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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024171959
(43)【公開日】2024-12-12
(54)【発明の名称】撮像装置および撮像方法
(51)【国際特許分類】
H04N 25/70 20230101AFI20241205BHJP
【ＦＩ】
H04N25/70
【審査請求】未請求
【請求項の数】18
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023089338
(22)【出願日】2023-05-31
(71)【出願人】
【識別番号】316005926
【氏名又は名称】ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100112955
【弁理士】
【氏名又は名称】丸島 敏一
(72)【発明者】
【氏名】今村 教博
(72)【発明者】
【氏名】弘 智行
【テーマコード（参考）】
5C024
【Ｆターム（参考）】
5C024CY42
5C024GX03
5C024GY18
5C024HX13
5C024HX17
5C024HX35
5C024HX40
5C024HX50
(57)【要約】
【課題】撮像装置の消費電力の増大を抑制しつつ、セトリング時間を短縮する。
【解決手段】撮像装置は、垂直信号線が介在された画素との間のソースフォロワ動作に基づいて画素から信号を読出す負荷トランジスタと、垂直信号線のセトリング期間の少なくとも一部において負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する昇圧回路とを備える。負荷トランジスタのゲートに直列に接続されたサンプルホールドトランジスタと、負荷トランジスタのゲートに並列に接続されたカップリング容量とをさらに備えてもよい。負荷トランジスタのゲートに並列に接続されたサンプルホールド容量をさらに備えてもよい。
【選択図】 図３
【解決手段】撮像装置は、垂直信号線が介在された画素との間のソースフォロワ動作に基づいて画素から信号を読出す負荷トランジスタと、垂直信号線のセトリング期間の少なくとも一部において負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する昇圧回路とを備える。負荷トランジスタのゲートに直列に接続されたサンプルホールドトランジスタと、負荷トランジスタのゲートに並列に接続されたカップリング容量とをさらに備えてもよい。負荷トランジスタのゲートに並列に接続されたサンプルホールド容量をさらに備えてもよい。
【選択図】 図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
垂直信号線が介在された画素との間のソースフォロワ動作に基づいて前記画素から信号を読出す負荷トランジスタと、
前記垂直信号線のセトリング期間の少なくとも一部において前記負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する昇圧回路と
を備える撮像装置。
前記垂直信号線のセトリング期間の少なくとも一部において前記負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する昇圧回路と
を備える撮像装置。
【請求項2】
前記昇圧回路から前記ゲート電圧に印加される昇圧電圧は可変である
請求項１に記載の撮像装置。
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項3】
前記負荷トランジスタのゲートに直列に接続されたサンプルホールドトランジスタと、
前記負荷トランジスタのゲートに並列に接続されたカップリング容量と
をさらに備える請求項１に記載の撮像装置。
前記負荷トランジスタのゲートに並列に接続されたカップリング容量と
をさらに備える請求項１に記載の撮像装置。
【請求項4】
前記カップリング容量は可変である
請求項１に記載の撮像装置。
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項5】
前記カップリング容量は、前記サンプルホールドトランジスタにてサンプルホールドされるサンプルホールド容量と兼用される
請求項３に記載の撮像装置。
請求項３に記載の撮像装置。
【請求項6】
前記負荷トランジスタのゲートに並列に接続されたサンプルホールド容量
をさらに備える請求項３に記載の撮像装置。
をさらに備える請求項３に記載の撮像装置。
【請求項7】
前記画素は、
フォトダイオードと、
前記フォトダイオードに蓄積された電荷をフローティングディフュージョンに転送する転送トランジスタと、
前記フローティングディフュージョンをリセットするリセットトランジスタと、
前記フローティングディフュージョンの電位に応じた信号を出力する増幅トランジスタと、
前記増幅トランジスタと前記垂直信号線との間に接続された選択トランジスタと
を備える請求項１に記載の撮像装置。
フォトダイオードと、
前記フォトダイオードに蓄積された電荷をフローティングディフュージョンに転送する転送トランジスタと、
前記フローティングディフュージョンをリセットするリセットトランジスタと、
前記フローティングディフュージョンの電位に応じた信号を出力する増幅トランジスタと、
前記増幅トランジスタと前記垂直信号線との間に接続された選択トランジスタと
を備える請求項１に記載の撮像装置。
【請求項8】
前記セトリング期間は、前記フローティングディフュージョンの電位が前記垂直信号線に印加されてから、前記垂直信号線の電位が収束するまでの期間である
請求項７に記載の撮像装置。
請求項７に記載の撮像装置。
【請求項9】
前記セトリング期間は、前記画素のリセット期間経過後からＰ相ＡＤ変換期間までの期間を含む
請求項８に記載の撮像装置。
請求項８に記載の撮像装置。
【請求項10】
前記昇圧回路は、前記リセット期間の前記負荷トランジスタのゲート電圧よりも前記セトリング期間の前記負荷トランジスタのゲート電圧を高くする
請求項９に記載の撮像装置。
請求項９に記載の撮像装置。
【請求項11】
前記セトリング期間は、前記画素からの信号読出し期間経過後からＤ相ＡＤ変換期間までの期間を含む
請求項８に記載の撮像装置。
請求項８に記載の撮像装置。
【請求項12】
前記昇圧回路は、前記信号読出し期間の前記負荷トランジスタのゲート電圧よりも前記セトリング期間の前記負荷トランジスタのゲート電圧を高くする
請求項１１に記載の撮像装置。
請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項13】
前記画素がロウ方向およびカラム方向にマトリックス状に配置された画素アレイ部を備え、
前記カップリング容量は、前記カラムごとに設けられ、
前記昇圧回路は、複数のカラムで共用される
請求項３に記載の撮像装置。
前記カップリング容量は、前記カラムごとに設けられ、
前記昇圧回路は、複数のカラムで共用される
請求項３に記載の撮像装置。
【請求項14】
垂直信号線が介在された画素との間のソースフォロワ動作に基づいて前記画素から信号を読出す負荷トランジスタと、
前記画素からの信号読出し期間外において前記負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する昇圧回路と
を備える撮像装置。
前記画素からの信号読出し期間外において前記負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する昇圧回路と
を備える撮像装置。
【請求項15】
前記負荷トランジスタのゲート電圧の昇圧期間は、前記画素からの信号読出し期間と別個に設定される
請求項１４に記載の撮像装置。
請求項１４に記載の撮像装置。
【請求項16】
垂直信号線が介在された画素と負荷トランジスタとの間のソースフォロワ動作に基づいて前記画素から信号を読出し、
前記垂直信号線のセトリング期間の少なくとも一部において前記負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する
撮像方法。
前記垂直信号線のセトリング期間の少なくとも一部において前記負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する
撮像方法。
【請求項17】
カップリング容量を介して前記負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する
請求項１６に記載の撮像方法。
請求項１６に記載の撮像方法。
【請求項18】
前記負荷トランジスタのゲートに接続されるサンプルホールドトランジスタをオンし、前記負荷トランジスタのゲートに印加されるバイアス電圧を生成する電荷をサンプルホールド容量に蓄積し、
前記サンプルホールドトランジスタをオフした後、前記カップリング容量を介して前記負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する
請求項１７に記載の撮像方法。
前記サンプルホールドトランジスタをオフした後、前記カップリング容量を介して前記負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する
請求項１７に記載の撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本技術は、撮像装置および撮像方法に関する。詳しくは、本技術は、ソースフォロワ動作に基づいて画素から信号を読出し可能な撮像装置および撮像方法に関する。
【背景技術】
【0002】
固体撮像素子では、画素信号の読出し速度の高速化を図るため、セトリング時間の短縮化が望まれている。例えば、セトリング時間を短縮化するため、電荷検出部の電位変動の発生タイミングに連動させて垂直信号線への電流の供給を停止する固体撮像素子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１７－１１８３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上述の従来技術では、セトリング期間中に垂直信号線に定電流が流れる。このため、セトリング時間を短縮化するために、セトリング期間中の電流を増大させると、消費電力の大きな増大を招くおそれがあった。
【0005】
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、撮像装置の消費電力の増大を抑制しつつ、セトリング時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
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、垂直信号線が介在された画素との間のソースフォロワ動作に基づいて前記画素から信号を読出す負荷トランジスタと、前記垂直信号線のセトリング期間の少なくとも一部において前記負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する昇圧回路とを備える撮像装置である。これにより、セトリング期間外の消費電力を増大させることなく、セトリング時間が短縮されるという作用をもたらす。
【0007】
また、第１の側面において、前記昇圧回路から前記ゲート電圧に印加される昇圧電圧は可変でもよい。これにより、セトリング時間が調整可能になるという作用をもたらす。
【0008】
また、第１の側面において、前記負荷トランジスタのゲートに直列に接続されたサンプルホールドトランジスタと、前記負荷トランジスタのゲートに並列に接続されたカップリング容量とをさらに備えてもよい。これにより、容量カップリングに基づいて負荷トランジスタのゲート電圧が昇圧されるという作用をもたらす。
【0009】
また、第１の側面において、前記カップリング容量は可変でもよい。これにより、負荷トランジスタのゲート電圧が調整可能になるという作用をもたらす。
【0010】
また、第１の側面において、前記カップリング容量は、前記サンプルホールドトランジスタにてサンプルホールドされるサンプルホールド容量と兼用されてもよい。これにより、カップリング容量を介して負荷トランジスタのゲートと昇圧回路とを容量カップリングしつつ、カップリング容量にてサンプルホールドされるという作用をもたらす。
【0011】
また、第１の側面において、前記負荷トランジスタのゲートに並列に接続されたサンプルホールド容量をさらに備えてもよい。これにより、サンプルホールド電圧に基づいて負荷トランジスタのゲートがバイアスされるという作用をもたらす。
【0012】
また、第１の側面において、前記画素は、フォトダイオードと、前記フォトダイオードに蓄積された電荷をフローティングディフュージョンに転送する転送トランジスタと、前記フローティングディフュージョンをリセットするリセットトランジスタと、前記フローティングディフュージョンの電位に応じた信号を出力する増幅トランジスタと、前記増幅トランジスタと前記垂直信号線との間に接続された選択トランジスタとを備えてもよい。これにより、画素からの信号の読出し時に画素と負荷トランジスタとの間でソースフォロワが形成されるという作用をもたらす。
【0013】
また、第１の側面において、前記セトリング期間は、前記フローティングディフュージョンの電位が前記垂直信号線に印加されてから、前記垂直信号線の電位が収束するまでの期間でもよい。これにより、垂直信号線の電位変動に基づいてセトリング期間が設定されるという作用をもたらす。
【0014】
また、第１の側面において、前記セトリング期間は、リセット期間経過後からＰ相ＡＤ変換期間までの期間を含んでもよい。これにより、Ｐ相ＡＤ変換における垂直信号線の電位が安定化されるという作用をもたらす。
【0015】
また、第１の側面において、前記昇圧回路は、前記リセット期間の前記負荷トランジスタのゲート電圧よりも前記セトリング期間の前記負荷トランジスタのゲート電圧を高くしてもよい。これにより、リセット期間の消費電力を増大させることなく、セトリング期間が短縮されるという作用をもたらす。
【0016】
また、第１の側面において、前記セトリング期間は、信号読出し期間経過後からＤ相ＡＤ変換期間までの期間を含んでもよい。これにより、Ｄ相ＡＤ変換における垂直信号線の電位が安定化されるという作用をもたらす。
【0017】
また、第１の側面において、前記昇圧回路は、前記信号読出し期間の前記負荷トランジスタのゲート電圧よりも前記セトリング期間の前記負荷トランジスタのゲート電圧を高くしてもよい。これにより、信号読出し期間の消費電力を増大させることなく、セトリング期間が短縮されるという作用をもたらす。
【0018】
また、第１の側面において、前記画素がロウ方向およびカラム方向にマトリックス状に配置された画素アレイ部を備え、前記カップリング容量は、前記カラムごとに設けられ、前記昇圧回路は、複数のカラムで共用されてもよい。これにより、昇圧回路の回路規模の増大を抑制しつつ、負荷トランジスタのゲート電圧が昇圧されるという作用をもたらす。
【0019】
また、第２の側面は、垂直信号線が介在された画素との間のソースフォロワ動作に基づいて前記画素から信号を読出す負荷トランジスタと、前記画素からの信号読出し期間外において前記負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する昇圧回路とを備える撮像装置である。これにより、信号読出し期間の消費電力の増大を抑制しつつ、セトリング時間が短縮されるという作用をもたらす。
【0020】
また、第２の側面において、前記負荷トランジスタのゲート電圧の昇圧期間は、前記画素からの信号読出し期間と別個に設定されてもよい。これにより、画素からの信号読出し期間外において負荷トランジスタのゲート電圧が昇圧されるという作用をもたらす。
【0021】
また、第３の側面は、垂直信号線が介在された画素と負荷トランジスタとの間のソースフォロワ動作に基づいて前記画素から信号を読出し、前記垂直信号線のセトリング期間の少なくとも一部において前記負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する撮像方法である。これにより、セトリング期間外の消費電力を増大させることなく、セトリング時間が短縮されるという作用をもたらす。
【0022】
また、第３の側面において、カップリング容量を介して前記負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧してもよい。これにより、容量カップリングに基づいて負荷トランジスタのゲート電圧が昇圧されるという作用をもたらす。
【0023】
また、第３の側面において、前記負荷トランジスタのゲートに接続されるサンプルホールドトランジスタをオンし、前記負荷トランジスタのゲートに印加されるバイアス電圧を生成する電荷をサンプルホールド容量に蓄積し、前記サンプルホールドトランジスタをオフした後、前記カップリング容量を介して前記負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧してもよい。これにより、負荷トランジスタのゲート電圧の昇圧にかかる負荷が低減されるという作用をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】第１の実施の形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図2】第１の実施の形態に係る固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図3】第１の実施の形態に係る１カラム分の信号読出し回路の構成例を示す図である。
【図4】第１の実施の形態に係る固体撮像装置の信号読出し時の各部の波形の一例を示すタイミングチャートである。
【図5】第１の実施の形態に係る複数カラム分の信号読出し回路の構成例を示す図である。
【図6】第２の実施の形態に係る１カラム分の信号読出し回路の構成例を示す図である。
【図7】第３の実施の形態に係る１カラム分の信号読出し回路の構成例を示す図である。
【図8】第４の実施の形態に係る１カラム分の信号読出し回路の構成例を示す図である。
【図9】第５の実施の形態に係る１カラム分の信号読出し回路の構成例を示す図である。
【図10】第６の実施の形態に係る画素アレイ部の積層例を示す斜視図である。
【図11】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12】撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
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（垂直信号線のセトリング期間においてカップリング容量を介して負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する例）
２．第２の実施の形態（垂直信号線のセトリング期間においてカップリング可変容量を介して負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する例）
３．第３の実施の形態（垂直信号線のセトリング期間においてカップリング容量を介して負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する昇圧電圧を可変とした例）
４．第４の実施の形態（垂直信号線のセトリング期間においてサンプルホールド容量と兼用されるカップリング容量を介して負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する例）
５．第５の実施の形態（垂直信号線のセトリング期間においてサンプルホールド容量と兼用されるカップリング可変容量を介して負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する例）
６．第６の実施の形態（画素アレイ部を積層した例）
７．移動体への応用例
１．第１の実施の形態（垂直信号線のセトリング期間においてカップリング容量を介して負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する例）
２．第２の実施の形態（垂直信号線のセトリング期間においてカップリング可変容量を介して負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する例）
３．第３の実施の形態（垂直信号線のセトリング期間においてカップリング容量を介して負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する昇圧電圧を可変とした例）
４．第４の実施の形態（垂直信号線のセトリング期間においてサンプルホールド容量と兼用されるカップリング容量を介して負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する例）
５．第５の実施の形態（垂直信号線のセトリング期間においてサンプルホールド容量と兼用されるカップリング可変容量を介して負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する例）
６．第６の実施の形態（画素アレイ部を積層した例）
７．移動体への応用例
【0026】
＜１．第１の実施の形態＞
図１は、第１の実施の形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。
図１は、第１の実施の形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【0027】
同図において、撮像装置は、光学系１１、固体撮像装置１２、コントローラ１３、光学系駆動部１４、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）１５を備える。また、撮像装置は、記憶媒体１６、フラッシュメモリ１７、ＳＤＲＡＭ(Synchronous Dynamic Random Access Memory)１８および操作部１９を備える。なお、撮像装置は、単体として用いられてもよいし、スマートフォンなどの携帯端末に組み込まれてもよいし、認証装置や監視装置に組み込まれてもよいし、ＥＶ（Electric Vehicle）やドローンに組み込まれてもよい。
【0028】
光学系１１は、固体撮像装置１２の撮像面上に光学像を結像させる。光学系１１は、フォーカスレンズ２１、ズームレンズ２２および絞り２３を備える。フォーカスレンズ２１は、固体撮像装置１２の撮像面上のフォーカス位置を調整する。ズームレンズ２２は、撮像面上に結像される被写体像の倍率を調整する。絞り２３は、固体撮像装置１２の撮像面に入射する光の入射量を調整する。
【0029】
固体撮像装置１２は、撮像面上に結像された光学像を画素ごとに検出して電気信号に変換し、その光学像の光量に対応した画素信号をデジタル化して出力する。固体撮像装置１２は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサである。
【0030】
コントローラ１３は、撮像装置全体を統括的に制御する。コントローラ１３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのプロセッサを備えてもよい。プロセッサは、シングルコアプロセッサであってもよいし、マルチコアプロセッサであってもよい。コントローラ１３は、処理の一部を行うアクセラレータなどのハードウェア回路（例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）またはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit））を備えていてもよい。
【0031】
コントローラ１３は、画像処理部３１、撮像制御部３２、光学系制御部３４、ＬＣＤドライバ３５、記憶媒体制御部３６、フラッシュメモリ制御部３７およびＳＤＲＡＭ制御部３８を備える。また、コントローラ１３は、ＡＥ(Auto Exposure)処理部６１、ＡＦ(Auto Focus)処理部６２、シーケンス制御部６３および圧縮伸長部６４を備える。画像処理部３１、撮像制御部３２、光学系制御部３４、ＬＣＤドライバ３５、記憶媒体制御部３６、フラッシュメモリ制御部３７、ＳＤＲＡＭ制御部３８、ＡＥ処理部６１、ＡＦ処理部６２、シーケンス制御部６３および圧縮伸長部６４は、バス３９を介して互いに接続される。
【0032】
画像処理部３１は、固体撮像装置１２で生成された画素信号に基づいて画像処理を実施する。画像処理部３１は、輝度／色信号生成部１０１、輝度ガンマ部１０２、輝度ゲイン部１０３、ＷＢ（White Balance）補正部１０４、色ガンマ部１０５、色差変換部１０６および色差ゲイン部１０７を備える。
【0033】
輝度／色信号生成部１０１は、固体撮像装置１２で生成された画素信号に基づいてマトリクス演算を実施し、輝度信号と色信号を生成する。輝度信号は、例えば、画素ごとの輝度値を示すことができる。色信号は、例えば、画素ごとのＲＧＢ成分の大きさを示すことができる。
【0034】
輝度ガンマ部１０２は、画像の表示特性に応じて輝度信号の輝度を補正する。例えば、輝度ガンマ部１０２は、ＬＣＤ１５の輝度特性に応じて輝度信号の輝度を補正することができる。輝度ゲイン部１０３は、輝度信号のゲイン処理を実施する
【0035】
ＷＢ補正部１０４は、色信号のホワイトバランスを補正する。色ガンマ部１０５は、画像の表示特性に応じて色信号の色調を補正する。例えば、色ガンマ部１０５は、ＬＣＤ１５の色特性に応じて色信号の色調を補正することができる。色差変換部１０６は、マトリクス演算に基づいて、ＲＧＢ組成の色信号を色差信号へ変換する。色差ゲイン部１０７は、色差信号のゲイン処理を実施する。
【0036】
撮像制御部３２は、固体撮像装置１２の撮像を制御する。撮像制御部３２は、露光制御部１８１、ＷＢ制御部１８２、ガンマ制御部１８３およびゲイン制御部１８４を備える。
【0037】
露光制御部１８１は、固体撮像装置１２の露光を制御する。このとき、露光制御部１８１は、例えば、ＡＥ処理部６１の処理結果に基づいて、固体撮像装置１２の露光時間、露光量およびシャッタタイミングなどを制御することができる。露光制御部１８１は、ＡＥ処理部６１の処理結果として、ＡＥ評価値を用いることができる。
【0038】
ＷＢ制御部１８２は、操作部１９を介して入力された入力情報に基づいて、ＷＢ補正部１０４のＲＧＢ成分ごとのゲイン量を制御する。ガンマ制御部１８３は、操作部１９を介して入力された入力情報に基づいて、輝度ガンマ部１０２の輝度信号に対するガンマ特性や色ガンマ部１０５の色信号に対するガンマ特性をそれぞれ制御する。ゲイン制御部１８４は、操作部１９を介して入力された入力情報に基づいて、輝度ゲイン部１０３の輝度信号に対するゲインや色差ゲイン部１０７の色差信号に対するゲインをそれぞれ制御する。
【0039】
光学系制御部３４は、ＡＥ処理部６１の処理結果およびＡＦ処理部６２の処理結果に基づいて、光学系駆動部１４を駆動制御する。光学系制御部３４は、ＡＦ制御部１９１、ズーム制御部１９２および絞り制御部１９３を備える。ＡＦ制御部１９１は、ＡＦ処理部６２の処理結果に基づいて、ＡＦモータ４１を駆動する。ＡＦ制御部１９１は、ＡＦ処理部６２の処理結果として、ＡＦ評価値を用いることができる。ズーム制御部１９２は、操作部１９のズーム操作に基づいて、ズームモータ４２を駆動する。絞り制御部１９３は、ＡＥ処理部６１の処理結果に基づいて、絞りモータ４３を駆動する。絞り制御部１９３は、ＡＥ処理部６１の処理結果として、ＡＥ評価値を用いることができる。
【0040】
ＬＣＤドライバ３５は、ＬＣＤ１５を駆動する。ＬＣＤドライバ３５は、画像処理部３１で処理された画像データや、圧縮伸長部６４で伸長された画像データを映像信号に変換し、この映像信号に基づいてＬＣＤ１５に画像を表示させる。
【0041】
記憶媒体制御部３６は、記憶媒体１６のデータの読み書きを制御する。フラッシュメモリ制御部３７は、フラッシュメモリ１７のデータの読み書きを制御する。ＳＤＲＡＭ制御部３８は、ＳＤＲＡＭ１８のデータの読み書きを制御する。
【0042】
ＡＥ処理部６１は、固体撮像装置１２で生成された画像データの所定領域ごとにＡＥ評価値を算出する。ＡＦ処理部６２は、固体撮像装置１２で生成された画像データの所定領域ごとにＡＦ評価値を算出する。
【0043】
シーケンス制御部６３は、撮像装置の処理を系統的に制御する。このとき、シーケンス制御部６３は、固体撮像装置１２で生成された画像データが画像処理された後、ＬＣＤ１５に表示されるまでの一連の流れを制御することができる。また、シーケンス制御部６３は、固体撮像装置１２で生成された画像データが画像処理された後、圧縮伸長部６４で圧縮されてから記憶媒体１６に記憶されるまでの一連の流れを制御することができる。また、シーケンス制御部６３は、操作部１９の操作に基づいて割り込み処理を実施することができる。
【0044】
圧縮伸長部６４は、画像処理部３１で画像処理された画像データをＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）方式などの圧縮方式で圧縮したり伸長したりする。
【0045】
光学系駆動部１４は、光学系制御部３４からの制御に基づいて、光学系１１を駆動する。光学系駆動部１４は、ＡＦモータ４１、ズームモータ４２および絞りモータ４３を備える。ＡＦモータ４１は、ＡＦ制御部１９１からの制御に基づいて、フォーカスレンズ２１を光軸方向に移動させる。ズームモータ４２は、ズーム制御部１９２からの制御に基づいて、ズームレンズ２２を光軸方向に移動させる。絞りモータ４３は、絞り制御部１９３からの制御に基づいて、絞り２３の開口径を調整する。
【0046】
ＬＣＤ１５は、撮像画像を表示したり、撮像操作をサポートする各種情報を表示したりする。
【0047】
記憶媒体１６は、撮像装置で撮像された撮像画像などを記憶する。記憶媒体１６は、脱着可能でもよい。記憶媒体１６は、例えば、メモリカードでもよいし、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリでもよい。
【0048】
フラッシュメモリ１７は、コントローラ１３によって実行される各種の制御プログラムや、各種の制御プログラムの実行に用いられるパラメータなどを記憶する
【0049】
ＳＤＲＡＭ１８は、コントローラ１３の処理で発生したデータを一時的に記憶する。ＳＤＲＡＭ１８は、１フレーム分の画像データを記憶するバッファメモリを備えてもよい。
【0050】
操作部１９は、撮像装置を操作するユーザインターフェースを提供する。操作部１９は、例えば、撮像装置に設けられたボタン、ダイヤルおよびスイッチを含んでもよい。操作部１９は、ＬＣＤ１５とともにタッチパネルで構成してもよい。なお、カメラの形態によっては、上述の機能の一部を有してなくてよいし、逆に開示していない機能をさらに有してもよい。
【0051】
図２は、第１の実施の形態に係る固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【0052】
同図において、固体撮像装置１２は、画素アレイ部１１１、垂直走査回路１１２、カラム読出し回路１１３、カラム信号処理部１１４、水平走査回路１１５および制御回路１１６を備える。
【0053】
画素アレイ部１１１は、複数の画素１２０を備える。画素１２０は、ロウ方向（水平方向とも言う）およびカラム方向（垂直方向とも言う）に沿ってマトリックス状に配列される。各画素１２０は、信号の読出し時にカラム読出し回路１１３との間でソースフォロワを構成することができる。各画素１２０は、ロウごとに水平駆動線１３１に接続され、カラムごとに垂直信号線１３２に接続される。水平駆動線１３１は、各画素１２０からの信号の読出し時に各画素１２０をロウごとに駆動する。垂直信号線１３２は、画素１２０からの信号読出し時に流れる電流に基づく電位をカラムごとにカラム信号処理部１１４に伝送する。
【0054】
垂直走査回路１１２は、読出し対象となる画素１２０をカラム方向に走査する。垂直走査回路１１２は、垂直レジスタを用いて構成してもよい。
【0055】
カラム読出し回路１１３は、各画素１２０からの信号の読出し時に、各画素１２０との間でソースフォロワを構成することができる。このとき、カラム読出し回路１１３は、画素１２０に保持された電荷に基づいて垂直信号線１３２の電位を変化させることができる。
【0056】
カラム信号処理部１１４は、各画素１２０からカラム方向に伝送された信号を処理する。例えば、カラム信号処理部１１４は、各画素１２０からカラム方向に伝送された信号に基づいて、相関二重サンプリング（ＣＤＳ：Correlated Double Sampling）処理を実施することができる。また、カラム信号処理部１１４は、各画素１２０からカラム方向に伝送された信号に基づいて、ＡＤ（Analog to Digital）変換処理を実施し、撮像信号Ｇｏｕｔを出力することができる。
【0057】
カラム信号処理部１１４は、カラムＡＤＣ部１１４Ａを備える。カラムＡＤＣ部１１４Ａは、ＡＤ変換処理をカラムごとに並列に実施することができる。このとき、カラムＡＤＣ部１１４Ａは、画素１２０から読出された画素信号と参照信号との比較結果に基づいてカラムごとにＡＤ変換することができる。
【0058】
水平走査回路１１５は、読出し対象となる画素１２０をロウ方向に走査する。水平走査回路１１５は、水平レジスタを用いて構成してもよい。
【0059】
制御回路１１６は、垂直走査回路１１２、カラム読出し回路１１３、カラム信号処理部１１４および水平走査回路１１５を制御する。例えば、制御回路１１６は、カラム方向の走査タイミング、ロウ方向の走査タイミング、カラム読出し回路１１３の動作タイミングおよびカラム信号処理部１１４の処理タイミングを制御することができる。
【0060】
図３は、第１の実施の形態に係る１カラム分の信号読出し回路の構成例を示す図である。
【0061】
同図において、画素１２０は、フォトダイオード１２１、転送トランジスタ１２２、リセットトランジスタ１２３、増幅トランジスタ１２４、選択トランジスタ１２５およびフローティングディフュージョン１２６を備える。転送トランジスタ１２２、リセットトランジスタ１２３、増幅トランジスタ１２４および選択トランジスタ１２５として、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタを用いることができる。
【0062】
増幅トランジスタ１２４と選択トランジスタ１２５は、直列に接続されている。フォトダイオード１２１のカソードは、転送トランジスタ１２２を介してフローティングディフュージョン１２６に接続されている。また、フローティングディフュージョン１２６は、リセットトランジスタ１２３を介して電源Ｖｄｄに接続されている。また、電源Ｖｄｄは、増幅トランジスタ１２４と選択トランジスタ１２５の直列回路を介して垂直信号線１３２に接続されている。増幅トランジスタ１２４のゲートはフローティングディフュージョン１２６に接続されている。
【0063】
転送トランジスタ１２２のゲートには、転送信号ＴＧが印加される。リセットトランジスタ１２３のゲートには、リセット信号ＲＴが印加される。選択トランジスタ１２５のゲートには、選択信号ＳＥＬが印加される。転送信号ＴＧ、リセット信号ＲＴおよび選択信号ＳＥＬは、図２の水平駆動線１３１を介して各画素１２０に伝送することができる。
【0064】
増幅トランジスタ１２４は、選択トランジスタ１２５を介して垂直信号線１３２に接続されている。また、垂直信号線１３２には、容量１３３が付加される。この容量１３３は、垂直信号線１３２の寄生容量でもよいし、垂直信号線１３２に接続された容量素子でもよい。
【0065】
また、垂直信号線１３２には、負荷トランジスタ１４２が接続される。負荷トランジスタ１４２は、垂直信号線１３２を介して画素１２０との間でソースフォロワを構成することができる。ここで、負荷トランジスタ１４２は、画素１２０との間で構成されるソースフォロワに基づいて、垂直信号線１３２に流れる電流Ｉ０を設定することができる。このとき、画素１２０との間で構成されるソースフォロワに基づいて流れる電流Ｉ０に応じて、垂直信号線１３２の電位が変化する。負荷トランジスタ１４２は、例えば、ＭＯＳトランジスタを用いることができる。負荷トランジスタ１４２のゲートには、ゲート電圧ＶＧが印加される。
【0066】
また、垂直信号線１３２は、コンパレータ１４８の反転入力に接続される。このとき、コンパレータ１４８の反転入力には、垂直信号線１３２の電位ＶＳＬが印加される。コンパレータ１４８の非反転入力には、参照信号ＲＡＰが入力される。参照信号ＲＡＰは、例えば、ランプ信号である。
【0067】
また、コンパレータ１４８には、オートゼロ信号ＡＺが入力される。オートゼロ信号ＡＺは、オートゼロ期間にオートゼロ動作をアクティブ化する。オートゼロ動作では、非反転入力および反転入力がバランスするようにコンパレータ１４８の容量に蓄積される電荷を制御することができる。コンパレータ１４８は、カラムＡＤＣ部１１４Ａにカラムごとに設けることができる。
【0068】
サンプルホールドトランジスタ１４４は、負荷トランジスタ１４２のゲートに印加されるバイアス電圧を生成する電荷をサンプルホールド容量１４５にサンプルホールドさせる。サンプルホールドトランジスタ１４４は、ＭＯＳトランジスタでもよい。サンプルホールドトランジスタ１４４のゲートには、サンプルホールド信号ＳＨが印加される。サンプルホールド容量１４５は、サンプルホールド電圧を生成する。このとき、サンプルホールド容量１４５は、サンプルホールド電圧に基づいて、負荷トランジスタ１４２のゲートに印加されるバイアス電圧を設定し、負荷トランジスタ１４２のゲートに印加する。サンプルホールドトランジスタ１４４は、負荷トランジスタ１４２のゲートに直列に接続される。サンプルホールド容量１４５は、負荷トランジスタ１４２のゲートに並列に接続される。ここで、負荷トランジスタ１４２のゲートに印加されるバイアス電圧を生成する電荷をサンプルホールド容量１４５にサンプルホールドさせてから、負荷トランジスタ１４２のゲートにバイアス電圧を印加させることにより、ＡＤ変換時の横引きノイズを防止することができる。
【0069】
また、負荷トランジスタ１４２のゲートには、昇圧回路１４６がカップリング容量１４７を介して接続される。昇圧回路１４６は、垂直信号線１３２のセトリング期間の少なくとも一部において負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧを昇圧する。このとき、昇圧回路１４６は、セトリング期間の少なくとも一部において昇圧電圧ＶＩＮを出力し、サンプルホールド容量１４５で設定されるバイアス電圧に加算して、負荷トランジスタ１４２のゲートに印加することができる。セトリング期間は、フローティングディフュージョン１２６の電位が垂直信号線１３２に印加されてから、垂直信号線１３２の電位が収束するまでの期間である
【0070】
あるいは、昇圧回路１４６は、画素１２０からの信号読出し期間外において負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧを昇圧してもよい。このとき、負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧの昇圧期間は、画素１２０からの信号読出し期間と別個に設定することができる。
【0071】
ここで、負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧを昇圧させることにより、垂直信号線１３２に流れる電流Ｉ０を増大させることができ、セトリング時間を短縮することができる。このセトリング時間Ｔｓは、以下の式で与えることができる。
Ｔｓ＝Ｃｖ／Ｉ０＋Ｃｖ／ｇｍ
ただし、Ｃｖは、容量１３３の容量値、ｇｍは、負荷トランジスタ１４２の相互コンダクタンスである。
Ｔｓ＝Ｃｖ／Ｉ０＋Ｃｖ／ｇｍ
ただし、Ｃｖは、容量１３３の容量値、ｇｍは、負荷トランジスタ１４２の相互コンダクタンスである。
【0072】
ここで、ｇｍは、以下の式で与えることができる。
ｇｍ＝（２・Ｉ０・β）１／２
ただし、βは、負荷トランジスタ１４２の駆動力に相当する値である。
ｇｍ＝（２・Ｉ０・β）１／２
ただし、βは、負荷トランジスタ１４２の駆動力に相当する値である。
【0073】
このため、垂直信号線１３２に流れる電流Ｉ０の増大は、セトリング時間Ｔｓの式の第１項および第２項の両方に寄与し、セトリング時間の短縮効果の増大に貢献することができる。
【0074】
また、負荷トランジスタ１４２のゲートは、サンプルホールドトランジスタ１４４を介してミラートランジスタ１４１のゲートに接続される。ミラートランジスタ１４１は、ＭＯＳトランジスタでもよい。ミラートランジスタ１４１は、カレントミラー動作に基づいてミラー電流を生成する。このとき、ミラートランジスタ１４１は、カレントミラー回路のミラー元として動作し、負荷トランジスタ１４２１は、カレントミラー回路のミラー先として動作することができる。ミラートランジスタ１４１には、電流源１４３が直列に接続される。ミラートランジスタ１４１のゲートは、ミラートランジスタ１４１のドレインに接続される。
【0075】
ここで、負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧを昇圧させる場合、サンプルホールドトランジスタ１４４をオフさせることができる。このとき、負荷トランジスタ１４２のゲートは、ミラートランジスタ１４１のゲートと切り離される。このため、負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧの昇圧時に昇圧回路１４６の負荷を低減することができ、昇圧回路１４６の回路規模の増大を抑制しつつ、セトリング時間の短縮効果を増大させることができる。
【0076】
図４は、第１の実施の形態に係る固体撮像装置の信号読出し時の各部の波形の一例を示すタイミングチャートである。
【0077】
同図において、サンプルホールドトランジスタ１４４がオンすると、負荷トランジスタ１４２のゲートに印加されるバイアス電圧を生成する電荷がサンプルホールド容量１４５にサンプルホールドされる。
【0078】
次に、リセット信号ＲＴが立ち上がり（ｔ１）、リセット期間Ｋ１１に移行する。このとき、リセットトランジスタ１２３がオンしてフローティングディフュージョン１２６がリセットされる。また、選択信号ＳＥＬが立ち上がり、選択トランジスタ１２５がオンする。このとき、電源電位Ｖｄｄが増幅トランジスタ１２４のゲートに印加された時のソースフォロワ動作に基づいて垂直信号線１３２の電位ＶＳＬが設定される。
【0079】
また、リセット期間Ｋ１１において、サンプルホールドトランジスタ１４４がオフする。このとき、サンプルホールド容量１４５を介してバイアス電圧が負荷トランジスタ１４２のゲートに印加された状態で、負荷トランジスタ１４２のゲートがミラートランジスタ１４１のゲートから切り離される。ここで、リセット期間Ｋ１１では、昇圧電圧ＶＩＮは０Ｖに設定され、サンプルホールド容量１４５で設定されるバイアス電圧のみが負荷トランジスタ１４２のゲートに印加される。このとき、負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧの上昇が抑制され、負荷トランジスタ１４２を介して垂直信号線１３２に流れる電流Ｉ０の上昇も抑制される。このため、リセット期間Ｋ１１における消費電力の上昇を抑制することができる。
【0080】
次に、リセット信号ＲＴが立ち下がり（ｔ２）、Ｐ相セトリング期間Ｋ１２に移行する。このとき、リセットトランジスタ１２３がオフし、フローティングディフュージョン１２６のリセットレベルが増幅トランジスタ１２４のゲートに印加された時のソースフォロワ動作に基づいて垂直信号線１３２の電位ＶＳＬが設定される。
【0081】
また、昇圧電圧ＶＩＮが立ち上がり（ｔ２）、サンプルホールド容量１４５で設定されるバイアス電圧に加算されて負荷トランジスタ１４２のゲートに印加される。このとき、負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧは、リセット期間Ｋ１１に比べて上昇し、負荷トランジスタ１４２を介して垂直信号線１３２に流れる電流Ｉ０も上昇する。このため、昇圧電圧ＶＩＮの印加がない場合（ＰＶ１）に比べて、垂直信号線１３２の電位ＶＳＬの収束が速くなり（ＰＶ２）、Ｐ相セトリング期間Ｋ１２が短縮される。
【0082】
次に、オートゼロ信号ＡＺが立ち上がり（ｔ３）、コンパレータ１４８の非反転入力および反転入力がバランスするようにコンパレータ１４８の容量に電荷が蓄積される。
【0083】
次に、Ｐ相設定信号ＰＴがスパイク状に立ち下がり（ｔ４）、参照信号ＲＡＰが立ち上げられる。そして、Ｐ相ＡＤイネーブル信号が立ち上がり（ｔ５）、参照信号ＲＡＰとしてランプ信号がコンパレータ１４８に供給される。そして、コンパレータ１４８において、リセットレベルに応じた垂直信号線１３２の電位ＶＳＬが参照信号ＲＡＰと比較され、参照信号ＲＡＰのレベルが垂直信号線１３２の電位ＶＳＬと一致したときのタイミングが比較結果ＶＯとして出力される。このとき、参照信号ＲＡＰのレベルが垂直信号線１３２の電位ＶＳＬと一致するまでのカウント動作に基づいて、画素１２０から読み出されたリセットレベルがＡＤ変換される。
【0084】
次に、Ｐ相ＡＤイネーブル信号が立ち下がり（ｔ６）、Ｐ相ＡＤ変換処理が完了するとともに、Ｐ相セトリング期間Ｋ１２が終了する。
【0085】
また、昇圧電圧ＶＩＮが立ち下がり（ｔ６）、サンプルホールド容量１４５で設定されるバイアス電圧のみが負荷トランジスタ１４２のゲートに印加される。このとき、負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧは、リセット期間Ｋ１１のゲート電圧ＶＧと同等に設定され、負荷トランジスタ１４２を介して垂直信号線１３２に流れる電流Ｉ０も、リセット期間Ｋ１１の電流Ｉ０と同等に設定される。
【0086】
次に、転送信号ＴＧが立ち上がり（ｔ７）、読出し期間Ｋ１３に移行する。このとき、転送トランジスタ１２２がオンしてフォトダイオード１２１に蓄積された電荷がフローティングディフュージョン１２６に転送される。また、フォトダイオード１２１のカソード電位が増幅トランジスタ１２４のゲートに印加された時のソースフォロワ動作に基づいて垂直信号線１３２の電位ＶＳＬが設定される。ここで、読出し期間Ｋ１３では、昇圧電圧ＶＩＮは０Ｖに設定され、サンプルホールド容量１４５で設定されるバイアス電圧のみが負荷トランジスタ１４２のゲートに印加される。このとき、負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧの上昇が抑制され、負荷トランジスタ１４２を介して垂直信号線１３２に流れる電流Ｉ０の上昇も抑制される。このため、読出し期間Ｋ１３における消費電力の上昇を抑制することができる。
【0087】
次に、転送信号ＴＧが立ち下がり（ｔ８）、Ｄ相セトリング期間Ｋ１４に移行する。このとき、転送トランジスタ１２２がオフし、フローティングディフュージョン１２６の信号レベルが増幅トランジスタ１２４のゲートに印加された時のソースフォロワ動作に基づいて垂直信号線１３２の電位ＶＳＬが設定される。
【0088】
また、昇圧電圧ＶＩＮが立ち上がり（ｔ８）、サンプルホールド容量１４５で設定されるバイアス電圧に加算されて負荷トランジスタ１４２のゲートに印加される。このとき、負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧは、読出し期間Ｋ１３に比べて上昇し、負荷トランジスタ１４２を介して垂直信号線１３２に流れる電流Ｉ０も上昇する。このため、昇圧電圧ＶＩＮの印加がない場合（ＤＶ１）に比べて、垂直信号線１３２の電位ＶＳＬの収束が速くなり（ＤＶ２）、Ｄ相セトリング期間Ｋ１４が短縮される。
【0089】
次に、Ｄ相設定信号ＤＴがスパイク状に立ち下がり（ｔ９）、参照信号ＲＡＰが立ち上げられる。そして、Ｄ相ＡＤイネーブル信号が立ち上がり（ｔ１０）、参照信号ＲＡＰとしてランプ信号がコンパレータ１４８に供給される。そして、コンパレータ１４８において、信号レベルに応じた垂直信号線１３２の電位ＶＳＬが参照信号ＲＡＰと比較され、参照信号ＲＡＰのレベルが垂直信号線１３２の電位ＶＳＬと一致したときのタイミングが比較結果ＶＯとして出力される。このとき、参照信号ＲＡＰのレベルが垂直信号線１３２の電位ＶＳＬと一致するまでのカウント動作に基づいて、画素１２０から読み出された信号レベルがＡＤ変換される。
【0090】
次に、Ｄ相ＡＤイネーブル信号が立ち下がり（ｔ１１）、Ｄ相ＡＤ変換処理が完了するとともに、Ｄ相セトリング期間Ｋ１４が終了する。また、昇圧電圧ＶＩＮが立ち下がり（ｔ１１）、サンプルホールド容量１４５で設定されるバイアス電圧のみが負荷トランジスタ１４２のゲートに印加される。
【0091】
図５は、第１の実施の形態に係る複数カラム分の信号読出し回路の構成例を示す図である。
【0092】
同図において、垂直信号線１３２－１から１３２－３およびコンパレータ１４８－１から１４８－３がそれぞれカラムごとに設けられている。また、各垂直信号線１３２－１から１３２－３には、画素１２０－１から１２０－３がそれぞれ接続されている。
【0093】
また、各垂直信号線１３２－１から１３２－３には、負荷トランジスタ１４２－１から１４２－３がそれぞれ接続される。各負荷トランジスタ１４２－１から１４２－３は、垂直信号線１３２－１から１３２－３をそれぞれ介して各画素１２０－１から１２０－３との間でソースフォロワを構成することができる。
【0094】
また、各垂直信号線１３２－１から１３２－３は、各コンパレータ１４８－１から１４８－３の反転入力に接続される。このとき、各コンパレータ１４８－１から１４８－３の反転入力には、各垂直信号線１３２－１から１３２－３の電位ＶＳＬ１からＶＳＬ３が印加される。各コンパレータ１４８－１から１４８－３の非反転入力には、参照信号ＲＡＰが入力される。また、各コンパレータ１４８－１から１４８－３には、オートゼロ信号ＡＺが入力される。
【0095】
また、各負荷トランジスタ１４２－１から１４２－３のゲートには、サンプルホールドトランジスタ１４４－１から１４４－３がそれぞれ直列に接続される。各サンプルホールドトランジスタ１４４－１から１４４－３のゲートには、サンプルホールド信号ＳＨが印加される。また、各負荷トランジスタ１４２－１から１４２－３のゲートには、サンプルホールド容量１４５－１から１４５－３がそれぞれ並列に接続される。
【0096】
また、各負荷トランジスタ１４２－１から１４２－３のゲートには、昇圧回路１４６がカップリング容量１４７－１から１４７－３をそれぞれ介して接続される。昇圧回路１４６は、各垂直信号線１３２－１から１３２－３のセトリング期間の少なくとも一部において各負荷トランジスタ１４２－１から１４２－３のゲート電圧を昇圧することができる。このとき、昇圧回路１４６は、複数のカラムで共用することができる。
【0097】
また、各負荷トランジスタ１４２－１から１４２－３のゲートは、サンプルホールドトランジスタ１４４－１から１４４－３をそれぞれ介してミラートランジスタ１４１のゲートに接続される。ミラートランジスタ１４１には、電流源１４３が直列に接続される。このとき、ミラートランジスタ１４１および電流源１４３は、複数のカラムで共用することができる。
【0098】
ここで、カップリング容量１４７－１から１４７－３は、サンプルホールド容量１４５－１から１４５－３の容量比の変更で対応してもよい。このとき、配線１本分の面積増加に基づいて、各負荷トランジスタ１４２－１から１４２－３のゲート電圧を昇圧することができ、固体撮像装置のチップサイズの増大を抑制することができる。
【0099】
このように、上述の第１の実施の形態では、垂直信号線１３２のＰ相セトリング期間Ｋ１２、Ｋ１４においてカップリング容量１４７を介して負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧを昇圧する。これにより、セトリング時間に影響を及ぼすことなく、セトリング期間Ｋ１２、Ｋ１４の電流Ｉ０に比べてリセット期間Ｋ１１および読出し期間Ｋ１３の電流Ｉ０を低減させることができる。このため、信号読出し回路の消費電力の増大を抑制しつつ、セトリング期間Ｋ１２、Ｋ１４を短縮することができる。
【0100】
＜２．第２の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態では、垂直信号線１３２のＰ相セトリング期間Ｋ１２、Ｋ１４においてカップリング容量１４７を介して負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧを昇圧した。この第２の実施の形態では、垂直信号線１３２のＰ相セトリング期間Ｋ１２、Ｋ１４においてカップリング可変容量２４７を介して負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧを昇圧する。
上述の第１の実施の形態では、垂直信号線１３２のＰ相セトリング期間Ｋ１２、Ｋ１４においてカップリング容量１４７を介して負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧを昇圧した。この第２の実施の形態では、垂直信号線１３２のＰ相セトリング期間Ｋ１２、Ｋ１４においてカップリング可変容量２４７を介して負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧを昇圧する。
【0101】
図６は、第２の実施の形態に係る１カラム分の信号読出し回路の構成例を示す図である。
【0102】
同図において、この撮像装置は、上述の第１の実施の形態のカップリング容量１４７に代えて、カップリング可変容量２４７を備える。第２の実施の形態の撮像装置のそれ以外の構成は、上述の第１の実施の形態の撮像装置の構成と同様である。
【0103】
カップリング可変容量２４７は、その容量値が可変である。カップリング可変容量２４７は、負荷トランジスタ１４２のゲートと昇圧回路１４６の出力との間に接続される。ここで、カップリング可変容量２４７の容量値を変化させることにより、負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧの昇圧量を変化させることができる。例えば、撮像装置のフレームレートを増大させる場合は、負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧの昇圧量を増大させ、撮像装置の消費電力を低減させる場合は、負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧの昇圧量を減少させてもよい。撮像装置は、その使用環境や撮像条件に応じてカップリング可変容量２４７の容量値を変化させてもよいし、外部からの設定に基づいてカップリング可変容量２４７の容量値を変化させてもよい。
【0104】
このように、上述の第２の実施の形態では、負荷トランジスタ１４２のゲートと昇圧回路１４６の出力との間にカップリング可変容量２４７を接続する。これにより、負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧの昇圧量を変化させることができ、セトリング時間の短縮と消費電力の低減の優先度を最適化することができる。
＜３．第３の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態では、垂直信号線１３２のＰ相セトリング期間Ｋ１２、Ｋ１４においてカップリング容量１４７を介して負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧを昇圧した。この第３の実施の形態では、垂直信号線１３２のＰ相セトリング期間Ｋ１２、Ｋ１４においてカップリング容量１４７を介して負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧを昇圧する昇圧電圧ＶＩＮを可変とする。
＜３．第３の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態では、垂直信号線１３２のＰ相セトリング期間Ｋ１２、Ｋ１４においてカップリング容量１４７を介して負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧを昇圧した。この第３の実施の形態では、垂直信号線１３２のＰ相セトリング期間Ｋ１２、Ｋ１４においてカップリング容量１４７を介して負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧを昇圧する昇圧電圧ＶＩＮを可変とする。
【0105】
図７は、第３の実施の形態に係る１カラム分の信号読出し回路の構成例を示す図である。
【0106】
同図において、この撮像装置は、上述の第１の実施の形態の昇圧回路１４６に代えて、可変昇圧回路３４６を備える。第３の実施の形態の撮像装置のそれ以外の構成は、上述の第１の実施の形態の撮像装置の構成と同様である。
【0107】
可変昇圧回路３４６は、その電圧昇圧量が可変である。可変昇圧回路３４６は、カップリング容量１４７を介して負荷トランジスタ１４２のゲートに接続される。可変昇圧回路３４６は、垂直信号線１３２のセトリング期間の少なくとも一部において負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧを昇圧する。ここで、可変昇圧回路３４６の電圧昇圧量を変化させることにより、負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧの昇圧量を変化させることができる。例えば、撮像装置のフレームレートを増大させる場合は、可変昇圧回路３４６の電圧昇圧量を増大させ、撮像装置の消費電力を低減させる場合は、可変昇圧回路３４６の電圧昇圧量を減少させてもよい。撮像装置は、その使用環境や撮像条件に応じて可変昇圧回路３４６の電圧昇圧量を変化させてもよいし、外部からの設定に基づいて可変昇圧回路３４６の電圧昇圧量を変化させてもよい。
【0108】
このように、上述の第３の実施の形態では、カップリング容量１４７を介して負荷トランジスタ１４２のゲートに可変昇圧回路３４６を接続する。これにより、負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧの昇圧量を変化させることができ、セトリング時間の短縮と消費電力の低減の優先度を最適化することができる。
＜４．第４の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態では、垂直信号線１３２のＰ相セトリング期間Ｋ１２、Ｋ１４においてカップリング容量１４７を介して負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧを昇圧した。この第４の実施の形態では、垂直信号線１３２のＰ相セトリング期間Ｋ１２、Ｋ１４においてサンプルホールド容量と兼用されるカップリング容量４４７を介して負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧを昇圧する。
＜４．第４の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態では、垂直信号線１３２のＰ相セトリング期間Ｋ１２、Ｋ１４においてカップリング容量１４７を介して負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧを昇圧した。この第４の実施の形態では、垂直信号線１３２のＰ相セトリング期間Ｋ１２、Ｋ１４においてサンプルホールド容量と兼用されるカップリング容量４４７を介して負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧを昇圧する。
【0109】
図８は、第４の実施の形態に係る１カラム分の信号読出し回路の構成例を示す図である。
【0110】
同図において、この撮像装置は、上述の第１の実施の形態のカップリング容量１４７に代えて、カップリング容量４４７を備える。また、この撮像装置は、上述の第１の実施の形態のサンプルホールド容量１４５が除去されている。第４の実施の形態の撮像装置のそれ以外の構成は、上述の第１の実施の形態の撮像装置の構成と同様である。
【0111】
カップリング容量４４７は、サンプルホールド容量１４５を兼用しつつ、負荷トランジスタ１４２のゲートと昇圧回路１４６とを容量カップリングする。カップリング容量４４７は、負荷トランジスタ１４２のゲートと昇圧回路１４６の出力との間に接続される。
【0112】
カップリング容量４４７は、サンプルホールドトランジスタ１４４がオンされると、負荷トランジスタ１４２のゲートに印加されるバイアス電圧を生成する電荷をサンプルホールドする。また、カップリング容量４４７は、サンプルホールドトランジスタ１４４がオフされると、負荷トランジスタ１４２のゲートと昇圧回路１４６とを容量カップリングしつつ、負荷トランジスタ１４２のゲートにバイアス電圧を印加する。
【0113】
このように、上述の第４の実施の形態では、負荷トランジスタ１４２のゲートと昇圧回路１４６の出力との間にカップリング容量４４７を接続する。これにより、信号読出し回路の消費電力の増大を抑制しつつ、セトリング期間Ｋ１２、Ｋ１４を短縮することが可能となるとともに、サンプルホールド容量１４５を除去することができる。このため、回路規模の増大を抑制しつつ、セトリング時間の短縮と消費電力の低減のバランスを制御することができる。
＜５．第５の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態では、垂直信号線１３２のＰ相セトリング期間Ｋ１２、Ｋ１４においてカップリング容量１４７を介して負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧを昇圧した。この第５の実施の形態では、垂直信号線１３２のＰ相セトリング期間Ｋ１２、Ｋ１４においてサンプルホールド容量と兼用されるカップリング可変容量５４７を介して負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧを昇圧する。
＜５．第５の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態では、垂直信号線１３２のＰ相セトリング期間Ｋ１２、Ｋ１４においてカップリング容量１４７を介して負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧを昇圧した。この第５の実施の形態では、垂直信号線１３２のＰ相セトリング期間Ｋ１２、Ｋ１４においてサンプルホールド容量と兼用されるカップリング可変容量５４７を介して負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧを昇圧する。
【0114】
図９は、第５の実施の形態に係る１カラム分の信号読出し回路の構成例を示す図である。
【0115】
同図において、この撮像装置は、上述の第１の実施の形態のカップリング容量１４７に代えて、カップリング可変容量５４７を備える。第５の実施の形態の撮像装置のそれ以外の構成は、上述の第１の実施の形態の撮像装置の構成と同様である。
【0116】
カップリング可変容量５４７は、サンプルホールド容量１４５を兼用しつつ、負荷トランジスタ１４２のゲートと昇圧回路１４６とを容量カップリングする。カップリング可変容量５４７は、その容量値が可変である。カップリング可変容量５４７は、負荷トランジスタ１４２のゲートと昇圧回路１４６の出力との間に接続される。ここで、カップリング可変容量５４７の容量値を変化させることにより、負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧの昇圧量を変化させることができる。例えば、撮像装置のフレームレートを増大させる場合は、負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧの昇圧量を増大させ、撮像装置の消費電力を低減させる場合は、負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧの昇圧量を減少させてもよい。撮像装置は、その使用環境や撮像条件に応じてカップリング可変容量５４７の容量値を変化させてもよいし、外部からの設定に基づいてカップリング可変容量５４７の容量値を変化させてもよい。
【0117】
また、カップリング可変容量５４７は、サンプルホールドトランジスタ１４４がオンされると、負荷トランジスタ１４２のゲートに印加されるバイアス電圧を生成する電荷をサンプルホールドする。また、カップリング可変容量５４７は、サンプルホールドトランジスタ１４４がオフされると、負荷トランジスタ１４２のゲートと昇圧回路１４６とを容量カップリングしつつ、負荷トランジスタ１４２のゲートにバイアス電圧を印加する。
【0118】
このように、上述の第５の実施の形態では、負荷トランジスタ１４２のゲートと昇圧回路１４６の出力との間にカップリング可変容量５４７を接続する。これにより、負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧの昇圧量を変化させることが可能となるとともに、サンプルホールド容量１４５を除去することができる。このため、回路規模の増大を抑制しつつ、セトリング時間の短縮と消費電力の低減の優先度を最適化することができる。
【0119】
＜６．第６の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態では、垂直信号線１３２のＰ相セトリング期間Ｋ１２、Ｋ１４においてカップリング容量１４７を介して負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧを昇圧した。この第６の実施の形態では、画素がマトリックス状に配列された画素アレイ部が設けられた半導体チップを積層化する。
上述の第１の実施の形態では、垂直信号線１３２のＰ相セトリング期間Ｋ１２、Ｋ１４においてカップリング容量１４７を介して負荷トランジスタ１４２のゲート電圧ＶＧを昇圧した。この第６の実施の形態では、画素がマトリックス状に配列された画素アレイ部が設けられた半導体チップを積層化する。
【0120】
図１０は、第６の実施の形態に係る画素アレイ部の積層例を示す斜視図である。
【0121】
同図において、固体撮像装置は、半導体チップ９２１、９２２を備える。半導体チップ９２２は、半導体チップ９２１上に積層される。
【0122】
半導体チップ９２２には、画素アレイ部９２３が形成される。画素アレイ部９２３には、画素９３１がロウ方向およびカラム方向にマトリックス状に配置される。画素アレイ部９２３の周辺には、パッド電極９３２およびビア電極９３３が形成される。ビア電極９３３は、半導体チップ９２２を貫通し、半導体チップ９２１、９２２同士を電気的に接続することができる。
【0123】
半導体チップ９２１には、周辺回路９２４が形成される。周辺回路９２４には、カラム読出し回路９２５、カラムＡＤＣ９２６、通信インタフェース９２７および発振回路９２８が形成される。カラム読出し回路９２５およびカラムＡＤＣ９２６は、画素アレイ部９２３のカラム方向の両側の位置に対応するように形成してもよい。カラム読出し回路９２５には、上述の第１から第５の実施の形態のいずれかの信号読出し回路を設けることができる。
【0124】
半導体チップ９２１、９２２は、直接接合してもよい。半導体チップ９２１、９２２の直接接合では、ハイブリッドボンディングを用いることができる。このとき、半導体チップ９２１、９２２は、Ｃｕ－Ｃｕ接続に基づいて電気的に接続してもよい。半導体チップ９２１、９２２に用いられる半導体基板の材料は、Ｓｉでもよいし、ＩｎＧａＡｓでもよいし、ＩｎＰでもよい。
【0125】
このように、上述の第６の実施の形態では、画素アレイ部９２３が形成される半導体チップ９２２を、周辺回路９２４が形成される半導体チップ９２１上に積層する。これにより、固体撮像装置が形成された半導体チップの実装面積の増大を抑制しつつ、固体撮像装置の感度を増大させることが可能となる。
【0126】
＜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。
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。
【0127】
図１１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。
【0128】
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１１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。
【0129】
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。
【0130】
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。
【0131】
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。
【0132】
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、可視光であってもよいし、赤外線等の非可視光であってもよい。
【0133】
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。
【0134】
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。
【0135】
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。
【0136】
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。
【0137】
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１１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。
【0138】
図１２は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【0139】
図１２では、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
【0140】
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。
【0141】
なお、図１２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。
【0142】
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。
【0143】
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。
【0144】
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。
【0145】
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。
【0146】
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、撮像部１２０３１に適用され得る。具体的には、例えば、上述の実施の形態の撮像装置は、撮像部１２０３１に適用することができる。車両制御システム１２０００に本開示に係る技術を適用することにより、セトリング時間の短縮と消費電力の低減とのバランスを制御することができる。
【0147】
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。また、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。
【0148】
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）垂直信号線が介在された画素との間のソースフォロワ動作に基づいて前記画素から信号を読出す負荷トランジスタと、
前記垂直信号線のセトリング期間の少なくとも一部において前記負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する昇圧回路と
を備える撮像装置。
（２）前記昇圧回路から前記ゲート電圧に印加される昇圧電圧は可変である
前記（１）に記載の撮像装置。
（３）前記負荷トランジスタのゲートに直列に接続されたサンプルホールドトランジスタと、
前記負荷トランジスタのゲートに並列に接続されたカップリング容量と
をさらに備える前記（１）または（２）に記載の撮像装置。
（４）前記カップリング容量は可変である
前記（１）から（３）のいずれかに記載の撮像装置。
（５）前記カップリング容量は、前記サンプルホールドトランジスタにてサンプルホールドされるサンプルホールド容量と兼用される
前記（３）または（４）に記載の撮像装置。
（６）前記負荷トランジスタのゲートに並列に接続されたサンプルホールド容量
をさらに備える前記（３）または（４）に記載の撮像装置。
（７）前記画素は、
フォトダイオードと、
前記フォトダイオードに蓄積された電荷をフローティングディフュージョンに転送する転送トランジスタと、
前記フローティングディフュージョンをリセットするリセットトランジスタと、
前記フローティングディフュージョンの電位に応じた信号を出力する増幅トランジスタと、
前記増幅トランジスタと前記垂直信号線との間に接続された選択トランジスタと
を備える前記（１）から（６）のいずれかに記載の撮像装置。
（８）前記セトリング期間は、前記フローティングディフュージョンの電位が前記垂直信号線に印加されてから、前記垂直信号線の電位が収束するまでの期間である
前記（７）に記載の撮像装置。
（９）前記セトリング期間は、前記画素のリセット期間経過後からＰ相ＡＤ変換期間までの期間を含む
前記（８）に記載の撮像装置。
（１０）前記昇圧回路は、前記リセット期間の前記負荷トランジスタのゲート電圧よりも前記セトリング期間の前記負荷トランジスタのゲート電圧を高くする
前記（９）に記載の撮像装置。
（１１）前記セトリング期間は、前記画素からの信号読出し期間経過後からＤ相ＡＤ変換期間までの期間を含む
前記（８）から（１０）のいずれかに記載の撮像装置。
（１２）前記昇圧回路は、前記信号読出し期間の前記負荷トランジスタのゲート電圧よりも前記セトリング期間の前記負荷トランジスタのゲート電圧を高くする
前記（１１）に記載の撮像装置。
（１３）前記画素がロウ方向およびカラム方向にマトリックス状に配置された画素アレイ部を備え、
前記カップリング容量は、前記カラムごとに設けられ、
前記昇圧回路は、複数のカラムで共用される
前記（１）から（１２）のいずれかに記載の撮像装置。
（１４）垂直信号線が介在された画素との間のソースフォロワ動作に基づいて前記画素から信号を読出す負荷トランジスタと、
前記画素からの信号読出し期間外において前記負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する昇圧回路と
を備える撮像装置。
（１５）前記負荷トランジスタのゲート電圧の昇圧期間は、前記画素からの信号読出し期間と別個に設定される
前記（１４）に記載の撮像装置。
（１６）垂直信号線が介在された画素と負荷トランジスタとの間のソースフォロワ動作に基づいて前記画素から信号を読出し、
前記垂直信号線のセトリング期間の少なくとも一部において前記負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する
撮像方法。
（１７）カップリング容量を介して前記負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する
前記（１６）に記載の撮像方法。
（１８）前記負荷トランジスタのゲートに接続されるサンプルホールドトランジスタをオンし、前記負荷トランジスタのゲートに印加されるバイアス電圧を生成する電荷をサンプルホールド容量に蓄積し、
前記サンプルホールドトランジスタをオフした後、前記カップリング容量を介して前記負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する
前記（１７）に記載の撮像方法。
（１）垂直信号線が介在された画素との間のソースフォロワ動作に基づいて前記画素から信号を読出す負荷トランジスタと、
前記垂直信号線のセトリング期間の少なくとも一部において前記負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する昇圧回路と
を備える撮像装置。
（２）前記昇圧回路から前記ゲート電圧に印加される昇圧電圧は可変である
前記（１）に記載の撮像装置。
（３）前記負荷トランジスタのゲートに直列に接続されたサンプルホールドトランジスタと、
前記負荷トランジスタのゲートに並列に接続されたカップリング容量と
をさらに備える前記（１）または（２）に記載の撮像装置。
（４）前記カップリング容量は可変である
前記（１）から（３）のいずれかに記載の撮像装置。
（５）前記カップリング容量は、前記サンプルホールドトランジスタにてサンプルホールドされるサンプルホールド容量と兼用される
前記（３）または（４）に記載の撮像装置。
（６）前記負荷トランジスタのゲートに並列に接続されたサンプルホールド容量
をさらに備える前記（３）または（４）に記載の撮像装置。
（７）前記画素は、
フォトダイオードと、
前記フォトダイオードに蓄積された電荷をフローティングディフュージョンに転送する転送トランジスタと、
前記フローティングディフュージョンをリセットするリセットトランジスタと、
前記フローティングディフュージョンの電位に応じた信号を出力する増幅トランジスタと、
前記増幅トランジスタと前記垂直信号線との間に接続された選択トランジスタと
を備える前記（１）から（６）のいずれかに記載の撮像装置。
（８）前記セトリング期間は、前記フローティングディフュージョンの電位が前記垂直信号線に印加されてから、前記垂直信号線の電位が収束するまでの期間である
前記（７）に記載の撮像装置。
（９）前記セトリング期間は、前記画素のリセット期間経過後からＰ相ＡＤ変換期間までの期間を含む
前記（８）に記載の撮像装置。
（１０）前記昇圧回路は、前記リセット期間の前記負荷トランジスタのゲート電圧よりも前記セトリング期間の前記負荷トランジスタのゲート電圧を高くする
前記（９）に記載の撮像装置。
（１１）前記セトリング期間は、前記画素からの信号読出し期間経過後からＤ相ＡＤ変換期間までの期間を含む
前記（８）から（１０）のいずれかに記載の撮像装置。
（１２）前記昇圧回路は、前記信号読出し期間の前記負荷トランジスタのゲート電圧よりも前記セトリング期間の前記負荷トランジスタのゲート電圧を高くする
前記（１１）に記載の撮像装置。
（１３）前記画素がロウ方向およびカラム方向にマトリックス状に配置された画素アレイ部を備え、
前記カップリング容量は、前記カラムごとに設けられ、
前記昇圧回路は、複数のカラムで共用される
前記（１）から（１２）のいずれかに記載の撮像装置。
（１４）垂直信号線が介在された画素との間のソースフォロワ動作に基づいて前記画素から信号を読出す負荷トランジスタと、
前記画素からの信号読出し期間外において前記負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する昇圧回路と
を備える撮像装置。
（１５）前記負荷トランジスタのゲート電圧の昇圧期間は、前記画素からの信号読出し期間と別個に設定される
前記（１４）に記載の撮像装置。
（１６）垂直信号線が介在された画素と負荷トランジスタとの間のソースフォロワ動作に基づいて前記画素から信号を読出し、
前記垂直信号線のセトリング期間の少なくとも一部において前記負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する
撮像方法。
（１７）カップリング容量を介して前記負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する
前記（１６）に記載の撮像方法。
（１８）前記負荷トランジスタのゲートに接続されるサンプルホールドトランジスタをオンし、前記負荷トランジスタのゲートに印加されるバイアス電圧を生成する電荷をサンプルホールド容量に蓄積し、
前記サンプルホールドトランジスタをオフした後、前記カップリング容量を介して前記負荷トランジスタのゲート電圧を昇圧する
前記（１７）に記載の撮像方法。
【符号の説明】
【0149】
１１１ 画素アレイ部
１１２ 垂直走査回路
１１３ カラム読出し回路
１１４ カラム信号処理部
１１５ 水平走査回路
１１６ 制御回路
１２１ フォトダイオード
１２２ 転送トランジスタ
１２３ リセットトランジスタ
１２４ 増幅トランジスタ
１２５ 選択トランジスタ
１２６ フローティングディフュージョン
１３１ 水平駆動線
１３２ 垂直信号線
１４１ ミラートランジスタ
１４２ 負荷トランジスタ
１４３ 電流源
１４４ サンプルホールドトランジスタ
１４５ サンプルホールド容量
１４６ 昇圧回路
１４７ カップリング容量
１４８ コンパレータ
１１２ 垂直走査回路
１１３ カラム読出し回路
１１４ カラム信号処理部
１１５ 水平走査回路
１１６ 制御回路
１２１ フォトダイオード
１２２ 転送トランジスタ
１２３ リセットトランジスタ
１２４ 増幅トランジスタ
１２５ 選択トランジスタ
１２６ フローティングディフュージョン
１３１ 水平駆動線
１３２ 垂直信号線
１４１ ミラートランジスタ
１４２ 負荷トランジスタ
１４３ 電流源
１４４ サンプルホールドトランジスタ
１４５ サンプルホールド容量
１４６ 昇圧回路
１４７ カップリング容量
１４８ コンパレータ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】