KR20190139769A - 촬상장치, 촬상 시스템, 이동체, 및 적층용의 반도체 기판 - Google Patents

촬상장치, 촬상 시스템, 이동체, 및 적층용의 반도체 기판 Download PDF

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Abstract

촬상장치는, 복수의 화소와, 복수의 신호선과, 복수의 비교기를 구비한다. 촬상장치는, 제1 스위치와 제2 스위치를 더 구비한다. 상기 제1 스위치는, 1개의 신호선으로부터의 신호를 수신하는 제1단자와 1개의 비교기의 입력 노드에 접속된 제2단자를 갖는다. 제2스위치는, 1개의 비교기의 입력 노드에 접속된 제1단자와, 다른 신호선으로부터의 신호가 입력되는 제2단자를 갖는다.

Description

촬상장치, 촬상 시스템, 이동체, 및 적층용의 반도체 기판{IMAGING APPARATUS, IMAGING SYSTEM, MOVING BODY, AND SEMICONDUCTOR SUBSTRATE FOR LAMINATION}
본 발명은, 촬상장치, 촬상 시스템, 이동체, 및 적층용의 반도체 기판에 관한 것이다.
화소로부터의 신호를 판독하는 복수의 수직신호선의 사이에 스위치를 설치한 고체촬상장치가 국제공개번호ＷＯ2014-132822호 공보에 개시되어 있다. 국제공개번호ＷＯ2014-132822호 공보에 개신된 구성에 있어서, 수직신호선의 사이의 스위치를 온(on)함에 의해, 어떤 수직신호선으로부터의 신호를 다른 수직신호선에 대응하는 판독회로로부터 판독할 수 있다. 그러나, 국제공개번호ＷＯ2014-132822호 공보의 구성에서는, 2개의 수직신호선이 함께 접속한 상태로 신호가 판독된다. 따라서, 판독 경로의 용량이 증대해버리고, 결과적으로, 신호를 판독할 때에 동작 속도가 저하해버릴 가능성이 있다.
본 발명의 일 국면에 따른 촬상장치는, 제1화소와 제2화소를 포함하는 복수의 화소; 상기 제1화소에 접속된 제1신호선과 상기 제2화소에 접속된 제2신호선을 포함하는 복수의 신호선; 상기 제1신호선으로부터 신호를 수신하는 제1비교기와 상기 제1신호선 및 상기 제2신호선으로부터 신호를 수신하는 제2비교기를 포함하는 복수의 비교기; 상기 제2신호선으로부터 상기 신호를 수신하도록 상기 제2신호선에 접속된 제1단자와, 상기 제2비교기의 입력 노드에 접속된 제2단자를 갖는 제1스위치; 및 상기 제2비교기의 상기 입력 노드에 접속된 제1단자와, 상기 제1신호선으로부터의 상기 신호를 입력으로서 수신하도록 상기 제1신호선에 접속된 제2단자를 갖는 제2스위치를 구비한다.
본 발명의 또 다른 특징들은, 첨부도면을 참조하여 이하의 실시예들의 설명으로부터 명백해질 것이다. 후술한 본 발명의 각 실시예는, 단독으로 구현될 수 있거나, 복수의 실시예들의 조합으로서 구현될 수 있다. 또한, 다른 실시예들로부터의 특징들은, 필요한 경우, 또는 단일의 실시예에서 개개의 실시예로부터의 요소들 또는 특징들의 조합이 이로울 경우, 조합될 수 있다.
도1은 제1 실시예에 따른 촬상장치의 모식도다.
도2는 제2 실시예에 따른 촬상장치의 모식도다.
도3은 제3 실시예에 따른 촬상장치의 모식도다.
도4는 제3 실시예에 따른 촬상장치의 모식도다.
도5는 제3 실시예에 따른 촬상장치의 모식도다.
도6은 제3 실시예에 따른 촬상장치의 모식도다.
도7은 제4 실시예에 따른 촬상장치의 모식도다.
도8a는 제4 실시예에 따른 촬상장치의 모식도다. 도8b는 제4 실시예에 따른 촬상장치의 모식도다.
도9는 제5 실시예에 따른 촬상장치의 모식도다.
도10a 및 10b는 제5 실시예에 따른 촬상장치의 모식도다.
도11은 제6 실시예에 따른 촬상 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도12a는 제7 실시예에 따른 이동체의 구성을 도시한 도면이다. 도12b는 제7 실시예에 따른 상기 이동체의 구성을 도시한 도면이다.
도13은 제7 실시예에 따른 이동체의 동작 처리 과정을 도시한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 실시예들을 설명한다. 그 실시예들에 따라, 다른 실시예들과 동일한 구성 요소에 대해서는 간략을 기하기 위해 설명을 생략하는 경우가 있다. 상기 실시예들에서는, 달리 언급되지 않으면, 스위치는 예를 들면, Ｎ형의 금속산화물 반도체(ＭＯＳ) 트랜지스터다. 스위치가 온의 상태란, Ｎ형ＭＯＳ트랜지스터에 하이 레벨의 제어 펄스가 입력하고, Ｎ형ＭＯＳ트랜지스터가 도통 상태에 있는 상태를 말한다. 스위치가 오프(off)의 상태란, 로우 레벨의 제어 펄스가 입력하고, Ｎ형ＭＯＳ트랜지스터가 비도통 상태에 있는 상태를 말한다. 또는, Ｎ형의 ＭＯＳ트랜지스터 대신에 Ｐ형의 ＭＯＳ트랜지스터를 상기 스위치로서 사용해도 좋다. Ｐ형의 ＭＯＳ트랜지스터를 사용하는 경우에는, (제어 펄스의 전압 등) Ｐ형ＭＯＳ트랜지스터에 공급된 전압은, Ｎ형ＭＯＳ트랜지스터에 공급된 전압과 비교하여 역전된다. 아울러, 또는, 스위치는, Ｎ형의 ＭＯＳ트랜지스터와 Ｐ형의 ＭＯＳ트랜지스터를 병용한 상보적 금속산화물 반도체(ＣＭＯＳ) 스위치이여도 좋다-이 경우에, 그 공급 전압의 특성들에 대해 적절하게 변경 가능하다.
또한, 상기 실시예들에서는, 회로 소자끼리의 접속 관계를 설명하고 있지만, 다른 소자(스위치나, 버퍼 등)를 그 회로 소자 사이에 삽입함으로써 적절하게 변경할 수 있다.
도1은, 제1 실시예에 따른 촬상장치의 모식도다. 이 도면으로부터 알 수 있는 것은, 화소ＰＩＸ로부터 신호가 출력된다는 것다. 또 알 수 있는 것은, 상기 촬상장치의 외부에 화소ＰＩＸ로부터의 상기 출력된 신호가 출력된다는 것이다. 도1에서는, 부분P1은 화소들ＰＩＸ의 행렬의 1열의 화소에 해당한다. 상기 화소들의 다른 열의 각각은, 각각의 부분P1도 갖는다. 따라서, 도1의 촬상장치에서, 상기 행렬의 행방향을 따라 나란히 배치된 일련의 부분들P가 있다. 도1에 있어서, 열방향을 제1방향D1이 나타내고, 행방향을 제2방향D2가 나타내고 있다.
도1의 촬상장치는, 복수의 화소ＰＩＸ가 배열된 화소영역 110을 구비한다. 본 실시예에 있어서, 복수의 화소ＰＩＸ는 행렬형으로 배치되어 있다. 복수의 화소ＰＩＸ의 각각은, 적어도 1개의 광전변환 소자를 구비하고, 광에 근거한 신호를 생성한다. 부분P1은, 1열에 배치된 복수의 화소ＰＩＸ와, 적어도 2개의 신호선 130, 131과, 적어도 2개의 비교기 160, 161과, 적어도 2개의 카운터170, 171을 포함한다. 복수의 화소ＰＩＸ 중에서 화소 100, 101에 주목하면서 설명을 행한다. 화소 100은, 신호선 130에 접속되어, 신호선 130에 신호를 출력한다. 화소 101은, 신호선 131에 접속되어, 신호선 131에 신호를 출력한다. 신호선 130, 131은, 이 신호선과 접속된 그 화소들로부터의 신호들을 전달한다. 신호선 130에는 전류원 140이 설치되어 있다. 신호선 131에는 전류원 141이 설치되어 있다. 비교기 160에는 신호선 130로부터의 신호가 입력된다. 비교기 161은 신호선 131로부터의 신호가 입력으로서 수신되도록 구성된다. 또한, 비교기 160, 161는, 램프(ramp) 생성기 150으로부터의 램프 신호를 수신하도록 구성된다. 비교기 160은, 신호선 130으로부터의 신호가 입력되는 입력 노드와, 그 램프 신호가 입력되는 입력 노드를 가진다. 비교기 161은, 신호선 131로부터의 신호가 입력되는 입력 노드와, 램프 신호가 입력되는 입력 노드를 가진다. 이하, 비교기에 있어서, 화소로부터의 신호가 입력되는 입력 노드를 "제1입력 노드"라고 하고, 램프 신호가 입력되는 입력 노드를 "제2입력 노드"라고 한다. 이하의 설명에 있어서, 달리 언급되지 않으면, "입력 노드"란 제1입력 노드를 말한다. 또한, 비교기 160의 출력 노드에는 카운터 170이 접속하고 있다. 마찬가지로, 비교기 161의 출력 노드에도 카운터 171이 접속하고 있다. 카운터170으로부터의 신호, 및, 카운터 171로부터의 신호는, 각각, 수평주사 회로 180에 입력되고, 출력 회로 190을 경과해서 상기 촬상장치의 외부에 출력된다. 비교기 160과 카운터 170이 아날로그 대 디지털 변환기(이하, ＡＤ변환기)를 구성한다. 마찬가지로, 비교기 161과 카운터 171이 ＡＤ변환기를 구성한다.
부분P1은, 신호선 130과 신호선 131과의 사이의 도통을 제어하는 구성을 더 구비한다. 구체적으로는, 부분P1은 스위치201, 220을 구비한다. 이 경우에, 각 스위치는, 적어도 2개의 단자를 가지고 있고, 이하의 설명에 있어서 2개의 단자를 "제1단자", "제2단자"라고 칭할 경우도 있다. 상기 스위치가 온일 때, 그 2개의 단자에 접속된 노드들을 통해 전류가 흐른다.
스위치 201은, 신호선 131과 비교기 161과의 사이의 도통을 제어할 수 있다. 스위치 201은, 신호선 131로부터의 신호를 입력가능한 제1단자와, 신호를 비교기 161의 입력 노드에 출력가능한 제2단자를 가진다. 스위치 201의 제1단자는 신호선 131에 접속되고, 스위치 201의 제2단자는 비교기 161에 접속된다. 달리 말하면, 스위치 201의 제1단자는 신호선 131의 노드에 접속되고, 스위치 201의 제2단자는 비교기 161의 입력 노드에 접속된다.
스위치 220은, 신호선 130과 비교기 161과의 사이의 도통을 제어할 수 있다. 스위치 220은, 신호를 제2비교기 161의 입력 노드에 출력가능한 제1단자와, 신호선 130로부터의 신호를 입력가능한 제2단자를 가진다. 스위치 220의 제1단자는 제2비교기 161에 접속되고, 스위치 220의 제2단자는 신호선 130에 접속된다. 달리 말하면, 스위치 220의 제1단자는 제2비교기 161의 입력 노드에 접속되고, 스위치 220의 제2단자는 신호선 130의 노드에 접속된다. 또 달리 말하면, 스위치 220의 제1단자는, 스위치 201의 제2단자에 접속되거나, 비교기 161의 입력 노드에 스위치 201과 병렬로 접속된다.
다음에, 도1의 촬상장치의 판독 방법에 대해서 설명한다. 우선, 제1동작 모드에서는, 스위치 201은 온이고, 스위치 220은 오프의 상태가 된다. 화소 100의 신호는, 신호선 130으로부터 비교기 160에 입력되고 나서, ＡＤ변환된다. 화소 101의 신호는, 신호선 131로부터 비교기 161에 입력되고 나서, ＡＤ변환된다.
ＡＤ변환의 동작에 대해서, 간단히 설명한다. 우선, 시간경과에 따라서 전위가 변화되어 가는 램프 신호가, 램프 생성기 150로부터 비교기 160, 161에 출력된다. 램프 신호의 전위는, 스텝형, 혹은, 연속적으로 변화된다. 램프 신호의 전위가 서서히 저하되어 가는 예를 설명한다. 화소 100의 신호의 ＡＤ변환은 다음과 같이 행해진다. 램프 신호의 전위가 신호선 130의 전위를 하회하면, 비교기 160의 출력이 반전한다(예를 들면, 하이로부터 로우로). 카운터 170은, 램프 신화과 신호선 130의 전위간의 비교가 시작되는 어떤 시각부터 비교기 160의 출력이 반전할 때의 시각까지의 시간을 카운트 한다. 그 카운트 결과가 화소 100의 신호의 ＡＤ변환 결과가 된다. 화소 101의 신호의 ＡＤ변환은 다음과 같이 행해진다. 램프 신호의 전위가 신호선 131의 전위를 하회하면, 비교기 161의 출력이 반전한다(예를 들면, 하이로부터 로우로). 카운터 171은, 램프 신호와 신호선 131의 전위간의 비교가 시작되는 어떤 시각부터 비교기 161의 출력이 반전할 때의 시각까지의 시간을 카운트 한다. 그 카운트 결과가 화소 101의 신호의 ＡＤ변환 결과가 된다.
제1동작 모드에 있어서, 화소 100, 101은, 같은 판독 기간에 있어서 신호의 판독과 ＡＤ변환이 행해진다. 즉, 제1동작 모드는, 2행분의 화소 100, 101의 신호를, 비교기 160, 161을 사용해서 병렬로 판독하고, ＡＤ변환을 행할 수 있다. 이 동작에서는, 스위치 220이 오프다. 따라서, 비교기 160의 입력 노드에 신호선 131에 관한 용량이 부가되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 스위치 220이 오프다. 따라서, 비교기 161의 입력 노드에 신호선 130에 관한 용량이 부가되는 것을 억제할 수 있다.
다음에, 제2동작 모드에 대해서 설명한다. 제2동작 모드에 있어서는, 스위치 220은 온의 상태로 된다. 어떤 기간에 있어서, 스위치 220이 온이고, 스위치 201이 오프이므로, 신호선 130에 출력된 화소 100의 신호를, 스위치 220을 통해 비교기 161의 입력 노드에 판독될 수 있다. 그 후, 스위치 220이 오프의 상태가 되고, 또한 스위치 201이 온의 상태가 된다. 따라서, 신호선 131에 출력된 화소 101의 신호를, 스위치 201을 통해 비교기 161의 입력 노드에 판독될 수 있다. 즉, 어떤 2개의 행의 화소 100, 101의 신호를, 2개의 신호선 130, 131로부터 순서대로 판독하고, 1개의 비교기 161을 사용해서 ＡＤ변환을 행할 수 있다. 이에 따라, 제1동작 모드와 비교하여, 동작시키는 비교기의 수를 절반으로 할 수 있으므로, 촬상장치 동작시의 소비 전류를 감소시키는 것이 가능하다. 추가로, 병행하여 동작하는 ＡＤ변환기의 수가 감소하기 때문에, 전원전압의 변동으로 인한 노이즈를 감소하는 것이 가능하다.
또한, 신호선 130의 신호를 비교기 161에서 ＡＤ변환할 때에, 스위치 201이 오프의 상태가 된다. 이에 따라, 신호선 131에 부수되는 용량이 비교기 161의 입력 노드에 부가하는 것을 감소한다. 그러므로, 신호 판독에 있어서의 동작 속도가 저하해버리는 것을 억제하는 것이 가능하다. 보다 구체적으로, 복수의 신호선의 사이에 스위치를 구비한 구성에 있어서의, 판독 동작 속도의 저하를 억제하는 것이 가능하다.
도2는, 제2 실시예를 설명하기 위한 촬상장치의 모식도다. 본 실시예에 있어서, 제1 실시예와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호로 지정하고, 그 구성 요소에 대한 설명을 생략한다. 이하, 제1 실시예와의 차이를 설명한다.
도2에서는, 상기 촬상장치는, 도1의 부분P1에 대응한 부분P2를 가지고 있다. 도2에 있어서, 다른 열에는, 같은 부분P2가 제2방향D2에 반복적으로 배치되어 있다. 부분P2는, 도1의 부분P1과 비교하여, 스위치 200, 210과, 바이패스 선 225를 더 구비한다. 구체적으로는, 부분P2에서는, 부분P1에도 설치된 스위치 220의 제2단자와 신호선 130의 노드와의 사이에, 스위치 210과 바이패스 선 225가 설치된다. 바이패스 선 225는 신호선 130과 신호선 131을 연결하는 신호 경로다. 본 실시예에 있어서, 바이패스 선 225는 적어도 배선을 포함한다. 또는, 바이패스 선 225는 2개의 스위치가 접속한 반도체 영역이여도 좋다.
스위치 200은, 신호선 130과 비교기 160과의 사이의 도통을 제어할 수 있다. 스위치 200은, 신호선 130으로부터 신호를 입력가능한 제1단자와, 그 신호를 상기 비교기 160의 입력 노드에 출력가능한 제2단자를 가진다. 스위치 200의 제1단자는 신호선 130에 접속하고, 스위치 200의 제2단자는 비교기 160에 접속하고 있다. 달리 말하면, 스위치 200의 제1단자는 신호선 130의 노드에 접속하고, 스위치 200의 제2단자는 비교기 160의 입력 노드에 접속한다.
스위치 210은, 신호선 130과 바이패스 선 225와의 사이의 도통을 제어할 수 있다. 스위치 210은, 신호선 130으로부터의 신호를 입력가능한 제1단자와, 그 신호를 바이패스 선 225에 출력가능한 제2단자를 가진다. 스위치 210의 제1단자는 신호선 130에 접속하고, 스위치 210의 제2단자는 바이패스 선 225에 접속하고 있다. 달리 말하면, 스위치 210의 제1단자는 신호선 130의 노드에 접속하고, 스위치 210의 제2단자는 바이패스 선 225의 노드에 접속하고 있다. 또한, 또 달리 말하면, 스위치 210의 제2단자는, 스위치 220의 제2단자에 접속하고 있거나, 스위치 200과 신호선 130에 병렬로 접속하고 있다.
본 실시예에 있어서, 스위치 220은, 바이패스 선 225와 비교기 161과의 사이의 도통을 제어할 수 있다. 스위치 220의 제1단자는 비교기 161에 접속하고, 스위치 220의 제2단자는 바이패스 선 225에 접속하고 있다. 달리 말하면, 스위치 220의 제1단자는 비교기 161의 입력 노드에 접속하고, 스위치 220의 제2단자는 바이패스 선 225의 노드에 접속하고 있다. 또한, 또 달리 말하면, 스위치 220의 제1단자와 스위치 201의 제2단자는 비교기 161의 동일한 입력 노드에 접속하고 있다. 추가로, 스위치 220의 제2단자는 스위치 210과 바이패스 선 225를 통해 신호선 130과 전기적으로 접속할 수 있다.
본 실시예에 따른 판독 방법에 대해서 설명한다. 본 실시예에 있어서도, 상기 촬상장치는 상기 제1 실시예와 같은 제1동작 모드와 제2동작 모드를 가질 수 있다. 우선, 제1동작 모드에 대해서 설명한다. 우선, 스위치 200, 201이 온의 상태가 되고, 스위치 210, 220이 오프의 상태가 된다. 이 상태에서, 화소 100으로부터의 신호는 신호선 130과 스위치 200을 통해 비교기 160에 입력된다. 같은 기간에, 화소 101로부터의 신호는 신호선 131과 스위치 201을 통해 비교기 161에 입력된다. 비교기 160, 161에 신호가 입력된 후 동작은 상기 제1 실시예에 따른 것과 같다. 보다 구체적으로, 2개의 화소의 신호가, 같은 기간에 및/또는 병렬로 판독되고 ＡＤ변환될 수 있다.
스위치 210을 설치하므로, 비교기 160의 입력 노드에의 신호선 131과 바이패스 선 225의 용량의 영향을 감소할 수 있다. 또한, 스위치 220을 설치하므로, 비교기 161의 입력 노드에의 신호선 130과 바이패스 선 225의 용량의 영향을 감소할 수 있다. 이 동작에서, 바이패스 선 225이 플로팅(floating)이 되므로, 바이패스 선 225의 전위를 고정하기 위한, 바이패스 선 225와 접지전압ＧＮＤ나 전원전압ＶＤＤ를 접속하는 스위치를 설치해도 좋다.
제2동작 모드에 대해서 설명한다. 우선, 스위치 200, 201은 오프이며, 스위치 210, 220은 온의 상태가 된다. 화소 100으로부터의 신호는, 신호선 130, 스위치 210, 바이패스 선 225, 및 스위치 220의 순서로 경과해서 비교기 161의 입력 노드에 출력된다. 그 후, 화소 100으로부터의 신호는 ＡＤ변환된다. 이어서, 적어도 스위치 220이 오프(하지만, 바람직하게는 스위치 220이 상기 스위치 210과 함께 오프의 상태가 된다)이며, 스위치 201이 온의 상태가 된다. 화소 101로부터의 신호는, 신호선 131과 스위치 201의 순서로 경과해서 비교기 161의 입력 노드에 출력된다. 그 후, 화소 101로부터의 신호는 ＡＤ변환된다. 이렇게, 스위치 201과 스위치 220을 전환함으로써, 화소 100의 신호와 화소 101의 신호를 각각 독립적으로 비교기 161에 입력시킬 수 있다.
본 실시예에서는, 화소 100의 신호가 비교기 161에 입력될 때에, 스위치 200이 오프다. 그러므로, 비교기 160에 부수되는 용량이 신호선 130에 부가하는 것을 감소할 수 있다. 그 결과, 신호 판독에 있어서의 동작 속도가 저하해버리는 것을 억제할 수 있다. 또한, 화소 100의 신호가 비교기 161에 입력될 때에, 스위치 201이 오프다. 그러므로, 신호선 131에 부수되는 용량이 비교기 161의 입력 노드에 부가하는 것을 감소할 수 있다. 그 결과, 신호 판독에 있어서의 동작 속도가 저하해버리는 것을 억제할 수 있다. 또한, 화소 101의 신호가 비교기 161에 입력될 때에, 스위치 220이 오프다. 그러므로, 바이패스 선 225이나 신호선 130에 부수되는 용량이 신호선 131,혹은 비교기 161의 입력 노드에 부가하는 것을 감소할 수 있다.
본 실시예에서는, 바이패스 선 225를 설치한 구성을 설명하고 있다.또는, 바이패스 선 225을 설치하지 않고 스위치 220의 단자와 스위치 210의 단자가 함께 직접 접속하는 구성이 이용되어도 좋다. 또한, 본 실시예에 따른 바이패스 선 225는, 적어도 배선을 포함하지만, 동일한 노드에 접속된 부분(콘택트 플러그나 비어 플러그)을 포함할 수 있다.
도3은, 제3 실시예의 촬상장치를 설명하는 모식도다. 본 실시예에서는, 다른 실시예들과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 지정하고, 그 구성 요소들에 대해서는 설명을 생략한다. 이하, 다른 실시예들과의 차이를 설명한다.
도3에 도시된 부분P3은, 도1의 부분P1, 혹은, 도2의 부분P2에 대응하고 있다. 도3에 있어서, 다른 열들에서, 같은 부분P3이 제2방향D2에 반복하여 배치되어 있다. 부분P3은, 도2의 부분P2에 도시된 구성 요소에 더하여, 스위치 211, 221을 구비한다.
스위치 211은, 비교기 160과 바이패스 선 225와의 사이의 도통을 제어할 수 있다. 스위치 211은, 신호를 비교기 160에 출력가능한 제1단자와, 바이패스 선 225로부터의 신호가 입력가능한 제2단자를 가진다. 스위치 211의 제1단자는 비교기 160에 접속하고, 스위치 211의 제2단자는 바이패스 선 225에 접속하고 있다. 달리 말하면, 스위치 211의 제1단자는 비교기 160의 입력 노드에 접속하고, 스위치 211의 제2단자는 바이패스 선 225의 노드에 접속하고 있다. 또 달리 말하면, 스위치 211의 제1단자는 스위치 200의 제2단자에 접속하고 있다. 또 달리 말하면, 스위치 211의 제2단자는, 스위치 220의 제2단자에 접속하거나, 혹은 스위치 210의 제2단자에 접속하고 있다.
스위치 221은, 신호선 131과 바이패스 선 225와의 사이의 도통을 제어할 수 있다. 스위치 221은, 신호선 131로부터의 신호가 입력가능한 제1단자와, 신호를 바이패스 선 225에 출력가능한 제2단자를 가진다. 스위치 221의 제1단자는 신호선 131에 접속하고, 스위치 221의 제2단자는 바이패스 선 225에 접속하고 있다. 달리 말하면, 스위치 221의 제1단자는 신호선 131의 노드에 접속하고, 스위치 221의 제2단자는 바이패스 선 225의 노드에 접속하고 있다. 또 달리 말하면, 스위치 221의 제1단자는, 스위치 201의 제1단자에 접속하고 있다. 또 달리 말하면, 스위치 221의 제2단자는, 스위치 220의 제2단자에 접속하거나, 스위치 211의 제2단자에 접속하거나, 혹은 스위치 210의 제2단자에 접속하고 있다.
제2 실시예에서는, 비교기 161을 사용할 경우에 용량의 부가를 감소할 수 있다. 본 실시예에서는, 스위치 211, 221을 더욱 구비한다. 따라서, 2개의 비교기 160, 161의 어느쪽의 비교기를 사용할 경우에도 용량의 부가를 감소하는 것이 가능하다.
도 3의 스위치들을 편의상 스위치 유닛 230, 231로서 규정한다. 스위치 유닛 230은 적어도 스위치 200, 210, 211을 가지고, 스위치 유닛 231은 적어도 스위치 201, 220, 221을 가진다. 도3에 도시한 바와 같이, 부분P3은 복수의 스위치 유닛을 포함한다. 복수의 스위치 유닛의 각각이, 복수의 신호선(신호선 130, 131,...)의 상이한 1개, 및, 복수의 비교기(비교기 160, 161,...)의 1개에 대응하도록 설치된다. 각 스위치 유닛은, 적어도 3종류의 스위치를 포함한다. 제1종류의 스위치는, 상기 복수의 신호선 중 대응하는 신호선에 접속된 제1단자와, 상기 복수의 비교기 중 대응하는 비교기에 접속된 제2단자를 가진다. 스위치 유닛 230의 스위치 200, 및, 스위치 유닛 231의 스위치 201이, 제1종류의 스위치에 상당한다. 제2종류의 스위치는, 상기 복수의 신호선 중 대응하는 신호선(및, 해당 신호선에 접속된 제1종류의 스위치의 제1단자)에 접속된 제1단자와, 바이패스 선 225에 접속된 제2단자를 가진다. 스위치 유닛 230의 스위치 210, 및, 스위치 유닛 231의 스위치 221이, 제2종류의 스위치에 상당한다. 제3종류의 스위치는, 상기 복수의 비교기 중 대응하는 비교기(및, 해당 비교기에 접속된 제1종류의 스위치의 제2단자)에 접속된 제1단자와, 바이패스 선 225에 접속된 제2단자를 가진다. 스위치 유닛 230의 스위치 211, 및, 스위치 유닛 231의 스위치 220이, 제3종류의 스위치에 상당한다. 이것들 스위치에 의해, 이하에 서술하는 것 같이 제2동작 모드에 있어서, 화소 100, 101의 신호 경로에 있어서의 스위치의 수를 같게 할 수 있다. 달리 말하면, 바이패스 선 225은 복수의 스위치 유닛에 공통으로 접속되어 있다.
본 실시예에 따른 판독 방법에 대해서 설명한다. 또한, 본 실시예에 의하면, 상기 촬상장치는, 상기 제1 및 제2 실시예에 따른 구성과 같은 제1동작 모드와 제2동작 모드를 가질 수 있다. 우선, 제1동작 모드에 대해서 설명한다. 제1동작 모드에 있어서는, 각 스위치 유닛에 있어서, 제1종류의 스위치가 온이고, 제2종류와 제3종류의 스위치가 오프다. 이 동작에서, 각 화소의 신호는 화소가 접속한 신호선을 통하고, 대응하는 각 스위치 유닛의 제1종류의 스위치를 경유하여, 상기 비교기들 중 대응하는 비교기에 입력된다. 구체적으로는, 스위치 200, 201은 온이고, 스위치 210, 211, 220, 221은 오프다. 이 상태에서, 화소 100의 신호는 비교기 160에 입력되고, 화소 101의 신호는 비교기 161에 입력된다. 스위치 210, 211, 220, 221은 오프이므로, 바이패스 선 225에 부수되는 용량은 신호선 130, 131의 어느 쪽에도 부가되지 않는다. 따라서, 이 동작 모드에서, 이 구성에 설치된 바이패스 선 225는 그 속도에 영향을 미치지 않는다. 추가로, 바이패스 선 225를 접지 전압ＧＮＤ이나 전원 전압VDD에 접속하기 위한 스위치는, 상기 바이패스 선 225에 별도로 설치되어도 좋다.
다음에, 제2동작 모드에 대해서 설명한다. 제2동작 모드에 있어서는, 각 스위치 유닛에 있어서 제1종류의 스위치가 오프다. 그 후, 바이패스 선에 공통으로 접속된 복수의 스위치 유닛 중 어느 1개의 스위치 유닛의 제3종류의 스위치가 온이다. 바이패스 선에 공통으로 접속된 상기 복수의 스위치 유닛 중 다른 스위치 유닛의 제3종류의 스위치가 오프다. 그 후, 각 스위치 유닛의 제2종류의 스위치가 오프의 상태로부터 순차로 온의 상태가 된다. 이 동작에서, 각 화소의 신호는 상기 화소가 접속한 신호선을 통하여, 대응하는 스위치 유닛의 제2종류의 스위치를 경유하고, 바이패스 선을 경유하여, 제3종류의 스위치가 온인 스위치 유닛에 대응한 비교기들 중 상이한 비교기에 순차로 입력된다. 구체적으로는, 스위치 200, 201, 211은 오프이며, 스위치 220은 온이다. 이 상태에서, 스위치 210과 스위치 221이 순차로 온의 상태로 되므로, 화소 100의 신호와 화소 101의 신호가 순차로 비교기 161에 입력된다. 이렇게, 본 실시예에 의해서도, 제2동작 모드로 신호가 판독될 수 있다.
이 제2동작 모드에 의하면, 화소 100으로부터 비교기 161까지의 화소 100의 신호의 판독 경로는, 신호선 130과, 스위치 210과, 바이패스 선 225과, 스위치 220의 순서로 구비한다. 마찬가지로, 화소 101로부터 비교기 161까지의 화소 101의 신호의 판독 경로는, 신호선 131과, 스위치 221과, 바이패스 선 225와, 스위치 220의 순서로 구비한다. 즉, 화소로부터의 신호가 비교기에 입력할 때까지의 경로들에 있어서의 스위치의 수가 같고, 각 신호에 생길 수 있는 노이즈가 같다.
또한, 제2동작 모드에 있어서, 화소 100의 신호의 판독 경로에 관한용량은, 2개의 스위치와, 신호선 130과, 바이패스 선 225에 관한 용량의 합이다. 또한, 화소 101의 신호의 판독 경로에 관한 용량은, 2개의 스위치와, 신호선 131과, 바이패스 선 225에 관한 용량의 합이다. 따라서, 화소 100과 화소 101의 신호의 판독에 있어서의 게인의 변동과 판독 속도의 변동을 감소할 수 있다.
또한, 제2동작 모드에 있어서, 스위치 200, 211이 오프이므로, 비교기 160에 관한 용량이 신호의 판독 경로에 부가되는 것을 감소할 수 있다. 또한, 스위치 201이 오프이므로, 화소 100의 신호를 판독할 때에 신호선 131에 관한 용량이 부가되는 것을 감소할 수 있다. 따라서, 판독 속도의 저하를 감소할 수 있다.
본 실시예에서는, 제2동작 모드에 있어서 비교기 161을 사용하는 예를 설명하였다. 이와는 달리, 비교기 160을 사용해도 좋다. 이 경우에는, 스위치 211이 온이고, 스위치 220, 200, 201이 오프이고, 스위치 210, 221은 순차로 온의 상태가 된다. 스위치 200, 210이 오프이므로, 신호선 130에 부수되는 용량의 영향을 감소할 수 있다. 스위치 201, 220이 오프이므로, 비교기 161에 부수되는 용량의 영향을 감소할 수 있다.
상기 촬상장치는, 제3동작 모드를 더욱 가져도 좋다. 제3동작 모드는, 제2동작 모드에 있어서, 더욱, 바이패스 선에 공통으로 접속된 상기 스위치 유닛 중 복수의 제3종류의 스위치를 온의 상태로 하는 동작이다. 1개의 화소의 신호는, 온인 복수의 제3종류의 스위치를 경유해서 복수의 비교기에 입력된다. 구체적으로는, 제3동작 모드는, 제2동작 모드의 예에 있어서, 더욱, 스위치 211을 온으로 하고, 1개의 화소로부터의 신호를 2개의 비교기 160, 161에 입력하고, 이 신호의 ＡＤ변환을 행하는 동작이다. 이 경우에는, 스위치 211, 220이 온이고 스위치 200, 201이 오프다. 그리고, 스위치 210과 스위치 221은 순차로 온의 상태가 된다. 그 결과, 신호선 130으로부터의 신호를 비교기 160, 161에 입력하고, 그리고, 신호선 131로부터의 신호를 비교기 160, 161에 입력할 수 있다. 이러한 동작에 의해, 1개의 신호로부터 2개의 디지털 신호를 얻을 수 있다. 따라서, 비교기에 기인하는 노이즈를 감소할 수 있다. 달리 말하면, 비교기에 기인하는 노이즈를 제거하기가 쉽다.
제1∼제3동작 모드에 있어서, 복수의 스위치 유닛의 각각은 다음 4개의 상태를 가진다. 제1상태는, 1개의 신호선의 신호를, 1개의 신호선에 대응한 상기 비교기들 중 1개의 비교기에 입력하는 상태다. 즉, 제1종류의 스위치가 온이며, 제2종류의 스위치 및 상기 제3종류의 스위치가 오프다. 제2상태는, 1개의 신호선의 신호를, 바이패스 선에 출력하는 상태다. 이 경우에, 제2종류의 스위치가 온이며, 제1종류의 스위치 및 제3종류의 스위치가 오프다. 제3상태는, 1개의 신호선의 신호를, 1개의 신호선에 대응한 상기 비교기들 중 1개의 비교기와 바이패스 선과의 양쪽에 출력하는 상태다. 제3상태에서는, 적어도 상기 제1종류의 스위치 및 상기 제2종류의 스위치가 온이다. 제4상태는, 바이패스 선의 신호를, 1개의 신호선에 대응한 상기 비교기들 중 1개의 비교기에 입력하는 상태다. 제4상태에서는, 제3종류의 스위치가 온이며, 제1종류의 스위치 및 제2종류의 스위치가 오프다.
도4∼도6을 참조하여, 제1동작 모드 및 제2동작 모드의 구체적인 동작에 대해서 설명한다. 도4는, 도3에 도시된 화소 100, 101의 회로도다. 화소 100은, 광전변환 소자 400과, 전송 트랜지스터 410과, 증폭 트랜지스터 430과, 선택 트랜지스터 440과, 리셋 트랜지스터 460을 구비한다. 화소 101은, 광전변환 소자 401과, 전송 트랜지스터 411과, 증폭 트랜지스터 431과, 선택 트랜지스터 441과, 리셋 트랜지스터 461을 구비한다. 화소 100, 101은, 각각, 플로팅 디퓨전 영역(이하, "ＦＤ영역") 420, 421을 가진다. ＦＤ영역 420, 421에는, 각각, 광전변환 소자 400, 401로부터 전하가 전송된다. ＦＤ영역 420, 421의 전위에 근거하는 신호가 각각, 증폭 트랜지스터 430, 431로부터 선택 트랜지스터 440, 441을 통해 신호선 130, 131에 출력된다. 또한, ＦＤ영역 420, 421은 각각, 리셋 트랜지스터 460, 461에 의해 소정의 전위로 설정된다. 촬상장치는, 일반적으로 마이크로렌즈 어레이를 구비한다. 이 화소 100, 101의 각각에 대하여, 1개의 마이크로렌즈가 설치된다. 이상과 같이, 도4에 도시된 화소구성은, 전형적인 ＣＭＯＳ이미지 센서의 화소의 구성이며, 여기서는 상세하게 설명되지 않는다.
화소 100, 101에 적어도 1개의 광전변환 소자가 설치되어 있고, 1개의 마이크로렌즈가 서로 인접하는 적어도 2개의 화소 100, 101에 걸쳐서 설치되어도 좋다. 그 적어도 2개의 화소 100, 101은 적어도, 제1방향D1 또는 제2방향D2를 따라 서로 인접하게 배치된다. 예를 들면, 제1방향D1 및 제2방향D2에 배치된 4개의 화소에 걸쳐서 1개의 마이크로렌즈가 배치되어도 좋다. 더욱, 적어도 2개의 화소 100, 101은 제1방향D1 및 제2방향D2이외의 방향을 따라 배치되어도 좋다.
도5는, 도3 및 도4에 도시된 촬상장치의 제1동작 모드에서의 구동방법을 설명하는 개략도다. 도6은, 도3 및 도4에 도시된 촬상장치의 제2동작 모드에서의 구동방법을 설명하는 개략도다. 도5 및 도6에 있어서, 횡축은 시간을 나타내고, 종축은, 각 소자에 입력시키는 제어 펄스와, 램프 신호의 전위ＲＡＭＰ와, 신호선 130의 전위를 나타낸 전위Ｖｓｉｇ(130)과, 신호선 131의 전위를 나타낸 전위Ｖｓｉｇ(131)를 나타내고 있다. 제어 펄스Φ200은, 스위치 200에 입력되고, 스위치 200의 상태(온과 오프)를 제어한다. 제어 펄스Φ201은, 스위치 201에 입력되고, 스위치 201의 상태(온과 오프)를 제어한다. 다른 제어 펄스Φ211, Φ220, Φ210, Φ221, Φ441, Φ461, Φ411, Φ440, Φ460, Φ410도 마찬가지로, 각각이, 대응하는 부호를 갖는 스위치나 트랜지스터에 입력되어, 그 스위치나 트랜지스터의 상태를 제어한다. 각 제어 펄스는, 임의의 값을 취할 수 있지만, 이 경우에는, 설명의 간략을 기하기 위해서 하이 레벨H와 로우 레벨L의 2개의 값을 취한다. 예를 들면, 하이 레벨H와 로우 레벨L은, 각각 3.3V와 0V이다. 제어 펄스가 하이 레벨H일 때에는, 상기 스위치나 트랜지스터가 온이고, 제어 펄스가 로우 레벨L일 때에는 상기 스위치나 트랜지스터가 오프다. 각 도면에서, 상기 제어 펄스가 하이 레벨H인 부분은, "H"로서 지정된다.
우선, 도5에 도시된 제1동작 모드에 있어서의 각 소자의 동작에 대해서 설명한다. 시각t0로부터 시각t8까지, 제어 펄스Φ200, Φ201은 하이 레벨H로 되어 있고, 제어 펄스Φ211, Φ220, Φ210, Φ221은 로우 레벨L로 되어 있다. 즉, 스위치 200, 201은 온이며, 스위치 211, 220, 210, 221은 오프다. 이 상태에서, 화소 101의 판독 동작 및 화소 100의 판독 동작이 행해진다.
시각t0으로부터 시각t8까지, 제어 펄스Φ441, Φ440이 하이 레벨로 되고, 선택 트랜지스터 441, 440이 온이다. 시각t0과 시각t1의 사이에서, 제어 펄스Φ461, Φ460이 하이 레벨H로 되고, 리셋 트랜지스터 460, 461이 온이고, ＦＤ영역 421, 420이 소정의 전위로 설정된다. 이때, 신호선 131의 전위Ｖｓｉｇ(131)은, 리셋된 ＦＤ영역 421의 전위에 근거하는 신호(리셋 신호)를 나타낸다. 신호선 130의 전위Ｖｓｉｇ(130)은, 리셋된 ＦＤ영역 420의 전위에 근거하는 신호(리셋 신호)를 나타낸다. 시각t2로부터 시각t3까지, 전위ＲＡＭＰ로 표시된 램프 신호가 비교기 161, 160에 입력된다. 화소 101의 리셋 신호와 화소 100의 리셋 신호가 각각 ＡＤ변환된다. 비교기 160의 출력과 비교기 161의 출력 각각은, 시각t2와 시각t3의 사이에서 반전하고, 카운터 170, 171이 그 때의 카운트 값을 출력한다. 시각t3으로부터 시각t4까지, ＡＤ변환후의 리셋 신호는 출력 회로 190을 통해 출력된다. 시각t4로부터 시각t5까지, 제어 펄스Φ411이 하이 레벨H로 되고, 전송 트랜지스터 411이 온의 상태로 되고, 광전변환 소자 401에 입력된 광에 따라 광전변환 소자 401에서 생긴 전하가 ＦＤ영역 421에 전송된다. 동시에, 제어 펄스Φ410이 하이 레벨H로 되고, 전송 트랜지스터 410이 온의 상태로 되어, 입력한 광에 따라서 광전변환 소자 400에서 생긴 전하가 ＦＤ영역 420에 전송된다. 이때, 신호선 131의 전위Ｖｓｉｇ(131)은, 광전변환 소자 401로부터 전하가 전송된 ＦＤ영역 421의 전위에 근거하는 신호(광 신호)를 나타낸다. 마찬가지로, 신호선 130의 전위Ｖｓｉｇ(130)은, 광전변환 소자 400으로부터 전하가 전송된 ＦＤ영역 420의 전위에 근거하는 신호(광 신호)를 나타낸다. 시각t6으로부터 시각t7까지, 전위ＲＡＭＰ로 표시된 램프 신호가 비교기 161, 160에 입력되고, 화소 101, 100의 광 신호가 ＡＤ변환된다. 비교기 161의 출력과 비교기 160의 출력은, 시각t6과 시각t7의 사이에서 각각 반전하고, 카운터 170, 171이 그 때의 카운트 값을 출력한다. 시각t7로부터 시각t8까지, ＡＤ변환후의 광 신호가 외부에 출력된다. 시각t8에서, 화소 101, 100으로부터의 신호를 판독하는 판독 동작이 종료한다. 시각t8로부터 시각t16까지, 다음 프레임으로서, 시각t0으로부터 시각t8까지의 동작이 반복되어도 좋다. 이렇게, 본 실시예에 따른 제1동작 모드에 의해, 2개의 화소로부터의 신호를 동시에 ＡＤ변환해 판독할 수 있다.
다음에, 도6에 도시된 제2동작 모드에 있어서의 각 소자의 동작에 대해서 설명한다. 시각t0으로부터 시각t16까지, 제어 펄스Φ200, Φ201, Φ211은 로우 레벨L로 되어 있고, 제어 펄스Φ220은 하이 레벨H로 되어 있다. 즉, 스위치 200, 201, 211은 오프이며, 스위치 220은 온이다. 이 경우에, 제어 펄스Φ210은 시각t0으로부터 시각t8까지 하이 레벨H로 되고, 제어 펄스Φ221은 시각t8로부터 시각t16까지 하이 레벨H로 된다. 즉, 제어 펄스Φ210, Φ221은 순차로, 하이 레벨H로 설정된다.
이 경우에, 시각t0으로부터 시각t8까지의 화소 101의 판독 동작이 행해진다. 이것은, 도5의 시각t0으로부터 시각t8까지에서의 화소 101의 판독 동작과 같다. 시각t0으로부터 시각t8까지, 제어 펄스Φ441이 하이 레벨H로 되고, 제어 펄스Φ440이 로우 레벨L로 되고, 선택 트랜지스터 441이 온이며, 선택 트랜지스터 440이 오프다. 시각t0과 시각t1의 사이에서, 제어 펄스Φ461이 하이 레벨H로 되어, 리셋 트랜지스터 461가 온이고 ＦＤ영역 421이 소정의 전위로 설정된다. 이때, 신호선 131의 전위Ｖｓｉｇ(131)은, 리셋된 ＦＤ영역 421의 전위에 근거하는 신호(리셋 신호)를 나타낸다. 신호선 130의 전위Ｖｓｉｇ(130)은, 변동하지 않는다. 시각t2로부터 시각t3까지, 전위ＲＡＭＰ로 표시된 램프 신호가 비교기 161에 입력되고, 화소 101의 리셋 신호가 ＡＤ변환된다. 비교기 161의 출력은, 시각t2와 시각t3의 사이에서 반전하고, 카운터 171이 그 때의 카운트 값을 출력한다. 시각t3과 시각t4의 사이에서, ＡＤ변환후의 화소 101의 리셋 신호는 출력 회로 190을 통해 출력된다. 시각t4로부터 시각t5까지, 제어 펄스Φ411이 하이 레벨H로 되고, 전송 트랜지스터 411이 온의 상태로 되고, 입력한 광에 따라서 광전변환 소자 401에서 생긴 전하가 ＦＤ영역 421에 전송된다. 신호선 131의 전위Ｖｓｉｇ(131)은, 광전변환 소자 401로부터 전하가 전송된 ＦＤ영역 421의 전위에 근거하는 신호(광 신호)를 나타낸다. 시각t6부터 시각t7까지, 전위ＲＡＭＰ로 표시된 램프 신호가 비교기 161에 입력되고, 화소 101의 광 신호가 ＡＤ변환된다. 비교기 161의 출력은, 시각t6과 시각t7의 사이에서 반전하고, 카운터 171이 그 때의 카운트 값을 출력한다. 시각t7로부터 시각t8까지, ＡＤ변환후의 화소 101의 광 신호가 외부에 출력된다. 시각t8에서, 화소 101로부터 신호를 판독하는 판독 동작이 종료한다.
시각t8로부터 시각t16까지, 화소 100의 판독 동작이 행해진다. 이것은, 도5의 시각t0으로부터 시각t8까지에 있어서의 화소 100의 판독 동작과 같다. 시각t8로부터 시각t16까지, 제어 펄스Φ441이 로우 레벨L로 되고, 제어 펄스Φ440이 하이 레벨H로 되고, 선택 트랜지스터 441이 오프이고, 선택 트랜지스터 440이 온이다. 시각t8과 시각t9의 사이에서, 제어 펄스Φ460이 하이 레벨H로 되고, 리셋 트랜지스터 460이 온이고, ＦＤ영역 420이 소정의 전위로 설정된다. 이때, 신호선 130의 전위Ｖｓｉｇ(130)은, 리셋된 ＦＤ영역 420의 전위에 근거하는 신호(리셋 신호)를 나타낸다. 시각t10으로부터 시각t11까지, 전위ＲＡＭＰ로 표시된 램프 신호가 비교기 160에 입력되고, 화소 100의 리셋 신호가 ＡＤ변환된다. 비교기 160의 출력은, 시각t10과 시각t11의 사이에서 반전하고, 카운터 170이 그 때의 카운트 값을 출력한다. 시각t11과 시각t12의 사이에서, ＡＤ변환후의 화소 100의 리셋 신호는 출력 회로 190을 통해 출력된다. 시각t12로부터 시각t13까지, 제어 펄스Φ410이 하이 레벨H로 되고, 전송 트랜지스터 410이 온의 상태로 되고, 입력한 광에 따라서 광전변환 소자 400에서 생긴 전하가 ＦＤ영역 420에 전송된다. 이때, 신호선 130의 전위Ｖｓｉｇ(130)은, 광전변환 소자 400로부터 전하가 전송된 ＦＤ영역 420의 전위에 근거하는 신호(광 신호)를 나타낸다. 시각t14로부터 시각t15까지, 전위ＲＡＭＰ로 표시된 램프 신호가 비교기 160에 입력되고, 화소 100의 광 신호가 ＡＤ변환된다. 비교기 160의 출력은, 시각t14와 시각t15의 사이에서 반전하고, 카운터 170이 그 때의 카운트 값을 출력한다. 시각t15로부터 시각t16까지, ＡＤ변환후의 화소 100의 광 신호가 외부에 출력된다. 시각t16에서, 화소 100으로부터의 신호를 판독하는 판독 동작이 종료한다.
제2동작 모드에 있어서, 제1동작 모드에서 동시에 행해진 복수의 화소로부터의 신호를 판독하는 판독 동작은, 순차로, 행해진다. 이 동작에서, 스위치 200, 201, 211이 오프이고, 스위치 220이 온이다. 이 때문에, 비교기 160을 사용하지 않고, 2개의 화소 100, 101의 신호를 1개의 비교기 161을 사용하는 경로에서 판독할 수 있다. 상기 촬상장치가 제2동작 모드를 가지므로, 동작하는 소자의 수가 저하한다. 그 결과, 저전력화가 가능해진다. 추가로, 병렬로 동작하는 비교기의 수가 저하하므로, 전원전압의 변동이나 비교기의 출력 변화에 기인하는 노이즈를 감소하는 것이 가능하다.
또한, 제3동작 모드는, 도6에 도시된 제2동작 모드에 있어서, 시각t0과 시각t16의 사이에서 제어 펄스Φ211을 하이 레벨H로 하고 스위치 211을 온으로 함으로써, 이루어질 수 있다. 이 경우에는, 도6의 시각t0로부터 시각t8까지, 화소 101로부터의 신호가 2개의 비교기 160, 161에 입력되어 ＡＤ변환된다. 그리고, 도6의 시각t8로부터 시각t16까지, 화소 100으로부터의 신호가 2개의 비교기 160, 161에 입력되어 ＡＤ변환된다.
본 실시예에서는, 1개의 바이패스 선 225는 2개의 신호선과 2개의 비교기를 스위치를 통해서 접속한다. 그렇지만, 바이패스 선 225가 3개이상의 신호선과 3개이상의 비교기를 스위치를 통해서 접속할 때, 스위치의 수를 증가시키지 않고 상기 신호선과 상기 비교기를 접속하는 것이 가능하다. 예를 들면, 3개의 신호선과 3개의 비교기를 접속하는데 바이패스 선을 사용하지 않을 경우에는, 1개의 비교기의 입력 노드에 대하여 3개의 스위치가 필요하다. 따라서, 총 9개의 스위치를 설치할 필요가 있다. 그러나, 본 실시예에 따른 구성으로서 바이패스 배선을 설치할 경우에는, 1개의 비교기의 입력 노드에 대하여 2개의 스위치만이 설치되는데 필요하다.
도7, 도8a 및 도8b는, 제4 실시예를 설명하기 위한 촬상장치의 모식도다. 본 실시예에서는, 적층용의 복수의 반도체 기판을 갖는 촬상장치를 나타내고 있다. 도7에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 적층형의 촬상장치는, 적어도, 복수의 화소ＰＩＸ가 배치된 화소영역 110을 갖는 반도체 기판과, 화소영역 110이외의 구성 요소를 갖는 다른 반도체 기판을, 구비한다. 이 화소영역 110이 배치된 반도체 기판을 "화소 칩"이라고도 칭한다. 또한, 화소영역 110이외의 회로가 배치된 반도체 기판을 "회로 칩"이라고도 칭한다. 촬상장치는, 화상신호의 신호 처리 회로와, 화소영역 110의 제어 시스템용의 회로가 배치된 반도체 기판을 더 구비하여도 되고, 3개이상의 적층용의 반도체 기판을 구비하여도 된다. 이러한 촬상장치는, "적층형의 촬상장치"라고도 칭한다.
본 실시예에 따른 촬상장치에서는, 1열의 화소ＰＩＸ에 대하여 12개의 신호선 130∼135, 330∼335가 설치된다. 12개의 신호선 중 6개의 신호선 130∼135에 대해서, 제1방향D1과 반대의 방향으로 판독회로 250이 설치된다. 다른 6개의 신호선 330∼335에 대해서, 제1방향D1에 판독회로 251이 설치된다. 도7에 있어서, 다른 실시예와 마찬가지로, 1열의 화소에 대응한 부분을 "부분P4"라고 한다.
또한, 본 실시예에 따른 촬상장치는, 적층형이기 때문에, 복수의 반도체 기판 사이에서의 신호를 송수신하기 위한 접속부 240∼245, 340∼345를 구비한다. 접속부 240∼245, 340∼345은, 각각 전도체로 구성된다. 예를 들면, 접합부는, 2개의 기판에 설치된 구리를 주성분으로 하는 배선을 접합함으로써 형성된 Ｃｕ-Ｃｕ접합이여도 좋다. 또한, 접합부는, 전극 패드와 범프로 구성되어도 되거나, 실리콘 관통 전극(ＴＳＶ)으로 형성되어도 좋다.
도7에 있어서, 12개의 화소ＰＩＸ를 예로서 설명한다. 12개의 화소ＰＩＸ는, 1열, 12행으로 배열되고, 12개의 신호선 130∼135, 330∼335와 1대1로 접속되어 있다. 이 경우에, 12개의 전류원 140∼145, 540∼545는, 대응하는 12개의 신호선 130∼135, 330∼335에 1대1로 접속되어 있다. 도1∼도3과 마찬가지로, 신호선 130∼135, 330∼335에는, 복수의 화소ＰＩＸ가 접속된다. 예를 들면, 1개의 열에는, 도4에 도시된 12행의 화소ＰＩＸ의 조가, 열방향(제1의 방향D1)을 따라 반복적으로 배치된다.
신호선 130∼135의 각각은, 접속부 240∼245의 대응하는 1개와 1대1로 접속한다. 그리고, 신호선 130∼135의 각각은, 비교기 160∼165의 대응하는 1개와 1대1로 접속된다. 예를 들면, 신호선 130은, 접속부 240을 통하여 비교기 160에 접속된다. 또한, 신호선 131은, 접속부 241을 통하여 비교기 161에 접속된다.
1개의 신호선과 1개의 비교기의 사이에는, 스위치 유닛 230∼235 중 대응하는 1개의 스위치 유닛이 설치된다. 그리고, 비교기 160∼165는, 카운터 170∼175와 1대1로 접속된다. 부분P4에 있어서, 판독회로 250은, 신호선 130∼135에 대응한 비교기 160∼165와, 스위치 유닛 230∼235와, 카운터 170∼175를 구비한다. 카운터 170∼175로부터의 신호는, 수평주사 회로 180과, 출력 회로 190을 통해 출력된다.
스위치 유닛 230∼235의 구성에서, 도3의 스위치 유닛과 마찬가지로, 스위치 유닛 230∼235의 각각은, 제1종류의 스위치와, 제2종류의 스위치와, 제3종류의 스위치를 구비한다. 스위치 유닛 230, 232, 234의 제1종류의 스위치의 각각은, 대응하는 신호선 130, 132, 134에 접속된 제1단자와, 대응하는 비교기 160, 162, 164에 접속된 제2단자를 가진다. 스위치 유닛 230, 232, 234의 제2종류의 스위치의 각각은, 대응하는 신호선 130, 132, 134 (및, 해당 신호선에 접속된 제1종류의 스위치의 제1단자)에 접속된 제1단자와, 바이패스 선 325에 접속된 제2단자를 가진다. 스위치 유닛 230, 232, 234의 제3종류의 스위치의 각각은, 대응하는 비교기 160, 162, 164(및, 해당 비교기에 접속된 제1종류의 스위치의 제2단자)에 접속된 제1단자와, 바이패스 선 325에 접속된 제2단자를 가진다. 스위치 유닛 231, 233, 235의 제1종류의 스위치의 각각은, 대응하는 신호선 131, 133, 135에 접속된 제1단자와, 대응하는 비교기 161, 163, 165에 접속된 제2단자를 가진다. 스위치 유닛 231, 233, 235의 제2종류의 스위치의 각각은, 대응하는 신호선 131, 133, 135(및, 해당 신호선에 접속된 제1종류의 스위치의 제1단자)에 접속된 제1단자와, 바이패스 선 326에 접속된 제2단자를 가진다. 스위치 유닛 231, 233, 235의 제3종류의 스위치의 각각은, 대응하는 비교기 161, 163, 165(및, 해당 비교기에 접속된 제1종류의 스위치의 제2단자)에 접속된 제1단자와, 바이패스 선 326에 접속된 제2단자를 가진다. 상기 실시예들과 비교한 것처럼, 1개의 바이패스 선에 공통으로 접속될 수 있는 스위치 유닛의 수는 3개이다. 즉, 1개의 바이패스 선에 공통으로 접속될 수 있는 신호선과 비교기의 수가 3개이다.
신호선 330∼335의 각각은, 접속부 340∼345의 대응하는 1개와 1대1로 접속한다. 그리고, 신호선 330∼335은, 판독회로 250과 같은 판독회로 251과 접속하고 있다. 즉, 신호선 330∼335의 각각은, 비교기들의 대응하는 1개와 1대1로 접속된다. 예를 들면, 신호선 330은, 접속부 340을 통하여 대응하는 1개의 비교기에 접속된다. 또한, 신호선 331은, 접속부 341을 통하여 대응하는 다른 비교기에 접속된다. 판독회로 251에는, 램프 생성기 150과 같은 램프 생성기 151로부터 신호가 입력된다. 판독회로 251로부터의 신호도, 수평주사 회로 181과 출력 회로 191을 통해서 출력된다. 판독회로 251에도 판독회로 250과 마찬가지로, 6개의 스위치 유닛이 배치된다. 따라서, 판독회로 251은, 판독회로 250과 같은 판독 동작을 행할 수 있다. 즉, 판독 경로는 상하 방향으로 대칭적이다.
달리 말하면, 부분P4는, 도 7에 있어서, 2개의 방향, 즉 하방향(제1방향D1과 반대의 방향)과 상방향(제1방향D1)으로, 각각 6개의 판독 경로를 가지고 있다.
신호선 130∼135, 330∼335의 각각은, 화소영역 110을 갖는 반도체 기판에 설치된 부분과, 그 화소영역 110이외의 회로를 갖는 반도체 기판에 설치된 부분을 가진다. 달리 말하면, 각 신호선의 이 부분들은, 대응하는 1개의 접속부 240∼245, 340∼345에 의해 함께 접속되어 있다.
12개의 화소ＰＩＸ는 제1방향D1을 따라서 신호선 130, 330, 131, 331, 132, 332, 133, 333, 134, 334, 135, 335에 순차 접속하고 있다. 도7에 있어서의 홀수행의 화소ＰＩＸ는 신호선 330∼335에, 짝수행의 화소ＰＩＸ는 신호선 130∼135에 접속하고 있다. 이 접속에 의거하여, 칼라의 촬상장치에 있어서, 예를 들면 베이어(Bayer) 배열의 칼라 필터를 사용할 때에, 동일 색의 칼라 필터에 대응한 화소의 신호가 동일방향으로 판독될 수 있다. 물론, 이러한 화소와 신호선간의 접속은, 목적에 따라서 적절하게 선택될 수 있다.
또한, 신호선 130, 132, 134는 스위치 유닛 230, 232, 234를 통해 바이패스 선 325와 각각 접속한다. 신호선 131, 133, 135는 스위치 유닛 231, 233, 235를 통해 바이패스 선 326과 각각 접속한다. 이 접속에 의거하여, 동일 색의 가산이나 선별 판독에 있어서 모아레(moire)를 감소할 수 있다. 이러한 바이패스 선 325, 326과 공통으로 접속하는 스위치 유닛과 그 개수도, 목적에 따라서 적절하게 변경될 수 있다.
다음에, 동작 모드에 대해서 설명한다. 본 실시예에 있어서도, 상기 촬상장치는, 다른 실시예와 마찬가지로 제1동작 모드와 제2동작 모드를 가질 수 있다. 우선, 제1동작 모드에 있어서는, 스위치 유닛 230∼235는 신호선 130∼135을 각각, 비교기 160∼165에 접속한다. 마찬가지로, 신호선 330∼335도, 각각의 비교기와 접속된다. 이에 따라, 12행분의 화소ＰＩＸ의 신호를 동시에 ＡＤ변환하는 것, 즉 병렬 처리를 행할 수 있다.
제2동작 모드에 있어서는, 스위치 유닛 230, 232, 234는 신호선 130, 132, 134를 순서적으로 임의의 1개의 비교기, 예를 들면 비교기 162에 접속한다. 스위치 유닛 231, 233, 235는 신호선 131, 133, 135를 임의의 1개의 비교기, 예를 들면 비교기 163에 접속한다. 신호선 330∼335에 있어서도 같다. 이 동작에서, 4행분의 화소ＰＩＸ의 신호를 동시에 ＡＤ변환하는 것이 가능하다. 따라서, 동작하는 비교기의 수가 줄기 때문에, 상기 촬상장치가 동작할 때의 소비 전류량을 감소하는 것이 가능하다. 추가로, 병렬로 동작하는 비교기의 수가 줄기 때문에, 전원전압의 변동이나 비교기의 출력 변화에 기인하는 노이즈를 감소하는 것이 가능하다.
물론, 스위치 유닛 230, 232, 234가 접속하는 비교기는 3개의 비교기 중 어느 하나의 비교기이어도 좋고, 판독되는 신호의 가산이나 선별에 따라서 적절하게 선택될 수 있다. 본 실시예에서는, 판독에 사용하는 비교기를 비교기 162, 163으로 하므로, 그 신호 경로에서의 비교기 162, 163의 레이아웃의 대칭성을 달성하고 비교기 162, 163의 노이즈의 영향을 동일한 것에 가까이 할 수 있다. 이것은, 비교기 162, 163이, 각 바이패스 선에 공통으로 접속된 상기 비교기들 중 위치에서 동일하기 때문이다. 또한, 도7은, 6개의 신호선 및 스위치 유닛에 대하여 2개의 바이패스 선 325, 326을 설치하는 예를 도시하고 있다. 또는, 6개의 신호선 및 스위치 유닛에 대하여 1개의 바이패스 선이 설치되어도 된다. 바이패스 선, 신호선 및 스위치 유닛의 수간의 대응 관계는 선택사항으로 설정될 수 있다.
도8a 및 도8b는, 도7에서 신호선과, 접속부와, 비교기의 모식적인 레이아웃을 설명하기 위한 도다. 도8a는 화소ＰＩＸ를 갖는 기판에 있어서의 1열, 12행에 배열된 12개의 화소ＰＩＸ와, 신호선 130∼135, 330∼335와, 접속부 240∼245, 340∼345를 도시한 것이다. 도8b는 비교기를 갖는 기판에 있어서의 비교기 160∼165, 360∼365와, 스위치 유닛 230∼235, 350∼355와, 접속부 240∼245, 340∼345와, 4개의 바이패스 선 325∼328를 도시한 것이다. 4개의 바이패스 선 325∼328의 각각은, 임의의 수(이 경우에는 3개)의 스위치 유닛에 공통으로 접속되어 있다. 도8a와 도8b에서의 접속부 240∼245, 340∼345는, 도8a와 도8b에서의 접속부 240∼245, 340∼345가 일치하도록 적층해서 배치된다. 접속부 240∼245, 340∼345의 각각은 그 위치에 있어서, 2개의 기판을 접속하는 전극과 배선으로 구성된다.
도8a에 도시한 바와 같이, 12개의 신호선 130∼135, 330∼335는, 그 신호선 130∼135, 330∼335에 접속된 복수의 화소ＰＩＸ가 배열하는 방향, 즉, 제1방향D1을 따라 연장하고 있다. 이 도면에서, 화소ＰＩＸ는, 이해를 쉽게 하기 위해서, 평면에서 신호선 130∼135, 330∼335에 인접하게 배치되어 있다. 그렇지만, 실제로, 화소ＰＩＸ와 신호선 130∼135, 330∼335는 중첩하게 배치되어 있다. 즉, 평면에서, 도7에 있어서 화소ＰＩＸ가 배치되게 도시된 화소영역 110에 겹치는, 1개의 화소열에 대하여 12개의 신호선이 배치되어 있다. "평면"은, 임의의 면에 각 구성요소를 투영하여서 얻어진 면이다. 임의의 면의 예들은, 반도체 기판끼리의 접합면과, 반도체 기판의 표면이 있다. 반도체 기판의 표면은, 예를 들면, 광전변환 소자의 광입사면이나, 트랜지스터의 게이트 절연막 계면에 의해 규정될 수 있다.
도8b는, 도8a에 도시된 12개의 신호선 130∼135, 330∼335에 대응한 비교기 160∼165, 360∼365의 레이아웃을 도시하고 있다. 비교기 160∼165, 360∼365는, 3개씩 바이패스 선에 공통으로 접속되어 있다. 그리고, 비교기 160∼165, 360∼365는, 제1방향D1을 따라 배열되어 있다. 마찬가지로, 비교기 160∼165, 360∼365에 대응해서 설치되는 스위치 유닛 230∼235, 350∼355가, 제1방향D1을 따라 배치되어 있다. 그리고, 4개의 바이패스 선 325∼328의 적어도 일부가 제1방향D1을 따라 연장해서 배치되어 있다. 이러한 배치에 의해, 도8a에 도시된 12개의 신호선과 겹치도록, 상기 비교기를 배치 할 수 있다. 따라서, 촬상장치의 칩 면적을 감소시킬 수 있다. 또한, 이러한 배치에 의해, 신호 경로의 거리를 감소시키는 것이 가능하다.
그리고, 도8a 및 도8b에 도시한 바와 같이, 접속부 240∼245, 340∼345도, 비교기 160∼165, 360∼365에 대응하여 제1방향D1을 따라 배치되어 있다. 이러한 접속부 240∼245, 340∼345의 배치에 의해, 비교기 160∼165, 360∼365에의 신호 경로의 길이를 서로 등가의 것에 가깝게 하고 다른 배선과의 상대적 배치 관계를 서로 등가의 것에 가깝게 하는 것이 쉽다. 도8a에 있어서, 접속부 240∼245와 340∼345 사이의 배치 거리는 제1방향D1으로 상이하지만, 이 배치 거리가 같아야 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 접속부 240∼245, 340∼345 중에서 인접한 접속부는, 제2방향D2를 따른 방향으로 배치되지 않도록, 서로 제1방향D1을 따라 이격(오프셋)해서 배치되어 있다. 이러한 이격에 의해, 배선 및 그 배선간의 거리를 미세하게 하고, 또한 실리콘 관통 전극으로 구성된 접속부의 프로세스 마진을 확보할 수 있다. 이렇게, 도8a 및 도8b에 도시된 각 소자의 배치에 의해, 각 화소로부터의 판독 경로간의 대칭성과, 접속부를 형성하기 위한 프로세스 마진을, 유지할 수 있다.
접속부 240∼245, 340∼345는 도7에 있어서의 화소영역 110의 외측에 설치되어도 좋다. 또한, 화소영역 110의 내측에 도8a 및 도8b에 나타낸 접속부를 설치하고, 또한 화소영역 110의 외측에 접속부를 설치하는등, 1개의 신호선에 대하여 복수의 접속부를 설치해도 좋다. 접속부의 위치와 수는 적절하게 변경가능하다. 더욱, 본 실시예에서는, 전류원과 램프등의 회로를 비교기가 배치된 기판에 설치하고 있지만, 화소ＰＩＸ가 배치된 기판에 설치해도 좋다. 또한, 본 실시예에 있어서 12개의 신호선은 1개의 화소열의 전체에 걸쳐서 설치되지만, 본 발명에 따른 신호선의 수와 배치는 한정되지 않는다. 예를 들면, 1개의 화소열의 절반의 길이의 신호선을 상하에 12개씩 설치하는 구성을 이용하여도 된다.
도9, 도10a 및 도10b는, 제5 실시예를 설명하기 위한 촬상장치의 모식도다. 도9는, 1개의 화소ＰＩＸ의 회로도다. 도9의 화소ＰＩＸ의 구성은, 도4에 도시된 화소 100, 101의 구성과 비교하여, 1개의 광전변환 소자와, 1개의 전송 트랜지스터와, 1개의 선택 트랜지스터가 추가되어 있다. 즉, 화소ＰＩＸ는, 2개의 광전변환 소자 400, 401과, 2개의 전송 트랜지스터 410, 411과, 1개의 증폭 트랜지스터 430과, 1개의 리셋 트랜지스터 460과, 2개의 선택 트랜지스터 440, 450을 적어도 구비한다. 2개의 전송 트랜지스터 410, 411은 ＦＤ영역 420에 병렬로 접속되고, 2개의 선택 트랜지스터 440, 450은 1개의 증폭 트랜지스터 430의 소스에 병렬로 접속되어 있다.
그 2개의 선택 트랜지스터 440, 450의 각각은 복수의 신호선 중 1개에 접속한다. 그 2개의 선택 트랜지스터 440, 450가 접속하는 신호선은 다른 2개의 신호선이여도 좋거나, 동일한 1개의 신호선이여도 좋다. 도9에 있어서, 선택 트랜지스터 440, 450이 접속하는 신호선은, 복수의 신호선 130∼135, 330∼335 중 어느 1개, 또는 2개다. 구체적인 접속 관계에 대해서는, 이하 도10a 및 도10b를 참조하여 설명한다.
도9에 도시된 1개의 화소ＰＩＸ에 대하여, 1개의 마이크로렌즈가 설치된다. 즉, 2개의 광전변환 소자에 대해 1개의 마이크로렌즈가 설치된다. 이러한 구성에 의해, 초점검출을 행하기 위한 신호를 얻을 수 있다. 상술한 것 같이, 도9의 화소ＰＩＸ와 이 화소ＰＩＸ에 인접하는 화소ＰＩＸ로 이루어진 복수의 화소ＰＩＸ에 걸쳐서 1개의 마이크로렌즈를 설치하는 구성을 이용하여도 좋다.
도10a 및 도10b는, 화소ＰＩＸ와 신호선 130∼135, 330∼335와의 접속의 설명도다. 도10a는 각 화소ＰＩＸ의 선택 트랜지스터 440과 신호선 130∼135, 330∼335와의 접속을 설명하는 도다. 도10b는 각 화소ＰＩＸ의 선택 트랜지스터 450과 신호선 130∼135, 330∼335와의 접속을 설명하는 도다. 도10a 및 도10b에는 12개의 화소ＰＩＸ를 나타내고 있지만, 실제로는 이 12개의 화소ＰＩＸ가 제1방향D1을 따라 반복적으로 배치되어 있다. 도10a에 있어서의 접속에 대해서는, 도7에 도시된 예와 동일하다. 따라서, 제4 실시예와 마찬가지로, 본 실시예에 따른 촬상장치는, 12행의 화소ＰＩＸ의 신호를 병렬로 판독할 수 있는 제1동작 모드와, 4행의 화소ＰＩＸ의 신호를 병렬로 판독할 수 있는 제2동작 모드를 가지고 있다. 또한, 제2동작 모드는, 복수행의 화소ＰＩＸ의 신호를 가산하여 4행분의 신호로서 판독하는 동작도 포함한다.
그리고, 상기 촬상장치는, 도10b에 도시된 선택 트랜지스터 450을 사용하여, 6행의 화소ＰＩＸ의 신호를 병렬로 판독할 수 있는 동작 모드를 가지고 있다. 도10b에 있어서는, 6행분의 화소ＰＩＸ의 신호를 신호선 130, 132, 134, 330, 332, 334에 동시에 판독할 수 있다. 이것에 의해, 비교기 160, 162, 164, 360, 362, 364를 사용하여, 그 신호를 병렬로 ＡＤ변환하는 것이 가능하다. 또한, 이 동작 모드는, 복수행의 화소ＰＩＸ의 신호를 가산하여 6행분으로서 판독하는 동작도 포함한다. 이 선택 트랜지스터 450을 어느 신호선에 접속할지에 대해서는, 화소ＰＩＸ의 신호의 가산이나 선별을 고려하여 결정할 수 있다. 이 접속들은, 본 실시예에 따른 형태에 한정되지 않는다.
도10a 및 도10b에 도시된 접속부 240∼245, 340∼345의 배치는, 도8a와 같은 배치로 할 수 있다.
도11은, 본 실시예에 따른 촬상 시스템 500의 구성을 도시하는 블록도다. 본 실시예에 따른 촬상 시스템 500은, 상술의 실시예에서 서술한 촬상장치 중 어느 것을 적용한 촬상장치 501를 구비한다. 촬상 시스템 500의 구체 예로서는, 디지털 스틸 카메라, 디지털 캠코더, 및 감시 카메라가 있다. 도11은, 촬상 시스템 500의 일례서 디지털 스틸 카메라를 도시하고 있다.
도11에 도시된 촬상 시스템 500은, 촬상장치 501, 피사체의 광학상을 촬상장치 501에 결상시키는 렌즈 5020, 렌즈 5020을 통과하는 광량을 가변으로 하기 위한 조리개 504, 그 렌즈 5020의 보호를 위한 배리어 506을 구비한다. 렌즈 5020 및 조리개 504는, 촬상장치 501에 집광하는 광학계다.
촬상 시스템 500은, 촬상장치 501로부터 출력된 출력 신호의 처리를 행하는 신호 처리부 5080을 더 구비한다. 신호 처리부 5080은, 필요에 따라서 입력 신호에 대하여 각종의 보정, 압축을 행해서 출력하는 신호 처리의 동작을 행한다. 촬상 시스템 500은, 화상 데이터를 일시적으로 기억하기 위한 버퍼 메모리부 510과, 외부 컴퓨터와 통신하기 위한 외부 인터페이스부(외부I/Ｆ부) 512를 더 구비한다. 더욱, 촬상 시스템 500은, 촬상 데이터의 기록 또는 판독을 행하기 위한 반도체 메모리 등의 기록 매체 514, 기록 매체 514에 기록 또는 판독을 행하기 위한 기록 매체 제어 인터페이스부(기록 매체 제어I/Ｆ부) 516을 구비한다. 기록 매체 514는, 촬상 시스템 500에 내장되어도 되거나, 촬상 시스템 500으로부터 착탈가능하여도 좋다. 또한, 촬상 시스템 500은, 기록 매체 제어I/Ｆ부 516을 거쳐 기록 매체 514와의 무선으로 통신하여도 되거나, 외부I/Ｆ부 512를 거쳐 무선으로 통신하여도 된다.
또한, 촬상 시스템 500은, 각종 연산을 행함과 아울러 디지털 스틸 카메라 전체를 제어하는 전체 제어/연산부 518와, 촬상장치 501과 신호 처리부 5080에 각종 타이밍 신호를 출력하는 타이밍 발생부 520을 구비한다. 그 타이밍 신호들은 외부에서 입력되어도 좋거나, 촬상 시스템 500은, 단지, 적어도 촬상장치 501과, 촬상장치 501로부터 출력된 출력 신호를 처리하는 신호 처리부 5080을 구비하면 된다. 전체 제어/연산부 518 및 타이밍 발생부 520은, 촬상장치 501의 제어 기능의 일부 또는 전부를 실시하도록 구성되어도 좋다.
촬상장치 501은, 화상용 신호를 신호 처리부 5080에 출력한다. 신호 처리부 5080은, 촬상장치 501로부터 출력된 화상용 신호에 대하여 소정의 신호 처리를 행하고, 화상 데이터를 출력한다. 또한, 신호 처리부 5080은, 그 화상용 신호를 사용하여 화상을 생성한다. 신호 처리부 5080과 타이밍 발생부 520은, 본 실시예에 따른 촬상장치의 비교기가 탑재된 기판에 설치되어도 좋다. 또는, 다른 기판에 신호 처리부 5080과 타이밍 발생부 520이 설치되는 구성을 이용하여도 좋다. 상술한 각 실시예에 따른 촬상장치를 사용하여 구성된 촬상 시스템의 구성에 의해, 보다 양질의 화상을 취득가능한 촬상 시스템을 실현할 수 있다.
제7 실시예에 따른 촬상 시스템 및 이동체에 대해서, 도12a, 12b 및 도13을 참조하여 설명한다. 도12a, 12b는, 본 실시예에 따른 촬상 시스템 및 이동체의 구성 예를 도시한 개략도다. 도13은, 본 실시예에 따른 촬상 시스템의 동작을 나타내는 흐름도다. 본 실시예에서는, 촬상 시스템의 일례로서 차재 카메라를 나타낸다.
도12a, 12b는, 차량 시스템과 이것에 탑재되는 촬상 시스템의 예들을 도시한 것이다. 촬상 시스템 701은, 촬상장치 702, 화상 전처리부 715, 집적 회로 703, 및 광학계 714를 구비한다. 광학계 714는, 촬상장치 702에 피사체의 광학상을 결상한다. 촬상장치 702는, 광학계 714에 의해 결상된 피사체의 광학상을 전기신호로 변환한다. 촬상장치 702는, 상술의 실시예들 어느 하나에 따른 촬상장치다. 화상 전처리부 715는, 촬상장치 702로부터 출력된 신호에 대하여 소정의 신호 처리를 행한다. 화상 전처리부 715의 기능은, 촬상장치 702에 내장되어도 좋다. 촬상 시스템 701에는, 광학계 714, 촬상장치 702 및 화상 전처리부 715의 적어도 2조가 설치되어, 각조의 화상 전처리부 715로부터의 출력이 집적 회로 703에 입력되게 되어 있다.
집적 회로 703은, 촬상 시스템용 집적 회로이며, 메모리 705를 포함하는 화상처리부 704, 광학측거부 706, 시차연산부 707, 물체인지부 708, 및 이상검출부 709를 구비한다. 화상처리부 704는, 각 화상 전처리부 715의 출력 신호에 대하여, 현상 처리나 결함보정 등의 화상처리를 행한다. 메모리 705는, 촬상 화상을 일차로 기억하거나, 촬상 화소의 결함 위치를 기억한다. 광학측거부 706은, 피사체의 합초나, 측거를 행한다. 시차연산부 707은, 복수의 촬상장치 702에 의해 취득된 복수의 화상 데이터로부터 시차(시차화상간의 위상차)를 산출한다. 물체인지부 708은, 차, 길, 표식, 사람등의 피사체를 인지한다. 이상검출부 709는, 촬상장치 702의 이상을 검출하면, 주제어부 713에 이상을 알린다.
집적 회로 703은, 이 집적 회로 703 전용으로 설계된 하드웨어에 의해 실현되어도 좋거나, 소프트웨어 모듈에 의해 실현되어도 좋거나, 이것들의 조합에 의해 실현되어도 좋다. 또는, 상기 집적 회로 703은, 필드 프로그래머블 게이트 어레이(ＦＰＧＡ)나 특정용도 지향 집적회로(ＡＳＩＣ)에 의해 실현되어도 좋거나, 이것들의 조합에 의해 실현되어도 좋다.
주제어부 713은, 촬상 시스템 701, 차량 센서 710 및 제어 유닛 720의 동작을 총괄 제어한다. 또한, 주제어부 713이 구비되지 않고, 촬상 시스템 701, 차량 센서 710 및 제어 유닛 720이 개별로 통신 인터페이스를 가지고, 각각이 통신 네트워크를 통해 제어 신호의 송수신을 행하는(예를 들면, 콘트롤러 영역 네트워크(ＣＡＮ) 규격) 방법을 이용하는 것도 가능하다.
집적 회로 703은, 주제어부 713으로부터의 제어 신호를 수신하여서, 또는 집적 회로 703의 제어부에 의해, 각 촬상장치 702에 제어 신호와 설정 값을 송신하는 기능을 가진다. 예를 들면, 집적 회로 703은, 촬상장치 702내의 전압 스위치 13을 펄스 구동시키기 위한 설정이나, 프레임마다 전압 스위치 13을 바꾸는 설정을, 송신한다.
촬상 시스템 701은, 차량 센서 710에 접속되고, 촬상 시스템 701이 설치된 차량의 속도, 요(yaw) 레이트, 스티어링 각도 등의 주행상태, 차 외부 환경, 및 타차 및 장해물의 상태를, 검출할 수 있다. 또한, 차량 센서 710은, 시차화상으로부터 대상물까지의 거리에 관한 정보를 취득하는 거리정보 취득부다. 또한, 촬상 시스템 701은, 자동조타, 자동순행, 충돌 방지 기능 등의 각종 운전 지원을 행하는 운전 지원 제어부 711에 접속되어 있다. 특히, 충돌 판정 기능에 관해서는, 촬상 시스템 701과 차량 센서 710의 검출 결과를 기초로, 충돌 판정부는, 타차나 장해물과의 충돌을 추정하고 그 타차나 장해물과의 충돌 유무를 판정한다. 이에 따라, 충돌이 추정될 경우에, 회피 제어를 행한다. 또한, 충돌이 일어날 때, 안전 장치가 기동된다.
또한, 촬상 시스템 701은, 상기 충돌 판정부의 판정 결과에 근거하여, 드라이버에게 경보를 발령하는 경보장치 712에도 접속되어 있다. 예를 들면, 충돌 판정부의 판정 결과로서, 충돌 가능성이 높을 경우, 주제어부 713은, 제동을 걸거나, 가스 페달을 되돌리거나, 엔진 출력을 억제하여, 충돌을 회피하고 피해를 경감하는 차량 제어를 행한다. 경보장치 712는, 소리등의 경보를 울리거나, 카 네비게이션 시스템이나 미터 패널의 표시부의 화면에 경보정보를 표시하거나, 시트 벨트나 스티어링에 진동을 주어서, 유저에게 경고한다.
본 실시예에서는, 차량의 주위, 예를 들면 전방 또는 후방을 촬상 시스템 701로 촬영한다. 도12b는, 차량 전방을 촬상 시스템 701로 촬상할 경우의 촬상 시스템 701의 배치 예를 도시한 것이다.
2개의 촬상장치 702는, 차량 700의 전방부분에 배치된다. 구체적으로는, 차량 700의 진퇴 방위 또는 외형(예를 들면, 차폭)에 대한 중심선을 대칭축으로 하여, 그 대칭축에 대하여 2개의 촬상장치 702이 선대칭으로 배치된다. 이것은, 차량 700과 피사 대상물과의 사이의 거리에 관한 거리정보를 취득하고 충돌 가능성을 판정하는 것이 바람직하다. 또한, 촬상장치 702는, 운전자가 운전석에서 차량 700 외부의 상황을 확인할 때에 운전자의 시야를 방해하지 않는 방식으로 배치하는 것이 바람직하다. 경보장치 712는, 운전자의 시야에 쉽게 들어가도록 배치하는 것이 바람직하다.
다음에, 촬상 시스템 701에 있어서의 촬상장치 702마다의 고장 검출 동작에 대해서, 도13을 참조하여 설명한다. 촬상장치 702에 관한 고장 검출 동작은, 도13에 도시된 단계S810∼S880에 따라 실시된다.
단계S810에 있어서, 촬상장치 702의 스타트 업을 위한 설정을 행한다. 다시 말해, 촬상 시스템 701의 외부(예를 들면, 주제어부 713) 또는 촬상 시스템 701의 내부에서, 촬상장치 702의 동작을 위한 설정을 송신하고, 촬상장치 702에 관한 촬상 동작 및 고장 검출 동작을 시작한다.
다음에, 단계S820에 있어서, 유효화소로부터 화소신호를 취득한다. 또한, 단계S830에 있어서, 고장 검출용으로 설치한 고장 검출 화소로부터의 출력값을 취득한다. 이 고장 검출 화소는, 그 유효화소와 마찬가지로 광전변환부를 구비한다. 이 광전변환부에는, 소정의 전압이 기록된다. 고장 검출용 화소는, 이 광전변환부에 기록된 전압에 대응하는 신호를 출력한다. 단계S820과 단계S830은 반대라도 좋다.
다음에, 단계S840에 있어서, 고장 검출 화소의 출력 기대치가, 실제의 고장 검출 화소의 출력값과 일치하는지를 판정한다. 단계S840에 있어서의 판정 결과, 출력 기대치와 실제의 출력값이 서로 일치하는 경우(단계S840에서 YES)는, 단계S850의 처리로 이행된다. 단계S850에 있어서, 촬상 동작이 정상으로 행해진다고 판정한다. 그 후, 단계S860의 처리로 이행된다. 단계S860에서는, 주사행의 화소신호를 메모리 705에 송신해서 일차로 보존한다. 그 후, 단계S820의 처리로 되돌아간다. 단계S820에서는, 고장 검출 동작을 계속한다. 한편, 단계S840에 있어서의 판정 결과, 출력 기대치와 실제의 출력값이 일치하지 않은 경우(단계S840에서 NO)는, 단계S870의 처리로 이행된다. 단계S870에 있어서, 촬상 동작에 이상이 있다고 판정한다. 그후, 주제어부 713 또는 경보장치 712에 경보를 발령한다. 경보장치 712는, 표시부에 이상이 검출된 것을 표시시킨다. 그 후, 단계S880에 있어서, 상기 촬상장치 702를 정지하고, 촬상 시스템 701의 동작을 종료한다.
본 실시예에서는, 1행마다 흐름도를 루프시킨 예를 예시하였다. 또는, 복수행에 대해 상기 흐름도를 루프시켜도 좋거나, 1프레임마다 고장 검출 동작을 행해도 좋다. 단계S870에서 경보 발령시에, 무선 네트워크를 통하여, 차량 700이 외부에 정보를 통지하여도 좋다.
또한, 본 실시예에서는, 차량이 다른 차량과 충돌하지 않는 제어를 설명하였다. 또는, 본 실시예는, 다른 차량에 추종해서 차량을 자동으로 운전하는 제어나, 차선내에 머물도록 차량을 자동으로 운전하는 제어에도 적용가능하다. 더욱, 촬상 시스템 701은, 자동차 등의 차량 뿐만 아니라, 선박, 항공기 혹은 산업용 로보트등의 이동체(이동 장치)에도 적용될 수 있다. 추가로, 상기 촬상 시스템 701은, 이동체뿐만 아니라, 고도 도로 교통 시스템(ＩＴＳ)등, 널리 물체인식을 이용하는 기기에도 적용될 수 있다.
본 발명은, 상기 실시예에 한하지 않고 여러 가지로 변형될 수 있다. 예를 들면, 어느 하나의 실시예의 일부의 구성 요소를 다른 실시예에 추가한 예와, 어느 하나의 실시예의 일부의 구성 요소를 다른 실시예의 구성 요소의 일부와 치환한 예도, 본 발명의 실시예다. 또한, 각 실시예에서 설명하는 도면에 있어서, 소자간의 접속은 직접적인 접속 관계를 설명했지만, 다른 소자, 이를테면 스위치, 버퍼를 그 소자 사이에 넣어서 적절하게 변경할 수 있다. 또한, 본 발명의 상기 실시예는, 모두 본 발명을 실시하는 구체적인 예를 설명한 것에 지나지 않고, 이것들의 예시에 근거하여 본 발명의 기술적 범위가 한정적으로 해석되어서는 안된다. 다시 말해, 본 발명은 그 기술사상, 또는 그 주요한 특징으로부터 일탈하지 않고, 여러가지 형태로 실시될 수 있다.
본 발명을 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 개시된 실시예들에 한정되지 않는다는 것을 알 것이다.

Claims (28)

  1. 제1화소와 제2화소를 포함하는 복수의 화소;
    상기 제1화소에 접속된 제1신호선과 상기 제2화소에 접속된 제2신호선을 포함하는 복수의 신호선;
    상기 제1신호선으로부터 신호를 수신하는 제1비교기와 상기 제1신호선 및 상기 제2신호선으로부터 신호를 수신하는 제2비교기를 포함하는 복수의 비교기;
    상기 제2신호선으로부터 상기 신호를 수신하도록 상기 제2신호선에 접속된 제1단자와, 상기 제2비교기의 입력 노드에 접속된 제2단자를 갖는, 제1스위치; 및
    상기 제2비교기의 상기 입력 노드에 접속된 제1단자와, 상기 제1신호선으로부터의 상기 신호를 입력으로서 수신하도록 상기 제1신호선에 접속된 제2단자를 갖는, 제2스위치를 구비하는, 촬상장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1신호선으로부터 상기 신호를 수신하도록 상기 제1 신호선에 접속된 제1단자와, 상기 제1비교기의 입력 노드에 접속된 제2단자를 갖는, 제3스위치를 더 구비하는, 촬상장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1신호선으로부터 상기 신호를 수신하도록 상기 제1신호선에 접속된 제1단자와, 상기 제2스위치의 상기 제2단자와 접속된 제2단자를 갖는, 제4스위치를 더 구비하는, 촬상장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1비교기의 입력 노드에 접속된 제1단자와, 상기 제2스위치의 상기 제2단자와 접속된 제2단자를 갖는, 제5스위치; 및
    상기 제2신호선으로부터 상기 신호를 수신하도록 상기 제2신호선에 접속된 제1단자와, 상기 제2스위치의 상기 제2단자와 접속된 제2단자를 갖는, 제6스위치를, 더 구비하는 촬상장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 촬상장치는,
    상기 제1스위치가 온이며 상기 제2스위치가 오프인 상태에 있어서, 상기 제1화소로부터의 신호를 상기 제1비교기에 입력하는 동작과, 상기 제2화소로부터의 신호를 상기 제2비교기에 입력하는 동작을 행하는 제1동작 모드; 및
    상기 제1스위치가 오프이며 상기 제2스위치가 온인 상태에 있어서, 상기 제1화소로부터의 신호를 상기 제2비교기에 입력하는 동작과, 상기 제1스위치가 온이며 상기 제2스위치가 오프인 상태에 있어서, 상기 제2화소로부터의 신호를 상기 제2비교기에 입력하는 동작을 행하는 제2동작 모드를 갖는, 촬상장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 촬상장치는,
    상기 제1스위치가 오프이며 상기 제2스위치가 온인 상태에 있어서, 상기 제1화소로부터의 신호를 상기 제1비교기 및 상기 제2비교기의 양쪽에 입력하는 동작을 행하는 제3동작 모드를 갖는, 촬상장치.
  7. 복수의 화소;
    상기 복수의 화소의 적어도 상이한 1개의 화소에 각각이 접속된 복수의 신호선;
    상기 복수의 신호선에 대응해서 설치된 복수의 비교기;
    상기 복수의 신호선 중 1개의 신호선과, 상기 1개의 신호선에 대응한 상기 복수의 비교기 중 1개의 비교기에, 각각이 접속된 복수의 스위치 유닛; 및
    상기 복수의 스위치 유닛의 적어도 2개의 스위치 유닛이 공통으로 접속되는 바이패스 선을 구비하고,
    상기 적어도 2개의 스위치 유닛의 각각은,
    상기 1개의 신호선에 접속된 제1단자 및 상기 1개의 비교기에 접속된 제2단자를 갖는 제1종류의 스위치;
    상기 1개의 신호선과 상기 제1종류의 스위치의 상기 제1단자에 접속된 제1단자, 및 상기 바이패스 선에 접속된 제2단자를, 갖는 제2종류의 스위치; 및
    상기 1개의 비교기와 상기 제1종류의 스위치의 상기 제2단자에 접속된 제1단자, 및 상기 바이패스 선에 접속된 제2단자를, 갖는 제3종류의 스위치를 구비하는, 촬상장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 화소의 각각은, 적어도 2개의 광전변환 소자를 구비하고,
    상기 복수의 화소의 각각에 대하여, 1개의 마이크로렌즈가 배치되어 있는, 촬상장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 화소의 각각은, 적어도 1개의 광전변환 소자를 구비하고,
    상기 복수의 화소 중에서 서로 인접하는 2개의 화소에 걸쳐서 1개의 마이크로렌즈가 배치되어 있는, 촬상장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 화소의 각각은, 상기 복수의 신호선 중 1개와 접속하는 제1선택 트랜지스터와, 상기 복수의 신호선 중 1개와 접속하는 제2선택 트랜지스터를 구비하는, 촬상장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 화소는, 제1기판에 설치되어 있고,
    상기 복수의 비교기는, 상기 제1기판과는 다른 제2기판에 설치되어 있고,
    상기 제1기판의 표면에 대한 평면에서, 상기 복수의 비교기의 적어도 일부는 상기 복수의 화소의 적어도 일부와 겹치는, 촬상장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 스위치 유닛은 상기 제2기판에 설치되는, 촬상장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 화소는, 적어도 제1방향을 따르는 열에 배치되고,
    상기 복수의 비교기는, 상기 제1방향을 따르는 열에 배치되고,
    상기 복수의 신호선의 각각은, 상기 제1방향으로 연장하는 부분을 적어도 포함하는, 촬상장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 바이패스 선은, 상기 제1방향으로 연장하는 부분을 적어도 포함하는, 촬상장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 복수의 신호선의 각각은, 상기 제1기판에 설치된 제1부분과, 상기 제2기판에 설치된 제2부분과, 상기 제1부분과 상기 제2부분을 접속하는 접속부를 구비하고,
    상기 복수의 신호선 중 1개의 신호선의 상기 접속부는, 상기 복수의 신호선 중 다른 신호선의 접속부와 상기 제1방향으로 이격되어서 배치되는, 촬상장치.
  16. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 스위치 유닛의 각각은,
    상기 1개의 신호선의 신호를, 상기 1개의 신호선에 대응한 상기 1개의 비교기에 입력하기 위한 제1상태;
    상기 1개의 신호선의 신호를, 상기 바이패스 선에 출력하기 위한 제2상태;
    상기 1개의 신호선의 신호를, 상기 1개의 신호선에 대응한 상기 1개의 비교기 및 상기 바이패스 선의 양쪽에 출력하기 위한 제3상태; 및
    상기 바이패스 선의 신호를, 상기 1개의 신호선에 대응한 상기 1개의 비교기에 입력하기 위한 제4상태를 갖도록 구성되고,
    상기 제1상태에 있어서는, 상기 제1종류의 스위치가 온이고 상기 제2종류의 스위치 및 상기 제3종류의 스위치가 오프이며,
    상기 제2상태에 있어서는, 상기 제2종류의 스위치가 온이고 상기 제1종류의 스위치 및 상기 제3종류의 스위치가 오프이며,
    상기 제3상태에 있어서는, 적어도 상기 제1종류의 스위치 및 상기 제2종류의 스위치가 온이며,
    상기 제4상태에 있어서는, 상기 제3종류의 스위치가 온이고 상기 제1종류의 스위치 및 상기 제2종류의 스위치가 오프인, 촬상장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 복수의 화소는, 제1화소와 제2화소를 적어도 구비하고,
    상기 복수의 신호선은, 상기 제1화소에 접속된 제1신호선과, 상기 제2화소에 접속된 제2신호선을 적어도 구비하고,
    상기 복수의 비교기는, 상기 제1신호선에 대응해서 설치된 제1비교기와, 상기 제2신호선에 대응해서 설치된 제2비교기를 적어도 구비하고,
    상기 복수의 스위치 유닛은, 상기 제1신호선과 상기 제1비교기와의 사이에 접속된 제1스위치 유닛과, 상기 제2신호선과 상기 제2비교기와의 사이에 접속된 제2스위치 유닛을 적어도 구비하고,
    상기 바이패스 선은, 적어도 상기 제1스위치 유닛과, 상기 제2스위치 유닛에 공통으로 접속되어 있는, 촬상장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 촬상장치는, 상기 제1스위치 유닛 및 상기 제2스위치 유닛의 각각이 상기 제1상태인 기간에, 상기 제1신호선으로부터의 신호를 상기 제1비교기에 입력하는 동작과, 상기 제2신호선으로부터의 신호를 상기 제2비교기에 입력하는 동작을 행하는, 제1동작 모드를 갖는, 촬상장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 촬상장치는, 상기 제1스위치 유닛이 상기 제2의 상태이고 상기 제2스위치 유닛이 상기 제4의 상태인 기간에, 상기 제1신호선으로부터의 신호를 상기 제2비교기에 입력하는 동작과, 상기 제2스위치 유닛이 상기 제1의 상태인 기간에, 상기 제2신호선으로부터의 신호를 상기 제2비교기에 입력하는 동작을 행하는, 제2동작 모드를 갖는, 촬상장치.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 촬상장치는, 상기 제1스위치 유닛이 상기 제3의 상태이고 상기 제2스위치 유닛이 상기 제4의 상태인 기간에, 상기 제1신호선으로부터의 신호를 상기 제1비교기 및 상기 제2비교기의 양쪽에 입력하는 동작을 행하는 제3동작 모드를 갖는, 촬상장치.
  21. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 화소는, 제1화소, 제2화소 및 제3화소를 적어도 구비하고,
    상기 복수의 신호선은, 상기 제1화소에 접속된 제1신호선과, 상기 제2화소에 접속된 제2신호선과, 상기 제3화소에 접속된 제3신호선을 적어도 구비하고,
    상기 복수의 비교기는, 상기 제1신호선에 대응해서 설치된 제1비교기와, 상기 제2신호선에 대응해서 설치된 제2비교기와, 상기 제3신호선에 대응해서 설치된 제3비교기를 적어도 구비하고,
    상기 복수의 스위치 유닛은, 상기 제1신호선과 상기 제1비교기와의 사이에 접속된 제1스위치 유닛과, 상기 제2신호선과 상기 제2비교기와의 사이에 접속된 제2스위치 유닛과, 상기 제3신호선과 상기 제3비교기와의 사이에 접속된 제3스위치 유닛을 구비하고,
    상기 바이패스 선은, 적어도 상기 제1스위치 유닛과, 상기 제2스위치 유닛과, 상기 제3스위치 유닛에 공통으로 접속되어 있는, 촬상장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 촬상장치는,
    상기 제1스위치 유닛, 상기 제2스위치 유닛 및 상기 제3스위치 유닛에 있어서, 상기 제1종류의 스위치를 온의 상태로 하고 상기 제2종류의 스위치와 상기 제3종류의 스위치를 오프의 상태로 하고;
    상기 제1신호선으로부터의 신호를 상기 제1비교기에 입력하고, 상기 제2신호선으로부터의 신호를 상기 제2비교기에 입력하고, 상기 제3신호선으로부터의 신호를 상기 제3비교기에 입력하는,
    제1동작 모드를 갖는, 촬상장치.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 촬상장치는,
    상기 제1스위치 유닛과 상기 제2스위치 유닛에 있어서, 상기 제1종류의 스위치와 상기 제3종류의 스위치를 오프의 상태로 하고;
    상기 제3스위치 유닛에 있어서, 상기 제1종류의 스위치를 오프의 상태로 하고 상기 제3종류의 스위치를 온의 상태로 하고;
    상기 제1스위치 유닛, 상기 제2스위치 유닛 및 상기 제3스위치 유닛의 상기 제2종류의 스위치를 순차로 온의 상태로 함으로써,
    상기 제1신호선으로부터의 신호와, 상기 제2신호선으로부터의 신호와, 상기 제3신호선으로부터의 신호를 순차로, 상기 제3비교기에 입력하는,
    제2동작 모드를 갖는, 촬상장치.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 촬상장치는,
    상기 제1스위치 유닛에 있어서, 상기 제1종류의 스위치와 상기 제2종류의 스위치를 온의 상태로 하고 상기 제3종류의 스위치를 오프의 상태로 하고;
    상기 제2스위치 유닛에 있어서, 상기 제1종류의 스위치와 상기 제2종류의 스위치를 오프의 상태로 하고 상기 제3종류의 스위치를 온의 상태로 하고;
    상기 제3스위치 유닛에 있어서, 적어도 상기 제1종류의 스위치와 상기 제2종류의 스위치를 오프의 상태로 함으로써,
    상기 제1신호선으로부터의 신호를 상기 제1비교기에 입력하고, 상기 제1신호선으로부터의 상기 신호를 상기 제2비교기에 입력하는,
    제3동작 모드를 갖는, 촬상장치.
  25. 청구항 1 내지 24 중 어느 한 항에 따른 촬상장치; 및
    상기 촬상장치가 출력하는 신호를 처리하는 신호 처리부를 구비하는, 촬상 시스템.
  26. 이동체로서,
    청구항 1 내지 24 중 어느 한 항에 따른 촬상장치;
    상기 촬상장치로부터의 신호에 근거하는 시차화상으로부터, 대상물까지의 거리정보를 취득하는 거리정보 취득부; 및
    상기 거리정보에 근거해서 상기 이동체를 제어하는 제어부를 구비하는, 이동체.
  27. 광전변환에 의해 생긴 전하에 근거하는 신호를 전달하기 위한 복수의 신호선 중 상이한 신호선에, 각각 접속되도록 구성된 복수의 접속부;
    상기 복수의 접속부에 대응해서 설치된 복수의 비교기;
    상기 복수의 접속부 중 1개의 접속부와, 상기 1개의 접속부에 대응한 상기 복수의 비교기 중 1개의 비교기에, 각각이 접속된 복수의 스위치 유닛; 및
    상기 복수의 스위치 유닛의 적어도 2개의 스위치 유닛이 공통으로 접속되는 바이패스 선을 구비하고,
    상기 적어도 2개의 스위치 유닛의 각각은,
    상기 1개의 접속부에 접속된 제1단자 및 상기 1개의 비교기에 접속된 제2단자를 갖는 제1종류의 스위치;
    상기 1개의 접속부와 상기 제1종류의 스위치의 상기 제1단자에 접속된 제1단자, 및 상기 바이패스 선에 접속된 제2단자를 갖는, 제2종류의 스위치; 및
    상기 1개의 비교기와 상기 제1종류의 스위치의 상기 제2단자에 접속된 제1단자, 및 상기 바이패스 선에 접속된 제2단자를 갖는, 제3종류의 스위치를 구비하는, 적층용의 반도체 기판.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 스위치 유닛의 각각은,
    상기 1개의 접속부의 신호를, 상기 1개의 접속부에 대응한 상기 1개의 비교기에 입력하기 위한 제1상태;
    상기 1개의 접속부의 신호를, 상기 바이패스 선에 출력하기 위한 제2상태;
    상기 1개의 접속부의 신호를, 상기 1개의 접속부에 대응한 상기 1개의 비교기 및 상기 바이패스 선의 양쪽에 출력하기 위한 제3상태; 및
    상기 바이패스 선의 신호를, 상기 1개의 접속부에 대응한 상기 1개의 비교기에 입력하기 위한 제4상태를, 입력하도록 구성되고,
    상기 제1상태에 있어서는, 상기 제1종류의 스위치가 온이고 상기 제2종류의 스위치 및 상기 제3종류의 스위치가 오프이며,
    상기 제2상태에 있어서는, 상기 제2종류의 스위치가 온이고 상기 제1종류의 스위치 및 상기 제3종류의 스위치가 오프이며,
    상기 제3상태에 있어서는, 적어도 상기 제1종류의 스위치 및 상기 제2종류의 스위치가 온이며,
    상기 제4상태에 있어서는, 상기 제3종류의 스위치가 온이고 상기 제1종류의 스위치 및 상기 제2종류의 스위치가 오프인, 적층용의 반도체 기판.
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