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CN101204085B - 摄像装置 - Google Patents

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CN101204085B
CN101204085B CN2006800191943A CN200680019194A CN101204085B CN 101204085 B CN101204085 B CN 101204085B CN 2006800191943 A CN2006800191943 A CN 2006800191943A CN 200680019194 A CN200680019194 A CN 200680019194A CN 101204085 B CN101204085 B CN 101204085B
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Abstract

本发明提供一种摄像装置，该装置正确地检测出摄像元件的摄像区域的温度，从而进行精密的温度补偿，同时可以实现摄像装置整体的小型化。特征在于在摄像装置中设置将入射光变换为电信号的摄像元件(5)；与摄像元件5层叠安装的信号处理芯片(6)；在将摄像元件(5)和信号处理芯片(6)层叠的状态下，组装到信号处理芯片(6)中以接近摄像元件(5)的温度传感器(8)。

Description

摄像装置
技术领域
本发明关系到摄像装置，尤其涉及到包括具有温度特性的摄像元件的摄像装置。
背景技术
一直以来，在安装于数字摄像机、车载摄像机等中的摄像机单元等的摄像装置中，设置有将入射光光电变换为电信号的摄像元件。作为这样的摄像元件，CCD(Charge Coupled Device)型图像传感器和CMOS(ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor)型图像传感器等被广泛使用。
已知这样的摄像装置，因这些CCD型图像传感器和CMOS型图像传感器具有温度特性，所以根据由温度传感器检测出的摄像装置内部的温度，计算通过这些图像传感器所得到的图像数据的校正量，并校正摄像图像，从而得到最适合的图像。
例如，在专利文献1中记载了这样的摄像装置，将温度传感器设置在载置了用于冷却摄像元件的珀尔贴元件的散热部件上，并根据由该温度传感器检测出的散热部件的温度，对摄像元件的温度特性所导致的输出信号的偏差进行校正。
此外，在专利文献2中记载了这样的摄像装置，将温度传感器设置在摄像装置的壳体内部的摄像元件的附近，并根据由该温度传感器检测出的摄像元件附近的温度，对摄像元件的温度特性所导致的输出信号的偏差进行校正。
此外，在专利文献3中记载了这样了摄像装置，将温度传感器设置在摄像元件的摄像区域的周围，并根据由该温度传感器检测出的摄像区域附近的温度，对摄像元件的温度特性所导致的输出信号的偏差进行校正。
专利文献1：特开平7-038019号公报
专利文献2：特开平7-270177号公报
专利文献3：特开2000-162036号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在专利文献1所记载的摄像装置中，由于摄像元件和温度传感器作为不同部件来构成，因此两者的距离不得不变大，温度检测的精度下降，同时温度传感器的安装工序增加，因而存在制造成本增加的问题。
此外，在专利文献2所记载的摄像装置中，温度传感器设置在摄像元件的附近，但摄像元件、温度传感器和电子电路分别作为不同部件来构成，因此存在无法实现摄像装置整体的小型化的问题。此外，因温度传感器的形状和布置，有时温度传感器不能得到与摄像元件的较大的接触面积，不能正确地检测出摄像元件的温度。
此外，在专利文献3所记载的摄像装置中，温度传感器设置在摄像元件上，但温度传感器并不在摄像元件的摄像区域内，而位于摄像区域的周边，因此存在不能正确地检测出摄像区域的温度的问题。
本发明的课题在于，提供正确地检测出摄像元件的摄像区域的温度，对摄像元件的温度特性进行精密的温度补偿，同时能够实现摄像装置整体的小型化的摄像装置。
解决课题的方案
为了解决上述课题，技术方案一的发明是摄像装置，其特征在于，它包括：摄像元件，将入射光变换为电信号；信号处理芯片，与所述摄像元件层叠安装；以及温度传感器，被组装在所述信号处理芯片中，以在将所述摄像元件和所述信号处理芯片层叠的状态下接近所述摄像元件。
根据技术方案一的发明，通过将温度传感器组装在信号处理芯片上，可以将摄像装置的结构元件设为最小限度的大小尺寸。此外，摄像元件的输出信号的处理全部都在信号处理芯片中进行，因此可以将布线空间设为最小限度。此外，通过将温度传感器预先组装在信号处理芯片中，与将这些作为不同部件制造后设置的情况相比，可以简化摄像装置的制造工序。此外，通过将摄像元件和组装了温度传感器的信号处理芯片进行层叠，可以实现摄像装置的结构元件的小型化，同时确保温度传感器和摄像元件接近的面积较宽，可以正确地检测出摄像元件的温度。
技术方案二的发明是技术方案一的摄像装置，其特征在于，它包括控制单元，基于所述温度传感器的检测结果，对温度变化所引起的所述摄像元件的输出信号的偏差进行校正。
根据技术方案二的发明，利用由组装到信号处理芯片中的温度传感器所正确地检测出的摄像元件的温度数据，可以对摄像元件的输出信号的偏差进行校正。
技术方案三的发明是技术方案一或技术方案二的摄像装置，其特征在于，所述摄像元件具有可根据入射光量来切换将入射光线性变换为电信号的线性变换动作和进行对数变换的对数变换动作的多个像素。
根据技术方案三的发明，在包括根据入射光量对入射光进行对数变换或线性变换的线性对数传感器(linear log censor)的摄像装置中，基于温度传感器的检测结果，可以对温度变化所引起的输出信号的偏差进行校正。
技术方案四的发明是技术方案一至技术方案三的任一项的摄像装置，其特征在于，所述摄像元件可根据入射光量来切换多个线性变换特性，还可以对温度变化所引起的线性变换特性的斜率变动和切换点变动进行校正。
根据技术方案四的发明，通过包括可根据入射光量来切换(斜率不同的)多个线性变换特性的摄像元件，可以对温度变化所引起的线性变换特性的斜率变动和切换点变动进行校正。
技术方案五的发明是技术方案一至技术方案四的任一项的摄像装置，其特征在于，所述温度传感器被组装为，在将所述摄像元件和所述信号处理芯片层叠的状态下接近所述摄像元件的摄像区域的后侧。
根据技术方案五的发明，温度传感器和摄像元件的摄像区域的物理距离减小，所以可由温度传感器正确地检测出摄像区域的温度。
技术方案六的发明是技术方案一至技术方案五的任一项的摄像装置，其特征在于，一个所述温度传感器被组装在所述信号处理芯片中，以在将所述摄像元件和所述信号处理芯片层叠的状态下接近所述摄像元件的摄像区域的中心附近。
根据技术方案六的发明，因采用了温度传感器接近摄像元件的摄像区域的中心附近的结构，所以可以检测出摄像区域中最想测量的部分的温度。
技术方案七的发明是技术方案一至技术方案六的任一项的摄像装置，其特征在于，所述温度传感器设置在和所述摄像元件的摄像区域重叠的部分。
根据技术方案七的发明，因温度传感器设置在摄像元件的摄像区域部分，所以温度检测的偏差较少，可以进行正确的温度检测。
技术方案八的发明是技术方案一至技术方案五的任一项的摄像装置，其特征在于，多个所述温度传感器被组装在所述信号处理芯片中。
根据技术方案八的发明，用多个温度传感器检测摄像元件的多个部位的温度，特别是在摄像元件具有较宽的面积的情况下，可以正确地检测出摄像元件整体的温度。
技术方案九的发明是技术方案一至技术方案八的任一项的摄像装置，其特征在于，所述摄像元件和所述信号处理芯片的布线通过隆起(bump)电极而电连接。
根据技术方案九的发明，可以将摄像元件和信号处理芯片进行电连接而不必使用引线(wire)，因此可以将布线空间设为最小限度。
技术方案十的发明是技术方案一至技术方案九的任一项的摄像装置，其特征在于，在所述摄像元件和所述信号处理芯片的端部周围分别形成了用于使布线穿过的多个布线用孔。
根据技术方案十的发明，通过将摄像元件和信号处理芯片的布线连接到布线用孔中，可以将布线的一部分放入摄像元件的结构元件内。
发明效果
根据技术方案一的发明，可以削减摄像装置的制造成本，实现摄像装置整体的小型化，同时可以正确地检测出摄像区域的温度。
根据技术方案二的发明，可以对摄像元件的温度特性进行精密的温度补偿。
根据技术方案三的发明，在包括了线性对数传感器的摄像装置中，可以对线性对数传感器的温度特性进行温度补偿。
根据技术方案四的发明，通过包括可根据入射光量来切换(斜率不同的)多个线性变换特性的摄像元件，可以对温度变化所引起的线性变换特性的斜率变动和切换点变动进行校正。
根据技术方案五的发明，正确地检测出摄像区域的温度，从而可以对摄像元件的温度特性进行更精确的温度补偿。
根据技术方案六的发明，通过温度传感器可以检测出摄像区域中最想测量的部分的温度，所以可进行有效的温度补偿。
根据技术方案七的发明，因温度传感器设置在摄像元件的摄像区域部分，所以温度检测的偏差较少，可以进行正确的温度检测。
根据技术方案八的发明，用多个温度传感器正确地检测出摄像元件整体的温度，从而可以对摄像元件的温度特性进行更精确的温度补偿。
根据技术方案九的发明，可以将布线空间设为最小限度而实现摄像装置的小型化。
根据技术方案十的发明，将布线的一部分放入摄像装置的结构元件内，从而可以实现摄像装置的小型化。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的摄像装置的结构的切面图。
图2是表示本发明第一实施方式的摄像装置的结构的平面图。
图3是表示本发明第一实施方式的摄像装置的其他结构例的平面图。
图4是表示本发明第一实施方式的摄像装置的功能结构的方框图。
图5是表示本发明第一实施方式的摄像元件的结构的方框图。
图6是表示本发明第一实施方式的摄像元件所包括的像素的结构的电路图。
图7是表示本发明第一实施方式的摄像元件所包括的像素的动作的时序图。
图8是表示本发明第一实施方式的摄像元件的输出信号的曲线。
图9是表示本发明第二实施方式的摄像装置的结构的切面图。
标号说明
1摄像装置
2壳体
3镜头
4基板
5摄像元件
6信号处理芯片
7微型镜头阵列
8温度传感器
9、10电极焊盘
11引线
12电极焊盘
13系统控制单元
14镜头单元
15控制单元
16信号处理单元
17定时生成单元
18电源线
19垂直扫描电路
20水平扫描电路
21校正电路
32、33布线用孔
34、35隆起电极
36、37接合层
具体实施方式
(第一实施方式)
参照图1～图8说明本发明第一实施方式。
如图1所示，摄像装置1包括壳体2，在壳体2的一个侧面的中央部分附近，用于使被摄体的图像光集中在规定的焦点上的镜头3被设置为，镜头3的光轴与摄像元件5的受光面正交。
此外，在壳体2的内部包括基板4，在基板4上信号处理芯片6和摄像元件5分别经由非常薄的接合层(未图示)而层叠。另外，优选地，在接合层中使用导热系数较高的树脂等。
摄像元件5是经由镜头3将入射的被摄体的反射光光电变换成电信号的元件，它位于镜头3的背面。此外，在与摄像元件5的镜头3对置的面中，除去边界附近的部分为摄像区域，在该摄像区域中设置有用于使对摄像元件5的像素内部的聚光性提高的微型镜头阵列7。
在信号处理芯片6中搭载了系统控制单元13和信号处理单元16(都参照图4)等电路，还组装了作为温度检测部件的温度传感器8。如图1和图2所示，在将摄像元件5层叠在信号处理芯片6上的状态下，温度传感器8经由非常薄的接合层(未图示)而接近摄像区域的中心附近的后侧。由此，摄像装置1的结构元件被小型化，同时确保温度传感器8经由结合层与摄像元件5接触的面积较宽。另外，作为温度传感器8，可以使用具有根据温度变化而电阻值变化的特性的热敏电阻等。
此外，如图1和图2所示，在摄像元件5和信号处理芯片6的各自的端部附近设置有多个电极焊盘9、10，分别通过引线11的结合(bonding)而与基板4中所设置的多个电极焊盘12电连接。
另外，在本实施方式中，在信号处理芯片6的中心附近组装有一个温度传感器8，但如图3所示，也可以在信号处理芯片6中与摄像元件5的摄像区域对应的区域内组装多个温度传感器8。根据这样的结构，即使在摄像元件5的摄像区域较宽的情况下，也可以用多个温度传感器8检测各个区域的温度，从而提高摄像区域内的温度检测的精度。
接着，图4表示本实施方式的摄像装置1的功能结构。
摄像装置1包括系统控制单元13。系统控制单元13由CPU(CentralProcessing Unit)、由可改写的半导体元件所构成的RAM(Random AccessMemory)以及由非易失性的半导体存储器所构成的ROM(Read OnlyMemory)构成。
此外，在系统控制单元13中连接了摄像装置1的各个结构部分，系统控制单元13将记录在ROM中的处理程序扩展到RAM并由CPU执行该处理程序，从而对这些各个结构部分进行驱动控制。
如图4所示，在系统控制单元13中连接了镜头单元14、光圈控制单元15、摄像元件5、温度传感器8、信号处理单元16以及定时生成单元17。
镜头单元14由将被摄体光像在摄像元件5的摄像面中成像的多个镜头以及用于调整通过该镜头所聚集的光量的光圈单元所构成。
光圈控制单元15对在镜头单元14中用于调整由镜头所聚集的光量的光圈单元进行驱动控制。即，基于从系统控制单元13所输入的控制值，在摄像元件5的摄像动作开始前夕使光圈单元开口后在经过了规定的曝光时间后使光圈单元闭塞，此外，在非摄像时，通过限制对摄像元件5的入射光，从而控制入射光量。
摄像元件5将被摄体光像的R、G、B的各个颜色分量的入射光光电变换成电信号后取入。在本实施方式中，作为摄像元件5，使用输出信号的线性区域和对数区域根据入射光量而连续变化的线性对数传感器。
另外，作为本发明的摄像装置所包括的摄像元件，只要是具有温度特性的摄像元件即可，不仅仅是线性对数传感器，还可以是输出信号中不包含线性区域的摄像元件或者不包含对数区域的摄像元件。
以下，对本实施方式中使用的摄像元件5进行说明。
如图5所示，摄像元件5具有被矩阵配置(matrix配置)的多个像素G11～Gmn(其中，n、m是1以上的整数)。
各个像素G11～Gmn用于对入射光进行光电变换后输出电信号。这些像素G11～Gmn可根据入射光量而对电信号的变换动作进行切换，更详细地说，切换将入射光线性变换为电信号的线性变换动作和进行对数变换的对数变换动作。另外，在本实施方式中，将入射光线性变换和对数变换为电信号是指，将光量的时间积分值变换为线性变换的电信号，和对数变换为对数变化的电信号。
在像素G11～Gmn的镜头单元14侧分别设置了红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)的其中一个颜色的滤波器(未图示)。此外，如图5所示，在像素G11～Gmn中连接了电源线18和信号施加线LA1～LAn、LB1～LBn、LC1～LCn、信号读出线LD1～LDm。另外，在像素G11～Gmn中还连接了时钟线和偏压供给线等线，但在图5中省略了这些图示。
信号施加线LA1～LAn、LB1～LBn、LC1～LCn对像素G11～Gmn提供信号φV、φVD、φVPS(参照图6、图7)。在这些信号施加线LA1～LAn、LB1～LBn、LC1～LCn上连接了垂直扫描电路19。该垂直扫描电路19基于来自定时生成单元17(参照图1)的信号，对信号施加线LA1～LAn、LB1～LBn、LC1～LCn施加信号，将施加信号的对象的信号施加线LA1～LAn、LB1～LBn、LC1～LCn依次切换到X方向。
从信号读出线LD1～LDm导出由各个像素G11～Gmn所生成的电信号。这些信号读出线LD1～LDm上连接了将电信号进行放大的恒流源D1～Dm和选择电路S1～Sm。此外，在恒流源D1～Dm的一端(图中下侧的端部)上被施加了直流电压VPS。
选择电路S1～Sm用于对经由各个信号读出线LD1～LDm从像素G11～Gmn所提供的噪声信号和摄像时的电信号进行采样保持(sample hold)。这些选择电路S1～Sm上连接了水平扫描电路20和校正电路21。水平扫描电路20将对电信号进行采样保持后发送到校正电路21的选择电路S1～Sm依次切换到Y方向。此外，校正电路21基于从选择电路S1～Sm所发送的噪声信号和摄像时的电信号，从该电信号中去除噪声信号。
另外，作为选择电路S1～Sm和校正电路21，可以使用在特开平2001-223948号公报中所公开的电路。此外，在本实施方式中，说明了对于选择电路S1～Sm的整体只设置一个校正电路21，但也可以对选择电路S1～Sm的每一个都分别设置一个校正电路21。
接着，对摄像元件5包括的像素G11～Gmn进行说明。
如图6所示，各个像素G11～Gmn包括光电二极管P、晶体管T1～T6以及电容器C。另外，晶体管T1～T6是P沟道的MOS晶体管。
在光电二极管P中到达通过了镜头单元14的光。在该光电二极管P的阳极PA中被施加直流电源VPD，阴极PK连接了晶体管T1的漏极T1D。
晶体管T1的栅极T1G中被输入信号φS，源极T1S上连接了晶体管T2的栅极T2G和漏极T2D。
该晶体管T2的源极T2S上连接了信号施加线LC(相当于图5的LC1～LCn)，从该信号施加线LC被输入信号φVPS。这里，如图7所示，信号φVPS是二值的电压信号，更详细地说，取在输入光量超过了规定输入光量th时用于使晶体管T2在子阈区域中动作的电压值VL，和使晶体管T2成为导通状态的电压值VH的两个值。
此外，晶体管T1的源极T1S上连接了晶体管T3的栅极T3G。
该晶体管T3的漏极T3D上被施加了直流电压VPD。此外，在晶体管T3的源极T3S上连接了电容器C的一端、晶体管T5的漏极T5D和晶体管T4的栅极T4G。
在电容器C的另一端上连接了信号施加线LB(相当于图5的LB1～LBn)，从该信号施加线LB提供信号φVD。这里，如图7所示，信号φVD是三值的电压信号，更详细地说，取使电容器C积分动作时的电压值Vh、读出被光电变换过的电信号时的电压值Vm和读出噪声信号时的电压值V1的三个值。
在晶体管T5的源极T5S上输入直流电压VRG，在栅极T5G上输入信号φRS。
晶体管T4的漏极T4D上与晶体管T3的漏极T3D一样被施加了直流电压VPD，源极T4S上连接了晶体管T6的漏极T6D。
在该晶体管T6的源极T6S上连接了信号读出线LD(相当于图5的LD1～LDm)，在栅极T6G上从信号施加线LA(相当于图5的LA1～LAn)输入信号φV。
通过采用这样的电路结构，各个像素G11～Gmn进行以下的复位动作。
首先，如图7所示，垂直扫描电路19进行像素G11～Gmn的复位动作。
具体地讲，从信号φS为Low、φV为Hi、φVPS为VL、φRS为Hi、φVD为Vh的状态下，垂直扫描电路19将脉冲信号φV、电压值Vm的脉冲信号φVD提供给像素G11～Gmn，在使电信号输出到信号读出线LD之后，信号φS为Hi，从而晶体管T1成为OFF。
接着，垂直扫描电路19通过使信号φVPS为VH，从而使晶体管T2的栅极T2G和漏极T2D以及晶体管T3的栅极T3G上所积蓄的负电荷迅速进行再耦合。此外，垂直扫描电路19通过使φRS为Low而使晶体管T5成为ON，从而对电容器C和晶体管T4的栅极T4G的连接节点的电压进行初始化。
接着，垂直扫描电路19通过使信号φVPS为VL，在使晶体管T2的电势状态返回到基本状态后，使信号φRS为Hi，从而晶体管T5成为OFF。接着，电容器C进行积分动作。由此，电容器C和晶体管T4的栅极T4G的连接节点的电压与被复位的晶体管T2的栅极电压相对应。
接着，垂直扫描电路19通过将脉冲信号φV提供给晶体管T6的栅极T6G，从而晶体管T6成为ON，同时对电容器C施加电压值Vl的脉冲信号φVD。这时，晶体管T4作为源极跟随型的MOS晶体管动作，所以噪声信号作为电压信号出现在信号读出线LD上。
然后，垂直扫描电路19将脉冲信号φRS提供给晶体管T5的栅极T5G，使电容器C和晶体管T4的栅极T4G的连接节点的电压复位后，使φS为Low，从而使晶体管T1成为ON。由此，复位动作结束，像素G11～Gmn成为可摄像状态。
此外，各个像素G11～Gmn进行以下的摄像动作。
在与入射光量对应的光电荷通过光电二极管P流入晶体管T2时，光电荷被积蓄在晶体管T2的栅极T2G。
这里，在被摄体的亮度较低，对于光电二极管P的入射光量比所述规定入射光量th少的情况下，晶体管T2处于截止状态，因此与晶体管T2的栅极T2G中所积蓄的光电荷量对应的电压出现在该栅极T2G中。所以，在晶体管T3的栅极T3G上，出现对入射光进行了线性变换的电压。
另一方面，在被摄体的亮度较高，对于光电二极管P的入射光量比所述规定入射光量th多的情况下，晶体管T2在子阈区域进行动作。所以，在晶体管T3的栅极T3G上，出现将入射光以自然对数进行了对数变换的电压。
另外，在本实施方式中，在像素G11～Gmn之间，所述规定值的值相等。
在晶体管T3的栅极T3G上出现电压时，从电容器C流到晶体管T3的漏极T3D的电流对应于该电压值而被放大。所以，在晶体管T4的栅极T4G上，出现对光电二极管P的入射光进行了线性变换或者对数变换的电压。
接着，垂直扫描电路19使信号φVD的电压值为Vm，同时使φV为Low。由此，对应于晶体管T4的栅极电压的源极电流经由晶体管T6流入信号读出线LD。这时，晶体管T4作为源极跟随型的MOS晶体管动作，所以摄像时的电信号作为电压信号出现在信号读出线LD上。这里，经由晶体管T4、T6所输出的电信号的信号值是与晶体管T4的栅极电压成比例的值，因此该信号值成为对光电二极管P的入射光进行了线性变换或者对数变换的值。
然后，垂直扫描电路19使信号φVD的电压值为Vh，同时使φV为Hi，从而摄像动作结束。
在这样动作时，摄像时的信号φVPS的电压值VL降低，与复位时的信号φVPS的电压值VH的差越大，在晶体管T2的栅极和源极之间的电势差越大，在晶体管T2的截止状态下动作的被摄体的亮度的比例越大。因此，电压值VL越低，线性变换的被摄体亮度的比例越大，电压值VL越高，对数变换的被摄体亮度的比例越大。由此，本实施方式的摄像元件5的输出信号对应于入射光量，线性区域及对数区域连续变化。
通过对这样动作的摄像元件5的像素G11～Gmn提供信号φVPS的电压值VL的值进行切换，从而可以切换动态范围。即，通过系统控制单元13对信号φVPS的电压值VL的值进行切换，可以变更从像素G11～Gmn的线性变换动作切换到对数变换动作的拐点。
另外，在本实施方式中采用了通过对摄像时的信号φVPS的电压值VL进行变更来切换线性变换动作和对数变换动作的结构，但也可以通过变更复位时的信号φVPS的电压值VH来变更线性变换动作和对数变换动作的拐点。并且，也可以通过变更复位时间来变更线性变换动作和对数变换动作的拐点。
此外，在本实施方式的摄像元件5对各个像素包括了RGB滤波器，也可以包括青(Cyan)、品红(Magenta)、黄(Yellow)等其他颜色滤波器。
回到图4，温度传感器8检测摄像元件5中的摄像区域的温度，并将其检测结果发送到系统控制单元13。
信号处理单元16由放大器22、AD变换器(ADC)23、黑基准校正单元24、LogLin变换单元25、AE·AWB评价值检测单元26、AWB控制单元27、色插补单元28、色校正单元29、灰度变换单元30以及色空间变换单元31所构成。
其中，放大器22将从摄像元件5所输出的电信号放大为指定的规定电平，从而补偿摄像图像的电平不足。
此外，AD变换器23将在放大器22中所放大的电信号从模拟信号变换为数字信号。
此外，黑基准校正单元24将作为最低亮度值的黑电平校正为基准值。即，因摄像元件5的偏差而黑电平各不相同，所以对于从AD变换器23所输出的RGB各个信号的信号电平减去作为黑电平的基准的信号电平，从而进行黑基准校正。
此外，LogLin变换单元25在摄像元件5的输出信号中，将通过对数变换动作所生成的电信号变换为从入射光进行了线性变换的状态。即，在包含线性区域和对数区域的输出信号中，将对数区域的输出信号进行线性化，将输入信号作为全部线性变化的电信号。由此，与输出信号包含线性区域和对数区域的双方的情况相比，AWB等信号处理变得容易。另外，LogLin变换单元25采用了使用一览表来进行变换的结构，但也可以是每当存在温度变化时通过运算来进行变换的结构。
此外，AE·AWB评价值检测单元26从由LogLin变换单元25所线性化的电信号，检测用于进行自动曝光控制(AE)以及自动白平衡(white balance)(AWB)的各个评价值。
此外，AWB控制单元27通过根据黑基准校正后的电信号来计算校正系数，从而调整摄像图像的R、G、B的各个颜色分量的电平比(R/G、B/G)，正确地显示白色。
此外，由于在摄像元件5的像素中所得到的信号只是原色中的一个颜色，所以色插补单元28进行对每个像素从周围的像素中插补缺少的颜色分量的色插补处理，以便可以对各个像素求R、G、B的各个颜色分量值。
此外，色校正单元29对从色插补单元28输入的图像数据的每个像素的颜色分量值进行校正，从而生成调整了各个像素的色调的图像。
此外，为了忠实地再现图像，为了在从图像的输入到最终输出为止将灰度系数(gamma)设为1来实现理想灰度再现特性，灰度变换单元30进行将图像的灰度的响应特性校正为与摄像装置1的灰度系数值所对应的最适合的曲线的灰度系数校正处理。
此外，色空间变换单元31将色空间从RGB变换为YCbCr。YCbCr是用亮度(Y)信号与蓝色的色差信号(Cb)、与红色的色差信号(Cr)的两个色度来表现颜色的色空间的管理方法，通过将色空间变换为YCbCr，容易进行仅色差信号的数据压缩。
接着，定时生成单元17控制由摄像元件5的摄像动作(基于曝光的电荷积蓄和积蓄电荷的读出等)。即，基于来自系统控制单元13的摄像控制信号来生成规定的定时脉冲(像素驱动信号、水平同步信号、垂直同步信号、水平扫描电路驱动信号、垂直扫描电路驱动信号等)，并输出到摄像元件5。此外，定时生成单元17还生成用于AD变换的定时信号。
系统控制单元13基于从温度传感器8所发送的摄像元件5的摄像区域的温度检测结果，对摄像区域的温度变化所引起的摄像元件5的输出信号的偏差进行校正。
摄像元件5的温度特性因电路结构而各不相同，图8表示摄像区域的各个温度下的摄像元件5的输出信号的例子。图8的曲线(a)表示常温时的输出信号。图8是横轴为对数刻度，高亮度区域的对数区域的输出信号为按比例变化的曲线。此外，曲线(b)表示低温时的输出信号，与曲线(a)相比，对数区域的斜率减少，线性区域的上升变大。此外，作为对数区域和线性区域的边界的拐点也随之变化。另一方面，曲线(c)表示高温时的输出信号，与曲线(a)相比，对数区域的斜率增加，线性区域的上升变小。此外，拐点也随之变化。
系统控制单元13基于这样的摄像元件5的温度特性，对摄像区域的温度变化后的输出信号进行规定的运算，从而校正摄像元件5的输出信号的偏差。
即，本实施方式的系统控制单元13通过对LogLin变换单元25所包括的一览表中的线性变化后的输出信号加上或减去对应于温度变化的规定的校正值，或者乘以或除去规定的校正系数，从而校正输出信号的偏差。该校正值或校正系数可以通过预先测定规定的温度下的输出信号来求出。另外，同样的校正也可以对进行由一览表的变换之前的对数变换区域的输出信号进行。
此外，作为由系统控制单元13的摄像元件5的输出信号的校正，认为除了将对数区域的信号线性化时进行的校正之外，通过对线性区域的输出信号进行由规定的校正值或校正系数的运算的校正、和由拐点的变更的校正等，摄像区域的温度变化不会对摄像元件5的输出信号的特性产生影响。
接着，对本实施方式的摄像装置1的作用进行说明。
在摄像装置1的电源为ON时，温度传感器8检测摄像元件5的摄像区域的温度并发送到系统控制单元13。
这里，在本实施方式的摄像装置1中，通过层叠摄像元件5以及被组装了温度传感器8的信号处理芯片6，将摄像装置1的结构元件小型化，同时确保温度传感器8经由接合层与摄像元件5接触的面积较宽。
另外，在本实施方式中，在信号处理芯片6的中心附近组装了一个温度传感器8，但如图3所示，也可以在信号处理芯片6中与摄像元件5的摄像区域所对应的区域内组装多个温度传感器8。由此，即使在摄像元件5的摄像区域较宽的情况下，也可以用多个温度传感器8来检测出各个区域的温度，从而提高摄像区域内的温度检测的精度。
并且，如图3所示地，为了温度检测的偏差较少，进行正确的温度检测，摄像元件5设置在和摄像区域重叠的部分。
接着，系统控制单元13基于从温度传感器8所发送的摄像元件5的摄像区域的温度检测结果，对摄像区域的温度变化所引起的摄像元件5的输出信号的偏差进行校正。
在本实施方式中，通过对LogLin变换单元25所包括的一览表中的线性变化后的输出信号加上或减去对应于温度变化的规定的校正值，或者乘以或除去规定的校正系数来进行校正，使得不会产生温度变化所引起的输出信号的变换误差。另外，同样的校正也可以对进行由一览表的变换之前的对数变换区域的输出信号进行。
这里，在使用多个温度传感器8的情况下，也可以使用由各个温度传感器8检测出的温度的平均值来进行LogLin变换单元25的控制。此外，在摄像区域较宽，并且在由各个温度传感器8检测出的温度中存在规定值以上的温度差的情况下，对在对应于各个温度传感器8的位置的摄像区域中所摄像的电信号，也可以基于各个温度来进行校正。
接着，摄像元件5开始摄像动作时，在像素G11～Gmn中被光电变换的电荷按照从定时生成单元17所提供的定时信号而被扫描，在入射光量较少时被线性变换的图像信号输出到放大器22，在入射光量较多时被对数变换的图像信号输出到放大器22。
然后，在放大器22将图像信号放大为指定的规定电平时，AD变换器23将所放大的电信号从模拟信号变换为数字信号。进而，黑基准校正单元24将作为最低亮度值的黑电平校正为基准值。
接着，LogLin变换单元25使用一览表将对数区域的输出信号变换为从入射光被线性变换的状态。该一览表是由系统控制单元13对应于温度变化而进行校正，所以能够对对数区域的输出信号进行线性化而没有温度变化所引起的误差。
接着，AE·AWB评价值检测单元26从由LogLin变换单元25所线性化的电信号，检测AE评价值以及AWB评价值。此外，AWB控制单元27进行AWB处理。
接着，色插补单元28进行色插补处理时，色校正单元29对图像数据的每个像素的颜色分量值进行校正。此外，灰度变换单元30进行灰度系数校正处理时，色空间变换单元31将色空间从RGB变换为YCbCr。
以上根据本实施方式，通过将温度传感器8组装到信号处理芯片6，可以将摄像装置1的结构元件设为最小限度的大小尺寸。此外，摄像元件5的输出信号的处理全部都在信号处理芯片6中进行，因此可以将布线空间设为最小限度。此外，通过将温度传感器8预先组装在信号处理芯片6中，与将这些作为不同部件制造后设置的情况相比，可以简化摄像装置1的制造工序。此外，通过将摄像元件5和组装了温度传感器8的信号处理芯片6进行层叠，可以实现摄像装置1的结构元件的小型化，同时确保温度传感器8和摄像元件5接近的面积较宽，可以正确地检测出摄像元件5的温度。
尤其，在本实施方式中，在包括了根据入射光量对入射光进行对数变换或线性变换的线性对数传感器的摄像装置1中，基于温度传感器的检测结果，可以对温度变化所引起的输出信号的偏差进行校正。
此外，温度传感器8和摄像元件5的摄像区域的物理距离较小，所以可由温度传感器8正确地检测出摄像区域的温度。
此外，因采用了温度传感器8接近摄像元件5的摄像区域的中心附近的结构，所以可以检测出摄像元件5的摄像区域中最想测量的部分的温度。
此外，在使用多个温度传感器8时，检测摄像元件5的多个部位的温度，特别是在摄像元件5具有较宽的面积的情况下，可以正确地检测出摄像元件5的整体的温度。
另外，在本实施方式中，作为摄像元件5使用了在输出信号中具有对数区域及线性区域的线性对数传感器，但本发明的摄像元件只要是具有温度特性的摄像元件即可，在使用线性对数传感器以外的摄像元件的情况下，也可以通过对摄像元件的输出信号进行使用了对应于温度变化的规定的校正值或者校正系数的运算，校正温度变化所引起的输出信号的偏差。此外，在包括了可根据入射光量来切换(斜率不同的)多个线性变换特性的摄像元件的摄像装置中，可以对温度变化所引起的线性变换特性的斜率变动和切换点变动进行校正。
(第二实施方式)
参照图9说明本发明的第二实施方式。另外，对与第一实施方式相同的部分赋予相同标号并省略其说明，对与第一实施方式不同的结构及其作用进行说明。
摄像装置1包括壳体2、镜头3、基板4、摄像元件5以及信号处理芯片6，此外，温度传感器8组装到信号处理芯片6中的点与第一实施方式相同。
这里，如图9所示，在本实施方式的摄像元件5的端部附近，形成了用于使电极焊盘9所连接的布线穿过的多个布线用孔32。此外，在信号处理芯片6的端部附近形成了用于使电极焊盘10所连接的布线穿过的多个布线用孔33。
此外，在摄像元件5的后侧，用于将布线电连接到信号处理芯片6的电极焊盘10的隆起电极34通过焊料等而形成，在信号处理芯片6的后侧，用于将布线电连接到基板4的电极焊盘12的隆起电极35通过焊料等而形成。
此外，摄像元件5和信号处理芯片6在被层叠的状态下，由非常薄的接合层36所接合。
另外，摄像装置1的功能结构与第一实施方式相同。
接着，对本实施方式的摄像装置1的作用进行说明。
本实施方式的摄像装置1中，在将摄像元件5和信号处理芯片6层叠的状态下，将连接到摄像元件5的电极焊盘9的布线连接到布线用孔32，通过隆起电极34电连接到信号处理芯片6的电极焊盘10。此外，将连接到电极焊盘10的布线连接到布线用孔33，通过隆起电极35电连接到基板4的电极焊盘12。由此，摄像元件5和信号处理芯片6的布线被电连接。另外，摄像元件5和信号处理芯片6通过接合层36、37而接合。
以上根据本实施方式，可以将摄像元件5和信号处理芯片6进行电连接而不是用引线，因此可以将布线空间设为最小限度。
此外，通过将摄像元件5和信号处理芯片6的布线分别连接到布线用孔32、33，可以将布线的一部分放入摄像装置1的结构元件内。
根据以上所述的本发明的摄像装置，可以削减摄像装置的制造成本，同时可以实现摄像装置整体的小型化。此外，通过正确地检测出摄像区域的温度来校正输出信号，从而可以对摄像元件的温度特性进行精密的温度补偿。
此外，在作为摄像元件而使用线性对数传感器的情况下，可以对线性对数传感器的温度特性进行温度补偿。
此外，正确地检测出摄像区域的温度，可以对摄像元件的温度特性进行更精密的温度补偿。
此外，检测出摄像区域中最想测量的部分的温度，从而可进行有效的温度补偿。
此外，用多个温度传感器正确地检测出摄像元件整体的温度，从而可以对摄像元件的温度特性进行更精确的温度补偿。
此外，可以通过隆起电极将布线空间设为最小限度，从而实现摄像装置的小型化，同时通过布线用孔将布线的一部分放入摄像装置的结构元件内，从而可以实现摄像装置的小型化。

Claims (8)

1.一种摄像装置，其特征在于，包括：
摄像元件，将入射光变换为电信号；
信号处理芯片，与所述摄像元件层叠安装；以及
温度传感器，被预先组装在所述信号处理芯片中，以在将所述摄像元件和所述信号处理芯片层叠的状态下在所述摄像元件的摄像区域的中心附近接近摄像区域的后侧。
2.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，还包括：
控制单元，基于所述温度传感器的检测结果，对温度变化所引起的所述摄像元件的输出信号的偏差进行校正。
3.如权利要求1或2所述的摄像装置，其特征在于，
所述摄像元件具有可根据入射光量来切换将入射光线性变换为电信号的线性变换动作和进行对数变换的对数变换动作的多个像素。
4.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
所述摄像元件可根据入射光量来切换多个线性变换特性，还可以对温度变化所引起的线性变换特性的斜率变动和切换点变动进行校正。
5.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
所述温度传感器设置在和所述摄像元件的摄像区域重叠的部分。
6.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
多个所述温度传感器被组装在所述信号处理芯片中。
7.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
所述摄像元件和所述信号处理芯片通过隆起电极而电连接。
8.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
在所述摄像元件和所述信号处理芯片的端部周围分别形成了用于使布线穿过的多个布线用孔。
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