成像装置、成像系统和移动体的制作方法

本发明的各方面一般涉及成像装置、成像系统和移动体。

背景技术：

已知一种包括光电转换部和ad转换部的成像装置，其中ad转换部对从光电转换部输出的信号执行模拟-数字(ad)转换。

作为这种成像装置的示例，国际公布no.2016/009832讨论了包括多个组的成像装置，每个组包括光电转换部、浮动扩散部和差分级。在其中讨论的成像装置中，具有连接到浮动扩散部的输入节点的晶体管作为包括在差分级中的多个输入晶体管中的一个输入晶体管操作。斜坡信号输入到多个输入晶体管中的另一个输入晶体管。差分级作为比较器操作，其输出指示通过比较一个输入晶体管的输入节点的电位与另一个晶体管的输入节点的电位而获得的结果的信号。来自作为这种比较器操作的差分级的输出用于生成与由光电转换部累积的电荷对应的数字信号。

技术实现要素：

根据本发明的一个方面，一种成像装置包括多个组，每个组包括光电转换部、连接到光电转换部的浮动扩散部、和差分级，其中差分级包括具有连接到浮动扩散部的输入节点的输入晶体管，其中多个组中的每个组包括连接到输入节点和预定节点的连接部，其中第一控制线和第二控制线位于多个组中，其中第一控制线连接到多个组中的一些组的连接部，并且其中第二控制线连接到多个组中的其它组的连接部。

参考附图，根据示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清楚。

附图说明

图1是根据第一示例性实施例的成像装置的示意图。

图2是根据第一示例性实施例的成像装置的框图。

图3是根据第一示例性实施例的成像装置的电路图。

图4是示出根据第一示例性实施例的成像装置的操作的时序图。

图5是示出根据第二示例性实施例的成像装置的操作的时序图。

图6是根据第三示例性实施例的成像装置的电路图。

图7是根据第三示例性实施例的成像装置的电路图。

图8是根据第四示例性实施例的成像装置的电路图。

图9是根据第四示例性实施例的成像装置的电路图。

图10是根据第四示例性实施例的成像装置的电路图。

图11是根据第四示例性实施例的成像装置的电路图。

图12是根据第五示例性实施例的成像装置的电路图。

图13是根据第五示例性实施例的成像装置的电路图。

图14是根据第六示例性实施例的成像装置的电路图。

图15是根据第六示例性实施例的成像装置的电路图。

图16是根据第七示例性实施例的成像装置的电路图。

图17是根据第七示例性实施例的成像装置的电路图。

图18是根据第七示例性实施例的成像装置的电路图。

图19是根据第八示例性实施例的成像系统的框图。

图20a和图20b是根据第九示例性实施例的成像系统和移动体的框图。

图21是示出根据第九示例性实施例的成像系统的信号处理流程的图示。

具体实施方式

在国际公布no.2016/009832中讨论的成像装置中，没有考虑当差分级的输出改变时生成的反冲噪声(kickbacknoise)。当在一组的差分级处生成的反冲噪声被传输到另一组的差分级时，该另一组的差分级的输入晶体管的电位经历改变，从而比较的精度降低。因此，存在ad转换的精度降低的问题。

下面描述的技术涉及一种成像装置，其中通过防止或减少在一组的差分级处生成的反冲噪声被传输到另一组的差分级来防止或减少ad转换精度的降低。

下面将参考附图详细地描述本发明的各示例性实施例、特征和方面。

图1是示出根据第一示例性实施例的成像装置中包括的第一芯片1和第二芯片2的图示。在第一芯片1中，像素100布置在多行和多列上。此外，在第二芯片2中，信号处理电路105布置在多行和多列上。此外，虽然图1仅示出了像素100和信号处理电路105，但是将意识到，芯片还可以包括其它组件，诸如用于控制像素100的控制线和用于传送基于由像素100累积的电荷的信号的信号线可以视情况布置在第一芯片1和第二芯片2中。此外，诸如垂直扫描电路和定时生成器之类的驱动电路可以视情况布置在第一芯片1或第二芯片2中。

图2是示出根据第一示例性实施例的成像装置的配置的框图。

在根据第一示例性实施例的成像装置中，像素100布置在多行和多列上。在图2中，还示出了垂直扫描电路110。像素100设在第一芯片1中。垂直扫描电路110设在第二芯片2中。垂直扫描电路110将信号txn、ofgn、resn_1和resn_2输出到像素100。用在这些信号的附图标记中的字母“n”指示像素100的行。例如，在信号tx1的情况下，由于n等于1，所以该信号是输出到第一行中的像素100的信号tx。信号resn_1输出到奇数列中的像素100，并且信号resn_2输出到偶数列中的像素100。换句话说，用于传送信号resn_1的控制线和用于传送信号resn_2的控制线被设为相对于一行中的多列中的像素100的多个控制线。然后，多列中的像素100的一些像素100连接到用于传送信号resn_1的控制线，并且多列中的像素100的其它像素100连接到用于传送信号resn_2的控制线。

图3是示出图2中示出的像素100的电路和第二芯片2的信号处理电路105的电路的电路图。

像素100包括晶体管120、光电转换部130和晶体管140。此外，像素100进一步包括浮动扩散部145、晶体管150、输入晶体管160、输入晶体管170以及电流源180。

斜坡信号ramp被从斜坡信号生成单元(未示出)输入到输入晶体管170。斜坡信号ramp是其电位随时间单调改变的信号。这里使用的术语“单调改变”意味着在从改变开始到结束的时段期间，电位改变的方向维持为相同的方向。即使在从改变开始到结束的时段期间斜坡信号的每单位时间的电位改变率存在变化的情况下，这也落入电位的单调改变的范围内。

晶体管120、140和150以及输入晶体管160和170中的每一个是n型金属氧化物半导体(mos)晶体管。

信号处理电路105包括电流镜电路部30。电流镜电路部30包括晶体管200和210。此外，信号处理电路105进一步包括存储器部40。通过对时钟信号进行计数获得的计数信号被从计数器电路(未示出)输入到存储器部40。

晶体管200和210中的每一个是p型mos晶体管。

差分级25包括电流镜电路部30、输入晶体管160、输入晶体管170和电流源180。差分级25作为比较器操作，其将输入晶体管160的输入节点的电位与输入晶体管170的输入节点的电位进行比较。此外，差分级25向存储器部40输出信号cout，该信号cout是指示比较输入晶体管160的输入节点的电位与输入晶体管170的输入节点的电位的结果的比较结果信号。由输入晶体管160和输入晶体管170形成差分对。差分级25和存储器部40充当获得与浮动扩散部145的电位对应的数字信号的ad转换部。

图4是示出图3中示出的成像装置的操作的时序图。图2中示出的信号与图2和图3中示出的信号对应。图4中示出的操作是卷帘式快门操作，其中在每行中顺序地执行像素100的电荷累积时段的开始。

垂直扫描电路110在时间t1将信号ofg1设置为高电平，然后将信号ofg1设置为低电平。这使得第一行中的像素100的光电转换部130在时间t2开始基于入射光的电荷的累积。

此后，类似地，垂直扫描电路110顺序地执行将每行中的信号ofgn设置为高电平并且然后将信号ofgn设置为低电平的操作。

垂直扫描电路110在时间t9将信号res1_1和res1_2设置为高电平，然后将信号res1_1和res1_2设置为低电平。这使浮动扩散部145的电荷复位。

斜坡信号生成单元(未示出)在时间t12开始斜坡信号ramp的电位的变化。此外，计数器电路(未示出)在时间t12开始对时钟信号的计数。

此后，当输入晶体管170的输入节点的电位与输入晶体管160的输入节点的电位之间的大小关系反转时，信号cout的信号电平改变。响应于信号cout的信号电平的这种改变，存储器部40保留与信号cout的信号电平已改变的定时对应的计数信号。这导致获得基于复位已被取消的浮动扩散部145的电位的数字信号。该数字信号被称为“噪声数据”。噪声数据具有主要涉及每个ad转换部的操作变化的噪声分量。

此外，信号cout的信号电平的改变引起反冲噪声，该反冲噪声经由晶体管150的主节点和晶体管150的输入节点之间的寄生电容传输到用于传送信号res1_1的控制线。

假定布置在一行中的所有列中的像素100的晶体管150连接到用于传送信号res的一个控制线。在这种情况下，由在差分级25处生成的信号cout的信号电平的改变导致的反冲噪声被传输到布置在一行中的所有列中的像素100的晶体管150的输入节点。晶体管150的输入节点的电位的这种变化经由晶体管150的输入节点和晶体管150的主节点之间的寄生电容使浮动扩散部145的电位变化。结果，在已受到反冲噪声影响的差分级25中，信号cout的信号电平在与其最初改变的定时不同的定时处改变。因此，受反冲噪声影响的差分级25的ad转换精度降低。

另一方面，在根据第一示例性实施例的成像装置中，如图3中示出的，一行中的多列的一些列中的像素100的晶体管150的输入节点连接到用于传送信号res1_1的控制线。然后，多列的其它列中的像素100的晶体管150的输入节点连接到用于传送信号res1_2的控制线，该用于传送信号res1_2的控制线是与用于传送信号res1_1的控制线不同的控制线。因此，在信号res1_1中生成的反冲噪声不太可能被传送到具有连接到信号res1_2的晶体管150的像素100。因此，根据第一示例性实施例的成像装置能够防止或减少由反冲噪声导致的ad转换精度的降低。

在根据第一示例性实施例的成像装置中，晶体管150是连接输入晶体管160的输入节点和预定节点的连接部。在第一示例性实施例中涉及的预定节点是连接输入晶体管160的主节点和电流镜电路部30的节点。假设光电转换部130、浮动扩散部145、差分级25和晶体管150(连接部)是一组。在这种情况下，可以说多个组布置在一行中的多列上。相对于布置在一行中的多列中的多个组，用于传送信号res1_1的控制线和用于传送信号res1_2的控制线被布置为多个控制线。然后，用于传送信号res1_1的控制线连接到多个组的一些组的连接部(晶体管150)。然后，用于传送信号res1_2的控制线连接到多个组的其它组的连接部(晶体管150)。

接下来，垂直扫描电路110在时间t14将信号tx1设置为高电平，然后将信号tx1设置为低电平。由此，光电转换部130在从时间t2到时间t15的时段期间累积的电荷经由晶体管140从光电转换部130传送到浮动扩散部145。由此，浮动扩散部145变为处于与光电转换部130基于入射光已累积的电荷对应的电位处。

此后，斜坡信号生成单元(未示出)在时间t16开始斜坡信号ramp的电位的变化。此外，计数器电路(未示出)在时间t16开始对时钟信号的计数。

此后，当输入晶体管170的输入节点的电位与输入晶体管160的输入节点的电位之间的大小关系反转时，信号cout的信号电平改变。响应于信号cout的信号电平的这种改变，存储器部40保留与信号cout的信号电平已改变的定时对应的计数信号。这导致获得基于光电转换部130基于入射光已累积的电荷的数字信号。该数字信号被称为“光数据”。

即使当生成该光数据时，也会发生与生成上述噪声数据时一样的反冲噪声。然而，在根据第一示例性实施例的成像装置中，如图3中示出的，一行中的多列的一些列中的像素100的晶体管150的输入节点连接到用于传送信号res1_1的控制线。然后，多列的其它列中的像素100的晶体管150的输入节点连接到用于传送信号res1_2的控制线，该用于传送信号res1_2的控制线是与用于传送信号res1_1的控制线不同的控制线。因此，在信号res1_1中生成的反冲噪声不太可能被传送到具有连接到信号res1_2的晶体管150的像素100。因此，根据第一示例性实施例的成像装置能够防止或减少由反冲噪声导致的ad转换精度的降低。

随后，相对于下一行中的像素100，以类似的方式对每行执行用于获得噪声数据和光数据的操作。

如上所述，在根据第一示例性实施例的成像装置中，相对于布置在一行中的多列中的多个组，用于传送信号res1_1的控制线和用于传送信号res1_2的控制线被布置为多个控制线。然后，用于传送信号res1_1的控制线连接到多个组中的一些组的连接部(晶体管150)。然后，用于传送信号res1_2的控制线连接到多个组中的其它组的连接部(晶体管150)。这使得能够防止或减少由从一组的差分级25输出的比较结果信号(信号cout)的改变导致的反冲噪声被传输到另一组的差分级25。这样，根据第一示例性实施例的成像装置具有防止或减少由反冲噪声导致的ad转换精度降低的有益效果。

此外，假定从多列中的差分级25输出的比较结果信号(信号cout)的信号电平在相同的时间改变。在第一示例性实施例中，提供了用于传送信号res1_1的控制线和用于传送信号res1_2的控制线。因此，连接到一个控制线的差分级25的数量比在一行中的所有多列中的差分级25连接到用于传送信号res的一个控制线的情况下的更小。与一行中的所有多列中的差分级25连接到用于传送信号res的一个控制线的情况相比，在第一示例性实施例中，连接到一个控制线的差分级25的数量变为1/2。因此，传输到用于传送信号res1_1的控制线的反冲噪声变为从一行中的多列的1/2的列中的差分级25输出的反冲噪声。传输到用于传送信号res1_2的控制线的反冲噪声也变为从一行中的多列的1/2的列中的差分级25输出的反冲噪声。以这种方式，传输到用于传送信号res1_1的控制线和用于传送信号res1_2的控制线中的每一个的反冲噪声变得比一行中的多列的所有列中的差分级25连接到用于传送信号res的单个控制线的情况下的反冲噪声更小。

此外，在第一示例性实施例中，已描述了其中垂直扫描电路110设在第二芯片2中的成像装置作为示例。第一示例性实施例不限于该示例，而是垂直扫描电路110可以设在第一芯片1中。

在第一示例性实施例中，已描述了其中第一芯片1和第二芯片2以层的形式堆叠的堆叠型成像装置的成像装置作为示例。第一示例性实施例不限于该示例。例如，可以采用其中像素100和信号处理电路105设在一个芯片中的成像装置。即使在这种情况下，如在第一示例性实施例中所述的，相对于布置在一行中的多列中的多个组，用于传送信号res1_1的控制线和用于传送信号res1_2的控制线被布置为多个控制线。然后，用于传送信号res1_1的控制线连接到多个组中的一些组的连接部(晶体管150)。然后，用于传送信号res1_2的控制线可以连接到多个组中的其它组的连接部(晶体管150)。

此外，在根据第一示例性实施例的成像装置中，已描述了其中垂直扫描电路110的每个控制线连接到单个共同行中的多列的示例。作为另一个示例，垂直扫描电路110的每个控制线可以连接到单个列的多行。在这种情况下，相对于布置在一列的多行中的多个组，用于传送信号res1_1的控制线和用于传送信号res1_2的控制线被布置为多个控制线。然后，用于传送信号res1_1的控制线连接到多个组中的一些组的连接部(晶体管150)。然后，用于传送信号res1_2的控制线可以连接到多个组中的其它组的连接部(晶体管150)。

着重于与第一示例性实施例中的不同之处来描述根据第二示例性实施例的成像装置。

根据上述第一示例性实施例的成像装置执行卷帘式快门操作。根据第二示例性实施例的成像装置执行全局快门操作，其中使多行中的多列中的像素100的电荷累积时段的起点和终点彼此均一。

可以将根据第二示例性实施例的成像装置的配置设置为与第一示例性实施例中的相同。

图5是示出根据第二示例性实施例的成像装置的操作的时序图。

垂直扫描电路110将供应给多行中的多列中的像素100的信号ofg1至ofg4在时间t1设置为高电平，然后将信号ofg1至ofg4设置为低电平。这使多行中的多列中的像素100的光电转换部130一并地在时间t2开始基于入射光的电荷的累积。

在时间t9，垂直扫描电路110将供应给多行中的多列中的像素100的信号res1_1至res4_1和res1_2至res4_2设置为高电平，然后将这些信号设置为低电平。这执行多行中的多列中的像素100的浮动扩散部145的电荷的重置。

此后，充当ad转换部的差分级25和存储器部40以与第一示例性实施例的成像装置中相同的方式执行用于获得噪声数据的ad转换。在上述第一示例性实施例中，在行中的像素100的ad转换部正在执行ad转换的时段期间，另一行中的像素100的ad转换部不执行ad转换。在第二示例性实施例中，多行中的多列中的像素100的ad转换部并行地执行ad转换。通常，由多行中的多列中的像素100的ad转换部执行的ad转换的起点和终点彼此相同。此外，在本说明书的上下文中，ad转换的起点是斜坡信号生成单元(未示出)开始斜坡信号的电位的改变的定时。此外，ad转换的终点是斜坡信号生成单元(未示出)结束斜坡信号的电位的改变的定时。

即使在第二示例性实施例中，类似于第一示例性实施例，相对于布置在一行中的多列中的多个组，用于传送信号res1_1的控制线和用于传送信号res1_2的控制线被布置为多个控制线。然后，用于传送信号res1_1的控制线连接到多个组中的一些组的连接部(晶体管150)。然后，用于传送信号res1_2的控制线连接到多个组中的其它组的连接部(晶体管150)。这使得能够防止或减少由从一组的差分级25输出的比较结果信号(信号cout)的改变导致的反冲噪声被传输到另一组的差分级25。由此，根据第二示例性实施例的成像装置具有防止或减少由反冲噪声导致的ad转换精度降低的有益效果。

着重于与第一示例性实施例中的不同之处来描述根据第三示例性实施例的成像装置。

图6是示出根据第三示例性实施例的成像装置的配置的图示。根据第三示例性实施例的成像装置将信号resn和信号resbn输出到一行的多列中的像素100。然后，多列中的像素100共同地连接到用于传送信号resn的控制线。此外，多列中的像素100共同地连接到用于传送信号resbn的控制线。

图7是示出图6中示出的成像装置中的像素100的电路和信号处理电路105的电路图。

第三示例性实施例中的像素100包括晶体管270。晶体管270的一个主节点连接到用于传送信号resn的控制线，并且晶体管270的另一个主节点连接到接地电位的节点，接地电位是预定电位。用于传送信号resbn的控制线连接到晶体管270的输入节点。

根据第三示例性实施例的成像装置包括晶体管150，该晶体管150充当具有连接到输入晶体管160的主节点和电流镜电路部30的节点以及连接到输入晶体管160的输入节点的节点的第一晶体管。另外，根据第三示例性实施例的成像装置包括晶体管270，该晶体管270充当连接到充当第一晶体管的晶体管150的第二晶体管。晶体管270是连接充当第一晶体管的晶体管150的输入节点和作为预定节点的接地电位的节点的晶体管。

信号resbn是与信号resn相位相反的信号。更具体地，当信号resn处于高电平时，信号resbn处于低电平。当信号resn处于低电平时，信号resbn处于高电平。

可以将根据第三示例性实施例的成像装置的操作设置为图4中示出的卷帘式快门操作或图5中示出的全局快门操作。如上所述，信号resbn是与信号resn相位相反的信号。

在ad转换部执行ad转换(斜坡信号的电位单调改变)的时段期间，信号resn处于低电平。此外，假设在第三示例性实施例中该低电平是接地电位。在信号resn处于低电平的情况下，信号resbn处于高电平。因此，用于传送信号resn的控制线经由每个像素100的晶体管270连接到接地电位的节点。这样，在用于传送信号resn的控制线中，对接地电位的节点的阻抗变小。因此，即使由从差分级25输出的信号cout的信号电平的改变导致的反冲噪声经由晶体管150叠加在用于传送信号resn的控制线上，也能防止或减少由反冲噪声导致的控制线的电位的变化。然后，可以以快速的方式将控制线的电位静态地设置为接地电位。因此，可以防止或减少由从差分级25输出的信号cout的信号电平的改变导致的反冲噪声被传输到另一差分级25。

着重于与第三示例性实施例中的不同之处来描述根据第四示例性实施例的成像装置。

图8是示出根据第四示例性实施例的成像装置的配置的图示。第四示例性实施例中的垂直扫描电路110将信号fdincn输出到像素100。

图9是示出图8中示出的成像装置中的像素100的电路和信号处理电路105的电路图。

根据第四示例性实施例的成像装置具有将连接到输入晶体管160的输入节点的电容在浮动扩散部145的电容与由浮动扩散部145的电容和附加电容组成的复合电容之间切换的配置。

用于传送信号fdincn的控制线连接到晶体管280。当信号fdincn处于高电平时，晶体管280被接通。在这种情况下，由光电转换部130累积的电荷被传送到浮动扩散部145，并且反转层形成在晶体管280的输入节点下方。因此，形成在晶体管280的输入节点下方的反转层导致连接到输入晶体管160的输入节点的电容的电容值增加。因此，可以说晶体管280是连接到输入晶体管160的输入节点的附加电容。

为了执行浮动扩散部145的复位，信号resn和信号fdincn两者都被设置为高电平。

信号fdincn的信号电平能够例如在每帧或每行中改变。这里的“帧”与使用来自成像装置的信号生成的一个图像对应。通常，从垂直扫描电路110选择预定行的时间到垂直扫描电路110重新选择预定行的时间的时段是与一帧对应的时段。在每帧中执行改变的情况下，帧中的图像捕获的结果可以用作确定下一帧中的信号fdincn的信号电平的基础。更具体地，在帧中，在信号fdincn设置为低电平的情况下执行图像捕获。在作为这种图像捕获的结果，已检测到浮动扩散部145已累积达到饱和或接近饱和的电荷量的情况下，在下一帧中，信号fdincn被设置为高电平。相反，当在帧中将信号txn设置为高电平时，可以在信号fdincn设置为高电平的情况下执行图像捕获。在这种情况下，在作为图像捕获的结果，光数据的信号电平降为低于阈值的情况下，在下一帧中，当信号txn被设置为高电平时，信号fdincn被设置为低电平。该操作不仅可以在图4中示出的卷帘式快门操作的情况下执行，而且还可以在图5中示出的全局快门操作的情况下执行。

此外，在每行中改变信号fdincn的信号电平的情况下，图4中示出的卷帘式快门操作是优选的。该操作涉及在用于第n行中的像素100的信号res从高电平转变到低电平之前执行从其获取光数据的像素行中的光数据的信号。在该光数据大于预定阈值的情况下，即使在信号resn从高电平转变为低电平之后，用于第n行中的像素100的信号fdincn也保持为高电平。

在信号fdincn被设置为低电平的情况下，晶体管280具有防止或减少从差分级25输出的反冲噪声被传输到另一个差分级25的效果。假定从差分级25输出的反冲噪声被传输到用于传送信号resn的控制线。然而，由于晶体管280设在晶体管150和浮动扩散部145之间的电通路中，因此用于传送信号resn的控制线的电位的变化不太可能传输到浮动扩散部145。因此，在信号fdincn被设置为低电平的情况下，晶体管280具有防止或减少从差分级25输出的反冲噪声被传输到另一个差分级25的效果。

此外，在信号fdincn被设置为低电平的情况下，执行用于读出光电转换部130的电荷的操作，其中输入晶体管160的输入节点的电容设置为比信号fdincn处于高电平的情况下更小(换句话说，设置为更高的灵敏度)。在这种情况下，当反冲噪声被传输到浮动扩散部145时，由噪声导致的电位变化也变得比信号fdincn处于高电平的情况下的更大。因此，这降低了光数据的信噪(s/n)比。根据第四示例性实施例的成像装置具有如下的有益效果：在这种更高的灵敏度状态下，防止或减少反冲噪声被传输到浮动扩散部145。由此，根据第四示例性实施例的成像装置能够在更高的灵敏度状态下改善光数据的s/n比，从而可以获得灵敏度更高的成像装置。

根据第四示例性实施例的成像装置包括晶体管150，该晶体管150充当具有连接到输入晶体管160的主节点和电流镜电路部30的节点以及连接到输入晶体管160的输入节点的节点的第一晶体管。另外，根据第四示例性实施例的成像装置包括晶体管280，该晶体管280充当连接到充当第一晶体管的晶体管150的第二晶体管。晶体管280是连接充当第一晶体管的晶体管150的输入节点和作为预定节点的浮动扩散部145的晶体管。

此外，附加电容的示例不限于图9中示出的示例。

作为另一个示例，如图10中示出的，可以提供与晶体管280和晶体管150串联连接的晶体管290。在这种情况下，连接到输入晶体管160的输入节点的电容值可以设置为三种类型。具体地，这三种类型包括(1)浮动扩散部145、(2)浮动扩散部145+晶体管280、以及(3)浮动扩散部145+晶体管280+晶体管290。

此外，作为另一个示例，如图11中示出的，可以提供与晶体管280并联连接到晶体管150的晶体管290。在这种情况下，连接到输入晶体管160的输入节点的电容值可以设置为三种类型。具体地，这三种类型包括(1)浮动扩散部145、(2)浮动扩散部145+晶体管280、以及(3)浮动扩散部145+晶体管280+晶体管290。

着重于与第四示例性实施例中的不同之处来描述根据第五示例性实施例的成像装置。

在上述第四示例性实施例中，作为附加电容的晶体管280设在晶体管150和浮动扩散部145之间的电通路中。在根据第五示例性实施例的成像装置中，晶体管280与晶体管150并联连接到浮动扩散部145。

图12是示出根据第五示例性实施例的成像装置的电路的电路图。成像装置的操作可以被配置为与第四示例性实施例中的相同。

在第五示例性实施例中，可以通过将信号fdincn设置为高电平来执行减少从差分级25输出的反冲噪声。更具体地，晶体管280的电容被添加到浮动扩散部145，作为连接到输入晶体管160的输入节点的电容。假定从差分级25输出的反冲噪声经由晶体管160和晶体管150中的一者或两者被传输到浮动扩散部145。在信号fdincn处于高电平的情况下，输入晶体管160的输入节点的电容随着晶体管280连接到输入晶体管160的输入节点而变得更大。因此，可以防止或减少输入晶体管160的输入节点的电位的变化。这样，根据第五示例性实施例的成像装置具有防止或减少由反冲噪声导致的ad转换精度降低的有益效果。

此外，第五示例性实施例中的附加电容的形式不限于图12中示出的示例。例如，如图13中示出的，晶体管280可以设在晶体管150和浮动扩散部145之间的电通路中。即使在该示例中，也可以获得与根据第五示例性实施例的成像装置中相同的有益效果。

着重于与第一示例性实施例中的不同之处来描述根据第六示例性实施例的成像装置。

在根据上述第一示例性实施例的成像装置中，多个组的一些组连接到用于传送信号resn_1的控制线，而多个组的其它组连接到用于传送信号resn_2的控制线。在根据第六示例性实施例的成像装置中，多个组的一些组连接到用于传送信号txn_1的控制线，而多个组的其它组连接到用于传送信号txn_2的控制线。

图14是示出根据第六示例性实施例的成像装置的配置的框图。信号txn_1和信号txn_2中的每一个布置在一行中的多列上。用于传送信号txn_1的控制线连接到一些像素100，并且用于传送信号txn_2的控制线连接到其它像素100。

图15是示出根据第六示例性实施例的成像装置的电路的电路图。

信号tx1_1连接到包括在一些组中的晶体管140。信号tx1_2连接到包括在其它组中的晶体管140。

在包括在一行中的多列中的组中的晶体管140连接到用于传送信号txn的一个控制线的情况下，差分级25处生成的反冲噪声经由晶体管150、浮动扩散部145和晶体管140被传输到用于传送信号txn的控制线。传输到用于传送信号txn的控制线的反冲噪声经由另一组的晶体管140导致浮动扩散部145的电位的变化。

另一方面，在第六示例性实施例中，在布置在一行中的多列中的多个组中，一些组连接到用于传送信号txn1_1的控制线，而其它组连接到用于传送信号txn1_2的控制线。

在第六示例性实施例中，连接到输入节点和预定节点的连接部是晶体管140。这里使用的预定节点是光电转换部130的节点。

这使得能够防止或减少在差分级25处生成的反冲噪声经由用于传送信号txn的控制线传输到另一个差分级25。

如上所述，在根据第六示例性实施例的成像装置中，相对于布置在一行中的多列中的多个组，用于传送信号txn_1的控制线和用于传送信号txn_2的控制线被布置为多个控制线。然后，用于传送信号txn_1的控制线连接到多个组的一些组的连接部(晶体管140)。然后，用于传送信号txn_2的控制线连接到多个组的其它组的连接部(晶体管140)。这使得能够防止或减少由从一组的差分级25输出的比较结果信号(信号cout)的改变导致的反冲噪声被传输到另一组的差分级25。由此，根据第六示例性实施例的成像装置具有防止或减少由反冲噪声导致的ad转换精度降低的有益效果。

着重于与第六示例性实施例中的不同之处来描述根据第七示例性实施例的成像装置。

图16是示出根据第七示例性实施例的成像装置的配置的图示。根据第七示例性实施例的成像装置将信号txn和信号txbn输出到一行中的多列中的像素100。然后，多列中的像素100共同地连接到用于传送信号txn的控制线。此外，多列中的像素100共同地连接到用于传送信号txbn的控制线。

图17是示出图16中示出的成像装置中的像素100的电路和信号处理电路105的电路图。

第七示例性实施例中的像素100包括图17中示出的晶体管270。晶体管270的一个主节点连接到用于传送信号txn的控制线，并且晶体管270的另一个主节点连接到预定电位的节点。预定电位可以设置为接地电位。此外，用于传送信号txbn的控制线连接到晶体管270的输入节点。

根据第七示例性实施例的成像装置包括晶体管150，该晶体管150充当具有连接到输入晶体管160的主节点和电流镜电路部30的节点以及连接到输入晶体管160的输入节点的节点的第一晶体管。另外，根据第七示例性实施例的成像装置包括晶体管270，该晶体管270充当连接到充当第一晶体管的晶体管150的第二晶体管。晶体管270是连接充当第一晶体管的晶体管150的输入节点和预定节点的晶体管。

信号txbn是与信号txn相位相反的信号。更具体地，当信号txn处于高电平时，信号txbn处于低电平。当信号txn处于低电平时，信号txbn处于高电平。

可以将根据第七示例性实施例的成像装置的操作设置为图4中示出的卷帘式快门操作或图5中示出的全局快门操作。如上所述，信号txbn是与信号txn相位相反的信号。

在ad转换部执行ad转换(斜坡信号的电位单调改变)的时段期间，信号txn处于低电平。此外，假设在第七示例性实施例中该低电平是接地电位。在信号txn处于低电平的情况下，信号txbn处于高电平。因此，用于传送信号txn的控制线经由每个像素100的晶体管270连接到预定电位(通常是接地电位)的节点。这样，在用于传送信号txn的控制线中，对预定电位的节点的阻抗变小。因此，即使由从差分级25输出的信号cout的信号电平的改变导致的反冲噪声经由晶体管150叠加在用于传送信号txn的控制线上，也防止或减少由反冲噪声导致的控制线的电位的变化。然后，可以以快速的方式将控制线的电位静态地设置为接地电位。因此，可以防止或减少由从差分级25输出的信号cout的信号电平的改变导致的反冲噪声被传输到另一个差分级25。

此外，在上述实施例中，已描述了其中用于传送由垂直扫描电路110输出的信号的多个控制线在相同方向上延伸的示例。本说明书中的每个示例性实施例不限于该示例。例如，如图18中示出的，用于传送信号resn的控制线可以布置在一列中的多行中，并且用于传送其它信号的控制线可以布置在一行中的多列中。

图19是示出根据第八示例性实施例的成像系统500的配置的框图。根据第八示例性实施例的成像系统500包括成像装置2000，向该成像装置2000应用了在相应的上述示例性实施例中描述的成像装置中的一个的配置。成像系统500的具体示例包括数字静物相机、数码摄像机和监视器相机。图19示出了数字静物相机的配置示例，向数字静物相机应用了在相应的上述示例性实施例中描述的成像装置中的一个的配置作为成像装置2000。

图19中示出的作为示例的成像系统500包括成像装置2000、透镜5020、光圈504和屏障506，透镜5020将被摄体的光学图像聚焦在成像装置2000上，光圈504改变通过透镜5020的光量，屏障506保护透镜5020。透镜5020和光圈504构成将光收集在成像装置2000上的光学系统。

成像系统500进一步包括对从成像装置2000输出的输出信号执行处理的信号处理单元5080。信号处理单元5080执行信号处理的操作，用于视情况对输入信号执行各种校正和压缩操作，然后输出经处理的信号。信号处理单元5080可以包括对从成像装置2000输出的输出信号执行ad转换处理的功能。在这种情况下，在成像装置2000内不一定需要包括a/d转换电路。

成像系统500进一步包括临时存储图像数据的缓冲存储器单元510，以及执行与例如外部计算机的通信的外部接口单元(外部i/f单元)512。此外，成像系统500进一步包括诸如半导体存储器之类的记录介质514和记录介质控制接口单元(记录介质控制i/f单元)516，记录介质514用于记录或读出捕获的图像数据，记录介质控制i/f单元516用于执行对记录介质514的记录或读出。此外，记录介质514可以结合在成像系统500中，或者可以被配置为可附接到成像系统500或可从成像系统500拆卸。

此外，成像系统500进一步包括总控制和计算单元518以及定时生成单元520，总控制和计算单元518不仅执行各种计算，还控制整个数字静物相机，定时生成单元520将各种定时信号输出到成像装置2000和信号处理单元5080。这里，定时信号可以从外部源输入，并且成像系统500仅需要至少包括成像装置2000以及处理从成像装置2000输出的输出信号的信号处理单元5080。总控制和计算单元518以及定时生成单元520可以被配置为执行成像装置2000的部分或全部的控制功能。

成像装置2000将图像信号输出到信号处理单元5080。信号处理单元5080对从成像装置2000输出的图像信号执行预定处理，然后输出图像数据。此外，信号处理单元5080使用图像信号生成图像。

使用与根据上述示例性实施例中的每一个的成像装置对应的成像装置来配置成像系统，使得能够实现能够获取更高质量的图像的成像系统。

将参考图20a和图20b以及图21来描述根据第九示例性实施例的成像系统和移动体。

图20a和图20b是示出根据第九示例性实施例的成像系统和移动体的相应配置示例的示意图。图21是示出根据第九示例性实施例的成像系统的操作的流程图。

第九示例性实施例涉及关于车载相机的成像系统的示例。图20a示出了车辆系统和安装在车辆系统中的成像系统的示例。成像系统701包括成像装置702、图像预处理单元715、集成电路703和光学系统714。光学系统714将被摄体的光学图像聚焦在成像装置702上。成像装置702将由光学系统714聚焦的被摄体的光学图像转换为电信号。成像装置702是上述示例性实施例中的成像装置中的一个。图像预处理单元715对从成像装置702输出的信号执行预定的信号处理。图像预处理单元715的功能可以结合在成像装置702中。成像系统701包括至少两个组，每个组包括光学系统714、成像装置702和图像预处理单元715，并且来自相应组的图像预处理单元715的输出被输入到集成电路703。

作为针对成像系统的集成电路的集成电路703包括包含存储器705的图像处理单元704、光学距离测量单元706、视差计算单元707、物体识别单元708和异常检测单元709。图像处理单元704对来自图像预处理单元715的输出信号执行诸如显影处理或缺陷校正之类的图像处理。存储器705临时存储捕获的图像并存储图像捕获像素的缺陷位置。光学距离测量单元706执行对被摄体的聚焦或距离测量。视差计算单元707根据从多个成像装置702获取的多条图像数据来执行视差(视差图像的相位差)的计算。物体识别单元708执行诸如汽车、道路、标志或人之类的被摄体的识别。在检测到成像装置702中的异常时，异常检测单元709向主控制单元713发出警告。

集成电路703可以由专门设计的硬件实现，或者可以由软件模块实现。此外，集成电路703可以由例如现场可编程门阵列(fpga)或专用集成电路(asic)实现。集成电路703还可以通过这些的组合来实现。

主控制单元713全面地控制例如成像系统701、车辆传感器710和控制单元720的操作。此外，还可以采用以下方法，其中在不包括主控制单元713的情况下，成像系统701、车辆传感器710和控制单元720单独地具有通信接口，并且经由通信网络(例如，控制器区域网络(can)标准)执行控制信号的传输和接收。

集成电路703具有从主控制单元713接收控制信号并经由其控制单元将控制信号或设置值传输到成像装置702的功能。例如，集成电路703传输例如用于脉冲驱动包括在成像装置702中的电压开关(未示出)的设置、或用于切换每帧中的电压开关(未示出)的设置。

成像系统701连接到车辆传感器710，并且能够检测例如车辆速度、横摆率和转向角之类的其自身车辆的运行状况，自身车辆外部的环境，以及其它车辆或障碍物的状态。车辆传感器710还充当距离信息获取单元，其获取从视差图像到目标物体的距离信息。此外，成像系统701连接到驾驶支持控制单元711，驾驶支持控制单元711执行各种驾驶支持操作，例如自动转向、自动巡航和防碰撞功能。具体地，关于碰撞确定功能，基于成像系统701或车辆传感器710执行的检测的结果，驾驶支持控制单元711预测与其它汽车或障碍物的碰撞或者确定碰撞的存在或不存在。由此，在预测到碰撞的情况下执行避免控制或在碰撞时执行安全装置的启动。

此外，成像系统701还连接到警告装置712，警告装置712基于碰撞确定单元执行的确定的结果向驾驶员发出警告。例如，在碰撞的可能性高作为碰撞确定单元执行的确定的结果的情况下，主控制单元713通过例如应用制动、恢复加速器踏板或减小引擎功率来执行车辆控制以避免碰撞或减少损坏。警告装置712通过发出诸如声音之类的警报、在例如汽车导航系统或仪表板的显示单元屏幕上显示警报信息、或向安全带或转向盘应用振动来向用户发出警告。

在第九示例性实施例中，成像系统701捕获车辆的周围的图像，诸如车辆前方或后方的图像。图20b示出了在成像系统701捕获车辆前方的图像的情况下的成像系统701的布置的示例。

两个成像装置702位于车辆700的前部。具体地，当相对于车辆700的进退方向或外部形状(例如，车辆宽度)的中心线被认为是对称轴时，在获取车辆700和目标物体之间的距离信息或确定碰撞可能性方面，将两个成像装置702定位成相对于对称轴呈线对称是有利的。此外，将成像装置702定位在当驾驶员从驾驶员座位看车辆700外部的情况时不妨碍驾驶员的视野的位置处是有利的。将警告装置712定位在可能进入驾驶员视野的位置处是有利的。

接下来，将参考图21描述成像系统701中的成像装置702的故障检测操作。根据图21中示出的步骤s810至s880执行成像装置702的故障检测操作。

步骤s810是执行成像装置702的启动时的设置的步骤。更具体地，成像系统701传输来自成像系统701的外部源(例如，主控制单元713)或来自成像系统701的内部的用于成像装置702的操作的设置，并且开始成像装置702的图像捕获操作和故障检测操作。

接下来，在步骤s820中，成像系统701从有效像素获取像素信号。此外，在步骤s830中，成像系统701从为故障检测提供的故障检测像素获取输出值。该故障检测像素也设有与有效像素中一样的光电转换部。在该光电转换部中写入预定电压。故障检测像素输出与写入该光电转换部中的电压对应的信号。此外，步骤s820和步骤s830可以颠倒顺序。

接下来，在步骤s840中，成像系统701确定故障检测像素的预期输出值和故障检测像素的实际输出值是否彼此一致。

如果作为步骤s840中的一致性的确定的结果，确定预期输出值和实际输出值彼此一致(步骤s840中的“是”)，则处理进入步骤s850，在步骤s850中，成像系统701确定图像捕获操作被以正常的方式执行，然后处理进入步骤s860。在步骤s860中，成像系统701将扫描行中的像素信号传输到存储器705，并且将像素信号临时存储在其中。此后，处理返回到步骤s820，在步骤s820中成像系统701继续故障检测操作。

另一方面，如果作为步骤s840中的一致性的确定的结果，确定预期输出值和实际输出值彼此不一致(步骤s840中的“否”)，则处理进入步骤s870。在步骤s870中，成像系统701确定图像捕获操作具有异常，然后向主控制单元713或警告装置712发出警告。警告装置712使显示单元显示异常的检测。此后，在步骤s880中，成像系统701停止成像装置702，因此结束故障检测操作。

此外，虽然在第九示例性实施例中，已描述了在每行中循环流程图的示例，但是可以在每多行中循环流程图，或者可以在每帧中执行故障检测操作。

此外，步骤s870中的警告的发出可以被配置为经由无线网络传递到车辆的外部。

此外，虽然在第九示例性实施例中，已描述了用于避免与其它车辆碰撞的控制，但是第九示例性实施例也可以应用于例如用于在跟随另一车辆的同时执行自动驾驶的控制或用于在避免从车道漂移的同时执行自动驾驶的控制。另外，成像系统701不仅应用于诸如汽车的车辆，而且还可以应用于例如诸如船或船舶、飞机或工业机器人的移动体(移动设备)。此外，成像系统701不仅应用于移动体，而且还可以广泛应用于利用物体识别的装备，例如智能交通系统(its)。

[修改的示例]

本发明不限于上述示例性实施例，而是可以以各种方式进行修改。

例如，其中示例性实施例中的任何一个的一些配置被添加到另一个示例性实施例的示例或者其中示例性实施例中的任何一个的一些配置被另一个示例性实施例的一些配置替换的示例也是本发明的示例性实施例。

此外，上述示例性实施例仅表示实现本发明的具体示例，并且这些示例不旨在以限制的方式解释本发明的技术范围。因此，在不脱离本发明的技术思想或其主要特征的情况下，可以以各种方式实施本发明。

根据本发明，可以提供防止或减少ad转换精度降低的成像装置。

虽然已参考示例性实施例描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最广泛的解释，以包含所有这些修改和等同的结构和功能。