JP7156353B2 - 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2006-303752号公報
[項目1]
行方向と列方向とにおいてそれぞれ並んで配置され、アナログ信号をデジタル信号に変換するための複数の変換部を備える撮像素子であって、
前記撮像素子は、前記複数の変換部のうち、第1ランプ信号を用いてアナログ信号をデジタル信号に変換するための第1変換部と、前記複数の変換部のうち、前記第1変換部から前記列方向側の位置に配置され、前記第1ランプ信号とは異なる傾きを有する第2ランプ信号を用いてアナログ信号をデジタル信号に変換するための第2変換部と、を有する撮像素子。
[項目2]
項目1に記載の撮像素子において、
前記第1変換部は、光電変換された電荷に基づいて生成されるアナログ信号の信号値と、前記第1ランプ信号の信号値と、を比較する第1比較部を有し、
前記第2変換部は、光電変換された電荷に基づいて生成されるアナログ信号の信号値と、前記第2ランプ信号の信号値と、を比較する第2比較部を有する撮像素子。
[項目3]
項目1または項目2に記載の撮像素子において、
前記撮像素子は、前記第1ランプ信号を生成する第1生成部と、前記第2ランプ信号を生成する第2生成部と、を有する撮像素子。
[項目4]
項目1から項目3のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記撮像素子は、光を電荷に変換する第1光電変換部と、光を電荷に変換する第2光電変換部と、有し、
前記第1変換部は、前記第1光電変換部で変換された電荷に基づくアナログ信号をデジタル信号に変換するために用いられ、
前記第2変換部は、前記第2光電変換部で変換された電荷に基づくアナログ信号をデジタル信号に変換するために用いられる撮像素子。
[項目5]
項目4に記載の撮像素子において、
前記第2光電変換部は、前記第1光電変換部から前記列方向側の位置に配置される撮像素子。
[項目6]
項目4または項目5に記載の撮像素子において、
前記第1光電変換部の感度は、前記第2光電変換部の感度とは異なる撮像素子。
[項目7]
項目6に記載の撮像素子において、
前記第1光電変換部において光が入射される領域の面積は、前記第2光電変換部において光が入射される領域の面積とは異なる撮像素子。
[項目8]
項目7に記載の撮像素子において、
前記第1光電変換部は、第1開口面積を有する第1開口部からの光が入射され、
前記第2光電変換部は、前記第1開口面積とは異なる第2開口面積を有する第2開口部からの光が入射される撮像素子。
[項目9]
項目4または項目5に記載の撮像素子において、
前記第1光電変換部で変換された電荷に基づくアナログ信号と前記第2光電変換部で変換された電荷に基づくアナログ信号とのうちいずれか一方のアナログ信号は、焦点検出に用いられる撮像素子。
[項目10]
項目9に記載の撮像素子において、
前記第1光電変換部において光が入射される領域の面積は、前記第2光電変換部において光が入射される領域の面積とは異なる撮像素子。
[項目11]
項目10に記載の撮像素子において、
前記第1光電変換部は、第1開口面積を有する第1開口部からの光が入射され、
前記第2光電変換部は、前記第1開口面積とは異なる第2開口面積を有する第2開口部からの光が入射される撮像素子。
[項目12]
項目4から項目11のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記撮像素子は、光を電荷に変換する第3光電変換部と、光を電荷に変換する第4光電変換部と、有し、
前記第1変換部は、前記第3光電変換部で変換された電荷に基づくアナログ信号をデジタル信号に変換するために用いられ、
前記第2変換部は、前記第4光電変換部で変換された電荷に基づくアナログ信号をデジタル信号に変換するために用いられる撮像素子。
[項目13]
項目12に記載の撮像素子において、
前記第3光電変換部は、前記第1光電変換部から前記行方向側の位置に配置され、
前記第4光電変換部は、前記第2光電変換部から前記行方向側の位置に配置される撮像素子。
[項目14]
項目12に記載の撮像素子において、
前記第3光電変換部は、前記第1光電変換部から前記列方向側の位置に配置され、
前記第4光電変換部は、前記第2光電変換部から前記列方向側の位置に配置される撮像素子。
[項目15]
項目4から項目14のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記撮像素子は、前記第1光電変換部と前記第2光電変換部とが少なくとも配置される第1半導体チップと、前記第1変換部と前記第2変換部とが少なくとも配置される第2半導体チップと、を有する撮像素子。
[項目16]
項目15に記載の撮像素子において、
前記第1半導体チップは、前記第2半導体チップにより積層される撮像素子。
Claims (28)
- 積層された複数の半導体チップを備える撮像素子であって、
前記複数の半導体チップは、
行方向と列方向とにおいてそれぞれ並んで配置され、光を電荷に変換する複数の光電変換部を有する第1半導体チップと、前記行方向と前記列方向とにおいてそれぞれ並んで配置され、前記光電変換部で変換された電荷に基づくアナログ信号をデジタル信号に変換するための複数の変換部を有する第2半導体チップとを有し、
前記複数の変換部は、
前記複数の光電変換部のうち第1光電変換部で変換された電荷に基づくアナログ信号を、第1ランプ信号を用いてデジタル信号に変換するための第1変換部と、前記複数の光電変換部のうち第2光電変換部で変換された電荷に基づくアナログ信号を、前記第1ランプ信号とは異なる傾きを有する第2ランプ信号を用いてデジタル信号に変換するための第2変換部とを有し、
前記第1変換部は、前記第1光電変換部で変換された電荷に基づくアナログ信号を、前記第1半導体チップと前記第2半導体チップとを電気的に接続する第1接続部を介して入力し、
前記第2変換部は、前記第2光電変換部で変換された電荷に基づくアナログ信号を、前記第1半導体チップと前記第2半導体チップとを電気的に接続する第2接続部を介して入力する撮像素子。 - 請求項1に記載の撮像素子において、
前記第1変換部と前記第2変換部とは、前記第2半導体チップにおいて互いに同一の列に配置される撮像素子。 - 請求項1または請求項2に記載の撮像素子において、
前記第1ランプ信号を生成する第1ランプ生成部と、
前記第2ランプ信号を生成する第2ランプ生成部と、
を備える撮像素子。 - 請求項3に記載の撮像素子において、
前記第1ランプ生成部と前記第2ランプ生成部とは、前記第2半導体チップに配置される撮像素子。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第1変換部は、前記第1光電変換部で変換された電荷に基づくアナログ信号の信号値と、前記第1ランプ信号の信号値と、を比較する第1比較部を有し、
前記第2変換部は、前記第2光電変換部で変換された電荷に基づくアナログ信号の信号値と、前記第2ランプ信号の信号値と、を比較する第2比較部を有する撮像素子。 - 請求項5に記載の撮像素子において、
前記第1変換部は、前記第1比較部への前記第1ランプ信号の入力を開始したときから前記第1比較部の比較結果を出力するときまでの期間を計測する第1計測部を有し、
前記第2変換部は、前記第2比較部への前記第2ランプ信号の入力を開始したときから前記第2比較部の比較結果を出力するときまでの期間を計測する第2計測部を有する撮像素子。 - 請求項6に記載の撮像素子において、
前記第1計測部は、前記第2半導体チップに配置される撮像素子。 - 請求項6または請求項7に記載の撮像素子において、
前記第2計測部は、前記第2半導体チップに配置される撮像素子。 - 請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第1光電変換部と前記第2光電変換部とは、前記第1半導体チップにおいて互いに同一の列に配置される撮像素子。 - 請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第1光電変換部の感度は、前記第2光電変換部の感度とは異なる撮像素子。 - 請求項10に記載の撮像素子において、
前記第1光電変換部において光が入射される領域の面積は、前記第2光電変換部において光が入射される領域の面積とは異なる撮像素子。 - 請求項11に記載の撮像素子において、
前記第1光電変換部は、第1開口面積を有する第1開口部からの光が入射され、
前記第2光電変換部は、前記第1開口面積とは異なる第2開口面積を有する第2開口部からの光が入射される撮像素子。 - 請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第1光電変換部で変換された電荷に基づくアナログ信号と前記第2光電変換部で変換された電荷に基づくアナログ信号とのうちいずれか一方のアナログ信号は、焦点検出に用いられる撮像素子。 - 請求項13に記載の撮像素子において、
前記第1光電変換部において光が入射される領域の面積は、前記第2光電変換部において光が入射される領域の面積とは異なる撮像素子。 - 請求項14に記載の撮像素子において、
前記第1光電変換部は、第1開口面積を有する第1開口部からの光が入射され、
前記第2光電変換部は、前記第1開口面積とは異なる第2開口面積を有する第2開口部からの光が入射される撮像素子。 - 請求項1から請求項15のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第1変換部は、前記複数の光電変換部のうち第3光電変換部で変換された電荷に基づくアナログ信号をデジタル信号に変換するために用いられ、
前記第2変換部は、前記複数の光電変換部のうち第4光電変換部で変換された電荷に基づくアナログ信号をデジタル信号に変換するために用いられる撮像素子。 - 請求項16に記載の撮像素子において、
前記第1光電変換部と前記第3光電変換部とは、前記第1半導体チップにおいて互いに同一の行に並んで配置され、
前記第2光電変換部と前記第4光電変換部とは、前記第1半導体チップにおいて互いに同一の行に並んで配置される撮像素子。 - 請求項16に記載の撮像素子において、
前記第1光電変換部と前記第3光電変換部とは、前記第1半導体チップにおいて互いに同一の列に並んで配置され、
前記第2光電変換部と前記第4光電変換部とは、前記第1半導体チップにおいて互いに同一の列に並んで配置される撮像素子。 - 請求項1から請求項15のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第2半導体チップは、前記複数の光電変換部のうち第3光電変換部で変換された電荷に基づくアナログ信号をデジタル信号に変換するための第3変換部と、前記複数の光電変換部のうち第4光電変換部で変換された電荷に基づくアナログ信号をデジタル信号に変換するための第4変換部とを有する撮像素子。 - 請求項19に記載の撮像素子において、
前記第1光電変換部と前記第3光電変換部とは、前記第1半導体チップにおいて互いに同一の行に並んで配置され、
前記第2光電変換部と前記第4光電変換部とは、前記第1半導体チップにおいて互いに同一の行に並んで配置される撮像素子。 - 請求項20に記載の撮像素子において、
前記第1光電変換部と前記第3光電変換部とは、隣に並んで配置され、
前記第2光電変換部と前記第4光電変換部とは、隣に並んで配置される撮像素子。 - 請求項19に記載の撮像素子において、
前記第1光電変換部と前記第3光電変換部とは、前記第1半導体チップにおいて互いに同一の列に並んで配置され、
前記第2光電変換部と前記第4光電変換部とは、前記第1半導体チップにおいて互いに同一の列に並んで配置される撮像素子。 - 請求項22に記載の撮像素子において、
前記第1光電変換部と前記第3光電変換部とは、隣に並んで配置され、
前記第2光電変換部と前記第4光電変換部とは、隣に並んで配置される撮像素子。 - 請求項1から請求項15のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記複数の半導体チップは、
前記複数の光電変換部のうち第3光電変換部で変換された電荷に基づくアナログ信号をデジタル信号に変換するための第3変換部と、前記複数の光電変換部のうち第4光電変換部で変換された電荷に基づくアナログ信号をデジタル信号に変換するための第4変換部とを有する第3半導体チップを有する撮像素子。 - 請求項24に記載の撮像素子において、
前記第1光電変換部と前記第3光電変換部とは、前記第1半導体チップにおいて互いに同一の行に並んで配置され、
前記第2光電変換部と前記第4光電変換部とは、前記第1半導体チップにおいて互いに同一の行に並んで配置される撮像素子。 - 請求項24に記載の撮像素子において、
前記第1光電変換部と前記第3光電変換部とは、前記第1半導体チップにおいて互いに同一の列に並んで配置され、
前記第2光電変換部と前記第4光電変換部とは、前記第1半導体チップにおいて互いに同一の列に並んで配置される撮像素子。 - 請求項1から請求項26のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第1接続部は、銅により構成される第1接合部を有し、
前記第2接続部は、銅により構成される第2接合部を有する撮像素子。 - 請求項1から請求項27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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