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公開番号2025147199
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-06
出願番号2025131787,2024066068
出願日2025-08-06,2015-12-01
発明の名称撮像素子及び撮像装置
出願人株式会社ニコン
代理人個人
主分類H04N 25/77 20230101AFI20250926BHJP(電気通信技術)
要約【課題】1つの画素にある2つの光電変換部の蓄積時間をそれぞれ変更して撮像を行うことは困難である。
【解決手段】撮像素子は、第5トランジスタと第6トランジスタとに制御信号を出力する第1制御線を備える。撮像素子は、第7トランジスタと第8トランジスタとに制御信号を出力する第2制御線を備える。撮像素子は、第1トランジスタと第3トランジスタとに第1信号線を介して電流を供給する第1電流源を備える。撮像素子は、第2トランジスタと第4トランジスタとに第2信号線を介して電流を供給する第2電流源を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
光が入射される第１マイクロレンズと、
列方向において前記第１マイクロレンズと並んで配置され、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が入射される第１分光特性を有する第１フィルタと、
前記第２マイクロレンズからの光が入射される前記第１分光特性とは異なる第２分光特性を有する第２フィルタと、
前記第１フィルタを透過した光を電荷に変換する第１光電変換部と、
前記第１フィルタを透過した光を電荷に変換する第２光電変換部と、
前記第２フィルタを透過した光を電荷に変換する第３光電変換部と、
前記第２フィルタを透過した光を電荷に変換する第４光電変換部と、
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、
前記第３光電変換部で変換された電荷を転送する第３転送部と、
前記第４光電変換部で変換された電荷を転送する第４転送部と、
前記第１転送部により前記第１光電変換部からの電荷が転送される第１蓄積部と、
前記第２転送部により前記第２光電変換部からの電荷が転送される第２蓄積部と、
前記第３転送部により前記第３光電変換部からの電荷が転送される第３蓄積部と、
前記第４転送部により前記第４光電変換部からの電荷が転送される第４蓄積部と、
前記第１蓄積部と電気的に接続されるゲート部を含み、第１信号を出力する第１トランジスタと、
前記第２蓄積部と電気的に接続されるゲート部を含み、第２信号を出力する第２トランジスタと、
前記第３蓄積部と電気的に接続されるゲート部を含み、第３信号を出力する第３トランジスタと、
前記第４蓄積部と電気的に接続されるゲート部を含み、第４信号を出力する第４トランジスタと、
前記第１トランジスタからの前記第１信号を第１信号線に出力するための第５トランジスタと、
前記第２トランジスタからの前記第２信号を第２信号線に出力するための第６トランジスタと、
前記第３トランジスタからの前記第３信号を前記第１信号線に出力するための第７トランジスタと、
前記第４トランジスタからの前記第４信号を前記第２信号線に出力するための第８トランジスタと、
前記第５トランジスタと前記第６トランジスタとに制御信号を出力する第１制御線と、
前記第７トランジスタと前記第８トランジスタとに制御信号を出力する第２制御線と、
前記第１トランジスタと前記第３トランジスタとに前記第１信号線を介して電流を供給する第１電流源と、
前記第２トランジスタと前記第４トランジスタとに前記第２信号線を介して電流を供給する第２電流源と
を備える撮像素子。
続きを表示（約 980 文字）【請求項２】
請求項１に記載の撮像素子において、
前記第１転送部、前記第２転送部、前記第３転送部および前記第４転送部に制御信号を出力する走査回路を備える撮像素子。
【請求項３】
請求項２に記載の撮像素子において、
前記第１蓄積部の電位をリセットする第１リセット部と、
前記第２蓄積部の電位をリセットする第２リセット部と、
前記第３蓄積部の電位をリセットする第３リセット部と、
前記第４蓄積部の電位をリセットする第４リセット部と
を備える撮像素子。
【請求項４】
請求項３に記載の撮像素子において、
前記走査回路は、前記第１リセット部、前記第２リセット部、前記第３リセット部および前記第４リセット部に制御信号を出力する、
撮像素子。
【請求項５】
請求項４に記載の撮像素子において、
前記第５トランジスタは、所定電圧が供給される供給部と前記第１トランジスタと電気的に接続し、
前記第６トランジスタは、前記供給部と前記第２トランジスタと電気的に接続し、
前記第７トランジスタは、前記供給部と前記第３トランジスタと電気的に接続し、
前記第８トランジスタは、前記供給部と前記第４トランジスタと電気的に接続する、
撮像素子。
【請求項６】
請求項５に記載の撮像素子において、
前記第１フィルタと前記第２フィルタとの間に配置される遮光部を備える撮像素子。
【請求項７】
請求項６に記載の撮像素子において、
前記第２光電変換部の受光面積は、前記第１光電変換部の受光面積とは異なる、
撮像素子。
【請求項８】
請求項７に記載の撮像素子において、
前記第４光電変換部の受光面積は、前記第３光電変換部の受光面積とは異なる、
撮像素子。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の撮像素子を備える撮像装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の撮像装置において、
前記撮像素子と電気的に接続され、画像データを生成する画像処理部を備える撮像装置。
（【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、撮像素子及び撮像装置に関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
１つの画素に複数の光電変換部を有するＣＭＯＳイメージセンサが知られている。（例えば、特許文献１参照）。１つの画素にある２つの光電変換部の蓄積時間をそれぞれ変更して撮像を行うことは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００１－２５０９３１号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様は、撮像素子である。撮像素子は、光が入射される第１マイクロレンズを備える。撮像素子は、列方向において第１マイクロレンズと並んで配置され、光が入射される第２マイクロレンズを備える。撮像素子は、第１マイクロレンズからの光が入射される第１分光特性を有する第１フィルタを備える。撮像素子は、第２マイクロレンズからの光が入射される第１分光特性とは異なる第２分光特性を有する第２フィルタを備える。撮像素子は、第１フィルタを透過した光を電荷に変換する第１光電変換部を備える。撮像素子は、第１フィルタを透過した光を電荷に変換する第２光電変換部を備える。撮像素子は、第２フィルタを透過した光を電荷に変換する第３光電変換部を備える。撮像素子は、第２フィルタを透過した光を電荷に変換する第４光電変換部を備える。撮像素子は、第１光電変換部で変換された電荷を転送する第１転送部を備える。撮像素子は、第２光電変換部で変換された電荷を転送する第２転送部を備える。撮像素子は、第３光電変換部で変換された電荷を転送する第３転送部を備える。撮像素子は、第４光電変換部で変換された電荷を転送する第４転送部を備える。撮像素子は、第１転送部により第１光電変換部からの電荷が転送される第１蓄積部を備える。撮像素子は、第２転送部により第２光電変換部からの電荷が転送される第２蓄積部を備える。撮像素子は、第３転送部により第３光電変換部からの電荷が転送される第３蓄積部を備える。撮像素子は、第４転送部により第４光電変換部からの電荷が転送される第４蓄積部を備える。撮像素子は、第１蓄積部と電気的に接続されるゲート部を含み、第１信号を出力する第１トランジスタを備える。撮像素子は、第２蓄積部と電気的に接続されるゲート部を含み、第２信号を出力する第２トランジスタを備える。撮像素子は、第３蓄積部と電気的に接続されるゲート部を含み、第３信号を出力する第３トランジスタを備える。撮像素子は、第４蓄積部と電気的に接続されるゲート部を含み、第４信号を出力する第４トランジスタを備える。撮像素子は、第１トランジスタからの第１信号を第１信号線に出力するための第５トランジスタを備える。撮像素子は、第２トランジスタからの第２信号を第２信号線に出力するための第６トランジスタを備える。撮像素子は、第３トランジスタからの第３信号を第１信号線に出力するための第７トランジスタを備える。撮像素子は、第４トランジスタからの第４信号を第２信号線に出力するための第８トランジスタを備える。撮像素子は、第５トランジスタと第６トランジスタとに制御信号を出力する第１制御線を備える。撮像素子は、第７トランジスタと第８トランジスタとに制御信号を出力する第２制御線を備える。撮像素子は、第１トランジスタと第３トランジスタとに第１信号線を介して電流を供給する第１電流源を備える。撮像素子は、第２トランジスタと第４トランジスタとに第２信号線を介して電流を供給する第２電流源を備える。
【０００５】
本発明の一態様は、撮像装置である。撮像装置は、上記態様の撮像素子を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
実施形態に係る撮像素子を示す図である。
実施形態に係る撮像素子の回路構成を示す図である。
実施形態に係る撮像素子の動作の一例を示すタイミングチャートである。
実施形態に係る撮像素子の動作の他の例を示すタイミングチャートである。
実施形態に係る撮像素子の複数の光電変換部の他の例を示す図である。
実施形態に係る撮像素子の回路構成を示す図である。
実施形態に係る撮像素子の動作の一例を示すタイミングチャートである。
実施形態に係る撮像装置を示すブロック図である。
実施形態に係る撮像装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
［第１実施形態］
図１（Ａ）は、本実施形態に係る撮像素子１を示す平面図、図１（Ｂ）は、画素を拡大して示す平面図、図１（Ｃ）は図１（Ｂ）のＡ－Ａ線断面図である。図１（Ａ）に示すように、撮像素子１は、画素領域１ａに配列された複数の画素Ｐを有する。複数の画素Ｐは、格子状に二次元的に配列されている。画素Ｐの配列方向うち、一方は水平走査方向と呼ばれ、他方は垂直走査方向と呼ばれる。本実施形態において、水平走査方向と垂直走査方向のそれぞれに垂直な方向を、適宜、画素領域１ａ（撮像素子１）の法線方向という。撮像素子１は概ね板状であり、画素領域１ａの法線方向は、撮像素子１の厚み方向に相当する。
【０００８】
図１（Ｂ）に示すように、画素領域１ａには、光を遮る遮光部２が設けられている。遮光部２は、例えばブラックマトリクスである。遮光部２は、格子状に形成されており、水平走査方向および垂直走査方向のそれぞれに延びている。遮光部２に囲まれる領域は、光が通る画素開口Ｐａになっている。本実施形態において、画素Ｐは、図１の画素領域１ａの法線方向から見た場合に遮光部２の中心線に囲まれる領域であり、画素開口Ｐａとその周囲の遮光部２を含む。
【０００９】
複数の画素Ｐのそれぞれには、光電変換部３および光電変換部４が設けられている。画素領域１ａの法線方向から見た場合に、１つの画素開口Ｐａの内側には、光電変換部３の少なくとも一部および光電変換部４の少なくとも一部が配置される。光電変換部３および光電変換部４は、それぞれ、画素開口Ｐａを通った光を電荷に変換する。
【００１０】
本実施形態において、撮像素子１はフルカラー画像を撮像可能である。複数の画素Ｐは、赤色画素Ｒ、緑色画素Ｇｒ、緑色画素Ｇｂ、及び青色画素Ｂを含む。図１（Ｂ）では画素Ｐの配列がベイヤー配列であり、水平走査方向において、赤色画素Ｒと緑色画素Ｇｒとが交互に並び、緑色画素Ｇｂと青色画素Ｂとが交互に並んでいる。また、垂直走査方向において、赤色画素Ｒと緑色画素Ｇｂとが交互に並び、緑色画素Ｇｒと青色画素Ｂとが交互に並んでいる。本実施形態において、各色画素内に光電変換部３および光電変換部４が設けられている。
（【００１１】以降は省略されています）

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