JP2008236158A - 撮像モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】撮像素子に部分的な温度上昇が発生しても、撮像素子全面に渡って高画質の画像データを出力可能な撮像モジュールを提供する。
【解決手段】撮像素子回路４１を含む撮像チップ１０と複数の半導体チップを積層配置して１つのパッケージ内に収納した撮像モジュールである。撮像チップ１０の受光面と反対の面に密着するように配置されており、撮像チップ１０のブロック毎の温度を測定する複数の測温回路３１と、温度に関連付けされた補正データを撮像チップ１０のブロック毎に記憶している記憶回路３５と、複数の測温回路３１の各出力に基づいて記憶回路３５からブロック毎の補正データを読み出す読出回路３４を含む測回路チップ１２と、撮像素子回路４１から出力された画像データに重畳された温度依存特性を有するノイズ成分を読出回路３４が読み出した補正データを用いて補正する補正回路４６を含むインターフェース回路チップ１４を具備する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、撮像モジュールに関し、詳しくは画質の向上を図った撮像モジュールに関する。

デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に使用されるＣＣＤやＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子の特性として、画素毎のフォトダイオードの暗電流のバラツキによる固定パターンノイズや、暗電流に起因する欠陥は温度特性を持っており、また、これらのノイズや欠陥は高温になるほど増加する。

そこで、従来から、この温度に依存するノイズや欠陥を除去するために、種々の提案がなされている。例えば、特許文献１には、固体撮像素子を用いた固体撮像装置において、温度範囲毎の固定パターンノイズをメモリに記憶しておき、温度検出手段よって検出した温度に対応する固定パターンノイズをメモリから読み出し、固体撮像素子の出力ビデオ信号から減算することが開示されている。また、特許文献２には、撮像素子周辺に複数の温度センサを配置し、その温度測定結果に応じて撮像素子からの出力値に対して補正値を変更することが開示されている。
特開平１−１４７９７３号公報 特開２００６−３３０３６号公報

撮像素子チップの温度分布は一般には一様になるとは限らない。特許文献１の開示技術では、温度検出センサが１つしかなく、撮像素子全面にわたって正確な補正を行なうことができない。この点、特許文献２の開示技術では、複数の温度検出センサを使用していることから、ある程度は温度分布を検出することができる。しかしながら、温度センサは撮像素子の周辺部に配置されているだけであるので、最近の大型化してきている撮像素子チップでは、中心部の温度を正確に測定することができず、正確な補正を行なうことができない。

本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、撮像素子に部分的な温度上昇が発生しても、撮像素子全面に渡って高画質の画像データを出力可能な撮像モジュールを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため第１の発明に係わる撮像モジュールは、撮像素子回路を含む撮像チップと複数の半導体チップとを積層配置して１つのパッケージ内に収納した撮像モジュールにおいて、上記撮像チップの受光面と反対の面に密着するように配置されており、上記撮像チップの所定ブロック毎の温度を測定する複数の測温回路を有する測温部と、温度に関連付けされた補正データを上記撮像チップの所定ブロック毎に記憶している記憶部と、上記複数の測温回路の各出力に基づいて上記記憶部から上記所定ブロック毎の補正データを読み出す読出部を含む第１の半導体チップと、上記撮像素子回路から出力された画像データに重畳された温度依存特性を有するノイズ成分を上記読出部が読み出した補正データを用いて補正する補正部を含む第２の半導体チップを具備する。

第２の発明に係わる撮像モジュールは、上記第１の発明において、上記記憶部は、上記複数の測温回路のそれぞれに対応する複数の記憶回路を含む。
また、第３の発明に係わる撮像モジュールは、上記第１の発明において、上記補正部は、上記記憶部から読み出された上記所定のブロック毎の補正データを用いて上記撮像チップの全撮像画面に対応する補正データを生成する補正データ生成回路を含む。

さらに、第４の発明に係わる撮像モジュールは、上記第１の発明において、上記第２の半導体チップは、上記撮像素子回路の駆動タイミングを制御するタイミング制御回路と、上記撮像素子回路から出力されたアナログ信号を処理するアナログ信号処理回路と、上記アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、上記温度依存特性を有するノイズ成分を補正する補正回路を含む。
さらに、第５の発明に係わる撮像モジュールは、上記第１の発明において、上記第１半導体チップと上記第２半導体チップの間に熱隔離用のスペーサーを配置する。

上記目的を達成するため第６の発明に係わる撮像装置は、撮像素子を含む撮像チップと、この撮像チップの受光面と反対の面に密着するように配置され、ブロック毎に温度を測定する複数の測温部と、上記撮像素子の出力に基づく画像データの重畳される温度依存特性を有するノイズ成分を除去するための補正データを、温度および上記ブロックに対応して記憶する記憶部と、上記測温部によって測定された温度に基づいて、上記記憶部に記憶された上記補正データを読み出し、上記画像データを補正する補正部を具備する。

第７の発明に係わる撮像装置は、上記第６の発明において、上記撮像素子からの上記画像データを一時記憶する一時記憶部を有し、上記補正部は、上記ブロック毎に上記画像データの補正を行なう。
また、第８の発明に係わる撮像装置は、上記第６の発明において、上記記憶部に記憶された上記補正データから、上記測温部によって測定された温度に基づいて、上記撮像素子から出力される全画面に対応した補正データを生成する補正データ生成部を有し、上記補正部は、上記補正データ生成部から出力される上記全画面に対応した補正データを用いて上記画像データの補正を行なう。
さらに、第９の発明に係わる撮像装置は、上記第６の発明において、上記記憶部に記憶された上記補正データを読み出す読出部を有し、上記測温部、上記記憶部、および上記読出部を同一の半導体チップに集積する。

本発明によれば、撮像チップの受光面と反対の面に密着するように配置され、撮像チップの所定ブロック毎の温度を測定する複数の測温回路を有する測温部を設けているので、撮像素子に部分的な温度上昇が発生しても、ブロック毎に温度を測定でき、撮像素子全面に渡って高画質の画像データを出力可能な撮像モジュールを提供することができる。

以下、図面に従って本発明を適用した撮像モジュールを用いて好ましい実施形態について説明する。この撮像モジュールは、撮像チップと、撮像素子駆動回路やＡＤ変換回路等の周辺回路を有する半導体チップを有しており、この撮像モジュールは、デジタルカメラやビデオカメラ等の電子撮像装置に組み込まれる。

まず、第１実施形態に係わる撮像モジュール１００の構成について、図１および図２を用いて説明する。図１は撮像モジュール１００の断面図であり、図２はケースおよびカバーガラスを取り除いた状態での撮像モジュールの分解斜視図である。図に示すように、撮像モジュール１００は、公知のシステム・イン・パッケージ（Ｓｉｐ）技術を利用して、基板・チップを積層している。

光学系によって結像された被写体像を光電変換する撮像素子を有する撮像チップ１０が積層体の最上段に配置されている。撮像素子としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）や、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の二次元撮像素子を使用する。撮像チップ１０の受光面側が光電変換部１０ａ（図２参照）となるように配置され、この撮像チップ１０の裏面側には、絶縁シート１１を介して測温回路チップ１２が密着するように配置されている。

絶縁シート１１は、シリコンシート等の熱伝導率が高いが絶縁性がある材料で構成され、撮像チップ１０の裏面側がプラス電位となっている場合もあることから、絶縁のために配置している。測温回路チップ１２の詳細な構成は、後述するが、複数のブロックに分かれており(本実施形態においては、４×４で１６ブロック)、ブロック毎に撮像チップ１０の温度を測定することができる。

測温回路チップ１２の裏面側には、スペーサー１３を挟んでインターフェース回路チップ１４が配置されている。スペーサー１３の熱伝導率は低い値の電気的絶縁材料が用いられており、熱隔離部材として働く。低熱伝導率（λ）のスペーサー１３の材料としては、λ＜１．０ｗ／ｍＫ程度であることが望ましく、例えば、ガラス、ヒュームドシリカ、高純度ジルコニア、発泡セラミック等を使用することができる。

インターフェース回路チップ１４は、撮像チップ１０の撮像素子を駆動し、画像信号を読み出し処理したのち、撮像モジュールの外部に出力するための種々の回路を含んでいる。この回路の中には、後述するように、タイミングジェネレータ（ＴＧ）や撮像素子読出駆動ドライバ等の回路を含む撮像素子駆動回路４３、撮像素子から読み出される画像信号の処理を行なうためのアナログ処理回路４４、Ａ／Ｄ変換回路４５等が含まれている。さらに、撮像モジュール１００と接続されるデジタルカメラやビデオカメラ等の電子撮像装置とのインターフェース機能を果たすインターフェース回路も含まれている。

インターフェース回路チップ１４は、薄い基板で構成されたインターポーザ１５に直接、載置されている。撮像チップ１０、測温回路チップ１２、インターフェース回路チップ１４の各電極は、インターポーザ１５の各電極とボンディングワイヤ１６で接続されている。インターポーザ１５には貫通電極（不図示）が設けられており、この貫通電極はインターポーザ１５の裏面に設けられた電極用の端子２３に接続されている。

端子２３は複数、設けられており、図示しないフレキシブル基板等を通じて、電子撮像装置内の各回路に接続されている。なお、図１においては、ボンディングワイヤ１６は、各回路チップの両端から１箇所ずつ配線しているが、実際には各回路チップの電極毎にボンディングワイヤが配線されており、図面上ではこれらを省略している。

これらインターポーザ１５および積層された各チップ等の周囲は、図１に示すように、ケース２２に囲まれ、収納されている。撮像チップ１０の受光面側には封止用のカバーガラス２１が配置され、内部は気密状態に保持され、ゴミ等の侵入を防止している。なお、インターポーザ１５、インターフェース回路チップ１４、スペーサー１３、測温回路チップ１２、絶縁シート１１および撮像チップ１０は、それぞれ接着剤等により、一体化されている。

次に、図３を用いて、測温回路チップ１２の構成について説明する。測温回路チップ１２の測温回路配置領域１２ａは、撮像チップ１０と密着している領域であり、この領域１２ａ内は、図３（Ａ）に示すように、領域ａ〜領域ｐの１６の領域に分割されている。領域ａ〜領域ｐのそれぞれに、図３（Ｂ）に示すような、測温回路３１、増幅回路３２、Ａ／Ｄ変換回路３３、読出回路３４および記憶回路３５から構成される測温回路ブロックが配置されている。なお、領域の数は、本実施形態においては、４×４で１６分割しているが、これに限らず、撮像チップ１０の大きさや、これと密着する半導体チップの発熱分布を考慮して、適宜、異なる数としてもよい。また、領域の面積も各領域で同一とせずに、一部、異なるようにしても良い。

測温回路チップ１２は、ダイオードの順方向電圧の温度依存性を利用し温度を測定する。測温回路３１は、ダイオードを有しており、このダイオードに定電流を流し、このときの順方向電圧を出力する。測温回路３１の出力は、増幅回路３２に接続されており、測温回路３１から出力されるアナログの順方向電圧信号を増幅する。増幅回路３２の出力は、Ａ／Ｄ変換回路３３に接続されており、Ａ／Ｄ変換回路３３は、増幅回路３２の出力をデジタル値に変換し、読出回路３４に出力する。

読出回路３４は、Ａ／Ｄ変換回路３３から温度情報を入力し、記憶回路３５に記憶されている補正テーブルから、この温度データに基づいて補正データを読み出す。記憶回路３５は、Ｅ^２ＰＲＯＭのような電気的に書き換え可能な不揮発性メモリで構成される。また、後述するように、記憶回路３５は、個々の撮像ブロックごとに、温度に対応して固定ノイズパターンや欠陥等を補正するための各画素に対応した補正値（この補正値の集合体を補正データと称す）を記憶している。

図３（Ｂ）に示す測温機能を有する測温回路ブロックが、領域ａ〜領域ｐのそれぞれに、測温回路チップ１２内に配置されている。このため、撮像チップ１０の裏面の温度を、中央付近も含めてきめ細かく測定することができる。

なお、本実施形態においては、撮像チップ１０の温度測定方法として、ダイオードの順方向電圧を用いて測定したが、これに限らず、トランジスタ等のＰＮ接合の順方向電圧でもよく、また、熱電対や測温抵抗体等、種々の温度測定センサを利用することができる。また、絶縁性を確保するために、撮像チップ１０と測温回路チップ１２の間に絶縁シート１１を配置したが、絶縁性に問題がない場合には、絶縁シートを省略してもよく、この場合には密着度が高くなるので、高精度の温度測定を行なうことができる。

次に、図４を用いて、第１実施形態における電気回路の構成について説明する。測温回路チップ１２内には、領域ａ〜領域ｐにそれぞれ測温回路ブロックと出力回路３６が設けられている。各測温回路ブロック内には、前述の測温回路３１、増幅回路３２、Ａ／Ｄ変換回路３３、読出回路３４および記憶回路３５が設けられている。測温回路ブロックの各読出回路３４は出力回路３６と接続されており、出力回路３６の指令に応じて、測温回路３１による温度測定の結果に応じた補正データを読み出し、出力回路３６に出力する。

撮像チップ１０内には、撮像素子を含む撮像素子回路４１が配置されている。また、インターフェース回路１４内には、撮像素子駆動回路４３、アナログ処理回路４４、Ａ／Ｄ変換回路４５、補正回路４６および一時メモリ４７が配置されている。撮像素子駆動回路４３は、撮像素子回路４１に接続され、撮像素子回路４１の各画素の電荷の蓄積開始やリセット等の制御を行う。また、撮像素子駆動回路４３は、アナログ画像信号を読み出すための回路でもあり、タイミングジェネレータ（ＴＧ）や、撮像素子の読み出し用の駆動ドライバ等の回路を含んでいる。

アナログ処理回路４４は、撮像素子回路４１の出力に接続され、撮像素子駆動回路４３によって読み出されたアナログ画像信号の増幅処理等の各種信号処理を行なうための回路である。アナログ処理回路４４の出力は、Ａ／Ｄ変換回路４５に接続されており、この回路はアナログ画像信号をデジタル画像データに変換し、補正回路４６に出力する。

補正回路４６は、測温回路チップ１２から出力される補正データを用いて、Ａ／Ｄ変換回路４５から出力されるデジタル画像データの補正演算を行なう。この補正回路４６は、一時メモリ４７に接続されており、Ａ／Ｄ変換回路４５から出力される全デジタル画像データを、一時メモリ４７に一時的に格納する。そして、補正回路４６は、格納されたデジタル画像データを、前述の領域ａ〜領域ｐに対応するブロックに分割し、出力回路３６に対してブロック毎の補正データを要求し、この補正データを用いてブロック単位に補正を行なう。全デジタル画像データに対して補正処理が終了すると、外部に出力を行なう。

次に、図５に示す動作フローを用いて、個々の補正データを測定し、記憶回路３５に補正データを記録する調整動作について説明する。この調整動作は、個々の撮像モジュール毎に、工場出荷時に行なわれる。

まず、撮像モジュール１００を組み立てた状態で、周囲温度を設定する（Ｓ１）。最初は冷却し低温度に設定し、後述するステップＳ１７からステップＳ１に戻ってくるたびに、徐々に設定温度を上げていく。周囲温度の設定が終わると、測温回路チップ１２内の測温回路３１によってブロック毎に温度を測定し、出力回路３６を介して温度情報を読み出す（Ｓ３）。

続いて、読み出された温度が設定範囲かを判定する（Ｓ５）。本実施形態においては、温度範囲毎に補正データを記憶するようにしているので、個々での判定は、範囲分けのために行なう。温度範囲としては、例えば、
（ア）０〜１０°Ｃ → ５°Ｃ
（イ）１１〜３０°Ｃ → ２０°Ｃ
（ウ）３１〜５０°Ｃ → ４０°Ｃ
（エ）５１〜７０°Ｃ → ６０°Ｃ
のように分ける。すなわち、０〜１０°Ｃの温度範囲を代表する温度として、５°Ｃを採用し、上述の右側の温度をそれぞれ左側の温度範囲の代表値とする。なお、この温度範囲にあたっては、適宜、ゾーン分けを細かくしたり、粗くすることができる。

ステップＳ５において、測温の結果、前の温度範囲の代表値から変わると、撮像動作を行う（Ｓ７）。撮像動作は、撮像面を遮光した状態で行なう。続いて、撮像素子駆動回路４３によって撮像素子回路４１から各画素毎にアナログ画像信号を読み出す（Ｓ９）。読み出されたアナログ画像信号は処理されデジタル化された後、調整装置のメモリに格納され、ブロック毎に分けられる（Ｓ１１）。

このブロック毎に分けられたデジタルデータは、補正データとして使用できる。すなわち、遮光した状態で撮像した場合の各画素のデジタル値は、本来、一律のデジタル値になるはずである。しかしながら、暗電流特性等が各画素によって異なるので、必ずしも一律の値とはならない。従って、このデジタル画像データを用いて撮影時の画像データを補正すれば、暗電流等に基づく固定パターンノイズやその他の欠陥を補正することができる。

ステップＳ１１のブロック分けが終わると、次に、デジタル画像データの圧縮を行ない（Ｓ１３）、ブロックに対応した記憶回路３５に記録を行う（Ｓ１７）。圧縮を行なうのは、そのままではデータが大容量となってしまうためである。また、記録にあたっては、ブロック毎に、かつ温度範囲毎に行なう。

ステップＳ１５の記録が終わると、次に、全ブロック、全温度ゾーンについて記録が終了したかを判定する（Ｓ１７）。但し、ある領域で、耐熱最高温度(例えば、７０°Ｃ)を越えた場合には、それ以上周囲温度を上昇させると、撮像素子が壊れる可能性があることから、その時点で終了する。ステップＳ１７における判定の結果、終了ではない場合には、ステップＳ１に戻り、周囲温度を所定量、上昇させ、前述のステップを繰り返す。

この図５に示す調整動作が終了すると、測温回路チップ１２内の領域ａ〜領域ｐに対応する記憶回路３５には、各画素ごとの補正値の集合体である補正データがブロック単位で書き込まれる。記憶回路３５は、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリであるので、一度書き込めば保持され続ける。

次に、撮像モジュール１００が組み込まれたデジタルカメラやビデオカメラ等における補正回路４６の補正動作について、図６の動作フローを用いて説明する。この補正動作は、撮像素子による撮像動作の開始とともに実行される。ただし、撮像動作の終了時や終了から、所定時間経過時等のタイミングで行なっても良い。まず、撮像素子回路４１による撮像が完了したかを判定し（Ｓ２１）、完了すると、撮像素子からアナログ画像信号を読み出し、ＡＤ変換した後、デジタル画像データを一時メモリ４７に格納する。

続いて、補正回路４６は補正データの読み込みを行う（Ｓ２３）。補正データは出力回路３６に対してブロック単位で出力を要求し、この補正データを使用してブロック毎に、一時メモリ４７に記憶されたデジタル画像データに対して補正を行ない、補正されたデジタル画像データは再び一時メモリ４７に戻し、書き込む(Ｓ２５)。次に、補正処理が完了したかを判定する（Ｓ２７）。すなわち、領域ａ〜領域ｐに対応するブロック毎に補正処理を行なうので、これらの領域に対応する全ブロックについて補正が完了したかを判定する。

ステップＳ２７における判定の結果、完了していない場合には、ステップＳ２３に戻り、次のブロックについて、上述のステップを繰り返し、補正動作を行なう。一方、全ブロックについて補正を完了した場合には、補正済みのデジタル画像データの出力を行なう（Ｓ２９）。つまり、ステップＳ２３〜Ｓ２７において、補正済みの画像データは一旦、一時メモリ４７に格納されており、この一時メモリ４７に格納されたデジタル画像データが、補正回路４６を通じて出力される。

次に、撮像モジュール１００が組み込まれたデジタルカメラやビデオカメラ等における読出回路３４の読出動作について、図７の動作フローを用いて説明する。まず、測温回路３１によって測定され、増幅回路３２およびＡ／Ｄ変換回路３３によって処理された温度情報を入力する（Ｓ３１）。

この温度情報に基づいて、記憶回路３５に記憶されている補正データのアドレスを設定し（Ｓ３３）、補正データの読み出しを行なう（Ｓ３５）。即ち、記憶回路３５には、温度範囲毎に補正データが記憶されおり、温度測定結果が含まれる温度範囲に対応したアドレスの設定を行なう。続いて、補正回路４６から出力回路３６を通じて、補正データの出力指示がなされているかの判定を行う。出力指示がない場合には、待機状態となり、出力指示がなされた場合には、出力回路３６に対して補正データの出力を行なう（Ｓ３９）。

出力された補正データは、前述したように、ステップＳ２３、Ｓ２５（図６）において、画像データの補正に使用される。なお、ステップＳ３７の指示有りかの判定は、ステップＳ３１を行う前に実行してもよく、また、指示がなかった場合には、ステップＳ３１に戻り、補正データの更新を行なってもよい。

以上、説明したように、本発明の第１実施形態においては、撮像チップ１０の受光面とは反対の面に密着するように測温回路チップ１２を配置し、領域ａから領域ｐに対応するブロック毎に温度を測定し、この温度に基づいて各領域に対応する記憶回路３５から補正データを読み出し、この補正データを用いて画像データを補正している。このため、撮像チップ１０内で部分的に温度が変化しても、それに対応した補正データで補正するので、高画質の画像データを出力することができる。

最近のように、撮像チップが大型化すると、周辺と中心部では温度差も大きくなるが、本実施形態においては、このような場合でも確実に補正することができる。また、本実施形態のように、半導体チップを積層している場合には、インターフェース回路チップ１４内の回路によって発熱量が異なり、熱隔離部材が十分でないと、撮像チップ１０の温度分布が不均一となる。このような場合でも、ブロック毎に温度を測定して、温度に対応した補正データで画像データを補正するので、高画質の画像データを出力することができる。

なお、撮像素子で取得した画像を、被写体像観察用に液晶モニタ等の表示装置によって表示するスルー画像表示機能（ライブビュー表示機能、電子ファインダ機能とも言う）を有するデジタルカメラや、動画を撮影するビデオカメラ等においては、撮像を長時間行なっていると撮像素子も発熱してくる。このため、補正データの読み出しを、温度上昇等を考慮して更新すればよい。

次に、本発明の第２実施形態を、図８を用いて説明する。第１実施形態においては、補正データを測温回路ブロックの記憶回路３５に記憶し、補正回路４６はブロック毎にデジタル画像データの補正を行なっていた。本実施形態においては、ブロック単位の補正データから全画素(全画面)対象の補正データを生成し、この補正データを用いて補正回路４６がデジタル画像データの補正を行なうようにしている。第２実施形態の構成は、図１乃至図３に示した第１実施形態の構成と同様であり、図４に示した回路構成を図８に示す回路構成に置き換える。以下、相違点を中心に説明する。

図８の電気回路図において、測温回路チップ１２内の領域ａ〜領域ｐに対応する測温回路ブロック内には、読出回路および記憶回路を設けていない。このため、各測温回路ブロックからは、測温回路３１によって測定された温度情報が出力回路３６に出力される。出力回路３６には、Ｅ^２ＰＲＯＭ等の電気的に書き換え可能な不揮発性メモリから構成される記憶回路３７が接続されている。この記憶回路３７には、各ブロック毎に温度と関連付けて補正データが記憶されている。第１実施形態における各ブロック毎の記憶回路３５における全ての補正データが、記憶回路３７の１箇所に集められていることに相当する。

出力回路３６は、領域ａ〜領域ｐに対応する測温回路ブロックからの温度情報に基づいて、出力回路３６は記憶回路３７から各測定温度に対応する補正データを読み出し、補正データ生成回路３８に出力する。補正データ生成回路３８は、出力回路３６からの補正データに基づいて、全画面用の１つの補正データを生成する。本発明の第１実施形態においては、測温回路チップ１２の出力回路３９はブロック毎の補正データを出力していたが、第２実施形態においては、全画面用の補正データを出力する。

このため、インターフェース回路チップ１４においては、一時メモリ４７が不要となる。すなわち、第１実施形態においては、ブロック毎に補正を行なう都合上、一旦、全画素に対応するデジタル画像データを一時メモリ４７に記憶しなければならなかった。しかし、第２実施形態においては、Ａ／Ｄ変換回路４５から出力されるデジタル画像データに対してリアルタイムに補正を行なうことができる。

このように、本発明の第２実施形態においては、補正データ生成回路３８によって全画面用の１つの補正データを生成している。このため、インターフェース回路チップ１４の補正回路４６は、従来と同じ回路で済むという効果がある。

以上、説明したように、本発明の各実施形態においては、撮像チップ１０の受光面と反対の面に複数の測温部を有する測温回路チップ１２を密着させ、この測温回路チップ１２で測定された温度に基づく補正データによって、撮像チップ１０の撮像素子から出力される画像データを補正するようにしている。このため、撮像素子に部分的な温度上昇が発生する場合でも、領域毎の温度を測定して画像データを補正することから撮像素子全面に渡って高画質の画像データを出力可能である。

なお、本発明の実施形態の説明において、測温回路チップ１２に、測温回路３１以外に、読出回路３４や記憶回路３７等を同チップに集積したが、これらの回路をインターフェース回路チップ１４等、他のチップ内に設けても、勿論構わない。この場合には、測温回路チップ１２は撮像チップ１０の温度測定のみを行なう。

本発明の実施形態の説明にあたっては、デジタルカメラやビデオカメラ等に使用する撮像モジュールを例に挙げたが、デジタルカメラとしては、一眼レフタイプやコンパクトタイプのデジタルカメラ等の静止画撮影用のカメラでもよく、また動画撮影用のカメラでも良い。また、これらのカメラ以外の携帯電話等の機器に組み込まれるような撮像装置にも本発明を適用できることは勿論である。

本発明の第１実施形態における撮像モジュールの断面図である。 本発明の第１実施形態における撮像モジュールの一部分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係わる測温回路チップの構成を示す図である。 本発明の第１実施形態に係わる電気回路ブロック図である。 本発明の第１実施形態に係わる調整動作を示すフローチャート図である。 本発明の第１実施形態に係わる補正動作を示す動作フロー図である。 本発明の第１実施形態に係わる読出動作を示す動作フロー図である。 本発明の第２実施形態に係わる電気回路ブロック図である。

符号の説明

１０・・・撮像チップ、１０ａ・・・光電変換部、１１・・・絶縁シート、１２・・・測温回路チップ、１２ａ・・・測温回路配置領域、１３・・・スペーサー、１４・・・インターフェース回路チップ、１５・・・インターポーザ、１６・・・ボンディングワイヤ、２１・・・カバーガラス、２２・・・ケース、２３・・・端子、３１・・・測温回路、３２・・・増幅回路、３３・・・Ａ／Ｄ変換回路、３４・・・読出回路、３５・・・記憶回路、３６・・・出力回路、３７・・・記憶回路、３８・・・補正データ生成回路、４１・・・撮像素子回路、４３・・・撮像素子駆動回路、４４・・・アナログ処理回路、４５・・・Ａ／Ｄ変換回路、４６・・・補正回路、４７・・・一時メモリ、１００・・・撮像モジュール

Claims (9)

1. 撮像素子回路を含む撮像チップと複数の半導体チップとを積層配置して１つのパッケージ内に収納した撮像モジュールにおいて、
   上記撮像チップの受光面と反対の面に密着するように配置されており、上記撮像チップの所定ブロック毎の温度を測定する複数の測温回路を有する測温部と、温度に関連付けされた補正データを上記撮像チップの所定ブロック毎に記憶している記憶部と、上記複数の測温回路の各出力に基づいて上記記憶部から上記所定ブロック毎の補正データを読み出す読出部とを含む第１の半導体チップと、
   上記撮像素子回路から出力された画像データに重畳された温度依存特性を有するノイズ成分を上記読出部が読み出した補正データを用いて補正する補正部を含む第２の半導体チップと、
   を具備することを特徴とする撮像モジュール。
2. 上記記憶部は、上記複数の測温回路のそれぞれに対応する複数の記憶回路を含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
3. 上記補正部は、上記記憶部から読み出された上記所定のブロック毎の補正データを用いて上記撮像チップの全撮像画面に対応する補正データを生成する補正データ生成回路を含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
4. 上記第２の半導体チップは、
   上記撮像素子回路の駆動タイミングを制御するタイミング制御回路と、
   上記撮像素子回路から出力されたアナログ信号を処理するアナログ信号処理回路と、
   上記アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、
   上記温度依存特性を有するノイズ成分を補正する補正回路と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
5. 上記第１半導体チップと上記第２半導体チップの間に熱隔離用のスペーサーを配置したことを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
6. 撮像素子を含む撮像チップと、
   この撮像チップの受光面と反対の面に密着するように配置され、ブロック毎に温度を測定する複数の測温部と、
   上記撮像素子の出力に基づく画像データの重畳される温度依存特性を有するノイズ成分を除去するための補正データを、温度および上記ブロックに対応して記憶する記憶部と、
   上記測温部によって測定された温度に基づいて、上記記憶部に記憶された上記補正データを読み出し、上記画像データを補正する補正部と、
   を具備することを特徴とする撮像装置。
7. 上記撮像素子からの上記画像データを一時記憶する一時記憶部を有し、
   上記補正部は、上記ブロック毎に上記画像データの補正を行なうことを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
8. 上記記憶部に記憶された上記補正データから、上記測温部によって測定された温度に基づいて、上記撮像素子から出力される全画面に対応した補正データを生成する補正データ生成部を有し、
   上記補正部は、上記補正データ生成部から出力される上記全画面に対応した補正データを用いて上記画像データの補正を行なうことを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
9. 上記記憶部に記憶された上記補正データを読み出す読出部を有し、
   上記測温部、上記記憶部、および上記読出部を同一の半導体チップに集積したことを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。