JP7647262B2 - Image sensor and image pickup device - Google Patents
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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 device.
AD変換部を備える撮像素子が知られている(例えば、特許文献1)。従来から、AD変換部で発生した熱によるノイズが問題となっていた。
特許文献1 特開2013-51674
An image sensor including an AD conversion unit is known (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-233633). Conventionally, noise caused by heat generated in the AD conversion unit has been a problem.
Patent Document 1: JP2013-51674A
本発明の第1の態様においては、撮像素子であって、画素を有する第1画素ブロックと、第1画素ブロックと隣り合う第2画素ブロックとが配置された第1基板と、第1画素ブロックが有する画素から出力された信号をデジタル信号に変換する第1回路ブロックと、第2画素ブロックが有する画素から出力された信号をデジタル信号に変換する第2回路ブロックとが配置され、第1基板に積層された第2基板と、を備え、第1回路ブロックと第2回路ブロックとの距離は、第1画素ブロックと第2画素ブロックとの距離と異なる。 In a first aspect of the present invention, an imaging element includes a first substrate on which a first pixel block having pixels and a second pixel block adjacent to the first pixel block are arranged, a first circuit block that converts signals output from pixels in the first pixel block into digital signals, and a second circuit block that converts signals output from pixels in the second pixel block into digital signals, and is laminated on the first substrate, and the distance between the first circuit block and the second circuit block is different from the distance between the first pixel block and the second pixel block.
本発明の第2の態様においては、撮像素子であって、画素を有する第1画素ブロックと、第1画素ブロックと第2画素ブロックとが配置された第1基板と、第1画素ブロックが有する画素から出力された信号をデジタル信号に変換する第1回路ブロックと、第2画素ブロックが有する画素から出力された信号をデジタル信号に変換する第2回路ブロックとが配置され、第1基板に積層された第2基板と、を備え、第1画素ブロックと第2画素ブロックとは隣り合い、第1回路ブロックと第2回路ブロックとは隣り合わない。 In a second aspect of the present invention, an imaging element includes a first pixel block having pixels, a first substrate on which the first pixel block and the second pixel block are arranged, a first circuit block that converts signals output from pixels in the first pixel block into digital signals, and a second circuit block that converts signals output from pixels in the second pixel block into digital signals, and is laminated on the first substrate, where the first pixel block and the second pixel block are adjacent to each other, and the first circuit block and the second circuit block are not adjacent to each other.
本発明の第3の態様においては、撮像素子であって、画素を有する画素ブロックが2次元に複数配置された第1基板と、第1基板に積層され、各々が複数の画素ブロックのうちの対応する少なくともいずれかが出力した信号をデジタル信号に変換する回路ブロックが複数配置された第2基板と、を備え、複数の画素ブロックの配置関係と、複数の画素ブロックのそれぞれに対応する複数の回路ブロックの配置関係とが異なっている。 In a third aspect of the present invention, an imaging element includes a first substrate on which a plurality of pixel blocks each having pixels is arranged two-dimensionally, and a second substrate on which a plurality of circuit blocks are arranged, stacked on the first substrate, each of which converts a signal output by at least one of the plurality of pixel blocks into a digital signal, and the arrangement of the plurality of pixel blocks is different from the arrangement of the plurality of circuit blocks corresponding to each of the plurality of pixel blocks.
本発明の第2の態様においては、撮像装置であって上記撮像素子を備える。 In a second aspect of the present invention, an imaging device is provided that includes the imaging element.
なお、上記の発明の概要は、本発明の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。 Note that the above summary of the invention does not list all of the features of the present invention. Also, subcombinations of these features may also be inventions.
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。 The present invention will be described below through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. Furthermore, not all of the combinations of features described in the embodiments are necessarily essential to the solution of the invention.
本明細書において、X軸とY軸とは互いに直交し、Z軸はXY平面に直交する。XYZ軸は右手系を構成する。Z軸と平行な方向を撮像素子400の積層方向と称する場合がある。本明細書において、「上」及び「下」の用語は、重力方向における上下方向に限定されない。これらの用語は、Z軸方向における相対的な方向を指すに過ぎない。なお、本明細書では、X軸方向の配列を「行」とし、Y軸方向の配列を「列」として説明するが、行列方向はこれに限定されない。また、Z軸方向が被写体からの光が入射する光軸方向となっている。
In this specification, the X-axis and Y-axis are mutually orthogonal, and the Z-axis is orthogonal to the XY plane. The XYZ-axes form a right-handed system. The direction parallel to the Z-axis may be referred to as the stacking direction of the
図1は、本実施形態に係る撮像素子400の概要を示す図である。撮像素子400は、被写体を撮像する。撮像素子400は、撮像された被写体の画像データを生成する。撮像素子400は、第1基板100および第2基板200を備える。図1に示すように、第1基板100は、第2基板200に積層されている。
Figure 1 is a diagram showing an overview of an
第1基板100は、画素部110を有する。画素部110は、入射された光に基づく画素信号を出力する。なお、第1基板100を画素チップと呼ぶことがある。
The
第2基板200は、処理回路部210および周辺回路部230を有する。なお、第2基板200を信号処理チップと呼ぶことがある。
The
処理回路部210は、第1基板100から出力された画素信号が入力される。処理回路部210は、入力された画素信号を処理する。例えば、処理回路部210は、アナログ信号をデジタル信号に変換する処理を行う。具体的には、処理回路部210は、入力された画素信号をデジタル信号に変換する処理を行う。処理回路部210は他の信号処理を行ってもよい。他の信号処理の例としてアナログまたはデジタルのCDS(相関二重サンプリング)などのノイズ除去処理が挙げられる。
The
本例の処理回路部210は、第2基板200において、画素部110と対向する位置に配置されている。すなわち、処理回路部210は光軸方向について少なくとも部分的に画素部110と重なるように配される。処理回路部210は、画素部110の駆動を制御するための制御信号を画素部110に出力してもよい。
The
周辺回路部230は、処理回路部210の駆動を制御する。周辺回路部230は、第2基板200において、処理回路部210の周辺に配置されている。また、周辺回路部230は、第1基板100と電気的に接続され、画素部110の駆動を制御してもよい。
The
撮像素子400は、第1基板100および第2基板200に加えて、第2基板200に積層された第3基板を有してもよい。例えば、第3基板はメモリチップであって、第2基板200が出力した信号に応じた画像処理を行う。また、撮像素子400の構造は、裏面照射型であっても、表面照射型であってもよい。以下、裏面照射型の例で説明する。
In addition to the
図2は、画素部110の具体的な構成の一例を示す。本例では、画素部110と、画素部110に設けられた画素ブロック120の拡大図を示している。
Figure 2 shows an example of a specific configuration of the
画素部110は、行方向および列方向に沿って並んで2次元に配置された複数の画素ブロック120を有する。本例の画素部110は、M×N個(M,Nは、自然数)の画素ブロック120を有する。本例では、MがNと等しい場合を図示しているが、MとNは異なっていてもよい。
The
画素ブロック120は、少なくとも1つの画素112を有する。本例の画素ブロック120は、m×n個(m,nは、自然数)の画素112を有する。例えば、画素ブロック120は、16×16個の画素112を有する。画素ブロック120に対応する画素112の個数はこれに限定されない。本例では、mがnと等しい場合を図示しているが、mはnと異なっていてもよい。画素ブロック120は、行方向において共通の制御線に接続された複数の画素112を有する。例えば、画素ブロック120のそれぞれの画素112は、同一の露光時間に設定されるように共通の制御線に接続されている。一例において、行方向に並ぶn個の画素112が共通の制御線によって接続される。
The
一方、複数の画素ブロック120同士では、それぞれ異なる露光時間に設定されてよい。即ち、画素ブロック120のそれぞれの画素112は同一の露光時間であるが、他の画素ブロック120では異なる露光時間に設定されてよい。例えば、画素ブロック120の画素112が行方向に共通の制御線で接続されている場合に、他の画素ブロック120の画素112が異なる制御線で共通に接続される。
On the other hand, the exposure times may be different between the multiple pixel blocks 120. That is, the
本実施形態では、1つの処理ブロック220に対して、1つの画素ブロック120が配置されている。画素ブロック120と処理ブロック220との接続関係については後述する。
In this embodiment, one
画素112は、光を電荷に変換する光電変換機能を有する。画素112は、光電変換された電荷を蓄積する。m個の画素112は、列方向に沿って並んで配置され、共通の信号線122に接続されている。そして、m個の画素112は、画素ブロック120において、行方向にn列並んで配列されている。
The
換言すれば、画素ブロック120は、共通の制御線で接続された複数の画素112のあつまりである。また、画素ブロック120は、同一の露光時間が設定される複数の画素112の回路の最小単位であるともいえる。
In other words, the
図3は画素112の回路構成の一例を示す。画素112は、光電変換部104と、転送部123と、リセット部126と、画素出力部127とを備える。画素出力部127は、増幅部128および選択部129を有する。本例では、転送部123、リセット部126、増幅部128および選択部129はNチャンネル型FETとして説明するが、トランジスタの種類はこれに限られない。
Figure 3 shows an example of the circuit configuration of
光電変換部104は、光を電荷に変換する光電変換機能を有する。光電変換部104は、光電変換された電荷を蓄積する。光電変換部104は、例えば、フォトダイオードである。
The
転送部123は、光電変換部104に蓄積された電荷を蓄積部125に転送する。転送部123は、光電変換部104の電荷を転送するトランスファーゲートの一例である。換言すれば、転送部123をゲートとし、光電変換部104をソースとし、蓄積部125をドレインとして、これらがいわゆる転送トランジスタを構成している。転送部123のゲート端子は、画素ブロック120ごとのローカルな転送制御線に接続されて、制御信号φTX1が入力される。
The
蓄積部125は、転送部123により光電変換部104からの電荷が転送される。蓄積部125は、フローティングディフュージョン(FD)の一例である。
The charge from the
リセット部126は、蓄積部125の電荷を所定の電源電圧VDDが供給される電源配線に排出する。リセット部126のゲート端子は、複数の画素ブロック120にわたるグローバルなリセット制御線に接続されて、リセット制御信号φRSTが入力される。
The
画素出力部127は、蓄積部125の電位に基づく信号を信号線122に出力する。画素出力部127は、増幅部128および選択部129を有する。増幅部128は、ゲート端子が蓄積部125に接続され、ドレイン端子が電源電圧VDDの供給される電源配線に接続され、ソース端子が選択部129のドレイン端子に接続される。
The
選択部129は、画素112と信号線122の間の電気的な接続を制御する。選択部129により画素112と信号線122が電気的に接続されると、画素112から信号線122に画素信号が出力される。選択部129のゲート端子は、選択制御信号φSELを入力するための複数の画素ブロック120にわたるグローバルな選択制御線に接続される。選択部129のソース端子は負荷電流源121に接続されている。
The
負荷電流源121は、信号線122に電流を供給する。負荷電流源121は、第1基板100に設けられてもよいし、第2基板200に設けられてもよい。
The load
以降、光電変換部104に蓄積された電荷、蓄積部125に転送された電荷および蓄積部125の電位に基づく信号のいずれか、または、これらを総称して、画素信号と称する場合がある。
Hereinafter, the charge stored in the
付言すれば、画素112は少なくとも1つの光電変換部104と、当該少なくとも1つの光電変換部104からの画像信号を信号線122に読み出す読出部としての画素出力部127と、を備えている。画素112は、画像を構成する画素信号を信号線122に出力する回路の最小単位であるともいえる。
In other words, the
図4は、処理回路部210のより具体的な構成の一例を示す。本例では、処理回路部210と、処理回路部210に設けられた処理ブロック220の拡大図を示している。
Figure 4 shows an example of a more specific configuration of the
処理回路部210は、行方向および列方向に沿って並んで配置された処理ブロック220を有する。本例の処理回路部210は、M×N個の処理ブロック220を有する。
The
本実施形態において、処理ブロック220と画素ブロック120は光軸方向から見て重なった位置に配されるが、必ずしも重なった位置に配された処理ブロック220と画素ブロック120とが接続されるとは限らない。この場合に、処理ブロック220と画素ブロック120の面積は隣接するブロック間のマージンを含めて略同一であってよい。
In this embodiment, the
処理ブロック220は、電気的に接続された画素ブロック120の駆動を制御する。処理ブロック220と画素ブロック120とが電気的に接続されていることを、対応する、と呼ぶ場合がある。例えば、処理ブロック220は、対応する画素ブロック120の露光時間を制御する。また、処理ブロック220は、ADコンバータ等の処理回路を有し、対応する画素ブロック120が出力した信号を処理する。一例において、処理ブロック220は、対応する画素ブロック120から出力されたアナログの画素信号をデジタル信号に変換する。本例の処理ブロック220は、露光制御部10と、画素駆動部20と、接合部30と、信号変換部40と、信号出力部50とを備える。
The
露光制御部10は、複数の画素112の露光を制御する。露光制御部10は、画素112の露光時間を制御するための信号を生成する。一例において、露光制御部10は、露光の開始タイミングまたは終了タイミングの少なくとも1つを調整して、画素ブロック120毎の露光時間を制御する。
The
画素駆動部20は、複数の画素112と電気的に接続される。画素駆動部20は、露光制御部10からの信号に基づき、複数の画素112から、任意の画素112を選択して駆動する。撮像素子400は、入射光の強度に応じて、画素ブロック120毎に露光時間の設定が可能であるため、ダイナミックレンジを拡大することができる。
The
接合部30は、第1基板100と第2基板200とを接合する。接合部30は、第1基板100から入力された画素信号を信号変換部40に入力する。接合部30は、行方向に配置されたn個の画素112に対応して設けられ、信号変換部40に画素信号を列毎に入力する。
The
信号変換部40は、画素部110が出力したアナログ信号をデジタル変換する。本例の信号変換部40は、アナログの画素信号をデジタル信号に変換する。信号変換部40は、列方向に配列されたm個の画素112からのアナログ信号を順次デジタル変換する。信号変換部40は、行方向に並んだn個のADコンバータ42を有する。ADコンバータ42のそれぞれは、対応する画素ブロック120の対応する列の画素112からのアナログ信号を並列にデジタル変換する。これは、一つの画素ブロック120に対していわゆるカラムADC方式であるともいえる。
The
信号出力部50は、信号変換部40からデジタル信号を受信する。一例において、信号出力部50は、デジタル信号を一時的に記憶する。信号出力部50は、デジタル信号を記憶するためのラッチ回路を有してよい。
The
なお、1つの画素ブロック120に対して1つの処理ブロック220を設けることに代えて、N個(Nは2以上の自然数)の画素ブロック120に対して1つの処理ブロック220を設けてもよい。1つの処理ブロックに対応したN個の画素ブロック120を画素ブロック群と称することがある。例えば、列方向に沿って並んで配置された2つの画素ブロック120を1つの画素ブロック群として、1つの処理ブロック220を設けてもよい。この場合、処理ブロック220は、画素ブロック120毎に露光時間を制御してもよい。
Instead of providing one
付言すれば、処理ブロック220は、少なくとも1つの画素ブロック120に電気的に接続され、当該少なくとも1つの画素ブロック120の画素信号を処理する回路の最小単位であるともいえる。また、処理回路部210は、処理ブロック220の群で構成されているともいえる。
In addition, the
図5は、画素ブロック120と処理ブロック220との接続関係を模式的に示す。図5では、説明の簡略化のため、画素部110および処理回路部210における4×4のブロックが示されており、各ブロックをXY方向の順序を用いて「1-1」、「1-2」のように表している。
Figure 5 shows a schematic diagram of the connection relationship between the
図5に示す例において、X方向が「1」の列、すなわち画素ブロック「1-1」、「1-2」、「1-3」および「1-4」はそれぞれ、積層方向であるZ方向に重なった処理ブロック「1-1」、「1-2」、「1-3」および「1-4」に、接続配線250によって接続されている。なお、接続配線250は、画素ブロック120の列数であるn本あるが図中は代表して1本で示している。接続配線250は、画素部110と処理回路部210の境界面102をまたぐほぼZ方向に延びている。
In the example shown in FIG. 5, the columns with "1" in the X direction, i.e., pixel blocks "1-1", "1-2", "1-3", and "1-4", are connected by
一方、X方向が「2」の列、すなわち画素ブロック「2-1」、「2-2」、「2-3」および「2-4」はそれぞれ、積層方向であるZ方向に重なった処理ブロック「2-1」、「2-2」、「2-3」および「2-4」には接続されていない。代わりに、画素ブロック「2-1」はZ方向に重ならない処理ブロック「2-3」に接続されている。また、画素ブロック「2-2」はZ方向に重ならない処理ブロック「2-4」に接続され、画素ブロック「2-3」はZ方向に重ならない処理ブロック「2-1」に接続され、画素ブロック「2-4」はZ方向に重ならない処理ブロック「2-2」に接続されている。 On the other hand, the columns with "2" in the X direction, i.e. pixel blocks "2-1", "2-2", "2-3" and "2-4", are not connected to the processing blocks "2-1", "2-2", "2-3" and "2-4" that overlap in the Z direction, which is the stacking direction. Instead, pixel block "2-1" is connected to processing block "2-3" that does not overlap in the Z direction. Also, pixel block "2-2" is connected to processing block "2-4" that does not overlap in the Z direction, pixel block "2-3" is connected to processing block "2-1" that does not overlap in the Z direction, and pixel block "2-4" is connected to processing block "2-2" that does not overlap in the Z direction.
画素ブロック「2-1」と処理ブロック「2-3」とは、画素部110と処理回路部210の境界面102をまたぐほぼZ方向に延びている接続配線252と、この接続配線252とつながっており処理回路部210のXY平面内に延びている接続配線253とで電気的に接続されている。X方向が「2」の列の他の画素ブロックおよび処理ブロックも同様に接続配線252,253によって電気的に接続されている。
The pixel block "2-1" and the processing block "2-3" are electrically connected by a
接続配線252,253が、代表して1本で示されていることは接続配線250と同様である。また、XY平面内に延びている接続配線253は、画素部110の側に設けられてもよいし、画素部110と処理回路部210の両方に設けられてもよい。
The connection wirings 252 and 253 are shown as one representative wiring, similar to the
X方向が「3」の列の画素ブロックと処理ブロックとの接続関係は、X方向が「1」の列と同じである。さらに、X方向が「4」の列の画素ブロックと処理ブロックとの接続関係は、X方向が「2」の列と同じである。付言すれば、画素部110および処理回路部210の全体にわたって、X方向が「1」の画素ブロックと処理ブロックとの接続関係とX方向が「2」の画素ブロックと処理ブロックとの接続関係とを一つの単位として、その接続関係がXY方向に繰り返し適用されている。なお、繰り返しのうちの一部が異なる接続関係にあってもよい。
The connection relationship between the pixel blocks and processing blocks in the column with the X direction being "3" is the same as that of the column with the X direction being "1". Furthermore, the connection relationship between the pixel blocks and processing blocks in the column with the X direction being "4" is the same as that of the column with the X direction being "2". In addition, throughout the
図5に示す画素ブロックと処理ブロックとの接続関係は、例えば画素ブロック「1-1」と「2-1」とはX方向に隣接しているにも関わらず、それらに接続している「処理ブロック「1-1」と「2-3」とはX方向に隣接していない。したがって、図5の接続関係は、複数の画素ブロックの配置関係と、複数の画素ブロックのそれぞれに対応する複数の回路ブロックの配置関係とが異なっている例になっているといえる。 In the connection relationship between the pixel blocks and the processing blocks shown in FIG. 5, for example, pixel blocks "1-1" and "2-1" are adjacent in the X direction, but the processing blocks "1-1" and "2-3" connected to them are not adjacent in the X direction. Therefore, the connection relationship in FIG. 5 can be said to be an example in which the layout relationship of the multiple pixel blocks is different from the layout relationship of the multiple circuit blocks corresponding to each of the multiple pixel blocks.
また、図5において、処理ブロックとZ方向に重なって接続されている画素ブロックのいずれか一つに着目すると、当該画素ブロックに隣接する画素ブロックのいずれか一つの画素ブロックはZ方向に重なっていない処理ブロックと接続されている。例えば、処理ブロックとZ方向に重なって接続されている画素ブロック「1-1」に着目すると、画素ブロック「1-1」に隣接する画素ブロックのうちの画素ブロック「2-1」は、Z方向に重なっていない処理ブロック「2-3」に接続されている。 In addition, in FIG. 5, when one of the pixel blocks that are connected and overlap with the processing block in the Z direction is focused on, one of the pixel blocks adjacent to that pixel block is connected to a processing block that does not overlap in the Z direction. For example, when one of the pixel blocks adjacent to pixel block "1-1" that is connected and overlaps with the processing block in the Z direction is focused on, pixel block "2-1" is connected to processing block "2-3" that does not overlap in the Z direction.
図6は、被写体の明るさと発熱の関係を示す模式図である。図6は、図5の接続関係をXY平面で示している。 Figure 6 is a schematic diagram showing the relationship between the brightness of a subject and heat generation. Figure 6 shows the connection relationship in Figure 5 on the XY plane.
例えば、画素ブロック「1-1」、「1-2」、「2-1」及び「2-2」にまたがって明るい被写体からの光が入射しているとする。付言すると、被写体はこのように隣接する画素ブロック間にまたがっていることが多い。 For example, let's say that light from a bright subject is incident across pixel blocks "1-1," "1-2," "2-1," and "2-2." In addition, subjects often span adjacent pixel blocks like this.
例えば、ダイナミックレンジを拡大させるための手法として、画素ブロック毎に露光時間や画素信号出力回数を変えて画素信号を読み出す様な使い方をする場合、明るい被写体が入射している画素ブロックに対しては、当該画素ブロックの画素が飽和しないように、他の画素ブロックよりも頻繁に画素信号が処理ブロックに読み出されることがある。この場合、頻繁に読み出しが行われる処理ブロックでは、その分、頻繁にAD変換などの処理が行われることになり発熱が大きくなる。 For example, when using a method for expanding the dynamic range in which pixel signals are read out by changing the exposure time or the number of times pixel signals are output for each pixel block, pixel signals from a pixel block where a bright subject is incident may be read out to the processing block more frequently than from other pixel blocks so that the pixels in that pixel block do not become saturated. In this case, in the processing block where readout is frequent, processing such as AD conversion is performed more frequently, resulting in more heat being generated.
図6の実施形態によれば、画素ブロック「1-1」、「1-2」、「2-1」及び「2-2」に接続されているのは処理ブロック「1-1」、「1-2」、「2-3」及び「2-4」である。したがって、発熱が大きくなるのは処理ブロック「1-1」、「1-2」、「2-3」及び「2-4」である。ここで、処理ブロック「1-1」および「1-2」と処理ブロック「2-3」および「2-4」とはXY方向のいずれにも隣接していない。よって、全体として発熱が大きい領域が分散される。これにより、発熱が大きい領域が集中することで熱が画素ブロック側に伝わることによる画素信号のノイズを抑えることができる。 According to the embodiment of FIG. 6, the processing blocks "1-1", "1-2", "2-3", and "2-4" are connected to the pixel blocks "1-1", "1-2", "2-1", and "2-2". Therefore, the processing blocks "1-1", "1-2", "2-3", and "2-4" generate a large amount of heat. Here, the processing blocks "1-1" and "1-2" are not adjacent to the processing blocks "2-3" and "2-4" in either the X or Y direction. Therefore, the areas with high heat generation are dispersed overall. This makes it possible to suppress noise in pixel signals caused by heat being transferred to the pixel blocks by concentrating the areas with high heat generation.
図7は、画素ブロック120と処理ブロック220との他の接続関係を模式的に示す。図7において図5と同じ構成は同じ参照番号を付して説明を省略する。また図7も図5と同様に簡略化されている。
Figure 7 shows another schematic diagram of the connection between the
図7に示す例において、画素ブロック「1-1」は、積層方向であるZ方向に重なった処理ブロック「1-1」と、Z方向に重ならない処理ブロック「1-3」とに接続されている。この場合に、画素ブロック「1-1」の一部の画素112が、接続配線255およびこれと接続され主にZ方向に延びる接続配線256で処理ブロック「1-1」に接続されている。一方、画素ブロック「1-1」の他の一部の画素112が、接続配線255およびこれと接続されXY方向にも延びる接続配線257で処理ブロック「1-3」に接続されている。
In the example shown in FIG. 7, pixel block "1-1" is connected to processing block "1-1" which overlaps in the Z direction, which is the stacking direction, and processing block "1-3" which does not overlap in the Z direction. In this case, some of the
ここで、処理ブロック220がカラムADC方式であることに対応して、上記一部の画素112および他の一部の画素112は、列毎であることが好ましい。また、発熱を分散させる観点から、一部の画素数と他の一部の画素数とは同一またはほぼ同一であることが好ましい。例えば、画素ブロック「1-1」の奇数列の画素112が処理ブロック「1-1」に接続され、画素ブロック「1-1」の偶数列の画素112が処理ブロック「1-3」に接続されてよい。
In this case, since the
この場合には、図中で、n本の接続配線255、n/2本の接続配線256、n/2本の接続配線257が、それぞれ代表して1本で示されている。なお接続配線257の全部または一部が画素部110の側に配されてよいことは図5の場合と同様である。
In this case, in the figure, n connection wirings 255, n/2
同様に、画素ブロック「1-2」は、積層方向であるZ方向に重なった処理ブロック「1-2」と、Z方向に重ならない処理ブロック「1-4」とに接続されている。さらに、画素ブロック「1-3」は、積層方向であるZ方向に重なった処理ブロック「1-3」と、Z方向に重ならない画素ブロック「1-1」とに接続されている。また、画素ブロック「1-4」は、積層方向であるZ方向に重なった処理ブロック「1-4」と、Z方向に重ならない画素ブロック「1-2」とに接続されている。 Similarly, pixel block "1-2" is connected to processing block "1-2" which overlaps in the Z direction, which is the stacking direction, and processing block "1-4" which does not overlap in the Z direction. Furthermore, pixel block "1-3" is connected to processing block "1-3" which overlaps in the Z direction, which is the stacking direction, and pixel block "1-1" which does not overlap in the Z direction. Furthermore, pixel block "1-4" is connected to processing block "1-4" which overlaps in the Z direction, which is the stacking direction, and pixel block "1-2" which does not overlap in the Z direction.
図7に示す例において、一つの処理ブロックに着目すると、当該処理ブロックは2つの画素ブロックと接続されていることになる。例えば、処理ブロック「1-1」は、画素ブロック「1-1」および「1-3」に接続されている。この場合に、処理ブロック「1-1」の複数のADコンバータ42のうちの一部が一方の画素ブロック「1-1」に接続され、複数のADコンバータ42のうちの他の一部が他方の画素ブロック「1-3」に接続される。これにより、画素ブロックと処理ブロックとが1対1に接続されている場合と同様な並行処理ができる。
In the example shown in FIG. 7, if we look at one processing block, that processing block is connected to two pixel blocks. For example, processing block "1-1" is connected to pixel blocks "1-1" and "1-3". In this case, some of the
図7において、画素部110および処理回路部210の全体にわたって、Y方向が「1」から「4」の画素ブロックと処理ブロックとの接続関係を一つの単位として、その接続関係がXY方向に繰り返し適用されている。なお、繰り返しのうちの一部が異なる接続関係にあってもよい。
In FIG. 7, throughout the
図7に示す画素ブロックと処理ブロックとの接続関係は、例えば画素ブロック「1-1」は処理ブロック「1-1」とは重なっているが処理ブロック「1-3」とは重なっていないにも関わらず、それらの両方に接続している。したがって、図7の接続関係も、複数の画素ブロックの配置関係と、複数の画素ブロックのそれぞれに対応する複数の回路ブロックの配置関係とが異なっている例になっているといえる。 The connection relationship between the pixel blocks and processing blocks shown in Figure 7 is such that, for example, pixel block "1-1" overlaps with processing block "1-1" but does not overlap with processing block "1-3," yet is connected to both. Therefore, the connection relationship in Figure 7 can be said to be an example in which the layout relationship of multiple pixel blocks differs from the layout relationship of multiple circuit blocks corresponding to each of the multiple pixel blocks.
図7の例において、例えば、画素ブロック「1-1」、「1-2」、「2-1」及び「2-2」にまたがって明るい被写体からの光が入射しているとする。この場合に、画素ブロック「1-1」は2つの処理ブロック「1-1」および「1-3」に接続されているので、発熱がこれら2つの処理ブロックに分散する。さらに、これら2つの処理ブロックは互いに隣接していないので、発熱が大きい領域がさらに分散する。 In the example of Figure 7, for example, let us say that light from a bright subject is incident across pixel blocks "1-1", "1-2", "2-1" and "2-2". In this case, pixel block "1-1" is connected to two processing blocks "1-1" and "1-3", so the heat generated is distributed to these two processing blocks. Furthermore, because these two processing blocks are not adjacent to each other, the area with high heat generation is further distributed.
また、4つの画素ブロック「1-1」、「1-2」、「2-1」及び「2-2」の全体でみると、これらに接続されているのは8つの処理ブロック「1-1」、「1-2」、「1-3」、「1-4」、「2-1」、「2-2」、「2-3」及び「2-4」であり、それぞれの処理ブロックでの処理頻度は1つの画素ブロック読み出し頻度の半分になっている。よって、全体として発熱が大きい領域が分散される。これにより、発熱が大きい領域が集中することで熱が画素ブロック側に伝わることによる画素信号のノイズを抑えることができる。 In addition, looking at the four pixel blocks "1-1", "1-2", "2-1" and "2-2" as a whole, they are connected to eight processing blocks "1-1", "1-2", "1-3", "1-4", "2-1", "2-2", "2-3" and "2-4", and the processing frequency of each processing block is half the frequency of reading out a single pixel block. Therefore, the areas that generate a lot of heat are dispersed overall. This makes it possible to suppress noise in the pixel signal caused by heat being transferred to the pixel blocks by concentrating the areas that generate a lot of heat.
図8は、画素ブロック120と処理ブロック222との他の接続関係を模式的に示す。図8において図5から図7と同じ構成は同じ参照番号を付して説明を省略する。また図8も図5と同様に簡略化されている。
Figure 8 shows a schematic diagram of another connection relationship between the
図8の例において、画素部110と処理回路部212の全体として、2つの画素ブロックが、1つの画素ブロック群として1つの処理ブロックに接続されている。例えば、2つの画素ブロック「1-1」および「1-2」が、1つの処理ブロック「1-1,2」に接続配線250で接続されている。この場合に処理ブロック222の各々は2n個のADコンバータ42を有している。
In the example of FIG. 8, two pixel blocks, consisting of the
さらに、画素ブロック「1-1」および「1-2」はZ方向について重なる処理ブロック「1-1,2」に接続されており、画素ブロック「1-3」および「1-4」もZ方向について重なる処理ブロック「1-3,4」に接続されている。一方、画素ブロック「2-1」および「2-2」はZ方向について重なっていない処理ブロック「2-3,4」に接続配線252および253で接続されており、画素ブロック「2-3」および「2-4」もZ方向について重なっていない処理ブロック「2-1,2」に接続されている。
Furthermore, pixel blocks "1-1" and "1-2" are connected to processing block "1-1,2" which overlaps in the Z direction, and pixel blocks "1-3" and "1-4" are also connected to processing block "1-3,4" which overlaps in the Z direction. On the other hand, pixel blocks "2-1" and "2-2" are connected to processing block "2-3,4" which does not overlap in the Z direction by
図8において、画素部110および処理回路部210の全体にわたって、X方向が「1」から「4」、Y方向が「1」から「2」の画素ブロックすなわち画素ブロック群と処理ブロックとの接続関係を一つの単位として、その接続関係がXY方向に繰り返し適用されている。なお、繰り返しのうちの一部が異なる接続関係にあってもよい。
In FIG. 8, throughout the
図8に示す画素ブロックと処理ブロックとの接続関係は、例えば画素ブロック「1-1」は処理ブロック「1-1,2」とは重なっているが画素ブロック「2-1」は処理ブロック「2-3,4」とは重なっていない。したがって、図8の接続関係も、複数の画素ブロックの配置関係と、複数の画素ブロックのそれぞれに対応する複数の回路ブロックの配置関係とが異なっている例になっているといえる。 In the connection relationship between the pixel blocks and processing blocks shown in FIG. 8, for example, pixel block "1-1" overlaps with processing block "1-1, 2," but pixel block "2-1" does not overlap with processing block "2-3, 4." Therefore, the connection relationship in FIG. 8 can be said to be an example in which the layout relationship of multiple pixel blocks differs from the layout relationship of multiple circuit blocks corresponding to each of the multiple pixel blocks.
図8の例において、例えば、画素ブロック「1-1」、「1-2」、「2-1」及び「2-2」にまたがって明るい被写体からの光が入射しているとする。この場合に、上記接続関係により、処理頻度が大きくなるのは処理ブロック「1-1,2」および「2-3,4」となる。これら2つの処理ブロックは互いに隣接していないので、発熱が大きい領域が分散する。これにより、発熱が大きい領域が集中することで熱が画素ブロック側に伝わることによる画素信号のノイズを抑えることができる。 In the example of Figure 8, for example, let us say that light from a bright subject is incident across pixel blocks "1-1", "1-2", "2-1" and "2-2". In this case, due to the above connection relationship, the processing frequency is high for processing blocks "1-1, 2" and "2-3, 4". As these two processing blocks are not adjacent to each other, the area with high heat generation is dispersed. This makes it possible to suppress noise in the pixel signal caused by heat being transferred to the pixel block side due to the concentration of the area with high heat generation.
図9は、画素ブロック120と処理ブロック222との他の接続関係を模式的に示す。図9において図5から図8と同じ構成は同じ参照番号を付して説明を省略する。また図8も図5と同様に簡略化されている。
Figure 9 shows another schematic diagram of the connection between the
図9の例においては、画素部110と処理回路部212の全体として、2つの画素ブロックが、1つの画素ブロック群として2つの処理ブロックに接続されている。例えば、2つの画素ブロック「1-1」および「1-2」が、2つの処理ブロック「1-1,2」および「1-3,4」に接続配線255,256,257で接続されている。
In the example of FIG. 9, two pixel blocks in the
この場合に処理ブロック222の各々は2n個のADコンバータ42を有している。さらに、2つの画素ブロック「1-1」および「1-2」の一部の画素112が一方の処理ブロック「1-1,2」に接続され、他の一部の画素112が他方の処理ブロック「1-3,4」に接続される。例えば、2つの画素ブロック「1-1」および「1-2」の両方の奇数列の画素112が、一方の処理ブロック「1-1,2」に接続され、画素ブロック「1-1」および「1-2」の両方の偶数列の画素112が、他方の処理ブロック「1-3,4」に接続されてよい。
In this case, each of the processing blocks 222 has 2n
図9において、画素部110および処理回路部210の全体にわたって、X方向が「1」から「4」の画素ブロックと処理ブロックとの接続関係を一つの単位として、その接続関係がXY方向に繰り返し適用されている。なお、繰り返しのうちの一部が異なる接続関係にあってもよい。
In FIG. 9, throughout the
図9に示す画素ブロックと処理ブロックとの接続関係は、例えば画素ブロック「1-1」は処理ブロック「1-1,2」とは重なっているが処理ブロック「1-3,4」とは重なっていない。したがって、図9の接続関係も、複数の画素ブロックの配置関係と、複数の画素ブロックのそれぞれに対応する複数の回路ブロックの配置関係とが異なっている例になっているといえる。 The connection relationship between the pixel blocks and processing blocks shown in Figure 9 is such that, for example, pixel block "1-1" overlaps with processing block "1-1,2" but does not overlap with processing block "1-3,4." Therefore, the connection relationship in Figure 9 can be said to be an example in which the layout relationship of multiple pixel blocks differs from the layout relationship of multiple circuit blocks corresponding to each of the multiple pixel blocks.
図9の例において、例えば、画素ブロック「1-1」、「1-2」、「2-1」及び「2-2」にまたがって明るい被写体からの光が入射しているとする。この場合に、上記接続関係により、発熱が2倍の面積を有する4つの処理ブロックに分散する。さらに、当該4つの処理ブロックでの処理頻度は1つの画素ブロック群の読み出し頻度の半分になっている。よって、全体として発熱が大きい領域が分散される。これにより、発熱が大きい領域が集中することで熱が画素ブロック側に伝わることによる画素信号のノイズを抑えることができる。 In the example of Figure 9, for example, assume that light from a bright subject is incident across pixel blocks "1-1", "1-2", "2-1" and "2-2". In this case, due to the above connection relationship, the heat is distributed to four processing blocks with twice the area. Furthermore, the processing frequency in these four processing blocks is half the readout frequency of one pixel block group. Therefore, the areas with high heat generation as a whole are distributed. This makes it possible to reduce noise in the pixel signal caused by heat being transferred to the pixel blocks by concentrating the areas with high heat generation.
図10は、画素ブロック120と処理ブロック220との接続関係を模式的に示す。図10において、図6と同じ構成については同じ参照番号を付して説明を省略する。
Figure 10 shows a schematic diagram of the connection between the
図10において、画素ブロック「1-1」は処理ブロック「1-1」に電気的に接続されている。画素ブロック「2-1」は処理ブロック「2-3」に電気的に接続されている。 In FIG. 10, pixel block "1-1" is electrically connected to processing block "1-1." Pixel block "2-1" is electrically connected to processing block "2-3."
ここで、画素ブロック「1-1」と画素ブロック「2-1」との距離L1は、対応する処理ブロック「1-1」と処理ブロック「2-3」との距離L2と異なっている。具体的には距離L1の方が距離L2よりも短い。ここで距離は、それぞれのブロックにおける代表的な位置間の距離であってよく、例えば当該代表的な位置は、各ブロックの幾何学的な重心(中心とも呼ばれる)であってよい。また、各ブロックが矩形の場合に何れか一つの角であってもよい。 Here, the distance L1 between pixel block "1-1" and pixel block "2-1" is different from the distance L2 between the corresponding processing block "1-1" and processing block "2-3". Specifically, the distance L1 is shorter than the distance L2. Here, the distance may be the distance between representative positions in each block, and for example, the representative position may be the geometric center of gravity (also called the center) of each block. Also, if each block is rectangular, it may be one of the corners.
なお、図10における画素ブロック「1-1」、「2-1」、処理ブロック「1-1」、「2-3」の接続関係は説明の都合上、図6と同じである。しかしながら、接続関係は図6と同じものに限られず、本実施形態では、注目しているある画素ブロックと他の画素ブロックとの距離が、対応する2つの処理ブロック間の距離と異なっているように接続されていればよい。 For ease of explanation, the connection relationships between pixel blocks "1-1" and "2-1" and processing blocks "1-1" and "2-3" in FIG. 10 are the same as those in FIG. 6. However, the connection relationships are not limited to those in FIG. 6, and in this embodiment, it is sufficient that the pixel blocks are connected so that the distance between a pixel block of interest and another pixel block is different from the distance between the two corresponding processing blocks.
また、上記距離の関係において、注目する画素ブロックと他の画素ブロックとは互いに隣接していなくてもよい。さらに、注目しているある画素ブロックと他の画素ブロックとの距離が対応する2つの処理ブロック間の距離と異なっている画素ブロックと処理ブロックの組が少なくとも1つあれば、他の2つの画素ブロック間の距離と対応する処理ブロック間の距離が同じ組が含まれていてもよい。 In addition, in the above distance relationship, the pixel block of interest and the other pixel blocks do not have to be adjacent to each other. Furthermore, if there is at least one pair of a pixel block and a processing block in which the distance between the pixel block of interest and the other pixel block is different from the distance between the two corresponding processing blocks, there may be a pair in which the distance between the other two pixel blocks is the same as the distance between the corresponding processing blocks.
なお、上記いずれの実施形態においても、画素112に排出部を設けてもよい。排出部は、光電変換部104に蓄積された電荷を電源電圧VDDが供給される電源配線に排出する。さらに別例として、転送部123を省略してもよい。その場合には蓄積部125はフローティングディフュージョンとしての機能を有しなくなる。また、蓄積部125、画素出力部127を他の画素と共有してもよい。また、画素112は複数の光電変換部104および転送部123で構成してもよい。
In any of the above embodiments, the
さらに、上記いずれの実施形態においても、処理ブロック220に露光制御部10および画素駆動部20を設けず、主に処理ブロック220ごとに読出しが行われて信号変換部40による変換を行うものであってよい。この場合には画素112は画素ブロック120ごとではなく画素部110の全体として露光時間が制御される。
Furthermore, in any of the above embodiments, the
図11は、実施例に係る撮像装置500の構成例を示すブロック図である。撮像装置500は、撮像素子400と、システム制御部501と、駆動部502と、測光部503と、ワークメモリ504と、記録部505と、表示部506と、駆動部514と、撮影レンズ520とを備える。
Fig. 11 is a block diagram showing an example of the configuration of an
撮影レンズ520は、光軸OAに沿って入射する被写体光束を撮像素子400へと導く。撮影レンズ520は、複数の光学レンズ群から構成され、シーンからの被写体光束をその焦点面近傍に結像させる。撮影レンズ520は、撮像装置500に対して着脱できる交換式レンズであってもよい。なお、図11では瞳近傍に配置された仮想的な1枚のレンズで当該撮影レンズ520を代表して表している。
The photographing
駆動部514は、撮影レンズ520を駆動する。一例において、駆動部514は、撮影レンズ520の光学レンズ群を移動させて合焦位置を変更する。また、駆動部514は、撮影レンズ520内の虹彩絞りを駆動して撮像素子400に入射する被写体光束の光量を制御してよい。
The driving
駆動部502は、システム制御部501からの指示に従って撮像素子400のタイミング制御、領域制御等の電荷蓄積制御を実行する制御回路を有する。また、操作部508は、レリーズボタン等により撮像者からの指示を受け付ける。
The
撮像素子400は、画素信号をシステム制御部501の画像処理部511へ引き渡す。画像処理部511は、ワークメモリ504をワークスペースとして種々の画像処理を施した画像データを生成する。例えば、JPEGファイル形式の画像データを生成する場合は、ベイヤー配列で得られた信号からカラー映像信号を生成した後に圧縮処理を実行する。生成された画像データは、記録部505に記録されるとともに、表示信号に変換されて予め設定された時間の間、表示部506に表示される。
The
測光部503は、画像データを生成する一連の撮影シーケンスに先立ち、シーンの輝度分布を検出する。測光部503は、例えば100万画素程度のAEセンサを含む。システム制御部501の演算部512は、測光部503の出力を受けてシーンの領域ごとの輝度を算出する。
The
演算部512は、算出した輝度分布に従ってシャッタ速度、絞り値、ISO感度を決定する。測光部503は撮像素子400で兼用してもよい。なお、演算部512は、撮像装置500を動作させるための各種演算も実行する。駆動部502は、一部または全部が撮像素子400に搭載されてよい。システム制御部501の一部が撮像素子400に搭載されてもよい。
The
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、多様な変更また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。その様な変更また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。 The present invention has been described above using an embodiment, but the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiment. It is clear to those skilled in the art that various modifications and improvements can be made to the above embodiment. It is clear from the claims that forms incorporating such modifications or improvements can also 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 devices, systems, programs, and methods shown in the claims, specifications, and drawings is not specifically stated as "before" or "prior to," and it should be noted that the processes may be performed in any order, unless the output of a previous process is used in a later process. Even if the operational flow in the claims, specifications, and drawings is explained using "first," "next," etc. for convenience, it does not mean that it is necessary to perform the processes in this order.
10 露光制御部、20 画素駆動部、30 接合部、40 信号変換部、42 ADコンバータ、50 信号出力部、100 第1基板、102 境界面、104 光電変換部、110 画素部、112 画素、120 画素ブロック、121 負荷電流源、122 信号線、123 転送部、125 蓄積部、126 リセット部、127 画素出力部、128 増幅部、129 選択部、200 第2基板、210、212 処理回路部、220、222 処理ブロック、250、252、253、255、256、257 接続配線、400 撮像素子、500 撮像装置、501 システム制御部、502 駆動部、503 測光部、504 ワークメモリ、505 記録部、506 表示部、508 操作部、511 画像処理部、512 演算部、514 駆動部、520 撮影レンズ 10 Exposure control unit, 20 Pixel driving unit, 30 Joint unit, 40 Signal conversion unit, 42 AD converter, 50 Signal output unit, 100 First substrate, 102 Boundary surface, 104 Photoelectric conversion unit, 110 Pixel unit, 112 Pixel, 120 Pixel block, 121 Load current source, 122 Signal line, 123 Transfer unit, 125 Storage unit, 126 Reset unit, 127 Pixel output unit, 128 Amplification unit, 129 Selection unit, 200 Second substrate, 210, 212 Processing circuit unit, 220, 222 Processing block, 250, 252, 253, 255, 256, 257 Connection wiring, 400 Image sensor, 500 Image pickup device, 501 System control unit, 502 Driving unit, 503 Photometric unit, 504 Work memory, 505 Recording unit, 506 Display unit, 508 Operation unit, 511 Image processing unit, 512 Calculation unit, 514 Drive unit, 520 Shooting lens
Claims (20)
前記第1基板と積層された基板であって、アナログ信号をデジタル信号に変換する変換部を複数含む処理ブロックが前記行方向と前記列方向とに並んで配置される第2基板と、
を備え、
前記処理ブロックは、前記第1基板と前記第2基板とが積層される積層方向において前記画素ブロックのうち第1画素ブロックと重なる位置に配置される第1処理ブロックを有し、
前記第1処理ブロックは、前記画素ブロックのうち、前記第1画素ブロックと異なる位置に配置される第2画素ブロックの前記第1光電変換部で変換された電荷に基づく信号をデジタル信号に変換する第1変換部と、前記第2画素ブロックの前記第2光電変換部で変換された電荷に基づく信号をデジタル信号に変換する第2変換部とを含む、
撮像素子。 a first substrate on which pixel blocks are arranged in the row and column directions, the pixel blocks including a first photoelectric conversion unit that converts light into electric charges and a second photoelectric conversion unit that converts light into electric charges and is arranged in the row direction alongside the first photoelectric conversion unit;
a second substrate , which is a substrate stacked on the first substrate, and in which processing blocks each including a plurality of conversion units for converting an analog signal into a digital signal are arranged side by side in the row direction and the column direction ;
Equipped with
the processing block includes a first processing block arranged at a position overlapping a first pixel block among the pixel blocks in a stacking direction in which the first substrate and the second substrate are stacked,
the first processing block includes a first conversion unit that converts a signal based on charges converted by the first photoelectric conversion unit of a second pixel block that is disposed at a position different from the first pixel block among the pixel blocks into a digital signal, and a second conversion unit that converts a signal based on charges converted by the second photoelectric conversion unit of the second pixel block into a digital signal;
Image sensor.
前記第1処理ブロックは、前記積層方向において前記第2画素ブロックと重ならない位置に配置される、the first processing block is disposed at a position not overlapping with the second pixel block in the stacking direction.
撮像素子。Image sensor.
前記処理ブロックは、前記積層方向において前記第2画素ブロックと重なる位置に配置される第2処理ブロックを有し、the processing block includes a second processing block disposed at a position overlapping with the second pixel block in the stacking direction;
前記第2処理ブロックは、前記第1画素ブロックの前記第1光電変換部で変換された電荷に基づく信号をデジタル信号に変換する第3変換部と、前記第1画素ブロックの前記第2光電変換部で変換された電荷に基づく信号をデジタル信号に変換する第4変換部とを含む、the second processing block includes a third conversion unit that converts a signal based on the charge converted by the first photoelectric conversion unit of the first pixel block into a digital signal, and a fourth conversion unit that converts a signal based on the charge converted by the second photoelectric conversion unit of the first pixel block into a digital signal.
撮像素子。Image sensor.
前記第2処理ブロックは、前記積層方向において前記第1画素ブロックと重ならない位置に配置される、the second processing block is disposed at a position not overlapping with the first pixel block in the stacking direction.
撮像素子。Image sensor.
前記第2画素ブロックは、前記列方向において前記第1画素ブロックと並んで配置される、the second pixel block is arranged alongside the first pixel block in the column direction;
撮像素子。Image sensor.
前記第2画素ブロックは、前記列方向において前記第1画素ブロックの隣に配置される、the second pixel block is disposed adjacent to the first pixel block in the column direction.
撮像素子。Image sensor.
前記処理ブロックは、前記積層方向において前記画素ブロックのうち、前記第2画素ブロックと異なる位置に配置される第3画素ブロックと重なる位置に配置される第2処理ブロックを有し、the processing block includes a second processing block arranged at a position overlapping a third pixel block arranged at a position different from that of the second pixel block in the stacking direction, among the pixel blocks;
前記第2処理ブロックは、前記第3画素ブロックの前記第1光電変換部で変換された電荷に基づく信号をデジタル信号に変換する第3変換部と、前記第3画素ブロックの前記第2光電変換部で変換された電荷に基づく信号をデジタル信号に変換する第4変換部とを含む、the second processing block includes a third conversion unit that converts a signal based on the charge converted by the first photoelectric conversion unit of the third pixel block into a digital signal, and a fourth conversion unit that converts a signal based on the charge converted by the second photoelectric conversion unit of the third pixel block into a digital signal.
撮像素子。Image sensor.
前記第2処理ブロックは、前記積層方向において前記第1画素ブロックと重ならない位置に配置される、the second processing block is disposed at a position not overlapping with the first pixel block in the stacking direction.
撮像素子。Image sensor.
前記第3画素ブロックは、前記列方向において前記第1画素ブロックと並んで配置される、the third pixel block is arranged alongside the first pixel block in the column direction;
撮像素子。Image sensor.
前記第3画素ブロックは、前記列方向において前記第1画素ブロックの隣に配置される、the third pixel block is disposed adjacent to the first pixel block in the column direction.
撮像素子。Image sensor.
前記第1処理ブロックは、前記第1画素ブロックの前記第1光電変換部で変換された電荷を蓄積する蓄積時間と、前記第1画素ブロックの前記第2光電変換部で変換された電荷を蓄積する蓄積時間とを制御する第1露光制御部を含む、the first processing block includes a first exposure control unit that controls an accumulation time for accumulating the electric charge converted by the first photoelectric conversion unit of the first pixel block and an accumulation time for accumulating the electric charge converted by the second photoelectric conversion unit of the first pixel block.
撮像素子。Image sensor.
前記第1画素ブロックは、前記第1画素ブロックの前記第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画素ブロックの前記第2光電変換部で変換された電荷を転送する第2転送部とを含み、the first pixel block includes a first transfer unit that transfers charges converted by the first photoelectric conversion unit of the first pixel block, and a second transfer unit that transfers charges converted by the second photoelectric conversion unit of the first pixel block,
前記第1露光制御部は、前記第1転送部により前記第1画素ブロックの前記第1光電変換部から電荷が転送されるタイミングと、前記第2転送部により前記第1画素ブロックの前記第2光電変換部から電荷が転送されるタイミングとを制御する、the first exposure control unit controls a timing at which the first transfer unit transfers electric charges from the first photoelectric conversion unit of the first pixel block and a timing at which the second transfer unit transfers electric charges from the second photoelectric conversion unit of the first pixel block.
撮像素子。Image sensor.
前記第1処理ブロックは、前記第1画素ブロックの露光時間を制御する第1露光制御部を含む、the first processing block includes a first exposure control unit that controls an exposure time of the first pixel block;
撮像素子。Image sensor.
前記第1露光制御部は、前記第1画素ブロックの露光を開始するタイミングを制御する、the first exposure control unit controls a timing to start exposure of the first pixel block;
撮像素子。Image sensor.
前記第1露光制御部は、前記第1画素ブロックの露光を終了するタイミングを制御する、the first exposure control unit controls a timing to end exposure of the first pixel block;
撮像素子。Image sensor.
前記第1基板と積層された基板であって、前記第2基板から出力された信号に画像処理を行う第3基板を備える撮像素子。An imaging element comprising a third substrate that is stacked on the first substrate and performs image processing on a signal output from the second substrate.
前記第2変換部は、前記行方向において前記第1変換部と並んで配置される、The second conversion unit is arranged next to the first conversion unit in the row direction.
撮像素子。Image sensor.
前記撮像素子に光を射出する撮影レンズを駆動する駆動部を備える撮像装置。an imaging device comprising a drive unit that drives a photographing lens that emits light to the imaging element;
前記撮像素子と電気的に接続され、画像データを生成する生成部を備える撮像装置。An imaging device comprising a generation unit electrically connected to the imaging element and configured to generate image data.
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| JP2012104684A (en) | 2010-11-11 | 2012-05-31 | Sony Corp | Solid-state image pickup device and electronic apparatus |
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Patent Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| JP2012104684A (en) | 2010-11-11 | 2012-05-31 | Sony Corp | Solid-state image pickup device and electronic apparatus |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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