CN108989716A - 成像装置、信号处理装置和移动体 - Google Patents

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Abstract

本公开一个方面公开了成像装置、信号处理装置和移动体。像素包括第一电极、在第一方向上面对第一电极的第二电极以及设置在第一电极和第二电极之间的第三电极。光电转换层被设置在电极上。从第一电极和第二电极读取用于相位差检测的信号。此外，从第三电极读取用于成像的信号。

Description

成像装置、信号处理装置和移动体
技术领域
本公开涉及能够测量距离的成像装置、信号处理装置和移动体。
背景技术
已经在使用具有如下配置的成像装置，该配置包括具有光接收部分的像素，该光接收部分通过在基板上形成光电转换层而构成。日本专利特开No.2015-207594公开了使用有机光电转换层作为这种光电转换层的成像装置。同时，具有用于在成像时自动执行聚焦控制的自动聚焦(AF)功能的成像装置已被广泛使用。日本专利特开No.2015-207594还公开了使用两个像素电极通过相位差方法执行的聚焦检测，所述两个像素电极在一个微透镜下方以分割的方式被设置在左右部分中。相位差方法被采用以根据通过透镜的光瞳中的不同区域(光瞳区域)的光束之间的相位差基于三角测量原理来获得散焦量和到物体的距离。
在日本专利特开No.2015-207594中公开的配置中，没有充分讨论用于获得高聚焦精度的元件配置。因此，本公开提供了一种成像装置，其与日本专利特开No.2015-207594中公开的成像装置相比获得更高的聚焦精度。
发明内容
根据本公开的一个方面，成像装置包括以矩阵布置在基板上的多个像素。包括在第一像素组中的像素中的至少一个像素包括：第一电极；第二电极，在第一方向上面对第一电极；第三电极，设置在第一电极和第二电极之间；光电转换层，设置在第一电极、第二电极和第三电极上；对电极(counter electrode)，设置在光电转换层上；和微透镜，与第一电极、第二电极和第三电极相对应。从第一电极和第二电极读取用于相位差检测的信号。从第三电极读取用于成像的信号。
根据参考附图对示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清楚。
附图说明
图1是示出了根据第一实施例的成像装置的框图。
图2A和图2C是根据第一实施例的像素的截面图，并且图2B和图2D是该像素的平面图。
图3A和图3B是示出了根据第一实施例的多个像素的布置的示例的图。
图4是根据第一实施例的为每个电极设置的像素电路的等效电路的图。
图5是示出了根据第一实施例的像素电路的驱动的图。
图6是示出了根据第一实施例的图1中示出的读取电路的配置的图。
图7A至图7D是示出了根据第一实施例的多个像素的布置的变型的图。
图8A和图8B是示出了根据第一实施例的多个像素的布置的变型的图。
图9A和图9B是示出了根据第二实施例的像素阵列和滤色器阵列的图。
图10是示出了根据第二实施例的与仅执行成像的像素相关联的像素电路的等效电路的图。
图11是根据第二实施例的使用图9A和图9B中所示的多个像素的图像形成处理的流程图。
图12A和图12B是示出了根据第三实施例的像素阵列和滤色器阵列的图。
图13A和图13B是示出了根据第四实施例的像素阵列和滤色器阵列的图。
图14是示出了根据第四实施例的仅执行成像的像素组的像素电路的图。
图15A和图15B是示出了车载照相机的成像系统的图。
图16A和图16B是示出了比较示例的图。
具体实施方式
图16A是示出了在日本专利特开No.2015-207594中公开的元件的图。具体地，该元件使用设置在光电转换单元的下部中的多个电极来执行相位差检测。这里，附图标记700指示测距像素，附图标记720指示出射光瞳，并且附图标记730指示物体。
在图16A中，x方向指代光瞳分割方向，并且通过分割出射光瞳来获得光瞳区域721和722。通过光瞳区域721的光在光电转换层中的电极701上的部分中产生电荷。另一方面，通过光瞳区域722的光在光电转换层中的电极702上的部分中产生电荷。从由电极701(第一电极)收集的信号电荷和由电极702(第二电极)收集的信号电荷获得两个视差图像，使得能够使用三角测量原理进行距离估计。
通常，能够执行测距和成像的像素被配置为使得通过相加与电极701和702对应的光瞳区域721和722而获得的区域等于光瞳的整个表面。然而，就测距精度而言，需要大的视差，并因此需要与视差相对应的光瞳区域的重心之间的大的距离。
图16B是示出了设置在像素的相对端部中的两个分割电极的布置的示例的图。电极701(第一电极)和电极702(第二电极)被设置在像素的相对端部之中。因此，图16B中所示的光瞳区域821和822的重心之间的距离比图16A中所示的光瞳区域721和722的重心之间的距离长。因此，获得了长的基线长度，并因此提高了测距精度。
当两个电极被分开布置时，两个电极之间的部分是不能获得由入射光产生的信号并且入射光被浪费的死区。因此，在获得用于相位差检测的信号的第一电极和第二电极之间设置第三电极，并且从第三电极获得成像信号。由于第三电极被设置在第一电极和第二电极之间，所以第一电极和第二电极被分开布置，结果，可以获得长的基线长度。此外，由第三电极获得的信号被用作成像信号，因此信号不被浪费。在下文中，将参考附图描述实施例。
第一实施例
成像装置的整体配置
图1是示出了根据本公开的成像装置100的框图。成像装置100包括像素区域121、垂直扫描电路122、两个读取电路123、两个水平扫描电路124和两个输出放大器125。像素区域121之外的区域是外围电路区域。像素区域121包括布置成矩阵的大量像素。包括诸如列放大器、相关双采样(CDS)电路和加法器电路之类的读取电路123的外围电路区域对通过垂直信号线从由垂直扫描电路122选择的行中的像素读取的信号执行放大、相加等。水平扫描电路124基于来自读取电路123的像素信号产生用于连续读取信号的信号。输出放大器125放大由水平扫描电路124选择的列的信号并输出该信号。在下文中，虽然作为示例描述使用电子作为信号电荷的配置，但是可以使用空穴作为信号电荷。
每个像素的元件配置
图2A是像素800的截面图，并且图2B是像素800的在一高度的平面图。在图2A中，构件810示意性地指示半导体基板、布线层、读取电路123等。在构件810上设置有作为下电极的电极801(第一电极)、电极802(第二电极)和电极803(第三电极)。
光电转换层820和用作上电极的对电极830被设置在电极801至803上。光电转换层820被设置成夹在对电极830和电极801至803之间。在对电极830上设置有滤色器840和微透镜850。
构件810包括布线层，布线层包括多个绝缘层和多条线。构成绝缘层的层由氧化硅、BPSG、PSB、BSG、氮化硅或碳化硅形成。此外，线由诸如铜、铝、钨、钽、钛或多晶硅之类的导电构件形成。
此外，电极801至803是由透明或不透明导电构件(诸如ITO或铝)形成的薄膜电极。电极801至803分开并收集在光电转换层820中的各个区域中产生的电荷。
光电转换层820包括产生根据入射光的量的电荷的有机化合物。可以在电极801与电极802之间或者在光电转换层820与对电极830之间设置诸如电荷阻挡层之类的功能层，其抑制电荷从电极向光电转换层820的注入。
对电极830面对电极801至803并且被设置为覆盖光电转换层820。对电极830将电压施加到光电转换层820以便在光电转换层820中产生电场。对电极830相对于光电转换层820被设置在光入射表面侧，因此，对电极830由相对于入射光透明的导电材料(诸如氧化铟锡(ITO))形成。
滤色器840允许R、G和B的光或C、M和Y的光通过。滤色器840可以是允许RGB或CMY的波长的光通过的白色滤光器或红外(IR)滤光器。特别地，在执行测距时，不需要区分颜色，因此当白色滤光器被用于用来测距的像素时，灵敏度被提高。在使用多种类型的滤色器840并因此在滤色器之间产生间隙的情况下，可以在滤色器840上设置平坦化层。
微透镜850由树脂材料等形成。例如，对应于一个微透镜的区域可以被确定为一个像素。图2B是示出了微透镜850的外边缘200的图。
如图2B中所示，在平面图中，电极801被设置在像素P的一个端部中，并且电极802被设置在像素P的另一个端部中。电极801和电极802在x方向(第一方向)上相互面对，并且x方向是相位差检测的方向。基于从电极801和802读取的信号来执行相位差检测，从而获得距离信息。此外，电极803被设置在电极801和802之间，并且从电极803读取的信号被用于成像。电极801和802被分开设置为具有与电极803对应的间隙，因此可以获得长的基线长度。结果，可以提高测距精度。
如图2B中所示，电极803在x方向上的宽度大于电极801和802的在x方向上的宽度。电极803的宽度变得越大，则电极801和电极802之间的距离变得越大，因此，当基线长度增大时，测距精度提高。例如，电极803的宽度被设置为电极801和802的宽度的两倍以上。
此外，电极801至803在y方向上的长度基本相同。这里，术语“基本相同”是包括制造误差内的长度差异的概念。如果电极803的长度小于电极801和802的长度，则产生的信号电荷的一部分可能不会被收集并且可能被浪费。不仅从电极803读取的信号而且从电极801和802读取的信号都可以被用于成像。由此，可以形成更高灵敏度的图像。
图2C和图2D是示出了还具有电极804(第四电极)的配置的图。在x方向上，电极804和803的宽度与电极801和802的宽度基本相同。电极801至804的基本相同的宽度有效地抑制了制造偏差。从电极801和802输出的信号被用于相位差检测。此外，从电极803和804输出的信号被用于成像。不仅可以将从电极803和804输出的信号而且可以将从电极801和802输出的信号用于成像。通过将电极803和804的宽度相互相加而获得的值大于电极801的宽度和电极802的宽度。因此，可以获得电极801和802之间的大的基线长度。
注意，虽然在图2B中示出了电极803的宽度大于电极801和802的宽度的情况，但是电极803的宽度可以小于电极801和802的宽度。还在这种情况下，可以在确保一定基线长度的同时提供具有提高的灵敏度的成像装置。
像素矩阵的示例
图3A和图3B是示出了多个像素的布置的示例的图。在图3A中，图2A和图2B中所示的像素被布置成例如2行×2列的矩阵。在图3B中，图2C和图2D中所示的像素被布置成例如2行×2列的矩阵。被布置在各个位置中的像素由“P(x，y)”指代。“x”指代行的号，并且“y”指代列的号。在图3A和图3B中，布置在同一行中的像素的电极801至803的重心的位置在x方向(第一方向)上相同。例如，在图3A中，像素P(1，1)的电极803的重心和像素P(2，1)的电极803的重心在x方向上相同。
像素电路
图4是示出了对应于每个电极的像素电路的等效电路的图。例如，图4中示出了连接到电极802的像素电路的等效电路。电极802通过第一浮置扩散(FD)420连接到第一放大晶体管430的栅极。复位电压VRES通过复位晶体管410被写入到FD 420。第一放大晶体管430的源极通过晶体管440连接到地电位。第一放大晶体管430的漏极被连接到参考电位SVDD。第一放大晶体管430的源极通过晶体管450和第二FD 460连接到第二放大晶体管470的栅极。第二放大晶体管470的漏极被连接到参考电位SVDD。第二放大晶体管470的源极通过选择晶体管480连接到输出线492。保持电容器C被连接到第二FD460。
将参考图5描述图4中所示的像素电路的驱动。时间点t0是开始电荷蓄积时的任意时间点。在时间点t1处，使得信号PSEL和PBIAS从低(L)电平进入高(H)电平，以使得选择晶体管480和晶体管440导通。由此，与第二FD 460相对应的噪声电平的电位(N信号)通过第二放大晶体管470和选择晶体管480被输出到输出线492。晶体管440被操作为电流源，因此，使信号PBIAS被设置为H电平以获得期望的电流值。
在时间点t2处，使得信号PSH从L电平进入H电平以使得晶体管450导通，并且在时间点t3处，使得信号PSH从H电平进入L电平以使得晶体管450关断。通过该驱动，与在FD 420中蓄积的电荷相对应的信号电平的电位被传输到第二FD 460，并且与第二FD 460的电位相对应的信号电平的电位(S信号)被输出到输出线492。
在时间点t4处，使得信号PRES从L电平进入H电平以使得复位晶体管410导通。由此，复位电位VRES被写入第一FD 420。
在时间点t5处，使得信号PRES从H电平进入L电平以使得复位晶体管410关断，并且使得信号PSH从L电平进入H电平以使得晶体管450导通。由此，与第一FD 420相对应的噪声电平的电位被传输到第二FD 460。噪声电平的电位由保持电容器C保持。
在时间点t6处，使得信号PSEL、PBIAS和PSH从H电平进入L电平以使得选择晶体管480、晶体管440和晶体管450关断。由此，电荷蓄积重新开始。在电荷蓄积期间，噪声电平的电位由保持电容器C保持。
注意，虽然在图4中示出了包括两级的放大晶体管的像素电路，但是像素电路可以不包括两级的放大晶体管，而是可以包括单个放大晶体管。
读取电路
图6是示出了图1中所示的读取电路123的配置的图。与图1中的附图标记相同的附图标记指代相同的部件。在图6中，读取电路123包括对应于电极801至803的输出线491至493、恒定电流电路113、对应于输出线491至493的放大电路211至213、信号蓄积单元116以及水平传输电路118。此外，在图6中示出了水平扫描电路124和输出放大器125。用作放大晶体管和放大电路211至213的负载单元的恒定电流电路113被连接到输出线491至493，并且信号蓄积单元116被连接到放大电路211至213的输出节点。
放大电路211至213放大从像素电路供给的S信号和N信号，并将信号输出到信号蓄积单元116。信号蓄积单元116存储由放大电路211至213放大的S信号和N信号。水平扫描电路124将存储在信号蓄积单元116中的S信号和N信号依次输出到每列的水平传输电路118，并且信号被从输出放大器125传递到信号处理电路(未示出)。信号处理电路产生作为S信号和N信号之间的差的差信号。
如图2B中所示，电极803在x方向上的宽度大于电极801和802在x方向上的宽度。当光入射在单个微透镜上时，可以收集的电荷量依赖于电极的面积而变化。具体地，可以由电极801或电极802收集的电荷量小于可以由电极803收集的电荷量。在这种情况下，当放大电路211至213的放大因子根据由电极803收集的电荷量来设置时，放大电路211和212在未达到饱和量的范围内操作。因此，当放大电路211和212的放大因子被增大到大于放大电路213的放大因子时，信号被放大并且电路的操作范围可被有效地使用。这是有利的，因为可以进一步减小由电极801和802获得的信号的噪声。
变型
图7A是示出了图3A中所示的布置示例的变型的示例的图。在图7A中，假设与多个像素的在x方向上的节距(pitch)相对应的像素P在x方向上的宽度由L指代，则第一行中的像素P(例如，P(1，1))和第二行中的像素P(例如，P(2，1))在x方向上相互偏移L/2。具体地，第一行中的电极的重心和第二行中的电极的重心在x方向上相互偏移L/2。类似地，图7B是示出了相对于图3B中所示的布置在x方向上偏移L/2的像素的布置的示例的图。偏移量可以不是L/2。例如，布置可以如图7C中所示的在x方向上偏移L/4，或者如图7D中所示的在x方向上偏移L/3。在图7C的情况下，第一行中的像素中的电极的重心和第四行中的像素中的电极的重心在x方向上相互匹配。类似地，在图7D的情况下，第一行中的像素中的电极的重心和第三行中的像素中的电极的重心在x方向上相互匹配。
图8A是示出了图7A中的布置的变型的示例的图。在图8A中，第二像素P(1，2)中的电极布置是通过将第一像素P(1，1)的电极布置旋转90度而获得的。具体地，第一像素P(1，1)中的电极801至803在第二方向(y方向)上延伸，并且第二像素P(1，2)中的电极801至803在第一方向(x方向)上延伸。利用该配置，可以分别从像素P(1，1)和像素P(1，2)获得x方向上的相位差信息和y方向上的相位差信息，也就是说，有利的是可以获得多个方向上的相位差信息。类似地，图8B是示出了图7B中所示的布置的变型的示例的图，并且通过图8B中所示的配置也可以获得不同方向上的相位差信息。
虽然在图8A和图8B中描述了相对于相邻像素被旋转90度的电极的布置，但是可以布置以不同于90度的角度旋转的电极。可替代地，像素可以不相互相邻布置，并且像素P(1，1)的电极布置被用在基本上整个像素区域中，并且像素P(1，2)的电极布置可以离散地用在其它区域中。此外，像素P(1，1)的电极布置可以用在布置于第N行中的多个像素中，并且像素P(1，2)的电极布置可以用在布置于第(N+1)行中的多个像素中。
根据上述实施例，长基线长度可以通过从其获得用于相位差检测的信号的电极之间的长距离来获得，并且因此可以提高测距精度。此外，由于从其获得成像信号的电极被设置在从其获得相位差检测信号的电极之间，所以可以提高灵敏度，同时不浪费信号电荷。
第二实施例
将参考图9A、图9B、图10和图11来描述第二实施例。
图9A和图9B是示出了根据该实施例的像素布置和滤色器布置的图。虽然为了方便起见，在图9A和图9B中示出了第N像素行至第(N+3)像素行(第一像素行到第四像素行)，但是实际上可以在像素区域中布置更多数量的像素。
在图9A中，布置在第N行和第(N+2)行中的多个像素对应于第一实施例中描述的像素。具体地，在每个像素中，从电极801和802读取相位差检测信号，并且从电极803读取成像信号。具体地，布置在第N行和第(N+2)行中的多个像素包括在用于执行测距和成像的像素组(第一像素组)中。另一方面，在第(N+1)行和第(N+3)行中布置从电极805至807读取成像信号的像素。具体地，布置在第(N+1)行和第(N+3)行中的多个像素被包括在仅用于执行成像的像素组(第二像素组)中。各行中的像素偏移半个节距。
图9B是示出了滤色器布置的图。仅具有允许白光通过的白色滤光器的像素(W像素)被布置在第N行和第(N+2)行中。此外，在第(N+1)行和第(N+3)行中布置W像素和具有R、G或B滤光器的像素(颜色像素)。具体地，在第(N+1)行中布置具有绿色滤光器的像素(G像素)和具有蓝色滤光器的像素(B像素)。此外，在第(N+3)行中布置W像素和具有红色滤光器的像素(R像素)。各个颜色像素在行方向和对角线方向上与W像素相邻布置。W像素的滤色器的透明波长带可以包括红外波长范围。
白色滤光器(第一滤色器)的透光率高于R、G和B滤光器(第二滤色器)的透光率。因此，当进行测距的行仅包括W像素时，提高了要从其获得相位差检测信号的像素的灵敏度，因此可以高精度地执行测距。注意，透光率通常由入射到滤光器上的白光的光强度和通过滤光器的光的光强度获得。
如图9A中所示，执行测距和成像的像素组的电极图案和仅执行成像的像素组的电极图案基本相同。因此，可以提供具有高的可靠性并且能够抑制制造偏差的成像装置。此外，虽然图9A的像素布置是基于图2B中所示的像素配置示出的，但是像素布置可以基于图2D中所示的像素配置。
图10是示出了与仅执行成像的像素相关联的像素电路的等效电路的图。如图4中所示，在执行测距的像素的电路中，一个电极的输出节点被输入到一个放大晶体管的栅极，也就是说，一个电极对应于一个放大晶体管。另一方面，如图10中所示，在仅执行成像的像素中，三个电极的输出节点被连接到一个放大晶体管的栅极，也就是说，多个电极对应于一个放大晶体管。因此，可以减小电路尺寸。然而，其中如图4中所示的一个电极对应于一个放大晶体管的像素电路可以被用于仅执行成像的像素中。
图11是使用图9A和图9B中所示的多个像素的图像形成的流程图。首先，从W像素和R、G和B像素获得信号(S600)。
使用从W像素获得的信号来获得亮度信息(S610)。这里，R像素、G像素和B像素的位置中的亮度信息是通过对围绕这些像素的多个W像素的信号执行插值处理而获得的。换句话说，具有第二滤色器的像素(R、G和B像素)的亮度信息是从具有第一滤色器的像素(W像素)获得的信号来获得的。
此后，使用从R、G和B像素获得的信号来获得颜色信息(S620)。由于允许特定波长带的光通过的滤色器被布置在各个像素中，所以从R像素获得B像素的位置中的红色信号分量，并且例如执行插值处理。此外，从R、G和B像素获得W像素的位置中的红色信号分量、绿色信号分量和蓝色信号分量，并且执行插值处理。换句话说，具有第一滤色器的像素(W像素)的颜色信息是从具有第二滤色器的像素(R、G和B像素)获得的信号来获得的。
最后，将如上所述地获得的亮度信息和颜色信息相互组合，从而获得期望的图像。注意，在上述处理中，由成像装置获得的信号由安装在成像装置外部的信号处理装置进行处理。
利用上述配置，由于R、G和B像素被W像素包围，因此可以在大量像素中获得亮度信息，并且因此可以形成高灵敏度的图像。
注意，虽然在上面的示例中在第(N+1)行和第(N+3)行中布置仅执行成像的像素组，但是从电极805和806读取的信号可以被用于相位差检测。具体地，布置在其中布置有R、G和B像素的行中的多个像素可以被确定为执行成像和相位差检测的像素组(第二像素组)。由此，可以在所有行中获得用于相位差检测的信号，并且因此可以提高相位差检测的分辨率。R、G和B像素以及W像素具有不同的滤色器的透光率。因此，当布置在第(N+1)行和第(N+3)行中的R、G和B像素被用作用于相位差检测的信号时，将执行另一个信号处理。另一方面，当从布置在第(N+1)行和第(N+3)行中的W像素中的电极805和806读取的信号被用作用于相位差检测的信号时，不需要这样的信号处理。具体地，将从第N行至第(N+3)行的W像素读取的信号用作用于相位差检测的信号并且从第(N+1)行和第(N+3)行中的R、G和B像素读取的信号不用作用于相位差检测的信号的配置也是可能的实施例。
此外，虽然在上面的描述中从所有的电极807(第五电极)、电极805(第六电极)和电极806(第七电极)读取成像信号，但是成像信号可以仅从电极807(第五电极)读取。
根据上述实施例，长基线长度可以通过从其获得用于相位差检测的信号的电极之间的长距离来获得，并因此可以提高测距精度。此外，由于从其获得成像信号的电极被设置在从其获得相位差检测信号的电极之间，所以可以提高灵敏度，同时不浪费信号电荷。
第三实施例
图12A和图12B是示出了根据第三实施例的像素布置和滤色器布置的图。本实施例与第二实施例的不同之处在于，虽然在第二实施例中像素每行地偏移，但在第三实施例中像素每两行地偏移。
在图12A和图12B中，虽然第N行和第(N+1)行中的像素相互不偏移，但是第(N+1)行中的像素和第(N+2)行中的像素相互偏移半个节距。具体地，其中执行测距和成像的像素行(仅包括W像素的像素行)和其中仅执行成像的像素行(包括R、G或B像素和W像素的像素行)构成一对，并且多个这样的对相互偏移。此外，各个颜色像素在行方向、列方向和对角线方向上与W像素相邻布置。
当第N行中的W像素和第(N+2)行中的W像素被聚焦时，这些像素相互偏移半个节距，并因此行方向上的采样周期是像素相互不偏移的情况下的采样周期的两倍。具体地，相位差检测的分辨率可以在维持大像素尺寸的同时被提高两倍。
在该实施例中可以采用根据第二实施例的使用亮度信息和颜色信息获得图像的方法。
根据上述实施例，长基线长度可以通过从其获得用于相位差检测的信号的电极之间的长距离获得，并因此可以提高测距精度。此外，由于从其获得成像信号的电极被设置在从其获得相位差检测信号的电极之间，所以可以提高灵敏度，同时不浪费信号电荷。
第四实施例
参考图13A、图13B和图14描述第四实施例。本实施例与第三实施例的不同之处在于，虽然在第三实施例中在包括布置在其中的R、G或B像素的像素行中的每个像素中设置有多个电极，但是在该实施例中仅设置一个电极。
在图13A中，布置在第N行和第(N+2)行中并执行测距和成像的像素组(第一像素组)具有与图12A中所示的像素相同的电极配置。另一方面，本实施例与第三实施例的不同之处在于，虽然在图12A中设置了多个电极，但是设置在第(N+1)行和第(N+3)行中并且仅执行成像的像素组(第二像素组)仅具有图13A中的电极808(第五电极)。此外，在第一方向(x方向)上，电极808的长度大于电极803的长度。由于电极805至807中的每一个在图12A中被分开布置，因此可能在各个电极的端部处发生电场集中，并且可能产生暗电流。另一方面，根据图13A中所示的本实施例的配置，可以减少电极的端部的数量，并且因此可以实现降噪。
图14是示出了根据该实施例的仅执行成像的像素组的像素电路的图。如图14中所示，在像素中仅包括一个电极，因此，与如图4中所示的对于各个电极设置像素电路的情况相比，电路尺寸可以减小。
其它实施例
车载成像系统的实施例
图15A是示出了与车载照相机相关联的成像系统的示例的图。成像系统1000包括作为成像装置1010的根据前述实施例的成像装置中的一个。成像系统1000还包括对由成像装置1010获得的多个图像数据执行图像处理的图像处理器1030，以及从由成像系统1000获得的多个图像数据获得视差(视差图像之间的相位差)的视差获得单元1040。使用从上述成像装置中的分割的电极读取的信号来执行视差获得。
成像系统1000包括距离获取单元1050和碰撞确定单元1060，距离获得单元1050基于获得的视差信息获得关于到目标物体的距离的信息，碰撞确定单元1060基于获得的距离确定是否可能发生碰撞。这里，视差获得单元1040和距离获得单元1050是获得关于到目标物体的距离的信息的距离信息获得单元的示例。具体地，距离信息与视差、散焦量、到目标物体的距离等相关联。碰撞确定单元1060可以使用距离信息的条目中的一个来确定碰撞可能性。距离信息获得单元可以通过专用硬件、软件模块或者专用硬件与软件模块的组合来实现。此外，距离信息获得单元可以由现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)来实现。此外，距离信息获得单元可以通过FPGA和ASIC的组合来实现。
成像系统1000被连接到获得车辆信息的车辆信息获得装置1310，车辆信息包括车辆速度、横摆率和舵角。成像系统1000被连接到作为控制设备的控制ECU 1410，该控制设备基于碰撞确定单元1060执行的确定结果输出产生对车辆的制动力的控制信号。此外，成像系统1000还被连接到警报装置1420，该警报装置1420基于由碰撞确定单元1060执行的确定结果来向驾驶员产生警报。当作为由碰撞确定单元1060执行的确定结果的碰撞可能性高时，例如，控制ECU 1410执行车辆控制以通过应用制动器、释放加速器或抑制发动机输出来避免碰撞和减少损坏。警报装置1420通过利用声音等鸣响报警、在汽车导航系统等的屏幕上显示警报信息、或者在座椅安全带或转向装置上施加振动来向用户发出警报。
在该实施例中，车辆的周围区域(诸如前部区域或后部区域)由成像系统1000成像。
图15B是示出了捕获车辆的前部区域的图像的成像系统的图。虽然在前面的描述中示出了用于避免与其它车辆碰撞的控制，但是本公开能应用于通过跟随另一车辆进行自动驾驶的控制以及用于避免线外的自动驾驶的控制。此外，成像系统不仅能够应用于诸如自己的汽车之类的车辆，而且能够应用于诸如像船舶、飞机和工业机器人之类的移动体(移动装置)。此外，除了移动体之外，成像系统还能广泛地应用于使用物体识别的装置，诸如智能交通系统(ITS)。
注意，前述实施例仅仅是用于体现本公开的具体示例，并且本公开的技术范围不限于这些实施例。具体地，在不脱离本公开的范围或主要特征的情况下，可以通过各种形式来体现本公开。此外，可以采用上述实施例的各种组合。
尽管已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。以下权利要求的范围应被赋予最宽泛的解释以涵盖所有这些修改以及等同的结构和功能。

Claims (17)

1.一种成像装置，其特征在于，包括以矩阵布置在基板上的多个像素，
其中包括在第一像素组中的像素中的至少一个像素包括：
第一电极；
第二电极，在第一方向上面对所述第一电极；
第三电极，设置在所述第一电极和所述第二电极之间；
光电转换层，设置在所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极上；
对电极，设置在所述光电转换层上；和
微透镜，与所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极相对应，
其中从所述第一电极和所述第二电极读取用于相位差检测的信号，并且
其中从所述第三电极读取用于成像的信号。
2.根据权利要求1所述的成像装置，其中，第四电极被设置在所述第三电极和所述第二电极之间，并且从所述第三电极和所述第四电极读取用于成像的信号。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的成像装置，其中，所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极的长度在不同于所述第一方向的第二方向上基本相同。
4.根据权利要求1所述的成像装置，其中，在所述第一方向上，所述第三电极的长度大于所述第一电极和所述第二电极的长度。
5.根据权利要求1所述的成像装置，包括：
第一输出线，来自所述第一电极的信号被输出到所述第一输出线；
第二输出线，来自所述第二电极的信号被输出到所述第二输出线；和
第三输出线，来自所述第三电极的信号被输出到所述第三输出线；
其中被布置为与所述第一输出线或所述第二输出线相对应的列放大器的放大率大于被布置为与所述第三输出线相对应的列放大器的放大率。
6.根据权利要求1所述的成像装置，包括：
与所述第一像素组不同的第二像素组，
其中包括在所述第二像素组中的像素中的至少一个像素包括：
第五电极，
设置在所述第五电极上的光电转换层，和
设置在光电转换层上的对电极，并且
其中从所述第五电极读取用于成像的信号。
7.根据权利要求6所述的成像装置，
其中包括在所述第一像素组中的每个像素具有第一滤色器，
其中包括在所述第二像素组中的像素中的至少一个像素具有第二滤色器，并且
其中所述第一滤色器的透射率高于所述第二滤色器的透射率。
8.根据权利要求7所述的成像装置，其中，包括在所述第二像素组中的像素中的至少一个像素具有所述第一滤色器。
9.根据权利要求6所述的成像装置，其中，在所述第一方向上，所述第五电极的长度比所述第三电极的长度长。
10.根据权利要求6所述的成像装置，
其中包括在所述第二像素组中的像素中的至少一个像素包括：
第六电极，和
第七电极，在所述第一方向上面对所述第六电极，并且
其中所述第五电极被设置在所述第六电极和所述第七电极之间，并且从所述第六电极和所述第七电极读取用于成像的信号。
11.根据权利要求10所述的成像装置，其中，从所述第六电极和所述第七电极读取用于相位差检测的信号。
12.根据权利要求6所述的成像装置，其中，包括在所述第一像素组中的像素与包括在所述第二像素组中的像素偏移半个节距。
13.根据权利要求6所述的成像装置，
其中所述第一像素组具有第一像素行和第三像素行，
其中所述第二像素组具有第二像素行和第四像素行，
其中所述第一像素行、所述第二像素行、所述第三像素行和所述第四像素行按该顺序布置，并且
其中包括在所述第一像素行中的像素和包括在所述第二像素行中的像素与包括在所述第三像素行中的像素和包括在所述第四像素行中的像素偏移半个节距。
14.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述第三电极的面积大于所述第一电极的面积和所述第二电极的面积。
15.一种信号处理装置，其特征在于，所述信号处理装置处理从根据权利要求7或权利要求8所述的成像装置输出的信号，所述信号处理装置包括：
从如下信号获得具有第二滤色器的像素的亮度信息，该信号是从具有第一滤色器的像素获得的；和
从如下信号获得具有第一滤色器的像素的颜色信息，该信号是从具有第二滤色器的像素获得的。
16.一种信号处理装置，其特征在于，所述信号处理装置处理从根据权利要求1所述的成像装置输出的信号，其中，从用于相位差检测的信号获得距离信息。
17.一种移动体，其特征在于，包括：
根据权利要求1所述的成像装置；
距离信息获得单元，被配置为基于从所述成像装置供给的信号，根据视差信息获得关于到目标物体的距离的信息；和
控制单元，被配置为基于所述距离信息来控制所述移动体。
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