(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-10
(45)【発行日】2023-08-21
(54)【発明の名称】撮像装置および撮像システム
(51)【国際特許分類】
H04N 25/70 20230101AFI20230814BHJP
H04N 25/13 20230101ALI20230814BHJP
H01L 27/146 20060101ALI20230814BHJP
H04N 25/633 20230101ALI20230814BHJP
【FI】
H04N25/70
H04N25/13
H01L27/146 A
H04N25/633
(21)【出願番号】P 2019110395
(22)【出願日】2019-06-13
【審査請求日】2022-01-17
(31)【優先権主張番号】P 2018200702
(32)【優先日】2018-10-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックIPマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107641
【氏名又は名称】鎌田 耕一
(74)【代理人】
【識別番号】100202201
【氏名又は名称】兒島 淳一郎
(72)【発明者】
【氏名】西谷 貴幸
(72)【発明者】
【氏名】小林 努
【審査官】鈴木 明
(56)【参考文献】
【文献】特開2013-070240(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H04N 25/00-25/79
H01L 27/146
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1画素および第2画素を含む複数の画素と、
第1電圧が
それぞれに共通して印加され
る複数の第1電圧線を含む第1配線部と、前記第1電圧とは異なる第2電圧が
それぞれに共通して印加され
る複数の第2電圧線を含む第2配線部と、を含む第1回路と、
前記第1画素の信号が流れる第1信号経路と、
前記第2画素の信号が流れる第2信号経路と、を備え、
平面視において、前
記複数の第2電圧線の何れよりも前
記複数の第1電圧線の各々に近い領域を第1領域と定義し、前
記複数の第1電圧線の何れよりも前
記複数の第2電圧線の各々に近い領域を第2領域と定義したとき、
前記第1信号経路は、前記第2信号経路と交差する第1交差部と、前記第2領域内で延びる第1延部とを含み、
前記第2信号経路は、前記第1信号経路と交差する第2交差部と、前記第1領域内で延びる第2延部とを含み、
前記第1画素の信号の流れにおいて、前記第1交差部は前記第1延部の上流に位置し、
前記第2画素の信号の流れにおいて、前記第2交差部は前記第2延部の上流に位置する、
撮像装置。
【請求項2】
第1画素および第2画素を含む複数の画素と、
第1電圧が印加される1つ又は複数の第1電圧線を含む第1配線部と、前記第1電圧とは異なる第2電圧が印加される1つ又は複数の第2電圧線を含む第2配線部と、を含む第1回路と、
前記第1画素の信号が流れる第1信号経路と、
前記第2画素の信号が流れる第2信号経路と、を備え、
平面視において、前記1つ又は複数の第2電圧線の何れよりも前記1つ又は複数の第1電圧線の各々に近い領域を第1領域と定義し、前記1つ又は複数の第1電圧線の何れよりも前記1つ又は複数の第2電圧線の各々に近い領域を第2領域と定義したとき、
前記第1信号経路は、前記第2信号経路と交差する第1交差部と、前記第2領域内で延びる第1延部とを含み、
前記第2信号経路は、前記第1信号経路と交差する第2交差部と、前記第1領域内で延びる第2延部とを含み、
前記第1画素の信号の流れにおいて、前記第1交差部は前記第1延部の上流に位置し、
前記第2画素の信号の流れにおいて、前記第2交差部は前記第2延部の上流に位置し、
前記第1電圧は、電源電圧であり、
前記第2電圧は、接地電圧である
、
撮像装置。
【請求項3】
第1画素および第2画素を含む複数の画素と、
第1電圧が印加される1つ又は複数の第1電圧線を含む第1配線部と、前記第1電圧とは異なる第2電圧が印加される1つ又は複数の第2電圧線を含む第2配線部と、を含む第1回路と、
1つ又は複数の電圧線を含む第3配線部と、複数の電圧線を含む第4配線部と、を含む第2回路
と、
前記第1画素の信号が流れる第1信号経路と、
前記第2画素の信号が流れる第2信号経路と、を備え、
平面視において、前記1つ又は複数の第2電圧線の何れよりも前記1つ又は複数の第1電圧線の各々に近い領域を第1領域と定義し、前記1つ又は複数の第1電圧線の何れよりも前記1つ又は複数の第2電圧線の各々に近い領域を第2領域と定義したとき、
前記第1信号経路は、前記第2信号経路と交差する第1交差部と、前記第2領域内で延びる第1延部とを含み、
前記第2信号経路は、前記第1信号経路と交差する第2交差部と、前記第1領域内で延びる第2延部とを含み、
前記第1画素の信号の流れにおいて、前記第1交差部は前記第1延部の上流に位置し、
前記第2画素の信号の流れにおいて、前記第2交差部は前記第2延部の上流に位置し、
前記第3配線部の前記1つ又は複数の電圧線は、第3電圧線を含み、
前記第4配線部の前記複数の電圧線は、前記第3電圧線に隣接する第4電圧線および第5電圧線を含み、
前記第3電圧線は、前記第4電圧線と第5電圧線の間に位置し、
前記平面視において、
前記1つ又は複数の第1電圧線および前記1つ又は複数の第2電圧線のピッチと、前記第4電圧線、前記第3電圧線および前記第5電圧線のピッチとは、互いに異なっており、
前記第3電圧線と前記第4電圧線との間の領域を第1ピッチ領域と定義し、前記第3電圧線と前記第5電圧線との間の領域を第2ピッチ領域と定義したとき、
前記第1信号経路は、前記第1ピッチ領域内で延びる第1ピッチ部分をさらに含み、
前記第2信号経路は、前記第2ピッチ領域内で延びる第2ピッチ部分をさらに含み、
前記第1画素の信号の流れにおいて、前記第1ピッチ部分は、前記第1交差部の上流に位置し、
前記第2画素の信号の流れにおいて、前記第2ピッチ部分は、前記第2交差部の上流に位置する
、
撮像装置。
【請求項4】
第1画素および第2画素を含む複数の画素と、
第1電圧が印加される1つ又は複数の第1電圧線を含む第1配線部と、前記第1電圧とは異なる第2電圧が印加される1つ又は複数の第2電圧線を含む第2配線部と、を含む第1回路と、
前記第1画素の信号が流れる第1信号経路と、
前記第2画素の信号が流れる第2信号経路と、を備え、
平面視において、前記1つ又は複数の第2電圧線の何れよりも前記1つ又は複数の第1電圧線の各々に近い領域を第1領域と定義し、前記1つ又は複数の第1電圧線の何れよりも前記1つ又は複数の第2電圧線の各々に近い領域を第2領域と定義したとき、
前記第1信号経路は、前記第2信号経路と交差する第1交差部と、前記第2領域内で延びる第1延部とを含み、
前記第2信号経路は、前記第1信号経路と交差する第2交差部と、前記第1領域内で延びる第2延部とを含み、
前記第1画素の信号の流れにおいて、前記第1交差部は前記第1延部の上流に位置し、
前記第2画素の信号の流れにおいて、前記第2交差部は前記第2延部の上流に位置し、
前記第1回路は、第1導電型の第1トランジスタと、前記第1導電型とは異なる第2導電型の第2トランジスタと、をさらに含み、
前記第1トランジスタは、前記1つ又は複数の第1電圧線のいずれかに接続されており、
前記第2トランジスタは、前記1つ又は複数の第2電圧線のいずれかに接続されている
、
撮像装置。
【請求項5】
第1画素および第2画素を含む複数の画素と、
第1電圧が印加される1つ又は複数の第1電圧線を含む第1配線部と、前記第1電圧とは異なる第2電圧が印加される1つ又は複数の第2電圧線を含む第2配線部と、を含む第1回路と、
第2回路
と、
前記第1画素の信号が流れる第1信号経路と、
前記第2画素の信号が流れる第2信号経路と、を備え、
平面視において、前記1つ又は複数の第2電圧線の何れよりも前記1つ又は複数の第1電圧線の各々に近い領域を第1領域と定義し、前記1つ又は複数の第1電圧線の何れよりも前記1つ又は複数の第2電圧線の各々に近い領域を第2領域と定義したとき、
前記第1信号経路は、前記第2信号経路と交差する第1交差部と、前記第2領域内で延びる第1延部とを含み、
前記第2信号経路は、前記第1信号経路と交差する第2交差部と、前記第1領域内で延びる第2延部とを含み、
前記第1画素の信号の流れにおいて、前記第1交差部は前記第1延部の上流に位置し、
前記第2画素の信号の流れにおいて、前記第2交差部は前記第2延部の上流に位置し、 前記第1回路は、第1導電型の第1トランジスタと、前記第1導電型とは異なる第2導電型の第2トランジスタと、をさらに含み、
前記第2回路は、前記第1導電型の第3トランジスタと、前記第2導電型の第4トランジスタと、を含み、
前記第1トランジスタのゲートおよび前記第2トランジスタのゲートの重心を第1重心と定義し、前記第3トランジスタのゲートおよび前記第4トランジスタのゲートの重心を第2重心と定義したとき、前記平面視において、
前記第1トランジスタおよび前記第2トランジスタの並び方向と、前記第3トランジスタおよび前記第4トランジスタの並び方向とは、互いに異なり、
前記第1信号経路は、前記第2重心に最接近する部分と、前記第1重心に最接近する部分とを含み、
前記第2信号経路は、前記第2重心に最接近する部分と、前記第1重心に最接近する部分とを含み、
前記第1画素の信号の流れにおいて、前記第2重心に最接近する前記部分は、前記第1重心に最接近する前記部分の上流に位置し、
前記第2画素の信号の流れにおいて、前記第2重心に最接近する前記部分は、前記第1
重心に最接近する前記部分の上流に位置する
、
撮像装置。
【請求項6】
第1画素、第2画素、およびオプティカルブラック画素である第1のOB画素
を含む複数の画素と、
第1電圧が印加される1つ又は複数の第1電圧線を含む第1配線部と、前記第1電圧とは異なる第2電圧が印加される1つ又は複数の第2電圧線を含む第2配線部と、を含む第1回路と、
信号処理回路と、
前記第1画素の信号が流れる第1信号経路と、
前記第2画素の信号が流れる第2信号経路と、
前記第1のOB画素の信号が流れる第1のOB経路
と、を備え、
平面視において、前記1つ又は複数の第2電圧線の何れよりも前記1つ又は複数の第1電圧線の各々に近い領域を第1領域と定義し、前記1つ又は複数の第1電圧線の何れよりも前記1つ又は複数の第2電圧線の各々に近い領域を第2領域と定義したとき、
前記第1信号経路は、前記第2信号経路と交差する第1交差部と、前記第2領域内で延びる第1延部とを含み、
前記第2信号経路は、前記第1信号経路と交差する第2交差部と、前記第1領域内で延びる第2延部とを含み、
前記第1画素の信号の流れにおいて、前記第1交差部は前記第1延部の上流に位置し、
前記第2画素の信号の流れにおいて、前記第2交差部は前記第2延部の上流に位置し、
前記平面視において、前記第1のOB経路は、前記第2領域内で延びる第1のOB延部を含み、
前記信号処理回路は、前記第1延部を経由した前記第1画素の信号に対して、前記第1のOB延部を経由した前記第1のOB画素の信号を用いたオプティカルブラック補正を実行する
、
撮像装置。
【請求項7】
第1画素、第2画素、および第3画素を含む複数の画素と、
第1電圧が印加される1つ又は複数の第1電圧線を含む第1配線部と、前記第1電圧とは異なる第2電圧が印加される1つ又は複数の第2電圧線を含む第2配線部と、を含む第1回路と、
信号処理回路と、
前記第1画素の信号が流れる第1信号経路と、
前記第2画素の信号が流れる第2信号経路と、
前記第3画素の信号が流れる第3信号経路と、を備え、
平面視において、前記1つ又は複数の第2電圧線の何れよりも前記1つ又は複数の第1電圧線の各々に近い領域を第1領域と定義し、前記1つ又は複数の第1電圧線の何れよりも前記1つ又は複数の第2電圧線の各々に近い領域を第2領域と定義したとき、
前記第1信号経路は、前記第2信号経路と交差する第1交差部と、前記第2領域内で延びる第1延部とを含み、
前記第2信号経路は、前記第1信号経路と交差する第2交差部と、前記第1領域内で延びる第2延部とを含み、
前記第1画素の信号の流れにおいて、前記第1交差部は前記第1延部の上流に位置し、
前記第2画素の信号の流れにおいて、前記第2交差部は前記第2延部の上流に位置し、 前記平面視において、前記第3信号経路は、前記第2領域内で延びる第3延部を含み、
前記信号処理回路は、前記第1延部を経由した前記第1画素の信号および前記第3延部を経由した前記第3画素の信号の両方に対して、前記第2領域で重畳されるノイズ成分を低減させる補正を実行する
、
撮像装置。
【請求項8】
第1画素、第2画素、第3画素、およびオプティカルブラック画素である第1のOB画素
を含む複数の画素と、
第1電圧が印加される1つ又は複数の第1電圧線を含む第1配線部と、前記第1電圧とは異なる第2電圧が印加される1つ又は複数の第2電圧線を含む第2配線部と、を含む第1回路と、
信号処理回路と、
前記第1画素の信号が流れる第1信号経路と、
前記第2画素の信号が流れる第2信号経路と、
前記第3画素の信号が流れる第3信号経路と、
前記第1のOB画素の信号が流れる第1のOB経路
と、を備え、
平面視において、前記1つ又は複数の第2電圧線の何れよりも前記1つ又は複数の第1電圧線の各々に近い領域を第1領域と定義し、前記1つ又は複数の第1電圧線の何れよりも前記1つ又は複数の第2電圧線の各々に近い領域を第2領域と定義したとき、
前記第1信号経路は、前記第2信号経路と交差する第1交差部と、前記第2領域内で延びる第1延部とを含み、
前記第2信号経路は、前記第1信号経路と交差する第2交差部と、前記第1領域内で延びる第2延部とを含み、
前記第1画素の信号の流れにおいて、前記第1交差部は前記第1延部の上流に位置し、
前記第2画素の信号の流れにおいて、前記第2交差部は前記第2延部の上流に位置し、 前記平面視において、前記第3信号経路は、前記第2領域内で延びる第3延部を含み、
前記平面視において、前記第1のOB経路は、前記第2領域内で延びる第1のOB延部を含み、
前記信号処理回路は、前記第1延部を経由した前記第1画素の信号に対して、前記第1のOB延部を経由した前記第1のOB画素の信号を用いたオプティカルブラック補正を実行する
、
撮像装置。
【請求項9】
前記複数の画素は、少なくとも1つの行と複数の列を有する画素アレイを構成しており、
前記画素アレイにおける前記第1画素が属する列と、前記画素アレイにおける前記第2画素が属する列とは、互いに隣接している、
請求項1
から8のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項10】
前記平面視において、前
記複数の第1電圧線と、前
記複数の第2電圧線と、前記第1延部と、前記第2延部とは、互いに平行に延びている、
請求項
1に記載の撮像装置。
【請求項11】
前記平面視において、前記1つ又は複数の第1電圧線と、前記1つ又は複数の第2電圧線と、前記第1延部と、前記第2延部とは、互いに平行に延びている、
請求項2から8のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項12】
前記撮像装置は、第1配線層と、前記第1配線層とは異なる第2配線層とを含む多層配線層を備え、
前記第1配線層は、前記第1交差部を含み、
前記第2配線層は、前記第2交差部を含む、
請求項1から
11のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項13】
前記平面視において、
前記第1信号経路は、第1接続点と、第2接続点とをさらに含み、
前記第2信号経路は、第3接続点と、第4接続点とをさらに含み、
前記第1画素の信号の流れにおいて、前記第1接続点は、前記第1交差部の上流に位置し、前記第2接続点は、前記第1交差部と前記第1延部との間に位置し、
前記第2画素の信号の流れにおいて、前記第3接続点は、前記第2交差部の上流に位置し、前記第4接続点は、前記第2交差部と前記第2延部との間に位置し、
前記撮像装置は、セレクタをさらに備え、
前記セレクタは、
前記第1接続点と前記第4接続点との間に接続された第1スイッチと、
前記第1接続点と前記第2接続点との間に接続された第2スイッチと、
前記第3接続点と前記第4接続点との間に接続された第3スイッチと、
前記第3接続点と前記第2接続点との間に接続された第4スイッチと、を含む、
請求項1から
12のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項14】
前記複数の画素は、第3画素を含み、
前記撮像装置は、前記第3画素の信号が流れる第3信号経路をさらに備え、
前記平面視において、前記第3信号経路は、前記第2領域内で延びる第3延部を含む、
請求項1から
6のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項15】
前記複数の画素は、第4画素を含み、
前記撮像装置は、前記第4画素の信号が流れる第4信号経路をさらに備え、
前記平面視において、前記第4信号経路は、前記第1領域内で延びる第4延部を含む、
請求項
14に記載の撮像装置。
【請求項16】
前記平面視において、
前記第3信号経路は、前記第3画素から前記第2領域まで延びる部分を含み、
前記第4信号経路は、前記第4画素から前記第1領域まで延びる部分を含み、
前記第3画素から前記第2領域まで延びる前記部分は、前記第4画素から前記第1領域まで延びる前記部分と交差していない、
請求項
15に記載の撮像装置。
【請求項17】
前記第1画素は、第1カラーフィルタを含み、
前記第2画素は、第2カラーフィルタを含み、
前記第3画素は、第3カラーフィルタを含み、
前記第1カラーフィルタおよび前記第3カラーフィルタは、第1色のカラーフィルタであり、
前記第2カラーフィルタは、前記第1色とは異なる第2色のカラーフィルタである、
請求項
14から
16のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項18】
前記第1画素および前記第3画素は、R画素、B画素、Gr画素およびGb画素の4種から選択される第1種の画素であり、
前記第2画素は、R画素、B画素、Gr画素およびGb画素の4種から選択される第2種の画素であり、
前記第1種の画素と前記第2種の画素は、互いに異なる、
請求項
14から
16のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項19】
第1画素および第2画素を含む複数の画素と、
第1電圧が印加される1つ又は複数の第1電圧線を含む第1配線部と、前記第1電圧とは異なる第2電圧が印加される1つ又は複数の第2電圧線を含む第2配線部と、を含む第1回路と、
前記第1画素の信号が流れる第1信号経路と、
前記第2画素の信号が流れる第2信号経路と、を備え、
平面視において、前記1つ又は複数の第2電圧線の何れよりも前記1つ又は複数の第1電圧線の各々に近い領域を第1領域と定義し、前記1つ又は複数の第1電圧線の何れよりも前記1つ又は複数の第2電圧線の各々に近い領域を第2領域と定義したとき、
前記第1信号経路は、前記第2信号経路と交差する第1交差部と、前記第2領域内で延びる第1延部とを含み、
前記第2信号経路は、前記第1信号経路と交差する第2交差部と、前記第1領域内で延びる第2延部とを含み、
前記第1画素の信号の流れにおいて、前記第1交差部は前記第1延部の上流に位置し、
前記第2画素の信号の流れにおいて、前記第2交差部は前記第2延部の上流に位置する、撮像装置と、
前記撮像装置の外部に設けられた信号処理装置と、を備える撮像システムであって、
前記複数の画素は、オプティカルブラック画素である第1のOB画素を含み、
前記撮像装置は、前記第1のOB画素の信号が流れる第1のOB経路をさらに備え、
前記平面視において、前記第1のOB経路は、前記第2領域内で延びる第1のOB延部を含み、
前記信号処理装置は、前記第1延部を経由した前記第1画素の信号に対して、前記第1のOB延部を経由した前記第1のOB画素の信号を用いたオプティカルブラック補正を実行する、
撮像システム。
【請求項20】
第1画素、第2画素および第3画素を含む複数の画素と、
第1電圧が印加される1つ又は複数の第1電圧線を含む第1配線部と、前記第1電圧とは異なる第2電圧が印加される1つ又は複数の第2電圧線を含む第2配線部と、を含む第1回路と、
前記第1画素の信号が流れる第1信号経路と、
前記第2画素の信号が流れる第2信号経路と、
前記第3画素の信号が流れる第3信号経路と、を備え、
平面視において、前記1つ又は複数の第2電圧線の何れよりも前記1つ又は複数の第1電圧線の各々に近い領域を第1領域と定義し、前記1つ又は複数の第1電圧線の何れよりも前記1つ又は複数の第2電圧線の各々に近い領域を第2領域と定義したとき、
前記第1信号経路は、前記第2信号経路と交差する第1交差部と、前記第2領域内で延びる第1延部とを含み、
前記第2信号経路は、前記第1信号経路と交差する第2交差部と、前記第1領域内で延びる第2延部とを含み、
前記第1画素の信号の流れにおいて、前記第1交差部は前記第1延部の上流に位置し、
前記第2画素の信号の流れにおいて、前記第2交差部は前記第2延部の上流に位置し、 前記平面視において、前記第3信号経路は、前記第2領域内で延びる第3延部を含む、撮像装置と、
前記撮像装置の外部に設けられた信号処理装置と、を備える撮像システムであって、
前記信号処理装置は、前記第1延部を経由した前記第1画素の信号および前記第3延部を経由した前記第3画素の信号の両方に対して、前記第2領域で重畳されるノイズ成分を低減させる補正を実行する、
撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、撮像装置および撮像システムに関する。
【背景技術】
【0002】
種々の撮像装置が知られている。撮像装置として、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサが例示される。一例に係るCMOSイメージセンサは、列ごとに読出し回路群を備え、行単位でAD変換したデジタル信号を出力する。特許文献1には、CMOSイメージセンサの一例が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
撮像装置には、互いに異なる電圧が印加される複数の電圧線が存在する場合がある。それらの電圧線から、互いに異なるノイズ成分が画素の信号に与えられることにより、画質が低下することがある。本開示は、互いに異なる電圧が印加される複数の電圧線が存在する場合において、ノイズ低減に役立ち得る技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示は、
第1画素および第2画素を含む複数の画素と、
第1電圧が印加される1つ又は複数の第1電圧線を含む第1配線部と、前記第1電圧とは異なる第2電圧が印加される1つ又は複数の第2電圧線を含む第2配線部と、を含む第1回路と、
前記第1画素の信号が流れる第1信号経路と、
前記第2画素の信号が流れる第2信号経路と、を備え、
平面視において、前記1つ又は複数の第2電圧線の何れよりも前記1つ又は複数の第1電圧線の各々に近い領域を第1領域と定義し、前記1つ又は複数の第1電圧線の何れよりも前記1つ又は複数の第2電圧線の各々に近い領域を第2領域と定義したとき、
前記第1信号経路は、前記第2信号経路と交差する第1交差部と、前記第2領域内で延びる第1延部とを含み、
前記第2信号経路は、前記第1信号経路と交差する第2交差部と、前記第1領域内で延びる第2延部とを含み、
前記第1画素の信号の流れにおいて、前記第1交差部は前記第1延部の上流に位置し、
前記第2画素の信号の流れにおいて、前記第2交差部は前記第2延部の上流に位置する、
撮像装置を提供する。
【発明の効果】
【0006】
本開示に係る技術は、互いに異なる電圧が印加される複数の電圧線が存在する場合において、ノイズ低減に役立ち得る。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【
図1】
図1は、第1の実施形態における、撮像装置のブロック図である。
【
図2】
図2は、第1の実施形態における、撮像装置の具体例を示す図である。
【
図3】
図3は、第1の実施形態における、画素アレイの構成図である。
【
図4】
図4は、第1の実施形態における、第2回路、第1回路、AD変換回路および制御回路の構成図である。
【
図5】
図5は、第1の実施形態における、信号経路の説明図である。
【
図6】
図6は、第1の実施形態における、信号経路の説明図である。
【
図7】
図7は、第1の実施形態における、信号経路の説明図である。
【
図8】
図8は、第1の実施形態における、撮像装置の断面図である。
【
図9】
図9は、第1の実施形態における、信号経路の説明図である。
【
図10】
図10は、第1の実施形態における、信号経路の説明図である。
【
図11】
図11は、第1の実施形態における、信号経路の説明図である。
【
図12】
図12は、第1の実施形態における、信号経路の説明図である。
【
図13】
図13は、第2の実施形態における、信号経路の説明図である。
【
図14】
図14は、第2の実施形態における、信号経路の説明図である。
【
図15】
図15は、第2の実施形態における、信号経路の説明図である。
【
図16】
図16は、第2の実施形態における、信号経路の説明図である。
【
図17】
図17は、第2の実施形態における、信号経路の説明図である。
【
図18】
図18は、第2の実施形態における、信号経路の説明図である。
【
図20】
図20は、第3の実施形態における、信号経路の説明図である。
【
図23】
図23は、第5の実施形態における、信号経路の説明図である。
【
図24】
図24は、第5の実施形態における、信号経路の説明図である。
【
図25】
図25は、第5の実施形態における、信号経路の説明図である。
【
図26】
図26は、第6の実施形態における、信号経路の説明図である。
【
図27】
図27は、第7の実施形態における、信号経路の説明図である。
【
図28】
図28は、第7の実施形態における、セレクタの構成図である。
【
図29】
図29は、具体例に係る、撮像システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
(本開示に係る一態様の概要)
本開示の第1態様に係る撮像装置は、
第1画素および第2画素を含む複数の画素と、
第1電圧が印加される1つ又は複数の第1電圧線を含む第1配線部と、前記第1電圧とは異なる第2電圧が印加される1つ又は複数の第2電圧線を含む第2配線部と、を含む第1回路と、
前記第1画素の信号が流れる第1信号経路と、
前記第2画素の信号が流れる第2信号経路と、を備え、
平面視において、前記1つ又は複数の第2電圧線の何れよりも前記1つ又は複数の第1電圧線の各々に近い領域を第1領域と定義し、前記1つ又は複数の第1電圧線の何れよりも前記1つ又は複数の第2電圧線の各々に近い領域を第2領域と定義したとき、
前記第1信号経路は、前記第2信号経路と交差する第1交差部と、前記第2領域内で延びる第1延部とを含み、
前記第2信号経路は、前記第1信号経路と交差する第2交差部と、前記第1領域内で延びる第2延部とを含み、
前記第1画素の信号の流れにおいて、前記第1交差部は前記第1延部の上流に位置し、
前記第2画素の信号の流れにおいて、前記第2交差部は前記第2延部の上流に位置する。
【0009】
第1態様に係る技術は、互いに異なる電圧が印加される複数の電圧線が存在する場合において、ノイズ低減に役立ち得る。なお、本開示において、「信号経路」は、例えば、信号が流れる1つ又は複数の信号線を含む。「信号経路」の一部は、第1回路および/または後述する第2回路に含まれる信号線であってもよい。
【0010】
本開示の第2態様において、例えば、第1態様に係る撮像装置では、
前記第1電圧は、電源電圧であってもよく、
前記第2電圧は、接地電圧であってもよい。
【0011】
第2態様に係る技術は、電源電圧が印加される電圧線と接地電圧が印加される電圧線とが存在する場合において、ノイズ低減に役立ち得る。
【0012】
本開示の第3態様において、例えば、第1態様または第2態様に係る撮像装置では、
前記複数の画素は、少なくとも1つの行と複数の列を有する画素アレイを構成していてもよく、
前記画素アレイにおける前記第1画素が属する列と、前記画素アレイにおける前記第2画素が属する列とは、互いに隣接していてもよい。
【0013】
第3態様のレイアウトは、撮像装置のレイアウトの一具体例である。
【0014】
本開示の第4態様において、例えば、第1から第3態様のいずれか1つに係る撮像装置では、
前記平面視において、前記1つ又は複数の第1電圧線と、前記1つ又は複数の第2電圧線と、前記第1延部と、前記第2延部とは、互いに平行に延びていてもよい。
【0015】
第4態様の平行レイアウトは、小型化の観点から有利である。一方、この平行レイアウトは、ノイズ低減には必ずしも有利ではない。このため、この平行レイアウトでは、上述のノイズ低減がその効果を発揮し易い。
【0016】
本開示の第5態様において、例えば、第1から第4態様のいずれか1つに係る撮像装置は、第1配線層と、前記第1配線層とは異なる第2配線層とを含む多層配線層を備えていてもよく、
前記第1配線層は、前記第1交差部を含んでいてもよく、
前記第2配線層は、前記第2交差部を含んでいてもよい。
【0017】
第5態様によれば、平面視における第1信号経路と第2信号経路の交差を実現し易い。
【0018】
本開示の第6態様において、例えば、第1から第5態様のいずれか1つに係る撮像装置では、
前記平面視において、
前記第1信号経路は、第1接続点と、第2接続点とをさらに含んでいてもよく、
前記第2信号経路は、第3接続点と、第4接続点とをさらに含んでいてもよく、
前記第1画素の信号の流れにおいて、前記第1接続点は、前記第1交差部の上流に位置し、前記第2接続点は、前記第1交差部と前記第1延部との間に位置していてもよく、
前記第2画素の信号の流れにおいて、前記第3接続点は、前記第2交差部の上流に位置し、前記第4接続点は、前記第2交差部と前記第2延部との間に位置していてもよく、
前記撮像装置は、セレクタをさらに備えていてもよく、
前記セレクタは、
前記第1接続点と前記第4接続点との間に接続された第1スイッチと、
前記第1接続点と前記第2接続点との間に接続された第2スイッチと、
前記第3接続点と前記第4接続点との間に接続された第3スイッチと、
前記第3接続点と前記第2接続点との間に接続された第4スイッチと、を含んでいてもよい。
【0019】
第6態様によれば、画素の信号の経路を切り替えることができる。
【0020】
本開示の第7態様において、例えば、第1から第6態様のいずれか1つに係る撮像装置は、1つ又は複数の電圧線を含む第3配線部と、複数の電圧線を含む第4配線部と、を含む第2回路をさらに備えていてもよく、
前記第3配線部の前記1つ又は複数の電圧線は、第3電圧線を含んでいてもよく、
前記第4配線部の前記複数の電圧線は、前記第3電圧線に隣接する第4電圧線および第5電圧線を含んでいてもよく、
前記第3電圧線は、前記第4電圧線と第5電圧線の間に位置していてもよく、
前記平面視において、
前記1つ又は複数の第1電圧線および前記1つ又は複数の第2電圧線とのピッチと、前記第4電圧線、前記第3電圧線および前記第5電圧線のピッチとは、互いに異なっていてもよく、
前記第3電圧線と前記第4電圧線との間の領域を第1ピッチ領域と定義し、前記第3電圧線と前記第5電圧線との間の領域を第2ピッチ領域と定義したとき、
前記第1信号経路は、前記第1ピッチ領域内で延びる第1ピッチ部分をさらに含んでいてもよく、
前記第2信号経路は、前記第2ピッチ領域内で延びる第2ピッチ部分をさらに含んでいてもよく、
前記第1画素の信号の流れにおいて、前記第1ピッチ部分は、前記第1交差部の上流に位置していてもよく、
前記第2画素の信号の流れにおいて、前記第2ピッチ部分は、前記第2交差部の上流に位置していてもよい。
【0021】
第7態様のピッチの相違がある場合は、上記交差を伴うレイアウトがノイズ低減に寄与し得る場合の一例である。
【0022】
本開示の第8態様において、例えば、第1から第7態様のいずれか1つに係る撮像装置では、
前記第1回路は、第1導電型の第1トランジスタと、前記第1導電型とは異なる第2導電型の第2トランジスタと、をさらに含んでいてもよく、
前記第1トランジスタは、前記1つ又は複数の第1電圧線のいずれかに接続されていてもよく、
前記第2トランジスタは、前記1つ又は複数の第2電圧線のいずれかに接続されていていてもよい。
【0023】
第8態様によれば、第1電圧線の第1電圧を利用して第1トランジスタを動作させることができる。第2電圧線の第2電圧を利用して第2トランジスタを動作させることができる。
【0024】
本開示の第9態様において、例えば、第1から第6態様のいずれか1つに係る撮像装置は、第2回路をさらに備えていてもよく、
前記第1回路は、第1導電型の第1トランジスタと、前記第1導電型とは異なる第2導電型の第2トランジスタと、をさらに含んでいてもよく、
前記第2回路は、前記第1導電型の第3トランジスタと、前記第2導電型の第4トランジスタと、を含んでいてもよく、
前記第1トランジスタのゲートおよび前記第2トランジスタのゲートの重心を第1重心と定義し、前記第3トランジスタのゲートおよび前記第4トランジスタのゲートの重心を第2重心と定義したとき、前記平面視において、
前記第1トランジスタおよび前記第2トランジスタの並び方向と、前記第3トランジスタおよび前記第4トランジスタの並び方向とは、互いに異なっていてもよく、
前記第1信号経路は、前記第2重心に最接近する部分と、前記第1重心に最接近する部分とを含んでいてもよく、
前記第2信号経路は、前記第2重心に最接近する部分と、前記第1重心に最接近する部分とを含んでいてもよく、
前記第1画素の信号の流れにおいて、前記第2重心に最接近する前記部分は、前記第1重心に最接近する前記部分の上流に位置していてもよく、
前記第2画素の信号の流れにおいて、前記第2重心に最接近する前記部分は、前記第1重心に最接近する前記部分の上流に位置していてもよい。
【0025】
第9態様のトランジスタの並び方向の相違がある場合は、上記交差を伴うレイアウトがノイズ低減に寄与し得る場合の一例である。
【0026】
本開示の第10態様において、例えば、第1から第9態様のいずれか1つに係る撮像装置では、
前記複数の画素は、オプティカルブラック画素である第1のOB画素を含んでいてもよく、
前記撮像装置は、信号処理回路と、前記第1のOB画素の信号が流れる第1のOB経路をさらに備えていてもよく、
前記平面視において、前記第1のOB経路は、前記第2領域内で延びる第1のOB延部を含んでいてもよく、
前記信号処理回路は、前記第1延部を経由した前記第1画素の信号に対して、前記第1のOB延部を経由した前記第1のOB画素の信号を用いたオプティカルブラック補正を実行してもよい。
【0027】
第10態様は、第2領域で第1画素の信号に重畳されたノイズ成分を低減するのに適している。なお、本開示において、「OB経路」は、例えば、信号が流れる1つ又は複数の信号線を含む。「OB経路」の一部は、第1回路および/または後述する第2回路に含まれる信号線であってもよい。
【0028】
本開示の第11態様において、例えば、第1から第9態様のいずれか1つに係る撮像装置では、
前記複数の画素は、第3画素を含んでいてもよく、
前記撮像装置は、前記第3画素の信号が流れる第3信号経路をさらに備えていてもよく、
前記平面視において、前記第3信号経路は、前記第2領域内で延びる第3延部を含んでいてもよい。
【0029】
第11態様は、第1画素の信号および第3画素の信号のノイズを低減させるための補正を容易にする。
【0030】
本開示の第12態様において、例えば、第11態様に係る撮像装置では、
前記複数の画素は、第4画素を含んでいてもよく、
前記撮像装置は、前記第4画素の信号が流れる第4信号経路をさらに備えていてもよく、
前記平面視において、前記第4信号経路は、前記第1領域内で延びる第4延部を含んでいてもよい。
【0031】
第12態様は、第2画素の信号および第4画素の信号のノイズを低減させるための補正を容易にする。
【0032】
本開示の第13態様において、例えば、第12態様に係る撮像装置では、
前記平面視において、
前記第3信号経路は、前記第3画素から前記第2領域まで延びる部分を含んでいてもよく、
前記第4信号経路は、前記第4画素から前記第1領域まで延びる部分を含んでいてもよく、
前記第3画素から前記第2領域まで延びる前記部分は、前記第4画素から前記第1領域まで延びる前記部分と交差していなくてもよい。
【0033】
第13態様のレイアウトは、撮像装置のレイアウトの一例である。
【0034】
本開示の第14態様において、例えば、第11から第13態様のいずれか1つに係る撮像装置では、
前記第1画素は、第1カラーフィルタを含んでいてもよく、
前記第2画素は、第2カラーフィルタを含んでいてもよく、
前記第3画素は、第3カラーフィルタを含んでいてもよく、
前記第1カラーフィルタおよび前記第3カラーフィルタは、第1色のカラーフィルタであってもよく、
前記第2カラーフィルタは、前記第1色とは異なる第2色のカラーフィルタであってもよい。
【0035】
第14態様は、第1色のカラーフィルタを含む画素である第1画素および第3画素の信号のノイズを同様の補正条件で低減するのに適している。
【0036】
本開示の第15態様において、例えば、第11から第13態様のいずれか1つに係る撮像装置では、
前記第1画素および前記第3画素は、R画素、B画素、Gr画素およびGb画素の4種から選択される第1種の画素であってもよく、
前記第2画素は、R画素、B画素、Gr画素およびGb画素の4種から選択される第2種の画素であってもよく、
前記第1種の画素と前記第2種の画素は、互いに異なっていてもよい。
【0037】
第15態様は、第1種の画素である第1画素および第3画素の信号のノイズを同様の補正条件で低減するのに適している。
【0038】
本開示の第16態様において、例えば、第11から第15態様のいずれか1つに係る撮像装置は、信号処理回路をさらに備えていてもよく、
前記信号処理回路は、前記第1延部を経由した前記第1画素の信号および前記第3延部を経由した前記第3画素の信号の両方に対して、前記第2領域で重畳されるノイズ成分を低減させる補正を実行してもよい。
【0039】
第16態様によれば、第1画素の信号の補正と第3画素の信号の補正とにおいて、同様の補正条件を適用し易い。
【0040】
本開示の第17態様において、例えば、第11から第15態様のいずれか1つに係る撮像装置では、
前記複数の画素は、オプティカルブラック画素である第1のOB画素を含んでいてもよく、
前記撮像装置は、信号処理回路と、前記第1のOB画素の信号が流れる第1のOB経路をさらに備えていてもよく、
前記平面視において、前記第1のOB経路は、前記第2領域内で延びる第1のOB延部を含んでいてもよく、
前記信号処理回路は、前記第1延部を経由した前記第1画素の信号に対して、前記第1のOB延部を経由した前記第1のOB画素の信号を用いたオプティカルブラック補正を実行してもよい。
【0041】
第17態様は、第2領域で第1画素の信号に重畳されたノイズ成分を低減するのに適している。
【0042】
本開示の第18態様に係る撮像システムは、
第1から第9態様および第11から第15態様のいずれか1つに係る撮像装置と、
前記撮像装置の外部に設けられた信号処理装置と、を備える撮像システムであって、
前記複数の画素は、オプティカルブラック画素である第1のOB画素を含み、
前記撮像装置は、前記第1のOB画素の信号が流れる第1のOB経路をさらに備え、
前記平面視において、前記第1のOB経路は、前記第2領域内で延びる第1のOB延部を含み、
前記信号処理装置は、前記第1延部を経由した前記第1画素の信号に対して、前記第1のOB延部を経由した前記第1のOB画素の信号を用いたオプティカルブラック補正を実行する。
【0043】
第18態様は、第2領域で第1画素の信号に重畳されたノイズ成分を低減するのに適している。
【0044】
本開示の第19態様に係る撮像システムは、
第11から第15態様のいずれか1つに係る撮像装置と、
前記撮像装置の外部に設けられた信号処理装置と、を備える撮像システムであって、
前記信号処理装置は、前記第1延部を経由した前記第1画素の信号および前記第3延部を経由した前記第3画素の信号の両方に対して、前記第2領域で重畳されるノイズ成分を低減させる補正を実行する。
【0045】
第19態様によれば、第1画素の信号の補正と第3画素の信号の補正とにおいて、同様の補正条件を適用し易い。
【0046】
本開示の第20態様に係る撮像装置は、
第1画素、第2画素、第3画素および第4画素を含む複数の画素と、
第1電圧が印加される1つ又は複数の第1電圧線を含む第1配線部と、前記第1電圧とは異なる第2電圧が印加される1つ又は複数の第2電圧線を含む第2配線部と、を含む第1回路と、
前記第1画素の信号が流れる第1信号経路と、
前記第2画素の信号が流れる第2信号経路と、
前記第3画素の信号が流れる第3信号経路と、
前記第4画素の信号が流れる第4信号経路と、を備え、
平面視において、前記1つ又は複数の第2電圧線の何れよりも前記1つ又は複数の第1電圧線の各々に近い領域を第1領域と定義し、前記1つ又は複数の第1電圧線の何れよりも前記1つ又は複数の第2電圧線の各々に近い領域を第2領域と定義したとき、
前記平面視において、
前記第1信号経路は、前記第2領域内で延びる第1延部を含み、
前記第2信号経路は、前記第1領域内で延びる第2延部を含み、
前記第3信号経路は、前記第2領域内で延びる第3延部を含み、
前記第4信号経路は、前記第1領域内で延びる第4延部を含む。
【0047】
本開示の第21態様において、例えば、第20態様に係る撮像装置では、
前記第1画素は、第1カラーフィルタを含んでいてもよく、
前記第2画素は、第2カラーフィルタを含んでいてもよく、
前記第3画素は、第3カラーフィルタを含んでいてもよく、
前記第4画素は、第4カラーフィルタを含んでいてもよく、
前記第1カラーフィルタおよび前記第3カラーフィルタは、第1色のカラーフィルタであってもよく、
前記第2カラーフィルタおよび前記第4カラーフィルタは、前記第1色とは異なる第2色のカラーフィルタであってもよい。
【0048】
本開示の第22態様において、例えば、第20態様に係る撮像装置では、
前記第1画素および前記第3画素は、R画素、B画素、Gr画素およびGb画素の4種から選択される第1種の画素であってもよく、
前記第2画素および前記第4画素は、R画素、B画素、Gr画素およびGb画素の4種から選択される第2種の画素であってもよく、
前記第1種の画素と前記第2種の画素は、互いに異なっていてもよい。
【0049】
本開示の第23態様において、例えば、第20から第22態様のいずれか1つに係る撮像装置は、信号処理回路をさらに備えていてもよく、
前記信号処理回路は、前記第1延部を経由した前記第1画素の信号および前記第3延部を経由した前記第3画素の信号の両方に対して、前記第2領域で重畳されるノイズ成分を低減させる補正を実行してもよく、
前記信号処理回路は、前記第2延部を経由した前記第2画素の信号および前記第4延部を経由した前記第4画素の信号の両方に対して、前記第1領域で重畳されるノイズ成分を低減させる補正を実行してもよい。
【0050】
本開示の第24態様に係る撮像システムは、
第20から第23態様に係る撮像装置と、
前記撮像装置の外部に設けられた信号処理装置と、を備える撮像システムであって、
前記信号処理装置は、前記第1延部を経由した前記第1画素の信号および前記第3延部を経由した前記第3画素の信号の両方に対して、前記第2領域で重畳されるノイズ成分を低減させる補正を実行してもよく、
前記信号処理装置は、前記第2延部を経由した前記第2画素の信号および前記第4延部を経由した前記第4画素の信号の両方に対して、前記第1領域で重畳されるノイズ成分を低減させる補正を実行してもよい。
【0051】
第20から第24態様に、第1から第19態様の技術を適用できる。
【0052】
以下、実施形態に係る撮像装置を、図面を参照しながら説明する。
【0053】
必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、実質的に同一の構成に対する重複説明等は、省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面および以下の説明は当業者が本開示に係る技術を十分に理解するためのものであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【0054】
図面において、実質的に同一の構成、動作、および効果を表す要素については、同一の符号を付す。また、以下において記述される数値は、すべて本開示に係る技術を具体的に説明するために例示するものであり、本開示に係る技術は例示された数値に制限されない。さらに、構成要素間の接続関係は、本開示に係る技術を具体的に説明するために例示するものであり、本開示に係る技術の機能を実現する接続関係はこれに限定されない。
【0055】
本明細書では、第1、第2、第3・・・という序数詞を用いることがある。ある要素に序数詞が付されている場合に、より若番の同種類の要素が存在することは必須ではない。必要に応じて序数詞の番号を変更することができる。
【0056】
(第1の実施形態)
図1に、本実施形態に係る撮像装置100を示す。撮像装置100は、例えば、
図2に示すイメージセンサチップである。
【0057】
図1に示す撮像装置100は、画素アレイ1と、電気回路47と、を有する。画素アレイは、列の数が1つであっても複数であってもよく行の数が1つであってもよく複数であってもよい要素を指す。
図1の例では、電気回路47は、周辺回路である。
【0058】
画素アレイ1は、複数の画素を含む。
図3に、画素アレイ1の一例を示す。
図3の例では、画素アレイ1における画素は、半導体基板において、行列状に配列されている。これらの画素が設けられた領域は、撮像領域として機能する。各画素は、入射光を光電変換することによって電荷を生成し、これにより得られた画素信号(本開示の第1~第4画素の信号の一例)を出力する。画素信号は、電荷に対応する電気信号である。
【0059】
図3において、「Row」は、画素アレイ1の行を意味する。「Col」は、画素アレイ1の列を意味する。
図3では、第0行,第1行,第2行および第3行が描かれている。
図3において、「Col0」は第0列を表し、「Col1」は第1列を表す。
【0060】
図3の例では、画素アレイ1においてベイヤー配列が採用されている。具体的には、例えば、第0行および第2行などの偶数行において、Gr画素およびR画素が、交互に繰り返し並んでいる。第1行および第3行などの奇数行において、B画素およびGb画素が、交互に繰り返し並んでいる。第0列などの偶数列において、Gr画素およびB画素が、交互に繰り返し並んでいる。第1列などの奇数列において、R画素およびGb画素が、交互に繰り返し並んでいる。
【0061】
R画素は、赤色の画素である。B画素は、青色の画素である。Gr画素およびGb画素は、緑色の画素である。
【0062】
具体的には、例えば、R画素は、Rカラーフィルタを含む。Rカラーフィルタは、赤色のカラーフィルタである。B画素は、Bカラーフィルタを含む。Bカラーフィルタは、青色のカラーフィルタである。Gr画素は、Grカラーフィルタを含む。Gb画素は、Gbカラーフィルタを含む。GrカラーフィルタおよびGbカラーフィルタは、緑色のカラーフィルタである。
【0063】
図3の例では、画素は、カラーの画素である。具体的には、
図3の例では、画素は、原色のカラーの画素である。ただし、画素は、補色のカラーの画素であってもよい。また、
図3の例では、異なる複数の色の画素によって、画素アレイが構成されている。具体的には、
図3の例では、複数の色は、3色である。ただし、複数の色は、4色であってもよい。複数の色は、白色を含んでいてもよい。その他、画素は、フィルタのないモノクロの画素であってもよい。この点は、後述の実施形態についても同様である。
【0064】
図3の例では、1つの画素が1つの信号線に接続されており、そのような画素および信号線の組み合わせが複数組存在する。
図3では、各信号線は、上下に延びている。
図3の例では、第0列に複数本の信号線が関連付けられており、第1列に複数本の信号線が関連付けられている。これらの信号線は、画素の信号が流れる信号経路の一部または全部を構成する。後述の
図5等では、これらの信号線あるいは信号経路の一部の図示を省略することがある。なお、1つの列に関連付けられた複数の信号線は、途中で集約されてその数が減ってもよい。1つの列に関連付けられる信号線の数は、1本でもよい。
【0065】
本実施形態では、各画素の中心は、仮想的な正方格子の格子点上に位置している。もちろん、画素の各中心は、仮想的な三角格子、仮想的な六角格子などの格子点上に位置していてもよい。また、各画素は、1次元に配列されてもよい。この場合、撮像装置100をラインセンサとして利用できる。
【0066】
図1の例では、電気回路47は、第2回路14、第1回路6、AD変換回路40、信号処理回路43、出力回路44、行走査回路41および制御回路42を含む。電気回路47は、画素アレイ1が形成される半導体基板上に配置されていてもよい。電気回路47の一部が、他の基板上に配置されていてもよい。
【0067】
行走査回路41は、画素アレイ1における複数の画素のうちの、一部の行の画素を選択する。これにより、選択された画素の信号の読み出しが実行される。
【0068】
図4に、第2回路14、第1回路6、AD変換回路40および制御回路42の構成例を、模式的に示す。
【0069】
図4の例では、第2回路14は、電流源回路50を含む。電流源回路50は、定電流源51を含む。定電流源51は、グランド52に接続されている。
【0070】
第1回路6は、前段回路53と、RAMP比較器54と、を含む。前段回路53は、バッファ回路を含む。RAMP比較器54は、第1入力部54aと、第2入力部54bと、出力部54cと、を含む。
【0071】
AD変換回路40は、カウンタ回路55およびメモリ回路56を含む。カウンタ回路55は、AD変換用クロックを含む。
【0072】
制御回路42は、デジタルアナログコンバータ(DAC)57を含む。制御回路42は、第2回路14、第1回路6およびAD変換回路40を制御する。
【0073】
画素アレイ1におけるある列の画素の信号が、電流源回路50に入力される。電流源回路50は、定電流源51を利用して、入力された画素の信号に応じた信号をアナログの電圧信号として出力する。電圧信号となった画素の信号は、前段回路53を経由して、RAMP比較器54の第1入力部54aに入力される。
【0074】
DAC57は、参照信号RAMPを出力する。参照信号RAMPは、時間経過とともに変化する電圧信号である。一例では、参照信号RAMPは、時間経過とともに大きくなる電圧信号である。別例では、参照信号RAMPは、時間経過とともに小さくなる電圧信号である。電圧信号の変化は、単調増加であってもよく単調減少であってもよい。電圧信号の変化は、線形変化であってもよい。参照信号RAMPは、RAMP比較器54の第2入力部54bに入力される。
【0075】
RAMP比較器54の出力部54cから、出力信号として、電圧が出力される。一例では、出力部54cから、高レベル電圧または低レベル電圧が出力される。電圧レベルは、第1入力部54aへの入力電圧と第2入力部54bへの入力電圧の差分の符号が反転したときに、反転する。
【0076】
カウンタ回路55は、AD変換用クロックによって、参照信号RAMP54の電圧信号の変化開始時点から上記反転がなされるまでの期間をカウントする。カウンタ回路55は、カウントされた期間が長いほど大きいデジタル信号を出力する。このようにして、画素の信号は、RAMP比較器54およびカウンタ回路55によって、アナログ信号からデジタル信号に変換される。
【0077】
デジタル信号となった画素の信号は、メモリ回路56に格納される。メモリ回路56に格納された画素の信号は、信号処理回路43で信号処理され、その後、出力回路44から撮像装置100の外部に出力される。
【0078】
電流源回路50、RAMP比較器54およびAD変換回路40は、列毎に設けられている。電流源回路50、RAMP比較器54およびAD変換回路40は、制御回路42により制御される。
【0079】
以下、画素アレイ1における画素の信号が、画素からどのような経路を辿るのかについて、
図5を参照して説明する。以下では、複数の画素の1つを、第1画素2と称することがある。複数の画素の1つを、第2画素3と称することがある。第1画素2の信号が流れる経路を、第1信号経路4と称することがある。第2画素3の信号が流れる経路を、第2信号経路5と称することがある。
【0080】
第1の例では、第1画素2は、R画素、B画素、Gr画素およびGb画素の4種から選択される第1種の画素である。第2画素3は、R画素、B画素、Gr画素およびGb画素の4種から選択される第2種の画素である。第1種の画素と第2種の画素は、互いに異なる。
【0081】
第2の例では、第1画素2は、第1色の画素である。第2画素3は、第2色の画素である。第1色および第2色は、互いに異なる。具体的には、例えば、第1画素2は、第1色のカラーフィルタを含む。第2画素3は、第2色のカラーフィルタを含む。なお、第1の例においても、第1画素2の色と第2画素3の色とが互いに異なることはあり得る。
【0082】
図5の例では、第1回路6は、第1電圧線7と、第2電圧線8と、を含む。第1電圧線7には、第1電圧が印加される。第2電圧線8には、第2電圧が印加される。第1電圧と第2電圧は、互いに異なる。
【0083】
以下では、第1配線部J1という用語を用いることがある。第1配線部J1は、第1電圧が印加される配線部である。第1配線部J1は、1つの第1電圧線7または複数の第1電圧線7に対応し得る。後述する
図6の例では、第1配線部J1は、1つの第1電圧線7に対応する。
【0084】
以下では、第2配線部J2という用語を用いることがある。第2配線部J2は、第2電圧が印加される配線部である。第2配線部J2は、1つの第2電圧線8または複数の第2電圧線8に対応し得る。後述する
図6の例では、第2配線部J2は、1つの第2電圧線8に対応する。
【0085】
本実施形態では、第1電圧は、電源電圧である。第2電圧は、接地電圧である。第1電圧線7および第2電圧線8は、第1回路6における要素を動作させるために利用される。一例では、第1電圧線7および第2電圧線8は、第1回路6における要素を動作させるための、電荷授受経路として利用される。例えば、電圧線7および8は、
図4の前段回路53のバッファ回路で用いられる。第2電圧が電源電圧であり、第1電圧が接地電圧であってもよい。
【0086】
ここで、
図6に示すように、平面視において、第2配線部J2よりも第1配線部J1に近い領域を第1領域61と定義する。平面視において、第1配線部J1よりも第2配線部J2に近い領域を第2領域62と定義する。このとき、平面視において、第1信号経路4では、第2信号経路5と交差する第1交差部4Xと、第2領域62内で延びる第1延部4Zとが、第1画素2の信号の流れ方向2Fに沿ってこの順に並ぶ。すなわち、第1画素2の信号の流れにおいて、第1交差部4Xは第1延部4Zの上流に位置する。平面視において、第2信号経路5では、第1信号経路4と交差する第2交差部5Xと、第1領域61内で延びる第2延部5Zとが、第2画素3の信号の流れ方向3Fに沿ってこの順に並ぶ。すなわち、第2画素3の信号の流れにおいて、第2交差部5Xは第2延部5Zの上流に位置する。先に説明したとおり、第1配線部J1は、第1電圧が印加される配線部である。第2配線部J2は、第2電圧が印加される配線部である。
図6の例では、第1配線部J1は、1つの第1電圧線7に対応する。第2配線部J2は、1つの第2電圧線8に対応する。このようにすることは、互いに異なる電圧が印加される複数の電圧線7および8が存在する場合において、ノイズ低減に役立ち得る。
【0087】
具体的には、例えば、
図7に示すように、平面視において、第2配線部J2からの距離に対する第1配線部J1からの距離の比率が1/2以下である領域を第1の1/2領域71と定義する。平面視において、第1配線部J1からの距離に対する第2配線部J2からの距離の比率が1/2以下である領域を第2の1/2領域72と定義する。第1延部4Zは、平面視において第1信号経路4が第2の1/2領域72内で延びる部分である。第2延部5Zは、平面視において第2信号経路5が第1の1/2領域71内で延びる部分である。この具体的な例の「1/2」を「1/3」に置き換えたり「1/4」に置き換えたりしてもいい。この点は、後述する実施形態についても同様である。
【0088】
典型的には、画素アレイ1は、半導体基板上に設けられる。平面視は、例えば、半導体基板の厚さ方向に平行に観察することをいう。
図5から7では、平面視に基づく並びが示されている。
【0089】
以下、平面視における上記構成がもたらすメリットの例について、説明する。
【0090】
例えば、平面視における第1電圧線7と第2電圧線8の配置順には、制約がある場合がある。このような制約は、第1電圧線7および第2電圧線8が第1回路6と別の回路とで共有されている場合に課され得る。また、撮像装置100が
図2に示すようなイメージセンサチップであり、そのチップが外部パッド90を有し、外部パッド90を介して第1電圧線7に第1電圧を供給し第2電圧線8に第2電圧を供給する場合がある。そのような場合には、外部パッド90の並び順により、上記の制約が課され得る。
【0091】
上記の制約があるとする。平面視で、第2回路14において、第1信号経路4が相対的に第1電圧線7寄りの位置(
図5の例では左側の位置)を延び、第2信号経路5が第2電圧線8寄りの位置(
図5の例では右側の位置)を延びる必要があるとする。さらに、第1電圧線7が発するノイズ成分よりも第2電圧線8が発するノイズ成分のほうが小さいとする。そのような場合において、上述の交差の寄与により、平面視において、第1信号経路4を第2電圧線8に近づけ、第2信号経路5を第1電圧線7に近づけることができる。上述の交差の寄与により、第2信号経路5を流れる信号に第1回路6で重畳されるノイズに比べ、第1信号経路4を流れる信号に第1回路6で重畳されるノイズを小さくすることができる。
【0092】
第2信号経路5を流れる信号に第1回路6で重畳されるノイズに比べ、第1信号経路4を流れる信号に第1回路6で重畳されるノイズを小さくできる技術は、種々の状況において役立ち得る。このことは、例えば、第2画素3の信号に重畳されるノイズよりも第1画素2の信号に重畳されるノイズを小さくしたい場合に、役立ち得る。また、撮像装置100の駆動モードが、通常モードと画素加算モードとを含むとする。制御回路42および行操作回路41は、駆動モードを制御する。ここで、通常モードは、第1信号経路4を第1画素2の信号が流れ、第2信号経路5を第2画素3の信号が流れるモードである。画素加算モードは、画素アレイ1において第1画素2の信号と第2画素3の信号とを混合し、得られた混合信号が第1信号経路4を流れるモードである。上記技術によれば、画素加算モードにおいて混合信号に第1回路6で重畳されるノイズを小さくできる。
【0093】
図示している画素アレイ1および電気回路47は、あくまで一例である。画素アレイ1および電気回路47の構成は、特に限定されない。第2回路14、第1回路6、AD変換回路40、信号処理回路43、出力回路44、行走査回路41および制御回路42の全てが存在することは、必須ではない。例えば、第2回路14は省略可能である。これらの点は、後述の実施形態においても同様である。
【0094】
第1回路6および/または第2回路14は、電流源回路の様なアナログ回路であってもよい。第1回路6および/または第2回路14は、クロックなどで動作するデジタル回路であってもよい。
【0095】
図8は、一例に係る、撮像装置100を厚さ方向に沿って切断した断面図である。
図8に示すように、撮像装置100は、絶縁層91を含む。この例では、絶縁層91は、半導体基板92上に、設けられている。絶縁層91における互いに異なる深さの位置には、複数の配線層が設けられている。
図8の例では、複数の配線層は、第1配線層81と、第2配線層82と、第3配線層83と、第4配線層84と、を含んでいる。第1信号経路4、第2信号経路5、第1電圧線7および第2電圧線8のうちの1つまたは全部は、同じ配線層に設けられていてもよい。これらのうちの1つまたは全部が、互いに異なる配線層に設けられていてもよい。
【0096】
本実施形態では、撮像装置100は、多層配線層における互いに異なる層である2つの配線層を備える。2つの配線層の一方は、第1交差部4Xを含む。2つの配線層の他方は、第2交差部5Xを含む。このようにすれば、平面視における第1信号経路4と第2信号経路5の交差を実現し易い。2つの配線層の上記一方は、
図8の配線層81から84のいずれかであり得る。2つの配線層の上記他方は、
図8の配線層81から84のいずれかであり得る。
【0097】
図9の例では、複数の画素は、オプティカルブラック画素である第1のOB画素65を含む。撮像装置100は、信号処理回路43と、第1のOB画素65の信号が流れる第1のOB経路66を含む。平面視において、第1のOB経路66では、第2領域62内で延びる第1のOB延部66Zがある。信号処理回路43は、第1延部4Zを経由した第1画素2の信号に対して、第1のOB延部66Zを経由した第1のOB画素65の信号を用いたオプティカルブラック補正を実行する。このようにすることは、第2領域62で第1画素2の信号に重畳されたノイズ成分を低減するのに適している。なお、
図9に示していないが、信号処理回路43と第1回路6との間には、AD変換回路40があってもよい。
【0098】
具体的には、例えば、第1のOB延部66Zは、第1のOB経路66における平面視において第2の1/2領域72内で延びる部分である。第1延部4Zは、第1信号経路4における平面視において第2の1/2領域72内で延びる部分である。
【0099】
図10の例では、複数の画素は、オプティカルブラック画素である第2のOB画素67を含む。撮像装置100は、信号処理回路43と、第2のOB画素67の信号が流れる第2のOB経路68を備える。平面視において、第2のOB経路68では、第1領域61内で延びる第2のOB延部68Zがある。信号処理回路43は、第2延部5Zを経由した第2画素3の信号に対して、第2のOB延部68Zを経由した第2のOB画素67の信号を用いたオプティカルブラック補正を実行する。このようにすることは、第1領域61で第2画素3の信号に重畳されたノイズ成分を低減するのに適している。
【0100】
具体的には、例えば、第2のOB延部68Zは、第2のOB経路68における平面視において第1の1/2領域71内で延びる部分である。第2延部5Zは、第2信号経路5における平面視において第1の1/2領域71内で延びる部分である。
【0101】
本実施形態では、複数の画素は、少なくとも1つの行と複数の列を有する画素アレイ1を構成している。画素アレイ1における第1画素2が属する列と、画素アレイ1における第2画素3が属する列とは、互いに隣接している。
【0102】
本実施形態では、平面視において、第1配線部J1と、第2配線部J2と、第1延部4Zと、第2延部5Zとは、互いに平行に延びている。ここで、先に述べたように、
図6の例では、第1配線部J1は、1つの第1電圧線7に対応する。第2配線部J2は、1つの第2電圧線8に対応する。このような平行レイアウトは、小型化の観点から有利である。一方、この平行レイアウトは、ノイズ低減には必ずしも有利ではない。このため、この平行レイアウトでは、上述のノイズ低減がその効果を発揮し易い。
【0103】
本実施形態では、平面視において、第1配線部J1と、第2配線部J2と、第1延部4Zと、第2延部5Zとは、まっすぐに延びている。
【0104】
第1電圧線7における第1電圧は、固定電圧であってもよく、時間変化する電圧であってもよい。第2電圧線8における第2電圧についても同様である。固定電圧としては、モード信号の電圧、レジスタ信号の電圧が例示される。第1電圧および第2電圧に対応する時間変化する電圧としては、互いに異なる周波数の交流電圧が例示される。このような交流電圧としては、クロック信号の電圧が例示される。第1電圧および第2電圧の一方がクロック信号の電圧であり、他方がデータ信号の電圧であってもよい。第1電圧および第2電圧は、互いに異なるタイミングおよび/または互いに異なるデューティ比のパルス信号の電圧であってもよい。
【0105】
平面視において、上記交差は、第1回路6と第2回路14との間の領域でなされていてもよく、第1回路6上の領域でなされていてもよく、第2回路14上の領域でなされていてもよい。なお、第1回路6と第2回路14との間には、第1回路6と第2回路14とを電気的に分離させる素子分離領域が設けられていることがある。平面視において、上記交差は、素子分離領域と重なる位置でなされていてもよい。
【0106】
本実施形態では、第1交差部4Xは、第1画素2のアナログの信号が通る部分である。第2交差部5Xは、第2画素3のアナログの信号が通る部分である。また、本実施形態では、第1延部4Zは、第1画素2のアナログの信号が通る部分である。第2延部5Zは、第2画素3のアナログの信号が通る部分である。第1のOB延部66Z、第2のOB延部68Zについても、同様であり、対応するアナログの信号が通る部分である。後述する第3延部11Z、第3延部4BZ、第4延部5Z、第4延部5BZについても、同様であり、対応するアナログの信号が通る部分である。
【0107】
交差部分4Xおよび5Xにおける上記交差は、平面視における第1信号経路4と第2信号経路5の唯一の交差であってもよい。平面視において、部分4Xおよび5X以外において、第1信号経路4と第2信号経路5の交差がさらになされてもよい。例えば、平面視で、第1回路6よりも下流において、さらなる交差がなされてもよい。平面視で、出力回路44よりも下流の撮像装置100の外部において、さらなる交差がなされてもよい。ここで、下流とは、画素2の信号の流れ方向2Fおよび画素3の信号の流れ方向3Fの下流を指す。
【0108】
第2回路14は、複数の電圧線を含んでいてもよい。具体的には、
図11の例では、複数の電圧線は、1つの第3電圧線15と、第3電圧線15と隣り合う2つの第4電圧線16(本開示の第4および第5電圧線の一例)と、を含む。一方の第4電圧線16と、第3電圧線15と、他方の第4電圧線16と、は、平面視においてこの順に並んでいる。この例では、平面視において、第2回路14における複数の電圧線16、15のピッチと、第1回路6における電圧線7、8のピッチが異なる。ここで、電圧線のピッチは、電圧線の長手方向に伸びる中心線と、当該電圧線に隣接する電圧線の長手方向に伸びる中心線との間隔を指す。
【0109】
一具体例では、第3電圧線15には、第3電圧が印加される。第4電圧線16には、第4電圧が印加される。第3電圧および第4電圧は、互いに異なる。
【0110】
第3電圧は、第1電圧および第2電圧の一方と同じであってもよい。第4電圧は、第1電圧および第2電圧の他方と同じであってもよい。第3電圧は、第1電圧および第2電圧のいずれとも異なっていてもよい。第4電圧は、第1電圧および第2電圧のいずれとも異なっていてもよい。
【0111】
本実施形態では、第3電圧線15の第3電圧は、電源電圧である。第4電圧線16の第4電圧は、接地電圧である。第3電圧線15および第4電圧線16は、第2回路14における要素を動作させるために利用される。電圧線15および16は、例えば、
図4の電流源回路50で用いられる。第4電圧が電源電圧であり、第3電圧が接地電圧であってもよい。電圧線15および電圧線16は、例えば、電流源回路50中のトランジスタに接続され、トランジスタに電圧を供給する。
【0112】
第3電圧は、固定電圧であってもよく、時間変化する電圧であってもよい。第4電圧についても同様である。固定電圧としては、モード信号の電圧、レジスタ信号の電圧が例示される。第3電圧および第4電圧に対応する時間変化する電圧としては、互いに異なる周波数の交流電圧が例示される。このような交流電圧としては、クロック信号の電圧が例示される。第3電圧および第4電圧の一方がクロック信号の電圧であり、他方がデータ信号の電圧であってもよい。第3電圧および第4電圧は、互いに異なるタイミングおよび/または互いに異なるデューティ比のパルス信号の電圧であってもよい。
【0113】
以下では、第3配線部J3という用語を用いることがある。第3配線部J3は、第3電圧が印加される配線部である。第3配線部J3は、1つの第3電圧線15または複数の第3電圧線15に対応し得る。
図11の例では、第3配線部J3は、1つの第3電圧線15に対応する。
【0114】
以下では、第4配線部J4という用語を用いることがある。第4配線部J4は、第4電圧が印加される配線部である。第4配線部J4は、1つの第4電圧線16または複数の第4電圧線16に対応し得る。
図11の例では、第4配線部J4は、2つの第4電圧線16に対応する。
【0115】
図11の例では、撮像装置100は、第3配線部J3と、第4配線部J4と、を含む第2回路14を備える。平面視において、第1配線部J1と第2配線部J2のピッチと、第3配線部J3と第4配線部J4のピッチとは、互いに異なっている。平面視において、第3配線部J3と第4配線部J4との間の領域をピッチ領域14Pと定義する。このとき、平面視において、第1信号経路4では、ピッチ領域14P内で延びる部分と、第1交差部4Xと、第1延部4Zとが、第1画素2の信号の流れ方向2Fに沿って、この順に並ぶ。平面視において、第2信号経路5では、ピッチ領域14P内で延びる部分と、第2交差部5Xと、第2延部5Zとが、第2画素3の信号の流れ方向3Fに沿って、この順に並ぶ。この例では、第1配線部J1は、1つの第1電圧線7に対応する。第2配線部J2は、1つの第2電圧線8に対応する。第3配線部J3は、1つの第3電圧線15に対応する。第4配線部J4は、2つの第4電圧線16に対応する。上記のようなピッチの相違がある場合は、上記交差を伴うレイアウトがノイズ低減に寄与し得る場合の一例である。具体的には、例えば、第1回路6と第2回路14とでピッチが相違する場合、平面視でまっすぐに信号経路4および5を伸ばすと、所望の電圧線に近接させられない可能性が、ピッチが同じである場合と比較して高い。しかし、上記交差により、所望の電圧線への接近が容易となる。
【0116】
図11の例では、具体的には、第1配線部J1と第2配線部J2のピッチは、第1電圧線7と第2電圧線8のピッチである。第3配線部J3と第4配線部J4のピッチは、第3電圧線15と第4電圧線16のピッチである。ピッチ領域14Pは、第3電圧線15と第4電圧線16との間の領域である。
【0117】
上述のとおり、
図11の例では、平面視において、第2回路14における複数の電圧線15,16のピッチと、第1回路6における電圧線7,8のピッチとは、互いに異なる。具体的には、例えば、第2回路14における複数の電圧線15,16のピッチは、画素の列のピッチ(以下、1カラムピッチと称することがある)と同じである。第1回路6における電圧線7,8のピッチは、1カラムピッチとは異なる。電圧線7,8は、画素の列のピッチの2倍のピッチ(以下、2カラムピッチと称することがある)を有する。
【0118】
図12に示すように、平面視において、第2回路14における複数の電圧線15,16のピッチと、第1回路6における電圧線7,8のピッチとは、同じであってもよい。
【0119】
画素の信号は、信号経路を介して、第1回路6に入力されてもよい。画素の信号は、第1回路6に入力されなくてもよい。
【0120】
画素の信号は、信号経路を介して、第2回路14に入力されてもよい。画素の信号は、第2回路14に入力されなくてもよい。
【0121】
(第2の実施形態)
以下、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態においては、第1の実施形態と同様の内容については、同一の符号を付して説明を省略することがある。
【0122】
図13に、第2の実施形態における、画素アレイ1、第2回路14および第1回路6を示す。
【0123】
図13の例では、画素アレイ1は、複数の画素を含む。複数の画素の1つを、第3画素9と称することがある。複数の画素の1つを、第4画素10と称することがある。第3画素9の信号が流れる経路を、第3信号経路11と称することがある。第4画素10の信号が流れる経路を、第4信号経路12と称することがある。
【0124】
図13の例では、第1回路6は、複数の第1電圧線7と、複数の第2電圧線8と、を含む。第1電圧線7と第2電圧線8とは、平面視において交互に繰り返し並んでいる。
【0125】
図13の例では、第1電圧線7の数が複数であり、第2電圧線8の数が複数である。この場合の第1領域61および第2領域62を、
図14に示す。平面視において、第1信号経路4では、第2信号経路5と交差する第1交差部4Xと、第2領域62内で延びる第1延部4Zとが、第1画素2の信号の流れ方向2Fに沿って、この順に並ぶ。平面視において、第2信号経路5では、第1信号経路4と交差する第2交差部5Xと、第1領域61内で延びる第2延部とが、第2画素3の信号の流れ方向3Fに沿って、この順に並ぶ。ここで、第1配線部J1は、第1電圧が印加される配線部である。第2配線部J2は、第2電圧が印加される配線部である。
図13の例では、第1配線部J1は、複数の第1電圧線7に対応する。第2配線部J2は、複数の第2電圧線8に対応する。
【0126】
具体的には、例えば、
図15に示すように、第1延部4Zは、平面視において第1信号経路4が第2の1/2領域72内で延びる部分である。第2延部5Zは、平面視において第2信号経路5が第1の1/2領域71内で延びる部分である。
【0127】
図13の例では、第2回路14における複数の電圧線は、複数の第3電圧線15と、複数の第4電圧線16と、を含む。第3電圧線15と第4電圧線16とは、平面視において交互に繰り返し並んでいる。この例では、平面視において、第2回路14における複数の電圧線15,16のピッチと、第1回路6における電圧線7,8のピッチが異なる。
【0128】
図13の例では、第2回路14における複数の電圧線15,16は、1カラムピッチを有している。第1回路6における電圧線7,8は、1カラムピッチとは異なるピッチを有している。具体的には、例えば、電圧線7,8は、2カラムピッチを有している。
【0129】
図13の例では、撮像装置100は、第3配線部J3と、第4配線部J4と、を含む第2回路14を備える。平面視において、第1配線部J1と第2配線部J2のピッチと、第3配線部J3と第4配線部J4のピッチとは、互いに異なっている。平面視において、第3配線部J3と第4配線部J4との間の領域をピッチ領域14Pと定義する。このとき、平面視において、第1信号経路4では、ピッチ領域14P内で延びる部分(本開示の第1ピッチ部分の一例)と、第1交差部4Xと、第1延部4Zとが、第1画素2の信号の流れ方向2Fに沿って、この順に並ぶ。平面視において、第2信号経路5では、ピッチ領域14P内で延びる部分(本開示の第2ピッチ部分の一例)と、第2交差部5Xと、第2延部5Zとが、第2画素3の信号の流れ方向3Fに沿って、この順に並ぶ。
図13の例では、第1配線部J1は、複数の第1電圧線7に対応する。第2配線部J2は、複数の第2電圧線8に対応する。第3配線部J3は、複数の第3電圧線15に対応する。第4配線部J4は、複数の第4電圧線16に対応する。
【0130】
図13の例では、具体的には、第1配線部J1と第2配線部J2のピッチは、第1電圧線7と第2電圧線8のピッチである。第3配線部J3と第4配線部J4のピッチは、第3電圧線15と第4電圧線16のピッチである。ピッチ領域14Pは、第3電圧線15と第4電圧線16の間の領域である。
【0131】
図16は、第2回路14および第1回路6の詳細例を示す。具体的には、
図16は、平面視における第2回路14および第1回路6を示している。
図16では、信号経路の一部が省略されている。後述の
図19Aおよび19Bについても同様である。
【0132】
なお、
図13とは異なり、
図16では、平面視において、第1回路6上の領域で、第1信号経路4と第2信号経路5とが交差している。上述のとおり、この交差は、平面視において、第1回路6と第2回路14との間の領域でなされていてもよく、第1回路6上の領域でなされていてもよく、第2回路14上の領域でなされていてもよい。また、この交差は、平面視において、素子分離領域と重なる位置で行われてもよい。
【0133】
平面視において、第1回路6における電圧線7,8が並ぶピッチ方向を第1横方向HD1と定義し、第1横方向HD1に直行する方向を第1縦方向VD1と定義する。平面視において、第1回路6では、隣り合う電圧線7,8の間で、第1トランジスタTG1および第2トランジスタTG2が第1横方向HD1に沿って並んでいる。
【0134】
図16の例では、第1トランジスタTG1は、第1導電型のトランジスタである。第2トランジスタTG2は、第2導電型のトランジスタである。第1導電型および第2導電型は、互いに異なる。
図16の例では、具体的には、第1導電型は、P型である。第2導電型は、N型である。より具体的には、例えば、第1トランジスタTG1がPチャネルFETであり、第2トランジスタTG2がNチャネルFETである。第1トランジスタTG1がNチャネルFETであり、第2トランジスタTG2がPチャネルFETであってもよい。この場合、電圧線7および電圧線8の並びは、
図16の例の逆になる。
【0135】
第1トランジスタTG1は、第1電圧線7に接続されている。第2トランジスタTG2は、第2電圧線8に接続されている。
【0136】
平面視において、第2回路14における電圧線15,16が並ぶピッチ方向を第2横方向HD2と定義し、第2横方向HD2に直行する方向を第2縦方向VD2と定義する。平面視において、第2回路14では、隣り合う電圧線15,16の間で、第3トランジスタTG3および第4トランジスタTG4が第2縦方向VD2に沿って並んでいる。
【0137】
図16の例では、第3トランジスタTG3は、第1導電型のトランジスタである。第4トランジスタTG4は、第2導電型のトランジスタである。具体的には、例えば、第3トランジスタTG3がPチャネルFETであり、第4トランジスタTG4がNチャネルFETである。第3トランジスタTG3がNチャネルFETであり、第4トランジスタTG4がPチャネルFETであってもよい。
【0138】
第3トランジスタTG3は、第3電圧線15に接続されている。第4トランジスタTG4は、第4電圧線16に接続されている。
【0139】
図16の例では、平面視において、第2回路14からは、カラムピッチ毎に、画素の信号が出力されている。
【0140】
このように、
図16の例では、撮像装置は、第2回路14を備えている。第1回路6は、第1導電型の第1トランジスタTG1と、第1導電型とは異なる第2導電型の第2トランジスタTG2と、を含む。第2回路14は、第1導電型の第3トランジスタTG3と、第2導電型の第4トランジスタTG4と、を含む。第1トランジスタTG1のゲートおよび第2トランジスタTG2のゲートの重心を第1重心と定義する。第3トランジスタTG3のゲートおよび第4トランジスタTG4のゲートの重心を第2重心と定義する。平面視において、第1トランジスタTG1および第2トランジスタTG2の並び方向HD1と、第3トランジスタTG3および第4トランジスタTG4の並び方向VD2とは、互いに異なる。このとき、平面視において、第1信号経路4では、第2重心に最接近する部分と、第1重心に最接近する部分とが、第1画素2の信号の流れ方向2Fに沿って、この順に並ぶ。ここで、第1信号経路4において、第2重心に最接近する部分は、ピッチ領域14P内で延びる部分に含まれていてもよく、第1重心に最接近する部分は、第1延部4Zに含まれていてもよい。また、第2信号経路5において、第2重心に最接近する部分は、ピッチ領域14P内で延びる部分に含まれていてもよく、第1重心に最接近する部分は、第2延部5Zに含まれていてもよい。
【0141】
平面視において、第2信号経路5では、第2重心に最接近する部分と、第1重心に最接近する部分とが、第2画素3の信号の流れ方向3Fに沿って、この順に並ぶ。このようにすれば、第1回路6を、平面視において並び方向VD1に小さくし易い。第2回路14を、平面視において並び方向HD2に小さくし易い。このため、このようなトランジスタの並びの相違を設けることにより、両回路6および14で、平面視の形状を変えることが容易となる。このことは、回路配置のスペースの制約への有効な対処になり得る。ただし、トランジスタの並びの相違は、第1回路6および第2回路14における第1信号経路4および第2信号経路5のレイアウトの制約をもたらしうる。例えば、トランジスタの並びの相違がある場合、電圧線からトランジスタへの電圧印加の都合上、上述した両回路6および14間の電圧線のピッチの相違が生じ易い。このため、
図16の例においては、上記交差を伴うレイアウトが、ノイズ低減に寄与し得る。
【0142】
一例では、第1トランジスタTG1のゲートおよび第2トランジスタTG2のゲートは、共通した1つの電極である。この場合、「第1トランジスタTG1のゲートおよび第2トランジスタTG2のゲートの重心」は、この共通した電極の重心である。別例では、第1トランジスタTG1のゲートおよび第2トランジスタTG2のゲートは、互いに独立した電極である。この場合、「第1トランジスタTG1のゲートおよび第2トランジスタTG2のゲートの重心」は、これら2つの電極の重心である。
【0143】
一例では、第3トランジスタTG3のゲートおよび第4トランジスタTG4のゲートは、共通した1つの電極である。この場合、「第3トランジスタTG3のゲートおよび第4トランジスタTG4のゲートの重心」は、この共通した電極の重心である。別例では、第3トランジスタTG3のゲートおよび第4トランジスタTG4のゲートは、互いに独立した電極である。この場合、「第3トランジスタTG3のゲートおよび第4トランジスタTG4のゲートの重心」は、これら2つの電極の重心である。
【0144】
よく知られているように、重心は、物体の各部分に働く重力の合力が作用する点を指す。第1トランジスタTG1のゲートおよび第2トランジスタTG2のゲートを構成する少なくとも1つの電極が拡がる領域をSEM(Scanning Electron Microscope)等の測定機器により測定し、測定した領域から第1重心を特定できる。同様に、第3トランジスタTG3のゲートおよび第4トランジスタTG4のゲート構成する少なくとも1つの電極が拡がる領域をSEM等の測定機器により測定し、測定した領域から第2重心を特定できる。
【0145】
図16の例では、第1回路6は、第1導電型の第1トランジスタTG1と、第1導電型とは異なる第2導電型の第2トランジスタTG2と、を含んでいる。第1配線部J1の第1電圧線7は、第1トランジスタTG1に接続されている。第2配線部J2の第2電圧線8は、第2トランジスタTG2に接続されている。このようにすれば、第1配線部J1の第1電圧を利用して第1トランジスタTG1を動作させることができる。第2配線部J2の第2電圧を利用して第2トランジスタTG2を動作させることができる。
【0146】
上述のトランジスタに関する技術は、第1の実施形態等の、他の実施形態にも適用可能である。
【0147】
図13の例では、複数の画素は、第3画素9を含む。撮像装置100は、第3画素9の信号が流れる第3信号経路11を備える。
図14に示すように、平面視において、第3信号経路11では、第2領域62内で延びる第3延部11Zがある。このようなレイアウトは、第1画素2の信号および第3画素9の信号のノイズを低減させるための補正を容易にする。具体的には、例えば、このようなレイアウトによれば、第1信号経路4および第3信号経路11の一方が第2領域62内で延び他方が第1領域61内で延びる場合に比べ、第1回路6で第1画素2の信号および第3画素9の信号に重畳されるノイズ成分にばらつきが生じ難い。このため、このようなレイアウトは、これらの信号のノイズを同様の補正条件の補正で低減するのに適している
【0148】
具体的には、例えば、
図15に示すように、第3延部11Zは、平面視における第2の1/2領域72内で延びる部分である。
【0149】
図13の例では、複数の画素は、第4画素10を含む。撮像装置100は、第4画素10の信号が流れる第4信号経路12を含む。
図14に示すように、平面視において、第4信号経路12では、第1領域61内で延びる第4延部12Zがある。このようなレイアウトは、第2画素3の信号および第4画素10の信号のノイズを低減させるための補正を容易にする。具体的には、このようなレイアウトによれば、第2信号経路5および第4信号経路12の一方が第1領域61内で延び他方が第2領域62内で延びる場合に比べ、第1回路6で第2画素3の信号および第4画素10の信号に重畳されるノイズ成分にばらつきが生じ難い。このため、このようなレイアウトは、これらの信号のノイズを同様の補正条件の補正で低減するのに適している。
【0150】
具体的には、例えば、
図15に示すように、第4延部12Zは、平面視における第1の1/2領域71内で延びる部分である。
【0151】
以下、ノイズを低減させるための補正の仕方の例について、説明する。
【0152】
図17の例では、撮像装置100は、信号処理回路43を備える。信号処理回路43は、第1延部4Zを経由した第1画素2の信号および第3延部11Zを経由した第3画素9の信号の両方に対して、第2領域62で重畳されるノイズ成分を低減させる補正を実行する。この例によれば、第1画素2の信号の補正と第3画素9の信号の補正とにおいて、同様の補正条件を適用し易い。
【0153】
具体的には、例えば、第1延部4Zは、第1信号経路4における平面視において第2の1/2領域72内で延びる部分である。第3延部11Zは、第3信号経路11における平面視において第2の1/2領域72内で延びる部分である。信号処理回路43は、第1延部4Zを経由した第1画素2の信号および第3延部11Zを経由した第3画素9の信号の両方に対して、第2の1/2領域72で重畳されるノイズ成分を低減させる補正を実行する。
【0154】
一具体例では、補正は、オプティカルブラック補正である。この具体的では、先に説明した第1のOB画素65および第1のOB経路66が利用される。信号処理回路43は、第1延部4Zを経由した第1画素2の信号および第3延部11Zを経由した第3画素9の信号の両方に対して、第1のOB延部66Zを経由した第1のOB画素65の信号を用いたオプティカルブラック補正を実行する。
【0155】
図18の例では、撮像装置100は、信号処理回路43を備える。信号処理回路43は、第2延部5Zを経由した第2画素3の信号および第4延部12Zを経由した第4画素10の信号の両方に対して、第1領域61で重畳されるノイズ成分を低減させる補正を実行する。この例によれば、第2画素3の信号の補正と第4画素10の信号の補正とにおいて、同様の補正条件を適用し易い。
【0156】
具体的には、例えば、第2延部5Zは、第2信号経路5における平面視において第1の1/2領域71内で延びる部分である。第4延部12Zは、第4信号経路12における平面視において第1の1/2領域71内で延びる部分である。撮像装置100は、第2延部5Zを経由した第2画素3の信号および第4延部12Zを経由した第4画素10の信号の両方に対して、第1の1/2領域71で重畳されるノイズ成分を低減させる補正を実行する。
【0157】
一具体例では、補正は、オプティカルブラック補正である。この具体的では、先に説明した第2のOB画素67および第2のOB経路68が利用される。信号処理回路43は、第2延部5Zを経由した第2画素3の信号および第4延部12Zを経由した第4画素10の信号の両方に対して、第2のOB延部68Zを経由した第2のOB画素67の信号を用いたオプティカルブラック補正を実行する。
【0158】
図13の例では、平面視において、第3信号経路11における第3画素9から第2領域62まで延びる部分と、第4信号経路12における第4画素10から第1領域61まで延びる部分とは、交差していない。
【0159】
具体的には、例えば、平面視において、第3信号経路11における第3画素9から第2の1/2領域72まで延びる部分と、第4信号経路12における第4画素10から第1の1/2領域71まで延びる部分とは、交差していない。
【0160】
第1の例では、第1画素2および第3画素9は、R画素、B画素、Gr画素およびGb画素の4種から選択される第1種の画素である。第2画素3は、R画素、B画素、Gr画素およびGb画素の4種から選択される第2種の画素である。第1種の画素と第2種の画素は、互いに異なる。第1の例は、第1種の画素である第1画素2および第3画素9の信号ノイズを同様の補正条件の補正で低減するのに適している。
【0161】
さらに、第4画素10が、第2種の画素であってもよい。この例は、第2種の画素である第2画素3および第4画素10の信号ノイズを同様の補正条件の補正で低減するのに適している。
【0162】
第1の例の具体例では、第1種の画素の信号の経路の全てが、平面視において、第1領域61内を延びる部分を有する。第2種の画素の信号の経路の全てが、平面視において、第2領域62内を延びる部分を有する。
【0163】
より具体的には、例えば、第1種の画素の信号の経路の全てが、平面視において、第1の1/2領域71内を延びる部分を有する。第2種の画素の信号の経路の全てが、平面視において、第2の1/2領域72内を延びる部分を有する。
【0164】
第2の例では、第1画素2は、第1カラーフィルタを含む。第2画素3は、第2カラーフィルタを含む。第3画素9は、第3カラーフィルタを含む。第1カラーフィルタおよび第3カラーフィルタは、第1色のカラーフィルタである。第2カラーフィルタは、第1色とは異なる第2色のカラーフィルタである。第2の例は、第1色のカラーフィルタを含む画素である第1画素2および第3画素9の信号ノイズを同様の補正条件の補正で低減するのに適している。
【0165】
さらに、第4画素10が、第2色の第4カラーフィルタを含んでいてもよい。この例は、第2色のカラーフィルタを含む画素である第2画素3および第4画素10の信号ノイズを同様の補正条件の補正で低減するのに適している。
【0166】
第2の例の具体例では、第1色のカラーフィルタを含む画素の信号の経路の全てが、平面視において、第2領域62内を延びる部分を有する。第2色のカラーフィルタを含む画素の信号の経路の全てが、平面視において、第1領域61内を延びる部分を有する。
【0167】
より具体的には、例えば、第1色のカラーフィルタを含む画素の信号の経路の全てが、平面視において、第2の1/2領域72内を延びる部分を有する。第2色のカラーフィルタを含む画素の信号の経路の全てが、平面視において、第1の1/2領域71内を延びる部分を有する。
【0168】
図16の例では、平面視において、第2信号経路5と第4信号経路12とが、第1領域61のうち(具体的には第1の1/2領域71のうち)、互いに異なる第1電圧線7に基づく部分を延びている。しかし、平面視において、第2信号経路5と第4信号経路12とが、第1領域61のうち(具体的には第1の1/2領域71のうち)、同じ第1電圧線7に基づく部分を延びていてもよい。
【0169】
図16の例では、平面視において、第1信号経路4と第3信号経路11とが、第2領域62のうち(具体的には第2の1/2領域72のうち)、同じ第2電圧線8に基づく部分を延びている。しかし、平面視において、第1信号経路4と第3信号経路11とが、第2領域62のうち(具体的には第2の1/2領域72のうち)、互いに異なる第2電圧線8に基づく部分を延びていてもよい。
【0170】
図16の具体例では、第1電圧線7の第1電圧は、電源電圧である。第2電圧線8の第2電圧は、接地電圧である。
図16において、「VDD」は、電源電圧を表す。「GND」は、接地電圧を表す。第2電圧が電源電圧であり、第2電圧が接地電圧であってもよい。
【0171】
ところで、ノイズ対策としては、シールド線を設けたり、信号経路どうしの間隔を広げたりすることが知られている。しかし、これらの対策は、レイアウト面積の増加を招く。これに対し、第2の実施形態では、一部の信号経路を第1領域61に設け、別の一部の信号経路を第2領域62に設けることで、ノイズ対策を実現している。すなわち、第2の実施形態では、一部の信号経路を第1電圧線7寄りに設け、別の一部の信号経路を第2電圧線8寄りに設けることで、ノイズ対策を実現している。このようにすれば、レイアウト面積の増加を抑制できる。
【0172】
1つの画素カラムピッチ内に設けた複数の信号経路を用いて、並列処理による高速化を行ったり、画素アレイ1へのフィードバックなどによる低ノイズ化を行ったりすることが可能である。このような高速化および低ノイズ化は、例えば、積層構造のイメージセンサで行われる。上述のノイズ対策によれば、このような高速化および低ノイズ化を、レイアウト面積の増加を抑制しつつ実現できる。
【0173】
第1信号経路4が画素アレイ1へとフィードバックされていくフィードバック経路を有する場合、そのフィードバック経路は、平面視において第2領域62内で延びる部分を有していてもよい。第2信号経路5が画素アレイ1へとフィードバックされていくフィードバック経路を有する場合、そのフィードバック経路は、平面視において第1領域61内で延びる部分を有していてもよい。第3信号経路11が画素アレイ1へとフィードバックされていくフィードバック経路を有する場合、そのフィードバック経路は、平面視において第2領域62内で延びる部分を有していてもよい。第4信号経路12が画素アレイ1へとフィードバックされていくフィードバック経路を有する場合、そのフィードバック経路は、平面視において第1領域61内で延びる部分を有していてもよい。
【0174】
具体的には、第1信号経路4が画素アレイ1へとフィードバックされていくフィードバック経路を有する場合、そのフィードバック経路は、平面視において第2の1/2領域72内で延びる部分を有していてもよい。第2信号経路5が画素アレイ1へとフィードバックされていくフィードバック経路を有する場合、そのフィードバック経路は、平面視において第1の1/2領域71内で延びる部分を有していてもよい。第3信号経路11が画素アレイ1へとフィードバックされていくフィードバック経路を有する場合、そのフィードバック経路は、平面視において第2の1/2領域72内で延びる部分を有していてもよい。第4信号経路12が画素アレイ1へとフィードバックされていくフィードバック経路を有する場合、そのフィードバック経路は、平面視において第1の1/2領域71内で延びる部分を有していてもよい。
【0175】
図13では、平面視において、第2電圧線8、第1電圧線7、第2電圧線8、第1電圧線7がこの順に並んでいる。ここで、第1回路6が拡張され、点線Dの位置に第2電圧線8がさらに設けられる場合を考える。この場合において、平面視において第1信号経路4が第2領域62(具体的には第2の1/2領域72)のうち点線Dの位置の第2電圧線8に基づく部分内で延びるように、第1信号経路4のレイアウトを変更してもよい。一般化すると、平面視において、第1信号経路4は、第2領域62(具体的には第2の1/2領域72)のうちいずれの第2電圧線8に基づく部分内で延びていてもよい。同様に、第2信号経路5は、第1領域61(具体的には第1の1/2領域71)のうちいずれの第1電圧線7に基づく部分内で延びていてもよい。他の信号経路についても同様である。
【0176】
上述のとおり、
図16の例では、平面視において、第2回路14における複数の電圧線15,16のピッチと、第1回路6における電圧線7,8のピッチとは、互いに異なる。具体的には、例えば、第2回路14における複数の電圧線15,16は、1カラムピッチを有する。第1回路6における電圧線7,8は、1カラムピッチではなく、2カラムピッチを有する。
【0177】
平面視において、第2回路14における複数の電圧線15,16のピッチと、第1回路6における電圧線7,8のピッチとは、同じであってもよい。
【0178】
電圧線15,16のピッチと電圧線7,8のピッチとが同じ場合に、第2の実施形態の技術によりメリットが得られる状況について、
図19AおよびBを参照して説明する。
【0179】
図19Aの例では、撮像装置は、第1回路6および第2回路14とは別の回路94を備える。回路94には、複数の電圧線95,96によって電圧が供給されている。電圧線95,96は、別の回路94で用いられる電源線だが、信号経路97,98にとってはノイズ源となり得る。
【0180】
この例では、電圧線95の電圧は、電源電圧である。電圧線96の電圧は、接地電圧である。
図19Aにおいて、「VDD2」は、電源電圧を表す。「GND2」は、接地電圧を表す。電圧線96の電圧が電源電圧であり、電圧線95の電圧が接地電圧であってもよい。
【0181】
図19Aの例では、平面視において、Gr画素の信号の信号経路97と、Gb画素の信号の信号経路98とが、交互に繰り返し並んでいる。平面視において、信号経路97,98と電圧線95,96との間隔が確保されている。これにより、電圧線95,96から信号経路97,98の信号へのノイズの重畳が抑制されている。
【0182】
さらなるノイズ低減のために、平面視において、
図19Bに示すように領域M1で信号経路97sと信号経路98sを交差させることによって、信号経路97sが第2電圧線8寄りの位置を延び、信号経路98sが第1電圧線7寄りの位置を延びるようにできる。平面視において、領域M2で信号経路97tと信号経路98tを交差させることによって、信号経路97tが第2電圧線8寄りの位置を延び、信号経路98tが第1電圧線7寄りの位置を延びるようにできる。このようにすれば、平面視において、全ての信号経路97が第2電圧線8寄りの位置を延び、全ての信号経路98が第1電圧線7寄りの位置を延びる構成が実現される。このようにすれば、複数の信号経路97の信号に対して第2電圧線8由来のノイズを低減させる補正を行うことで、これらの信号のノイズを好適に低減できる。複数の信号経路98の信号対して第1電圧線7由来のノイズを低減させる補正を行うことで、これらの信号のノイズを好適に低減できる。このような理由で、電圧線15,16のピッチと電圧線7,8のピッチとが同じ場合であっても、第2の実施形態の技術によりメリットが得られ得る。ここで、平面視における第1電圧線7寄りの位置は、第1領域61に対応し、具体的には、例えば第1の1/2領域71に対応する。平面視における第2電圧線8寄りの位置は、第2領域62に対応し、具体的には、例えば第2の1/2領域72に対応する。
【0183】
なお、
図19Bの例では、第2回路14において、ある信号経路97は第3電圧線15寄りの位置を延び、別の信号経路97は第4電圧線16寄りの位置を延びている。第2回路14において、ある信号経路98は第3電圧線15寄りの位置を延び、別の信号経路98は第4電圧線16寄りの位置を延びている。このことは、ノイズ対策上必ずしも問題とはならない。例えば、第2回路14の長さが短い場合には、第2回路14におけるノイズの重畳の影響は限定的である。ノイズを抑制すべき信号経路97,98とノイズ源となる電圧線15,16とが並走する距離が短い場合も、第2回路14におけるノイズの重畳の影響は限定的である。また、第2回路14ではシールドその他によりノイズの重畳の影響が抑制されていることもあり得る。
【0184】
(第3の実施形態)
以下、第3の実施形態について説明する。第3の実施形態においては、第2の実施形態と同様の内容については、同一の符号を付して説明を省略することがある。
【0185】
図20に示すように、第3の実施形態では、平面視において、第1信号経路4では、第2信号経路5と交差する部分4Xと、第3信号経路11と交差する部分と、第2電圧線8を含む直線8Lと交差する部分と、第2領域62内で延びる部分4Zとが、第1画素2の信号の流れ方向2Fに沿って、この順に並ぶ。
【0186】
具体的には、例えば、平面視において、第1信号経路4では、第2信号経路5と交差する部分4Xと、第3信号経路11と交差する部分と、第2電圧線8を含む直線8Lと交差する部分と、第2の1/2領域72内で延びる部分4Zとが、第1画素2の信号の流れ方向2Fに沿って、この順に並ぶ。
【0187】
平面視において、第3信号経路11では、第2電圧線8を含む直線8Lと交差する部分と、第1信号経路4と交差する部分と、第2領域62内で延びる部分とが、第3画素9の信号の流れ方向に沿って、この順に並ぶ。
【0188】
具体的には、例えば、平面視において、第3信号経路11では、第2電圧線8を含む直線8Lと交差する部分と、第1信号経路4と交差する部分と、第2の1/2領域72内で延びる部分とが、第3画素9の信号の流れ方向に沿って、この順に並ぶ。
【0189】
図20の例では、画素アレイ1からの出力部において、平面視で、第1信号経路4、第2信号経路5、第3信号経路11および第4信号経路12が、この順に並んでいる。交差部4Xおよび5Xよりも第1回路6に近い領域において、平面視で、第2信号経路5、第3信号経路11、第1信号経路4および第4信号経路12が、この順に並んでいる。
【0190】
第3の実施形態では、平面視において、第1信号経路4では、第2信号経路5と交差する部分4Xと、第3信号経路11と交差する部分とが並ぶ。平面視において、第1信号経路4では、さらに他の信号経路と交差していてもよい。つまり、平面視において、第1信号経路4における他の信号経路との交差の数は、2であってもよく、3以上であってもよい。
【0191】
第3の実施形態では、平面視において、第1信号経路4では、1つの第2電圧線8を含む直線8Lと交差する部分がある。平面視において、第1信号経路4では、さらに他の電圧線を含む直線と交差していてもよい。つまり、平面視において、第1信号経路4における電圧線を含む直線との交差の数は、1であってもよく、2以上であってもよい。
【0192】
(第4の実施形態)
以下、第4の実施形態について説明する。第4の実施形態においては、第1の実施形態と同様の内容については、同一の符号を付して説明を省略することがある。
【0193】
第1の実施形態等では、ノイズを低減させるための補正を、撮像装置100の内部で行っていた。しかし、ノイズを低減させるための補正を、撮像装置100の外部で行ってもよい。以下、
図21Aから
図21Cを参照して、第4の実施形態について説明する。なお、
図21Aには示されていないが、第1回路6と出力回路44の間にAD変換回路40等が設けられていてもよい。
【0194】
補正としては、例えば、オプティカルブラック補正を採用できる。オプティカルブラック補正には、先に説明した第1のOB画素65および第1のOB経路66を用いた技術が利用され得る。オプティカルブラック補正には、先に説明した第2のOB画素67および第2のOB経路68を用いた技術が利用され得る。
【0195】
一具体例では、
図21Aから
図21Cに示す撮像システム200は、撮像装置100と、撮像装置100の外部に設けられた信号処理装置18と、を備える。複数の画素は、オプティカルブラック画素である第1のOB画素65を含む。撮像装置100は、第1のOB画素65の信号が流れる第1のOB経路66を含む。平面視において、第1のOB経路66では、第2領域62内で延びる第1のOB延部66Zがある。信号処理装置18は、第1延部4Zを経由した第1画素2の信号に対して、第1のOB延部66Zを経由した第1のOB画素65の信号を用いたオプティカルブラック補正を実行する。
【0196】
具体的には、例えば、第1のOB延部66Zは、第1のOB経路66における平面視において第2の1/2領域72内で延びる部分である。第1延部4Zは、第1信号経路4における平面視において第2の1/2領域72内で延びる部分である。
【0197】
一具体例では、
図21Aから
図21Cに示す撮像システム200は、撮像装置100と、撮像装置100の外部に設けられた信号処理装置18と、を備える。複数の画素は、オプティカルブラック画素である第2のOB画素67を含む。撮像装置100は、第2のOB画素67の信号が流れる第2のOB経路68を含む。平面視において、第2のOB経路68では、第1領域61内で延びる第2のOB延部68Zがある。信号処理装置18は、第2延部5Zを経由した第2画素3の信号に対して、第2のOB延部68Zを経由した第2のOB画素67の信号を用いたオプティカルブラック補正を実行する。
【0198】
具体的には、例えば、第2のOB延部68Zは、第2のOB経路68における平面視において第1の1/2領域71内で延びる部分である。第2延部5Zは、第2信号経路5における平面視において第1の1/2領域71内で延びる部分である。
【0199】
第2の実施形態で説明した補正を撮像装置100の外部で行ってもよい。そのような補正を行う場合に適した撮像システム200を、
図22Aから
図22Cに示す。
図22Aから
図22Cの撮像システム200は、撮像装置100と、撮像装置100の外部に設けられた信号処理装置18と、を備える。信号処理装置18は、第1延部4Zを経由した第1画素2の信号および第3延部11Zを経由した第3画素9の信号の両方に対して、第2領域62で重畳されるノイズ成分を低減させる補正を実行する。
【0200】
具体的には、例えば、第1延部4Zは、第1信号経路4における平面視において第2の1/2領域72内で延びる部分である。第3延部11Zは、第3信号経路11における平面視において第2の1/2領域72内で延びる部分である。信号処理装置18は、第1延部4Zを経由した第1画素2の信号および第3延部11Zを経由した第3画素9の信号の両方に対して、第2の1/2領域72で重畳されるノイズ成分を低減させる補正を実行する。
【0201】
一具体例では、補正は、オプティカルブラック補正である。この具体的では、先に説明した第1のOB画素65および第1のOB経路66が利用される。信号処理装置18は、第1延部4Zを経由した第1画素2の信号および第3延部11Zを経由した第3画素9の信号の両方に対して、第1のOB延部66Zを経由した第1のOB画素65の信号を用いたオプティカルブラック補正を実行する。
【0202】
一例では、信号処理装置18は、第2延部5Zを経由した第2画素3の信号および第4延部12Zを経由した第4画素10の信号の両方に対して、第1領域61で重畳されるノイズ成分を低減させる補正を実行する。
【0203】
具体的には、例えば、第2延部5Zは、第2信号経路5における平面視において第1の1/2領域71内で延びる部分である。第4延部12Zは、第4信号経路12における平面視において第1の1/2領域71内で延びる部分である。信号処理装置18は、第2延部5Zを経由した第2画素3の信号および第4延部12Zを経由した第4画素10の信号の両方に対して、第1の1/2領域71で重畳されるノイズ成分を低減させる補正を実行する。
【0204】
一具体例では、補正は、オプティカルブラック補正である。この具体的では、先に説明した第2のOB画素67および第2のOB経路68が利用される。信号処理装置18は、第2延部5Zを経由した第2画素3の信号および第4延部12Zを経由した第4画素10の信号の両方に対して、第2のOB延部68Zを経由した第2のOB画素67の信号を用いたオプティカルブラック補正を実行する。
【0205】
補正を撮像装置100の外部で行う技術は、他の実施形態にも適用可能である。
【0206】
(第5の実施形態)
以下、第5の実施形態について説明する。第5の実施形態においては、第1の実施形態と同様の内容については、同一の符号を付して説明を省略することがある。
【0207】
第5の実施形態における画素アレイ1および第1回路6を、
図23に示す。
【0208】
図23に示すように、第5の実施形態の画素アレイ1では、複数の画素は、第1画素2および第2画素3に加え、第3画素21および第4画素22を含む。
【0209】
図23の例では、第1画素2および第3画素21は、画素アレイ1における同じ列に属している。第2画素3および第4画素22は、画素アレイ1における同じ列に属している。第1画素2および第3画素21が属する列と、第2画素3および第4画素22が属する列とは、互いに隣接している。
【0210】
第1の例では、第1画素2および第3画素21は、R画素、B画素、Gr画素およびGb画素の4種から選択される第1種の画素である。第2画素3および第4画素22は、R画素、B画素、Gr画素およびGb画素の4種から選択される第2種の画素である。具体的には、例えば、第1画素2および第3画素21は、Gr画素である。第2画素3および第4画素22は、Gb画素である。
【0211】
第2の例では、第1画素2および第3画素21は、第1色の画素である。第2画素3および第4画素22は、第2色の画素である。具体的には、例えば、第1画素2および第3画素21は、第1色のカラーフィルタを含む。第2画素3および第4画素22は、第2色のカラーフィルタを含む。
【0212】
以下では、第3画素21の信号が流れる経路を、第3信号経路4Bと称することがある。第4画素22の信号が流れる経路を、第4信号経路5Bと称することがある。
【0213】
図23の例では、画素アレイ1からの出力部において、平面視で、第1信号経路4、第3信号経路4B、第4信号経路5Bおよび第2信号経路5が、この順に並んでいる。交差部4Xおよび5Xよりも第1回路6に近い領域において、平面視で、第4信号経路5B、第2信号経路5、第1信号経路4および第3信号経路4Bが、この順に並んでいる。
【0214】
図23の例では、平面視において、第1信号経路4では、第2信号経路5と交差する交差部4Xと、第2領域62内で延びる第1延部4Zとが、第1画素2の信号の流れ方向2Fに沿って、この順に並ぶ。平面視において、第3信号経路4Bでは、第4信号経路5Bと交差する交差部と、第2領域62内で延びる第3延部4BZとが、第3画素21の信号の流れ方向21Fに沿って、この順に並ぶ。このようなレイアウトは、第1画素2の信号および第3画素21の信号のノイズを低減させるための補正を容易にする。具体的には、このようなレイアウトによれば、第1信号経路4および第3信号経路4Bの一方が第2領域62内で延び他方が第1領域61内で延びる場合に比べ、第1回路6で第1画素2の信号および第3画素21の信号に重畳されるノイズ成分にばらつきが生じ難い。このため、このようなレイアウトは、これらの信号ノイズを同様の補正条件の補正で低減するのに適している。
【0215】
図23の例では、平面視において、第2信号経路5では、第1信号経路4と交差する交差部5Xと、第1領域61内で延びる第2延部5Zとが、第2画素3の信号の流れ方向3Fに沿って、この順に並ぶ。平面視において、第4信号経路5Bでは、第3信号経路4Bと交差する交差部と、第1領域61内で延びる第4延部5BZとが、第4画素22の信号の流れ方向22Fに沿って、この順に並ぶ。このようなレイアウトは、第2画素3の信号および第4画素22の信号のノイズを低減させるための補正を容易にする。具体的には、このようなレイアウトによれば、第2信号経路5および第4信号経路5Bの一方が第1領域61内で延び他方が第2領域62内で延びる場合に比べ、第1回路6で第2画素3の信号および第4画素22の信号に重畳されるノイズ成分にばらつきが生じ難い。このため、このようなレイアウトは、これらの信号ノイズを同様の補正条件の補正で低減するのに適している。
【0216】
具体的には、例えば、第1延部4Zは、平面視において第1信号経路4が第2の1/2領域72内で延びる部分である。第3延部4BZは、平面視において第3信号経路4Bが第2の1/2領域72内で延びる部分である。第2延部5Zは、平面視において第2信号経路5が第1の1/2領域71内で延びる部分である。第4延部5BZは、平面視において第4信号経路5Bが第1の1/2領域71内で延びる部分である。
【0217】
ノイズを低減させるための補正の仕方の例について、説明する。
図23の例では、信号処理回路43は、第1延部4Zを経由した第1画素2の信号および第3延部4BZを経由した第3画素21の信号の両方に対して、第2領域62で重畳されるノイズ成分を低減させる補正を実行する。この例によれば、第1画素2の信号の補正と第3画素21の信号の補正とにおいて、同様の補正条件を適用し易い。
【0218】
具体的には、例えば、第1延部4Zは、第1信号経路4における平面視において第2の1/2領域72内で延びる部分である。第3延部4BZは、第3信号経路4Bにおける平面視において第2の1/2領域72内で延びる部分である。信号処理回路43は、第1延部4Zを経由した第1画素2の信号および第3延部4BZを経由した第3画素21の信号の両方に対して、第2の1/2領域72で重畳されるノイズ成分を低減させる補正を実行する。
【0219】
一具体例では、補正は、オプティカルブラック補正である。この具体的では、先に説明した第1のOB画素65および第1のOB経路66が利用される。信号処理回路43は、第1延部4Zを経由した第1画素2の信号および第3延部4BZを経由した第3画素21の信号の両方に対して、第1のOB延部66Zを経由した第1のOB画素65の信号を用いたオプティカルブラック補正を実行する。
【0220】
図23の例では、信号処理回路43は、第2延部5Zを経由した第2画素3の信号および第4延部5BZを経由した第4画素22の信号の両方に対して、第1領域61で重畳されるノイズ成分を低減させる補正を実行する。この例によれば、第2画素3の信号の補正と第4画素22の信号の補正とにおいて、同様の補正条件を適用し易い。
【0221】
具体的には、例えば、第2延部5Zは、第2信号経路5における平面視において第1の1/2領域71内で延びる部分である。第4延部5BZは、第4信号経路5Bにおける平面視において第1の1/2領域71内で延びる部分である。信号処理回路43は、第2延部5Zを経由した第2画素3の信号および第4延部5BZを経由した第4画素22の信号の両方に対して、第1の1/2領域71で重畳されるノイズ成分を低減させる補正を実行する。
【0222】
一具体例では、補正は、オプティカルブラック補正である。この具体的では、先に説明した第2のOB画素67および第2のOB経路68が利用される。信号処理回路43は、第2延部5Zを経由した第2画素3の信号および第4延部5BZを経由した第4画素22の信号の両方に対して、第2のOB延部68Zを経由した第2のOB画素67の信号を用いたオプティカルブラック補正を実行する。
【0223】
第1の例は、第1種の画素である第1画素2および第3画素21の信号のノイズを同様の補正条件の補正で低減するのに適している。第1の例は、第2種の画素である第2画素3および第4画素22の信号のノイズを同様の補正条件の補正で低減するのに適している。
【0224】
第2の例は、第1色のカラーフィルタを含む画素である第1画素2および第3画素21の信号のノイズを同様の補正条件の補正で低減するのに適している。第2の例は、第2色のカラーフィルタを含む画素である第2画素3および第4画素22の信号のノイズを同様の補正条件の補正で低減するのに適している。
【0225】
図24に示すように、第1電圧線7Bを追加してもよい。第1電圧線7Bには、第1電圧線7と同様、第1電圧が印加される。
図24の例では、平面視において、第1電圧線7と、第4信号経路5Bと、第2信号経路5と、第1電圧線7Bと、がこの順に並んでいる。そして、平面視において、第1電圧線7と第4信号経路5Bとの間の距離と、第2信号経路5と第1電圧線7Bとの間の距離と、が同じである。このようにすれば、第4信号経路5Bの信号に第1領域61で重畳されるノイズと第2信号経路5の信号に第1領域61で重畳されるノイズの差が小さくなる。このため、
図24の例は、第2画素3および第4画素22の信号のノイズを同様の補正条件の補正で低減するのに適している。
【0226】
図24に示すように、第2電圧線8Bを追加してもよい。第2電圧線8Bには、第2電圧線8と同様、第2電圧が印加される。
図24の例では、平面視において、第2電圧線8Bと、第1信号経路4と、第3信号経路4Bと、第2電圧線8と、がこの順に並んでいる。そして、平面視において、第2電圧線8Bと第1信号経路4との間の距離と、第3信号経路4Bと第2電圧線8との間の距離と、が同じである。このようにすれば、第1信号経路4の信号に第2領域62で重畳されるノイズと第3信号経路4Bの信号に第2領域62で重畳されるノイズの差が小さくなる。このため、
図24の例は、第1画素2および第3画素21の信号のノイズを同様の補正条件の補正で低減するのに適している。
【0227】
図25に示すように、平面視において、第1信号経路4と第3信号経路4Bとを、第2電圧線8の長さの中間地点で交差させてもよい。ここで、中間地点は、例えば長さを3等分したときの中間の部分であり、具体的には、例えば、長さを2等分する位置である。このようにすれば、第1信号経路4と第2電圧線8の間の結合容量と、第3信号経路4Bと第2電圧線8の間の結合容量と、の差を小さくすることができる。このようにすれば、第1信号経路4の信号に第2領域62で重畳されるノイズと第3信号経路4Bの信号に第2領域62で重畳されるノイズの差が小さくなる。このため、
図25の例は、第1画素2および第3画素21の信号のノイズを同様の補正条件の補正で低減するのに適している。
【0228】
図25に示すように、平面視において、第2信号経路5と第4信号経路5Bとを、第1電圧線7の長さの中間地点で交差させてもよい。ここで、中間地点は、例えば長さを3等分したときの中間の部分であり、具体的には、例えば、長さを2等分する位置である。このようにすれば、第2信号経路5と第1電圧線7の間の結合容量と、第4信号経路5Bと第1電圧線7の間の結合容量と、の差を小さくすることができる。このようにすれば、第2信号経路5の信号に第1領域61で重畳されるノイズと第4信号経路5Bの信号に第1領域61で重畳されるノイズの差が小さくなる。このため、
図25の例は、第2画素3および第4画素22の信号のノイズを同様の補正条件の補正で低減するのに適している。
【0229】
(第6の実施形態)
以下、第6の実施形態について説明する。第6の実施形態においては、第2の実施形態と同様の内容については、同一の符号を付して説明を省略することがある。
【0230】
第6の実施形態における画素アレイ1および第1回路6を、
図26に示す。
【0231】
図26に示すように、第6の実施形態の画素アレイ1では、複数の画素は、第1画素23と、第2画素24と、第3画素25と、第4画素26と、第5画素23Cと、第6画素24Cと、第7画素25Cと、第8画素26Cと、を含む。
【0232】
以下、第1画素23の信号が流れる経路を、第1信号経路4と称することがある。第2画素24の信号が流れる経路を、第2信号経路5と称することがある。第3画素25の信号が流れる経路を、第3信号経路11と称することがある。第4画素26の信号が流れる経路を、第4信号経路12と称することがある。第5画素23Cの信号が流れる経路を、第5信号経路4Cと称することがある。第6画素24Cの信号が流れる経路を、第6信号経路5Cと称することがある。第7画素25Cの信号が流れる経路を、第7信号経路11Cと称することがある。第8画素26Cの信号が流れる経路を、第8信号経路12Cと称することがある。
【0233】
第1信号経路4、第2信号経路5、第3信号経路11および第4信号経路12は、第2の実施形態と同様の特徴を有し得る。例えば、平面視において、第1信号経路4と第2信号経路5は交差している。
【0234】
平面視において、第5信号経路4Cでは、第1領域61内で延びる部分がある。平面視において、第6信号経路5Cでは、第2領域62内で延びる部分がある。平面視において、第7信号経路11Cでは、第1領域61内で延びる部分がある。平面視において、第8信号経路12Cでは、第2領域62内で延びる部分がある。
【0235】
具体的には、例えば、平面視において、第5信号経路4Cでは、第1の1/2領域71内で延びる部分がある。平面視において、第6信号経路5Cでは、第2の1/2領域72内で延びる部分がある。平面視において、第7信号経路11Cでは、第1の1/2領域71内で延びる部分がある。平面視において、第8信号経路12Cでは、第2の1/2領域72内で延びる部分がある。
【0236】
この例では、平面視において、第2信号経路5、第4信号経路12、第5信号経路4Cおよび第7信号経路11Cでは、第1領域61内で延びる部分がある。具体的には、例えば、平面視において、第2信号経路5、第4信号経路12、第5信号経路4Cおよび第7信号経路11Cでは、第1の1/2領域71内で延びる部分がある。このため、第2信号経路5、第4信号経路12、第5信号経路4Cおよび第7信号経路11Cでは、第1回路6で信号重畳されるノイズ成分にばらつきが生じ難い。このため、この例は、これらの信号のノイズを同様の補正条件の補正で低減するのに適している。これらの信号に対し、上述の、第1領域61で重畳されるノイズ成分を低減させる補正を実行することができる。具体的には、例えば、これらの信号に対し、上述の、第1の1/2領域71で重畳されるノイズ成分を低減させる補正を実行することができる。
【0237】
この例では、平面視において、第1信号経路4、第3信号経路11、第6信号経路5Cおよび第8信号経路12Cでは、第2領域62内で延びる部分がある。具体的には、例えば、平面視において、第1信号経路4、第3信号経路11、第6信号経路5Cおよび第8信号経路12Cでは、第2の1/2領域72内で延びる部分がある。このため、第1信号経路4、第3信号経路11、第6信号経路5Cおよび第8信号経路12Cでは、第1回路6で信号重畳されるノイズ成分にばらつきが生じ難い。このため、この例は、これらの信号のノイズを同様の補正条件の補正で低減するのに適している。これらの信号に対し、上述の、第2領域62で重畳されるノイズ成分を低減させる補正を実行することができる。具体的には、これらの信号に対し、上述の、第2の1/2領域72で重畳されるノイズ成分を低減させる補正を実行することができる。
【0238】
図26の例では、画素アレイ1からの出力部において、平面視で、第1信号経路4、第5信号経路4C、第6信号経路5C、第2信号経路5、第3信号経路11、第7信号経路11C、第8信号経路12Cおよび第4信号経路12が、この順に並んでいる。交差部4Xおよび5Xよりも第1回路6に近い領域において、平面視で、第5信号経路4C、第2信号経路5、第1信号経路4、第6信号経路5C、第3信号経路11、第8信号経路12C、第7信号経路11Cおよび第4信号経路12が、この順に並んでいる。
【0239】
平面視において、画素アレイ1からの出力部と上記第1回路6に近い領域とで経路の並びが変わるように、経路間の交差がなされている。具体的には、例えば、平面視において、画素アレイ1からの出力部と上記第1回路6に近い領域との間で、第1信号経路4と第5信号経路4Cが交差している。これらの間で、第2信号経路5と第6信号経路5Cが交差している。これらの間で、第1信号経路4と第2信号経路5が交差している。これらの間で、第7信号経路11Cと第8信号経路12Cが交差している。
【0240】
図26の例では、第1画素23および第5画素23Cは、画素アレイ1における同じ列に属している。第2画素24および第6画素24Cは、画素アレイ1における同じ列に属している。第3画素25および第7画素25Cは、画素アレイ1における同じ列に属している。第4画素26および第8画素26Cは、画素アレイ1における同じ列に属している。これら4つの列は、説明した順に隣接して並んでいる。
【0241】
第1の例では、第1画素23および第3画素25は、R画素、B画素、Gr画素およびGb画素の4種から選択される第1種の画素である。第2画素24および第4画素26は、該4種から選択される第2種の画素である。第5画素23Cおよび第7画素25Cは、該4種から選択される第3種の画素である。第6画素24Cおよび第8画素26Cは、該4種から選択される第4種の画素である。第1種の画素、第2種の画素、第3種の画素および第4種の画素は、互いに異なる。
【0242】
具体的には、例えば、第1画素23および第3画素25は、Gr画素である。第2画素24および第4画素26は、R画素である。第5画素23Cおよび第7画素25Cは、B画素である。第6画素24Cおよび第8画素26Cは、Gb画素である。
【0243】
第2の例では、第1画素23および第3画素25は、第1色の画素である。第2画素24および第4画素26は、第2色の画素である。第5画素23Cおよび第7画素25Cは、第3色の画素である。第6画素24Cおよび第8画素26Cは、第4色の画素である。第1色、第2色、第3色および第4色は、互いに異なる。
【0244】
具体的には、例えば、第1画素23および第3画素25は、第1色のカラーフィルタを含む。第2画素24および第4画素26は、第2色のカラーフィルタを含む。第5画素23Cおよび第7画素25Cは、第3色のカラーフィルタを含む。第6画素24Cおよび第8画素26Cは、第4色のカラーフィルタを含む。
【0245】
画素の読出し順は、特に限定されない。第1画素23、第2画素24、第3画素25および第4画素26を読み出し、その後、第5画素23C、第6画素24C、第7画素25Cおよび第8画素26Cを読み出してもよい。第1画素23、第2画素24、第3画素25、第4画素26、第5画素23C、第6画素24C、第7画素25Cおよび第8画素26Cを、同時に読み出してもよい。
【0246】
(第7の実施形態)
以下、第7の実施形態について説明する。第7の実施形態においては、第1の実施形態と同様の内容については、同一の符号を付して説明を省略することがある。
【0247】
図27に示すように、第7の実施形態の撮像装置は、セレクタ27を備える。第7の実施形態では、第1信号経路4の一部は、セレクタ27によって構成されている。第2信号経路5の一部は、セレクタ27によって構成されている。
図28に、セレクタ27の構成を示す。
【0248】
第7の実施形態では、平面視において、第1信号経路4では、第1接続点29Aと、第1交差部4Xと、第2接続点29Bと、第1延部4Zとが、第1画素2の信号の流れ方向2Fに沿って、この順に並ぶ。平面視において、第2信号経路5では、第3接続点29Cと、第2交差部5Xと、第4接続点29Dと、第2延部5Zとが、第2画素3の信号の流れ方向3Fに沿って、この順に並ぶ。撮像装置は、セレクタ27を備える。セレクタ27は、第1スイッチ28Aと、第2スイッチ28Bと、第3スイッチ28Cと、第4スイッチ28Dと、を含む。第1スイッチ28Aは、第1接続点29Aと第4接続点29Dとを電気的に接続する。第2スイッチ28Bは、第1接続点29Aと第2接続点29Bとを電気的に接続する。第3スイッチ28Cは、第3接続点29Cと第4接続点29Dとを電気的に接続する。第4スイッチ28Dは、第3接続点29Cと第2接続点29Bとを電気的に接続する。セレクタ27によれば、画素の信号の経路を切り替えることができる。
【0249】
換言すれば、第1スイッチ28Aは、第1接続点29Aと第4接続点29Dとの間に接続されている。第2スイッチ28Bは、第1接続点29Aと第2接続点29Bとの間に接続されている。第3スイッチ28Cは、第3接続点29Cと第4接続点29Dとの間に接続されている。第4スイッチ28Dは、第3接続点29Cと第2接続点29Bとの間に接続されている。
【0250】
第2スイッチ28Bは、第1信号経路4上に設けられている。第3スイッチ28Cは、第2信号経路5上に設けられている。
【0251】
この例では、セレクタ27は、第1接続点29Aと、第2接続点29Bと、第3接続点29Cと、第4接続点29Dと、を含んでいる。
【0252】
第1スイッチ28A、第2スイッチ28B、第3スイッチ28Cおよび第4スイッチ28Dは、電気的制御によりON状態とOFF状態を切り替えることができるように構成されていてもよい。これらのスイッチは、ON状態またはOFF状態に固定されていてもよい。制御回路42が、第1~第4スイッチ28A~28DのON状態とOFF状態の切り替えを制御してもよい。
【0253】
第1スイッチ28Aおよび第4スイッチ28DがOFF状態であり、第2スイッチ28Bおよび第3スイッチ28CがON状態である場合、第1の実施形態と同様に、第1画素2の信号および第2画素3の信号が流れる。
【0254】
以下、セレクタ27の使い方について、さらに説明する。
【0255】
例えば、第2電圧線8におけるノイズ成分が、第1電圧線7におけるノイズ成分よりも小さいとする。この状況で、画素を1行ごとに読む場合がある。具体的には、第1画素2を読み、その後、第2画素3を読む場合がある。この場合、最初は、第2スイッチ28BをON状態に設定し、第1スイッチ28A、第3スイッチ28Cおよび第4スイッチ28DをOFF状態に設定することによって、第1画素2の読み出しを行うことができる。その後、第4スイッチ28DをON状態に設定し、第1スイッチ28A、第2スイッチ28Bおよび第3スイッチ28CをOFF状態に設定することによって、第2画素3の読み出しを行うことができる。このようにすると、第1画素2の信号および第2画素3の信号の両方を、ノイズ成分が比較的小さい第2電圧線8の近傍を経由させることができる。これにより、低いノイズで第1画素2および第2画素3を読むことができる。これらの画像の読み出しの制御は、例えば、行操作回路41および制御回路42が行う。
【0256】
撮像装置を構成した後に、第1スイッチ28A、第2スイッチ28B、第3スイッチ28Cおよび第4スイッチ28DのON・OFFを電気的制御により切り替えてもよい。例えば、撮像装置を構成した後に、電圧線7および8のノイズを実測し、その結果に応じて画素の信号が電圧線8の近傍を経由するようにするか電圧線7の近傍を経由するようにするかを選択することも可能である。このようにすれば、撮像装置の再構成をすることなく、セレクタ27の電気的制御をするだけで、ノイズを低減させることができる。
【0257】
(撮像システムの具体例)
以下、撮像システムの具体例について説明する。この具体例に係る撮像システムは、スマートフォン、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、監視カメラ、車載向けのカメラなどに利用可能である。
【0258】
図29に、具体例に係る撮像システム200を示す。システム200は、レンズ110と、撮像装置100と、信号処理部120と、システムコントローラ130と、を備える。
【0259】
レンズ110は、撮像装置100が備える画素アレイ1に入射光を導くための光学素子である。
【0260】
撮像装置100は、レンズ110によって撮像面に結像された像光を、画素単位で電気信号に変換し、得られた画像信号を出力する。画像信号は、上述の実施形態における複数の画素の信号の集合である。撮像装置100として、上述した実施形態に係る撮像装置を利用可能である。上述した実施形態に係る撮像装置を利用することは、ノイズの少ない画像の形成に寄与し得る。
【0261】
信号処理部120は、撮像装置100で生成された画像信号に対して種々の処理をする回路である。一例では、信号処理部120で処理された画像信号は、例えば、メモリなどの記録媒体に静止画または動画として記録される。別例では、画像信号は、液晶ディスプレイ等からなるモニタに動画として映し出される。信号処理部120は、
図21の信号処理装置18を含み得る。
【0262】
システムコントローラ130は、撮像装置100および信号処理部120を駆動する制御部である。
【0263】
以上、本開示の実施形態に係る撮像装置および撮像システムについて説明したが、本開示は、この実施形態に限定されるものではない。
【0264】
例えば、ブロック図における機能ブロックの分割は一例であり、複数の機能ブロックを一つの機能ブロックとして実現したり、一つの機能ブロックを複数に分割したり、一部の機能を他の機能ブロックに移してもよい。
【0265】
上記実施形態に係る各装置に含まれる各処理部は典型的には集積回路であるLSIとして実現される。これらは、個別に1チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように1チップ化されてもよい。
【0266】
集積回路化はLSIに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。LSI製造後にプログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)、またはLSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
【0267】
上記各実施形態において、各構成要素の一部は、当該構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。構成要素は、CPUまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
【0268】
平面視における上記部分4Xおよび5Xでの交差は、必須ではない。上述した実施形態および変形例に示された技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するため、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替え、または組み合わせを行うことが可能である。また、本開示中に必須なものとして説明されていない技術的特徴は、適宜、削除することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【0269】
本開示に係る撮像装置は、デジタルスチルカメラ、医療用カメラ、監視用カメラ、車載用カメラ、デジタル一眼レフカメラ、デジタルミラーレス一眼カメラ等、様々なカメラシステム及びセンサシステムへ利用できる。
【符号の説明】
【0270】
1 画素アレイ
2,23 第1画素
3,24 第2画素
4 第1信号経路
5 第2信号経路
6 第1回路
7,7B 第1電圧線
8,8B 第2電圧線
9,21,25 第3画素
10,22,26 第4画素
11 第3信号経路
12 第4信号経路
4C 第5信号経路
5C 第6信号経路
11C 第7信号経路
12C 第8信号経路
14 第2回路
14P ピッチ領域
15 第3電圧線
16 第4電圧線
18 信号処理装置
23C 第5画素
24C 第6画素
25C 第7画素
26C 第8画素
27 セレクタ
28A,28B,28C,28D スイッチ
29A,29B,29C,29D 接続点
40 AD変換回路
41 行走査回路
42 制御回路
43 信号処理回路
44 出力回路
50 電流源回路
51 定電流源
52 グランド
53 前段回路
54 RAMP比較器
54a 第1入力部
54b 第2入力部
54c 出力部
55 カウンタ回路
56 メモリ回路
57 デジタルアナログコンバータ
61 第1領域
62 第2領域
65 第1のOB画素
66 第1のOB経路
67 第2のOB画素
68 第2のOB経路
71 第1の1/2領域
72 第2の1/2領域
81,82,83,84 配線層
90 外部パッド
91 絶縁層
92 半導体基板
94 他の回路
95,96 電圧線
97,98 信号経路
100 撮像装置
110 レンズ
120 信号処理部
130 システムコントローラ
200 撮像システム