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公開番号2025063265
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-15
出願番号2025009038,2023015283
出願日2025-01-22,2014-03-07
発明の名称撮像素子および撮像装置
出願人株式会社ニコン
代理人弁理士法人RYUKA国際特許事務所
主分類H04N 25/57 20230101AFI20250408BHJP(電気通信技術)
要約【課題】撮像素子のダイナミックレンジを拡大する方法を提供する。
【解決手段】撮像素子であって、複数の画素と、複数の画素のうち少なくとも第1画素に接続され、第1画素から信号を読み出すための第1制御信号が出力される第1制御配線と、複数の画素のうち少なくとも第2画素に接続され、第2画素から信号を読み出すための第2制御信号が出力される第2制御配線と、第1画素から読み出された信号を用いて演算処理を行う第1演算回路と、第2画素から読み出された信号を用いて演算処理を行う第2演算回路と、第1演算回路と第2演算回路とにおいて異なる演算処理が行われるように第1制御信号と第2制御信号とをそれぞれ第1制御配線と第2制御配線とに出力させる駆動制御部と、を備える。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
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光電変換部とを有する第１半導体基板と、
前記第１半導体基板とともに積層される半導体基板であって、前記第１光電変換部で変換された電荷を蓄積する回数と、前記第２光電変換部で変換された電荷を蓄積する回数とが異なる回数になるように制御する駆動制御部を有する第２半導体基板と
を備える撮像素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子および撮像装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
裏面照射型撮像チップと信号処理チップが、複数画素をまとめたセル単位ごとにマイクロバンプを介して接続された撮像ユニットが知られている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２００６－４９３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
入射光が強く、変換される電荷が多い場合に合わせて電荷蓄積時間を短くすると、入射光の弱い領域から読み出される信号が小さくなる。逆に、入射光が弱い領域に合わせて電荷蓄積時間を長くすると、入射光が強い領域から読み出される信号が飽和してしまう。このため、撮像ユニットのダイナミックレンジは、狭い範囲に限られていた。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様における撮像素子は、複数の画素と、複数の画素のうち少なくとも第１画素に接続され、第１画素から信号を読み出すための第１制御信号が出力される第１制御配線と、複数の画素のうち少なくとも第２画素に接続され、第２画素から信号を読み出すための第２制御信号が出力される第２制御配線と、第１画素から読み出された信号を用いて演算処理を行う第１演算回路と、第２画素から読み出された信号を用いて演算処理を行う第２演算回路と、第１演算回路と第２演算回路とにおいて異なる演算処理が行われるように第１制御信号と第２制御信号とをそれぞれ第１制御配線と第２制御配線とに出力させる駆動制御部と、を備える。
【０００５】
本発明の第２の態様における撮像装置は、上記の撮像素子と、撮像素子を制御する制御部と、を備える。
【０００６】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な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。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本実施形態に係る裏面照射型のＭＯＳ型撮像素子の断面図である。
撮像チップの画素配列と単位グループを説明する図である。
撮像チップの単位グループに対応する回路図である。
撮像素子の機能的構成を示すブロック図である。
主に信号処理チップの具体的構成を示すブロック図である。
本実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
シーンの例と領域分割を説明する図である。
分割された領域ごとの電荷蓄積制御を説明する図である。
撮影動作の処理を示すフロー図である。
分割された領域ごとの他の電荷蓄積制御を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
図１は、本実施形態に係る裏面照射型の撮像素子１００の断面図である。撮像素子１００は、入射光に対応した画素信号を出力する撮像チップ１１３と、画素信号を処理する信号処理チップ１１１と、画素信号を記憶するメモリチップ１１２とを備える。これら撮像チップ１１３、信号処理チップ１１１およびメモリチップ１１２は積層されており、Ｃｕ等の導電性を有するバンプ１０９により互いに電気的に接続される。
【００１０】
なお、図示するように、入射光は主に白抜き矢印で示すＺ軸プラス方向へ向かって入射する。本実施形態においては、撮像チップ１１３において、入射光が入射する側の面を裏面と称する。また、座標軸に示すように、Ｚ軸に直交する紙面左方向をＸ軸プラス方向、Ｚ軸およびＸ軸に直交する紙面手前方向をＹ軸プラス方向とする。以降のいくつかの図においては、図１の座標軸を基準として、それぞれの図の向きがわかるように座標軸を表示する。
（【００１１】以降は省略されています）

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