JP6981921B2 - 撮像素子および撮像装置 - Google Patents
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Description
第2の態様によると、撮像素子は、光学系からの光が入射される第1マイクロレンズと、前記光学系からの光が入射される第2マイクロレンズと、前記第1マイクロレンズからの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により生成された第1信号を読み出すための第1読出回路と、を有する第1画素と、前記第1画素から行方向側において配置される画素であって、前記第2マイクロレンズからの光を電荷に変換する第2光電変換部と、前記第2光電変換部で変換された電荷により生成された、前記光学系に含まれるレンズを駆動させる第2信号を読み出すための第2読出回路と、を有する第2画素と、前記第1読出回路を制御するための制御信号が出力される第1制御線と、前記第2読出回路を制御するための制御信号が出力される第2制御線と、を備え、前記第1光電変換部は、前記第1マイクロレンズの光軸方向において前記第1マイクロレンズと前記第2制御線との間に配置され、前記第2光電変換部は、前記第2マイクロレンズの光軸方向において前記第2マイクロレンズと前記第1制御線との間に配置されている。
(1)撮像素子111を裏面照射型とし、二次元状に並べて配置された複数の画素に、撮像画素210とともに焦点検出画素211が含まれるようにした。これにより、焦点検出画素211の遮光膜14Bの実質的な開口面積を大きくとることができるので、画素が小型化されても焦点検出画素の搭載が可能になる。
(1)電極や配線の機能を遮光膜14A,14Bに持たせるようにしてもよい。これにより、撮像素子としての機能向上させることができる。たとえば、画素の高速読み出しを可能としたり、画素独立制御を可能としたりすることができる。遮光膜14A,14Bに持たせる機能としては、たとえば、信号線(信号出力線VOUT)、電源線Vdd、制御線(リセット制御線φR、転送ゲート制御線φTG、行選択制御線φRS)、バイアス線Vbのいずれかの機能を遮光膜14A,14Bに持たせるようにしてもよい。これにより、複数の画素を同時に読み取ったり、複数の画素を同時に制御したりするために配線を増やすとき、配線層17の層数の増加を抑制することができる。
11 マイクロレンズ固定層
12 色フィルタ
13 平坦化層
14A,14B 遮光膜
15a,33 光電変換部
15b チャンネルストップ部
16 半導体層
17 配線層
18 透明膜
31 リセットトランジスタ
32 転送ゲートトランジスタ
34 電荷電圧変換部
35 ソースホロアトランジスタ
36 行選択トランジスタ
60 半導体基板
61 P型エピタキシャル層
62 支持基板
101 電子カメラ
102 交換レンズ
111 撮像素子
210 撮像用画素
211,211a,211b 焦点検出用画素
300 基本画素
Claims (17)
- 光学系からの光が入射される第1マイクロレンズと、
前記光学系からの光が入射される第2マイクロレンズと、
前記第1マイクロレンズからの光を電荷に変換する第1光電変換部を有し、前記第1光電変換部で変換された電荷により第1信号を出力する第1画素と、
前記第1画素から列方向側において配置される画素であって、前記第2マイクロレンズからの光を電荷に変換する第2光電変換部を有し、前記第2光電変換部で変換された電荷により生成された、前記光学系に含まれるレンズを駆動させるための第2信号を出力する第2画素と、
前記第1画素に接続され、前記第1信号が出力される第1信号出力線と、
前記第2画素に接続され、前記第2信号が出力される第2信号出力線と、を備え、
前記第1光電変換部は、前記第1マイクロレンズの光軸方向において前記第1マイクロレンズと前記第2信号出力線との間に配置され、
前記第2光電変換部は、前記第2マイクロレンズの光軸方向において前記第2マイクロレンズと前記第1信号出力線との間に配置されている撮像素子。 - 前記第1光電変換部は、前記第1マイクロレンズの光軸方向において前記第1マイクロレンズと前記第1信号出力線との間に配置され、
前記第2光電変換部は、前記第2マイクロレンズの光軸方向において前記第2マイクロレンズと前記第2信号出力線との間に配置されている請求項1に記載の撮像素子。 - 前記第2画素は、前記第2信号を前記第2信号出力線に読み出すための読出部を有し、
前記読出部を制御するための制御信号が出力される制御線を備え、
前記第2光電変換部は、前記第2マイクロレンズの光軸方向において前記第2マイクロレンズと前記制御線との間に配置されている請求項1又は請求項2に記載の撮像素子。 - 前記第1信号出力線は、前記第2マイクロレンズの光軸方向において前記第2光電変換部と前記制御線との間に配置されている請求項3に記載の撮像素子。
- 前記第2信号出力線は、前記第2マイクロレンズの光軸方向において前記第2光電変換部と前記制御線との間に配置されている請求項3又は請求項4に記載の撮像素子。
- 前記読出部は、前記第2光電変換部で変換された電荷を転送する転送部と、前記転送部により前記第2光電変換部の電荷が転送される電荷電圧変換部と、前記電荷電圧変換部の電荷を排出する排出部と、を含み、
前記制御線は、前記転送部を制御するための制御信号が出力される第1配線と、前記排出部を制御するための制御信号が出力される第2配線と、を含み、
前記第2配線は、前記第2マイクロレンズの光軸方向において前記第2光電変換部と前記第1配線との間に形成されている請求項4又は請求項5に記載の撮像素子。 - 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の撮像素子と、
前記撮像素子から出力された前記第2信号を用いて前記レンズの駆動を制御する制御部と、を備える撮像装置。 - 前記制御部は、前記撮像素子から出力された前記第1信号を用いて生成された画像を表示部に表示させる請求項7に記載の撮像装置。
- 前記制御部は、前記撮像素子から出力された前記第1信号を用いて生成された画像のデータを記録媒体に記録させる請求項7又は請求項8に記載の撮像装置。
- 光学系からの光が入射される第1マイクロレンズと、
前記光学系からの光が入射される第2マイクロレンズと、
前記第1マイクロレンズからの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により生成された第1信号を読み出すための第1読出回路と、を有する第1画素と、
前記第1画素から行方向側において配置される画素であって、前記第2マイクロレンズからの光を電荷に変換する第2光電変換部と、前記第2光電変換部で変換された電荷により生成された、前記光学系に含まれるレンズを駆動させる第2信号を読み出すための第2読出回路と、を有する第2画素と、
前記第1読出回路を制御するための制御信号が出力される第1制御線と、
前記第2読出回路を制御するための制御信号が出力される第2制御線と、を備え、
前記第1光電変換部は、前記第1マイクロレンズの光軸方向において前記第1マイクロレンズと前記第2制御線との間に配置され、
前記第2光電変換部は、前記第2マイクロレンズの光軸方向において前記第2マイクロレンズと前記第1制御線との間に配置されている撮像素子。 - 前記第1光電変換部は、前記第1マイクロレンズの光軸方向において前記第1マイクロレンズと前記第1制御線との間に配置され、
前記第2光電変換部は、前記第2マイクロレンズの光軸方向において前記第2マイクロレンズと前記第2制御線との間に配置されている請求項10に記載の撮像素子。 - 前記第1読出回路は、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光電変換部の電荷が転送される第1電荷電圧変換部と、前記第1電荷電圧変換部の電荷を排出する第1排出部と、を含み、
前記第2読出回路は、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光電変換部の電荷が転送される第2電荷電圧変換部と、前記第2電荷電圧変換部の電荷を排出する第2排出部と、を含み、
前記第1制御線は、前記第1転送部を制御するための信号が出力される第1配線と、前記第1排出部を制御するための信号が出力される第2配線と、を含み、
前記第2制御線は、前記第2転送部を制御するための信号が出力される第3配線と、前記第2排出部を制御するための信号が出力される第4配線と、を含み、
前記第2配線は、前記第2マイクロレンズの光軸方向において前記第2光電変換部と前記第1配線との間に配置され、
前記第4配線は、前記第1マイクロレンズの光軸方向において前記第1光電変換部と前記第3配線との間に配置されている請求項10又は請求項11に記載の撮像素子。 - 前記第2配線は、前記第1マイクロレンズの光軸方向において前記第1光電変換部と前記第1配線との間に配置され、
前記第4配線は、前記第2マイクロレンズの光軸方向において前記第2光電変換部と前記第3配線との間に配置されている請求項12に記載の撮像素子。 - 前記第1画素に接続され、前記第1読出回路により読み出された前記第1信号が出力される第1信号出力線と、
前記第2画素に接続され、前記第2信号が出力される前記第1信号出力線とは異なる第2信号出力線と、を備え、
前記第1光電変換部は、前記第1マイクロレンズの光軸方向において前記第1マイクロレンズと前記第1信号出力線との間に配置され、
前記第2光電変換部は、前記第2マイクロレンズの光軸方向において前記第2マイクロレンズと前記第2信号出力線との間に配置されている請求項10から請求項13のいずれか一項に記載の撮像素子。 - 請求項10から請求項14のいずれか一項に記載の撮像素子と、
前記撮像素子から出力された前記第2信号を用いて前記光学系に含まれるレンズの駆動を制御する制御部と、
を備える撮像装置。 - 前記制御部は、前記撮像素子から出力された前記第1信号を用いて生成された画像を表示部に表示させる請求項15に記載の撮像装置。
- 前記制御部は、前記撮像素子から出力された前記第1信号を用いて生成された画像のデータを記録媒体に記録させる請求項15又は請求項16に記載の撮像装置。
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