本发明涉及摄像装置及照相机系统。
背景技术：
存在于自然界中的被摄体的动态范围较大。被摄体的明亮度时时刻刻变化。例如对于车载用的摄像装置，要求将明亮的被摄体和较暗的被摄体同时摄像，即要求宽的动态范围。为了实现宽动态范围，例如提出了以下这样的方法。
在专利文献1及2所公开的摄像装置中，使用硅光电二极管。在专利文献1中，通过将曝光时间(以下，有称作“蓄积时间”的情况)相互不同的图像合成，能够得到较宽的动态范围。该方法已经达到了实用化。此外，在专利文献2中，将从配置在1像素内的感光度不同的多个摄像单元得到的图像合成，将动态范围扩大。
专利文献3提出了一种代替阻碍宽动态范围的硅光电二极管而具备光电变换膜的层叠型传感器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭62－108678号公报
专利文献2：日本特开2008－99073号公报
专利文献3：日本特开2007－59465号公报
专利文献4：日本特开2012－19167号公报
技术实现要素：
发明要解决的问题
要求进一步的宽动态范围。本申请的非限定性的一例示性的一实施方式提供一种能够进行宽动态范围摄影的摄像装置及照相机系统。
用于解决问题的手段
为了解决上述课题，本发明的一技术方案的摄像装置具备：第1摄像单元，包括第1光电变换部和第1信号处理电路，上述第1光电变换部通过光电变换生成第1信号，上述第1信号处理电路被电连接在上述第1光电变换部上，检测上述第1信号；第2摄像单元，包括第2光电变换部和第2信号处理电路，上述第2光电变换部通过光电变换生成第2信号，上述第2信号处理电路被电连接在上述第2光电变换部上，检测上述第2信号；上述第1摄像单元的感光度比上述第2摄像单元的感光度高；上述第1信号处理电路具有与上述第2信号处理电路不同的电路结构；上述第1信号处理电路的动作频率与上述第2信号处理电路的动作频率不同。
概括性或具体的形态也可以由元件、设备、装置、系统、集成电路或方法实现。此外，概括性或具体的形态也可以由元件、设备、装置、系统、集成电路及方法的任意的组合实现。
公开的实施方式的追加性的效果及优点根据说明书及附图而变得清楚。效果及/或优点由在说明书及附图中公开的各种各样的实施方式或特征分别提供，为了得到它们中的1个以上并不需要全部。
发明效果
根据本发明的一技术方案，能够提供一种能够进行宽动态范围摄影的摄像装置及照相机系统。
附图说明
图1是表示以往的摄像单元特性和优选的摄像单元特性的图。
图2是表示以往的摄像单元特性和更优选的摄像单元特性的图。
图3是示意地表示电荷蓄积节点的电容与饱和电子数(ele)及随机噪声(ele)的关系的图。
图4是示意地表示摄像装置100的构造的一例的框图。
图5是表示单位像素1中的第1信号处理电路P1及第2信号处理电路P2的示意图。
图6A是表示例示性的第1实施方式的单位像素1的电路结构的示意图。
图6B是表示例示性的第1实施方式的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图7是表示例示性的第1实施方式的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图8是表示例示性的第1实施方式的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图9A是表示例示性的第1实施方式的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图9B是表示例示性的第1实施方式的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图9C是表示例示性的第1实施方式的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图9D是表示例示性的第1实施方式的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图9E是表示例示性的第1实施方式的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图9F是表示例示性的第1实施方式的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图9G是表示例示性的第1实施方式的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图9H是表示例示性的第1实施方式的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图9I是表示例示性的第1实施方式的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图9J是表示例示性的第1实施方式的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图9K是表示例示性的第1实施方式的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图9L是表示例示性的第1实施方式的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图9M是表示例示性的第1实施方式的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图9N是表示例示性的第1实施方式的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图10是表示例示性的第1实施方式的第1摄像单元1a的动作定时的一例的时序图。
图11是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的电路结构的示意图。
图12是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图13是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图14A是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图14B是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图14C是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图14D是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图14E是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图14F是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图14G是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图14H是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图14I是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图15是表示第1摄像单元1a的第1信号处理电路P1或第2摄像单元2a的第2信号处理电路P2的一部分的示意图。
图16是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图17是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图18是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图19A是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图19B是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图19C是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图19D是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图19E是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图19F是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图19G是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图19H是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图19I是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图20是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图21是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图22是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图23A是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图23B是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图23C是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图23D是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图23E是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图23F是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图23G是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图23H是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图23I是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图24是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图25A是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图25B是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图25C是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图25D是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图25E是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图25F是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图25G是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图25H是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图25I是表示例示性的第1实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构的示意图。
图26是表示各单元具有光电二极管的单位像素1中的第1信号处理电路P1及第2信号处理电路P2的示意图。
图27是表示例示性的第1实施方式的变形的、各单元具有光电二极管的单位像素1的电路结构的示意图。
图28是表示例示性的第2实施方式的照相机系统204的系统结构的系统结构图。
具体实施方式
首先，说明本发明者考察的以往技术的问题。
在专利文献1所公开的图像合成中，以时间序列取得多个图像数据。因此，为了得到一张合成图像，需要通常的摄像时间的数倍的时间。此外，由于将有时间差的图像合成，所以图像的同时性受损，在有运动的被摄体的图像中发生紊乱。
在专利文献2中，使用相同大小的多个光电二极管。各光电二极管其感光度及饱和电子数相同。此外，采用具有片上顶透镜(on chip top lens)的片上(on chip)构造，将向各光电二极管入射的光量按大小区分。根据该结构，使得多个摄像单元之间看起来实效感光度不同。进而，由于在1像素内搭载有2个单元，所以能够通过2个单元同时摄像，确保了图像的同时性。
另一方面，由于需要在1像素内配置2个单元，所以光电二极管的面积与以往相比不得不成为1/2以下。光电二极管的面积和感光度或饱和电子数处于比例关系。结果，如果光电二极管的面积成为1/2以下，则感光度及饱和电子数也成为以往的1/2以下。此外，如果要得到与以往相同程度的感光度，则由于需要与以往的光电二极管相同的面积，所以摄像区整体的面积必然增大。
图1示意地表示以往的摄像单元特性和优选的摄像单元特性。横轴表示感光度，纵轴表示饱和电子数。这里所说的感光度，是表示摄像装置的特性的指标之一，是指对于入射光在摄像单元中产生的电荷的数量。作为摄像装置的具体例，可以列举图像传感器。电荷换一种说法即是电子空穴对。感光度通常用单位(ele/Lux－sec)表示。此外，所谓饱和电子数，是指在摄像单元中蓄积的电子数的容许量，用单位(ele)表示。感光度及饱和电子数原则上与光电变换元件的有效面积成比例。但是，感光度也依存于微透镜的设计。
以下，将在单一的像素内具有1个摄像单元的单元称作“通常单元”。在宽动态范围摄影中，单一的像素内的两个摄像单元优选的是具备(a)作为与通常单元相同程度的感光度及饱和电子数的摄像单元特性、和(b)饱和电子数是与通常单元相同程度、感光度比通常单元低的摄像单元特性。图中的“a”及“b”表示该优选的组合。
图1中的“a’”及“b’”表示专利文献2中的两个摄像单元的组合。如上述那样，各摄像单元(光电二极管)的面积与通常单元相比为1/2以下。因此，各摄像单元的感光度下降，饱和电子数也减少。这意味着从优选的特性背离。这样，专利文献2的摄像单元的特性与被要求的特性相比明显较差。
图2示意地表示以往的摄像单元特性和更加优选的摄像单元特性。通过使感光度降低，将当入射光的光量较高时可能发生的饱和缓和。除此以外，如果能够增大饱和电子数本身，则动态范围被进一步扩大。
表1将具有光电二极管的以往的Si传感器与在专利文献3中公开的具有光电变换膜的层叠型传感器比较，表示决定元件功能及传感器性能的各个因素。根据表1可知，在以往的Si传感器中，感光度、饱和电子数都由光电二极管的性能决定。相对于此，在具有光电变换膜的层叠型传感器中，感光度依存于光电变换膜的面积和其量子效率，饱和电子数依存于电荷蓄积节点的电容。据此，越是将电荷蓄积节点的电容增大，饱和电子数越是增加。但是，在电荷蓄积节点的电容的增大具有较大的副作用。
[表1]
图3示意地表示电荷蓄积节点的电容与饱和电子数(ele)及随机噪声(ele)的关系。横轴表示电荷蓄积节点的电容，纵轴表示饱和电子数及随机噪声。通过使电荷蓄积节点的电容变大，能够使饱和电子数增大，但与此同时发生随机噪声增大的问题。
在随机噪声中，包括当电荷检测电路将蓄积在电荷蓄积节点中的电荷读出时即传输时发生的噪声、以及当电荷检测电路将蓄积在电荷蓄积节点中的电荷复位时发生的噪声(以下称作“kTC噪声”)。如果使电荷蓄积节点大电容化，则饱和电子数能够增大，但电荷蓄积节点电压的变化量相对于每单位体积的蓄积电荷数的变化量的比例变小。在电荷检测电路中发生的噪声是电压噪声，结果，被换算为电荷数的噪声变大。
此外，在将硅光电二极管用于光电变换的传感器中，由于进行电荷的完全传输，所以CDS(相关双采样)对于kTC噪声的抑制是有效的。相对于此，在使用光电变换膜的层叠型传感器中，由于不能进行电荷的完全传输，所以不能使用CDS将kTC噪声消除。因此，需要进行例如在专利文献4中提出那样的使用反馈的噪声消除。但是，如上述那样，如果使电荷蓄积节点大电容化，则电荷蓄积节点电压的变化量相对于每单位体积的蓄积电荷数的变化量的比例变小，所以不能得到通过反馈充分地抑制kTC噪声的效果。
鉴于这样的问题，本发明的发明者想到了具备新的构造的摄像装置。本发明的一个方式的概要是在以下的项目中记载那样的。
〔项目1〕
一种摄像装置，具备：第1摄像单元，包括第1光电变换部和第1信号处理电路，上述第1光电变换部通过光电变换生成第1信号，上述第1信号处理电路被电连接在上述第1光电变换部上，检测上述第1信号；第2摄像单元，包括第2光电变换部和第2信号处理电路，上述第2光电变换部通过光电变换生成第2信号，上述第2信号处理电路被电连接在上述第2光电变换部上，检测上述第2信号；上述第1摄像单元的感光度比上述第2摄像单元的感光度高；上述第1信号处理电路具有与上述第2信号处理电路不同的电路结构；上述第1信号处理电路的动作频率与上述第2信号处理电路的动作频率不同。
〔项目2〕
如项目1所述的摄像装置，上述第1信号处理电路构成为，与上述第2信号处理电路相比降低随机噪声。
〔项目3〕
如项目1或2所述的摄像装置，上述第1信号处理电路包含的晶体管的数量比上述第2信号处理电路包含的晶体管的数量多。
〔项目4〕
如项目1～3中任一项所述的摄像装置，上述第1信号处理电路包含的电容元件的数量比上述第2信号处理电路包含的电容元件的数量多。
〔项目5〕
如项目1～4中任一项所述的摄像装置，上述第1光电变换部包括第1像素电极、和与上述第1像素电极相接的第1光电变换区域；上述第2光电变换部包括第2像素电极、和与上述第2像素电极相接的第2光电变换区域；上述第1信号处理电路包括栅极被电连接在上述第1像素电极上、检测上述第1信号的第1放大晶体管；上述第2信号处理电路包括栅极被电连接在上述第2像素电极上、检测上述第2信号的第2放大晶体管；上述第1放大晶体管的栅极宽度比上述第2放大晶体管的栅极宽度大。
〔项目6〕
如项目1～5中任一项所述的摄像装置，上述第1光电变换部包括第1像素电极、和与上述第1像素电极相接的第1光电变换区域；上述第2光电变换部包括第2像素电极、和与上述第2像素电极相接的第2光电变换区域；上述第1信号处理电路包括源极及漏极的一方被电连接在上述第1像素电极上、将上述第1信号复位的第1复位晶体管；上述第2信号处理电路包括源极及漏极的一方被电连接在上述第2像素电极上、将上述第2信号复位的第2复位晶体管；第1复位晶体管的栅极长度比第2复位晶体管的栅极长度大。
〔项目7〕
如项目1～6中任一项所述的摄像装置，上述第2光电变换部包括第2像素电极、和与上述第2像素电极相接的第2光电变换区域；上述第2信号处理电路包括被电连接在上述第2像素电极上、蓄积上述第2信号的第1电容元件。
〔项目8〕
如项目1～7中任一项所述的摄像装置，还具备包括反转放大器的第1反馈电路；上述第1光电变换部包括第1像素电极、和与上述第1像素电极相接的第1光电变换区域；上述第1信号处理电路包括第1放大晶体管和第1复位晶体管，上述第1放大晶体管的栅极被电连接在上述第1像素电极上，检测上述第1信号，上述第1复位晶体管的源极及漏极的一方被电连接在上述第1像素电极上，将上述第1信号复位；上述第1反馈电路形成经由上述第1放大晶体管、上述反转放大器及上述第1复位晶体管使上述第1像素电极的电位负反馈的反馈路径。
〔项目9〕
如项目8所述的摄像装置，上述第1信号处理电路还包括：第1电容元件，一端被电连接在上述第1像素电极上；第2电容元件，电容值比上述第1电容元件大，一端被电连接在上述第1电容元件的另一端上，另一端被设定为基准电位；以及第1频带控制晶体管，源极及漏极的一方被连接在上述第1电容元件的上述另一端上；上述第1反馈电路形成经由上述第1放大晶体管、上述反转放大器、上述第1频带控制晶体管及上述第1电容元件使上述第1像素电极的电位负反馈的反馈路径。
〔项目10〕
如项目9所述的摄像装置，上述第1复位晶体管的源极及漏极的另一方被电连接在上述第1频带控制晶体管的源极及漏极的上述一方上。
〔项目11〕
如项目9所述的摄像装置，上述第1复位晶体管的源极及漏极的另一方被电连接在上述第1频带控制晶体管的源极及漏极的另一方上。
〔项目12〕
如项目1～7中任一项所述的摄像装置，还具备第1反馈电路；上述第1光电变换部具有第1像素电极、和与上述第1像素电极相接的第1光电变换区域；上述第1信号处理电路包括：第1放大晶体管，栅极被电连接在上述第1像素电极上，检测上述第1信号；第1复位晶体管，源极及漏极的一方被电连接在上述第1像素电极上，将上述第1信号复位；第1电容元件，一端被电连接在上述第1像素电极上；第2电容元件，电容值比上述第1电容元件大，一端被电连接在上述第1电容元件的另一端上，另一端被设定为基准电位；以及第1频带控制晶体管，源极及漏极的一方被连接在上述第1电容元件的上述另一端上；上述第1放大晶体管的源极及漏极的一方被电连接在上述第1频带控制晶体管的源极及漏极的另一方上；上述第1反馈电路形成经由上述第1放大晶体管、上述第1频带控制晶体管及上述第1电容元件使上述第1像素电极的电位负反馈的反馈路径。
〔项目13〕
如项目12所述的摄像装置，上述第1复位晶体管的源极及漏极的另一方被电连接在上述第1频带控制晶体管的源极及漏极的上述一方上。
〔项目14〕
如项目12所述的摄像装置，上述第1复位晶体管的源极及漏极的另一方被电连接在上述第1频带控制晶体管的源极及漏极的另一方上。
〔项目15〕
如项目1～7中任一项所述的摄像装置，还具备第1反馈电路；上述第1光电变换部具有第1像素电极、和与上述第1像素电极相接的第1光电变换区域；上述第1信号处理电路包括：第1放大晶体管，栅极被电连接在上述第1像素电极上，检测上述第1信号；第1复位晶体管，源极及漏极的一方被电连接在上述第1像素电极上，将上述第1信号复位；第1电容元件，一端被电连接在上述第1像素电极上；第2电容元件，电容值比上述第1电容元件大，一端被电连接在上述第1电容元件的另一端上，另一端被设定为基准电位；第1频带控制晶体管，源极及漏极的一方被连接在上述第1电容元件的上述另一端上；以及第1选择晶体管，源极及漏极的一方被电连接在上述第1放大晶体管的源极及漏极的一方上；上述第1选择晶体管的源极及漏极的另一方被电连接在上述第1频带控制晶体管的源极及漏极的另一方上；上述第1反馈电路形成经由上述第1放大晶体管、上述第1选择晶体管、上述第1频带控制晶体管及上述第1电容元件使上述第1像素电极的电位负反馈的反馈路径。
〔项目16〕
如项目15所述的摄像装置，上述第1复位晶体管的源极及漏极的另一方被电连接在上述第1频带控制晶体管的源极及漏极的上述一方上。
〔项目17〕
如项目15所述的摄像装置，上述第1复位晶体管的源极及漏极的另一方被电连接在上述第1频带控制晶体管的源极及漏极的另一方上。
〔项目18〕
如项目1～7中任一项所述的摄像装置，上述第1光电变换部具有第1像素电极、和与上述第1像素电极相接的第1光电变换区域；上述第1信号处理电路包括：第1放大晶体管，栅极被电连接在上述第1像素电极上，检测上述第1信号；第1复位晶体管，源极及漏极的一方被电连接在上述第1像素电极上，将上述第1信号复位；第1电容元件，一端被电连接在上述第1像素电极上；第2电容元件，电容值比上述第1电容元件大，一端被电连接在上述第1电容元件的另一端上，另一端被设定为基准电位；第1频带控制晶体管，源极及漏极的一方被连接在上述第1电容元件的上述另一端上；以及第1反馈电路；上述第1频带控制晶体管的栅极被电连接在上述第1像素电极上；上述第1反馈电路形成经由上述第1频带控制晶体管及上述第1电容元件使上述第1像素电极的电位负反馈的反馈路径。
〔项目19〕
如项目18所述的摄像装置，上述第1复位晶体管的源极及漏极的另一方被电连接在上述第1频带控制晶体管的源极及漏极的上述一方上。
〔项目20〕
如项目18所述的摄像装置，上述第1复位晶体管的源极及漏极的另一方被电连接在上述第1频带控制晶体管的源极及漏极的另一方上。
〔项目21〕
如项目1～20中任一项所述的摄像装置，上述第1信号处理电路的动作频率比上述第2信号处理电路的动作频率高。
〔项目22〕
如项目1～20中任一项所述的摄像装置，上述第2摄像单元的饱和电子数比上述第1摄像单元的饱和电子数大；上述第1信号处理电路的动作频率比上述第2信号处理电路的动作频率高。
〔项目23〕
如项目1～20中任一项所述的摄像装置，上述第2摄像单元的饱和电子数比上述第1摄像单元的饱和电子数大；上述第1信号处理电路的动作频率比上述第2信号处理电路的动作频率低。
〔项目24〕
如项目22所述的摄像装置，从由上述第2摄像单元取得的图像中检测特定被摄体，响应于上述特定被摄体的检测，开始使用由上述第1摄像单元取得的数据进行感测。
〔项目25〕
如项目23所述的摄像装置，从由上述第2摄像单元取得的图像中检测特定被摄体，响应于上述特定被摄体的检测，开始使用由上述第2摄像单元取得的数据进行感测。
此外，本发明的一技术方案的概要是在以下的项目中记载那样的。
〔项目1〕
一种摄像装置，具有多个像素，各像素具备：第1摄像单元，包括第1光电变换部和第1信号处理电路，上述第1光电变换部通过光电变换生成第1信号，上述第1信号处理电路被电连接在上述第1光电变换部上，检测上述第1信号；第2摄像单元，包括第2光电变换部和第2信号处理电路，上述第2光电变换部通过光电变换生成第2信号，上述第2信号处理电路被电连接在上述第2光电变换部上，检测上述第2信号；上述第1信号处理电路的动作频率与上述第2信号处理电路的动作频率不同。
根据项目1所述的摄像装置，能够取得最优的感测数据。
〔项目2〕
如项目1所述的摄像装置，上述第1信号处理电路的动作频率比上述第2信号处理电路的动作频率高。
〔项目3〕
如项目1所述的摄像装置，上述第1摄像单元是高感光度用摄像单元，上述第2摄像单元是高饱和用摄像单元；上述第1信号处理电路的动作频率比上述第2信号处理电路的动作频率高。
根据项目3所述的摄像装置，能够取得感测所需要的、被以高帧速率摄像的高感光度图像数据。后段的信号处理的负荷被减小，结果，能够抑制后段的信号处理电路中的耗电。
〔项目4〕
如项目1所述的摄像装置，上述第1摄像单元是高感光度用摄像单元，上述第2摄像单元是高饱和用摄像单元；上述第1信号处理电路的动作频率比上述第2信号处理电路的动作频率低。
根据项目4所述的摄像装置，能够取得感测所需要的、被以高帧速率摄像的高饱和图像的数据。后段的信号处理的负荷被减小，结果，能够抑制后段的信号处理电路中的耗电。
〔项目5〕
如项目2或项目3所述的摄像装置，从由上述第2摄像单元取得的图像中检测特定被摄体，响应于上述特定被摄体的检测，开始使用由上述第1摄像单元取得的数据进行感测。
根据项目5所述的摄像装置，能够响应于特定被摄体的检测而开始感测。后段的信号处理的负荷被减小，结果，能够抑制后段的信号处理电路中的耗电。
〔项目6〕
如项目4所述的摄像装置，从由上述第1摄像单元取得的图像中检测特定被摄体，响应于上述特定被摄体的检测，开始使用由上述第2摄像单元取得的数据进行感测。
根据项目6所述的摄像装置，能够响应于特定被摄体的检测而开始感测。后段的信号处理的负荷被减小，结果，能够抑制后段的信号处理电路中的耗电。
〔项目7〕
一种摄像装置，具有多个像素，各像素具备：第1摄像单元，包括第1光电变换部和第1信号处理电路，上述第1光电变换部通过光电变换生成第1信号，上述第1信号处理电路被电连接在上述第1光电变换部上，检测上述第1信号；第2摄像单元，具有第2光电变换部和第2信号处理电路，上述第2光电变换部通过光电变换生成第2信号，上述第2信号处理电路被电连接在上述第2光电变换部上，检测上述第2信号，上述第2信号处理电路具有与上述第1信号处理电路不同的电路结构；上述第1摄像单元的感光度与上述第2摄像单元的感光度不同；上述第1信号处理电路的动作频率与上述第2信号处理电路的动作频率不同。
根据项目7所述的摄像装置，能够取得最优的感测数据。
〔项目8〕
如项目7所述的摄像装置，上述第1摄像单元的感光度比上述第2摄像单元的感光度高；上述第1信号处理电路的动作频率比上述第2信号处理电路的动作频率高。
根据项目8所述的摄像装置，能够取得在感测中需要的、被以高帧速率摄像的高感光度图像数据。后段的信号处理的负荷被减小，结果，能够抑制后段的信号处理电路中的耗电。
〔项目9〕
如项目7所述的摄像装置，上述第1摄像单元的感光度比上述第2摄像单元的感光度高；上述第1信号处理电路的动作频率比上述第2信号处理电路的动作频率低。
根据项目9所述的摄像装置，能够取得感测所需要的、被以高帧速率摄像的高饱和图像的数据。后段的信号处理的负荷被减小，结果，能够抑制后段的信号处理电路中的耗电。
〔项目10〕
一种摄像装置，具有多个像素，各像素具备：第1摄像单元，包括第1光电变换部和第1信号处理电路，上述第1光电变换部通过光电变换生成第1信号，上述第1信号处理电路被电连接在上述第1光电变换部上，检测上述第1信号；第2摄像单元，具有第2光电变换部和第2信号处理电路，上述第2光电变换部通过光电变换生成第2信号，上述第2信号处理电路被电连接在上述第2光电变换部上，检测上述第2信号，上述第2信号处理电路具有与上述第1信号处理电路不同的电路结构；上述第1摄像单元的感光度与上述第2摄像单元的感光度不同；被上述第1信号处理电路读出的上述第1信号的读出次数与被上述第2信号处理电路读出的上述第2信号的读出次数不同。
根据项目10所述的摄像装置，能够抑制噪声而使SN比提高。
〔项目11〕
如项目10所述的摄像装置，上述第1摄像单元的感光度比上述第2摄像单元的感光度高；上述第1信号处理电路的读出次数比上述第2信号处理电路的读出次数多。
根据项目11所述的摄像装置，能够在更长的摄像期间中，由第1摄像单元更多地取得低噪声高感光度的图像。通过将所取得的一系列的图像数据累积，能够抑制噪声而使SN比提高。
〔项目12〕
如项目11所述的摄像装置，上述第1信号处理电路的读出次数是2次以上，上述第2信号处理电路的读出次数是1次。
〔项目13〕
一种摄像装置，具有多个像素，各像素具备：第1摄像单元，包括第1光电变换部和第1信号处理电路，上述第1光电变换部通过光电变换生成第1信号，上述第1信号处理电路被电连接在上述第1光电变换部上，检测上述第1信号；第2摄像单元，具有第2光电变换部和第2信号处理电路，上述第2光电变换部通过光电变换生成第2信号，上述第2信号处理电路被电连接在上述第2光电变换部上，检测上述第2信号，上述第2信号处理电路具有与上述第1信号处理电路不同的电路结构；上述第1摄像单元的感光度与上述第2摄像单元的感光度不同；上述第1摄像单元的曝光期间与上述第2摄像单元的曝光期间不同。
根据项目13所述的摄像装置，能够实现动态范围的进一步的扩大。
〔项目14〕
如项目13所述的摄像装置，上述第1摄像单元的感光度比上述第2摄像单元的感光度高；上述第1摄像单元的曝光期间比上述第2摄像单元的曝光期间长。
根据项目14所述的摄像装置，通过由第1摄像单元在更长的曝光期间中进行低噪声高感光度摄像，能够取得更高感光度的图像。结果，能够实现动态范围的进一步的扩大。
〔项目15〕
一种照相机系统，具备如项目1～14中任一项所述的摄像装置。
根据项目15所述的照相机系统，能提供一种能够取得最优的感测数据的照相机系统。
根据本发明的一技术方案，能够在各像素内设置电路结构及动作条件不同的2个摄像单元。作为动作条件不同的例子，可以举出动作频率不同。第1摄像单元作为低噪声高感光度用的摄像单元发挥功能，第2摄像单元作为高饱和低感光度用的摄像单元发挥功能。因而，连与以往相比明暗差较大的被摄体都能够没有泛白及涂黑地摄像。即，能够实现图2所示那样的、更优选的摄像单元特性。此外，在本结构中，由于能够由2个摄像单元同时进行高感光度摄像和低感光度摄像，所以这些摄像间的时间偏差被抑制。进而，通过在第1摄像单元与第2摄像单元之间使电荷检测电路的动作条件不同，能够将输出数据最优化，抑制总输出数据量。作为动作条件不同的例子，可以举出动作频率不同。由此，能够实现输出的高速化及后段处理的高速化。
本发明的一技术方案的摄像装置例如可以在感测用的车载照相机中适当地使用。例如，通过使第1摄像单元和第2摄像单元以相互不同的帧速率动作，能够实现高速的感测数据的取得。
以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。另外，以下说明的实施方式都表示包含性或具体的例子。在以下的实施方式中表示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置及连接形态、步骤、步骤的顺序等是一例，不是限定本发明的意思。在本说明书中说明的各种各样的技术方案只要不发生矛盾就能够相互组合。此外，关于以下的实施方式的构成要素中的在表示最上位概念的独立权利要求中没有记载的构成要素，设为任意的构成要素进行说明。在以下的说明中，有将实质上具有相同功能的构成要素用共用的标号表示而省略说明的情况。
(第1实施方式)
参照图4至图6B，说明本实施方式的摄像装置100的构造。以下，说明作为半导体基板而使用p型硅的基板的构造例。此外，表示作为信号电荷而利用空穴的例子。另外，作为信号电荷也可以使用电子。
(摄像装置100的构造)
图4示意地表示摄像装置100的构造的一例。摄像装置100具备二维地排列的多个单位像素1。另外，实际上可以二维地排列几百万个单位像素1。图4着眼于其中的配置为2×2的矩阵状的单位像素1而表示其样态。另外，摄像装置100也可以是线传感器。在此情况下，多个单位像素1可以一维地(在行方向或列方向上)排列。
单位像素1包括第1摄像单元1a及第2摄像单元1a’。第1摄像单元1a是对应于低噪声的摄像单元，第2摄像单元1a’是对应于高饱和的摄像单元。典型的是，第1摄像单元1a作为高感光度用的摄像单元发挥功能，第2摄像单元1a’作为低感光度用的摄像单元发挥功能。这样，第1摄像单元1a的感光度与第2摄像单元1a’的感光度不同。在本说明书中，摄像单元的感光度主要是指受光感光度或信号处理电路的读出感光度。受光感光度依存于像素电极、波导、微透镜及遮光。例如，通过使像素电极的面积变大，能够使受光感光度变大。读出感光度依存于像素部的变换增益、饱和电容、放大晶体管的增益。
摄像装置100为第1摄像单元1a用而具备按照每个行配置的多个复位信号线6及多个地址信号线7、和按照每个列配置的多个垂直信号线9、电源配线8及多个反馈信号线10。此外，摄像装置100为第2摄像单元1a’用而具备按照每个行配置的多个复位信号线6’及多个地址信号线7’、和按照每个列配置的多个垂直信号线9’、电源配线8’及多个反馈信号线10’。
在摄像装置100中，独立地设有处理来自第1摄像单元1a的信号的第1周边电路、和处理来自第2摄像单元1a’的信号的第2周边电路。第1周边电路具有第1垂直扫描电路2、第1水平扫描电路3、第1反转放大器11、第1列AD变换电路4及电流源5。第2周边电路具有第2垂直扫描电路2’、第2水平扫描电路3’、第2反转放大器11’、第2列AD变换电路4’及第2电流源5’。
如果着眼于第1摄像单元1a，则第1垂直扫描电路2控制多个复位信号线6及多个地址信号线7。垂直信号线9被连接在第1水平扫描电路3上，将像素信号向第1水平扫描电路3传递。电源配线8向全部的单位像素1的第1摄像单元1a供给电源电压。电源电压例如是VDD。反馈信号线10将来自后述的反转放大器11的反馈信号向单位像素1的第1摄像单元1a传递。在第2摄像单元1a’中，也与第1摄像单元1a同样配线有各种信号线，各个电路控制各信号线。但是，第1摄像单元1a和第2摄像单元1a’的复位信号线6、6’、地址信号线7、7’能够依据像素的结构而共用。此外，反馈信号线10、10’、第1反转放大器11、第2反转放大器11’能够基于像素的结构而共用及省略。此外，随之第1垂直扫描电路2、第2垂直扫描电路2’、第1水平扫描电路3及第2水平扫描电路3’也能够依据像素的结构而共用。此外，反转放大器也可以按照每个列设置。进而，反转放大器既可以设在各像素内，也可以对于多个像素设置1个。
(第1及第2摄像单元1a、1a’的电路结构)
接着，参照图5、图6A及图6B，说明第1及第2摄像单元1a、1a’(单位像素1)的电路结构例。在本发明中，作为单位像素1的电路结构而存在各种各样的变形。在本说明书中，在其变形中主要说明一些代表性的电路结构。其他电路结构有仅在附图中表示的情况。它们的详细的说明在说明书中省略。
图6A及图6B所示的电路结构是简洁且基本性的结构的一例。另外，单位像素1的电路结构包括其变形，被详细地记载在本申请人的作为未公开的专利申请的日本特愿2016－137868号中。将这些公开内容的全部为了参考而在本说明书中引用。
图5表示单位像素1中的第1及第2信号处理电路P1、P2。图6A表示本实施方式的单位像素1的电路结构的一例。
单位像素1在同一像素内具有第1摄像单元1a和第2摄像单元1a’。第1摄像单元1a作为低噪声单元发挥功能。第1摄像单元1a具有将光变换为电信号的第1光电变换部PC1，和电连接在第1光电变换部PC1上、将由第1光电变换部PC1生成的电信号读出的第1信号处理电路P1。第1光电变换部PC1具有第1上部电极E1a、第1像素电极E1b、和夹在它们之间的第1光电变换区域D1。
第1信号处理电路P1包括检测由第1光电变换部PC1生成的电信号的第1信号处理电路。第1信号处理电路具有第1放大晶体管M10、第1选择晶体管M11和第1复位晶体管M12。第1放大晶体管M10的栅极被连接在第1光电变换部PC1上。第1放大晶体管M10将由第1光电变换部PC1生成的电信号放大。第1选择晶体管M11的源极及漏极的一方被连接在第1放大晶体管M10的源极及漏极的一方上。第1选择晶体管M11将由第1放大晶体管M10放大的信号有选择地输出。第1复位晶体管M12的源极及漏极的一方被连接在读出节点FD1上。第1复位晶体管M12将连接在第1光电变换部PC1的第1像素电极E1b上的读出节点FD1复位(初始化)。
第2摄像单元1a’作为高饱和单元发挥功能。第2摄像单元1a’具有将光变换为电信号的第2光电变换部PC2，和被电连接在第2光电变换部PC2上、将由第2光电变换部PC2生成的电信号读出的第2信号处理电路P2。第2光电变换部PC2具有第2上部电极E2a、第2像素电极E2b、和夹在它们之间的第2光电变换区域D2。
第2信号处理电路P2包括检测由第2光电变换部PC2生成的电信号的第2信号处理电路。第2信号处理电路具有第2放大晶体管M20、第2选择晶体管M21和第2复位晶体管M22。第2放大晶体管M20的栅极被连接到第2光电变换部PC2上。第2放大晶体管M20将由第2光电变换部PC2生成的电信号放大。第2选择晶体管M21的源极及漏极的一方被连接在第2放大晶体管M20的源极及漏极的一方上。第2选择晶体管M21将由第2放大晶体管M20放大后的信号有选择地输出。第2复位晶体管M22的源极及漏极的一方被连接在读出节点FD2上。第2复位晶体管M22将连接在第2光电变换部PC2的第2像素电极E2b上的读出节点FD2复位(初始化)。
第1摄像单元1a的第1光电变换部PC1构成为，与第2摄像单元1a‘的第2光电变换部PC2相比，每单位时间将更多的光取入。例如，第1摄像单元1a的第1光电变换部PC1也可以被配置在聚光透镜的光轴上。此外，例如第1摄像单元1a的第1光电变换部PC1的面积也可以在俯视中比第2摄像单元1a‘的第2光电变换部PC2的面积大。
第1摄像单元1a是承担较暗的场景的摄像的，因此需要低噪声特性，但不特别需要高饱和特性。另一方面，第2摄像单元1a’是承担明亮的场景的摄像的，需要高饱和特性。但是，在明亮的场景的摄像中，由于光的量较多，由散粒噪声决定特性，所以第2摄像单元1a’不特别需要低噪声特性。
在本实施方式中，第1放大晶体管M10的栅极宽度比第2放大晶体管M20的栅极宽度大。由此，能够将第1放大晶体管M10的gm设定得较大，结果，能够降低第1摄像单元1a的读出噪声。另一方面，第2摄像单元1a’的低噪声特性即使是相当于以往水平也不会成为问题。此外，第1复位晶体管M12的栅极长度大于第2复位晶体管M22的栅极长度。由此，第1摄像单元1a的噪声降低效果提高。另一方面，第2摄像单元1a’的低噪声特性即使是相当于以往水平也不会成为问题。
图6B表示本实施方式的单位像素1的其他电路结构例。如图6B所示，设有电连接在第2光电变换部PC2与基准电压VBW之间的第5电容元件CW。由此，能够使第2摄像单元1a’的高饱和特性相应于电容比而提高。结果，还能够实现进一步的动态范围的扩大。另外，在图6B以后的图中，第1信号处理电路及第2信号处理电路的各自的标号“P1”及“P2”省略，仅在说明书中使用。
根据上述单位像素1的电路结构，能够抑制浪费的像素的尺寸的增加。此外，能够提供一种在用第1摄像单元1a进行低噪声高感光度摄像的同时、能够以第2摄像单元1a’进行高饱和低感光度摄像的小型的摄像装置。此外，能够将明暗差较大的被摄体没有时间偏差且没有泛白及涂黑而摄像。
参照图7至图10，说明与上述电路结构不同的单位像素1的其他电路结构例。在图7至图10中表示的单位像素1中的第1摄像单元1a及/或第2摄像单元1a’具备反馈电路。
图7表示本实施方式的单位像素1的其他电路结构例。第1信号处理电路P1包括检测由第1光电变换部PC1生成的电信号的第1信号处理电路。第1信号处理电路具有第1放大晶体管M10、第1选择晶体管M11、第1复位晶体管M13和第1反馈电路。第1放大晶体管M10的栅极被连接在第1光电变换部PC1上。第1放大晶体管M10将由第1光电变换部PC1生成的电信号放大。第1选择晶体管M11的源极及漏极的一方被连接在第1放大晶体管M10的源极及漏极的一方上。第1选择晶体管M11将由第1放大晶体管M10放大后的信号有选择地输出。第1复位晶体管M13的源极及漏极的一方被连接在读出节点FD1上。第1复位晶体管M13将连接在第1光电变换部PC1的第1像素电极上的读出节点FD1复位(初始化)。
第1反馈电路具有第1反转放大器FBAMP1，形成使在将第1复位晶体管M13关闭时发生的kTC噪声负反馈的第1反馈路径。通过第1反转放大器FBAMP1，能够提高第1反馈路径的增益，并且使噪声抑制效果提高。第1反转放大器FBAMP1对应于图4中的第1反转放大器11。
第2摄像单元1a’如上述那样作为高饱和单元发挥功能，具备与图6A所示的电路结构实质上相同的电路结构。
第1摄像单元1a由于具备第1反馈电路，所以能够大幅地抑制在第1复位晶体管M13关闭时发生的噪声。另一方面，第2摄像单元1a’的噪声特性即使是相当于以往水平也不成为问题。另外，关于噪声抑制方法后述。进而，也可以使第1放大晶体管M10的栅极宽度比第2放大晶体管M20的栅极宽度大。由此，能够将第1放大晶体管M10的gm设定得较大。结果，能够降低第1摄像单元1a的读出噪声。另一方面，第2摄像单元1a’的噪声特性即使是相当于以往水平也不成为问题。此外，也可以使第1复位晶体管M13的栅极长度比第2复位晶体管M22的栅极长度大。由此，第1摄像单元1a的噪声降低效果进一步提高。第2摄像单元1a’的噪声特性即使是相当于以往水平也不成为问题。
图8表示本实施方式的单位像素1的其他电路结构例。与图6B的电路结构同样，也可以设置电连接在第2光电变换部PC2与基准电压VBW之间的第5电容元件CW。由此，能够使第2摄像单元1a’的高饱和特性相应于电容比而提高。结果，还能够实现进一步的动态范围的扩大。
图9A至图9N表示本实施方式的单位像素1的另外的其他电路结构例。即使使用各自的电路结构，也能得到与上述效果相同的效果。以下，主要说明多个电路结构例中的代表性的电路结构例。
图9A所示的单位像素1具备对图7所示的单位像素1的第2摄像单元1a’附加了形成使在将第2复位晶体管M23关闭时发生的kTC噪声负反馈的第2反馈路径的第2反馈电路的结构。第2反馈电路包括第2反转放大器FBAMP2。根据该结构，使用第1摄像单元1a，能够进行低噪声摄像，使用第2摄像单元1a’，能够进行低噪声且高饱和的摄像。结果，能够抑制摄像数据全域的噪声。特别是在中间光量下的摄像中能够有效地抑制噪声，能够进行更鲜明的图像的取得。第2反转放大器FBAMP2对应于图4中的第2反转放大器11’。
也可以将第1反馈电路的增益设定得比第2反馈电路的增益大。由此，第1摄像单元1a的噪声降低效果进一步提高。第2摄像单元1a’的噪声特性即使是相当于以往水平也不成为问题。
图9C所示的单位像素1具备对图7所示的单位像素1的第1摄像单元1a附加了第1频带控制晶体管M13、第1电容元件Cc1及第2电容元件Cs1的结构。第1频带控制晶体管M13进行第1反馈电路的频带控制。第1频带控制晶体管M13被配置在反馈路径上，被连接在第1反转放大器FBAMP1的输出上。第1电容元件Cc1被电连接在读出节点FD1与第1频带控制晶体管M13的源极或漏极之间。第2电容元件Cs1具有比第1电容元件Cc1大的电容值，被连接在第1电容元件Cc1与基准电压VB1之间。根据该结构，能够使第1摄像单元1a抑制噪声的能力提高。
如图9C所示，第1复位晶体管M12优选的是被连接到连接在第1光电变换部PC1上的读出节点FD1、和第1电容元件Cc1与第2电容元件Cs1之间的连接节点RD1之间。或者，如图9E所示，第1复位晶体管M12优选的是被连接到连接在第1光电变换部PC1上的读出节点FD1、和第1频带控制晶体管M13的源极及漏极中的没有与连接节点RD1连接的一方之间。根据这样的结构，也可以不另外设置复位电压Vret(＝VRST)。此外，由于能够施加反馈而使kTC噪声收敛于复位值附近，所以能实现噪声消除的高速化。
图9G及图9I所示的单位像素1具备对图9C所示的单位像素1的第2摄像单元1a’附加了第2反馈电路的结构。第2反馈电路形成使在将第2复位晶体管M23关闭时发生的kTC噪声负反馈的第2反馈路径。根据该结构，能够使用第1摄像单元1a进行低噪声摄像，能够使用第2摄像单元1a’进行低噪声且高饱和的摄像。结果，能够抑制摄像数据全域的噪声。特别是在中间光量下的摄像中能够有效地抑制噪声，进行更高鲜明的图像的取得。
图9K、图9M所示的单位像素1具备对图9G所示的单位像素1的第2摄像单元1a’附加了第2频带控制晶体管M23、和具有第3电容元件Cc2及第4电容元件Cs2的电容电路的结构。第2频带控制晶体管M23进行第2反馈电路的频带控制。第2频带控制晶体管M23被配置在反馈路径上，被连接在第2反转放大器FBAMP2的输出与第3电容元件Cc2及第4电容元件Cs2的连接节点RD2之间。第3电容元件Cc2被电连接在读出节点FD2与第2频带控制晶体管M23的源极或漏极之间。第4电容元件Cs2具有比第3电容元件Cc2大的电容值，被连接在第3电容元件Cc2与基准电压VB2之间。第3电容元件Cc2被串联地连接在第4电容元件Cs2上。根据该结构，能够使用第1摄像单元1a进行低噪声摄像，能够使用第2摄像单元1a’进行低噪声且高饱和的摄像。结果，能够抑制摄像数据全域的噪声。特别是在中间光量下的摄像中能够有效地抑制噪声，进行更高鲜明的图像的取得。
根据图9A至图9N所示的电路结构，能够抑制浪费的像素的尺寸的增加。此外，能够提供一种在以第1摄像单元1a进行低噪声高感光度摄像的同时、能够以第2摄像单元1a’进行高饱和低感光度摄像的小型的摄像装置。进而，能够将明暗差较大的被摄体没有时间偏差且没有泛白及涂黑地摄像。
与图8所示的单位像素1同样，如图9B、图9D、图9F、图9H、图9J、图9L及图9N所示，也可以设置被电连接在第2光电变换部PC2与基准电压VBW之间的第5电容元件CW。由此，能够使第2摄像单元1a’的高饱和特性相应于电容比而提高。结果，还能够实现动态范围的进一步的扩大。
在图9A至图9N所示的形态中，如上述那样，也可以使第1放大晶体管M10的栅极宽度比第2放大晶体管M20的栅极宽度大。由此，能够将第1放大晶体管M10的gm设定得较大。结果，能够降低第1摄像单元1a的读出噪声。另一方面，第2摄像单元1a’的噪声特性即使是相当于以往水平也不成为问题。此外，也可以使第1复位晶体管M13的栅极长度比第2复位晶体管M23的栅极长度大。由此，第1摄像单元1a的噪声降低效果进一步提高。第2摄像单元1a’的噪声特性即使是相当于以往水平也不成为问题。进而，也可以将第1反馈电路的增益设定得比第2反馈电路的增益大。由此，第1摄像单元1a的噪声降低效果进一步提高。第2摄像单元1a’的噪声特性即使是相当于以往水平也不成为问题。
如图9G、图9K所示，第1复位晶体管M12优选的是被连接到连接在第1光电变换部PC1上的读出节点FD1、和第1电容元件Cc1与第2电容元件Cs1之间的连接节点RD1之间。或者，如图9I、图9M所示，第1复位晶体管M12优选的是被连接到连接在第1光电变换部PC1上的读出节点FD1、和第1频带控制晶体管M13的源极及漏极中的没有与连接节点RD1连接的一方之间。根据这样的结构，也可以不另外设置复位电压Vret(＝VRST)。此外，由于能够施加反馈而使其收敛于复位值附近，所以能实现噪声消除的高速化。
以下，表示使用反馈电路的噪声抑制及数据的读出动作的具体例。
(读出及噪声抑制)
表示使用图9H所示的单位像素1的第1摄像单元1a的情况下的噪声抑制及数据的读出动作作为具体例。
在第1信号处理电路P1中，在第1频带控制晶体管M13的源极及漏极的一方上，连接第2电容元件Cs1的一端。通过第1频带控制晶体管M13和第2电容元件Cs1，形成RC滤波电路。进而，在第1频带控制晶体管M13的源极及漏极的一方上还连接第1电容元件Cc1的一端。第1电容元件Cc1的另一端被连接到第1读出节点FD1上。
对于第1频带控制晶体管M13的栅极，输入第1频带控制信号Vrs3，由第1频带控制信号Vrs3的电位决定第1频带控制晶体管M13的状态。例如，在第1频带控制信号Vrs3是高电平的情况下，第1频带控制晶体管M13开启，由读出节点FD1、第1放大晶体管M10、第1选择晶体管M11、第1反转放大器FBAMP1、第1频带控制晶体管M13和第1电容元件Cc1形成反馈路径。如果第1频带控制信号Vrs3的电位变低，则第1频带控制晶体管M13的电阻成分变大，所以第1频带控制晶体管M13的频带变窄，反馈的信号的频率域变窄。当形成反馈时，第1频带控制晶体管M13输出的信号被由第1电容元件Cc1和读出FD1的寄生电容形成的衰减电路衰减，被反馈给读出节点FD1。如果设第1电容元件Cc1的电容值为Cc，设读出节点FD1的寄生电容为CFD，则衰减率B成为B＝Cc/(Cc+CFD)。进而，如果第1频带控制信号Vrs3的电位变低，而成为低电平，则第1频带控制晶体管M13关闭，不形成反馈。读出节点FD1再被连接到第1复位晶体管M12的源极及漏极的一方上。第1复位晶体管M12的源极及漏极的另一方被连接到连接节点RD1上。
对于第1复位晶体管M12的栅极，输入第1复位控制信号Vrs1，由第1复位控制信号Vrs1的电位决定第1复位晶体管M12的状态。例如，在第1复位控制信号Vrs1为高电平的情况下，第1复位晶体管M12开启，读出节点FD1成为与连接节点RD1相同的电压。此时，在第1频带控制信号Vrs3也为高电平的情况下，第1复位晶体管M12及第1频带控制晶体管13都开启，读出节点FD1和连接节点RD1都成为优选的复位电压VRST。这里，复位电压VRST成为从第1反转放大器FBAMP1的基准电压Vref1减去第1放大晶体管M10的栅极与第1放大晶体管M10的源极及漏极中的没有连接在VDD上的一方之间的电压的值。第1选择晶体管M11的源极及漏极的一方被连接到垂直信号线9上。对于第1选择晶体管M11的栅极输入第1选择控制信号Vsel1，由第1选择控制信号Vsel1的电位决定第1选择晶体管M11的状态。例如，在第1选择控制信号Vsel1为高电平的情况下，第1选择晶体管M11开启，第1放大晶体管M10和垂直信号线9成为电连接的状态。在第1选择控制信号Vsel1为低电平的情况下，第1选择晶体管M11关闭，第1放大晶体管M10和垂直信号线9成为电分离的状态。
(第1摄像单元1a的动作)
图10表示本实施方式的第1摄像单元1a的动作定时的一例。
〔复位期间〕
首先，将第1选择控制信号Vsel1设为高电平(时刻t1)。接着，将第1频带控制信号Vrs3的电位设为高电平，将第1频带控制晶体管M13设定为开启状态。同时，将第1复位控制信号Vrs1设为高电平，将第1复位晶体管M12设定为开启状态(时刻t2)。由此，读出节点FD1的电压成为与复位电压VRST相等。
〔噪声抑制期间〕
接着，将第1复位控制信号Vrs1设为低电平，将第1复位晶体管M12设定为关闭状态(时刻t3)。此时，第1反馈电路以放大率(＝－A×B)形成反馈。这里，－A是反转放大器的放大率，B是由第1电容元件Cc1带来的衰减率。因此，将第1复位晶体管M12关闭时的读出节点FD1的kTC噪声被抑制为1/(1+A×B)。此外，此时通过设定第1频带控制信号Vrs3的电位以使第1频带控制晶体管M13的动作频带成为作为宽频带的第1频带，高速地抑制噪声。
在将第1复位控制信号Vrs1设为低电平的同时，将第1频带控制信号Vrs3设定为高电平与低电平的中间的电位(时刻t3)。另外，该定时也可以是比时刻t3稍晚的定时。此时，第1频带控制晶体管M13的动作频带为比第1频带低的第2频带。另外，通过使第2频带与第1放大晶体管M10的动作频带相比充分地变低，噪声抑制效果变大。但是，与此权衡，在噪声抑制中需要的时间变长。即使第2频带比第1放大晶体管M10的动作频带高，也能得到噪声抑制效果。对应于在噪声抑制中花费的时间，设计者能够任意地设计第2频带。在本实施方式中，假设第2频带与第1放大晶体管M10的动作频带相比处于充分低的状态。
在第2频带比第1放大晶体管M10的动作频带低的状态下，由第1频带控制晶体管M13产生的热噪声被第1反馈电路抑制为1/(1+A×B)1/2倍。在此状态下，将第1频带控制信号Vrs3设定为低电平，将频带控制晶体管关闭(时刻t4)。此时，残留在读出节点FD1处的kTC噪声，成为将起因于第1复位晶体管M12的kTC噪声和起因于第1频带控制晶体管M13的kTC噪声进行平方和的值。这里，如果将第2电容元件Cs1的电容值设为Cs，则在没有由反馈带来的抑制的状态下发生的第1频带控制晶体管M13的kTC噪声与在没有由反馈带来的抑制的状态下发生的第1复位晶体管M12的kTC噪声相比成为(CFD/Cs)1/2倍。考虑这一点，与没有反馈的情况相比，kTC噪声被抑制为〔1+(1+A×B)×CFD/Cs〕1/2/(1+A×B)倍。
另外，也可以控制第1频带控制信号Vrs3，以使第1频带控制晶体管M13从开启状态逐渐变化为关闭状态。即，也可以控制第1频带控制信号Vrs3的电平，以使其跨越第1频带控制晶体管M13的阈值电压而变化。由此，即使在构成摄像装置100的多个单位像素1之间在第1频带控制晶体管M13的阈值电压中有偏差，也能够抑制全部单位像素1的噪声。进而，也可以将变化的第1频带控制信号Vrs3的电压范围限制在单位像素1的偏差的范围中。由此，能够将变化所需要的时间缩短，并且能够进行高速的噪声抑制。
〔曝光/读出期间〕
接着，垂直信号线9的电位成为与读出节点FD1的电位对应的电平，但由第1放大晶体管M10、第1选择晶体管M11和电流源5(参照图4)形成的源极跟随电路的放大率是1倍左右。此时，在读出节点FD1中，蓄积有变化了与在从噪声抑制完成时(时刻t4)到读出时由第1光电变换部PC1变换的电信号对应的量的电压信号。读出节点FD1的电压信号被源极跟随电路以1倍左右的放大率向垂直信号线9输出。这里，随机噪声是由第1光电变换部PC1变换的电信号为0时的输出的波动，即kTC噪声。kTC噪声在噪声抑制期间中被抑制为〔1+(1+A×B)×CFD/Cs〕1/2/(1+A×B)倍。进而，在曝光/读出期间中，由于被以1倍左右的放大率向垂直信号线9输出，所以根据本实施方式，能够取得随机噪声被抑制的良好的图像数据。
只要面积容许，通过将第2电容元件Cs1增大，就能抑制随机噪声。
通常，如果使电容变大，则随机噪声被降低。但是，当在读出节点FD1将电荷信号变换为电压信号时，信号自身变小。结果，S/N没有被改善。
在本实施方式中，由于读出节点FD1和连接节点RD1被第1电容元件Cc1分离，所以即使增大第2电容元件Cs1的电容，也不发生信号下降。由于仅随机噪声被抑制，所以有S/N比被改善的优点。因而，本实施方式在将单位像素1的面积取较大那样的用途的摄像装置中是有效的。
例如可以连接图4所示那样的、用来检测垂直信号线9的信号的后段电路。后段电路例如由第1垂直扫描电路2、第2垂直扫描电路2’、第1列AD变换电路4及第2列AD变换电路4’构成。但是，本发明并不限于这样的电路结构。
在摄像装置100中，也可以为了消除后段电路的偏差而实施CDS。具体而言，在将信号电压读出后，再次进行上述复位动作。在复位动作完成后、由第1光电变换部PC1进行光检测之前，通过进行在曝光/读出期间中叙述的读出动作，能够将基准电压读出。通过取信号电压与基准电压的差，能得到将固定噪声去除的信号。
在本实施方式中，在曝光/读出期间中，将读出节点FD1的信号以1倍左右的放大率用源极跟随电路读出。但是，本发明并不限定于此，当然也可以设计者根据系统所需要的S/N比及电路范围来变更放大率。
在本实施方式中，还通过增大配置在第1摄像单元a中的电容元件的电容值，能够使噪声抑制效果变大。
此外，复位期间中的读出节点FD1的复位电压既可以如图9C所示那样经由连接节点RD1供给，也可以如图9F所示那样从第1反转放大器FBAMP1直接供给。此外，也可以采用从外部供给所希望的电压值的结构。通过这些结构的展开例，在窄面积的像素布局中，能够使连接各节点的配线优化，能够缩小像素面积。
在上述中，说明了第1摄像单元1a的动作例，但第2摄像单元1a’也能够与第1摄像单元1a同样地动作。此外，在上述中，说明了图9H所示的、使用具备最高的噪声抑制能力的第1摄像单元1a时的动作例。但是，也可以根据需要的噪声级别及像素面积，如图7所示的第1摄像单元a那样，选择没有第1频带控制晶体管M13的结构。在此情况下，既可以对第1复位晶体管M13如图10的Vrs3那样输入中间的电位、一边复位一边施加频带限制，也可以不输入中间电位而仅输入低电平和高电平、仅实施复位动作。其他晶体管的动作为与上述说明同样的动作。此外，也可以如图7的第2摄像单元1a’那样选择没有第1频带控制晶体管M13及第2反馈电路的结构。其他晶体管的动作为与上述说明同样的动作。
(摄像装置100的动作)
本发明的摄像装置100优选的是用在感测用的照相机(例如车载用照相机)中。例如，通过使第1摄像单元1a和第2摄像单元1a’以相互不同的帧速率动作，由此能够进行最优的感测数据的取得。这里，帧速率相当于电荷检测电路的动作频率。在本说明书中，将动作频率及帧速率不区别地使用。以下，以感测用的照相机为例，说明本发明的摄像装置100的动作例。
例如，可以使用图9H所示的电路结构，使第1信号处理电路P1和第2信号处理电路P2以不同的动作频率动作。换言之，能够使第1摄像单元1a和第2摄像单元1a’以不同的帧速率动作。更具体地讲，在一动作例中，第1信号处理电路P1的动作频率比第2信号处理电路P2的动作频率高。例如，相对于第1信号处理电路P1的动作频率，第2信号处理电路P2的动作频率可以是1/n倍(其中，n是2以上的整数)。
例如，第1摄像单元1a能够以高帧速率(例如60fps)进行低噪声高感光度摄像，第2摄像单元1a’能够以低帧速率(例如30fps)进行高饱和低感光度摄像。由此，能够由第1摄像单元1a高速地取得高感光度的图像，并且能够由第2摄像单元1a’取得高饱和图像。
上述的动作例例如能够应用到车载用照相机中。考虑夜间在道路上行驶的车辆。例如，通过使第1摄像单元1a及第2摄像单元1a’以相同的帧速率动作(以下，有称作“通常摄影”的情况)，能够进行通常的宽动态范围摄影。进而，通过使第1摄像单元1a和第2摄像单元1a’以相互不同的帧速率动作，摄像装置100作为感测用的照相机发挥功能。通过将第2摄像单元1a’取得的高饱和图像解析，例如能够检测后续车辆的头灯。另外，在头灯的检测方法中，可以广泛地使用周知的物体检测方法。以该头灯检测为触发事件，开始使用第1摄像单元1a的高帧速率的高速摄影，通过取得感测所需要的图像，能够感测后续车辆的运动。
根据本动作例，能够以头灯检测为触发事件，仅取得感测所需要的、以高帧速率摄像的数据。即，能够从由第2摄像单元1a’取得的图像中检测头灯(特定被摄体)，响应于特定被摄体的检测，而开始使用由第1摄像单元1a取得的数据的感测。因此，与通常摄影相比，后段的信号处理的负荷被降低，结果，能够抑制后段的信号处理电路(例如后述的照相机信号处理部)中的耗电。此外，由于能够减少后段的处理，所以例如能够使逻辑电路(例如现场可编程门阵列：FPGA)小型化。
在其他动作例中，例如第1摄像单元1a能够以低帧速率进行低噪声高感光度摄像，第2摄像单元1a’能够以高帧速率进行高饱和低感光度摄像。由此，能够由第2摄像单元1a’高速地取得高饱和的图像，并且能够由第1摄像单元1a取得高感光度的图像。
根据本动作例，能够以高感光度的图像中的特定被摄体的检测为触发事件，取得感测所需要的、以高帧速率摄像的高饱和图像的数据。
在其他动作例中，也可以在规定的期间中，使第1信号处理电路P1将由第1光电变换部PC1生成的电信号读出的次数N1与第2信号处理电路P2将由第2光电变换部PC2生成的电信号读出的次数N2相互不同。
例如，假设读出次数N1是读出次数N2的2倍。在此情况下，第1摄像单元1a摄像期间成为第2摄像单元1a’摄像期间的2倍的长度。这里，所谓的摄像期间，例如是将像素1行的数据读出所需要的期间。
在其他例子中，也可以是，第1摄像单元1a以高帧速率进行低噪声高感光度摄像，第2摄像单元1a’以低帧速率进行高饱和低感光度摄像，并且第1信号处理电路P1以比第2信号处理电路P2更多的频度将电信号读出。
例如，假设第1摄像单元1a的帧速率是60fps，第2摄像单元1a’的帧速率是30fps，读出次数N1是读出次数N2的4倍。在此情况下，第1摄像单元1a的摄像期间成为第2摄像单元1a’的摄像期间的2倍的长度。
根据本动作例，能够由第1摄像单元1a更多地取得低噪声高感光度的图像。通过将所取得的一系列的图像数据累积，能够抑制噪声而使SN比提高。结果，能够实现动态范围的进一步的扩大。
在其他动作例中，第1摄像单元1a的曝光期间也可以与第2摄像单元1a’的曝光期间不同。这里，所谓的曝光期间，是指将被照射的光作为信号电荷蓄积的期间。例如，第1摄像单元1a以低帧速率进行低噪声高感光度摄像，第2摄像单元1a’以高帧速率进行高饱和低感光度摄像，并且第1摄像单元1a的曝光期间比第2摄像单元1a’的曝光期间长。
根据本动作例，通过由第1摄像单元1a在更长的曝光期间中进行低噪声高感光度摄像，能够取得更高感光度的图像。结果，能够实现动态范围的进一步的扩大。
如上述那样，根据本发明的摄像装置100的动作例，能够取得最优的感测数据。
具备基于本实施方式的变形的单位像素1的摄像装置100可以适当地用于感测用的照相机。以下，说明变形的电路结构。
参照图11至图14I，说明本实施方式的变形的单位像素1的电路结构例。
在图11中，第1频带控制晶体管M13的源极及漏极的一方被连接在第1电容元件Cc1与第2电容元件Cs1之间的连接节点RD1上。第1频带控制晶体管M13的源极及漏极的另一方被连接在第1放大晶体管M10与第1选择晶体管M11的连接节点上。第1频带控制晶体管M13进行第1反馈电路的频带控制。在该电路结构例中，在像素内形成用于噪声消除的反馈路径。例如，在曝光/读出期间中，读出节点FD1的信号以1倍左右的放大率被源极跟随电路读出。第1反馈电路经由第1放大晶体管M10、第1频带控制晶体管M13及第1电容元件Cc1进行负反馈。第1摄像单元1a通过第1反馈电路，能够大幅地抑制在第1复位晶体管M12关闭时发生的kTC噪声。另一方面，在噪声消除期间中，第1放大晶体管M10和第1选择晶体管M11作为反转放大电路发挥功能。
第2摄像单元1a’如上述那样作为高饱和单元发挥功能，具备与图6A所示的电路结构实质上相同的电路结构。
图12表示与图9D的电路结构对应的电路结构。图13表示与图9E的电路结构对应的电路结构。通过改变第1复位晶体管M12的连接方法，还能够改变复位电压的设定方法。结果，能实现向复位电压的收敛时间的缩短。
图14A至图14I表示本实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构例。图14A至图14I所示的结构对应于图9F至图9N所示的结构。在它们之间，第1摄像单元1a中的进行噪声抑制的第1反馈电路的结构与第1反馈电路的动作不同，其他的结构及动作相同。
例如，在像素内形成反馈的第1摄像单元1a中，与图9H所示的第1摄像单元1a同样，能够执行读出及噪声抑制。
图15表示第1摄像单元1a的第1信号处理电路P1的一部分。在第1放大晶体管M10的源极及漏极的一方上，连接第1切换电路SWC1。第1切换电路SWC1包括开关元件SW10A、SW10B。开关元件SW10A、SW10B分别被连接在基准电压VB10A、VB10B上。在第1放大晶体管M10的源极及漏极的一方中，经由开关元件SW10A能够输入基准电压VB10A，经由开关元件SW10B能够输入基准电压VB10B。通过控制信号，能够切换第1放大晶体管M10的源极及漏极的一方的电压。基准电压VB10A例如是GND，基准电压VB10B例如是VDD。另外，第1切换电路SWC1也可以按照每个单位像素设置，也可以为了削减每单位像素的元件数而由多个单位像素共有。
在垂直信号线9(参照图4)上，连接着第2切换电路SWC2。第2切换电路SWC2包括开关元件SW11A、SW11B。开关元件SW11A、SW11B分别经由定电流源IB11A、IB11B连接在基准电压VB11A、VB11B上。基准电压VB11A例如是VDD，基准电压VB11B例如是GND。
假设开关元件SW10A、SW11A被有选择地开启。在此情况下，如果第1选择控制信号Vsel1的电位是高电平，则第1选择晶体管M11被开启，定电流源IB11A和第1放大晶体管M10形成反转放大电路。由此，由读出节点FD1、第1放大晶体管M10、第1频带控制晶体管M13和第1电容元件Cc1形成反馈路径。
假设开关元件SW10B、SW11B被有选择地开启。在此情况下，如果第1选择控制信号Vsel1的电位是高电平，则第1选择晶体管M11被开启，第1放大晶体管M10和定电流源IB11B形成源极跟随电路。由此，读出节点FD1的信号被输出给垂直信号线9。
在像素内形成反馈的第1摄像单元1a的动作定时与图9C所示的第1摄像单元1a的动作定时实质上相同。例如，能够使图11所示的第1摄像单元1a按照图10所示的动作定时动作。
根据图11至图14I所示的电路结构，能够将电流源除去，在像素内进行用于噪声消除的反馈。由此，能够使垂直信号线9的时间常数的影响变小，能够进行高速的噪声消除。进而，通过使配置在单位像素1中的电容元件的电容值变大，能够使噪声抑制效果变大。
图16表示本实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构例。
第1放大晶体管M10和第1选择晶体管M11在反馈电路中的反馈动作时构成共源共栅(cascode)连接。第1频带控制晶体管M13的源极及漏极的一方被连接在第1电容元件Cc1与第2电容元件Cs1之间的连接节点RD1上。第1频带控制晶体管M13的源极及漏极的另一方被连接在电源电路IB11与第1选择晶体管M11的连接节点上。第1频带控制晶体管M13进行第1反馈电路的频带控制。在该电路结构例中，第1选择晶体管M11除了切换与垂直信号线9的连接状态以外，也参与到反馈路径的形成中。
第1反馈电路经由第1放大晶体管M10、第1选择晶体管M11、第1频带控制晶体管M13及第1电容元件Cc1进行负反馈。由于第1摄像单元1a具备第1反馈电路，所以能够大幅地抑制在将第1复位晶体管M12关闭时发生的噪声。
第2摄像单元1a’如上述那样作为高饱和单元发挥功能，具备与图6A所示的电路结构实质上相同的电路结构。
图17表示与图9D的电路结构对应的电路结构。图18表示与图9E的电路结构对应的电路结构。
图19A至图19I表示本实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构例。图19A至图19I所示的结构与图14A至图14I所示的结构对应。在它们之间，第1摄像单元1a中的进行噪声抑制的第1反馈电路的结构与第1反馈电路的动作不同，其他的结构及动作相同。
例如，在图19A所示的电路结构中，第1选择晶体管M11除了切换与垂直信号线9的连接状态的功能以外，也参与到反馈路径的形成中。具体而言，在噪声抑制时，被向第1选择晶体管M11输入的偏置控制信号VB30设定为高电平和低电平的中间的电位。此时，由第1放大晶体管M10、第1选择晶体管M11和电流源IB11A构成作为共源共栅连接的反转放大器。由此，能够使反转放大器的增益大幅提高。结果，相应于增益提高，能够实现第1摄像单元1a的低噪声化。
图20至图23I表示本实施方式的变形的单位像素1的其他电路结构例。
图20至图23I所示的结构与图11、图12、图13、图14A至图14I所示的结构对应。在它们之间，第1摄像单元1a中的进行噪声抑制的第1反馈电路的结构和第1反馈电路的动作不同，其他的结构及动作相同。
在图20至图23I所示的电路结构中，第1反馈电路存在于全部像素内。第1反馈电路经由第1频带控制晶体管M13及第1电容元件Cc1进行负反馈。以第1频带控制晶体管M13的栅极为反转放大器的输入端子，以第1频带控制晶体管M13的源极及漏极的一方为反转放大器的输出端子，进行负反馈。
图24至图25I表示本实施方式的变形的单位像素1的另外的其他电路结构例。图24至图25I所示的第2信号处理电路P2仅具备第3复位晶体管M24及第5电容元件CW。由第2光电变换部PC2生成的电信号被从第1放大晶体管M10读出。在这些电路结构中，第3复位晶体管M24的kTC噪声量的增加看作没有问题，实现了单位像素1的小型化。具体而言，在单位像素1内，第1摄像单元1a及第2摄像单元1a’共用放大晶体管及选择晶体管。
本发明还以作为光电变换部而使用光电二极管的传感器为范畴。
图26表示各单元具有光电二极管的单位像素1中的第1信号处理电路P1及第2信号处理电路P2。图27表示各单元具有光电二极管的单位像素1的电路结构例。
图27所示的电路结构与图9H所示的电路结构对应。在已经说明的各种各样的变形中，作为光电变换部可以使用光电二极管。以下，以图27所示的电路结构为例，说明具备光电二极管的单位像素1的电路结构的典型例。
第1摄像单元1a具备作为光电变换部的光电二极管PD1、和用来将由光电二极管PD1产生的电荷转送的转送晶体管TX1。由光电二极管PD1产生的电荷经由转送晶体管TX1被通过完全电荷转送向FD1电荷转送。第2摄像单元1a’具备作为光电变换部的光电二极管PD2、和用来将由光电二极管PD2产生的电荷转送的转送晶体管TX2。由光电二极管PD2产生的电荷经由转送晶体管TX2被通过完全电荷转送向FD2进行电荷转送。第2摄像单元1a’具备所谓的4晶体管型的像素电路结构。第1信号处理电路P1及第2信号处理电路P2的结构除了转送晶体管以外是上述那样的。在图27所示的电路结构中，表示了使用转送晶体管TX1及转送晶体管TX2的结构，但转送晶体管TX1及转送晶体管TX2不是必须的。
在图27所示的例子中，光电二极管PD1及光电二极管PD2的大小相同，但在光电二极管PD1及光电二极管PD2之间光电变换量不同。但是，例如，通过使第1摄像单元1a的光电二极管PD1的受光面积比第2摄像单元1a’的光电二极管PD2的大，能够进一步提高第1摄像单元1a的感光度。
如上述那样，本发明的摄像装置也可以是作为光电变换部而使用光电二极管的传感器。本发明的摄像装置例如优选的是被用在感测用的车载照相机中。通过在上述那样的动作条件下使第1信号处理电路P1及第2信号处理电路P2动作，能够取得最优的感测数据。
(第2实施方式)
参照图28，说明本实施方式的照相机系统204。
图28表示本实施方式的照相机系统204的系统结构。照相机系统204具备透镜光学系统201、摄像装置200、系统控制器203和照相机信号处理部202。
透镜光学系统201例如包括自动对焦用透镜、变焦用透镜及光圈。透镜光学系统201将光向摄像装置200的摄像面聚光。作为摄像装置200，可以广泛地使用具有第1实施方式的所有的电路结构的摄像装置100。
系统控制器203控制照相机系统204整体。系统控制器203例如可以由微型计算机实现。
照相机信号处理部202作为将来自摄像装置200的输出信号处理的信号处理电路发挥功能。照相机信号处理部202例如进行伽马修正、颜色插补处理、空间插补处理及自动白平衡等的处理。照相机信号处理部202例如可以由DSP(Digital Signal Processor)等实现。
照相机信号处理部202从摄像装置200取得摄像数据，能够感测该摄像数据。例如，照相机信号处理部202可以通过感测来运算到后续车辆的距离。如上述那样，照相机信号处理部202也可以在所取得的摄像数据中检测特定被摄体，响应于该检测而开始感测。
根据本实施方式的照相机系统，通过利用第1实施方式的摄像装置100，能够取得最优的感测数据，能提供一种作为系统整体能够实现更低耗电的照相机系统。
产业上的可利用性
本发明的摄像装置能够应用于数字静像照相机、医疗用照相机、监视用照相机、车载用照相机、数字单反照相机、数字无反照相机等各种各样的照相机系统及传感器系统。
标号说明
1 单位像素
1a、1a’ 摄像单元
2、2’ 垂直扫描电路
3、3’ 水平扫描电路
4、4’ 列AD变换电路
5、5’ 电流源
6、6’ 复位信号线
7、7’ 地址信号线
8、8’ 电源配线
9、9’ 垂直信号线
10、10’ 反馈信号线
100 摄像装置
PC1、PC2 光电变换部
M10、M20 放大晶体管
M11、M21 选择晶体管
M24 复位晶体管
Cc1 第1电容
Cs1 第2电容
Cc2 第3电容
Cs2 第4电容
CW 第5电容
FBAMP1、FBAMP2 反转放大器
Vref1、Vref2 反转放大器的基准电压
Vret1、Vret2 基准电压
Vrs1、Vrs2 复位控制信号
Vrs3、Vrs4 频带控制信号
Vrs4 复位控制信号
Vsel1、Vsel2 选择控制信号
VB1、VB2 基准电压
VBW 电容信号
VB30、VB40 选择控制且偏置控制信号
VB50、VB60 频带控制信号
VB10、VB20 控制电压
IB11、IB21 控制电流
FD1、FD2 电荷蓄积节点
RD1、RD2 频带控制晶体管与电容的连接节点
200 摄像装置
201 透镜/光学系统
202 照相机信号处理部
203 系统控制器