KR20220130104A - 촬상 소자, 측거 장치 및 전자 기기 - Google Patents

촬상 소자, 측거 장치 및 전자 기기 Download PDF

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KR20220130104A
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KR1020227022117A
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켄이치 타유
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소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 전자 노이즈의 발생을 억제하면서, 거리 화상의 해상도를 향상시키는 것이 가능한 촬상 소자, 측거 장치 및 전자 기기를 제공한다.
[해결 수단] 본 개시에 의한 촬상 소자는, 클럭 신호를 생성하도록 구성된 신호 생성기와, 종속 접속된 복수의 플립플롭과, 상기 클럭 신호에 따라 제1 신호를 상기 복수의 플립플롭의 각각의 클럭 단자에 공급하고, 제2 신호를 상기 복수의 플립플롭의 초단 플립플롭의 입력 단자에 공급하도록 구성된 회로 블록과, 상기 복수의 플립플롭의 서로 다른 단으로부터 공급된 펄스 신호에 의해 구동되도록 구성된 화소를 포함하는 화소 어레이를 구비한다.

Description

촬상 소자, 측거 장치 및 전자 기기
본 개시는, 촬상 소자, 측거 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.
간접 ToF(Time of Flight) 방식을 이용한 측거 기술이 알려져 있다. 이러한 측거 시스템에서는, 광원으로부터 소정의 위상으로 조사된 광이 물체에서 반사된 반사광을 검출하고, 광 신호의 전하를 다른 영역에 분배하는 센서가 사용된다. 간접 ToF 방식의 센서를 사용하면, 입사광의 위상에 따라 각 전하 축적 영역에 분배된 신호에 기초하여 측거를 행하는 것이 가능하다. 간접 ToF 방식에 의한 측거에서는, 일반적으로 복수의 화소가 2차원으로 배치된 센서가 사용된다. 최근, 보다 높은 해상도의 거리 화상을 얻기 위해서, 센서에 실장되는 화소수가 증가하고 있다.
특허문헌 1: 일본특허공개 2018-117117호 공보
간접 ToF 방식의 센서에서는, 입사광에 상당하는 전하를 검출하기 위해서, 각각의 화소에 구동 신호가 공급된다. 구동 신호가 공급되는 화소수를 늘리는 경우, 보다 큰 전류의 구동 신호가 필요하게 된다. 구동 신호의 합계 전류가 증가하는 경우, 입사광의 검출시에 발생하는 전자(電磁) 노이즈가 커지게 되어, EMC(Electro-Magnetic Compatibility)에 관한 요건을 만족시킬 수 없게 될 우려가 있다.
이에, 본 개시는, 전자 노이즈의 발생을 억제하면서, 거리 화상의 해상도를 향상시키는 것이 가능한 촬상 소자, 측거 장치 및 전자 기기를 제공한다.
본 개시의 일 양태에 의한 촬상 소자는, 클럭 신호를 생성하도록 구성된 신호 생성기와, 종속 접속된 복수의 플립플롭과, 상기 클럭 신호에 따라 제1 신호를 상기 복수의 플립플롭의 각각의 클럭 단자에 공급하고, 제2 신호를 상기 복수의 플립플롭의 초단 플립플롭의 입력 단자에 공급하도록 구성된 회로 블록과, 상기 복수의 플립플롭의 서로 다른 단으로부터 공급된 펄스 신호에 의해 구동되도록 구성된 화소를 포함하는 화소 어레이를 구비하고 있어도 된다.
상기 화소 어레이 내의 상기 화소는, 상기 펄스 신호가 공급되면, 광전 변환에 의해 발생한 전하를 검출하도록 구성된 신호 취출부를 포함하고 있어도 된다.
상기 화소 어레이 내의 상기 화소는, 복수의 상기 신호 취출부를 포함하고, 각각의 상기 신호 취출부는, 서로 다른 타이밍에서 발생한 상기 전하를 검출하도록 구성되어 있어도 된다.
입력측에서 상기 복수의 플립플롭의 어느 하나의 상기 단에 접속되고, 출력측에서 구동선을 통해 상기 화소 어레이 내의 상기 화소에 접속되어 있는 복수의 클럭 분배 회로를 더 구비하고 있어도 된다.
상기 클럭 분배 회로의 적어도 어느 하나는, 클럭 트리(clock tree) 방식이어도 된다.
상기 화소 어레이 내의 화소열 또는 화소행은, 상기 복수의 플립플롭의 공통되는 상기 단으로부터 공급된 상기 펄스 신호에 의해 구동되도록 구성되어 있어도 된다.
상기 화소가 배치되어 있는 상기 화소 어레이 내의 영역에 따라, 상기 복수의 플립플롭의 다른 상기 단으로부터 상기 펄스 신호가 공급되도록 구성되어 있어도 된다.
상기 화소 어레이 내의 상기 화소에 공급되는 상기 펄스 신호를 선택하도록 구성된 멀티플렉서를 더 구비하고 있어도 된다.
상기 회로 블록은, 제1 주파수의 상기 제1 신호를 출력하고, 상기 제1 주파수와는 다른 제2 주파수의 상기 제2 신호를 출력하도록 구성되어 있어도 된다.
상기 회로 블록은, 서로 동기된 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 출력하도록 구성되어 있어도 된다.
상기 회로 블록은, 상기 클럭 신호에 기초하여 상기 제1 신호를 생성하는 분주 회로를 더 포함하고 있어도 된다.
상기 회로 블록은, 상기 클럭 신호의 클럭 주파수와 같은 제1 주파수의 상기 제1 신호를 출력하도록 구성되어 있어도 된다.
상기 회로 블록에 제어 신호를 출력하도록 구성된 제어부를 더 구비하고, 상기 회로 블록은, 공급된 제어 신호에 기초하여 상기 제1 신호의 제1 주파수 또는 상기 제2 신호의 제2 주파수를 조정하도록 구성되어 있어도 된다.
본 개시의 일 양태에 의한 측거 장치는, 클럭 신호를 생성하도록 구성된 신호 생성기와, 종속 접속된 복수의 플립플롭과, 상기 클럭 신호에 따라 제1 신호를 상기 복수의 플립플롭의 각각의 클럭 단자에 공급하고, 제2 신호를 상기 복수의 플립플롭의 초단 플립플롭의 입력 단자에 공급하도록 구성된 회로 블록과, 상기 복수의 플립플롭의 서로 다른 단으로부터 공급된 펄스 신호에 의해 구동되도록 구성된 화소를 포함하는 화소 어레이와, 상기 화소 어레이의 상기 화소에서 광전 변환에 의해 발생한 전하에 기초하여 거리 화상을 생성하도록 구성된 신호 처리부를 구비하고 있어도 된다.
본 개시의 일 양태에 의한 전자 기기는, 클럭 신호를 생성하도록 구성된 신호 생성기와, 종속 접속된 복수의 플립플롭과, 상기 클럭 신호에 따라 제1 신호를 상기 복수의 플립플롭의 각각의 클럭 단자에 공급하고, 제2 신호를 상기 복수의 플립플롭의 초단 플립플롭의 입력 단자에 공급하도록 구성된 회로 블록과, 상기 복수의 플립플롭의 서로 다른 단으로부터 공급된 펄스 신호에 의해 구동되도록 구성된 화소를 포함하는 화소 어레이를 구비하고 있어도 된다.
[도 1] 본 개시에 의한 촬상 소자의 예를 나타낸 블록도이다.
[도 2] 화소가 수직 방향으로 구동되는 촬상 소자의 예를 나타낸 블록도이다.
[도 3] 촬상 소자 내의 화소의 구성예를 나타내는 도면이다.
[도 4] 화소에서의 신호 취출부의 예를 나타내는 도면이다.
[도 5] 화소의 등가 회로의 예를 나타낸 도면이다.
[도 6] 화소의 다른 등가 회로의 예를 나타낸 도면이다.
[도 7] 측거 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
[도 8] 촬상 소자 내의 전체 화소가 동시에 구동된 경우의 예를 나타낸 도면이다.
[도 9] 본 개시에 의한 펄스 생성기의 예를 나타낸 도면이다.
[도 10] 촬상 소자 내의 화소를 열별로 구동한 경우의 예를 나타낸 도면이다.
[도 11] 촬상 소자 내의 화소를 행별로 구동한 경우의 예를 나타낸 도면이다.
[도 12] 촬상 소자 내의 화소를 영역별로 구동한 경우의 예를 나타낸 도면이다.
[도 13] 제1 변형예에 의한 펄스 생성기의 예를 나타낸 도면이다.
[도 14] 제2 변형예에 의한 펄스 생성기의 예를 나타낸 도면이다.
[도 15] 제2 변형예에 의한 촬상 소자의 구성예를 나타낸 도면이다.
[도 16] 본 개시에 의한 전자 기기의 예를 나타낸 도면이다.
[도 17] 본 개시에 의한 전자 기기의 예를 나타낸 도면이다.
[도 18] 차량 제어 시스템의 개략적인 구성의 일 예를 나타내는 블록도이다.
[도 19] 차외 정보 검출부 및 촬상부의 설치 위치의 일 예를 나타내는 설명도이다.
이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 개시의 바람직한 실시형태에 대해 상세하게 설명한다. 한편, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 가지는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다.
본 개시는, 간접 ToF 방식에 의한 측거를 행하는 측거 시스템(측거 장치)에 실장되는, 촬상 소자에서의 전자 노이즈의 발생을 억제하는 것이다. 촬상 소자는, 각종 전자 기기에 실장되어도 된다.
측거 시스템의 일 예로서, 차량에 탑재되어, 차 밖에 있는 대상물까지의 거리를 측정하는 차재용의 시스템이 있다. 또한, 측거 시스템은, 사용자의 손 등의 물체까지의 거리를 측정하고, 그 측정 결과에 기초하여 사용자의 제스처를 인식하는 제스처 인식용의 시스템 등에 적용되는 것이어도 된다. 예를 들면, 제스처 인식의 결과를 사용하여 카 내비게이션 시스템의 조작을 행할 수 있다. 단, 제스처 인식의 결과는, 그 밖의 목적으로 사용되어도 된다.
도 1의 블록도는, 본 개시에 의한 촬상 소자(수광 소자)의 예를 나타내고 있다.
도 1의 촬상 소자(11)는, 예를 들면, 이면 조사형의 센서이며, 측거 기능을 가지는 촬상 장치에 실장된다. 단, 촬상 소자(11)는, 표면 조사형의 센서여도 된다.
촬상 소자(11)는, 예를 들면, 반도체 기판(도시하지 않음) 상에 형성된 화소 어레이부(21)와, 화소 어레이부(21)와 같은 반도체 기판 상에 집적된 주변 회로부를 가진다. 주변 회로부는, 예를 들면, 화소 구동부(22)와, 컬럼 처리부(23)와, 리드 구동부(24)와, 시스템 제어부(25)를 포함한다.
촬상 소자(11)는, 신호 처리부(26)와, 데이터 격납부(27)를 더 구비하고 있어도 된다. 신호 처리부(26) 및 데이터 격납부(27)는, 촬상 소자(11)와 같은 기판에 실장되어 있어도 되고, 촬상 소자(11)와는 다른 기판에 실장되어 있어도 된다.
화소 어레이부(21)에서는, 예를 들면, 단위 화소가 어레이 형상으로 배치되어 있다. 단위 화소(이하, 화소라고도 부른다)는, 수광한 광량에 따른 전하를 생성하고, 그 전하에 따른 신호를 출력한다. 화소는, 예를 들면, 화소 어레이 내에서 행방향 및 열방향의 2방향으로 배치된다. 단, 화소는, 화소 어레이부(21) 내에서 임의의 2차원 배열을 취할 수 있다. 즉, 화소 어레이부(21)는, 입사한 광을 광전 변환하고, 그것에 의해 얻어진 전하에 따른 신호를 출력하는 화소를 복수 가지고 있다.
여기서, 행방향은, 화소행의 화소의 배열 방향(즉, 수평 방향)을 말하는 것으로 한다. 또한, 열방향은, 화소열의 화소의 배열 방향(즉, 수직 방향)을 말하는 것으로 한다. 행방향은 도면 중에서 가로 방향에 상당하고, 열방향은 도면 중에서 세로 방향에 상당한다.
화소 어레이부(21)에서, 행렬 형상의 화소 배열에 대해, 화소행마다 화소 구동선(28)이 행방향을 따라 배선되어 있다. 또한, 각 화소열에 2개의 수직 신호선(29)이 열방향을 따라 배선되어 있다. 예를 들면, 화소 구동선(28)은, 화소로부터 신호를 판독할 때의 구동을 행하기 위한 구동 신호를 전송한다. 도 1에서는, 화소 구동선(28)을 1개의 신호선으로서 나타내고 있지만, 신호선의 개수는, 1개로 한정되는 것은 아니다. 화소 구동선(28)의 일단은, 화소 구동부(22)의 각 행에 대응하는 출력단에 접속되어 있다.
화소 구동부(22)는, 화소 어레이부(21) 내의 일부의 화소를 소정의 순서로 구동하는 회로이다. 화소 구동부(22)가 매회 구동하는 화소의 조합 및 화소의 각 조합이 구동되는 순서를, 화소의 구동 패턴이라고 부르는 것으로 한다. 본 개시에 의한 화소 구동부(22)는, 화소 어레이부(21) 내에서 동시에 구동되는 화소의 수를 줄임으로써, 발생하는 전자 노이즈를 억제한다. 화소 구동부(22)는, 예를 들면, 시프트 레지스터 또는 어드레스 디코더를 포함한다. 화소 구동부(22)는, 화소 구동부(22)를 제어하는 시스템 제어부(25)와 함께, 화소 어레이부(21) 내의 각 화소의 동작을 제어하는 구동부를 형성하고 있다. 본 개시에 의한 화소 구동부의 상세에 대해서는, 후술한다.
간접 ToF 방식에 의한 측거에 사용되는 촬상 소자에서는, 동일한 제어선에 접속되어 있는 소자수에 의해, 구동 타이밍의 정밀도가 좌우된다. 간접 ToF 방식에 의한 측거에 사용되는 촬상 소자의 화소 어레이에서는, 수평 방향의 제어선이 길어지기 때문에, 구동 타이밍에 지연이 생길 가능성이 있다. 이 때문에, 수평 방향의 제어선뿐만 아니라, 예를 들면, 수직 신호선(29) 등, 그 밖의 신호선도 사용하여 화소의 구동을 행해도 된다. 이 경우, 화소 구동부(22)와는 별개로 설치된 구동부(예를 들면, 리드 구동부)로부터 수직 신호선(29)에 구동 신호를 출력해도 된다.
화소 구동부(22)에 의한 구동 제어에 따라 화소행의 각 화소로부터 출력되는 신호는, 수직 신호선(29)을 통해 컬럼 처리부(23)에 입력된다. 컬럼 처리부(23)는, 각 화소로부터 수직 신호선(29)을 통해 출력되는 신호에 대해, 소정의 신호 처리를 실행하고, 신호 처리 후의 화소 신호를 일시적으로 보유한다. 컬럼 처리부(23)는, 신호 처리로서 노이즈 제거 처리 또는 AD(Analog to Digital) 변환 처리의 적어도 어느 하나를 실행해도 된다. 노이즈 제거 처리의 예로서는, 상관 2중 샘플링(CDS)을 들 수 있지만, 그 밖의 종류의 처리가 실행되어도 된다.
리드 구동부(24)는, 예를 들면, 시프트 레지스터나 어드레스 디코더 등에 의해 구성되고, 컬럼 처리부(23)의 화소열에 대응하는 단위 회로를 순서대로 선택한다. 이 리드 구동부(24)에 의한 선택 주사에 의해, 컬럼 처리부(23)에서 단위 회로별로 신호 처리된 화소 신호가 순서대로 출력된다.
시스템 제어부(25)는, 예를 들면, 각종 타이밍 신호를 생성하는 타이밍 제너레이터를 포함한다. 시스템 제어부(25)는, 타이밍 제너레이터에서 생성된 각종 타이밍 신호를 기초로, 화소 구동부(22), 컬럼 처리부(23), 및 리드 구동부(24) 등의 구동 제어를 행한다.
신호 처리부(26)는, 적어도 연산 처리 기능을 가지고, 컬럼 처리부(23)로부터 출력되는 화소 신호에 기초하여 연산 처리 등의 여러 신호 처리를 행한다. 데이터 격납부(27)는, 신호 처리부(26)에서의 신호 처리에서, 그 처리에 필요한 데이터를 일시적으로 격납한다.
도 2의 블록도는, 변형예 1에 의한 촬상 소자의 예를 나타내고 있다. 도 2의 예와 같이, 화소 구동부(22)는, 수직 방향을 따라 배선된 화소 구동선(28A)을 통해 화소 어레이부(21) 내의 화소 배열에 접속되어 있어도 된다. 이 경우, 도 1과 마찬가지로, 각 화소열에 2개의 수직 신호선(29)이 열방향을 따라 배선되어 있어도 된다. 또한, 후술하는 바와 같이, 화소 구동부(22)는, 수직 방향을 따라 배선된 제1 화소 구동선 및 수평 방향을 따라 배선된 제2 화소 구동선에 구동 신호를 출력하여, 화소 어레이부(21) 내의 화소 내의 화소를 구동해도 된다. 이와 같이, 화소 어레이부(21) 내의 화소를 구동하는 신호선(화소 구동선)의 방향 및 조합에 대해서는, 불문한다.
<화소의 구성예>
다음으로, 화소 어레이부(21)에 설치된 화소의 구성예에 대해 설명한다. 도 3은, 화소 어레이부(21)에 설치되는 화소의 일 예를 나타내고 있다.
도 3은, 화소 어레이부(21)에 설치된 1개의 화소(51)의 단면을 나타내고 있다. 이 화소(51)는 외부에서 입사한 광을 수광하여 광전 변환하고, 그 결과 얻어진 전하에 따른 신호를 출력한다. 화소(51)는, 예를 들면, 적외광을 수광할 수 있다. 단, 화소(51)가 수광하는 전자파의 파장을 한정하는 것은 아니다.
화소(51)는, 예를 들면, 기판(61)(반도체층)과, 기판(61) 상에 형성된 온 칩 렌즈(62)를 가진다. 기판(61)으로서, 예를 들면, P형 반도체 영역을 포함하는 실리콘 기판을 사용할 수 있다.
예를 들면, 기판(61)의 z축 방향의 두께(기판(61)의 면과 수직인 방향의 두께)는, 20μm 이하로 설정되어 있다. 단, 기판(61)의 두께는 20μm 이상이어도 된다. 기판(61)의 두께는, 촬상 소자(11)의 설계 및 사용에 따라 결정할 수 있다.
기판(61)으로서, 예를 들면, 1E+13 오더 이하의 기판 농도로 된 고저항의 P-Epi 기판을 사용할 수 있다. 이 경우, 기판(61)의 저항(저항율)은 예를 들면, 500 [Ωcm] 이상이 된다.
기판(61)의 저항의 값은, 기판 농도에 의존한다. 예를 들면, 기판 농도 6.48E+12 [cm3]일 때, 저항은, 2000 [Ωcm]이 된다. 또한, 기판 농도 1.30E+13 [cm3]일 때, 저항은, 1000 [Ωcm]이 된다. 기판 농도 2.59E+13 [cm3]일 때, 저항은, 500 [Ωcm]이 된다. 나아가, 기판 농도 1.30E+14 [cm3]일 때, 저항은, 100 [Ωcm]이 된다.
기판(61)의 z축 정방향측의 표면, 즉, 기판(61)에 외부로부터의 광이 입사하는 측의 면(이하, 입사면이라고도 부른다) 상에는, 외부에서 입사한 광을 집광하여, 기판(61) 내에 입사시키는 온 칩 렌즈(62)가 형성되어 있다.
나아가 화소(51)에서는, 기판(61)의 입사면 상에서의 화소(51)의 끝 부분에는, 인접하는 화소 사이에서의 혼색을 방지하기 위한 화소간 차광부(63-1) 및 화소간 차광부(63-2)가 형성되어 있다.
이 예에서는, 외부로부터의 광은 온 칩 렌즈(62)를 통해 기판(61) 내에 입사한다. 외부에서 입사한 광이 온 칩 렌즈(62)나 기판(61)의 일부를 통과하여, 기판(61)에서의 화소(51)에 인접하여 설치된 다른 화소의 영역에 입사하지 않는 것이 바람직하다. 도 3의 예에서는, 외부에서 온 칩 렌즈(62)에 입사하여, 화소(51)와 인접하는 다른 화소 내로 향하는 광이, 화소간 차광부(63-1)나 화소간 차광부(63-2)에 의해 차광되어, 인접하는 다른 화소 내로 입사하는 것이 방지되고 있다. 이하, 화소간 차광부(63-1) 및 화소간 차광부(63-2)를 특별히 구별할 필요가 없는 경우, 간단히 화소간 차광부(63)라고도 부르는 것으로 한다.
촬상 소자(11)는, 이면 조사형의 센서이기 때문에, 기판(61)의 입사면이, 소위 기판(61)의 이면이 된다. 기판(61)의 이면측에는, 배선 등을 포함하는 배선층이 형성되어 있지 않다. 또한, 기판(61)에서의 입사면과는 반대측의 면의 부분에는, 적층 구조 내에 화소(51) 내에 형성된 트랜지스터 등을 구동하기 위한 배선 및 화소(51)로부터 신호를 판독하기 위한 배선 등이 형성된 배선층이 형성된다.
기판(61) 내에서의 입사면과는 반대의 면측, 즉 z축 부방향측의 면의 내측 부분에는, 산화막(64)과, Tap(탭)이라고 불리는 신호 취출부(65-1) 및 신호 취출부(65-2)가 형성된다.
이 예에서는, 기판(61)의 입사면과는 반대측의 면 근방에서의 화소(51)의 중심 부분에 산화막(64)이 형성되어 있고, 그 산화막(64)의 양단에 각각 신호 취출부(65-1) 및 신호 취출부(65-2)가 형성되어 있다.
여기서, 신호 취출부(65-1)는, N+ 반도체 영역(71-1)과, N- 반도체 영역(72-1)과, P+ 반도체 영역(73-1)과, P- 반도체 영역(74-1)을 포함한다. N+ 반도체 영역(71-1)은, N형 반도체 영역이다. N- 반도체 영역(72-1)은, N+ 반도체 영역(71-1)보다 도너 불순물의 농도가 낮은 N형 반도체 영역이다. P+ 반도체 영역(73-1)은, P형 반도체 영역이다. P- 반도체 영역(74-1)은, P+ 반도체 영역(73-1)보다 억셉터 불순물 농도가 낮은 P형 반도체 영역이다. 예를 들면, 실리콘(Si)의 기판이 사용되는 경우, 도너 불순물로서, 인(P) 또는 비소(As) 등의 원소의 주기표로 5족에 속하는 원소를 사용할 수 있다. 이 경우, 억셉터 불순물로서, 예를 들면, 붕소(B) 등의 원소의 주기표로 3족에 속하는 원소를 사용할 수 있다. 도너 불순물이 되는 원소는, 도너 원소, 억셉터 불순물이 되는 원소는, 억셉터 원소라고도 불린다.
기판(61)의 입사면과는 반대측의 면 근방의 부분에서의, 산화막(64)의 x축 정방향측의 위치에 N+ 반도체 영역(71-1)이 형성되어 있다. 또한, N+ 반도체 영역(71-1)의 z축 정방향측에, N+ 반도체 영역(71-1)을 덮도록(둘러싸도록) N- 반도체 영역(72-1)이 형성되어 있다.
나아가, 기판(61)의 입사면과는 반대측의 면 근방의 부분에서의, N+ 반도체 영역(71-1)의 x축 정방향측에 인접하는 위치에 P+ 반도체 영역(73-1)이 형성되어 있다. 또한, P+ 반도체 영역(73-1)의 z축 정방향측에, P+ 반도체 영역(73-1)을 덮도록(둘러싸도록) P- 반도체 영역(74-1)이 형성되어 있다.
한편, 기판(61)을 기판(61)의 면과 수직인 방향에서 보았을 때에, P+ 반도체 영역(73-1) 및 P- 반도체 영역(74-1)을 중심으로 하여, 그들 P+ 반도체 영역(73-1) 및 P- 반도체 영역(74-1)의 주위를 둘러싸도록, N+ 반도체 영역(71-1) 및 N- 반도체 영역(72-1)이 형성되어 있어도 된다.
마찬가지로 신호 취출부(65-2)는, N+ 반도체 영역(71-2)과, N- 반도체 영역(72-2)과, P+ 반도체 영역(73-2)과, P- 반도체 영역(74-2)을 포함한다. N+ 반도체 영역(71-2)은, N형 반도체 영역이다. N- 반도체 영역(72-2)은, N+ 반도체 영역(71-2)보다 도너 불순물의 농도가 낮은 N형 반도체 영역이다. P+ 반도체 영역(73-2)은, P형 반도체 영역이다. P- 반도체 영역(74-2)은, P+ 반도체 영역(73-2)보다 억셉터 불순물 농도가 낮은 P형 반도체 영역이다.
기판(61)의 입사면과는 반대측의 면 근방의 부분에서의, 산화막(64)의 x축 부방향측에 인접하는 위치에 N+ 반도체 영역(71-2)이 형성되어 있다. 또한, N+ 반도체 영역(71-2)의 z축 정방향측에, N+ 반도체 영역(71-2)을 덮도록(둘러싸도록) N- 반도체 영역(72-2)이 형성되어 있다.
나아가, 기판(61)의 입사면과는 반대측의 면 근방의 부분에서의, N+ 반도체 영역(71-2)의 x축 부방향측에 인접하는 위치에 P+ 반도체 영역(73-2)이 형성되어 있다. 또한, P+ 반도체 영역(73-2)의 z축 정방향측에, P+ 반도체 영역(73-2)을 덮도록(둘러싸도록) P- 반도체 영역(74-2)이 형성되어 있다.
한편, 기판(61)을 기판(61)의 면과 수직인 방향에서 보았을 때에, P+ 반도체 영역(73-2) 및 P- 반도체 영역(74-2)을 중심으로 하여, 그들 P+ 반도체 영역(73-2) 및 P- 반도체 영역(74-2)의 주위를 둘러싸도록, N+ 반도체 영역(71-2) 및 N- 반도체 영역(72-2)이 형성되어 있어도 된다.
이하, 신호 취출부(65-1) 및 신호 취출부(65-2)를 특별히 구별할 필요가 없는 경우, 이것들을 간단히 신호 취출부(65)라고도 부르는 것으로 한다.
또한, 이하, N+ 반도체 영역(71-1) 및 N+ 반도체 영역(71-2)을 특별히 구별할 필요가 없는 경우, 이것들을 간단히 N+ 반도체 영역(71)이라고도 부르는 것으로 한다. 또한, N- 반도체 영역(72-1) 및 N- 반도체 영역(72-2)을 특별히 구별할 필요가 없는 경우, 이것들을 간단히 N- 반도체 영역(72)이라고도 부르는 것으로 한다.
나아가, 이하, P+ 반도체 영역(73-1) 및 P+ 반도체 영역(73-2)을 특별히 구별할 필요가 없는 경우, 이것들을 간단히 P+ 반도체 영역(73)이라고 부르는 것으로 한다. 또한, P- 반도체 영역(74-1) 및 P- 반도체 영역(74-2)을 특별히 구별할 필요가 없는 경우, 이것들을 간단히 P- 반도체 영역(74)이라고도 부르는 것으로 한다.
또한, 기판(61) 내의 N+ 반도체 영역(71-1)과 P+ 반도체 영역(73-1)의 사이에는, 그들 영역을 분리하기 위한 분리부(75-1)가 산화막 등에 의해 형성되어 있다. 마찬가지로, N+ 반도체 영역(71-2)과 P+ 반도체 영역(73-2)의 사이에도, 그들 영역을 분리하기 위한 분리부(75-2)가 산화막 등에 의해 형성되어 있다. 이하, 분리부(75-1) 및 분리부(75-2)를 특별히 구별할 필요가 없는 경우, 이것들을 간단히 분리부(75)라고 부르는 것으로 한다.
기판(61)에 설치된 N+ 반도체 영역(71)은, 외부에서 화소(51)에 입사해 온 광의 광량(기판(61)에 의한 광전 변환에 의해 발생한 신호 캐리어의 양)을 검출하기 위한 전하 검출부로서 기능한다. 한편, N+ 반도체 영역(71)뿐만 아니라, 도너 불순물 농도가 낮은 N- 반도체 영역(72)도 전하 검출부로서 사용할 수 있다. 또한, P+ 반도체 영역(73)은, 기판(61)에 직접 전압을 인가하여 기판(61) 내에 전계를 발생시키기 위한 전압 인가부로서 기능한다. 이 때, 다수 캐리어 전류를 기판(61)에 주입할 수 있다. 한편, P+ 반도체 영역(73) 외에, 억셉터 불순물 농도가 낮은 P- 반도체 영역(74)도 전압 인가부로서 사용할 수 있다.
화소(51)에서는, N+ 반도체 영역(71-1)에는, 직접, 도시하고 있지 않은 부유 확산 영역인 FD(Floating Diffusion)부(이하, 특히 FD부(A)라고도 부른다)가 접속되어 있고, 나아가 그 FD부(A)는, 도시하고 있지 않은 증폭 트랜지스터 등을 통해 수직 신호선(29)에 접속되어 있다.
마찬가지로, N+ 반도체 영역(71-2)에는, 직접, FD부(A)와는 상이한 다른 FD부(이하, 특히 FD부(B)라고도 칭한다)가 접속되어 있고, 나아가 그 FD부(B)는, 도시하고 있지 않은 증폭 트랜지스터 등을 통해 수직 신호선(29)에 접속되어 있다. 여기서, FD부(A)와 FD부(B)는 서로 다른 수직 신호선(29)에 접속되어 있다.
예를 들면, 간접 ToF 방식에 의해 대상물까지의 거리를 측정하고자 하는 경우, 촬상 소자(11)가 설치된 촬상 장치로부터 대상물을 향해 적외광이 조사된다. 그리고, 그 적외광이 대상물에서 반사되어 반사광으로서 촬상 장치로 되돌아오면, 촬상 소자(11)의 기판(61)은 입사해 온 반사광(적외광)을 수광하여 광전 변환한다.
이 때, 화소 구동부(22)는, 화소(51)를 구동한다. 이에 의해, 광전 변환에 의해 얻어진 전하에 따른 신호를 FD부(A)와 FD부(B)로 분배할 수 있다. 한편, 상술한 바와 같이 화소(51)의 구동은, 화소 구동부(22)가 아니라, 수직 신호선(29)이나 다른 수직 방향으로 배선된 제어선을 통해, 별개로 설치된 구동부나 리드 구동부(24) 등에 의해 행해져도 된다.
예를 들면, 어느 타이밍에서, 화소 구동부(22)는 컨택트 등을 통해 2개의 P+ 반도체 영역(73)에 전압을 인가한다. 예를 들면, 화소 구동부(22)는 P+ 반도체 영역(73-1)에 HIGH(예를 들면, 1.5V)의 전압을 인가하고, P+ 반도체 영역(73-2)에는 LOW(예를 들면, 0V)의 전압을 인가한다.
이에 의해, 기판(61)에서의 2개의 P+ 반도체 영역(73)의 사이에 전계가 발생하여, P+ 반도체 영역(73-1)으로부터 P+ 반도체 영역(73-2)으로 전류가 흐른다. 이 경우, 기판(61) 내의 정공(홀)은 P+ 반도체 영역(73-2)의 방향으로 이동하고, 전자는 P+ 반도체 영역(73-1)의 방향으로 이동한다.
온 칩 렌즈(62)를 통해 외부로부터의 적외광(반사광)이 기판(61) 내에 입사하여, 그 적외광이 기판(61) 내에서 광전 변환되어 전자와 정공의 쌍으로 변환된다. 상술한 상태에서 얻어진 전자는 P+ 반도체 영역(73) 사이의 전계에 의해 P+ 반도체 영역(73-1)의 방향으로 가이드되어, N+ 반도체 영역(71-1) 내로 이동한다.
이 경우, 광전 변환에 의해 발생한 전자가, 화소(51)에 입사한 적외광의 양(적외광의 수광량)에 따른 신호를 검출하기 위한 신호 캐리어(전하)로서 사용되게 된다.
이에 의해, N+ 반도체 영역(71-1)에는, N+ 반도체 영역(71-1) 내로 이동해 온 전자에 따라 전하가 축적된다. 축적된 전하는, FD부(A), 증폭 트랜지스터 또는 수직 신호선(29) 등을 통해 컬럼 처리부(23)에서 검출된다.
N+ 반도체 영역(71-1)의 축적 전하는, 그 N+ 반도체 영역(71-1)에 직접 접속된 FD부(A)에 전송된다. 그리고, FD부(A)에 전송된 전하에 따른 신호가 증폭 트랜지스터 및 수직 신호선(29)을 통해 컬럼 처리부(23)에 의해 판독된다. 그리고, 판독된 신호에 대해, 컬럼 처리부(23)에서 AD 변환 처리 등의 처리가 행해지고, 그 결과 생성된 화소 신호가 신호 처리부(26)에 공급된다.
이 화소 신호는, N+ 반도체 영역(71-1)에 의해 검출된 전자에 따른 전하량(FD부(A)에 축적된 전하의 양)을 나타내는 신호가 된다. 즉, 화소 신호는 화소(51)에서 수광된 적외광의 광량을 나타내는 신호라고도 할 수 있다.
한편, N+ 반도체 영역(71-1)에서의 경우와 마찬가지로, N+ 반도체 영역(71-2)에서 검출된 전자에 따른 화소 신호를 측거에 이용해도 된다.
또한, 다음 타이밍에서는, 지금까지 기판(61) 내에서 생겼던 전계와 반대 방향의 전계가 발생하도록, 화소 구동부(22)에 의해 컨택트 등을 통해 2개의 P+ 반도체 영역(73)에 전압이 인가된다. 구체적으로는, 예를 들면 P+ 반도체 영역(73-2)에 HIGH(예를 들면, 1.5V)의 전압이 인가되고, P+ 반도체 영역(73-1)에는, LOW(예를 들면, 0V)의 전압이 인가된다.
이에 의해, 기판(61)에서의 2개의 P+ 반도체 영역(73)의 사이에서 전계가 발생하여, P+ 반도체 영역(73-2)으로부터 P+ 반도체 영역(73-1)으로 전류가 흐른다.
온 칩 렌즈(62)를 통해 외부로부터의 적외광(반사광)이 기판(61) 내에 입사하고, 그 적외광이 기판(61) 내에서 광전 변환되어 전자와 정공의 쌍이 생성된다. 상술한 상태에서는, 생성된 전자는 P+ 반도체 영역(73) 사이의 전계에 의해 P+ 반도체 영역(73-2)의 방향으로 가이드되어, N+ 반도체 영역(71-2) 내로 이동한다.
이에 의해, N+ 반도체 영역(71-2)에는, N+ 반도체 영역(71-2) 내로 이동해 온 전자에 따른 전하가 축적된다. 축적된 전하는, FD부(B), 증폭 트랜지스터, 수직 신호선(29) 등을 통해 컬럼 처리부(23)에서 검출된다.
N+ 반도체 영역(71-2)의 축적 전하는, 그 N+ 반도체 영역(71-2)에 직접 접속된 FD부(B)에 전송된다. 그리고, FD부(B)에 전송된 전하에 따른 신호가 증폭 트랜지스터 및 수직 신호선(29)을 통해 컬럼 처리부(23)에 의해 판독된다. 그리고, 판독된 신호에 대해, 컬럼 처리부(23)에서 AD 변환 처리 등의 처리가 행해지고, 그 결과 생성된 화소 신호가 신호 처리부(26)에 공급된다.
한편, N+ 반도체 영역(71-2)에서의 경우와 마찬가지로, N+ 반도체 영역(71-1)에서 검출된 전자에 따른 화소 신호를 사용하여 측거를 행해도 된다.
이렇게 하여, 같은 화소(51)에서 서로 다른 기간의 광전 변환으로 얻어진 화소 신호가 얻어지면, 신호 처리부(26)는, 그들 화소 신호에 기초하여 대상물까지의 거리를 나타내는 거리 정보를 산출하고, 후단의 회로에 거리 정보를 출력한다. 거리 정보는, 예를 들면, 각각의 화소별로 거리의 값을 포함하는 거리 화상이어도 된다.
상술한 바와 같이, 서로 다른 N+ 반도체 영역(71)으로 신호 캐리어를 분배하고, 그들 신호 캐리어에 따른 신호에 기초하여 거리 정보를 산출하는 기술은, 간접 ToF 방식이라고 불린다.
한편, 여기서는 화소 구동부(22)에 의해 P+ 반도체 영역(73)에 인가되는 전압의 제어가 행해지는 예에 대해 설명하였다. 단, 상술한 바와 같이 화소 구동부(22)와는 별개로, P+ 반도체 영역(73)에 인가되는 전압의 제어를 행하는 전압 인가 제어부로서 기능하는 구동부(블록)가 촬상 소자(11) 내에 설치되어도 된다.
화소(51)에서의 신호 취출부(65)의 부분을 도 2의 z축 정방향(기판(61)의 면과 수직인 방향)에서 보았을 때에, 예를 들면, 도 3에 나타낸 바와 같은 P+ 반도체 영역(73)의 주위가 N+ 반도체 영역(71)으로 둘러싸이는 구조를 채용해도 된다. 한편, 도 3에서는, 도 2 내의 구성 요소와 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙이고 있고, 설명은, 적당히 생략하는 것으로 한다.
도 3의 예에서는, 화소(51)의 중앙 부분에 도시하고 있지 않은 산화막(64)이 형성되어 있다. 또한, 화소(51)의 중심에서 벗어난 부분에 신호 취출부(65)가 형성되어 있다. 도 3의 화소(51) 내에는 2개의 신호 취출부(65)가 형성되어 있다.
그리고, 각각의 신호 취출부(65)에서는, 그 중심 위치에 사각형 형상으로 P+ 반도체 영역(73)이 형성되어 있다. 또한, P+ 반도체 영역(73)을 중심으로 하여, P+ 반도체 영역(73)의 주위가 사각형 프레임 형상의 N+ 반도체 영역(71)으로 둘러싸여 있다. 즉, N+ 반도체 영역(71)은, P+ 반도체 영역(73)의 주위를 둘러싸도록 형성되어 있다.
또한, 화소(51)에서는, 화소(51)의 중심 부분, 즉 화살표(A11)로 나타내는 부분에 외부에서 입사해 오는 적외광이 집광되도록 온 칩 렌즈(62)가 형성되어 있다. 다시 말하면, 외부로부터 온 칩 렌즈(62)에 입사한 적외광은, 온 칩 렌즈(62)에 의해 화살표(A11)로 나타내는 위치, 즉 도 2에서의 산화막(64)의 z축 정방향측의 위치에 집광된다.
따라서, 적외광은 신호 취출부(65-1)와 신호 취출부(65-2)의 사이의 위치에 집광되게 된다. 이에 의해, 적외광이 화소(51)에 인접하는 화소에 입사하여 혼색이 발생하게 되는 것을 억제하고, 또한 신호 취출부(65)에 직접, 적외광이 입사하게 되는 것도 억제할 수 있다.
예를 들면, 적외광이 직접, 신호 취출부(65)에 입사하면 전하 분리 효율, Cmod(Contrast between active and inactive tap) 및 Modulation contrast가 저하하게 된다.
광전 변환에서 얻어진 전하(전자)에 따른 신호의 판독이 행해지는 쪽의 신호 취출부(65)(탭)는, 액티브 탭(active tap)이라고 불린다.
　광전 변환에서 얻어진 전하에 따른 신호의 판독이 행해지지 않는 쪽의 신호 취출부(65)(탭), 즉, 액티브 탭이 아닌 쪽의 신호 취출부(65)를 인액티브 탭(inactive tap)이라고 부르는 것으로 한다.
상술한 예에서는, P+ 반도체 영역(73)에 HIGH(예를 들면, 1.5V)의 전압이 인가되는 쪽의 신호 취출부(65)가 액티브 탭이다. 또한, P+ 반도체 영역(73)에 LOW(예를 들면, 0V)의 전압이 인가되는 쪽의 신호 취출부(65)가 인액티브 탭이다.
Cmod는, 입사한 적외광의 광전 변환으로 발생한 전하 중 몇% 만큼의 전하를 액티브 탭인 신호 취출부(65)의 N+ 반도체 영역(71)에서 검출할 수 있는지, 즉 전하에 따른 신호를 취출할 수 있는지를 나타내는 지표이며, 전하 분리 효율을 나타내고 있다.
따라서, 예를 들면 외부에서 입사한 적외광이 인액티브 탭의 영역에 입사하여, 그 인액티브 탭 내에서 광전 변환이 행해지면, 광전 변환에 의해 발생한 신호 캐리어인 전자가, 인액티브 탭 내의 N+ 반도체 영역(71)으로 이동하게 될 가능성이 높다. 그러면, 광전 변환에 의해 얻어진 일부의 전자의 전하가 액티브 탭 내의 N+ 반도체 영역(71)에서 검출되지 않게 되어, Cmod(전하 분리 효율)이 저하하게 된다.
이에, 화소(51)에서는, 2개의 신호 취출부(65)로부터 실질적으로 등거리의 위치에 있는 화소(51)의 중심 부분 부근에 적외광이 집광되도록 함으로써, 외부에서 입사한 적외광이 인액티브 탭의 영역에서 광전 변환되어버리는 확률을 저감시켜, 전하 분리 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 화소(51)에서는 Modulation contrast도 향상시킬 수 있다. 즉, 광전 변환에 의해 얻어진 전자가 액티브 탭 내의 N+ 반도체 영역(71)에 유도되기 쉬워진다.
<화소의 등가 회로 구성예>
다음으로, 화소에서의 회로 구성의 예에 대해 설명한다. 도 5는, 화소(51)의 등가 회로를 나타내고 있다.
화소(51)는, N+ 반도체 영역(71-1) 및 P+ 반도체 영역(73-1)을 포함하는 신호 취출부(65-1)에 대응하는, 전송 트랜지스터(721A)와, FD(722A)와, 리셋 트랜지스터(723A)와, 증폭 트랜지스터(724A)와, 선택 트랜지스터(725A)를 구비하고 있다.
또한, 화소(51)는, N+ 반도체 영역(71-2) 및 P+ 반도체 영역(73-2)을 포함하는 신호 취출부(65-2)에 대응하는, 전송 트랜지스터(721B)와, FD(722B)와, 리셋 트랜지스터(723B)와, 증폭 트랜지스터(724B)와, 선택 트랜지스터(725B)를 구비하고 있다.
화소 구동부(22)는, P+ 반도체 영역(73-1)에 소정의 전압(MIX0)(제1 전압)을 인가하고, P+ 반도체 영역(73-2)에 소정의 전압(MIX1)(제2 전압)을 인가한다. 상술한 예에서는, 전압(MIX0 및 MIX1)의 일방이 HIGH(예를 들면, 1.5V)이고, 타방이 LOW(예를 들면, 0V)이다. P+ 반도체 영역(73-1 및 73-2)은, 제1 전압 또는 제2 전압이 인가되는 전압 인가부에 상당한다.
N+ 반도체 영역(71-1 및 71-2)은, 기판(61)에 입사된 광이 광전 변환되어 생성된 전하를 검출하여, 축적하는 전하 검출부에 상당한다.
전송 트랜지스터(721A)는, 게이트 전극에 공급되는 구동 신호(TRG)가 액티브 상태가 되면, 이에 따라 도통 상태가 된다. 이에 의해, N+ 반도체 영역(71-1)에 축적되어 있는 전하는, FD(722A)에 전송된다. 전송 트랜지스터(721B)는, 게이트 전극에 공급되는 구동 신호(TRG)가 액티브 상태가 되면, 이에 따라 도통 상태가 된다. 이에 의해, N+ 반도체 영역(71-2)에 축적되어 있는 전하는, FD(722B)에 전송된다.
FD(722A)는, N+ 반도체 영역(71-1)으로부터 공급된 전하를 일시 보유한다. 한편, FD(722B)는, N+ 반도체 영역(71-2)으로부터 공급된 전하를 일시 보유한다. FD(722A)는, 도 2의 설명에서 말한 FD부(A)에 상당한다. 한편, FD(722B)는, FD부(B)에 상당한다.
리셋 트랜지스터(723A)는, 게이트 전극에 공급되는 구동 신호(RST)가 액티브 상태가 되면, 이에 따라 도통 상태가 된다. 이에 의해, FD(722A)의 전위를 소정의 레벨(리셋 전압(VDD))로 리셋한다. 리셋 트랜지스터(723B)는, 게이트 전극에 공급되는 구동 신호(RST)가 액티브 상태가 되면, 이에 따라 도통 상태가 된다. 이에 의해, FD(722B)의 전위를 소정의 레벨(리셋 전압(VDD))로 리셋한다. 한편, 리셋 트랜지스터(723A 및 723B)가 액티브 상태가 될 때, 전송 트랜지스터(721A 및 721B)를 액티브 상태로 할 수 있다.
증폭 트랜지스터(724A)의 소스 전극은, 선택 트랜지스터(725A)를 통해 수직 신호선(29A)에 접속되어 있다. 이에 의해, 수직 신호선(29A)의 일단에 접속되어 있는 정전류원 회로부(726A)의 부하(MOS)와 소스 폴로어 회로가 형성된다. 증폭 트랜지스터(724B)의 소스 전극은, 선택 트랜지스터(725B)를 통해 수직 신호선(29B)에 접속된다. 이에 의해, 수직 신호선(29B)의 일단에 접속되어 있는 정전류원 회로부(726B)의 부하(MOS)와 소스 폴로어 회로가 형성된다.
선택 트랜지스터(725A)는, 증폭 트랜지스터(724A)의 소스 전극과 수직 신호선(29A)의 사이에 접속되어 있다. 선택 트랜지스터(725A)는, 게이트 전극에 공급되는 선택 신호(SEL)가 액티브 상태가 되면 이에 따라 도통 상태가 된다. 이에 의해, 증폭 트랜지스터(724A)로부터 출력되는 화소 신호가 수직 신호선(29A)에 출력된다.
선택 트랜지스터(725B)는, 증폭 트랜지스터(724B)의 소스 전극과 수직 신호선(29B)의 사이에 접속되어 있다. 선택 트랜지스터(725B)는, 게이트 전극에 공급되는 선택 신호(SEL)가 액티브 상태가 되면 이에 따라 도통 상태가 된다. 이에 의해, 증폭 트랜지스터(724B)로부터 출력되는 화소 신호가 수직 신호선(29B)에 출력된다.
화소(51)의 전송 트랜지스터(721A 및 721B), 리셋 트랜지스터(723A 및 723B), 증폭 트랜지스터(724A 및 724B), 및, 선택 트랜지스터(725A 및 725B)는, 예를 들면, 화소 구동부(22)에 의해 제어된다.
도 6은, 화소(51)의 다른 등가 회로를 나타내고 있다.
도 6에 있어서, 도 5와 대응하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 있다. 동일한 부호가 붙여진 구성 요소의 설명은 생략한다.
도 6의 등가 회로는, 도 5의 등가 회로에 대해, 부가 용량(727)과, 그 접속을 제어하는 스위칭 트랜지스터(728)가, 신호 취출부(65-1 및 65-2)의 각각에 추가되어 있다.
구체적으로는, 전송 트랜지스터(721A)와 FD(722A)의 사이에, 스위칭 트랜지스터(728A)를 통해 부가 용량(727A)이 접속되어 있다. 또한, 전송 트랜지스터(721B)와 FD(722B)의 사이에, 스위칭 트랜지스터(728B)를 통해 부가 용량(727B)이 접속되어 있다.
스위칭 트랜지스터(728A)는, 게이트 전극에 공급되는 구동 신호(FDG)가 액티브 상태가 되면 이에 따라 도통 상태가 된다. 이에 의해, 부가 용량(727A)을, FD(722A)에 접속한다. 스위칭 트랜지스터(728B)는, 게이트 전극에 공급되는 구동 신호(FDG)가 액티브 상태가 되면 이에 따라 도통 상태가 된다. 이에 의해, 부가 용량(727B)을, FD(722B)에 접속시킨다.
화소 구동부(22)는, 예를 들면, 입사광의 광량이 많은 고조도일 때, 스위칭 트랜지스터(728A 및 728B)를 액티브 상태로 하여, FD(722A)와 부가 용량(727A)을 접속한다. 또한, 화소 구동부(22)는, FD(722B)와 부가 용량(727B)을 접속한다. 이에 의해, 고조도일 때에, 보다 많은 전하를 축적하는 것이 가능하게 된다.
한편, 입사광의 광량이 적은 저조도일 때에는, 화소 구동부(22)는, 스위칭 트랜지스터(728A 및 728B)를 비액티브 상태로 한다. 이에 의해, 부가 용량(727A 및 727B)을, 각각 FD(722A 및 722B)로부터 차단한다.
도 6의 예와 같이, 부가 용량(727)을 실장하고, 입사 광량에 따라 사용을 구분함으로써, 높은 다이나믹 레인지를 확보할 수 있다. 단, 도 5의 등가 회로와 같이, 부가 용량(727)은 생략한 구성을 사용해도 된다.
(측거 모듈의 구성예)
도 7은, 도 1의 촬상 소자(11)를 사용하여 측거 정보를 출력하는 측거 모듈의 구성예를 나타낸 블록도이다.
측거 모듈(1000)은, 발광부(1011)와, 발광 제어부(1012)와, 수광부(1013)를 구비한다.
발광부(1011)는, 소정 파장의 광을 발하는 광원을 가지고, 주기적으로 밝기가 변동하는 조사광을 발하여 물체에 조사한다. 예를 들면, 발광부(1011)는, 광원으로서, 파장이 780nm 내지 1000nm의 범위의 적외광을 발하는 발광 다이오드를 가진다. 발광부(1011)는, 예를 들면, 발광 제어부(1012)로부터 공급되는 구형파(矩形波)의 발광 제어 신호(CLKp)에 동기하여, 조사광을 발생한다.
한편, 발광 제어 신호(CLKp)로서, 예를 들면, 주기 신호를 사용할 수 있다. 주기 신호는, 구형파에 한정되지 않는다. 예를 들면, 발광 제어 신호(CLKp)는, 정현파여도 된다.
발광 제어부(1012)는, 발광 제어 신호(CLKp)를 발광부(1011) 및 수광부(1013)에 공급하고, 조사광의 조사 타이밍을 제어한다. 이 발광 제어 신호(CLKp)의 주파수는, 예를 들면, 20 메가헤르츠(MHz)이다. 한편, 발광 제어 신호(CLKp)의 주파수는, 20 메가헤르츠(MHz)에 한정되지 않고, 5 메가헤르츠(MHz) 등 다른 값으로 설정되어 있어도 된다.
수광부(1013)는, 물체에서 반사된 반사광을 수광하고, 수광 결과에 따라 거리 정보를 화소별로 산출한다. 그리고, 물체까지의 거리를 화소별로 계조값으로 나타낸 거리 화상을 생성하여, 해당 거리 화상을 출력한다.
수광부(1013)로서, 예를 들면, 상술한 촬상 소자(11)를 사용할 수 있다. 촬상 소자(11)가 수광부(1013)로서 사용된 경우, 발광 제어 신호(CLKp)에 기초하여, 화소 어레이부(21)의 각 화소(51)의 신호 취출부(65-1 및 65-2) 각각의 전하 검출부(N+ 반도체 영역(71))에서 검출된 신호 강도에 기초하여, 거리 정보를 화소별로 산출할 수 있다.
이상과 같이, 간접 ToF 방식에 의해 피사체까지의 거리 정보를 구하여 출력하는 측거 모듈(1000)의 수광부(1013)로서, 도 1의 촬상 소자(11)를 장착할 수 있다. 측거 모듈(1000)의 수광부(1013)로서, 상술한 촬상 소자(11)를 채용함으로써, 발생하는 전자 노이즈를 억제할 수 있다.
또한, 이상에서는 신호 캐리어로서 전자를 사용하는 예에 대해 설명했지만, 광전 변환에서 발생한 정공을 신호 캐리어로서 사용하도록 해도 된다. 이 경우, 신호 캐리어를 검출하기 위한 전하 검출부가 P+ 반도체 영역에 의해 형성된다. 또한, 기판 내에 전계를 발생시키기 위한 전압 인가부가 N+ 반도체 영역에 의해 형성된다. 또한, 신호 취출부에 설치된 전하 검출부에서, 신호 캐리어로서의 정공이 검출되도록 하면 된다.
(촬상 소자의 구성예)
도 8은, 촬상 소자 내의 전체 화소가 동시에 구동된 경우의 예를 나타내고 있다. 도 8은, 도 2의 화소 구동부(22A)와, 화소 어레이부(21)와, 컬럼 처리부(23)를 포함하는 부분을 보다 상세하게 나타낸 것이다. 도 8의 화소 구동부(22A)는, PLL(Phase Locked Loop)(31)과, 펄스 생성기(30)와, 클럭 분배 회로(37)를 포함하고 있다. 또한, 컬럼 처리부(23)는, 아날로그 디지털 변환기(240)를 포함하고 있다.
PLL(31)은, 클럭 신호를 생성하는 신호 생성기의 일 예이다. 이하에서는, 신호 생성기로서, PLL이 사용되는 경우를 예로 설명한다. 단, 신호 생성기로서 PLL 이외의 종류의 회로를 사용하는 것을 방해하는 것은 아니다. PLL(31)의 후단에는, 펄스 생성기(30)가 접속되어 있다. 또한, 펄스 생성기(30)의 후단에는, 클럭 분배 회로(37)가 접속되어 있다. 도 8의 클럭 분배 회로(37)는, 클럭 트리 방식에 의해 신호의 분배를 실현하고 있다. 단, 메쉬 방식(일괄 구동 방식)의 클럭 분배 회로를 사용해도 되고, 클럭 분배 회로의 방식을 한정하는 것은 아니다. 클럭 분배 회로(37)는, 복수의 출력 단자를 구비하고 있다. 클럭 분배 회로(37)의 각각의 출력 단자는, 화소 구동선(28A)을 통해 화소 어레이부(21) 내의 각 화소열에 접속되어 있다. 또한, 화소 어레이부(21) 내의 각 화소열은, 수직 신호선(29)을 통해 컬럼 처리부(23)에 접속되어 있다.
PLL(31)로부터 출력된 주파수(f0)의 클럭 신호는, 펄스 생성기(30)에 공급된다. 펄스 생성기(30)는, 주파수(f0)의 클럭 신호에 기초하여, 소정의 주기로 펄스를 생성한다. 펄스 생성기(30)가 생성한 펄스는, 클럭 분배 회로(37)를 통해, 거의 동등한 타이밍에 화소 어레이부(21) 내의 각 화소열에 공급된다.
이 때문에, 도 8의 촬상 소자에서는, 1개의 위상(PHASE=0도)으로 화소 어레이부(21) 내의 모든 화소가 구동된다. 도 8의 촬상 소자에서는, 화소 어레이부(21) 내의 화소수가 증가할수록, 화소 구동부(22A) 내의 펄스 생성기(30)로부터 출력되는 구동 전류의 합계 값은 커진다. 전류값의 변화가 커지기 때문에, 입사광의 검출시에 발생하는 전자 노이즈가 커질 우려가 있다. 그래서, 후술하는 바와 같이, 화소 구동부(22) 또는 화소 구동부(22A) 내에 복수의 위상의 펄스를 생성하는 것이 가능한 펄스 생성기를 실장할 수 있다.
도 9는, 본 개시에 의한 펄스 생성기의 예를 나타내고 있다. 도 9의 펄스 생성기(30A)는, 복수의 출력 단자(출력 단자(C1∼C4))를 구비하고 있다. 출력 단자(C1∼C4)는, 예를 들면, 후술하는 신호 분배 회로 등을 통해 화소 구동선(28) 또는 화소 구동선(28A)에 접속된다. 후술하는 바와 같이, 펄스 생성기(30A)는, 각각의 신호선으로부터 다른 위상에서 펄스를 출력할 수 있다. 펄스 생성기(30A)는, 회로 블록(33)과, 플립플롭(340∼343)을 구비하고 있다. 플립플롭(340∼343)은, 예를 들면, D단자, Q단자 및 CLK단자를 구비하는 D플립플롭이다. 단, 사용되는 플립플롭의 종류를 한정하는 것은 아니다.
D플립플롭에는, (1) CLK단자에 입력되는 신호의 상승 엣지의 타이밍에서 D단자에 입력되는 신호를 래치하는 타입과, (2) CLK단자에 입력되는 신호의 하강 에지의 타이밍에서 D단자에 입력되는 신호를 래치하는 타입이 존재한다. 플립플롭(340∼343)으로서, (1)의 타입과, (2)의 타입의 어느 것을 사용해도 된다. 또한, 플립플롭(340∼343) 내에 (1)의 타입의 플립플롭과, (2)의 타입의 플립플롭이 혼재되어 있어도 된다. 다른 타입의 플립플롭을 혼재시킴으로써, 출력 단자(C1∼C4)의 각각으로부터 펄스가 출력되는 타이밍을 시프트시킬 수 있다.
회로 블록(33)은, 신호선(L0)을 통해 PLL(31)에 접속되어 있다. 또한, 회로 블록(33)은, 신호선(L3)을 통해 시스템 제어부(25)에 접속되어 있다. 회로 블록(33)은, 신호선(L2)을 통해 플립플롭(340)의 D단자에 접속되어 있다. 또한, 회로 블록(33)은, 신호선(L1)을 통해 플립플롭(340∼343)의 CLK단자에 접속되어 있다.
회로 블록(33)은, 예를 들면, 분주 회로를 구비하고 있다. 이 경우, 회로 블록(33)의 분주 회로는, 입력되는 클럭 신호에 기초하여 클럭 신호와는 다른 주파수의 신호를 생성한다. 회로 블록(33)의 분주 회로의 설정은, 레지스터 또는 신호선의 전압 레벨 등에 의해 변경 가능한 것이어도 된다. 이 경우, 시스템 제어부(25)는, 회로 블록(33)으로부터 출력되는 신호의 주파수를 조정할 수 있다. 단, 회로 블록(33)의 구성 및 기능은, 이것과는 상이해도 된다. 예를 들면, 반드시 시스템 제어부(25)에 의해 회로 블록(33)의 설정이 변경되는 구성을 채용하지 않아도 된다.
도 9에서는, 복수의 플립플롭이 종속 접속되어 있다. 예를 들면, 플립플롭(340)의 Q단자는, 플립플롭(341)의 D단자에 접속되어 있다. 한편, 플립플롭(341)의 Q단자는, 플립플롭(342)의 D단자에 접속되어 있다. 플립플롭(342)의 Q단자는, 플립플롭(343)의 D단자에 접속되어 있다.
또한, 각각의 플립플롭의 Q단자는, 대응하는 출력 단자에 접속되어 있다. 예를 들면, 출력 단자(C1)는, 플립플롭(340)의 Q단자에 접속되어 있다. 또한, 출력 단자(C2)는, 플립플롭(341)의 Q단자에 접속되어 있다. 출력 단자(C3)는, 플립플롭(342)의 Q단자에 접속되어 있다. 출력 단자(C4)는, 플립플롭(343)의 Q단자에 접속되어 있다. 단, 반드시 종속 접속되어 있는 모든 플립플롭의 Q단자가 어느 하나의 출력 단자에 접속되어 있지 않아도 된다. 예를 들면, 종속 접속되어 있는 일부의 플립플롭의 Q단자를 어느 하나의 출력 단자에 접속해도 된다.
다음으로, 펄스 생성기(30A)의 동작에 대해 설명한다.
PLL(31)은, 신호선(L0)을 통해 주파수(f0)의 클럭 신호를 회로 블록(33)에 공급한다. 회로 블록(33)은, 신호선(L1)으로부터 주파수(f1)의 제1 신호를 플립플롭(340∼343)의 CLK단자에 공급한다. 나아가, 회로 블록(33)은, 신호선(L2)을 통해 주파수(f2)의 제2 신호를 플립플롭(340)의 D단자에 공급한다. 제2 신호는, 변조 신호 또는 가이드 펄스라고도 불린다.
제1 신호의 주파수(f1)(제1 주파수)와, 제2 신호의 주파수(f2)(제2 주파수)는, 다른 것으로 한다. 이하에서는, 제1 주파수(f1)가 제2 주파수(f2)보다 높은 경우를 설명한다. 단, 제2 주파수(f2)를 제1 주파수(f1)보다 높게 설정해도 된다. 회로 블록(33)은, 서로 동기된 제1 신호 및 제2 신호를 출력할 수 있다. 단, 제1 신호와 제2 신호는, 반드시 서로 동기된 신호가 아니어도 된다.
여기서는, 클럭 신호의 주파수(f0)(클럭 주파수)가 제1 주파수(f1)와 동등한 경우를 상정하여 설명을 행한다. 단, 신호 생성기가 생성하는 클럭 주파수(f0)와 제1 주파수(f1)가 달라도 된다. 예를 들면, 회로 블록(33)은, 분주기 등에 의해 클럭 신호의 주파수를 변환해도 된다.
이에 의해, 펄스 생성기(30A)의 출력 단자(C1∼C4)로부터는, 다른 수의 플립플롭에 의한 지연을 거친 펄스가 출력된다. 도 9의 예의 경우, 출력 단자(C1), 출력 단자(C2), 출력 단자(C3), 출력 단자(C4)의 순으로 펄스가 출력된다. 즉, 펄스 생성기(30A)의 출력 단자(C1∼C4)로부터는, 각각 다른 타이밍에서 펄스가 출력된다. 이하에서는, 펄스 생성기의 적어도 어느 하나의 신호선으로부터 펄스가 출력되는 타이밍의 차이를 위상(도면 중의 PHASE)에 의해 설명한다.
본 개시에 의한 펄스 생성기에서는, 제1 주파수(f1) 및 제2 주파수(f2)에 기초하여 복수의 출력 단자로부터 펄스가 출력되는 타이밍의 어긋남을 조정할 수 있다. 제2 신호가 1단의 플립플롭을 거침으로써 생기는 위상 지연 Δθ은, Δθ=360×f2/f1이 된다. 예를 들면, f1=2.0GHz, f2=500MHz인 경우, Δθ=90도가 된다. 이 경우, 도 9에 나타나 있는 바와 같이, 출력 단자(C1, C2, C3 및 C4)로부터 각각 0도, 90도, 180도 및 270도의 위상으로 펄스 신호가 출력된다. 여기서 말한 제1 주파수(f1) 및 제2 주파수(f2)의 값은, 예에 지나지 않는다. 따라서, 제1 주파수(f1) 및 제2 주파수(f2)는, 이것과는 다른 값으로 설정되어 있어도 된다.
이하에서는, 출력 단자(C1)로부터 출력되는 펄스 신호의 위상을 P1, 출력 단자(C2)로부터 출력되는 펄스 신호의 위상을 P2, 출력 단자(C3)로부터 출력되는 펄스 신호의 위상을 P3, 출력 단자(C4)로부터 출력되는 펄스 신호의 위상을 P4로 한다. 예를 들면, 상술한 바와 같이 f1=2.0GHz, f2=500MHz인 경우, P1=0도, P2=90도, P3=180도, P4=270도가 된다.
한편, 제1 신호의 제1 주파수(f1) 및 제2 신호의 제2 주파수(f2)는, 고정된 것이 아니어도 된다. 예를 들면, 회로 블록(33)은, 신호선(L3)을 통해 시스템 제어부(25)로부터 송신된 제어 신호에 기초하여 제1 신호의 제1 주파수(f1) 또는 제2 신호의 제2 주파수(f2)의 적어도 어느 하나를 변경해도 된다. 이에 의해, 펄스 생성기는, 펄스 신호의 주파수를 변경할 수 있다. 또한, 펄스 신호는, 다양한 위상의 조합에 관한 펄스 신호를 출력할 수 있다.
본 개시에 의한 펄스 생성기는, 예를 들면, 검출 대상의 물체 또는 동작 모드에 따라, 펄스 신호의 주파수 또는 펄스 신호에서 사용되는 위상의 조합을 변경할 수 있다. 예를 들면, 비교적 근거리에 있는 물체를 검출 대상으로 하는 경우에는, 펄스 주파수를 높게 설정할 수 있다. 또한, 비교적 원거리에 있는 물체를 검출 대상으로 하는 경우에는, 펄스 주파수를 낮게 설정할 수 있다. 본 개시에 의한 펄스 생성기는, 복수의 위상의 펄스 신호를 생성하기 위해서 인버터 체인을 사용하고 있지 않기 때문에, 지연량의 개체 편차를 억제하는 것이 가능하다. 또한, 본 개시에 의한 펄스 생성기에서는, 발생하는 왜곡을 억제할 수 있다. 이 때문에, 본 개시에 의한 펄스 생성기는, 비교적 낮은 클럭 주파수를 출력하는 신호 생성기(예를 들면, PLL(31))와 조합하는 것도 가능하다.
이와 같이, 회로 블록은, 제1 주파수의 제1 신호를 출력하고, 제1 주파수와는 다른 제2 주파수의 제2 신호를 출력하도록 구성되어 있어도 된다. 회로 블록은, 서로 동기된 제1 신호 및 제2 신호를 출력하도록 구성되어 있어도 된다. 또한, 회로 블록은, 클럭 신호의 클럭 주파수와 같은 제1 주파수의 제1 신호를 출력하도록 구성되어 있어도 된다.
또한, 본 개시에 의한 촬상 소자는, 회로 블록에 제어 신호를 출력하도록 구성된 제어부를 구비하고 있어도 된다. 상술한 시스템 제어부(25)는, 제어부의 일 예이다. 이 경우, 회로 블록은, 공급된 제어 신호에 기초하여 제1 신호의 제1 주파수 또는 제2 신호의 제2 주파수를 조정하도록 구성되어 있어도 된다.
도 10의 화소 구동부(22B)는, PLL(31)(신호 생성부)과, 펄스 생성기(30A)와, 회로 블록(370)을 구비하고 있다. 도 10의 촬상 소자는, 도 8의 촬상 소자의 펄스 생성기(30)를 도 9의 펄스 생성기(30A)로, 도 8의 촬상 소자의 클럭 분배 회로(37)를 회로 블록(370)으로, 각각 치환한 것에 상당한다. 회로 블록(370)은, 클럭 분배 회로(371∼374)를 구비한다. 도 10의 클럭 분배 회로(371∼374)는, 클럭 트리 방식으로 되어 있다. 단, 클럭 분배 회로(371∼374)의 적어도 어느 하나는, 메쉬 방식(일괄 구동 방식) 등 그 밖의 방식에 의한 것이어도 된다.
클럭 분배 회로(371∼374)는, 각각 펄스 생성기(30A)의 출력 단자(C1∼C4) 중 어느 하나에 접속되어 있다. 따라서, 클럭 분배 회로(371∼374)는, 각각 위상(P1∼P4)의 신호 중 어느 하나를 분배한다. 이하에서는, 출력 단자(C1)가 클럭 분배 회로(371)에, 출력 단자(C2)가 클럭 분배 회로(372)에, 출력 단자(C3)가 클럭 분배 회로(373)에, 출력 단자(C4)가 클럭 분배 회로(374)에, 각각 접속되어 있는 것으로 하여 설명을 행한다. 단, 출력 단자와 클럭 분배 회로의 사이의 접속 관계는, 이것과는 다른 것이어도 된다.
화소 어레이부(21) 내의 각각의 화소열은, 화소 구동선(28A)을 통해 클럭 분배 회로(371∼374) 중 어느 하나에 접속되어 있다. 화소 어레이부(21) 내의 화소열이 펄스에 의해 구동되는 타이밍(펄스 신호의 위상)은, 대응하는 화소 구동선(28A)의 접속처에 있는 클럭 분배 회로에 의존한다. 도 10의 예의 경우, 클럭 분배 회로(371)에 접속된 화소열은, 위상(P1)에서, 클럭 분배 회로(372)에 접속된 화소열은, 위상(P2)에서, 클럭 분배 회로(373)에 접속된 화소열은, 위상(P3)에서, 클럭 분배 회로(374)에 접속된 화소열은, 위상(P4)에서, 각각 구동된다. 따라서, 도 10의 예에서는, 촬상 소자 내의 화소가 열 단위로 구동된다.
도 10의 화소 어레이부(21)에서는, 좌측으로부터 우측을 향해 위상(P1)에서 구동되는 화소열, 위상(P2)에서 구동되는 화소열, 위상(P3)에서 구동되는 화소열, 위상(P4)에서 구동되는 화소열의 패턴(순서)으로 나열되어 있다. 단, 이 패턴은, 일 예에 지나지 않는다. 이 때문에, 화소 어레이부(21)의 화소열은, 이것과는 다른 패턴으로 구동되어도 된다. 한편, 도 10에서는, 화소 어레이부(21)에 포함되는 화소수가 8×8=64개가 되어 있다. 단, 화소 어레이부(21)에 포함되는 화소수를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 화소 어레이부(21)에는, 이것과는 다른 수의 화소(예를 들면, 보다 많은 화소)가 실장되어 있어도 된다.
화소 어레이부(21) 내의 각각의 화소열은, 수직 신호선(29)을 통해 컬럼 처리부(23)에 접속되어 있다. 컬럼 처리부(23)는, 도시되어 있지 않은 리드 구동부(24)에 접속되어 있어도 된다. 리드 구동부(24)가 실장되어 있는 경우, 리드 구동부(24)는, 컬럼 처리부(23)의 화소열에 대응하는 단위 회로를 선택할 수 있다. 리드 구동부(24)는, 각각의 위상(예를 들면, P1∼P4)에서 구동되는 화소열에 대해, 선택 주사를 행해도 된다. 이 경우, 컬럼 처리부(23)는, 아날로그 디지털 변환기(240)를 사용하여 화소 신호를 아날로그 신호로부터 디지털 신호로 변환하여, 화소 신호를 후단의 신호 처리부(26)에 출력할 수 있다.
신호 처리부(26)에는, 복수의 위상(예를 들면, P1∼P4)에서 구동되어, 판독된 화소열에 관한 화소 신호가 입력된다. 도 10의 촬상 소자에서는, 화소열에 따라 구동 타이밍의 어긋남과 화소 신호의 판독 타이밍의 어긋남이 발생한다. 이 때문에, 신호 처리부(26) 내의 버퍼 메모리에 화소 신호의 데이터를 축적하여, 화소 어레이부(21) 전체에 상당하는 거리 화상을 생성해도 된다.
본 개시에 의한 촬상 소자는, 신호 생성기와, 종속 접속된 복수의 플립플롭과, 회로 블록과, 화소 어레이를 구비하고 있어도 된다. 신호 생성기는, 클럭 신호를 생성하도록 구성되어 있다. 회로 블록은, 클럭 신호에 따라 제1 신호를 복수의 플립플롭의 각각의 클럭 단자에 공급하고, 제2 신호를 복수의 플립플롭의 초단 플립플롭의 입력 단자에 공급하도록 구성되어 있다. 화소 어레이는, 복수의 플립플롭의 다른 단으로부터 공급된 펄스 신호에 의해 구동되도록 구성된 화소를 포함한다. 상술한 화소 어레이부는, 화소 어레이의 일 예이다. 신호 생성기로서, 예를 들면, PLL을 사용할 수 있다. 플립플롭으로서, 예를 들면, D플립플롭을 사용할 수 있다. 초단 플립플롭은, 예를 들면, 상술한 플립플롭(340)이다.
화소 어레이 내의 화소는, 펄스 신호가 공급되면, 광전 변환에 의해 발생한 전하를 검출하도록 구성된 신호 취출부를 포함하고 있어도 된다. 또한, 화소 어레이 내의 화소는, 복수의 신호 취출부를 포함하고, 각각의 신호 취출부는, 다른 타이밍에서 발생한 전하를 검출하도록 구성되어 있어도 된다.
또한, 본 개시에 의한 촬상 소자는, 입력측에서 복수의 플립플롭의 어느 하나의 단에 접속되고, 출력측에서 구동선을 통해 화소 어레이 내의 화소에 접속되어 있는 클럭 분배 회로를 복수 더 구비하고 있어도 된다. 클럭 분배 회로의 적어도 어느 하나는, 클럭 트리 방식이어도 된다.
도 10에는, 화소열 단위로 구동 타이밍(펄스 신호의 위상)을 설정 가능한 촬상 소자의 예를 설명하였다. 단, 화소 어레이부(21) 내의 화소는, 이것과는 다른 단위 및 패턴으로 제어되어도 된다. 예를 들면, 도 11의 예와 같이, 화소행 단위로 구동 타이밍(펄스 신호의 위상)이 설정되는 촬상 소자를 사용해도 된다.
도 11의 촬상 소자는, 도 1의 화소 구동부(22)를 화소 구동부(22C)로 치환한 것에 상당한다. 화소 구동부(22C)는, PLL(31)(신호 생성기)과, 펄스 생성기(30A)와, 회로 블록(380)을 구비하고 있다. 또한, 회로 블록(380)은, 클럭 분배 회로(381∼384)를 구비하고 있다. 도 11의 클럭 분배 회로(381∼384)는, 클럭 트리 방식으로 되어 있다. 단, 클럭 분배 회로(381∼384)의 적어도 어느 하나는, 메쉬 방식(일괄 구동 방식) 등 그 밖의 방식에 의한 것이어도 된다.
클럭 분배 회로(381∼384)는, 각각 펄스 생성기(30A)의 출력 단자(C1∼C4) 중 어느 하나에 접속되어 있다. 따라서, 클럭 분배 회로(381∼384)는, 각각 위상(P1∼P4)의 신호 중 어느 하나를 분배한다. 이하에서는, 출력 단자(C1)가 클럭 분배 회로(381)에, 출력 단자(C2)가 클럭 분배 회로(382)에, 출력 단자(C3)가 클럭 분배 회로(383)에, 출력 단자(C4)가 클럭 분배 회로(384)에, 각각 접속되어 있는 것으로 하여 설명을 행한다. 단, 출력 단자와 클럭 분배 회로의 사이의 접속 관계는, 이것과는 다른 것이어도 된다.
화소 어레이부(21) 내의 각각의 화소행은, 화소 구동선(28)을 통해 클럭 분배 회로(381∼384) 중 어느 하나에 접속되어 있다. 화소 어레이부(21) 내의 화소행이 펄스에 의해 구동되는 타이밍(펄스 신호의 위상)은, 대응하는 화소 구동선(28)의 접속처에 있는 클럭 분배 회로에 의존한다. 도 11의 예의 경우, 클럭 분배 회로(381)에 접속된 화소행은, 위상(P1)에서, 클럭 분배 회로(382)에 접속된 화소행은, 위상(P2)에서, 클럭 분배 회로(383)에 접속된 화소행은, 위상(P3)에서, 클럭 분배 회로(384)에 접속된 화소행은, 위상(P4)에서, 각각 구동된다. 따라서, 도 11의 예에서는, 촬상 소자 내의 화소가 행단위로 구동된다.
도 11의 화소 어레이부(21)에서는, 상측으로부터 하측을 향해 위상(P1)에서 구동되는 화소행, 위상(P2)에서 구동되는 화소행, 위상(P3)에서 구동되는 화소행, 위상(P4)에서 구동되는 화소행의 패턴(순서)으로 나열되어 있다. 이 패턴은, 일 예에 지나지 않는다. 이 때문에, 화소 어레이부(21)의 화소행은, 이것과는 다른 패턴으로 구동되어도 된다. 한편, 도 11에서는, 화소 어레이부(21)에 포함되는 화소수가 8×8=64개가 되어 있다. 단, 화소 어레이부(21)에 포함되는 화소수를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 화소 어레이부(21)에는, 이것과는 다른 수의 화소(예를 들면, 보다 많은 화소)가 실장되어 있어도 된다.
화소 어레이부(21) 내의 각각의 화소열은, 수직 신호선(29)을 통해 컬럼 처리부(23)에 접속되어 있다. 컬럼 처리부(23)는, 도시되어 있지 않은 리드 구동부(24)에 접속되어 있어도 된다. 리드 구동부(24)가 실장되어 있는 경우, 리드 구동부(24)는, 컬럼 처리부(23)의 화소열에 대응하는 단위 회로를 선택할 수 있다. 리드 구동부(24)는, 화소열에 대해, 선택 주사를 행해도 된다. 이 경우, 컬럼 처리부(23)는, 아날로그 디지털 변환기(240)를 사용하여 화소 신호를 아날로그 신호로부터 디지털 신호로 변환하여, 화소 신호를 후단의 신호 처리부(26)에 출력할 수 있다.
신호 처리부(26)에는, 판독된 화소열에 관한 화소 신호가 입력된다. 도 10의 촬상 소자에서는, 화소행에 따라 구동 타이밍의 어긋남이 발생하고, 화소열에 따라 화소 신호의 판독 타이밍의 어긋남이 발생한다. 이 때문에, 신호 처리부(26) 내의 버퍼 메모리에 화소 신호의 데이터를 축적하여, 화소 어레이부(21) 전체에 상당하는 거리 화상을 생성해도 된다.
이와 같이, 본 개시에 의한 촬상 소자에서는, 화소 어레이 내의 화소열 또는 화소행은, 복수의 플립플롭의 공통되는 단으로부터 공급된 펄스 신호에 의해 구동되도록 구성되어 있어도 된다.
도 11에는, 화소행 단위로 구동 타이밍(펄스 신호의 위상)이 설정되는 촬상 소자의 예를 설명하였다. 단, 화소 어레이부(21) 내의 화소는, 이것과는 다른 단위 및 패턴으로 제어되어도 된다. 예를 들면, 도 12의 예와 같이, 화소 어레이부(21) 내의 영역별로 구동 타이밍(펄스 신호의 위상)이 설정되는 촬상 소자를 사용해도 된다.
도 12의 촬상 소자는, 화소 구동부(22B)와, 화소 어레이부(21A)와, 컬럼 처리부(23)와, 타이밍 제어부(32)를 구비하고 있다. 도 12의 화소 구동부(22B)의 구성은, 도 10의 화소 구동부(22B)와 마찬가지이다. 타이밍 제어부(32)는, 클럭 분배 회로(371∼374)가 화소 구동선(28A)에 출력한 펄스 신호에 기초하여, 화소 구동선(28)에 타이밍 신호를 출력한다.
예를 들면, 화소 어레이부(21A) 내의 각각의 화소는, 펄스 신호와, 타이밍 신호에 기초하여 연산을 행하는 논리 회로(도시하지 않음)를 구비하고 있는 것으로 한다. 화소 어레이부(21A) 내의 각각의 화소는, 논리 회로의 출력 전압의 레벨이 소정의 조건을 만족했을 때에 구동된다. 화소에 따라, 구동되는 조건이 달라도 된다. 예를 들면, 화소 어레이부(21A)에는, 논리 회로의 출력 전압의 레벨이 HIGH일 때에 구동되는 화소와, 논리 회로의 출력 전압의 레벨이 LOW일 때에 구동되는 화소가 혼재되어 있어도 된다. 각각의 화소가 논리 회로를 구비하고 있는 점을 제외하면, 화소 어레이부(21A)의 구성은, 상술한 화소 어레이부(21)와 마찬가지이다.
이에 의해, 도 12의 예에 나타낸 바와 같이, 촬상 소자 내의 화소를 영역별로, 구동 타이밍(펄스 신호의 위상)의 설정을 행할 수 있다. 도 12의 예에서는, 정방형상의 영역별로 위상(P1∼P4) 중 어느 하나가 주기적으로 할당되어 있다. 단, 도 12의 할당 패턴은, 일 예에 지나지 않는다. 예를 들면, 다각형상, 링 형상 등 그 밖의 형상의 영역별로 구동 타이밍(펄스 신호의 위상)의 설정을 행해도 된다. 또한, 각각의 영역에 위상을 할당하는 순서에 대해서는, 특별히 상관하지 않는다. 위상의 할당 순서는 소정의 규칙에 기초하는 것이어도 되고, 랜덤한 것이어도 된다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 타이밍 제어부(32)는, 시스템 제어부(25)와 접속되어 있어도 된다. 이 경우, 타이밍 제어부(32)는, 시스템 제어부(25)로부터 공급되는 제어 신호에 기초하여 화소 구동선(28)에 출력하는 타이밍 신호를 변경해도 된다. 이에 의해, 화소 어레이부(21A) 내의 각각의 영역에서의 구동 타이밍(펄스 신호의 위상)을 동적으로 변경하는 것이 가능하게 된다.
도 12의 촬상 소자에서 컬럼 처리부(23) 및 그것보다 후단의 회로의 구성은, 도 10 및 도 11의 촬상 소자와 마찬가지이다. 한편, 도 12는, 영역별로, 구동 타이밍(펄스 신호의 위상)의 설정이 가능한 촬상 소자의 일 예에 지나지 않는다. 따라서, 이것과는 다른 구성의 회로에 의해, 영역별로, 화소의 구동 타이밍(펄스 신호의 위상)의 설정을 행해도 된다.
이와 같이, 본 개시에 의한 촬상 소자는, 화소가 배치되어 있는 화소 어레이 내의 영역에 따라, 복수의 플립플롭의 다른 단으로부터 펄스 신호가 공급되도록 구성되어 있어도 된다.
도 9에는, 4개의 위상(위상(P1∼P4))에서 펄스를 생성하는 것이 가능한 펄스 생성기(30A)를 나타냈다. 단, 도 9의 펄스 생성기(30A)는, 본 개시에 의한 촬상 소자에서 이용 가능한 촬상 소자의 일 예에 지나지 않는다. 예를 들면, 도 9의 펄스 생성기(30A) 대신에, 도 13의 펄스 생성기(30B)를 사용해도 된다.
도 13의 펄스 생성기(30B)는, 도 9의 펄스 생성기(30A)에서의 종속 접속된 플립플롭의 단수를 4 로부터 8로 늘린 것에 상당한다. 여기서는, 펄스 생성기(30A)와의 차이점을 중심으로, 펄스 생성기(30B)를 설명한다. 도 9와 마찬가지로, 플립플롭(340)의 Q단자는, 신호선(L2)을 통해 회로 블록(33)에 접속되어 있다. 또한, 서로 종속 접속된 플립플롭의 Q단자와, D단자가 접속되어 있다. 또한, 회로 블록(33)은, 신호선(L1)을 통해, 플립플롭(340∼347)의 CLK단자에 접속되어 있다. 펄스 생성기(30B) 내의 각각의 플립플롭의 Q단자는, 대응하는 출력 단자(출력 단자(C1∼C8))에 접속되어 있다. 출력 단자(C1∼C8)는, 각각 다른 클럭 분배 회로를 통해 화소 구동선(28) 또는 화소 구동선(28A)에 접속된다.
한편, 도 9 및 도 13의 예에서는, 펄스 생성기 내의 종속 접속되어 있는 모든 플립플롭의 Q단자가 어느 하나의 출력 단자에 접속되어 있다. 단, 반드시 종속 접속되어 있는 모든 플립플롭의 Q단자를 어느 하나의 출력 단자에 접속하지 않아도 된다. 예를 들면, 생성되어 있는 펄스 신호의 위상 중, 일부만이 필요한 경우에는, 종속 접속되어 있는 플립플롭 중, 일부의 플립플롭의 Q단자를 출력 단자에 접속해도 된다.
펄스 생성기(30B)의 동작은, 생성되는 펄스 신호의 위상수가 늘어나는 점을 제외하면, 상술한 펄스 생성기(30A)와 마찬가지이다. 즉, 회로 블록(33)이 신호선(L1)에 출력하는 제1 신호의 제1 주파수(f1)와, 회로 블록(33)이 신호선(L2)에 출력하는 제2 신호의 제2 주파수(f2)에 기초하여, 복수의 출력 단자로부터 펄스가 출력되는 타이밍의 어긋남을 조정하는 것이 가능하다. 도 9와 마찬가지로, 제2 신호가 1단의 플립플롭을 거침으로써 생기는 위상 지연 Δθ은, Δθ=360×f2/f1이 된다. 상술한 바와 마찬가지로, 출력 단자(C1∼C8)로부터 출력되는 펄스 신호의 위상은, 각각 P1∼P8인 것으로 한다.
예를 들면, f1=2.0GHz, f2=250MHz인 경우, Δθ=45도가 된다. 이 경우, 도 13에 나타나 있는 바와 같이, 출력 단자(C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7 및 C8)로부터 각각 0도, 45도, 90도, 135도, 180도, 225도, 270도 및 315도의 위상에서 펄스가 출력된다. 즉, 펄스 생성기(30B)에서는, 펄스 신호의 위상이 P1=0도, P2=45도, P3=90도, P4=135도, P5=180도, P6=225도, P7=270도, P8=315도가 된다. 여기서 말한 제1 주파수(f1) 및 제2 주파수(f2)의 값은, 예에 지나지 않는다. 따라서, 제1 주파수(f1) 및 제2 주파수(f2)는, 이것과는 다른 값으로 설정되어 있어도 된다.
한편, 도 13(펄스 생성기(30B))의 그 밖의 구성 요소는, 도 9와 마찬가지이다. 본 개시에 의한 촬상 소자는, 복수(2 이상)의 위상(타이밍)으로 펄스를 생성하는 것이 가능한 펄스 생성기를 구비하고 있으면 된다. 따라서, 펄스 생성기에서의 플립플롭의 단수를 2 이상의 임의의 수로 하는 것이 가능하다.
도 9 및 도 13의 펄스 생성기는, 복수의 출력 단자를 구비하고, 각각의 출력 단자로부터 다른 위상의 펄스 신호가 출력되도록 구성되어 있었다. 단, 본 개시에 의한 펄스 생성기는, 복수의 위상의 펄스 신호 중 어느 하나를 출력하도록 구성되어 있어도 된다.
도 14는, 플립플롭의 단수를 3으로 하고, 멀티플렉서(36)를 더 실장한 펄스 생성기(30C)를 나타내고 있다. 이하에서는, 도 9 및 도 13과의 차이점을 중심으로, 도 14의 펄스 생성기(30C)를 설명한다.
멀티플렉서(36)는, 입력 단자(in1∼in3)를 구비하고 있다. 펄스 생성기(30C)에서는, 각각의 플립플롭의 Q단자가 멀티플렉서(36)의 입력 단자에 접속되어 있다. 즉, 플립플롭(340)의 Q단자는, 신호선(c1)을 통해 멀티플렉서(36)의 입력 단자(in1)에 접속되어 있다. 플립플롭(341)의 Q단자는, 신호선(c2)을 통해 멀티플렉서(36)의 입력 단자(in2)에 접속되어 있다. 한편, 종속 접속된 복수의 플립플롭 중, 일부의 플립플롭의 Q단자만을 멀티플렉서(36)의 입력 단자에 접속해도 된다.
플립플롭(342)의 Q단자는, 신호선(c3)을 통해 멀티플렉서(36)의 입력 단자(in3)에 접속되어 있다. 멀티플렉서(36)의 제어 단자는, 신호선(cnt)을 통해 시스템 제어부(25)에 접속되어 있다. 또한, 멀티플렉서(36)의 출력 단자(mout)는, 펄스 생성기(30C)의 출력 단자에 접속되어 있다.
멀티플렉서(36)는, 시스템 제어부(25)로부터 공급되는 제어 신호에 기초하여 어느 하나의 플립플롭의 Q단자로부터 공급된 신호를 선택한다. 그리고, 멀티플렉서(36)는, 선택한 신호를 출력 단자(mout)로부터 후단의 회로에 출력한다. 즉, 펄스 생성기(30C)는, 시스템 제어부(25)에 의한 설정에 따라 위상(P1∼P3)의 어느 하나의 펄스 신호를 출력할 수 있다. 도 14에서도, 상술한 위상 지연 Δθ에 관한 식이 성립한다.
펄스 생성기(30C)의 회로 블록(33A)은, 분주 회로(35)를 구비하고 있다. 분주 회로(35)는, 예를 들면, 1회 분주 회로이다. 단, 분주 회로의 분주수는, 이것과는 달라도 된다. 클럭 주파수(f0)와, 생성하고자 하는 제1 신호의 제1 주파수(f1)에 따라 분주 회로의 분주수를 정할 수 있다. 분주 회로(35)의 입력측은, 신호선(L0)을 통해 PLL(31)에 접속되어 있다. 또한, 분주 회로(35)의 출력측은, 신호선(L1)을 통해 플립 플립(340∼342)의 CLK단자에 접속되어 있다.
이 때문에, 플립 플립(340∼342)의 CLK단자에는, 신호선(L1)을 통해 클럭 주파수(f0)의 1/2의 제1 주파수(f1)의 제1 신호가 공급된다. 예를 들면, PLL(31)이 생성하는 클럭 주파수(f0)가 1.6 GHz인 경우, 제1 신호의 제1 주파수(f1)는, 800 MHz가 된다. 회로 블록(33A)이 신호선(L2)으로부터 출력하는 제2 신호의 제2 주파수(f2)가 100 MHz인 경우, 제2 신호가 1단의 플립플롭을 거침으로써 생기는 위상 지연 Δθ은, Δθ=45도가 된다. 따라서, 위상(P1)을 0도로 하면, 위상(P2)이 45도, 위상(P3)이 90도가 된다. 한편, 회로 블록(33A)은, 제1 신호와 동기된 제2 신호를 생성해도 된다.
여기서 설명한 클럭 주파수(f0), 제1 주파수(f1), 제2 주파수(f2)는, 예에 지나지 않는다. 따라서, 본 개시에 의한 펄스 생성기에서는, 이것과는 다른 주파수의 신호가 사용되어도 된다. 또한, 상술한 바와 같이, 회로 블록이 생성하는 제1 신호의 제1 주파수(f1) 및 제2 신호의 제2 주파수(f2)는, 고정된 주파수가 아니라, 조정 가능(가변)한 주파수여도 된다.
이와 같이, 본 개시에 의한 촬상 소자는, 화소 어레이 내의 화소에 공급되는 펄스 신호를 선택하도록 구성된 멀티플렉서를 더 구비하고 있어도 된다. 또한, 회로 블록은, 클럭 신호에 기초하여 제1 신호를 생성하는 분주 회로를 더 포함하고 있어도 된다.
도 14의 예에서는, 플립플롭의 단수가 3으로 되어 있지만, 플립플롭의 단수는, 이것과는 달라도 된다. 예를 들면, 2 이상의 임의의 수의 플립플롭을 종속 접속하여, 복수의 위상에 관한 펄스 신호를 생성하는 것이 가능하다. 플립플롭의 단수가 도 14의 예보다 증가하는 경우, 입력 단자의 수가 3 이상인 멀티플렉서를 사용해도 되고, 펄스 생성기에 복수의 멀티플렉서를 실장해도 된다.
도 15는, 도 14의 펄스 생성기(30C)를 복수 구비한 촬상 소자의 예를 나타내고 있다. 도 15에는, 시스템 제어부(25)와, 화소 구동부(22C)와, 화소 어레이부(21)와, 컬럼 처리부(23)를 구비하고 있다. 화소 구동부(22C)는, PLL(31)(신호 생성기)과, 펄스 생성기(30C-1)와, 펄스 생성기(30C-2)와, 펄스 생성기(30C-3)와, 회로 블록(370A)을 구비하고 있다. 펄스 생성기(30C-1, 30C-2 및 30C-3)는, 도 14의 펄스 생성기(30C)에 상당하고 있다. 또한, 회로 블록(370A)은, 클럭 분배 회로(371∼373)를 구비하고 있다. 클럭 분배 회로(371∼373)는, 예를 들면, 클럭 트리 방식의 회로이지만, 클럭 분배 회로의 방식에 대해서는, 상관하지 않는다.
PLL(31)은, 펄스 생성기(30C-1, 30C-2 및 30C-3)의 신호선(L0)에 접속되어 있다. 펄스 생성기(30C-1, 30C-2 및 30C-3)의 출력 단자는, 회로 블록(370A) 내의 어느 하나의 클럭 분배 회로에 접속되어 있다. 또한, 화소 어레이부(21) 내의 각각의 화소열은, 화소 구동선(28A)을 통해 클럭 분배 회로(371∼373) 중 어느 하나에 접속되어 있다. 그리고, 화소 어레이부(21) 내의 각각의 화소열은, 수직 신호선(29)을 통해 컬럼 처리부(23)에 접속되어 있다.
도 15의 예에서는, 펄스 생성기(30C-1)가 위상(P1)=0도의 펄스 신호를, 펄스 생성기(30C-2)가 위상(P2)=45도의 펄스 신호를, 펄스 생성기(30C-3)가 위상(P3)=90도의 펄스 신호를, 각각 출력하도록 설정되어 있는 것으로 한다. 이 때문에, 어느 하나의 클럭 분배 회로를 통해 펄스 생성기(30C-1)에 접속되어 있는 화소 어레이부(21) 내의 화소열은, 위상(P1)의 펄스 신호에 의해 구동된다. 한편, 어느 하나의 클럭 분배 회로를 통해 펄스 생성기(30C-2)에 접속되어 있는 화소 어레이부(21) 내의 화소열은, 위상(P2)의 펄스 신호에 의해 구동된다. 또한, 어느 하나의 클럭 분배 회로를 통해 펄스 생성기(30C-3)에 접속되어 있는 화소 어레이부(21) 내의 화소열은, 위상(P3)의 펄스 신호에 의해 구동된다.
도 15의 촬상 소자를 사용함으로써, 화소 어레이부(21) 내의 각각의 화소열을 구동하는 타이밍을 동적으로 변경하는 것이 가능하게 된다. 즉, 도 15의 촬상 소자에서는, 각각의 펄스 생성기가 생성할 수 있는 위상 중, 적어도 어느 하나의 펄스 신호를 사용하여 화소 어레이부(21) 내의 화소열을 구동할 수 있다. 이 때문에, 사용에 따라서 도 8의 예와 같이 화소 어레이부(21)의 전체 화소를 거의 같은 타이밍에 구동시키는 것도 가능하다. 또한, 촬상 소자의 동작 중에 화소 어레이부(21) 내의 화소의 구동에 사용하는 위상의 수를 변경할 수도 있다.
도 15의 촬상 소자에서는, 화소 어레이부(21) 내의 화소열 단위로 구동 타이밍(펄스 신호의 위상)을 설정할 수 있다. 단, 구동 타이밍(펄스 신호의 위상)의 설정 단위는, 화소열에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 11의 예와 같이 화소행 단위로 구동 타이밍(펄스 신호의 위상)을 설정해도 된다. 또한, 도 12의 예와 같이 화소 어레이부(21) 내의 영역별로 구동 타이밍(펄스 신호의 위상)을 설정해도 된다.
이와 같이, 본 개시에 의한 촬상 소자를 사용하면, 화소 어레이 내의 모든 화소를 동일 타이밍에서 일제히 구동시키지 않고, 화소 어레이 내의 화소를 복수의 타이밍으로 나누어 구동하는 것이 가능하다. 이에 의해, 각각의 구동 타이밍에서의 구동 신호의 합계 전류를 억제할 수 있다. 이 때문에, 전자 노이즈의 발생을 억제하면서, 거리 화상의 해상도를 향상시키는 것이 가능하게 된다.
(전자 기기의 구성예)
도 16 및 도 17은, 본 개시에 의한 전자 기기의 예를 나타내고 있다. 도 16은, 전자 기기(1)를 z축 정방향측에서 보았을 때의 구성을 나타내고 있다. 한편, 도 17은, 전자 기기(1)를 z축 부방향측에서 보았을 때의 구성을 나타내고 있다. 전자 기기(1)는, 예를 들면, 대략 평판 형상이며, 적어도 하나의 면(여기서는, z축 정방향측의 면)에 표시부(1a)를 가진다. 표시부(1a)는, 예를 들면, 액정, 마이크로 LED, 유기 일렉트로 루미네선스 방식에 의해 화상을 표시할 수 있다. 단, 표시부(1a)에서의 표시 방식을 한정하는 것은 아니다. 또한, 표시부(1a)는, 터치 패널, 지문 센서를 포함하고 있어도 된다.
전자 기기(1)의 z축 부방향측의 면에는, 제1 촬상부(110), 제2 촬상부(111), 제1 발광부(112) 및 제2 발광부(113)가 실장되어 있다. 제1 촬상부(110)는, 예를 들면, 컬러 화상의 촬영이 가능한 카메라 모듈이다. 카메라 모듈은, 예를 들면, 렌즈계와, 렌즈계에 의해 집광된 광의 광전 변환을 행하는 촬상 소자를 포함한다. 제1 발광부(112)는, 예를 들면, 제1 촬상부(110)의 플래시로서 사용되는 광원이다. 제1 발광부(112)로서, 예를 들면, 백색 LED를 사용할 수 있다. 단, 제1 발광부(112)로서 사용되는 광원의 종류를 한정하는 것은 아니다.
제2 촬상부(111)는, 예를 들면, 간접 ToF 방식에 의한 측거가 가능한 촬상 소자이다. 제2 촬상부(111)로서, 예를 들면, 본 개시에 의한 촬상 소자를 실장할 수 있다. 제2 촬상부(111)는, 예를 들면, 도 7의 수광부(1013)에 상당한다. 제2 발광부(113)는, 간접 ToF 방식에 의한 측거에 사용하는 것이 가능한 광원이다. 제2 발광부(113)는, 예를 들면, 도 7의 발광부(1011)에 상당한다. 즉, 전자 기기(1)에는, 도 7의 측거 모듈(1000)이 실장되어 있어도 된다. 전자 기기(1)는, 측거 모듈(1000)로부터 출력되는 거리 화상에 기초하여 각종 처리를 실행할 수 있다.
여기서는, 본 개시에 의한 전자 기기가 스마트폰 또는 태블릿인 경우를 설명하였다. 단, 본 개시에 의한 전자 기기는, 예를 들면, 게임기, 차량용 기기, PC, 감시 카메라 등 그 밖의 종류의 장치여도 된다.
본 개시에 의한 측거 장치는, 신호 생성기와, 종속 접속된 복수의 플립플롭과, 회로 블록과, 화소 어레이와, 신호 처리부를 구비하고 있어도 된다. 신호 생성기는, 클럭 신호를 생성하도록 구성되어 있다. 회로 블록은, 클럭 신호에 따라 제1 신호를 복수의 플립플롭의 각각의 클럭 단자에 공급하고, 제2 신호를 복수의 플립플롭의 초단 플립플롭의 입력 단자에 공급하도록 구성되어 있다. 화소 어레이는, 복수의 플립플롭의 다른 단으로부터 공급된 펄스 신호에 의해 구동되도록 구성된 화소를 포함한다. 신호 처리부는, 화소 어레이의 화소에서 광전 변환에 의해 발생한 전하에 기초하여 거리 화상을 생성하도록 구성되어 있다.
본 개시에 의한 전자 기기는, 신호 생성기와, 종속 접속된 복수의 플립플롭과, 회로 블록과, 화소 어레이를 구비하고 있어도 된다. 신호 생성기는, 클럭 신호를 생성하도록 구성되어 있다. 회로 블록은, 클럭 신호에 따라 제1 신호를 복수의 플립플롭의 각각의 클럭 단자에 공급하고, 제2 신호를 복수의 플립플롭의 초단 플립플롭의 입력 단자에 공급하도록 구성되어 있다. 화소 어레이는, 복수의 플립플롭의 다른 단으로부터 공급된 펄스 신호에 의해 구동되도록 구성된 화소를 포함한다.
(이동체에의 응용예)
본 개시에 관한 기술(본 기술)은, 다양한 제품에 응용할 수 있다. 예를 들면, 본 개시에 관한 기술은, 자동차, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차, 자동이륜차, 자전거, 퍼스널 모빌리티, 비행기, 드론, 선박, 로봇 등 어느 종류의 이동체에 탑재되는 장치로서 실현되어도 된다.
도 18은, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 이동체 제어 시스템의 일 예인 차량 제어 시스템의 개략적인 구성예를 나타내는 블록도이다.
차량 제어 시스템(12000)은, 통신 네트워크(12001)를 통해 접속된 복수의 전자 제어 유닛을 구비한다. 도 18에 나타낸 예에서는, 차량 제어 시스템(12000)은, 구동계 제어 유닛(12010), 보디계 제어 유닛(12020), 차외 정보 검출 유닛(12030), 차내 정보 검출 유닛(12040), 및 통합 제어 유닛(12050)을 구비한다. 또한, 통합 제어 유닛(12050)의 기능 구성으로서, 마이크로 컴퓨터(12051), 음성 화상 출력부(12052), 및 차재 네트워크 I/F(Interface)(12053)가 도시되어 있다.
구동계 제어 유닛(12010)은, 각종 프로그램에 따라 차량의 구동계에 관련하는 장치의 동작을 제어한다. 예를 들면, 구동계 제어 유닛(12010)은, 내연 기관 또는 구동용 모터 등의 차량의 구동력을 발생시키기 위한 구동력 발생 장치, 구동력을 차륜에 전달하기 위한 구동력 전달 기구, 차량의 타각을 조절하는 스티어링 기구, 및 차량의 제동력을 발생시키는 제동 장치 등의 제어 장치로서 기능한다.
보디계 제어 유닛(12020)은, 각종 프로그램에 따라 차체에 장비된 각종 장치의 동작을 제어한다. 예를 들면, 보디계 제어 유닛(12020)은 키리스 엔트리(keyless entry) 시스템, 스마트 키 시스템, 파워 윈도우 장치, 또는 헤드 램프, 백 램프, 브레이크 램프, 깜빡이 또는 안개등 등의 각종 램프의 제어 장치로서 기능한다. 이 경우, 보디계 제어 유닛(12020)에는, 키를 대체하는 휴대기로부터 발신되는 전파 또는 각종 스위치의 신호가 입력될 수 있다. 보디계 제어 유닛(12020)은 이들 전파 또는 신호의 입력을 접수하여, 차량의 도어록 장치, 파워 윈도우 장치, 램프 등을 제어한다.
차외 정보 검출 유닛(12030)은, 차량 제어 시스템(12000)을 탑재한 차량의 외부의 정보를 검출한다. 예를 들면, 차외 정보 검출 유닛(12030)에는, 촬상부(12031)가 접속된다. 차외 정보 검출 유닛(12030)은, 촬상부(12031)에 차 밖의 화상을 촬상시키고, 촬상된 화상을 수신한다. 차외 정보 검출 유닛(12030)은, 수신한 화상에 기초하여, 사람, 차, 장애물, 표지 또는 노면 상의 문자 등의 물체 검출 처리 또는 거리 검출 처리를 행해도 된다.
촬상부(12031)는 광을 수광하고, 그 광의 수광량에 따른 전기 신호를 출력하는 광 센서이다. 촬상부(12031)는, 전기 신호를 화상으로서 출력할 수도 있고, 측거의 정보로서 출력할 수도 있다. 또한, 촬상부(12031)가 수광하는 광은, 가시광이어도 되고, 적외선 등의 비가시광이어도 된다.
차내 정보 검출 유닛(12040)은, 차내의 정보를 검출한다. 차내 정보 검출 유닛(12040)에는, 예를 들면, 운전자의 상태를 검출하는 운전자 상태 검출부(12041)가 접속된다. 운전자 상태 검출부(12041)는, 예를 들면, 운전자를 촬상하는 카메라를 포함하고, 차내 정보 검출 유닛(12040)은, 운전자 상태 검출부(12041)로부터 입력되는 검출 정보에 기초하여, 운전자의 피로 정도 또는 집중 정도를 산출해도 되고, 운전자가 졸고 있지 않은지를 판별해도 된다.
마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030) 또는 차내 정보 검출 유닛(12040)에서 취득되는 차내외의 정보에 기초하여, 구동력 발생 장치, 스티어링 기구 또는 제동 장치의 제어 목표값을 연산하여, 구동계 제어 유닛(12010)에 대해 제어 지령을 출력할 수 있다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차량의 충돌 회피 또는 충격 완화, 차간 거리에 기초하는 추종 주행, 차속 유지 주행, 차량의 충돌 경고, 또는 차량의 차선 일탈 경고 등을 포함하는 ADAS(Advanced Driver Assistance System)의 기능 실현을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
또한, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030) 또는 차내 정보 검출 유닛(12040)에서 취득되는 차량 주위의 정보에 기초하여 구동력 발생 장치, 스티어링 기구 또는 제동 장치 등을 제어함으로써, 운전자의 조작에 의하지 않고 자율적으로 주행하는 자동 운전 등을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
또한, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030)에서 취득되는 차외의 정보에 기초하여, 보디계 제어 유닛(12020)에 대해 제어 지령을 출력할 수 있다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030)에서 검지한 선행차 또는 대향차의 위치에 따라 헤드 램프를 제어하여, 하이 빔을 로우 빔으로 전환하는 등의 눈부심 방지를 도모하는 것을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
음성 화상 출력부(12052)는, 차량의 탑승자 또는 차외에 대해, 시각적 또는 청각적으로 정보를 통지하는 것이 가능한 출력 장치로 음성 및 화상 중 적어도 일방의 출력 신호를 송신한다. 도 18의 예에서는, 출력 장치로서, 오디오 스피커(12061), 표시부(12062) 및 인스트루먼트 패널(12063)이 예시되어 있다. 표시부(12062)는, 예를 들면, 온 보드 디스플레이 및 헤드 업 디스플레이 중 적어도 1개를 포함하고 있어도 된다.
도 19는, 촬상부(12031)의 설치 위치의 예를 나타내는 도면이다.
도 19에서는, 차량(12100)은, 촬상부(12031)로서, 촬상부(12101, 12102, 12103, 12104 및 12105)를 갖는다.
촬상부(12101, 12102, 12103, 12104, 12105)는, 예를 들면, 차량(12100)의 프런트 노즈, 사이드 미러, 리어범퍼, 백 도어 및 차실내의 프런트 글래스의 상부 등의 위치에 설치된다. 프런트 노즈에 구비되는 촬상부(12101) 및 차실내의 프런트 글래스의 상부에 구비되는 촬상부(12105)는, 주로 차량(12100)의 전방의 화상을 취득한다. 사이드 미러에 구비되는 촬상부(12102, 12103)는, 주로 차량(12100)의 측방의 화상을 취득한다. 리어범퍼 또는 백 도어에 구비되는 촬상부(12104)는, 주로 차량(12100)의 후방의 화상을 취득한다. 촬상부(12101 및 12105)에서 취득되는 전방의 화상은, 주로 선행 차량 또는 보행자, 장애물, 신호기, 교통 표지 또는 차선 등의 검출에 이용된다.
또한, 도 19에는 촬상부(12101 내지 12104)의 촬영 범위의 일 예가 나타나 있다. 촬상 범위(12111)는, 프런트 노즈에 설치된 촬상부(12101)의 촬상 범위를 나타내고, 촬상 범위(12112, 12113)는, 각각 사이드 미러에 설치된 촬상부(12102, 12103)의 촬상 범위를 나타내고, 촬상 범위(12114)는, 리어범퍼 또는 백 도어에 설치된 촬상부(12104)의 촬상 범위를 나타낸다. 예를 들면, 촬상부(12101 내지 12104)에서 촬상된 화상 데이터가 중첩됨으로써, 차량(12100)을 상방으로부터 본 부감 화상이 얻어진다.
촬상부(12101 내지 12104) 중 적어도 1개는, 거리 정보를 취득하는 기능을 가지고 있어도 된다. 예를 들면, 촬상부(12101 내지 12104) 중 적어도 1개는, 복수의 촬상 소자로 이루어지는 스테레오 카메라여도 되고, 위상차 검출용의 화소를 가지는 촬상 소자여도 된다.
예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)로부터 얻어진 거리 정보를 기초로, 촬상 범위(12111 내지 12114) 내에서의 각 입체물까지의 거리와, 이 거리의 시간적 변화(차량(12100)에 대한 상대 속도)를 구함으로써, 특히 차량(12100)의 진행로 상에 있는 가장 가까운 입체물에서, 차량(12100)과 실질적으로 같은 방향으로 소정의 속도(예를 들면, 0km/h 이상)로 주행하는 입체물을 선행차로서 추출할 수 있다. 또한, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 선행차와의 사이에서 미리 확보해야 하는 차간 거리를 설정하고, 자동 브레이크 제어(추종 정지 제어도 포함함)나 자동 가속 제어(추종 발진 제어도 포함함) 등을 행할 수 있다. 이와 같이 운전자의 조작에 의하지 않고 자율적으로 주행하는 자동 운전 등을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)로부터 얻어진 거리 정보를 기초로, 입체물에 관한 입체물 데이터를, 이륜차, 보통 차량, 대형차량, 보행자, 전신주 등 그 밖의 입체물로 분류하여 추출하여, 장애물의 자동 회피에 이용할 수 있다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차량(12100) 주변의 장애물을, 차량(12100)의 드라이버가 시인 가능한 장애물과 시인 곤란한 장애물로 식별한다. 그리고, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 각 장애물과의 충돌의 위험도를 나타내는 충돌 리스크를 판단하여, 충돌 리스크가 설정값 이상으로 충돌 가능성이 있는 상황일 때에는, 오디오 스피커(12061)나 표시부(12062)를 통해 드라이버에게 경보를 출력하거나, 구동계 제어 유닛(12010)을 통해 강제 감속이나 회피 조타를 행함으로써, 충돌 회피를 위한 운전 지원을 행할 수 있다.
촬상부(12101 내지 12104) 중 적어도 1개는, 적외선을 검출하는 적외선 카메라여도 된다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상 중에 보행자가 존재하는지 여부를 판정함으로써 보행자를 인식할 수 있다. 이러한 보행자의 인식은, 예를 들면, 적외선 카메라로서의 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상에서의 특징점을 추출하는 절차와, 물체의 윤곽을 나타내는 일련의 특징점에 패턴 매칭 처리를 행하여 보행자인지 여부를 판별하는 절차에 의해 행해진다. 마이크로 컴퓨터(12051)가, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상 중에 보행자가 존재한다고 판정하고, 보행자를 인식하면, 음성 화상 출력부(12052)는, 당해 인식된 보행자에게 강조를 위한 사각형 윤곽선을 중첩 표시하도록, 표시부(12062)를 제어한다. 또한, 음성 화상 출력부(12052)는, 보행자를 나타내는 아이콘 등을 원하는 위치에 표시하도록 표시부(12062)를 제어해도 된다.
이상, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 차량 제어 시스템의 일 예에 대해 설명하였다. 본 개시에 관한 기술은, 이상 설명한 구성 중, 예를 들면, 촬상부(12031)에 적용될 수 있다. 구체적으로는, 촬상부(12031)에, 본 개시에 의한 촬상 소자를 실장할 수 있다. 촬상부(12031)에, 본 개시에 관한 기술을 적용함으로써, 전자 노이즈의 발생을 억제하면서, 거리 화상의 해상도를 향상시킬 수 있어, 차량(12100)의 기능성 및 안전성을 높일 수 있다.
한편, 본 기술은, 이하와 같은 구성을 취할 수 있다.
(1)
클럭 신호를 생성하도록 구성된 신호 생성기와,
종속 접속된 복수의 플립플롭과,
상기 클럭 신호에 따라 제1 신호를 상기 복수의 플립플롭의 각각의 클럭 단자에 공급하고, 제2 신호를 상기 복수의 플립플롭의 초단 플립플롭의 입력 단자에 공급하도록 구성된 회로 블록과,
상기 복수의 플립플롭의 다른 단으로부터 공급된 펄스 신호에 의해 구동되도록 구성된 화소를 포함하는 화소 어레이,
를 구비한 촬상 소자.
(2)
상기 화소 어레이 내의 상기 화소는, 상기 펄스 신호가 공급되면, 광전 변환에 의해 발생한 전하를 검출하도록 구성된 신호 취출부를 포함하는,
(1)에 기재된 촬상 소자.
(3)
상기 화소 어레이 내의 상기 화소는, 복수의 상기 신호 취출부를 포함하고, 각각의 상기 신호 취출부는, 다른 타이밍에서 발생한 상기 전하를 검출하도록 구성되어 있는,
(2)에 기재된 촬상 소자.
(4)
입력측에서 상기 복수의 플립플롭의 어느 하나의 상기 단에 접속되고, 출력측에서 구동선을 통해 상기 화소 어레이 내의 상기 화소에 접속되어 있는 클럭 분배 회로를 복수 더 구비하는,
(1) 내지 (3)의 어느 한 항에 기재된 촬상 소자.
(5)
상기 클럭 분배 회로의 적어도 어느 하나는, 클럭 트리 방식인,
(4)에 기재된 촬상 소자.
(6)
상기 화소 어레이 내의 화소열 또는 화소행은, 상기 복수의 플립플롭의 공통되는 상기 단으로부터 공급된 상기 펄스 신호에 의해 구동되도록 구성되어 있는,
(1) 내지 (5)의 어느 한 항에 기재된 촬상 소자.
(7)
상기 화소가 배치되어 있는 상기 화소 어레이 내의 영역에 의해, 상기 복수의 플립플롭의 다른 상기 단으로부터 상기 펄스 신호가 공급되도록 구성되어 있는,
(1) 내지 (6)의 어느 한 항에 기재된 촬상 소자.
(8)
상기 화소 어레이 내의 상기 화소에 공급되는 상기 펄스 신호를 선택하도록 구성된 멀티플렉서를 더 구비하는,
(1) 내지 (7)의 어느 한 항에 기재된 촬상 소자.
(9)
상기 회로 블록은, 제1 주파수의 상기 제1 신호를 출력하고, 상기 제1 주파수와는 다른 제2 주파수의 상기 제2 신호를 출력하도록 구성되어 있는,
(1) 내지 (8)의 어느 한 항에 기재된 촬상 소자.
(10)
상기 회로 블록은, 서로 동기된 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 출력하도록 구성되어 있는,
(1) 내지 (9)의 어느 한 항에 기재된 촬상 소자.
(11)
상기 회로 블록은, 상기 클럭 신호에 기초하여 상기 제1 신호를 생성하는 분주 회로를 더 포함하는,
(1) 내지 (10)의 어느 한 항에 기재된 촬상 소자.
(12)
상기 회로 블록은, 상기 클럭 신호의 클럭 주파수와 동등한 제1 주파수의 상기 제1 신호를 출력하도록 구성되어 있는,
(1) 내지 (10)의 어느 한 항에 기재된 촬상 소자.
(13)
상기 회로 블록에 제어 신호를 출력하도록 구성된 제어부를 더 구비하고,
상기 회로 블록은, 공급된 제어 신호에 기초하여 상기 제1 신호의 제1 주파수 또는 상기 제2 신호의 제2 주파수를 조정하도록 구성되어 있는,
(1) 내지 (12)의 어느 한 항에 기재된 촬상 소자.
(14)
클럭 신호를 생성하도록 구성된 신호 생성기와,
종속 접속된 복수의 플립플롭과,
상기 클럭 신호에 따라 제1 신호를 상기 복수의 플립플롭의 각각의 클럭 단자에 공급하고, 제2 신호를 상기 복수의 플립플롭의 초단 플립플롭의 입력 단자에 공급하도록 구성된 회로 블록과,
상기 복수의 플립플롭의 다른 단으로부터 공급된 펄스 신호에 의해 구동되도록 구성된 화소를 포함하는 화소 어레이와,
상기 화소 어레이의 상기 화소에서 광전 변환에 의해 발생한 전하에 기초하여 거리 화상을 생성하도록 구성된 신호 처리부,
를 구비한 측거 장치.
(15)
클럭 신호를 생성하도록 구성된 신호 생성기와,
종속 접속된 복수의 플립플롭과,
상기 클럭 신호에 따라 제1 신호를 상기 복수의 플립플롭의 각각의 클럭 단자에 공급하고, 제2 신호를 상기 복수의 플립플롭의 초단 플립플롭의 입력 단자에 공급하도록 구성된 회로 블록과,
상기 복수의 플립플롭의 다른 단으로부터 공급된 펄스 신호에 의해 구동되도록 구성된 화소를 포함하는 화소 어레이,
를 구비한 전자 기기.
본 개시의 양태는, 상술한 각각의 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 당업자가 생각해낼 수 있는 다양한 변형도 포함하는 것이며, 본 개시의 효과도 상술한 내용에 한정되지 않는다. 즉, 특허청구의 범위에 규정된 내용 및 그 균등물로부터 도출되는 본 개시의 개념적인 사상과 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 추가, 변경 및 부분적 삭제가 가능하다.
1; 전자 기기
11, 11A; 촬상 소자
21; 화소 어레이부
22, 22A, 22B; 화소 구동부
23; 컬럼 처리부
24; 리드 구동부
25; 시스템 제어부
26; 신호 처리부
27; 데이터 격납부
30, 30A, 30B, 30C, 30C-1, 30C-2, 30C-3; 펄스 생성기
31; PLL
32; 타이밍 제어부
33, 33A, 370, 370A, 380; 회로 블록
35; 분주 회로
36; 멀티 플렉서
37, 371, 372, 373, 374, 381, 382, 383, 384; 클럭 분배 회로
240; 아날로그 디지털 변환기
340, 341, 342, 343, 344, 345, 346, 347; 플립플롭
1000; 측거 모듈
1011; 발광부
1012; 발광 제어부
1013; 수광부

Claims (15)

  1. 클럭 신호를 생성하도록 구성된 신호 생성기와,
    종속 접속된 복수의 플립플롭과,
    상기 클럭 신호에 따라 제1 신호를 상기 복수의 플립플롭의 각각의 클럭 단자에 공급하고, 제2 신호를 상기 복수의 플립플롭의 초단 플립플롭의 입력 단자에 공급하도록 구성된 회로 블록과,
    상기 복수의 플립플롭의 서로 다른 단으로부터 공급된 펄스 신호에 의해 구동되도록 구성된 화소를 포함하는 화소 어레이,
    를 구비한 촬상 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화소 어레이 내의 상기 화소는, 상기 펄스 신호가 공급되면, 광전 변환에 의해 발생한 전하를 검출하도록 구성된 신호 취출부를 포함하는,
    촬상 소자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 화소 어레이 내의 상기 화소는, 복수의 상기 신호 취출부를 포함하고, 각각의 상기 신호 취출부는, 서로 다른 타이밍에서 발생한 상기 전하를 검출하도록 구성되어 있는,
    촬상 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    입력측에서 상기 복수의 플립플롭의 어느 하나의 상기 단에 접속되고, 출력측에서 구동선을 통해 상기 화소 어레이 내의 상기 화소에 접속되어 있는 복수의 클럭 분배 회로를 더 구비하는,
    촬상 소자.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 클럭 분배 회로의 적어도 어느 하나는, 클럭 트리(clock tree) 방식인,
    촬상 소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 화소 어레이 내의 화소열 또는 화소행은, 상기 복수의 플립플롭의 공통되는 상기 단으로부터 공급된 상기 펄스 신호에 의해 구동되도록 구성되어 있는,
    촬상 소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 화소가 배치되어 있는 상기 화소 어레이 내의 영역에 따라, 상기 복수의 플립플롭의 다른 상기 단으로부터 상기 펄스 신호가 공급되도록 구성되어 있는,
    촬상 소자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 화소 어레이 내의 상기 화소에 공급되는 상기 펄스 신호를 선택하도록 구성된 멀티플렉서를 더 구비하는,
    촬상 소자.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 회로 블록은, 제1 주파수의 상기 제1 신호를 출력하고, 상기 제1 주파수와는 다른 제2 주파수의 상기 제2 신호를 출력하도록 구성되어 있는,
    촬상 소자.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 회로 블록은, 서로 동기된 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 출력하도록 구성되어 있는,
    촬상 소자.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 회로 블록은, 상기 클럭 신호에 기초하여 상기 제1 신호를 생성하는 분주 회로를 더 포함하는,
    촬상 소자.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 회로 블록은, 상기 클럭 신호의 클럭 주파수와 같은 제1 주파수의 상기 제1 신호를 출력하도록 구성되어 있는,
    촬상 소자.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 회로 블록에 제어 신호를 출력하도록 구성된 제어부를 더 구비하고,
    상기 회로 블록은, 공급된 제어 신호에 기초하여 상기 제1 신호의 제1 주파수 또는 상기 제2 신호의 제2 주파수를 조정하도록 구성되어 있는,
    촬상 소자.
  14. 클럭 신호를 생성하도록 구성된 신호 생성기와,
    종속 접속된 복수의 플립플롭과,
    상기 클럭 신호에 따라 제1 신호를 상기 복수의 플립플롭의 각각의 클럭 단자에 공급하고, 제2 신호를 상기 복수의 플립플롭의 초단 플립플롭의 입력 단자에 공급하도록 구성된 회로 블록과,
    상기 복수의 플립플롭의 서로 다른 단으로부터 공급된 펄스 신호에 의해 구동되도록 구성된 화소를 포함하는 화소 어레이와,
    상기 화소 어레이의 상기 화소에서 광전 변환에 의해 발생한 전하에 기초하여 거리 화상을 생성하도록 구성된 신호 처리부,
    를 구비한 측거 장치.
  15. 클럭 신호를 생성하도록 구성된 신호 생성기와,
    종속 접속된 복수의 플립플롭과,
    상기 클럭 신호에 따라 제1 신호를 상기 복수의 플립플롭의 각각의 클럭 단자에 공급하고, 제2 신호를 상기 복수의 플립플롭의 초단 플립플롭의 입력 단자에 공급하도록 구성된 회로 블록과,
    상기 복수의 플립플롭의 서로 다른 단으로부터 공급된 펄스 신호에 의해 구동되도록 구성된 화소를 포함하는 화소 어레이,
    를 구비한 전자 기기.
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