CN118120061A

CN118120061A - 摄像装置

Info

Publication number: CN118120061A
Application number: CN202280070323.0A
Authority: CN
Inventors: 中本悠太
Original assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Current assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority date: 2021-10-27
Filing date: 2022-09-15
Publication date: 2024-05-31
Also published as: WO2023074177A1

Abstract

本发明包括：像素分隔部，其由在第一方向和第二方向上在像素之间延伸并且从半导体基板的第一表面朝向其第二表面延伸的绝缘膜制成；多个像素晶体管，其设置在所述第二表面上，并且构成读出电路，所述读出电路输出基于从沿所述第一方向布置的多个光接收像素中的各者输出的电荷的像素信号，以在平面图中叠加在沿所述第一方向延伸的所述像素分隔部上；以及元件分隔部，其由埋入在所述第二表面中形成的绝缘膜制成，所述元件分隔部将所述多个像素晶体管和所述多个光接收单元电气隔离，并且在所述第一方向上沿着布置在所述第一方向上的所述多个像素晶体管延伸，并且在平面图中在所述第一方向和所述第二方向上延伸的所述像素分隔部的交叉点的至少一部分处被切分。

Description

摄像装置

技术领域

本发明涉及一种拍摄被摄体的图像的摄像装置。

背景技术

例如，专利文献1公开了一种半导体装置，其中，在构成STI的沟槽部的内周形成有热氧化物膜，并且其内部填充有作为填料的多晶硅膜。

引用文献列表

专利文献

专利文献1：日本待审查专利申请第2006-59842号公报

发明内容

在摄像装置中，期望所拍摄图像的图像质量得以提高。

期望提供一种能够提高拍摄图像的图像质量的摄像装置。

根据本发明实施方案的摄像装置包括：半导体基板，其具有彼此相反的第一表面和第二表面并且包括多个光接收部，所述多个光接收部包括在第一方向和与所述第一方向相交的第二方向上布置成二维阵列的多个光接收像素，所述多个光接收部通过光电转换生成与各个所述光接收像素的接收到的光量相对应的电荷；像素分隔部，其包括绝缘膜并且在彼此相邻的所述光接收像素之间在所述第一方向和所述第二方向上延伸以包围所述多个光接收像素中的各者，所述像素分隔部从所述第一表面朝向所述第二表面延伸；多个像素晶体管，其设置在所述第二表面一侧，并且以在平面图中与在所述第一方向上延伸的所述像素分隔部重叠的方式在所述第一方向上布置，所述多个像素晶体管构成读出电路，所述读出电路基于从所述多个光接收像素中的各者输出的所述电荷输出像素信号；和元件分隔部，其包括形成为埋入在所述第二表面一侧的绝缘膜，并且所述元件分隔部在所述第一方向上沿着布置在所述第一方向上的所述多个像素晶体管延伸，所述元件分隔部在平面图中在沿着所述第一方向和所述第二方向延伸的所述像素分隔部的交叉点的至少一部分处被切分，所述元件分隔部将所述多个像素晶体管和所述多个光接收部彼此电气分离。

在根据本发明实施方案的摄像装置中，包括绝缘膜的所述像素分隔部被设置为在彼此相邻的所述光接收像素之间在所述第一方向和所述第二方向上延伸以包围所述多个光接收像素中的各者，并且从所述半导体基板的所述第一表面延伸至所述第二表面。在所述半导体基板的所述第二表面上，在第一方向上布置的所述多个像素晶体管和包括绝缘膜的所述元件分隔部设置为在平面图中与在第一方向上延伸的所述像素分隔部重叠。所述元件分隔部将所述多个像素晶体管与分别设置在所述多个光接收像素中的所述多个光接收部彼此电气分离。所述元件分隔部在所述第一方向上沿着布置在所述第一方向上的所述多个像素晶体管延伸，并且在平面图中在所述第一方向和所述第二方向上延伸的所述像素分隔部的交叉点的至少一部分处被切分。这减少了施加至所述半导体基板的内部的应力。

附图说明

图1是示出了根据本发明实施方案的摄像装置的构造示例的框图。

图2是示出了图1所示的像素阵列的构造示例的说明图。

图3是图2所示的光接收像素的横截面构造的示例的示意图。

图4是示出了图2所示的像素块(pixel block)的构造示例的电路图。

图5是示出了图2所示的另一像素块的构造示例的电路图。

图6是示出了图2所示的像素块的像素晶体管的平面布置的示例的说明图。

图7A是对应于图6所示的II-II'线的光接收像素的横截面构造的示例的示意图。

图7B是对应于图6所示的III-III'线的光接收像素的横截面构造的示例的示意图。

图8A是示出了在添加晶体管FDG作为像素晶体管时像素块的构造示例的电路图。

图8B是示出了在添加晶体管FDG作为像素晶体管时像素块的构造的另一示例的电路图。

图8C是示出了在添加晶体管FDG作为像素晶体管时另一像素块的构造示例的电路图。

图8D是示出了在添加晶体管FDG作为像素晶体管时另一像素块的构造的另一示例的电路图。

图8E是示出了在添加晶体管FDG作为像素晶体管时像素晶体管的平面布置的示例的说明图。

图9是示出了图1所示的读出部的构造示例的框图。

图10是示出了图1所示的图像信号的构造示例的说明图。

图11是示出了图1所示的摄像装置的有效像素的数量的示例的说明图。

图12是示出了图1所示的摄像装置的多个摄像模式的操作示例的说明图。

图13是示出了图1所示的摄像装置的操作示例的说明图。

图14是示出了图1所示的摄像装置的读出操作的示例的时序波形图。

图15是示出了图1所示的摄像装置的操作示例的另一说明图。

图16是示出了图1所示的摄像装置的操作示例的另一说明图。

图17是示出了图1所示的摄像装置的操作示例的另一说明图。

图18是示出了图1所示的摄像装置的操作示例的另一说明图。

图19是示出了图1所示的摄像装置的再马赛克处理(remosaic processing)的示例的说明图。

图20A是示出了图19所示的再马赛克处理的示例的说明图。

图20B是示出了图19所示的再马赛克处理的示例的另一说明图。

图20C是示出了图19所示的再马赛克处理的示例的另一说明图。

图21是示出了根据本发明的变形例的摄像装置的平面构造的示例的说明图。

图22是示出了根据本发明的变形例的摄像装置的平面构造的另一示例的说明图。

图23是示出了根据本发明的变形例的摄像装置的平面构造的另一示例的说明图。

图24是示出了根据本发明的变形例的摄像装置的平面构造的另一示例的说明图。

图25是示出了摄像装置的使用示例的说明图。

图26是示出了车辆控制系统的示意性构造的示例的框图。

图27是辅助说明车外信息检测部和摄像部的安装位置的示例的图。

具体实施方式

在下文中，参照附图对本发明的实施方案进行详细说明。需要注意的是，按照以下顺序进行说明。

1.实施方案

2.变形例

3.摄像装置的使用示例

4.移动体的实际应用示例

<1.实施方案>

[构造示例]

图1示出了根据本发明实施方案的摄像装置(摄像装置1)的构造示例。摄像装置1包括像素阵列11、驱动部12、基准信号生成部13、读出部20、信号处理部15和摄像控制部18。

像素阵列11包括布置成二维阵列的多个光接收像素P。光接收像素P构造为生成信号SIG，信号SIG包括与接收到的光量相对应的像素电压Vpix。

图2示出了像素阵列11中光接收像素P的布置示例。图3示出了像素阵列11的轮廓的横截面结构的示例。需要注意的是，图3示出了对应于图6所示的I-I'线的横截面。像素阵列11包括多个像素块100和多个透镜101。

多个像素块100包括像素块100R、100Gr、100Gb和100B。在像素阵列11中，在四个像素块100(像素块100R、100Gr、100Gb和100B)的最小重复单元(单元U)中布置有多个光接收像素P。

例如，像素块100R包括八个例如包括红色(R)的滤色器131的光接收像素P(光接收像素PR)。例如，像素块100Gr包括十个例如包括绿色(G)的滤色器131的光接收像素P(光接收像素PGr)。例如，像素块100Gb包括10个例如包括绿色(G)的滤色器131的光接收像素P(光接收像素PGb)。例如，像素块100B包括八个例如包括蓝色(B)的滤色器131的光接收像素P(光接收像素PB)。在图2中，用填充图案来表示滤色器之间的颜色差。像素块100R中光接收像素PR的布置图案和像素块100B中光接收像素PB的布置图案彼此相同。像素块100Gr中光接收像素PGr的布置图案和像素块100Gb中光接收像素PGb的布置图案彼此相同。

在单元U中，例如，像素块100R、100Gr、100Gb和100B布置成两行×两列。具体地，具有相同布置图案的像素块100R和像素块100B以及具有相同布置图案的像素块100Gr和像素块100Gb分别布置在彼此相交的对角线上。作为示例，像素块100Gr布置在左上部，像素块100R布置在右上部，像素块100B布置在左下部，并且像素块100Gb布置在右下部。以这种方式，像素块100R、100Gr、100Gb和100B以像素块100为单位布置成所谓的拜耳布置。

这里，光接收像素P对应于本发明的“光接收像素”的具体示例。像素对90A对应于本发明的“像素对”的具体示例。像素块100对应于本发明的“像素块”的具体示例。例如，像素块100Gr和像素块100Gb各自对应于本发明的“第一像素块”的具体示例。例如，像素块100R和像素块100B各自对应于本发明的“第二像素块”的具体示例。

如图3所示，像素阵列11例如包括半导体基板111、光接收部112、像素分隔部113、多层配线层121、滤色器131和遮光部132。

半导体基板111是用于形成摄像装置1的支撑基板。半导体基板111例如是具有彼此相反的一对表面(正面111S1和背面111S2)的P型半导体基板。光接收部112是形成为埋入在半导体基板111的基板中的与多个光接收像素P中的各者相对应的位置处的半导体区域，在该区域中通过掺杂N型杂质来形成光电二极管(PD)。像素分隔部113在彼此相邻的光接收像素P之间在X轴方向和Y轴方向上延伸以包围多个光接收像素P中的各者，并且从背面111S2朝着正面111S1延伸且其端部在半导体基板111内。换言之，像素分隔部113在半导体基板111的基板内设置于在X-Y平面中彼此相邻的多个光接收像素P之间的边界处，并且例如是使用诸如氧化物膜等绝缘材料构造的DTI(深沟槽隔离)。像素分隔部113例如在像素阵列11的整个表面上设置成网格图案。

多层配线层121设置在半导体基板111的正面111S1上，正面111S1是与像素阵列11的光入射侧S相反的表面。多层配线层121包括例如多个配线层122至127和层间绝缘层128。从半导体基板111的背面111S2的一侧按顺序设置多个配线层122至127。多个配线层122至127例如包括设置在半导体基板111的正面111S1上的多个晶体管和诸如稍后将述的控制线TRGL等多条配线，以将驱动部12和读出部20彼此连接。

滤色器131设置在半导体基板111的背面111S2上，背面111S2是像素阵列11的光入射侧S。遮光部132设置在半导体基板111的背面111S2上，以包围在X轴方向上彼此相邻的两个光接收像素P(在下文中，也称为像素对90A)。

多个透镜101分别是所谓的片上透镜，并且在像素阵列11的光入射侧S设置在滤色器131上。透镜101设置在沿X轴方向彼此相邻的两个光接收像素P(像素对90A)之上。在像素块100R的八个光接收像素P上设置有四个透镜101。在像素块100Gr的十个光接收像素P上设置有五个透镜101。在像素块100Gb的十个光接收像素P上设置有五个透镜101。在像素块100B的八个光接收像素P上设置有四个透镜101。透镜101在X轴方向和Y轴方向上并排设置。在Y轴方向上并排的透镜101布置为在X轴方向上彼此偏移一个光接收像素P。换言之，在Y轴上并排的像素对90A布置为沿着X轴方向彼此偏移一个光接收像素P。

该构造使得图像在与一个透镜101相对应的像素对90A中的两个光接收像素P中彼此偏移。摄像装置1基于由多个像素对90A检测到的所谓的图像平面相位差来生成相位差数据DF。例如，安装有摄像装置1的相机基于相位差数据DF确定离焦量，并且基于该离焦量移动摄像透镜的位置。相机能够以这种方式实现自动对焦。

图4示出了像素块100Gr的构造示例。图5示出了像素块100R的构造示例。

像素阵列11包括多条控制线TRGL、多条控制线RSTL、多条控制线SELL和多条信号线VSL。例如，控制线TRGL在X轴方向上延伸(例如，参照图16至图18)，并且各自的一端连接至驱动部12。驱动部12将控制信号STRG供给至控制线TRGL。例如，控制线RSTL在X轴方向上延伸(例如，参照图16)，并且各自的一端连接至驱动部12。驱动部12将控制信号SRST供给至控制线RSTL。例如，控制线SELL在X轴方向上延伸(例如，参照图16)，并且各自的一端连接至驱动部12。驱动部12将控制信号SSEL提供给控制线SELL。例如，信号线VSL在Y轴方向上延伸(例如，参照图19)，并且各自的一端连接至读出部20。信号线VSL将由光接收像素P生成的信号SIG传输至读出部20。

例如，像素块100Gr(图4)包括十个光电二极管、十个晶体管TRG、五个浮动扩散层(FD)以及各自作为像素晶体管的一个晶体管RST、一个晶体管AMP和一个晶体管SEL。十个光电二极管和十个晶体管TRG各自分别对应于包括在像素块100Gr中的十个光接收像素PGr。针对各个像素对90A逐个地布置五个浮动扩散层。换言之，五个浮动扩散层中的各者被构成像素对90A并且在X轴方向上彼此相邻的两个光接收像素P共用。在该示例中，晶体管TRG、RST、AMP和SEL分别是N型MOS(金属氧化物半导体)晶体管。五个浮动扩散层和晶体管TRG、RST、AMP和SEL分别设置在半导体基板111的正面111S1上。

光电二极管是生成与接收到的光量相对应的量的电荷并且累积所生成的电荷的光电转换元件。光电二极管的阳极接地并且阴极连接至晶体管TRG的源极。

晶体管TRG将光电二极管生成的电荷传输至浮动扩散层。晶体管TRG的栅极连接至控制线TRGL，源极连接至光电二极管的阴极，并且漏极连接至浮动扩散层。十个晶体管TRG的栅极连接至十条控制线TRGL中的相应的不同的控制线TRGL(在该示例中，控制线TRGL1至TRGL6以及TRGL9至TRGL12)。

浮动扩散层构造为累积经由晶体管TRG从光电二极管传输的电荷。例如，使用形成在半导体基板的正面上的扩散层来构造浮动扩散层。

晶体管RST的栅极连接至控制线RSTL，漏极被供给电源电压VDD并且源极连接至浮动扩散层。

晶体管AMP的栅极连接至浮动扩散层，漏极被供给电源电压VDD并且源极连接至晶体管SEL的漏极。

晶体管SEL的栅极连接至控制线SELL，漏极连接至晶体管AMP并且源极连接至信号线VSL。

利用该构造，在光接收像素P中，例如，通过基于控制信号STRG和SRST使晶体管TRG和RST各自进入导通状态，将累积在光电二极管中的电荷排出。然后，通过使晶体管TRG和RST各自进入截止状态来开始曝光时段T，并且因此在光电二极管中累积与接收到的光量相对应的量的电荷。然后，在曝光时段T结束之后，光接收像素P将包括复位电压Vreset和像素电压Vpix的信号SIG输出至信号线VSL。具体地，首先，通过基于控制信号SSEL使晶体管SEL进入导通状态，将光接收像素P电连接至信号线VSL。晶体管AMP由此连接至读出部20的恒定电流源21(稍后说明)，从而作为所谓的源极跟随器操作。然后，如下文将说明地，在通过使晶体管RST进入导通状态来复位浮动扩散层的电压之后的P相(Pre-Charge相)时段TP期间，光接收像素P输出与当时的浮动扩散层电压相对应的电压作为复位电压Vreset。此外，在通过使晶体管TRG进入导通状态将电荷从光电二极管传输至浮动扩散层之后的D相(Data相)时段TD期间，光接收像素P输出与当时的浮动扩散层的电压相对应的电压作为像素电压Vpix。像素电压Vpix与复位电压Vreset之间的差电压对应于曝光时段T期间光接收像素P的接收到的光量。以这种方式，光接收像素P将包括复位电压Vreset和像素电压Vpix的信号SIG输出至信号线VSL。

像素块100R(图5)包括八个光电二极管、八个晶体管TRG、四个浮动扩散层以及均作为像素晶体管一个晶体管RST、一个晶体管AMP和一个晶体管SEL。八个光电二极管和八个晶体管TRG分别相应地对应于包括在像素块100R中的八个光接收像素PR。八个晶体管TRG的栅极连接至八条控制线TRGL中的相应的不同的控制线TRGL(在该示例中，控制线TRGL1、TRGL2和TRGL5至TRGL10)。以与像素块100Gr相同的方式，针对各个像素对90A逐个地布置四个浮动扩散层，并且四个浮动散射层中的各者被构成像素对90A的并且在X轴方向上彼此相邻的两个光接收像素P共用。四个浮动扩散层和晶体管TRG、RST、AMP和SEL分别设置在半导体基板111的正面111S1上。

以与像素块100R(图5)相同的方式，像素块100B包括八个光电二极管、八个晶体管TRG、四个浮动扩散层以及均作为像素晶体管的一个晶体管RST、一个晶体管AMP和一个晶体管SEL。八个光电二极管和八个晶体管TRG分别相应地对应于包括在像素块100B中的八个光接收像素PB。八个晶体管TRG的栅极连接至八条控制线TRGL中的相应的不同的控制线TRGL。以与像素块100Gr相同的方式，对于各个像素对90A逐个地布置四个浮动扩散层，并且四个浮动散射层中的各者被构成像素对90A的并且在X轴方向上彼此相邻的两个光接收像素P共用。四个浮动扩散层和晶体管TRG、RST、AMP和SEL分别设置在半导体基板111的正面111S1上。

以与像素块100Gr(图4)相同的方式，像素块100Gb包括十个光电二极管、十个晶体管TRG、五个浮动扩散层以及均作为像素晶体管的一个晶体管RST、一个晶体管AMP和一个晶体管SEL。十个光电二极管和十个晶体管TRG分别相应地对应于包括在像素块100Gb中的十个光接收像素PGb。十个晶体管TRG的栅极连接至十条控制线TRGL中的相应的不同的控制线TRGL。针对各个像素对90A逐个地布置五个浮动扩散层，并且五个浮动散射层中的各者被构成像素对90A的并且在X轴方向上彼此相邻的两个光接收像素P共用。五个浮动扩散层和晶体管TRG、RST、AMP和SEL分别设置在半导体基板111的正面111S1上。

图6示出了构成像素块100R、100Gr、100Gb和100B的多个光接收像素P中的各者的平面构造的示例。

设置在像素块100R、100Gr、100Gb和100B中的各者中的五个或四个浮动扩散层被构成像素对90A的并且在X轴方向上彼此相邻的两个光接收像素P共用。具体地，如图6所示，浮动扩散层设置在构成像素对90A并且在X轴方向上彼此相邻的两个光接收像素P之间的边界处。

针对构成像素块100R、100Gr、100Gb和100B中的各者的相应的十个或八个光接收像素P，逐个地设置像素块100R、100Gr、100Gb和100B的各者中的十个或八个晶体管TRG。例如，如图6所示，对于各个像素对90A，设置在各个光接收像素P中的晶体管TRG的栅极布置为沿着X轴方向彼此相对，布置在沿X轴方向彼此相邻的两个光接收像素P之间的边界处的浮动扩散层介于这两个栅极之间。

像素晶体管包括晶体管RST、AMP和SEL，并且针对像素块100R、100Gr、100Gb和100B中的各者设置一个晶体管RST、一个晶体管AMP和一个晶体管SEL。换言之，包括像素块100R、100Gr、100Gb和100B的单元U包括12个像素晶体管(RST-R、RST-Gr、RST-Gb、RST-B、AMP-R、AMP-Gr、AMP-Gb、AMP-B、SEL-R、SEL-Gr、SEL-Gb和SEL-B)。需要注意的是，附于像素晶体管的各符号的末尾的R、Gr、Gb和B对应于其中设置有相应的像素晶体管的像素块100R、100Gr、100Gb和100B。在像素块100R、100Gr、100Gb和100B中设置的各个像素晶体管不需要彼此区分的情况下，将省略附于其末尾的R、Gr、Gb和B。

12个像素晶体管被设置为划分为例如三组各四个像素晶体管(例如，[RST-Gr,RST-B/RST-R/RST-Gb]/[AMP-Gr/SEL-Gr/SEL-R/AMP-R]/[AMP-B/SEL-B/SEL-Gb/AMP-Gb])。各组的四个像素晶体管例如沿着X轴方向并排设置。例如，如图6所示，在每隔一行将针对各个像素对90A设置的一个浮动扩散层和彼此相对地布置的两个晶体管TRG的栅极布置为偏向在Y轴方向上彼此相对的一对边中的一者(例如，纸面下方的边)，和另一者(例如，纸面上方的边)一侧的情况下，在Y轴方向上彼此相邻的两个光接收像素P之间的边界处，例如在平面图中与像素分隔部113重叠的位置处，并排设置各组的四个像素晶体管。以这种方式，在Y轴方向上彼此相邻的两个光接收像素P之间的边界处的各组的四个像素晶体管被在Y轴线方向上彼此相邻的两个光接收像素P共用。这提高了区域效率。另外，各组的四个像素晶体管在X轴方向和Y轴方向上均循环布置。例如，X轴方向上的周期大于Y轴方向上的周期，并且是Y轴方向上的周期的两倍。

在平面图中的沿着X轴方向并排设置的多个像素晶体管的上方和下方以及并排设置的所述多个像素晶体之间分别设置有元件分隔部115和116。元件分隔部115将扩散区域114和光接收部112彼此电分离。N型杂质扩散在其中的扩散区域114设置在构成晶体管TRG、RST、AMP和SEL的源极/漏极的半导体基板111的正面111S1上。元件分隔部115沿着在上述X轴方向上并排设置的各组的四个像素晶体管延伸。元件分隔部116适当地将并排设置的多个像素晶体管彼此电气分离。元件分隔部115和116分别设置为半导体基板111的正面111S1上例如使用绝缘层形成的STI(浅沟槽隔离)。

用于将固定电荷施加至半导体基板111的阱接触区域WellCon设置在针对像素块100R、100Gr、100Gb和100B中的各者并排设置的像素晶体管之间。例如，如图6所示，在平面图，阱接触区域WellCon设置在与沿X轴方向和Y轴方向延伸的像素分隔部113的交叉点重叠的位置处。

图7A示出了半导体基板111和靠近半导体基板111的正面111S1的多层配线层121的与图6所示的II-II'线相对应的横截面构造的示例。图7B示出了半导体基板111和靠近半导体基板111的正面111S1的多层配线层121的与图6所示的III-III'线相对应的横截面构造的示例。在沿X轴方向和Y轴方向延伸的像素分隔部113的交叉点处及其附近，像素分隔部113(突出部113X)比其他区域的像素分隔部113突出得更靠近正面111S1一侧。该突起是由在形成构成像素分隔部113的凹槽时蚀刻气体的流入引起的。像素分隔部113的突出部113X比其他区域中的像素分隔部113向半导体基板111施加更大的应力。

在本实施方案中，如图6所示，沿着X轴方向并排设置的多个像素晶体管被元件分隔部115围绕，各阱接触区域WellCon设置在其间。换言之，如图6和图7所示沿着在X轴方向上并排设置的多个像素晶体管延伸的元件分隔部115在沿X轴和Y轴方向延伸的像素分隔部113的交叉点处被切分，如图6和图8所示。这减轻了在像素分隔部113的突出部113X处施加至半导体基板111的应力。在平面图中，杂质层117设置于沿X轴方向延伸的元件分隔部115的延长线上的阱接触区域WellCon的上方和下方。杂质层117将阱接触区域WellCon和光接收部112彼此电气分离。

需要注意的是，扩散区域114可以由并排设置的像素晶体管共用。这使得能够减小用于形成像素晶体管的面积。此外，如图8A至图8E所示，为了切换转换效率，可以进一步设置晶体管FDG作为构成读出电路的多个像素晶体管。图8A示出了在添加晶体管FDG时像素块100Gr的构造示例。图8B示出了在添加晶体管FDG时像素块100Gr的构造的另一示例。图8C示出了在添加晶体管FDG时像素块100R的构造示例。图8D示出了在添加晶体管FDG时像素块100R的构造的另一示例。图8E示出了在添加晶体管FDG时构成像素块100R、100Gr、100Gb和100B的多个光接收像素P中的各者的平面构造的示例。

驱动部12(图1)构造为基于来自摄像控制部18的指令来驱动像素阵列11中的多个光接收像素P。具体地，在像素阵列11中，驱动部12通过将多个控制信号STRG分别供给至多条控制线TRGL、将多个控制信号SRST分别供给至多条控制线RSTL，以及将多个控制信号SSEL分别供给至多条控制线SELL来驱动像素阵列11中的多个光接收像素P。

基准信号生成部13构造为基于来自摄像控制部18的指令生成基准信号RAMP。基准信号RAMP具有所谓的斜坡波形，其中电压电平在读出部20执行AD转换的时段(P相时段TP和D相时段TD)内随着时间的流逝而逐渐变化。基准信号生成部13将这样的基准信号RAMP供给至读出部20。

读出部20构造为基于来自摄像控制部18的指令通过基于经由信号线VSL从像素阵列11供给的信号SIG进行AD转换来生成图像信号Spic0。

图9示出了读出部20的构造示例。需要注意的是，除了读出部20之外，图9还示出了基准信号生成部13、信号处理部15和摄像控制部18。读出部20包括多个恒定电流源21、多个AD(模数)转换器ADC和传输控制器27。多个恒定电流源21和多个AD转换器ADC与多条相应的信号线VSL对应地设置。在下文中，对与一条信号线VSL对应的恒定电流源21和AD转换器ADC进行说明。

恒定电流源21构造为通过相应的信号线VSL馈送预定电流。恒定电流源21的一端连接至相应的信号线VSL，并且另一端接地。

AD转换器ADC构造为基于对应的信号线VSL上的信号SIG执行AD转换。AD转换器ADC包括电容器22和23、比较电路24、计数器25和锁存器26。

电容器22的一端连接至信号线VSL并且被供给信号SIG，并且另一端连接至比较电路24。电容器23的一端被供给从基准信号生成部13供给的基准信号RAMP，并且另一端连接至比较电路24。

比较电路24构造为通过基于经由信号线VSL和电容器22从光接收像素P供给的信号SIG和经由电容器23从基准信号生成部13供给的基准信号RAMP执行比较操作来生成信号CP。比较电路24通过基于从摄像控制部18供给的控制信号AZ设定电容器22和23的电压来设置操作点。另外，比较电路24随后在P相时段TP期间执行对包括在信号SIG中的复位电压Vreset与基准信号RAMP的电压进行比较的比较操作，并且在D相时段TD期间执行对包括在信号SIG中的像素电压Vpix与基准信号RAMP的电压进行比较的比较操作。

计数器25构造为基于从比较电路24供给的信号CP执行对从摄像控制部18供给的时钟信号CLK的脉冲进行计数的计数操作。具体地，在P相时段TP期间，计数器25通过对时钟信号CLK的脉冲进行计数直到信号CP转变来生成计数值CNTP，并且将计数值CNTP输出作为具有多个比特的数字码。另外，在D相时段TD期间，计数器25通过对时钟信号CLK的脉冲进行计数直到信号CP转变来生成计数值CNTD，并且将计数值CNTD输出作为具有多个比特的数字码。

锁存器26构造为暂时地保持从计数器25供给的数字码，并且基于来自传输控制器27的指令将数字码输出至总线配线BUS。

传输控制器27构造为基于从摄像控制部18供给的控制信号CTL执行控制，以使多个AD转换器ADC的锁存器26依次地将数字码输出至总线配线BUS。读出部20使用该总线配线BUS将从多个AD转换器ADC供给的多个数字码依次地传送至信号处理部15作为图像信号Spic0。

信号处理部15(图1)构造为通过基于图像信号Spic0和来自摄像控制部18的指令进行预定的信号处理来生成图像信号Spic。信号处理部15包括图像数据生成器16和相位差数据生成器17。图像数据生成器16构造为通过基于图像信号Spic0进行预定的图像处理来生成表示被摄图像的图像数据DP。相位差数据生成器17构造为通过基于图像信号Spic0进行预定的图像处理来生成表示图像平面相位差的相位差数据DF。信号处理部15生成包括由图像数据生成器16生成的图像数据DP和由相位差数据生成器17生成的相位差数据DF的图像信号Spic。

图10示出了图像信号Spic的示例。信号处理部15例如通过交替地配置针对多行光接收像素P的图像数据DP和针对多行光接收像素P的相位差数据DF来生成图像信号Spic。然后，信号处理部15输出这样的图像信号Spic。

摄像控制部18构造为通过向驱动部12、基准信号生成部13、读出部20和信号处理部15供给控制信号并且控制这些电路的操作来控制摄像装置1的操作。摄像控制部18被供给有来自外部源的控制信号Sctl。例如，控制信号Sctl包括关于所谓的电子变焦的缩放系数(zoom factor)的信息。摄像控制部18基于控制信号Sctl来控制摄像装置1的操作。

[操作]

接着，对根据本实施方案的摄像装置1的操作进行说明。

(总体运行概述)

首先，参照图1和图9说明摄像装置1的总体操作的概述。驱动部12基于来自摄像控制部18的指令依次地驱动像素阵列11中的多个光接收像素P。基准信号生成部13基于来自摄像控制部18的指令生成基准信号RAMP。光接收像素P在P相时段TP期间输出复位电压Vreset作为信号SIG，并且在D相时段TD期间输出与接收到的光量相对应的像素电压Vpix作为信号SIG。读出部20基于经由信号线VSL从像素阵列11供给的信号SIG和来自摄像控制部18的指令生成图像信号Spic0。在信号处理部15中，图像数据生成器16通过基于图像信号Spic0进行预定的图像处理来生成表示被摄图像的图像数据DP，并且相位差数据生成器17通过基于图像信号Spic0进行预定的图像处理来生成表示图像平面相位差的相位差数据DF。然后，信号处理部15生成包括图像数据DP和相位差数据DF的图像信号Spic。摄像控制部18通过向驱动部12、基准信号生成部13、读出部20和信号处理部15供给控制信号并且控制这些电路的操作来控制摄像装置1的操作。

(详细操作)

摄像控制部18基于包括关于电子变焦的缩放系数的信息的控制信号Sctl来控制摄像装置1的操作。下面对摄像装置1的变焦操作进行说明。

图11示出了在缩放系数从1倍变化到10倍的情况下，与被摄图像相关的光接收像素P的数量(有效像素的数量)的示例。在图11中，实线表示摄像装置1的有效像素的数量。图12示出了摄像装置1的变焦操作的示例，其中(A)示出了在缩放系数为1倍的情况下的操作，(B)示出了在缩放系数为2倍的情况下的操作，并且(C)示出了在缩放系数为3倍的情况下的操作。

摄像装置1具有三种摄像模式M(摄像模式MA、MB和MC)。摄像控制部18基于包括在控制信号Sctl中的关于缩放系数的信息，选择三种摄像模式MA至MC中的一种。具体地，如图11所示，摄像控制部18在缩放系数小于2的情况下选择摄像模式MA，在缩放系数为2以上且小于3的情况下，选择摄像模式MB，并且在缩放系数为3以上的情况下选择摄像模式MC。

在摄像模式MA中，如图12的(A)所示，摄像装置1针对多个单元U中的各者获得四个像素值V(像素值VR、VGr、VGb和VB)。稍后说明具体操作。以这种方式，摄像装置1通过以4个像素值V对36个光接收像素P的比率生成像素值V来生成图像数据DP。在像素阵列11中的光接收像素P的数量是108[Mpix]的情况下，针对12[Mpix]来计算像素值V。因此，如图11所示，有效像素的数量是12[Mpix]。

如图11所示，在摄像模式MA中，当缩放系数从1增大时，有效像素的数量根据该系数而减小。然后，当缩放系数达到2时，摄像模式M转变为摄像模式MB。

在摄像模式MB中，如图12的(B)所示，摄像装置1针对多个单元U中的各者获得16个像素值V。稍后说明具体操作。以这种方式，摄像装置1通过以16个像素值V对36个光接收像素P的比率生成像素值V来生成图像数据DP。在像素阵列11的光接收像素P的数量为108[Mpix]的情况下，针对48[Mpix]来计算像素值V。实际上，由于缩放系数是2倍，因此摄像范围如图12的(B)所示地减小至1/4，并且有效像素的数量因此为12[Mpix](＝48[Mpix]/4)。

如图11所示，在摄像模式MB中，当缩放系数从2增大时，有效像素的数量根据该系数而减小。然后，当缩放系数达到3时，摄像模式M转变为摄像模式MC。

在摄像模式MC中，如图12的(C)所示，摄像装置1针对多个单元U中的各者获得36个像素值V。稍后说明具体操作。以这种方式，摄像装置1通过以36个像素值V对36个光接收像素P的比率生成像素值V来生成图像数据DP。在像素阵列11的光接收像素P的数量为108[Mpix]的情况下，能够获得108[Mpix]的拍摄图像。实际上，由于缩放系数是3倍，因此摄像范围如图12的(C)所示地减小到1/9，并且有效像素的数量因此为12[Mpix](＝108[Mpix]/9)。

如上所述，摄像装置1设置有三种摄像模式M，因此，在缩放系数变化的情况下，能够减少拍摄图像的图像质量的变化。即，例如，在省略摄像模式MB并且设置两种摄像模式MA和MC的情况下，如图11中的虚线所示，在缩放系数小于2倍的情况下选择摄像模式MA并且在缩放系数为2倍以上的情况下选择摄像模式MC，这将导致有效像素的数量的大的变化。即，在该示例中，在缩放系数为2倍的情况下，选择摄像模式MC，并且有效像素的数量为27[Mpix](＝108[Mpix]/4)。因此，例如，在缩放系数为1.9x的情况下有效像素的数量与缩放系数为2倍的情况下有效像素的数目之间出现大的差异。这会导致在缩放系数为2倍左右时拍摄图像的图像质量有大的变化。相比之下，摄像装置1设置有三种摄像模式M，因此能够在改变缩放系数的情况下减少有效像素的数量的变化。这使得能够抑制拍摄图像的图像质量的变化。

(摄像模式MA)

图13示出了摄像装置1在摄像模式MA下的操作示例。在图13中，用"○"示出的光接收像素P表示作为读出操作的目标的光接收像素P。

首先，如图13的(A)所示，摄像装置1通过在多个像素块100中的各者中计算与设置有透镜101的像素对90A的左光接收像素P的接收到的光量相对应的像素值V来生成图像数据DT1。具体地，在像素块100Gr的十个光接收像素PGr中，摄像装置1将布置在五个像素对90A中的左侧的五个光接收像素PGr作为读出操作的目标，从而计算在这五个光接收像素PGr的质心位置处的像素值VGr1。另外，在像素块100R的八个光接收像素PR中，摄像装置1将布置在四个像素对90A中的左侧的四个光接收像素PR作为读出操作的目标，从而计算在这四个光接收像素PR的质心位置处的像素值VR1。在像素块100B的八个光接收像素PB中，摄像装置1将布置在四个像素对90A中的左侧的四个光接收像素PB作为读出操作的目标，从而计算在这四个光接收像素PB的质心位置处的像素值VB1。在像素块100Gb的十个光接收像素PGb中，摄像装置1将布置在五个像素对90A中的左侧的五个光接收像素PGb作为读出操作的目标，从而计算在这五个光接收像素PGb的质心位置处的像素值VGb1。以这种方式，摄像装置1生成包括像素值VGr1、VR1、VB1和VGb1的图像数据DT1(图13的(A))。

接下来，如图13的(B)所示，摄像装置1通过计算与多个像素块100中的各者的所有光接收像素P的接收到的光量相对应的像素值V来生成图像数据DT2。具体地，摄像装置1将像素块100Gr的十个光接收像素PGr作为读出操作的目标，从而计算在十个光接收像素PGr的质心位置处的像素值VGr2。此外，摄像装置1将像素块100R的八个光接收像素PR作为读出操作的目标，从而计算在八个光接收像素PR的质心位置处的像素值VR2。摄像装置1将像素块100B的八个光接收像素PB作为读出操作的目标，从而计算在八个光接收像素PB的质心位置处的像素值VB2。摄像装置1将像素块100Gb的十个光接收像素PGb作为读出操作的目标，从而计算在十个光接收像素PGb的质心位置处的像素值VGb2。以这种方式，摄像装置1生成包括像素值VGr2、VR2、VB2和VGb2的图像数据DT2(图13的(B))。

通过关注某像素块100Gr，下面对在该像素块100Gr的十个光接收像素PGr上进行的读出操作进行说明。

图14示出了读出操作的示例，其中(A)示出了控制信号SSEL的波形，(B)示出了控制信号SRST的波形，(C)示出了供给至布置在像素对90A中的左侧的光接收像素PGr的控制信号STRG(控制信号STRGL)的波形，(D)示出供给至像素对90A中的布置在右侧的光接收像素PGr的控制信号STRG(控制信号STRGR)的波形，(E)示出了控制信号AZ的波形，(F)示出了基准信号RAMP的波形，(G)示出了信号SIG的波形，并且(H)示出了信号CP的波形。在图14的(F)和(G)中，使用相同的电压轴示出了基准信号RAMP和信号SIG的波形。另外，在本说明中，图14的(F)所示的基准信号RAMP的波形是经由电容器23供给至比较电路24的输入端子的电压的波形，并且图14(G)所示的信号SIG的波形是经由电容器22供给至比较电路24的输入端的电压的波形。

首先，在时刻t11处开始水平时段H。因此，驱动部12将控制信号SSEL的电压从低电平变为高电平(图14的(A))。这使得在像素块100Gr中晶体管SEL进入导通状态，并且使得像素块100Gr电连接至信号线VSL。另外，在该时刻t11处，驱动部12将控制信号SRST的电压从低电平变为高电平(图14的(B))。这使得在像素块100Gr中晶体管RST进入导通状态，并且使浮动扩散层的电压被设置为电源电压VDD(复位操作)。然后，像素块100Gr输出与此时的浮动扩散层的电压相对应的电压。另外，在该时刻t11处，摄像控制部18将控制信号AZ的电压从低电平变为高电平(图14的(E))。这使得AD转换器ADC的比较电路24通过设置电容器22和23的电压来设置操作点。以这种方式，信号SIG的电压被设定为复位电压Vreset，并且基准信号RAMP的电压被设定为与信号SIG的电压(复位电压Vreset)相同的电压(图14的(F)和(G))。

然后，在从时刻t11起经过了预定时间的时刻处，驱动部12将控制信号SRST的电压从高电平变为低电平(图14的(B))。这使得在像素块100Gr中晶体管RST进入截止状态，并且使得复位操作结束。

接下来，在时刻t12处，摄像控制部18将控制信号AZ的电压从高电平变为低电平(图14的(E))。这使得比较电路24结束操作点的设置。

此外，在该时刻t12处，基准信号生成部13将基准信号RAMP的电压设置为电压V1(图14的(F))。这使得基准信号RAMP的电压高于信号SIG的电压。因此，比较电路24将信号CP的电压从低电平变为高电平(图14的(H))。

然后，在从时刻t13到时刻t15的时段(P相时段TP)期间，AD转换器ADC基于信号SIG执行AD转换。具体地，首先，在时刻t13处，基准信号生成部13开始从电压V1以预定的变化率降低基准信号RAMP的电压(图14的(F))。另外，在该时刻t13处，摄像控制部18开始生成时钟信号CLK。AD转换器ADC的计数器25执行计数操作，从而对时钟信号CLK的脉冲进行计数。

然后，在时刻t14处，基准信号RAMP的电压下降到信号SIG的电压(复位电压Vreset)以下(图14的(F)和(G))。因此，AD转换器ADC的比较电路24将信号CP的电压从高电平变为低电平(图14的(H))。AD转换器ADC的计数器25基于信号CP的转变停止计数操作。此时计数器25的计数值(计数值CNTP)是与复位电压Vreset相对应的值。锁存器26保持该计数值CNTP。计数器25然后复位该计数值。

接下来，在时刻t15处，摄像控制部18在P相时段TP结束处停止生成时钟信号CLK。另外，基准信号生成部13在该时刻t15处停止改变基准信号RAMP的电压(图14的(F))。然后，在时刻t15之后的期间内，读出部20将锁存器26保持的计数值CNTP作为图像信号Spic0供给至信号处理部15。

接下来，在时刻t16处，摄像控制部18将基准信号RAMP的电压设置为电压V1(图14的(F))。这使得基准信号RAMP的电压高于信号SIG的电压(复位电压Vreset)。因此，比较电路24将信号CP的电压从低电平变为高电平(图14的(H))。

接下来，在时刻t17处，驱动部12将控制信号STRGL的电压从低电平变为高电平(图14的(C))。这使得在布置在像素对90A的左侧的五个光接收像素PGr中晶体管TRG进入导通状态，并且使得光电二极管处生成的电荷被传输至浮动扩散层(电荷传输操作)。然后，像素块100Gr输出与此时的浮动扩散层的电压相对应的电压。以这种方式，信号SIG的电压变为像素电压Vpix1(图14的(G))。

然后，在从时刻t17起经过了预定时间的时刻处，驱动部12将控制信号STRGL的电压从高电平变为低电平(图14的(C))。这使得在布置于像素对90A的左侧的五个光接收像素PGr中的晶体管TRG进入截止状态，并且使得电荷传输操作结束。

然后，在从时刻t18到时刻t20的时段(D相时段TD1)期间，AD转换器ADC基于信号SIG执行AD转换。具体地，首先，在时刻t18处，基准信号生成部13开始从电压V1以预定的变化率降低基准信号RAMP的电压(图14的(F))。另外，在该时刻t18处，摄像控制部18开始生成时钟信号CLK。AD转换器ADC的计数器25执行计数操作，从而对时钟信号CLK的脉冲进行计数。

然后，在时刻t19处，基准信号RAMP的电压下降到信号SIG的电压(像素电压Vpix1)以下(图14的(F)和(G))。因此，AD转换器ADC的比较电路24将信号CP的电压从高电平变为低电平(图14的(H))。AD转换器ADC的计数器25基于信号CP的转变停止计数操作。此时计数器25的计数值(计数值CNTD1)是与像素电压Vpix1相对应的值。锁存器26保持该计数值CNTD1。计数器25然后复位计数值。

接下来，在时刻t20处，摄像控制部18在D相位时段TD1结束处停止生成时钟信号CLK。另外，基准信号生成部13在该时刻t20处停止改变基准信号RAMP的电压(图14的(F))。然后，在时刻t20之后的期间内，读出部20将锁存器26保持的计数值CNTD1作为图像信号Spic0供给至信号处理部15。

接下来，在时刻t21处，摄像控制部18将基准信号RAMP的电压设置为电压V1(图14的(F))。这使得基准信号RAMP的电压高于信号SIG的电压(像素电压Vpix1)。因此，比较电路24将信号CP的电压从低电平变为高电平(图14的(H))。

接下来，在时刻t22处，驱动部12将控制信号STRGL和STRGR的相应电压从低电平变为高电平(图14的(C)和(D))。这使得在像素块100Gr的十个光接收像素PGr中晶体管TRG进入导通状态，并且使得在光电二极管处生成的电荷被传输至浮动扩散层(电荷传输操作)。然后，像素块100Gr输出与此时的浮动扩散层的电压相对应的电压。以这种方式，信号SIG的电压变为像素电压Vpix2(图14的(G))。

然后，在从时刻t22起经过了预定时间的时刻处，驱动部12将控制信号STRGL和STRGR的各个电压从高电平变为低电平(图14的(C)和(D))。这使得在十个光接收像素PGr中晶体管TRG进入截止状态，并且使得电荷传输操作结束。

然后，在从时刻t23到时刻t25的时段(D相时段TD2)期间，AD转换器ADC基于信号SIG执行AD转换。具体地，首先，在时刻t23处，基准信号生成部13开始从电压V1以预定的变化率降低基准信号RAMP的电压(图14的(F))。另外，在该时刻t23处，摄像控制部18开始生成时钟信号CLK。AD转换器ADC的计数器25执行计数操作，从而对时钟信号CLK的脉冲进行计数。

然后，在时刻t24处，基准信号RAMP的电压下降到信号SIG的电压(像素电压Vpix2)以下(图14的(F)和(G))。因此，AD转换器ADC的比较电路24将信号CP的电压从高电平变为低电平(图14的(H))。AD转换器ADC的计数器25基于信号CP的转变停止计数操作。此时计数器25的计数值(计数值CNTD2)是与像素电压Vpix2相对应的值。锁存器26保持该计数值CNTD2。计数器25然后复位计数值。

接下来，在时刻t25处，摄像控制部18在D相时段TD2结束处停止生成时钟信号CLK。另外，基准信号生成部13在该时刻t25处停止改变基准信号RAMP的电压(图14的(F))。然后，在时刻t25之后的期间内，读出部20将锁存器26保持的计数值CNTD2作为图像信号Spic0供给至信号处理部15。

接下来，在时刻t26处，驱动部12将控制信号SSEL的电压从高电平变为低电平(图14的(A))。这使得在像素块100Gr中的晶体管SEL进入截止状态，并且使得像素块100Gr与信号线VSL电气断开。

以这种方式，读出部20将包括计数值CNTP、CNTD1和CNTD2的图像信号Spic0供给至信号处理部15。例如，信号处理部15基于包括在图像信号Spic0中的计数值CNTP、CNTD1和CNTD2，通过利用相关双采样的原理，生成图13的(A)所示的像素值VGr1和图13的(B)所述的像素值VGr2。具体地，信号处理部15通过例如从计数值CNTD1中减去计数值CNTP来生成像素值VGr1。由于计数值CNTD1是与布置在像素块100Gr中的五个像素对90A中的左侧的五个光接收像素PGr处的接收到的光量的和相对应的值，因此信号处理部15能够基于计数值CNTD1来生成图13的(A)所示的像素值VGr1。同样地，信号处理部15通过例如从计数值CNTD2中减去计数值CNTP来生成像素值VGr2。由于计数值CNTD2是与像素块100Gr中的十个光接收像素PGr处的接收到的光量的和相对应的值，因此信号处理部15能够基于计数值CNTD2来生成图13的(B)所示的像素值VGr2。

虽然上面已经对像素块100Gr进行了说明，但是这同样适用于像素块100R、100Gb和100B。以这种方式，如图13所示，信号处理部15生成包括像素值VR1、VGr1、VGb1和VB1的图像数据DT1和包括像素值VR2、VGr2、VGb2和VB2的图像数据DT2。

图15示出了在摄像模式MA下由信号处理部15进行的图像处理的示例。

首先，信号处理部15通过基于图像数据DT1和DT2执行减法处理来生成图像数据DT3。

具体地，信号处理部15从图像数据DT2的像素值VGr2中减去图像数据DT1的像素值VGr1，从而计算像素值VGr3。像素值VGr3是与布置在像素块100Gr中的五个像素对90A中的右侧的五个光接收像素PGr处的接收到的光量的和相对应的值。即，像素值VGr1是与布置在像素块100Gr中的五个像素对90A中的左侧的五个光接收像素PGr处的接收到的光量的和相对应的值，并且像素值VGr2是与像素块100Gr中的十个光接收像素PGr处的接收到的光量的和相对应的值。因此，从像素值VGr2中减去像素值VGr1得到与布置在像素块100Gr中的五个像素对90A中的右侧的五个光接收像素PGr处的接收到的光量的和相对应的值。由于像素值VGr3是如上所述地与布置在五个像素对90A中的右侧的五个光接收像素PGr处的接收到的光量的和相对应的值，因此，如图15所示，像素值VGr3布置在这五个光接收像素PGr的质心位置处。

同样地，信号处理部15从图像数据DT2中的像素值VR2减去图像数据DT1中的像素值VR1，从而计算像素值VR3。像素值VR3是与布置在像素块100R中的四个像素对90A的右侧的四个光接收像素PR处的接收到的光量的和相对应的值。像素值VR3布置在布置于像素块100R中的四个像素对90A中的右侧的四个光接收像素PR的质心位置处。

信号处理部15从图像数据DT2中的像素值VB2减去图像数据DT1中的像素值VB1，从而计算像素值VB3。像素值VB3是与布置在像素块100B中的四个像素对90A的右侧的四个光接收像素PB处的接收到的光量的和相对应的值。像素值VB3布置在布置于像素块100B中的四个像素对90A中的右侧的四个光接收像素PB的质心位置处。

信号处理部15从图像数据DT2中的像素值VGb2减去图像数据DT1中的像素值VGb1，从而计算像素值VGb3。像素值VGb3是与布置在像素块100Gb中的五个像素对90A的右侧的五个光接收像素PGb处的接收到的光量的和相对应的值。像素值VGb3布置在布置于像素块100Gb中的五个像素对90A中的右侧的五个光接收像素PGb的质心位置处。

然后，信号处理部15的图像数据生成器16基于图像数据DT2执行预定的图像处理，从而生成表示被摄图像的图像数据DP(图12的(A))。

另外，信号处理部15的相位差数据生成器17基于图像数据DT1和DT3执行预定的图像处理，从而生成表示图像平面相位差的相位差数据DF。即，图像数据DT1包括多个像素对90A中的布置在左侧的光接收像素P处的像素值V，并且图像数据DT3包括多个像素对90A中的布置在右侧的光接收像素P处的像素值V。因此，相位差数据生成器17能够基于图像数据DT1和DT3生成相位差数据DF。

在摄像装置1中，如图2所示，透镜101在像素阵列11中沿X轴方向和Y轴方向并列设置。这使得能够在像素阵列11的整个表面上以高分辨率生成相位差数据DF。因此，例如，安装有这种摄像装置1的相机能够实现高精度的自动聚焦，并且因此能够提高图像质量。

(摄像模式MB)

图16示出了摄像装置1在摄像模式MB下的操作示例。图17更具体地示出了图16所示的操作。在图16和图15中，用"○"示出的光接收像素P表示作为读出操作的目标的光接收像素P。

在像素块100Gr中，如图17的(A)所示，摄像装置1将像素块100Gr的五个像素对90A中的一个像素对90A中的布置在左侧的光接收像素PGr作为读出操作的目标，并且计算在该光接收像素PG的位置处的像素值VGr1。然后，如图17的(B)所示，摄像装置1接下来将像素对90A中的两个光接收像素PGr作为读出操作的目标，并且计算在两个光接收像素PGr的质心位置处的像素值VGr2。

同样，在像素块100R中，如图17的(A)所示，摄像装置1将像素块100R的四个像素对90A中的一个像素对90A中的布置在左侧的光接收像素PR作为读出操作的目标，并且计算在该光接收像素PR的位置处的像素值VR1。然后，如图17的(B)所示，摄像装置1接下来将像素对90A中的两个光接收像素PR作为读出操作的目标，并且计算在两个光接收像素PR的质心位置处的像素值VR2。

同样，在像素块100B中，如图17的(A)所示，摄像装置1将像素块100B中的四个像素对90A中的一个像素对90A中的布置在左侧的光接收像素PB作为读出操作的目标，并且计算在该光接收像素PB的位置处的像素值VB1。然后，如图17的(B)所示，摄像装置1接下来将像素对90A中的两个光接收像素PB作为读出操作的目标，并且计算在两个光接收像素PB的质心位置处的像素值VB2。

同样，在像素块100Gb中，如图17的(A)所示，摄像装置1将像素块100Gb中的五个像素对90A中的一个像素对90A中的布置在左侧的光接收像素PGb作为读出操作的目标，并且计算在该光接收像素PGb的位置处的像素值VGb1。然后，如图17的(B)所示，摄像装置1接下来将像素对90A中的两个光接收像素PGb作为读出操作的目标，并且计算在两个光接收像素PGb的质心位置处的像素值VGb2。

图17的(A)和(B)中的读出操作是与上述摄像模式MA(图14)的读取操作类似的操作。然后，摄像装置1执行图17的(C)和(D)的操作、图17的(E)和(F)的操作，图17的(G)和(H)的操作、图17的(I)和(J)的操作以及图17的(K)和(L)的操作。以这种方式，摄像装置1生成包括像素值VGr1、VR1、VB1和VGb1的图像数据DT1(图16的(A))和包括像素值VGr2、VR2、VB2和VGb2的图像数据DT2(图16的(B))。

图18示出了在摄像模式MB下由信号处理部15进行的图像处理的示例。

具体地，信号处理部15从图像数据DT2的五个像素值VGr2中分别减去图像数据DT1的五个像素值VGr1，从而计算五个像素值VGr3。该像素值VGr3是与像素块100Gr的像素对90A中的布置在右侧的光接收像素PGr处的接收到的光量相对应的值。即，像素值VGr1是与像素块100Gr的像素对90A中的布置在左侧的光接收像素PGr处的接收到的光量相对应的值，并且像素值VGr2是与像素对90A的两个光接收像素PGr处的接收到的光量的和相对应的数值。因此，从像素值VGr2减去像素值VGr1得到与像素块100Gr的像素对90A中的布置在右侧的光接收像素PGr处接收到的光量相对应的值。如上所述，像素值VGr3是与像素对90A中的布置在右侧的光接收像素PGr处的接收到的光量相对应的值。因此，如图18所示，像素值VGr3布置在像素对90A中的布置在右侧的光接收像素PGr的位置处。

同样，信号处理部15从图像数据DT2的四个像素值VR2中分别减去图像数据DT1的四个像素值VR1，从而计算四个像素数值VR3。该像素值VR3是与像素块100R中的像素对90A中的布置在右侧的光接收像素PR处的接收到的光量相对应的值。像素值VR3布置在像素对90A中的布置在右侧的光接收像素PR的位置处。

信号处理部15从图像数据DT2的四个像素值VB2中分别减去图像数据DT1的四个像素值VB1，从而计算四个像素数值VB3。该像素值VB3是与像素块100B中的像素对90A中的布置在右侧的光接收像素PB处的接收到的光量相对应的值。像素值VB3布置在像素对90A中的布置在右侧的四个光接收像素PB的位置处。

信号处理部15从图像数据DT2的五个像素值VGb2中分别减去图像数据DT1的五个像素值VGb1，从而计算五个像素值VGb3。该像素值VGb3是与像素块100Gb中的像素对90A中的布置在右侧的光接收像素PGb处的接收到的光量相对应的值。像素值VGb3布置在像素对90A中的布置在右侧的光接收像素PGb的位置处。

然后，如图18所示，信号处理部15的图像数据生成器16基于图像数据DT2执行预定的图像处理，从而生成表示被摄图像的图像数据DP(图12的(B))。预定的图像处理包括进行像素值V的校正和进行像素值V的再配置的再马赛克处理(remosaic processing)。

图19示出了摄像模式M2的再马赛克处理的示例，其中(A)示出了图像数据DT2，(B)示出了再马赛克处理之前和之后的像素值V的位置，并且(C)示出了基于图像数据DT2通过再马赛克处理生成的图像数据DT2。在图19的(B)中，"○"表示像素值V在图像数据DT2中的位置，并且"□"表示像素值V在图像数据DT4中的位置。

图20A示出了对像素块100R的再马赛克处理。图20B示出了对像素块100Gr和100Gb的再马赛克处理。图20C示出了对像素块100B的再马赛克处理。在图20A至图18C中，(A)示出了图像数据DT2，并且(B)示出了通过再马赛克处理生成的图像数据DT4。

如图19的(A)所示，图像数据DT2包括具有18个像素值V对36个光接收像素P的比率的像素值V。例如，在像素阵列11的光接收像素P的数量为108[Mpix]的情况下，图像数据DT2包括针对54[Mpix]的像素值V。同时，如图19的(C)所示，图像数据DT4包括具有16个像素值V对36个光接收像素P的比率的像素值V。例如，在像素阵列11的光接收像素P的数量为108[Mpix]的情况下，图像数据DT4包括针对48[Mpix]的像素值V。另外，在图像数据DT4中，四个像素值VGr4、VR4、VB4和VGb4布置成拜耳排列。图像数据生成器16通过进行图像数据DT2的像素值V的校正和进行像素值V的再配置来生成这样的图像数据DT4。

具体地，如图20A所示，图像数据生成器16例如基于图像数据DT2中的多个像素值VR2进行补充处理(complementing processing)，从而计算整个表面上的像素值V，并且基于整个表面上的像素值V生成像素值VR4。同样地，如图20B所示，图像数据生成器16例如基于图像数据DT2中的多个像素值VGr2和VGb2进行补充处理，从而计算整个表面上的像素值V，并且基于整个表面上的像素值V生成像素值VGr4和VGb4。如图20C所示，图像数据生成器16例如基于图像数据DT2的多个像素值VB2进行补充处理，从而计算整个表面上的像素值V，并且基于整个表面上的像素值V生成像素值VB4。

以这种方式，图像数据生成器16基于图19的(A)所示的图像数据DT2来生成图19的(C)所示的图像数据DT4。然后，图像数据生成器16基于图像数据DT4执行预定的图像处理，从而生成表示被摄图像的图像数据DP(图10的(B))。

另外，如图18所示，信号处理部15的相位差数据生成器17基于图像数据DT1和DT3执行预定的图像处理，从而生成表示图像平面相位差的相位差数据DF。即，图像数据DT1包括在多个像素对90A中的布置在左侧的光接收像素P处的像素值V，并且图像数据DT3包括在多个像素对90A中的布置在右侧的光接收像素P处的像素值V。因此，相位差数据生成器17能够基于图像数据DT1和DT3生成相位差数据DF。

相位差数据生成器17以与图像数据生成器16相同的方式，通过基于图像数据DT1和DT3进行像素值V的再配置来生成相位差数据DF。即，图像数据DT1和DT3以18个像素值V对36个光接收像素P的比率包含像素对90A的左像素值和右像素值V。因此，相位差数据生成器17执行像素值V的再配置，从而以16个像素值V对36个光接收像素P的比率包含像素对90A的左像素值和右像素值V。相位差数据生成器17由此能够生成与由图像数据生成器16生成的图像数据DP相对应的相位差数据DF。

(摄像模式MC)

图19示出了摄像装置1在摄像模式MC下的操作示例。图9更具体地示出了图19所示的操作。在图19和20中，用"○"表示作为读出操作的目标的光接收像素P。

在像素块100Gr中，如图9的(A)所示，摄像装置1将像素块100Gr的十个光接收像素PGr中的一个光接收像素PGr作为读出操作的目标，并且计算在该光接收像素PGr的位置处的像素值VGr1。

图10示出了读出操作的示例，其中(A)示出了控制信号SSEL的波形，(B)示出了控制信号SRST的波形，(C)示出了供给至作为读出操作的目标的光接收像素PGr的控制信号STRG的波形，(D)示出了控制信号AZ的波形，(E)示出了基准信号RAMP的波形，(F)示出了信号SIG的波形并且(G)示出了信号CP的波形。该读出操作对应于摄像模式MA和MB中的读出操作(图14)，其中省略了从时序t21到时序t26的时段期间的操作。以这种方式，读出部20将包括计数值CNTP和CNTD1的图像信号Spic0供给至信号处理部15。例如，信号处理部15基于包括在图像信号Spic0中的计数值CNTP和CNTD1，通过利用相关双采样的原理来生成像素值VGr1。具体地，信号处理部15通过例如从计数值CNTD1中减去计数值CNTP来生成像素值VGr1。

同样地，在像素块100R中，如图9的(A)所示，摄像装置1将像素块100R的八个光接收像素PR中的一个光接收像素PR作为读出操作的目标，并且计算在该光接收像素PR的位置处的像素值VR1。

同样，在像素块100B中，如图9的(A)所示，摄像装置1将像素块100B的八个光接收像素PB中的一个光接收像素PB作为读出操作的目标，并且计算在该光接收像素PB的位置处的像素值VB1。

同样地，在像素块100Gb中，如图9的(A)所示，摄像装置1将像素块100Gb的十个光接收像素PGb中的一个光接收像素PGb作为读出操作的目标，并且计算在该光接收像素PGb处的像素值VGb1。

随后，摄像装置1执行图9的(B)至(L)的操作。以这种方式，摄像装置1生成包括像素值VGr1、VR1、VB1和VGb1的图像数据DT1(图19)。

图11示出了在摄像模式MC下由信号处理部15进行的图像处理的示例。

信号处理部15的图像数据生成器16基于图像数据DT1执行预定的图像处理，从而生成表示被摄图像的图像数据DP(图10的(C))。预定的图像处理包括进行像素值V的校正和进行像素值V的再配置的再马赛克处理。

图12示出了摄像模式MC下的再马赛克处理的示例，其中(A)示出了图像数据DT1，(B)示出了再马赛克处理之前和之后的像素值V的位置，并且(C)示出了基于图像数据DT1通过再马赛克处理生成的图像数据DT4。在图12的(B)中，"○"表示像素值V在图像数据DT1中的位置，并且"□"表示像素值V在图像数据DT4中的位置。

图13A示出了对像素块100R的再马赛克处理。图13B示出了对像素块100Gr和100Gb的再马赛克处理。图13C示出了对像素块100B的再马赛克处理。在图13A至图24C中，(A)示出了图像数据DT1，并且(B)示出了通过再马赛克处理生成的图像数据DT4。

在图像数据DT4中，四个像素值VGr4、VR4、VB4和VGb4布置成拜耳排列。图像数据生成器16通过进行图像数据DT1的像素值V的校正和进行像素值V的再配置来生成这样的图像数据DT4。

具体地，如图13A所示，图像数据生成器16例如基于图像数据DT1中的多个像素值VR1执行补充处理，从而计算整个表面上的像素值V，并且基于整个表面上的像素值V生成像素值VR4。同样地，如图13B所示，图像数据生成器16例如基于图像数据DT1中的多个像素值VGr1和VGb1执行补充处理，从而计算整个表面上的像素值V，并且基于整个表面上的像素值V生成像素值VGr4和VGb4。如图13C所示，图像数据生成器16例如基于图像数据DT1中的多个像素值VB1执行补充处理，从而计算整个表面上的像素值V，并且基于整个表面上的像素值V生成像素值VB4。

以这种方式，图像数据生成器16基于图12的(A)所示的图像数据DT1生成图12的(C)所述的图像数据DT4。然后，图像数据生成器16基于图像数据DT4来执行预定的图像处理，从而生成表示拍摄图像的图像数据DP(图10的(C))。

另外，如图11所示，信号处理部15的相位差数据生成器17基于图像数据DT1执行预定的图像处理，从而生成表示图像平面相位差的相位差数据DF。即，图像数据DT1包括包含多个像素对90A中的布置在左侧的光接收像素P处的像素值V的图像数据(图像数据DT11)以及包含多个像素对90A中的布置在右侧的光接收像素P处的像素值V的图像数据(图像数据DT12)。因此，相位差数据生成器17能够基于图像数据DT1(图像数据DT11和DT12)生成相位差数据DF。

如上所述，摄像装置1设置有多个像素块100，各像素块100包括多个光接收像素P，多个光接收像素P包括彼此相同颜色的滤色器。多个光接收像素P划分为多个像素对90A，各像素对包括两个光接收像素P。此外，多个透镜101设置在与多个像素对数90A对应的各个位置处。这使得摄像装置1能够在像素阵列11的整个表面上以高分辨率生成相位差数据DF。因此，例如，安装有这种摄像装置1的相机能够利用各种缩放系数实现高精度的自动聚焦。因此，摄像装置1使得能够提高图像质量。

此外，在摄像装置1中，某个像素块100中的多个光接收像素的数量大于另一像素块100中的多个光接收像素的数量。具体地，在该示例中，像素块100Gr中的光接收像素PGr的数量和像素块100Gb中的光接收像素PGb的数量大于像素块100R中的光接收像素PR的数量和像素块100B中的光接收像素PB的数量。这使得例如能够增加对绿色的光接收灵敏度，从而提高拍摄图像的图像质量。

另外，摄像装置1设置有三种摄像模式MA至MC，以在摄像模式MB和MC中执行再马赛克处理。因此，在摄像装置1中，摄像模式MB的再马赛克处理调整摄像模式MB中有效像素数的数量，特别地，使得在改变缩放系数的情况下能够减少有效像素的数量的变化。因此，能够抑制拍摄图像的图像质量的变化。

[作用和效果]

在本实施方案的摄像装置1中，设置有像素分隔部113，其在彼此相邻的光接收像素P之间在X轴方向和Y轴方向上延伸以包围多个光接收像素中的各者，并且从半导体基板111的背面111S2延伸至正面111S1。在半导体基板111的正面111S1上，在X轴方向上布置的多个像素晶体管和元件分隔部115设置为在平面图中与在X轴线方向上延伸的像素分隔部113重叠。元件分隔部115将分别设置在多个光接收像素P中的多个像素晶体管和多个光接收部112彼此电气分离。元件分隔部115在X轴方向上沿着在X轴方向上布置的多个像素晶体管延伸，并且平面图中，在沿X轴方向和Y轴方向延伸的像素分隔部113的交叉点处被切分。这减少了施加至半导体基板111的内部的应力。下面将对此进行说明。

在用于诸如数码相机或摄像机等电子设备的CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器中，随着像素小型化和FD处的像素数量的增加，由复位晶体管的源极部分的强电场导致的FD白点成为了问题。通过使用DTI和STI代替杂质层以将光接收部(光电二极管；PD)和像素晶体管彼此分离并且将相邻像素彼此分离来解决该问题。

然而，简单地用STI代替PD和像素晶体管之间的分离可能导致沿着STI形成晶体缺陷，从而导致行缺陷的发生。这被认为是由DTI和STI各自的应力引起的。

相比之下，在本实施方案中，在平面图中，电气分离分别设置在多个光接收像素P中的多个像素晶体管和多个光接收部112的元件分隔部115在沿X轴方向和Y轴方向延伸的像素分隔部113的交叉点处被切分。这减少了由元件分隔部115施加至半导体基板111的内部的应力。

如上所述，在根据本实施方案的摄像装置1中，减少了由包括DTI的像素分隔部113和包括STI的元件分隔部115的各自的应力导致的晶体缺陷的形成。因此，能够提高被摄图像的图像质量。

接下来，对本发明的变形例进行说明。在下文中，与前述实施方案的组件类似的组件由相同的附图标记表示，并且适当地省略其说明。

<2.变形例>

图21示出了构成根据本发明的变形例的摄像装置1的像素块100R、100Gr、100Gb和100B的多个光接收像素P中的各者的平面构造的另一示例。

前述实施方案例举了各阱接触区域WellCon切分元件分隔部115的例子，其中阱接触区域WellCon设置在在平面图中与在X轴方向和Y轴方向上延伸的像素分隔部113的交叉点重叠的位置处。然而，这不是限制性的。例如，如图21所示，例如，在沿X轴方向布置的多个阱接触区域WelCon中，例如每隔一个阱接触区WellCon或者每隔两个阱接触域WellCon，被切分的位置可以与阱接触区域WellCon一起适当地稀疏化。与前述实施方案相比，这使得能够增加像素晶体管的沟道长度和栅极宽度。

另外，前述实施方案例示了各自包括八个光接收像素P(光接收像素PR和PB)的像素块100R和100B以及各自包括十个光接收像素P(光接收像素PGr)的像素区块100Gr和100Gb作为单位U且布置为2行×2列的情况。然而，这不是限制性的。

例如，如图22所示，本技术也可应用于以拜耳图案布置成2行×2列，并且将一个光接收像素PR和一个光接收像素PB以及两个光接收像素PG的总共四个光接收像素设置为最小重复单元(单元U)的摄像装置。此时，如图22所示，元件分隔部115可以针对各单元U进行划分；或者，例如，如图23所示，可以适当地将切分位置稀疏化。

例如，如图24所示，本技术还可应用于这样的摄像装置，其中，像素块100R和像素块100Gr彼此倾斜地布置并且像素块100Gb和像素块100B彼此倾斜地布置，并且分别包括八个光接收像素P的四个像素块100R、100Gr、100Gb和100B被设置为最小重复单元(单元U)。

<3.摄像装置的使用示例>

图25示出了根据前述实施方案的摄像装置1的使用示例。例如，如上所述的摄像装置1可用于如下感测包括可见光、红外光、紫外光和X射线的光的各种情况。

-拍摄图像以供观赏的装置，包括数码相机和具有相机功能的移动装备等；

-用于交通的装置，包括用于诸如自动停车等安全驾驶或识别驾驶员的状态的拍摄车辆的前方、后方、周围、内部等的车载传感器、监视行驶车辆或道路的监视相机以及测量包括车辆之间距离的距离测量传感器等；

-用于包括电视、冰箱和空调等家用电器的用来拍摄用户的手势的图像并根据手势使电器进行操作的装置；

-用于医疗和卫生保健的装置，包括内窥镜和通过接收红外光拍摄血管的图像的装置等；

-用于安保的装置，包括用于预防犯罪的监控摄像头和用于个人身份验证的相机等；

-用于美容护理的装置，包括拍摄皮肤图像的皮肤测量装置和拍摄头皮图像的显微镜等；

-用于运动的装置，包括用于运动应用的运动相机和可穿戴相机等；

-用于农业用途的装置，包括用于监视田地和作物状况的相机等。

<4.移动体的实际应用示例>

根据本发明的技术(本技术)适用于各种产品。例如，根据本发明的技术可以实现为安装在诸如汽车、电动汽车、混合动力汽车、摩托车、自行车、个人移动设备、飞机、无人机、船舶和机器人等任何类型的移动体上的装置。

图26是示出了作为可以应用根据本发明的实施方案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构成的示例的框图。

车辆控制系统12000包括通过通信网络12001彼此连接的多个电子控制单元。在图26所示的示例中，车辆控制系统12000包括驱动系统控制单元12010、车身系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040和集成控制单元12050。另外，作为集成控制单元12050的功能构成，示出了微型计算机12051、声音/图像输出部12052和车载网络接口(I/F)12053。

驱动系统控制单元12010根据各种类型的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用作以下装置的控制装置：诸如内燃机或驱动马达等用于产生车辆驱动力的驱动力产生装置、用于将驱动力传递至车轮的驱动力传递机构、用于调节车辆转向角的转向机构和用于产生车辆制动力的制动装置等。

车身系统控制单元12020根据各种类型的程序控制设置在车身上的各种类型的装置的操作。例如，车身系统控制单元12020用作无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动车窗装置或诸如前照灯、倒车灯、刹车灯、转向信号灯或雾灯等各种灯的控制装置。在这种情况下，可以向车身系统控制单元12020输入从替代钥匙的移动装置发送的无线电波或各种类型的开关的信号。车身系统控制单元12020接收这些无线电波或信号的输入，并且控制车辆的门锁装置、电动车窗装置或灯等。

车外信息检测单元12030检测包括车辆控制系统12000的车辆外部的信息。例如，车外信息检测单元12030与摄像部12031连接。车外信息检测单元12030使摄像部12031对车辆外部的图像进行摄像，并且接收所摄像的图像。基于接收到的图像，车外信息检测单元12030可以执行诸如人、车辆、障碍物、标志或路面上的字符等物体的检测处理，或者能够执行距上述物体的距离的检测处理。

摄像部12031是接收光并且输出与接收到的光的光量相对应的电信号的光学传感器。摄像部12031可以将电信号作为图像输出，或者能够将电信号作为测距信息输出。另外，由摄像部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检测车辆内部的信息。车内信息检测单元12040例如与检测驾驶员状态的驾驶员状态检测部12041连接。驾驶员状态检测部12041例如包括对驾驶员进行摄像的相机。基于从驾驶员状态检测部12041输入的检测信息，车内信息检测单元12040可以计算驾驶员的疲劳程度或驾驶员的集中程度，或者可以确定驾驶员是否正在打瞌睡。

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获得的车辆外部或内部的信息来计算驱动力产生装置、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)功能的协同控制，ADAS功能包括车辆的碰撞避免或冲击减缓、基于车间距离的跟车驾驶、车速保持驾驶、车辆碰撞警告或车辆偏离车道警告等。

另外，通过基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的车辆外部或内部的信息来控制驱动力产生装置、转向机构或制动装置等，微型计算机12051能够执行旨在实现自动驾驶等的协同控制，所述自动驾驶使得车辆能够不依赖于驾驶员的操作而自主地行驶。

另外，基于由车外信息检测单元12030获得的车辆外部的信息，微型计算机12051可以向车身系统控制单元12020输出控制命令。例如，微型计算机12051可以例如根据由车外信息检测单元12030检测到的前方车辆或对向车辆的位置，通过控制前照灯以从远光变为近光来执行旨在防止眩光的协同控制。

声音/图像输出部12052将声音和图像中的至少一者的输出信号发送至能够在视觉上或听觉上将信息通知到车辆的乘客或车辆外部的输出装置。在图28的示例中，作为输出装置，示出了音频扬声器12061、显示部12062和仪表板12063。例如，显示部12062可以包括车载显示器和抬头显示器中的至少一者。

图27是示出了摄像部12031的安装位置的示例的图。

在图27中，摄像部12031包括摄像部12101、12102、12103、12104和12105。

摄像部12101、12102、12103、12104和12105例如设置在车辆12100的前鼻、后视镜、后保险杠和后门上的位置以及车厢内挡风玻璃的上部的位置。设置在前鼻的摄像部12101和设置在车厢内挡风玻璃的上部的摄像部12105主要获得车辆12100前方的图像。设置在后视镜的摄像部12102和12103主要获得车辆12100两侧的图像。设置在后保险杠或后门的摄像部12104主要获得车辆12100后方的图像。设置在车厢内挡风玻璃的上部的摄像部12105主要用于检测前方车辆、行人、障碍物、交通信号灯、交通标志或车道等。

顺便提及地，图27示出了摄像部12101至12104的摄像范围的示例。摄像范围12111表示设置在前鼻的摄像部12101的摄像范围。摄像范围12112和12113分别表示设置在后视镜的摄像部12102和12103的摄像范围。摄像范围12114表示设置在后保险杠或后门的摄像部12104的摄像范围。例如，通过叠加由摄像部12101至12104摄像的图像数据，获得从上方观察的车辆12100的鸟瞰图像。

摄像部12101至12104中的至少一者可以具有获得距离信息的功能。例如，摄像部12101至12104中的至少一者可以是由多个摄像元件组成的立体相机，或者可以是具有用于相位差检测的像素的摄像元件。

例如，基于从摄像部12101至12104获得的距离信息，微型计算机12051能够确定在摄像范围12111至12114内的各个三维物体的距离和所述距离的时间变化(相对于车辆12100的相对速度)，从而提取最近的三维物体作为前方车辆，特别地，该三维物体存在于车辆12100的行驶路径上并且以预定速度(例如，等于或大于0km/h)沿着与车辆12100大致相同的方向行驶。此外，微型计算机12051可以预先设定与前方车辆要保持的车间距离，并且执行自动制动控制(包括跟车停止控制)或自动加速控制(包括跟车启动控制)等。因此，能够执行旨在使车辆不依赖于驾驶员的操作而自主行驶的自动驾驶等的协同控制。

例如，基于从摄像部12101至12104获得的距离信息，微型计算机12501可以将三维物体的三维物体数据分类为两轮车辆、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，提取分类后的三维物体数据，并且使用所提取的三维物体数据来自动躲避障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物识别为车辆12100的驾驶员能够在视觉上识别的障碍物和车辆12100的驾驶员难以在视觉上识别的障碍物。然后，微型计算机12051确定用于指示与各个障碍物发生碰撞的风险的碰撞风险。在碰撞风险等于或者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执行强制减速或规避转向。因此，微型计算机12051能够辅助驾驶以避免碰撞。

摄像部12101至12104中的至少一者可以是检测红外线的红外相机。微型计算机12051可以例如通过确定摄像部12101至12104的摄像图像中是否存在行人来识别行人。例如，这种对行人的识别是通过以下步骤执行的：提取作为红外相机的摄像部12101至12104的拍摄图像中的特征点的步骤；以及对表示物体轮廓的一系列特征点进行图案匹配处理以确定是否是行人的步骤。如果微型计算机12051确定在摄像部12101至12104的摄像图像中存在行人，并因此识别出行人，则声音/图像输出部12052控制显示部12062，从而使用于强调的方形轮廓线以叠加在识别出的行人上的方式被显示。声音/图像输出部12052还可以控制显示部12062，以使在期望的位置处显示表示行人的图标等。

以上已经说明了能够应用根据本发明的技术的车辆控制系统的示例。根据本发明的技术能够应用于上述组件中的摄像部12031。安装在车辆上的摄像装置使得能够提高拍摄图像的图像质量。因此，车辆控制系统12000能够高精度地实现用于车辆的碰撞避免或冲击减缓功能、基于车间距离的跟车驾驶功能、车速保持驾驶功能、车辆碰撞警告功能、车辆偏离车道警告功能等。

尽管以上已经参考实施方案、变形例及它们的具体实际应用示例说明了本技术，但是本技术不限于实施方案等，并且可以以多种方式进行变形。

例如，像素阵列中的像素块的布置和像素块中的光接收像素P的布置不限于前述实施方案等中所述的布置，并且各种布置都是可能的。

需要注意的是，本说明书中记载的效果仅仅是示例性的并且示非限制性的，并且还可以实现其它效果。

需要注意的是，本技术可以具有以下构造。根据以下构造的本技术，能够提高拍摄图像的图像质量。

(1)

一种摄像装置，其包括：

半导体基板，其具有彼此相反的第一表面和第二表面并且包括多个光接收部，所述多个光接收部包括在第一方向和与所述第一方向相交的第二方向上布置成二维阵列的多个光接收像素，所述多个光接收部通过光电转换生成与各个所述光接收像素的接收到的光量相对应的电荷；

像素分隔部，其包括绝缘膜并且在彼此相邻的所述光接收像素之间在所述第一方向和所述第二方向上延伸以包围所述多个光接收像素中的各者，所述像素分隔部从所述第一表面朝向所述第二表面延伸；

多个像素晶体管，其设置在所述第二表面一侧，并且以在平面图中与在所述第一方向上延伸的所述像素分隔部重叠的方式在所述第一方向上布置，所述多个像素晶体管构成读出电路，所述读出电路基于从所述多个光接收像素中的各者输出的所述电荷输出像素信号；和

元件分隔部，其包括形成为埋入在所述第二表面一侧的绝缘膜，并且所述元件分隔部在所述第一方向上沿着布置在所述第一方向上的所述多个像素晶体管延伸，所述元件分隔部在平面图中在沿着所述第一方向和所述第二方向延伸的所述像素分隔部的交叉点的至少一部分处被切分，所述元件分隔部将所述多个像素晶体管和所述多个光接收部彼此电气分离。

(2)

根据(1)记载的摄像装置，其中，在所述元件分隔部被切分的所述第二表面上，形成有向所述半导体基板施加固定电荷的阱接触区域。

(3)

根据(1)或(2)记载的摄像装置，其中，在所述交叉点处及附近的所述像素分隔部比其它区域中的所述像素分隔部突出得更靠近所述第二表面一侧。

(4)

根据(1)至(3)中任一项记载的摄像装置，其中，

所述多个光接收像素以包括在所述第一方向和所述第二方向上彼此相邻的四个光接收像素的像素单元被用作最小重复单元的方式被布置成二维阵列，并且

所述元件分隔部在平面图中在设置于在所述第一方向或所述第二方向上并排设置的多个所述像素单元之间的边界处的所述像素分隔部的所述交叉点的至少一部分处被切分。

(5)

根据(1)至(3)中任一项记载的摄像装置，其中，

所述多个光接收像素被划分成多个像素块，所述像素块包括包含相同颜色的滤色器的所述多个光接收像素，并且所述多个光接收像素以所述多个像素块中的在所述第一方向和所述第二方向上并排设置的四个像素块被用作最小重复单元的方式布置成二维阵列，并且

所述元素分离部在平面图中在设置于并排设置的所述多个像素块之间的边界处的所述像素分隔部的所述交叉点的至少一部分处被切分。

(6)

根据(5)记载的摄像装置，其中，

所述多个像素块被划分为多个像素对，各所述像素对包括在所述第一方向上彼此相邻的两个光接收像素，并且

在所述多个像素块中的各者中，在所述第二方向上布置的两个所述像素对被布置为在所述第二方向上偏移。

(7)

根据(5)记载的摄像装置，其中，

所述多个像素块包括第一像素块和第二像素块，

在所述第一像素块中，所述光接收像素被布置成第一布置图案，并且

在所述第二像素块中，所述光接收像素被布置成第二布置图案。

(8)

根据(7)记载的摄像装置，其中，

所述第一像素块中的所述多个光接收像素的数量大于所述第二像素块中的所述多个光接收像素的数量，

包括在两个所述第一像素块中的所述多个光接收像素包括绿色的所述滤色器，

包括在两个所述第二像素块中的一者中的所述多个光接收像素包括红色的所述滤色器，并且

包括在两个所述第二像素块中的另一者中的所述多个光接收像素包括蓝色的所述滤色器。

(9)

根据(1)至(8)中任一项记载的摄像装置，其中，所述像素分隔部在平面图中被设置成网格图案。

(10)

根据(1)至(9)中任一项记载的摄像装置，其中，所述多个像素晶体管是放大晶体管、选择晶体管和复位晶体管。

(11)

根据(10)记载的摄像装置，其还包括转换效率切换晶体管作为所述多个像素晶体管。

本申请要求于2021年10月27日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2021-175964的优先权，并将其全部内容通过引用并入本文。

本领域技术人员应当理解的是，只要在所附权利要求或其等通物的范围内，根据设计要求和其他因素可以进行各种变形、组合、子组合和替换。

Claims

1.一种摄像装置，其包括：

2.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，在所述元件分隔部被切分的所述第二表面上，形成有向所述半导体基板施加固定电荷的阱接触区域。

3.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，在所述交叉点处及附近的所述像素分隔部比其它区域中的所述像素分隔部突出得更靠近所述第二表面一侧。

4.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，

5.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，

6.根据权利要求5所述的摄像装置，其中，

7.根据权利要求5所述的摄像装置，其中，

所述多个像素块包括第一像素块和第二像素块，

8.根据权利要求7所述的摄像装置，其中，

9.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述像素分隔部在平面图中被设置成网格图案。

10.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述多个像素晶体管是放大晶体管、选择晶体管和复位晶体管。

11.根据权利要求10所述的摄像装置，其还包括转换效率切换晶体管作为所述多个像素晶体管。