JP2018088698A - Imaging device and imaging apparatus - Google Patents
Imaging device and imaging apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018088698A JP2018088698A JP2018005992A JP2018005992A JP2018088698A JP 2018088698 A JP2018088698 A JP 2018088698A JP 2018005992 A JP2018005992 A JP 2018005992A JP 2018005992 A JP2018005992 A JP 2018005992A JP 2018088698 A JP2018088698 A JP 2018088698A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pixel
- unit
- charge
- conversion unit
- photoelectric conversion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
Description
本発明は、撮像素子および撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging element and an imaging apparatus.
従来、有効画素領域中に少なくとも一つの光学的黒色（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｌａｃｋ）画素を設けることが提案されていた（例えば、特許文献１参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 特開２０１３−１１８５７３号公報
Conventionally, it has been proposed to provide at least one optical black pixel in the effective pixel region (see, for example, Patent Document 1).
[Prior art documents]
[Patent Literature]
[Patent Document 1] JP 2013-118573 A
しかし、有効画素領域中に光学的黒色画素を少なくとも一つ設けることが提案されているに過ぎず、有効画素領域において通常の画素、光学的黒色画素およびマイクロレンズをどのように配置するかについて、何ら開示されていない。そこで、光学的黒色画素の新規な配置構成を提供することを課題とする。 However, it is only proposed to provide at least one optical black pixel in the effective pixel region, and how to arrange a normal pixel, an optical black pixel, and a microlens in the effective pixel region. Nothing is disclosed. Therefore, an object is to provide a novel arrangement of optical black pixels.
本発明の第１の態様においては、複数のマイクロレンズと、複数のマイクロレンズの各々に対応して設けられ、予め定められた分光特性を有するフィルタを介して入射した光を光電変換する光電変換部を各々有する複数の画素部と、少なくとも一つのマイクロレンズについて、複数の画素部のうち１つに代えて、入射した光の量に依存しない電圧基準レベルを生成する基準画素部とを備える撮像素子を提供する。 In the first aspect of the present invention, photoelectric conversion is performed for photoelectrically converting light incident through a plurality of microlenses and a filter having a predetermined spectral characteristic provided corresponding to each of the plurality of microlenses. An imaging device including a plurality of pixel units each having a unit and a reference pixel unit that generates a voltage reference level independent of the amount of incident light instead of one of the plurality of pixel units for at least one microlens An element is provided.
本発明の第２の態様においては、上記記載の撮像素子を備える撮像装置を提供する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an imaging device comprising the above-described imaging device.
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.
図１は、一眼レフカメラ４００の断面図である。撮像装置としての一眼レフカメラ４００は、撮像素子部２００を有する。撮像素子部２００は、撮像素子を含む。一眼レフカメラ４００は、レンズユニット５００およびカメラボディ６００を備える。カメラボディ６００には、レンズユニット５００が装着される。レンズユニット５００は、その鏡筒内に、光軸４１０に沿って配列された光学系を備え、入射する被写体光束をカメラボディ６００の撮像素子部２００へ導く。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a single-lens reflex camera 400. A single-lens reflex camera 400 as an imaging apparatus includes an imaging element unit 200. The image sensor unit 200 includes an image sensor. The single-lens reflex camera 400 includes a lens unit 500 and a camera body 600. A lens unit 500 is attached to the camera body 600. The lens unit 500 includes an optical system arranged along the optical axis 410 in the lens barrel, and guides an incident subject light beam to the image sensor unit 200 of the camera body 600.
なお、本明細書において、第１の方向は、第２の方向と垂直である。第１方向は撮像素子部２００における撮像素子の列方向であってよく、第２方向は撮像素子部２００における撮像素子の行方向であってよい。また、第１方向は撮像素子のいわゆるｘ方向であってよく、第２方向は撮像素子のいわゆるｙ方向であってよい。さらには、第１方向は撮像素子の垂直方向と読み替えてよく、第２方向は撮像素子の水平方向と読み替えてもよい。第３の方向は、第１の方向および第２の方向により規定される平面に垂直な方向である。第３の方向は、光軸４１０に平行である。第３の方向はｚ方向と読み替えてもよい。 Note that in this specification, the first direction is perpendicular to the second direction. The first direction may be the column direction of the image sensor in the image sensor unit 200, and the second direction may be the row direction of the image sensor in the image sensor unit 200. The first direction may be the so-called x direction of the image sensor, and the second direction may be the so-called y direction of the image sensor. Furthermore, the first direction may be read as the vertical direction of the image sensor, and the second direction may be read as the horizontal direction of the image sensor. The third direction is a direction perpendicular to the plane defined by the first direction and the second direction. The third direction is parallel to the optical axis 410. The third direction may be read as the z direction.
カメラボディ６００は、レンズマウント５５０に結合されるボディマウント６６０の後方にメインミラー６７２およびサブミラー６７４を備える。メインミラー６７２は、レンズユニット５００から入射した被写体光束に斜設される斜設位置と、被写体光束から退避する退避位置との間で回動可能に軸支される。サブミラー６７４は、メインミラー６７２に対して回動可能に軸支される。 The camera body 600 includes a main mirror 672 and a sub mirror 674 behind a body mount 660 coupled to the lens mount 550. The main mirror 672 is pivotally supported between an oblique position obliquely provided to the subject light beam incident from the lens unit 500 and a retracted position retracted from the subject light beam. The sub mirror 674 is pivotally supported with respect to the main mirror 672 so as to be rotatable.
メインミラー６７２が斜設位置にある場合、レンズユニット５００を通じて入射した被写体光束の多くはメインミラー６７２に反射されてピント板６５２に導かれる。ピント板６５２は、撮像素子の受光面と共役な位置に配されて、レンズユニット５００の光学系が形成した被写体像を可視化する。ピント板６５２に形成された被写体像は、ペンタプリズム６５４およびファインダ光学系６５６を通じてファインダ６５０から観察される。斜設位置にあるメインミラー６７２に入射した被写体光束の一部は、メインミラー６７２のハーフミラー領域を透過しサブミラー６７４に入射する。サブミラー６７４は、ハーフミラー領域から入射した光束の一部を、合焦光学系６８０に向かって反射する。合焦光学系６８０は、入射光束の一部を焦点検出センサ６８２に導く。 When the main mirror 672 is in the oblique position, most of the subject light beam incident through the lens unit 500 is reflected by the main mirror 672 and guided to the focus plate 652. The focus plate 652 is disposed at a position conjugate with the light receiving surface of the image sensor, and visualizes the subject image formed by the optical system of the lens unit 500. The subject image formed on the focus plate 652 is observed from the viewfinder 650 through the pentaprism 654 and the viewfinder optical system 656. Part of the subject light beam incident on the main mirror 672 at the oblique position passes through the half mirror region of the main mirror 672 and enters the sub mirror 674. The sub mirror 674 reflects a part of the light beam incident from the half mirror region toward the focusing optical system 680. The focusing optical system 680 guides a part of the incident light beam to the focus detection sensor 682.
なお、本例では位相差オートフォーカス方式を採用した。しかしながら、像面位相差オートフォーカス方式を採用する場合は、サブミラー６７４、合焦光学系６８０および焦点検出センサ６８２を省略することができる。これにより、位相差オートフォーカス方式の場合と比較してカメラボディ６００の体積を小さくすることができる。 In this example, the phase difference autofocus method is adopted. However, when the image plane phase difference autofocus method is adopted, the sub mirror 674, the focusing optical system 680, and the focus detection sensor 682 can be omitted. Thereby, the volume of the camera body 600 can be reduced as compared with the case of the phase difference autofocus method.
ピント板６５２、ペンタプリズム６５４、メインミラー６７２、サブミラー６７４は、構造体としてのミラーボックス６７０に支持される。撮像素子部２００は、ミラーボックス６７０に取り付けられる。メインミラー６７２およびサブミラー６７４が退避位置に退避し、シャッタユニット３４０の先幕および後幕が開状態となれば、レンズユニット５００を透過する被写体光束は、撮像素子の受光面に到達する。 The focus plate 652, the pentaprism 654, the main mirror 672, and the sub mirror 674 are supported by a mirror box 670 as a structure. The image sensor unit 200 is attached to the mirror box 670. When the main mirror 672 and the sub mirror 674 are retracted to the retracted position and the front curtain and the rear curtain of the shutter unit 340 are in the open state, the subject luminous flux that passes through the lens unit 500 reaches the light receiving surface of the image sensor.
撮像素子部２００の後方には、ボディ基板６２０および背面表示部６３４が順次配置される。液晶パネル等が採用される背面表示部６３４は、カメラボディ６００の背面に現れる。ボディ基板６２０には、ＣＰＵ６２２、画像処理ＡＳＩＣ６２４等の電子回路が実装される。撮像素子の出力は、上述のガラス基板に電気的に接続された可撓性基板を介して画像処理ＡＳＩＣ６２４へ引き渡される。 A body substrate 620 and a rear display unit 634 are sequentially disposed behind the image sensor unit 200. A rear display unit 634 employing a liquid crystal panel or the like appears on the rear surface of the camera body 600. Electronic circuits such as a CPU 622 and an image processing ASIC 624 are mounted on the body substrate 620. The output of the image sensor is delivered to the image processing ASIC 624 via the flexible substrate electrically connected to the glass substrate.
上述の実施形態においては、撮像装置として一眼レフカメラ４００を例に説明したが、カメラボディ６００を撮像装置と捉えても良い。また、撮像装置は、ミラーユニットを備えるレンズ交換式カメラに限らず、ミラーユニットを持たないレンズ交換式カメラ、ミラーユニットの有無に関わらずレンズ一体式カメラであっても良い。 In the above-described embodiment, the single-lens reflex camera 400 has been described as an example of the imaging apparatus. However, the camera body 600 may be regarded as an imaging apparatus. The imaging device is not limited to the interchangeable lens camera including the mirror unit, but may be a interchangeable lens camera that does not include the mirror unit or a lens-integrated camera regardless of the presence or absence of the mirror unit.
図２は、第１実施形態における撮像素子１０の光電変換領域１１および光電変換領域１１の部分領域１４を示す図である。撮像素子１０は、光電変換領域１１を有する。光電変換領域１１は、複数のマイクロレンズ１８と、複数の画素部２０と、基準画素部２２とを有する。なお、１つのマイクロレンズ１８に対応して設けられた、３つの画素部２０および１つの基準画素部２２または４つの画素部２０を、画素部ユニット１６とする。また、同一の分光特性を有する、３つの画素部２０および１つの基準画素部２２または４つの画素部２０を、画素部領域２４とする。画素部領域３０については後の図面において説明する。 FIG. 2 is a diagram illustrating the photoelectric conversion region 11 and the partial region 14 of the photoelectric conversion region 11 of the imaging element 10 according to the first embodiment. The image sensor 10 has a photoelectric conversion region 11. The photoelectric conversion region 11 includes a plurality of microlenses 18, a plurality of pixel units 20, and a reference pixel unit 22. The three pixel units 20 and one reference pixel unit 22 or four pixel units 20 provided corresponding to one microlens 18 are referred to as a pixel unit 16. Also, the three pixel units 20 and one reference pixel unit 22 or four pixel units 20 having the same spectral characteristics are defined as a pixel unit region 24. The pixel portion region 30 will be described in later drawings.
複数のマイクロレンズ１８の各々は、光電変換領域１１に入射する光を画素部２０へ集光する。複数のマイクロレンズ１８は、第１方向および第１方向に垂直な第２方向に設けられる。本例では、複数のマイクロレンズ１８は、第１方向および第２方向で規定される平面上において、マトリクス状に設けられる。また、複数のマイクロレンズ１８の各々に対応して、複数の画素部２０が設けられる。本例では、複数のマイクロレンズ１８の各々に対応して、４つの画素部が、第１方向に２つおよび第２方向に２つ配置されて設けられる。すなわち、１つのマイクロレンズ１８に対応して、４つの画素部がマトリクス状に設けられる。 Each of the plurality of microlenses 18 collects light incident on the photoelectric conversion region 11 onto the pixel unit 20. The plurality of microlenses 18 are provided in the first direction and the second direction perpendicular to the first direction. In this example, the plurality of microlenses 18 are provided in a matrix on a plane defined by the first direction and the second direction. A plurality of pixel units 20 are provided corresponding to each of the plurality of microlenses 18. In this example, four pixel units are provided corresponding to each of the plurality of microlenses 18, two in the first direction and two in the second direction. That is, four pixel portions are provided in a matrix corresponding to one microlens 18.
画素部２０は、予め定められた分光特性を有するフィルタおよび光電変換部を有する。なお、画素部２０において、光電変換部は、フィルタを介して入射した光を光電変換する。なお、第１方向および第２方向で規定される平面における光電変換部の形状は、マイクロレンズ１８を介して第３方向から入射した光を受光するように、例えば四角形の一角を面取りした形状であってよい。 The pixel unit 20 includes a filter having a predetermined spectral characteristic and a photoelectric conversion unit. Note that in the pixel unit 20, the photoelectric conversion unit photoelectrically converts light incident through the filter. In addition, the shape of the photoelectric conversion unit in the plane defined by the first direction and the second direction is, for example, a shape in which one corner of a square is chamfered so as to receive light incident from the third direction via the microlens 18. It may be.
複数の画素部２０は、第１分光特性を有する第１フィルタを介して入射した光を光電変換する光電変換部を含む第１画素部２０−１、第２分光特性を有する第２フィルタを介して入射した光を光電変換する光電変換部を含む第２画素部２０−２、および、第３分光特性を有する第３フィルタを介して入射した光を光電変換する光電変換部を含む第３画素部２０−３を有する。第１分、第２および第３分光特性は、それぞれ赤色、緑色および青色であってよい。本例では、第１画素部２０−１は赤色（Ｒ）のフィルタを有し、第２画素部２０−２は緑色（Ｇ）のフィルタを有し、第３画素部２０−３は青色（Ｂ）のフィルタを有する。 The plurality of pixel units 20 include a first pixel unit 20-1 including a photoelectric conversion unit that photoelectrically converts light incident through a first filter having a first spectral characteristic, and a second filter having a second spectral characteristic. A second pixel unit 20-2 including a photoelectric conversion unit that photoelectrically converts incident light and a third pixel including a photoelectric conversion unit that photoelectrically converts light incident through a third filter having a third spectral characteristic Part 20-3. The first minute, second and third spectral characteristics may be red, green and blue, respectively. In this example, the first pixel unit 20-1 has a red (R) filter, the second pixel unit 20-2 has a green (G) filter, and the third pixel unit 20-3 has a blue ( B).
第１画素部および第３画素部は、４つの画素部における一の対角線上に設けられる。また、２つの第２画素部は、４つの画素部における他の対角線上に設けられる。本例では、画素部２０−１（Ｒ）と２０−３（Ｂ）とが一の対角線上に設けられ、２つの画素部２０−２（Ｇ）が他の対角線上に設けられる。 The first pixel portion and the third pixel portion are provided on one diagonal line in the four pixel portions. The two second pixel portions are provided on other diagonal lines in the four pixel portions. In this example, the pixel portions 20-1 (R) and 20-3 (B) are provided on one diagonal line, and the two pixel portions 20-2 (G) are provided on the other diagonal line.
なお、１つのマイクロレンズ１８に対応して設けられる４つの画素部２０の配置は、第１方向に隣接するマイクロレンズ１８の４つの画素部２０の配置に対して、鏡映対称である。また、１つのマイクロレンズ１８に対応して設けられる４つの画素部２０の配置は、第２方向に隣接するマイクロレンズ１８の４つの画素部２０の配置に対して、鏡映対称である。 The arrangement of the four pixel portions 20 provided corresponding to one microlens 18 is mirror-symmetric with respect to the arrangement of the four pixel portions 20 of the microlenses 18 adjacent in the first direction. In addition, the arrangement of the four pixel portions 20 provided corresponding to one microlens 18 is mirror-symmetric with respect to the arrangement of the four pixel portions 20 of the microlenses 18 adjacent in the second direction.
すなわち、本例では、画素部ユニット１６−１と画素部ユニット１６−２とは、画素部ユニット１６−１と画素部ユニット１６−２との間の第１方向に平行な直線に対して、鏡映対称である。同様に、画素部ユニット１６−１と画素部ユニット１６−４とは、画素部ユニット１６−１と画素部ユニット１６−４との間の第２方向に平行な直線に対して、鏡映対称である。画素部ユニット１６−３もまた、画素部ユニット１６−２および１６−４に対してそれぞれ鏡映対称である。 That is, in this example, the pixel unit 16-1 and the pixel unit 16-2 are in a straight line parallel to the first direction between the pixel unit 16-1 and the pixel unit 16-2. Mirror symmetry. Similarly, the pixel unit 16-1 and the pixel unit 16-4 are mirror-symmetric with respect to a straight line parallel to the second direction between the pixel unit 16-1 and the pixel unit 16-4. It is. The pixel unit 16-3 is also mirror-symmetric with respect to the pixel units 16-2 and 16-4, respectively.
これにより、第１画素部２０−１、第２画素部２０−２および第３画素部２０−３の各々は、隣接する複数のマイクロレンズ１８に対応して設けられた同じ分光特性を有する画素部同士が隣接するよう配置される。画素部ユニット１６−１、１６−２、１６−３および１６−４においては、隣接する４つのマイクロレンズ１８に対応して設けられた４つの第３画素部２０−３が隣接するように配置されている。 Thereby, each of the first pixel unit 20-1, the second pixel unit 20-2, and the third pixel unit 20-3 has the same spectral characteristic provided corresponding to the plurality of adjacent microlenses 18. It arrange | positions so that parts may adjoin. In the pixel unit 16-1, 16-2, 16-3 and 16-4, four third pixel units 20-3 provided corresponding to the four adjacent microlenses 18 are arranged adjacent to each other. Has been.
画素部ユニット１６−１、１６−２、１６−３および１６−４を起点とすると、第１方向に４つの第２画素部２０−２および４つの第３画素部２０−３が繰り返し配置される。また、画素部ユニット１６−１、１６−２、１６−３および１６−４を起点とすると、第２方向においても、４つの第２画素部２０−２および４つの第３画素部２０−３が繰り返し配置される。 Starting from the pixel unit 16-1, 16-2, 16-3 and 16-4, four second pixel units 20-2 and four third pixel units 20-3 are repeatedly arranged in the first direction. The Also, starting from the pixel unit 16-1, 16-2, 16-3 and 16-4, also in the second direction, the four second pixel units 20-2 and the four third pixel units 20-3. Are repeatedly arranged.
また、４つの第１画素部２０−１（画素部領域２４−１）を起点とすると、第１方向に４つの第２画素部２０−２および４つの第１画素２０−１が繰り返し配置される。さらに、４つの第１画素部２０−１（画素部領域２４−１）を起点とすると、第１方向に４つの第２画素部２０−２および４つの第３画素部２０−３が繰り返し配置される。つまり、光電変換領域１１は、赤色（Ｒ）のフィルタを有する４つの第１画素部２０−１（画素部領域２４−１）、緑色（Ｇ）のフィルタを有する４つの第２画素部２０−２（画素部領域２４−２）、および青色（Ｂ）のフィルタを有する４つの第３画素部２０−３（画素部領域２４−３）で敷き詰められる。 Also, starting from the four first pixel portions 20-1 (pixel portion region 24-1), the four second pixel portions 20-2 and the four first pixels 20-1 are repeatedly arranged in the first direction. The Furthermore, starting from the four first pixel portions 20-1 (pixel portion region 24-1), the four second pixel portions 20-2 and the four third pixel portions 20-3 are repeatedly arranged in the first direction. Is done. That is, the photoelectric conversion region 11 includes four first pixel units 20-1 (pixel unit region 24-1) having a red (R) filter and four second pixel units 20- having a green (G) filter. 2 (pixel part region 24-2) and four third pixel parts 20-3 (pixel part region 24-3) having a blue (B) filter.
基準画素部２２は、少なくとも１つのマイクロレンズ１８について、複数の画素部２０のうち１つに代えてが設けられる。基準画素部２２は、入射した光の量に依存しない電圧基準レベルを生成する。基準画素部２２は、例えば、画素部２０の光電変換部の出力端と入力端とを短絡した構造を有する。基準画素部２２は、画素部２０において、フィルタと光電変換部との間に遮光層を有するとしてもよい。なお、遮光層は、いわゆる像面位相差のための遮光層とは異なる。遮光層は、基準画素部２２に入射する光を全て遮ることを目的として設けられる。 The reference pixel portion 22 is provided for at least one microlens 18 instead of one of the plurality of pixel portions 20. The reference pixel unit 22 generates a voltage reference level that does not depend on the amount of incident light. The reference pixel unit 22 has, for example, a structure in which the output end and the input end of the photoelectric conversion unit of the pixel unit 20 are short-circuited. The reference pixel unit 22 may include a light shielding layer between the filter and the photoelectric conversion unit in the pixel unit 20. The light shielding layer is different from the light shielding layer for so-called image plane retardation. The light blocking layer is provided for the purpose of blocking all the light incident on the reference pixel portion 22.
基準画素部２２を設けることにより、撮像素子１０において発生する暗電流を検出することができる。暗電流は、撮像素子１０の熱または電荷蓄積時間などに起因して発生するノイズである。画素部２０から出力される信号値から、基準画素部２２から出力される信号値を差し引くことにより、ノイズ電流の影響を除去することができる。 By providing the reference pixel portion 22, it is possible to detect a dark current generated in the image sensor 10. The dark current is noise generated due to heat of the image sensor 10 or charge accumulation time. By subtracting the signal value output from the reference pixel unit 22 from the signal value output from the pixel unit 20, the influence of the noise current can be removed.
本例において、基準画素部２２は、下記の２つの条件を満たすように配置される。第１の条件は、複数のマイクロレンズ１８のうち隣接する２つのマイクロレンズにおいて、基準画素部２２が隣接しない、という条件である。第２の条件は、隣接して配置される同じ分光特性を有する画素部同士のうち１つだけが、基準画素部である、という条件である。本例では、画素部ユニット１６−４において、中央の４つの第１画素２０−１のうち、１つだけを基準画素２２−１とする。 In this example, the reference pixel unit 22 is arranged so as to satisfy the following two conditions. The first condition is a condition that the reference pixel unit 22 is not adjacent in two adjacent microlenses among the plurality of microlenses 18. The second condition is that only one of the pixel parts having the same spectral characteristics arranged adjacent to each other is a reference pixel part. In this example, in the pixel unit 16-4, only one of the four first pixels 20-1 at the center is set as the reference pixel 22-1.
本例において、基準画素部２２は、上述の２つの条件を満たして、光電変換領域１１に複数個設けられる。それゆえ、光電変換領域１１に近接して、かつ、当該光電変換領域１１と異なる領域に光学的黒領域を設ける場合と比較して、撮像素子１０の面積を小さくすることができる。加えて、基準画素部２２は、上述の２つの条件を満たすように分散して設けられるので、光電変換領域１１の特定の領域に光学的黒色領域を設ける場合と比較して、光電変換領域１１全体の画素部２０において、当該画素部２０の近傍に基準画素部２２が存在する確率が高くなる。それゆえ、基準画素部２２は、画素部２０の暗電流をより精度よく検出することができる。 In this example, a plurality of reference pixel portions 22 are provided in the photoelectric conversion region 11 so as to satisfy the above two conditions. Therefore, the area of the image sensor 10 can be reduced as compared with the case where an optical black region is provided in the vicinity of the photoelectric conversion region 11 and in a region different from the photoelectric conversion region 11. In addition, since the reference pixel portions 22 are provided so as to satisfy the above two conditions, the photoelectric conversion region 11 is compared with a case where an optical black region is provided in a specific region of the photoelectric conversion region 11. In the entire pixel unit 20, the probability that the reference pixel unit 22 exists in the vicinity of the pixel unit 20 increases. Therefore, the reference pixel unit 22 can detect the dark current of the pixel unit 20 with higher accuracy.
マイクロレンズ１８を第１方向おおよび第２方向において４分割した領域を第１から第４象限と呼ぶことにする。本例の部分領域１４では、基準画素部２２は、第１から第４象限に均等に分配に配置した。また、基準画素部２２を設けたカラーフィルタの色も均等に分配した。これにより、入射光がテレセントリックでない場合であっても、基準画素部２２に全く入射光が入射しないこと、または、基準画素部２２に偏って入射光が入射した結果画素部２０への入射光が減少することを防ぐことができる。 A region obtained by dividing the microlens 18 into four in the first direction and the second direction will be referred to as first to fourth quadrants. In the partial region 14 of this example, the reference pixel portions 22 are equally distributed in the first to fourth quadrants. Further, the color of the color filter provided with the reference pixel portion 22 was also distributed equally. As a result, even if the incident light is not telecentric, no incident light is incident on the reference pixel unit 22, or incident light incident on the reference pixel unit 22 is incident on the pixel unit 20 as a result. It can be prevented from decreasing.
図３は、画素部領域２４−１、画像処理ＡＳＩＣ６２４の一部およびＣＰＵ６２２の一部を示す回路模式図である。撮像素子部２００は、撮像素子１０および駆動回路７０を有する。画像処理ＡＳＩＣ６２４は、信号処理部６０を有する。ＣＰＵ６２２は、制御部８０を有する。本例では、撮像素子１０の光電変換領域１１における、赤色（Ｒ）のフィルタを有する４つの第１画素部２０−１（画素部領域２４−１）に着目して説明する。 FIG. 3 is a schematic circuit diagram showing the pixel area 24-1, part of the image processing ASIC 624, and part of the CPU 622. The image sensor unit 200 includes the image sensor 10 and a drive circuit 70. The image processing ASIC 624 includes a signal processing unit 60. The CPU 622 has a control unit 80. In the present example, description will be given focusing on the four first pixel units 20-1 (pixel unit regions 24-1) having a red (R) filter in the photoelectric conversion region 11 of the image sensor 10.
画素部領域２４−１においては、同じ分光特性を有する４つの画素部２０−１が隣接するよう配置される。なお、４つの画素部２０−１は、隣接する複数のマイクロレンズに対応して設けられた画素部２０−１である。４つの画素部２０−１は、それぞれ、第１象限の画素部３２、第２象限の画素部３４、第３象限の画素部３６および第４象限の画素部３８に相当する。 In the pixel part region 24-1, four pixel parts 20-1 having the same spectral characteristics are arranged adjacent to each other. The four pixel units 20-1 are pixel units 20-1 provided corresponding to a plurality of adjacent microlenses. The four pixel units 20-1 correspond to the pixel unit 32 in the first quadrant, the pixel unit 34 in the second quadrant, the pixel unit 36 in the third quadrant, and the pixel unit 38 in the fourth quadrant, respectively.
画素部２４−１は回路部３９を有する。回路部３９は、画素部２０、転送部４４、電荷電圧変換部４６、電荷排除部４８、増幅部４９、出力部５０、高電位部５２および信号線５４を有する。各画素部２０−１は、カラーフィルタ４０および光電変換部４２を有する。 The pixel unit 24-1 includes a circuit unit 39. The circuit unit 39 includes a pixel unit 20, a transfer unit 44, a charge / voltage conversion unit 46, a charge exclusion unit 48, an amplification unit 49, an output unit 50, a high potential unit 52, and a signal line 54. Each pixel unit 20-1 includes a color filter 40 and a photoelectric conversion unit 42.
光電変換部４２には、赤色（Ｒ）のカラーフィルタ４０が近接して設けられる。光電変換部４２は、赤色（Ｒ）カラーフィルタ４０を介して入射した光の光量に応じて電荷を生成する。また、光電変換部４２は、光電変換された電荷を蓄積する。なお、蓄積される電荷は、例えば電子である。 A red (R) color filter 40 is provided adjacent to the photoelectric conversion unit 42. The photoelectric conversion unit 42 generates an electric charge according to the amount of light incident through the red (R) color filter 40. Further, the photoelectric conversion unit 42 accumulates the photoelectrically converted charges. The accumulated charge is, for example, electrons.
転送部４４は、光電変換部４２と電荷電圧変換部４６との間に設けられる。本例では、転送部４４は、ゲート、ソースおよびドレインを有するトランジスタである。駆動回路７０から転送部４４のゲートに制御信号（ＴＸ）が与えられると、転送部４４は、光電変換部４２に蓄積された電荷を電荷電圧変換部４６に転送する。 The transfer unit 44 is provided between the photoelectric conversion unit 42 and the charge / voltage conversion unit 46. In this example, the transfer unit 44 is a transistor having a gate, a source, and a drain. When the control signal (TX) is supplied from the drive circuit 70 to the gate of the transfer unit 44, the transfer unit 44 transfers the charge accumulated in the photoelectric conversion unit 42 to the charge-voltage conversion unit 46.
電荷排除部４８は、高電位部５２と電荷電圧変換部４６との間に設けられる。本例では、電荷排除部４８は、ゲート、ソースおよびドレインを有するトランジスタである。駆動回路７０から電荷排除部４８のゲートに制御信号（ＲＳＴ）が与えられると、電荷排除部４８は、電荷電圧変換部４６の電位を高電位部５２とほぼ同じ電位にする。本例では、電荷排除部４８は、電荷電圧変換部４６に蓄積された電子を排除する。 The charge exclusion unit 48 is provided between the high potential unit 52 and the charge voltage conversion unit 46. In this example, the charge exclusion unit 48 is a transistor having a gate, a source, and a drain. When the control signal (RST) is given from the drive circuit 70 to the gate of the charge exclusion unit 48, the charge exclusion unit 48 sets the potential of the charge voltage conversion unit 46 to substantially the same potential as the high potential unit 52. In this example, the charge eliminator 48 excludes electrons accumulated in the charge / voltage converter 46.
増幅部４９は、出力部５０と高電位部５２との間に設けられる。本例では、増幅部４９は、ゲート、ソースおよびドレインを有するトランジスタである。増幅部４９のゲートは、電荷電圧変換部４６に電気的に接続される。これにより、増幅部４９は、電荷電圧変換部４６の電圧を、増幅した電圧で電流を出力部５０に出力する。 The amplifying unit 49 is provided between the output unit 50 and the high potential unit 52. In this example, the amplification unit 49 is a transistor having a gate, a source, and a drain. The gate of the amplifying unit 49 is electrically connected to the charge / voltage converting unit 46. As a result, the amplifying unit 49 outputs a current to the output unit 50 with the voltage obtained by amplifying the voltage of the charge-voltage converting unit 46.
出力部５０は、増幅部４９と信号線５４との間に設けられる。本例では、出力部５０は、ゲート、ソースおよびドレインを有するトランジスタである。駆動回路７０から出力部５０のゲートに制御信号（ＳＥＬ）が与えられると、出力部５０は、増幅部４９が増幅した電圧で電流を信号線５４に出力する。これにより、増幅された電荷電圧変換部４６の電圧に応じた信号が、信号線５４に信号として出力される。 The output unit 50 is provided between the amplifying unit 49 and the signal line 54. In this example, the output unit 50 is a transistor having a gate, a source, and a drain. When a control signal (SEL) is given from the drive circuit 70 to the gate of the output unit 50, the output unit 50 outputs a current to the signal line 54 with the voltage amplified by the amplification unit 49. As a result, a signal corresponding to the amplified voltage of the charge-voltage conversion unit 46 is output to the signal line 54 as a signal.
高電位部５２は、電源電圧（ＶＤＤ）に電気的に接続される。高電位部５２は、電荷排除部４８および増幅部４９に高電位を供給する。当該高電位は、電荷排除部４８の電荷排除動作および増幅部４９の増幅動作を実行できれば任意の電位としてよい。 The high potential portion 52 is electrically connected to the power supply voltage (V DD ). The high potential unit 52 supplies a high potential to the charge exclusion unit 48 and the amplification unit 49. The high potential may be any potential as long as the charge exclusion operation of the charge exclusion unit 48 and the amplification operation of the amplification unit 49 can be executed.
電荷電圧変換部４６は、各々の光電変換部４２に蓄積された電荷を受け取り電位に変換する。本例では、隣接する４つの画素部２０−１において、電荷電圧変換部４６が、４つの画素部に共通に設けられる。つまり、電荷電圧変換部４６には、各転送部４４−１、４４−２、４４−３および４４−４の出力が電気的に接続される。 The charge-voltage converter 46 receives the charge accumulated in each photoelectric converter 42 and converts it into a potential. In this example, in the four adjacent pixel units 20-1, the charge voltage conversion unit 46 is provided in common to the four pixel units. That is, the output of each transfer part 44-1, 44-2, 44-3, and 44-4 is electrically connected to the charge voltage conversion part 46.
電荷電圧変換部４６には、転送部４４から転送された電荷が蓄積される。本例では、電荷電圧変換部４６は、いわゆる浮遊拡散（Ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）領域である。電荷電圧変換部４６は、一端が転送部４４の出力に電気的に接続され、かつ、他の一端が接地されたコンデンサであってよい。転送部４４から転送された電荷は、電荷電圧変換部４６の当該他の一端に蓄積される。これにより、電荷電圧変換部４６において、蓄積された電荷が電位に変換される。なお、増幅部４９のゲートの電位は、電荷電圧変換部４６の当該一端の電位と等しくなる。 The charge transferred from the transfer unit 44 is accumulated in the charge-voltage conversion unit 46. In this example, the charge / voltage conversion unit 46 is a so-called floating diffusion region. The charge-voltage converter 46 may be a capacitor having one end electrically connected to the output of the transfer unit 44 and the other end grounded. The charge transferred from the transfer unit 44 is accumulated at the other end of the charge-voltage conversion unit 46. As a result, the charge-voltage converter 46 converts the accumulated charge into a potential. Note that the potential of the gate of the amplifier 49 is equal to the potential of the one end of the charge-voltage converter 46.
信号線５４には、各々の出力部５０から信号が出力される。信号線５４は、ＣＤＳ回路およびＡＤ変換回路等を介して、信号処理部６０に接続される。 A signal is output from each output unit 50 to the signal line 54. The signal line 54 is connected to the signal processing unit 60 via a CDS circuit, an AD conversion circuit, and the like.
信号処理部６０には、画素部２０において光電変換された電荷量に対応する信号が出力される。また、信号処理部６０には、基準画素部２２において検出された暗電流に対応する信号が出力される。信号処理部６０は、暗電流に対応する信号を電圧基準レベルとして用いる。信号処理部６０は、基準画素部２２において生成された電圧基準レベルを用いて、第１画素部２０−１、第２画素部２０−２、第３画素部２０−３のうち少なくとも１つから出力される信号を補正する。 A signal corresponding to the amount of charge photoelectrically converted in the pixel unit 20 is output to the signal processing unit 60. Further, a signal corresponding to the dark current detected in the reference pixel unit 22 is output to the signal processing unit 60. The signal processing unit 60 uses a signal corresponding to the dark current as a voltage reference level. The signal processing unit 60 uses the voltage reference level generated in the reference pixel unit 22 from at least one of the first pixel unit 20-1, the second pixel unit 20-2, and the third pixel unit 20-3. Correct the output signal.
信号処理部６０は、基準画素部２２の各々に隣接する第１画素部２０−１、第２画素部２０−２、および第３画素部２０−３のうち少なくとも２つから出力される信号を用いて、基準画素部２２の位置における信号を補間して生成する。信号処理部６０が用いる補間方法は、メジアン処理による補間方法、勾配に基づく補間方法、または、適応型カラーブレーン補間（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｏｌｏｒ Ｐｌａｎｅ Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）法を用いてよい。 The signal processing unit 60 outputs signals output from at least two of the first pixel unit 20-1, the second pixel unit 20-2, and the third pixel unit 20-3 adjacent to each of the reference pixel units 22. The signal at the position of the reference pixel unit 22 is generated by interpolation. The interpolation method used by the signal processing unit 60 may use an interpolation method based on median processing, an interpolation method based on gradient, or an adaptive color plane interpolation method.
駆動回路７０は、転送部４４、電荷排除部４８および出力部５０におけるゲートへ信号パルスを供給する。これにより、転送部４４、電荷排除部４８および出力部５０のトランジスタはオンする。 The drive circuit 70 supplies signal pulses to the gates of the transfer unit 44, the charge exclusion unit 48, and the output unit 50. As a result, the transistors of the transfer unit 44, the charge exclusion unit 48, and the output unit 50 are turned on.
制御部８０は、駆動回路７０を制御する。つまり、制御部８０は、転送部４４、電荷排除部４８および出力部５０におけるゲートへのパルスタイミングを制御することにより、転送部４４、電荷排除部４８および出力部５０を制御する。制御部８０はまた、信号処理部６０の動作を制御する。 The control unit 80 controls the drive circuit 70. That is, the control unit 80 controls the transfer unit 44, the charge exclusion unit 48, and the output unit 50 by controlling the pulse timing to the gate of the transfer unit 44, the charge exclusion unit 48, and the output unit 50. The control unit 80 also controls the operation of the signal processing unit 60.
図３の回路構成により、駆動回路７０は、各々の光電変換部４２において蓄積された電荷を個別に読み出すことができる。これに加えて、駆動回路７０は、４つの光電変換部４２の電荷を電荷電圧変換部４６において加算した上で読み出すこともできる。したがって、駆動回路７０は、個別の読み出しおよび加算した上での読み出しのいずれか一方を、選択的に実行することができる。 With the circuit configuration in FIG. 3, the drive circuit 70 can individually read out the charges accumulated in each photoelectric conversion unit 42. In addition to this, the drive circuit 70 can read out the charges of the four photoelectric conversion units 42 after adding them in the charge-voltage conversion unit 46. Therefore, the drive circuit 70 can selectively execute either individual reading or reading after addition.
変形例として、赤色（Ｒ）のフィルタを有する４つの第１画素部２０−１（画素部領域２４−１）に代えて、少なくとも１つのマイクロレンズに対応して設けられる、１つの第１画素部２０−１、２つの第２画素部２０−および１つの第３画素部２０−３に対して、を有する画素部ユニット１６において、電荷電圧変換部が共通に設けられてもよい。この場合、駆動回路７０は、各転送部４４への制御信号（ＴＸ１〜ＴＸ４）、電荷排除部４８への制御信号（ＲＳＴ）および出力部への制御信号（ＳＥＬ）を調節することにより、各画素部２０における電荷が、電荷電圧変換部４６において混同されることを防ぐ。 As a modification, instead of the four first pixel units 20-1 (pixel unit region 24-1) having a red (R) filter, one first pixel provided corresponding to at least one microlens. In the pixel unit 16 having the unit 20-1, the two second pixel units 20-, and the one third pixel unit 20-3, a charge-voltage conversion unit may be provided in common. In this case, the drive circuit 70 adjusts the control signal (TX1 to TX4) to each transfer unit 44, the control signal (RST) to the charge exclusion unit 48, and the control signal (SEL) to the output unit, thereby The charge in the pixel unit 20 is prevented from being confused in the charge / voltage conversion unit 46.
図４は、図３における画素部領域２４−１の模式図である。図３での説明において述べたように、画素部領域２４−１は、第１象限の画素部３２、第２象限の画素部３４、第３象限の画素部３６、第４象限の画素部３８および回路部３９を有する。第１象限の画素部３２、第２象限の画素部３４、第３象限の画素部３６および第４象限の画素部３８は、回路部３９を囲むように設けられる。これにより、光電変換部４２が設けられていない位置に、回路部３９を設けることができる。したがって、第１方向および第２方向において規定される平面において、光電変換部４２の面積が回路部３９によって浸食されない。よって、光電変換部４２の当該面積を最大化することができる。 FIG. 4 is a schematic diagram of the pixel area 24-1 in FIG. As described in FIG. 3, the pixel area 24-1 includes the first quadrant pixel section 32, the second quadrant pixel section 34, the third quadrant pixel section 36, and the fourth quadrant pixel section 38. And a circuit portion 39. The pixel unit 32 in the first quadrant, the pixel unit 34 in the second quadrant, the pixel unit 36 in the third quadrant, and the pixel unit 38 in the fourth quadrant are provided so as to surround the circuit unit 39. Thereby, the circuit part 39 can be provided in the position where the photoelectric conversion part 42 is not provided. Therefore, the area of the photoelectric conversion unit 42 is not eroded by the circuit unit 39 on the plane defined in the first direction and the second direction. Therefore, the area of the photoelectric conversion unit 42 can be maximized.
また、本例においては、第１象限の画素部３２および第４象限の画素部３８、ならびに、第２象限の画素部３４および第３象限の画素部３６を、第１方向における像面位相差オートフォーカス用の画素部として用いることができる。同様に、第１象限の画素部３２および第２象限の画素部３４、ならびに、第３象限の画素部３６および第４象限の画素部３８を、第２方向における像面位相差オートフォーカス用の画素部として用いることができる。 Further, in this example, the first quadrant pixel unit 32 and the fourth quadrant pixel unit 38, and the second quadrant pixel unit 34 and the third quadrant pixel unit 36 are compared in the image plane phase difference in the first direction. It can be used as a pixel portion for autofocus. Similarly, the pixel portion 32 in the first quadrant and the pixel portion 34 in the second quadrant, and the pixel portion 36 in the third quadrant and the pixel portion 38 in the fourth quadrant are used for image plane phase difference autofocus in the second direction. It can be used as a pixel portion.
これにより、像面位相差オートフォーカスのために１つの光電変換部４２を分割する必要がなくなる。それゆえ、光電変換部４２を分割して設けるべく、遮光層を設ける必要もない。したがって、光電変換部４２を分割して設ける場合と比べて、第１方向および第２方向で規定される平面における光電変換部４２の面積を大きくすることができる。また、光電変換部４２を分割して設ける場合と比べて、光電変換部の製造プロセスを簡略化することができる。 This eliminates the need to divide one photoelectric conversion unit 42 for image plane phase difference autofocus. Therefore, it is not necessary to provide a light shielding layer in order to divide and provide the photoelectric conversion unit 42. Therefore, compared with the case where the photoelectric conversion unit 42 is provided in a divided manner, the area of the photoelectric conversion unit 42 in the plane defined by the first direction and the second direction can be increased. Moreover, the manufacturing process of a photoelectric conversion part can be simplified compared with the case where the photoelectric conversion part 42 is divided and provided.
図５Ａは、画素部領域３０の拡大図である。画素部領域３０は、緑色（Ｇ）のフィルタを有する第２画素部２０−２および青色（Ｂ）のフィルタを有する第３画素部２０−３を有する。さらに、画素部領域３０は、基準画素部２２−２を有する。２つの第３画素部２０−３、１つの第２画素部２０−２および１つの基準画素部２２−２を通って、第２方向と平行に撮像素子１０を切断する位置をＢ‐Ｂで示す。 FIG. 5A is an enlarged view of the pixel area 30. The pixel unit region 30 includes a second pixel unit 20-2 having a green (G) filter and a third pixel unit 20-3 having a blue (B) filter. Further, the pixel unit region 30 includes a reference pixel unit 22-2. The position at which the image sensor 10 is cut in parallel with the second direction through the two third pixel portions 20-3, one second pixel portion 20-2, and one reference pixel portion 22-2 is denoted by BB. Show.
図５Ｂは、Ｂ−Ｂ断面における、第３画素部２０−３、第２画素部２０−２および基準画素部２２−２を示す模式図である。基準画素部２２−２は、カラーフィルタ４０−２と光電変換部４２−２との間に遮光層９０を有する。前述のように、遮光層は、基準画素部２２−２の光電変換部２２−２に入射する光を全て遮ることを目的として設けられる。なお、遮光層９０を設ける代わりに、光電変換部４２−２および転送部４２−２の間と接地とを短絡させてもよい。 FIG. 5B is a schematic diagram illustrating the third pixel unit 20-3, the second pixel unit 20-2, and the reference pixel unit 22-2 in the BB cross section. The reference pixel unit 22-2 includes a light shielding layer 90 between the color filter 40-2 and the photoelectric conversion unit 42-2. As described above, the light blocking layer is provided for the purpose of blocking all the light incident on the photoelectric conversion unit 22-2 of the reference pixel unit 22-2. Instead of providing the light shielding layer 90, the ground between the photoelectric conversion unit 42-2 and the transfer unit 42-2 may be short-circuited.
遮光層９０が設けられる点または電変換部４２−２および転送部４２−２の間と接地とが短絡される点以外は、図３に記載された転送部４４、電荷電圧変換部４６、電荷排除部４８、増幅部４９、出力部５０、高電位部５２および信号線５４が、図３の例と同様に設けられる。基準画素部２２を用いて暗電流を検出することができる。 Except for the point where the light shielding layer 90 is provided or between the electric conversion unit 42-2 and the transfer unit 42-2 and the ground is short-circuited, the transfer unit 44, the charge-voltage conversion unit 46, and the charge described in FIG. The exclusion unit 48, the amplification unit 49, the output unit 50, the high potential unit 52, and the signal line 54 are provided in the same manner as in the example of FIG. Dark current can be detected using the reference pixel unit 22.
図６は、第２実施形態における光電変換領域１１の部分領域１４を示す図である。部分領域１４は、複数の基準画素部２２を有する。部分領域１４において、複数の基準画素部２２の各々は、ランダムな位置に配置される。部分領域１４において、赤色のフィルタを有する基準画素部２２を基準画素部２２−１と、緑色のフィルタを有する基準画素部２２を基準画素部２２−２と、青色のフィルタを有する基準画素部２２を基準画素部２２−３と図示する。 FIG. 6 is a diagram illustrating a partial region 14 of the photoelectric conversion region 11 in the second embodiment. The partial area 14 has a plurality of reference pixel portions 22. In the partial region 14, each of the plurality of reference pixel portions 22 is disposed at a random position. In the partial area 14, the reference pixel unit 22 having a red filter is referred to as a reference pixel unit 22-1, the reference pixel unit 22 having a green filter is referred to as a reference pixel unit 22-2, and the reference pixel unit 22 having a blue filter. Is shown as a reference pixel section 22-3.
ランダムに配置された複数の基準画素部２２のパターンは、光電変換領域１１の全体においてランダムであることが好ましい。これにより、基準画素部２２の配列パターンが周期的に設けられた場合に発生するエイリアス信号を抑制することができる。 The patterns of the plurality of reference pixel portions 22 arranged at random are preferably random throughout the photoelectric conversion region 11. Thereby, the alias signal generated when the arrangement pattern of the reference pixel portion 22 is periodically provided can be suppressed.
図７は、第３実施形態における光電変換領域１１の部分領域１４を示す図である。部分領域１４は、複数の基準画素部２２を有する。部分領域１４において、複数の基準画素部２２は、第１方向に平行な複数の線に沿って配置され、かつ、複数の基準画素部２２は、第２方向に平行な複数の線に沿って配置される。 FIG. 7 is a diagram illustrating a partial region 14 of the photoelectric conversion region 11 in the third embodiment. The partial area 14 has a plurality of reference pixel portions 22. In the partial region 14, the plurality of reference pixel portions 22 are arranged along a plurality of lines parallel to the first direction, and the plurality of reference pixel portions 22 are along a plurality of lines parallel to the second direction. Be placed.
複数の基準画素部２２が配置される第１方向に平行な複数の線の間隔は一定でなく、また、複数の基準画素部２２が配置される第２方向に平行な複数の線の間隔も一定でない。本例では、基準画素部２２は、第１方向において１、３、５画素、１、３、５画素おき、および、１、３、５画素おき‥に配置される。さらに、第２方向においても１、２、４画素おき、１、２、４画素おき、および１、２、４画素おき‥に配置される。 The intervals between the plurality of lines parallel to the first direction in which the plurality of reference pixel portions 22 are arranged are not constant, and the intervals between the plurality of lines parallel to the second direction in which the plurality of reference pixel portions 22 are arranged are also different. It is not constant. In this example, the reference pixel portions 22 are arranged at intervals of 1, 3, 5 pixels, 1, 3, 5 pixels, and every 1, 3, 5 pixels in the first direction. Further, in the second direction, they are arranged every 1, 2, 4 pixels, every 1, 2, 4 pixels, every 1, 2, 4 pixels, and so on.
部分領域１４における基準画素部２２の配置のパターンが、撮像素子１０の光電変換領域１１の全体において設けられてよい。なお、基準画素部２２を特定のパターンで配置した場合には、エイリアス信号は必ず発生することとなる。ただし、図７においては、基準画素部２２の配置パターンが光電変換領域１１の全体において設けられることにより、同一の配置パターンを光電変換領域１１の全体に設ける場合と比較して、発生するエイリアス信号の強度を抑制することができる。 A pattern of arrangement of the reference pixel portions 22 in the partial region 14 may be provided in the entire photoelectric conversion region 11 of the image sensor 10. Note that when the reference pixel portion 22 is arranged in a specific pattern, an alias signal is always generated. However, in FIG. 7, since the arrangement pattern of the reference pixel portion 22 is provided in the entire photoelectric conversion region 11, an alias signal generated compared to the case where the same arrangement pattern is provided in the entire photoelectric conversion region 11. The strength of can be suppressed.
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above embodiment. It is apparent from the description of the scope of claims that embodiments with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順序で実施することが必須であることを意味するものではない。 The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Even if the operation flow in the claims, the description, and the drawings is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.
１０ 撮像素子、１１ 光電変換領域、１４ 部分領域、１６ 画素部ユニット、１８ マイクロレンズ、２０ 画素部、２２ 基準画素部、２４ 画素部領域、３０ 画素部領域、３２ 第１象限の画素部、３４ 第２象限の画素部、３６ 第３象限の画素部、３８ 第４象限の画素部、３９ 回路部、４０ カラーフィルタ、４２ 光電変換部、４４ 転送部、４６ 電荷電圧変換部、４８ 電荷排除部、４９ 増幅部、５０ 出力部、５２ 高電位部、５４ 信号線、６０ 信号処理部、７０ 駆動回路、８０ 制御部、９０ 遮光層、２００ 撮像素子部、３４０ シャッタユニット、４１０ 光軸、４００ 一眼レフカメラ、５００ レンズユニット、５５０ レンズマウント、６００ カメラボディ、６２０ ボディ基板、６２２ ＣＰＵ、６２４ 画像処理ＡＳＩＣ、６３４ 背面表示部、６５０ ファインダ、６５２ ピント板、６５４ ペンタプリズム、６５６ ファインダ光学系、６６０ ボディマウント、６７０ ミラーボックス、６７２ メインミラー、６７４ サブミラー、６８０ 合焦光学系、６８２ 焦点検出センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image sensor, 11 Photoelectric conversion area | region, 14 Partial area | region, 16 Pixel part unit, 18 Micro lens, 20 Pixel part, 22 Reference pixel part, 24 Pixel part area | region, 30 Pixel part area | region, 32 Pixel part of the 1st quadrant, 34 2nd quadrant pixel section, 36 3rd quadrant pixel section, 38 4th quadrant pixel section, 39 circuit section, 40 color filter, 42 photoelectric conversion section, 44 transfer section, 46 charge voltage conversion section, 48 charge exclusion section 49 Amplifying unit 50 Output unit 52 High potential unit 54 Signal line 60 Signal processing unit 70 Drive circuit 80 Control unit 90 Light shielding layer 200 Image sensor unit 340 Shutter unit 410 Optical axis 400 Single lens Ref camera, 500 lens unit, 550 lens mount, 600 camera body, 620 body substrate, 622 CPU, 624 image Management ASIC, 634 rear display unit, 650 viewfinder, 652 focusing plate, 654 pentaprism 656 finder optical system, 660 body mount, 670 mirror box, 672 main mirror, 674 sub-mirror 680 focusing optics, 682 focus detection sensor
Claims (16)
前記第１マイクロレンズと前記第１分光特性とは異なる第２分光特性を有する第２フィルタとを介して入射した光を電荷に変換する第２光電変換部と、前記第２光電変換部の電荷を前記第１電荷電圧変換部とは異なる第２電荷電圧変換部に転送する第２転送部と、を有する第２画素と、
前記第１マイクロレンズとは異なる第２マイクロレンズと前記第１分光特性を有する第３フィルタとを介して入射した光を電荷に変換する第３光電変換部と、前記第３光電変換部の電荷を前記第１電荷電圧変換部に転送する第３転送部と、を有する第３画素と、
前記第２マイクロレンズを透過した光を遮光する遮光部と、前記第１画素と前記第２画素と前記第３画素との少なくとも１つのノイズを除去するために用いる電荷を前記第２電荷電圧変換部に転送する第４転送部と、を有し、前記第２画素と隣り合うように配置される第４画素と、
を備える撮像素子。 A first photoelectric conversion unit that converts light incident through the first microlens and the first filter having the first spectral characteristic into charges, and transfers the charges of the first photoelectric conversion unit to the first charge voltage conversion unit. A first pixel having a first transfer unit,
A second photoelectric conversion unit that converts light incident through the first microlens and a second filter having a second spectral characteristic different from the first spectral characteristic into charges; and a charge of the second photoelectric conversion unit A second transfer unit that transfers the second charge voltage conversion unit to a second charge voltage conversion unit different from the first charge voltage conversion unit,
A third photoelectric conversion unit that converts light incident through a second microlens different from the first microlens and a third filter having the first spectral characteristic into charges; and a charge of the third photoelectric conversion unit A third pixel having a third transfer unit that transfers the first charge voltage conversion unit to the first charge-voltage conversion unit;
A light-blocking portion that blocks light transmitted through the second microlens; and a charge used to remove at least one noise of the first pixel, the second pixel, and the third pixel. A fourth transfer section that transfers to the second section, and is arranged adjacent to the second pixel,
An imaging device comprising:
前記第４マイクロレンズと前記第１分光特性を有する第７フィルタとを介して入射した光を電荷に変換する第７光電変換部と、前記第７光電変換部の電荷を前記第３電荷電圧変換部に転送する第８転送部と、を有する第８画素と、
を備える請求項３に記載の撮像素子。 A sixth photoelectric conversion unit that converts light incident through the third microlens and the sixth filter having the first spectral characteristic into a charge; and a charge of the sixth photoelectric conversion unit is converted into the first charge-voltage conversion. And a seventh transfer unit for transferring to a third charge voltage conversion unit different from the second charge voltage conversion unit, and a seventh pixel,
A seventh photoelectric conversion unit that converts light incident through the fourth microlens and the seventh filter having the first spectral characteristic into charges; and a charge of the seventh photoelectric conversion unit is converted into the third charge-voltage conversion. An eighth pixel having an eighth transfer unit that transfers to the unit,
An imaging device according to claim 3.
前記第３画素、前記第４画素、前記第６画素及び前記第８画素は、前記第２方向において前記第３画素、前記第４画素、前記第６画素及び前記第８画素の順に配置される請求項５に記載の撮像素子。 The first pixel, the second pixel, the fifth pixel, and the seventh pixel are the first pixel, the second pixel, the fifth pixel, and the seventh pixel in a second direction that intersects the first direction. Arranged in the order of pixels,
The third pixel, the fourth pixel, the sixth pixel, and the eighth pixel are arranged in the order of the third pixel, the fourth pixel, the sixth pixel, and the eighth pixel in the second direction. The imaging device according to claim 5.
第２マイクロレンズと前記第１分光特性を有する第２フィルタとを介して入射した光を電荷に変換する第２光電変換部と、前記第２光電変換部の電荷を前記第１電荷電圧変換部に転送するための第２転送部と、を有する第２画素と、
第３マイクロレンズと前記第１分光特性を有する第３フィルタとを介して入射した光を電荷に変換する第３光電変換部と、前記第３光電変換部の電荷を前記第１電荷電圧変換部に転送するための第３転送部と、を有する第３画素と、
第４マイクロレンズを透過した光を遮光する遮光部と、前記第１画素と前記第２画素と前記第３画素との少なくとも１つのノイズを除去するために用いる電荷を前記第１電荷電圧変換部に転送する第４転送部と、を有する第４画素と、を備え、
前記第１画素及び前記第２画素と、前記第３画素及び前記第４画素と、は、第１方向においてそれぞれ互いに隣り合うように配置され、
前記第１画素及び前記第３画素と、前記第２画素及び前記第４画素と、は、前記第１方向と交差する第２方向においてそれぞれ互いに隣り合うように配置される
撮像素子。 A first photoelectric conversion unit that converts light incident through the first microlens and the first filter having the first spectral characteristic into charges, and transfers the charges of the first photoelectric conversion unit to the first charge voltage conversion unit. A first pixel having a first transfer unit,
A second photoelectric conversion unit that converts light incident through the second microlens and the second filter having the first spectral characteristic into a charge; and a charge of the second photoelectric conversion unit is converted into the first charge voltage conversion unit. A second transfer unit for transferring to the second pixel,
A third photoelectric conversion unit that converts light incident through the third microlens and the third filter having the first spectral characteristic into a charge; and the charge of the third photoelectric conversion unit is converted into the first charge-voltage conversion unit. A third pixel having a third transfer unit for transferring to
A light-blocking unit that blocks light transmitted through the fourth microlens; and a charge that is used to remove at least one noise of the first pixel, the second pixel, and the third pixel. A fourth pixel having a fourth transfer unit that transfers to
The first pixel and the second pixel, and the third pixel and the fourth pixel are disposed adjacent to each other in the first direction,
The imaging device, wherein the first pixel and the third pixel, and the second pixel and the fourth pixel are arranged adjacent to each other in a second direction intersecting the first direction.
前記第７転送部は、前記第６光電変換部の電荷を前記第２電荷電圧変換部に転送する請求項１２に記載の撮像素子。 The fifth transfer unit transfers the charge of the fourth photoelectric conversion unit to a second charge voltage conversion unit different from the first charge voltage conversion unit;
The imaging device according to claim 12, wherein the seventh transfer unit transfers the charge of the sixth photoelectric conversion unit to the second charge-voltage conversion unit.
前記第８転送部は、前記第７光電変換部の電荷を前記第３電荷電圧変換部に転送する請求項１４に記載の撮像素子。 The sixth transfer unit transfers the charge of the fifth photoelectric conversion unit to a third charge voltage conversion unit different from the first charge voltage conversion unit and the second charge voltage conversion unit,
The imaging device according to claim 14, wherein the eighth transfer unit transfers the charge of the seventh photoelectric conversion unit to the third charge-voltage conversion unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018005992A JP6583444B2 (en) | 2018-01-17 | 2018-01-17 | Imaging device and imaging apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018005992A JP6583444B2 (en) | 2018-01-17 | 2018-01-17 | Imaging device and imaging apparatus |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013207396A Division JP2015072987A (en) | 2013-10-02 | 2013-10-02 | Image sensor and imaging apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018088698A true JP2018088698A (en) | 2018-06-07 |
| JP6583444B2 JP6583444B2 (en) | 2019-10-02 |
Family
ID=62492987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018005992A Active JP6583444B2 (en) | 2018-01-17 | 2018-01-17 | Imaging device and imaging apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6583444B2 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010239337A (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Sony Corp | Solid-state imaging apparatus, signal processing method of the same and imaging apparatus |
| JP2011071709A (en) * | 2009-09-25 | 2011-04-07 | Nikon Corp | Electronic camera |
| JP2013034086A (en) * | 2011-08-02 | 2013-02-14 | Sony Corp | Image sensor, and imaging apparatus and method |
-
2018
- 2018-01-17 JP JP2018005992A patent/JP6583444B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010239337A (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Sony Corp | Solid-state imaging apparatus, signal processing method of the same and imaging apparatus |
| JP2011071709A (en) * | 2009-09-25 | 2011-04-07 | Nikon Corp | Electronic camera |
| JP2013034086A (en) * | 2011-08-02 | 2013-02-14 | Sony Corp | Image sensor, and imaging apparatus and method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6583444B2 (en) | 2019-10-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110266975B (en) | Image pickup element and image pickup apparatus | |
| US11770639B2 (en) | Solid-state imaging device, signal processing method therefor, and electronic apparatus for enabling sensitivity correction | |
| CN107068702B (en) | Solid-state imaging device and electronic apparatus | |
| US10051213B2 (en) | Solid-state image sensor, ranging apparatus and imaging apparatus with pixels having in-pixel memories | |
| CN104517984B (en) | Solid-state imaging device, method for manufacturing solid-state imaging device, and electronic apparatus | |
| US11605666B2 (en) | Solid-state imaging device, manufacturing method of the same, and electronic apparatus having filters of different thicknesses | |
| JP5750918B2 (en) | Solid-state imaging device and imaging apparatus using the same | |
| JP2015072982A (en) | Image sensor and imaging apparatus | |
| JP6583444B2 (en) | Imaging device and imaging apparatus | |
| JP2015072987A (en) | Image sensor and imaging apparatus | |
| JP2017188955A (en) | Imaging element and imaging apparatus | |
| JP2010192604A (en) | Backside illumination image sensor, manufacturing method thereof and image-capturing device | |
| JP2019208221A (en) | Imaging device and imaging apparatus | |
| US20240064401A1 (en) | Light receiving element, imaging device, and correction processing method | |
| JP2006285013A (en) | Solid-state imaging apparatus for automatic focus | |
| JP2015188228A (en) | Image pickup element and image pickup device | |
| JP2006246154A (en) | Imaging device and imaging apparatus | |
| JP2017143517A (en) | Image pick-up device and imaging device | |
| JP2016220022A (en) | Solid-state imaging apparatus and camera module | |
| JP2017049410A (en) | Camera module |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180119 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190111 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190122 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20190325 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190522 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190806 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190819 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6583444 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |