JP7047822B2 - 撮像素子および撮像装置 - Google Patents
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Description
特許文献1 特開2011-77770号公報
[項目1]
第1方向に連続して配置され、第1の色の光を検出する2つの第1画素と、
前記第1方向に交差する第2方向に連続して配置され、前記2つの第1画素に隣接し、第2の色の光を検出する2つの第2画素と、
前記第1画素に配置され、前記第1の色の光を受光する前記第1方向に分割された複数の第1受光領域と、
前記第2画素に配置され、前記第2の色の光を受光する前記第2方向に分割された複数の第2受光領域と、
を備える撮像素子。
[項目2]
前記第1方向と前記第2方向とは直交している、
項目1に記載の撮像素子。
[項目3]
前記第1画素からの出力信号と、前記第2画素からの出力信号とにより、焦点状態を検出する焦点検出部を更に備える、
項目1または2に記載の撮像素子。
[項目4]
前記第1画素と前記第2画素とが配置された撮像部と、
前記撮像部と積層され、前記撮像部からの信号を処理する信号処理部と、
を有する項目1から3のいずれか一項に記載の撮像素子。
[項目5]
前記第1画素を複数有し、
前記第1方向に交差する第3方向に連続して配置され、前記複数の第1画素のうちの2つの第1画素に隣接し、第3の色の光を検出する2つの第3画素と、
前記第3画素に配置され、前記第3方向に分割された前記第3の色の光を受光する複数の第3受光領域と、
を備える項目1から4の何れか一項に記載の撮像素子。
[項目6]
前記第2方向と前記第3方向とは平行である、
項目5に記載の撮像素子。
[項目7]
第1方向および第2方向に沿って配列され、第1の色に対応する複数の第1画素と、
近接する4つの第1画素に囲まれるそれぞれの領域に設けられ、前記第1の色とは異なる色に対応する複数の他の画素と、
を備え、
前記複数の第1画素および前記複数の他の画素のうち、少なくとも一部の画素は、分離された2つの受光領域を有する撮像素子。
[項目8]
前記2つの受光領域を有する画素の各受光領域からの出力信号に基づいて、前記撮像素子の焦点状態を検出する焦点検出部を更に備える、
項目7に記載の撮像素子。
[項目9]
前記複数の他の画素は、
前記第2方向に沿って配列され、第2の色に対応する複数の第2画素と、
前記第2方向に沿って配列され、第3の色に対応する複数の第3画素と、
を含み、
第2画素の列および第3画素の列は、第1方向において交互に配置され、
前記第1方向において隣接する2つの前記第1画素の画素信号を加算して第1変換画素信号を生成し、前記第2方向において隣接する2つの前記第2画素の画素信号を加算して第2変換画素信号を生成し、前記第2方向において隣接する2つの前記第3画素の画素信号を加算して第3変換画素信号を生成する配列変換部を更に備える、
項目7または8に記載の撮像素子。
[項目10]
前記第1画素の少なくとも一部の画素は、前記第1方向に並んで配列される第1受光領域および第2受光領域を有し、
前記第2画素および前記第3画素の少なくとも一部の画素は、前記第2方向に並んで配列される第1受光領域および第2受光領域を有する、
項目9に記載の撮像素子。
[項目11]
全ての前記画素が前記2つの受光領域を有する、
項目10に記載の撮像素子。
[項目12]
前記配列変換部は、それぞれの前記画素について、
当該画素の前記第1受光領域の出力信号と、前記第2受光領域の出力信号とを加算した第1画素信号を生成し、
当該画素の前記第1受光領域の出力信号と、当該画素の前記第1受光領域に隣接する画素の前記第2受光領域の出力信号とを加算した第2画素信号を生成する、
項目11に記載の撮像素子。
[項目13]
それぞれの画素について、前記2つの受光領域のうち、第1受光領域が蓄積した電荷をリセットするリセットタイミングに対して、第2受光領域のリセットタイミングを遅らせて、且つ、前記第1受光領域および前記第2受光領域が蓄積した電荷量に応じた出力信号を同時に読み出し、前記第1受光領域の前記出力信号の値から、前記第2受光領域の前記出力信号の値を減算して当該画素の画素信号を生成する、グローバルシャッタ処理部を更に備える、
項目7から12のいずれか一項に記載の撮像素子。
[項目14]
それぞれの画素について、前記2つの受光領域のそれぞれが蓄積した電荷量に応じた出力信号を同時に、且つ、受光領域毎に独立して読み出す読出部を更に備える、
項目7から12のいずれか一項に記載の撮像素子。
[項目15]
それぞれの前記画素の平面形状が四角形であり、
前記画素の各辺が前記第1方向および前記第2方向に対して45度傾いている、
項目7から14のいずれか一項に記載の撮像素子。
[項目16]
前記撮像素子に入射する光が通過したレンズの特性を示すレンズデータに基づいて、前記2つの受光領域のそれぞれが出力する出力信号の値を補正する補正部を更に備える、
項目7から15のいずれか一項に記載の撮像素子。
[項目17]
それぞれの前記画素が形成される撮像チップと、
前記撮像チップと積層され、前記撮像チップからの信号を処理する信号処理チップと、
を有する項目7から16のいずれか一項に記載の撮像素子。
[項目18]
項目1から17のいずれか一項に記載の撮像素子を備える撮像装置。
[項目1-1]
第1方向に配置された第1の色の光を検出する複数の受光領域を有する第1画素であって、上記第1方向に配置された複数の上記第1画素と、
上記第1方向と異なる第2方向に配置された第2の色の光を検出する複数の受光領域を有する第2画素であって、上記第1方向において上記複数の第1画素とは異なる位置に配置され、上記第1方向に配置された複数の上記第2画素と、
を備える撮像素子。
[項目1-2]
上記第2方向に配置された第2の色の光を検出する複数の受光領域を有する第3画素であって、上記第1方向において上記複数の第1画素とは異なる位置に配置され、上記第1方向に配列された複数の上記第3画素を備え、
上記複数の第1画素は、上記複数の第2画素と上記複数の第3画素との間に配列された項目1-1に記載の撮像素子。
[項目1-3]
上記第1方向に配置された第3の色の光を検出する複数の受光領域を有する第4画素であって、上記第1方向に配列された複数の上記第4画素を備え、
上記複数の第3画素は、上記複数の第1画素と上記複数の第4画素との間に配列された項目1-2に記載の撮像素子。
[項目1-4]
上記複数の第3画素は、上記第1方向において上記複数の第2画素と同じ位置に配置されている項目1-2に記載の撮像素子。
[項目1-5]
上記複数の第4画素は、上記第1方向において上記複数の第1画素と同じ位置に配置されている項目1-3に記載の撮像素子。
[項目1-6]
上記第2画素からの出力信号と、上記第3画素からの出力信号とにより、光学系の合焦状態を検出する焦点検出部を備える項目1-4に記載の撮像素子。
[項目1-7]
上記複数の第1画素からの出力信号により、光学系の合焦状態を検出する焦点検出部を備える項目1-1から1-6のいずれか一項に記載の撮像素子。
[項目1-8]
上記複数の第1画素と上記複数の第2画素と上記複数の第3画素と上記複数の第4画素とが配置された撮像部と、
上記撮像部と積層され、上記撮像部からの信号を処理する信号処理部と、
を有する項目1-3に記載の撮像素子。
[項目1-9]
上記信号処理部は、上記第1方向に順に配列された二つの上記第1画素からの出力信号を加算して第1画素信号を生成し、上記第1方向において同じ位置に配置されている上記第2画素と上記第3画素からの出力信号を加算して第2画素信号を生成し、上記第1方向に順に配列された二つの上記第4画素からの出力信号を加算して第3画素信号を生成する項目1-8に記載の撮像素子。
[項目2-1]
第1方向に並んで配列され、第1の色の光を受光して電荷を蓄積する第1受光部と第2受光部と、
上記第1受光部の電荷および上記第2受光部の電荷を蓄積する第1蓄積部と、
上記第1受光部の電荷を上記第1蓄積部に転送する第1転送部と、
上記第2受光部の電荷を上記第1蓄積部に転送する第2転送部と、
上記第1転送部を制御する第1制御線と、
上記第2転送部を制御する第2制御線と、
を備える撮像素子。
[項目2-2]
上記第1制御線および上記第2制御線は、上記第1方向に配線される項目2-1に記載の撮像素子。
[項目2-3]
上記第1蓄積部は、上記第1受光部と上記第2受光部とで共有される項目2-1または2-2に記載の撮像素子。
[項目2-4]
上記第1蓄積部に蓄積された電荷に基づく信号を出力する第1出力部を備える項目2-1から2-3のいずれか1項に記載の撮像素子。
[項目2-5]
上記第1出力部は、上記第1受光部と上記第2受光部とで共有される項目2-4に記載の撮像素子。
[項目2-6]
上記第1方向と交差する第2方向に並んで配列され、第2の色の光を受光して電荷を蓄積する第3受光部と第4受光部と、
上記第3受光部の電荷および上記第4受光部の電荷を蓄積する第2蓄積部と、
上記第3受光部の電荷を上記第2蓄積部に転送する第3転送部と、
上記第4受光部の電荷を上記第2蓄積部に転送する第4転送部と、
上記第3転送部を制御する第3制御線と、
上記第4転送部を制御する第4制御線と、
を備える項目2-4または2-5に記載の撮像素子。
[項目2-7]
上記第3制御線および上記第4制御線は、上記第1方向に配線される項目2-6に記載の撮像素子。
[項目2-8]
上記第2蓄積部は、上記第3受光部と上記第4受光部とで共有される項目2-6または2-7に記載の撮像素子。
[項目2-9]
上記第2蓄積部に蓄積された電荷に基づく信号を出力する第2出力部を備える項目2-6から2-8のいずれか1項に記載の撮像素子。
[項目2-10]
上記第2出力部は、上記第3受光部と上記第4受光部とで共有される項目2-9に記載の撮像素子。
[項目2-11]
上記第1出力部に接続され、上記第2方向に配線される読み出し線を備える項目2-6から2-10のいずれか1項に記載の撮像素子。
[項目2-12]
上記第1出力部および上記第2出力部に接続され、上記第2方向に配線される読み出し線を備える項目2-9または2-10に記載の撮像素子。
[項目2-13]
上記第2方向に並んで配列され、第3の色の光を受光して電荷を蓄積する第5受光部と第6受光部と、
上記第5受光部の電荷および上記第6受光部の電荷を蓄積する第3蓄積部と、
上記第5受光部の電荷を上記第2蓄積部に転送する第5転送部と、
上記第6受光部の電荷を上記第2蓄積部に転送する第6転送部と、
上記第5転送部を制御する第5制御線と、
上記第6転送部を制御する第6制御線と、
を備える項目2-9から2-12のいずれか1項に記載の撮像素子。
[項目2-14]
上記第5制御線および上記第6制御線は、上記第1方向に配線される項目2-13に記載の撮像素子。
[項目2-15]
上記第3蓄積部は、上記第5受光部と上記第6受光部とで共有される項目2-13または2-14に記載の撮像素子。
[項目2-16]
上記第3蓄積部に蓄積された電荷に基づく信号を出力する第3出力部を備える項目2-13から2-15のいずれか1項に記載の撮像素子。
[項目2-17]
上記第3出力部は、上記第5受光部と上記第6受光部とで共有される項目2-16に記載の撮像素子。
[項目2-18]
上記第1受光部の電荷に基づく信号および上記第2受光部の電荷に基づく信号、または上記第3受光部の電荷に基づく信号および上記第4受光部の電荷に基づく信号、または上記第5受光部の電荷に基づく信号および上記第6受光部の電荷に基づく信号は、光学系の焦点検出に用いられる項目2-13から2-17のいずれか1項に記載の撮像素子。
[項目2-19]
上記第1受光部の電荷に基づく信号および上記第2受光部の電荷に基づく信号を加算した第1加算信号、または上記第3受光部の電荷に基づく信号および上記第4受光部の電荷に基づく信号を加算した第2加算信号、または上記第5受光部の電荷に基づく信号および上記第6受光部の電荷に基づく信号を加算した第3加算信号は、画像データの生成に用いられる項目2-13から2-18のいずれか1項に記載の撮像素子。
[項目2-20]
上記第1加算信号は、上記第2加算信号および第3加算信号で補正される項目2-19に記載の撮像素子。
[項目2-21]
上記第1受光部を有する第1画素、上記第2受光部を有する第2画素、上記第3受光部を有する第3画素、および、上記第4受光部を有する第4画素が配置された撮像部と、
上記第1受光部および上記第2受光部および上記第3受光部および上記第4受光部および上記第5受光部および上記第6受光部と、上記第1転送部および上記第2転送部および上記第3転送部および上記第4転送部および上記第5転送部および上記第6転送部とを有する第1層と、
上記第1層と積層され、上記撮像部からの信号を処理する信号処理部を有する第2層と、
を備える項目2-13から2-20のいずれか1項に記載の撮像素子。
[項目2-22]
項目2-1から2-21のいずれか一項に記載の撮像素子を備える撮像装置。
Claims (15)
- 第1方向に並んで配列され、第1の色の光を受光して電荷を蓄積する第1受光部と第2受光部と、
前記第1方向と交差する第2方向に並んで配列され、第2の色の光を受光して電荷を蓄積する第3受光部と第4受光部と、
前記第1受光部の電荷および前記第2受光部の電荷および前記第3受光部の電荷および前記第4受光部の電荷を蓄積する第1蓄積部と、
前記第1蓄積部に蓄積された電荷に基づく信号を出力する第1出力部と、
前記第1受光部の電荷を前記第1蓄積部に転送する第1転送部と、
前記第2受光部の電荷を前記第1蓄積部に転送する第2転送部と、
前記第3受光部の電荷を前記第1蓄積部に転送する第3転送部と、
前記第4受光部の電荷を前記第1蓄積部に転送する第4転送部と、
前記第1転送部を制御する第1制御線と、
前記第2転送部を制御する第2制御線と、
前記第3転送部を制御する第3制御線と、
前記第4転送部を制御する第4制御線と、
を備える撮像素子。 - 前記第1制御線および前記第2制御線は、前記第1方向に配線される請求項1に記載の撮像素子。
- 前記第1蓄積部は、前記第1受光部と前記第2受光部と前記第3受光部と前記第4受光部とで共有される請求項1または2に記載の撮像素子。
- 前記第1出力部は、前記第1受光部と前記第2受光部と前記第3受光部と前記第4受光部とで共有される請求項1から3のいずれか1項に記載の撮像素子。
- 前記第3制御線および前記第4制御線は、前記第1方向に配線される請求項1から4のいずれか1項に記載の撮像素子。
- 前記第1出力部に接続され、前記第2方向に配線される読み出し線を備える請求項1から5のいずれか1項に記載の撮像素子。
- 前記第2方向に並んで配列され、第3の色の光を受光して電荷を蓄積する第5受光部と第6受光部と、
前記第5受光部の電荷および前記第6受光部の電荷を蓄積する第2蓄積部と、
前記第5受光部の電荷を前記第2蓄積部に転送する第5転送部と、
前記第6受光部の電荷を前記第2蓄積部に転送する第6転送部と、
前記第5転送部を制御する第5制御線と、
前記第6転送部を制御する第6制御線と、
を備える請求項1から6のいずれか1項に記載の撮像素子。 - 前記第5制御線および前記第6制御線は、前記第1方向に配線される請求項7に記載の撮像素子。
- 前記第2蓄積部は、前記第5受光部と前記第6受光部とで共有される請求項7または8に記載の撮像素子。
- 前記第2蓄積部に蓄積された電荷に基づく信号を出力する第3出力部を備える請求項7から9のいずれか1項に記載の撮像素子。
- 前記第3出力部は、前記第5受光部と前記第6受光部とで共有される請求項10に記載の撮像素子。
- 前記第1受光部の電荷に基づく信号および前記第2受光部の電荷に基づく信号、または前記第3受光部の電荷に基づく信号および前記第4受光部の電荷に基づく信号、または前記第5受光部の電荷に基づく信号および前記第6受光部の電荷に基づく信号は、光学系の焦点検出に用いられる請求項7から11のいずれか1項に記載の撮像素子。
- 前記第1受光部の電荷に基づく信号および前記第2受光部の電荷に基づく信号を加算した第1加算信号、または前記第3受光部の電荷に基づく信号および前記第4受光部の電荷に基づく信号を加算した第2加算信号、または前記第5受光部の電荷に基づく信号および前記第6受光部の電荷に基づく信号を加算した第3加算信号は、画像データの生成に用いられる請求項7から11のいずれか1項に記載の撮像素子。
- 前記第1受光部および前記第2受光部および前記第3受光部および前記第4受光部と、前記第1転送部および前記第2転送部および前記第3転送部および前記第4転送部とを有する撮像部を有する第1層と、
前記第1層と積層され、前記撮像部からの信号を処理する信号処理部を有する第2層と、
を備える請求項1から13のいずれか1項に記載の撮像素子。 - 請求項1から14のいずれか一項に記載の撮像素子を備える撮像装置。
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