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1. WO2020158400 - DISPOSITIF D'IMAGERIE À SEMI-CONDUCTEURS ET APPAREIL ÉLECTRONIQUE

Document

明 細 書

発明の名称 固体撮像装置および電子機器

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0005   0006  

課題を解決するための手段

0007   0008   0009   0010   0011   0012  

図面の簡単な説明

0013  

発明を実施するための形態

0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116   0117   0118   0119   0120   0121   0122   0123   0124   0125   0126   0127   0128   0129   0130   0131   0132   0133   0134   0135   0136   0137   0138   0139   0140   0141   0142   0143   0144   0145   0146   0147   0148   0149   0150   0151   0152   0153   0154   0155   0156   0157   0158   0159   0160   0161   0162   0163   0164   0165   0166   0167   0168   0169   0170   0171   0172   0173   0174   0175   0176   0177   0178   0179   0180   0181   0182   0183   0184   0185   0186   0187   0188   0189   0190   0191   0192   0193   0194   0195   0196   0197   0198   0199   0200   0201   0202   0203   0204   0205   0206   0207   0208   0209   0210   0211   0212   0213   0214   0215   0216   0217   0218   0219   0220   0221   0222   0223   0224   0225   0226   0227   0228   0229   0230  

符号の説明

0231  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30  

明 細 書

発明の名称 : 固体撮像装置および電子機器

技術分野

[0001]
 本技術は、固体撮像装置および電子機器に関し、特に、少ない冗長性で、配線不良を救済することができるようにした固体撮像装置および電子機器に関する。

背景技術

[0002]
 イメージセンサの多画素化および高速化が進んでいる。また、グロバルシャッタ、変換効率切り替えなどの画素の多機能化も進んでいる。このような多画素化、高速化、または、多機能化を実現するため、画素配列に、多数の配線(例えば、制御線や信号線)が必要になる。配線が高密度になると、どこかの配線に、ショートや断線などの不良の発生確率が高くなる。
[0003]
 例えば、特許文献1には、1画素に対して、2個の選択トランジスタと、選択トランジスタごとに異なる信号線を設けることにより冗長性を持たせることで、配線の断線不良を救済する技術が開示されている。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特開2017-184075号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005]
 しかしながら、特許文献1に開示の技術では、選択トランジスタと信号線の本数が倍増するため、面積のオーバーヘッドが大きくなってしまう。
[0006]
 本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、少ない冗長性で、配線不良を救済することができるようにするものである。

課題を解決するための手段

[0007]
 本技術の第1の側面の固体撮像装置は、複数の画素が行列状に2次元配置された画素アレイ部と、前記画素からの画素信号を伝送するn本の信号線に対して、1本の冗長配線と、前記1本の前記信号線と前記冗長配線とを接続する1以上の冗長スイッチとを備える。
[0008]
 本技術の第2の側面の固体撮像装置は、複数の画素が行列状に2次元配置された画素アレイ部と、前記画素アレイ部の前記画素が出力するアナログの画素信号をデジタルの前記画素信号に変換するADCと、前記ADCと接続され、前記画素からの画素信号を前記ADCに伝送する信号線と、複数の前記ADCごとに配置される、冗長ADCと、複数の前記信号線のいずれかを選択し、選択された前記信号線と前記冗長ADCとを接続する選択部とを備える。
[0009]
 本技術の第3の側面の電子機器は、第1の側面または第2の側面の固体撮像装置を備える。
[0010]
 本技術の第1および第3の側面においては、画素アレイ部に複数の画素が行列状に2次元配置され、前記画素からの画素信号を伝送するn本の信号線に対して、1本の冗長配線と、前記1本の前記信号線と前記冗長配線とを接続する1以上の冗長スイッチとが設けられる。
[0011]
 本技術の第2および第3の側面においては、画素アレイ部に複数の画素が行列状に2次元配置され、前記画素アレイ部の前記画素が出力するアナログの画素信号がADCでデジタルの前記画素信号に変換され、前記ADCと接続された信号線により、前記画素からの画素信号が前記ADCに伝送され、冗長ADCが複数の前記ADCごとに配置され、複数の前記信号線のいずれかから選択された前記信号線と前記冗長ADCとが接続される。
[0012]
 固体撮像装置及び電子機器は、独立した装置であっても良いし、他の装置に組み込まれるモジュールであっても良い。

図面の簡単な説明

[0013]
[図1] 固体撮像装置の基本構成例を示すブロック図である。
[図2] 図1の画素とADCの詳細構成を説明する図である。
[図3] 配線不良の発生を説明する図である。
[図4] 本技術を適用した回路構成である第1の冗長回路の概念図である。
[図5] 所定の画素信号線vslに断線が発生した場合の救済方法を示す図である。
[図6] 冗長配線vslの配置例を示す図である。
[図7] 冗長配線vslの配置例を示す図である。
[図8] 冗長スイッチの第1配置例を示す図である。
[図9] 冗長スイッチの第2配置例を示す図である。
[図10] 冗長スイッチの第3配置例を示す図である。
[図11] 冗長スイッチの第4配置例を示す図である。
[図12] 迂回パスの例を示す図である。
[図13] 定電流源回路の配置例を示す図である。
[図14] 本技術を適用した固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。
[図15] 本技術を適用した回路構成である第2の冗長回路の概念図である。
[図16] 1グループの画素信号線とADCの構成例を示す図である。
[図17] 図1とは異なる固体撮像装置の基本構成例のADCに関する配置例を示す図である。
[図18] 本技術を適用した回路構成である第2の冗長回路の概念図である。
[図19] 1グループの画素信号線とADCの構成例を示す図である。
[図20] 断線不良が発生した場合の制御例を説明する図である。
[図21] 断線不良が発生した場合の制御例を説明する図である。
[図22] 本技術を適用した固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。
[図23] リカバリ情報設定処理を説明するフローチャートである。
[図24] 撮像処理を説明するフローチャートである。
[図25] イメージセンサの使用例を説明する図である。
[図26] 本技術を適用した電子機器としての撮像装置の構成例を示すブロック図である。
[図27] 内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
[図28] カメラヘッド及びCCUの機能構成の一例を示すブロック図である。
[図29] 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30] 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

[0014]
 以下、本技術を実施するための形態(以下、実施の形態という)について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.固体撮像装置の基本構成例
2.配線不良の発生
3.第1の冗長回路の構成例
4.固体撮像装置全体の構成例
5.駆動信号線への適用
6.第2の冗長回路の構成例
7.固体撮像装置全体の構成例
8.イメージセンサの使用例
9.電子機器への適用例
10.内視鏡手術システムへの応用例
11.移動体への応用例
[0015]
<1.固体撮像装置の基本構成例>
 本技術を適用した固体撮像装置を説明する前に、その前提となる固体撮像装置の基本構成例について説明する。
[0016]
 図1は、固体撮像装置の基本構成例を示すブロック図である。
[0017]
 図1の固体撮像装置1は、画素アレイ部11、ADC部12、タイミング制御部13、画素駆動回路14、参照信号生成部15、信号処理回路16、および、IF部17などを含んで構成される。
[0018]
 画素アレイ部11には、複数の画素21が行列状に2次元配置されている。
[0019]
 行列状に配置された複数の画素21は、駆動信号線hslにより、行単位で画素駆動回路14と接続されている。換言すれば、画素アレイ部11内の同一行に配置されている複数の画素21は、同じ一本の駆動信号線hslで、画素駆動回路14と接続されている。なお、図1では、駆動信号線hslについて1本の配線として示しているが、1本に限られるものではない。
[0020]
 画素アレイ部11内の各画素21は、駆動信号線hslを介して画素駆動回路14から供給される信号に従って、内部に蓄積された電荷に応じた画素信号を、画素信号線vslに出力する。画素21の詳細な構成例については、図2を参照して後述する。画素アレイ部11内の同じ画素列に配置された複数の画素21は、同じ一本の画素信号線vslに接続され、各画素21が出力した画素信号は、画素信号線vslを介して、ADC部12のADC(アナログデジタルコンバータ)23に供給される。画素信号線vslには、画素21とソースフォロア回路を形成する定電流源回路22も接続されている。定電流源回路22は、負荷MOS等で構成される。
[0021]
 ADC部12は、複数のADC23を備える。より具体的には、ADC部12には、1本の画素信号線vslに対して、1個のADC23が設けられている。ADC23は、画素信号線vslを介して供給されるアナログの画素信号をデジタル信号に変換(AD変換)する。ADC23それぞれは、AD変換後の画素データを一時的に記憶し、信号処理回路16の制御に従って、信号処理回路16を介してIF部17に出力する。
[0022]
 タイミング制御部13は、所定の周波数のマスタクロックに基づいて、所定の動作に必要なクロック信号やタイミング信号を、画素駆動回路14や信号処理回路16、ADC23などに供給する。例えば、タイミング制御部13は、画素21のシャッタ動作や読み出し動作のタイミング信号を画素駆動回路14に供給する。また、図示は省略されているが、タイミング制御部13は、所定の動作に必要なクロック信号やタイミング信号を、ADC23、参照信号生成部15などにも供給する。
[0023]
 画素駆動回路14は、例えば、画素駆動するための行の位置を決定するとともに、画素21を駆動するための駆動信号を生成して駆動信号線hslを介して画素21に供給する。
[0024]
 参照信号生成部15は、DAC(Digital to Analog Converter)15aを有して構成されており、タイミング制御部13からのクロック信号に応じて、ランプ(RAMP)波形の参照信号を生成して、ADC部12内の各ADC23に供給する。
[0025]
 信号処理回路16は、ADC部12内の複数のADC23に記憶されている画素データを、順次、所定のタイミングでIF部17に出力させる。さらに、信号処理回路16は、ADC23に記憶されている各画素21の画素データに対して、必要に応じて、黒レベル調整処理、列ばらつき補正処理、階調補正処理などの各種のデジタル信号処理を行い、IF部17に供給する。
[0026]
 IF部17は、信号処理回路16から供給された画素データを、装置外へ出力する。
[0027]
 以上のように構成される固体撮像装置1は、ADC23が画素列ごとに配置されたカラムAD方式と呼ばれるCMOSイメージセンサである。
[0028]
 図2を参照して、画素21とADC23の詳細構成について説明する。
[0029]
 図2には、一本の画素信号線vslに接続されている画素アレイ部11内の一つの画素21と、ADC23の詳細構成が示されている。
[0030]
 画素21は、入射された光を受光して光電変換し、前記画素信号を出力する画素回路を有する。具体的には、画素21は、画素回路として、光電変換素子としてのフォトダイオード31、転送トランジスタ32、FD(フローティングディフュージョン)33、リセットトランジスタ34、増幅トランジスタ35、および、選択トランジスタ36を有する。
[0031]
 フォトダイオード31は、受光した光量に応じた電荷(信号電荷)を生成し、かつ、蓄積する。フォトダイオード31は、アノード端子が接地されているとともに、カソード端子が転送トランジスタ32を介して、FD33に接続されている。
[0032]
 転送トランジスタ32は、転送信号TRGによりオンされたとき、フォトダイオード31で生成された電荷を読み出し、FD33に転送する。
[0033]
 FD33は、フォトダイオード31から読み出された電荷を保持する。リセットトランジスタ34は、リセット信号RSTによりオンされたとき、FD33に蓄積されている電荷がドレイン(定電圧源VDD)に排出されることで、FD33の電位をリセットする。
[0034]
 増幅トランジスタ35は、FD33の電位に応じた画素信号を出力する。すなわち、増幅トランジスタ35は、画素信号線vslを介して接続されている定電流源回路22とソースフォロワ回路を構成し、FD33に蓄積されている電荷に応じたレベルを示す画素信号が、増幅トランジスタ35から選択トランジスタ36と画素信号線vslを介してADC23に出力される。
[0035]
 選択トランジスタ36は、選択信号SELにより画素21が選択されたときオンされ、画素21の画素信号を、画素信号線vslを介してADC23に出力する。転送信号TRG、選択信号SEL、及びリセット信号RSTが伝送される各駆動信号線は、図1の駆動信号線hslに対応する。
[0036]
 画素21は、例えば、以上のように構成することができるが、この構成に限定されるものではなく、その他の構成を採用してもよい。
[0037]
 ADC23は、画素信号線vslを介して画素21から供給される画素信号を、CDS(Correlated Double Sampling;相関2重サンプリング)処理し、さらにAD変換処理する。ADC23は、コンパレータ(比較器)41と、アップダウンカウンタ(U/D カウンタ)42を有する。
[0038]
 画素21から出力された画素信号は、画素信号線vslを介して、コンパレータ41の第1の入力端子に入力される。一方、コンパレータ41の第2の入力端子には、参照信号生成部15のDAC15aから、時間が経過するにつれてレベル(電圧)が傾斜状に変化する、いわゆるランプ(RAMP)波形の参照信号が入力される。
[0039]
 コンパレータ41は、画素信号と参照信号とを比較して得られる差信号をアップダウンカウンタ42に出力する。例えば、参照信号が画素信号より大である場合にはHi(High)の差信号がアップダウンカウンタ42に供給され、参照信号が画素信号より小である場合にはLo(Low)の差信号がアップダウンカウンタ42に供給される。
[0040]
 アップダウンカウンタ42は、P相(Preset Phase)AD変換期間で、Hiの差信号が供給されている間だけダウンカウントするとともに、D相(Data Phase)AD変換期間で、Hiの差信号が供給されている間だけアップカウントする。そして、アップダウンカウンタ42は、P相AD変換期間のダウンカウント値と、D相AD変換期間のアップカウント値との加算結果を、CDS処理およびAD変換処理後の画素データとして出力する。なお、P相AD変換期間でアップカウントし、D相AD変換期間でダウンカウントしてもよい。
[0041]
<2.配線不良の発生>
 図1および図2を参照して説明したように、固体撮像装置の基本構成では、1つの画素列に対して1本の画素信号線vslが設けられることが一般的である。
[0042]
 この場合、例えば、図3のAに示されるように、画素アレイ部11に配置された複数の画素信号線vslのうち、所定の画素信号線vslの所定の箇所51に、断線等の不良が発生すると、図3のBに示されるように、撮像画像に縦の線欠陥52が生じる。このような線欠陥52は、視認しやすく、点欠陥よりも補正もしにくい。そのため、線欠陥52が発生した場合、その固体撮像装置自体を不良と扱う場合が多く、イメージセンサの歩留まりの低下の原因となる。
[0043]
 そこで、以下では、固体撮像装置が、画素信号線vslまたはADC23を冗長に備えた冗長回路を備えることにより、画素信号線vslに断線等の不良が発生した場合でも、救済が可能となり、歩留りを向上させることが可能な回路構成について説明する。
[0044]
 なお、以下で説明する図において、図1および図2と対応する部分については、同一の符号を付してあり、その部分の説明は適宜省略する。また、説明においては、理解を容易にするため、図1および図2の各部に付した符号を適宜引用して説明する場合がある。
[0045]
<3.第1の冗長回路の構成例>
 図4は、本技術を適用した回路構成である第1の冗長回路の概念図である。
[0046]
 図4の回路では、n本の画素信号線vslに対して、1本の冗長な画素信号線(以下、冗長配線と称する。)vslが配置されている。
[0047]
 より具体的には、図4では、n本の画素信号線vsl1_1乃至vsl1_nに対して、1本の冗長配線vsl1_rが設けられ、n本の画素信号線vsl2_1乃至vsl2_nに対して、1本の冗長配線vsl2_rが設けられ、以下同様に、n本の画素信号線vslm_1乃至vslm_nに対して、1本の冗長配線vslm_rが設けられている(mは、2以上の整数)。
[0048]
 また、1本の冗長配線vslと、n本の画素信号線vslそれぞれとの間に、画素信号線vslと冗長配線vslとを接続する2個以上の冗長スイッチ61が設けられている。冗長スイッチ61は、例えば、N型のMOSトランジスタで構成され、ゲートに供給される制御信号により画素信号線vslと冗長配線vslとの接続をオンオフする。
[0049]
 例えば、画素信号線vsl1_1と冗長配線vsl1_rとの間には、k個の冗長スイッチ61_111乃至61_1k1が設けられ、画素信号線vsl1_2と冗長配線vsl1_rとの間には、k個の冗長スイッチ61_112乃至61_1k2が設けられている。画素信号線vsl1_nと冗長配線vsl1_rとの間には、k個の冗長スイッチ61_11n乃至61_1knが設けられている(kは、2以上の整数)。
[0050]
 また、画素信号線vsl2_1と冗長配線vsl2_rとの間には、k個の冗長スイッチ61_211乃至61_2k1が設けられ、画素信号線vsl2_2と冗長配線vsl2_rとの間には、k個の冗長スイッチ61_212乃至61_2k2が設けられている。画素信号線vsl2_nと冗長配線vsl2_rとの間には、k個の冗長スイッチ61_21n乃至61_2knが設けられている。
[0051]
 同様に、画素信号線vslm_1と冗長配線vslm_rとの間には、k個の冗長スイッチ61_m11乃至61_mk1が設けられ、画素信号線vslm_2と冗長配線vslm_rとの間には、k個の冗長スイッチ61_m12乃至61_mk2が設けられている。画素信号線vslm_nと冗長配線vslm_rとの間には、k個の冗長スイッチ61_m1n乃至61_mknが設けられている。
[0052]
 図5は、図4に示した第1の冗長回路において、所定の画素信号線vslに断線が発生した場合の救済方法を示す図である。
[0053]
 例えば、図5に示されるように、画素信号線vsl2_2の所定の箇所71(以下、断線箇所71と称する。)で断線が発生したとする。
[0054]
 この場合、画素信号線vslと冗長配線vslとを接続する全ての冗長スイッチ61のうち、駆動信号線drl2_1乃至drl2_kを伝送する制御信号がHiに制御され、それ以外の駆動信号線drl1,drl3乃至drlnを伝送する制御信号はLoに制御される。断線箇所71に関する冗長スイッチ61としては、冗長スイッチ61_212と、冗長スイッチ61_2k2がオンとされ、その他の冗長スイッチ61は、オフとされる。
[0055]
 断線が発生した画素信号線vsl2_2に接続されている複数の画素21のうち、断線箇所71とADC部12との間にある画素21(例えば、画素21A)は、パス72Aを経由して、画素信号をADC部12へ出力することができる。パス72Aは、画素信号線vsl2_2の経路である。
[0056]
 一方、断線が発生した画素信号線vsl2_2に接続されている複数の画素21のうち、断線箇所71からADC部12の反対側にある画素21(例えば、画素21B)は、パス72Bを経由して、画素信号をADC部12へ出力することができる。パス72Bは、画素信号線vsl2_2、冗長スイッチ61_212、冗長配線vsl2_r、冗長スイッチ61_2k2、画素信号線vsl2_2の経路である。
[0057]
 このように、n本の画素信号線vslに対して、1本の冗長配線vslを設け、冗長配線vslと、各画素信号線vslとの間に冗長スイッチ61を設けることにより、1本の画素信号線vslごとに冗長配線vslを設ける場合と比較して、冗長配線vslの本数を削減することができ、冗長スイッチ61の個数も画素数よりも少ない数に削減することができる。これにより、冗長の実現に必要な回路の面積が少なく済むので、冗長回路のオーバーヘッドを減らすことができる。
[0058]
 したがって、本技術を適用した第1の冗長回路によれば、少ない冗長性で、配線不良を救済することができる。
[0059]
 1本の冗長配線vslに対する画素信号線vslの本数であるnの値をいくつにするかは、固体撮像装置の特性(動作条件)等に応じて適宜決定することができる。また、1つの画素列に、何本の画素信号線vslを配置するかも、画素信号の読み出し要求速度等に応じて決定すればよい。
[0060]
<冗長配線vslの配置例>
 図6および図7は、冗長配線vslの配置例を示している。
[0061]
 図6および図7は、いずれも、4本の画素信号線vslに対して1本の冗長配線vslを設けた例であるが、図6は、4行の画素の同時読み出しを可能とする、高フレームレートの固体撮像装置に、冗長配線vslを設けた配線例である。
[0062]
 図6では、4本の画素信号線vslと1本の冗長配線vslとが1個の画素列に配置されている。換言すれば、1個の画素列に4本の画素信号線vslが配置され、画素列単位に、1本の冗長配線vslが追加されている。
[0063]
 一方、図7では、4本の画素信号線vslと1本の冗長配線vslとが4個の画素列に配置されている。この場合の画素信号の読み出し速度は、図6における場合よりも遅くなる。なお、図7において、冗長配線vslを含めた全ての画素信号線vslの間隔が水平方向において等間隔となるように配置されているため、画素信号線vslの間隔は、画素ピッチよりも狭くなっている。
[0064]
<冗長スイッチ61の配置例>
 図8乃至図11は、画素アレイ部11内における冗長スイッチ61の配置例を示している。
[0065]
 図8は、冗長スイッチ61の第1配置例を示している。
[0066]
 図8の第1配置例では、画素アレイ部11内の所定の場所に、画素回路を有する画素21ではなく、画素21R が配置されている。画素21R は、画素回路を削除し、冗長スイッチ61を配置した画素である。
[0067]
 この第1配置例では、画素21Rは画素信号を生成できないため、欠陥画素となるが、飛び飛びの点欠陥となるので、断線を救済しない場合の線欠陥と比較すること目立ちにくく、補正もしやすくなる。
[0068]
 図9は、冗長スイッチ61の第2配置例を示している。
[0069]
 図9の第2配置例では、画素アレイ部11内の所定の場所に、画素21R が配置されている。画素21R は、他の画素21と同じ画素回路と、冗長スイッチ61とを有する画素である。
[0070]
 この第2配置例によれば、冗長機能を実現しながら、画素21R においても、他の画素21と同じように、画素信号を出力することができる。画素21R は、理想的には、冗長スイッチ61を持たない画素21と同じ受光特性をもつことが望ましいが、冗長スイッチ61を配置したことにより、開口領域が狭くなり、受光特性が低下する場合もある。しかしながら、後段の信号処理回路16において、感度補正処理を実行することが可能であるので、第1配置例の点欠陥よりもダメージが少ない。
[0071]
 なお、図9は、画素アレイ部11の複数の画素21のなかの一部の画素21に対して、冗長スイッチ61を追加的に設けるようにしたが、画素アレイ部11の全ての画素21に、冗長スイッチ61を設けるようにしてもよい。この場合、画素21の対称性が向上するため、各画素21の特性の均一性が高まる。
[0072]
 図10は、冗長スイッチ61の第3配置例を示している。
[0073]
 図10の第3配置例では、画素アレイ部11内の画素21を配列した画素行とは異なる場所に、冗長スイッチ61を配置した画素75の専用の行である冗長スイッチ行76が設けられている。換言すれば、垂直方向に異なる2つの画素行の間に、冗長スイッチ行76が設けられている。
[0074]
 この第3配置例によれば、冗長スイッチ行76は、冗長スイッチ61と、その駆動信号線drlを配置するのに必要な回路面積で足りるため、画素75の垂直方向の幅を、画素21よりも小さくすることができるので、画素特性への影響を抑えることができる。
[0075]
 図11は、冗長スイッチ61の第4配置例を示している。
[0076]
 上述した第1乃至第3配置例はいずれも、冗長スイッチ61と、その駆動信号線drlを、画素アレイ部11内に配置した例であったが、図11の第4配置例では、冗長スイッチ61と、その駆動信号線drlが、画素アレイ部11の外側に配置されている。より具体的には、画素信号線vslの両端側となる、画素アレイ部11の垂直方向の外側に、冗長スイッチ61と、その駆動信号線drlとを配置した冗長スイッチ行76が配置されている。
[0077]
 この第4配置例によれば、冗長スイッチ61と、その駆動信号線drlの配置が、光電変換領域が形成される各画素21の半導体層に影響を与えることがないので、冗長スイッチ61の配置による画質の低下はない。ただし、断線救済時の迂回のパスが長くなるため、読み出し時間が長くなる場合がある。
[0078]
<冗長スイッチ61の配置例>
 1本の画素信号線vslと、冗長配線vslとを接続する冗長スイッチ61および駆動信号線drlの個数kは、2以上の整数としたが、kの個数は、固体撮像装置の要求仕様、例えば、救済時の読み出し速度の低下の程度と、画質への影響を考慮し、適宜決定することができる。
[0079]
 図12のA乃至Cは、画素信号線vsl1_1と冗長配線vsl1_rとの間の冗長スイッチ61および駆動信号線drlの個数kの値を変えた場合の迂回パスの例を示している。
[0080]
 図12のA乃至Cでは、画素信号線vsl1_1に断線不良が発生した例を示しており、断線不良の場所がADC23に近い場所81付近の画素21Cの画素信号を伝送する場合と、断線不良の場所がADC23から遠い場所82付近の画素21Dの画素信号を伝送する場合の例を示している。
[0081]
 図12のAは、冗長スイッチ61および駆動信号線drlの個数k=2とした場合の迂回パスの例を示している。
[0082]
 冗長スイッチ61および駆動信号線drlの個数を2個とした場合には、冗長スイッチ61_111および冗長スイッチ61_121が、画素列の両端側に配置される。
[0083]
 断線不良がADC23に近い場所81付近の画素21C、および、ADC23から遠い場所82付近の画素21Dのいずれの画素信号の迂回パスも、冗長スイッチ61_111と冗長スイッチ61_121とを通るパスとなる。
[0084]
 即ち、画素21Cの画素信号は、迂回パス91を通ってADC23へ出力され、画素21Dの画素信号は、迂回パス92を通ってADC23へ出力される。断線不良がADC23に近い場所81付近の画素21Cでは、画素信号が、かなり長い経路を通ってADC23へ供給されるため、読み出し時間の低下が大きくなる。
[0085]
 図12のBは、冗長スイッチ61および駆動信号線drlの個数k=3とした場合の迂回パスの例を示している。
[0086]
 冗長スイッチ61および駆動信号線drlの個数を3個とした場合には、冗長スイッチ61_111および61_131が、画素列の両端側に配置され、冗長スイッチ61_121が、画素列の中央部に配置される。
[0087]
 断線不良がADC23から遠い場所82付近の画素21Dの画素信号の迂回パス94は、図12のAの迂回パス92と同様である。
[0088]
 一方、断線不良がADC23に近い場所81付近の画素21Cの画素信号の迂回パス93は、冗長スイッチ61_121と冗長スイッチ61_131とを通るパスとなり、図12のAの迂回パス91よりも、読み出し時間の低下を軽減することができる。
[0089]
 図12のCは、冗長スイッチ61および駆動信号線drlの個数k=5とした場合の迂回パスの例を示している。
[0090]
 冗長スイッチ61および駆動信号線drlの個数を5個とした場合には、冗長スイッチ61_111および61_151が画素列の両端側に配置され、冗長スイッチ61_121乃至61_141が、画素列の内側に等間隔に配置される。
[0091]
 断線不良がADC23に近い場所81付近の画素21Cの画素信号の迂回パス95は、冗長スイッチ61_141と冗長スイッチ61_151とを通るパスとなり、図12のBの迂回パス93よりも、さらに、読み出し時間の低下を軽減することができる。
[0092]
 断線不良がADC23から遠い場所82付近の画素21Cの画素信号の迂回パス96は、冗長スイッチ61_121と冗長スイッチ61_151とを通るパスとなり、図12のAおよびBの迂回パス92および94よりも、さらに、読み出し時間の低下を軽減することができる。
[0093]
 このように、1本の画素信号線vslと冗長配線vslとを接続する冗長スイッチ61および駆動信号線drlの個数kを大きくし、迂回パスをより多く設けるほど、読み出し時間の低下を軽減することができるが、一方で、冗長スイッチ61および駆動信号線drlの配置密度が高くなる。したがって、kの個数は、固体撮像装置の要求仕様、例えば、救済時の読み出し速度の低下の程度と、画質への影響を考慮して、決定する必要がある。
[0094]
 なお、図11に示した冗長スイッチ61の第4配置例は、図12のAの迂回パスに限定される。図8乃至図10の冗長スイッチ61の第1乃至第3配置例は、図12のBおよびCの迂回パスが可能である。
[0095]
<定電流源回路の配置例>
 冗長配線vslを用いて迂回パスを使用する場合、冗長配線vslの容量負荷が増えるため、負荷容量が、冗長配線vslを使わない場合と比較して、約2倍と大きくなる。そのため、図13に示されるように、画素信号線vslと同様に、冗長配線vslにも定電流源回路22を設けることができる。すなわち、画素信号線vslと冗長配線vslのそれぞれに、定電流源回路22が接続されている構成とすることができる。冗長配線vslにも定電流源回路22を接続することで、充放電する能力を増強し、読み出し時間の増加(遅延)を抑制することができる。
[0096]
<4.固体撮像装置全体の構成例>
 図14は、図4乃至図13を参照して説明した第1の冗長回路を備える固体撮像装置であって、本技術を適用した固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。
[0097]
 図14の固体撮像装置100は、図1の固体撮像装置1と同様に、画素アレイ部11、ADC部12、タイミング制御部13、画素駆動回路14、参照信号生成部15、信号処理回路16、および、IF部17を有する。なお、図14では、タイミング制御部13と参照信号生成部15の図示が省略されている。
[0098]
 また、固体撮像装置100は、図1の固体撮像装置1と比較して、記憶部としてのROM(Read Only Memory)111と、冗長制御回路112とをさらに備える。
[0099]
 換言すれば、固体撮像装置100は、図4乃至図13を参照して説明した構成と、ROM111と、冗長制御回路112とを備える点を除いて、図1の固体撮像装置1と同様に構成されている。
[0100]
 ROM111には、固体撮像装置100の出荷前検査において検出された配線不良の箇所および、その配線不良を救済するためのリカバリ情報が記憶されている。リカバリ情報としては、具体的には、配線不良の箇所に起因して、どこの画素21の画素信号をADC23に出力する場合、どの冗長スイッチ61をオンさせればよいかが、記憶されている。リカバリ情報の生成については、図23を参照して後述する。
[0101]
 冗長制御回路112は、ROM111に記憶されているリカバリ情報を読み出し、リカバリ情報に基づいて、画素アレイ部11内の所定の冗長スイッチ61を駆動する。すなわち、冗長制御回路112は、リカバリ情報に基づいて、所定の冗長スイッチ61を所定のタイミングでオンさせる。冗長制御回路112は、画素駆動回路14の一部として組み込んで構成してもよい。
[0102]
 信号処理回路16は、点欠陥となったり、感度が低下した画素21(以下、欠陥補正対象画素と称する。)を補正する信号補正処理を実行することができる。例えば、信号処理回路16は、欠陥補正対象画素の隣接の画素21の画素値を用いて補正したり、欠陥補正対象画素の隣接の画素21と同程度の感度となるように係数をかける処理を行う。
[0103]
<5.駆動信号線への適用>
 上述した例では、画素信号を伝送する画素信号線vslの断線不良を救済するため、冗長な画素信号線vsl(冗長配線vsl)を設けた例について説明したが、画素駆動回路14から各画素21の画素回路へ供給される駆動信号を伝送する駆動信号線hslについても、同様に適用できる。すなわち、駆動信号線hslの断線不良を救済するため、n本の駆動信号線hslに対して、1本の冗長な駆動信号線hsl(冗長配線hsl)を設け、1本の冗長配線hslと、n本の駆動信号線hslそれぞれとの間に、駆動信号線hslと冗長配線hslとを接続する1本以上の冗長スイッチ61を設けることができる。これにより、冗長回路のオーバーヘッドを少なくし、駆動信号線hslの断線不良を救済する。すなわち、少ない冗長性で、配線不良を救済することができる。
[0104]
<6.第2の冗長回路の構成例>
 次に、第2の冗長回路の構成について説明する。
[0105]
 図15は、本技術を適用した回路構成である第2の冗長回路の概念図である。
[0106]
 図15の回路では、画素アレイ部11に配置された画素信号線vslの一方の端部、図中の下側(以下では、南側と称する。)に、画素信号線vslと1対1にADC23が設けられるとともに、画素信号線vslの南側と反対側(以下では、北側と称する。)の端部に、複数本の画素信号線vslに対して1個のMUX(マルチプレクサ)151とADC152(以下、冗長ADC152と称する。)が設けられている。
[0107]
 図1の固体撮像装置の基本構成では、ADC23が、画素信号線vslと1対1に設けられていた。したがって、換言すれば、図15の回路では、複数本の画素信号線vslを1グループとして、1グループにつき、1個のMUX151と冗長ADC152が冗長に設けられた構成となっている。図15の例では、1グループが4本の画素信号線vslとされ、4本の画素信号線vslごとに、1個のMUX151と冗長ADC152が設けられている。1個のMUX151と冗長ADC152は、それに接続される4本の画素信号線vslの断線不良を救済する冗長回路である。
[0108]
 図16は、1グループの画素信号線とADCの構成例を示している。
[0109]
 MUX151は、4本の画素信号線vslのいずれかを選択する選択部であり、選択された所定の1本の画素信号線vslと、冗長ADC152とを接続する。ここで、1個のMUX151に接続された4本の画素信号線vslのそれぞれを、画素信号線vsl1乃至vsl4と区別する。冗長ADC152は、ADC23と同様に構成される。
[0110]
 1個のMUX151に接続された4本の画素信号線vsl1乃至vsl4に断線不良が発生しない場合、4本の画素信号線vsl1乃至vsl4それぞれに接続された画素21の画素信号は、画素信号線vsl1乃至vsl4のいずれかに接続されたADC23に供給され、AD変換される。
[0111]
 一方、例えば、図16に示されるように、画素信号線vsl2の所定の箇所161(以下、断線箇所161と称する。)で断線が発生したとする。この場合、画素信号線vsl2に接続されている複数の画素21のうち、断線箇所161とADC23との間にある画素21(例えば、画素21E)の画素信号は、ADC23へ出力することができるが、断線箇所161より北側にある画素21(例えば、画素21F)の画素信号は、ADC23へ出力することができない。
[0112]
 そこで、MUX151は、4本の画素信号線vsl1乃至vsl4のうち、画素信号線vsl2を選択し、選択した画素信号線vsl2と冗長ADC152とを接続する。これにより、断線箇所161より北側にある画素21(例えば、画素21F)の画素信号は、冗長ADC152へ出力することができ、冗長ADC152でAD変換することができる。その結果、1グループを構成する4本の画素信号線vsl1乃至vsl4に接続されている全ての画素21の画素信号の取得が可能となる。
[0113]
 なお、画素信号の高速読み出しを可能とする固体撮像装置では、図17に示されるように、1個の画素列に対して2個のADC23を設ける構成もある。
[0114]
 即ち、図17は、図1とは異なる固体撮像装置の基本構成例のADCに関する配置例を示している。
[0115]
 図17では、1個の画素列に対して2本の画素信号線vslが設けられるとともに、南側と北側のそれぞれにADC23が配置されている。以下では、画素信号線vslの南側に接続されているADC23をADC23Aと称し、北側に接続されているADC23をADC23Bと称する。1個の画素列に設けられた2本の画素信号線vslを用いて、例えば、南北方向の中間点から、南側半分の各画素21の画素信号は、南側のADC23Aに供給されてAD変換され、北側半分の各画素21の画素信号は、北側のADC23Bに供給されてAD変換されることにより、画素信号の高速読み出しが可能となる。
[0116]
 図18は、図17に示したように1個の画素列に対して南北に2個のADC23(ADC23AおよびADC23B)が配置される基本構成に対して、第2の冗長回路を適用した概念図である。
[0117]
 図18では、画素信号線vslの南側に配置される4個のADC23Aに対して、1個のMUX151Aと冗長ADC152Aが冗長に設けられるとともに、画素信号線vslの北側に配置される4個のADC23Bに対して、1個のMUX151Bと冗長ADC152Bが冗長に設けられている。換言すれば、北側と南側のADC23それぞれについて、4個の画素列を1グループとして、1グループに1個のMUX151と冗長ADC152が設けられている。
[0118]
 図19は、1グループの画素信号線とADCの構成例を示している。
[0119]
 図19においては、南側の4個のADC23Aに接続される4本の画素信号線vslを、画素信号線vsl1A乃至vsl4Aと区別し、北側の4個のADC23Bに接続される4本の画素信号線vslを、画素信号線vsl1B乃至vsl4Bと区別する。
[0120]
 南側に設けられたMUX151Aは、4本の画素信号線vsl1B乃至vsl4Bのいずれかを選択し、選択された画素信号線vsl1B乃至vsl4Bのいずれかと、冗長ADC152Aとを接続する。北側に設けられたMUX151Bは、4本の画素信号線vsl1A乃至vsl4Aのいずれかを選択し、選択された画素信号線vsl1A乃至vsl4Aのいずれかと、冗長ADC152Bとを接続する。冗長ADC152Aおよび152Bは、ADC23(23A,23B)と同様に構成される。
[0121]
 4本の画素信号線vsl1A乃至vsl4Aと、4本の画素信号線vsl1B乃至vsl4Bのいずれにも断線が発生していない場合、各画素列の南北方向の中間点から、南側半分の各画素21の画素信号は、その画素21が接続されている画素信号線vsl1A乃至vsl4Aのいずれかを用いて、南側のADC23Aに供給されてAD変換される。また、各画素列の南北方向の中間点から、北側半分の各画素21の画素信号は、その画素21が接続されている画素信号線vsl1B乃至vsl4Bのいずれかを用いて、北側のADC23Bに供給されてAD変換される。
[0122]
 図20は、南側のADC23Aに画素信号が伝送される画素信号線vslで断線不良が発生した場合の制御例を示している。
[0123]
 例えば、図20に示されるように、画素信号線vsl2Aの所定の箇所171(以下、断線箇所171と称する。)で断線が発生したとする。この場合、画素信号線vsl2Aに接続されている複数の画素21のうち、断線箇所171とADC23Aとの間にある画素21(例えば、画素21G)の画素信号は、南側のADC23Aへ出力することができるが、断線箇所171より北側にある画素21(例えば、画素21F)の画素信号は、南側のADC23Aへ出力することができない。
[0124]
 そこで、北側のMUX151Bは、4本の画素信号線vsl1A乃至vsl4Aのうち、画素信号線vsl2Aを選択し、選択した画素信号線vsl2Aと冗長ADC152Bとを接続する。これにより、断線箇所171より北側にある画素21(例えば、画素21H)の画素信号は、冗長ADC152Bへ出力することができ、冗長ADC152BでAD変換することができる。その結果、1グループを構成する4個の画素列の全ての画素21の画素信号の取得が可能となる。
[0125]
 図21は、北側のADC23Bに画素信号が伝送される画素信号線vslで断線不良が発生した場合の制御例を示している。
[0126]
 例えば、図21に示されるように、画素信号線vsl2Bの所定の箇所172(以下、断線箇所172と称する。)で断線が発生したとする。この場合、画素信号線vsl2Bに接続されている複数の画素21のうち、断線箇所172とADC23Bとの間にある画素21(例えば、画素21K)の画素信号は、北側のADC23Bへ出力することができるが、断線箇所172より南側にある画素21(例えば、画素21J)の画素信号は、北側のADC23Bへ出力することができない。
[0127]
 そこで、南側のMUX151Aは、4本の画素信号線vsl1B乃至vsl4Bのうち、画素信号線vsl2Bを選択し、選択した画素信号線vsl2Bと冗長ADC152Aとを接続する。これにより、断線箇所172より南側にある画素21(例えば、画素21J)の画素信号は、冗長ADC152Bへ出力することができ、冗長ADC152BでAD変換することができる。その結果、1グループを構成する4個の画素列の全ての画素21の画素信号の取得が可能となる。
[0128]
 したがって、本技術を適用した第2の冗長回路によれば、少ない冗長性で、配線不良を救済することができる。
[0129]
<7.固体撮像装置全体の構成例>
 図22は、図18乃至図21を参照して説明した第2の冗長回路を備える固体撮像装置であって、本技術を適用した固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。
[0130]
 図22の固体撮像装置200は、図1と同様に、複数の画素21が行列状に配置された画素アレイ部11と、各画素21を駆動する画素駆動回路14とを有する。画素アレイ部11には、例えば、図18に示したように、1個の画素列に対して2本の画素信号線vslが設けられている。
[0131]
 画素アレイ部11の南側と北側には、それぞれ、MUX部211、ADC部212、および、信号処理回路16が配置されている。具体的には、画素アレイ部11の南側に、MUX部211A、ADC部212A、および、信号処理回路16Aが配置され、画素アレイ部11の北側に、MUX部211B、ADC部212B、および、信号処理回路16Bが配置されている。
[0132]
 南側のMUX部211Aは、例えば、図18に示した複数のMUX151Aにより構成される。南側のADC部212Aは、例えば、図18に示した複数のADC23Aと、複数の冗長ADC152Aとにより構成される。
[0133]
 信号処理回路16Aは、ADC部212Aに含まれるADC23Aまたは冗長ADC152Aから出力される、AD変換後の画素データに対して各種のデジタル信号処理を行う。
[0134]
 北側のMUX部211Bは、例えば、図18に示した複数のMUX151Bにより構成される。北側のADC部212Bは、例えば、図18に示した複数のADC23Bと、複数の冗長ADC152Bとにより構成される。
[0135]
 信号処理回路16Bは、ADC部212Bに含まれるADC23Bまたは冗長ADC152Bから出力される、AD変換後の画素データに対して各種のデジタル信号処理を行う。
[0136]
 図22の固体撮像装置200は、さらに、ROM221、冗長制御回路222、データ選択部223、および、IF部17を有する。
[0137]
 ROM221には、固体撮像装置200の出荷前検査において検出された配線不良の箇所および、その配線不良を救済するためのリカバリ情報が記憶されている。リカバリ情報としては、具体的には、配線不良の箇所に起因して、MUX部211Aの各MUX151Aにおいて、4本の画素信号線vsl1B乃至vsl4Bのどれと、冗長ADC152Aとを接続すればよいかを示す情報、および、MUX部211Bの各MUX151Bにおいて、4本の画素信号線vsl1A乃至vsl4Aのどれと、冗長ADC152Bとを接続すればよいかを示す情報が、記憶されている。ROM221に記憶されているリカバリ情報は、冗長制御回路222と、データ選択部223とに供給される。リカバリ情報の生成については、図23を参照して後述する。
[0138]
 冗長制御回路222は、ROM221に記憶されているリカバリ情報を読み出し、リカバリ情報に基づいて、MUX部211Aの各MUX151A、および、MUX部211Bの各MUX151Bを制御する。
[0139]
 データ選択部223は、ROM221から取得したリカバリ情報に基づいて、信号処理回路16Aから供給される画素データ、または、信号処理回路16Bから供給される画素データのいずれか一方を選択して、IF部17に出力する。
[0140]
 例えば、図19に示したように、4本の画素信号線vsl1A乃至vsl4Aと、4本の画素信号線vsl1B乃至vsl4Bのいずれにも断線が発生していない場合には、データ選択部223は、各画素列の南北方向の中間点から、南側半分の各画素21の画素信号については、信号処理回路16Aから供給される画素データを選択し、北側半分の各画素21の画素信号については、信号処理回路16Bから供給される画素データを選択する。
[0141]
 また例えば、図20に示したように、1本の画素信号線vsl2Aの断線箇所171で断線が発生した場合、データ選択部223は、断線箇所171とADC23Aとの間にある画素21(例えば、画素21G)の画素データについては、ADC23AでAD変換され、信号処理回路16Aから供給される画素データを選択し、断線箇所171より北側にある画素21(例えば、画素21H)の画素データについては、冗長ADC152BでAD変換され、信号処理回路16Bから供給される画素データを選択する。
[0142]
 また例えば、図21に示したように、1本の画素信号線vsl2Bの断線箇所172で断線が発生した場合、データ選択部223は、断線箇所172とADC23Bとの間にある画素21(例えば、画素21K)の画素データについては、ADC23BでAD変換され、信号処理回路16Bから供給される画素データを選択し、断線箇所172より南側にある画素21(例えば、画素21J)の画素データについては、冗長ADC152AでAD変換され、信号処理回路16Aから供給される画素データを選択する。
[0143]
 したがって、所定の画素信号線vslに断線が発生した場合には、データ選択部223は、断線が発生した画素信号線vslに接続されているADC23または冗長ADC152のいずれか一方の出力データを選択する。
[0144]
 IF部17は、データ選択部223から供給された画素データを、装置外へ出力する。
[0145]
 なお、図22では、タイミング制御部13と参照信号生成部15の図示が省略されている。
[0146]
 図22の固体撮像装置200は、図18に示した構成に対応する装置全体構成であるが、図15に示した構成に対応する装置全体構成は、図22の固体撮像装置200のMUX部211Aを省略した構成で実現することができる。
[0147]
 具体的には、南側のADC部212Aが、図15の複数のADC23により構成され、信号処理回路16Aが、複数のADC23から出力される、AD変換後の画素データに対して各種のデジタル信号処理を行う。北側のMUX部211Bが、図15の複数のMUX151により構成され、ADC部212Bが、図15の複数の冗長ADC152Bにより構成される。信号処理回路16Bは、複数の冗長ADC152Bから出力される、AD変換後の画素データに対して各種のデジタル信号処理を行う。データ選択部223は、ROM221から取得したリカバリ情報に基づいて、信号処理回路16Aから供給される画素データ、または、信号処理回路16Bから供給される画素データのいずれか一方を選択して、IF部17に出力する。
[0148]
 図15乃至図22を参照して説明した第2の冗長回路によれば、4本の画素信号線vslごとに、1個のMUX151と冗長ADC152が設けることにより、断線不良が発生した場合であっても、断線不良を救済することができる。第2の冗長回路においては、冗長ADC152を使用した場合に、第1の冗長回路のように読み出し速度の低下や画質の低下は発生しない。
[0149]
 なお、上述した例では、4本の画素信号線vslに対して1個の冗長ADC152を設けるようにしたが、1個の冗長ADC152に対する画素信号線vslの本数は、4本に限らず、任意に決定することができる。
[0150]
 図23のフローチャートを参照して、リカバリ情報を設定し、ROM221に記憶させるリカバリ情報設定処理について説明する。この処理は、例えば、固体撮像装置200を製造する製造工程の出荷前検査で実行することができる。
[0151]
 初めに、ステップS11において、固体撮像装置200は、検査用サンプルを被写体として、撮像を行う。
[0152]
 ステップS12において、画像処理装置は、固体撮像装置200から出力された撮像画像を取得し、撮像画像の線欠陥不良の有無を検出する。線欠陥不良が有る場合、線欠陥不良の画素位置が特定される。線欠陥不良が無いと判断された場合には、リカバリ情報をROM221に記憶させる必要がないので、リカバリ情報設定処理は終了することができ、線欠陥不良が有ると判断された場合、次のステップS13乃至S17が実行される。
[0153]
 ステップS13において、画像処理装置は、線欠陥不良の画素21を救済する可能性のあるMUX151の設定を特定する。
[0154]
 ステップS14において、固体撮像装置200の冗長制御回路222は、外部からの制御信号に基づいて、線欠陥不良の画素21を救済する可能性のあるMUX151を設定する。
[0155]
 ステップS15において、固体撮像装置200は、検査用サンプルを被写体として、再度、撮像を行う。
[0156]
 ステップS16において、画像処理装置は、固体撮像装置200から出力された撮像画像を取得し、撮像画像の線欠陥不良がなくなったかを判定する。
[0157]
 ステップS16で、撮像画像の線欠陥不良がまだなくなっていないと判定された場合、処理はステップS13に戻され、上述したステップS13乃至S16が繰り返される。
[0158]
 一方、ステップS16で、撮像画像の線欠陥不良がなくなったと判定された場合、処理はステップS17に進み、固体撮像装置200は、リカバリ情報をROM221に書き込む。すなわち、固体撮像装置200は、線欠陥不良が影響する画素位置および線欠陥不良になる画素21を救済するMUX151の設定情報を、リカバリ情報として、ROM221に書き込み、リカバリ情報設定処理を終了する。
[0159]
 図24は、ROM221に記憶されたリカバリ情報を用いて撮像を行う撮像処理のフローチャートである。この処理は、例えば、固体撮像装置200に電源が投入されたときに実行される。
[0160]
 初めに、ステップS41において、冗長制御回路222は、ROM221に記憶されているリカバリ情報を読み出す。
[0161]
 ステップS42において、固体撮像装置200は、リカバリ情報に基づいて、MUX部211Aの各MUX151A、および、MUX部211Bの各MUX151Bを制御する。
[0162]
 ステップS43において、固体撮像装置200は、撮像が指示されたか否かを判定し、撮像が指示されたと判定されるまで待機する。
[0163]
 ステップS43で、撮像が指示されたと判定された場合、処理はステップS44に進み、固体撮像装置200は、撮像を行い、撮像画像を生成して、撮像処理を終了する。この撮像により、画素21で生成された画素信号が、ADC部212AまたはADC部212Bに供給される。配線不良がある画素信号線vslに接続された一部の画素21の画素信号は、ADC部212Aの冗長ADC152AまたはADC部212Bの冗長ADC152Bに供給され、AD変換される。そして、信号処理回路16Aまたは16Bにおいて、必要に応じて所定の信号処理が実行された後、データ選択部223に供給される。データ選択部223は、ROM221から取得したリカバリ情報に基づいて、信号処理回路16Aから供給される画素データ、または、信号処理回路16Bから供給される画素データのいずれか一方を選択して、IF部17に出力する。そして、IF部17から装置外へ出力される。
[0164]
 なお、図23のリカバリ情報設定処理および図24の撮像処理は、第2の冗長回路を有する固体撮像装置200のリカバリ情報設定処理および撮像処理として説明したが、第1の冗長回路を有する固体撮像装置100のリカバリ情報設定処理および撮像処理でも同様に実行することができる。
[0165]
<8.イメージセンサの使用例>
 図25は、上述した固体撮像装置100または200を用いたイメージセンサの使用例を示す図である。
[0166]
 上述した冗長回路を備える固体撮像装置100または200を用いたイメージセンサは、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、X線等の光をセンシングする様々なケースに使用することができる。
[0167]
 ・ディジタルカメラや、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、美容の用に供される装置
 ・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
[0168]
<9.電子機器への適用例>
 本技術は、固体撮像装置への適用に限られるものではない。即ち、本技術は、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置や、撮像機能を有する携帯端末装置や、画像読取部に固体撮像装置を用いる複写機など、画像取込部(光電変換部)に固体撮像装置を用いる電子機器全般に対して適用可能である。固体撮像装置は、ワンチップとして形成された形態であってもよいし、撮像部と信号処理部または光学系とがまとめてパッケージングされた撮像機能を有するモジュール状の形態であってもよい。
[0169]
 図26は、本技術を適用した電子機器としての、撮像装置の構成例を示すブロック図である。
[0170]
 図26の撮像装置300は、レンズ群などからなる光学部101、上述した固体撮像装置100または200の構成が採用される固体撮像装置(撮像デバイス)302、およびカメラ信号処理回路であるDSP(Digital Signal Processor)回路303を備える。また、撮像装置300は、フレームメモリ304、表示部305、記録部306、操作部307、および電源部308も備える。DSP回路303、フレームメモリ304、表示部305、記録部306、操作部307および電源部308は、バスライン309を介して相互に接続されている。
[0171]
 光学部301は、被写体からの入射光(像光)を取り込んで固体撮像装置302の撮像面上に結像する。固体撮像装置302は、光学部301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。この固体撮像装置302として、上述した固体撮像装置100または200、即ち、n本の信号線に対して1本の冗長配線を備える第1の冗長回路、または、n個のADCに対して1個の冗長ADCを備える第2の冗長回路を有する固体撮像装置を用いることができる。
[0172]
 表示部305は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)や有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ等の薄型ディスプレイで構成され、固体撮像装置302で撮像された動画または静止画を表示する。記録部306は、固体撮像装置302で撮像された動画または静止画を、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録する。
[0173]
 操作部307は、ユーザによる操作の下に、撮像装置300が持つ様々な機能について操作指令を発する。電源部308は、DSP回路303、フレームメモリ304、表示部305、記録部306および操作部307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。
[0174]
 上述したように、固体撮像装置302として、上述した冗長回路を有する固体撮像装置100または200を用いることで、固体撮像装置の歩留りを向上させることができ、以て、撮像装置の歩留りも向上させることができる。
[0175]
<10.内視鏡手術システムへの応用例>
 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、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
[0176]
 図27は、本開示に係る技術(本技術)が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
[0177]
 図27では、術者(医師)11131が、内視鏡手術システム11000を用いて、患者ベッド11133上の患者1163に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム11000は、内視鏡11100と、気腹チューブ11111やエネルギー処置具11112等の、その他の術具11110と、内視鏡11100を支持する支持アーム装置11120と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート11200と、から構成される。
[0178]
 内視鏡11100は、先端から所定の長さの領域が患者1163の体腔内に挿入される鏡筒11101と、鏡筒11101の基端に接続されるカメラヘッド11102と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒11101を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡11100を図示しているが、内視鏡11100は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
[0179]
 鏡筒11101の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡11100には光源装置11203が接続されており、当該光源装置11203によって生成された光が、鏡筒11101の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者1163の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡11100は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
[0180]
 カメラヘッド11102の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光(観察光)は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、RAWデータとしてカメラコントロールユニット(CCU: Camera Control Unit)11201に送信される。
[0181]
 CCU11201は、CPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphics Processing Unit)等によって構成され、内視鏡11100及び表示装置11202の動作を統括的に制御する。さらに、CCU11201は、カメラヘッド11102から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理(デモザイク処理)等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。
[0182]
 表示装置11202は、CCU11201からの制御により、当該CCU11201によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。
[0183]
 光源装置11203は、例えばLED(Light Emitting Diode)等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡11100に供給する。
[0184]
 入力装置11204は、内視鏡手術システム11000に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置11204を介して、内視鏡手術システム11000に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡11100による撮像条件(照射光の種類、倍率及び焦点距離等)を変更する旨の指示等を入力する。
[0185]
 処置具制御装置11205は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具11112の駆動を制御する。気腹装置11206は、内視鏡11100による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者1163の体腔を膨らめるために、気腹チューブ11111を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ11207は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ11208は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
[0186]
 なお、内視鏡11100に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置11203は、例えばLED、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。RGBレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色(各波長)の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置11203において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、RGBレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド11102の撮像素子の駆動を制御することにより、RGBそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
[0187]
 また、光源装置11203は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド11102の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
[0188]
 また、光源装置11203は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光(すなわち、白色光)に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察(Narrow Band Imaging)が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること(自家蛍光観察)、又はインドシアニングリーン(ICG)等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置11203は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び/又は励起光を供給可能に構成され得る。
[0189]
 図28は、図27に示すカメラヘッド11102及びCCU11201の機能構成の一例を示すブロック図である。
[0190]
 カメラヘッド11102は、レンズユニット11401と、撮像部11402と、駆動部11403と、通信部11404と、カメラヘッド制御部11405と、を有する。CCU11201は、通信部11411と、画像処理部11412と、制御部11413と、を有する。カメラヘッド11102とCCU11201とは、伝送ケーブル11400によって互いに通信可能に接続されている。
[0191]
 レンズユニット11401は、鏡筒11101との接続部に設けられる光学系である。鏡筒11101の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド11102まで導光され、当該レンズユニット11401に入射する。レンズユニット11401は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。
[0192]
 撮像部11402は、撮像素子で構成される。撮像部11402を構成する撮像素子は、1つ(いわゆる単板式)であってもよいし、複数(いわゆる多板式)であってもよい。撮像部11402が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってRGBそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部11402は、3D(Dimensional)表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための1対の撮像素子を有するように構成されてもよい。3D表示が行われることにより、術者11131は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部11402が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット11401も複数系統設けられ得る。
[0193]
 また、撮像部11402は、必ずしもカメラヘッド11102に設けられなくてもよい。例えば、撮像部11402は、鏡筒11101の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
[0194]
 駆動部11403は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部11405からの制御により、レンズユニット11401のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部11402による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
[0195]
 通信部11404は、CCU11201との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部11404は、撮像部11402から得た画像信号をRAWデータとして伝送ケーブル11400を介してCCU11201に送信する。
[0196]
 また、通信部11404は、CCU11201から、カメラヘッド11102の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部11405に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに/又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。
[0197]
 なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてCCU11201の制御部11413によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるAE(Auto Exposure)機能、AF(Auto Focus)機能及びAWB(Auto White Balance)機能が内視鏡11100に搭載されていることになる。
[0198]
 カメラヘッド制御部11405は、通信部11404を介して受信したCCU11201からの制御信号に基づいて、カメラヘッド11102の駆動を制御する。
[0199]
 通信部11411は、カメラヘッド11102との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部11411は、カメラヘッド11102から、伝送ケーブル11400を介して送信される画像信号を受信する。
[0200]
 また、通信部11411は、カメラヘッド11102に対して、カメラヘッド11102の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。
[0201]
 画像処理部11412は、カメラヘッド11102から送信されたRAWデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。
[0202]
 制御部11413は、内視鏡11100による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部11413は、カメラヘッド11102の駆動を制御するための制御信号を生成する。
[0203]
 また、制御部11413は、画像処理部11412によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置11202に表示させる。この際、制御部11413は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部11413は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具11112の使用時のミスト等を認識することができる。制御部11413は、表示装置11202に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者11131に提示されることにより、術者11131の負担を軽減することや、術者11131が確実に手術を進めることが可能になる。
[0204]
 カメラヘッド11102及びCCU11201を接続する伝送ケーブル11400は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
[0205]
 ここで、図示する例では、伝送ケーブル11400を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド11102とCCU11201との間の通信は無線で行われてもよい。
[0206]
 以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術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、カメラヘッド11102の撮像部11402に適用され得る。具体的には、撮像部11402として、上述した固体撮像装置100または200を適用することができる。撮像部11402に本開示に係る技術を適用することにより、撮像部11402の歩留りを向上させることができ、以て、内視鏡手術システムの歩留りも向上させることができる。
[0207]
 なお、ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。
[0208]
<11.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。
[0209]
 図29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。
[0210]
 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29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。
[0211]
 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。
[0212]
 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。
[0213]
 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。
[0214]
 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。
[0215]
 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。
[0216]
 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。
[0217]
 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。
[0218]
 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。
[0219]
 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29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。
[0220]
 図30は、撮像部12031の設置位置の例を示す図である。
[0221]
 図30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。
[0222]
 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。
[0223]
 なお、図30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。
[0224]
 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。
[0225]
 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。
[0226]
 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。
[0227]
 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。
[0228]
 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、撮像部12031として、上述した固体撮像装置100または200を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、小型化しつつも、撮像部12031の歩留りを向上させることができ、以て、車両制御システムの歩留りも向上させることができる。
[0229]
 なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、本明細書に記載されたもの以外の効果があってもよい。
[0230]
 なお、本技術は、以下の構成を取ることができる。
(1)
 複数の画素が行列状に2次元配置された画素アレイ部と、
 前記画素からの画素信号を伝送するn本の信号線に対して設けられる1本の冗長配線と、
 前記1本の前記信号線と前記冗長配線とを接続する1以上の冗長スイッチと
 を備える固体撮像装置。
(2)
 前記1本の前記信号線と前記冗長配線とを接続する複数の前記冗長スイッチを備える
 前記(1)に記載の固体撮像装置。
(3)
 前記n本の信号線と1本の冗長配線とが、1個の画素列に対して配置されている
 前記(1)または(2)に記載の固体撮像装置。
(4)
 前記n本の信号線と1本の冗長配線とが、n個の画素列に対して配置されている
 前記(1)または(2)に記載の固体撮像装置。
(5)
 前記画素アレイ部は、前記画素として、
 入射された光を受光して光電変換し、前記画素信号を出力する画素回路を有する第1の画素と、
 前記冗長スイッチを有する第2の画素と
 を備える
 前記(1)乃至(4)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(6)
 前記画素アレイ部は、前記画素として、
 入射された光を受光して光電変換し、前記画素信号を出力する画素回路を有する第1の画素と、
 前記画素回路と、前記冗長スイッチとを有する第2の画素と
 を備える
 前記(1)乃至(4)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(7)
 前記画素アレイ部の全ての前記画素は、
 入射された光を受光して光電変換し、前記画素信号を出力する画素回路と、前記冗長スイッチとを有する
 前記(1)乃至(4)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(8)
 前記画素アレイ部には、入射された光を受光して光電変換し、前記画素信号を出力する画素回路を有する前記画素が、行列状に2次元配置されており、
 第1の画素行と第2の画素行との間に、前記冗長スイッチが配置されている行を備える
 前記(1)乃至(4)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(9)
 前記画素アレイ部には、入射された光を受光して光電変換し、前記画素信号を出力する画素回路を有する前記画素が、行列状に2次元配置されており、
 前記画素アレイ部の外側に、前記冗長スイッチが配置されている
 前記(1)乃至(4)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(10)
 前記信号線および前記冗長配線のそれぞれに、定電流源回路が接続されている
 前記(1)乃至(9)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(11)
 前記画素アレイ部の配線不良を救済するリカバリ情報を記憶する記憶部と、
 前記リカバリ情報に基づいて、前記1以上の冗長スイッチを駆動する冗長制御回路と
 をさらに備える
 前記(1)乃至(10)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(12)
 複数の画素が行列状に2次元配置された画素アレイ部と、
 前記画素アレイ部の前記画素が出力するアナログの画素信号をデジタルの前記画素信号に変換するADCと、
 前記ADCと接続され、前記画素からの画素信号を前記ADCに伝送する信号線と、
 複数の前記ADCごとに配置される、冗長ADCと、
 複数の前記信号線のいずれかを選択し、選択された前記信号線と前記冗長ADCとを接続する選択部と
 を備える固体撮像装置。
(13)
 前記ADCが、前記信号線と1対1に設けられ、
 前記冗長ADCは、複数本の前記信号線に対して設けられている
 前記(12)に記載の固体撮像装置。
(14)
 前記画素アレイ部の配線不良を救済するリカバリ情報を記憶する記憶部と、
 前記リカバリ情報に基づいて、前記選択部を制御するセレクタ制御部と
 をさらに備える
 前記(12)または(13)に記載の固体撮像装置。
(15)
 前記ADCまたは前記冗長ADCのいずれか一方の出力データを選択するデータ選択部をさらに備える
 前記(12)乃至(14)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(16)
 前記(1)乃至(15)のいずれかに記載の固体撮像装置
 を備える電子機器。

符号の説明

[0231]
 11 画素アレイ部, 12 ADC部, 13 AD変換部, 14 画素駆動回路, 16(16A,16B) 信号処理回路, 21 画素, 22 定電流源回路, 23 ADC, 41 コンパレータ(比較器), 42 アップダウンカウンタ, drl 駆動信号線, hsl 駆動信号線, vsl 冗長配線, vsl 画素信号線, vsl 冗長配線, 61 冗長スイッチ, 75 画素, 76 冗長スイッチ行, 100 固体撮像装置, 111 ROM, 112 冗長制御回路 151 MUX, 152 ADC, 200 固体撮像装置, 211 MUX部, 212 ADC部, 221 ROM, 222 冗長制御回路, 223 データ選択部, 300 撮像装置, 302 固体撮像装置

請求の範囲

[請求項1]
 複数の画素が行列状に2次元配置された画素アレイ部と、
 前記画素からの画素信号を伝送するn本の信号線に対して設けられる1本の冗長配線と、
 前記1本の前記信号線と前記冗長配線とを接続する1以上の冗長スイッチと
 を備える固体撮像装置。
[請求項2]
 前記1本の前記信号線と前記冗長配線とを接続する複数の前記冗長スイッチを備える
 請求項1に記載の固体撮像装置。
[請求項3]
 前記n本の信号線と1本の冗長配線とが、1個の画素列に対して配置されている
 請求項1に記載の固体撮像装置。
[請求項4]
 前記n本の信号線と1本の冗長配線とが、n個の画素列に対して配置されている
 請求項1に記載の固体撮像装置。
[請求項5]
 前記画素アレイ部は、前記画素として、
 入射された光を受光して光電変換し、前記画素信号を出力する画素回路を有する第1の画素と、
 前記冗長スイッチを有する第2の画素と
 を備える
 請求項1に記載の固体撮像装置。
[請求項6]
 前記画素アレイ部は、前記画素として、
 入射された光を受光して光電変換し、前記画素信号を出力する画素回路を有する第1の画素と、
 前記画素回路と、前記冗長スイッチとを有する第2の画素と
 を備える
 請求項1に記載の固体撮像装置。
[請求項7]
 前記画素アレイ部の全ての前記画素は、
 入射された光を受光して光電変換し、前記画素信号を出力する画素回路と、前記冗長スイッチとを有する
 請求項1に記載の固体撮像装置。
[請求項8]
 前記画素アレイ部には、入射された光を受光して光電変換し、前記画素信号を出力する画素回路を有する前記画素が、行列状に2次元配置されており、
 第1の画素行と第2の画素行との間に、前記冗長スイッチが配置されている行を備える
 請求項1に記載の固体撮像装置。
[請求項9]
 前記画素アレイ部には、入射された光を受光して光電変換し、前記画素信号を出力する画素回路を有する前記画素が、行列状に2次元配置されており、
 前記画素アレイ部の外側に、前記冗長スイッチが配置されている
 請求項1に記載の固体撮像装置。
[請求項10]
 前記信号線および前記冗長配線のそれぞれに、定電流源回路が接続されている
 請求項1に記載の固体撮像装置。
[請求項11]
 前記画素アレイ部の配線不良を救済するリカバリ情報を記憶する記憶部と、
 前記リカバリ情報に基づいて、前記1以上の冗長スイッチを駆動する冗長制御回路と
 をさらに備える
 請求項1に記載の固体撮像装置。
[請求項12]
 複数の画素が行列状に2次元配置された画素アレイ部と、
 前記画素アレイ部の前記画素が出力するアナログの画素信号をデジタルの前記画素信号に変換するADCと、
 前記ADCと接続され、前記画素からの画素信号を前記ADCに伝送する信号線と、
 複数の前記ADCごとに配置される、冗長ADCと、
 複数の前記信号線のいずれかを選択し、選択された前記信号線と前記冗長ADCとを接続する選択部と
 を備える固体撮像装置。
[請求項13]
 前記ADCが、前記信号線と1対1に設けられ、
 前記冗長ADCは、複数本の前記信号線に対して設けられている
 請求項12に記載の固体撮像装置。
[請求項14]
 前記画素アレイ部の配線不良を救済するリカバリ情報を記憶する記憶部と、
 前記リカバリ情報に基づいて、前記選択部を制御するセレクタ制御部と
 をさらに備える
 請求項12に記載の固体撮像装置。
[請求項15]
 前記ADCまたは前記冗長ADCのいずれか一方の出力データを選択するデータ選択部をさらに備える
 請求項12に記載の固体撮像装置。
[請求項16]
 請求項1または請求項12に記載の固体撮像装置
 を備える電子機器。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]

[ 図 15]

[ 図 16]

[ 図 17]

[ 図 18]

[ 図 19]

[ 図 20]

[ 図 21]

[ 図 22]

[ 図 23]

[ 図 24]

[ 図 25]

[ 図 26]

[ 図 27]

[ 図 28]

[ 図 29]

[ 図 30]