(57)【要約】【課題】  ＡＤ変換精度の低下を抑制した撮像装置を提供する。【解決手段】  差動段が前記浮遊拡散部に接続された入力ノードを有する入力トランジスタを有し、複数の組に第１制御線と第２制御線が配されており、複数の組の一部の組の接続部に第１制御線が接続されており、複数の組の他の一部の組の接続部に第２制御線が接続されている。【選択図】  図３
2019140533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換部と、前記光電変換部に接続された浮遊拡散部と、差動段とを各々が備える複数の組を有する撮像装置であって、
前記差動段は、前記浮遊拡散部に接続された入力ノードを有する入力トランジスタを有し、
前記入力ノードと所定のノードとに接続された接続部を、前記複数の組の各々がさらに有し、
前記複数の組に第１制御線と第２制御線が配されており、
前記複数の組の一部の組の前記接続部に前記第１制御線が接続されており、
前記複数の組の他の一部の組の前記接続部に前記第２制御線が接続されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記差動段は、前記入力トランジスタの主ノードに接続されたカレントミラー回路部をさらに有し、
前記接続部は、前記主ノードと前記カレントミラー回路部とが接続されるノードに、一方の主ノードが接続された第１トランジスタと、
前記第１トランジスタの他方の主ノードと、前記入力ノードとに接続された第２トランジスタとを有し、
前記第１トランジスタに前記第１制御線が接続され、前記第２トランジスタに前記第２制御線が接続され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】
光電変換部と、前記光電変換部に接続された浮遊拡散部と、差動段とを各々が備える複数の組を有する撮像装置であって、
前記差動段は、前記浮遊拡散部に接続された入力ノードを有する入力トランジスタと、前記入力トランジスタの主ノードに接続されたカレントミラー回路部とを有し、
前記複数の組の各々は、
前記主ノードと前記カレントミラー回路部とが接続されたノードと、前記入力ノードとに、一方の主ノードが接続された第１トランジスタと、
前記第１トランジスタに接続された第２トランジスタとを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
光電変換部と、前記光電変換部に接続された浮遊拡散部と、差動段とを各々が備える複数の組を有する撮像装置であって、
前記差動段は、前記浮遊拡散部に接続された入力ノードを有する入力トランジスタを有し、
前記入力ノードに接続されるとともに、前記入力ノードに接続される容量値を変更するトランジスタをさらに備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
前記光電変換部と前記浮遊拡散部との間の電気的経路の導通、非導通を切り替えるトランジスタをさらに有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
請求項１〜５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７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像装置を有する移動体であって、
前記移動体の移動を制御する制御部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、光電変換部の信号をＡＤ変換するＡＤ変換部とを備える撮像装置が知られている。
【０００３】
この撮像装置の一例として、特許文献１には、光電変換部、浮遊拡散部、差動段を各々が備える複数の組を有する撮像装置が記載されている。浮遊拡散部に入力ノードが接続されたトランジスタが、差動段の複数の入力トランジスタのうちの一方の入力トランジスタとして動作する構成が記載されている。複数の入力トランジスタのうちの他方の入力トランジスタにはランプ信号が入力される。差動段は、一方の入力トランジスタの入力ノードと他方の入力トランジスタの入力ノードの電位とを比較した結果を示す信号を出力する比較器として動作する。この比較器として動作する差動段の出力を用いて、光電変換部が蓄積した電荷に対応するデジタル信号が生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１６／００９８３２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の撮像装置では、差動段の出力が変化する際に生じるキックバックノイズについて考慮が為されていない。ある組の差動段で生じたキックバックノイズは、他の組の差動段に伝搬すると、当該他の組の差動段の入力トランジスタの電位が変動し、比較の精度が低下する。よって、ＡＤ変換の精度が低下する課題がある。
【０００６】
本発明は、ある組の差動段で生じたキックバックノイズの他の組への伝搬を抑制することでＡＤ変換精度の低下を抑制した撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記の課題を鑑みて為されたものであり、その一の態様は、光電変換部と、前記光電変換部に接続された浮遊拡散部と、差動段とを各々が備える複数の組を有する撮像装置であって、前記差動段は、前記浮遊拡散部に接続された入力ノードを有する入力トランジスタを有し、前記入力ノードと所定のノードとに接続された接続部を、前記複数の組の各々がさらに有し、前記複数の組に第１制御線と第２制御線が配されており、前記複数の組の一部の組の前記接続部に前記第１制御線が接続されており、前記複数の組の他の一部の組の前記接続部に前記第２制御線が接続されていることを特徴とする撮像装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、ＡＤ変換精度の低下を抑制した撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】撮像装置の模式図
【図２】撮像装置のブロック図
【図３】撮像装置の回路図
【図４】撮像装置の動作を示したタイミング図
【図５】撮像装置の動作を示したタイミング図
【図６】撮像装置の回路図
【図７】撮像装置の回路図
【図８】撮像装置の回路図
【図９】撮像装置の回路図
【図１０】撮像装置の回路図
【図１１】撮像装置の回路図
【図１２】撮像装置の回路図
【図１３】撮像装置の回路図
【図１４】撮像装置の回路図
【図１５】撮像装置の回路図
【図１６】撮像装置の回路図
【図１７】撮像装置の回路図
【図１８】撮像装置の回路図
【図１９】撮像システムのブロック図
【図２０】移動体のブロック図
【図２１】撮像システムの信号処理フローを示した図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら各実施例を説明する。
【００１１】
（実施例１）
図１は、本実施例の撮像装置が備える、第１チップ１、第２チップ２を示した図である。第１チップ１には、複数行および複数列に渡って画素１００が配されている。また、第２チップ５には、複数行および複数列に渡って、信号処理回路１０５が配されている。なお、ここでは画素１００と信号処理回路１０５のみを図示しているが、他に画素１００を制御する制御線、画素１００が蓄積した電荷に基づく信号を伝送する信号線が適宜、第１チップ１、第２チップ２に配される。また、垂直走査回路、タイミングジェネレータ等の駆動回路が適宜、第１チップ１あるいは第２チップ２に配される。
【００１２】
図２は、本実施例の撮像装置の構成を示したブロック図である。
【００１３】
本実施例の撮像装置は、画素１００が複数行、複数列に渡って配されている。また、図２には垂直走査回路１１０を示している。画素１００は第１チップ１に設けられている。図２には、垂直走査回路１１０を示している。垂直走査回路１１０は、第２チップ２に設けられている。垂直走査回路１１０は、画素１００に信号ＴＸｎ、ＯＦＧｎ、ＲＥＳｎ＿１、ＲＥＳｎ＿２を出力する。この信号の符号に用いているｎは、画素１００の行を示している。すなわち、信号ＴＸ１であれば、ｎ＝１として、１行目の画素１００に出力される信号ＴＸであることを示している。信号ＲＥＳｎ＿１は奇数列の画素１００に出力され、信号ＲＥＳｎ＿２は偶数列の画素１００に出力される。つまり、１行の複数列の画素１００に対し、複数の制御線として、信号ＲＥＳｎ＿１を伝送する制御線と、信号ＲＥＳｎ＿２を伝送する制御線が設けられている。そして、この複数列の画素１００の一部の画素１００が信号ＲＥＳｎ＿１を伝送する制御線に接続され、他の一部の画素１００が信号ＲＥＳｎ＿２を伝送する制御線に接続されている。
【００１４】
図３は、図２に示した画素１００の回路と、第２チップ２の信号処理回路１０５の回路とを示した回路図である。
【００１５】
画素１００は、トランジスタ１２０と、光電変換部１３０と、トランジスタ１４０を有する。さらに画素１００は、浮遊拡散部１４５、トランジスタ１５０、入力トランジスタ１６０、入力トランジスタ１７０、電流源１８０を有する。
【００１６】
入力トランジスタ１７０には、不図示のランプ信号生成部からランプ信号ＲＡＭＰが入力される。ランプ信号ＲＡＭＰとは、電位が時間の経過に伴って単調変化する信号である。ここでいう単調変化とは、電位の変化の方向が、変化の開始から終了までの間、同じ方向に維持されることを意味する。ランプ信号の単位時間当たりの電位変化率が、変化の開始から終了までの間に変化が有った場合においても、これは電位の単調変化の範囲内である。
【００１７】
トランジスタ１２０、１４０、１５０、入力トランジスタ１６０、１７０のそれぞれはＮ型のＭＯＳトランジスタである。
【００１８】
信号処理回路１０５は、カレントミラー回路部３０を有する。カレントミラー回路部３０は、トランジスタ２００、２１０を有する。また、信号処理回路１０５は、メモリ部４０を有する。メモリ部４０は、不図示のカウンタ回路から、クロック信号を計数したカウント信号が入力される。
【００１９】
トランジスタ２００、２１０はＰ型のＭＯＳトランジスタである。
【００２０】
差動段２５は、カレントミラー回路部３０、入力トランジスタ１６０、入力トランジスタ１７０、電流源１８０を有する。差動段２５は、入力トランジスタ１６０の入力ノードの電位と、入力トランジスタ１７０の入力ノードの電位とを比較する比較器として動作する。また、差動段２５は、入力トランジスタ１６０の入力ノードの電位と、入力トランジスタ１７０の入力ノードの電位とを比較した結果を示す比較結果信号である信号Ｃｏｕｔをメモリ部４０に出力する。入力トランジスタ１６０と入力トランジスタ１７０とによって、差動対が形成される。差動段２５とメモリ部４０は、浮遊拡散部１４５の電位に対応するデジタル信号を得るＡＤ変換部である。
【００２１】
図４は、図３に示した撮像装置の動作を示したタイミング図である。図４に示した信号は、図２、図３に示した信号と対応している。図４に示す動作は、画素１００の電荷蓄積期間の開始を行ごとに順次行うローリングシャッタ動作である。
【００２２】
垂直走査回路１１０は、時刻ｔ１に信号ＯＦＧ１をＨｉｇｈレベルとし、その後Ｌｏｗレベルとする。これにより、１行目の画素１００の光電変換部１３０は、時刻ｔ２に入射光に基づく電荷の蓄積を開始する。
【００２３】
垂直走査回路１１０は、以降同様に、信号ＯＦＧｎをＨｉｇｈレベルとし、その後Ｌｏｗレベルとする動作を、行ごとに順次行う。
【００２４】
垂直走査回路１１０は、時刻ｔ９に信号ＲＥＳ１＿１、ＲＥＳ１＿２をＨｉｇｈレベルとし、その後Ｌｏｗレベルとする。これにより、浮遊拡散部１４５の電荷がリセットされる。
【００２５】
ランプ信号供給部は、時刻ｔ１２に、ランプ信号ＲＡＭＰの電位の変化を開始する。また、不図示のカウンタ回路は、時刻ｔ１２に、クロック信号の計数を開始する。
【００２６】
その後、入力トランジスタ１７０の入力ノードの電位と、入力トランジスタ１６０の入力ノードの電位の大小関係が逆転すると、信号Ｃｏｕｔの信号レベルが変化する。この信号Ｃｏｕｔの信号レベルの変化を受けて、メモリ部４０は、信号Ｃｏｕｔの信号レベルの変化したタイミングに対応するカウント信号を保持する。これにより、リセットが解除された浮遊拡散部１４５の電位に基づくデジタル信号が得られる。このデジタル信号をノイズデータと表記する。このノイズデータは、ＡＤ変換部ごとの動作バラツキを主とするノイズ成分を有する。
【００２７】
なお、信号Ｃｏｕｔの信号レベルの変化は、トランジスタ１５０の主ノードと、トランジスタ１５０の入力ノードとの間の寄生容量を通じて、信号ＲＥＳ１＿１を伝送する制御線に伝搬するキックバックノイズをもたらす。
【００２８】
仮に、１行に配された全ての列の画素１００のトランジスタ１５０が信号ＲＥＳを伝送する１つの制御線に接続されていたとする。この場合には、ある差動段２５で生じた信号Ｃｏｕｔの信号レベルの変化によるキックバックノイズが、１行に配された全ての列の画素１００のトランジスタ１５０の入力ノードに伝搬する。このトランジスタ１５０の入力ノードの電位の変動は、トランジスタ１５０の入力ノードとトランジスタ１５０の主ノードとの間の寄生容量を介して、浮遊拡散部１４５の電位を変動させる。この結果、キックバックノイズの影響を受けた差動段２５は、信号Ｃｏｕｔの信号レベルが、本来変化すべきタイミングとは異なるタイミングで変化することとなる。したがって、キックバックノイズの影響を受けた差動段２５のＡＤ変換精度が低下することとなる。
【００２９】
一方、本実施例の撮像装置は、図３に示したように、１行複数列のうちの一部の列の画素１００のトランジスタ１５０の入力ノードが信号ＲＥＳ１＿１を伝送する制御線に接続されている。そして、他の一部の列の画素１００のトランジスタ１５０の入力ノードは信号ＲＥＳ１＿１を伝送する制御線とは別の制御線である、信号ＲＥＳ１＿２を伝送する制御線に接続されている。したがって、信号ＲＥＳ１＿１に生じたキックバックノイズは信号ＲＥＳ１＿２に接続されたトランジスタ１５０を有する画素１００には伝搬しにくい。よって、本実施例の撮像装置は、キックバックノイズによる、ＡＤ変換精度の低下を抑制することができる。
【００３０】
本実施例の撮像装置は、トランジスタ１５０は、入力トランジスタ１６０の入力ノードと所定のノードとを接続する接続部である。本実施例で言う所定のノードとは、入力トランジスタ１６０の主ノードと、カレントミラー回路部３０とを接続するノードである。光電変換部１３０、浮遊拡散部１４５、差動段２５、トランジスタ１５０（接続部）を１つの組とする。この場合、１行複数列に渡って、複数の組が配されていると言える。この１行複数列に配された複数の組に対して、複数の制御線として、信号ＲＥＳ１＿１を伝送する制御線と、信号ＲＥＳ１＿２を伝送する制御線とが配されている。そして、複数の組の一部の組の接続部（トランジスタ１５０）に、信号ＲＥＳ１＿１を伝送する制御線が接続されている。そして、複数の組の他の一部の組の接続部（トランジスタ１５０）に、信号ＲＥＳ１＿２を伝送する制御線が接続されている。
【００３１】
次に、垂直走査回路１１０は、時刻ｔ１４に、信号ＴＸ１をＨｉｇｈレベルとした後、Ｌｏｗレベルとする。これにより、浮遊拡散部１４５には、時刻ｔ２から時刻ｔ１５までの期間に光電変換部１３０が蓄積した電荷が、光電変換部１３０からトランジスタ１４０を介して転送される。これにより、浮遊拡散部１４５は、光電変換部１３０が入射光に基づいて蓄積した電荷に対応する電位となる。
【００３２】
その後、時刻ｔ１６に、ランプ信号供給部は、ランプ信号ＲＡＭＰの電位の変化を開始する。また、不図示のカウンタ回路は、時刻ｔ１６に、クロック信号の計数を開始する。
【００３３】
その後、入力トランジスタ１７０の入力ノードの電位と、入力トランジスタ１６０の入力ノードの電位の大小関係が逆転すると、信号Ｃｏｕｔの信号レベルが変化する。この信号Ｃｏｕｔの信号レベルの変化を受けて、メモリ部４０は、信号Ｃｏｕｔの信号レベルの変化したタイミングに対応するカウント信号を保持する。これにより、光電変換部１３０が入射光に基づいて蓄積した電荷に基づくデジタル信号が得られる。このデジタル信号を光データと表記する。
【００３４】
この光データの生成時においても、先に述べたノイズデータの生成時と同じく、キックバックノイズが生じる。しかし、本実施例の撮像装置は、図３に示したように、１行複数列のうちの一部の列の画素１００のトランジスタ１５０の入力ノードが信号ＲＥＳ１＿１を伝送する制御線に接続されている。そして、他の一部の列の画素１００のトランジスタ１５０の入力ノードは信号ＲＥＳ１＿１を伝送する制御線とは別の制御線である、信号ＲＥＳ１＿２を伝送する制御線に接続されている。したがって、信号ＲＥＳ１＿１に生じたキックバックノイズは信号ＲＥＳ１＿２に接続されたトランジスタ１５０を有する画素１００には伝搬しにくい。よって、本実施例の撮像装置は、キックバックノイズによる、ＡＤ変換精度の低下を抑制することができる。
【００３５】
以降、次行の画素１００についても同様に、行ごとに順次、ノイズデータ、光データを得る動作を行う。
【００３６】
以上述べたように、本実施例の撮像装置は、１行複数列に配された複数の組に対して、複数の制御線として、信号ＲＥＳ１＿１を伝送する制御線と、信号ＲＥＳ１＿２を伝送する制御線とが配されている。そして、複数の組の一部の組の接続部（トランジスタ１５０）に、信号ＲＥＳ１＿１を伝送する制御線が接続されている。そして、複数の組の他の一部の組の接続部（トランジスタ１５０）に、信号ＲＥＳ１＿２を伝送する制御線が接続されている。これにより、ある組の差動段２５の比較結果信号（信号Ｃｏｕｔ）の変化によるキックバックノイズが、他の差動段２５に伝搬することを抑制することができる。これにより、本実施例の撮像装置は、キックバックノイズによるＡＤ変換精度の低下を抑制することができる効果を有する。
【００３７】
また、仮に複数列の差動段２５の比較結果信号Ｃｏｕｔの信号レベルが同時に変化したとする。本実施例では、信号ＲＥＳ１＿１を伝送する制御線と、信号ＲＥＳ１＿２を伝送する制御線とを設けている。よって、一つの制御線に接続される差動対２５の数が、１行に配された複数列全ての差動段２５が信号ＲＥＳを伝送する一の制御線に接続されている場合に比べて少ない。本実施例では、一つの制御線に接続される差動対２５の数が、１行に配された複数列全ての差動段２５が信号ＲＥＳを伝送する一の制御線に接続されている場合に比べて１／２となる。よって、信号ＲＥＳ１＿１を伝送する制御線に伝搬するキックバックノイズは、１行複数列のうち、１／２の列の差動段２５からのキックバックノイズとなる。信号ＲＥＳ１＿２を伝送する制御線に伝搬するキックバックノイズもまた、１行複数列のうち、１／２の列の差動段２５からのキックバックノイズとなる。このように、信号ＲＥＳ１＿１を伝送する制御線と、信号ＲＥＳ１＿２を伝送する制御線に伝搬するキックバックノイズは、１行に配された複数列全ての差動段２５が信号ＲＥＳを伝送する一の制御線に接続されている場合に比べて小さいものとなる。
【００３８】
なお、本実施例では、垂直走査回路１１０が第２チップ２に設けられている撮像装置を例に説明した。本実施例は、この例に限定されるものでは無く、垂直走査回路１１０は第１チップ１に設けられていても良い。
【００３９】
なお、本実施例では、第１チップ１と、第２チップ２とを積層した積層型の撮像装置を例に説明した。本実施例はこの例に限定されるものでは無い。例えば、１つのチップに、画素１００、信号処理回路１０５を設けるようにした撮像装置であっても良い。この場合においても、本実施例で説明したように、行複数列に配された複数の組に対して、複数の制御線として、信号ＲＥＳ１＿１を伝送する制御線と、信号ＲＥＳ１＿２を伝送する制御線とを配する。そして、複数の組の一部の組の接続部（トランジスタ１５０）に、信号ＲＥＳ１＿１を伝送する制御線を接続する。そして、複数の組の他の一部の組の接続部（トランジスタ１５０）に、信号ＲＥＳ１＿２を伝送する制御線を接続するようにすればよい。
【００４０】
なお、本実施例の撮像装置では、垂直走査回路１１０の制御線が、１行複数列に対して共通に接続されている例を説明した。他の例として、垂直走査回路１１０の制御線が、複数行１列に対して共通に接続されていてもよい。この場合には、複数行１列に配された複数の組に対して、複数の制御線として、信号ＲＥＳ１＿１を伝送する制御線と、信号ＲＥＳ１＿２を伝送する制御線とを配する。そして、複数の組の一部の組の接続部（トランジスタ１５０）に、信号ＲＥＳ１＿１を伝送する制御線を接続する。そして、複数の組の他の一部の組の接続部（トランジスタ１５０）に、信号ＲＥＳ１＿２を伝送する制御線を接続するようにすればよい。
【００４１】
（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。
【００４２】
実施例１の撮像装置は、ローリングシャッタ動作を行っていた。本実施例の撮像装置は、複数行複数列の画素１００で電荷蓄積期間の開始同士および終了同士を揃える、グローバルシャッタ動作を行う。
【００４３】
本実施例の撮像装置の構成は、実施例１と同じとすることができる。
【００４４】
図５は、本実施例の撮像装置の動作を示したタイミング図である。
【００４５】
垂直走査回路１１０は、複数行複数列の画素１００に供給する信号ＯＦＧ１〜４を、時刻ｔ１にＨｉｇｈレベルとし、その後Ｌｏｗレベルとする。これにより、複数行複数列の画素１００が一括して、時刻ｔ２に、入射光に基づく電荷の蓄積を開始する。
【００４６】
時刻ｔ９に、垂直走査回路１１０は、複数行複数列の画素１００に供給する信号ＲＥＳ１＿１〜４＿１、１＿２〜４＿２をＨｉｇｈレベルとし、その後Ｌｏｗレベルとする。これにより、複数行複数列の画素１００の浮遊拡散部１４５の電荷のリセットが行われる。
【００４７】
その後、ＡＤ変換部である差動段２５とメモリ部４０は実施例１の撮像装置と同じくノイズデータを得るＡＤ変換を行う。実施例１では、１行の画素１００のＡＤ変換部がＡＤ変換を行っている期間、他の行の画素１００のＡＤ変換部はＡＤ変換を行っていなかった。本実施例では、複数行複数列の画素１００のＡＤ変換部が、並行してＡＤ変換を行う。典型的には、複数行複数列の画素１００のＡＤ変換部のＡＤ変換の開始同士、終了同士を揃える。なお、本明細書でいうＡＤ変換の開始とは、ランプ信号生成部がランプ信号の電位の変化を開始するタイミングである。また、ＡＤ変換の終了とは、ランプ信号生成部がランプ信号の電位の変化を終了するタイミングである。
【００４８】
本実施例においても、実施例１と同じく、１行複数列に配された複数の組に対して、複数の制御線として、信号ＲＥＳ１＿１を伝送する制御線と、信号ＲＥＳ１＿２を伝送する制御線とが配されている。そして、複数の組の一部の組の接続部（トランジスタ１５０）に、信号ＲＥＳ１＿１を伝送する制御線が接続されている。そして、複数の組の他の一部の組の接続部（トランジスタ１５０）に、信号ＲＥＳ１＿２を伝送する制御線が接続されている。これにより、ある組の差動段２５の比較結果信号（信号Ｃｏｕｔ）の変化によるキックバックノイズが、他の差動段２５に伝搬することを抑制することができる。これにより、本実施例の撮像装置は、キックバックノイズによるＡＤ変換精度の低下を抑制することができる効果を有する。
【００４９】
（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。
【００５０】
図６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、１行複数列の画素１００に対して、信号ＲＥＳｎと、信号ＲＥＳＢｎとを出力する。そして、複数列の画素１００が信号ＲＥＳｎを伝送する制御線に共通して接続される。また、複数列の画素１００が信号ＲＥＳＢｎを伝送する制御線に共通して接続される。
【００５１】
図７は、図６に示した撮像装置の画素１００の回路と、信号処理回路１０５とを示した回路図である。
【００５２】
本実施例の画素１００は、トランジスタ２７０を有する。トランジスタ２７０の一方の主ノードは、信号ＲＥＳｎを伝送する制御線に接続され、他方の主ノードには所定の電位である接地電位のノードに接続されている。トランジスタ２７０の入力ノードには、信号ＲＥＳＢｎを伝送する制御線が接続されている。
【００５３】
本実施例の撮像装置は、入力トランジスタ１６０の主ノードとカレントミラー回路部３０とが接続されたノードと、入力トランジスタ１６０の入力ノードとに接続された第１トランジスタであるトランジスタ１５０を有する。さらに、第１トランジスタであるトランジスタ１５０に接続された第２トランジスタとして、トランジスタ２７０を有する。トランジスタ２７０は、第１トランジスタであるトランジスタ１５０の入力ノードと、所定のノードである、接地電位のノードとを接続するトランジスタである。
【００５４】
信号ＲＥＳＢｎは、信号ＲＥＳｎに対して逆相の信号である。すなわち、信号ＲＥＳｎがＨｉｇｈレベルである時には信号ＲＥＳＢｎはＬｏｗレベルである。信号ＲＥＳｎがＬｏｗレベルである時には、信号ＲＥＳＢｎはＨｉｇｈレベルである。
【００５５】
本実施例の撮像装置の動作は、図４に示したローリングシャッタ動作、あるいは図５に示したグローバルシャッタ動作とすることができる。信号ＲＥＳＢｎは、前述したとおり、信号ＲＥＳｎの逆相の信号である。
【００５６】
ＡＤ変換部がＡＤ変換を行っている期間（ランプ信号の電位が単調変化している期間）は、信号ＲＥＳｎはＬｏｗレベルにある。なお、このＬｏｗレベルは、本実施例では接地電位であるとする。信号ＲＥＳｎがＬｏｗレベルにある場合、信号ＲＥＳＢｎはＨｉｇｈレベルにある。よって、信号ＲＥＳｎを伝送する制御線は、各画素１００のトランジスタ２７０を介して接地電位のノードに接続される。これにより、信号ＲＥＳｎを伝送する制御線は接地電位のノードへのインピーダンスが小さくなる。したがって、ある差動段２５の信号Ｃｏｍｐの信号レベルの変化によるキックバックノイズがトランジスタ１５０を介して信号ＲＥＳｎを伝送する制御線に重畳したとしても、キックバックノイズによる制御線の電位の変動量を抑制する。そして、制御線の電位を接地電位に速やかに静定させることができる。このため、ある差動段２５の信号Ｃｏｍｐの信号レベルの変化によるキックバックノイズが、他の差動段２５に伝搬することを抑制することができる。
【００５７】
（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。
【００５８】
図８は、本実施例の撮像装置の構成を示した図である。本実施例の垂直走査回路１１０は、信号ＦＤＩＮＣｎを画素１００に出力する。
【００５９】
図９は、図８に示した撮像装置の画素１００の回路と、信号処理回路１０５とを示した回路図である。
【００６０】
本実施例の撮像装置は、入力トランジスタ１６０の入力ノードに接続される容量を、浮遊拡散部１４５の容量とする場合と、浮遊拡散部１４５の容量と付加容量との合成容量とする場合とを切り替える構成を備える。
【００６１】
信号ＦＤＩＮＣｎを伝送する制御線は、トランジスタ２８０に接続される。信号ＦＤＩＮＣｎがＨｉｇｈレベルにある場合には、トランジスタ２８０がオンする。この場合、浮遊拡散部１４５と、トランジスタ２８０の入力ノードの下に形成される反転層に、光電変換部１３０が蓄積した電荷が転送される。すなわち、トランジスタ２８０の入力ノードの下に形成される反転層により、入力トランジスタ１６０の入力ノードに接続される容量の容量値が増加する。したがって、トランジスタ２８０は、入力トランジスタ１６０の入力ノードに接続される付加容量であると言える。
【００６２】
浮遊拡散部１４５のリセットを行う際は、信号ＲＥＳｎと信号ＦＤＩＮＣｎを共にＨｉｇｈレベルとする。
【００６３】
信号ＦＤＩＮＣｎの信号レベルは、例えば、フレーム単位あるいは行単位で変更することができる。フレーム単位で変更する場合は、あるフレームでの撮像の結果に基づいて、次のフレームの信号ＦＤＩＮＣｎの信号レベルを決定するようにすればよい。つまり、あるフレームでは信号ＦＤＩＮＣｎをＬｏｗレベルとして撮像する。その撮像の結果、浮遊拡散部１４５が飽和に達している、あるいは飽和に近接している電荷量を蓄積していることが検出された場合、次のフレームでは信号ＦＤＩＮＣｎをＨｉｇｈレベルとする。逆に、あるフレームでは信号ＴＸｎをＨｉｇｈレベルにする際に、信号ＦＤＩＮＣｎをＨｉｇｈレベルとして撮像するようにしてもよい。この場合には、撮像の結果、光データの信号レベルが閾値を下回る場合、次のフレームでは信号ＴＸｎをＨｉｇｈレベルにする際に信号ＦＤＩＮＣｎをＬｏｗレベルとする。この動作は、図４に示したローリングシャッタ動作でも、図５に示したグローバルシャッタ動作でも行うことができる。
【００６４】
また、行単位で信号ＦＤＩＮＣｎを切り替える場合には、図４で示したローリングシャッタ動作が適している。この動作では、第ｎ行の画素１００の信号ＲＥＳのＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルへの遷移よりも前に光データの取得が行われている画素行の光データの信号を参照する。この光データが、所定の閾値よりも大きい場合には、当該第ｎ行の画素１００の信号ＦＤＩＮＣｎを、信号ＲＥＳｎがＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに遷移した後もＨｉｇｈレベルのままとする。
【００６５】
信号ＦＤＩＮＣｎをＬｏｗレベルとしている場合、トランジスタ２８０は、ある差動段２５からのキックバックノイズが他の差動段２５に伝搬することを抑制する効果を有する。ある差動段２５によるキックバックノイズが信号ＲＥＳｎを伝送する制御線に伝搬したとする。しかし、トランジスタ２８０がトランジスタ１５０と浮遊拡散部１４５との間の電気的経路に設けられているため、信号ＲＥＳｎを伝送する制御線の電位の変動は、浮遊拡散部１４５に伝搬しにくい。よって、信号ＦＤＩＮＣｎをＬｏｗレベルとしている場合において、トランジスタ２８０は、ある差動段２５からのキックバックノイズが他の差動段２５に伝搬することを抑制する効果を有することとなる。
【００６６】
また、信号ＦＤＩＮＣｎをＬｏｗレベルとする場合は、入力トランジスタ１６０の入力ノードの容量を信号ＦＤＩＮＣｎがＨｉｇｈレベルの場合よりも小さくして（すなわち高感度化）、光電変換部１３０の電荷を読み出す動作である。この場合、キックバックノイズが浮遊拡散部１４５に伝搬するとノイズによる電位変動も、信号ＦＤＩＮＣｎがＨｉｇｈレベルの場合に比べて大きなものとなる。よって、光データのＳ／Ｎ比を低下させることとなる。本実施例の撮像装置は、このような高感度化された状態において、浮遊拡散部１４５へのキックバックノイズの伝搬を抑制できる効果を有している。これにより、本実施例の撮像装置は、高感度化した場合における、光データのＳ／Ｎ比を向上させることができることにより、撮像装置のさらなる高感度化を行うことができる。
【００６７】
本実施例の撮像装置は、入力トランジスタ１６０の主ノードとカレントミラー回路部３０とが接続されたノードと、入力トランジスタ１６０の入力ノードとに接続された第１トランジスタであるトランジスタ１５０を有する。さらに、第１トランジスタであるトランジスタ１５０に接続された第２トランジスタとして、トランジスタ２８０を有する。トランジスタ２８０は、第１トランジスタであるトランジスタ１５０の入力ノードと、所定のノードである、浮遊拡散部１４５とを接続するトランジスタである。
【００６８】
なお、付加容量の例は、図９の例に限定されるものではない。
【００６９】
他の例として、図１０に示すように、トランジスタ２８０と、トランジスタ１５０とに対して直列に接続されたトランジスタ２９０を設けるようにしてもよい。この場合には、入力トランジスタ１６０の入力ノードに接続される容量値を３種類とすることができる。つまり、（１）浮遊拡散部１４５、（２）浮遊拡散部１４５＋トランジスタ２８０、（３）浮遊拡散部１４５＋トランジスタ２８０＋トランジスタ２９０の３種類である。
【００７０】
また、他の例として、図１１に示すように、トランジスタ１５０に対して、トランジスタ２８０と並列に接続されたトランジスタ２９０を設けてもよい。この場合においても、入力トランジスタ１６０の入力ノードに接続される容量値を３種類とすることができる。つまり、（１）浮遊拡散部１４５、（２）浮遊拡散部１４５＋トランジスタ２８０、（３）浮遊拡散部１４５＋トランジスタ２８０＋トランジスタ２９０の３種類である。
【００７１】
（実施例５）
本実施例の撮像装置について、実施例４と異なる点を中心に説明する。
【００７２】
実施例４では、付加容量であるトランジスタ２８０はトランジスタ１５０と浮遊拡散部１４５との間の電気的経路に設けられていた。本実施例の撮像装置は、トランジスタ２８０は、浮遊拡散部１４５に対して、トランジスタ１５０と並列に接続されている。
【００７３】
図１２は、本実施例の撮像装置の回路を示した回路図である。撮像装置の動作は、実施例４と同じとすることができる。
【００７４】
差動段２５からのキックバックノイズの低減は、本実施例では、信号ＦＤＩＮＣｎをＨｉｇｈレベルとすることによって行うことができる。つまり、入力トランジスタ１６０の入力ノードに接続される容量を、浮遊拡散部１４５に、トランジスタ２８０の容量を付加する。差動段２５からのキックバックノイズがトランジスタ１６０とトランジスタ１５０の一方あるいは両方を介して浮遊拡散部１４５に伝搬したとする。信号ＦＤＩＮＣｎがＨｉｇｈレベルにある場合、トランジスタ２８０が入力トランジスタ１６０の入力ノードに接続されている分、入力トランジスタ１６０の入力ノードの容量が大きくなっている。よって、入力トランジスタ１６０の入力ノードの電位の変動を抑制することができる。これにより、本実施例の撮像装置は、キックバックノイズによるＡＤ変換精度の低下を抑制することができる効果を有する。
【００７５】
なお、本実施例の付加容量の形態は、図１２の例に限定されるものでは無い。例えば、図１３のように、トランジスタ２８０を、トランジスタ１５０と浮遊拡散部１４５との間の電気的経路に設けるようにしてもよい。この例においても、本実施例の撮像装置と同じ効果を得ることができる。
【００７６】
（実施例６）
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。
【００７７】
実施例１の撮像装置は、複数の組に渡って配された信号ＲＥＳｎ＿１を伝送する制御線に一部の組が接続され、信号ＲＥＳｎ＿２を伝送する制御線に他の一部の組が接続されていた。本実施例の撮像装置は、複数の組に渡って配された信号ＴＸｎ＿１を伝送する制御線に一部の組が接続され、信号ＴＸｎ＿２を伝送する制御線に他の一部の組が接続されていた。
【００７８】
図１４は、本実施例の撮像装置の構成を示したブロック図である。信号ＴＸｎ＿１、信号ＴＸｎ＿２が１行複数列に渡って配されている。信号ＴＸｎ＿１を伝送する制御線が一部の画素１００に接続され、信号ＴＸｎ＿２を伝送する制御線が他の一部の画素１００に接続されている。
【００７９】
図１５は、本実施例の撮像装置の回路を示した回路図である。
【００８０】
信号ＴＸ１＿１は一部の組に含まれるトランジスタ１４０に接続される。信号ＴＸ１＿２は、他の一部の組に含まれるトランジスタ１４０に接続される。
【００８１】
１行複数列の組のトランジスタ１４０が、信号ＴＸｎを伝送する１つの制御線に接続されている場合、ある差動段２５で生じたキックバックノイズがトランジスタ１５０、浮遊拡散部１４５、トランジスタ１４０を介して信号ＴＸｎを伝送する制御線に伝搬する。この信号ＴＸｎを伝送する制御線に伝搬したキックバックノイズは、他の組のトランジスタ１４０を介して浮遊拡散部１４５の電位を変動させる。
【００８２】
一方、本実施例では、１行複数列に配された複数の組のうち、一部の組が信号ＴＸｎ１＿１を伝送する制御線に接続され、他の一部の組が信号ＴＸｎ１＿２を伝送する制御線に接続される。
【００８３】
入力ノードと所定のノードとに接続された接続部は、本実施例ではトランジスタ１４０である。ここでいう所定のノードは、光電変換部１３０のノードである。
【００８４】
これにより、ある差動段２５で生じたキックバックノイズの、信号ＴＸｎを伝送する制御線経由での他の差動段２５への伝搬を抑制することができる。
【００８５】
以上述べたように、本実施例の撮像装置は、１行複数列に配された複数の組に対して、複数の制御線として、信号ＴＸｎ＿１を伝送する制御線と、信号ＴＸｎ＿２を伝送する制御線とが配されている。そして、複数の組の一部の組の接続部（トランジスタ１４０）に、信号ＴＸｎ＿１を伝送する制御線が接続されている。そして、複数の組の他の一部の組の接続部（トランジスタ１４０）に、信号ＴＸｎ＿２を伝送する制御線が接続されている。これにより、ある組の差動段２５の比較結果信号（信号Ｃｏｕｔ）の変化によるキックバックノイズが、他の差動段２５に伝搬することを抑制することができる。これにより、本実施例の撮像装置は、キックバックノイズによるＡＤ変換精度の低下を抑制することができる効果を有する。
【００８６】
（実施例７）
本実施例の撮像装置について、実施例６と異なる点を中心に説明する。
【００８７】
図１６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、１行複数列の画素１００に対して、信号ＴＸｎと、信号ＴＸＢｎとを出力する。そして、複数列の画素１００が信号ＴＸｎを伝送する制御線に共通して接続される。また、複数列の画素１００が信号ＴＸＢｎを伝送する制御線に共通して接続される。
【００８８】
図１７は、図１６に示した撮像装置の画素１００の回路と、信号処理回路１０５とを示した回路図である。
【００８９】
本実施例の画素１００は、図１７に示したトランジスタ２７０を有する。トランジスタ２７０の一方の主ノードは、信号ＴＸｎを伝送する制御線に接続され、他方の主ノードには所定の電位のノードに接続されている。所定の電位は、例えば接地電位とすることができる。また、トランジスタ２７０の入力ノードには、信号ＴＸＢｎを伝送する制御線が接続されている。
【００９０】
本実施例の撮像装置は、入力トランジスタ１６０の主ノードとカレントミラー回路部３０とが接続されたノードと、入力トランジスタ１６０の入力ノードとに接続された第１トランジスタであるトランジスタ１５０を有する。さらに、第１トランジスタであるトランジスタ１５０に接続された第２トランジスタとして、トランジスタ２７０を有する。トランジスタ２７０は、第１トランジスタであるトランジスタ１５０の入力ノードと、所定のノードとを接続するトランジスタである。
【００９１】
信号ＴＸＢｎは、信号ＴＸｎに対して逆相の信号である。すなわち、信号ＴＸｎがＨｉｇｈレベルである時には信号ＴＸＢｎはＬｏｗレベルである。信号ＴＸｎがＬｏｗレベルである時には、信号ＴＸＢｎはＨｉｇｈレベルである。
【００９２】
本実施例の撮像装置の動作は、図４に示したローリングシャッタ動作、あるいは図５に示したグローバルシャッタ動作とすることができる。信号ＴＸＢｎは、前述したとおり、信号ＴＸｎの逆相の信号である。
【００９３】
本実施例の撮像装置の動作は、図４に示したローリングシャッタ動作、あるいは図５に示したグローバルシャッタ動作とすることができる。信号ＴＸＢｎは、前述したとおり、信号ＴＸｎの逆相の信号である。
【００９４】
ＡＤ変換部がＡＤ変換を行っている期間（ランプ信号の電位が単調変化している期間）は、信号ＴＸｎはＬｏｗレベルにある。なお、このＬｏｗレベルは、本実施例では接地電位であるとする。信号ＴＸｎがＬｏｗレベルにある場合、信号ＴＸＢｎはＨｉｇｈレベルにある。よって、信号ＴＸｎを伝送する制御線は、各画素１００のトランジスタ２７０を介して所定の電位（典型的には接地電位）のノードに接続される。これにより、信号ＲＥＳｎを伝送する制御線は所定の電位のノードへのインピーダンスが小さくなる。したがって、ある差動段２５の信号Ｃｏｍｐの信号レベルの変化によるキックバックノイズがトランジスタ１５０を介して信号ＴＸｎを伝送する制御線に重畳したとしても、キックバックノイズによる制御線の電位の変動量を抑制する。そして、制御線の電位を接地電位に速やかに静定させることができる。このため、ある差動段２５の信号Ｃｏｍｐの信号レベルの変化によるキックバックノイズが、他の差動段２５に伝搬することを抑制することができる。
【００９５】
なお、これまで述べてきた実施例は、垂直走査回路１１０が出力する信号線を伝送する複数の制御線が同一方向に延在する例を説明した。本明細書の各実施例はこの例に限定されるものではない。例えば図１８に示したように、信号ＲＥＳｎを伝送する制御線は１列複数行に渡って配され、他の信号を伝送する制御線は１行複数列に渡って配されるようにしてもよい。
【００９６】
（実施例８）
図１９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撮像装置２０００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１９に、上述の各実施例のいずれかの撮像装置を撮像装置２０００として適用したデジタルスチルカメラの構成例を示す。
【００９７】
図１９に例示した撮像システム５００は、撮像装置２０００、被写体の光学像を撮像装置２０００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、撮像装置２０００に光を集光する光学系である。
【００９８】
撮像システム５００は、また、撮像装置２０００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、撮像装置２０００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、撮像装置２０００の内部には、必ずしもＡＤ変換回路を有する必要はない。
【００９９】
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。
【０１００】
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、撮像装置２０００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、少なくとも撮像装置２０００と、撮像装置２０００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、撮像装置２０００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。
【０１０１】
撮像装置２０００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、撮像装置２０００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。
【０１０２】
上述した各実施例の撮像装置による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。
【０１０３】
（実施例９）
本実施例の撮像システム及び移動体について、図２０及び図２１を用いて説明する。
【０１０４】
図２０は、本実施例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２１は、本実施例による撮像システムの動作を示すフロー図である。
【０１０５】
本実施例では、車載カメラに関する撮像システムの一例を示す。図２０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、上述の各実施例のいずれかの撮像装置である。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。
【０１０６】
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の異常を検出すると、主制御部７１３に異常を発報する。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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・障害物の状態を検出することができる。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、自動操舵、自動巡行、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の検出結果を基に他車・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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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７０１で撮影する。図２０（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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
次に、撮像システム７０１における撮像装置７０２の故障検出動作について、図２１を用いて説明する。撮像装置７０２の故障検出動作は、図２１に示すステップＳ８１０〜Ｓ８８０に従って実施される。
【０１１５】
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。
【０１１６】
次いで、ステップＳ８２０において、有効画素から画素信号を取得する。また、ステップＳ８３０において、故障検出用に設けた故障検出画素からの出力値を取得する。この故障検出画素は、有効画素と同じく光電変換部を備える。この光電変換部には、所定の電圧が書き込まれる。故障検出用画素は、この光電変換部に書き込まれた電圧に対応する信号を出力する。なお、ステップＳ８２０とステップＳ８３０とは逆でもよい。
【０１１７】
次いで、ステップＳ８４０において、故障検出画素の出力期待値と、実際の故障検出画素からの出力値との該非判定を行う。
【０１１８】
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、撮像動作が正常に行われていると判定し、処理ステップがステップ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、故障検出動作を継続する。
【０１１９】
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、処理ステップはステップＳ８７０に移行する。ステップＳ８７０において、撮像動作に異常があると判定し、主制御部７１３、又は警報装置７１２に警報を発報する。警報装置７１２は、表示部に異常が検出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。
【０１２０】
なお、本実施例では、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。
【０１２１】
なお、ステップＳ８７０の警報の発報は、無線ネットワークを介して、車両の外部に通知するようにしてもよい。
【０１２２】
また、本実施例では、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自動運転する制御や、車線からはみ出さないように自動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。
【０１２３】
［変形実施例］
本発明は、上記実施例に限らず種々の変形が可能である。
【０１２４】
例えば、いずれかの実施例の一部の構成を他の実施例に追加した例や、他の実施例の一部の構成と置換した例も、本発明の実施例である。
【０１２５】
また、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。
【符号の説明】
【０１２６】
１  第１チップ
２  第２チップ
２５  差動段
３０  カレントミラー回路部
４０  メモリ部
１００  画素
１０５  信号処理回路
１２０、１４０、１５０、２００、２１０  トランジスタ
１６０、１７０  入力トランジスタ
１８０  電流源
【図１】
2019140533.tif 000003
【図２】
2019140533.tif 000004
【図３】
2019140533.tif 000005
【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】
2019140533.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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