JP7458746B2 - 光電変換装置、撮像システム及び移動体 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態に係る光電変換装置の概略構成を表すブロック図である。光電変換装置は、例えば、撮像装置、焦点検出装置、測距装置等であり得るがこれらに限定されるものではない。本実施形態では、光電変換装置は、静止画、動画等の画像を撮影する撮像装置であるものとする。光電変換装置は、画素アレイ110、垂直走査回路120、列増幅回路130、水平走査回路140、出力回路150及び制御回路160を備える。画素アレイ110は、複数の行及び複数の列をなすように配置された複数の画素170を備えている。
本実施形態の光電変換装置は、複数の第1転送トランジスタの制御信号の一部を共通化することにより制御信号線の本数を削減している点が第1実施形態と相違する。その他の構成は第1実施形態と同様であるため説明を省略する。
本実施形態の光電変換装置は、複数の第1転送トランジスタの制御信号を更に共通化することにより制御信号線の本数を更に削減している点が第2実施形態と相違する。その他の構成は第2実施形態と同様であるため説明を省略する。
本実施形態の光電変換装置は、第1乃至第3実施形態のいずれかの光電変換装置にカラーフィルタが設けられたものである。その他の構成は第1乃至第3実施形態と同様であるため説明を省略する。
次に、上述の実施形態による光電変換装置を適用した装置の例を説明する。図11は、本実施形態による撮像システム500の構成を示すブロック図である。図11に示す撮像装置10は、上述の第1乃至第4実施形態で述べた光電変換装置のいずれかである。撮像装置10が適用可能な撮像システム500としては、例えば、デジタルカメラ、デジタルカムコーダー、監視カメラなどが挙げられる。図11に、上述の実施形態に記載の光電変換装置の一例である撮像装置10を適用したデジタルカメラの構成例を示す。
図12(a)及び図12(b)は、本実施形態による撮像システム600及び移動体の構成を示す図である。図12(a)は、車載カメラに関する撮像システム600の一例を示したものである。撮像システム600は、上述の第1乃至第4実施形態のいずれかに記載の光電変換装置の一例である撮像装置10を有する。撮像システム600は、撮像装置10により取得された複数の画像データに対し、画像処理を行う画像処理部612と、撮像システム600により取得された複数の画像データから視差(視差画像の位相差)の算出を行う視差算出部614を有する。また、撮像システム600は、算出された視差に基づいて対象物までの距離を算出する距離計測部616と、算出された距離に基づいて衝突可能性があるか否かを判定する衝突判定部618と、を有する。ここで、視差算出部614及び距離計測部616は、対象物までの距離情報を取得する距離情報取得手段の一例である。すなわち、距離情報とは、視差、デフォーカス量、対象物までの距離等に関する情報である。衝突判定部618はこれらの距離情報のいずれかを用いて、衝突可能性を判定してもよい。距離情報取得手段は、専用に設計されたハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアモジュールによって実現されてもよい。また、FPGA(Field Programmable Gate Array)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等によって実現されてもよいし、これらの組合せによって実現されてもよい。
なお、上述の実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。例えば、いずれかの実施形態の一部の構成を、他の実施形態に追加した実施形態、あるいは他の実施形態の一部の構成と置換した実施形態も本発明を適用し得る実施形態であると理解されるべきである。
CA、CB、CC、CD 光学中心
FD 浮遊拡散領域
M1A、M1B、M1C、M1D 第1転送トランジスタ
MEM 電荷保持部
PD 光電変換部
Claims (21)
- 基板と、
前記基板に配され、入射光に応じた電荷を各々が生成する第1光電変換部、第2光電変換部及び第3光電変換部と、
前記基板に配され、前記第1光電変換部、前記第2光電変換部及び前記第3光電変換部の少なくとも1つから転送された電荷を保持する第1保持部と、
前記基板に配され、前記第1光電変換部から前記第1保持部に電荷を転送する第1転送部と、
前記基板に配され、前記第2光電変換部から前記第1保持部に電荷を転送する第2転送部と、
前記基板に配され、前記第3光電変換部から前記第1保持部に電荷を転送する第3転送部と、
前記第1保持部から転送された電荷を受ける入力ノードを含む第1増幅部と、
前記基板に配され、前記第1保持部から前記入力ノードに電荷を転送する第7転送部と、
を有し、
前記基板に対する平面視において、前記第1光電変換部と前記第2光電変換部は、第1方向に沿って隣り合って配されており、
前記平面視において、前記第1光電変換部と前記第3光電変換部は、前記第1方向とは異なる第2方向に沿って隣り合って配されており、
前記平面視において、前記第1保持部は、前記第2光電変換部の光学中心と前記第3光電変換部の光学中心とを結ぶ直線と少なくとも一部が重複する位置に配されている
ことを特徴とする光電変換装置。 - 基板と、
前記基板に配され、入射光に応じた電荷を各々が生成する第1光電変換部、第2光電変換部及び第3光電変換部と、
前記基板に配され、前記第1光電変換部、前記第2光電変換部及び前記第3光電変換部の少なくとも1つから転送された電荷を保持する第1保持部と、
前記基板に配され、前記第1光電変換部から前記第1保持部に電荷を転送する第1転送部と、
前記基板に配され、前記第2光電変換部から前記第1保持部に電荷を転送する第2転送部と、
前記基板に配され、前記第3光電変換部から前記第1保持部に電荷を転送する第3転送部と、
前記第1保持部から転送された電荷を受ける浮遊拡散領域と、
前記浮遊拡散領域に転送された電荷に応じた信号を出力する第1増幅部と、
を有し、
前記基板に対する平面視において、前記第1光電変換部と前記第2光電変換部は、第1方向に沿って隣り合って配されており、
前記平面視において、前記第1光電変換部と前記第3光電変換部は、前記第1方向とは異なる第2方向に沿って隣り合って配されており、
前記平面視において、前記第1保持部は、前記第2光電変換部の光学中心と前記第3光電変換部の光学中心とを結ぶ直線と少なくとも一部が重複する位置に配されている
ことを特徴とする光電変換装置。 - 前記第1転送部及び前記第2転送部の各々が前記第1保持部に電荷を転送することにより、前記第1光電変換部及び前記第2光電変換部で生成された電荷が前記第1保持部において加算される第1駆動方式により駆動され得る
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光電変換装置。 - 前記第1転送部、前記第2転送部及び前記第3転送部の各々が前記第1保持部に電荷を転送することにより、前記第1光電変換部、前記第2光電変換部及び前記第3光電変換部で生成された電荷が前記第1保持部において加算される第2駆動方式により駆動され得る
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 前記基板に配され、電荷を保持する第2保持部及び第3保持部と、
前記基板に配され、前記第2光電変換部から前記第2保持部に電荷を転送する第4転送部と、
前記基板に配され、前記第3光電変換部から前記第3保持部に電荷を転送する第5転送部と、
前記第2保持部から転送された電荷を受ける入力ノードを含む第2増幅部と、
前記第3保持部から転送された電荷を受ける入力ノードを含む第3増幅部と、
を更に有する
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 前記第1転送部が前記第1光電変換部で生成された電荷を前記第1保持部に転送し、前記第4転送部が前記第2光電変換部で生成された電荷を前記第2保持部に転送し、前記第5転送部が前記第3光電変換部で生成された電荷を前記第3保持部に転送する第3駆動方式により駆動され得る
ことを特徴とする請求項5に記載の光電変換装置。 - 前記第1転送部及び前記第2転送部が前記第1保持部に電荷を転送することにより、前記第1光電変換部及び前記第2光電変換部で生成された電荷が前記第1保持部において加算され、前記第5転送部が前記第3保持部に電荷を転送する第4駆動方式により駆動され得る
ことを特徴とする請求項5又は6に記載の光電変換装置。 - 前記第1保持部に保持され得る電荷の上限は、前記第2保持部又は前記第3保持部に保持され得る電荷の上限よりも大きい
ことを特徴とする請求項5乃至7のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 前記第1光電変換部、前記第2光電変換部及び前記第3光電変換部の少なくとも1つの近傍に配された、電荷を転送する機能を有しないダミー電極を更に有する
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 前記第1光電変換部に対応して配された第1カラーフィルタと、
前記第2光電変換部に対応して配された第2カラーフィルタと、
前記第3光電変換部に対応して配された第3カラーフィルタと、
を更に有し、
前記第1カラーフィルタ、前記第2カラーフィルタ及び前記第3カラーフィルタは同一の色を有する
ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 前記第1転送部、前記第2転送部及び前記第3転送部が互いに異なる制御信号に基づいて動作する
ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 前記第2転送部及び前記第3転送部が共通の制御信号に基づいて動作する
ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 前記第1光電変換部、第2光電変換部及び第3光電変換部の1つに光を導くマイクロレンズをさらに有し、
前記光学中心が、前記マイクロレンズの中心であることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 前記基板に配され、入射光に応じた電荷を生成する第4光電変換部と、
前記基板に配され、前記第4光電変換部から前記第1保持部に電荷を転送する第6転送部と、
を更に有し、
前記平面視において、前記第3光電変換部と前記第4光電変換部とは、前記第1方向に沿って隣り合って配されており、
前記平面視において、前記第2光電変換部と前記第4光電変換部とは、前記第2方向に沿って隣り合って配されている
ことを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 前記平面視において、前記第1増幅部は、前記第1光電変換部の光学中心と前記第3光電変換部の光学中心とを結ぶ直線と少なくとも一部が重複する位置に配されている
ことを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 基板と、
前記基板に配され、入射光に応じた電荷を各々が生成する第1光電変換部、第2光電変換部、第3光電変換部及び第4光電変換部と、
前記基板に配され、前記第1光電変換部、前記第2光電変換部、前記第3光電変換部及び前記第4光電変換部の少なくとも1つから転送された電荷を保持する第1保持部と、
前記基板に配され、前記第1光電変換部から前記第1保持部に電荷を転送する第1転送部と、
前記基板に配され、前記第2光電変換部から前記第1保持部に電荷を転送する第2転送部と、
前記基板に配され、前記第3光電変換部から前記第1保持部に電荷を転送する第3転送部と、
前記基板に配され、前記第4光電変換部から前記第1保持部に電荷を転送する第4転送部と、
前記第1保持部から転送された電荷を受ける入力ノードを含む第1増幅部と、
前記基板に配され、前記第1保持部から前記入力ノードに電荷を転送する第7転送部と、
を有し、
前記基板に対する平面視において、前記第1光電変換部と前記第2光電変換部は、第1方向に沿って隣り合って配されており、
前記平面視において、前記第1光電変換部と前記第3光電変換部は、前記第1方向とは異なる第2方向に沿って隣り合って配されており、
前記平面視において、前記第2光電変換部と前記第4光電変換部は、前記第2方向に沿って隣り合って配されており、
前記平面視において、前記第1光電変換部、前記第2光電変換部、前記第3光電変換部及び前記第4光電変換部において最近接となる頂点同士によって囲まれる領域に、前記第1保持部の少なくとも一部が配されている
ことを特徴とする光電変換装置。 - 基板と、
前記基板に配され、入射光に応じた電荷を各々が生成する第1光電変換部、第2光電変換部、第3光電変換部及び第4光電変換部と、
前記基板に配され、前記第1光電変換部、前記第2光電変換部、前記第3光電変換部及び前記第4光電変換部の少なくとも1つから転送された電荷を保持する第1保持部と、
前記基板に配され、前記第1光電変換部から前記第1保持部に電荷を転送する第1転送部と、
前記基板に配され、前記第2光電変換部から前記第1保持部に電荷を転送する第2転送部と、
前記基板に配され、前記第3光電変換部から前記第1保持部に電荷を転送する第3転送部と、
前記基板に配され、前記第4光電変換部から前記第1保持部に電荷を転送する第4転送部と、
前記第1保持部から転送された電荷を受ける浮遊拡散領域と、
前記浮遊拡散領域に転送された電荷に応じた信号を出力する第1増幅部と、
を有し、
前記基板に対する平面視において、前記第1光電変換部と前記第2光電変換部は、第1方向に沿って隣り合って配されており、
前記平面視において、前記第1光電変換部と前記第3光電変換部は、前記第1方向とは異なる第2方向に沿って隣り合って配されており、
前記平面視において、前記第2光電変換部と前記第4光電変換部は、前記第2方向に沿って隣り合って配されており、
前記平面視において、前記第1光電変換部、前記第2光電変換部、前記第3光電変換部及び前記第4光電変換部において最近接となる頂点同士によって囲まれる領域に、前記第1保持部の少なくとも一部が配されている
ことを特徴とする光電変換装置。 - 前記平面視において、前記第1保持部は、前記第1光電変換部の光学中心と前記第4光電変換部の光学中心とを結ぶ直線と少なくとも一部が重複する位置に配されている
ことを特徴とする請求項16又は17に記載の光電変換装置。 - 前記平面視において、前記第1光電変換部と前記第3光電変換部は、前記第1方向とは異なる第2方向に沿って、前記第1増幅部を間に挟むように隣り合って配されている
ことを特徴とする請求項16乃至18のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 請求項1乃至19のいずれか1項に記載の光電変換装置と、
前記光電変換装置から出力される信号を処理する信号処理部と
を有することを特徴とする撮像システム。 - 移動体であって、
請求項1乃至19のいずれか1項に記載の光電変換装置と、
前記光電変換装置からの信号に基づく視差画像から、対象物までの距離情報を取得する距離情報取得手段と、
前記距離情報に基づいて前記移動体を制御する制御手段と
を有することを特徴とする移動体。
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