图像传感器和摄像设备制造技术

本发明专利技术的特征在于：像素阵列包括各自由多个像素形成的多个像素块；信号处理单元和像素块中的相应像素块通过多个第一信号线连接；信号处理单元和传送单元中的相应传送单元通过多个第二信号线连接；信号处理单元包括转换电路，该转换电路对在同一时间段期间从多个第一信号线输入的第一信号顺次进行模数转换；传送单元在第二基板中针对电路阵列沿与设置第一信号线的第一方向不同的方向布置。

Image sensor and camera equipment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】图像传感器和摄像设备
本专利技术涉及图像传感器和摄像设备。
技术介绍
近年来，包括诸如CMOS传感器等的图像传感器的摄像设备变得更加多功能。例如，专利文献1公开了如下的摄像设备，该摄像设备被配置为除了能够生成诸如静止图像或运动图像等的拍摄图像之外，还能够通过使用从图像传感器获得的信号来进行光瞳分割焦点检测。在专利文献1所述的结构中，数据量的增加导致读出时间变长，这导致帧频降低和电力消耗增加。专利文献2公开了用于根据针对各像素块的计算单元的计算结果来在操作状态和待机状态之间切换、以节省图像传感器中的模数转换电路(以下称为ADC电路)的电力的控制。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2001-124984专利文献2：日本特开2016-184843
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，专利文献2中的各个像素基于具有获得拍摄图像的传统结构这一假定，并且如何配置像素块尚不清楚。此外，在如专利文献1那样除了能够生成拍摄图像之外还能够进行焦点检测的像素结构的情况下，如何配置和控制像素块尚不清楚，并且存在电力消耗可能增加的可能性。本专利技术的目的是提供能够在抑制由数据量的增加引起的帧频下降的同时、实现图像传感器的省电化的图像传感器和摄像设备。用于解决问题的方案根据本专利技术的一种图像传感器，包括：第一基板和第二基板，其彼此堆叠，所述第一基板具有像素阵列，在所述像素阵列中以矩阵形式布置了用于进行光电转换的多个像素，所述第二基板具有电路阵列和传送单元，在所述电路阵列中以矩阵形式布置了用于处理基于所述光电转换的第一信号的多个信号处理单元，所述传送单元用于将所述信号处理单元处理后的第二信号传送至外部，其中，所述像素阵列包括各自由多个像素形成的多个像素块，各个所述信号处理单元和所述像素块中的相应像素块通过多个第一信号线连接，各个所述信号处理单元和所述传送单元中的相应传送单元通过多个第二信号线连接，各个所述信号处理单元包括转换电路，所述转换电路用于对在同一时间段期间从所述多个第一信号线输入的所述第一信号顺次进行模数转换，以及所述传送单元在所述第二基板中针对所述电路阵列沿与设置所述第一信号线的第一方向不同的方向布置。专利技术的效果根据本专利技术，可以提供能够在抑制由数据量的增加引起的帧频下降的同时、实现图像传感器的省电化的图像传感器和摄像设备。附图说明图1是示出根据本专利技术第一实施例的摄像设备的示意结构的框图。图2是示出根据本专利技术第一实施例的图像传感器的示意结构的框图。图3是示出根据本专利技术第一实施例的摄像设备中的图像传感器的像素排列的示例的平面图。图4是示出来自摄像光学系统的出射光瞳的光束与单位像素之间的关系的示意图。图5A是示出从图像传感器的两个子像素获得的图像信号波形的示例的图。图5B是示出从图像传感器的两个子像素获得的图像信号波形的示例的图。图6是示出根据本专利技术第一实施例的摄像设备中的图像传感器的结构的示例的示意图。图7是示出根据本专利技术第一实施例的摄像设备中的图像传感器的单位像素的电路结构的示例的图。图8是示出根据本专利技术第一实施例的摄像设备中的图像传感器的列共同读出电路的结构的示例的图。图9是示出根据本专利技术第一实施例的摄像设备中的图像传感器的读出操作的时序图。图10是示出根据本专利技术第一实施例的摄像设备中的图像传感器的读出操作的时序图。图11是示出根据本专利技术第二实施例的摄像设备中的图像传感器的列共同读出电路的结构的示例的图。图12是示出根据本专利技术第二实施例的摄像设备中的图像传感器的读出操作的时序图。图13示出根据本专利技术第二实施例的像素块的示例。图14是示出根据本专利技术第三实施例的摄像设备中的图像传感器的列共同读出电路的结构的示例的图。图15是示出根据本专利技术第三实施例的摄像设备中的图像传感器的读出操作的时序图。图16是示出根据本专利技术第四实施例的摄像设备中的图像传感器的读出操作的时序图。图17是示出根据本专利技术第四实施例的摄像设备中的图像传感器的读出操作的时序图。图18A是示出根据本专利技术第四实施例的摄像设备中的图像传感器的读出操作的时序图。图18B是示出根据本专利技术第四实施例的摄像设备中的图像传感器的读出操作的时序图。图19A是示出根据本专利技术第五实施例的摄像设备中的图像传感器的结构的示例的示意图。图19B是示出根据本专利技术第五实施例的摄像设备中的图像传感器的结构的示例的示意图。图20是示出根据本专利技术第五实施例的摄像设备中的图像传感器的配线的示例的示意图。图21是示出根据本专利技术第五实施例的摄像设备中的图像传感器的列共同读出电路的结构的示例的图。图22是示出根据本专利技术第六实施例的摄像设备中的图像传感器的读出操作的时序图。图23示出根据本专利技术第七实施例的像素块的示例。图24A是示出根据本专利技术第七实施例的摄像设备中的图像传感器的结构的示例的示意图。图24B是示出根据本专利技术第七实施例的摄像设备中的图像传感器的结构的示例的示意图。图25是根据本专利技术第七实施例的校正参数的结构图。图26是根据本专利技术第八实施例的ADC电路的内部结构图。图27是示出根据本专利技术第八实施例的ADC电路的操作的时序图。图28是根据本专利技术第九实施例的图像传感器的内部结构的说明图。图29是示出根据本专利技术第九实施例的摄像设备中的图像传感器的列共同读出电路的结构的示例的图。图30是示出根据本专利技术第九实施例的信号处理单元21的后级的电路块的结构的图。图31是示出根据本专利技术第九实施例的摄像设备中的图像传感器的读出操作的时序图。图32是示出根据本专利技术第九实施例的摄像设备中的图像传感器的读出操作的时序图。图33A是示出根据本专利技术第九实施例的摄像设备中的图像传感器的读出操作的时序图。图33B是示出根据本专利技术第九实施例的摄像设备中的图像传感器的读出操作的时序图。图34是示出根据本专利技术第九实施例的变形例1的信号处理单元21的后级的电路块的结构的图。图35是示出根据本专利技术第九实施例的变形例1的摄像设备中的图像传感器的读出操作的时序图。图36是示出根据本专利技术第九实施例的变形例2的信号处理单元21的后级的电路块的结构的图。具体实施方式(第一实施例)将参考各个图来说明根据本专利技术第一实施例的图像传感器和摄像设备。此时，在所有图中具有相同功能的部分将由相同的附图标记表示，并且将省略对这些部分的重复说明。首先，将参考图1来说明根据本实施例的摄像设备100的示意结构。如图1所示，根据本实施例的摄像设备100包括第一透镜组101、光圈102、第二透镜组103、第三透镜组104、光学低通滤波器105和图像传感器106。摄像设备100还包括光圈致动器117、调焦致动器118、光圈驱动电路1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，包括：/n第一基板和第二基板，其彼此堆叠，所述第一基板具有像素阵列，在所述像素阵列中以矩阵形式布置了用于进行光电转换的多个像素，所述第二基板具有电路阵列和传送单元，在所述电路阵列中以矩阵形式布置了用于处理基于所述光电转换的第一信号的多个信号处理单元，所述传送单元用于将所述信号处理单元处理后的第二信号传送至外部，/n其中，所述像素阵列包括各自由多个像素形成的多个像素块，/n各个所述信号处理单元和所述像素块中的相应像素块通过多个第一信号线连接，/n各个所述信号处理单元和所述传送单元中的相应传送单元通过多个第二信号线连接，/n各个所述信号处理单元包括转换电路，所述转换电路用于对在同一时间段期间从所述多个第一信号线输入的所述第一信号顺次进行模数转换，以及/n所述传送单元在所述第二基板中针对所述电路阵列沿与设置所述第一信号线的第一方向不同的方向布置。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170929 JP 2017-191756;20171025 JP 2017-2063791.一种图像传感器，包括：
第一基板和第二基板，其彼此堆叠，所述第一基板具有像素阵列，在所述像素阵列中以矩阵形式布置了用于进行光电转换的多个像素，所述第二基板具有电路阵列和传送单元，在所述电路阵列中以矩阵形式布置了用于处理基于所述光电转换的第一信号的多个信号处理单元，所述传送单元用于将所述信号处理单元处理后的第二信号传送至外部，
其中，所述像素阵列包括各自由多个像素形成的多个像素块，
各个所述信号处理单元和所述像素块中的相应像素块通过多个第一信号线连接，
各个所述信号处理单元和所述传送单元中的相应传送单元通过多个第二信号线连接，
各个所述信号处理单元包括转换电路，所述转换电路用于对在同一时间段期间从所述多个第一信号线输入的所述第一信号顺次进行模数转换，以及
所述传送单元在所述第二基板中针对所述电路阵列沿与设置所述第一信号线的第一方向不同的方向布置。


2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，各个所述像素包括多个光电转换单元。


3.根据权利要求1或2所述的图像传感器，其中，各个所述信号处理单元还包括选择单元，所述选择单元用于从多个信号线中选择要连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：内田峰雄，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP