成像装置、成像系统、移动体以及用于层压的半导体基板的制作方法

本发明涉及成像装置、成像系统、移动体以及用于层压的半导体基板。

背景技术：

国际公开no.wo2014-132822讨论了一种固态成像装置，其中在多条垂直信号线之间设置开关，用于从像素读取信号。在国际公开no.wo2014-132822中讨论的配置中，通过接通垂直信号线之间的开关，可以从与另一条垂直信号线对应的读取电路读取来自某条垂直信号线的信号。但是，在国际公开no.wo2014-132822的配置中，在两条垂直信号线连接在一起的状态下读取信号。因此，读取路径的电容增大，结果，当信号被读取时，操作速度可能降低。

技术实现要素：

根据本发明的一个方面，一种成像装置包括：多个像素，包括第一像素和第二像素；多条信号线，包括连接到第一像素的第一信号线和连接到第二像素的第二信号线；多个比较器，包括第一比较器和第二比较器，第一比较器被配置为接收来自第一信号线的信号，第二比较器被配置为接收来自第一信号线和第二信号线的信号；第一开关，包括第一端子和第二端子，其中第一开关的第一端子连接到第二信号线并且被配置为接收来自第二信号线的信号，并且第一开关的第二端子连接到第二比较器的输入节点；以及第二开关，包括第一端子和第二端子，其中第二开关的第二端子连接到第一信号线并且被配置为接收来自第一信号线的信号作为输入，并且第二开关的第一端子连接到第二比较器的输入节点。

参考附图，根据示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得显而易见。下面描述的本发明的每个实施例可以单独实现或者作为多个实施例的组合实现。而且，来自不同实施例的特征可以在必要时进行组合，或者在来自各个实施例的元件或特征在单个实施例中的组合有益的时候进行组合。

附图说明

图1是根据第一示例性实施例的成像装置的示意图。

图2是根据第二示例性实施例的成像装置的示意图。

图3是根据第三示例性实施例的成像装置的示意图。

图4是根据第三示例性实施例的成像装置的示意图。

图5是根据第三示例性实施例的成像装置的示意图。

图6是根据第三示例性实施例的成像装置的示意图。

图7是根据第四示例性实施例的成像装置的示意图。

图8a是根据第四示例性实施例的成像装置的示意图。图8b是根据第四示例性实施例的成像装置的示意图。

图9是根据第五示例性实施例的成像装置的示意图。

图10a和10b是根据第五示例性实施例的成像装置的示意图。

图11是图示根据第六示例性实施例的成像系统的配置的图。

图12a是图示根据第七示例性实施例的移动体的配置的图。图12b是图示根据第七示例性实施例的移动体的配置的图。

图13是图示根据第七示例性实施例的移动体的操作处理过程的图。

具体实施方式

参考附图，下面将描述示例性实施例。根据示例性实施例，为了简洁起见，有时省略对与其它示例性实施例中的部件类似的部件的描述。根据示例性实施例，除非另有说明，否则开关是例如n型金属氧化物半导体(mos)晶体管。开关处于接通状态是指以下状态：处于高电平的控制脉冲被输入到n型mos晶体管并且n型mos晶体管处于导通状态。开关处于关断状态是指以下状态：处于低电平的控制脉冲被输入到n型mos晶体管并且n型mos晶体管处于非导通状态。可替代地，可以使用p型mos晶体管代替n型mos晶体管作为开关。当使用p型mos晶体管时，与供应给n型mos晶体管的电压相比，供应给p型mos晶体管的电压(例如，控制脉冲的电压)反转。但可替代地，开关可以是使用n型mos晶体管和p型mos晶体管两者的互补金属氧化物半导体(cmos)开关——在这种情况下，可以适当改变电源电压的特性。

另外，根据示例性实施例描述电路元件之间的连接关系，但是该连接关系可以通过在电路元件之间插入另一个元件(例如，开关或缓冲器)来适当地改变。

图1是根据第一示例性实施例的成像装置的示意图。从这个图中可以看出信号从像素pix输出的位置。还可以看出来自像素pix的输出信号输出到成像装置外部的位置。在图1中，部分p1与像素矩阵的单列中的像素对应。像素矩阵的每个其它列也具有相应的部分p1。因此，应该认识到的是，在图1的成像装置中，存在沿着矩阵的行方向并排放置的一系列部分p。在图1中，第一方向d1指示列方向，并且第二方向d2指示行方向。

图1中的成像装置包括像素区域110，其中布置有多个像素pix。根据本示例性实施例，多个像素pix部署在矩阵中。多个像素pix中的每一个包括至少一个光电转换元件并且生成基于光的信号。部分p1包括放置在单列中的多个像素pix、至少两条信号线130和131、至少两个比较器160和161，以及至少两个计数器170和171。着眼于多个像素pix中的像素100和101给出描述。像素100连接到信号线130并将信号输出到信号线130。像素101连接到信号线131并将信号输出到信号线131。信号线130和131发送来自连接到信号线的像素的信号。针对信号线130设置电流源140。针对信号线131设置电流源141。向比较器160输入来自信号线130的信号。比较器161被布置为从信号线131接收信号作为输入。另外，比较器160和161还被布置为从斜坡发生器150接收斜坡信号作为输入。比较器160包括被输入来自信号线130的信号的输入节点，以及被输入斜坡信号的输入节点。比较器161包括被输入来自信号线131的信号的输入节点，以及被输入斜坡信号的输入节点。在下文中，在比较器中，被输入来自像素的信号的输入节点被将被称为“第一输入节点”，并且被输入斜坡信号的输入节点将被称为“第二输入节点”。在以下描述中，除非另有说明，否则“输入节点”是指第一输入节点。比较器160还具有连接到计数器170的输出节点。同样地，比较器161具有连接到计数器171的输出节点。来自计数器170的信号和来自计数器171的信号中的每一个被输入到水平扫描电路180，并通过输出电路190输出到成像装置的外部。比较器160和计数器170形成模数转换器(下文中称为“ad转换器”)。类似地，比较器161和计数器171形成ad转换器。

部分p1还包括用于控制信号线130和131之间的导通的配置。具体而言，部分p1包括开关201和220。在这种情况下，每个开关包括至少两个端子，并且在以下描述中，两个端子有时将被称为“第一端子”和“第二端子”。当开关接通时，电流流过连接到两个端子的节点。

开关201可以控制信号线131和比较器161之间的导通。开关201包括可以向其输入来自信号线131的信号的第一端子，以及可以从其将信号输出到比较器161的输入节点的第二端子。开关201的第一端子连接到信号线131，并且开关201的第二端子连接到比较器161。换言之，开关201的第一端子连接到信号线131的节点，并且开关201的第二端子连接到比较器161的输入节点。

开关220可以控制信号线130和比较器161之间的导通。开关220包括第一端子和第二端子，信号可以从第一端子输出到第二比较器161的输入节点，并且来自信号线130的信号可以输入到第二端子。开关220的第一端子连接到第二比较器161，并且开关220的第二端子连接到信号线130。换言之，开关220的第一端子连接到第二比较器161的输入节点，并且开关220的第二端子连接到信号线130的节点。再换言之，开关220的第一端子连接到开关201的第二端子，或者与开关201并联连接到比较器161的输入节点。

接下来描述图1中的成像装置的读取方法。首先，在第一操作模式下，开关201接通，并且开关220关断。像素100的信号从信号线130输入到比较器160，然后经历ad转换。像素101的信号从信号线131输入到比较器161，然后经历ad转换。

简要描述ad转换的操作。首先，从斜坡发生器150向比较器160和161输出其电位根据时间流逝而改变的斜坡信号。斜坡信号的电位以逐步或连续的方式改变。描述了斜坡信号的电位逐渐降低的示例。像素100的信号如下经历ad转换。如果斜坡信号的电位下降到低于信号线130的电位，那么比较器160的输出反转(例如，从高到低)。计数器170计数从斜坡信号与信号线130的电位的比较开始的特定时间到比较器160的输出反转的时间。计数的结果是像素100的信号的ad转换的结果。像素101的信号如下经历ad转换。如果斜坡信号的电位下降到低于信号线131的电位，那么比较器161的输出反转(例如，从高到低)。计数器171计数从斜坡信号与信号线131的电位的比较开始的特定时间到比较器161的输出反转的时间。计数的结果是像素101的信号的ad转换的结果。

在第一操作模式下，像素100和101的信号被读取，并在同一读取时段中经历ad转换。即，在第一操作模式下，可以使用比较器160和161读取两行的像素100和101的信号并且对其并行地进行ad转换。在这个操作中，开关220关断。因此，可以抑制与信号线131相关的电容到比较器160的输入节点的添加。另外，开关220关断。因此，可以抑制与信号线130相关的电容到比较器161的输入节点的添加。

接下来描述第二操作模式。在第二操作模式下，开关220接通。由于在某个时段内开关220接通并且开关201关断，因此输出到信号线130的像素100的信号可以通过开关220被读入比较器161的输入节点。然后，开关220关断，并且开关201接通。因此，输出到信号线131的像素101的信号可以通过开关201被读入比较器161的输入节点。即，可以使用单个比较器161按次序/顺序从两条信号线130和131读取特定的两行中的像素100和101的信号并对其进行ad转换。因此，要操作的比较器的数量可以是第一操作模式下的一半，因此，可以降低成像装置操作时的电流消耗。此外，要并联操作的ad转换器的数量减少，因此，可以降低由于电源电压的波动引起的噪声。

另外，当通过比较器161对信号线130的信号进行ad转换时，开关201关断。因此，减少了伴随信号线131的电容到比较器161的输入节点的添加。因此，可以抑制信号读取中的操作速度的减小。更具体而言，可以抑制开关被包括在多条信号线之间的配置中的读取操作速度的减小。

图2是用于描述第二示例性实施例的成像装置的示意图。在本示例性实施例中，与第一示例性实施例中的部件类似的部件由相同的符号表示，并且省略对这些部件的描述。下面描述与第一示例性实施例的不同之处。

在图2中，成像装置包括与图1中的部分p1对应的部分p2。在

图2中，在其它列中，类似的部分p2在第二方向d2上重复放置。与图1中的部分p1相比，部分p2还包括开关200和210以及旁路线225。具体而言，在部分p2中，开关210和旁路线225设置在开关220的第二端子和信号线130的节点之间，其中开关220的第二端子和信号线130的节点也设置在部分p1中。旁路线225是连接信号线130和131的信号路径。根据本示例性实施例，旁路线225至少包括布线线。可替代地，旁路线225可以是两个开关连接到的半导体区域。

开关200可以控制信号线130和比较器160之间的导通。开关200包括可以向其输入来自信号线130的信号的第一端子，以及可以从其将信号输出到比较器160的输入节点的第二端子。开关200的第一端子连接到信号线130，并且开关200的第二端子连接到比较器160。换言之，开关200的第一端子连接到信号线130的节点，并且开关200的第二端子连接到比较器160的输入节点。

开关210可以控制信号线130和旁路线225之间的导通。开关210包括可以向其输入来自信号线130的信号的第一端子，以及可以从其将信号输出到旁路线225的第二端子。开关210的第一端子连接到信号线130，并且开关210的第二端子连接到旁路线225。换言之，开关210的第一端子连接到信号线130的节点，并且开关210的第二端子连接到旁路线225的节点。另外，再换言之，开关210的第二端子连接到开关220的第二端子，或者与开关200并联连接到信号线130。

根据本示例性实施例，开关220可以控制旁路线225和比较器161之间的导通。开关220的第一端子连接到比较器161，并且开关220的第二端子连接到旁路线225。换言之，开关220的第一端子连接到比较器161的输入节点，并且开关220的第二端子连接到旁路线225的节点。另外，再换言之，开关220的第一端子和开关201的第二端子连接到比较器161的同一输入节点。此外，开关220的第二端子可以通过开关210和旁路线225电连接到信号线130。

描述了根据本示例性实施例的读取方法。根据本示例性实施例，成像装置还可以具有与根据第一示例性实施例的操作模式类似的第一操作模式和第二操作模式。首先，描述第一操作模式。首先，开关200和201接通，并且开关210和220关断。在这种状态下，来自像素100的信号通过信号线130和开关200被输入到比较器160。在同一时段中，来自像素101的信号通过信号线131和开关201被输入到比较器161。信号输入到比较器160和161之后的操作类似于根据第一示例性实施例的操作。更具体而言，两个像素的信号可以被读取并且在同一时段中和/或并行地经历ad转换。

由于设置有开关210，因此可以降低信号线131和旁路线225的电容对比较器160的输入节点的影响。另外，由于设置有开关220，因此可以降低信号线130和旁路线225的电容对比较器161的输入节点的影响。在这个操作中，旁路线225是浮置的，因此，可以设置用于将旁路线225连接到地电压gnd或电源电压vdd以固定旁路线225的电位的开关。

描述第二操作模式。首先，开关200和201关断，并且开关210和220接通。来自像素100的信号依次经由信号线130、开关210、旁路线225和开关220输出到比较器161的输入节点。然后，来自像素100的信号经历ad转换。随后，至少开关220关断(但优选地，开关220和开关210一起关断)，并且开关201接通。来自像素101的信号依次经由信号线131和开关201输出到比较器161的输入节点。然后，来自像素101的信号经历ad转换。通过如上所述地切换开关201和220，可以将像素100的信号和像素101的信号中的每一个独立地输入到比较器161。

根据本示例性实施例，当像素100的信号输入到比较器161时，开关200关断。因此，可以减少伴随比较器160的电容到信号线130的添加。因此，可以抑制信号读取中的操作速度的减小。另外，当像素100的信号输入到比较器161时，开关201关断。因此，可以减少伴随信号线131的电容到比较器161的输入节点的添加。因此，可以抑制信号读取中的操作速度的减小。另外，当像素101的信号输入到比较器161时，开关220关断。因此，可以减少伴随旁路线225或信号线130的电容到信号线131或比较器161的输入节点的添加。

根据本示例性实施例，已经描述了其中设置有旁路线225的配置。可替代地，可以采用其中未设置旁路线225并且开关220的端子和开关210的端子直接连接在一起的配置。另外，根据本示例性实施例的旁路线225至少包括布线线，但是可以包括连接到同一节点的部件(接触插塞或通孔插塞)。

图3是图示第三示例性实施例的成像装置的示意图。根据本示例性实施例，与其它示例性实施例中的部件类似的部件由相同的符号表示，并且省略对这些部件的描述。下面描述与其它示例性实施例的不同之处。

图3中所示的部分p3与图1中的部分p1或图2中的部分p2对应。在图3中，在其它列中，类似的部分p3在第二方向d2上重复放置。除了图2中的部分p2中所示的部件之外，部分p3还包括开关211和221。

开关211可以控制比较器160和旁路线225之间的导通。开关211包括第一端子和第二端子，信号可以从第一端子输出到比较器160，并且来自旁路线225的信号可以输入到第二端子。开关211的第一端子连接到比较器160，并且开关211的第二端子连接到旁路线225。换言之，开关211的第一端子连接到比较器160的输入节点，并且开关211的第二端子连接到旁路线225的节点。再换言之，开关211的第一端子连接到开关200的第二端子。再换言之，开关211的第二端子连接到开关220的第二端子，或者连接到开关210的第二端子。

开关221可以控制信号线131和旁路线225之间的导通。开关221包括第一端子和第二端子，来自信号线131的信号可以输入到第一端子，并且信号可以从第二端子输出到旁路线225。开关221的第一端子连接到信号线131，并且开关221的第二端子连接到旁路线225。换言之，开关221的第一端子连接到信号线131的节点，并且开关221的第二端子连接到旁路线225的节点。再换言之，开关221的第一端子连接到开关201的第一端子。再换言之，开关221的第二端子连接到开关220的第二端子，或者连接到开关211的第二端子，或者连接到开关210的第二端子。

根据第二示例性实施例，可以减少在使用比较器161的情况下的电容的添加。根据本示例性实施例，还包括开关211和221。因此，无论使用两个比较器160和161中的哪一个，都可以减少电容的添加。

为方便起见，图3中的开关被定义为开关单元230和231。开关单元230至少包括开关200、210和211，并且开关单元231至少包括开关201、220和221。如图3中所示，部分p3包括多个开关单元。以这样一种方式设置多个开关单元：多个开关单元中的每一个开关单元与多条信号线(信号线130，131，......)中的不同的信号线和多个比较器(比较器160，161，...)中的一个比较器对应。每个开关单元包括至少三种类型的开关。第一类型开关包括连接到多条信号线中对应的一条信号线的第一端子，以及连接到多个比较器中对应的一个比较器的第二端子。开关单元230的开关200和开关单元231的开关201与第一类型开关对应。第二类型开关包括连接到多条信号线中对应的一条信号线(以及连接到该信号线的第一类型开关的第一端子)的第一端子，以及连接到旁路线225的第二端子。开关单元230的开关210和开关单元231的开关221与第二类型开关对应。第三类型开关包括连接到多个比较器中对应的一个比较器(以及连接到比较器的第一类型开关的第二端子)的第一端子，以及连接到旁路线225的第二端子。开关单元230的开关211和开关单元231的开关220与第三类型开关对应。利用这些开关，如下所述，在第二操作模式下，可以使像素100和101的信号路径中开关的数量相等。换言之，旁路线225共同连接到多个开关单元。

描述了根据本示例性实施例的读取方法。同样根据本示例性实施例，成像装置可以具有与根据第一和第二示例性实施例的配置类似的第一操作模式和第二操作模式。首先，描述第一操作模式。在第一操作模式下，在每个开关单元中，第一类型开关接通，并且第二类型开关和第三类型开关关断。在这个操作中，每个像素的信号通过像素连接到的信号线并经由对应的一个开关单元的第一类型开关输入到对应的一个比较器。具体而言，开关200和201接通，并且开关210、211、220和221关断。在这种状态下，像素100的信号被输入到比较器160，并且像素101的信号被输入到比较器161。由于开关210、211、220和221关断，因此伴随旁路线225的电容不会被添加到信号线130和131中的任何一个。因此，在这个操作模式下，设置到这种配置的旁路线225不影响速度。此外，可以在旁路线225中分别设置用于将旁路线225连接到地电压gnd或电源电压vdd的开关。

接下来，描述第二操作模式。在第二操作模式下，在每个开关单元中，第一类型开关关断。然后，共同连接到旁路线的多个开关单元中的任意一个开关单元的第三类型开关接通。共同连接到旁路线的多个开关单元中的另外的开关单元的第三类型开关关断。然后，每个开关单元的第二类型开关从关断顺序地接通。在这个操作中，通过像素连接到的信号线、经由对应开关单元的第二类型开关并且经由旁路线，将每个像素的信号顺序地输入到与其中第三类型开关接通的开关单元对应的不同的比较器。具体而言，开关200、201和211关断，并且开关220接通。在这种状态下，由于开关210和221顺序地接通，因此像素100的信号和像素101的信号被顺序地输入到比较器161。如上所述，同样根据本示例性实施例，可以在第二操作模式下读取信号。

根据第二操作模式，像素100的信号从像素100到比较器161的读取路径依次包括信号线130、开关210、旁路线225和开关220。类似地，像素101的信号从像素101到比较器161的读取路径依次包括信号线131、开关221、旁路线225和开关220。即，来自像素的信号输入到比较器的路径中的开关数量相等，并且每个信号中可能出现的噪声相等。

另外，在第二操作模式下，与像素100的信号的读取路径相关的电容是与两个开关、信号线130和旁路线225相关的电容之和。另外，与像素101的信号的读取路径相关的电容是与两个开关、信号线131和旁路线225相关的电容之和。因此，可以减少在读取像素100和101的信号时增益的变化和读取速度的变化。

另外，在第二操作模式下，由于开关200和211关断，因此可以减少与比较器160相关的电容到信号的读取路径的添加。另外，由于开关201关断，因此，当读取像素100的信号时，可以减少与信号线131相关的电容的添加。因此，可以抑制读取速度的减小。

根据本示例性实施例，图示了其中在第二操作模式下使用比较器161的示例。可替代地，可以使用比较器160。在这种情况下，开关211接通，并且开关220、200和201关断，并且开关210和221顺序地接通。由于开关200和210关断，因此可以减少伴随信号线130的电容的影响。由于开关201和220关断，因此可以减少伴随比较器161的电容的影响。

成像装置还可以具有第三操作模式。第三操作模式是在第二操作模式下进一步接通共同连接到旁路线的开关单元中的多个第三类型开关的操作。单个像素的信号经由接通的多个第三类型开关输入到多个比较器。具体而言，第三操作模式是在第二操作模式的示例中进一步接通开关211、将来自单个像素的信号输入到两个比较器160和161、执行信号的ad转换的操作。在这种情况下，开关211和220接通，并且开关200和201关断。然后，开关210和221顺序接通。因此，来自信号线130的信号可以输入到比较器160和161，然后，来自信号线131的信号可以输入到比较器160和161。通过这种操作，可以从单个信号获得两个数字信号。因此，可以减少由于比较器引起的噪声。换言之，容易去除由于比较器引起的噪声。

在第一至第三操作模式下，多个开关单元中的每一个具有以下四种状态。第一状态是其中一条信号线的信号输入到与这一条信号线对应的一个比较器的状态。即，第一类型开关接通，并且第二类型开关和第三类型开关关断。第二状态是其中一条信号线的信号输出到旁路线的状态。在这种情况下，第二类型开关接通，并且第一类型开关和第三类型开关关断。第三状态是其中一条信号线的信号输出到与这一条信号线对应的一个比较器和旁路线两者的状态。在第三状态下，至少第一类型开关和第二类型开关接通。第四状态是其中旁路线的信号输入到与一条信号线对应的一个比较器的状态。在第四状态下，第三类型开关接通，并且第一类型开关和第二类型开关关断。

参考图4至图6，描述第一操作模式和第二操作模式的具体操作。图4是图3中所示的像素100和101的电路图。像素100包括光电转换元件400、传输晶体管410、放大晶体管430、选择晶体管440和复位晶体管460。像素101包括光电转换元件401、传输晶体管411、放大晶体管431、选择晶体管441和复位晶体管461。像素100和101分别包括浮置扩散区域(下文中称为“fd区域”)420和421。电荷分别从光电转换元件400和401传输到fd区域420和421。基于fd区域420和421的电位的信号分别从放大晶体管430和431通过选择晶体管440和441输出到信号线130和131。另外，fd区域420和421分别通过复位晶体管460和461设置为预定电位。一般而言，成像装置包括微透镜阵列。针对像素100和101中的每一个设置单个微透镜。如上所述，图4中所示的像素配置是典型cmos图像传感器的像素配置，在这里不再详细描述。

可以在像素100和101中设置至少一个光电转换元件，并且在一些实施例中，可以在彼此相邻的至少两个像素100和101上方设置单个微透镜。至少两个像素100和101至少沿着第一方向d1或第二方向d2彼此相邻地部署。例如，单个微透镜可以部署于在第一方向d1和第二方向d2上部署的四个像素上方。另外，至少两个像素100和101可以沿着除了第一方向d1和第二方向d2之外的方向部署。

图5是图示图3和4中所示的成像装置的第一操作模式下的驱动方法的示意图。图6是图示图3和4中所示的成像装置的第二操作模式下的驱动方法的示意图。在图5和6的每一个中，横轴表示时间，纵轴表示要输入到每个元件的控制脉冲、斜坡信号的电位ramp、指示信号线130的电位的电位vsig(130)，以及指示信号线131的电位的电位vsig(131)。控制脉冲φ200输入到开关200并控制开关200的状态(接通和关断)。控制脉冲φ201输入到开关201并控制开关201的状态(接通和关断)。类似地，其它控制脉冲φ211、φ220、φ210、φ221、φ441、φ461、φ411、φ440、φ460和φ410中的每一个也输入到具有对应符号的开关或晶体管并控制该开关或晶体管的状态。每个控制脉冲可以取任何值，但是在这种情况下，为了便于描述，取两个值，即高电平h和低电平l。例如，高电平h和低电平l分别是3.3v和0v。当控制脉冲处于高电平h时，开关或晶体管接通，而当控制脉冲处于低电平l时，开关或晶体管关断。在每个图中，控制脉冲处于高电平h的部分被指定为“h”。

首先，描述图5中所示的第一操作模式下元件的操作。从时间t0到时间t8，控制脉冲φ200和φ201处于高电平h，而控制脉冲φ211、φ220、φ210和φ221处于低电平l。即，开关200和201接通，而开关211、220、210和221关断。在这种状态下，执行像素101的读取操作和像素100的读取操作。

从时间t0到时间t8，控制脉冲φ441和φ440处于高电平h，并且选择晶体管441和440接通。在时间t0和时间t1之间，控制脉冲φ461和φ460处于高电平h，复位晶体管460和461接通，并且fd区域421和420被设置为预定电位。在这个时候，信号线131的电位vsig(131)指示基于fd区域421的复位电位的信号(复位信号)。信号线130的电位vsig(130)指示基于fd区域420的复位电位的信号(复位信号)。从时间t2到时间t3，由电位ramp指示的斜坡信号被输入到比较器161和160。像素101的复位信号和像素100的复位信号中的每一个经历ad转换。比较器160的输出和比较器161的输出中的每一个在时间t2和时间t3之间反转，并且计数器170和171在那个时候输出计数值。从时间t3到时间t4，ad转换后的复位信号通过输出电路190输出。从时间t4到时间t5，控制脉冲φ411处于高电平h，传输晶体管411接通，并且根据输入到光电转换元件401的光在光电转换元件401中生成的电荷被传输到fd区域421。同时，控制脉冲φ410处于高电平h，传输晶体管410接通，并且根据输入到光电转换元件400的光在光电转换元件400中生成的电荷被传输到fd区域420。在这个时候，信号线131的电位vsig(131)指示基于从光电转换元件401向其传输电荷的fd区域421的电位的信号(光学信号)。类似地，信号线130的电位vsig(130)指示基于从光电转换元件400向其传输电荷的fd区域420的电位的信号(光学信号)。从时间t6到时间t7，由电位ramp指示的斜坡信号被输入到比较器161和160，并且像素101和100的光学信号经历ad转换。比较器161的输出和比较器160的输出中的每一个在时间t6和时间t7之间反转，并且计数器170和171在那个时候输出计数值。从时间t7到时间t8，ad转换后的光学信号输出到外部。在时间t8，用于从像素101和100读取信号的读取操作结束。从时间t8到时间t16，作为下一帧，可以重复从时间t0到时间t8的操作。如上所述，利用根据本示例性实施例的第一操作模式，可以同时执行来自两个像素的信号的ad转换并读取信号。

接下来，描述图6中所示的第二操作模式下元件的操作。从时间t0到时间t16，控制脉冲φ200、φ201和φ211处于低电平l，并且控制脉冲φ220处于高电平h。即，开关200、201和211处于关断状态，并且开关220接通。在这种情况下，控制脉冲φ210从时间t0到时间t8处于高电平h，并且控制脉冲φ221从时间t8到时间t16处于高电平h。即，控制脉冲φ210和φ221被顺序地设置为高电平h。

在这种情况下，执行从时间t0到时间t8的像素101的读取操作。这类似于图5中从时间t0到时间t8的像素101的读取操作。从时间t0到时间t8，控制脉冲φ441处于高电平h，控制脉冲φ440处于低电平l，选择晶体管441接通，并且选择晶体管440关断。在时间t0和时间t1之间，控制脉冲φ461处于高电平h，复位晶体管461接通，并且fd区域421被设置为预定电位。在这个时候，信号线131的电位vsig(131)指示基于fd区域421的复位电位的信号(复位信号)。信号线130的电位vsig(130)不改变。从时间t2到时间t3，由电位ramp指示的斜坡信号被输入到比较器161，并且像素101的复位信号经历ad转换。比较器161的输出在时间t2和时间t3之间反转，并且计数器171在那个时候输出计数值。在时间t3和时间t4之间，通过输出电路190输出ad转换之后的像素101的复位信号。从时间t4到时间t5，控制脉冲φ411处于高电平h，传输晶体管411接通，并且根据输入到光电转换元件401的光在光电转换元件401中生成的电荷被传输到fd区域421。信号线131的电位vsig(131)指示基于从光电转换元件401向其传输电荷的fd区域421的电位的信号(光学信号)。从时间t6到时间t7，由电位ramp指示的斜坡信号被输入到比较器161，并且像素101的光学信号经历ad转换。比较器161的输出在时间t6和时间t7之间反转，并且计数器171在那个时候输出计数值。从时间t7到时间t8，ad转换后的像素101的光学信号输出到外部。在时间t8，用于从像素101读取信号的读取操作结束。

从时间t8到时间t16，执行像素100的读取操作。这类似于图5中从时间t0到时间t8的像素100的读取操作。从时间t8到时间t16，控制脉冲φ441处于低电平l，控制脉冲φ440处于高电平h，选择晶体管441关断，并且选择晶体管440接通。在时间t8和时间t9之间，控制脉冲φ460处于高电平h，复位晶体管460接通，并且fd区域420被设置为预定电位。在这个时候，信号线130的电位vsig(130)指示基于fd区域420的复位电位的信号(复位信号)。从时间t10到时间t11，由电位ramp指示的斜坡信号被输入到比较器160，并且像素100的复位信号经历ad转换。比较器160的输出在时间t10和时间t11之间反转，并且计数器170在那个时候输出计数值。在时间t11和时间t12之间，通过输出电路190输出ad转换之后的像素100的复位信号。从时间t12到时间t13，控制脉冲φ410处于高电平h，传输晶体管410接通，并且根据输入到光电转换元件400的光在光电转换元件400中生成的电荷被传输到fd区域420。在这个时候，信号线130的电位vsig(130)指示基于从光电转换元件400向其传输电荷的fd区域420的电位的信号(光学信号)。从时间t14到时间t15，由电位ramp指示的斜坡信号被输入到比较器160，并且像素100的光学信号经历ad转换。比较器160的输出在时间t14和时间t15之间反转，并且计数器170在那个时候输出计数值。从时间t15到时间t16，ad转换后的像素100的光学信号被输出到外部。在时间t16，用于从像素100读取信号的读取操作结束。

在第二操作模式下，顺序地执行在第一操作模式下同时执行的用于从多个像素读取信号的读取操作。在这个操作中，开关200、201和211关断，并且开关220接通。因此，可以使用单个比较器161在路径中读取两个像素100和101的信号，而不使用比较器160。由于成像装置具有第二操作模式，因此操作的元件的数量减少。因此，可以实现低功率。此外，由于并行操作的比较器的数量减少，因此可以减少由于电源电压的波动或比较器的输出的改变而引起的噪声。

另外，可以通过在图6所示的第二操作模式下在时间t0和时间t16之间将控制脉冲φ211设置为高电平h并且接通开关211来实现第三操作模式。在这种情况下，从图6中的时间t0到时间t8，来自像素101的信号被输入到两个比较器160和161并经历ad转换。然后，从图6中的时间t8到时间t16，来自像素100的信号被输入到两个比较器160和161并经历ad转换。

根据本示例性实施例，单条旁路线225通过开关连接两条信号线和两个比较器。但是，当旁路线225通过开关连接三个或更多个信号线和三个或更多个比较器时，可以连接信号线和比较器而不增加开关的数量。例如，在不使用旁路线连接三条信号线和三个比较器的情况下，单个比较器的输入节点需要三个开关。因此，需要设置总共九个开关。但是，在设置旁路布线线作为根据本示例性实施例的配置的情况下，仅需要针对单个比较器的输入节点设置两个开关。

图7、图8a和图8b是用于描述第四示例性实施例的成像装置的示意图。根据本示例性实施例，图示了包括用于层压的多个半导体基板的成像装置。如图7中所示，根据本示例性实施例的层压型成像装置至少包括具有像素区域110的半导体基板以及包括除像素区域110之外的部件的另一个半导体基板，其中像素区域110上部署有多个像素pix。其上部署有像素区域110的半导体基板也称为“像素芯片”。另外，其上部署有除像素区域110之外的电路的半导体基板也称为“电路芯片”。成像装置还可以包括其上部署有用于图像信号的信号处理电路和用于像素区域110的控制系统的电路的半导体基板，并且可以包括用于层压的三个或更多个半导体基板。这种成像装置也称为“层压型成像装置”。

在根据本示例性实施例的成像装置中，针对单列中的像素pix设置12条信号线130至135和330至335。对于12条信号线中的六条信号线130至135，在与第一方向d1相反的方向上设置读取电路250。对于其它六条信号线330至335，在第一方向d1上设置读取电路251。在图7中，类似于其它示例性实施例，与单列中的像素对应的部分被称为“部分p4”。

另外，根据本示例性实施例的成像装置是层压型的，因此包括用于在多个半导体基板之间发送和接收信号的连接部分240至245和340至345。连接部分240至245和340至345中的每一个由导体构成。例如，接合部分可以是通过键合包含铜作为主要成分的布线线而形成的cu-cu键合，并且接合部分可以设置在两个基板中。可替代地，接合部分可以由电极焊盘和凸块构成，或者可以由硅通孔(tsv)形成。

在图7中，使用12个像素pix作为示例给出描述。12个像素pix布置为单列12行，并且基于一对一的方式连接到12条信号线130至135和330至335。在这种情况下，12个电流源140至145和540至545基于一对一的方式连接到12条对应的信号线130至135和330至335。类似于图1至3，多个像素pix连接到信号线130至135和330至335。例如，在单列中，沿着列方向(第一方向d1)重复地部署图4中所示的12行像素pix的集合。

信号线130至135中的每一条基于一对一的方式连接到连接部分240至245中对应的一个。然后，信号线130至135中的每一条基于一对一的方式连接到比较器160至165中对应的一个。例如，信号线130通过连接部分240连接到比较器160。另外，信号线131通过连接部分241连接到比较器161。

在单条信号线和单个比较器之间，设置开关单元230至235中对应的一个。然后，比较器160至165基于一对一的方式连接到计数器170至175。在部分p4中，读取电路250包括与信号线130至135对应的比较器160至165、开关单元230至235，以及计数器170至175。来自计数器170至175的信号通过水平扫描电路180和输出电路190输出。

在开关单元230至235的配置中，类似于图3中的开关单元，开关单元230至235中的每一个包括第一类型开关、第二类型开关和第三类型开关。开关单元230、232和234的第一类型开关中的每一个包括连接到信号线130、132和134中对应的信号线的第一端子，以及连接到比较器160、162和164中对应的比较器的第二端子。开关单元230、232和234的第二类型开关中的每一个包括连接到信号线130、132和134中对应的信号线(以及连接到信号线的第一类型开关的第一端子)的第一端子，以及连接到旁路线325的第二端子。开关单元230、232和234的第三类型开关中的每一个包括连接到比较器160、162和164中对应的比较器(以及连接到比较器的第一类型开关的第二端子)的第一端子，以及连接到旁路线325的第二端子。开关单元231、233和235的第一类型开关中的每一个包括连接到信号线131、133和135中对应的信号线的第一端子，以及连接到比较器161、163和165中对应的比较器的第二端子。开关单元231、233和235的第二类型开关中的每一个包括连接到信号线131、133和135中对应的信号线(以及连接到信号线的第一类型开关的第一端子)的第一端子，以及连接到旁路线326的第二端子。开关单元231、233和235的第三类型开关中的每一个包括连接到比较器161、163和165中对应的比较器(以及连接到比较器的第一类型开关的第二端子)的第一端子，以及连接到旁路线326的第二端子。与上述示例性实施例相比，可以共同连接到单条旁路线的开关单元的数量是三个。即，可以共同连接到单条旁路线的信号线和比较器的数量是三个。

信号线330至335中的每一条基于一对一的方式连接到连接部分340至345中对应的一个。然后，信号线330至335连接到与读取电路250类似的读取电路251。即，信号线330至335中的每一条基于一对一的方式连接到比较器中对应的一个。例如，信号线330通过连接部分340连接到单个对应的比较器。另外，信号线331通过连接部分341连接到另一个对应的比较器。从类似于斜坡发生器150的斜坡发生器151向读取电路251输入信号。来自读取电路251的信号同样地通过水平扫描电路181和输出电路191输出。同样地，在读取电路251中，与读取电路250类似，部署有六个开关单元。因此，读取电路251可以执行与读取电路250类似的读取操作。即，读取路径在上下方向上是对称的。

换言之，在图7中，部分p4在两个方向(即，向下方向(与第一方向d1相反的方向)和向上方向(第一方向d1))中的每个方向上包括六条读取路径。

信号线130至135和330至335中的每一条包括设置在包括像素区域110的半导体基板上的部分，以及设置在包括除像素区域110之外的电路的半导体基板上的部分。换言之，每条信号线的这些部分通过连接部分240至245和340至345中对应的一个连接在一起。

12个像素pix沿着第一方向d1顺序地连接到信号线130、330、131、331、132、332、133、333、134、334、135和335。图7中的奇数行中的像素pix连接到信号线330至335，偶数行中的像素pix连接到信号线130至135。基于这些连接，在彩色成像装置中，例如，当使用拜耳布置的滤色器时，可以在相同方向上读取与相同颜色的滤色器对应的像素的信号。当然，可以根据目的适当地选择像素和信号线之间的这种连接。

另外，信号线130、132和134分别通过开关单元230、232和234连接到旁路线325。信号线131、133和135分别通过开关单元231、233和235连接到旁路线326。基于这些连接，可以减少相同颜色的相加或间隔剔除(thining)读取中的摩尔纹。共同连接到旁路线325和326的这种开关单元以及开关单元的数量也可以根据目的适当地改变。

接下来描述操作模式。同样根据本示例性实施例，成像装置可以具有与其它示例性实施例类似的第一操作模式和第二操作模式。首先，在第一操作模式下，开关单元230至235分别将信号线130至135连接到比较器160至165。类似地，信号线330至335也连接到相应的比较器。因此，可以同时对12行像素pix的信号进行ad转换，即，执行并行处理。

在第二操作模式下，开关单元230、232和234依次将信号线130、132和134连接到比较器中的任何一个(诸如比较器162)。开关单元231、233和235将信号线131、133和135连接到比较器中的任何一个(例如，比较器163)。这同样适用于信号线330至335。在这个操作中，可以同时对四行像素pix的信号执行ad转换。因此，要操作的比较器的数量减少，因此，可以降低成像装置操作时的电流消耗量。此外，要并行操作的比较器的数量减少，因此，可以降低由于电源电压的波动或比较器的输出的改变引起的噪声。

当然，开关单元230、232和234连接到的比较器可以是三个比较器中的任何一个，并且可以根据要读取的信号的相加或间隔剔除来适当地选择。根据本示例性实施例，由于用于读取的比较器是比较器162和163，因此可以实现比较器162和163在信号路径中的布局的对称性并且带来比较器162和163的噪声接近相等的影响。这是因为比较器162和163在共同连接到每条旁路线的比较器中的位置相同。另外，图7图示了针对六条信号线和六个开关单元设置两条旁路线325和326的示例。可替代地，可以针对六条信号线和六个开关单元设置单条旁路线。可以可选地设置旁路线、信号线和开关单元的数量之间的对应关系。

图8a和8b是图示图7中的信号线、连接部分和比较器的示意性布局的图。图8a图示了在包括像素pix的基板上布置成单列12行的12个像素pix、信号线130至135和330至335、以及连接部分240至245和340至345。图8b图示了比较器160至165和360至365，其位于包括比较器、开关单元230至235和350至355、连接部分240至245和340至345以及四条旁路线325至328的基板上。四条旁路线325至328中的每一条共同连接到任意数量的(在这种情况下为三个)开关单元。图8a和8b中的连接部分240至245和340至345以层压方式放置，使得图8a中的连接部分240至245和340至345与图8b中的连接部分240至245和340至345一致。连接部分240至245和340至345中的每一个由电极和在其位置处连接两个基板的布线组成。

如图8a中所示，12条信号线130至135和330至335沿着连接到信号线130至135和330至335的多个像素pix被布置的方向(即，第一方向d1)延伸。在该图中，为了便于理解，像素pix在平面图中与信号线130至135和330至335相邻地部署。但是，实际上，像素pix以及信号线130至135和330至335以叠加的方式部署。即，在平面图中，针对单个像素列部署12条信号线，使其与图7所示的其中部署有像素pix的像素区域110重叠。“平面图”是通过将部件投影到任何平面上而获得的图。任何平面的示例包括半导体基板之间的接合表面，以及半导体基板的表面。半导体基板的表面可以由例如光电转换元件的光入射面或晶体管的栅极绝缘膜界面限定。

图8b图示了与图8a中所示的12条信号线130至135和330至335对应的比较器160至165和360至365的布局。比较器160至165和360至365三个一组地共同连接到旁路线。然后，比较器160至165和360至365沿着第一方向d1布置。类似地，与比较器160至165和360至365对应地设置的开关单元230至235和350至355沿着第一方向d1部署。然后，四条旁路线325至328中的至少一些部署为沿着第一方向d1延伸。利用这种布置，比较器可以放置成与图8a中所示的12条信号线重叠。因此，可以减小成像装置的芯片面积。另外，利用这种布置，可以减小信号路径的距离。

然后，如图8a和8b中所示，连接部分240至245和340至345也沿着第一方向d1与比较器160至165和360至365对应地部署。通过连接部分240至245和340至345的这种布置，容易使到比较器160至165和360至365的信号路径的长度接近彼此相等并且使得与其它布线线的相对布置关系接近彼此相等。虽然在图8a中连接部分240至245和340至345之间的布置距离在第一方向d1上是不同的，但是更期望这些布置距离应当相等。另外，连接部分240至245和340至345之中的相邻连接部分沿着第一方向d1彼此分离地(以偏移的方式)部署，使得相邻连接部分不在沿着第二方向d2的方向上部署。通过这种分离，可以使布线线以及布线线之间的距离极小，并且还可以确保由硅通孔构成的连接部分的处理余量。如上所述，利用图8a和8b中所示的元件的布置，可以维持来自像素的读取路径与用于形成连接部分的处理余量之间的对称性。

在图7中，连接部分240至245和340至345可以设置在像素区域110的外部。另外，可以通过例如在像素区域110内部设置图8a和8b所示的连接部分并且还在像素区域110外部设置连接部分来针对单条信号线设置多个连接部分。可以适当地改变连接部分的位置和数量。另外，根据本示例性实施例，用于电流源和斜坡的电路设置在其上部署有比较器的基板上，但是也可以设置在其上部署有像素pix的基板上。另外，根据本示例性实施例，在单个像素列的整体上方设置12条信号线，但是根据本发明的信号线的数量和布置不受限制。例如，可以采用其中长度为单个像素列的长度的一半的12条信号线设置在彼此上方和下方的配置。

图9、图10a和图10b是用于描述第五示例性实施例的成像装置的示意图。图9是单个像素pix的电路图。在图9中的像素pix的配置中，与图4中所示的像素100和101的配置相比，添加了单个光电转换元件、单个传输晶体管和单个选择晶体管。即，像素pix至少包括两个光电转换元件400和401、两个传输晶体管410和411、单个放大晶体管430、单个复位晶体管460，以及两个选择晶体管440和450。两个传输晶体管410和411并联连接到fd区域420，并且两个选择晶体管440和450并联连接到单个放大晶体管430的源极。

两个选择晶体管440和450中的每一个连接到多条信号线中的一条。两个选择晶体管440和450连接到的信号线可以是两条不同的信号线，或者可以是相同的单条信号线。在图9中，选择晶体管440和450连接到的信号线是多条信号线130至135和330至335中的任意一条或两条。下面将参考图10a和图10b描述具体的连接关系。

针对图9中所示的单个像素pix设置单个微透镜。即，针对两个光电转换元件设置单个微透镜。利用这种配置，可以获得用于执行对焦检测的信号。如上所述，可以采用其中在多个像素pix上方设置单个微透镜的配置，其中该多个像素pix包括图9中的像素pix和与该像素pix相邻的像素pix。

图10a和图10b是图示像素pix与信号线130至135和330至335之间的连接的图。图10a是图示像素pix的选择晶体管440与信号线130至135和330至335之间的连接的图。图10b是图示像素pix的选择晶体管450与信号线130至135和330至335之间的连接的图。虽然图10a和10b图示了12个像素pix，实际上，12个像素pix沿着第一方向d1重复放置。图10a中的连接类似于图7中所示的示例中的连接。因此，类似于第四示例性实施例，根据本示例性实施例的成像装置具有其中可以并行读取12行像素pix的信号的第一操作模式，以及其中可以并行读取四行像素pix的信号的第二操作模式。第二操作模式还包括将多行中的像素pix的信号相加并将相加的信号作为四行信号读取的操作。

然后，成像装置具有如下操作模式，其中如图10b中所示，可以使用选择晶体管450并行读取六行中的像素pix的信号。在图10b中，六行像素pix的信号可以被同时读入信号线130、132、134、330、332和334。因此，可以使用比较器160、162、164、360、362和364并行地对信号进行ad转换。同样地，这个操作模式包括将多行中的像素pix的信号相加并将相加的信号作为六行信号读取的操作。考虑到像素pix的信号的相加或间隔剔除，可以确定选择晶体管450要连接哪条信号线。这些连接不限于根据本示例性实施例的形式。

图10a和10b中所示的连接部分240至245和340至345的布置可以类似于图8a中的布置。

图11是图示根据第六示例性实施例的成像系统500的配置的框图。根据本示例性实施例的成像系统500包括成像装置501，对于成像装置501应用了上述示例性实施例中描述的任一成像装置。成像系统500的具体示例包括数字静物照相机、数字便携式摄相机和监视相机。图11图示了作为成像系统500的示例的数字静物照相机。

图11中所示的成像系统500包括成像装置501、在成像装置501上形成对象的光学图像的透镜5020、使得通过透镜5020的光的量可变的光圈504，以及保护透镜5020的屏障506。透镜5020和光圈504是用于在成像装置501上聚光的光学系统。

成像系统500还包括信号处理单元5080，其处理从成像装置501输出的输出信号。信号处理单元5080根据需要执行用于对输入信号执行各种类型的校正和压缩并输出所产生的信号的信号处理操作。成像系统500还包括临时存储图像数据的缓冲存储器单元510，以及用于与外部计算机通信的外部接口单元(外部i/f单元)512。另外，成像系统500包括记录介质514(诸如记录或读取捕获的数据的半导体存储器)，用于在记录介质514中记录或从记录介质514读取所捕获的数据的记录介质控制接口单元(记录介质控制i/f单元)516。记录介质514可以内置到成像系统500中，或者可以可附接到成像系统500并且可从成像系统500分离。另外，成像系统500可以与记录介质514经由记录介质控制i/f单元516无线通信，或者可以经由外部i/f单元512无线通信。

另外，成像系统500包括：整体控制/计算单元518，其执行各种计算并且还控制数字静物照相机的整体；以及定时生成单元520，其向成像装置501和信号处理单元5080输出各种定时信号。定时信号可以从外部输入，并且成像系统500仅需要包括至少成像装置501和用于处理从成像装置501输出的输出信号的信号处理单元5080。整体控制/计算单元518和定时生成单元520可以被配置为执行成像装置501的控制功能的部分或全部。

成像装置501将图像信号输出到信号处理单元5080。信号处理单元5080对从成像装置501输出的图像信号执行预定的信号处理，并输出图像数据。另外，信号处理单元5080使用图像信号生成图像。信号处理单元5080和定时生成单元520可以设置在其上设置有根据本示例性实施例的成像装置的比较器的基板上。可替代地，可以采用其中信号处理单元5080和定时生成单元520设置在另一个基板上的配置。在使用根据上述示例性实施例中的每一个的成像装置配置的成像系统的配置的情况下，可以实现能够获取质量更好的图像的成像系统。

参考图12a、图12b和图13，描述根据第七示例性实施例的成像系统和移动体。图12a和图12b是图示根据本示例性实施例的成像系统和移动体的配置的示例的示意图。图13是图示根据本示例性实施例的成像系统的操作的流程图。根据本示例性实施例，图示了车载相机作为成像系统的示例。

图12a和图12b图示了车辆系统和安装在车辆系统上的成像系统的示例。成像系统701包括成像装置702、图像预处理单元715、集成电路703和光学系统714。光学系统714在成像装置702上形成对象的光学图像。成像装置702将由光学系统714形成的对象的光学图像转换成电信号。成像装置702是根据任何上述示例性实施例的成像装置。图像预处理单元715对从成像装置702输出的信号执行预定的信号处理。图像预处理单元715的功能可以内置到成像装置702中。在成像系统701中设置有至少两组光学系统714、成像装置702和图像预处理单元715，使得来自相应组中的图像预处理单元715的输出被输入到集成电路703中。

集成电路703是用于成像系统的集成电路，并且包括图像处理单元704(其包括存储器705)、光学距离测量单元706、视差计算单元707、对象识别单元708和异常检测单元709。图像处理单元704对来自每个图像预处理单元715的输出信号执行显影处理或图像处理，例如缺陷校正。存储器705主要存储捕获的图像或存储成像像素的缺陷的位置。光学距离测量单元706聚焦于对象或测量距对象的距离。视差计算单元707根据由多个成像装置702获取的多个图像数据来计算视差(视差图像之间的相位差)。对象识别单元708识别对象，诸如车辆、道路、标志或人。如果检测到成像装置702中的异常，那么异常检测单元709向主控制单元713通知异常。

集成电路703可以由专门为集成电路703设计的硬件实现，或者由软件模块实现，或者由这些的组合实现。可替代地，集成电路703可以由现场可编程门阵列(fpga)或专用集成电路(asic)实现，或者由这些的组合实现。

主控制单元713执行成像系统701、车辆传感器710和控制单元720的操作的整体控制。还可以采用不包括主控制单元713的方法，并且成像系统701、车辆传感器710和控制单元720分别包括通信接口，并且各自通过通信网络(例如，控制器局域网(can)标准)发送和接收控制信号。

集成电路703具有通过从主控制单元713接收控制信号或者由集成电路703的控制单元接收控制信号来将控制信号和设置值发送到每个成像装置702的功能。例如，集成电路703以脉动方式发送用于驱动成像装置702中的电压开关13的设置，或者发送用于在每帧中切换电压开关13的设置。

成像系统701连接到车辆传感器710并且可以检测其中设置有成像系统701的车辆的运行状态(诸如速度、偏航率和转向角)、车辆外部的环境、另一个车辆和障碍物的状态。车辆传感器710还是距离信息获取单元，用于从视差图像获取关于距目标对象的距离的距离信息。另外，成像系统701连接到驾驶辅助控制单元711，驾驶辅助控制单元711执行各种类型的驾驶辅助，诸如自动转向、自动巡航和防碰撞功能。特别地，关于碰撞确定功能，基于成像系统701和车辆传感器710的检测结果，碰撞确定单元估计与另一个车辆或障碍物的碰撞并确定是否存在与另一个车辆或障碍物的碰撞。因此，在估计有碰撞的情况下，执行回避控制。另外，当碰撞发生时，起动安全设备。

另外，成像系统701还连接到警报设备712，警报设备712基于碰撞确定单元的确定结果向驾驶员发出警报。例如，作为碰撞确定单元的确定结果，如果碰撞的可能性高，那么主控制单元713施加制动、返回油门或抑制引擎输出以控制车辆避免碰撞和减少伤害。警报设备712通过触发警报(诸如声音)、在仪表板或汽车导航系统的显示单元的屏幕上显示警报信息或者向安全带或转向装置施加振动来警告用户。

根据本示例性实施例，成像系统701捕获车辆的周边，诸如车辆的前方向或后方向。图12b图示了在成像系统701捕获车辆的前方向的情况下成像系统701的布置的示例。

两个成像装置702放置在车辆700的前部。具体而言，将相对于车辆700的移动方向或外形(例如，宽度)的中心线设置为对称轴，并且将两个成像装置702相对于对称轴线对称地放置。这对于获取关于车辆700与图像捕获目标对象之间的距离的距离信息以及确定碰撞的可能性是期望的。另外，期望以这样的方式放置成像装置702：当驾驶员从驾驶员座位在视觉上确认车辆700外部的情况时，驾驶员的视野不被成像装置702阻挡。期望将警报设备712放置为使得警报设备712容易进入驾驶员的视野内。

接下来，参考图13，描述成像系统701中的每个成像装置702的故障检测操作。关于成像装置702的故障检测操作根据图13中所示的步骤s810至s880来执行。

在步骤s810中，执行用于起动成像装置702的设置。即，从成像系统701外部(例如，主控制单元713)或成像系统701内部发送用于成像装置702的操作的设置，并且起动关于成像装置702的图像捕获操作和故障检测操作。

接下来，在步骤s820中，从有效像素获取像素信号。另外，在步骤s830中，获取为故障检测提供的来自故障检测像素的输出值。与有效像素类似，故障检测像素包括光电转换单元。将预定电压写入光电转换单元。故障检测像素输出与写入光电转换单元中的电压对应的信号。步骤s820和s830可以颠倒。

接下来，在步骤s840中，确定故障检测像素的输出预期值是否与故障检测像素的实际输出值一致。作为步骤s840中的确定的结果，如果输出预期值和实际输出值彼此一致(步骤s840中的“是”)，那么处理前进到步骤s850。在步骤s850中，确定图像捕获操作被正常执行。然后，处理前进到步骤s860。在步骤s860中，扫描行中的像素信号被发送到存储器705并且主要保存在存储器705中。然后，处理返回到步骤s820。在步骤s820中，继续故障检测操作。同时，作为步骤s840中的确定的结果，如果输出预期值与实际输出值彼此不一致(步骤s840中的“否”)，那么处理前进到步骤s870。在步骤s870中，确定图像捕获操作中存在异常。然后，向主控制单元713或警报设备712发出警报。警报设备712在显示单元上执行指示检测到异常的显示。然后，在步骤s880中，停止成像装置702，并且结束成像系统701的操作。

根据本示例性实施例，图示了针对每行循环的流程图的示例。可替代地，流程图可以针对多行循环，或者可以针对每个帧执行故障检测操作。当在步骤s870中给出警报时，车辆700可以通过无线网络向外部通知信息。

另外，根据本示例性实施例，已经描述了用于防止车辆与另一个车辆碰撞的控制。可替代地，本示例性实施例还适用于通过跟随另一个车辆来自动驾驶车辆的控制，或者自动驾驶车辆以便停留在车道中的控制。另外，成像系统701不仅可以应用于车辆(诸如汽车)，而且还可以应用于移动体(移动装置)，诸如船舶、飞机或工业机器人。此外，成像系统701不仅可以应用于移动体，而且还可以应用于广泛使用对象识别的设备，诸如智能交通系统(its)。

本发明不限于上述示例性实施例，而是可以以各种方式进行修改。例如，将任何示例性实施例中的一些部件添加到另一个示例性实施例的示例，以及其中任何示例性实施例中的一些部件被另一个示例性实施例中的一些部件替换的示例也是本发明的示例性实施例。另外，在图示每个示例性实施例的图中，元件之间的连接在图示中具有直接连接关系，但是可以通过在元件之间插入另一个元件(诸如开关、缓冲器)来适当地改变。另外，本发明的所有上述示例性实施例都仅仅图示了用于实现本发明的特定示例，并且不应当基于这些示例以限制的方式解释本发明的技术范围。即，在不脱离本发明的技术思想或主要特征的情况下，可以以各种形式执行本发明。

虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应该理解的是，本发明不限于所公开的示例性实施例。