特許 7477464 撮像装置およびキャリブレーション方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-22

(45)【発行日】2024-05-01

(54)【発明の名称】撮像装置およびキャリブレーション方法

(51)【国際特許分類】

   G01K 7/00 20060101AFI20240423BHJP

   G01K 7/01 20060101ALI20240423BHJP

   H04N 25/70 20230101ALI20240423BHJP

【ＦＩ】

G01K7/00 321C

G01K7/01 C

G01K7/00 321G

H04N25/70

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020565633

(86)(22)【出願日】2019-12-09

(86)【国際出願番号】 JP2019048063

(87)【国際公開番号】W WO2020144996

(87)【国際公開日】2020-07-16

【審査請求日】2022-10-25

(31)【優先権主張番号】P 2019002937

(32)【優先日】2019-01-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】古坂 拓朗

(72)【発明者】

【氏名】河津 直樹

(72)【発明者】

【氏名】岡 巧

【審査官】吉田 久

(56)【参考文献】

【文献】特開平７－３２７１７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１４１３２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１７５４０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－３１２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１８８２２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－８６０００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３１６５３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１５０１４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１９３２９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第６６１４５６２（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｋ １／００－１９／００

Ｈ０４Ｎ ２５／００、２５／４７－２５／６１、

２５／６１５－２５／７９

Ｇ０５Ｆ ３／１６－３／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

画素を有する画素アレイ部と、
前記画素アレイ部の周辺の絶対温度を測定する温度測定部と、
を備え、
前記温度測定部は、
前記画素アレイ部の周辺の絶対温度に比例するＰＴＡＴ信号を生成するＰＴＡＴ信号生成部と、
前記ＰＴＡＴ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記Ａ／Ｄ変換部に供給される前記ＰＴＡＴ信号をカットするスイッチと、
前記スイッチでカットされた前記ＰＴＡＴ信号をＡ／Ｄ変換した第１のデジタル信号と、前記ＰＴＡＴ信号生成部で生成された前記ＰＴＡＴ信号をＡ／Ｄ変換した第２のデジタル信号とに基づいて、前記デジタル信号を補正する補正演算式のパラメータを算出する補正部と、
を有し、
前記温度測定部は、前記第２のデジタル信号を前記パラメータが算出された前記補正演算式で補正することで、前記画素アレイ部の周辺の絶対温度を測定し、
前記ＰＴＡＴ信号生成部は、ｎｐｎ型のバイポーラトランジスタＱ１、Ｑ２と、抵抗Ｒ１、Ｒ２と、同一サイズのｐ型のＭＯＳトランジスタＰ１、Ｐ２、Ｐ３と、オペアンプと、ｎ型のＭＯＳトランジスタＮ１、Ｎ２とを含み、
前記バイポーラトランジスタＱ１、Ｑ２は、それぞれ、ベースとコレクタがショートされてダイオードとなり、
前記バイポーラトランジスタＱ１からなるダイオードのアノードは、前記オペアンプの負入力端子および前記ＭＯＳトランジスタＰ１のドレインに接続され、
前記バイポーラトランジスタＱ２からなるダイオードのアノードは、前記抵抗Ｒ１の一端に接続され、
前記バイポーラトランジスタＱ１からなるダイオードのカソードは、前記バイポーラトランジスタＱ２からなるダイオードのカソードおよび前記抵抗Ｒ２の一端に接続され、
前記抵抗Ｒ２の他端は、接地され、
前記バイポーラトランジスタＱ２は、前記バイポーラトランジスタＱ１に対して所与のサイズ比を有し、
前記抵抗Ｒ１の他端は、前記オペアンプの正入力端子および前記ＭＯＳトランジスタＰ２のドレインに接続され、
前記オペアンプの出力端子は、前記ＭＯＳトランジスタＰ１のゲート、前記ＭＯＳトランジスタＰ２のゲートおよび前記ＭＯＳトランジスタＰ３のゲートに接続され、
前記ＭＯＳトランジスタＰ１、Ｐ２、Ｐ３は、カレントミラー回路をなし、
前記ＭＯＳトランジスタＰ３のドレインは、前記ＭＯＳトランジスタＮ１のドレインに接続され、
前記ＭＯＳトランジスタＮ１、Ｎ２は、カレントミラー回路をなし、
前記ＰＴＡＴ信号生成部は、前記ＭＯＳトランジスタＮ２のドレイン電流を前記ＰＴＡＴ信号として生成する
撮像装置。

【請求項2】

前記スイッチは、前記ＰＴＡＴ信号生成部と前記Ａ／Ｄ変換部との間に設けられる
請求項１に記載の撮像装置。

【請求項3】

前記画素は、アナログ信号である画像データを生成し、
前記Ａ／Ｄ変換部は、前記画像データをＡ／Ｄ変換する
請求項１または２に記載の撮像装置。

【請求項4】

前記Ａ／Ｄ変換部は、複数設けられ、
前記補正部は、複数の前記Ａ／Ｄ変換部でそれぞれ変換される前記第１のデジタル信号および前記第２のデジタル信号に基づいて、前記補正演算式の前記パラメータを算出する
請求項１～３のいずれか一つに記載の撮像装置。

【請求項5】

前記補正部は、電源電圧の測定値に基づいて前記デジタル信号を補正する
請求項１～４のいずれか一つに記載の撮像装置。

【請求項6】

絶対温度に比例するＰＴＡＴ信号をカットする信号カット工程と、
カットされた前記ＰＴＡＴ信号を第１のデジタル信号に変換する第１Ａ／Ｄ変換工程と、
前記ＰＴＡＴ信号を出力するＰＴＡＴ信号出力工程と、
前記ＰＴＡＴ信号を第２のデジタル信号に変換する第２Ａ／Ｄ変換工程と、
画素アレイ部の周辺の絶対温度に比例するＰＴＡＴ信号をＡ／Ｄ変換したデジタル信号を補正する補正演算式のパラメータを、前記第１のデジタル信号と前記第２のデジタル信号とに基づいて算出する算出工程と、
前記第２のデジタル信号を前記パラメータが算出された前記補正演算式で補正することで、前記画素アレイ部の周辺の絶対温度を測定する測定工程と、
を含み、
前記ＰＴＡＴ信号は、ｎｐｎ型のバイポーラトランジスタＱ１、Ｑ２と、抵抗Ｒ１、Ｒ２と、同一サイズのｐ型のＭＯＳトランジスタＰ１、Ｐ２、Ｐ３と、オペアンプと、ｎ型のＭＯＳトランジスタＮ１、Ｎ２とを含むＰＴＡＴ信号生成部で生成され、
前記バイポーラトランジスタＱ１、Ｑ２は、それぞれ、ベースとコレクタがショートされてダイオードとなり、
前記バイポーラトランジスタＱ１からなるダイオードのアノードは、前記オペアンプの負入力端子および前記ＭＯＳトランジスタＰ１のドレインに接続され、
前記バイポーラトランジスタＱ２からなるダイオードのアノードは、前記抵抗Ｒ１の一端に接続され、
前記バイポーラトランジスタＱ１からなるダイオードのカソードは、前記バイポーラトランジスタＱ２からなるダイオードのカソードおよび前記抵抗Ｒ２の一端に接続され、
前記抵抗Ｒ２の他端は、接地され、
前記バイポーラトランジスタＱ２は、前記バイポーラトランジスタＱ１に対して所与のサイズ比を有し、
前記抵抗Ｒ１の他端は、前記オペアンプの正入力端子および前記ＭＯＳトランジスタＰ２のドレインに接続され、
前記オペアンプの出力端子は、前記ＭＯＳトランジスタＰ１のゲート、前記ＭＯＳトランジスタＰ２のゲートおよび前記ＭＯＳトランジスタＰ３のゲートに接続され、
前記ＭＯＳトランジスタＰ１、Ｐ２、Ｐ３は、カレントミラー回路をなし、
前記ＭＯＳトランジスタＰ３のドレインは、前記ＭＯＳトランジスタＮ１のドレインに接続され、
前記ＭＯＳトランジスタＮ１、Ｎ２は、カレントミラー回路をなし、
前記ＰＴＡＴ信号生成部は、前記ＭＯＳトランジスタＮ２のドレイン電流を前記ＰＴＡＴ信号として生成する
キャリブレーション方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、撮像装置およびキャリブレーション方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、撮像装置などに搭載される温度センサにおいて、あらかじめ所定のテスト温度で出力される温度データの値を取得しておくことにより、温度センサのキャリブレーション（較正）を実施する技術がある（たとえば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１２－２２０４３７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、上記の従来技術では、温度センサの精度を向上させるため、キャリブレーションを実施するテスト温度の数を増やすと、キャリブレーションに時間や設備が多く必要となることから、製造コストが増大する恐れがある。

【0005】

そこで、本開示では、キャリブレーションを実施するテスト温度の数を増やすことなく、キャリブレーションの精度を向上させることができる撮像装置およびキャリブレーション方法を提案する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示によれば、撮像装置が提供される。撮像装置は、画素を有する画素アレイ部と、アナログ信号生成部と、Ａ／Ｄ変換部と、スイッチとを備える。アナログ信号生成部は、前記画素アレイ部の周辺の温度に基づくアナログ信号を生成する。Ａ／Ｄ変換部は、前記アナログ信号をデジタル信号に変換する。スイッチは、前記Ａ／Ｄ変換部に供給される前記アナログ信号をカットする。

【0007】

また、本開示によれば、キャリブレーション方法が提供される。キャリブレーション方法は、信号カット工程と、第１Ａ／Ｄ変換工程と、アナログ信号出力工程と、第２Ａ／Ｄ変換工程と、算出工程とを含む。信号カット工程は、温度に基づいて生成されるアナログ信号をカットする。第１Ａ／Ｄ変換工程は、カットされた前記アナログ信号を第１のデジタル信号に変換する。アナログ信号出力工程は、前記アナログ信号を出力する。第２Ａ／Ｄ変換工程は、前記アナログ信号を第２のデジタル信号に変換する。算出工程は、画素アレイ部の周辺の温度に基づいて生成されるアナログ信号をＡ／Ｄ変換したデジタル信号を補正する補正演算式のパラメータを、前記第１のデジタル信号と前記第２のデジタル信号とに基づいて算出する。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、キャリブレーションを実施するテスト温度の数を増やすことなく、キャリブレーションの精度を向上させることができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の実施形態に係る撮像装置の概略構成例を示すシステム構成図である。

【図2】本開示の実施形態に係る温度測定部の概略構成例を示すシステム構成図である。

【図3】本開示の実施形態に係るＰＴＡＴ電流生成部、カットスイッチ、および電流－電圧変換部の構成を示す回路図である。

【図4】本開示の実施形態に係るキャリブレーション方法を模式的に示す図である。

【図5】本開示の実施形態の変形例１に係るキャリブレーション方法を模式的に示す図である。

【図6】本開示の実施形態の変形例２に係るキャリブレーション方法を模式的に示す図である。

【図7】本開示の実施形態の変形例３に係る温度測定部の概略構成例を示すシステム構成図である。

【図8】本開示の実施形態の変形例４に係る温度測定部の概略構成例を示すシステム構成図である。

【図9】本開示の実施形態に係るキャリブレーション方法の処理手順を示すフローチャートである。

【図10】本開示の実施形態に係る温度データの補正方法の処理手順を示すフローチャートである。

【図11】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。

【図12】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。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に、本開示の各実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。

【0011】

近年、撮像装置などに搭載される温度センサにおいて、あらかじめ所定のテスト温度で出力される温度データの値を取得しておくことにより、温度センサのキャリブレーション（較正）を実施する技術がある。

【0012】

しかしながら、上記の従来技術では、温度センサの精度を向上させるため、キャリブレーションを実施するテスト温度の数を増やすと、キャリブレーションに時間や設備が多く必要となることから、製造コストが増大する恐れがある。

【0013】

一方で、キャリブレーションを実施するテスト温度の数を少なくすると、温度データを補正する補正演算式のパラメータを精度よく求めることが難しいことから、温度センサの精度を向上させることが困難である。

【0014】

そこで、キャリブレーションを実施するテスト温度の数を増やすことなく、キャリブレーションの精度を向上させることが期待されている。

【0015】

（実施形態）
［撮像装置の構成］
図１は、本開示の実施形態に係る撮像装置１の概略構成例を示すシステム構成図である。図１に示すように、ＣＭＯＳイメージセンサである撮像装置１は、画素アレイ部１０と、システム制御部１２と、垂直駆動部１３と、カラム読出し回路部１４と、カラム信号処理部１５と、水平駆動部１６と、信号処理部１７と、温度測定部１８とを備える。

【0016】

これら画素アレイ部１０、システム制御部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、信号処理部１７および温度測定部１８は、同一の半導体基板上または電気的に接続された複数の積層半導体基板上に設けられる。

【0017】

画素アレイ部１０には、入射光量に応じた電荷量を光電変換して内部に蓄積し、信号として出力することが可能な光電変換素子（フォトダイオード）を有する有効単位画素（以下、「単位画素」とも呼称する）１１が行列状に２次元配置されている。単位画素１１は、画素の一例である。

【0018】

また、画素アレイ部１０は、有効単位画素１１の他に、フォトダイオードを持たない構造のダミー単位画素や、受光面を遮光することで外部からの光入射が遮断された遮光単位画素などが、行および／または列状に配置されている領域を含む場合がある。

【0019】

なお、遮光単位画素は、受光面が遮光された構造である以外は、有効単位画素１１と同様の構成を備えていてもよい。また、以下では、入射光量に応じた電荷量の光電荷を、単に「電荷」とも呼称し、単位画素１１を、単に「画素」とも呼称する場合もある。

【0020】

画素アレイ部１０には、行列状の画素配列に対して、行ごとに画素駆動線ＬＤが図面中の左右方向（画素行の画素の配列方向）に沿って形成され、列ごとに垂直画素配線ＬＶが図面中の上下方向（画素列の画素の配列方向）に沿って形成される。画素駆動線ＬＤの一端は、垂直駆動部１３の各行に対応した出力端に接続される。

【0021】

カラム読出し回路部１４は、少なくとも、画素アレイ部１０内の選択行における単位画素１１に列ごとに定電流を供給する回路、カレントミラー回路および読出し対象となる単位画素１１の切替えスイッチなどを含む。

【0022】

そして、カラム読出し回路部１４は、画素アレイ部１０内の選択画素におけるトランジスタとともに増幅器を構成し、光電荷信号を電圧信号に変換して垂直画素配線ＬＶに出力する。

【0023】

垂直駆動部１３は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどを含み、画素アレイ部１０の各単位画素１１を、全画素同時や行単位などで駆動する。この垂直駆動部１３は、その具体的な構成については図示を省略するが、読出し走査系と、掃出し走査系あるいは一括掃出しおよび一括転送系とを有する構成となっている。

【0024】

読出し走査系は、単位画素１１から画素信号を読み出すために、画素アレイ部１０の単位画素１１を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て、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なわれる。

【0025】

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先行して一括掃出しが行なわれる。このような掃出しにより、読出し行の単位画素１１のフォトダイオードから不要な電荷が掃出し（リセット）される。そして、不要電荷の掃出し（リセット）により、いわゆる電子シャッタ動作が行われる。

【0026】

ここで、電子シャッタ動作とは、直前までフォトダイオードに溜まっていた不要な光電荷を捨てて、新たに露光を開始する（光電荷の蓄積を開始する）動作のことをいう。

【0027】

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また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また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、単位画素１１における光電荷の蓄積時間（露光時間）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時間が蓄積時間（露光時間）となる。

【0028】

垂直駆動部１３によって選択走査された画素行の各単位画素１１から出力される画素信号は、垂直画素配線ＬＶの各々を通してカラム信号処理部１５に供給される。カラム信号処理部１５は、画素アレイ部１０の画素列ごとに、選択行の各単位画素１１から垂直画素配線ＬＶを通して出力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。

【0029】

具体的には、カラム信号処理部１５は、信号処理として少なくとも、ノイズ除去処理、たとえばＣＤＳ（Correlated Double Sampling：相関二重サンプリング）処理を行う。このカラム信号処理部１５によるＣＤＳ処理により、リセットノイズや増幅トランジスタＡＭＰの閾値ばらつきなどの画素固有の固定パターンノイズが除去される。

【0030】

また、カラム信号処理部１５は、複数のＡ／Ｄ変換部１５ａ、１５ｂ・・（図８参照）を有する。かかる複数のＡ／Ｄ変換部１５ａ、１５ｂ・・は、単位画素１１で生成される画素信号をデジタル画素信号にＡ／Ｄ変換する。

【0031】

水平駆動部１６は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどを含み、カラム信号処理部１５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１６による選択走査により、カラム信号処理部１５で信号処理されたデジタル画素信号が順番に信号処理部１７に出力される。

【0032】

システム制御部１２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などを含む。システム制御部１２は、かかる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などの駆動制御を行う。

【0033】

撮像装置１は、さらに、信号処理部１７と、図示しないデータ格納部と、温度測定部１８とを備える。信号処理部１７は、少なくとも加算処理機能を有し、カラム信号処理部１５から出力される画素信号に対して加算処理などの種々の信号処理を行う。

【0034】

データ格納部は、信号処理部１７での信号処理にあたって、その処理に必要なデータを一時的に格納する。これら信号処理部１７およびデータ格納部については、撮像装置１とは別の基板に設けられる外部信号処理部、たとえばＤＳＰ（Digital Signal Processor）やソフトウェアによる処理であってもよいし、撮像装置１と同じ基板上に搭載されてもよい。

【0035】

温度測定部１８は、画素アレイ部１０の周辺に設けられ、画素アレイ部１０周辺の温度を測定し、測定された温度に基づく温度データをデジタル信号として出力する。温度データは、デジタル信号の一例である。かかる温度測定部１８の詳細については後述する。

【0036】

実施形態に係る撮像装置１では、温度測定部１８から出力される画素アレイ部１０周辺の温度データに基づいて、低温時や高温時などのフェールセーフ動作を行うことができる。

【0037】

かかるフェールセーフ動作としては、たとえば、低温時や高温時などに撮像装置１自体を停止させる動作や、エラー信号を発信して外部に警告する動作などである。これにより、信頼性の高い撮像装置１を実現することができる。

【0038】

また、実施形態に係る撮像装置１では、カラム信号処理部１５や信号処理部１７などでの各種信号処理において、温度測定部１８から出力される画素アレイ部１０周辺の温度情報をパラメータに追加することができる。

【0039】

たとえば、ノイズリダクションやシェーディング補正などにおいて、画素アレイ部１０周辺の温度情報をパラメータに追加することができる。これにより、各種信号処理を高い精度で実施することができる。

【0040】

［温度測定部の構成］
つづいて、温度測定部１８の詳細について、図２および図３を参照しながら説明する。図２は、本開示の実施形態に係る温度測定部１８の概略構成例を示すシステム構成図である。

【0041】

図２に示すように、温度測定部１８は、ＰＴＡＴ（Proportional To Absolute Temperature）電流生成部２０と、カットスイッチ２１と、電流－電圧変換部２２と、Ａ／Ｄ変換部２３と、補正部２４と、記憶部２５とを備える。ＰＴＡＴ電流生成部２０は、アナログ信号生成部の一例であり、カットスイッチ２１は、スイッチの一例である。

【0042】

ＰＴＡＴ電流生成部２０は、画素アレイ部１０周辺の温度に基づくＰＴＡＴ電流Ｉｐ（図３参照）を出力する。ＰＴＡＴ電流Ｉｐは、アナログ信号の一例である。ＰＴＡＴ電流生成部２０は、たとえば、画素アレイ部１０周辺の絶対温度に比例した電流値であるＰＴＡＴ電流Ｉｐを出力する。

【0043】

図３は、本開示の実施形態に係るＰＴＡＴ電流生成部２０、カットスイッチ２１、および電流－電圧変換部２２の構成を示す回路図である。図３に示すように、ＰＴＡＴ電流生成部２０は、ｎｐｎ型のバイポーラトランジスタＱ１、Ｑ２と、抵抗Ｒ１、Ｒ２と、ｐ型のＭＯＳトランジスタＰ１～Ｐ３と、オペアンプＯＰと、ｎ型のＭＯＳトランジスタＮ１、Ｎ２とを含む。なお、以降の説明では、上記の各トランジスタを、トランジスタＱ１、Ｑ２、トランジスタＰ１～Ｐ３、トランジスタＮ１、Ｎ２と呼称する。

【0044】

トランジスタＱ１およびトランジスタＱ２は、それぞれ、ベースとコレクタがショートされる。これにより、トランジスタＱ１およびトランジスタＱ２は、一つのｐｎ接合からなるダイオードを構成する。

【0045】

トランジスタＱ１からなるダイオードのアノードは、オペアンプＯＰの負入力端子およびトランジスタＰ１のドレインに接続される。トランジスタＱ２からなるダイオードのアノードは、抵抗Ｒ１の一端に接続される。

【0046】

トランジスタＱ２は、トランジスタＱ１に対してサイズ比（ジャンクション面積）がＭ倍に大きく形成される。かかるサイズ比Ｍの値は、温度測定部１８の特性を決定する値であり、温度測定部１８に要求される仕様を満たすように適宜決定される。

【0047】

抵抗Ｒ１の一端は、トランジスタＱ２のコレクタに接続され、抵抗Ｒ１の他端は、オペアンプＯＰの正入力端子およびトランジスタＰ２のドレインに接続される。

【0048】

オペアンプＯＰの正入力端子は、抵抗Ｒ１の他端に接続されるとともに、トランジスタＰ２のドレインに接続される。オペアンプＯＰの負入力端子は、トランジスタＱ１のエミッタおよびトランジスタＰ１のドレインに接続される。オペアンプＯＰの出力端子は、トランジスタＰ１およびトランジスタＰ２のゲートに接続される。

【0049】

実施形態において、トランジスタＰ１～Ｐ３は、同一サイズのｐ型ＭＯＳトランジスタが用いられる。トランジスタＰ１～Ｐ３は、互いのゲートがショートされるとともに、ソースが電源電圧Ｖｄｄに接続される。

【0050】

つづいて、ＰＴＡＴ電流生成部２０の回路動作について説明する。オペアンプＯＰは、正入力端子と負入力端子の電位が等しくなるように動作する（仮想短絡）。すなわち、オペアンプＯＰは、トランジスタＰ１とトランジスタＰ２のドレイン電圧が等しくなるように、互いにショートされたトランジスタＰ１およびトランジスタＰ２のゲートの電圧を制御する。

【0051】

そして、トランジスタＰ１およびトランジスタＰ２のゲートの電圧が制御されることで、トランジスタＰ１およびトランジスタＰ２のドレイン電流が制御される。ここで、トランジスタＰ１とトランジスタＰ２とのゲート－ソース間電圧Ｖｇｓは等しいため、トランジスタＰ１とトランジスタＰ２とには同じ値のドレイン電流が流れる。したがって、トランジスタＱ１とトランジスタＱ２とには同じ値の電流が印加される。

【0052】

また、上述のように、トランジスタＱ１は１個のｎｐｎトランジスタからなるのに対し、トランジスタＱ２はＭ個のｎｐｎトランジスタからなる。これにより、トランジスタＱ２を構成する各ｎｐｎトランジスタに流れる電流は、トランジスタＱ１を構成する１個のｎｐｎトランジスタに流れる電流より小さくなる。

【0053】

したがって、トランジスタＱ１のベース－エミッタ間電圧Ｖｂｅ１は、トランジスタＱ２のベース－エミッタ間電圧Ｖｂｅ２より大きくなる。その結果、ベース－エミッタ間電圧Ｖｂｅ１とベース－エミッタ間電圧Ｖｂｅ２との差に相当する電圧が、抵抗Ｒ１に印加される。

【0054】

ここで、ベース－エミッタ間電圧Ｖｂｅ１とベース－エミッタ間電圧Ｖｂｅ２との差は温度に対して正の相関を有するため、抵抗Ｒ１に流れる電流も温度に対して正の相関を有する。そして、抵抗Ｒ１に流れる電流はトランジスタＰ２のドレイン電流であるため、トランジスタＰ２のドレイン電流もまた、温度に対して正の相関を有する。

【0055】

トランジスタＰ１、Ｐ２、Ｐ３はカレントミラー回路をなし、トランジスタＰ１、Ｐ２のドレイン電流はそのままトランジスタＰ３のドレイン電流をなす。かかるトランジスタＰ３のドレイン電流は、トランジスタＮ１に流れる。

【0056】

そして、トランジスタＮ１、Ｎ２はカレントミラー回路をなすことから、トランジスタＮ１のドレイン電流はそのままトランジスタＮ２のドレイン電流をなす。そして、トランジスタＮ２のドレイン電流が、ＰＴＡＴ電流生成部２０の出力電流であるＰＴＡＴ電流Ｉｐとなる。

【0057】

かかるＰＴＡＴ電流Ｉｐは、温度に対して正の相関を有するトランジスタＰ２のドレイン電流に等しいため、トランジスタＰ２のドレイン電流と同じく温度に対して正の相関を有する。以下、計算によりＰＴＡＴ電流Ｉｐを求めることで、その温度依存性を示す。

【0058】

トランジスタＱ１のコレクタの電位Ｖ１およびトランジスタＱ２のコレクタの電位Ｖ２は、それぞれ下記式（１）、（２）で与えられる。
Ｖ１＝（ｋ／ｑ）・Ｔ・ｌｎ（Ｉ１／Ｉｓ） ・・・（１）
Ｖ２＝（ｋ／ｑ）・Ｔ・ｌｎ（Ｉ１／（Ｍ・Ｉｓ）） ・・・（２）

【0059】

ここで、ｋはボルツマン定数（１．３８×１０－^２３（Ｊ／Ｋ））、ｑは電荷素量（１．６×１０^－１９（Ｃ））、Ｔは絶対温度（Ｋ）、Ｉｓは逆方向飽和電流（Ａ）である。

【0060】

また、トランジスタＰ１のドレイン電流Ｉ１は、下記式（３）で与えられる。
Ｉ１＝（Ｖ１－Ｖ２）／Ｒ１ ・・・（３）

【0061】

ここで、トランジスタＰ１のドレイン電流Ｉ１は、ＰＴＡＴ電流Ｉｐと等しいことから、ＰＴＡＴ電流Ｉｐは、以下の式（４）で与えられる。
Ｉｐ＝Ｉ１＝（ｋ／ｑ）・Ｔ・ｌｎ（Ｍ）／Ｒ１ ・・・（４）

【0062】

式（４）から判るように、トランジスタＱ１と同じｎｐｎトランジスタをＭ個並列接続してトランジスタＱ２を構成することにより、トランジスタＰ１のドレイン電流Ｉ１においてｎｐｎトランジスタの逆方向飽和電流Ｉｓの値をキャンセルすることができる。

【0063】

したがって、実施形態によれば、温度に対して正の相関を有するＰＴＡＴ電流Ｉｐを出力することができる。なお、実施形態のＰＴＡＴ電流生成部２０は、図３の例に限られず、温度に対して正の相関を有するＰＴＡＴ電流Ｉｐを出力可能な構成であれば、どのような構成であってもよい。

【0064】

カットスイッチ２１は、ＰＴＡＴ電流生成部２０から供給されるＰＴＡＴ電流Ｉｐをカットする。カットスイッチ２１は、たとえば、ＰＴＡＴ電流生成部２０と電流－電圧変換部２２との間に設けられる。

【0065】

なお、カットスイッチ２１は、ＰＴＡＴ電流生成部２０と電流－電圧変換部２２との間に設けられる場合に限られず、ＰＴＡＴ電流生成部２０の内部（たとえば、図３に示したトランジスタＰ３とトランジスタＮ１との間）に設けられてもよい。

【0066】

電流－電圧変換部２２は、たとえば、電源電圧Ｖｄｄとカットスイッチ２１との間に設けられる抵抗である。電流－電圧変換部２２は、カットスイッチ２１を介してＰＴＡＴ電流生成部２０から供給されるアナログ信号のＰＴＡＴ電流Ｉｐを、ＰＴＡＴ電圧Ｖｐに変換する。すなわち、このＰＴＡＴ電圧Ｖｐは、温度に対して正の相関を有するアナログ信号である。

【0067】

図２の説明に戻る。Ａ／Ｄ変換部２３は、電流－電圧変換部２２から出力されるアナログ信号のＰＴＡＴ電圧Ｖｐを、デジタル信号の温度データに変換する。

【0068】

補正部２４は、Ａ／Ｄ変換部２３から出力される温度データを補正し、かかる補正された温度データを温度測定部１８の外部に出力する。補正部２４は、たとえば、記憶部２５に格納されるパラメータ２６を読み出し、かかるパラメータ２６および温度データを所定の補正演算式Ｅ（図４参照）に入力することにより、温度データを補正することができる。

【0069】

パラメータ２６は、たとえば撮像装置１の出荷前などに、あらかじめ所定の温度（たとえば、６０℃）で出力される温度データの値を取得しておくことにより算出することができる。

【0070】

かかるパラメータ２６を記憶する記憶部２５は、半導体メモリまたはハードディスクなどの記憶媒体により構成され、温度測定部１８による処理のためのプログラムおよびデータを記憶する。なお、本開示のプログラムおよびデータの一部は、記憶部２５により記憶されることなく、外部のデータソース（例えば、データサーバ、ネットワークストレージ又は外付けメモリなど）から取得されてもよい。

【0071】

実施形態では、上記に示したキャリブレーションを実施することにより、それぞれの撮像装置１において、製造バラツキなどが補正された高精度な温度データを出力することができる。

【0072】

また、実施形態では、補正部２４において、補正演算式Ｅに電源電圧Ｖｄｄのパラメータも含めることにより、さらに高精度な温度データを出力することができる。なぜなら、温度データの元となるＰＴＡＴ電流Ｉｐは、電源電圧Ｖｄｄの変動にともない変動するからである。また、電源電圧Ｖｄｄのパラメータも補正演算式Ｅに含める場合、温度測定部１８に電源電圧Ｖｄｄをモニタする機能を搭載すればよい。

【0073】

［キャリブレーション方法］
つづいては、温度測定部１８におけるキャリブレーション方法の詳細について、図４～図６を参照しながら説明する。図４は、本開示の実施形態に係るキャリブレーション方法を模式的に示す図である。

【0074】

実施形態では、まず、カットスイッチ２１を切断状態にすることにより、ＰＴＡＴ電流生成部２０から供給されるＰＴＡＴ電流Ｉｐをカットする。これにより、ＰＴＡＴ電流Ｉｐの出力をゼロにすることができることから、温度測定部１８においてテスト温度がゼロ（Ｋ）である状態を模擬することができる。

【0075】

次に、実施形態では、カットされたＰＴＡＴ電流Ｉｐを電流－電圧変換部２２でＰＴＡＴ電圧Ｖｐに変換し、かかるＰＴＡＴ電圧ＶｐをＡ／Ｄ変換部２３で温度データＤ_０に変換する。

【0076】

そして、実施形態では、図４に示すように、ゼロ（Ｋ）相当である温度Ｔ_０での温度データＤ_０を、補正点Ｐ_０として直交座標系にプロットする。なお、かかる温度データＤ_０は、ＰＴＡＴ電流Ｉｐがゼロであっても、必ずしもゼロにはならない。なぜなら、温度測定部１８では、Ａ／Ｄ変換部２３や電流－電圧変換部２２などで出力値にオフセットが生じるからである。

【0077】

次に、実施形態では、カットスイッチ２１を接続状態にすることにより、ＰＴＡＴ電流生成部２０から電流－電圧変換部２２にＰＴＡＴ電流Ｉｐを供給する。そして、実施形態では、撮像装置１を所定の温度Ｔ_１の環境下におく。すなわち、キャリブレーションのテスト温度を温度Ｔ_１に設定する。

【0078】

次に、実施形態では、ＰＴＡＴ電流生成部２０から供給されるＰＴＡＴ電流Ｉｐを電流－電圧変換部２２でＰＴＡＴ電圧Ｖｐに変換し、かかるＰＴＡＴ電圧ＶｐをＡ／Ｄ変換部２３で温度データＤ_１に変換する。そして、実施形態では、図４に示すように、温度Ｔ_１での温度データＤ_１を、補正点Ｐ_１として直交座標系にプロットする。

【0079】

つづいて、実施形態では、プロットされた補正点Ｐ_０および補正点Ｐ_１に基づいて、補正演算式Ｅのパラメータ２６（図２参照）を算出する。たとえば、図４に示すように、２つの補正点Ｐ_０、Ｐ_１を線形近似することにより、一点鎖線で示される補正演算式Ｅのパラメータ２６を算出することができる。

【0080】

すなわち、実施形態では、１つのテスト温度（温度Ｔ_１）でキャリブレーションを実施する場合に、テスト温度の数よりも多い２つの補正点Ｐ_０、Ｐ_１を直交座標系にプロットすることができる。したがって、実施形態によれば、キャリブレーションを実施するテスト温度の数を増やすことなく、キャリブレーションの精度を向上させることができる。

【0081】

また、実施形態では、図４に示すように、テスト温度がゼロ（Ｋ）である場合に温度データがゼロ（ＬＳＢ）であるとみなして求めた補正演算式Ｅａに比べて、キャリブレーションの精度を向上させることができる。

【0082】

なぜなら、上述のようにＡ／Ｄ変換部２３や電流－電圧変換部２２などで出力値にオフセットが生じることから、テスト温度がゼロ（Ｋ）（すなわちＰＴＡＴ電流Ｉｐがゼロ）である場合に温度データがゼロ（ＬＳＢ）であるとみなすのは妥当ではないからである。

【0083】

ここまで説明したように、実施形態では、カットスイッチ２１でＰＴＡＴ電流Ｉｐをカットする処理を実施することにより、キャリブレーションを実施するテスト温度の数を増やすことなく、キャリブレーションの精度を向上させることができる。

【0084】

なお、図４の例では、テスト温度を１つ（温度Ｔ_１）で実施する場合について示したが、実施形態に係るキャリブレーション方法は、テスト温度を１つで実施する場合に限られない。図５は、本開示の実施形態の変形例１に係るキャリブレーション方法を模式的に示す図であり、図６は、本開示の実施形態の変形例２に係るキャリブレーション方法を模式的に示す図である。

【0085】

図５に示すように、変形例１では、複数のテスト温度（温度Ｔ_１、Ｔ_２、Ｔ_３・・）でキャリブレーションを実施する。すなわち、上述の図４の例で示した処理に加えて、テスト温度を温度Ｔ_２、Ｔ_３・・に設定し、かかるテスト温度におけるＰＴＡＴ電流Ｉｐに基づいて出力される温度データＤ_２、Ｄ_３・・を補正点Ｐ_２、Ｐ_３・・として直交座標系にプロットする。

【0086】

そして、プロットされた補正点Ｐ_０、Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_３・・に基づいて、補正演算式Ｅのパラメータ２６（図２参照）を算出する。これにより、３つ以上の補正点Ｐ_０、Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_３・・を直交座標系にプロットすることができることから、キャリブレーションの精度をさらに向上させることができる。

【0087】

なお、３つ以上の補正点Ｐ_０、Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_３・・がプロットできる場合、図５に示すように、補正演算式Ｅを区分線形近似（折れ線近似）にしてもよいし、図６に示すように、補正演算式Ｅを多項式近似（曲線近似）にしてもよい。

【0088】

また、実施形態では、撮像装置１に設けられる複数の電極パッドのうち、２つの電極パッドを熱電対パッドにして、かかる２つの熱電対パッドを用いて上述のキャリブレーション処理を実施する際のテスト温度を測定するとよい。

【0089】

これにより、個々のチップに切断される前のウェハ状態である複数の撮像装置１をそれぞれキャリブレーション処理する際に、ウェハの面内温度分布が均一でない場合であっても、上述のキャリブレーション処理を高精度で実施することができる。

【0090】

［温度測定部の変形例］
つづいては、温度測定部１８の各種変形例について、図７および図８を参照しながら説明する。図７は、本開示の実施形態の変形例３に係る温度測定部１８の概略構成例を示すシステム構成図である。

【0091】

図７に示すように、変形例３では、温度測定部１８の内部に設けられるＡ／Ｄ変換部２３（図２参照）ではなく、カラム信号処理部１５の内部に設けられるＡ／Ｄ変換部１５ａを用いてＰＴＡＴ電圧ＶｐのＡ／Ｄ変換処理を実施する。すなわち、変形例３では、カラム信号処理部１５と温度測定部１８とでＡ／Ｄ変換部１５ａを共用する。

【0092】

このように、カラム信号処理部１５と温度測定部１８とでＡ／Ｄ変換部１５ａを共用することにより、撮像装置１全体の回路構成を簡素化することができる。したがって、変形例３によれば、撮像装置１のコストを低減することができる。

【0093】

図８は、本開示の実施形態の変形例４に係る温度測定部１８の概略構成例を示すシステム構成図である。図８に示すように、変形例４では、カラム信号処理部１５の内部に設けられる複数のＡ／Ｄ変換部１５ａ、１５ｂ・・を用いてＰＴＡＴ電圧ＶｐのＡ／Ｄ変換処理を実施する。

【0094】

これにより、複数のＡ／Ｄ変換処理の結果を平均化してランダムノイズを低減できることから、画素アレイ部１０周辺の温度をさらに高精度に測定することができる。

【0095】

なお、図８の例のように、複数のＡ／Ｄ変換部１５ａ、１５ｂ・・を用いてＰＴＡＴ電圧ＶｐのＡ／Ｄ変換処理を実施する場合、あらかじめ複数のＡ／Ｄ変換部１５ａ、１５ｂ・・を用いて上述のキャリブレーション処理を実施するとよい。

【0096】

即ち補正部２４は、カットされたＰＴＡＴ電流Ｉｐに基づいて複数のＡ／Ｄ変換部で変換される複数の温度データと、所定のテスト温度でのＰＴＡＴ電流Ｉｐに基づいて複数のＡ／Ｄ変換部で変換される複数の温度データとに基づきパラメータ２６を算出するとよい。

【0097】

これにより、キャリブレーションを実施するテスト温度の数を増やすことなく、キャリブレーションの精度をさらに向上させることができる。

【0098】

図７および図８の例では、カラム信号処理部１５の内部に設けられるＡ／Ｄ変換部１５ａなどを温度測定部１８が共用した例について示した。一方で、温度測定部１８が共用するＡ／Ｄ変換部は、カラム信号処理部１５の内部に設けられるＡ／Ｄ変換部１５ａなどに限られない。

【0099】

たとえば、図１に示した撮像装置１の各部（たとえば、信号処理部１７）の内部にＡ／Ｄ変換部が設けられる場合に、かかるＡ／Ｄ変換部を温度測定部１８が共用してもよい。

【0100】

［温度測定部が実行する処理の詳細］
つづいて、図９および図１０を参照しながら、実施形態に係る温度測定部１８が実行する処理の詳細について説明する。図９は、本開示の実施形態に係るキャリブレーション方法の処理手順を示すフローチャートである。

【0101】

まず、温度測定部１８は、カットスイッチ２１を制御して、ＰＴＡＴ電流生成部２０から供給されるＰＴＡＴ電流Ｉｐをカットする（ステップＳ１０１）。そして、温度測定部１８は、カットされたＰＴＡＴ電流Ｉｐを温度データＤ_０に変換する（ステップＳ１０２）。

【0102】

たとえば、温度測定部１８は、カットされたＰＴＡＴ電流Ｉｐを電流－電圧変換部２２でＰＴＡＴ電圧Ｖｐに変換し、かかるＰＴＡＴ電圧ＶｐをＡ／Ｄ変換部２３で温度データＤ_０に変換する。そして、温度測定部１８は、テスト温度ゼロ（Ｋ）相当の温度データＤ_０を記憶部２５に格納する（ステップＳ１０３）。

【0103】

次に、温度測定部１８は、カットスイッチ２１を接続状態にして、ＰＴＡＴ電流生成部２０からＰＴＡＴ電流Ｉｐを電流－電圧変換部２２に出力する（ステップＳ１０４）。そして、温度測定部１８は、テスト温度の数Ｎをゼロに設定し（ステップＳ１０５）、テスト温度の数Ｎに１加算する（ステップＳ１０６）。

【0104】

次に、温度測定部１８は、テスト温度を所定の温度Ｔ_Ｎに設定する（ステップＳ１０７）。そして、温度測定部１８は、温度Ｔ_ＮでのＰＴＡＴ電流Ｉｐを温度データＤ_Nに変換する（ステップＳ１０８）。

【0105】

たとえば、温度測定部１８は、温度Ｔ_ＮでのＰＴＡＴ電流Ｉｐを電流－電圧変換部２２でＰＴＡＴ電圧Ｖｐに変換し、かかるＰＴＡＴ電圧ＶｐをＡ／Ｄ変換部２３で温度データＤ_Nに変換する。そして、温度測定部１８は、温度Ｔ_Ｎの温度データＤ_Nを記憶部２５に格納する（ステップＳ１０９）。

【0106】

次に、温度測定部１８は、テスト温度の数Ｎが所定の補正点数であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。そして、テスト温度の数Ｎが所定の補正点数である場合（ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）、温度測定部１８は、格納された温度データＤ_０、・・、Ｄ_Ｎに基づいて、補正演算式Ｅのパラメータ２６を算出する（ステップＳ１１１）。

【0107】

最後に、温度測定部１８は、算出された補正演算式Ｅのパラメータ２６を記憶部２５に格納して（ステップＳ１１２）、処理を終了する。なお、ステップＳ１１０において、テスト温度の数Ｎが所定の補正点数でない場合（ステップＳ１１０，Ｎｏ）、ステップＳ１０６の処理に戻る。

【0108】

なお、実施形態では、上述のステップＳ１０４～Ｓ１１０の処理をステップＳ１０１～Ｓ１０３の処理より先に実施してもよい。また、テスト温度の数Ｎが２以上である場合、あるテスト温度でのステップＳ１０７～Ｓ１０９の処理と次のテスト温度でのステップＳ１０７～Ｓ１０９の処理との間にステップＳ１０１～Ｓ１０３の処理を実施してもよい。

【0109】

図１０は、本開示の実施形態に係る温度データの補正方法の処理手順を示すフローチャートである。まず、温度測定部１８は、カットスイッチ２１を接続状態にして、ＰＴＡＴ電流生成部２０からＰＴＡＴ電流Ｉｐを電流－電圧変換部２２に出力する（ステップＳ２０１）。

【0110】

次に、温度測定部１８は、電流－電圧変換部２２でＰＴＡＴ電流ＩｐをＰＴＡＴ電圧Ｖｐに変換する（ステップＳ２０２）。そして、温度測定部１８は、Ａ／Ｄ変換部２３でＰＴＡＴ電圧Ｖｐを温度データにＡ／Ｄ変換する（ステップＳ２０３）。

【0111】

次に、温度測定部１８は、記憶部２５に格納される補正演算式Ｅのパラメータ２６を補正部２４で読み出す（ステップＳ２０４）。そして、温度測定部１８は、読み出された補正演算式Ｅのパラメータ２６に基づいて、Ａ／Ｄ変換部２３でＡ／Ｄ変換された温度データを補正部２４で補正する（ステップＳ２０５）。

【0112】

最後に、温度測定部１８は、補正された温度データを外部に出力して（ステップＳ２０６）、処理を終了する。

【0113】

［効果］
実施形態に係る撮像装置１は、画素（単位画素１１）を有する画素アレイ部１０と、アナログ信号生成部（ＰＴＡＴ電流生成部２０）と、Ａ／Ｄ変換部２３（１５ａ、１５ｂ）と、スイッチ（カットスイッチ２１）とを備える。アナログ信号生成部（ＰＴＡＴ電流生成部２０）は、画素アレイ部１０の周辺の温度に基づくアナログ信号（ＰＴＡＴ電流Ｉｐ）を生成する。Ａ／Ｄ変換部２３（１５ａ、１５ｂ）は、アナログ信号（ＰＴＡＴ電流Ｉｐ）をデジタル信号（温度データ）に変換する。スイッチ（カットスイッチ２１）は、Ａ／Ｄ変換部２３（１５ａ、１５ｂ）に供給されるアナログ信号（ＰＴＡＴ電流Ｉｐ）をカットする。

【0114】

これにより、キャリブレーションを実施するテスト温度の数を増やすことなく、キャリブレーションの精度を向上させることができる。

【0115】

また、実施形態に係る撮像装置１において、スイッチ（カットスイッチ２１）は、アナログ信号生成部（ＰＴＡＴ電流生成部２０）とＡ／Ｄ変換部２３（１５ａ、１５ｂ）との間に設けられる。

【0116】

これにより、ＰＴＡＴ電流生成部２０から出力されるＰＴＡＴ電流ＩｐがＡ／Ｄ変換部２３に供給される前に確実にカットすることができる。

【0117】

また、実施形態に係る撮像装置１において、画素（単位画素１１）は、アナログ信号である画像データを生成し、Ａ／Ｄ変換部１５ａ（１５ｂ）は、画像データをＡ／Ｄ変換する。

【0118】

これにより、撮像装置１全体の回路構成を簡素化することができることから、撮像装置１のコストを低減することができる。

【0119】

また、実施形態に係る撮像装置１は、デジタル信号（温度データ）を補正する補正部２４をさらに備える。

【0120】

これにより、それぞれの撮像装置１において、製造バラツキなどが補正された高精度な温度データを出力することができる。

【0121】

また、実施形態に係る撮像装置１において、補正部２４は、第１のデジタル信号（温度データＤ_０）と、第２のデジタル信号（温度データＤ_N）とに基づいて、デジタル信号（温度データ）を補正する補正演算式Ｅのパラメータ２６を算出する。第１のデジタル信号（温度データＤ_０）は、スイッチ（カットスイッチ２１）でカットされたアナログ信号（ＰＴＡＴ電流Ｉｐ）をＡ／Ｄ変換して生成される。第２のデジタル信号（温度データＤ_N）は、アナログ信号生成部（ＰＴＡＴ電流生成部２０）で生成されたアナログ信号（ＰＴＡＴ電流Ｉｐ）をＡ／Ｄ変換して生成される。

【0122】

これにより、キャリブレーションを実施するテスト温度の数を増やすことなく、キャリブレーションの精度を向上させることができる。

【0123】

また、実施形態に係る撮像装置１において、Ａ／Ｄ変換部１５ａ、１５ｂ・・は、複数設けられる。また、補正部２４は、複数のＡ／Ｄ変換部１５ａ、１５ｂ・・でそれぞれ変換される第１のデジタル信号（温度データＤ_０）および第２のデジタル信号（温度データＤ_N）に基づいて、補正演算式Ｅのパラメータ２６を算出する。

【0124】

これにより、キャリブレーションを実施するテスト温度の数を増やすことなく、キャリブレーションの精度をさらに向上させることができる。

【0125】

また、実施形態に係る撮像装置１において、補正部２４は、電源電圧Ｖｄｄの測定値に基づいてデジタル信号（温度データ）を補正する。

【0126】

これにより、さらに高精度な温度データを出力することができる。

【0127】

また、実施形態に係る撮像装置１において、アナログ信号（ＰＴＡＴ電流Ｉｐ）は、電流値である。

【0128】

これにより、ＰＴＡＴ電流生成部２０を用いて、絶対温度に比例するアナログ信号を生成することができる。

【0129】

実施形態に係るキャリブレーション方法は、信号カット工程と、第１Ａ／Ｄ変換工程と、アナログ信号出力工程と、第２Ａ／Ｄ変換工程と、算出工程とを含む。信号カット工程（ステップＳ１０１）は、温度に基づいて生成されるアナログ信号（ＰＴＡＴ電流Ｉｐ）をカットする。第１Ａ／Ｄ変換工程（ステップＳ１０２）は、カットされたアナログ信号（ＰＴＡＴ電流Ｉｐ）を第１のデジタル信号（温度データＤ_０）に変換する。アナログ信号出力工程（ステップＳ１０４）は、アナログ信号（ＰＴＡＴ電流Ｉｐ）を出力する。
第２Ａ／Ｄ変換工程（ステップＳ１０８）は、アナログ信号（ＰＴＡＴ電流Ｉｐ）を第２のデジタル信号（温度データＤ_N）に変換する。算出工程（ステップＳ１１１）は、画素アレイ部１０の周辺の温度に基づいて生成されるアナログ信号（ＰＴＡＴ電流Ｉｐ）をＡ／Ｄ変換したデジタル信号（温度データ）を補正する補正演算式Ｅのパラメータ２６を算出する。また、算出工程（ステップＳ１１１）は、補正演算式Ｅのパラメータ２６を第１のデジタル信号（温度データＤ_０）と第２のデジタル信号（温度データＤ_N）とに基づいて算出する。

【0130】

これにより、キャリブレーションを実施するテスト温度の数を増やすことなく、キャリブレーションの精度を向上させることができる。

【0131】

［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。

【0132】

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。

【0133】

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。

【0134】

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。

【0135】

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。

【0136】

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。

【0137】

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。

【0138】

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。

【0139】

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。

【0140】

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。

【0141】

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。

【0142】

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。

【0143】

図１２は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。

【0144】

図１２では、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５を有する。

【0145】

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。

【0146】

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。

【0147】

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。

【0148】

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。

【0149】

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。

【0150】

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。

【0151】

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、図１の撮像装置１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、かかる撮像部１２０３１に高精度なフェールセーフ機能を付与することができる。

【0152】

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無く、また他の効果があってもよい。

【0153】

なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
画素を有する画素アレイ部と、
前記画素アレイ部の周辺の温度に基づくアナログ信号を生成するアナログ信号生成部と、
前記アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記Ａ／Ｄ変換部に供給される前記アナログ信号をカットするスイッチと、
を備える撮像装置。
（２）
前記スイッチは、前記アナログ信号生成部と前記Ａ／Ｄ変換部との間に設けられる
前記（１）に記載の撮像装置。
（３）
前記画素は、アナログ信号である画像データを生成し、
前記Ａ／Ｄ変換部は、前記画像データをＡ／Ｄ変換する
前記（１）または（２）に記載の撮像装置。
（４）
前記デジタル信号を補正する補正部をさらに備える
前記（１）～（３）のいずれか一つに記載の撮像装置。
（５）
前記補正部は、前記スイッチでカットされた前記アナログ信号をＡ／Ｄ変換した第１のデジタル信号と、前記アナログ信号生成部で生成された前記アナログ信号をＡ／Ｄ変換した第２のデジタル信号とに基づいて、前記デジタル信号を補正する補正演算式のパラメータを算出する
前記（４）に記載の撮像装置。
（６）
前記Ａ／Ｄ変換部は、複数設けられ、
前記補正部は、複数の前記Ａ／Ｄ変換部でそれぞれ変換される前記第１のデジタル信号および前記第２のデジタル信号に基づいて、前記補正演算式のパラメータを算出する
前記（５）に記載の撮像装置。
（７）
前記補正部は、電源電圧の測定値に基づいて前記デジタル信号を補正する
前記（４）～（６）のいずれか一つに記載の撮像装置。
（８）
前記アナログ信号は、電流値である
前記（１）～（７）のいずれか一つに記載の撮像装置。
（９）
温度に基づいて生成されるアナログ信号をカットする信号カット工程と、
カットされた前記アナログ信号を第１のデジタル信号に変換する第１Ａ／Ｄ変換工程と、
前記アナログ信号を出力するアナログ信号出力工程と、
前記アナログ信号を第２のデジタル信号に変換する第２Ａ／Ｄ変換工程と、
画素アレイ部の周辺の温度に基づいて生成されるアナログ信号をＡ／Ｄ変換したデジタル信号を補正する補正演算式のパラメータを、前記第１のデジタル信号と前記第２のデジタル信号とに基づいて算出する算出工程と、
を含むキャリブレーション方法。

【符号の説明】

【0154】

１ 撮像装置
１０ 画素アレイ部
１５ カラム信号処理部
１５ａ、１５ｂ Ａ／Ｄ変換部
１８ 温度測定部
２０ ＰＴＡＴ電流生成部（アナログ信号生成部の一例）
２１ カットスイッチ（スイッチの一例）
２２ 電流－電圧変換部
２３ Ａ／Ｄ変換部
２４ 補正部
２５ 記憶部
２６ パラメータ
Ｅ 補正演算式

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】