摄像装置及移动电话制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种摄像装置及移动电话。所述摄像装置能够在维持图像传感器的感光度并获得高图像质量的同时，与其他摄像像素相独立地控制焦点检测像素。所述摄像装置包括第一半导体芯片以及叠置在所述第一半导体芯片上的第二半导体芯片。在所述第一半导体芯片上，布置有第一像素组和第二像素组的光接收部，以及被构造为驱动所述第一像素组的像素的第一像素驱动电路。在所述第二半导体芯片上，布置有被构造为驱动所述第二像素组的像素的第二像素驱动电路。

【技术实现步骤摘要】
摄像装置及移动电话
本专利技术涉及一种利用图像传感器的摄像装置以及移动电话。
技术介绍
近来，利用诸如CMOS传感器等的图像传感器的摄像装置正变得多功能化。基于由图像传感器获得的被摄体信息，不仅进行诸如静止图像/运动图像等的拍摄图像的生成，而且进行诸如焦点调节等的摄像装置的控制。例如，日本特开第2000-156823号公报已提出如下的技术：在图像传感器的部分光接收元件(像素)中将光接收部的感光区域相对片上微透镜的光轴偏心以给出光瞳划分功能，并且将这些像素设置为焦点检测像素。日本特开第2001-124984号公报已提出了如下的技术：在图像传感器的各像素中布置一个微透镜以及两个光电二极管，并且各个光电二极管接收已穿过摄影透镜的不同光瞳的光束。通过比较来自这两个光电二极管的输出信号，可以检测到焦点。然而，在上述传统技术中，难以与那些其他的通常摄像像素相独立地控制焦点检测像素的累积时间和累积定时。如果仅提供针对摄像像素和焦点检测像素的驱动信号的配线，以独立地控制累积时间和累积定时，则用于这些信号的配线占用各像素的光接收面积，从而降低了感光度。
技术实现思路
本专利技术实现了在维持图像传感器的感光度并获得高图像质量的同时，能够与剩余摄像像素相独立地控制焦点检测像素的结构。根据本专利技术的一方面，提供一种摄像装置，在所述摄像装置中，第一半导体芯片与第二半导体芯片相互叠置，所述第一半导体芯片包括：像素部分，其包括第一像素组和第二像素组：以及第一驱动电路，其被构造为驱动所述第一像素组的像素，并且所述第二半导体芯片包括：第二驱动电路，其被构造为驱动所述第二像素组的像素。根据本专利技术的另一方面，提供一种包括如上定义的摄像装置的移动电话。根据以下参照附图对示例性实施例的描述，本专利技术的其他特征将变得清楚。附图说明图1是示出根据第一实施例的摄像装置的布置的图；图2是示出根据第一实施例的图像传感器的布置的图；图3A到图3D是各自示出根据实施例的各像素的布置的图；图4是示出根据第一实施例的构成图像传感器的两个芯片的布局的图；图5A和图5B是示出根据第一实施例的图像传感器的复位和读出操作的时序图；图6是示出根据第二实施例的图像传感器的布置的图；图7是示出根据第二实施例的图像传感器的操作的时序图；图8是示出根据第三实施例的图像传感器的布置的图；图9是示出根据第三实施例的图像传感器的操作的时序图；图10是示出根据第三实施例的构成图像传感器的两个芯片的布局的图；图11A和图11B是示出根据另一实施例的各像素的布置的图；以及图12是示出根据第四实施例的移动电话的布置的框图。具体实施方式以下将参照附图详细描述本专利技术的各种示例性实施例、特征及方面。注意，本专利技术并不限于以下实施例，这些实施例仅是有利于实现本专利技术的示例。另外，并非以下实施例中描述的特征的全部组合均是解决本专利技术的问题所必不可少的。<第一实施例>图1是示出根据第一实施例的摄像装置100的布置的图。第一透镜组101被布置在摄像光学系统的前端，并且被保持以沿光轴方向前后移动。光阑102通过调节光阑102的光圈直径来调节摄像时的光量。第二透镜组103与第一透镜组101的前后移动协作地实现缩放操作(变焦功能)。第三透镜组104通过光轴方向上的前后移动来调节焦点。机械快门105与图像传感器107(稍后描述)的复位扫描协作地调节被引导至图像传感器107的光量。光学低通滤波器106是用于降低拍摄图像的伪色或摩尔纹的光学元件。图像传感器107对由上述透镜组形成的被摄体图像进行光电转换。例如，假设将具有拜耳图案(Bayerpattern)的CMOS图像传感器用于图像传感器107。AFE108将从图像传感器107输出的模拟图像信号转换为数字信号。DSP(数字信号处理器)109对从AFE108输出的数字图像信号进行包括图像校正的各种图像处理。记录介质110记录图像数据。显示单元111显示拍摄图像、各种菜单画面等。例如，将液晶显示器(LCD)用于显示单元111。在实时取景操作(稍后描述)中，连续拍摄的图像被顺次显示在显示单元111上。RAM112连接到DSP109，并且临时存储图像数据等。定时发生器(TG)113向图像传感器107提供驱动信号。用作控制器的CPU114控制AFE108、DSP109、TG113、光阑驱动电路116以及聚焦驱动电路118。快门开关(SW)115通过用户操作将摄像指令传送给CPU114。光阑驱动电路116控制光阑致动器117的驱动以驱动光阑102。聚焦驱动电路118控制聚焦致动器119的驱动以沿光轴方向前后移动第三透镜组104，由此调节焦点。快门驱动电路120在CPU114的控制下驱动机械快门105。图2是示出图像传感器107的布置的图。在像素区域PA中，像素阵列200的p11至pkn按矩阵排列。阴影像素p12、p31和p33是不用于生成要被记录或显示的图像、而是用于特定用途(这里用于焦点检测)的非摄像像素。将参照图3A来说明像素阵列200的各像素的布置。用作光接收部的光电二极管(PD)301对入射光学信号进行光电转换，并且累积对应于曝光量的电荷。通过将信号tx改变为高电平(level)，传输栅极302将PD301中累积的电荷传输到浮置扩散部(FD)303。FD303连接到放大器304的栅极，并且放大器304将从PD301传输的电荷的量转换为电压值。通过将信号res改变为高电平，复位开关305使FD303复位。通过将信号tx和信号res同时改变为高电平，传输栅极302和复位开关305二者被导通以经由FD303复位PD301的电荷。通过将信号sel改变为高电平，像素选择开关306将被放大器304转换为电压的像素信号输出到像素阵列200的输出vout。图3B到图3D是各自示出像素阵列200的各像素的截面结构的图。如图3B到图3D中所示，遮光层311介于PD301与微透镜310之间。在这些图中，图3C和图3D示出焦点检测像素的截面结构。例如，假设像素p12和p31具有图3C中的结构，像素p33具有图3D中的结构。如图3C和图3D中所示，遮光层311的开口相对微透镜310和PD301被偏心以将从微透镜310进入PD301的光束限制为特定方向。图3B示出用于生成拍摄图像的剩余通常摄像像素的结构。如图3C和图3D所示的多个焦点检测像素例如被离散排列。可以通过将从具有图3C中所示的结构的像素获取的信号与从具有图3D中所示的结构的像素获取的信号进行比较，来检测焦点。返回参照图2，垂直扫描电路201a是驱动由用作摄像像素的通常像素构成的第一像素组的像素的第一像素驱动电路。垂直扫描电路201b是驱动由用作非摄像像素的焦点检测像素构成的第二像素组的像素的第二像素驱动电路。垂直扫描电路201a和201b分别向各像素提供驱动信号组Va和Vb。垂直扫描电路201a向通常像素提供驱动信号组Va，垂直扫描电路201b向焦点检测像素提供驱动信号组Vb。驱动信号组Va1由驱动信号resa_1、txa_1以及sela_1构成，驱动信号组Vb1由驱动信号resb_1、txb_1以及selb_1构成。这也适用于针对第二行及后续行的驱动信号组Va2、Vb2、Va3以及Vb3。各像素的输出Vout经由针本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摄像装置，在所述摄像装置中，第一半导体芯片与第二半导体芯片相互叠置，所述第一半导体芯片包括：像素部分，其包括第一像素组和第二像素组：以及第一驱动电路，其被构造为驱动所述第一像素组的像素，并且所述第二半导体芯片包括：第二驱动电路，其被构造为驱动所述第二像素组的像素。

【技术特征摘要】
2013.11.29 JP 2013-248343;2014.10.24 JP 2014-217661.一种图像传感器，在所述图像传感器中，第一半导体芯片与第二半导体芯片相互叠置，所述第一半导体芯片包括：像素部分，其包括用于生成拍摄的图像的多个第一像素和用于控制摄像操作的多个第二像素：以及第一驱动电路，其被构造为驱动所述多个第一像素，并且所述第二半导体芯片包括：第二驱动电路，其被构造为驱动所述多个第二像素，其中，所述第二驱动电路与所述第一驱动电路驱动所述多个第一像素相独立地，来驱动所述多个第二像素。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，利用所述多个第一像素的输出信号来显示或记录所述拍摄的图像。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，基于所述多个第二像素的输出信号来进行焦点检测操作。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一半导体芯片还包括被构造为读出所述多个第一像素的信号的第一读出电路，并且所述第二半导体芯片还包括被构造为读出所述多个第二像素的信号的第二读出电路。5.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，所述第二读出电路同时读出在不同行上布置的所述多个第二像素。6.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，在各个第二像素中布置的晶体管中的一部分被布置在所述第二半导体芯片上。7.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，所述第一读出电路和所述第二读出电路在时间上并行地读出所述第一像素的信号和所...

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