CN117479032A

CN117479032A - 成像设备和成像方法

Info

Publication number: CN117479032A
Application number: CN202311437040.8A
Authority: CN
Inventors: 河津直树; 穆罕默德·穆尼鲁尔·哈克; 本桥裕一; 铃木敦史
Original assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Current assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority date: 2018-03-07
Filing date: 2019-01-31
Publication date: 2024-01-30
Also published as: US11463647B2; EP3763113A1; US20220408045A1; US20200412993A1; WO2019171839A1; CN111684790B; CN111684790A; US11711633B2

Abstract

本发明涉及成像设备和成像方法。成像设备包括：像素阵列，其被构造成基于第一电源电压生成图像信号；图像处理单元，其被构造成基于第二电源电压对所述图像信号进行图像处理，所述第二电源电压低于所述第一电源电压；以及电路，其被构造成：将所述第二电源电压与第一参考电压进行比较；将所述第二电源电压与第二参考电压进行比较，所述第二参考电压高于所述第一参考电压；生成用于所述第二电源电压的第一标志信号，所述生成基于：所述第二电源电压与所述第一参考电压的比较，和所述第二电源电压与所述第二参考电压的比较；以及输出所述第一标志信号。

Description

成像设备和成像方法

本申请是申请日为2019年01月31日、发明名称为“成像设备、成像系统和成像方法”的申请号为201980011441.2的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及能够进行成像操作的成像设备、成像系统和成像方法。

背景技术

例如，在发生故障的情况下检测故障的成像设备是已知的(例如，专利文献1)。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利申请特开第2002-027916号

发明内容

技术问题

在成像设备中，如上所述，期望在发生故障的情况下能够检测到故障。

期望提供在发生故障的情况下能够检测到故障的成像设备、成像系统和成像方法。

解决问题的技术方案

根据本发明的实施例的成像设备包括成像单元、图像处理单元、参考电压生成单元和第一标志生成单元。所述成像单元能够基于第一电源电压执行成像操作，从而生成图像数据。所述图像处理单元能够基于第二电源电压对所述图像数据执行图像处理。所述参考电压生成单元能够基于所述第一电源电压产生第一参考电压。所述第一标志生成单元能够将所述第二电源电压与所述第一参考电压进行比较，并且产生用于所述第二电源电压的第一标志信号，而且能够输出所述第一标志信号。

这里，“成像设备”不限于所谓的图像传感器，并且包括具有成像功能的电子设备，例如数码相机或智能手机。

根据本发明的实施例的成像系统包括成像设备和处理装置。所述成像设备能够被安装在车辆上，并且能够对车辆的周边区域进行成像，并产生图像。所述处理装置能够被安装在车辆上，并且能够基于所述图像执行控制车辆的处理。所述成像设备包括成像单元、图像处理单元、参考电压生成单元和第一标志生成单元。所述成像单元能够基于第一电源电压执行成像操作，从而生成图像数据。所述图像处理单元能够基于第二电源电压对所述图像数据执行图像处理。所述参考电压生成单元能够基于所述第一电源电压产生第一参考电压。所述第一标志生成单元能够将所述第二电源电压与所述第一参考电压进行比较，并且产生用于所述第二电源电压的第一标志信号，并且能够输出所述第一标志信号。

根据本发明的实施例的成像方法包括：基于第一电源电压执行成像操作，从而生成图像数据；基于第二电源电压对所述图像数据执行图像处理；基于所述第一电源电压产生第一参考电压；以及将所述第二电源电压与所述第一参考电压进行比较，产生用于所述第二电源电压的第一标志信号，并且输出所述第一标志信号

在根据本发明的实施例的成像设备、成像系统和成像方法中，基于第一电源电压进行成像操作，并且生成图像数据。此外，基于第二电源电压对图像数据进行图像处理。基于第一电源电压产生第一参考电压。然后，将第二电源电压与第一参考电压进行比较，并且生成用于第二电源电压的第一标志信号。然后，输出第一标志信号。

有益效果

根据本发明的实施例中的成像设备、成像系统和成像方法，基于第一电源电压生成第一参考电压，将第二电源电压与第一参考电压进行比较，并且由于生成了用于第二电源电压的第一标志信号，并输出第一标志信号，因此能够检测到故障。此外，这里所描述的效果不一定是限制性的，而是可以包括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成像设备的构造示例的框图。

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所示的电压传感器的构造示例的电路图。

图6是示出图1所示的电压确定单元的构造示例的框图。

图7是示出图6所示的计算单元的操作示例的说明图。

图8A是示出图6所示的计算单元的操作示例的另一说明图。

图8B是示出图6所示的计算单元的另一操作示例的说明图。

图9是示出图6所示的判定单元的操作示例的说明图。

图10是示出图1所示的电源电压比较单元的构造示例的电路图。

图11是示出图10所示的电源电压比较单元的操作示例的说明图。

图12是示出输出图1所示的错误标志信号的电路的构造示例的说明图。

图13是示出图1所示的成像设备的电路布置的示例的说明图。

图14是示出图1所示的成像设备的构造示例的说明图。

图15是示出图1所示的成像设备的另一电路布置的示例的说明图。

图16是示出图1所示的成像设备的操作示例的时序图。

图17是示出图1所示的成像设备的操作示例的时序波形图。

图18A是示出图1所示的成像设备的操作示例的另一时序波形图。

图18B是示出图1所示的成像设备的操作示例的另一时序波形图。

图19A是示出图1所示的成像设备的操作状态的说明图。

图19B是示出图1所示的成像设备的另一操作状态的说明图。

图19C是示出图1所示的成像设备的另一操作状态的说明图。

图20是示出图1所示的成像设备中的图像合成的示例的说明图。

图21是示出图1所示的成像设备中的电压检测操作的示例的时序波形图。

图22A是示出图21所示的电压检测操作中的电压传感器的操作示例的说明图。

图22B是示出图21所示的电压检测操作中的电压传感器的操作示例的另一说明图。

图23是示出校准处理的示例的流程图。

图24是示出根据变形例的成像设备的构造示例的框图。

图25是示出图24所示的伪像素的构造示例的电路图。

图26是示出图24所示的读取单元的构造示例的电路图。

图27是示出根据另一变形例的成像设备的构造示例的框图。

图28是示出根据另一变形例的电源电压比较单元的构造示例的电路图。

图29是示出根据另一变形例的用于输出错误标志信号的电路的构造示例的说明图。

图30是示出根据另一变形例的用于输出错误标志信号的电路的构造示例的说明图。

图31是示出根据另一变形例的电源电压比较单元的构造示例的电路图。

图32是示出根据另一变形例的成像设备的构造示例的框图。

图33是示出图32所示的成像像素的构造示例的电路图。

图34是示出图32所示的像素阵列的构造示例的说明图。

图35是示出图32所示的成像设备的操作示例的时序波形图。

图36是示出图32所示的成像设备的操作示例的另一时序波形图。

图37是示出根据另一变形例的成像设备的构造示例的框图。

图38是示出根据另一变形例的成像设备的实施示例的说明图。

图39是示出成像设备的使用例的说明图。

图40是示出车辆控制系统的示意性构造的示例的框图。

图41是示出车外信息检测单元和成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示例性实施例。此外，将按以下顺序进行说明。

1.实施例

2.成像设备的使用例

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成像设备(成像设备1)的构造示例。成像设备1包括像素阵列9、扫描单元10、读取单元20、成像控制单元30、信号处理单元40、存储单元8和电源电压比较单元80。

如稍后所述，三个电源电压VDD(电源电压VDDH、VDDM和VDDL)被提供给成像设备1，并且成像设备1基于电源电压VDD进行操作。电源电压VDDH是主要提供给成像设备1中的模拟电路的电源电压，并且例如是3.3V。电源电压VDDM是主要提供给成像设备1的输入/输出缓冲器的电源电压，并且例如是1.8V。电源电压VDDL是主要提供给成像设备1中的逻辑电路的电源电压，并且例如是1.1V。

像素阵列9包括以矩阵方式布置的多个成像像素P1。成像像素P1包括光电二极管，并产生关于成像像素P1的像素电压VP。

图2示出了成像像素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，并且扫描单元10向控制线FDGL施加信号SFDG。控制线RSTL在水平方向上延伸，并且扫描单元10向控制线RSTL施加信号SRST。控制线FCGL在水平方向上延伸，并且扫描单元10向控制线FCGL施加信号SFCG。控制线TGSL在水平方向上延伸，并且扫描单元10向控制线TGSL施加信号STGS。控制线SELL在水平方向上延伸，并且扫描单元10向控制线SELL施加信号SSEL。信号线SGL在垂直方向(图1中的纵向)上延伸，并连接到读取单元20。

成像像素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是产生与接收到的光量对应的电荷量并且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，源极连接到光电二极管PD1的阴极，漏极连接到浮动扩散部FD。

光电二极管PD2是产生与接收到的光量对应的电荷量并且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，源极连接到光电二极管PD2的阴极，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，并且其另一端提供有电源电压VDDH。

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

晶体管FDG的栅极连接到控制线FDGL，漏极连接到晶体管RST的源极和晶体管FCG的漏极，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，并且是使用例如形成在半导体基板的表面上的扩散层而构成的。在图2中，使用电容元件的符号示出了浮动扩散部FD。

晶体管AMP的栅极连接到浮动扩散部FD，晶体管AMP的漏极提供有电源电压VDDH，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，漏极连接到晶体管AMP的源极，源极连接到信号线SGL。

利用该构造，在成像像素P1中，晶体管SEL基于施加至控制线SELL的信号SSEL而进入导通(ON)状态，因此，成像像素P1与信号线SGL电连接。因此，晶体管AMP连接到读取单元20的电流源23(如稍后所述)，并作为所谓的源极跟随器而工作。此外，成像像素P1将与浮动扩散部FD中的电压相对应的像素电压VP作为信号SIG输出至信号线SGL。具体地，如下所述，成像像素P1在所谓的水平周期H中的八个时段(转换时段T1至T8)内顺序地输出八个像素电压VP(VP1至VP8)。

图3示出了像素阵列9中的光电二极管PD1和PD2的阵列示例。在图3中，“R”表示红色滤光器，“G”表示绿色滤光器，“B”表示蓝色滤光器。在每个成像像素P1中，光电二极管PD2形成在光电二极管PD1的右上方。在每个成像像素P1中，在两个光电二极管PD1和PD2中形成相同颜色的彩色滤光器。在该示例中，光电二极管PD1具有八边形形状，而光电二极管PD2具有四边形形状。如图3所示，光电二极管PD1能够在比光电二极管PD2能够接收光的受光区域更宽的受光区域中接收光。

扫描单元10(图1)基于来自成像控制单元30的指令，以像素线L为单位顺序地驱动像素阵列9中的成像像素P1。扫描单元10基于提供的三个电源电压VDD中的电源电压VDDH和电源电压VDDL进行操作。扫描单元10包括地址解码器11、逻辑单元12和驱动单元13。

基于从成像控制单元30提供的地址信号，地址解码器11选择像素阵列9中的与该地址信号表示的地址对应的像素线L。逻辑单元12基于来自地址解码器11的指令，生成与各个像素线L对应的信号STGL1、SFDG1、SRST1、SFCG1、STGS1和SSEL1。基于与各个像素线L对应的信号STGL1、SFDG1、SRST1、SFCG1、STGS1和SSEL1，驱动单元13生成与各个像素线L对应的信号STGL、SFDG、SRST、SFCG、STGS和SSEL。

通过基于经由信号线SGL从像素阵列9提供的信号SIG进行AD转换，读取单元20生成图像信号DATA0。读取单元20基于提供的三个电源电压VDD中的电源电压VDDH和电源电压VDDL进行操作。

图4示出了读取单元20的构造示例。此外，除了读取单元20之外，图4还示出了成像控制单元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。

通过基于从像素阵列9提供的信号SIG进行AD转换，AD转换单元ADC将信号SIG的电压转换为数字代码CODE。多个AD转换单元ADC是与多条信号线SGL对应地设置的。具体地，与第0条信号线SGL[0]对应地设置第0个AD转换单元ADC[0]，与第1条信号线SGL[1]对应地设置第1个AD转换单元ADC[1]，与第2条信号线SGL[2]对应地设置第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(稍后所述的消隐时段T20)中，通过基于从成像控制单元30(稍后所述)的电压传感器33提供的信号SIGV进行AD转换，将信号SIGV的电压转换为数字代码CODE。

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。电容元件21的一端提供有参考信号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。参考信号REF由成像控制单元30(如稍后所述)的参考信号生成单元31生成，并且参考信号REF具有所谓的斜坡波形，其中，如稍后所述地，在进行AD转换的八个时段(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。信号SIGV被提供至晶体管28的栅极，电源电压VDDH被提供至晶体管28的漏极，并且晶体管28的源极连接到晶体管29的漏极。在该示例中，晶体管28的背栅连接到源极。晶体管29的栅极提供控制有信号SSELV，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使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。比较器24基于电源电压VDDH进行操作。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：在稍后所述的预定时段中，进行将正输入端子和负输入端子电连接的调零。计数器25基于从比较器24提供的信号CMP和控制信号CC，执行对从成像控制单元30提供的时钟信号CLK的脉冲进行计数的计数操作。锁存器26将由计数器25获得的计数值CNT保存为具有多个比特(bit)的数字代码CODE。计数器25和锁存器26基于电源电压VDDL进行操作。

基于从成像控制单元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，与第零AD转换单元ADC[0]对应地设置有第零开关单元SW[0]，与第一AD转换单元ADC[1]对应地设置有第一开关单元SW[1]，与第二AD转换单元ADC[2]对应地设置有第二开关单元SW[2]。

在该示例中，使用数量与数字代码CODE的位数相同的晶体管来构成开关单元SW。基于从成像控制单元30提供的控制信号SSW的各个二进制位(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，当各晶体管基于控制信号SSW[0]而进入导通状态时，第零开关单元SW[0]将从第零AD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，当各晶体管基于控制信号SSW[1]而进入导通状态时，第一开关单元SW[1]将从第一AD转换单元ADC[1]输出的数字代码CODE提供给总线BUS。其它开关单元SW类似地操作。

总线BUS包括多条线，并且总线BUS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顺序地传输到信号处理单元40(数据传输操作)。

成像控制单元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，并通过控制这些电路的操作来控制成像设备1的操作。具体地，例如，成像控制单元30将地址信号提供给扫描单元10，并且执行控制使得扫描单元10以像素线L为单位顺序地驱动像素阵列9中的成像像素P1。此外，成像控制单元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，并且执行控制使得读取单元20基于信号SIG和SIGV生成图像信号DATA0。此外，成像控制单元30将控制信号提供给信号处理单元40，并控制信号处理单元40的操作。成像控制单元30基于提供的三个电源电压VDD中的电源电压VDDH和电源电压VDDL进行操作。成像控制单元30中的逻辑电路基于电源电压VDDL进行操作。成像控制单元30包括参考信号生成单元31、标准电压生成单元32和电压传感器33。

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转换的八个时段(转换时段T1至T8)中，电压电平随着时间的流逝而逐渐减小。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。参考信号生成单元31基于电源电压VDDH进行操作。

标准电压生成单元32是所谓的带隙电压基准电路，该带隙电压基准电路产生用作标准电压的电压Vbgr。此外，标准电压生成单元32将电压Vbgr提供给成像设备1中的各个电路。标准电压生成单元32基于电源电压VDDH进行操作。

电压传感器33产生信号SIGV。信号SIGV包括：与电源电压VDDH对应的电压、与电源电压VDDM对应的电压、与电源电压VDDL对应的电压、以及与电压Vbgr对应的电压。

图5示出了电压传感器33的构造示例。此外，除了电压传感器33之外，图5还示出了读取单元20的AD转换单元ADC[0]。电压传感器33包括：电阻电路部RH、RR、RM和RL；开关SWH、SWR、SWM和SWL；选择器ASEL；以及放大器AMPV。

电阻电路部RH、RR、RM和RL分别具有串联连接的多个电阻元件(在该示例中为四个电阻元件)。电阻电路部RH的一端提供有电源电压VDDH，而另一端提供有接地电压VSSH。此外，在该示例中，电阻电路部RH输出通过将电源电压VDDH乘以"3/4"而获得的电压和通过将电源电压VDDH乘以"1/2"而获得的电压。电阻电路部RR的一端提供有电压Vbgr，而另一端提供有接地电压VSSH。此外，在该示例中，电阻电路部RR输出通过将电压Vbgr乘以"3/4"而获得的电压和通过将电压Vbgr乘以"1/2"而获得的电压。电阻电路部RM的一端提供有电源电压VDDM，而另一端提供有接地电压VSSM。此外，在该示例中，电阻电路部RM输出通过将电源电压VDDM乘以"3/4"而获得的电压和通过将电源电压VDDM乘以"1/2"而获得的电压。电阻电路部RL的一端提供有电源电压VDDL，而另一端提供有接地电压VSSL。此外，在该示例中，电阻电路部RL输出通过将电源电压VDDL乘以"3/4"而获得的电压和通过将电源电压VDDL乘以"1/2"而获得的电压。

开关SWH基于由成像控制单元30产生的控制信号SELSW，选择通过将电源电压VDDH乘以"3/4"而获得的电压和通过将电源电压VDDH乘以"1/2"而获得的电压中的一者，并且输出所选择的电压。开关SWR基于由成像控制单元30产生的控制信号SELSW，选择通过将电压Vbgr乘以"3/4"而获得的电压和通过将电压Vbgr乘以"1/2"而获得的电压中的一者，并且输出所选择的电压。开关SWM基于由成像控制单元30产生的控制信号SELSW，选择通过将电源电压VDDM乘以"3/4"而获得的电压和通过将电源电压VDDM乘以"1/2"而获得的电压中的一者，并且输出所选择的电压。开关SWL基于由成像控制单元30产生的控制信号SELSW，选择通过将电源电压VDDL乘以"3/4"而获得的电压和通过将电源电压VDDL乘以"1/2"而获得的电压中的一者，并且输出所选择的电压。

选择器ASEL基于由成像控制单元30产生的控制信号SASEL，选择从开关SWH、SWR、SWM和SWL提供的电压中的一者，并且输出所选择的电压。

放大器AMPV对从选择器ASEL提供的电压进行放大，并将所放大的电压作为信号SIGV输出。放大器AMPV基于电源电压VDDH进行操作。

利用该构造，电压传感器33生成信号SIGV，该信号SIGV包括：与电源电压VDDH对应的电压、与电源电压VDDM对应的电压、与电源电压VDDL对应的电压以及与电压Vbgr对应的电压。此外，电压传感器33将所生成的信号SIGV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基于所提供的三个电源电压VDD中的电源电压VDDL进行操作。信号处理单元40包括图像处理单元41和电压确定单元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。该预定的图像处理例如包括图像合成处理。在图像合成处理中，图像处理单元41基于从读取单元20提供的在进行AD转换的八个时段(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)，生成四个图像PIC(图像PIC1、PIC2、PIC3和PIC4)。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将拍摄图像PICA作为图像信号DATA输出。

电压确定单元42生成表示电源电压VDDH、VDDM和VDDL以及电压Vbgr的电压值的电压代码VCODE(电压代码VCODEH、VCODEM、VCODEL和VCODER)，并且通过检查电源电压VDDH、VDDM和VDDL以及电压Vbgr的各电压值是否落在预定的电压范围内，来生成错误标志信号XERR。

图6示出了电压确定单元42的构造示例。此外，除了电压确定单元42之外，图6中还示出了存储单元8。电压确定单元42具有计算单元43和判定单元44。

计算单元43基于数字代码CODE计算表示电源电压VDDH、VDDM、VDDL和电压Vbgr的电压值的四个电压代码VCODE(电压代码VCODEH、VCODEM、VCODEL和VCODER)，所述数字代码CODE是基于图像信号DATA0中包括的垂直消隐时段中的信号SIGV而获得的。具体地，计算单元43基于从多个AD转换单元ADC获得的与电源电压VDDH有关的多个数字值VALV之中的各者来执行计算处理，并且生成具有预定代码系统的多个电压代码VCODE1。在该代码系统中，例如，电压代码VCODE1被表示为通过将电压值乘以"100"而获得的值。具体地，在电源电压VDDH的电压值为"3.3V"的情况下，电压代码VCODE1表示的值为"3300"。当生成电压代码VCODE1时，计算单元43基于存储在存储单元8中的校准参数PCAL(稍后说明)生成电压代码VCODE1。然后，计算单元43获得由多个电压代码VCODE1表示的值的平均值，并生成一个电压代码VCODE。计算单元43将如上所述生成的电压代码VCODE作为与电源电压VDDH对应的电压代码VCODEH输出。类似地，计算单元43生成与电源电压VDDM对应的电压代码VCODEM，生成与电源电压VDDL对应的电压代码VCODEL，以及生成与电压Vbgr对应的电压代码VCODER。在下文中，将以举例的方式详细说明与电源电压VDDH有关的处理，但是该处理同样适用于与电源电压VDDM和VDDL以及电压Vbgr有关的处理。此外，通过计算单元43计算出的平均值优选为基于算术平均值的平均值，但是也可以应用几何平均值、加权平均值或谐波平均值等。

图7示意性地示出了计算单元43中的计算处理的示例。电压传感器33所产生的信号SIGV中的每个电压可能由于所谓的制造偏差或成像设备1中的电源布线的阻抗等而偏离期望的电压。在这种情况下，如图7所示，电压代码VCODE1也会偏离期望的代码。在这方面，在成像设备1中，例如，在出厂之前的检查过程中，检查装置将被设为预定电压VDDH1(例如，3.1V)的电源电压VDDH提供给成像设备1，此时，由成像设备1生成的电压代码VCODE和与电压VDDH1对应的理想电压代码被预先存储在存储单元8的非易失性存储器8A(稍后所述)中。类似地，检查装置将被设为预定电压VDDH2(例如，3.5V)的电源电压VDDH提供给成像设备1，此时，由成像设备1生成的电压代码VCODE和与电压VDDH2对应的理想电压代码被预先存储在存储单元8的非易失性存储器8A(稍后所述)中。然后，计算单元43基于存储在存储单元8中的这些信息获得校准参数PCAL，然后通过使用校准参数PCAL进行计算处理来生成电压代码VCODE1。因此，计算单元43能够使用由图7中的粗线表示的更期望的转换特性来获得电压代码VCODE1。通过基于从多个AD转换单元ADC获得的数字代码CODE执行计算处理，计算单元43生成多个电压代码VCODE1。

然后，计算单元43通过获得由多个电压代码VCODE1表示的值的平均值来生成一个电压代码VCODE。由于多个AD转换单元ADC基于消隐时段中的一个信号SIGV进行AD转换，因此，期望由多个电压代码VCODE1表示的值基本相等。然而，例如，在多个AD转换单元ADC中的某个AD转换单元ADC(AD转换单元ADCA)发生故障的情况下，基于AD转换单元ADC生成的数字代码CODE而生成的电压代码VCODE1(电压代码VCODE1A)所表示的值可能明显地偏离其它电压代码VCODE1所表示的值。此外，例如，由于由多个AD转换单元ADC的所谓的制造变化(manufacturing variation)而引起的特性变化，某个电压代码VCODE1(电压代码VCODE1A)所表示的值可能明显偏离其他电压代码VCODE1所表示的值。在这点上，例如，在某个电压代码VCODE1(电压代码VCODE1A)的值明显偏离了除了该电压代码VCODE1A之外的多个电压代码VCODE1的值的情况下，如图8A所示，计算单元43例如通过使用与AD转换单元ADC有关的电压代码VCODE1进行插值计算来校正电压代码VCODE1A，上述AD转换单元ADC相邻于与电压代码VCODE1A有关的AD转换单元ADCA。然后，计算单元43通过获得由包括校正后的电压代码VCODE1A在内的所有电压代码VCODE1表示的值的平均值来生成一个电压代码VCODE。然后，计算单元43将如上所述生成的电压代码VCODE作为与电源电压VDDH对应的电压代码VCODEH输出。

此外，计算单元43不限于该示例，并且在电压代码VCODE1(电压代码VCODE1A)的值可能明显偏离除了该电压代码VCODE1A之外的多个电压代码VCODE1的值的情况下，如图8B所示，可以通过获得所有电压代码VCODE1中的除了电压代码VCODE1A之外的多个电压代码VCODE1的平均值来生成一个电压代码VCODE。

如上所述，计算单元43产生对应于电源电压VDDH的电压代码VCODEH，产生对应于电源电压VDDM的电压代码VCODEM，产生对应于电源电压VDDL的电压代码VCODEL，以及产生对应于电压Vbgr的电压代码VCODER。

判定单元44(图6)基于由计算单元43获得的电压代码VCODEH、VCODEM、VCODEL和VCODER中的各者，检查电源电压VDDH、VDDM、VDDL和电压Vbgr的各电压值是否落在预定的电压范围内，并且产生错误标志信号XERR。判定单元44包括比较器45和46以及OR电路47。

比较器45将电压代码VCODE表示的值与阈值THmax进行比较。电压代码VCODE被提供给比较器45的正输入端子，而阈值THmax被提供给负输入端子。利用该构造，在电压代码VCODE表示的值高于阈值THmax的情况下，比较器45输出"1"，而在电压代码VCODE表示的值小于阈值THmax的情况下，比较器45输出"0"。

比较器46将电压代码VCODE表示的值与阈值THmin进行比较。阈值THmin被提供给比较器46的正输入端子，而电压代码VCODE被提供给负输入端子。利用该构造，在电压代码VCODE表示的值小于阈值THmin的情况下，比较器46输出"1"，而在电压代码VCODE表示的值大于阈值THmin的情况下，比较器46输出"0"。

OR电路47获得比较器45的输出信号和比较器46的输出信号的逻辑和(OR)，并将结果作为信号S47输出。

利用该构造，在电压代码VCODE表示的值小于阈值THmin以及电压代码VCODE表示的值大于阈值THmax的情况下，判定单元44将信号S47设置为"1"，而在电压代码VCODE表示的值在阈值THmin以上且在阈值THmax以下的情况下，判定单元44将信号S47设置为"0"。

如上所述，判定单元44分别检查由四个电压代码VCODE表示的值(电压值)是否落在与这四个电压代码VCODE对应地设置的预定范围内。具体地，判定单元44检查由与电源电压VDDH相关的电压代码VCODEH表示的值(电压值)是否落在与电源电压VDDH相关的预定范围内，检查由与电源电压VDDM相关的电压代码VCODEM表示的值(电压值)是否落在与电源电压VDDM相关的预定范围内，检查由与电源电压VDDL相关的电压代码VCODEL表示的值(电压值)是否落在与电源电压VDDL相关的预定范围内，以及检查由与电压Vbgr相关的电压代码VCODER表示的值(电压值)是否落在与电压Vbgr相关的预定范围内。

图9示出了判定单元44中的与电源电压VDDH相关的处理示例。判定单元44在电源电压VDDH等于或大于对应于阈值THmin的电压Vmin(例如，3.1V)并且等于或小于对应于阈值THmax的电压Vmax(例如，3.5V)的情况下判定为正常，而在电源电压VDDH低于电压Vmin的情况下或者在电源电压VDDH高于电压Vmax的情况下判定为发生故障。这也适用于电源电压VDDM和VDDL以及电压Vbgr。然后，在判定单元44判定在电源电压VDDH、VDDM和VDDL以及电压Vbgr中的一者或多者中发生故障的情况下，成像设备1将错误标志信号XERR设置为低电平(有效)。

存储单元8(图1)存储在成像设备1中使用的各种设置信息。如图6所示，存储单元8包括非易失性存储器8A以及寄存器8B、8C和8D。非易失性存储器8A存储在成像设备1中使用的各种设置信息。寄存器8B存储在计算单元43执行处理的情况下使用的信息。寄存器8C存储与电源电压VDDH、VDDM和VDDL以及电压Vbgr相关的四个阈值THmax。寄存器8D存储与电源电压VDDH、VDDM和VDDL以及电压Vbgr相关的四个阈值THmin。例如，当成像设备1通电时，从非易失性存储器8A中读取存储在寄存器8B、8C和8D中的信息。

电源电压比较单元80(图1)将四个电源电压VDD中的电源电压VDDL与基于电源电压VDDH生成的两个阈值电压(稍后说明的阈值电压VthL和VthH)进行比较，并且检测电源电压VDDL是否落在预定电压范围内。然后，电源电压比较单元80基于比较结果生成错误标志信号XERP。电源电压比较单元80基于所提供的三个电源电压VDD中的电源电压VDDH进行操作。

图10示出了电源电压比较单元80的构造示例。电源电压比较单元80包括电阻电路部81和比较单元82。

电阻电路部81包括串联连接的多个电阻元件。电源电压VDDH被提供给电阻电路部81的一端，而接地电压VSSH被提供给另一端。此外，电阻电路部81通过对电源电压VDDH进行分压来生成阈值电压VthL(在该示例中为0.8V)和阈值电压VthH(在该示例中为1.4V)。

比较单元82包括比较电路83L和83H以及AND电路84。

比较电路83L将电源电压VDDL与阈值电压VthL进行比较。然后，比较电路83L产生信号CMPL，该信号CMPL在电源电压VDDL高于阈值电压VthL的情况下变为高电平，而在电源电压VDDL低于阈值电压VthL的情况下变为低电平。

比较电路83L包括晶体管91L、92L、93L和94L、电流源95L、晶体管96L、以及电流源97L。晶体管91L、92L和96L是P型MOS晶体管，而晶体管93L和94L是N型MOS晶体管。晶体管91L的源极提供有电源电压VDDH，晶体管91L的栅极连接到晶体管92L的栅极以及晶体管91L和93L的漏极，漏极连接到晶体管91L的栅极和晶体管92L的栅极以及晶体管93L的漏极。晶体管92L的源极提供有电源电压VDDH，晶体管92L的栅极连接到晶体管91L的栅极以及晶体管91L和93L的漏极，漏极连接到晶体管94L的漏极和晶体管96L的栅极。晶体管93L的漏极连接到晶体管91L的栅极和晶体管92L的栅极以及晶体管91L的漏极，晶体管93L的栅极提供有阈值电压VthL，晶体管93L的源极连接到晶体管94L的源极和电流源95L的一端。晶体管94L的漏极连接到晶体管92L的漏极和晶体管96L的栅极，晶体管94L的栅极提供有电源电压VDDL，晶体管94L的源极连接到晶体管93L的源极和电流源95L的一端。电流源95L的一端连接到晶体管93L和94L的源极，并且另一端提供有接地电压VSSH。晶体管96L的源极提供有电源电压VDDH，晶体管96L的栅极连接到晶体管92L和94L的漏极，漏极连接到电流源97L的一端。电流源97L的一端连接到晶体管96L的漏极，并且另一端提供有接地电压VSSH。利用该构造，比较电路83L将电源电压VDDL与阈值电压VthL进行比较，并从晶体管96L的漏极输出与比较结果对应的信号CMPL。信号CMPL在电源电压VDDL高于阈值电压VthL的情况下变为高电平，而在电源电压VDDL低于阈值电压VthL的情况下变为低电平。

比较电路83H将电源电压VDDL与阈值电压VthH进行比较。然后，比较电路83H产生信号CMPH，该信号CMPH在电源电压VDDL低于阈值电压VthH的情况下变为高电平，而在电源电压VDDL高于阈值电压VthH的情况下变为低电平。

比较电路83H具有晶体管91H、92H、93H和94H、电流源95H、晶体管96H以及电流源97H。晶体管91H、92H、96H是P型MOS晶体管，而晶体管93H和94H是N型MOS晶体管。晶体管91H的源极提供有电源电压VDDH，晶体管91H的栅极连接到晶体管92H和96H的栅极以及晶体管91H和93H的漏极，晶体管91H的漏极连接到晶体管91H、92H和96H的栅极以及晶体管93H的漏极。晶体管92H的源极提供有电源电压VDDH，晶体管92H的栅极连接到晶体管91H和96H的栅极以及晶体管91H和93H的漏极，并且晶体管92H的漏极连接到晶体管94H的漏极。晶体管93H的漏极连接到晶体管91H、92H、96H的栅极以及晶体管91H的漏极，晶体管93H的栅极提供有阈值电压VthH，晶体管93H的源极连接到晶体管94H的源极和电流源95H的一端。晶体管94H的漏极连接到晶体管92H的漏极，晶体管94H的栅极提供有电源电压VDDL，晶体管94H的源极连接到晶体管93H的源极和电流源95H的一端。电流源95H的一端连接到晶体管93H和94H的源极，并且另一端提供有接地电压VSSH。晶体管96H的源极提供有电源电压VDDH，晶体管96H的栅极连接到晶体管91H和92H的栅极以及晶体管91H和93H的漏极，漏极连接到电流源97H的一端。电流源97H的一端连接到晶体管96H的漏极，并且另一端提供有接地电压VSSH。利用该构造，比较电路83H将电源电压VDDL与阈值电压VthH进行比较，并且从晶体管96H的漏极输出与比较结果对应的信号CMPH。信号CMPH在电源电压VDDL低于阈值电压VthH的情况下变为高电平，而在电源电压VDDL高于阈值电压VthH的情况下变为低电平。

AND电路84获得信号CMPL和信号CMPH的逻辑乘积(AND，与运算)，并将结果作为信号XERP1输出。电源电压VDDH和接地电压VSSH被提供给AND电路84。

利用该构造，电源电压比较单元80在电源电压VDDL在阈值电压VthL以上且在阈值电压VthH以下的情况下，将信号XERP1设置为"1"，而在电源电压VDDL小于阈值电压VthL或者大于阈值电压VthH的情况下，将信号XERP1设置为"0"。

图11示出了电源电压比较单元80的操作示例。电源电压比较单元80在电源电压VDDL为阈值电压VthL(例如，0.8V)以上且阈值电压VthH(例如，1.4V)以下的情况下判定为正常，而在电源电压VDDL低于阈值电压VthL的情况下或者在电源电压VDDL高于阈值电压VthH的情况下判定发生故障。然后，在成像设备1中，在电源电压比较单元80判定在电源电压VDDL中发生故障的情况下，错误标志信号XERP被设置为低电平(有效)。

图12示出了在成像设备1中输出错误标志信号XERR和XERP的电路的构造示例。三个电源电压VDD(电源电压VDDH、VDDM和VDDL)和三个接地电压VSS(接地电压VSSH、VSSM和VSSL)被提供给成像设备1。电源电压VDDH例如为3.3V，电源电压VDDM例如为1.8V，电源电压VDDL例如为1.1V。所有的接地电压VSSH、VSSM和VSSL都为0V。

信号处理单元40包括缓冲器BF。缓冲器BF产生信号XERR1。由于电源电压VDDL和接地电压VSSL被提供给信号处理单元40，因此，缓冲器BF基于电源电压VDDL和接地电压VSSL进行操作。缓冲器BF产生的信号XERR1是在电源电压VDDL与接地电压VSSL之间转换的逻辑信号。信号XERR1是所谓的负逻辑信号，其在信号处理单元40的电压确定单元42未确认故障的情况下变为高电平(电源电压VDDL)，而在确认故障的情况下变为低电平(接地电压VSSL)。

如图10所示，由于电源电压VDDH和接地电压VSSH被提供给电源电压比较单元80的AND电路84，因此，AND电路84基于电源电压VDDH和接地电压VSSH进行操作。AND电路84产生的信号XERP1是在电源电压VDDH与接地电压VSSH之间转换的逻辑信号。信号XERP1是所谓的负逻辑信号，其在电源电压比较单元80中未确认故障的情况下变为高电平(电源电压VDDH)，而在确认故障的情况下变为低电平(接地电压VSSH)。

成像设备1包括输出缓冲器BFOUT1和BFOUT2。

输出缓冲器BFOUT1基于信号XERR1产生错误标志信号XERR，并经由输出端子TOUT1输出错误标志信号XERR。输出缓冲器BFOUT1基于电源电压VDDM和接地电压VSSM进行操作。错误标志信号XERR是在电源电压VDDM与接地电压VSSM之间转换的逻辑信号。错误标志信号XERR是所谓的负逻辑信号，其在信号处理单元40的电压确定单元42中未确认故障的情况下变为高电平(电源电压VDDM)，而在确认故障的情况下变为低电平(接地电压VSSM)。

输出缓冲器BFOUT2基于信号XERP1产生错误标志信号XERP，并经由输出端子TOUT2输出错误标志信号XERP。输出缓冲器BFOUT2基于电源电压VDDH和接地电压VSSH进行操作。错误标志信号XERP是在电源电压VDDH与接地电压VSSH之间转换的逻辑信号。错误标志信号XERP是负逻辑信号，其在电源电压比较单元80中未确认故障的情况下变为高电平(电源电压VDDH)，而在确认故障的情况下变为低电平(接地电压VSSH)。

接下来，将说明成像设备1的实现方式。在成像设备1中，例如，可以在单个半导体基板或多个半导体基板上形成图1所示的区块。

图13示出了在成像设备1形成在单个半导体基板200上的情况下的电路布置的示例。在半导体基板200上形成有像素阵列9。此外，在图13中，在像素阵列9的左侧形成有扫描单元10，而在像素阵列9上按描述顺序形成有读取单元20和周边电路部201。周边电路部201对应于成像控制单元30中包括的多个电路中的除了标准电压生成单元32和电压传感器33之外的电路以及与信号处理单元40对应的电路。电压确定单元42形成在形成周边电路部201的区域中的右侧。标准电压生成单元32形成在读取单元20的左侧，而电压传感器33和电源电压比较单元80形成在周边电路部201的左侧。此外，其中并列形成有多个端子(焊盘电极)的端子部202设置在半导体基板200的左端，类似地，其中并列形成有多个端子的端子部203设置在半导体基板200的右端。

例如，在端子部202中，提供电源电压VDDH的电源端子TVDDH、提供接地电压VSSH的接地端子TVSSH、提供电源电压VDDM的电源端子TVDDM、提供接地电压VSSM的接地端子TVSSM、提供电源电压VDDL的电源端子TVDDL、提供接地电压VSSL的接地端子TVSSL、以及输出电压Vbgr的端子TVbgr被布置在靠近标准电压生成单元32、电压传感器33和电源电压比较单元80的位置处。因此，在成像设备1中，例如，能够抑制电源端子TVDDH、TVDDM和TVDDL以及接地端子TVSSH、TVSSM和TVSSL与电压传感器33之间的布线中的电压降，并且能够抑制电源端子TVDDH和TVDDL以及接地端子TVSSH与电源电压比较单元80之间的布线中的电压降，从而能够提高电压检测精度。例如，电源端子TVDDH与电源电压比较单元80之间的距离被设计为小于电源端子TVDDH与像素阵列9之间的距离。此外，例如，电源端子TVDDL与电源电压比较单元80之间的距离被设计为小于电源端子TVDDL与在周边电路部201中的图像处理单元41之间的距离。

此外，输出错误标志信号XERR的输出端子TOUT1例如布置在端子部203中靠近电压确定单元42的位置处。因此，能够减小输出端子TOUT1与电压确定单元42之间的信号路径。此外，输出错误标志信号XERP的输出端子TOUT2例如布置在端子部202中靠近电源电压比较单元80的位置处。因此，能够减小输出端子TOUT2与电源电压比较单元80之间的信号路径。

图14示出了在成像设备1形成在两个半导体基板301和302上的情况下的两个半导体基板301和302的连接示例。在该示例中，半导体基板301和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、成像控制单元30、信号处理单元40、存储单元8和电源电压比较单元80。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303A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303B连接到半导体基板302中的读取单元20。此外，各电路的布局不限于该示例，而是例如，扫描单元10可以形成在半导体基板301上。

图15示出了半导体基板302中的电路布置的示例。在半导体基板302的中心附近形成有周边电路部311。该周边电路部311对应于与信号处理单元40对应的电路以及成像控制单元30中包括的多个电路中的除了标准电压生成单元32和电压传感器33之外的电路。电压确定单元42形成在形成有该周边电路部311的区域中的右上方。此外，在图15中，在周边电路部311的左侧形成有扫描单元10，而在周边电路部311上方形成有读取单元20。此外，在周边电路部311的右下方形成有标准电压生成单元32、电源电压比较单元80和电压传感器33。此外，在半导体基板302的左端设置有端子部312，多个端子(焊盘电极)并排形成在该端子部312中，在半导体基板302的右端设置有端子部313，多个端子并排形成在该端子部313中，并且在半导体基板302下端的右侧设置有端子部314，多个端子并排形成在该端子部314中。端子部314布置在靠近标准电压生成单元32、电源电压比较单元80和电压传感器33的位置处。

电源端子TVDDH、TVDDM和TVDDL、接地端子TVSSH、TVSSM和TVSSL、以及端子TVbgr布置在例如靠近端子部314的位置处。因此，在成像设备1中，例如，能够抑制电源端子TVDDH、TVDDM和TVDDL以及接地端子TVSSH、TVSSM和TVSSL与电压传感器33之间的布线中的电压降，并且能够抑制电源端子TVDDH和TVDDL以及接地端子TVSSH与电源电压比较单元80之间的布线中的电压降，从而能够提高电压检测精度。例如，电源端子TVDDH与电源电压比较单元80之间的距离被设计为小于电源端子TVDDH与像素阵列9之间的距离。此外，例如，电源端子TVDDL与电源电压比较单元80之间的距离被设计为小于电源端子TVDDL与周边电路部201中的图像处理单元41之间的距离。

此外，输出端子TOUT1例如布置在端子部313中的靠近电压确定单元42的位置处。因此，能够减小输出端子TOUT1与电压确定单元42之间的信号路径。此外，输出错误标志信号XERP的输出端子TOUT2例如布置在端子部314中。因此，能够减小输出端子TOUT2与电源电压比较单元80之间的信号路径。

这里，像素阵列9对应于本发明中的“成像单元”的具体示例。电源电压VDDH对应于本发明中的“第一电源电压”的具体示例。图像处理单元41对应于本发明中的“图像处理单元”的具体示例。电源电压VDDL对应于本发明中的“第二电源电压”的具体示例。电阻电路部81对应于本发明中的“参考电压生成单元”的具体示例。比较单元82对应于本发明中的“第一标志生成单元”的具体示例。错误标志信号XERP对应于本发明中的“第一标志信号”的具体示例。阈值电压VthL对应于本发明中的“第一参考电压”的具体示例。阈值电压VthH对应于本发明中的“第二参考电压”的具体示例。标准电压生成单元32对应于本发明中的“标准电压生成单元”的具体示例。电源端子TVDDH对应于本发明中的“第一电源端子”的具体示例。电源端子TVDDL对应于本发明中的“第二电源端子”的具体示例。读取单元20和计算单元43对应于本发明中的“数据生成单元”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。计算单元43对应于本发明中的“计算单元”的具体示例。判定单元44对应于本发明中的“第二标志生成单元”的具体示例。错误标志信号XERR对应于本发明中的“第二标志信号”的具体示例。电压代码VCODEH对应于本发明中的“电源电压数据”的具体示例。阈值THmax或阈值THmin对应于本发明中的“参考数据”的示例。

操作和效果

接下来，将说明本实施例的成像设备1的操作和效果。

(总体操作的概述)

将参考图1和图4说明成像设备1的总体操作概述。扫描单元10以像素线L为单位顺序地驱动像素阵列9中的成像像素P1。成像像素P1在八个转换时段T1至T8中顺序地输出八个像素电压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，生成四个图像PIC(图像PIC1至PIC4)。此外，信号处理单元40对四个图像PIC进行合成，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，在垂直消隐时段中，AD转换单元ADC基于从成像控制单元30的电压传感器33提供的信号SIGV进行AD转换，从而将信号SIGV的电压转换为数字代码CODE。根据图像信号DATA0中包括的垂直消隐时段中的基于信号SIGV而获得的数字代码CODE，信号处理单元40的电压确定单元42生成对应于电源电压VDDH的电压代码VCODEH、对应于电源电压VDDM的电压代码VCODEM、对应于电源电压VDDL的电压代码VCODEL、以及对应于电压Vbg的电压代码VCODER。此外，电压确定单元42检查由四个电压代码VCODE(电压代码VCODEH、VCODEM、VCODEL、和VCODER)表示的值(电压值)是否落在与这四个电压代码VCODE对应设定的预定范围内。然后，在确定电源电压VDDH、VDDM和VDDL以及电压Vbgr中的一者或多者中发生故障的情况下，成像设备1将错误标志信号XERR设置为低电平(有效)。此外，电源电压比较单元80在电源电压VDD被提供给成像设备1的时段内检测电源电压VDDL是否落在预定的电压范围内。然后，在确定在电源电压VDDL中发生故障的情况下，成像设备1将错误标志信号XERP设置为低电平(有效)。

(详细的操作)

在成像设备1中，像素阵列9中的每个成像像素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16示出了用于扫描像素阵列9中的多个成像像素P1的操作示例。

在时刻t0至t1的时段内，成像设备1从垂直方向上的顶部开始按顺序对像素阵列9中的多个成像像素P1执行累积开始驱动D1。具体地，例如，在水平周期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(ON)状态，然后将这些晶体管设为关断(OFF)状态。因此，在执行读取驱动D2之前的累积时段T10中，电荷累积在多个成像像素P1的各者中。

此外，在时刻t10至t11的时段中，成像设备1从垂直方向上的顶部开始按顺序对多个成像像素P1执行读取驱动D2。因此，多个成像像素P1中的各者顺序地输出八个像素电压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，生成四个图像PIC(图像PIC1、PIC2、PIC3和PIC4)，并对这四个图像PIC进行合成，从而生成一个拍摄图像PICA。

成像设备1重复累积开始驱动D1和读取驱动D2。具体地，如图16所示，成像设备1在时刻t2至t3的时段内执行累积开始驱动D1，在时刻t12至t13的时段内执行读取驱动D2。此外，成像设备1在时刻t4至t5的时段内执行累积开始驱动D1，在时刻t14至t15的时段内执行读取驱动D2。

(读取驱动D2)

接下来，将详细说明读取驱动D2。下面，着眼于多个成像像素P1中的成像素P1A，将详细说明成像像素P1A的操作。

图17、18A和18B示出了成像设备1的操作示例。在图17中，(A)示出了水平同步信号XHS的波形，(B)示出了提供给成像像素P1A的信号SSEL的波形，(C)示出了提供给成像像素P1A的信号SRST的波形，(D)示出了提供给成像像素P1A的信号SFDG的波形，(E)示出了提供给成像像素P1A的信号STGL的波形，(F)示出了提供给成像像素P1A的信号SFCG的波形，(G)示出了提供给成像像素P1A的信号STGS的波形，(H)示出了参考信号REF的波形，(I)示出了从成像像素P1A输出的信号SIG的波形，以及(J)示出了与成像像素P1A连接的AD转换单元ADC中的计数器25的操作。图18A示出了图17所示的操作中的前半部分的操作，而图18B示出了图17所示的操作中的后半部分的操作。在图17的(H)和(I)、图18A的(H)和(I)、以及图18B的(H)和(I)中，在同一电压轴上示出了各信号的波形。图17的(H)、18A的(H)和18B的(H)中的参考信号REF表示比较器24的正输入端子处的波形，而图17的(I)、18A的(I)和18B的(I)中的信号SIG表示比较器24的负输入端子处的波形。此外，在图17的(J)、18A的(J)和18B的(J)中，阴影线表示计数器25正在执行计数操作。

图19A至19C示出了成像像素P1A的状态。在图19A至19C中，使用与晶体管的操作状态对应的开关来表示晶体管TGL、RST、FDG、TGS、FCG和SEL。

在读取驱动D2中，成像控制单元30将控制信号SSELV(图4)设定为低电平。因此，在读取单元20中，晶体管29在多个AD转换单元ADC的各者中均变为关断状态。因此，AD转换单元ADC基于经由信号线SGL提供的信号SIG进行AD转换。

在成像设备1中，在某个水平周期H中，扫描单元10首先使用信号SSEL选择包括成像像素P1A的像素线L，并使成像像素P1A与对应于该成像像素P1A的信号线SGL电连接。然后，扫描单元10使用信号SRST、SFDG、STGL、SFCG和STGS来控制成像像素P1A的操作，并且成像像素P1A在八个转换时段T1至T8中顺序地输出八个像素电压VP1至VP8。此外，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，并输出八个数字代码CODE1至CODE8。下面将详细说明该操作。

首先，如果水平周期H在时刻t1处开始，那么扫描单元10在时刻t2处使信号SSEL的电压从低电平改变为高电平(图18A的(B))。因此，在成像像素P1A中，晶体管SEL进入导通状态，并且成像像素P1A与信号线SGL电连接。

在时刻t11之前的时段中，扫描单元10将信号SRST和SFDG都设定为高电平(图18A的(C)和(D))。因此，在成像像素P1A中，晶体管RST和FDG都进入导通状态，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的操作)

然后，在时刻t11，扫描单元10使信号SFDG的电压从高电平改变为低电平(图18A的(D))。因此，在成像像素P1A中，晶体管FDG进入关断状态。然后，在时刻t12，扫描单元10使信号SRST的电压从高电平改变为低电平(图18A的(C))。因此，在成像像素P1A中，晶体管RST进入关断状态。然后，在时刻t13，扫描单元10使信号SFDG的电压从低电平改变为高电平(图18A(D))。因此，在成像像素P1A中，晶体管FDG进入导通状态。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使参考信号REF的电压改变为电压V1(图18A的(H))。

因此，在成像像素P1A中，如图19A所示，晶体管FDG和SEL进入导通状态，而所有其他的晶体管进入关断状态。由于晶体管FDG处于导通状态，因此浮动扩散部FD和晶体管FDG构成合成电容器。该合成电容器起到成像像素P1A中将电荷转换为电压的转换电容的作用。在成像像素P1A中，由于晶体管FDG处于导通状态，因此，成像像素P1A的转换电容的电容值大，因此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被复位时的电荷。此时，成像像素P1A输出与浮动扩散部FD处的电压相对应的像素电压VP(像素电压VP1)。

然后，在时刻t15至t17的时段(转换时段T1)中，AD转换单元ADC基于该像素电压VP1进行AD转换。具体地，在时刻t15，成像控制单元30开始生成时钟信号CLK，同时，参考信号生成单元31开始使参考信号REF的电压从电压V1减小预定的变化程度(图18A的(H))。响应于此，AD转换单元ADC的计数器25开始计数操作(图18A的(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18A的(H)和(I))。响应于此，AD转换单元ADC的比较器24使信号CMP的电压改变，并且计数器25因此停止计数操作(图18A的(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。如上所述，AD转换单元ADC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(图18A的(J))输出。

然后，在时刻t17，成像控制单元30在转换时段T1结束时停止产生时钟信号CLK，参考信号生成单元31停止改变参考信号REF的电压(图18A的(H))，计数器25将计数值CNT复位。

(时刻t21至t31的操作)

然后，在时刻t21，扫描单元10使信号SFDG的电压从高电平改变为低电平(图18A的(D))。因此，在成像像素P1A中，晶体管FDG进入关断状态。此外，在时刻t21至时刻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。

然后，在时刻t22，比较器24完成调零，并使正输入端子和负输入端子断开电连接。此外，在时刻t22处，参考信号生成单元31使参考信号REF的电压改变为电压V1(图18A的(H))。

因此，在成像像素P1A中，如图19B所示，晶体管SEL进入导通状态，而所有其他的晶体管进入关断状态。在成像像素P1A中，如上所述，由于晶体管FDG处于关断状态，因此，成像像素P1A的转换电容的电容值小，因此从电荷到电压的转换效率高。该转换电容保持为在时刻t12之前的时段中浮动扩散部FD被复位时的电荷。此时，成像像素P1A输出与浮动扩散部FD处的电压对应的像素电压VP(像素电压VP2)。

然后，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(图18A的(J))输出。

(时刻t31至t41的操作)

然后，在时刻t31，扫描单元10使信号STGL的电压从低电平改变为高电平(图18A的(E))。因此，在成像像素P1A中，晶体管TGL进入导通状态。因此，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，在该时刻t31，参考信号生成单元31使参考信号REF的电压改变为电压V1(图18A的(H))。

然后，在时刻t32，扫描单元10使信号STGL的电压从高电平改变为低电平(图18A的(E))。因此，在成像像素P1A中，晶体管TGL进入关断状态。

因此，在成像像素P1A中，如图19B所示，由于晶体管FDG处于关断状态，并且成像像素P1A中的转换电容的电容值小，因此从电荷到电压的转换效率高。在时刻t31至t32内，转换电容保持为从光电二极管PD1传输过来的电荷。此时，成像像素P1A输出与浮动扩散部FD处的电压对应的像素电压VP(像素电压VP3)。

然后，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(图18A的(J))输出。该数字代码CODE3类似地对应于转换效率高时(转换时段T2)获得的数字代码CODE2。

(时刻t41至t51的操作)

然后，在时刻t41，扫描单元10使信号SFDG的电压从低电平改变为高电平，并使信号STGL的电压从低电平改变为高电平(图18A的(D)和(E))。因此，在成像像素P1A中，晶体管FDG和TGL都进入导通状态。此外，在时刻t41，参考信号生成单元31使参考信号REF的电压改变为电压V1(图18A的(H))。然后，在时刻t42，扫描单元10使信号STGL的电压从高电平改变为低电平(图18A的(E))。因此，在成像像素P1A中，晶体管TGL进入关断状态。

因此，在成像像素P1A中，如图19A所示，由于晶体管FDG处于导通状态，因此，浮动扩散部FD和晶体管FDG构成合成电容器(转换电容)。因此，由于成像像素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。在时刻t31至t32以及时刻t41至t42，转换电容保持从光电二极管PD1传输过来的电荷。此时，成像像素P1A输出与浮动扩散部FD处的电压对应的像素电压VP(像素电压VP4)。

然后，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(图18A的(J))输出。该数字代码CODE4类似地对应于转换效率低时(转换时段T1)获得的数字代码CODE1。

(时刻t51至t61的操作)

然后，在时刻t51，扫描单元10使信号SRST的电压从低电平改变为高电平(图18B的(C))。因此，在成像像素P1A中，晶体管RST进入导通状态。由于晶体管FDG处于导通状态，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。然后，在时刻t52，扫描单元10使信号SRST的电压从高电平改变为低电平(图18B的(C))。因此，在成像像素P1A中，晶体管RST进入关断状态。此外，在时刻t52，参考信号生成单元31使参考信号REF的电压改变为电压V1(图18B的(H))。

然后，在时刻t53，扫描单元10使信号SFCG的电压从低电平改变为高电平(图18B的(F))。因此，在成像像素P1A中，晶体管FCG进入导通状态。此外，在时刻t53至时刻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。

然后，在时刻t54，比较器24完成调零，并使正输入端子与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使参考信号REF的电压改变为电压V1(图18A的(H))。

因此，在成像像素P1A中，如图19C所示，晶体管FDG、FCG和SEL进入导通状态，而所有其他的晶体管进入关断状态。由于晶体管FDG和FCG都处于导通状态，因此，浮动扩散部FD、晶体管FDG和FCG、以及电容元件FC构成合成电容器(转换电容)。该转换电容保持为在时刻t53之前在光电二极管PD2中产生的并且通过晶体管TGS提供至且累积在电容元件FC中的电荷。此时，成像像素P1A输出与浮动扩散部FD处的电压对应的像素电压VP(像素电压VP5)。

然后，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(图18B的(J))输出。

(时刻t61至t71的操作)

然后，在时刻t61，扫描单元10使信号STGS的电压从低电平改变为高电平(图18B的(G))。因此，在成像像素P1A中，晶体管TGS进入导通状态。因此，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使参考信号REF的电压改变为电压V1(图18B的(H))。

然后，在时刻t62，扫描单元10使信号STGS的电压从高电平改变为低电平(图18B的(G))。因此，在成像像素P1A中，晶体管TGS进入关断状态。

因此，在成像像素P1A中，如图19C所示，由于晶体管FDG和FCG都处于导通状态，因此，浮动扩散部FD、晶体管FDG和FCG、以及电容元件FC构成合成电容器(转换电容)。除了在时刻t53之前在光电二极管PD2中产生的并且通过晶体管TGS提供至且累积在电容元件FC中的电荷之外，该转换电容还保持着在时刻t61至t62内从光电二极管PD2传输过来的电荷。此时，成像像素P1A输出与浮动扩散部FD处的电压对应的像素电压VP(像素电压VP6)。

然后，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(图18B的(J))输出。该数字代码CODE6对应于当浮动扩散部FD、晶体管FDG和FCG、以及电容元件FC构成合成电容器时获得的数字代码CODE5。

(时刻t71至t81的操作)

然后，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。

然后，在时刻t72，比较器24完成调零，并使正输入端子与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使参考信号REF的电压改变为电压V1(图18B的(H))。

因此，在成像像素P1A中，如图19C所示，由于晶体管FDG和FCG都处于导通状态，因此，浮动扩散部FD、晶体管FDG和FCG以及电容元件FC构成合成电容器(转换电容)。除了在时刻t53之前在光电二极管PD2中产生的并且通过晶体管TGS提供至且累积在电容元件FC中的电荷之外，该转换电容还保持在时刻t61至t62的时段内从光电二极管PD2传输过来的电荷。此时，成像像素P1A输出与浮动扩散部FD处的电压对应的像素电压VP(像素电压VP7)。

然后，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(图18B的(J))输出。

(时刻t81至t7的操作)

然后，在时刻t81，扫描单元10使信号SRST的电压从低电平改变为高电平(图18B的(C))。因此，在成像像素P1A中，晶体管RST进入导通状态。由于晶体管FDG和FCG都处于导通状态，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。

然后，在时刻t82，扫描单元10使信号SFCG的电压从高电平改变为低电平(图18B的(F))。因此，在成像像素P1A中，晶体管FCG进入关断状态。

然后，在时刻t83，扫描单元10使信号SRST的电压从高电平改变为低电平(图18B的(C))。因此，在成像像素P1A中，晶体管RST进入关断状态。

然后，在时刻t84，扫描单元10使信号SFCG的电压从低电平改变为高电平(图18B的(F))。因此，在成像像素P1A中，晶体管FCG进入导通状态。此外，在时刻t84，参考信号生成单元31使参考信号REF的电压改变为电压V1(图18B的(H))。

因此，在成像像素P1A中，如图19C所示，由于晶体管FDG和FCG都处于导通状态，因此，浮动扩散部FD、晶体管FDG和FCG以及电容元件FC构成合成电容器(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被复位时的电荷。此时，成像像素P1A输出与浮动扩散部FD处的电压对应的像素电压VP(像素电压VP8)。

然后，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(图18B的(J))输出。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构成合成电容器时获得的数字代码CODE7。

然后，在时刻t7，扫描单元10使信号SFDG的电压从高电平改变为低电平，并使信号SFCG的电压从高电平改变为低电平(图18B的(D)和(F))。因此，在成像像素P1A中，晶体管FDG和FCG进入关断状态。

然后，在时刻t8，扫描单元10使信号SSEL的电压从高电平改变为低电平(图18B的(B))。因此，在成像像素P1A中，晶体管SEL进入关断状态，因此成像像素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20示意性地示出了图像合成处理。图20的(A)至(G)所示的波形与图17的(A)至(G)所示的波形类似。如参考图17、18A和18B所述地，读取单元20基于时刻t11至时刻t21的时段内的操作生成数字代码CODE1、基于时刻t21至时刻t31的时段内的操作生成数字代码CODE2、基于时刻t31至时刻t41的时段内的操作生成数字代码CODE3、基于时刻t41至时刻t51的时段内的操作生成数字代码CODE4、基于时刻t51至时刻t61的时段内的操作生成数字代码CODE5、基于时刻t61至时刻t71的时段内的操作生成数字代码CODE6、基于时刻t71至时刻t81的时段内的操作生成数字代码CODE7、以及基于时刻t81至时刻t7的时段内的操作生成数字代码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通过从数字代码CODE3中减去数字代码CODE2(CODE3-CODE2)，来计算像素值VAL1。换句话说，基于所谓的相关双采样(CDS：correlated double sampling)原理，成像设备1使用与P相(Pre-Chargephase，预充电相)数据对应的数字代码CODE2和与D相(Dataphase，数据相)数据对应的数字代码CODE3来计算像素值VAL1。由于在成像设备1中执行了这种相关双采样，因此，能够去除像素值VAL1中包括的噪声成分，并且能够相应地改善拍摄图像的图像质量。

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通过从数字代码CODE4中减去数字代码CODE1(CODE4-CODE1)，来计算像素值VAL2。换句话说，基于相关双采样原理，成像设备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通过从数字代码CODE6中减去数字代码CODE5(CODE6-CODE5)，来计算像素值VAL3。换句话说，基于相关双采样原理，成像设备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通过从数字代码CODE7中减去数字代码CODE8(CODE7-CODE8)，来计算像素值VAL4。换句话说，基于所谓的双重数据采样(DDS：doubledata sampling)原理，成像设备1使用在浮动扩散部FD和电容元件FC被复位之前的数字代码CODE7和在浮动扩散部FD和电容元件FC被复位之后的数字代码CODE8来计算像素值VAL4。

然后，图像处理单元41基于像素阵列9的所有成像像素P1中的像素值VAL1生成图像PIC1、基于像素阵列9的所有成像像素P1中的像素值VAL2生成图像PIC2、基于像素阵列9的所有成像像素P1中的像素值VAL3生成图像PIC3、以及基于像素阵列9的所有成像像素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。

(由电压确定单元42进行的电压检测操作)

在图16中，例如，时刻t11至t12的消隐时段T20是所谓的垂直消隐时段，并且成像设备1不执行读取驱动D2。换句话说，在该时段内，信号线SGL不传输与成像像素P1有关的像素电压VP。成像设备1使用消隐时段T20通过电压确定单元42执行电压检测操作。在下文中，将详细说明该电压检测操作。

在与消隐时段T20中的水平周期H(图17)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SIGV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执行与水平周期H(图17)中的操作类似的操作。在检测时段M中，成像控制单元30将控制信号SSELV(图4)设置为高电平。因此，在读取单元20中，在多个AD转换单元ADC的各者中，晶体管29进入导通状态，并且与电压传感器33产生的信号SIGV对应的信号经由晶体管29和电容元件22被输入到比较器24的负输入端子。如上所述，AD转换单元ADC基于信号SIGV进行AD转换。在该示例中，成像设备1在与水平周期H(图17)的时刻t21至t41的时段相对应的时段中执行电压检测操作。下面，将以电源电压VDDH的检测操作为例进行详细说明。此外，这也适用于电源电压VDDM和VDDL以及电压Vbgr的检测操作。

图21示出了成像设备1中的电压检测操作的示例。图21对应于图示了水平周期H的前半部分操作的图18A，。在图21中，(A)示出了参考信号REF的波形，(B)示出了信号SIGV的波形，以及(C)示出了AD转换单元ADC中的计数器25的操作。时刻t111对应于图18A中的时刻t11，时刻t121对应于图18A中的时刻t21，时刻t131对应于图18A中的时刻t31，时刻t141对应于图18A中的时刻t41，以及时刻t151对应于图18A中的时刻t51。

图22A和22B示出了电压检测操作中的电压传感器33的操作示例。在图22A和22B中，使用表示连接状态的开关来表示选择器ASEL。在示例中，选择器ASEL基于控制信号SASEL选择从开关SWH提供的电压。此外，选择器ASEL基于控制信号SASEL以时分(timedivision)方式切换选择目标，因此，成像设备1以时分方式对电源电压VDDH、VDDM、VDDL以及电压Vbgr执行检测操作。

(时刻t121至t131的操作)

在时刻t121至时刻t131的时段内，如图22A所示，电压传感器33的开关SWH基于控制信号SELSW选择通过将电源电压VDDH乘以"3/4"而获得的电压。放大器AMPV对经由选择器ASEL从开关SWH提供的电压进行放大，并将放大后的电压作为信号SIGV输出。因此，与通过将电源电压VDDH乘以"3/4"而获得的电压对应的电压VDDH34被提供给AD转换单元ADC的比较器24的负输入端子(图21的(B))。

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

然后，在时刻t122，比较器24完成调零，并使正输入端子与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使参考信号REF的电压改变为电压V1(图21的(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VDDH34进行AD转换。该操作类似于水平周期H的转换时段T2中的操作(图18A)。AD转换单元ADC基于电压VDDH34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21的(C))。

(时刻t131至t141的操作)

在时刻t131至时刻t141的时段内，如图22B所示，电压传感器33的开关SWH基于控制信号SELSW选择通过将电源电压VDDH乘以"1/2"而获得的电压。放大器AMPV对经由选择器ASEL从开关SWH提供的电压进行放大，并将放大后的电压作为信号SIGV输出。因此，与通过将电源电压VDDH乘以"1/2"而获得的电压对应的电压VDDH12被提供给AD转换单元ADC的比较器24的负输入端子(图21的(B))。

此外，在时刻t132至时刻t134的时段(转换时段TB)中，AD转换单元ADC基于电压VDDH12进行AD转换。该操作类似于水平周期H的转换时段T3中的操作(图18A)。AD转换单元ADC基于电压VDDH12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21的(C))。

接下来，将说明信号处理单元的电压确定单元42中的处理。

首先，电压确定单元42的计算单元43基于从读取单元20提供的数字代码CODEA和CODEB来计算数字值VALV。具体地，电压确定单元42通过从数字代码CODEB中减去数字代码CODEA(CODEB-CODEA)，来计算数字值VALV。换句话说，基于相关双采样原理，成像设备1使用与P相(预充电相)数据对应的数字代码CODEA和与D相(数据相)数据对应的数字代码CODEB来计算数字值VALV。由于在成像设备1中执行了相关双采样，因此能够去除数字值VALV中包括的噪声成分。如上所述，电压确定单元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VALV。

然后，计算单元43基于数字值VALV使用存储在存储单元8中的校准参数PCAL执行计算处理，并生成具有预定代码系统的电压代码VCODE1。如上所述，计算单元43基于从多个AD转换单元ADC获得的多个数字值VALV生成多个电压代码VCODE1。

然后，通过获得由多个电压代码VCODE1表示的值的平均值，计算单元43生成一个电压代码VCODE。例如，在某个电压代码VCODE1(电压代码VCODE1A)的值明显偏离除了该电压代码VCODE1A以外的多个电压代码VCODE1的值的情况下，如图8A所示，例如，通过使用与AD转换单元ADC有关的电压代码VCODE1进行插值计算来校正电压代码VCODE1A，该AD转换单元ADC相邻于与电压代码VCODE1A有关的AD转换单元ADCA。然后，计算单元43通过获得由包括校正后的电压代码VCODE1A在内的所有电压代码VCODE1表示的值的平均值，来生成一个电压代码VCODE。然后，计算单元43将如上所述生成的电压代码VCODE作为与电源电压VDDH对应的电压代码VCODEH输出。

然后，电压确定单元42的判定单元44检查由如上所述地获得的电压代码VCODEH表示的值(电压值)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，成像设备1将错误标志信号XERR设置为有效(低电平)。

(校准)

由电压传感器33产生的信号SIGV中的各电压可能由于成像设备1中的制造变化、电源布线的阻抗等而偏离期望的电压。在这种情况下，如图7所示，电压代码VCODE1也会变化。在这方面，在成像设备1中，例如，出厂前在检查过程中执行了校准。因此，能够提高成像设备1中的电压检测精度。下面，将详细说明检查过程中的校准过程。

图23示出了检查过程中的校准过程的示例。图23示出了电源电压VDDH的校准过程。这也适用于电源电压VDDM和VDDL以及电压Vbgr。

首先，检查设备将电源电压VDDH的电压设定为电压VDDH1(例如，3.1V)，并且使成像设备1生成的电压代码VCODEH和与电压VDDH1对应的理想电压代码存储在存储单元8中(步骤S101)。

然后，检查设备将电源电压VDDH的电压设置为电压VDDH2(例如，3.5V)，并且使成像设备1生成的电压代码VCODEH和与电压VDDH2对应的理想电压代码存储在存储单元8中(步骤S102)。

然后，成像设备1的电压确定单元42的计算单元43基于在步骤S101和S102中存储在存储单元8中的信息生成校准参数PCAL(步骤S103)。

因此，此后，计算单元43能够使用在步骤S103中生成的校准参数PCAL来获得电压代码VCODE1，并且例如使用图7中的粗线表示的更期望的转换特性来获得电压代码VCODE1。此外，计算单元43获得由与多个AD转换单元ADC有关的多个电压代码VCODE1表示的值的平均值，并且生成电压代码VCODE。

然后，检查设备将电源电压VDDH的电压设置为电压VDDH1(例如，3.1V)，获取成像设备1生成的电压代码VCODEH，并检查由电压代码VCODEH表示的电压值与电压VDDH1的电压值之间的电压差是否在允许范围内(步骤S104)。

然后，检查设备将电源电压VDDH的电压设置为电压VDDH2(例如，3.5V)，获取成像设备1生成的电压代码VCODEH，并检查由电压代码VCODEH表示的电压值与电压VDDH2的电压值之间的电压差是否在允许范围内(步骤S105)。

如上所述，流程结束。

如上所述，成像设备1检测所提供的三个电源电压VDD(电源电压VDDH、VDDM和VDDL)，检查电源电压VDD是否落在预定范围内，并基于检查结果生成错误标志信号XERR。因此，在成像设备1中，在电源电压VDD超出预定范围的情况下，能够将故障通知给外部设备。因此，例如，在成像设备1的成像操作中发生故障的情况下，该设备能够检测到故障是由电源电压VDD引起的。此外，在成像设备1的成像操作没有故障的情况下，该设备能够例如基于错误标志信号XERR调整电源电压VDD的电压值，或者改变成像设备1的操作，因此，能够预先防止由电源电压VDD引起的成像设备1的故障。

此外，在成像设备1中，检测由标准电压生成单元32产生的电压Vbgr，检查电压Vbgr是否在预定范围内，并且基于检查结果产生错误标志信号XERR。因此，在成像设备1中，在电压Vbgr超出预定范围的情况下，能够将故障告知外部设备。因此，例如，由于设备能够基于错误标志信号XERR而停止成像设备1的操作，因此，能够预先防止由电源电压VDD引起的成像设备1的故障。

此外，在成像设备1中，由于在消隐时段T20(垂直消隐时段)中执行电压检测操作，因此，能够在执行成像操作的同时执行电压检测操作。因此，在成像设备1中，例如，在提供电源电压VDD的过程中发生故障的情况下，能够及时地检测故障并通知故障。

此外，在成像设备1中，AD转换单元ADC通过基于由电压传感器33产生的信号SIGV进行AD转换来生成数字代码CODE，并且电压确定单元42基于数字代码CODE生成电压代码VCODE。然后，电压确定单元42基于电压代码VCODE判定电源电压VDDH、VDDM和VDDL以及电压Vbgr是否落在预定范围内。因此，由于成像设备1能够使用数字值进行判定，因此，例如能够提高判定精度并且减小电路尺寸。

此外，在成像设备1中，由于基于像素电压VP进行AD转换的AD转换单元ADC根据由电压传感器33产生的信号SIGV进行AD转换，并且不需要设置用于执行电压检测操作的专用AD转换单元，因此，能够简化电路构造。

此外，在成像设备1中，通过获得基于与多个AD转换单元ADC有关的多个电压代码VCODE1的由多个电压代码VCODE1表示的值的平均值，电压确定单元42获得电压代码VCODE。因此，在成像设备1中，例如，能够抑制由所谓的制造变化引起的多个AD转换单元ADC的特性变化对电压代码VCODE的影响。因此，在成像设备1中，能够提高电压检测精度。

此外，在成像设备1中，例如，在某个电压代码VCODE1(电压代码VCODE1A)的值明显偏离除了电压代码VCODE1A以外的多个电压代码VCODE1的值的情况下，如图8A所示，例如，通过使用与AD转换单元ADC有关的电压代码VCODE1进行插值计算来校正电压代码VCODE1A，该AD转换单元ADC相邻于与电压代码VCODE1A有关的AD转换单元ADCA。因此，在成像设备1中，例如，即使在多个AD转换单元ADC中的一者发生故障的情况下，也能够提高电压检测精度。

此外，在成像设备1中，读取单元20基于电源电压VDDH和电源电压VDDL进行操作，而电压确定单元42基于电源电压VDDL进行操作。因此，在成像设备1中，例如，在检测到电源电压VDDM的电压的情况下，由于电路不基于电源电压VDDM进行操作，因此能够更准确地检测到电源电压VDDM的故障。

此外，在成像设备1中，信号XERR1是所谓的负逻辑信号。因此，在成像设备1中，例如，即使在发生未将电源电压VDDL提供给产生信号XERR1的信号处理单元40的故障的情况下，信号XERR1也会变为低电平(接地电压VSSL)，因此错误标志信号XERR变为低电平，从而能够通知故障。

(电源电压比较单元80的电压检测操作)

如图1和10所示，成像设备1的电源电压比较单元80通过将所提供的电源电压VDDL与两个阈值电压VthL和VthH进行比较来执行电压检测操作。换句话说，与电压传感器33和电压确定单元42进行的电压检测操作不同，电源电压比较单元80在不使用AD转换单元ADC或信号处理单元40等的情况下进行电压检测操作。利用该构造，电源电压比较单元80在将电源电压VDD提供给成像设备1的时段内检测电源电压VDDL是否在预定的电压范围内。在下文中，将详细说明电压检测操作。

如图10所示，电阻电路部81通过对电源电压VDDH进行分压来产生阈值电压VthL(在示例中为0.8V)和阈值电压VthH(在示例中为1.4V)。比较电路83L将电源电压VDDL与阈值电压VthL进行比较，并产生信号CMPL。具体地，比较电路83L在电源电压VDDL高于阈值电压VthL的情况下将信号CMPL设置为高电平，而在电源电压VDDL低于阈值电压VthL的情况下将信号CMPL设置为低电平。比较电路83H将电源电压VDDL与阈值电压VthH进行比较，并产生信号CMPH。具体地，比较电路83H在电源电压VDDL低于阈值电压VthH的情况下将信号CMPH设置为高电平，而在电源电压VDDL高于阈值电压VthH的情况下将信号CMPH设置为低电平。AND电路84获得信号CMPL和信号CMPH的逻辑乘积(AND)，并将结果作为信号XERP1输出。然后，输出缓冲器BFOUT2(图12)基于信号XERP1产生错误标志信号XERP。因此，成像设备1在电源电压VDDL为阈值电压VthL以上且阈值电压VthH以下的情况下将错误标志信号XERP设置为"1"，而在电源电压VDDL低于阈值电压VthL的情况下或者在电源电压VDDL高于阈值电压VthH的情况下将错误标志信号XERP设置为"0"。

如上所述，在成像设备1中，在不使用AD转换单元ADC或信号处理单元40等的情况下，通过将电源电压VDDL与阈值电压VthL和VthH进行比较来检测电源电压VDDL中是否发生故障，并且将检测结果作为错误标志信号XERP输出。因此，在成像设备1中，能够更可靠地将表示电源电压VDDL中发生故障的通知给予外部设备。换句话说，在上述由电压确定单元42进行的电压检测操作中，使用AD转换单元ADC和信号处理单元40执行电压检测操作，因此，例如，在电源电压VDDH太低以至于AD转换单元ADC不能工作的情况下或者在电源电压VDDL太低以至于信号处理单元40不能工作的情况下，无法执行电压检测操作。特别地，由于电源电压VDDL在提供给成像设备1的三个电源电压VDD中具有最低的电压，因此，如果电源电压VDDL减小，则成像设备1很有可能无法工作。因此，在成像设备1中，设置有作为模拟电路的电源电压比较单元80，并且在不使用AD转换单元ADC或信号处理单元40的情况下，通过将电源电压VDDL与阈值电压VthL和VthH进行比较来检测电源电压VDDL中是否发生故障，并且将检测结果作为错误标志信号XERP输出。因此，成像设备1能够更可靠地通知电源电压VDDL的故障。

此外，在成像设备1中，由于电源电压比较单元80和输出缓冲器BFOUT2基于电源电压VDDH进行操作，并且电源电压VDDL不用作电源电压，因此能够更可靠地通知电源电压VDDL的故障。

此外，在成像设备1中，由于在不使用AD转换单元ADC的情况下以如上所述的方式进行电压检测操作，因此，不仅在垂直消隐时段(消隐时段T20)，还能够在将电源电压VDD提供给成像设备1的时段内检测电源电压VDDL中是否发生故障。因此，在成像设备1中，例如，当在提供电源电压VDDL的过程中发生故障时，能够及时地检测出故障并告知该故障。

效果

如上所述，在本实施例中，在不使用AD转换单元或信号处理单元等的情况下，通过将电源电压VDDL与阈值电压VthL和VthH进行比较来检测电源电压VDDL中是否发生故障，并且将检测结果作为错误标志信号XERP输出，因此能够更可靠地通知电源电压VDDL的故障。

在本实施例中，由于电源电压比较单元和输出缓冲器基于电源电压VDDH进行操作，并且电源电压VDDL不用作电源电压，因此能够更可靠地通知电源电压VDDL的故障。

在本实施例中，由于在不使用AD转换单元ADC的情况下执行电压检测操作，因此，不仅在垂直消隐时段，还能够在将电源电压提供给成像设备的时段内检测电源电压VDDL中是否发生故障。因此，例如，当在提供电源电压VDDL的过程中发生故障时，能够及时地检测出故障并通知该故障。

第一变形例

在上述实施例中，如图4和5所示，电压传感器33将信号SIGV直接提供给读取单元20的AD转换单元ADC，但是本发明不限于此，例如，信号SIGV可以经由像素阵列被提供给读取单元的AD转换单元。将使用几个示例详细说明本变形例。

图24示出了根据本变形例的成像设备1A的构造示例。成像设备1A包括像素阵列9A、读取单元20A和成像控制单元30A。

在像素阵列9A中，设置有成像像素区RG1和伪像素区RG2。在成像像素区RG1中布置有多个成像像素P1，而在伪像素区RG2中布置有与一行对应的多个伪像素P2。在该示例中，在垂直方向(图24中的垂直方向)上，伪像素区RG2布置在成像像素区RG1的上方。

图25图示了伪像素区RG2中的伪像素P2的构造示例。在伪像素区RG2中，像素阵列9A包括控制线SIGVL和控制线SELL。控制线SIGVL在水平方向(图25中的横向)上延伸，并且成像控制单元30A的电压传感器33向控制线SIGVL施加信号SIGV。控制线SELL在水平方向上延伸，并且扫描单元10向控制线SELL施加信号SSEL。

伪像素P2包括晶体管AMP和SEL。晶体管AMP的栅极连接到控制线SIGVL，晶体管AMP的漏极提供有电源电压VDDH，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，漏极连接到晶体管AMP的源极，源极连接到信号线SGL。利用该构造，在伪像素P2中，当晶体管SEL进入导通状态时，晶体管AMP经由晶体管SEL将与信号SIGV的电压对应的信号SIG输出到信号线SGL。

图26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而获得AD转换单元ADC2。该晶体管28对应于伪像素P2中的晶体管AMP(图25)，而晶体管29对应于伪像素P2中的晶体管SEL。

成像控制单元30A(图24)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，并通过控制这些电路的操作来控制成像设备1A的操作。成像控制单元30A的电压传感器33通过将所产生的信号SIGV提供给像素阵列9A的伪像素区RG2中的控制线SIGVL，从而将信号SIGV提供给多个伪像素P2。

利用该构造，在成像设备1A中，与根据上述实施例的成像设备1类似地，能够通过使用消隐时段T20操作伪像素P2来执行电压检测操作。

图27示出了根据本变形例的另一成像设备1B的构造示例。成像设备1B包括像素阵列9B、读取单元20A、成像控制单元30B和信号处理单元40B。

在像素阵列9B中，设置有成像像素区RG1和伪像素区RG3。在伪像素区RG3中，布置有与一列对应的多个伪像素P2。在该示例中，在水平方向(图27中的横向)上，伪像素区RG3布置在成像像素区RG1的左侧。

成像控制单元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，并通过控制这些电路的操作来控制成像设备1B的操作。成像控制单元30B的电压传感器33将所产生的信号SIGV提供给像素阵列9B的伪像素区RG3中的多个伪像素P2。

信号处理单元40B包括电压确定单元42B。电压确定单元42B基于数字代码CODE生成电压代码VCODE，该数字代码CODE是基于图像信号DATA0中包括的信号SIGV而获得的。

利用该构造，在成像设备1B中，由于能够在除消隐时段T20以外的时段内执行成像操作的同时执行电压检测操作，因此，例如，当在提供电源电压VDD的过程中发生故障时，能够检测到故障并通知该故障。

第二变形例

在上述实施例中，电源电压比较单元80和输出缓冲器BFOUT2基于电源电压VDDH进行操作，但是本发明不限于此。下面，将使用几个示例详细说明本变形例。

图28示出了根据本变形例的成像设备1C中的电源电压比较单元80C的构造示例。电源电压比较单元80C包括比较单元82C。比较单元82C包括比较电路83L和83H以及AND电路84。AND电路84基于电源电压VDDM进行操作。

图29示出了成像设备1C中用于输出错误标志信号XERP的电路的构造示例。AND电路84在电源电压比较单元80C中未确认故障的情况下将信号XERP1设置为高电平(电源电压VDDM)，而在确认了故障的情况下将信号XERP1设置为低电平(接地电压VSSM)。

在该示例中，输出缓冲器BFOUT2基于电源电压VDDM和接地电压VSSM进行操作。因此，成像设备1C在电源电压比较单元80C中未确认故障的情况下将错误标志信号XERP设置为高电平(电源电压VDDM)，而在确认了故障的情况下将错误标志信号XERP设置为低电平(接地电压VSSM)

图30示出了根据本变形例的另一成像设备1D中用于输出错误标志信号XERP的电路的构造示例。成像设备1D包括电源电压比较单元80C、AND电路89和输出缓冲器BFOUT。AND电路89基于电源电压VDDM进行操作，并且获得信号XERR1和信号XERP1的逻辑乘积(AND)。输出缓冲器BFOUT基于电源电压VDDM进行操作，并且基于AND电路89的输出信号生成错误标志信号XER。

信号XERR1是所谓的负逻辑信号，其在信号处理单元40的电压确定单元42中未确认故障的情况下变为高电平(电源电压VDDL)，而在确认了故障的情况下变为低电平(接地电压VSSL)。此外，信号XERP1是所谓的负逻辑信号，其在电源电压比较单元80C的电源电压VDDL中未确认故障的情况下变为高电平(电源电压VDDM)，而在确认了故障的情况下变为低电平(接地电压VSSM)。因此，成像设备1D在未确认故障的情况下将错误标志信号XER设置为高电平(电源电压VDDM)，而在确认了故障的情况下将错误标志信号XER设置为低电平(接地电压VSSM)。

第三变形例

在上述实施例中，电源电压比较单元80的电阻电路部81对电源电压VDDH进行分压，但是本发明不限于此。下面，将详细说明根据本变形例的成像设备1E的电源电压比较单元80E。

图31示出了电源电压比较单元80E的构造示例。电源电压比较单元80E包括电阻电路部85E和比较单元86E。

电阻电路部85E包括串联连接的多个电阻元件。由标准电压生成单元32产生的电压Vbgr被提供给电阻电路部85E的一端，而接地电压VSSH被提供给另一端。此外，电阻电路部85E通过对电压Vbgr进行分压来产生阈值电压VthL(在该示例中为0.8V)和电流源电压Vcs。

与根据上述实施例的比较电路83L(图10)类似地，比较单元86E将电源电压VDDL与阈值电压VthL进行比较。此外，比较单元86E产生信号XERP1，该信号XERP1在电源电压VDDL高于阈值电压VthL的情况下变为高电平，而在电源电压VDDL低于阈值电压VthL的情况下变为低电平。

比较单元86E具有与比较电路83L(图10)类似的构造，并且比较单元86E包括晶体管91L、92L、93L、94L、96L、98L和99L。晶体管98L和99L是N型MOS晶体管。晶体管98L对应于比较电路83L中的电流源95L，晶体管99L对应于比较电路83L中的电流源97L。晶体管98L的漏极连接到晶体管93L和94L的源极，晶体管98L的栅极提供有电压Vcs，并且晶体管98L的源极提供有接地电压VSSH。晶体管99L的漏极连接到晶体管96L的漏极，晶体管99L的栅极提供有电压Vcs，并且晶体管99L的源极提供有接地电压VSSH。利用该构造，比较单元86E将电源电压VDDL与阈值电压VthL进行比较，并且从晶体管96L的漏极输出与比较结果对应的信号XERP1。

如上所述，由于基于电源电压比较单元80E中的电压Vbgr产生阈值电压VthL，并且阈值电压VthL几乎不随电源电压VDDH而变化，因此，能够提高检测电源电压VDDL是否在预定电压以上的检测精度。

此外，在该示例中，将电源电压VDDL与一个阈值电压VthL进行比较，但是本发明不限于此，并且与根据上述实施例的电源电压比较单元80(图10)类似地，可以将电源电压VDDL与两个阈值电压VthL和VthH进行比较。在这种情况下，电阻电路部85E能够被构造成产生两个阈值电压VthL和VthH以及电流源电压Vcs。因此，电源电压比较单元80E能够以更高的检测精度来检测电源电压VDDL是否在预定的电压范围内。

第四变形例

在上述实施例中，在多个成像像素P1的各者中均设置有两个光电二极管PD1和PD2，但是本发明不限于此。下面，将详细说明根据本变形例的成像设备2。

图32示出了成像设备2的构造示例。成像设备2包括像素阵列59、扫描单元50、读取单元20、成像控制单元60和信号处理单元70。

像素阵列59包括以矩阵方式布置的多个成像像素P11。

图33示出了成像像素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32中的横向)上延伸，并且扫描单元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32中的纵向)上延伸，并连接到读取单元20。

成像像素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是产生与接收到的光量对应的电荷量并在其中累积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，源极连接到光电二极管PD的阴极，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，晶体管RST的漏极提供有电源电压VDD，晶体管RST的源极连接到浮动扩散部FD。

利用该构造，在成像像素P11中，晶体管SEL基于施加到控制线SELL的信号SSEL而进入导通状态，因此，成像像素P11电连接到信号线SGL。此外，成像像素P11将与浮动扩散部FD中的电压对应的像素电压VP作为信号SIG输出到信号线SGL。具体地，如下所述，成像像素P11在所谓的水平周期H内的两个时段(P相时段TP和D相时段TD)中顺序地输出两个像素电压VP(VP11和VP12)。

图34示出了光电二极管PD的布置示例。在图34中，“R”表示红色滤光器，“G”表示绿色滤光器，“B”表示蓝色滤光器。光电二极管PD以矩阵方式布置。

扫描单元50(图32)基于来自成像控制单元60的指令，以像素线L为单位顺序地驱动像素阵列59中的成像像素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，生成与各个像素线L对应的信号STG1、SRST1和SSEL1。驱动单元53基于与各个像素线L对应的信号STG1、SRST1和SSEL1，生成与各个像素线L对应的信号STG、SRST和SSEL。

成像控制单元60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，并且通过控制这些电路的操作来控制成像设备2的操作。成像控制单元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)中随着时间流逝而逐渐减小。

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。

在成像设备2中，与成像设备1的情况(图16)类似地执行累积开始驱动D1和读取驱动D2。

图35示出了成像设备2的操作示例，(A)示出了水平同步信号XHS的波形，(B)示出了与第零像素线L有关的控制线RSTL(0)中的信号SRST(0)的波形，(C)示出了与第零像素线L有关的控制线TGLL(0)中的信号STG(0)的波形，(D)示出了与第零像素线L有关的控制线SELL(0)中的信号SSEL(0)的波形，(E)示出了与第一像素线L有关的控制线RSTL(1)中的信号SRST(1)的波形，(F)示出了与第一像素线L有关的控制线TGLL(1)中的信号STG(1)的波形，(G)示出了与第一像素线L有关的控制线SELL(1)中的信号SSEL(1)的波形，(H)示出了与第二像素线L有关的控制线RSTL(2)中的信号SRST(2)的波形，(I)示出了与第二像素线L有关的控制线TGLL(2)中的信号STG(2)的波形，以及(J)示出了与第二像素线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，在水平周期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，然后将晶体管设置为关断状态。因此，在执行读取驱动D2之前的累积时段T10中，电荷累积在多个成像像素P11的每者中。

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地控制晶体管TG、RST和SEL的操作。因此，多个成像像素P11分别顺序地输出两个像素电压VP(VP11和VP12)。读取单元20基于两个像素电压VP11和VP12进行AD转换，并输出数字代码CODE。

图36示出了所关注的成像像素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36的(E)中的参考信号REF表示比较器24的正输入端子处的波形，而图36的(F)中的信号SIG表示比较器24的负输入端子处的波形。

在成像设备2中，在某一水平周期(H)中，扫描单元50首先对成像像素P11A执行复位操作，并且AD转换单元ADC在随后的P相时段TP中基于从成像像素P11A输出的像素电压VP11进行AD转换。然后，扫描单元50对成像像素P11A执行电荷传输操作，并且AD转换单元ADC在D相时段TD中基于从成像像素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，在水平周期H在时刻t91开始的情况下，在时刻t92，扫描单元50使信号SSEL的电压从低电平改变为高电平(图36的(D))。因此，在成像像素P11A中，晶体管SEL进入导通状态，从而成像像素P11A与信号线SGL电连接。

然后，在时刻t93，扫描单元50使信号SRST的电压从低电平改变为高电平(图36的(B))。因此，在成像像素P11A中，晶体管RST进入导通状态，从而浮动扩散部FD的电压被设置为电源电压VDD(复位操作)。

然后，在时刻t94，扫描单元50使信号SRST的电压从高电平改变为低电平(图36的(B))。因此，在成像像素P11A中，晶体管RST进入关断状态。此外，在时刻t94至时刻t95的时段内，比较器24进行调零，并将正输入端子和负输入端子电连接。

然后，在时刻t95，比较器24完成调零，并使正输入端子与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使参考信号REF的电压改变为电压V1(图36的(E))。

因此，在成像像素P11A中，晶体管SEL进入导通状态，而晶体管TG和RST进入关断状态。浮动扩散部FD保持在从时刻t93至时刻t94的时段中浮动扩散部FD被复位时的电荷。此时，成像像素P11A输出与浮动扩散部FD处的电压对应的像素电压VP(像素电压VP11)。

然后，在时刻t96至时刻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，成像控制单元60开始产生时钟信号CLK(图36的(H))，同时，参考信号生成单元61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36的(E))。响应于此，AD转换单元ADC的计数器25开始计数操作，并且顺序地改变计数值CNT(图36的(I))。

然后，在时刻t97，参考信号REF的电压低于像素电压VP11(图36的(E)和(F))。响应于此，AD转换单元ADC的比较器24使信号CMP的电压从高电平改变为低电平(图36的(G))。因此，计数器25停止计数操作(图36的(I))。

然后，在时刻t98，成像控制单元60在P相时段TP结束时停止产生时钟信号CLK(图36的(H))。同时，参考信号生成单元61停止改变参考信号REF的电压，并且在随后的时刻t99处，参考信号生成单元61使参考信号REF的电压改变为电压V1(图36的(E))。由于参考信号REF的电压相应地超过像素电压VP11(图36的(E)和(F))，因此，AD转换单元ADC的比较器24使信号CMP的电压从低电平改变为高电平(图36的(G))。

然后，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36的(I))。

然后，在时刻t101，扫描单元50使信号STG的电压从低电平改变为高电平(图36的(C))。因此，在成像像素P11A中，晶体管TG进入导通状态，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)。响应于此，信号SIG的电压降低(图36的(F))。

然后，在时刻t102，扫描单元50使信号STG的电压从高电平改变为低电平(图36的(C))。因此，在成像像素P11A中，晶体管TG进入关断状态。

因此，在成像像素P11A中，晶体管SEL进入导通状态，而晶体管TG和RST进入关断状态。浮动扩散部FD保持在时刻t101至时刻t102的时段中从光电二极管PD传输过来的电荷。此时，成像像素P11A输出与浮动扩散部FD处的电压对应的像素电压VP(像素电压VP12)。

然后，在时刻t103至时刻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，成像控制单元6开始产生时钟信号CLK(图36的(H))，同时，参考信号生成单元61使参考信号REF的电压从电压V1减小预定的变化程度(图36的(E))。响应于此，AD转换单元ADC的计数器25开始计数操作，并且顺序地改变计数值CNT(图36的(I))。

然后，在时刻t104，参考信号REF的电压低于像素电压VP12(图36的(E)和(F))。响应于此，AD转换单元ADC的比较器24使信号CMP的电压从高电平改变为低电平(图36的(G))。因此，计数器25停止计数操作(图36的(I))。如上所述，AD转换单元ADC获得与像素电压VP11与VP12之间的差对应的计数值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。

然后，在时刻t105，成像控制单元60在D相时段TD结束时停止产生时钟信号CLK(图36的(H))。同时，参考信号生成单元61停止改变参考信号REF的电压，并且在随后的时刻t106，参考信号生成单元61使参考信号REF的电压改变为电压V2(图36的(E))。由于参考信号REF的电压相应地超过像素电压VP12(图36的(E)和(F))，因此，AD转换单元ADC的比较器24使信号CMP的电压从低电平改变为高电平(图36的(G))。

然后，在时刻t107，扫描单元50使信号SSEL的电压从高电平改变为低电平(图36的(D))。因此，在成像像素P11A中，晶体管SEL进入关断状态，并且成像像素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36的(I))。

如上所述，在成像设备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。因此，成像设备2能够获取与像素电压VP11与VP12之间的电压差对应的数字代码CODE。由于在成像设备2中执行了相关双采样，因此，能够去除像素电压VP12中包含的噪声成分，从而能够相应地提高拍摄图像的图像质量。

与根据上述实施例的成像设备1类似，成像设备2使用消隐时段T20执行电压检测操作。具体地，在与消隐时段T20中的水平周期H具有相同长度的检测时段M(图36)中，读取单元20的AD转换单元ADC基于信号SIGV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执行与水平周期H中类似的操作(图36)。在检测时段M中，成像控制单元60将控制信号SSELV(图4)设置为高电平。因此，在读取单元20中，在多个AD转换单元ADC的各者中，晶体管29进入导通状态，并且通过晶体管29和电容元件22向比较器24的负输入端子输入与电压传感器33产生的信号SIGV对应的信号。然后，与上述实施例的情况(图21)类似地，AD转换单元ADC在P相时段TP中基于信号SIGV中的电压VDDH34进行AD转换，并且在D相时段TD中通过基于信号SIGV中的电压VDDH12进行AD转换来生成数字代码CODE。

然后，电压确定单元42的计算单元43基于使用数字代码CODE作为数字值VALV的数字值VALV执行计算处理，并且生成具有预定代码系统的电压代码VCODE1。如上所述，计算单元43基于从多个AD转换单元ADC获得的多个数字值VALV生成多个电压代码VCODE1。然后，计算单元43通过获得由多个电压代码VCODE1表示的值的平均值来生成电压代码VCODE。

第五变形例

在上述实施例中，例如，与相同的控制线TGLL、FDGL、RSTL、FCGL、TGSL和SELL连接的多个成像像素P1在水平方向上并排布置在像素阵列9中，但是本发明不限于此。代替该实施例，例如，如图37所示的成像设备1F中那样，可以在垂直方向上并列布置与相同的控制线TGLL、FDGL、RSTL、FCGL、TGSL和SELL连接的多个成像像素P1(在该示例中为四个成像像素P1)。成像设备1F包括像素阵列9F、扫描单元10F、读取单元20F1和20F2、成像控制单元30F和信号处理单元40F。像素阵列9F的偶数编号(第0、第2、第4、...)的信号线SGL连接到读取单元20F1，而像素阵列9F的奇数编号(第1、第3、第5、...)的信号线SGL连接到读取单元20F2。控制线TGLL、FDGL、RSTL、FCGL、TGSL和SELL连接到扫描单元10F。在该示例中，在垂直方向(图37中的纵向)上并行布置与相同的控制线TGLL、FDGL、RSTL、FCGL、TGSL和SELL连接的四个成像像素P1。扫描单元10F包括逻辑单元12F和驱动单元13F。读取单元20F1基于经由偶数编号的信号线SGL从像素阵列9F提供的信号SIG进行AD转换，从而生成图像信号DATAF1。读取单元20F2基于经由奇数编号的信号线SGL从像素阵列9F提供的信号SIG进行AD转换，从而生成图像信号DATAF2。信号处理单元40F对由图像信号DATAF1和DATAF2表示的图像进行信号处理。

第六变形例

在上述实施例中，各AD转换单元ADC与对应于像素阵列9中的一列的多个成像像素P1连接，但是本发明不限于此。作为代替，例如，如图38所示的成像设备1G中那样，各AD转换单元ADC可以连接到属于预定区域的多个成像像素P1。成像设备1G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被划分为多个区域AR(在该示例中为21个)，并且各区域AR包括多个成像像素P1(在该示例中为160个成像像素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中，在与半导体基板401上的多个区域AR对应的多个区域中的各区域中形成有与属于相应的区域AR的多个成像像素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，并且通过例如使用Cu-Cu连接的连接部403彼此电连接。此外，在该示例中，像素阵列9被划分为21个区域AR，但是本发明不限于此。作为替代，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，在各区域AR中设置有160个成像像素P1，但是本发明不限于此。作为替代，例如，可以设置159个以下的成像像素P1或161个以上的成像像素P1。

其它变形例

此外，可以组合本变形例中的两个以上的变形例。

<2.成像设备的使用例>

图39示出了根据以上实施例的成像设备1等的使用例。如下所述，例如，上述成像设备1等能够用于感测诸如可见光、红外光、紫外光或X射线等光的各种情况中。

-拍摄用于欣赏的图像的设备，例如，数码相机或具有相机功能的便携式设备

-为了诸如自动停车和识别驾驶员状态等的安全驾驶的用于交通的设备，例如，用于拍摄汽车的前方、后方、周围区域或内部等的车载传感器；用于监控行驶中的车辆或道路的监控像机；以及用于测量车辆间的距离等的测距传感器

-用于诸如电视、冰箱或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

-用于医疗或保健的设备，例如，内窥镜或接收红外光并进行血管造影的设备

-用于安保的设备，例如，用于安保目的的监控成像机或用于个人身份验证的像机

-用于美容目的的设备，例如，拍摄皮肤的皮肤测量仪器或拍摄头皮的显微镜

-用于运动等的设备，例如，运动用途的运动相机或可穿戴式相机

-用于农业的设备，例如，监控农场或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所有类型的移动体上的装置，所述移动体例如是：汽车、电动汽车、混合动力汽车、三轮车、自行车、个人移动设备、飞机、无人机、轮船、或机器人等。

图40是示出作为能够应用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40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用作用于如下装置的控制设备：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度的转向机构；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起到无钥匙进入系统、智能钥匙系统、自动车窗装置或者用于诸如前灯、后灯、刹车灯、转向灯和雾灯等各种灯的控制设备的作用。在这种情况下，从代替钥匙的便携式设备发送的无线电波或者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、自动车窗装置或灯等。

车外信息检测单元12030检测与安装有车辆控制系统12000的车辆外部有关的信息。例如，成像单元12031连接到车外信息检测单元12030。车外信息检测单元12030使成像单元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、或路面上的字符等执行物体检测处理或距离检测处理。

成像单元12031是用于输出与所接收的光量对应的电信号的光学传感器。成像单元12031能够将该电信号作为图像输出，或者能够将该电信号作为测距信息输出。此外，由成像单元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检测与车辆内部有关的信息。例如，用于检测驾驶员状态的驾驶员状态检测单元12041连接到车内信息检测单元12040。例如，驾驶员状态检测单元12041可以包括用于对驾驶员进行成像的相机，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。

基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取的车外或车内的信息，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、定速巡航、车辆碰撞警告或车道偏离警告等。

此外，微型计算机12051能够基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取的与车辆周围区域有关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主执行行驶的自动驾驶等的协同控制。

此外，基于由车外信息检测单元12030获取的与车辆外部有关的信息，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，微型计算机12051根据由车外信息检测单元12030检测到的前车或对面来车的位置来控制前灯，从而执行旨在将远光灯切换到近光灯的防护的协调控制。

声音图像输出单元12052将声音和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或在听觉上向车上的乘客或车辆外部通知信息。在图40的示例中，作为输出设备，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和抬头显示器中的至少一者。

图41是示出成像单元12031的安装位置的示例的图。

在图41中，作为成像单元12031，车辆12100包括成像单元12101、12102、12103、12104和12105。

例如，成像单元12101、12102、12103、12104和12105被安装在如下位置：例如，车辆12100的前鼻、后视镜、后保险杠、后门、以及车厢内的挡风玻璃的上部等。安装在前鼻的成像单元12101和安装在车厢内的挡风玻璃的上部的成像单元12105主要获取车辆12100前方区域的图像。安装在后视镜的成像单元12102和12103主要获取车辆12100侧面的图像。安装在后保险杠和后门的成像单元12104主要获取车辆12100后方区域的图像。由成像单元12101和12105获取的前方区域的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。

此外，图41示出了成像单元12101～12104的成像范围的示例。成像范围12111表示安装在前鼻的成像单元12101的成像范围，成像范围12112和12113分别表示安装在后视镜的成像单元12102和12103的成像范围，以及成像范围12114表示安装在后保险杠或后门的成像单元12104的成像范围。例如，由于叠加由成像单元12101～12104获取到的图像数据，因此获得了从上方观看到的车辆12100的平面图像。

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

例如，微型计算机12051能够基于从成像单元12101～12104获得的距离信息来获得与成像范围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)，并且将如下三维物体提取为前车：具体地，车辆12100的行驶车道上最靠近的并且在与车辆12100基本相同的方向上以预定速度(例如，大于或等于0km/h)行驶的三维物体。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)或自动加速控制(包括跟随起动控制)等。如上所述，可以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，基于从成像单元12101～12104获得的距离信息，微型计算机12051将与三维物体有关的三维物体数据分类为两轮车辆、普通车辆、大型车辆、行人和诸如电线杆等其他三维物体，提取三维物体，并且使用这些三维物体来自动避开障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物识别为车辆12100的驾驶员能够看见的障碍物和驾驶员看不见的障碍物。然后，微型计算机12051判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设定值并存在碰撞可能性的情况下，微型计算机12051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。

成像单元12101～12104中的至少一者可以是检测红外线的红外相机。例如，微型计算机12051能够通过判定成像单元12101～12104的拍摄图像中是否存在行人，来识别出该行人。例如，通过以下过程来执行行人识别：在用作红外相机的成像单元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。如果微型计算机12051判定成像单元12101～12104的拍摄图像中存在行人并识别出该行人，则声音图像输出单元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。

上面，已经说明了能够应用根据本发明的技术的车辆控制系统的示例。根据本发明的技术能够应用于上述构造中的成像单元12031。因此，在车辆控制系统12000中，可以检测提供给成像单元12031的电源电压VDD是否正常以及在成像单元12031中产生的电压Vbgr是否正常。此外，在一个或多个电压异常的情况下，例如，检测结果被通知给微型计算机12051，从而车辆控制系统12000中的车外信息检测单元12030能够检测到在成像单元12031中出现了故障。在此，车外信息检测单元12030对应于本发明中的“处理设备”的具体示例。成像单元12031对应于本发明中的“成像设备”的具体示例。因此，在车辆控制系统12000中，例如，由于能够执行促使驾驶员引起注意等的适当处理，因此能够提高可靠性。此外，在车辆控制系统12000中，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：车辆的碰撞避免或碰撞减轻功能、基于车间距离的跟随行驶功能、定速巡航功能、车辆碰撞警告功能以及车道偏离警告功能等。在判定成像单元12031中的电压异常的情况下，可以限制或禁止控制车辆的功能。具体地，车辆控制系统12000的车外信息检测单元12030能够控制制动器、发动机输出和变速器。因此，在车辆控制系统12000中，能够防止由基于成像单元12031中的电压异常的错误检测而引起的事故。

此外，例如，在车辆控制系统12000包括两个冗余的成像单元12031(成像单元12031A和12031B)的情况下，如果确定一个成像单元12031A中的电压异常，并且猜测成像单元12031A发生故障，则可以使另一个成像单元12031B工作。此外，例如，在车辆控制系统12000除了包括成像单元12031之外还包括用于检测到物体的距离的测距单元(例如，光检测测距(LIDAR)装置或飞行时间(TOF：time off flight)图像传感器)的情况下，如果确定电压异常，则可以使测距单元工作。在这种情况下，由于可以至少检测到物体的距离，因此能够防止由基于成像单元12031中的电压异常的错误检测而引起的事故。

尽管已经使用实施例、变形例和具体应用例说明了本技术，但是本技术不限于上述实施例等，并且能够进行各种变形。

例如，在成像设备1中，如图20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通过从数字代码CODE3中减去数字代码CODE2(CODE3-CODE2)来计算像素值VAL1，但是本发明不限于此。作为替代，与根据第四变形例的成像设备2的情况(图36)类似地，读取单元20可以在转换周期T2之后反转计数值CNT的极性，并且输出与数字代码CODE2和CODE3之间的差对应的数字代码CODE。这同样适用于数字代码CODE5和CODE6、数字代码CODE7和CODE8、以及数字代码CODEA和CODEB。

此外，例如，在成像设备1中，如图20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通过从数字代码CODE4中减去数字代码CODE1(CODE4-CODE1)来计算像素值VAL2，但是本发明不限于此。作为替代，读取单元20的AD转换单元ADC可以在转换时段T1之后将计数值CNT暂时存储在其中，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，与根据第四变形例的成像设备2的情况(图36)类似地，图像处理单元41也能够获得与数字代码CODE1和CODE4之间的差对应的数字代码CODE。

此外，例如，成像设备1不限于图1等所示的构造，并且可以适当地变形。类似地，例如，成像设备2不限于图32等所示的构造，并且可以适当地变形。

此外，说明书中所述的效果仅是示例而不是限制性的，并且可以包括其它效果。

此外，本技术能够具有以下构造。

(1)

一种成像设备，包括：

成像单元，其能够基于第一电源电压进行成像操作，从而生成图像数据；

图像处理单元，其能够基于第二电源电压对所述图像数据执行图像处理；

参考电压生成单元，其能够基于所述第一电源电压产生第一参考电压；以及

第一标志生成单元，其能够将所述第二电源电压与所述第一参考电压进行比较，并且产生用于所述第二电源电压的第一标志信号，并且能够输出所述第一标志信号。

(2)

根据(1)所述的成像设备，其中，在所述第二电源电压低于所述第一参考电压的情况下，所述第一标志生成单元能够将所述第一标志信号设定为表示存在错误的第一逻辑电平。

(3)

根据(2)所述的成像设备，其中，在所述第二电源电压等于或高于所述第一参考电压的情况下，所述第一标志生成单元能够将所述第一标志信号设置为第二逻辑电平，并且

所述第二逻辑电平的电压是所述第一电源电压。

(4)

根据(2)或(3)所述的成像设备，其中，所述第一逻辑电平的电压是接地电压。

(5)

根据(1)至(4)中任一项所述的成像设备，其中，所述第二电源电压低于所述第一电源电压。

(6)

根据(1)至(5)中任一项所述的成像设备，其中，所述参考电压生成单元包括第一端子、接地的第二端子以及多个电阻元件，并且能够在所述多个电阻元件的任一者中产生作为所述第一参考电压的电压，所述多个电阻元件插入在所述第一端子与所述第二端子之间并且彼此串联连接。

(7)

根据(6)所述的成像设备，其中，所述第一电源电压能够被提供给所述第一端子。

(8)

根据(6)所述的成像设备，还包括标准电压生成单元，所述标准电压生成单元能够基于所述第一电源电压产生标准电压，并且能够将所述标准电压提供给所述第一端子。

(9)

根据(1)至(8)中任一项所述的成像设备，还包括：

第一电源端子，所述第一电源电压能够被提供至所述第一电源端子，并且，

其中，所述第一电源端子与所述参考电压生成单元之间的距离小于所述第一电源端子与所述成像单元之间的距离。

(10)

根据(1)至(9)中任一项所述的成像设备，还包括：

第二电源端子，所述第二电源电压能够被提供至所述第二电源端子，

其中，所述第二电源端子与所述第一标志生成单元之间的距离小于所述第二电源端子与所述图像处理单元之间的距离。

(11)

根据(1)至(10)中任一项所述的成像设备，其中，所述参考电压生成单元能够基于所述第一电源电压进一步生成第二参考电压，并且

所述第一标志生成单元能够进一步将所述第二电源电压与所述第二参考电压进行比较，并产生所述第一标志信号。

(12)

根据(11)所述的成像设备，其中，所述第一标志生成单元的特征在于：

在所述第二电源电压高于所述第二参考电压的情况下，所述第一标志生成单元能够将所述第一标志信号设置为表示存在错误的第一逻辑电平，并且

在所述第二电源电压等于或低于所述第二参考电压的情况下，所述第一标志生成单元能够将所述第一标志信号的电压设置为第二逻辑电平。

(13)

根据(1)至(12)中任一项所述的成像设备，还包括：

数据生成单元，其能够生成与所述第一电源电压对应的电源电压数据；以及

第二标志生成单元，其能够将所述电源电压数据与参考数据进行比较，并生成用于所述第一电源电压的第二标记信号。

(14)

根据(13)所述的成像设备，其中，所述数据生成单元包括能够进行AD转换的转换单元，并且所述转换单元能够基于所述第一电源电压的电压值执行所述AD转换，并生成所述电源电压数据。

(15)

根据(14)所述的成像设备，其中，所述数据生成单元能够基于所述第二电源电压进行操作，并且所述数据生成单元还包括计算单元，所述计算单元能够将所述转换单元基于所述第一电源电压的所述电压值进行所述AD转换的结果转换为具有预定代码系统的数据，并生成所述电源电压数据。

(16)

一种成像系统，包括：

成像设备，其能够安装在车辆中，并且能够对所述车辆周围的区域摄像，并产生图像；

处理装置，其能够安装在所述车辆中，并且能够基于所述图像执行控制所述车辆的处理；

其中，所述成像设备包括：

成像单元，其能够基于第一电源电压执行成像操作，从而生成图像数据；

第一标志生成单元，其能够将所述第二电源电压与所述第一参考电压进行比较，并且产生用于所述第二电源电压的第一标志信号，而且能够输出所述第一标志信号。

(17)

一种成像方法，包括：

基于第一电源电压执行成像操作，从而生成图像数据；

基于第二电源电压对所述图像数据执行图像处理；

基于所述第一电源电压产生第一参考电压；以及

将所述第二电源电压与所述第一参考电压进行比较，并且产生用于所述第二电源电压的第一标志信号，而且能够输出所述第一标志信号。

本领域技术人员应当理解，根据设计要求和其它因素，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。

Claims

1.一种成像设备，包括：

像素阵列，其被构造成基于第一电源电压生成图像信号；

图像处理单元，其被构造成基于第二电源电压对所述图像信号进行图像处理，所述第二电源电压低于所述第一电源电压；以及

电路，其被构造成：

将所述第二电源电压与第一参考电压进行比较；

将所述第二电源电压与第二参考电压进行比较，所述第二参考电压高于所述第一参考电压；

生成用于所述第二电源电压的第一标志信号，所述生成基于：

所述第二电源电压与所述第一参考电压的比较，和

所述第二电源电压与所述第二参考电压的比较；以及

输出所述第一标志信号。

2.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述电路还被构造成基于所述第一电源电压生成所述第一参考电压。

3.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述电路还被构造成基于所述第一电源电压生成所述第二参考电压。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的成像设备，其中，所述电路被构造成在所述第二电源电压低于所述第一参考电压的情况下，将所述第一标志信号设定为表示第一错误的第一逻辑电平。

5.根据权利要求4所述的成像设备，其中，所述电路还被构造成在所述第二电源电压高于所述第二参考电压的情况下，将所述第一标志信号设定为表示第二错误的所述第一逻辑电平。

6.根据权利要求5所述的成像设备，其中，所述第一逻辑电平的电压是接地电压。

7.根据权利要求6所述的成像设备，其还包括：

第一端子，其被构造成接收所述第一电源电压；

第二端子，其被构造成接收所述第二电源电压；以及

第三端子，其被构造成接收所述接地电压。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的成像设备，其中，所述电路还被构造成在所述第二电源电压在所述第一参考电压与所述第二参考电压之间的情况下，将所述第一标志信号设定为第二逻辑电平。

9.根据权利要求8所述的成像设备，其中，所述第二逻辑电平的电压为所述第一电源电压。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的成像设备，其中，所述电路包括：

第一端子；

第二端子；和

多个电阻元件，所述多个电阻元件位于所述第一端子与所述第二端子之间，其中

所述多个电阻元件中的每个电阻元件彼此串联连接，

所述第二端子接地，并且

所述电路还被构造成基于所述多个电阻元件生成所述第一参考电压。

11.根据权利要求10所述的成像设备，其中，所述第一端子被构造成接收所述第一电源电压的供应。

12.根据权利要求1至3中任一项所述的成像设备，其中，所述电路还被构造成：

生成与所述第一电源电压对应的电源电压数据；

将所述电源电压数据与参考数据进行比较；以及

基于所述电源电压数据与所述参考数据的比较，生成用于所述第一电源电压的第二标志信号。

13.根据权利要求12所述的成像设备，其中，所述电路还被构造成：

基于所述第一电源电压进行AD转换；以及

基于所述AD转换生成所述电源电压数据。

14.一种成像方法，包括：

在像素阵列处，通过成像操作生成图像信号，其中，所述图像信号的生成基于第一电源电压；

基于第二电源电压对所述图像信号进行图像处理，所述第二电源电压低于所述第一电源电压；

将所述第二电源电压与第一参考电压进行比较；

生成用于所述第二电源电压的标志信号，所述生成基于：

所述第二电源电压与所述第一参考电压的比较，和

所述第二电源电压与所述第二参考电压的比较；以及

输出所述标志信号。

15.根据权利要求14所述的成像方法，其还包括基于所述第一电源电压生成所述第一参考电压和所述第二参考电压的每一者。

16.根据权利要求14或15所述的成像方法，其中，在所述第二电源电压低于所述第一参考电压的情况下、或者在所述第二电源电压高于所述第二参考电压的情况下，将所述标志信号设定为表示错误的逻辑电平。