TW202137540A - 攝像裝置及攝像方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題在於提供一種可削減基板上之無用之區域之攝像裝置。 本發明之具備經積層之複數個基板之攝像裝置具備：配置於與供具有複數個光電轉換元件之像素陣列部配置之基板不同之基板，且進行由前述複數個光電轉換元件予以光電轉換之電氣信號之讀出動作之讀出專用電路；及配置於與供前述讀出專用電路配置之基板不同之基板，且基於前述電氣信號進行前述讀出專用電路之動作以外之動作之電路。

Description

攝像裝置及攝像方法
本發明係關於一種攝像裝置及攝像方法。
自先前以來，廣泛利用具備與垂直同步信號等之同步信號同步地拍攝圖像資料(圖框)之同步型固體攝像元件之攝像裝置。於同步型固體攝像元件中，由於僅能夠就同步信號之每一週期(例如1/60秒)取得圖像資料，故在與交通或機器人等相關之領域中，難以應對被要求更高速之處理之情形。對此，業界曾提案就每一像素設置有就每一像素位址即時檢測該像素之光量超過臨限值之意旨而作為位址事件之位址事件檢測電路之非同步型固體攝像元件(例如，參照專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特表2016-533140號公報
[發明所欲解決之問題]
於上述之非同步型固體攝像元件中，可遠比同步型固體攝像元件更高速地產生並輸出資料。因而，例如，於交通區域中，可高速執行對人或障礙物進行圖像辨識之處理，而提高安全性。然而，位址事件檢測電路之電路規模大於同步型像素電路，若就每一像素設置如此之電路，則有安裝面積與同步型比較增大之問題。
近年來，藉由半導體之積體電路技術之進展，而可積層二片基板，於上下之基板間，高速進行信號之收發。因此，亦可將配置有上述之位址事件檢測電路之基板、與配置有像素陣列部之基板積層，而構成攝像裝置。
然而，於在安裝於經積層之二片基板之電路面積上存在顯著差異之情形下，根據電路面積較大之基板之尺寸，決定固體攝像元件之外形尺寸，有無法小型化之虞。又，由於構成固體攝像元件之各電路部分相互關聯，電路面積因各電路部分而不同，故不易以經積層之二片基板之安裝面積成為均等之方式分配各電路部分。經積層之二片基板之一者之電路面積較大，另一者之電路面積較小，而空出區域亦有可能變多。所謂於基板中空出區域較多，意指無用之區域較多，導致晶片成本之上升。
對此，於本發明中提供一種可削減基板上之無用之區域之攝像裝置及攝像方法。 [解決問題之技術手段]
為了解決上述之問題，根據本發明提供一種攝像裝置，其具備經積層之複數個基板，且具備： 配置於與供具有複數個光電轉換元件之像素陣列部配置之基板不同之基板，且進行由前述複數個光電轉換元件予以光電轉換之電氣信號之讀出動作之讀出專用電路；及 配置於與供前述讀出專用電路配置之基板不同之基板，且基於前述電氣信號進行前述讀出專用電路之動作以外之動作之電路。
前述讀出專用電路係進行將由前述光電轉換元件予以光電轉換之電氣信號轉換為電壓信號並進行增益調整之電路；且 供進行前述讀出專用電路之動作以外之動作之電路配置之前述基板可進行下述處理之至少一者，即：以前述像素陣列部之配置於第1方向之2個以上之像素群為單位，將自前述讀出專用電路輸出之電壓信號轉換為數位信號之處理；對於前述數位信號之特定之信號處理；及以配置於第2方向之2個以上之像素群為單位驅動前述複數個光電轉換元件之處理。
進行前述讀出專用電路之動作以外之動作之電路中之電源電壓超過特定之基準電壓之電路部分可配置於與前述複數個光電轉換元件相同之基板。
可具備配置於供前述像素陣列部配置之基板且對自前述讀出專用電路讀出之像素信號予以數位轉換之AD部之至少一部分。
前述AD部可以前述像素陣列部之配置於第1方向之2個以上之像素群為單位，對自前述讀出專用電路讀出之像素信號予以數位轉換。
前述AD部可分開配置於供前述像素陣列部配置之基板、與其以外之基板。
可具備像素群驅動部，其配置於供前述像素陣列部配置之基板，且以配置於第2方向之2個以上之像素群為單位，驅動前述像素陣列部。
前述像素群驅動部可分開配置於供前述像素陣列部配置之基板、與其以外之基板。
可具備：第1基板，其供前述讀出專用電路配置； 第2基板，其積層於前述第1基板上，供前述像素陣列部配置；及 第3基板，其積層於前述第1基板上之與前述第2基板相同之層高度，供進行前述讀出專用電路之動作以外之動作之電路之至少一部分配置。
可行的是，前述第1基板大於前述第2基板；且 前述第2基板大於前述第3基板。
可具備：第1基板，其供前述讀出專用電路配置； 第2基板，其積層於前述第1基板上，供前述像素陣列部配置；及 第3基板，其積層於前述第1基板之下，供進行前述讀出專用電路之動作以外之動作之電路之至少一部分配置。
可具備第4基板，其配置於與前述第3基板相同之層高度；且 於前述第3基板及前述第4基板，各配置進行前述讀出專用電路之動作以外之動作之電路之一部分。
前述第2基板可大於前述第3基板及前述第4基板。
前述讀出專用電路可以於自積層方向俯視前述第1基板及前述第2基板時，至少一部分與前述像素陣列部重疊之方式，配置於前述第1基板上。
前述讀出專用電路可對於前述複數個光電轉換元件各者各設置1個。
前述讀出專用電路可與2個以上之前述光電轉換元件建立對應關係而設置。
前述像素陣列部及前述讀出專用電路可具有變化量檢測部，該變化量檢測部輸出表示前述複數個光電轉換元件各者之前述電氣信號之變化量是否超過特定之臨限值之檢測信號。
前述像素陣列部及前述讀出專用電路可具有將由各個前述光電轉換元件予以光電轉換之電氣信號轉換為數位信號之像素AD部。
前述像素陣列部及前述讀出專用電路可具有檢測朝前述複數個光電轉換元件入射之光之入射位置及入射時刻之光檢測部。
可具備：第1輸出部，其自前述像素陣列部輸出第1信號；及 第2輸出部，其自前述讀出專用電路輸出第2信號。
前述複數個基板彼此可以銅-銅(Cu-Cu)接合、TSV(Through Silicon Via，穿矽導通孔)、及凸塊接合之至少一者接合。
前述基板可為晶圓或半導體晶片。
根據本發明之另一態樣提供一種攝像方法，其係具備經積層之複數個基板者，且包含： 於配置於與供具有複數個光電轉換元件之像素陣列部配置之基板不同之基板之讀出專用電路中，進行由前述複數個光電轉換元件予以光電轉換之電氣信號之讀出動作之步驟；及 於配置於與供前述讀出專用電路配置之基板不同之基板之電路中，基於前述電氣信號進行前述讀出專用電路之動作以外之動作之步驟。
以下，參照圖式，針對攝像裝置之實施形態進行說明。以下，以攝像裝置之主要的構成部分為中心進行說明，但於攝像裝置中可能存在未圖示或未說明之構成部分及功能。以下之說明並非係將未圖示或未說明之構成部分及功能除外者。
(第1實施形態) 圖1係顯示第1實施形態之攝像裝置1之概略構成之方塊圖。圖1之攝像裝置1具備：像素陣列部2、列驅動部3、行處理部4、像素AFE部5、行驅動部6、信號處理部7、及系統控制部8。根據情況，圖1之攝像裝置1可具備追加之信號處理部9。
像素陣列部2具有於列方向及行方向配置之複數個像素電路2a。各像素電路2a具有：光電轉換元件、及讀出由光電轉換元件予以光電轉換之電氣信號之讀出電路。讀出電路係將經光電轉換之電氣信號傳送至後述之像素AFE(Analog Front End，類比前端)部之電路。更具體而言，讀出電路具有傳送電晶體等。
列驅動部3依序驅動像素陣列部2之各列。藉由列驅動部3，而就每一列驅動連接於像素陣列部2內之各列之複數個像素電路2a(以下為像素群)。如後述般，列驅動部3具有：被供給高電源電壓之電路部分、及被供給低電源電壓之電路部分。
行處理部4依序讀出像素陣列部2之於各行連接之複數個像素電路2a(以下為像素群)之輸出信號，並進行類比-數位轉換。如後述般，行處理部4具有：被供給高電源電壓之電路部分、及被供給低電源電壓之電路部分。
像素AFE部5進行由複數個光電轉換元件予以光電轉換之電氣信號之讀出動作。更具體而言，像素AFE部5係進行將自各像素電路2a輸出之電壓信號與基準信號進行比較，並使其形量子化之動作之讀出專用電路。像素AFE部5例如具有重置電晶體、放大電晶體、選擇電晶體等。對像素電路2a供給之電源電壓、與對像素AFE部5供給之電源電壓可不同，例如可對像素AFE部5，供給較像素電路2a為低之電壓位準之電源電壓。
像素AFE部5與像素陣列部2建立對應關係而設置。如後述般，於本實施形態中，注意在與供像素陣列部2配置之基板不同之基板配置像素AFE部5，像素AFE部5與像素陣列部2配置於上下重疊之位置。藉此，可以銅-銅(Cu-Cu)接合、TSV(Through Silicon Via，穿矽導通孔)、微凸塊接合等，將像素AFE部5與像素陣列部2接合，高速收發信號。
像素AFE部5與像素陣列部2同樣地，具有於列方向及行方向配置之複數個副AFE部5a。各副AFE部5a將自對應之像素電路2a輸出之電氣信號轉換為電壓信號，並進行增益調整。各副AFE部5a可進行至使電壓信號量子化之處理為止。
行驅動部6依序驅動像素AFE部5之各行。藉由行驅動部6，而依序輸出自於像素AFE部5內之於各行連接之複數個副AFE部5a輸出之電壓信號或量子化資料，並輸入至信號處理部7。如後述般，行驅動部6具有：被供給高電源電壓之電路部分、及被供給低電源電壓之電路部分。
信號處理部7對於像素AFE部5之輸出信號，進行各種信號處理。信號處理部7進行例如CDS(Correlated Double Sampling，相關雙取樣)處理或圖像辨識處理等。於無法僅憑藉信號處理部7進行所有信號處理之情形下，可利用追加之信號處理部9，進一步進行信號處理。又，可具備儲存表示信號處理部7或追加之信號處理部9進行之信號處理之結果之資料之圖1中未圖示之記憶體。
系統控制部8控制攝像裝置1內之各部。例如，系統控制部8控制列驅動部3驅動像素陣列部2之各列之時序、及行處理部4讀出像素陣列部2之各行之像素電路2a之輸出之時序。又，系統控制部8控制行驅動部6驅動像素AFE部5之時序、及信號處理部7進行信號處理之時序。
本實施形態之攝像裝置1內之各部分開配置於經積層之複數個基板。於本實施形態中，於儘量減少各基板之空出區域上有其特徵。此外，本實施形態之基板可為晶圓，亦可為半導體晶片(以下簡稱為晶片)。於本實施形態中，可為將晶圓彼此積層之WoW(Wafer on Wafer，晶圓載晶圓)方式、將晶圓與晶片積層之CoW(Chip on Wafer，晶圓載晶片)方式、及將晶片彼此積層之CoC(Chip on Chip，晶片載晶片)之任一種。
攝像裝置1由於使用之電源電壓因其內部之各電路而不同，故例如，考量根據各電路使用之電源電壓位準，劃分安裝之基板。例如，可劃分成安裝電源電壓高於特定之基準電壓位準之電路之基板、及安裝電源電壓為基準電壓位準以下之電路之基板。
又，攝像裝置1於其內部包含：處理類比信號之電路、及處理數位信號之電路。一般而言，處理類比信號之電路由於容易受雜訊等之影響，而難以細微化。另一方面，處理數位信號之電路即便細微化，但電氣特性降低之虞亦較小。為此，可行的是，劃分成配置有處理類比信號之電路之基板、與配置有處理數位信號之電路之基板，針對配置有處理數位信號之電路之基板，使用細微化製程形成電路。藉由電路之細微化，而可將更大規模之電路安裝於基板內，且可削減消耗電力。
圖2A及圖2B係顯示經積層之二片基板11、12之第1佈局例之圖。顯示將圖2A之基板12積層於圖2B之基板11之上之例。圖2B之基板11可為晶圓，亦可為晶片。圖2A之基板12於圖2B之基板11為晶圓之情形下，可為晶圓，亦可為晶片，但於圖2B之基板11為晶片之情形下，為晶片。如此，圖2B之基板11具有與圖2A之基板12相同之尺寸、或其以上之尺寸。
於圖2A之基板12，配置有像素陣列部2及行處理部4。圖2A之基板12與圖2B之基板11利用複數個接合部13接合。接合部13可以接著劑等將兩基板接合，亦可以銅-銅(Cu-Cu)接合、TSV、微凸塊接合等接合。由於在圖2B之基板11之上積層有圖2A之基板12，故以下，有將圖2B之基板11稱為第1基板11，將圖2A之基板12稱為第2基板12之情形。
於圖2A中，顯示在第2基板12之大致中央部配置像素陣列部2，在其附近配置行處理部4之例，但像素陣列部2與行處理部4之具體的配置部位為任意。惟，為了如後述般，像素陣列部2在與配置於不同基板之像素AFE部5之間進行信號之收發，而較理想為像素陣列部2與像素AFE部5配置於儘量靠近之距離。理想的是，於將基板11、12彼此積層時，像素陣列部2與像素AFE部5以上下重疊之方式配置。又，基於減少寄生電容及寄生電阻之觀點，行處理部4較理想為配置於像素陣列部2之附近。
於圖2B之第1基板11配置有：像素AFE部5、行驅動部6、列驅動部3、信號處理部7、及追加之信號處理部9。追加之信號處理部9亦有被省略之情形。
像素AFE部5於在積層有二片基板11、12之狀態下，自基板面之法線方向俯視之情形下，配置於與像素陣列部2上下重疊之位置。沿像素AFE部5之第1端面配置有列驅動部3，沿像素AFE部5之第2端面配置有行驅動部6，沿像素AFE部5之第3端面配置信號處理部7，沿像素AFE部5之第4端面配置有追加之信號處理部9。又，沿像素AFE部5之角部配置有系統控制部8。
如圖1所示，信號處理部7為了利用行處理部4之輸出進行信號處理，而圖2B之第1基板11內之信號處理部7配置於圖2A之第2基板12內之與行處理部4上下重疊之位置。而且，信號處理部7與行處理部4藉由銅-銅(Cu-Cu)接合、TSV或微凸塊接合等而接合，進行各種信號之收發。藉此，即便將行處理部4與信號處理部7配置於分別之基板，信號處理部7亦不受寄生電容或寄生電阻之影響，可利用行處理部4之輸出，迅速進行信號處理。
如上述般，藉由在圖2A之第1基板11，不僅配置像素陣列部2，亦配置行處理部4，而可減少第1基板11之空出區域，使第1基板11之電路安裝面積接近第2基板12之電路安裝面積。又，為了減少第2基板12之電路安裝面積，而第1基板11與第2基板12均可縮小基板尺寸，可謀求攝像裝置1之小型化。又，基板11、12由於均沿信號流通之順序配置各電路，故可縮短信號之傳遞延遲時間，亦不易受雜訊之影響。
圖3A及圖3B係顯示經積層之二片基板11、12之第2佈局例之圖。行處理部4由於就每一行進行A/D轉換處理，故必須要有複數個比較器、計數器、開關、記憶體等。因而，行數越多，則行處理部4之電路規模越變大。又，於行處理部4內之比較器與計數器中，有使用之電源電壓不同之情形。為此，將行處理部4劃分成二個，並部分地配置於第1基板11與第2基板12各者。更具體而言，行處理部4中之比較器等之利用較高之電源電壓之電路部分配置於第2基板12，計數器等之利用較低之電源電壓之電路部分配置於第1基板11。藉此，可減少對第1基板11與第2基板12各者供給之電源電壓之種類。
為了信號處理部7自像素AFE部5與行處理部4之兩者接收信號，而於圖3B中，在第1基板11上之像素AFE部5與行處理部4之間配置信號處理部7。
如此，於圖3A及圖3B之第2佈局例中，於行處理部4之電路規模較大之情形下、或於行處理部4之使用之電源電壓位準因其內部之電路而不同之情形下，將行處理部4分開配置於第1基板11與第2基板12，故可抑制第1基板11與第2基板12之電路安裝面積之偏差，且可就每一基板，區分所供給之電源電壓。又，藉由將信號處理部7配置於像素AFE部5與行處理部4之間，而可使信號處理部7與行處理部4之信號之收發、及信號處理部7與像素AFE部5之信號之收發高速化。
圖4A及圖4B係顯示經積層之二片基板11、12之第3佈局例之圖。於第3佈局例中，將構成列驅動部3之電路中之位準移位器等之以高電壓驅動之電路部分(例如位準移位器等)、與以低電壓驅動之電路部分配置於分別之基板。
於圖4A之第1基板11與第2基板12之上下重疊之位置設置列驅動部3。第2基板12內之列驅動部3包含位準移位器等之以高電壓驅動之電路部分，第1基板11內之列驅動部3包含移位暫存器等之以低電壓驅動之電路部分。各基板之列驅動部3彼此係以銅-銅(Cu-Cu)接合、TSV、或微凸塊接合等接合。
此外，於圖4A及圖4B中，將行處理部4配置於第2基板12，但可與圖3A及圖3B同樣地，將行處理部4分開配置於第1基板11與第2基板12。或，可將行處理部4配置於第1基板11而非第2基板12。
圖5A及圖5B係顯示經積層之二片基板11、12之第4佈局例之圖。於第4佈局例中，將列驅動部3與行處理部4配置於第2基板12。藉此，可進一步減小第1基板11與第2基板12之電路安裝面積之差異。
除上述之第1～第4佈局例以外，亦考量各種佈局例。於上述之第1～第4配置中，如圖6所示，於第2基板12上之像素陣列部2與第1基板11上之像素AFE部5配置於上下重疊之位置之點上共通。藉此，可高效率地進行自像素陣列部2之各像素之讀出。此外，像素陣列部2與像素AFE部5只要各者之一部分上下重疊即可，未必必須整體上下重疊。又，像素陣列部2與像素AFE部5之電路安裝面積未必必須相同。
圖7A係採用圖2A及圖2B之佈局配置之情形之示意性立體圖。於圖2A及圖2B之情形下，於第2基板12配置行處理部4，於第1基板11配置信號處理部7。如圖7A所示般，行處理部4與信號處理部7配置於上下重疊之位置。因而，可將由行處理部4予以A/D轉換之數位像素資料經由銅-銅(Cu-Cu)接合等以最短距離傳送至第2基板12內之信號處理部7，可於不受信號配線之寄生電容及寄生電阻之影響下，迅速進行信號處理。又，於圖7A之佈局配置中，由於在第2基板12中主要處理類比信號，在第1基板11中主要處理數位信號，故可以細微製程形成第1基板11上之電路。
圖7B係採用圖3A及圖3B之佈局配置之情形之示意性立體圖。於圖3A及圖3B之情形下，由於在第1基板11與第2基板12之兩者配置行處理部4，故例如，可以第2基板12內之行處理部4進行利用行處理部4之高電源電壓之前半部分之處理，以第1基板11內之行處理部4進行利用低電源電壓之後半部分之處理。如圖7B所示，由於第1基板11之行處理部4與第2基板12之行處理部4配置於上下重疊之位置，故可以兩基板之行處理部4彼此迅速進行信號之收發。
於上述之第1～第4佈局例中，於第2基板12之大致中央部配置有像素陣列部2，但像素陣列部2之配置部位為任意。又，接合部13之數目及配置部位亦為任意。
圖8A及圖8B係圖2A及圖2B之一變化例。圖8C及圖8D係圖3A及圖3B之一變化例。於圖8A及圖8C所示之第2基板12中，像素陣列部2沿第2基板12之一端邊配置，沿與該端邊對向之另一端邊配置接合部13。於圖8B及圖8D所示之第1基板11中，以與第2基板12之像素陣列部2上下重疊之方式配置像素AFE部5，接合部13亦以在第1基板11與第2基板12上下重疊之方式配置。
如上述般，對於第1基板11與第2基板12內之各電路之佈局配置，考量各種變化例。
圖9A係顯示圖7A之一變化例之立體圖，圖9B係顯示圖7B之一變化例之立體圖。於圖9A中，將第2基板12之行處理部4劃分成二個，並沿第2基板12之對向之二個端邊配置。以下，將該等2個經分割之行處理部4稱為分割行處理部4a。與其相配對應地，第1基板11之信號處理部7亦劃分成二個，並沿第1基板11之對向之二個端邊配置。以下，將該等2個經分割之信號處理部7稱為分割信號處理部7a。各端邊側之分割行處理部4a與分割信號處理部7a以上下重疊之方式配置。分割行處理部4a與分割信號處理部7a藉由銅-銅(Cu-Cu)接合、TSV、或微凸塊接合等接合，進行各種信號之收發。
圖9B亦與圖9A同樣，於第1基板11與第2基板12之任一者中，均沿對向之二個端邊配置2個分割行處理部4a。
如此，藉由將行處理部4分割為2個，並沿第2基板12之對向之二個端邊配置，而可使自像素陣列部2至行處理部4之距離儘量均等。同樣地，藉由將信號處理部7分割為2個，並沿第2基板12之對向之二個端邊配置，而可使自像素AFE部5至信號處理部7之距離儘量均等。
如圖6所示，於本實施形態中，將像素陣列部2與像素AFE部5配置於分別之基板之上下重疊之位置，以像素陣列部2與像素AFE部5迅速進行各種信號之收發。像素陣列部2與像素AFE部5藉由銅-銅(Cu-Cu)接合、TSV或微凸塊接合，而收發各種信號。
圖10A、圖10B、圖10C及圖10D係顯示像素陣列部2內之各像素電路2a與像素AFE部5內之各副AFE部5a之連接態樣之圖。於圖10A之連接態樣中，顯示像素陣列部2內之各像素電路2a、與像素AFE部5內之對應之一個副AFE部5a收發各種信號之例。圖10B顯示像素陣列部2內之複數個像素電路2a、與像素AFE部5內之對應之一個副AFE部5a收發各種信號之例。圖10C顯示像素陣列部2內之各像素電路2a、與像素AFE部5內之對應之複數個副AFE部5a收發各種信號之例。圖10D顯示僅像素陣列部2內之一部分之像素電路2a、與像素AFE部5內之對應之一個副AFE部5a收發各種信號之例。
像素陣列部2與像素AFE部5之連接態樣可為圖10A～圖10D之任一者。可如圖10D般，不藉由像素陣列部2內之像素電路2a，與像素AFE部5進行信號之收發。
圖11係顯示行處理部4之內部構成之一例之方塊圖。如圖11所示，行處理部4就於行方向延伸之每一行信號線，具有比較器21、向上/向下計數器(以下簡稱為計數器)23、及記憶體24。又，於行處理部4設置有DAC 22。
DAC 22產生參考信號。比較器21將行信號線上之電壓信號與參考信號進行比較。計數器23於直至比較器21之比較結果反轉為止之期間對計數值進行計數。計數器23之計數值係由記憶體24保存。表示由記憶體24保存之計數器23之計數值之數位信號被輸送至信號處理部7。
相對於對行處理部4之較圖11之虛線Ln1更靠上之電路部分(比較器21等)供給高電源電壓，而對較虛線Ln1更靠下之電路部分(計數器23與記憶體24等)供給低電源電壓。因而，於上述之圖2A及圖3A等中，將作為行處理部4之一部分之高電源電壓供給電路部分(比較器21等)配置於第2基板12。
圖12係顯示列驅動部3之內部構成之一例之方塊圖。如圖12所示，列驅動部3具有：位址選擇邏輯部25、複數個解碼器26、複數個記憶體27、複數個位準移位器28、及複數個驅動器29。各驅動器29連接於像素陣列部2之各列選擇線。
位址選擇邏輯部25將自系統控制部8發送之位址信號輸送至各解碼器26。解碼器26對位址信號進行解碼。由解碼器26解碼之信號被暫時記憶於記憶體27。位準移位器28對記憶於記憶體27之資料之電壓位準進行位準偏移，並供給至驅動器29。驅動器29以與位址信號相應之時序，驅動對應之行選擇線。可以複數個驅動器29與複數個記憶體27彼此進行信號之收發。
對列驅動部3之位址選擇邏輯部25、解碼器26、及記憶體27供給低電源電壓。又，對位準移位器28與驅動器29供給高電源電壓。因而，於上述之圖4A等中，將行驅動部6之一部分配置於第2基板12。
如上述般，本實施形態之基板為晶圓或晶片。於以晶片構成基板之情形下，可將複數個晶片配置於同一層高度。更具體而言，可將第1基板11設為晶圓，將第2基板12設為複數個晶片，於晶圓上，利用CoW(Chip on Wafer，晶圓載晶片)積層複數個晶片。
圖13A及圖13B係顯示CoW之一例之佈局圖。圖13A顯示第2基板12之配置，圖13B顯示第1基板11之配置。第1基板11係成為基底之晶圓。於第1基板11配置有：像素AFE部5、列驅動部3、行驅動部6、行處理部4、信號處理部7、及系統控制部8。第2基板12係由2個晶片構成。於一晶片(以下為第1晶片)15，配置有像素陣列部2。於另一晶片(以下為第2晶片)16，配置有信號處理部7。第2晶片16上之信號處理部7配置於與第1基板11之信號處理部7上下重疊之位置。同樣地，第1晶片15上之像素陣列部2配置於與第1基板11之像素AFE部5上下重疊之位置。相對於在第1晶片15配置處理類比信號之像素陣列部2，而在第2晶片16配置處理數位信號之信號處理部7。因此，第2晶片16可以細微製程形成信號處理部7，即便信號處理部7之電路規模較大，亦可安裝於較第1晶片15為小尺寸之第2晶片16。又，亦可使對第1晶片15與第2晶片16供給之電源電壓之種類不同。
構成第1基板11之第1晶片15與第2晶片16之配置部位及尺寸為任意。圖14A及圖14B係顯示在與圖13A及圖13B不同之方向配置有第1晶片15與第2晶片16之例之佈局圖。圖14A及圖14B內之第1基板11及第2基板12之配置與圖13A及圖13B相同。
於上述之說明中，顯示由經積層之二片基板11、12構成攝像裝置1之例，但可積層3片以上之基板而構成攝像裝置1。圖15A、圖15B及圖15C係顯示3層構造之攝像裝置1之第1佈局例之圖。圖15A顯示最上層之第3基板14之佈局配置，圖15B顯示第二段之第2基板12之佈局配置，圖15C顯示最下層之第1基板11之佈局配置。
於第3基板14配置有像素陣列部2。於第2基板12，於與像素陣列部2上下重疊之位置配置有像素AFE部5。於第1基板11配置有列驅動部3、行驅動部6、行處理部4、信號處理部7、及系統控制部8。於第1佈局例中，第1基板11之空出區域最多，其次較多的是第2基板12之空出區域。如此，於第1～第3基板14中，在空出區域上存在不均一。
圖16A、圖16B及圖16C係顯示3層構造之攝像裝置1之第2佈局例之圖。於第2佈局例中，如圖16B所示，於第1佈局例中配置於第1基板11之列驅動部3與行處理部4配置於第2基板12。藉此，可抑制第2基板12與第3基板14之空出區域之不均一。又，由於行處理部4與行驅動部6使用高電源電壓，故令使用高電源電壓之電路部分匯集於第2基板12，另一方面，因第1基板11可僅配置邏輯電路，可以細微的製程形成第1基板11，而謀求低耗電化。
圖17A、圖17B及圖17C係顯示3層構造之攝像裝置1之第3佈局例之圖。於第3佈局例中，以第1晶片15與第2晶片16構成第1基板11。於第1晶片15配置有行處理部4，於第2晶片16配置有信號處理部7及系統控制部8。於第3佈局例中，在無將使用高電源電壓之行處理部4與列驅動部3配置於第2基板12之空出區域之情形下，可將第1基板11劃分成2個晶片，於第1晶片15配置使用高電源電壓之行處理部4，於第2晶片16僅配置邏輯電路部分。藉此，可以細微的製程形成第2晶片16，可削減消耗電力。
於上述之說明中，舉出具有行處理部4之攝像裝置1之例，但亦考量不具有行處理部4之攝像裝置1。本實施形態對於如此之攝像裝置1亦可應用。
圖18係顯示不具有行處理部4之攝像裝置1之概略構成之方塊圖。圖18之攝像裝置1成為自圖1省略行處理部4之構成。圖18之像素陣列部2藉由列驅動部3，而就每一列被驅動。由連接於各列之複數個像素電路2a予以光電轉換之電氣信號被依序輸送至像素AFE部5。又，於在像素電路2a內設置有後述之位址事件檢測電路之情形下，由位址事件檢測部檢測到之事件檢測信號亦被輸送至像素AFE部5。
像素陣列部2除出於攝像目的而利用之情形以外，亦用於位址事件檢測用、光信號之受光位置及受光時序檢測用、及就每一像素進行A/D轉換之用途等。
圖19A係示意性顯示將像素陣列部2用於位址事件檢測用之情形之位址事件檢測信號(以下，稱為DVS：Dynamic Vision Sensor，動態視覺感測器)信號)之產生之圖。當由像素陣列部2內之位址事件檢測用之像素電路2b(以下，稱為DVS用像素電路2b)檢測到位址事件時，自像素AFE部5輸出DVS信號。
圖19B係示意性顯示將像素陣列部2用於光信號之受光位置及受光時序檢測用之情形之SPAD(Single Photon Avalanche Diode，單光子突崩二極體))信號之產生之圖。當由像素陣列部2內之SPAD用像素電路2c檢測到光信號時，自像素AFE部5輸出經數位化之SPAD信號。於像素AFE部5中，進行A/D轉換處理。
圖19C係示意性顯示使像素陣列部2就每一像素進行A/D轉換之情形之灰階信號之產生之圖。於像素陣列部2內之至少一部分，設置例如相位差檢測用之像素2d。相位差檢測用之像素2d成為將1個像素於左右分割之構成，就每一分割像素進行光電轉換，並檢測由兩個分割像素予以光電轉換之電氣信號之差分量。該差分量相當於散焦量，可用於自動聚焦調節等。上述之差分量或灰階信號由像素AFE部5予以A/D轉換並輸出。
不具有行處理部4之情形之像素陣列部2內之各像素電路2a、與像素AFE部5內之各副AFE部5a之對應關係被認為存在複數種。圖20A顯示像素陣列部2內之一個像素電路2a對應於像素AFE部5內之一個副AFE部5a之例。圖20B顯示像素陣列部2內之複數個像素電路2a對應於像素AFE部5內之一個副AFE部5a之例。圖20C顯示像素陣列部2內之一個像素電路2a對應於像素AFE部5內之複數個副AFE部5a之例。
圖21A及圖21B係顯示不具有行處理部4之攝像裝置1之第1佈局例之圖。圖21A顯示第2基板12之佈局配置，圖21B顯示第1基板11之佈局配置。於第1基板11配置有像素AFE部5、列驅動部3、行驅動部6、信號處理部7、及系統控制部8。第2基板12具有第1晶片15及第2晶片16。於第1晶片15配置有像素陣列部2。於第2晶片16配置有信號處理部7。第2晶片16內之信號處理部7配置於與第1基板11上之信號處理部7上下重疊之位置。由於第2晶片16可以細微製程形成，故第2晶片16之尺寸可小於第1晶片15。
圖22A及圖22B係顯示不具有行處理部4之攝像裝置1之第2佈局例之圖。於在圖22A所示之配置於第2基板12內之第2晶片16之信號處理部7配置有記憶體27之點上，與圖21A不同，其他亦包含第1基板11之配置在內與圖21A及圖21B共通。藉由對第2晶片16利用細微製程，而必須要有如記憶體27之較大之安裝面積之電路亦可以較小之晶片實現。
可於像素陣列部2之至少一部分設置DVS用像素電路2b，或設置SPAD用像素電路2c，或是設置以像素單位進行A/D轉換之像素電路2a。亦即，於像素陣列部2中，可混存攝像用之像素電路2a、DVS用像素電路2b、SPAD用像素電路2c、及像素A/D用像素電路2d之至少二個。像素AFE部5之內部構成亦可相應於像素陣列部2內之像素電路之種類而改變。
圖23A係顯示像素陣列部2之第1例之圖。圖23A之像素陣列部2顯示在攝像用之像素電路2a之一部分設置DVS用像素電路2b之例。該情形下，當由DVS用像素電路2b檢測到位址事件時，自像素AFE部5輸出位址事件檢測信號(DVS信號)。
圖23B係顯示像素陣列部2之第2例之圖。圖23B之像素陣列部2顯示在攝像用之像素電路2a之一部分設置SPAD用像素電路2c之例。該情形下，當由SPAD用像素電路2c檢測到光信號時，自像素AFE部5輸出表示檢測部位及檢測時序之SPAD信號。
圖23C係顯示像素陣列部2之第3例之圖。圖23C之像素陣列部2顯示在攝像用之像素電路2a之一部分設置以像素單位進行A/D轉換之像素電路2a之例。該情形下，由以像素單位進行A/D轉換之像素電路2a予以光電轉換之電氣信號被輸送至像素AFE部5，並輸出經A/D轉換之數位像素資料。
於在像素陣列部2與像素AFE部5檢測到位址事件之情形下，於像素陣列部2與像素AFE部5之至少一者設置位址事件檢測電路。
圖24係顯示位址事件檢測電路300之一例之方塊圖。圖24之位址事件檢測電路300具備：電流電壓轉換電路310、緩衝器320、減法器330、量化器340及傳送電路350。
電流電壓轉換電路310將來自對應之光電二極體221之光電流轉換為電壓信號。該電流電壓轉換電路310將電壓信號供給至緩衝器320。
緩衝器320修正來自電流電壓轉換電路310之電壓信號。該緩衝器320將修正後之電壓信號輸出至減法器330。
減法器330依照來自列驅動電路251之列驅動信號，使來自緩衝器320之電壓信號之位準降低。該減法器330將降低後之電壓信號供給至量化器340。
量化器340將來自減法器330之電壓信號量子化為數位信號，並作為檢測信號輸出至傳送電路350。
傳送電路350依照來自行驅動電路252之行驅動信號，將檢測信號自量化器340傳送至信號處理電路240。
圖24之電流電壓轉換電路310與緩衝器320安裝於例如像素陣列部2，減法器330、量化器340及傳送電路350安裝於像素AFE部5。
圖25係顯示電流電壓轉換電路310之內部構成之一例之電路圖。圖25之電流電壓轉換電路310具備N型電晶體311及313、及P型電晶體312。作為該等電晶體，例如，利用MOS(Metal-Oxide-Semiconductor，金屬氧化物半導體)電晶體。
N型電晶體311之源極連接於光電二極體221之陰極，汲極連接於電源端子。P型電晶體312及N型電晶體313在電源端子與接地端子之間串聯連接。又，P型電晶體312及N型電晶體313之連接點連接於N型電晶體311之閘極及緩衝器320之輸入端子。又，對P型電晶體312之閘極，施加特定之偏壓電壓Vbias1。
N型電晶體311及313之汲極連接於電源側，此電路被稱為源極隨耦器。藉由該等連接為環狀之2個源極隨耦器，而來自光電二極體221之光電流被轉換為電壓信號。又，P型電晶體312將一定之電流供給至N型電晶體313。
又，受光晶片201之接地與檢測晶片202之接地因干涉對策而相互分離。
圖26係顯示減法器330及量化器340之內部構成之一例之電路圖。減法器330具備電容器331及333、比較器332、及開關334。
電容器331之一端連接於緩衝器320之輸出端子，另一端連接於反相器332之輸入端子。電容器333與反相器332並聯連接。開關334依照列驅動信號將連接電容器333之兩端之路徑開閉。
反相器332將經由電容器331輸入之電壓信號反轉。該反相器332將反轉之信號輸出至比較器332之非反轉輸入端子(+)。
且說，於捲簾快門方式之攝像裝置1中，由於一面就每一列掃描像素陣列部2，一面傳送光電轉換結果，故獲得移動較快之物體變形且被視認到之圖像。因而，業界曾提案將1圖框份額之光電轉換結果預先蓄積於記憶體27，自記憶體27讀出並產生攝像圖像之全域快門方式之攝像裝置1。
圖27係全域快門方式之攝像裝置1之像素電路2a之電路圖。圖27之像素電路2a具有：光電轉換元件31、傳送電晶體32、重置電晶體33、緩衝器34、及記憶體35。記憶體35具有P相記憶部35a、及D相記憶部35b。
於P相記憶部35a記憶重置時之電位。於D相記憶部35b記憶與經光電轉換之電氣信號相應之電位。藉由檢測記憶於P相記憶部35a之電位、與記憶於D相記憶部35b之電位之差分，而可將電位之變動份額抵消。P相記憶部35a與D相記憶部35b內之電位每當攝像時重新記憶。
於本實施形態中，將較圖27之虛線靠左側、亦即光電轉換元件31、傳送電晶體32、重置電晶體33配置於第2基板12之像素陣列部2，將較虛線靠右側、亦即記憶體35配置於第1基板11內之像素AFE部5。
圖28係捲簾快門方式之攝像裝置1之像素電路2a之電路圖。圖28之像素電路2a具有：光電轉換元件31、傳送電晶體32、重置電晶體33、放大電晶體36、及選擇電晶體37。
於本實施形態中，將較圖28之虛線靠左側、亦即光電轉換元件31與傳送電晶體32配置於第2基板12之像素陣列部2，將較虛線靠右側、亦即重置電晶體33、放大電晶體36及選擇電晶體37配置於第1基板11內之像素AFE部5。
圖29係以像素區域為單位進行A/D轉換之區域AD方式之像素電路2a周邊之電路圖。圖29之像素電路2a於一個A/D轉換器(以下為ADC)連接有複數個像素電路2a。各像素電路2a具有：光電轉換元件31、傳送電晶體32、重置電晶體33、放大電晶體36、及選擇電晶體37。
於本實施形態中，將較圖29之虛線靠左側配置於第2基板12之像素陣列部2，將較虛線靠右側之ADC配置於第1基板11內之像素AFE部5。
圖30係顯示第1實施形態之攝像裝置1進行之處理步序之流程圖。首先，利用配置於與供具有複數個光電轉換元件31之像素陣列部2配置之基板不同之基板之像素AFE部5(讀出專用電路)，進行由複數個光電轉換元件31予以光電轉換之電氣信號之讀出動作(步驟S1)。 其次，利用與供像素AFE部5配置之基板不同之基板內之電路，進行像素AFE部5之動作以外之動作(步驟S2)。
如此，於本實施形態中，將像素陣列部2與像素AFE部5配置於分別之基板，將進行攝像裝置1內之像素AFE部5以外之動作之電路配置於與供像素AFE部5配置之基板分別之基板。藉此，可抑制配置於各基板之電路安裝面積之不均一，可削減各基板之空出區域，謀求消耗電力之削減。
例如，藉由區分供使用高電源電壓之電路配置之基板、與供使用低電源電壓之電路配置之基板，可減少對各基板供給之電源電壓之種類，可縮短供給電源電壓之配線圖案，可削減電源雜訊。更具體而言，針對行處理部4、列驅動部3、行驅動部6等包含使用高電源電壓之電路部分、及使用低電源電壓之電路部分之電路，藉由將各電路部分分開配置於複數個基板，而謀求削減基板尺寸及消耗電力。
又，於將進行信號之收發之複數個電路部分分開配置於複數個基板之情形下，由於將各電路部分配置於上下重疊之位置，且以銅-銅(Cu-Cu)接合、TSV、微凸塊接合等，將各電路部分接合，故不易受寄生電阻及寄生電容之影響，亦可縮短信號傳遞延遲時間。
又，藉由區分供包含類比電路之電路配置之基板、與供數位電路配置之基板，而針對供數位電路配置之基板，可利用最前端之細微製程形成電路，可縮小基板尺寸，且可削減於基板之消耗電力。
像素陣列部2不僅出於攝像目的而利用，亦可出於檢測位址事件之目的、或檢測光信號之受光位置及受光時序之目的、或是以像素單位進行A/D轉換之目的等而利用，可與各目的相配對應地，將構成攝像裝置1之各電路分配給複數個基板。
(第2實施形態) 於上述之第1實施形態中，針對例如具備圖24之位址事件檢測電路300之攝像裝置1進行了說明，但位址事件檢測電路300之內部構成未必限定於圖24。圖31係顯示位址事件檢測電路300之另一構成例之方塊圖。圖31之構成例之位址事件檢測電路300除具備電流電壓轉換電路310、緩衝器320、減法器330、量化器340、及傳送電路350以外，還具備記憶部360及控制部370。以下，將具備圖24之位址事件檢測電路300之攝像裝置1稱為第1構成例，將具備圖31之位址事件檢測電路300之攝像裝置1稱為第2構成例。
記憶部360設置於量化器340與傳送電路350之間，基於自控制部370供給之樣品信號，蓄積量化器340之輸出、亦即量化器340內之比較器3341之比較結果。記憶部360可為開關、塑膠、電容等之取樣電路，亦可為鎖存器或觸發器等之數位記憶體電路。
控制部370對比較器3341之反轉(-)輸入端子，供給特定之臨限值電壓Vth 。自控制部370對比較器3341供給之臨限值電壓Vth 可為分時不同之電壓值。例如，控制部370藉由以不同之時序供給與表示光電流之變化量超過上限之臨限值之意旨之導通事件對應之臨限值電壓Vth1 、及與表示其變化量低於下限之臨限值之意旨之斷開事件對應之臨限值電壓Vth2 ，而可以1個比較器3341檢測複數種位址事件。
記憶部360例如可於自控制部370對比較器3341之反轉(-)輸入端子供給與斷開事件對應之臨限值電壓Vth2 之期間，蓄積利用與導通事件對應之臨限值電壓Vth1 之比較器3341之比較結果。此外，記憶部360可位於像素216之內部，亦可位於像素216之外部。又，記憶部360並非位址事件檢測電路300之必須要有之構成要素。亦即，可無記憶部360。
[第2構成例之攝像裝置1(掃描方式)] 具備上述之圖24所示之位址事件檢測電路300之第1構成例之攝像裝置210係利用非同步型讀出方式讀出事件之非同步型攝像裝置1。惟，作為事件之讀出方式，並不限定於非同步型讀出方式，可為同步型讀出方式。應用同步型讀出方式之攝像裝置1係與以特定之圖框率進行攝像之一般之攝像裝置1相同之掃描方式之攝像裝置1。
圖32係顯示作為應用本發明之技術之攝像系統之攝像裝置210而利用之第2構成例之攝像裝置1、亦即掃描方式之攝像裝置1之構成之一例的方塊圖。
如圖32所示，作為本發明之攝像裝置1之第2構成例之攝像裝置210成為具備像素陣列部211、信號處理部212、驅動部213、讀出區域選擇部214、及信號產生部215之構成。
像素陣列部211包含複數個像素216。複數個像素216應答於讀出區域選擇部214之選擇信號，將輸出信號輸出。針對複數個像素216各者，亦可如例如圖24所示般設為於像素內具有量化器之構成。複數個像素216輸出與光之強度之變化量對應之輸出信號。複數個像素216可如圖32所示般矩陣狀地二維配置。
驅動部213驅動複數個像素216各者，使由各像素216產生之像素信號輸出至信號處理部212。此外，針對驅動部213及信號處理部212，係用於取得灰階資訊之電路部。因此，於僅取得事件資訊之情形下，可無驅動部213及信號處理部212。
讀出區域選擇部214選擇像素陣列部211中包含之複數個像素216中之一部分。例如，讀出區域選擇部214選擇與像素陣列部211對應之二維矩陣之構造中包含之列中任一列或複數個列。讀出區域選擇部214可相應於預設之週期，依次選擇1個或複數個列。又，讀出區域選擇部214可相應於來自像素陣列部211之各像素216之請求，決定選擇區域。
信號產生部215基於由讀出區域選擇部214選擇之像素之輸出信號，產生與所選擇之像素中之檢測到事件之主動像素對應之事件信號。事件係光之強度變化之事件。主動像素係與輸出信號對應之光之強度之變化量超過、或低於預設之臨限值之像素。例如，信號產生部215將像素之輸出信號與基準信號進行比較，於大於或小於基準信號之情形下，檢測將輸出信號輸出之主動像素，產生與該主動像素對應之事件信號。
針對信號產生部215例如可設為包含如調解進入信號產生部215之信號之行選擇電路之構成。又，針對信號產生部215，可設為不僅輸出檢測到事件之主動像素之資訊，亦輸出未檢測到事件之非主動像素之資訊之構成。
自信號產生部215，通過輸出線218輸出檢測到事件之主動像素之位址資訊及時間戳記資訊(例如(X、Y、T))。惟，針對自信號產生部215輸出之資料，不僅為位址資訊及時間戳記資訊，亦可為圖框形式之資訊(例如(0、0、1、0、・・・))。
[行處理部之構成例] 於圖11中，例示在行處理部4內，對於像素陣列部2之像素行，以1對1之對應關係，配置包含比較器21、計數器23及記憶體27之類比-數位轉換器(ADC)之構成例，但並不限定於該構成例。例如，亦可設為以複數個像素行為單位配置類比-數位轉換器(ADC)，於複數個像素行間分時利用該類比-數位轉換器(ADC)之構成。
類比-數位轉換器(ADC)將經由垂直信號線VSL供給之類比之像素信號SIG，轉換為位元數較前文所述之位址事件之檢測信號更多之數位信號。例如，若將位址事件之檢測信號設為2位元，則像素信號被轉換為3位元以上(16位元等)之數位信號。類比-數位轉換器(ADC)將由類比-數位轉換產生之數位信號供給至信號處理部212。
[關於雜訊事件] 且說，第1構成例之攝像裝置1係可將就每一像素位址即時檢測該像素之光量超過特定之臨限值之意旨作為位址事件之檢測部(亦即位址事件檢測電路300)設置於至少一部分之像素電路2a之非同步型攝像裝置1。
於該非同步型第1構成例之攝像裝置1中，原本，當於場景中發生某些事件(亦即真實事件)時，進行因該真實事件之發生引起之資料之取得。然而，於非同步型攝像裝置1中，有即便於無真實事件之發生之場景中，亦因感測器雜訊等之雜訊事件(假事件)，而無用地進行資料之取得之情形。因此，不僅讀出雜訊信號，而且亦使信號輸出之產能降低。
＜本發明之技術之應用例＞ 本發明之技術可應用於各種產品。以下，針對更具體的應用例進行說明。例如，本發明之技術可實現為搭載於汽車、電動汽車、油電混合汽車、機車、自行車、個人移動性裝置、飛機、無人機、船舶、機器人、建設機械、農業機械(曳引機器)等任一種類之移動體之測距裝置。
[移動體] 圖33係顯示作為可應用本發明之技術之移動體控制系統之一例的車輛控制系統7000之概略性構成例之方塊圖。車輛控制系統7000具備經由通訊網路7010連接之複數個電子控制單元。於圖33所示之例中，車輛控制系統7000具備：驅動系統控制單元7100、車體系統控制單元7200、電池控制單元7300、車外資訊檢測單元7400、車內資訊檢測單元7500、及整合控制單元7600。連接該等複數個控制單元之通訊網路7010例如可為CAN(Controller Area Network，控制器區域網路)、LIN(Local Interconnect Network，區域互連網路)、LAN(Local Area Network，區域網路)或基於FlexRay(註冊商標)等任意之規格之車載通訊網路。
各控制單元具備：依照各種程式進行運算處理之微電腦、記憶由微電腦執行之程式或用於各種運算之參數等之記憶部、及驅動各種控制對象之裝置之驅動電路。各控制單元具備用於經由通訊網路7010在與其他之控制單元之間進行通訊之網路I/F，且具備用於在與車內外之裝置或感測器等之間利用有線通訊或無線通訊進行通訊之通訊I/F。於圖33中，作為整合控制單元7600之功能構成，圖示：微電腦7610、泛用通訊I/F 7620、專用通訊I/F 7630、測位部7640、信標接收部7650、車內機器I/F 7660、聲音圖像輸出部7670、車載網路I/F 7680及記憶部7690。其他之控制單元亦同樣地具備微電腦、通訊I/F及記憶部等。
驅動系統控制單元7100依照各種程式控制與車輛之驅動系統相關聯之裝置之動作。例如，驅動系統控制單元7100作為內燃機或驅動用馬達等用於產生車輛之驅動力之驅動力產生裝置、用於將驅動力傳遞至車輪之驅動力傳遞機構、調節車輛之舵角之轉向機構、及產生車輛之制動力之制動裝置等的控制裝置發揮功能。驅動系統控制單元7100可具有作為ABS(Antilock Brake System，防鎖死煞車系統)或ESC(Electronic Stability Control，電子穩定控制系統)等控制裝置之功能。
於驅動系統控制單元7100連接有車輛狀態檢測部7110。於車輛狀態檢測部7110中例如包含：檢測車體之軸旋轉運動之角速度之陀螺儀感測器、檢測車輛之加速度之加速度感測器、或用於檢測加速踏板之操作量、煞車踏板之操作量、方向盤之轉向角、引擎轉數或車輛之旋轉速度等之感測器中至少一者。驅動系統控制單元7100利用自車輛狀態檢測部7110輸入之信號進行運算處理，控制內燃機、驅動用馬達、電動轉向裝置或煞車裝置等。
車體系統控制單元7200依照各種程式，控制裝備於車體之各種裝置之動作。例如，車體系統控制單元7200作為無鑰匙門禁系統、智慧型鑰匙系統、電動車窗裝置、或頭燈、尾燈、煞車燈、方向燈或霧燈等各種燈之控制裝置而發揮功能。該情形下，可對車體系統控制單元7200輸入自代替鑰匙之可攜式機發出之電波或各種開關之信號。車體系統控制單元7200受理該等電波或信號之輸入，而控制車輛之門鎖裝置、電動車窗裝置、燈等。
電池控制單元7300依照各種程式控制驅動用馬達之電力供給源即二次電池7310。例如，對電池控制單元7300自具備二次電池7310之電池裝置輸入電池溫度、電池輸出電壓或電池之剩餘容量等之資訊。電池控制單元7300利用該等信號進行運算處理，進行二次電池7310之溫度調節控制或電池裝置所具備之冷卻裝置等之控制。
車外資訊檢測單元7400檢測搭載車輛控制系統7000之車輛外部之資訊。例如，於車外資訊檢測單元7400連接有攝像部7410及車外資訊檢測部7420中至少一者。於攝像部7410中包含ToF(Time Of Flight，飛行時間)相機、立體攝影機、單目相機、紅外線相機及其他之相機中至少一者。於車外資訊檢測部7420中例如包含用於檢測當前之天氣或氣象之環境感測器、或用於檢測搭載有車輛控制系統7000之車輛周圍的其他之車輛、障礙物或行人等的周圍資訊檢測感測器中至少一者。
環境感測器例如可為檢測雨天之雨滴感測器、檢測霧之霧感測器、檢測日照程度之日照感測器、及檢測降雪之雪感測器中至少一者。周圍資訊檢測感測器可為超音波感測器、雷達裝置及光達(Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging，LIDAR)裝置中至少一者。該等攝像部7410及車外資訊檢測部7420可作為分別獨立之感測器乃至裝置而具備，亦可作為整合有複數個感測器乃至裝置之裝置而具備。
此處，圖34顯示攝像部7410及車外資訊檢測部7420之設置位置之例。攝像部7910、7912、7914、7916、7918設置於例如車輛7900之前保險桿、後照鏡、後保險桿、後門及車廂內之擋風玻璃之上部中至少一個位置。前保險桿所具備之攝像部7910及車廂內之擋風玻璃之上部所具備之攝像部7918主要取得車輛7900前方之圖像。後照鏡所具備之攝像部7912、7914主要取得車輛7900之側方之圖像。後保險桿或後門所具備之攝像部7916主要取得車輛7900之後方之圖像。車廂內之擋風玻璃之上部所具有之攝像部7918主要用於前方車輛或行人、障礙物、號志燈、交通標誌或車道線等之檢測。
此外，於圖34中顯示各個攝像部7910、7912、7914、7916之攝影範圍之一例。攝像範圍a顯示設置於前保險桿之攝像部7910之攝像範圍，攝像範圍b、c表示分別設置於後照鏡之攝像部7912、7914之攝像範圍，攝像範圍d表示設置於後保險桿或後門之攝像部7916之攝像範圍。例如，藉由重疊由攝像部7910、7912、7914、7916拍攝到之圖像資料，而可獲得自上方觀察車輛7900之俯瞰圖像。
設置於車輛7900之前方、後方、側方、角隅及車廂內之擋風玻璃之上部的車外資訊檢測部7920、7922、7924、7926、7928、7930可為例如超音波感測器或雷達裝置。設置於車輛7900之前保險桿、後保險桿、後門及車廂內之擋風玻璃之上部的車外資訊檢測部7920、7926、7930可為例如LIDAR裝置。該等車外資訊檢測部7920～7930主要用於前方車輛、行人或障礙物等之檢測。
返回圖33繼續進行說明。車外資訊檢測單元7400使攝像部7410拍攝車外之圖像，且接收拍攝到之圖像資料。又，車外資訊檢測單元7400自連接之車外資訊檢測部7420接收檢測資訊。於車外資訊檢測部7420為超音波感測器、雷達裝置或LIDAR裝置時，車外資訊檢測單元7400發送超音波或電磁波等，且接收接收到之反射波之資訊。車外資訊檢測單元7400可基於接收到之資訊進行人、車、障礙物、標識或路面上之文字等之物體檢測處理或距離檢測處理。車外資訊檢測單元7400可基於接收到之資訊，進行辨識降雨、霧或路面狀況等之環境辨識處理。車外資訊檢測單元7400可基於接收到之資訊算出距車外之物體之距離。
又，車外資訊檢測單元7400可基於接收到之圖像資料進行辨識人、車、障礙物、標識或路面上之文字等之圖像辨識處理或距離檢測處理。車外資訊檢測單元7400可對於接收到之圖像資料進行變形修正或定位等處理，且合成由不同之攝像部7410拍攝到之圖像資料，而產生俯瞰圖像或全景圖像。車外資訊檢測單元7400可利用由不同之攝像部7410拍攝到之圖像資料進行視點轉換處理。
車內資訊檢測單元7500檢測車內之資訊。於車內資訊檢測單元7500連接有例如檢測駕駛者之狀態之駕駛者狀態檢測部7510。駕駛者狀態檢測部7510可包含拍攝駕駛者之相機、檢測駕駛者之生物體資訊之生物體感測器或對車廂內之聲音進行集音之麥克風等。生物體感測器例如設置於座面或方向盤等，檢測坐於坐席之乘客或握著方向盤之駕駛者之生物體資訊。車內資訊檢測單元7500基於自駕駛者狀態檢測部7510輸入之檢測資訊可算出駕駛者之疲勞度或注意力集中度，亦可判別駕駛者是否打瞌睡。車內資訊檢測單元7500可對所集音之聲音信號進行消除雜訊處理等處理。
整合控制單元7600依照各種程式控制車輛控制系統7000內之動作整體。於整合控制單元7600連接有輸入部7800。輸入部7800例如可藉由觸控面板、按鈕、麥克風、開關或控制桿等、可由乘客進行輸入操作之裝置實現。可對整合控制單元7600輸入藉由對由麥克風輸入之聲音進行聲音辨識而獲得之資料。輸入部7800例如可為利用紅外線或其他之電波之遙控裝置，亦可為與車輛控制系統7000之操作對應之行動電話或PDA(Personal Digital Assistant，個人數位助理)等外部連接機器。輸入部7800可為例如相機，此時，乘客可利用手勢輸入資訊。或，可輸入藉由檢測乘客佩戴之穿戴式裝置之移動而獲得之資料。再者，輸入部7800例如可包含基於利用上述之輸入部7800由乘客等輸入之資訊產生輸入信號並對整合控制單元7600輸出的輸入控制電路等。乘客等藉由操作該輸入部7800而對車輛控制系統7000輸入各種資料或指示處理動作。
記憶部7690可包含：記憶由微電腦執行之各種程式之ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)、以及記憶各種參數、運算結果或感測器值等之RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)。又，記憶部7690可由HDD(Hard Disk Drive，硬碟機)等磁性記憶裝置、半導體記憶裝置、光記憶裝置或磁光記憶裝置等實現。
泛用通訊I/F 7620係中介與存在於外部環境7750之各種機器之間之通訊的泛用性通訊I/F。泛用通訊I/F 7620可安裝GSM(註冊商標)(Global System of Mobile communications，全球行動通訊系統)、WiMAX(註冊商標)、LTE(註冊商標)(Long Term Evolution，長期演進技術)或LTE-A(LTE-Advanced，進階長期演進技術)等蜂巢通訊協定、或無線LAN(亦稱為Wi-Fi(註冊商標))、藍芽(註冊商標)等其他之無線通訊協定。泛用通訊I/F 7620例如可經由基地台或存取點對存在於外部網路(例如，網際網路、雲端網路或公司固有網路)上之機器(例如應用伺服器或控制伺服器)連接。又，泛用通訊I/F 7620可利用例如P2P(Peer To Peer，點對點)技術與存在於車輛之附近之終端(例如駕駛者、行人或店鋪之終端、或MTC(Machine Type Communication，機器型通訊)終端)連接。
專用通訊I/F 7630係支持出於車輛之使用之目的而制定之通訊協定之通訊I/F。專用通訊I/F 7630例如可安裝下位層之IEEE802.11p與上位層之IEEE1609之組合即WAVE(Wireless Access in Vehicle Environment，車輛環境中的無線存取)、DSRC(Dedicated Short Range Communications，專用短距通訊)、或蜂巢通訊協定等標準協定。專用通訊I/F 7630典型而言，執行包含車輛與車輛之間(Vehicle to Vehicle)通訊、車輛與基礎設施之間(Vehicle to Infrastructure)通訊、車輛與家之間(Vehicle to Home)之通訊、及車輛與行人之間(Vehicle to Pedestrian)通訊中一者以上之概念之V2X通訊。
測位部7640例如接收來自GNSS(Global Navigation Satellite System，全球導航衛星系統)衛星之GNSS信號(例如來自GPS(Global Positioning System，全球定位系統)衛星之GPS信號)而執行測位，產生包含車輛之緯度、經度及高度之位置資訊。此外，測位部7640可藉由與無線存取點交換信號而特定當前位置，或可自具有測位功能之行動電話、PHS或智慧型手機等終端取得位置資訊。
信標接收部7650例如接收自設置於道路上之無線基地台等發送之電波或電磁波，而取得當前位置、交通擁堵、禁止通行或所需時間等資訊。此外，信標接收部7650之功能可包含於上述之專用通訊I/F 7630。
車內機器I/F 7660係中介微電腦7610與存在於車內之各種車內機器7760之間之連接之通訊介面。車內機器I/F 7660可利用無線LAN、藍芽(註冊商標)、NFC(Near Field Communication，近場通訊)或WUSB(Wireless USB，無線USB)等無線通訊協定確立無線連接。又，車內機器I/F 7660可經由未圖示之連接端子(及若有必要的話可經由纜線)確立USB(Universal Serial Bus，通用串列匯流排)、HDMI(註冊商標)(High-Definition Multimedia Interface，高解析度多媒體介面)、或MHL(Mobile High-definition Link，行動高解析度鏈接)等有線連接。車內機器7760例如可包含乘客具有之移動機器或穿戴式機器、或被搬入或安裝於車輛之資訊機器中至少一者。又，車內機器7760可包含進行探索至任意之目的地之路徑之導航裝置。車內機器I/F 7660在與該等車內機器7760之間交換控制信號或資料信號。
車載網路I/F 7680係中介微電腦7610與通訊網路7010之間之通訊之介面。車載網路I/F 7680依照由通訊網路7010支持之特定之協定發送接收信號等。
整合控制單元7600之微電腦7610基於經由泛用通訊I/F 7620、專用通訊I/F 7630、測位部7640、信標接收部7650、車內機器I/F 7660及車載網路I/F 7680中至少一者取得之資訊，依照各種程式控制車輛控制系統7000。例如，微電腦7610可基於所取得之車內外之資訊，運算驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置之控制目標值，而對驅動系統控制單元7100輸出控制指令。例如，微電腦7610可進行以實現包含車輛之碰撞避免或衝擊緩和、基於車距之追隨行駛、車速維持行駛、車輛之碰撞警告、或車輛之車道脫離警告等的ADAS(Advanced Driver Assistance Systems，進階駕駛輔助系統)之功能為目的之協調控制。又，微電腦7610可藉由基於所取得之車輛之周圍之資訊控制驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置等，而進行以依賴駕駛者之操作而自律駕駛等為目的之協調控制。
微電腦7610可基於經由泛用通訊I/F 7620、專用通訊I/F 7630、測位部7640、信標接收部7650、車內機器I/F 7660及車載網路I/F 7680中至少一者取得之資訊取得之資訊，產生車輛與周邊之構造物或人物等物體之間之三維距離資訊，而製作包含車輛之當前位置之周邊資訊之局部地圖資訊。又，微電腦7610可基於所取得之資訊預測車輛之碰撞、行人等之靠近或朝禁止通行之道路之進入等危險，而產生警告用信號。警告用信號例如可為用於產生警告音或使警告燈點亮之信號。
聲音圖像輸出部7670朝可針對車輛之乘客或車外以視覺性或聽覺性通知資訊之輸出裝置，發送聲音及圖像中之至少一者之輸出信號。於圖33之例中，例示有音訊揚聲器7710、顯示部7720及儀表板7730，而作為輸出裝置。顯示部7720例如可包含車載顯示器及抬頭顯示器之至少一者。顯示部7720可具有AR(Augmented Reality，強化實境)顯示功能。輸出裝置可為該等裝置以外之頭戴耳機、乘客佩戴之眼鏡型顯示器等穿戴式裝置、投影機或燈等其他之裝置。於輸出裝置為顯示裝置之情形下，顯示裝置以文字、圖像、表、圖等各種形式以視覺顯示藉由微電腦7610進行之各種處理獲得之結果或自其他之控制單元接收到之資訊。又，於輸出裝置為聲音輸出裝置之情形下，聲音輸出裝置將包含所播放之聲音資料或音響資料等之音訊信號轉換為類比信號並以聽覺性輸出。
此外，於圖33所示之例中，經由通訊網路7010連接之至少二個控制單元可作為一個控制單元被一體化。或，各個控制單元可由複數個控制單元構成。再者，車輛控制系統7000可具備未圖示之另一控制單元。又，於上述之說明中，可使其他之控制單元具有任一控制單元擔負之功能之一部分或全部。即，若經由通訊網路7010進行資訊之收發，則特定之運算處理可由任一控制單元進行。同樣地，可行的是，連接於任一之控制單元之感測器或裝置連接於其他之控制單元，且複數個控制單元經由通訊網路7010相互收發檢測資訊。
以上，針對可應用本發明之技術之車輛控制系統之一例進行了說明。本發明之技術可應用於以上所說明之構成中之例如攝像部7910、7912、7914、7916、7918、或車外資訊檢測部7920、7922、7924、7926、7928、7930、或是駕駛者狀態檢測部7510等。具體而言，可對該等攝像部或檢測部，應用具有本發明之攝像裝置1之圖1之攝像系統10。而且，由於藉由應用本發明之技術，而可緩和感測器雜訊等之雜訊事件之影響，確實且迅速地感知真實事件之發生，故可實現安全的車輛行駛。
此外，本發明可採取如以下之構成。 (1)一種攝像裝置，其具備經積層之複數個基板，且具備： 配置於與供具有複數個光電轉換元件之像素陣列部配置之基板不同之基板，且進行由前述複數個光電轉換元件予以光電轉換之電氣信號之讀出動作之讀出專用電路；及 配置於與供前述讀出專用電路配置之基板不同之基板，且基於前述電氣信號進行前述讀出專用電路之動作以外之動作之電路。 (2)如(1)之攝像裝置，其中前述讀出專用電路將由前述光電轉換元件予以光電轉換之電氣信號轉換為電壓信號並進行增益調整；且 供進行前述讀出專用電路之動作以外之動作之電路配置之前述基板可進行下述處理之至少一者，即：以前述像素陣列部之配置於第1方向之2個以上之像素群為單位，將自前述讀出專用電路輸出之電壓信號轉換為數位信號之處理；對於前述數位信號之特定之信號處理；及以配置於第2方向之2個以上之像素群為單位驅動前述複數個光電轉換元件之處理。 (3)如(1)或(2)之攝像裝置，其中進行前述讀出專用電路之動作以外之動作之電路中之電源電壓超過特定之基準電壓之電路部分配置於與前述複數個光電轉換元件相同之基板。 (4)如(3)之攝像裝置，其具備配置於供前述像素陣列部配置之基板且對自前述讀出專用電路讀出之像素信號予以數位轉換之AD部之至少一部分。 (5)如(4)之攝像裝置，其中前述AD部以前述像素陣列部之配置於第1方向之2個以上之像素群為單位，對自前述讀出專用電路讀出之像素信號予以數位轉換。 (6)如(4)或(5)之攝像裝置，其中前述AD部分開配置於供前述像素陣列部配置之基板、與其以外之基板。 (7)如(4)至(6)中任一項之攝像裝置，其具備像素群驅動部，該像素群驅動部配置於供前述像素陣列部配置之基板，以配置於第2方向之2個以上之像素群為單位驅動前述像素陣列部。 (8)如(7)之攝像裝置，其中前述像素群驅動部分開配置於供前述像素陣列部配置之基板、與其以外之基板。 (9)如(1)至(8)中任一項之攝像裝置，其具備： 第1基板，其供前述讀出專用電路配置； 第2基板，其積層於前述第1基板上，供前述像素陣列部配置；及 第3基板，其積層於前述第1基板上之與前述第2基板相同之層高度，供進行前述讀出專用電路之動作以外之動作之電路之至少一部分配置。 (10)如(9)之攝像裝置，其中前述第1基板大於前述第2基板；且 前述第2基板大於前述第3基板。 (11)如(1)至(8)中任一項之攝像裝置，其具備： 第1基板，其供前述讀出專用電路配置； 第2基板，其積層於前述第1基板上，供前述像素陣列部配置；及 第3基板，其積層於前述第1基板之下，供進行前述讀出專用電路之動作以外之動作之電路之至少一部分配置。 (12)如(11)之攝像裝置，其具備配置於與具前述第3基板相同之層高度之第4基板；且 於前述第3基板及前述第4基板，各配置進行前述讀出專用電路之動作以外之動作之電路之一部分。 (13)如(12)之攝像裝置，其中前述第2基板大於前述第3基板及前述第4基板。 (14)如(9)至(13)中任一項之攝像裝置，其中前述讀出專用電路以於自積層方向俯視前述第1基板及前述第2基板時，至少一部分與前述像素陣列部重疊之方式，配置於前述第1基板上。 (15)如(9)至(14)中任一項之攝像裝置，其中前述讀出專用電路對於前述複數個光電轉換元件各者各設置1個。 (16)如(9)至(14)中任一項之攝像裝置，其中前述讀出專用電路與2個以上之前述光電轉換元件建立對應關係而設置。 (17)如(1)至(16)中任一項之攝像裝置，其中前述像素陣列部及前述讀出專用電路具有變化量檢測部，該變化量檢測部輸出表示前述複數個光電轉換元件各者之前述電氣信號之變化量是否超過特定之臨限值之檢測信號。 (18)如(1)至(16)中任一項之攝像裝置，其中前述像素陣列部及前述讀出專用電路具有將由各個前述光電轉換元件予以光電轉換之電氣信號轉換為數位信號之像素AD部。 (19)如(1)至(16)中任一項之攝像裝置，其中前述像素陣列部及前述讀出專用電路具有檢測朝前述複數個光電轉換元件入射之光之入射位置及入射時刻之光檢測部。 (20)如(1)至(19)中任一項之攝像裝置，其具備： 第1輸出部，其自前述像素陣列部輸出第1信號；及 第2輸出部，其自前述讀出專用電路輸出第2信號。 (21)如(1)至(20)中任一項之攝像裝置，其中前述複數個基板彼此以銅-銅(Cu-Cu)接合、TSV(Through Silicon Via，穿矽導通孔)、及凸塊接合之至少一者接合。 (22)如(1)至(21)中任一項之攝像裝置，其中前述基板為晶圓或半導體晶片。 (23)一種攝像方法，其係具備經積層之複數個基板者，且包含： 於配置於與供具有複數個光電轉換元件之像素陣列部配置之基板不同之基板之讀出專用電路中，進行由前述複數個光電轉換元件予以光電轉換之電氣信號之讀出動作之步驟；及 於配置於與供前述讀出專用電路配置之基板不同之基板之電路中，基於前述電氣信號進行前述讀出專用電路之動作以外之動作之步驟。
本發明之態樣並非係限定於上述之各個實施形態者，亦包含熟悉此項技術者可想到之各種變化，本發明之效果亦不並不限定於上述之內容。亦即，於不脫離根據由申請專利範圍規定之內容及其均等物導出之本發明之概念性思想與旨趣之範圍內，可進行各種追加、變更及局部削除。
1:攝像裝置 2:像素陣列部 2a,2b,2c:像素電路 2d:像素/像素A/D用像素電路 3:列驅動部 4:行處理部 4a:分割行處理部 5:像素AFE部 5a:副AFE部 6:行驅動部 7:信號處理部 7a:分割信號處理部 8:系統控制部 9:信號處理部 11:第1基板/基板 12:第2基板/基板 13:接合部 14:第3基板 15:晶片/第1晶片 16:晶片/第2晶片 21:比較器 22:DAC 23:向上/向下計數器/計數器 24,27,35:記憶體 25:位址選擇邏輯部 26:解碼器 28:位準移位器 29:驅動器 31:光電轉換元件 32:傳送電晶體 33:重置電晶體 34:緩衝器 35a:P相記憶部 35b:D相記憶部 36:放大電晶體 37:選擇電晶體 210:攝像裝置 211:像素陣列部 212:信號處理部 213:驅動部 214:讀出區域選擇部 215:信號產生部 216:像素 218:輸出線 221:光電二極體 251:列驅動電路 300:位址事件檢測電路 310:電流電壓轉換電路 311,313:N型電晶體 312:P型電晶體 320:緩衝器 330:減法器 331,333:電容器 332:比較器/反相器 334:開關 340:量化器 350:傳送電路 360:記憶部 370:控制部 3341:比較器 7000:車輛控制系統 7010:通訊網絡 7100:驅動系統控制單元 7110:車輛狀態檢測部 7200:車體系統控制單元 7300:電池控制單元 7310:二次電池 7400:車外資訊檢測單元 7410:攝像部 7420:車外資訊檢測部 7500:車內資訊檢測單元 7510:駕駛者狀態檢測部 7600:整合控制單元 7610:微電腦 7620:泛用通訊I/F 7630:專用通訊I/F 7640:測位部 7650:信標接收部 7660:車內機器I/F 7670:聲音圖像輸出部 7680:車載網絡I/F 7690:記憶部 7710:音訊揚聲器 7720:顯示部 7730:儀表板 7750:外部環境 7760:車內機器 7800:輸入部 7900:車輛 7910,7912,7914,7916,7918:攝像部 7920,7922,7924,7926,7928,7930:車外資訊檢測部 a,b,c,d:攝像範圍 Ln1:虛線 Vbias1:偏壓電壓 Vth:臨限值電壓
圖1係顯示第1實施形態之攝像裝置1之概略構成之方塊圖。 圖2A係顯示經積層之一基板之第1佈局例之圖。 圖2B係顯示經積層之另一基板之第1佈局例之圖。 圖3A係顯示經積層之一基板之第2佈局例之圖。 圖3B係顯示經積層之另一基板之第2佈局例之圖。 圖4A係顯示經積層之一基板之第3佈局例之圖。 圖4B係顯示經積層之另一基板之第3佈局例之圖。 圖5A係顯示經積層之一基板之第4佈局例之圖。 圖5B係顯示經積層之另一基板之第4佈局例之圖。 圖6係顯示像素陣列部與像素AFE部之位置關係之圖。 圖7A係採用圖2A及圖2B之佈局配置之情形之示意性立體圖。 圖7B係採用圖3A及圖3B之佈局配置之情形之示意性立體圖。 圖8A係圖2A之一變化例之佈局圖。 圖8B係圖2B之一變化例之佈局圖。 圖8C係圖3A之一變化例之佈局圖。 圖8D係圖3B之一變化例之佈局圖。 圖9A係顯示圖7A之一變化例之立體圖。 圖9B係顯示圖7B之一變化例之立體圖。 圖10A係顯示各像素電路與各副AFE部之連接態樣之圖。 圖10B係顯示各像素電路與各副AFE部之連接態樣之圖。 圖10C係顯示各像素電路與各副AFE部之連接態樣之圖。 圖10D係顯示各像素電路與各副AFE部之連接態樣之圖。 圖11係顯示行處理部之內部構成之一例之方塊圖。 圖12係顯示列驅動部之內部構成之一例之方塊圖。 圖13A係CoW方式之第2基板之佈局圖。 圖13B係CoW方式之第1基板之佈局圖。 圖14A係在與圖13A不同之方向配置有晶片之第2基板之佈局圖。 圖14B係在與圖13A不同之方向配置有晶片之第1基板之佈局圖。 圖15A係三層構造之第3基板之第1佈局圖。 圖15B係三層構造之第2基板之第1佈局圖。 圖15C係三層構造之第1基板之第1佈局圖。 圖16A係三層構造之第3基板之第2佈局圖。 圖16B係三層構造之第2基板之第2佈局圖。 圖16C係三層構造之第1基板之第2佈局圖。 圖17A係三層構造之第3基板之第3佈局圖。 圖17B係三層構造之第2基板之第3佈局圖。 圖17C係三層構造之第1基板之第3佈局圖。 圖18係顯示不具有行處理部之攝像裝置之概略構成之方塊圖。 圖19A係示意性顯示位址事件檢測信號之產生之圖。 圖19B係示意性顯示SPAD信號之產生之圖。 圖19C係示意性顯示灰階信號之產生之圖。 圖20A係顯示一個像素電路對應於一個副AFE部對應之例之圖。 圖20B係顯示複數個像素電路對應於一個副AFE部之例之圖。 圖20C係顯示一個像素電路對應於複數個副AFE部之例之圖。 圖21A係不具有行處理部之情形之第2基板之第1佈局圖。 圖21B係不具有行處理部之情形之第1基板之第1佈局圖。 圖22A係不具有行處理部之情形之第2基板之第2佈局圖。 圖22B係不具有行處理部之情形之第1基板之第2佈局圖。 圖23A係顯示像素陣列部之第1例之圖。 圖23B係顯示像素陣列部之第2例之圖。 圖23C係顯示像素陣列部之第3例之圖。 圖24係顯示位址事件檢測電路之一例之方塊圖。 圖25係顯示電流電壓轉換電路之內部構成之一例之電路圖。 圖26係顯示減法器及量化器之內部構成之一例之電路圖。 圖27係全域快門方式之攝像裝置之像素電路之電路圖。 圖28係捲簾快門方式之攝像裝置之像素電路之電路圖。 圖29係以像素區域為單位進行A/D轉換之區域AD方式之像素電路周邊之電路圖。 圖30係顯示第1實施形態之攝像裝置1進行之處理步序之流程圖。 圖31係顯示位址事件檢測電路之另一構成例之方塊圖。 圖32係顯示第2構成例之攝像裝置之構成之方塊圖。 圖33係顯示車輛控制系統之概略性構成例之方塊圖。 圖34係顯示攝像部及車外資訊檢測部之設置位置之例之圖。
1:攝像裝置
2:像素陣列部
2a:像素電路
3:列驅動部
4:行處理部
5:像素AFE部
5a:副AFE部
6:行驅動部
7:信號處理部
8:系統控制部
9:信號處理部

Claims (23)

  1. 一種攝像裝置，其具備經積層之複數個基板；且具備 配置於與供具有複數個光電轉換元件之像素陣列部配置之基板不同之基板，且進行由前述複數個光電轉換元件予以光電轉換之電氣信號之讀出動作之讀出專用電路；及 配置於與供前述讀出專用電路配置之基板不同之基板，且基於前述電氣信號進行前述讀出專用電路之動作以外之動作之電路。
  2. 如請求項1之攝像裝置，其中前述讀出專用電路係進行將由前述光電轉換元件予以光電轉換之電氣信號轉換為電壓信號並進行增益調整之電路；且 供進行前述讀出專用電路之動作以外之動作之電路配置之前述基板進行下述處理之至少一者，即：以前述像素陣列部之配置於第1方向之2個以上之像素群為單位，將自前述讀出專用電路輸出之電壓信號轉換為數位信號之處理；對於前述數位信號之特定之信號處理；及以配置於第2方向之2個以上之像素群為單位驅動前述複數個光電轉換元件之處理。
  3. 如請求項1之攝像裝置，其中進行前述讀出專用電路之動作以外之動作之電路中之電源電壓超過特定之基準電壓之電路部分配置於與前述複數個光電轉換元件相同之基板。
  4. 如請求項3之攝像裝置，其具備配置於供前述像素陣列部配置之基板且對自前述讀出專用電路讀出之像素信號予以數位轉換之AD部之至少一部分。
  5. 如請求項4之攝像裝置，其中前述AD部以前述像素陣列部之配置於第1方向之2個以上之像素群為單位，對自前述讀出專用電路讀出之像素信號予以數位轉換。
  6. 如請求項4之攝像裝置，其中前述AD部分開配置於供前述像素陣列部配置之基板、與其以外之基板。
  7. 如請求項4之攝像裝置，其具備像素群驅動部，該像素群驅動部配置於供前述像素陣列部配置之基板，以配置於第2方向之2個以上之像素群為單位驅動前述像素陣列部。
  8. 如請求項7之攝像裝置，其中前述像素群驅動部分開配置於供前述像素陣列部配置之基板、與其以外之基板。
  9. 如請求項1之攝像裝置，其具備：第1基板，其供前述讀出專用電路配置； 第2基板，其積層於前述第1基板上，供前述像素陣列部配置；及 第3基板，其積層於前述第1基板上之與前述第2基板相同之層高度，供進行前述讀出專用電路之動作以外之動作之電路之至少一部分配置。
  10. 如請求項9之攝像裝置，其中前述第1基板大於前述第2基板；且 前述第2基板大於前述第3基板。
  11. 如請求項1之攝像裝置，其具備：第1基板，其供前述讀出專用電路配置； 第2基板，其積層於前述第1基板上，供前述像素陣列部配置；及 第3基板，其積層於前述第1基板之下，供進行前述讀出專用電路之動作以外之動作之電路之至少一部分配置。
  12. 如請求項11之攝像裝置，其具備第4基板，其配置於與前述第3基板相同之層高度；且 於前述第3基板及前述第4基板，各配置進行前述讀出專用電路之動作以外之動作之電路之一部分。
  13. 如請求項12之攝像裝置，其中前述第2基板大於前述第3基板及前述第4基板。
  14. 如請求項9之攝像裝置，其中前述讀出專用電路以於自積層方向俯視前述第1基板及前述第2基板時，至少一部分與前述像素陣列部重疊之方式，配置於前述第1基板上。
  15. 如請求項9之攝像裝置，其中前述讀出專用電路對於前述複數個光電轉換元件各者各設置1個。
  16. 如請求項9之攝像裝置，其中前述讀出專用電路與2個以上之前述光電轉換元件建立對應關係而設置。
  17. 如請求項1之攝像裝置，其中前述像素陣列部及前述讀出專用電路具有變化量檢測部，該變化量檢測部輸出表示前述複數個光電轉換元件各者之前述電氣信號之變化量是否超過特定之臨限值之檢測信號。
  18. 如請求項1之攝像裝置，其中前述像素陣列部及前述讀出專用電路具有將由各個前述光電轉換元件予以光電轉換之電氣信號轉換為數位信號之像素AD部。
  19. 如請求項1之攝像裝置，其中前述像素陣列部及前述讀出專用電路具有檢測朝前述複數個光電轉換元件入射之光之入射位置及入射時刻之光檢測部。
  20. 如請求項1之攝像裝置，其具備：第1輸出部，其自前述像素陣列部輸出第1信號；及 第2輸出部，其自前述讀出專用電路輸出第2信號。
  21. 如請求項1之攝像裝置，其中前述複數個基板彼此以銅-銅(Cu-Cu)接合、TSV(Through Silicon Via，穿矽導通孔)、及凸塊接合之至少一者接合。
  22. 如請求項1之攝像裝置，其中前述基板為晶圓或半導體晶片。
  23. 一種攝像方法，其係具備經積層之複數個基板者，且包含： 於配置於與供具有複數個光電轉換元件之像素陣列部配置之基板不同之基板之讀出專用電路中，進行由前述複數個光電轉換元件予以光電轉換之電氣信號之讀出動作之步驟；及 於配置於與供前述讀出專用電路配置之基板不同之基板之電路中，基於前述電氣信號進行前述讀出專用電路之動作以外之動作之步驟。
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