摄像元件及电子相机制造技术

本发明专利技术提供一种摄像元件及电子相机，摄像元件具有供给第1电压的第1电压源和被供给上述第1电压的多个像素，上述像素具有：对入射光进行光电转换的光电转换部；被传输通过上述光电转换部而光电转换得到的电荷并对其进行蓄存的蓄存部；从上述光电转换部将上述电荷向上述蓄存部传输的传输部；供给第2电压的第2电压源；和将基于由上述第1电压源产生的上述第1电压及由上述第2电压源产生的上述第2电压中的某一个电压得到的传输信号向上述传输部供给的供给部。的供给部。的供给部。

【技术实现步骤摘要】
摄像元件及电子相机
[0001]本专利技术申请是国际申请日为2016年9月27日、国际申请号为PCT/JP2016/078523、进入中国国家阶段的国家申请号为201680057179.1、专利技术名称为“摄像元件及电子相机”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及摄像元件及电子相机。

技术介绍

[0003]以往已知一种能够按每帧控制曝光时间的摄像元件(例如专利文献1)。在以往的摄像元件中为了按每个像素控制曝光时间，而必须对各像素配置供给负电压的电源和供给正电压的电源，具有开口率降低这一问题。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本国特开2006
‑
180111号公报

技术实现思路

[0007]根据第1方式，提供一种摄像元件，具有供给第1电压的第1电压源和被供给上述第1电压的多个像素，上述像素具有：对入射光进行光电转换的光电转换部；被传输通过上述光电转换部而光电转换得到的电荷并对其进行蓄存的蓄存部；从上述光电转换部将上述电荷向上述蓄存部传输的传输部；供给第2电压的第2电压源；和将基于由上述第1电压源产生的第1电压及由上述第2电压源产生的第2电压中的某一个电压得到的传输信号向上述传输部供给的供给部。
附图说明
[0008]图1是示意地表示摄像装置的结构的剖视图。
[0009]图2是摄像元件的剖视图。
[0010]图3是示意地表示像素的结构的框图。
[0011]图4是模拟电路图及像素驱动部的电路图。
[0012]图5是表示使用了摄像元件的拍摄时序的时间图。
[0013]图6是摄像元件的剖视图。
[0014]图7是示意地表示摄像元件的结构的框图。
具体实施方式
[0015](第1实施方式)
[0016]图1是示意地表示使用了第1实施方式的摄像元件的摄像装置的结构的剖视图。摄像装置1具有摄像光学系统2、摄像元件3、控制部4、透镜驱动部5及显示部6。
[0017]摄像光学系统2使被摄体像成像到摄像元件3的摄像面。摄像光学系统2由透镜2a、聚焦透镜2b及透镜2c构成。聚焦透镜2b是用于进行摄像光学系统2的焦点调节的透镜。聚焦透镜2b构成为能够沿光轴O方向驱动。
[0018]透镜驱动部5具有未图示的致动器。透镜驱动部5通过该致动器而在光轴O方向上以所期望的量驱动聚焦透镜2b。摄像元件3对被摄体像进行拍摄来输出图像。控制部4控制摄像元件3等的各部分。控制部4对由摄像元件3输出的图像信号实施图像处理等，并将其记录到未图示的记录介质中，或将图像显示到显示部6。显示部6为具有例如液晶面板等显示部件的显示装置。
[0019]图2是摄像元件3的剖视图。此外在图2中，仅示出摄像元件3整体中的一部分的截面。摄像元件3是所谓背面照射型的摄像元件。摄像元件3对来自纸面上方的入射光进行光电转换。摄像元件3具有第1半导体衬底7和第2半导体衬底8。
[0020]第1半导体衬底7具有PD层71和布线层72。PD层71配置在布线层72的背面侧。在PD层71呈二维状配置有作为嵌入式光电二极管的多个光电二极管31。因此，PD层71的布线层72侧的表面(即与入射光的入射侧相反的一侧的面)为与PD层71相反的导电型。例如，若PD层71为N型的半导体层，则在布线层72侧的表面配置有浓度高且厚度薄的P型的半导体层。对第1半导体衬底7作为衬底电压而施加有接地电压(GND)。在第2半导体衬底8上配置有用于从光电二极管31读出信号的各种电路。具体地说，后述的A/D转换部302、采样部303、像素值保持部304及运算部305、和像素驱动部307的一部分(后述的处理电压Vneg的传输信号供给部307a和第2重置信号供给部307c)配置于第2半导体衬底8。
[0021]摄像元件3具有向各个像素30供给第1电压即电压Vneg的作为第1电压源的电源部94。电压Vneg为比第1半导体衬底7的衬底电压低的电压。在本实施方式中，第1半导体衬底7的衬底电压为接地电压。因此，电压Vneg为比接地电压低的负电压。电源部94不是相对于各个像素30单独地设置，而是相对于多个像素30公共地设有一个。
[0022]在对每个像素30单独地配置了向各像素30供给比第1半导体衬底7的衬底电压低的电压Vneg的电源部的情况下，在摄像元件中需要复杂的电路。因此，摄像元件的成品率有可能会恶化。本实施方式的摄像元件3能够如后述那样以简单结构从像素30的外部向各像素30供给电压Vneg，消除了这样的担心。
[0023]此外，详细情况将在后叙述，但要求比第1半导体衬底7的衬底电压低的电压Vneg是为了避免在传输晶体管Tx截止时从光电二极管31向浮置扩散单元(floating diffusion)FD传输电荷。
[0024]供给电压Vneg的电源部94在本实施方式中设于第1半导体衬底7。此外，也可以将电源部94设在第1半导体衬底7以外的场所。例如也可以将电源部94设于第2半导体衬底8，经由凸块向第1半导体衬底7供给电压Vneg，而与各像素30电连接。
[0025]在PD层71中的入射光的入射侧设有分别与多个光电二极管31相对应的多个彩色滤光片73。彩色滤光片73中存在例如供分别与红(R)、绿(G)、蓝(B)相对应的波长区域透射的多个种类。彩色滤光片73的例如与红(R)、绿(G)、蓝(B)相对应的三个种类以形成拜耳阵列的方式排列。
[0026]在彩色滤光片73中的入射光的入射侧设有分别与多个彩色滤光片73相对应的多个微透镜74。微透镜74朝向相对应的光电二极管31而会聚入射光。从微透镜74通过了的入
射光通过彩色滤光片73而仅一部分的波长区域被过滤，向光电二极管31入射。光电二极管31对入射光进行光电转换来生成电荷。
[0027]在布线层72的表面上配置有多个凸块75。在第2半导体衬底8的与布线层72相对的面上，配置有与多个凸块75相对应的多个凸块76。多个凸块75和多个凸块76相互接合。第1半导体衬底7和第2半导体衬底8经由多个凸块75和多个凸块76而电连接。
[0028]详细情况将在后叙述，但摄像元件3具有多个像素30。一个像素30包含设于第1半导体衬底7的第1像素30x、和设于第2半导体衬底8上的第2像素30y。在一个第1像素30x中包含一个微透镜74、一个彩色滤光片73、一个光电二极管31等。除此以外在第1像素30x中还包含供给第2电压即电压V1的作为第2电压源的单独电源部341等、设于第1半导体衬底7的各种电路(后述)。在第2像素30y中包含设于第2半导体衬底8的各种电路(后述)。
[0029]图3是示意地表示像素30的结构的框图。像素30具有模拟电路部301、A/D转换部302、采样部303、像素值保持部304、像素驱动部307、单独像素控制部306及运算部305。
[0030]模拟电路部301将对入射光进行光电转换的结果作为模拟信号向A/本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种摄像元件，其特征在于，具有：像素，其具有对光进行光电转换而生成电荷的光电转换部、蓄存由所述光电转换部生成的电荷的蓄存部、和将由所述光电转换部生成的电荷向所述蓄存部传输的传输部；以及供给部，其将基于第1电压及第2电压得到的信号或基于所述第1电压及规定电压得到的信号向所述传输部供给。2.如权利要求1所述的摄像元件，其特征在于，具备多个所述像素，所述供给部按每个所述像素而设置。3.如权利要求2所述的摄像元件，其特征在于，一部分的所述供给部和其他的所述供给部向所述传输部供给使由所述光电转换部生成的电荷传输的信号的定时不同。4.如权利要求2所述的摄像元件，其特征在于，一部分的所述供给部以在第1期间传输由所述光电转换部生成的电荷的方式向所述传输部供给信号，其他的所述供给部以在与所述第1期间不同的第2期间传输由所述光电转换部生成的电荷的方式向所述传输部供给信号。5.如权利要求1所述的摄像元件，其特征在于，所述传输部使所述光电转换部与所述蓄存部之间电导通而将由所述光电转换部生成的电荷向所述蓄存部传输，所述供给部为了使所述光电转换部与所述蓄存部之间电导通而将基于所述第1电压及所述第2电压得到的信号向所述传输部供给，为了使所述光电转换部与所述蓄存部之间电气上非导通而将基于所述第1电压及所述规定电压得到的信号向所述传输部供给。6.如权利要求1所述的摄像元件，其特征在于，具备：供给第1电压的第1电压源；和供给第2电压的第2电压源。7.如权利要求6所述的摄像元件，其特征在于，所述第1电压源在多个所述像素中共用地设置。8.如权利要求6所述的摄像元件，其特征在于，所述第2电压源按每个所述像素而设置。9.如权利要求6所述的摄像元件，其特征在于，所述第1电压源供给比所述规定电压低的电压，所述第2电压源供给比所述规定电压高的电压。10.如权利要求6所述的摄像元件，其特征在于，具备能够切换所述第1电压源与所述第2电压源或所述规定电压之间的连接的切换部。11.如权利要求6所述的摄像元件，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：猿渡修，
申请(专利权)人：株式会社尼康，
类型：发明
国别省市：