本發(fā)明涉及固態(tài)圖像傳感器、電子裝置和成像方法，特別地，涉及能夠以低耗電實(shí)現(xiàn)除正常成像以外的特定處理的高速化的固態(tài)圖像傳感器、電子裝置和成像方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中的例如數(shù)碼照相機(jī)或數(shù)碼攝像機(jī)等配備有成像功能的電子裝置使用CCD(電荷耦合器件)或CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器等固態(tài)圖像傳感器。固態(tài)圖像傳感器包括由進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的PD(photodiode：光電二極管)與多個(gè)晶體管的組合形成的像素，其中，在平面內(nèi)布置的多個(gè)像素輸出的像素信號(hào)的基礎(chǔ)上構(gòu)建圖像。

此外，近來，隨著配備有固態(tài)圖像傳感器的電子裝置的尺寸減小，已經(jīng)開始減小固態(tài)圖像傳感器的尺寸或面積。

例如，專利文獻(xiàn)1公開了使用如下構(gòu)造來實(shí)現(xiàn)面積減小的堆疊型固態(tài)圖像傳感器：其中，形成像素陣列單元(其包括以陣列方式布置的多個(gè)像素)的基板和對(duì)像素信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理的基板中一者疊置在另一者之上。

引用列表

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_第2010-245506號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題

現(xiàn)在，CMOS圖像傳感器在從像素中讀取信號(hào)方面通常采用掃描每一行或列的模式。因此，當(dāng)現(xiàn)有技術(shù)的CMOS圖像傳感器進(jìn)行隨機(jī)訪問僅一部分像素的處理時(shí)，需要至少通過布置有這一部分像素的行或列來驅(qū)動(dòng)這部分像素。

因此，當(dāng)在正常成像以外的例如進(jìn)行動(dòng)作檢測(cè)的處理、起到照度傳感器作用的處理或進(jìn)行相位差自動(dòng)對(duì)焦的處理等特定處理中僅驅(qū)動(dòng)一部分像素時(shí)，將要驅(qū)動(dòng)布置有這一部分像素的行或列。因此，難以加速這樣的特定處理的驅(qū)動(dòng)，并且所述特定處理的執(zhí)行有時(shí)會(huì)導(dǎo)致耗電的增加。

本發(fā)明是鑒于上述情況而做出的，并且目的在于以低耗電實(shí)現(xiàn)除正常成像外的特定處理的高速化。

解決問題的技術(shù)方案

根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的固態(tài)圖像傳感器包括輸出用來構(gòu)建圖像的像素信號(hào)的像素和對(duì)所述像素進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的邏輯電路，并且由堆疊結(jié)構(gòu)構(gòu)成，在所述堆疊結(jié)構(gòu)中，包含多個(gè)所述像素的第一半導(dǎo)體基板和包含所述邏輯電路的第二半導(dǎo)體基板接合在一起，其中，多個(gè)所述像素中的特定像素以獨(dú)立于正常像素的方式連接至所述邏輯電路，所述正常像素是所述特定像素以外的像素的，所述特定像素是輸出在對(duì)所述圖像進(jìn)行成像的成像處理以外的特定處理中所用的像素信號(hào)的像素。

根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)方面的電子裝置配備有固態(tài)圖像傳感器，所述固態(tài)圖像傳感器包括輸出用來構(gòu)建圖像的像素信號(hào)的像素和對(duì)所述像素進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的邏輯電路，其中，所述固態(tài)圖像傳感器由堆疊結(jié)構(gòu)構(gòu)成，在所述堆疊結(jié)構(gòu)中，包含多個(gè)所述像素的第一半導(dǎo)體基板和包含所述邏輯電路的第二半導(dǎo)體基板接合在一起，且多個(gè)所述像素中的特定像素以獨(dú)立于正常像素的方式連接至所述邏輯電路，所述正常像素是所述特定像素以外的像素的，所述特定像素是輸出在對(duì)所述圖像進(jìn)行成像的成像處理以外的特定處理中所用的像素信號(hào)的像素。

根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提出一種固態(tài)圖像傳感器使用的成像方法，所述固態(tài)圖像傳感器包括輸出用來構(gòu)建圖像的像素信號(hào)的多個(gè)像素和對(duì)所述像素進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的邏輯電路，并且由堆疊結(jié)構(gòu)構(gòu)成，在所述堆疊結(jié)構(gòu)中，包含多個(gè)所述像素的第一半導(dǎo)體基板和包含所述邏輯電路的第二半導(dǎo)體基板接合在一起，而同時(shí)，所述多個(gè)像素中的特定像素以獨(dú)立于正常像素的方式連接至所述邏輯電路，所述正常像素是所述特定像素以外的像素的，所述特定像素是輸出在對(duì)所述圖像進(jìn)行成像的成像處理以外的特定處理中所用的像素信號(hào)的像素，所述方法包括以下步驟：在相對(duì)于所述正常像素以預(yù)定比率布置的預(yù)定數(shù)量的所述特定像素輸出的像素信號(hào)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行所述特定處理；且在進(jìn)行指示所述圖像的成像的預(yù)定操作時(shí)從多個(gè)所述像素的全部像素輸出的像素信號(hào)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行所述成像處理。

根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，所述固態(tài)圖像傳感器包括輸出用來構(gòu)建圖像的像素信號(hào)的多個(gè)像素和對(duì)所述像素進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的邏輯電路，并且由堆疊結(jié)構(gòu)構(gòu)成，在所述堆疊結(jié)構(gòu)中，包含所述多個(gè)像素的第一半導(dǎo)體基板和包含所述邏輯電路的第二半導(dǎo)體基板接合在一起。此外，在所述多個(gè)像素中，特定像素以獨(dú)立于正常像素的方式連接至所述邏輯電路，所述正常像素是所述特定像素以外的像素的，所述特定像素是輸出在對(duì)所述圖像進(jìn)行成像的成像處理以外的特定處理中所用的像素信號(hào)的像素。

本發(fā)明的有益效果

根據(jù)本發(fā)明的方面，能夠以低耗電實(shí)現(xiàn)除正常成像之外的特定處理的高速化。

附圖說明

圖1是圖示了應(yīng)用本技術(shù)的固態(tài)圖像傳感器的實(shí)施例的構(gòu)造例的框圖。

圖2圖示了正常像素和特定像素的平面布置。

圖3圖示了固態(tài)圖像傳感器的電路構(gòu)造。

圖4圖示了固態(tài)圖像傳感器的橫截面構(gòu)造。

圖5是圖示了成像裝置的第一構(gòu)造例的框圖。

圖6是圖示了第一成像方法的流程圖。

圖7是圖示了成像裝置的第二構(gòu)造例的框圖。

圖8是圖示了第二成像方法的流程圖。

圖9圖示了根據(jù)第一變型例的固態(tài)圖像傳感器的橫截面構(gòu)造。

圖10圖示了根據(jù)第二變型例的固態(tài)圖像傳感器的橫截面構(gòu)造。

圖11圖示了根據(jù)第三變型例的固態(tài)圖像傳感器的橫截面構(gòu)造。

圖12是圖示了成像裝置的第三構(gòu)造例的框圖。

圖13是圖示了第三成像方法的流程圖。

圖14圖示了校正特定像素的處理。

圖15圖示了根據(jù)第四變型例的固態(tài)圖像傳感器的橫截面構(gòu)造。

圖16圖示了根據(jù)第五變型例的固態(tài)圖像傳感器的橫截面構(gòu)造。

圖17是圖示了第四成像方法的流程圖。

圖18是圖示了第五成像方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參照附圖來詳細(xì)說明應(yīng)用本技術(shù)的具體實(shí)施例。

圖1是圖示了應(yīng)用本技術(shù)的固態(tài)圖像傳感器的實(shí)施例的構(gòu)造例的框圖。

如圖1所示，固態(tài)圖像傳感器11通過包括像素區(qū)域12、垂直驅(qū)動(dòng)電路13、列信號(hào)處理電路14、水平驅(qū)動(dòng)電路15、輸出電路16和控制電路17來構(gòu)成。

多個(gè)像素21以陣列方式布置于像素區(qū)域12中，其中，各像素21經(jīng)由水平信號(hào)線22連接至垂直驅(qū)動(dòng)電路13且經(jīng)由垂直信號(hào)線23連接至列信號(hào)處理電路14。多個(gè)像素21中的各像素輸出與通過未示出的光學(xué)系統(tǒng)而照射的光量相對(duì)應(yīng)的像素信號(hào)，以使這些像素信號(hào)構(gòu)建形成于像素區(qū)域12內(nèi)的被攝體圖像。

像素21被構(gòu)造為如圖1右側(cè)的放大圖所示，其中，作為光電轉(zhuǎn)換單元的PD 24內(nèi)產(chǎn)生的電荷在由垂直驅(qū)動(dòng)電路13驅(qū)動(dòng)的同時(shí)經(jīng)由傳輸晶體管25傳輸?shù)阶鳛楦?dòng)擴(kuò)散區(qū)的FD 26。其后，當(dāng)像素21要被讀取時(shí)，選擇晶體管28在被垂直驅(qū)動(dòng)電路13驅(qū)動(dòng)的同時(shí)導(dǎo)通，以使與FD 26內(nèi)累積的電荷相對(duì)應(yīng)水平的像素信號(hào)從放大晶體管27經(jīng)由選擇晶體管28輸出到垂直信號(hào)線23。此外，F(xiàn)D 26內(nèi)累積的電荷通過復(fù)位晶體管29的導(dǎo)通而被復(fù)位，以使復(fù)位電平的像素信號(hào)從放大晶體管27經(jīng)由選擇晶體管28輸出到垂直信號(hào)線23。

對(duì)于布置于像素區(qū)域12內(nèi)的多個(gè)像素21的每一行，垂直驅(qū)動(dòng)電路13經(jīng)由水平信號(hào)線22把驅(qū)動(dòng)(例如傳輸、選擇和復(fù)位)各像素21的驅(qū)動(dòng)信號(hào)供給到像素21。列信號(hào)處理電路14對(duì)從多個(gè)像素21經(jīng)由垂直信號(hào)線23輸出的像素信號(hào)進(jìn)行CDS(相關(guān)雙采樣)處理以對(duì)所述像素信號(hào)進(jìn)行模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換且去除復(fù)位噪聲。

對(duì)于布置于像素區(qū)域12內(nèi)的多個(gè)像素21的每一列，水平驅(qū)動(dòng)電路15把使列信號(hào)處理電路14輸出像素信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)供給到列信號(hào)處理電路14。輸出電路16放大列信號(hào)處理電路14以根據(jù)來自水平驅(qū)動(dòng)電路15的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的時(shí)序供給來的像素信號(hào)，并且將信號(hào)輸出到后續(xù)的圖像處理電路。

控制電路17控制固態(tài)圖像傳感器11中的各模塊的驅(qū)動(dòng)。控制電路17根據(jù)各模塊的驅(qū)動(dòng)周期來產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，并且將信號(hào)供給到相應(yīng)模塊。

如上所述地構(gòu)造的固態(tài)圖像傳感器11能夠通過使用所有像素21輸出的像素信號(hào)來形成高分辨率圖像。另一方面，固態(tài)圖像傳感器11能夠通過使用一部分像素21輸出的像素信號(hào)來進(jìn)行除正常成像處理以外的特定處理而不是如上所述地進(jìn)行所有像素的驅(qū)動(dòng)，所述特定處理例如是進(jìn)行動(dòng)作檢測(cè)的處理、起到照度傳感器作用的處理或進(jìn)行相位差自動(dòng)對(duì)焦的處理(以下將適當(dāng)?shù)匕堰@樣的處理稱為特定處理)。

例如，當(dāng)通過使用一部分像素的像素信號(hào)來進(jìn)行特定處理時(shí)，普通固態(tài)圖像傳感器需要驅(qū)動(dòng)布置有這一部分像素的列或行。另一方面，固態(tài)圖像傳感器11被構(gòu)造為能夠在進(jìn)行特定處理時(shí)僅驅(qū)動(dòng)一部分像素21。在下面的說明中，適當(dāng)?shù)兀瑢⒄３上裉幚碇休敵鱿袼匦盘?hào)的像素21稱為正常像素21，而將特定處理中輸出像素信號(hào)的像素21稱為特定像素21X。

將參照?qǐng)D2來說明正常像素21和特定像素21X的平面布置。

圖2圖示了平面圖內(nèi)的一部分像素區(qū)域12。透過紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)光的濾色器以所謂的拜耳(Bayer)陣列的方式布置于像素區(qū)域12的各像素21中，其中，在圖2中，對(duì)應(yīng)于各顏色的正方形表示像素21。

圖2也圖示了由粗框圍繞的四個(gè)特定像素21X-1至21X-4。當(dāng)進(jìn)行特定處理時(shí)，將特定像素21X-1至21X-4作為布置有相應(yīng)特定像素的預(yù)定范圍31-1至31-4內(nèi)的多個(gè)正常像素21的代表而被處理。即，如圖所示，正方形的預(yù)定范圍31-1至31-4分別被設(shè)置用于以5×5排布方式的25個(gè)像素21，其中，以一個(gè)特定像素21X比24個(gè)正常像素21的比率來嵌入特定像素21X。

此外，在正常成像中，固態(tài)圖像傳感器11進(jìn)行所有像素的操作以從所有像素21(正常像素21和特定像素21X)中輸出像素信號(hào)且形成高分辨率圖像。另一方面，在進(jìn)行特定處理中，固態(tài)圖像傳感器11進(jìn)行簡(jiǎn)化的操作以僅從以預(yù)定比率布置的特定像素21X中輸出像素信號(hào)。

接著，將參照?qǐng)D3來說明固態(tài)圖像傳感器11的電路構(gòu)造。

圖3圖示了布置有N個(gè)正常像素21-1至21-N和一個(gè)特定像素21X的構(gòu)造。此外，固態(tài)圖像傳感器11采用通過堆疊形成有諸如像素21等傳感器的傳感器基板41和形成有諸如垂直驅(qū)動(dòng)電路13、水平驅(qū)動(dòng)電路15和控制電路17等邏輯電路的邏輯基板42而構(gòu)成的堆疊型結(jié)構(gòu)。

即，在圖3所示的固態(tài)圖像傳感器11中，正常像素21-1至21-N和特定像素21X形成在傳感器基板41上，而起到源極跟隨器等的恒流源作用的偏置晶體管45-1和45-2形成在邏輯基板42上。此外，偏置電壓Vb輸入到偏置晶體管45-1和45-2各自的柵極，偏置晶體管45-1和45-2因此輸出恒定電流。

如已經(jīng)參照?qǐng)D1所述，正常像素21-1至21-N通過分別包括PD 24-1至24-N、傳輸晶體管25-1至25-N、FD 26-1至26-N、放大晶體管27-1至27-N、選擇晶體管28-1至28-N和復(fù)位晶體管29-1至29-N來構(gòu)成。此外，正常像素21-1至21-N的選擇晶體管28-1至28-N與形成在傳感器基板41的接合面上的連接端子43-1連接。另一方面，邏輯基板42上的偏置晶體管45-1與形成在邏輯基板42的接合面上的連接端子44-1連接。

同樣，特定像素21X通過包括PD 24X、傳輸晶體管25X、FD 26X、放大晶體管27X、選擇晶體管28X和復(fù)位晶體管29X來構(gòu)成。此外，特定像素21X的選擇晶體管28X與形成在傳感器基板41的接合面上的連接端子43-2連接。另一方面，邏輯基板42上的偏置晶體管45-2與形成在邏輯基板42的接合面上的連接端子44-2連接。

此外，傳感器基板41和邏輯基板42通過將基板直接接合在一起的直接接合技術(shù)來接合。注意，在本申請(qǐng)的申請(qǐng)人提交的專利文獻(xiàn)(JP 2000-299379A)中詳細(xì)公開了上述直接接合技術(shù)。

傳感器基板41和邏輯基板42以這樣的方式接合，從而建立了連接端子43-1與連接端子44-1之間的電連接以及連接端子43-2與連接端子44-2之間的電連接。因此，正常像素21-1至21-N經(jīng)由連接端子43-1和44-1連接至偏置晶體管45-1，而特定像素21X經(jīng)由連接端子43-2和44-2連接至偏置晶體管45-2。

以前述方式構(gòu)成的固態(tài)圖像傳感器11能夠以與正常像素21-1至21-N分開的方式驅(qū)動(dòng)特定像素21X。

圖4圖示了固態(tài)圖像傳感器11的橫截面構(gòu)造的示例。

如圖4所示，固態(tài)圖像傳感器11通過堆疊傳感器基板41和邏輯基板42來構(gòu)成。

邏輯基板42是通過從圖4的底部開始依次堆疊半導(dǎo)體層51和配線層52而構(gòu)成的。組成邏輯電路的例如晶體管等器件(未示出)構(gòu)造于半導(dǎo)體層51中，而連接所述器件和連接端子44-1和44-2的配線形成于配線層52。

傳感器基板41是通過從圖4的底部開始依次堆疊配線層53、半導(dǎo)體基板54、絕緣層55、濾色器層56和片上透鏡層57而構(gòu)成的。圖4的示例圖示了傳感器基板41上形成的多個(gè)像素21中的特定像素21X和五個(gè)正常像素21-1至21-5。

如圖所示，與連接端子43-1和43-2連接的配線形成于配線層53中，正常像素21-1至21-5經(jīng)由配線連接至連接端子43-1而特定像素21X經(jīng)由配線連接至連接端子43-2。

與正常像素21-1至21-5和特定像素21X相對(duì)應(yīng)的PD 24-1至24-5和PD 24X形成在半導(dǎo)體基板54上。絕緣層55使半導(dǎo)體基板54的受光面(圖4的上側(cè)的面)絕緣。

與正常像素21-1至21-5和特定像素21X對(duì)應(yīng)的濾色器61-1至61-5和濾色器61X形成于濾色器層56中，各濾色器透過相應(yīng)顏色的光。與正常像素21-1至21-5和特定像素21X對(duì)應(yīng)的片上透鏡62-1至62-5和片上透鏡62X形成于片上透鏡層57中，各片上透鏡匯聚照射到像素上的光。

因此，在固態(tài)圖像傳感器11中，傳感器基板41和邏輯基板42接合在一起以建立正常像素21-1至21-5與邏輯基板42之間的經(jīng)由連接端子43-1和44-1的電連接以及特定像素21X與邏輯基板42之間的經(jīng)由連接端子43-2和44-2的電連接。換言之，在固態(tài)圖像傳感器11中，正常像素21-1至21-5和特定像素21X被構(gòu)造為分別連接至邏輯基板42。

固態(tài)圖像傳感器11因此能夠以獨(dú)立于正常像素21-1至21-5的方式來讀取從特定像素21X輸出的像素信號(hào)。即，固態(tài)圖像傳感器11能夠以獨(dú)立于布置有特定像素21X的列的方式來驅(qū)動(dòng)特定像素21X，而不是驅(qū)動(dòng)整個(gè)列。通過以獨(dú)立于列的方式來驅(qū)動(dòng)特定像素21X，固態(tài)圖像傳感器11例如能夠進(jìn)行高速讀取像素信號(hào)的處理。

圖5是圖示了配備有固態(tài)圖像傳感器11的成像裝置的第一構(gòu)造例的框圖。

如圖5所示，成像裝置101通過包括光學(xué)系統(tǒng)102、成像單元103、信號(hào)處理電路104、顯示器105、記錄媒介106和動(dòng)作檢測(cè)單元107來構(gòu)成以能夠形成靜態(tài)圖像和動(dòng)態(tài)圖像。

光學(xué)系統(tǒng)102通過包括一個(gè)或多個(gè)透鏡來構(gòu)成以將來自被攝體的圖像光(入射光)引導(dǎo)到成像單元103并且將圖像形成在成像單元103的受光面(傳感器單元)上。

成像單元103根據(jù)經(jīng)由光學(xué)系統(tǒng)102形成在受光面上的圖像來累積一段時(shí)間的電子，并且將與累積的電子相對(duì)應(yīng)的信號(hào)供給到信號(hào)處理電路104和動(dòng)作檢測(cè)單元107。前述的固態(tài)圖像傳感器11能夠被應(yīng)用為成像單元103，因此在下文中成像單元103也被稱為固態(tài)圖像傳感器11。固態(tài)圖像傳感器11僅從特定像素21X中輸出像素信號(hào)直至圖像存儲(chǔ)的時(shí)序，并且根據(jù)圖像存儲(chǔ)時(shí)序，將所有像素21(正常像素21和特定像素21X)輸出的像素信號(hào)供給到信號(hào)處理電路104。

信號(hào)處理電路104以固態(tài)圖像傳感器11輸出的像素信號(hào)為基礎(chǔ)構(gòu)建圖像，并且進(jìn)行包括白平衡調(diào)整和伽馬(gamma)校正在內(nèi)的各種信號(hào)處理。當(dāng)僅供給從特定像素21X輸出的像素信號(hào)時(shí)，例如，信號(hào)處理電路104將由該像素信號(hào)構(gòu)建的低分辨率圖像供給至顯示器105，顯示器105進(jìn)行該圖像的實(shí)時(shí)視圖顯示。此外，當(dāng)供給從所有像素21輸出的像素信號(hào)時(shí)，信號(hào)處理電路104將由該像素信號(hào)構(gòu)建的高分辨率圖像供給至記錄媒介106，然后，記錄媒介106存儲(chǔ)(記錄)該圖像。

動(dòng)作檢測(cè)單元107進(jìn)行例如檢測(cè)用戶動(dòng)作的動(dòng)作檢測(cè)處理，并且判斷是否進(jìn)行作為觸發(fā)圖像存儲(chǔ)的預(yù)定動(dòng)作的成像動(dòng)作。僅特定像素21X的像素信號(hào)從固態(tài)圖像傳感器11供給到動(dòng)作檢測(cè)單元107，以使動(dòng)作檢測(cè)單元107在僅由從特定像素21X輸出的像素信號(hào)構(gòu)成的圖像的基礎(chǔ)上檢測(cè)圖像中被拍攝的用戶的動(dòng)作。

注意，如上所述，固態(tài)圖像傳感器11通過堆疊傳感器基板41和邏輯基板42來構(gòu)成，其中，信號(hào)處理電路104和動(dòng)作檢測(cè)單元107能夠形成在邏輯基板42上。即，作為僅成像單元103對(duì)應(yīng)于固態(tài)圖像傳感器11的構(gòu)造的代替方案，成像單元103、信號(hào)處理電路104和動(dòng)作檢測(cè)單元107能夠被構(gòu)造為并入由單芯片制成的固態(tài)圖像傳感器11。

現(xiàn)在，圖6是圖示了當(dāng)用戶進(jìn)行成像動(dòng)作時(shí)成像裝置101存儲(chǔ)圖像的成像處理(第一成像方法)的流程圖。

例如，一旦用戶操作成像裝置101且選擇當(dāng)進(jìn)行成像動(dòng)作時(shí)存儲(chǔ)圖像的模式，處理就開始。此外，在步驟S11中，固態(tài)圖像傳感器11僅將特定像素21X的像素信號(hào)輸出到信號(hào)處理電路104和動(dòng)作檢測(cè)單元107。

在步驟S12中，動(dòng)作檢測(cè)單元107在由固態(tài)圖像傳感器11供給來的僅由來自于特定像素21X的像素信號(hào)構(gòu)成的圖像的基礎(chǔ)上進(jìn)行檢測(cè)用戶動(dòng)作的動(dòng)作檢測(cè)處理。例如，動(dòng)作檢測(cè)單元107保持僅由來自特定像素21X的像素信號(hào)構(gòu)成的圖像，并且通過在累積了預(yù)定數(shù)量圖像的階段找出各圖像之間的差異來檢測(cè)用戶的動(dòng)作。

在步驟S13中，在步驟S12中的動(dòng)作檢測(cè)處理的結(jié)果的基礎(chǔ)上，動(dòng)作檢測(cè)單元107判斷用戶是否進(jìn)行了指示攝像的預(yù)定成像動(dòng)作(例如擺手動(dòng)作)。

當(dāng)動(dòng)作檢測(cè)單元107在步驟S13中確定用戶未進(jìn)行預(yù)定成像動(dòng)作時(shí)，處理返回到步驟S11以從此開始重復(fù)類似的處理且相繼地將僅來自于特定像素21X的像素信號(hào)供給到動(dòng)作檢測(cè)單元107。另一方面，當(dāng)動(dòng)作檢測(cè)單元107在步驟S13中確定用戶進(jìn)行了預(yù)定成像動(dòng)作時(shí)，處理轉(zhuǎn)到步驟S14。

在步驟S14中，動(dòng)作檢測(cè)單元107指示固態(tài)圖像傳感器11進(jìn)行所有像素的驅(qū)動(dòng)，以使固態(tài)圖像傳感器11將所有像素21(正常像素21和特定像素21X)輸出的像素信號(hào)供給到信號(hào)處理電路104。

在步驟S15中，信號(hào)處理電路104將由步驟S14中固態(tài)圖像傳感器11供給來的像素信號(hào)構(gòu)建的圖像供給到記錄媒介106，并且使記錄媒介存儲(chǔ)圖像。其后，處理返回到步驟S11，從此開始重復(fù)類似的處理。

根據(jù)上述的成像裝置101，固態(tài)圖像傳感器11被構(gòu)造為能夠單獨(dú)驅(qū)動(dòng)特定像素21X且因此僅輸出來自特定像素21X的像素信號(hào)直至確定用戶進(jìn)行了成像動(dòng)作。此外，當(dāng)用戶進(jìn)行了成像動(dòng)作時(shí)，成像裝置101進(jìn)行在從多個(gè)像素21中的所有像素輸出的像素信號(hào)的基礎(chǔ)上對(duì)圖像進(jìn)行成像的成像處理。因此，成像裝置101能夠通過使用僅由特定像素21X輸出的像素信號(hào)構(gòu)建的圖像來進(jìn)行動(dòng)作檢測(cè)處理，并且與例如所有像素21被驅(qū)動(dòng)的構(gòu)造相比，以更低的耗電加速處理。

圖7是圖示了配備有固態(tài)圖像傳感器11的成像裝置的第二構(gòu)造例的框圖。

在圖7所示的成像裝置101A中，與圖5的成像裝置101的構(gòu)造共同的構(gòu)造將被分配與圖5中的相同的參考符號(hào)，并且將不進(jìn)行詳細(xì)說明。即，成像裝置101A與圖5的成像裝置101的共同之處在于包括光學(xué)系統(tǒng)102、成像單元103(例如，應(yīng)用固態(tài)圖像傳感器11)、信號(hào)處理電路104、顯示器105和記錄媒介106。然而，注意，成像裝置101A的構(gòu)造與圖5的成像裝置101的構(gòu)造的不同之處在于包括亮度檢測(cè)單元108。

例如，亮度檢測(cè)單元108在從固態(tài)圖像傳感器11供給來的來自于特定像素21X的像素信號(hào)的亮度的基礎(chǔ)上進(jìn)行檢測(cè)安裝有成像裝置101A的環(huán)境的環(huán)境照度這樣的照度檢測(cè)處理，并且根據(jù)照度進(jìn)行操作。根據(jù)照度檢測(cè)處理檢測(cè)到的照度變化，亮度檢測(cè)單元108例如進(jìn)行操作以在照度降低時(shí)降低顯示器105的亮度或當(dāng)照度提供時(shí)提高顯示器105的亮度。注意，如上所述，成像單元103、信號(hào)處理電路104和亮度檢測(cè)單元108能夠被構(gòu)造為并入由單芯片制成的固態(tài)圖像傳感器11。

現(xiàn)在，圖8是圖示了成像裝置101A根據(jù)安裝有成像裝置101A的環(huán)境的環(huán)境照度進(jìn)行操作的處理(第二成像方法)的流程圖。

例如，一旦用戶操作成像裝置101A且選擇根據(jù)安裝有成像裝置101A的環(huán)境的環(huán)境照度進(jìn)行操作的模式，處理就開始。此外，在步驟S21中，固態(tài)圖像傳感器11僅將來自于特定像素21X的像素信號(hào)輸出到信號(hào)處理電路104和亮度檢測(cè)單元108。

在步驟S22中，在固態(tài)圖像傳感器11供給來的來自特定像素21X的像素信號(hào)的亮度的基礎(chǔ)上，亮度檢測(cè)單元108進(jìn)行用于檢測(cè)安裝有成像裝置101A的環(huán)境的環(huán)境照度的照度檢測(cè)處理。

在步驟S23中，亮度檢測(cè)單元108根據(jù)步驟S12進(jìn)行的照度檢測(cè)處理中檢測(cè)到的照度進(jìn)行操作。根據(jù)照度檢測(cè)處理檢測(cè)到的照度變化，亮度檢測(cè)單元108例如進(jìn)行操作以在照度降低時(shí)降低顯示器105的亮度或在照度增大時(shí)增大顯示器105的亮度。

在步驟S24中，判斷用戶是否操作快門作為指示成像的操作。例如，當(dāng)用戶操作了成像裝置101A的快門時(shí)，操作控制單元(未示出)輸出表明快門被操作的操作信號(hào)，成像裝置101A憑此確定用戶操作了快門。

當(dāng)步驟S24中確定用戶未操作快門時(shí)，處理返回到步驟S21以從此開始重復(fù)類似的處理。另一方面，當(dāng)步驟S24中確定用戶操作了快門時(shí)，處理轉(zhuǎn)到步驟S25。

在步驟S25中，固態(tài)圖像傳感器11將所有像素21(正常像素21和特定像素21X)輸出的像素信號(hào)供給到信號(hào)處理電路104。

在步驟S26中，信號(hào)處理電路104將由在步驟S25中從固態(tài)圖像傳感器11供給來的像素信號(hào)構(gòu)建的圖像供給到記錄媒介106，并且使記錄媒介存儲(chǔ)該圖像。其后，處理返回到步驟S21以從此開始重復(fù)類似的處理。

如上所述，成像裝置101A能夠基于從特定像素21X輸出的像素信號(hào)的亮度進(jìn)行照度檢測(cè)處理。因此，與例如所有像素21被驅(qū)動(dòng)以在從所有像素21輸出的像素信號(hào)的亮度的基礎(chǔ)上進(jìn)行照度檢測(cè)處理的構(gòu)造相比，成像裝置101A能夠以更低的耗電加速處理。此外，成像裝置101A僅需要能夠檢測(cè)照度，且因此能夠通過固態(tài)圖像傳感器11進(jìn)行比動(dòng)作檢測(cè)處理更多的加法處理，并且省略了僅用于檢測(cè)照度的照度傳感器的安裝。

圖9圖示了根據(jù)第一變型例的固態(tài)圖像傳感器的橫截面構(gòu)造。

在圖9的固態(tài)圖像傳感器11A的橫截面結(jié)構(gòu)中，與圖4的固態(tài)圖像傳感器11的構(gòu)造相同的構(gòu)造將被分配與圖4中的相同的參考符號(hào)，并且將不進(jìn)行詳細(xì)說明。即，固態(tài)圖像傳感器11A與圖4的固態(tài)圖像傳感器11的共同之處在于：它們均通過堆疊傳感器基板41和邏輯基板42來構(gòu)成，邏輯基板42通過堆疊半導(dǎo)體層51和配線層52來構(gòu)成，且傳感器基板41通過堆疊配線層53、半導(dǎo)體基板54、絕緣層55、濾色器層56和片上透鏡層57來構(gòu)成。此外，固態(tài)圖像傳感器11A與圖4的固態(tài)圖像傳感器11的共同之處在于為每個(gè)像素21配置PD 24、濾色器61和片上透鏡62。

固態(tài)圖像傳感器11A的構(gòu)造與圖4的固態(tài)圖像傳感器11的構(gòu)造的不同之處在于：在絕緣層55中在彼此相鄰的像素21之間形成有對(duì)來自相鄰像素21的入射光進(jìn)行遮擋的遮光膜71，遮光膜71a遮擋特定像素21Xa開口的基本左半部分，且遮光膜71b遮擋特定像素21Xb開口的基本右半部分。

即，在固態(tài)圖像傳感器11A中，一對(duì)特定像素21Xa和特定像素21Xb用于成像表面相位差A(yù)F(自動(dòng)對(duì)焦)，該AF在成像表面上檢測(cè)到的相位差的基礎(chǔ)上進(jìn)行AF處理。例如，第一相位差圖像由從嵌入在固態(tài)圖像傳感器11A中的多個(gè)位置處的特定像素21Xa輸出的像素信號(hào)構(gòu)建，并且由如下的光形成：所述光的與開口左半部分對(duì)應(yīng)的部分被遮擋。同樣，例如，第二相位差圖像由從嵌入在固態(tài)圖像傳感器11B中的多個(gè)位置處的特定像素21Xb輸出的像素信號(hào)構(gòu)建，并且由如下的光形成：所述光的與開口右半部分相對(duì)應(yīng)的這一部分被遮擋。此外，然后，能夠通過基于第一相位差圖像中拍攝的被攝體的位置與第二相位差圖像中拍攝的被攝體的位置之間的差異測(cè)量距被攝體的距離來進(jìn)行AF控制。

此外，類似于圖4的特定像素21X，固態(tài)圖像傳感器11A被構(gòu)造為特定像素21Xa和特定像素21Xb與正常像素21分開地連接至邏輯基板42。注意，這一對(duì)特定像素21Xa和特定像素21Xb可以通過配線(未示出)來連接，并且可以經(jīng)由共同的連接端子與正常像素21分開地連接至邏輯基板42。此外，與像素21的遮光區(qū)不同，特定像素21Xa的遮光膜71a和特定像素21Xb的遮光膜71b可以形成為在使得能夠獲取相位差圖像的程度上對(duì)開口的至少一部分進(jìn)行遮光。

圖10圖示了根據(jù)第二變型例的固態(tài)圖像傳感器的橫截面構(gòu)造。

在圖10的固態(tài)圖像傳感器11B的橫截面結(jié)構(gòu)中，與圖9的固態(tài)圖像傳感器11A的構(gòu)造相同的構(gòu)造將被分配與圖9中的相同的參考符號(hào)，并且將不進(jìn)行詳細(xì)說明。

即，固態(tài)圖像傳感器11B的構(gòu)造與圖9的固態(tài)圖像傳感器11A的構(gòu)造的不同之處在于：無色(透明)濾色器61Xa’和61Xb’分別被布置于特定像素21Xa’和21Xb’中。作為正常像素21中的透過預(yù)定顏色光的濾色器61的替代，固態(tài)圖像傳感器11B使用具有極好的透光性的濾色器61Xa’和61Xb’以能夠提高特定像素21Xa’和21Xb’的靈敏度。因此，成像表面相位差A(yù)F的對(duì)焦精確度能夠得到提高，以能夠即使在例如低照度環(huán)境下也能夠精確地控制對(duì)焦。

圖11圖示了根據(jù)第三變型例的固態(tài)圖像傳感器的橫截面構(gòu)造。

在圖11的固態(tài)圖像傳感器11C的橫截面結(jié)構(gòu)中，與圖9的固態(tài)圖像傳感器11A的構(gòu)造相同的構(gòu)造將被分配與圖9中的相同的參考符號(hào)，并且將不進(jìn)行詳細(xì)說明。

即，固態(tài)圖像傳感器11C的構(gòu)造與圖9的固態(tài)圖像傳感器11A的構(gòu)造的不同之處在于：具有與正常像素21中的片上透鏡62不同的光學(xué)特性的片上透鏡62Xa’和62Xb’被分別布置于特定像素21Xa”和21Xb”中。在固態(tài)圖像傳感器11C中，例如，調(diào)整片上透鏡62Xa’和62Xb’各自的曲率以使光被聚集到各自的遮光膜71a和71b遮光的端面?？商娲?，在固態(tài)圖像傳感器11C中，調(diào)整片上透鏡62Xa’和62Xb’各自的配置高度以使光被聚集到各自的遮光膜71a和71b遮光的端面。例如，半導(dǎo)體基板54上堆疊的絕緣層55能夠被形成為在特定像素21X和正常像素21中具有不同的厚度，以使得光能夠被聚集到遮光膜71a和71b遮光的端面。因此，固態(tài)圖像傳感器11C能夠獲取更加精確的相位差圖像以能夠提高成像表面相位差A(yù)F的對(duì)焦精確度。

注意，除了將透過與正常像素21中不同的光的濾色器61和具有與正常像素21中的片上透鏡62不同的光學(xué)特性的片上透鏡62布置于特定像素21X中以外，特定像素21X還可以被構(gòu)造為不同于正常像素21。例如，特定像素21X的PD 24X進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換且進(jìn)行電荷累積的電荷累積時(shí)間能夠被設(shè)置為不同于與正常像素21的PD 24相關(guān)的電荷累積時(shí)間。具體地，例如，對(duì)于進(jìn)行高速驅(qū)動(dòng)的特定像素21X，電荷累積時(shí)間能夠設(shè)置為短的時(shí)間；而對(duì)于更高靈敏度地獲取圖像的正常像素21，電荷累積時(shí)間能夠被設(shè)置為長(zhǎng)的時(shí)間。此外，例如，特定像素21X中的PD 24X的電勢(shì)能夠不同于正常像素21中的PD 24的電勢(shì)。例如，特定像素21X中的PD 24X的電勢(shì)能夠被形成在淺深度以使得即使在高速驅(qū)動(dòng)時(shí)也能夠可靠地傳輸電荷。

圖12是圖示了配備例如圖9的固態(tài)圖像傳感器11A的成像裝置的第三構(gòu)造例的框圖。

在圖12所示的成像裝置101B中，與圖5的成像裝置101的構(gòu)造相同的構(gòu)造將被分配與圖5中的相同的參考符號(hào)，并且將不進(jìn)行詳細(xì)說明。即，成像裝置101B與圖5的成像裝置101的相同之處在于包括光學(xué)系統(tǒng)102、成像單元103(例如，應(yīng)用固態(tài)圖像傳感器11A)、信號(hào)處理電路104、顯示器105和記錄媒介106。然而，注意，成像裝置101B的構(gòu)造與圖5的成像裝置101的構(gòu)造的不同之處在于包括AF控制單元109和驅(qū)動(dòng)單元110。

來自特定像素21Xa的像素信號(hào)和來自特定像素21Xb的像素信號(hào)從固態(tài)圖像傳感器11A供給到AF控制單元109。AF控制單元109找出由來自特定像素21Xa的像素信號(hào)構(gòu)成的相位差圖像中被拍攝的被攝體與由來自特定像素21Xb的像素信號(hào)構(gòu)成的相位差圖像中被拍攝的被攝體之間的差異，并且計(jì)算距被攝體的距離。此外，在計(jì)算出的距被攝體的距離的基礎(chǔ)上，AF控制單元109進(jìn)行如下的AF處理(對(duì)焦處理)：其中，驅(qū)動(dòng)單元110被控制為使被攝體對(duì)焦。

驅(qū)動(dòng)單元110在AF控制單元109的控制下驅(qū)動(dòng)光學(xué)系統(tǒng)102中包括的AF透鏡。注意，成像單元103、信號(hào)處理電路104和AF控制單元109能夠被構(gòu)造為并入由單芯片制成的固態(tài)圖像傳感器11。

圖13是圖示了成像裝置101B進(jìn)行成像表面相位差A(yù)F的處理(第三成像方法)的流程圖。

例如，一旦用戶操作成像裝置101B且選擇AF模式，處理就開始，然后在步驟S31中，固態(tài)圖像傳感器11A僅將來自特定像素21Xa和特定像素21Xb的像素信號(hào)輸出到AF控制單元109。

在步驟S32中，在由來自特定像素21Xa和特定像素21Xb的像素信號(hào)構(gòu)建的一對(duì)相位差圖像中分別被拍攝的被攝體的位置的差異的基礎(chǔ)上，AF控制單元109計(jì)算距被攝體的距離。此外，AF控制單元109在計(jì)算出的距被攝體距離的基礎(chǔ)上控制驅(qū)動(dòng)單元110以使被攝體被對(duì)焦，以使驅(qū)動(dòng)單元110進(jìn)行這樣的AF處理：在AF控制單元109的控制下驅(qū)動(dòng)光學(xué)系統(tǒng)102中包括的AF透鏡。

在步驟S33中，AF控制單元109在步驟S32中進(jìn)行AF處理后獲取的相位差圖像的基礎(chǔ)上判斷被攝體是否被對(duì)焦。此外，當(dāng)AF控制單元109確定被攝體未被對(duì)焦時(shí)，處理返回到步驟S31以從此開始重復(fù)類似的處理。另一方面，當(dāng)AF控制單元109在步驟S33中確定被攝體被對(duì)焦時(shí)，處理轉(zhuǎn)到步驟S34。

在步驟S34中，AF控制單元109指示固態(tài)圖像傳感器11A進(jìn)行所有像素的驅(qū)動(dòng)，以使固態(tài)圖像傳感器11A將所有像素21(正常像素21和特定像素21Xa、21Xb)輸出的像素信號(hào)供給到信號(hào)處理電路104。

在步驟S35中，信號(hào)處理電路104將由在步驟S34中從固態(tài)圖像傳感器11供給來的像素信號(hào)構(gòu)建的圖像供給到記錄媒介106，并且使記錄媒介存儲(chǔ)該圖像。其后，處理返回到步驟S31以從此開始重復(fù)類似的處理。

如上所述，成像裝置101B能夠通過使用僅由從特定像素21Xa和21Xb輸出的像素信號(hào)構(gòu)成的圖像來進(jìn)行AF處理。因此，例如，AF處理能夠得到加速以能夠以比驅(qū)動(dòng)所有像素21且使用由所有像素輸出的像素信號(hào)構(gòu)成的圖像的AF處理更短的時(shí)間使被攝體被對(duì)焦。此外，也能夠以低耗電驅(qū)動(dòng)像素。

現(xiàn)在將參照?qǐng)D14來說明校正特定像素21X的處理。

在固態(tài)圖像傳感器11中，例如，特定像素21X與正常像素21不同地連接至邏輯基板42且因此具有與正常像素21不同的像素特性。因此，即使例如當(dāng)接收相同照度的光時(shí)，特定像素21X的像素信號(hào)也不同于正常像素21的像素信號(hào)，從而需要校正來構(gòu)建精確的圖像。因此，通過在位于特定像素21X附近的且接收與特定像素21X接收的光相同顏色的光的正常像素21的像素信號(hào)的基礎(chǔ)上進(jìn)行校正特定像素21X像素信號(hào)的校準(zhǔn)處理，固態(tài)圖像傳感器11能夠構(gòu)建更加精確的圖像。

如圖14所示，例如，通過使用在上方與特定像素相隔一個(gè)像素的且接收綠色光的正常像素21-1(G)輸出的像素信號(hào)、在下方與特定像素相隔一個(gè)像素的且接收綠色光的正常像素21-2(G)輸出的像素信號(hào)、在右邊與特定像素相隔一個(gè)像素的且接收綠色光的正常像素21-3(G)輸出的像素信號(hào)和在左邊與特定像素相隔一個(gè)像素的且接收綠色光的正常像素21-4(G)輸出的像素信號(hào)，能夠使作為校正目標(biāo)且接收綠色光的特定像素21X(G)經(jīng)受用于校正像素特性的校正處理。注意，可以通過使用其它的正常像素21或利用其它的校正方法來進(jìn)行校正處理。此外，能夠通過圖5的信號(hào)處理電路104來進(jìn)行針對(duì)像素信號(hào)的校正處理，或進(jìn)行校正處理的電路能夠并入例如固態(tài)圖像傳感器11的邏輯基板42。

此外，例如，通過使用位于正常像素21附近的且接收相同顏色光的其它正常像素21的像素信號(hào)，可以對(duì)特定像素21X周圍的正常像素21進(jìn)行校正處理。即，假設(shè)特定像素21X對(duì)周圍的正常像素21有影響以使在這種情況下，能夠通過對(duì)特定像素21X周圍的正常像素21進(jìn)行校正處理來構(gòu)建更加精確的圖像。

圖15圖示了根據(jù)第四變型例的固態(tài)圖像傳感器的橫截面構(gòu)造。

在圖15的固態(tài)圖像傳感器11D的橫截面結(jié)構(gòu)中，與圖4的固態(tài)圖像傳感器11的構(gòu)造相同的構(gòu)造將被分配與圖4中的相同的參考符號(hào)，并且將不進(jìn)行詳細(xì)說明。即，固態(tài)圖像傳感器11D與圖4的固態(tài)圖像傳感器11的相同之處在于：它們均包括傳感器基板41和邏輯基板42，邏輯基板42通過堆疊半導(dǎo)體層51和配線層52來構(gòu)成，且傳感器基板41通過堆疊配線層53、半導(dǎo)體基板54、絕緣層55、濾色器層56和片上透鏡層57來構(gòu)成。此外，固態(tài)圖像傳感器11D與圖4的固態(tài)圖像傳感器11的相同之處在于為每個(gè)像素21配置PD 24、濾色器61和片上透鏡62。

然而，固態(tài)圖像傳感器11D的構(gòu)造與圖4的固態(tài)圖像傳感器11的構(gòu)造的不同之處在于：在傳感器基板41與邏輯基板42之間布置有紅外傳感器基板81。

紅外傳感器基板81是通過從圖15的底部依次堆疊配線層82、半導(dǎo)體層83和配線層84而構(gòu)成的，其中，紅外PD 85和86形成于半導(dǎo)體層83中。紅外PD 85和86檢測(cè)到達(dá)固態(tài)圖像傳感器11D的深區(qū)的紅外光。從紅外PD 85和86輸出的紅外光像素信號(hào)例如能夠用作監(jiān)控相機(jī)或測(cè)量距物體的距離的傳感器。此外，穿過紅外傳感器基板81的貫通電極87形成于固態(tài)圖像傳感器11D的周邊部以電連接傳感器基板41和邏輯基板42。

具有前述構(gòu)造的固態(tài)圖像傳感器11D能夠被構(gòu)造為與圖4的固態(tài)圖像傳感器11類似地單獨(dú)驅(qū)動(dòng)布置于傳感器基板41上的特定像素21X(圖15未示出)，或單獨(dú)驅(qū)動(dòng)紅外傳感器基板81中形成的紅外PD 85和86中的任一者。可替代地，固態(tài)圖像傳感器11D可以被構(gòu)造為單獨(dú)地驅(qū)動(dòng)布置于傳感器基板41上的特定像素21X(圖15未示出)并且單獨(dú)地驅(qū)動(dòng)紅外傳感器基板81中形成的紅外PD 85和86中的任一者。

圖16圖示了根據(jù)第五變型例的固態(tài)圖像傳感器的橫截面構(gòu)造。

在圖16的固態(tài)圖像傳感器11E的橫截面結(jié)構(gòu)中，與圖4的固態(tài)圖像傳感器11的構(gòu)造相同的構(gòu)造將被分配與圖4中的相同的參考符號(hào)，并且將不進(jìn)行詳細(xì)說明。即，固態(tài)圖像傳感器11E與圖4的固態(tài)圖像傳感器11的相同之處在于：它們均包括傳感器基板41和邏輯基板42，邏輯基板42通過堆疊半導(dǎo)體層51和配線層52來構(gòu)成，且傳感器基板41通過堆疊配線層53、半導(dǎo)體基板54、絕緣層55、濾色器層56和片上透鏡層57來構(gòu)成。此外，固態(tài)圖像傳感器11E與圖4的固態(tài)圖像傳感器11的相同之處還在于為每個(gè)像素21配置PD 24、濾色器61和片上透鏡62。

然而，固態(tài)圖像傳感器11E的構(gòu)造與圖4的固態(tài)圖像傳感器11的構(gòu)造的不同之處在于：在傳感器基板41與邏輯基板42之間布置有紅外傳感器基板91。

紅外傳感器基板91是通過從圖16的底部依次堆疊配線層92、化合物半導(dǎo)體層93和配線層94而構(gòu)成的。化合物半導(dǎo)體層93例如由InGaAs(銦鎵砷化物)構(gòu)成，并且檢測(cè)到達(dá)固態(tài)圖像傳感器11E的深區(qū)的紅外光。此外，化合物半導(dǎo)體層93起到各相應(yīng)像素21的紅外PD的作用且輸出各紅外PD的紅外光像素信號(hào)。例如，從化合物半導(dǎo)體層93輸出的紅外光像素信號(hào)能夠用作監(jiān)控相機(jī)或測(cè)量距物體的距離的傳感器。此外，穿過紅外傳感器基板91的貫通電極95形成于固態(tài)圖像傳感器11E的周邊部以電連接傳感器基板41和邏輯基板42。

具有前述構(gòu)造的固態(tài)圖像傳感器11E能夠被構(gòu)造為與圖4的固態(tài)圖像傳感器11類似地單獨(dú)地驅(qū)動(dòng)布置于傳感器基板41上的特定像素21X(圖16未示出)，或單獨(dú)地驅(qū)動(dòng)紅外傳感器基板91中形成的化合物半導(dǎo)體層93的紅外PD?？商娲?，固態(tài)圖像傳感器11D可以被構(gòu)造為單獨(dú)地驅(qū)動(dòng)布置于傳感器基板41上的特定像素21X(圖16未示出)和紅外傳感器基板91中形成的化合物半導(dǎo)體層93的紅外PD。

接著，將參照?qǐng)D17的流程圖來說明第四成像方法。

例如，一旦在圖5的成像裝置101中選擇隨圖像存儲(chǔ)動(dòng)作信息的模式，處理就開始，然后在步驟S41中，固態(tài)圖像傳感器11僅將來自特定像素21X的像素信號(hào)輸出到信號(hào)處理電路104和動(dòng)作檢測(cè)單元107。

在步驟S42中，判斷用戶是否操作了快門，且當(dāng)確定用戶未操作快門時(shí)，處理返回到步驟S41以從此開始重復(fù)類似的處理。另一方面，當(dāng)步驟S42中確定用戶操作了快門時(shí)，處理轉(zhuǎn)到步驟S43和S45。

并行地進(jìn)行步驟S43和S44中的處理和步驟S45至S47的處理。

在步驟S43中，固態(tài)圖像傳感器11將所有像素21(正常像素21和特定像素21X)輸出的像素信號(hào)供給到信號(hào)處理電路104。在步驟S44中，信號(hào)處理電路104將由在步驟S43中從固態(tài)圖像傳感器11供給來的像素信號(hào)構(gòu)建的圖像供給到記錄媒介106，并且使記錄媒介存儲(chǔ)該圖像。

另一方面，在步驟S45中，動(dòng)作檢測(cè)單元107在由從固態(tài)圖像傳感器11供給來的僅來自特定像素21X的像素信號(hào)構(gòu)成的圖像的基礎(chǔ)上進(jìn)行用于檢測(cè)用戶動(dòng)作的動(dòng)作檢測(cè)處理。

在步驟S46中，動(dòng)作檢測(cè)單元107判斷是否進(jìn)行了預(yù)定次數(shù)的動(dòng)作檢測(cè)處理，且當(dāng)確定動(dòng)作檢測(cè)處理進(jìn)行的次數(shù)小于預(yù)定次數(shù)時(shí)，重復(fù)動(dòng)作檢測(cè)處理直至進(jìn)行了預(yù)定次數(shù)。動(dòng)作檢測(cè)處理能夠如上所述地被高速驅(qū)動(dòng)，且因此能夠在在步驟S43中從所有像素21輸出像素信號(hào)且在步驟S44中存儲(chǔ)圖像的同時(shí)，多次進(jìn)行動(dòng)作檢測(cè)處理。

當(dāng)在步驟S46中動(dòng)作檢測(cè)單元107確定進(jìn)行了預(yù)定次數(shù)的動(dòng)作檢測(cè)處理時(shí)，處理轉(zhuǎn)到步驟S47，從而動(dòng)作檢測(cè)單元107根據(jù)在進(jìn)行多次的動(dòng)作檢測(cè)處理中檢測(cè)到的動(dòng)作來計(jì)算動(dòng)作信息。

在進(jìn)行了在步驟S44和S47各者中的處理后，處理轉(zhuǎn)到步驟S48，其中，將步驟S47中計(jì)算出的動(dòng)作信息和步驟S43中構(gòu)建的圖像作為集合存儲(chǔ)于記錄媒介106。此外，在進(jìn)行了步驟S48中的處理后，處理返回到步驟S41，從而從此開始重復(fù)類似的處理。

成像裝置101能夠如上所述地高速驅(qū)動(dòng)特定像素21X，且因此能夠在進(jìn)行正常成像的同時(shí)在從特定像素21X輸出的像素信號(hào)的基礎(chǔ)上獲取動(dòng)作信息。因此，能夠隨圖像一起存儲(chǔ)在被攝體被攝像時(shí)的動(dòng)作。注意，在第四成像方法中，可以省略步驟S41中的處理，而是一旦檢測(cè)到對(duì)快門進(jìn)行的操作就開始處理。此外，在第四成像方法中，可以連續(xù)地進(jìn)行預(yù)定次數(shù)的步驟S45中的動(dòng)作檢測(cè)處理而不進(jìn)行步驟S46中的判斷處理。

接著，將參照?qǐng)D18的流程圖來說明第五成像方法。

例如，一旦在圖12的成像裝置101B中選擇隨圖像一起存儲(chǔ)距離信息的模式，處理就開始，然后在步驟S51中，固態(tài)圖像傳感器11A僅將來自于特定像素21Xa和21Xb的像素信號(hào)輸出到信號(hào)處理電路104和AF控制單元109。

在步驟S52中，判斷用戶是否操作了快門，且當(dāng)確定用戶未操作快門時(shí)，處理返回到步驟S51以從此開始重復(fù)類似的處理。另一方面，當(dāng)步驟S52中確定用戶操作了快門時(shí)，處理轉(zhuǎn)到步驟S53和S56。

并行地進(jìn)行步驟S53至S55的處理和步驟S56至S58的處理。

在步驟S53中，在由來自特定像素21Xa和特定像素21Xb的像素信號(hào)構(gòu)建的一對(duì)相位差圖像中分別被拍攝的被攝體的位置的差異的基礎(chǔ)上，AF控制單元109計(jì)算距被攝體的距離。此外，AF控制單元109在計(jì)算出的距被攝體的距離的基礎(chǔ)上控制驅(qū)動(dòng)單元110以使被攝體被對(duì)焦，從而使驅(qū)動(dòng)單元110進(jìn)行這樣的AF處理：在AF控制單元109的控制下驅(qū)動(dòng)光學(xué)系統(tǒng)102中包括的AF透鏡。一旦由于AF處理而使被攝體被對(duì)焦，處理就轉(zhuǎn)到步驟S54。

在步驟S54中，AF控制單元109指示固態(tài)圖像傳感器11A進(jìn)行所有像素的驅(qū)動(dòng)，以使固態(tài)圖像傳感器11A將從所有像素21(正常像素21和特定像素21Xa、21Xb)輸出的像素信號(hào)供給到信號(hào)處理電路104。在步驟S55中，信號(hào)處理電路104將由在步驟S54中從固態(tài)圖像傳感器11A供給來的像素信號(hào)構(gòu)建的圖像供給到記錄媒介106，并且使記錄媒介存儲(chǔ)該圖像。

另一方面，在步驟S56中，在由來自特定像素21Xa和特定像素21Xb的像素信號(hào)構(gòu)建的一對(duì)相位差圖像中分別被拍攝的被攝體的位置的差異的基礎(chǔ)上，AF控制單元109進(jìn)行用于計(jì)算距被攝體的距離的距離檢測(cè)處理。

在步驟S57中，AF控制單元109判斷是否進(jìn)行了預(yù)定次數(shù)的距離檢測(cè)處理，且當(dāng)確定距離檢測(cè)處理進(jìn)行的次數(shù)小于預(yù)定次數(shù)時(shí)，重復(fù)距離檢測(cè)處理直至進(jìn)行了預(yù)定次數(shù)。距離檢測(cè)處理能夠如上所述地被高速驅(qū)動(dòng)，且因此能夠在步驟S53至步驟S55的處理進(jìn)行的同時(shí)多次進(jìn)行距離檢測(cè)處理。

當(dāng)步驟S57中AF控制單元109確定進(jìn)行了預(yù)定次數(shù)的距離檢測(cè)處理時(shí)，處理轉(zhuǎn)到步驟S58，然后AF控制單元109根據(jù)在進(jìn)行多次的距離檢測(cè)處理中檢測(cè)出的距離來計(jì)算距離信息(信息包括當(dāng)被攝體沿著光軸運(yùn)動(dòng)時(shí)距被攝體的距離的變化)。

在進(jìn)行了步驟S55和S58各者中的處理后，處理轉(zhuǎn)到步驟S59，其中，將步驟S58中計(jì)算出的距離信息和步驟S54中構(gòu)建的圖像作為集合存儲(chǔ)于記錄媒介106。此外，在進(jìn)行了步驟S59中的處理后，處理返回到步驟S51，從而從此開始重復(fù)類似的處理。注意，在第五成像方法中，可以響應(yīng)于檢測(cè)到對(duì)快門進(jìn)行的操作就開始處理而不進(jìn)行步驟S51中的處理。此外，在第五成像方法中，可以連續(xù)地進(jìn)行預(yù)定次數(shù)的步驟S56中的距離檢測(cè)處理而不進(jìn)行步驟S57中的判斷處理。

成像裝置101B能夠如上所述地高速驅(qū)動(dòng)特定像素21Xa和21Xb，且因此能夠在進(jìn)行正常成像的同時(shí)在從特定像素21Xa和21Xb輸出的像素信號(hào)的基礎(chǔ)上獲取多份距離信息。因此，能夠隨著圖像一起存儲(chǔ)在被攝體被攝像時(shí)距被攝體的距離的變化。例如，能夠?qū)D像以及關(guān)于與AF透鏡的運(yùn)動(dòng)同步的距被攝體的距離的信息一起作為集合進(jìn)行記錄。

注意，參照前述流程圖說明的各處理不是必須以流程圖中列出的順序依時(shí)間順序地進(jìn)行，而是包括并列地或單獨(dú)地執(zhí)行的處理(例如并行處理或由對(duì)象進(jìn)行的處理)。此外，可以以單個(gè)CPU(中央處理單元)來處理程序或通過多個(gè)CPU以分布方式來處理程序。

此外，除了成像裝置101以外，例如，以進(jìn)行成像作為主要功能的電子裝置和配備有成像功能的電子裝置(例如移動(dòng)電話或被稱為智能手機(jī)或平板電腦的多功能移動(dòng)終端)能夠適于作為固態(tài)圖像傳感器11。

注意，本技術(shù)也能夠具有下面的構(gòu)造。

(1)一種固態(tài)圖像傳感器，其包括：

像素，所述像素輸出用來構(gòu)建圖像的像素信號(hào)；和

邏輯電路，用于驅(qū)動(dòng)所述像素，

其中，所述固態(tài)圖像傳感器由堆疊結(jié)構(gòu)形成，在所述堆疊結(jié)構(gòu)中，包含多個(gè)所述像素的第一半導(dǎo)體基板和包含所述邏輯電路的第二半導(dǎo)體基板接合在一起，且

多個(gè)所述像素中的特定像素以獨(dú)立于正常像素的方式被連接至所述邏輯電路，所述正常像素是所述特定像素以外的像素，所述特定像素是輸出在除了對(duì)所述圖像進(jìn)行成像的成像處理以外的特定處理中所用的像素信號(hào)的像素。

(2)

根據(jù)上面(1)中所述的固態(tài)圖像傳感器，

其中，在從相對(duì)于所述正常像素以預(yù)定比率布置的預(yù)定數(shù)量的所述特定像素輸出的像素信號(hào)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行所述特定處理，且

在進(jìn)行用于指示對(duì)所述圖像成像的預(yù)定操作時(shí)從多個(gè)所述像素中的全部像素輸出的像素信號(hào)的基礎(chǔ)上進(jìn)行所述成像處理。

(3)

根據(jù)上面(1)或(2)中所述的固態(tài)圖像傳感器，

其中，所述特定處理是對(duì)所述圖像中拍攝的被攝體的動(dòng)作進(jìn)行檢測(cè)的動(dòng)作檢測(cè)處理。

(4)

根據(jù)上面(1)或(2)中所述的固態(tài)圖像傳感器，

其中，所述特定處理是對(duì)布置了配有所述圖像傳感器的電子裝置的環(huán)境的環(huán)境照度進(jìn)行檢測(cè)的照度檢測(cè)處理。

(5)

根據(jù)上面(1)或(2)中所述的固態(tài)圖像傳感器，

其中，所述特定像素是用來獲取相位差圖像的相位差像素，所述相位差圖像是由通過在與開口的一部分相對(duì)應(yīng)的區(qū)域遮擋照射光而獲得的像素信號(hào)構(gòu)建而成，且

所述特定處理是對(duì)焦處理，所述對(duì)焦處理在由從所述相位差像素輸出的所述像素信號(hào)構(gòu)建的一對(duì)所述相位差圖像中分別被拍攝的被攝體的位置的差異的基礎(chǔ)上使所述被攝體被對(duì)焦。

(6)

根據(jù)上面(5)中所述的固態(tài)圖像傳感器，

其中，由布置于所述特定像素中的遮光膜形成的遮光區(qū)域不同于由布置于所述正常像素中的遮光膜形成的遮光區(qū)域，并且由布置于所述特定像素中的遮光膜形成的所述遮光區(qū)域遮擋所述特定像素的所述開口的至少一部分。

(7)

根據(jù)上面(5)或(6)中所述的固態(tài)圖像傳感器，

其中，透過布置于所述特定像素中的濾色器的光的顏色不同于透過布置于所述正常像素中的濾色器的光的顏色。

(8)

根據(jù)上面(5)至(7)中任一項(xiàng)所述的固態(tài)圖像傳感器，

其中，布置于所述特定像素上的片上透鏡的光學(xué)特性不同于布置于所述正常像素上的片上透鏡的光學(xué)特性。

(9)

根據(jù)上面(5)至(8)中任一項(xiàng)所述的固態(tài)圖像傳感器，

其中，堆疊在構(gòu)成所述第一半導(dǎo)體基板的半導(dǎo)體基板上的絕緣膜在所述特定像素中的厚度與在所述正常像素中的厚度不同。

(10)

根據(jù)上面(1)至(9)中任一項(xiàng)所述的固態(tài)圖像傳感器，

其中，所述特定像素中包括的光電轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換以累積電荷的累積時(shí)間與所述正常像素中的所述累積時(shí)間不同。

(11)

根據(jù)上面(1)至(10)中任一項(xiàng)所述的固態(tài)圖像傳感器，

其中，所述特定像素中包括的光電轉(zhuǎn)換單元的電勢(shì)與所述正常像素中包括的光電轉(zhuǎn)換單元的電勢(shì)不同。

(12)

根據(jù)上面(1)至(11)中任一項(xiàng)所述的固態(tài)圖像傳感器，

其中，通過使用來自所述特定像素附近的預(yù)定的所述正常像素的像素信號(hào)來校正從所述特定像素輸出的像素信號(hào)。

(13)

根據(jù)上面(1)至(12)中任一項(xiàng)所述的固態(tài)圖像傳感器，

其中，通過使用來自所述特定像素周圍的所述正常像素附近的預(yù)定的所述正常像素的像素信號(hào)來校正從所述特定像素周圍的所述正常像素輸出的像素信號(hào)。

(14)

根據(jù)上面(1)至(12)中任一項(xiàng)所述的固態(tài)圖像傳感器，

其中，堆疊有第三半導(dǎo)體基板，所述第三半導(dǎo)體基板包括形成在比所述第一半導(dǎo)體基板中的所述像素更深位置處的其它像素。

(15)

一種含有固態(tài)圖像傳感器的電子裝置，所述固態(tài)圖像傳感器包括：

像素，所述像素輸出用來構(gòu)建圖像的像素信號(hào)；和

邏輯電路，用于驅(qū)動(dòng)所述像素，

其中，所述固態(tài)圖像傳感器由堆疊結(jié)構(gòu)形成，在所述堆疊結(jié)構(gòu)中，包含多個(gè)所述像素的第一半導(dǎo)體基板和包含所述邏輯電路的第二半導(dǎo)體基板接合在一起，且

多個(gè)所述像素中的特定像素以獨(dú)立于正常像素的方式被連接至所述邏輯電路，所述正常像素是所述特定像素以外的像素，所述特定像素是輸出在除了對(duì)所述圖像進(jìn)行成像的成像處理以外的特定處理中所用的像素信號(hào)的像素。

(16)

一種固態(tài)圖像傳感器使用的成像方法，所述固態(tài)圖像傳感器包括輸出用來構(gòu)建圖像的像素信號(hào)的多個(gè)像素和對(duì)所述像素進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的邏輯電路，并且所述固態(tài)圖像傳感器由堆疊結(jié)構(gòu)構(gòu)成，在所述堆疊結(jié)構(gòu)中，包含多個(gè)所述像素的第一半導(dǎo)體基板和包含所述邏輯電路的第二半導(dǎo)體基板接合在一起，而同時(shí)，多個(gè)所述像素中的特定像素以獨(dú)立于正常像素的方式連接至所述邏輯電路，所述正常像素是所述特定像素以外的像素，所述特定像素是輸出在除了對(duì)所述圖像進(jìn)行成像的成像處理以外的特定處理中所用的像素信號(hào)的像素，所述方法包括以下步驟：

在從相對(duì)于所述正常像素以預(yù)定比率布置的預(yù)定數(shù)量的所述特定像素輸出的像素信號(hào)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行所述特定處理；且

在進(jìn)行指示對(duì)所述圖像成像的預(yù)定操作時(shí)從多個(gè)所述像素中的全部像素輸出的像素信號(hào)的基礎(chǔ)上進(jìn)行所述成像處理。

(17)

根據(jù)上面(16)中所述的成像方法，

其中，所述特定處理是對(duì)所述圖像中拍攝的被攝體的動(dòng)作進(jìn)行檢測(cè)的動(dòng)作檢測(cè)處理，并且所述方法包括這樣的步驟：將所述動(dòng)作檢測(cè)處理中獲取的動(dòng)作信息與所述成像處理中成像的圖像一起存儲(chǔ)。

(18)

根據(jù)上面(16)中所述的成像方法，

其中，所述特定像素是用來獲取相位差圖像的相位差像素，所述相位差圖像由通過在與開口的一部分相對(duì)應(yīng)的區(qū)域遮擋照射光而獲得的像素信號(hào)構(gòu)建而成，所述特定處理是對(duì)焦處理，所述對(duì)焦處理在由從所述相位差像素輸出的像素信號(hào)構(gòu)建的一對(duì)所述相位差圖像中分別被拍攝的被攝體的位置的差異的基礎(chǔ)上使所述被攝體被對(duì)焦，并且所述方法還包括這樣的步驟：將所述對(duì)焦處理中獲取的動(dòng)作信息與所述成像處理中成像的圖像一起存儲(chǔ)。

注意，本實(shí)施例不限于前述的實(shí)施例，其中，能夠在不偏離本發(fā)明范圍的情況下做出各種變型。

參考符號(hào)列表

11 固態(tài)圖像傳感器

12 像素區(qū)域

13 垂直驅(qū)動(dòng)電路

14 列信號(hào)處理電路

15 水平驅(qū)動(dòng)電路

16 輸出電路

17 控制電路

21 像素，正常像素

21 像素，正常像素

21X 特定像素

23 垂直信號(hào)線

24 PD

25 傳輸晶體管

26 FD

27 放大晶體管

28 選擇晶體管

29 復(fù)位晶體管

31-1至31-4 預(yù)定范圍

41 傳感器基板

42 邏輯基板

43-1和43-2 連接端子

44-1和44-2 連接端子

45-1和45-2 偏置晶體管

51 半導(dǎo)體層

52 配線層

53 配線層

54 半導(dǎo)體基板

55 絕緣層

56 濾色器層

57 片上透鏡層

61 濾色器

62 片上透鏡

101 成像裝置

102 光學(xué)系統(tǒng)

103 成像單元

104 信號(hào)處理電路

105 顯示器

106 記錄媒介

107 動(dòng)作檢測(cè)單元

108 亮度檢測(cè)單元

109 AF控制單元

110 驅(qū)動(dòng)單元