本發(fā)明涉及以cmos圖像傳感器為代表的攝像裝置及攝像模塊。

背景技術(shù)：

在自然界中存在明暗差異較大的被攝體。例如，在車載用的攝像裝置中要求同時(shí)拍攝較明亮的被攝體和較暗的被攝體，以便應(yīng)對(duì)明亮度時(shí)刻變化的被攝體(高動(dòng)態(tài)范圍)。為了實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)范圍，專利文獻(xiàn)1及2提出了如下所述的方法。

在專利文獻(xiàn)1及2所公開的攝像裝置中使用硅酮光電二極管。在專利文獻(xiàn)1中，通過將曝光時(shí)間(以下有時(shí)稱為“蓄積時(shí)間”)彼此不同的圖像合成，能夠得到較寬的動(dòng)態(tài)范圍。該方法已經(jīng)得到實(shí)際應(yīng)用。另外，在專利文獻(xiàn)2中，將從在1像素內(nèi)配置的靈敏度不同的多個(gè)攝像單元得到的圖像合成，擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍。

【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】

【專利文獻(xiàn)】

【專利文獻(xiàn)1】日本特開昭62－108678號(hào)公報(bào)

【專利文獻(xiàn)2】日本特開2008－99073號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

在上述以往的攝像裝置中，要求進(jìn)一步提高高動(dòng)態(tài)范圍攝影技術(shù)。

用于解決問題的手段

為了解決上述問題，本發(fā)明的一個(gè)方式的攝像裝置具有：半導(dǎo)體基板；第1攝像單元，包括半導(dǎo)體基板內(nèi)的第1光電變換部、和一端與第1光電變換部電連接的第1電容元件；以及第2攝像單元，包括半導(dǎo)體基板內(nèi)的第2光電變換部，在俯視觀察時(shí)，第2光電變換部的面積大于第1光電變換部的面積。

另外，概括性的或具體的方式也可由元件、器件、系統(tǒng)、集成電路、及方法實(shí)現(xiàn)。并且，概括性的或具體的方式也可通過元件、器件、系統(tǒng)、集成電路、及方法的任意組合來實(shí)現(xiàn)。

所公開的實(shí)施方式的追加性效果及優(yōu)點(diǎn)根據(jù)說明書及附圖得到明確。效果及/或優(yōu)點(diǎn)由在說明書及附圖中公開的各個(gè)實(shí)施方式或者特征單獨(dú)實(shí)現(xiàn)，為了得到這些效果及/或優(yōu)點(diǎn)中一個(gè)以上的效果及/或優(yōu)點(diǎn)，不一定需要上述全部要素。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，提供能夠進(jìn)行較寬動(dòng)態(tài)范圍攝影的攝像裝置及攝像模塊。

附圖說明

圖1是示意地表示以往的攝像單元特性和優(yōu)選的攝像單元特性的圖。

圖2是示意地表示以往的攝像單元特性和更優(yōu)選的攝像單元特性的圖。

圖3是示意地表示示例性的第1實(shí)施方式的攝像裝置100的構(gòu)造的一例的塊結(jié)構(gòu)圖。

圖4是示例性的第1實(shí)施方式的單位像素30的電路圖。

圖5是示意地表示示例性的第1實(shí)施方式的攝像裝置100中的單位像素30的器件構(gòu)造的剖視圖。

圖6是示意地表示示例性的第1實(shí)施方式的攝像裝置100中的單位像素30的另一器件構(gòu)造的剖視圖。

圖7是示意地表示示例性的第1實(shí)施方式的攝像裝置100中的單位像素30的另一器件構(gòu)造的剖視圖。

圖8是示意地表示示例性的第1實(shí)施方式的攝像裝置100中的單位像素30的另一器件構(gòu)造的剖視圖。

圖9是示意地表示示例性的第1實(shí)施方式的攝像裝置100中的單位像素30的又另一器件構(gòu)造的剖視圖。

圖10是示例性的第1實(shí)施方式的攝像裝置100的單位像素30的俯瞰觀察時(shí)的布局圖。

圖11是示意地表示示例性的第1實(shí)施方式的單位像素30的變形的電路圖。

圖12是示意地表示示例性的第1實(shí)施方式的單位像素30的變形的電路圖。

圖13是示意地表示示例性的第1實(shí)施方式的單位像素30的變形的電路圖。

圖14是示意地表示示例性的第1實(shí)施方式的單位像素30的變形的電路圖。

圖15是示意地表示示例性的第1實(shí)施方式的單位像素30的變形的電路圖。

圖16是示意地表示示例性的第1實(shí)施方式的單位像素30的變形的電路圖。

圖17是示意地表示示例性的第1實(shí)施方式的單位像素30的變形的電路圖。

圖18是示意地表示示例性的第1實(shí)施方式的單位像素30的變形的電路圖。

圖19是示意地表示示例性的第1實(shí)施方式的單位像素30的變形的電路圖。

圖20是示意地表示示例性的第1實(shí)施方式的單位像素30的變形的電路圖。

圖21是示意地表示示例性的第1實(shí)施方式的單位像素30的變形的電路圖。

圖22是示意地表示示例性的第1實(shí)施方式的單位像素30的變形的電路圖。

圖23是表示示例性的第1實(shí)施方式的攝像裝置100的1個(gè)循環(huán)(1幀)期間的曝光及讀出動(dòng)作的定時(shí)的時(shí)序圖。

圖24示意地表示安裝了攝像裝置100的攝像模塊200的功能單元。

標(biāo)號(hào)說明

30單位像素；31第1攝像單元；31’第2攝像單元；45、45’垂直信號(hào)線；46、46’電源配線；47、47’復(fù)位信號(hào)線；48、48’地址信號(hào)線；49、49’反饋信號(hào)線；51第1電荷檢測(cè)電路；51’第2電荷檢測(cè)電路；52第1垂直掃描電路；52’第2垂直掃描電路；53第1水平掃描電路；53’第2水平掃描電路；54第1列ad變換電路；54’第2列ad變換電路；100攝像裝置；200攝像模塊；300半導(dǎo)體基板；301配線層；302a、302b微透鏡；303sti；304觸點(diǎn)；305濾色器；13、13’mim電容元件；310下部電極；311上部電極；312絕緣體；400dsp；rss、rssl、rsss復(fù)位晶體管；tx、txl、txs傳輸晶體管；sfs、sfss、sfsl放大晶體管；sel、sels、sell地址晶體管；pds、pdl光電二極管；csat、csats、csatl、cc、cs電容元件；fbamps、fmampl反轉(zhuǎn)放大電路。

具體實(shí)施方式

首先，說明本申請(qǐng)發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)有技術(shù)的問題。

在專利文獻(xiàn)1所公開的圖像合成中，多個(gè)圖像數(shù)據(jù)是按照時(shí)間序列取得的。因此，為了取得一張合成圖像，需要通常的攝像時(shí)間的數(shù)倍的時(shí)間。并且，由于將具有時(shí)間差的圖像合成，因而破壞了圖像的同時(shí)性，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)的被攝體的圖像產(chǎn)生紊亂。

在專利文獻(xiàn)2中使用靈敏度及飽和電子數(shù)相同的、且相同大小的多個(gè)光電二極管，并具有將入射到各個(gè)光電二極管的光量劃分為大小兩種的單片透鏡。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)在多個(gè)攝像單元之間靈敏度實(shí)質(zhì)上不同。由于在1像素上安裝兩個(gè)單元，因而能夠同時(shí)進(jìn)行攝像，確保圖像的同時(shí)性。

另一方面，由于需要在1像素內(nèi)配置兩個(gè)單元，因而不得不將光電二極管的面積設(shè)為以往的1/2以下。光電二極管的面積、與靈敏度或者飽和電子數(shù)大致存在比例關(guān)系。其結(jié)果是，如果將光電二極管的面積設(shè)為1/2以下，則靈敏度及飽和電子數(shù)也成為以往的1/2以下。

圖1示意地表示以往的攝像單元特性和優(yōu)選的攝像單元特性。相對(duì)于在一個(gè)像素內(nèi)具有一個(gè)攝像單元的通常的單元(以下稱為“通常單元”)，在高動(dòng)態(tài)范圍攝影(hdr)中，使用一個(gè)像素內(nèi)的兩個(gè)攝像單元。優(yōu)選這兩個(gè)攝像單元分別具有(a)與通常單元大致相同的靈敏度及飽和電子數(shù)的攝像單元特性，(b)飽和電子數(shù)與通常單元大致相同、靈敏度比通常單元低的攝像單元特性。圖中的“a”及“b”表示其優(yōu)選的組合。

圖1中的“a’”及“b’”表示專利文獻(xiàn)2中的兩個(gè)攝像單元的組合。如上所述，各攝像單元(光電二極管)的面積達(dá)到通常單元的1/2以下。因此，各攝像單元的靈敏度降低，飽和電子數(shù)也減少。這意味著偏離了優(yōu)選的特性。這樣，專利文獻(xiàn)2的攝像單元的特性與所要求的特性相比明顯變差。

圖2示意地表示以往的攝像單元特性和更優(yōu)選的攝像單元特性。如圖2的“b”所示，通過降低靈敏度，入射光的光量較高時(shí)可能產(chǎn)生的飽和將減緩。此外，如果增大飽和電子數(shù)自身，動(dòng)態(tài)范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。

本發(fā)明的一個(gè)方式的概要如在以下項(xiàng)目中記載的那樣。

[項(xiàng)目1]

一種攝像裝置，具有：

半導(dǎo)體基板；

第1攝像單元，包括所述半導(dǎo)體基板內(nèi)的第1光電變換部、和一端與所述第1光電變換部電連接的第1電容元件；以及

第2攝像單元，包括所述半導(dǎo)體基板內(nèi)的第2光電變換部，

在俯視觀察時(shí)，所述第2光電變換部的面積大于所述第1光電變換部的面積。

[項(xiàng)目2]

根據(jù)項(xiàng)目1所述的攝像裝置，

所述第1攝像單元還包括與所述第1光電變換部電連接的第1電荷檢測(cè)電路，

所述第2攝像單元還包括與所述第2光電變換部電連接的第2電荷檢測(cè)電路。

[項(xiàng)目3]

根據(jù)項(xiàng)目2所述的攝像裝置，

所述第1電荷檢測(cè)電路包括源極及漏極中一方與所述第1光電變換部電連接的第1復(fù)位晶體管，

所述第2電荷檢測(cè)電路包括源極及漏極中一方與所述第2光電變換部電連接的第2復(fù)位晶體管。

[項(xiàng)目4]

根據(jù)項(xiàng)目2所述的攝像裝置，

所述第1攝像單元具有源極及漏極中一方與所述第1光電變換部電連接的第1傳輸晶體管，

所述第1電荷檢測(cè)電路包括：

第1浮動(dòng)擴(kuò)散體，與所述第1傳輸晶體管的所述源極及所述漏極中另一方電連接；以及

第1復(fù)位晶體管，源極及漏極中一方與所述第1浮動(dòng)擴(kuò)散體電連接。

[項(xiàng)目5]

根據(jù)項(xiàng)目4所述的攝像裝置，

所述第2攝像單元具有源極及漏極中一方與所述第2光電變換部電連接的第2傳輸晶體管，

所述第2電荷檢測(cè)電路包括：

第2浮動(dòng)擴(kuò)散體，與所述第2傳輸晶體管的所述源極及所述漏極中另一方電連接；以及

第2復(fù)位晶體管，源極及漏極中一方與所述第2浮動(dòng)擴(kuò)散體電連接。

[項(xiàng)目6]

根據(jù)項(xiàng)目1所述的攝像裝置，

所述第2攝像單元包括：

傳輸晶體管，源極及漏極中一方與所述第2光電變換部電連接；

浮動(dòng)擴(kuò)散體，與所述傳輸晶體管的所述源極及所述漏極中另一方電連接。

[項(xiàng)目7]

根據(jù)項(xiàng)目1所述的攝像裝置，

所述第1攝像單元還包括源極及漏極中一方與所述第1光電變換部電連接的第1傳輸晶體管，

所述第2攝像單元還包括源極及漏極中一方與所述第2光電變換部電連接的第2傳輸晶體管，

所述第1攝像單元及所述第2攝像單元包括浮動(dòng)擴(kuò)散體，該浮動(dòng)擴(kuò)散體與所述第1傳輸晶體管的所述源極及所述漏極中另一方電連接和所述第2傳輸晶體管的所述源極及所述漏極中另一方雙方電連接。

[項(xiàng)目8]

根據(jù)項(xiàng)目7所述的攝像裝置，

所述第1攝像單元及所述第2攝像單元包括源極及漏極中一方與所述浮動(dòng)擴(kuò)散體電連接的復(fù)位晶體管。

[項(xiàng)目9]

根據(jù)項(xiàng)目1～8中任意一個(gè)項(xiàng)目所述的攝像裝置，

所述第2攝像單元沒有電容元件。

[項(xiàng)目10]

根據(jù)項(xiàng)目1～9中任意一個(gè)項(xiàng)目所述的攝像裝置，

在俯視觀察時(shí)，所述第2光電變換部的形狀與所述第1光電變換部的形狀不同。

[項(xiàng)目11]

根據(jù)項(xiàng)目1～10中任意一個(gè)項(xiàng)目所述的攝像裝置，

所述第1攝像單元還具有位于所述第1光電變換部的光入射側(cè)的第1微透鏡，

所述第2攝像單元還具有位于所述第2光電變換部的光入射側(cè)的第2微透鏡，

所述第2微透鏡的聚光面積大于所述第1微透鏡的聚光面積。

[項(xiàng)目12]

根據(jù)項(xiàng)目1～11中任意一個(gè)項(xiàng)目所述的攝像裝置，

所述第1攝像單元和所述第2攝像單元彼此相鄰配置，

所述第1攝像單元及所述第2攝像單元還包括位于所述第1光電變換部及所述第2光電變換部的光入射側(cè)的共用的微透鏡，

所述第2光電變換部位于所述微透鏡的光軸上。

[項(xiàng)目13]

根據(jù)項(xiàng)目1～12中任意一個(gè)項(xiàng)目所述的攝像裝置，

所述第1電容元件包括下部電極、上部電極、以及被夾在所述下部電極和所述上部電極之間的絕緣體，

所述下部電極和所述上部電極任意一方與所述第1光電變換部電連接。

[項(xiàng)目14]

根據(jù)項(xiàng)目1～13中任意一個(gè)項(xiàng)目所述的攝像裝置，

所述第1攝像單元和所述第2攝像單元彼此相鄰配置，

在俯視觀察時(shí)，所述第1電容元件位于所述第1光電變換部和所述第2光電變換部之間。

[項(xiàng)目15]

根據(jù)項(xiàng)目1～14中任意一個(gè)項(xiàng)目所述的攝像裝置，

所述第1攝像單元和所述第2攝像單元彼此相鄰配置，

在俯視觀察時(shí)，所述第1電容元件至少一部分與所述第1光電變換部及所述第2光電變換部一方或者雙方重疊。

[項(xiàng)目16]

根據(jù)項(xiàng)目1～15中任意一個(gè)項(xiàng)目所述的攝像裝置，

所述第1攝像單元在第1蓄積時(shí)間期間蓄積所述第1光電變換部生成的第1電荷，

所述第2攝像單元在第2蓄積時(shí)間期間蓄積所述第2光電變換部生成的第2電荷，

所述第2蓄積時(shí)間比所述第1蓄積時(shí)間長。

[項(xiàng)目17]

根據(jù)項(xiàng)目2～16中任意一個(gè)項(xiàng)目所述的攝像裝置，

所述第1電荷檢測(cè)電路在1幀期間中，不將所述第1光電變換部生成的第1電荷復(fù)位而至少兩次讀出所述第1電荷。

[項(xiàng)目18]

一種攝像裝置，具有第1攝像單元和第2攝像單元，

所述第1攝像單元包括：

第1光電變換部，將入射光變換為第1電荷；

第1蓄積電容，與所述第1光電變換部電連接，蓄積所述第1電荷；

第1電荷檢測(cè)電路，與所述第1蓄積電容連接，讀出在所述第1蓄積電容蓄積的所述第1電荷，

所述第2攝像單元包括：

第2光電變換部，將入射光變換為第2電荷；

第2蓄積電容，與所述第2光電變換部連接，蓄積所述第2電荷；

第2電荷檢測(cè)電路，與所述第2蓄積電容連接，讀出在所述第2蓄積電容蓄積的所述第2電荷，

所述第2光電變換部構(gòu)成為接受比所述第1光電變換部多的光，

所述第1蓄積電容的電容值大于所述第2蓄積電容的電容值。

[項(xiàng)目19]

根據(jù)項(xiàng)目18所述的攝像裝置，

所述第1蓄積電容包括電容元件，所述第2蓄積電容不包括電容元件。

[項(xiàng)目20]

根據(jù)項(xiàng)目18或19所述的攝像裝置，

所述第1攝像單元和所述第2攝像單元彼此相鄰配置，

所述第1及第2攝像單元還包括位于所述第1及第2光電變換部的光入射側(cè)的共用的微透鏡，

所述第2光電變換部位于所述微透鏡的光軸上。

[項(xiàng)目21]

根據(jù)項(xiàng)目1～11中任意一個(gè)項(xiàng)目所述的攝像裝置，

所述第1攝像單元和所述第2攝像單元彼此相鄰配置，

所述第1及第2攝像單元還包括位于所述第1光電變換部及第2光電變換部的光入射側(cè)的共用的微透鏡，

所述第2光電變換部配置在通過所述微透鏡將光聚光的區(qū)域中。

[項(xiàng)目22]

根據(jù)項(xiàng)目1～21中任意一個(gè)項(xiàng)目所述的攝像裝置，

所述攝像裝置具有多個(gè)的所述第1攝像單元及第2攝像單元，

多個(gè)的第1及第2攝像單元在俯視觀察時(shí)排列成一維狀或者二維狀。

[項(xiàng)目23]

根據(jù)項(xiàng)目2所述的攝像裝置，在俯視觀察時(shí)，所述第2電荷檢測(cè)電路的面積大于所述第1電荷檢測(cè)電路的面積。

[項(xiàng)目24]

根據(jù)項(xiàng)目3所述的攝像裝置，

所述第1攝像單元還具有第1反饋循環(huán)，

所述第1反饋循環(huán)包括第1反轉(zhuǎn)放大電路、所述第1復(fù)位晶體管、和所述第1電荷檢測(cè)電路，

所述第2攝像單元還具有第2反饋循環(huán)，

所述第2反饋循環(huán)包括第2反轉(zhuǎn)放大電路、所述第2復(fù)位晶體管、和所述第2電荷檢測(cè)電路。

下面，參照附圖說明本發(fā)明的實(shí)施方式。另外，本發(fā)明不限于以下的實(shí)施方式。并且，能夠在不脫離發(fā)揮本發(fā)明的效果的范圍的范圍內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)變更。并且，也能夠?qū)⒁粋€(gè)實(shí)施方式和另一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行組合。在下面的說明中，對(duì)相同或相似的構(gòu)成要素標(biāo)注相同的參照標(biāo)號(hào)。并且，存在省略重復(fù)的說明的情況。

(第1實(shí)施方式)

圖3示意地表示攝像裝置100的構(gòu)造的一例。攝像裝置100具有呈二維狀排列的多個(gè)單位像素30。另外，實(shí)際上能夠?qū)?shù)百萬個(gè)單位像素30排列成二維狀，但在圖3中示出了其中被配置成2行2列的矩陣狀的單位像素30。另外，攝像裝置100也可以是線傳感器。在這種情況下，多個(gè)單位像素30呈一維狀(行方向或者列方向)排列。

單位像素30包括第1攝像單元31和第2攝像單元31’。第1攝像單元31是對(duì)應(yīng)于高飽和的攝像單元。第2攝像單元31’是對(duì)應(yīng)于低噪聲的攝像單元。典型地講，第1攝像單元31作為低靈敏度用的攝像單元發(fā)揮作用，第2攝像單元31’作為高靈敏度用的攝像單元發(fā)揮作用。攝像裝置100具有第1攝像單元31用的按每行配置的復(fù)位信號(hào)線47和地址信號(hào)線48、并具有按每列配置的垂直信號(hào)線45和電源配線46。并且，攝像裝置100具有第2攝像單元31’用的按每行配置的復(fù)位信號(hào)線47’和地址信號(hào)線48’、以及按每列配置的垂直信號(hào)線45’和電源配線46’。

攝像裝置100具有獨(dú)立的對(duì)來自第1攝像單元31的信號(hào)進(jìn)行處理的第1周邊電路、和對(duì)來自第2攝像單元31’的信號(hào)進(jìn)行處理的第2周邊電路。第1周邊電路具有第1垂直掃描電路52、第1水平掃描電路53和第1列ad變換電路54。第2周邊電路具有第2垂直掃描電路52’、第2水平掃描電路53’和第2列ad變換電路54’。其中，第1攝像單元31的地址信號(hào)線和第2攝像單元31’的地址信號(hào)線能夠根據(jù)像素的結(jié)構(gòu)而共用。

著重于第1攝像單元31時(shí)，第1垂直掃描電路52控制多條復(fù)位信號(hào)線47和多條地址信號(hào)線48。垂直信號(hào)線45與第1水平掃描電路53連接，將像素信號(hào)傳遞給第1水平掃描電路53。電源配線46對(duì)所有的單位像素30供給電源電壓。

(第1攝像單元31及第2攝像單元31’的電路結(jié)構(gòu))

下面，參照?qǐng)D4說明第1攝像單元31及第2攝像單元31’的電路結(jié)構(gòu)的一例。

圖4是單位像素30的電路圖，示意地示出了第1攝像單元31及第2攝像單元31’的電路結(jié)構(gòu)。第1攝像單元31包括第1光電變換部pds和第1電荷檢測(cè)電路51。第2攝像單元31’包括第2光電變換部pdl和第2電荷檢測(cè)電路51’。第1光電變換部pds及第2光電變換部pdl是受光元件，典型地講是光電二極管(pd)。并且，第1光電變換部pds也可以具有與第2光電變換部pdl不同的平面形狀。在俯視觀察時(shí)，第2電荷檢測(cè)電路51’的面積大于第1電荷檢測(cè)電路51的面積。

在第1攝像單元31及第2攝像單元31’中，將設(shè)于半導(dǎo)體基板的第1光電變換部pds配置成比設(shè)于半導(dǎo)體基板的第2光電變換部pdl小。因此，第2光電變換部pdl針對(duì)同一光量的產(chǎn)生電荷量比第1光電變換部pds多，因而是高靈敏度。

在第1攝像單元31中，第1光電變換部pds與電容元件csat電連接，第1光電變換部pds和電容元件csat的連接點(diǎn)，與復(fù)位晶體管rss的源極電極、及成為源極跟隨電路的輸入的放大晶體管sfs的柵極電極連接。復(fù)位晶體管rss將在第1光電變換部pds蓄積的電荷復(fù)位(初始化)。換言之，復(fù)位晶體管rss將放大晶體管sfs的柵極電極的電位復(fù)位。

第1攝像單元31具有所謂3晶體管型的cmos圖像傳感器像素的結(jié)構(gòu)。以往，在3晶體管型的像素結(jié)構(gòu)中，通過復(fù)位晶體管rss的導(dǎo)通-截止動(dòng)作，產(chǎn)生被稱為復(fù)位噪聲的熱噪聲。但是，第1攝像單元31具有能夠通過與第1光電變換部pds連接的電容元件csat接受更多的光量的高飽和特性。在光量較多的狀態(tài)下，在取得圖像中光散粒噪聲占主導(dǎo)。即，光散粒噪聲大于電路噪聲，因而在第1攝像單元31中復(fù)位噪聲的影響較小。

這樣，第1攝像單元31能夠作為高飽和單元發(fā)揮作用。第1攝像單元31不需要在以往的cmos圖像傳感器中需要的傳輸晶體管，因而在硅酮基板中相應(yīng)地空出空間。其結(jié)果是，能夠使用該空間確保第2攝像單元31’的第2光電變換部pdl的面積。

第2攝像單元31’具有第2光電變換部pdl、傳輸晶體管tx及浮動(dòng)擴(kuò)散體fd。第2光電變換部pdl通過傳輸晶體管tx與浮動(dòng)擴(kuò)散體(以下表述為“fd”)連接。第2攝像單元31’采用所謂4晶體管型的像素電路結(jié)構(gòu)。在第2光電變換部pdl產(chǎn)生的電荷通過傳輸晶體管tx完全傳輸給fd，因而由復(fù)位晶體管rsl產(chǎn)生的噪聲也能夠通過相關(guān)雙重采樣(correlateddoublesampling：cds)動(dòng)作來減除噪聲。

這樣，通過削減光電二極管面積將第1單元31設(shè)為低靈敏度，并且設(shè)置使用了配線層的電容元件csat的飽和電荷蓄積部，使第1單元31成為高飽和單元。由于對(duì)噪聲要求不怎么高，因而能夠減少使用硅酮基板制作的降噪用的晶體管等元件的數(shù)量，擴(kuò)大第2攝像單元31’的第2光電變換部pdl的面積。

由于第2攝像單元31’是高靈敏度用單元，因而要充分確保光電二極管面積。另外，通過采用以往的晶體管結(jié)構(gòu)，第2攝像單元31’能夠具有低噪聲特性。

通過第1攝像單元31拍攝高照度被攝體，同時(shí)通過第2攝像單元31’拍攝低照度被攝體。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)完全同時(shí)拍攝，而且實(shí)現(xiàn)較寬動(dòng)態(tài)范圍化。

下面，參照?qǐng)D3及圖4并著重于第1攝像單元31來說明單位像素30的電路結(jié)構(gòu)。

第1電荷檢測(cè)電路51包括放大晶體管sfs、復(fù)位晶體管rss、地址晶體管sels。

第1光電變換部pds與復(fù)位晶體管rss的源極電極及放大晶體管sfs的柵極電極電連接。第1光電變換部pds將入射到第1攝像單元31的光(入射光)變換為電荷。第1光電變換部pds生成與入射光的光量對(duì)應(yīng)的信號(hào)電荷。在電荷蓄積節(jié)點(diǎn)44蓄積所生成的信號(hào)電荷。

電源配線46與放大晶體管40的漏極電極連接。電源配線46沿列方向進(jìn)行配線。這基于如下的理由。因?yàn)榈?攝像單元31是以行單位選擇的。因此，將電源配線46沿行方向進(jìn)行配線時(shí)，一行的量的像素驅(qū)動(dòng)電流全部在一條電源配線46中流過，導(dǎo)致壓降增大。通過電源配線46，對(duì)攝像裝置100中的所有的第1攝像單元31內(nèi)的放大晶體管sfs施加共同的源極跟隨電源電壓。

放大晶體管sfs將與在電荷蓄積節(jié)點(diǎn)44蓄積的信號(hào)電荷的量對(duì)應(yīng)的信號(hào)電壓放大。地址晶體管sels的柵極電極通過地址信號(hào)線48與第1垂直掃描電路52連接。地址晶體管sels的漏極電極通過垂直信號(hào)線vsigs與第1水平掃描電路53連接。垂直信號(hào)線vsigs、vsigl分別相當(dāng)于圖3所示的垂直信號(hào)線45、45’。地址晶體管sels將放大晶體管sfs的輸出電壓選擇性地輸出給垂直信號(hào)線vsigs。

第1垂直掃描電路52將用于控制地址晶體管sels的導(dǎo)通及截止的行選擇信號(hào)施加給地址晶體管sels的柵極電極。由此，沿垂直方向(列方向)掃描讀出對(duì)象的行，并選擇讀出對(duì)象的行。從所選擇的行的單位像素30的第1攝像單元31，將信號(hào)電壓讀出到垂直信號(hào)線vsigs。并且，第1垂直掃描電路52將用于控制復(fù)位晶體管rss的導(dǎo)通及截止的復(fù)位信號(hào)施加給復(fù)位晶體管rss的柵極電極。由此，選擇成為復(fù)位動(dòng)作的對(duì)象的單位像素30的第1攝像單元31的行。

第1列ad變換電路54對(duì)按照每行從第1攝像單元31讀出到垂直信號(hào)線vsigs的信號(hào)，進(jìn)行例如以相關(guān)雙重采樣為代表的噪聲抑制信號(hào)處理及模擬-數(shù)字變換(ad變換)。第1水平掃描電路53讀出在第1列ad變換電路54進(jìn)行處理后的信號(hào)。

在攝像裝置100中，在傳輸信號(hào)電荷時(shí)或者將信號(hào)電荷復(fù)位時(shí)可能產(chǎn)生隨機(jī)噪聲。這里，在本申請(qǐng)說明書中，把在將信號(hào)電荷復(fù)位時(shí)產(chǎn)生的復(fù)位噪聲作為隨機(jī)噪聲進(jìn)行說明。當(dāng)在復(fù)位時(shí)殘留有隨機(jī)噪聲時(shí)，所殘留的隨機(jī)噪聲將與下一個(gè)在電荷蓄積節(jié)點(diǎn)44蓄積的信號(hào)電荷相加。在這種情況下，在讀出信號(hào)電荷時(shí)，將輸出被疊加了隨機(jī)噪聲的信號(hào)。

(單位像素30的器件構(gòu)造)

圖5示意地表示本實(shí)施方式的攝像裝置100中的單位像素30的器件構(gòu)造的截面。

在單位像素30中，第1攝像單元31和第2攝像單元31’彼此相鄰地配置。單位像素30典型地講具有n型硅酮基板300、第1攝像單元31、第2攝像單元31’、第1光電變換部pds、第2光電變換部pdl、濾色器305及微透鏡302a、302b。另外，在僅進(jìn)行單色攝像的情況下，也可以不設(shè)置濾色器305。并且，在不進(jìn)行微透鏡的聚光的情況下，也可以不設(shè)置微透鏡302a、302b。第1及第2光電變換部pds、pdl通常通過向硅酮基板注入雜質(zhì)而形成，其深度和擴(kuò)散性不限于圖5所示。

在本實(shí)施方式中，第1攝像單元31的靈敏度比第2攝像單元31’的靈敏度低。微透鏡302a形成為覆蓋第1光電變換部pds整體。微透鏡302b形成為覆蓋第2光電變換部pdl整體。在俯視觀察時(shí)，第1光電變換部pds的面積與第2光電變換部pdl的面積不同。具體而言，第1光電變換部pds的面積小于第2光電變換部pdl的面積。

圖6及圖7示意地表示本實(shí)施方式的攝像裝置100中的單位像素30的另一器件構(gòu)造的截面。如圖6所示，第1攝像單元31及第2攝像單元31’也可以具有共用的微透鏡302。微透鏡302使向單位像素30的入射光聚光于各光電變換部。如圖7所示，也可以僅在作為高靈敏度用單元的第2攝像單元31’配置微透鏡302。第2光電變換部pdl也可以位于微透鏡302的光軸上。

第1光電變換部pds及第2光電變換部pdl也可以通過在硅酮基板中形成的sti(shallowtrenchisolation：淺溝槽絕緣)分離層303而分離。由此，電氣性地實(shí)現(xiàn)混色的降低。但是，根據(jù)微細(xì)化等目的，也能夠選擇沒有sti層303的結(jié)構(gòu)。

在本實(shí)施方式中，利用第1光電變換部pds及第2光電變換部pdl之間的尺寸差實(shí)現(xiàn)靈敏度差。并且，第1攝像單元31的電荷蓄積節(jié)點(diǎn)44(參照?qǐng)D4)通過觸點(diǎn)304與在配線層301中形成的電容元件csat電連接。通過使用電容元件csat增大電荷蓄積容量，能夠增大第1攝像單元31的飽和電子數(shù)。第1攝像單元31作為對(duì)應(yīng)高飽和的攝像單元發(fā)揮作用。能夠以低靈敏度取得高飽和的電荷。換言之，能夠在不使更高靈敏度的被攝體飽和的情況下進(jìn)行攝像。在本發(fā)明中，“蓄積電容(storagecapacitance)”是指與pd連接的所有的電容成分。

在俯視觀察時(shí)，電容元件csat位于第1攝像單元31和第2攝像單元31’之間。電容元件csat在俯視觀察時(shí)至少一部分與第1攝像單元31和第2攝像單元31’一方或者雙方重疊。作為電容元件csat，能夠使用如圖5所示在不同的配線層之間具有平行平板電容器的結(jié)構(gòu)的mim(metalinsulatormetal：金屬-絕緣體-金屬)電容。在這種情況下，電容元件csat包括下部電極311、上部電極310、以及被夾在下部電極311和上部電極310之間的絕緣體312。下部電極311及上部電極310任意一方與第1光電變換部pds電連接。

圖8示意地表示本實(shí)施方式的攝像裝置100中的單位像素30的另一器件構(gòu)造的截面。作為電容元件csat，也可以使用如圖8所示在相同層的配線之間形成電容的mom(metaloxidemetal：金屬-氧化物-金屬)電容。另外，作為電容元件csat，也能夠選擇使用硅酮基板300的dmos(depletionmetaloxidesemiconductor：耗盡型金屬氧化物半導(dǎo)體)型的電容。

圖6～圖8所示的器件構(gòu)造通常被稱為“背面照射型(bsi：backsideillumination)”的構(gòu)造。背面照射型的構(gòu)造具有如下優(yōu)點(diǎn)：能夠使用配線區(qū)域作為電容，而且即使配置電容元件csat也能夠確保較寬的開口率。

圖9示意地表示本實(shí)施方式的攝像裝置100中的單位像素30的又另一器件構(gòu)造的截面。圖示的器件構(gòu)造通常被稱為“表面照射型(fsi：frontsideillumination)”的構(gòu)造。在該構(gòu)造中，在硅酮基板300的表面?zhèn)扰渲霉怆娮儞Q層，檢測(cè)來自該表面?zhèn)鹊娜肷涔?。本發(fā)明的攝像裝置也是表面照射型的器件構(gòu)造的范疇。

圖10示意地表示本實(shí)施方式的攝像裝置100的單位像素30的俯瞰觀察時(shí)的布局示例。在圖10中示出了3行3列的單位像素30。另外，圖5或者圖8示意地表示沿著圖10所示的a-a’線的單位像素30的截面。頂部微透鏡302a形成為諸如使光聚光于第1光電變換部pds的結(jié)構(gòu)。頂部微透鏡302b形成為諸如使光聚光于第2光電變換部pdl的結(jié)構(gòu)。頂部微透鏡302b的聚光面積大于頂部微透鏡302a的聚光面積。另外，也可以如圖7所示，在第1光電變換部pds不設(shè)置微透鏡302a，第1攝像單元31選擇更低靈敏度的結(jié)構(gòu)。并且，也可以如圖6所示，在第1光電變換部pds及第2光電變換部pdl配置共用的微透鏡，并放寬微透鏡的間距，由此實(shí)現(xiàn)聚光特性的提高。

另外，作為單位像素30的各材料，也能夠廣泛利用在硅酮半導(dǎo)體器件的制造中通常使用的材料。

下面，參照?qǐng)D11～圖21說明單位像素30的電路結(jié)構(gòu)的各種變形。

圖11～圖22示意地表示本實(shí)施方式的單位像素30的電路結(jié)構(gòu)(具體地講是各攝像單元的電路結(jié)構(gòu))的各種變形。如圖所示，本實(shí)施方式的單位像素30的電路結(jié)構(gòu)存在各種變形。除圖示的結(jié)構(gòu)以外，例如也能夠?qū)⒏鞣N變形進(jìn)行組合。

(第1變形)

圖11表示單位像素30的電路結(jié)構(gòu)的第1變形。第1攝像單元31與圖4所示的第1攝像單元31的結(jié)構(gòu)不同，不設(shè)置與電荷蓄積節(jié)點(diǎn)44連接的電容元件csat作為電荷蓄積電容。第1攝像單元31是3晶體管型的單元，由復(fù)位晶體管rss、放大晶體管sfs、地址晶體管sels及第1光電變換部pds構(gòu)成。第2攝像單元31’的結(jié)構(gòu)與圖4所示的結(jié)構(gòu)相同。

根據(jù)第1變形，從復(fù)位晶體管rss的源極電極觀察的寄生電容和放大晶體管sfs的柵極電容是第1光電變換部pds附帶的。因此，能夠利用寄生附帶的這些電容，不需另外設(shè)置電容元件。

(第2變形)

圖12表示單位像素30的電路結(jié)構(gòu)的第2變形。第1攝像單元31與圖4所示的第1攝像單元31的結(jié)構(gòu)不同，還具有反饋環(huán)路(列反饋電路)。列反饋電路包括放大晶體管sfs、地址晶體管sels、反轉(zhuǎn)放大電路fbamp1及復(fù)位晶體管rss。通過列反饋電路，第1攝像單元31被反饋復(fù)位。第2攝像單元31’的結(jié)構(gòu)與圖4所示的結(jié)構(gòu)相同。

在第1攝像單元31中，在復(fù)位動(dòng)作時(shí)，將復(fù)位晶體管rss導(dǎo)通，將電荷蓄積節(jié)點(diǎn)44固定為復(fù)位晶體管rss的漏極端子的電壓。電荷蓄積節(jié)點(diǎn)44與放大晶體管sfs的柵極電極連接，電荷蓄積節(jié)點(diǎn)44的信號(hào)電壓通過被導(dǎo)通的地址晶體管sels輸出給垂直信號(hào)線vsigs。將輸出給垂直信號(hào)線vsigs的信號(hào)輸入到設(shè)于列的列反饋電路的第1反轉(zhuǎn)放大電路fbamp1。將通過第1反轉(zhuǎn)放大電路fbamp1施加了負(fù)的增益得到的電壓，通過列反饋信號(hào)線fbs提供給復(fù)位晶體管rss的漏極端子。

根據(jù)第2變形，能夠通過負(fù)反饋降低電荷蓄積節(jié)點(diǎn)44的復(fù)位電壓的波動(dòng)即復(fù)位噪聲。另外，在如圖5所示的背面照射型的傳感器中，也可以不在硅酮基板300形成傳輸晶體管tx，因而相應(yīng)地能夠提高開口率。

另外，在負(fù)反饋時(shí)，也能夠采用楔形復(fù)位方式，對(duì)復(fù)位晶體管rss的柵極施加在時(shí)間上電壓漸增或者漸減的楔形電壓。并且，也能夠采用為降低3晶體管型cmos圖像傳感器的復(fù)位噪聲而通常使用的驅(qū)動(dòng)方法，如將強(qiáng)反轉(zhuǎn)復(fù)位和弱反轉(zhuǎn)復(fù)位進(jìn)行組合的閃光復(fù)位方式等。

(第3變形)

圖13表示單位像素30的電路結(jié)構(gòu)的第3變形。第1攝像單元31與圖4所示的第1攝像單元31的結(jié)構(gòu)不同，具有傳輸晶體管txs。第2攝像單元31’的結(jié)構(gòu)與圖4所示的結(jié)構(gòu)相同。在該結(jié)構(gòu)中，第1攝像單元31及第2攝像單元31’都具有傳輸晶體管，形成為4晶體管型的結(jié)構(gòu)。只有第1攝像單元31具有高飽和用的電容元件csat。

根據(jù)第3變形，通過將在所有像素單元產(chǎn)生的電荷臨時(shí)傳輸給電荷保存部即浮動(dòng)擴(kuò)散體fds及fdl，能夠?qū)崿F(xiàn)全局快門(globalshutter)動(dòng)作。

第1攝像單元31也可以與第2變形一樣還具有列反饋電路。即，也可以對(duì)復(fù)位晶體管rss、rsl設(shè)計(jì)圖12所示的反饋電路，形成降低復(fù)位噪聲的結(jié)構(gòu)。

(第4變形)

圖14表示單位像素30的電路結(jié)構(gòu)的第4變形。與圖4所示的電路結(jié)構(gòu)不同，第1攝像單元31及第2攝像單元31’都具有3晶體管型的結(jié)構(gòu)，具有包括反轉(zhuǎn)放大電路fbamps或者反轉(zhuǎn)放大電路fbampl的列反饋電路。

根據(jù)第4變形，第1攝像單元31及第2攝像單元31’都沒有傳輸晶體管，因而能夠進(jìn)一步增大被要求高靈敏度的第2攝像單元31’的第2光電變換部pdl的面積。

(第5及第6變形)

圖15表示單位像素30的電路結(jié)構(gòu)的第5變形。與圖12所示的結(jié)構(gòu)相比，第1攝像單元31的結(jié)構(gòu)不同。第1攝像單元31還具有電容元件cc、電容元件cs及反饋控制晶體管fbs。優(yōu)選電容元件cc的電容值小于電容元件cs的電容值。第1攝像單元31不具有圖12中的電容元件csat。

圖16表示單位像素30的電路結(jié)構(gòu)的第5變形的變形例。在第5變形的變形例中，第1光電變換部pds與電容元件csat連接。

根據(jù)第5變形及其變形例，能夠按照電容元件cc的電容值與電容元件cs的電容值的比率使噪聲衰減。其結(jié)果是，與圖12所示的結(jié)構(gòu)相比，能夠進(jìn)一步獲得復(fù)位噪聲的降低效果。

圖17表示單位像素30的電路結(jié)構(gòu)的第6變形。在第6變形中，復(fù)位晶體管rss的源極或者漏極的連接對(duì)象與第5變形不同。根據(jù)第6變形，也能夠獲得與第5變形相同的效果。

(第7及第8變形)

圖18表示單位像素30的電路結(jié)構(gòu)的第7變形。與圖15所示的結(jié)構(gòu)相比，第1攝像單元31具有在像素內(nèi)進(jìn)行負(fù)反饋的像素內(nèi)反饋電路。像素內(nèi)反饋電路包括放大晶體管sfs、反饋控制晶體管fbs、電容元件cs及電容元件cc。按照動(dòng)作模式對(duì)放大晶體管sfs的漏極vb10施加多種基準(zhǔn)電壓。

根據(jù)第7變形，能夠按照電容元件cs的電容值與電容元件cc的電容值的比率使噪聲衰減，而且不存在使用列反饋電路時(shí)的速度降低，因而能夠?qū)崿F(xiàn)高速驅(qū)動(dòng)。

圖19表示單位像素30的電路結(jié)構(gòu)的第8變形。在第8變形中，復(fù)位晶體管rss的源極或者漏極的連接對(duì)象與第7變形不同。根據(jù)第8變形，與第7變形一樣也能夠通過像素內(nèi)反饋復(fù)位實(shí)現(xiàn)復(fù)位噪聲降低及高速動(dòng)作。

(第9及第10變形)

圖20表示單位像素30的電路結(jié)構(gòu)的第9變形。與圖4所示的結(jié)構(gòu)相比，第2攝像單元31’與第1攝像單元31一樣也具有與第2光電變換部pdl連接的電容元件csatl。電容元件csatl與信號(hào)線vpump連接。

根據(jù)第9變形，通過電容元件csatl對(duì)信號(hào)線vpump進(jìn)行脈沖電壓驅(qū)動(dòng)，由此能夠進(jìn)行高靈敏度單元的第2光電變換部pdl的電壓電平的上拉。其結(jié)果是，即使是低電壓動(dòng)作時(shí)，也能夠確保足夠的信號(hào)范圍。另外，作為高靈敏度單元的第2攝像單元31’也可以具有反饋電路。在這種情況下，除進(jìn)行低電壓驅(qū)動(dòng)以外，還能夠通過降低復(fù)位噪聲進(jìn)行低噪聲驅(qū)動(dòng)。反饋電路除復(fù)位晶體管rsl以外，還具有多個(gè)電容元件、電阻元件及晶體管元件，由此能夠以更高的增益進(jìn)行負(fù)反饋。

圖21表示單位像素30的電路結(jié)構(gòu)的第10變形。作為高靈敏度單元的第2攝像單元31’也可以具有列反饋電路。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠選擇性地降低第2攝像單元31的噪聲，實(shí)現(xiàn)高靈敏度化。此時(shí)的復(fù)位方式可以是上述的圖16、圖17所示的高增益的列反饋復(fù)位、或者圖18、圖19所示的像素內(nèi)反饋復(fù)位的方式。

(第11變形)

圖22表示單位像素30的電路結(jié)構(gòu)的第11變形。第1攝像單元31及第2攝像單元31’共用具有放大晶體管sfl及地址晶體管sell的電荷檢測(cè)電路。作為復(fù)位用晶體管，在兩個(gè)攝像單元之間共用復(fù)位晶體管rsl。關(guān)于將第1攝像單元31及第2攝像單元31’中哪一個(gè)單元復(fù)位或者讀出，使用傳輸晶體管txs、txl進(jìn)行選擇。

根據(jù)第11變形，能夠削減在單位像素30整體中使用的晶體管的數(shù)量。其結(jié)果是，在單位像素30中第2光電變換部pdl能夠獲取更大的面積。

(攝像裝置100的驅(qū)動(dòng)方法)

參照?qǐng)D23說明攝像裝置100的動(dòng)作程序的一例。

圖23示意地表示攝像裝置100的1個(gè)循環(huán)(1幀)期間的曝光及讀出動(dòng)作。橫軸表示時(shí)間，縱軸表示讀出行。圖23表示所謂滾動(dòng)快門讀出的狀態(tài)。在攝像裝置100中，通過使用第1攝像單元31和第2攝像單元31’在相同的定時(shí)進(jìn)行曝光及讀出動(dòng)作，能夠擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍。

在圖5所示的器件結(jié)構(gòu)中，在第1攝像單元31和第2攝像單元31’之間產(chǎn)生了大約一位的靈敏度差異。由此，即使是進(jìn)行相同的曝光及讀出的情況下，對(duì)于通常像素也能夠?qū)?dòng)態(tài)范圍提高大約一位。

在本實(shí)施方式中，為了進(jìn)一步擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍，第1攝像單元31和第2攝像單元31’分別具有獨(dú)立的曝光及讀出定時(shí)。在攝像動(dòng)作的1個(gè)循環(huán)中，使第2攝像單元31’在第1蓄積時(shí)間t1進(jìn)行曝光，使第1攝像單元31在比第1蓄積時(shí)間t1短的第2蓄積時(shí)間t2、t3進(jìn)行曝光。下面進(jìn)行具體說明。

在本實(shí)施方式中，例如1個(gè)循環(huán)是1/60秒。首先，在第2攝像單元31’中，在接近1個(gè)循環(huán)的蓄積時(shí)間t1進(jìn)行曝光，在經(jīng)過蓄積時(shí)間后，按照每行依次讀出第2攝像單元31’內(nèi)的電荷(讀出1)。在按每行的讀出完成后，將在該讀出對(duì)象的所有行的第2攝像單元31’蓄積的電荷復(fù)位。

在第1攝像單元31中，在1個(gè)循環(huán)中進(jìn)行至少兩次所謂非破壞讀出。例如，在1個(gè)循環(huán)期間的1/30(1/1800秒)的蓄積時(shí)間t2進(jìn)行第一次的曝光，在曝光完成后進(jìn)行讀出(讀出2)。然后，不進(jìn)行蓄積電荷的復(fù)位，在1個(gè)循環(huán)期間的1/2(1/120秒)的蓄積時(shí)間t3進(jìn)行第二次的曝光，在曝光完成后進(jìn)行讀出(讀出3)。在這樣的動(dòng)作程序中，能夠在1個(gè)循環(huán)期間中取得曝光時(shí)間不同的3個(gè)攝像數(shù)據(jù)。在進(jìn)行相同的曝光及讀出的情況下，動(dòng)態(tài)范圍能夠?qū)崿F(xiàn)擴(kuò)大大約一位，通過將這些攝像數(shù)據(jù)合成，能夠進(jìn)一步生成動(dòng)態(tài)范圍提高大約一位半、合計(jì)大約二位半的高動(dòng)態(tài)范圍的圖像。

如上所述，第1攝像單元31作為拍攝光量較大且明亮的被攝體的攝像區(qū)域發(fā)揮作用。對(duì)第1攝像單元31要求的優(yōu)選的特性是飽和電子數(shù)較高(高飽和)。另一方面，第2攝像單元31’作為拍攝光量較低且較暗的被攝體的攝像區(qū)域發(fā)揮作用。對(duì)第2攝像單元31’要求的優(yōu)選的特性是隨機(jī)噪聲較小。第2攝像單元31’也可以是飽和電子數(shù)較小即低飽和。根據(jù)本實(shí)施方式，提供能夠滿足這些特性的攝像裝置100。

(第2實(shí)施方式)

參照?qǐng)D24說明本實(shí)施方式的攝像模塊200。

圖24示意地表示安裝了攝像裝置100的攝像模塊200的功能單元。

攝像模塊200具有第1實(shí)施方式的攝像裝置100、和dsp(digitalsignalprocessor：數(shù)字信號(hào)處理器)400。攝像模塊200對(duì)在攝像裝置100得到的信號(hào)進(jìn)行處理并輸出到外部。

dsp400作為對(duì)來自攝像裝置100的輸出信號(hào)進(jìn)行處理的信號(hào)處理電路發(fā)揮作用。dsp400接收從攝像裝置100輸出的數(shù)字像素信號(hào)。dsp400進(jìn)行例如伽瑪校正、顏色插補(bǔ)處理、空間插補(bǔ)處理及自動(dòng)白平衡等處理。另外，dsp400也可以是微型計(jì)算機(jī)等，按照由用戶指定的各種設(shè)定控制攝像裝置100，對(duì)攝像模塊200的整體動(dòng)作進(jìn)行整合。

dsp400對(duì)從攝像裝置100輸出的數(shù)字像素信號(hào)進(jìn)行處理，計(jì)算最佳的復(fù)位電壓(vrg、vrb及vrr)。dsp400將該復(fù)位電壓反饋給攝像裝置100。其中，vrg、vrb及vrr分別表示有關(guān)g像素的復(fù)位電壓、有關(guān)b像素的復(fù)位電壓、及有關(guān)r像素的復(fù)位電壓。另外，復(fù)位電壓也可以是從反饋信號(hào)線49或者垂直信號(hào)線45傳遞的反饋信號(hào)。攝像裝置100和dsp400也能夠制造成一個(gè)半導(dǎo)體裝置(所謂soc(systemonachip))。由此，能夠?qū)⑹褂脭z像裝置100的電子設(shè)備小型化。

另外，當(dāng)然也可以不模塊化，而僅將攝像裝置100產(chǎn)品化。在這種情況下，在外部將信號(hào)處理電路與攝像裝置100連接，在攝像裝置100的外部進(jìn)行信號(hào)處理即可。

本發(fā)明的攝像裝置應(yīng)用于例如在數(shù)碼相機(jī)及車載攝像機(jī)等攝像機(jī)中使用的圖像傳感器。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明的攝像裝置能夠應(yīng)用于各種攝像機(jī)系統(tǒng)及傳感器系統(tǒng)，如數(shù)碼相機(jī)、醫(yī)療用攝像機(jī)、監(jiān)視用攝像機(jī)、車載用攝像機(jī)、數(shù)碼單反攝像機(jī)、數(shù)碼無反射鏡單反攝像機(jī)等。