JP7491363B2 - 撮像素子及び撮像装置 - Google Patents
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Description
特許文献1 特表2015-532797号公報
[項目1]
複数の画素と、
前記複数の画素のうち第1画素に接続され、前記第1画素を制御するための制御信号が出力される第1制御線と、
前記複数の画素のうち第2画素に接続され、前記第2画素を制御するための制御信号が出力される第2制御線と、
前記第1画素と前記第2画素に接続され、前記第1画素と前記第2画素とを制御するための制御信号が出力される第3制御線と、
を備える撮像素子。
[項目2]
前記複数の画素の各々は、
光を光電変換して電荷を生成する光電変換部と、
前記光電変換部の電荷を転送する転送部と、
前記転送部により転送された電荷を蓄積する蓄積部と、
前記蓄積部の電荷を排出するリセット部と、
前記蓄積部の電荷を画素信号に変換して出力する画素出力部と
を有する、
項目1に記載の撮像素子。
[項目3]
前記第1制御線は、前記第1画素の前記転送部に接続され、
前記第2制御線は、前記第2画素の前記転送部に接続され、
前記第3制御線は、前記第1画素および前記第2画素の前記リセット部に接続される
項目2に記載の撮像素子。
[項目4]
前記画素出力部は、前記画素信号を出力するか否かを選択する選択部を含み、
前記第3制御線は、前記第1画素および前記第2画素の前記選択部に接続される、
項目2または3に記載の撮像素子。
[項目5]
前記複数の画素のうち1または複数の画素を含む複数の画素ブロックを備え、
前記第1制御線は、前記複数の画素ブロックのうち第1画素ブロックに接続され、
前記第2制御線は、前記複数の画素ブロックのうち第2画素ブロックに接続される
項目2から4のいずれか一項に記載の撮像素子。
[項目6]
前記複数の画素を有する画素チップと、
前記画素チップと積層され、前記複数の画素からの画素信号を処理する信号処理チップと
を備え、
前記信号処理チップは、前記複数の画素ブロックにそれぞれ対応して設けられ、前記1または複数の画素毎に露光を制御する複数の制御ブロックを有する
項目5に記載の撮像素子。
[項目7]
前記信号処理チップは、
前記複数の制御ブロックを有する主回路部と、
前記信号処理チップにおいて、前記主回路部の周辺に設けられた周辺回路部と
を備え、
前記周辺回路部は、前記第3制御線に接続されたグローバル駆動部を有する
項目6に記載の撮像素子。
[項目8]
前記グローバル駆動部は、前記第3制御線を介して前記複数の制御ブロックに、前記転送部を選択するための選択制御信号を供給する
項目7に記載の撮像素子。
[項目9]
前記転送部は、
前記光電変換部の電荷を前記蓄積部へ転送する第1転送部と、
前記光電変換部の電荷を転送して排出する第2転送部と
を含み、
前記複数の制御ブロックは、前記第1転送部および前記第2転送部の少なくとも1つのタイミングを変化させることにより、前記1または複数の画素毎に露光時間を制御する
項目6から8のいずれか一項に記載の撮像素子。
[項目10]
項目1から9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11]
第1画素ブロックに含まれる第1画素の露光を制御する第1制御ブロックと、
第2画素ブロックに含まれる第2画素の露光を制御する第2制御ブロックと、
前記第1画素から出力された第1信号と前記第2画素から出力された第2信号とをデジタル信号に変換する変換部と
を備え、
前記第1画素ブロックと前記第2画素ブロックとが列方向に並んでおり、
前記変換部は、前記第1信号を読み出した後に前記第2信号を読み出す撮像素子。
[項目12]
前記第1画素ブロックは、行および列方向に並んだ複数の前記第1画素を有し、
複数の前記変換部のそれぞれが前記第1画素ブロックにおける列方向に並んだ前記第1画素に接続されている項目11に記載の撮像素子。
[項目13]
前記第2画素ブロックは、行および列方向に並んだ複数の前記第2画素を有し、
他の複数の前記変換部のそれぞれは、前記第2画素ブロックにおける列方向に並んだ前記第2画素に接続されている項目12に記載の撮像素子。
[項目14]
前記第2画素ブロックは、行および列方向に並んだ複数の前記第2画素を有し、
前記複数の変換部のそれぞれは、前記第1画素ブロックにおける列方向に並んだ前記第1画素および前記第2画素ブロックにおける列方向に並んだ前記第2画素に接続されている項目12に記載の撮像素子。
[項目15]
前記第1画素ブロックおよび前記第2画素ブロックが設けられた第1基板と、
前記第1制御ブロック、前記第2制御ブロックおよび前記変換部が設けられた第2基板と
が積層されており、
前記第1制御ブロックは前記第1画素ブロックに対応した領域に配され、前記第2制御ブロックは前記第2画素ブロックに対応した領域に配され、
前記変換部は、前記第1画素ブロックおよび前記第2画素ブロックに対応した領域の外側に対応した領域に配される項目11から14のいずれか1項に記載の撮像素子。
[項目16]
項目11から15のいずれか1項に記載の撮像素子を有する撮像装置。
Claims (25)
- 光を電荷に変換する第1光電変換部と、前記第1光電変換部で変換された電荷を転送する第1転送部と、前記第1転送部により前記第1光電変換部で変換された電荷が転送される第1蓄積部と、前記第1蓄積部の電荷を排出する第1リセット部とを含む第1画素ブロックと、
光を電荷に変換する光電変換部であって行方向において前記第1光電変換部と並んで配置される第2光電変換部と、前記第2光電変換部で変換された電荷を転送する第2転送部と、前記第2転送部により前記第2光電変換部で変換された電荷が転送される第2蓄積部と、前記第2蓄積部の電荷を排出する第2リセット部とを含む第2画素ブロックと
を有する第1基板と、
前記第1基板とともに積層される基板であって、
前記第1転送部を制御するための第1転送制御信号を出力する第1制御ブロックと、前記第2転送部を制御するための第2転送制御信号を出力する第2制御ブロックとを含む制御回路部と、
前記第1リセット部と前記第2リセット部とを制御するためのリセット制御信号を出力する駆動部と
を有する第2基板と
を備え、
前記第1転送制御信号は、前記第1転送部に電気的に接続される第1転送制御線に出力され、
前記第2転送制御信号は、前記第2転送部に電気的に接続される第2転送制御線に出力され、
前記リセット制御信号は、前記第1リセット部と前記第2リセット部とに電気的に接続されるリセット制御線に出力される、
撮像素子。 - 請求項1に記載の撮像素子において、
前記駆動部は、前記制御回路部の外側に配置される、
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、
前記駆動部は、
前記第1制御ブロックから前記第1転送制御線に前記第1転送制御信号が出力されるタイミングと、
前記第2制御ブロックから前記第2転送制御線に前記第2転送制御信号が出力されるタイミングと
を制御するための転送選択制御信号を出力し、
前記転送選択制御信号は、前記第1制御ブロックと前記第2制御ブロックとに電気的に接続される転送選択制御線に出力される、
撮像素子。 - 請求項3に記載の撮像素子において、
前記駆動部は、
前記第1制御ブロックから前記第1転送制御線に前記第1転送制御信号が出力されるタイミングと、
前記第2制御ブロックから前記第2転送制御線に前記第2転送制御信号が出力されるタイミングと
が異なるタイミングになるように前記転送選択制御信号を出力する、
撮像素子。 - 請求項3または請求項4に記載の撮像素子において、
前記第1基板と前記第2基板とを電気的に接続する複数の接続部を備え、
前記複数の接続部は、
前記転送選択制御線と前記駆動部とを電気的に接続する第1接続部と、
前記転送選択制御線と前記第1制御ブロックとを電気的に接続する第2接続部と、
前記転送選択制御線と前記第2制御ブロックとを電気的に接続する第3接続部と
を有する、
撮像素子。 - 請求項5に記載の撮像素子において、
前記複数の接続部は、前記リセット制御線と前記駆動部とを電気的に接続する第4接続部を有する、
撮像素子。 - 請求項6に記載の撮像素子において、
前記第1画素ブロックは、
前記第1蓄積部に電気的に接続される第1増幅部と、
前記第1増幅部に電気的に接続される第1選択部と
を有し、
前記第2画素ブロックは、
前記第2蓄積部に電気的に接続される第2増幅部と、
前記第2増幅部に電気的に接続される第2選択部と
を有し、
前記駆動部は、前記第1選択部と前記第2選択部とを制御するための選択制御信号を出力し、
前記選択制御信号は、前記第1選択部と前記第2選択部とに電気的に接続される選択制御線に出力される、
撮像素子。 - 請求項7に記載の撮像素子において、
前記複数の接続部は、前記選択制御線と前記駆動部とを電気的に接続する第5接続部を有する、
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画素ブロックは、前記第1光電変換部の電荷を排出するための第1排出部を有し、
前記第2画素ブロックは、前記第2光電変換部の電荷を排出するための第2排出部を有し、
前記第1制御ブロックは、前記第1排出部を制御するための第1排出制御信号を出力し、
前記第2制御ブロックは、前記第2排出部を制御するための第2排出制御信号を出力し、
前記第1排出制御信号は、前記第1排出部に電気的に接続される第1排出制御線に出力され、
前記第2排出制御信号は、前記第2排出部に電気的に接続される第2排出制御線に出力される、
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制御ブロックは、前記第1画素ブロックと対向する位置に配置され、
前記第2制御ブロックは、前記第2画素ブロックと対向する位置に配置される、
撮像素子。 - 請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第2基板は、
前記第1光電変換部から前記第1蓄積部に転送された電荷により生成される第1信号をデジタル信号に変換する第1変換部と、
前記第2光電変換部から前記第2蓄積部に転送された電荷により生成される第2信号をデジタル信号に変換する第2変換部と
を有する、
撮像素子。 - 請求項11に記載の撮像素子において、
前記第1変換部と前記第2変換部とは、前記制御回路部の外側に配置される、
撮像素子。 - 請求項12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、前記駆動部とは異なる位置に配置される、
撮像素子。 - 請求項12または請求項13に記載の撮像素子において、
前記制御回路部は、列方向において前記第1変換部と前記第2変換部との間に配置される、
撮像素子。 - 請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第1制御ブロックは、前記第1光電変換部から前記第1蓄積部に転送された電荷により生成される第1信号をデジタル信号に変換する第1変換部を有し、
前記第2制御ブロックは、前記第2光電変換部から前記第2蓄積部に転送された電荷により生成される第2信号をデジタル信号に変換する第2変換部を有する、
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基板は、光を電荷に変換する光電変換部であって列方向において前記第1光電変換部と並んで配置される第3光電変換部と、前記第3光電変換部で変換された電荷を転送する第3転送部と、前記第3転送部により前記第3光電変換部で変換された電荷が転送される第3蓄積部とを含む第3画素ブロックを有し、
前記第2基板は、前記第3転送部を制御するための第3転送制御信号を出力する第3制御ブロックを有する、
撮像素子。 - 請求項16に記載の撮像素子において、
前記第1制御ブロックは、前記第1画素ブロックと対向する位置に配置され、
前記第2制御ブロックは、前記第2画素ブロックと対向する位置に配置され、
前記第3制御ブロックは、前記第2画素ブロックと対向する位置に配置される、
撮像素子。 - 請求項16または請求項17に記載の撮像素子において、
前記第2基板は、
前記第1光電変換部から前記第1蓄積部に転送された電荷により生成される第1信号をデジタル信号に変換する第1変換部と、
前記第2光電変換部から前記第2蓄積部に転送された電荷により生成される第2信号をデジタル信号に変換する第2変換部と
を有し、
前記第1変換部は、前記第3光電変換部から前記第3蓄積部に転送された電荷により生成される第3信号をデジタル信号に変換する、
撮像素子。 - 請求項18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、前記制御回路部の外側に配置される、
撮像素子。 - 請求項19に記載の撮像素子において、
前記第1変換部と前記第2変換部とは、前記駆動部とは異なる位置に配置される、
撮像素子。 - 請求項19または請求項20に記載の撮像素子において、
前記制御回路部は、前記列方向において前記第1変換部と前記第2変換部との間に配置される、
撮像素子。 - 請求項18から請求項21のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第1信号と前記第3信号とは、前記第1変換部に電気的に接続される第1信号線に読み出され、
前記第2信号は、前記第2変換部に電気的に接続される第2信号線に読み出される、
撮像素子。 - 請求項16または請求項17に記載の撮像素子において、
前記第1制御ブロックは、前記第1光電変換部から前記第1蓄積部に転送された電荷により生成される第1信号をデジタル信号に変換する第1変換部を有し、
前記第2制御ブロックは、前記第2光電変換部から前記第2蓄積部に転送された電荷により生成される第2信号をデジタル信号に変換する第2変換部を有し、
前記第3制御ブロックは、前記第3光電変換部から前記第3蓄積部に転送された電荷により生成される第3信号をデジタル信号に変換する第3変換部を有する、
撮像素子。 - 請求項23に記載の撮像素子において、
前記第1信号は、前記第1変換部に電気的に接続される第1信号線に読み出され、
前記第2信号は、前記第2変換部に電気的に接続される第2信号線に読み出され、
前記第3信号は、前記第3変換部に電気的に接続される第3信号線に読み出される、
撮像素子。 - 請求項1から請求項24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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