JP2017059898A - 撮像素子、撮像装置、カメラ、車、およびモバイル端末 - Google Patents

Abstract

【課題】入射光を正確に測定できるとともにコンパクトな撮像素子、撮像装置、カメラ、車、およびモバイル情報端末を提供する。【解決手段】撮像素子１は、光電変換部１４と、光電変換部に接続された第１電極１２および第２電極１６と、第１電極に接続され、光電変換部によって生成された電子および正孔のうちの一方を信号電荷として読み出す読み出し回路２０と、第２電極に接続され、光電変換部によって生成された電子および正孔のうちの他方の電荷を測定する測定回路３０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、撮像素子、撮像装置、カメラ、車、およびモバイル情報端末に関する。

従来の撮像装置においては、撮像素子に入射する光の測光はＴＴＬ(Through The Lens)測光方式が用いられていた。このため、反射分離された入射光を測光するか、または筺体内で反射した光を測光素子によって測光していた。

上記入射光を正確に測光するためには、入射光を反射する反射部が必要な他に反射部よって反射された光を測定する素子を別途設ける必要があった。このため、撮像装置が大きくなるという問題があった。

特開２０１０−１５４３９６号公報

本実施形態は、入射光を正確に測定できるとともにコンパクトな撮像素子、撮像装置、カメラ、車、およびモバイル情報端末を提供する。

本実施形態の撮像素子は、光電変換部と、前記光電変換部に接続された第１および第２電極と、前記第１電極に接続され、前記光電変換部によって生成された電子および正孔のうちの一方を信号電荷として読み出す読み出し回路と、前記第２電極に接続され、前記光電変換部によって生成された電子および正孔のうちの他方の電荷を測定する測定回路と、を備える。

第１実施形態による撮像素子を示す断面図。 有機光電変換膜を備えた光電変換素子の一例を示す断面図。 有機光電変換を備えた光電変換素子の他の例を示す断面図。 読み出し回路の構成を示す回路図。 電流積分回路を示す回路図。 第１実施形態の撮像素子を示す回路図。 電流増幅回路の配置の一例を示す図。 電流増幅回路の配置の他の例を示す図。 第２実施形態による撮像装置の構成を示す図。 第３実施形態による撮像装置の構成を示す図。 第３実施形態における露光時間の制御について説明する波形図。 第４実施形態による撮像素子を示す断面図。 第５実施形態によるＣＭＯＳイメージセンサを示す図。 第６実施形態によるＣＭＯＳイメージセンサを示す図。 第７実施形態による、ＣＭＯＳイメージセンサを搭載した車を示す斜視図。 第８実施形態による、ＣＭＯＳイメージセンサを搭載した車を示す斜視図。 第９実施形態による、ＣＭＯＳイメージセンサを備えるスマートフォンを示す平面図。 第１０実施形態による、ＣＭＯＳイメージセンサを備えるタブレットを示す平面図。

以下、図面を参照して実施形態について説明する。

（第１実施形態）
第１実施形態による撮像素子の断面を図１に示す。この第１実施形態の撮像素子１はＣＭＯＳイメージセンサである。このＣＭＯＳイメージセンサは、シリコン基板１００上に設けられた、画素となる少なくとも１つの光電変換素子１０を備えている。図１では４つの光電変換素子１０が設けられている。これらの光電変換素子１０は、シリコン基板１００の撮像領域に設けられる。

光電変換素子１０はそれぞれ、下電極１２と、この下電極１２上に設けられた光電変換膜１４と、光電変換膜１４上に設けられた上電極１６と、を備えている。下電極１２は、シリコン基板１００に設けられる。図１においては、下電極１２は、光電変換素子１０に対応して４つ設けられている。光電変換膜１４および上電極１６は、４つの光電変換素子１０に対して共通に設けられている。なお、光電変換膜１４および上電極１６は、光電変換素子１０毎に設けてもよい。この場合、複数の上電極１６は、共通の電極に接続される。

下電極１２は、それぞれ読み出し回路２０に接続される。これらの読み出し回路２０は、シリコン基板中に設けられる。また、上電極１６は、光電変換素子１０が設けられた撮像領域と異なる外部領域に引き出され、この外部領域で電流増幅回路３０に接続される。この電流増幅回路３０は、バイアス電源３２に接続される。なお、上電極１６は、封止膜１９によって覆われる。

図示しないレンズを通った光が撮像素子に入射すると、光電変換素子１０の光電変換膜１４において光電変換が行われ、光子１個に対し、正孔および電子の対が生成される。ここで、下電極１２と上電極１６の間には電圧が印加されている。光電変換膜１４は、例えば有機光電変換膜であり、それ自体極性を持たない。上電極１６に正のバイアス電圧が印加された場合、光電変換膜１４中で生成された電子は上電極１６に移動し、正孔は下電極１２に移動する。しかし、それら以外に無関係のバイアス電流が同時に発生する。すなわち、正のバイアス電圧により上電極１６から正孔が注入され、下電極１２から電子が注入される。そこで、正孔ブロック層と電子ブロック層を上下電極側に配置し、光電変換膜１０以外で発生したバイアス電荷の注入を防ぐ構成が一般的である。

このように、上電極１６に正のバイアスが印加される場合における光電変換素子１０の一例を図２Ａに示す。この例の光電変換素子１０は、上電極１６と光電変換膜１４との間に正孔ブロック層１５が設けられ、下電極１２と光電変換膜１４との間に電子ブロック層１３が設けられる。

また、上電極１６に負のバイアス電圧が印加される場合における光電変換素子１０の一例を図２Ｂに示す。この場合は、光電変換されて生成された正孔は上電極１６に移動し、電子は下電極１２に移動する。このため、上電極１６と光電変換膜１４との間に電子ブロック層１３が設けられ、下電極１２と光電変換膜１４との間に正孔ブロック層１５が設けられる。

（読み出し動作）
次に、第１実施形態の撮像素子１の読み出し動作について説明するが、光電変換素子１０は、電子読み出しの構造、すなわち図２Ａに示す構造を有しているとする。

光電変換によって生じた信号電子は各読み出し回路２０において一定時間蓄積され、最終的に電圧信号に変換されて読み出される。

読み出し回路２０の一例を図３に示す。この読み出し回路２０は、リセットトランジスタ２３と、増幅トランジスタ２４と、読み出しトランジスタ２５と、フローティングディフュージョンノード２６と、を備えている。リセットトランジスタ２３は、ソースがフローティングディフュージョン２６に接続され、ドレインにリセット電圧Ｖｒｓが印加され、ゲートにリセット信号を受ける。増幅トランジスタ２４は、ドレインが電源Ｖｄｄに接続され、ソースが読み出しトランジスタ２５のドレインに接続され、ゲートがフローティングディフュージョン２６に接続される。読み出しトランジスタ２５は、ゲートが図示しない選択線に接続され、ソースが信号線ＳＬに接続される。また、下電極１２は対応する読み出し回路２０のフローティングディフュージョンノード２６に接続される。なお、信号線ＳＬに負荷トランジスタ６０が接続される。

電子読み出しの場合は、例えば上電極１６が−３Ｖ程度の負電圧に、リセット電圧Ｖｒｓが２Ｖ程度に設定される。リセットトランジスタ２３がオンすると、下電極１２の電圧がリセット電圧Ｖｒｓにリセットされる。この瞬間から電子の蓄積が始まる。蓄積時間が終わったタイミングにおいて、蓄積された電荷量をＱｓｉｇ［Ｃ］とすると、フローティングディフュージョンノード２６の電位は、
Ｖｒｓ−Ｑｓｉｇ／Ｃ_ＦＤ
となる。ここで、Ｃ_ＦＤはフローティングディフュージョンノード２６に接続された全寄生容量値の合計である。

フローティングディフュージョンノード２６の電位は読み出しトランジスタ２５が開いたタイミングで、増幅トランジスタ２４によって信号線ＳＬに読み出される。増幅トランジスタ２４と、読み出しトランジスタ２４、および負荷トランジスタ２８はソースフォロワ回路を構成する。負荷トランジスタ２８は、ゲート電圧が一定であり、ソースフォロワ回路の電流源として機能する。読み出しトランジスタ２５は画素の選択機能を担う。

一方、光電変換にて生じた正孔は、上電極１６から、電流増幅回路３０を介してバイアス電源３２側に移動していく。このとき、電流増幅回路３０によって正孔電流を測定する。

例えば、画素数が８００万、各画素が蓄積可能な電子の数、すなわち飽和電子数が８０００個、３０フレームの撮像素子を仮定すると、１フレームの間に合計０〜０．３μＡ程度の正孔電流が発生する。電流増幅回路３０は、正孔（電荷）を測定する測定回路となっている。

第１実施形態においては、上記正孔電流の総量をもって、撮像素子１に入射する光の量とする。

電流増幅回路３０によって測定される正孔電流は、例えば図４に示す電流積分回路５０によって正孔電流を電圧信号に変換する。この電流積分回路５０は、差動増幅器５２と、キャパシタ５３と、短絡スイッチ５４と、を備えている。差動増幅器５２の正側入力端子にバイアス電圧Ｖｂが印加され、負側入力端子に入力電圧Ｖｉｎが印加される。この入力電圧Ｖｉｎは、電流増幅回路３０から出力され、上記正孔電流の総量に対応する電圧である。キャパシタ５３は、差動増幅器５２の負側入力端子と出力端子との間に接続される。電流積分回路５０は、正孔電流の非測定時には、短絡スイッチ５４がオンされ、正側入力端子がバイアス電圧源３２に直結され、バイアス電圧Ｖｂが印加される。正孔電流の測定時には短絡スイッチ５４がオフされ、正孔電流がキャパシタ５３に蓄積され、対応する電圧Ｖｉｏｕｔが読み出される。

第１実施形態の撮像素子１の回路図を図５に示す。この図５に示す第１実施形態の撮像素子は、２つの光電変換素子１０_１、１０_２と、読み出し回路２０_１、２０_２と、ＡＤ変換回路４０_１、４０_２と、電流積分回路５０と、負荷トランジスタ６０_１、６０_２と、電流積分回路５０と、を備えている。

読み出し回路２０_ｉ（ｉ＝１，２）、ＡＤ変換回路４０_ｉ、および負荷トランジスタ６０_ｉ、はそれぞれ、光電変換素子１０_ｉに対応して設けられる。読み出し回路２０_ｉ（ｉ＝１，２）は、図３に示す読み出し回路２０と同じ構成を有している。

光電変換素子１０_１、１０_２のアノード電極（図１に示す上電極１６）は連結され、電流積分回路５０に接続される。光電変換素子１０_ｉ（ｉ＝１，２）のカソード電極（図１に示す下電極１２）は、対応する読み出し回路２０_ｉのフローティングディフュージョン２６に接続される。ＡＤ変換回路４０_ｉ（ｉ＝１、２）は、対応する光電変換素子１０_ｉの信号電荷が読み出される信号線ＳＬ_ｉに接続され、この信号線ＳＬ_ｉに読み出された信号電荷をＡＤ変換し、デジタル信号として出力する。

このようにして、第１実施形態によれば、信号電荷を読み出すことができるとともに、入射光総量を示す正孔電流も読み出すことができる。

なお、第１実施形態の撮像素子１においては、光電変換素子１０が有機光電変換膜を有していたが、フォトダイオードを有する光電変換素子であってもよい。

電流増幅回路３０は、例えば図６Ａに示すように、上電極１２ならびに光電変換素子１０が構成する撮像領域２００に対し、対角に２個配置することができる。また、図６Ｂに示すように撮像領域２００の４隅に４個配置することができる。これにより、撮像領域の一部に局在した入射光の位置を推定することができる。例えば、図６Ｂに示す場合において、撮像領域２００の左上の部分領域に明るい像が入射している場合、左上の電流アンプ回路３０が多くの電荷を測定する結果となり、他の電流アンプ３０との測定電荷量を比較することで、像の位置を推定することができる。

以上説明したように、第１実施形態によれば、入射光を反射する反射部が不要となるとともに反射部によって反射された光を測光する素子を別途設置する必要が無い。これにより、入射光を正確に測定できるとともにコンパクトな撮像素子を提供することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態による撮像装置の構成を図７に示す。この第２実施形態による撮像装置８０は、第１実施形態の撮像素子１と、撮像素子１に被写体からの光を入射するレンズ８１と、絞り８２と、ＡＤ変換回路８４と、絞り制御部８６と、を備えている。

レンズ８１と撮像素子１との間に絞り８２が設置されており、この絞り８２の開口を機械的に大小させることにより、撮像素子１に入射する光の量を制御する。ここで、撮像素子１の電流アンプ回路３０から出力された電圧Ｖｉｏｕｔは、ＡＤ変換回路８４によってＶｉｏｕｔに比例したデジタル値Ａに変換され、デジタル値Ａは絞り制御部８６に入力される。ここで、ユーザが予め設定した設定デジタル値Ａｔが絞り制御部８６に記憶されている。デジタル値Ａが設定デジタル値Ａｔよりも大きい場合、デジタル値Ａが小さくなるように絞り８２の開口が縮小する。これにより、測定されたデジタル値Ａは設定デジタル値に近づく。このループを繰り返し、デジタル値Ａと設定デジタル値Ａｔの差の絶対値が、予め設定した値Ｄよりも小さくなったときに、絞り制御を停止する。

以上説明したように、第２実施形態によれば、正孔電流を測定し、レンズを通っている光量と位置をリアルタイムで見積もることができるとともに絞り制御を行うことができる。

この第２実施形態は、第１実施形態の撮像素子を用いているので、入射光を正確に測定できるとともにコンパクトな撮像装置を提供することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態による撮像装置を図８に示す。この第３実施形態の撮像装置は、第２実施形態の撮像装置と異なり、絞り制御を機械的に行うのではなく、電荷蓄積時間を制御することで電子的に絞り制御を行う電子シャッタ（以下、ＥＳとも云う）を備えている。

この第３実施形態の撮像装置は、第１実施形態の撮像素子１を備え、この撮像素子１は、撮像領域２００にマトリクス状に配列された複数の光電変換素子１０を有している。同一の行に配列された光電変換素子１０の上電極１６は共通に接続されている。また、第３実施形態の撮像装置は、電流積分回路５０と、行選択回路９２と、ＡＤ変換回路９４と、電子シャッタを調整するＥＳ調整回路９６と、タイミングジェネレータ９８と、を更に備えている。なお、この第３実施形態の撮像装置も第２実施形態と同様に、被写体から光を撮像素子に入射するレンズ（図示せず）を備えている。

行選択回路９２は、タイミングジェネレータ９８からの指令信号に基づいて、同一行に配列された光電変換素子１０を選択する。この選択は、図３または図５に示す読み出し回路２０におけるリセットトランジスタ２３のゲートに選択信号を印加することにより行われる。

電流積分回路５０から出力された電圧Ｖｉｏｕｔは、ＡＤ変換回路９４によってＶｉｏｕｔに比例したデジタル値Ａに変換され、デジタル値ＡはＥＳ調整回路９６に入力される。ここで、ユーザが予め設定した設定デジタル値ＡｔがＥＳ調整回路９６に記憶されている。デジタル値Ａが設定デジタル値Ａｔよりも大きい場合、デジタル値Ａが小さくなるように、ＥＳ調整回路９６にて露光時間ｔｅｘが短く設定される。この手順を繰り返し、デジタル値Ａと設定デジタル値Ａｔの差の絶対値が、予め設定した値Ｄよりも小さくなったときに、ＥＳ調整回路９６における露光時間ｔｅｘの制御を停止する。

次に、露光時間ｔｅｘについて図９を参照して説明する。

図９には行Ａ、行Ｂに存在する読み出し回路２０にそれぞれ印加されるパルスのタイミングが記載されている。パルスＶｐ１０３とパルスＶｐ１０５は、それぞれリセットトランジスタ２３と、読み出しトランジスタ２５のゲート電極に与えられる。まず行Ａの電子シャッタ期間において、パルスＶｐ１０３がオンし、行Ａの読み出し回路２０のフローティングデュフュージョン２６がリセット電位Ｖｒｓにリセットされる。

続いて、行Ｂの電子シャッタ期間において、パルスＶｐ１０３がオンし、行Ｂの読み出し回路２０のフローティングデュフュージョン２６がリセット電位Ｖｒｓにリセットされる。記述していないが、引き続き他の行においても同じ操作が順次行われる。

続いて、行Ａの電子シャッタ期間から露光時間ｔｅｘ経過した時間において、パルスＶｐ１０５がオンし、読み出しトランジスタ２５が開き、フローティングデュフュージョン２６の電位が増幅トランジスタ２４によって信号線ＳＬに読み出される。更に、パルスＶｐ１０３が再びオンし、フローティングデュフュージョン２６の電位がリセット電位Ｖｒｓとなる。この電圧Ｖｒｓも増幅トランジスタ２４によって参照電位として信号線ＳＬに読み出される。引き続き行Ｂにおいても同じ操作が繰り返される。

以上説明したように、露光時間ｔｅｘで規定される期間に測定された信号電子による電流のみが、読み出し配線に読み出されるため、露光時間ｔｅｘを制御することにより露光制御を行うことができる。

第３実施形態によれば、リアルタイムでレンズを通っている光量を測定し、電子的に絞り制御を行うことができる。

また、第３実施形態は、第１実施形態の撮像素子を用いているので、入射光を正確に測定できるとともにコンパクトな撮像装置を提供することができる。

（第４実施形態）
第１実施形態の撮像素子は、上電極１６側から光が入射する表面照射型ＣＭＯＳイメージセンサであった。この第４実施形態による撮像素子は、光電変換素子がフォトダイオードを有する裏面照射型ＣＭＯＳイメージセンサである。

この第４実施形態の撮像素子１Ａを図１０に示す。この撮像素子１Ａは、裏面表面層となるｐ型半導体層３５０と、このｐ型半導体層３５０上に設けられたシリコン半導体層３４０と、このシリコン半導体層３４０上に設けられた層間絶縁膜３２０と、層間絶縁膜３２０上に設けられたシリコン支持基板３００と、を備えている。

シリコン半導体層３４０には、ｐ型半導体層３５０に接続する複数のｎ⁻型半導体領域３４１が設けられ、このｎ⁻型半導体領域３４１上にｎ⁻領域３４２が設けられ、このｎ⁻領域３４２上にｐ^＋領域３４３が設けられている。ｐ型半導体層３５０およびｎ⁻型半導体領域３４１がフォトダイオードを構成する。また、シリコン半導体層３４０には、ｐ^＋領域３４３と離間してｎ^＋半導体領域３４４が設けられている。ｐ^＋領域３４３とｎ^＋半導体領域３４４との間のシリコン半導体層３４０の領域上に読み出しトランジスタのゲート電極３４５が設けられている。ｐ^＋領域３４３と、ｎ^＋半導体領域３４４と、ゲート電極３４５とが上記読み出しトランジスタを構成する。

また、シリコン半導体層３４０には、ｐ型半導体層３５０に接続するｐ^＋型のビア３５５が設けられている。このビア３５５は、ｐ型半導体層３５０から正孔を引き抜く。したがって、ｐ型半導体層３５０は、第１実施形態における光電変換素子の上電極の役割を果たす。

層間絶縁膜３２０には、複数の配線層３１０が設けられている。また、ビア３５５に接続するコンタクト３５７と、このコンタクト３５７に接続引き出し配線３５９とが層間絶縁膜３２０に設けられる。この引き出し配線３５９は、電流増幅回路３３０に接続される。

このように構成された撮像素子１Ａにおいては、入射光は裏面表面層となるｐ型半導体層３５０側から入射し、フォトダイオード３４１にて光電変換される。フォトダイオード３４１は、ｐ型半導体層３５０側に向けて不純物プロファイルに応じたポテンシャル勾配が設けられており、発生した電子は表面側のｐ^＋半導体領域３４３付近まで移動する。一方、正孔は逆に裏面表面層３５０に移動する。裏面表面層３５０は複数の画素に対して共通であり、ホール引き抜き用のビア３５５を通じて電流増幅回路３３０を介して図示しないバイアス電源に接続されている。第１実施形態と同様、バイアス電源に併置された電流増幅回路３３０によって正孔電流を測定する。

この第４実施形態においても、第１実施形態と同様に、正孔電流を測定することができ、レンズを通る光量をリアルタイムで見積もることができる。

また、第４実施形態も第１実施形態と同様に、入射光を反射する反射部が不要となるとともに反射部によって反射された光を測光する素子を別途設置する必要が無い。これにより、入射光を正確に測定できるとともにコンパクトな撮像素子を提供することができる。

（第５実施形態）
図１１は、第１実施形態の撮像素子１を適用したＣＭＯＳイメージセンサ４００の一例を示す斜視図である。なお、第１実施形態の撮像素子１の代わりに第４実施形態の撮像素子１Ａを用いてもよい。ＣＭＯＳイメージセンサ４００は、Ｆｕｌｌ ＨＤ（１０８０ｐ）タイプのＣＭＯＳイメージセンサである。ＣＭＯＳイメージセンサ４００は、撮像素子１と、モールド樹脂４２０と、を備える。

モールド樹脂４２０は、撮像素子１の受光面１ａ以外を覆うように設けられている。撮像素子１とモールド樹脂４２０とを一体化することにより、撮像素子１を外部からの応力、湿気、汚染物質から守ることができる。

ＣＭＯＳイメージセンサ４００は、デジタルカメラ、携帯電話（スマートフォンも含む）等の各種モバイル端末や、監視カメラ、インターネットを利用したウェブカメラ等の撮像装置に使用される。また、第２実施形態で説明した機械的シャッタまたは第３実施形態で説明した電子シャッタをＣＭＯＳイメージセンサ４００が備えていてもよい。

（第６実施形態）
図１２は、第１実施形態の撮像素子１を適用したＣＭＯＳイメージセンサ５００の他の例を示す斜視図である。なお、第１実施形態の撮像素子１の代わりに第４実施形態の撮像素子１Ａを用いてもよい。ＣＭＯＳイメージセンサ５００は、ＶＧＡタイプのＣＭＯＳイメージセンサである。ＣＭＯＳイメージセンサ５００は、撮像素子１と、モールド樹脂５２０と、を備える。

モールド樹脂５２０は、撮像素子１の受光面１ａ以外を覆うように設けられている。固体撮像素子１とモールド樹脂５２０とを一体化することにより、撮像素子１を外部からの応力、湿気、汚染物質から守ることができる。

ＣＭＯＳイメージセンサ５００は、デジタルカメラ、携帯電話（スマートフォンも含む）等の各種モバイル端末や、監視カメラ、インターネットを利用したウェブカメラ等の撮像装置に使用される。また、第２実施形態で説明した機械的シャッタまたは第３実施形態で説明した電子シャッタをＣＭＯＳイメージセンサ５００が備えていてもよい。

（第７実施形態）
図１３は、上述したＣＭＯＳイメージセンサ４００又はＣＭＯＳイメージセンサ５００を搭載したカメラ６２０を備える車６００の一例を示す斜視図である。車６００は、カメラ６２０と、ディスプレイ６３０と、を備える。カメラ６２０は、車６００の前方端部に設けられ、車６００の前方を撮影することができる。また、ディスプレイ６３０は、車６００の運転席正面に設けられ、カメラ６２０で撮影した画像を表示することができる。カメラ６２０により撮影した画像をディスプレイ６３０で確認することにより、例えば駐車の際に、死角を確認することができる。

（第８実施形態）
図１４は、上述したＣＭＯＳイメージセンサ４００又はＣＭＯＳイメージセンサ５００を搭載したカメラ７２０を備える車７００の他の例を示す斜視図である。車７００は、カメラ７２０と、ディスプレイ７３０と、を備える。カメラ７２０は、車７００の後方端部に設けられ、車７００の後方を撮影することができる。また、ディスプレイ７３０は、車７００の運転席正面に設けられ、カメラ７２０で撮影した画像を表示することができる。カメラ７２０により撮影した画像をディスプレイ７３０で確認することにより、後方を確認することができる。

（第９実施形態）
図１５は、上述したＣＭＯＳイメージセンサ４００又はＣＭＯＳイメージセンサ５００を搭載したカメラを備えるスマートフォン８００を示す平面図である。スマートフォン８００は、カメラ（不図示）と、タッチパネル８２０と、を備える。カメラは、例えば、スマートフォン８００の正面上部に設けた場合、スマートフォン８００の正面を撮影することができる。また、タッチパネル８２０は、スマートフォン８００の正面中央に設けられ、カメラにより撮影した画像を表示することができる。このスマートフォン８００は、モバイル情報端末の１つである。

（第１０実施形態）
図１６は、上述したＣＭＯＳイメージセンサ４００又はＣＭＯＳイメージセンサ５００を搭載したカメラを備えるタブレット９００を示す平面図である。タブレット９００は、カメラ（不図示）と、タッチパネル９２０と、を備える。カメラは、例えば、タブレット９００の正面上部に設けた場合、タブレット９００の正面を撮影することができる。また、タッチパネル９２０は、タブレットの正面中央に設けられ、カメラにより撮影した画像を表示することができる。このタブレット９００は、モバイル情報端末の１つである。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１、１Ａ 撮像素子
１０、１０_１、１０_２ 光電変換素子
１２ 下電極
１３ 電子ブロック層
１４ 有機光電変換膜
１５ 正孔ブロック層
１６ 上電極
２０ 読み出し回路
２３ リセットトランジスタ
２４ 増幅トランジスタ
２５ 読み出しトランジスタ
２６ フローティングディフュージョン
３０ 電流増幅回路（測定回路）
４０_１、４０_２ ＡＤ変換回路
５０ 電流積分回路
５２ 差動増幅器
５３ キャパシタ
５４ スイッチ
６０、６０_１、６０_２ 負荷トランジスタ

Claims (12)

1. 光電変換部と、
   前記光電変換部に接続された第１および第２電極と、
   前記第１電極に接続され、前記光電変換部によって生成された電子および正孔のうちの一方を信号電荷として読み出す読み出し回路と、
   前記第２電極に接続され、前記光電変換部によって生成された電子および正孔のうちの他方の電荷を測定する測定回路と、
   を備える撮像素子。
2. 光電変換部と、前記光電変換部に接続された第１および第２電極と、をそれぞれが有する複数の光電変換素子と、
   前記複数の光電変換素子の前記第１電極にそれぞれ接続され、前記光電変換部によって生成された電子および正孔のうちの一方を信号電荷として読み出す複数の読み出し回路と、
   前記複数の光電変化素子の前記第２電極に接続され、前記光電変換部によって生成された電子および正孔のうちの他方の電荷を測定する測定回路と、
   を備え、
   前記複数の光電変換素子の前記第２電極は、共通に接続される撮像素子。
3. 前記測定回路は、前記第１電極と前記第２電極との間にバイアス電圧を印加するバイアス電圧源を備えている請求項１または２記載の撮像装置。
4. 前記測定回路は、複数個設けられる請求項２または３記載の撮像素子。
5. 前記光電変換部は、有機光電変換膜を備えている請求項１乃至４のいずれかに記載の撮像素子。
6. 前記光電変換部は、
   前記第１電極との間に設けられ電子および正孔のうちの他方をブロックする第１ブロック膜と、
   前記第第２電極との間に設けられ電子および正孔のうちの一方をブロックする第２ブロック膜と、
   を更に備えている請求項５記載の撮像素子。
7. 前記光電変換部は、フォトダイオードを含む請求項１乃至４のいずれかに記載の撮像素子。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載の撮像素子と、
   前記撮像素子に入射する光の量を調整する絞り部と、
   前記測定回路によって測定された前記電子および前記正孔のうちの他方の電荷に基づいて、前記絞り部を制御する制御部と、
   を備える撮像装置。
9. 前記測定回路によって測定された前記電子および前記正孔のうちの他方の電荷に基づいて、前記撮像素子が受ける光の時間を制御する制御部と、
   を備える撮像装置。
10. 請求項８または９に記載の撮像装置を備えたカメラ。
11. 請求項１０記載のカメラを備え、前記カメラは、前方端部および後方端部のいずれかに設けられる車。
12. 請求項１０記載のカメラと、
    前記カメラで撮影した画像を表示するタッチパネルと、
    を備えるモバイル情報端末。

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