JP2019208221A - Imaging device and imaging apparatus - Google Patents
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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、撮像素子の有効画素領域に近接して、かつ、当該有効画素領域とは異なる領域に、光学的黒色(Optical Black)領域を設けていた(例えば、特許文献1参照)。また、有効画素領域中に少なくとも一つの光学的黒色画素を設けることが提案されていた(例えば、特許文献2参照)。
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1] 特開2012−124213号公報
[特許文献2] 特開2013−118573号公報
Conventionally, an optical black area has been provided in an area close to the effective pixel area of the image sensor and different from the effective pixel area (see, for example, Patent Document 1). In addition, it has been proposed to provide at least one optical black pixel in the effective pixel region (see, for example, Patent Document 2).
[Prior art documents]
[Patent Literature]
[Patent Literature 1] JP 2012-124213 A [Patent Literature 2] JP 2013-118573 A
しかし、有効画素領域とは異なる領域に光学的黒色領域を設けると、撮像素子の面積が増大する。また、画素信号を読み出す画素の位置と光学的黒領域の位置とが空間的に離れているので、ブロック分割方式により画素信号を読み出す場合、下記の問題があった。 However, if an optical black region is provided in a region different from the effective pixel region, the area of the image sensor increases. In addition, since the position of the pixel from which the pixel signal is read and the position of the optical black region are spatially separated, there are the following problems when the pixel signal is read by the block division method.
まず、光学的黒色領域の出力基準レベルと、画素信号を読み出す画素の位置において検出するべき出力基準レベルとの間に差異が生じるという問題があった。さらに、ブロックごとに電荷蓄積時間を変化させた場合、電荷蓄積時間の変化に応じて光学的黒色領域の出力基準レベルを補正して出力基準レベルとして用いなければならないという問題があった。 First, there is a problem that a difference occurs between the output reference level of the optical black region and the output reference level to be detected at the pixel position where the pixel signal is read. Further, when the charge accumulation time is changed for each block, there is a problem in that the output reference level of the optical black region must be corrected and used as the output reference level in accordance with the change in the charge accumulation time.
また、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場合であっても、画素信号を読み出す画素の近傍に当該光学的黒色画素が設けられていなければ、精度のよい出力基準レベルを検出することが困難となる。 Even when at least one optical black pixel is provided in the effective pixel area, if the optical black pixel is not provided in the vicinity of the pixel from which the pixel signal is read, an accurate output reference level is detected. Difficult to do.
本発明の第1の態様においては、複数の光電変換部が配置された光電変換領域において、互いに独立して信号を読み出すことができる少なくとも2つの光電変換ブロックを備え、少なくとも2つの光電変換ブロックの各々は、光電変換領域への入射光量に応じて光電変換された電荷を蓄積する光電変換部を各々含む、複数の光電変換画素部と、光電変換領域への入射光量に依存しない電圧基準レベルを生成する、少なくとも1つの基準画素部とを有する撮像素子を提供する。 In the first aspect of the present invention, the photoelectric conversion region in which a plurality of photoelectric conversion units are arranged includes at least two photoelectric conversion blocks capable of reading signals independently of each other, and includes at least two photoelectric conversion blocks. Each includes a plurality of photoelectric conversion pixel units each including a photoelectric conversion unit that accumulates charges photoelectrically converted according to the amount of light incident on the photoelectric conversion region, and a voltage reference level independent of the amount of light incident on the photoelectric conversion region. An imaging device having at least one reference pixel unit to be generated 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 retreat position where the main mirror 672 is 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および光電変換ブロック12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、複数の光電変換ブロック12を有する。 FIG. 2 is a diagram illustrating the photoelectric conversion region 11 of the image sensor 10 and the partial region 14 of the photoelectric conversion block 12 in the first embodiment. The image sensor 10 has a photoelectric conversion region 11. The photoelectric conversion region 11 has a plurality of photoelectric conversion blocks 12.
図2において、光電変換ブロック12は、第1方向および第2方向を用いた座標表示により示されている。本例では、少なくとも2つの光電変換ブロック12において、互いに独立して信号を読み出すとしてもよい。光電変換ブロック12において光電変換されて生成された信号は、光電変換ブロック12間で互いに独立に読み出される。つまり、光電変換ブロック12において生成された信号は、いわゆるブロック分割読み出し方式により、光電変換ブロック12毎に読み出される。 In FIG. 2, the photoelectric conversion block 12 is shown by coordinate display using the first direction and the second direction. In this example, at least two photoelectric conversion blocks 12 may read signals independently of each other. Signals generated by photoelectric conversion in the photoelectric conversion block 12 are read out independently between the photoelectric conversion blocks 12. That is, the signal generated in the photoelectric conversion block 12 is read for each photoelectric conversion block 12 by a so-called block division reading method.
光電変換ブロック12の各々は、複数の光電変換画素部20および複数の基準画素部22を有する。光電変換ブロック12の一部分を拡大したのが、部分領域14である。なお、複数の光電変換画素部20の各々には、光電変換部が配置される。当該光電変換部は、光電変換領域11への入射光量に応じて光電変換された電荷を蓄積する。 Each of the photoelectric conversion blocks 12 includes a plurality of photoelectric conversion pixel units 20 and a plurality of reference pixel units 22. A partial region 14 is an enlarged portion of the photoelectric conversion block 12. Note that a photoelectric conversion unit is disposed in each of the plurality of photoelectric conversion pixel units 20. The photoelectric conversion unit accumulates the charge that has been photoelectrically converted according to the amount of light incident on the photoelectric conversion region 11.
本明細書において、1つの光電変換画素部20は、予め定められた分光特性を有するフィルタと1つの光電変換部とを有する。ただし、像面位相差オートフォーカス方式で焦点検出をする場合、1つの光電変換部は分割された複数の光電変換領域を有する。つまり、像面位相差オートフォーカス方式の場合、光電変換画素部20は、第1方向および第2方向で規定される平面において、焦点検出を行わない光電変換部の光電変換領域よりも小さな面積の光電変換領域を複数有する。 In the present specification, one photoelectric conversion pixel unit 20 includes a filter having a predetermined spectral characteristic and one photoelectric conversion unit. However, when focus detection is performed by the image plane phase difference autofocus method, one photoelectric conversion unit has a plurality of divided photoelectric conversion regions. That is, in the case of the image plane phase difference autofocus method, the photoelectric conversion pixel unit 20 has a smaller area than the photoelectric conversion region of the photoelectric conversion unit that does not perform focus detection on a plane defined by the first direction and the second direction. A plurality of photoelectric conversion regions are provided.
光電変換領域11において、赤色のフィルタを有する光電変換画素部20を光電変換画素部20−1(または、単にR画素部)と、緑色のフィルタを有する光電変換画素部20を光電変換画素部20−2(または、単にG画素部)と、青色のフィルタを有する光電変換画素部20を光電変換画素部20−3(または、単にB画素部)とがべイヤー(Bayer)パターンで配置される。ただし、フィルタの色は一例である。いわゆるシアン、マゼンダおよびイエロー等を用いてもよい。また、光電変換画素部20−1、20−2および20−3は、べイヤーパターンに代えて、ストライプパターンで配置してもよい。 In the photoelectric conversion region 11, the photoelectric conversion pixel unit 20 having a red filter is replaced by a photoelectric conversion pixel unit 20-1 (or simply an R pixel unit), and the photoelectric conversion pixel unit 20 having a green filter is converted by a photoelectric conversion pixel unit 20. -2 (or simply G pixel portion) and the photoelectric conversion pixel portion 20 having a blue filter are arranged in a Bayer pattern with the photoelectric conversion pixel portion 20-3 (or simply B pixel portion). . However, the color of the filter is an example. So-called cyan, magenta and yellow may be used. Further, the photoelectric conversion pixel units 20-1, 20-2, and 20-3 may be arranged in a stripe pattern instead of the Bayer pattern.
光電変換ブロック12の各々は、少なくとも1つの基準画素部22を有する。少なくとも1つの基準画素部は、光電変換領域11への入射光量に依存しない電圧基準レベルを生成する。本例において、基準画素部22は、フィルタと光電変換部との間に遮光層を有するとしてよい。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。 Each of the photoelectric conversion blocks 12 has at least one reference pixel unit 22. At least one reference pixel unit generates a voltage reference level that does not depend on the amount of light incident on the photoelectric conversion region 11. In this example, the reference pixel unit 22 may include a light shielding layer between the filter and the photoelectric conversion unit. 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。光電変換画素部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 photoelectric conversion pixel unit 20, the influence of the noise current can be removed.
本例において、光電変換ブロック12には少なくとも1つの基準画素部22が設けられる。それゆえ、光電変換ブロック12と光学的黒領域もしくは基準画素部22とが空間的に離れて設けられる場合、または、光電変換ブロック12内に基準画素部22が無い場合と比較して、光電変換画素部20は、基準画素部22のさらに近傍に設けられる。それゆえ、基準画素部22は、光電変換画素部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, the photoelectric conversion block 12 is provided with at least one reference pixel unit 22. Therefore, when the photoelectric conversion block 12 and the optical black region or the reference pixel unit 22 are provided spatially apart from each other, or compared with the case where the reference pixel unit 22 is not provided in the photoelectric conversion block 12, the photoelectric conversion is performed. The pixel unit 20 is provided in the vicinity of the reference pixel unit 22. Therefore, the reference pixel unit 22 can detect the dark current of the photoelectric conversion pixel unit 20 with higher accuracy.
ブロック分割読み出し方式においては、光電変換ブロック12毎に電荷蓄積時間を変更する場合がある。この場合であっても、基準画素部22は光電変換ブロック12内に設けられているので、基準画素部22は各光電変換ブロック12における暗電流を電荷蓄積時間の変更に応じて検出することができる。したがって、光電変換ブロック12ごとに暗電流の影響を精度よく除去することができる。 In the block division readout method, the charge accumulation time may be changed for each photoelectric conversion block 12. Even in this case, since the reference pixel unit 22 is provided in the photoelectric conversion block 12, the reference pixel unit 22 can detect the dark current in each photoelectric conversion block 12 according to the change of the charge accumulation time. it can. Therefore, the influence of dark current can be accurately removed for each photoelectric conversion block 12.
基準画素部22として機能するB画素部は、基準画素部22−3である。本例では、基準画素部22−3が、光電変換ブロック12において第1の方向および第2の方向においてそれぞれ3画素おきに配置されている。そこで、基準画素部22−3が設けられる第2方向の一行を遮光ラインとしてよい。なお、当該遮光ラインは、光電変換ブロック12において複数設けられる。 The B pixel unit that functions as the reference pixel unit 22 is a reference pixel unit 22-3. In this example, the reference pixel unit 22-3 is arranged every three pixels in the first direction and the second direction in the photoelectric conversion block 12. Therefore, one line in the second direction in which the reference pixel unit 22-3 is provided may be a light shielding line. A plurality of the light shielding lines are provided in the photoelectric conversion block 12.
さらに、光電変換画素部20−1および20−2が設けられる第2方向の一行において、光電変換画素部20−1または20−2は、位相差検出画素部であってよい。つまり、光電変換画素部20−1および20−2が設けられる第2方向の一行は、像面位相差オートフォーカスに用いる焦点検出ラインであってよい。なお、当該焦点検出ラインは、光電変換ブロック12において複数設けてよい。 Furthermore, in one row in the second direction in which the photoelectric conversion pixel units 20-1 and 20-2 are provided, the photoelectric conversion pixel unit 20-1 or 20-2 may be a phase difference detection pixel unit. That is, one line in the second direction in which the photoelectric conversion pixel units 20-1 and 20-2 are provided may be a focus detection line used for image plane phase difference autofocus. A plurality of the focus detection lines may be provided in the photoelectric conversion block 12.
変形例として、複数のR画素部だけを基準画素部22としてもよい。R画素部を基準画素部22とする場合、基準画素部22が設けられる第2方向の一行を遮光ラインとする。なお、当該遮光ラインは、光電変換ブロック12において複数設けられてよい。さらに、光電変換画素部20−2および20−3が設けられる第2方向の一行において、光電変換画素部20−2または20−3は、位相差検出画素部であってよい。つまり、光電変換画素部20−2および20−3が設けられる第2方向の一行は、像面位相差オートフォーカスに用いる焦点検出ラインであってよい。なお、当該焦点検出ラインは、光電変換ブロック12において複数設けてよい。 As a modification, only the plurality of R pixel portions may be used as the reference pixel portion 22. When the R pixel unit is the reference pixel unit 22, a row in the second direction in which the reference pixel unit 22 is provided is a light shielding line. Note that a plurality of the light shielding lines may be provided in the photoelectric conversion block 12. Furthermore, in one row in the second direction in which the photoelectric conversion pixel units 20-2 and 20-3 are provided, the photoelectric conversion pixel unit 20-2 or 20-3 may be a phase difference detection pixel unit. That is, one line in the second direction in which the photoelectric conversion pixel units 20-2 and 20-3 are provided may be a focus detection line used for image plane phase difference autofocus. A plurality of the focus detection lines may be provided in the photoelectric conversion block 12.
図3は、撮像素子部200の一部、画像処理ASIC624の一部およびCPU622の一部を示す模式図である。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。 FIG. 3 is a schematic diagram showing a part of the image sensor unit 200, a part of the image processing ASIC 624, and a 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.
撮像素子10は、光電変換画素部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。光電変換画素部20は、カラーフィルタ40および光電変換部42を有する。なお、図3においては、例示的に、撮像素子10において3つの光電変換画素部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を示す。しかしながら、撮像素子10において、光電変換画素部20等は3つには限定されない。 The imaging device 10 includes a photoelectric conversion 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. The photoelectric conversion pixel unit 20 includes a color filter 40 and a photoelectric conversion unit 42. In FIG. 3, for example, in the imaging device 10, the three photoelectric conversion pixel units 20, the transfer unit 44, the charge voltage conversion unit 46, the charge exclusion unit 48, the amplification unit 49, the output unit 50, and the high potential unit 52. And a signal line 54 is shown. However, in the image sensor 10, the photoelectric conversion pixel unit 20 and the like are not limited to three.
光電変換部42には、分光特性を有するカラーフィルタ40が近接して設けられる。光電変換部42は、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。 The photoelectric conversion unit 42 is provided with a color filter 40 having spectral characteristics in the vicinity thereof. The photoelectric conversion unit 42 generates electric charge according to the amount of light incident through the color filter 40. Further, the photoelectric conversion unit 42 accumulates the photoelectrically converted charges. The accumulated charge is, for example, electrons.
なお、本例では、光電変換画素部20−1(R画素部)および20−2(G画素部)は、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。一方、基準画素部22−3(B画素部)は、カラーフィルタ40−3と光電変換部42−3との間に遮光層90を有するので、入射した光の光量に応じては電荷を生成しない。 In this example, the photoelectric conversion pixel units 20-1 (R pixel unit) and 20-2 (G pixel unit) generate charges according to the amount of light incident through the color filter 40. On the other hand, since the reference pixel unit 22-3 (B pixel unit) includes the light shielding layer 90 between the color filter 40-3 and the photoelectric conversion unit 42-3, the charge is generated according to the amount of incident light. do not do.
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。本例では、光電変換画素部20−1(R画素部)の出力部50−1および光電変換部20−2(G画素部)の出力部50−2からは画素信号が、それぞれ信号線54−1および54−2に出力される。一方、基準画素部22−3(B画素部)の出力部50−3からは、暗電流に対応する電圧レベルに応じた信号が信号線54−3に出力される。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. In this example, pixel signals are respectively output from the output unit 50-1 of the photoelectric conversion pixel unit 20-1 (R pixel unit) and the output unit 50-2 of the photoelectric conversion unit 20-2 (G pixel unit) to the signal line 54. -1 and 54-2. On the other hand, a signal corresponding to the voltage level corresponding to the dark current is output from the output unit 50-3 of the reference pixel unit 22-3 (B pixel unit) to the signal line 54-3. 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、光電変換画素部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、複数の基準画素部22において生成された電圧基準レベルを用いて、複数の光電変換画素部20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 photoelectric conversion 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 corrects signals output from the plurality of photoelectric conversion pixel units 20 using the voltage reference levels generated in the plurality of reference pixel units 22.
なお、信号処理部60は、複数の基準画素部22の各々に隣接する複数の光電変換画素部20から出力される信号を用いて、複数の基準画素部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 generates signals by interpolating signals at the positions of the plurality of reference pixel units 22 using signals output from the plurality of photoelectric conversion pixel units 20 adjacent to each of the plurality of reference pixel units 22. To do. 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4は、光電変換ブロック12の動作を示すタイミングチャートである。駆動回路70は、1つの光電変換ブロック12において、光電変換画素部20および基準画素部22に接続された転送部44および電荷排除部48を、同じタイミングで制御する。ただし、同じ分光特性のフィルタが設けられた光電変換画素部20および基準画素部22に関しては、駆動回路70は、画素毎にタイミングをずらして出力部50から画素信号を出力させる。 FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the photoelectric conversion block 12. In one photoelectric conversion block 12, the drive circuit 70 controls the transfer unit 44 and the charge exclusion unit 48 connected to the photoelectric conversion pixel unit 20 and the reference pixel unit 22 at the same timing. However, with respect to the photoelectric conversion pixel unit 20 and the reference pixel unit 22 provided with filters having the same spectral characteristics, the drive circuit 70 causes the output unit 50 to output pixel signals at different timings.
例えば、駆動回路70は、時刻t2において1つの光電変換ブロック12の各電荷排除部48(RST)をオンにする。これにより、各増幅部49のゲートの電位がリセットされる。駆動回路70は、時刻t2から時刻t5までの間、各電荷排除部48(RST)のトランジスタをオンの状態に保つ。 For example, the drive circuit 70 turns on each charge exclusion unit 48 (RST) of one photoelectric conversion block 12 at time t2. As a result, the potential of the gate of each amplifier 49 is reset. The drive circuit 70 keeps the transistors of the charge exclusion units 48 (RST) in the on state from time t2 to time t5.
駆動回路70は、時刻t3において、1つの光電変換ブロック12における全ての光電変換画素部20および基準画素部22(R画素部、G画素部およびB画素部)の転送部44(TX_R、TX_GおよびTX_G)をオンする。これにより、まず、各光電変換画素部20に蓄積されていた電荷が排除される。 At time t3, the driving circuit 70 transfers all the photoelectric conversion pixel units 20 and the transfer units 44 (TX_R, TX_G, and B) of the reference pixel units 22 (R pixel unit, G pixel unit, and B pixel unit) in one photoelectric conversion block 12. TX_G) is turned on. Thereby, first, the charges accumulated in each photoelectric conversion pixel unit 20 are eliminated.
駆動回路70は、時刻t5において、各電荷排除部48(RST)をオフにする。その後、駆動回路70は、時刻t7において、1つの光電変換ブロック12における全ての光電変換画素部20および基準画素部22(R画素部、G画素部およびB画素部)の転送部44(TX_R、TX_GおよびTX_G)を再びオンする。これにより、1つの光電変換ブロック12における全ての光電変換部42(R画素部、G画素部およびB画素部)に蓄積された電荷が、各々対応する電荷電圧変換部46−1、46−2および46−3にそれぞれ転送される。 The drive circuit 70 turns off each charge exclusion unit 48 (RST) at time t5. Thereafter, at time t7, the driving circuit 70 transfers all the photoelectric conversion pixel units 20 and the reference pixel units 22 (R pixel unit, G pixel unit, and B pixel unit) of one photoelectric conversion block 12 (TX_R, TX_G and TX_G) are turned on again. As a result, the charges accumulated in all the photoelectric conversion units 42 (R pixel unit, G pixel unit, and B pixel unit) in one photoelectric conversion block 12 correspond to the charge-voltage conversion units 46-1, 46-2, respectively. And 46-3, respectively.
時刻t3から時刻t7の期間において、1つの光電変換ブロック12における全ての光電変換画素部20(R画素部、G画素部およびB画素部)は、電荷を蓄積する。すなわち、時刻t3から時刻t7の期間が各光電変換画素部20の電荷蓄積期間となる。 In a period from time t3 to time t7, all the photoelectric conversion pixel units 20 (R pixel unit, G pixel unit, and B pixel unit) in one photoelectric conversion block 12 accumulate electric charges. That is, the period from time t3 to time t7 is the charge accumulation period of each photoelectric conversion pixel unit 20.
駆動回路70は、時刻t8以降、各光電変換画素部20および基準画素部22の転送部を順次オンする。本例では、時刻t8において、1つの光電変換ブロック12における1つの光電変換部42−1(R1画素部)、1つの光電変換部42−2(G1画素部)および1つの光電変換部42−3(B1画素部)に蓄積された電荷が信号線54−1、54−2および54−3にそれぞれ転送される。 The drive circuit 70 sequentially turns on the transfer units of the photoelectric conversion pixel units 20 and the reference pixel unit 22 after time t8. In this example, at time t8, one photoelectric conversion unit 42-1 (R1 pixel unit), one photoelectric conversion unit 42-2 (G1 pixel unit), and one photoelectric conversion unit 42- in one photoelectric conversion block 12 are used. 3 (B1 pixel portion) is transferred to signal lines 54-1, 54-2 and 54-3, respectively.
また、時刻t9において、他の光電変換ブロック12における他の光電変換部42−1(R2画素部)、他の光電変換部42−2(G2画素部)および他の光電変換部42−3(B2画素部)に蓄積された電荷が信号線54−1、54−2および54−3にそれぞれ転送される。当該転送動作を、1つの光電変換ブロック12において全ての光電変換画素部20および基準画素部22について実行する。これにより、1つの光電変換ブロック12に含まれる各画素部の画素信号が、それぞれ信号線54へ出力される。 At time t9, another photoelectric conversion unit 42-1 (R2 pixel unit), another photoelectric conversion unit 42-2 (G2 pixel unit), and another photoelectric conversion unit 42-3 ( The charges accumulated in the (B2 pixel portion) are transferred to the signal lines 54-1, 54-2 and 54-3, respectively. The transfer operation is executed for all the photoelectric conversion pixel units 20 and the reference pixel units 22 in one photoelectric conversion block 12. As a result, the pixel signal of each pixel unit included in one photoelectric conversion block 12 is output to the signal line 54.
図5は、第2実施形態における光電変換ブロック12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が基準画素部22−1と、緑色のフィルタを有する基準画素部22が基準画素部22−2と、青色のフィルタを有する基準画素部22が基準画素部22−3と記載されている。 FIG. 5 is a diagram illustrating a partial region 14 of the photoelectric conversion block 12 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 has a reference pixel unit 22-1, the reference pixel unit 22 having a green filter has a reference pixel unit 22-2, and the reference pixel unit 22 has a blue filter. Is described as a reference pixel portion 22-3.
なお前述のように、部分領域14は、撮像素子10の光電変換領域11の光電変換ブロック12に設けられる。それゆえ、本例の部分領域14と同様に、光電変換ブロック12の各々には基準画素部22がランダムに配置される。 As described above, the partial region 14 is provided in the photoelectric conversion block 12 of the photoelectric conversion region 11 of the image sensor 10. Therefore, as in the partial region 14 of this example, the reference pixel portions 22 are randomly arranged in each of the photoelectric conversion blocks 12.
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、2つの光電変換ブロックの間において異なることが好ましい。つまり、撮像素子10の光電変換領域11の全体において、基準画素部22がランダムに配置される。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。 It is preferable that the patterns of the plurality of reference pixel portions 22 arranged at random differ between the two photoelectric conversion blocks. That is, the reference pixel unit 22 is randomly arranged in the entire photoelectric conversion region 11 of the image sensor 10. Thereby, the alias signal generated when the arrangement pattern of the reference pixel portion 22 is periodically provided can be suppressed.
図6は、第3実施形態における光電変換ブロック12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1方向に垂直な第2方向に平行な複数の線に沿って配置される。本例では、基準画素部22は、第1方向において1、2、3、4画素おき、1、2、3、4画素おき、および1、2、3、4画素おき‥に配置され、かつ、第2方向においても1、2、3、4画素おき、1、2、3、4画素おき、および、1、2、3、4画素おき‥に配置される。 FIG. 6 is a diagram illustrating a partial region 14 of the photoelectric conversion block 12 in the third embodiment. The partial area 14 has a plurality of reference pixel portions. In the partial region 14, the plurality of reference pixel units 22 are arranged along a plurality of lines parallel to the first direction, and the plurality of reference pixel units 22 are parallel to the second direction perpendicular to the first direction. Arranged along multiple lines. In this example, the reference pixel portions 22 are arranged at intervals of 1, 2, 3, 4 pixels, at intervals of 1, 2, 3, 4 pixels, and at intervals of 1, 2, 3, 4 pixels in the first direction, and Also in the second direction, the pixels are arranged every 1, 2, 3, 4 pixels, every 1, 2, 3, 4 pixels, every 1, 2, 3, 4 pixels, and so on.
ここで、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、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。なお前述のように、部分領域14は、撮像素子10の光電変換領域11の光電変換ブロック12に設けられる。それゆえ、本例の部分領域14と同様に、光電変換ブロック12の各々には基準画素部22が配置される。 Here, 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. Is not constant. As described above, the partial region 14 is provided in the photoelectric conversion block 12 of the photoelectric conversion region 11 of the image sensor 10. Therefore, as in the partial region 14 of this example, the reference pixel portion 22 is disposed in each of the photoelectric conversion blocks 12.
複数の基準画素部22における配置のパターンは、少なくとも2つの光電変換ブロックにおいて同じであることが好ましい。さらには、撮像素子10の光電変換領域11の全体において、基準画素部22が同じ配置パターンである方がさらに好ましい。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。 The arrangement pattern in the plurality of reference pixel portions 22 is preferably the same in at least two photoelectric conversion blocks. Furthermore, it is more preferable that the reference pixel portions 22 have the same arrangement pattern 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.
図7は、第4実施形態における光電変換ブロック12の部分領域14を示す図である。本例は、複数の基準画素部22の代わりに、複数の第1基準画素部24および複数の第2基準画素部26を用いた点が、図6と異なる。なお、部分領域14の左下に点線で囲った領域30については後述する。 FIG. 7 is a diagram illustrating a partial region 14 of the photoelectric conversion block 12 according to the fourth embodiment. This example is different from FIG. 6 in that a plurality of first reference pixel units 24 and a plurality of second reference pixel units 26 are used instead of the plurality of reference pixel units 22. The area 30 surrounded by a dotted line at the lower left of the partial area 14 will be described later.
部分領域14は、複数の基準画素部22を有する。ただし、複数の基準画素部22は、光電変換部を含み、かつ、光電変換された電荷が信号として読み出されない、複数の第1基準画素部24と、光電変換部を含まない複数の第2基準画素部26とを有する。 The partial area 14 has a plurality of reference pixel portions 22. However, the plurality of reference pixel units 22 include a photoelectric conversion unit, and a plurality of first reference pixel units 24 that do not read photoelectrically converted charges as a signal and a plurality of second reference pixels that do not include the photoelectric conversion unit. And a reference pixel portion 26.
本例では、第1方向において、複数の第1基準画素部24と複数の第2基準画素部26とは交互に配置される。また、第1方向に垂直な第2方向においても、複数の第1基準画素部24と複数の第2基準画素部26とは交互に配置される。なお、複数の第1基準画素部24と複数の第2基準画素部26とはランダムに配置してもよい。 In this example, the plurality of first reference pixel units 24 and the plurality of second reference pixel units 26 are alternately arranged in the first direction. Also in the second direction perpendicular to the first direction, the plurality of first reference pixel units 24 and the plurality of second reference pixel units 26 are alternately arranged. Note that the plurality of first reference pixel units 24 and the plurality of second reference pixel units 26 may be arranged at random.
なお前述のように、部分領域14は、撮像素子10の光電変換領域11の光電変換ブロック12に設けられる。それゆえ、本例の部分領域14と同様に、光電変換ブロック12の各々には第1基準画素部24および第2基準画素部26が配置される。 As described above, the partial region 14 is provided in the photoelectric conversion block 12 of the photoelectric conversion region 11 of the image sensor 10. Therefore, as in the partial region 14 of this example, the first reference pixel unit 24 and the second reference pixel unit 26 are arranged in each of the photoelectric conversion blocks 12.
図8Aは、領域30の拡大図である。領域30は、赤色のフィルタを有する第1の基準画素部24−1および緑色のフィルタを有する第1の基準画素部24−2、赤色のフィルタを有する第2の基準画素部26−1、ならびに、光電変換画素部20−2を有する。 FIG. 8A is an enlarged view of the region 30. The region 30 includes a first reference pixel unit 24-1 having a red filter, a first reference pixel unit 24-2 having a green filter, a second reference pixel unit 26-1 having a red filter, and And a photoelectric conversion pixel portion 20-2.
第1の基準画素部24−1、光電変換画素20−2、第2の基準画素部26−1および第1の基準画素部24−2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。 The image sensor 10 is passed through the first reference pixel unit 24-1, the photoelectric conversion pixel 20-2, the second reference pixel unit 26-1, and the first reference pixel unit 24-2 in parallel with the second direction. The cutting position is indicated by BB.
図8Bは、B−B断面における、第1基準画素部24および第2基準画素部26を示す模式図である。なお、第1基準画素部24−1および24−2、ならびに、第2基準画素部26−1は、基準画素部22の具体例である。光電変換画素部20−2は、光電変換された画素信号を出力するために用いられる、いわゆる通常の画素部である。 FIG. 8B is a schematic diagram showing the first reference pixel portion 24 and the second reference pixel portion 26 in the BB cross section. The first reference pixel units 24-1 and 24-2 and the second reference pixel unit 26-1 are specific examples of the reference pixel unit 22. The photoelectric conversion pixel unit 20-2 is a so-called normal pixel unit used for outputting a photoelectrically converted pixel signal.
第1の基準画素部24−1においては、光電変換部42−1の出力が光電変換部42−1の入力に接続される。第1の基準画素部24−2も、光電変換部42−2の出力が光電変換部42−1の入力に接続される。なお、光電変換部42および転送部44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。 In the first reference pixel unit 24-1, the output of the photoelectric conversion unit 42-1 is connected to the input of the photoelectric conversion unit 42-1. Also in the first reference pixel unit 24-2, the output of the photoelectric conversion unit 42-2 is connected to the input of the photoelectric conversion unit 42-1. The transfer unit 44, the charge-voltage conversion unit 46, the charge exclusion unit 48, the amplification unit 49, and the output unit illustrated in FIG. 3 except that the ground between the photoelectric conversion unit 42 and the transfer unit 44 is short-circuited. 50, the high potential portion 52, and the signal line 54 are provided in the same manner as in the example of FIG.
したがって、光電変換部42には光電変換に起因する電荷は基本的には蓄積されない。なお、仮に光電変換部42に蓄積されたとしても、当該電荷は画素信号として読み出されることは無い。暗電流に起因する電荷が電荷電圧変換部46に蓄積される。よって、第1基準画素部24を用いて暗電流の補正をすることができる。 Therefore, the electric charge resulting from the photoelectric conversion is basically not accumulated in the photoelectric conversion unit 42. Even if it is accumulated in the photoelectric conversion unit 42, the charge is not read out as a pixel signal. Charges resulting from the dark current are accumulated in the charge-voltage converter 46. Therefore, dark current can be corrected using the first reference pixel unit 24.
第2基準画素部26−1は、光電変換部42を有しない。つまり、転送部44の一端を接地電位とする。よって、第1基準画素部24と同様に、第2基準画素部26を用いて、暗電流の補正をすることができる。 The second reference pixel unit 26-1 does not have the photoelectric conversion unit 42. That is, one end of the transfer unit 44 is set to the ground potential. Therefore, the dark current can be corrected using the second reference pixel unit 26 in the same manner as the first reference pixel unit 24.
光電変換領域11において、基準画素部22としての第1基準画素部24および第2基準画素部26を設けるので、遮光層が無くとも暗電流を検出することができる。光電変換領域11において遮光層を設けないので、光電変換領域11の平坦性を向上させることができる。 Since the first reference pixel unit 24 and the second reference pixel unit 26 as the reference pixel unit 22 are provided in the photoelectric conversion region 11, it is possible to detect a dark current without a light shielding layer. Since the light shielding layer is not provided in the photoelectric conversion region 11, the flatness of the photoelectric conversion region 11 can be improved.
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 scope of the claims that the embodiments added 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 the sake of 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、12 光電変換ブロック、14 部分領域、20 光電変換画素部、22 基準画素部、24 第1基準画素部、26 第2基準画素部、30 領域、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, 12 Photoelectric conversion block, 14 Partial area | region, 20 Photoelectric conversion pixel part, 22 Reference pixel part, 24 1st reference pixel part, 26 2nd reference pixel part, 30 area | region, 40 Color filter, 42 photoelectric conversion unit, 44 transfer unit, 46 charge voltage conversion unit, 48 charge exclusion unit, 49 amplification 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 imaging device unit, 340 shutter unit, 410 optical axis, 400 single-lens reflex camera, 500 lens unit, 550 lens mount, 600 camera body, 620 body substrate, 622 CPU, 624 image processing ASIC, 634 rear display unit , 650 finder, 652 focus plate, 654 penta prism, 656 Viewfinder optical system, 660 Body mount, 670 Mirror box, 672 Main mirror, 674 Sub mirror, 680 Focusing optical system, 682 Focus detection sensor
Claims (1)
前記第1撮像条件で撮像動作を行って前記第1データに含まれるノイズの除去に用いる第2データを生成する第2画素と、
前記第1撮像条件とは異なる第2撮像条件で撮像動作を行って第3データを生成する第3画素と、
前記第2撮像条件で撮像動作を行って前記第3データに含まれるノイズの除去に用いる第4データを生成する第4画素と、
を備える撮像素子。 A first pixel that generates an image by performing an imaging operation under a first imaging condition;
A second pixel that performs an imaging operation under the first imaging condition and generates second data used to remove noise included in the first data;
A third pixel for generating third data by performing an imaging operation under a second imaging condition different from the first imaging condition;
A fourth pixel that performs an imaging operation under the second imaging condition and generates fourth data used to remove noise included in the third data;
An imaging device comprising:
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JP2009089219A (en) * | 2007-10-02 | 2009-04-23 | Olympus Corp | Solid-state imaging device and solid-state imaging system using the same |
JP2010021697A (en) * | 2008-07-09 | 2010-01-28 | Sony Corp | Image sensor, camera, method of controlling image sensor and program |
WO2012111401A1 (en) * | 2011-02-18 | 2012-08-23 | ソニー株式会社 | Image capturing device, image capturing element, method for controlling image capturing, and program |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009089219A (en) * | 2007-10-02 | 2009-04-23 | Olympus Corp | Solid-state imaging device and solid-state imaging system using the same |
JP2010021697A (en) * | 2008-07-09 | 2010-01-28 | Sony Corp | Image sensor, camera, method of controlling image sensor and program |
WO2012111401A1 (en) * | 2011-02-18 | 2012-08-23 | ソニー株式会社 | Image capturing device, image capturing element, method for controlling image capturing, and program |
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