JP6800682B2 - 撮像装置、撮像システムおよび移動体 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置、撮像システムおよび移動体に関する。

特許文献１には、画素アレイ部と、温度センサとしてのダイオードとを搭載し、ダイオード電流を変化させた時のダイオード電圧の差分に基づいて温度計測値を求めることで温度測定の精度を向上させることが記載されている。

特開２０１２−１５１６６４号公報

特許文献１に記載された発明によれば、ダイオードの電流電圧特性が一次近似式で表すことができないことに起因する測定誤差は低減される。しかしながら、特許文献１に記載された発明では、製造誤差等に起因して生じうる装置内の素子や信号のばらつきに起因して取得温度値が真値からずれることについては考慮されていない。温度をより正確に検出するためには、製造誤差等に起因する誤差の影響を低減するための技術が求められる。

本発明は、温度をより高精度に検出するために有利な技術を提供することを目的とする。

本発明の１つの側面は、撮像装置に係り、前記撮像装置は、基板に配された複数の画素と、前記基板に配され、温度信号を出力する温度信号出力部と、前記基板に配され、前記温度信号を補正するための参照信号を出力する参照信号出力部と、を備え、前記温度信号出力部は、温度センサからの出力信号をＡＤ変換することによって前記温度信号を生成する第１ＡＤ変換器を含み、前記参照信号出力部は、アナログ参照信号をＡＤ変換することによって前記参照信号を生成する第２ＡＤ変換器を含み、前記参照信号の温度依存性は、前記温度信号の温度依存性より小さく、前記温度信号出力部および前記参照信号出力部は、前記基板における互いに異なる領域に配される。

本発明によれば、温度をより高精度に検出するために有利な技術が提供される。

第１実施形態の撮像装置および撮像システムの構成を示す図。 画素の構成例を示す図。 撮像装置の一部を具体化した例を示す図。 信号の読み出しのタイミングを示す図。 温度検出素子の構成例を示す断面図。 撮像システムの動作例を示す図。 第２実施形態の撮像装置の構成を示す図。 移動体の構成例を示す図。 移動体のシステム構成を示す図。

以下、添付図面を参照しながら本発明をその例示的な実施形態を通して説明する。

図１には、本発明の第１実施形態の撮像装置１０および撮像システム３０の構成が示されている。撮像システム３０は、撮像装置１０および演算部２０を含みうる。撮像装置１０は、画像を撮像する他、温度を示す温度信号および該温度信号を補正するための参照信号を出力するように構成されうる。演算部２０は、該温度信号を該参照信号に基づいて補正することによって、補正された温度を求めるように構成されうる。

撮像装置１０は、温度信号および参照信号をアナログ信号の形式で出力してもよいし、デジタル信号の形式で出力してもよいが、以下では、撮像装置１０が温度信号および参照信号をデジタル信号の形式で出力する例を説明する。なお、第１実施形態において、撮像装置および撮像システムという用語が相互に区別して使用されているが、これらは演算部の有無に注目した便宜的な表現に過ぎず、第１実施形態における撮像システム３０を撮像装置と呼ぶこともできる。

撮像装置１０は、画素アレイ１０１、垂直選択回路１０２、複数の列回路１０３、センサ回路１２３ａ、１２３ｂ、水平選択回路１０４、信号処理回路１０５、温度センサ１０６、参照波発生回路３１２およびカウンタ３１４を備えうる。その他、撮像装置１０は、タイミングジェネレータ１０９を備えうる。後述されるように、タイミングジェネレータ１０９は、タイミングを制御するための各種の信号を発生する。画素アレイ１０１、垂直選択回路１０２、列回路１０３、センサ回路１２３ａ、１２３ｂ、水平選択回路１０４、信号処理回路１０５、温度センサ１０６、参照波発生回路３１２、カウンタ３１４、タイミングジェネレータ１０９は、１つの基板ＳＵＢに配されうる。１つの基板ＳＵＢは、例えば、半導体ウエハからダイシングによって分離された半導体チップである。

画素アレイ１０１は、複数の行および複数の列を構成するように配列された複数の画素１００を有する。同一行に配された画素１００は、共通の制御線ＣＬを介して垂直選択回路１０２から供給される制御信号によって制御される。同一列に配された画素１００は、共通の信号線ＶＬに接続される。図示されてないが、信号線ＶＬは、電流源に接続されうる。各画素１００は、例えば、ノイズ信号Ｎおよび光信号Ｓを信号線ＶＬに出力する。各信号線ＶＬは、１つの列回路１０３に接続されうる。

図１に示された例では、奇数列を構成する画素１００に接続された信号線ＶＬは、画素アレイ１０１の一方の側に配された列回路１０３に接続されている。また、偶数列を構成する画素１００に接続された信号線ＶＬは、画素アレイ１０１の他方の側に配置された列回路１０３に接続されている。しかし、これは一例に過ぎず、全ての信号線ＶＬが画素アレイ１０１の一方の側に配された列回路１０３に接続されてもよい。

各列回路１０３は、画素１００から出力されたノイズ信号および光信号のアナログ信号をそれぞれデジタル形式のノイズ信号およびアナログ信号に変換する。複数の列回路１０３のそれぞれからノイズ信号および光信号の組が出力される。水平選択回路１０４は、複数の組から１つの組を順に選択して、選択された組のノイズ信号および光信号を信号処理回路１０５に供給する。

温度センサ１０６は、後述の温度検出素子に第１電流値の電流を流したときの温度信号および参照信号を出力し、また、温度検出素子に第２電流値の電流を流したときの温度信号および参照信号を出力するように構成されうる。センサ回路１２３ａは、温度信号をデジタル形式の温度信号に変換する。センサ回路１２３ｂは、参照信号をデジタル形式の参照信号に変換する。センサ回路１２３ａおよびセンサ回路１２３ｂは、列回路１０３と同様の構成を有しうる。

信号処理回路１０５は、デジタル形式のノイズ信号および光信号の差分を演算することによって画素信号を生成するように構成されうる。また、信号処理回路１０５は、デジタル形式の温度信号をデジタル形式の参照信号に基づいて補正することによって、補正された温度を求めるように構成されうる。図１に示された例では、温度センサ１０６がセンサ回路１２３ａ、１２３ｂを介して１つの水平選択回路１０４に接続されるとともに他のセンサ回路１２３ａ、１２３ｂを介して他の水平選択回路１０４に接続されている。しかし、これは一例に過ぎず、温度センサ１０６は、センサ回路１２３ａ、１２３ｂを介して１つの水平選択回路１０４にのみ接続されてもよい。

図１に示された例では、画素アレイ１０１は、列回路１０３に接続されていない画素１００を有するが、これは一例に過ぎず、全ての画素１００がいずれの列回路１０３に接続された構成が採用されてよい。また、列回路１０３に接続されていない画素１００は、不図示の電流源に接続されてもよい。

図２には、画素１００の構成例が示されている。制御信号Ｐ＿ＲＥＳ、Ｐ＿ＴＸ１、Ｐ＿ＴＸ２、Ｐ＿ＳＥＬは、前述の制御線ＣＬを介して画素１００に供給される制御信号である。図２に示された１つの画素１００は、２つの光電変換素子２０１−１、２０１−２を有する。また、１つの画素１００は、図示されていないいが、２つの光電変換素子２０１−１、２０１−２によって共有される１つのマイクロレンズを有しうる。２つの光電変換素子２０１−１、２０１−２は、例えば、フォトダイオードでありうる。

画素１００は、電荷電圧変換部２０３（フローティングディフュージョン）および転送ＭＯＳトランジスタ２０２−１、２０２−２を有しうる。転送ＭＯＳトランジスタ２０２−１は、転送制御信号Ｐ＿ＴＸ１が活性化されることによって光電変換素子２０１−１の電荷を電荷電圧変換部２０３に転送する。転送ＭＯＳトランジスタ２０２−２は、転送制御信号Ｐ＿ＴＸ２が活性化されることによって光電変換素子２０１−２の電荷を電荷電圧変換部２０３に転送する。電荷電圧変換部２０３は、容量で構成され、電荷（電荷量）を電圧に変換する。

画素１００は、その他、リセットＭＯＳトランジスタ２０４、増幅ＭＯＳトランジスタ２０５および選択ＭＯＳトランジスタ２０６を有しうる。リセットＭＯＳトランジスタ２０４は、リセット制御信号Ｐ＿ＲＥＳが活性化されることによって、電荷電圧変換部２０３をリセット電圧にリセットする。増幅ＭＯＳトランジスタ２０５は、信号線ＶＬに接続された不図示の電流源とともにソースフォロア回路を構成し、電荷電圧変換部２０３の電圧に応じた信号を信号線ＶＬに出力する。換言すると、電荷電圧変換部２０３に転送された電荷（電荷量）に応じた信号が信号線ＶＬに出力される。選択ＭＯＳトランジスタ２０６は、選択制御信号Ｐ＿ＳＥＬが活性化されることによって、増幅ＭＯＳトランジスタ２０５と信号線ＶＬとを接続する。選択制御信号Ｐ＿ＳＥＬが活性化されることは、選択制御信号Ｐ＿ＳＥＬが供給される行の画素１００が選択されることを意味する。

画素１００の構成は、上記の例に限定されるものではない。例えば、１つの画素１００が１つの光電変換素子、１つの電荷電圧変換部、１つのリセットＭＯＳトランジスタ、１つの転送ＭＯＳトランジスタ、１つの増幅トランジスタおよび１つの選択ＭＯＳトランジスタで構成されてもよい。また、電荷電圧変換部２０３のリセット電圧を制御することによって画素１００を選択する方式においては、選択ＭＯＳトランジスタ２０６は不要である。

上記の例では、撮像装置１０がＭＯＳイメージセンサの形式で構成されているが、撮像装置１０は、ＣＣＤイメージセンサ等のような他の形式で構成されてもよい。

図３には、図１に示される撮像装置１０の一部を具体化した例が示されている。温度センサ１０６は、温度信号生成部４１１および参照信号生成部４１２を含む。温度信号生成部４１１および参照信号生成部４１２は、基板ＳＵＢにおける互いに異なる領域に配されうる。温度信号生成部４１１は、温度を示す温度信号を生成する。参照信号生成部４１２は、温度信号を補正するための参照信号を生成する。温度信号生成部４１１が生成する温度信号は、センサ回路１２３ａに供給され、参照信号生成部４１２が生成する参照信号は、センサ回路１２３ｂに供給される。温度信号生成部４１１およびセンサ回路１２３ａは、温度信号を出力する温度信号出力部４２１を構成し、参照信号生成部４１２およびセンサ回路１２３ｂは、参照信号を出力する参照信号出力部４２２を構成する。画素１００に接続された信号線ＶＬは、列回路１０３に接続される。

半導体ウエハから複数の撮像装置１０が製造される場合、温度信号を生成し出力する経路中の回路又は該経路中の回路に対して信号を供給する回路の特性は、撮像装置１０ごとに異なりうる。これは、半導体ウエハごとに製造時に発生する誤差が異なりうるからであり、又は、同一ウエハにおいても製造される素子の場所が離れていると、製造時に発生する誤差が異なりうるからである。該回路は、例えば、温度信号出力部４２１、センサ回路１２３ａ、参照波発生回路３１２、カウンタ３１４等である。

第１実施形態では、温度信号出力部４２１が出力する温度信号を補正するための参照信号を出力する参照信号出力部４２２が、温度信号出力部４２１と同一の基板ＳＵＢに配されている。参照信号出力部４２２から出力される参照信号の温度依存性は、温度信号出力部４２１から出力される温度信号の温度依存性より小さい。同一の基板ＳＵＢに配された温度信号出力部４２１および参照信号出力部４２２は、同一の製造誤差（例えば、パターンの線幅誤差）を有しうる。したがって、参照信号出力部４２２は、温度信号出力部４２１から出力される温度信号の誤差の要因となる素子と相互性を有する素子を有する。そこで、温度信号出力部４２１から出力される温度信号は、参照信号出力部４２２から出力される参照信号に基づいて補正することができる。これによって、誤差が低減、または除去された温度（補正された温度）を得ることができる。

温度信号生成部４１１から出力される第１温度信号（アナログ温度信号）は、センサ回路１２３ａに供給される。センサ回路１２３ａは、温度信号生成部４１１から供給された第１温度信号をＡＤ変換し、第１温度信号に対応するデジタル信号を温度信号（デジタル温度信号）として出力する。ここで、温度信号生成部４１１から出力される温度信号を第１温度信号と表記したが、これは温度信号出力部４２１（センサ回路１２３ａ）から出力される温度信号（デジタル温度信号）と区別するための便宜的な表現である。温度信号生成部４１１から出力される信号も、温度信号出力部４２１（センサ回路１２３ａ）から出力される信号も、温度信号である。

センサ回路１２３ａは、温度信号生成部４１１から出力される第１温度信号を増幅する第１アンプ３５０ａを有しうるが、第１アンプ３５０ａはなくてもよい。センサ回路１２３ａは、第１アンプ３５０ａを介して温度信号生成部４１１から出力される第１温度信号をデジタル信号に変換してデジタル温度信号を生成する第１ＡＤ変換器３６０ａを有しうる。第１アンプ３５０ａは、例えば、ゲインが可変のアンプである。第１アンプ３５０ａがない場合には、温度信号生成部４１１から出力される温度信号は、第１ＡＤ変換器３６０ａに入力されうる。

第１ＡＤ変換器３６０ａは、第１アンプ３５０ａから供給される増幅された第１温度信号（アナログ信号）と参照波発生回路３１２から供給される参照波Ｓｒｅｆとの比較を行う。そして、第１ＡＤ変換器３６０ａは、該比較を開始してから該比較の結果が反転するまでの時間を示すカウント値をデジタル信号として決定する。カウント値を提供するカウント値信号Ｓｃｎｔは、カウンタ３１４から供給される。カウンタ３１４は、比較の開始に応じてカウント動作（経時動作）を開始するようにタイミングジェネレータ１０９によって制御されうる。

第１ＡＤ変換器３６０ａは、例えば、比較器３１３ａおよび記憶部３１５ａを含む。比較器３１３ａは、第１アンプ３５０ａから供給される増幅された第１温度信号（アナログ信号）と参照波発生回路３１２から供給される参照波Ｓｒｅｆとの比較を行って、比較結果を示す比較結果信号ＣＲを出力する。比較結果信号ＣＲは、例えば、比較の結果が反転したときに所定期間にわたって活性化される信号でありうる。記憶部３１５ａは、比較結果信号ＣＲが活性化されたときのカウント値信号Ｓｃｎｔのカウント値を取り込んで保持する。このカウント値が、第１アンプ３５０ａから供給される増幅された第１温度信号（アナログ信号）に対応するデジタル温度信号の値である。

参照信号生成部４１２から出力される第１参照信号（アナログ参照信号）は、センサ回路１２３ｂに供給される。センサ回路１２３ｂは、センサ回路１２３ａと同一の構成を有しうる。センサ回路１２３ｂは、参照信号生成部４１２から供給された第１参照信号をＡＤ変換して、第１参照信号に対応するデジタル信号を参照信号（デジタル参照信号）として出力する。ここで、参照信号生成部４１２から出力される参照信号を第２参照信号と表記したが、これは参照信号出力部４２２（センサ回路１２３ｂ）から出力される参照信号（デジタル参照信号）と区別するための便宜的な表現である。参照信号生成部４１２から出力される信号も、参照信号出力部４２２（センサ回路１２３ｂ）から出力される信号も、参照信号である。

センサ回路１２３ｂは、参照信号生成部４１２から出力される第１参照信号を増幅する第２アンプ３５０ｂを有しうるが、第２アンプ３５０ｂはなくてもよい。センサ回路１２３ｂは、第２アンプ３５０ｂを介して参照信号生成部４１２から出力される第１参照信号をデジタル信号に変換してデジタル参照信号を生成する第２ＡＤ変換器３６０ｂを有しうる。第２アンプ３５０ｂは、例えば、ゲインが可変のアンプである。第２アンプ３５０ｂがない場合には、参照信号生成部４１２から出力される参照信号は、第２ＡＤ変換器３６０ｂに入力されうる。

第２ＡＤ変換器３６０ｂは、第２アンプ３５０ｂから供給される増幅された第１参照信号（アナログ信号）と参照波発生回路３１２から供給される参照波Ｓｒｅｆとの比較を行う。そして、第２ＡＤ変換器３６０ｂは、該比較を開始してから該比較の結果が反転するまでの時間を示すカウント値をデジタル信号として決定する。カウント値を提供するカウント値信号Ｓｃｎｔは、カウンタ３１４から供給される。

このように、第１ＡＤ変換器３６０ａおよび第２ＡＤ変換器３６０ｂには、ＡＤ変換のために共通に使用される信号（共通信号）として、共通の参照波Ｓｒｅｆおよびカウント値信号Ｓｃｎｔが供給されうる。ここで、参照波Ｓｒｅｆおよびカウント値信号Ｓｃｎｔのうちの一方のみが第１ＡＤ変換器３６０ａ、第２ＡＤ変換器３６０ｂに対して共通の信号として供給され、他方は第１ＡＤ変換器３６０ａ、第２ＡＤ変換器３６０ｂのために個別に生成されてもよい。つまり、第１ＡＤ変換器３６０ａ、第２ＡＤ変換器３６０ｂには、参照波Ｓｒｅｆおよびカウント値信号Ｓｃｎｔのうちの少なくとも一方が共通の信号として供給されうる。更に、第１アンプ３５０ａおよび第２アンプ３５０ａに対しても、第１アンプ３５０ａおよび第２アンプ３５０ａをリセットするためのリセット信号Ｐ＿ＣＡＭＰ＿ＲＳＴが共通の信号としてタイミングジェネレータ１０９から供給されうる。図３に示された例では、参照波発生回路３１２およびカウンタ３１４は、共通信号を発生する信号生成部３２０を構成する。

画素１００から信号線ＶＬを介して供給される信号を処理する列回路１０３は、センサ回路１２３ａ、１２３ｂと同一の構成を有しうる。列回路１０３は、選択された行の画素１００から信号線ＶＬに出力される信号を増幅する列アンプ３５０を有しうるが、列アンプ３５０はなくてもよい。列アンプ３５０は、例えば、ゲインが可変のアンプである。列回路１０３は、列アンプ３５０を介して画素１００から供給される信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器３６０を有しうる。列アンプ３５０がない場合には、画素１００から出力される信号は、ＡＤ変換器３６０に入力されうる。

水平選択回路１０４は、センサ回路１２３ａの記憶部３１５ａ、センサ回路１２３ｂの記憶部３１５ｂ、複数の列回路１０３のそれぞれの記憶部３１５から所定の順に読み出して信号処理回路１０５に供給するように構成されうる。水平選択回路１０４は、センサ回路１２３ａの記憶部３１５ａ、センサ回路１２３ｂの記憶部３１５ｂ、複数の列回路１０３のそれぞれの記憶部３１５のうちいずれを選択するかを決定するための走査回路を含みうる。また、水平選択回路１０４は、該走査回路によって制御される複数のスイッチで構成されうるマルチプレクサを含みうる。

信号処理回路１０５は、水平選択回路１０４から供給される信号を処理し、処理によって得られた信号を出力パッド３１６に出力する。出力パッド３１６は、基板ＳＵＢを封止するパッケージに設けられたピンに対してボンディングワイヤ等によって接続されうる
参照波発生回路３１２は、例えば、容量素子を含み、容量素子を充放電することによって参照波Ｓｒｅｆを発生しうる。容量素子の容量値は、製造工程に起因して、撮像装置１０間でばらつきうる。また、カウント値信号Ｓｃｎｔの遅延時間も、撮像装置１０間でばらつきうる。このように、撮像装置１０間で参照波Ｓｒｅｆおよび／またはカウント値信号Ｓｃｎｔがばらついた場合、同じ温度であっても、撮像装置１０間で温度信号がばらつきうる。換言すると、温度信号には、製造工程に起因する誤差が含まれうる。

そこで、撮像装置１０は、温度信号を補正するための参照信号を出力する参照信号出力部４２２を有する。参照信号出力部４２２から出力される参照信号の温度依存性は、温度信号出力部４２１から出力される温度信号の温度依存性より小さい。したがって、この温度依存性の相違を利用して、参照信号を使って温度信号を補正し補正温度を求めることができる。

補正の精度を向上させるために、温度信号を出力するセンサ回路１２３ａと参照信号を出力するセンサ回路１２３ｂとは、同一の構成を有することが好ましい。また、センサ回路１２３ａとセンサ回路１２３ｂには、共通の信号（参照波Ｓｒｅｆ、カウント値信号Ｓｃｎｔ）が供給されることが好ましい。これにより、センサ回路１２３ａ、１２３ｂにおける信号処理に誤差要因がある場合に、その誤差要因を互いに同じにすることができる。

ここで、センサ回路１２３ａの変換ゲインをＧ１、センサ回路１２３ｂの変換ゲインをＧ２とする。この変換ゲインは、アンプ３５０ａ、３５０ｂの増幅ゲインＧ_ａｍ、ＡＤ変換器３６０ａ、３６０ｂのＡＤ変換ゲインＧ_ＡＤを含む。補正温度は、（１）式で与えられうる。Ｋは典型的には係数であるが、例えば、（温度信号生成部４１１の出力値の出力×Ｇ１）の関数であってもよい。

（補正温度）＝Ｋ×（温度信号生成部４１１の出力値の出力×Ｇ１）／（参照信号生成部４１２の出力値×Ｇ２）
・・・（１）
つまり、補正温度は、センサ回路１２３ａの出力値とセンサ回路１２３ｂの出力値との比に基づいて求められうる。センサ回路１２３ａ、１２３ｂの構成を同一とし、参照波Ｓｒｅｆおよびカウント値信号Ｓｃｎｔの少なくとも一方、好ましく両方を共通の信号とすることによってＧ１、Ｇ２を略等しくすることができる。これにより、センサ回路１２３ａが有する誤差要因をセンサ回路１２３ｂが有する誤差要因によって相殺し、あるいは低減することができる。（１）式におけるＫは、（温度信号生成部４１１の出力値の出力×Ｇ１）／（参照信号生成部４１２の出力値×Ｇ２）と実際の温度との関係に基づいて決定されうる。

前述のように、温度信号出力部４２１と参照信号出力部４２２とは、同一の基板ＳＵＢに形成される。よって、製造上の誤差によって撮像装置１０ごとに素子の特性がばらついたとしても、温度信号出力部４２１と参照信号出力部４２２とにおいて、同一または類似の構成を有する素子間では特性の差異は小さい。そこで、温度信号出力部４２１を構成する素子がばらつきを生じさせうる素子であったとしても、参照信号出力部４２２を当該素子と同一または類似の構成を有する素子で構成することによって、参照信号による温度信号の補正が可能になる。

よって、式（１）に従って、温度信号出力部４２１の出力と参照信号出力部４２２の出力との比をとることで、両者に含まれるばらつき要因が相殺または低減され、温度測定の精度を向上させることができる。また、温度測定の精度を悪化させる要因がノイズを生成するような要因である場合には、温度信号出力部４２１の出力と参照信号出力部４２２の出力との差分をとることで、ノイズ信号を除去または低減することができる。

図１、図３には、センサ回路１２３ａ、１２３ｂが温度信号生成部４１１、参照信号生成部４１２に対して個別に設けられた例が示されている。しかしながら、これは一例に過ぎず、センサ回路１２３ａ、１２３ｂが設けられなくてもよいし、温度信号生成部４１１、参照信号生成部４１２に対して共通のセンサ回路が設けられてもよい。温度信号生成部４１１、参照信号生成部４１２に対して共通のセンサ回路が設けられる場合、温度信号生成部４１１、参照信号生成部４１２からの出力は、互いに異なる期間に該共通のセンサ回路によってＡＤ変換されうる。

温度信号生成部４１１は、例えば、抵抗３０１ａ、３０１ｂ、第１バッファ回路３０２ａ、温度検出素子３０３、電流制御スイッチ３０４、可変電流源３０５、および、第１増幅回路３１０ａを含みうる。抵抗３０１ａ、３０１ｂは、電源電圧ＶＤＤを分圧して所定電圧を発生し、第１バッファ回路３０２ａに供給する電圧供給回路を構成する。該所定電圧は、抵抗３０１ａ、３０１ｂの抵抗値の比によって決定されるので、温度依存性が低減される。

第１バッファ回路３０２ａは、入力電圧に従った温度検出素子３０３に出力する。第１バッファ回路３０２は、高い入力インピーダンスを有しうる。第１バッファ回路３０２ａは、例えば、ボルテージフォロア回路、または、ソースフォロア回路を含みうる。図３には、第１バッファ回路３０２ａがボルテージフォロアで構成された例が示されている。

温度検出素子３０３は、例えば、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ等のバイポーラトランジスタを含みうる。バイポーラトランジスタの電流電圧特性は、温度依存性を有し、この電流電圧特性を利用して温度を検出することができる。一例において、バイポーラトランジスタのベース電圧は２．６Ｖ、エミッタ電圧は３．３Ｖとされうる。

電流制御スイッチ３０４は、温度検出素子３０３としてのバイポーラトランジスタのエミッタ−コレクタ間に電流を流すか否かを制御するためのスイッチである。電流制御スイッチ３０４は、電流制御信号Ｐ＿ＢＩＡＳ＿ＯＮによって制御されうる。電流制御信号Ｐ＿ＢＩＡＳ＿ＯＮは、タイミングジェネレータ１０９によって生成されうる。温度信号出力部４２１を使用しない場合（温度を検出しない場合）は、バイポーラトランジスタの発光による画質の低下およびバイポーラトランジスタの発熱を防止し、また、省電力化のために電流制御スイッチ３０４がオフ状態にされうる。

可変電流源３０５は、温度検出素子３０３としてのバイポーラトランジスタのエミッタと接地線との間に配される。可変電流源３０５は、温度検出素子３０３（バイポーラトランジスタ）を流れる電流（エミッタ電流）の値を変化させることができる電流源であり、バイアス制御信号Ｐ＿ＢＩＡＳ＿ＡＤＤによって制御されうる。バイアス制御信号Ｐ＿ＢＩＡＳ＿ＡＤＤは、タイミングジェネレータ１０９によって制御されうる。

エミッタ電流を変化させた時のエミッタ電圧の差分を取得し、その差分に基づいて温度を検出することができる。このような方法によれば、バイポーラトランジスタの非線形な電流電圧特性による温度検出誤差を低減することができる。例えば、第１期間では、可変電流源３０５により温度検出素子３０３としてのバイポーラトランジスタに第１電流値の電流を流し、第２期間では、可変電流源３０５により該バイポーラトランジスタに第１電流値とは異なる第２電流値の電流を流す。そして、第１期間におけるエミッタ電圧と第２期間におけるエミッタ電圧との差分に基づいて温度を検出することができる。一例において、第１電流値は、第２電流値の８倍とされうる。

第１増幅回路３１０ａは、例えば、差動増幅器３０６、入力容量３０７ａ、帰還容量３０７ｂ、および、リセットスイッチ３０８を含みうる。入力容量３０７ａは、第１増幅回路３１０ａの入力端子と差動増幅器３０６ａの非反転入力端子との間に配されうる。差動増幅器３０６の反転入力端子には参照電圧ＶＲＥＦが供給されうる。帰還容量３０７ｂおよびリセットスイッチ３０８は、差動増幅器３０６の非反転入力端子と差動増幅器３０６の出力端子との間に並列に配されうる。入力容量３０７ａと帰還容量３０７ｂとの比によって第１増幅回路３１０ａゲインが決定される。第１増幅回路３１０ａのゲインは、画素１００から信号線ＶＬに出力される信号のレベルの範囲内の電圧がセンサ回路１２３ａに出力されるように決定されうる。これにより、センサ回路１２３ａの構成を列回路１０３の構成と同一にすることができる。リセットスイッチ３０８は、リセット信号Ｐ＿ＴＥＭＰ＿Ｃ０Ｒによって制御されうる。リセット信号Ｐ＿ＴＥＭＰ＿Ｃ０Ｒは、タイミングジェネレータ１０９によって制御されうる。リセットスイッチ３０８がオン状態になることによって第１増幅回路３１０ａがリセットされ、参照電圧ＶＲＥＦと等しい電圧が第１増幅回路３１０ａ（差動増幅器３０６）から出力される。

第１期間において、リセット信号Ｐ＿ＴＥＭＰ＿Ｃ０Ｒが活性化状態から非活性化状態に駆動される。これにより、温度検出素子３０３としてのバイポーラトランジスタに第１電流値の電流が流されているときのバイポーラトランジスタのエミッタ電圧が帰還容量３０７ｂに書き込まれる。第２期間において、バイポーラトランジスタに第２電流値の電流が流され、バイポーラトランジスタのエミッタ電圧が変化する。第１増幅回路３１０ａは、第１期間におけるバイポーラトランジスタのエミッタ電圧と第２期間におけるバイポーラトランジスタのエミッタ電圧との差分を増幅して出力する。これにより、前述のように、バイポーラトランジスタの非線形な電流電圧特性による温度検出誤差を低減することができる。

参照信号生成部４１２は、抵抗３０１ｃ、３０１ｄ、３０１ｃ、スイッチ３０９、３１０、第２バッファ回路３０２ｂ、第２増幅回路３１０ｂを含みうる。第２バッファ回路３０２ｂは、第１バッファ回路３０２ａと同一の構成を有しうる。第２増幅回路３１０ｂは、第１増幅回路３１０ａと同一の構成を有しうる。

抵抗３０１ｃ、３０１ｄ、３０１ｃは、電源電圧ＶＤＤを分圧して第１電圧Ｖ１および第２電圧Ｖ２を発生する。第１期間では、制御信号Ｐ＿ＶＬが活性化され、第２期間では、制御信号Ｐ＿ＶＨが活性化される。制御信号Ｐ＿ＶＬ、Ｐ＿ＶＨは、タイミングジェネレータ１０９によって制御されうる。スイッチ３１１は、制御信号Ｐ＿ＶＬの活性化に応じてオン状態となり、第１電圧Ｖ１を第２バッファ回路３０２ｂの入力端子に供給する。スイッチ３０９は、制御信号Ｐ＿ＶＨの活性化に応じてオン状態となり、第２電圧Ｖ２を第２バッファ回路３０２ｂの入力端子に供給する。一例において、第１電圧Ｖ１＝１．８５Ｖであり、第２電圧Ｖ２＝１．９０Ｖである。

第２バッファ回路３０２ｂは、例えば、ボルテージフォロア回路、または、ソースフォロア回路を含みうる。図３には、第２バッファ回路３０２ｂがボルテージフォロアで構成された例が示されている。

第２増幅回路３１０ｂは、例えば、差動増幅器３０６、入力容量３０７ｂ、帰還容量３０７ｂ、および、リセットスイッチ３０８を含みうる。入力容量３０７ａは、第２増幅回路３１０ｂの入力端子と差動増幅器３０６の非反転入力端子との間に配されうる。差動増幅器３０６の反転入力端子には参照電圧ＶＲＥＦが供給されうる。帰還容量３０７ｂおよびリセットスイッチ３０８は、差動増幅器３０６の非反転入力端子と差動増幅器３０６の出力端子との間に並列に配されうる。入力容量３０７ａと帰還容量３０７ｂとの比によって第２増幅回路３１０ｂのゲインが決定される。第２増幅回路３１０ｂのゲインは、画素１００から信号線ＶＬに出力される信号のレベルの範囲内の電圧がセンサ回路１２３ｂに出力されるように決定されうる。これにより、センサ回路１２３ｂの構成を列回路１０３の構成と同一にすることができる。リセットスイッチ３０８は、リセット信号Ｐ＿ＴＥＭＰ＿Ｃ０Ｒによって制御されうる。リセット信号Ｐ＿ＴＥＭＰ＿Ｃ０Ｒは、タイミングジェネレータ１０９によって制御されうる。リセットスイッチ３０８がオン状態になることによって第２増幅回路３１０ｂがリセットされ、参照電圧ＶＲＥＦと等しい電圧が第２増幅回路３１０ｂ（差動増幅器３０６）から出力される。

第１期間において、リセット信号Ｐ＿ＴＥＭＰ＿Ｃ０Ｒが活性化状態から非活性化状態に駆動される。これにより、第１電圧Ｖ１が第２バッファ回路３０２を介して第２増幅回路３１０ｂに供給され、第１電圧Ｖ１が帰還容量３０７ｂに書き込まれる。第２期間では、第２電圧Ｖ２が第２バッファ回路３０２を介して第２増幅回路３１０ｂに供給される。第２増幅回路３１０ａは、第１期間に第２増幅回路３１０ｂに供給される第１電圧Ｖ１と第２期間に第２増幅回路３１０ｂに供給される第２電圧Ｖ２との差分を増幅して出力する。

一例において、温度検出素子３０３としてのバイポーラトランジスタのベース電圧は２．６Ｖ、エミッタ電圧は３．３Ｖとされる。また、第１期間に可変電流源３０５が流す電流の電流値である第１電流値は１０μＡ、第２期間に可変電流源３０５が流す電流の電流値である第２電流値は８０μＡとされる。また、第１期間において、可変電流源３０５が流す電流の電流値である第１電流値が１０μＡである時のバイポーラトランジスタのエミッタ電圧は約１．８５Ｖである。また、第２期間において、可変電流源３０５が流す電流の電流値である第３電流値が８０μＡである時のバイポーラトランジスタのエミッタ電圧は約１．９０Ｖである。また、参照電圧ＶＲＥＦは２．６Ｖである。また、第１増幅回路３１０ａ、第２増幅回路３１０ｂのゲインは１０である。

上記のような参照信号生成部４１２の代わりに、外部から定電圧が供給されるパッドが設けられてもよい。換言すると、参照信号出力部４２２は、参照信号生成部４１２の代わりに、外部から定電圧が供給されるパッドを備えうる。あるいは、参照信号生成部４１２として、バンドギャップリファレンス回路が採用されてもよい。参照信号出力部４２２として、温度信号出力部４２１よりも出力の温度依存性が小さい回路を用いることで、参照信号出力部４２２の出力を基準として、温度信号出力部４２１の温度による変化量を得ることができる。

第１実施形態では、温度信号生成部４１１からの温度信号がセンサ回路１２３ａを介して水平選択回路１０４に入力される。また、参照信号生成部４１２からの参照信号がセンサ回路１２３ｂを介して水平選択回路１０４に入力される。そして、温度信号および参照信号は、画素１００の信号を選択する水平選択回路１０４（選択回路）を介して出力される。

第１実施形態では、撮像装置１０の外部に配置された演算部２０が、温度信号を参照信号に基づいて補正することによって補正温度を求める。

図４には、列回路１０３による画素１００からの画素信号の読み出し、センサ回路１２３ａによる温度信号生成部４１１からの温度信号の読み出し、センサ回路１２３ｂによる参照信号生成部４１２からの参照信号の読み出しのタイミングが示されている。時刻Ｔ１では、垂直選択回路１０２により、読み出し対象の行の画素１００のための制御信号Ｐ＿ＳＥＬがハイレベルに活性化される。時刻Ｔ２では、垂直選択回路１０２により、読み出し対象の行の画素１００のための制御信号Ｐ＿ＲＥＳがローレベルに非活性化され、読み出し対象の行の画素１００の電荷電圧変換部２０３のリセットが解除される
時刻Ｔ３では、タイミングジェネレータ１０９により、制御信号Ｐ＿ＴＥＭＰ＿Ｃ０Ｒがハイレベルに活性化され、温度信号生成部４１１の第１増幅回路３１０ａおよび参照信号生成部４１２の第２増幅回路３１０ｂがリセットされる。時刻Ｔ４では、タイミングジェネレータ１０９により、制御信号Ｐ＿ＢＩＡＳ＿ＯＮ、Ｐ＿ＢＩＡＳ＿ＡＤＤ、Ｐ＿ＶＬがハイレベルに活性化される。これにより、温度信号生成部４１１の温度検出素子３０３としてのバイポーラトランジスタに第１電流値の電流が流れ、参照信号生成部４１２の第２バッファ回路３０２ｂに第１電圧Ｖ１が供給される。

時刻Ｔ５では、タイミングジェネレータ１０９により、制御信号Ｐ＿ＣＡＭＰ＿ＲＳＴ、Ｐ＿ＴＥＭＰ＿Ｃ０Ｒがローレベルに非活性化される。これにより、列回路１０３の列アンプ３５０、温度信号生成部４１１の第１増幅回路３１０ａ、参照信号生成部４１２の第２増幅回路３１０ｂのリセットが解除される。温度信号生成部４１１から温度信号を読み出すセンサ回路１２３ａでは、第１電流値を温度検出素子３０３（バイポーラトランジスタ）に流した時のエミッタ電圧に対応する温度信号が帰還容量３０７ｂに書き込まれる。参照信号生成部４１２から参照信号を読み出すセンサ回路１２３ｂでは、第１電圧Ｖ１が帰還容量３０７ｂに書き込まれる。

時刻Ｔ５〜Ｔ６は、ノイズ信号Ｎを読み出す期間である。この期間において、画素１００から画素信号を読み出す列回路１０３では、信号線ＶＬに出力されているノイズ信号Ｎに対応するノイズ信号ＶＮを増幅しＡＤ変換器３６０によってＡＤ変換し記憶部３１５ａで記憶しうる。また、時刻Ｔ５〜Ｔ６では、温度信号生成部４１１から温度信号を読み出すセンサ回路１２３ａは、温度信号生成部４１１からの温度信号を増幅しＡＤ変換器３６０ａによってＡＤ変換し記憶部３１５ａで記憶しうる。また、時刻Ｔ５〜Ｔ６では、参照信号生成部４１２から参照信号を読み出すセンサ回路１２３ｂは、参照信号生成部４１２からの参照信号を増幅しＡＤ変換器３６０ｂによってＡＤ変換し記憶部３１５ｂで記憶しうる。時刻Ｔ４〜Ｔ６が第１期間に相当する。

時刻Ｔ６〜Ｔ７では、垂直選択回路１０２により、読み出し対象の行の画素１００のための制御信号Ｐ＿ＴＸ１がハイレベルに活性化される。また、時刻Ｔ６では、タイミングジェネレータ１０９により、制御信号Ｐ＿ＢＩＡＳ＿ＡＤＤ、Ｐ＿ＶＬがローレベルに活性化され、制御信号Ｐ＿ＶＨがハイレベルに活性化される。これにより、読み出し対象の行の画素１００において、光電変換素子２０１−１の電荷が電荷電圧変換部２０３に転送される。また、温度信号生成部４１１では、温度検出素子３０３（バイポーラトランジスタ）を流れる電流が第１電流値から第２電流値に変化（この例では減少）する。また、参照信号生成部４１２では、第２バッファ回路３０２の入力端子に供給される電圧が第１電圧Ｖ１から第２電圧Ｖ２に変化（この例では増加）する。

時刻Ｔ７では、垂直選択回路１０２により、読み出し対象の行の画素１００のための制御信号Ｐ＿ＴＸ１がローレベルに非活性化される。これにより、電荷電圧変換部２０３に対する光電変換素子２０１−１、２０１−２の電荷の転送が終了する。時刻Ｔ６〜Ｔ８が第２期間に相当する。

時刻Ｔ８では、タイミングジェネレータ１０９により、制御信号Ｐ＿ＣＡＭＰ＿ＲＳＴがハイレベルに活性化され、制御信号Ｐ＿ＢＩＡＳ＿ＯＮ、Ｐ＿ＶＨがローレベルに非活性化される。これにより、センサ回路１２３ａ、１２３ｂのアンプ３５０ａ、３５０ｂ、列回路１０３の列アンプ３５０がリセットされる。

時刻Ｔ６〜Ｔ８において、温度信号生成部４１１は、第１増幅回路３１０ａは、第１期間におけるバイポーラトランジスタのエミッタ電圧と第２期間とにおけるバイポーラトランジスタのエミッタ電圧との差分を増幅して出力する。また、時刻Ｔ６〜Ｔ８において、第２増幅回路３１０ａは、第１期間に第２増幅回路３１０ｂに供給される第１電圧Ｖ１と第２期間に第２増幅回路３１０ｂに供給される第２電圧Ｖ２との差分を増幅して出力する。

時刻Ｔ７〜Ｔ８は、光信号Ｓを読み出す期間であり、この期間において、画素１００から画素信号を読み出す列回路１０３は、信号線ＶＬに出力されている光信号Ｓに対応する光信号ＶＳを増幅しＡＤ変換器３６０によってＡＤ変換し記憶部３１５で記憶しうる。また、時刻Ｔ７〜Ｔ８では、温度信号生成部４１１から温度信号を読み出すセンサ回路１２３ａは、温度信号生成部４１１からの温度信号を増幅しＡＤ変換器３６０ａによってＡＤ変換し記憶部３１５ａで記憶しうる。また、時刻Ｔ７〜Ｔ８では、参照信号生成部４１２から参照信号を読み出すセンサ回路１２３ｂは、参照信号生成部４１２からの参照信号を増幅しＡＤ変換器３６０ｂによってＡＤ変換し記憶部３１５ｂで記憶しうる。時刻Ｔ６〜Ｔ８が第２期間に相当する。

時刻Ｔ９では、垂直選択回路１０２により、読み出し対象の行の画素１００のための制御信号Ｐ＿ＲＥＳがローレベルに非活性化され、読み出し対象の行の画素１００の電荷電圧変換部２０３がリセットされる。

時刻Ｔ１０〜Ｔ１８は、２つの光電変換素子２０１−１、２０１−２のうち光電変換素子２０１−２の信号を読み出す期間である。時刻Ｔ１０〜Ｔ１８の期間において、温度信号生成部４１１からの温度信号の読み出し、および、参照信号生成部４１２からの参照信号の読み出しもなされうる。

第１実施形態では、列回路１０３による画素１００からの画素信号の読み出し、センサ回路１２３ａによる温度信号生成部４１１からの温度信号の読み出し、センサ回路１２３ｂによる参照信号生成部４１２からの参照信号の読み出しが並行して行われる。しかしながら、列回路１０３による画素１００からの画素信号の読み出し、センサ回路１２３ａによる温度信号生成部４１１からの温度信号の読み出し、センサ回路１２３ｂによる参照信号生成部４１２からの参照信号の読み出しは、独立してなされてもよい。

図５には、温度検出素子３０３の構成の具体例が示されている。基板４０１は、図１における基板ＳＵＢ又はその一部分に相当する。図５に示された例では、Ｎ型不純物領域で構成された基板４０１にＰ型不純物領域で構成されたウェル４０３が設けられている。ウェル４０３に高濃度Ｐ型不純物領域で構成されたベース４０５およびＮ型不純物領域で構成されたエミッタ４０４が配されている。ベース４０５とエミッタ４０４とは、ウェル４０３を構成するＰ型不純物領域によって分離されている。基板４０１には、高濃度Ｎ型不純物領域で構成されたコレクタ４０６が配置されている。ベース４０５とコレクタ４０６との間にはＳＴＩが配されている。なお、図５に示された構成は、一例に過ぎず、種々の構成を採用することができる。また、温度検出素子３０３は、バイポーラトランジスタに限定されず、他の素子（例えば、ダイオード、抵抗素子）で構成されてもよい。

図６には、撮像システム３０の動作が例示されている。図６に示された動作は、演算部２０によって制御されうる。演算部２０は、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略。）などのＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅの略。）、又は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略。）、又は、プログラムが組み込まれた汎用コンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合わせによって構成されうる。

撮像装置１０は、非常に高い環境下では正常に動作しないことがある。そこで、撮像装置１０の使用について閾値を設定し、使用中の温度が閾値を超えた場合には、撮像装置１０の動作が異常となる可能性があるため、警告を出力し、撮像装置１０を停止させる例について説明する。

工程Ｓ２００において、演算部２０は、温度閾値Ｔｔｈを取得する。閾値Ｔｔｈは、例えば、不揮発性メモリから取得することができる。不揮発性メモリは、演算部２０の中に設けられてもよいし、演算部２０の外に設けられてもよい。

工程Ｓ２１０では、演算部２０は、撮像装置１０（信号処理回路１０５）から出力される温度信号および参照信号に基づいて、（１）式に従って、補正された温度Ｔｉを求める。換言すると、前述のように、演算部２０は、温度信号と参照信号との比を求めることによって、補正された温度Ｔｉを求めることができる。

工程Ｓ２２０では、演算部２０は、温度Ｔｉと温度閾値Ｔｔｈとを比較し、温度Ｔｉが閾値温度Ｔｔｈより低い場合には、工程Ｓ２３０において、期間Δｔにわたって撮像装置１０に画像信号を出力させ、その後、工程Ｓ２１０に戻る。一方、温度Ｔｉが閾値温度Ｔｔｈより高い場合には、工程Ｓ２３５において警告を出力し、工程Ｓ２４５において撮像装置１０の動作を停止させる。撮像装置１０の動作の停止は、例えば、撮像装置１０に対する電源電圧の供給の停止、または、撮像動作の停止でありうる。

図５に示される処理は、撮像装置１０の動作の開始とともに開始されうる。あるいは、図５に示される処理は、他の装置によって起動されてもよい。工程Ｓ２３５における警告の出力は、撮像システム３０が表示部および／またはスピーカ等の出力部を有する場合には、該出力部を駆動することによってなされうる。工程Ｓ２３５における警告の出力は、撮像システム３０を含む上位システムが備える制御部または出力部に対してなされてもよい。撮像システム３０が自動車等の移動体に搭載される場合、撮像システム３０から出力された警告に基づいて移動体に設けられた出力部から警告が出力されうる。

図５に示された例では、警告の出力後に撮像装置１０の動作が停止されるが、警告を出力する場合であっても撮像装置１０の動作を停止させなくてもよい。あるいは、温度Ｔｉが温度閾値Ｔｔｈを越えた場合に、撮像装置１０の動作を停止させた後に警告を出力してもよい。

図７には、本発明の第２実施形態の撮像装置１０の構成が示されている。第２実施形態として言及しない事項は、第１実施形態に従う。第２実施形態では、演算部２０が撮像装置１０に組み込まれている。

図８には、第１実施形態の撮像システム３０または第２実施形態の撮像装置１０が組み込まれた移動体の一例としての自動車９００の構成が示されている。図８（ａ）は前方から見た自動車９００、図８（ｂ）は上方から見た自動車９００、図８（ｃ）を後方から見た自動車９００を模式的に示している。自動車９００は、第１実施形態の撮像システム３０または第２実施形態の撮像装置１０が組に相当する撮像装置９０２を備える。また、自動車９００は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）９０３、警報装置９１２、主制御部９１３を備える。

警報装置９１２は、撮像装置９０２、車両センサ、制御ユニットなどから異常を示す信号を受けたときに、運転手へ向けて警告を行う。主制御部９１３は、撮像装置９０２、車両センサ、制御ユニットなどの動作を統括的に制御する。なお、自動車９００が主制御部９１３を備えていなくてもよい。この場合、撮像装置９０２、車両センサ、制御ユニットが通信ネットワークを介して制御信号の送受を行う（例えばＣＡＮ規格）。

図９は、自動車９００のシステム構成を示すブロック図である。自動車９００は、第１の撮像装置９０２と第２の撮像装置９０２を含む。第１の撮像装置９０２と第２の撮像装置９０２とによってステレオカメラが構成されている。撮像装置９０２には、光学部９１４により被写体像が結像される。撮像装置９０２から出力された画素信号は、画像前処理部９１５によって処理され、そして、特定用途向け集積回路９０３に伝達される。画像前処理部９１５は、光信号ＶＳとノイズ信号ＶＮとの差分を求める演算や、同期信号付加などの処理を行う。

特定用途向け集積回路９０３は、画像処理部９０４、光学測距部９０６、視差演算部９０７、物体認知部９０８、異常検出部９０９を備えうる。画像処理部９０４は、画素信号を処理して画像信号を生成する。また、画像処理部９０４は、画像信号の補正や欠陥補完を行う。画像処理部９０４は、画像信号を一時的に保持するメモリ９０５を備える。メモリ９０５は、既知の撮像装置９０２の欠陥画素の位置を記憶していてもよい。前述の演算部２０は、画像処理部９０４が有していてもよい。

光学測距部９０６は、画像信号を用いて被写体の合焦または測距を行う。視差演算部９０７は、視差画像の被写体照合（ステレオマッチング）を行う。物体認知部９０８は、画像信号を解析して、自動車、人物、標識、道路などの被写体の認知を行う。

異常検出部９０９は、撮像装置９０２の故障、あるいは、誤動作を検知する。異常検出部９０９は、故障や誤動作を検知した場合には、主制御部９１３へ異常を検知したことを示す信号を送る。異常検出部９０９は、前述の演算部２０の機能を有していてもよい。

自動車９００は、車両センサ９１０および運転支援部９１１を含む。車両センサ９１０は、速度・加速度センサ、角速度センサ、舵角センサ、測距レーダ、圧力センサなどを含みうる。

運転支援部９１１は、衝突判定部を含む。衝突判定部は、光学測距部９０６、視差演算部９０７、物体認知部９０８からの情報に基づいて、物体との衝突可能性があるか否かを判定する。光学測距部９０６や視差演算部９０７は、対象物までの距離情報を取得する距離情報取得手段の一例である。すなわち、距離情報とは、視差、デフォーカス量、対象物までの距離等に関する情報である。衝突判定部はこれらの距離情報のいずれかを用いて、衝突可能性を判定してもよい。距離情報取得手段は、専用に設計されたハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアモジュールによって実現されてもよい。

運転支援部９１１が他の物体と衝突しないように自動車９００を制御する例を説明したが、他の車両に追従して自動運転する制御や、車線からはみ出さないように自動運転する制御などにも適用可能である。

自動車９００は、さらに、エアバッグ、アクセル、ブレーキ、ステアリング、トランスミッション等の走行に用いられる駆動部を具備する。また、自動車９００は、それらの制御ユニットを含む。制御ユニットは、主制御部９１３の制御信号に基づいて、対応する駆動部を制御する。

上記のように自動車９００に本発明の撮像装置あるいは撮像システムを搭載して運転支援や自動運転を行う場合、複数の撮像装置あるいは撮像システムが用いられうる。この時、撮像装置あるいは撮像システム毎に温度信号出力部の素子の特性がばらついていると、撮像装置間で想定する温度が異なり、運転支援や自動運転が正常に行えないことがありうる。また、自動車９００の運転支援や自動運転では、正確性が要求されるため、温度測定に要求される制度も高い。

本発明の撮像装置あるいは撮像システムを用いることで、温度測定の精度を向上させることができ、運転支援や自動運転の正確性を高めることができる。

本実施例に用いられた撮像システムは、自動車に限らず、例えば、船舶、航空機あるいは産業用ロボットなどの移動体（移動装置）に適用することができる。加えて、移動体に限らず、高度道路交通システム（ＩＴＳ）等、広く物体認識を利用する機器に適用することができる。

１００：画素、４２１：温度信号出力部、４２２：参照信号出力部、１２３ａ：センサ回路、１２３ｂ：センサ回路、１０３：列回路

Claims (19)

1. 基板に配された複数の画素と、
   前記基板に配され、温度信号を出力する温度信号出力部と、
   前記基板に配され、前記温度信号を補正するための参照信号を出力する参照信号出力部と、を備え、
   前記温度信号出力部は、温度センサからの出力信号をＡＤ変換することによって前記温度信号を生成する第１ＡＤ変換器を含み、
   前記参照信号出力部は、アナログ参照信号をＡＤ変換することによって前記参照信号を生成する第２ＡＤ変換器を含み、
   前記参照信号の温度依存性は、前記温度信号の温度依存性より小さく、
   前記温度信号出力部および前記参照信号出力部は、前記基板における互いに異なる領域に配される、
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記温度信号出力部から出力される前記温度信号および前記参照信号出力部から出力される前記参照信号を含む複数の信号が入力され、前記複数の信号から選択される信号に対応する信号を出力する選択回路を更に備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 基板に配された複数の画素と、
   前記基板に配され、温度信号を出力する温度信号出力部と、
   前記基板に配され、前記温度信号を補正するための参照信号を出力する参照信号出力部と、
   前記温度信号出力部から出力される前記温度信号および前記参照信号出力部から出力される前記参照信号を含む複数の信号が入力され、前記複数の信号から選択される信号に対応する信号を出力する選択回路と、を備え、
   前記温度信号出力部および前記参照信号出力部は、前記基板における互いに異なる領域に配され、
   前記参照信号の温度依存性は、前記温度信号の温度依存性より小さい、
   ことを特徴とする撮像装置。
4. 前記温度信号出力部は、第１温度信号を生成する温度信号生成部と、前記第１温度信号に対応するデジタル信号を前記温度信号として生成する第１ＡＤ変換器と、を含み、
   前記参照信号出力部は、第１参照信号を生成する参照信号生成部と、前記第１参照信号に対応するデジタル信号を前記参照信号として生成する第２ＡＤ変換器と、
   前記第１ＡＤ変換器および前記第２ＡＤ変換器においてＡＤ変換のために共通に使用される共通信号を生成する信号生成部と、
   を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記第１ＡＤ変換器は、前記第１温度信号と参照波との比較を行い、該比較を開始してから該比較の結果が反転するまでの時間を示すカウント値に基づいて前記温度信号を生成し、
   前記第２ＡＤ変換器は、前記第１参照信号と前記参照波との比較を行い、該比較を開始してから該比較の結果が反転するまでの時間を示すカウント値に基づいて前記参照信号を生成し、
   前記共通信号は、前記参照波、および、前記カウント値を与えるカウント値信号の少なくとも１つを含む、
   ことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記温度信号を前記参照信号に基づいて補正することによって、補正された温度を求める演算部を更に備える、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記演算部は、前記温度信号と前記参照信号との比に基づいて、補正された温度を求める、
   ことを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
8. 前記演算部は、前記温度信号と前記参照信号との差分に基づいて、補正された温度を求める、
   ことを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
9. 前記温度信号出力部は、温度の変化に応じて特性が変化するバイポーラトランジスタを含む、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
10. 前記温度信号出力部は、入力電圧に従った電圧を前記バイポーラトランジスタのベースに出力する第１バッファ回路と、前記バイポーラトランジスタのエミッタと接地線との間に配された電流源と、前記エミッタの電圧が入力される第１増幅回路と、を含み、
    前記参照信号出力部は、入力電圧に従った電圧を出力する第２バッファ回路と、前記第２バッファ回路から出力される電圧が入力される第２増幅回路と、を含み、
    前記第１バッファ回路および前記第２バッファ回路は、互いに同一の構成を有し、前記第１増幅回路および前記第２増幅回路は、互いに同一の構成を有する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
11. 前記電流源は、可変電流源であり、
    前記第１増幅回路は、前記可変電流源により前記バイポーラトランジスタに第１電流値の電流を流す第１期間における前記エミッタの電圧と前記可変電流源により前記バイポーラトランジスタに前記第１電流値とは異なる第２電流値の電流を流す第２期間における前記エミッタの電圧との差分を増幅する、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
12. 前記参照信号出力部において、前記第１期間は前記第２バッファ回路の入力端子に第１電圧が供給され、前記第２期間は前記第２バッファ回路の入力端子に前記第１電圧とは異なる第２電圧が供給され、
    前記第２増幅回路は、前記第１期間に前記第２バッファ回路から出力される電圧と前記第２期間に前記第２バッファ回路から出力される電圧との差分を増幅する、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
13. 前記参照信号出力部は、パッドに入力された電圧に応じた電圧を前記参照信号として出力する、
    ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の撮像装置。
14. 前記参照信号出力部は、バンドギャップリファレンス回路を含む、
    ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
15. 前記撮像装置は、前記複数の画素によって構成される複数の列からの信号を増幅する複数の列アンプを更に備え、
    前記温度信号出力部は、第１アンプを含み、
    前記参照信号出力部は、第２アンプを含み、
    前記複数の列アンプ、前記第１アンプおよび前記第２アンプは、互いに同じ構成を有する、
    ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の撮像装置。
16. 基板に配された複数の画素と、
    前記基板に配され、温度信号を出力する温度信号出力部と、
    前記基板に配され、参照信号を生成する参照信号出力部と、
    前記温度信号を前記参照信号に基づいて補正して補正温度を求める演算部と、を備え、
    前記温度信号出力部および前記参照信号出力部は、前記基板における互いに異なる領域に配され、
    前記参照信号の温度依存性は、前記温度信号の温度依存性より小さい、
    ことを特徴とする撮像装置。
17. 請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の撮像装置と、
    前記撮像装置から出力される信号を処理する集積回路と、
    を備えることを特徴とする移動体。
18. 基板に配された複数の画素と、
    前記基板に配され、温度信号を生成し出力する温度信号出力部と、
    前記基板に配され、前記温度信号を補正するための参照信号を生成し出力する参照信号出力部と、
    前記温度信号を前記参照信号に基づいて補正して補正温度を求める演算部と、を備え、
    前記温度信号出力部および前記参照信号出力部は、前記基板における互いに異なる領域に配される、
    ことを特徴とする撮像システム。
19. 請求項１８に記載の撮像システムと、
    前記撮像システムから出力される信号を処理する集積回路と、
    を備えることを特徴とする移動体。

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