CN115943639A - 固态成像装置和电子设备 - Google Patents

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铃木敦史
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Abstract

本发明提高了通过整体处理由不同传感器获取的信息而获得的结果的准确度。根据实施方式的固态成像装置包括：第一传感器，检测第一波长带的光；以及第二传感器，检测不同于第一波长带的第二波长带的光。第一传感器包括检测入射光中的第一波长带的光的第一像素(110)。第二传感器包括检测入射光中的已经透过第一像素的第二波长带的光的第二像素(110)。

Description

固态成像装置和电子设备
技术领域
本公开涉及固态成像装置和电子设备。
背景技术
近年来，随着诸如汽车和机器人的移动体的自主操作和物联网(IoT)等的普及，强烈需要用于整体处理由多种类型的传感器获取的信息的传感器融合技术的发展。例如，专利文献1和2公开了使用检测可见光的图像传感器和检测红外光的图像传感器来获取可见光的彩色图像和红外光的单色图像的技术。
引用列表
专利文献
专利文献1：JP 2020-21855 A
专利文献2：JP 2018-125848 A。
发明内容
技术问题
然而，在现有技术中，由于不能确保由不同传感器获取的信息之间的同时性和同轴性，所以存在通过整体处理这些信息而获得的结果的准确性劣化的可能性。例如，在单独的传感器芯片用于获取彩色图像的图像传感器和获取单色图像的图像传感器的情况下，存在在彩色图像和单色图像之间出现空间偏差的情况，从而使处理结果的准确性劣化。此外，在获取彩色图像的图像传感器和获取单色图像的图像传感器在不同的定时使用的情况下，存在在彩色图像和单色图像之间发生时间偏差的情况，从而使处理结果的精度劣化。
因此，本公开提出了能够提高通过整体处理由不同传感器获取的信息而获得的结果的准确度的固态成像装置和电子设备。
问题的解决方案
为了解决上述问题，根据本公开的实施方式的固态成像装置包括：第一传感器，检测第一波长带的光；以及第二传感器，检测不同于第一波长带的第二波长带的光，其中所述第一传感器包括检测入射光中的所述第一波长带的光的第一像素，并且所述第二传感器包括检测所述入射光中的已经透过所述第一像素的所述第二波长带的光的第二像素。
附图说明
图1是描绘了配备有根据第一实施方式的图像传感器的电子设备的示意性配置示例的框图。
图2是描绘了根据第一实施方式的CMOS图像传感器的示意性配置示例的框图。
图3是描绘了根据第一实施方式的单位像素的示意性配置示例的示意图。
图4是描绘了根据第一实施方式的单位像素的示意性配置示例的电路图。
图5是描绘了根据第一实施方式的第一变形例的单位像素的示意性配置示例的电路图。
图6是描绘了根据第一实施方式的第二变形例的单位像素的示意性配置示例的电路图。
图7是描绘了根据第一实施方式的第三变形例的单位像素的示意性配置示例的电路图。
图8是描绘了根据第一实施方式的图像传感器的截面结构示例的截面图。
图9是描绘了根据第一实施方式的像素阵列部的各层的平面布局示例的示图。
图10是描绘了根据第一实施方式的用于RGB像素的像素驱动线的布线示例的平面图。
图11是描绘了根据第一实施方式的用于IR像素的像素驱动线的布线示例的平面图。
图12是描绘了根据第一实施方式的图像传感器的层叠结构示例的示图。
图13是描绘了根据第一实施方式的第一示例的像素芯片的平面布局示例的示图。
图14是描绘了根据第一实施方式的第一示例的电路芯片的平面布局示例的示图。
图15是描绘了根据第一实施方式的第二示例的像素芯片的平面布局示例的示图。
图16是描绘了根据第一实施方式的第二示例的电路芯片的平面布局示例的示图。
图17是描绘了根据第一实施方式的第三示例的像素芯片的平面布局示例的示图。
图18是描绘了根据第一实施方式的第三示例的电路芯片的平面布局示例的示图。
图19是描绘了根据第一实施方式的第四示例的像素芯片的平面布局示例的示图。
图20是描绘了根据第一实施方式的第四示例的电路芯片的平面布局示例的示图。
图21是描绘了根据第一实施方式的第五示例的像素芯片的平面布局示例的示图。
图22是描绘了根据第一实施方式的第五示例的电路芯片的平面布局示例的示图。
图23是描绘了根据第一实施方式的第六示例的像素芯片的平面布局示例的示图。
图24是描绘了根据第一实施方式的第六示例的电路芯片的平面布局示例的示图。
图25是描绘了根据第一实施方式的第七示例的像素芯片的平面布局示例的示图。
图26是描绘了根据第一实施方式的第七示例的电路芯片的平面布局示例的示图。
图27是描绘了根据第一实施方式的第八示例的像素芯片的平面布局示例的示图。
图28是描绘了根据第一实施方式的第八示例的电路芯片的平面布局示例的示图。
图29是描绘了根据第一实施方式的第九示例的像素芯片的平面布局示例的示图。
图30是描绘了根据第一实施方式的第九示例的电路芯片的平面布局示例的示图。
图31是描绘了根据第一实施方式的第十示例的像素芯片的平面布局示例的示图。
图32是描绘了根据第一实施方式的第十示例的电路芯片的平面布局示例的示图。
图33是描绘了根据第一实施方式的第十一示例的上层像素芯片的平面布局示例的示图。
图34是描绘了根据第一实施方式的第十一示例的下层像素芯片的平面布局示例的示图。
图35是描绘了根据第一实施方式的第十一示例的电路芯片的平面布局示例的示图。
图36是描绘了根据第一实施方式的第十一示例的变形例的电路芯片的平面布局示例的示图。
图37是描绘了根据第二实施方式的单位像素的示意性配置示例的示意图。
图38是描绘了根据第二实施方式的单位像素的示意性配置示例的电路图。
图39是描绘了根据第二实施方式的图像传感器的截面结构示例的截面图。
图40是描绘了根据第二实施方式的像素阵列部的每层的平面布局示例的示图。
图41是描绘了根据第二实施方式的片上透镜的变形例的像素阵列部的每层的平面布局示例的示图。
图42是描绘了根据第二实施方式的滤色器阵列的变形例的像素阵列部的每层的平面布局示例的示图。
图43是描绘了车辆控制系统的示意性配置的示例的框图。
图44是帮助说明车外信息检测部和成像部的安装位置的示例的示图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施方式。注意，在以下的各实施方式中，对相同部分标注相同标号并省略重复说明。
此外，将根据以下项顺序描述本公开。
1.第一实施方式
1.1电子设备的配置示例
1.2图像传感器的配置示例
1.3像素阵列部的配置示例
1.4单位像素的电路配置示例
1.5电路配置的变形例
1.5.1第一变形例
1.5.2第二变形例
1.5.3第三变形例
1.6单位像素的截面结构示例
1.7有机材料
1.8平面结构示例
1.9像素驱动线的布线示例
1.10图像传感器的堆叠结构示例
1.11像素驱动和读出方法
1.11.1第一示例
1.11.2第二示例
1.11.3第三示例
1.11.4第四示例
1.11.5第五示例
1.11.6第六示例
1.11.7第七示例
1.11.8第八示例
1.11.9第九示例
1.11.10第十示例
1.11.11第十一示例
1.12作用和效果
2.第二实施方式
2.1像素阵列部的配置示例
2.2单位像素的电路配置示例
2.3单位像素的截面结构示例
2.4平面结构示例
2.5片上透镜的变形
2.6滤色器阵列的变形
2.7作用和效果
3.移动体的应用例
1.第一实施方式
首先，将参考附图详细描述根据第一实施方式的固态成像装置(在下文中，称为图像传感器)和电子设备。应注意，在本实施方式中，将举例说明根据本实施方式的技术应用于互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器的情况，但是本发明不限于此。例如，根据本实施方式的技术可以应用于包括光电转换元件的各种传感器，诸如电荷耦合器件(CCD)图像传感器、飞行时间(ToF)传感器和事件视觉传感器(EVS)。
1.1电子设备的配置示例
图1是描绘了配备有根据第一实施方式的图像传感器的电子设备的示意性配置示例的框图。如图1所示，例如，电子设备1包括成像透镜2、图像传感器100、存储部3和处理器4。
成像透镜2是将入射光会聚并且将其图像形成在图像传感器100的光接收表面上的光学系统的示例。光接收表面可以是在其上布置图像传感器100的光电转换元件的表面。图像传感器100光电转换入射光以产生图像数据。此外，图像传感器100对所生成的图像数据执行诸如噪声去除和白平衡调整的预定信号处理。
存储部3包括例如闪存、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)等，并记录从图像传感器100输入的图像数据等。
处理器4例如使用中央处理单元(CPU)等来配置，并且可以包括执行操作系统、各种应用软件等的应用处理器、图形处理单元(GPU)、基带处理器等。处理器4对从图像传感器100输入的图像数据、从存储部3读出的图像数据等根据需要执行各种类型的处理，执行向用户的显示，并且经由预定的网络将图像数据发送至外部。
此外，处理器4整体处理从从稍后描述的RGB像素10读出的彩色图像和IR像素20读出的单色图像(IR图像)，执行各种类型的处理，诸如距离测量处理和识别处理。
1.2图像传感器的配置示例
图2是描绘了根据第一实施方式的CMOS图像传感器的示意性配置示例的框图。
根据本实施方式的图像传感器100例如具有堆叠结构，在该堆叠结构中，堆叠其上形成像素阵列部101的半导体芯片和其上形成外围电路的半导体芯片。外围电路可以包括例如像素驱动电路102、信号处理电路103、列驱动电路104和系统控制单元105。
图像传感器100进一步包括数据处理单元108和数据存储部109。数据处理单元108和数据存储部109可以设置在与外围电路相同的半导体芯片上，或者可以设置在另一半导体芯片上。
像素阵列部101具有其中各自具有根据所接收的光的量生成并累积电荷的光电转换元件的单位像素(在下文中，可以简单地描述为“像素”)110被布置在行方向和列方向(即，以矩阵中的二维格子形状)的配置。在此，行方向是指像素行中的像素的布置方向(附图中的横向)，并且列方向是指像素列中的像素的布置方向(附图中的纵向)。稍后将详细描述单位像素的具体电路配置和像素结构。
在像素阵列部101中，像素驱动线LD沿着每个像素行的行方向布线，并且垂直信号线VSL沿着每个像素列的列方向相对于矩阵状像素阵列布线。当从像素读出信号时，像素驱动线LD传输用于驱动的控制信号。在图2中，像素驱动线LD被描绘为逐条布线，但不限于逐条布线。像素驱动线LD的一端连接到对应于像素驱动电路102的每行的输出端子。
像素驱动电路102包括移位寄存器、地址解码器等，并且对于所有像素或以行为单位同时驱动像素阵列部101的每个像素。即，像素驱动电路102包括与控制像素驱动电路102的系统控制单元105一起控制像素阵列部101的每个像素的操作的驱动单元。尽管未描绘像素驱动电路102的特定配置，但是像素驱动电路102通常包括读出扫描系统和扫出扫描系统两个扫描系统。
为了从单位像素读出信号，读出扫描系统以行为单位依次选择并扫描像素阵列部101的单位像素。从单位像素读出的信号是模拟信号。扫出扫描系统对读取行执行扫出扫描，在读出扫描达曝光时间之前，读出扫描系统在读取行上执行读取扫描。
通过扫出扫描系统的扫出扫描，从读取行的单位像素的光电转换元件中清除不必要的电荷，并且重置光电转换元件。然后，通过清除(重置)扫出扫描系统中的不必要的电荷，执行所谓的电子快门操作。这里，电子快门操作是指丢弃光电转换元件的电荷并且新开始曝光(开始电荷的累积)的操作。
通过读出扫描系统的读出操作读出的信号对应于在紧接前面的读出操作或电子快门操作之后接收的光量。然后，从紧接前面的读出操作的读出定时或电子快门操作的扫描定时至当前读出操作的读出定时的时段，是单位像素中的电荷累积时段(曝光时段)。
从像素驱动电路102选择性扫描的像素行的每个单位像素输出的信号通过每个像素列的每个垂直信号线VSL输入到信号处理电路103。信号处理电路103对通过像素阵列部101的每个像素列的垂直信号线VSL从所选行的每个单位像素输出的信号执行预定信号处理，并在信号处理之后临时保持像素信号。
具体地，信号处理电路103至少执行噪声去除处理，例如，作为信号处理的相关双采样(CDS)处理和双数据采样(DDS)。例如，通过CDS处理，去除对像素唯一的固定模式噪声，例如，像素中的放大晶体管的重置噪声和阈值变化。信号处理电路103还具有例如模数(AD)转换功能，将从光电转换元件读出的模拟像素信号转换成数字信号，并且输出数字信号。
列驱动电路104包括移位寄存器、地址解码器等，并且依次选择对应于信号处理电路103的像素列的读出电路(在下文中，称为像素电路)。通过列驱动电路104的选择性扫描，在信号处理电路103中对每个像素电路进行信号处理的像素信号被顺序地输出。
系统控制单元105包括生成各种定时信号等的定时发生器，并且基于由定时发生器生成的各种定时来进行像素驱动电路102、信号处理电路103和列驱动电路104的驱动控制。
数据处理单元108至少具有运算处理功能，并且对从信号处理电路103输出的图像信号执行各种类型的信号处理，诸如运算处理。数据存储部109临时存储数据处理单元108中的信号处理所需的数据。
应注意，例如，从数据处理单元108输出的图像数据可在配备有图像传感器100的电子设备1中的处理器4等中经受预定处理，或者可经由预定网络传输至外部。
1.3像素阵列部的配置示例
接下来，将描述像素阵列部101的配置示例。应注意，此处，将描述单位像素110包括用于获取RGB三原色的彩色图像的RGB像素和用于获取红外(IR)光的单色图像的IR像素的情况作为示例。例如，RGB像素可对应于权利要求中的第一像素的示例，IR像素可对应于权利要求中的第二像素的示例，包括RGB像素的传感器可对应于权利要求中的第一传感器的示例，并且包括IR像素的传感器可对应于权利要求中的第二传感器的示例。此外，包括RGB三原色的可见光可对应于例如权利要求中的第一波长带的光的示例，并且IR光可对应于例如权利要求中的第二波长带的光的示例。
此外，在图3和以下描述中，在不区分透射构成RGB三原色的相应颜色分量的光的滤色器31r、31g和31b的情况下，参考标号为31。
图3是示出了根据本实施方式的像素阵列部的示意性配置示例的示意图。如图3所示，像素阵列部101具有以下配置：单位像素110具有包括沿光入射方向布置的RGB像素10和IR像素20的单位像素110以二维格子形状布置的结构。即，在本实施方式中，RGB像素10和IR像素20位于垂直于单位像素110的布置方向(平面方向)的方向上，并且透射通过位于入射光的光路中的上游侧的RGB像素10的光被配置为入射在位于RGB像素10的下游侧的IR像素20上。根据这种配置，IR像素20的光电转换部PD2被布置在RGB像素10的光电转换部PD1中的与入射光的入射表面相对的表面侧上。因此，在本实施方式中，沿着光入射方向布置的RGB像素10和IR像素20的入射光的光轴彼此一致或基本上一致。
应注意，在本实施方式中，例证了构成RGB像素10的光电转换部PD1由有机材料制成并且构成IR像素20的光电转换部PD2由诸如硅的半导体材料制成的情况，但是本发明不限于此。例如，光电转换部PD1和光电转换部PD2均可由半导体材料制成，光电转换部PD1和光电转换部PD2均可由有机材料制成，或者光电转换部PD1可由半导体材料制成并且光电转换部PD2可由有机材料制成。可替代地，光电转换部PD1和光电转换部PD2中的至少一个可由与有机材料和半导体材料不同的光电转换材料制成。
1.4单位像素的电路配置示例
接下来，将描述单位像素110的电路配置示例。图4是描述根据本实施方式的单位像素的示意性配置示例的电路图。如图4所示，单位像素110包括一个RGB像素10和一个IR像素20。
(RGB像素10)
RGB像素10包括例如光电转换部PD1、传输门11、浮动扩散区域FD1、复位晶体管12、放大晶体管13和选择晶体管14。
包括在像素驱动线LD中的选择控制线连接至选择晶体管14的栅极，包括在像素驱动线LD中的复位控制线连接至复位晶体管12的栅极，并且包括在像素驱动线LD中的传输控制线连接至稍后将描述的传输门11的累积电极(参见图8中的累积电极37)。此外，一端连接至信号处理电路103的垂直信号线VSL1经由选择晶体管14连接至放大晶体管13的漏极。
在以下描述中，复位晶体管12、放大晶体管13和选择晶体管14也被统称为像素电路。像素电路可以包括浮动扩散区域FD1和/或传输门11。
光电转换部PD1由例如有机材料制成并对入射光进行光电转换。传输门11传输在光电转换部PD1中产生的电荷。浮动扩散区域FD1累积由传输门11传输的电荷。放大晶体管13使具有与累积在浮动扩散区域FD1中的电荷对应的电压值的像素信号出现在垂直信号线VSL1中。复位晶体管12释放在浮动扩散区域FD1中累积的电荷。选择晶体管14选择要读出的RGB像素10。
光电转换部PD1的阳极接地，并且阴极连接至传输门11。稍后将参考图8详细描述传输门11，并且传输门11包括例如累积电极37和读出电极36。在曝光时，用于将光电转换部PD1中产生的电荷收集至累积电极37附近的半导体层35的电压经由传输控制线施加至累积电极37。在读出时，用于使收集在累积电极37附近的半导体层35中的电荷通过读出电极36流出的电压通过传输控制线被施加到累积电极37。
通过读出电极36流出的电荷被累积在包括连接读出电极36、复位晶体管12的源极和放大晶体管13的栅极的布线结构的浮动扩散区域FD1中。注意，复位晶体管12的漏极可以连接到例如电源电压VDD或者向其提供低于电源电压VDD的复位电压的电源线。
放大晶体管13的源极可以经由例如恒流电路(未示出)等连接至电源线。放大晶体管13的漏极连接至选择晶体管14的源极，并且选择晶体管14的漏极连接至垂直信号线VSL1。
浮动扩散区域FD1将累积的电荷转换成与电荷量对应的电压值的电压。注意，浮动扩散区域FD1可以是例如接地容量。然而，本发明不限于此，并且浮动扩散区域FD1可以是通过有意地将电容器等连接至传输门11的漏极、复位晶体管12的源极和放大晶体管13的栅极连接的节点而添加的电容等。
垂直信号线VSL1连接到信号处理电路103中为每列(即，为每个垂直信号线VSL1)设置的模数(AD)转换电路103A。AD转换电路103A包括例如比较器和计数器，并且通过将从外部参考电压生成电路(数模转换器(DAC))输入的诸如单个斜坡或斜坡形状的参考电压与出现在垂直信号线VSL1中的像素信号进行比较，来将模拟像素信号转换成数字像素信号。注意，AD转换电路103A可以包括例如相关双采样(CDS)电路等，并且可以被配置为能够降低kTC噪声等。
(IR像素20)
IR像素20包括例如光电转换部PD2、传输晶体管21、浮动扩散区域FD2、复位晶体管22、放大晶体管23、选择晶体管24和放电晶体管25。即，在IR像素20中，RGB像素10中的传输门11被传输晶体管21代替，并且添加放电晶体管25。
浮动扩散区域FD2、复位晶体管22和放大晶体管23相对于传输晶体管21之间的连接关系可类似于RGB像素10中的浮动扩散区域FD1、复位晶体管12和放大晶体管13相对于传输门11之间的连接关系。此外，放大晶体管23、选择晶体管24和垂直信号线VSL2之间的连接关系可类似于RGB像素10中的放大晶体管13、选择晶体管14和垂直信号线VSL1之间的连接关系。
例如，传输晶体管21的源极连接至光电转换部PD2的阴极，并且漏极连接至浮动扩散区域FD2。此外，包括在像素驱动线LD中的传输控制线连接至传送晶体管21的栅极。
例如，放电晶体管25的源极可连接至光电转换部PD2的阴极，并且漏极可连接至电源电压VDD或提供低于电源电压VDD的复位电压的电源线。此外，包括在像素驱动线LD中的放电控制线连接至放电晶体管25的栅极。
在以下描述中，复位晶体管22、放大晶体管23和选择晶体管24也统称为像素电路。像素电路可包括浮动扩散区域FD2、传输晶体管21和放电晶体管25中的一个或多个。
光电转换部PD2由例如半导体材料制成，并对入射光进行光电转换。传输晶体管21传输在光电转换部PD2中产生的电荷。浮动扩散区域FD2累积由传输晶体管21传输的电荷。放大晶体管23使具有与累积在浮动扩散区域FD2中的电荷对应的电压值的像素信号出现在垂直信号线VSL2中。复位晶体管22释放在浮动扩散区域FD2中累积的电荷。选择晶体管24选择待读出的IR像素20。
光电转换部PD2的阳极接地，并且阴极连接至传输晶体管21。传输晶体管21的漏极连接至复位晶体管22的源极和放大晶体管23的栅极，并且连接这些部件的布线结构构成浮动扩散区域FD2。经由传输晶体管21从光电转换部PD2流出的电荷累积在浮动扩散区域FD2中。
浮动扩散区域FD2将累积的电荷转换成与电荷量对应的电压值的电压。注意，浮动扩散区域FD2例如可以是接地电容。然而，本发明不限于此，并且浮动扩散区域FD2可以是通过有意地将电容器等连接至传输晶体管21的漏极、复位晶体管22的源极和放大晶体管23的栅极连接的节点而添加的电容等。
当释放累积在光电转换部PD2中的电荷并重置光电转换部PD2时，放电晶体管25导通。因此，在光电转换部PD2中累积的电荷经由放电晶体管25流出至电源线，并且光电转换部PD2被重置为未曝光状态。
与垂直信号线VSL1相似，垂直信号线VSL2连接至在信号处理电路103中为每列(即，为每个垂直信号线VSL2)设置的AD转换电路103B。AD转换电路103B可以具有类似于AD转换电路103A的配置。
1.5电路配置的变形例
接下来，将通过一些实施例描述在图4中描述的单位像素110的电路配置的变形例。
1.5.1第一变形例
图5是示出根据本实施方式的第一变形例的单位像素的示意性配置示例的电路图。如图5所示，以与图4中所示的单位像素110相同的配置，以垂直信号线VSL1和VSL2连接至公共AD转换电路103A的方式配置单位像素110-1。因此，在第一变形例中，设置开关电路131，开关电路131将连接至AD转换电路103A的垂直信号线切换至垂直信号线VSL1和VSL2中的任一个。例如，开关电路131可以设置在与RGB像素10和/或IR像素20的像素电路相同的半导体衬底上，可以设置在其上设置有信号处理电路103的半导体衬底上，或者可以设置在与这些半导体衬底不同的半导体衬底上。此外，用于控制开关电路131的控制信号可以从像素驱动电路102提供，可以从列驱动电路104提供，或可以从另一配置(例如，图1中的处理器4等)提供。
根据这种配置，因为可以减小信号处理电路103的电路规模，所以可以通过提高面积效率来小型化图像传感器100、增加分辨率等。
1.5.2第二变形例
图6是示出根据本实施方式的第二变形例的单位像素的示意性配置示例的电路图。如图6中所示，以与图4中所示的单位像素110相同的配置，以垂直信号线VSL1和VSL2可连接至两个AD转换电路103A和103B中的任一个的方式配置单位像素110-2。因此，在第二变形例中，设置开关电路132和开关电路133，开关电路132将连接至AD转换电路103A的垂直信号线切换至垂直信号线VSL1和VSL2中的任一个，以及开关电路133将连接至AD转换电路103B的垂直信号线切换至垂直信号线VSL1和VSL2中的任一个。例如，开关电路132和133可以设置在与RGB像素10和/或IR像素20的像素电路相同的半导体衬底上，可以设置在其上设置有信号处理电路103的半导体衬底上，或者可以设置在与这些半导体衬底不同的半导体衬底上。此外，用于控制开关电路132和133的控制信号可以从像素驱动电路102提供，可以从列驱动电路104提供，或可以从另一配置(例如，图1中的处理器4等)提供。
根据这种配置，因为可以选择用于每列的AD转换电路103A和103B，所以可以抑制由于诸如拖尾的噪声生成而导致的图像质量劣化。
1.5.3第三变形例
图7是示出根据本实施方式的第三变形例的单位像素的示意性配置示例的电路图。如图7所示，关于RGB像素10，单位像素110-3具有所谓的像素共享电路结构，其中多个RGB像素10-1至10-N(N是2以上的整数)以与图6所示的单位像素110-2相同的配置共享浮动扩散区域FD1、复位晶体管12、放大晶体管13和选择晶体管14。此外，类似地，在IR像素20中，单位像素110-3具有所谓的像素共享电路结构，其中多个IR像素20-1至20-N以与图6中所示的单位像素110-2相同的配置共享浮动扩散区域FD2、复位晶体管22、放大晶体管23和选择晶体管24。注意，RGB像素10-1至10-N的数量和IR像素20-1至20-N的数量不一定彼此一致。
利用这种配置，可以根据情况在高动态范围(HDR)中的读出与低动态范围(LDR)中的读出之间切换，因此，可以抑制在低照度或高照度时图像质量的劣化。应注意，在本说明书中，已经示例了参考图6描述的第二变形例用作基础的情况，但是本发明不限于此，并且图4和图5中描述的单位像素110和单位像素110-1可以用作基础。
1.6单位像素的截面结构示例
接下来，参照图8，将描述根据第一实施方式的图像传感器100的截面结构示例。图8是示出了根据第一实施方式的图像传感器的截面结构示例的截面图。这里，将聚焦于其中形成单位像素110中的光电转换部PD1和PD2的半导体芯片来描述截面结构示例。
另外，在以下的说明中，例示了光入射表面在半导体衬底50的背面侧(元件形成表面的相反侧)的所谓背面照射型截面结构，但本发明不限于此，也可以使用光入射表面在半导体衬底50的前面侧(元件形成表面侧)的所谓正面照射型截面结构。此外，在本说明书中，例示了有机材料用于RGB像素10的光电转换部PD1的情况，但是如上所述，有机材料和半导体材料(也称为无机材料)中的一种或两种可用作每个光电转换部PD1和PD2的光电转换材料。
应注意，在半导体材料用于光电转换部PD1的光电转换材料和光电转换部PD2的光电转换材料两者的情况下，图像传感器100可具有其中光电转换部PD1和光电转换部PD2构建在相同的半导体衬底50中的截面结构，可具有其中构造有光电转换部PD1的半导体衬底和其中构造有光电转换部PD2的半导体衬底被接合的截面结构，或者可具有其中光电转换部PD1和PD2中的一个内置于半导体衬底50中并且另一个内置于形成在半导体衬底50的背面或前面上的半导体层中的截面结构。
如图8所示，本实施方式具有这样的结构，其中IR像素20的光电转换部PD2形成在半导体衬底50上，并且RGB像素的光电转换部PD1设置在半导体衬底50的背面侧(与元件形成表面相对的一侧)上。应注意，在图8中，为了便于描述，半导体衬底50的背面位于附图平面中的上侧，并且前面位于下侧。
对于半导体衬底50，例如，可以使用诸如硅(Si)的半导体材料。然而，半导体材料不限于此，并且可以使用包括诸如GaAs、InGaAs、InP、AlGaAs、InGaP、AlGaInP和InGaAsP之类的化合物半导体的各种半导体材料。
(RGB像素10)
RGB像素10的光电转换部PD1隔着绝缘层53设置在半导体衬底50的背面侧。光电转换部PD1包括例如由有机材料制成的光电转换膜34，以及被布置为夹持光电转换膜34的透明电极33和半导体层35。相对于光电转换膜34，设置在附图平面中的上侧(在下文中，附图平面中的上侧是上表面侧，并且下侧是下表面侧)的透明电极33用作例如光电转换部PD1的阳极，并且设置在下表面侧上的半导体层35用作光电转换部PD1的阴极。
用作阴极的半导体层35与形成在绝缘层53中的读出电极36电连接。读出电极36通过与穿透绝缘层53和半导体衬底50的布线61、62、63和64连接而电引出至半导体衬底50的前面(下表面)侧。应注意，尽管在图8中未示出，布线64电连接至图4中示出的浮动扩散区域FD1。
累积电极37隔着绝缘层53设置在作为阴极的半导体层35的下表面侧。尽管在图8中未示出，但累积电极37连接至像素驱动线LD中的传输控制线。如上所述，在曝光时，施加用于将光电转换部PD1中产生的电荷收集到累积电极37附近的半导体层35的电压，并且在读出时，施加用于使累积电极37附近的半导体层35中收集的电荷经由读出电极36流出的电压。
类似于透明电极33，读出电极36和累积电极37可以是透明导电膜。例如，诸如氧化铟锡(ITO)或氧化锌(IZO)的透明导电膜可用于透明电极33、读出电极36和累积电极37。然而，本发明不限于此，并且可使用各种导电膜，只要光电转换部PD2是能够透射待检测波长带中的光的导电膜即可。
另外，作为半导体层35，例如可以使用IGZO等透明的半导体层。然而，本发明不限于此，并且可使用各种半导体层，只要光电转换部PD2是能够透射待检测的波长带的光的半导体层即可。
此外，作为绝缘层53，例如，可以使用诸如氧化硅膜(SiO2)或氮化硅膜(SiN)的绝缘膜。然而，本发明不限于此，并且可使用各种绝缘膜，只要光电转换部PD2是能够透射待检测波长带的光的绝缘膜即可。
滤色器31隔着密封膜32，设置在用作阳极的透明电极33的上表面侧上。例如，密封膜32由诸如氮化硅(SiN)的绝缘材料制成，并且可包括铝(Al)、钛(Ti)等的原子，以防止原子从透明电极33扩散。
尽管随后将描述滤色器31的布置，例如，选择性地透射特定波长分量的光的滤色器31被设置用于一个RGB像素10。然而，在提供获取亮度信息的单色像素代替获取彩色信息的RGB像素10的情况下，可以省略滤色器31。
(IR像素20)
IR像素20的光电转换部PD2包括例如形成在半导体衬底50中的p阱区域42中的p型半导体区域43和形成在p型半导体区域43的中心附近的n型半导体区域44。例如，n型半导体区域44用作累积由光电转换生成的电荷(电子)的电荷累积区域，并且p型半导体区域43用作形成用于将通过光电转换生成的电荷收集到n型半导体区域44中的电位梯度的区域。
例如，选择性地透射IR光的IR滤波器41设置在光电转换部PD2的光入射表面侧上。例如，IR滤波器41可布置在设置在半导体衬底50的背面侧上的绝缘层53中。通过将IR滤波器41设置在光电转换部PD2的光入射表面上，可以抑制可见光在光电转换部PD2上的入射，并且因此，可以改善IR光与可见光的S/N比。这使得可以获得IR光的更精确的检测结果。
例如，在半导体衬底50的光入射表面上设置精细凹凸结构以便抑制入射光(在该实施例中，IR光)的反射。该凹凸结构可以是称为蛾眼结构的结构，也可以是大小和间距与蛾眼结构不同的凹凸结构。
用作传输晶体管21的纵向晶体管45和用作电荷累积部的浮动扩散区域FD2设置在半导体衬底50的前面(附图平面中的下表面)侧上，即，元件形成表面侧上。纵向晶体管45的栅电极从半导体衬底50的表面到达n型半导体区域44，并且经由形成在层间绝缘膜56中的布线65和66(像素驱动线LD的传输控制线的一部分)连接到像素驱动电路102。
经由纵向晶体管45流出的电荷累积在浮动扩散区域FD2中。浮动扩散区域FD2经由形成在层间绝缘膜56中的布线67和68连接到复位晶体管22的源极和放大晶体管23的栅极。注意，复位晶体管22、放大晶体管23和选择晶体管24可以设置在半导体衬底50的元件形成表面上，或者可以设置在不同于半导体衬底50的半导体衬底上。
应注意，图8描述了为一个光电转换部PD2提供两个纵向晶体管45(传输晶体管21)的情况，但本发明不限于此，并且可设置一个纵向晶体管45，或者可设置三个以上纵向晶体管45。类似地，举例说明为一个光电转换部PD2设置两个浮动扩散区域FD2的情况，但是本发明不限于此，可以设置一个浮动扩散区域FD2，或者可以设置三个以上浮动扩散区域FD2。
(像素隔离结构)
半导体衬底50设置有使多个单位像素110彼此电隔离的像素隔离部54，并且光电转换部PD2设置在由像素隔离部54分割的每个区域中。例如，在从半导体衬底50的背面(图中的上表面)侧观看图像传感器100的情况下，像素隔离部54具有例如介于多个单位像素110之间的格子形状，并且每个光电转换部PD2形成在由像素隔离部54分割的每个区域中。
对于像素隔离部54，例如，可以使用反射光的反射膜，诸如钨(W)或铝(Al)。因此，进入光电转换部PD2的入射光可以通过像素隔离部54反射，其方式为光电转换部PD2中的入射光的光路长度可以增加。此外，由于像素隔离部54具有光反射结构，因此可以减少光向相邻像素的泄漏，并且因此还可以进一步提高图像质量、距离测量精度等。注意，像素隔离部54具有光反射结构的配置不限于使用反射膜的配置，并且例如可以通过使用具有与用于像素隔离部54的半导体衬底50的折射率不同的折射率的材料来实现。
例如，固定电荷膜55设置在半导体衬底50与像素隔离部54之间。固定电荷膜55以在与半导体衬底50的界面部形成正电荷(孔)累积区域并且抑制暗电流的产生的方式，使用例如具有负固定电荷的高电介质形成。由于固定电荷膜55被形成为具有负固定电荷，所以通过负固定电荷将电场施加到与半导体衬底50的界面，并且形成正电荷(孔)累积区域。
固定电荷膜55可以由例如氧化铪膜(HfO2膜)形成。此外，例如，固定电荷膜55可形成为包含诸如铪、锆、铝、钽、钛、镁、钇和镧系元素等氧化物中的至少一种。
注意，图8描绘了像素隔离部54具有从半导体衬底50的前面到达背面的所谓的全沟槽隔离(FTI)结构的情况，但不限于此。例如，可以采用诸如所谓的深沟槽隔离(DTI)结构的各种元件隔离结构，其中，像素隔离部54从半导体衬底50的背面或前面到半导体衬底50的中间附近形成。
(光瞳校正)
由氧化硅膜、氮化硅膜等制成的平坦化膜52设置在滤色器31的上表面上。平坦化膜52的上表面通过例如化学机械抛光(CMP)来平坦化，并且在平坦化的上表面上提供用于每个单位像素110的片上透镜51。每个单位像素110的片上透镜51具有曲率，使得入射光在光电转换部PD1和PD2中聚集。应注意，例如，可根据距像素阵列部101的中心的距离(图像高度)来调整(光瞳校正)每个单位像素110中的片上透镜51、滤色器31、IR滤波器41以及光电转换部PD2之间的位置关系。
此外，在图8所示的结构中，可以设置用于防止倾斜入射光泄漏到相邻像素中的遮光膜。遮光膜可位于设置在半导体衬底50内部的像素隔离部54的上方(入射光的光路中的上游侧)。然而，在执行光瞳校正的情况下，可根据例如距像素阵列部101的中心的距离(图像高度)来调整遮光膜的位置。这种遮光膜可设置在例如密封膜32或平坦化膜52中。此外，作为遮光膜的材料，例如，可以使用诸如铝(Al)或钨(W)的遮光材料。
1.7有机材料
在第一实施方式中，在有机半导体用作光电转换膜34的材料的情况下，光电转换膜34的层结构可具有以下结构。然而，在堆叠结构的情况下，可适当地改变堆叠顺序。
(1)p型有机半导体的单层结构，
(2)n型有机半导体的单层结构，
(3-1)p型有机半导体层/n型有机半导体层的堆叠结构，
(3-2)p型有机半导体层/p型有机半导体和n型有机半导体的混合层(体异质结构)/n型有机半导体层的堆叠结构，
(3-3)p型有机半导体层/p型有机半导体和n型有机半导体的混合层(体异质结构)的叠层结构，
(3-4)n型有机半导体层/p型有机半导体和n型有机半导体的混合层(体异质结构)的堆叠结构，
(4)p型有机半导体和p型有机半导体的混合层(体异质结构)。
这里，p型有机半导体的示例包括萘衍生物、蒽衍生物、菲衍生物、芘衍生物、二萘嵌苯衍生物、并四苯衍生物、并五苯衍生物、喹吖啶酮衍生物、噻吩衍生物、噻吩并噻吩衍生物、苯并噻吩衍生物、苯并噻吩并苯并噻吩衍生物、三烯丙基胺衍生物、咔唑衍生物、二萘嵌苯衍生物、芘衍生物、屈衍生物、荧蒽衍生物、酞菁衍生物、亚酞菁衍生物、亚吗啉衍生物、具有杂环化合物作为配体的金属络合物、聚噻吩衍生物、聚苯并噻二唑衍生物、聚芴衍生物等。
n型有机半导体的示例包括富勒烯和富勒烯衍生物＜例如，富勒烯如C60、C70和C74(高级富勒烯、内面体富勒烯等)，或富勒烯衍生物(例如，富勒烯氟化物、PCBM富勒烯化合物、富勒烯多聚体等)>，具有比p型有机半导体更大(更深)的HOMO和LUMO的有机半导体，和透明无机金属氧化物。
n型有机半导体的具体示例包括有机分子、有机金属配合物、和具有包含含有氮原子、氧原子和硫原子的杂环化合物的分子骨架的一部分的亚酞菁衍生物，如吡啶衍生物、吡嗪衍生物、嘧啶衍生物、三嗪衍生物、喹啉衍生物、喹喔啉衍生物、异喹啉衍生物、吖啶衍生物、吩嗪衍生物、菲咯啉衍生物、四唑衍生物、吡唑衍生物、咪唑衍生物、噻唑衍生物、噁唑衍生物、咪唑衍生物、苯并咪唑衍生物、苯并三唑衍生物、苯并噁唑衍生物、苯并噁唑衍生物、咔唑衍生物、苯并呋喃衍生物、二苯并呋喃衍生物、亚吗啉吡嗪衍生物、聚亚苯基乙烯衍生物、聚苯并噻二唑衍生物、和聚芴衍生物。
作为富勒烯衍生物中包含的基团等的卤素原子，可以提及以下衍生物：直链、支链或环状烷基或苯基；具有线性或稠合芳族化合物的基团；具有卤化物的基团；部分氟烷基；全氟烷基；甲硅烷基烷基；甲硅烷基烷氧基；芳基甲硅烷基；芳基硫烷基；烷基硫烷基；芳基磺酰基；烷基磺酰基；芳基硫醚基团；烷基硫醚基团；氨基；烷基氨基基团；芳氨基；羟基；烷氧基；酰氨基；酰氧基；羰基；羧基；甲酰胺基团；烷氧羰基；酰基；磺酰基；氰基；硝基；具有硫族化物的组；膦基；以及膦酰基。
由如上所述的有机材料制成的光电转换膜34的膜厚度不限于以下值，而可以是例如1×10-8m(米)至5×10-7m，优选2.5×10-8m至3×10-7m，更优选2.5×10-8m至2×10-7m，并且还更优选1×10-7m至1.8×10-7m。注意，有机半导体通常被分类为p型和n型，但是p型意味着空穴容易传输，而n型意味着电子容易传输，并且有机半导体不限于如无机半导体那样具有空穴或电子作为热激发的多数载流子的解释。
构成光电转换具有绿色波长的光的光电转换膜34的材料的示例包括罗丹明染料、三聚氰胺花青染料、喹吖啶酮衍生物和亚酞菁染料(亚酞菁衍生物)。
此外，构成光电转换蓝光的光电转换膜34的材料的示例包括香豆酸染料、三-8-羟基喹啉铝(Alq3)、三聚氰胺菁染料等。
此外，构成光电转换红光的光电转换膜34的材料的示例包括酞菁染料和亚酞菁染料(亚酞菁衍生物)。
此外，作为光电转换膜34，可以使用对从紫外区域至红色区域的基本上所有可见光敏感的全色光敏有机光电转换膜。
1.8平面结构示例
接下来，将描述根据本实施方式的像素阵列部的平面结构示例。图9是示出根据本实施方式的像素阵列部的每层的平面布局示例的示图，其中(A)示出片上透镜51的平面布局示例，(B)示出滤色器31的平面布局示例，(C)示出累积电极37的平面布局示例，以及(D)示出光电转换部PD2的平面布局示例。注意，在图9中，(A)至(D)描绘了与半导体衬底50的元件形成表面平行的表面的平面布局示例。此外，在本说明书中，将举例说明使用包括选择性地检测红色(R)波长分量的像素(在下文中，称之为R像素10r)、选择性地检测绿色(G)波长分量的像素(在下文中，称之为G像素10g)、以及选择性地检测蓝色(B)波长分量的光的像素(在下文中，称之为B像素10b)的2×2像素拜耳阵列作为单位阵列的情况。
如图9的(A)至(D)中所示，在本实施方式中，为一个单位像素110设置一个片上透镜51、一个滤色器31、一个累积电极37以及一个光电转换部PD2。应注意，在本说明书中，一个累积电极37对应于一个RGB像素10，并且一个光电转换部PD2对应于一个IR像素20。
如上所述，在一个单位像素110中，通过沿着入射光的行进方向布置一个RGB像素10和一个IR像素20，可以提高RGB像素10和IR像素20之间相对于入射光的同轴度，并且因此可以抑制在彩色图像和单色图像之间出现的空间偏差。因此，可以提高通过整体处理由不同传感器获取的信息(彩色图像和单色图像)而获得的结果的精确度。
1.9像素驱动线的布线示例
接下来，将描述连接单位像素110和像素驱动电路102的像素驱动线LD的布线示例。图10是描述根据本实施方式的用于RGB像素的像素驱动线的布线示例的平面图，并且图11是描述根据本实施方式的用于IR像素的像素驱动线的布线示例的平面图。
如图10和图11所示，根据本实施方式的像素驱动电路102包括驱动RGB像素10的RGB驱动电路160和驱动IR像素20的IR驱动电路170。例如，连接RGB驱动电路160和RGB像素10的传输门11、复位晶体管12和选择晶体管14的RGB驱动线LD1，以及连接IR驱动电路170和IR像素20的传输晶体管21、复位晶体管22、选择晶体管24和放电晶体管25的IR驱动线LD2可以被布线为彼此正交。然而，本发明不限于此，RGB驱动线LD1和IR驱动线LD2可并行布线。在这种情况下，RGB驱动电路160和IR驱动电路170可从相同侧或从不同侧向像素阵列部101供应各种控制信号。
1.10图像传感器的层叠结构示例
图12是示出根据本实施方式的图像传感器的层叠结构示例的示图。如图12所示，图像传感器100具有像素芯片140和电路芯片150垂直堆叠的结构。像素芯片140是例如包括其中布置包括RGB像素10和IR像素20的单位像素110的像素阵列部101的半导体芯片，并且电路芯片150是例如其中布置图3中示出的像素电路的半导体芯片。例如，像素芯片140可以对应于权利要求中的第一芯片的示例，并且电路芯片可以对应于权利要求中的第二芯片的示例。
对于像素芯片140和电路芯片150的接合，例如，可以使用所谓的直接接合，其中接合表面被平坦化并且两者通过电子力彼此接合。但是，本发明不限于此，例如也可以使用在接合面上形成的铜(Cu)电极焊盘彼此接合的所谓的Cu-Cu接合、凸点接合等。
此外，例如，像素芯片140和电路芯片150经由诸如穿透半导体衬底的硅通孔(TSV)的连接部电连接。对于使用TSV的连接，例如，可以采用所谓的双TSV方法、所谓的共享TSV方法等，在该双TSV方法中，两个TSV(即，设置在像素芯片140中的TSV和从像素芯片140提供给电路芯片150的TSV)通过芯片的外表面连接，在该共享TSV方法中，两个TSV通过从像素芯片140穿透到电路芯片150的TSV连接。
然而，在Cu-Cu接合或凸块接合用于接合像素芯片140和电路芯片150的情况下，两者可以经由Cu-Cu接合部分或凸块接合部分电连接。
1.11像素驱动和读出方法
接下来，将用一些示例以及构成图像传感器100的每个半导体芯片(像素芯片140和电路芯片150)的布局示例，描述RGB像素10和IR像素的驱动方法和读出方法。要注意的是，在以下描述中，为了简化描述，省略在图2中描述的配置中的列驱动电路104、系统控制单元105、数据存储部109等。每个省略的配置可设置在像素芯片140中，可设置在电路芯片150中，或者可设置在与这些不同的半导体芯片中。此外，在以下描述中使用的附图中，#n(n是1以上的整数)表示跨越附图的像素驱动线LD和垂直信号线VSL的连接关系。此外，在以下描述中未具体描述的配置、操作和效果可以类似于其他示例。
此外，在以下描述中，例如，RGB像素10的驱动系统可对应于权利要求中的第一驱动系统的示例，IR像素20的驱动系统可对应于权利要求中的第二驱动系统的示例，RGB像素10的读出系统可对应于权利要求中的第一读出部的示例，IR像素20的读出系统可对应于权利要求中的第二读出部的示例。
1.11.1第一示例
在第一示例中，将描述单独设置用于RGB像素10的驱动系统和用于IR像素20的驱动系统，并且单独设置用于RGB像素10的读出系统和用于IR像素20的读出系统的情况。图13和图14是描绘了根据第一示例的布局示例的平面图，图13描绘了像素芯片140的平面布局示例，并且图14描绘了电路芯片150的平面布局示例。
(像素芯片140)
如图13所示，在第一示例中，像素芯片140具有其中针对像素阵列部101的每个单位像素110单独布线RGB像素10的RGB驱动线LD1和IR像素20的IR驱动线LD2的布局。RGB驱动线LD1和IR驱动线LD2可如图13所示在行方向上延伸，或者可在列方向上延伸。此外，RGB驱动线LD1和IR驱动线LD2可从相同的方向延伸，或者可从不同的方向延伸。例如，RGB驱动线LD1可在附图的平面中从右侧在横向方向(行方向)上延伸，并且IR驱动线LD2可在附图的平面中从上侧在纵向方向(列方向)上延伸。
此外，在每个单位像素110中，RGB像素10连接至垂直信号线VSL1，并且IR像素20连接至不同于垂直信号线VSL1的垂直信号线VSL2。垂直信号线VSL1和VSL2可在如图13所示的列方向上延伸，或者可在行方向上延伸。此外，垂直信号线VSL1和VSL2可以从相同的方向延伸或者可以从不同的方向延伸。
(电路芯片150)
如图14所示，在第一示例中，图1所示的像素驱动电路102包括RGB驱动电路160和IR驱动电路170。此外，信号处理电路103包括RGB信号处理电路181和IR信号处理电路191，并且数据处理单元108包括RGB数据处理单元182和IR数据处理单元192。
RGB驱动电路160经由RGB驱动线LD1连接至像素芯片140中的各单位像素110的RGB像素10。IR驱动电路170经由IR驱动线LD2连接至像素芯片140中的各单位像素110的IR像素20。
RGB驱动电路160包括向传输门11提供传输控制信号的TG驱动单元161、向复位晶体管12提供复位控制信号的RST驱动单元162以及向选择晶体管14提供选择控制信号的SEL驱动单元164。通过经由RGB驱动线LD1向RGB像素10提供上述控制信号来驱动RGB像素10。因此，像素信号出现在连接至RGB像素10的垂直信号线VSL1中。
IR驱动电路170包括将传输控制信号提供至传输晶体管21的TG驱动单元171、将复位控制信号提供至复位晶体管22的RST驱动单元172、将选择控制信号提供至选择晶体管24的SEL驱动单元174、以及将放电控制信号提供至放电晶体管25的OFG驱动单元175。通过经由IR驱动线LD2向IR像素20提供上述控制信号来驱动IR像素20。因此，像素信号出现在连接至IR像素20的垂直信号线VSL2中。
RGB信号处理电路181连接到垂直信号线VSL1。RGB信号处理电路181通过将出现在垂直信号线VSL1中的像素信号转换成数字像素信号来生成数字彩色图像信号。
RGB数据处理单元182对从RGB信号处理电路181输出的数字彩色图像信号执行上述各种类型的运算处理作为数据处理单元108的处理，并且将结果输出至例如处理器4。
IR信号处理电路191连接到垂直信号线VSL2。IR信号处理电路191通过将出现在垂直信号线VSL1中的像素信号转换成数字像素信号来生成数字单色图像信号。
IR数据处理单元192对从IR信号处理电路191输出的数字单色图像信号执行上述各种类型的运算处理作为数据处理单元108的处理，并将结果输出至例如处理器4。
如上所述，在第一示例中，用于驱动RGB像素10的RGB驱动电路160和用于驱动IR像素20的IR驱动电路170构成彼此独立的不同的驱动系统，以及从RGB像素10读出像素信号并执行各种类型的处理的RGB信号处理电路181和RGB数据处理单元182，以及从IR像素20读出像素信号并执行各种类型的处理的IR信号处理电路191和IR数据处理单元192构成彼此独立的不同的读出系统。根据这种配置，可以同时或基本上同时地从相同单位像素110中的RGB像素10和IR像素20读出像素信号，并且因此，可以抑制从RGB像素10获得的彩色图像和从IR像素20获得的单色图像(IR图像)之间的时间偏差。因此，可以提高通过整体处理由不同传感器获取的信息(彩色图像和单色图像)而获得的结果的精确度。
此外，在第一示例中，构成驱动系统的RGB驱动电路160和IR驱动电路170被布置在电路芯片150中的一侧(在图14中，从中心到左侧的区域)上，并且构成读出系统的RGB信号处理电路181和RGB数据处理单元182以及IR信号处理电路191和IR数据处理单元192被布置在电路芯片150中的另一侧(在图14中，从中心到右侧的区域)上。如上所述，通过采用驱动系统和读出系统单独集成的布局，可以使用现有电路芯片的布局作为基础，因此，可以提高电路芯片150的布局设计效率。
1.11.2第二示例
在第二示例中，类似于第一示例，将描述单独设置用于RGB像素10的驱动系统和用于IR像素20的驱动系统，并且单独设置用于RGB像素10的读出系统和用于IR像素20的读出系统的情况。图15和图16是描述根据第二示例的布局示例的平面图，图15描述了像素芯片140的平面布局示例，并且图16描述了电路芯片150的平面布局示例。
(像素芯片140)
如图15所示，根据第二示例的像素芯片140的平面布局可以类似于根据图13所示的第一示例的像素芯片140的平面布局示例。然而，在图15中，描述了用于将设置在像素芯片140中的各种元件电连接至电路芯片150侧的元件的连接部141。此外，在图15中，在图中，RGB驱动线LD1连接至左端侧的连接部141，IR驱动线LD2连接至右端侧的连接部141，垂直信号线VSL1连接至下侧的连接部141，并且垂直信号线VSL2连接至上侧的连接部141。
(电路芯片150)
如图16所示，在第二示例中，类似于第一示例，像素驱动电路102包括RGB驱动电路160和IR驱动电路170，信号处理电路103包括RGB信号处理电路181和IR信号处理电路191，并且数据处理单元108包括RGB数据处理单元182和IR数据处理单元192。
在第二示例中，RGB驱动电路160例如设置在电路芯片150的左侧，与电路芯片150的左端的连接部151连接。另一方面，IR驱动电路170例如设置在电路芯片150的右侧，并且连接至电路芯片150的右端的连接部151。RGB信号处理电路181和RGB数据处理单元182的读出系统以及IR信号处理电路191和IR数据处理单元192被布置在电路芯片150的中心处并且在电路芯片150的上端/下端处连接至连接部151。注意，可以交换RGB驱动电路160和IR驱动电路170的位置。类似地，可以交换RGB信号处理电路181和RGB数据处理单元182的位置以及IR信号处理电路191和IR数据处理单元192的位置。
(芯片间连接配置)
如上所述，像素芯片140的连接部141和电路芯片150的连接部151通过例如穿透半导体衬底的TSV、Cu-Cu接合、凸块接合等电连接。这同样适用于其他示例。应注意，图16示出了RGB信号处理电路181连接至电路芯片150的下端处的连接部151并且IR信号处理电路191连接至电路芯片150的上端处的连接部151的情况，但本发明不限于此，并且RGB信号处理电路181和IR信号处理电路191均可连接至设置在电路芯片150的上端或下端处的连接部151。在这种情况下，可以省略未连接的连接部151。
如上所述，在第二示例中，RGB驱动电路160和IR驱动电路170被分离地布置在电路芯片150的左侧和右侧。根据这种配置，由于至像素芯片140侧上的RGB像素10的连接配置和至IR像素20的连接配置可分散至左边和右边，所以可降低布线和连接端子的密度。由此，能够抑制布线间的耦合引起的特性劣化。
此外，由于RGB驱动电路160的连接部151和IR驱动电路170的连接部151被布置在电路芯片150的左端和右端，所以按照可以执行更精确控制的方式，可以使从RGB驱动电路160到RGB像素10的平均布线长度和从IR驱动电路170到IR像素20的平均布线长度基本上相同。
此外，根据第二示例，类似于第一示例，由于用于RGB像素10的驱动系统和读出系统以及用于IR像素20的驱动系统和读出系统具有彼此独立的不同配置，所以可以同时或者基本上同时从在相同单位像素110中的RGB像素10和IR像素20读出像素信号。因此，可以抑制从RGB像素10获得的彩色图像和从IR像素20获得的单色图像(IR图像)之间的时间偏差，并且因此，可以提高通过整体处理由不同传感器获取的信息而获得的结果的准确度。
1.11.3第三示例
在第三示例中，类似于第一示例和第二示例，将描述单独设置用于RGB像素10的驱动系统和用于IR像素20的驱动系统，并且单独设置用于RGB像素10的读出系统和用于IR像素20的读出系统的情况。图17和图18是描绘根据第三示例的布局示例的平面图，图17描绘像素芯片140的平面布局示例，并且图18描绘电路芯片150的平面布局示例。
(像素芯片140)
如图17所示，在根据第三示例的像素芯片140的平面布局中，在类似于根据参照图15描述的第二示例的平面布局的布局中，RGB驱动线LD1和IR驱动线LD2连接至布置在像素芯片140中的相同端侧(在该实施例中，右端侧)的连接部141。
(电路芯片150)
如图18所示，在根据第三示例的电路芯片150的平面布局中，在类似于根据参考图16描述的第二示例的平面布局的布局中，包括RGB信号处理电路181和RGB数据处理单元182，以及IR信号处理电路191和IR数据处理单元192的读出系统被设置为靠近电路芯片150的一个端侧(在该示例中，左端侧)，包括RGB驱动电路160和IR驱动电路170的驱动系统被设置为靠近电路芯片的另一端侧(在该示例中，右端侧)。RGB驱动电路160和IR驱动电路170以连接部151彼此面对的方式布置。注意，可以交换RGB驱动电路160和IR驱动电路170的位置。类似地，可以交换RGB信号处理电路181和RGB数据处理单元182的位置以及IR信号处理电路191和IR数据处理单元192的位置。
结果，在第三示例中，以连接部151被布置为彼此靠近的方式，RGB驱动电路160和IR驱动电路170被布置为彼此面对。根据这种配置，以使得可以执行更高精度的控制的方式，可以使从RGB驱动电路160到RGB像素10的布线长度和从IR驱动电路170到IR像素20的布线长度基本上相同。
此外，根据第三示例，类似于第一示例和第二示例，由于用于RGB像素10的驱动系统和读出系统以及用于IR像素20的驱动系统和读出系统具有彼此独立的不同配置，所以可以同时或者基本上同时从在相同单位像素110中的RGB像素10和IR像素20读出像素信号。因此，可以抑制从RGB像素10获得的彩色图像和从IR像素20获得的单色图像(IR图像)之间的时间偏差，并且因此，可以提高通过整体处理由不同传感器获取的信息而获得的结果的准确度。
1.11.4第四示例
在第四示例中，将描述使RGB像素10的读出系统的一部分与IR像素20的读出系统的一部分为共同的情况。应注意，在第四示例中，与第一示例和第三示例相似，可以单独提供用于RGB像素10的驱动系统和用于IR像素20的驱动系统。此外，在第四示例中，例示了第二示例用作基础的情况，但是本发明不限于此，并且其他示例可以用作基础。图19和图20是描述根据第四示例的布局示例的平面图，图19描述像素芯片140的平面布局示例，以及图20描述电路芯片150的平面布局示例。
(像素芯片140)
如图19所示，在根据第四示例的像素芯片140的平面布局中，在类似于根据参照图15描述的第二示例的平面布局的布局中，RGB驱动线LD1和IR驱动线LD2朝着像素芯片140中的相同端(在该示例中，下端)引出。已被引出的RGB驱动线LD1和IR驱动线LD2经由设置在像素阵列部101外部的开关电路131连接至公共垂直信号线VSL。垂直信号线VSL连接至设置在像素芯片140的下端侧上的连接部141。
(电路芯片150)
如图20中所示，在根据第四示例的电路芯片150中，设置由RGB像素10和IR像素20共享的公共信号处理电路210作为信号处理电路103。公共信号处理电路210连接至布置在电路芯片150的下端侧上的连接部151，根据从RGB像素10读出的像素信号生成数字彩色图像信号并将数字彩色图像信号输入至RGB数据处理单元182，并且根据从IR像素20读出的像素信号生成数字单色图像信号并将数字单色图像信号输入至IR数据处理单元192。
如上所述，在第四示例中，RGB像素10和IR像素20共享公共信号处理电路210。结果，信号处理电路103的电路规模与设置单独的信号处理电路181和191的情况相比可以减小，使得信号处理电路103在电路芯片150中的占有面积可以减小。
此外，通过在像素芯片140中设置用于将连接至公共信号处理电路210的垂直信号线切换至垂直信号线VSL1或者垂直信号线VSL2的开关电路131，可以将用于将像素芯片140的垂直信号线电路由到电路芯片150的连接部141和151减少到一半，这样可以减小连接部141在像素芯片140中的占用面积和连接部151在电路芯片150中的占用面积。
注意，例如，在公共信号处理电路210由RGB像素10和IR像素20共享的情况下，可以时分方式执行从RGB像素10的读取和从IR像素20的读取。
此外，在第四示例中，通过使用开关电路131将连接至公共信号处理电路210的垂直信号线切换至垂直信号线VSL1或者垂直信号线VSL2。然而，本发明不限于此，并且垂直信号线VSL1和垂直信号线VSL2可以经由连接部151连接至电路芯片150侧上的公共信号处理电路210。
1.11.5第五示例
在第五示例中，将描述使RGB像素10的驱动系统的一部分与IR像素20的驱动系统的一部分相同的情况。要注意的是，在第五示例中，与第一示例和第三示例相似，可以单独提供用于RGB像素10的读出系统以及用于IR像素20的读出系统。此外，在第五示例中，例证了第一示例用作基础的情况，但是本发明不限于此，并且其他示例可以用作基础。图21和图22是描绘了根据第五示例的布局示例的平面图，图21描绘了像素芯片140的平面布局示例，以及图22描绘了电路芯片150的平面布局示例。
(像素芯片140)
如图21所示，在第五示例中，在类似于根据第一示例的平面布局的布局中，RGB驱动线LD1和公共驱动线LD3连接到每个单位像素110的RGB像素10，并且IR驱动线LD2和公共驱动线LD3连接到IR像素20。即，在第五示例中，公共驱动线LD3被RGB像素10和IR像素20共享。类似于RGB驱动线LD1和IR驱动线LD2，公共驱动线LD3可在行方向上延伸或可在列方向上延伸。此外，RGB驱动线LD1、IR驱动线LD2和公共驱动线LD3可从相同的方向延伸，或者可从不同的方向延伸。
(电路芯片150)
如图22中所示，在第五示例中，像素驱动电路102包括RGB驱动电路160、IR驱动电路170和公共驱动电路200。公共驱动电路200包括：RST驱动单元202，其中使RGB驱动电路160中的RST驱动单元162和IR驱动电路170中的RST驱动单元172共用；以及SEL驱动单元204，其中使RGB驱动电路160中的SEL驱动单元164和IR驱动电路170中的SEL驱动单元174共用。因此，从RGB驱动电路160省略RST驱动单元162和SEL驱动单元164，从IR驱动电路170省略RST驱动单元172和SEL驱动单元174。公共驱动电路200可以对应于，例如，权利要求中的第三驱动单元的示例。
公共驱动电路200的RST驱动单元202经由公共驱动线LD3将复位控制信号提供至RGB像素10的复位晶体管12和IR像素20的复位晶体管22两者。此外，SEL驱动单元204经由公共驱动线LD3将选择控制信号提供给RGB像素10的选择晶体管14和IR像素20的选择晶体管24两者。
如上所述，在第五示例中，使RGB驱动电路160和IR驱动电路170中的一些共用。结果，可以提高RGB像素10的驱动控制和IR像素的驱动控制之间的同时性，并且因此，可以抑制从RGB像素10获得的彩色图像和从IR像素20获得的单色图像(IR图像)之间的时间偏差。
此外，由于使RGB驱动电路160的一部分和IR驱动电路170的一部分共用，因此与单独设置RGB驱动电路160和IR驱动电路170的情况相比，可以减小像素驱动电路102的电路规模。这使得可以减小像素驱动电路102在电路芯片150中的占用面积。
1.11.6第六示例
在第六示例中，类似于第五示例，将描述使RGB像素10的驱动系统的一部分和IR像素20的驱动系统的一部分相同的情况。注意，在第六示例中，例示了第五示例用作基础的情况，但是本发明不限于此，并且其他示例可以用作基础。图23和图24是描述根据第六示例的布局示例的平面图，图23描述像素芯片140的平面布局示例，以及图24描述电路芯片150的平面布局示例。
(像素芯片140)
如图23中所示，根据第六示例的像素芯片140的平面布局可以类似于根据在图21中所示的第五示例的像素芯片140的平面布局示例。然而，在图23中，描述了用于将设置在像素芯片140中的各种元件电连接至电路芯片150侧的元件的连接部141。此外，在图23中，在附图中，RGB驱动线LD1连接至左侧的连接部141，IR驱动线LD2和公共驱动线LD3连接至右侧的连接部141，垂直信号线VSL1连接至下侧的连接部141，并且垂直信号线VSL2连接至上侧的连接部141。
(电路芯片150)
如图24所示，在第六示例中，类似于第五示例，像素驱动电路102包括RGB驱动电路160、IR驱动电路170和公共驱动电路200，信号处理电路103包括RGB信号处理电路181和IR信号处理电路191，并且数据处理单元108包括RGB数据处理单元182和IR数据处理单元192。
在第六示例中，RGB驱动电路160例如被配置在电路芯片150的左侧，与电路芯片150的左端的连接部151连接。另一方面，IR驱动电路170和公共驱动电路200例如布置在电路芯片150的右侧，并且与电路芯片150的右端处连接部151连接。IR驱动电路170和公共驱动电路200以连接部151彼此面对的方式布置。注意，可以交换RGB驱动电路160、IR驱动电路170和公共驱动电路200的位置。
如上所述，在第六示例中，RGB驱动电路160、IR驱动电路170和公共驱动电路200被分离地布置在电路芯片150的左侧和右侧上。根据这种配置，由于至像素芯片140侧上的RGB像素10的连接配置和至IR像素20的连接配置可分散至左边和右边，因此与上述第二示例相似，可降低布线和连接端子的密度。由此，能够抑制布线间的耦合引起的特性劣化。
此外，由于RGB驱动电路160的连接部151、IR驱动电路170的连接部151和公共驱动电路200的连接部151设置在电路芯片150的左端和右端，可以使从RGB驱动电路160和公共驱动电路200到RGB像素10的平均布线长度和从IR驱动电路170和公共驱动电路200到IR像素20的平均布线长度基本上相同，可以进行更精确的控制。
此外，根据第六示例，类似于第五示例，由于使RGB驱动电路160和IR驱动电路170的一部分共用，因此可以提高RGB像素10的驱动控制和IR像素的驱动控制之间的同时性，并且因此，可以抑制从RGB像素10获得的彩色图像和从IR像素20获得的单色图像(IR图像)之间的时间偏差。
此外，由于使RGB驱动电路160的一部分和IR驱动电路170的一部分共用，因此可以减小像素驱动电路102在电路芯片150中的占用面积。
1.11.7第七示例
在第七示例中，类似于第五示例和第六示例，将描述使RGB像素10的驱动系统的一部分和IR像素20的驱动系统的一部分相同的情况。注意，在第七示例中，例示了其中第六示例用作基础的情况，但是本发明不限于此，并且其他示例可以用作基础。图25和图26是描绘了根据第七示例的布局示例的平面图，图25描绘了像素芯片140的平面布局示例，并且图26描绘了电路芯片150的平面布局示例。
(像素芯片140)
如图25所示，在第七示例中，每个单位像素110的RGB像素10连接至垂直信号线VSL1或垂直信号线VSL3，垂直信号线VSL1连接至设置在附图平面中的下端侧上的连接部141，垂直信号线VSL3连接至设置在附图平面中的上端侧上的连接部141。例如，垂直信号线VSL1在列方向上延伸，并且经由设置在像素芯片140下端的连接部141而电路由至电路芯片150侧。另一方面，例如，垂直信号线VSL3在列方向上延伸，并且经由设置在像素芯片140上端处的连接部141而电路由至电路芯片150侧。
可基于例如由每个RGB像素10检测的波长分量(即，分配给每个RGB像素10的滤色器31的类型)来确定RGB像素10连接至垂直信号线VSL1和垂直信号线VSL3中的哪一个。例如，在滤色器31的阵列被配置为拜耳阵列的情况下，检测红色(R)波长分量的RGB像素10和检测蓝色(B)波长分量的RGB像素10可连接至垂直信号线VSL1，并且检测绿色(G)波长分量的RGB像素10可连接至垂直信号线VSL3。然而，连接关系不限于这种连接关系，并且可以进行各种修改，例如，奇数列或奇数行的RGB像素10连接至垂直信号线VSL1，并且偶数列或偶数行中的RGB像素10连接至垂直信号线VSL3，或者像素阵列部101中的下半部中的RGB像素10连接至垂直信号线VSL1，上半部的RGB像素10连接至垂直信号线VSL3。
(电路芯片150)
如图26中所示，在第七示例中，与第六示例相似，像素驱动电路102包括RGB驱动电路160、IR驱动电路170和公共驱动电路200。另一方面，信号处理电路103包括RGB信号处理电路181和公共信号处理电路210。数据处理单元108包括RGB数据处理单元182和IR数据处理单元192。例如，公共信号处理电路210可对应于权利要求中的第二读出部的另一示例。
来自RGB像素10的一部分的像素信号经由垂直信号线VSL3被输入至公共信号处理电路210。此外，来自IR像素20的像素信号也被输入至公共信号处理电路210。公共信号处理电路210根据从垂直信号线VSL3输入的模拟像素信号生成数字彩色图像信号并将数字彩色图像信号输入至RGB数据处理单元182，并且根据从垂直信号线VSL2输入的模拟像素信号生成数字单色图像信号并将数字单色图像信号输入至IR数据处理单元192。
如上所述，在第七示例中，从RGB像素10的读取被分散到RGB信号处理电路181和公共信号处理电路210。其结果是，能够并行地执行多个RGB像素10的读出动作，使得能够提高彩色图像的读取速度。
应注意，在第七示例中，例证了并行化从RGB像素10的读取的情况，但本发明不限于此，并且可并行化从IR像素20的读取。
1.11.8第八示例
在第八示例中，将描述使RGB像素10的读出系统的一部分和IR像素20的读出系统的一部分共用，并且使RGB像素10的驱动系统的一部分和IR像素20的驱动系统的一部分共用的情况。注意，在第八示例中，将例证读出系统的共性是基于第四示例，并且驱动系统的共性是基于第六示例的情况，但是本发明不限于此，并且其他示例可以用作基础。图27和图28是描绘了根据第七示例的布局示例的平面图，图27描绘了像素芯片140的平面布局示例，并且图28描绘了电路芯片150的平面布局示例。
(像素芯片140)
如图27中所示，在根据第七示例的像素芯片140的平面布局中，在类似于根据参考图23所描述的第六示例的平面布局的布局中，RGB驱动线LD1从布置在像素芯片140的左端的连接部141中引出，IR驱动线LD2从布置在上端的连接部141中引出，并且公共驱动线LD3从布置在右端的连接部141中引出。要注意的是，在第七示例中，省略第四示例中的开关电路131，但是如参考图19所述，可为垂直信号线VSL1和VSL2设置开关电路131。
(电路芯片150)
如图28中所述，在第四示例中，RGB驱动电路160布置在电路芯片150的左侧，IR驱动电路170布置在上部中心，公共驱动电路200布置在右侧，并且公共信号处理电路210、RGB数据处理单元182和IR数据处理单元192布置在下部中心。
如上所述，在使RGB像素10和IR像素20的读出系统的一部分共用的配置中，在RGB像素10和IR像素20的驱动系统的一部分进一步共用的情况下，连接至RGB驱动电路160的连接部151、连接至IR驱动电路170的连接部151、连接至公共驱动电路200的连接部151，以及连接到公共信号处理电路210的连接部151可以分散在电路芯片150的四侧。其结果是，能够降低布线和连接端子的密度，能够抑制布线间的耦合等引起的特性劣化。
此外，在第七示例中，类似于第四示例，通过在RGB像素10和IR像素20之间共享公共信号处理电路210，可以减小信号处理电路103在电路芯片150中的占用面积。此外，在第七示例中，与第六示例类似，由于使RGB驱动电路160和IR驱动电路170的一部分共用，因此可以提高RGB像素10的驱动控制和IR像素的驱动控制之间的同时性。因此，可以抑制从RGB像素10获得的彩色图像和从IR像素20获得的单色图像(IR图像)之间的时间偏差。
此外，由于使驱动系统的一部分和读出系统的一部分共用，所以可以减小电路芯片150中的像素驱动电路102和信号处理电路103的占用面积。
1.11.9第九示例
在第九示例中，将描述使RGB像素10的驱动系统和IR像素20的驱动系统共用的情况。应注意，在第九示例中，RGB像素10的读出系统和IR像素20的读出系统可以单独设置。此外，在第九示例中，例示了以第一示例用作基础的情况，但是本发明不限于此，并且其他示例可以用作基础。图29和图30是描述根据第九示例的布局示例的平面图，图29描述了像素芯片140的平面布局示例，并且图30描述了电路芯片150的平面布局示例。
(像素芯片140)
如图29中所述，在根据第九示例的像素芯片140的平面布局中，在类似于根据参考图13描述的第一示例的平面布局的布局中，RGB驱动线LD1和IR驱动线LD2被由RGB像素10和IR像素20共享的公共驱动线LD3代替。
(电路芯片150)
如图30中所示，在第九示例中，像素驱动电路102包括由RGB像素10和IR像素20共享的公共驱动电路200。在本示例中，公共驱动电路200包括：TG驱动单元201，将传输控制信号供应至RGB像素10的传输门11和IR像素20的传输晶体管21；RST驱动单元202，向RGB像素10的复位晶体管12和IR像素20的复位晶体管22提供复位控制信号；SEL驱动单元204，向RGB像素10的选择晶体管14和IR像素20的选择晶体管24提供选择控制信号，以及OFG驱动单元205，将放电控制信号提供至IR像素20的放电晶体管25。
如上所述，在第九示例中，使RGB驱动电路160和IR驱动电路170共用。结果，可以进一步提高RGB像素10的驱动控制和IR像素的驱动控制之间的同时性，并且因此，可以抑制从RGB像素10获得的彩色图像和从IR像素20获得的单色图像(IR图像)之间的时间偏差。
此外，由于使RGB驱动电路160和IR驱动电路170共用，因此与单独设置RGB驱动电路160和IR驱动电路170的情况相比，可以大大减小像素驱动电路102的电路规模。这使得可以进一步减小像素驱动电路102在电路芯片150中的占用面积。
1.11.10第十示例
在第十示例中，例示了连接部141、151在第九示例中例示的平面布局中配置在像素芯片140及电路芯片150上的平面布局。图31和图32是描绘了根据第十示例的布局示例的平面图，图31描述了像素芯片140的平面布局示例，并且图32描述了电路芯片150的平面布局示例。
(像素芯片140)
如图31中所示，在第十示例中，例如，公共驱动线LD3可连接至设置在像素芯片140的左端的连接部141，垂直信号线VSL1可连接至设置在像素芯片140的下端的连接部141，并且垂直信号线VSL2可连接至设置在像素芯片140的上端的连接部。然而，本发明不限于此，并且垂直信号线VSL1和VSL2以及公共驱动线LD3可以在列方向上延伸或者可以在行方向上延伸。此外，垂直信号线VSL1和VSL2以及公共驱动线LD3可从相同的方向延伸，或者可从不同的方向延伸。
(电路芯片150)
如图30中所示，电路芯片150中的连接部151可被设置为对应于像素芯片140中的连接部141的布置。这样的对应关系对于其他示例可以是类似的。
1.11.11第十一示例
在上述第一示例至第十示例中，例示了图像传感器100是通过接合像素芯片140和电路芯片150而形成的两层堆叠芯片的情况。然而，图像传感器100的层叠结构不限于两层，并且可以是一层或三层或更多层。因此，在第十一示例中，将描述图像传感器100是三层堆叠芯片的情况。注意，在第十一示例中，例示了使用第十示例作为基础的情况，但是本发明不限于此，并且其他示例可以用作基础。图33和图35是描绘了根据第十一示例的布局示例的平面图，图33描绘了上层像素芯片140A的平面布局示例，图34描绘了下层像素芯片140B的平面布局示例，并且图35描绘了电路芯片150的平面布局示例。
(像素芯片)
如图33和图34所示，在第十一示例中，像素芯片140具有接合设置在光入射表面侧的上层像素芯片140A和设置在电路芯片150侧的下层像素芯片140B的双层结构。
上层像素芯片140A
例如，在上层像素芯片140A中，在每个单位像素110中设置光接收部110A。光接收部110A的阵列可具有类似于像素阵列部101中的单位像素110的阵列的二维格子形状。
例如，光接收部110A可包括在图4中所示的单位像素110的配置中的RGB像素10的光电转换部PD1和传输门11，以及IR像素20的光电转换部PD2和传输晶体管21。即，图33中的RGB像素10A可包括光电转换部PD1和传输门11，并且IR像素20A可包括光电转换部PD2、传输晶体管21和放电晶体管25。
RGB像素10A的传输门11以及IR像素20A的传输晶体管21和放电晶体管25通过设置在上层像素芯片140A的左端处的连接部141A连接至公共驱动线LD3中的驱动线LD3a。
下层像素芯片140B
在下层像素芯片140B中，例如，布置每个单元像素110中的像素电路110B。像素电路110B的阵列可具有类似于像素阵列部101中的单位像素110的阵列的二维格子形状。
像素电路110B可以包括，例如，在图4中描绘的单位像素110的配置中的RGB像素10的复位晶体管12、浮动扩散区域FD1、放大晶体管13和选择晶体管14，以及IR像素20的复位晶体管22、浮动扩散区域FD2、放大晶体管23和选择晶体管24。即，图34中的RGB像素10B可以包括复位晶体管12、浮动扩散区域FD1、放大晶体管13和选择晶体管14，并且IR像素20B可以包括复位晶体管22、浮动扩散区域FD2、放大晶体管23和选择晶体管24。
公共驱动线LD3的驱动线LD3b经由设置在下层像素芯片140B的左端的连接部141B连接到RGB像素10B的复位晶体管12和IR像素20B的复位晶体管22。同样，驱动线LD3b通过连接部141B连接至RGB像素10B的选择晶体管14和IR像素20B的选择晶体管24。
此外，用于分别从RGB像素10和IR像素20中读出像素信号的垂直信号线VSL1和VSL2可以设置在下层像素芯片140B中。例如，用于从RGB像素10读出像素信号的垂直信号线VSL1可以连接至设置在下层像素芯片140B的下端的连接部141B，并且用于从IR像素20读出像素信号的垂直信号线VSL2可以连接至设置在下层像素芯片140B的上端的连接部141B。
(电路芯片150)
例如，根据第十一示例的电路芯片150的平面布局可以类似于第十示例中示例的电路芯片150的平面布局。应注意，从公共驱动电路200延伸的公共驱动线LD3包括驱动线LD3a和LD3b。
如上所述，在第十一示例中，RGB像素10中的光电转换部PD1和传输门11、复位晶体管12、浮动扩散区域FD1、放大晶体管13和选择晶体管14分别布置在上层像素芯片140A和下层像素芯片140B中。因此，由于可以放大上层像素芯片140A中的光电转换部PD1的光接收表面，所以可以放大用于入射光的有效光接收面积以提高光电转换效率(量子效率)，并且可以增加RGB像素10的分辨率。类似地，IR像素20中的光电转换部PD2、传输晶体管21和放电晶体管25以及服务晶体管22、浮动扩散区域FD2、放大晶体管23和选择晶体管24分别设置在上层像素芯片140A和下层像素芯片140B中。因此，可以提高光电转换效率，并且可以提高分辨率。
此外，在本示例中，在像素阵列部101中的所有RGB像素10和IR像素20均由全像素同时驱动方法(所谓的全局快门方法)配置的情况下，构成像素电路110B的晶体管的类型可通过RGB像素10和IR像素20使得一致，并且因此，还可简化公共驱动线LD3的布线布局。
(变形例)
注意，在第十一示例中，例示了像素芯片140整体上具有两层结构以及具有三层结构的情况，但本发明不限于此。例如，除了像素芯片140和电路芯片150之外，还可以具有增加了如图36中所描述的设置帧存储器252的电路芯片250的三层结构。在这种配置中，例如，由RGB数据处理单元182处理的彩色图像数据可经由信号线SL1存储在帧存储器252中，并且由IR数据处理单元192处理的单色图像数据可经由信号线SL2存储在帧存储器252中。
如上所述，通过将帧存储器252结合在图像传感器100中，可以实现能够高速读取的高性能图像传感器。在这种情况下，电路芯片250可以设置在像素芯片140与电路芯片150之间，或者可以设置在像素芯片140的相对侧上，电路芯片150夹在其间。此外，在图像传感器100具有四层或更多层的堆叠结构的情况下，电路芯片150和250可以设置在第二层和后续层中的任何层中。
1.12作用和效果
如上所述，根据第一实施方式，RGB像素10的光电转换部PD1和IR像素20的光电转换部PD2被布置在光入射方向上。因此，可以改善RGB像素10与IR像素20之间相对于入射光的同轴度，并且因此，可以抑制彩色图像与单色图像之间出现的空间偏差。因此，可以提供通过整体处理由不同传感器获取的信息(彩色图像和单色图像)而获得的结果的精度。
此外，在一些示例中，可以同时或基本上同时地从相同单位像素110中的RGB像素10和IR像素20读出像素信号，并且因此，可以抑制从RGB像素10获得的彩色图像和从IR像素20获得的单色图像(IR图像)之间的时间偏差。结果，还可以提高通过整体处理由不同传感器获取的信息(彩色图像和单色图像)而获得的结果的精度。
2.第二实施方式
接下来，将参考附图详细描述第二实施方式。应注意，在以下描述中，引用与上述实施方式的配置相同的配置，并且省略冗余描述。
在上述第一实施方式中，已经描述了一个IR像素20与一个RGB像素10相关联的情况作为示例。另一方面，在第二实施方式中，将作为示例描述多个RGB像素10与一个IR像素20相关联的情况。
2.1像素阵列部的配置示例
首先，将描述根据本实施方式的像素阵列部101的配置示例。应注意，在此，类似于第一实施方式，将描述单位像素310包括用于获取RGB三原色的彩色图像的RGB像素和用于获取红外(IR)光的单色图像的IR像素的情况作为示例。另外，RGB像素10例如按照拜耳阵列布置。
图37是示出了根据本实施方式的像素阵列部的示意性配置示例的示意图。如图37中所示，像素阵列部101具有以下配置：一个IR像素20相对于布置成两行和两列的四个RGB像素10在光入射方向上布置的结构的单位像素310被布置成二维格子形状。即，在本实施方式中，位于与单位像素310的布置方向(平面方向)垂直的方向上的四个RGB像素10的一个IR像素20和透过位于入射光的光路中的上游侧的四个RGB像素10的光被配置为入射在位于四个RGB像素10的下游侧的一个IR像素20上。因此，在本实施方式中，包括四个RGB像素10和IR像素20的拜耳阵列的单位阵列的入射光的光轴彼此一致或基本上一致。
2.2单位像素的电路配置示例
图38是示出根据本实施方式的单位像素的示意性配置示例的电路图。要注意的是，图38基于在根据参照图6的第一实施方式中描述的第二变形例的单位像素110-2，但不限于此，并且可基于单位像素110至110-3中的任一个。
如图38中所述，单位像素310包括多个RGB像素10-1至10-N(在图37中，N是4)和一个IR像素20。如上所述，在一个单位像素310包括多个RGB像素10的情况下，类似于参照图7在第一实施方式中描述的第三变形例，一个像素电路(服务晶体管12、浮动扩散区域FD1、放大晶体管13和选择晶体管14)可以由多个RGB像素10共享(像素共享)。因此，在本实施方式中，多个RGB像素10-1至10-N共享包括复位晶体管12、浮动扩散区域FD1、放大晶体管13和选择晶体管14的像素电路。即，在本实施方式中，多个光电转换部PD1和传输门11连接至公共浮动扩散区域FD1。
2.3单位像素的截面结构示例
图39是示出根据本实施方式的图像传感器的截面结构示例的截面图。应注意，在本说明书中，类似于图37，将描述每个单位像素310包括布置成两行和两列的四个RGB像素10和一个IR像素20的情况作为示例。此外，在以下描述中，类似于图8，将集中于其中形成单位像素310中的光电转换部PD1和PD2的半导体芯片来描述截面结构示例。此外，在以下描述中，引用类似于在第一实施方式中参考图8描述的图像传感器100的截面结构的结构，并且省略冗余描述。
如图39中所示，在本实施方式中，在类似于图8中所示的截面结构的截面结构中，片上透镜51、滤色器31和累积电极37被分成两行和两列的四个(然而，在图39中示出了四个中的两个)，配置四个RGB像素10。应注意，每个单位像素310中的四个RGB像素10可构成拜耳阵列的基本阵列。
2.4平面结构示例
图40是描述根据本实施方式的像素阵列部的每层的平面布局示例的示图，其中(A)描述片上透镜51的平面布局示例，(B)描述滤色器31的平面布局示例，(C)描述累积电极37的平面布局示例，以及(D)描述光电转换部PD2的平面布局示例。注意，在图40中，(A)至(D)描绘了与半导体衬底50的元件形成表面平行的表面的平面布局示例。
如图40的(A)至(D)中所示，在本实施方式中，为一个单位像素310设置四个片上透镜51、四个滤色器31、四个累积电极37以及一个光电转换部PD2。应注意，在本说明书中，一个累积电极37对应于一个RGB像素10，并且一个光电转换部PD2对应于一个IR像素20。
如上所述，在一个单位像素310中，通过沿着入射光的行进方向布置包括四个RGB像素10和一个IR像素20的拜耳阵列的基本阵列，可以提高相对于每个RGB像素10和IR像素20之间的入射光的同轴度，并且因此可以抑制在彩色图像和单色图像之间发生的空间偏差。因此，可以提高通过整体处理由不同传感器获取的信息(彩色图像和单色图像)而获得的结果的精确度。
2.5片上透镜的变形例
在上述第二实施方式中，例示了一个片上透镜51被设置用于一个RGB像素10的情况，但是本发明不限于此，一个片上透镜可被设置用于多个RGB像素10。图41是描述了根据第二实施方式的片上透镜的变形例的像素阵列部的每层的平面布局示例的示图，并且与图40相似，(A)描述了片上透镜51的平面布局示例，(B)描述了滤色器31的平面布局示例，(C)描述了累积电极37的平面布局示例，以及(D)描述了光电转换部PD2的平面布局示例。
在图41所示的片上透镜的变形例中，如(A)所示，多个单位像素310中的一些单位像素310中沿行方向布置的两个片上透镜51被跨在两个RGB像素10上的2×1像素中的一个片上透镜351取代。此外，如图41的(B)中所示，在共享片上透镜351的两个RGB像素10中，设置有选择性地透射相同波长分量的滤色器31。在图41的(B)中所示的示例中，在左上单位像素310中，选择性地透射最初在拜耳阵列中的蓝色(B)波长分量的滤色器31b被选择性地透射绿色(G)波长分量的滤色器31g代替，因此，共享片上透镜351的两个RGB像素10的滤色器31统一为滤色器31g。
注意，对于以这种方式替换滤色器31的RGB像素10，可以根据例如周围像素的像素值对根据拜耳阵列最初检测的波长分量的像素值进行插值。对于该像素插值，可以使用诸如线性插值的各种方法。
此外，在片上透镜的变形例中，例示了使沿行方向布置的两个片上透镜51共用的情况，但是本发明不限于此，并且可以进行各种变形，诸如使沿列方向布置的两个片上透镜51共用的配置或者利用一个片上透镜替换包括在一个单元像素310中的全部四个片上透镜51的配置。在这种情况下，选择性透射相同波长分量的滤色器31可用作共享片上透镜的RGB像素10的滤色器31。
此外，相邻的RGB像素10之间的片上透镜51的共享不限于第二实施方式，并且还可以应用于第一实施方式。
2.6滤色器阵列的变形例
另外，在上述实施方式及其变形例中，拜耳阵列已被例示为滤色器31的滤色器阵列，但是本发明不限于此。例如，可以使用各种滤色器阵列，诸如在X-Trans(注册商标)CMOS传感器中采用的3×3像素滤色器阵列、4×4像素四拜耳阵列(也称为Quadra阵列)、以及白色RGB滤色器与拜耳阵列组合的4×4像素滤色器阵列(也称为白色RGB阵列)。
图42是示出了根据第二实施方式的滤色器阵列的变形例的像素阵列部的每层的平面布局示例的示图，并且类似于图40和图41，(A)示出了片上透镜51的平面布局示例，(B)示出了滤色器31的平面布局示例，(C)示出了累积电极37的平面布局示例，以及(D)示出了光电转换部PD2的平面布局示例。
在图42中描绘的滤色器阵列的变形例中，如在(B)中描绘的，其中2×2像素的拜耳阵列中的每个滤色器31被分成2×2像素的总共4×4像素的Quadra阵列被描绘为滤色器阵列。在这种Quadra阵列中，如图42的(A)中所示，即使在片上透镜51由两个相邻的RGB像素10共用的情况下，因为这些RGB像素10中的滤色器31最初如(B)中所示对准，所以不需要改变滤色器31的阵列，因此，不需要执行像素插值。
2.7作用和效果
如上所述，根据第二实施方式，四个RGB像素10的四个光电转换部PD1和一个IR像素20的一个光电转换部PD2被布置在光入射方向上。即使在这样的配置中，类似于第一实施方式，也可以改善相对于RGB像素10和IR像素20之间的入射光的同轴度，并且因此，可以抑制在彩色图像和单色图像之间发生的空间偏差。因此，可以提高通过整体处理由不同传感器获取的信息(彩色图像和单色图像)而获得的结果的精确度。
此外，类似于第一实施方式，还可以同时或者基本上同时从相同单位像素110中的RGB像素10和IR像素20读出像素信号，并且因此，可以抑制从RGB像素10获得的彩色图像和从IR像素20获得的单色图像(IR图像)之间的时间偏差。结果，还可以提高通过整体处理由不同传感器获取的信息(彩色图像和单色图像)而获得的结果的精确度。
其他结构、作用、效果也可以与上述第一实施方式相同，因此在此省略详细说明。
3.移动体的应用例
根据本公开的技术可以应用于各种产品。例如，根据本公开的技术可以通过安装在任何类型的移动体(诸如汽车、电动车辆、混合动力电动车辆、摩托车、自行车、个人移动体、飞机、无人机、船舶和机器人)上的设备来实现。
图43是示出了作为可应用根据本公开的实施方式的技术的移动体控制系统的示例的车辆控制系统的示意性配置的示例的框图。
车辆控制系统12000包括经由通信网络12001彼此连接的多个电子控制单元。在图43所示的示例中，车辆控制系统12000包括驱动系统控制部12010、车身系统控制部12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040以及综合控制单元12050。另外，作为综合控制单元12050的功能结构，例示了微型计算机12051、声音/图像输出部12052、车载网络接口(I/F)12053。
驱动系统控制单元12010根据各种程序控制与车辆的驱动系统相关的装置的操作。例如，驱动系统控制单元12010用作用于产生车辆的驱动力的驱动力产生装置(诸如内燃机、驱动电机等)、用于将驱动力传递到车轮的驱动力传递机构、用于调节车辆的转向角的转向机构、用于产生车辆的制动力的制动装置等的控制装置。
车身系统控制单元12020根据各种程序来控制设置在车身上的各种装置的操作。例如，车身系统控制单元12020用作用于无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动车窗装置或诸如前照灯、后备灯、制动灯、转向信号、雾灯等的各种灯的控制装置。在这种情况下，从作为按键的替代物的移动装置发送的无线电波或各种开关的信号可以被输入到车身系统控制单元12020。车身系统控制单元12020接收这些输入的无线电波或信号，并且控制车辆的门锁装置、电动车窗装置、灯等。
车外信息检测单元12030检测包含车辆控制系统12000的车外的信息。例如，在车外信息检测单元12030上连接有拍摄部12031。车外信息检测单元12030使拍摄部12031拍摄车外的图像，并接收该拍摄图像。另外，车外信息检测单元12030也可以基于接收到的图像，进行检测人、车辆、障碍物、标志、路面上的文字等对象物的处理、或者检测其距离的处理等。
拍摄部12031是接收光并且输出对应于接收到的光的光量的电信号的光学传感器。拍摄部12031可以输出电信号作为图像，或者可以输出电信号作为关于测量距离的信息。此外，拍摄部12031接收的光可以是可见光，或者可以是诸如红外线等不可见光。
车内信息检测单元12040检测关于车辆内部的信息。车内信息检测单元12040例如与检测驾驶员的状态的驾驶员状态检测部12041连接。驾驶员状态检测部12041例如包括拍摄驾驶员的相机。基于从驾驶员状态检测部12041输入的检测信息，车内信息检测部12040可以计算驾驶员的疲劳度或驾驶员的集中度，或者可以确定驾驶员是否打瞌睡。
微型计算机12051可以基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的关于车辆内部或外部的信息来计算驱动力生成装置、转向机构或制动装置的控制目标值，并且向驱动系统控制单元12010输出控制命令。例如，微型计算机12051可以执行旨在实现高级驾驶员辅助系统(ADAS)的功能的协作控制，该功能包括用于车辆的防碰撞或减震、基于跟随距离的跟随驾驶、维持驾驶的车辆速度、车辆碰撞的警告、车辆与车道的偏离的警告等。
另外，微型计算机12051通过基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的关于车外或车内信息的信息来控制驱动力产生装置、转向机构、制动装置等，可以执行用于自动驾驶的协作控制，这使得车辆不依赖于驾驶员的操作等而自动行驶。
另外，微型计算机12051可以基于由车外信息检测单元12030获得的关于车外的信息，将控制命令输出到车身系统控制单元12020。例如，微型计算机12051可以通过根据由车外信息检测单元12030检测的前方车辆或对面车辆的位置，控制前照灯以从远光改变到近光，来执行旨在防止眩光的协作控制。
声音/图像输出部12052将声音和图像中的至少一个的输出信号发送到输出装置，该输出装置能够视觉地或听觉地将信息通知给车辆的乘员或车辆外部。在图43的示例中，音频扬声器12061、显示部12062和仪表板12063被示出为输出设备。例如，显示部12062可包括板上显示器和平视显示器中的至少一个。
图44是描述拍摄部12031的安装位置的示例的示意图。
在图44中，拍摄部12031包括拍摄部12101、12102、12103、12104和12105。
拍摄部12101、12102、12103、12104和12105例如设置在车辆12100的前鼻、侧视镜、后保险杠和后门上的位置以及车辆内部挡风玻璃的上部的位置上。设置在车辆内部内的前鼻部的拍摄部12101和设置在挡风玻璃的上部的拍摄部12105主要获得车辆12100的前方的图像。设置到侧视镜的拍摄部12102和12103主要获得车辆12100的侧面的图像。设置到后保险杠或后门的拍摄部12104主要获得车辆12100的后部的图像。设置在车辆内部内的挡风玻璃的上部的拍摄部12105主要用于检测前方车辆、行人、障碍物、信号、交通标志、车道等。
顺便提及，图44描述了拍摄部12101至12104的拍摄范围的示例。拍摄范围12111表示设置到前鼻的拍摄部12101的拍摄范围。拍摄范围12112和12113分别表示设置到侧视镜的拍摄部12102和12103的拍摄范围。拍摄范围12114表示设置到后保险杠或后门的拍摄部12104的拍摄范围。例如，通过叠加由拍摄部12101至12104拍摄的图像数据来获得从上方观看的车辆12100的鸟瞰图像。
拍摄部12101至12104中的至少一个可具有获得距离信息的功能。例如，拍摄部12101至12104中的至少一个可以是由多个成像元件构成的立体相机，或者可以是具有用于相位差检测的像素的拍摄元件。
例如，微型计算机12051可以基于从拍摄部12101至12104获得的距离信息确定在拍摄范围12111至12114内到每个三维物体的距离以及该距离的时间变化(相对于车辆12100的相对速度)，由此，得出具体存在于车辆12100的行驶路径上、以与车辆12100大致相同的方向以规定的速度(例如，等于或大于0km/小时)行驶的最近的三维物体作为先前车辆。另外，微型计算机12051可以预先设定跟随距离以保持在先前车辆的前方，并且执行自动制动控制(包括跟随停止控制)、自动加速控制(包括跟随起动控制)等。由此，能够进行不依赖于驾驶员的操作等而使车辆自动行驶的自动驾驶用的协调控制。
例如，微型计算机12051可以基于从拍摄部12101至12104获得的距离信息将与三维物体有关的三维物体数据分类为二轮车、标准车辆、大型车辆、行人、电线杆和其他三维物体的三维物体数据，提取分类的三维物体数据，并且将所提取的三维物体数据用于自动躲避障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物识别为车辆12100的驾驶员可以视觉识别的障碍物和车辆12100的驾驶员难以视觉识别的障碍物。然后，微型计算机12051确定指示与每个障碍物碰撞的风险的碰撞风险。在碰撞风险等于或高于设定值并且因此存在碰撞可能性的情况下，微型计算机12051经由音频扬声器12061或显示部12062向驾驶员输出警告，并且经由驱动系统控制单元12010执行强制减速或躲避转向。微型计算机12051可由此辅助驾驶以避免碰撞。
拍摄部12101至12104中的至少一个可以是检测红外线的红外相机。微型计算机12051例如可以通过确定在拍摄部12101至12104的拍摄图像中是否存在行人来识别行人。行人的这种识别例如通过提取作为红外相机的拍摄部12101至12104的拍摄图像中的特征点的过程以及通过对表示对象的轮廓的一系列特征点执行图案匹配处理来确定是否是行人的过程来执行。当微型计算机12051确定在拍摄部12101到12104的拍摄图像中存在行人并因此识别出行人时，声音/图像输出部12052控制显示部12062，使得用于强调的正方形轮廓线被显示为叠加在识别出的行人上。声音/图像输出部12052还可控制显示部12062，使得在期望位置处显示表示行人的图标等。
上面已经描述了可以应用根据本公开的技术的车辆控制系统的示例。根据本公开的技术可应用于上述配置之中的拍摄部12031。具体地，图44中所示的拍摄部12101、12102、12103、12104、12105等可安装在车辆12100上。通过将根据本公开的技术应用于拍摄部12101、12102、12103、12104、12105等，可以提高通过整体处理由不同传感器获取的信息(例如，彩色图像和单色图像)而获得的结果的精确度。
虽然上面已经描述了本公开的实施方式，但是本公开的技术范围不限于其本身的上述实施方式，并且在不背离本公开的主旨的情况下可以做出各种修改。另外，可以适当地组合不同的实施方式和变形例的部件。
此外，本说明书中描述的实施方式的效果仅是示例并且不受限制，并且可以提供其他效果。
应注意，本技术还可具有以下配置。
(1)
一种固态成像装置，包括：
第一传感器，检测第一波长带的光；以及
第二传感器，检测不同于所述第一波长带的第二波长带的光，其中
所述第一传感器包括检测入射光中的所述第一波长带的光的第一像素，并且
所述第二传感器包括检测所述入射光中的已经透过所述第一像素的所述第二波长带的光的第二像素。
(2)
根据(1)的固态成像装置，其中
所述第一像素包括光电转换所述第一波长带的光的第一光电转换部，
所述第二像素包括光电转换所述第二波长带的光的第二光电转换部，并且
所述第二光电转换部被布置在所述第一光电转换部的与所述第一波长带的光入射表面相对的表面侧上。
(3)
根据(2)的固态成像装置，包括：
第一芯片，包括所述第一像素和所述第二像素；以及
第二芯片，包括驱动单元和读出部，所述驱动单元驱动所述第一像素和所述第二像素，所述读出部从所述第一像素和所述第二像素读出像素信号，其中，
所述第一芯片和所述第二芯片是通过彼此接合而配置的堆叠芯片。
(4)
根据(3)的固态成像装置，其中
所述第一芯片是通过接合包括所述第一光电转换部和所述第二光电转换部的第三芯片和包括连接至所述第一光电转换部的第一像素电路和连接至所述第二光电转换部的第二像素电路的第四芯片而配置的堆叠芯片。
(5)
根据(3)或(4)的固态成像装置，其中
所述驱动单元包括：
第一驱动单元，向第一像素提供控制信号，以及
第二驱动单元，向第二像素提供控制信号，以及
所述读出部包括：
第一读出部，读出由所述第一像素生成的所述第一像素信号，以及
第二读出部，读出由所述第二像素生成的所述第二像素信号。
(6)
根据(5)的固态成像装置，其中
所述第一驱动单元和所述第二驱动单元设置在所述第二芯片中的相邻区域中，并且
所述第一读出部和所述第二读出部被布置在所述第二芯片中的相邻区域中。
(7)
根据(5)的固态成像装置，其中
所述第一读出部和所述第二读出部被布置在靠近所述第二芯片的中心的相邻区域中，并且
所述第一驱动单元和所述第二驱动单元分开设置在所述第二芯片中的夹着设置所述第一读出部和所述第二读出部的区域的两个区域中。
(8)
根据(5)的固态成像装置，其中
所述驱动单元进一步包括第三驱动单元，所述第三驱动单元将公共控制信号供应至所述第一像素和所述第二像素。
(9)
根据(8)的固态成像装置，其中
所述第一驱动单元、所述第二驱动单元和所述第三驱动单元设置在所述第二芯片中的相邻区域中，并且
所述第一读出部和所述第二读出部被布置在所述第二芯片中的相邻区域中。
(10)
根据(8)的固态成像装置，其中
所述第一驱动单元至所述第三驱动单元中的两个驱动单元设置在所述第二芯片中的相邻区域中，
所述第一读出部和所述第二读出部被布置在所述第二芯片中的相邻并且与设置所述第一驱动单元至所述第三驱动单元中的两个的区域相邻的区域中，并且
所述第一驱动单元至所述第三驱动单元的其余一个驱动单元设置在所述第二芯片中的夹着所述第一读出部和所述第二读出部被布置的区域与布置所述第一驱动单元至所述第三驱动单元中的两个驱动单元的区域相对的区域中。
(11)
根据(3)或(4)的固态成像装置，其中
所述驱动单元向所述第一像素和所述第二像素提供公共控制信号，并且
所述读出部包括：
第一读出部，读出由所述第一像素生成的第一像素信号，以及
第二读出部，读出由所述第二像素生成的第二像素信号。
(12)
根据(3)或(4)的固态成像装置，其中
所述驱动单元包括：
第一驱动单元，向第一像素提供控制信号，以及
第二驱动单元，向第二像素提供控制信号，以及
所述读出部读出由所述第一像素生成的第一像素信号和由所述第二像素生成的第二像素信号。
(13)
根据(12)的固态成像装置，其中
所述读出部被布置在靠近所述第二芯片的中心的相邻区域中，并且
所述第一驱动单元和所述第二驱动单元分开设置在所述第二芯片中的夹着所述读出部被设置的区域的两个区域中。
(14)
根据(3)或(4)的固态成像装置，其中
所述驱动单元包括：
第一驱动单元，向第一像素提供控制信号，
第二驱动单元，向第二像素提供控制信号，以及
第三驱动单元，将公共控制信号供应至所述第一像素和所述第二像素，以及
所述读出部包括：
第一读出部，读出由多个所述第一像素中的一部分生成的第一像素信号，以及
第二读出部，读出由所述多个第一像素中的剩余的第一像素生成的第一像素信号和由所述第二像素生成的第二像素信号。
(15)
根据(14)的固态成像装置，其中
所述多个第一像素的一部分经由所述第一芯片中在第三方向上延伸的第一信号线连接到所述第一读出部，并且其余部分经由在与所述第三方向相反的第四方向上延伸的第二信号线连接到所述第二读出部。
(16)
根据(3)或(4)的固态成像装置，其中
所述驱动单元包括：
第一驱动单元，向第一像素提供控制信号，
第二驱动单元，向第二像素提供控制信号，以及
第三驱动单元，将公共控制信号供应至所述第一像素和所述第二像素，以及
所述读出部读取由所述第一像素生成的第一像素信号和由所述第二像素生成的第二像素信号。
(17)
根据(3)至(16)中任一项的固态成像装置，其中
将从所述驱动单元输出的控制信号供应至所述第一像素的第一驱动线在所述第一芯片中在第一方向上延伸；并且
将从所述驱动单元输出的控制信号供应至所述第二像素的第二驱动线，在所述第一芯片中在与所述第一方向正交的第二方向上延伸。
(18)
根据(1)至(17)中任一项的固态成像装置，其中
所述第一传感器对应所述第二传感器中的一个第二像素包括多个所述第一像素。
(19)
根据(3)或(4)的固态成像装置，进一步包括：
第五芯片，包括保持从所述读出部输出的数据的帧存储器，其中，
所述第五芯片接合在所述第一芯片与所述第二芯片之间或者接合在夹着所述第二芯片在与所述第一芯片相对的一侧。
(20)
一种电子设备，包括：
(1)至(19)中任一项的固态成像装置；以及
处理器，处理由所述第一传感器获取并且从所述固态成像装置输出的第一图像数据以及由所述第二传感器获取并且从所述固态成像装置输出的第二图像数据。
参考标号列表
1 电子设备；2 成像透镜
3 存储部；4 处理器
10、10-1至10-N、10A、10B RGB像素；11  传输门
12、22 复位晶体管；13、23放大晶体管
14、24 选择晶体管；20、20-1至20-N、20A、20B IR像素
25 放电晶体管；31、31r、31g、31b 滤色器
32 密封膜；33 透明电极
34 光电转换膜；35 半导体层
36 读出电极；37 累积电极
41 IR滤波器；42 p-阱区域
43 p-型半导体区域；44 n-型半导体区域
45 纵向晶体管；50 半导体衬底
51、351 片上透镜；52 平坦化膜
53 绝缘层；54 像素隔离部
55 固定电荷膜；56 层间绝缘膜
61 至68布线；100 固态成像装置(图像传感器)
101 像素阵列部；102 像素驱动电路
103 信号处理电路；103A AD转换电路
104 列驱动电路；105 系统控制单元
108 数据处理单元；109 数据存储部
110、110-1至110-3、310 单位像素；110A 光接收部
110B 像素电路；131、132、133 开关电路
140 像素芯片；141、141A、141B、151、251 连接部
150、250 电路芯片；160RGB驱动电路
161、171、201 TG驱动单元；162、172、202 RST驱动单元
164、174、204 SEL驱动单元；170 IR驱动电路
175、205 OFG驱动单元；181 RGB信号处理电路
182 RGB数据处理单元；191 IR信号处理电路
192 IR数据处理单元；200 公共驱动电路
252 帧存储器；210 公共信号处理电路
FD1，FD2 浮动扩散区域；LD 像素驱动线
LD1 RGB驱动线；LD2 IR驱动线
LD3 公共驱动线；LD3a、LD3b 驱动线
PD1、PD2 光电转换部；SL1、SL2 信号线
VSL、VSL1、VSL2、VSL3 垂直信号线。

Claims (20)

1.一种固态成像装置，包括：
第一传感器，检测第一波长带的光；以及
第二传感器，检测不同于所述第一波长带的第二波长带的光，其中
所述第一传感器包括检测入射光中的所述第一波长带的光的第一像素，并且
所述第二传感器包括检测所述入射光中的已经透过所述第一像素的所述第二波长带的光的第二像素。
2.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中
所述第一像素包括光电转换所述第一波长带的光的第一光电转换部，
所述第二像素包括光电转换所述第二波长带的光的第二光电转换部，并且
所述第二光电转换部被布置在所述第一光电转换部的与所述第一波长带的光入射表面相对的表面侧上。
3.根据权利要求2所述的固态成像装置，包括：
第一芯片，包括所述第一像素和所述第二像素；以及
第二芯片，包括驱动单元和读出部，所述驱动单元驱动所述第一像素和所述第二像素，所述读出部从所述第一像素和所述第二像素读出像素信号，其中，
所述第一芯片和所述第二芯片是通过彼此接合而配置的堆叠芯片。
4.根据权利要求3所述的固态成像装置，其中
所述第一芯片是通过接合包括所述第一光电转换部和所述第二光电转换部的第三芯片和包括连接至所述第一光电转换部的第一像素电路和连接至所述第二光电转换部的第二像素电路的第四芯片而配置的堆叠芯片。
5.根据权利要求3所述的固态成像装置，其中
所述驱动单元包括：
第一驱动单元，向所述第一像素提供控制信号，以及
第二驱动单元，向所述第二像素提供控制信号，以及
所述读出部包括：
第一读出部，读出由所述第一像素生成的第一像素信号，以及
第二读出部，读出由所述第二像素生成的第二像素信号。
6.根据权利要求5所述的固态成像装置，其中
所述第一驱动单元和所述第二驱动单元布置在所述第二芯片中的相邻区域中，并且
所述第一读出部和所述第二读出部布置在所述第二芯片中的相邻区域中。
7.根据权利要求5所述的固态成像装置，其中
所述第一读出部和所述第二读出部布置在靠近所述第二芯片的中心的相邻区域中，并且
所述第一驱动单元和所述第二驱动单元分开设置在所述第二芯片中的夹着设置所述第一读出部和所述第二读出部的区域的两个区域中。
8.根据权利要求5所述的固态成像装置，其中
所述驱动单元进一步包括第三驱动单元，所述第三驱动单元将公共控制信号提供至所述第一像素和所述第二像素。
9.根据权利要求8所述的固态成像装置，其中
所述第一驱动单元、所述第二驱动单元和所述第三驱动单元布置在所述第二芯片中的相邻区域中，并且
所述第一读出部和所述第二读出部布置在所述第二芯片中的相邻区域中。
10.根据权利要求8所述的固态成像装置，其中
所述第一驱动单元至所述第三驱动单元中的两个驱动单元布置在所述第二芯片中的相邻区域中，
所述第一读出部和所述第二读出部布置在所述第二芯片中的相邻并且与布置所述第一驱动单元至所述第三驱动单元中的两个驱动单元的所述区域相邻的所述区域中，并且
所述第一驱动单元至所述第三驱动单元的剩余一个驱动单元设置在所述第二芯片中的夹着布置所述第一读出部和所述第二读出部的区域与布置所述第一驱动单元至所述第三驱动单元中的两个驱动单元的区域相对的区域中。
11.根据权利要求3所述的固态成像装置，其中
所述驱动单元向所述第一像素和所述第二像素提供公共控制信号，并且
所述读出部包括：
第一读出部，读出由所述第一像素生成的第一像素信号，以及
第二读出部，读出由所述第二像素生成的第二像素信号。
12.根据权利要求3所述的固态成像装置，其中
所述驱动单元包括：
第一驱动单元，向所述第一像素提供控制信号，以及
第二驱动单元，向所述第二像素提供控制信号，以及
所述读出部读出由所述第一像素生成的第一像素信号和由所述第二像素生成的第二像素信号。
13.根据权利要求12所述的固态成像装置，其中
所述读出部被布置在靠近所述第二芯片的中心的相邻区域中，并且
所述第一驱动单元和所述第二驱动单元分开布置在所述第二芯片中的夹着布置所述读出部的区域的两个区域中。
14.根据权利要求3所述的固态成像装置，其中
所述驱动单元包括：
第一驱动单元，向所述第一像素提供控制信号，
第二驱动单元，向所述第二像素提供控制信号，以及
第三驱动单元，将公共控制信号提供至所述第一像素和所述第二像素，以及
所述读出部包括：
第一读出部，读出由多个所述第一像素中的一部分生成的第一像素信号，以及
第二读出部，读出由多个所述第一像素中的剩余的第一像素生成的第一像素信号和由所述第二像素生成的第二像素信号。
15.根据权利要求14所述的固态成像装置，其中
多个所述第一像素的一部分经由所述第一芯片中在第三方向上延伸的第一信号线连接到所述第一读出部，并且剩余经由在与所述第三方向相反的第四方向上延伸的第二信号线连接到所述第二读出部。
16.根据权利要求3所述的固态成像装置，其中
所述驱动单元包括：
第一驱动单元，向所述第一像素提供控制信号，
第二驱动单元，向所述第二像素提供控制信号，以及
第三驱动单元，将公共控制信号供应至所述第一像素和所述第二像素，以及
所述读出部读取由所述第一像素生成的第一像素信号和由所述第二像素生成的第二像素信号。
17.根据权利要求3所述的固态成像装置，其中
第一驱动线，在所述第一芯片中在第一方向上延伸，将从所述驱动单元输出的控制信号提供至所述第一像素；并且
第二驱动线，在所述第一芯片中在与所述第一方向正交的第二方向上延伸，将从所述驱动单元输出的控制信号供应至所述第二像素。
18.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中
所述第一传感器对应所述第二传感器中的一个第二像素包括多个所述第一像素。
19.根据权利要求3所述的固态成像装置，进一步包括：
第五芯片，包括保持从所述读出部输出的数据的帧存储器，其中，
所述第五芯片接合在所述第一芯片与所述第二芯片之间或者接合在夹着所述第二芯片的与所述第一芯片相对的一侧。
20.一种电子设备，包括：
权利要求1所述的固态成像装置；以及
处理器，处理由所述第一传感器获取并且从所述固态成像装置输出的第一图像数据以及由所述第二传感器获取并且从所述固态成像装置输出的第二图像数据。
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Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5791571B2 (ja) 2011-08-02 2015-10-07 キヤノン株式会社 撮像素子及び撮像装置
JP2013070030A (ja) * 2011-09-06 2013-04-18 Sony Corp 撮像素子、電子機器、並びに、情報処理装置
JP5556823B2 (ja) * 2012-01-13 2014-07-23 株式会社ニコン 固体撮像装置および電子カメラ
EP2833619B1 (en) * 2012-03-30 2023-06-07 Nikon Corporation Image pickup element and image pickup device
JP6469996B2 (ja) 2014-09-09 2019-02-13 オリンパス株式会社 撮像素子および内視鏡装置
JP2016058532A (ja) 2014-09-09 2016-04-21 ソニー株式会社 固体撮像素子、並びに、電子機器
US11153515B2 (en) * 2015-04-24 2021-10-19 Sony Corporation Solid state image sensor comprising stacked substrates, semiconductor device, and electronic device
WO2018008062A1 (ja) * 2016-07-04 2018-01-11 オリンパス株式会社 蛍光観察装置および蛍光観察内視鏡装置
JP2018037479A (ja) 2016-08-30 2018-03-08 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像素子、および電子装置
JP6746476B2 (ja) 2016-11-24 2020-08-26 キヤノン株式会社 撮像装置、撮像システム、および、移動体
CN108389870A (zh) 2017-02-03 2018-08-10 松下知识产权经营株式会社 摄像装置
WO2019130702A1 (ja) 2017-12-27 2019-07-04 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置
DE112019002526T5 (de) 2018-05-18 2021-04-08 Sony Semiconductor Solutions Corporation Bildgebungselement, elektronische einrichtung und verfahren zum ansteuern eines bildgebungselements
TWI846699B (zh) 2018-06-15 2024-07-01 日商索尼股份有限公司 固體攝像元件、固體攝像裝置、電子機器及固體攝像元件之製造方法
JP7240833B2 (ja) 2018-08-01 2023-03-16 日本放送協会 撮像素子
TW202429702A (zh) 2018-10-17 2024-07-16 日商索尼半導體解決方案公司 攝像元件及電子機器
KR20220010891A (ko) * 2020-07-20 2022-01-27 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 전자 장치

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