(57)【要約】【課題】撮像を行いながら故障の検出を行うことができる固体撮像装置、撮像システムにおいて、故障検出の精度を向上する。【解決手段】所定電圧を供給する電圧供給部と、第１の画素、第２の画素、制御信号線を各々が備える複数の組とを有し、第１の画素は、光電変換部と、第１のノードと、光電変換部と第１のノードとに接続された第１の転送トランジスタと、第１のノードに接続された第１のリセットトランジスタと、を有し、第２の画素は、第２のノードと、第２のノードに接続された第２の転送トランジスタと、第２のノードに接続された第２のリセットトランジスタと、を有し、制御信号線は、第１の転送トランジスタのゲート及び第２の転送トランジスタのゲートに共通に接続され、電圧供給部と、複数の組の各々が含む第２の転送トランジスタとの間の電気的経路の導通と非導通とを切り替えるスイッチをさらに有する。【選択図】図１
2018056962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定電圧を供給する電圧供給部と、
第１の画素、第２の画素、制御信号線を各々が備える複数の組とを有し、
前記第１の画素は、光電変換部と、第１のノードと、前記光電変換部と前記第１のノードとに接続された第１の転送トランジスタと、前記第１のノードに接続された第１のリセットトランジスタと、を有し、
前記第２の画素は、第２のノードと、前記第２のノードに接続された第２の転送トランジスタと、前記第２のノードに接続された第２のリセットトランジスタと、を有し、
前記制御信号線は、前記第１の転送トランジスタのゲート及び前記第２の転送トランジスタのゲートに共通に接続され、
前記電圧供給部と、前記複数の組の各々が含む前記第２の転送トランジスタとの間の電気的経路の導通と非導通とを切り替えるスイッチをさらに有する
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記第２の転送トランジスタと前記第２のリセットトランジスタとがオンのときに前記第２の画素への前記所定電圧の供給を停止するように前記スイッチを制御する制御部を更に有する
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記スイッチは、前記第２の画素に供給する前記所定電圧を切り替える電圧切り替え機能を有する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
複数の前記第１の画素と複数の前記第２の画素とを含む複数の画素が複数の行及び複数の列に渡って配された画素領域を有し、
前記制御信号線は、前記画素領域の行毎に設けられている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記複数の第２の画素は、前記所定電圧を供給するための共通の電圧供給線に接続されている
ことを特徴とする請求項４記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記複数の第２の画素は、複数のグループに分けられており、グループ毎に、前記所定電圧を供給するための共通の電圧供給線に接続されている
ことを特徴とする請求項４記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記グループ毎に、前記電圧供給部及び前記スイッチが設けられている
ことを特徴とする請求項６記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記グループ毎に、異なる前記所定電圧が供給される
ことを特徴とする請求項６記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記電圧供給部と前記電圧供給線との間に、並列に接続された複数の前記スイッチが設けられている
ことを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
所定電圧を供給する電圧供給部と、第１の画素と、第２の画素と、制御信号線とを有し、前記第１の画素は、光電変換部と、第１のノードと、前記光電変換部と前記第１のノードとに接続された第１の転送トランジスタと、前記第１のノードに接続された第１のリセットトランジスタと、を有し、前記第２の画素は、第２のノードと、前記第２のノードに接続された第２の転送トランジスタと、前記第２のノードに接続された第２のリセットトランジスタと、を有し、前記制御信号線は、前記第１の転送トランジスタのゲート及び前記第２の転送トランジスタのゲートに共通に接続された固体撮像装置の駆動方法であって、
前記第２の転送トランジスタと前記第２のリセットトランジスタとが共にオンの場合に、前記電圧供給部と前記第２の転送トランジスタとの間の電気的経路を非導通とする
ことを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。
【請求項１１】
前記固体撮像装置は、複数の前記第１の画素と複数の前記第２の画素とを含む複数の画素が複数の行及び複数の列に渡って配された画素領域を有し、
前記画素領域の前記複数の行に対して、シャッタ走査と読み出し走査とを行順次で行う際に、
シャッタ走査行において前記第２の画素の前記光電変換部をリセットする際に前記第１の転送トランジスタをオンにするタイミングと、読み出し走査行において前記第２の画素の前記光電変換部から前記第１のノードに電荷を転送する際に前記第１の転送トランジスタをオンにするタイミングとが異なっており、
読み出し走査行において前記第２の画素の前記光電変換部から前記第１のノードに電荷を転送する際に前記第１の転送トランジスタをオンにするタイミングと、前記所定電圧を前記第２の画素に供給するタイミングとが重なっている
ことを特徴とする請求項１０記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項１２】
フレーム毎に、前記第２の画素に供給する前記所定電圧を切り替える
ことを特徴とする請求項１０又は１１記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項１３】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の固体撮像装置と、
前記固体撮像装置の前記第１の画素及び前記第２の画素から出力される信号を処理する信号処理部と
を有することを特徴とする撮像システム。
【請求項１４】
前記第２の画素から出力される前記信号と期待値との比較を行い、前記比較の結果に基づき前記固体撮像装置の異常を検出する異常検出部を更に有する
ことを特徴とする請求項１３記載の撮像システム。
【請求項１５】
移動体であって、
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の固体撮像装置と、
前記固体撮像装置の前記第１の画素から出力される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制御手段と
を有することを特徴とする移動体。
【請求項１６】
前記固体撮像装置の前記第２の画素から出力される前記信号と期待値との比較を行い、前記比較の結果に基づき前記固体撮像装置の異常を検出する異常検出部を更に有する
ことを特徴とする請求項１５記載の移動体。
【請求項１７】
さらに表示部を備え、
前記異常の検出を、前記表示部に表示することを特徴とする請求項１６に記載の移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置及びその駆動方法、並びに撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、固体撮像装置の微細化とともに信頼性の向上が求められている。特に、車載等の用途では、使用環境が厳しいうえ安全対策は極めて重要であり、機能安全対応として、故障検知機能を備えた撮像システムが求められている。それに伴い、固体撮像装置にも故障検知用の仕組みを組み込むことが必要とされている。
【０００３】
特許文献１には、故障検知用の手段を有する固体撮像装置として、各画素に光電変換部に加え、基準信号を生成する手段を設け、基準信号を出力する構成とした固体撮像装置が開示されている。出力される基準信号のレベルを予想される値と比較することで、比較結果が予想範囲から外れている場合に、固体撮像装置が故障していると判定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００６／１２０８１５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光電変換による電荷が転送トランジスタを介してノードに入力される画素と、所定電圧が転送トランジスタを介してノードに入力される画素とで、ノードのリセット動作を並行して行う場合がある。この場合における、ノードのリセット動作と、ノードに所定電圧を入力する動作との関係について、特許文献１に記載の撮像装置は検討していない。
【０００６】
本発明は、撮像を行いながら故障の検出を行うことができる固体撮像装置、撮像システムにおいて、故障検出の精度を向上させるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一観点によれば、所定電圧を供給する電圧供給部と、第１の画素、第２の画素、制御信号線を各々が備える複数の組とを有し、前記第１の画素は、光電変換部と、第１のノードと、前記光電変換部と前記第１のノードとに接続された第１の転送トランジスタと、前記第１のノードに接続された第１のリセットトランジスタと、を有し、前記第２の画素は、第２のノードと、前記第２のノードに接続された第２の転送トランジスタと、前記第２のノードに接続された第２のリセットトランジスタと、を有し、前記制御信号線は、前記第１の転送トランジスタのゲート及び前記第２の転送トランジスタのゲートに共通に接続され、前記電圧供給部と、前記複数の組の各々が含む前記第２の転送トランジスタとの間の電気的経路の導通と非導通とを切り替えるスイッチをさらに有する固体撮像装置が提供される。
【０００８】
また、本発明の他の一観点によれば、所定電圧を供給する電圧供給部と、第１の画素と、第２の画素と、制御信号線とを有し、前記第１の画素は、光電変換部と、第１のノードと、前記光電変換部と前記第１のノードとに接続された第１の転送トランジスタと、前記第１のノードに接続された第１のリセットトランジスタと、を有し、前記第２の画素は、第２のノードと、前記第２のノードに接続された第２の転送トランジスタと、前記第２のノードに接続された第２のリセットトランジスタと、を有し、前記制御信号線は、前記第１の転送トランジスタのゲート及び前記第２の転送トランジスタのゲートに共通に接続された固体撮像装置の駆動方法であって、前記第２の転送トランジスタと前記第２のリセットトランジスタとが共にオンの場合に、前記電圧供給部と前記第２の転送トランジスタとの間の電気的経路を非導通とする固体撮像装置の駆動方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、撮像と故障検知とを同時に行うとともに、故障検出の精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態による固体撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態による固体撮像装置における画素の構成例を示す回路図である。
【図３】本発明の第１実施形態による固体撮像装置の駆動方法を示すタイミング図である。
【図４】本発明の第２実施形態による固体撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第３実施形態による固体撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第３実施形態による固体撮像装置における電圧スイッチの構成例を示す図である。
【図７】本発明の第４実施形態による撮像システム及び移動体の構成例を示す概略図である。
【図８】本発明の第４実施形態による撮像システムの動作を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態による固体撮像装置及びその駆動方法について、図１乃至図３を用いて説明する。
【００１２】
図１は、第１実施形態による固体撮像装置の概略構成を示すブロック図である。図２は、本実施形態による固体撮像装置における画素の構成例を示す回路図である。図３は、本実施形態による固体撮像装置の駆動方法を示すタイミング図である。
【００１３】
はじめに、本実施形態による固体撮像装置の構造について、図１及び図２を用いて説明する。
【００１４】
本実施形態による固体撮像装置１００は、図１に示すように、第１領域１０、第２領域１１、垂直走査回路１０２、列回路１０３、水平走査回路１０４、出力回路１１５、制御部１０７、電圧供給部１２、電圧スイッチ１３を含む。
【００１５】
第１領域１０には、第１のグループの画素１０５と、第２のグループの画素１０６とが、複数の行及び複数の列に渡って配されている。第１領域１０は、画像取得用の画素が配された、画像取得用画素領域である。画素１０５は、光電変換部を備えた画素であり、図１には白抜きのブロックで示している。画素１０６は、遮光された光電変換部を備えた画素であり、図１には斜線を付したブロックで示している。画素１０６は、黒レベルの基準となる基準信号を出力するための画素であり、典型的には第１領域１０の周縁部に配される。なお、画素１０６は、必ずしも設ける必要はない。
【００１６】
第２領域１１には、第３のグループの画素１１０と、第４のグループの画素１１１とが、複数の行及び複数の列に渡って配されている。第２領域１１は、故障検出用の画素が配された、故障検出用画素領域である。画素１１０は、固定電圧Ｖ０に応じた信号を出力する画素であり、図１には「Ｖ０」と記載されたブロックで示している。画素１１１は、固定電圧Ｖ１に応じた信号を出力する画素であり、図１には「Ｖ１」と記載されたブロックで示している。
【００１７】
第１領域１０と第２領域１１とは行方向（図１において横方向）に隣接して配されており、第１領域１０と第２領域１１とが配された行は同じであるが列は異なっている。
【００１８】
第１領域１０及び第２領域１１の各行には、行方向に延在する画素制御線１０９が配されている。それぞれの行の画素制御線１０９は、対応する行に属する画素１０５，１０６，１１０，１１１に共通の信号線をなしている。画素制御線１０９は、垂直走査回路１０２に接続されている。
【００１９】
第１領域１０及び第２領域１１の各列には、列方向に延在する垂直出力線１０８が配されている。第１領域１０のそれぞれの列の垂直出力線１０８は、対応する列に属する画素１０５，１０６に共通の信号線をなしている。第２領域１１のそれぞれの列の垂直出力線１０８は、対応する列に属する画素１１０，１１１に共通の信号線をなしている。垂直出力線１０８は、列回路１０３に接続されている。
【００２０】
垂直走査回路１０２は、画素制御線１０９を介して画素１０５，１０６，１１０，１１１を駆動するための所定の制御信号を供給する。垂直走査回路１０２には、シフトレジスタやアドレスデコーダなどの論理回路が用い得る。図１には各行の画素制御線１０９を１本の信号線で示しているが、実際には複数の制御信号線を含む。垂直走査回路１０２により選択された行の画素１０５，１０６，１１０，１１１は、それぞれが対応する垂直出力線１０８に同時に信号を出力するように動作する。
【００２１】
列回路１０３は、垂直出力線１０８に出力された画素信号を増幅し、リセット時の信号と光電変換時の信号とに基づく相関二重サンプリング処理を行う。故障検出用の画素１１０，１１１から出力された画素信号に対しては、リセット時の信号と固定電圧入力時の信号とに基づく相関二重サンプリング処理を、画像取得用の画素１０５，１０６と同様に行う。
【００２２】
水平走査回路１０４は、列回路１０３において処理された画素信号を列毎に順次、出力回路１１５に転送するための制御信号を、列回路１０３に供給する。
【００２３】
出力回路１１５は、バッファアンプ、差動増幅器などから構成され、列回路１０３から転送される画素信号を固体撮像装置１００の外部の信号処理部（図示せず）に出力する。なお、列回路１０３や出力回路１１５にＡＤ変換部を設け、デジタルの画像信号を外部に出力するようにしてもよい。
【００２４】
電圧供給部１２は、所定電圧、例えば固定電圧Ｖ０，Ｖ１を供給する電源回路である。電圧スイッチ１３は、電圧供給部１２と第２領域１１の画素１１０，１１１との間の電気的経路の導通と非導通とを切り替えるスイッチであり、スイッチＳＷ０，ＳＷ１を含む。スイッチＳＷ０は、電圧供給部１２の固定電圧Ｖ０の供給端子と電圧供給線１１２との間に設けられており、制御部１０７から制御信号線１１４を介して供給される制御信号（ＶＰＤ＿ＯＮ）に応じて、電圧供給線１１２に固定電圧Ｖ０を供給する。スイッチＳＷ１は、電圧供給部１２の固定電圧Ｖ１の供給端子と電圧供給線１１３との間に設けられており、制御部１０７から制御信号線１１４を介して供給される制御信号（ＶＰＤ＿ＯＮ）に応じて、電圧供給線１１３に固定電圧Ｖ１を供給する。
【００２５】
電圧供給線１１２，１１３は、第２領域１１に配された画素１１０，１１１に電圧供給部１２からの固定電圧Ｖ０，Ｖ１を供給するための配線である。第２領域１１内の複数の画素１１０，１１１において、例えば図示するように電圧供給線１１２，１１３を共通化することで、省回路化を図ることが可能である。
【００２６】
第２領域１１には、固定電圧Ｖ０が供給される画素１１０と、固定電圧Ｖ０とは異なる固定電圧Ｖ１が供給される画素１１１とが、特定のパターンに従って行列状に配置されている。
【００２７】
第２領域１１が３列で構成される場合を例にして説明すると、例えば、ある行（例えば、図１において一番下の行）には、各列に画素１１０，１１０，１１０が配されている。また、別の行（例えば、図１において下から二番目の行）には、各列に画素１１１，１１０，１１１が配されている。すなわち、垂直走査の行によって、画素１１０，１１１に印加される固定電圧のパターンが変わっている。
【００２８】
同じ行に属する故障検出用の画素１１０，１１１と画像取得用の画素１０５，１０６とは、画素制御線１０９を共有している。したがって、第２領域１１における出力のパターンを期待値と照合することにより、垂直走査回路１０２が正常に動作しているのか、故障して想定と異なる行を走査しているのか、を検知することが可能となる。
【００２９】
なお、本実施形態では第２領域１１を３列で構成した場合を例示しているが、第２領域１１を構成する列の数は３列に限定されるものではない。
【００３０】
図２は、第１領域１０及び第２領域１１を構成する画素１０５，１０６，１１０，１１１の構成例を示す回路図である。図２には、第１領域１０のうちの１列から第１行に配された画素１０５と第ｍ行の配された画素１０６とを、第２領域１１のうちの１列から第１行に配された画素１１１と第ｍ行の配された画素１１０とを抜き出して記載している。なお、画素１０５の回路構成と画素１０６の回路構成とは同じである。
【００３１】
第１領域１０に配された画素１０５，１０６の各々は、光電変換部ＰＤ、転送トランジスタＭ１、リセットトランジスタＭ２、増幅トランジスタＭ３、選択トランジスタＭ４を含む。光電変換部ＰＤは、例えばフォトダイオードである。光電変換部ＰＤのフォトダイオードは、アノードが基準電圧端子ＧＮＤに接続され、カソードが転送トランジスタＭ１のソースに接続されている。転送トランジスタＭ１のドレインは、リセットトランジスタＭ２のソース及び増幅トランジスタＭ３のゲートに接続されている。転送トランジスタＭ１のドレイン、リセットトランジスタＭ２のソース及び増幅トランジスタＭ３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ＦＤを構成する。リセットトランジスタＭ２のドレイン及び増幅トランジスタＭ３のドレインは、電源電圧端子ＶＤＤに接続されている。増幅トランジスタＭ３のソースは、選択トランジスタＭ４のドレインに接続されている。選択トランジスタＭ４のソースは、垂直出力線１０８に接続されている。
【００３２】
第２領域１１に配された画素１１０は、転送トランジスタＭ１、リセットトランジスタＭ２、増幅トランジスタＭ３、選択トランジスタＭ４を含む。転送トランジスタＭ１のソースは、電圧供給線１１２に接続されている。転送トランジスタＭ１のドレインは、リセットトランジスタＭ２のソース及び増幅トランジスタＭ３のゲートに接続されている。転送トランジスタＭ１のドレイン、リセットトランジスタＭ２のソース及び増幅トランジスタＭ３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ＦＤを構成する。リセットトランジスタＭ２のドレイン及び増幅トランジスタＭ３のドレインは、電源電圧端子ＶＤＤに接続されている。増幅トランジスタＭ３のソースは、選択トランジスタＭ４のドレインに接続されている。選択トランジスタＭ４のソースは、垂直出力線１０８に接続されている。
【００３３】
第２領域１１に配された画素１１１は、転送トランジスタＭ１のソースが電圧供給線１１２ではなく電圧供給線１１３に接続されている他は、画素１１０と同様である。
【００３４】
図２の画素構成の場合、各行に配された画素制御線１０９は、信号線ＴＸ，ＲＥＳ，ＳＥＬを含む。信号線ＴＸは、対応する行に属する画素１０５，１０６，１１０，１１１の転送トランジスタＭ１のゲートにそれぞれ接続されている。信号線ＲＥＳは、対応する行に属する画素１０５，１０６，１１０，１１１のリセットトランジスタＭ２のゲートにそれぞれ接続されている。信号線ＳＥＬは、対応する行に属する画素１０５，１０６，１１０，１１１の選択トランジスタＭ４のゲートにそれぞれ接続されている。なお、図２には、信号線の参照符号に行番号を付記している（例えば、ＳＥＬ（１），ＲＥＳ（ｍ））。
【００３５】
信号線ＴＸには、垂直走査回路１０２から、転送トランジスタＭ１を制御するための駆動パルスである制御信号ＰＴＸが出力される。信号線ＲＥＳには、垂直走査回路１０２から、リセットトランジスタＭ２を制御するための駆動パルスである制御信号ＰＲＥＳが出力される。信号線ＳＥＬには、垂直走査回路１０２から、選択トランジスタＭ４を制御するための駆動パルスである制御信号ＰＳＥＬが出力される。各トランジスタがＮ型トランジスタで構成される場合、垂直走査回路１０２からハイレベルの制御信号が供給されると対応するトランジスタがオンとなり、垂直走査回路１０２からローレベルの制御信号が供給されると対応するトランジスタがオフとなる。
【００３６】
光電変換部ＰＤは、入射光をその光量に応じた量の電荷に変換（光電変換）するとともに、生じた電荷を蓄積する。画素１０５，１０６の転送トランジスタＭ１は、オンすることにより光電変換部ＰＤの電荷をフローティングディフュージョンＦＤに転送する。フローティングディフュージョンＦＤは、その容量による電荷電圧変換によって、光電変換部ＰＤから転送された電荷の量に応じた電圧となる。画素１１０，１１１の転送トランジスタＭ１は、オンすることにより電圧供給線１１２，１１３から供給された電圧をフローティングディフュージョンＦＤに印加する。増幅トランジスタＭ３は、ドレインに電源電圧が供給され、ソースに選択トランジスタＭ４を介して図示しない電流源からバイアス電流が供給される構成となっており、ゲートを入力ノードとする増幅部（ソースフォロワ回路）を構成する。これにより増幅トランジスタＭ３は、フローティングディフュージョンＦＤの電圧に基づく信号を、選択トランジスタＭ４を介して垂直出力線１０８に出力する。リセットトランジスタＭ２は、オンすることによりフローティングディフュージョンＦＤを電源電圧ＶＤＤに応じた電圧にリセットする。
【００３７】
同一行の画素１０５，１０６，１１０，１１１に対しては、第１領域１０と第２領域１１とに、共通の制御信号ＰＴＸ，ＰＲＥＳ，ＰＳＥＬが垂直走査回路１０２から供給される。例えば、第ｍ行の画素１０５，１０６，１１０，１１１の転送トランジスタＭ１、リセットトランジスタＭ２、選択トランジスタＭ４には、制御信号ＰＴＸ（ｍ）、ＰＳＥＬ（ｍ）、ＰＲＥＳ（ｍ）が、それぞれ供給される。
【００３８】
次に、本実施形態による固体撮像装置の駆動方法について、図３を用いて説明する。図３（ａ）は、１フレーム期間における読み出し走査とシャッタ走査との関係を示すタイミング図である。図３（ｂ）は、読み出し走査行とシャッタ走査行の走査における画素の動作の詳細を示すタイミング図である。
【００３９】
図３（ａ）には、時刻Ｔ１０に開始し時刻Ｔ２０に終了する第Ｎフレームと、時刻Ｔ２０から開始する第Ｎ＋１フレームの動作の概略を示している。各フレームの動作には、画素１０５，１０６，１１０，１１１からの読み出し動作を行順次で行う読み出し走査と、画素１０５，１０６の光電変換部ＰＤへの電荷蓄積を行順次で開始するシャッタ走査とが含まれる。
【００４０】
第Ｎフレームの読み出し走査は、時刻Ｔ１０に開始され、時刻Ｔ２０に終了するものとする。時刻Ｔ１０が１行目の画素１０５，１０６，１１０，１１１からの読み出し動作の開始時刻であり、時刻Ｔ２０が最終行の画素１０５，１０６，１１０，１１１からの読み出し動作の終了時刻である。
【００４１】
第Ｎフレームのシャッタ走査は、時刻Ｔ１１に開始され、時刻Ｔ２１に終了するものとする。時刻Ｔ１１が１行目の画素１０５，１０６におけるシャッタ動作の開始時刻であり、時刻Ｔ２１が最終行の画素１０５，１０６におけるシャッタ動作の終了時刻である。シャッタ動作の開始時刻から次の読み出し動作の開始時刻までの期間が、電荷蓄積時間となる。例えば１行目に着目すると、時刻Ｔ１１から時刻Ｔ２０までの期間が電荷蓄積時間となる。シャッタ動作の開始タイミングを制御することで、電荷蓄積時間を制御することが可能となる。
【００４２】
ここで、１行目の画素１０５，１０６のシャッタ動作が開始する時刻Ｔ１１において、ｍ行目の画素１０５，１０６，１１０，１１１からの読み出し動作が開始するものとする。１行目の画素１０５，１０６のシャッタ動作及びｍ行目の画素１０５，１０６，１１０，１１１からの読み出し動作は、時刻Ｔ１９に終了するものとする。
【００４３】
図３（ｂ）は、時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１９における画素１０５，１０６，１１０，１１１の動作の詳細を示したものである。なお、シャッタ動作と読み出し動作とにおける画素１０５，１０６，１１０，１１１の動作は同じである。
【００４４】
時刻Ｔ１１において、読み出し走査行（第ｍ行）の制御信号ＰＳＥＬ（ｍ）がハイレベルとなり、読み出し走査行の画素１０５，１０６，１１０，１１１の選択トランジスタＭ４がオンになる。この動作により、読み出し走査行の画素１０５，１０６，１１０，１１１から垂直出力線１０８への信号の読み出しが可能な状態となる。
【００４５】
次いで、時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１２の間に、シャッタ走査行（第１行）の制御信号ＰＲＥＳ（１）と読み出し走査行の制御信号ＰＲＥＳ（ｍ）がハイレベルとなる。この動作により、シャッタ走査行及び読み出し走査行の画素１０５，１０６，１１０，１１１のリセットトランジスタＭ２がオンになり、フローティングディフュージョンＦＤがリセットされる。
【００４６】
次いで、時刻Ｔ１２において、読み出し走査行の制御信号ＰＲＥＳ（ｍ）がローレベルとなり、読み出し走査行の画素１０５，１０６，１１０，１１１のリセットトランジスタＭ２がオフになる。この動作により、フローティングディフュージョンＦＤに存在する電荷が電源電圧端子ＶＤＤに排出され、フローティングディフュージョンＦＤの電圧がソースフォロワ動作によって増幅され、垂直出力線１０８に読み出される。
【００４７】
次いで、時刻Ｔ１３において、制御信号ＶＰＤ＿ＯＮがハイレベルとなることによって電圧スイッチ１３のスイッチＳＷ０，ＳＷ１がオンになり、電圧供給部１２から電圧供給線１１２，１１３にそれぞれ固定電圧Ｖ０，Ｖ１が供給される。
【００４８】
次いで、時刻Ｔ１３から時刻Ｔ１４の間に読み出し走査行の制御信号ＰＴＸ（ｍ）がハイレベルとなり、読み出し走査行の画素１０５，１０６，１１０，１１１の転送トランジスタＭ１がオンになる。この動作により、読み出し走査行の画素１０５，１０６では、光電変換部ＰＤに蓄積されていた電荷がフローティングディフュージョンＦＤへと転送される。また、読み出し走査行の画素１１０，１１１では、電圧供給部１２から供給される固定電圧Ｖ０，Ｖ１がフローティングディフュージョンＦＤに書き込まれる。
【００４９】
次いで、時刻Ｔ１４において、読み出し走査行の制御信号ＰＴＸ（ｍ）がローレベルとなり、読み出し走査行の画素１０５，１０６，１１０，１１１の転送トランジスタＭ１がオフになる。この動作により、読み出し走査行のフローティングディフュージョンＦＤの電圧が確定し、画定した電圧がソースフォロワ動作によって増幅され、垂直出力線１０８に読み出される。
【００５０】
次いで、時刻Ｔ１５において、制御信号ＶＰＤ＿ＯＮがローレベルとなることによって電圧スイッチ１３のスイッチＳＷ０，ＳＷ１がオフとなり、電圧供給部１２から電圧供給線１１２，１１３への固定電圧Ｖ０，Ｖ１の供給が遮断される。
【００５１】
次いで、時刻Ｔ１６において、シャッタ走査行の制御信号ＰＴＸ（１）がハイレベルとなり、シャッタ走査行の画素１０５，１０６，１１０，１１１の転送トランジスタＭ１がオンになる。この際、シャッタ走査行の画素１０５，１０６，１１０，１１１のリセットトランジスタＭ２もオンのため、光電変換部ＰＤの電荷が転送トランジスタＭ１及びリセットトランジスタＭ２を介して電源電圧端子ＶＤＤに排出される。
【００５２】
次いで、時刻Ｔ１７において、シャッタ走査行の制御信号ＰＴＸ（１）がローレベルとなり、シャッタ走査行の画素１０５，１０６，１１０，１１１の転送トランジスタＭ１がオフになる。また、時刻Ｔ１８において、シャッタ走査行の制御信号ＰＲＥＳ（１）がローレベルとなり、シャッタ走査行の画素１０５，１０６，１１０，１１１のリセットトランジスタＭ２がオフになる。この動作により、シャッタ走査行のシャッタ動作が終了する。
【００５３】
次いで、時刻Ｔ１９において、読み出し走査行の制御信号ＰＳＥＬ（ｍ）がローレベルとなり、読み出し走査行の画素１０５，１０６，１１０，１１１の選択トランジスタＭ４がオフになる。この動作により、読み出し走査行の画素の選択が解除され、読み出し走査行の読み出し動作が終了する。
【００５４】
本実施形態では、上述のように、シャッタ走査行の転送トランジスタＭ１をオンにしている期間に、電圧スイッチ１３のスイッチＳＷ０，ＳＷ１をオフ（制御信号ＶＰＤ＿ＯＮをローレベル）にしている。この理由について以下に説明する。
【００５５】
シャッタ動作によって第１領域１０の画素１０５，１０６の光電変換部ＰＤの電荷を完全に除去するためには、シャッタ走査行のリセットトランジスタＭ２と転送トランジスタＭ１とを同時にオンすることが望ましい。特に、光電変換部ＰＤの飽和電荷量がフローティングディフュージョンＦＤの飽和電荷量を上回る場合は、リセットトランジスタＭ２と転送トランジスタＭ１とを同時にオンすることが必須である。
【００５６】
しかしながら、その状態で、第２領域１１の画素１１０，１１１に電圧供給部１２からの電圧供給がなされたままであると、固定電圧端子Ｖ１，Ｖ０と電源電圧端子ＶＤＤとが短絡してしまう。典型的には固定電圧Ｖ１が約１．６Ｖ、電源電圧ＶＤＤが３．３Ｖであるため、短絡電流が流れることによって第２領域１１の画素１１０，１１１の電位が正しく読めなくなる等の悪影響が発生する。
【００５７】
そこで、本実施形態では、電圧供給部１２と第２領域１１の画素１１０，１１１との間に電圧スイッチ１３を設ける構成としている。そして、シャッタ走査行の転送トランジスタＭ１をオンにするときには、電圧スイッチ１３のスイッチＳＷ０，ＳＷ１がオフになるように駆動する。
【００５８】
これにより、シャッタ走査時に固定電圧端子Ｖ０，Ｖ１と電源電圧端子ＶＤＤとが短絡することを回避し、故障検出の検出精度を高めることが可能となる。すなわち、シャッタ走査時の電圧端子間の短絡を回避することで、撮像と故障検出とをリアルタイムで行いつつ、故障検出の検出精度を高めるという効果が得られる。
【００５９】
なお、本実施形態では、シャッタ走査行の転送トランジスタＭ１をオンにするタイミングが読み出し走査行の転送トランジスタＭ１をオンにするタイミングよりも後であるが、必ずしもこの動作に限定されるものではない。すなわち、シャッタ走査行の転送トランジスタＭ１をオンにするタイミングは、読み出し走査行の転送トランジスタＭ１をオンにするタイミングよりも前でもあってよい。
【００６０】
このように、本実施形態によれば、撮像と故障検出とを同時に行うとともに、電圧端子間の短絡を防止して故障検出の検出精度を向上することができる。
【００６１】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態による固体撮像装置及びその駆動方法について、図４を用いて説明する。第１実施形態による固体撮像装置と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。
【００６２】
図４は、本実施形態による固体撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
本実施形態による固体撮像装置１００は、電圧供給部１２と電圧スイッチ１３とを２系統備えている。２系統の電圧供給部１２及び電圧スイッチ１３のうちの一方は、第２領域１１を構成する画素１１０，１１１の一つのグループ、例えば、第２領域１１の上半分の行に属する画素１１０，１１１への固定電圧Ｖ０，Ｖ１への供給を行う。２系統の電圧供給部１２及び電圧スイッチ１３のうちの他方は、第２領域１１を構成する画素１１０，１１１の他の一つのグループ、例えば、第２領域１１の下半分の行に属する画素１１０，１１１への固定電圧Ｖ０，Ｖ１への供給を行う。２つの電圧スイッチ１３は、１つの制御信号ＶＰＤ＿ＯＮによって同時に制御してもよいし、駆動する行に応じて異なる制御信号ＶＰＤ＿ＯＮによって別々に制御してもよい。
【００６３】
これにより、第２領域１１への電圧供給の能力を高めることができ、シャッタ走査時に電源端子間の短絡が生じることを回避しつつ、故障検出の精度を更に高めることが可能となる。
【００６４】
なお、本実施形態では２つの電圧供給部１２を設けているが、電圧供給部１２は１つであってもよい。この場合、１つの電圧供給部１２から２つの電圧スイッチ１３へと固定電圧Ｖ０，Ｖ１を供給する。また、電圧供給部１２と電圧スイッチ１３とは、３系統以上設けてもよい。
【００６５】
このように、本実施形態によれば、撮像と故障検出とを同時に行うとともに、電圧端子間の短絡を防止して故障検出の検出精度を向上することができる。また、第２領域に属する画素を複数のグループに分け、グループ毎に電圧供給部と電圧スイッチとを設けることにより、故障検出用の画素への電圧供給能力を高めることができる。
【００６６】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態による固体撮像装置及びその駆動方法について、図５及び図６を用いて説明する。第１及び第２実施形態による固体撮像装置と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。
【００６７】
図５は、本実施形態による固体撮像装置の概略構成を示すブロック図である。図６は、本実施形態による固体撮像装置における電圧スイッチの構成例を示す図である。
【００６８】
本実施形態による固体撮像装置１００は、１つの電圧供給部１２に対して２つの電圧スイッチ１３を有する点で、第１実施形態による固体撮像装置とは異なっている（第１の相違点）。また、電圧スイッチ１３が、固定電圧Ｖ０，Ｖ１の供給をオン／オフする機能だけでなく、固定電圧Ｖ０，Ｖ１を切り替える機能（電圧切り替え機能）をも有している点においても、第１実施形態による固体撮像装置とは異なっている（第２の相違点）。
【００６９】
上記第１の相違点に関連し、本実施形態の固体撮像装置では、第２領域１１の上下に電圧スイッチ１３を配し、上下の電圧スイッチ１３から同じ電圧供給線１１２，１１３に固定電圧Ｖ０，Ｖ１を供給する構成となっている。すなわち、電圧供給部１２と電圧供給線１１２，１１３との間に、並列に接続された２つの電圧スイッチ１３が設けられている。第２領域１１の上下の両方から電圧を供給する構成とすることには、配線容量によるスイッチ切り替え時の電圧静定の遅れを低減したり、配線抵抗による電圧降下の影響を低減したりする効果がある。
【００７０】
電圧スイッチ１３が１個の場合、電圧スイッチ１３でオープン故障が生じたときには固定電圧Ｖ０，Ｖ１を印加できなくなるが、電圧スイッチ１３を２個にすることで、故障していない電圧スイッチ１３を介して固定電圧Ｖ０，Ｖ１を印加することができる。これにより、故障検出用の画素１１０，１１１の機能を喪失しないという利点がある。
【００７１】
なお、第１の相違点に基づく効果を実現できれば十分な場合、電圧スイッチ１３は、第１実施形態と同様の構成とすることも可能である。
また、上記第２の相違点に関連し、本実施形態の固体撮像装置は、電圧スイッチ１３の回路構成が第１実施形態の固体撮像装置とは異なっている。
【００７２】
本実施形態では、制御部１０７から電圧スイッチ１３へと供給される制御信号として、制御信号ＶＰＤ＿ＯＮに加え、制御信号ＶＰＤ＿ＳＥＬを用いる。電圧スイッチ１３は、制御信号ＶＰＤ＿ＯＮがハイレベルのときに固定電圧Ｖ０，Ｖ１を出力し、そのときの制御信号ＶＰＤ＿ＳＥＬのレベルに応じて端子Ｖａ，Ｖｂに出力される固定電圧Ｖ０，Ｖ１が切り替わるように、構成されている。
【００７３】
このような動作を実現する回路は、特に限定されるものではないが、例えば図６（ａ）に示す回路を適用することができる。図６（ａ）に示す電圧スイッチ１３は、ＮＯＴゲートＧ１、ＡＮＤゲートＧ２，Ｇ３、ＭＯＳトランジスタＭ１０，Ｍ１１，Ｍ１２，Ｍ１３により構成されている。
【００７４】
ＭＯＳトランジスタＭ１０，Ｍ１２のドレインには、固定電圧Ｖ０が供給される。ＭＯＳトランジスタＭ１０のソースは、ＭＯＳトランジスタＭ１１のドレインに接続されている。ＭＯＳトランジスタＭ１２のソースは、ＭＯＳトランジスタＭ１３のドレインに接続されている。ＭＯＳトランジスタＭ１１，Ｍ１３のソースには、固定電圧Ｖ１が供給される。ＭＯＳトランジスタＭ１０のソースとＭＯＳトランジスタＭ１１のドレインとの接続ノードは、端子Ｖａを構成する。ＭＯＳトランジスタＭ１１のソースとＭＯＳトランジスタＭ１３のドレインとの接続ノードは、端子Ｖｂを構成する。
【００７５】
制御信号ＶＰＤ＿ＯＮは、ＡＮＤゲートＧ２の一方の入力端子及びＡＮＤゲートＧ３の一方の入力端子に入力される。制御信号ＶＰＤ＿ＳＥＬは、ＡＮＤゲートＧ２の他方の入力端子及びＮＯＴゲートＧ１の入力端子に入力される。ＮＯＴゲートの出力は、ＡＮＤゲートＧ３の他方の入力端子に入力される。ＡＮＤゲートＧ２の出力信号Ｎｏｒｍは、ＭＯＳトランジスタＭ１０，Ｍ１３のゲートに供給される制御信号となる。ＡＮＤゲートＧ３の出力信号Ｉｎｖは、ＭＯＳトランジスタＭ１１，Ｍ１２のゲートに供給される制御信号となる。
【００７６】
図６（ｂ）は、図６（ａ）の回路における制御信号ＶＰＤ＿ＯＮ，ＶＰＤ＿ＳＥＬと端子Ｖａ，Ｖｂに出力される電圧との関係を表す真理値表である。図６（ｂ）に示すように、制御信号ＶＰＤ＿ＯＮがローレベル（０）のとき、端子Ｖａ，Ｖｂは、制御信号ＶＰＤ＿ＳＥＬのレベルによらず、フローティング状態となる。制御信号ＶＰＤ＿ＯＮがハイレベル（１）であり、制御信号ＶＰＤ＿ＳＥＬがローレベル（０）のとき、端子Ｖａからは固定電圧Ｖ０が出力され、端子Ｖｂからは固定電圧Ｖ１が出力される。制御信号ＶＰＤ＿ＯＮがハイレベル（１）であり、制御信号ＶＰＤ＿ＳＥＬがハイレベル（１）のとき、端子Ｖａからは固定電圧Ｖ１が出力され、端子Ｖｂからは固定電圧Ｖ０が出力される。
【００７７】
このように、制御信号ＶＰＤ＿ＯＮがハイレベルのときに制御信号ＶＰＤ＿ＳＥＬの信号レベルを切り替えることで、同一の画素１１０，１１１に対して固定電圧Ｖ０と固定電圧Ｖ１の２値を与えることが可能となる。
【００７８】
例えば、あるフレームにおける読み出し走査時には、制御信号ＶＰＤ＿ＳＥＬをハイレベルにして、図３（ｂ）に示したような制御信号ＶＰＤ＿ＯＮの駆動を行う。また、別のフレームにおける読み出し走査時には、制御信号ＶＰＤ＿ＳＥＬをローレベルにして、図３（ｂ）に示すような制御信号ＶＰＤ＿ＯＮの駆動を行う。このような駆動を行うことで、例えば、画素１１０，１１１がたまたま固定電圧Ｖ０に近い電圧で固定されてしまい故障しているのに正しいと誤検知してしまうような故障モードに対しても、故障の検知が可能となる。
【００７９】
このように、本実施形態によれば、撮像と故障検出とを同時に行うとともに、電圧端子間の短絡を防止して故障検出の検出精度を向上することができる。また、故障検出用画素に供給する固定電圧を切り替えることにより、故障にもかかわらず正常動作と認識する誤りを低減することが可能となる。
【００８０】
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態による撮像システム及び移動体について、図７及び図８を用いて説明する。
図７は、本実施形態による撮像システム及び移動体の構成例を示す概略図である。図８は、本実施形態による撮像システムの動作を示すフロー図である。
【００８１】
本実施形態では、車載カメラに関する撮像システムの一例を示す。図７は、車両システムとこれに搭載される撮像システムの一例を示したものである。撮像システム７０１は、撮像装置７０２、画像前処理部７１５、集積回路７０３、光学系７１４を含む。光学系７１４は、撮像装置７０２に被写体の光学像を結像する。撮像装置７０２は、光学系７１４により結像された被写体の光学像を電気信号に変換する。撮像装置７０２は、上記第１乃至第３実施形態のいずれかの固体撮像装置である。画像前処理部７１５は、撮像装置７０２から出力された信号に対して所定の信号処理を行う。画像前処理部７１５の機能は、撮像装置７０２内に組み込まれていてもよい。撮像システム７０１には、光学系７１４、撮像装置７０２及び画像前処理部７１５が、少なくとも２組設けられており、各組の画像前処理部７１５からの出力が集積回路７０３に入力されるようになっている。
【００８２】
集積回路７０３は、撮像システム用途向けの集積回路であり、メモリ７０５を含む画像処理部７０４、光学測距部７０６、視差演算部７０７、物体認知部７０８、異常検出部７０９を含む。画像処理部７０４は、画像前処理部７１５の出力信号に対して、現像処理や欠陥補正等の画像処理を行う。メモリ７０５は、撮像画像の一次記憶、撮像画素の欠陥位置を格納する。光学測距部７０６は、被写体の合焦や、測距を行う。視差演算部７０７は、複数の撮像装置７０２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。物体認知部７０８は、車、道、標識、人等の被写体の認知を行う。異常検出部７０９は、撮像装置７０２の異常を検知すると、主制御部７１３に異常を発報する。
【００８３】
集積回路７０３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し、これらの組合せによって実現されてもよい。また、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や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。
【００８４】
主制御部７１３は、撮像システム７０１、車両センサ７１０、制御ユニット７２０等の動作を統括・制御する。なお、主制御部７１３を持たず、撮像システム７０１、車両センサ７１０、制御ユニット７２０が個別に通信インターフェースを有して、それぞれが通信ネットワークを介して制御信号の送受を行う（例えばＣＡＮ規格）方法も取りうる。
【００８５】
集積回路７０３は、主制御部７１３からの制御信号を受け或いは自身の制御部によって、撮像装置７０２へ制御信号や設定値を送信する機能を有する。例えば、集積回路７０３は、撮像装置７０２内の電圧スイッチ１３をパルス駆動させるための設定や、フレーム毎に電圧スイッチ１３を切り替える設定等を送信する。
【００８６】
撮像システム７０１は、車両センサ７１０に接続されており、車速、ヨーレート、舵角などの自車両走行状態及び自車外環境や他車・障害物の状態を検知することができる。車両センサ７１０は、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でもある。また、撮像システム７０１は、操舵、巡行、衝突防止機能等の種々の運転支援を行う運転支援制御部７１１に接続されている。特に、衝突判定機能に関しては、撮像システム７０１や車両センサ７１０の検知結果を基に他車・障害物との衝突推定・衝突有無を判定する。これにより、衝突が推定される場合の回避制御、衝突時の安全装置起動を行う。
【００８７】
また、撮像システム７０１は、衝突判定部での判定結果に基づいて、ドライバーに警報を発する警報装置７１２にも接続されている。例えば、衝突判定部の判定結果として衝突可能性が高い場合、主制御部７１３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７１２は、音等の警報を鳴らす、カーナビゲーションシステムやメーターパネルなどの表示部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。
【００８８】
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７０１で撮影する。図７（ｂ）に、車両前方を撮像システム７０１で撮像する場合の撮像システム７０１の配置例を示す。
【００８９】
２つの撮像装置７０２は、車両７００の前方に配置される。具体的には、車両７００の進退方位又は外形（例えば車幅）に対する中心線を対称軸に見立て、その対称軸に対して２つの撮像装置７０２が線対称に配置されると、車両７００と被写対象物との間の距離情報の取得や衝突可能性の判定を行う上で好ましい。また、撮像装置７０２は、運転者が運転席から車両７００の外の状況を視認する際に運転者の視野を妨げない配置が好ましい。警報装置７１２は、運転者の視野に入りやすい配置が好ましい。
【００９０】
次に、撮像システム７０１における撮像装置７０２の故障検知動作について、図８を用いて説明する。撮像装置７０２の故障検知動作は、図８に示すステップＳ８１０〜Ｓ８８０に従って実施される。
【００９１】
ステップＳ８１０は、撮像装置７０２のスタートアップ時の設定を行うステップである。すなわち、撮像システム７０１の外部（例えば主制御部７１３）又は撮像システム７０１の内部から、撮像装置７０２の動作のための設定を送信し、撮像装置７０２の撮像動作及び故障検出動作を開始する。撮像装置７０２の動作のための設定には、電圧スイッチ１３の制御のための設定が含まれる。
【００９２】
次いで、ステップＳ８２０において、走査行に属する第１領域１０の画素１０５，１０６からの信号を取得する。また、ステップＳ８３０において、走査行に属する第２領域１１の画素１１０，１１１からの出力値を取得する。なお、ステップＳ８２０とステップＳ８３０とは逆でもよい。
【００９３】
次いで、ステップＳ８４０において、画素１１０，１１１への固定電圧Ｖ０，Ｖ１の接続設定に基づく画素１１０，１１１の出力期待値と、実際の画素１１０，１１１からの出力値との該非判定を行う。
【００９４】
ステップＳ８４０における該非判定の結果、出力期待値と実際の出力値とが一致している場合は、ステップＳ８５０に移行し、第１領域１０における撮像動作が正常に行われていると判定し、ステップＳ８６０へと移行する。ステップＳ８６０では、走査行の画素信号をメモリ７０５に送信して一次保存する。そののち、ステップＳ８２０に戻り、故障検知動作を継続する。
【００９５】
一方、ステップＳ８４０における該非判定の結果、出力期待値と実際の出力値とが一致していない場合は、ステップＳ８７０に移行し、第１領域１０における撮像動作に異常があると判定し、主制御部７１３、警報装置７１２に警報を発報する。警報装置７１２は、表示部に異常が検知されたことを表示させる。その後、ステップＳ８８０において撮像装置７０２を停止し、撮像システム７０１の動作を終了する。
【００９６】
なお、本実施形態では、１行毎にフローチャートをループさせる例を例示したが、複数行毎にフローチャートをループさせてもよいし、１フレーム毎に故障検出動作を行ってもよい。
【００９７】
また、本実施形態では、他の車両と衝突しない制御を説明したが、他の車両に追従して運転する制御や、車線からはみ出さないように運転する制御などにも適用可能である。さらに、撮像システム７０１は、自車両等の車両に限らず、例えば、船舶、航空機或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。
【００９８】
［変形実施形態］
本発明は、上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
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例や、他の実施形態の一部の構成と置換した例も、本発明の実施形態である。
【００９９】
また、上記実施形態では、画素１０５，１０６，１１０，１１１のトランジスタをＮ型トランジスタにより構成する場合を想定して説明を行ったが、画素１０５，１０６，１１０，１１１のトランジスタをＰ型トランジスタにより構成するようにしてもよい。この場合、上記説明における各駆動信号の信号レベルは逆になる。
【０１００】
また、画素１０５，１０６，１１０，１１１の回路構成は、図２に示したものに限定されるものではなく、適宜変更が可能である。例えば、画素１０５，１０６，１１０，１１１は、１画素に２つの光電変換部を有するデュアルピクセル構造であってもよい。
【０１０１】
また、第４実施形態に示した撮像システムは、本発明の固体撮像装置を適用しうる撮像システム例を示したものであり、本発明の固体撮像装置を適用可能な撮像システムは図７及び図８に示した構成に限定されるものではない。例えば、上記第１乃至第３実施形態で述べた固体撮像装置は、デジタルスチルカメラ、デジタルカムコーダー、監視カメラなどにも適用することができる。
【０１０２】
なお、上記実施形態は、何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。
【符号の説明】
【０１０３】
１０…第１領域
１１…第２領域
１００…固体撮像装置
１０２…垂直走査回路
１０３…列回路
１０４…水平走査回路
１０５，１０６，１１０，１１１…画素
１０７…制御部
１０８…垂直出力線
１０９…画素制御線
１１２，１１３…電圧供給線
１２…電圧供給部
１３…電圧スイッチ
【図１】
2018056962.tif 000003
【図２】
2018056962.tif 000004
【図３】
2018056962.tif 000005
【図４】
2018056962.tif 000006
【図５】
2018056962.tif 000007
【図６】
2018056962.tif 000008
【図７】
2018056962.tif 000009
【図８】
2018056962.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成29年8月30日(2017.8.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転送トランジスタと、前記転送トランジスタに第１のノードを介して接続された増幅トランジスタと、を各々が有する第１の検出用画素及び第２の検出用画素と、
所定電圧を供給する電圧供給部と、
前記電圧供給部と、前記第１の検出用画素及び前記第２の検出用画素の各々の前記転送トランジスタが接続された第２のノードと、に接続された接続スイッチと
を有することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
転送トランジスタと、前記転送トランジスタに第３のノードを介して接続された増幅トランジスタと、前記転送トランジスタに接続された光電変換部と、前記第３のノードに接続されたリセットトランジスタと、を有する画像取得用画素と、
制御部と、をさらに有し、
制御線が前記第１の検出用画素の前記転送トランジスタのゲートに接続され、さらに前記制御線は前記画像取得用画素の前記転送トランジスタのゲートに接続され、
前記制御部は、前記画像取得用画素の前記転送トランジスタと前記リセットトランジスタとが共にオンしている期間に、前記接続スイッチをオフにする
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記電圧供給部は、値の異なる複数の電圧の中から前記所定電圧を選択する
ことを特徴とする請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
複数の前記第１の検出用画素と複数の前記第２の検出用画素と複数の前記画像取得用画素とを含む複数の画素が複数の行及び複数の列に渡って配された画素領域を有し、
前記制御線は、前記画素領域の行毎に設けられている
ことを特徴とする請求項２又は３記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記第１の検出用画素と前記第２の検出用画素とを含む複数の検出用画素を有し、
前記複数の検出用画素は、複数のグループに分けられており、
前記複数のグループの各々は、一部の前記複数の検出用画素として、前記第１の検出用画素と前記第２の検出用画素とを含み、
１つのグループに含まれる前記一部の複数の検出用画素の各々の前記転送トランジスタが接続された前記第２のノードが、前記所定電圧を供給する電圧供給線に共通に接続されている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記複数のグループのうちの１つのグループと、前記電圧供給部と、前記接続スイッチとを含む組が複数設けられている
ことを特徴とする請求項５記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記電圧供給部は、前記複数のグループのうちの１つのグループが含む複数の検出用画素の各々の前記転送トランジスタが接続された前記第２のノードに接続された前記電圧供給線に、第１の値の前記所定電圧を供給し、
さらに前記電圧供給部は、前記複数のグループのうちの別の１つのグループが含む複数の検出用画素の各々の前記転送トランジスタが接続された前記第２のノードに接続された前記電圧供給線に、第２の値の前記所定電圧を供給する
ことを特徴とする請求項５又は６記載の固体撮像装置。
【請求項８】
光が入射する光電変換部を有する画像取得用画素と、
遮光された光電変換部を有する遮光画素と、をさらに有し、
前記第１の検出用画素及び前記第２の検出用画素のうちの一の画素と、前記画像取得用画素との間に前記遮光画素が配されている
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項９】
所定電圧を供給する電圧供給部と、第１の検出用画素と、第２の検出用画素と、制御線と、を有し、前記第１の検出用画素は、光電変換部と、前記光電変換部に接続された第１の転送トランジスタと、前記第１の転送トランジスタに接続された第１のリセットトランジスタと、を有し、前記第２の検出用画素は、第２の転送トランジスタと、前記第２の転送トランジスタに接続された第２のリセットトランジスタと、を有し、前記制御線が前記第１の転送トランジスタのゲート及び前記第２の転送トランジスタのゲートに共通に接続された固体撮像装置の駆動方法であって、
前記制御線が、前記第２の転送トランジスタと前記第２のリセットトランジスタとが共にオンとする電位にある期間の少なくとも一部の期間に、前記電圧供給部と前記第２の転送トランジスタとの間の電気的経路を非導通とする
ことを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。
【請求項１０】
前記固体撮像装置は、複数の前記第１の検出用画素と複数の前記第２の検出用画素とを含む複数の画素が複数の行及び複数の列に渡って配された画素領域を有し、
前記画素領域の前記複数の行に対して、シャッタ走査と読み出し走査とを行順次で行う際に、
シャッタ走査行において前記第２の検出用画素の前記光電変換部をリセットする際に前記第１の転送トランジスタをオンにするタイミングと、読み出し走査行において前記第２の検出用画素の前記第１の転送トランジスタをオンにするタイミングとが異なっており、
読み出し走査行において前記第２の検出用画素の前記第１の転送トランジスタをオンにするタイミングと、前記所定電圧を前記第２の検出用画素に供給するタイミングとが重なっている
ことを特徴とする請求項９記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項１１】
フレーム毎に、前記第２の検出用画素に供給する前記所定電圧を切り替える
ことを特徴とする請求項１０記載の固体撮像装置の駆動方法。
【請求項１２】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の固体撮像装置と、
前記固体撮像装置の信号を処理する信号処理部と
を有することを特徴とする撮像システム。
【請求項１３】
前記第１の検出用画素及び前記第２の検出用画素から出力される前記信号と期待値とを比較し、前記信号と前記期待値との関係に基づき前記固体撮像装置の異常を検出する異常検出部をさらに有する
ことを特徴とする請求項１２記載の撮像システム。
【請求項１４】
移動体であって、
請求項２記載の固体撮像装置と、
前記画像取得用画素から出力される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制御手段と
を有することを特徴とする移動体。
【請求項１５】
前記第１の検出用画素及び前記第２の検出用画素から出力される前記信号と期待値との比較を行い、前記比較の結果に基づき前記固体撮像装置の異常を検出する異常検出部をさらに有する
ことを特徴とする請求項１４記載の移動体。
【請求項１６】
さらに表示部を備え、
前記異常の検出を、前記表示部に表示する
ことを特徴とする請求項１５記載の移動体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の一観点によれば、転送トランジスタと、前記転送トランジスタに第１のノードを介して接続された増幅トランジスタと、を各々が有する第１の検出用画素及び第２の検出用画素と、所定電圧を供給する電圧供給部と、前記電圧供給部と、前記第１の検出用画素及び前記第２の検出用画素の各々の前記転送トランジスタが接続された第２のノードと、に接続された接続スイッチとを有する固体撮像装置が提供される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、本発明の他の一観点によれば、所定電圧を供給する電圧供給部と、第１の検出用画素と、第２の検出用画素と、制御線と、を有し、前記第１の検出用画素は、光電変換部と、前記光電変換部に接続された第１の転送トランジスタと、前記第１の転送トランジスタに接続された第１のリセットトランジスタと、を有し、前記第２の検出用画素は、第２の転送トランジスタと、前記第２の転送トランジスタに接続された第２のリセットトランジスタと、を有し、前記制御線が前記第１の転送トランジスタのゲート及び前記第２の転送トランジスタのゲートに共通に接続された固体撮像装置の駆動方法であって、前記制御線が、前記第２の転送トランジスタと前記第２のリセットトランジスタとが共にオンとする電位にある期間の少なくとも一部の期間に、前記電圧供給部と前記第２の転送トランジスタとの間の電気的経路を非導通とする固体撮像装置の駆動方法が提供される。