WO2021075101A1 - 測定回路、および、電子機器 - Google Patents

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WO2021075101A1
WO2021075101A1 PCT/JP2020/027194 JP2020027194W WO2021075101A1 WO 2021075101 A1 WO2021075101 A1 WO 2021075101A1 JP 2020027194 W JP2020027194 W JP 2020027194W WO 2021075101 A1 WO2021075101 A1 WO 2021075101A1
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rectifying element
current
signal
voltage
unit
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PCT/JP2020/027194
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拓朗 古坂
恭一 竹中
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ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K15/00Testing or calibrating of thermometers
    • G01K15/005Calibration
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    • G01K7/01Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using semiconducting elements having PN junctions
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    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/77Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components

Definitions

  • This technology relates to measurement circuits and electronic devices. More specifically, the present invention relates to a temperature sensor that generates a signal according to temperature, and an electronic device.
  • in-vehicle devices and the like are often provided with a function of measuring the temperature during operation for the purpose of controlling the performance of the device so that the performance of the device does not deteriorate even if the temperature rises.
  • an imaging device provided with a BGR (Band Gap Reference) circuit for measuring temperature during imaging of image data has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • a resistor, an operational amplifier, and a transistor are arranged in this BGR circuit, and a current proportional to the temperature is output from the transistor.
  • the temperature measured from the current is used to correct the pixel signal. Since the dark current component in the pixel signal fluctuates according to the temperature, for example, the dark current component is corrected based on the temperature.
  • the image quality is improved by correcting the pixel signal using the measured temperature.
  • an error may occur in the measured value of the temperature due to the input offset voltage of the operational amplifier in the BGR circuit. If an error occurs in the measured temperature value, the pixel signal cannot be properly corrected, and as a result, the image quality deteriorates.
  • This technology was created in view of this situation, and aims to improve the temperature measurement accuracy in circuits that measure temperature using operational amplifiers.
  • This technology has been made to solve the above-mentioned problems, and the first aspect thereof is an operational amplifier that outputs an output voltage corresponding to the difference between the terminal voltages of the pair of input terminals, and the above-mentioned pair.
  • a resistor with one end connected to one of the input terminals, a resistance-side rectifying element connected to the other end of the resistor, a terminal-side rectifying element connected to the other of the pair of input terminals, and an additional rectifying element.
  • a switch that connects the additional rectifying element in parallel to one of the resistance side rectifying element and the terminal side rectifying element, a current output unit that outputs a current corresponding to the output voltage, and the additional rectifying element are connected.
  • a current-voltage conversion unit that converts the current into a voltage may be further provided, and the difference acquisition unit may obtain the voltage difference as the temperature data. This has the effect of acquiring the voltage difference as temperature data.
  • the current output unit is inserted between the current mirror circuit that outputs the current from the input node to the current-voltage conversion unit, the power supply, and the terminal-side rectifying element, and is inserted into the gate.
  • a third P-type transistor inserted between the and the gate and the output voltage is input to the gate may be provided. This brings about the effect that the current is output through the current mirror circuit.
  • the current output unit is inserted between the power supply and the terminal side rectifying element, and the output voltage is input to the gate of the first P-type transistor, the power supply, and the power supply.
  • a second P-type transistor inserted between the resistor and the output voltage is input to the gate, and the terminal-side rectifying element and the resistance-side rectifying element are connected to the current through a predetermined common node. It may be commonly connected to the voltage converter. This has the effect of reducing the current mirror circuit.
  • the current generator is inserted between the power supply and the terminal side rectifying element, and the output voltage is input to the gate of the first P-type transistor, the power supply, and the power supply.
  • a second P-type transistor inserted between the resistor and the output voltage is input to the gate, and a second P-transistor inserted between the power supply and the current-voltage converter and the output voltage is input to the gate.
  • 3 P-type transistors may be provided. This has the effect of reducing the current mirror circuit.
  • a voltage buffer for outputting the voltage of the node between the resistor and the current output unit can be further provided. This has the effect of reducing the current-voltage converter.
  • the additional rectifying element includes the first and second additional rectifying elements
  • the switch includes the first and second switches
  • the first switch includes the resistance.
  • the first additional rectifying element is connected in parallel to one of the side rectifying element and the terminal side rectifying element
  • the second switch is the second switch to the other of the resistance side rectifying element and the terminal side rectifying element. Additional rectifying elements may be connected in parallel. This has the effect of facilitating fine adjustment of the coefficient with respect to temperature.
  • the terminal side rectifying element, the resistance side rectifying element, and the additional rectifying element may be a diode-connected transistor. This has the effect of generating temperature data based on the temperature characteristics of the transistor.
  • the terminal side rectifying element, the resistance side rectifying element, and the additional rectifying element may be diodes. This has the effect of generating temperature data based on the temperature characteristics of the diode.
  • an on-state dummy switch arranged between each of the resistance side rectifying element and the terminal side rectifying element and a predetermined common node is further provided, and the switch and the dummy switch are provided.
  • Transistors having the same polarity may be used. This brings about the effect that the potentials on the common node side of the rectifying element are aligned.
  • the second aspect of the present technology is an operational amplifier that outputs an output voltage corresponding to the difference in terminal voltage between the pair of input terminals, a resistor having one end connected to one of the pair of input terminals, and the above.
  • the terminal side rectifying element connected to the other of the pair of input terminals, the additional rectifying element, the resistance side rectifying element, and the terminal side rectifying element.
  • a switch that connects the additional rectifying element in parallel, a current output unit that outputs a current corresponding to the output voltage, a signal corresponding to the current when the additional rectifying element is not connected, and the additional rectifying element.
  • the signal processing unit is a parameter calculation unit that calculates a parameter for correcting the temperature data based on the temperature data and a predetermined set temperature, and a parameter storage unit that stores the parameter.
  • a unit and a temperature characteristic correction unit that corrects the temperature data using the stored parameters may be provided. This has the effect of correcting the error in the temperature data.
  • a pixel for generating the pixel signal and a selector for selecting one of the pixel signal and the temperature signal corresponding to the current and outputting to the difference acquisition unit are further provided.
  • the difference acquisition unit converts the temperature signal into a digital signal and acquires the difference
  • the difference acquisition unit converts the pixel signal into a digital signal. It may be converted. This has the effect that the temperature data is measured during the imaging of the image data.
  • AD Analog to Digital
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of the image pickup apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • the image pickup apparatus 100 shown in this figure can store an image obtained by imaging in a storage medium as data in the form of moving images or still images.
  • the configuration of the image pickup apparatus 100 shown in this figure is also common to the second to sixth embodiments of the present invention described later.
  • the image pickup apparatus 100 shown in this figure includes an optical system unit 101, a filter 102, an image sensor 103, a signal processing unit 104, an encode / decode unit 105, and a media drive 106. Further, it includes a control unit 108, a gain setting unit 109, a shutter drive unit 110, an aperture drive unit 111, an illuminance detection unit 114, a display unit 112, and an operation unit 113.
  • the optical system unit 101 performs optical processing on the incident light.
  • the optical system unit 101 has a lens unit 121 and an aperture 122.
  • the lens unit 121 includes a predetermined number of fixed lenses for imaging, a zoom lens, a focus lens, and the like. Although not shown here, the zoom lens and the focus lens are driven so as to move along the optical axis direction of the imaging light in accordance with the zoom control and the focusing control.
  • the diaphragm 122 is a mechanical portion for adjusting the amount of light captured by the lens unit 121, and is driven by the diaphragm driving unit 111 so as to have an aperture amount corresponding to the diaphragm value.
  • the light incident on the optical system unit 101 is imaged on the light receiving surface of the image sensor 103 via the filter 102 as the imaging light.
  • the filter 102 removes, for example, an optical component having a wavelength unnecessary for imaging.
  • the image sensor 103 outputs an image signal by converting the image pickup light incident from the optical system unit 101 into an electric signal by a solid-state image sensor. That is, the image sensor 103 performs photoelectric conversion.
  • a CCD (Charge Coupled Device) sensor, a CMOS sensor and the like are known, but in the embodiment of the present invention, it is assumed that the CMOS sensor is adopted.
  • An image sensor as a CMOS sensor can be configured to output image data in a digital format as an image signal by providing an ADC (Analog to Digital Converter) inside.
  • the temperature data Dt is output from the image sensor 103 together with the image data. This temperature data indicates the temperature of an IC (Integrated Circuit) chip on which a circuit as an image sensor 103 is mounted.
  • An example of the internal configuration of the image sensor 103 capable of outputting such image data and temperature data will be described later with reference to FIG.
  • the pixel data Dv output from the image sensor 103 is input to the signal processing unit 104.
  • the signal processing unit 104 generates image data in a moving image format or a still image format by performing necessary signal processing on the pixel data Dv for each pixel.
  • the image data generated by the signal processing unit 104 is recorded on the storage medium 107
  • the image data is output to the encoding / decoding unit 105.
  • the encoding / decoding unit 105 performs compression coding on the image data output from the signal processing unit 104 by a predetermined compression coding method, and then adds a header or the like according to the control of the control unit 108, for example. , Convert to an image data format compressed to a predetermined format. Then, the image data generated in this way is transferred to the media drive 106.
  • the media drive 106 writes and stores the transferred image data in the storage medium 107.
  • the storage medium 107 may be in a form that can be attached to and detached from the media drive 106, assuming a removable type, for example, or may be stored in the image pickup apparatus 100 in advance, such as an HDD (Hard Disc Drive). It may be a built-in form.
  • HDD Hard Disc Drive
  • the image pickup apparatus 100 can display an image currently being photographed, which is called a through image, on the display unit 112 by using the image data generated by the signal processing unit 104.
  • the moving image format image data generated by the signal processing unit 104 is converted to a resolution corresponding to the display on the display unit 112 under the control of the control unit 108, and then transferred to the display unit 112. To display.
  • the image captured at that time is displayed as a moving image on the display unit 112. In this way, the through image is displayed.
  • a configuration may be configured in which part or all of the processing of the signal processing unit 104 is executed in the image sensor 103.
  • the image pickup apparatus 100 can also reproduce the image data recorded on the storage medium 107 and display the image on the display unit 112.
  • the control unit 108 specifies the image data and instructs the media drive 106 to read the data from the storage medium 107. To do.
  • the media drive 106 executes reading of the designated image data from the storage medium 107, and transfers the read data to the encoding / decoding unit 105.
  • the encoding / decoding unit 105 executes decoding processing for compression coding on the image data transferred from the media drive 106, for example, under the control of the control unit 108, and in this case, transfers the image data to the signal processing unit 104.
  • the signal processing unit 104 transfers the transferred image data to the display unit 112, for example, by converting the transferred image data to a resolution suitable for the display on the display unit 112.
  • the image of the image data stored in the storage medium 107 is reproduced and displayed as a moving image or a still image.
  • the control unit 108 is actually provided with a CPU (Central Processing Unit), for example. Then, it is formed as a microcomputer together with ROM (ReadOnlyMemory), RAM (RandomAccessMemory), and the like. Then, various controls and processes in the image pickup apparatus 100 are executed.
  • CPU Central Processing Unit
  • ROM ReadOnlyMemory
  • RAM RandomAccessMemory
  • the shutter drive unit 110 realizes an electronic shutter by controlling the operation of reading pixel data from the image sensor 103 in response to the control of the control unit 108. For example, the shutter speed of the electronic shutter is changed by controlling the shutter driving unit 110.
  • the aperture drive unit 111 changes the opening amount of the aperture 122 according to the control of the control unit 108.
  • the control unit 108 can execute automatic exposure control (AE: Automatic Exposure).
  • AE Automatic Exposure
  • the shutter drive unit 110, the aperture drive unit 111, and the gain setting unit 109 are obtained so that the shutter speed, the aperture amount (aperture value) of the aperture 122, and the gain corresponding to the determined appropriate exposure can be obtained.
  • AE Automatic Exposure
  • the illuminance detection unit 114 is formed to include, for example, a photodiode or a phototransistor, and detects illuminance.
  • the operation unit 113 collectively includes various controls provided in the image pickup apparatus 100 and a signal output portion that generates an operation signal corresponding to the operation performed on these controls and outputs the operation signal to the control unit 108. Shown.
  • the control unit 108 executes a predetermined process according to the operation signal input from the operation unit 113. As a result, the operation of the image pickup apparatus 100 according to the user operation can be obtained.
  • the image pickup device 100 is an example of the electronic device described in the claims.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the image sensor 103.
  • the image sensor 103 of the present embodiment employs a CMOS sensor.
  • the image sensor 103 includes a pixel array 210, a row scanning circuit 220, a column ADC 230, and a DAC (Digital to Analog Converter) 250. Further, the image sensor 103 further includes a temperature signal output circuit 300, a column scanning circuit 260, a buffer amplifier 280, and a timing control circuit 290.
  • the pixel array 210 is formed on, for example, one chip (semiconductor substrate), but the above-mentioned parts, circuits, and the like other than the pixel array 210 shown in FIG. 2 are also integrated on the same chip as the pixel array 210. Is formed.
  • the pixel array 210 a large number of pixels 211 are arranged in a matrix shape (matrix shape) consisting of N rows ⁇ M columns.
  • N and M are integers.
  • the pixel 211 is provided with the following elements. That is, for example, a photoelectric conversion element such as a photodiode, or a transfer transistor that transfers the electric charge obtained by photoelectric conversion by the photoelectric conversion element to the FD (Floating Diffusion) unit is provided. Further, it includes a reset transistor that controls the potential of the FD unit and an amplification transistor that outputs a signal corresponding to the potential of the FD unit. Such a configuration is also called a three-transistor configuration because it has three transistors. Further, a 4-transistor configuration in which a selection transistor for performing pixel selection is further provided for the 3-transistor configuration can also be adopted.
  • a row signal line 213-1 is connected to each of the pixels 211 arranged in the first row.
  • the row signal lines 213-2 to 213-M are connected to each of the pixels 211 arranged in each row.
  • the column ADC 230 converts the pixel signal output from the column signal lines 213-1 to 213-M into a digital signal and outputs it as image data. Further, the column ADC 230 generates temperature data Dt based on the analog temperature signal Vtemp from the temperature signal output circuit 300.
  • the DAC 250 generates a predetermined reference signal by DA (Digital to Analog) conversion.
  • a reference signal for example, a saw blade-shaped lamp signal is generated.
  • the DAC 250 supplies a lamp signal to the column ADC 230.
  • the column scanning circuit 260 is formed by a shift register, a decoder, or the like, like the row scanning circuit 220, for example.
  • the column scanning circuit 260 outputs a column control signal at a timing corresponding to the column scanning timing signal output from the timing control circuit 290, and performs column scanning.
  • Pixel data Dv and temperature data Dt are output to the buffer amplifier 280 according to the timing at which this scanning is performed. Then, these pixel data Dv and temperature data Dt are output to the signal processing unit 104 via the buffer amplifier 280.
  • the timing control circuit 290 generates a required clock, timing signal, etc. based on the input master clock, and outputs it to an appropriate part.
  • a mode signal MODE is input to the timing control circuit 290.
  • This mode signal MODE is a signal indicating the operation mode of the image pickup apparatus 100, and is generated by, for example, the control unit 108.
  • the mode of the image pickup apparatus 100 includes a calibration mode and an image pickup mode.
  • the calibration mode is a mode for calculating parameters for correcting the temperature data Dt.
  • the image pickup mode is a mode for capturing image data. In this imaging mode, the temperature data Dt is also generated at the same time and is corrected by the parameter.
  • timing control circuit 290 supplies the control signal SWpd to the temperature signal output circuit 300 in the calibration mode and the imaging mode, and outputs the temperature signal Vtemp.
  • the temperature signal output circuit 300 outputs the temperature signal Vtemp to the column ADC 230 according to the control signal SWpd.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the column ADC 230 according to the first embodiment of the present technology.
  • a plurality of selectors 231 and a plurality of ADC 232 are arranged in the column ADC 230.
  • Each of the selector 231 and the ADC 232 is provided for each row in the pixel array 210. Assuming that the number of columns is M, M selectors 231 and M ADC 232 are provided.
  • the selector 231 selects either the pixel signal Vx from the corresponding column or the temperature signal Vtemp.
  • the selection signal SELm from the timing control circuit 290 is input to the m (m is an integer of 1 to M) th selector 231.
  • the m-th selector 231 selects either the pixel signal Vx or the temperature signal Vtemp according to the selection signal SELm, and outputs it to the corresponding ADC 232.
  • the timing control circuit 290 causes only one of the M selectors 231 to select the temperature signal Vtemp by the selection signal SELm, and causes the remaining selectors 231 to select the pixel signal Vx.
  • the ADC 232 AD-converts the signal from the selector 231. Since only one of the M selectors 231 selects the temperature signal Vtemp, any one of the M ADC 232 AD-converts the temperature signal Vtemp and the rest AD-converts the pixel signal Vx.
  • Each of the ADC 232s includes a comparator 240 and a counter 233.
  • the comparator 240 compares the signal from the selector 231 with the reference signal RMP from the DAC 250.
  • the comparator 240 supplies an output signal Vc representing the comparison result to the counter 233.
  • the timing signal TM4 from the timing control circuit 290 is input to the comparator 240.
  • the timing signal TM4 is a signal indicating the timing for initializing the comparator 240.
  • the counter 233 counts the counter value in synchronization with the clock signal CK over a period until the output signal Vc is inverted. Further, the clock signal CK, the timing signals TM1 and TM2 from the timing control circuit 290 are input to the counter 233.
  • the timing signal TM1 is a signal indicating the start timing of the down count.
  • the timing signal TM2 is a signal indicating the start timing of upcounting.
  • the timing control circuit 290 causes each of the ADC 232 to perform AD conversion each time a row is scanned. In the row-by-line AD conversion, the timing control circuit 290 initializes the comparator 240 by the timing signal TM1, supplies the timing signals TM1 and TM2 in order, and executes the down count and the up count in order.
  • the pixel signal Vx includes the P-phase level and the D-phase level.
  • the P-phase level is the level of the pixel signal Vx when the FD portion of the pixel is initialized
  • the D-phase level is the level of the pixel signal Vx when the electric charge is transferred from the photoelectric conversion element in the pixel to the FD portion. Is.
  • the timing control circuit 290 causes the counter 233 to execute the down count within the period when the P phase level is output, and causes the counter 233 to execute the up count within the period when the D phase level is output.
  • the difference between the P-phase level and the D-phase level of the pixel signal Vx is calculated by the ADC 232.
  • Such a process of sampling a pixel signal a plurality of times is called a CDS (Correlated Double Sampling) process.
  • the ADC 232 executes the down count and the up count in order, only one of the down count and the up count may be performed. In this case, a CDS circuit that calculates the difference between the counter values may be added after the ADC 232.
  • the selector 231 is arranged for each column, it is not limited to this configuration.
  • the selector 231 may be placed in only one of the columns, and the pixels in the other column may be directly connected to the ADC 232 in that column. It is also possible to connect the temperature signal output circuit 300 to the ADC 232 in any of the rows and connect the pixels in the other row to the ADC 232 in that row without arranging the selectors 231 in all the rows.
  • a dedicated ADC for generating temperature data can be added. In this case, M + 1 ADCs may be arranged for the M column, and one of the ADCs may be connected to the temperature signal output circuit 300.
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration example of the comparator 240 according to the first embodiment of the present technology.
  • the comparator 240 includes pMOS (p-channel Metal Oxide Semiconductor) transistors 241 to 244 and nMOS (n-channel MOS) transistors 245 to 247. Further, the comparator 240 includes capacitors 248 and 249.
  • the sources of the nMOS transistors 245 and 246 are connected in common, and the connection point is grounded via the drain and source of the nMOS transistor 247.
  • the reference signal RMP is input to the gate of the nMOS transistor 245 via the capacitor 248.
  • the signal from the selector 231 (pixel signal Vx or temperature signal Vtemp) is input to the gate of the nMOS transistor 246 via the capacitor 249.
  • the drain of the nMOS transistor 245 is connected to the power supply voltage VDD via the pMOS transistor 241.
  • the source of the pMOS transistor 241 is connected to the power supply voltage VDD side, and the drain of the pMOS transistor 241 is connected to the source of the nMOS transistor 245. Further, the drain and the gate of the pMOS transistor 241 are short-circuited.
  • the drain of the nMOS transistor 246 is connected to the power supply voltage VDD via the pMOS transistor 242.
  • the source of the pMOS transistor 242 is connected to the power supply voltage VDD side, and the drain of the pMOS transistor 242 is connected to the source of the nMOS transistor 246.
  • An output signal Vc is output from the connection node of the pMOS transistor 242 and the nMOS transistor 246.
  • timing signal TM4 is branched and input to each gate of the pMOS transistors 243 and 244. Further, the drain and the source of the pMOS transistor 243 are connected to the drain and the gate of the nMOS transistor 245, respectively. Similarly, the drain and source of the pMOS transistor 244 are connected to the drain and gate of the nMOS transistor 246, respectively.
  • the circuit in the comparator 240 constitutes a differential amplifier circuit.
  • Each gate potential of the nMOS transistors 245 and 246 forming this differential amplifier circuit includes, for example, a DC (Direct Current) offset component included in each of the pixel signal Vx and the reference signal RMP. Further, it includes an offset potential due to, for example, a threshold (Vth) variation of the nMOS transistors 245 and 246 themselves.
  • Vth threshold
  • the operation of resetting the input terminals of the comparator 240 so as to have the same potential is also referred to as "input terminal potential reset".
  • input terminal potential reset By performing this input terminal potential reset, for example, in actual operation, it is possible to shorten the time required to compare the pixel signal Vx and the reference signal RMP.
  • FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of the temperature signal output circuit 300 according to the first embodiment of the present technology.
  • the temperature signal output circuit 300 includes a current generation unit 310, a current-voltage conversion unit 350, and a voltage buffer 360.
  • the current generation unit 310 generates a current IPTAT for measuring the temperature.
  • the current generation unit 310 includes an operational amplifier 311, bipolar transistors 312, 314 and 315, a resistor 313, a switch 316, and a current output unit 330.
  • bipolar transistors 312, 314 and 315 for example, npn type transistors are used.
  • the operational amplifier 311 outputs an output voltage corresponding to the difference between the terminal voltages of the inverting input terminal (-) and the non-inverting input terminal (+).
  • the output voltage becomes zero.
  • the output voltage often does not become zero even if the voltage difference between the input terminals is zero due to variations in the characteristics of the transistors in the operational amplifier.
  • the offset output voltage that occurs when the voltage difference between the input terminals is zero can be converted into the voltage difference between the input terminals required to make the output voltage zero, and that value is called the input offset voltage.
  • the voltage is represented by a dotted line symbol.
  • each of the bipolar transistors 312, 314 and 315 are short-circuited (so-called diode connection).
  • the number of each of the bipolar transistors 312, 314 and 315 is arbitrary. However, it is preferable that the number of bipolar transistors 314 and 315 is larger than that of the bipolar transistors 312.
  • the number of bipolar transistors 312 will be one
  • the number of bipolar transistors 314 will be K (K is an integer)
  • the number of bipolar transistors 315 will be L (L is an integer).
  • the number of bipolar transistors 312 may be two or more. When there are two or more bipolar transistors 312, they are connected in parallel.
  • the bipolar transistors 314 and 315 are connected in parallel in the case of two or more.
  • the switch 316 connects the bipolar transistor 315 to the bipolar transistor 314 in parallel according to the control signal SWpd from the timing control circuit 290.
  • the switch 316 is arranged for each bipolar transistor 315.
  • the collector of the bipolar transistor 312 is connected to the non-inverting input terminal (-) of the operational amplifier 311. Let the node of this collector be node N1.
  • resistor 313 One end of the resistor 313 is connected to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier 311.
  • the other end of the resistor 313 is commonly connected to the collectors of the bipolar transistors 314 and 315. Let the node of this collector be node N2. Further, the emitters of the bipolar transistors 312 and 314 are commonly connected to the common node N com of the ground potential VSS. The emitter of the bipolar transistor 315 is connected to the common node N com via the switch 316.
  • the current output unit 330 outputs a current IPTAT corresponding to the output voltage of the operational amplifier 311.
  • the current output unit 330 includes pMOS transistors 331 to 333 and nMOS transistors 334 and 335.
  • the pMOS transistor 331 is inserted between the power supply voltage VDD and the collector of the bipolar transistor 312, and the gate is connected to the output terminal of the operational amplifier 311.
  • the pMOS transistor 331 feeds back the current IPTAT to the bipolar transistor 312.
  • the pMOS transistor 332 is inserted between the power supply voltage VDD and the resistor 313, and the gate is connected to the output terminal of the operational amplifier 311.
  • the pMOS transistor 332 feeds the current IPTAT back to the bipolar transistors 314 and 315 via the resistor 313.
  • the pMOS transistor 333 is inserted between the power supply voltage VDD and the drain of the nMOS transistor 334, and the gate is connected to the output terminal of the operational amplifier 311.
  • the pMOS transistor 333 outputs the current IPTAT to the input node of the current mirror circuit described later.
  • the pMOS transistor 331 is an example of the first P-type transistor described in the claims
  • the pMOS transistor 332 is an example of the second P-type transistor described in the claims
  • the pMOS transistor 333 is an example of the third P-type transistor described in the claims.
  • the drain and gate of the nMOS transistor 334 are short-circuited.
  • the gates of the nMOS transistors 334 and 335 are connected, and the source is connected to the ground potential VSS.
  • the drain of the nMOS transistor 335 is connected to the current-voltage converter 350.
  • the nMOS transistors 334 and 335 function as current mirror circuits that output the current input to the drain of the nMOS transistor 334 to the current-voltage converter 350.
  • the drain of the nMOS transistor 334 corresponds to the input node of the current mirror circuit.
  • the current-voltage conversion unit 350 converts the current I PTAT into the voltage V PTAT .
  • a resistor 351 is arranged in the current-voltage conversion unit 350. The resistor 351 is inserted between the power supply voltage VDD and the drain of the nMOS transistor 335.
  • Voltage buffer 360 a signal voltage V PTAT the connection node of the resistors 351 and nMOS transistor 335 as a temperature signal Vtemp, and outputs to the column ADC 230.
  • the timing control circuit 290 opens the switch 316 during the period of converting the P-phase level and closes the switch 316 during the period of converting the D-phase level.
  • the switch 316 is the current I PTAT when the open state and I PTAT_p, the current I PTAT_d the current I PTAT when the closed state.
  • V1 (kT / q) ( IPTAT_p / Is) ⁇ ⁇ ⁇ Equation 1
  • k the Boltzmann constant
  • T absolute temperature and the unit is, for example, Kelvin (K).
  • q is an electron charge
  • the unit is, for example, coulomb (c).
  • Is is the saturation current of the bipolar transistor, and the unit is, for example, amperes (A).
  • V2 (kT / q) ⁇ I PTAT_p / (K ⁇ Is) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Equation 2
  • V in the non-inverting input terminal of the operational amplifier 311 (+) + based on Equation 2 is expressed by the following equation.
  • R is the resistance value of the resistor 313.
  • ln () is a function that returns the logarithm of the values in parentheses.
  • V2 (kT / q) ⁇ I PTAT_d / (K ⁇ Is + L ⁇ Is) ⁇ ... Equation 8
  • the difference between the voltage V PTAT_p and the voltage V PTAT_d generates temperature data Dt by AD conversion.
  • the value of the temperature data Dt is expressed by the following equation based on the equations 7 and 11.
  • the temperature data Dt is a linear value with respect to the absolute temperature T from Equation 12. Further, by taking the difference, the component of the input offset voltage is removed.
  • the bipolar transistor alone can be used as a temperature sensor.
  • the base-emitter voltage has a non-linear characteristic with respect to temperature, sufficient measurement accuracy cannot be obtained only with a bipolar transistor.
  • Equation 7 a voltage V PTAT_p linear with respect to temperature can be obtained from Equation 7.
  • the voltage V PTAT_p has a component of the input offset voltage as illustrated on the right side of the equation 7. Therefore, if the voltage V PTAT_p is directly converted into the temperature data Dt without providing the bipolar transistor 315 and the switch 316, a measurement error due to the input offset voltage will occur.
  • a bipolar transistor 315 and a switch 316 are provided, and the number of parallel connections on the positive side is switched to obtain the difference between the voltage VPTAT before and after the switching.
  • the difference as illustrated in Equation 12, the component of the input offset voltage can be removed from the temperature data Dt. Thereby, the temperature measurement accuracy can be improved.
  • the switch 316 is arranged between the emitter of the bipolar transistor 315 and the common node N com , but the present invention is not limited to this configuration.
  • the switch 316 can be placed between the collector of the bipolar transistor 315 and the resistor 313.
  • switches can be arranged on both the emitter side and the collector side of the bipolar transistor 315.
  • diode-connected bipolar transistors 312, 314 and 315 are arranged, if it is a rectifying element, a diode can be arranged instead of the transistor as described later.
  • bipolar transistor 312 is connected to the inverting input terminal (-) of the operational amplifier 311 and the resistor 313 is connected to the inverting input terminal (+), but the configuration is not limited to this.
  • a resistor 313 can be connected to the inverting input terminal ( ⁇ ), and a bipolar transistor 312 can be connected to the inverting input terminal (+).
  • the switch 316 has the bipolar transistor 315 connected in parallel to the bipolar transistor 314, but the switch 316 is not limited to this configuration.
  • the bipolar transistor 315 and the switch 316 can be arranged on the negative side, and the switch 316 can connect the bipolar transistor 315 to the bipolar transistor 312 in parallel.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of the signal processing unit 104 according to the first embodiment of the present technology.
  • the signal processing unit 104 includes an image processing unit 410, a parameter calculation unit 420, a parameter storage unit 430, and a temperature characteristic correction unit 440.
  • a mode signal MODE is input to each of the image processing unit 410, the parameter calculation unit 420, and the temperature characteristic correction unit 440.
  • the image processing unit 410 executes predetermined image processing on the image data in which the pixel data Dv is arranged in the imaging mode. For example, various processes such as white balance correction process and demosaic process are executed.
  • the image processing unit 410 outputs the processed image data to the encoding / decoding unit 105 and the control unit 108. Further, the image processing unit 410 can perform various corrections by using the temperature data Dt, if necessary.
  • the image processing unit 410 can be configured to perform the dark current reduction processing after correcting the detected dark current amount according to the temperature indicated by the temperature data Dt.
  • the image processing unit 410 corrects the defective pixel, the image processing unit 410 can determine the defective pixel after correcting the signal level according to the temperature indicated by the temperature data Dt.
  • the temperature data Dt has real-time property because it is generated during the imaging of the image data. For this reason, for example, in signal processing such as dark current reduction processing and pixel defect correction processing, by using the temperature data Dt, it is possible to perform signal processing so as to follow the actual temperature change at that time. As a result, for example, a high dark current reduction effect and a defect pixel correction effect can be obtained.
  • the image sensor 103 can also output the temperature data Dt to the outside.
  • the externally output temperature data Dt is used to stabilize the operation of the image pickup apparatus 100 at a high temperature, such as stopping the imaging of image data when the temperature rises.
  • the parameter calculation unit 420 calculates a parameter for correcting the temperature data Dt as a temperature calculation parameter in the calibration mode.
  • the actual temperature is set as the test temperature.
  • the parameter calculation unit 420 acquires the temperature data Dt, and acquires the difference between the temperature indicated by the data and the test temperature as a measurement error.
  • the parameter calculation unit 420 changes the test temperature, acquires the measurement error a plurality of times, and obtains a function indicating the relationship between the temperature and the measurement error.
  • the parameter calculation unit 420 stores the coefficient of the function as a temperature calculation parameter in the parameter storage unit 430.
  • the temperature characteristic correction unit 440 corrects the temperature data Dt in the imaging mode.
  • the temperature characteristic correction unit 440 reads a temperature calculation parameter from the parameter storage unit 430, and corrects the temperature data Dt using the parameter. By using the temperature calculation parameter, the measurement error due to factors other than the input offset voltage is corrected.
  • the corrected temperature data Dt is supplied to the image processing unit 410 and the like.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of a measurement circuit according to the first embodiment of the present technology.
  • the circuit including the current generation unit 310 and the current-voltage conversion unit 350 in the temperature signal output circuit 300, the ADC 232, the parameter storage unit 430 and the temperature characteristic correction unit 440 in the signal processing unit 104 is a measurement circuit for measuring the temperature. Functions as 500.
  • the current generation unit 310 includes an operational amplifier 311, bipolar transistors 312, 314 and 315, a resistor 313, a switch 316, and a current output unit 330.
  • the operational amplifier 311 outputs an output voltage corresponding to the difference between the terminal voltages of the pair of input terminals.
  • One end of the resistor 313 is connected to one of those input terminals, and the bipolar transistor 312 is connected to the other end.
  • a bipolar transistor 314 is connected to the other end of the resistor 313.
  • the bipolar transistor 312 is an example of the terminal-side rectifying element described in the claims, and the bipolar transistor 314 is an example of the resistance-side rectifying element described in the claims.
  • the switch 316 connects the bipolar transistor 315 in parallel to one of the bipolar transistors 312 and 314 (for example, the bipolar transistor 314). Then, the current output unit 330 feeds back the current corresponding to the output voltage of the operational amplifier 311 to the resistor 313 or the like.
  • the bipolar transistor 315 is an example of the additional rectifying element described in the claims.
  • the current-voltage conversion unit 350 converts the current IPTAT into a voltage. Then, the ADC 232 obtains the difference between the voltage corresponding to the current I PTAT_p when the bipolar transistor 315 is not connected and the voltage corresponding to the current I PTAT_d when the bipolar transistor 315 is connected as the temperature data Dt. ..
  • the component of the input offset voltage can be removed from the temperature data Dt. Thereby, the temperature measurement accuracy can be improved.
  • the ADC 232 is an example of the difference acquisition unit described in the claims.
  • the ADC 232 performs AD conversion of voltage, it can also AD convert current. In this case, the current-voltage conversion unit 350 becomes unnecessary. Further, although the measurement circuit 500 shown in the figure is provided in the image pickup apparatus 100, it can be arranged in a circuit or an electronic device other than the image pickup apparatus 100.
  • dummy switches 317 and 318 can be arranged as illustrated in FIG.
  • Transistors of the same polarity nMOS transistors, etc.
  • a bias voltage Vb is input to the gates of the dummy switches 317 and 318 and fixed in the ON state.
  • FIG. 9 is a timing chart showing an example of the operation of the image sensor 103 according to the first embodiment of the present technology.
  • the timing control circuit 290 causes, for example, the selector 231 in the first row to select the temperature signal as the AD conversion target by the selection signal SEL1. Further, the timing control circuit 290 causes the selector 231 in the second and subsequent columns to select the pixel signal as the AD conversion target by the selection signal SEL2 or the like.
  • the column for selecting the temperature signal can be changed at regular intervals.
  • the timing control circuit 290 supplies, for example, a low-level control signal SWpd within the P-phase period of timings T0 to T1 to open the switch 316. Further, the timing control circuit 290 supplies, for example, a high-level control signal SWpd within the D-phase period of the timings T1 to T2, and closes the switch 316. After the timing T2, the control signal SWpd is alternately controlled to a high level and a low level.
  • the ADC 232 in the first row performs a down count within the P phase period and an up count within the D phase period to generate temperature data Dt.
  • the ADC 232 in the second and subsequent rows has stopped the counting operation during the calibration mode.
  • the timing control circuit 290 supplies a low-level control signal SWpd within the P-phase period of timings T3 to T4, and supplies a high-level control signal SWpd within the D-phase period of timings T4 to T5. To do. After the timing T5, the control signal SWpd is alternately controlled to a high level and a low level.
  • the ADC 232 in the first column performs down count and up count each time a row is selected to generate temperature data Dt.
  • the ADC 232 in the second and subsequent columns performs down count and up count each time a row is selected to generate pixel data Dv.
  • FIG. 10 is a timing chart showing an example of the AD conversion operation for the pixel signal Vx of the image sensor 103 in the first embodiment of the present technology.
  • the AD conversion period starts from time t0 when the exposure period is considered to be completed.
  • the DAC 250 first outputs the clamp voltage VS1 as the reference signal RMP.
  • the timing control circuit 290 outputs an L level pulse as the timing signal TM4 to make it Low active.
  • the input terminal potentials are reset so that the two input terminals in the comparator 240 are in a state of substantially the same potential.
  • the following configuration may be adopted. That is, for example, at time t2 when a certain amount of time has elapsed from the execution timing of the input potential reset at time t1, the voltage level of the reference signal RMP is changed from the clamp voltage VS1 to the initial voltage VS2. Thereby, the malfunction of the comparator 240 as described above can be avoided.
  • the pixel 211 to be read out is said to be in the reset operation state before the time t6, and the potential as the reset component obtained in the FD portion appears on the column signal line 213. Therefore, before the time t6, the comparator 240 compares the voltage values of the pixel signal Vx of the reset component and the reference signal RMP and outputs the output signal Vc.
  • the initial voltage value VS2 as the reference signal RMP is higher than the voltage value of the reset component obtained as the pixel signal Vx.
  • the output signal Vc of the comparator 240 is in a state of outputting the H level.
  • the period from time t3 to time t5 is set as the P phase period.
  • a predetermined time length is predetermined for the P phase period.
  • the timing control circuit 290 generates and outputs a ramp waveform that attenuates with the passage of time due to a predetermined inclination due to a constant value as a reference signal RMP.
  • an H-level pulse (P-phase count start pulse) is output as the timing signal TM1.
  • the counter 233 starts down-counting.
  • the counter 233 starts the down-count operation from the count value 0 from the time t3, for example, at the count timing synchronized with the clock signal CK.
  • the count value of the counter 233 is reset to 0 at a predetermined timing before the time t3.
  • the counter 233 is configured to stop the counting operation according to the timing when the input output signal Vc is inverted. Therefore, the counter 233 stops the down count starting from the time t3 at the time t4. Therefore, in this case, the period from time t3 to time t4 is the P-phase count period in which the down-count is actually executed in the P-phase period. Further, the counter 233 has a latch function, and holds the count value finally obtained by the down count even after the time t4 in response to the stop of the down count.
  • the DAC 250 After the time t4, when the P-phase counting period is completed at the time t5, the DAC 250 returns the reference signal RMP, which has been attenuated by the lamp waveform, to, for example, the initial voltage value VS2. Correspondingly, at a certain timing after the time t5, the voltage value of the reference signal RMP becomes higher than the voltage value of the pixel signal Vx, so that the output signal Vc of the comparator 240 is inverted and changes to the H level.
  • the pixel 211 side shifts from the reset operation to the transfer operation.
  • the voltage value of the light-receiving signal component corresponding to the charge accumulated in the photodiode appears on the column signal line 213 according to the amount of light received.
  • the D phase period is set over a predetermined period up to the time t9.
  • the DAC 250 again begins to output the reference signal RMP with the ramp waveform.
  • an H level pulse (D phase count start pulse) is output as the timing signal TM2.
  • the counter 233 starts upcounting. This up-count starts from the count value held by the down-count in the previous P-phase count period (t3 to t4).
  • the voltage value of the reference signal RMP is higher than the voltage value of the pixel signal Vx, so that the output signal Vc of the comparator 240 maintains the H level.
  • the reference signal RMP is a lamp waveform, in this case, it is assumed that the voltage value of the reference signal RMP becomes lower than the voltage value of the pixel signal Vx from the time t7 to the time t8 when a certain time has passed. As a result, the output signal Vc of the comparator 240 is inverted to the L level at the timing corresponding to the time t8.
  • the counter 233 In response to the inversion of the output signal Vc of the comparator 240 at time t8, the counter 233 stops the up-counting so far, and after time t8, holds the count value obtained at the time of this stop.
  • the absolute value of the negative count value obtained in the P-phase count period indicates the level (voltage value) as the reset component ⁇ V.
  • the positive count value obtained by up-counting the D-phase count period indicates a level (voltage value) corresponding to the signal component Vsig according to the amount of received light.
  • the up-count in the D-phase count period starts from the count value corresponding to the reset component ⁇ V obtained in the P-phase count period.
  • the reset component ⁇ V includes a variable component according to the variation for each pixel 211. Therefore, the equation 14 means that as the signal Vsig, an accurate value can be obtained in which the fluctuation component of the voltage value due to the variation for each pixel 211 and the offset component of the ADC 232 are canceled.
  • the ADC 232 in the column ADC 230 executes the CDS process when converting the analog pixel signal Vx into a digital signal. This makes it possible to obtain a more faithful signal value.
  • FIG. 11 is a timing chart showing an example of the AD conversion operation for the temperature signal Vtemp of the image sensor 103 in the first embodiment of the present technology.
  • the times t3, t4, t5, t6, t7, and t9 in this figure correspond to the same time in FIG. 10, respectively.
  • FIG. 11 shows the operation from time t3.
  • Time t3 is the start timing of the P-phase period, and the reference signal RMP starts attenuation with a constant slope from the initial voltage value VS2.
  • the P-phase count start pulse rises as the timing signal TM1, and accordingly, the counter 233 corresponding to the temperature signal Vtemp starts down-counting from the count value 0.
  • the count value obtained by down-counting from the count 0 is a negative value.
  • the timing control circuit 290 opens the switch 316 by the control signal SWpd.
  • the voltage value of the voltage V PTAT_p at this time is expressed by Equation 7.
  • the voltage value of the reference signal RMP is reduced by the ramp waveform, so that the voltage V PTAT_p is higher than the reference signal RMP, for example, at the time t4 when a certain time has passed from the time t3. ..
  • the output signal Vc of the comparator 240 is inverted from the H level to the L level, the counter 233 stops the counting operation, and holds the count value obtained by the down count so far.
  • the P phase period is completed at time t5.
  • the reference signal RMP is returned to, for example, the initial voltage value VS2.
  • the output signal Vc of the comparator 240 is inverted to the H level.
  • the timing control circuit 290 closes the switch 316 by the control signal SWpd.
  • the voltage value of the voltage V PTAT_d at this time is expressed by Equation 11.
  • the D phase period starts.
  • time t7 which is the start timing of the D-phase period
  • the reference signal RMP starts reduction due to a constant slope again.
  • the D-phase count start pulse rises as the timing signal TM2.
  • the counter 233 corresponding to the temperature signal Vtemp starts upcounting.
  • the reference signal RMP becomes the level below the temperature signal Vtemp, and the output signal Vc of the comparator 240 is inverted to the L level.
  • the counter 233 stops the up-counting so far and holds the count value. As a result, the D-phase counting period is completed. Then, the counter 233 outputs the count value obtained in this D-phase counting period as temperature data Dt according to the timing at which the column control signal is input from the column scanning circuit 260.
  • the reference signal RMP is returned to the initial voltage value again.
  • the ADC 232 to which the temperature signal Vtemp is input performs AD conversion of the temperature signal Vtemp and outputs it as temperature data Dt.
  • the value of this temperature data Dt is represented by Equation 12.
  • the image sensor 103 AD-converts the voltage when the switch 316 is opened and then AD-converts the voltage when the switch 316 is closed, but the configuration is not limited to this. On the contrary, after the voltage when the switch 316 is closed is AD-converted, the voltage when the switch 316 is opened can be AD-converted.
  • FIG. 12 is a graph showing an example of the temperature measurement results in the first embodiment of the present technology and the comparative example.
  • a is a graph showing an example of the temperature measurement result in the first embodiment of the present technology.
  • b is a graph showing an example of the temperature measurement result in the comparative example in which the bipolar transistor 315 and the switch 316 are not provided.
  • the vertical axis in the figure shows temperature data in units of LSB (Least Significant Bit), and the horizontal axis shows temperature.
  • the solid line b in the figure shows the actually measured temperature characteristics, and the dotted line shows the ideal temperature characteristics without error.
  • the temperature data obtained by the difference is a value proportional to the temperature.
  • a measurement error due to the input offset voltage occurs in the temperature data of the comparative example in which the difference is not obtained. This measurement error is minimized at a predetermined temperature, but the measurement error increases as the temperature rises or falls from that temperature.
  • the component of the input offset voltage can be removed as illustrated in Equation 12. Thereby, as illustrated in a in the figure, the measurement error due to the input offset voltage can be suppressed.
  • FIG. 13 is a flowchart showing an example of the operation of the image pickup apparatus 100 according to the first embodiment of the present technology. This operation is started, for example, when the power is turned on to the image pickup apparatus 100.
  • the image pickup apparatus 100 determines whether or not the calibration mode is set (step S901). When the calibration mode is set (step S901: Yes), the image pickup apparatus 100 executes a parameter calculation process for calculating the temperature calculation parameter (step S910).
  • step S902 determines whether or not the image pickup mode is set (step S902).
  • step S902 Yes
  • the image pickup apparatus 100 executes a temperature measurement process for measuring the temperature while AD-converting the pixel signal for each row (step S950).
  • step S903 determines whether or not the AD conversion of all rows is completed.
  • step S903: No the image sensor 103 repeats steps S950 and subsequent steps.
  • step S903: Yes the image pickup apparatus 100 repeatedly executes steps S901 and subsequent steps.
  • FIG. 14 is a flowchart showing an example of parameter calculation processing in the first embodiment of the present technology.
  • the signal processing unit 104 in the image pickup apparatus 100 initializes the variable j (j is an integer) indicating the number of measurements to “0” (step S911), and increments the variable j (step S912).
  • the signal processing unit 104 sets the jth test temperature Tj (step S913), and the image sensor 103 in the image pickup apparatus 100 executes the temperature data generation process for generating the temperature data Dt (step S920). Then, the signal processing unit 104 determines whether or not the variable j (that is, the number of measurements) has reached Cal a predetermined number of times (step S914). When the number of measurements is less than Cal (step S914: No), the signal processing unit 104 repeats steps S912 and subsequent steps.
  • step S914 when the number of measurements reaches Cal (step S914: Yes), the signal processing unit 104 calculates the temperature calculation parameter based on the measured value (step S915) and stores it in the parameter storage unit 430 (step S916). ). After step S916, the image pickup apparatus 100 ends the parameter calculation process.
  • FIG. 15 is a flowchart showing an example of temperature data generation processing according to the first embodiment of the present technology.
  • the temperature signal output circuit 300 in the image sensor 103 generates the current I PTAT_p when the switch 316 is open (step S921) and converts it into the voltage V PTAT_p (step S922). Then, the temperature signal output circuit 300 generates the current I PTAT_d when the switch 316 is closed (step S923 ) and converts it into the voltage V PTAT_d (step S924).
  • the ADC 232 AD-converts the difference between these voltages (step S925), and stores the AD conversion result as temperature data Dt in a memory or the like (step S926). After step S926, the image sensor 103 ends the temperature data generation process.
  • FIG. 16 is a flowchart showing an example of the temperature measurement process according to the first embodiment of the present technology.
  • the image sensor 103 executes the temperature data generation process described above (step S920), and the signal processing unit 104 reads the temperature calculation parameter from the parameter storage unit 430 (step S951). Then, the signal processing unit 104 corrects the temperature data using the temperature correction parameter and outputs the result (step S952). After step S952, the image pickup apparatus 100 ends the temperature measurement process.
  • the component of the input offset voltage of the operational amplifier 311 is removed. can do.
  • the temperature measurement accuracy can be improved as compared with the case where the difference is not obtained.
  • the temperature signal output circuit 300 outputs the current IPTAT via the current mirror circuits (nMOS transistors 334 and 335), but the current mirror circuit makes it possible to use the image sensor 103.
  • the circuit scale increases.
  • the temperature signal output circuit 300 of the second embodiment is different from the first embodiment in that the current mirror circuit is reduced.
  • FIG. 17 is a circuit diagram showing a configuration example of the temperature signal output circuit 300 according to the second embodiment of the present technology.
  • the temperature signal output circuit 300 of the second embodiment is different from the first embodiment in that the pMOS transistor 333 and the nMOS transistors 334 and 335 are not arranged in the current output unit 330.
  • the current-voltage conversion unit 350 is inserted between the common node N com and the ground potential VSS.
  • the current mirror circuit becomes unnecessary. Further, since the currents IPTAT on the positive side and the negative side merge at the common node N com , the value of the output voltage is doubled as compared with the first embodiment.
  • the current-voltage conversion unit 350 is arranged between the common node N com and the ground potential VSS, the current mirror circuit can be reduced.
  • the current-voltage conversion unit 350 converts the current into a voltage, but the circuit scale of the image sensor 103 increases by the amount of the current-voltage conversion unit 350.
  • the temperature signal output circuit 300 of the second embodiment is different from the first embodiment in that the current-voltage conversion unit is reduced.
  • FIG. 18 is a circuit diagram showing a configuration example of the temperature signal output circuit 300 according to the third embodiment of the present technology.
  • the temperature signal output circuit 300 of the third embodiment is different from the first embodiment in that the pMOS transistor 333 and the nMOS transistors 334 and 335 are not arranged in the current output unit 330.
  • the node between the pMOS transistor 332 and the resistor 313 is connected to the voltage buffer 360. With this connection configuration, the resistor 313 converts the current I PTAT into a voltage V PTAT, and the signal of that voltage is output by the voltage buffer 360. Since the resistor 313 converts the current into a voltage, the current-voltage conversion unit 350 becomes unnecessary.
  • the resistor 313 converts the current into a voltage
  • the current-voltage conversion unit 350 can be reduced.
  • the temperature signal output circuit 300 outputs the current IPTAT via the current mirror circuits (nMOS transistors 334 and 335), but the current mirror circuit makes it possible to use the image sensor 103.
  • the circuit scale increases.
  • the temperature signal output circuit 300 of the fourth embodiment is different from the first embodiment in that the current mirror circuit is reduced.
  • FIG. 19 is a circuit diagram showing a configuration example of the temperature signal output circuit 300 according to the fourth embodiment of the present technology.
  • the temperature signal output circuit 300 of the fourth embodiment is different from the first embodiment in that the nMOS transistors 334 and 335 are not arranged.
  • the current-voltage conversion unit 350 is arranged between the pMOS transistor 333 and the ground potential VSS. As illustrated in the figure, since the current-voltage conversion unit 350 is arranged on the ground potential VSS side, the current mirror circuit becomes unnecessary.
  • the current-voltage conversion unit 350 is arranged between the pMOS transistor 333 and the ground potential VSS, the current mirror circuit can be reduced.
  • the bipolar transistor 315 is connected in parallel on the positive side, but the bipolar transistor can be further connected in parallel on the negative side.
  • the temperature signal output circuit 300 of the fifth embodiment is different from the first embodiment in that a bipolar transistor is connected in parallel on the negative side.
  • FIG. 20 is a circuit diagram showing a configuration example of the temperature signal output circuit 300 according to the fifth embodiment of the present technology.
  • the temperature signal output circuit 300 of the fifth embodiment is different from the first embodiment in that a bipolar transistor 319 and a switch 320 are further provided.
  • the switch 320 connects the bipolar transistor 319 in parallel to the negative bipolar transistor 312 according to the control signal SWpd.
  • the number of bipolar transistors 319 is arbitrary, and the number is J (J is an integer).
  • the bipolar transistors 312 and 319 are examples of the first and second additional rectifying elements described in the claims, and the switches 316 and 320 are the first and second switches described in the claims. This is an example.
  • V PTAT_p when the switches 316 and 320 are in the open state is the same as in the first embodiment.
  • Equation 15 By substituting the value of Equation 15 into Equation 12 instead of Equation 11, the temperature data Dt is calculated.
  • the value of J By connecting the J bipolar transistors 319, the value of J can be set in addition to K and L, so that the temperature coefficient can be easily finely adjusted.
  • the switch 320 since the switch 320 connects the bipolar transistor 319 to the bipolar transistor 312 in parallel, it is possible to facilitate fine adjustment of the coefficient.
  • the diode-connected bipolar transistors 312, 314, and 315 are arranged as the rectifying element in the temperature signal output circuit 300, but a diode can be arranged instead of the transistor.
  • the temperature signal output circuit 300 of the sixth embodiment is different from the first embodiment in that a diode is used as the rectifying element.
  • FIG. 21 is a circuit diagram showing a configuration example of the temperature signal output circuit 300 according to the sixth embodiment of the present technology.
  • the temperature signal output circuit 300 of the sixth embodiment differs from the first embodiment in that diodes 321, 322 and 323 are arranged in place of the bipolar transistors 312, 314 and 315. Utilizing the temperature characteristics of these diodes, temperature data Dt is generated as in the first embodiment.
  • the temperature data Dt can be generated by utilizing the temperature characteristics of the diodes.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure is realized as a device mounted on any kind of moving body such as an automobile, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a motorcycle, a bicycle, a personal mobility, an airplane, a drone, a ship, and a robot. You may.
  • FIG. 22 is a block diagram showing a schematic configuration example of a vehicle control system, which is an example of a mobile control system to which the technique according to the present disclosure can be applied.
  • the vehicle control system 12000 includes a plurality of electronic control units connected via the communication network 12001.
  • the vehicle control system 12000 includes a drive system control unit 12010, a body system control unit 12020, an outside information detection unit 12030, an in-vehicle information detection unit 12040, and an integrated control unit 12050.
  • a microcomputer 12051, an audio image output unit 12052, and an in-vehicle network I / F (interface) 12053 are shown as a functional configuration of the integrated control unit 12050.
  • the drive system control unit 12010 controls the operation of the device related to the drive system of the vehicle according to various programs.
  • the drive system control unit 12010 provides a driving force generator for generating the driving force of the vehicle such as an internal combustion engine or a driving motor, a driving force transmission mechanism for transmitting the driving force to the wheels, and a steering angle of the vehicle. It functions as a control device such as a steering mechanism for adjusting and a braking device for generating a braking force of a vehicle.
  • the body system control unit 12020 controls the operation of various devices mounted on the vehicle body according to various programs.
  • the body system control unit 12020 functions as a keyless entry system, a smart key system, a power window device, or a control device for various lamps such as headlamps, back lamps, brake lamps, blinkers or fog lamps.
  • the body system control unit 12020 may be input with radio waves transmitted from a portable device that substitutes for the key or signals of various switches.
  • the body system control unit 12020 receives inputs of these radio waves or signals and controls a vehicle door lock device, a power window device, a lamp, and the like.
  • the vehicle outside information detection unit 12030 detects information outside the vehicle equipped with the vehicle control system 12000.
  • the image pickup unit 12031 is connected to the vehicle exterior information detection unit 12030.
  • the vehicle outside information detection unit 12030 causes the image pickup unit 12031 to capture an image of the outside of the vehicle and receives the captured image.
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 may perform object detection processing or distance detection processing such as a person, a vehicle, an obstacle, a sign, or characters on the road surface based on the received image.
  • the imaging unit 12031 is an optical sensor that receives light and outputs an electric signal according to the amount of the light received.
  • the image pickup unit 12031 can output an electric signal as an image or can output it as distance measurement information. Further, the light received by the imaging unit 12031 may be visible light or invisible light such as infrared light.
  • the in-vehicle information detection unit 12040 detects the in-vehicle information.
  • a driver state detection unit 12041 that detects the driver's state is connected to the in-vehicle information detection unit 12040.
  • the driver state detection unit 12041 includes, for example, a camera that images the driver, and the in-vehicle information detection unit 12040 determines the degree of fatigue or concentration of the driver based on the detection information input from the driver state detection unit 12041. It may be calculated, or it may be determined whether the driver is dozing.
  • the microcomputer 12051 calculates the control target value of the driving force generator, the steering mechanism, or the braking device based on the information inside and outside the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040, and the drive system control unit.
  • a control command can be output to 12010.
  • the microcomputer 12051 realizes ADAS (Advanced Driver Assistance System) functions including vehicle collision avoidance or impact mitigation, follow-up driving based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance driving, vehicle collision warning, vehicle lane deviation warning, and the like. It is possible to perform cooperative control for the purpose of.
  • ADAS Advanced Driver Assistance System
  • the microcomputer 12051 controls the driving force generator, the steering mechanism, the braking device, and the like based on the information around the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040. It is possible to perform coordinated control for the purpose of automatic driving that runs autonomously without depending on the operation.
  • the microprocessor 12051 can output a control command to the body system control unit 12020 based on the information outside the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030.
  • the microcomputer 12051 controls the headlamps according to the position of the preceding vehicle or the oncoming vehicle detected by the external information detection unit 12030, and performs coordinated control for the purpose of anti-glare such as switching the high beam to the low beam. It can be carried out.
  • the audio image output unit 12052 transmits the output signal of at least one of the audio and the image to the output device capable of visually or audibly notifying the passenger or the outside of the vehicle of the information.
  • an audio speaker 12061, a display unit 12062, and an instrument panel 12063 are exemplified as output devices.
  • the display unit 12062 may include, for example, at least one of an onboard display and a heads-up display.
  • FIG. 23 is a diagram showing an example of the installation position of the imaging unit 12031.
  • the imaging unit 12031 includes imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105.
  • the imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, 12105 are provided at positions such as the front nose, side mirrors, rear bumpers, back doors, and the upper part of the windshield in the vehicle interior of the vehicle 12100, for example.
  • the image pickup unit 12101 provided on the front nose and the image pickup section 12105 provided on the upper part of the windshield in the vehicle interior mainly acquire an image in front of the vehicle 12100.
  • the imaging units 12102 and 12103 provided in the side mirrors mainly acquire images of the side of the vehicle 12100.
  • the imaging unit 12104 provided on the rear bumper or the back door mainly acquires an image of the rear of the vehicle 12100.
  • the imaging unit 12105 provided on the upper part of the windshield in the vehicle interior is mainly used for detecting a preceding vehicle, a pedestrian, an obstacle, a traffic light, a traffic sign, a lane, or the like.
  • FIG. 23 shows an example of the photographing range of the imaging units 12101 to 12104.
  • the imaging range 12111 indicates the imaging range of the imaging unit 12101 provided on the front nose
  • the imaging ranges 12112 and 12113 indicate the imaging ranges of the imaging units 12102 and 12103 provided on the side mirrors, respectively
  • the imaging range 12114 indicates the imaging range of the imaging units 12102 and 12103.
  • the imaging range of the imaging unit 12104 provided on the rear bumper or the back door is shown. For example, by superimposing the image data captured by the imaging units 12101 to 12104, a bird's-eye view image of the vehicle 12100 as viewed from above can be obtained.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may have a function of acquiring distance information.
  • at least one of the image pickup units 12101 to 12104 may be a stereo camera composed of a plurality of image pickup elements, or may be an image pickup element having pixels for phase difference detection.
  • the microcomputer 12051 has a distance to each three-dimensional object within the imaging range 12111 to 12114 based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104, and a temporal change of this distance (relative velocity with respect to the vehicle 12100).
  • a predetermined speed for example, 0 km / h or more.
  • the microprocessor 12051 can set an inter-vehicle distance to be secured in front of the preceding vehicle in advance, and can perform automatic braking control (including follow-up stop control), automatic acceleration control (including follow-up start control), and the like. In this way, it is possible to perform cooperative control for the purpose of automatic driving or the like in which the vehicle travels autonomously without depending on the operation of the driver.
  • the microcomputer 12051 converts three-dimensional object data related to a three-dimensional object into two-wheeled vehicles, ordinary vehicles, large vehicles, pedestrians, utility poles, and other three-dimensional objects based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104. It can be classified and extracted and used for automatic avoidance of obstacles.
  • the microprocessor 12051 identifies obstacles around the vehicle 12100 into obstacles that are visible to the driver of the vehicle 12100 and obstacles that are difficult to see. Then, the microcomputer 12051 determines the collision risk indicating the risk of collision with each obstacle, and when the collision risk is equal to or higher than the set value and there is a possibility of collision, the microcomputer 12051 via the audio speaker 12061 or the display unit 12062. By outputting an alarm to the driver and performing forced deceleration and avoidance steering via the drive system control unit 12010, driving support for collision avoidance can be provided.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may be an infrared camera that detects infrared rays.
  • the microcomputer 12051 can recognize a pedestrian by determining whether or not a pedestrian is present in the captured image of the imaging units 12101 to 12104.
  • pedestrian recognition includes, for example, a procedure for extracting feature points in an image captured by an imaging unit 12101 to 12104 as an infrared camera, and pattern matching processing for a series of feature points indicating the outline of an object to determine whether or not the pedestrian is a pedestrian. It is done by the procedure to determine.
  • the audio image output unit 12052 When the microcomputer 12051 determines that a pedestrian is present in the captured images of the imaging units 12101 to 12104 and recognizes the pedestrian, the audio image output unit 12052 outputs a square contour line for emphasizing the recognized pedestrian.
  • the display unit 12062 is controlled so as to superimpose and display. Further, the audio image output unit 12052 may control the display unit 12062 so as to display an icon or the like indicating a pedestrian at a desired position.
  • the above is an example of a vehicle control system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • the technique according to the present disclosure can be applied to XX (block to which the present application is applied, for example, imaging unit 12031, etc.) among the configurations described above.
  • the image sensor 103 of FIG. 2 can be applied to the imaging unit 12031.
  • the present technology can have the following configurations.
  • An operational amplifier that outputs an output voltage according to the difference between the terminal voltages of the pair of input terminals, and A resistor with one end connected to one of the pair of input terminals A resistor-side rectifying element connected to the other end of the resistor, A terminal-side rectifying element connected to the other of the pair of input terminals, With additional rectifying elements A switch for connecting the additional rectifying element in parallel to one of the resistance side rectifying element and the terminal side rectifying element, A current output unit that outputs a current corresponding to the output voltage, It includes a difference acquisition unit that obtains the difference between the signal corresponding to the current when the additional rectifying element is not connected and the signal corresponding to the current when the additional rectifying element is connected as temperature data.
  • Measurement circuit (2) Further provided with a current-voltage conversion unit that converts the current into a voltage.
  • the current output unit is A current mirror circuit that outputs the current from the input node to the current-voltage converter, and A first P-type transistor inserted between the power supply and the terminal-side rectifying element and the output voltage is input to the gate. A second P-type transistor inserted between the power supply and the resistor and the output voltage is input to the gate.
  • the current output unit is A first P-type transistor inserted between the power supply and the terminal-side rectifying element and the output voltage is input to the gate. It is provided with a second P-type transistor inserted between the power supply and the resistor and the output voltage is input to the gate.
  • the current generating unit is A first P-type transistor inserted between the power supply and the terminal-side rectifying element and the output voltage is input to the gate. A second P-type transistor inserted between the power supply and the resistor and the output voltage is input to the gate.
  • the measurement circuit according to (2) above comprising a third P-type transistor inserted between the power supply and the current-voltage conversion unit and input to the gate with the output voltage.
  • the measurement circuit according to (1) above further comprising a voltage buffer for outputting the voltage of the node between the resistor and the current output unit.
  • the additional rectifying element includes the first and second additional rectifying elements.
  • the switch includes a first switch and a second switch. In the first switch, the first additional rectifying element is connected in parallel to one of the resistance side rectifying element and the terminal side rectifying element.
  • An operational amplifier that outputs an output voltage according to the difference between the terminal voltages of the pair of input terminals, and A resistor with one end connected to one of the pair of input terminals A resistor-side rectifying element connected to the other end of the resistor, A terminal-side rectifying element connected to the other of the pair of input terminals, With additional rectifying elements A switch for connecting the additional rectifying element in parallel to one of the resistance side rectifying element and the terminal side rectifying element, A current output unit that outputs a current corresponding to the output voltage, A difference acquisition unit that obtains the difference between the signal corresponding to the current when the additional rectifying element is not connected and the signal corresponding to the current when the additional rectifying element is connected as temperature data.
  • An electronic device including a signal processing unit that processes a pixel signal based on the temperature data.
  • the signal processing unit A parameter calculation unit that calculates a parameter for correcting the temperature data based on the temperature data and a predetermined set temperature, a parameter storage unit that stores the parameter, and a parameter storage unit that stores the parameter.
  • (13) A pixel that generates the pixel signal and It further includes a selector that selects either the pixel signal or the temperature signal corresponding to the current and outputs it to the difference acquisition unit. When the temperature signal is selected, the difference acquisition unit converts the temperature signal into a digital signal and acquires the difference, and when the pixel signal is selected, converts the pixel signal into a digital signal.
  • the electronic device (11) or (12) above.
  • Imaging device 101 Optical system unit 102 Filter 103 Image sensor 104 Signal processing unit 105 Encoding / decoding unit 106 Media drive 107 Recording medium 108 Control unit 109 Gain setting unit 110 Shutter drive unit 111 Aperture drive unit 112 Display unit 113 Operation unit 114 Illuminance Detection unit 121 Lens unit 122 Aperture 210 Pixel array 211 Pixel 220 Line investigation circuit 230 Column ADC 231 Selector 232 ADC 233 Counter 240 Comparator 241 to 244, 331 to 333 pMOS Transistor 245 to 257, 334, 335 nMOS Transistor 248, 249 Capacitor 250 DAC 260 column scanning circuit 280 buffer amplifier 290 timing control circuit 300 temperature signal output circuit 310 current generator 311 operational amplifier 312, 314, 315, 319 bipolar transistor 313, 351 resistor 316, 320 switch 317, 318 dummy switch 321 322, 323 diode 330 Current output unit 350 Current-voltage conversion unit 360 Voltage buffer 410 Image

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Abstract

オペアンプを用いて温度を測定する回路において、温度の測定精度を向上させる。 オペアンプは、一対の入力端子のそれぞれの端子電圧の差に応じた出力電圧を出力する。抵抗の一端は一対の入力端子の一方に接続される。抵抗側整流素子は、抵抗の他端に接続される。端子側整流素子は、一対の入力端子の他方に接続される。スイッチは、抵抗側整流素子および端子側整流素子の一方に追加整流素子を並列に接続する。電流出力部は、出力電圧に応じた電流を出力する。差分取得部は、追加整流素子が接続されていないときの電流に応じた信号と追加整流素子が接続されているときの電流に応じた信号との差分を温度データとして求める。

Description

測定回路、および、電子機器
 本技術は、測定回路、および、電子機器に関する。詳しくは、温度に応じた信号を生成する温度センサ、および、電子機器に関する。
 従来より、車載機器などにおいては、温度が上昇しても機器の性能が低下しないように制御する目的で、動作中に温度を測定する機能が設けられることが多い。例えば、画像データの撮像中に、温度を測定するBGR(Band Gap Reference)回路を設けた撮像装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。このBGR回路内には、抵抗、オペアンプやトランジスタが配置され、そのトランジスタからは温度に比例した電流が出力される。その電流から測定された温度は、画素信号の補正に用いられる。画素信号中の暗電流成分は、温度に応じて変動するため、例えば、温度に基づいて暗電流成分が補正される。
特開2011-188224号公報
 上述の従来技術では、測定した温度を用いて画素信号の補正を行うことにより、画質の向上を図っている。しかしながら、上述の回路では、BGR回路内のオペアンプの入力オフセット電圧に起因して、温度の測定値に誤差が生じるおそれがある。温度の測定値に誤差が生じると、画素信号を適切に補正することができず、結果として画質が低下してしまう。
 本技術はこのような状況に鑑みて生み出されたものであり、オペアンプを用いて温度を測定する回路において、温度の測定精度を向上させることを目的とする。
 本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第1の側面は、一対の入力端子のそれぞれの端子電圧の差に応じた出力電圧を出力するオペアンプと、上記一対の入力端子の一方に一端が接続された抵抗と、上記抵抗の他端に接続された抵抗側整流素子と、上記一対の入力端子の他方に接続された端子側整流素子と、追加整流素子と、上記抵抗側整流素子および上記端子側整流素子の一方に上記追加整流素子を並列に接続するスイッチと、上記出力電圧に応じた電流を出力する電流出力部と、上記追加整流素子が接続されていないときの上記電流に応じた信号と上記追加整流素子が接続されているときの上記電流に応じた信号との差分を温度データとして求める差分取得部とを具備する測定回路である。これにより、オペアンプの入力オフセット電圧の成分が除去されるという作用をもたらす。
 また、この第1の側面において、上記電流を電圧に変換する電流電圧変換部をさらに具備し、上記差分取得部は、上記電圧の差分を上記温度データとして求めてもよい。これにより、電圧の差分が温度データとして取得されるという作用をもたらす。
 また、この第1の側面において、上記電流出力部は、入力ノードからの電流を上記電流電圧変換部に出力するカレントミラー回路と、電源と上記端子側整流素子との間に挿入され、ゲートに上記出力電圧が入力される第1のP型トランジスタと、上記電源と上記抵抗との間に挿入され、ゲートに上記出力電圧が入力される第2のP型トランジスタと、上記電源と上記入力ノードとの間に挿入され、ゲートに上記出力電圧が入力される第3のP型トランジスタとを備えてもよい。これにより、カレントミラー回路を介して電流が出力されるという作用をもたらす。
 また、この第1の側面において、上記電流出力部は、電源と上記端子側整流素子との間に挿入され、ゲートに上記出力電圧が入力される第1のP型トランジスタと、上記電源と上記抵抗との間に挿入され、ゲートに上記出力電圧が入力される第2のP型トランジスタとを備え、上記端子側整流素子と上記抵抗側整流素子とは、所定のコモンノードを介して上記電流電圧変換部に共通に接続されてもよい。これにより、カレントミラー回路が削減されるという作用をもたらす。
 また、この第1の側面において、上記電流生成部は、電源と上記端子側整流素子との間に挿入され、ゲートに上記出力電圧が入力される第1のP型トランジスタと、上記電源と上記抵抗との間に挿入され、ゲートに上記出力電圧が入力される第2のP型トランジスタと、上記電源と上記電流電圧変換部との間に挿入され、ゲートに上記出力電圧が入力される第3のP型トランジスタとを備えてもよい。これにより、カレントミラー回路が削減されるという作用をもたらす。
 また、この第1の側面において、上記抵抗と上記電流出力部との間のノードの電圧を出力する電圧バッファをさらに具備することもできる。これにより、電流電圧変換部が削減されるという作用をもたらす。
 また、この第1の側面において、上記追加整流素子は、第1および第2の追加整流素子を含み、上記スイッチは、第1および第2のスイッチを含み、上記第1のスイッチは、上記抵抗側整流素子および上記端子側整流素子の一方に上記第1の追加整流素子を並列に接続し、上記第2のスイッチは、上記抵抗側整流素子および上記端子側整流素子の他方に上記第2の追加整流素子を並列に接続してもよい。これにより、温度に対する係数の微調整が容易になるという作用をもたらす。
 また、この第1の側面において、上記端子側整流素子、上記抵抗側整流素子および上記追加整流素子は、ダイオード接続されたトランジスタであってもよい。これにより、トランジスタの温度特性に基づいて温度データが生成されるという作用をもたらす。
 また、この第1の側面において、上記端子側整流素子、上記抵抗側整流素子および上記追加整流素子は、ダイオードであってもよい。これにより、ダイオードの温度特性に基づいて温度データが生成されるという作用をもたらす。
 また、この第1の側面において、前記抵抗側整流素子および前記端子側整流素子のそれぞれと所定のコモンノードとの間に配置されたオン状態のダミースイッチをさらに備え、前記スイッチおよび前記ダミースイッチは、極性が同一のトランジスタであってもよい。これにより、整流素子のコモンノード側の電位が揃うという作用をもたらす。
 また、本技術の第2の側面は、一対の入力端子のそれぞれの端子電圧の差に応じた出力電圧を出力するオペアンプと、上記一対の入力端子の一方に一端が接続された抵抗と、上記抵抗の他端に接続された抵抗側整流素子と、上記一対の入力端子の他方に接続された端子側整流素子と、追加整流素子と、上記抵抗側整流素子および上記端子側整流素子の一方に上記追加整流素子を並列に接続するスイッチと、上記出力電圧に応じた電流を出力する電流出力部と、上記追加整流素子が接続されていないときの上記電流に応じた信号と上記追加整流素子が接続されているときの上記電流に応じた信号との差分を温度データとして求める差分取得部と、上記温度データに基づいて画素信号を処理する信号処理部とを具備する電子機器である。これにより、高精度の温度データにより画素信号が処理されるという作用をもたらす。
 また、この第2の側面において、上記信号処理部は、上記温度データと所定の設定温度とに基づいて上記温度データを補正するためのパラメータを演算するパラメータ演算部と上記パラメータを記憶するパラメータ記憶部と、上記記憶されたパラメータを用いて上記温度データを補正する温度特性補正部とを備えてもよい。これにより、温度データの誤差が補正されるという作用をもたらす。
 また、この第2の側面において、上記画素信号を生成する画素と、上記画素信号と上記電流に応じた温度信号とのいずれかを選択して上記差分取得部に出力するセレクタとをさらに具備し、上記差分取得部は、上記温度信号が選択された場合には上記温度信号をデジタル信号に変換するとともに上記差分を取得し、上記画素信号が選択された場合には上記画素信号をデジタル信号に変換してもよい。これにより、画像データの撮像中に温度データが測定されるという作用をもたらす。
本技術の第1の実施の形態における撮像装置の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第1の実施の形態におけるイメージセンサの一構成例を示すブロック図である。 本技術の第1の実施の形態におけるカラムADCの一構成例を示すブロック図である。 本技術の第1の実施の形態におけるコンパレータの一構成例を示す回路図である。 本技術の第1の実施の形態における温度信号出力回路の一構成例を示す回路図である。 本技術の第1の実施の形態における信号処理部の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第1の実施の形態における測定回路の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第1の実施の形態におけるダミースイッチを追加した温度信号出力回路の一構成例を示す回路図である。 本技術の第1の実施の形態におけるイメージセンサの動作の一例を示すタイミングチャートである。 本技術の第1の実施の形態におけるイメージセンサの画素信号に対するAD(Analog to Digital)変換動作の一例を示すタイミングチャートである。 本技術の第1の実施の形態におけるイメージセンサの温度信号に対するAD変換動作の一例を示すタイミングチャートである。 本技術の第1の実施の形態と比較例とにおける温度の測定結果の一例を示すグラフである。 本技術の第1の実施の形態における撮像装置の動作の一例を示すフローチャートである。 本技術の第1の実施の形態におけるパラメータ演算処理の一例を示すフローチャートである。 本技術の第1の実施の形態における温度データ生成処理の一例を示すフローチャートである。 本技術の第1の実施の形態における温度測定処理の一例を示すフローチャートである。 本技術の第2の実施の形態における温度信号出力回路の一構成例を示す回路図である。 本技術の第3の実施の形態における温度信号出力回路の一構成例を示す回路図である。 本技術の第4の実施の形態における温度信号出力回路の一構成例を示す回路図である。 本技術の第5の実施の形態における温度信号出力回路の一構成例を示す回路図である。 本技術の第6の実施の形態における温度信号出力回路の一構成例を示す回路図である。 車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
 以下、本技術を実施するための形態(以下、実施の形態と称する)について説明する。説明は以下の順序により行う。
 1.第1の実施の形態(追加整流素子を並列に接続する例)
 2.第2の実施の形態(追加整流素子を並列に接続し、カレントミラー回路を削減した例)
 3.第3の実施の形態(追加整流素子を並列に接続し、電流電圧変換部を削減した例)
 4.第4の実施の形態(追加整流素子を並列に接続し、カレントミラー回路を削減した例)
 5.第5の実施の形態(追加整流素子を正側と負側とに並列に接続する例)
 6.第6の実施の形態(追加整流素子としてダイオードを並列に接続する例)
 7.移動体への応用例
 <1.第1の実施の形態>
 [撮像装置の構成例]
 図1は、本発明の第1の実施の形態における撮像装置100の一構成例を示すブロック図である。この図に示す撮像装置100は、撮像により得た画像を、動画または静止画形式のデータとして記憶媒体に記憶させることができる。なお、この図に示す撮像装置100の構成は、後述する本発明の第2乃至第6の実施の形態においても共通となる。
 この図に示す撮像装置100は、光学系部101と、フィルタ102と、イメージセンサ103と、信号処理部104と、エンコード/デコード部105と、メディアドライブ106とを備える。さらに、制御部108と、ゲイン設定部109と、シャッタ駆動部110と、絞り駆動部111と、照度検出部114と、表示部112と、操作部113とを備える。
 光学系部101は、入射された光に対して光学的な処理を行うものである。この光学系部101は、レンズ部121と、絞り122とを有している。レンズ部121は、所定枚数の撮像用の固定レンズや、ズームレンズおよびフォーカスレンズなどから成る。ここでは図示していないが、ズームレンズおよびフォーカスレンズは、ズーム制御、フォーカシング制御に応じて、撮像光の光軸方向に沿って移動するようにして駆動される。絞り122は、レンズ部121からの撮像光の光量を調整するための機構部位であり、絞り駆動部111によって絞り値に応じた開口量となるようにして駆動される。
 光学系部101に入射された光は、撮像光として、フィルタ102を介してイメージセンサ103の受光面にて結像される。フィルタ102は、例えば撮像には不要な波長の光成分を除去するものである。
 イメージセンサ103は、上記光学系部101から入射された撮像光を、固体撮像素子により電気信号に変換して画像信号を出力するものである。すなわち、このイメージセンサ103は光電変換を行う。このようなイメージセンサとしては、CCD(Charge Coupled Device)センサ、CMOSセンサなどが知られているが、本発明の実施の形態では、CMOSセンサを採用しているものとする。CMOSセンサとしてのイメージセンサは、内部にADC(Analog to Digital Converter)を備えることで、画像信号として、デジタル形式による画像データを出力する構成とすることができる。なお、本発明の実施の形態においては、イメージセンサ103から、画像データとともに温度データDtも出力される。この温度データは、イメージセンサ103としての回路が実装されるIC(Integrated Circuit)チップの温度を示す。このような画像データおよび温度データを出力可能なイメージセンサ103の内部構成例については、図2により後述する。
 イメージセンサ103から出力される画素データDvは、信号処理部104に対して入力される。信号処理部104では、画素ごとの画素データDvについて所要の信号処理を施すことで、動画形式または静止画形式の画像データを生成する。
 信号処理部104により生成した画像データを記憶媒体107に記録させる場合には、その画像データをエンコード/デコード部105に対して出力する。エンコード/デコード部105は、信号処理部104から出力される画像データについて、所定の圧縮符号化方式により圧縮符号化を実行したうえで、例えば制御部108の制御に応じてヘッダなどを付加して、所定形式に圧縮された画像データ形式に変換する。そして、このようにして生成した画像データをメディアドライブ106に転送する。メディアドライブ106は、転送されてくる画像データを記憶媒体107に対して書き込んで記憶させる。なお、記憶媒体107は、例えばリムーバブル形式を想定して、メディアドライブ106に対して装脱可能な形態としてもよく、また、例えばHDD(Hard Disc Drive)などのようにして予め撮像装置100内に内蔵される形態としてもよい。
 また、この撮像装置100は、信号処理部104にて生成した画像データを利用して、スルー画像といわれる現在撮影中の画像を表示部112に表示させることができる。このためには、例えば信号処理部104にて生成した動画像形式の画像データを、制御部108の制御に従って、表示部112での表示に対応した解像度に変換したうえで、表示部112に転送して表示させる。このようにして表示される画像をユーザが見れば、そのときに撮像している画像が表示部112にて動画的に表示されることになる。このようにしてスルー画像の表示が行われる。なお、信号処理部104の処理の一部または全てをイメージセンサ103内で実行する構成としてもよい。
 また、撮像装置100は、記憶媒体107に記録されている画像データを再生して、その画像を表示部112に対して表示させることもできる。
 このためには、例えば操作部113に対して行われた画像の再生操作に応じて、制御部108が画像データを指定して、メディアドライブ106に対して記憶媒体107からのデータの読み出しを命令する。この命令に応答して、メディアドライブ106は、記憶媒体107から指定された画像データの読み出しを実行し、読み出したデータを、エンコード/デコード部105に対して転送する。
 エンコード/デコード部105は、例えば制御部108の制御に従って、メディアドライブ106から転送されてきた画像データについて、圧縮符号化に対する復号処理を実行し、この場合には、信号処理部104に転送する。信号処理部104は、転送されてきた画像データを、例えば表示部112での表示に適合した解像度に変換するなどして表示部112に対して転送する。これにより、表示部112においては、記憶媒体107に記憶されている画像データの画像が、動画または静止画として再生表示される。
 制御部108は、例えば実際においてはCPU(Central Processing Unit)を備えて成る。そして、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などとともにマイクロコンピュータとして形成される。そして、撮像装置100における各種の制御、処理を実行する。
 シャッタ駆動部110は、制御部108の制御に応じて、イメージセンサ103からの画素データの読み出し動作を制御することで電子シャッタを実現する。例えば、このシャッタ駆動部110の制御によって、電子シャッタのシャッタ速度が変更される。
 絞り駆動部111は、制御部108の制御に応じて、絞り122の開口量を変化させる。例えば、制御部108は、自動露出制御(AE : Automatic Exposure)を実行可能である。この自動露出制御に際しては、判定した適正露出に対応したシャッタ速度、絞り122の開口量(絞り値)、およびゲインが得られるように、シャッタ駆動部110、絞り駆動部111、およびゲイン設定部109を制御する。
 照度検出部114は、例えばフォトダイオードやフォトトランジスタを備えて形成され、照度を検出する。
 操作部113は、撮像装置100に備えられる各種操作子と、これらの操作子に対して行われた操作に応じた操作信号を生成して制御部108に出力する信号出力部位とを一括して示している。制御部108は、操作部113から入力される操作信号に応じて所定の処理を実行する。これによりユーザ操作に応じた撮像装置100の動作が得られる。
 なお、撮像装置100は、特許請求の範囲に記載の電子機器の一例である。
 [イメージセンサの構成例]
 図2は、イメージセンサ103の一構成例を示すブロック図である。先にも述べたように、本実施形態のイメージセンサ103には、CMOSセンサを採用している。
 図2に示すように、イメージセンサ103は、画素アレイ210、行走査回路220、カラムADC230およびDAC(Digital to Analog Converter)250を備える。また、イメージセンサ103は、温度信号出力回路300、列走査回路260、バッファアンプ280およびタイミング制御回路290をさらに備える。画素アレイ210は、例えば1つのチップ(半導体基板)上に形成されるが、図2において示される画素アレイ210以外の上記各部位、回路等も、画素アレイ210と同じチップ上に集積されるようにして形成される。
 画素アレイ210においては、多数の画素211がN行×M列によるマトリクス状(行列状)に配列される。ここで、NおよびMは、整数である。画素211としての部分の構成についての図示はここでは省略するが、例えば、次のような素子を備えて形成される。すなわち、例えばフォトダイオードなどの光電変換素子、光電変換素子で光電変換して得られる電荷をFD(Floating Diffusion)部に転送する転送トランジスタを備える。さらに、FD部の電位を制御するリセットトランジスタ、FD部の電位に応じた信号を出力する増幅トランジスタを備える。このような構成は、3つのトランジスタを有することから3トランジスタ構成などともいわれる。また、3トランジスタ構成に対して、さらに画素選択を行うための選択トランジスタを設けた、4トランジスタ構成も採用できる。
 画素アレイ210における列(垂直)方向の画素211の配列において、第1列に配列される画素211の各々に対しては、列信号線213-1が接続される。同様に、残る第2列~第m列においても、各列に配列される画素211のそれぞれに対して、列信号線213-2乃至213-Mが接続される。
 カラムADC230は、列信号線213-1乃至213-Mから出力される画素信号をデジタル信号に変換して画像データとして出力するものである。また、カラムADC230は、温度信号出力回路300からのアナログの温度信号Vtempに基づいて、温度データDtを生成する。
 DAC250は、DA(Digital to Analog)変換により、所定の参照信号を生成するものである。参照信号として、例えば、のこぎり刃状のランプ信号が生成される。このDAC250は、ランプ信号をカラムADC230に供給する。
 列走査回路260は、例えば行走査回路220と同様にシフトレジスタまたはデコーダなどにより形成される。この列走査回路260は、タイミング制御回路290から出力される、列走査タイミング信号に応じたタイミングで列制御信号を出力し、列走査を行う。この走査が行われるタイミングに応じて、画素データDvや温度データDtがバッファアンプ280へ出力される。そして、これらの画素データDvおよび温度データDtは、バッファアンプ280を介して信号処理部104へ出力される。
 タイミング制御回路290は、入力されるマスタークロックに基づいて、所要のクロックやタイミング信号等を生成して、しかるべき部位に出力する。
 また、タイミング制御回路290には、モード信号MODEが入力される。このモード信号MODEは、撮像装置100の動作モードを示す信号であり、例えば、制御部108により生成される。撮像装置100のモードは、キャリブレーションモードと、撮像モードとを含む。
 ここで、キャリブレーションモードは、温度データDtを補正するためのパラメータを演算するモードである。一方、撮像モードは、画像データを撮像するモードである。この撮像モードにおいては、温度データDtも同時に生成され、パラメータにより補正される。
 また、タイミング制御回路290は、キャリブレーションモードおよび撮像モードにおいて、温度信号出力回路300に制御信号SWpdを供給し、温度信号Vtempを出力させる。
 温度信号出力回路300は、制御信号SWpdに従って、温度信号VtempをカラムADC230に出力するものである。
 [カラムADCの構成例]
 図3は、本技術の第1の実施の形態におけるカラムADC230の一構成例を示すブロック図である。このカラムADC230には、複数のセレクタ231と、複数のADC232とが配列される。セレクタ231およびADC232のそれぞれは、画素アレイ210内の列ごとに設けられる。列数をMとすると、セレクタ231およびADC232は、それぞれM個ずつ設けられる。
 セレクタ231は、対応する列からの画素信号Vxと、温度信号Vtempとのいずれかを選択するものである。m(mは、1乃至Mの整数)個目のセレクタ231には、タイミング制御回路290からの選択信号SELmが入力される。m個目のセレクタ231は、その選択信号SELmに従って、画素信号Vxおよび温度信号Vtempのいずれかを選択し、対応するADC232へ出力する。
 タイミング制御回路290は、選択信号SELmにより、M個のセレクタ231のいずれかのみに温度信号Vtempを選択させ、残りのセレクタ231に画素信号Vxを選択させる。
 ADC232は、セレクタ231からの信号をAD変換するものである。M個のセレクタ231のいずれかのみが温度信号Vtempを選択するため、M個のADC232のいずれかは、温度信号VtempをAD変換し、残りは、画素信号VxをAD変換する。
 ADC232のそれぞれは、コンパレータ240およびカウンタ233を備える。コンパレータ240は、セレクタ231からの信号と、DAC250からの参照信号RMPとを比較するものである。このコンパレータ240は、比較結果を表す出力信号Vcをカウンタ233に供給する。また、コンパレータ240には、タイミング制御回路290からのタイミング信号TM4が入力される。このタイミング信号TM4は、コンパレータ240を初期化するタイミングを示す信号である。
 カウンタ233は、出力信号Vcが反転するまでの期間に亘って、クロック信号CKに同期してカウンタ値を計数するものである。また、カウンタ233には、タイミング制御回路290からのクロック信号CK、タイミング信号TM1およびTM2が入力される。タイミング信号TM1は、ダウンカウントの開始タイミングを示す信号である。一方、タイミング信号TM2は、アップカウントの開始タイミングを示す信号である。
 タイミング制御回路290は、行が走査されるたびに、ADC232のそれぞれにAD変換を行わせる。行ごとのAD変換において、タイミング制御回路290は、タイミング信号TM1によりコンパレータ240を初期化し、タイミング信号TM1およびTM2を順に供給してダウンカウントおよびアップカウントを順に実行させる。
 ここで、画素信号Vxは、P相レベルおよびD相レベルを含む。P相レベルは、画素のFD部を初期化したときの画素信号Vxのレベルであり、D相レベルは、画素内の光電変換素子からFD部へ電荷が転送されたときの画素信号Vxのレベルである。
 タイミング制御回路290は、P相レベルが出力された期間内にカウンタ233にダウンカウントを実行させ、D相レベルが出力された期間内にカウンタ233にアップカウントを実行させる。これにより、画素信号VxのP相レベルとD相レベルとの差分がADC232により演算される。このように、画素信号を複数回に亘ってサンプリングする処理は、CDS(Correlated Double Sampling)処理と呼ばれる。
 なお、ADC232は、ダウンカウントおよびアップカウントを順に実行しているが、ダウンカウントおよびアップカウントの一方のみを行ってもよい。この場合には、ADC232の後段に、カウンタ値の差分を演算するCDS回路を追加すればよい。
 また、列ごとにセレクタ231を配置しているが、この構成に限定されない。例えば、セレクタ231をいずれかの列のみに配置し、他の列の画素を、その列のADC232に直接接続することもできる。また、全ての列にセレクタ231を配置せず、温度信号出力回路300を、いずれかの列のADC232に接続し、他の列の画素を、その列のADC232に接続することもできる。あるいは、温度データを生成するための専用のADCを追加することもできる。この場合には、M列に対して、M+1個のADCを配置し、いずれかのADCを温度信号出力回路300に接続すればよい。
 [コンパレータの構成例]
 図4は、本技術の第1の実施の形態におけるコンパレータ240の一構成例を示す回路図である。このコンパレータ240は、pMOS(p-channel Metal Oxide Semiconductor)トランジスタ241乃至244と、nMOS(n-channel MOS)トランジスタ245乃至247とを備える。さらにコンパレータ240は、コンデンサ248および249を備える。
 nMOSトランジスタ245および246は、互いのソースが共通に接続され、この接続点は、nMOSトランジスタ247のドレイン、ソースを介して接地される。コンパレータ240に対する入力信号のうち、参照信号RMPは、コンデンサ248を介してnMOSトランジスタ245のゲートに入力される。一方、セレクタ231からの信号(画素信号Vxまたは温度信号Vtemp)は、コンデンサ249を介してnMOSトランジスタ246のゲートに入力される。
 また、nMOSトランジスタ245のドレインは、pMOSトランジスタ241を介して電源電圧VDDと接続される。pMOSトランジスタ241のソースは電源電圧VDD側と接続され、pMOSトランジスタ241のドレインはnMOSトランジスタ245のソースと接続される。また、pMOSトランジスタ241のドレインおよびゲートは短絡される。
 また、nMOSトランジスタ246のドレインは、pMOSトランジスタ242を介して電源電圧VDDと接続される。pMOSトランジスタ242のソースは電源電圧VDD側と接続され、pMOSトランジスタ242のドレインはnMOSトランジスタ246のソースと接続される。pMOSトランジスタ242およびnMOSトランジスタ246の接続ノードからは、出力信号Vcが出力される。
 また、pMOSトランジスタ243および244の各ゲートにはタイミング信号TM4が分岐して入力される。また、pMOSトランジスタ243のドレイン、ソースは、それぞれ、nMOSトランジスタ245のドレイン、ゲートと接続される。同様に、pMOSトランジスタ244のドレイン、ソースは、それぞれ、nMOSトランジスタ246のドレイン、ゲートと接続される。
 上述した接続構成により、コンパレータ240内の回路は、差動増幅回路を構成する。この差動増幅回路を形成するnMOSトランジスタ245および246の各ゲート電位は、例えば、画素信号Vxと参照信号RMPのそれぞれが含むDC(Direct Current)オフセット成分を含んでいる。また、例えばnMOSトランジスタ245および246自体の閾値(Vth)ばらつきなどを要因とするオフセット電位を含んでいる。しかし、ローレベルのタイミング信号TM4が入力されると、nMOSトランジスタ245および246の動作点がドレイン電位にリセットされて、上記のオフセット電位はほぼキャンセルされる。これによって、コンパレータ240における2つの入力端子の電位をほぼ同じとすることになる。なお、以降においては、このようにコンパレータ240の入力端子が同電位となるようにリセットする動作を「入力端子電位リセット」ともいう。この入力端子電位リセットが行われることで、例えば実際の動作においては、画素信号Vxと参照信号RMPとを比較するのに要する時間を短くすることが可能になる。
 [温度信号出力回路の構成例]
 図5は、本技術の第1の実施の形態における温度信号出力回路300の一構成例を示す回路図である。この温度信号出力回路300は、電流生成部310、電流電圧変換部350および電圧バッファ360を備える。
 電流生成部310は、温度を測定するための電流IPTATを生成するものである。この電流生成部310は、オペアンプ311と、バイポーラトランジスタ312、314および315と、抵抗313と、スイッチ316と、電流出力部330とを備える。バイポーラトランジスタ312、314および315として、例えば、npn型のトランジスタが用いられる。
 オペアンプ311は、反転入力端子(-)および非反転入力端子(+)のそれぞれの端子電圧の差に応じた出力電圧を出力するものである。
 ここで、一般に、理想的なオペアンプでは、入力端子間の電圧差がゼロである場合、出力電圧はゼロとなる。しかし、実際には、オペアンプ内のトランジスタの特性のばらつきなどに起因して、入力端子間の電圧差がゼロであっても、出力電圧がゼロとならないことが多い。入力端子間の電圧差がゼロのときに生じるオフセットの出力電圧は、出力電圧をゼロにするために必要な入力端子間の電圧差に換算することができ、その値は入力オフセット電圧と呼ばれる。同図においては、負側にプラスの入力オフセット電圧Voffsetが生じたものとして、その電圧を点線の図記号により表している。
 バイポーラトランジスタ312、314および315のそれぞれは、ベースおよびコレクタが短絡(いわゆる、ダイオード接続)されている。バイポーラトランジスタ312、314および315のそれぞれの個数は任意である。ただし、バイポーラトランジスタ312よりもバイポーラトランジスタ314や315の個数が多い方が好ましい。以下、例えば、バイポーラトランジスタ312を1つとし、バイポーラトランジスタ314の個数をK(Kは、整数)とし、バイポーラトランジスタ315の個数をL(Lは、整数)とする。なお、バイポーラトランジスタ312の個数を2つ以上とすることもできる。バイポーラトランジスタ312を2つ以上とする場合、それらは並列に接続される。バイポーラトランジスタ314および315についても同様に、2つ以上の場合は並列に接続される。
 また、スイッチ316は、タイミング制御回路290からの制御信号SWpdに従って、バイポーラトランジスタ314にバイポーラトランジスタ315を並列に接続するものである。スイッチ316は、バイポーラトランジスタ315ごとに配置される。
 また、バイポーラトランジスタ312のコレクタは、オペアンプ311の非反転入力端子(-)に接続されている。このコレクタのノードをノードN1とする。
 抵抗313の一端は、オペアンプ311の非反転入力端子(+)に接続されている。その抵抗313の他端は、バイポーラトランジスタ314および315のコレクタに共通に接続されている。このコレクタのノードをノードN2とする。また、バイポーラトランジスタ312および314のエミッタは、接地電位VSSのコモンノードNcomに共通に接続されている。バイポーラトランジスタ315のエミッタは、スイッチ316を介してコモンノードNcomに接続される。
 また、電流出力部330は、オペアンプ311の出力電圧に応じた電流IPTATを出力するものである。この電流出力部330は、pMOSトランジスタ331乃至333と、nMOSトランジスタ334および335とを備える。
 pMOSトランジスタ331は、電源電圧VDDとバイポーラトランジスタ312のコレクタとの間に挿入され、ゲートはオペアンプ311の出力端子に接続される。このpMOSトランジスタ331は、電流IPTATをバイポーラトランジスタ312に帰還させる。
 pMOSトランジスタ332は、電源電圧VDDと抵抗313との間に挿入され、ゲートはオペアンプ311の出力端子に接続される。このpMOSトランジスタ332は、電流IPTATを抵抗313を介してバイポーラトランジスタ314および315に帰還させる。
 pMOSトランジスタ333は、電源電圧VDDとnMOSトランジスタ334のドレインとの間に挿入され、ゲートはオペアンプ311の出力端子に接続される。このpMOSトランジスタ333は、後述するカレントミラー回路の入力ノードへ電流IPTATを出力する。
 なお、pMOSトランジスタ331は、特許請求の範囲に記載の第1のP型トランジスタの一例であり、pMOSトランジスタ332は、特許請求の範囲に記載の第2のP型トランジスタの一例である。pMOSトランジスタ333は、特許請求の範囲に記載の第3のP型トランジスタの一例である。
 また、nMOSトランジスタ334のドレインおよびゲートは短絡される。nMOSトランジスタ334および335のそれぞれのゲートは接続され、それぞれのソースは、接地電位VSSに接続される。nMOSトランジスタ335のドレインは、電流電圧変換部350に接続される。このような接続により、nMOSトランジスタ334および335は、nMOSトランジスタ334のドレインに入力された電流を電流電圧変換部350に出力するカレントミラー回路として機能する。nMOSトランジスタ334のドレインは、カレントミラー回路の入力ノードに該当する。
 電流電圧変換部350は、電流IPTATを電圧VPTATに変換するものである。電流電圧変換部350内には、例えば、抵抗351が配置される。抵抗351は、電源電圧VDDとnMOSトランジスタ335のドレインとの間に挿入される。
 電圧バッファ360は、抵抗351およびnMOSトランジスタ335の接続ノードの電圧VPTATの信号を温度信号Vtempとして、カラムADC230に出力するものである。
 ここで、タイミング制御回路290は、P相レベルを変換する期間においてスイッチ316を開状態にし、D相レベルを変換する期間においてスイッチ316を閉状態にする。以下、スイッチ316が開状態のときの電流IPTATをIPTAT_pとし、閉状態のときの電流IPTATを電流IPTAT_dとする。
 スイッチ316が開状態の場合、負側のノードN1の電圧V1は、次の式により表される。
  V1=(kT/q)(IPTAT_p/Is)        ・・・式1
上式において、kは、ボルツマン定数であり、単位は、ジュール毎ケルビン(J/K)である。Tは、絶対温度であり、単位は、例えば、ケルビン(K)である。qは、電子電荷であり、単位は、例えば、クーロン(c)である。Isは、バイポーラトランジスタの飽和電流であり、単位は、例えば、アンペア(A)である。
 また、スイッチ316が開状態の場合、正側のノードN2の電圧V2は、次の式により表される。
  V2=(kT/q){IPTAT_p/(K・Is)}    ・・・式2
 また、入力オフセット電圧Voffsetを考慮すると、オペアンプ311の反転入力端子(-)の電圧Vin-は、式1に基づいて次の式により表される。
  Vin-=V1+Voffset
     =(kT/q)(IPTAT_p/Is)+Voffset  ・・・式3
 一方、オペアンプ311の非反転入力端子(+)の電圧Vin+は、式2に基づいて次の式により表される。
  Vin+=V2+R・IPTAT_p
     =(kT/q){IPTAT_p/(K・Is)}
      +R・IPTAT_P               ・・・式4
上式において、Rは、抵抗313の抵抗値である。
 ここで、オペアンプ311と電流出力部330とを含む負帰還の回路により、電流IPTAT_Pは、オペアンプ311の入力端子間の電圧差が略ゼロとなるように調整される。このため、次の式が成立する。
  Vin-=Vin+                    ・・・式5
 式5に式3および式4を代入して変形すると、次の式が得られる。
  IPTAT_p=(1/R){Voffset+(kT/q)・ln(K)}…式6
上式において、「ln()」は、括弧内の値の対数を返す関数である。
 抵抗351の抵抗値も抵抗313と同様にRとし、スイッチ316が開状態のときの電圧VPTATをVPTAT_pとすると、式6より次の式が得られる。なお、抵抗351の抵抗値は、抵抗313と異なる値であってもよい。
  VPTAT_p=R・IPTAT_p
       =Voffset+(kT/q)・ln(K)    ・・・式7
 次に、スイッチ316が閉状態の場合、L個のバイポーラトランジスタ315がバイポーラトランジスタ314に並列に接続される。このときの正側のノードN2の電圧V2は、次の式により表される。
  V2=(kT/q){IPTAT_d/(K・Is+L・Is)}  …式8
 式8に基づいて電圧Vin+は、次の式により表される。
  Vin+=V2+R・IPTAT_d
     =(kT/q){IPTAT_d/(K・Is+L・Is)}
      +R・IPTAT_d              ・・・式9
 式5に式3および式9を代入して変形すると、次の式が得られる。
  IPTAT_d=(1/R)
        ・{Voffset+(kT/q)・ln(K+L)}…式10
 スイッチ316が閉状態のときの電圧VPTATをVPTAT_dとすると、式10より次の式が得られる。
  VPTAT_d=R・IPTAT_d
       =Voffset+(kT/q)・ln(K+L)   …式11
 後段のADC232は、電圧VPTAT_pと電圧VPTAT_dとの差分をAD変換することにより温度データDtを生成する。この温度データDtの値は、式7および式11に基づいて、次の式により表される。
  Dt=VPTAT_d-VPTAT_p
    =(kT/q)・ln{(K+L)/K}     ・・・式12
 KおよびLは、固定値であるため、式12より、温度データDtは、絶対温度Tに対して線形な値となる。また、差分をとることにより、入力オフセット電圧の成分が除去される。
 なお、ダイオード接続のバイポーラトランジスタのベースエミッタ間電圧は、温度に依存して変動するため、バイポーラトランジスタのみでも温度センサとして用いることができる。ただし、そのベースエミッタ間電圧は、温度に対して非線形な特性を持つため、バイポーラトランジスタのみでは、十分な測定精度が得られない。
 オペアンプ311を用いれば、式7より、温度に対して線形な電圧VPTAT_pが得られる。しかしながら、電圧VPTAT_pには、式7の右辺に例示するように、入力オフセット電圧の成分が存在する。このため、仮に、バイポーラトランジスタ315およびスイッチ316を設けずに、電圧VPTAT_pをそのまま温度データDtに変換すると、入力オフセット電圧による測定誤差が生じてしまう。
 そこで、イメージセンサ103では、バイポーラトランジスタ315およびスイッチ316を設け、正側の並列接続数を切り替えて、切り替え前後の電圧VPTATの差分を求めている。差分を求めることにより、式12に例示したように、温度データDtから、入力オフセット電圧の成分を除去することができる。これにより、温度の測定精度を向上させることができる。
 なお、スイッチ316をバイポーラトランジスタ315のエミッタとコモンノードNcomとの間に配置しているが、この構成に限定されない。例えば、スイッチ316をバイポーラトランジスタ315のコレクタと抵抗313との間に配置することもできる。また、バイポーラトランジスタ315のエミッタ側と、コレクタ側との両方にスイッチを配置することもできる。
 また、ダイオード接続のバイポーラトランジスタ312、314および315を配置しているが、整流素子であれば、後述するようにトランジスタの代わりにダイオードを配置することもできる。
 また、オペアンプ311の反転入力端子(-)にバイポーラトランジスタ312を接続し、反転入力端子(+)に抵抗313を接続しているが、この構成に限定されない。反転入力端子(-)に抵抗313を接続し、反転入力端子(+)にバイポーラトランジスタ312を接続することもできる。
 さらに、スイッチ316は、バイポーラトランジスタ314にバイポーラトランジスタ315を並列に接続しているが、この構成に限定されない。バイポーラトランジスタ315およびスイッチ316を負側に配置し、スイッチ316がバイポーラトランジスタ312にバイポーラトランジスタ315を並列に接続することもできる。
 〔信号処理部の構成例〕
 図6は、本技術の第1の実施の形態における信号処理部104の一構成例を示すブロック図である。この信号処理部104は、画像処理部410、パラメータ演算部420、パラメータ記憶部430および温度特性補正部440を備える。画像処理部410、パラメータ演算部420および温度特性補正部440のそれぞれには、モード信号MODEが入力される。
 画像処理部410は、撮像モードにおいて、画素データDvを配列した画像データに対して、所定の画像処理を実行するものである。例えば、ホワイトバランス補正処理や、デモザイク処理などの各種の処理が実行される。画像処理部410は、処理後の画像データをエンコード/デコード部105や制御部108に出力する。また、画像処理部410は、必要に応じて、温度データDtを利用して各種の補正を行うことができる。
 例えば、イメージセンサにおいては、画素にて保持している信号電荷が暗電流として信号線側に漏れ出すというリーク現象が問題になる。この暗電流成分は、画像劣化の要因となる。そこで、暗電流成分を低減する処理が行われる。この場合において、暗電流量は温度に応じて変動する特性であることがわかっている。そこで、画像処理部410は、温度データDtが示す温度に応じて検出された暗電流量を補正したうえで、暗電流の低減処理を行うように構成することができる。
 また、欠陥画素に対応した補正処理にあっては、例えば画素信号Vxのレベルに基づいて欠陥画素であるか否かの判定を行うことができるが、このときの画素信号Vxのレベルも温度に応じた変動特性を持つ。そこで、画像処理部410は、欠陥画素の補正を行う際に、温度データDtが示す温度に応じて信号レベルを補正したうえで、欠陥画素の判定を行うことができる。
 また、温度データDtは、先にも述べたように、画像データの撮像中に生成されることから、リアルタイム性を有している。このために、例えば、暗電流の低減処理、画素欠陥補正処理などの信号処理において、温度データDtを用いることにより、そのときの実際の温度変化に追随するように信号処理を行うことができる。これにより、例えば高い暗電流低減効果、欠陥画素の補正効果が得られる。
 なお、イメージセンサ103は、温度データDtを外部に出力することもできる。外部出力された温度データDtは、例えば、温度が上昇した際に、画像データの撮像を停止するなど、高温時の撮像装置100の動作を安定させるために利用される。
 パラメータ演算部420は、キャリブレーションモードにおいて、温度データDtを補正するためのパラメータを温度演算パラメータとして演算するものである。キャリブレーションモードにおいて、実際の温度がテスト温度として設定される。そして、パラメータ演算部420は、温度データDtを取得し、そのデータの示す温度とテスト温度との差分を測定誤差として取得する。パラメータ演算部420は、テスト温度を変更して、複数回に亘って測定誤差を取得し、温度と測定誤差との間の関係を示す関数を求める。パラメータ演算部420は、その関数の係数を温度演算パラメータとして、パラメータ記憶部430に記憶させる。
 温度特性補正部440は、撮像モードにおいて、温度データDtを補正するものである。この温度特性補正部440は、パラメータ記憶部430から温度演算パラメータを読み出し、そのパラメータを用いて温度データDtを補正する。温度演算パラメータを用いることにより、入力オフセット電圧以外の要因による測定誤差が補正される。補正後の温度データDtは、画像処理部410などに供給される。
 図7は、本技術の第1の実施の形態における測定回路の一構成例を示すブロック図である。温度信号出力回路300内の電流生成部310および電流電圧変換部350と、ADC232と、信号処理部104内のパラメータ記憶部430および温度特性補正部440とを含む回路は、温度を測定する測定回路500として機能する。
 また、電流生成部310は、前述したように、オペアンプ311と、バイポーラトランジスタ312、314および315と、抵抗313と、スイッチ316と、電流出力部330とを備える。
 オペアンプ311は、一対の入力端子のそれぞれの端子電圧の差に応じた出力電圧を出力する。それらの入力端子の一方に抵抗313の一端が接続され、他端にバイポーラトランジスタ312が接続される。抵抗313の他端には、バイポーラトランジスタ314が接続される。なお、バイポーラトランジスタ312は、特許請求の範囲に記載の端子側整流素子の一例であり、バイポーラトランジスタ314は、特許請求の範囲に記載の抵抗側整流素子の一例である。
 また、スイッチ316は、バイポーラトランジスタ312および314の一方(例えば、バイポーラトランジスタ314)にバイポーラトランジスタ315を並列に接続する。そして、電流出力部330は、オペアンプ311の出力電圧に応じた電流を抵抗313などに帰還させる。なお、バイポーラトランジスタ315は、特許請求の範囲に記載の追加整流素子の一例である。
 電流電圧変換部350は、電流IPTATを電圧に変換する。そして、ADC232は、バイポーラトランジスタ315が接続されていないときの電流IPTAT_pに応じた電圧と、バイポーラトランジスタ315が接続されているときの電流IPTAT_dに応じた電圧との差分を温度データDtとして求める。
 ADC232が差分を求めることにより、式12に例示したように、温度データDtから、入力オフセット電圧の成分を除去することができる。これにより、温度の測定精度を向上させることができる。なお、ADC232は、特許請求の範囲に記載の差分取得部の一例である。
 なお、ADC232は、電圧をAD変換しているが、電流をAD変換することもできる。この場合には、電流電圧変換部350が不要となる。また、同図の測定回路500を撮像装置100内に設けているが、撮像装置100以外の回路や電子機器に配置することもできる。
 また、バイポーラトランジスタ312および314とコモンノードNcomとの間には、素子を配置していないが、図8に例示するようにダミースイッチ317および318を配置することもできる。ダミースイッチ317および318とスイッチ316として、同一の極性のトランジスタ(nMOSトランジスタなど)が配置される。ダミースイッチ317および318のゲートには、バイアス電圧Vbが入力され、オン状態に固定される。このように、ダミースイッチ318および318を配置することにより、バイポーラトランジスタのエミッタの電位を揃うため、測定精度を向上させることができる。
 〔イメージセンサの動作例〕
 図9は、本技術の第1の実施の形態におけるイメージセンサ103の動作の一例を示すタイミングチャートである。タイミング制御回路290は、選択信号SEL1により、例えば、1列目のセレクタ231に、温度信号をAD変換対象として選択させる。また、タイミング制御回路290は、選択信号SEL2などにより、例えば、2列目以降のセレクタ231に、画素信号をAD変換対象として選択させる。なお、温度信号を選択させる列は、一定期間ごとに変更することができる。
 タイミングT0乃至T3においてキャリブレーションモードが設定されたものとする。このキャリブレーションモードにおいて、タイミング制御回路290は、タイミングT0乃至T1のP相期間内に、例えば、ローレベルの制御信号SWpdを供給し、スイッチ316を開状態にする。また、タイミング制御回路290は、タイミングT1乃至T2のD相期間内に、例えば、ハイレベルの制御信号SWpdを供給し、スイッチ316を閉状態にする。タイミングT2以降は、制御信号SWpdがハイレベル、ローレベルに交互に制御される。
 また、1列目のADC232は、P相期間内にダウンカウントを行い、D相期間内にアップカウントを行って温度データDtを生成する。一方、2列目以降のADC232は、キャリブレーションモード中は、カウント動作を停止している。
 そして、タイミングT3以降において撮像モードが設定されたものとする。この撮像モードにおいて、タイミング制御回路290は、タイミングT3乃至T4のP相期間内にローレベルの制御信号SWpdを供給し、タイミングT4乃至T5のD相期間内に、ハイレベルの制御信号SWpdを供給する。タイミングT5以降は、制御信号SWpdがハイレベル、ローレベルに交互に制御される。
 また、1列目のADC232は、行が選択されるたびに、ダウンカウントおよびアップカウントを行って温度データDtを生成する。一方、2列目以降のADC232は、行が選択されるたびにダウンカウントおよびアップカウントを行って画素データDvを生成する。
 図10は、本技術の第1の実施の形態におけるイメージセンサ103の画素信号Vxに対するAD変換動作の一例を示すタイミングチャートである。
 同図において、例えば露光期間が完了したとされる時刻t0からAD変換期間が開始される。このAD変換期間開始時においては、まず、DAC250は、参照信号RMPとしてクランプ電圧VS1を出力させている。
 次に、例えば時刻t1にてAD変換期間が開始されてから、列信号線213に得られる電位と、参照信号RMPの信号線の電位が安定したとみてよい時刻t1に至ったとする。すると、タイミング制御回路290は、タイミング信号TM4としてLレベルのパルスを出力させてLowアクティブとする。これに応じて入力端子電位リセットによりコンパレータ240における2つの入力端子がほぼ同電位の状態となる。
 ただし、実際には、上記のコンパレータ240における入力端子電位リセットの期間が短かったり、あるいは、入力電位のオフセットが完全にキャンセルされてほぼ完全な同電位となったようなときには、かえって次のような誤動作を生じる可能性がある。すなわち、コンパレータ240の出力が反転すべきであるのに反転しなかったり、逆に、反転すべきではないのに反転してしまうようなことがある。そこで、本発明の実施の形態においては、次のような構成を採ることとしてもよい。すなわち、例えば時刻t1の入力電位リセットの実行タイミングからある程度の時間を経過した時刻t2において、参照信号RMPの電圧レベルをクランプ電圧VS1から初期電圧VS2に変更するというものである。これにより、上記したようなコンパレータ240の誤動作を避けることができる。
 ここで、読み出し対象となっている画素211は、時刻t6以前においてはリセット動作の状態にあるとされ、列信号線213にはFD部に得られているリセット成分としての電位が現れている。従って、時刻t6以前においては、コンパレータ240は、リセット成分の画素信号Vxと、参照信号RMPとの各電圧値を比較して出力信号Vcを出力していることになる。
 参照信号RMPとしての初期電圧値VS2は、画素信号Vxとして得られているリセット成分の電圧値よりも高い。これに応じて、時刻t3以前においては、コンパレータ240の出力信号Vcは、Hレベルを出力している状態にある。
 そして時刻t3から時刻t5までの期間がP相期間として設定される。P相期間は予め所定時間長が規定されている。このP相期間において、タイミング制御回路290は、参照信号RMPとして、一定による所定の傾きにより時間経過に応じて減衰するランプ波形を生成して出力する。また、P相期間の開始タイミングである時刻t3では、タイミング信号TM1として例えばHレベルのパルス(P相カウント開始パルス)が出力される。このP相カウント開始パルスに応じて、カウンタ233はダウンカウントを開始する。すなわち同図に示すようにカウンタ233は、時刻t3から、例えばクロック信号CKに同期したカウントタイミングにより、カウント値0からのダウンカウント動作を開始する。なお、ここでは図示していないが、カウンタ233のカウント値は、時刻t3以前の所定タイミングにおいて0にリセットされるようになっている。
 この図では、時刻t4においてコンパレータ240が入力する画素信号Vxとランプ波形の参照信号RMPについて、参照信号RMPの電圧値のほうが低くなるように変化したものとする。これに応じて、コンパレータ240の出力信号Vcは、時刻t4に対応して、HレベルからLレベルに反転する。また、カウンタ233は、入力される出力信号Vcが反転したタイミングに応じてカウント動作を停止するようにされている。このため、カウンタ233は、時刻t3から開始したダウンカウントを時刻t4にて停止させる。従って、この場合には、時刻t3から時刻t4の期間が、実際にP相期間においてダウンカウントを実行したP相カウント期間となる。また、カウンタ233は、ラッチ機能を有しており、ダウンカウントを停止したことに応じて、ダウンカウントにより最後に得られたカウント値を時刻t4以降も保持する。
 時刻t4の後、時刻t5に至ってP相カウント期間が完了すると、DAC250は、これまでランプ波形により減衰させていた参照信号RMPを例えば初期電圧値VS2にまで戻す。これに応じて、時刻t5より後のあるタイミングで、参照信号RMPの電圧値のほうが画素信号Vxの電圧値よりも高くなるため、コンパレータ240の出力信号Vcは反転してHレベルに変化する。
 また、P相カウント期間が終了してある所定時間を経過した時刻t6のタイミングで、画素211側では、これまでのリセット動作から転送動作に移行する。これにより、列信号線213には、受光量に応じてフォトダイオードに蓄積された電荷に応じた受光信号成分の電圧値が現れる。
 そして、時刻t7に至ると、時刻t9までの所定期間にわたってD相期間が設定される。D相期間においては、DAC250は、再度、ランプ波形による参照信号RMPの出力を開始する。また、時刻t7においては、タイミング信号TM2として、例えばHレベルのパルス(D相カウント開始パルス)が出力される。これに応じて、カウンタ233は、アップカウントを開始する。このアップカウントは、先のP相カウント期間(t3乃至t4)でのダウンカウントにより保持していたカウント値から開始する。
 D相カウント期間の開始時点である時刻t7では、参照信号RMPの電圧値のほうが画素信号Vxの電圧値よりも高いため、コンパレータ240の出力信号VcはHレベルを維持している。しかし、参照信号RMPがランプ波形であるため、この場合には、時刻t7からある時刻を経過した時刻t8に至って参照信号RMPの電圧値のほうが画素信号Vxの電圧値より低くなったとする。これにより、時刻t8に応じたタイミングで、コンパレータ240の出力信号Vcは、Lレベルに反転する。
 時刻t8においてコンパレータ240の出力信号Vcが反転したことに応じて、カウンタ233はこれまでのアップカウントを停止し、時刻t8以降、この停止時点において得られていたカウント値を保持する。
 ここでP相カウント期間(t3乃至t4)において得られた負のカウント値の絶対値は、リセット成分ΔVとしてのレベル(電圧値)を示している。また、D相カウント期間(t7乃至t8)のアップカウントにより得られた正のカウント値は、受光量に応じた信号成分Vsigに応じたレベル(電圧値)を示している。ただし、D相カウント期間におけるアップカウントは、P相カウント期間により得られた、リセット成分ΔVに応じたカウント値から開始している。
 従って、カウンタ233が実行するP相カウント期間のダウンカウントとD相カウント期間のアップカウントの動作は、
  (Vsig+ΔV)-ΔV=Vsig       ・・・式13
で表される演算を行っているのと等価になる。また、実際には、リセット成分ΔVと信号成分Vsigには、対応するADC232のオフセット成分ΔVofsが含まれている。従って、式13は、
  (Vsig+ΔV+ΔVofs)-(ΔV+ΔVofs)
  =Vsig                   ・・・式14
のように変形することができる。例えば、リセット成分ΔVには画素211ごとのばらつきに応じた変動成分が含まれる。従って式14は、信号Vsigとしては、画素211ごとのばらつきによる電圧値の変動成分や、ADC232のオフセット成分がキャンセルされた、正確な値が得られることを意味している。
 このように、撮像モードにおいてカラムADC230におけるADC232は、アナログの画素信号Vxをデジタル信号に変換するにあたって、CDS処理を実行する。これによって、より忠実な信号値を得ることができるようになっている。
 図11は、本技術の第1の実施の形態におけるイメージセンサ103の温度信号Vtempに対するAD変換動作の一例を示すタイミングチャートである。なお、この図における時刻t3,t4,t5,t6,t7,t9は、それぞれ、図10の同じ時刻に対応している。
 図11においては時刻t3からの動作が示される。時刻t3は、P相期間の開始タイミングであり、参照信号RMPは、初期電圧値VS2から一定の傾きで減衰を開始する。
 また、時刻t3においてはタイミング信号TM1としてP相カウントスタートパルスが立ち上がるので、これに応じて、温度信号Vtempに対応するカウンタ233は、カウント値0からダウンカウントを開始する。なお、ここではカウント0からダウンカウントを行ったことにより得られるカウント値は負の値となることを前提とする。
 ダウンカウントの際にタイミング制御回路290は、制御信号SWpdによりスイッチ316を開状態にする。このときの電圧VPTAT_pの電圧値は、式7により表される。
 時刻t3以降、参照信号RMPの電圧値がランプ波形により低減していくことで、例えば時刻t3からある時間を経過した時刻t4において、電圧VPTAT_pのほうが参照信号RMPよりも高くなる状態に変化する。これに応じて、コンパレータ240の出力信号Vcは、HレベルからLレベルに反転し、カウンタ233はカウント動作を停止し、これまでのダウンカウントにより得られたカウント値を保持する。
 P相期間は時刻t5において完了する。この時刻t5において、参照信号RMPは、例えば初期電圧値VS2に戻される。これに応じてコンパレータ240の出力信号VcはHレベルに反転している。
 次に、D相期間が開始される時刻t7に対して所定時間前となる時刻t6に至るとタイミング制御回路290は、制御信号SWpdによりスイッチ316を閉状態にする。このときの電圧VPTAT_dの電圧値は、式11により表される。
 そして、時刻t7に至ると、D相期間が開始される。D相期間の開始タイミングである時刻t7においては、再度、参照信号RMPが一定の傾きによる低減を開始する。また、時刻t7においては、タイミング信号TM2としてD相カウントスタートパルスが立ち上がる。これに応じて、温度信号Vtempに対応するカウンタ233は、アップカウントを開始する。
 そして、この場合においては時刻t8に至って、参照信号RMPが温度信号Vtemp以下のレベルとなって、コンパレータ240の出力信号VcがLレベルに反転したものとされている。これに応じて、カウンタ233はこれまでのアップカウントを停止してカウント値を保持する。これによりD相カウント期間は完了したことになる。そして、カウンタ233は、このD相カウント期間において得られたカウント値を、列走査回路260から列制御信号が入力されたタイミングに応じて、温度データDtとして出力する。
 この後、D相期間が完了する時刻t9に至ったとされると、例えば、参照信号RMPは、再度、初期電圧値に戻される。
 このようにして、温度信号Vtempが入力されたADC232は、その温度信号VtempをAD変換し、温度データDtとして出力する。この温度データDtの値は、式12により表される。
 なお、イメージセンサ103は、スイッチ316を開状態にしたときの電圧をAD変換した後に、スイッチ316を閉状態にしたときの電圧をAD変換しているが、この構成に限定されない。逆に、スイッチ316を閉状態にしたときの電圧をAD変換した後に、スイッチ316を開状態にしたときの電圧をAD変換することもできる。
 図12は、本技術の第1の実施の形態と比較例とにおける温度の測定結果の一例を示すグラフである。同図におけるaは、本技術の第1の実施の形態における温度の測定結果の一例を示すグラフである。同図におけるbは、バイポーラトランジスタ315およびスイッチ316を設けない比較例における温度の測定結果の一例を示すグラフである。また、同図における縦軸は、LSB(Least Significant Bit)を単位とする温度データを示し、横軸は、温度を示す。また、同図におけるbの実線は、実測された温度特性を示し、点線は、誤差のない理想的な温度特性を示す。
 同図におけるaに例示するように、差分により求めた温度データは、温度に比例した値となる。また、同図におけるbに例示するように、差分を求めない比較例の温度データには、入力オフセット電圧に起因する測定誤差が生じる。この測定誤差は、所定温度において最小となるが、その温度から温度が上昇または降下するほど、測定誤差が拡大する。
 バイポーラトランジスタ315およびスイッチ316を設け、差分を求めることにより、式12に例示したように入力オフセット電圧の成分を除去することができる。これにより、同図におけるaに例示するように、入力オフセット電圧に起因する測定誤差を抑制することができる。
 〔撮像装置の動作例〕
 図13は、本技術の第1の実施の形態における撮像装置100の動作の一例を示すフローチャートである。この動作は、例えば、撮像装置100に電源が投入されたときに開始される。
 撮像装置100は、キャリブレーションモードが設定されたか否かを判断する(ステップS901)。キャリブレーションモードが設定された場合に(ステップS901:Yes)、撮像装置100は、温度演算パラメータを演算するためのパラメータ演算処理を実行する(ステップS910)。
 キャリブレーションモードが設定されていない場合(ステップS901:No)、または、ステップS910の後に撮像装置100は、撮像モードが設定されたか否かを判断する(ステップS902)。撮像モードが設定された場合に(ステップS902:Yes)、撮像装置100は、行ごとに画素信号をAD変換しつつ、温度を測定するための温度測定処理を実行する(ステップS950)。
 撮像モードが設定されていない場合(ステップS902:No)、または、ステップS950の後に撮像装置100は、全行のAD変換が終了したか否かを判断する(ステップS903)。全行のAD変換が終了していない場合に(ステップS903:No)、イメージセンサ103は、ステップS950以降を繰り返す。一方、全行のAD変換が終了した場合に(ステップS903:Yes)、撮像装置100は、ステップS901以降を繰り返し実行する。
 図14は、本技術の第1の実施の形態におけるパラメータ演算処理の一例を示すフローチャートである。撮像装置100内の信号処理部104は、測定回数を示す変数j(jは、整数)を「0」に初期化し(ステップS911)、変数jをインクリメントする(ステップS912)。
 信号処理部104はj回目のテスト温度Tjを設定し(ステップS913)、撮像装置100内のイメージセンサ103は温度データDtを生成するための温度データ生成処理を実行する(ステップS920)。そして、信号処理部104は、変数j(すなわち、測定回数)が、所定回数Calに達したか否かを判断する(ステップS914)。測定回数がCal未満である場合(ステップS914:No)、信号処理部104は、ステップS912以降を繰り返す。
 一方、測定回数がCalに達した場合(ステップS914:Yes)、信号処理部104は、測定値に基づいて、温度演算パラメータを演算し(ステップS915)、パラメータ記憶部430に格納する(ステップS916)。ステップS916の後に撮像装置100は、パラメータ演算処理を終了する。
 図15は、本技術の第1の実施の形態における温度データ生成処理の一例を示すフローチャートである。イメージセンサ103内の温度信号出力回路300は、スイッチ316が開状態のときの電流IPTAT_pを生成し(ステップS921)、電圧VPTAT_pに変換する(ステップS922)。そして、温度信号出力回路300は、スイッチ316が閉状態のときの電流IPTAT_dを生成し(ステップS923)、電圧VPTAT_dに変換する(ステップS924)。ADC232は、それらの電圧の差分をAD変換し(ステップS925)、そのAD変換結果を温度データDtとしてメモリなどに格納する(ステップS926)。ステップS926の後にイメージセンサ103は、温度データ生成処理を終了する。
 図16は、本技術の第1の実施の形態における温度測定処理の一例を示すフローチャートである。イメージセンサ103は、前述の温度データ生成処理を実行し(ステップS920)、信号処理部104は、温度演算パラメータをパラメータ記憶部430から読み出す(ステップS951)。そして、信号処理部104は、温度補正パラメータを用いて温度データを補正し、その結果を出力する(ステップS952)。ステップS952の後に撮像装置100は、温度測定処理を終了する。
 このように、本技術の第1の実施の形態によれば、バイポーラトランジスタ315の接続前の電圧と接続後の電圧との差分を温度データとして求めるため、オペアンプ311の入力オフセット電圧の成分を除去することができる。これにより、差分を求めない場合と比較して、温度の測定精度を向上させることができる。
 <2.第2の実施の形態>
 上述の第1の実施の形態では、温度信号出力回路300は、電流IPTATをカレントミラー回路(nMOSトランジスタ334および335)を介して出力していたが、カレントミラー回路の分、イメージセンサ103の回路規模が増大する。この第2の実施の形態の温度信号出力回路300は、カレントミラー回路を削減した点において第1の実施の形態と異なる。
 図17は、本技術の第2の実施の形態における温度信号出力回路300の一構成例を示す回路図である。この第2の実施の形態の温度信号出力回路300は、電流出力部330内に、pMOSトランジスタ333と、nMOSトランジスタ334および335とが配置されない点において第1の実施の形態と異なる。また、電流電圧変換部350は、コモンノードNcomと接地電位VSSとの間に挿入される。同図に例示したようにコモンノードNcomと接地電位VSSとの間に電流電圧変換部350を配置したことにより、カレントミラー回路が不要となる。また、正側と負側とのそれぞれの電流IPTATがコモンノードNcomで合流するため、出力される電圧の値は、第1の実施の形態と比べて2倍となる。
 このように、本技術の第2の実施の形態によれば、コモンノードNcomと接地電位VSSとの間に電流電圧変換部350を配置したため、カレントミラー回路を削減することができる。
 <3.第3の実施の形態>
 上述の第1の実施の形態では、電流電圧変換部350が電流を電圧に変換していたが、電流電圧変換部350の分、イメージセンサ103の回路規模が増大する。この第2の実施の形態の温度信号出力回路300は、電流電圧変換部を削減した点において第1の実施の形態と異なる。
 図18は、本技術の第3の実施の形態における温度信号出力回路300の一構成例を示す回路図である。この第3の実施の形態の温度信号出力回路300は、電流出力部330内に、pMOSトランジスタ333と、nMOSトランジスタ334および335とが配置されない点において第1の実施の形態と異なる。pMOSトランジスタ332と、抵抗313との間のノードが電圧バッファ360に接続される。この接続構成によって、抵抗313により、電流IPTATが電圧VPTATに変換され、その電圧の信号が電圧バッファ360により出力される。抵抗313が電流を電圧に変換するため、電流電圧変換部350が不要となる。
 このように、本技術の第3の実施の形態によれば、抵抗313が電流を電圧に変換するため、電流電圧変換部350を削減することができる。
 <4.第4の実施の形態>
 上述の第1の実施の形態では、温度信号出力回路300は、電流IPTATをカレントミラー回路(nMOSトランジスタ334および335)を介して出力していたが、カレントミラー回路の分、イメージセンサ103の回路規模が増大する。この第4の実施の形態の温度信号出力回路300は、カレントミラー回路を削減した点において第1の実施の形態と異なる。
 図19は、本技術の第4の実施の形態における温度信号出力回路300の一構成例を示す回路図である。この第4の実施の形態の温度信号出力回路300は、nMOSトランジスタ334および335が配置されない点において第1の実施の形態と異なる。また、電流電圧変換部350は、pMOSトランジスタ333と接地電位VSSとの間に配置される。同図に例示したように、接地電位VSS側に電流電圧変換部350を配置したため、カレントミラー回路が不要となる。
 本技術の第4の実施の形態によれば、pMOSトランジスタ333と接地電位VSSとの間に電流電圧変換部350を配置したため、カレントミラー回路を削減することができる。
 <5.第5の実施の形態>
 上述の第1の実施の形態では、正側にバイポーラトランジスタ315を並列に接続していたが、負側にバイポーラトランジスタをさらに並列接続することもできる。この第5の実施の形態の温度信号出力回路300は、負側にバイポーラトランジスタを並列接続する点において第1の実施の形態と異なる。
 図20は、本技術の第5の実施の形態における温度信号出力回路300の一構成例を示す回路図である。この第5の実施の形態の温度信号出力回路300は、バイポーラトランジスタ319およびスイッチ320をさらに設けた点において第1の実施の形態と異なる。
 スイッチ320は、制御信号SWpdに従って、負側のバイポーラトランジスタ312にバイポーラトランジスタ319を並列に接続するものである。バイポーラトランジスタ319の個数は、任意であり、その個数をJ(Jは整数)個とする。なお、バイポーラトランジスタ312および319は、特許請求の範囲に記載の第1および第2の追加整流素子の一例であり、スイッチ316および320は、特許請求の範囲に記載の第1および第2のスイッチの一例である。
 スイッチ316および320が開状態のときの電圧VPTAT_pは、第1の実施の形態と同様である。一方、スイッチ316および320が閉状態のときの電圧VPTAT_dは、次の式により表される。
  VPTAT_d=R・IPTAT_d
      =Voffset+(kT/q)・ln{(K+L)/J}…式15
 式11の代わりに式15の値を式12に代入することにより、温度データDtが演算される。J個のバイポーラトランジスタ319の接続により、KおよびLに加えて、Jの値も設定することができるため、温度の係数を微調整しやすくなる。
 なお、第5の実施の形態に第2乃至第4の実施の形態を適用することもできる。
 このように、本技術の第5の実施の形態によれば、スイッチ320がバイポーラトランジスタ312にバイポーラトランジスタ319を並列に接続するため、係数の微調整を容易にすることができる。
 <6.第6の実施の形態>
 上述の第1の実施の形態では、温度信号出力回路300内に整流素子として、ダイオード接続のバイポーラトランジスタ312、314および315を配置していたが、トランジスタの代わりにダイオードを配置することもできる。この第6の実施の形態の温度信号出力回路300は、整流素子としてダイオードを用いる点において第1の実施の形態と異なる。
 図21は、本技術の第6の実施の形態における温度信号出力回路300の一構成例を示す回路図である。この第6の実施の形態の温度信号出力回路300は、バイポーラトランジスタ312、314および315の代わりにダイオード321、322および323が配置される点において第1の実施の形態と異なる。これらのダイオードの温度特性を利用して、第1の実施の形態と同様に温度データDtが生成される。
 なお、第6の実施の形態に第2乃至第5の実施の形態を適用することもできる。
 このように、本技術の第6の実施の形態によれば、整流素子としてダイオード321、322および323を配置したため、ダイオードの温度特性を利用して温度データDtを生成することができる。
 <7.移動体への応用例>
 本開示に係る技術(本技術)は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
 図22は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
 車両制御システム12000は、通信ネットワーク12001を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図22に示した例では、車両制御システム12000は、駆動系制御ユニット12010、ボディ系制御ユニット12020、車外情報検出ユニット12030、車内情報検出ユニット12040、及び統合制御ユニット12050を備える。また、統合制御ユニット12050の機能構成として、マイクロコンピュータ12051、音声画像出力部12052、及び車載ネットワークI/F(interface)12053が図示されている。
 駆動系制御ユニット12010は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット12010は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
 ボディ系制御ユニット12020は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット12020は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット12020には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット12020は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
 車外情報検出ユニット12030は、車両制御システム12000を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット12030には、撮像部12031が接続される。車外情報検出ユニット12030は、撮像部12031に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット12030は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
 撮像部12031は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部12031は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部12031が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
 車内情報検出ユニット12040は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット12040には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部12041が接続される。運転者状態検出部12041は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット12040は、運転者状態検出部12041から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
 マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030又は車内情報検出ユニット12040で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット12010に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むADAS(Advanced Driver Assistance System)の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
 また、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030又は車内情報検出ユニット12040で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
 また、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット12020に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車外情報検出ユニット12030で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
 音声画像出力部12052は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図22の例では、出力装置として、オーディオスピーカ12061、表示部12062及びインストルメントパネル12063が例示されている。表示部12062は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
 図23は、撮像部12031の設置位置の例を示す図である。
 図23では、撮像部12031として、撮像部12101,12102,12103,12104,12105を有する。
 撮像部12101,12102,12103,12104,12105は、例えば、車両12100のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部12101及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部12105は、主として車両12100の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部12102,12103は、主として車両12100の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部12104は、主として車両12100の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部12105は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
 なお、図23には、撮像部12101ないし12104の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲12111は、フロントノーズに設けられた撮像部12101の撮像範囲を示し、撮像範囲12112,12113は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部12102,12103の撮像範囲を示し、撮像範囲12114は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部12104の撮像範囲を示す。例えば、撮像部12101ないし12104で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両12100を上方から見た俯瞰画像が得られる。
 撮像部12101ないし12104の少なくとも1つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部12101ないし12104の少なくとも1つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
 例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101ないし12104から得られた距離情報を基に、撮像範囲12111ないし12114内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化(車両12100に対する相対速度)を求めることにより、特に車両12100の進行路上にある最も近い立体物で、車両12100と略同じ方向に所定の速度(例えば、0km/h以上)で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ12051は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御(追従停止制御も含む)や自動加速制御(追従発進制御も含む)等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
 例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101ないし12104から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、2輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車両12100の周辺の障害物を、車両12100のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ12051は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ12061や表示部12062を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット12010を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
 撮像部12101ないし12104の少なくとも1つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101ないし12104の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部12101ないし12104の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ12051が、撮像部12101ないし12104の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部12052は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部12062を制御する。また、音声画像出力部12052は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部12062を制御してもよい。
 以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、○○(本願が適用されるブロック。例えば、撮像部12031等)に適用され得る。例えば、図2のイメージセンサ103は、撮像部12031に適用することができる。撮像部12031に本開示に係る技術を適用することにより、高精度の温度による補正によって、より見やすい撮影画像を得ることができるため、ドライバの疲労を軽減することが可能になる。
 なお、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本技術の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。
 なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって、限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。
 なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
(1)一対の入力端子のそれぞれの端子電圧の差に応じた出力電圧を出力するオペアンプと、
 前記一対の入力端子の一方に一端が接続された抵抗と、
 前記抵抗の他端に接続された抵抗側整流素子と、
 前記一対の入力端子の他方に接続された端子側整流素子と、
 追加整流素子と、
 前記抵抗側整流素子および前記端子側整流素子の一方に前記追加整流素子を並列に接続するスイッチと、
 前記出力電圧に応じた電流を出力する電流出力部と、
 前記追加整流素子が接続されていないときの前記電流に応じた信号と前記追加整流素子が接続されているときの前記電流に応じた信号との差分を温度データとして求める差分取得部と
を具備する測定回路。
(2)前記電流を電圧に変換する電流電圧変換部をさらに具備し、
 前記差分取得部は、前記電圧の差分を前記温度データとして求める
前記(1)記載の測定回路。
(3)前記電流出力部は、
 入力ノードからの電流を前記電流電圧変換部に出力するカレントミラー回路と、
 電源と前記端子側整流素子との間に挿入され、ゲートに前記出力電圧が入力される第1のP型トランジスタと、
 前記電源と前記抵抗との間に挿入され、ゲートに前記出力電圧が入力される第2のP型トランジスタと、
 前記電源と前記入力ノードとの間に挿入され、ゲートに前記出力電圧が入力される第3のP型トランジスタと
を備える前記(2)記載の測定回路。
(4)前記電流出力部は、
 電源と前記端子側整流素子との間に挿入され、ゲートに前記出力電圧が入力される第1のP型トランジスタと、
 前記電源と前記抵抗との間に挿入され、ゲートに前記出力電圧が入力される第2のP型トランジスタと
を備え、
 前記端子側整流素子と前記抵抗側整流素子とは、所定のコモンノードを介して前記電流電圧変換部に共通に接続される
前記(2)記載の測定回路。
(5)前記電流生成部は、
 電源と前記端子側整流素子との間に挿入され、ゲートに前記出力電圧が入力される第1のP型トランジスタと、
 前記電源と前記抵抗との間に挿入され、ゲートに前記出力電圧が入力される第2のP型トランジスタと、
 前記電源と前記電流電圧変換部との間に挿入され、ゲートに前記出力電圧が入力される第3のP型トランジスタと
を備える前記(2)記載の測定回路。
(6)前記抵抗と前記電流出力部との間のノードの電圧を出力する電圧バッファをさらに具備する
前記(1)記載の測定回路。
(7)前記追加整流素子は、第1および第2の追加整流素子を含み、
 前記スイッチは、第1および第2のスイッチを含み、
 前記第1のスイッチは、前記抵抗側整流素子および前記端子側整流素子の一方に前記第1の追加整流素子を並列に接続し、
 前記第2のスイッチは、前記抵抗側整流素子および前記端子側整流素子の他方に前記第2の追加整流素子を並列に接続する
前記(1)から(6)のいずれかに記載の測定回路。
(8)前記端子側整流素子、前記抵抗側整流素子および前記追加整流素子は、ダイオード接続されたトランジスタである
前記(1)から(7)のいずれかに記載の測定回路。
(9)前記端子側整流素子、前記抵抗側整流素子および前記追加整流素子は、ダイオードである
前記(1)から(7)のいずれかに記載の測定回路。
(10)前記抵抗側整流素子および前記端子側整流素子のそれぞれと所定のコモンノードとの間に配置されたオン状態のダミースイッチをさらに備え、
 前記スイッチおよび前記ダミースイッチは、極性が同一のトランジスタである
前記(1)から(9)のいずれかに記載の測定回路。
(11)一対の入力端子のそれぞれの端子電圧の差に応じた出力電圧を出力するオペアンプと、
 前記一対の入力端子の一方に一端が接続された抵抗と、
 前記抵抗の他端に接続された抵抗側整流素子と、
 前記一対の入力端子の他方に接続された端子側整流素子と、
 追加整流素子と、
 前記抵抗側整流素子および前記端子側整流素子の一方に前記追加整流素子を並列に接続するスイッチと、
 前記出力電圧に応じた電流を出力する電流出力部と、
 前記追加整流素子が接続されていないときの前記電流に応じた信号と前記追加整流素子が接続されているときの前記電流に応じた信号との差分を温度データとして求める差分取得部と、
 前記温度データに基づいて画素信号を処理する信号処理部と
を具備する電子機器。
(12)前記信号処理部は、
 前記温度データと所定の設定温度とに基づいて前記温度データを補正するためのパラメータを演算するパラメータ演算部と
 前記パラメータを記憶するパラメータ記憶部と、
 前記記憶されたパラメータを用いて前記温度データを補正する温度特性補正部と
を備える前記(11)記載の電子機器。
(13)前記画素信号を生成する画素と、
 前記画素信号と前記電流に応じた温度信号とのいずれかを選択して前記差分取得部に出力するセレクタと
をさらに具備し、
 前記差分取得部は、前記温度信号が選択された場合には前記温度信号をデジタル信号に変換するとともに前記差分を取得し、前記画素信号が選択された場合には前記画素信号をデジタル信号に変換する
前記(11)または(12)に記載の電子機器。
 100 撮像装置
 101 光学系部
 102 フィルタ
 103 イメージセンサ
 104 信号処理部
 105 エンコード/デコード部
 106 メディアドライブ
 107 記録媒体
 108 制御部
 109 ゲイン設定部
 110 シャッタ駆動部
 111 絞り駆動部
 112 表示部
 113 操作部
 114 照度検出部
 121 レンズ部
 122 絞り
 210 画素アレイ
 211 画素
 220 行捜査回路
 230 カラムADC
 231 セレクタ
 232 ADC
 233 カウンタ
 240 コンパレータ
 241~244、331~333 pMOSトランジスタ
 245~257、334、335 nMOSトランジスタ
 248、249 コンデンサ
 250 DAC
 260 列走査回路
 280 バッファアンプ
 290 タイミング制御回路
 300 温度信号出力回路
 310 電流生成部
 311 オペアンプ
 312、314、315、319 バイポーラトランジスタ
 313、351 抵抗
 316、320 スイッチ
 317、318 ダミースイッチ
 321、322、323 ダイオード
 330 電流出力部
 350 電流電圧変換部
 360 電圧バッファ
 410 画像処理部
 420 パラメータ演算部
 430 パラメータ記憶部
 440 温度特性補正部
 500 測定回路
 12031 撮像部

Claims (13)

  1.  一対の入力端子のそれぞれの端子電圧の差に応じた出力電圧を出力するオペアンプと、
     前記一対の入力端子の一方に一端が接続された抵抗と、
     前記抵抗の他端に接続された抵抗側整流素子と、
     前記一対の入力端子の他方に接続された端子側整流素子と、
     追加整流素子と、
     前記抵抗側整流素子および前記端子側整流素子の一方に前記追加整流素子を並列に接続するスイッチと、
     前記出力電圧に応じた電流を出力する電流出力部と、
     前記追加整流素子が接続されていないときの前記電流に応じた信号と前記追加整流素子が接続されているときの前記電流に応じた信号との差分を温度データとして求める差分取得部と
    を具備する測定回路。
  2.  前記電流を電圧に変換する電流電圧変換部をさらに具備し、
     前記差分取得部は、前記電圧の差分を前記温度データとして求める
    請求項1記載の測定回路。
  3.  前記電流出力部は、
     入力ノードからの電流を前記電流電圧変換部に出力するカレントミラー回路と、
     電源と前記端子側整流素子との間に挿入され、ゲートに前記出力電圧が入力される第1のP型トランジスタと、
     前記電源と前記抵抗との間に挿入され、ゲートに前記出力電圧が入力される第2のP型トランジスタと、
     前記電源と前記入力ノードとの間に挿入され、ゲートに前記出力電圧が入力される第3のP型トランジスタと
    を備える請求項2記載の測定回路。
  4.  前記電流出力部は、
     電源と前記端子側整流素子との間に挿入され、ゲートに前記出力電圧が入力される第1のP型トランジスタと、
     前記電源と前記抵抗との間に挿入され、ゲートに前記出力電圧が入力される第2のP型トランジスタと
    を備え、
     前記端子側整流素子と前記抵抗側整流素子とは、所定のコモンノードを介して前記電流電圧変換部に共通に接続される
    請求項2記載の測定回路。
  5.  前記電流生成部は、
     電源と前記端子側整流素子との間に挿入され、ゲートに前記出力電圧が入力される第1のP型トランジスタと、
     前記電源と前記抵抗との間に挿入され、ゲートに前記出力電圧が入力される第2のP型トランジスタと、
     前記電源と前記電流電圧変換部との間に挿入され、ゲートに前記出力電圧が入力される第3のP型トランジスタと
    を備える請求項2記載の測定回路。
  6.  前記抵抗と前記電流出力部との間のノードの電圧を出力する電圧バッファをさらに具備する
    請求項1記載の測定回路。
  7.  前記追加整流素子は、第1および第2の追加整流素子を含み、
     前記スイッチは、第1および第2のスイッチを含み、
     前記第1のスイッチは、前記抵抗側整流素子および前記端子側整流素子の一方に前記第1の追加整流素子を並列に接続し、
     前記第2のスイッチは、前記抵抗側整流素子および前記端子側整流素子の他方に前記第2の追加整流素子を並列に接続する
    請求項1記載の測定回路。
  8.  前記端子側整流素子、前記抵抗側整流素子および前記追加整流素子は、ダイオード接続されたトランジスタである
    請求項1記載の測定回路。
  9.  前記端子側整流素子、前記抵抗側整流素子および前記追加整流素子は、ダイオードである
    請求項1記載の測定回路。
  10.  前記抵抗側整流素子および前記端子側整流素子のそれぞれと所定のコモンノードとの間に配置されたオン状態のダミースイッチをさらに備え、
     前記スイッチおよび前記ダミースイッチは、極性が同一のトランジスタである
    請求項1記載の測定回路。
  11.  一対の入力端子のそれぞれの端子電圧の差に応じた出力電圧を出力するオペアンプと、
     前記一対の入力端子の一方に一端が接続された抵抗と、
     前記抵抗の他端に接続された抵抗側整流素子と、
     前記一対の入力端子の他方に接続された端子側整流素子と、
     追加整流素子と、
     前記抵抗側整流素子および前記端子側整流素子の一方に前記追加整流素子を並列に接続するスイッチと、
     前記出力電圧に応じた電流を出力する電流出力部と、
     前記追加整流素子が接続されていないときの前記電流に応じた信号と前記追加整流素子が接続されているときの前記電流に応じた信号との差分を温度データとして求める差分取得部と、
     前記温度データに基づいて画素信号を処理する信号処理部と
    を具備する電子機器。
  12. 前記信号処理部は、
     前記温度データと所定の設定温度とに基づいて前記温度データを補正するためのパラメータを演算するパラメータ演算部と
     前記パラメータを記憶するパラメータ記憶部と、
     前記記憶されたパラメータを用いて前記温度データを補正する温度特性補正部と
    を備える請求項11記載の電子機器。
  13.  前記画素信号を生成する画素と、
     前記画素信号と前記電流に応じた温度信号とのいずれかを選択して前記差分取得部に出力するセレクタと
    をさらに具備し、
     前記差分取得部は、前記温度信号が選択された場合には前記温度信号をデジタル信号に変換するとともに前記差分を取得し、前記画素信号が選択された場合には前記画素信号をデジタル信号に変換する
    請求項11記載の電子機器。
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