成像设备和成像系统技术方案

本公开内容涉及成像设备和成像系统。在成像设备中，第一像素的光电转换器和第二像素的光电转换器沿着第一方向布置。第一像素的电荷蓄积部分的至少一部分被设置在第一像素的光电转换器与第二像素的光电转换器之间。第一像素的光引导路径的出射表面在平面视图中与第一方向正交的第二方向上比在第一方向上长。

Imaging equipment and imaging system

The present disclosure relates to imaging devices and imaging systems. In the imaging device, the first pixel photoelectric converter and the second pixel photoelectric converter are arranged along the first direction. At least a portion of the charge accumulation portion of the first pixel is arranged between the photoelectric converter of the first pixel and the photoelectric converter of the second pixel. The exit surface of the light guide path of the first pixel is longer in the plane direction than in the first direction in the second direction orthogonal to the first direction.

【技术实现步骤摘要】
成像设备和成像系统
本专利技术涉及成像设备和成像系统。
技术介绍
诸如在日本专利特开第2015-228468号中公开的成像设备之类的成像设备是已知的。成像设备包括多个像素，每个像素包括光电转换器和将光引导到光电转换器的光引导路径。日本专利特开第2015-228468号描述了在第一方向和与第一方向正交的第二方向上具有不同长度的光引导路径。日本专利特开第2015-228468号没有在平面视图中讨论光引导路径的出射表面以及电荷蓄积部分的布局。因此，利用日本专利特开第2015-228468号中公开的技术，难以充分减少光从光引导路径进入电荷蓄积部分。
技术实现思路
鉴于上述问题而做出了本专利技术。本专利技术的一方面提供了包括二维布置的多个像素的成像设备。每个像素包括光电转换器、设置在光电转换器上方并具有入射表面和出射表面的光引导路径、电荷从光电转换器向其传输的电荷蓄积部分、以及电荷从电荷蓄积部分向其传输的浮动扩散部分。多个像素中的第一像素的光电转换器和多个像素中的第二像素的光电转换器沿着第一方向布置。第一像素的电荷蓄积部分的至少一部分设置在第一像素的光电转换器与第二像素的光电转换器之间。第一像素的光引导路径的出射表面在平面视图中与第一方向正交的第二方向上比在第一方向上长。从以下参考附图对示例性实施例的描述，本专利技术的其它特征将变得清晰。附图说明图1图示了根据第一实施例的成像设备的配置。图2图示了根据第一实施例的像素的电路配置。图3A是图1和2中所示的像素中的一些的布局的平面视图，并且图3B图示了图3A中所示的像素之一的出射平面的维度。图4是图3A中所示的像素之一的布局的平面视图。图5A和5B均图示了图3A中所示的像素之一的截面结构。图6A和6B是均图示像素的布局的平面视图。图7A和7B是均图示根据第二实施例的像素的布局的平面视图。图8A、8D和8E是均图示根据第三实施例的像素的一部分的布局的平面视图，并且图8B和8C是图8A的截面图。图9图示了根据第四实施例的像素的电路配置。图10A和10B是均图示根据第四实施例的像素的布局的平面视图。图11图示了根据第五实施例的像素的电路配置。图12是图示根据第五实施例的像素的布局的平面视图。图13图示了根据第六实施例的像素的电路配置。图14A和14B是均图示根据第六实施例的像素的布局的平面视图。图15图示了根据第七实施例的成像系统的配置。图16A和16B图示了根据第八实施例的成像系统的配置。具体实施方式在下文中，将描述根据本专利技术实施例的成像设备，其被配置为充分减少光从光引导路径进入电荷蓄积部分。贯穿所有附图，相同的部件由相同的标号表示。部件的冗余描述可以省略。下面描述的实施例是为了说明的目的，并且本专利技术不限于下面描述的实施例。第一实施例(成像设备的配置)图1图示了根据第一实施例的成像设备。本实施例的成像设备包括列信号线10和像素20。在像素阵列100中，像素20被布置成多行和多列。列信号线10被布置成与像素20的相应列对应。成像设备还包括垂直扫描电路101。像素20通过控制线30逐行连接到列信号线10，使得从垂直扫描电路101向每行像素20提供共同信号。垂直扫描电路101是控制像素20的蓄积时段的控制单元。成像设备还包括列电路单元102、水平扫描电路103和输出电路104。列电路单元102包括多个列电路，每个列电路与多个列信号线10之一对应。多个列电路均被配置为向输出电路104输出通过放大输出到对应列信号线10的信号而获得的信号。水平扫描电路103被配置为顺序地选择列电路单元102的多个列电路。这使得由多个列电路保持的信号被顺序地输出到输出电路104。输出电路104被配置为将信号输出到成像设备的外部。由输出电路104输出的信号是由成像设备输出的信号。成像设备还包括控制电路105。控制电路105通过用于供给驱动信号的驱动线连接到垂直扫描电路101、列电路单元102和水平扫描电路103中的每一个。(像素的配置)图2详细地图示了像素20的配置。像素20均包括光电二极管201。光电二极管201是生成与入射光对应的信号的光电转换器。像素20还包括第一传输晶体管204和第二传输晶体管205。像素20还包括电容元件202和浮动扩散(FD)部分203。电容元件202是电荷蓄积部分，其保持由光电二极管201蓄积的信号。用作电荷蓄积部分的电容元件202通过第一传输晶体管204电连接到用作光电转换器的光电二极管201。FD部分203通过第二传输晶体管205电连接到用作电荷蓄积部分的电容元件202。像素20还包括复位晶体管209，复位晶体管209被供以来自电压源211的电源电压。复位晶体管209电连接到FD部分203。像素20还包括放大晶体管210和选择晶体管207。FD部分203连接到放大晶体管210的输入节点。放大晶体管210被供以来自电压源211的电源电压。放大晶体管210通过选择晶体管207电连接到对应的列信号线10。电流源(未示出)电连接到列信号线10。当选择晶体管207处于导通(ON)状态时，放大晶体管210利用从电压源211供给的电源电压和电连接到列信号线10的电流源形成源极跟随器电路。在图2中，输出到列信号线10中的对应一个的信号被表示为信号Vout(p)。要注意的是，末尾的(p)指示列号。像素20还包括PD复位晶体管206，其被供以来自电压源211的电源电压。如图1中所示，像素20和垂直扫描电路101通过控制线30电连接。信号pTX1(m)被输入到第一传输晶体管204的栅极。在下文中，末尾的(m)指示信号被输入到第m行中的像素20。输入到多行像素20的信号被统一表示而没有(m)。信号pTX2(m)被输入到第二传输晶体管205的栅极。信号pOFG(m)被输入到PD复位晶体管206的栅极。输入到多行像素20的信号pTX1同时变成有效电平，并同时变成无效电平。输入到多行像素20的信号pOFG同时变成有效电平，并同时变成无效电平。因此，本实施例的成像设备执行全局电子快门操作，其中全部像素20的光电二极管201同时开始信号蓄积并同时结束信号蓄积。信号pRES(m)被输入到复位晶体管209的栅极。信号pSEL(m)被输入到选择晶体管207的栅极。(光引导路径和电荷蓄积部分的布局)图3A是参考图1和2描述的像素20中的一些的俯视图。图3A图示了三行×两列像素20。图3A中的标号与图2中所示的标号对应。出射平面302a是通过把将光引导到光电二极管201的光引导路径302的出射表面302x投影到其中具有光电二极管201的半导体基板600(参见图5A)上所获得的平面。可以将出射平面302a视为矩形形状。类似地，入射平面302b是通过把将光引导到光电二极管201的光引导路径302的入射表面302y投影到其中具有光电二极管201的半导体基板600上所获得的平面。出射平面302a在y方向上具有长度Len_b，其中y方向是平面视图中的第一方向。出射平面302a还在x方向上具有长度Len_a，其中x方向是平面视图中与第一方向正交的第二方向。长度Len_b比长度Len_a短。由于出射平面302a是通过将出射表面302x投影到半导体基板600上所获得的平面，因此出射表面302x的长度Len_b也比其长度Len_a短。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包括二维布置的多个像素的成像设备，其特征在于，所述像素中的每一个包括：第一光电转换器，光引导路径，光引导路径设置在第一光电转换器上方，并且具有入射表面和出射表面，第一电荷蓄积部分，电荷从第一光电转换器传输到第一电荷蓄积部分，以及浮动扩散部分，电荷从第一电荷蓄积部分传输到浮动扩散部分，其中，所述多个像素中的第一像素的第一光电转换器和所述多个像素中的第二像素的第一光电转换器沿着第一方向布置；第一像素的第一电荷蓄积部分的至少一部分被设置在第一像素的第一光电转换器与第二像素的第一光电转换器之间；以及第一像素的光引导路径的出射表面在平面视图中与第一方向正交的第二方向上比在第一方向上长。

【技术特征摘要】
2016.12.27 JP 2016-2543601.一种包括二维布置的多个像素的成像设备，其特征在于，所述像素中的每一个包括：第一光电转换器，光引导路径，光引导路径设置在第一光电转换器上方，并且具有入射表面和出射表面，第一电荷蓄积部分，电荷从第一光电转换器传输到第一电荷蓄积部分，以及浮动扩散部分，电荷从第一电荷蓄积部分传输到浮动扩散部分，其中，所述多个像素中的第一像素的第一光电转换器和所述多个像素中的第二像素的第一光电转换器沿着第一方向布置；第一像素的第一电荷蓄积部分的至少一部分被设置在第一像素的第一光电转换器与第二像素的第一光电转换器之间；以及第一像素的光引导路径的出射表面在平面视图中与第一方向正交的第二方向上比在第一方向上长。2.如权利要求1所述的成像设备，其中，出射表面具有在第一方向上延伸的短边和在第二方向上延伸的长边；出射表面在第一方向上的长度是短边的长度；以及出射表面在第二方向上的长度是长边的长度。3.如权利要求1所述的成像设备，其中，出射表面是椭圆形形状；出射表面在第一方向上的长度是椭圆形的短轴的长度；出射表面在第二方向上的长度是椭圆形的长轴的长度；以及在平面视图中，第一像素的第一电荷蓄积部分的至少一部分被设置在第一像素的出射表面的长轴与第二像素的出射表面的长轴之间。4.如权利要求1所述的成像设备，其中，所述多个像素中的每一个还包括第二电荷蓄积部分，电荷从第一光电转换器传输到第二电荷蓄积部分；以及在平面视图中，第一像素的第二电荷蓄积部分的至少一部分被设置在第一像素的第一光电转换器与第二像素的第一光电转换器之间。5.如权利要求1所述的成像设备，其中，所述多个像素中的每一个还包括第二电荷蓄积部分，电荷从第一光电转换器传输到第二电荷蓄积部分；所述多个像素中的第三像素的第一光电转换器和第一像素的第一光电转换器沿着在平面视图中与第一方向相反的第三方向布置；以及第一像素的第二电荷蓄积部分的至少一部分被设置在第一像素的第一光电转换器与第三像素的第一光电转换器之间。6.如权利要求1所述的成像设备，其中，所述多个像素中的每一个还包括：第二光电转换器，以及第三电荷蓄积部分，电荷从第二光电转换器传输到第三电荷蓄积部分；以及第一像素的第三电荷蓄积部分的至少一部分被设置在第一像素的第一光电转换器与第二像素的第一光电转换器之间。7.如权利要求1所述的成像设备，其中，所述多个像素中的每一个还包括：第二光电转换器，以及第三电荷蓄积部分，电荷从第二光电转换器传输到第三电荷蓄积部分；所述多个像素中的第三像素的第一光电转换器和第一像素的第一光电转换器沿着在平面视图中与第一方向相反的第三方向布置；以及第一像素的第三电荷蓄积部分的至少一部分被设置在第一像素的第一光电转换器与第三像素的第一光电转换器之间。8.一种包括像素的成像设备，其特征在于，所述像素包括：第一光电转换器，光引导路径，光引导路径具有入射表面和出射表面，光入射在入射表面上，入射在入射表面上的光朝着第一光电转换器从出射表面出射，出射表面在平面视图中在第一方向上比在与第一方向正交的第二方向上短，第一电荷蓄积部分，电荷从第一光电转换器传输到第一电荷蓄积部分，以及浮动扩散部分，电荷从第一电荷蓄积部分传输到浮动扩散部分，其中，第一电荷蓄积部分被设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：关根宽，大贯裕介，川端一成，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP