WO2021157263A1 - 撮像装置及び電子機器 - Google Patents

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秀樹 長沼
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    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors

Definitions

  • the imaging apparatus of the present disclosure for achieving the above object is A pixel array unit in which a read pixel in which a signal is read and a reference pixel in which a signal is not read are arranged.
  • a constant current source connected to each source electrode of the amplification transistor of the read pixel and the amplification transistor of the reference pixel, and A current mirror circuit that supplies a signal current corresponding to the reference current output from the reference pixel to the read pixel.
  • the amplifier transistor of the read pixel and the amplifier transistor of the reference pixel form a differential amplifier circuit together with a constant current source and a current mirror circuit.
  • the current mirror circuit and the constant current source are arranged to face each other on both sides in the pixel row direction with the pixel array portion interposed therebetween.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a one-sided readout type image pickup apparatus.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a double-sided readout type image pickup apparatus.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the differential amplifier circuit.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an arrangement relationship of pixels, a constant current source, a current mirror circuit, and a column signal processing unit (ADC) in a one-sided readout type image pickup apparatus equipped with a differential amplifier circuit.
  • FIG. 5 is a diagram showing a voltage budget of near-end pixels and a voltage budget of far-end pixels in a one-sided readout type image pickup apparatus.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating magnetic field noise.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a one-sided readout type image pickup apparatus.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a double-sided readout type image pickup apparatus.
  • FIG. 3
  • the imaging apparatus and electronic device of the present disclosure including the above-described preferable configuration may have a configuration having a horizontal connection wiring and a horizontal connection switch for electrically connecting the reference pixel side between the pixel rows.
  • column reading circuits are provided on both sides of the pixel array section in the pixel row direction, and wiring and vertical signal lines connecting the pixels and the constant current source are provided extending to the column reading circuits on both sides.
  • the horizontal connection wiring and the horizontal connection switch may be configured to electrically connect the reference pixel side between the pixel rows in the column readout circuits on both sides.
  • the wiring connecting the pixels and the constant current source can be integrated into one wire between adjacent pixel rows.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a one-sided readout type image pickup apparatus.
  • the reference pixel 30 side is affected by the actions of the first horizontal connection wiring VSLRCNT, the second horizontal connection wiring LMCNT, and the first horizontal connection switch SW 1 and the second horizontal connection switch SW 2.
  • the noise on the reference pixel 30 side is averaged through the first horizontal connection wiring VSLRCNT and the second horizontal connection wiring LMCNT by horizontally connecting the two pixels to each other, so that the noise on the reference pixel 30 side can be reduced. Can be done.
  • FIG. 21 which shows the circuit configuration in the differential mode
  • the current path of the read pixel 20 is shown by a thick solid line
  • the current path of the reference pixel 30 is shown by a thick dotted line
  • FIG. 22 showing the circuit configuration in the SF mode
  • the current paths of the two pixels 20 in the upper pixel row are shown by thick solid lines
  • the current paths of the two pixel 20s in the lower pixel row are shown by the thick dotted lines. It is shown by.
  • the imaging optical system 101 captures incident light (image light) from the subject and forms an image on the imaging surface of the imaging unit 102.
  • the imaging unit 102 converts the amount of incident light imaged on the imaging surface by the optical system 101 into an electric signal in pixel units and outputs it as a pixel signal.
  • the DSP circuit 103 performs general camera signal processing, for example, white balance processing, demosaic processing, gamma correction processing, and the like.
  • the frame memory 104 is appropriately used for storing data in the process of signal processing in the DSP circuit 103.
  • the display device 105 includes a panel-type display device such as a liquid crystal display device or an organic EL (electroluminescence) display device, and displays a moving image or a still image captured by the imaging unit 102.
  • the recording device 106 records the moving image or still image captured by the imaging unit 102 on a portable semiconductor memory, an optical disk, a recording medium such as an HDD (Hard Disk Drive), or 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 a character on the road surface based on the received image.
  • 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 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, for example, the imaging unit 12031 among the configurations described above. Then, by applying the technique according to the present disclosure to the imaging unit 12031 or the like, magnetic field noise at the time of differential readout can be suppressed, so that a high-quality captured image with low noise can be obtained.
  • Imaging device ⁇ [A-1] A pixel array unit in which a read pixel in which a signal is read and a reference pixel in which a signal is not read are arranged. A constant current source connected to each source electrode of the amplification transistor of the read pixel and the amplification transistor of the reference pixel, and A current mirror circuit that supplies a signal current corresponding to the reference current output from the reference pixel to the read pixel. With The amplifier transistor of the read pixel and the amplifier transistor of the reference pixel form a differential amplifier circuit together with a constant current source and a current mirror circuit. The current mirror circuit and the constant current source are arranged to face each other on both sides in the pixel array direction with the pixel array portion interposed therebetween for each pixel array. Imaging device.
  • An electronic device having an imaging device [B-2]
  • the current mirror circuit and the constant current source are arranged face-to-face with a pixel array unit in units of a plurality of pixel trains.
  • [B-3] The current mirror circuit and the constant current source are arranged face-to-face with a pixel array portion in units of two pixel sequences adjacent to each other.
  • [B-4] The arrangement relationship between the current mirror circuit and the constant current source with respect to the pixel array unit is alternately inverted for each pixel sequence.

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Abstract

本開示の撮像装置は、信号の読出しが行われる読出画素と、信号の読出しが行われない参照画素とが配置されて成る画素アレイ部、読出画素の増幅トランジスタ及び参照画素の増幅トランジスタの各ソース電極に接続された定電流源、並びに、参照画素から出力される参照電流に応じた信号電流を読出画素に供給するカレントミラー回路、を備える。そして、読出画素の増幅トランジスタと参照画素の増幅トランジスタとは、定電流源及びカレントミラー回路と共に差動増幅回路を構成し、カレントミラー回路と定電流源とは、画素アレイ部を挟んで画素列方向の両側に対面配置されている。

Description

撮像装置及び電子機器
　本開示は、撮像装置及び電子機器に関する。
　撮像装置の一つとして、光電変換された信号電荷を、差動増幅回路を用いて読み出す差動増幅型の撮像装置がある（例えば、特許文献１参照）。差動増幅型の撮像装置では、信号の読出しが行われる読出画素（選択画素）と、信号の読出しが行われない参照画素とを用いて差動増幅回路を構成し、当該差動増幅回路を画素読出し回路として用いて、読出画素の信号の差動読出しが行われる。差動増幅型の撮像装置は、画素読出し回路として、差動増幅回路以外の回路、例えばソースフォロワ回路を用いる場合に比べて増幅率が大きいため、高い変換効率で信号の読出しを行うことができる。
特開２０１８－１８２４９６号公報
　撮像装置において、画素アレイ部の各画素から信号を読み出す読出し方式には、画素アレイ部に対して、画素列方向の片側に読出し回路が配置されて読出しが行われる、所謂片側読出し方式と、画素列方向の両側に読出し回路が配置されて読出しが行われる、所謂両側読出し方式とがある。片側読出し方式の場合、信号を読み出す読出し回路に対して、距離的に近い近端部画素と、遠い遠端部画素とで、画素アレイ部内の信号線を流れる電流経路の距離が大きく異なり、それに伴って、近端部画素と遠端部画素とにおける信号線の振幅レンジがばらつく、という問題がある。
　本開示は、信号を読み出す読出し回路に対して、距離的に近い近端部画素と遠い遠端部画素とにおける信号線の振幅レンジのばらつきを抑えることができる撮像装置、及び、当該撮像装置を有する電子機器を提供することを目的とする。
　上記の目的を達成するための本開示の撮像装置は、
　信号の読出しが行われる読出画素と、信号の読出しが行われない参照画素とが配置されて成る画素アレイ部、
　読出画素の増幅トランジスタ及び参照画素の増幅トランジスタの各ソース電極に接続された定電流源、並びに、
　参照画素から出力される参照電流に応じた信号電流を読出画素に供給するカレントミラー回路、
を備え、
　読出画素の増幅トランジスタと参照画素の増幅トランジスタとは、定電流源及びカレントミラー回路と共に差動増幅回路を構成し、
　カレントミラー回路と定電流源とは、画素アレイ部を挟んで画素列方向の両側に対面配置されている。
　上記の目的を達成するための本開示の電子機器は、上記の構成の撮像装置を有する構成となっている。
図１は、片側読出し方式の撮像装置の構成例を示すブロック図である。 図２は、両側読出し方式の撮像装置の構成例を示すブロック図である。 図３は、差動増幅回路の構成の一例を示す回路図である。 図４は、差動増幅回路を搭載した片側読出し方式の撮像装置における画素、定電流源、カレントミラー回路、及び、カラム信号処理部（ＡＤＣ）の配置関係を示すブロック図である。 図５は、片側読出し方式の撮像装置における近端部画素の電圧バジェット及び遠端部画素の電圧バジェットを示す図である。 図６は、磁界ノイズについて説明する図である。 図７は、実施例１に係る差動増幅型撮像装置におけるカレントミラー回路及び定電流源の配置例、並びに、差動モード時の電流経路を示すブロック図である。 図８は、実施例１に係る差動増幅型撮像装置におけるカレントミラー回路及び定電流源の配置例、並びに、ＳＦモード時の電流経路を示すブロック図である。 図９は、実施例１に係る差動増幅型撮像装置における差動モード時の回路構成の一例を示す回路図である。 図１０は、実施例１に係る差動増幅型撮像装置におけるＳＦモード時の回路構成の一例を示す回路図である。 図１１は、差動モード時の近端部画素及び遠端部画素の電流経路を簡略化して示すブロック図である。 図１２は、両側読出し方式の撮像装置における差動モード時の近端部画素の電圧バジェット及び遠端部画素の電圧バジェットを示す図である。 図１３は、実施例２に係る差動増幅型撮像装置におけるカレントミラー回路及び定電流源の配置例、並びに、差動モード時の電流経路を示すブロック図である。 図１４は、実施例２に係る差動増幅型撮像装置におけるカレントミラー回路及び定電流源の配置例、並びに、ＳＦモード時の電流経路を示すブロック図である。 図１５は、実施例３に係る差動増幅型撮像装置におけるカレントミラー回路及び定電流源の配置例、並びに、差動モード時の電流経路を示すブロック図である。 図１６は、実施例３に係る差動増幅型撮像装置におけるカレントミラー回路及び定電流源の配置例、並びに、ＳＦモード時の電流経路を示すブロック図である。 図１７は、実施例４に係る差動増幅型撮像装置におけるカレントミラー回路及び定電流源の配置例、並びに、差動モード時の電流経路を示すブロック図である。 図１８は、実施例４に係る差動増幅型撮像装置における横繋ぎ配線及び横繋ぎスイッチの接続関係を示す回路図である。 図１９は、実施例５に係る差動増幅型撮像装置におけるカレントミラー回路及び定電流源の配置例、並びに、差動モード時の電流経路を示すブロック図である。 図２０は、実施例６に係る差動増幅型撮像装置におけるカレントミラー回路及び定電流源の配置例、並びに、差動モード時の電流経路を示すブロック図である。 図２１は、実施例６に係る差動増幅型撮像装置における横繋ぎ配線及び横繋ぎスイッチの差動モード時の接続関係を示す回路図である。 図２２は、実施例６に係る差動増幅型撮像装置における横繋ぎ配線及び横繋ぎスイッチのＳＦモード時の接続関係を示す回路図である。 図２３は、本開示に係る技術の適用例を示す図である。 図２４は、本開示の電子機器の一例である撮像システムの構成例の概略を示すブロック図である。 図２５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。 図２６は、移動体制御システムにおける撮像部の設置位置の例を示す図である。
　以下、本開示の技術を実施するための形態（以下、「実施形態」と記述する）について図面を用いて詳細に説明する。本開示の技術は実施形態に限定されるものではない。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。尚、説明は以下の順序で行う。
１．本開示の撮像装置及び電子機器、全般に関する説明
２．一般的な撮像装置の構成例
　２－１．片側読出し方式の撮像装置
　２－２．両側読出し方式の撮像装置
　２－３．半導体チップ構造
　２－４．差動増幅型の撮像装置
　２－５．差動増幅回路の構成例
　　２－５－１．読出画素の回路構成例
　　２－５－２．参照画素の回路構成例
　　２－５－３．カレントミラー回路の構成例
　２－６．信号線電位の振幅レンジのばらつきについて
　２－７．磁界ノイズについて
３．本開示の実施形態
　３－１．実施例１（カレントミラー回路と定電流源とを、互いに隣接する２つの画素列を単位として、画素アレイ部を挟んで対面配置する例）
　３－２．実施例２（実施例１の変形例：画素アレイ部１１に対するカレントミラー回路と定電流源との配置関係を、画素列毎に交互に反転させた例）
　３－３．実施例３（カレントミラー回路と定電流源とを、互いに隣接する４つの画素列を単位として、画素アレイ部を挟んで対面配置する例）
　３－４．実施例４（実施例１の変形例：参照画素側を画素列間で横繋ぎする配線及びスイッチを有する例）
　３－５．実施例５（実施例４の変形例：画素列毎に、下側及び上側のカラム読出し回路部で横繋ぎを実現する例）
　３－６．実施例６（実施例５の変形例：隣接する２つの画素列の各ＶＰＸ配線をまとめて１本にした例）
４．変形例
５．応用例
６．本開示に係る技術の適用例
　６－１．本開示の電子機器（撮像装置の例）
　６－２．移動体への応用例
７．本開示がとることができる構成
＜本開示の撮像装置及び電子機器、全般に関する説明＞
　本開示の撮像装置及び電子機器にあっては、カレントミラー回路と定電流源とが、複数の画素列を単位として、画素アレイ部を挟んで対面配置され、好ましくは、互いに隣接する２つの画素列を単位として、画素アレイ部を挟んで対面配置された構成とすることができる。そして、画素アレイ部に対するカレントミラー回路と定電流源との配置関係について、画素列毎に交互に反転している構成とすることができる。あるいは又、カレントミラー回路と定電流源とが、互いに隣接する４つの画素列を単位として、画素アレイ部を挟んで対面配置された構成とすることができる。
　上述した好ましい構成を含む本開示の撮像装置及び電子機器にあっては、参照画素側を画素列間で電気的に接続する横繋ぎ配線及び横繋ぎスイッチを有する構成とすることができる。また、画素アレイ部を挟んで画素列方向の両側にカラム読出し回路部を有し、画素と定電流源とを繋ぐ配線及び垂直信号線が、両側のカラム読出し回路部まで延在して設けられるとき、横繋ぎ配線及び横繋ぎスイッチについて、両側のカラム読出し回路部において、参照画素側を画素列間で電気的に接続する構成とすることができる。また、画素と定電流源とを繋ぐ配線について、隣接する画素列間で１本にまとめた構成とすることができる。
　また、上述した好ましい構成を含む本開示の撮像装置及び電子機器にあっては、差動増幅回路による差動型の増幅読出しモードと、ソースフォロワ回路による読出しモードとを有し、両モードの切替えが可能な構成とすることができる。
＜一般的な撮像装置の構成例＞
　本開示の撮像装置について説明するのに先立って、一般的な撮像装置の構成例について説明する。ここでは、一般的な撮像装置として、Ｘ－Ｙアドレス方式の撮像装置の一種であるＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサを例に挙げて説明する。ＣＭＯＳイメージセンサは、ＣＭＯＳプロセスを応用して、又は、部分的に使用して作製されたイメージセンサである。
　ＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像装置において、画素アレイ部の各画素から信号を読み出す読出し方式には、画素が配列されて成る画素アレイ部に対し、画素列方向の片側から読み出す片側読出し方式と、画素列方向の両側から読み出す両側読出し方式とがある。
［片側読出し方式の撮像装置］
　図１は、片側読出し方式の撮像装置の構成例を示すブロック図である。
　片側読出し方式の撮像装置１０Ａは、画素アレイ部１１、垂直駆動部１２、カラム読出し回路部１３、カラム信号処理部１４、水平駆動部１５、信号処理部１６、及び、システム制御部１７を備えている。そして、撮像装置１０Ａは、カラム読出し回路部１３、カラム信号処理部１４、及び、水平駆動部１５が、画素アレイ部１１に対し、画素列方向の片側（例えば、図の下側）に配置され、画素アレイ部１１の各画素２０の信号を画素列方向の片側から読み出す片側読出しの構成となっている。
　画素アレイ部１１は、入射光量に応じた電荷量の光電荷を発生する光電変換部を有する画素２０が行列状に２次元配置されて構成されている。画素アレイ部１１には、ｍ行ｎ列の画素配列に対して画素行毎に画素駆動線１１１1～１１１mが、画素行方向（図の左右方向）に沿って配線されている。画素アレイ部１１には更に、画素列毎に垂直信号線１１２1～１１２nが画素列方向（図の上下方向）に沿って配線されている。画素駆動線１１１の一端は、垂直駆動部１２の各画素行に対応した出力端に接続されている。
　垂直駆動部１２は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどによって構成され、画素アレイ部１１の各画素２０を、全画素同時あるいは画素行単位等で駆動する画素駆動部である。この垂直駆動部１２は、その具体的な構成については図示を省略するが、読出し走査系及び掃出し走査系を有する構成となっており、これら走査系による駆動の下に、一括掃き出しや一括転送を行うことができる。
　読出し走査系は、画素２０から信号を読み出すために、画素アレイ部１１の各画素２０を画素行単位で順に選択走査する。行駆動（ローリングシャッタ動作）の場合、掃出しについては、読出し走査系によって読出し走査が行われる読出し行に対し、その読出し走査よりもシャッタスピードの時間分だけ先行して掃出し走査が行われる。また、グローバル露光（グローバルシャッタ動作）の場合は、一括転送よりもシャッタスピードの時間分だけ先行して一括掃出しが行われる。
　この掃出しにより、読出し行の画素２０の光電変換部から不要な電荷が掃き出される。そして、不要電荷の掃出し（リセット）により、所謂、電子シャッタ動作が行われる。ここで、電子シャッタ動作とは、光電変換部の光電荷を捨てて、新たに露光を開始する（光電荷の蓄積を開始する）動作のことを言う。
　読出し走査系による読出し動作によって読み出される信号は、その直前の読出し動作又は電子シャッタ動作以降に入射した光量に対応するものである。行駆動の場合は、直前の読出し動作による読出しタイミング、又は、電子シャッタ動作による掃出しタイミングから、今回の読出し動作による読出しタイミングまでの期間が、画素２０における光電荷の蓄積期間（露光期間）となる。グローバル露光の場合は、一括掃出しから一括転送までの期間が蓄積期間（露光期間）となる。
　垂直駆動部１２によって選択された画素行の各画素２０から出力される画素信号は、垂直信号線１１２の各々を通してカラム読出し回路部１３に供給される。カラム読出し回路部１３は、後述する読出画素及び参照画素と共に、差動増幅回路を構成するカレントミラー回路及び定電流源や、アナログ－デジタル変換器（ＡＤＣ）等から成り、画素列毎に設けられた構成となっている。
　カラム信号処理部１４は、画素アレイ部１１の画素列毎に、選択行の各画素２０から垂直信号線（ＶＳＬ）１１２を通して出力され、カラム読出し回路部１３を経由して供給される画素信号に対して所定の信号処理を行うとともに、信号処理後の画素信号を一時的に保持する。所定の信号処理としては、例えば、相関二重サンプリング（Correlated Double Sampling：ＣＤＳ）によるノイズ除去処理等を例示することができる。
　水平駆動部１５は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどによって構成され、カラム信号処理部１４の画素列に対応する単位回路を順番に選択する。この水平駆動部１５による選択走査により、カラム信号処理部１４で信号処理された画素信号が順番に信号処理部１６に出力される。
　信号処理部１６は、カラム信号処理部１４から出力される画素信号に対して、例えば、ＣＤＳ（Correlated Double Sampling;相関二重サンプリング）によるノイズ除去処理等を含む種々の信号処理を行う。
　システム制御部１７は、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ等によって構成され、当該タイミングジェネレータで生成された各種のタイミング信号を基に垂直駆動部１２、カラム読出し回路部１３、カラム信号処理部１４、及び、水平駆動部１５などの駆動制御を行う。
［両側読出し方式の撮像装置］
　図２は、両側読出し方式の撮像装置の構成例を示すブロック図である。
　両側読出し方式の撮像装置１０Ｂは、画素アレイ部１１、垂直駆動部１２、及び、信号処理部１６の他、カラム読出し回路部１３、カラム信号処理部１４、水平駆動部１５、及び、システム制御部１７を２系統（Ａ，Ｂ）有し、画素アレイ部１１の各画素２０の信号を画素列方向の両側から読み出す両側読出しの構成となっている。
　すなわち、撮像装置１０Ｂは、画素アレイ部１１に対し、Ａ系統のカラム読出し回路部１３Ａ、カラム信号処理部１４Ａ、水平駆動部１５Ａ、及び、システム制御部１７Ａが、画素列方向の一方側（例えば、図の下側）に配置され、Ｂ系統のカラム読出し回路部１３Ｂ、カラム信号処理部１４Ｂ、水平駆動部１５Ｂ、及び、システム制御部１７Ｂが、画素列方向の他方側（例えば、図の上側）に配置されている。
　両側読出し方式の撮像装置１０Ｂにおける各回路部の動作は、基本的に、片側読出し方式の撮像装置１０Ａにおける各回路部の動作と同じである。尚、信号処理部１６においては、Ａ系統、Ｂ系統で読み出された画素信号を、画素アレイ部１１の画素２０の配列に対応した信号配列に並び替える処理が行われる。
［半導体チップ構造］
　上記の構成の片側読出し方式の撮像装置１０Ａ、又は、両側読出し方式の撮像装置１０Ｂの半導体チップ構造としては、平置型の半導体チップ構造、及び、積層型の半導体チップ構造を例示することができる。平置型の半導体チップ構造は、画素２０が行列状に配置されて成る画素アレイ部１１と同じ半導体基板上に、画素アレイ部１１の周辺回路部が形成された構造である。積層型の半導体チップ構造は、少なくとも２つの半導体基板が積層され、その一つの半導体基板に画素アレイ部１１が形成され、他の半導体基板に周辺回路部又はその一部が形成された構造である。また、画素構造については、配線層が形成される側の基板面を表面（正面）とするとき、その反対側の裏面側から照射される光を取り込む裏面照射型の画素構造とすることもできるし、表面側から照射される光を取り込む表面照射型の画素構造とすることもできる。
［差動増幅型の撮像装置］
　次に、上述した片側読出し方式及び両側読出し方式のいずれの撮像装置にも適用可能な差動増幅型の撮像装置について説明する。差動増幅型の撮像装置は、光電変換された信号電荷を、差動増幅回路を用いて読み出す方式の撮像装置である。差動増幅型の撮像装置では、信号の読出しが行われる読出画素（選択画素）と、信号の読出しが行われない参照画素とを用いて差動増幅回路を構成し、当該差動増幅回路を画素読出し回路として用いて、読出画素の信号の読出しが行われる。
　差動増幅型の撮像装置の場合、画素アレイ部１１に行列状に２次元配置された複数の画素は、信号の読出しが行われる読出画素と、信号の読出しが行われない参照画素とから成る。そして、差動増幅型の撮像装置では、読出画素と参照画素とを用いて差動増幅回路を構成し、当該差動増幅回路を画素読出し回路として用いて、読出画素の信号の読出しが行われることになる。
　画素アレイ部１１において、読出画素と共に差動増幅回路を形成する参照画素については、画素アレイ部１１の特定の領域に固定的に配置した、所謂、参照画素固定とすることもできるし、選択走査に伴って移動する読出画素に追従して移動する、所謂、参照画素追従とすることもできる。
［差動増幅回路の構成例］
　続いて、読出画素の増幅トランジスタと参照画素の増幅トランジスタとを用いて構成される差動増幅回路の構成の一例について説明する。差動増幅回路の構成の一例の回路図を図３に示す。以下では、読出画素を読出画素２０として、参照画素を参照画素３０として説明する。
　差動増幅回路５０は、カレントミラー回路５１及びテール電流源としての定電流源５２を有し、画素列毎に設けられている。カレントミラー回路５１及び定電流源５２は、読出画素２０の増幅トランジスタ２４及び参照画素３０の増幅トランジスタ３４と共に、差動増幅回路５０を構成している。
（読出画素の回路構成例）
　読出画素２０は、受光素子として、例えば、フォトダイオード２１を有している。読出画素２０は、フォトダイオード２１の他に、転送トランジスタ２２、リセットトランジスタ２３、増幅トランジスタ２４、及び、選択トランジスタ２５を有する回路構成となっている。
　転送トランジスタ２２、リセットトランジスタ２３、増幅トランジスタ２４、及び、選択トランジスタ２５の４つのトランジスタとしては、例えばＮチャネルのＭＯＳ型電界効果トランジスタ（Field Effect Transistor；ＦＥＴ）を用いている。但し、ここで例示した４つのトランジスタ２２～２５の導電型の組み合わせは一例に過ぎず、これらの組み合わせに限られるものではない。
　フォトダイオード２１は、アノード電極が低電位側電源(例えば、グランド)に接続されており、受光した光をその光量に応じた電荷量の光電荷（ここでは、光電子）に光電変換してその光電荷を蓄積する。フォトダイオード２１のカソード電極は、転送トランジスタ２２を介して増幅トランジスタ２４のゲート電極と電気的に接続されている。
　ここで、増幅トランジスタ２４のゲート電極が電気的に繋がった領域は、フローティングディフュージョン（浮遊拡散領域／不純物拡散領域）容量Ｃfdである。フローティングディフュージョン容量Ｃfdは、電荷を電圧に変換する電荷電圧変換部である。
　転送トランジスタ２２のゲート電極には、高レベル（例えば、ＶDDレベル）がアクティブとなる転送信号ＴＲＧ_Ｓが、図１に示す垂直駆動部１２から与えられる。転送トランジスタ２２は、転送信号ＴＲＧ_Ｓに応答して導通状態となることで、フォトダイオード２１で光電変換され、当該フォトダイオード２１に蓄積された光電荷をフローティングディフュージョン容量Ｃfdに転送する。
　リセットトランジスタ２３は、画素信号が出力される信号線ＶＳＬ_Ｓに接続された信号線ＶＲＤ_Ｓとフローティングディフュージョン容量Ｃfdとの間に接続されている。リセットトランジスタ２３のゲート電極には、高レベルがアクティブとなるリセット信号ＲＳＴ_Ｓが垂直駆動部１２から与えられる。リセットトランジスタ２３は、リセット信号ＲＳＴ_Ｓに応答して導通状態になることによってフローティングディフュージョン容量Ｃfdをリセットする。
　増幅トランジスタ２４は、ゲート電極がフローティングディフュージョン容量Ｃfdに接続されており、フローティングディフュージョン容量Ｃfdの電圧を増幅し、当該電圧に応じた電流を信号電流として出力する。この信号電流によって読出画素２０の出力電圧が生成され、画素信号として、選択トランジスタ２５を介して信号線ＶＳＬ_Ｓに出力する。
　選択トランジスタ２５は、画素信号が出力される信号線ＶＳＬ_Ｓと増幅トランジスタ２４との間に接続されている。選択トランジスタ２５のゲート電極には、高レベルがアクティブとなる選択信号ＳＥＬ_Ｓが垂直駆動部１２から与えられる。選択トランジスタ２５は、垂直駆動部１２から与えられる選択信号ＳＥＬ_Ｓに応じて、信号線ＶＳＬ_Ｓと増幅トランジスタ２４との間の経路を開閉する。
　増幅トランジスタ２４と選択トランジスタ２５との共通接続ノードとフローティングディフュージョン容量Ｃfdとの間には、フィードバック容量ＣFBが接続されている。
（参照画素の回路構成例）
　参照画素３０は、フォトダイオード３１、転送トランジスタ３２、リセットトランジスタ３３、増幅トランジスタ３４、選択トランジスタ３５、フローティングディフュージョンＣfd、及び、フィードバック容量ＣFBを有する回路構成となっている。これらの素子（３１～３５、Ｃfd、ＣFB）のそれぞれの構成については、基本的に、読出画素２０の各素子（２１～２６、Ｃfd、ＣFB）と同じである。
　但し、増幅トランジスタ３４のソース電極は、増幅トランジスタ２４のソース電極と共にコモン配線ＶＣＯＭに接続されている。また、リセットトランジスタ３３は、リセット電圧Ｖrstが与えられる信号線ＶＲＤ_Ｒとフローティングディフュージョン３６との間に接続され、選択トランジスタ２５は、信号線ＶＳＬ_Ｒと増幅トランジスタ３４との間に接続されている。
　転送トランジスタ２２のゲート電極には、高レベルがアクティブとなる転送信号ＴＲＧ_Ｒが、リセットトランジスタ３３のゲート電極には、高レベルがアクティブとなるリセット信号ＲＳＴ_Ｒが、選択トランジスタ２５のゲート電極には、高レベルがアクティブとなる選択信号ＳＥＬ_Ｒがそれぞれ図１に示す垂直駆動部１２から与えられる。
（カレントミラー回路の構成例）
　カレントミラー回路５１は、例えば、２つのＰチャネルＭＯＳ型電界効果トランジスタ（以下、「ＰＭＯＳトランジスタ」と記述する）、即ち、ＰＭＯＳトランジスタ５１１及びＰＭＯＳトランジスタ５１２から成り、ＰＭＯＳトランジスタ５１１及びＰＭＯＳトランジスタ５１２の各ゲート電極が共通に接続されている。ＰＭＯＳトランジスタ５１１は、ゲート電極とドレイン電極とが共通に接続されたダイオード接続の構成となっている。ＰＭＯＳトランジスタ５１１は、ドレイン電極が電源電圧ＶDDのノードに接続され、ソース電極が信号線ＶＳＬ_Ｒに接続されている。ＰＭＯＳトランジスタ５１２は、ドレイン電極が電源電圧ＶDDのノードに接続され、ソース電極が信号線ＶＳＬ_Ｓに接続されている。
　上記の構成のカレントミラー回路５１は、参照電流をＰＭＯＳトランジスタ５１１から参照画素３０側の信号線ＶＳＬ_Ｒに出力し、参照電流に応じた値、即ち、参照電流に等しい値の信号電流をＰＭＯＳトランジスタ５１２から読出画素２０側の信号線ＶＳＬ_Ｓを出力する。ここで、「等しい」とは、厳密に等しい場合の他、実質的に等しい場合も含む意味であり、設計上あるいは製造上生ずる種々のばらつきの存在は許容される。
　読出画素２０側の信号線ＶＳＬ_Ｓ、信号線ＶＲＤ_Ｓ、参照画素３０側の信号線ＶＳＬ_Ｒ、信号線ＶＲＤ_Ｒ、及び、コモン配線ＶＣＯＭは、垂直信号線１１２の一群であり、画素列毎に設けられる。
　定電流源５２は、読出画素２０の増幅トランジスタ２４及び参照画素３０の増幅トランジスタ３４の各ソース電極を共通に接続するコモン配線ＶＣＯＭと、基準電位ノード（例えば、グランド）との間に接続されており、コモン配線ＶＣＯＭからの電流を一定に制御する。定電流源５２については、例えば、所定のバイアス電圧がゲート電極に印加されるＮチャネルＭＯＳトランジスタによって実現することができる（所謂、負荷ＭＯＳ）。
　上記の構成のカレントミラー回路５１、読出画素２０の増幅トランジスタ２４、参照画素３０の増幅トランジスタ３４、及び、コモン配線ＶＣＯＭに接続された定電流源５２により、一対の差動入力電圧を増幅する差動増幅回路５０が構成されている。差動増幅回路５０を構成する読出画素２０、参照画素３０、カレントミラー回路５１、及び、定電流源５２は、デジタル－アナログ変換器（ＡＤＣ）と共に、画素列毎に設けられて、図１のカラム読出し回路部１３を構成することになる。
　差動増幅回路５０において、一対の差動入力電圧の一方が読出画素２０側の増幅トランジスタ２４のゲート電極に入力され、他方が参照画素３０側の増幅トランジスタ３４のゲート電極に入力される。そして、その差動入力電圧を増幅した出力電圧が、増幅トランジスタ２４のドレイン電極側の信号線ＶＳＬ_Ｓを介して、図１のカラム信号処理部１４に出力される。
　上記の構成の差動増幅回路５０を、画素信号を読み出す画素読出し回路として用いることにより、画素読出し回路として、差動増幅回路以外の回路、例えばソースフォロワ回路を用いる場合に比べて増幅率が大きいため、高い変換効率で信号の読出しを行うことができる、という利点がある。
［信号線の振幅レンジのばらつきについて］
　ここで、上記の構成の差動増幅回路５０を、図１に示した片側読出し方式の撮像装置１０Ａに搭載した場合における信号線ＶＳＬの振幅レンジのばらつきについて考察する。
　差動増幅回路５０を搭載した片側読出し方式の撮像装置１０Ａにおける画素２０、並びに、カラム読出し回路部１３を構成する定電流源５２、カレントミラー回路５１、及び、ＡＤＣ（アナログ－デジタル変換器）５３の配置関係を図４に示す。
　尚、ここでは、参照画素３０については、一例として、選択走査に伴って移動する読出画素２０に追従して移動する参照画素追従として、読出画素２０に隣接する画素としている。この点については、後述する各実施例においても同様とする。
　片側読出し方式の撮像装置１０Ａでは、画素２０、カレントミラー回路５１、及び、負荷ＭＯＳである定電流源５２を含むカラム読出し回路部１３は、画素アレイ部１１の列方向の片側（一方側）に配置されることになる。このように、カレントミラー回路５１と定電流源５２とが、画素アレイ部１１に対して同じ側に配置されると、カレントミラー回路５１及び定電流源５２に対して距離的に近い近端部画素と、遠い遠端部画素とで、画素アレイ部１１内に列方向に沿って配線された、垂直信号線ＶＳＬ等の縦配線を流れる電流経路の距離が大きく異なることになる。
　縦配線を流れる電流経路の距離が大きく異なると、縦配線の配線抵抗の電圧降下によって近端部画素と遠端部画素とで、垂直信号線ＶＳＬの振幅レンジが大きく異なるため、ダイナミックレンジの圧迫や画素アレイ部１１内でのシェーディングを招く。
　片側読出し方式の撮像装置１０Ａにおける近端部画素の電圧バジェット及び遠端部画素の電圧バジェットを図５に示す。図５において、ＰＭＯＳ Ｖdsは、カレントミラー回路５１を構成するＰＭＯＳトランジスタのドレイン－ソース間電圧であり、ＬＭ Ｖdsは、定電流源５２を構成するＮＭＯＳトランジスタのドレイン－ソース間電圧である。
　図５に示すように、縦配線を流れる電流経路の距離が大きく異なることで、近端部画素と遠端部画素とで、垂直信号線ＶＳＬ（以下、「ＶＳＬ配線」と記述する場合がある）の配線抵抗の電圧降下、及び、画素２０／３０と定電流源５２とを繋ぐ配線（以下、「ＶＰＸ配線」と記述する場合がある）の配線抵抗の電圧降下が異なる。その結果、垂直信号線ＶＳＬの振幅レンジが、近端部画素と遠端部画素とで大きく異なることになる。
［磁界ノイズについて］
　ところで、回路に電流が流れると、ビオサバールの法則で磁界が発生し、これがノイズとなって回路に悪影響を及ぼす。そして、図６に示すように、電流が同じ経路をたどって往復すると、発生する磁界が強め合うため、より強いノイズが発生する。この磁界ノイズが感度の高い回路に干渉することで、固定パターンノイズとして観測されてしまう懸念がある。
　差動増幅型の撮像装置の場合、差動読出しによって参照画素３０の増幅トランジスタ３４（図３参照）で発生するランダムノイズ成分を抑圧することができる。ところが、ランダムノイズ成分が抑圧されることで、差動増幅型の撮像装置では、これまでに問題になっていなかった磁界ノイズが相対的に悪化することになる。
＜本開示の実施形態＞
　本開示の実施形態に係る撮像装置は、差動増幅型撮像装置であって、画素列方向の両側から画素の信号を読み出す両側読出し方式を採用している。本開示の実施形態に係る撮像装置は更に、両側読出し方式の差動増幅型撮像装置において、読出画素２０の増幅トランジスタ及び参照画素３０の増幅トランジスタと共に、差動増幅回路を構成するカレントミラー回路５１と定電流源５２とを、画素アレイ部１１を挟んで列方向の両側に対面配置した構成となっている。
　カレントミラー回路５１と定電流源５２とを、画素アレイ部１１を挟んで対面配置するに当たっては、画素列を単位として、例えば、複数の画素列を単位して、画素アレイ部１１を挟んで対面配置する構成とすることができる。より具体的には、カレントミラー回路５１と定電流源５２とを、例えば、１つの画素列毎に、あるいは、複数の画素列毎に、画素アレイ部１１を挟んで対面配置する構成とすることができる。
　カレントミラー回路５１と定電流源５２とを、画素アレイ部１１を挟んで対面配置することにより、ＶＳＬ配線の配線抵抗、及び、画素２０／３０と定電流源５２との間のＶＰＸ配線の配線抵抗による電圧降下が一定になるために、近端部画素と遠端部画素とにおける垂直信号線ＶＳＬの振幅レンジのばらつきを抑えることができる。ここで、「一定」とは、厳密に一定の場合の他、実質的に一定の場合も含む意味であり、設計上あるいは製造上生ずる種々のばらつきの存在は許容される。
　また、カレントミラー回路５１と定電流源５２とを、画素アレイ部１１を挟んで対面配置することにより、参照画素３０を通して流れる参照電流、及び、読出画素２０を通して流れる信号電流の電流経路が列方向の一方向となる。従って、片側読出し方式の差動増幅型撮像装置に比べて、回路に電流が流れることによって発生する磁界ノイズの低減を図ることができる。その詳細については後述する。
　ところで、差動増幅回路による差動型の増幅読出しは、差動増幅回路以外の回路、例えばソースフォロワ回路を用いる場合に比べて、高い変換効率で信号の読出しを行うことができる。しかし、例えば、高照度の光が入射する明時には、差動増幅回路による差動型の増幅読出しではなく、ダイナミックレンジが広いソースフォロワ（ＳＦ）回路による読出しが行われることが望ましい。
　そこで、本開示の実施形態に係る撮像装置は、変換効率が高い差動増幅回路による差動型の増幅読出しモード（以下、「差動モード」と記述する場合がある）と、ダイナミックレンジが広いソースフォロワ回路による読出しモード（以下、「ＳＦモード」と記述する場合がある）とを有し、両モードの切替えが可能な構成となっている。そして、差動モードとＳＦモードとを適宜切り替えることによって、より適切な読出し処理を行うことができる。
　以下に、カレントミラー回路５１と定電流源５２とを、画素アレイ部１１を挟んで対面配置する、本実施形態に係る両側読出し方式の差動増幅型撮像装置の具体的な実施例について説明する。
［実施例１］
　実施例１は、カレントミラー回路５１と定電流源５２とを、互いに隣接する２つの画素列を単位として、画素アレイ部１１を挟んで対面配置する例である。
　図７は、実施例１に係る差動増幅型撮像装置におけるカレントミラー回路５１及び定電流源５２の配置例、並びに、差動モード時の電流経路を示すブロック図である。図８は、実施例１に係る差動増幅型撮像装置におけるカレントミラー回路５１及び定電流源５２の配置例、並びに、ＳＦモード時の電流経路を示すブロック図である。当然のことながら、ＳＦモード時には、参照画素３０はなく、全て読出画素２０ということになる。
　図７及び図８に示すように、実施例１に係る差動増幅型撮像装置は、読出画素２０及び参照画素３０が配置されて成る画素アレイ部１１の画素列方向の両側に、画素信号を読み出すカラム読出し回路部１３が配置された構成となっている。そして、実施例１に係る差動増幅型撮像装置にあっては、カラム読出し回路部１３を構成するカレントミラー回路５１と定電流源５２とが、互いに隣接する２つの画素列を単位として、画素アレイ部１１を挟んで列方向の両側に対面配置された構成となっている。
　実施例１に係る差動増幅型撮像装置において、差動モードでは、図７に太線の実線で電流経路を示すように、上側のカレントミラー回路５１及び下側の定電流源５２が、・・・、ｉ列、ｉ＋２列、ｉ＋４列、・・・の各画素列のカラム読出し回路部１３として機能する。また、図７に太線の点線で電流経路を示すように、下側のカレントミラー回路５１及び上側の定電流源５２が、・・・、ｉ＋１列、ｉ＋３列、ｉ＋５列、・・・の各画素列のカラム読出し回路部１３として機能する。
　ＳＦモードでは、図８に細線の実線で電流経路を示すように、上側の定電流源５２及びＡＤＣ５３が、差動モードの場合の読出画素（２０）に相当する画素２０のカラム読出し回路部１３として機能する。また、図８に細線の破線で電流経路を示すように、下側の定電流源５２及びＡＤＣ５３が、差動モードの場合の参照画素（３０）に相当する画素２０のカラム読出し回路部１３として機能する。
　実施例１に係る差動増幅型撮像装置における差動モード時の回路構成の一例を図９に示し、実施例１に係る差動増幅型撮像装置におけるＳＦモード時の回路構成の一例を図１０に示す。図９及び図１０では、図面の簡略化のために、ｉ列及びｉ＋１列の各画素列における互いに隣接する２つの画素行の計４画素の画素配列を図示している。そして、図９に示す差動モード時の回路構成では、上側の画素行の２つの画素が読出画素２０となり、下側の画素行の２つの画素が参照画素３０となる。
　差動モードとＳＦモードとの切替え、即ち、図９に示す差動モード時の回路構成と、図１０に示すＳＦモード時の回路構成との切替えは、カラム読出し回路部１３の各部のスイッチの切替えによって実現される。例えば、高照度の光が入射する明時には、ダイナミックレンジが広いソースフォロワ回路による読出しモードであるＳＦモードを選択し、明時以外には、変換効率が高い差動増幅回路による差動型の増幅読出しモードである差動モードを選択することができる。このように、差動モードとＳＦモードとを適宜切り替えることで、より適切な読出し処理を行うことができる。
　そして、図９に示す差動モードでは、例えば、上側のカレントミラー回路５１は、ｉ列の画素列において、参照画素３０から図９に太線の点線で示す電流経路で出力される参照電流に応じた信号電流を、図９に太線の実線で示す電流経路を通して読出画素２０に供給する。図９に太線の点線及び太線の実線で示すように、参照画素３０を通して流れる参照電流、及び、読出画素２０を通して流れる信号電流の電流経路は、列方向における一方向となる。尚、ＳＦモード時の回路構成を示す図１０では、上側の画素行の２つの画素２０の電流経路を太線の実線で示し、下側の画素行の２つの画素２０の電流経路を太線の点線で示している。
　上述したように、実施例１に係る差動増幅型撮像装置は、両側読出し方式であって、且つ、カラム読出し回路部１３を構成するカレントミラー回路５１と定電流源５２とが、互いに隣接する２つの画素列を単位として、画素アレイ部１１を挟んで対面配置された構成となっている。この構成により、次のような作用、効果を得ることができる。
　カレントミラー回路５１と定電流源５２とを、画素アレイ部１１を挟んで対面配置したことにより、ＶＳＬ配線（垂直信号線ＶＳＬ）の配線抵抗、及び、画素２０／３０と定電流源５２とを繋ぐＶＰＸ配線の配線抵抗による電圧降下が一定になるため、近端部画素と遠端部画素におけるＶＳＬ配線の振幅レンジのばらつきを抑えることができる。ここで、「一定」とは、厳密に一定の場合の他、実質的に一定の場合も含む意味であり、設計上あるいは製造上生ずる種々のばらつきの存在は許容される。
　図１１には、差動モード時の近端部画素及び遠端部画素の電流経路を簡略化して示す。図１１に示すように、差動モード時のＶＳＬ配線＋ＶＰＸ配線の配線長（即ち、電流経路長）が、近端部画素と遠端部画素とでほぼ等しくなる。これにより、ＶＳＬ配線の配線抵抗、及び、ＶＰＸ配線の配線抵抗による電圧降下が一定になるため、近端部画素と遠端部画素とにおけるＶＰＸ配線の振幅レンジのばらつきを抑えることができる。
　両側読出し方式の撮像装置における差動モード時の近端部画素の電圧バジェット及び遠端部画素の電圧バジェットを図１２に示す。図１２において、ＰＭＯＳ Ｖdsは、カレントミラー回路５１を構成するＰＭＯＳトランジスタのドレイン－ソース間電圧であり、ＬＭ Ｖdsは、定電流源５２を構成するＮＭＯＳトランジスタのドレイン－ソース間電圧である。
　また、実施例１に係る差動増幅型撮像装置では、カレントミラー回路５１と定電流源５２とを、画素アレイ部１１を挟んで対面配置したことにより、参照画素３０を通して流れる参照電流、及び、読出画素２０を通して流れる信号電流の電流経路が列方向における一方向となる。従って、片側読出し方式の差動増幅型撮像装置に比べて、回路に電流が流れることによって発生する磁界ノイズの低減を図ることができる。
　上記の実施例１に係る差動増幅型撮像装置の作用、効果については、後述する各実施例においても同様である。
［実施例２］
　実施例２は、実施例１の変形例であり、画素アレイ部１１に対するカレントミラー回路５１と定電流源５２との配置関係を、画素列毎に交互に反転させた例である。
　図１３は、実施例２に係る差動増幅型撮像装置におけるカレントミラー回路５１及び定電流源５２の配置例、並びに、差動モード時の電流経路を示すブロック図である。図１４は、実施例３に係る差動増幅型撮像装置におけるカレントミラー回路５１及び定電流源５２の配置例、並びに、ＳＦモード時の電流経路を示すブロック図である。
　カレントミラー回路５１と定電流源５２とを画素アレイ部１１を挟んで配向配置するに当たって、実施例１に係る差動増幅型撮像装置では、互いに隣接する２つの画素列を単位として、画素アレイ部１１側に定電流源５２を配置し、定電流源５２の外側にカレントミラー回路５１を配置する構成となっていた。これに対して、実施例２に係る差動増幅型撮像装置では、図１３及び図１４に示すように、画素アレイ部１１に対するカレントミラー回路５１と定電流源５２との配置関係を、画素列毎に交互に反転させた配置構成となっている。
　具体的には、例えば、ｉ列では、画素アレイ部１１側に定電流源５２を配置し、定電流源５２の外側にカレントミラー回路５１を配置し、ｉ＋１列では、画素アレイ部１１側にカレントミラー回路５１を配置し、カレントミラー回路５１の外側に定電流源５２を配置する。ｉ＋２列では、画素アレイ部１１側に定電流源５２を配置し、定電流源５２の外側にカレントミラー回路５１を配置し、ｉ＋３列では、画素アレイ部１１側にカレントミラー回路５１を配置し、カレントミラー回路５１の外側に定電流源５２を配置する。という具合に、実施例３に係る差動増幅型撮像装置では、カレン-0090トミラー回路５１と定電流源５２との配置関係を、画素列毎に交互に反転させた構成となっている。
　上述したように、実施例２に係る差動増幅型撮像装置によれば、画素アレイ部１１に対するカレントミラー回路５１と定電流源５２との配置関係を、画素列毎に交互に反転させた配置構成とすることにより、レイアウトの対称性を維持することができるため、製造ばらつきを抑制することができる。
［実施例３］
　実施例３は、カレントミラー回路５１と定電流源５２とを、互いに隣接する４つの画素列を単位として、画素アレイ部１１を挟んで対面配置する例である。
　図１５は、実施例３に係る差動増幅型撮像装置におけるカレントミラー回路５１及び定電流源５２の配置例、並びに、差動モード時の電流経路を示すブロック図である。図１６は、実施例３に係る差動増幅型撮像装置におけるカレントミラー回路５１及び定電流源５２の配置例、並びに、ＳＦモード時の電流経路を示すブロック図である。
　図１５及び図１６に示すように、実施例３に係る差動増幅型撮像装置は、両側読出し方式の撮像装置において、カラム読出し回路部１３を構成するカレントミラー回路５１と定電流源５２とが、互いに隣接する４つの画素列を単位として、画素アレイ部１１を挟んで列方向の両側に対面配置された構成となっている。
　実施例３に係る差動増幅型撮像装置において、差動モードでは、図１５に実線で電流経路を示すように、ｉ列とｉ＋１列とに跨る上側のカレントミラー回路５１、及び、ｉ＋１列とｉ＋２列の下側の定電流源５２，５２が、・・・、ｉ＋１列、ｉ＋３列、・・・の各画素列のカラム読出し回路部１３として機能する。また、図１５に破線で電流経路を示すように、ｉ＋１列とｉ＋３列とに跨る下側のカレントミラー回路５１、及び、ｉ＋１列とｉ＋２列の上側の定電流源５２，５２が、・・・、ｉ列、ｉ＋２列、ｉ＋４列、・・・の各画素列のカラム読出し回路部１３として機能する。
　ＳＦモードでは、図１６に実線で電流経路を示すように、上側の定電流源５２及びＡＤＣ５３が、差動モードの場合の読出画素（２０）に相当する画素２０のカラム読出し回路部１３として機能する。また、図１６に破線で電流経路を示すように、下側の定電流源５２及びＡＤＣ５３が、差動モードの場合の参照画素（３０）に相当する画素２０のカラム読出し回路部１３として機能する。
［実施例４］
　実施例４は、実施例１の変形例であり、参照画素３０側を画素列間で電気的に接続する（所謂、横繋ぎする）横繋ぎ配線及び横繋ぎスイッチを有する例である。参照画素３０側を画素列間で横繋ぎする横繋ぎ配線及び横繋ぎスイッチは、参照画素３０側のノイズを低減するためのものである。
　図１７は、実施例４に係る差動増幅型撮像装置におけるカレントミラー回路５１及び定電流源５２の配置例、並びに、差動モード時の電流経路を示すブロック図である。実施例４に係る差動増幅型撮像装置は、カラム読出し回路部１３において、第１の横繋ぎ配線ＶＳＬＲＣＮＴ及び第２の横繋ぎ配線ＬＭＣＮＴが、定電流源５２を挟んで、画素行方向に沿って設けられている。
　画素アレイ部１１の上側のカラム読出し回路部１３に設けられた第１の横繋ぎ配線ＶＳＬＲＣＮＴは、・・・、ｉ列、ｉ＋２列、ｉ＋４列、・・・の各定電流源５２に接続され、画素アレイ部１１の下側のカラム読出し回路部１３に設けられた第１の横繋ぎ配線ＶＳＬＲＣＮＴは、・・・、ｉ＋１列、ｉ＋３列、ｉ＋５列、・・・の各定電流源５２に接続されている。
　参照画素３０の選択トランジスタ３５とカレントミラー回路５１との間の配線（図３の信号線ＶＳＬ_Ｒに相当）と、第１の横繋ぎ配線ＶＳＬＲＣＮＴとの間には、第１の横繋ぎスイッチＳＷ1が接続されている。また、読出画素２０の増幅トランジスタ２４及び参照画素３０の増幅トランジスタ３４の各ソース電極と定電流源５２との間の配線（図３のコモン配線ＶＣＯＭに相当）と、第２の横繋ぎ配線ＬＭＣＮＴとの間には、第２の横繋ぎスイッチＳＷ2が接続されている。
　図１８に、実施例４に係る差動増幅型撮像装置における第１の横繋ぎ配線ＶＳＬＲＣＮＴ、第２の横繋ぎ配線ＬＭＣＮＴ、第１の横繋ぎスイッチＳＷ1、及び、第２の横繋ぎスイッチＳＷ2の具体的な接続関係を示す。第１の横繋ぎスイッチＳＷ1及び第２の横繋ぎスイッチＳＷ2は共に、差動モード時にオン（閉）状態となる。
　上述したように、実施例４に係る差動増幅型撮像装置は、実施例１に係る差動増幅型撮像装置において、参照画素３０側のノイズ低減を目的として、第１の横繋ぎ配線ＶＳＬＲＣＮＴ及び第２の横繋ぎ配線ＬＭＣＮＴ、並びに、第１の横繋ぎスイッチＳＷ1及び第２の横繋ぎスイッチＳＷ2を、カラム読出し回路部１３内に設けた構成となっている。
　そして、差動モード時に、第１の横繋ぎ配線ＶＳＬＲＣＮＴ及び第２の横繋ぎ配線ＬＭＣＮＴ、並びに、第１の横繋ぎスイッチＳＷ1及び第２の横繋ぎスイッチＳＷ2の作用により、参照画素３０側を画素列間で横繋ぎすることで、第１の横繋ぎ配線ＶＳＬＲＣＮＴ及び第２の横繋ぎ配線ＬＭＣＮＴを通して参照画素３０側のノイズが平均化されるため、参照画素３０側のノイズを低減することができる。
［実施例５］
　実施例５は、実施例４の変形例であり、画素列毎に、下側及び上側（所謂、南北）のカラム読出し回路部１３で横繋ぎを実現する例である。
　図１９は、実施例５に係る差動増幅型撮像装置におけるカレントミラー回路５１及び定電流源５２の配置例、並びに、差動モード時の電流経路を示すブロック図である。図１９に示すように、実施例５に係る差動増幅型撮像装置では、画素列毎に、南北のカラム読出し回路部１３で電気的に接続する（横繋ぎする）ために、読出画素２０及び参照画素３０と定電流源５２とを繋ぐＶＰＸ配線、及び、参照画素３０側のＶＳＬ配線を延ばし、南北のカラム読出し回路部１３まで延在して設けている。そして、第１の横繋ぎスイッチＳＷ1及び第２の横繋ぎスイッチＳＷ2を画素列毎に配置し、南北のカラム読出し回路部１３において、参照画素３０側を画素列間で電気的に接続する構成となっている。
［実施例６］
　実施例６は、実施例５の変形例であり、隣接する２つの画素列の各ＶＰＸ配線をまとめて１本とした例である。
　図２０は、実施例６に係る差動増幅型撮像装置におけるカレントミラー回路５１及び定電流源５２の配置例、並びに、差動モード時の電流経路を示すブロック図である。図２０に示すように、実施例６に係る差動増幅型撮像装置では、隣接する２つの画素列間において、画素２０（３０）と定電流源５２とを繋ぐ配線ＶＰＸを１本にまとめた構成となっている。
　実施例６に係る差動増幅型撮像装置における横繋ぎ配線及び横繋ぎスイッチの差動モード時の接続関係を図２１に示し、実施例６に係る差動増幅型撮像装置における横繋ぎ配線及び横繋ぎスイッチのＳＦモード時の接続関係を図２２に示す。図２１及び図２２では、図面の簡略化のために、互いに隣接する２列の画素列における互いに隣接する２行の画素行の計４画素の画素配列を図示している。そして、図２１に示す差動モード時の回路構成では、上側の画素行の２つの画素が読出画素２０となり、下側の画素行の２つの画素が参照画素３０となる。
　差動モード時の回路構成を示す図２１では、読出画素２０の電流経路を太線の実線で示し、参照画素３０の電流経路を太線の点線で示している。また、ＳＦモード時の回路構成を示す図２２では、上側の画素行の２つの画素２０の電流経路を太線の実線で示し、下側の画素行の２つの画素２０の電流経路を太線の点線で示している。
　実施例６に係る差動増幅型撮像装置によれば、隣接する２つの画素列間において、画素２０（３０）と定電流源５２とを繋ぐ配線ＶＰＸを１本にまとめたことにより、第２の横繋ぎスイッチＳＷ2の数を、実施例５の場合の半分に削減できる。これにより、スイッチ面積及び配線面積を、実施例５の場合よりも低減することができる。
＜変形例＞
　以上、本開示に係る技術について、好ましい実施形態に基づき説明したが、本開示に係る技術は当該実施形態に限定されるものではない。上記の実施形態において説明した撮像装置の構成、構造は例示であり、適宜、変更することができる。
　例えば、上記の実施形態では、差動増幅回路による差動型の増幅読出しモード（差動モード）と、ソースフォロワ回路による読出しモード（ＳＦモード）とを有し、両モードの切替えが可能な構成の撮像装置を例に挙げて説明したが、本開示の技術は、差動型の増幅読出しモードのみを有する撮像装置に適用することができる。
　また、上記の実施形態では、参照画素３０について、選択走査に伴って移動する読出画素２０に追従して移動する参照画素追従の撮像装置に適用した場合を例に挙げて説明したが、画素アレイ部１１の特定の領域に参照画素３０を固定的に配置した、所謂、参照画素固定の撮像装置に対しても、本開示の技術を適用することができる。
＜応用例＞
　以上説明した本実施形態に係る撮像装置は、例えば図２３に示すように、可視光、赤外光、紫外光、Ｘ線等の光をセンシングする様々な装置に使用することができる。様々な装置の具体例について以下に列挙する。
　・デジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する装置
　・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
　・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、ＴＶや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
　・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
　・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
　・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供され装置
　・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
　・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置
＜本開示に係る技術の適用例＞
　本開示に係る技術は、様々な製品に適用することができる。以下に、より具体的な適用例について説明する。
［本開示の電子機器］
　ここでは、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像システムや、携帯電話機などの撮像機能を有する携帯端末装置や、画像読取部に撮像装置を用いる複写機などの電子機器に適用する場合について説明する。
（撮像システムの例）
　図２４は、本開示の電子機器の一例である撮像システムの構成例を示すブロック図である。
　図２４に示すように、本例に係る撮像システム１００は、レンズ群等を含む撮像光学系１０１、撮像部１０２、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)回路１０３、フレームメモリ１０４、表示装置１０５、記録装置１０６、操作系１０７、及び、電源系１０８等を有している。そして、ＤＳＰ回路１０３、フレームメモリ１０４、表示装置１０５、記録装置１０６、操作系１０７、及び、電源系１０８がバスライン１０９を介して相互に接続された構成となっている。
　撮像光学系１０１は、被写体からの入射光（像光）を取り込んで撮像部１０２の撮像面上に結像する。撮像部１０２は、光学系１０１によって撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号として出力する。ＤＳＰ回路１０３は、一般的なカメラ信号処理、例えば、ホワイトバランス処理、デモザイク処理、ガンマ補正処理などを行う。
　フレームメモリ１０４は、ＤＳＰ回路１０３での信号処理の過程で適宜データの格納に用いられる。表示装置１０５は、液晶表示装置や有機ＥＬ(electro luminescence)表示装置等のパネル型表示装置から成り、撮像部１０２で撮像された動画または静止画を表示する。記録装置１０６は、撮像部１０２で撮像された動画または静止画を、可搬型の半導体メモリや、光ディスク、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)等の記録媒体に記録する。
　操作系１０７は、ユーザによる操作の下に、本撮像装置１００が持つ様々な機能について操作指令を発する。電源系１０８は、ＤＳＰ回路１０３、フレームメモリ１０４、表示装置１０５、記録装置１０６、及び、操作系１０７の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給する。
　上記の構成の撮像システム１００において、撮像部１０２として、先述した実施形態に係る撮像装置を用いることができる。当該撮像装置によれば、ストリーキングの発生を抑えることができるため、ストリーキング等のノイズの無い高品質の撮像画像を得ることができる。
［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、建設機械、農業機械（トラクター）などのいずれかの種類の移動体に搭載される撮像装置として実現されてもよい。
　図２５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２５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２５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２６は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
　図２６では、車両１２１００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。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、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２６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、例えば、撮像部１２０３１等に適用され得る。そして、撮像部１２０３１等に本開示に係る技術を適用することにより、差動読出しの際の磁界ノイズを抑圧することができるため、低ノイズの高品質の撮像画像を得ることができる。
＜本開示がとることができる構成＞
　尚、本開示は、以下のような構成をとることもできる。
≪Ａ．撮像装置≫
［Ａ－１］信号の読出しが行われる読出画素と、信号の読出しが行われない参照画素とが配置されて成る画素アレイ部、
　読出画素の増幅トランジスタ及び参照画素の増幅トランジスタの各ソース電極に接続された定電流源、並びに、
　参照画素から出力される参照電流に応じた信号電流を読出画素に供給するカレントミラー回路、
を備え、
　読出画素の増幅トランジスタと参照画素の増幅トランジスタとは、定電流源及びカレントミラー回路と共に差動増幅回路を構成し、
　カレントミラー回路と定電流源とは、画素列毎に、画素アレイ部を挟んで画素列方向の両側に対面配置されている、
撮像装置。
［Ａ－２］カレントミラー回路と定電流源とは、複数の画素列を単位として、画素アレイ部を挟んで対面配置されている、
上記［Ａ－１］に記載の撮像装置。
［Ａ－３］カレントミラー回路と定電流源とは、互いに隣接する２つの画素列を単位として、画素アレイ部を挟んで対面配置されている、
上記［Ａ－２］に記載の撮像装置。
［Ａ－４］画素アレイ部に対するカレントミラー回路と定電流源との配置関係は、画素列毎に交互に反転している、
上記［Ａ－３］に記載の撮像装置。
［Ａ－５］カレントミラー回路と定電流源とは、互いに隣接する４つの画素列を単位として、画素アレイ部を挟んで対面配置されている、
上記［Ａ－２］に記載の撮像装置。
［Ａ－６］参照画素側を画素列間で電気的に接続する横繋ぎ配線及び横繋ぎスイッチを有する、
上記［Ａ－１］乃至上記［Ａ－５］のいずれかに記載の撮像装置。
［Ａ－７］画素アレイ部を挟んで画素列方向の両側にカラム読出し回路部を有し、
　画素と定電流源とを繋ぐ配線及び垂直信号線が、両側のカラム読出し回路部まで延在して設けられ、
　横繋ぎ配線及び横繋ぎスイッチは、両側のカラム読出し回路部において、参照画素側を画素列間で電気的に接続する、
上記［Ａ－６］に記載の撮像装置。
［Ａ－８］画素と定電流源とを繋ぐ配線は、隣接する画素列間でまとめて１本設けられている、
上記［Ａ－７］に記載の撮像装置。
［Ａ－９］差動増幅回路による差動型の増幅読出しモードと、ソースフォロワ回路による読出しモードとを有し、両モードの切替えが可能である、
上記［Ａ－１］乃至上記［Ａ－８］のいずれかに記載の撮像装置。
≪Ｂ．電子機器≫
［Ｂ－１］信号の読出しが行われる読出画素と、信号の読出しが行われない参照画素とが配置されて成る画素アレイ部、
　読出画素の増幅トランジスタ及び参照画素の増幅トランジスタの各ソース電極に接続された定電流源、並びに、
　参照画素から出力される参照電流に応じた信号電流を読出画素に供給するカレントミラー回路、
を備え、
　読出画素の増幅トランジスタと参照画素の増幅トランジスタとは、定電流源及びカレントミラー回路と共に差動増幅回路を構成し、
　カレントミラー回路と定電流源とは、画素列毎に、画素アレイ部を挟んで画素列方向の両側に対面配置されている、
撮像装置を有する電子機器。
［Ｂ－２］カレントミラー回路と定電流源とは、複数の画素列を単位として、画素アレイ部を挟んで対面配置されている、
上記［Ｂ－１］に記載の電子機器。
［Ｂ－３］カレントミラー回路と定電流源とは、互いに隣接する２つの画素列を単位として、画素アレイ部を挟んで対面配置されている、
上記［Ｂ－２］に記載の電子機器。
［Ｂ－４］画素アレイ部に対するカレントミラー回路と定電流源との配置関係は、画素列毎に交互に反転している、
上記［Ｂ－３］に記載の電子機器。
［Ｂ－５］カレントミラー回路と定電流源とは、互いに隣接する４つの画素列を単位として、画素アレイ部を挟んで対面配置されている、
上記［Ｂ－２］に記載の電子機器。
［Ｂ－６］参照画素側を画素列間で電気的に接続する横繋ぎ配線及び横繋ぎスイッチを有する、
上記［Ｂ－１］乃至上記［Ｂ－５］のいずれかに記載の電子機器。
［Ｂ－７］画素アレイ部を挟んで画素列方向の両側にカラム読出し回路部を有し、
　画素と定電流源とを繋ぐ配線及び垂直信号線が、両側のカラム読出し回路部まで延在して設けられ、
　横繋ぎ配線及び横繋ぎスイッチは、両側のカラム読出し回路部において、参照画素側を画素列間で電気的に接続する、
上記［Ｂ－６］に記載の電子機器。
［Ｂ－８］画素と定電流源とを繋ぐ配線は、隣接する画素列間でまとめて１本設けられている、
上記［Ｂ－７］に記載の電子機器。
［Ｂ－９］差動増幅回路による差動型の増幅読出しモードと、ソースフォロワ回路による読出しモードとを有し、両モードの切替えが可能である、
上記［Ｂ－１］乃至上記［Ｂ－８］のいずれかに記載の電子機器。
　１０Ａ・・・片側読出し方式の撮像装置、１０Ｂ・・・両側読出し方式の撮像装置、１１・・・画素アレイ部、１２・・・垂直駆動部、１３・・・カラム読出し回路部、１４・・・カラム信号処理部、１５・・・水平駆動部、１６・・・システム制御部、２０・・・選択画素、３０・・・参照画素、５０・・・差動増幅回路、５１・・・カレントミラー回路、５２・・・定電流源、５３・・・アナログ－デジタル変換器（ＡＤＣ）、ＶＣＯＭ・・・コモン配線、ＶＳＬＲＣＮＴ・・・第１の横繋ぎ配線、ＬＭＣＮＴ・・・第２の横繋ぎ配線、ＳＷ1・・・第１の横繋ぎスイッチ、ＳＷ2・・・第２の横繋ぎスイッチ

Claims (10)

  1. 　信号の読出しが行われる読出画素と、信号の読出しが行われない参照画素とが配置されて成る画素アレイ部、
    　読出画素の増幅トランジスタ及び参照画素の増幅トランジスタの各ソース電極に接続された定電流源、並びに、
    　参照画素から出力される参照電流に応じた信号電流を読出画素に供給するカレントミラー回路、
    を備え、
    　読出画素の増幅トランジスタと参照画素の増幅トランジスタとは、定電流源及びカレントミラー回路と共に差動増幅回路を構成し、
    　カレントミラー回路と定電流源とは、画素アレイ部を挟んで画素列方向の両側に対面配置されている、
    撮像装置。
  2. 　カレントミラー回路と定電流源とは、複数の画素列を単位として、画素アレイ部を挟んで対面配置されている、
    請求項１に記載の撮像装置。
  3. 　カレントミラー回路と定電流源とは、互いに隣接する２つの画素列を単位として、画素アレイ部を挟んで対面配置されている、
    請求項２に記載の撮像装置。
  4. 　画素アレイ部に対するカレントミラー回路と定電流源との配置関係は、画素列毎に交互に反転している、
    請求項３に記載の撮像装置。
  5. 　カレントミラー回路と定電流源とは、互いに隣接する４つの画素列を単位として、画素アレイ部を挟んで対面配置されている、
    請求項２に記載の撮像装置。
  6. 　参照画素側を画素列間で電気的に接続する横繋ぎ配線及び横繋ぎスイッチを有する、
    請求項１に記載の撮像装置。
  7. 　画素アレイ部を挟んで画素列方向の両側にカラム読出し回路部を有し、
    　画素と定電流源とを繋ぐ配線及び垂直信号線が、両側のカラム読出し回路部まで延在して設けられ、
    　横繋ぎ配線及び横繋ぎスイッチは、両側のカラム読出し回路部において、参照画素側を画素列間で電気的に接続する、
    請求項６に記載の撮像装置。
  8. 　画素と定電流源とを繋ぐ配線は、隣接する画素列間でまとめて１本設けられている、
    請求項７に記載の撮像装置。
  9. 　差動増幅回路による差動型の増幅読出しモードと、ソースフォロワ回路による読出しモードとを有し、両モードの切替えが可能である、
    請求項１に記載の撮像装置。
  10. 　信号の読出しが行われる読出画素と、信号の読出しが行われない参照画素とが配置されて成る画素アレイ部、
    　読出画素の増幅トランジスタ及び参照画素の増幅トランジスタの各ソース電極に接続された定電流源、並びに、
    　参照画素から出力される参照電流に応じた信号電流を読出画素に供給するカレントミラー回路、
    を備え、
    　読出画素の増幅トランジスタと参照画素の増幅トランジスタとは、定電流源及びカレントミラー回路と共に差動増幅回路を構成し、
    　カレントミラー回路と定電流源とは、画素アレイ部を挟んで画素列方向の両側に対面配置されている、
    撮像装置を有する電子機器。
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