(57)【要約】【課題】多数の画素に制御信号を伝達する撮像装置において信号伝達の際の遅延の影響を軽減する。【解決手段】撮像装置駆動回路は、複数の制御信号線、制御信号分配線、２つの制御信号伝達部および２つの演算部を具備する。複数の制御信号線は、制御信号に基づいて入射光に応じた画像信号を生成する複数の画素毎に制御信号を伝達する。制御信号分配線は、線状に構成されるとともに複数の制御信号線が分散して接続されて線の両端からそれぞれ供給される制御信号を複数の制御信号線に分配する。２つの制御信号伝達部は、制御信号を整形する信号整形部がそれぞれ配置される複数の伝送路により構成されて制御信号を制御信号分配線の端部にそれぞれ伝達する。２つの演算部は、制御信号分配線の端部毎に配置されて複数の伝送路によりそれぞれ伝送された制御信号の演算を行って演算結果を端部に供給する。【選択図】図３
2019161520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御信号に基づいて入射光に応じた画像信号を生成する複数の画素毎に前記制御信号を伝達する複数の制御信号線と、
線状に構成されるとともに前記複数の制御信号線が分散して接続されて前記線の両端からそれぞれ供給される前記制御信号を前記複数の制御信号線に分配する制御信号分配線と、
前記制御信号を整形する信号整形部がそれぞれ配置される複数の伝送路により構成されて前記制御信号を前記制御信号分配線の端部にそれぞれ伝達する２つの制御信号伝達部と、
前記制御信号分配線の端部毎に配置されて前記複数の伝送路によりそれぞれ伝送された制御信号の演算を行って演算結果を前記端部に供給する２つの演算部と
を具備する撮像装置駆動回路。
【請求項２】
前記演算部は、前記伝達された複数の制御信号の論理積演算を行う請求項１記載の撮像装置駆動回路。
【請求項３】
前記演算部は、前記伝達された複数の制御信号の論理和演算を行う請求項１記載の撮像装置駆動回路。
【請求項４】
前記演算部は、前記伝達された複数の制御信号の多数決演算を行う請求項１記載の撮像装置駆動回路。
【請求項５】
前記制御信号伝達部は、複数の前記信号整形部が分散して前記伝送路に配置される請求項１記載の撮像装置駆動回路。
【請求項６】
前記複数の制御信号線に配置されて前記伝達された制御信号を前記画素の制御信号に変換する制御信号出力部をさらに具備する請求項１記載の撮像装置駆動回路。
【請求項７】
制御信号に基づいて入射光に応じた画像信号を生成する複数の画素と、
前記複数の画素毎に前記制御信号を伝達する複数の制御信号線と、
線状に構成されるとともに前記複数の制御信号線が分散して接続されて前記線の両端からそれぞれ供給される前記制御信号を前記複数の制御信号線に分配する制御信号分配線と、
前記制御信号を整形する信号整形部がそれぞれ配置される複数の伝送路により構成されて前記制御信号を前記制御信号分配線の端部にそれぞれ伝達する２つの制御信号伝達部と、
前記制御信号分配線の端部毎に配置されて前記複数の伝送路によりそれぞれ伝送された制御信号の演算を行って演算結果を前記端部に供給する２つの演算部と
を具備する撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、撮像装置駆動回路および撮像装置に関する。詳しくは、複数の画素が配置された撮像素子を駆動する撮像装置駆動回路および当該撮像装置駆動回路を備える撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置は、２次元格子状に配置された複数の画素と画素を駆動する周辺回路とにより構成される。周辺回路には、画素における撮像を制御する制御信号を生成する画素駆動回路が配置され、生成された制御信号が複数の画素に伝達される。この制御信号は、例えば、複数の画素に数珠つなぎに配線された信号線を介して伝達される。近年の撮像装置の大画面化および高解像度化に伴い、半導体チップに多くの画素が配置される。信号線に接続される画素数が増大する結果、信号線の配線距離が長くなる。このため、制御信号の伝達の際に制御信号が減衰する場合がある。
【０００３】
そこで、複数の画素および周辺回路をそれぞれ第１の基板および第２の基板に形成し、これらの基板を積層して構成することにより、制御信号の画素への伝達距離を短縮し、制御信号の減衰を軽減する撮像装置が提案されている。具体的には、第１の基板の複数の画素の近傍の第２の基板に制御信号線を配置し、第１の基板との接合面に配置されたパッドを介して第１の基板の画素毎に制御信号を供給する。そして、第２の基板の制御信号線には、画素毎に増幅回路が配置され、減衰した制御信号を増幅しながら伝達する撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−０２２２５９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の従来技術では、第２の基板に配置された信号線には画素毎に配置された増幅回路が直列に接続されるため、制御信号に遅延を生るという問題がある。このため、画素毎の撮像のタイミングがずれて画質が低下するという問題がある。
【０００６】
本開示は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、多数の画素に制御信号を伝達する撮像装置において制御信号の伝達の際の遅延の影響を軽減することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の態様は、制御信号に基づいて入射光に応じた画像信号を生成する複数の画素毎に上記制御信号を伝達する複数の制御信号線と、線状に構成されるとともに上記複数の制御信号線が分散して接続されて上記線の両端からそれぞれ供給される上記制御信号を上記複数の制御信号線に分配する制御信号分配線と、上記制御信号を整形する信号整形部がそれぞれ配置される複数の伝送路により構成されて上記制御信号を上記制御信号分配線の端部にそれぞれ伝達する２つの制御信号伝達部と、上記制御信号分配線の端部毎に配置されて上記複数の伝送路によりそれぞれ伝送された制御信号の演算を行って演算結果を上記端部に供給する２つの演算部とを具備する撮像装置駆動回路である。
【０００８】
また、この第１の態様において、上記演算部は、上記伝達された複数の制御信号の論理積演算を行ってもよい。
【０００９】
また、この第１の態様において、上記演算部は、上記伝達された複数の制御信号の論理和演算を行ってもよい。
【００１０】
また、この第１の態様において、上記演算部は、上記伝達された複数の制御信号の多数決演算を行ってもよい。
【００１１】
また、この第１の態様において、上記制御信号伝達部は、複数の上記信号整形部が分散して上記伝送路に配置されてもよい。
【００１２】
また、この第１の態様において、上記複数の制御信号線に配置されて上記伝達された制御信号を前記画素の制御信号に変換する制御信号出力部をさらに具備してもよい。
【００１３】
また、本開示の第２の態様は、制御信号に基づいて入射光に応じた画像信号を生成する複数の画素と、上記複数の画素毎に上記制御信号を伝達する複数の制御信号線と、線状に構成されるとともに上記複数の制御信号線が分散して接続されて上記線の両端からそれぞれ供給される上記制御信号を上記複数の制御信号線に分配する制御信号分配線と、上記制御信号を整形する信号整形部がそれぞれ配置される複数の伝送路により構成されて上記制御信号を上記制御信号分配線の端部にそれぞれ伝達する２つの制御信号伝達部と、上記制御信号分配線の端部毎に配置されて上記複数の伝送路によりそれぞれ伝送された制御信号の演算を行って演算結果を上記端部に供給する２つの演算部とを具備する撮像装置である。
【００１４】
このような態様により、撮像装置駆動回路は、制御信号分配線に複数の制御信号線が接続され、制御信号分配線の両端から供給される制御信号がその複数の制御信号線に分配される構成となる。その際、制御信号は、複数の伝送路により並列して制御信号線分配線の端部に伝達された後に演算が行われ、その演算結果が画素の制御信号として制御信号分配線の端部に供給されるという作用をもたらす。複数の伝送路により伝達された制御信号同士の演算により、伝送路における遅延時間の差分の吸収が期待される。
【発明の効果】
【００１５】
本開示によれば、多数の画素に制御信号を伝達する撮像装置において制御信号の伝達の際の遅延の影響を軽減するという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本開示の実施の形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。
【図２】本開示の実施の形態に係る画素の回路構成の一例を示す図である。
【図３】本開示の第１の実施の形態に係る垂直駆動部の構成例を示す図である。
【図４】本開示の第１の実施の形態に係る制御信号の伝達の一例を示す図である。
【図５】本開示の実施の形態に係る制御信号の遅延の一例を示す図である。
【図６】本開示の第２の実施の形態に係る垂直駆動部の構成例を示す図である。
【図７】本開示の第２の実施の形態に係る制御信号の伝達の一例を示す図である。
【図８】本開示の第３の実施の形態に係る垂直駆動部の構成例を示す図である。
【図９】本開示の第３の実施の形態に係る演算部の構成例を示す図である。
【図１０】本開示の第３の実施の形態に係る制御信号の伝達の一例を示す図である。
【図１１】本開示の撮像装置に適用し得る固体撮像装置の構成例を示す断面図である。
【図１２】本開示の撮像装置の構成例を示す図である。
【図１３】本開示が適用され得る撮像装置の一例であるカメラの概略的な構成例を示すブロック図である。
【図１４】内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
【図１５】カメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。
【図１６】車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。
【図１７】車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、図面を参照して、本開示を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）を説明する。以下の図面において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。ただし、図面は、模式的なものであり、各部の寸法の比率等は現実のものとは必ずしも一致しない。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれることは勿論である。また、以下の順序で実施の形態の説明を行う。
１．第１の実施の形態
２．第２の実施の形態
３．第３の実施の形態
４．固体撮像装置の構成
５．積層型撮像装置への応用例
６．カメラへの応用例
７．内視鏡手術システムへの応用例
８．移動体への応用例
【００１８】
＜１．第１の実施の形態＞
［撮像装置の構成］
図１は、本開示の実施の形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。同図の撮像装置１は、画素アレイ部１０と、垂直駆動部２０と、カラム信号処理部３０と、制御部４０とを備える。
【００１９】
画素アレイ部１０は、画素１００が２次元格子状に配置されて構成されたものである。ここで、画素１００は、照射された光に応じた画像信号を生成するものである。この画素１００は、照射された光に応じた電荷を生成する光電変換部を有する。また画素１００は、画素回路をさらに有する。この画素回路は、光電変換部により生成された電荷に基づく画像信号を生成する。画像信号の生成は、後述する垂直駆動部２０により生成された制御信号により制御される。画素アレイ部１０には、信号線１１および１２がＸＹマトリクス状に配置される。信号線１１は、画素１００における画素回路の制御信号を伝達する信号線であり、画素アレイ部１０の行毎に配置され、各行に配置される画素１００に対して共通に配線される。信号線１２は、画素１００の画素回路により生成された画像信号を伝達する信号線であり、画素アレイ部１０の列毎に配置され、各列に配置される画素１００に対して共通に配線される。これら光電変換部および画素回路は、半導体基板に形成される。
【００２０】
垂直駆動部２０は、画素１００の画素回路の制御信号を生成するものである。この垂直駆動部２０は、生成した制御信号を同図の信号線１１を介して画素１００に伝達する。カラム信号処理部３０は、画素１００により生成された画像信号を処理するものである。このカラム信号処理部３０は、同図の信号線１２を介して画素１００から伝達された画像信号の処理を行う。カラム信号処理部３０における処理には、例えば、画素１００において生成されたアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換するアナログデジタル変換が該当する。カラム信号処理部３０により処理された画像信号は、撮像装置１の画像信号として出力される。制御部４０は、撮像装置１の全体を制御するものである。この制御部４０は、垂直駆動部２０およびカラム信号処理部３０を制御する制御信号を生成して出力することにより、撮像装置１の制御を行う。制御部４０により生成された制御信号は、信号線４１および４２により垂直駆動部２０およびカラム信号処理部３０に対してそれぞれ伝達される。
【００２１】
画素アレイ部１０にはｍ行の画素１００が配置されることを想定する。後述するように、垂直駆動部２０は、ｍ行に配置された画素１００に対する制御信号を生成し、出力する。なお、垂直駆動部２０は、特許請求の範囲に記載の撮像装置駆動回路の一例である。
【００２２】
［画素の回路構成］
図２は、本開示の実施の形態に係る画素の回路構成の一例を示す図である。同図は、画素１００の構成を表す回路図である。同図の画素１００は、光電変換部１０１と、第１の電荷保持部１０３と、第２の電荷保持部１０２と、ＭＯＳトランジスタ１０４乃至１０９とを備える。また、画素１００には、信号線ＯＦＧ、ＴＲ１、ＴＲ２、ＲＳＴ、ＳＥＬおよびＯＵＴが配線される。信号線ＯＦＧ、ＴＲ１、ＴＲ２、ＲＳＴおよびＳＥＬは、画素１００の制御信号を伝達する信号線である。これらの信号線は、ＭＯＳトランジスタのゲートに接続される。これらの信号線を介してゲートおよびソース間の閾値以上の電圧をＭＯＳトランジスタに印加することにより、当該ＭＯＳトランジスタを導通させることができる。信号線ＯＦＧ、ＴＲ１、ＴＲ２、ＲＳＴおよびＳＥＬは、信号線１１を構成する。一方、信号線ＯＵＴは信号線１２を構成し、画素１００により生成された画像信号を伝達する。また、画素１００には、電源線Ｖｄｄが配線され、電源が供給される。
【００２３】
光電変換部１０１のアノードは接地され、カソードはＭＯＳトランジスタ１０４および１０５のソースに接続される。ＭＯＳトランジスタ１０４のドレインは電源線Ｖｄｄに接続され、ゲートは信号線ＯＦＧに接続される。ＭＯＳトランジスタ１０５のドレインは、ＭＯＳトランジスタ１０６のソースおよび第２の電荷保持部１０２の一端に接続される。第２の電荷保持部１０２の他の一端は接地される。ＭＯＳトランジスタ１０５のゲートは信号線ＴＲ１に接続され、ＭＯＳトランジスタ１０６のゲートは信号線ＴＲ２に接続される。ＭＯＳトランジスタ１０６のドレインは、ＭＯＳトランジスタ１０７のソース、ＭＯＳトランジスタ１０８のゲートおよび第１の電荷保持部１０３の一端に接続される。第１の電荷保持部１０３の他の一端は、接地される。ＭＯＳトランジスタ１０７のゲートは、信号線ＲＳＴに接続される。ＭＯＳトランジスタ１０７および１０８のドレインは電源線Ｖｄｄに共通に接続され、ＭＯＳトランジスタ１０８のソースはＭＯＳトランジスタ１０９のドレインに接続される。ＭＯＳトランジスタ１０９のソースは信号線ＯＵＴに接続され、ゲートは信号線ＳＥＬに接続される。
【００２４】
光電変換部１０１は、前述のように照射された光に応じた電荷を生成し、保持するものである。この光電変換部１０１には、フォトダイオードを使用することができる。
【００２５】
ＭＯＳトランジスタ１０４は、光電変換部１０１をリセットするトランジスタである。このＭＯＳトランジスタ１０４は、光電変換部１０１に電源電圧を印加することにより、光電変換部１０１に保持された電荷を電源線Ｖｄｄに排出し、リセットを行う。ＭＯＳトランジスタ１０４による光電変換部１０１のリセットは、信号線ＯＦＧにより伝達される信号により制御される。
【００２６】
ＭＯＳトランジスタ１０５は、光電変換部１０１の光電変換により生成された電荷を第２の電荷保持部１０２に転送するトランジスタである。ＭＯＳトランジスタ１０５における電荷の転送は、信号線ＴＲ１により伝達される信号により制御される。
【００２７】
第２の電荷保持部１０２は、ＭＯＳトランジスタ１０５により転送された電荷を保持するキャパシタである。
【００２８】
ＭＯＳトランジスタ１０６は、第２の電荷保持部１０２に保持された電荷を第１の電荷保持部１０３に転送するトランジスタである。ＭＯＳトランジスタ１０６における電荷の転送は、信号線ＴＲ２により伝達される信号により制御される。
【００２９】
ＭＯＳトランジスタ１０８は、第１の電荷保持部１０３に保持された電荷に基づく信号を生成するトランジスタである。ＭＯＳトランジスタ１０９は、ＭＯＳトランジスタ１０８により生成された信号を画像信号として信号線ＯＵＴに出力するトランジスタである。このＭＯＳトランジスタ１０９は、信号線ＳＥＬにより伝達される信号により制御される。また、ＭＯＳトランジスタ１０８および１０９は、画像信号生成部１１０を構成する。
【００３０】
ＭＯＳトランジスタ１０７は、第１の電荷保持部１０３に保持された電荷を電源線Ｖｄｄに排出することにより第１の電荷保持部１０３をリセットするトランジスタである。このＭＯＳトランジスタ１０７によるリセットは、信号線ＲＳＴにより伝達される信号により制御される。
【００３１】
同図の画素１００における画像信号の生成は、以下の様に行うことができる。まず、ＭＯＳトランジスタ１０４を導通させて光電変換部１０１をリセットする。次に所定の時間の経過後にＭＯＳトランジスタ１０６および１０７を導通させて第２の電荷保持部１０２をリセットする。次に、ＭＯＳトランジスタ１０５を導通させる。これにより、光電変換部１０１において生成された電荷が第２の電荷保持部１０２に転送されて保持される。この光電変換部１０１のリセットからＭＯＳトランジスタ１０５による電荷の転送までの操作は、画素アレイ部１０に配置された全ての画素１００において同時に行う。すなわち、全ての画素１００における同時リセットであるグローバルリセットと全ての画素１００における同時の電荷転送が実行される。これにより、グローバルシャッタが実現される。なお、光電変換部１０１のリセットからＭＯＳトランジスタ１０５による電荷の転送までの期間は露光期間に該当する。
【００３２】
次に、ＭＯＳトランジスタ１０７を再度導通させて第１の電荷保持部１０３をリセットする。次に、ＭＯＳトランジスタ１０６を導通させて第２の電荷保持部１０２に保持された電荷を第１の電荷保持部１０３に転送して保持させる。これにより、ＭＯＳトランジスタ１０８が第１の電荷保持部１０３に保持された電荷に応じた画像信号を生成する。次に、ＭＯＳトランジスタ１０９を導通させることにより、ＭＯＳトランジスタ１０８により生成された画像信号が信号線ＯＵＴに出力される。この、第１の電荷保持部１０３のリセットから画像信号の出力までの操作は、画素アレイ部１０の行に配置された画素１００毎に順次行う。画素アレイ部１０の全ての行の画素１００における画像信号が出力されることにより、１画面分の画像信号であるフレームが生成され、撮像装置１から出力される。
【００３３】
この画素１００における画像信号の生成および出力を上述の露光期間に平行して行うことにより、撮像および画像信号の転送に要する時間を短縮することができる。又、画素アレイ部１０の全画素１００において同時に露光を行うことにより、フレームの歪みの発生を防ぎ、画質を向上させることができる。このように、第２の電荷保持部１０２は、グローバルシャッタを行う際に、光電変換部１０１により生成された電荷を一時的に保持するために使用される。
【００３４】
［垂直駆動部の構成］
図３は、本開示の第１の実施の形態に係る垂直駆動部の構成例を示す図である。同図は、垂直駆動部２０の構成例を表す図であり、図２において説明した制御信号のうち画素アレイ部１０に配置された全ての画素１００に同時に入力される制御信号を生成する部分の構成例を表す図である。このような制御信号には、信号線ＯＦＧや信号線ＴＲ１により伝達される制御信号が該当する。信号線ＯＦＧにより伝達される制御信号を例に挙げて、垂直駆動部２０の構成を説明する。前述のように、信号線ＯＦＧにより伝達される制御信号は、グローバルリセットの際に伝達される制御信号である。制御部４０により、グローバルリセットのタイミングに応じた制御信号が生成され、信号線４１を介して垂直駆動部２０に入力される。垂直駆動部２０は、この入力された制御信号を複数の信号線１１に分配し、画素１００に対して出力する。
【００３５】
同図の垂直駆動部２０は、反転ゲート２１、２４ａおよび２４ｂと、制御信号伝達部２２ａおよび２２ｂと、演算部２３ａおよび２３ｂと、制御信号分配線２５と、制御信号出力部２６とを備える。また、同図には、信号線１１のうち複数の信号線ＯＦＧ（ＯＦＧ１乃至ＯＦＧｍ）を記載した。同図のＯＦＧ１乃至ＯＦＧｍは、画素アレイ部１０の第１行乃至第ｍ行の画素１００にそれぞれ配線される信号線ＯＦＧを表す。すなわち、この信号線ＯＦＧ１乃至ＯＦＧｍは、画素アレイ部１０のそれぞれの行に配置された画素１００毎に制御信号を伝達する制御信号線である。
【００３６】
制御信号分配線２５は、複数の信号線（信号線ＯＦＧ１乃至ＯＦＧｍ）が接続される信号線であり、これらの信号線ＯＦＧ１乃至ＯＦＧｍに対して制御信号を分配する配線である。制御信号分配線２５の両端には、後述する演算部２３ａおよび２３ｂがそれぞれ接続され、この演算部２３ａおよび２３ｂにより制御信号が制御信号分配線２５に供給される。信号線ＯＦＧ１乃至ＯＦＧｍは、制御信号分配線２５に分散して接続される。具体的には、制御信号分配線２５は、例えば、画素アレイ部１０の行方向と略同じ長さに構成され、信号線ＯＦＧ１乃至ＯＦＧｍが画素アレイ部１０の行の順に分散して接続される。これにより、制御信号分配線２５の両端から供給された制御信号が信号線ＯＦＧ１乃至ＯＦＧｍに分配される際のスキューを低減することができ、画素アレイ部１０の行毎のグローバルリセットのタイミングを揃えることができる。なお、同図の信号線ＯＦＧ１乃至ＯＦＧｍには、後述する制御信号出力部２６が挿入される。
【００３７】
制御信号伝達部２２は、制御部４０により生成された制御信号を制御信号分配線２５の端部にそれぞれ伝達するものである。同図においては、２つ制御信号伝達部２２ａおよび２２ｂが配置され、反転ゲート２１を介して入力された制御信号が制御信号分配線２５の両端にそれぞれ伝達される。同一の構成の制御信号伝達部２２ａおよび２２ｂにより制御信号が制御信号分配線２５の両端にそれぞれ伝達させることにより、信号線４１から制御信号分配線２５の両端に至る経路を対称な構成にしている。制御信号分配線２５の両端における制御信号の遅延時間の差を小さくするためである。制御信号伝達部２２は、複数の伝送路２２２と、複数の伝送路２２２のそれぞれに配置される信号整形部２２１とにより構成される。同図の制御信号伝達部２２は、２つの伝送路２２２が配置される例を表したものである。
【００３８】
伝送路２２２は、入力された制御信号を制御信号分配線２５の端部に伝送するものである。信号整形部２２１は、伝送路２２２に挿入され、制御信号の波形を整形するものである。制御信号が伝送路２２２により伝送される際、伝送路２２２の配線抵抗や寄生容量の影響を受けて信号レベルの低下やパルス波形の鈍り等の波形の歪みを生じる。信号整形部２２１は、この歪みを生じた制御信号の波形を整形するものである。信号整形部２２１としてリピータや増幅回路を使用することができる。また、複数の信号整形部２２１を伝送路２２２に分散して配置することにより、伝送路２２２における制御信号の波形の歪みの増加を防ぎながら、制御信号の伝送を行うことができる。
【００３９】
また、制御信号伝達部２２は、信号整形部２２１が同様に配置された２つの伝送路２２２を備える。これら２つの伝送路２２２は、反転ゲート２１を介して信号線４１に共通に接続され、制御信号を並列に伝送する。２つの伝送路２２２は、後述する演算部２３に接続される。
【００４０】
演算部２３は、制御信号伝達部２２の複数の伝送路２２２により伝送された制御信号の演算を行うものである。同図の演算部２３は、論理積演算を行う。演算部２３の出力は制御信号分配線２５の一端に接続され、演算部２３による演算の結果は制御信号分配線２５の一端に供給される。同図においては、演算部２３の出力は、反転ゲート２４を介して制御信号分配線２５の一端に接続される。具体的には、制御信号伝達部２２ａの２つの伝送路２２２にそれぞれ接続される信号線２０１および２０２が演算部２３ａの入力に接続され、演算部２３ａの出力に接続される信号線２０３が反転ゲート２４ａを介して制御信号分配線２５の一端に接続される。同様に、制御信号伝達部２２ｂの２つの伝送路２２２にそれぞれ接続される信号線２０４および２０５が演算部２３ｂの入力に接続され、演算部２３ｂの出力に接続される信号線２０６が反転ゲート２４ｂを介して制御信号分配線２５の他の一端に接続される。
【００４１】
上述のように、同一の構成の制御信号が制御信号伝達部２２ａおよび２２ｂにより、制御信号分配線２５の両端にそれぞれ伝達される。しかし、制御信号伝達部２２ａおよび２２ｂの伝達特性がそれぞれ異なるため、制御信号の伝搬遅延時間も異なることとなる。制御部４０は、デジタル信号の制御信号を生成し、制御信号伝達部２２がデジタルの信号を伝達する場合を想定すると、制御信号が例えば値「０」から「１」に遷移する場合、制御信号伝達部２２ａおよび２２ｂによりそれぞれ伝達される際に時間的なずれを生じ、制御信号分配線２５の両端に異なる値の制御信号が入力される場合がある。
【００４２】
例えば、制御信号伝達部２２ａより制御信号伝達部２２ｂの遅延時間が長い場合には、反転ゲート２４ａの出力が値「１」に遷移した後に反転ゲート２４ｂの出力が値「１」に遷移する。この間、値「１」を出力する反転ゲート２４ａおよび値「０」を出力する反転ゲート２４ｂが制御信号分配線２５に共通に接続されることとなり、反転ゲート２４ａから反転ゲート２４ｂに向かって短絡電流が流れる。このため、垂直駆動部２０における消費電力が増大する。この際、制御信号分配線２５は、値「０」および「１」の中間の電位となり、制御信号の伝播遅延が増加するとともに、画素１００において誤動作を生じる可能性がある。このため、このような制御信号の論理が食い違う期間を短縮する必要がある。
【００４３】
そこで、制御信号伝達部２２の中に複数の伝送路２２２を配置して制御信号をそれぞれ伝達し、演算部２３により論理積演算を行う。これにより、異なる伝送路２２２の遅延特性の差を吸収することができる。また、制御信号伝達部２２の中の伝送路２２２を増加させることにより、遅延時間を特定の値に収束させることができる。これにより、制御信号伝達部２２ａおよび２２ｂにおける遅延時間を揃えることが可能となる。演算部２３の動作の詳細については後述する。
【００４４】
制御信号出力部２６は、信号線ＯＦＧ１乃至ＯＦＧｍ毎に分配された制御信号を画素１００の制御信号に変換して出力するものである。信号線ＯＦＧ１乃至ＯＦＧｍには、デジタル信号の制御信号が伝達される。高速に伝達するため、このデジタル信号は比較的小さな振幅に構成される。また、差動伝送線を使用した伝送等が行われることもある。一方、図２において説明したように、画素１００の制御信号は、画素１００に配置されたＭＯＳトランジスタのゲートに接続される。このため、制御信号出力部２６は、デジタルの制御信号からＭＯＳトランジスタを導通させる電圧の制御信号への変換を行う。また、制御信号出力部２６は、多数の画素１００を駆動可能とするために制御信号の増幅を行うこともできる。
【００４５】
なお、信号線ＯＦＧ１乃至ＯＦＧｍは、特許請求の範囲に記載の制御信号線の一例である。
【００４６】
［制御信号の伝達］
図４は、本開示の第１の実施の形態に係る制御信号の伝達の一例を示す図である。同図は、制御信号伝達部２２ａおよび２２ｂならびに演算部２３ａおよび２３ｂにおける制御信号の伝達の様子を表す図であり、図３において説明した信号線２０１等により伝達される制御信号を表す図である。同図において、「信号線４１」は、信号線４１により垂直駆動部２０に入力される制御信号を表す。また、「信号線２０１」乃至「信号線２０６」は、それぞれ信号線２０１乃至信号線２０６により伝達される制御信号を表す。
【００４７】
信号線４１により垂直駆動部２０に入力された制御信号は、反転ゲート２１により論理が反転されて制御信号伝達部２２ａおよび２２ｂに入力される。制御信号伝達部２２ａおよび２２ｂの伝送路２２２を介して伝達された制御信号は、信号線２０１および２０２ならびに信号線２０４および２０５にそれぞれ出力される。同図に表したように、信号線２０１および２０２ならびに信号線２０４および２０５に出力された制御信号は、伝送路２２２等の特性に応じて、遅延時間やパルス幅がそれぞれ変化する。これらの制御信号に対して演算部２３ａおよび２３ｂによる論理積演算が行われる。信号線２０３および２０６には、演算部２３ａおよび２３ｂにより演算された結果の信号がそれぞれ出力される。この演算部２３から出力された信号は、反転ゲート２４および制御信号出力部２６を介して画素１００に伝達される。この信号には、例えば、値「１」の時に画素１００のＭＯＳトランジスタが導通する正論理を採用することができる。
【００４８】
演算部２３は論理積演算を行うため、演算部２３ａの入力信号の立ち上がり（信号線４１の信号の立ち下がり）エッジにおいては、信号線２０２に出力された制御信号の立ち上がりに基づいて値が遷移する制御信号が出力される。信号線２０１の信号の遷移より信号線２０２の信号の遷移の方が遅いためである。一方、演算部２３ａの入力信号の立ち下がり（信号線４１の信号の立ち上がり）エッジにおいては、信号線２０１に出力された制御信号の立ち下がりに基づいて値が遷移する制御信号が出力される。信号線２０２の信号の遷移より信号線２０１の信号の遷移が早いためである。同様に、演算部２３ｂの入力の立ち上がりエッジにおいては、信号線２０４に出力された制御信号の立ち上がりに基づいて値が遷移する制御信号が出力される。演算部２３ｂの入力の立ち下がりエッジにおいては、信号線２０５に出力された制御信号の立ち下がりに基づいて値が遷移する制御信号が出力される。
【００４９】
そして、信号線２０３に出力された制御信号と信号線２０６に出力された制御信号との遷移の差分の期間が制御信号分配線２５における制御信号の論理が食い違う期間となる。同図に表したように、この論理が食い違う期間は、立ち上がりエッジにおいては期間Ａが該当し、立ち下がりエッジにおいては期間Ｂが該当する。これに対し、同図の例では、信号線２０１、２０２、２０４および２０５の制御信号の遅延ばらつきは、立ち上がりエッジにおいては期間Ｃ、立ち下がりエッジにおいては期間Ｄとなる。すなわち、制御信号伝達部２２ａおよび２２ｂの４つの伝送路２２２を経由した信号の遅延は期間ＣおよびＤのばらつきを生じる。演算部２３の演算により、制御信号分配線２５に供給される制御信号の遅延時間の差はＡおよびＢにそれぞれ縮小される。
【００５０】
［制御信号の遅延のばらつき］
図５は、本開示の実施の形態に係る制御信号の遅延の一例を示す図である。同図は、制御信号の遅延時間の度数分布を表す図である。同図のグラフ３０１は、伝送路２２２を経由して伝達された制御信号の遅延時間の分布を表すグラフである。グラフ３０１に表したように、遅延時間の分布は正規分布となる。図４において説明したように演算部２３は論理積演算を行うため、立ち上がりエッジにおいては複数の伝送路２２２の遅延時間のうち最も長い遅延時間に基づいて信号が遷移する。また、立ち下がりエッジにおいては複数の伝送路２２２の遅延時間のうち最も短い遅延時間に基づいて信号が遷移する。
【００５１】
並列に配置される伝送路２２２を増加させた場合には、立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジにおける遅延時間は、グラフ３０１の最大の遅延時間および最小の遅延時間にそれぞれ収束することとなる。すなわち、伝送路２２２の配置数を増加させる程、遅延時間のずれが吸収される。制御信号の論理が食い違う期間の短縮が可能となり、反転ゲート２４ａおよび２４ｂにおける短絡電流を低減することができる。また、画素１００の制御信号の遅延時間を揃えることができるため、画素１００毎の撮像タイミングのずれを小さくすることができ、画質の低下を防止することができる。
【００５２】
なお、垂直駆動部２０において、信号線ＳＥＬにより伝達される制御信号のように、画素アレイ部１０の行に配置された画素１００毎に順次出力される制御信号は、例えば、シフトレジスタにより生成することができる。垂直駆動部２０に配置されたシフトレジスタにより制御部４０から出力された制御信号を順次転送しながら画素１００の行毎に出力することができる。
【００５３】
以上説明したように、本開示の第１の実施の形態の撮像装置１は、垂直駆動部２０において複数の伝送路２２２により制御信号の伝達を行う。この伝達された複数の制御信号の演算を行って、演算結果の制御信号を制御信号分配線２５の両端に供給し、画素１００に分配する。これにより、制御信号の伝達の際の遅延の影響を軽減することができる。
【００５４】
＜２．第２の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態の撮像装置１は、垂直駆動部２０の演算部２３において論理積演算を行っていた。これに対し、本開示の第２の実施の形態の撮像装置１は、論理和演算を行う点で、上述の第１の実施の形態と異なる。
【００５５】
［垂直駆動部の構成］
図６は、本開示の第２の実施の形態に係る垂直駆動部の構成例を示す図である。同図の垂直駆動部２０は、演算部２３の代わり演算部２８を備える点で、図３において説明した垂直駆動部２０と異なる。
【００５６】
演算部２８は、制御信号伝達部２２の複数の伝送路２２２により伝送された制御信号の演算として論理和演算を行うものである。同図の演算部２８ａおよび２８ｂは、それぞれ制御信号伝達部２２ａおよび２２ｂにより伝達された制御信号の演算を行う。
【００５７】
［制御信号の伝達］
図７は、本開示の第２の実施の形態に係る制御信号の伝達の一例を示す図である。なお、信号線４１、２０１、２０２、２０４および２０５には、図３と同じ制御信号が伝達されて演算部２８ａおよび２８ｂに入力されるものと想定する。演算部２８は、論理和演算を行うため、演算部２８ａの入力信号の立ち上がりエッジにおいては、信号線２０１に出力された制御信号の方が早く遷移するため、この制御信号の立ち上がりに基づいて値が遷移する制御信号が出力される。一方、演算部２８ａの入力信号の立ち下がりエッジにおいては、信号線２０２に出力された制御信号の方が遅く遷移するため、この制御信号の立ち下がりに基づいて値が遷移する制御信号が出力される。同様に、演算部２８ｂの入力信号の立ち上がりエッジにおいては、信号線２０５に出力された制御信号の立ち上がりに基づいて値が遷移する制御信号が出力される。演算部２８ｂの入力信号の立ち下がりエッジにおいては、信号線２０４に出力された制御信号の立ち下がりに基づいて値が遷移する制御信号が出力される。
【００５８】
演算部２８は論理和演算を行うため、立ち上がりエッジにおいては複数の伝送路２２２の遅延時間のうち最も短い遅延時間に基づいて信号が遷移する。また、立ち下がりエッジにおいては複数の伝送路２２２の遅延時間のうち最も長い遅延時間に基づいて信号が遷移する。このため、並列に配置される伝送路２２２の増加に伴い、立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジにおける遅延時間は、グラフ３０１の最小の遅延時間および最大の遅延時間にそれぞれ収束する。伝送路２２２の配置数を増加させることにより、遅延時間のずれが吸収され、制御信号の論理が食い違う期間が短縮される。
【００５９】
これ以外の撮像装置１の構成は本開示の第１の実施の形態において説明した撮像装置１の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００６０】
以上説明したように、本開示の第２の実施の形態の撮像装置１は、複数の伝送路２２２により伝達された制御信号に対する演算として論理和演算を行うことにより、制御信号の遅延時間の差分を吸収する。これにより、制御信号の伝達の際の遅延の影響を軽減することができる。
【００６１】
＜３．第３の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態の撮像装置１は、垂直駆動部２０の演算部２３において論理積演算を行っていた。これに対し、本開示の第３の実施の形態の撮像装置１は、多数決演算を行う点で、上述の第１の実施の形態と異なる。
【００６２】
［垂直駆動部の構成］
図８は、本開示の第３の実施の形態に係る垂直駆動部の構成例を示す図である。同図の垂直駆動部２０は、演算部２３の代わりに演算部２９を備える点で、図３において説明した垂直駆動部２０と異なる。また、同図の制御信号出力部２２ａおよび２２ｂは、信号整形部２２１がそれぞれ配置される３つの伝送路２２２により構成される。
【００６３】
演算部２９は、制御信号伝達部２２の複数の伝送路２２２により伝送された制御信号の演算として多数決演算を行うものである。同図の演算部２９ａおよび２９ｂは、それぞれ制御信号伝達部２２ａおよび２２ｂにより伝達された３つの制御信号の多数決演算を行う。ここで、多数決演算とは、半数以上の入力信号が論理「１」のとき出力が論理「１」となる演算である。
【００６４】
［垂直駆動部の構成］
図９は、本開示の第３の実施の形態に係る演算部の構成例を示す図である。同図は、演算部２９ａの構成例を表す図である。同図に表したように演算部２９は、３つの論理積ゲート２９１および論理和ゲート２９２により構成することができ、信号線２０１、２０２および２０７により入力される信号のうち少なくとも２つが値「１」になると値「１」が信号線２０３に出力される。このため、図５において説明した遅延時間の分布において、グラフ３０１の頂点近傍の遅延時間に制御信号の遅延を収束させることができる。
【００６５】
［制御信号の伝達］
図１０は、本開示の第３の実施の形態に係る制御信号の伝達の一例を示す図である。なお、「信号線２０７」および「信号線２０８」は、それぞれ信号線２０７および信号線２０８により伝達される制御信号を表す。演算部２８は、多数決演算を行うため、演算部２９ａの入力信号の立ち上がりエッジにおいては、３つの入力のうちの２つ目の入力信号の立ち上がりに基づいて値が遷移する制御信号が出力される。演算部２９ａの入力信号の立ち下がりエッジにおいても同様に、３つの入力のうちの２つ目の入力信号の立ち下がりに基づいて値が遷移する制御信号が出力される。同図においては、立ち上がりおよび立ち下がりの両方において、３つの信号のうち中位の遅延時間となる信号線２０７に出力された制御信号に基づいて値が遷移する制御信号が出力される。演算部２９ｂにおいても同様に、３つの信号のうち中位の遅延時間となる信号線２０８に出力された制御信号に基づいて値が遷移する制御信号が出力される。
【００６６】
このように、演算部２９は多数決演算を行うため、立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジにおける遅延時間は、グラフ３０１の最も多く分布する遅延時間にそれぞれ収束する。伝送路２２２の配置数を増加させることにより、遅延時間のずれが吸収され、制御信号の論理が食い違う期間が短縮される。
【００６７】
これ以外の撮像装置１の構成は本開示の第１の実施の形態において説明した撮像装置１の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００６８】
以上説明したように、本開示の第３の実施の形態の撮像装置１は、複数の伝送路２２２により伝達された制御信号に対する演算として多数決演算を行うことにより、制御信号の遅延時間の差分を吸収する。これにより、制御信号の伝達の際の遅延の影響を軽減することができる。
【００６９】
＜４．固体撮像装置の構成＞
図１１は、本開示の撮像装置に適用し得る固体撮像装置の構成例を示す断面図である。
【００７０】
固体撮像装置では、ＰＤ（フォトダイオード）２００１９が、半導体基板２００１８の裏面（図では上面）側から入射する入射光２０００１を受光する。ＰＤ２００１９の上方には、平坦化膜２００１３、ＣＦ（カラーフィルタ）２００１２、マイクロレンズ２００１１が設けられており、各部を順次介して入射した入射光２０００１を、受光面２００１７で受光して光電変換が行われる。
【００７１】
例えば、ＰＤ２００１９は、ｎ型半導体領域２００２０が、電荷（電子）を蓄積する電荷蓄積領域として形成されている。ＰＤ２００１９においては、ｎ型半導体領域２００２０は、半導体基板２００１８のｐ型半導体領域２００１６、２００４１の内部に設けられている。ｎ型半導体領域２００２０の、半導体基板２００１８の表面（下面）側には、裏面（上面）側よりも不純物濃度が高いｐ型半導体領域２００４１が設けられている。つまり、ＰＤ２００１９は、ＨＡＤ(Hole-Accumulation Diode)構造になっており、ｎ型半導体領域２００２０の上面側と下面側との各界面において、暗電流が発生することを抑制するように、ｐ型半導体領域２００１６、２００４１が形成されている。
【００７２】
半導体基板２００１８の内部には、複数の画素２００１０の間を電気的に分離する画素分離部２００３０が設けられており、この画素分離部２００３０で区画された領域に、ＰＤ２００１９が設けられている。図中、上面側から、固体撮像装置を見た場合、画素分離部２００３０は、例えば、複数の画素２００１０の間に介在するように格子状に形成されており、ＰＤ２００１９は、この画素分離部２００３０で区画された領域内に形成されている。
【００７３】
各ＰＤ２００１９では、アノードが接地されており、固体撮像装置において、ＰＤ２００１９が蓄積した信号電荷（例えば、電子）は、図示せぬ転送トランジスタ(ＭＯＳ ＦＥＴ)等を介して読み出され、電気信号として、図示せぬＶＳＬ（垂直信号線）へ出力される。
【００７４】
配線層２００５０は、半導体基板２００１８のうち、遮光膜２００１４、ＣＦ２００１２、マイクロレンズ２００１１等の各部が設けられた裏面（上面）とは反対側の表面（下面）に設けられている。
【００７５】
配線層２００５０は、配線２００５１と絶縁層２００５２とを含み、絶縁層２００５２内において、配線２００５１が各素子に電気的に接続するように形成されている。配線層２００５０は、いわゆる多層配線の層になっており、絶縁層２００５２を構成する層間絶縁膜と配線２００５１とが交互に複数回積層されて形成されている。ここでは、配線２００５１としては、転送トランジスタ等のＰＤ２００１９から電荷を読み出すためのトランジスタへの配線や、ＶＳＬ等の各配線が、絶縁層２００５２を介して積層されている。
【００７６】
配線層２００５０の、ＰＤ２００１９が設けられている側に対して反対側の面には、支持基板２００６１が設けられている。例えば、厚みが数百μｍのシリコン半導体からなる基板が、支持基板２００６１として設けられている。
【００７７】
遮光膜２００１４は、半導体基板２００１８の裏面（図では上面）の側に設けられている。
【００７８】
遮光膜２００１４は、半導体基板２００１８の上方から半導体基板２００１８の裏面へ向かう入射光２０００１の一部を、遮光するように構成されている。
【００７９】
遮光膜２００１４は、半導体基板２００１８の内部に設けられた画素分離部２００３０の上方に設けられている。ここでは、遮光膜２００１４は、半導体基板２００１８の裏面（上面）上において、シリコン酸化膜等の絶縁膜２００１５を介して、凸形状に突き出るように設けられている。これに対して、半導体基板２００１８の内部に設けられたＰＤ２００１９の上方においては、ＰＤ２００１９に入射光２０００１が入射するように、遮光膜２００１４は、設けられておらず、開口している。
【００８０】
つまり、図中、上面側から、固体撮像装置を見た場合、遮光膜２００１４の平面形状は、格子状になっており、入射光２０００１が受光面２００１７へ通過する開口が形成されている。
【００８１】
遮光膜２００１４は、光を遮光する遮光材料で形成されている。例えば、チタン(Ｔｉ)膜とタングステン(Ｗ)膜とを、順次、積層することで、遮光膜２００１４が形成されている。この他に、遮光膜２００１４は、例えば、窒化チタン(ＴｉＮ)膜とタングステン(Ｗ)膜とを、順次、積層することで形成することができる。
【００８２】
遮光膜２００１４は、平坦化膜２００１３によって被覆されている。平坦化膜２００１３は、光を透過する絶縁材料を用いて形成されている。
【００８３】
画素分離部２００３０は、溝部２００３１、固定電荷膜２００３２、及び、絶縁膜２００３３を有する。
【００８４】
固定電荷膜２００３２は、半導体基板２００１８の裏面（上面）の側において、複数の画素２００１０の間を区画している溝部２００３１を覆うように形成されている。
【００８５】
具体的には、固定電荷膜２００３２は、半導体基板２００１８において裏面（上面）側に形成された溝部２００３１の内側の面を一定の厚みで被覆するように設けられている。そして、その固定電荷膜２００３２で被覆された溝部２００３１の内部を埋め込むように、絶縁膜２００３３が設けられている（充填されている）。
【００８６】
ここでは、固定電荷膜２００３２は、半導体基板２００１８との界面部分において正電荷（ホール）蓄積領域が形成されて暗電流の発生が抑制されるように、負の固定電荷を有する高誘電体を用いて形成されている。固定電荷膜２００３２が負の固定電荷を有するように形成されていることで、その負の固定電荷によって、半導体基板２００１８との界面に電界が加わり、正電荷（ホール）蓄積領域が形成される。
【００８７】
固定電荷膜２００３２は、例えば、ハフニウム酸化膜（ＨｆＯ２膜）で形成することができる。また、固定電荷膜２００３２は、その他、例えば、ハフニウム、ジルコニウム、アルミニウム、タンタル、チタン、マグネシウム、イットリウム、ランタノイド元素等の酸化物の少なくとも１つを含むように形成することができる。
【００８８】
以上のような固体撮像装置は、本開示に適用することができる。
【００８９】
＜５．積層型撮像装置への応用例＞
図１２は、本開示の撮像装置の構成例を示す図である。同図は、２つの半導体チップを積層して構成された撮像装置１の例を表す図である。同図の撮像装置１は、画素チップ３１０および信号処理チップ３２０により構成される。
【００９０】
同図におけるａは、画素チップ３１０の構成を表す図である。同図におけるａの画素チップ３１０には、図１において説明した画素アレイ部１０、垂直駆動部２０およびパッド３１１が配置される。パッド３１１は、後述する信号処理チップ３２０との間で画像信号等を伝達する電極である。このパッド３１１は、画素チップ３１０の裏面の周辺部に複数配置される。
【００９１】
同図におけるｂは、信号処理チップ３２０の構成を表す図である。同図におけるｂの信号処理チップ３２０には、図１において説明したカラム信号処理部３０、制御部４０およびパッド３２１が配置される。パッド３２１は、上述のパッド３１１と一対一に対応して配置されて電気信号の伝達を行う。なお、カラム信号処理部３０および制御部４０は、信号処理回路を構成する。
【００９２】
同図におけるｃは、画素チップ３１０および信号処理チップ３２０により構成された撮像装置１を表す側面図である。同図におけるｃに表したように、撮像装置１は、信号処理チップ３２０の上に画素チップ３１０が積層されて構成される。この積層の際、パッド３１１および３２１は、位置合わせされて半田３３１により接続される。これにより、パッド３１１および３２１は、図１において説明した信号線１１および１２の一部を構成することとなる。
【００９３】
同図に表したように、図１において説明した画素アレイ部１０、垂直駆動部２０、カラム信号処理部３０および制御部４０を２つの半導体チップに分けて配置し、これらのチップを積層して撮像装置１を構成することができる。画素アレイ部１０では、アナログの画像信号の生成処理が行われる。この画素アレイ部１０における処理は、比較的低速な処理となる。一方、カラム信号処理部３０は、画像信号のアナログデジタル変換を行い、変換後のデジタルの画像信号の処理をさらに行う。このため、カラム信号処理部３０は、比較的高速な処理を行う。そこで、これらを異なる半導体チップに形成することにより、それぞれの処理に最適なプロセスを適用した半導体チップを構成することができる。
【００９４】
なお、図１において説明したように、制御部４０と垂直駆動部２０との間は、信号線４１により接続される。この信号線４１を構成するパッド３１１および３２２は、同図の垂直駆動部２０の中央部近傍に配置すると好適である。図３において説明したように、信号線４１から制御信号分配線２５の両端に至る経路が対称な構成となり、制御信号分配線２５の両端における制御信号の遅延時間が略等しくなるためである。
【００９５】
このように、複数の半導体チップにより撮像装置１を構成することにより、図１において説明した画素アレイ部１０等の配置の自由度が向上し、撮像装置１の構成を最適化することができる。
【００９６】
＜６．カメラへの応用例＞
本開示は、様々な製品に応用することができる。例えば、本開示は、カメラ等の撮像装置に搭載される撮像素子として実現されてもよい。
【００９７】
図１３は、本開示が適用され得る撮像装置の一例であるカメラの概略的な構成例を示すブロック図である。同図のカメラ１０００は、レンズ１００１と、撮像素子１００２と、撮像制御部１００３と、レンズ駆動部１００４と、画像処理部１００５と、操作入力部１００６と、フレームメモリ１００７と、表示部１００８と、記録部１００９とを備える。
【００９８】
レンズ１００１は、カメラ１０００の撮影レンズである。このレンズ１００１は、被写体からの光を集光し、後述する撮像素子１００２に入射させて被写体を結像させる。
【００９９】
撮像素子１００２は、レンズ１００１により集光された被写体からの光を撮像する半導体素子である。この撮像素子１００２は、照射された光に応じたアナログの画像信号を生成し、デジタルの画像信号に変換して出力する。
【０１００】
撮像制御部１００３は、撮像素子１００２における撮像を制御するものである。この撮像制御部１００３は、制御信号を生成して撮像素子１００２に対して出力することにより、撮像素子１００２の制御を行う。また、撮像制御部１００３は、撮像素子１００２から出力された画像信号に基づいてカメラ１０００におけるオートフォーカスを行うことができる。ここでオートフォーカスとは、レンズ１００１の焦点位置を検出して、自動的に調整するシステムである。このオートフォーカスとして、撮像素子１００２に配置された位相差画素により像面位相差を検出して焦点位置を検出する方式（像面位相差オートフォーカス）を使用することができる。また、画像のコントラストが最も高くなる位置を焦点位置として検出する方式（コントラストオートフォーカス）を適用することもできる。撮像制御部１００３は、検出した焦点位置に基づいてレンズ駆動部１００４を介してレンズ１００１の位置を調整し、オートフォーカスを行う。なお、撮像制御部１００３は、例えば、ファームウェアを搭載したＤＳＰ（Digital Signal Processor）により構成することができる。
【０１０１】
レンズ駆動部１００４は、撮像制御部１００３の制御に基づいて、レンズ１００１を駆動するものである。このレンズ駆動部１００４は、内蔵するモータを使用してレンズ１００１の位置を変更することによりレンズ１００１を駆動することができる。
【０１０２】
画像処理部１００５は、撮像素子１００２により生成された画像信号を処理するものである。この処理には、例えば、画素毎の赤色、緑色および青色に対応する画像信号のうち不足する色の画像信号を生成するデモザイク、画像信号のノイズを除去するノイズリダクションおよび画像信号の符号化等が該当する。画像処理部１００５は、例えば、ファームウェアを搭載したマイコンにより構成することができる。
【０１０３】
操作入力部１００６は、カメラ１０００の使用者からの操作入力を受け付けるものである。この操作入力部１００６には、例えば、押しボタンやタッチパネルを使用することができる。操作入力部１００６により受け付けられた操作入力は、撮像制御部１００３や画像処理部１００５に伝達される。その後、操作入力に応じた処理、例えば、被写体の撮像等の処理が起動される。
【０１０４】
フレームメモリ１００７は、１画面分の画像信号であるフレームを記憶するメモリである。このフレームメモリ１００７は、画像処理部１００５により制御され、画像処理の過程におけるフレームの保持を行う。
【０１０５】
表示部１００８は、画像処理部１００５により処理された画像を表示するものである。この表示部１００８には、例えば、液晶パネルを使用することができる。
【０１０６】
記録部１００９は、画像処理部１００５により処理された画像を記録するものである。この記録部１００９には、例えば、メモリカードやハードディスクを使用することができる。
【０１０７】
以上、本発明が適用され得るカメラについて説明した。本技術は以上において説明した構成のうち、撮像素子１００２に適用され得る。具体的には、図１において説明した撮像装置１は、撮像素子１００２に適用することができる。撮像素子１００２に撮像装置１を適用することにより、画素１００の制御信号の遅延の影響を軽減することができ、画質の低下を防止することができる。
【０１０８】
なお、ここでは、一例としてカメラについて説明したが、本発明に係る技術は、その他、例えば監視装置等に適用されてもよい。
【０１０９】
＜７．内視鏡手術システムへの応用例＞
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
【０１１０】
図１４は、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
【０１１１】
１０では、術者（医師）１１１３１が、内視鏡手術システム１１０００を用いて、患者ベッド１１１３３上の患者１１１３２に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム１１０００は、内視鏡１１１００と、気腹チューブ１１１１１やエネルギー処置具１１１１２等の、その他の術具１１１１０と、内視鏡１１１００を支持する支持アーム装置１１１２０と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート１１２００と、から構成される。
【０１１２】
内視鏡１１１００は、先端から所定の長さの領域が患者１１１３２の体腔内に挿入される鏡筒１１１０１と、鏡筒１１１０１の基端に接続されるカメラヘッド１１１０２と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒１１１０１を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡１１１００を図示しているが、内視鏡１１１００は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
【０１１３】
鏡筒１１１０１の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡１１１００には光源装置１１２０３が接続されており、当該光源装置１１２０３によって生成された光が、鏡筒１１１０１の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者１１１３２の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡１１１００は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
【０１１４】
カメラヘッド１１１０２の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ：  Ｃａｍｅｒａ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１１２０１に送信される。
【０１１５】
ＣＣＵ１１２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等によって構成され、内視鏡１１１００及び表示装置１１２０２の動作を統括的に制御する。さらに、ＣＣＵ１１２０１は、カメラヘッド１１１０２から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。
【０１１６】
表示装置１１２０２は、ＣＣＵ１１２０１からの制御により、当該ＣＣＵ１１２０１によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。
【０１１７】
光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡１１１００に供給する。
【０１１８】
入力装置１１２０４は、内視鏡手術システム１１０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置１１２０４を介して、内視鏡手術システム１１０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡１１１００による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示等を入力する。
【０１１９】
処置具制御装置１１２０５は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具１１１１２の駆動を制御する。気腹装置１１２０６は、内視鏡１１１００による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者１１１３２の体腔を膨らめるために、気腹チューブ１１１１１を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ１１２０７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ１１２０８は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
【０１２０】
なお、内視鏡１１１００に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置１１２０３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
【０１２１】
また、光源装置１１２０３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
【０１２２】
また、光源装置１１２０３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Ｎａｒｒｏｗ  Ｂａｎｄ  Ｉｍａｇｉｎｇ）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置１１２０３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
【０１２３】
図１５は、図１４に示すカメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１の機能構成の一例を示すブロック図である。
【０１２４】
カメラヘッド１１１０２は、レンズユニット１１４０１と、撮像部１１４０２と、駆動部１１４０３と、通信部１１４０４と、カメラヘッド制御部１１４０５と、を有する。ＣＣＵ１１２０１は、通信部１１４１１と、画像処理部１１４１２と、制御部１１４１３と、を有する。カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１とは、伝送ケーブル１１４００によって互いに通信可能に接続されている。
【０１２５】
レンズユニット１１４０１は、鏡筒１１１０１との接続部に設けられる光学系である。鏡筒１１１０１の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド１１１０２まで導光され、当該レンズユニット１１４０１に入射する。レンズユニット１１４０１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。
【０１２６】
撮像部１１４０２は、撮像素子で構成される。撮像部１１４０２を構成する撮像素子は、１つ（いわゆる単板式）であってもよいし、複数（いわゆる多板式）であってもよい。撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってＲＧＢそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部１１４０２は、３Ｄ（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成されてもよい。３Ｄ表示が行われることにより、術者１１１３１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット１１４０１も複数系統設けられ得る。
【０１２７】
また、撮像部１１４０２は、必ずしもカメラヘッド１１１０２に設けられなくてもよい。例えば、撮像部１１４０２は、鏡筒１１１０１の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
【０１２８】
駆動部１１４０３は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部１１４０５からの制御により、レンズユニット１１４０１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部１１４０２による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
【０１２９】
通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４０４は、撮像部１１４０２から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル１１４００を介してＣＣＵ１１２０１に送信する。
【０１３０】
また、通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１から、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部１１４０５に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。
【０１３１】
なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ１１２０１の制御部１１４１３によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるＡＥ（Ａｕｔｏ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）機能、ＡＦ（Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓ）機能及びＡＷＢ（Ａｕｔｏ  Ｗｈｉｔｅ  Ｂａｌａｎｃｅ）機能が内視鏡１１１００に搭載されていることになる。
【０１３２】
カメラヘッド制御部１１４０５は、通信部１１４０４を介して受信したＣＣＵ１１２０１からの制御信号に基づいて、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御する。
【０１３３】
通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２から、伝送ケーブル１１４００を介して送信される画像信号を受信する。
【０１３４】
また、通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２に対して、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。
【０１３５】
画像処理部１１４１２は、カメラヘッド１１１０２から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。
【０１３６】
制御部１１４１３は、内視鏡１１１００による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部１１４１３は、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を生成する。
【０１３７】
また、制御部１１４１３は、画像処理部１１４１２によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置１１２０２に表示させる。この際、制御部１１４１３は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部１１４１３は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具１１１１２の使用時のミスト等を認識することができる。制御部１１４１３は、表示装置１１２０２に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者１１１３１に提示されることにより、術者１１１３１の負担を軽減することや、術者１１１３１が確実に手術を進めることが可能になる。
【０１３８】
カメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１を接続する伝送ケーブル１１４００は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
【０１３９】
ここで、図示する例では、伝送ケーブル１１４００を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１との間の通信は無線で行われてもよい。
【０１４０】
以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、カメラヘッド１１１０２の撮像部１１４０２に適用され得る。具体的には、図１の撮像装置１は、撮像部１０４０２に適用することができる。撮像部１０４０２に本開示に係る技術を適用することにより、画質の低下を防止することができるため、術者が術部を確実に確認することが可能になる。
【０１４１】
なお、ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。
【０１４２】
＜８．移動体への応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
【０１４３】
図１６は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
【０１４４】
車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図１６に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２０５３が図示されている。
【０１４５】
駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
【０１４６】
ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
【０１４７】
車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
【０１４８】
撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
【０１４９】
車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
【０１５０】
マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｄｒｉｖｅｒ  Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１５１】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１５２】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
【０１５３】
音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図１６の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
【０１５４】
図１７は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【０１５５】
図１７では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５を有する。
【０１５６】
撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２、１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
【０１５７】
なお、図１７には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２、１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２、１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
【０１５８】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
【０１５９】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１６０】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
【０１６１】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
【０１６２】
以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部１２０３１等に適用され得る。具体的には、図１の撮像装置１は、撮像部１２０３１および１２１０１ないし１２１０５に適用することができる。撮像部１２０３１等に本開示に係る技術を適用することにより、画質の低下を防止することができるため、ドライバの疲労を軽減することが可能になる。
【０１６３】
最後に、上述した各実施の形態の説明は本開示の一例であり、本開示は上述の実施の形態に限定されることはない。このため、上述した各実施の形態以外であっても、本開示に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【０１６４】
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）制御信号に基づいて入射光に応じた画像信号を生成する複数の画素毎に前記制御信号を伝達する複数の制御信号線と、
線状に構成されるとともに前記複数の制御信号線が分散して接続されて前記線の両端からそれぞれ供給される前記制御信号を前記複数の制御信号線に分配する制御信号分配線と、
前記制御信号を整形する信号整形部がそれぞれ配置される複数の伝送路により構成されて前記制御信号を前記制御信号分配線の端部にそれぞれ伝達する２つの制御信号伝達部と、
前記制御信号分配線の端部毎に配置されて前記複数の伝送路によりそれぞれ伝送された制御信号の演算を行って演算結果を前記端部に供給する２つの演算部と
を具備する撮像装置駆動回路。
（２）前記演算部は、前記伝達された複数の制御信号の論理積演算を行う前記（１）に記載の撮像装置駆動回路。
（３）前記演算部は、前記伝達された複数の制御信号の論理和演算を行う前記（１）に記載の撮像装置駆動回路。
（４）前記演算部は、前記伝達された複数の制御信号の多数決演算を行う前記（１）に記載の撮像装置駆動回路。
（５）前記制御信号伝達部は、複数の前記信号整形部が分散して前記伝送路に配置される前記（１）から（４）のいずれかに記載の撮像装置駆動回路。
（６）前記複数の制御信号線に配置されて前記伝達された制御信号を前記画素の制御信号に変換する制御信号出力部をさらに具備する前記（１）から（５）のいずれかに記載の撮像装置駆動回路。
（７）制御信号に基づいて入射光に応じた画像信号を生成する複数の画素と、
前記複数の画素毎に前記制御信号を伝達する複数の制御信号線と、
線状に構成されるとともに前記複数の制御信号線が分散して接続されて前記線の両端からそれぞれ供給される前記制御信号を前記複数の制御信号線に分配する制御信号分配線と、
前記制御信号を整形する信号整形部がそれぞれ配置される複数の伝送路により構成されて前記制御信号を前記制御信号分配線の端部にそれぞれ伝達する２つの制御信号伝達部と、
前記制御信号分配線の端部毎に配置されて前記複数の伝送路によりそれぞれ伝送された制御信号の演算を行って演算結果を前記端部に供給する２つの演算部と
を具備する撮像装置。
【符号の説明】
【０１６５】
１  撮像装置
１０  画素アレイ部
１１、４１  信号線
２０  垂直駆動部
２１、２４、２４ａ、２４ｂ  反転ゲート
２２、２２ａ、２２ｂ  制御信号伝達部
２３、２３ａ、２３ｂ、２８、２８ａ、２８ｂ、２９、２９ａ、２９ｂ  演算部
２５  制御信号分配線
２６  制御信号出力部
３０  カラム信号処理部
４０  制御部
１００  画素
２２１  信号整形部
２２２  伝送路
１００２  撮像素子
１０４０２、１２０３１、１２１０１〜１２１０５  撮像部
【図１】
2019161520.tif 000003
【図２】
2019161520.tif 000004
【図３】
2019161520.tif 000005
【図４】
2019161520.tif 000006
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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