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公開番号2025102986
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-08
出願番号2025062892,2023113699
出願日2025-04-07,2013-03-28
発明の名称撮像ユニット及び撮像装置
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 25/53 20230101AFI20250701BHJP(電気通信技術)
要約【課題】焦点検出の情報を得るのに適した撮像素子を提供する。
【解決手段】撮像素子は、複数の画素からなる単位グループ167、168を含む画素部を備える。撮像素子は、光学系からの光を電荷に変換する光電変換部であって光学系の焦点検出に用いられる第1光電変換部(視差画素Lt1、Rt1、Lt2、Rt2)と、光学系からの光を電荷に変換する光電変換部であって撮像された被写体の画像生成に用いられる第2光電変換部(B画素B1、B2、B5、B6)とが行方向に沿って配置された画素部と、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、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が異なる蓄積時間になるように制御する駆動部とを備える。
【選択図】図10
特許請求の範囲【請求項１】
光学系からの光を電荷に変換する光電変換部であって前記光学系の焦点検出に用いられる第１光電変換部と、前記光学系からの光を電荷に変換する光電変換部であって撮像された被写体の画像生成に用いられる第２光電変換部とが前記行方向に沿って配置された画素部と、
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２光電変換部で変換された電荷を蓄積する蓄積時間とが異なる蓄積時間になるように制御する駆動部と
を備える撮像ユニット。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
請求項１に記載の撮像ユニットにおいて、
第１開口を有する第１開口部と、前記第１開口よりも大きい第２開口を有する第２開口部とを有する部材を備え、
前記第１光電変換部は、前記光学系からの光のうち前記第１開口を通った光を電荷に変換し、
前記第２光電変換部は、前記光学系からの光のうち前記第２開口を通った光を電荷に変換する撮像ユニット。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の撮像ユニットにおいて、
前記駆動部は、前記第１光電変換部で変換された電荷の蓄積を終了するタイミングと、前記第２光電変換部で変換された電荷の蓄積を終了するタイミングとが異なるタイミングになるように制御する撮像ユニット。
【請求項４】
請求項３に記載の撮像ユニットにおいて、
前記駆動部は、前記第１光電変換部で変換された電荷の蓄積を開始するタイミングと、前記第２光電変換部で変換された電荷の蓄積を開始するタイミングとが異なるタイミングになるように制御する撮像ユニット。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の撮像ユニットにおいて、
前記駆動部は、前記第１光電変換部で変換された電荷の蓄積を開始するタイミングと、前記第２光電変換部で変換された電荷の蓄積を開始するタイミングとが異なるタイミングになるように制御する撮像ユニット。
【請求項６】
請求項１または請求項２に記載の撮像ユニットにおいて、
前記画素部は、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転送部とを備え、
前記駆動部は、前記第１転送部により前記第１光電変換部で変換された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２光電変換部で変換された電荷が転送されるタイミングとが異なるタイミングになるように制御する撮像ユニット。
【請求項７】
請求項６に記載の撮像ユニットにおいて、
前記駆動部は、前記第１転送部が前記第１光電変換部で変換された電荷の転送を開始するタイミングと、前記第２転送部が前記第２光電変換部で変換された電荷の転送を開始するタイミングとが異なるタイミングになるように制御する撮像ユニット。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の撮像ユニットにおいて、
前記画素部は、前記第１光電変換部で変換された電荷を排出する第１排出部と、前記第２光電変換部で変換された電荷を排出する第２排出部とを備え、
前記駆動部は、前記第１排出部により前記第１光電変換部で変換された電荷が排出されるタイミングと、前記第２排出部により前記第２光電変換部で変換された電荷が排出されるタイミングとが異なるタイミングになるように制御する撮像ユニット。
【請求項９】
請求項８に記載の撮像ユニットにおいて、
前記駆動部は、前記第１排出部が前記第１光電変換部で変換された電荷の排出を開始するタイミングと、前記第２排出部が前記第２光電変換部で変換された電荷の排出を開始するタイミングとが異なるタイミングになるように制御する撮像ユニット。
【請求項１０】
請求項１または請求項２に記載の撮像ユニットにおいて、
前記画素部は、前記第１光電変換部で変換された電荷を排出する第１排出部と、前記第２光電変換部で変換された電荷を排出する第２排出部とを備え、
前記駆動部は、前記第１排出部により前記第１光電変換部で変換された電荷が排出されるタイミングと、前記第２排出部により前記第２光電変換部で変換された電荷が排出されるタイミングとが異なるタイミングになるように制御する撮像ユニット。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像ユニット及び撮像装置に関する。
続きを表示（約 1,800 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】
上記撮像ユニットにあって、電荷の蓄積時間の制御および画素信号の読み出しの制御はセルごとに行われている。しかしながら、上記セルは二次元的に近接する画素のまとまりをセルとしているので、セル内またはセル間での電荷の蓄積時間および画素信号の読み出しを細かく制御することはできなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様によると、撮像ユニットであって、光学系からの光を電荷に変換する光電変換部であって光学系の焦点検出に用いられる第１光電変換部と、光学系からの光を電荷に変換する光電変換部であって撮像された被写体の画像生成に用いられる第２光電変換部とが行方向に沿って配置された画素部と、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、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が異なる蓄積時間になるように制御する駆動部とを備える。
【０００５】
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】
【０００６】
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。
画素の等価回路図を示す。
単位グループにおける画素の接続関係を示す回路図である。
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。
撮像素子の機能的構成を示すブロック図である。
各画素群の動作のタイミングチャートを示す。
他の単位グループの例および各画素の接続関係を示す。
裏面照射型の他の撮像素子の断面図である。
図９の撮像素子に対応した単位グループの例および各画素の接続関係を示す。
他の画素の等価回路を示す。
他の撮像素子の単位グループを模式的に示す。
単位グループ内の画素ユニットの回路図を示す。
さらに他の撮像素子の単位グループを模式的に示す。
単位グループ内の画素ユニットの回路図を示す。
他の撮像素子の単位グループを模式的に示す。
単位グループ内の画素ユニットの回路図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
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。
【０００８】
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と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。
【０００９】
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軸に直交する紙面右方向を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。
【００１０】
撮像チップ１１３の一例は、裏面照射型のＭＯＳイメージセンサである。ＰＤ層は、配線層１０８の裏面側に配されている。ＰＤ層１０６は、二次元的に配された複数のＰＤ（フォトダイオード）１０４、および、ＰＤ１０４に対応して設けられたトランジスタ１０５を有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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