DE112017006977T5

DE112017006977T5 - Abbildungssystem und abbildungseinrichtung

Info

Publication number: DE112017006977T5
Application number: DE112017006977.7T
Authority: DE
Inventors: Naoki Kawazu; Atsushi Suzuki; Junichiro Azami; Yuichi Motohashi
Original assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Current assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority date: 2017-02-01
Filing date: 2017-11-07
Publication date: 2019-10-17
Also published as: JP6953274B2; US10819928B2; JP2018125840A; US20190394414A1

Abstract

[Problem] Ermöglichen, dass verschiedene Tests zum Detektieren einer Anomalie effizient durchgeführt werden können. [Lösung] Ein Abbildungssystem, das versehen ist mit: einer Abbildungsvorrichtung, die an einem Fahrzeug montiert ist und die Bilder durch Erfassen von Bildern des Bereichs um das Fahrzeug erzeugt; und einer Verarbeitungsvorrichtung, die am Fahrzeug montiert ist und die eine Verarbeitung in Bezug auf eine Funktion der Steuerung des Fahrzeugs durchführt. Die Abbildungsvorrichtung umfasst mehrere Pixel, eine Steuereinheit zum Steuern der Belichtung durch jedes der mehreren Pixel und eine Verarbeitungseinheit zum Durchführen eines vorbestimmten Tests. Die Steuereinheit steuert die Belichtung so, dass, nachdem das Lesen von Pixelsignalen in einer ersten Periode vollendet ist, in der die Belichtung mindestens einmal durch zumindest einen Teil der Pixel unter den mehreren Pixeln durchgeführt wird, das Lesen von Pixelsignalen in einer zweiten Periode gestartet wird, in der die Belichtung mindestens einmal durchgeführt wird. Die Verarbeitungseinheit führt einen vorbestimmten Test in einer dritten Periode durch, die zwischen dem Lesen von Pixelsignalen in der ersten Periode und dem Lesen von Pixelsignalen in der zweiten Periode liegt. Die Verarbeitungsvorrichtung schränkt die Funktion der Steuerung des Fahrzeugs auf der Basis der Ergebnisse des vorbestimmten Tests ein.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Abbildungssystem und eine Abbildungseinrichtung.
Stand der Technik
Als Halbleiterabbildungseinrichtung ist eine Halbleiterabbildungseinrichtung vom Verstärkungstyp, die durch einen MOS-Bildsensor wie z. B. einen CMOS (komplementärer Metalloxid-Halbleiter) verkörpert ist, bekannt. Ferner ist eine Halbleiterabbildungseinrichtung vom Ladungsübertragungstyp, die durch einen CCD-Bildsensor (Bildsensor einer ladungsgekoppelten Vorrichtung) verkörpert ist, bekannt. Diese Halbleiterabbildungseinrichtungen werden in digitalen Standbildkameras, digitalen Videokameras und dergleichen umfangreich verwendet. In den letzten Jahren wird als Halbleiterabbildungseinrichtung, die an beweglichen Vorrichtungen wie z. B. einem Mobiltelefon mit einer Kamera und einem PDA (persönlicher digitaler Assistent) montiert ist, ein MOST-Bildsensor häufig vom Gesichtspunkt der geringen Leistungsquellenspannung und des geringen Leistungsverbrauchs verwendet.
Die MOS-Halbleiterabbildungseinrichtung umfasst eine Pixelmatrix (Pixelbereich) und einen Peripherieschaltungsbereich. In der Pixelmatrix sind mehrere Einheitspixel in einer zweidimensionalen Matrix angeordnet, wobei jedes der Einheitspixel durch eine photoelektrische Umwandlungsvorrichtung (z. B. eine Photodiode) und mehrere Pixeltransistoren gebildet ist. Die mehreren Pixeltransistoren sind jeweils aus einem MOS-Transistor gebildet und umfassen drei Transistoren, d. h. einen Übertragungstransistor, einen Rücksetztransistor und einen Verstärkungstransistor, oder vier Transistoren, d. h. die drei Transistoren und einen Auswahltransistor.
Ferner werden in den letzten Jahren Anwendungen einer Halbleiterabbildungseinrichtung auch variiert und Anwendungen auf verschiedene Erkennungssysteme, die nicht nur ein Bild erfassen, sondern auch vorbestimmte Ziele wie z. B. Personen und Objekte auf der Basis des erfassten Bildes erkennen, werden beispielsweise auch zusammen mit der Entwicklung der Bildanalysetechnologie oder verschiedenen Erkennungstechnologien betrachtet.
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: US-Patentoffenlegungsschrift Nr. 2008/0158363
Offenbarung der Erfindung
Technisches Problem
Im Übrigen ist in einer Situation, in der eine Halbleiterabbildungseinrichtung auf verschiedene Erkennungssysteme angewendet wird, in dem Fall, in dem eine Anomalie in der Halbleiterabbildungseinrichtung auftritt, ein Mechanismus zum Detektieren der Anomalie wichtig. In der Patentliteratur 1 ist beispielsweise ein Beispiel eines Mechanismus zum Detektieren eines Ausfalls einer Halbleiterabbildungseinrichtung unter Verwendung einer Ausfalldetektionsschaltung offenbart.
In der Patentliteratur 1 ist es unterdessen schwierig, zur Laufzeit einen Ausfall zu detektieren, der während der Abbildung aufgetreten ist, da beispielsweise verschiedene Tests unter Verwendung einer Ausfalldetektionsschaltung ausgeführt werden, wenn die Leistung eines Bilddetektionschips eingeschaltet wird oder wenn ein Signal von einer externen Untersuchungsvorrichtung empfangen wird.
In dieser Hinsicht werden in der vorliegenden Offenbarung ein Abbildungssystem und eine Abbildungseinrichtung, die zum effizienteren Ausführen von verschiedenen Tests zum Detektieren einer Anomalie in der Lage sind, vorgeschlagen.
Lösung für das Problem
Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird ein Abbildungssystem geschaffen, das Folgendes umfasst: eine Abbildungseinrichtung, die an einem Fahrzeug montiert ist und ein Bild durch Abbilden eines Bereichs um das Fahrzeug erzeugt; und eine Verarbeitungseinrichtung, die am Fahrzeug montiert ist und eine Verarbeitung in Bezug auf eine Funktion der Steuerung des Fahrzeugs ausführt, wobei die Abbildungseinrichtung mehrere Pixel, eine Steuereinheit, die die Belichtung durch jedes der mehreren Pixel steuert, und eine Verarbeitungseinheit, die einen vorbestimmten Test ausführt, umfasst, die Steuereinheit die Belichtung so steuert, dass das Lesen eines Pixelsignals in einer zweiten Periode gestartet wird, nachdem das Lesen eines Pixelsignals in einer ersten Periode vollendet ist, die Belichtung eines oder mehrerer Male durch zumindest einen Teil der mehreren Pixel in der ersten Periode ausgeführt wird, die Belichtung eines oder mehrerer Male in der zweiten Periode ausgeführt wird, die Verarbeitungseinheit den vorbestimmten Test in einer dritten Periode ausführt, wobei die dritte Periode zwischen dem Lesen des Pixelsignals in der ersten Periode und dem Lesen des Pixelsignals in der zweiten Periode liegt, und die Verarbeitungseinrichtung auf der Basis eines Ergebnisses des vorbestimmten Tests die Funktion der Steuerung des Fahrzeugs einschränkt.
Ferner wird gemäß der vorliegenden Offenbarung eine Abbildungseinrichtung geschaffen, die Folgendes umfasst: mehrere Pixel; eine Steuereinheit, die die Belichtung durch jedes der mehreren Pixel steuert; und eine Verarbeitungseinheit, die einen vorbestimmten Test ausführt, in dem die Steuereinheit die Belichtung so steuert, dass das Lesen eines Pixelsignals in einer zweiten Periode gestartet wird, nachdem das Lesen eines Pixelsignals in einer ersten Periode vollendet ist, wobei die Belichtung eines oder mehrerer Male durch zumindest einen Teil der mehreren Pixel in der ersten Periode ausgeführt wird, die Belichtung eines oder mehrerer Male in der zweiten Periode ausgeführt wird, und die Verarbeitungseinheit den vorbestimmten Test in einer dritten Periode ausführt, wobei die dritte Periode zwischen dem Lesen des Pixelsignals in der ersten Periode und dem Lesen des Pixelsignals in der zweiten Periode liegt.
Ferner gemäß der vorliegenden Offenbarung eine Abbildungseinrichtung, die Folgendes umfasst: mehrere Pixel; eine Steuereinheit, die die Belichtung durch jedes der mehreren Pixel steuert; und eine Verarbeitungseinheit, die einen vorbestimmten Test in einer dritten Periode ausführt, wobei die dritte Periode vorliegt, nachdem das Lesen eines Pixelsignals auf der Basis eines Ergebnisses der letzten Belichtung in einer ersten Periode vollendet ist, wobei die Belichtung eines oder mehrerer Male durch zumindest einen Teil der mehreren Pixel in der ersten Periode ausgeführt wird, wobei die dritte Periode vorliegt, bevor die erste Belichtung in einer zweiten Periode gestartet wird, wobei die zweite Periode nach der ersten Periode liegt, wobei die Belichtung eines oder mehrerer Male in der zweiten Periode ausgeführt wird.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Wie vorstehend beschrieben, werden gemäß der vorliegenden Offenbarung ein Abbildungssystem und eine Abbildungseinrichtung, die zum effizienteren Ausführen von verschiedenen Tests zum Detektieren einer Anomalie in der Lage sind, geschaffen.
Es sollte beachtet werden, dass der vorstehend erwähnte Effekt nicht notwendigerweise begrenzend ist und irgendein in der vorliegenden Patentbeschreibung beschriebener Effekt oder andere Effekte, die aus der vorliegenden Patentbeschreibung erfasst werden können, zusätzlich zu oder anstelle des vorstehend erwähnten Effekts ausgeübt werden können.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer CMOS-Halbleiterabbildungseinrichtung als Beispiel einer Konfiguration einer Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
2 ist ein Diagramm, das einen Umriss eines Konfigurationsbeispiels einer Halbleiterabbildungseinrichtung vom gestapelten Typ zeigt, auf das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung angewendet werden kann.
3 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Funktionskonfiguration eines Teils der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
4 ist ein Blockdiagramm, das ein anderes Beispiel einer Funktionskonfiguration der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
5 ist ein Diagramm, das ein anderes Beispiel einer Konfiguration der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Schaltungskonfiguration eines Einheitspixels gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
7 ist ein schematischer Zeitablaufplan, der ein Beispiel einer Ansteuerungssteuerung der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
8 ist ein schematischer Zeitablaufplan, der ein Beispiel einer Ansteuerungssteuerung der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
9 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer schematischen Konfiguration einer Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
10 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer schematischen Konfiguration der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt.
11 ist ein schematischer Zeitablaufplan, der ein Beispiel einer Ansteuerungssteuerung der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt.
12 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel der Ansteuerungssteuerung der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß der Ausführungsform beschreibt.
13 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel der Ansteuerungssteuerung der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß der Ausführungsform beschreibt.
14 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel der Ansteuerungssteuerung der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß der Ausführungsform beschreibt.
15 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel einer Operation gemäß der Korrektur eines Pixelsignals in der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß der Ausführungsform beschreibt.
16 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Schaltungskonfiguration eines Einheitspixels in einer Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß einem modifizierten Beispiel der Ausführungsform zeigt.
17 ist ein schematischer Zeitablaufplan, der ein Beispiel einer Ansteuerungssteuerung der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß dem modifizierten Beispiel der Ausführungsform zeigt.
18 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel der Ansteuerungssteuerung der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß dem modifizierten Beispiel der Ausführungsform beschreibt.
19 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel der Ansteuerungssteuerung einer Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß einem Anwendungsbeispiel der Ausführungsform beschreibt.
20 ist ein schematischer Zeitablaufplan, der ein Beispiel der Ansteuerungssteuerung der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt.
21 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer schematischen Konfiguration einer Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
22 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel einer Operation gemäß der Korrektur eines Pixelsignals in der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß der Ausführungsform beschreibt.
23 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel einer Operation gemäß der Korrektur eines Pixelsignals in der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß der Ausführungsform beschreibt.
24 ist ein schematischer Zeitablaufplan, der ein Beispiel einer Ansteuerungssteuerung der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt.
25 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel einer schematischen Steuerung gemäß dem Lesen eines Pixelsignals von jedem Pixel in der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß der Ausführungsform beschreibt.
26 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel einer schematischen Steuerung gemäß dem Lesen eines Pixelsignals von jedem Pixel in der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß der Ausführungsform beschreibt.
27 ist ein Zeitablaufplan, der eine Beziehung zwischen der Einschränkung der Belichtungszeit und einer vertikalen Austastperiode in der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß der Ausführungsform beschreibt.
28 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Hardware-Konfiguration einer Frontkamera-ECU und einer Abbildungsvorrichtung beschreibt.
29 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Hardware-Konfiguration einer Frontkamera-ECU und einer Abbildungsvorrichtung beschreibt.
30 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer schematischen Konfiguration eines Fahrzeugsteuersystems darstellt.
31 ist ein Diagramm einer Unterstützung beim Erläutern eines Beispiels von Installationspositionen eines Detektionsabschnitts für Informationen außerhalb eines Fahrzeugs und eines Abbildungsabschnitts.
32 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer schematischen Konfiguration einer Abbildungseinrichtung zeigt, die auf ein sich bewegendes Objekt angewendet wird.

Art(en) zur Ausführung der Erfindung
Nachstehend werden vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen im Einzelnen beschrieben. Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Patentbeschreibung und in den Zeichnungen Komponenten mit im Wesentlichen denselben Funktionskonfigurationen mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind und auf eine überlappte Beschreibung verzichtet wird.

Es ist zu beachten, dass die Beschreibung in der folgenden Reihenfolge durchgeführt wird.

1.	Konfigurationsbeispiel einer Halbleiterabbildungseinrichtung
	1.1	schematische Konfiguration
	1.2	Funktionskonfiguration
	1.3	Schaltungskonfiguration eines Einheitspixels
	1.4	Ansteuerungssteuerung
2.	Erste Ausführungsform
	2.1	Konfiguration
	2.2	Ansteuerungssteuerung
	2.3	Modifiziertes Beispiel
	2.4	Bewertung
3.	Zweite Ausführungsform
	3.1	Konfiguration
	3.2	Ansteuerungssteuerung
	3.3	Beziehung zwischen der Einschränkung der Belichtungszeit und der vertikalen Austastperiode
	3.4	Bewertung
4.	Anwendungsbeispiel
	4.1	Anwendungsbeispiel 1 auf sich bewegendes Objekt
	4.2	Anwendungsbeispiel 2 auf sich bewegendes Objekt
5.	Schlussfolgerung

«1. Konfigurationsbeispiel einer Halbleiterabbildungseinrichtung»
Ein Konfigurationsbeispiel einer Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß dieser Ausführungsform wird nachstehend beschrieben.
<Schematische Konfiguration>
1 zeigt eine schematische Konfiguration einer CMOS-Halbleiterabbildungseinrichtung als Beispiel einer Konfiguration einer Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Diese CMOS-Halbleiterabbildungseinrichtung wird auf eine Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß jeder Ausführungsform angewendet.
Wie in 1 gezeigt, umfasst eine Halbleiterabbildungseinrichtung 1 in diesem Beispiel eine Pixelmatrixeinheit 3, eine Adressenaufzeichnungseinrichtung 4, eine Pixelzeitablaufansteuerschaltung 5, eine Spaltensignalverarbeitungsschaltung 6, einen Sensor-Controller 7 und eine Erzeugungsschaltung 8 für ein analoges Potential.
In der Pixelmatrixeinheit 3 sind mehrere Pixel 2 in einer Matrix angeordnet und jedes der Pixel 2 ist mit der Pixelzeitablaufansteuerschaltung 5 über eine horizontale Signalleitung und mit der Spaltensignalverarbeitungsschaltung 6 über eine vertikale Signalleitung VSL verbunden. Die mehreren Pixel 2 geben jeweils ein Pixelsignal aus, das der Menge an Licht entspricht, das über ein optisches System (nicht gezeigt) angewendet wird, und ein Bild eines Subjekts, das an der Pixelmatrixeinheit 3 gebildet werden soll, wird aus diesen Pixelsignalen erstellt.
Die Pixel 2 umfassen beispielsweise jeweils eine Photodiode als photoelektrische Umwandlungseinheit und mehrere Pixeltransistoren (sogenannte MOS-Transistoren). Die mehreren Pixeltransistoren können beispielsweise drei Transistoren, d. h. einen Übertragungstransistor, einen Rücksetztransistor und einen Verstärkungstransistor, umfassen. Alternativ können die mehreren Pixeltransistoren vier Transistoren, d. h. die vorstehend erwähnten drei Transistoren und einen Auswahltransistor, umfassen. Es ist zu beachten, dass ein Beispiel der Ersatzschaltung des Einheitspixels nachstehend separat beschrieben wird. Die Pixel 2 können als ein Einheitspixel konfiguriert sein. Ferner können die Pixel 2 eine geteilte Pixelstruktur aufweisen. Diese geteilte Pixelstruktur umfasst mehrere Photodioden, mehrere Übertragungstransistoren, eine zu teilende schwebende Diffusion und jeder der anderen Pixeltransistoren kann geteilt werden. Das heißt im geteilten Pixel teilen sich die mehreren Photodioden und die mehreren Übertragungstransistoren, die ein Einheitspixel bilden, jeden der zu teilenden anderen Pixeltransistoren.
Ferner können Blindpixel 2a, die nicht zur Anzeige beitragen, in einem Teil (z. B. Nicht-Anzeige-Bereich) der Pixelmatrixeinheit 3 angeordnet sein. Die Blindpixel 2a werden zum Erfassen von verschiedenen Typen von Informationen in Bezug auf die Halbleiterabbildungseinrichtung 1 verwendet. Eine Spannung, die weißer Helligkeit entspricht, wird beispielsweise an die Blindpixel 2a während einer Periode angelegt, in der die Pixel 2, die zur Anzeige beitragen, angesteuert werden. Zu dieser Zeit kann beispielsweise durch Umwandeln eines Stroms, der zu den Blindpixeln 2a fließt, in eine Spannung und Messen der durch diese Umwandlung erhaltenen Spannung eine Verschlechterung der Pixel 2, die zur Anzeige beitragen, vorhergesagt werden. Das heißt, die Blindpixel 2a können einem Sensor entsprechen, der zum Detektieren von elektrischen Eigenschaften der Halbleiterabbildungseinrichtung 1 in der Lage ist.
Die Adressenaufzeichnungseinrichtung 4 steuert den Zugriff auf die Pixelmatrixeinheit 3 in der vertikalen Richtung und die Pixelzeitablaufansteuerschaltung 5 steuert die Pixel 2 gemäß der logischen Summe eines Steuersignals von der Adressenaufzeichnungseinrichtung 4 und eines Pixelansteuerimpulses an.
Die Spaltensignalverarbeitungsschaltung 6 führt eine CDS-Verarbeitung (Verarbeitung mit korrelierter doppelter Abtastung) an dem Pixelsignal durch, das aus jedem der mehreren Pixel 2 über die vertikale Signalleitung VSL ausgegeben wird, um eine AD-Umwandlung des Pixelsignals durchzuführen und Rücksetzrauschen zu entfernen. Die Spaltensignalverarbeitungsschaltung 6 umfasst beispielsweise mehrere AD-Wandler, deren Anzahl der Anzahl von Spalten der Pixel 2 entspricht, und ist in der Lage, eine CDS-Verarbeitung für jede Spalte der Pixel 2 parallel durchzuführen. Ferner umfasst die Spaltensignalverarbeitungsschaltung 6 eine Konstantstromschaltung, die eine Last-MOS-Einheit einer Source-Folger-Schaltung bildet, und einen Einzelsteigungs-DA-Wandler für eine Analog-Digital-Umwandlung des Potentials der vertikalen Signalleitung VSL.
Der Sensor-Controller 7 steuert die Ansteuerung der ganzen Halbleiterabbildungseinrichtung 1. Der Sensor-Controller 7 erzeugt beispielsweise ein Taktsignal gemäß dem Ansteuerzyklus jedes Blocks, der die Halbleiterabbildungseinrichtung 1 bildet, und führt es zu jedem Block zu.
Die Erzeugungsschaltung 8 für ein analoges Potential erzeugt ein analoges Potential zum Ansteuern der Blindpixel 2a in einem gewünschten Modus, um verschiedene Typen von Informationen in Bezug auf die Halbleiterabbildungseinrichtung 1 zu erfassen. Die Pixelzeitablaufansteuerschaltung 5 steuert beispielsweise die Blindpixel 2a auf der Basis des analogen Potentials an, das durch die Erzeugungsschaltung 8 für ein analoges Potential erzeugt wird, und folglich werden verschiedene Typen von Informationen in Bezug auf die Halbleiterabbildungseinrichtung 1 auf der Basis des Ausgangssignals von jedem der Blindpixel 2a erfasst.
Nun wird eine grundlegende schematische Konfiguration der Halbleiterabbildungseinrichtung 1 gemäß der vorliegenden Technologie mit Bezug auf 2 beschrieben.
Als erstes Beispiel wird eine Halbleiterabbildungseinrichtung 330, die im oberen Teil von 2 gezeigt ist, durch Montieren eines Pixelbereichs 332, einer Steuerschaltung 333 und einer Logikschaltung 334 mit der vorstehend erwähnten Signalverarbeitungsschaltung in einem Halbleiterchip 331 konfiguriert.
Als zweites Beispiel umfasst eine Halbleiterabbildungseinrichtung 340, die in der Mitte von 2 gezeigt ist, eine erste Halbleiterchipeinheit 341 und eine zweite Halbleiterchipeinheit 342. Ein Pixelbereich 343 und eine Steuerschaltung 344 werden an der ersten Halbleiterchipeinheit 341 montiert und eine Logikschaltung 345 mit der vorstehend erwähnten Signalverarbeitungsschaltung wird an der zweiten Halbleiterchipeinheit 342 montiert. Dann werden die erste Halbleiterchipeinheit 341 und die zweite Halbleiterchipeinheit 342 elektrisch miteinander verbunden, wodurch die Halbleiterabbildungseinrichtung 340 als ein Halbleiterchip konfiguriert wird.
Als drittes Beispiel umfasst eine Halbleiterabbildungseinrichtung 350, die im unteren Teil von 2 gezeigt ist, eine erste Halbleiterchipeinheit 351 und eine zweite Halbleiterchipeinheit 352. Ein Pixelbereich 353 wird an der ersten Halbleiterchipeinheit 351 montiert und eine Steuerschaltung 354 und eine Logikschaltung 355 mit der vorstehend erwähnten Signalverarbeitungsschaltung werden an der zweiten Halbleiterchipeinheit 352 montiert. Dann werden die erste Halbleiterchipeinheit 351 und die zweite Halbleiterchipeinheit 352 elektrisch miteinander verbunden, wodurch die Halbleiterabbildungseinrichtung 350 als ein Halbleiterchip konfiguriert wird.
<Funktionskonfiguration>
Anschließend wird ein Beispiel einer Funktionskonfiguration der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf 3 beschrieben. 3 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Funktionskonfiguration eines Teils der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. Die Halbleiterabbildungseinrichtung 1, die in 3 gezeigt ist, ist beispielsweise eine Abbildungsvorrichtung, die ein Subjekt abbildet und digitale Daten des Bildes erfasst, wie z. B. ein CMOS-Bildsensor (Bildsensor eines komplementären Metalloxid-Halbleiters) und ein CCD-Bildsensor (Bildsensor einer ladungsgekoppelten Vorrichtung).
Wie in 3 gezeigt, umfasst die Halbleiterabbildungseinrichtung 1 eine Steuereinheit 101, eine Pixelmatrixeinheit 111, eine Auswahleinheit 112, eine A/D-Umwandlungseinheit (ADC (Analog-DigitalWandler)) 113 und eine Konstantstromschaltungseinheit 114.
Die Steuereinheit 101 steuert die jeweiligen Einheiten der Halbleiterabbildungseinrichtung 1 und bewirkt, dass die jeweiligen Einheiten eine Verarbeitung in Bezug auf das Lesen von Bilddaten (Pixelsignal) oder dergleichen ausführen.
Die Pixelmatrixeinheit 111 ist ein Pixelbereich, in dem Pixelkonfigurationen mit jeweils einer photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung wie z. B. einer Photodiode in einer Aufstellung (Matrix) angeordnet sind. Die Pixelmatrixeinheit 111 wird durch die Steuereinheit 101 gesteuert, um Licht eines Subjekts in jedem Pixel zu empfangen, führt eine photoelektrische Umwandlung am einfallenden Licht durch, um Ladungen zu akkumulieren, und gibt die in jedem Pixel akkumulierten Ladungen zu einem vorbestimmten Zeitpunkt als Pixelsignal aus.
Ein Pixel 121 und ein Pixel 122 geben zwei vertikal benachbarte Pixel in der Pixelgruppe an, die in der Pixelmatrixeinheit 111 angeordnet ist. Das Pixel 121 und das Pixel 122 sind Pixel in aufeinander folgenden Reihen und in derselben Spalte. Im Fall des Beispiels von 3, wie im Pixel 121 und Pixel 122 gezeigt, werden eine photoelektrische Umwandlungsvorrichtung und vier Transistoren in der Schaltung jedes Pixels verwendet. Es ist zu beachten, dass die Konfiguration der Schaltung jedes Pixels beliebig ist und anders als das in 3 gezeigte Beispiel sein kann.
In einer allgemeinen Pixelmatrix ist eine Ausgangsleitung eines Pixelsignals für jede Spalte vorgesehen. Im Fall der Pixelmatrixeinheit 111 sind zwei (zwei Systeme) Ausgangsleitungen für jede Spalte vorgesehen. Die Schaltungen der Pixel in einer Spalte sind abwechselnd mit den zwei Ausgangsleitungen in jeder zweiten Reihe verbunden. Die Schaltungen der Pixel in ungeradzahligen Reihen von der Oberseite sind beispielsweise mit einer der zwei Ausgangsleitungen verbunden und die Schaltungen der Pixel in den geradzahligen Reihen sind mit der anderen Ausgangsleitung verbunden. Im Fall des Beispiels von 3 ist die Schaltung des Pixels 121 mit einer ersten Ausgangsleitung (VSL1) verbunden und die Schaltung des Pixels 122 ist mit einer zweiten Ausgangsleitung (VSL2) verbunden.
Es ist zu beachten, dass, obwohl nur Ausgangsleitungen, die einer Spalte entsprechen, in 3 wegen der Bequemlichkeit der Beschreibung gezeigt sind, tatsächlich zwei Ausgangsleitung ebenso für jede Spalte vorgesehen sind. Mit jeder Ausgangsleitung ist die Schaltung des Pixels der Spalte in jeder zweiten Reihe verbunden.
Die Auswahleinheit 112 umfasst einen Schalter, der jede Ausgangsleitung der Pixelmatrixeinheit 111 mit einem Eingang des ADC 113 verbindet, und wird durch die Steuereinheit 101 gesteuert, um die Verbindung zwischen der Pixelmatrixeinheit 111 und dem ADC 113 zu steuern. Das heißt, das aus der Pixelmatrixeinheit 111 gelesene Pixelsignal wird zum ADC 113 über diese Auswahleinheit 112 zugeführt.
Die Auswahleinheit 112 umfasst einen Schalter 131, einen Schalter 132 und einen Schalter 133. Der Schalter 131 (Auswahl-SW) steuert die Verbindung zwischen zwei Ausgangsleitungen, die derselben Spalte entsprechen. Die erste Ausgangsleitung (VSL1) und die zweite Ausgangsleitung (VSL2) sind beispielsweise in dem Fall verbunden, in dem der Schalter 131 eingeschaltet ist (EIN), und in dem Fall getrennt, in dem der Schalter 131 ausgeschaltet ist (AUS).
In der Halbleiterabbildungseinrichtung 1 ist ein ADC für jede Ausgangsleitung (Spalten-ADC) vorgesehen. Unter der Annahme, dass der Schalter 132 und der Schalter 133 sich im Ein-Zustand befinden, wenn der Schalter 131 eingeschaltet ist, sind daher zwei Ausgangsleitungen in derselben Spalte verbunden, was bedeutet, dass die Schaltung eines Pixels mit zwei ADCs verbunden ist. Wenn dagegen der Schalter 131 ausgeschaltet ist, sind die zwei Ausgangsleitungen in derselben Spalte getrennt, was bedeutet, dass die Schaltung eines Pixels mit einem ADC verbunden ist. Das heißt, der Schalter 131 wählt die Anzahl von ADCs (Spalten-ADCs) aus, an die ein Signal eines Pixels ausgegeben werden soll.
Wie vorstehend beschrieben, steuert der Schalter 131 die Anzahl von ADCs, an die ein Pixelsignal ausgegeben wird, und folglich ist die Halbleiterabbildungseinrichtung 1 in der Lage, verschiedene Pixelsignale gemäß der Anzahl von ADCs auszugeben. Das heißt, die Halbleiterabbildungseinrichtung 1 ist in der Lage, verschiedene Datenausgaben zu verwirklichen.
Der Schalter 132 steuert die erste Ausgangsleitung (VSL1), die dem Pixel 121 entspricht, und die Verbindung mit dem ADC, der der Ausgangsleitung entspricht. Wenn der Schalter 132 eingeschaltet ist (EIN), ist die erste Ausgangsleitung mit einem Eingang des Komparators des entsprechenden ADC verbunden. Wenn der Schalter 132 ausgeschaltet ist (AUS), sind sie ferner getrennt.
Der Schalter 133 steuert die Verbindung zwischen der zweiten Ausgangsleitung (VSL2), die dem Pixel 122 entspricht, und dem ADC, der der Ausgangsleitung entspricht. Wenn der Schalter 133 eingeschaltet ist (EIN), ist die zweite Ausgangsleitung mit einem Eingang des Komparators des entsprechenden ADC verbunden. Wenn der Schalter 133 ausgeschaltet ist (AUS), sind sie ferner getrennt.
Die Auswahleinheit 112 ist in der Lage, durch Umschalten der Zustände des Schalters 131 bis zum Schalter 133 gemäß der Steuerung der Steuereinheit 101 die Anzahl von ADCs (Spalten-ADCs), an die ein Signal eines Pixels ausgegeben wird, zu steuern.
Es ist zu beachten, dass (irgendeiner oder beide) der Schalter 132 und der Schalter 133 weggelassen werden können und jede Ausgangsleitung und der ADC, der der Ausgangsleitung entspricht, konstant verbunden sein können. Indem es möglich gemacht wird, die Verbindung und Trennung davon durch diese Schalter zu steuern, wird jedoch der Bereich der Auswahl der Anzahl von ADCs (Spalten-ADCs), an die ein Signal eines Pixels ausgegeben wird, erweitert. Das heißt, durch Bereitstellen dieser Schalter ist die Halbleiterabbildungseinrichtung 1 in der Lage, mehr verschiedene Pixelsignale auszugeben.
Es ist zu beachten, dass, obwohl nur eine Konfiguration für die Ausgangsleitung, die einer Spalte entspricht, in 3 gezeigt ist, tatsächlich die Auswahleinheit 112 für jede Spalte eine Konfiguration eine Konfiguration (der Schalter 131 bis zum Schalter 133) aufweist, die zu der in 3 gezeigten ähnlich ist. Das heißt, die Auswahleinheit 112 führt die Verbindungssteuerung ähnlich zu der vorstehend beschriebenen für jede Spalte gemäß der Steuerung der Steuereinheit 101 durch.
Der ADC 113 führt die A/D-Umwandlung am von der Pixelmatrixeinheit 111 über jede Ausgangsleitung zuzuführenden Pixelsignal durch und gibt es als digitale Daten aus. Der ADC 113 umfasst einen ADC (Spalten-ADC) für jede Ausgangsleitung von der Pixelmatrixeinheit 111. Das heißt, der ADC 113 umfasst mehrere Spalten-ADCs. Der Spalten-ADC, der einer Ausgangsleitung entspricht, ist ein Einzelsteigungs-ADC mit einem Komparator, einem D/A-Wandler (DAC) und einem Zähler.
Der Komparator vergleicht den Signalwert (Potential) des Pixelsignals, das über die vertikale Signalleitung VSL zugeführt wird, und das Potential der Rampenwelle, die vom DAC zugeführt wird, und gibt einen Inversionsimpuls aus, der zu einem Zeitpunkt invertiert wird, zu dem sich die Potentiale kreuzen. Der Zähler zählt die AD-Periode, die dem Zeitpunkt entspricht, zu dem das Potential des Pixelsignals und das Potential der Rampenwelle sich kreuzen, um den analogen Wert in einen digitalen Wert umzuwandeln. Der Zähler inkrementiert den Zählwert (digitalen Wert), bis der Signalwert des Pixelsignals und das Potential der Rampenwelle, die vom DAC zugeführt wird, einander gleich sind. Wenn die DAC-Ausgabe den Signalwert erreicht, stoppt der Komparator den Zähler. Dann werden die durch die Zähler 1 und 2 digitalisierten Signale an die Außenseite der Halbleiterabbildungseinrichtung 1 von DATA1 und DATA2 ausgegeben.
Nach der Ausgabe der Daten führt der Zähler den Zählwert auf den anfänglichen Wert (z. B. 0) für die nächste A/D-Umwandlung zurück.
Der ADC 113 umfasst zwei Systeme von Spalten-ADCs für jede Spalte. Ein Komparator 141 (COMP1), ein DAC 142 (DAC1) und ein Zähler 143 (Zähler 1) sind beispielsweise für die erste Ausgangsleitung (VSL1) vorgesehen und ein Komparator 151 (COMP2), ein DAC 152 (DAC2) und ein Zähler 153 (Zähler 2) sind für die zweite Ausgangsleitung (VSL2) vorgesehen. Obwohl die Darstellung weggelassen ist, weist der ADC 113 eine ähnliche Konfiguration für jede Ausgangsleitung von anderen Spalten auf.
Unter diesen Konfigurationen kann jedoch der DAC geteilt werden. Die Teilung des DAC wird für jedes System durchgeführt. Das heißt, die DACs desselben Systems in jeder Spalte werden als ein DAC geteilt. Im Fall des Beispiels von 3 werden die DACs, die der ersten Ausgangsleitung (VSL1) in jeder Spalte entsprechen, als DAC 142 geteilt und die DACs, die der zweiten Ausgangsleitung (VSL2) in jeder Spalte entsprechen, werden als DAC 152 geteilt. Es ist zu beachten, dass der Komparator und der Zähler für jedes System jeder Ausgangsleitung vorgesehen sind.
Die Konstantstromschaltungseinheit 114 ist eine Konstantstromschaltung, die mit jeder Ausgangsleitung verbunden ist, und wird durch die Steuereinheit 101 gesteuert und angesteuert. Die Schaltung der Konstantstromschaltungseinheit 114 umfasst beispielsweise einen MOS-Transistor (Metalloxid-Halbleitertransistor) und dergleichen. Diese Schaltungskonfiguration ist beliebig. In 3 ist jedoch für die Bequemlichkeit der Beschreibung ein MOS-Transistor 161 (LOAD1) für die erste Ausgangsleitung (VSL1) vorgesehen und ein MOS-Transistor 162 (LOAD2) ist für die zweite Ausgangsleitung (VSL2) vorgesehen.
Die Steuereinheit 101 empfängt beispielsweise eine Anforderung von der Außenseite wie z. B. einem Benutzer, wählt einen Lesemodus aus und steuert die Auswahleinheit 112, um die Verbindung mit einer Ausgangsleitung zu steuern. Ferner steuert die Steuereinheit 101 die Ansteuerung eines Spalten-ADC gemäß dem ausgewählten Lesemodus. Ferner steuert die Steuereinheit 101, wie erforderlich, die Ansteuerung der Konstantstromschaltungseinheit 114 zusätzlich zum Spalten-ADC und steuert die Ansteuerung der Pixelmatrixeinheit 111 wie z. B. eine Leserate und einen Lesezeitpunkt.
Das heißt, die Steuereinheit 101 ist in der Lage, nicht nur die Auswahleinheit 112 zu steuern, sondern auch zu bewirken, dass die jeweiligen anderen Einheiten als die Auswahleinheit 112 in mehr verschiedenen Modi arbeiten. Daher ist die Halbleiterabbildungseinrichtung 1 in der Lage, mehr verschiedene Pixelsignale auszugeben.
Hier entsprechen die in 3 gezeigten Pixel 121 und 122 den Pixeln 2 in 1. Ferner entsprechen die Auswahleinheit 112, der ADC 113 und die Konstantstromschaltungseinheit 114 der Spaltensignalverarbeitungsschaltung 6, die mit Bezug auf 1 beschrieben wurde. Ferner entspricht die in 3 gezeigte Steuereinheit 101 dem Sensor-Controller 7, der mit Bezug auf 1 beschrieben wurde.
Es ist zu beachten, dass die Zahlen von jeweiligen Einheiten, die in 3 gezeigt sind, beliebig sind, solange sie nicht fehlen. Drei oder mehr Systeme von Ausgangsleitungen können beispielsweise für jede Spalte vorgesehen sein. Durch Erhöhen der Anzahl von Pixelsignalen, die aus dem Schalter 132 parallel ausgegeben werden, oder der Anzahl von Schaltern 132, die in 3 gezeigt sind, kann ferner die Anzahl von zur Außenseite parallel auszugebenden Pixelsignalen erhöht werden.
4 ist beispielsweise ein Blockdiagramm, das ein anderes Beispiel einer Funktionskonfiguration der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. In 4 geben Bezugszeichen 6a und 6b jeweils eine Konfiguration an, die der Spaltensignalverarbeitungsschaltung 6 entspricht, die mit Bezug auf 1 beschrieben wurde. Das heißt, in dem in 4 gezeigten Beispiel sind mehrere Systeme von Konfigurationen (z. B. die Komparatoren 141 und 151, die Zähler 143 und 153 und die Konstantstromschaltungseinheit 114), die der Spaltensignalverarbeitungsschaltung 6 entsprechen, vorgesehen. Wie in 4 gezeigt, können ferner der DAC 142 und 152 zwischen den Spaltensignalverarbeitungsschaltungen 6a und 6b geteilt werden.
5 ist ferner ein Diagramm, das ein anderes Beispiel einer Konfiguration der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. In dem in 5 gezeigten Beispiel ist ein Beispiel eines Falls, in dem die Pixelmatrixeinheit 111, in der die mehreren Pixel 2 angeordnet sind, am oberen Halbleiterchip vorgesehen ist und der ADC 113 am unteren Chip vorgesehen ist, in einer Halbleiterabbildungseinrichtung vom gestapelten Typ gezeigt. Ferner ist in dem in 5 gezeigten Beispiel die Pixelmatrixeinheit 111 in mehrere Bereiche 1111 mit jeweils den mehreren Pixeln 2 unterteilt und der ADC 1131 ist für jeden Bereich 1111 vorgesehen. Als spezielleres Beispiel ist in dem in 5 gezeigten Beispiel die Pixelmatrixeinheit 111 in die mehreren Bereiche 1111 mit 10 Pixeln × 16 Pixeln als Einheit des Bereichs 1111 unterteilt.
Ferner sind die Halbleiterchips gestapelt, um die jeweiligen Pixel 2, die im Bereich 1111 enthalten sind, und den ADC 1131, der entsprechend dem Bereich 1111 vorgesehen ist, elektrisch zu verbinden. Als spezielles Beispiel können die Verdrahtung, die mit jedem Pixel 2, das im Bereich 1111 vorgesehen ist, verbunden ist, und die Verdrahtung, die mit dem ADC 1131, der entsprechend dem Bereich vorgesehen ist, verbunden ist, direkt auf der Basis von sogenanntem Cu-Cu-Bonden gebondet sein oder durch sogenannte TSV (Siliziumdurchkontaktierung) verbunden sein.
Wie vorstehend beschrieben, ist es durch Vorsehen des ADC 1131 für jeden Bereich 1111 möglich, die Anzahl von Prozessen beispielsweise zum parallelen Durchführen der A/D-Umwandlung am Pixelsignal von jedem Pixel 2 und Ausgeben desselben als digitale Daten im Vergleich zu dem Fall, in dem der ADC 113 für jede Spalte vorgesehen ist, zu erhöhen. Daher ist es möglich, die Zeit zum Lesen des Pixelsignals von jedem Pixel 2 beispielsweise weiter zu verringern. Ferner ist es auch möglich, den ADC 1131 für jeden Bereich 1111 unabhängig individuell anzusteuern. Daher ist es beispielsweise auch möglich, das Lesen des Pixelsignals von jedem Pixel 2 flexibler zu steuern, z. B. individuell das Pixelsignal von jedem Pixel 2, das in einem Teil des Bereichs 1111 enthalten ist, zu einem gewünschten Zeitpunkt zu lesen.
Ferner kann ein Teil der Konfigurationen, die mit Bezug auf 3 beschrieben sind, außerhalb der Halbleiterabbildungseinrichtung 1 vorgesehen sein. Als spezielles Beispiel kann eine Konfiguration, die eine Rolle zumindest eines Teils der Funktionen der Steuereinheit 101, die in 3 gezeigt ist, spielt, ein Steuersignal von der Außenseite der Halbleiterabbildungseinrichtung 1 zu jeder Konfiguration in der Halbleiterabbildungseinrichtung 1 übertragen, um die Operation der Konfiguration zu steuern. Die Konfiguration, die der Steuereinheit 101 in diesem Fall entspricht, entspricht einem Beispiel der „Steuereinrichtung“.
Ein Beispiel einer Funktionskonfiguration einer Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wurde vorstehend mit Bezug auf 3 bis 5 beschrieben.
<Schaltungskonfiguration eines Einheitspixels>
Anschließend wird ein Beispiel einer Schaltungskonfiguration eines Einheitspixels mit Bezug auf 6 beschrieben. 6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Schaltungskonfiguration eines Einheitspixels gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. Wie in 6 gezeigt, umfasst ein Einheitspixel 2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine photoelektrische Umwandlungsvorrichtung (z. B. Photodiode) PD und vier Pixeltransistoren. Die vier Pixeltransistoren umfassen beispielsweise einen Übertragungstransistor Tr11, einen Rücksetztransistor Tr12, einen Verstärkungstransistor Tr13 und einen Auswahltransistor Tr14. Diese Pixeltransistoren können beispielsweise n-Kanal-MOS-Transistoren umfassen.
Der Übertragungstransistor Tr11 ist zwischen einer Kathode der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD und einer schwebenden Diffusionseinheit FD verbunden. Signalladungen (hier Elektronen), die durch die photoelektrische Umwandlungsvorrichtung PD photoelektrisch umgewandelt werden und hier akkumuliert werden, werden zur schwebenden Diffusionseinheit FD durch Anlegen eines Übertragungsimpulses TRG an das Gate übertragen.
Ein Drain des Rücksetztransistors Tr12 ist mit einer Leistungsquelle VDD verbunden und eine Source des Rücksetztransistors Tr12 ist mit der schwebenden Diffusionseinheit FD verbunden. Dann wird vor der Übertragung der Signalladungen von der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD zur schwebenden Diffusionseinheit FD ein Rücksetzimpuls RST an das Gate angelegt, um das Potential der schwebenden Diffusionseinheit FD zurückzusetzen.
Ein Gate des Verstärkungstransistors Tr13 ist mit der schwebenden Diffusionseinheit FD verbunden, ein Drain davon ist mit der Leistungsquelle VDD verbunden und eine Source davon ist mit einem Drain des Auswahltransistors Tr14 verbunden. Der Verstärkungstransistor Tr13 gibt das Potential der schwebenden Diffusionseinheit FD, das durch den Rücksetztransistor Tr12 zurückgesetzt wurde, an den Auswahltransistor Tr14 als Rücksetzpegel aus. Ferner gibt der Verstärkungstransistor Tr13 an den Auswahltransistor Tr14 als Signalpegel das Potential der schwebenden Diffusionseinheit FD aus, nachdem die Signalladungen durch den Übertragungstransistor Tr11 übertragen sind.
Der Drain des Auswahltransistors Tr14 ist beispielsweise mit der Source des Verstärkungstransistors Tr13 verbunden und eine Source des Auswahltransistors Tr14 ist mit der vertikalen Signalleitung VSL verbunden. Dann wird er eingeschaltet, wenn ein Auswahlimpuls SEL an ein Gate des Auswahltransistors Tr14 angelegt wird, und gibt das aus dem Verstärkungstransistor Tr13 ausgegebene Signal an die vertikale Signalleitung VSL aus. Es ist zu beachten, dass der Auswahltransistor Tr14 eine Konfiguration verwenden kann, in der er zwischen der Leistungsquelle VDD und dem Verstärkungstransistor Tr13 verbunden ist.
In dem Fall, in dem die Halbleiterabbildungseinrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform als Halbleiterabbildungseinrichtung vom gestapelten Typ konfiguriert ist, sind beispielsweise Vorrichtungen wie z. B. eine Photodiode und mehrere MOS-Transistoren in der ersten Halbleiterchipeinheit 341 im mittleren oder unteren Teil von 2 ausgebildet. Ferner werden der Übertragungsimpuls, der Rücksetzimpuls, der Auswahlimpuls und die Leistungsquellenspannung von der zweiten Halbleiterchipeinheit 342 im mittleren oder unteren Teil von 2 zugeführt. Ferner sind Vorrichtungen in den anschließenden Stufen von der vertikalen Signalleitung VSL, die mit dem Drain des Auswahltransistors verbunden ist, als Logikschaltung 345 konfiguriert und in der zweiten Halbleiterchipeinheit 342 ausgebildet.
Ein Beispiel einer Schaltungskonfiguration eines Einheitspixels wurde vorstehend mit Bezug auf 6 beschrieben.
<Ansteuerungssteuerung>
Anschließend werden als Beispiel einer Ansteuerungssteuerung der Halbleiterabbildungseinrichtung 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die Ansteuerung eines Pixels und die Ansteuerung eines ADC, der das vom Pixel zugeführte Pixelsignal in ein digitales Signal umwandelt, beschrieben.
(Ansteuerung eines Pixels)
Zuerst wird die Ansteuerung des Pixels 2 mit Bezug auf 7 beschrieben. 7 ist ein schematischer Zeitablaufplan, der ein Beispiel einer Ansteuerungssteuerung der Halbleiterabbildungseinrichtung 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, und zeigt ein Beispiel der Ansteuerungssteuerung des Pixels 2.
In 7 sind ein horizontales Synchronisationssignal (XHS), das eine horizontale Synchronisationsperiode angibt, ein TRG-Ansteuerimpuls, der den Übertragungstransistor Tr11 ansteuert (ein Übertragungsimpuls, wenn gelesen wird, und ein Übertragungsimpuls, wenn eine elektronische Ausblendung durchgeführt wird), ein RST-Ansteuerimpuls, der den Rücksetztransistor Tr12 ansteuert (ein Rücksetzimpuls, wenn eine elektronische Ausblendung durchgeführt wird, und ein Rücksetzimpuls, wenn gelesen wird), und ein SEL-Ansteuerimpuls, der den Auswahltransistor Tr14 ansteuert (Auswahlimpuls, wenn gelesen wird) gezeigt.
Während der elektronischen Ausblendung werden der Übertragungsimpuls, wenn eine elektronische Ausblendung durchgeführt wird, und der Rücksetzimpuls, wenn eine elektronische Ausblendung durchgeführt wird, eingeschaltet, um das Potential der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD zurückzusetzen. Danach werden Ladungen in der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD während der Akkumulationszeit akkumuliert und ein Leseimpuls wird aus dem Sensor-Controller 7 ausgegeben.
Zur Zeit des Lesens wird der Rücksetzimpuls, wenn gelesen wird, eingeschaltet, um das Potential der schwebenden Diffusionseinheit FD zurückzusetzen, und dann wird eine AD-Umwandlung am Potential einer Phase vor den Daten (P-Phase) durchgeführt. Danach werden mit dem Übertragungsimpuls, wenn gelesen wird, die Ladungen der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD zur schwebenden Diffusionseinheit FD übertragen und eine AD-Umwandlung wird in einer Datenphase (D-Phase) durchgeführt. Es ist zu beachten, dass zur Zeit des Lesens der Auswahlimpuls, wenn gelesen wird, sich im Ein-Zustand befindet.
Es ist zu beachten, dass das Obige lediglich ein Beispiel ist und zumindest ein Teil des Ansteuerzeitablaufs gemäß der Operation der elektronischen Ausblendung oder des Lesens geändert werden kann. Als spezielles Beispiel, wie durch die gestrichelte Linie in 7 gezeigt, können die Ladungen der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD zur schwebenden Diffusionseinheit mit dem Übertragungsimpuls, wenn gelesen wird, übertragen werden und dann können der Übertragungsimpuls, wenn die elektronische Ausblendung durchgeführt wird, und der Rücksetzimpuls, wenn die elektronische Ausblendung durchgeführt wird, eingeschaltet werden, um das Potential der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD zurückzusetzen.
Die Ansteuerung des Pixels 2 wurde vorstehend mit Bezug auf 7 beschrieben.
Anschließend wird die allgemeine Ansteuerung des ADC 113, der in 3 gezeigt ist, mit Bezug auf 8 beschrieben. 8 ist ein schematischer Zeitablaufplan, der ein Beispiel einer Ansteuerungssteuerung der Halbleiterabbildungseinrichtung 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, und zeigt ein Beispiel der Ansteuerungssteuerung des ADC 113. Es ist zu beachten, dass in dieser Beschreibung die Ansteuerung des in 3 gezeigten ADC 113 mit Konzentration auf die Operationen des DAC 142, des Komparators 141 und des Zählers 143 im ADC 113 beschrieben wird.
In 8 sind das horizontale Synchronisationssignal (XHS), das eine horizontale Synchronisationsperiode angibt, ein Potential (durchgezogene Linie) eines Rampensignals, das aus dem DAC 142 ausgegeben wird, ein Potential (gestrichelte Linie) eines Pixelsignals, das aus der vertikalen Signalleitung VSL ausgegeben wird, ein Inversionsimpuls, der aus dem Komparator 141 ausgegeben wird, und ein Operationsbild des Zählers 143 gezeigt.
Im Allgemeinen erzeugt der DAC 142 eine Rampenwelle mit einer ersten Steigung, in der das Potential sequentiell mit einer konstanten Steigung in der P-Phase zum Lesen des Rücksetzpegels eines Pixelsignals abfällt, und einer zweiten Steigung, in der das Potential mit einer konstanten Steigung in der D-Phase zum Lesen des Datenpegels des Pixelsignals sequentiell abfällt. Ferner vergleicht der Komparator 141 das Potential des Pixelsignals und das Potential der Rampenwelle und gibt einen Inversionsimpuls aus, der zu einem Zeitpunkt invertiert wird, zu dem das Potential des Pixelsignals und das Potential der Rampenwelle einander kreuzen. Dann führt der Zähler 143 ein Zählen (P-Phasen-Zählwert) von dem Zeitpunkt, zu dem die Rampenwelle in der P-Phase abzufallen beginnt, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Potential der Rampenwelle gleich oder geringer als das Potential des Pixelsignals fällt, durch und führt dann das Zählen (D-Phasen-Zählwert) von dem Zeitpunkt, zu dem die Rampenwelle in der D-Phase abzufallen beginnt, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Potential der Rampenwelle gleich oder geringer als das Potential des Pixelsignals fällt, durch. Folglich wird die Differenz zwischen dem P-Phasen-Zählwert und dem D-Phasen-Zählwert als Pixelsignal erfasst, von dem Rücksetzrauschen entfernt wurde. In dieser Weise wird die AD-Umwandlung des Pixelsignals unter Verwendung der Rampenwelle durchgeführt.
Die allgemeine Ansteuerung des in 3 gezeigten ADC 113 wurde vorstehend mit Bezug auf 8 beschrieben.
<<Erste Ausführungsform>>
Anschließend wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben. In dieser Ausführungsform wird ein Beispiel des Mechanismus, der es möglich macht, einen Ausfall der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD durch Erkennen des Zustandes (z. B. Sättigungseigenschaften) der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD, die in jedem Pixel 2 der Halbleiterabbildungseinrichtung 1 enthalten ist, zu detektieren, beschrieben. Es ist zu beachten, dass in der folgenden Beschreibung, um die Halbleiterabbildungseinrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform von der Halbleiterabbildungseinrichtung 1 gemäß einer anderen Ausführungsform zu unterscheiden, die Halbleiterabbildungseinrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform in einigen Fällen als „Halbleiterabbildungseinrichtung 1a“ bezeichnet wird.
<Konfiguration>
Zuerst wird ein Beispiel einer schematischen Konfiguration der Halbleiterabbildungseinrichtung 1a gemäß dieser Ausführungsform mit Bezug auf 9 und 10 beschrieben. 9 und 10 sind jeweils ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer schematischen Konfiguration der Halbleiterabbildungseinrichtung 1a gemäß dieser Ausführungsform zeigt. Es ist zu beachten, dass in dieser Beschreibung die Konfiguration der Halbleiterabbildungseinrichtung 1a mit Konzentration auf Komponenten beschrieben wird, die von jenen der mit Bezug auf 1 bis 8 beschriebenen Halbleiterabbildungseinrichtung 1 verschieden sind, und auf eine detaillierte Beschreibung von Komponenten, die zu jenen der Halbleiterabbildungseinrichtung 1 im Wesentlichen ähnlich sind, verzichtet wird.
9 zeigt ein Beispiel einer Leistungsquellenkonfiguration der Halbleiterabbildungseinrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform. Es ist zu beachten, dass in dem in 9 gezeigten Beispiel eine Konfiguration eines Teils, wo die Pixelzeitablaufansteuerschaltung 5 ein Ansteuersignal zum Pixel 2 zuführt, hauptsächlich gezeigt ist und die Darstellung von anderen Konfigurationen weggelassen ist.
Wie in 9 gezeigt, sind in der Halbleiterabbildungseinrichtung 1a gemäß dieser Ausführungsform eine Leistungsquelle, die eine Leistungsquellenspannung zum Pixel 2 zuführt, und eine Leistungsquelle, die eine Leistungsquellenspannung zur Pixelzeitablaufansteuerschaltung 5 zuführt, um zu bewirken, dass die Pixelzeitablaufansteuerschaltung 5 ein Ansteuersignal zum Pixel 2 zuführt, separat vorgesehen sind. In dieser Hinsicht wird nachstehend die Leistungsquelle, die die Leistungsquellenspannung zum Pixel 2 zuführt, auch als „Leistungsquelle VDDHPX“ bezeichnet und die Leistungsquelle, die die Leistungsquellenspannung zur Pixelzeitablaufansteuerschaltung 5 zuführt (d. h. die Leistungsquellenspannung zum Zuführen eines Ansteuersignals zum Pixel 2), auch als „Leistungsquelle VDDHVS“ bezeichnet wird.
Es ist zu beachten, dass in dem Fall, in dem die Halbleiterabbildungseinrichtung 1a als Halbleiterabbildungseinrichtung vom gestapelten Typ konfiguriert ist, die Leistungsquellen VDDHPX und VDDHVS in verschiedenen Halbleiterchips vorgesehen sein können.
Als spezielles Beispiel kann die Leistungsquelle VDDHPX in einem Halbleiterchip (z. B. der in 2 gezeigten ersten Halbleiterchipeinheit 341) vorgesehen sein, in dem die Pixel 2 angeordnet sind. Ferner kann die Leistungsquelle VDDHVS im Halbleiterchip (z. B. in der zweiten Halbleiterchipeinheit 342, die in 2 gezeigt ist) vorgesehen sein, in dem die Pixelzeitablaufansteuerschaltung 5 vorgesehen ist. In dieser Konfiguration sind der Halbleiterchip, in dem die Pixel 2 angeordnet sind, und der Halbleiterchip, in dem die Pixelzeitablaufansteuerschaltung 5 vorgesehen ist, über einen Verbindungsteil (z. B. TSV (Siliziumdurchkontaktierung)) verbunden.
Ferner zeigt 10 ein Beispiel einer Konfiguration eines Teils in Bezug auf das Lesen eines Pixelsignals vom Pixel 2 unter Konfigurationen der Halbleiterabbildungseinrichtung 1a gemäß dieser Ausführungsform. Das heißt, in dem in 10 gezeigten Beispiel sind die Teile, die der Konstantstromschaltungseinheit 114 und dem ADC 113 entsprechen, hauptsächlich gezeigt und die Darstellung von anderen Konfigurationen ist weggelassen. Es ist zu beachten, dass in 10, da der MOS-Transistor 161, der Komparator 141, der DAC 142 und der Zähler 143 im Wesentlichen zum MOS-Transistor 161, zum Komparator 141, zum DAC 142 und zum Zähler 143, die in 3 gezeigt sind, ähnlich sind, auf deren Beschreibung verzichtet wird. Ferner entsprechen in 10 der Komparator 141, der DAC 142 und der Zähler 143 dem Teil, d. h. dem ADC 113, der in 3 gezeigt ist. Ferner entspricht in 10 der MOS-Transistor 161 dem Teil, d. h. der Konstantstromschaltungseinheit 114 in 3.
Wie in 10 gezeigt, umfasst die Halbleiterabbildungseinrichtung 1a gemäß dieser Ausführungsform eine Sensordateneinheit 211. Die Sensordateneinheit 211 erkennt auf der Basis des aus dem Zähler 143 ausgegebenen Signals, d. h. des digitalen Signals, das durch Umwandeln des vom Pixel 2 zugeführten Pixelsignals erhalten wird, den Zustand des Pixels 2 und führt verschiedene Typen von Verarbeitung unter Verwendung des Erkennungsergebnisses aus.
Als spezielles Beispiel kann die Sensordateneinheit 211 verschiedene Typen von Verarbeitung gemäß einer sogenannten Ausfalldetektion unter Verwendung des Erkennungsergebnisses des Zustandes des Pixels 2 durchführen. Insbesondere kann in der Halbleiterabbildungseinrichtung 1a gemäß dieser Ausführungsform die Sensordateneinheit 211 in dem Fall, in dem ein Ausfall in der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD auftritt, die im Pixel 2 enthalten ist, den Ausfall in der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD für jedes Pixel 2 individuell erkennen. Es ist zu beachten, dass Details des Mechanismus zum Detektieren des Ausfalls in der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD, die im Pixel 2 enthalten ist, für jedes Pixel 2 separat nachstehend zusammen mit einem Beispiel der Ansteuerungssteuerung zum Erkennen des Zustandes des Pixels 2 beschrieben wird. Ferner entspricht der Teil gemäß der Erkennung des Pixels 2 unter der Sensordateneinheit 211 einem Beispiel der „Erkennungseinheit“.
Ferner kann die Sensordateneinheit 211 im Fall der Detektion, dass eine Anomalie in einem Teil der Pixel 2 auftritt, als Ergebnis der vorstehend erwähnten Ausfalldetektion, die Außenseite der Halbleiterabbildungseinrichtung 1a über das Detektionsergebnis der Anomalie benachrichtigen. Als spezielles Beispiel kann die Sensordateneinheit 211 ein vorbestimmtes Signal, das angibt, dass eine Anomalie detektiert wurde, zur Außenseite der Halbleiterabbildungseinrichtung 1a über einen vorbestimmten Ausgangsanschluss (d. h. Fehler-Stift) ausgeben. Ferner kann als anderes Beispiel ein vorbestimmter DSP (Digitalsignalprozessor) 401, der außerhalb der Halbleiterabbildungseinrichtung 1a vorgesehen ist, darüber benachrichtigt werden, dass eine Anomalie detektiert wurde. Mit einer solchen Konfiguration kann der DSP 401 über eine vorbestimmte Ausgabeeinheit einen Benutzer darüber informieren, dass beispielsweise eine Anomalie in der Halbleiterabbildungseinrichtung 1a aufgetreten ist. Ferner kann in dem Fall, in dem eine Anomalie in der Halbleiterabbildungseinrichtung 1a detektiert wurde, der DSP 401 eine Steuerung durchführen, um alle oder einen Teil von Funktionen in Bezug auf die Sicherheit des Fahrzeugs (ADAS-Funktion) einzuschränken. Als anderes Beispiel ist der DSP 401 ferner in der Lage, unter Verwendung der Ausgabe eines andere Pixels 2 (z. B. eines benachbarten Pixels), das vom Pixel 2 verschieden ist, die Ausgabe des Pixels 2, in dem eine Anomalie detektiert wurde, zu korrigieren. Es ist zu beachten, dass der Teil unter der Sensordateneinheit 211, der die Steuerung durchführt, so dass das Detektionsergebnis der Anomalie des Pixels 2 an ein vorbestimmte Ausgabeziel (z. B. den DSP 401) ausgegeben wird, einem Beispiel der „Ausgabesteuereinheit“ entspricht.
Ferner kann die Sensordateneinheit 211 selbst unter Verwendung des Ergebnisses der Ausfalldetektion die Ausgabe des Pixels 2, von dem eine Anomalie detektiert wurde, korrigieren. Es ist zu beachten, dass das Korrekturverfahren zu jenem in dem Fall ähnlich ist, in dem der DSP 401 die Korrektur durchführt. Ferner entspricht ein Teil unter der Sensordateneinheit 211, der die Ausgabe des Pixels 2, von dem eine Anomalie detektiert wurde, korrigiert, einem Beispiel der „Korrekturverarbeitungseinheit“.
Ein Beispiel einer schematischen Konfiguration der Halbleiterabbildungseinrichtung 1a gemäß dieser Ausführungsform wurde vorstehend mit Bezug auf 9 und 10 beschrieben.
<Ansteuerungssteuerung>
Anschließend wird als Beispiel der Ansteuerungssteuerung der Halbleiterabbildungseinrichtung 1a gemäß dieser Ausführungsform insbesondere ein Beispiel der Steuerung zum Erkennen des Zustandes der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD, die in jedem Pixel 2 enthalten ist, und folglich Detektieren einer Anomalie der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD beschrieben. Es ist zu beachten, dass in dieser Beschreibung, wie in 6 gezeigt, ein Beispiel der Ansteuerungssteuerung der Halbleiterabbildungseinrichtung 1a beschrieben wird, indem der Fall, in dem das Pixel 2 eine sogenannte Konfiguration mit vier Transistoren aufweist, als Beispiel herangezogen wird. 11 ist beispielsweise ein schematischer Zeitablaufplan, der ein Beispiel einer Ansteuerungssteuerung der Halbleiterabbildungseinrichtung 1a gemäß dieser Ausführungsform zeigt, und zeigt ein Beispiel einer Steuerung zum Erkennen des Zustandes der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD, die im Pixel 2 enthalten ist.
In 11 gibt VDDHPX eine Leistungsquellenspannung an, die an das Pixel 2 von der Leistungsquelle VDDHPX angelegt wird. Ferner gibt INCK ein Synchronisationssignal an, und ein Impuls des Synchronisationssignals ist die minimale Einheit der Periode von verschiedenen Typen von Verarbeitung, die in der Halbleiterabbildungseinrichtung 1a ausgeführt werden. Ferner stellen XVS und XHS jeweils ein vertikales Synchronisationssignal und ein horizontales Synchronisationssignal dar. Das heißt, ein XVS entspricht einer Rahmenperiode. Ferner geben TRG, RST und SEL jeweils Ansteuersignale (d. h. den TRG-Ansteuerimpuls, den RST-Ansteuerimpuls und den SEL-Ansteuerimpuls) an, die zum Übertragungstransistor Tr11, zum Rücksetztransistor Tr12 und zum Auswahltransistor Tr14 zugeführt werden.
In der Halbleiterabbildungseinrichtung 1a gemäß dieser Ausführungsform umfasst die Steuerung gemäß der Erkennung des Zustandes der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD hauptsächlich eine erste Steuerung zum Akkumulieren von Ladungen in der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD des Zielpixels 2 und eine zweite Steuerung zum Lesen der in der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD akkumulierten Ladungen. In dem in 11 gezeigten Beispiel ist beispielsweise eine Rahmenperiode jeder der ersten Steuerung und der zweiten Steuerung zugewiesen. In dieser Hinsicht wird in dieser Beschreibung, wie in 11 gezeigt, die Rahmenperiode, die der ersten Steuerung zugewiesen ist, als „Akkumulationsrahmen“ bezeichnet und die Rahmenperiode, die der zweiten Steuerung zugewiesen ist, wird auch als „Leserahmen“ bezeichnet.
Zuerst wird der Akkumulationsrahmen beschrieben. Wie in 11 gezeigt, wird im Akkumulationsrahmen eine Leistungsquellenspannung, die von der Leistungsquelle VDDHPX an das Pixel 2 angelegt werden soll, zuerst auf 0 V gesteuert und dann wird die Leistungsquellenspannung auf eine vorbestimmte Spannung VDD gesteuert, wodurch die Spannung VDD an das Pixel 2 angelegt wird.
Nun wird die Operation des Pixels 2 in der durch ein Bezugszeichen T11 in 11 angegebenen Periode mit Bezug auf 12 beschrieben. 12 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel einer Ansteuerungssteuerung der Halbleiterabbildungseinrichtung 1a gemäß dieser Ausführungsform beschreibt, und zeigt schematisch den Zustand des Pixels 2 in der Periode T11 in 11.
Wie in 11 gezeigt, werden in der Periode T11 der TRG-Ansteuerimpuls und der RST-Ansteuerimpuls jeweils so gesteuert, dass sie sich im Ein-Zustand befinden, der SEL-Ansteuerimpuls wird so gesteuert, dass er sich im Aus-Zustand befindet, und die von der Leistungsquelle VDDHPX an das Pixel 2 anzulegende Spannung wird auf 0 V gesteuert. Wie in 12 gezeigt, wird folglich das Potential der schwebenden Diffusionseinheit FD auf 0 V gesteuert, eine Potentialdifferenz wird zwischen einer Anode und einer Kathode der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD erzeugt und folglich werden Ladungen in die photoelektrische Umwandlungsvorrichtung PD injiziert. Es ist zu beachten, dass die Menge an Ladungen, die in der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD infolge der in 12 gezeigten Steuerung gehalten werden, durch die Sättigungseigenschaften der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD ungeachtet des Lichtempfangszustandes der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD bestimmt ist. Das heißt, in dem Fall, in dem eine gewisse Anomalie in der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD auftritt, ändert sich (z. B. nimmt ab) die Menge an Ladungen, die in der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD gehalten werden, im Vergleich zu jener im normalen Zustand. Es ist zu beachten, dass, wie in 22 gezeigt, die Steuerung zum Injizieren von Ladungen in die photoelektrische Umwandlungsvorrichtung PD für alle Pixel 2 mit einem vorbestimmten Zeitablauf (sogenanntes globales Rücksetzen) ausgeführt werden kann oder individuell für jedes Pixel 2 in Zeitteilung ausgeführt werden kann.
Anschließend wird die Operation des Pixels 2 in der durch ein Bezugszeichen T13 in 11 angegeben Periode mit Bezug auf 13 beschrieben. 13 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel der Ansteuerungssteuerung der Halbleiterabbildungseinrichtung 1a gemäß der Ausführungsform beschreibt, und zeigt schematisch den Zustand des Pixels 2 in der Periode T13 in 11.
Wie in 11 gezeigt, wird in der Periode T13 der Ein-Zustand des RST-Ansteuerimpulses aufrechterhalten und der TRG-Ansteuerimpuls wird so gesteuert, dass er sich im Aus-Zustand befindet. Es ist zu beachten, dass der Aus-Zustand des SEL-Ansteuerimpulses aufrechterhalten wird. Ferner wird die von der Leistungsquelle VDDHPX an das Pixel 2 anzulegende Spannung auf VDD gesteuert. Mit einer solchen Steuerung, wie in 13 gezeigt, werden die schwebende Diffusionseinheit FD und die photoelektrische Umwandlungsvorrichtung PD in einen nicht leitfähigen Zustand gebracht und das Potential der schwebenden Diffusionseinheit FD wird auf VDD gesteuert.
Anschließend wird der Leserahmen beschrieben. Im Leserahmen wird das Zielpixel 2 zu einem vorbestimmten Zeitpunkt angesteuert und ein Pixelsignal, das den in der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD im Pixel 2 akkumulierten Ladungen entspricht, wird gelesen. Als spezielles Beispiel wird in dem in 11 gezeigten Beispiel in der durch ein Bezugszeichen T15 angegebenen Periode das Pixel 2 angesteuert und ein Pixelsignal, das den in der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD des Pixels 2 akkumulierten Ladungen entspricht, wird gelesen. Nun wird die Operation des Pixels 2 in der durch das Bezugszeichen T15 in 11 angegebenen Periode mit Bezug auf 14 beschrieben. 14 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel einer Ansteuerungssteuerung der Halbleiterabbildungseinrichtung 1a gemäß dieser Ausführungsform beschreibt, und zeigt schematisch den Zustand des Pixels 2 in der Periode T15 in 11.
Wie in 11 gezeigt, werden beim Start des Leserahmens der TRG-Ansteuerimpuls, der RST-Ansteuerimpuls und der SEL-Ansteuerimpuls jeweils so gesteuert, dass sie sich im Aus-Zustand befinden. Ferner wird im Leserahmen der Zustand, in dem die Spannung VDD an das Pixel 2 angelegt wird, aufrechterhalten. Anschließend werden in der Periode T15 der TRG-Ansteuerimpuls, der RST-Ansteuerimpuls und der SEL-Ansteuerimpuls jeweils so gesteuert, dass sie sich im Ein-Zustand befinden. Mit einer solchen Steuerung werden in der Periode T15, wie in 14 gezeigt, der Übertragungstransistor Tr11 und der Rücksetztransistor Tr12 in den leitfähigen Zustand gebracht, und die in der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD akkumulierten Ladungen werden zur schwebenden Diffusionseinheit FD übertragen und in der schwebenden Diffusionseinheit FD akkumuliert. Ferner wird der Auswahltransistor Tr14 so gesteuert, dass er sich im leitfähigen Zustand befindet. Daher wird die Spannung gemäß den in der schwebenden Diffusionseinheit FD akkumulierten Ladungen (mit anderen Worten, den aus der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD ausgetretenen Ladungen) an das Gate des Verstärkungstransistors Tr13 angelegt und der Verstärkungstransistor Tr13 wird so gesteuert, dass er sich im leitfähigen Zustand befindet. Folglich wird das Pixelsignal, das der an das Gate des Verstärkungstransistors Tr13 angelegten Spannung entspricht, aus dem Pixel 2 über die vertikale Signalleitung VSL ausgegeben. Das heißt, die Ladungen, die den Sättigungseigenschaften der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD entsprechen, werden aus der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD gelesen und das Pixelsignal, das dem Leseergebnis der Ladungen entspricht, wird aus dem Pixel 2 über die vertikale Signalleitung VSL ausgegeben.
Es ist zu beachten, dass das aus dem Pixel 2 über die vertikale Signalleitung VSL ausgegebene Pixelsignal durch den ADC 113 in ein digitales Signal umgewandelt wird und beispielsweise an die Sensordateneinheit 211, die mit Bezug auf 10 beschrieben wurde, ausgegeben wird. Zu dieser Zeit gibt das an die Sensordateneinheit 211 auszugebende digitale Signal das Potential an, das den Sättigungseigenschaften der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD entspricht, die im Pixel 2 enthalten ist. Das heißt, die Sensordateneinheit 211 ist in der Lage, für jedes der Pixel 2 den Zustand von jedem der Pixel 2 (und folglich den Zustand der im Pixel 2 enthaltenen photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD) auf der Basis des digitalen Signals individuell zu erkennen. Daher ist beispielsweise in dem Fall, in dem eine Anomalie im Pixel 2 auftritt, die Sensordateneinheit 211 in der Lage, die Anomalie für jedes der Pixel 2 individuell zu detektieren. Auf der Basis einer solchen Konfiguration ist die Sensordateneinheit 211 beispielsweise in der Lage, an ein vorbestimmtes Ausgabeziel Informationen in Bezug auf das Pixel 2, in dem die Anomalie aufgetreten ist, auszugeben.
Als anderes Beispiel kann die Sensordateneinheit 211 beispielsweise das Pixelsignal, das aus dem Pixel 2 ausgegeben werden soll, in dem die Anomalie aufgetreten ist, auf der Basis eines aus einem anderen Pixel 2 ausgegebenen Pixelsignals korrigieren. 15 ist beispielsweise ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel einer Operation gemäß der Korrektur eines Pixelsignals in der Halbleiterabbildungseinrichtung 1a gemäß dieser Ausführungsform beschreibt. In dem in 15 gezeigten Beispiel ist ein Beispiel des Falls, in dem das Pixelsignal, das aus dem Pixel 2 ausgegeben werden soll, in dem die Anomalie aufgetreten ist, auf der Basis eines Pixelsignals korrigiert wird, das aus einem anderen Pixel 2 benachbart zum Pixel 2 ausgegeben werden soll, gezeigt. In diesem Fall muss beispielsweise die Sensordateneinheit 211 nur auf der Basis des Zeitpunkts, zu dem das Pixelsignal von dem Pixel 2, in dem die Anomalie aufgetreten ist, gelesen wird, die Position des Pixels 2 und die Position eines anderen Pixels 2 benachbart zum Pixel 2 erkennen.
Es ist zu beachten, dass die vorstehend erwähnte Steuerung (z. B. Steuerung zum Detektieren einer Anomalie der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD) gemäß der Erkennung des Zustandes der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD, die in jedem der Pixel 2 enthalten ist, vorteilhafterweise zu einem Zeitpunkt ausgeführt wird, zu dem beispielsweise das Zielpixel 2 keine normale Ansteuerung durchführt. Als spezielles Beispiel kann die vorstehend erwähnte Steuerung zu der Zeit ausgeführt werden, zu der die Halbleiterabbildungseinrichtung 1 aktiviert wird. Als anderes Beispiel kann ferner in dem Fall, in dem nur ein Teil der Pixel 2 zum Erfassen eines Bildes verwendet wird, die vorstehend erwähnte Steuerung an anderen Pixeln 2 ausgeführt werden, die nicht zum Erfassen des Bildes verwendet werden.
Als Beispiel der Ansteuerungssteuerung der Halbleiterabbildungseinrichtung 1a gemäß dieser Ausführungsform wurde insbesondere ein Beispiel der Steuerung zum Erkennen des Zustandes der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD, die in jedem der Pixel 2 enthalten ist, und folglich Detektieren einer Anomalie der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD vorstehend mit Bezug auf 11 bis 15 beschrieben.
<Modifiziertes Beispiel>
Anschließend wird ein modifiziertes Beispiel der Halbleiterabbildungseinrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform beschrieben. In diesem modifizierten Beispiel wird ein Beispiel des Falls, in dem Pixel 2 eine sogenannte geteilte Pixelstruktur bilden, beschrieben.
(Schaltungskonfiguration)
Ein Beispiel einer Schaltungskonfiguration eines Einheitspixels in dem Fall, in dem die geteilte Pixelstruktur ausgebildet ist, wird mit Bezug auf 16 beschrieben. Wie vorstehend beschrieben, umfasst die geteilte Pixelstruktur mehrere Photodioden, mehrere Übertragungstransistoren, eine zu teilende schwebende Diffusion und jeden der anderen zu teilenden Pixeltransistoren. 16 ist beispielsweise ein Diagramm, das ein Beispiel einer Schaltungskonfiguration eines Einheitspixels in einer Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß einem modifizierten Beispiel dieser Ausführungsform zeigt, und zeigt ein Beispiel einer Konfiguration mit sieben Transistoren, in der eine Photodiode mit hoher Empfindlichkeit (PD1), eine Photodiode mit geringer Empfindlichkeit (PD2) und eine Kapazität im Pixel (FC) für ein Pixel angeordnet sind. Es ist zu beachten, dass in dieser Beschreibung, um die Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß dem modifizierten Beispiel dieser Ausführungsform von der Halbleiterabbildungseinrichtung 1a gemäß der vorstehend erwähnten Ausführungsform zu unterscheiden, die Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß dem modifizierten Beispiel dieser Ausführungsform in einigen Fällen als „Halbleiterabbildungseinrichtung 1c“ bezeichnet wird. Wenn das Pixel der Halbleiterabbildungseinrichtung 1c gemäß dem modifizierten Beispiel dieser Ausführungsform, d. h. das Pixel, das die geteilte Pixelstruktur bildet, vom Pixel 2 der Halbleiterabbildungseinrichtung 1a gemäß der vorstehend erwähnten Ausführungsform unterschieden wird, wird das Pixel, das die geteilte Pixelstruktur bildet, ferner in einigen Fällen als „Pixel 2c“ oder „Einheitspixel 2c“ bezeichnet.
Wie in 16 gezeigt, umfasst das Einheitspixel 2c die photoelektrische Umwandlungsvorrichtung PD1, eine erste Übertragungs-Gate-Einheit Tr21, die photoelektrische Umwandlungsvorrichtung PD2, eine zweite Übertragungs-Gate-Einheit Tr22, eine dritte Übertragungs-Gate-Einheit Tr23, eine vierte Übertragungs-Gate-Einheit Tr25, eine Ladungsakkumulationseinheit FC, eine Rücksetz-Gate-Einheit Tr24, die schwebende Diffusionseinheit FD, einen Verstärkungstransistor Tr26 und einen Auswahltransistor Tr27.
Ferner sind für das Einheitspixel 2c mehrere Ansteuerleitungen zum Zuführen von verschiedenen Ansteuersignalen beispielsweise für jede Pixelreihe verdrahtet. Dann werden verschiedene Ansteuersignale TG1, TG2, FCG, RST und SEL von der in 1 gezeigten Pixelzeitablaufansteuerschaltung 5 über die mehreren Ansteuerleitungen zugeführt. Diese Ansteuersignale sind Impulssignale, in denen ein Zustand mit hohem Pegel (z. B. Leistungsquellenspannung VDD) der aktive Zustand ist und ein Zustand mit niedrigem Pegel (z. B. negatives Potential) ein nicht aktiver Zustand ist, in dem Fall, in dem jeder Transistor des Einheitspixels 2c beispielsweise ein NMOS-Transistor ist.
Die photoelektrische Umwandlungsvorrichtung PD1 umfasst beispielsweise eine Photodiode mit einem PN-Übergang. Die photoelektrische Umwandlungsvorrichtung PD1 erzeugt Ladungen, die der Menge an empfangenem Licht entsprechen, und akkumuliert die Ladungen.
Die erste Übertragungs-Gate-Einheit Tr21 ist zwischen der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD1 und der schwebenden Diffusionseinheit FD verbunden. An die Gate-Elektrode der ersten Übertragungs-Gate-Einheit Tr21 wird das Ansteuersignal TG1 angelegt. Wenn das Ansteuersignal TG1 in den aktiven Zustand eintritt, tritt die erste Übertragungs-Gate-Einheit Tr21 in den leitfähigen Zustand ein und die in der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD1 akkumulierten Ladungen werden zur schwebenden Diffusionseinheit FD über die erste Übertragungs-Gate-Einheit Tr21 übertragen.
Die photoelektrische Umwandlungsvorrichtung PD2 umfasst beispielsweise eine Photodiode mit einem PN-Übergang ähnlich zur photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD1. Die photoelektrische Umwandlungsvorrichtung PD2 erzeugt Ladungen, die der Menge an empfangenem Licht entsprechen, und akkumuliert die Ladungen.
Beim Vergleich der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD1 und der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD2 weist beispielsweise die photoelektrische Umwandlungsvorrichtung PD1 eine größere Fläche der Lichtempfangsoberfläche und eine höhere Empfindlichkeit auf und die photoelektrische Umwandlungsvorrichtung PD2 weist eine kleinere Fläche der Lichtempfangsoberfläche und eine geringere Empfindlichkeit auf.
Die zweite Übertragungs-Gate-Einheit Tr22 ist zwischen der Ladungsakkumulationseinheit FC und der schwebenden Diffusionseinheit FD verbunden. Das Ansteuersignal FCG wird an die Gate-Elektrode der zweiten Übertragungs-Gate-Einheit Tr22 angelegt. Wenn das Ansteuersignal FCG in den aktiven Zustand eintritt, tritt die zweite Übertragungs-Gate-Einheit Tr22 in den leitfähigen Zustand ein und die Potentiale der Ladungsakkumulationseinheit FC und der schwebenden Diffusionseinheit FD werden gekoppelt.
Die dritte Übertragungs-Gate-Einheit Tr23 ist zwischen der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD2 und der Ladungsakkumulationseinheit FC verbunden. Das Ansteuersignal TG2 wird an die Gate-Elektrode der dritten Übertragungs-Gate-Einheit Tr23 angelegt. Wenn das Ansteuersignal TG2 in den aktiven Zustand eintritt, tritt die dritte Übertragungs-Gate-Einheit Tr23 in den leitfähigen Zustand ein und die in der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD2 akkumulierten Ladungen werden über die dritte Übertragungs-Gate-Einheit Tr23 zur Ladungsakkumulationseinheit FC oder zu dem Bereich, in dem die Potentiale der Ladungsakkumulationseinheit FC und der schwebenden Diffusionseinheit FD gekoppelt sind, übertragen.
Ferner weist der untere Teil der Gate-Elektrode der dritten Übertragungs-Gate-Einheit Tr23 ein geringfügig tieferes Potential auf und ein Überlaufpfad, durch den die Ladungen, die von der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD2 übergelaufen sind, da die Menge an Ladungen die Menge an gesättigten Ladungen der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD2 überschreitet, zur Ladungsakkumulationseinheit FC übertragen werden, wird gebildet. Es ist zu beachten, dass nachstehend der Überlaufpfad, der im unteren Teil der Gate-Elektrode der dritten Übertragungs-Gate-Einheit Tr23 gebildet wird, einfach als Überlaufpfad der dritten Übertragungs-Gate-Einheit Tr23 bezeichnet wird.
Die vierte Übertragungs-Gate-Einheit Tr25 ist zwischen der zweiten Übertragungs-Gate-Einheit Tr22, der Rücksetz-Gate-Einheit Tr24 und der schwebenden Diffusionseinheit FD verbunden. Das Ansteuersignal FDG wird an die Gate-Elektrode der vierten Übertragungs-Gate-Einheit Tr25 angelegt. Wenn das Ansteuersignal FDG in den aktiven Zustand eintritt, tritt die vierte Übertragungs-Gate-Einheit Tr25 in den leitfähigen Zustand ein und das Potential eines Knotens 152 zwischen der zweiten Übertragungs-Gate-Einheit Tr22, der Rücksetz-Gate-Einheit Tr24 und der vierten Übertragungs-Gate-Einheit Tr25 und das Potential der schwebenden Diffusionseinheit FD werden gekoppelt.
Die Ladungsakkumulationseinheit FC umfasst beispielsweise einen Kondensator und ist zwischen der zweiten Übertragungs-Gate-Einheit Tr22 und der dritten Übertragungs-Gate-Einheit Tr23 verbunden. Die Gegenelektrode der Ladungsakkumulationseinheit FC ist zwischen den Leistungsquellen VDD, die Leistungsversorgungsspannungen VDD zuführen, verbunden. Die Ladungsakkumulationseinheit FC akkumuliert die von der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD2 übertragenen Ladungen.
Die Rücksetz-Gate-Einheit Tr24 ist zwischen der Leistungsquelle VDD und der schwebenden Diffusionseinheit FD verbunden. Das Ansteuersignal RST wird an die Gate-Elektrode der Rücksetz-Gate-Einheit Tr24 angelegt. Wenn das Ansteuersignal RST in den aktiven Zustand eintritt, tritt die Rücksetz-Gate-Einheit Tr24 in den leitfähigen Zustand ein und das Potential der schwebenden Diffusionseinheit FD wird auf den Pegel der Leistungsquellenspannung VDD zurückgesetzt.
Die schwebende Diffusionseinheit FD wandelt die Ladungen in ein Spannungssignal (Ladungs-Spannungs-Umwandlung) um und gibt sie aus.
Die Gate-Elektrode des Verstärkungstransistors Tr26 ist mit der schwebenden Diffusionseinheit FD verbunden, die Drainelektrode des Verstärkungstransistors Tr26 ist mit der Leistungsquelle VDD verbunden und der Verstärkungstransistor Tr26 dient als Leseschaltung, die die Ladungen liest, die in der schwebenden Diffusionseinheit FD gehalten werden, d. h. eine Eingabeeinheit einer sogenannten Source-Folger-Schaltung. Das heißt, die Source-Elektrode des Verstärkungstransistors Tr26 ist mit der vertikalen Signalleitung VSL über den Auswahltransistor Tr27 verbunden und folglich bilden der Verstärkungstransistor Tr26 und eine Konstantstromquelle, die mit einem Ende der vertikalen Signalleitung VSL verbunden ist, eine Source-Folger-Schaltung.
Der Auswahltransistor Tr27 ist mit der Source-Elektrode des Verstärkungstransistors Tr26 und der vertikalen Signalleitung VSL verbunden. Das Ansteuersignal SEL wird an die Gate-Elektrode des Auswahltransistors Tr27 angelegt. Wenn das Ansteuersignal SEL in den aktiven Zustand eintritt, gelangt der Auswahltransistor Tr27 in den leitfähigen Zustand und das Einheitspixel 2c tritt in einen ausgewählten Zustand ein. Folglich wird das aus dem Verstärkungstransistor Tr26 ausgegebene Pixelsignal an die vertikale Signalleitung VSL über den Auswahltransistor Tr27 ausgegeben.
Es ist zu beachten, dass in dieser Beschreibung die Tatsache, dass jedes Ansteuersignal in den aktiven Zustand eintritt, auch so bezeichnet wird, dass jedes Ansteuersignal eingeschaltet wird oder jedes Ansteuersignal so gesteuert wird, dass es sich im Ein-Zustand befindet, und die Tatsache, dass jedes Ansteuersignal in den nicht aktiven Zustand eintritt, auch so bezeichnet wird, dass jedes Ansteuersignal ausgeschaltet wird oder jedes Ansteuersignal so gesteuert wird, dass es sich im Aus-Zustand befindet. Ferner wird nachstehend die Tatsache, dass jede Gate-Einheit oder jeder Transistor in den leitfähigen Zustand eintritt, auch so bezeichnet, dass jede Gate-Einheit oder jeder Transistor eingeschaltet wird, und die Tatsache, dass jede Gate-Einheit oder jeder Transistor in den nicht leitfähigen Zustand eintritt, wird auch so bezeichnet, dass jede Gate-Einheit oder jeder Transistor ausgeschaltet wird.
(Ansteuerungssteuerung)
Anschließend wird als Beispiel einer Ansteuerungssteuerung der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß diesem modifizierten Beispiel insbesondere ein Beispiel einer Steuerung zum Erkennen des Zustandes von jeder der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtungen PD1 und PD2, die in jedem der Pixel 2 enthalten sind, und folglich Detektieren einer Anomalie von jeder der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtungen PD1 und PD2 beschrieben.
17 ist beispielsweise ein schematischer Zeitablaufplan, der ein Beispiel einer Ansteuerungssteuerung der Halbleiterabbildungseinrichtung 1c gemäß dem modifizierten Beispiel dieser Ausführungsform zeigt, und zeigt ein Beispiel der Steuerung zum Erkennen des Zustandes von jeder der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtungen PD1 und PD2, die im Pixel 2c enthalten sind.
In 11 gibt VDDHPX eine Leistungsquellenspannung an, die von der Leistungsquelle VDDHPX an das Pixel 2c angelegt wird. Ferner gibt INCK ein Synchronisationssignal an und ein Impuls des Synchronisationssignals ist die minimale Einheit der Periode von verschiedenen Typen von Verarbeitung, die in der Halbleiterabbildungseinrichtung 1c ausgeführt wird. Ferner stellen XVS bzw. XHS ein vertikales Synchronisationssignal und ein horizontales Synchronisationssignal dar. Das heißt, ein XVS entspricht einer Rahmenperiode. Ferner geben TG1, FCG, TG2 und FDG jeweils Ansteuersignale (nachstehend auch als „TG1-Ansteuerimpuls“, „FCG-Ansteuerimpuls“, „TG2-Ansteuerimpuls“ und „FDG-Ansteuerimpuls“ bezeichnet) an, die zur ersten Übertragungs-Gate-Einheit Tr21, zur zweiten Übertragungs-Gate-Einheit Tr22, zur dritten Übertragungs-Gate-Einheit Tr23 und zur vierten Übertragungs-Gate-Einheit Tr25 zugeführt werden sollen. Ferner geben RST und SEL jeweils Ansteuersignale (d. h. den RST-Ansteuerimpuls und den SEL-Ansteuerimpuls) an, die zur Rücksetz-Gate-Einheit Tr24 und zum Auswahltransistor Tr27 zugeführt werden sollen.
In der Halbleiterabbildungseinrichtung 1c gemäß dieser Ausführungsform umfasst die Steuerung in Bezug auf die Erkennung des Zustandes von jeder der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtungen PD1 und PD2 eine erste Steuerung zum Akkumulieren von Ladungen in den photoelektrischen Umwandlungsvorrichtungen PD1 und PD2 des Zielpixels 2c und eine zweite Steuerung zum Lesen der in der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD akkumulierten Ladungen. In dem in 17 gezeigten Beispiel ist beispielsweise eine Rahmenperiode jeder der ersten Steuerung und der zweiten Steuerung zugewiesen. Das heißt, die der ersten Steuerung zugewiesene Rahmenperiode entspricht dem „Akkumulationsrahmen“ und die der zweiten Steuerung zugewiesene Rahmenperiode entspricht dem „Leserahmen“.
Der Akkumulationsrahmen wird zuerst beschrieben. Wie in 17 gezeigt, wird im Akkumulationsrahmen die Leistungsquellenspannung, die von der Leistungsquelle VDDHPX an das Pixel 2c angelegt werden soll, zuerst auf 0 V gesteuert, und dann wird die Leistungsquellenspannung auf eine vorbestimmte Spannung VDD gesteuert, wodurch die Spannung VDD an das Pixel 2c angelegt wird.
Nun wird die Operation des Pixels 2c in der durch ein Bezugszeichen T21 in 17 angegebenen Periode mit Bezug auf 18 beschrieben. 18 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel einer Ansteuerungssteuerung der Halbleiterabbildungseinrichtung 1c gemäß dem modifizierten Beispiel dieser Ausführungsform beschreibt, und zeigt schematisch den Zustand des Pixels 2c in der Periode T21 in 17.
Wie in 18 gezeigt, werden in der Periode T21 der TG1-Ansteuerimpuls, der FCG-Ansteuerimpuls, der TG2-Ansteuerimpuls, der FDG-Ansteuerimpuls und der RST-Ansteuerimpuls jeweils so gesteuert, dass sie sich im Ein-Zustand befinden, und der SEL-Ansteuerimpuls wird so gesteuert, dass er sich im Aus-Zustand befindet. Wie vorstehend beschrieben, wird ferner die von der Leistungsquelle VDDHPX an das Pixel 2 angelegte Spannung auf 0 V gesteuert. Folglich werden die Potentiale der schwebenden Diffusionseinheit FD und der Ladungsakkumulationseinheit FC jeweils auf 0 V gesteuert, eine Potentialdifferenz tritt zwischen der Anode und der Kathode von jeder der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtungen PD1 und PD2 auf und Ladungen werden in die photoelektrische Umwandlungsvorrichtung PD injiziert. Es ist zu beachten, dass die Menge an Ladungen, die in jeder der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtungen PD1 und PD2 infolge der in 18 gezeigten Steuerung gehalten werden, durch die Sättigungseigenschaften der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtungen PD1 und PD2 ungeachtet des Lichtempfangszustandes von jeder der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtungen PD1 und PD2 bestimmt ist. Das heißt, in dem Fall, in dem eine gewisse Anomalie in der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD1 auftritt, ändert sich (z. B. nimmt ab) die Menge an Ladungen, die in der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD1 gehalten werden, im Vergleich zu jener im normalen Zustand. Dies gilt auch für die photoelektrische Umwandlungsvorrichtung PD2. Es ist zu beachten, dass, wie in 18 gezeigt, die Steuerung zum Injizieren von Ladungen in die photoelektrischen Umwandlungsvorrichtungen PD1 und PD2 mit einem vorbestimmten Zeitablauf für alle Pixel 2c ausgeführt werden kann (z. B. globales Rücksetzen) oder individuell für jedes der Pixel 2c in Zeitteilung ausgeführt werden kann.
Anschließend wird die Operation des Pixels 2c in der durch ein Bezugszeichen T23 in 17 angegebenen Periode mit Bezug auf 19 beschrieben. 19 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel einer Ansteuerungssteuerung der Halbleiterabbildungseinrichtung 1c gemäß einem Anwendungsbeispiel der Ausführungsform beschreibt, und zeigt schematisch den Zustand des Pixels 2c in der Periode T23 in 17.
Wie in 17 gezeigt, wird in der Periode T23 der Ein-Zustand von jedem des FDG-Ansteuerimpulses und des RST-Ansteuerimpulses aufrechterhalten und der TG1-Ansteuerimpuls, der FCG-Ansteuerimpuls und der TG2-Ansteuerimpuls werden jeweils so gesteuert, dass sie sich im Aus-Zustand befinden. Es ist zu beachten, dass der Aus-Zustand des SEL-Ansteuerimpulses aufrechterhalten wird. Ferner wird die von der Leistungsquelle VDDHPX an das Pixel 2c angelegte Spannung auf VDD gesteuert. Mit einer solchen Steuerung treten die schwebende Diffusionseinheit FD und die photoelektrische Umwandlungsvorrichtung PD1, die Ladungsakkumulationseinheit FC und die photoelektrische Umwandlungsvorrichtung PD2 und die schwebende Diffusionseinheit FD und die Ladungsakkumulationseinheit FC jeweils in den nicht leitfähigen Zustand ein. Ferner wird das Potential der schwebenden Diffusionseinheit FD auf VDD gesteuert.
Anschließend wird der Leserahmen beschrieben. Im Leserahmen wird das Zielpixel 2c mit einem vorbestimmten Zeitablauf angesteuert und das Pixelsignal, das den Ladungen entspricht, die in den photoelektrischen Umwandlungsvorrichtungen PD1 und PD2 des Pixels 2c akkumuliert sind, wird gelesen. 20 ist beispielsweise ein schematischer Zeitablaufplan, der ein Beispiel der Ansteuerungssteuerung der Halbleiterabbildungseinrichtung 1c gemäß dieser Ausführungsform zeigt, und zeigt ein Beispiel der Steuerung gemäß dem Lesen der in den photoelektrischen Umwandlungsvorrichtungen PD1 und PD2 des Pixels 2c akkumulierten Ladungen.
In 20 geben XHS, SEL, RST, TG1, FCG, TG2 und FDG jeweils Signale an, denen Referenzsignale, die zu jenen in 17 ähnlich sind, zugewiesen sind. Ferner gibt VSL das Potential des Signals (d. h. des aus dem Pixel 2c auszugebenden Pixelsignals) an, das über die vertikale Signalleitung ausgegeben werden soll. Es ist zu beachten, dass in dem in 20 gezeigten Beispiel die als VSL im dunklen Zustand und hellen Zustand angegebenen Signale individuell gezeigt sind. Ferner gibt RAMP das Potential der Rampenwelle an, die aus dem DAC im ADC an einen Komparator ausgegeben werden soll. Es ist zu beachten, dass in dem in 20 gezeigten Beispiel der Impuls, der die Änderung des Potentials im Komparator des über die vertikale Signalleitung auszugebenden Signals angibt, auf den Impuls überlagert ist, der die Änderung des Potentials der Rampenwelle angibt, und gezeigt ist. Ferner gibt VCO ein Spannungssignal an, das aus dem Zähler im ADC ausgegeben werden soll.
Ferner gibt in 20 die P-Phase die Phase vor den Daten zum Lesen des Rücksetzpegels des Pixelsignals an, das aus dem Pixel 2c ausgegeben werden soll. Ferner gibt die D-Phase die Datenphase zum Lesen des Datenpegels des Pixelsignals an.
Wie in 20 gezeigt, wird in der Halbleiterabbildungseinrichtung 1c gemäß dem modifizierten Beispiel dieser Ausführungsform zuerst ein erstes Pixelsignal, das den in der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD1 akkumulierten Ladungen entspricht, gelesen und dann wird ein zweites Signal, das den in der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD2 akkumulierten Ladungen entspricht, gelesen. Ferner wird zu dieser Zeit beim Lesen des ersten Pixelsignals die P-Phase zuerst gelesen und dann wird die D-Phase gelesen. Unterdessen wird beim Lesen des zweiten Pixelsignals die D-Phase zuerst gelesen und dann wird die P-Phase gelesen, da die in der Ladungsakkumulationseinheit FC akkumulierten Ladungen zusammen mit dem Lesen der P-Phase zurückgesetzt werden. Es ist zu beachten, dass im Folgenden hinsichtlich der Operation der Halbleiterabbildungseinrichtung 1c gemäß dem Lesen von jedem des ersten Pixelsignals und des zweiten Pixelsignals die Operation gemäß dem Lesen der P-Phase und die Operation gemäß dem Lesen der D-Phase separat beschrieben werden.
Zuerst, wie in 17 gezeigt, werden beim Start des Leserahmens der FDG-Ansteuerimpuls und der RST-Ansteuerimpuls jeweils so gesteuert, dass sie sich im Aus-Zustand befinden. Das heißt, beim Start des Leserahmens befinden sich der TG1-Ansteuerimpuls, der FCG-Ansteuerimpuls, der TG2-Ansteuerimpuls, der FDG-Ansteuerimpuls, der RST-Ansteuerimpuls und der SEL-Ansteuerimpuls jeweils im Aus-Zustand. Danach wird zu einem vorbestimmten Zeitpunkt im Leserahmen (in einer vorbestimmten horizontalen Synchronisationsperiode) das Lesen des Pixelsignals vom Zielpixel 2c gestartet.
Wie in 20 gezeigt, wird das Lesen der P-Phase hinsichtlich des ersten Pixelsignals, das den Ladungen entspricht, die in der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD1 akkumuliert sind, zuerst durchgeführt. Insbesondere wird der RST-Ansteuerimpuls vorübergehend so gesteuert, dass er sich im Ein-Zustand befindet, während der FDG-Ansteuerimpuls und der SEL-Ansteuerimpuls so gesteuert werden, dass sie sich im Ein-Zustand befinden, und folglich wird das Potential der schwebenden Diffusionseinheit FD auf den Pegel der Leistungsquellenspannung VDD zurückgesetzt. Zu dieser Zeit wird der Aus-Zustand von jedem des TG1-Ansteuerimpulses, des FCG-Ansteuerimpulses und des TG2-Ansteuerimpulses aufrechterhalten. Das heißt, die photoelektrische Umwandlungsvorrichtung PD1 und die schwebende Diffusionseinheit FD und die Ladungsakkumulationseinheit FC (und folglich die photoelektrische Umwandlungsvorrichtung PD2) und die schwebende Diffusionseinheit FD treten jeweils in den nicht leitfähigen Zustand ein. Daher gibt das Pixelsignal, das zu dieser Zeit vom Pixel 2c über die vertikale Signalleitung VSL gelesen wird, den Rücksetzpegel des aus dem Pixel 2c ausgegebenen Pixelsignals an.
Anschließend wird hinsichtlich des ersten Pixelsignals, das den in der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD1 akkumulierten Ladungen entspricht, das Lesen der D-Phase durchgeführt. Insbesondere wird der TG1-Ansteuerimpuls vorübergehend so gesteuert, dass er sich im Ein-Zustand befindet, und die photoelektrische Umwandlungsvorrichtung PD1 und die schwebende Diffusionseinheit FD treten in den leitfähigen Zustand in der Periode ein, in der der TG1-Ansteuerimpuls den Ein-Zustand zeigt. Folglich werden die in der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD1 akkumulierten Ladungen zur schwebenden Diffusionseinheit FD übertragen und in der schwebenden Diffusionseinheit FD akkumuliert. Daher wird die Spannung, die den in der schwebenden Diffusionseinheit FD akkumulierten Ladungen (mit anderen Worten, den aus der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD1 ausgetretenen Ladungen) entspricht, an das Gate des Verstärkungstransistors Tr26 angelegt und der Verstärkungstransistor Tr26 tritt in den leitfähigen Zustand ein. Folglich wird das Pixelsignal (d. h. das erste Pixelsignal), das der an das Gate des Verstärkungstransistors Tr26 angelegten Spannung entspricht, aus dem Pixel 2c über die vertikale Signalleitung VSL ausgegeben. Das heißt, die Ladungen, die den Sättigungseigenschaften der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD1 entsprechen, werden aus der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD1 gelesen und das erste Pixelsignal, das dem Leseergebnis der Ladungen entspricht, wird aus dem Pixel 2c über die vertikale Signalleitung VSL ausgegeben.
Es ist zu beachten, dass, wenn das Lesen der D-Phase hinsichtlich des ersten Pixelsignals beendet ist, nachdem das SEL-Ansteuersignal so gesteuert wird, dass es sich im Aus-Zustand befindet, das FDG-Ansteuersignal zuerst vorübergehend so gesteuert wird, dass es sich im Aus-Zustand befindet, und dann das RST-Ansteuersignal vorübergehend so gesteuert wird, dass es sich im Ein-Zustand befindet. Folglich wird das Potential der schwebenden Diffusionseinheit FD auf den Pegel der Leistungsquellenspannung VDD zurückgesetzt. Ferner wird das FCG-Ansteuersignal so gesteuert, dass es sich im Ein-Zustand befindet, und die schwebende Diffusionseinheit FD und die Ladungsakkumulationseinheit FC treten in den leitfähigen Zustand ein. Danach wird das SEL-Ansteuersignal so gesteuert, dass es sich im Ein-Zustand befindet, und das Lesen des zweiten Pixelsignals, das den in der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD2 akkumulierten Ladungen entspricht, wird gestartet.
Hinsichtlich des Lesens des zweiten Pixelsignals, das den in der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD2 akkumulierten Ladungen entspricht, wird, wie vorstehend beschrieben, das Lesen der D-Phase zuerst durchgeführt. Insbesondere wird der TG1-Ansteuerimpuls vorübergehend so gesteuert, dass er sich im Ein-Zustand befindet, und die photoelektrische Umwandlungsvorrichtung PD2 und die Ladungsakkumulationseinheit FC treten in den leitfähigen Zustand in der Periode ein, in der der TG2-Ansteuerimpuls den Ein-Zustand zeigt. Das heißt, in der Periode treten die photoelektrische Umwandlungsvorrichtung PD2, die Ladungsakkumulationseinheit FC und die schwebende Diffusionseinheit FD in den leitfähigen Zustand ein. Folglich werden die Potentiale der Ladungsakkumulationseinheit FC und der schwebenden Diffusionseinheit FD gekoppelt und die in der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD2 akkumulierten Ladungen werden zum gekoppelten Bereich übertragen und in dem Bereich akkumuliert. Daher wird die Spannung, die den Ladungen (mit anderen Worten, den aus der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD2 ausgetretenen Ladungen) entspricht, die im vorstehend erwähnten Bereich akkumuliert sind, an das Gate des Verstärkungstransistors Tr26 angelegt und der Verstärkungstransistor Tr26 wird so gesteuert, dass er sich im leitfähigen Zustand befindet. Folglich wird das Pixelsignal (d. h. das zweite Pixelsignal), das der an das Gate des Verstärkungstransistors Tr26 angelegten Spannung entspricht, aus dem Pixel 2c über die vertikale Signalleitung VSL ausgegeben. Das heißt, die Ladungen, die den Sättigungseigenschaften der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD2 entsprechen, werden aus der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD2 gelesen und das zweite Pixelsignal, das dem Leseergebnis der Ladungen entspricht, wird aus dem Pixel 2c über die vertikale Signalleitung VSL ausgegeben.
Anschließend wird hinsichtlich des zweiten Pixelsignals, das den in der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung PD2 akkumulierten Ladungen entspricht, das Lesen der P-Phase durchgeführt. Insbesondere wird zuerst das SEL-Ansteuersignal so gesteuert, dass es sich im Aus-Zustand befindet, und dann wird das RST-Ansteuersignal vorübergehend so gesteuert, dass es sich im Ein-Zustand befindet. Folglich wird das Potential des Bereichs, in dem die Potentiale der Ladungsakkumulationseinheit FC und der schwebenden Diffusionseinheit FD gekoppelt werden, auf den Pegel der Leistungsquellenspannung VDD zurückgesetzt. Danach wird das SEL-Ansteuersignal so gesteuert, dass es sich im Ein-Zustand befindet, und die Spannung, die dem Potential des Bereichs entspricht, wird an das Gate des Verstärkungstransistors Tr26 angelegt, und das Pixelsignal (d. h. das zweite Pixelsignal), das der Spannung entspricht, wird über die vertikale Signalleitung VSL ausgegeben. Zu dieser Zeit wird der Aus-Zustand von jedem des TG1-Ansteuerimpulses, des FCG-Ansteuerimpulses und des TG2-Ansteuerimpulses aufrechterhalten. Das heißt, die photoelektrische Umwandlungsvorrichtung PD1 und die schwebende Diffusionseinheit FD und die Ladungsakkumulationseinheit FC und die schwebende Diffusionseinheit FD (und folglich die photoelektrische Umwandlungsvorrichtung PD2 und die schwebende Diffusionseinheit FD) treten jeweils in den nicht leitfähigen Zustand ein. Daher gibt das Pixelsignal, das zu dieser Zeit aus dem Pixel 2c über die vertikale Signalleitung VSL gelesen wird, den Rücksetzpegel des aus dem Pixel 2c ausgegebenen Pixelsignals an.
Es ist zu beachten, dass das erste Pixelsignal und das zweite Pixelsignal, die sequentiell aus dem Pixel 2c über die vertikale Signalleitung VSL ausgegeben werden, jeweils in ein digitales Signal durch den ADC 113 umgewandelt werden und beispielsweise an die mit Bezug auf 10 beschriebene Sensordateneinheit 211 ausgegeben werden. Zu dieser Zeit geben die digitalen Signale, die sequentiell an die Sensordateneinheit 211 ausgegeben werden, die Potentiale an, die den Sättigungseigenschaften der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtungen PD1 und PD2 entsprechen, die im Pixel 2c enthalten sind. Das heißt, die Sensordateneinheit 211 ist in der Lage, auf der Basis des digitalen Signals individuell den Zustand des Pixels 2c (und folglich den Zustand von jeder der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtungen PD1 und PD2, die im Pixel 2c enthalten sind) für jedes der Pixel 2c zu erkennen.
Als modifiziertes Beispiel der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß dieser Ausführungsform wurde ein Beispiel des Falls, in dem das Pixel die geteilte Pixelstruktur bildet, vorstehend mit Bezug auf 16 bis 20 beschrieben.
<Bewertung>
Wie vorstehend beschrieben, wird in der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß dieser Ausführungsform das Anlegen der Leistungsquellenspannung an zumindest einen Teil von mehreren Pixeln so gesteuert, dass Ladungen in die photoelektrische Umwandlungsvorrichtung des Teils der Pixel injiziert werden, und dann wird das Zuführen des Ansteuersignals zum Teil der Pixel so gesteuert, dass das Pixelsignal, das den von der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung injizierten Ladungen entspricht, gelesen wird. Auf der Basis einer solchen Konfiguration erkennt die Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß dieser Ausführungsform den Zustand zumindest des Teils der Pixel gemäß dem Leseergebnis des Pixelsignals, das den Ladungen von der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung des Teils der Pixel entspricht.
Mit der Konfiguration, wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß dieser Ausführungsform möglich, individuell auf der Basis des aus jedem Pixel ausgegebenen Pixelsignals den Zustand des Pixels (und folglich der im Pixel enthaltenen photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung) zu erkennen. In der Halbleiterabbildungseinrichtung ist es daher beispielsweise möglich, in dem Fall, in dem ein Ausfall in einem Teil des Pixels auftritt, die Anomalie für jedes Pixel zu detektieren. Unter Verwendung eines solchen Mechanismus ist es ferner beispielsweise möglich, in dem Fall, in dem eine Anomalie in einem Teil der Pixel auftritt, Informationen in Bezug auf das Pixel an ein vorbestimmte Ausgabeziel auszugeben. Als anderes Beispiel ist es ferner, da die Position des Pixels, wo ein Ausfall aufgetreten ist, festgelegt werden kann, auch möglich, das aus dem Pixel ausgegebene Pixelsignal zur Zeit der Erfassung eines Bildes auf der Basis eines aus einem anderen Pixel (z. B. benachbarten Pixel) ausgegebenen Pixelsignals zu korrigieren.
In der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß dieser Ausführungsform, wie vorstehend beschrieben, wird ferner das Anlegen der Leistungsquellenspannung an jedes Pixel gesteuert, um Ladungen in die photoelektrische Umwandlungsvorrichtung des Pixels zu injizieren. Das heißt, die Menge an Ladungen, die in der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung infolge der Steuerung gehalten werden, ist durch die Sättigungseigenschaften von jeder der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtungen PD1 und PD2 ungeachtet des Lichtempfangszustandes der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung bestimmt. Mit solchen Eigenschaften ist es gemäß der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß dieser Ausführungsform möglich, eine Steuerung (z. B. einen Test zum Detektieren eines Pixels mit einem Ausfall) gemäß der Erkennung des Zustandes jedes Pixels ungeachtet der Menge an Licht in der äußeren Umgebung auszuführen. Das heißt, gemäß der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß dieser Ausführungsform ist es beispielsweise möglich, einen Test zum Detektieren eines Ausfalls jedes Pixels 2 selbst in der Umgebung auszuführen, in der die Menge an Licht in der äußeren Umgebung kleiner ist.
«3. Zweite Ausführungsform»
Anschließend wird eine Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben. In dieser Ausführungsform wird ein Beispiel eines Mechanismus, in dem die Halbleiterabbildungseinrichtung 1 effizienter verschiedene Tests wie z. B. Ausfalldetektion während der Bilderfassung (insbesondere Bewegtbilderfassung) ausführt. Es ist zu beachten, dass in der folgenden Beschreibung, um die Halbleiterabbildungseinrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform von der Halbleiterabbildungseinrichtung 1 gemäß einer anderen Ausführungsform zu unterscheiden, die Halbleiterabbildungseinrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform in einigen Fällen als Halbleiterabbildungseinrichtung 1d" bezeichnet wird.
<Konfiguration>
Zuerst wird ein Beispiel einer schematischen Konfiguration der Halbleiterabbildungseinrichtung 1d gemäß dieser Ausführungsform mit Bezug auf 21 beschrieben. 21 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer schematischen Konfiguration der Halbleiterabbildungseinrichtung 1d gemäß dieser Ausführungsform zeigt. Es ist zu beachten, dass in dieser Beschreibung eine Konfiguration der Halbleiterabbildungseinrichtung 1a mit Konzentration auf Komponenten beschrieben wird, die von jenen der mit Bezug auf 1 bis 8 beschriebenen Halbleiterabbildungseinrichtung 1 verschieden sind, und auf eine ausführliche Beschreibung von Komponenten, die zu jenen der Halbleiterabbildungseinrichtung 1 im Wesentlichen ähnlich sind, verzichtet wird.
21 zeigt ein Beispiel einer Konfiguration eines Teils gemäß dem Lesen eines Pixelsignals vom Pixel 2 unter Konfigurationen der Halbleiterabbildungseinrichtung 1d gemäß dieser Ausführungsform. Das heißt, in dem in 21 gezeigten Beispiel sind hauptsächlich die Teile, die der Konstantstromschaltungseinheit 114 und dem ADC 113 entsprechen, gezeigt, und die Darstellung von anderen Konfigurationen ist weggelassen. Es ist zu beachten, dass in 21, da der MOS-Transistor 161, der Komparator 141, der DAC 142 und der Zähler 143 im Wesentlichen zum MOS-Transistor 161, zum Komparator 141, zum DAC 142 und zum Zähler 143, die in 3 gezeigt sind, ähnlich sind, auf eine ausführliche Beschreibung davon verzichtet wird. Ferner entsprechen in 21 der Komparator 141, der DAC 142 und der Zähler 143 dem Teil, d. h. dem in 3 gezeigten ADC 113. Ferner entspricht in 21 der MOS-Transistor 161 dem Teil, d. h. der in 3 gezeigten Konstantstromschaltungseinheit 114.
Wie in 21 gezeigt, umfasst die Halbleiterabbildungseinrichtung 1d gemäß dieser Ausführungsform eine Sensordateneinheit 221. Die Sensordateneinheit 221 entspricht der Sensordateneinheit 211 in der Halbleiterabbildungseinrichtung 1a gemäß der mit Bezug auf 10 beschriebenen ersten Ausführungsform.
In der Halbleiterabbildungseinrichtung 1d gemäß dieser Ausführungsform steuert beispielsweise die in 3 gezeigte Steuereinheit 101 den Zeitablauf der Belichtung durch jedes der Pixel 2 und den Zeitablauf des Lesens des Pixelsignals auf der Basis des Belichtungsergebnisses vom Pixel 2. Ferner steuert die Steuereinheit 101 die Operation einer vorbestimmten Konfiguration (z. B. der Sensordateneinheit 221) in der Halbleiterabbildungseinrichtung 1d, so dass in zumindest einem Teil der Pixel 2 ein vorbestimmter Test wie z. B. eine Ausfalldetektion unter Verwendung einer Periode durchgeführt wird, in der die Belichtung durch das Pixel 2 und das Lesen des Pixelsignals auf der Basis des Belichtungsergebnisses nicht in der Einheitsrahmenperiode, die einer vorbestimmten Rahmenrate entspricht, durchgeführt werden. Es ist zu beachten, dass Details des Zeitablaufs, wenn die Steuereinheit 101 bewirkt, dass eine vorbestimmte Konfiguration wie z. B. die Sensordateneinheit 221 den vorbestimmten Test ausführt, separat nachstehend zusammen mit einem Beispiel der Ansteuerungssteuerung der Halbleiterabbildungseinrichtung 1d beschrieben werden.
Die Sensordateneinheit 221 führt auf der Basis der Steuerung von der Steuereinheit 101 einen vorbestimmten Test wie z. B. eine Ausfalldetektion aus. Insbesondere detektiert die Sensordateneinheit 221 durch Erkennen des Zustandes einer vorbestimmten Konfiguration in der Halbleiterabbildungseinrichtung 1d auf der Basis des digitalen Signals, das durch Umwandeln des aus dem Zähler 143 ausgegebenen Signals, d. h. des vom Pixel 2 zugeführten Pixelsignals, erhalten wird, eine Anomalie, die in der Konfiguration aufgetreten ist.
Die Sensordateneinheit 221 ist beispielsweise in der Lage, auf der Basis des aus dem Zähler 143 ausgegebenen digitalen Signals eine Anomalie zu detektieren, die in mindestens irgendeinem zumindest eines Teils der Pixel 2, einer Konfiguration (z. B. der Pixelzeitablaufansteuerschaltung 5 oder dem Adressendecodierer 4) zum Zuführen eines Ansteuersignals zu jedem der Pixel 2, und dem ADC 111 aufgetreten ist. Als spezielles Beispiel ist es in dem Fall, in dem eine Anomalie im digitalen Signal nur eines Teils der Pixel 2 auftritt, möglich zu erkennen, dass eine Anomalie in dem Teil der Pixel 2 aufgetreten ist. Es ist zu beachten, dass in diesem Fall die Sensordateneinheit 221 nur das Pixel 2, bei dem eine Anomalie aufgetreten ist, gemäß beispielsweise dem ADC 113, der eine Ausgangsquelle des digitalen Signals ist, oder den Ausgangszeitablauf des digitalen Signals festlegen muss. In dem Fall, in dem eine Anomalie im digitalen Signal in den mehreren Pixeln 2 auftritt, ist es ferner möglich zu erkennen, dass eine Anomalie in der Konfiguration (z. B. dem Adressendecodierer 4, der Pixelzeitablaufansteuerschaltung 5 oder dem ADC 113) aufgetreten ist, in Bezug auf die Ausgabe des Pixelsignals von jedem der mehreren Pixel 2.
Ferner ist die Sensordateneinheit 221 in der Lage, gemäß der Ausgabesituation des digitalen Signals aus dem Zähler 143 eine Anomalie zu detektieren, die in mindestens irgendeiner der Verdrahtung, die mit zumindest einem Teil der Pixel 2 verbunden ist, einer Konfiguration zum Zuführen eines Ansteuersignals zu jedem der Pixel 2 und des ADC 113 aufgetreten ist, zu detektieren. Als spezielles Beispiel ist es in dem Fall, in dem eine Anomalie in der Ausgabesituation des digitalen Signals für einen Teil der Spalten (z. B. in dem Fall, in dem das digitale Signal nicht ausgegeben wird) aufgetreten ist, möglich zu erkennen, dass eine Anomalie in der vertikalen Signalleitung, die dem Teil der Spalten entspricht, oder dem ADC 113, der dem Teil der Spalten entspricht, aufgetreten ist. Als anderes Beispiel ist es ferner in dem Fall, in dem eine Anomalie in der Ausgabesituation des digitalen Signals für einen Teil von Reihen aufgetreten ist, möglich zu erkennen, dass eine Anomalie in der horizontalen Signalleitung aufgetreten ist, die dem Teil der Reihen entspricht.
Es ist zu beachten, dass das vorstehend erwähnte Beispiel lediglich ein Beispiel ist und das Subjekt der Detektion nicht auf die Sensordateneinheit 221 begrenzt ist und das Detektionsverfahren auch nicht begrenzt ist, solange ein Test an zumindest einem Teil von Konfigurationen in der Halbleiterabbildungseinrichtung 1a ausgeführt wird und eine Anomalie, die in der Konfiguration aufgetreten ist, detektiert werden kann. In Abhängigkeit von der zu testenden Konfiguration kann beispielsweise eine Einheit zum Detektieren einer Anomalie, die in der Konfiguration aufgetreten ist, separat von der Sensordateneinheit 221 zusätzlich vorgesehen sein. Als anderes Beispiel kann ferner durch Anwenden eines vorbestimmten Filters (z. B. LPF) auf die Ausgabe des digitalen Signals auf der Basis des Pixelsignals von jedem der Pixel 2 eine Anomalie, die in zumindest einem Teil der Pixel 2 oder einer anderen Konfiguration, die in Bezug auf die Pixel 2 angesteuert wird, aufgetreten ist, detektiert werden.
Ferner kann die Sensordateneinheit 221 in dem Fall, in dem sie detektiert, dass eine Anomalie in zumindest einem Teil von Konfigurationen in der Halbleiterabbildungseinrichtung 1d aufgetreten ist, eine vorbestimmte Verarbeitung gemäß dem Detektionsergebnis ausführen.
Als spezielles Beispiel kann die Sensordateneinheit 221 die Außenseite der Halbleiterabbildungseinrichtung 1d über das Detektionsergebnis der Anomalie benachrichtigen, die in zumindest einem Teil der Konfigurationen aufgetreten ist. Als spezielles Beispiel kann die Sensordateneinheit 221 an die Außenseite der Halbleiterabbildungseinrichtung 1d ein vorbestimmtes Signal, das angibt, dass eine Anomalie detektiert wurde, über einen vorbestimmten Ausgangsanschluss (d. h. Fehler-Stift) ausgeben. Ferner kann sie als anderes Beispiel den vorbestimmten DSP (Digitalsignalprozessor) 401, der außerhalb der Halbleiterabbildungseinrichtung 1d vorgesehen ist, darüber benachrichtigen, dass eine Anomalie detektiert wurde. Es ist zu beachten, dass der Teil, der die Steuerung durchführt, so dass das Detektionsergebnis der Anomalie, die in zumindest einem Teil der Konfigurationen unter der Sensordateneinheit 221 aufgetreten ist, an ein vorbestimmtes Ausgabeziel (z. B. den DSP 401) ausgegeben wird, einem Beispiel der „Ausgabesteuereinheit“ entspricht.
Ferner kann die Sensordateneinheit 221 als anderes Beispiel in dem Fall, in dem eine Anomalie in zumindest einem Teil der Konfigurationen aufgetreten ist, und sie erkennt, dass die Anomalie in der Ausgabe aus zumindest einem Teil der Pixel 2 infolge dessen aufgetreten ist, die Ausgabe aus dem Teil der Pixel 2 auf der Basis der Ausgabe von einem anderen Pixel 2 korrigieren.
22 und 23 sind beispielsweise jeweils ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel einer Operation gemäß der Korrektur eines Pixelsignals in der Halbleiterabbildungseinrichtung 1d gemäß dieser Ausführungsform beschreibt. 22 zeigt beispielsweise ein Beispiel des Falls, in dem eine Anomalie in der Ausgabe des Pixelsignals aufgetreten ist, das einem Teil der Spalten entspricht. In dem in 22 gezeigten Beispiel ist ein Beispiel des Falls, in dem das Pixelsignal, das der Spalte entspricht, in der die Anomalie aufgetreten ist, auf der Basis des Pixelsignals korrigiert wird, das einer anderen Spalte benachbart zur Spalte entspricht, gezeigt. In diesem Fall muss die Sensordateneinheit 221 nur die Spalte, in der die Anomalie aufgetreten ist, und eine andere Spalte benachbart zu der Spalte durch beispielsweise Festlegen des ADC 113, in dem die Anomalie in der Ausgabe des digitalen Signals detektiert wurde, festlegen.
Als anderes Beispiel zeigt 23 ferner ein Beispiel des Falls, in dem eine Anomalie in der Ausgabe des Pixelsignals aufgetreten ist, das einem Teil von Reihen entspricht. In dem in 23 gezeigten Beispiel ist ein Beispiel des Falls, in dem das Pixelsignal, das der Reihe entspricht, in der eine Anomalie aufgetreten ist, auf der Basis des Pixelsignals, das einer anderen Reihe benachbart zu der Reihe entspricht, korrigiert wird, gezeigt. In diesem Fall muss die Sensordateneinheit 221 nur auf der Basis beispielsweise des Zeitpunkts, zu dem das Pixelsignal, bei dem die Anomalie aufgetreten ist, gelesen wird, die Reihe, in der die Anomalie aufgetreten ist, und eine andere Reihe benachbart zu der Reihe festlegen.
Ferner ist es ähnlich zu dem vorstehend mit Bezug auf 15 beschriebenen Beispiel auch möglich, das Pixelsignal, das aus dem Pixel 2 ausgegeben wird, bei dem eine Anomalie aufgetreten ist, auf der Basis des aus einem anderen Pixel 2 benachbart zum Pixel 2 ausgegebenen Pixelsignals zu korrigieren.
Es ist zu beachten, dass der Teil, der die Ausgabe (d. h. die Ausgabe, wo eine Anomalie aufgetreten ist) von zumindest einem Teil der Pixel 2 unter der Sensordateneinheit 221 korrigiert, einem Beispiel der „Korrekturverarbeitungseinheit“ entspricht.
Ein Beispiel einer schematischen Konfiguration der Halbleiterabbildungseinrichtung 1d gemäß dieser Ausführungsform wurde vorstehend mit Bezug auf 21 beschrieben.
<Ansteuerungssteuerung>
Anschließend wird als Beispiel der Ansteuerungssteuerung der Halbleiterabbildungseinrichtung 1d gemäß dieser Ausführungsform insbesondere eine Beschreibung mit Konzentration auf die Steuerung des Zeitablaufs durchgeführt, wenn ein vorbestimmter Test der Halbleiterabbildungseinrichtung 1d ausgeführt wird. 24 ist beispielsweise ein schematischer Zeitablaufplan, der ein Beispiel der Ansteuerungssteuerung der Halbleiterabbildungseinrichtung 1d gemäß dieser Ausführungsform zeigt, und zeigt ein Beispiel der Steuerung des Zeitablaufs, wenn ein vorbestimmter Test der Halbleiterabbildungseinrichtung 1d ausgeführt wird. In 24 gibt die horizontale Achse die Zeitrichtung an und die vertikale Achse gibt die Positionen in der Reihenrichtung der zweidimensional angeordneten Pixel 2 an. Es ist zu beachten, dass in dieser Beschreibung, um die Merkmale der Halbleiterabbildungseinrichtung 1d gemäß dieser Ausführungsform leichter verständlich zu machen, die Ansteuerungssteuerung der Halbleiterabbildungseinrichtung 1d mit Konzentration auf den Fall beschrieben wird, in dem jedes der Pixel 2 die Belichtung und das Lesen des Belichtungsergebnisses mehrere Male in einer Einheitsrahmenperiode (d. h. einer vertikalen Synchronisationsperiode) ausführt.
In dem in 24 gezeigten Beispiel führt beispielsweise zuerst die Halbleiterabbildungseinrichtung 1d sequentiell eine erste Belichtung (lange Belichtung), eine zweite Belichtung (mittlere Belichtung) und eine dritte Belichtung (kurze Belichtung), die verschiedene Belichtungszeiten aufweisen, in einer Einheitsrahmenperiode in Zeitteilung aus. Insbesondere geben in 24 die Bezugszeichen T111 und T112 jeweils eine Belichtungsperiode (lange Blende) der ersten Belichtung an und Bezugszeichen T121 und T122 geben jeweils eine Leseperiode (langes Lesen) des Pixelsignals auf der Basis des Ergebnisses der ersten Belichtung an. Ferner geben Bezugszeichen T131 und T132 jeweils eine Belichtungsperiode (mittlere Blende) der zweiten Belichtung an und Bezugszeichen T141 und T142 geben jeweils eine Leseperiode (mittleres Lesen) des Pixelsignals auf der Basis des Ergebnisses der zweiten Belichtung an. Ferner geben Bezugszeichen T151 und T152 jeweils eine Belichtungsperiode (kurze Blende) der dritten Belichtung an und Bezugszeichen T161 und T162 geben jeweils eine Leseperiode (kurzes Lesen) des Pixelsignals auf der Basis des Ergebnisses der dritten Belichtung an.
Ferner gibt ein Bezugszeichen VBLK die vertikale Austastperiode (V-Austastperiode) an. Es ist zu beachten, dass in der vertikalen Austastperiode VBLK beispielsweise ein vorbestimmter Test wie z. B. eine Ausfalldetektion einer Spaltensignalleitung und eine Ausfalldetektion von TSV ausgeführt wird und das Lesen eines Pixelsignals von irgendeinem der Pixel 2 in dieser Periode nicht durchgeführt wird. Das heißt, die vertikale Austastperiode VBLK entspricht der Periode von da an, wenn das Lesen der Pixelsignale von einer Reihe von Pixeln 2 in einer bestimmten Rahmenperiode vollendet ist, bis dahin, wenn das Lesen der Pixelsignale von der Reihe der Pixel 2 in der nächsten Rahmenperiode gestartet wird.
Ferner entsprechen Bezugszeichen T171 und T172 jeweils einer Periode, in der die Belichtung (z. B. die erste Belichtung bis zur dritten Belichtung) durch die Pixel 2 und das Lesen des Pixelsignals auf der Basis des Belichtungsergebnisses in den Pixeln 2 in jeder Reihe nicht durchgeführt werden. Die Halbleiterabbildungseinrichtung 1d gemäß dieser Ausführungsform führt einen vorbestimmten Test (z. B. BIST: eingebauter Selbsttest) unter Verwendung der Perioden T171 und T172 aus. Beispiele des vorbestimmten Tests umfassen eine Ausfalldetektion für jedes Pixel. Es ist zu beachten, dass nachstehend die durch jedes der Bezugszeichen T171 und T172 angegebene Periode als „BIST-Periode“ bezeichnet wird. In dem Fall, in dem die BIST-Perioden T171 und T172 nicht speziell unterschieden werden, werden sie ferner auch als „BIST-Periode T170“ bezeichnet.
Insbesondere, wie in 24 gezeigt, wird die BIST-Periode T170 gestartet, nachdem das Lesen des Pixelsignals auf der Basis des Ergebnisses der letzten Belichtung (z. B. der dritten Belichtung) in der Einheitsrahmenperiode, in der die Belichtung eines oder mehrerer Male (z. B. die erste Belichtung bis zur dritten Belichtung) durch das Pixel in einer bestimmten Reihe ausgeführt wird, beendet ist. Ferner wird die BIST-Periode T170 beendet, bevor die erste Belichtung (z. B. die erste Belichtung) in der nächsten Rahmenperiode der Einheitsrahmenperiode gestartet wird. Als spezielleres Beispiel entspricht die in 24 gezeigte BIST-Periode T171 einer Periode von der Zeit, nachdem die Leseperiode T161 des Pixelsignals auf der Basis des dritten Belichtungsergebnisses beendet ist, bis zu der Zeit, zu der die Belichtungsperiode T112 der ersten Belichtung in der nächsten Einheitsrahmenperiode gestartet wird. Es ist zu beachten, dass die BIST-Periode T170 zwischen der ersten Belichtung und der zweiten Belichtung oder zwischen der zweiten Belichtung und der dritten Belichtung festgelegt sein kann. Wie später im Einzelnen beschrieben wird, wird die BIST-Periode T170 durch Festlegen der vertikalen Austastperiode VBLK festgelegt.
Anschließend wird ein Beispiel der Ansteuerungssteuerung gemäß dem Lesen eines Pixelsignals von jedem der Pixel 2 in dem Fall, in dem die Belichtung und das Lesen des Belichtungsergebnisses mehrere Male in der Einheitsrahmenperiode (z. B. einer vertikalen Synchronisationsperiode) ausgeführt werden, mit Bezug auf 25 und 26 beschrieben. 25 und 26 sind jeweils ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel einer schematischen Steuerung gemäß dem Lesen eines Pixelsignals von jedem der Pixel 2 in der Halbleiterabbildungseinrichtung 1d gemäß dieser Ausführungsform beschreibt.
In 25 gibt die vertikale Achse schematisch eine vertikale Synchronisationsperiode XVS an und die horizontale Achse gibt schematisch eine horizontale Synchronisationsperiode XHS an. Ferner geben in 25 quadratisch geformte Bereiche, die durch Bezugszeichen L, M und S angegeben sind, schematisch den Lesezeitpunkt des Belichtungsergebnisses von jedem der mehreren zweidimensional angeordneten Pixel 2 an und entsprechen der ersten Belichtung, der zweiten Belichtung bzw. der dritten Belichtung. Ferner entspricht in den quadratisch geformten Bereichen L, M und S die horizontale Richtung der Spaltenrichtung der mehreren zweidimensional angeordneten Pixel 2 und die vertikale Achse entspricht der Reihenrichtung der mehreren Pixel 2.
Das heißt, in dem in 25 gezeigten Beispiel wird das Lesen von Pixelsignalen von den Pixeln 2, die in der Reihe enthalten sind, reihenweise in jeweils einer horizontalen Synchronisationsperiode ausgeführt. Ferner wird in dem in 25 gezeigten Beispiel das Lesen des Pixelsignals auf der Basis des Belichtungsergebnisses sequentiell in der Reihenfolge der ersten Belichtung, der zweiten Belichtung und der dritten Belichtung in jeweils einer horizontalen Synchronisationsperiode ausgeführt.
Es ist zu beachten, dass in dem Fall, in dem das Pixelsignal auf der Basis des Ergebnisses von jeder der ersten Belichtung, der zweiten Belichtung und der dritten Belichtung sequentiell gelesen wird, es nicht notwendigerweise das Lesen des Pixelsignals vom Pixel 2, das in derselben Reihe enthalten ist, durchführen muss. Ein Bezugszeichen R111 in 25 gibt beispielsweise schematisch einen Teil der vertikalen Synchronisationsperiode an. Das heißt, in dem in 25 gezeigten Beispiel werden in der Periode R111 die Pixelsignale auf der Basis der Ergebnisse der ersten Belichtung, der zweiten Belichtung und der dritten Belichtung jeweils aus dem Pixel 2 in der α-ten Reihe, dem Pixel 2 in der β-ten Reihe und dem Pixel 2 in der γ-ten Reihe gelesen.
Ferner zeigt 26 einen schematischen Zeitablaufplan gemäß dem Lesen des Pixelsignals aus jedem der Pixel 2 in dem in 25 gezeigten Beispiel. Insbesondere werden in dem in 26 gezeigten Beispiel das Lesen des Pixelsignals auf der Basis des Ergebnisses der ersten Belichtung vom Pixel 2 in der α-ten Reihe, das Lesen des Pixelsignals auf der Basis des Ergebnisses der zweiten Belichtung vom Pixel 2 in der β-ten Reihe und das Lesen des Pixelsignals auf der Basis des Ergebnisses der dritten Belichtung vom Pixel 2 in der γ-ten Reihe sequentiell ausgeführt. Ferner werden als nächstes das Lesen des Pixelsignals auf der Basis des Ergebnisses der ersten Belichtung vom Pixel 2 in der α+1-ten Reihe, das Lesen des Pixelsignals auf der Basis des Ergebnisses der zweiten Belichtung vom Pixel 2 in der β+1-ten Reihe und das Lesen des Pixelsignals auf der Basis des Ergebnisses der dritten Belichtung vom Pixel 2 in der γ+1-ten Reihe sequentiell ausgeführt.
Es ist zu beachten, dass die vorstehend erwähnte Ansteuerungssteuerung lediglich ein Beispiel ist und die Ansteuerungssteuerung der Halbleiterabbildungseinrichtung 1d gemäß dieser Ausführungsform nicht notwendigerweise auf das mit Bezug auf 24 bis 26 beschriebene Beispiel begrenzt ist, solange zumindest die BIST-Periode T170 vorgesehen ist und ein vorbestimmter Test in der BIST-Periode T170 ausgeführt werden kann. Als spezielles Beispiel kann die Halbleiterabbildungseinrichtung 1d gemäß dieser Ausführungsform dazu konfiguriert sein, die Belichtung und das Lesen des Belichtungsergebnisses nur einmal durch jedes der Pixel 2 in der Einheitsrahmenperiode auszuführen. In diesem Fall wird die BIST-Periode T170 gestartet, nachdem das Lesen des Pixelsignals auf der Basis des Belichtungsergebnisses in einer bestimmten Einheitsrahmenperiode beendet ist, und beendet, wenn die Belichtung in der nächsten Einheitsrahmenperiode gestartet wird.
Als Beispiel der Ansteuerungssteuerung der Halbleiterabbildungseinrichtung 1d gemäß dieser Ausführungsform wurde insbesondere eine Beschreibung mit Bezug auf 24 bis 26 mit Konzentration auf die Steuerung des Zeitablaufs durchgeführt, wenn ein vorbestimmter Test der Halbleiterabbildungseinrichtung 1d ausgeführt wird.
<Beziehung zwischen der Einschränkung der Belichtungszeit und der vertikalen Austastperiode>
Anschließend wird die Beziehung zwischen der Einschränkung der Belichtungszeit und der vertikalen Austastperiode VBLK in der Halbleiterabbildungseinrichtung 1d gemäß dieser Ausführungsform mit Bezug auf 27 beschrieben, indem ein spezielles Beispiel herangezogen wird. 27 ist ein Zeitablaufplan, der eine Beziehung zwischen der Einschränkung der Belichtungszeit und einer vertikalen Austastperiode in der Halbleiterabbildungseinrichtung 1d gemäß dieser Ausführungsform beschreibt. Es ist zu beachten, dass in dem in 27 gezeigten Beispiel ähnlich zu dem in 24 gezeigten Beispiel ein Beispiel des Falls, in dem die erste Belichtung (lange Belichtung), die zweite Belichtung (mittlere Belichtung) und die dritte Belichtung (kurze Belichtung), die verschiedene Belichtungszeiten aufweisen, sequentiell in der Einheitsrahmenperiode ausgeführt werden, gezeigt ist. Ferner sind die horizontale Achse und die vertikale Achse in 27 ähnlich zur horizontalen Achse und zur vertikalen Achse in 24.
Wie in 27 gezeigt, ist in dem Fall, in dem die Rahmenrate auf 40 fps gesetzt ist, die Einheitsrahmenperiode (d. h. eine vertikale Synchronisationsperiode) 25 ms. Ferner ist in dem Fall, in dem die Verhältnisse (nachstehend auch als „Belichtungsverhältnis“ bezeichnet) der Belichtungsperioden (d. h. der Perioden, in denen Ladungen in den Pixeln 2 akkumuliert werden) zwischen der ersten Belichtung bis zur dritten Belichtung jeweils auf 16-mal gesetzt sind, unter der Annahme, dass die erste Belichtungsperiode (lange Blende) A ist, die zweite Belichtungsperiode (mittlere Blende) A/16 ist und die dritte Belichtungsperiode (kurze Blende) 1/256 ist.
Die erste Belichtungsperiode A in dem Fall, in dem die vertikale Austastperiode VBLK=0 ist, wird hier beispielsweise auf der Basis der nachstehend gezeigten (Formel 1) berechnet und die (Formel 2) wird durch Lösen der ”(Formel 1) erhalten.
[Math. 1] $A (1 + 1 / 16 + 1 / 256) = 25 ms$
$A = 23,44 ms$
Das heißt, in dem Fall des in 27 gezeigten Beispiels wird die vertikale Austastperiode VBLK in dem Fall erzeugt, in dem das Belichtungsverhältnis größer als jenes unter der vorstehend erwähnten Bedingung festgelegt wird oder die erste Belichtungsperiode A kürzer als unter der Bedingung festgelegt wird, die in der (Formel 2) gezeigt ist, und es ist möglich, die BIST-Periode T170 sicherzustellen.
<Bewertung>
Wie vorstehend beschrieben, führt die Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß dieser Ausführungsform einen vorbestimmten Test in der BIST-Periode aus, in der die Belichtung durch zumindest einen Teil der Pixel oder das Lesen des Pixelsignals auf der Basis des Belichtungsergebnisses in der Einheitsrahmenperiode, die einer vorbestimmten Rahmenrate entspricht, nicht durchgeführt werden. Die BIST-Periode wird gestartet, nachdem das Lesen des Pixelsignals auf der Basis des Ergebnisses der letzten Belichtung in der Einheitsrahmenperiode, in der die Belichtung eines oder mehrerer Male durch zumindest einen Teil der Pixel (z. B. die Pixel in einer bestimmten Reihe) ausgeführt wird, beendet ist. Ferner wird die BIST-Periode beendet, bevor die erste Belichtung in der nächsten Rahmenperiode der Einheitsrahmenperiode gestartet wird.
Mit einer solchen Konfiguration ist es gemäß der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß dieser Ausführungsform beispielsweise möglich, einen Test zum Detektieren eines Ausfalls in den Pixeln 2, die in jeder Reihe enthalten sind, in der BIST-Periode auszuführen, die entsprechend der Reihe definiert ist. Insbesondere war es in der existierenden Halbleiterabbildungseinrichtung im Fall der Ausführung einer Ausfalldetektion für alle Reihen, da es mindestens eine Rahmenperiode dauert, einen Test auszuführen, erforderlich, einen zweckgebundenen Rahmen für den Test bereitzustellen, in dem die Erfassung eines Bildes nicht durchgeführt wird. Gemäß der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß dieser Ausführungsform ist es unterdessen möglich, einen Test zum Detektieren eines Ausfalls für jede Reihe parallel mit der Erfassung eines Bildes auszuführen, und es besteht im Vergleich zur existierenden Halbleiterabbildungseinrichtung kein Bedarf, einen zweckgebundenen Rahmen für den Test bereitzustellen, in dem die Erfassung eines Bildes nicht durchgeführt wird.
Ferner ist es gemäß der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß dieser Ausführungsform auch möglich, zumindest einen Teil von Tests, die in der vertikalen Austastperiode ausgeführt wurden, in der BIST-Periode auszuführen. Mit einer solchen Konfiguration ist es möglich, die vertikale Austastperiode weiter zu verkürzen, und folglich die Rahmenrate weiter zu verbessern. Unterdessen können die Ausfalldetektion für TSV, die Ausfalldetektion der Spaltensignalleitung und dergleichen in der vertikalen Austastperiode ausgeführt werden. Mit einer solchen Konfiguration ist es möglich, verschiedene Typen von Ausfalldetektion auszuführen, während die Rahmenrate aufrechterhalten wird und eine ausreichende Belichtungszeit sichergestellt wird.
Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß der Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß dieser Ausführungsform durch Ausführen eines vorbestimmten Tests unter Verwendung der BIST-Periode möglich, verschiedene Tests wie z. B. eine Ausfalldetektion während der Erfassung eines Bildes effektiver auszuführen.
<Konfigurationsbeispiel einer Hardware>
Als nächstes wird eine Konfiguration der Hardware einer Frontkamera-ECU und einer Abbildungsvorrichtung beschrieben. Die Hardware der Frontkamera-ECU und der Abbildungsvorrichtung weist eine Konfiguration auf, in der ein unterer Chip 1091 und ein oberer Chip 1092 gestapelt sind. Es ist zu beachten, dass der rechte Teil von 28 einen Grundriss zeigt, der eine Hardware-Konfiguration des unteren Chips 1091 ist, und der linke Teil von 28 einen Grundriss zeigt, der eine Hardware-Konfiguration des oberen Chips 1092 ist.
Der untere Chip 1091 und der obere Chip 1092 sind jeweils mit TCVs (Chipdurchkontaktierungen) 1093-1 und 1093-2 am linken und rechten Endteil in der Figur versehen und die TCVs 1093-1 und 1093-2 durchdringen den unteren Chip 1091 und den oberen Chip 1092, wodurch sie elektrisch verbunden sind. Im unteren Chip 1091 ist eine Reihenansteuereinheit 1102 (29) auf der rechten Seite in der Figur der TCV 1093-1 angeordnet und mit der TCV 1093-1 elektrisch verbunden. Ein Steuerleitungs-Gate 1143 (29) der Frontkamera-ECU 73 ist auf der linken Seite in der Figur der TCV 1093-2 angeordnet und mit der TCV 1093-2 elektrisch verbunden. Es ist zu beachten, dass Details der Reihenansteuereinheit 1102 und des Steuerleitungs-Gate 1143 nachstehend mit Bezug auf 29 beschrieben werden. Ferner werden in der vorliegenden Patentbeschreibung TCV und TSV als synonym behandelt.
Ferner sind der untere Chip 1091 und der obere Chip 1092 jeweils mit TCVs 1093-11 und 1093-12 am oberen und unteren Endteil in der Figur versehen und die TCVs 1093-11 und 1093-12 durchdringen den unteren Chip 1091 und den oberen Chip 1092, wodurch sie elektrisch verbunden sind. Im unteren Chip 1091 ist ein Spalten-ADC (Analog-DigitalWandler) 1111-1 am unteren Teil in der Figur der TCV 1093-11 angeordnet und mit dem Spalten-ADC 1111-1 elektrisch verbunden. Ein Spalten-ADC (Analog-DigitalWandler) 1111-2 ist am oberen Teil in der Figur der TCV 1093-12 angeordnet und mit dem Spalten-ADC 1111-2 elektrisch verbunden.
Ein DAC (Digital-Analog-Wandler) 1112 ist auf der linken Seite des Steuerleitungs-Gate 1143 zwischen dem rechten Endteil in der Figur der Spalten-ADCs 1111-1 und 1111-2 vorgesehen und gibt eine Rampenspannung an die Spalten-ADCs 1111-1 und 1111-2 aus, wie durch Pfeile C1 und C2 in der Figur gezeigt. Es ist zu beachten, dass die Konfigurationen der Spalten-ADCs 1111-1 und 1111-2 und des DAC 1112 einer Bildsignalausgabeeinheit 1103 in 29 entsprechen. Da es erwünscht ist, dass der DAC 1112 Rampenspannungen mit denselben Eigenschaften an die Spalten-ADCs 1111-1 und 1111-2 ausgibt, ist es ferner vorteilhaft, dass die Abstände von den Spalten-ADCs 1111-1 und 1111-2 gleich sind. Obwohl ein DAC 1112 in dem Beispiel in 28 gezeigt ist, kann ferner ein DAC 1112 für jeden der Spalten-ADCs 1111-1 und 1111-2 vorgesehen sein, d. h. insgesamt zwei DACs 1112 mit denselben Eigenschaften können vorgesehen sein. Es ist zu beachten, dass die Details der Bildsignalausgabeeinheit 1103 nachstehend mit Bezug auf 29 beschrieben werden.
Ferner ist eine Signalverarbeitungsschaltung 1113 zwischen den oberen und unteren Spalten-ADCs 1111-1 und 1111-2 und der Reihenansteuereinheit 1102 und dem DAC 1112 vorgesehen und verwirklicht die Funktion, die einer Steuereinheit 1121, einer Bildverarbeitungseinheit 1122 und einer Ausgabeeinheit 1123 und einer Ausfalldetektionseinheit 1124 in 29 entspricht.
Im oberen Chip 1092 ist im Wesentlichen die ganze Fläche des rechteckigen Bereichs, der von den TCVs 1093-1, 1093-2, 1093-11 und 1093-12 umgeben ist, die am linken, rechten, oberen und unteren Endteil vorgesehen sind, durch eine Pixelmatrix 1101 belegt.
Auf der Basis des Steuersignals, das von der Reihenansteuereinheit 1102 über die TCV 1093-1 durch eine Pixelsteuerleitung L (29) zugeführt wird, gibt die Pixelmatrix 1101 Pixelsignale der Pixel in der oberen Hälfte der Figur unter Pixelsignalen an den unteren Chip 1091 über die TCV 1093-11 aus und gibt Pixelsignale der Pixel in der unteren Hälfte der Figur an den unteren Chip 1091 über die TCV 1093-12 aus.
Wie durch einen Pfeil B1 in der Figur gezeigt, wird das Steuersignal aus der Signalverarbeitungsschaltung 1113, die die Reihenansteuereinheit 1102 verwirklicht, über die TCV 1093-1 und die Pixelsteuerleitung L der Pixelmatrix des oberen Chips 1092 an das Steuerleitungs-Gate 1143 (29) ausgegeben. Das Steuerleitungs-Gate 1143 (29) detektiert die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Ausfalls aufgrund einer Trennung der Pixelsteuerleitung L und der TCVs 1093-1 und 1093-2 durch Vergleichen des Signals, das aus dem Steuerleitungs-Gate 1143 in Reaktion auf das Steuersignal über die Pixelsteuerleitung L von der Reihenansteuereinheit 1102 (29) entsprechend der Reihenadresse ausgegeben wird, die Befehlsinformationen von der Steuereinheit 1121 (29) ist, und des Detektionsimpulses des Steuersignals, das der Reihenadresse entspricht, das von der Steuereinheit 1121 zugeführt wird. Wie durch einen Pfeil B2 in der Figur gezeigt, gibt dann das Steuerleitungs-Gate 1143 Informationen hinsichtlich der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Ausfalls an die Ausfalldetektionseinheit 1124 aus, die durch die Signalverarbeitungsschaltung 1113 verwirklicht ist.
Wie durch einen Pfeil A1 in der Figur gezeigt, wandelt der Spalten-ADC 1111-1 die Pixelsignale der Pixel der oberen Hälfte in der Figur der Pixelmatrix 1101, die über die TCV 1093-11 zugeführt werden, in digitale Signale in Einheiten von Spalten um und gibt sie an die Signalverarbeitungsschaltung 1113 aus. Wie durch einen Pfeil A2 in der Figur gezeigt, wandelt ferner der Spalten-ADC 1111-2 die Pixelsignale der Pixel der oberen Hälfte in der Figur der Pixelmatrix 1101, die über die TCV 1093-12 zugeführt werden, in digitale Signale in Einheiten von Spalten um und gibt sie an die Signalverarbeitungsschaltung 1113 aus.
Durch Ausbilden von zwei Schichten in einer solchen Weise, da der obere Chip 1092 nur die Pixelmatrix 1101 umfasst, ist es möglich, einen Halbleiterprozess einzuführen, der für Pixel spezialisiert ist. Da beispielsweise kein Schaltungstransistor im oberen Chip 1092 vorhanden ist, besteht kein Bedarf, auf die Eigenschaftsvariation aufgrund eines Ausheilungsprozesses von 1000 °C oder dergleichen achtzugeben. Daher ist es möglich, einen Hochtemperaturprozess gegen weiße Flecken einzuführen. Folglich ist es möglich, die Eigenschaften zu verbessern.
Durch Anordnen der Ausfalldetektionseinheit 1124 auf dem unteren Chip 1091, da die Signale, die durch den unteren Chip 1091 zum oberen Chip 1092 oder durch die TCVs 1093-1 und 1093-2 im oberen Chip 1092 und im unteren Chip 1092 gelaufen sind, detektiert werden können, ist es ferner möglich, einen Ausfall geeignet zu detektieren. Es ist zu beachten, dass der obere Chip 1092 einem Beispiel des „ersten Substrats“ entspricht und der untere Chip 1091 einem Beispiel des „zweiten Substrats“ entspricht.
«4. Anwendungsbeispiel»
Anschließend wird ein Anwendungsbeispiel einer Halbleiterabbildungseinrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
<Anwendungsbeispiel 1 auf ein sich bewegendes Objekt>
Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung (die vorliegende Technologie) ist auf verschiedene Produkte anwendbar. Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann beispielsweise als Einrichtung verwirklicht sein, die an irgendeinem Typ von sich bewegenden Objekten, wie z. B. einem Kraftfahrzeug, einem Elektroauto, einem Hybrid-Elektrofahrzeug, einem Motorrad, einem Fahrrad, einer persönlichen Mobilität, einem Flugzeug, einer Drohne, einem Schiff und einem Roboter, montiert ist.
30 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer schematischen Konfiguration eines Fahrzeugsteuersystems als Beispiel eines Steuersystems eines beweglichen Körpers darstellt, auf das die Technologie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angewendet werden kann.
Das Fahrzeugsteuersystem 12000 umfasst mehrere elektronische Steuereinheiten, die über ein Kommunikationsnetz 12001 miteinander verbunden sind. In dem in 30 dargestellten Beispiel umfasst das Fahrzeugsteuersystem 12000 eine Antriebssystemsteuereinheit 12010, eine Karosseriesystemsteuereinheit 12020, eine Detektionseinheit 12030 für Informationen außerhalb des Fahrzeugs und eine Detektionseinheit 12040 für Informationen im Fahrzeug und eine integrierte Steuereinheit 12050. Außerdem sind ein Mikrocomputer 12051, ein Klang/Bild-Ausgabeabschnitt 12052 und eine am Fahrzeug montierte Netzschnittstelle (I/F) 12053 als Funktionskonfiguration der integrierten Steuereinheit 12050 dargestellt.
Die Antriebssystemsteuereinheit 12010 steuert den Betrieb von Vorrichtungen in Bezug auf das Antriebssystem des Fahrzeugs gemäß verschiedenen Arten von Programmen. Die Antriebssystemsteuereinheit 12010 funktioniert beispielsweise als Steuervorrichtung für eine Antriebskrafterzeugungsvorrichtung zum Erzeugen der Antriebskraft des Fahrzeugs wie z. B. eine Brennkraftmaschine, einen Antriebsmotor oder dergleichen, einen Antriebskraftübertragungsmechanismus zum Übertragen der Antriebskraft auf Räder, einen Lenkmechanismus zum Einstellen des Lenkwinkels des Fahrzeugs, eine Bremsvorrichtung zum Erzeugen der Bremskraft des Fahrzeugs und dergleichen.
Die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 steuert den Betrieb von verschiedenen Arten von Vorrichtungen, die für eine Fahrzeugkarosserie vorgesehen sind, gemäß verschiedenen Arten von Programmen. Die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 funktioniert beispielsweise als Steuervorrichtung für ein schlüsselloses Einsteigesystem, ein intelligentes Schlüsselsystem, eine elektrische Fensterhebervorrichtung oder verschiedene Arten von Lampen wie z. B. einen Scheinwerter, einen Rückfahrscheinwerfer, eine Bremsleuchte, einen Blinker, eine Nebelleuchte oder dergleichen. In diesem Fall können Funkwellen, die von einer mobilen Vorrichtung übertragen werden, als Alternative zu einem Schlüssel oder Signalen von verschiedenen Arten von Schaltern in die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 eingegeben werden. Die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 empfängt diese eingegebenen Funkwellen oder Signale und steuert eine Türschlossvorrichtung, die elektrische Fensterhebervorrichtung, die Lampen oder dergleichen des Fahrzeugs.
Die Detektionseinheit 12030 für Informationen außerhalb des Fahrzeugs detektiert Informationen über die Außenseite des Fahrzeugs mit dem Fahrzeugsteuersystem 12000. Die Detektionseinheit 12030 für Informationen außerhalb des Fahrzeugs ist beispielsweise mit einem Abbildungsabschnitt 12031 verbunden. Die Detektionseinheit 12030 für Informationen außerhalb des Fahrzeugs lässt den Abbildungsabschnitt 12031 ein Bild der Außenseite des Fahrzeugs abbilden und empfängt das abgebildete Bild. Auf der Basis des empfangenen Bildes kann die Detektionseinheit 12030 für Informationen außerhalb des Fahrzeugs eine Verarbeitung zum Detektieren eines Objekts wie z. B. eines Menschen, eines Fahrzeugs, eines Hindernisses, eines Schildes, eines Zeichens auf einer Straßenoberfläche oder dergleichen oder eine Verarbeitung zum Detektieren eines Abstandes zu diesem durchführen.
Der Abbildungsabschnitt 12031 ist ein optischer Sensor, der Licht empfängt und der ein elektrisches Signal, das einer empfangenen Lichtmenge des Lichts entspricht, ausgibt. Der Abbildungsabschnitt 12031 kann das elektrische Signal als Bild ausgeben oder kann das elektrische Signal als Informationen über einen gemessenen Abstand ausgeben. Außerdem kann das durch den Abbildungsabschnitt 12031 empfangene Licht sichtbares Licht sein oder kann unsichtbares Licht wie z. B. Infrarotstrahlen oder dergleichen sein.
Die Detektionseinheit 12040 für Informationen im Fahrzeug detektiert Informationen über das Innere des Fahrzeugs.
Die Detektionseinheit 12040 für Informationen im Fahrzeug ist beispielsweise mit einem Fahrerzustandsdetektionsabschnitt 12041 verbunden, der den Zustand eines Fahrers detektiert. Der Fahrerzustandsdetektionsabschnitt 12041 umfasst beispielsweise eine Kamera, die den Fahrer abbildet. Auf der Basis von Detektionsinformationen, die vom Fahrerzustandsdetektionsabschnitt 12041 eingegeben werden, kann die Detektionseinheit 12040 für Informationen im Fahrzeug einen Ermüdungsgrad des Fahrers oder einen Konzentrationsgrad des Fahrers berechnen oder kann bestimmen, ob der Fahrer döst.
Der Mikrocomputer 12051 kann einen Steuerzielwert für die Antriebskrafterzeugungsvorrichtung, den Lenkmechanismus oder die Bremsvorrichtung auf der Basis der Informationen über das Innere oder die Außenseite des Fahrzeugs berechnen, wobei die Informationen durch die Detektionseinheit 12030 für Informationen außerhalb des Fahrzeugs oder die Detektionseinheit 12040 für Informationen im Fahrzeug erhalten werden, und einen Steuerbefehl an die Antriebssystemsteuereinheit 12010 ausgeben. Der Mikrocomputer 12051 kann beispielsweise eine kooperative Steuerung durchführen, die Funktionen eines fortschrittlichen Fahrerassistenzsystems (ADAS) implementieren soll, wobei die Funktionen Kollisionsvermeidung oder Aufprallmilderung für das Fahrzeug, Verfolgungsfahren auf der Basis eines Verfolgungsabstandes, Fahrzeuggeschwindigkeitshaltefahren, eine Warnung vor einer Kollision des Fahrzeugs, eine Warnung vor einer Abweichung des Fahrzeugs von einer Fahrspur oder dergleichen umfassen.
Außerdem kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung, die für das automatische Fahren bestimmt ist, die bewirkt, dass das Fahrzeug autonom ohne Abhängigkeit von der Bedienung des Fahrers fährt, oder dergleichen durch Steuern der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung, des Lenkmechanismus, der Bremsvorrichtung oder dergleichen auf der Basis der Informationen über die Außenseite oder das Innere des Fahrzeugs durchführen, wobei die Informationen durch die Detektionseinheit 12030 für Informationen außerhalb des Fahrzeugs oder die Detektionseinheit 12040 für Informationen im Fahrzeug erhalten werden.
Außerdem kann der Mikrocomputer 12051 einen Steuerbefehl an die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 auf der Basis der Informationen über die Außenseite des Fahrzeugs ausgeben, wobei die Informationen durch die Detektionseinheit 12030 für Informationen außerhalb des Fahrzeugs erhalten werden. Beispielsweise kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung, die eine Blendung verhindern soll, durch Steuern des Scheinwerfers, um beispielsweise von Fernlicht auf Abblendlicht zu wechseln, beispielsweise gemäß der Position eines voranfahrenden Fahrzeugs oder eines entgegenkommenden Fahrzeugs, das durch die Detektionseinheit 12030 für Informationen außerhalb des Fahrzeugs detektiert wird, durchführen.
Der Klang/Bild-Ausgabeabschnitt 12052 überträgt ein Ausgangssignal eines Klangs und/oder eines Bildes zu einer Ausgabevorrichtung, die in der Lage ist, Informationen an einen Insassen des Fahrzeugs oder zur Außenseite des Fahrzeugs visuell oder akustisch zu melden. In dem Beispiel von 30 sind ein Audiolautsprecher 12061, ein Anzeigeabschnitt 12062 und ein Instrumentenbrett 12063 als Ausgabevorrichtung dargestellt. Der Anzeigeabschnitt 12062 kann beispielsweise eine Bordanzeige und/oder eine Blickfeldanzeige umfassen.
31 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Installationsposition des Abbildungsabschnitts 12031 darstellt.
In 31 umfasst das Fahrzeug 12100 als Abbildungsabschnitt 12031 Abbildungsabschnitte 12101, 12102, 12103, 12104 und 12105.
Die Abbildungsabschnitte 12101, 12102, 12103, 12104 und 12105 sind beispielsweise in Positionen an einem vorderen Bug, Seitenspiegeln, einem hinteren Stoßfänger und einer Hecktür des Fahrzeugs 12100 sowie einer Position an einem oberen Abschnitt einer Windschutzscheibe innerhalb des Inneren des Fahrzeugs angeordnet. Der Abbildungsabschnitt 12101, der am vorderen Bug vorgesehen ist, und der Abbildungsabschnitt 12105, der am oberen Abschnitt der Windschutzscheibe innerhalb des Inneren des Fahrzeugs vorgesehen ist, erhalten hauptsächlich ein Bild der Vorderseite des Fahrzeugs 12100. Die Abbildungsabschnitte 12102 und 12103, die an den Seitenspiegeln vorgesehen sind, erhalten hauptsächlich ein Bild der Seiten des Fahrzeugs 12100. Der Abbildungsabschnitt 12104, der am hinteren Stoßfänger oder an der Hecktür vorgesehen ist, erhält hauptsächlich ein Bild der Rückseite des Fahrzeugs 12100. Die Bilder der Vorderseite, die durch die Abbildungsabschnitte 12101 und 12105 erfasst werden, werden hauptsächlich verwendet, um ein voranfahrendes Fahrzeug, einen Fußgänger, ein Hindernis, ein Signal, ein Verkehrsschild, eine Fahrspur oder dergleichen zu detektieren.
Im Übrigen stellt 31 ein Beispiel von Photographierbereichen der Abbildungsabschnitte 12101 bis 12104 dar. Ein Abbildungsbereich 12111 stellt den Abbildungsbereich des Abbildungsabschnitts 12101 dar, der am vorderen Bug vorgesehen ist. Abbildungsbereiche 12112 und 12113 stellen jeweils die Abbildungsbereiche der Abbildungsabschnitte 12102 und 12103 dar, die an den Seitenspiegeln vorgesehen sind. Ein Abbildungsbereich 12114 stellt den Abbildungsbereich des Abbildungsabschnitts 12104 dar, der am hinteren Stoßfänger oder an der Hecktür vorgesehen ist. Ein Vogelperspektivenbild des Fahrzeugs 12100, wie von oben betrachtet, wird beispielsweise durch Überlagern von Bilddaten, die durch die Abbildungsabschnitte 12101 bis 12104 abgebildet werden, erhalten.
Mindestens einer der Abbildungsabschnitte 12101 bis 12104 kann eine Funktion zum Erhalten von Abstandsinformationen aufweisen. Mindestens einer der Abbildungsabschnitte 12101 bis 12104 kann beispielsweise eine Stereokamera sein, die aus mehreren Abbildungselementen besteht, oder kann ein Abbildungselement mit Pixeln für die Phasendifferenzdetektion sein.
Der Mikrocomputer 12051 kann beispielsweise einen Abstand zu jedem dreidimensionalen Objekt innerhalb der Abbildungsbereiche 12111 bis 12114 und eine zeitliche Änderung des Abstandes (relative Geschwindigkeit in Bezug auf das Fahrzeug 12100) auf der Basis der von den Abbildungsabschnitten 12101 bis 12104 erhaltenen Informationen bestimmen und dadurch als voranfahrendes Fahrzeug ein nächstes dreidimensionales Objekt extrahieren, das insbesondere auf einem Fahrweg des Fahrzeugs 12100 vorhanden ist und das in im Wesentlichen derselben Richtung wie das Fahrzeug 12100 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit (beispielsweise gleich oder mehr als 0 km/Stunde) fährt. Ferner kann der Mikrocomputer 12051 einen Verfolgungsabstand, der vorn zu einem voranfahrenden Fahrzeug aufrechterhalten wird, im Voraus festlegen und eine automatische Bremssteuerung (einschließlich Verfolgungsstoppsteuerung), eine automatische Beschleunigungssteuerung (einschließlich Verfolgungsstartsteuerung) oder dergleichen durchführen. Folglich ist es möglich, eine kooperative Steuerung durchzuführen, die für das automatische Fahren bestimmt ist, die bewirkt, dass das Fahrzeug autonom ohne Abhängigkeit von der Bedienung des Fahrers oder dergleichen fährt.
Der Mikrocomputer 12051 kann beispielsweise Daten von dreidimensionalen Objekten über dreidimensionale Objekte in Daten von dreidimensionalen Objekten eines zweirädrigen Fahrzeugs, eines Fahrzeugs mit Standardgröße, eines Fahrzeugs mit großer Größe, eines Fußgängers, eines Strommasten und anderer dreidimensionaler Objekte auf der Basis der von den Abbildungsabschnitten 12101 bis 12104 erhaltenen Abstandsinformationen klassifizieren, die klassifizierten Daten von dreidimensionalen Objekten extrahieren und die extrahierten Daten von dreidimensionalen Objekten für die automatische Meidung eines Hindernisses nutzen. Der Mikrocomputer 12051 identifiziert beispielsweise Hindernisse um das Fahrzeug 12100 als Hindernisse, die der Fahrer des Fahrzeugs 12100 visuell erkennen kann, und Hindernisse, die für den Fahrer des Fahrzeugs 12100 schwierig visuell zu erkennen sind. Dann bestimmt der Mikrocomputer 12051 ein Kollisionsrisiko, das ein Risiko einer Kollision mit jedem Hindernis angibt. In einer Situation, in der das Kollisionsrisiko gleich oder höher als ein festgelegter Wert ist und folglich eine Möglichkeit einer Kollision besteht, gibt der Mikrocomputer 12051 eine Warnung an den Fahrer über den Audiolautsprecher 12061 oder den Anzeigeabschnitt 12062 aus und führt eine erzwungene Verlangsamung oder Ausweichlenkung über die Fahrsystemsteuereinheit 12010 durch. Der Mikrocomputer 12051 kann dadurch beim Fahren unterstützen, um eine Kollision zu vermeiden.
Mindestens einer der Abbildungsabschnitte 12101 bis 12104 kann eine Infrarotkamera sein, die Infrarotstrahlen detektiert. Der Mikrocomputer 12051 kann beispielsweise einen Fußgänger erkennen durch Bestimmen, ob ein Fußgänger in abgebildeten Bildern der Abbildungsabschnitte 12101 bis 12104 vorhanden ist oder nicht. Eine solche Erkennung eines Fußgängers wird beispielsweise durch eine Prozedur zum Extrahieren von charakteristischen Punkten in den abgebildeten Bildern der Abbildungsabschnitte 12101 bis 12104 als Infrarotkameras und eine Prozedur zum Bestimmen, ob es der Fußgänger ist oder nicht, durch Durchführen einer Mustervergleichsverarbeitung an einer Reihe von charakteristischen Punkten, die die Kontur des Objekts darstellen, durchgeführt. Wenn der Mikrocomputer 12051 bestimmt, dass ein Fußgänger in den abgebildeten Bildern der Abbildungsabschnitte 12101 bis 12104 vorhanden ist, und somit den Fußgänger erkennt, steuert der Klang/Bild-Ausgabeabschnitt 12052 den Anzeigeabschnitt 12062, so dass eine quadratische Umrisslinie für die Betonung angezeigt wird, so dass sie auf den erkannten Fußgänger überlagert wird. Der Klang/Bild-Ausgabeabschnitt 12052 kann auch den Anzeigeabschnitt 12062 so steuern, dass ein Bildsymbol oder dergleichen, das den Fußgänger darstellt, in einer gewünschten Position angezeigt wird.
Ein Beispiel eines Fahrzeugsteuersystems, auf das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung angewendet werden kann, wurde beschrieben. Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann auf den Abbildungsabschnitt 12031 unter den vorstehend erwähnten Konfigurationen angewendet werden. Insbesondere kann die Halbleiterabbildungseinrichtung 1, die in 1 gezeigt ist, auf den Abbildungsabschnitt 12031 angewendet werden. Durch Anwenden der Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung auf den Abbildungsabschnitt 12031 ist es beispielsweise möglich, in dem Fall, in dem eine Anomalie in zumindest einem Teil der Pixel in der Halbleiterabbildungseinrichtung auftritt, die den Abbildungsabschnitt 12031 bildet, die Anomalie zu detektieren. Unter Verwendung eines solchen Mechanismus ist es ferner beispielsweise möglich, in dem Fall, in dem eine Anomalie in einem Teil der Pixel auftritt, den Benutzer über Informationen, die angeben, dass die Anomalie aufgetreten ist, über einen vorbestimmten Ausgabeabschnitt zu informieren. Ferner ist es im Fahrzeugsteuersystem 7000 möglich, die Funktion der Steuerung des Fahrzeugs auf der Basis des Erkennungsergebnisses einzuschränken. Spezielle Beispiele der Funktion der Steuerung des Fahrzeugs umfassen eine Fahrzeugkollisionsvermeidungs/Aufprallabsorptions-Funktion, eine Verfolgungsfunktion auf der Basis des Abstandes zwischen Fahrzeugen, eine Fahrzeuggeschwindigkeitshaltefahrfunktion, eine Fahrzeugkollisionswarnfunktion und eine Fahrzeugspurhalteassistentenfunktion. In dem Fall, in dem infolge der Erkennungsverarbeitung bestimmt wird, dass ein Problem im Abbildungsabschnitt 7410 aufgetreten ist, kann die Funktion der Steuerung des Fahrzeugs einschränkt oder verboten werden. Folglich ist es möglich, das Auftreten von Unfällen aufgrund einer fehlerhaften Detektion auf der Basis des Problems im Abbildungsabschnitt 7410 zu. Als anderes Beispiel ist es ferner auch möglich, das Pixelsignal, das aus dem Pixel ausgegeben wird, bei dem die Anomalie aufgetreten ist, auf der Basis eines Pixelsignals von einem anderen Pixel, das normal arbeitet, zu korrigieren.
<Anwendungsbeispiel 2 auf ein sich bewegendes Objekt>
Anschließend wird ein spezielleres Beispiel der Steuerung, die unter Verwendung der Abbildungseinrichtung verwirklicht wird, die auf ein sich bewegendes Objekt angewendet wird, beschrieben.
32 ist beispielsweise ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer schematischen Konfiguration einer Abbildungseinrichtung zeigt, die auf ein sich bewegendes Objekt angewendet wird. Es ist zu beachten, dass eine in 32 gezeigte Abbildungseinrichtung 800 beispielsweise dem in 30 gezeigten Abbildungsabschnitt 12031 entspricht. Wie in 32 gezeigt, umfasst die Abbildungseinrichtung 800 ein optisches System 801, eine Halbleiterabbildungsvorrichtung 803, eine Steuereinheit 805 und eine Kommunikationseinheit 807.
Die Halbleiterabbildungsvorrichtung 803 kann beispielsweise dem Abbildungsabschnitt 12031 entsprechen, der in 30 gezeigt ist. Das heißt, Licht, das in die Abbildungseinrichtung 800 über das optische System 801 wie z. B. eine Linse eintritt, wird photoelektrisch in ein elektrisches Signal durch die Halbleiterabbildungsvorrichtung 803 umgewandelt und ein Bild, das dem elektrischen Signal entspricht, oder Informationen hinsichtlich einer Abstandsmessung, die dem elektrischen Signal entsprechen, werden an die Steuereinheit 805 ausgegeben.
Die Steuereinheit 805 ist beispielsweise als ECU (elektronische Steuereinheit) konfiguriert und führt verschiedene Typen von Verarbeitung auf der Basis des Bildes oder der Informationen hinsichtlich der Abstandsmessung, die aus der Halbleiterabbildungsvorrichtung 803 ausgegeben werden, aus. Als spezielles Beispiel führt die Steuereinheit 805 verschiedene Typen von Analyseverarbeitung an dem Bild durch, das aus der Halbleiterabbildungsvorrichtung 803 ausgegeben wird, um auf der Basis des Analyseergebnisses eine Erkennung eines Objekts wie z. B. einer externen Person, eines Fahrzeugs, eines Hindernisses, eines Schildes und eines Zeichens auf einer Straßenoberfläche oder eine Messung des Abstandes zum Objekt durchzuführen.
Ferner ist die Steuereinheit 805 mit einem Netz im Fahrzeug (CAN-Controller-Bereichsnetz) über die Kommunikationseinheit 807 verbunden. Die Kommunikationseinheit 807 entspricht einer Schnittstelle mit einer sogenannten CAN-Kommunikation. Auf der Basis einer solchen Konfiguration sendet/Empfängt die Steuereinheit 805 beispielsweise verschiedene Typen von Informationen zu/von einer anderen Steuereinheit (z. B. der integrierten Steuereinheit 12050, die in 30 gezeigt ist), die mit dem Netz im Fahrzeug verbunden ist.
Auf der Basis der Konfiguration, wie vorstehend beschrieben, ist die Steuereinheit 805 in der Lage, verschiedene Funktionen beispielsweise unter Verwendung des Erkennungsergebnisses des Objekts oder des Messergebnisses des Abstandes zum Objekt bereitzustellen, wie vorstehend beschrieben.
Spezielle Beispiele der vorstehend erwähnten Funktion umfassen die folgenden Funktionen.

- FCW (Fußgängerdetektion für Vorwärtskollisionswarnung)
- AEB (automatische Notbremsung)
- Fahrzeugdetektion für FCW/AEB
- LDW (Spurabweichungswarnung)
- TJP (Verkehrsstaupilot)
- LKA (Spurhalteassistenz)
- VO ACC (Nur-Sicht-Abstandsregeltempomat)
- VO TSR (Nur-Sicht-Verkehrsschilderkennung)
- ICH (Intelligente Scheinwerfersteuerung)

Als spezielleres Beispiel ist die Steuereinheit 805 in der Lage, in einer Situation, in der ein Fahrzeug wahrscheinlich mit einem externen Objekt wie z. B. einer Person und einem anderen Fahrzeug kollidiert, die Zeit, bis das Fahrzeug mit dem Objekt kollidiert, zu berechnen. In dem Fall, in dem die integrierte Steuereinheit 12050 beispielsweise über das Rechenergebnis einer solchen Zeit benachrichtigt wird, ist die integrierte Steuereinheit 12050 daher in der Lage, die gemeldeten Informationen zum Verwirklichen der vorstehend erwähnten FCW zu verwenden.
Als anderes Beispiel ist die Steuereinheit 805 ferner in der Lage, eine Bremsleuchte eines voranfahrenden Fahrzeugs auf der Basis des Analyseergebnisses des Frontbildes des Fahrzeugs zu detektieren. Das heißt, in dem Fall, in dem die integrierte Steuereinheit 12050 über das Detektionsergebnis benachrichtigt wird, ist die integrierte Steuereinheit 12050 in der Lage, die gemeldeten Informationen zum Verwirklichen der vorstehend erwähnten AEB zu verwenden.
Als anderes Beispiel ist die Steuereinheit 805 ferner in der Lage, auf der Basis des Analyseergebnisses des Frontbildes des Fahrzeugs die Fahrspur, in der das Fahrzeug fährt, das Ende der Fahrspur, den Bordstein und dergleichen zu erkennen. In dem Fall, in dem die integrierte Steuereinheit 12050 über das Erkennungsergebnis benachrichtigt wird, ist daher die integrierte Steuereinheit 12050 in der Lage, die gemeldeten Informationen zum Verwirklichen der vorstehend erwähnten LDW zu verwenden.
Ferner kann die Steuereinheit 805 die Anwesenheit oder Abwesenheit des voranfahrenden Fahrzeugs auf der Basis des Analyseergebnisses des Frontbildes des Fahrzeugs erkennen und die integrierte Steuereinheit 12050 über das Erkennungsergebnis benachrichtigen. Folglich ist die integrierte Steuereinheit 12050 beispielsweise in der Lage, die Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß der Anwesenheit oder Abwesenheit des voranfahrenden Fahrzeugs zur Zeit der Ausführung des vorstehend erwähnten TJP zu steuern. Ferner kann die Steuereinheit 805 ein Schild auf der Basis des Analyseergebnisses des Frontbildes des Fahrzeugs erkennen und die integrierte Steuereinheit 12050 über das Erkennungsergebnis benachrichtigen. Folglich ist die integrierte Steuereinheit 12050 beispielsweise in der Lage, die Geschwindigkeitsbegrenzung gemäß dem Erkennungsergebnis des Schildes zu erkennen und die Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß der Geschwindigkeitsbegrenzung zur Zeit der Ausführung des vorstehend erwähnten TJP zu steuern. Ebenso ist die Steuereinheit 805 auch in der Lage, eine Einfahrt und Ausfahrt einer Autobahn, ob das fahrende Fahrzeug eine Kurve erreicht hat oder nicht, und dergleichen zu erkennen, und das Erkennungsergebnis kann für die Fahrzeugsteuerung durch die integrierte Steuereinheit 12050 verwendet werden.
Ferner ist die Steuereinheit 805 auch in der Lage, auf der Basis des Analyseergebnisses des Frontbildes des Fahrzeugs die Lichtquelle zu erkennen, die sich vor dem Fahrzeug befindet. Das heißt, in dem Fall, in dem die integrierte Steuereinheit 12050 über das Erkennungsergebnis der Lichtquelle benachrichtigt wird, ist die integrierte Steuereinheit 12050 in der Lage, die gemeldeten Informationen zum Verwirklichen der vorstehend erwähnten IHC zu verwenden. Als spezielles Beispiel ist die integrierte Steuereinheit 12050 in der Lage, die Menge an Licht eines Scheinwerfers gemäß der Lichtmenge der erkannten Lichtquelle zu steuern. Als anderes Beispiel ist die integrierte Steuereinheit 12050 ferner auch in der Lage, die Menge an Licht von irgendeinem des rechten und des linken Scheinwerfers gemäß der Position der erkannten Lichtquelle zu steuern.
Wie vorstehend beschrieben, ist ferner durch Anwenden einer Halbleiterabbildungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform beispielsweise in dem Fall, in dem eine Anomalie in der Halbleiterabbildungsvorrichtung 803 aufgetreten ist, die Steuereinheit 805 in der Lage, die Anomalie auf der Basis von Informationen zu detektieren, die aus der Halbleiterabbildungsvorrichtung 803 ausgegeben werden. Daher benachrichtigt die Steuereinheit 805 beispielsweise die integrierte Steuereinheit 12050 über das Detektionsergebnis der Anomalie der Halbleiterabbildungsvorrichtung 803 über das Netz im Fahrzeug und folglich ist die integrierte Steuereinheit 12050 in der Lage, verschiedene Typen von Steuerung zum Sicherstellen der Sicherheit auszuführen.
Als spezielles Beispiel kann die integrierte Steuereinheit 12050 über verschiedene Ausgabeeinrichtungen den Benutzer informieren, dass eine Anomalie in der Halbleiterabbildungsvorrichtung 803 aufgetreten ist. Es ist zu beachten, dass Beispiele der Ausgabeeinrichtung den Audiolautsprecher 12061, den Anzeigeabschnitt 12062 und das Instrumentenbrett 12063, die in 30 gezeigt sind, umfassen.
Als anderes Beispiel kann die integrierte Steuereinheit 12050 ferner in dem Fall, in dem sie erkennt, dass eine Anomalie in der Halbleiterabbildungsvorrichtung 803 aufgetreten ist, den Betrieb des Fahrzeugs auf der Basis des Erkennungsergebnisses steuern. Als spezielleres Beispiel kann die integrierte Steuereinheit 12050 eine sogenannte automatische Steuerfunktion wie z. B. den vorstehend erwähnten TJP und LKA einschränken. Ferner kann die integrierte Steuereinheit 12050 eine Steuerung zum Sicherstellen der Sicherheit wie z. B. eine Begrenzung der Fahrzeuggeschwindigkeit ausführen.
Wie vorstehend beschrieben, ist es durch Anwenden der Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung auf ein System im Fahrzeug eines sich bewegenden Objekts wie z. B. eines Kraftfahrzeugs möglich, selbst in dem Fall, in dem eine Anomalie in der Halbleiterabbildungsvorrichtung 803 auftritt und es schwierig geworden ist, zu bewirken, dass verschiedene Typen von Verarbeitung normal arbeiten, die Anomalie zu detektieren. Daher ist es beispielsweise möglich, gemäß dem Detektionsergebnis der Anomalie die Ausführung von verschiedenen Maßnahmen zum Sicherstellen der Sicherheit, wie z. B. Informieren des Benutzers über Benachrichtigungsinformationen in Bezug auf die Anomalie und Steuern des Betriebs der Konfiguration in Bezug auf verschiedene Typen von Erkennungsverarbeitung, zu verwirklichen.
«5. Schlussfolgerung»
Obwohl vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen im Einzelnen beschrieben wurden, ist der technische Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung nicht auf solche Beispiele begrenzt. Es ist offensichtlich, dass der Fachmann auf dem Gebiet der vorliegenden Offenbarung verschiedene Modifikationen oder Veränderungen innerhalb des in den Ansprüchen beschriebenen Schutzbereichs der technischen Idee entwickeln könnte, und natürlich ist selbstverständlich, dass diese auch innerhalb des technischen Schutzbereichs der vorliegenden Offenbarung liegen.
Ferner sind die in der vorliegenden Patentbeschreibung beschriebenen Effekte lediglich erläuternd oder beispielhaft und nicht begrenzend. Das heißt, die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann andere Effekte, die für den Fachmann auf dem Gebiet aus der Beschreibung der vorliegenden Patentbeschreibung ersichtlich sind, zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Effekten oder anstelle der vorstehend erwähnten Effekte aufweisen.
Es ist zu beachten, dass auch die folgenden Konfigurationen innerhalb des technischen Schutzbereichs der vorliegenden Offenbarung liegen.

(1) Eine Abbildungseinrichtung, die Folgendes umfasst:
- mehrere Pixel;
- eine Steuereinheit, die die Belichtung durch jedes der mehreren Pixel steuert; und
- eine Verarbeitungseinheit, die einen vorbestimmten Test in einer dritten Periode ausführt, wobei die dritte Periode vorliegt, nachdem das Lesen eines Pixelsignals auf der Basis eines Ergebnisses der letzten Belichtung in einer ersten Periode vollendet ist, wobei die Belichtung eines oder mehrerer Male durch zumindest einen Teil der mehreren Pixel in der ersten Periode ausgeführt wird, wobei die dritte Periode vorliegt, bevor die erste Belichtung in einer zweiten Periode gestartet wird, wobei die zweite Periode nach der ersten Periode liegt, wobei die Belichtung eines oder mehrerer Male in der zweiten Periode ausgeführt wird.
(2) Die Abbildungseinrichtung gemäß dem obigen (1), wobei jede der ersten Periode und der zweiten Periode eine Einheitsrahmenperiode ist, die einer vorbestimmten Rahmenrate entspricht.
(3) Die Abbildungseinrichtung gemäß dem obigen (2), wobei die dritte Periode gemäß einer vertikalen Austastperiode in der Einheitsrahmenperiode festgelegt wird.
(4) Die Abbildungseinrichtung gemäß dem obigen (3), wobei die Belichtung mehrerer Male durch die mehreren Pixel in der Einheitsrahmenperiode ausgeführt wird, und eine gesamte Belichtungszeit bei der Belichtung der mehreren Male kürzer ist als die Einheitsrahmenperiode.
(5) Die Abbildungseinrichtung gemäß dem obigen (4), wobei die vertikale Austastperiode gemäß einem Belichtungsverhältnis zwischen der Belichtung der mehreren Male bestimmt wird.
(6) Die Abbildungseinrichtung gemäß irgendeinem der obigen (1) bis (5), wobei die Steuereinheit für jede von Reihen einen Startzeitpunkt der Belichtung durch jedes der mehreren Pixel, die zweidimensional in einer Matrix angeordnet sind, steuert, und die Verarbeitungseinheit für jede der Reihen den Test in der dritten Periode ausführt, wobei die dritte Periode vorliegt, nachdem das Lesen des Pixelsignals auf der Basis des Ergebnisses der letzten Belichtung in der ersten Periode durch Pixel, die in der Reihe enthalten sind, vollendet ist, wobei die dritte Periode vorliegt, bevor die erste Belichtung in der zweiten Periode gestartet wird.
(7) Die Abbildungseinrichtung gemäß irgendeinem der obigen (1) bis (6), wobei die Verarbeitungseinheit als Test einen Test an dem Teil der mehreren Pixel ausführt.
(8) Die Abbildungseinrichtung gemäß irgendeinem der obigen (1) bis (7), die ferner Folgendes umfasst eine Ansteuerschaltung, die ein Ansteuersignal zu jedem der mehreren Pixel zuführt, wobei die Verarbeitungseinheit als Test einen Test an der Ansteuerschaltung ausführt.
(9) Die Abbildungseinrichtung gemäß irgendeinem der obigen (1) bis (8), die ferner Folgendes umfasst eine AD-Umwandlungseinheit, die ein analoges Pixelsignal, das vom Pixel gelesen wird, in ein digitales Signal umwandelt, wobei die Verarbeitungseinheit als Test einen Test an der AD-Umwandlungseinheit ausführt.
(10) Die Abbildungseinrichtung gemäß irgendeinem der obigen (1) bis (9), wobei die Verarbeitungseinheit als Test einen Test an einer Verdrahtung ausführt, die mit dem Teil der mehreren Pixel verbunden ist.
(11) Die Abbildungseinrichtung gemäß irgendeinem der obigen (1) bis (10), die ferner Folgendes umfasst eine Ausgabesteuereinheit, die eine Steuerung durchführt, um an ein vorbestimmtes Ausgabeziel Informationen auszugeben, die einem Ergebnis des Tests entsprechen.
(12) Die Abbildungseinrichtung gemäß irgendeinem der Obigen (1) bis (11), die ferner Folgendes umfasst eine Korrekturverarbeitungseinheit, die gemäß einem Ergebnis des Tests das aus zumindest dem Teil der mehreren Pixel ausgegebene Pixelsignal korrigiert.
(13) Eine Steuereinrichtung, die Folgendes umfasst:
- eine Steuereinheit, die die Belichtung durch jedes von mehreren Pixeln steuert; und
- eine Verarbeitungseinheit, die einen Test an zumindest einem Teil der mehreren Pixel in einer dritten Periode ausführt, wobei die dritte Periode vorliegt, nachdem das Lesen eines Pixelsignals auf der Basis eines Ergebnisses der letzten Belichtung in einer ersten Periode vollendet ist, wobei die Belichtung eines oder mehrerer Male durch zumindest den Teil der mehreren Pixel in der ersten Periode ausgeführt wird, wobei die dritte Periode vorliegt, bevor die erste Belichtung in einer zweiten Periode gestartet wird, wobei die zweite Periode nach der ersten Periode liegt, wobei die Belichtung eines oder mehrerer Male in der zweiten Periode ausgeführt wird.
(14) Eine Steuereinrichtung gemäß dem obigen (13), die ferner Folgendes umfasst eine Ausgabesteuereinheit, die eine Steuerung durchführt, um Informationen, die einem Ergebnis des Tests entsprechen, an eine vorbestimmte Ausgabeeinheit zu übergeben.
(15) Eine Steuereinrichtung gemäß dem obigen (13) oder (14), die ferner Folgendes umfasst eine Korrekturverarbeitungseinheit, die gemäß einem Ergebnis des Tests ein Bild auf der Basis eines Ergebnisses des Lesens des Pixelsignals von jedem der mehreren Pixel korrigiert.
(16) Ein Steuerverfahren, das Folgendes umfasst:
- durch einen Computer
- Steuern der Belichtung durch jedes von mehreren Pixeln; und
- Ausführen eines Tests an zumindest einem Teil der mehreren Pixel in einer dritten Periode, wobei die dritte Periode vorliegt, nachdem das Lesen eines Pixelsignals auf der Basis eines Ergebnisses der letzten Belichtung in einer ersten Periode vollendet ist, wobei die Belichtung eines oder mehrerer Male durch zumindest den Teil der mehreren Pixel in der ersten Periode ausgeführt wird, wobei die dritte Periode vorliegt, bevor die erste Belichtung in einer zweiten Periode gestartet wird, wobei die zweite Periode nach der ersten Periode liegt, wobei die Belichtung eines oder mehrerer Male in der zweiten Periode ausgeführt wird.

Bezugszeichenliste

1, 1a, 1c, 1d: Halbleiterabbildungseinrichtung
2, 2c: Pixel
2a: Blindpixel
3: Pixelmatrixeinheit
4: Adressenaufzeichnungseinrichtung
5: Pixelzeitablaufansteuerschaltung
6: Spaltensignalverarbeitungsschaltung
7: Sensor-Controller
8: Erzeugungsschaltung für ein analoges Potential
101: Steuereinheit
111: Pixelmatrixeinheit
112: Auswahleinheit
114: Konstantstromschaltungseinheit
121, 122: Pixel
131, 132, 133: Schalter
141: Komparator
143: Zähler
152: Knoten
153: Zähler
161, 162: MOS-Transistor
211: Sensordateneinheit
221: Sensordateneinheit
401: DSP

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2008/0158363 [0005]

Claims

Abbildungssystem, das Folgendes umfasst: eine Abbildungseinrichtung, die an einem Fahrzeug montiert ist und ein Bild durch Abbilden eines Bereichs um das Fahrzeug erzeugt; und eine Verarbeitungseinrichtung, die am Fahrzeug montiert ist und eine Verarbeitung in Bezug auf eine Funktion der Steuerung des Fahrzeugs ausführt, wobei die Abbildungseinrichtung mehrere Pixel, eine Steuereinheit, die die Belichtung durch jedes der mehreren Pixel steuert, und eine Verarbeitungseinheit, die einen vorbestimmten Test ausführt, umfasst, die Steuereinheit die Belichtung so steuert, dass das Lesen eines Pixelsignals in einer zweiten Periode gestartet wird, nachdem das Lesen eines Pixelsignals in einer ersten Periode vollendet ist, wobei die Belichtung eines oder mehrerer Male durch zumindest einen Teil der mehreren Pixel in der ersten Periode ausgeführt wird, wobei die Belichtung eines oder mehrerer Male in der zweiten Periode ausgeführt wird, die Verarbeitungseinheit den vorbestimmten Test in einer dritten Periode ausführt, wobei die dritte Periode zwischen dem Lesen des Pixelsignals in der ersten Periode und dem Lesen des Pixelsignals in der zweiten Periode liegt, und die Verarbeitungseinrichtung auf der Basis eines Ergebnisses des vorbestimmten Tests die Funktion der Steuerung des Fahrzeugs einschränkt.
Abbildungssystem nach Anspruch 1, wobei die Verarbeitungseinheit auf einer Basis eines Ergebnisses des vorbestimmten Tests einen Ausfallzustand der Abbildungseinrichtung detektiert, und die Verarbeitungseinrichtung, wenn der Ausfallzustand der Abbildungseinrichtung detektiert wird, die Funktion der Steuerung des Fahrzeugs einschränkt.
Abbildungssystem nach Anspruch 1, wobei ein Insasse, wenn die Funktion der Steuerung des Fahrzeugs eingeschränkt wird, darüber benachrichtigt wird, dass die Funktion der Steuerung des Fahrzeugs eingeschränkt wird.
Abbildungssystem nach Anspruch 1, wobei jede der ersten Periode und der zweiten Periode eine Einheitsrahmenperiode ist, die einer vorbestimmten Rahmenrate entspricht.
Abbildungssystem nach Anspruch 4, wobei die dritte Periode gemäß einer vertikalen Austastperiode in der Einheitsrahmenperiode festgelegt wird.
Abbildungssystem nach Anspruch 4, wobei die Belichtung mehrerer Male durch die mehreren Pixel in der Einheitsrahmenperiode ausgeführt wird, und eine gesamte Belichtungszeit bei der Belichtung der mehreren Male kürzer ist als die Einheitsrahmenperiode.
Abbildungssystem nach Anspruch 5, wobei die vertikale Austastperiode gemäß einem Belichtungsverhältnis zwischen der Belichtung der mehreren Male bestimmt wird.
Abbildungssystem nach Anspruch 1, wobei die Verarbeitungseinheit den vorbestimmten Test zwischen dem Lesen des Pixelsignals in der ersten Periode und der Ausblendung des Pixelsignals in der zweiten Periode in der dritten Periode ausführt.
Abbildungssystem nach Anspruch 8, wobei die Steuereinheit für jede der Reihen einen Startzeitpunkt der Belichtung durch jedes der mehreren Pixel, die in einer Matrix zweidimensional angeordnet sind, steuert, und die Verarbeitungseinheit für jede der Reihen den Test in der dritten Periode ausführt.
Abbildungssystem nach Anspruch 1, wobei die dritte Periode eine vertikale Austastperiode ist.
Verarbeitungssystem nach Anspruch 1, wobei die Verarbeitungseinheit als Test einen Test an dem Teil der mehreren Pixel ausführt.
Abbildungssystem nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst eine Ansteuerschaltung, die ein Ansteuersignal zu jedem der mehreren Pixel zuführt, wobei die Verarbeitungseinheit als Test einen Test an der Ansteuerschaltung ausführt.
Abbildungssystem nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst eine AD-Umwandlungseinheit, die ein analoges Pixelsignal, das vom Pixel gelesen wird, in ein digitales Signal umwandelt, wobei die Verarbeitungseinheit als Test einen Test an der AD-Umwandlungseinheit ausführt.
Abbildungssystem nach Anspruch 1, wobei die Verarbeitungseinheit als Test einen Test an einer Verdrahtung ausführt, die mit dem Teil der mehreren Pixel verbunden ist.
Abbildungssystem nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst eine Ausgabesteuereinheit, die eine Steuerung durchführt, um an ein vorbestimmtes Ausgabeziel Informationen auszugeben, die einem Ergebnis des Tests entsprechen.
Abbildungssystem nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst eine Korrekturverarbeitungseinheit, die gemäß einem Ergebnis des Tests das aus zumindest dem Teil der mehreren Pixel ausgegebene Pixelsignal korrigiert.
Abbildungssystem nach Anspruch 1, wobei die mehreren Pixel auf einem ersten Substrat angeordnet sind, und die Steuereinheit und die Verarbeitungseinheit auf einem zweiten Substrat angeordnet sind, das mit dem ersten Substrat gestapelt ist.
Abbildungssystem nach Anspruch 17, das ferner Folgendes umfasst: eine Pixelsteuerleitung, die auf dem ersten Substrat angeordnet ist und mit den mehreren Pixeln verbunden ist; und eine Ansteuerschaltung, die auf dem zweiten Substrat angeordnet ist und ein Ansteuersignal zu jedem der mehreren Pixel zuführt, wobei ein Ende der Pixelsteuerleitung mit der Ansteuerschaltung über eine erste Verbindungselektrode verbunden ist, ein anderes Ende der Pixelsteuerleitung mit der Verarbeitungseinheit über eine zweite Verbindungselektrode verbunden ist, die Ansteuerschaltung das Ansteuersignal zur Pixelsteuerleitung über die erste Verbindungselektrode zuführt, und die Verarbeitungseinheit den Test auf einer Basis des über die erste Verbindungselektrode, die Pixelsteuerleitung und die zweite Verbindungselektrode zugeführten Ansteuersignals ausführt.
Abbildungssystem nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst eine Ausgabeeinheit, die Informationen ausgibt, die einem Ergebnis des vorbestimmten Tests entsprechen.
Abbildungssystem nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst eine Korrekturverarbeitungseinheit, die gemäß einem Ergebnis des vorbestimmten Tests ein Bild auf der Basis eines Ergebnisses des Lesens des Pixelsignals von jedem der mehreren Pixel korrigiert.
Abbildungseinrichtung, die Folgendes umfasst: mehrere Pixel; eine Steuereinheit, die die Belichtung durch jedes der mehreren Pixel steuert; und eine Verarbeitungseinheit, die einen vorbestimmten Test ausführt, wobei die Steuereinheit die Belichtung so steuert, dass das Lesen eines Pixelsignals in einer zweiten Periode gestartet wird, nachdem das Lesen eines Pixelsignals in einer ersten Periode vollendet ist, wobei die Belichtung eines oder mehrerer Male durch zumindest einen Teil der mehreren Pixel in der ersten Periode ausgeführt wird, wobei die Belichtung eines oder mehrerer Male in der zweiten Periode ausgeführt wird, und die Verarbeitungseinheit den vorbestimmten Test in einer dritten Periode ausführt, wobei die dritte Periode zwischen dem Lesen des Pixelsignals in der ersten Periode und dem Lesen des Pixelsignals in der zweiten Periode liegt.
Abbildungseinrichtung nach Anspruch 21, wobei jede der ersten Periode und der zweiten Periode eine Einheitsrahmenperiode ist, die einer vorbestimmten Rahmenrate entspricht.
Abbildungseinrichtung nach Anspruch 22, wobei die dritte Periode gemäß einer vertikalen Austastperiode in der Einheitsrahmenperiode festgelegt ist.
Abbildungseinrichtung nach Anspruch 23, wobei die Belichtung mehrerer Male durch die mehreren Pixel in der Einheitsrahmenperiode ausgeführt wird, und eine gesamte Belichtungszeit bei der Belichtung der mehreren Male kürzer ist als die Einheitsrahmenperiode.
Abbildungseinrichtung nach Anspruch 24, wobei die vertikale Austastperiode gemäß einem Belichtungsverhältnis zwischen der Belichtung der mehreren Male bestimmt ist.
Abbildungseinrichtung nach Anspruch 21, wobei die Verarbeitungseinheit den vorbestimmten Test zwischen dem Lesen des Pixelsignals in der ersten Periode und dem Ausblenden des Pixelsignals in der zweiten Periode in der dritten Periode ausführt.
Abbildungseinrichtung nach Anspruch 21, wobei die Steuereinheit für jede der Reihen einen Startzeitpunkt der Belichtung durch jedes der mehreren Pixel, die zweidimensional in einer Matrix angeordnet sind, steuert, und die Verarbeitungseinheit für jede der Reihen den Test in der dritten Periode ausführt.
Abbildungseinrichtung nach Anspruch 21, wobei die dritte Periode eine vertikale Austastperiode ist.
Abbildungseinrichtung nach Anspruch 21, wobei die Verarbeitungseinheit als Test einen Test an dem Teil der mehreren Pixel ausführt.
Abbildungseinrichtung nach Anspruch 21, die ferner Folgendes umfasst eine Ansteuerschaltung, die ein Ansteuersignal zu jedem der mehreren Pixel zuführt, wobei die Verarbeitungseinheit als Test einen Test an der Ansteuerschaltung ausführt.
Abbildungseinrichtung nach Anspruch 21, die ferner Folgendes umfasst eine AD-Umwandlungseinheit, die ein analoges Pixelsignal, das vom Pixel gelesen wird, in ein digitales Signal umwandelt, wobei die Verarbeitungseinheit als Test einen Test an der AD-Umwandlungseinheit ausführt.
Abbildungseinrichtung nach Anspruch 21, wobei die Verarbeitungseinheit als Test einen Test an einer Verdrahtung ausführt, die mit dem Teil der mehreren Pixel verbunden ist.
Abbildungseinrichtung nach Anspruch 21, die ferner Folgendes umfasst eine Ausgabesteuereinheit, die eine Steuerung durchführt, um an ein vorbestimmtes Ausgabeziel Informationen auszugeben, die einem Ergebnis des Tests entsprechen.
Abbildungseinrichtung nach Anspruch 21, die ferner Folgendes umfasst eine Korrekturverarbeitungseinheit, die gemäß einem Ergebnis des Tests das aus zumindest dem Teil der mehreren Pixel ausgegebene Pixelsignal korrigiert.
Abbildungseinrichtung, die Folgendes umfasst: mehrere Pixel; eine Steuereinheit, die die Belichtung durch jedes der mehreren Pixel steuert; und eine Verarbeitungseinheit, die einen vorbestimmten Test in einer dritten Periode ausführt, wobei die dritte Periode vorliegt, nachdem das Lesen eines Pixelsignals auf der Basis eines Ergebnisses der letzten Belichtung in einer ersten Periode vollendet ist, wobei die Belichtung eines oder mehrerer Male durch zumindest einen Teil der mehreren Pixel in der ersten Periode ausgeführt wird, wobei die dritte Periode vorliegt, bevor die erste Belichtung in einer zweiten Periode gestartet wird, wobei die zweite Periode nach der ersten Periode liegt, wobei die Belichtung eines oder mehrerer Male in der zweiten Periode ausgeführt wird.