JP2012151847A - 高ダイナミックレンジイメージセンサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1の基板12上に、複数の画素18であって、各画素が光検出器を有する画素と、前記複数の光検出器に接続する複数の読み出し回路であって、各読み出し回路が、この読み出し回路に接続する少なくとも1つの光検出器の充放電装置を有し、各充放電装置は、充放電の作動信号によって制御して前記読み取り回路に接続する各画素の前記光検出器の積分時間を課す回路とを有する。第1の基板12とは異なる第2の基板14を有し、この第2の基盤上には充放電装置の制御電子回路30、32、34を配置し、この回路は、第1の基板12と第2の基板14との間の電気接続16を介して充放電装置に転送するための充放電の作動信号を生成するように設計し、各画素または画素群は作動信号に接続して固有かつ適切な積分時間をこの画素または画素群に課す。
【選択図】図1
Description
− 光に露出するようにした第1の基板であって、この上に例えば行列状に配置した複数の画素を配置し、各画素が光検出器を有する基板と、
− 複数の光検出器に接続する複数の読み出し回路であって、各読み出し回路が、この読み出し回路に接続する少なくとも1つの光検出器の充放電装置を有し、各充放電装置は、充放電の作動信号によって制御する回路と
を有する。
− 光に露出するようになっている第1の基板であって、この上に複数の画素を配置し、各画素が光検出器を有する基板と、
− 複数の光検出器に接続する複数の読み出し回路であって、各読み出し回路は、この読み出し回路に接続する少なくとも1つの光検出器の充放電装置を有し、各充放電装置は、充放電の作動信号によって制御する回路と
を有する高ダイナミックレンジイメージセンサであって、
イメージセンサデバイスはさらに、第1の基板とは異なる第2の基板を有し、この第2の基盤上には前記充放電装置の制御電子回路を配置し、この回路は、前記充放電装置に転送するための充放電の作動信号を生成するように設計し、第2の基板は、充放電装置と制御電子回路との間の少なくとも1つの電気接続を介して複数の読み出し回路に電気的に接続する高ダイナミックレンジイメージセンサを目的とする。
− 少なくとも1つの作動信号の生成素子と、
− 積分時間のパラメータを計算して作動信号の生成素子それぞれに対して転送するように設計する、複数の画素に適用するための積分時間推定ブロックと
を有する。
− 各読み出し回路は、リセットトランジスタ、フォロワトランジスタおよび行選択トランジスタの3つのトランジスタを有し、
− 充放電装置はリセットトランジスタを有する。
− 各読み出し回路は、リセットトランジスタ、転送トランジスタ、フォロワトランジスタおよび行選択トランジスタの4つのトランジスタを有し、
− 充放電装置は転送トランジスタを有する。
− 面積の広いチップに対して、より迅速な通信を可能にするコンポーネント同士が相互接続する長さを短縮すること、および
− 複数のチップを必要とする装置に対して、直列ではなく並列である大量通信を可能にするチップ同士が相互接続する数が増加すること
にある。
− 行列20の行に対面して配置し、画素の各行を相互接続しているデータを転送するバス26Lを介して、「ローリングシャッター」技術によって画素18の値を1行ずつ読み出すのを開始する信号RSを行列20に転送するように設計した行選択ブロック22と、
− 行列20の列の下に位置し、画素の各列を相互接続しているデータを転送するバス26Cを介して、1行ずつ読み取った画素のアナログ値を受信し、所定の式に従ってアナログ値をデジタル値に変換するアナログ−デジタル変換ブロック24と
を搭載している。
− 2つの主な直角方向に沿って規則的に分布し、第1の基板の充放電装置の作動信号を生成する行列30を形成する複数の作動信号の生成素子28であって、各素子28は、積分時間のパラメータを格納するメモリと、基準の積分時間ベースおよび積分時間のパラメータをもとに作動信号を生成する回路とを有する素子と、
− 行列30の行に対面して配置し、電気接続33によって行選択ブロック22に接続し、素子28の各行にそれぞれが相互接続しているデータを転送するバス36Lを介して、基準の積分時間ベースを1行ずつ表示する信号を行列30に供給するように設計した基準ブロック32と、
− 電気接続35によってアナログ−デジタル変換ブロック24に接続して画素値を受信し、行列30の列の下に位置して、画素18の行列20に適用するための積分時間を推定する役割を果たし、素子28の各列にそれぞれが相互接続しているデータを転送するバス36Cを介して、推定した積分時間の新たなパラメータを行列30の素子28に転送するブロック34と
を有する。
Claims (11)
- 高ダイナミックレンジイメージセンサ(10)であって、光に露出するようにした第1の基板(12)上に、
− 複数の画素(18)であって、各画素が光検出器(40)を有する画素と、
− 前記複数の光検出器(40)に接続する複数の読み出し回路(42)であって、各読み出し回路(42)が、この読み出し回路に接続する少なくとも1つの光検出器の充放電装置(46;54;56)を有し、各充放電装置は、充放電の作動信号(RST;TG)によって制御して前記読み取り回路に接続する各画素の前記光検出器の積分時間を課す回路と
を有するイメージセンサにおいて、
前記イメージセンサはさらに、前記第1の基板(12)とは異なる第2の基板(14)を有し、該第2の基盤上には前記充放電装置(46;54;56)の制御電子回路(30、32、34)を配置し、該回路は、前記第1の基板(12)と前記第2の基板(14)との間の電気接続(16)を介して前記充放電装置に転送するための充放電の複数の作動信号(RST;TG)を生成するように設計し、各画素または画素群は作動信号に接続して固有かつ適切な積分時間を前記画素または画素群に課すことを特徴とするイメージセンサ。 - 前記第1(12)および前記第2の基板(14)を積み重ね、前記電気接続(16)は、前記第1および/または前記第2の基板にわたって設ける経路と、前記第1の基板の電気接触点を前記第2の基板の電気接触点に電気的に接続する導電ボールと、分子付着によって前記第2の基板に接着した前記第1の基板の電気接触点と、前記第1および前記第2の基板のそれぞれの電気接触点の間にある容量性カップリングとで構成する集合素子の少なくとも1つを有する、請求項1に記載のイメージセンサ(10)。
- 前記制御電子回路(30、32、34)は、
− 各素子が画素または画素群に接続する作動信号(RST)の複数の生成素子(28)と、
− 積分時間のパラメータ(EXP)を計算して前記作動信号の生成素子(28)それぞれに対して転送するように設計する、複数の画素(18)に適用するための積分時間推定ブロック(34)と
を有する、請求項1または2に記載のイメージセンサ(10)。 - 基準の積分時間ベース(EXP_Ref、RST_Ref)を供給するように設計する基準ブロック(32)を有し、前記作動信号(RST)の生成素子(28)はそれぞれ、前記基準ブロック(32)が供給する前記積分時間ベース(EXP_Ref、RST_Ref)および前記推定ブロック(34)が供給する前記積分時間のパラメータ(EXP)をもとに作動信号(RST)の生成回路(62、64)を有する、請求項3に記載のイメージセンサ(10)。
- 前記作動信号の生成素子(28)それぞれが受信した符号EXPの前記積分時間のパラメータ(EXP)はそれぞれ、前記素子(28)が生成する前記作動信号(RST)によって割り当てられる積分時間Tintを、以下の式
- 前記積分時間の前記推定ブロック(34)を、前記積分時間のパラメータ(EXP)それぞれの現在値および各読み出し回路(42)が測定した各画素(18)の輝度の現在値をもとに、前記積分時間のパラメータ(EXP)それぞれの新たな値を計算するように設計する、請求項3から5のいずれか一項に記載のイメージセンサ(10)。
- 前記制御電子回路(30、32、34)は画素(18)ごとに作動信号の生成素子(28)を有する、請求項3から6のいずれか一項に記載のイメージセンサ(10)。
- 前記画素(18)は、画素群、とりわけ画素のブロックまたはマクロブロックに分布し、前記制御電子回路(30、32、34)は画素群ごとに作動信号(28)の生成素子を有する、請求項3から6のいずれか一項に記載のイメージセンサ(10)。
- 前記画素(18)は前記第1の基板(12)に行列(20)状に配置し、前記制御電子回路(30、32、34)は前記第2の基板(14)に行列(30)状に配置した複数の作動信号の生成素子(28)を有し、前記作動信号の生成素子(28)はそれぞれ、前記第1の基板と前記第2の基板との間の電気接続(38)を介して画素(18)または画素群に接続する、請求項3から8のいずれか一項に記載のイメージセンサ(10)。
- 請求項1から9のいずれか一項に記載のイメージセンサであって、
− 各読み出し回路(42)は、リセットトランジスタ(46)、フォロワトランジスタ(48)および行選択トランジスタ(44)の3つのトランジスタを有し、
− 前記充放電装置(46;54;56)は前記リセットトランジスタ(46)を有するイメージセンサ(10)。 - 請求項1から9のいずれか一項に記載のイメージセンサであって、
− 各読み出し回路(42)は、リセットトランジスタ(46)、転送トランジスタ(56)、フォロワトランジスタ(48)および行選択トランジスタ(44)の4つのトランジスタを有し、
− 前記充放電装置(46;54;56)は前記転送トランジスタ(56)を有するイメージセンサ(10)。
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