JP2019012752A - 撮像装置、撮像システム、移動体 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施例における撮像装置の概略構成を示すブロック図である。図2は、本実施例による撮像装置における画素の構成例を示す回路図である。図3は、本実施例による撮像装置の駆動方法を示すタイミング図である。
図4(a)は、画素105、110、111の上面図である。図2で示した部材と同じ機能を有する部材については、図2で付した符号と同じ符号が図4(a)においても付されている。
電圧供給線112と電圧供給線113とがショートすると、画素111の半導体領域303Aと画素110の半導体領域303Bとに供給される電圧が所定の値とは異なるものとなる。これにより、画素110、画素111が出力する信号の値が所定の値とは異なるものとなる。この結果、撮像装置が不図示の故障判定回路により、故障と判定される。しかし、有効画素の動作が正常であるにもかかわらず、故障と判定されることとなる。よって、電圧供給線112と電圧供給線113がショートすると、有効画素の動作に対する正常な故障判定が行われなくなる。
なお、本実施例では、各画素に選択トランジスタM4が設けられていた。他の例として、各画素が選択トランジスタM4を有さない形態とすることができる。この場合には、第2配線である垂直出力線108は、増幅トランジスタM3のソースに接続される。また、信号を出力する画素行の選択は、リセットトランジスタM2のドレインに接続される電源電圧端子VDDの電位を変更することによって可能である。つまり、信号を出力しない画素行である、非選択の画素行に対しては、電源電圧端子VDDの電位を、増幅トランジスタM3がオフするための電位(オフ電位)とする。そして、リセットトランジスタM2をオンとし、フローティングディフュ−ジョンFDに、オフ電位を与える。これにより、オフ電位が与えられた増幅トランジスタM3はオフ状態となる。一方、信号を出力する画素行に対しては、電源電圧端子VDDの電位を、増幅トランジスタM3がオンするための電位(オン電位)とする。そして、リセットトランジスタM2をオンとし、フローティングディフュ−ジョンFDに、オン電位を与える。これにより、オン電位が与えられた増幅トランジスタM3はオン状態となって、垂直出力線108に信号を出力する。
本実施例では、画素111は、1つの故障検出用VIA313Aと、1つの故障検出用CNT315Aとを備えていた。(画素110についても同様)
図4(a)で説明した画素の上面について、さらに光電変換部を中心に、図5を用いて説明する。
半導体領域303Aの導電型がN型であるとすると、半導体領域502の導電型はP型である。このため、半導体領域502は半導体領域303Aに比べて低い電位となっている。つまり、半導体領域502の電位は、転送ゲート304Aのオフ時の電位と、半導体領域303Aの電位との間の電位となっている。半導体領域502が形成されていない場合には、転送ゲート304Aには、転送ゲート304と半導体領域303Aとの間の電位差に対応する電界が印加されている。一方、本実施例では半導体領域502を備えることにより、転送ゲート304には、転送ゲート304と半導体領域502との間の電位差に対応する電界に緩和される。これにより、故障検出用の画素111の転送トランジスタM2の故障を生じにくくさせることができる。つまり、本実施例の画素構成は、画素111の故障を生じにくくすることができる。また、本実施例の撮像装置は、製造不良を生じにくくさせることができる。これにより、本実施例の撮像装置は、撮像装置の製造の歩留りを向上させることができる効果も得られる。
本実施例の撮像装置について、実施例1と異なる点を中心に説明する。
本実施例の撮像装置について、実施例1と異なる点を中心に説明する。
図10は、本実施例による撮像システム500の構成を示すブロック図である。本実施例の撮像システム500は、上述の各実施例で述べた撮像装置のいずれかの構成を適用した撮像装置200を含む。撮像システム500の具体例としては、デジタルスチルカメラ、デジタルカムコーダー、監視カメラ等が挙げられる。図10に、上述の各実施例のいずれかの撮像装置を撮像装置200として適用したデジタルスチルカメラの構成例を示す。
本実施例の撮像システム及び移動体について、図11及び図12を用いて説明する。
本発明は、上記実施例に限らず種々の変形が可能である。
上述の実施例は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらの例示によって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならない。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な態様で実施することができる。また、これまで述べた各実施例を種々組み合わせて実施することができる。
11 第2領域(故障検出用画素領域)
20 画素アレイ
108 垂直出力線
112、113 電圧供給線
201、301 画素電源配線
203A、303A 第1導電型の半導体領域(光電変換部PDの一部)
204A、304A 転送ゲート
205A、305A 第1導電型の半導体領域(転送トランジスタの一部)
211、311 FD接続配線
402、502 第2導電型の半導体領域
503 第1導電型の半導体領域(半導体領域303Aよりも高い不純物濃度を備える)
315A コンタクト
Claims (11)
- 複数行および複数列に渡って配された複数の画素を有する画素アレイを備える撮像装置であって、
前記複数の画素は、第1検出画素と、第2検出画素と、有効画素とを有し、
前記第1検出画素と前記第2検出画素の各々は、第1導電型の第1半導体領域と、前記第1導電型の第2半導体領域と、前記第1半導体領域と前記第2半導体領域とに接続された転送ゲートと、前記第2半導体領域に接続された増幅トランジスタとを有し、
前記撮像装置は、
前記有効画素に接続された第1配線および第2配線と、
前記第1検出画素の前記第1半導体領域と、第1電位を供給する第3配線と、
前記第2検出画素の前記第1半導体領域に、第2電位を供給する第4配線とを有し、
前記第1配線と前記第2配線のそれぞれは、前記画素アレイにおいて第1方向に沿って延在する部分配線を備え、前記第1配線の部分配線と前記第2配線の部分配線は互いに隣り合い、
前記第3配線と前記第4配線のそれぞれは、前記画素アレイにおいて前記第1方向に沿って延在する部分配線を備え、
平面視において、前記第3配線の部分配線と、前記第4配線の部分配線の間隔が、前記第1配線の部分配線と前記第2配線の部分配線の間隔よりも長いことを特徴とする撮像装置。 - 前記有効画素は、光電変換部と、複数のトランジスタを有し、
前記第1配線と前記第2配線のそれぞれは、前記有効画素の前記複数のトランジスタのいずれかに接続されており、
前記有効画素は前記複数のトランジスタとして、増幅トランジスタと、前記光電変換部および前記増幅トランジスタに接続された転送トランジスタとを有することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記撮像装置は、複数の前記有効画素を有し、
前記複数の有効画素は、第1の有効画素と第2の有効画素とを有し、
前記第1の有効画素と前記第2の有効画素のそれぞれの前記第2半導体領域は前記第1配線の部分配線によって接続されており、
前記第2配線が、前記有効画素に電源電圧を供給する配線、あるいは、前記有効画素が出力する信号を伝送する配線であることを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。 - 前記撮像装置は、複数の前記有効画素を有し、
前記複数の有効画素は、第1の有効画素と第2の有効画素とを有し、
前記第1有効画素の前記第2有効画素のそれぞれの前記第2半導体領域は接続配線によって接続されており、
前記接続配線は、前記第1方向に沿って延在する部分配線を有し、
平面視において、前記第3配線の部分配線と、前記第4配線の部分配線の間隔が、前記第1配線と前記第2配線の一方の部分配線と、前記接続配線の部分配線の間隔よりも長いことを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。 - 前記第1有効画素と前記第2有効画素の各々は前記複数のトランジスタとして、前記増幅トランジスタに接続された選択トランジスタをさらに有し、
前記第1配線が、前記増幅トランジスタに接続され、
前記第2配線が、前記選択トランジスタに接続されていることを特徴とする請求項3または4に記載の撮像装置。 - 前記第1配線は、前記第1有効画素と前記第2有効画素とに電源電圧を供給する配線であり、
前記第2配線は、前記第1有効画素と前記第2有効画素のそれぞれから、信号が出力される配線であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記第3配線の部分配線と、前記第4配線の部分配線との間に、前記第1方向に沿って延在するとともに、所定の電位が供給される第5配線をさらに備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記第3配線の部分配線の幅は、前記第1配線の部分配線および前記第2配線の部分配線の幅よりも太く、
前記第4配線の部分配線の幅は、前記第1配線の部分配線および前記第2配線の部分配線の幅よりも太いことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記第3配線の部分配線と、前記第1半導体領域は、第1コンタクトを介して接続され、
さらに、前記第3配線の部分配線と、前記第1半導体領域は、前記第1コンタクトが設けられた高さと同じ高さに設けられた第2コンタクトを介して接続されることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 請求項1〜9のいずれか1項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置が出力する信号を処理することによって画像を生成する信号処理部とを有することを特徴とする撮像システム。 - 請求項1〜9のいずれか1項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置からの信号に基づく視差画像から、対象物までの距離情報を取得する距離情報取得手段と、を有する移動体であって、
前記距離情報に基づいて前記移動体を制御する制御手段をさらに有することを特徴とする移動体。
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