(57)【要約】【課題】高照度時における画素セルの飽和を抑制し、広ダイナミックレンジ撮影が可能な撮像装置を提供する。【解決手段】第１面と第１面に対向する第２面とを有する光電変換膜１０４と、第１面上の画素電極１０２と、第１面上において画素電極１０２の周囲を囲み、画素電極１０２とは電気的に絶縁された補助電極１０３と、をそれぞれが備えた、第１画素セルを含む少なくとも１つの画素セル１００と、電圧を供給する電圧供給回路１３１と、導通および遮断を切り替えるスイッチ１３５ａと、一端が第１画素セルの補助電極１０３に接続され、他端は所定の電圧に保持される容量１４０と、スイッチ１３５ａに接続され、スイッチ１３５ａの導通および遮断を切り替える第１制御回路と、を備え、電圧供給回路１３１は、スイッチ１３５ａを介して、第１画素セルの補助電極１０３に接続される、撮像装置２。【選択図】図５Ａ
2018137738.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面と前記第１面に対向する第２面とを有する光電変換層と、
前記第１面上の画素電極と、
前記第１面上において前記画素電極の周囲を囲み、前記画素電極とは電気的に絶縁された補助電極と、
前記画素電極および前記補助電極と対向する、前記第２面上の対向電極と、
前記画素電極に接続された電荷検出回路と、
をそれぞれが備えた、第１画素セルを含む少なくとも１つの画素セルと、
電圧を供給する電圧供給回路と、
導通および遮断を切り替える第１スイッチと、
一端が前記第１画素セルの前記補助電極に接続され、他端は所定の電圧に保持される第１容量素子と、
前記第１スイッチに接続され、前記第１スイッチの導通および遮断を切り替える第１制御回路と、
を備え、
前記電圧供給回路は、前記第１スイッチを介して、前記第１画素セルの前記補助電極および前記第１容量素子の前記一端に接続される、撮像装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの画素セルは、第２画素セルを含み、
前記第２画素セルの前記補助電極は、前記第１画素セルの前記補助電極および前記第１容量素子の前記一端に接続され、
前記電圧供給回路は、前記第１スイッチを介して、前記第２画素セルの前記補助電極に接続される、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
第２容量素子と、
導通および遮断を切り替える第２スイッチと、
前記第２スイッチに接続され、前記第２スイッチの導通および遮断を切り替える第２制御回路と、
をさらに備え、
前記少なくとも１つの画素セルは、第２画素セルを含み、
前記第２容量素子の一端は前記第２画素セルの前記補助電極に接続され、前記第２容量素子の他端は所定の電圧に保持され、
前記電圧供給回路は、前記第１スイッチを介して前記第１画素セルの前記補助電極に第１の電圧を印加し、
前記電圧供給回路は、前記第２スイッチを介して前記第２画素セルの前記補助電極に前記第１の電圧とは異なる第２の電圧を印加する、請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】
前記電圧供給回路は、前記第１スイッチを含む、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記電圧供給回路は、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを含む、請求項３に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第１制御回路は、前記第１スイッチに接続される第１走査回路および第２走査回路を含み、
前記第１スイッチは、前記第１走査回路からの信号と前記第２走査回路からの信号とに基づいて、導通および遮断を切り替える、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第１制御回路は、前記第１スイッチに接続される第１走査回路を含み、
前記第１スイッチは、前記第１走査回路からの信号に基づいて、導通および遮断を切り替える、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項８】
請求項１に記載の撮像装置と、
前記撮像装置から出力される画像信号を処理して画像データを生成するカメラ信号処理部と、
を備える撮像モジュール。
【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モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサおよびＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  ＭＯＳ）イメージセンサなどの撮像装置において、ダイナミックレンジを拡大する技術が提案されている。例えば特許文献１は、撮像領域内に高感度画素セルと低感度画素セルとを配置することによってダイナミックレンジを拡大できる撮像装置を開示している。特許文献１の撮像装置では、高感度画素セルには面積が大きいフォトダイオードが配置され、低感度画素セルには面積が小さいフォトダイオードが配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４０１８８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願の限定的ではないある例示的な一実施形態は、高照度時における画素セルの飽和を抑制し、広ダイナミックレンジ撮影が可能な撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の限定的ではないある例示的な実施形態によれば、以下が提供される。
【０００６】
第１面と前記第１面に対向する第２面とを有する光電変換層と、前記第１面上の画素電極と、前記第１面上において前記画素電極の周囲を囲み、前記画素電極とは電気的に絶縁された補助電極と、前記画素電極および前記補助電極と対向する、前記第２面上の対向電極と、前記画素電極に接続された電荷検出回路と、をそれぞれが備えた、第１画素セルを含む少なくとも１つの画素セルと、電圧を供給する電圧供給回路と、導通および遮断を切り替える第１スイッチと、一端が前記第１画素セルの前記補助電極に接続され、他端は所定の電圧に保持される第１容量素子と、前記第１スイッチに接続され、前記第１スイッチの導通および遮断を切り替える第１制御回路と、を備え、前記電圧供給回路は、前記第１スイッチを介して、前記第１画素セルの前記補助電極および前記第１容量素子の前記一端に接続される、撮像装置。
【０００７】
包括的または具体的な態様は、素子、デバイス、モジュール、システム、集積回路または方法で実現されてもよい。また、包括的または具体的な態様は、素子、デバイス、モジュール、システム、集積回路および方法の任意の組み合わせによって実現されてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本開示により、高照度時における画素セルの飽和を抑制し、広ダイナミックレンジ撮影が可能な撮像装置が提供される。
【０００９】
開示された実施形態の追加的な効果および利点は、明細書および図面から明らかになる。効果および／または利点は、明細書および図面に開示の様々な実施形態または特徴によって個々に提供され、これらの１つ以上を得るために全てを必要とはしない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る撮像装置の構成を模式的に示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１における画素セルの画素電極および補助電極のレイアウト例を模式的に示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図１における画素セルのデバイス構造の模式的な断面図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る撮像装置が備える複数の容量素子と電圧供給回路とを説明する図である。
【図４】図４は、画素セルの補助電極に印加される電圧と感度出力との関係を模式的に示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、第２の実施形態に係る撮像装置における画素セルの補助電極と電圧供給回路との電気的な接続関係を模式的に示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、第２の実施形態に係る撮像装置の電圧供給回路において加電圧を切替えるタイミングを示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、第３の実施形態に係る撮像装置における補助電極と電圧供給回路、行走査回路および列走査回路との電気的な接続関係を模式的に示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、第３の実施形態に係る撮像装置において領域毎に印加電圧を切り替えるタイミングを示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、第４の実施形態に係る撮像装置における補助電極と行走査回路および電圧供給回路との電気的な接続関係を模式的に示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、第４の実施形態に係る撮像装置において領域毎に印加電圧を切り替えるタイミングを示す図である。
【図８】図８は、第５の実施形態に係る撮像モジュールのブロック構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
上記した特許文献１に記載の撮像装置において、画素セルの感度を動的に下げることは難しい。そのため、照度が非常に高い場合、画素セル内で発生した電荷が飽和し、その結果ダイナミックレンジが低下してしまう。本願の限定的ではないある例示的な一実施形態は、広ダイナミックレンジ撮影が可能な撮像装置を提供する。
【００１２】
本開示は、下記の項目に記載の撮像装置および撮像モジュールを含んでいる。
【００１３】
〔項目１〕
第１面と前記第１面に対向する第２面とを有する光電変換層と、
前記第１面上の画素電極と、
前記第１面上において前記画素電極の周囲を囲み、前記画素電極とは電気的に絶縁された補助電極と、
前記画素電極および前記補助電極と対向する、前記第２面上の対向電極と、
前記画素電極に接続された電荷検出回路と、
をそれぞれが備えた、第１画素セルを含む少なくとも１つの画素セルと、
電圧を供給する電圧供給回路と、
導通および遮断を切り替える第１スイッチと、
一端が前記第１画素セルの前記補助電極に接続され、他端は所定の電圧に保持される第１容量素子と、
前記第１スイッチに接続され、前記第１スイッチの導通および遮断を切り替える第１制御回路と、
を備え、
前記電圧供給回路は、前記第１スイッチを介して、前記第１画素セルの前記補助電極および前記第１容量素子の前記一端に接続される、撮像装置。
【００１４】
〔項目２〕
前記少なくとも１つの画素セルは、第２画素セルを含み、
前記第２画素セルの前記補助電極は、前記第１画素セルの前記補助電極および前記第１容量素子の前記一端に接続され、
前記電圧供給回路は、前記第１スイッチを介して、前記第２画素セルの前記補助電極に接続される、項目１に記載の撮像装置。
【００１５】
〔項目３〕
第２容量素子と、
導通および遮断を切り替える第２スイッチと、
前記第２スイッチに接続され、前記第２スイッチの導通および遮断を切り替える第２制御回路と、
をさらに備え、
前記少なくとも１つの画素セルは、第２画素セルを含み、
前記第２容量素子の一端は前記第２画素セルの前記補助電極に接続され、前記第２容量素子の他端は所定の電圧に保持され、
前記電圧供給回路は、前記第１スイッチを介して前記第１画素セルの前記補助電極に第１の電圧を印加し、前記第２スイッチを介して前記第２画素セルの前記補助電極に前記第１の電圧とは異なる第２の電圧を印加する、項目１に記載の撮像装置。
【００１６】
〔項目４〕
前記電圧供給回路は、前記第１スイッチを含む、項目１または２に記載の撮像装置。
【００１７】
〔項目５〕
前記電圧供給回路は、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを含む、項目３に記載の撮像装置。
【００１８】
〔項目６〕
前記第１制御回路は、前記第１スイッチに接続される第１走査回路および第２走査回路を含み、
前記第１スイッチは、前記第１走査回路からの信号と前記第２走査回路からの信号とに基づいて、導通および遮断を切り替える、項目１から５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【００１９】
〔項目７〕
前記第１制御回路は、前記第１スイッチに接続される第１走査回路を含み、
前記第１スイッチは、前記第１走査回路からの信号に基づいて、導通および遮断を切り替える、項目１から５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【００２０】
〔項目８〕
項目１から７のいずれか１項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置から出力される画像信号を処理して画像データを生成するカメラ信号処理部と、
を備える撮像モジュール。
【００２１】
本開示は、下記の項目に記載の撮像装置および撮像モジュールをさらに含んでいる。
【００２２】
〔項目１〕
複数の画素セルと、複数の画素セルのうちの少なくとも２つの画素セルのそれぞれに対応して設けられた容量とを備え、複数の画素セルのそれぞれは、画素電極と、画素電極と電気的に絶縁され、画素電極に対する平面視において画素電極の周囲に設けられた補助電極と、画素電極および補助電極に対向する対向電極と、画素電極および補助電極と対向電極とに挟まれ、光を電荷に変換する光電変換膜とを有し、各容量は、対応する画素セルの補助電極に接続されている、撮像装置。
【００２３】
これにより、少なくとも２つの画素セルのそれぞれの補助電極には容量が接続されているので、各容量に個別に電圧を印加して保持させることができる。それにより、複数の画素セルのそれぞれに対して個別、かつ、動的に感度を調整できる。よって、例えば照度が極めて高い画素セルに対して、動的に感度を低く維持することができる。それにより、画素セルで発生した電荷が飽和してしまうことが抑制されるため、広ダイナミックレンジ撮影が可能になる。
【００２４】
また、各容量に印加された電圧は保持されるので、容量が接続された各画素セルの感度を持続させることができる。そのため、異なる感度をもつ複数の画素について露光時間を揃えたグローバルシャッタが可能になる。
【００２５】
〔項目２〕
複数の画素セルは、撮像領域に配置され、撮像領域は、複数の第１画素セルが配置された第１領域と、複数の第２画素セルが配置された第２領域とを含み、複数の容量は、２つの第１画素セルの補助電極に接続された第１容量と、２つの第２画素セルの補助電極に接続された第２容量とを含む、項目１に記載の撮像装置。
【００２６】
これにより、撮像領域における２つの領域のそれぞれに属する複数の画素セルに対して共通の容量が設けられるので、２つの領域のそれぞれに属する複数の画素セルについて、個別に感度を調整できる。例えば、偶数列の画素セルと奇数列の画素セルとを異なる感度に設定して撮影することで、１回の撮影で、異なる感度をもつ２種類の画像、つまり、偶数列の画素セルに対応する画像と奇数列の画素セルに対応する画像とが得られる。
【００２７】
〔項目３〕
複数の容量に対して電圧を印加するための電圧供給回路を備える、項目１に記載の撮像装置。
【００２８】
これにより、撮像装置が電圧供給回路を備えるので、外部に電圧供給回路を設けることなく、各容量に個別に電圧を印加することができる。
【００２９】
〔項目４〕
各容量に対応して設けられ、各容量に接続されたスイッチを備え、電圧供給回路は、各スイッチを介して対応する容量に個別に電圧を印加する、項目１に記載の撮像装置。
【００３０】
これにより、単一の電圧供給回路によって各容量に個別に電圧を印加でき、電圧供給回路を簡素化できる。
【００３１】
〔項目５〕
複数の画素セルは行列状に配置され、各画素セルに対応して容量が設けられ、撮像装置は、行単位または列単位で各スイッチを駆動する走査回路をさらに備える、項目４に記載の撮像装置。
【００３２】
これにより、行単位または列単位で各容量に電圧を印加できるので、高速に、全ての画素セルへの電圧印加が完了する。
【００３３】
〔項目６〕
電圧供給回路は、各列に対応して設けられた電圧印加部であって、同一列に配置された各画素セルに対応して設けられた容量に、同一列に配置された各画素セルに対応して設けられたスイッチを介して電圧を印加する電圧印加部を有し、走査回路は、行単位で各スイッチを駆動する、項目５に記載の撮像装置。
【００３４】
これにより、アクティブマトリクス方式で、各画素セルに設けられた容量に個別の電圧を印加できるので、高速、かつ、多様な感度設定で、全ての画素セルへの電圧印加が完了する。
【００３５】
〔項目７〕
項目１〜６のいずれか１項の撮像装置と、撮像装置から出力される画像信号を処理して画像データを生成するカメラ信号処理部とを備える、撮像モジュール。
【００３６】
これにより、広ダイナミックレンジ撮影が可能な撮像装置を備える撮像モジュールが実現される。
【００３７】
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、処理タイミングなどは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００３８】
（第１の実施形態）
図１から図４を参照しながら、第１の実施形態に係る撮像装置の構造および機能を説明する。
【００３９】
（撮像装置の構造）
図１は、第１の実施形態に係る撮像装置１の構成を模式的に示す。撮像装置１は、典型的には、複数の画素セルが行列状に配置された撮像領域２００と、行走査回路２０１と、制御部２０２と、信号処理回路２０３と、出力回路２０４とを備えている。撮像領域２００は、複数の画素セル１００が配置された第１領域と、複数の画素セル１０１が配置された第２領域と、を備える。以下、第１領域の複数の画素セル１００および第２領域の複数の画素セル１０１を「複数の画素セル」と称する場合がある。ここでは、第１領域の複数の画素セル１００および第２領域の複数の画素セル１０１は、撮像領域２００内の全画素セルである。撮像装置１は、典型的には、１つの半導体チップで実現されるイメージセンサである。
【００４０】
なお、本実施の形態では、撮像装置１は、さらに、複数の画素セルのうちの少なくとも２つの画素セルのそれぞれに対応して設けられた容量と、各容量に対して電圧を印加するための電圧供給回路とを備える。ここで容量とは、容量素子を意味する。但し、寄生容量を利用してもよい。これらの容量および電圧供給回路については、図３を用いて後述する。
【００４１】
図１に示すように、例えば複数の画素セル１００は偶数列に配置され、複数の画素セル１０１は奇数列に配置される。つまり、図１において第１領域は偶数列であり、第２領域は奇数列である。なお、複数の画素セルは、１次元に配列されていてもよい。その場合、撮像装置１は、ラインセンサであり得る。
【００４２】
行走査回路２０１は、各種の制御線を介して複数の画素セル１００および複数の画素セル１０１に接続されている。行走査回路２０１は、各行に配置された複数の画素セルを行単位で選択し、信号電圧の読み出しおよび画素電極の電位のリセットを行う。行走査回路２０１は、垂直走査回路とも呼ばれる。制御部２０２は撮像装置１全体を制御する。
【００４３】
信号処理回路２０３は、各画素セルから読み出された信号電圧の信号処理を行う。具体的に説明すると、信号処理回路２０３は、相関二重サンプリングに代表される雑音抑圧信号処理およびアナログ−デジタル変換（ＡＤ変換）などを行う。
【００４４】
出力回路２０４は、信号処理回路２０３により処理された信号電圧を撮像装置１の外部に出力する。
【００４５】
（各画素セルのデバイス構造）
図２Ａは、画素セル１００の画素電極１０２と補助電極１０３とのレイアウト例、および、画素セル１０１の画素電極１１２と補助電極１１３とのレイアウト例を模式的に示している。また、図２Ｂは、画素セル１００および１０１のデバイス構造の模式的な断面図である。なお、図２Ａに示されるレイアウト例、および、図２Ｂに示されるデバイス構造に関しては、画素セル１００と画素セル１０１とで差はない。よって、以下、図２Ａおよび図２Ｂの説明では、画素電極１０２、１１２については、画素電極１０２を代表として用いて説明し、補助電極１０３、１１３については、補助電極１０３を代表として用いて説明する。
【００４６】
画素セル１００、１０１は、半導体基板２１２と、読み出し回路２１１と、光電変換部１１５とを含んでいる。半導体基板２１２は、例えば、ｐ型シリコン基板である。読み出し回路２１１は、画素電極１０２によって捕捉された信号電荷を検出し、その信号電荷に応じた信号電圧を出力する。読み出し回路２１１は、典型的には増幅トランジスタ、リセットトランジスタ、アドレストランジスタなどを含み、半導体基板２１２に形成されている。
【００４７】
半導体基板２１２の表面には層間絶縁層２１０が積層されている。層間絶縁層２１０中には、読み出し回路２１１と画素電極１０２とを電気的に接続するコンタクトプラグ１１６および各種配線などが埋設されている。
【００４８】
光電変換部１１５は、層間絶縁層２１０上に設けられている。光電変換部１１５は、画素電極１０２、補助電極１０３、画素電極１０２および補助電極１０３に対向する対向電極１０５、光電変換膜１０４を含む。光電変換膜１０４は、対向電極１０５と、画素電極１０２および補助電極１０３とによって挟まれている。言い換えると、画素電極１０２および補助電極１０３は、光電変換膜１０４の第１面に配置され、対向電極１０５は、光電変換膜１０４の第１面に対向する第２面に配置されている。
【００４９】
対向電極１０５は、例えば、ＩＴＯ等の導電性透明材料によって形成される。画素電極１０２および補助電極１０３は、金属や、不純物をドープすることで導電性が付与されたポリシリコン等によって形成される。金属の例としては、アルミニウム、銅が挙げられる。図示されていないが、画素セル１００、１０１は、光を集光するマイクロレンズ、およびカラーフィルタを、対向電極１０５上に有していてもよい。
【００５０】
図２Ａに示されるように、画素電極１０２は矩形形状を有し、補助電極１０３は画素電極１０２を囲むリング状の矩形形状を有している。このように本実施形態では、画素電極１０２を囲むように補助電極１０３が連続的に形成されている。また、画素電極１０２と補助電極１０３とは、間隙を介して所定の距離だけ離れている。つまり、補助電極１０３は、画素電極１０２と電気的に絶縁され、平面視において画素電極１０２の周囲に設けられている。
【００５１】
ここで、画素セル１００および画素セル１０１の感度の変調についての原理を詳細に説明する。なお、本実施形態において、撮像装置１は、光電変換膜１０４における光電変換によって生成した正孔電子対のうち、正孔を信号電荷として検出する。但し、撮像装置１は、電子を信号電荷として検出してもよい。
【００５２】
光電変換膜１０４は、光を電荷に変換する。画素セル１００、１０１の感度は、画素電極１０２と対向電極１０５との間の電位差によって生じる電界、および補助電極１０３と対向電極１０５との間の電位差によって生じる電界によって変調される。対向電極１０５よりも画素電極１０２および補助電極１０３の電位を低く設定し、画素電極１０２および補助電極１０３と対向電極１０５との間に電位差を生じさせる場合を考える。この場合、光電変換により光電変換膜１０４に発生した正孔は、画素電極１０２および補助電極１０３に移動する。また、例えば画素電極１０２と対向電極１０５との間の電位差が、補助電極１０３と対向電極１０５との間の電位差よりも大きい場合、補助電極１０３近傍の光電変換膜１０４において発生した電荷（ここでは正孔）は、画素電極１０２に流れ込みやすくなり、補助電極１０３には流れ込みにくくなる。その結果、それらの電荷は、画素電極１０２に接続された読み出し回路２１１により読み出され、第１領域の画素セル１００の感度に寄与する。
【００５３】
これに対して、例えば、画素電極１０２と対向電極１０５との間の電位差が、補助電極１０３と対向電極１０５との間の電位差よりも小さい場合、補助電極１０３近傍の光電変換膜１０４において発生した電荷は、補助電極１０３に流れ込みやすくなり、画素電極１０２には流れ込みにくくなる。補助電極１０３近傍で発生した電荷のうち、補助電極１０３に流れ込んだ電荷は、画素セル１００の感度には寄与しない。換言すると、画素電極１０２と対向電極１０５との間の電位差が補助電極１０３と対向電極１０５との間の電位差よりも小さい場合には、逆である場合と比較して、画素セル１００の実効感度領域の面積が狭まることを意味している。ここで、実効感度領域とは、画素セルの感度を決定する要因の１つである光電変換膜の実質的な受光領域を指す。
【００５４】
光電変換膜１０４は、典型的には、有機材料から形成される。有機材料は、例えば、ｐ型有機半導体とｎ型有機半導体とが接合された構成を含む。ｐ型有機半導体としては、電子供与性のある有機化合物を用いることができる。電子供与性のある有機化合物の例としては、トリアリールアミン化合物、ベンジジン化合物、ピラゾリン化合物が挙げられる。ｎ型有機半導体としては、電子受容性のある化合物を用いることができる。電子受容性のある化合物の例としては、窒素原子、酸素原子、あるいは硫黄原子を含有する５〜７員のヘテロ環化合物、縮合芳香族炭素環化合物、ポリアリーレン化合物が挙げられる。
【００５５】
図３は、本実施の形態に係る撮像装置１が備える容量１４０、１４１と電圧供給回路１３０とを説明する図である。ここでは、第１領域の２つの画素セル１００、１００ａの各補助電極１０３と、第２領域の２つの画素セル１０１、１０１ａの各補助電極１１３と、電圧供給回路１３０との電気的な接続関係を模式的に示している。
【００５６】
電圧供給回路１３０は、２つの電圧印加部１３０ａおよび１３０ｂを有し、これらのそれぞれが独立して所定の電圧を生成する。これにより、２つの画素セル１００、１００ａを含む複数の画素セルの各画素セルと、２つの画素セル１０１、１０１ａを含む複数の画素セルの各画素セルとに、個別の電圧を印加することができる。画素セル１００、１００ａ、および画素セル１０１、１０１ａのそれぞれに印加される電圧の大きさは、例えば撮像装置１を操作する操作者からの指令、または撮像装置１内の制御部２０２（図１を参照）からの指令に基づいて適宜決定される。
【００５７】
電圧印加部１３０ａは、配線１１０によって画素セル１００、１００ａの各補助電極１０３に接続されている。配線１１０とグランドとの間には、容量１４０が接続されている。本実施の形態では、容量１４０は画素セル１００に対応して設けられている。但し、容量１４０は、画素セル１００、１００ａに共通の容量である。
【００５８】
同様に、電圧印加部１３０ｂは、配線１１１によって複数の画素セル１０１、１０１ａの補助電極１１３に接続されている。配線１１１とグランドとの間には、容量１４１が接続されている。本実施の形態では、容量１４１は画素セル１０１に対応して設けられている。但し、容量１４１は、画素セル１０１および１０１ａに共通の容量である。
【００５９】
このような構成により、電圧供給回路１３０は、画素セル１００、１００ａの各補助電極１０３と、画素セル１０１、１０１ａの各補助電極１１３とに、個別の電圧を印加することができる。
【００６０】
本実施形態では、電圧印加部１３０ａが、配線１１０を介して補助電極１０３に電圧Ｖ１を印加する。一方、電圧印加部１３０ｂが、配線１１１を介して補助電極１１３に電圧Ｖ２を印加する。対向電極１０５には、図示しない対向電圧供給回路より電圧Ｖ３が印加される。一例として、印加電圧Ｖ１は、印加電圧Ｖ２よりも大きい。印加電圧Ｖ３は、印加電圧Ｖ１よりも大きい。画素電極１０２、１１２の電圧Ｖ４は、印加電圧Ｖ２よりも小さい。その場合、補助電極１０３と対向電極１０５との間の電位差は、補助電極１１３と対向電極１０５との間の電位差よりも小さくなる。その結果、画素セル１００、１００ａは、画素セル１０１、１０１ａと比較して、補助電極１０３の近傍で生じた正孔が画素電極１０２に流れ込みやすい。つまり、画素セル１００、１００ａの実効感度領域の面積は、画素セル１０１、１０１ａの実効感度領域の面積よりも大きくなる。したがって、画素セル１００、１００ａの感度を、画素セル１０１、１０１ａの感度よりも向上させることができる。つまり、印加電圧に応じて実効感度領域の面積を制御することが可能になる。これを応用して、例えば撮影時の照度に応じて印加電圧Ｖ１、Ｖ２を動的に変更してもよい。
【００６１】
なお、本実施の形態では、配線１１０、１１１に、容量１４０、１４１がそれぞれ設けられている。これにより、電圧供給回路１３０が電圧を出力した後に、電圧供給回路１３０の出力状態をフローティング状態にしても、出力された電圧が容量１４０、１４１のそれぞれに保持される。また、電圧供給回路１３０の出力側近傍において、配線１１０、１１１のそれぞれの途中にスイッチを設け、電圧供給回路１３０が電圧を出力した後に、各スイッチをオフにしてもよい。その場合も、出力された電圧が容量１４０、１４１のそれぞれに保持される。すなわち、容量１４０、１４１は、電圧供給回路１３が出力した電圧をサンプルしてホールドする。そして、容量１４０、１４１にホールドされた電圧は、対応する補助電極１０３、１１３に印加され続ける。
【００６２】
図４は、補助電極に印加される電圧と感度出力との関係を模式的に示す。感度出力は画素セルの実効感度領域の面積に相当する。補助電極に印加する電圧を変化させると、感度出力は変化する。検出電荷が正孔の場合、補助電極に印加する電圧を大きくすると、画素セルの感度出力は増大する。例えば補助電極１０３に相対的に高い電圧を印加すると、画素セル１００の感度は上昇する。一方、例えば補助電極１１３に相対的に低い電圧を印加すると、画素セル１０１の感度は低下する。
【００６３】
本実施形態では、補助電極１０３、１１３に容量１４０、１４１がそれぞれ接続されている。それにより、補助電極に印加される電圧が外乱ノイズなどで変動した場合においても、補助電極の電位が変動しにくくなる。それにより、より感度が安定した状態での撮像が可能となる。
【００６４】
以上のように、本実施形態に係る撮像装置１は、複数の画素セルのうちの少なくとも２つの画素セル１００、１０１のそれぞれに対応して容量１４０、１４１が設けられている。複数の画素セルのそれぞれは、画素電極１０２、１１２と、画素電極１０２、１１２と電気的に絶縁され、平面視において画素電極１０２、１１２の周囲に設けられた補助電極１０３、１１３と、画素電極１０２、１１２および補助電極１０３、１１３に対向する対向電極１０５と、画素電極１０２、１１２および補助電極１０３、１１３と、対向電極１０５と、に挟まれ、光を電荷に変換する光電変換膜１０４とを有する。容量１４０、１４１のそれぞれは、対応する画素セルの補助電極１０３、１１３に接続されている。
【００６５】
画素セル１００の補助電極１０３には容量１４０が接続され、画素セル１０１の補助電極１１３には容量１４１が接続されている。容量１４０、１４１のそれぞれに個別に電圧を印加して保持させることで、画素セル１００、１０１のそれぞれの感度を互いに独立して調整できる。さらに、画素セル１００、１０１のそれぞれの感度を動的に調整することもできる。よって、例えば照度が極めて高い画素セルに対して動的に感度を抑制することにより、画素セルで発生した電荷が飽和してしまうことを抑制でき、広ダイナミックレンジ撮影が可能になる。
【００６６】
また、容量１４０、１４１のそれぞれに印加された電圧は、対応する容量１４０、１４１によって保持されるので、容量１４０、１４１のそれぞれが接続された画素セル１００、１０１の感度を維持することができる。これにより、画素セル１００、１０１の感度を互いに異ならせた状態で、露光時間を揃えたグローバルシャッタが可能になる。
【００６７】
また、本実施形態に係る撮像装置１は、第１領域に配置された画素セル１００、１００ａと、第２領域に配置された画素セル１０１、１０１ａとを含む。また、本実施形態に係る撮像装置１は、画素セル１００、１０１ａの各補助電極１０３に共通に接続された容量１４０と、画素セル１０１、１０１ａの各補助電極１１３に共通に接続された容量１４１とを含む。
【００６８】
上記のとおり、撮像領域における２つの領域のそれぞれに属する複数の画素セルに対して共通の容量が設けられるので、２つの領域のそれぞれに対して個別に感度を調整できる。例えば、列単位で異なる感度に設定して撮影することで、１回の撮影で異なる感度をもつ２つの画像、つまり、偶数列の画素セルに対応する画像と奇数列の画素セルに対応する画像とが得られる。
【００６９】
また、本実施形態に係る撮像装置１は、さらに、各容量に対して電圧を印加するための電圧供給回路１３０を備える。
【００７０】
これにより、撮像装置１が電圧供給回路１３０を備えるので、外部に電圧供給回路を設けることなく、各容量に個別に電圧を印加することができる。
【００７１】
（第２の実施形態）
次に、図５Ａおよび図５Ｂを参照しながら、第２の実施形態に係る撮像装置を説明する。
【００７２】
第２の実施形態に係る撮像装置２は、画素セル１００、１００ａの各補助電極１０３と電圧供給回路１３１とを分離および接続するスイッチ１３５ａと、画素セル１０１、１０１ａの各補助電極１１３と電圧供給回路１３１とを分離および接続するスイッチ１３５ｂとを備えている。この点で、本実施形態に係る撮像装置２は、第１の実施形態に係る撮像装置１とは異なる。電圧供給回路１３１およびスイッチ１３５ａ、１３５ｂを除くその他の構成は、第１の実施形態と同じである。主として電圧供給回路１３１とスイッチ１３５ａ、１３５ｂの動作を説明する。
【００７３】
図５Ａは、第２の実施形態に係る撮像装置２において、画素セル１００、１００ａの各補助電極１０３と電圧供給回路１３１との電気的な接続関係と、画素セル１０１、１０１ａの各補助電極１１３と電圧供給回路１３１との電気的な接続関係とを模式的に示している。
【００７４】
電圧供給回路１３１は、所定の電圧を生成する一つの電圧印加部を有する。電圧供給回路１３１は、スイッチ１３５ａを介して画素セル１００、１００ａを含む複数の画素セルに電圧を印加し、スイッチ１３５ｂを介して画素セル１０１、１０１ａを含む複数の画素セルに電圧を印加することができる。スイッチ１３５ａ、１３５ｂの制御のために印加される所定の電圧、画素セル１００、１００ａに印加される所定の電圧、および画素セル１０１、１０１ａに印加される所定の電圧は、例えば撮像装置２を操作する操作者からの指令、または撮像装置２内の制御部２０２（図１を参照）からの指令に基づいて適宜決定される。
【００７５】
このような構成により、スイッチ１３５ａ、１３５ｂを選択的にオンさせることで、単一の電圧供給回路１３１を用いて、補助電極１０３、１１３のそれぞれに個別の電圧を印加することができる。第１の実施形態では、電圧供給回路１３０は、独立した２つの電圧印加部１３０ａ、１３０ｂを有したが、本実施形態では、電圧供給回路１３１は、一つの電圧印加部を有する。このように、本実施形態によれば、実質的な電圧供給回路の数を減らすことが出来るため、撮像装置２などから構成される撮像モジュール自体を小型化できる。
【００７６】
本実施形態では、電圧供給回路１３１は、配線１１０を介して補助電極１０３に電圧Ｖ１を印加し、一方、配線１１１を介して補助電極１１３に電圧Ｖ２を印加する。例えば、印加電圧Ｖ１は印加電圧Ｖ２よりも大きい。その結果、画素セル１００、１００ａの実効感度領域の面積は画素セル１０１および１０１ａの実効感度領域の面積よりも大きくなる。これにより、画素セル１００、１００ａの感度を、画素セル１０１、１０１ａの感度と比較して上昇させることができる。つまり、印加電圧に応じて実効感度領域の面積を制御することが可能になる。これを応用して、例えば撮影時の照度に応じて印加電圧Ｖ１およびＶ２を動的に変更してもよい。
【００７７】
図５Ｂは、本実施形態に係る撮像装置２の電圧供給回路１３１において印加電圧Ｖ１、Ｖ２のそれぞれを切替えるタイミングを示している。図５Ｂにおいて、「スイッチ１３５ａ」は、スイッチ１３５ａの状態を示す。「スイッチ１３５ｂ」は、スイッチ１３５ｂの状態を示す。「Ｖ０」は、電圧供給回路１３１が出力する電圧値を示す。「Ｖ１」は、補助電極１０３に印加される電圧Ｖ１を示す。「Ｖ２」は、補助電極１１３に印加される電圧Ｖ２を示す。
【００７８】
図５Ｂに示されるタイミングのように、例えば照度が比較的高い場合、印加電圧Ｖ１を「Ｌｏｗ」レベルと「Ｈｉｇｈ」レベルの間の中間の「ＭＩＤ」レベルに設定し、印加電圧Ｖ２を「Ｌｏｗ」レベルに設定することで、感度を下げて画素セルの飽和を抑制することができる。一方で、画素飽和しない程度に照度が比較的低い場合、印加電圧Ｖ１を「Ｈｉｇｈ」レベルに設定し、印加電圧Ｖ２を中間の「ＭＩＤ」レベルに設定することで、画素セルの感度を上昇させることができる。
【００７９】
本実施形態によると、照度に応じて画素セルの実効感度領域の面積を制御することによって、感度を動的に変調することができる。撮影シーンに応じてそれぞれの感度を最適化することでダイナミックレンジを拡大することができる。
【００８０】
以上のように、本実施形態に係る撮像装置２は、さらに、容量１４０、１４１に対応して設けられたスイッチ１３５ａ、１３５ｂを備える。電圧供給回路１３１は、各スイッチ１３５ａ、１３５ｂを介して対応する容量１４０、１４１に個別に電圧を印加する。
【００８１】
これにより、単一の電圧供給回路１３１によって各容量１４０、１４１に個別に電圧を印加でき、電圧供給回路を簡素化できる。
【００８２】
（第３の実施形態）
次に、図６Ａおよび図６Ｂを参照しながら、第３の実施形態に係る撮像装置を説明する。
【００８３】
第３の実施形態に係る撮像装置３は、各画素セルに対応して配置された走査トランジスタ１３４ａ〜１３４ｂ、行方向に配置された行走査回路１６０、および列方向に配置された列走査回路１６２を備えている。この点において、本実施形態に係る撮像装置３は、第２の実施形態に係る撮像装置２とは異なる。
【００８４】
図６Ａは、第３の実施形態に係る撮像装置３において、補助電極１０３、１１３、電圧供給回路１３１、行走査回路１６０、および列走査回路１６２の電気的な接続関係を模式的に示している。
【００８５】
電圧供給回路１３１は、所定の電圧を生成する。電圧供給回路１３１は、トランジスタ１３４ａ〜１３４ｄ、およびトランジスタ１３６ａ、１３６ｂを介して、画素セル１５０ａ〜１５０ｄのそれぞれに個別の電圧を印加することができる。トランジスタ１３４ａ〜１３４ｄは、行走査回路１６０に接続されている。トランジスタ１３６ａ、１３６ｂは、列走査回路１６２に接続されている。トランジスタ１３４ａ〜１３４ｄおよびトランジスタ１３６ａ、１３６ｂの制御のために印加される電圧、画素セル１００、１００ａ、１０１、１０１ａに印加される所定の電圧は、例えば撮像装置３を操作する操作者からの指令、または撮像装置３内の制御部２０２（図１を参照）からの指令に基づいて適宜決定される。
【００８６】
なお、本実施の形態では、画素セル１５０ａ〜１５０ｄのそれぞれに対応して、容量１４０ａ〜１４０ｄが設けられている。具体的には、トランジスタ１３４ａ〜１３４ｄの出力端子（例えば、ドレイン端子）と対応する画素セル１５０ａ〜１５０ｄの補助電極１０３、１１３との接続箇所と、グランドとの間に、それぞれ、容量１４０ａ〜１４０ｄが接続されている。
【００８７】
図６Ｂは、本実施形態に係る撮像装置３において領域毎に印加電圧を切り替えるタイミングを示している。「垂直同期信号」は１フレームの開始タイミングを示しており、「水平同期信号」は１ラインの開始タイミングを示している。「走査アドレス（ｘ、ｙ）」は、列走査回路１６２の選択列が（ｘ＋１）列目であり、行走査回路１６０の選択行が（ｙ＋１）行目であることを示している。「Ｖ（ｘ、ｙ）」は、（ｘ＋１）列目、（ｙ＋１）行目に位置する画素セルに対して電圧供給回路１３１が出力する電圧値を示す。なお、撮像装置３においては、（ｍ＋１）列、（ｎ＋１）行に画素セルが配置される。ｘは０以上、ｍ以下の整数であり、ｙは０以上、ｎ以下の整数である。
【００８８】
垂直同期信号と水平同期信号が入力されたタイミングで走査アドレス（０，０）が行走査回路１６０および列走査回路１６２で選択され、電圧供給回路１３１からは電圧値Ｖ（０，０）が出力される。これにより走査アドレス（０，０）の領域の補助電極１０３および容量１４０ａに電圧値Ｖ（０，０）が印加される。容量１４０ａに電圧値が保持されるため、選択状態が解除されても、補助電極１０３および容量１４０ａに印加された電圧値Ｖ（０，０）は維持される。
【００８９】
走査アドレスのｘは順次カウントアップし、１回の水平同期期間中に全列のアドレスを選択し、電圧供給回路１３１はそれぞれのアドレスに対応した電圧値を出力する。
【００９０】
次の水平同期信号が入力されたタイミングではｙアドレスがカウントアップし、同様に走査アドレス（０，１）から走査アドレスのｘは順次カウントアップし、電圧供給回路１３１は、それぞれのアドレスに対応した電圧値を出力する。
【００９１】
本実施形態によると、単一の電圧供給回路１３１で複数の領域の実効感度領域の面積を制御することによって、領域毎に感度を動的に変調することができる。撮影シーンに応じてそれぞれの領域の感度を最適化することで、ダイナミックレンジを拡大することができる。
【００９２】
以上のように、本実施形態に係る撮像装置３では、容量１４０ａ〜１４０ｄは、行方向および列方向の２次元に配列された複数の画素セル１５０ａ〜１５０ｄのそれぞれに対応して設けられる。撮像装置３は、さらに、行走査回路１６０および列走査回路１６２を備える。行走査回路１６０および列走査回路１６２は、行単位または列単位で、トランジスタ１３４ａ〜１３４ｄ、およびトランジスタ１３６ａ、１３６ｂを駆動する。
【００９３】
これにより、行単位または列単位で、画素セル１５０ａ〜１５０ｄに対応して設けられた容量１４０ａ〜１４０ｄに電圧を印加できる。よって、高速に、全ての画素セル１５０ａ〜１５０ｄへの電圧印加が完了する。
【００９４】
（第４の実施形態）
次に、図７Ａおよび図７Ｂを参照しながら、第４の実施形態に係る撮像装置を説明する。
【００９５】
第４の実施形態に係る撮像装置４は、電圧供給回路１３２が列ごとに配置された信号線に接続されている。また撮像装置４は、列走査回路を含まない。これらの点で、本実施形態に係る撮像装置４は、第３の実施形態に係る撮像装置３とは異なる。
【００９６】
図７Ａは、第４の実施形態に係る撮像装置４において、画素セル１００、１００ａの補助電極１０３、１１３、行走査回路１６０、および各列に対応して設けられた電圧印加部１３２ａ、１３２ｂを含む電圧供給回路１３２の間の電気的な接続関係を模式的に示している。
【００９７】
電圧供給回路１３２は、列ごとに設けられ、それぞれが独立して所定の電圧を生成する電圧印加部１３２ａ、１３２ｂを有する。電圧供給回路１３２は、トランジスタ１３４ａ〜１３４ｄを介して、対応する画素セル１５０ａ〜１５０ｄのそれぞれに個別の電圧を印加することができる。トランジスタ１３４ａ〜１３４ｄは、行走査回路１６０と、対応する電圧印加部１３２ａ、１３２ｂとに接続されている。トランジスタ１３４ａ〜１３４ｄの制御のために印加される所定の電圧、画素セル１００、１００ａに印加される所定の電圧、および画素セル１０１、１０１ａに印加される所定の電圧は、例えば撮像装置４を操作する操作者からの指令、または撮像装置４内の制御部２０２（図１を参照）からの指令に基づいて適宜決定される。
【００９８】
図７Ｂは、第４の実施形態に係る撮像装置４において領域毎に印加電圧を切り替えるタイミングを示している。本図における各項目は、第３の実施形態における図６Ｂと略同じである。ただし、第３の実施形態の「走査アドレス（ｘ、ｙ）」は、本実施形態では、「走査アドレス（ｙ）」になっている。また、「Ｖｆｚ（ｘ、ｙ）」は、ｚフレーム期間において、（ｘ＋１）列目、（ｙ＋１）行目に位置する画素セルに対して電圧供給回路１３２が出力する電圧値を示す。なお、撮像装置４においては、（ｍ＋１）列、（ｎ＋１）行に画素セルが配置される。ｘは０以上、ｍ、以下の整数であり、ｙは０以上、ｎ以下の整数である。
【００９９】
本実施形態では、アクティブマトリクス方式により、全ての画素セル１５０ａ〜１５０ｄのそれぞれの補助電極１０３、１１３と、容量１４０ａ〜１４０ｄとに対して、個別に電圧が印加される。より詳しくは、まず、垂直同期信号と水平同期信号が入力されたタイミングで走査アドレス（０）が行走査回路１６０で選択され、電圧供給回路１３２はそれぞれの列アドレスに対応した電圧値Ｖｆ０（０，０）からＶｆ０（ｍ，０）を出力する。これにより走査アドレス（０）、つまり、第一行目の領域の補助電極１０３、１１３と、容量１４０ａ、１４０ｂとに、電圧値Ｖｆ０（０，０）からＶｆ０（ｍ，０）が印加される。容量１４０ａ、１４０ｂに電圧値が保持されるため、選択状態が解除されても電圧値Ｖｆ０（０，０）からＶｆ０（ｍ，０）は維持される。
【０１００】
次の水平同期信号が入力されたタイミングでｙアドレスがカウントアップし、電圧供給回路１３２は、それぞれの列アドレスに対応した電圧値を印加する。これにより、走査アドレス（１）、つまり、第二行目の画素セルの補助電極１０３、１１３と、容量１４０ｃ、１４０ｄとに、電圧値Ｖｆ０（０，１）からＶｆ０（ｍ，１）が印加される。容量１４０ｃ、１４０ｄに電圧値が保持されるため、選択状態が解除されても電圧値Ｖｆ０（０，１）からＶｆ０（ｍ，１）は維持される。以下、同様にして、全ての走査アドレス（ｙ）について、補助電極１０３、１１３と、容量１４０ｃ、１４０ｄとに電圧値Ｖｆ０が印加され、容量１４０ｃ、１４０ｄに電圧値が保持される。このようにして、１フレーム期間において、全画素セルに対する電圧印加が完了する。このような１フレーム期間における全画素セルに対する電圧印加は、フレームごとに繰り返される。
【０１０１】
本実施形態では、列ごとに配置された電圧印加部１３２ａ、１３２ｂを有する電圧供給回路１３２により、複数の領域の実効感度領域の面積を制御する。これによって、領域毎に感度を高速に動的に変調することができる。撮影シーンに応じてそれぞれの領域の感度を最適化することで、ダイナミックレンジを拡大することができる。
【０１０２】
以上のように、本実施形態に係る撮像装置４では、画素セル１５０ａ〜１５０ｄは、行方向および列方向の２次元に配列される。電圧供給回路１３２は、各列に対応した電圧印加部１３２ａ、１３２ｂを有する。電圧印加部１３２ａ、１３２ｂのそれぞれは、対応する列に配置された画素セル１５０ａ〜１５０ｄの容量１４０ａ〜１４０ｄに電圧を印加する。行走査回路１６０は、画素セル１５０ａ〜１５０ｄに対応して設けられたトランジスタ１３４ａ〜１３４ｄを行単位で駆動する。
【０１０３】
これにより、アクティブマトリクス方式で、画素セル１５０ａ〜１５０ｄのそれぞれに対応して設けられた容量１４０ａ〜１４０ｄに、個別の電圧を印加できる。よって、高速、かつ、多様な感度設定で、全ての画素セル１５０ａ〜１５０ｄへの電圧印加が完了する。
【０１０４】
（第５の実施形態）
次に、図８を参照しながら、第５の実施形態に係る撮像モジュールを説明する。
【０１０５】
図８は、第５の実施形態に係る撮像モジュール５のブロック構成を模式的に示している。撮像モジュール５は、レンズおよび絞りなどを含む光学系２２０と、撮像装置２２１と、カメラ信号処理部２２２と、システムコントローラ２２３とを備えている。これらの構成要素は、典型的にはプリント基板に実装される。撮像モジュールは、例えば、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である。
【０１０６】
撮像装置２２１としては、第１から第４の実施形態に係る撮像装置１〜４を用いることができる。
【０１０７】
カメラ信号処理部２２２は、半導体素子などにより構成される。カメラ信号処理部２２２は、例えばイメージシグナルプロセッサ（ＩＳＰ）によって実現され得る。カメラ信号処理部２２２は、撮像装置２２１から出力される画像信号を処理して、画像データを出力する。
【０１０８】
システムコントローラ２２３は、モジュール専用のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などで実現される。システムコントローラ２２３は、撮像モジュール５全体を制御する。
【０１０９】
本実施形態によると、低感度画素の飽和を抑制することで広ダイナミックレンジ撮影が可能な撮像モジュールを提供できる。
【０１１０】
以上のように、本実施形態に係る撮像モジュール５は、上記実施形態のいずれかに相当する撮像装置２２１と、撮像装置２２１から出力される画像信号を処理して画像データを生成するカメラ信号処理部２２２とを備える。
【０１１１】
これにより、広ダイナミックレンジ撮影が可能な撮像装置２２１を備える撮像モジュールが実現される。
【０１１２】
以上、本開示に係る撮像装置および撮像モジュールについて、第１〜第５の実施形態に基づいて説明したが、本開示は、第１〜第５の実施形態に限定されるものではない。本開示の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を実施形態に施したものや、実施形態における一部の構成要素を組み合わせて構築される別の形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【０１１３】
例えば、第１及び第２の実施形態では、容量が共有される第１領域および第２領域は、撮像領域における偶数列の画素セルおよび奇数列の画素セルに対応したが、第１領域および第２領域の区分は、これに限られない。第１領域および第２領域は、偶数行の画素セルおよび奇数行の画素セルに対応してもよい。２つの画素セル群を市松模様状に配置し、一方が第１領域、他方が第２領域に対応してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本開示による撮像装置および撮像モジュールは、広ダイナミックレンジ撮影が可能な撮像装置および撮像モジュールとして、例えば、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およびセンサシステムへの利用が可能である。
【符号の説明】
【０１１５】
１〜４  撮像装置
５  撮像モジュール
１００、１００ａ  第１領域の画素セル
１０１、１０１ａ  第２領域の画素セル
１０２、１１２  画素電極
１０３、１１３  補助電極
１０４  光電変換膜
１０５  対向電極
１１０、１１１  配線
１１５  光電変換部
１１６  コンタクトプラグ
１３０〜１３２  電圧供給回路
１３０ａ、１３０ｂ、１３２ａ、１３２ｂ  電圧印加部
１３４ａ〜１３４ｄ、１３６ａ、１３６ｂ  トランジスタ
１３５ａ、１３５ｂ  スイッチ
１４０、１４０ａ〜１４０ｄ、１４１  容量
１５０ａ〜１５０ｄ  画素セル
１６０  行走査回路
１６２  列走査回路
２００  撮像領域
２０１  行走査回路
２０２  制御部
２０３  信号処理回路
２０４  出力回路
２１０  層間絶縁層
２１１  読み出し回路
２１２  半導体基板
２２０  光学系
２２１  撮像装置
２２２  カメラ信号処理部
２２３  システムコントローラ
【図１】
2018137738.tif 000003
【図２Ａ】
2018137738.tif 000004
【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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