CN110036632B - 固体摄像装置以及使用该固体摄像装置的摄像装置 - Google Patents

固体摄像装置以及使用该固体摄像装置的摄像装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110036632B
CN110036632B CN201780075076.2A CN201780075076A CN110036632B CN 110036632 B CN110036632 B CN 110036632B CN 201780075076 A CN201780075076 A CN 201780075076A CN 110036632 B CN110036632 B CN 110036632B
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
imaging device
analog
solid
test
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201780075076.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110036632A (zh
Inventor
生熊诚
网川裕之
鬼头崇泰
荻田进一
松尾纯一
远藤康行
德山克巳
阿部哲也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nuvoton Technology Corp Japan
Original Assignee
Nuvoton Technology Corp Japan
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nuvoton Technology Corp Japan filed Critical Nuvoton Technology Corp Japan
Publication of CN110036632A publication Critical patent/CN110036632A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110036632B publication Critical patent/CN110036632B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
    • H01L27/14605—Structural or functional details relating to the position of the pixel elements, e.g. smaller pixel elements in the center of the imager compared to pixel elements at the periphery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/142—Energy conversion devices
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N17/00—Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details
    • H04N17/002—Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details for television cameras
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/54—Mounting of pick-up tubes, electronic image sensors, deviation or focusing coils
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/73—Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing the exposure time
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/80—Camera processing pipelines; Components thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/50—Control of the SSIS exposure
    • H04N25/53—Control of the integration time
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/50—Control of the SSIS exposure
    • H04N25/53—Control of the integration time
    • H04N25/532—Control of the integration time by controlling global shutters in CMOS SSIS
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/50—Control of the SSIS exposure
    • H04N25/57—Control of the dynamic range
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/50—Control of the SSIS exposure
    • H04N25/57—Control of the dynamic range
    • H04N25/58—Control of the dynamic range involving two or more exposures
    • H04N25/581—Control of the dynamic range involving two or more exposures acquired simultaneously
    • H04N25/583—Control of the dynamic range involving two or more exposures acquired simultaneously with different integration times
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/50—Control of the SSIS exposure
    • H04N25/57—Control of the dynamic range
    • H04N25/58—Control of the dynamic range involving two or more exposures
    • H04N25/581—Control of the dynamic range involving two or more exposures acquired simultaneously
    • H04N25/585—Control of the dynamic range involving two or more exposures acquired simultaneously with pixels having different sensitivities within the sensor, e.g. fast or slow pixels or pixels having different sizes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/50—Control of the SSIS exposure
    • H04N25/57—Control of the dynamic range
    • H04N25/59—Control of the dynamic range by controlling the amount of charge storable in the pixel, e.g. modification of the charge conversion ratio of the floating node capacitance
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/65—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to reset noise, e.g. KTC noise related to CMOS structures by techniques other than CDS
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/68—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to defects
    • H04N25/69—SSIS comprising testing or correcting structures for circuits other than pixel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/75—Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/78—Readout circuits for addressed sensors, e.g. output amplifiers or A/D converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R11/00—Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for
    • B60R11/04—Mounting of cameras operative during drive; Arrangement of controls thereof relative to the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R11/00—Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for
    • B60R2011/0001—Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for characterised by position
    • B60R2011/0003—Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for characterised by position inside the vehicle
    • B60R2011/0033—Rear-view mirrors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/90—Arrangement of cameras or camera modules, e.g. multiple cameras in TV studios or sports stadiums
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

本公开提供一种固体摄像装置以及使用该固体摄像装置的摄像装置。固体摄像装置(1)具备：像素阵列部(10)；列处理部(26)；测试信号生成电路(81)，生成测试用的第1数字信号；DAC(82)，将第1数字信号转换为第1模拟信号，并作为模拟像素信号的代替而供给至像素阵列部(10)或者列处理部(26)；以及判定电路(83)，测试信号生成电路(81)在摄像动作中的垂直回扫区间所包含的一个水平扫描期间内执行第1数字信号的生成动作，列处理部(26)在摄像动作中的所述垂直回扫区间所包含的所述一个水平扫描期间内执行从第1模拟信号向第2数字信号的转换动作。

Description

固体摄像装置以及使用该固体摄像装置的摄像装置
技术领域
本公开涉及固体摄像装置以及摄像装置。
背景技术
以往，在固体摄像装置中，为了实现像素部和ADC(Analog Digital Converter：模拟数字转换器)的测试电路，例如，提出了专利文献1所示的方法。
在专利文献1的方法中，在测试模式时，将由测试用像素生成的信号输入全部列的ADC，进行ADC的测试。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第8823850号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，根据该专利文献1，分开使用测试模式和通常模式，在测试模式下进行测试，但在通常模式即实际的摄像动作中无法进行测试。
近年来，固体摄像装置的ADC正在推进高比特、高速化。例如，搭载有分辨率为12比特以上、AD转换频率为数百MHz以上的ADC。为了进行这样的ADC的测试，需要输入高速且精度高的模拟数据，并且需要进行从固体摄像装置输出的高速且高比特的数字信号的测试的测试器。
然而，在摄像动作中，与摄像动作同步地进行从外部输入这样的高精度的模拟信号、向外部高速地输出这样的数字信号并进行判定这样的测试是极为困难的。
本公开提供一种在摄像动作中进行测试的固体摄像装置以及摄像装置。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本公开中的固体摄像装置具备：像素阵列部，具有以矩阵状配置的多个像素电路；列处理部，为了将模拟像素信号转换为数字像素信号，具有按所述多个像素电路的每列设置的列ADC；测试信号生成电路，生成测试用的第1数字信号；DAC，将所述第1数字信号转换为第1模拟信号，将所述第1模拟信号作为所述模拟像素信号的代替而供给至所述像素阵列部或者所述列处理部；以及判定电路，判定所述第 1数字信号与第2数字信号的差分是否在期待值的范围内，所述第2数字信号是由所述列处理部从所述第1模拟信号转换得到的信号，所述测试信号生成电路在摄像动作中的垂直回扫区间所包含的一个水平扫描期间内执行所述第1数字信号的生成动作，所述列处理部在摄像动作中的所述垂直回扫区间所包含的所述一个水平扫描期间内执行从所述第1模拟信号向第2数字信号的转换动作。
发明效果
根据本公开的固体摄像装置以及摄像装置，能够在摄像动作中进行测试。
附图说明
图1是表示实施方式1中的固体摄像装置的结构例的框图。
图2A是表示实施方式1中的像素电路的电路例的图。
图2B是表示实施方式1中的像素电路的读出动作的时序图。
图3A是表示实施方式1中的像素电路的通常的像素信号的读出动作的时序图。
图3B是表示实施方式1中的像素电路的测试时的像素信号的读出动作的时序图。
图4是表示按每个垂直扫描期间被更新的作为测试信号的第1模拟信号的例子的图。
图5是表示按每个垂直扫描期间被更新的作为测试信号的第1模拟信号的其他例子的图。
图6是表示实施方式2中的固体摄像装置的结构例的框图。
图7是表示实施方式3中的固体摄像装置的结构例的框图。
图8是表示实施方式3中的垂直扫描电路的一部分的结构例的电路图。
图9是表示实施方式3中的通常的像素信号的读出动作的时序图。
图10是表示实施方式3中的测试时的像素信号的读出动作的时序图。
图11是表示实施方式3中的测试时的像素信号的读出动作的时序图。
图12是表示实施方式3中的电压比较器的结构例的电路图。
图13是表示实施方式4中的固体摄像装置的结构例的框图。
图14A是表示实施方式5所涉及的摄像装置的结构例的框图。
图14B是表示实施方式5所涉及的摄像装置的其他结构例的框图。
图15A是表示实施方式5所涉及的摄像装置的向机动车的搭载例的图。
图15B是表示实施方式5所涉及的图15A的搭载例中的摄像范围的一例的图。
具体实施方式
以下，参照附图，对用于实施本公开的方式所涉及的固体摄像装置进行说明。
但是，有时省略必要以上的详细说明。
例如，存在省略对已经公知的事项的详细说明或实质上相同的结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，使本领域技术人员容易理解。另外，附图以及以下的说明用于本领域技术人员能够充分理解本公开，并不意图通过这些来限定权利要求所记载的主题。即，以下的实施方式均表示本公开的一个具体例，数值、形状、结构要素、结构要素的配置位置以及连接方式、处理的顺序等是一个例子，并不限定本公开。
(实施方式1)
[固体摄像装置的结构例]
图1是表示实施方式所涉及的固体摄像装置1的结构例的框图。
图1所示的固体摄像装置1具备像素阵列部10、水平扫描电路12、垂直扫描电路14、多个垂直信号线19、定时控制部20、列处理部26、参考信号生成部27、输出电路28以及信号处理部80。此外，固体摄像装置 1具备从外部接受主时钟信号的输入的MCLK端子、用于与外部之间发送接收指令或者数据的DATA端子、用于向外部发送影像数据的D1端子等，除此之外还具备供给电源电压、接地电压的端子类。
像素阵列部10具有以矩阵状配置的多个像素电路3。多个像素电路3 在图1中被配置为n行m列。
在此，对像素电路3的结构例进行说明。
图2A是表示实施方式1所涉及的像素电路3的电路例的图。此外，图2B是表示实施方式1中的像素电路3的读出动作的时序图。
在图2A中像素电路3具备光电二极管PD、浮动扩散层FD、读出晶体管TR、复位晶体管RS、放大晶体管SF以及选择晶体管SEL。
光电二极管PD是进行光电转换的受光元件，生成与受光量相应的电荷。
浮动扩散层FD临时保持从光电二极管PD读出并经由读出晶体管TR 读出的电荷。
读出晶体管TR根据读出控制线φTR的读出控制信号，从光电二极管PD向浮动扩散层FD读出(即传输)电荷。
复位晶体管RS根据复位控制线φRS的复位控制信号，将浮动扩散层FD的电荷复位。由此，浮动扩散层FD被复位为电源电压。复位晶体管RS的源极与浮动扩散层FD连接，漏极与复位电源线φVDCL连接，栅极与复位控制线φRS连接。复位电源线φVDCL可以是固定的电源电压，但可以如图2B所示，仅在选择时成为电源电压，在非选择时成为接地电平或者低电平。此外，图2B中的从复位控制线φRS的正脉冲被读出至控制线φTR的正脉冲为止成为曝光期间。
放大晶体管SF将浮动扩散层FD的电压作为模拟像素信号经由选择晶体管SEL输出到垂直信号线19。模拟像素信号包括刚刚由复位晶体管 RS复位之后从放大晶体管SF输出到垂直信号线19的复位电平、和刚刚由读出晶体管TR读出之后从放大晶体管SF输出到垂直信号线19的信号电平。
选择晶体管SEL根据选择控制线φSEL的选择控制信号，选择是否向垂直信号线19输出放大晶体管SF的像素信号。
另外，在图2A中，示出了所谓的一个像素一个单元结构的像素电路的例子，但像素电路3也可以是所谓的多个像素一个单元结构。多个像素一个单元结构的像素电路例如可以是具有多个光电二极管PD，在单位单元内多个光电二极管共享浮动扩散层FD、复位晶体管RS、放大晶体管 SF以及选择晶体管SEL中的任一个或者全部的结构。
图1的水平扫描电路12通过依次扫描列处理部26内的存储器256 来输出AD转换后的像素信号。该扫描可以与列AD电路的排列顺序相同。
垂直扫描电路14以行为单位来扫描按像素阵列部10内的像素电路3 的每行设置的水平扫描线组15(也称为行控制线组)。由此，垂直扫描电路14以行为单位选择像素电路3，从属于所选择的行的像素电路3同时向m条垂直信号线19输出像素信号。水平扫描线组15与像素电路的行数目相同地设置。在图1中，设置有n个水平扫描线组15(在图1中为 V1、V2、……、Vn)。每个水平扫描线组15包括复位控制线φRS、读出控制线中TR、选择控制线φSEL以及复位电源线φVDCL。
垂直信号线19按像素阵列部10内的像素电路3的每列设置，将来自属于所选择的行的像素电路3的像素信号向列AD电路25传递。多条垂直信号线19在图1中由m条垂直信号线H1～Hm构成。多条ADC输入线在图1中由m条ADC输入线ADIN1～ADINm构成。
定时控制部20通过生成各种控制信号组来控制固体摄像装置1的整体。各种控制信号组中包括控制信号组CN1、CN2、CN4、CN5、CN8、计时时钟信号CK0。例如，定时控制部20经由端子接受主时钟MCLK，生成各种内部时钟，控制水平扫描电路、垂直扫描电路等。
列处理部26具备按每列设置的列AD电路25和测试用电路25t。各列AD电路25对来自垂直信号线19的像素信号进行AD转换。更具体而言，列AD电路25对模拟像素信号的复位电平以及信号电平分别进行数字化，进行将数字化后的复位电平与数字化后的信号电平的差分作为数字像素信号来检测的相关双检测。
每个列AD电路25具备电压比较器252、计数部254以及存储器256。
电压比较器252将来自垂直信号线19的模拟的像素信号与由参考信号生成部27生成的包括斜坡波形(即三角波)的参考信号RAMP进行比较，例如，在前者比后者大时，将表示比较结果的输出信号反转。对模拟像素信号的复位电平和信号电平分别进行比较。
计数部254对从参考信号RAMP中的三角波的变化开始到电压比较器252的输出信号反转为止的时间进行计数。由于直到反转为止的时间根据模拟像素信号的值而确定，因此计数值成为数字化后的像素信号的值。
存储器256保持计数部254的计数值即数字的像素信号。
测试用电路25t具有与列AD电路25相同的内部结构，但代替垂直信号线19而与测试信号线8连接的这一点不同。具体而言，测试用电路 25t代替输入来自垂直信号线19的模拟的像素信号，而输入来自测试信号线8的测试用的第1模拟信号。第1模拟信号由测试用电路25t转换为数字值，作为第2数字信号输出到信号处理部80。
参考信号生成部27生成包括三角波的参考信号RAMP，并将参考信号RAMP输出到各列AD电路25内的电压比较器252的正输入端子。
输出电路28将数字的像素信号输出到影像数据端子D1。
信号处理部80具备测试信号生成电路81、DAC(Digital Analog Converter：数模转换器)82以及判定电路83。
测试信号生成电路81生成测试用的第1数字信号D1。第1数字信号 D1包括时间上前后的第1数字值(Dr)以及第2数字值(Ds)。
DAC82是功能安全用的数字-模拟转换器。具体而言，DAC82将由测试信号生成电路81生成的第1数字信号转换为第1模拟信号A1，将转换后的第1模拟信号A1作为模拟像素信号的代替而供给至像素阵列部10 或者列处理部26。在图1中，示出了第1模拟信号被供给至列处理部26 的测试用电路25t的例子。第1模拟信号包括时间上前后的第1模拟值 (Ar)以及第2模拟值(As)。第1模拟值(Ar)是第1数字值(Dr)的 DA转换结果。第2模拟值(As)是第2数字值(Ds)的DA转换结果。
判定电路83判定第1数字信号与由列处理部26从第1模拟信号转换得到的第2数字信号的差分是否在期待值的范围内。具体而言，若判定电路83判定第1数字信号与第2数字信号的差分在期待值的范围内则判定为正常，若在范围外则判定为异常。期待值根据对固体摄像装置1要求的性能而被设定为0以上的值。
此外，图3A是表示实施方式所涉及的固体摄像装置1的通常的像素信号的读出动作的时序图。
在每一个水平扫描期间中，参考信号RAMP在图3A的递减计数期间(t10～t14)以及递增计数期间(t20～t24)中分别变为三角波。
递减计数期间(t10～t12)是用于对从放大晶体管SF输出的模拟像素信号中的复位分量Vrst的电平进行AD转换的期间。从递减计数期间的开始(三角波的变化开始)到电压比较器252的输出反转为止的时间由计数部254进行递减计数。该计数值是模拟像素信号的复位分量Vrst的 AD转换结果本身。以下，将包括递减计数期间(t10～t12)的t4～t14的期间称为复位电平读出期间Tr。
递增计数期间(t20～t22)是用于对从放大晶体管SF输出的模拟像素信号中的数据分量(信号分量Vsig+复位分量Vrst)的电平进行AD转换的期间。从递增计数期间的开始(三角波的变化开始)到电压比较器 252的输出反转为止的时间由计数部254进行递增计数。该递增计数将模拟像素信号的数据分量(Vsig+Vrst)转换为数字值。由于该递增计数是将表示复位分量Vrst的递减计数值设为初始值，因此递增计数期间结束时的计数值表示从数据分量中减去复位分量CDS(Correlated Double Sampling：相关双检测)的结果。即，递增计数期间结束时的计数值是表示模拟像素信号的信号分量Vsig的数字值本身。以下，将包括递增计数期间(t20～t22)的t14～t24的期间称为信号电平读出期间Ts。
这样，列AD电路25排除成为误差的各列的时钟脉冲相位差或计数延迟等的偏差，仅取出真正的信号分量Vsig，即进行数字CDS。
通过对n行依次进行这样的一个水平扫描期间的动作，得到一帧的图像。
图3B是表示实施方式1中的像素电路3的测试时的像素信号的读出动作的时序图。该动作在固体摄像装置1的摄像动作中的垂直回扫区间所包含的一个水平扫描期间内执行。换言之，图3A表示垂直回扫区间以外的一个水平扫描期间的读出动作，与此相对，图3B表示垂直回扫区间内的一个水平扫描期间的测试动作。图3B与图3A相比，主要不同点在于代替垂直信号线19而图示了测试信号A1(Ar、As)。以下，不重复说明与图3A相同的点，以不同点为中心进行说明。
测试信号作为模拟像素信号的代替，表示从DAC82供给至测试用电路25t的第1模拟信号A1。第1模拟信号A1是对测试信号生成电路81 中生成的第1数字信号D1进行DA转换后的信号。第1模拟信号A1所包含的第1模拟值Ar、第2模拟值As与第1数字值D1所包含的第1数字值Dr、第2数字值Ds对应。
在复位电平读出期间Tr中，测试用电路25t内的电压比较器252将参考信号RAMP的第1斜坡波形与第1模拟值Ar进行比较，在信号电平读出期间Ts中将参考信号RAMP的第2斜坡波形与第2模拟值As进行比较。
计数部254将表示从复位电平读出期间Tr中的第1斜坡波形的变化开始到电压比较器252的判定结果反转为止的时间的第1计数值、与表示从信号电平读出期间Ts中的2斜坡波形的变化开始到电压比较器252的判定结果反转为止的时间的第2计数值的差分作为第2数字信号D2输出。第2数字信号D2与第1数字信号D1的第1数字值Dr和第2数字值Ds 的差分对应，与第1模拟信号A1的第1模拟值Ar和第2模拟值As的差分对应。若固体摄像装置1没有异常，则第2数字值与第1数字值Dr和第2数字值Ds的差分一致或者收敛在误差的范围内。
这样，图1的固体摄像装置1能够使用测试信号生成电路81、DAC82、判定电路83、测试用电路25t，在摄像动作中进行回送方式的测试。测试用电路25t是与列AD电路25相同的结构，作为列AD电路25的代表，测试AD转换的线性的故障检测等。
接下来，对测试信号的具体例进行说明。
图4是表示按每个垂直扫描期间被更新的作为测试信号的第1模拟信号A1的例子的图。此外，图5是表示按每个垂直扫描期间被更新的作为测试信号的第1模拟信号A1的其他例子的图。
在图4以及图5中，横轴表示时间。图中的1V表示一个垂直扫描期间。图中的1H表示垂直回扫区间内的一个水平扫描期间。纵轴表示第1 模拟信号中包括的第1模拟值Ar以及第2模拟值As。第1模拟值Ar以及第2模拟值As是对测试信号生成电路81中生成的第1数字值D1以及第2数字值D2进行DA转换而得到的值。
测试信号生成电路81例如在摄像动作中的每个垂直回扫区间或者在摄像动作中的垂直回扫区间内的每个水平扫描期间，使第1数字信号D1 增加或者减少。
在图4的例子中，测试信号生成电路81在摄像动作中的每个垂直回扫区间，使第1数字值Dr仅增加给定步长量，将第2数字值Ds设为固定值的0。给定步长量例如可以大于在参考信号生成部27内生成参考信号的数字-模拟转换电路的最小步长量。此外，测试信号生成电路81反复进行使第1数字信号从下限值逐渐增加到上限值、或者使第1数字信号从上限值逐渐减少到下限值的动作。此外，测试信号生成电路81在多个垂直动作期间的整个期间内，反复进行使第1数字值Dr从下限值(例如0) 逐渐增加到上限值(例如与全范围对应的值)的动作。
此外，在图5的例子中，测试信号生成电路81在摄像动作中的每个垂直回扫区间，将第1数字值Dr作为固定值来生成，使第2数字值Ds 仅减少给定步长量。第1数字值Dr的固定值例如可以是与作为模拟像素信号的复位电平的电源电压AVDDP对应的值。此外，测试信号生成电路 81在多个垂直动作期间的整个期间内，反复进行使第2数字值Ds从上限值(例如与电源电压AVDDP对应的值)逐渐减少到下限值(例如0)的动作。
由此，能够高精度地进行列处理部26中的AD转换的线性的测试。
如上所述，实施方式1中的固体摄像装置1具备：像素阵列部10，具有以矩阵状配置的多个像素电路3；列处理部26，具有为了将模拟像素信号转换为数字像素信号而按所述多个像素电路3的每列设置的列AD电路25；测试信号生成电路81，生成测试用的第1数字信号D1；DAC82，将所述第1数字信号转换为第1模拟信号A1，并将所述第1模拟信号A1 作为所述模拟像素信号的代替而供给至所述像素阵列部10或者所述列处理部26；以及判定电路83，判定所述第1数字信号D1与由所述列处理部从所述第1模拟信号A1转换得到的第2数字信号D2的差分是否在期待值的范围内，所述测试信号生成电路81在摄像动作中的垂直回扫区间所包含的一个水平扫描期间内，执行所述第1数字信号D1的生成动作，所述列处理部26在摄像动作中的所述垂直回扫区间所包含的所述一个水平扫描期间内，执行从所述第1模拟信号A1向第2数字信号D2的转换动作。
由此，能够在摄像动作中进行测试。换言之，不需要设置在与摄像动作时不同的定时进行测试的测试模式。
在此，所述列处理部26还可以具备与所述列ADC相同的内部结构的测试用电路25t，所述第1模拟信号A1作为所述模拟像素信号的代替而供给至所述测试用电路25t。
由此，测试用电路能够作为列ADC(列Analog Digital Converter：列模拟数字转换器)的代表，进行例如AD转换的线性的故障检测。
在此，所述固体摄像装置1具有参考信号生成部27，该参考信号生成部27生成具有随时间变化的斜坡波形的参考信号，所述列AD电路25 具有将所述参考信号与所述模拟像素信号进行比较的电压比较器252、和将与从所述斜坡波形的变化开始到所述电压比较器的判定结果反转为止的时间相应的计数值作为所述数字像素信号输出的计数部254，所述DAC82也可以与参考信号生成部27联动地调整所述第1模拟信号A1的输出增益，使得所述第1模拟信号A1不大于所述斜坡波形的振幅。
在此，所述测试信号生成电路81也可以在摄像动作中的每个垂直回扫区间，或者在摄像动作中的垂直回扫区间内的每个水平扫描期间，使所述第1数字信号D1增加或者减少。
在此，所述测试信号生成电路81也可以反复进行使所述第1数字信号D1从下限值逐渐增加到上限值、或者使所述第1数字信号D1从上限值逐渐减少到下限值的动作，所述给定的范围与所述列AD电路25的输入范围对应。
在此，所述模拟像素信号包括复位电平以及信号电平，所述列AD电路25将所述模拟像素信号的复位电平以及信号电平分别数字化，进行将数字化后的复位电平与数字化后的信号电平的差分作为所述数字像素信号来检测的相关双检测，所述测试信号生成电路81生成包含第1数字值 Dr以及第2数字值Ds的第1数字信号D1，所述一个水平扫描期间包括复位电平读出期间Tr和信号读出期间Ts，所述测试信号生成电路81可以在所述垂直回扫区间所包含的所述一个水平扫描期间内的复位电平读出期间Tr生成所述第1数字值Dr，在所述垂直回扫区间所包含的所述一个水平扫描期间内的信号电平读出期间Ts生成所述第2数字值Ds。
在此，所述测试信号生成电路81也可以生成所述第1数字值Dr作为与电源电压对应的固定值，在摄像动作中的每个垂直回扫区间或者在摄像动作中的垂直回扫区间内的每个水平扫描期间，使所述第2数字值Ds 增加或者减少。
在此，所述测试信号生成电路81也可以在摄像动作中的每个垂直回扫区间或者在摄像动作中的垂直回扫区间内的水平扫描期间，使所述第1 数字值Dr增加或者减少，将所述第2数字值Ds作为表示接地电平的固定值来生成。
在此，所述DAC25将所述第1数字值Dr转换为第1模拟值Ar，将所述第1模拟值Ar作为所述模拟像素信号的复位电平的代替而供给至所述像素阵列部10或者所述列处理部26，将所述第2数字值Ds转换为第 2模拟值As，将所述第2模拟值As作为所述模拟像素信号的信号电平的代替而供给至所述像素阵列部10或者所述列处理部26，所述固体摄像装置1具有生成参考信号的参考信号生成部27，该参考信号具有在所述复位电平读出期间Tr中随时间变化的第1斜坡波形、和在所述信号电平读出期间Ts中随时间变化的第2斜坡波形，所述列AD电路25具有：电压比较器252，在所述垂直回扫区间所包含的所述一个水平扫描期间内的所述复位电平读出期间Tr，将所述第1斜坡波形与所述第1模拟值Ar进行比较，在所述信号电平读出期间Ts，将所述第2斜坡波形与所述第2模拟值As进行比较；以及计数部254，将表示从所述第1斜坡波形的变化开始到所述电压比较器252的判定结果反转为止的时间的第1计数值、和将表示从所述第2斜坡波形的变化开始到所述电压比较器252的判定结果反转为止的时间的第2计数值的差分作为所述数字像素信号来输出。
在此，所述判定电路83也可以是若所述第1数字信号D1与所述第2 数字信号D2的差分在期待值的范围内则判定为正常，若在范围外则判定为异常。
在此，所述测试信号生成电路81按摄像动作中的每个垂直回扫区间或者在摄像动作中的垂直回扫区间内的每个水平扫描期间，使所述第1 数字值Dr以及第2数字值Ds中的至少一方增加或者减少，所述DAC82 的输出增益可以被调整为使所述第1模拟值Ar不大于所述第1斜坡波形的振幅、且使所述第2模拟值As不大于所述第2斜坡波形的振幅。
在此，所述参考信号生成部27具有生成所述参考信号的数字-模拟转换电路，所述测试信号生成电路81在每个摄像动作中的垂直回扫区间或者在摄像动作中的垂直回扫区间内的每个水平扫描期间，使所述第1数字信号D1仅增加或者减少给定步长量，所述给定步长量可以比所述数字- 模拟转换电路中的最小步长量大。
在此，所述测试区域101具有与距所述列处理部26最远的N行对应的测试用的像素电路3，所述测试信号生成电路81也可以在摄像动作中的一个垂直回扫区间内的N个水平扫描期间，使所述第1数字信号增加或者减少N次。
另外，也可以使参考信号生成部27中生成参考控制信号时的增益信号与DAC82的增益信号联动来调整DAC82的最大振幅。
此外，优选使DAC82和参考信号生成部27的参考信号的最大振幅一致，使得能够利用与摄像动作中的模拟像素信号的最大振幅对应的第1 模拟信号进行测试。另外，若预先决定了DAC82的增益，则不需要增益联动。
在此，作为功能安全，若设定了FTTI(容错时间间隔)，则也可以是以满足该值的方式决定DAC82的DA分辨率和范围。
(实施方式2)
接下来，对实施方式2中的固体摄像装置1进行说明。
在实施方式2中，对不具备测试用电路25t而将作为测试信号的第1 模拟信号A1供给到多个列AD电路25的结构例进行说明。
图6是表示实施方式2中的固体摄像装置1的结构例的框图。图6 与图1相比，删除了测试用电路25t这一点和追加了选择电路84这一点不同。以下，不反复说明相同的点，以不同点为中心进行说明。
选择电路84具备按多个像素电路3的每列设置的选择器85。
各选择器85选择来自垂直信号线19的模拟像素信号以及来自 DAC82的第1模拟信号A1中的一者并输出到对应的列AD电路25。选择器85的选择取决于来自信号处理单元80的选择控制信号。各选择器 85例如在摄像动作中的垂直扫描期间内的垂直回扫区间所包含的一个以上的水平扫描期间中，选择来自DAC82的第1模拟信号A1，在摄像动作中的垂直扫描期间内的垂直回扫区间以外的水平扫描期间中，选择来自垂直信号线19的模拟像素信号。
根据该结构，从DAC82输出的作为测试信号的第1模拟信号A1被供给至各列的列AD电路25。因此，能够进行所有列的列AD电路25中的AD转换的线性的故障检测等。
如上所述，实施方式2中的固体摄像装置1还具备按所述多个像素电路3的每列设置的选择器85，所述选择器85选择所述模拟像素信号以及所述第1模拟信号A1中的一者并将其输出到对应的列ADC，在摄像动作中的所述垂直回扫区间所包含的所述一个水平扫描期间中，选择所述第 1模拟信号A1，在摄像动作中的所述垂直回扫区间所不包含的一个水平扫描期间中，选择所述模拟像素信号。
由此，能够在摄像动作中进行测试。换言之，不需要设置在与摄像动作时不同的定时进行测试的测试模式。除此之外，能够进行所有列的列 AD电路25中的AD转换的线性的故障检测等。
(实施方式3)
在实施方式3中，对从DAC82将作为测试信号的第1模拟信号A1 作为模拟像素信号的代替而供给至像素阵列部10的结构例进行说明。
图7是表示实施方式3中的固体摄像装置1的结构例的框图。图7 与图1相比，不同点在于：删除了测试用电路25t这一点；像素阵列部 10具有测试区域101这一点；和来自DAC82的测试信号即第1模拟信号 A1经由垂直扫描电路14被供给到测试区域这一点。以下，以不同点为中心进行说明。
像素阵列部10具有由构成多个像素电路3的行中的至少一行的像素电路3所构成的测试区域101。测试区域101内的像素电路3是与其他像素电路3相同的内部结构，可以与图2A相同。
作为来自DAC82的测试信号的第1模拟信号A1经由垂直扫描电路 14被供给至测试区域101内的像素电路3。具体而言，在摄像动作中的所述垂直回扫区间所包含的所述一个水平扫描期间中，对测试区域101内的复位晶体管RS的漏极供给第1模拟信号A1。由此，作为模拟像素信号的代替，第1模拟信号A1经由复位晶体管RS被供给至浮动扩散层FD 以及放大晶体管SF的栅极。
进而，对向测试区域101的第1模拟信号A1的供给进行详细地说明。
图8是表示实施方式3中的垂直扫描电路14的一部分的结构例的电路图。在图8中，仅表示垂直扫描电路14的内部结构中的输出复位电源线φVDCL的电路部分，省略了除此以外的结构。图8的垂直扫描电路 14包括用于向这些复位电源线φVDCL1～φVDCLn、φVDCLt驱动复位电源信号的多个驱动器141。复位电源线φVDCL1～φVDCLn与像素阵列部10内的像素电路3的第1行～第n行的复位晶体管RS的漏极连接。复位电源线φVDCLt与测试区域101内的像素电路3的复位晶体管RS 的漏极连接。与复位电源线φVDCLt连接的驱动器141供给第1模拟信号A1作为电源电压，其结果是，向复位电源线φVDCLt输出第1模拟信号A1。
图9是表示实施方式3中的通常的像素信号的读出动作的时序图。图 9的复位控制线φRS、读出控制信号φTR、选择控制线φSEL与图3A 相同。复位电源线φVDCLi(i为1～n中的任一个)被驱动与选择控制线同样的信号，在所选择的整个期间内使复位晶体管RS的漏极成为高电平或电源电压(VDCL)。
与此相对，图10是表示实施方式3中的测试时的像素信号的读出动作的时序图。即，表示摄像动作中的垂直回扫区间内的测试动作。图10 与图9相比不同点在于，复位电源线φVDCLt的信号不是在由选择控制线φSEL选择的整个期间内为恒定电平，而是成为第1模拟信号的第1 模拟值Ar和第2模拟值As的电平这一点。复位控制线φRS在由选择控制线φSEL选择的整个期间内是高电平。即，复位晶体管RS在通过选择控制线φSEL选择的期间中一直导通。其结果是，第1模拟信号A1被供给至浮动扩散层FD以及放大晶体管SF的栅极。如图10所示，浮动扩散层FD在复位电平读出期间Tr中成为第1模拟值Ar，在信号电平读出期间Ts中成为第2模拟值As。第1模拟值Ar与第2模拟值As的差分成为第1模拟信号A1的值。
图11是表示实施方式3中的测试时的像素信号的读出动作的时序图。图11与图3B相比，复位信号φRS和测试信号的供给目的地不同。以下，以不同点为中心进行说明。
如图10所示，复位信号φRS在与选择信号φSEL相同的期间处于高电平。由此，复位晶体管RS在由选择控制线φSEL选择的期间中始终导通。
作为测试信号的第1模拟信号A1经由复位晶体管RS供给至浮动扩散层FD。与图10相同，浮动扩散层FD在复位电平读出期间Tr中成为第1模拟值Ar，在信号电平读出期间Ts中成为第2模拟值As。
这样，实施方式3中的固体摄像装置1向像素电路3内的浮动扩散层 FD供给作为测试信号的第1模拟信号A1。由此，不仅能够进行列AD电路25的故障检测，还能够进行像素电路的故障检测、垂直信号线19的断线检测以及短路检测。
图12是表示实施方式3中的电压比较器252的结构例的电路图。图 12的电压比较器252具备输入电容元件C1、C2、差动电路252a、输出电路252b以及比较器电流源253。
输入电容元件C1被输入来自垂直信号线19的模拟像素信号。输入电容元件C2被输入参考信号RAMP。
差动电路252a具备四个晶体管T21～T24。来自垂直信号线19的模拟像素信号经由输入电容元件C1输入到晶体管T21的栅极端子。参考信号RAMP经由输入电容元件C2输入到晶体管T22的栅极端子。进而，在差动电路252a上附加有用于对输入电容元件C1、C2进行复位的开关 SW1、SW2。输入电容元件C1、C2在图3A、图3B、图11中被复位信号PSET复位。
比较器电流源253与差动电路252a的晶体管T21、T22的源极端子连接。
如上所述，在实施方式3中的固体摄像装置1中，所述像素阵列部 10具有由构成所述多个像素电路3的行中的至少一行的像素电路3所构成的测试区域101，所述多个像素电路3各自具备：浮动扩散层FD，保持与所述模拟像素信号对应的信号电荷；复位晶体管RS，对所述浮动扩散层FD设定复位电位；以及放大晶体管SF，具有与所述浮动扩散层FD 连接的栅极，并将所述栅极的电位向垂直信号线19输出，所述复位晶体管RS的源极与所述浮动扩散层FD连接，在摄像动作中的所述垂直回扫区间所包含的所述一个水平扫描期间中，所述第1模拟信号A1被供给至所述测试区域101内的所述复位晶体管RS的漏极。
由此，在摄像动作中，不仅能够进行列AD电路25的故障检测，还能够进行像素电路3的故障检测、垂直信号线19的断线检测以及短路检测。
在此，构成所述测试区域101的所述至少一行可以包括距所述列处理部26最远的行。
由此，能够更可靠地进行垂直信号线19的断线检测以及短路检测。
(实施方式4)
在实施方式4中，对在像素阵列部10的列方向的两端设置两个实施方式3中的测试区域的结构例进行说明。
图13是表示实施方式4中的固体摄像装置1的结构例的框图。图13 与图7相比，主要不同点在于，代替列处理部26而具备两个列处理部26A、 26B，以及代替测试区域101而具备两个测试区域101A、101B。以下，以不同点为中心进行说明。
列处理部26A具备与多个像素电路3的列中的半数的列对应的列AD 电路25。半数的列例如可以是奇数列的集合、跳过2列的连续2列的集合、跳过4列的连续4列的集合、行方向的一端侧的连续的半数的列或者另一端侧的连续的半数的列等。
列处理部26B具有与多个像素电路3的列中的剩余半数的列对应的列AD电路25。
列处理部26A和列处理部26B在列方向上夹着像素阵列部10而配置。
像素阵列部10具有测试区域101A和测试区域101B。
测试区域101A由距列处理部26A最远的至少一行中包括的像素电路 3中的与上述半数的列对应的像素电路3构成。
测试区域101B由距列处理部26B最远的至少一行中包括的像素电路 3中的与上述剩余半数的列对应的像素电路3构成。
在摄像动作中的垂直回扫区间所包含的一个水平扫描期间中，第1 模拟信号A1被供给至测试区域101A以及测试区域101B内的复位晶体管RS的漏极。
由此，与实施方式3同样，在摄像动作中，不仅能够进行列AD电路 25的故障检测，还能够进行像素电路3的故障检测、垂直信号线19的断线检测以及短路检测。除此之外，在实施方式4的固体摄像装置1中，由于两个列处理部26A、26B能够并行地同时动作，因此与实施方式1～3 相比能够高速化2倍左右。
如上所述，在实施方式4中的固体摄像装置1中，所述列处理部26 具备与所述多个像素电路3的列中的半数的列对应的第1列处理部26A、和与所述多个像素电路3的列中的剩余半数的列对应的第2列处理部 26B，所述第1列处理部26A和第2列处理部26B在所述列方向上夹着所述像素阵列部10而配置，所述多个像素电路3具有与距所述第1列处理部26A最远的至少一行中的所述半数的列对应的测试用的像素电路3 的第1测试区域101A、和与距所述第2列处理部26B最远的至少一行中的所述剩余半数的列对应的测试用的像素电路3的第2测试区域101B，所述多个像素电路3各自具备：浮动扩散层FD，保持与所述模拟像素信号对应的信号电荷；复位晶体管RS，对所述浮动扩散层FD设定复位电位；以及放大晶体管SF，具有与所述浮动扩散层FD连接的栅极并将所述栅极的电位向垂直信号线19输出，所述复位晶体管RS的源极与所述浮动扩散层FD连接，在摄像动作中的所述垂直回扫区间所包含的所述一个水平扫描期间中，所述第1模拟信号A1被供给至所述第1测试区域 101A以及所述第2测试区域101B内的所述复位晶体管RS的漏极。
由此，在摄像动作中，不仅能够进行列AD电路25的故障检测，还能够进行像素电路3的故障检测、垂直信号线19的断线检测以及短路检测。
(实施方式5)
以下，参照附图，对实施方式5所涉及的摄像装置进行说明。另外，本实施方式所具备的摄像装置具备一个以上的上述实施方式1～4所涉及的固体摄像装置1。以下，说明详细内容。
图14A是表示实施方式5所涉及的摄像装置的结构例的框图。图14A 的摄像装置具备CIS(CMOS Image Sensor：CMOS图像传感器)91、ISP (Image Signal Processor：图像信号处理器)92以及监视器93，例如是数码照相机、智能手机的照相机。
CIS91是各实施方式所示的固体摄像装置1。
ISP92接收来自CIS91的图像信号，进行图像的放大、缩小、压缩编码、解码等的图像处理。
监视器93是摄像时用户确认用的监视器。
另外，CIS91和ISP92可以是一个芯片的SoC(System on Chip：片上系统)90，也可以是不同的芯片。在CIS91和ISP92为不同芯片的情况下，信号处理部80可以设置于CIS91，也可以设置于CIS92。
此外，信号处理部80的一部分也可以不是通过电路而是通过软件来实现。
进而，图14B是表示实施方式5所涉及的摄像装置的其他结构例的框图。图14B的摄像装置具备CIS(CMOS Image Sensor)91、ISP(Image Signal Processor)92、传感器94、传感器ECU(Electronic Control Unit：电控单元)95、警告部96以及控制部97，例如是搭载于机动车的照相机系统。
CIS91和ISP92与图14A相同。
传感器94例如是测距用的雷达(radar)传感器、测距用的激光雷达 (Lidar：LightDetection and Ranging)传感器。
传感器ECU95控制接收来自ISP92、传感器94的信号的警告部96 以及控制部97。
警告部96例如是机动车的仪表板内的各种状态显示灯、警告灯等。
控制部97例如控制使机动车的方向盘、制动器等移动的制动器等。
另外，图14B的摄像装置可以与观测系统、ADAS(Advanced Driver AssistanceSystem：先进驾驶辅助系统)、自动驾驶等的感测系统对应，在观测系统中与监视器连接，在所述感测系统中经由传感器ECU，实施警告或者控制(转向、制动器等)。
图15A是表示实施方式5所涉及的摄像装置向机动车M1的搭载例的图。图15B是表示实施方式5所涉及的图15A 的搭载例中的摄像范围的一例的图。
在图15A中，例如图14A的摄像装置分别安装于多个安装位置C1～ C9。安装位置C1是机动车M1的前方部分。安装位置C2是机动车M1 的车身左侧部分。安装位置C3是机动车M1的车身右侧部分。安装位置 C4是左侧车门后视镜。安装位置C5是右侧车门后视镜。安装位置C6是室内镜。安装位置C7是机动车M1的后方中央部分。安装位置C8是机动车M1的后方左侧部分。安装位置C9是机动车M1的后方右侧部分。
此外，图15B所示的摄像范围S1～S9对应于安装位置C1～C9的摄像照相机。如图15A、图15B所示，作为观测用照相机、传感用照相机的摄像装置根据摄像的对象范围，能够将输送设备(车辆、机动车)的前方、周围、侧部、后部、智能后端设为安装位置。
如上所述，实施方式5中的摄像装置具备上述的固体摄像装置1，构成观测系统、ADAS(先进驾驶辅助系统)的感测系统以及自动驾驶的感测系统中的任一个系统。
在此，所述摄像装置也可以搭载于所述输送设备的前方、左侧、右侧、室内镜中的一处以上。
(其他实施方式)
以上，基于上述实施方式对本公开的固体摄像装置以及使用了该固体摄像装置的摄像装置进行了说明，但本公开的固体摄像装置以及使用了该固体摄像装置的摄像装置并不限定于上述实施方式。通过对上述实施方式中的任意的结构要素组合而实现的其他实施方式、在不脱离本公开的主旨的范围内对上述实施方式实施本领域技术人员想到的各种变形而得到的变形例、本公开的固体摄像装置以及内置有使用该摄像装置的各种设备也包括在本公开中。
产业上的可利用性
本公开能够用于固体摄像装置以及摄像装置。
符号说明
1 固体摄像装置，
3 像素电路，
10 像素阵列部，
12 水平扫描电路，
14 垂直扫描电路，
15 水平扫描线组，
18 水平信号线，
19 垂直信号线，
20 定时控制部，
25 列AD电路，
26 列处理部，
27 参考信号生成部，
80 信号处理部，
81 测试信号生成电路，
82 DAC，
83 判定电路，
84 选择电路，
85 选择器。

Claims (15)

1.一种固体摄像装置，具备：
像素阵列部，具有以矩阵状配置的多个像素电路；
列处理部，为了将模拟像素信号转换为数字像素信号，具有按所述多个像素电路的每列设置的列ADC；
测试信号生成电路，生成测试用的第1数字信号；以及
判定电路，
所述测试信号生成电路在垂直回扫区间内的一个水平扫描期间内执行所述第1数字信号的生成动作，
所述列处理部在所述一个水平扫描期间内执行从第1模拟信号向第2数字信号的转换动作，所述第1模拟信号是所述第1数字信号被转换得到的信号，
所述判定电路判定所述第1数字信号与所述第2数字信号的差分是否在期待值的范围内。
2.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
所述列处理部还具备：测试用电路，具有与所述列ADC相同的内部结构，
所述第1模拟信号作为所述模拟像素信号的代替而被供给至所述测试用电路。
3.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
所述固体摄像装置还具备按所述多个像素电路的每列设置的选择器，
所述选择器选择所述模拟像素信号以及所述第1模拟信号的一者并输出。
4.根据权利要求3所述的固体摄像装置，其中，
所述选择器在摄像动作中的所述垂直回扫区间所包含的所述一个水平扫描期间中，选择所述第1模拟信号。
5.根据权利要求3所述的固体摄像装置，其中，
所述选择器在摄像动作中的所述垂直回扫区间所不包含的一个水平扫描期间中，选择所述模拟像素信号。
6.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
所述像素阵列部具有由构成所述多个像素电路的行中的至少一行的像素电路所构成的测试区域，
所述多个像素电路各自具备：
浮动扩散层，保持与所述模拟像素信号对应的信号电荷；以及
复位晶体管，对所述浮动扩散层设定复位电位，
向所述复位晶体管的漏极供给所述第1模拟信号。
7.根据权利要求6所述的固体摄像装置，其中，
构成所述测试区域的所述至少一行包括距所述列处理部最远的行。
8.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
所述固体摄像装置还具备：DAC，将所述第1数字信号转换为所述第1模拟信号，并将所述第1模拟信号作为所述模拟像素信号的代替而供给至所述像素阵列部或者所述列处理部。
9.根据权利要求8所述的固体摄像装置，其中，
所述DAC调整所述第1模拟信号的输出增益，使得所述第1模拟信号不大于斜坡波形的振幅。
10.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
所述测试信号生成电路在摄像动作中的每个垂直回扫区间，或者在摄像动作中的垂直回扫区间内的每个水平扫描期间，使所述第1数字信号增加或者减少。
11.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
所述测试信号生成电路生成包含第1数字值以及第2数字值的所述第1数字信号，在所述垂直回扫区间所包含的所述一个水平扫描期间内的复位电平读出期间，生成所述第1数字值，在所述垂直回扫区间所包含的所述一个水平扫描期间内的信号电平读出期间，生成所述第2数字值。
12.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
所述判定电路若所述第1数字信号与所述第2数字信号的差分在期待值的范围内则判定为正常，若在范围外则判定为异常。
13.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
所述测试信号生成电路在摄像动作中的每个垂直回扫区间，或者在摄像动作中的垂直回扫区间内的每个水平扫描期间，使所述第1数字信号仅增加或者减少给定步长量。
14.一种摄像装置，
具备权利要求1所述的固体摄像装置，
构成观测系统、先进驾驶辅助系统ADAS的感测系统、以及自动驾驶的感测系统中的任一个系统。
15.根据权利要求14所述的摄像装置，其中，
所述摄像装置搭载于输送设备的前方、左侧、右侧、左侧车门后视镜、右侧车门后视镜、室内镜中的一处以上。
CN201780075076.2A 2016-12-08 2017-11-30 固体摄像装置以及使用该固体摄像装置的摄像装置 Active CN110036632B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662431603P 2016-12-08 2016-12-08
US62/431,603 2016-12-08
PCT/JP2017/042989 WO2018105475A1 (ja) 2016-12-08 2017-11-30 固体撮像装置、及びそれを用いる撮像装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110036632A CN110036632A (zh) 2019-07-19
CN110036632B true CN110036632B (zh) 2021-07-09

Family

ID=62491024

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780074535.5A Active CN110036630B (zh) 2016-12-08 2017-11-30 固体摄像装置以及摄像装置、输送设备的反射镜
CN201780075076.2A Active CN110036632B (zh) 2016-12-08 2017-11-30 固体摄像装置以及使用该固体摄像装置的摄像装置

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780074535.5A Active CN110036630B (zh) 2016-12-08 2017-11-30 固体摄像装置以及摄像装置、输送设备的反射镜

Country Status (5)

Country Link
US (2) US10847556B2 (zh)
EP (1) EP3554065B1 (zh)
JP (2) JP7014734B2 (zh)
CN (2) CN110036630B (zh)
WO (2) WO2018105474A1 (zh)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7014734B2 (ja) 2016-12-08 2022-02-01 ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社 固体撮像装置および撮像装置
JP6748622B2 (ja) * 2017-02-16 2020-09-02 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像システムおよび撮像装置
DE102017118160A1 (de) * 2017-08-09 2019-02-14 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Ermitteln der maximalen Reichweite eines LIDAR-Sensors
CN109005346B (zh) * 2018-08-13 2020-04-03 Oppo广东移动通信有限公司 控制方法、装置、电子设备和计算机可读存储介质
US11172142B2 (en) 2018-09-25 2021-11-09 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Image sensor for sensing LED light with reduced flickering
JP7362651B2 (ja) 2018-11-07 2023-10-17 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置及び電子機器
CN111246051B (zh) * 2018-11-09 2021-06-29 浙江宇视科技有限公司 自动检测条纹并抑制的方法、装置、设备及存储介质
JP2020188310A (ja) 2019-05-10 2020-11-19 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 画像認識装置および画像認識方法
US10999549B2 (en) * 2019-06-20 2021-05-04 Pixart Imaging Incorporation Image sensor, column parallel ADC circuit and A/D conversion method thereof
TWI748460B (zh) * 2019-06-21 2021-12-01 大陸商廣州印芯半導體技術有限公司 飛時測距裝置及飛時測距方法
US11447063B2 (en) * 2019-07-18 2022-09-20 GM Global Technology Operations LLC Steerable scanning and perception system with active illumination
US10863106B1 (en) * 2019-10-21 2020-12-08 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for LED flickering and banding detection
US11196937B2 (en) * 2019-11-25 2021-12-07 Qualcomm Incorporated High frame rate in high dynamic range processing
JPWO2021199807A1 (zh) * 2020-03-31 2021-10-07
DE102021113883A1 (de) * 2020-06-04 2021-12-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Bildsensor, elektronische vorrichtung, und betriebsverfahren eines bildsensors
CN111683212B (zh) * 2020-07-20 2021-05-04 成都微光集电科技有限公司 一种图像传感器及其测试方法
JP2022020553A (ja) * 2020-07-20 2022-02-01 株式会社ユピテル システム及びプログラム等
CN112165586A (zh) * 2020-09-28 2021-01-01 成都微光集电科技有限公司 Adc功能安全校验装置和方法、cmos图像传感器、参考像素单元
CN114743226A (zh) * 2020-12-23 2022-07-12 京东方科技集团股份有限公司 图像采集结构及其驱动方法、显示装置
JP7499695B2 (ja) * 2020-12-24 2024-06-14 ゼタテクノロジーズ株式会社 固体撮像装置、固体撮像装置の信号処理方法、および電子機器
KR20230000673A (ko) 2021-06-25 2023-01-03 삼성전자주식회사 듀얼 컨버전 게인을 이용한 노이즈 감소를 위한 이미지 처리 장치 및 그 동작 방법
US11444630B1 (en) * 2021-06-30 2022-09-13 Novatek Microelectronics Corp. Column analog-to-digital converter and local counting method thereof

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07264488A (ja) * 1995-02-15 1995-10-13 Olympus Optical Co Ltd 電子的撮像装置
JP3031606B2 (ja) * 1995-08-02 2000-04-10 キヤノン株式会社 固体撮像装置と画像撮像装置
JP2000083261A (ja) * 1998-09-04 2000-03-21 Advantest Corp 画像切出装置及びこれを搭載した画像入力ボード
JP3730442B2 (ja) 1999-05-14 2006-01-05 株式会社東芝 固体撮像装置
JP2002027196A (ja) 2000-07-04 2002-01-25 Ricoh Co Ltd 画像読取装置及び画像形成装置
JP3962278B2 (ja) * 2002-05-14 2007-08-22 富士フイルム株式会社 ディジタルカメラおよびそのシェーディング補正方法
JP2004112742A (ja) * 2002-07-25 2004-04-08 Fujitsu Ltd 画像歪みを抑制したイメージセンサ
JP4150599B2 (ja) * 2003-01-17 2008-09-17 富士フイルム株式会社 露出補正機能付きデジタルカメラ
JP4468657B2 (ja) * 2003-04-28 2010-05-26 オリンパス株式会社 撮像素子
US7224388B2 (en) * 2003-05-08 2007-05-29 Micron Technology, Inc. Wide dynamic range active pixel with knee response
JP4466319B2 (ja) * 2004-10-25 2010-05-26 パナソニック電工株式会社 空間情報の検出装置
JP4654857B2 (ja) * 2005-09-26 2011-03-23 ソニー株式会社 Ｄａ変換装置、ａｄ変換装置、半導体装置
JP4487944B2 (ja) * 2006-02-09 2010-06-23 ソニー株式会社 固体撮像装置
JP4846409B2 (ja) 2006-03-30 2011-12-28 富士フイルム株式会社 固体撮像装置
KR101338353B1 (ko) * 2007-05-30 2013-12-06 삼성전자주식회사 영상 촬상 장치 및 방법
US7825966B2 (en) * 2007-06-29 2010-11-02 Omnivision Technologies, Inc. High dynamic range sensor with blooming drain
TWI504256B (zh) * 2008-04-07 2015-10-11 Sony Corp 固態成像裝置，其訊號處理方法，及電子設備
JP2009278236A (ja) 2008-05-13 2009-11-26 Panasonic Corp 固体撮像装置
JP5115335B2 (ja) * 2008-05-27 2013-01-09 ソニー株式会社 固体撮像素子及びカメラシステム
JP4975700B2 (ja) 2008-08-06 2012-07-11 シャープ株式会社 Ｄａｃ測定方法および固体撮像装置
EP2234387B8 (en) * 2009-03-24 2012-05-23 Sony Corporation Solid-state imaging device, driving method of solid-state imaging device, and electronic apparatus
JP2011044801A (ja) * 2009-08-19 2011-03-03 Toshiba Corp 画像処理装置
JP2011091775A (ja) * 2009-10-26 2011-05-06 Toshiba Corp 固体撮像装置
JP5091964B2 (ja) * 2010-03-05 2012-12-05 株式会社東芝 固体撮像装置
JP2012039299A (ja) 2010-08-05 2012-02-23 Toshiba Corp 固体撮像装置
US8823850B2 (en) 2010-12-30 2014-09-02 Hynix Semiconductor Inc. Image processing system with on-chip test mode for column ADCs
JP2012222529A (ja) * 2011-04-06 2012-11-12 Sony Corp 固体撮像素子および駆動方法、並びに電子機器
JP2013055500A (ja) * 2011-09-02 2013-03-21 Sony Corp 固体撮像素子およびカメラシステム
JP6000589B2 (ja) * 2012-03-21 2016-09-28 キヤノン株式会社 固体撮像装置
JP5980080B2 (ja) * 2012-10-02 2016-08-31 キヤノン株式会社 光電変換装置、撮像システム、光電変換装置の検査方法および撮像システムの製造方法
JP5813067B2 (ja) * 2012-12-20 2015-11-17 キヤノン株式会社 撮像装置の駆動方法、デジタル信号の補正方法、撮像装置、撮像システムの駆動方法、撮像システム
JPWO2015033497A1 (ja) * 2013-09-06 2017-03-02 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 固体撮像装置、撮像装置及びその駆動方法
KR102254994B1 (ko) * 2013-12-04 2021-05-24 소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤 화상 처리 장치, 화상 처리 방법, 전자 기기, 및 프로그램
JP6408372B2 (ja) * 2014-03-31 2018-10-17 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像装置及びその駆動制御方法、並びに、電子機器
JP6362091B2 (ja) * 2014-06-04 2018-07-25 キヤノン株式会社 撮像装置、その制御方法、および制御プログラム
JP6406888B2 (ja) * 2014-06-17 2018-10-17 キヤノン株式会社 アナログデジタル変換回路の駆動方法、アナログデジタル変換回路、撮像装置、撮像システム、アナログデジタル変換回路の検査方法
JP6448340B2 (ja) * 2014-12-10 2019-01-09 キヤノン株式会社 固体撮像装置、撮像システム及び固体撮像装置の駆動方法
JP6700723B2 (ja) * 2014-12-17 2020-05-27 キヤノン株式会社 撮像装置及び撮像素子の駆動方法
US9467633B2 (en) * 2015-02-27 2016-10-11 Semiconductor Components Industries, Llc High dynamic range imaging systems having differential photodiode exposures
JPWO2016147885A1 (ja) * 2015-03-16 2017-12-28 ソニー株式会社 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法、及び、電子機器
TWI717450B (zh) * 2016-02-18 2021-02-01 日商新力股份有限公司 固體攝像裝置、固體攝像裝置之驅動方法、及電子機器
JP2017183563A (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 ソニー株式会社 撮像装置、駆動方法、および、電子機器
CN107801425B (zh) * 2016-03-31 2021-05-14 索尼公司 固态摄像器件及其驱动方法和电子设备
JP7014734B2 (ja) * 2016-12-08 2022-02-01 ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社 固体撮像装置および撮像装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018105475A1 (ja) 2018-06-14
EP3554065B1 (en) 2021-12-29
US10685997B2 (en) 2020-06-16
EP3554065A1 (en) 2019-10-16
CN110036630B (zh) 2021-08-20
JPWO2018105474A1 (ja) 2019-10-24
CN110036632A (zh) 2019-07-19
JPWO2018105475A1 (ja) 2019-10-24
EP3554065A4 (en) 2020-01-01
CN110036630A (zh) 2019-07-19
US10847556B2 (en) 2020-11-24
US20190289238A1 (en) 2019-09-19
WO2018105474A1 (ja) 2018-06-14
US20190288020A1 (en) 2019-09-19
JP7064444B2 (ja) 2022-05-10
JP7014734B2 (ja) 2022-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110036632B (zh) 固体摄像装置以及使用该固体摄像装置的摄像装置
US11652983B2 (en) Solid-state imaging device, imaging system, and movable object
CN109862291B (zh) 固态成像设备、成像系统和固态成像设备的驱动方法
US9800809B2 (en) Imaging apparatus, imaging system, and method for reducing a difference in resolutions
US11336844B2 (en) Imaging device, imaging system, and movable object
US10523882B2 (en) Ad converter, signal processing method, solid-state imaging device, and electronic apparatus
US10587831B2 (en) Solid-state imaging device, imaging system, and moving body
JP2012151664A (ja) 固体撮像装置
US9838631B2 (en) Solid state imaging device and method of driving solid state imaging device
CN114845074A (zh) 模数转换电路、图像感测装置及其操作方法
CN108605106B (zh) 固体摄像装置以及摄像装置
US20150077608A1 (en) Solid-state imaging device
US11575868B2 (en) Photoelectric conversion apparatus, method of driving photoelectric conversion apparatus, photoelectric conversion system, and moving body
US20230179893A1 (en) Photoelectric conversion device
US20230179881A1 (en) Photoelectric conversion device
US10277854B2 (en) Image capturing apparatus, control method therefor, and storage medium
US11832012B2 (en) Photoelectric conversion device
JP7490708B2 (ja) 光電変換装置
US11812178B2 (en) Photoelectric conversion apparatus, photoelectric conversion system, and moving object
US20240214704A1 (en) Photoelectric conversion device
JP2023096467A (ja) 信号処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20200529

Address after: Kyoto Japan

Applicant after: Panasonic semiconductor solutions Co.,Ltd.

Address before: Osaka Prefecture, Japan

Applicant before: PANASONIC INTELLECTUAL PROPERTY MANAGEMENT Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: Kyoto Japan

Applicant after: Nuvoton Technology Corporation Japan

Address before: Kyoto Japan

Applicant before: Panasonic semiconductor solutions Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant