(57)【要約】【課題】縦縞状のノイズを低減し得る光電変換装置を提供する。【解決手段】複数の画素が複数の列をなすように配列された画素アレイと、前記画素アレイにおける前記複数の列に対応して設けられ、前記画素から信号を読み出す複数の列読み出し回路が配列された読み出し部と、を備え、前記複数の列読み出し回路の各々は、参照電圧線から供給される参照電圧を保持する保持部と、前記保持部に保持された前記参照電圧を基準として前記画素から出力された信号を増幅する増幅部と、前記増幅部が前記画素から出力された信号を増幅する際に、前記参照電圧線と前記保持部とを電気的に非接続とするスイッチ部と、を含み、第１の列読み出し回路の前記保持部と、前記第１の列読み出し回路とは異なる第２の列読み出し回路の前記保持部とが、前記スイッチ部とは別の経路で電気的に接続される。【選択図】図１
2018186329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素が複数の列をなすように配列された画素アレイと、
前記画素アレイにおける前記複数の列に対応して設けられ、前記画素から信号を読み出す複数の列読み出し回路が配列された読み出し部と、
を備え、
前記複数の列読み出し回路の各々は、
参照電圧線から供給される参照電圧を保持する保持部と、
前記保持部に保持された前記参照電圧を基準として前記画素から出力された信号を増幅する増幅部と、
前記増幅部が前記画素から出力された信号を増幅する際に、前記参照電圧線と前記保持部とを電気的に非接続とするスイッチ部と、
を含み、
第１の列読み出し回路の前記保持部と、前記第１の列読み出し回路とは異なる第２の列読み出し回路の前記保持部とが、前記スイッチ部とは別の経路で電気的に接続される、
ことを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
前記第１の列読み出し回路の前記保持部と前記第２の列読み出し回路の前記保持部とは、配線により接続されていることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項３】
第１の主電極及び第２の主電極を有する接続トランジスタを更に含み、
前記第１の列読み出し回路の前記保持部は、前記接続トランジスタの第１の主電極に接続され、前記第２の列読み出し回路の前記保持部は、前記接続トランジスタの第２の主電極に接続され、
前記接続トランジスタがオン状態になることにより、前記第１の列読み出し回路の前記保持部と、前記第２の列読み出し回路の前記保持部とが電気的に接続する
ことを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記第１の列読み出し回路に対応する列と前記第２の列読み出し回路に対応する列とは互いに隣接することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光電変換装置。
【請求項５】
前記第１の列読み出し回路に対応する列と前記第２の列読み出し回路に対応する列とは互いに隣接しないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光電変換装置。
【請求項６】
前記画素アレイの列の個数をｎとしたとき、
前記第１の列読み出し回路の前記保持部と接続される前記保持部の個数は、前記第１の列読み出し回路の前記保持部及び前記第２の列読み出し回路の前記保持部を含めて、２個以上、かつ、（ｎ／１００）個以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光電変換装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光電変換装置と、
前記光電変換装置から出力される信号を処理する信号処理部と
を備えることを特徴とする撮像システム。
【請求項８】
移動体であって、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光電変換装置と、
前記光電変換装置からの信号に基づく視差画像から、対象物までの距離情報を取得する距離情報取得手段と、
前記距離情報に基づいて前記移動体を制御する移動体制御手段と
を備えることを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、行方向及び列方向に配列された複数の画素と、列ごとに設けられた読み出し回路とを備える光電変換装置が開示されている。読み出し回路には、外部から入力される参照電圧を保持する保持部と、参照電圧が入力される演算増幅部とが設けられている。また、読み出し回路は、演算増幅部が画素から出力された信号を増幅する際に外部と保持部との間を電気的に遮断するスイッチ部を備えている。特許文献１によれば、参照電圧の時間的変動を抑えることができるため、参照電圧の外乱ノイズに起因して画像に現れる横縞状のランダムノイズを低減できる旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−８５９９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の図６のように列ごとに保持部が設けられている場合において、保持部を構成するホールド容量の周辺の回路にリークが存在すると、ホールド容量に保持された参照電圧が読み出し期間中に変動し得る。複数の列の間で参照電圧が異なる状態で読み出しが行われると、取得される画像に縦縞状のノイズが生じ得る。
【０００５】
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、縦縞状のノイズを低減し得る光電変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一観点によれば、複数の画素が複数の列をなすように配列された画素アレイと、前記画素アレイにおける前記複数の列に対応して設けられ、前記画素から信号を読み出す複数の列読み出し回路が配列された読み出し部と、を備え、前記複数の列読み出し回路の各々は、参照電圧線から供給される参照電圧を保持する保持部と、前記保持部に保持された前記参照電圧を基準として前記画素から出力された信号を増幅する増幅部と、前記増幅部が前記画素から出力された信号を増幅する際に、前記参照電圧線と前記保持部とを電気的に非接続とするスイッチ部と、を含み、第１の列読み出し回路の前記保持部と、前記第１の列読み出し回路とは異なる第２の列読み出し回路の前記保持部とが、前記スイッチ部とは別の経路で電気的に接続される、ことを特徴とする光電変換装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
縦縞状のノイズを低減し得る光電変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光電変換装置の回路構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る光電変換装置のタイミングチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態に係る光電変換装置の回路構成図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る光電変換装置の回路構成図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る撮像システムのブロック図である。
【図６】本発明の第５実施形態に係る撮像システム及び移動体のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る光電変換装置の回路構成図である。光電変換装置は、画素アレイ１０、読み出し部２０、水平転送回路３０、垂直走査回路４０及び水平走査回路５０を備える。
【００１０】
画素アレイ１０は、複数の行及び複数の列をなすように配列された複数の画素ＰＸを含む。図１には、説明の簡略化のために、画素ＰＸが２行４列の行列状に配された画素アレイ１０を示しているが、行及び列の個数は特に限定されるものではない。また、図１には説明の便宜上、行番号をｍ、列番号をｎとして、各画素にＰＸｍｎの符号を付記している（ｍ及びｎは自然数）。例えば、第１行第２列に位置する画素ＰＸはＰＸ１２と表記している。
【００１１】
各画素ＰＸの回路構成を説明する。画素ＰＸは、光電変換素子１１、転送トランジスタ１２、リセットトランジスタ１３、増幅トランジスタ１４及び選択トランジスタ１５を備える。光電変換素子１１は、例えばフォトダイオードである。光電変換素子１１のアノードは接地されており、光電変換素子１１のカソードは転送トランジスタ１２のソースに接続されている。転送トランジスタ１２のドレインはリセットトランジスタ１３のソース及び増幅トランジスタ１４のゲートに接続されている。転送トランジスタ１２のドレイン、リセットトランジスタ１３のソース及び増幅トランジスタ１４のゲートの接続ノードは、フローティングディフュージョン領域（以下、「ＦＤ領域」と表記する）を構成する。リセットトランジスタ１３のドレイン及び増幅トランジスタ１４のドレインは、電源電圧ＶＤＤを供給する電源電圧線に接続されている。増幅トランジスタ１４のソースは、選択トランジスタ１５のドレインに接続されている。
【００１２】
なお、トランジスタのソースとドレインの呼称は、トランジスタの導電型や着目する機能等に応じて異なることがあり、上述のソースとドレインとは逆の名称で呼ばれることもある。また、ソースとドレインは、総称として主電極と呼ばれることもある。
【００１３】
画素アレイ１０の各列には、列方向に延在する垂直出力線１６がそれぞれ配されている。垂直出力線１６は、列方向に並ぶ複数の画素ＰＸの選択トランジスタ１５のソースにそれぞれ接続されており、同一列の画素ＰＸに対し共通の信号線をなしている。垂直出力線１６には、不図示の電流源が接続されている。これにより、増幅トランジスタ１４及び電流源は、ＦＤ領域の電位に応じた電圧を垂直出力線１６に出力させるソースフォロワ回路を構成する。
【００１４】
画素アレイ１０の各行には、行方向に延在する複数の制御信号線がそれぞれ配されている。それぞれの制御信号線は、行方向に並ぶ画素ＰＸｍｎに共通の制御信号線をなしており、垂直走査回路４０に接続されている。それぞれの制御信号線は、制御信号Ｐ１を伝送するリセット信号線、制御信号Ｐ２を伝送する転送信号線及び制御信号Ｐ３を伝送する行選択信号線を含む。垂直走査回路４０は、転送信号線を介して、対応する行の転送トランジスタ１２のゲートに制御信号Ｐ２を出力する。また、垂直走査回路４０は、リセット信号線を介して、対応する行のリセットトランジスタ１３のゲートに制御信号Ｐ１を出力する。また、垂直走査回路４０は、選択信号線を介して、対応する行の選択トランジスタ１５のゲートに制御信号Ｐ３を出力する。
【００１５】
読み出し部２０は、画素アレイ１０の各列に対応して設けられた列読み出し回路Ｒを有する。図１には説明の便宜上、列番号をｎとして、各列読み出し回路にＲｎの符号を付記している。例えば、第１列に位置する列読み出し回路ＲはＲ１と表記している。
【００１６】
各列読み出し回路Ｒの回路構成を説明する。列読み出し回路Ｒは、クランプ容量２１、遮断トランジスタ２２、参照電圧保持容量２３、演算増幅器２４、帰還容量２５、クランプトランジスタ２６、サンプルホールドトランジスタ（ＳＨトランジスタ）２７、サンプルホールド容量（ＳＨ容量）２８を備える。各列読み出し回路Ｒには、行方向に延在する複数の制御信号線及び１つの参照電圧線が配されている。複数の制御信号線には、光電変換装置の外部の制御部等から制御信号Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６が供給される。参照電圧線には、当該制御部等から参照電圧Ｖ１が供給される。
【００１７】
各列の垂直出力線１６は、対応する列の列読み出し回路Ｒのクランプ容量２１の一端に接続されている。クランプ容量２１の他端は、演算増幅器２４の反転入力端子、帰還容量２５の一端及びクランプトランジスタ２６の一方の主電極に接続されている。帰還容量２５の他端及びクランプトランジスタ２６の他方の主電極は、演算増幅器２４の出力端子に接続されている。クランプトランジスタ２６のゲートには制御信号線を介して制御信号Ｐ４が入力されている。
【００１８】
演算増幅器２４の非反転入力端子は、参照電圧保持容量２３の一端及び遮断トランジスタ２２の一方の主電極に接続されている。参照電圧保持容量２３の他端は接地されている。遮断トランジスタ２２の他方の主電極には参照電圧線から参照電圧Ｖ１が供給される。遮断トランジスタ２２のゲートには制御信号線から制御信号Ｐ５が入力される。なお、参照電圧保持容量２３の他端は、電位が固定されている低インピーダンスの配線に接続されていればよく、その電位は接地電位に限られない。例えば、参照電圧保持容量２３の他端は、電源電位が供給される配線に接続されていてもよい。参照電圧保持容量２３は、参照電圧線から供給される参照電圧Ｖ１を保持する保持部としての機能を有する。演算増幅器２４は、参照電圧保持容量２３に保持された参照電圧Ｖ１を基準として画素ＰＸから出力された信号を増幅する増幅部としての機能を有する。遮断トランジスタ２２は、演算増幅器２４が画素ＰＸから出力された信号を増幅する際に、参照電圧線と参照電圧保持容量２３とを電気的に非接続とするスイッチ部としての機能を有する。
【００１９】
また、第１列の列読み出し回路Ｒ１の参照電圧保持容量２３の一端は、隣接する第２列の列読み出し回路Ｒ２の参照電圧保持容量２３の一端と配線Ｗで接続されている。また、第２列の列読み出し回路Ｒ２の参照電圧保持容量２３の一端は、更に、隣接する第３列の列読み出し回路Ｒ３の参照電圧保持容量２３の一端とも配線Ｗで接続されている。このようにして、本実施形態の例では、すべての列の参照電圧保持容量２３の一端が遮断トランジスタ２２とは別の経路である配線Ｗで接続されている。隣接する列の参照電圧保持容量２３を配線Ｗで接続することにより低いインピーダンスでの接続が可能であり、接続された参照電圧保持容量２３の電位を同一に近づけることができる。
【００２０】
なお、すべての列の参照電圧保持容量２３の一端が接続されていることは必須ではない。少なくとも、ある１つの列読み出し回路（第１の列読み出し回路）の参照電圧保持容量２３と、第１の列読み出し回路とは異なる他の列読み出し回路（第２の列読み出し回路）の参照電圧保持容量２３とが接続されていればよい。
【００２１】
図１では互いに隣接する列の参照電圧保持容量２３同士が接続されているが、互いに隣接する列の参照電圧保持容量２３同士を接続せず、離れた列の参照電圧保持容量２３同士を接続する構成であってもよい。この構成例については第３実施形態において述べる。
【００２２】
演算増幅器２４の出力端子は、更に、ＳＨトランジスタ２７の一方の主電極に接続されている。ＳＨトランジスタ２７の他方の主電極には、ＳＨ容量２８の一端が接続されている。ＳＨトランジスタ２７のゲートには制御信号線から制御信号Ｐ６が入力される。ＳＨ容量２８の他端は接地されている。ＳＨトランジスタ２７及びＳＨ容量２８は、サンプルホールド回路を構成する。
【００２３】
水平転送回路３０は、各列の列読み出し回路Ｒに対応して配された水平転送トランジスタ３１と、水平転送線３２と、トランジスタ３３と、差動増幅器３４とを有する。各水平転送トランジスタ３１の一方の主電極は、対応する列の列読み出し回路ＲのＳＨ容量２８の一端に接続される。各水平転送トランジスタ３１の他方の主電極は、水平転送線３２に接続される。各列の水平転送トランジスタ３１のゲートには、水平走査回路５０から出力された制御信号Ｈｎ（ｎは列番号）が入力される。水平転送線３２は、差動増幅器３４の非反転入力端子及びトランジスタ３３の一方の主電極に接続される。差動増幅器３４の反転入力端子と出力端子は接続されており、差動増幅器３４は、水平転送線３２の電位を出力信号ＯＵＴとして出力させるボルテージフォロワを構成している。トランジスタ３３の他方の主電極には外部の制御部等からリセット電圧Ｖ２が入力される。トランジスタ３３のゲートには、外部の制御部等から制御信号Ｐ７が入力される。制御信号Ｐ７に応じてトランジスタ３３がオンになると、水平転送線３２がリセット電圧Ｖ２にリセットされる。
【００２４】
図２は、第１実施形態に係る光電変換装置のタイミングチャートである。図２を参照しつつ、光電変換装置の１行分の読み出し動作を説明する。時刻Ｔ１の直前において、制御信号Ｐ５はハイレベルであり、遮断トランジスタ２２はオン状態となっている。これにより、参照電圧保持容量２３は、参照電圧Ｖ１でリセットされている。同時刻において、制御信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ６はいずれもローレベルであり、リセットトランジスタ１３、転送トランジスタ１２、選択トランジスタ１５、クランプトランジスタ２６及びＳＨトランジスタ２７はいずれもオフ状態となっている。
【００２５】
時刻Ｔ１において、制御信号Ｐ５はローレベルになり、遮断トランジスタ２２はオフになる。これにより、参照電圧線と参照電圧保持容量２３とが電気的に非接続となり、参照電圧保持容量２３には参照電圧Ｖ１が保持される。
【００２６】
時刻Ｔ２において、制御信号Ｐ１、Ｐ３がハイレベルになり、リセットトランジスタ１３及び選択トランジスタ１５はオンになる。これにより、ＦＤ領域が電源電圧ＶＤＤによりリセットされ、ＦＤ領域のリセット状態に基づく電圧が垂直出力線１６に出力される。また、同時刻において、制御信号Ｐ４がハイレベルになり、クランプトランジスタ２６もオンになる。これにより、演算増幅器２４の反転入力端子と出力端子が接続され、ボルテージフォロワの回路となる。したがって、演算増幅器２４の反転入力端子と出力端子のノードは、参照電圧Ｖ１にリセットされる。
【００２７】
時刻Ｔ３において、制御信号Ｐ１はローレベルになり、リセットトランジスタ１３はオフになる。これにより、ＦＤ領域がフローティング状態となる。時刻Ｔ４において、制御信号Ｐ３、Ｐ４がローレベルになり、選択トランジスタ１５及びクランプトランジスタ２６はオフになる。このとき、クランプ容量２１にはＦＤ領域のリセット状態に基づく電圧がクランプされる。また、演算増幅器２４の出力は、帰還容量２５を介して反転入力端子に帰還される。以上により、演算増幅器２４、クランプ容量２１及び帰還容量２５は、参照電圧Ｖ１を基準として、クランプ容量２１の帰還容量２５に対する容量比に応じた利得での増幅動作を行う。
【００２８】
時刻Ｔ５において、制御信号Ｐ２、Ｐ３がハイレベルになり、転送トランジスタ１２及び選択トランジスタ１５はオンになる。これにより、所定の露光期間内に光電変換素子１１に蓄積された電荷がＦＤ領域に転送される。このときのＦＤ領域の電位の変化により、垂直出力線１６に生じる電圧は、入射光により生じた電荷に基づくＦＤ領域の電位変化がリセット状態の電圧に重畳したものとなる。クランプ容量２１にはＦＤ領域のリセット状態に基づく電圧がクランプされているので、リセット状態の成分がキャンセルされ、演算増幅器２４では、入射光に相当する光信号電圧に対して増幅動作が行われる。
【００２９】
時刻Ｔ６において、制御信号Ｐ２がローレベルになり、転送トランジスタ１２はオフになる。これにより電荷の転送が終了する。時刻Ｔ７において、制御信号Ｐ３がローレベルになり、選択トランジスタ１５はオフになる。このとき、画素ＰＸと垂直出力線１６との電気的接続が解除される。
【００３０】
時刻Ｔ８から時刻Ｔ９の期間において、制御信号Ｐ６が一時的にハイレベルになり、ＳＨトランジスタ２７はオン状態になる。これにより、演算増幅器２４から出力される信号がＳＨ容量２８に保持される。時刻Ｔ１０において、制御信号Ｐ５がハイレベルになり、遮断トランジスタ２２はオンになる。これにより、参照電圧保持容量２３は、再び参照電圧Ｖ１でリセットされる。
【００３１】
以上の動作により、１行分の画素ＰＸからの信号が読み出され、ＳＨ容量２８に保持される。以降、図２には不図示であるが、制御信号Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、…が順次ハイレベルになり、水平転送トランジスタ３１が順次オンになる。これにより、各列のＳＨ容量２８に保持されている信号が、出力信号ＯＵＴとして、光電変換装置の外部にシリアルに出力される。
【００３２】
本実施形態では、各列の列読み出し回路Ｒの参照電圧保持容量２３は配線Ｗにより電気的に接続されている。参照電圧保持容量２３の周辺の回路にリークが存在する場合、参照電圧保持容量２３に保持された参照電圧Ｖ１が読み出し期間中に変動し得る。複数の列の間で参照電圧Ｖ１が異なる状態で読み出しが行われると、取得される画像に縦縞状のノイズが生じ得る。リークに起因する列読み出し回路Ｒからの出力電圧の変化ΔＶは、以下の式１のように表される。
【数１】
2018186329.tif 000003
【００３３】
ここで、ＩＬは、リーク電流である。Ｔは、参照電圧Ｖ１が保持され、その後、読み出しが完了するまでの時間である。図２に示す例においては、Ｔは、時刻Ｔ１から時刻Ｔ９までの時間に相当する。Ｇは、列読み出し回路Ｒの利得であり、クランプ容量２１の帰還容量２５に対する容量比に応じた値となる。ｋは、参照電圧保持容量２３が電気的に接続されている個数である。Ｃは、参照電圧保持容量２３の容量値である。
【００３４】
式１から理解されるように、出力電圧の変化ΔＶは、接続される参照電圧保持容量２３の個数に反比例する。したがって、特許文献１の図６のような各列の参照電圧保持容量２３が接続されていない場合（式１においてｋ＝１）に比べ、本実施形態の構成では、出力電圧の変化ΔＶが小さくなる。そのため、本実施形態によれば縦縞状のノイズを低減し得る光電変換装置を提供することができる。また、本実施形態の光電変換装置は、製造上の要因により参照電圧保持容量２３の周辺の回路に軽微なリークが存在した場合であっても画質に与える影響が小さく、不良とはなりにくいため、歩留まりを向上させることができる。
【００３５】
なお、式１によれば接続される参照電圧保持容量２３の個数ｋは大きければ大きいほど、出力電圧の変化ΔＶを小さくすることができる。しかしながら、被写体のコントラストが大きい場合のように、水平方向（図１における横方向）に信号のレベルが大きく異なる場合には、演算増幅器２４の消費電流、動作状態等が列ごとに大きく異なることがある。このような場合には、演算増幅器２４の消費電流、動作状態等の列ごとの違いによる影響が周囲の画素ＰＸにクロストークすることがある。また、接続される参照電圧保持容量２３の個数ｋを大きくし過ぎるとクロストークの影響が顕著になる。クロストークの影響を十分に小さくするためには、接続される参照電圧保持容量２３の個数ｋを、画素アレイ１０の列の個数をｎとしたとき、（ｎ/１００）個以下とすることが望ましい。また、上述のリークによるノイズを低減する効果を得るためには少なくとも２個の参照電圧保持容量２３が接続される必要がある。これらを考慮すると、接続される参照電圧保持容量２３の個数ｋは、２個以上、かつ、（ｎ／１００）個以下であることが望ましい。
【００３６】
図１に示された回路構成では遮断トランジスタ２２は列読み出し回路Ｒのそれぞれに設けられているが、他の行から配線を経由して参照電圧Ｖ１を印加できるよう構成されていれば、一部の行の遮断トランジスタ２２を省略してもよい。また、列読み出し回路Ｒに用いられる回路は演算増幅器２４を用いるものに限定されるものではなく、参照電圧が入力され得るものであれば、他の構成の増幅器であってもよい。例えば、演算増幅器２４はコンパレータであってもよい。
【００３７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る光電変換装置を、図３を参照して説明する。図３は、第２実施形態に係る光電変換装置の構成図である。本実施形態において、第１実施形態と異なる部分は参照電圧保持容量２３が接続トランジスタ２９を介して隣接する列の参照電圧保持容量２３と接続されている点である。その他の点については、第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００３８】
各列の列読み出し回路Ｒは、接続トランジスタ２９を更に備える。列読み出し回路Ｒ１の接続トランジスタ２９の一方の主電極（第１の主電極）は、列読み出し回路Ｒ１の参照電圧保持容量２３に接続されている。列読み出し回路Ｒ１の接続トランジスタ２９の他方の主電極（第２の主電極）は、列読み出し回路Ｒ２の参照電圧保持容量２３に接続されている。他の列についても同様に、接続トランジスタ２９を介して隣接する列の参照電圧保持容量２３同士が接続されている。接続トランジスタ２９のゲートには、制御信号Ｐ８が入力される。制御信号Ｐ８がハイレベルである場合には、接続トランジスタ２９がオン状態であり、隣接する列の参照電圧保持容量２３同士が電気的に接続される。また、制御信号Ｐ８がローレベルである場合には、接続トランジスタ２９がオフ状態であり、隣接する列の参照電圧保持容量２３同士が電気的に非接続となる。
【００３９】
接続トランジスタ２９をオンにするか否かは参照電圧保持容量２３の周辺の回路にリークが存在するか否かに基づいて決定することができる。リークが存在するか否かの判断は、例えば、光電変換装置の出荷検査又は調整工程の結果に基づいて行うことができる。参照電圧保持容量２３の周辺の回路にリークが存在すると判断された場合には、制御信号Ｐ８をハイレベルに維持して隣接する列の参照電圧保持容量２３同士を電気的に接続とさせることにより、ノイズを低減させることができる。また、リークがないと判断された場合は、制御信号Ｐ８をローレベルに維持して隣接する列の参照電圧保持容量２３同士を電気的に非接続とすることにより、クロストークの影響を低減させることができる。このように本実施形態では、接続トランジスタ２９を設けることにより、リークの有無に応じて隣接する列の参照電圧保持容量２３同士を電気的に接続させるか否かを変更することができ、より効果的にノイズを低減することができる。
【００４０】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る光電変換装置を、図４を参照して説明する。図４は、第３実施形態に係る光電変換装置の構成図である。本実施形態において、第２実施形態と異なる部分は、ある列の参照電圧保持容量２３が、隣接する列の参照電圧保持容量２３とは接続されておらず、その次の列の参照電圧保持容量２３と接続トランジスタ２９を介して接続されている点である。その他の点については、第２実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００４１】
列読み出し回路Ｒ１の接続トランジスタ２９の一方の主電極は、列読み出し回路Ｒ１の参照電圧保持容量２３に接続されており、列読み出し回路Ｒ１の接続トランジスタ２９の他方の主電極は、列読み出し回路Ｒ３の参照電圧保持容量２３に接続されている。列読み出し回路Ｒ２の接続トランジスタ２９の一方の主電極は、列読み出し回路Ｒ２の参照電圧保持容量２３に接続されており、列読み出し回路Ｒ２の接続トランジスタ２９の他方の主電極は、列読み出し回路Ｒ４の参照電圧保持容量２３に接続されている。このように、接続トランジスタ２９を介して、隣接する列以外の列の参照電圧保持容量２３同士が接続されている。
【００４２】
このように、隣接する列以外の列の参照電圧保持容量２３同士を電気的に接続可能な構成とすることにより、隣接列間のクロストークの影響が低減され、クロストークの影響によるノイズが生じにくくなる。なお、図４においては、１列おきに参照電圧保持容量２３同士が接続され得る構成となっているが、２列以上空けて参照電圧保持容量２３同士が接続され得る構成としてもよい。
【００４３】
［第４実施形態］
次に、上述の実施形態による固体撮像装置を適用した装置の例を説明する。図５は、本実施形態による撮像システム５００の構成を示すブロック図である。図５に示す固体撮像装置４００は、上述の第１乃至第３実施形態で述べた光電変換装置のいずれかを用いた固体撮像装置である。固体撮像装置４００が適用可能な撮像システム５００としては、例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルカムコーダー、監視カメラなどが挙げられる。図５に、上述の実施形態に記載の固体撮像装置４００を適用したデジタルスチルカメラの構成例を示す。
【００４４】
図５に例示した撮像システム５００は、固体撮像装置４００、被写体の光学像を固体撮像装置４００に結像させるレンズ５０２、レンズ５０２を通過する光量を可変にするための絞り５０４、レンズ５０２の保護のためのバリア５０６を有する。レンズ５０２及び絞り５０４は、固体撮像装置４００に光を集光する光学系である。
【００４５】
撮像システム５００は、また、固体撮像装置４００から出力される出力信号の処理を行う信号処理部５０８を有する。信号処理部５０８は、必要に応じて入力信号に対して各種の補正、圧縮を行って出力する信号処理の動作を行う。信号処理部５０８は、固体撮像装置４００より出力される出力信号に対してＡＤ（Analog-to-Digital）変換処理を実施する機能を備えていてもよい。この場合、固体撮像装置４００の内部には、必ずしもＡＤ変換回路を有する必要はない。
【００４６】
撮像システム５００は、更に、画像データを一時的に記憶するためのバッファメモリ部５１０、外部コンピュータ等と通信するための外部インターフェース部（外部Ｉ／Ｆ部）５１２を有する。更に撮像システム５００は、撮像データの記録又は読み出しを行うための半導体メモリ等の記録媒体５１４、記録媒体５１４に記録又は読み出しを行うための記録媒体制御インターフェース部（記録媒体制御Ｉ／Ｆ部）５１６を有する。なお、記録媒体５１４は、撮像システム５００に内蔵されていてもよく、着脱可能であってもよい。
【００４７】
更に撮像システム５００は、各種演算を行うとともにデジタルスチルカメラ全体を制御する全体制御・演算部５１８、固体撮像装置４００と信号処理部５０８に各種タイミング信号を出力するタイミング発生部５２０を有する。ここで、タイミング信号などは外部から入力されてもよく、撮像システム５００は、少なくとも固体撮像装置４００と、固体撮像装置４００から出力された出力信号を処理する信号処理部５０８とを有すればよい。全体制御・演算部５１８及びタイミング発生部５２０は、上述の実施形態における制御信号の生成、参照電圧の生成等の光電変換装置の制御に関する機能の一部又は全部を実行するように構成してもよい。
【００４８】
固体撮像装置４００は、画像用信号を信号処理部５０８に出力する。信号処理部５０８は、固体撮像装置４００から出力される画像用信号に対して所定の信号処理を実施し、画像データを出力する。また、信号処理部５０８は、画像用信号を用いて、画像を生成する。
【００４９】
第１乃至第３実施形態による光電変換装置を用いた固体撮像装置４００を含んで撮像システムを構成することにより、ノイズがより低減された撮像システムを実現することができる。
【００５０】
［第５実施形態］
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、本実施形態による撮像システム６００及び移動体の構成を示す図である。図６（ａ）は、車戴カメラに関する撮像システム６００の一例を示したものである。撮像システム６００は、固体撮像装置４００を有する。固体撮像装置４００は、上述の第１乃至第３実施形態のいずれかに記載の光電変換装置を用いた固体撮像装置である。撮像システム６００は、固体撮像装置４００により取得された複数の画像データに対し、画像処理を行う画像処理部６１２と、撮像システム６００により取得された複数の画像データから視差（視差画像の位相差）の算出を行う視差算出部６１４を有する。また、撮像システム６００は、算出された視差に基づいて対象物までの距離を算出する距離計測部６１６と、算出された距離に基づいて衝突可能性があるか否かを判定する衝突判定部６１８と、を有する。ここで、視差算出部６１４や距離計測部６１６は、対象物までの距離情報を取得する距離情報取得手段の一例である。すなわち、距離情報とは、視差、デフォーカス量、対象物までの距離等に関する情報である。衝突判定部６１８はこれらの距離情報のいずれかを用いて、衝突可能性を判定してもよい。距離情報取得手段は、専用に設計されたハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアモジュールによって実現されてもよい。また、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等によって実現されてもよいし、これらの組合せによって実現されてもよい。
【００５１】
撮像システム６００は、車両情報取得装置６２０と接続されており、車速、ヨーレート、舵角などの車両情報を取得することができる。また、撮像システム６００には、衝突判定部６１８での判定結果に基づいて、車両に対して制動力を発生させる制御信号を出力する制御装置である制御ＥＣＵ６３０が接続されている。すなわち、制御ＥＣＵ６３０は、距離情報に基づいて移動体を制御する移動体制御手段の一例である。また、撮像システム６００は、衝突判定部６１８での判定結果に基づいて、ドライバーへ警報を発する警報装置６４０とも接続されている。例えば、衝突判定部６１８の判定結果として衝突可能性が高い場合、制御ＥＣＵ６３０はブレーキをかける、アクセルを戻す、エンジン出力を抑制するなどして衝突を回避、被害を軽減する車両制御を行う。警報装置６４０は音等の警報を鳴らす、カーナビゲーションシステムなどの画面に警報情報を表示する、シートベルトやステアリングに振動を与えるなどしてユーザに警告を行う。
【００５２】
本実施形態では、車両の周囲、例えば前方又は後方を撮像システム６００で撮像する。図６（ｂ）に、車両前方（撮像範囲６５０）を撮像する場合の撮像システム６００を示した。車両情報取得装置６２０は、撮像システム６００を動作させ撮像を実行させるように指示を送る。第１乃至第３実施形態による光電変換装置を用いた固体撮像装置４００を含む本実施形態の撮像システム６００は、測距の精度をより向上させることができる。
【００５３】
以上の説明では、他の車両と衝突しないように制御する例を述べたが、他の車両に追従して自動運転する制御、車線からはみ出さないように自動運転する制御等にも適用可能である。更に、撮像システムは、自車両等の車両に限らず、例えば、船舶、航空機あるいは産業用ロボットなどの移動体（移動装置）に適用することができる。加えて、移動体に限らず、高度道路交通システム（ＩＴＳ）等、広く物体認識を利用する機器に適用することができる。
【００５４】
［その他の実施形態］
なお、上述の実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。例えば、いずれかの実施形態の一部の構成を、他の実施形態に追加した実施形態、あるいは他の実施形態の一部の構成と置換した実施形態も本発明を適用し得る実施形態であると理解されるべきである。
【００５５】
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読み出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１０  画素アレイ
２０  読み出し部
２２  遮断トランジスタ
２３  参照電圧保持容量
２４  演算増幅器
ＰＸ  画素
Ｒ    列読み出し回路
Ｖ１  参照電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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