(57)【要約】【課題】  複数の垂直出力線を用いて、複数の画素の信号を並行して読み出し可能な撮像装置における信号精度の低下を低減する。【解決手段】  増幅トランジスタの出力ノードが電気的に接続された出力線と、増幅トランジスタのゲートとの間に、増幅トランジスタの出力ノードが接続された配線を有する撮像装置である。【選択図】  図３
2018201078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換部と、前記光電変換部の信号が入力されるゲートを備えるとともに、前記ゲートの電位に基づく信号を出力ノードから出力する増幅トランジスタとを各々が有する複数の画素と、
前記複数の画素のうちの一部の画素の各々の前記出力ノードが電気的に接続された第１出力線と、
前記複数の画素のうちの他の一部の画素の各々の前記出力ノードが電気的に接続された第２出力線と、
前記第１出力線に接続された画素の前記増幅トランジスタの前記ゲートの少なくとも一部よりも上部に設けられ、前記出力ノードが接続された配線を有する第１配線層と、
前記第１配線層よりも上部に設けられ、前記第２出力線を有する第２配線層と、を有し、
平面視において、前記ゲートの少なくとも一部と、前記配線と、前記第２出力線とが重なることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記複数の画素の各々は、前記光電変換部と前記ゲートとに接続された転送トランジスタをさらに有し、
前記転送トランジスタと前記ゲートは、前記転送トランジスタのゲートおよび前記ゲートとは異なる高さに配された第２配線を介して接続されており、
前記配線と前記第２配線が、同一の配線層に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記複数の画素の各々は、前記増幅トランジスタに接続されたトランジスタをさらに有し、
前記トランジスタを制御する信号を伝送する制御線と、前記ゲートとの間に、前記配線が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記トランジスタが、前記光電変換部と前記ゲートとに接続された転送トランジスタであることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記トランジスタが、前記ゲートに接続されたリセットトランジスタであることを特徴とする請求項３または４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記トランジスタが、前記出力ノードと前記第１出力線とに接続された選択トランジスタであることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記複数の画素の各々が、
１つのマイクロレンズに対応して配された複数の光電変換部と、
前記複数の光電変換部の一部の光電変換部の信号が入力される第２ゲートを備える第２増幅トランジスタとを有し、
前記ゲートには前記複数の光電変換部の他の一部の光電変換部の信号が入力され、
前記一部の画素の各々の前記第２増幅トランジスタの出力ノードが電気的に接続された第３出力線と、
前記他の一部の画素の各々の前記第２増幅トランジスタの出力ノードが電気的に接続された第４出力線と、
前記第３出力線に接続された画素の前記第２ゲートと前記第４出力線との間の、前記第４出力線とは絶縁層によって隔てられた配線層における前記第２ゲートの少なくとも一部の上部に位置する領域に、前記出力ノードが接続された第２配線をさらに有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記光電変換部が、第１面と前記第１面とは反対側の面の第２面とを備える半導体基板に形成されており、
前記第１面に光が入射し、
前記第２面の表面に前記ゲートが形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記一部の画素と、前記他の一部の画素が、同じ列に配された画素であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記一部の画素には、第１色のカラーフィルタが配されており、
前記他の一部の画素には、前記第１色とは別の第２色のカラーフィルタが配されていることを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記一部の画素と、前記他の一部の画素が、異なる列に配された画素であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の撮像装置と、前記撮像装置が出力する信号を処理することによって画像を生成する信号処理部とを有することを特徴とする撮像システム。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の撮像装置と、
前記撮像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、を有する移動体であって、
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をさらに有す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、撮像装置、撮像システム、移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
光電変換部と、光電変換部の電荷に基づく信号を保持する浮遊拡散部と、浮遊拡散部の電位に基づく信号を垂直出力線に出力する増幅部とを備える画素が複数行および複数列に渡って配された撮像装置が知られている。撮像装置の単位時間当たりの信号出力数を増加させるため、特許文献１のように、１つの画素列に対して、複数の垂直出力線が配された撮像装置が知られている。この撮像装置によれば、第１行の画素が、第１の垂直出力線に信号を出力している期間に、第２行の画素が第２の垂直出力線に信号を出力する。これにより、複数行の画素を走査する垂直走査期間を短縮することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−５０４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
第１画素の増幅部が第１垂直出力線に信号を出力している期間に、第２画素の増幅トランジスタの入力ノードが電荷を保持している。この時、第１垂直出力線と第２画素の増幅トランジスタの入力ノードとの間の寄生容量に起因する容量性カップリングにより、第２画素の出力する信号が変動する。これにより、第２画素の信号精度が低下する課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、光電変換部と、前記光電変換部の信号が入力されるゲートを備えるとともに、前記ゲートの電位に基づく信号を出力ノードから出力する増幅トランジスタとを各々が有する複数の画素と、前記複数の画素のうちの一部の画素の各々の前記出力ノードが電気的に接続された第１出力線と、前記複数の画素のうちの他の一部の画素の各々の前記出力ノードが電気的に接続された第２出力線と、前記第１出力線に接続された画素の前記増幅トランジスタの前記ゲートの少なくとも一部よりも上部に設けられ、前記出力ノードが接続された配線を有する第１配線層と、前記第１配線層よりも上部に設けられ、前記第２出力線を有する第２配線層と、を有し、平面視において、前記ゲートの少なくとも一部と、前記配線と、前記第２出力線とが重なることを特徴とする撮像装置である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、複数の垂直出力線を用いて、複数の画素の信号を並行して読み出し可能な撮像装置において、第１垂直出力線と第２画素の増幅トランジスタの入力ノードとの間の寄生容量に起因する容量性カップリングが低減する。これにより、信号精度の低下が低減される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】撮像装置の構成を示した図
【図２】画素の等価回路図
【図３】画素の上面図
【図４】画素の断面図
【図５】画素のカラーフィルタ配置を示した図
【図６】画素の上面図
【図７】画素の上面図
【図８】画素の等価回路図
【図９】画素の上面図
【図１０】画素の上面図
【図１１】画素の断面図
【図１２】撮像システムの構成を示した図
【図１３】移動体の構成を示した図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら、各実施例を説明する。
【０００９】
（実施例１）
（撮像装置の構成）
図１は、本実施例の撮像装置の構成を示した図である。本実施例の撮像装置は、垂直出力線１０−１、１０−２、画素２０を有する。画素２０は、画素アレイ１００において、複数行および複数列に渡って配されている。垂直出力線１０−１、１０−２は、画素２０が配された１列に対して配されている。すなわち、１列の画素２０に対し、複数の垂直出力線が配されている。また、撮像装置は垂直走査回路１０１を有する。複数列に渡って配された１行の画素２０は、垂直走査回路１０１に対して１つの制御線３０を介して接続されている。垂直走査回路１０１は、画素２０の蓄積期間を制御する。
【００１０】
撮像装置は、列回路部１０２、水平走査回路１０３、出力回路１０４を有する。列回路部１０２は、複数の列回路を備えている。複数の列回路のうちの一の列回路は、垂直出力線１０−１に対応して配され、別の一の列回路は、垂直出力線１０−２に対応して配されている。複数の列回路の各々は、画素２０から垂直出力線１０−１、１０−２に出力された信号を処理した信号を、出力回路１０４に出力する。この処理とは、例えばＡＤ変換、増幅などがある。
【００１１】
水平走査回路１０３は、列回路部１０２が備える複数の列回路を順次選択する。これより、複数の列回路の各々が保持した信号が、順次、出力回路１０４に出力される。出力回路１０４は、撮像装置の外部に信号を出力する。出力回路１０４の出力する信号は、撮像装置が出力する信号である。
【００１２】
撮像装置は、制御回路１０５をさらに有する。制御回路１０５は、垂直走査回路１０１、列回路部１０２、水平走査回路１０３のそれぞれに対し、駆動信号を供給する駆動線を介して接続されている。
【００１３】
（画素の回路構成）
図２は、図１に示した画素２０のうち、２行２列の画素２０の回路を示した回路図である。以下の説明では、光電変換部であるフォトダイオードが蓄積する電荷が電子であるものとする。画素２０が備えるトランジスタは、すべてＮ型のトランジスタであるものとする。一方、フォトダイオードが蓄積する電荷を正孔としてもよく、この場合には、画素２０のトランジスタをＰ型トランジスタとしてもよい。つまり、信号として取り扱う電荷の極性に応じて、以下の説明で用いる導電型の規定を変更することができる。
【００１４】
画素２０は、光電変換部であるフォトダイオードＤ１と、転送トランジスタＭ１と、電荷変換部Ｃ１と、リセットトランジスタＭ３と、増幅トランジスタＭ４と、選択トランジスタＭ５とを有する。転送トランジスタＭ１は、電荷変換部Ｃ１、リセットトランジスタＭ３、増幅トランジスタＭ４が接続されたノードと、フォトダイオードＤ１との間の電気的経路に設けられている。リセットトランジスタＭ３と、増幅トランジスタＭ４には、電源電圧ＶＤＤが与えられている。選択トランジスタＭ５は、増幅トランジスタＭ４と列信号線１０との間の電気的経路に設けられている。増幅トランジスタＭ４は、選択トランジスタＭ５を介して、垂直出力線１０に電気的に接続されていると言える。電荷変換部Ｃ１は、半導体基板内に設けられた浮遊拡散容量と、転送トランジスタＭ１から当該浮遊拡散容量を介して増幅トランジスタＭ５に至る電気的経路の寄生容量を含む。
【００１５】
信号ＲＥＳ、信号Ｔｘ＿Ａ、信号ＳＥＬのそれぞれは、図１で示した垂直走査回路１０１から制御線３０を介して供給される信号である。図２では、各信号の末尾に、信号が供給される画素行を付して表している。例えば、信号ＲＥＳ（ｍ）は、ｍ行目の画素に供給される信号ＲＥＳであることを意味している。
【００１６】
垂直出力線１０−１，１０−２のそれぞれには、不図示の電流源が接続されている。信号ＳＥＬ（ｍ）がアクティブレベルとなることによって、ｍ行目の画素２０の選択トランジスタＭ５がオンする。これにより、ｍ行目の画素２０の増幅トランジスタＭ４に、電流源から電流が供給される。ｍ行目の画素２０では、電源電圧ＶＤＤと、増幅トランジスタＭ４と、垂直出力線１０−１に接続された不図示の電流源とによって、ソースフォロワ回路が形成される。このソースフォロワ回路が形成されることによって、増幅トランジスタＭ４は、電荷変換部Ｃ１の電位に基づく信号を、垂直出力線１０−１に、トランジスタＭ５を介して出力する。
【００１７】
また、信号ＳＥＬ（ｍ＋１）がアクティブレベルとなることによって、ｍ＋１行目の画素２０の選択トランジスタＭ５がオンする。これにより、ｍ＋１行目の増幅トランジスタＭ４に、電流源から電流が供給される。ｍ＋１行目の画素２０では、電源電圧ＶＤＤと、増幅トランジスタＭ４と、垂直出力線１０−２に接続された不図示の電流源とによって、ソースフォロワ回路が形成される。このソースフォロワ回路が形成されることによって、増幅トランジスタＭ４は、電荷変換部Ｃ１の電位に基づく信号を、垂直出力線１０−２に、トランジスタＭ５を介して出力する。
【００１８】
このように、ｍ行目の画素２０と、ｍ＋１行目の画素２０は、それぞれ異なる垂直出力線１０に接続されている。
【００１９】
（画素のレイアウト：上面図）
図３は、図２に示した画素２０と垂直出力線１０−１，１０−２のレイアウトを示した図である。図２に示した部材と同じ機能を奏する部材は、図２で付した符号と同じ符号が図３において付されている。
【００２０】
垂直出力線１０−１、１０−２のそれぞれの一部は、増幅トランジスタＭ４のゲート（入力ノード）の上部に位置している。増幅トランジスタＭ４のゲートと、垂直出力線１０−１、１０−２の間には、シールド配線６が設けられている。シールド配線６には、垂直出力線１０が延在する方向に沿って延在する接続配線１６が接続されている。接続配線１６は、増幅トランジスタＭ４と選択トランジスタＭ５とを接続する配線である。シールド配線６は、コンタクトＣＴ１によって、増幅トランジスタＭ４のソースに接続されている。よって、シールド配線６は、増幅トランジスタＭ４のソースの電位が与えられる。
【００２１】
垂直出力線１０−１が接続された画素２０では、平面視において、増幅トランジスタＭ４のゲートの少なくとも一部と、シールド配線６と、垂直出力線１０−２が重なっている。
【００２２】
垂直出力線１０−２が接続された画素２０では、平面視において、増幅トランジスタＭ４のゲートの少なくとも一部と、シールド配線６と、垂直出力線１０−１が重なっている。
【００２３】
なお、図３では、垂直出力線１０−１が接続された画素２０と、垂直出力線１０−２が接続された画素２０のいずれにおいても、増幅トランジスタＭ４のゲートの全てと、シールド配線６と、垂直出力線１０−１、１０−２が重なっている図を示している。
【００２４】
（画素のレイアウト：断面図）
図４は、図３に示したＡ−Ｂの線が通過する領域の断面図である。半導体基板６０の表面には、増幅トランジスタＭ４のゲートが設けられている。また、垂直出力線１０−１，１０−２の間にシールド配線６が設けられている。シールド配線６は、電荷変換部３の配線層と同一の高さの配線層に設けられている。
【００２５】
シールド配線６と増幅トランジスタＭ４のゲートとの間には、絶縁層５５が設けられている。シールド配線６は、増幅トランジスタＭ４のゲートの少なくとも一部の上部に位置する第１配線層に設けられている。
【００２６】
図３に示したように、図３のＡ−Ｂ線が通過する増幅トランジスタＭ４を備える画素２０の選択トランジスタＭ５は、接続部７０を介して垂直出力線１０−１（第１出力線）に接続されている。この垂直出力線１０−１とは別の垂直出力線１０−２（第２出力線）と、増幅トランジスタＭ４のゲートとの間に、絶縁層５５によって隔てられた第１配線層にシールド配線６が設けられている。シールド配線６は、増幅トランジスタＭ４のゲートの上部に位置している。このシールド配線６は、増幅トランジスタＭ４の出力ノードであるソースに接続されている。つまり、シールド配線６は、増幅トランジスタＭ４の入力ノードの上部に配されるとともに、増幅トランジスタＭ４の出力ノードが接続された配線である。
【００２７】
垂直出力線１０−１、１０−２は絶縁層５０によってシールド配線６から隔てられた第２配線層に設けられている。つまり、シールド配線６は、絶縁層５０によって垂直出力線１０−１、１０−２から隔てられている。
【００２８】
（シールド配線６による効果）
図３に示した接続部７０を介して垂直出力線１０−１に接続された画素２０の増幅トランジスタＭ４が垂直出力線１０−１に信号を出力している期間、別の画素２０の増幅トランジスタＭ４が垂直出力線１０−２に信号を出力する場合がある。シールド配線６が設けられていない場合、垂直出力線１０−２と、垂直出力線１０−１に接続された画素２０の増幅トランジスタＭ４のゲートとの寄生容量による容量性カップリングが大きなものとなる。この容量性カップリングにより、垂直出力線１０−１に接続された画素２０の電荷変換部３の電位が変動する。すなわち、第１画素が出力する信号が、第２画素が出力する信号に混入する。これにより、第１画素が出力する信号の信号精度の低下が生じる。なお、第２画素が出力する信号についても同じく、第１画素が出力する信号が混入する。よって、第２画素が出力する信号もまた、信号精度の低下が生じる。
【００２９】
この信号の混入は、画素２０に配されたカラーフィルタの色が異なる場合には混色となって現れる。
【００３０】
図５は、本実施例の撮像装置のカラーフィルタの配置を示した図である。図５に示したＲ、Ｇ、Ｂはそれぞれ、赤、緑、青のカラーフィルタを示している。
【００３１】
図２の紙面の左から１列目の垂直出力線１０−１に接続された画素２０は、赤のカラーフィルタを備える。また、１列目の垂直出力線１０−２に接続された画素２０は、緑のカラーフィルタを備える。赤のカラーフィルタを備える画素２０が垂直出力線１０−１に信号を出力している期間に、緑のカラーフィルタを備える画素２０が垂直出力線１０−２に信号を出力する。このため、シールド配線６が設けられていない場合には、赤のカラーフィルタを備える画素２０が出力した信号と、緑のカラーフィルタを備える画素２０が出力した信号との混入である、混色が生じる。
【００３２】
一方、本実施例の撮像装置は、シールド配線６を有する。これにより、垂直出力線１０−１に信号を出力する画素２０では、増幅トランジスタＭ４のゲートと垂直出力線１０−２との間の寄生容量を、シールド配線６が設けられていない場合に比べて低減することができる。よって、シールド配線６が設けられていることにより、増幅トランジスタＭ４のゲートと垂直出力線１０−２との間の容量性カップリングが低減されるから、別の画素２０の信号の混入が生じにくくなる。
【００３３】
さらに、本実施例の撮像装置は、シールド配線６を、増幅トランジスタＭ４の出力ノードに接続している。シールド配線６に、例えば所定の電源電圧を供給する場合には、当該所定の電源電圧をシールド配線６に供給するための配線が必要となる。この配線増加により、フォトダイオードＤ１の開口面積の減少、配線レイアウトの自由度の減少、素子レイアウトの自由度の減少、製造の工程数の増加によるコスト増加といったデメリットが生じうる。
【００３４】
一方、本実施例の撮像装置は、シールド配線６に供給する電位を、増幅トランジスタＭ４の出力ノードの出力としている。これにより、シールド配線６に電位を供給するための配線を増やさずに、垂直出力線１０−２と増幅トランジスタＭ４のゲートとの間の容量性カップリングを好適に低減することができる効果を有する。
【００３５】
（実施例１の変形例１）
本実施例では、画素２０が増幅トランジスタＭ４と垂直出力線１０との間の電気的経路に選択トランジスタＭ５を有する例を記載した。他の例として、画素２０が選択トランジスタＭ５を有さず、増幅トランジスタＭ４の出力ノード（ソース）と、垂直出力線１０とが接続されていてもよい。この場合には、垂直出力線１０に信号を出力する画素２０の選択は、電荷変換部３のリセット電位を変更することによって行うことができる。具体的には、リセットトランジスタＭ３のドレインにＶＤＤ１、ＶＤＤ２のいずれか一方の電位を選択的に供給できるようにする。非選択画素（垂直出力線１０に信号を出力しない画素２０）に対しては、リセットトランジスタＭ３のドレインに供給する電位をＶＤＤ１とする。そしてリセットトランジスタＭ３がオンすることによって、電荷変換部３にＶＤＤ１の電位が入力される。この電位ＶＤＤ１は、増幅トランジスタＭ４のゲートソース間の電圧を閾値以下とする電位である。よって、増幅トランジスタＭ４はオフの状態となる。
【００３６】
一方、選択画素（垂直出力線１０に信号を出力する画素２０）に対しては、リセットトランジスタＭ３のドレインに供給する電位をＶＤＤ２とする。そしてリセットトランジスタＭ３がオンすることによって、電荷変換部３にＶＤＤ２の電位が入力される。この電位ＶＤＤ２は、増幅トランジスタＭ４のゲートソース間の電圧を閾値以上とする電位である。よって、増幅トランジスタＭ４はオンの状態となって、信号を垂直出力線１０に出力する。
【００３７】
この場合においても、増幅トランジスタＭ４の出力ノードをシールド配線６に接続することにより、実施例１で述べた効果が得られる。
【００３８】
（実施例１の変形例２）
実施例１では、１列の画素２０に対し、複数の垂直出力線１０が設けられている例を説明した。図６に示すように、垂直出力線１０−１が接続される画素列と、垂直出力線１０−２が接続される画素列とが異なっていてもよい。この図６の場合では、１行目の画素２０が信号を出力している期間に、２行目の画素２０が信号を出力することができる。この場合においても、シールド配線６が備わることにより、実施例１と同じ効果を得ることができる。
【００３９】
（実施例１の変形例３）
実施例１では、シールド配線６が、増幅トランジスタＭ４のゲートの上部の全面に渡って形成されていた。この例に限定されるものでは無く、増幅トランジスタＭ４のゲートの少なくとも一部の上部にシールド配線６が形成されていればよい。
【００４０】
（実施例２）
本実施例の撮像装置について、実施例１と異なる点を中心に説明する。
【００４１】
図７は、本実施例の撮像装置の画素２０の上面図である。
【００４２】
実施例１と異なるのは、垂直出力線１０と、シールド配線６との間に、転送制御線９を有する点である。さらに言えば、転送制御線９と増幅トランジスタＭ４のゲートとの間に、シールド配線６が設けられていると言える。
【００４３】
転送制御線９は、転送トランジスタＭ１のゲートに対し、コンタクトを介して接続されている。転送制御線９は、図２に示した信号ＴＸ＿Ａを転送する制御線である。
【００４４】
本実施例では、転送制御線６と増幅トランジスタＭ４のゲートとの間にシールド配線６が設けられている。これにより、転送制御線６と増幅トランジスタＭ４のゲートとの間の容量性カップリングが低減される。よって転送制御線６が伝送する信号ＴＸ＿Ａによる、電荷変換部３の電位の変動が低減される。
【００４５】
このように、本実施例の撮像装置は、転送制御線６と増幅トランジスタＭ４のゲートとの間にシールド配線６を設けている。これにより、転送制御線６が伝送する信号ＴＸ＿Ａによる、電荷変換部３の電位の変動を低減できる効果を有する。
【００４６】
なお、本実施例では、シールド配線６が、転送制御線６に対して増幅トランジスタＭ４のゲートをシールドする例を示したが、この例に限定されるものではない。別の例として、シールド配線６が、リセットトランジスタＭ３にリセット信号を伝送する制御線、あるいは選択トランジスタＭ５に選択信号を伝送する制御線に対して増幅トランジスタＭ４のゲートをシールドするようにしてもよい。
【００４７】
つまり本実施例の撮像装置では、増幅トランジスタＭ４に接続されたトランジスタ（リセットトランジスタ、転送トランジスタ、選択トランジスタの少なくとも１つ）を制御する信号を伝送する制御線と、増幅トランジスタＭ４のゲートとの間にシールド配線６が形成されていればよい。
【００４８】
（実施例３）
本実施例の撮像装置について、実施例１と異なる点を中心に説明する。本実施例の撮像装置は、図１に示した画素２０の代わりに、画素２００を備える。
【００４９】
図８は、本実施例の画素２００の等価回路を示した回路図である。
【００５０】
本実施例の画素２００は、１つの画素２００が複数のフォトダイオードＤ１、Ｄ２を備える。不図示の１つのマイクロレンズを透過した光が、フォトダイオードＤ１とフォトダイオードＤ２の両方に入射する。撮像装置の信号を処理する不図示の信号処理部は、フォトダイオードＤ１が蓄積した信号と、フォトダイオードＤ２を蓄積した信号とを用いて、位相差検出方式の焦点検出を行うことができる。
【００５１】
また、画素２００は、転送トランジスタＭ１−１、浮遊拡散容量Ｃ１−１、リセットトランジスタＭ３−１、増幅トランジスタＭ４−１、選択トランジスタＭ５−１を有する。さらに画素２００は、転送トランジスタＭ１−２、浮遊拡散容量Ｃ１−２、リセットトランジスタＭ３−２、増幅トランジスタＭ４−２、選択トランジスタＭ５−２を有する。ｍ＋１行目の画素２００の構造は、ｍ行目の画素２００と同じであるため、符号を省略している。
【００５２】
ｍ行目の画素２００の選択トランジスタＭ５−１は垂直出力線１０−３に接続されている。また、ｍ＋１行目の画素２００の選択トランジスタＭ５−１は垂直出力線１０−４に接続されている。
【００５３】
ｍ行目の画素２００の選択トランジスタＭ５−２は、垂直出力線１０−５に接続されている。また、ｍ＋１行目の画素２００の選択トランジスタＭ５−２は垂直出力線１０−６に接続されている。
【００５４】
ｍ行目の転送トランジスタＭ２−１、Ｍ２−２のそれぞれのゲートには共通の信号ＴＸ＿Ａ（ｍ）が入力される。
【００５５】
ｍ行目のリセットトランジスタＭ３−１、Ｍ３−２のそれぞれのゲートには共通の信号ＲＥＳ（ｍ）が入力される。
【００５６】
ｍ行目の選択トランジスタＭ５−１、Ｍ５−２のそれぞれのゲートには共通の信号ＳＥＬ（ｍ）が入力される。
【００５７】
図９は、図８に示した画素２００のレイアウトを示した上面図である。
【００５８】
図８で示した部材と同じ機能を奏する部材は、図８で付した符号と同じ符号が、図９でも付されている。
【００５９】
電荷変換部３−１は、図８に示した浮遊拡散容量Ｃ１−１と、増幅トランジスタＭ４−１のゲートと、当該ゲートと浮遊拡散容量Ｃ１−１とを接続する配線とを含む。
【００６０】
電荷変換部３−２は、図８に示した浮遊拡散容量Ｃ１−２と、増幅トランジスタＭ４−２のゲートと、当該ゲートと浮遊拡散容量Ｃ１−２とを接続する配線とを含む。
【００６１】
本実施例では、垂直出力線１０−３に選択トランジスタＭ５−１が接続された画素２００においては、シールド配線６−１が、垂直出力線１０−４と増幅トランジスタＭ４−１のゲートとの間に設けられている。また、垂直出力線１０−５に選択トランジスタＭ５−２が接続された画素２００においては、シールド配線６−２が、垂直出力線１０−６と増幅トランジスタＭ４−２のゲートとの間に設けられている。
【００６２】
これにより、本実施例の撮像装置においても、実施例１と同じく、画素同士の信号の混入を低減することができる。
【００６３】
なお、本実施例は実施例２との組合せも可能である。具体的には、シールド配線６が、転送制御線などの画素２００のトランジスタのゲートに信号を伝送する配線から、増幅トランジスタＭ４のゲートをシールドするようにしてもよい。
【００６４】
（実施例４）
本実施例の撮像装置について、実施例３と異なる点を中心に説明する。
【００６５】
実施例３の撮像装置は、マイクロレンズを透過した光が配線層を経由してフォトダイオードＤ１、Ｄ２に入射する表面照射型の撮像装置であった。すなわち、マイクロレンズとフォトダイオードＤ１、Ｄ２との間に配線層が形成されていた。一方、本実施例は、マイクロレンズと配線層との間にフォトダイオードＤ１、Ｄ２が形成された、いわゆる裏面照射型の撮像装置である。
【００６６】
本実施例の画素の等価回路は、図８に示した回路と同じである。
【００６７】
図１０は、本実施例の画素２００のレイアウトを示した上面図である。この図は、配線層側から、フォトダイオードが形成された半導体基板を見た図である。
【００６８】
図９で示した部材と同じ機能を奏する部材には、図９で付した符号と同じ符号が図１０においても付されている。
【００６９】
本実施例では、１列の画素２００に対し、８本の垂直出力線１０−３〜１０−１０を備える。
【００７０】
図１１は、図１０においてＡ−Ｂとして示した線が通過する領域の断面を示した断面図である。
【００７１】
半導体基板６００の第１面である上面から入射光が入射している。そして、半導体基板６００の第１面とは反対側の第２面に、増幅トランジスタＭ４−２のゲートが形成されている。
【００７２】
また、垂直出力線１０−５〜１０−１０と、増幅トランジスタＭ４−２のゲートとの間に、シールド配線６−２が設けられている。シールド配線６−２と垂直出力線１０−５〜１０−１０との間には絶縁層５２が形成されている。シールド配線６−２と増幅トランジスタＭ４−２のゲートとの間には絶縁層５５０が形成されている。
【００７３】
これにより、裏面照射型の撮像装置である本実施例においても、実施例１と同じ効果を得ることができる。
【００７４】
なお、本実施例もまた他の実施例と組み合わせることができる。例えば、実施例２と組み合わせることができる。具体的には、シールド配線６が、転送制御線などの画素２００のトランジスタのゲートに信号を伝送する配線から、増幅トランジスタＭ４のゲートをシールドするようにしてもよい。
【００７５】
（実施例５）
図１２は、本実施例による撮像システム５００の構成を示すブロック図である。本実施例の撮像システム５００は、上述の各実施例で述べた撮像装置のいずれかの構成を適用した固体撮像装置２００を含む。撮像システム５００の具体例としては、デジタルスチルカメラ、デジタルカムコーダー、監視カメラ等が挙げられる。図１２に、上述の各実施例のいずれかの撮像装置を固体撮像装置２００として適用したデジタルスチルカメラの構成例を示す。
【００７６】
図１２に例示した撮像システム５００は、固体撮像装置２００、被写体の光学像を固体撮像装置２００に結像させるレンズ５０２０、レンズ５０２０を通過する光量を可変にするための絞り５０４、レンズ５０２０の保護のためのバリア５０６を有する。レンズ５０２０及び絞り５０４は、固体撮像装置２００に光を集光する光学系である。
【００７７】
撮像システム５００は、また、固体撮像装置２００から出力される出力信号の処理を行う信号処理部５０８０を有する。信号処理部５０８０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５０８０は、固体撮像装置２００より出力される出力信号に対してＡＤ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２００の内部には、必ずしもＡＤ変換回路を有する必要はない。
【００７８】
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。
【００７９】
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２００と信号処理部５０８０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２００と、固体撮像装置２００から出力された出力信号を処理する信号処理部５０８０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、固体撮像装置２００の制御機能の一部又は全部を実施するように構成してもよい。
【００８０】
固体撮像装置２００は、画像用信号を信号処理部５０８０に出力する。信号処理部５０８０は、固体撮像装置２００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５０８０は、画像用信号を用いて、画像を生成する。
【００８１】
上述した各実施例の撮像装置による固体撮像装置を用いて撮像システムを構成することにより、より良質の画像が取得可能な撮像システムを実現することができる。
【００８２】
（実施例６）
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、本実施例による撮像システム１０００及び移動体の構成を示す図である。図１３（ａ）は、車戴カメラに関する撮像システム１０００の一例を示したものである。撮像システム１０００は、撮像装置１０１０を有する。撮像装置１０１０は、上述の各実施例に記載の撮像装置のいずれかである。撮像システム１０００は、撮像装置１０１０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１０３０と、撮像システム１０００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）の算出を行う視差取得部１０４０を有する。また、撮像システム１０００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取得部１０５０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１０６０と、を有する。ここで、視差取得部１０４０や距離取得部１０５０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１０６０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。
【００８３】
撮像システム１０００は、車両情報取得装置１３１０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１０００には、衝突判定部１０６０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ＥＣＵ１４１０が接続されている。すなわち、制御ＥＣＵ１４１０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１０００は、衝突判定部１０６０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１４２０とも接続されている。例えば、衝突判定部１０６０の判定結果として衝突可能性が高い場合、制御ＥＣＵ１４１０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１４２０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。
【００８４】
本実施例では、車両の周囲、例えば前方又は後方を撮像システム１０００で撮像する。図１３（ｂ）に、車両前方（撮像範囲１５１０）を撮像する場合の撮像システム１０００を示した。車両情報取得装置１３１０は、撮像システム１０００を動作させ撮像を実行させるように指示を送る。上述の各実施例の撮像装置を撮像装置１０１０として用いることにより、本実施例の撮像システム１０００は、測距の精度をより向上させることができる。
【００８５】
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。
【００８６】
［変形実施例］
上述の実施例は、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、これらの例示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。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、様々な態様で実施することができる。また、これまで述べた各実施例を種々組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００８７】
３  電荷変換部
６  シールド配線（配線）
１０  垂直出力線（出力線）
２０  画素
５０  絶縁層
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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