JPH02143561A - カラー撮像装置 - Google Patents

カラー撮像装置

Info

Publication number
JPH02143561A
JPH02143561A JP63297251A JP29725188A JPH02143561A JP H02143561 A JPH02143561 A JP H02143561A JP 63297251 A JP63297251 A JP 63297251A JP 29725188 A JP29725188 A JP 29725188A JP H02143561 A JPH02143561 A JP H02143561A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solid
sensitivity
color
imaging device
pixel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63297251A
Other languages
English (en)
Inventor
Nahoko Noumi
能見 菜穂子
Yukio Endo
幸雄 遠藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP63297251A priority Critical patent/JPH02143561A/ja
Publication of JPH02143561A publication Critical patent/JPH02143561A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Color Television Image Signal Generators (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、固体撮像素子を用いたカラー撮像装置に係わ
り、特に固体撮像素子の色に対する感度特性の改良をは
かったカラー撮像装置に関する。
(従来の技術) 従来、電子式カラーカメラの構成は、単板式。
2板式及び3板式等に分類される。例えば、第6図に示
すような3板式カラーカメラでは、入射する光をレンズ
61により集光し、プリズム62により赤(R)、緑(
G)、青(B)の3原色に分光し、それを各々に対応す
る積層型固体撮像素子63a、63b、・63cに入射
して光電変換する。そして、各素子63a、〜63cの
出力を増幅器64 a、64b、64 cによりそれぞ
れ増幅した後、カラーエンコーダ65により信号処理し
てカラー信号を得ている。
ここで、積層型固体撮像素子は、1セル当りの光学的開
口率が大きく、従来のCCD型に比べ高い感度が得られ
ることから、高解像度の電子式カラーカメラには不可欠
である。
しかしながら、この種の装置にあっては次のような問題
があった。即ち、積層型固体撮像素子の分光感度特性は
、第7図から明らかであるように、入射光の波長に対し
て依存性を持ち、青に対する感度に比べて赤に対する感
度が高い。
そのため、このデバイスをそのまま3板式カラーカメラ
に用いると、R−G−Bの感度バランスが悪いことから
、残像に青い色が付いてしまうという欠点があった。ま
た、ダイナミックレンジは、ポテンシャル井戸に集める
ことができる最大電荷量と最小電荷量(ノイズ)の各々
を与える照度の差で決まることから、R−G−Bで感度
に大きな差を持つ従来の積層型固体撮像素子では、Rの
感度が高過ぎることによってダイナミックレンジの拡大
に制限が加えられるということも問題であった。
(発明が解決しようとする課題) このように従来、積層型固体撮像素子を用いたカラー撮
像装置では、光導電体膜の特性から、R−G−Bによっ
て感度の開きが大きく、特にRの感度が高いため、G、
Bの信号電流が飽和に達していないような低い照度で信
号が飽和に達してしまい、ダイナミックレンジを大きく
することができないという問題があった。
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目
的とするところは、固体撮像素子の異なる色に対する感
度を略等しくすることができ、ダイナミックレンジの拡
大等をはかり得るカラー撮像装置を提供することにある
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明の骨子は、感度の高い色に対する固体撮像素子の
受光面に入射光量を規制する光遮蔽層を設けることにあ
る。
即ち本発明は、異なる色の光量を固体撮像素子により独
立に検出してカラー画像の撮像に供されるカラー撮像装
置において、それぞれの色に対する感度が略等しくなる
ように、検出すべき色に対する感度に応じて感光部上の
一部に光遮蔽部を設けるようにしたものである。
また本発明は、異なる色の光量を3つの固体撮像素子に
よりそれぞれ検出して、カラー画像の撮像に供される3
板式カラー撮像装置において、前記3つの固体撮像素子
のそれぞれの色に対する感度が略等しくなるように、少
なくとも1つの固体撮像素子の感光部上に、該素子の検
出すべき色に対する感度に応じて、1画素面積に対して
一定の割合で光遮蔽部を設けるようにしたものである。
より具体的には、絶対感度(単位面積当りの感度)の高
い固体撮像素子の感光部上に、該固体撮像素子の検出す
べき色に対する絶対感度に応じて、1画素面積に対して
一定の割合で光遮蔽部を設け、該固体撮像素子の相対感
度(1画素当りの感度)を絶対感度の最も低い固体撮像
素子の相対感度に近付けるようにしたものである。
(作 用) 本発明によれば、検出すべき色に対する絶対感度に応じ
て光遮蔽部を設けることにより、検出すべき各色に対す
る相対感度を等しくすることができる。例えば、3板式
カラーカメラにおいて、R−のデバイスに光遮蔽部を設
けると、1画素につき50%の光遮蔽部を形成した場合
、Rの感度は従来の50%減にできる。光遮蔽部の面積
比を変えることにより、R−G−Bの感度のバランスを
取ることが可能となり、ダイナミックレンジを大きくす
ることができる。さらに、残像に色が付く等の不都合を
避けることもできる。また、光遮蔽部の形成位置によっ
て、モアレの抑制やスミアの低減をはかることも可能で
あるし、限られた画素についてのみ光遮蔽部を形成すれ
ば、色フィルタを付けて用いる1板式のカラーカメラに
も適用することが可能である。
(実施例) 以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。
第1図は本発明の第1の実施例に係わる3板式カラーカ
メラに用いたRの固体撮像素子を示す断面図である。な
お、装置全体の構成は前記第6図と同様であり、本実施
例が従来装置と異なるのは固体撮像素子の構成にある。
第1図において、11はp型St基板であり、この基板
11の表面にp+型素子分離層12゜n+型チャネル(
垂直CCDチャネル)13及びn++型蓄積ダイオード
14が形成され、その上に転送ゲート15.16が形成
されている。
ここで、転送ゲート15の一部は信号読出しゲートとな
る。また、この上には5i02等の第1絶縁膜17を形
成した後、絶縁膜17にコンタクトホールをあけて画素
電極配線18が形成される。さらに、平坦化用のBPS
G膜(ボロンリンシリケートガラス)からなる第2絶縁
膜19を堆積し、この絶縁膜19にコンタクトホールを
開けて、画素電極20を形成することにより、固体撮像
素子チップ10が作成されている。
固体撮像素子チップ10上には、非晶質水素化シリコン
(a−3i:H)等の光導電膜21が堆積され、その上
にITO等の透明電極22が形成されている。ここまで
の構成は従来と同様であり、本実施例におけるG、Bの
固体撮像素子もこれと同様となっている。しかし、本実
施例におけるRの固体撮像素子は、上記構成に加え光遮
蔽部が設けられている。即ち、透明電極22上には1画
素に対して同じ割合だけ感光部(画素電極上)を覆うよ
うに光遮蔽層30が設けられている。この光遮蔽層30
は例えばAl1からなるもので、遮蔽面積は例えば1画
素面積の50%とした。
なお、第4図の構成において、透明電極22から入射し
た光は光導電膜21で光電変換され、これにより電子−
正孔対ができる。蓄積ダイオード14に電気的に接続さ
れている画素電極20の電位は透明電極22よりも高く
なっているため、電子は画素電極20に向かって、正孔
は透明電極22に向かって移動する。正孔は透明電極2
2を介して外部回路に流出し、電子は画素電極20に接
続されている蓄積ダイオード14に蓄積される。そして
、蓄積ダイオード14に一定期間蓄積された信号電荷(
電子)は、信号電荷読出しゲート15に信号電荷読出し
パルスが印加されると、蓄積ダイオード14から垂直C
ODチャネル13に読出される。なお、垂直CODチャ
ネル13に読出され転送された電荷は図示しない水平C
CDチャネルを介して出力されることになる。
第2図は第1図の固体撮像素子を上面から見た平面図で
あり、第1図よりも多くの画素相当分を示している。光
遮蔽層30は画素電極20間の間隙23を除く画素電極
20上に配置され、各画素電極20上の中央部に開口3
0aが形成されている。ここで、光遮蔽層30により感
光部の入射面積の50%を遮蔽した場合、入射光量は遮
蔽しない場合の50%に減少し、充電変換され発生する
電子の数も50%減となるため、1画素当りの感度は遮
蔽部が無いときに比べ50%減となる。この遮蔽部面積
を変えることにより感度を制御することができ、1画素
に対する面積の比率が画素毎に同じであるならば、光遮
蔽層30の形9位置に同等制限はない。
この構造のデバイスを3板式カラーカメラのRのデーパ
、イスと、して用い、R−G−Bの感度差を緩和するよ
うにRの感度を制御すれば、従来よりもダイナミックレ
ンジを大きくすることができる。なお、光遮蔽部面積は
該遮蔽部を設ける素子の絶対感度と絶対感度が最も低い
素子のそれとの差、さらには各素子に用いる色フィルタ
の特性等に応じて定めればよい。
かくして本実施例によれば、検出すべき色に対する絶対
感度(単位面積当りの感度)が高いRの固体撮像素子に
光遮蔽部を設けることにより、検出すべき各色(R−G
−B)に対する相対感度(1画素当りの感度)を略等し
くすることができる。つまり、R−G−Bの感度のバラ
ンスを取ることが可能となり、これによりダイナミック
レンジを大きくすることができる。さらに、残像に色が
付く等の不都合を避けることもできる。また、固体撮像
素子が積層型であることから、光遮蔽部を設けても十分
な受光面積が得られ、さらに従来構造に光遮蔽部を付加
するのみの簡易な構成で実現し得る等の利点もある。
また、第2の実施例として、光遮蔽部の形成位置を2つ
の画素の間隙の上部に存在するように設定した場合につ
いて記す。第3図(a) (b)に示した例では、光遮
蔽層30が画素電極20上のみではなく、画素電極20
間の間隙23上にも装置されている。この場合、光遮蔽
層30が感度制御のためだけではなく、画素電極20間
の間隙23に光が入射し、電子が直接垂直CCDに入る
ことを防ぐので、スミアを軽減する効果が得られる。
ところで、K行、L列に画素が配置されているとき、n
行目と(n+1)行目をAフィールド期間で、次に(n
+1)行目と(n+2)行目をBフィールド期間で加算
して読出すフィールド蓄積モードで動作を行うと、実施
例1や実施例2のような光遮蔽部の配置では信号を加算
した後その行の中で常に信号の存在するところとしない
ところが交互に現れ、再生画面ではモアレが発生する問
題が生じる。そのモアレを抑制するように光遮蔽部を形
成した場合を実施例3として第4図に示す。
実施例1,2と同様に、画素毎の感度を同じにするため
、1画素の面積に対する光遮蔽部の比率を一定とする。
n行目と(n+1)行目で光遮蔽部の形成位置を第4図
に示すように180°又はその近傍ずらし、光入射部を
市松模様状になるようにする。本来、光遮蔽層を付加せ
ずにこの市松模様を形成するには画素電極を1行おきに
1800ずらして配置する必要があるが、本実施例では
光遮蔽層30の付加により画素電極のずらす量(画素電
極20間の感激23の幅又はその近傍だけ)を少なくす
るこ・とができる。
このような配置構成とすることにより、読出しの時に第
5図に示すようにAフィールドでn行目と(n+1)行
目を(実線の矢印)加算し、Bフィールドで(n+1)
行目と(n+2)行目を(破線の矢印)加算して読出す
ことから、行の端から端まで常に信号が存在するように
なり、モアレの発生を抑制することができる。
なお、本発明は上述した各実施例に限定されるものでは
ない。例えば、前記光遮蔽部を設ける固体撮像素子は検
出すべき色に対する絶対感度が最も高いもの1つに限ら
ず、絶対感度が最も低い固体撮像素子以外に光遮蔽部を
設けることにより、全ての固体撮像素子の相対感度をよ
り近付けることが可能である。また、実施例では固体撮
像素子を3個用いた3板式について説明したが、1個の
固体撮像素子に異なる色のフィルタを設けた1板式に適
用することも可能である。その他、本発明の要旨を逸脱
しない範囲で、種々変形して実施することができる。
[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、感度の高い色に対
する固体撮像素子の受光面の一部に入射光量を規制する
光遮蔽層を設けることにより、固体撮像素子の異なる色
に対する感度を略等しくすることができ、ダイナミック
レンジの拡大等をはかり得るカラー撮像装置を実現する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例に係わるカラー撮像装置
に用いた固体撮像素子の概略構造を示す断面図、第2図
は同素子の光遮蔽部配置を示す平面図、第3図は本発明
の第2の実施例を説明するためのもので光遮蔽部配置を
示す平面図、第4図及び第5図は本発明の第3の実施例
を説明するためのもので、第4図は光遮蔽部配置を示す
平面図、第5図は信号読出し状態を示す模式図、第6図
及び第7図は従来の問題点を説明するためのもので、第
6図は3板式カラーカメラを示す概略構成図、第7図は
これに用いた固体撮像素子の感度の波長依存性を示す特
性図である。 11・・・St基板、12・・・素子分離層、13・・
・CCDチャネル、14・・・蓄積ダイオード、15.
16・・・転送ゲート、17.19・・・絶縁膜、1訃
・・画素電極配線、20・・・画素電極、21・・・光
導電膜、22・・・透明電極、23・・・画素電極間隙
、30・・・光遮蔽層、a・・・開口。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)異なる色の光量を固体撮像素子により独立に検出
    してカラー画像の撮像に供されるカラー撮像装置におい
    て、 それぞれの色に対する感度が略等しくなるように、検出
    すべき色に対する感度に応じて感光部上の一部に光遮蔽
    部を設けたことを特徴とするカラー撮像装置。
  2. (2)異なる色の光量を3つの固体撮像素子によりそれ
    ぞれ検出して、カラー画像の撮像に供される3板式カラ
    ー撮像装置において、 前記3つの固体撮像素子のそれぞれの色に対する感度が
    略等しくなるように、少なくとも1つの固体撮像素子の
    感光部上に、該素子の検出すべき色に対する感度に応じ
    て、1画素面積に対して一定の割合で光遮蔽部を設けた
    ことを特徴とするカラー撮像装置。
  3. (3)前記固体撮像素子は、隣接する画素間にも前記光
    遮蔽部が存在することを特徴とする請求項1又は2記載
    のカラー撮像装置。
  4. (4)前記固体撮像素子は、半導体基板上に信号電荷蓄
    積ダイオード、信号電荷読出し部及び信号電荷転送部が
    形成され、且つ最上部に信号電荷蓄積ダイオードに電気
    的に接続された画素電極が形成された固体撮像素子チッ
    プと、このチップ上に積層された光導電膜と、この光導
    電膜上に形成された透明電極とを備えた光導電膜積層型
    の固体撮像素子であることを特徴とする請求項1又は2
    記載のカラー撮像装置。
JP63297251A 1988-11-25 1988-11-25 カラー撮像装置 Pending JPH02143561A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63297251A JPH02143561A (ja) 1988-11-25 1988-11-25 カラー撮像装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63297251A JPH02143561A (ja) 1988-11-25 1988-11-25 カラー撮像装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02143561A true JPH02143561A (ja) 1990-06-01

Family

ID=17844111

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63297251A Pending JPH02143561A (ja) 1988-11-25 1988-11-25 カラー撮像装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH02143561A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2023149195A1 (ja) * 2022-02-01 2023-08-10

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5634183A (en) * 1979-08-22 1981-04-06 Fujitsu Ltd Semiconductor memory unit
JPS5832552A (ja) * 1981-08-21 1983-02-25 Kawasaki Steel Corp 薄肉鋳片連続鋳造用鋳型
JPS6093893A (ja) * 1983-10-28 1985-05-25 Toshiba Corp カラ−用固体撮像装置
JPS63170959A (ja) * 1987-01-08 1988-07-14 Matsushita Electronics Corp カラ−固体撮像装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5634183A (en) * 1979-08-22 1981-04-06 Fujitsu Ltd Semiconductor memory unit
JPS5832552A (ja) * 1981-08-21 1983-02-25 Kawasaki Steel Corp 薄肉鋳片連続鋳造用鋳型
JPS6093893A (ja) * 1983-10-28 1985-05-25 Toshiba Corp カラ−用固体撮像装置
JPS63170959A (ja) * 1987-01-08 1988-07-14 Matsushita Electronics Corp カラ−固体撮像装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2023149195A1 (ja) * 2022-02-01 2023-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7218347B2 (en) Photoelectric conversion element and solid-state image sensing device using the same
US7742088B2 (en) Image sensor and digital camera
US10032810B2 (en) Image sensor with dual layer photodiode structure
US7554587B2 (en) Color solid-state image pickup device
JP4154165B2 (ja) 光電変換素子及びそれを用いた固体撮像装置、カメラ及び画像読み取り装置
JP4050906B2 (ja) 固体撮像装置
KR100331995B1 (ko) 촬상장치에서 복수의 화소에 의해 공유되는 각 회로의 화소내의배치
US20190131333A1 (en) High dynamic range pixel with in-pixel light shield structures
US8981515B2 (en) Solid-state imaging device and electronic apparatus
WO2010074007A1 (ja) 固体撮像素子およびその製造方法、電子情報機器
US12136636B2 (en) Image sensor, camera assembly and mobile terminal
US8339488B2 (en) Solid-state image pickup device having laminated color filters, manufacturing method thereof, and electronic apparatus incorporating same
US12568322B2 (en) Solid-state imaging device, method for manufacturing solid-state imaging device, and electronic apparatus
JP4388752B2 (ja) Ccd型カラー固体撮像装置
US20050045803A1 (en) Image sensor with improved uniformity of effective incident light
CN100541809C (zh) 固体成像装置
US20050104989A1 (en) Dual-type solid state color image pickup apparatus and digital camera
JP4264249B2 (ja) Mos型イメージセンサ及びデジタルカメラ
JPH05175471A (ja) 固体撮像装置
JPH0794694A (ja) 固体撮像素子
JP2005175893A (ja) 2板式カラー固体撮像装置及びデジタルカメラ
JP2007066962A (ja) カラー固体撮像装置及びデジタルカメラ
JP2005210359A (ja) 2板式カラー固体撮像装置及びデジタルカメラ
JPH06104418A (ja) 固体撮像素子
JP4444990B2 (ja) 固体撮像装置