CN108259789A - 固态成像设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及固态成像设备。提供了一种成像设备，该成像设备包括：包括像素的像素阵列；从像素读出信号的读出电路；输出根据温度的信号的温度传感器；以及控制供应至温度传感器的电流的电流控制电路。电流控制电路在第一时段中执行控制，使得预定电流被供应至温度传感器，并且在第二时段中执行控制，使得供应至温度传感器的电流变得小于预定电流或停止。第一时段被设定在第一消隐时段中，第一消隐时段在第一读出电路读出从像素输出的信号的一帧的处理与第一读出电路读出从像素输出的信号的下一帧的处理之间。

Description

固态成像设备

技术领域

本发明涉及一种固态成像设备。

背景技术

当操作固态成像设备时，图像中出现的噪声可能依赖于固态成像设备的温度而变化。因此，为了基于固态成像设备的温度校正图像信号，可以在固态成像设备中设置温度传感器。日本专利申请公开No.2012-151664公开了一种具有温度传感器的固态成像设备。

在日本专利申请公开No.2012-151664中，没有公开关于由于在固态成像设备中设置温度传感器引起的噪声。

发明内容

本发明旨在提供一种具有减少的由于温度传感器引起的噪声的固态成像设备。

根据本发明的一个实施例，提供了一种固态成像设备，该固态成像设备包括：像素阵列，包括被对准以便形成多个行和多个列的多个像素，每个像素都具有光电转换元件；第一读出电路，被配置为以列为基础从多个像素中读出信号；温度传感器，被配置为输出根据温度的信号；以及电流控制电路，被配置为控制供应至温度传感器的电流。电流控制电路在第一时段中执行控制，使得预定电流被供应至温度传感器，并且在第二时段中执行控制，使得供应至温度传感器的电流变得小于预定电流或停止。第一时段设定在第一消隐(blanking)时段中，第一消隐时段在第一读出电路读出从多个像素输出的信号的一帧的处理与第一读出电路读出从多个像素输出的信号的下一帧的处理之间。

从下面参考附图对示例性实施例的描述中，本发明的其它特征将变得清楚。

附图说明

图1是根据第一实施例的固态成像设备的框图。

图2是根据第一实施例的像素的等效电路图。

图3是根据第二实施例的温度传感器电路的等效电路图。

图4是例示根据第二实施例的固态成像设备的驱动定时的时序图。

图5是根据第三实施例的固态成像设备的框图。

图6A和图6B是例示根据第三实施例的固态成像设备的驱动定时的时序图。

图7是例示根据第三实施例的固态成像设备的驱动定时的时序图。

图8是根据第四实施例的温度传感器电路的等效电路图。

图9是根据第五实施例的固态成像设备的示意性平面图。

图10是根据第六实施例的固态成像设备的示意性平面图。

图11是根据第七实施例的成像系统的框图。

图12A和图12B是根据第八实施例的成像系统和移动装置的框图。

具体实施方式

现在将根据附图详细描述本发明的优选实施例。贯穿多个附图，具有相似功能的元件用相似的附图标记来标识，并且可以省略或简化重复的描述。

第一实施例

图1是例示根据第一实施例的固态成像设备的示例配置的框图。固态成像设备具有像素阵列100、垂直扫描电路120、控制电路130、读出单元140、水平扫描电路150、输出电路160和温度传感器电路170。固态成像设备是在半导体基板(诸如硅基板)上形成的半导体设备，在本实施例中是CMOS图像传感器。像素阵列100包括以二维方式对准以便形成多个行和多个列的多个像素110。垂直扫描电路120供应用于控制多个包括于像素110中的晶体管要被接通(导通状态)还是关断(非导通状态)的多个控制信号。控制信号经由基于像素阵列100的行布置的行信号线192被供应至相应像素110。

在像素阵列100中以列为基础设置列信号线191，来自像素110的像素信号以列为单位被读出到列信号线191。读出单元140具有与像素阵列100的各个列对应地设置并适于以列为基础从像素110读出信号的列电路141。每个列电路141都执行处理，该处理诸如是对输出到列信号线191的像素信号的放大，基于在复位时获得的信号和在对像素110进行光电转换时获得的信号的相关双采样处理等。水平扫描电路150控制连接到列电路141的放大器的开关是要接通还是关断，并由此供应用于执行水平扫描的控制信号。

温度传感器电路170是根据固态成像设备的温度将信号输出到固态成像设备的外部的传感器电路。温度传感器电路170具有温度传感器171，其中温度传感器171的端子电压根据温度改变，并且信号由此根据温度输出。温度传感器电路170用作通过输出温度传感器171的端子电压或基于该端子电压的信号来感测温度的传感器。温度传感器171可以由例如二极管、双极晶体管等形成。例如，当通过使用在半导体基板(诸如硅)内部形成的PN结来形成二极管、双极晶体管等时，二极管或双极晶体管具有依赖温度的电流-电压特性，并因此用作温度传感器171。

温度传感器电路170还具有光减少单元172。光减少单元172是适于减少从温度传感器171发射并且然后进入像素110的光的单元。光减少单元172可以包括适于减少在温度传感器处的光发射的量的单元或适于减少发射的光中的进入像素110的光的量的单元。稍后将描述光减少单元172的具体示例以及通过设置光减少单元172所获得的优点。

控制电路130控制垂直扫描电路120、读出单元140、水平扫描电路150和温度传感器电路170。例如，控制电路130可以包括向各个电路供应定时信号的定时发生器。输出电路160包括缓冲放大器、差分放大器等，并且将来自列电路141的像素信号输出到固态成像设备外部的一些设备(例如，相机等)的成像系统的信号处理单元。另外，固态成像设备可以被配置为通过进一步在固态成像设备(例如，列电路141)内部设置模数(AD)转换单元来输出数字像素信号。

要注意的是，虽然仅绘制一个温度传感器电路170，但是可以在固态成像设备内设置多个温度传感器电路。另外，温度传感器电路170的输出信号可以在固态成像设备内的电路中被处理之后输出到固态成像设备的外部。

图2是例示根据第一实施例的像素110的示例配置的等效电路图。像素110具有光电二极管111、传输晶体管112、复位晶体管114、放大晶体管115和选择晶体管116。

光电二极管111是通过光电转换来生成并累积根据入射光的电荷的光电转换元件。光电二极管111可以由在半导体基板(诸如硅)内形成的PN结形成。光电二极管111的阳极连接到地，并且光电二极管111的阴极连接到传输晶体管112的源极。传输晶体管112的漏极连接到浮置扩散113，该浮置扩散113是放大晶体管115的栅极节点。传输晶体管112由从垂直扫描电路120供应的控制信号φTX控制，并且在被接通时用作将光电二极管111的电荷传输到浮置扩散113的传输单元。

放大晶体管115的漏极连接到具有电源电压Vdd的电源布线，并且放大晶体管115的源极连接到选择晶体管116的漏极。选择晶体管116的源极连接到列信号线191。恒定电流源(未例示)连接到列信号线191。选择晶体管116由输入到栅极的控制信号φSEL控制，并且当被接通时使得放大晶体管115的源极和列信号线191彼此连接，以用作源极跟随器。在这个时候，基于浮置扩散113的电压的输出信号经由每一列上的列信号线191输出到读出单元140。以这种方式，放大晶体管115用作输出根据所传输的电荷的信号的信号输出单元，并且浮置扩散113具有作为信号输出单元的输入节点接收所传输的电荷的功能。

复位晶体管114的漏极连接到具有电源电压Vdd的电源布线，并且复位晶体管114的源极连接到浮置扩散113。复位晶体管114由输入到栅极的控制信号φRES控制，并且当被接通时使浮置扩散113的电压复位。

要注意的是，对晶体管的源极和漏极的参考可以根据晶体管的导通类型、聚焦功能等而不同，并且可以通过与以上描述的源极和漏极相反的名称来进行参考。

要注意的是，尽管在图2中例示在像素110中设置单个光电二极管111的配置作为示例，但是配置不限于此。例如，可以采用这种像素配置：在一个像素中设置多个光电二极管和多个传输晶体管，并且使电荷从多个光电二极管传输到一个浮置扩散。

如上面所讨论的，在本实施例中，固态成像设备具有温度传感器电路170和像素110，温度传感器电路170具有温度传感器171，每个像素具有光电二极管111作为光电转换元件。对于这种配置，本申请的发明人已经发现，温度传感器171可能响应于供应至温度传感器171的电流而发射光，并且因为该光在光电转换元件中被光电转换而在输出信号中可能出现噪声。例如，当温度传感器171是二极管、双极晶体管等时，在二极管或双极晶体管的PN结等中流动的大电流可能造成其光发射。以这种方式，噪声可能会由于在固态成像设备内设置温度传感器171而出现。因此，当温度传感器171与光电转换元件一起形成时，这种噪声的减少可能是目标。

为了解决这个问题，在本实施例中，固态成像设备包括光减少单元172，光减少单元172适于减少从温度传感器171发射并且然后进入像素110的光。例如，光减少单元172可以减小在温度传感器171处的光发射量。可替代地，光减少单元172可以减少发射的光中的进入像素110的光的量。以这种方式，光减少单元172允许减小噪声，该噪声由于来自温度传感器171的光的光电转换而出现。因此，可以提供具有减小的由于温度传感器171引起的噪声的固体成像设备。

要注意的是，尽管在图1中光减少单元172被绘制在温度传感器电路170内，但是光减少单元172的功能可以在温度传感器电路170的外部，或者可以被包括在其它块中。例如，光减少单元172可以与图1中绘制的块分开地设置或者可以被嵌入在像素阵列100内。

第二实施例

在下面的实施例中，将更详细地描述在第一实施例中描述的光减少单元172的配置的具体示例。图3是例示根据第二实施例的温度传感器电路170的示例配置的等效电路图。要注意的是，由于除温度传感器电路170以外的特征与第一实施例的特征相同，因此将省略其描述。温度传感器电路170具有温度传感器171、开关173和恒定电流源174。在本实施例中，温度传感器171是NPN型双极晶体管。另外，开关173和恒定电流源174中的至少一个与第一实施例中描述的光减少单元172对应。

在温度传感器171中，电源电压Vdd被施加到温度传感器171的集电极，并且偏置电压Vb被施加到基极。温度传感器171的发射极连接到开关173的一端，并且开关173的另一端连接到恒定电流源174。温度传感器171的发射极形成温度传感器电路170的输出端子OUT。恒定电流源174供应在温度传感器171的集电极-发射极中流动的电流。恒定电流源174可以具有改变供应电流的功能。例如，开关173被来自控制电路130的控制信号控制为接通或关断。通过关断开关173，可以停止在温度传感器171的集电极-发射极中流动的电流。

温度传感器171的发射极电压(即，输出端子OUT的电压)依赖于温度。因此，通过使恒定电流源174在温度传感器171中流过恒定电流，可以从输出端子OUT中获取根据温度的信号。另外，当由恒定电流源174供应的电流改变时，改变之前与改变之后的发射极电压之间的差也依赖于温度。因此，恒定电流源174可以被配置为能够供应两种或更多种类型的电流，并且可以通过获取与相应电流对应的两个或更多个发射极电压的差来输出根据温度的信号。

在本实施例中，例如，开关173可以用作光减少单元172。在测量温度的时段(第一时段)中，通过将开关173控制为接通状态，可以控制向温度传感器171供应预定的电流。另一方面，在不测量温度的时段(第二时段)中，通过将开关173控制为关断状态，可以控制对温度传感器171的电流供应停止。由此，由于在第二时段期间抑制来自温度传感器171的光发射，因此能够减小由于温度传感器引起的噪声。

要注意的是，尽管温度传感器171在图3中被绘制为NPN型双极晶体管，但是温度传感器171不限于此。例如，通过适当地改变电路配置，可以使用PNP型双极晶体管、使用PN结的二极管等。

图4是例示根据第二实施例的固态成像设备的读出驱动定时的两帧的示例的时序图。图4例示了当固态成像设备捕获运动图像时重复用于获取形成一帧图像的信号的像素驱动时段和不执行对形成图像的信号的输出的垂直消隐时段(第一消隐时段)的驱动方法。换句话说，垂直消隐时段是列电路141读出从像素110输出的一帧的信号的处理与列电路141读出下一帧的信号的处理之间的时段。

在垂直消隐时段内执行用于测量温度的温度传感器电路170的驱动。这个时段与第一时段对应。在这个第一时段中，例如，通过将开关173控制为接通状态，向温度传感器171供应电流。在图4的“电流供应”的时序图中，高电平指示开关173处于接通状态，而低电平指示开关173处于关断状态。在第二时段(即，不测量温度的时段)中，开关173被控制成处于关断状态，并且没有电流被供应至温度传感器171。通过使用这种驱动方法，实现了用于缩短向温度传感器171供应电流的时段的驱动，并且可以减小由于温度传感器171引起的噪声。

要注意的是，尽管图4中例示的驱动方法是每帧执行一次温度测量的示例，但是次数不限于此，并且可以每帧执行多次温度测量。在每帧执行多次温度测量的驱动方法中，当能够确保足够的时间用于温度测量时，可以在像素驱动时段内的水平消隐时段(第二消隐时段)中执行温度测量。在这里，水平消隐时段是在读出信号的一帧中在第一行的信号输出单元输出信号的处理与不同于第一行的第二行的信号输出单元输出信号的处理之间的时段。

要注意的是，代替在第二时段中停止供应至温度传感器171的电流，第二时段中供应的电流可以小于第一时段中供应的电流。例如，当恒定电流源174能够改变供应电流时，在第二时段中由恒定电流源174供应至温度传感器171的电流可以被控制为小于在第一时段中供应的电流。在这种配置中，恒定电流源174可以用作光减少单元172。在这种情况下，由于来自温度传感器171的光发射可以在第二时段中更小，因此可以减少由于温度传感器171引起的噪声。此外，与在不测量温度的时段中停止电流供应的情况相比，对电流量改变的响应可以更快。要注意的是，在这种配置中，可以省略开关173。

以这种方式，在本实施例中，开关173和恒定电流源174两者可以用作控制供应至温度传感器171的电流的电流控制电路。这种电流控制电路执行控制，使得在第一时段中将预定电流供应至温度传感器171。此外，电流控制电路将在第二时段中供应至温度传感器171的电流控制为小于第一时段中供应至温度传感器171的电流或停止。由此，电流控制电路用作光减少单元172。

作为光减少单元172的电流控制电路可以是除图4中例示的配置之外的其它电路配置。例如，通过设置多个恒定电流源使得要连接到温度传感器171的恒定电流源的数量通过开关是可选的，可以将到温度传感器171的供应电流配置为可变的。

第三实施例

图5是例示根据第三实施例的固态成像设备的示例配置的框图。如图5所示，在读出单元140内，除了用于像素110的列电路141(第一读出电路)之外，本实施例的固态成像设备还具有用于温度传感器电路170的列电路142(第二读出电路)。由于其它特征与第一实施例的特征相同，因此将省略其描述。响应于控制电路130进行的控制，列电路142执行读出，用于从温度传感器电路170获取根据温度的信号。要注意的是，虽然在本实施例中可以适当地选择温度传感器电路170的配置，但是将提供作为具有如图3所示的相同配置的温度传感器电路170的描述作为示例。

图6A和图6B是例示根据第三实施例的固态成像设备的驱动定时的示例的时序图。图6A是例示从像素110读出一行信号的方法的时序图。在时间t1之前的时间，控制信号φSEL变为高电平，并且选择晶体管116接通，目标(subject)行上的像素110被选择。在这个时候，控制信号φRES为高电平，并且复位晶体管114处于接通状态，并且因此浮置扩散113的电位被复位。在时间t1处，控制信号φRES变为低电平，并且复位晶体管114被关断。由此，复位电位被保持在浮置扩散113中。在这个时候，在列信号线191上出现基于浮置扩散113的复位电位的电位，并且电位的读出由列电路141执行。在这个时候读出的信号被称为N信号。

在时间t2处，控制信号φΤΧ暂时变为高电平，并且传输晶体管112接通。由此，通过光电转换在光电二极管111中累积的电荷被传输到浮置扩散113，并且浮置扩散113的电位根据所传输的电荷的量而改变。在这个时候，基于浮置扩散113的电位的电位出现在列信号线191上，并且电位的读出由列电路141执行。在这个时候读出的信号被称为S信号。在时间t3处，控制信号φRES再次变为高电平，目标像素110返回到复位状态。然后，控制信号φSEL再次变为低电平，并且选择晶体管116被关断，并且由此释放对目标行上的像素110的选择并且完成读出。

如上所述，从时间t1到时间t2的时段是N信号的读出时段，并且从时间t2到时间t3的时段是S信号的读出时段。在读出N信号和S信号之后，列电路141通过执行用于获取S信号与和N信号之间的差的相关双采样来生成与入射光对应的像素信号。

图6B是例示从温度传感器电路170读出信号的方法的时序图。在本驱动方法中，作为示例，例示了通过由向温度传感器171供应两种类型的电流值的恒定电流源174依次读出两个信号的驱动方法。在这种情况下，两个输出信号的差是与温度对应的信号。在时间t1'处，恒定电流源174开始以第一设定值向温度传感器171供应电流(设定1)。由此，温度传感器电路170的输出电位变为第一值(输出1)。然后，在时间t2'之前的时间t5处，恒定电流源174停止供应设定1的电流。

在时间t2'处，恒定电流源174开始以第二设定值向温度传感器171供应电流(设定2)。由此，温度传感器电路170的输出电位变为第二值(输出2)。然后，在时间t3'之前的时间t7处，恒定电流源174停止供应设定2的电流。

列电路142读出上述输出1和输出2的输出电位，以获取两个信号。当可以按照与上述N信号和S信号相同的方式处理这些信号时，列电路142可以由与列电路141相同的电路形成。但是，在本实施例中，向温度传感器供应电流的时间(t5-t1'，t7-t2')短于N信号或S信号的读出时间(t2-t1，t3-t2)，如图6A和图6B中所示。换句话说，列电路142读出一个信号的时段的长度短于列电路141读出一个信号的时段的长度。由此，温度传感器171的光发射量减少，并且由于温度传感器171引起的噪声能够减少。

图7是例示根据第三实施例的固态成像设备的读出驱动定时的两帧的示例的时序图。如所绘制的，在垂直消隐时段内执行向温度传感器171的电流供应和从温度传感器171的读出。在垂直消隐时段中不执行像素110的读出驱动。因此，即使当如图5所示以整体方式在读出单元140中设置列电路141和列电路142时，也不要求像素110的驱动和温度传感器电路170的驱动彼此对应。这允许像素110和温度传感器电路170之间的读出时间不同。

要注意的是，列电路141和列电路142可以形成为分离的电路，并由此可以实现驱动以便使像素110与温度传感器电路170之间的读出时间不同。在这种情况下，向温度传感器171的电流供应和温度传感器171的读出可以不在垂直消隐时段内。

另外，当可以确保足够的时间用于温度测量时，可以在像素驱动时段内的水平消隐时段中执行温度测量。

第四实施例

图8是根据第四实施例的温度传感器电路170的等效电路图。在本实施例中，将描述在第二实施例中描述的温度传感器电路170的配置的更具体示例。除了温度传感器171，开关173和恒定电流源174之外，本实施例的温度传感器电路170还具有偏置电压供应电路175和输出放大电路176。偏置电压供应电路175是供应偏置电压Vb的电路，其中偏置电压Vb被供应至温度传感器171的基极。输出放大电路176是放大温度传感器171的发射极电压并输出放大的电压的电路。偏置电压供应电路175和输出放大电路176中的每一个都包括至少诸如差分放大器的放大器。

偏置电压供应电路175包括用作电压跟随器的差分放大器和由电阻器元件形成的、用于向差分放大器的非反相输入端子供应预定电压的分压器电路。这使得由电阻器元件的电阻比定义的预定偏置电压被供应至温度传感器171的基极。

输出放大电路176包括用作电压放大电路的差分放大器，以及用于设定放大因子、保持电压等的电容器元件和开关。由此，发射极电压以由电容器元件的电容比定义的预定放大因子被放大。

对于温度传感器171，如在第二实施例中描述那样，在某个时段中执行停止电流供应或减少电流供应量的控制。相反，包括在偏置电压供应电路175和输出放大电路176中的差分放大器总是由电源线导通，如图8所示。换句话说，差分放大器在第一时段和第二时段中都被供应有电流。采用这种配置的原因在于，虽然由于在温度传感器171中流动的电流较大而使得光发射的影响较大，但是由于即使在差分放大器总是导通时在差分放大器中流动的电流相对较小而使得该影响较小。更确切地说，由于响应速度对于包括在偏置电压供应电路175和输出放大电路176中的差分放大器是重要的，因此优选的是差分放大器总是导通，以有更快的响应速度。

要注意的是，偏置电压供应电路175和输出放大电路176的电路配置可以不同于图8中的电路配置，只要可以实现同样的功能即可。

第五实施例

图9例示了根据第五实施例的固态成像设备的示意性平面图。图9例示了上面形成固态成像设备的半导体基板200(诸如硅)上形成的一些元件的布置。即，图9例示了包括像素110的像素阵列100、包括温度传感器171的温度传感器电路170以及布置在像素阵列100和温度传感器电路170之间的电路元件210。这个电路元件210可以是不包括像素110的任何元件。例如，电路元件210可以是垂直扫描电路120、控制电路130等。

通过将像素110以外的电路元件210布置在像素110和温度传感器171之间，可以增加像素110和温度传感器171之间的距离。这可以减少在温度传感器171处出现并且然后进入像素110的光的量，这减少了通过该光的光电转换而出现的噪声。因此，可以提供具有减少的由于温度传感器171引起的噪声的固态成像设备。换句话说，本实施例中的电路元件210可以用作减少进入像素110的光的光减少单元172。

第六实施例

图10例示了根据第六实施例的固态成像设备的示意性平面图。图10例示了上面形成固态成像器件的半导体基板200(诸如硅)上形成的一些元件的布置。即，图10例示了包括成像像素区域100a和遮光像素区域100b的像素阵列100以及包括温度传感器171的温度传感器电路170。

成像像素区域100a是其中布置成像像素的区域，其中成像像素被配置为使得光可以进入光电二极管111。遮光区域100b是其中布置遮光像素的区域，其中遮光像素具有被遮光的光电二极管111。遮光像素是输出用作参考值的参考信号的像素，该参考值用于校正像素信号的暗电平。如果从温度传感器171发射的光进入遮光像素，那么校正暗电平的参考值将变化，这可能非常影响图像质量。

如图10所示，遮光像素区域100b沿像素阵列100的左边缘和下边缘布置，成像像素区域100a布置在像素阵列100的剩余区域中，并且温度传感器电路170布置在像素阵列100外部的右上部。即，成像像素区域100a布置在遮光像素区域100b和温度传感器电路170之间，这允许在成像像素区域100a的遮光像素与温度传感器171之间增加距离的布置。这可以减少在温度传感器171处出现并且然后进入遮光像素的光的量，这将减少由于该光的光电转换而出现的、对于用于校正暗电平的参考值的噪声。因此，可以提供具有减少的由于温度传感器引起的噪声的固态成像设备。换句话说，本实施例中的成像像素区域100a可以用作减少进入遮光像素区域100b的遮光像素的光的光减少单元172。

第七实施例

接下来，将描述对其应用根据上述实施例的固态成像设备的示例装置。图11是例示根据本实施例的成像系统500的配置的框图。图11中例示的固态成像设备300是在以上第一实施例至第六实施例中描述的固态成像设备中的任何一种。能够对其应用固态成像设备300的成像系统500可以是例如数码静态相机、数码摄像机、监控相机等。图11例示了对其应用上述实施例中的任何一个实施例中描述的固态成像设备300的数码静态相机的示例配置。

图11中作为示例而例示的成像系统500具有固态成像设备300、将被摄体(subject)的光学图像捕获到固态成像设备300上的透镜502、用于改变穿过透镜502的光量的光圈504以及用于保护透镜502的挡板506。透镜502和光圈504形成将光会聚到固态成像设备300上的光学系统。

成像系统500还具有处理从固态成像设备300输出的输出信号的信号处理单元508。信号处理单元508执行对输入信号执行各种校正或压缩(如有必要)并输出信号的信号处理的操作。信号处理单元508可以具有用于对从固态成像设备300输出的输出信号执行AD转换处理的功能。在这种情况下，固态成像设备300不一定需要在其中具有AD转换电路。

成像系统500还具有用于在其中暂时存储图像数据的缓冲存储器单元510和用于与外部计算机等通信的外部接口单元(外部I/F单元)512。成像系统500还具有用于执行图像拾取数据的存储或读出的存储介质514(诸如半导体存储器)和用于在存储介质514上执行存储或读出的存储介质控制接口单元(存储介质控制I/F单元)516。要注意的是，存储介质514可以被嵌入成像系统500中或者可以是可移除的。

成像系统500还具有执行各种计算并控制整个数码静态相机的总体控制/操作单元518以及将各种定时信号输出到固态成像设备300和信号处理单元508的定时发生单元520。在这里，定时信号等可以从外部输入，并且成像系统500可以具有至少固态成像设备300和处理从固态成像设备300输出的输出信号的信号处理单元508。总体控制/操作单元518和定时发生单元520可以被配置为实现固态成像设备300的控制电路130等的功能的一部分或全部。

固态成像设备300将成像信号输出到信号处理单元508。信号处理单元508对从固态成像设备300输出的成像信号执行预定的信号处理，并输出图像数据。另外，信号处理单元508使用成像信号来生成图像。

使用第一实施例至第六实施例中的任何一个实施例的固态成像设备300来形成成像系统可以实现能够获取更高质量图像的成像系统。

第八实施例

图12A和图12B是根据本实施例的成像系统600和移动装置的配置的图。图12A例示了与车载相机相关的成像系统600的示例。成像系统600具有固态成像设备300。固态成像设备300是以上第一实施例至第六实施例中描述的固态成像设备300中的任何一个。成像系统600具有对由固态成像设备300获取的多个图像数据执行图像处理的图像处理单元612以及从由成像系统600获取的多个图像数据计算视差(parallax)(视差图像的相位差)的视差计算单元614。另外，成像系统600具有基于计算出的视差来计算到物体的距离的距离测量单元616以及基于计算出的距离来确定是否存在碰撞可能性的碰撞确定单元618。在这里，视差计算单元614和距离测量单元616是获取关于到物体的距离的距离信息的距离信息获取单元的示例。即，距离信息是关于视差、离焦量(defocus)、到物体的距离等的信息。碰撞确定单元618可以使用距离信息中的任何一个来确定碰撞可能性。距离信息获取单元可以通过专门设计的硬件来实现，或者可以通过软件模块来实现。另外，距离信息获取单元可以由现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等实现或者可以通过其组合来实现。

成像系统600连接到车辆信息获取设备620并且可以获取车辆信息(诸如车辆速度、偏航率(yaw rate)、转向角度等)。另外，成像系统600与控制ECU 630连接，该控制ECU630是基于碰撞确定单元618的确定结果输出用于使车辆生成制动力的控制信号的控制设备。即，控制ECU 630是基于距离信息控制移动装置的移动装置控制单元的示例。另外，成像系统600与警报设备640连接，该警报设备640基于碰撞确定单元618的确定结果向驾驶员发出警报。例如，当作为碰撞确定单元618的确定结果，碰撞可能性高时，控制ECU 630执行车辆控制，以通过施加制动、推回加速器、抑制发动机功率等来避免碰撞或减少损坏。警报设备640通过拉响警报(诸如声音)，在汽车导航系统等的显示器上显示警报信息、向座椅安全带或方向盘提供振动等来警告用户。

在本实施例中，通过使用成像系统600来捕获车辆周围的区域，例如前方区域或后方区域。图12B例示了在捕获车辆的前方区域(捕获区域650)的情况下的成像系统600。车辆信息获取设备620发送指令，以操作成像系统600并执行捕获。根据第一实施例至第六实施例中任何一个实施例的固态成像设备300的使用允许本实施例的成像系统600进一步提高测距准确度。

尽管在上面的描述中已经例示了用于避免与另一个车辆碰撞的控制的示例，但是该实施例适用于跟随另一个车辆的自动驾驶控制，不从车道出来的自动驾驶控制等。此外，成像系统不限于车辆(诸如本主题车辆)，并且可以例如应用于移动装置(移动的装置)，诸如船舶、飞机或工业机器人。此外，成像系统可以广泛地应用于利用对象识别的设备，诸如智能交通系统(ITS)，而不限于移动装置。

其它实施例

本发明的实施例也可以通过读取并执行记录在储存介质(也可更全地称为“非暂态计算机可读储存介质”)上的计算机可执行指令(例如，一个或者多个程序)以执行上述实施例中的一个或者多个的功能的和/或包括用于执行上述实施例中的一个或者多个的功能的一个或者多个电路(例如，专用集成电路(ASIC))的系统或装置的计算机，以及由系统或装置的计算机通过例如从储存介质读取并执行计算机可执行指令来执行上述实施例中的一个或者多个的功能和/或控制一个或者多个电路来执行上述实施例中的一个或者多个的功能执行的方法来实现。计算机可以包括一个或多个处理器(例如，中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU))，并且可以包括单独的计算机或单独的处理器的网络以读取和执行计算机可执行指令。计算机可执行指令可以例如从网络或储存介质被提供给计算机。储存介质可以包括，例如，硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、分布式计算系统的储存器、光盘(诸如高密度盘(CD)、数字通用盘(DVD)、或蓝光盘(BD)^TM)、闪存设备、以及存储卡等中的一个或多个。

其它实施例

本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给系统或装置，该系统或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。

虽然已经参照示例性实施例描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于公开的示例性实施例。以下权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包括所有这样的修改以及等同的结构和功能。

例如，应当认识到的是，其中任何实施例的特征的一部分被添加到另一个实施例或被另一个实施例的特征的一部分替代的实施例被认为是可以对其应用本发明的实施例。

Claims (12)

1.一种固态成像设备，其特征在于，包括：

像素阵列，包括被对准以便形成多个行和多个列的多个像素，每个像素都具有光电转换元件；

第一读出电路，被配置为以列为基础从所述多个像素中读出信号；

温度传感器，被配置为输出根据温度的信号；以及

电流控制电路，被配置为控制供应至所述温度传感器的电流，

其中所述电流控制电路在第一时段中执行控制，使得预定电流被供应至温度传感器，并且在第二时段中执行控制，使得供应至所述温度传感器的电流变得小于所述预定电流或停止，并且

其中第一时段设定在第一消隐时段中，第一消隐时段在第一读出电路读出从所述多个像素输出的信号的一帧的处理与第一读出电路读出从所述多个像素输出的信号的下一帧的处理之间。

2.根据权利要求1所述的固态成像设备，

其中所述多个像素中的每一个像素还具有传输单元和信号输出单元，所述传输单元被配置为传输通过光电转换在光电转换元件处生成的电荷，所述信号输出单元具有电荷被传输至的输入节点并输出根据所述输入节点的电位的信号，以及

其中第一时段被设定在第二消隐时段中，第二消隐时段在读出信号的一帧中在第一行上的信号输出单元输出信号的处理和在不同于第一行的第二行上的信号输出单元输出信号的处理之间。

3.根据权利要求1所述的固态成像设备，还包括被配置为从所述温度传感器读出信号的第二读出电路，

其中第二读出电路在第一时段中执行读出。

4.根据权利要求1所述的固态成像设备，还包括被配置为从所述温度传感器读出信号的第二读出电路，

其中第二读出电路读出一个信号的时段的长度短于第一读出电路读出一个信号的时段的长度。

5.根据权利要求1所述的固态成像设备，还包括被配置为向所述温度传感器供应偏置电压的电压供应电路，

其中在第一时段和第二时段两者期间，电流被供应至所述电压供应电路中包括的放大器。

6.根据权利要求1所述的固态成像设备，还包括被配置为放大从所述温度传感器输出的信号的输出放大电路，

其中在第一时段和第二时段两者期间，电流被供应至所述输出放大电路中包括的放大器。

7.根据权利要求1所述的固态成像设备，还包括布置在所述像素阵列与所述温度传感器之间且不包括像素的电路元件。

8.根据权利要求1所述的固态成像设备，

其中所述多个像素包括其中光进入光电转换元件的成像像素和其中光电转换元件被遮光的遮光像素，并且

其中所述成像像素布置在所述遮光像素和所述温度传感器之间。

9.根据权利要求1所述的固态成像设备，其中所述温度传感器包括二极管。

10.根据权利要求1所述的固态成像设备，其中所述温度传感器包括双极晶体管。

11.一种成像系统，其特征在于，包括：

根据权利要求1至10中任一项所述的固态成像设备；以及

信号处理单元，被配置为处理从所述固态成像设备输出的信号。

12.一种移动装置，其特征在于，包括：

根据权利要求1至10中任一项所述的固态成像设备；

距离信息获取单元，被配置为从基于来自所述固态成像设备的信号的视差图像获取到物体的距离的距离信息；以及

移动装置控制单元，适于基于所述距离信息来控制所述移动装置。