申请/专利权人：佳能株式会社

申请日：2019-02-02

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN110138364B

主分类号：H03K5/01

分类号：H03K5/01;H03K21/38;H04B10/69;H04N23/54;H04N25/70

优先权：["20180209 JP 2018-022023"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2020.03.31#实质审查的生效;2019.08.16#公开

摘要：本发明提供光电转换装置及摄像系统。该光电转换装置包括：脉冲整形电路，该脉冲整形电路将来自雪崩放大型二极管的输出整形为脉冲；和脉冲转换电路，该脉冲转换电路对从脉冲整形电路输出的脉冲信号进行转换。脉冲转换电路将从脉冲整形电路输出的具有第一振幅的脉冲信号转换为，具有比第一振幅小的第二振幅的脉冲信号。

主权项：1.一种光电转换装置，其包括：雪崩放大型二极管；脉冲整形电路，其被构造为将所述二极管的输出整形为脉冲；脉冲转换电路，其被构造为将具有第一振幅的脉冲信号转换为具有比所述第一振幅小的第二振幅的脉冲信号；以及信号处理电路，其被构造为对从所述脉冲转换电路输出的具有所述第二振幅的所述脉冲信号进行处理，其中，以第一电源电压和第二电源电压供给所述二极管，其中，以与所述第一电源电压不同的第三电源电压，和第四电源电压供给所述信号处理电路，其中，所述第一电源电压是负电压，并且其中，所述第一电源电压与所述第二电源电压之差大于所述第三电源电压与所述第四电源电压之差。

全文数据：光电转换装置及摄像系统技术领域本发明涉及光电转换装置及摄像系统。背景技术已知一种光电转换装置，该光电转换装置对到达了光电二极管的光子的数量进行数字计数，并将计数值作为光电转换的数字信号从像素输出。在噪声和信号算术运算处理方面，像素信号数字化的优势很大。美国专利申请公开第20150115131号讨论了一种摄像装置，在该摄像装置中排列有多个像素，该多个像素中的各个像素均输出光电转换的数字信号。发明内容根据本发明的一方面，提供了一种光电转换装置，该光电转换装置包括：雪崩放大型二极管；脉冲整形电路，其被构造为将所述二极管的输出整形为脉冲；脉冲转换电路，其被构造为将具有第一振幅的脉冲信号转换为具有比所述第一振幅小的第二振幅的脉冲信号；以及信号处理电路，其被构造为对从所述脉冲转换电路输出的具有所述第二振幅的所述脉冲信号进行处理，其中，以第一电源电压和第二电源电压供给所述二极管，其中，以第三电源电压和第四电源电压供给所述信号处理电路，并且其中，所述第一电源电压与所述第二电源电压之差大于所述第三电源电压与所述第四电源电压之差。通过以下参照附图对实施例的描述，本发明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光电转换装置的构造图。图2是示出根据第一实施例的光电转换装置的等效电路的图。图3是示出根据第一实施例的光电转换装置的等效电路的图。图4是示出根据第一实施例的光电转换装置的截面图。图5是示出根据第二实施例的光电转换装置的构造图。图6是示出根据第二实施例的光电转换装置的构造图。图7是示出根据第二实施例的光电转换装置的构造图。图8是示出根据第二实施例的光电转换装置的等效电路的图。图9是示出根据第二实施例的光电转换装置的截面图。图10是示出根据第三实施例的光电转换装置的构造图。图11是示出根据第三实施例的光电转换装置的截面图。图12是示出根据第四实施例的光电转换装置的构造图。图13是示出根据第四实施例的光电转换装置的截面图。图14是示出根据第五实施例的摄像系统的构造图。图15A和图15B分别例示了根据第六实施例的摄像系统的构造和移动体的构造。具体实施方式在美国专利申请公开第20150115131号中，用于光电二极管单元的基板和用于电路单元的基板以层叠结构独立配设，由此能够实现光电转换装置的较高的集成度和较高的速度。在美国专利申请公开第20150115131号的说明书所讨论的光电转换装置中，为了利用雪崩击穿，对光电二极管单元使用高压电源。另一方面，为了较高的集成度和较高的速度，期望对电路单元使用低压电源。然而，在美国专利申请公开20150115131号的说明书中，没有讨论在使用多个电源电压的情况下的元件构造。以下描述的实施例涉及一种提供光电转换装置所期望的构造的技术，该光电转换装置包括用于输出数字信号的光电转换单元并使用多个电源电压。如图1所示，根据第一实施例的光电转换装置形成于第一半导体基板1上。该光电转换装置包括传感器单元10、电路单元20、第一端子30和第二端子31。第一端子30用作高电压电源电压VDD1的端子，向设置在传感器单元10中的光电二极管供给该高压电源。第一端子30经由线路32连接到传感器单元10。第二端子31用作低电源电压电压VDD2的端子，向电路单元20以及设置在传感器单元10中的像素电路供给该低电源电压。第二端子31经由线路33连接到传感器单元10和电路单元20。传感器单元10包括多个单位像素11。单位像素11中的各个像素均响应于光的入射来输出信号。在传感器单元10中多个单位像素11布置成矩阵。图1例示了在传感器单元10中排列有由P00至P55指示的六行六列的单位像素11的情况。电路单元20包括用于驱动单位像素11的垂直选择电路21和用于对从单位像素11输出的信号进行处理的信号处理电路22。电路单元20还包括用于从信号处理电路22读出信号的水平选择电路23和用于控制各个电路的操作的控制电路24。图1例示了用于供给来自垂直选择电路21的信号的信号线PVSEL、用于输出来自单位像素11中的各个单位像素的信号的输出信号线POUT以及用于供给来自水平选择电路23的信号的信号线PHSEL。此外，图1例示了来自信号处理电路22的信号输出线SOUT。信号处理电路22以如下这种方式配设：信号处理电路22中的各个信号处理电路与由多个单位像素11形成的各列分别对应。信号处理电路22具有保持从单位像素11输出的信号的功能。多条输出信号线图1中为n条输出信号线连接到一列的单位像素11。利用这种构造，与各列分别对应的信号处理电路22可以保持从一个单位像素输出的多个信号。单位像素11的构造将参照图2描述单位像素11的具体的构造例。图2是示出单位像素11的构造例的等效电路的图。在图2中，单位像素11包括雪崩放大型avalancheamplificationtype二极管12、P沟道金属氧化物半导体PMOS晶体管13a至13c、N沟道金属氧化物半导体NMOS晶体管14a至14d以及计数器电路15。对二极管12施加大于或等于击穿电压的大小的反向偏压，二极管12被设置为在盖革模式下操作。具体地，电压VBIAS第一电源电压从电源线2020向二极管12的阳极侧施加，电压VDD1第二电源电压从电源线2000向阴极侧施加。电压VBIAS与电压VDD1之间的电压差大于或等于击穿电压。例如，第一电源电压大于第二电源电压，第一电源电压为-20V，而第二电源电压为3.3V。PMOS晶体管13a是失超quench元件，并基于电压VQNC形成预定的失超电阻。当光子入射到二极管12上时，通过雪崩现象产生多个电子空穴。由雪崩现象产生的电流流过失超元件13a，由此引起电压跌落电压降。这使二极管12的工作区落在盖革模式之外。因而二极管12的雪崩现象停止，并且电压从由失超元件13a引起的跌落起恢复，使得二极管12的工作区恢复到盖革模式。PMOS晶体管13b和NMOS晶体管14a形成逆变器电路16以逆变放大二极管12的阴极电势的变化。归因于逆变器电路16，单位像素11可以对指示光子入射是否存在的脉冲信号进行整形。因此，逆变器电路也可以称作“脉冲整形电路”。PMOS晶体管13c和NMOS晶体管14b形成逆变器电路17，以将逆变器电路16输出的逆变信号脉冲信号输出到计数器电路15。计数器电路15对从逆变器电路17输出的脉冲数进行计数，并经由NMOS晶体管14c和14d的开关将累计计数结果输出到输出信号线POUT。在信号线PVSEL中执行NMOS晶体管14c和14d中的ONOFF控制。作为示例，图2例示了配设2-位计数器的情况。PMOS晶体管13a的源极以及PMOS晶体管13b的基板和源极均连接到电源线2000，从而以电压VDD1供给PMOS晶体管13a和13b。计数器电路15连接到电源线路2010，从而以电压VDD2供给计数器电路15。这里，从上述二极管12的盖革模式操作的观点来看，待施加于失超元件13a的电压VDD1第二电源电压需要高电压。例如，如上所述，在向电源线2020待供给的电压VBIAS第一电源电压为-20v的情况下，需要VDD1第二电源电压为3.3V。此外，向逆变器电路16待供给的电压还需要与来自失超元件13a的模拟信号的振幅一致。基于电压VQNC，用作失超元件的PMOS晶体管13a处于ON状态。因此，在没有光子入射的情况下，二极管12的阴极端子的电势为VDD1。当因光子入射而发生二极管12的雪崩现象时，大电流流过PMOS晶体管13a。此时，对于二极管12的阴极端子的电势，虽然发生了电压跌落，但其振幅也会依赖于二极管12和PMOS晶体管13a的特性而发生大的变化。因此，为了使逆变器电路16可靠地将脉冲信号整形为指示光子入射是否存在的信号，向逆变器电路16待供给的电压需要为高电压。根据本实施例，向逆变器电路16待供给的电压是从电源线2000待供给的，从而电压VDD1施加于逆变器电路16。例如，电压VDD1为3.3V，而电源线2030的电压VSS为0V。另一方面，考虑到用于构造电路的元件数量及电路的工作速度，使用比用于构造失超元件13a和逆变器电路16的晶体管小型化的晶体管即由低电压驱动的晶体管，作为用于构造计数器电路15的晶体管。具体地，以来自电源线2030的电压VSS第三电源电压和来自电源线2010的电压VDD2第四电源电压来供给计数器电路15。为此，计数器电路15中的脉冲信号的振幅是第三电源电压与第四电源电压之差。例如，在电压VSS为0V且电压VDD2为1.8V的情况下，脉冲信号的振幅为1.8V。以这种方式，根据本实施例，第一电源电压与第二电源电压之差大于第三电源电压与第四电源电压之差。第四电源电压小于第二电源电压。另一方面，以来自电源线2030的电压VSS第五电源电压和来自电源线2000的电压VDD1第六电源电压来供给逆变器电路16。为此，从逆变器电路16输出的脉冲信号的振幅是第五电源电压与第六电源电压之差。例如，在电压VSS为0V且电压VDD1为3.3V的情况下，从逆变器电路16待输出的脉冲信号的振幅为3.3V。计数器电路15中的脉冲信号的振幅例如，为1.8V与从逆变器电路16待输出的脉冲信号的振幅例如，为3.3V是彼此不同的值。从耐受电压和可靠性的观点来看，在计数器电路中使用以低电压操作的晶体管来实现小型化结构和较高的速度的情况下，期望各脉冲信号的振幅尽可能彼此接近。因而，根据本实施例，通过配设逆变器电路17，将具有第一振幅且从逆变器电路16输出的脉冲信号转换为具有比第一振幅小的第二振幅的脉冲信号。因为实现了这种功能，所以逆变器电路17也可以称为“脉冲转换电路”。作为示例，电源线2030的向逆变器电路17供给的电压VSS第七电源电压为0V，电源线2010的电压VDD2第八电源电压为1.8V。在这种情况下，在逆变器电路17的输入之前和输入之后，脉冲信号的振幅从3.3V转换为1.8V。如上所述，计数器电路15中的脉冲信号的振幅例如为1.8V，因此，通过配设逆变器电路17，为待输入到计数器电路15的脉冲信号的振幅设置合适的值。脉冲整形电路的变型例图3例示了上述脉冲整形电路逆变器电路16和脉冲转换电路逆变器电路17的另一构造例。图3所示的脉冲整形电路16包括PMOS晶体管13d-13f以及NMOS晶体管14f和14g。配设PMOS晶体管13e和NMOS晶体管14f以形成逆变器。PMOS晶体管13d的漏极和PMOS晶体管13f的源极连接到PMOS晶体管13e的源极。此外，PMOS晶体管13d的源极连接到电源线2000，PMOS晶体管13f的漏极连接到电源线2030。PMOS晶体管13d和13f基于各自的栅极电势经由各自的漏极来控制PMOS晶体管13e的源极电势。类似地，NMOS晶体管14e的漏极和NMOS晶体管14g的源极连接到NMOS晶体管14f的源极。此外，NMOS晶体管14e的源极连接到电源线2030，NMOS晶体管14g的漏极连接到电源线2000。NMOS晶体管14e和14g基于各自的栅极电势经由各自的漏极来控制NMOS晶体管14f的源极电势。因此，脉冲整形电路16形成施密特触发器电路，在该施密特触发器电路中，输出状态在具有滞后的同时响应于输入电势的变化而变化。脉冲转换电路17是包括PMOS晶体管13g和NMOS晶体管14h的逆变器电路，并且脉冲转换电路17将输出脉冲的高电平从电压VDD1转换为电压VDD2。如图3所示，配设脉冲整形电路16作为施密特触发器电路产生如下优点：容易调整将二极管12的输出信号转换为脉冲时的阈值。截面图图4是根据本实施例的光电转换装置的截面图。第一芯片101具有第一基板104。第一基板104例如为硅基板。在第一基板104中，形成配线层的表面为主面105，而第一基板104的与该主面105相对的另一表面为背面106。多层接线结构107配设于第一芯片101中的第一基板104的主面105，该多层接线结构107包括第一配线层121和第二配线层122。这里，例如，钨制插塞件建立连接，建立诸如第一配线层121的配线与第二配线层122的配线之间的连接以及栅极电极与第一配线层的配线之间的连接等。第一基板104配设有例如P型阱110，活性区域和非活性区域场区域通过元件隔离区113相互隔离。包括在二极管12中的N型区域111和P型区域112配设于P型阱110。当光入射到二极管12上时，通过雪崩现象产生多个电子，然后经由N型区域111读出该多个电子。PMOS晶体管第一PMOS晶体管配设于P型阱110。该PMOS晶体管具有栅极116a、源漏区域115a和N型阱区域114a。第一PMOS晶体管是使用电压VDD1的晶体管。例如，第一PMOS晶体管是PMOS晶体管13a和13b中的各个晶体管。此外，PMOS晶体管第二PMOS晶体管配设于阱110。该PMOS晶体管具有栅极116b、源漏区域115b和N型阱区域114b。第二PMOS晶体管使用电压VDD2。例如，第二PMOS晶体管是PMOS晶体管13c。在第一基板104中，P型阱区域118配设于N型阱110。PMOS晶体管第三PMOS晶体管配设于阱区域118。该PMOS晶体管具有栅极116c、源漏区域115c和N型阱区域114c。换言之，第三PMOS晶体管是形成于与第一PMOS晶体管和第二PMOS晶体管不同的阱的晶体管。第三PMOS晶体管使用电压VDD2。例如，第三PMOS晶体管是包括在计数器电路15中的PMOS晶体管。线路32经由各个配线层的配线电连接到第一PMOS晶体管的源漏区域115a，该线路32作为用于供给电压VDD1的第一线路。此外，第一端子第一焊盘PAD30电连接到第一线路32，并且经由第一端子30以来自芯片的外部的电压VDD1来供给第一线路32。线路33经由各个配线层的配线电连接到第二PMOS晶体管的源漏区域115b和第三PMOS晶体管的源漏区域115c，该线路33作为用于供给电压VDD2的第二线路。第二端子第二焊盘PAD31电连接到第二线路33，并且经由第二端子31以来自芯片的外部的电压VDD2来供给第二线路32。滤色器层130配设于多层配线结构107，并且微透镜131配设于滤色器层130。图4所示的各个构件为示意性代表，包括在二极管12中的N型区域111和P型区域112可以被构造为具有更宽的面积。此外，根据本实施例，为各个二极管配设逆变器电路16和17。为此，如图4所示，微透镜131被配设为与二极管12对应，微透镜131被配设为还与形成逆变器电路16和17的晶体管对应。在这种情况下，微透镜131被配设为与形成逆变器16和17的晶体管交叠。变型例在上述示例中，第三电源电压与第四电源电压之间的差值等于第七电源电压与第八电源电压之间的差值。换言之，计数器电路15的脉冲信号的振幅与从逆变器电路17输出的脉冲信号的振幅相等。然而，这不是必要的要求，因为要解决的问题是从逆变器电路16输出的脉冲信号的振幅与计数器电路15的脉冲信号的振幅之间的差异，并且本实施例在于减小该差异。换言之，各个电源电压的值可以被适当地设置，只要该值满足如下条件即可：第五电源电压与第六电源电压之差第七电源电压与第八电源电压之差≥第三电源电压与第四电源电压之差。这也可以视为：向脉冲整形电路供给的电源电压之差向脉冲转换电路供给的电源电压之差≥向信号处理电路供给的电源电压之差。换言之，对于第五电源电压至第八电源电压，第七电源电压与第八电源电压之差可以大于可或等于第三电源电压与第四电源电压之差。从不同的观点来看，可以说，如果从逆变器电路16输出的脉冲信号的振幅值被逆变器电路17减小了，则也可以解决本实施例所解决的问题。在这种情况下，各个电源电压的值可以适当地设置，只要该值满足如下条件：第五电源电压与第六电源电压之差第七电源电压与第八电源电压之差。此外，第一电源电压至第八电源电压中的各个电源电压可以具有不同的值。但是，如果如根据本实施例的构造，第二电源电压与第六电源电压具有相同的值，则可以共享电源线，因此，能够简化设备结构。类似地，可以以将第三电源电压、第五电源电压和第七电源电压设置为相同的值的方式，来共享电源线。类似地，可以以将第四电源电压和第八电源电压设置为相同的值的方式来共享电源线。第二实施例与第一实施例的区别在于，第一芯片和第二芯片层叠。图5是根据本实施例的光电转换装置的结构示意图。第一芯片101配设有传感器单元10，第二芯片201配设有电路单元20。第一芯片101和第二芯片201层叠。自第一端子30经由第一线路32向传感器单元10供给电压VDD1。自第二端子31经由第二线路33向传感器单元10供给电压VDD2。第一芯片101的第一连接部34和第二芯片201的第二连接部35电连接，从而还经由第二线路33、第一连接部34和第二连接部35向电路单元20待供给电压VDD2。图6为配设于传感器单元10的第一芯片101的结构示意图。多个单位像素11以矩阵的方式布置，并且向单位像素11中的各个单位像素供给电压VDD1。图6例示了如下情况：由P00至P55指示的6行6列的单位像素11排列在传感器单元10中，并且像素P00至P55均至少具有二极管12。图7为配设于第二芯片201的电路单元20的结构示意图。多个单位像素11以矩阵的方式布置，并且向单位像素11中的各个单位像素供给电压VDD2。图7例示了如下情况：由C00到C55指示的6行6列的单位像素11排列在电路单元20中，并且像素C00到C55均至少具有处理从二极管12输出的信号的电路。图8是示出单位像素11的构造例的等效电路图。图8与第一实施例所描述的图2的区别在于，逆变器电路16和17配设于第一芯片101，计数器电路15配设于第二芯片201。根据本实施例，出于实现小型化结构的目的，包括在计数器15中的多个晶体管具有减小了厚度的栅氧化膜。另一方面，以电压VDD1和VDD2向逆变器电路17供给，以使逆变器电路17用作脉冲转换单元。考虑到向逆变器电路17待输入的脉冲的高电平为电压VDD1，包括在逆变器17中的晶体管具有如下栅氧化膜，该栅氧化膜具有在一定程度上确保耐受电压的厚度。为此，如果逆变器电路17配设于第二芯片201，则具有厚度不同的栅氧化膜的晶体管混合在第二芯片201中。这使制造第二芯片201的处理复杂化。因此，根据本实施例，将作为脉冲转换单元的逆变器电路17配设于第一芯片101，而不配设于第二芯片201。图9是根据本实施例的光电转换装置的截面图。本实施例与图4所示的第一实施例的区别在于，微透镜131配设于第一基板104的背面106，而不是配设于第一基板104的主面105。此外，第一芯片101和第二芯片201经由接合面100接合。第二芯片201具有第二基板204。第二基板204具有主面205和背面206。活性区域和非活性区域通过元件隔离区域213相互隔离。在第二基板204中形成有阱220，并且形成均具有栅极216、源漏区域215和阱区域214217的多个晶体管。在图9中，例如，具有N型阱区域214的晶体管为PMOS晶体管，而具有P型阱区域217的晶体管为NMOS晶体管。以这种方式，包括NMOS晶体管和PMOS晶体管的多个晶体管被适当地设置于第二基板204。作为多层配线结构107的最上层的第二配线层122的配线和作为多层配线结构207的最上层的第二配线层222的配线在接合面100处彼此接触，由此确保电连接。第一端子30用于向设置于第一芯片的传感器单元10的光电二极管供给待供给的电压VDD1。第一终端30经由线路32连接到传感器单元10。此外，第二端子31是用于向第一芯片的传感器单元10和第二芯片的电路单元20两者供给待供给电压VDD2的端子。根据本实施例，线路33穿过第一芯片与第二芯片之间的接合面100，以向第一芯片和第二芯片两者供给电压VDD2。此外，线路33具有第一连接34和第二连接部35，并且第一连接部34和第二连接部35在接合面100处彼此接触。可以通过仅在第一芯片101即芯片中的一者中配设第一端子30和第二端子31，来减少用于形成端子用开口焊盘开口的处理的数量。另外，可以通过将第一端子30和第二端子31配设在相同的配线层，来简化用于形成端子用开口的处理。第三实施例与第二实施例的类似之处在于，第一芯片和第二芯片层叠。然而，第三实施例与第二实施例的区别在于，配设电源电路单元，并且配设用于与外部连接的单个端子。图10是根据本实施例的光电转换装置的结构示意图。第一芯片101配设有传感器单元10，而第二芯片201配设有电路单元20。第一芯片101还配设有电源电路单元19。电源电路单元19根据经由第三端子第三焊盘PAD36从外部供给的电压，生成电压VDD1和电压VDD2。由电源电路单元19生成的电压VDD1经由第一线路32向传感器单元10供给。由电源电路单元19生成的电压VDD2经由第二线路33向传感器单元10供给。第一芯片101的第一连接部34和第二芯片201的第二连接部35电连接，从而还经由第一连接部34和第二连接部35向电路单元20供给电压VDD2。图11是根据本实施例的光电转换装置的截面图。对于由电源电路单元19待生成的电压VDD2，线路33被配设为穿过第一芯片与第二芯片之间的接合面100以向第一芯片和第二芯片两者供给电压VDD2。线路33具有第一连接部34和第二连接部35。第一连接部34和第二连接部35在接合面100处彼此接触。配设电源电路单元19可以减少端子，因此可以减少用于形成端子用开口焊盘开口的处理的数量。第四实施例与第二实施例和第三实施例类似之处在于，第一芯片和第二芯片层叠。但是，与第三实施例不同，配设了两个端子，并且与第二实施例不同，这两个端子配设于第二芯片，而不是配设于第一芯片。图12是根据本实施例的光电转换装置的结构示意图。第一芯片101配设有传感器单元10，而第二芯片201配设有电路单元20。第四端子第四焊盘PAD37是用于电压VDD1的端子，并且第四端子第四焊盘PAD37经由线路32、第三连接部39和第四连接部40连接到传感器单元10。第五端子第五焊盘PAD38是用于电压VDD2的端子，并且第五端子第五焊盘PAD38经由线路33向电路单元20供给电压VDD2。第五端子38还经由线路33、第五连接部41和第六连接部42向传感器单元10供给电压VDD2。图13是根据本实施例的光电转换装置的截面图。第四端子37和第五端子38两者都配设于第二芯片201，并且配设在相同的配线层。根据本实施例，用于供给电压VDD2的线路33配设于第一芯片和第二芯片，该线路33穿过第一芯片与第二芯片之间的接合面100以向第一芯片和第二芯片两者供给电压VDD2。线路33具有第五连接部41和第六连接部42，并且第五连接部41和第六连接部42在接合面100处彼此接触。另外，根据本实施例，用于供给电压VDD1的线路32配设于第一芯片和第二芯片两者，进而该线路32穿过接合面100。线路32具有第三连接部39和第四连接部40，并且第三连接部39和第四连接部40在接合面100处彼此接触。可以通过将第四端子37和第五端子38两者都配设于第二芯片即芯片中一者，来减少用于形成端子用开口焊盘开口的处理的数量。另外，可以通过将第四端子37和第五端子38配设在相同的配线层，来简化用于形成端子用开口的处理。根据本实施例，用于供给电压VDD1第二电源电压的线路和用于供给电压VDD2第四电源电压的线路两者都被设置为穿过第一芯片与上述第二芯片之间的接合面。然而，根据本发明的实施例，如通过第二实施例和第三实施例所例示，用于供给第二电源电压的线路和用于供给第四电源电压的线路中的至少一者可以被设置为穿过接合面。将参照图14描述根据本发明的第五实施例的摄像系统。图14是示出根据本实施例的摄像系统的示意构造的框图。在第一实施例至第四实施例中的各个实施例中的上述光电转换装置适用于各种摄像系统。光电转换装置所适用的摄像系统没有特别限制。这种摄像系统的示例包括诸如数字静态相机、数字摄影机、监视相机、复印机、传真机、移动电话、车载相机、观测卫星和医疗用相机等的各种装置。在摄像系统的示例中还包括如下相机模块，该相机模块包括诸如透镜等的光学系统和光电转换装置。图14例示了作为这些装置的示例而配设的数字静态相机的框图。摄像装置500包括光电转换装置1000、摄像光学系统502、中央处理单元CPU510、透镜控制单元512、摄像装置控制单元514、图像处理单元516、光圈快门控制单元518、显示单元520、操作开关522和存储介质524。摄像光学系统502是用于形成被摄体的光学图像的光学系统，摄像光学系统502包括透镜组和光圈504。光圈504具有通过调整其孔径来调整摄像时的光量的功能。光圈504还具用作静态图像拍摄时的曝光时间调整快门的功能。透镜组和光圈504以能够沿着光轴方向前进和后退的方式被保持。这些组件的连动操作实现了变倍功能变焦功能和焦点调整功能。摄像光学系统502可以与摄像系统一体化，或者可以是安装于摄像系统的摄像透镜。光电转换装置1000以使光电转换装置1000的摄像平面定位在摄像光学系统502的图像空间中的方式设置。光电转换装置1000是在第一实施例至第四实施例中的各个实施例中描述的光电转换装置。光电转换装置1000光电转换由摄像光学系统502形成的被摄体图像，并将结果输出为图像信号或焦点检测信号。透镜控制单元512控制对摄像光学系统502的透镜组的前进和后退的驱动，以进行变倍操作和焦点调整。透镜控制单元512包括被构造为实现这种功能的电路或处理器。光圈快门控制单元518改变光圈504的孔径光圈值是可变的来调整摄像光量。光圈快门控制单元518包括被构造为实现这种功能的电路或处理器。CPU510是配设于相机的内部且对相机本体进行各种控制的控制器。CPU510包括运算单元、只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、模拟数字AD转换器、数字模拟DA转换器和通信接口电路。CPU510基于存储在诸如ROM等的存储器中的计算机程序，控制相机内部的各个单元的操作，以执行包括自动对焦AF、摄像、图像处理和记录的一系列的摄像操作处理。CPU510还用作信号处理单元。摄像装置控制单元514控制光电转换装置1000的操作。摄像装置控制单元514还对从光电转换装置1000输出的信号进行AD转换，并将所得信号发送到CPU510。摄像装置控制单元514包括被构造为实现这种功能的电路或处理器。光电转换装置1000可以包括AD转换功能。图像处理单元516通过对经过AD转换的信号进行诸如γ转换和颜色插值等的图像处理，来生成图像信号。图像处理单元516包括被构造为实现这种功能的电路或处理器。显示单元520显示关于相机的摄像模式的信息、摄像之前的预览图像、在摄像之后用于检查的图像以及焦点检测时的对焦状态。操作开关522包括诸如如下的开关：电源开关、释放摄像触发器开关、变焦操作开关和摄像模式选择开关。存储介质524存储图像，如拍摄的图像。存储介质524可以内置于摄像系统中，或者存储介质524也可以是诸如存储卡等的可拆装介质。以这种方式，构造应用了根据第一实施例至第四实施例的各个实施例的光电转换装置1000的摄像系统500。由此能够实现高性能的摄像系统。将参照图15A和15B描述根据本发明第六实施例的摄像系统和移动体。图15A和15B分别例示了根据本实施例的摄像系统的构造和移动体的构造。图15A例示了与车载相机相关的摄像系统400的示例。摄像系统400具有光电转换装置410。光电转换装置410是根据上述第一实施例至第四实施例中的任一实施例的光电转换装置。摄像系统400具有图像处理单元412。图像处理单元412是针对由光电转换装置410获取的多个图像数据进行图像处理的处理器。摄像系统400还具有视差获取单元414。视差获取单元414是根据由光电转换装置410获取的多个图像数据来计算视差的处理器。摄像系统400还具有距离获取单元416和碰撞确定单元418。距离获取单元416是基于计算出的视差来计算距目标物体的距离的处理器。碰撞确定单元418是基于计算出的距离来确定是否存在碰撞的可能性的处理器。这里，将视差获取单元414和距离获取单元416配设为获取如下信息的信息获取单元的示例：该信息为诸如指示距目标物体的距离的距离信息等。换言之，该距离信息是关于视差、散焦量和距目标物体的距离的信息。碰撞确定单元418可以使用这些距离信息中的任一者来确定碰撞的可能性。上述各种处理器均可以通过专用设计的硬件来实现，或者可以通过基于软件模块进行运算操作的通用硬件来实现。处理器均可以通过诸如现场可编程门阵列FPGA或专用集成电路ASIC等的设备来实现，或者可以通过这些设备的组合来实现。摄像系统400连接到车辆信息获取装置420，并且摄像系统400可以获取诸如车辆速度、偏航率和舵角等的车辆信息。此外，控制电子控制单元ECU430连接到摄像系统400。控制ECU430是如下控制器：该控制器基于碰撞确定单元418的确定结果，输出用于产生车辆的制动力的控制信号。换言之，控制ECU430是如下移动体控制单元的示例：该移动体控制单元基于距离信息控制移动体。摄像系统400还连接到如下警报装置440：该警报装置440基于碰撞确定单元418的确定结果向驾驶员发出警报。例如，在碰撞确定单元418的确定结果指示发生碰撞的可能性高的情况下，为了避免碰撞或减轻损坏，控制ECU430通过例如刹车、松开加速器或抑制发动机输出等进行车辆控制。警报装置440通过例如生成声音警报、在汽车导航系统的屏幕上显示警报信息、使安全带或转向器震动等向用户发出警告。在本实施例中，摄像系统400对车辆周围、例如前方或后方进行摄像。图15B例示了在对车辆前方摄像区域450进行摄像的情况下的摄像系统400。车辆信息获取装置420发送使摄像系统400进行摄像的指令。使用根据上述第一实施例至第四实施例中任一者的光电转换装置，作为光电转换装置410，根据本实施例的摄像系统400能够进一步提高测距精度。以上描述了进行不与其他车辆碰撞的控制的示例。然而，摄像系统还适用于诸如跟随其他车辆的自动驾驶控制和不偏离车道的自动驾驶控制等的控制。此外，摄像系统不仅适用于诸如汽车等的车辆，还适用于诸如船舶、飞机或工业机器人等的移动体输送机器。移动体输送机器中的移动装置的示例包括诸如发动机、马达、车轮和推进器等的各种移动单元中的任一者。另外，摄像系统不仅适用于移动体，还适用于诸如智能输送系统ITS等的广泛利用物体识别的装置。上述实施例中的各个实施例仅是实施本发明的具体示例，本发明的技术范围的解释不受这些实施例的限制。换言之，可以在不背离本发明的技术思想或实质特征的情况下以各种形式实施本发明。根据本发明的上述实施例，可以提供适用于光电转换装置的构造，该光电转换装置包括用于输出数字信号的光电转换单元，并且使用多个电源电压。虽然参照实施例对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不限于所公开的示例性实施例。应当对所附权利要求的范围给予最宽的解释，以使其涵盖所有这些变型例以及等同的结构和功能。

权利要求：1.一种光电转换装置，其包括：雪崩放大型二极管；脉冲整形电路，其被构造为将所述二极管的输出整形为脉冲；脉冲转换电路，其被构造为将具有第一振幅的脉冲信号转换为具有比所述第一振幅小的第二振幅的脉冲信号；以及信号处理电路，其被构造为对从所述脉冲转换电路输出的具有所述第二振幅的所述脉冲信号进行处理，其中，以第一电源电压和第二电源电压供给所述二极管，其中，以第三电源电压和第四电源电压供给所述信号处理电路，并且其中，所述第一电源电压与所述第二电源电压之差大于所述第三电源电压与所述第四电源电压之差。2.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，所述第二电源电压大于所述第四电源电压，其中，所述第四电源电压大于所述第三电源电压，并且其中，所述第三电源电压大于所述第一电源电压。3.根据权利要求2所述的光电转换装置，其中，所述第一电源电压是所述二极管的阳极侧的电压，所述第二电源电压是所述二极管的阴极侧的电压。4.根据权利要求3所述的光电转换装置，其中，所述信号处理电路是对从所述脉冲转换电路输出的信号进行计数的计数器电路。5.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，以第五电源电压和第六电源电压供给所述脉冲整形电路，其中，以第七电源电压和第八电源电压供给所述脉冲转换电路，并且其中，所述第七电源电压与所述第八电源电压之差小于所述第五电源电压与所述第六电源电压之差。6.根据权利要求5所述的光电转换装置，其中，所述第七电源电压与所述第八电源电压之差大于或等于所述第三电源电压与所述第四电源电压之差。7.根据权利要求5所述的光电转换装置，其中，所述第七电源电压与所述第八电源电压之差等于所述第三电源电压与所述第四电源电压之差。8.根据权利要求5所述的光电转换装置，其中，所述第一电源电压与所述第二电源电压之差大于所述第五电源电压与所述第六电源电压之差。9.根据权利要求7所述的光电转换装置，其中，所述第三电源电压、所述第五电源电压和所述第七电源电压是相等的。10.根据权利要求9所述的光电转换装置，其中，所述第二电源电压和所述第六电源电压是相等的。11.根据权利要求10所述的光电转换装置，其中，所述第四电源电压和所述第八电源电压是相等的。12.根据权利要求11所述的光电转换装置，其中，所述脉冲转换电路从所述第六电源电压转换为所述第八电源电压，所述第八电源电压小于所述第六电源电压。13.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，所述脉冲整形电路是施密特触发器电路。14.根据权利要求1至13中任一项所述的光电转换装置，其中，所述雪崩放大型二极管配设于第一芯片中，其中，所述信号处理电路配设于第二芯片中，并且其中，所述第一芯片和所述第二芯片以一者位于另一者上的方式层叠。15.根据权利要求14所述的光电转换装置，其中，所述脉冲整形电路配设于所述第一芯片中。16.根据权利要求15所述的光电转换装置，其中，所述脉冲转换电路配设于所述第一芯片中。17.一种光电转换装置，其包括：第一芯片，其具有雪崩放大型二极管；以及第二芯片，其具有信号处理电路，所述信号处理电路对从所述二极管输出的信号进行处理；其中，所述第一芯片和所述第二芯片以一者位于另一者上的方式层叠，其中，以第一电源电压和第二电源电压供给所述二极管，其中，以第三电源电压和第四电源电压供给所述信号处理电路，其中，所述第一电源电压与所述第二电源电压之差大于所述第三电源电压与所述第四电源电压之差，并且其中，供给所述第二电源电压的线路和供给所述第四电源电压的线路中的至少一者被设置为，穿过所述第一芯片与所述第二芯片之间的接合面。18.根据权利要求17所述的光电转换装置，其中，所述第一电源电压是所述二极管的阳极侧的电压，所述第二电源电压是所述二极管的阴极侧的电压。19.根据权利要求18所述的光电转换装置，其中，所述第二电源电压大于所述第一电源电压，并且所述第四电源电压大于所述第三电源电压。20.根据权利要求19所述的光电转换装置，所述光电转换装置还包括：第一端子，其被构造为能够连接到从所述光电转换装置的外部提供所述第二电源电压的电源；以及第二端子，其被构造为能够连接到从所述光电转换装置的外部提供所述第四电源电压的电源，其中，所述第一端子和所述第二端子两者都设置于所述第一芯片或所述第二芯片上。21.根据权利要求20所述的光电转换装置，其中，所述第一端子和所述第二端子配设在相同的配线层。22.根据权利要求17所述的光电转换装置，所述光电转换装置还包括电源电路单元，所述电源电路单元被构造为生成所述第二电源电压和所述第四电源电压。23.根据权利要求17所述的光电转换装置，其中，被设置为穿过所述第一芯片与所述第二芯片之间的接合面的、供给所述第二电源电压的线路和供给所述第四电源电压的线路中的所述至少一者具有，配设于所述第一芯片中的第一连接部和配设于所述第二芯片中的第二连接部，并且所述第一连接部和所述第二连接部被布置为在接合面处相互接触。24.一种摄像系统，其包括：根据权利要求17所述的光电转换装置；以及处理装置，其被构造为对从所述光电转换装置输出的信号进行处理。25.一种移动体，其包括：根据权利要求17所述的光电转换装置；移动装置；处理装置，其被构造为从自光电转换装置输出的信号获取信息；以及控制装置，其被构造为基于所述信息控制所述移动装置。

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