JP2013045907A - Imaging element and imaging device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a structure capable of preventing sensitivity reduction of an imaging signal influenced by a pixel separation region and degradation of incident angle characteristics in an imaging element having a divided pixel.SOLUTION: In an imaging element having a photoelectric conversion part, divided in a plurality, and sharing a microlens, an optical means which guides light incident on the microlens to each photoelectric conversion part is provided at a light incident side of each photoelectric conversion part.

Description

本発明は、マイクロレンズを共有する複数に分割された光電変換部を有する撮像素子に関する。   The present invention relates to an imaging device having a plurality of divided photoelectric conversion units sharing a microlens.

従来、固体メモリ素子を有するメモリカードを記録媒体として、CCDやCMOS等の固体撮像素子で撮像した静止画像や動画像を記録及び再生する電子カメラ等の撮像装置は多く存在する。   2. Description of the Related Art Conventionally, there are many imaging devices such as electronic cameras that record and reproduce still images and moving images captured by a solid-state imaging device such as a CCD or CMOS using a memory card having a solid-state memory device as a recording medium.

特許文献1,2には、撮像装置に搭載される固体撮像素子を構成する複数画素のうち一部ないし全ての画素の光電変換部を複数に分割したものが提案されている。   Patent Documents 1 and 2 propose a device in which the photoelectric conversion units of some or all of the pixels constituting a solid-state imaging device mounted on an imaging apparatus are divided into a plurality of pixels.

このような撮像素子の用途としては、分割された光電変換部のそれぞれの像信号からの出力信号をもとに、瞳分割方式の焦点検出を行うことや、立体画像を生成することなどが挙げられる。当然、分割画素の出力を加算することで、通常の撮像信号として使用することも可能である。   Applications of such an image sensor include performing pupil-focusing focus detection based on output signals from the respective image signals of the divided photoelectric conversion units, and generating stereoscopic images. It is done. Of course, by adding the outputs of the divided pixels, it can be used as a normal imaging signal.

また、撮像装置に搭載される固体撮像素子に関する技術の別の一例として、光入射面と光電変換手段との間に、光入射側の開口率が大きな光導波路を設け、集光特性を高めた撮像素子が、特許文献4などにおいて提案されている。   In addition, as another example of the technology related to the solid-state imaging device mounted on the imaging device, an optical waveguide having a large aperture ratio on the light incident side is provided between the light incident surface and the photoelectric conversion means, thereby improving the light collection characteristics. An image sensor is proposed in Patent Document 4 and the like.

特開2003−244712号公報JP 2003-244712 A 特開平06−163866号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-163866 特開2009−158800号公報JP 2009-158800 A 特開平05−283661号公報JP 05-283661 A

しかしながら、前述のような分割画素を有する個体撮像素子を用いた撮像装置における通常の撮像信号としての撮影においては、以下のような課題がある。すなわち、
特許文献1,2のように分割画素を構成する際、各分割画素の間には、様々な画素構成要素が配置される可能性がある。例えば、感度向上のためにフォトダイオードの面積を大きくしたい場合、各分割画素毎にフローティングディフュージョン(以下、FD)や出力信号線を配置するのではなく、複数の分割画素で共有するFDなどを使用する構成が好ましい。この際、共有するFDは、各分割画素の中心に配置することが望ましい。このように、各分割画素間に、FDなどの画素構成要素を配置するために、各分割画素のフォトダイオード間には、感度を持たない分離領域が存在することになる。
However, shooting as a normal imaging signal in an imaging apparatus using an individual imaging device having divided pixels as described above has the following problems. That is,
When configuring divided pixels as in Patent Documents 1 and 2, various pixel components may be arranged between the divided pixels. For example, when it is desired to increase the area of the photodiode to improve sensitivity, a floating diffusion (hereinafter referred to as FD) or output signal line is not arranged for each divided pixel, but an FD shared by a plurality of divided pixels is used. The structure which does is preferable. At this time, the shared FD is desirably arranged at the center of each divided pixel. Thus, in order to arrange pixel components such as FD between the divided pixels, there is a separation region having no sensitivity between the photodiodes of the divided pixels.

また、仮に各分割画素の間に配置する構成要素をなくしたとしても、画素部の製造精度やアライメント精度等から、各分割画素のフォトダイオード間の隙間を全くなくすことは困難である。   Even if the components arranged between the divided pixels are eliminated, it is difficult to completely eliminate the gap between the photodiodes of the divided pixels because of the manufacturing accuracy and alignment accuracy of the pixel portion.

このような理由により、撮像に使用する画素を構成する複数の分割画素の間には、各分割画素を分離する分離領域が必要となっている。   For these reasons, a separation region for separating each divided pixel is necessary between the plurality of divided pixels constituting the pixel used for imaging.

しかし、感度を持たない分離領域があるために、各分割画素の出力信号を加算して、1つの撮像信号として画素信号を使用する際には、画素を分割しない構成の場合と比べて、分離領域の分だけ感度が低下してしまう。   However, since there is a separation area that does not have sensitivity, the output signal of each divided pixel is added and the pixel signal is used as one imaging signal, compared to the case where the pixel is not divided. Sensitivity is reduced by the area.

また、分離領域が感度を持たないため、分離領域に到達する光束は出力信号には現れなくなるが、撮影レンズの状態や、絞り量、入射光の角度等によって画素が受光する光量に対する分離領域に到達する光量が変動してしまう。このため、出力信号に絞り依存性や、入射角依存性などが生じてしまう。   In addition, since the separation region has no sensitivity, the light beam reaching the separation region does not appear in the output signal, but the separation region with respect to the amount of light received by the pixel depends on the state of the photographing lens, the aperture amount, the angle of incident light, etc. The amount of light that reaches it fluctuates. For this reason, an aperture dependency, an incident angle dependency, or the like occurs in the output signal.

このような分割画素の感度低下を低減するために、特許文献2のように分割画素のフォトダイオードの前方に層内レンズを配置し集光する方法が提案されている。しかし、層内レンズはその形状や曲率の制約から、画素に入射した光束を全て、分離領域を避けていずれかの分割画素のフォトダイオードに集光することは困難であり、結果として、画素を分割しない構成の場合と比べて感度が低下してしまう。   In order to reduce such sensitivity degradation of the divided pixels, a method of condensing light by arranging an inner lens in front of the photodiode of the divided pixel as in Patent Document 2 has been proposed. However, because of the constraints on the shape and curvature of the intralayer lens, it is difficult to focus all the light beams incident on the pixel on the photodiode of one of the divided pixels while avoiding the separation region. Sensitivity is reduced as compared with the case of a configuration in which no division is performed.

また、特許文献3のように分割画素への入射光の分離を目的として、分割画素の前方に間隙を設ける方法も提案されている。しかし、分割画素前方に配する間隙自体が分離領域に相当するため、画素を分割しない構成の場合と比べて、感度の低下や入射角特性の劣化を発生させてしまう。   In addition, a method of providing a gap in front of the divided pixels has been proposed for the purpose of separating incident light to the divided pixels as in Patent Document 3. However, since the gap itself arranged in front of the divided pixels corresponds to the separation region, the sensitivity is deteriorated and the incident angle characteristic is deteriorated as compared with the configuration in which the pixels are not divided.

本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、分割画素を有する撮像素子において、画素分離領域の影響による撮像信号の感度低下や入射角特性の劣化等を発生させない構造を実現することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to realize a structure that does not cause a decrease in sensitivity of an image pickup signal or deterioration in incident angle characteristics due to the influence of a pixel separation region in an image pickup device having divided pixels. is there.

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、マイクロレンズを共有する複数に分割された光電変換部を有する撮像素子において、それぞれの光電変換部の光入射側に、前記マイクロレンズに入射した光を前記それぞれの光電変換部に導くための光学手段を設けた。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides an image sensor having a plurality of photoelectric conversion units sharing a microlens, wherein the microlens is disposed on a light incident side of each photoelectric conversion unit. Optical means for guiding the light incident on each of the photoelectric conversion units is provided.

本発明によれば、分割画素を有する撮像素子において、画素分離領域の影響による撮像信号の感度低下や入射角特性の劣化等を発生させない構造を実現できる。   According to the present invention, it is possible to realize a structure that does not cause a decrease in sensitivity of an imaging signal, deterioration in incident angle characteristics, and the like due to the influence of a pixel separation region in an imaging element having divided pixels.

本発明に係る実施形態の撮像装置の構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a configuration of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. 本実施形態に係る撮像素子の画素配列を示す図The figure which shows the pixel arrangement | sequence of the image pick-up element which concerns on this embodiment. 実施形態1に係る撮像素子の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the image sensor according to the first embodiment. 本実施形態に係る撮像素子の一部の概略断面図。1 is a schematic cross-sectional view of a part of an image sensor according to an embodiment. 本実施形態に係る撮像素子の回路図。The circuit diagram of the image sensor concerning this embodiment. 本実施形態に係る第1の駆動タイミングを示すタイミングチャート。4 is a timing chart showing first drive timing according to the present embodiment. 本発明の実施形態に係る第2の駆動タイミングを示すタイミングチャート。The timing chart which shows the 2nd drive timing which concerns on embodiment of this invention.

以下に、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、本発明を実現するための一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。また、後述する各実施形態の一部を適宜組み合わせて構成しても良い。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail. The embodiment described below is an example for realizing the present invention, and should be appropriately modified or changed according to the configuration and various conditions of the apparatus to which the present invention is applied. It is not limited to the embodiment. Moreover, you may comprise combining suitably one part of each embodiment mentioned later.

<装置構成>図1を参照して、本発明に係る実施形態の撮像装置の構成について説明する。   <Apparatus Configuration> With reference to FIG. 1, the configuration of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.

図1において、光学系101はレンズおよび絞りからなる。シャッタ102は機械的に作動するメカニカルシャッタ(以下、メカシャッタ)である。撮像素子103は、光学系101を通じた入射光を電気信号に変換するCMOSセンサであり、撮像素子103の内部において入射光を電気信号に変換する光電変換部104と、撮像素子103の内部において電気信号を増幅させる信号増幅回路105とを有する。   In FIG. 1, an optical system 101 includes a lens and a diaphragm. The shutter 102 is a mechanical shutter that operates mechanically (hereinafter, mechanical shutter). The imaging element 103 is a CMOS sensor that converts incident light that has passed through the optical system 101 into an electrical signal. The photoelectric conversion unit 104 that converts incident light into an electrical signal inside the imaging element 103 and the electrical inside the imaging element 103. A signal amplifying circuit 105 for amplifying the signal.

アナログ信号処理回路106は、撮像素子103から出力される画像信号に対してアナログ信号処理を行う。アナログ信号処理回路106は、回路内部で相関二重サンプリングを行うCDS回路107、アナログ信号を増幅させる信号増幅器108、水平OBクランプを行うクランプ回路109、アナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器110を有する。   The analog signal processing circuit 106 performs analog signal processing on the image signal output from the image sensor 103. The analog signal processing circuit 106 includes a CDS circuit 107 that performs correlated double sampling inside the circuit, a signal amplifier 108 that amplifies the analog signal, a clamp circuit 109 that performs horizontal OB clamping, and an A / D conversion that converts the analog signal into a digital signal. A container 110.

タイミング信号発生回路111は、撮像素子103およびアナログ信号処理回路106を動作させる信号を発生する。駆動回路112は、光学系101、メカシャッタ102を駆動する。   The timing signal generation circuit 111 generates a signal for operating the image sensor 103 and the analog signal processing circuit 106. The drive circuit 112 drives the optical system 101 and the mechanical shutter 102.

デジタル信号処理回路113は、撮影した画像データに必要なデジタル信号処理を行う。デジタル信号処理回路113は、回路内部で画像データに対し必要な補正処理を行う画像補正回路114、デジタル信号を増幅させる信号増幅回路115、画像データに対し必要な画像処理を行う画像処理回路116を有する。   The digital signal processing circuit 113 performs digital signal processing necessary for captured image data. The digital signal processing circuit 113 includes an image correction circuit 114 that performs necessary correction processing on image data in the circuit, a signal amplification circuit 115 that amplifies the digital signal, and an image processing circuit 116 that performs necessary image processing on the image data. Have.

画像メモリ117は、信号処理された画像データを記憶する。記録媒体118は撮像装置に対して着脱可能であり、記録回路119は信号処理された画像データを記録媒体118に記録する。表示装置120は、信号処理された画像データを表示するLCDなどからなり、表示回路121は、表示装置120に画像を表示する。   The image memory 117 stores image data that has undergone signal processing. The recording medium 118 is detachable from the imaging apparatus, and the recording circuit 119 records the image data subjected to signal processing on the recording medium 118. The display device 120 includes an LCD or the like for displaying signal-processed image data, and the display circuit 121 displays an image on the display device 120.

システム制御部122は、撮像装置全体を制御する。不揮発性メモリ(ROM)123は、システム制御部122で実行される制御プログラムやプログラムを実行する際に使用されるパラメータやテーブル等の制御データ、および、キズアドレス等の補正データを記憶する。揮発性メモリ(RAM)124は、不揮発性メモリ123から転送される制御プログラム、制御データや補正データを記憶し、システム制御部122が撮像装置を制御する際に使用する。   The system control unit 122 controls the entire imaging apparatus. The non-volatile memory (ROM) 123 stores a control program executed by the system control unit 122, control data such as parameters and tables used when executing the program, and correction data such as a scratch address. A volatile memory (RAM) 124 stores a control program, control data, and correction data transferred from the nonvolatile memory 123, and is used when the system control unit 122 controls the imaging apparatus.

温度検出回路125は、撮像素子103やその周辺回路の温度を検出する。蓄積時間設定部126は、撮像素子103の電荷蓄積時間を設定する。撮影モード設定部127は、ISO感度設定などの撮影条件設定や、静止画撮影と動画撮影の切り替えなどを行う。   The temperature detection circuit 125 detects the temperature of the image sensor 103 and its peripheral circuits. The accumulation time setting unit 126 sets the charge accumulation time of the image sensor 103. The shooting mode setting unit 127 performs shooting condition settings such as ISO sensitivity setting, and switching between still image shooting and moving image shooting.

<動作説明>次に、図1の構成を有する撮像装置による撮影動作及び再生動作について説明する。   <Description of Operation> Next, the photographing operation and the reproducing operation by the image pickup apparatus having the configuration shown in FIG. 1 will be described.

撮影動作に先立ち、電源投入時等のシステム制御部122の起動時において、不揮発性メモリ123から必要なプログラム、制御データおよび補正データが転送されて、揮発性メモリ124に記憶される。また、これらのプログラムやデータは、システム制御部122の制御に使用すると共に、必要に応じて追加のプログラムやデータをメモリ123からメモリ124に転送したり、システム制御部122が直接不揮発性メモリ123のデータを読み出して使用する。   Prior to the shooting operation, necessary programs, control data, and correction data are transferred from the nonvolatile memory 123 and stored in the volatile memory 124 when the system control unit 122 is activated, such as when the power is turned on. These programs and data are used for control of the system control unit 122, and additional programs and data are transferred from the memory 123 to the memory 124 as necessary, or the system control unit 122 directly transfers the nonvolatile memory 123. The data is read and used.

まず、光学系101は、システム制御部122からの制御信号により、絞りとレンズを駆動して、適切な明るさに設定された被写体像を撮像素子103上に結像させる。次に、メカシャッタ102は、静止画像撮影の際には、システム制御部122からの制御信号に応じて、必要な露光時間となるように撮像素子103の電荷蓄積動作に合わせて撮像素子103を遮光するように駆動される。この場合、撮像素子103が電子シャッタ機能を有する場合は、メカシャッタ102と併用して、必要な露光時間を確保してもよい。またメカシャッタ102は、動画像撮影の際には、システム制御部122からの制御信号により、撮影中は常に撮像素子103が露光されているように開放状態で維持される。   First, the optical system 101 drives a diaphragm and a lens in accordance with a control signal from the system control unit 122 to form a subject image set to an appropriate brightness on the image sensor 103. Next, when taking a still image, the mechanical shutter 102 shields the image sensor 103 in accordance with the charge accumulation operation of the image sensor 103 so that a necessary exposure time is obtained in accordance with a control signal from the system controller 122. To be driven. In this case, when the image sensor 103 has an electronic shutter function, the necessary exposure time may be ensured in combination with the mechanical shutter 102. Further, the mechanical shutter 102 is maintained in the open state so that the image sensor 103 is always exposed during the photographing by the control signal from the system control unit 122 at the time of moving image photographing.

撮像素子103は、システム制御部122により制御されるタイミング信号発生回路111が発生する動作パルスをもとにした駆動パルスで駆動される。撮像素子103の光電変換部104は被写体像を光電変換により電気信号に変換し、信号増幅回路105は入射光量に応じて設定された増幅率のゲインを電気信号にかけ、アナログ画像信号として出力する。   The image sensor 103 is driven with a drive pulse based on an operation pulse generated by the timing signal generation circuit 111 controlled by the system control unit 122. The photoelectric conversion unit 104 of the image sensor 103 converts the subject image into an electrical signal by photoelectric conversion, and the signal amplification circuit 105 multiplies the gain of the amplification factor set according to the amount of incident light to the electrical signal and outputs it as an analog image signal.

撮像素子103から出力されたアナログ画像信号は、システム制御部122により制御されるタイミング信号発生回路111が発生する動作パルスにより、アナログ信号処理回路106において、CDS回路107がクロック同期性ノイズを除去し、PGA回路108が入射光量に応じて設定された増幅率のゲインをかけ、クランプ回路109が水平OB領域の信号出力を基準電圧としてクランプし、A/D変換器110がデジタル画像信号に変換する。   The analog image signal output from the image sensor 103 is subjected to an operation pulse generated by the timing signal generation circuit 111 controlled by the system control unit 122. In the analog signal processing circuit 106, the CDS circuit 107 removes clock synchronization noise. The PGA circuit 108 multiplies the gain set in accordance with the amount of incident light, the clamp circuit 109 clamps the signal output in the horizontal OB region as a reference voltage, and the A / D converter 110 converts the digital image signal into a digital image signal. .

次に、アナログ信号処理回路106から出力されたデジタル画像信号に対して、システム制御部122に制御されるデジタル信号処理回路113は、色変換、ホワイトバランス、ガンマ補正等の画像処理、解像度変換処理、画像圧縮処理等を行う。まず画像補正回路114がキズ補正、ダークシェーディング補正などの各種画像補正処理を施す。次いで信号増幅回路115は入射光量に応じて設定された増幅率のゲインをかけ、画像処理回路116が色変換、ホワイトバランス、ガンマ補正等の画像処理、解像度変換処理、画像圧縮処理等の各種画像処理を行う。   Next, for the digital image signal output from the analog signal processing circuit 106, the digital signal processing circuit 113 controlled by the system control unit 122 performs image processing such as color conversion, white balance, and gamma correction, and resolution conversion processing. Image compression processing is performed. First, the image correction circuit 114 performs various image correction processes such as scratch correction and dark shading correction. Next, the signal amplification circuit 115 multiplies the gain set in accordance with the amount of incident light, and the image processing circuit 116 performs various types of image processing such as image processing such as color conversion, white balance, and gamma correction, resolution conversion processing, and image compression processing. Process.

画像メモリ117は、信号処理中のデジタル画像信号を一時的に記憶したり、信号処理されたデジタル画像信号である画像データを記憶する。   The image memory 117 temporarily stores a digital image signal during signal processing, or stores image data that is a digital image signal subjected to signal processing.

デジタル信号処理回路113で信号処理された画像データや画像メモリ117に記憶されている画像データは、記録回路119で記録媒体118に適したデータ形式(例えば階層構造を持つファイルシステムデータ)に変換されて記録媒体118に記録される。また、デジタル信号処理回路113で解像度変換処理が実施された後、表示回路121において表示装置120に適した信号(例えばNTSC方式のアナログ信号等)に変換されて表示装置120に表示される。   The image data signal-processed by the digital signal processing circuit 113 and the image data stored in the image memory 117 are converted by the recording circuit 119 into a data format suitable for the recording medium 118 (for example, file system data having a hierarchical structure). Is recorded on the recording medium 118. Further, after the resolution conversion process is performed by the digital signal processing circuit 113, the display circuit 121 converts the signal into a signal suitable for the display device 120 (for example, an NTSC analog signal) and displays the signal on the display device 120.

ここで、デジタル信号処理回路113は、システム制御部122からの制御信号により信号処理をせずにデジタル画像信号をそのまま画像データとして、画像メモリ117や記録回路119に出力してもよい。また、デジタル信号処理回路113は、システム制御部122から要求があった場合に、信号処理の過程で生じたデジタル画像信号や画像データの情報、例えば、画像の空間周波数、指定領域の平均値、圧縮画像のデータ量等の情報、あるいは、それらから抽出された情報をシステム制御部122に出力する。さらに、記録回路119は、システム制御部122から要求があった場合に、記録媒体118の種類や空き容量等の情報をシステム制御部122に出力する。   Here, the digital signal processing circuit 113 may output the digital image signal as it is as image data to the image memory 117 or the recording circuit 119 without performing signal processing by the control signal from the system control unit 122. Further, the digital signal processing circuit 113, when requested by the system control unit 122, information on digital image signals and image data generated in the signal processing process, for example, the spatial frequency of the image, the average value of the designated area, Information such as the data amount of the compressed image or information extracted from the information is output to the system control unit 122. Further, the recording circuit 119 outputs information such as the type and free capacity of the recording medium 118 to the system control unit 122 when requested by the system control unit 122.

次に、記録媒体118に画像データが記録されている場合の再生動作について説明する。   Next, the reproduction operation when image data is recorded on the recording medium 118 will be described.

システム制御部122からの制御信号により記録回路119は、記録媒体118から画像データを読み出す。同様にシステム制御部122からの制御信号によりデジタル信号処理回路113は、画像データが圧縮画像であった場合には、伸長処理を行い、画像メモリ117に記憶する。画像メモリ117に記憶されている画像データは、デジタル信号処理回路113で解像度変換処理を実施した後、表示回路121において表示装置120に適した信号に変換されて表示装置120に表示される。   In response to a control signal from the system control unit 122, the recording circuit 119 reads image data from the recording medium 118. Similarly, when the image data is a compressed image, the digital signal processing circuit 113 performs decompression processing and stores it in the image memory 117 in response to a control signal from the system control unit 122. The image data stored in the image memory 117 is subjected to resolution conversion processing by the digital signal processing circuit 113, converted to a signal suitable for the display device 120 by the display circuit 121, and displayed on the display device 120.

<画素配列の説明>図2を参照して、本実施形態の撮像素子の画素配列について説明する。   <Description of Pixel Arrangement> The pixel arrangement of the image sensor according to this embodiment will be described with reference to FIG.

図2において、図中(0,0)、(1,0)、(0,1)等で示される各領域は、撮像信号における1画素を示している。また、この撮像信号における1画素毎に、1つのマイクロレンズが配置されている。本明細書では、1つのマイクロレンズ毎にある、撮像信号に用いる単位画素を、撮像画素と呼ぶ。   In FIG. 2, each region indicated by (0, 0), (1, 0), (0, 1), etc. in the drawing represents one pixel in the image signal. In addition, one microlens is arranged for each pixel in the imaging signal. In the present specification, a unit pixel used for an image pickup signal for each microlens is referred to as an image pickup pixel.

また、図中のa及びbで示される各領域は、それぞれ異なる光電変換部である。本明細書では、このように撮像画素を複数に分割したそれぞれの光電変換部を分割画素と呼ぶ。図2に示す実施形態では、撮像画素は、2×1配列された分割画素2画素で構成されており、各領域a及びbは、同一の記号の領域は、マイクロレンズとの位置関係において同じ象現にあることを意味する。   Moreover, each area | region shown by a and b in a figure is a respectively different photoelectric conversion part. In this specification, each photoelectric conversion unit obtained by dividing the imaging pixel into a plurality of pixels is referred to as a divided pixel. In the embodiment shown in FIG. 2, the imaging pixel is configured by two divided pixels arranged in 2 × 1, and the areas a and b are the same in the positional relationship with the microlens. It means being in the quadrant.

また、図中の各領域に記された「R」、「G」、「B」の文字は、各画素上に形成されるカラーフィルタの色相を表す。   In addition, the letters “R”, “G”, and “B” written in each area in the drawing represent the hue of the color filter formed on each pixel.

図2に示す画素配列を有する撮像素子を用いた撮像装置においては、撮像信号を生成する場合は、各分割画素の「a,b領域の出力信号の和」を持って撮像画素1画素の出力信号とする。   In the image pickup apparatus using the image pickup device having the pixel arrangement shown in FIG. 2, when generating an image pickup signal, the output of one image pickup pixel having “the sum of output signals of the a and b regions” of each divided pixel is provided. Signal.

また、撮像素子の出力を焦点検出用信号もしくは立体画像生成用信号として使用する場合には、「a領域の出力信号」と「b領域の出力信号」の2つの信号を生成するなどして利用する。   Also, when the output of the image sensor is used as a focus detection signal or a stereoscopic image generation signal, it is used by generating two signals of “a region output signal” and “b region output signal”. To do.

<各画素の素子断面構造>図3を参照して、図2に示す各画素の素子の断面構造について説明する。   <Element Cross Section Structure of Each Pixel> The cross section structure of each pixel element shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG.

図3に示す画素は、図2で説明した、撮像素子103における2つの分割画素で構成される1つの撮像画素であり、光電変換部402が2つの領域(402a及び402b)に分割されている。光電変換部402の周辺には、光電変換部402で発生した電荷を転送するためのポリシリコンで構成された不図示の第1の電極が配置される。   The pixel shown in FIG. 3 is one image pickup pixel composed of two divided pixels in the image pickup element 103 described in FIG. 2, and the photoelectric conversion unit 402 is divided into two regions (402a and 402b). . A first electrode (not shown) made of polysilicon for transferring charges generated in the photoelectric conversion unit 402 is disposed around the photoelectric conversion unit 402.

また、転送された電荷を選択的に外部に出力するためのアルミニウムで構成された第2の電極416及び第3の電極417が配置される。第1の電極と第2の電極416との間、及び、第2の電極416と第3の電極417との間には、層間絶縁膜415が配置される。第1の電極と第2の電極416、及び、第2の電極416と第3の電極417とは、タングステンで構成された不図示の第1のプラグ及び第2のプラグでそれぞれ接続されている。   In addition, a second electrode 416 and a third electrode 417 made of aluminum for selectively outputting the transferred charges to the outside are disposed. An interlayer insulating film 415 is disposed between the first electrode and the second electrode 416 and between the second electrode 416 and the third electrode 417. The first electrode and the second electrode 416, and the second electrode 416 and the third electrode 417 are respectively connected by a first plug and a second plug (not shown) made of tungsten. .

光電変換部402の光入射側には、光導波路445a及び445bが形成される。光導波路445a及び445bの光入射側には、層間絶縁膜415が配置される。層間絶縁膜415の光入射側には、平坦化層444を介してカラーフィルタ441が形成される。   Optical waveguides 445 a and 445 b are formed on the light incident side of the photoelectric conversion unit 402. An interlayer insulating film 415 is disposed on the light incident side of the optical waveguides 445a and 445b. A color filter 441 is formed on the light incident side of the interlayer insulating film 415 with the planarizing layer 444 interposed therebetween.

カラーフィルタ441の上には、平坦化層443を介してマイクロレンズ442が形成される。マイクロレンズ442の厚さは、不図示の撮影レンズの瞳と光導波路445a及び445bの上面(図3の結像面α)とが略結像関係になるレンズパワーになるように設定されている。   A micro lens 442 is formed on the color filter 441 with a planarization layer 443 interposed therebetween. The thickness of the microlens 442 is set so that the lens power is such that the pupil of the photographing lens (not shown) and the upper surfaces of the optical waveguides 445a and 445b (imaging plane α in FIG. 3) have a substantially imaging relationship. .

次に、本実施形態に係る撮像素子103に入射する光について説明する。   Next, light incident on the image sensor 103 according to the present embodiment will be described.

図3に示す画素構造では、マイクロレンズ442に入射した焦点検出光束は集光され、カラーフィルタ441で一部吸収され、光導波路445a及び445bの表面(結像面α)近傍に集光する。マイクロレンズ442によって、不図示の撮影レンズの瞳と光導波路445a及び445bの表面(結像面α)とが略結像関係になっており、光導波路445a及び445bに入射した光束は光電変換領域402a及び402bに到達する。このため、光電変換領域402a及び402bは、各光電変換領域を撮影レンズの瞳側に逆投影した瞳領域の光束を受光可能になっている。   In the pixel structure shown in FIG. 3, the focus detection light beam incident on the microlens 442 is condensed, partially absorbed by the color filter 441, and condensed near the surfaces (imaging plane α) of the optical waveguides 445a and 445b. The pupil of the imaging lens (not shown) and the surfaces of the optical waveguides 445a and 445b (imaging plane α) are in a substantially imaging relationship by the microlens 442, and the light beam incident on the optical waveguides 445a and 445b is converted into a photoelectric conversion region. 402a and 402b are reached. For this reason, the photoelectric conversion areas 402a and 402b can receive the light flux in the pupil area obtained by back projecting each photoelectric conversion area to the pupil side of the photographing lens.

光導波路445a及び445bに入射した光束は、光導波路445a及び445bと層間絶縁膜415との境界面で全反射して、光電変換領域402a及び402bに導かれる。   The light beams incident on the optical waveguides 445a and 445b are totally reflected on the boundary surfaces between the optical waveguides 445a and 445b and the interlayer insulating film 415 and guided to the photoelectric conversion regions 402a and 402b.

以上説明した撮像素子の構造においては、本来、光電変換領域402aと402bの間にある、分割画素の分離領域に集光されるはずの光束も、光導波路445a及び445bを介して光電変換領域402a及び402bに集光可能となっている。   In the structure of the imaging device described above, the light beam that should be focused on the separation region of the divided pixels, which is originally between the photoelectric conversion regions 402a and 402b, also passes through the optical waveguides 445a and 445b. And 402b can be condensed.

図4は本実施形態の撮像素子の部分断面図である。   FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the image sensor of the present embodiment.

図4において、411はP型ウェル、412はSiO2膜で構成されたゲート絶縁膜である。414a及び414bは、P型ウェル411の表面に形成されたP+層であり、n層413a及び413bと共に光電変換領域402a及び402bを構成する。403a及び403bは、光電変換領域402a及び402bで発生した信号電荷をフローティングディフュージョン部(以下、FD部)407へ転送するための転送ゲートである。441はカラーフィルタ、442はマイクロレンズ(オンチップレンズ)であり、マイクロレンズ442は、不図示の撮影レンズ(光学系101)の瞳と撮像素子103の光電変換領域402a及び402bとが略共役になるような形状及び位置に形成される。   In FIG. 4, reference numeral 411 denotes a P-type well, and 412 denotes a gate insulating film composed of a SiO2 film. 414a and 414b are P + layers formed on the surface of the P-type well 411, and constitute the photoelectric conversion regions 402a and 402b together with the n layers 413a and 413b. Reference numerals 403a and 403b denote transfer gates for transferring signal charges generated in the photoelectric conversion regions 402a and 402b to a floating diffusion portion (hereinafter referred to as FD portion) 407. 441 is a color filter, 442 is a microlens (on-chip lens), and the microlens 442 is substantially conjugated with a pupil of an imaging lens (optical system 101) (not shown) and photoelectric conversion regions 402a and 402b of the image sensor 103. In such a shape and position.

また、光電変換領域402a及び402bとカラーフィルタ441との間であって、マイクロレンズ442の結像位置の近傍又は後方には、それぞれ光導波路445a及び445bが配置される。   Optical waveguides 445a and 445b are disposed between the photoelectric conversion regions 402a and 402b and the color filter 441 and in the vicinity of or behind the imaging position of the microlens 442, respectively.

また、この画素では、FD部407を挟んで2つの領域に光電変換領域402a、402bがそれぞれ形成される。さらに、各光電変換領域402a、402bで発生した信号電荷をそれぞれFD部407へ転送する転送ゲート403a、403bが形成される。   In this pixel, photoelectric conversion regions 402a and 402b are formed in two regions with the FD portion 407 interposed therebetween. Further, transfer gates 403a and 403b for transferring signal charges generated in the photoelectric conversion regions 402a and 402b to the FD unit 407 are formed.

図5は本実施形態の撮像素子を構成するCMOS回路図である。   FIG. 5 is a CMOS circuit diagram constituting the image sensor of the present embodiment.

図5において、撮像素子は、2つの分割画素401に対し、1つの浮遊拡散層FD407が接続される構成とする。撮像素子103の画素領域は、1画素毎に配置される分割画素401と、2つの分割画素毎に配置される画素共通部408により構成される。分割画素401は、光電変換素子であるフォトダイオード402、フォトダイオード402の光電変換によって生成された電荷をパルスPTXによって転送する転送スイッチ403で構成されている。   In FIG. 5, the imaging element has a configuration in which one floating diffusion layer FD407 is connected to two divided pixels 401. The pixel area of the image sensor 103 includes a divided pixel 401 arranged for each pixel and a pixel common unit 408 arranged for every two divided pixels. The divided pixel 401 includes a photodiode 402 that is a photoelectric conversion element, and a transfer switch 403 that transfers charges generated by photoelectric conversion of the photodiode 402 by a pulse PTX.

画素共通部408は、各分割画素401の各転送スイッチ403によって転送された電荷を蓄積する浮遊拡散層FD407、画素アンプ406のゲートと接続された浮遊拡散層FD407をリセットパルスPRESによって電位SVDDのレベルにリセットするリセットスイッチ404、浮遊拡散層FD407に蓄積された電荷をソースフォロワとして増幅する画素アンプ406、不図示の垂直走査回路により選択される行画素を選択パルスPSELにより選択する行選択スイッチ405を有する。   The pixel common unit 408 applies the level of the potential SVDD to the floating diffusion layer FD407 that accumulates the charges transferred by the transfer switches 403 of each divided pixel 401 and the floating diffusion layer FD407 connected to the gate of the pixel amplifier 406 by the reset pulse PRES. A reset switch 404 for resetting the pixel, a pixel amplifier 406 for amplifying the charge accumulated in the floating diffusion layer FD407 as a source follower, and a row selection switch 405 for selecting a row pixel selected by a vertical scanning circuit (not shown) by a selection pulse PSEL. Have.

なお、図5に示す撮像素子の画素部においては、フォトダイオード402a,402bで光電変換された電荷は、転送スイッチ403a,403bを制御することによって、いずれも浮遊拡散層FD407に転送されるような構成としている。   Note that in the pixel portion of the imaging element shown in FIG. 5, the charges photoelectrically converted by the photodiodes 402a and 402b are both transferred to the floating diffusion layer FD407 by controlling the transfer switches 403a and 403b. It is configured.

行選択スイッチ405によって選択された行画素の電荷は、負荷電流源421にソースフォロワにより垂直出力線422に出力され、信号出力パルスPTSにより転送ゲート425をONとして転送容量CTS427に蓄積され、ノイズ出力パルスPTNにより転送ゲート424をONとして転送容量CTN426に蓄積される。   The charge of the row pixel selected by the row selection switch 405 is output to the load current source 421 by the source follower to the vertical output line 422, and is stored in the transfer capacitor CTS427 by turning on the transfer gate 425 by the signal output pulse PTS. The transfer gate 424 is turned on by the pulse PTN and stored in the transfer capacitor CTN 426.

続けて不図示の水平走査回路からの制御信号PHS,PHNにより転送スイッチ428,429を介してノイズ成分は容量CHN430に、信号成分は容量CHS431に蓄えられ、両者の差分を差動増幅器432によって画素信号として出力する。   Subsequently, the noise component is stored in the capacitor CHN 430 and the signal component is stored in the capacitor CHS 431 via the transfer switches 428 and 429 by the control signals PHS and PHN from the horizontal scanning circuit (not shown), and the difference between the two is stored in the pixel by the differential amplifier 432. Output as a signal.

図6は本実施形態における第1の駆動タイミングを示している。   FIG. 6 shows the first drive timing in this embodiment.

図6において、第1の駆動タイミングは、図2に示す分割画素それぞれの出力信号を独立に読み出すための駆動タイミングである。この第1の駆動タイミングによる信号読み出しを行う場合には、出力信号をデジタル信号処理回路113において焦点検出用信号もしくは立体画像生成用信号と加工して利用することが可能となる。   In FIG. 6, the first drive timing is a drive timing for independently reading out the output signals of the divided pixels shown in FIG. When signal reading is performed at the first drive timing, the output signal can be processed and used as a focus detection signal or a stereoscopic image generation signal in the digital signal processing circuit 113.

第1の駆動においては、分割画素a,bの順に読み出すような構成としている。   In the first drive, the divided pixels a and b are read in this order.

まず、HBLKa+HSRaの期間に、単位画素901aの信号の読出しを行う。1水平走査期間の開始を示す信号HDの立下りに伴い、不図示の回路により垂直出力線422は定電位にリセットされる。その後、PRES信号でMOSトランジスタ404aがONされることにより、T1aの期間にMOSトランジスタ406aのゲートに設けられたフローティングの容量407に蓄積された電荷が定電位SVDDになるようにリセットされる。   First, the signal of the unit pixel 901a is read during the period HBLKa + HSRA. As the signal HD indicating the start of one horizontal scanning period falls, the vertical output line 422 is reset to a constant potential by a circuit (not shown). Thereafter, the MOS transistor 404a is turned on by the PRES signal, so that the charge accumulated in the floating capacitor 407 provided at the gate of the MOS transistor 406a during the period T1a is reset to the constant potential SVDD.

続いてPRES信号をハイレベルとしMOSトランジスタ406をOFFとした後、PSEL信号をハイレベルにする。これにより、MOSトランジスタ405と負荷電流源421で構成されたソースフォロワ回路が動作状態になり、垂直出力線422上にMOSトランジスタ406のフローティングゲートリセット電位に応じたノイズ出力がなされる。このPSELがハイレベルの期間にPTN信号をハイレベルにすることで、ノイズ成分を蓄積する蓄積容量CTN424が垂直出力線422と接続され、この蓄積容量CTN424はノイズ成分の信号を保持するようになる。   Subsequently, after the PRES signal is set to high level and the MOS transistor 406 is turned off, the PSEL signal is set to high level. As a result, the source follower circuit composed of the MOS transistor 405 and the load current source 421 is activated, and a noise output corresponding to the floating gate reset potential of the MOS transistor 406 is made on the vertical output line 422. By setting the PTN signal to the high level during the period when the PSEL is at the high level, the storage capacitor CTN424 for storing the noise component is connected to the vertical output line 422, and the storage capacitor CTN424 holds the signal of the noise component. .

続いて実行するのは、光電変換素子で発生した光電荷とノイズ成分の混合信号の蓄積である。まず垂直出力線422は、不図示の回路により、定電位にリセットされる。その後PTXa信号がハイレベルにされ、光電変換素子402aに蓄積された光電荷がT3aの期間に転送MOSトランジスタ403aのONにより、MOSトランジスタ406のフローティングゲートに転送される。その際、PSEL信号はハイレベルのままであるために、ソースフォロワ回路が動作状態となり、垂直出力線422上にMOSトランジスタ406のフローティングゲートの電位に応じた「光信号+ノイズ信号」の出力がなされる。このT3aの期間を内包する期間T4aの間に、今回はPTS信号をハイレベルにする。これにより、「光電荷成分+ノイズ成分」を蓄積する蓄積容量CTS427が垂直出力線422と接続され、この蓄積容量CTS427は光電荷成分+ノイズ成分の信号を保持するようになる。   What is subsequently performed is accumulation of a mixed signal of photoelectric charges and noise components generated in the photoelectric conversion element. First, the vertical output line 422 is reset to a constant potential by a circuit (not shown). Thereafter, the PTXa signal is set to the high level, and the photocharge accumulated in the photoelectric conversion element 402a is transferred to the floating gate of the MOS transistor 406 by turning on the transfer MOS transistor 403a during the period T3a. At this time, since the PSEL signal remains at the high level, the source follower circuit is in an operating state, and the output of “light signal + noise signal” corresponding to the potential of the floating gate of the MOS transistor 406 is output on the vertical output line 422. Made. During a period T4a including the period T3a, the PTS signal is set to a high level this time. As a result, the storage capacitor CTS 427 for storing “photo charge component + noise component” is connected to the vertical output line 422, and the storage capacitor CTS 427 holds a signal of photo charge component + noise component.

上述のように、1行分のノイズ成分と、フォトダイオードで発生した光信号+ノイズ成分が、それぞれCTN426,CTS427に蓄積される。   As described above, the noise component for one row and the optical signal + noise component generated by the photodiode are accumulated in CTN 426 and CTS 427, respectively.

次に、HSRaの期間に、これら2信号の並びを不図示の水平シフトレジスタにより制御される制御パルスPHS,PHNによってそれぞれ容量CHN430,CHS431に転送する。そして容量CHN430,CHS431に蓄積されたノイズ成分と光信号+ノイズ成分は、差動アンプ432によって、(光信号+ノイズ成分)−ノイズ成分、すなわち光信号となって出力される。   Next, during the period of HSRa, these two signals are transferred to the capacitors CHN430 and CHS431 by control pulses PHS and PHN controlled by a horizontal shift register (not shown), respectively. The noise component and the optical signal + noise component accumulated in the capacitors CHN 430 and CHS 431 are output by the differential amplifier 432 as (optical signal + noise component) −noise component, that is, an optical signal.

続けて、HBLKb+HSRbの期間に、制御信号PTXb、PRES,PSELを制御し、分割画素401bの信号の読出しを行う。分割画素401bの信号読出しタイミングは、先に説明した分割画素401aの信号読出しタイミングと同様のため、説明は省略する。   Subsequently, during the period of HBLKb + HSRb, the control signals PTXb, PRES, and PSEL are controlled to read out the signal of the divided pixel 401b. Since the signal readout timing of the divided pixel 401b is the same as the signal readout timing of the divided pixel 401a described above, description thereof is omitted.

以上のように読出し動作を行うことで、2つの分割画素401a、401bの信号読出しを完了する。   By performing the reading operation as described above, signal reading of the two divided pixels 401a and 401b is completed.

図7は本実施形態の第2の駆動タイミングを示している。   FIG. 7 shows the second drive timing of this embodiment.

図7において、第2の駆動タイミングは、図2に示す分割画素それぞれの出力信号を一括で読み出すための駆動タイミングである。この第2の駆動タイミングによる信号読み出しを行う場合には、通常撮像時など、個々の分割画素の出力信号が不要な場合などに、高速に読み出すことが可能となる。   In FIG. 7, the second drive timing is a drive timing for collectively reading output signals of the divided pixels shown in FIG. 2. When the signal is read at the second drive timing, it is possible to read out at a high speed when the output signal of each divided pixel is unnecessary, such as during normal imaging.

第2の駆動タイミングにおいて、PSEL信号がハイレベルの期間にPTN信号をハイレベルにすることで、蓄積容量CTN424にノイズ成分の信号を保持するようにするところまでは、図6で説明した第1の駆動タイミングと同じである。   In the second drive timing, the first component described with reference to FIG. 6 is used until the PTN signal is set to the high level during the period in which the PSEL signal is at the high level so that the storage capacitor CTN 424 holds the noise component signal. This is the same as the drive timing.

続いて実行するのは、光電変換素子で発生した光電荷とノイズ成分の混合信号の蓄積である。まず垂直出力線422は、不図示の回路により、定電位にリセットされる。そののちPTXa、PTXb信号が同時にハイレベルにされ、光電変換領域402a,402bに蓄積された光電荷がT3の期間に転送MOSトランジスタ403のONにより、MOSトランジスタ406のフローティングゲートに転送される。その際、PSEL信号はハイレベルのままであるために、ソースフォロワ回路が動作状態となり、垂直出力線422上にMOSトランジスタ406のフローティングゲートの電位に応じた「光信号+ノイズ信号」の出力がなされる。   What is subsequently performed is accumulation of a mixed signal of photoelectric charges and noise components generated in the photoelectric conversion element. First, the vertical output line 422 is reset to a constant potential by a circuit (not shown). After that, the PTXa and PTXb signals are simultaneously set to the high level, and the photoelectric charges accumulated in the photoelectric conversion regions 402a and 402b are transferred to the floating gate of the MOS transistor 406 by turning on the transfer MOS transistor 403 during the period T3. At this time, since the PSEL signal remains at the high level, the source follower circuit is in an operating state, and the output of “light signal + noise signal” corresponding to the potential of the floating gate of the MOS transistor 406 is output on the vertical output line 422. Made.

このT3の期間を内包する期間T4の間に、今回はPTS信号をハイレベルにする。これにより、「光電荷成分+ノイズ成分」を蓄積する蓄積容量CTS427が垂直出力線422と接続され、この蓄積容量CTS427は光電荷成分+ノイズ成分の信号を保持するようになる。   During a period T4 including this period T3, the PTS signal is set to a high level this time. As a result, the storage capacitor CTS 427 for storing “photo charge component + noise component” is connected to the vertical output line 422, and the storage capacitor CTS 427 holds a signal of photo charge component + noise component.

上述のように、1行分のノイズ成分と、フォトダイオードで発生した光信号+ノイズ成分が、それぞれCTN426,CTS427に蓄積される。   As described above, the noise component for one row and the optical signal + noise component generated by the photodiode are accumulated in CTN 426 and CTS 427, respectively.

次に、HSRの期間に、これら2信号の並びを不図示の水平シフトレジスタにより制御される制御パルスPHS,PHNによってそれぞれ容量CHN430,CHS431に転送する。そして容量CHN430,CHS431に蓄積されたノイズ成分と光信号+ノイズ成分は、差動アンプ432によって、(光信号+ノイズ成分)−ノイズ成分、すなわち光信号となって出力される。   Next, during the HSR period, these two signals are transferred to the capacitors CHN430 and CHS431 by control pulses PHS and PHN controlled by a horizontal shift register (not shown). The noise component and the optical signal + noise component accumulated in the capacitors CHN 430 and CHS 431 are output by the differential amplifier 432 as (optical signal + noise component) −noise component, that is, an optical signal.

以上、図1乃至図7を参照しつつ本実施形態にかかる撮像装置について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、様々な形態をとることが可能である。   As described above, the imaging apparatus according to the present embodiment has been described with reference to FIGS. 1 to 7, but the present invention is not limited to this and can take various forms.

例えば、図2乃至図5で説明した画素構成について、画素の構造をわかりやすく説明するため、マイクロレンズを共有する分割画素を2分割の構成としたが、本発明はこれに限定されず、2x2の4分割など、3分割以上の分割画素を有する構成としてもよい。   For example, in the pixel configuration described in FIGS. 2 to 5, the divided pixels sharing the microlens are divided into two in order to easily understand the structure of the pixel. However, the present invention is not limited to this and is 2 × 2 It is good also as a structure which has divided pixels of 3 or more divisions, such as these 4 divisions.

また、図3で説明した撮像素子の各画素の素子断面構造については、光導波路445の光入射面(結像面α)は、第2の電極416や第3の電極417よりも光電変換部402に近い側として説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、結像面α及び結像面βが撮影レンズの瞳と略結像関係になるようにマイクロレンズ442の曲率を構成していれば、光導波路445とその他の構成要素との位置関係は、どのような態様でも構わない。例えば、マイクロレンズ442の曲率を変えて、第3の電極層中で結像するように、光導波路を第3の電極層中から形成することで、光電変換層を下方にシフトさせなくてもよい構造となる。   In addition, regarding the element cross-sectional structure of each pixel of the imaging element described with reference to FIG. Although described as a side close to 402, the present invention is not limited to this. In other words, if the curvature of the microlens 442 is configured so that the imaging plane α and the imaging plane β have a substantially imaging relationship with the pupil of the photographic lens, the positional relationship between the optical waveguide 445 and other components is Any mode may be used. For example, by changing the curvature of the micro lens 442 and forming an optical waveguide from the third electrode layer so that an image is formed in the third electrode layer, the photoelectric conversion layer does not have to be shifted downward. It becomes a good structure.

Claims (6)

マイクロレンズを共有する複数に分割された光電変換部を有する撮像素子において、
それぞれの光電変換部の光入射側に、前記マイクロレンズに入射した光を前記それぞれの光電変換部に導くための光学手段を設けたことを特徴とする撮像素子。
In an imaging device having a photoelectric conversion unit divided into a plurality sharing a microlens,
An image pickup device, wherein an optical unit for guiding light incident on the microlens to each photoelectric conversion unit is provided on a light incident side of each photoelectric conversion unit.
前記光学手段は、光導波路であることを特徴とする請求項1に記載の撮像素子。   The image pickup device according to claim 1, wherein the optical unit is an optical waveguide. 前記光学手段は、前記それぞれの光電変換部の間の領域に到達する光束を、いずれかの光電変換部に導くことを特徴とする請求項1に記載の撮像素子。   The imaging device according to claim 1, wherein the optical unit guides a light beam reaching a region between the photoelectric conversion units to any one of the photoelectric conversion units. 前記光学手段は、前記マイクロレンズの結像位置の近傍に配置されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像素子。   4. The image pickup device according to claim 1, wherein the optical unit is disposed in the vicinity of an imaging position of the microlens. 5. 前記光学手段は、前記マイクロレンズの結像位置より後方に配置されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像素子。   4. The image pickup device according to claim 1, wherein the optical unit is disposed behind an imaging position of the microlens. 5. 撮影レンズと、
前記撮影レンズを介した光束を受光する請求項1乃至5のいずれか1項に記載の撮像素子とを備えることを特徴とする撮像装置。
A taking lens,
An image pickup apparatus comprising: the image pickup device according to claim 1, which receives a light beam that has passed through the photographing lens.
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