摄像元件的制作方法

本公开的一个方面涉及一种摄像元件。

背景技术：

1、在摄像元件中，有时为了提高s/n比而进行tdi(time delay integration，时间延迟积分)动作。例如，专利文献1所记载的摄像器件具备：n个(n为2以上的整数)受光元件，它们排列于光学系统的扫描方向；及tdi电路，其对自n个受光元件输出的像素信号进行时间延迟积分。tdi电路具备：p个(p为满足p＝kn的整数，且k为正整数)积分电容；及开关网络，其以将同一摄像点的像素信号供给至同一积分电容的方式，将自n个受光元件输出的像素信号供给至p个积分电容。

2、现有技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：日本特开平11-88784号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的技术问题

2、在专利文献1所记载的摄像器件中，在将受光元件产生的电荷传送至积分电容时，有在受光元件的电容与积分电容之间产生电容分割并在受光元件侧残留电荷，使电荷传送变得不充分的担忧。另外，对于如上所述的摄像元件，谋求电路规模的增大的抑制和输出信号量的减少。

3、因此，本公开的一个方面的目的在于提供一种可以抑制电路规模的增大且减少输出信号量，并且实现有效的tdi动作的摄像元件。

4、用于解决技术问题的手段

5、本公开的一个方面的摄像元件具备：像素单元，其具有m个(m为2以上的整数)像素阵列，所述像素阵列分别包含进行光电转换的n个(n为2以上的整数)像素部，n个像素部沿第1方向排列，m个像素阵列沿与第1方向正交的第2方向排列；及m个电路单元，它们与m个像素阵列对应设置，m个电路单元的各个具有：n个电荷放大器，它们分别包含运算放大器、及连接于运算放大器的反相输入端子与输出端子之间的电容部，且它们将自对应的像素阵列的n个像素部输出的电荷信号转换为电压信号；n个a/d转换器(analog-to-digitalconverter：模数转换器)，它们分别具有：加法处理部，其进行自n个电荷放大器的任一者输出的电压信号的加法处理；及保持部，其保持与加法处理部的加法状态对应的加法信号；及开关电路，其切换n个电荷放大器与n个a/d转换器的保持部之间的连接状态，在m个电路单元的各个中，开关电路以保持与自像素部输出的电荷信号对应的加法信号的保持部按照沿第1方向的n个像素部的排列顺序切换的方式，切换连接状态。

6、在该摄像元件中，m个电路单元的各个具有n个电荷放大器、n个a/d转换器、及开关电路。并且，在m个电路单元的各个中，以保持与自像素部输出的电荷信号对应的加法信号的a/d转换器的保持部按照沿第1方向的n个像素部的排列顺序切换的方式，切换电荷放大器与a/d转换器的保持部之间的连接状态，由此实现tdi动作。通过以使用了这样的a/d转换器的加法处理实现tdi动作，从而与例如将仅用于对信号进行相加的存储器设置于电路单元的情况相比，可以抑制电路规模的增大。另外，与例如将信号输出至摄像元件的外部并在外部进行加法处理的情况相比，可以减少输出信号量。再者，在该摄像元件中，通过电荷放大器将自像素部输出的电荷信号转换为电压信号，在a/d转换器中对该电压信号进行加法处理。由此，可以减少来自像素部的电荷信号的传送中的损耗，并可以实现有效率的tdi动作。由此，根据该摄像元件，可以抑制电路规模的增大且减少输出信号量，且实现有效的tdi动作。

7、n个a/d转换器的各个也可以构成为单斜率型。在该情况下，可以由简单的结构实现有效的tdi动作。

8、开关电路也可以连接于n个电荷放大器与a/d转换器的加法处理部之间。在该情况下，可以由简单的结构实现有效的tdi动作。

9、m个电路单元也可以以在第1方向上与对应的像素阵列相邻的方式配置，m个电路单元的各个具有在第2方向上排列的n个配置区域，在n个配置区域的各个配置有电荷放大器及a/d转换器，第2方向上的n个配置区域的各个的宽度为第2方向上的像素部的宽度的1/n以下。在该情况下，可以高效地配置电路单元，且可以进一步抑制电路规模的增大。

10、本公开的一个方面的摄像元件具备：像素单元，其具有m个(m为2以上的整数)像素阵列，所述像素阵列分别包含进行光电转换的n个(n为2以上的整数)像素部，n个像素部沿第1方向排列，m个像素阵列沿与第1方向正交的第2方向排列；及m个电路单元，它们与m个像素阵列对应设置，m个电路单元的各个具有：n个电荷放大器，它们分别包含：运算放大器；及电容部，其连接于运算放大器的反相输入端子与输出端子之间，并且蓄积自对应的像素阵列的n个像素部的任一者输出的电荷信号，它们将电荷信号转换为电压信号；及开关电路，其切换n个像素部与n个电荷放大器的电容部之间的连接状态，在m个电路单元的各个中，开关电路以蓄积自像素部输出的电荷信号的电容部按照沿第1方向的n个像素部的排列顺序切换的方式，切换连接状态。

11、在该摄像元件中，m个电路单元的各个具有n个电荷放大器、和开关电路。并且，在m个电路单元的各个中，以蓄积(相加)由像素部输出的电荷信号的电荷放大器的电容部按照沿第1方向的n个像素部的排列顺序切换的方式，切换像素部与电荷放大器之间的连接状态，由此实现tdi动作。通过以使用了这样的电荷放大器的加法处理实现tdi动作，从而与例如将仅用于相加信号的存储器设置于电路单元的情况相比，可以抑制电路规模的增大。另外，与例如将信号输出至摄像元件的外部并在外部进行加法处理的情况相比，可以减少输出信号量。再者，在该摄像元件中，将自像素部输出的电荷信号在电荷放大器的电容部进行蓄积并相加，通过电荷放大器转换为电压信号。由此，可以减少来自像素部的电荷信号的传送中的损耗，并可以实现有效的tdi动作。由此，根据该摄像元件，可以抑制电路规模的增大且减少输出信号量，并且实现有效的tdi动作。

12、m个电路单元以在第1方向上与对应的像素阵列相邻的方式配置，m个电路单元的各个具有在第2方向上排列的n个配置区域，在n个配置区域的各个配置有电荷放大器，第2方向上的n个配置区域的各个的宽度为第2方向上的像素部的宽度的1/n以下。在该情况下，可以有效地配置电路单元，并可以进一步抑制电路规模的增大。

13、n个像素部的各个也可以包含表面型的光电二极管。在该情况下，可以使像素部大面积化。

14、n个像素部的各个也可以包含嵌入型的光电二极管。在该情况下，可以谋求高灵敏度化及低噪声化。

15、n也可以为8以上的整数。这样在像素的数量较多的情况下，电路规模的增大和输出信号量的增加容易成为问题，但在该摄像元件中，即使在这样的情况下，也可以抑制电路规模的增大且减少输出信号量，并且实现有效的tdi动作。

16、发明的效果

17、根据本公开的一个方面，可以提供一种可以抑制电路规模的增大且减少输出信号量，并且实现有效的tdi动作的摄像元件。

技术特征：

1.一种摄像元件，其中，

2.如权利要求1所述的摄像元件，其中，

3.如权利要求1或2所述的摄像元件，其中，

4.如权利要求1至3中任一项所述的摄像元件，其中，

5.一种摄像元件，其中，

6.如权利要求5所述的摄像元件，其中，

7.如权利要求1至6中任一项所述的摄像元件，其中，

8.如权利要求1至6中任一项所述的摄像元件，其中，

9.如权利要求1至8中任一项所述的摄像元件，其中，

技术总结
摄像元件具备：像素单元，其具有M个(M为2以上的整数)分别包含N个(N为2以上的整数)像素部的像素阵列；及M个电路单元。各电路单元具有：N个电荷放大器，它们将自对应的像素阵列的像素部输出的电荷信号转换为电压信号；N个A/D转换器，它们分别具有进行该电压信号的加法处理的加法处理部、及保持与加法处理部的加法状态对应的加法信号的保持部；及开关电路，其切换电荷放大器与A/D转换器的保持部之间的连接状态。开关电路以保持与自像素部输出的电荷信号对应的加法信号的保持部按照N个像素部的排列顺序切换的方式，切换该连接状态。

技术研发人员：细谷有功,杉山行信,吉村英敏
受保护的技术使用者：浜松光子学株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5