本发明公开了一种3D堆叠的图像传感器，包括像素阵列、模数转换单元阵列以及存储器阵列。所述图像传感器由上下堆叠的上层芯片和下层芯片组成。所述像素阵列包括多个像素单元，用于将光信号转换为模拟电信号，其位于所述上层芯片。所述模数转换单元阵列包括多个模数转换单元，用于将所述模拟电信号转换为数字电信号，其位于所述下层芯片。所述存储器阵列包括存储单元阵列和逻辑电路阵列，所述存储单元阵列包括多个用于存储经转换的数字电信号的存储单元，所述逻辑电路阵列包括多个用于控制所述多个存储单元读出和写入的逻辑电路。其中所述存储单元阵列位于所述上层芯片且位于所述像素阵列下方，所述存储器阵列的逻辑电路阵列位于所述上层芯片或所述下层芯片。本发明能够提升图像传感器帧率。