CN113676679B - 摄像装置和摄像*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种摄像装置和摄像***。一种摄像装置包括：第一焊盘部，该第一焊盘部连接至孔径像素区域中的电压供应线，并且向该第一焊盘部供应来自半导体基板的外部的参考电压；以及第二焊盘部，该第二焊盘部连接至遮光像素区域中的电压供应线，并且向该第二焊盘部供应来自半导体基板的外部的参考电压，第二焊盘部与第一焊盘部分离。

Description

摄像装置和摄像***
技术领域
本发明涉及一种摄像装置和摄像***。
背景技术
使用包括具有在半导体基板上形成的多个像素的像素阵列的摄像装置。日本特开第2015-50706号公报描述了一种摄像装置，其包括接收参考电压的焊盘部和用于将第一电力供应布线图案与延伸到像素阵列的焊盘部连接的第二电力供应布线图案。为了便于阴影校正处理，在日本特开第2015-50706号公报中公开的摄像装置将第二电力供应布线图案的电阻值设置为低于第一电力供应布线图案的电阻值。
发明内容
根据本公开的一个方面，提供了一种摄像装置，所述摄像装置包括：像素阵列，其包括在半导体基板上沿第一方向和与第一方向交叉的第二方向布置的多个像素；多条信号线，所述多条信号线中的各条信号线连接至沿第一方向的所述多个像素；孔径像素区域，其包括将与入射光相对应的像素信号输出到信号线的多个像素；遮光像素区域，其包括被遮光的多个像素，并且相对于孔径像素区域沿第二方向布置；多条电压供应线，其分别向沿第一方向布置的多个像素供应参考电压；第一焊盘部，该第一焊盘部连接至孔径像素区域中的电压供应线，并且向该第一焊盘部供应来自半导体基板的外部的参考电压；以及第二焊盘部，该第二焊盘部连接至遮光像素区域中的电压供应线，并且向该第二焊盘部供应来自半导体基板的外部的参考电压，第二焊盘部与第一焊盘部分离。
根据本公开的另一个方面，提供了一种摄像装置，所述摄像装置包括：第一半导体基板，其包括具有沿第一方向和第二方向布置的多个像素的像素阵列；第二半导体基板，其包括处理来自像素阵列的像素信号的信号处理电路，其中，第一半导体基板包括：多条信号线，所述多条信号线中的各条信号线连接至沿第一方向的所述多个像素连接；孔径像素区域，其布置在像素阵列中，并且包括将与入射光相对应的像素信号输出到信号线的多个像素；遮光像素区域，其包括被遮光的多个像素，并且相对于孔径像素区域沿第二方向布置在像素阵列中；多条电压供应线，其分别向沿第一方向布置的多个像素供应参考电压；第一电压供应部，该第一电压供应部连接至孔径像素区域中的电压供应线，并且向该第一电压供应部供应来自第二半导体基板的参考电压；以及第二电压供应部，该第二电压供应部与遮光像素区域中的电压供应线连接，并且向该第二电压供应部供应来自第二半导体基板的参考电压，第二电压供应部与第一电压供应部分离。
根据下面参照附图对示例性实施例的描述，本发明的进一步特征将变得显而易见。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施例中的摄像装置的框图。
图2是根据本发明的第一实施例中的摄像装置的示意图。
图3是根据本发明的第一实施例的像素的等效电路图。
图4是根据本发明的第二实施例的摄像装置的示意图。
图5是根据本发明的第三实施例的像素的等效电路图。
图6是根据本发明的第四实施例的摄像装置的示意图。
图7是根据本发明的第五实施例的摄像***的框图。
图8A和图8B是根据本发明的第六实施例的与车载照相机有关的摄像***的框图。
具体实施方式
日本特开第2015-50706号公报中描述的摄像装置存在由于入射光引起的参考电压的波动而导致图像质量下降的问题。
鉴于上述问题而作出了本发明，并且，本发明涉及到一种减少由于入射光引起的参考电压的波动而导致的图像质量下降的技术。
下面将通过使用附图来详细描述各个实施例。在各个实施例的描述中，相同的部件或对应的部件用相同的附图标记来标记，并且可以省略或简化其描述。
第一实施例
图1是根据本实施例的摄像装置的框图。摄像装置被构造在半导体基板1上，并且例如是CMOS图像传感器。在半导体基板1上形成像素阵列10、垂直扫描电路201、列电路202、水平扫描电路203、输出电路204以及定时生成电路205。
像素阵列10配设有以矩阵状布置的多个像素100，并且各个像素100均配设有用于基于入射光生成和累积信号电荷的光电转换元件。请注意，在本说明书中，行方向指示图1中的水平方向(第二方向D2)，而列方向指示图1中的与行方向D2交叉的垂直方向(第一方向D1)。在图1中，示出了行R1至Rn和列C1至Cm中的n行m列的像素100。微透镜和滤色器可以被布置在像素100上。滤色器例如是红色、蓝色或绿色的原色滤色器，并且根据拜耳排列配设在各个像素100上。
像素阵列10包括孔径像素区域11和遮光像素区域12，在遮光像素区域12中形成有遮光膜。孔径像素区域11中包括的像素100上没有形成遮光膜，并且，与入射光相对应的像素信号可以被输出。遮光像素区域12是在行方向D2上与孔径像素区域11相邻布置的水平光学黑(HOB)像素区域。在图1中，遮光像素区域12被示为包括2列(C1和C2)和n行(R1至Rn)的区域。从遮光像素区域12的像素100中获得与噪声分量相对应的暗信号。
此外，像素阵列10可以配设有测距行和多个摄像行，在测距行中布置有用于输出用于焦点检测的像素信号的焦点检测像素，并且在所述多个摄像行中布置有用于输出用于生成图像的像素信号的摄像像素。列信号线101连接至各个列的多个像素100，并且同一列的多个像素100顺序地将像素信号输出到公共列信号线101。
垂直扫描电路201包括移位寄存器、门电路、缓冲电路等，并基于垂直同步信号、水平同步信号、时钟信号等经由列信号线101将控制信号输出到像素100，以驱动各个行的像素100。
列电路202连接至各个列信号线101，将列信号线101上的像素信号放大，并且进行模数(AD)转换。列电路202的AD转换单元可以包括用于将参考信号与像素信号进行比较的比较器、用于保持比较结果和计数信号的存储器等。
水平扫描电路203包括解码器和移位寄存器，顺序地读取列电路202的存储器中保持的计数值作为数字信号，并且将该数字信号输出到配设在芯片(摄像装置)内部或外部的信号处理单元。信号处理单元配设有数字信号处理器，并且进行数字信号处理，例如数字增益、数字相关双采样、数字偏移和线性校正。
输出电路204配设有低压差分信号(LVDS)格式的串行输出电路，并且以高速且低功耗的方式将经处理的信号的数字信号输出到固态摄像装置的外部。
定时生成电路205基于时钟和同步信号生成各种控制信号和驱动信号，并且定时生成电路205控制垂直扫描电路201、列电路202、水平扫描电路203和输出电路204。此外，定时生成电路205可以包括用于生成其电压随时间变化的参考信号(灯信号)的参考信号输出电路，以及用于生成与参考信号同步的计数信号的计数器电路。计数器电路在参考信号的电压变化的同时开始计数，并将计数信号供应至列电路202。列电路202在像素信号与参考信号之间的关系反转的定时将计数信号保持在存储器中，并且可以在AD转换之后将计数信号作为数字信号输出。
在如上所述构造的摄像装置中，将从遮光像素区域12的各个行获得的暗信号用作从该行的孔径像素区域11获得的像素信号的校正数据。例如，通过从像素信号中减去暗信号而获得的信号被输出为经校正信号。使用暗信号的校正处理可以由摄像装置内部的信号处理单元进行，或者可以由摄像装置外部的电路进行。
图2是根据本实施例的摄像装置的示意图，并且是用于说明像素阵列10的布置和布线图案的图。为了简化描述，假定像素阵列10包括6行8列像素100，并且该像素阵列10包括具有6行6列像素100的孔径像素区域11和具有6行2列像素100的遮光像素区域12。在遮光像素区域12中形成有由诸如铜或铝的金属材料制成的遮光膜。各个列中的多个像素100连接至电压供应线102。电压供应线102可以由诸如铜或铝的金属材料制成。从电压供应线102供应至像素100的电压可以是例如各种参考电压，例如电力供应电压、半导体阱区域的电压等。尽管图2示出了各个列中的电压供应线102，但是可以配设与多个参考电压相对应的多条电压供应线102。
像素阵列10的在列方向D1上的上侧和下侧，布置有第一焊盘部111和112以及第二焊盘部113和114。该对第一焊盘部111和112连接至孔径像素区域11的多条电压供应线102的两端，并且从半导体基板的外部向孔径像素区域11的像素100供应参考电压。该对第二焊盘部113和114连接至遮光像素区域12的多条电压供应线102的两端，并且该对第二焊盘部113和114从半导体基板的外部向遮光像素区域12的像素100供应参考电压。
第一焊盘部111包括第一布线图案111a和多个第一接合焊盘111b。第一布线图案111a在列方向D1上具有预定宽度，并且第一布线图案111a沿行方向D2延伸。在图2中，第一布线图案111a在行方向D2上的长度基本上等于孔径像素区域11在行方向D2上的长度，但不必一定是这种情况。第一布线图案111a连接至孔径像素区域11的多条电压供应线102的一端。第一布线图案111a和电压供应线102可以在同一布线层中一体地形成，或者可以在不同的布线层中形成。至少第一接合焊盘111b连接至第一布线图案111a。在平面图中，第一接合焊盘111b被形成为从第一布线图案111a沿列方向D1延伸。虽然图2示出了三个第一接合焊盘111b，但是第一接合焊盘111b的数量不受限制。
第一焊盘部112与第一焊盘部111对称地构造，并且第一焊盘部112包括第一布线图案112a和第一接合焊盘112b。优选的是，第一布线图案112a的宽度和长度基本上等于第一布线图案111a的宽度和长度，但不必一定是这种情况。第一布线图案112a连接至孔径像素区域11的多条电压供应线102的另一端，并且来自第一接合焊盘112b的参考电压被供应至孔径像素区域11的像素100。第一接合焊盘112b的数量和形状优选地与第一接合焊盘111b的数量和形状相对应。
第二焊盘部113包括第二布线图案113a和第二接合焊盘113b。第二布线图案113a以与第一布线图案111a相同的方式沿行方向D2延伸。在图2中，第二布线图案113a在行方向上的长度可以被形成为基本上等于遮光像素区域12在行方向D2上的长度。第二布线图案113a在列方向D1上的宽度基本上等于第一布线图案111a在列方向D1上的宽度，但不必一定是这种情况。第二布线图案113a是与第一布线图案111a不同的图案，并且与第一布线图案111a分离地形成。即，在平面图中，在第一布线图案111a与第二布线图案113a之间形成有间隙。此外，第一布线图案111a和第二布线图案113a可以在同一布线层中或不同的布线层中形成。当第一布线图案111a和第二布线图案113a在不同的布线层中形成时，在平面图中允许第一布线图案111a和第二布线图案113a彼此交叠。
第二布线图案113a连接至第二接合焊盘113b。在图2中，示出了一个第二接合焊盘113b，但是第二接合焊盘113b的数量可以是多个。第二布线图案113a连接至遮光像素区域12的电压供应线102的一端，并且来自第二接合焊盘113b的参考电压被供应至遮光像素区域12中的像素100。
第二焊盘部114与第二焊盘部113对称地构造，并且第二焊盘部114包括第二布线图案114a和第二接合焊盘114b。优选的是，第二布线图案114a的宽度和长度基本上等于第一布线图案112a的宽度和长度，但不必一定是这种情况。第二布线图案114a连接至遮光像素区域12的多条电压供应线102的另一端，并且来自第二接合焊盘114b的参考电压被供应至遮光像素区域12中的像素100。第二接合焊盘114b的数量和形状优选地与第二接合焊盘113b的数量和形状相对应。
图3是本实施例中的像素的等效电路图。像素100可以包括光电转换元件PD、转移晶体管TX、浮置扩散FD、复位晶体管RS、源极跟随器晶体管SF和选择晶体管SL。在下面的描述中，除非另有说明，否则假定该晶体管是N型金属氧化物半导体(MOS)晶体管。向背栅端子(未示出)供应参考电压(接地电压)VWEL(例如，0[V])。复位晶体管RS和源极跟随器晶体管SF连接至参考电压(电力供应电压)VDD(例如，3[V])。参考电压VDD和VWEL可以从电压供应线102供应。可以使用P型MOS晶体管代替N型MOS晶体管。在这种情况下，施加到P型MOS晶体管的控制信号的电压相对于N型MOS晶体管中的控制信号的电压被反转。
光电转换元件PD是例如光电二极管，并且光电转换元件PD通过入射光进行光电转换和电荷累积。注意，代替光电二极管，可以使用用于产生光电效应的构造，例如，由有机材料制成的光电转换膜或光电门。每个像素100的光电转换元件PD的数量不受限制，并且可以配设两个、四个或更多个光电转换元件PD以共享微透镜。此外，可以通过构成掩埋光电二极管类型来减小暗电流噪声。光电转换元件PD配设有微透镜，并且由微透镜会聚的光入射在光电转换元件PD上。
配设与光电转换元件PD相对应的转移晶体管TX，并且将控制信号PTX施加至转移晶体管TX的栅极端子。当激活控制信号PTX时，由光电转换元件PD中的光接收产生并累积的电荷经由转移晶体管TX被转移到浮置扩散FD。
参考电压VDD被施加到源极跟随器晶体管SF的漏极端子。源极跟随器晶体管SF的源极电压根据转移到浮置扩散FD的电荷量的变化而变化。
选择晶体管SL配设在源极跟随器晶体管SF和列信号线101之间。多行中的像素100的选择晶体管SL连接至公共列信号线101，并且公共恒流源103和各个源极跟随器晶体管SF构成源极跟随器电路。控制信号PSEL被施加到选择晶体管SL的栅极端子。当控制信号PSEL被激活时，选择晶体管SL可以将与源极跟随器晶体管SF的源极电压相对应的输出VOUT输出到列信号线101。
复位晶体管RS的源极连接至浮置扩散FD，并且参考电压VDD被施加到漏极端子。控制信号PRES被施加到复位晶体管RS的栅极端子。当控制信号PRES被激活时，复位晶体管RS可以使浮置扩散FD的电压复位。
列信号线101电连接至恒流源103，并且恒流源103经由列信号线101将恒定偏置电流供应至源极跟随器晶体管SF的源极端子。
当用强入射光照射孔径像素区域11中的像素100时，列信号线101的电压显著降低，恒流源103的电路操作范围变窄，并且来自恒流源的电流103可能会被切断。在这种情况下，经由诸如参考电压VDD的电压供应线102，遮光像素区域12中的参考电压供应线图案的参考电压VDD波动，并且暗信号会根据入射光而波动。当暗信号根据入射光而波动时，在使用暗信号的校正处理中，可能会出现诸如模糊(smear)的图像质量下降。因此，期望从遮光像素区域12获得的暗信号具有与入射光无关的特性。如图2所示，在本实施例中，孔径像素区域11中的第一焊盘部111和112以及遮光像素区域12中的第二焊盘部113和114被不同地构造。即，在行方向D2上相邻的第一焊盘部111和第二焊盘部113彼此分离，类似地，在行方向D2上相邻的第一焊盘部112和第二焊盘部114彼此分离。因此，即使照射了强入射光并且孔径像素区域11中的第一焊盘部111和112的电压波动，也可以通过半导体基板外部的调节电路、旁路电容器等抑制遮光像素区域12中的第二焊盘部113和114的电压波动。结果，可以从遮光像素区域12获得不受入射光影响的稳定的暗信号，并且可以进行具有更高精度的校正处理。
在以上描述中，供应至电压供应线102的参考电压是像素100的参考电压(电源电压)VDD，但是参考电压可以是像素100的参考电压(接地电压)VWEL。此外，虽然作为示例示出了6行8列的像素阵列10，但是实际的像素阵列10可以包括数千行和数千列的像素100，并且遮光像素区域12也可以包括数百列的像素。在这种情况下，遮光像素区域12可以配设有大约几十列的像素。由于在包括大量像素100的遮光像素区域12中整体上获得了稳定的暗信号，所以可以实现具有高精度的校正处理。
第二实施例
图4是根据本实施例的摄像装置的示意图。本实施例的摄像装置的像素阵列10包括垂直光学黑体(VOB)遮光像素区域13。下面将主要针对与第一实施例不同的构造来描述根据本实施例的摄像装置。
为了简化描述，假定像素阵列10包括具有4行6列像素100的孔径像素区域11、具有4行2列像素100的遮光像素区域12、以及具有2行8列像素100的遮光像素区域13。在遮光像素区域13中，以与遮光像素区域12的情况相同的方式形成由诸如铜或铝的金属材料形成的遮光膜。
同样在本实施例中，孔径像素区域11中的第一焊盘部111和112以及遮光像素区域12中的第二焊盘部113和114被不同地构造。第一焊盘部111和第二焊盘部113彼此分离，并且第一焊盘部112和第二焊盘部114彼此分离。因此，即使照射了强入射光并且孔径像素区域11中的第一焊盘部111和112的电压波动，也可以抑制遮光像素区域12中的第二焊盘部113和114的电压波动。结果，从遮光像素区域12获得不受入射光影响的稳定的暗信号，并且可以进行具有更高精度的校正处理。
此外，在本实施例中，遮光像素区域13布置在第一至第八列上方。因此，当第三至第八列中的孔径像素区域11与第一至第二列中的遮光像素区域12之间的暗特性存在差异时，从遮光像素区域13获得的暗信号可以用作用于校正处理的参考数据。因此，可以进行更精确的校正处理。
第三实施例
图5是本实施例中的像素的等效电路图。根据本实施例的摄像装置包括限幅电路104，其用于限制列信号线101上的像素信号。下面将主要针对与第一实施例或第二实施例不同的构造来描述根据本实施例的摄像装置。
在图5中，列信号线101连接至限幅电路104。限幅电路104包括N型MOS限幅晶体管CP。将参考电压VCLIP施加到限幅晶体管CP的栅极，并且将参考电压VDD_CLIP施加到漏极。源极连接至列信号线101。例如，参考电压VDD_CLIP可以是与被供应至像素100的参考电压VDD(例如3[V])相同的电压。将参考电压VCLIP优选地设置为在被强入射光照射时不会使恒流源103的电路操作范围变窄的电压。当照射光具有从低亮度到适当亮度的强度时，电流从被供应至像素100的参考电压VDD的线流向恒流源103。在强照射光的情况下，由于电流从参考电压VDD_CLIP流到恒流源103，所以可以防止恒流源103的电流中断。然而，当电流路径改变时，孔径像素区域11中的像素100中的参考电压VDD可能会波动。如上所述，孔径像素区域11中的参考电压VDD的波动影响了遮光像素区域12中的参考电压VDD，并且导致校正处理中的图像质量的下降。
同样在本实施例中，如图2和图4所示，孔径像素区域11中的第一焊盘部111和112以及遮光像素区域12中的第二焊盘部113和114被不同地构造，并且彼此分离。因此，即使照射了强入射光并且孔径像素区域11中的第一焊盘部111和112的电压波动，也可以抑制遮光像素区域12中的第二焊盘部113和114的参考电压VDD的电压波动。结果，从遮光像素区域12获得不受入射光影响的稳定的暗信号，并且可以进行具有更高精度的校正处理。
此外，可以从在孔径像素区域11和遮光像素区域12中的各个区域中彼此分离的其他焊盘部供应参考电压VDD_CLIP。用于参考电压VDD_CLIP的焊盘部可以以与用于参考电压VDD的第一焊盘部111和112以及第二焊盘部113和114的情况相同的方式构造。利用这种构造，减小了参考电压VDD_CLIP的波动，并且可以实现更合适的操作。
第四实施例
图6是根据本实施例的摄像装置的示意图。下面将主要针对与第一实施例至第三实施例不同的构造来描述根据本实施例的摄像装置。
根据本实施例的摄像装置包括彼此叠置的第一半导体基板1A和第二半导体基板1B。在平面图中，第一半导体基板1A和第二半导体基板1B具有基本相同的外边缘。在第一半导体基板1A上布置有像素阵列10，并且在第二半导体基板1B上布置有像素阵列10以外的信号处理电路。信号处理电路可以包括，例如，图1所示的垂直扫描电路201、列电路202、水平扫描电路203、输出电路204和定时生成电路205，以及图5所示的恒流源103和限幅电路104。
在第一半导体基板1A中，像素阵列10包括孔径像素区域11和遮光像素区域12，遮光像素区域12中形成有遮光膜，并且与孔径像素区域11在行方向上相邻布置。像素阵列10的各个列中的像素连接至用于供应参考电压的电压供应线102，并且孔径像素区域11中的多条电压供应线102连接至第一布线图案(第一电压供应部)121和122。即，第一布线图案121连接至孔径像素区域11中的多条电压供应线102中的各条的一端，并且第一布线图案122连接至孔径像素区域11中的多条电压供应线102中的各条的另一端。在遮光像素区域12中，多条电压供应线102连接至第二布线图案(第二电压供应部)123和124。即，第二布线图案123连接至遮光像素区域12中的多条电压供应线102中的各条的一端，并且第二布线图案124连接至遮光像素区域12中的多条电压供应线102中的各条的另一端。在行方向D2上相邻的第一布线图案121和第二布线图案123被不同地构造并且彼此分离。类似地，在行方向D2上相邻的第一布线图案122和第二布线图案124被不同地构造并且彼此分离。第一布线图案121和122以及第二布线图案123和124可以在同一布线层中或不同的布线层中形成。第一布线图案121和122配设有第一基板连接部121a和122a，并且，第二布线图案123和124配设有第二基板连接部123a和124a。
第二半导体基板1B配设有第三布线图案(第三电压供应部)221和222、第四布线图案(第四电压供应部)223和224、第三接合焊盘221b和222b以及第四接合焊盘223b和224b。第三布线图案221和222与第一布线图案121和122相对应地布置，并且第四布线图案223和224与第二布线图案123和124相对应地布置。
第三布线图案221可以具有与第一布线图案121相对应的形状和尺寸。在平面图中，第三布线图案221的至少一部分可以与第一布线图案121交叠。第三布线图案221配设有多个第三基板连接部221a。当第一半导体基板1A和第二半导体基板1B彼此接合时，第三基板连接部221a抵接在第一基板连接部121a上，并且第一布线图案121和第三布线图案221彼此电连接。第三布线图案221连接至多个第三接合焊盘221b。类似地，第三布线图案222与第一布线图案122相对应地布置在第二半导体基板1B上。配设在第三布线图案222上的多个第三基板连接部222a连接至第一布线图案122的第一基板连接部122a。第三布线图案222连接至多个第三接合焊盘222b。
第四布线图案223和224可以具有与第二布线图案123和124相对应的形状和尺寸。在平面图中，第四布线图案223和224可以被布置为与第二布线图案123和124至少部分地交叠。在本实施例中，第四布线图案223连接至第三布线图案221，并且第四布线图案224连接至第三布线图案222。第三布线图案221和222以及第四布线图案223和224可以是在同一布线层中连续形成。第四布线图案223和224的第四基板连接部223a和224a分别连接至第二布线图案123和124的第二基板连接部123a和124a。第四布线图案223和224分别连接至第四接合焊盘223b和224b。
在如上所述构造的摄像装置中，来自摄像装置外部的参考电压被供应至第三接合焊盘221b和222b以及第四接合焊盘223b和224b。参考电压还从第二半导体基板1B供应至第一半导体基板1A。即，参考电压分别经由第三布线图案221和222、第四布线图案223和224、第三基板连接部221a和222a、第四基板连接部223a和224a、第一基板连接部121a和122a以及第二基板连接部123a和124a被供应至第一布线图案121和122以及第二布线图案123和124。在孔径像素区域11中，参考电压从第一布线图案121和122经由电压供应线102被供应至像素100。在遮光像素区域12中，参考电压从第二布线图案123和124经由电压供应线102被供应至像素100。在第一半导体基板1A中，第一布线图案121和122以及第二布线图案123和124是分离的。因此，即使照射了强入射光并且孔径像素区域11中的第一布线图案121和122的电压波动，也可以抑制遮光像素区域12中的第二布线图案123和124的电压波动。结果，从遮光像素区域12获得不受入射光影响的稳定的暗信号，并且可以进行具有更高精度的校正处理。
在第二半导体基板1B中，第三布线图案221和222以及第四布线图案223和224可以是分离的。即，可以在第三布线图案221和第四布线图案223之间形成有间隙231，并且可以在第三布线图案222和第四布线图案224之间形成有间隙232。在这种情况下，可以进一步抑制遮光像素区域12中的参考电压波动，并且可以提高校正处理的精度。相反，当不形成间隙231和232时，可以减少接合焊盘的数量。即，可以在第三布线图案221和第四布线图案223之间共享接合焊盘，并且可以减少接合焊盘的数量。因此，当限制接合焊盘的数量时，上述构造是有效的。
第三接合焊盘221b和222b以及第四接合焊盘223b和224b的数量和位置不限于图6所示的示例。在平面图中，可以在第一半导体基板1A的与第三接合焊盘221a和222a以及第四接合焊盘223a和224a相对应的位置处形成有开口。第一半导体基板1A可以配设有接合焊盘，以通过硅通孔(TSV)将第三接合焊盘221b和222b以及第四接合焊盘223b和224b连接到第二半导体基板1B。
第五实施例
将参照图7描述根据本公开的第五实施例的摄像***。图7是示出根据本实施例的摄像***的示意性构造的框图。
上述实施例描述的摄像装置可以应用于各种摄像***。摄像***的示例可以包括数字静态照相机、数字摄录机、摄像头、复印机、传真机、移动电话、车载照相机、观察卫星、监视照相机等。图7示出了作为摄像***的示例的数字静态照相机的框图。
图7所示的摄像***包括挡板706、透镜702、光圈704、摄像装置70、信号处理单元708、定时生成单元720、总体控制/操作单元718、存储器单元710、存储介质控制I/F单元716、存储介质714和外部I/F单元712。挡板706保护透镜702，并且透镜702将对象的光学图像拍摄到摄像装置70上。光圈704改变穿过透镜702的光量。摄像装置70如上述实施例中那样构造，并将由透镜702拍摄的光学图像转换成图像数据(图像信号)。假定摄像装置70的半导体基板配设有AD(模数)转换单元。信号处理单元708压缩从摄像装置70输出的摄像数据的各种校正数据。
定时生成单元720将各种定时信号输出到摄像装置70和信号处理单元708。总体控制/操作单元718控制整个数字静态照相机，并且存储器单元710临时存储图像数据。存储介质控制I/F单元716是用于将图像数据记录到存储介质714或从存储介质714读取图像数据的接口，并且，存储介质714是用于记录或读取图像数据的诸如半导体存储器的可移动存储介质。外部I/F单元712是用于与外部计算机等进行通信的接口。可以从摄像***的外部输入定时信号等，并且摄像***可以至少包括摄像装置70和用于处理从摄像装置70输出的摄像信号的信号处理单元708。
在本实施例中，摄像装置70和AD转换单元被配设在不同的半导体基板上，但是摄像装置70和AD转换单元可以被形成在同一半导体基板上。摄像装置70和信号处理单元708可以在同一半导体基板上形成。
此外，各个像素还可以包括多个光电转换元件。信号处理单元708可以被构造为处理基于在第一光电转换元件中生成的电荷的像素信号和基于在第二光电转换元件中生成的电荷的像素信号，并获取从摄像装置70到对象的距离信息。
第六实施例
图8A和图8B是根据本实施例的与车载照相机有关的摄像***的框图。摄像***8具有上述实施例中的摄像装置80。摄像***8具有图像处理单元801和视差计算单元802，该图像处理单元801对由摄像装置80获取的多个图像数据进行图像处理，该视差计算单元802根据由摄像***8获取的多个图像数据来计算视差(视差图像的相位差)。此外，摄像***8具有距离测量单元803和碰撞确定单元804，该距离测量单元2050基于计算出的视差来计算到对象的距离，该碰撞确定单元2060基于计算出的距离来确定是否存在碰撞可能性。这里，视差计算单元802和距离测量单元803是获取关于到对象的距离的距离信息的距离信息获取单元的示例。也就是说，距离信息是关于视差、散焦量、到对象的距离等的信息。碰撞确定单元804可以使用任何距离信息来确定碰撞可能性。距离信息获取单元可以通过专门设计的硬件来实现，或者可以由软件模块来实现。此外，距离信息获取单元可以通过现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等来实现，或者可以通过其组合来实现。
摄像***8连接至车辆信息获取装置810，并且可以获取诸如车辆速度、偏航率(yaw rate)、转向角度(steering angle)等车辆信息。此外，摄像***8连接至控制ECU820，控制ECU 330是基于碰撞确定单元804的确定结果输出用于使车辆产生制动力的控制信号的控制装置。此外，摄像***8也连接至基于碰撞确定单元804的确定结果向驾驶者发出警报的警报装置830。例如，当作为碰撞确定单元804的确定结果，碰撞概率高时，控制ECU820进行车辆控制以通过施加制动、推回加速器、抑制发动机功率等来避免碰撞或减少损坏。警报装置830通过发出诸如声音的警报，在汽车导航***等的显示器上显示警报信息，向座椅安全带或方向盘提供振动等来警告用户。摄像***8充当用于控制如上所述控制车辆的操作的控制装置。
在本实施例中，通过使用摄像***8来拍摄车辆周围的区域，例如前部区域或后部区域。图8B示出了当拍摄车辆的前部区域(拍摄区域850)时的摄像***的构造。作为摄像控制装置的车辆信息获取装置810将指令发送到摄像***8或摄像装置80，以进行上述第一实施例至第五实施例中描述的操作。利用该构造，可以进一步提高距离测量的精度。
虽然上面已经描述了用于避免与其他车辆的碰撞的控制的示例，但是该实施例可应用于跟随其他车辆的自动驾驶控制、不偏离车道的自动驾驶控制等。此外，摄像***不限于诸如主题车辆的车辆，并且，例如，可以应用于诸如船舶、飞机、人造卫星、工业机器人和消费机器人的移动体(移动设备)。另外，摄像***可以被广泛应用于利用对象识别或生物传感的装置，例如智能运输***(ITS)或监视***，而不仅限于移动体。
变型例
本公开不限于上述实施例，并且可以进行各种修改。例如，将实施例中的任何一个的一部分构造添加到其他实施例的示例，或者替换其他实施例的一部分构造的示例也是本公开的实施例。
例如，在上述实施例中，布线图案或接合焊盘被配设在像素阵列的顶部和底部上，但是也可以仅配设在顶部或底部上。即，布线图案可以仅连接至多条电压供应线的一端。
本发明的(多个)实施例也可以通过如下实现：一种***或装置的计算机，该***或装置读出并执行在存储介质(其也可被更充分地称为“非暂时性计算机可读存储介质”)上记录的计算机可执行指令(例如，一个或多个程序)，以执行上述(多个)实施例中的一个或多个的功能，并且/或者，该***或装置包括用于执行上述(多个)实施例中的一个或多个的功能的一个或多个电路(例如，专用集成电路(ASIC))；以及由该***或者装置的计算机执行的方法，例如，从存储介质读出并执行计算机可执行指令，以执行上述(多个)实施例中的一个或多个的功能，并且/或者，控制所述一个或多个电路以执行上述(多个)实施例中的一个或多个的功能。所述计算机可以包括一个或更多处理器(例如，中央处理单元(CPU)，微处理单元(MPU))，并且可以包括分开的计算机或分开的处理器的网络，以读出并执行所述计算机可执行指令。所述计算机可执行指令可以例如从网络或存储介质被提供至计算机。例如，存储介质可以包括如下中的一个或多个：硬盘，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，分布式计算***的存储器，光盘(例如，压缩盘(CD)，数字多功能光盘(DVD)，或蓝光光盘(BD)TM)，闪速存储器装置，存储卡，等等。
其它实施例
本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各自存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供至***或装置，该***或装置的计算机或者是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。
根据本发明，可以提供一种可以在拍摄运动图像时将时间信息稳定地添加到图像数据中的摄像装置、摄像***和摄像装置的控制方法。
虽然针对示例性实施例描述了本发明，但是，应该理解，本发明不限于公开的示例性实施例。下述权利要求的范围应当被赋予最宽的解释，以便涵盖所有这类修改以及等同的结构和功能。

Claims (14)

1.一种摄像装置，其包括：
第一半导体基板，其包括具有沿第一方向和第二方向布置的多个像素的像素阵列；
第二半导体基板，其包括处理来自像素阵列的像素信号的信号处理电路，
其中，第一半导体基板包括：
多条信号线，所述多条信号线中的各条信号线连接至沿第一方向的多个像素；
孔径像素区域，其布置在像素阵列中，并且包括将与入射光相对应的像素信号输出到所述多条信号线的多个像素；
遮光像素区域，其包括被遮光的多个像素，并且相对于孔径像素区域沿第二方向布置在像素阵列中；
多条电压供应线，其分别向沿第一方向布置的多个像素供应参考电压；
多个第一电压供应部，所述多个第一电压供应部连接至孔径像素区域中的多条电压供应线的两端，并且向所述多个第一电压供应部供应来自第二半导体基板的参考电压；以及
多个第二电压供应部，所述多个第二电压供应部连接至遮光像素区域中的多条电压供应线的两端，并且向所述多个第二电压供应部供应来自第二半导体基板的参考电压，所述多个第二电压供应部与所述多个第一电压供应部分离，
其中，所述多个第一电压供应部包括连接至第二半导体基板的第一基板连接部，
其中，所述多个第二电压供应部包括连接至第二半导体基板的第二基板连接部，并且
其中，第二半导体基板包括连接至第一基板连接部的第三基板连接部和连接至第二基板连接部的第四基板连接部。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，
其中，所述多个第一电压供应部包括：
第一布线图案，其沿第二方向延伸并且连接至孔径像素区域中的多条电压供应线，并且
其中，所述多个第二电压供应部包括：
第二布线图案，其沿第二方向延伸并连接至遮光像素区域中的多条电压供应线，并且
其中，第一基板连接部连接至第一布线图案，并且
其中，第二基板连接部连接至第二布线图案。
3.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，第二半导体基板包括：
第三布线图案，其连接至第三基板连接部；以及
第四布线图案，其连接至第四基板连接部。
4.根据权利要求3所述的摄像装置，
其中，第三布线图案连接至第四布线图案，并且
其中，第三布线图案和第四布线图案共享接合焊盘，向所述接合焊盘供应来自第二半导体基板的外部的参考电压。
5.根据权利要求3所述的摄像装置，
其中，在第三布线图案和第四布线图案之间形成有间隙，
其中，第三布线图案连接至第三接合焊盘，向所述第三接合焊盘供应来自第二半导体基板的外部的参考电压，并且
其中，第四布线图案连接至第四接合焊盘，向所述第四接合焊盘供应来自第二半导体基板的外部的参考电压。
6.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，第二半导体基板包括：限幅电路，其限制所述多条信号线中的像素信号。
7.一种摄像装置，其包括：
第一半导体基板，其包括具有沿第一方向和第二方向布置的多个像素的像素阵列；
第二半导体基板，其包括处理来自像素阵列的像素信号的信号处理电路，
其中，第一半导体基板包括：
多条信号线，所述多条信号线中的各条信号线连接至沿第一方向的多个像素；
孔径像素区域，其布置在像素阵列中，并且包括将与入射光相对应的像素信号输出到所述多条信号线的多个像素；
遮光像素区域，其包括被遮光的多个像素，并且相对于孔径像素区域沿第二方向布置在像素阵列中；
多条电压供应线，其分别向沿第一方向布置的多个像素供应参考电压；
多个第一电压供应部，所述多个第一电压供应部连接至孔径像素区域中的多条电压供应线的两端，并且向所述多个第一电压供应部供应来自第二半导体基板的参考电压；以及
多个第二电压供应部，所述多个第二电压供应部连接至遮光像素区域中的多条电压供应线的两端，并且向所述多个第二电压供应部供应来自第二半导体基板的参考电压，所述多个第二电压供应部与所述多个第一电压供应部分离，
其中，从所述多条电压供应线中的第一电压供应线的第一端经由所述多个第一电压供应部中的第一电压供应部供应的参考电压的电压值等于从所述多条电压供应线中的第一电压供应线的第二端经由所述多个第一电压供应部中的另一第一电压供应部供应的参考电压的电压值。
8.根据权利要求7所述的摄像装置，其中，所述多个第一电压供应部包括：
第一布线图案，其沿第二方向延伸并且连接至孔径像素区域中的多条电压供应线；以及
第一基板连接部，其连接至第一布线图案和第二半导体基板，并且
其中，所述多个第二电压供应部包括：
第二布线图案，其沿第二方向延伸并连接至遮光像素区域中的多条电压供应线；以及
第二基板连接部，其连接至第二布线图案和第二半导体基板。
9.根据权利要求8所述的摄像装置，其中，第二半导体基板包括：
第三基板连接部，其连接至第一基板连接部；
第三布线图案，其连接至第三基板连接部；
第四基板连接部，其连接至第二基板连接部；以及
第四布线图案，其连接至第四基板连接部。
10.根据权利要求9所述的摄像装置，
其中，第三布线图案连接至第四布线图案，并且
其中，第三布线图案和第四布线图案共享接合焊盘，向所述接合焊盘供应来自第二半导体基板的外部的参考电压。
11.根据权利要求9所述的摄像装置，
其中，在第三布线图案和第四布线图案之间形成有间隙，
其中，第三布线图案连接至第三接合焊盘，向所述第三接合焊盘供应来自第二半导体基板的外部的参考电压，并且
其中，第四布线图案连接至第四接合焊盘，向所述第四接合焊盘供应来自第二半导体基板的外部的参考电压。
12.根据权利要求7所述的摄像装置，其中，第二半导体基板包括：限幅电路，其限制所述多条信号线中的像素信号。
13.一种摄像***，其包括：
根据权利要求1至12中任一项所述的摄像装置；以及
信号处理单元，其处理从摄像装置输出的图像信号。
14.根据权利要求13所述的摄像***，
其中，所述多个像素中的像素包括多个光电转换单元，并且
其中，信号处理单元分别处理所述多个光电转换单元中生成的图像信号，并获取从摄像装置到对象的距离信息。
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