CN111630846B - 摄像装置和校准方法 - Google Patents

Abstract

为了获得能够提高温度检测精度的摄像装置。本发明的摄像装置包括：处理单元，其形成在第一半导体基板上，并且能够基于由摄像单元获得的图像数据来进行预定的图像处理；温度传感器，其形成在所述第一半导体基板上，并且能够根据温度产生检测信号；以及第一焊盘电极，其形成在所述第一半导体基板上，并且与形成在所述第一半导体基板上的电路电绝缘。

Description

摄像装置和校准方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年1月31日提交的日本在先专利申请JP2018-015381的权益，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及拍摄图像的摄像装置以及校准在该摄像装置中测量的温度的方法。

背景技术

在电子设备中，经常进行温度检测。在这种温度检测中，经常进行校准以提高检测精度。

[引用列表]

[专利文献]

[专利文献1]

JP 2012-220437 A提出在测试过程中抑制测试温度的数量的同时提高温度传感器的温度检测精度。

[专利文献2]

US2017/339360A1公开了一种图像传感器芯片，该图像传感器芯片包括：内部电压产生器，该内部电压产生器使用在图像传感器芯片的第一端子处接收的外部电压产生内部电压；温度传感器，其用于产生温度电压；选择电路，用于输出外部电压、内部电压和温度电压中的一个；数字码产生电路，用于使用选择电路的输出电压产生数字码；以及第二端子，用于从图像传感器芯片输出数字码。

[专利文献3]

JP2001-298160A提出了在制造LSI时在LSI中存储温度校准数据，并且使得即使在电子设备中组装之后也能以高精度、非手动的方式测量芯片温度。

发明内容

[技术问题]

在电子设备中，需要较高的温度检测精度。在摄像装置中，也期望有较高的温度检测精度。

因此，需要提出能够提高温度检测精度的摄像装置和校准方法。

[解决问题的技术方案]

如上所述的技术问题通过所附权利要求所要求的摄像装置解决。

根据本发明的摄像装置可以包括处理单元、温度传感器和第一焊盘电极。所述处理单元可以形成在第一半导体基板上，并且可以能够基于由摄像单元获得的图像数据进行预定的图像处理。所述温度传感器可以形成在所述第一半导体基板上，并且能够根据温度产生检测信号。所述第一焊盘电极可以形成在所述第一半导体基板上，并且可以与形成在所述第一半导体基板上的电路电绝缘。

根据本发明的摄像装置可以包括摄像单元、处理单元、温度传感器和计算单元。所述处理单元可以能够基于由所述摄像单元获得的图像数据进行预定的图像处理。所述温度传感器可以能够根据温度产生检测信号。所述计算单元可以能够基于所述检测信号，通过在多个划分的温度范围内分别执行彼此不同类型的算术处理来生成温度代码，所述温度传感器可操作多个划分的温度范围中的每者。

根据本发明的校准方法可以包括：通过检查设备，使第一焊盘电极与热电偶接触以测量温度，所述第一焊盘电极形成在其上形成有处理单元的第一半导体基板上，并且与形成在所述第一半导体基板上的电路电绝缘，所述处理单元能够基于由摄像单元获得的图像数据执行预定的图像处理；通过所述检查设备，使形成在所述第一半导体基板上的存储单元存储与所测得的温度有关的信息；通过形成在所述第一半导体基板上的温度传感器，根据温度产生检测信号；通过形成在所述第一半导体基板上的计算单元，通过基于所述检测信号在多个划分的温度范围内分别执行不同类型的算术处理，从而生成温度代码，所述温度传感器可操作多个划分的温度范围中的每者；通过所述计算单元，使用存储在所述存储单元中的信息，执行校正所述温度代码的校正处理；以及通过所述检查设备，获取所述校正后的温度代码。

处理单元、温度传感器和第一焊盘电极可以形成在第一半导体基板上。在处理单元中，基于由摄像单元获得的图像数据可以进行预定的图像处理。在温度传感器中，根据温度可以产生检测信号。第一焊盘电极可以与形成在第一半导体基板上的电路电绝缘。

在处理单元中，基于由摄像单元获得的图像数据可以进行预定的图像处理。在温度传感器中，根据温度可以产生检测信号。在计算单元中，基于检测信号在多个温度范围内可以分别执行不同类型的算术处理，从而生成温度代码。

根据本发明的校准方法中，通过检查设备，可以使热电偶与形成在第一半导体基板上的第一焊盘电极接触，从而测量温度。然后，基于所测得的温度可以生成校准参数。该校准参数存储在形成于第一半导体基板上的存储单元中。在形成于第一半导体基板上的温度传感器中，根据温度可以产生检测信号。在形成于第一半导体基板上的计算单元中，基于检测信号在多个温度范围内可以分别执行不同类型的算术处理，从而可以生成温度代码。然后，在计算单元中，可以使用校准参数校正温度代码。然后，通过检查设备可以获取该温度代码。

[本发明的有益效果]

根据本发明的实施例中的摄像装置，可以提供第一焊盘电极，所述第一焊盘电极形成在第一半导体基板上，并与形成在第一半导体基板上的电路电绝缘。因此，能够提高温度检测精度。

根据本发明的实施例中的摄像装置，可以通过在多个温度范围内分别进行不同类型的算术处理来生成温度代码。因此，能够提高温度检测精度。

根据本发明的实施例中的校准方法，可以通过使热电偶与第一焊盘电极接触来测量温度，基于所测量的温度可以生成校准参数，然后可以使用校准参数校正温度代码。因此，能够提高温度检测精度。

注意，这里所述的效果不一定是限制性的，并且可以展现出本发明中所述的任何效果。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施例的摄像装置的构造示例的框图。

图2是示出图1所示的像素阵列的构造示例的电路图。

图3是示出图1所示的像素阵列的构造示例的说明图。

图4是示出图1所示的读取单元的构造示例的电路图。

图5是示出图1所示的温度传感器的构造示例的电路图。

图6(A)和图6(B)是示出图1所示的温度计算单元的操作示例的说明图。

图7是示出图1所示的温度计算单元的另一操作示例的说明图。

图8A是示出图1所示的温度计算单元的另一操作示例的说明图。

图8B是示出图1所示的温度计算单元的另一操作示例的说明图。

图9是示出图1所示的摄像装置的实施例的说明图。

图10是示出检查图1所示的摄像装置的检查系统的构造示例的构造图。

图11是示出温度测量操作的示例的说明图。

图12是示出温度测量操作的示例的另一说明图。

图13是示出图1所示的摄像装置的操作示例的时序图。

图14是示出图1所示的摄像装置的操作示例的时序波形图。

图15A是示出图1所示的摄像装置的操作示例的另一时序波形图。

图15B是示出图1所示的摄像装置的操作示例的另一时序波形图。

图16A是示出图1所示的摄像装置的操作状态的说明图。

图16B是示出图1所示的摄像装置的另一操作状态的说明图。

图16C是示出图1所示的摄像装置的另一操作状态的说明图。

图17是示出图1所示的摄像装置中的图像合成的示例的说明图。

图18是示出垂直消隐时段中的温度检测操作的示例的时序波形图。

图19是示出校准处理的示例的流程图。

图20是示出根据变形例的摄像装置的构造示例的框图。

图21是示出图20所示的伪像素的构造示例的电路图。

图22是示出图20所示的读取单元的构造示例的电路图。

图23是示出根据另一变形例的摄像装置的构造示例的框图。

图24是示出根据另一变形例的摄像装置的实施例的说明图。

图25是示出图24所示的摄像装置的实施例的说明图。

图26是示出根据另一变形例的摄像装置的构造示例的框图。

图27是示出图26所示的摄像像素的构造示例的电路图。

图28是示出图26所示的像素阵列的构造示例的说明图。

图29是示出图26所示的摄像装置的操作示例的时序波形图。

图30是示出图26所示的摄像装置的操作示例的另一时序波形图。

图31是示出根据另一变形例的摄像装置的构造示例的框图。

图32是示出根据另一变形例的摄像装置的实施例的说明图。

图33是示出摄像装置的使用示例的说明图。

图34是示出车辆控制系统的示意性构造的示例的框图。

图35是示出车外信息检测单元和摄像单元的安装位置的示例的说明图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细说明本发明的实施例。注意，将按以下顺序给出说明。

1.实施例

2.摄像装置的使用示例

3.移动体的应用例

<1.实施例>

[构造示例]

图1示出了根据实施例的摄像装置(摄像装置1)的构造示例。摄像装置1包括像素阵列9、扫描单元10、读取单元20、摄像控制单元30、信号处理单元40和存储单元8。

像素阵列9具有以矩阵方式布置的多个摄像像素P1。摄像像素P1包括光电二极管，并产生关于摄像像素P1的像素电压VP。

图2示出了摄像像素P1的构造示例。像素阵列9包括：多条控制线TGLL、多条控制线FDGL、多条控制线RSTL、多条控制线FCGL、多条控制线TGSL、多条控制线SELL、以及多条信号线SGL。控制线TGLL在水平方向(图1中的横向)上延伸，并且通过扫描单元10向控制线TGLL施加信号STGL。控制线FDGL在水平方向上延伸，并通过扫描单元10向控制线FDGL施加信号SFDG。控制线RSTL在水平方向上延伸，并通过扫描单元10向控制线RSTL施加信号SRST。控制线FCGL在水平方向上延伸，并通过扫描单元10向控制线FCGL施加信号SFCG。控制线TGSL在水平方向上延伸，并通过扫描单元10向控制线TGSL施加信号STGS。控制线SELL在水平方向上延伸，并通过扫描单元10向控制线SELL施加信号SSEL。信号线SGL在垂直方向(图1中的垂直方向)上延伸，并连接到读取单元20。

摄像像素P1包括：光电二极管PD1；晶体管TGL；光电二极管PD2；晶体管TGS；电容元件FC；晶体管FCG、RST和FDG；浮动扩散部FD；以及晶体管AMP和SEL。在该示例中，晶体管TGL、TGS、FCG、RST、FDG、AMP和SEL都是N型金属氧化物半导体(MOS：metal oxidesemiconductor)晶体管。

光电二极管PD1是根据接收到的光量产生一定量的电荷并累积电荷的光电转换元件。光电二极管PD1能够接收光的受光区域比光电二极管PD2能够接收光的受光区域宽。光电二极管PD1的阳极接地，阴极连接到晶体管TGL的源极。

晶体管TGL的栅极连接到控制线TGLL，晶体管TGL的源极连接到光电二极管PD1的阴极，晶体管TGL的漏极连接到浮动扩散部FD。

光电二极管PD2是根据接收到的光量产生一定量的电荷并累积电荷的光电转换元件。光电二极管PD2能够接收光的受光区域比光电二极管PD1能够接收光的受光区域窄。光电二极管PD2的阳极接地，阴极连接到晶体管TGS的源极。

晶体管TGS的栅极连接到控制线TGSL，晶体管TGS的源极连接到光电二极管PD2的阴极，晶体管TGS的漏极连接到电容元件FC的一端和晶体管FCG的源极。

电容元件FC的一端连接到晶体管TGS的漏极和晶体管FCG的源极，并且向电容元件FC的另一端施加电源电压VDD。

晶体管FCG的栅极连接到控制线FCGL，晶体管FCG的源极连接到电容元件FC的一端和晶体管TGS的漏极，并且晶体管FCG的漏极连接到晶体管RST的源极和晶体管FDG的漏极。

晶体管RST的栅极连接到控制线RSTL，向晶体管RST的漏极施加电源电压VDD，并且晶体管RST的源极连接到晶体管FCG和FDG的漏极。

晶体管FDG的栅极连接到控制线FDGL，晶体管FDG的漏极连接到晶体管RST的源极和晶体管FCG的漏极，并且晶体管FDG的源极连接到浮动扩散部FD。

浮动扩散部FD累积从光电二极管PD1和PD2提供的电荷，并且使用例如形成在半导体基板表面上的扩散层来构成该浮动扩散部FD。图2使用电容元件的符号来示出浮动扩散部FD。

晶体管AMP的栅极连接到浮动扩散部FD，向晶体管AMP的漏极施加电源电压VDD，并且晶体管AMP的源极连接到晶体管SEL的漏极。

晶体管SEL的栅极连接到控制线SELL，晶体管SEL的漏极连接到晶体管AMP的源极，并且晶体管SEL的源极连接到信号线SGL。

利用这种构造，在摄像像素P1中，晶体管SEL基于向控制线SELL施加的信号SSEL而变成导通状态，从而摄像像素P1与信号线SGL电连接。通过该连接，晶体管AMP连接到读取单元20的电流源23(如下所述)，并作为所谓的源极跟随器进行操作。接着，摄像像素P1将根据浮动扩散部FD处的电压的像素电压VP作为信号SIG输出至信号线SGL。具体地，如下所述，摄像像素P1在所谓的水平时段H中的8个时段(转换时段T1至T8)中顺序输出8个像素电压VP(VP1至VP8)。

图3示出了像素阵列9中的光电二极管PD1和PD2的布置示例。在图3中，“R”代表红色滤光片，“G”代表绿色滤光片，“B”代表蓝色滤光片。在每个摄像像素P1中，光电二极管PD2形成在光电二极管PD1的右上方。在每个摄像像素P1中的两个光电二极管PD1和PD2上形成相同颜色的彩色滤光片。在该示例中，光电二极管PD1具有八边形形状，光电二极管PD2具有四边形形状。如该图所示，光电二极管PD1能够接收光的受光区域比光电二极管PD2能够接收光的受光区域宽。

扫描单元10(图1)基于来自摄像控制单元30的指令，以像素线L为单位顺序驱动像素阵列9中的摄像像素P1。扫描单元10包括地址解码器11、逻辑单元12和驱动单元13。

地址解码器11基于地址信号，根据摄像控制单元30提供的地址信号指示的地址来选择像素阵列9中的像素线L。逻辑单元12基于来自地址解码器11的指令，分别生成与像素线L对应的信号STGL1、SFDG1、SRST1、SFCG1、STGS1和SSEL1。驱动单元13基于与像素线L对应的信号STGL1、SFDG1、SRST1、SFCG1、STGS1和SSEL1，分别生成与像素线L对应的信号STGL、SFDG、SRST、SFCG、STGS和SSEL。

读取单元20基于经由信号线SGL从像素阵列9提供的信号SIG进行AD转换，以生成图像信号DATA0。

图4示出了读取单元20的构造示例。注意，除了读取单元20之外，图4还示出了摄像控制单元30和信号处理单元40。读取单元20包括多个模数(AD)转换单元ADC(AD转换单元ADC[0]、ADC[1]、ADC[2]、...)、多个开关单元SW(开关单元SW[0]、SW[1]、SW[2]、...)、以及总线BUS。

AD转换单元ADC基于从像素阵列9提供的信号SIG进行AD转换，以将信号SIG的电压转换为数字代码CODE。与多条信号线SGL对应地设置有多个AD转换单元ADC。具体地，与第0条信号线SGL[0]对应地设置有第0个AD转换单元ADC[0]，与第1条信号线SGL[1]对应地设置有第1个AD转换单元ADC[1]，与第2条信号线SGL[2]对应地设置有第2个AD转换单元ADC[2]。

此外，AD转换单元ADC具有如下功能：在垂直消隐时段(如下所述的消隐时段T20)中，基于从摄像控制单元30的温度传感器32(如下所述)提供的信号SIGT进行AD转换，以将信号SIGT的电压转换为数字代码CODE。如下所述，信号SIGT是包括电源电压VDD和根据温度的电压Vtemp的信号。

AD转换单元ADC包括电容元件21和22、晶体管28和29、电流源23、比较器24、计数器25和锁存器26。向电容元件21的一端提供参考信号REF，并且电容元件21的另一端连接到比较器24的正输入端子。如下所述，参考信号REF由摄像控制单元30的参考信号生成单元31(如下所述)生成，并且参考信号REF具有所谓的斜坡波形，其中，在进行AD转换的8个时段(转换时段T1至T8)中，电压电平随着时间的变化而逐渐减小。电容元件22的一端连接到信号线SGL，另一端连接到比较器24的负输入端子。晶体管28和29都是N型MOS晶体管。向晶体管28的栅极提供信号SIGT，向晶体管28的漏极提供电源电压VDD，并且晶体管28的源极连接到晶体管29的漏极。向晶体管29的栅极提供信号SSELT，晶体管29的漏极连接到晶体管28的源极，并且晶体管29的源极连接到电容元件22的一端。电流源23允许具有预定电流值的电流从信号线SGL流向地面。比较器24将正输入端子处的输入电压与负输入端子处的输入电压进行比较，并将比较结果作为信号CMP输出。参考信号REF经由电容元件21被提供给比较器24的正输入端子，信号SIG经由电容元件22被提供给比较器24的负输入端子。比较器24还具有如下功能：在下述的预定时段中，进行调零，以将正输入端子和负输入端子电连接。计数器25基于从比较器24提供的信号CMP和控制信号CC进行计数操作，以对从摄像控制单元30提供的时钟信号CLK的脉冲进行计数。锁存器26将由计数器25获得的计数值CNT保存为具有多个二进制数字的数字代码CODE。

基于从摄像控制单元30提供的控制信号SSW，开关单元SW将从AD转换单元ADC输出的数字代码CODE提供给总线BUS。与多个AD转换单元ADC对应地设置有多个开关单元SW。具体地，与第0AD转换单元ADC[0]对应地设置有第0开关单元SW[0]，与第1AD转换单元ADC[1]对应地设置有第1开关单元SW[1]，与第2AD转换单元ADC[2]对应地设置有第2开关单元SW[2]。

在该示例中，使用与数字代码CODE的位深度相同的晶体管数来构成开关单元SW。基于从摄像控制单元30提供的控制信号SSW的二进制数字(控制信号SSW[0]、SSW[1]、SSW[2]、...)来控制这些晶体管的导通/关断。具体地，例如，当晶体管基于控制信号SSW[0]而变成导通状态时，第0开关单元SW[0]将从第0AD转换单元ADC[0]输出的数字代码CODE提供给总线BUS。类似地，例如，当晶体管基于控制信号SSW[1]而变成导通状态时，第1开关单元SW[1]将从第1AD转换单元ADC[1]输出的数字代码CODE提供给总线BUS。其他开关单元SW类似地操作。

总线BUS具有多条线，并且传输从AD转换单元ADC输出的数字代码CODE。读取单元20使用总线BUS将从AD转换单元ADC提供的多个数字代码CODE作为图像信号DATA0顺序传输到信号处理单元40(数据传输操作)。

摄像控制单元30(图1)将控制信号提供给扫描单元10、读取单元20和信号处理单元40，以控制这些电路的操作，从而控制摄像装置1的操作。具体地，例如，摄像控制单元30将地址信号提供给扫描单元10，使得扫描单元10以像素线L为单位顺序驱动像素阵列9中的摄像像素P1。此外，摄像控制单元30将参考信号REF、时钟信号CLK、控制信号CC和控制信号SSW(控制信号SSW[0]、SSW[1]、SSW[2]、...)提供给读取单元20，使得读取单元20基于信号SIG和SIGT进行控制以生成图像信号DATA0。此外，摄像控制单元30将控制信号提供给信号处理单元40，以控制信号处理单元40的操作。摄像控制单元30包括参考信号生成单元31和温度传感器32。

参考信号生成单元31生成参考信号REF。参考信号REF具有所谓的斜坡波形，其中，在进行AD转换的8个时段(转换时段T1至T8)中，电压电平随着时间的变化而逐渐减小。然后，参考信号生成单元31将所生成的参考信号REF提供给读取单元20的多个AD转换单元ADC。

温度传感器32产生信号SIGT。信号SIGT是包括电源电压VDD和根据温度的电压Vtemp的信号。

图5示出了温度传感器32的构造示例。注意，除了温度传感器32之外，图5还示出了读取单元20的AD转换单元ADC[0]。温度传感器32使用与所谓的带隙电压基准电路类似的技术来产生根据温度的电压Vtemp。温度传感器32包括晶体管MP1和MP2、运算放大器OPA、电阻元件R1、双极晶体管BJT1和BJT2、电阻元件R2、晶体管MP3、MN1和MN2、电阻元件R3和开关SWT。

晶体管MP1和MP2是P型MOS晶体管。晶体管MP1的栅极连接到运算放大器OPA的输出端子以及晶体管MP2和MP3的栅极，向晶体管MP1的源极提供电源电压VDD，并且晶体管MP1的漏极连接到运算放大器OPA的正输入端子和电阻元件R1的一端。晶体管MP2的栅极连接到运算放大器OPA的输出端子以及晶体管MP1和MP3的栅极，向晶体管MP2的源极提供电源电压VDD，并且晶体管MP2的漏极连接到运算放大器OPA的负输入端子和双极晶体管BJT2的发射极。运算放大器OPA的正输入端子连接到晶体管MP1的漏极和电阻元件R1的一端，运算放大器OPA的负输入端子连接到晶体管MP2的漏极和双极晶体管BJT2的发射极，并且运算放大器OPA的输出端子连接到晶体管MP1、MP2和MP3的栅极。电阻元件R1的一端连接到晶体管MP1的漏极和运算放大器OPA的正输入端子，而电阻元件R1的另一端连接到双极晶体管BJT1的发射极。双极晶体管BJT1和BJT2是PNP双极结型晶体管。双极晶体管BJT1的发射极连接到电阻元件R1的另一端，而双极晶体管BJT1的基极和集电极彼此连接，并且还连接到双极晶体管BJT2的基极和集电极以及电阻元件R2的一端。双极晶体管BJT2的发射极连接到晶体管MP2的漏极和运算放大器OPA的负输入端子，而双极晶体管BJT2的基极和集电极彼此连接，并且还连接到双极晶体管BJT1的基极和集电极以及电阻元件R2的一端。电阻元件R2的一端连接到双极晶体管BJT1和BJT2的基极和集电极，而电阻元件R2的另一端接地。

晶体管MP3是P型MOS晶体管，晶体管MP3的栅极连接到运算放大器OPA的输出端子以及晶体管MP1和MP2的栅极，向晶体管MP3的源极提供电源电压VDD，并且晶体管MP3的漏极连接到晶体管MN1的栅极和漏极以及晶体管MN2的栅极。晶体管MN1和MN2是N型MOS晶体管。晶体管MN1的栅极和漏极彼此连接，并连接到晶体管MP3的漏极和晶体管MN2的栅极，晶体管MN1的源极接地。晶体管MN2的栅极连接到晶体管MN1的栅极和漏极，并且还连接到晶体管MP3的漏极，晶体管MN2的漏极连接到电阻元件R3的一端和开关SWT，并且晶体管MN2的源极接地。电阻元件R3的一端连接到晶体管MN2的漏极和开关SWT，并且向电阻元件R3的另一端提供电源电压VDD。利用该构造，在电阻元件R3的一端产生根据温度的电压Vtemp。在该示例中，温度越低，电压Vtemp越高，而温度越高，电压Vtemp越低。理想地，电压Vtemp随着温度变化而线性地变化。然而，电压Vtemp可能不会线性地变化。如下所述，摄像装置1通过由温度计算单元42(如下所述)进行算术处理来增强温度特性的线性。

开关SWT基于由摄像控制单元30产生的控制信号SSWT来选择电源电压VDD和电压Vtemp中的一者，并生成信号SIGT。

利用这样的构造，温度传感器32生成信号SIGT。然后，温度传感器32将所生成的信号SIGT提供给读取单元20的多个AD转换单元ADC。

信号处理单元40对图像信号DATA0进行信号处理。信号处理单元40包括图像处理单元41和温度计算单元42。

图像处理单元41对由图像信号DATA0表示的图像进行预定的图像处理。预定的图像处理包括例如图像合成处理。在图像合成处理中，图像处理单元41基于在进行AD转换的8个时段(转换时段T1至T8)中获得的8个数字代码CODE(数字代码CODE1至CODE8)来生成四个图像PIC(图像PIC1、PIC2、PIC3和PIC4)，所述数字代码CODE是从读取单元20提供的。然后，图像处理单元41对四个图像PIC进行合成，并生成一个拍摄图像PICA。然后，图像处理单元41将所拍摄图像PICA作为图像信号DATA输出。

温度计算单元42基于数字代码CODE生成表示温度值的温度代码TC，所述数字代码CODE是图像信号DATA0中包括的在垂直消隐时段中的信号SIGT而获得的。具体地，温度计算单元42基于从多个AD转换单元ADC获得的多个数字值VALT中的每者进行算术处理，以生成随温度变化而线性变化的温度代码TC1。然后，温度计算单元42基于存储在存储单元8中的校准参数PCAL(如下所述)对每个温度代码TC1进行校正处理。然后，温度计算单元42获得由多个校正后的温度代码TC1表示的值的平均值，并生成一个温度代码TC。

图6示意性地示出了温度计算单元42中的算术处理的示例。图6(A)示出了当温度变化时数字值VALT的变化以及图6(B)示出了当温度变化时温度代码TC1的变化。数字值VALT是通过从温度传感器32输出的电源电压VDD和电压Vtemp的与电压Vtemp对应的数字代码CODE中减去与电源电压VDD对应的数字代码CODE而得到的。如上所述，理想地，由温度传感器32产生的电压Vtemp随着温度的变化而线性变化。然而，电压Vtemp在某些情况下可能不会呈线性变化。如图6(A)所示，在电压Vtemp不呈线性变化的情况下，数字值VALT也不会随温度的变化而线性变化。如图6(B)所示，温度计算单元42基于这样的数字值VALT进行算术处理，并生成随温度的变化而线性变化的温度代码TC1。具体地，温度计算单元42将温度传感器32可检测到的温度范围划分为多个温度范围(在该示例中为两个温度范围Trange1和Trange2)，并且使用在多个相应的温度范围内具有彼此不同的斜率的线性函数将数字值VALT转换为温度代码TC1。在该示例中，如图6(A)所示，由于数字值VALT在温度范围Trange2中的温度斜率低于数字值VALT在温度范围Trange1中的温度斜率，因此，使在电压Vtemp的温度范围Trange2中使用的线性函数的斜率大于在温度范围Trange1中使用的线性函数的斜率。结果，如图6(B)所示，温度计算单元42能够生成随温度变化而线性变化的温度代码TC1。以这种方式，温度计算单元42基于从多个AD转换单元ADC获得的多个数字值VALT来生成多个温度代码TC1。

图7示意性地示出了温度计算单元42中的校正处理的示例。由温度传感器32产生的电压Vtemp可能由于摄像装置1中所谓的制造变化而变化。在这种情况下，如图7所示，温度代码TC1也会变化。因此，在摄像装置1中，例如，将其上形成有摄像装置1的切割之前的晶片设置为预定温度Ttemp(例如，60°)，并且在该温度下操作摄像装置1时生成的温度代码TC以及如下所述的使用热电偶测量的与摄像装置1的实际温度有关的信息预先存储在存储单元8中。然后，例如，温度计算单元42获得表示存储在存储单元8中的温度代码TC所表示的温度与使用热电偶测得的温度之间的温度差的校准参数PCAL，然后，将温度代码TC1改变由校准参数PCAL表示的值，以校正温度代码TC1。以这种方式，温度计算单元42对通过算术处理生成的多个温度代码TC1的每者进行校正处理。

然后，温度计算单元42获得由多个校正后的温度代码TC1表示的值的平均值，并生成一个温度代码TC。由于多个AD转换单元ADC在消隐时段基于一个信号SIGT进行AD转换，因此，期望由多个温度代码TC1表示的值为大致相同的值。然而，例如，在多个AD转换单元ADC的某个AD转换单元ADC(AD转换单元ADCA)被损坏的情况下，由基于由AD转换单元ADC生成的数字代码CODE而生成的温度代码TC1(温度代码TC1A)表示的值可以与由另一温度代码TC1表示的值实质上不同。因此，例如，如图8A所示，例如，在某个温度代码TC1(温度代码TC1A)的值大幅度偏离除温度代码TC1A以外的多个温度代码TC1的值的情况下，例如，温度计算单元42使用与AD转换单元ADC有关的温度代码TC1来进行例如插值运算，以校正温度代码TC1A，所述AD转换单元ADC与和温度代码TC1A有关的AD转换单元ADCA相邻。然后，温度计算单元42获得由包括校正后的温度代码TC1A的所有温度代码TC1表示的值的平均值，并生成一个温度代码TC。

注意，实施例不限于该示例，并且在某个温度代码TC1(温度代码TC1A)的值大幅度偏离除温度代码TC1A以外的多个温度代码TC1的值的情况下，例如，温度计算单元42可以获得由所有温度代码TC1的除温度代码TC1A以外的多个温度代码TC1表示的值的平均值，并生成一个温度代码TC，例如，如图8B所示。

以这种方式，温度计算单元42生成一个温度代码TC，并输出所生成的温度代码TC。

此外，温度计算单元42具有如下功能：检查由以这种方式获得的温度代码TC表示的值(温度值)是否落在预定范围内，并且在该值未落在预定范围内的情况下，使错误标志信号ER有效。该预定温度范围例如是摄像装置1能够正常工作的温度范围，并且能够将该预定温度范围设为例如-40°至125°(包括两个端点)。

存储单元8(图1)例如是非易失性存储单元，并存储在预定温度Ttemp(例如，60°)下操作摄像装置1时生成的温度代码TC和与使用下面将描述的热电偶测得的摄像装置1的实际温度有关的信息。然后，存储单元8将信息提供给温度计算单元42。

接下来，将说明摄像装置1的安装。在摄像装置1中，例如，可以在一个半导体基板上形成图1所示的区块。

图9示出了半导体基板200上的电路布置的示例。在半导体基板200上安装有像素阵列9。然后，在图9中，扫描单元10形成在像素阵列9的左侧，读取单元20和周边电路单元201按顺序形成在像素阵列9的上方。周边电路单元201对应于摄像控制单元30和信号处理单元40。此外，在半导体基板200的左端设置端子单元202，多个焊盘电极PAD并排安装在该端子单元202中。类似地，在半导体基板200的右端设置端子单元203，多个焊盘电极PAD并排安装在该端子单元203中。

在形成有周边电路单元201的区域中形成温度传感器32。换句话说，在该示例中，由于在操作过程中具有最高温度的区块是作为摄像装置1的周边电路单元201中的逻辑电路的信号处理单元40，因此，在形成有信号处理单元40的区域中形成温度传感器32，以便检测信号处理单元40中的温度。在该示例中，温度传感器32布置在形成有周边电路单元201的区域的中心附近。

在周边电路单元201的上方设置端子单元204，两个焊盘电极PAD2并排安装在该端子单元204中。两个焊盘电极PAD2未连接到形成在半导体基板200上的任何电路，并且与这些电路电绝缘。这两个焊盘电极PAD2例如通过金属布线彼此连接。在该示例中，焊盘电极PAD2的面积与焊盘电极PAD的面积相同。这两个焊盘电极PAD2是在校准温度时使构成热电偶的两个探测针(下述的探测针111A和111B)接触的电极。利用上述构造，摄像装置1能够检测晶片的实际温度。理想地，将端子单元204布置在温度传感器32附近。具体地，如图9所示，希望使端子单元204与温度传感器32之间的距离短于端子单元204与像素阵列9之间的距离，特别地，希望使端子单元204与温度传感器32之间的距离短于端子单元204与读取单元20之间的距离。

注意，在该示例中，使焊盘电极PAD2的面积与焊盘电极PAD的面积相同。然而，实施例不限于该示例，并且焊盘电极PAD2的面积可以大于焊盘电极PAD的面积。换句话说，在使用热电偶进行温度测量时，有利的是，焊盘电极PAD2与构成热电偶的两个探针之间的接触面积较大，因此可以使焊盘电极PAD2的面积较大。

此外，在该示例中，焊盘电极PAD2未连接到形成在半导体基板200上的任何电路，并且与这些电路电绝缘。然而，实施例不限于该示例，并且焊盘电极PAD2可以连接到形成在半导体基板200上的一个或多个电路。具体地，例如，可以经由两个焊盘电极PAD2将电源电压提供给摄像装置1。利用该构造，能够增加用于提供电源电压的焊盘电极的数量。因此，例如，能够减小电源阻抗，并能够改善摄像装置1的电特性。

如图9中的箭头所示，从信号处理单元40(周边电路单元201)输出的错误标志信号ER例如是经由端子单元202中的焊盘电极PAD从摄像装置1输出的，所述焊盘电极PAD最靠近信号处理单元40。

图10示出了进行温度校准的检查系统100的构造示例。检查系统100包括其上形成有待检查的摄像装置1的晶片101和检查装置110。检查装置110包括探针111、检查单元112和加热器113。

探针111包括以与摄像装置1的多个焊盘电极PAD可接触的方式布置的多个探针。此外，探针111包括以分别与两个焊盘电极PAD2可接触的方式布置的两个探测针111A和111B。探测针111A和111B构成热电耦。例如使用铬镍合金构成探测针111A，例如使用铝镍合金构成探测针111B。

检查单元112使探针111的探测针与焊盘电极PAD接触，并经由探针111将电源电压和各种信号提供给晶片101的摄像装置1，以操作摄像装置1，并且基于经由探针111从摄像装置1提供的各种信号检查摄像装置1是否正常工作。此外，检查单元112具有如下功能：使探测针111A和111B与两个焊盘电极PAD2接触以检测探测针111A的电位与探测针111B的电位之间的差(电位差)，并基于电位差检测晶片温度。

加热器113设定晶片101的温度。

图11示意性地示出了用于检测晶片温度的操作。在该示例中，构成热电耦的两个探测针111A和111B分别与两个焊盘电极PAD2接触。结果，在探测针111A和111B中产生热电动势。检查单元112能够检测探测针111A与111B之间的电位差，并且基于该电位差检测晶片温度。

注意，在该示例中，设置有两个焊盘电极PAD2。然而，实施例不限于该示例，例如，如图12所示，可以在两个焊盘电极PAD2的位置处设置一个大的焊盘电极PAD3。焊盘电极PAD3未连接到形成在半导体基板200上的任何电路，并且与这些电路电绝缘。有利地，焊盘电极PAD3的面积大于焊盘电极PAD的面积。在该示例中，探测针111A和111B与一个焊盘电极PAD3接触。即使在这种情况下，检查单元112也能够检测探测针111A与111B之间的电位差，并且基于该电位差来检测晶片温度。注意，焊盘电极PAD3可以连接到形成在半导体基板200上的一个或多个电路。

在此，像素阵列9对应于本发明中的“摄像单元”的具体示例。图像处理单元41对应于本发明中的“处理单元”的具体示例。温度计算单元42对应于本发明中的“计算单元”的具体示例。温度代码TC对应于本发明中的“温度代码”的具体示例。焊盘电极PAD2对应于本发明中的“第一焊盘电极”和“第二焊盘电极”的具体示例。焊盘电极PAD对应于本发明中的“输入/输出焊盘电极”的具体示例。读取单元20对应于本发明中的“转换单元”的具体示例。半导体基板200对应于本发明中的“第一半导体基板”的具体示例。

[操作和效果]

接下来，将说明本实施例的摄像装置1的操作和效果。

(总体操作概述)

将参考图1和图4说明摄像装置1的总体操作概述。扫描单元10以像素线L为单位顺序驱动像素阵列9中的摄像像素P1。摄像像素P1在八个转换时段T1至T8中顺序输出八个像素电压VP1至VP8。读取单元20的AD转换单元ADC基于八个像素电压VP1至VP8进行AD转换，并且分别输出八个数字代码CODE(数字代码CODE1至CODE8)。信号处理单元40的图像处理单元41基于图像信号DATA0中包括的八个数字代码CODE1至CODE8来生成四个图像PIC(图像PIC1至PIC4)。然后，信号处理单元40对四个图像PIC进行合成，以生成一个拍摄图像PICA，并且将该拍摄图像PICA作为图像信号DATA输出。此外，AD转换单元ADC基于从摄像控制单元30的温度传感器32提供的信号SIGT进行AD转换，以在垂直消隐时段中将信号SIGT的电压转换为数字代码CODE。信号处理单元40的温度计算单元42根据基于图像信号DATA0中包括的在垂直消隐时段中的信号SIGT而获得的数字代码CODE来生成表示温度值的温度代码TC，并且输出该温度代码TC。此外，温度计算单元42检查由温度代码TC表示的值(温度值)是否落在预定范围内，并将确认结果作为错误标志信号ER输出。

(详细的操作)

在摄像装置1中，像素阵列9中的每个摄像像素P1根据接收到的光量累积电荷，并将像素电压VP作为信号SIG输出。下面将详细说明该操作。

图13示出了用于扫描像素阵列9中的多个摄像像素P1的操作示例。

在时刻t0至t1的时段中，摄像装置1从垂直方向上的顶部开始按顺序对像素阵列9中的多个摄像像素P1执行累积开始驱动D1。具体地，例如，在水平时段H内的预定时段中，扫描单元10以像素线L为单位从垂直方向上的顶部开始按顺序将晶体管TGL、RST、FDG、TGS和FCG设为导通状态。结果，在执行读取驱动D2之前，在累积时段T10中，电荷累积在多个摄像像素P1中。

然后，在时刻t10至t11的时段中，摄像装置1从垂直方向上的顶部开始按顺序对多个摄像像素P1执行读取驱动D2。结果，多个摄像像素P1的每者顺序输出八个像素电压VP1至VP8。读取单元20基于八个像素电压VP1至VP8进行AD转换，并分别输出八个数字代码CODE(数字代码CODE1至CODE8)。

然后，信号处理单元40基于从读取单元20提供的八个数字代码CODE1至CODE8来生成四个图像PIC(图像PIC1、PIC2、PIC3和PIC4)，并对四个图像PIC进行合成，以生成一个拍摄图像PICA。

摄像装置1重复累积开始驱动D1和读取驱动D2。具体地，如图13所示，摄像装置1在时刻t2至t3的时段中执行累积开始驱动D1，在时刻t12至t13的时段中执行读取驱动D2。此外，摄像装置1在时刻t4至t5的时段中执行累积开始驱动D1，在时刻t14至t15的时段中执行读取驱动D2。

(读取驱动D2)

接下来，将详细说明读取驱动D2。在下文中，着眼于多个摄像像素P1的摄像像素P1A，将详细说明摄像像素P1A的操作。

图14、15A和15B示出了摄像装置1的操作示例。在图14中，(A)示出了水平同步信号XHS的波形，(B)示出了提供给摄像像素P1A的信号SSEL的波形，(C)示出了提供给摄像像素P1A的信号SRST的波形，(D)示出了提供给摄像像素P1A的信号SFDG的波形，(E)示出了提供给摄像像素P1A的信号STGL的波形，(F)示出了提供给摄像像素P1A的信号SFCG的波形，(G)示出了提供给摄像像素P1A的信号STGS的波形，(H)示出了参考信号REF的波形，(I)示出了从摄像像素P1A输出的信号SIG的波形，以及(J)示出了与摄像像素P1A连接的AD转换单元ADC中的计数器25的操作。图15A示出了图14所示的操作的前半部分，而图15B示出了图14所示的操作的后半部分。在图14(H)和(I)、图15A(H)和(I)、以及图15B(H)和(I)中，在同一电压轴上示出了信号的波形。图14(H)、15A(H)和15B(H)中的参考信号REF示出了比较器24的正输入端子处的波形。图14(I)、15A(I)和15B(I)中的信号SIG示出了比较器24的负输入端子处的波形。此外，在图14(J)、15A(J)和15B(J)中，阴影区域表示计数器25正在执行计数操作。

图16A至16C示出了摄像像素P1A的状态。在图16A至16C中，根据晶体管的操作状态，使用开关示出了晶体管TGL、RST、FDG、TGS、FCG和SEL。

在读取驱动D2中，摄像控制单元30将信号SSELT(图4)改变为低电平。通过这种改变，在读取单元20中，晶体管29在多个AD转换单元ADC的每者中均变为关断(OFF)状态。通过这种改变，AD转换单元ADC基于经由信号线SGL提供的信号SIG来进行AD转换。

在摄像装置1中，在某个水平时段H中，扫描单元10首先使用信号SSEL选择包括摄像像素P1A的像素线L，并将摄像像素P1A电连接到与摄像像素P1A对应的信号线SGL。然后，扫描单元10使用信号SRST、SFDG、STGL、SFCG和STGS来控制摄像像素P1A的操作，并且摄像像素P1A在八个转换时段T1至T8中顺序输出八个像素电压VP1至VP8。然后，读取单元20的AD转换单元ADC基于八个像素电压VP1至VP8来进行AD转换，并输出八个数字代码CODE1至CODE8。下面将详细说明该操作。

首先，当水平时段H在时刻t1处开始时，扫描单元10在时刻t2处将信号SSEL的电压从低电平改变为高电平(图15A(B))。通过这种改变，在摄像像素P1A中，晶体管SEL变为导通(ON)状态，摄像像素P1A电连接到信号线SGL。

在时刻t11之前的时段中，扫描单元10将信号SRST和SFDG都改变为高电平(图15A(C)和(D))。通过这种改变，在摄像像素P1A中，晶体管RST和FDG都变为导通状态，浮动扩散部FD的电压被设置为电源电压VDD，并且浮动扩散部FD被复位。

(时刻t11至t21中的操作)

接下来，在时刻t11，扫描单元10将信号SFDG的电压从高电平改变为低电平(图15A(D))。通过这种改变，在摄像像素P1A中，晶体管FDG变为关断状态。接下来，在时刻t12，扫描单元10将信号SRST的电压从高电平改变为低电平(图15A(C))。通过这种改变，在摄像像素P1A中，晶体管RST变为关断状态。接下来，在时刻t13，扫描单元10将信号SFDG的电压从低电平改变为高电平(图15A(D))。通过这种改变，在摄像像素P1A中，晶体管FDG变为导通状态。此外，在时刻t13至t14的时段中，比较器24进行调零以使正输入端子和负输入端子电连接。

接下来，在时刻t14，比较器24终止调零，并使正输入端子和负输入端子断开电连接。然后，在时刻t14，参考信号生成单元31将参考信号REF的电压改变为电压V1(图15A(H))。

通过上述改变，在摄像像素P1A中，如图16A所示，晶体管FDG和SEL变为导通状态，而所有其他的晶体管变为关断状态。由于晶体管FDG是导通状态，因此浮动扩散部FD和晶体管FDG构成组合电容。该组合电容起到用于在摄像像素P1A中将电荷转换为电压的转换电容的作用。在摄像像素P1A中，由于晶体管FDG是导通状态，因此，摄像像素P1A中的转换电容的电容值大，并且从电荷到电压的转换效率低。该转换电容保持在时刻t12之前的时段中浮动扩散部FD已经被复位时的电荷。摄像像素P1A输出与此时的浮动扩散部FD处的电压对应的像素电压VP(像素电压VP1)。

接下来，在时刻t15至t17的时段(转换时段T1)中，AD转换单元ADC基于像素电压VP1进行AD转换。具体地，在时刻t15，摄像控制单元30开始生成时钟信号CLK，同时，参考信号生成单元31使参考信号REF的电压从电压V1以预定的变化程度开始减小(图15A(H))。响应于该变化，AD转换单元ADC的计数器25开始计数操作(图15A(J))。

然后，在时刻t16，参考信号REF的电压低于信号SIG的电压(像素电压VP1)(图15A(H)和(I))。响应于该变化，AD转换单元ADC的比较器24改变信号CMP的电压。结果，计数器25停止计数操作(图15A(J))。计数器25在停止计数操作时的计数值CNT对应于像素电压VP1。AD转换单元ADC以这种方式基于像素电压VP1进行AD转换，并且AD转换单元ADC的锁存器26将计数器25的计数值CNT作为数字代码CODE1输出(图15A(J))。

然后，在时刻t17，摄像控制单元30在转换时段T1结束时停止生成时钟信号CLK，参考信号生成单元31停止改变参考信号REF的电压(图15A(H))，计数器25重置计数值CNT。

(时刻t21至t31中的操作)

接下来，在时刻t21，扫描单元10将信号SFDG的电压从高电平改变为低电平(图15A(D))。通过这种改变，在摄像像素P1A中，晶体管FDG变为关断状态。此外，在时刻t21至t22的时段内，比较器24进行调零，以使正输入端子和负输入端子电连接。

接下来，在时刻t22，比较器24终止调零，并使正输入端子和负输入端子断开电连接。然后，在时刻t22，参考信号生成单元31将参考信号REF的电压改变为电压V1(图15A(H))。

通过上述改变，在摄像像素P1A中，如图16B所示，晶体管SEL变为导通状态，而所有其他的晶体管变为关断状态。在摄像像素P1A中，由于晶体管FDG是关断状态，因此，摄像像素P1A中的转换电容的电容值小，并且从电荷到电压的转换效率高。该转换电容保持在时刻t12之前的时段中浮动扩散部FD已经被复位时的电荷。摄像像素P1A输出与此时的浮动扩散部FD处的电压对应的像素电压VP(像素电压VP2)。

接下来，在时刻t23至t25的时段(转换时段T2)中，AD转换单元ADC基于像素电压VP2进行AD转换。该操作类似于转换时段T1中的操作。AD转换单元ADC基于像素电压VP2进行AD转换，并且AD转换单元ADC的锁存器26将计数器25的计数值CNT作为数字代码CODE2输出(图15A(J))。

(时刻t31至t41中的操作)

接下来，在时刻t31，扫描单元10将信号STGL的电压从低电平改变为高电平(图15A(E))。通过这种改变，在摄像像素P1A中，晶体管TGL变为导通状态。通过这种改变，在光电二极管PD1中产生的电荷被传输到浮动扩散部FD。此外，在时刻t31，参考信号生成单元31将参考信号REF的电压改变为电压V1(图15A(H))。

接下来，在时刻t32，扫描单元10将信号STGL的电压从高电平改变为低电平(图15A(E))。通过这种改变，在摄像像素P1A中，晶体管TGL变为关断状态。

通过上述改变，在摄像像素P1A中，如图16B所示，由于晶体管FDG是关断状态，因此，摄像像素P1A中的转换电容的电容值小，从而从电荷到电压的转换效率高。转换电容保持在时刻t31至t32中从光电二极管PD1传输的电荷。摄像像素P1A输出与此时的浮动扩散部FD处的电压对应的像素电压VP(像素电压VP3)。

接下来，在时刻t33至t35的时段(转换时段T3)中，AD转换单元ADC基于像素电压VP3进行AD转换。该操作类似于转换时段T1中的操作。AD转换单元ADC基于像素电压VP3进行AD转换，并且AD转换单元ADC的锁存器26将计数器25的计数值CNT作为数字代码CODE3输出(图15A(J))。该数字代码CODE3也对应于转换效率很高时(转换时段T2)获得的数字代码CODE2。

(时刻t41至t51中的操作)

接下来，在时刻t41，扫描单元10将信号SFDG的电压从低电平改变为高电平，并将信号STGL的电压从低电平改变为高电平(图15A(D)和(E))。通过这种改变，在摄像像素P1A中，晶体管FDG和TGL都变为导通状态。此外，在时刻t41，参考信号生成单元31将参考信号REF的电压改变为电压V1(图15A(H))。接下来，在时刻t42，扫描单元10将信号STGL的电压从高电平改变为低电平(图15A(E))。通过这种改变，在摄像像素P1A中，晶体管TGL变为关断状态。

通过上述改变，在摄像像素P1A中，如图16A所示，晶体管FDG是导通状态，因此，浮动扩散部FD和晶体管FDG构成组合电容(转换电容)。因此，由于摄像像素P1A中的转换电容的电容值大，因此从电荷到电压的转换效率低。转换电容保持在时刻t31至t32以及t41至t42从光电二极管PD1传输的电荷。摄像像素P1A输出与此时的浮动扩散部FD处的电压对应的像素电压VP(像素电压VP4)。

接下来，在时刻t43至t45的时段(转换时段T4)中，AD转换单元ADC基于像素电压VP4进行AD转换。该操作类似于转换时段T1中的操作。AD转换单元ADC基于像素电压VP4进行AD转换，并且AD转换单元ADC的锁存器26将计数器25的计数值CNT作为数字代码CODE4输出(图15A(J))。该数字代码CODE4也对应于转换效率很低时(转换时段T1)获得的数字代码CODE1。

(时刻t51至t61中的操作)

接下来，在时刻t51，扫描单元10将信号SRST的电压从低电平改变为高电平(图15B(C))。通过这种改变，在摄像像素P1A中，晶体管RST变为导通状态。由于晶体管FDG是导通状态，因此，浮动扩散部FD的电压被设置为电源电压VDD，并且浮动扩散部FD被复位。接下来，在时刻t52，扫描单元10将信号SRST的电压从高电平改变为低电平(图15B(C))。通过这种改变，在摄像像素P1A中，晶体管RST变为关断状态。此外，在时刻t52，参考信号生成单元31将参考信号REF的电压改变为电压V1(图15B(H))。

接下来，在时刻t53，扫描单元10将信号SFCG的电压从低电平改变为高电平(图15B(F))。通过这种改变，在摄像像素P1A中，晶体管FCG变为导通状态。此外，在时刻t53至t54的时段内，比较器24进行调零，以将正输入端子和负输入端子电连接。

接下来，在时刻t54，比较器24终止调零，并使正输入端子和负输入端子断开电连接。此外，在时刻t54，参考信号生成单元31将参考信号REF的电压改变为电压V1(图15A(H))。

通过上述改变，在摄像像素P1A中，如图16C所示，晶体管FDG、FCG和SEL变为导通状态，而所有其他的晶体管变为关断状态。由于晶体管FDG和FCG都是导通状态，因此，浮动扩散部FD、晶体管FDG和FCG、以及电容元件FC构成组合电容(转换电容)。该转换电容保持在时刻t53之前在光电二极管PD2中产生并通过晶体管TGS提供且累积到电容元件FC的电荷。摄像像素P1A输出与此时的浮动扩散部FD处的电压对应的像素电压VP(像素电压VP5)。

接下来，在时刻t55至t57的时段(转换时段T5)中，AD转换单元ADC基于像素电压VP5进行AD转换。该操作类似于转换时段T1中的操作。AD转换单元ADC基于像素电压VP5进行AD转换，并且AD转换单元ADC的锁存器26将计数器25的计数值CNT作为数字代码CODE5输出(图15B(J))。

(时刻t61至t71中的操作)

接下来，在时刻t61，扫描单元10将信号STGS的电压从低电平改变为高电平(图15B(G))。通过这种改变，在摄像像素P1A中，晶体管TGS变为导通状态。通过这种改变，在光电二极管PD2中产生的电荷被传输到浮动扩散部FD和电容元件FC。此外，在时刻t61，参考信号生成单元31将参考信号REF的电压改变为电压V1(图15B(H))。

接下来，在时刻t62，扫描单元10将信号STGS的电压从高电平改变为低电平(图15B(G))。通过这种改变，在摄像像素P1A中，晶体管TGS变为关断状态。

通过这种改变，在摄像像素P1A中，如图16C所示，晶体管FDG和FCG是导通状态，因此，浮动扩散部FD、晶体管FDG和FCG、以及电容元件FC构成组合电容(转换电容)。除了在时刻t53之前在光电二极管PD2中产生并通过晶体管TGS提供且累积到电容元件FC的电荷之外，该转换电容还保持在时刻t61至t62内从光电二极管PD2传输的电荷。摄像像素P1A输出与此时的浮动扩散部FD处的电压对应的像素电压VP(像素电压VP6)。

接下来，在时刻t63至t65的时段(转换时段T6)中，AD转换单元ADC基于像素电压VP6进行AD转换。该操作类似于转换时段T1中的操作。AD转换单元ADC基于像素电压VP6进行AD转换，并且AD转换单元ADC的锁存器26将计数器25的计数值CNT作为数字代码CODE6输出(图15B(J))。该数字代码CODE6对应于浮动扩散部FD、晶体管FDG和FCG、以及电容元件FC构成组合电容时获得的数字代码CODE5。

(时刻t71至t81中的操作)

接下来，在时刻t71至t72的时段内，比较器24进行调零，以将正输入端子和负输入端子电连接。

接下来，在时刻t72，比较器24终止调零，并使正输入端子和负输入端子断开电连接。此外，在时刻t72，参考信号生成单元31将参考信号REF的电压改变为电压V1(图15B(H))。

通过这种改变，在摄像像素P1A中，如图16C所示，晶体管FDG和FCG都是导通状态，因此，浮动扩散部FD、晶体管FDG和FCG、以及电容元件FC构成组合电容(转换电容)。除了在时刻t53之前在光电二极管PD2中产生并通过晶体管TGS提供且累积到电容元件FC的电荷之外，该转换电容还保持在时刻t61至t62内从光电二极管PD2传输的电荷。摄像像素P1A输出与此时的浮动扩散部FD处的电压对应的像素电压VP(像素电压VP7)。

接下来，在时刻t73至t75的时段(转换时段T7)中，AD转换单元ADC基于像素电压VP7进行AD转换。该操作类似于转换时段T1中的操作。AD转换单元ADC基于像素电压VP7进行AD转换，并且AD转换单元ADC的锁存器26将计数器25的计数值CNT作为数字代码CODE7输出(图15B(J))。

(时刻t81至t7中的操作)

接下来，在时刻t81，扫描单元10将信号SRST的电压从低电平改变为高电平(图15B(C))。通过这种改变，在摄像像素P1A中，晶体管RST变为导通状态。由于晶体管FDG和FCG都是导通状态，因此，浮动扩散部FD的电压和电容元件FC的电压被设置为电源电压VDD，并且浮动扩散部FD和电容元件FC被复位。

接下来，在时刻t82，扫描单元10将信号SFCG的电压从高电平改变为低电平(图15B(F))。通过这种改变，在摄像像素P1A中，晶体管FCG变为关断状态。

接下来，在时刻t83，扫描单元10将信号SRST的电压从高电平改变为低电平(图15B(C))。通过这种改变，在摄像像素P1A中，晶体管RST变为关断状态。

接下来，在时刻t84，扫描单元10将信号SFCG的电压从低电平改变为高电平(图15B(F))。通过这种改变，在摄像像素P1A中，晶体管FCG变为导通状态。此外，在时刻t84，参考信号生成单元31将参考信号REF的电压改变为电压V1(图15B(H))。

通过这种改变，在摄像像素P1A中，如图16C所示，晶体管FDG和FCG都是导通状态，因此，浮动扩散部FD、晶体管FDG和FCG、以及电容元件FC构成组合电容(转换电容)。该转换电容保持在时刻t81至t82中浮动扩散部FD和电容元件FC已经被复位时的电荷。摄像像素P1A输出与此时的浮动扩散部FD处的电压对应的像素电压VP(像素电压VP8)。

接下来，在时刻t85至t87的时段(转换时段T8)中，AD转换单元ADC基于像素电压VP8进行AD转换。该操作类似于转换时段T1中的操作。AD转换单元ADC基于像素电压VP8进行AD转换，并且AD转换单元ADC的锁存器26将计数器25的计数值CNT作为数字代码CODE8输出(图15B(J))。该数字代码CODE8对应于浮动扩散部FD、晶体管FDG和FCG、以及电容元件FC构成组合电容时获得的数字代码CODE7。

接下来，在时刻t7，扫描单元10将信号SFDG的电压从高电平改变为低电平，并将信号SFCG的电压从高电平改变为低电平(图15B(D)和(F))。通过这种改变，在摄像像素P1A中，晶体管FDG和FCG变为关断状态。

然后，在时刻t8，扫描单元10将信号SSEL的电压从高电平改变为低电平(图15B(B))。通过这种改变，在摄像像素P1A中，晶体管SEL变为关断状态，因此摄像像素P1A与信号线SGL断开电连接。

接下来，将说明信号处理单元40的图像处理单元41中的图像合成处理。图像处理单元41基于从读取单元20提供的数字代码CODE来生成四个图像PIC(图像PIC1至PIC4)。然后，图像处理单元41对这四个图像PIC进行合成，并生成一个拍摄图像PICA。

图17示意性地示出图像合成处理。图17(A)至(G)所示的波形与图14(A)至(G)所示的波形类似。如参考图14、15A和15B所述的，读取单元20基于在时刻t11至t21的时段中的操作来生成数字代码CODE1、基于在时刻t21至t31的时段中的操作来生成数字代码CODE2、基于在时刻t31至t41的时段中的操作来生成数字代码CODE3、基于在时刻t41至t51的时段中的操作来生成数字代码CODE4、基于在时刻t51至t61的时段中的操作来生成数字代码CODE5、基于在时刻t61至t71的时段中的操作来生成数字代码CODE6、基于在时刻t71至t81的时段中的操作来生成数字代码CODE7、以及基于在时刻t81至t7的时段中的操作来生成数字代码CODE8。

图像处理单元41基于数字代码CODE2和数字代码CODE3生成像素值VAL1。具体地，图像处理单元41从数字代码CODE3中减去数字代码CODE2(CODE3-CODE2)，以计算出像素值VAL1。换句话说，使用所谓的相关双采样(CDS：correlated double sampling)原理，摄像装置1使用与预充电相(P相)数据对应的数字代码CODE2和与数据相(D相)数据对应的数字代码CODE3来计算像素值VAL1。

类似地，图像处理单元41基于数字代码CODE1和数字代码CODE4来生成像素值VAL2。具体地，图像处理单元41从数字代码CODE4中减去数字代码CODE1(CODE4–CODE1)，以计算像素值VAL2。换句话说，使用相关双采样原理，摄像装置1使用与P相数据对应的数字代码CODE1和与D相数据对应的数字代码CODE4来计算像素值VAL2。

类似地，图像处理单元41基于数字代码CODE5和数字代码CODE6生成像素值VAL3。具体地，图像处理单元41从数字代码CODE6中减去数字代码CODE5(CODE6–CODE5)，以计算像素值VAL3。换句话说，使用相关双采样原理，摄像装置1使用与P相数据对应的数字代码CODE5和与D相数据对应的数字代码CODE6来计算像素值VAL3。

然后，图像处理单元41基于数字代码CODE7和数字代码CODE8生成像素值VAL4。具体地，图像处理单元41从数字代码CODE7中减去数字代码CODE8(CODE7–CODE8)，以计算出像素值VAL4。换句话说，使用所谓的双重数据采样(DDS：double data sampling)原理，摄像装置1使用复位浮动扩散部FD和电容元件FC之前的数字代码CODE7和复位浮动扩散部FD和电容元件FC之后的数字代码CODE8来计算像素值VAL4。

然后，图像处理单元41基于像素阵列9的所有摄像像素P1中的像素值VAL1生成图像PIC1、基于像素阵列9的所有摄像像素P1中的像素值VAL2生成图像PIC2、基于像素阵列9的所有摄像像素P1中的像素值VAL3生成图像PIC3、以及基于像素阵列9的所有摄像像素P1中的像素值VAL4生成图像PIC4。然后，图像处理单元41对四个图像PIC1至PIC4进行合成，并生成拍摄图像PICA。

(温度检测操作)

在图13中，例如，时刻t11至t12内的消隐时段T20是所谓的垂直消隐时段，并且摄像装置1不执行读取驱动D2。换句话说，在该时段内，信号线SGL不传输与摄像像素P1有关的像素电压VP。摄像装置1利用消隐时段T20进行温度检测。在下文中，将详细说明该温度检测操作。

在消隐时段T20中，读取单元20的AD转换单元ADC在具有与水平时段H(图14)相同长度的检测时段M中基于信号SIGT进行AD转换。在检测时段M中，参考信号生成单元31和读取单元20执行与水平时段H中的操作类似的操作(图14)。在检测时段M中，摄像控制单元30将信号SSELT(图4)改变为高电平。通过这种改变，在读取单元20中，晶体管29变为导通状态，并且在多个AD转换单元ADC的每者中，与由温度传感器32产生的信号SIGT对应的信号经由晶体管29和电容元件22被提供给比较器24的负输入端子。以这种方式，AD转换单元ADC基于信号SIGT进行AD转换。在该示例中，摄像装置1在与水平时段H(图14)的时刻t21至t41的时段对应的时段中进行温度检测。

图18示出了摄像装置1中的温度检测操作的示例。图18对应于图15A，示出了水平时段H中的前半部分操作。在图18中，(A)示出了参考信号REF的波形，(B)示出了信号SIGT的波形，(C)示出了在温度较低时AD转换单元ADC中的计数器25的操作，以及(D)示出了在温度较高时AD转换单元ADC中的计数器25的操作。时刻t11对应于图15A中的时刻t11，时刻t121对应于图15A中的时刻t21，时刻t131对应于图15A中的时刻t31，时刻t141对应于图15A中的时刻t41，以及时刻t151对应于图15A中的时刻t51。

(时刻t121至t131中的操作)

在时刻t121至t131的时段内，温度传感器32的开关SWT(图5)选择电源电压VDD和电压Vtemp中的电源电压VDD。温度传感器32将由此选择的电源电压VDD作为信号SIGT输出。通过该输出，对应于电源电压VDD的电压VDD2被提供给比较器24的负输入端子(图18(B))。

在时刻t121至t122的时段内，比较器24进行调零，以将正输入端子和负输入端子电连接。

接下来，在时刻t122，比较器24终止调零，并使正输入端子和负输入端子断开电连接。然后，在时刻t122，参考信号生成单元31将参考信号REF的电压改变为电压V1(图18(A))。

然后，在时刻t123至t125的时段(转换时段TA)中，AD转换单元ADC基于电压VDD2进行AD转换。该操作类似于水平时段H的转换时段T2中的操作(图15A)。AD转换单元ADC基于电压VDD2进行AD转换，并且AD转换单元ADC的锁存器26将计数器25的计数值CNT作为数字代码CODEA输出(图18(C)和(D))。

(时刻t131至t141中的操作)

在时刻t131至t141的时段内，温度传感器32的开关SWT(图5)选择电源电压VDD和电压Vtemp中的电压Vtemp。温度传感器32将由此选择的电压Vtemp作为信号SIGT输出。通过该输出，对应于电压Vtemp的电压Vtemp2被提供给比较器24的负输入端子(图18(B))。温度低时，电压Vtemp2高，而温度高时，电压Vtemp2低。

然后，在时刻t132至t135的时段(转换时段TB)中，AD转换单元ADC基于电压Vtemp2进行AD转换。该操作类似于水平时段H的转换时段T3中的操作(图15A)。AD转换单元ADC基于电压Vtemp2进行AD转换，并且AD转换单元ADC的锁存器26将计数器25的计数值CNT作为数字代码CODEB输出(图18(C)和(D))。温度高的情况下由数字代码CODEB(数字代码CODEB2)表示的值大于温度低的情况下由数字代码CODEB(数字代码CODEB1)表示的值。

接下来，将说明信号处理单元的温度计算单元42中的处理。

首先，温度计算单元42基于从读取单元20提供的数字代码CODEA和CODEB来计算数字值VALT。具体地，温度计算单元42从数字代码CODEB中减去数字代码CODEA(CODEB-CODEA)，并计算数字值VALT。换句话说，使用所谓的相关双采样原理，摄像装置1使用与预充电相(P相)数据对应的数字代码CODEA和与数据相(D相)数据对应的数字代码CODEB来计算像素值VALT。以这种方式，温度计算单元42基于从多个AD转换单元ADC获得的数字代码CODEA和CODEB，计算出多个数字值VALT。

接下来，如图6(B)所示，温度计算单元42基于数字值VALT进行算术处理，以生成随温度的变化而线性变化的温度代码TC1。具体地，温度计算单元42将整个温度范围划分为多个温度范围(在该示例中为两个温度范围Trange1和Trange2)，并且使用在多个相应温度范围内具有不同斜率的线性函数将数字值VALT转换为温度代码TC1。以这种方式，温度计算单元42基于从多个AD转换单元ADC获得的多个数字值VALT来生成多个温度代码TC1。

接下来，如图7所示，温度计算单元42使用存储在存储单元8中的校准参数PCAL，并且将温度代码TC1改变由校准参数PCAL表示的值以校正温度代码TC1。以这种方式，温度计算单元42对通过算术处理生成的多个温度代码TC1的各者进行校正处理。

然后，温度计算单元42获得由多个校正后的温度代码TC1表示的值的平均值，并生成一个温度代码TC。例如，在某个温度代码TC1(温度代码TC1A)的值大幅度偏离除温度代码TC1A之外的多个温度代码TC1的值的情况下，例如，如图8A所示，温度计算单元42使用与AD转换单元ADC有关的温度代码TC1来进行例如插值操作以校正温度代码TC1A，该AD转换单元ADC与和温度代码TC1A有关的AD转换单元ADCA相邻。然后，温度计算单元42获得由包括校正后的温度代码TC1A在内的所有温度代码TC1表示的值的平均值，并生成一个温度代码TC。

此外，温度计算单元42检查由以这种方式获得的温度代码TC表示的值(温度值)是否落在预定范围内，并且在该值未落在预定范围内的情况下使错误标志信号ER有效。

(校准)

由温度传感器32产生的电压Vtemp可能由于摄像装置1的所谓的制造变化而变化。在这种情况下，摄像装置1中的温度检测精度降低。因此，在摄像装置1中，例如，使用图10所示的检查系统100进行校准。通过校准，能够提高摄像装置1中的温度检测精度。在下文中，将详细说明检查系统100中的校准处理。

图19示出了检查系统100中的校准处理的示例。

首先，检查装置110使用加热器113将晶片101的温度设定为预定温度Ttemp(例如，60°)，并且使用热电偶测量待校准的摄像装置1的实际温度(步骤S101)。具体地，检查单元112使探针111的探测针与焊盘电极PAD接触(图9)，并且经由探针111向晶片101的摄像装置1提供电源电压和各种信号来操作摄像装置1。此外，检查单元112使探测针111A和111B与两个焊盘电极PAD2接触，以检测探测针111A的电位与探测针111B的电位之间的差(电位差)，并且基于该电位差来测量摄像装置1的实际温度。

接着，检查装置110使存储单元8存储由待校准的摄像装置1生成的温度代码TC以及与在步骤S101中使用热电偶测得的温度有关的信息(步骤S102)。然后，摄像装置1的温度计算单元42基于存储在存储单元8中的由摄像装置1生成的温度代码TC和使用热电偶测得的温度来计算校准参数PCAL(步骤S103)。校准参数PCAL能够表示例如由温度代码TC表示的温度与在步骤S101中使用热电偶测得的温度之间的温度差。

因此，如图7所示，例如，使用在步骤S103中生成的校准参数PCAL，待校准的摄像装置1的温度计算单元42能够通过将温度代码TC1改变由校准参数PCAL表示的值来校正温度代码TC1。然后，温度计算单元42获得由多个校正后的温度代码TC1表示的值的平均值，并生成温度代码TC。

接下来，检查装置110获取待校准的摄像装置1生成的温度代码TC，并且确认由温度代码TC表示的温度与在步骤S101中使用热电偶测得的温度之间的温度差落在允许范围内(步骤S104)。

通过以上步骤，流程结束。

如上所述，在摄像装置1中，如图9所示，设置其中并排安装有电连接的两个焊盘电极PAD2的端子单元204。利用该构造，在摄像装置1中，使两个焊盘电极PAD2与热电偶接触以测量实际温度。因此，能够基于测量结果来进行校准，因此能够提高温度检测精度。

此外，在摄像装置1中，端子单元204布置在温度传感器32附近。具体地，如图9所示，使端子单元204与温度传感器32之间的距离短于端子单元204与读取单元20之间的距离。利用该构造，能够使温度传感器32的布置位置靠近使用热电偶测量的位置。因此，能够以更高的精度进行校准，从而能够提高温度测量精度。

此外，在摄像装置1中，如图6(A)和6(B)所示，温度传感器32可检测的温度范围被划分为多个温度范围(在该示例中为两个温度范围Trange1和Trange2)，并且在多个温度范围内分别进行不同类型的算术处理。具体地，在摄像装置1中，使用在多个温度范围内具有不同斜率的线性函数，将数字值VALT转换为温度代码TC1。通过该操作，在摄像装置1中，能够生成随温度的变化而线性变化的温度代码TC1，并且能够提高温度检测精度。

此外，在摄像装置1中，如图7所示，使用校准参数PCAL，通过将温度代码TC1改变由校准参数PCAL表示的量来进行校正。因此，能够提高温度检测精度。

此外，在摄像装置1中，通过获得由多个校正后的温度代码TC1表示的值的平均值来生成温度代码TC。因此，例如，即使在多个AD转换单元ADC中的一些AD转换单元ADC发生故障的情况下，也能够抑制由于故障而产生的影响，因此能够提高温度检测精度。此外，例如，在摄像装置1中，在某个温度代码TC1(温度代码TC1A)的值大幅度偏离除温度代码TC1A之外的多个温度代码TC1的值的情况下，如图8A所示，例如，通过使用与AD转换单元ADC有关的温度代码TC1进行插值操作来校正温度代码TC1A，该AD转换单元ADC与和温度代码TC1A有关的AD转换单元ADCA相邻。因此，能够提高温度检测精度。

[效果]

在上述的本实施例中，设置了其中并排安装有电连接的两个焊盘电极的端子单元。因此，能够使用热电偶测量实际温度，并能够基于测量结果来进行校准，从而能够提高温度检测精度。

在本实施例中，端子单元204布置在温度传感器附近。因此，能够以更高的精度进行校准，从而能够提高温度检测精度。

在本实施例中，温度传感器可检测的温度范围被划分为多个温度范围，并且在多个温度范围内分别进行不同类型的算术处理。因此，能够生成随温度的变化而线性变化的温度代码，从而能够提高温度检测精度。

在本实施例中，使用校准参数来校正温度代码，从而能够提高温度检测精度。

在本实施例中，通过获得由多个校正后的温度代码TC1表示的值的平均值来生成温度代码TC。因此，例如，即使在多个AD转换单元的一些AD转换单元发生故障的情况下，也能够抑制由于故障而产生的影响，从而能够提高温度检测精度。

[第一变形例]

在上述实施例中，如图4和5所示，温度传感器32将信号SIGT直接提供给读取单元20的AD转换单元ADC。然而，实施例不限于该示例。代替该情况，例如，信号SIGT可以经由像素阵列被提供给读取单元的AD转换单元。在下文中，将通过给出一些示例来详细说明本变形例。

图20示出了根据本变形例的摄像装置1A的构造示例。摄像装置1A包括像素阵列9A、读取单元20A和摄像控制单元30A。

像素阵列9A设置有摄像像素区RG1和伪像素区RG2。在摄像像素区RG1中布置有多个摄像像素P1。在伪像素区RG2中布置有一行的多个虚拟像素P2。在该示例中，伪像素区RG2在垂直方向(图20中的垂直方向)上布置在摄像像素区RG1上方。

图21示出了伪像素区RG2中的虚拟像素P2的构造示例。像素阵列9A在伪像素区RG2中包括控制线SIGTL和控制线SELL。控制线SIGTL在水平方向(图21中的横向)上延伸，并且通过摄像控制单元30A的温度传感器32向控制线SIGTL施加信号SIGT。控制线SELL在水平方向上延伸，并且通过扫描单元10向控制线SELL施加信号SSEL。

虚拟像素P2包括晶体管AMP和SEL。晶体管AMP的栅极连接到控制线SIGTL，向晶体管AMP的漏极提供电源电压VDD，并且晶体管AMP的源极连接到晶体管SEL的漏极。晶体管SEL的栅极连接到控制线SELL，晶体管SEL的漏极连接到晶体管AMP的源极，并且晶体管SEL的源极连接到信号线SGL。利用该构造，在虚拟像素P2中，当晶体管SEL变为导通状态时，晶体管AMP经由晶体管SEL将根据信号SIGT的电压的信号SIG输出到信号线SGL。

图22示出了读取单元20A的构造示例。读取单元20A包括多个AD转换单元ADC2(AD转换单元ADC2[0]、ADC2[1]、ADC2[2]、...)。通过从根据上述实施例的AD转换单元ADC(图4)中省略晶体管28和29来获得AD转换单元ADC2。该晶体管28对应于虚拟像素P2中的晶体管AMP(图21)，而晶体管29对应于虚拟像素P2中的晶体管SEL。

摄像控制单元30A(图20)将控制信号提供给扫描单元10、读取单元20A和信号处理单元40，以控制这些电路的操作，从而控制摄像装置1A的操作。摄像控制单元30A的温度传感器32将所产生的信号SIGT施加到像素阵列9A的伪像素区RG2中的控制线SIGTL，以将信号SIGT提供给多个虚拟像素P2。

利用该构造，在摄像装置1A中，与根据上述实施例的摄像装置1类似，能够通过利用消隐时段T20操作虚拟像素P2来进行温度检测。

图23示出了根据本变形例的另一摄像装置1B的构造示例。摄像装置1B包括像素阵列9B、读取单元20A、摄像控制单元30B和信号处理单元40B。

像素阵列9B设置有摄像像素区RG1和伪像素区RG3。在伪像素区RG3中，布置有一列的多个虚拟像素P2。在该示例中，伪像素区RG3布置在摄像像素区RG1的水平方向(图23中的横向)的左侧。

摄像控制单元30B将控制信号提供给扫描单元10、读取单元20A和信号处理单元40B，以控制这些电路的操作，从而控制摄像装置1B的操作。摄像控制单元30B的温度传感器32将所产生的信号SIGT提供给像素阵列9B的伪像素区RG3中的多个虚拟像素P2。

信号处理单元40B包括温度计算单元42B。温度计算单元42B基于数字代码CODE生成表示温度值的温度代码TC，该数字代码CODE是基于图像信号DATA0中包括的信号SIGT而获得的。具体地，温度计算单元42B基于从AD转换单元ADC获得的数字值VALT进行算术处理，以生成随温度的变化而线性变化的温度代码TC1。然后，温度计算单元42B基于存储在存储单元8中的校准参数PCAL(下述的)对温度代码TC1进行校正处理，并生成温度代码TC。

利用该构造，在摄像装置1B中，能够在除消隐时段T20以外的时段中执行拍摄操作的同时进行温度检测。

[第二变形例]

在上述实施例中，如图9所示，已经在一个半导体基板200上形成了摄像装置1。然而，实施例不限于该示例。代替该实施例，例如，如图24所示的摄像装置1C那样，可以在多个(在该示例中为两个)半导体基板(半导体基板301和302)上形成摄像装置。在该示例中，半导体基板301和半导体基板302重叠，并经由多个通孔303彼此连接。例如，能够在半导体基板301上形成像素阵列9。此外，能够在半导体基板302上形成扫描单元10、读取单元20、摄像控制单元30和信号处理单元40。例如，半导体基板301中的多个控制线TGLL、FDGL、RSTL、FCGL、TGSL和SELL经由多个通孔303连接到半导体基板302中的扫描单元10。此外，例如，半导体基板301中的多个信号线SGL经由多个通孔303连接到半导体基板302中的读取单元20。注意，该电路的布置不限于该示例，例如，扫描单元10可以形成在半导体基板301上。

图25示出了半导体基板302上的电路布置的示例。在半导体基板302的中心附近形成有周边电路单元311。该周边电路单元311对应于摄像控制单元30和信号处理单元40。然后，在图25中，在周边电路单元311的左侧形成有扫描单元10，而在周边电路单元311的上方形成有读取单元20。此外，在半导体基板302的左端设置有端子单元312，多个焊盘电极PAD并排安装在该端子单元312中。类似地，在半导体基板302的右端设置有端子单元313，多个焊盘电极PAD并排安装在该端子单元313中。在形成有周边电路单元311的区域中形成有温度传感器32。

在周边电路单元311的下方设置有端子单元314，两个焊盘电极PAD2并排安装在该端子单元314中。理想地，将端子单元314布置在温度传感器32附近。具体地，如图25所示，期望端子单元314与温度传感器32之间的距离短于端子单元314与读取单元20之间的距离。

[第三变形例]

在上述实施例中，在多个摄像像素P11的每者中均设置了两个光电二极管PD1和PD2。然而，实施例不限于该示例。在下文中，将详细说明根据本变形例的摄像装置2。

图26示出了摄像装置2的构造示例。摄像装置2包括像素阵列59、扫描单元50、读取单元20、摄像控制单元60和信号处理单元70。

在像素阵列59中，多个摄像像素P11以矩阵方式布置。

图27示出了摄像像素P11的构造示例。像素阵列59包括多条控制线TGLL、多条控制线RSTL、多条控制线SELL、以及多条信号线SGL。控制线TGLL在水平方向(图26中的横向)上延伸，并且通过扫描单元50将信号STG施加给控制线TGLL。控制线RSTL在水平方向上延伸，并且通过扫描单元50将信号SRST施加到控制线RSTL。控制线SELL在水平方向上延伸，并且通过扫描单元50将信号SSEL施加到控制线SELL。信号线SGL在垂直方向(图27中的垂直方向)上延伸，并连接到读取单元20。

摄像像素P11包括光电二极管PD、晶体管TG、晶体管RST、浮动扩散部FD、以及晶体管AMP和SEL。在该示例中，晶体管TG、RST和SEL是N型MOS晶体管。光电二极管PD是根据接收到的光量产生一定量的电荷并累积该电荷的光电转换元件。光电二极管PD的阳极接地，阴极连接到晶体管TG的源极。晶体管TG的栅极连接到控制线TGLL，晶体管TG的源极连接到光电二极管PD的阴极，晶体管TG的漏极连接到浮动扩散部FD。晶体管RST的栅极连接到控制线RSTL，向晶体管RST的漏极提供电源电压VDD，晶体管RST的源极连接到浮动扩散部FD。

利用该构造，在摄像像素P11中，晶体管SEL基于施加到控制线SELL的信号SSEL而变为导通状态，使得摄像像素P11电连接到信号线SGL。然后，摄像像素P11将根据浮动扩散部FD处的电压的像素电压VP作为信号SIG输出到信号线SGL。具体地，如下所述，摄像像素P11在所谓的水平时段H内的两个时段(P相时段TP和D相时段TD)中顺序输出两个像素电压VP(VP11和VP12)。

图28示出了光电二极管PD的布置示例。在图28中，“R”代表红色滤光片，“G”代表绿色滤光片，“B”代表蓝色滤光片。光电二极管PD以矩阵方式布置。

扫描单元50(图26)基于来自摄像控制单元60的指令，以像素线L为单位顺序驱动像素阵列59中的摄像像素P11。扫描单元50包括地址解码器11、逻辑单元52和驱动单元53。逻辑单元52基于来自地址解码器11的指令，分别生成与像素线L对应的信号STG1、SRST1和SSEL1。驱动单元53基于与像素线L对应的信号STG1、SRST1和SSEL1，分别生成与像素线L对应的信号STG、SRST和SSEL。

摄像控制单元60(图26)将控制信号提供给扫描单元50、读取单元20和信号处理单元70，以控制这些电路的操作，从而控制摄像装置2的操作。摄像控制单元60包括参考信号生成单元61。参考信号生成单元61生成参考信号REF。参考信号REF具有所谓的斜坡波形，其中，电压电平在进行AD转换的两个时段(P相时段TP和D相时段TD)中随时间变化而逐渐减小。

信号处理单元70包括图像处理单元71。图像处理单元71对由图像信号DATA0表示的图像进行预定的图像处理。

在摄像装置2中，与摄像装置1的情况(图13)类似地执行累积开始驱动D1和读取驱动D2。

图29示出了摄像装置2的操作示例，(A)示出了水平同步信号XHS的波形，(B)示出了与第0像素线L有关的控制线RSTL(0)中的信号SRST(0)的波形，(C)示出了与第0像素线L有关的控制线TGLL(0)中的信号STG(0)的波形，(D)示出了与第0像素线L有关的控制线SELL(0)中的信号SSEL(0)的波形，(E)示出了与第1像素线L有关的控制线RSTL(1)中的信号SRST(1)的波形，(F)示出了与第1像素线L有关的控制线TGLL(1)中的信号STG(1)的波形，(G)示出了与第1像素线L有关的控制线SELL(1)中的信号SSEL(1)的波形，(H)示出了与第2像素线L有关的控制线RSTL(2)中的信号SRST(2)的波形，(I)示出了与第2像素线L有关的控制线TGLL(2)中的信号STG(2)的波形，以及(J)示出了与第2像素线L有关的控制线SELL(2)中的信号SSEL(2)的波形。

在累积开始驱动D1中，例如，在水平时段H内的预定时段中，扫描单元50以像素线L为单位从垂直方向上的顶部开始按顺序将晶体管TG和RST设置为导通状态。结果，在执行读取驱动D2之前的累积时段T10中，电荷累积在多个摄像像素P中。

然后，在读取驱动D2中，例如，扫描单元50以像素线L为单位从垂直方向上的顶部开始顺序控制晶体管TG、RST和SEL的操作。通过该控制，多个像素P各自顺序输出两个像素电压VP(VP11和VP12)。读取单元20基于两个像素电压VP11和VP12的每者进行AD转换，并输出数字代码CODE。

图30示出了所关注的摄像像素P11A中的读取驱动D2的操作示例，并且(A)示出了水平同步信号XHS的波形，(B)示出了信号SRST的波形，(C)示出了信号STG的波形，(D)示出了信号SSEL的波形，(E)示出了参考信号REF的波形，(F)示出了信号SIG的波形，(G)示出了从AD转换单元ADC的比较器24输出的信号CMP的波形，(H)示出了时钟信号CLK的波形，以及(I)示出了AD转换单元ADC的计数器25中的计数值CNT。这里，图30(E)中的参考信号REF示出了比较器24的正输入端子中的波形，而图30(F)中的信号SIG示出了比较器24的负输入端子中的波形。

在摄像装置2中，在某一水平时段(H)中，扫描单元50首先对摄像像素P11A执行复位操作，并且AD转换单元ADC基于在随后的P相时段TP中由摄像像素P11A输出的像素电压VP11进行AD转换。然后，扫描单元50对摄像像素P11A执行电荷传输操作，并且AD转换单元ADC基于在D相时段TD中由摄像像素P11A输出的像素电压VP12进行AD转换。下面将详细说明该操作。

首先，当水平时段H在时刻t91开始时，扫描单元50在时刻t92将信号SSEL的电压从低电平改变为高电平(图30(D))。通过这种改变，在摄像像素P11A中，晶体管SEL变为导通状态，并且摄像像素P11A与信号线SGL电连接。

接下来，在时刻t93，扫描单元50将信号SRST的电压从低电平改变为高电平(图30(B))。通过这种改变，在摄像像素P11A中，晶体管RST变为导通状态，并且浮动扩散部FD的电压被设置为电源电压VDD(复位操作)。

接下来，在时刻t94，扫描单元50将信号SRST的电压从高电平改变为低电平(图30(B))。通过这种改变，在摄像像素P11A中，晶体管RST变为关断状态。然后，比较器24在时刻t94至t95的时段内进行调零，并将正输入端子和负输入端子电连接。

接下来，在时刻t95，比较器24终止调零，并使正输入端子和负输入端子断开电连接。然后，在时刻t95，参考信号生成单元61将参考信号REF的电压改变为电压V1(图30(E))。

通过上述改变，在摄像像素P11A中，晶体管SEL变为导通状态，而晶体管TG和RST变为关断状态。浮动扩散部FD保持在时刻t93至t94的时段中浮动扩散部FD被复位时的电荷。摄像像素P11A输出与此时的浮动扩散部FD处的电压对应的像素电压VP(像素电压VP11)。

接下来，在时刻t96至t98的时段(P相时段TP)内，读取单元20基于像素电压VP11进行AD转换。具体地，在时刻t96，摄像控制单元60首先开始生成时钟信号CLK(图30(H))，同时，参考信号生成单元61将参考信号REF的电压从电压V1以预定的变化程度开始减小(图30(E))。响应于该变化，AD转换单元ADC的计数器25开始计数操作，并且顺序改变计数值CNT(图30(I))。

然后，在时刻t97，参考信号REF的电压低于像素电压VP11(图30(E)和(F))。响应于该变化，AD转换单元ADC的比较器24将信号CMP的电压从高电平改变为低电平(图30(G))。结果，计数器25停止计数操作(图30(I))。

接下来，在时刻t98，摄像控制单元60在P相时段TP结束时停止产生时钟信号CLK(图30(H))。同时，参考信号生成单元61停止参考信号REF的电压变化，并且在随后的时刻t99，参考信号生成单元61将参考信号REF的电压改变为电压V1(图30(E))。通过这种改变，参考信号REF的电压超过像素电压VP11(图30(E)和(F)，因此，AD转换单元ADC的比较器24将信号CMP的电压从低电平改变为高电平(图30(G))。

接下来，在时刻t100，AD转换单元ADC的计数器25基于控制信号CC将计数值CNT的极性反转(图30(I))。

接下来，在时刻t101，扫描单元50将信号STG的电压从低电平改变为高电平(图30(C))。通过这种改变，在摄像像素P11A中，晶体管TG变为导通状态。结果，光电二极管PD中产生的电荷被传输到浮动扩散部FD(电荷传输操作)。响应于该传输，信号SIG的电压降低(图30(F))。

然后，在时刻t102，扫描单元50将信号STG的电压从高电平改变为低电平(图30(C))。通过这种改变，在摄像像素P11A中，晶体管TG变为关断状态。

通过这种改变，在摄像像素P11A中，晶体管SEL变为导通状态，而晶体管TG和RST变为关断状态。浮动扩散部FD保持在时刻t101至t102的时段中从光电二极管PD传输的电荷。摄像像素P11A输出与此时的浮动扩散部FD处的电压对应的像素电压VP(像素电压VP12)。

接下来，在时刻t103至t105的时段(D相时段TD)内，读取单元20基于像素电压VP12进行AD转换。具体地，在时刻t103，摄像控制单元60首先开始产生时钟信号CLK(图30(H))，同时，参考信号生成单元61将参考信号REF的电压从电压V1以预定的变化程度开始减小(图30(E))。响应于该变化，AD转换单元ADC的计数器25开始计数操作，并且顺序改变计数值CNT(图30(I))。

然后，在时刻t104，参考信号REF的电压低于像素电压VP12(图30(E)和(F))。响应于该变化，AD转换单元ADC的比较器24将信号CMP的电压从高电平改变为低电平(图30(G))。结果，计数器25停止计数操作(图30(I))。以这种方式，AD转换单元ADC根据像素电压VP11与VP12之间的差获得计数值CNT，然后，AD转换单元ADC的锁存器26将计数值CNT作为数字代码CODE输出。

接下来，在时刻t105，摄像控制单元60在D相时段TD结束时停止产生时钟信号CLK(图30(H))。同时，参考信号生成单元61停止参考信号REF的电压改变，在随后的时刻t106，参考信号生成单元61将参考信号REF的电压改变为电压V2(图30(E))。通过这种改变，参考信号REF的电压超过像素电压VP12(图30(E)和(F))，因此，AD转换单元ADC的比较器24将信号CMP的电压从低电平改变为高电平(图30(G))。

接下来，在时刻t107，扫描单元50将信号SSEL的电压从高电平改变为低电平(图30(D))。通过这种改变，在摄像像素P11A中，晶体管SEL变为关断状态，并且摄像像素P11A与信号线SGL断开电连接。

然后，在时刻t108，AD转换单元ADC的计数器25基于控制信号CC将计数值CNT重置为“0”(图30(I))。

如上所述，在摄像装置2中，基于P相时段TP中的像素电压VP11执行计数操作，并且使计数值CNT的极性反转，然后，基于D相时段TD中的像素电压VP12执行计数操作。通过该操作，摄像装置2能够根据像素电压VP11与VP12之间的电压差来获取数字代码CODE。在摄像装置2中，由于执行了这种相关双采样，因此，能够去除像素电压VP12中包含的噪声成分，结果，能够提高拍摄图像的图像质量。

与根据上述实施例的摄像装置1类似，摄像装置2利用消隐时段T20执行温度检测。具体地，在与消隐时段T20中的水平时段H(图30)具有相同长度的检测时段M中，读取单元20的AD转换单元ADC基于信号SIGT进行AD转换。在检测时段M中，参考信号生成单元61和读取单元20执行与水平时段H中的操作类似的操作(图30)。在检测时段M中，摄像控制单元30将信号SSELT(图4)改变为高电平。通过这种改变，在读取单元20中，晶体管29变为导通状态，并且在多个AD转换单元ADC的各者中，通过晶体管29和电容元件22向比较器24的负输入端子提供与温度传感器32产生的信号SIGT对应的信号。然后，与上述实施例(图18)类似，AD转换单元ADC在P相时段TP中基于信号SIGT中的电压VDD2进行AD转换，并且在D相时段TD中基于信号SIGT中的电压Vtemp2进行AD转换，以生成数字代码CODE。

如图6(B)所示，温度计算单元42使用数字代码CODE作为数字值VALT，并且基于数字值VALT进行算术处理，以生成随温度的变化而线性变化的温度代码TC1。以这种方式，温度计算单元42基于从多个AD转换单元ADC获得的多个数字值VALT来生成多个温度代码TC1。

接下来，如图7所示，温度计算单元42使用存储在存储单元8中的校准参数PCAL，并将温度代码TC1改变由校准参数PCAL表示的值，以校正温度代码TC1。以这种方式，温度计算单元42对通过算术处理生成的多个温度代码TC1的各者进行校正处理。

然后，温度计算单元42获得由多个校正后的温度代码TC1表示的值的平均值，并生成温度代码TC。

[第四变形例]

在上述实施例中，例如，与相同的控制线TGLL、FDGL、RSTL、FCGL、TGSL和SELL连接的多个像素在水平方向上并排安装在像素阵列9中。然而，实施例不限于该示例。代替该实施例，例如，如图31所示的摄像装置1D中那样，可以在垂直方向上上下安装与相同的控制线TGLL、FDGL、RSTL、FCGL、TGSL和SELL连接的多个(该示例中为四个)像素。摄像装置1D包括像素阵列9D、扫描单元10D、读取单元20D1和20D2、摄像控制单元30D和信号处理单元40D。像素阵列9D的偶数编号(第0、第2、第4、...)的信号线SGL连接到读取单元20D1，而像素阵列9D的奇数编号(第1、第3、第5、...)的信号线SGL连接到读取单元20D2。控制线TGLL、FDGL、RSTL、FCGL、TGSL和SELL连接到扫描单元10D。在该示例中，在垂直方向(图31中的垂直方向)上上下安装有与相同的控制线TGLL、FDGL、RSTL、FCGL、TGSL和SELL连接的四个像素P。扫描单元10D包括逻辑单元12D和驱动单元13D。读取单元20D1基于经由偶数编号的信号线SGL从像素阵列9D提供的信号SIG进行AD转换，以生成图像信号DATAD1。读取单元20D2基于经由奇数编号的信号线SGL从像素阵列9D提供的信号SIG进行AD转换，以生成图像信号DATAD2。信号处理单元40D对由图像信号DATAD1和DATAD2表示的图像进行信号处理。

[第五变形例]

在上述实施例中，AD转换单元ADC与像素阵列9中的一列的多个像素P连接。然而，实施例不限于该示例。代替本实施例，例如，如图32所示的摄像装置1E中那样，AD转换单元ADC可以连接到属于预定区域的多个摄像像素P1。摄像装置1E形成在两个半导体基板401和402上。像素阵列9形成在半导体基板401上。像素阵列9被划分为多个(在该示例中为21个)区域AR，并且每个区域AR包括多个(在该示例中为160个)摄像像素P1。读取单元20形成在半导体基板402上。具体地，在半导体基板402上，在与半导体基板401上的多个区域AR对应的多个区域中的每者中形成有与属于区域AR的多个摄像像素P1连接的AD转换单元ADC。半导体基板401和半导体基板402重叠，并且通过使用例如Cu-Cu连接的连接部403彼此电连接。注意，在该示例中，像素阵列9被划分为21个区域AR，但是变形例不限于该示例。代替该示例，例如，像素阵列9可以被划分为20个以下的区域AR，或22个以上的区域AR。此外，在该示例中，在每个区域AR中设置有160个摄像像素P1。然而，变形例不限于该示例。代替该示例，例如，可以设置159个以下的摄像像素P1或161个以上的摄像像素P1。

[其他变形例]

此外，可以组合这些变形例中的两个以上的变形例。

<2.摄像装置的使用例>

图33示出了根据以上实施例的摄像装置1等的使用例。如下所述，上述摄像装置1等能够用于感测诸如可见光、红外光、紫外光和X射线等光的各种情况中。

-拍摄供欣赏的图像的设备，例如，数码相机和具有相机功能的便携式设备

-用于交通的设备，例如，为了诸如自动停止、或识别驾驶员状态等的安全驾驶，用于拍摄车辆的前方、后方、周围、内部的车载传感器等；用于监控行驶中的车辆和道路的监控摄像机；以及用于测量车辆之间的距离的测距传感器等

-用于诸如电视、冰箱和空调等家用电器的设备，用于拍摄使用者的手势，并根据该手势进行设备操作

-用于医疗保健的设备，例如内窥镜和通过接收红外光进行血管造影的设备

-用于安保的设备，例如，用于预防犯罪的监控摄像机和个人认证用途的摄像机

-用于美容的设备，例如用于拍摄皮肤的皮肤测量仪器和用于拍摄头皮的显微镜

-用于运动等的设备，例如，运动相机和运动用途的可穿戴式相机

-用于农业的设备，例如，用于监控农场和农作物的状况的相机

<3.移动体的应用例>

根据本发明的技术(本技术)能够应用于各种产品。例如，根据本发明的技术可以被实现为安装在下列任何类型的移动体上的装置，所述移动体包括：汽车、电动汽车、混合动力汽车、电动摩托车、自行车、个人移动设备、飞机、无人机、轮船、机器人等。

图34是示出作为适用于根据本发明的技术的移动体控制系统的示例的车辆控制系统的示意性构造示例的框图。

车辆控制系统12000包括通过通信网络12001连接的多个电子控制单元。在图34所示的示例中，车辆控制系统12000包括：驱动系统控制单元12010、车身系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040以及集成控制单元12050。此外，作为集成控制单元12050的功能构造，示出了微型计算机12051、声音图像输出单元12052以及车载网络接口(I/F)12053。

驱动系统控制单元12010根据各种程序来控制与车辆的驱动系统有关的设备的操作。例如，驱动系统控制单元12010起到下述各设备的控制装置的作用，这些设备是：诸如内燃机或驱动电机等用于产生车辆的驱动力的驱动力产生设备；用于将驱动力传递到车轮的驱动力传递机构；用于调节车辆的转向角的转向机构；以及用于产生车辆的制动力的制动设备等。

车身系统控制单元12020根据各种程序来控制安装在车体上的各种设备的操作。例如，车身系统控制单元12020起到下述各设备的控制装置的作用，这些设备是：无钥匙进入系统；智能钥匙系统；自动车窗装置；以及诸如前灯、后灯、刹车灯、转向灯和雾灯等各种灯。在这种情况下，从代替钥匙的移动设备发送的无线电波或各种开关的信号能够被输入到车身系统控制单元12020。车身系统控制单元12020接收这些无线电波或信号的输入，并且控制车辆的门锁装置、自动车窗装置、和灯等。

车外信息检测单元12030检测安装有车辆控制系统12000的车辆外部信息。例如，摄像单元12031连接到车外信息检测单元12030。车外信息检测单元12030使摄像单元12031拍摄车辆外部的图像，并且接收所拍摄的图像。基于所接收到的图像，车外信息检测单元12030可以对行人、车辆、障碍物、交通标志、或路面上的字母等执行物体检测处理或距离检测处理。

摄像单元12031是用于接收光并且根据所接收的光量输出电信号的光学传感器。摄像单元12031能够将该电信号作为图像输出，并且能够将该电信号作为测距信息输出。此外，由摄像单元12031接收的光可以是可见光，或者可以是诸如红外光等非可见光。

车内信息检测单元12040检测车辆内部的信息。例如，用于检测驾驶员状态的驾驶员状态检测单元12041与车内信息检测单元12040连接。例如，驾驶员状态检测单元12041包括用于拍摄驾驶员的相机，并且车内信息检测单元12040可以基于从驾驶员状态检测单元12041输入的检测信息来计算驾驶员的疲劳程度或专注程度，或者可以判定驾驶员是否在打瞌睡。

基于在车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040中获取的车外和车内的信息，微型计算机12051计算驱动力产生设备、转向机构、或制动设备的控制目标值，并且能够向驱动系统控制单元12010输出控制命令。例如，微型计算机12051能够执行用于实现高级驾驶员辅助系统(ADAS：advanced driver assistance system)功能的协同控制，所述高级驾驶员辅助系统功能包括：车辆的碰撞避免或撞击减轻、基于车间距离的跟随行驶、车速保持行驶、车辆的碰撞警告、以及车辆的车道偏离警告等。

此外，微型计算机12051基于在车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040中获取的车辆附近的信息来控制驱动力产生设备、转向机构、或制动设备等，从而执行用于实现不依赖驾驶员的操作而自动行驶的自动驾驶等的协同控制。

此外，基于在车外信息检测单元12030中获取的车辆外部的信息，微型计算机12051能够向车身系统控制单元12020输出控制命令。例如，通过根据在车外信息检测单元12030中检测到的前车或对面来车的位置来控制前灯以及将远光灯切换到近光灯，微型计算机12051能够执行用于实现无眩光目的的协调控制。

声音图像输出单元12052将声音或图像中的至少一者的输出信号发送到输出设备，该输出设备能够在视觉上和在听觉上向车上的乘客或车辆外部通知信息。在图34的示例中，作为输出设备，示例性地示出了音频扬声器12061、显示单元12062和仪器面板12063。例如，显示单元12062可以包括车载显示器(on-board display)和平视显示器(head-updisplay)中的至少一者。

图35是示出摄像单元12031的安装位置的示例的图。

在图35中，作为摄像单元12031，车辆12100包括摄像单元12101、12102、12103、12104和12105。

例如，摄像单元12101、12102、12103、12104和12105被设置于如下位置：例如，车辆12100的前鼻、后视镜、后保险杠或后门、以及车厢内的挡风玻璃的上部等。设置于前鼻的摄像单元12101和设置于车厢内的挡风玻璃的上部的摄像单元12105主要获取车辆12100前方的图像。设置于后视镜的摄像单元12102和12103主要获取车辆12100侧面的图像。设置于后保险杠或后门的摄像单元12104主要获取车辆12100后方的图像。在摄像单元12101和12105中获取的前方图像主要用于检测前车、行人、障碍物、交通信号灯、交通标志、或车道等。

注意，图35示出了摄像单元12101～12104的摄像范围的示例。摄像范围12111表示设置于前鼻的摄像单元12101的摄像范围，摄像范围12112和12113分别表示设置于后视镜的摄像单元12102和12103的摄像范围，以及摄像范围12114表示设置于后保险杠或后门的摄像单元12104的摄像范围。例如，通过叠加在摄像单元12101～12104中获取到的图像数据，能够获得从上方观看到的车辆12100的鸟瞰图像。

摄像单元12101～12104中的至少一者可以具有获取距离信息的功能。例如，摄像单元12101～12104中的至少一者可以是包括多个摄像元件的立体相机，或者可以是具有用于相位差检测的像素的摄像元件。

例如，微型计算机12051基于从摄像单元12101～12104获得的距离信息来获得与摄像范围12111～12114内的三维物体的距离以及该距离随时间的变化(相对于车辆12100的相对速度)，从而将如下三维物体提取为前车：所述三维物体在行驶道路上最靠近车辆12100，并且在与车辆12100基本相同的方向上以预定速度(例如，大于或等于0km/h)行驶。此外，微型计算机12051能够预先设定与前车要确保的车间距离，并且执行自动制动控制(包括跟随停止控制)和自动加速控制(包括跟随起动控制)等。以这种方式，能够执行用于实现不依赖驾驶员的操作而自主行驶的自动驾驶等的协同控制。

例如，基于从摄像单元12101～12104获得的距离信息，微型计算机12051将关于三维物体的三维物体数据分类为待提取的两轮车辆、普通车辆、大型车辆、行人、和诸如电线杆等其他三维物体，并且能够使用这些数据来自动避开障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物区分为车辆12100的驾驶员视觉上可识别的障碍物和驾驶员视觉上不可识别的障碍物。然后，微型计算机12051确定用于表示与各个障碍物发生碰撞的危险度的碰撞风险，并且在碰撞风险高于或等于设定值并存在碰撞可能性的情况下，微型计算机12051能够通过音频扬声器12061或显示单元12062向驾驶员输出警告，或者通过驱动系统控制单元12010执行强制减速或避让转向，来执行用于避免碰撞的驾驶辅助。

摄像单元12101～12104中的至少一者可以是检测红外光的红外相机。例如，微型计算机12051判定摄像单元12101～12104的拍摄图像中是否存在行人，从而识别出该行人。例如，通过以下处理来执行行人的识别：在作为红外相机的摄像单元12101～12104的拍摄图像中提取特征点；以及对表示物体轮廓的一系列特征点进行图案匹配处理，并判定该物体是否是行人。当微型计算机12051判定摄像单元12101～12104的拍摄图像中存在行人并识别出该行人时，声音图像输出单元12052控制显示单元12062，使得在识别出的行人上叠加并显示用于强调的矩形轮廓线。此外，声音图像输出单元12052可以控制显示单元12062，使其在所期望的位置处显示用于表示行人的图标等。

已经说明了根据本发明的技术适用的车辆控制系统的示例。根据本发明的技术适用于上述构造的摄像单元12031。通过该应用，车辆控制系统12000能够检测摄像单元12031中的温度是否正常。然后，在温度异常的情况下，例如，车辆控制系统12000能够通过向微型计算机12051通知检测结果来掌握在摄像单元12031中已经发生故障。通过该通知，车辆控制系统12000能够执行诸如引起驾驶员注意的适当处理，从而提高可靠性。此外，车辆控制系统12000能够基于检测结果来限制控制车辆的功能。控制车辆的功能的具体实例包括：车辆碰撞避免或碰撞减轻功能、基于车间距离的跟随行驶功能、车速保持行驶功能、车辆碰撞警告功能、以及车道偏离警告功能等。在确定摄像单元12031中的温度异常的情况下，能够限制或禁止控制车辆的功能。具体地，车辆控制系统12000能够控制制动器、引擎输出和变速器。利用该控制，车辆控制系统12000能够基于摄像单元12031中的温度异常这一事实来防止因错误检测引起的事故。

此外，例如，在车辆控制系统12000包括两个冗余摄像单元12031(摄像单元12031A和12031B)的情况下，以及在确定一个摄像单元12031A的温度异常并且推测摄像单元12031A有故障的情况下，可以操作另一个摄像单元12031B。此外，例如，除了包括摄像单元12031之外，在车辆控制系统12000还包括用于检测距物体的距离的距离测量单元(例如，光检测和测距(LIDAR)设备或飞行时间(TOF：time of flight)图像传感器)时，在确定摄像单元12031中的温度异常的情况下，可以操作距离测量单元。在这种情况下，由于至少能够检测到距物体的距离，因此，能够防止由于基于摄像单元12031中的温度异常的错误检测而引起的事故。

尽管已经参考实施例、变形例和具体应用例说明了本技术，但是本技术不限于这些实施例等，而是能够进行各种变形。

例如，在摄像装置1中，如图17所示，读取单元20输出数字代码CODE2和CODE3，并且图像处理单元41从数字代码CODE3中减去数字代码CODE2(CODE3-CODE2)，以计算像素值VAL1。然而，实施例不限于该示例。代替以上处理，与根据第三变形例的摄像装置2的情况(图30)类似，读取单元20可以在转换时段T2之后反转计数值CNT的极性，并输出与数字代码CODE2与CODE3之间的差对应的数字代码CODE。该处理类似地应用于数字代码CODE5和CODE6，并且还应用于数字代码CODE7和CODE8，并且还应用于数字代码CODEA和CODEB。

此外，例如，在摄像装置1中，如图17所示，读取单元20输出数字代码CODE1和CODE4，并且图像处理单元41从数字代码CODE4中减去数字代码CODE1(CODE4-CODE1)，以计算像素值VAL2。然而，实施例不限于该示例。代替该处理，读取单元20可以在转换时段T1之后暂时存储计数值CNT，在转换时段T4之前将计数值CNT设置在计数器25中，并反转计数值CNT的极性。即使在这种情况下，如根据第二实施例的摄像装置2(图30)的情况中那样，读取单元20也能够输出与数字代码CODE1与CODE4之间的差对应的数字代码CODE。

此外，例如，摄像装置1不限于图1等所示的构造，并且可以适当地进行变形。类似地，例如，摄像装置2不限于图26等所示的构造，并且可以适当地进行变形。

注意，在本说明书中描述的效果仅是示例并且不受限制，并且可以表现出其他效果。

注意，本技术能够具有以下构造。

(1)一种摄像装置，包括：

处理单元，其形成在第一半导体基板上，并且能够基于由摄像单元获得的图像数据进行预定的图像处理；

温度传感器，其形成在所述第一半导体基板上，并且能够根据温度产生检测信号；以及

第一焊盘电极，其形成在所述第一半导体基板上，并且与形成在所述第一半导体基板上的电路电绝缘。

(2)根据(1)所述的摄像装置，其中

所述温度传感器形成在形成有所述处理单元的区域中，所述区域是所述第一半导体基板。

(3)根据(1)或(2)所述的摄像装置，还包括：

转换单元，其形成在所述第一半导体基板上，其中，

所述摄像单元具有摄像像素，

所述转换单元能够通过基于从所述摄像像素提供的像素信号进行AD转换来生成所述图像数据，并且

所述第一焊盘电极与所述温度传感器之间的距离比所述第一焊盘电极与所述转换单元之间的距离短。

(4)根据(1)至(3)中任一项所述的摄像装置，还包括：

多个输入/输出焊盘电极，其并排安装在所述第一半导体基板的周边区域中，其中，

所述第一焊盘电极的面积大于所述多个输入/输出焊盘电极的面积。

(5)根据(1)至(4)中任一项所述的摄像装置，还包括：

第二焊盘电极，其形成在所述第一半导体基板上的与所述第一焊盘电极相邻的位置处，并且与形成在所述第一半导体基板上的电路电绝缘，并与所述第一焊盘电极电连接。

(6)根据(1)至(5)中任一项所述的摄像装置，还包括：

所述摄像单元，其形成在所述第一半导体基板上。

(7)根据(1)至(5)中任一项所述的摄像装置，还包括：

所述摄像单元，其形成在第二半导体基板上，其中，

所述第二半导体基板覆盖在所述第一半导体基板上。

(8)一种摄像装置，包括：

摄像单元；

处理单元，其能够基于由所述摄像单元获得的图像数据进行预定的图像处理；

温度传感器，其能够根据温度产生检测信号；以及

计算单元，其能够基于所述检测信号，通过多个划分的温度范围内分别执行彼此不同类型的算术处理来生成温度代码，所述温度传感器可操作多个划分的温度范围中的每者。

(9)根据(8)所述的摄像装置，其中，

所述多个温度范围包括第一温度范围和第二温度范围，并且

所述算术处理

能够基于所述第一温度范围内的检测信号，使用第一函数生成所述温度代码，并且

能够基于所述第二温度范围内的检测信号，使用第二函数生成所述温度代码。

(10)根据(9)所述的摄像装置，其中

所述第一函数和所述第二函数是线性函数。

(11)根据(8)至(10)中任一项所述的摄像装置，还包括：

存储单元，其被构造成存储与所述摄像装置的温度有关的信息，所述温度是已被所述摄像装置的检查设备检测到的，其中，

所述计算单元能够使用存储在所述存储单元中的信息来进一步执行校正所述温度代码的校正处理。

(12)根据(11)所述的摄像装置，还包括：

转换单元，其能够通过基于所述检测信号进行AD转换来产生第一数字代码，其中，

所述计算单元能够基于所述第一数字代码生成所述温度代码。

(13)根据(12)所述的摄像装置，其中，

所述转换单元包括多个转换电路，所述多个转换电路能够通过基于所述检测信号进行AD转换，从而生成多个所述第一数字代码，并且，

所述计算单元能够基于所述多个第一数字代码来生成所述温度代码。

(14)根据(13)所述的摄像装置，其中，

所述计算单元能够通过基于所述多个第一数字代码执行所述算术处理来获得多个第一温度代码；能够通过基于所述多个第一温度代码执行所述校正处理来获得多个第二温度代码；以及能够基于由所述多个第二温度代码表示的值的平均值来生成所述温度代码。

(15)根据(14)所述的摄像装置，其中，

所述计算单元能够基于所述多个第二温度代码来选择所述多个第二温度代码中的一个；能够使用由所述多个转换电路中的与生成了所述选择的第二温度代码的转换电路相邻的转换电路生成的第二温度代码来校正所述选择的第二温度代码；以及能够基于由包括所述校正后的第二温度代码的所述多个第二温度代码表示的值的平均值来生成所述温度代码。

(16)根据(14)所述的摄像装置，其中，

所述计算单元能够基于所述多个第二温度代码来选择所述多个第二温度代码中的一者，并且能够基于由所述多个第二温度代码中的除所选择的第二温度代码之外的所述多个第二温度代码表示的值的平均值来生成所述温度代码。

(17)根据(13)至(16)中任一项所述的摄像装置，其中，

所述摄像单元包括多个摄像像素，

所述多个转换电路能够通过基于从所述多个摄像像素提供的多个像素信号进行AD转换来分别生成多个第二数字代码，并且

所述处理单元能够基于所述多个第二数字代码来执行所述预定的图像处理。

(18)一种校准方法，包括：

通过检查设备，使热电偶与第一焊盘电极接触以测量温度，所述第一焊盘电极形成在形成有处理单元的第一半导体基板上，并且与形成在所述第一半导体基板上的电路电绝缘，所述处理单元能够基于由摄像单元获得的图像数据执行预定的图像处理；

通过所述检查设备，使形成在所述第一半导体基板上的存储单元存储与所测得的温度有关的信息；

通过形成在所述第一半导体基板上的温度传感器，根据温度产生检测信号；

通过形成在所述第一半导体基板上的计算单元，通过基于所述检测信号在多个划分的温度范围内分别执行彼此不同类型的算术处理，从而生成温度代码，所述温度传感器可操作多个划分的温度范围中的每者；

通过所述计算单元，使用存储在所述存储单元中的信息，执行校正所述温度代码的校正处理；以及

通过所述检查设备，获取所述校正后的温度代码。

[A1]

一种摄像装置，包括：

处理单元，其形成在第一半导体基板上，并且被构造成基于由摄像单元获得的图像数据进行预定的图像处理；

第一温度传感器，其形成在所述第一半导体基板上，并且能够根据温度产生检测信号；以及

第一焊盘电极，其形成在所述第一半导体基板上，并且与形成在所述第一半导体基板上的电路电绝缘，所述电路被用于产生图像数据。

[A2]

根据权利要求A1所述的摄像装置，其中，所述第一焊盘电极被构造成接触探测针以通过第二温度传感器检测温度。

[A3]

根据权利要求A1所述的摄像装置，其中，

所述第一温度传感器形成在形成有所述处理单元的区域中，所述区域是所述第一半导体基板。

[A4]

根据权利要求A1所述的摄像装置，还包括：

转换单元，其形成在所述第一半导体基板上，其中，

所述摄像单元具有摄像像素，

所述转换单元能够通过基于从所述摄像像素提供的像素信号进行模数转换来生成所述图像数据，并且

所述第一焊盘电极与所述第一温度传感器之间的距离比所述第一焊盘电极与所述转换单元之间的距离短。

[A5]

根据权利要求A1所述的摄像装置，还包括：

多个输入/输出焊盘电极，其在所述第一半导体基板的周边区域中，其中，

所述第一焊盘电极的面积大于所述多个输入/输出焊盘电极中的每者的面积。

[A6]

根据权利要求A1所述的摄像装置，还包括：

第二焊盘电极，其形成在所述第一半导体基板上的与所述第一焊盘电极相邻的位置处，并且与形成在所述第一半导体基板上的电路电绝缘，并与所述第一焊盘电极电连接。

[A7]

根据权利要求A1所述的摄像装置，其中，所述摄像单元形成在所述第一半导体基板上。

[A8]

根据权利要求A1所述的摄像装置，

其中，所述摄像单元形成在第二半导体基板上，所述第二半导体基板覆盖在所述第一半导体基板上。

[A9]

根据权利要求A1所述的摄像装置，还包括：

计算单元，其能够基于由所述第一温度传感器产生的检测信号来生成温度代码。

[A10]

根据权利要求A9所述的摄像装置，其中，

所述计算单元

能够基于第一温度范围内的检测信号，使用第一函数生成所述温度代码，并且

能够基于第二温度范围内的检测信号，使用第二函数生成所述温度代码。

[A11]

根据权利要求A10所述的摄像装置，其中，

所述第一函数和所述第二函数是线性函数。

[A12]

根据权利要求A9所述的摄像装置，其中，所述第一焊盘电极被构造成接触探测针以通过第二温度传感器检测温度。

[A13]

根据权利要求A12所述的摄像装置，还包括：

存储单元，其被构造成存储与由所述第二温度传感器检测到的温度有关的信息，其中，

所述计算单元能够使用存储在所述存储单元中的信息来执行校正所述温度代码的校正处理。

[A14]

根据权利要求A13所述的摄像装置，还包括：

转换单元，其能够通过基于所述检测信号进行模数转换来产生第一数字代码，其中，

所述计算单元能够基于所述第一数字代码生成所述温度代码。

[A15]

根据权利要求A14所述的摄像装置，其中，

所述转换单元包括多个转换电路，所述多个转换电路能够通过基于所述检测信号进行AD转换，从而生成多个所述第一数字代码，并且，

所述计算单元能够基于所述多个第一数字代码来生成所述温度代码。

[A16]

根据权利要求A15所述的摄像装置，其中，

所述计算单元能够

基于所述多个第一数字代码来获得多个第一温度代码，

通过基于所述多个第一温度代码执行所述校正处理来获得多个第二温度代码，以及

基于所述多个第二温度代码的平均值来生成所述温度代码。

[A17]

根据权利要求A16所述的摄像装置，其中，

所述计算单元能够

基于所述多个第二温度代码来选择所述多个第二温度代码中的一个，

使用由所述多个转换电路中的与生成了所选择的第二温度代码的转换电路相邻的转换电路生成的第二温度代码来校正所选择的第二温度代码，以及

基于包括所述校正后的第二温度代码的所述多个第二温度代码的平均值来生成所述温度代码。

[A18]

根据权利要求A16所述的摄像装置，其中，

所述计算单元能够

基于所述多个第二温度代码来选择所述多个第二温度代码中的一者，以及

基于所述多个第二温度代码中的除所选择的第二温度代码之外的所述多个第二温度代码的平均值来生成所述温度代码。

[A19]

根据权利要求A15所述的摄像装置，其中，

所述摄像单元包括多个摄像像素，

所述多个转换电路能够通过基于从所述多个摄像像素提供的多个像素信号进行AD转换来分别生成多个第二数字代码，并且

所述处理单元能够基于所述多个第二数字代码来执行所述预定的图像处理。

[A20]

一种校准方法，包括：

通过检查设备，使热电偶与第一焊盘电极接触以测量温度，所述第一焊盘电极形成在其上形成有处理单元的第一半导体基板上，并且与形成在所述第一半导体基板上的电路电绝缘，所述处理单元能够基于由摄像单元获得的图像数据执行预定的图像处理；

通过所述检查设备，使形成在所述第一半导体基板上的存储单元存储与所测得的温度有关的信息；

通过形成在所述第一半导体基板上的温度传感器，根据温度产生检测信号；

通过形成在所述第一半导体基板上的计算单元，通过基于所述检测信号在多个划分的温度范围内分别执行彼此不同类型的算术处理，从而生成温度代码，所述温度传感器可操作多个划分的温度范围中的每者；

通过所述计算单元，使用存储在所述存储单元中的信息，执行校正所述温度代码的校正处理。

本领域技术人员应该理解，根据设计需要和其他因素，可以进行各种变形、组合、子组合和变更，只要它们在所附权利要求或其等同物的范围内即可。

[附图标记列表]

1,1A,1B,1C,1D,1E,2 摄像装置

8 存储单元

9,9A,9D,59 像素阵列

10,10D,50 扫描单元

11 地址解码器

12,12D,52 逻辑单元

13,13D,53 驱动单元

20,20A,20D1,20D2 读取单元

21,22 电容元件

23 电流源

24 比较器

25 计数器

26 锁存器

28,29 晶体管

30,30A,30B,30D,60 摄像控制单元

31,61 参考信号生成单元

32 温度传感器

40,40B,40D,70 信号处理单元

41,71 图像处理单元

42,42B 温度计算单元

100 检查系统

101 晶片

110 检查设备

111 探针

111A,111B 探测针

112 检查单元

113 加热器

200 半导体基板

201 周边电路单元

202至204 端子单元

301,302 半导体基板

303 通孔

311 周边电路单元

312至314 端子单元

401,402 半导体基板

403 连接部

ADC,ADC2 AD转换单元

AMP,FCG,FDG,RST,SEL,TG,TGL,TGS 晶体管

AR 区域

BJT1,BJT2 双极晶体管

BUS 总线

CC 控制信号

CLK 时钟信号

CODE,CODE1至CODE8,CODEA,CODEB 数字代码

DATA0,DATA,DATAD1,DATAD2 图像信号

D1 累积开始驱动

D2 读取驱动

ER 错误标志信号

FC 电容元件

FCGL,FDGL,RSTL,SELL,SIGTL,TGLL,TGSL 控制线

FD 浮动扩散部

MP1至MP3,MN1,MN2 晶体管

PAD,PAD2,PAD3 焊盘电极

PCAL 校准参数

PD,PD1,PD2 光电二极管

P1,P11 摄像像素

P2 虚拟像素

REF 参考信号

RG1 摄像像素区

RG2,RG3 伪像素区

R1至R3 电阻元件

SFCG,SFDG,SIG,SIGT,SRST,SSEL,SSELT,STG,STGL,STGS 信号

SSW 控制信号

SW 开关单元

SWT 开关

TC,TC1 温度代码

Trange1,Trange2 温度范围

T1至T8,TA,TB 转换时段

T10 累积时段

T20 消隐时段

VAL1至VAL4 像素值

VALT 数字值

VDD 电源电压

VP1至VP8,VP11,VP12 像素电压

Vtemp 电压

XHS 水平同步信号。

Claims (13)

1.一种摄像装置，包括：

第一温度传感器，其形成在第一半导体基板上，并且能够根据温度产生检测信号；

转换单元，其设置成通过基于所述检测信号进行模数转换以生成第一数字代码；

处理单元，其设置成经由设置在所述第一半导体基板的端部上的多个输入/输出焊盘电极的第一焊盘电极基于所述第一数字代码输出错误信号；以及

计算单元，其能够基于多个所述第一数字代码来生成温度代码，

其中，所述计算单元

能够基于第一温度范围内的检测信号，使用第一函数生成所述温度代码，并且

能够基于第二温度范围内的检测信号，使用第二函数生成所述温度代码。

2.根据权利要求1所述的摄像装置，

其中，所述转换单元形成在所述第一半导体基板上，并且其中，

所述摄像装置还包括摄像单元，所述摄像单元具有摄像像素，

所述转换单元能够通过基于从所述摄像像素提供的像素信号进行模数转换来生成图像数据。

3.根据权利要求1所述的摄像装置，还包括：

第二焊盘电极，其形成在所述第一半导体基板上，其中，所述第二焊盘电极与所述第一温度传感器之间的距离比所述第二焊盘电极与所述转换单元之间的距离短。

4.根据权利要求1所述的摄像装置，还包括：

第二焊盘电极，其形成在所述第一半导体基板上，其中，

所述第二焊盘电极的面积大于所述多个输入/输出焊盘电极中的每者的面积。

5.根据权利要求1所述的摄像装置，还包括：

第二焊盘电极，其形成在所述第一半导体基板上，并且与形成在所述第一半导体基板上的电路电绝缘；以及

第三焊盘电极，其形成在所述第一半导体基板上的与所述第二焊盘电极相邻的位置处，并且与形成在所述第一半导体基板上的电路电绝缘，并与所述第二焊盘电极电连接。

6.根据权利要求2所述的摄像装置，其中，所述摄像单元形成在所述第一半导体基板上。

7.根据权利要求2所述的摄像装置，

其中，所述摄像单元形成在第二半导体基板上，所述第二半导体基板覆盖在所述第一半导体基板上。

8.根据权利要求1所述的摄像装置，还包括：

存储单元，其被构造成存储与由第二温度传感器检测到的温度有关的信息，其中，

所述计算单元能够使用存储在所述存储单元中的信息来执行校正所述温度代码的校正处理。

9.根据权利要求8所述的摄像装置，其中，

所述计算单元能够

基于所述多个所述第一数字代码来获得多个第一温度代码，

通过基于所述多个第一温度代码执行所述校正处理来获得多个第二温度代码，以及

基于所述多个第二温度代码的平均值来生成所述温度代码。

10.根据权利要求9所述的摄像装置，其中，

所述计算单元能够

基于所述多个第二温度代码来选择所述多个第二温度代码中的一个，

使用由所述转换单元的多个转换电路中的与生成了所选择的第二温度代码的转换电路相邻的转换电路生成的第二温度代码来校正所选择的第二温度代码，以及

基于包括校正后的第二温度代码的所述多个第二温度代码的平均值来生成所述温度代码。

11.根据权利要求9所述的摄像装置，其中，

所述计算单元能够

基于所述多个第二温度代码来选择所述多个第二温度代码中的一者，以及

基于所述多个第二温度代码中的除所选择的第二温度代码之外的所述多个第二温度代码的平均值来生成所述温度代码。

12.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，在消隐时段中执行基于所述检测信号的所述模数转换。

13.一种校准方法，包括：

通过检查设备，使热电偶与第一焊盘电极接触以测量温度，所述第一焊盘电极形成在其上形成有处理单元的第一半导体基板上，并且与形成在所述第一半导体基板上的电路电绝缘，所述处理单元能够基于由摄像单元获得的图像数据执行预定的图像处理；

通过所述检查设备，使形成在所述第一半导体基板上的存储单元存储与所测得的温度有关的信息；

通过形成在所述第一半导体基板上的温度传感器，根据温度产生检测信号；

通过形成在所述第一半导体基板上的计算单元，通过基于所述检测信号在多个划分的温度范围内分别执行彼此不同类型的算术处理，从而生成温度代码，所述温度传感器可操作所述多个划分的温度范围中的每者；

通过所述计算单元，使用存储在所述存储单元中的信息，执行校正所述温度代码的校正处理。