JPH03153193A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH03153193A JPH03153193A JP1291309A JP29130989A JPH03153193A JP H03153193 A JPH03153193 A JP H03153193A JP 1291309 A JP1291309 A JP 1291309A JP 29130989 A JP29130989 A JP 29130989A JP H03153193 A JPH03153193 A JP H03153193A
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- H04N25/44—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled by partially reading an SSIS array
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- H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
- H04N25/73—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors using interline transfer [IT]
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/15—Charge-coupled device [CCD] image sensors
- H10F39/153—Two-dimensional or three-dimensional array CCD image sensors
- H10F39/1534—Interline transfer
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/15—Charge-coupled device [CCD] image sensors
- H10F39/156—CCD or CID colour image sensors
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野］
本発明は、インターライントランスファ（ｉｎｔｅｒｌ
ｉｎｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ）方式のＣＯＤから成る固体
撮像装置に関し、特に受光領域中の垂直電荷転送路を感
光部（画素）に適用することにより画素数の増加及び開
口率の向上を図った固体撮像装置に関する。
ｉｎｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ）方式のＣＯＤから成る固体
撮像装置に関し、特に受光領域中の垂直電荷転送路を感
光部（画素）に適用することにより画素数の増加及び開
口率の向上を図った固体撮像装置に関する。
従来のかかる固体撮像装置を第６図に基づいて説明する
と、第６図において、１は受光領域、２は水平電荷転送
路、３は出力アンプであり、受光領域１には、縦及び横
方向にマトリクス状に配列されたｎＸｍ個のフォトダイ
オードが形成され、奇数行に配列されたフォトダイオー
ドの夫々の光入射面に青（Ｂ）のカラーフィルタを積層
することにより青の分光感度を有する画素ａ、１゜ａｌ
、ｔ’−−−−−−−’ａ１．ＩＩＩ％ａ３．Ｉ、ａ３
−２’−−−−−−−’ａ３．＠、ａｎ−１，Ｉｎ ａ
１ｌ−１，２’−−−−−−−’ ａ ｎ−１，＠
が形成され、偶数行に配列されたフォトダイオ−ドの夫
々の光入射面に緑（Ｇ）のカラーフィルタを積層するこ
とにより緑の分光感度を有する画素ａ ２１＋ ａ
２−２ａｚ、ｎ 、、 ａ＜、１． ａａ、ｚ
””’−”ａ４．Ｍ ％ ａ＋ｔ、Ｉ ＋ａゎ
、 ２ ”’−’−” ａ ｎ、 ｌＦ＋が形成されて
いる。
と、第６図において、１は受光領域、２は水平電荷転送
路、３は出力アンプであり、受光領域１には、縦及び横
方向にマトリクス状に配列されたｎＸｍ個のフォトダイ
オードが形成され、奇数行に配列されたフォトダイオー
ドの夫々の光入射面に青（Ｂ）のカラーフィルタを積層
することにより青の分光感度を有する画素ａ、１゜ａｌ
、ｔ’−−−−−−−’ａ１．ＩＩＩ％ａ３．Ｉ、ａ３
−２’−−−−−−−’ａ３．＠、ａｎ−１，Ｉｎ ａ
１ｌ−１，２’−−−−−−−’ ａ ｎ−１，＠
が形成され、偶数行に配列されたフォトダイオ−ドの夫
々の光入射面に緑（Ｇ）のカラーフィルタを積層するこ
とにより緑の分光感度を有する画素ａ ２１＋ ａ
２−２ａｚ、ｎ 、、 ａ＜、１． ａａ、ｚ
””’−”ａ４．Ｍ ％ ａ＋ｔ、Ｉ ＋ａゎ
、 ２ ”’−’−” ａ ｎ、 ｌＦ＋が形成されて
いる。
更に、各列に配列する育と緑の画素群に隣接して垂直型
６１転送路１．． 、 １．２．−−−−、 ｉ、が形
成され、所謂４相駆動方式の駆動信号に基づいて信す電
’Ｊｊ’４を縦力面へ転送するためのボリシリニＩンが
ら成る転送電極（図示−１４−ず）が積層されている。
６１転送路１．． 、 １．２．−−−−、 ｉ、が形
成され、所謂４相駆動方式の駆動信号に基づいて信す電
’Ｊｊ’４を縦力面へ転送するためのボリシリニＩンが
ら成る転送電極（図示−１４−ず）が積層されている。
垂直電荷転送路１． 、 ｆｆｉ、！ｐ、の終端が水
平電荷転送路２に対して並列に接続しており、水平電荷
転送路２の出力端に出力アンプ３が形成されている。
平電荷転送路２に対して並列に接続しており、水平電荷
転送路２の出力端に出力アンプ３が形成されている。
更に、受光領域の構造を第７図に基づいて詳述する。尚
、青（Ｔ３）の画素ｄ１１＋ａｌ、ｚ、ａ＋、ｓ及び緑
（Ｇ）の画素ａｒ１ｒ −Ｒ＋ ３２−３の近Ｐ 傍の構造を代表して説明する。同図において、夫々の青
及び緑の画素と垂直電荷転送路ｐ、、ｐ２゜Ｐ３は斜線
部分で示すチャンネルストッパで分離され、各行に配列
される画素に対して１対ずつの転送電極Ｇｉ 、Ｇ２
、Ｇ３ 、Ｇ、１が垂直電荷転送路１＋、ｔｌｚ、ｐ、
の上面に積層（イ１（ｔ−１青と緑の画素の上面を避け
て積Ｎ）され、４これらの転送電極に所謂４相駆動方式
に準ｊシた駆動信号φ、。
、青（Ｔ３）の画素ｄ１１＋ａｌ、ｚ、ａ＋、ｓ及び緑
（Ｇ）の画素ａｒ１ｒ −Ｒ＋ ３２−３の近Ｐ 傍の構造を代表して説明する。同図において、夫々の青
及び緑の画素と垂直電荷転送路ｐ、、ｐ２゜Ｐ３は斜線
部分で示すチャンネルストッパで分離され、各行に配列
される画素に対して１対ずつの転送電極Ｇｉ 、Ｇ２
、Ｇ３ 、Ｇ、１が垂直電荷転送路１＋、ｔｌｚ、ｐ、
の上面に積層（イ１（ｔ−１青と緑の画素の上面を避け
て積Ｎ）され、４これらの転送電極に所謂４相駆動方式
に準ｊシた駆動信号φ、。
φ２．φ１．φ４を印加することによって垂直電荷転送
路ｐ、、ｚ、、 ７！、に信号電荷転送のためのボテ
゛／シャル井戸（以下、これらのポテンシャル井戸を転
送エレメントという）を発生させる７更に、青の画素の
一端とそれらに隣接する転送エレメントの間にトランス
フアゲ−） Ｔ ｇ ｌ、緑の画素の一端とそれらに隣
接する転送エレメントの間にトランスフアゲ−ｈ Ｔ
ｇ ｚが形成され、所定の転送電極Ｇ、、Ｇ、に高い電
圧の信号を印加する１、二と４二よってトランスフ１ゲ
ート］′ｇ、々１゛ｇ、を導通にする構成になっている
。
路ｐ、、ｚ、、 ７！、に信号電荷転送のためのボテ
゛／シャル井戸（以下、これらのポテンシャル井戸を転
送エレメントという）を発生させる７更に、青の画素の
一端とそれらに隣接する転送エレメントの間にトランス
フアゲ−） Ｔ ｇ ｌ、緑の画素の一端とそれらに隣
接する転送エレメントの間にトランスフアゲ−ｈ Ｔ
ｇ ｚが形成され、所定の転送電極Ｇ、、Ｇ、に高い電
圧の信号を印加する１、二と４二よってトランスフ１ゲ
ート］′ｇ、々１゛ｇ、を導通にする構成になっている
。
更に、第７図中のｘ−Ｘ線における垂直電荷転送路の断
面構造を第８図に基づいて説明すると、。
面構造を第８図に基づいて説明すると、。
半導体基板中のＰつＬル層の表面にゲ−１・酸化８９層
となるシリコン酸化膜（Ｓｉｎ、）を介してポリシリコ
ンから（戊る申云；若電ｊ伝（ハ。Ｇ、、Ｇ、。
となるシリコン酸化膜（Ｓｉｎ、）を介してポリシリコ
ンから（戊る申云；若電ｊ伝（ハ。Ｇ、、Ｇ、。
Ｇ４−〜−−−−−−−−− が形成され、例えば転送
電極Ｇ ｌ ＋６２に“’ Ｈ’“レベル、転送電Ｉデ
Ｇ、、、ＧＡｉギニ“１．”ル−・ルの駆υＪ信号を印
加すると、図示するよう（５，“・・、転送電極Ｇ、、
Ｇ、下に深いＪ６テンシヤル井戸、転送電極Ｇ３ 、Ｇ
４下に浅いポテンシャル障壁が発生して信号電荷を保持
することができる。
電極Ｇ ｌ ＋６２に“’ Ｈ’“レベル、転送電Ｉデ
Ｇ、、、ＧＡｉギニ“１．”ル−・ルの駆υＪ信号を印
加すると、図示するよう（５，“・・、転送電極Ｇ、、
Ｇ、下に深いＪ６テンシヤル井戸、転送電極Ｇ３ 、Ｇ
４下に浅いポテンシャル障壁が発生して信号電荷を保持
することができる。
そして、撮像の際、第６図中の鎚で示を部分の転送、工
、レメントのポテンシャル井戸を深くすることにより、
赤の画素として使用する。例えば、第７図において、転
送電極Ｇ、、Ｇ２．Ｇ、の上面に赤（Ｒ）のカラーフィ
ルタを形成し、撮像の際に、これらの転送電極への駆動
信号φ１〜φ、を” Ｈ” Ｉ、ヘル、転送電極Ｇ４へ
の駆動信号φ４をＬ”レベルとすることにより、転送電
極ＧＩＧ２．Ｇ３による転送工１／メントを赤（Ｒ）の
画素とし、転送電極０４下のポテンシャル障壁で画素間
分離を行う。そして、他の転送電極に対しても同じ位相
関係で駆動信号φ１−φ４を印加することによって同様
の画素を構成する。
、レメントのポテンシャル井戸を深くすることにより、
赤の画素として使用する。例えば、第７図において、転
送電極Ｇ、、Ｇ２．Ｇ、の上面に赤（Ｒ）のカラーフィ
ルタを形成し、撮像の際に、これらの転送電極への駆動
信号φ１〜φ、を” Ｈ” Ｉ、ヘル、転送電極Ｇ４へ
の駆動信号φ４をＬ”レベルとすることにより、転送電
極ＧＩＧ２．Ｇ３による転送工１／メントを赤（Ｒ）の
画素とし、転送電極０４下のポテンシャル障壁で画素間
分離を行う。そして、他の転送電極に対しても同じ位相
関係で駆動信号φ１−φ４を印加することによって同様
の画素を構成する。
次層、−１、かか＜責１・１１成の固体↑１δ像装置り
による撮像動１′Ｆで１−説明・；〜ると、１． 、；
＝＝露露光量間中、所定の駆動信号（例えば、φ２、
φ４）を゛’Ｈ″ルベル、残りの駆り１側号（例・蒙
ば、φｌ）を″″Ｌ″Ｌ″レベル定３−る、−とにより
５、垂直電荷転送路に赤の画素群を先住させ、ツメ・ト
ダイオーＩコにより形成される青及び緑の画素と共に１
３号電荷の集積を行わ（゛る。露光完了後、所謂４相駆
動方式による転送６．＝より赤の信号電荷を水平電荷転
送路２側へ転送すると共に、その転送動作に同期して水
平電荷転送路２で信号読出しを行い、全ての赤の画素信
号を読み出す。次に、通常より高電圧の信号を所定の転
送電極に印加することによって青の画素に対応するＩ・
ランスフアゲ−１・Ｔ ｇ ＋を導通にして青の画素の
信号電荷を垂直電荷転送路へ転送させ、再びトランスフ
ァゲートＴ ｇ ｌを非導通にした後、所謂４相駆動方
式による転送により青の信号電荷を水平電荷転送路２側
へ転送すると共に、その転送動作に同期して水平電荷転
送路２で信号読出しを行い、全ての青の画素信号を読み
出す。次に、通常より高電圧の信号を所定の転送電極に
印加することによって緑の画素に対応するＩ・ランスフ
ブゲ−１〜’ｒ ｇ ｚを導通？こして緑の画素の信号
電荷を垂直電荷転送路へ転送さ仕、再び１〜ランスフア
ゲ−）７ｇ２を非導通にした後、所謂４相駆動方式によ
る転送により緑の信号電荷を水平型イ’Ｍ転送路２側へ
転送すると共に、その転送動作に同曲Ｌ７で水平電荷転
送路２で信号読出しを行い、全ての緑の画素信号を読み
出す。
による撮像動１′Ｆで１−説明・；〜ると、１． 、；
＝＝露露光量間中、所定の駆動信号（例えば、φ２、
φ４）を゛’Ｈ″ルベル、残りの駆り１側号（例・蒙
ば、φｌ）を″″Ｌ″Ｌ″レベル定３−る、−とにより
５、垂直電荷転送路に赤の画素群を先住させ、ツメ・ト
ダイオーＩコにより形成される青及び緑の画素と共に１
３号電荷の集積を行わ（゛る。露光完了後、所謂４相駆
動方式による転送６．＝より赤の信号電荷を水平電荷転
送路２側へ転送すると共に、その転送動作に同期して水
平電荷転送路２で信号読出しを行い、全ての赤の画素信
号を読み出す。次に、通常より高電圧の信号を所定の転
送電極に印加することによって青の画素に対応するＩ・
ランスフアゲ−１・Ｔ ｇ ＋を導通にして青の画素の
信号電荷を垂直電荷転送路へ転送させ、再びトランスフ
ァゲートＴ ｇ ｌを非導通にした後、所謂４相駆動方
式による転送により青の信号電荷を水平電荷転送路２側
へ転送すると共に、その転送動作に同期して水平電荷転
送路２で信号読出しを行い、全ての青の画素信号を読み
出す。次に、通常より高電圧の信号を所定の転送電極に
印加することによって緑の画素に対応するＩ・ランスフ
ブゲ−１〜’ｒ ｇ ｚを導通？こして緑の画素の信号
電荷を垂直電荷転送路へ転送さ仕、再び１〜ランスフア
ゲ−）７ｇ２を非導通にした後、所謂４相駆動方式によ
る転送により緑の信号電荷を水平型イ’Ｍ転送路２側へ
転送すると共に、その転送動作に同曲Ｌ７で水平電荷転
送路２で信号読出しを行い、全ての緑の画素信号を読み
出す。
このように、面順次走査読出し、によって各色扮の画素
信号−を読出し、第６図から明らかなよ・うＧこ各色毎
に（ｎ／２）Ｘｍ個の同数及び同解像度の画素信号を得
るようになっている。
信号−を読出し、第６図から明らかなよ・うＧこ各色毎
に（ｎ／２）Ｘｍ個の同数及び同解像度の画素信号を得
るようになっている。
ところで、こうした撮像によって得られた画素信号から
輝度信号及び色信号を形成して画像を再生する場合、輝
度信号の高域周波数が高いほど解像感を向上させること
ができることから、より空間ザンブリング周波数の高い
固体撮像装置の開発が望まれている。
輝度信号及び色信号を形成して画像を再生する場合、輝
度信号の高域周波数が高いほど解像感を向上させること
ができることから、より空間ザンブリング周波数の高い
固体撮像装置の開発が望まれている。
オ゛発明は、このような課題に渥みて成されたものであ
り、輝度信号の形成に特６．二重要となる緑の画素の空
間ザンブリング周波数を高める固体撮像像装置を掃供す
ることを目的とする。
り、輝度信号の形成に特６．二重要となる緑の画素の空
間ザンブリング周波数を高める固体撮像像装置を掃供す
ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段］
二のような目的を達成するために本発明は、縦及び横方
向にマトリクス状に複数の光電変換素子を形成して、第
１の行（例えば、４数行）に配列する光電変換素子群を
赤（Ｒ）の分光特性を有する画素群、第２の行（例えば
、偶数行）に配列する光電変換素子群を青（Ｂ）の分光
特性を有する画素群とし、列方向（縦方向）に配列され
る各列の画素群毎に隣接して垂直電荷転送路を形成する
。
向にマトリクス状に複数の光電変換素子を形成して、第
１の行（例えば、４数行）に配列する光電変換素子群を
赤（Ｒ）の分光特性を有する画素群、第２の行（例えば
、偶数行）に配列する光電変換素子群を青（Ｂ）の分光
特性を有する画素群とし、列方向（縦方向）に配列され
る各列の画素群毎に隣接して垂直電荷転送路を形成する
。
更に、各垂直電荷転送路の各画素に対向する部分に電荷
転送電極を積層する部分と積層しない部分とを形成し７
、電荷転送電極士及び電荷転送電極を設りない部分の夫
々の垂直電荷転送路に、信号電荷の転送方向に沿って、
異なる深さのポテンシャ月利−・ヘルを設定する不純物
分布を形成し、撮像の際？託人々の電荷転送電極に所定
電圧の信号を印加することによって生じるボテ゛・・ミ
・）ハ、ｊｉ、戸を緑（Ｇ ） （７）Ｍ３＄Ｂ’、適
用！、、更ニ、所ＥＩ Ｊ’＝Ｊ ！’、ｌＪ ノｉｌ
Ａ Ｍ信号を電荷転送電極に印加４′る、Ｚ 、！：
！；″よっで仁ソ；−電荷を転送するようにした。
転送電極を積層する部分と積層しない部分とを形成し７
、電荷転送電極士及び電荷転送電極を設りない部分の夫
々の垂直電荷転送路に、信号電荷の転送方向に沿って、
異なる深さのポテンシャ月利−・ヘルを設定する不純物
分布を形成し、撮像の際？託人々の電荷転送電極に所定
電圧の信号を印加することによって生じるボテ゛・・ミ
・）ハ、ｊｉ、戸を緑（Ｇ ） （７）Ｍ３＄Ｂ’、適
用！、、更ニ、所ＥＩ Ｊ’＝Ｊ ！’、ｌＪ ノｉｌ
Ａ Ｍ信号を電荷転送電極に印加４′る、Ｚ 、！：
！；″よっで仁ソ；−電荷を転送するようにした。
このような構成を有する固体撮像装置（６，パよれば、
垂直電荷転送路中に、青（Ｂ）と赤（Ｒ）の画素による
人々の空間サンプリング周波数の２倍の空間サンプリン
グ周波数で緑（Ｇ）の画素を形成することができるので
、従来に較べて高い周波数帯域の輝度信号を形成するこ
とができ、このＲ度信号を適用して解像感の優れた画像
を再生するこ２−ができる。
垂直電荷転送路中に、青（Ｂ）と赤（Ｒ）の画素による
人々の空間サンプリング周波数の２倍の空間サンプリン
グ周波数で緑（Ｇ）の画素を形成することができるので
、従来に較べて高い周波数帯域の輝度信号を形成するこ
とができ、このＲ度信号を適用して解像感の優れた画像
を再生するこ２−ができる。
以下、本発明による固体撮像装置の一実施例を図面と共
に説明する。
に説明する。
まず、第１図に基づいて全体構造を説明りへると、４は
受光領域であり、画素に相当する複数のソ第１・ダイオ
ードが縦及び横方向に沿って７トリクス状に配列される
と共に縦方向に並ぶ各列のフォトダー置シ＝Ｆ６にｈＮ
”；ｉ ｊｆｉ濾、て倍直電萄転ｊス路が形成され。
受光領域であり、画素に相当する複数のソ第１・ダイオ
ードが縦及び横方向に沿って７トリクス状に配列される
と共に縦方向に並ぶ各列のフォトダー置シ＝Ｆ６にｈＮ
”；ｉ ｊｆｉ濾、て倍直電萄転ｊス路が形成され。
ている。りは１“’７ 、ｉ、りの垂直電荷転送路の！
８端に並列” ｔ２ｒ ４：、２ ’ｔ ｌ−＋永律：
□’、ｉｉ ７ｉｉ１４１１：送路−ｒあり１．出力
妬；ニ出カアンズ（５が形成ｆｉｆ、でいる。
８端に並列” ｔ２ｒ ４：、２ ’ｔ ｌ−＋永律：
□’、ｉｉ ７ｉｉ１４１１：送路−ｒあり１．出力
妬；ニ出カアンズ（５が形成ｆｉｆ、でいる。
■は出力／ング６を介ｊ８．て読み出された画素信号を
所定タイミンダム、」同期しＣサンプリングづるザンブ
ルボー・ル（′回路１，８はサンプルホールド回路７で
標本化した画素信号をデ゛ジタル信号に符号化するＡ／
Ｄ変換器、９はＡ／Ｄ変換器８の出力を第１メモリ領域
１０と第２メモリ領域１１に切り換えて転送するチャン
ネル切換え回路である。
所定タイミンダム、」同期しＣサンプリングづるザンブ
ルボー・ル（′回路１，８はサンプルホールド回路７で
標本化した画素信号をデ゛ジタル信号に符号化するＡ／
Ｄ変換器、９はＡ／Ｄ変換器８の出力を第１メモリ領域
１０と第２メモリ領域１１に切り換えて転送するチャン
ネル切換え回路である。
更に、受光領域の構造を第２図に基づいて詳述する。同
図中のｂｌ−１＋ １）ｌ−Ｚ ｒ ｂｌ−３”’
−”’−が奇数行に配列された青（１３）の画素群、ｂ
２． Ｉ、ｂｔ、Ｔ、 、 ｂｔ、：ｉ −−−
・−が偶数行に配列された赤（Ｒ）の画素群であり、図
示しないが、同様の配列で画素が縦方向にも多数行形成
され、更に、縦方向に配列する各列の画素群に隣接して
、複数の垂直電荷転送路１ ＋ 、 Ｉ’、 ｚ 、
ｆ２ ｓ ”−’−−−−−が形成されている。
図中のｂｌ−１＋ １）ｌ−Ｚ ｒ ｂｌ−３”’
−”’−が奇数行に配列された青（１３）の画素群、ｂ
２． Ｉ、ｂｔ、Ｔ、 、 ｂｔ、：ｉ −−−
・−が偶数行に配列された赤（Ｒ）の画素群であり、図
示しないが、同様の配列で画素が縦方向にも多数行形成
され、更に、縦方向に配列する各列の画素群に隣接して
、複数の垂直電荷転送路１ ＋ 、 Ｉ’、 ｚ 、
ｆ２ ｓ ”−’−−−−−が形成されている。
即ち、縦及び横方向に沿って７トリクス状にｎＸｍ個（
例えば、ｎ ＝５００． ｍ＝４００）のフォトダイオ
ードを形成し、奇数行に位置するフォトダイオードの光
受光面に青（Ｂ）のカラーフィルタを積層することによ
って青（Ｂ）の分光感度を有する画素ｂ１．Ｉ ＋
ｂＩ−Ｚ ＋ ｂｌ−３−”−を形成し、偶数行に位
置するフォ［・ダイオードの光受光面に赤（Ｒ）のカラ
ーフィルタを積層するごとによって赤（Ｒ）の分光感度
を有する画素ｂ２．。
例えば、ｎ ＝５００． ｍ＝４００）のフォトダイオ
ードを形成し、奇数行に位置するフォトダイオードの光
受光面に青（Ｂ）のカラーフィルタを積層することによ
って青（Ｂ）の分光感度を有する画素ｂ１．Ｉ ＋
ｂＩ−Ｚ ＋ ｂｌ−３−”−を形成し、偶数行に位
置するフォ［・ダイオードの光受光面に赤（Ｒ）のカラ
ーフィルタを積層するごとによって赤（Ｒ）の分光感度
を有する画素ｂ２．。
ｂＺ、２．ｂＺ、□ −−−−一−が形成されている。
更に、各垂直電荷転送路１１．ｐＺ、 ρ。
の各画素に対向する部分に電荷転送電極ｇＩｇ２− を
積層する部分と積層しない部分とを形成し、各電荷転送
電極に転送駆動信号φが印加される。又、各画素とそれ
に隣接する垂直電荷転送路の間乙こｌ・ランスファゲー
ト′「ｇが形成され、所定の高電圧の転送駆りｊ信号φ
を電荷転送電極に印加することによって導通状態になる
。
積層する部分と積層しない部分とを形成し、各電荷転送
電極に転送駆動信号φが印加される。又、各画素とそれ
に隣接する垂直電荷転送路の間乙こｌ・ランスファゲー
ト′「ｇが形成され、所定の高電圧の転送駆りｊ信号φ
を電荷転送電極に印加することによって導通状態になる
。
更に、垂直電荷転送路の断面構造を第３図に基づいて説
明すると、上記電荷転送電極ｇ＋、ｇｚ。
明すると、上記電荷転送電極ｇ＋、ｇｚ。
が所定間隔Ｉ２ずつ開けて形成され、夫々の電荷転送電
極ｇ＋、ｇｚ、 −・−−一−−−−−の丁の転送路
乙こは、信号電荷の転送方向Ｙに沿って、不純物流度の
高い領域ｅ ＋ ｌ ｅ ｚ ＊ ””’−・−と不
純物濃度の低い領域が形成され、更に、電荷転送電極ｇ
＋。
極ｇ＋、ｇｚ、 −・−−一−−−−−の丁の転送路
乙こは、信号電荷の転送方向Ｙに沿って、不純物流度の
高い領域ｅ ＋ ｌ ｅ ｚ ＊ ””’−・−と不
純物濃度の低い領域が形成され、更に、電荷転送電極ｇ
＋。
ｊｓ ２ 、””””−が形成されない部分の下の転送
路にも、信号電荷の転送方向Ｙに沿って、不純物濃度の
高い領域ｆ、、ｆ、。−−一−−−−−と不純物濃度の
低い領域が形成されている。
路にも、信号電荷の転送方向Ｙに沿って、不純物濃度の
高い領域ｆ、、ｆ、。−−一−−−−−と不純物濃度の
低い領域が形成されている。
そして、第４図（ｄ）に示すような所定周期の駆動信号
φを転送電極に印加すると、駆動信号φが“Ｈ”レベル
になったとき（例えば、時点ｔｌ）第４図（ａ）に示す
よ・うに、各転送電極下のポテンシャル井戸が階段状に
深くなり、転送電極の設けられていない部分のポテンシ
ャル井戸は固定したまでポテンシャル障壁となるので、
信号電荷は深くなったポテンシャル井戸に保持される。
φを転送電極に印加すると、駆動信号φが“Ｈ”レベル
になったとき（例えば、時点ｔｌ）第４図（ａ）に示す
よ・うに、各転送電極下のポテンシャル井戸が階段状に
深くなり、転送電極の設けられていない部分のポテンシ
ャル井戸は固定したまでポテンシャル障壁となるので、
信号電荷は深くなったポテンシャル井戸に保持される。
更に、駆動信号φが“’Ｌ”ｌ／ベルになったとき（例
えば、時点ｔ２）、第４図（ｂ）に示すように、各転送
電極下のポテンシャルが浅くなり、転送電極の設けられ
ていない部分のボブ〜ン・シ１−ル井戸は固定的に階段
状のボランシャルｌ／ □＜ル、ｌ： ｉ；るので、信
号電荷は転送電極の畏＋ｄられでいない部分の下の最も
深にポテンシャル井戸に信号電荷が保持される。
えば、時点ｔ２）、第４図（ｂ）に示すように、各転送
電極下のポテンシャルが浅くなり、転送電極の設けられ
ていない部分のボブ〜ン・シ１−ル井戸は固定的に階段
状のボランシャルｌ／ □＜ル、ｌ： ｉ；るので、信
号電荷は転送電極の畏＋ｄられでいない部分の下の最も
深にポテンシャル井戸に信号電荷が保持される。
そして、再び駆動信号φが“１１゛レベルになったとき
（例えば、時点ｔ１．）、第４図（ｃ）に示ずよ・うに
、各転送電極下のポテンシャル井戸が階段状に深くなり
、転送電極の設けられていない部分のポテンシャル井戸
は固定したまでポテンシャル障壁となるので、信号電荷
は深くなったポテンシャル井戸に保持される。
（例えば、時点ｔ１．）、第４図（ｃ）に示ずよ・うに
、各転送電極下のポテンシャル井戸が階段状に深くなり
、転送電極の設けられていない部分のポテンシャル井戸
は固定したまでポテンシャル障壁となるので、信号電荷
は深くなったポテンシャル井戸に保持される。
したがって、駆動信号φが所定周期で°“■”Ｌ“を繰
り返すことにより、信号電荷は相互ムこ混在することな
く水平電荷転送路５の方向Ｙへ転送されるように成って
いる。
り返すことにより、信号電荷は相互ムこ混在することな
く水平電荷転送路５の方向Ｙへ転送されるように成って
いる。
又、撮像時には、電荷転送電極に印加する駆動信号φを
パ［■“１ノベルに保持することによって第４図（ａ）
に示すようなポテンシャルプロフィールにすることで、
最も深いポテンシャル井戸の部分を緑（Ｇ）の画′（：
包２′適用する。したがって、緑の画素ｔＪ： ｉ！’
ｊと赤の大／７の画素に対応して発生ずるので、Ｐｉと
赤の画素の空間ザンブリング周波数に対１２て２化の′
仝間り゛ンブリング周波数が得られることとなる。
パ［■“１ノベルに保持することによって第４図（ａ）
に示すようなポテンシャルプロフィールにすることで、
最も深いポテンシャル井戸の部分を緑（Ｇ）の画′（：
包２′適用する。したがって、緑の画素ｔＪ： ｉ！’
ｊと赤の大／７の画素に対応して発生ずるので、Ｐｉと
赤の画素の空間ザンブリング周波数に対１２て２化の′
仝間り゛ンブリング周波数が得られることとなる。
尚、水平型＠転送路５は、垂直電荷転送路！、。
２ 、 、−−−−− から駆動信号φの周期ムこ同期
して一行ずつ信号電荷が転送されて来る毎に、−持分の
信号電荷を例えば２相駆動方弐に従って出力アンプ６へ
転送するよ・うに制御される。
して一行ずつ信号電荷が転送されて来る毎に、−持分の
信号電荷を例えば２相駆動方弐に従って出力アンプ６へ
転送するよ・うに制御される。
次に、かかる構造の固体撮像装置の作動を第５図のタイ
ミングチャートに基づいて説明する。尚、第５図のタイ
ミングチャートは電子スチルカメラに通用した場合の作
動を示す。
ミングチャートに基づいて説明する。尚、第５図のタイ
ミングチャートは電子スチルカメラに通用した場合の作
動を示す。
まず、成る時点ｔｃｉでシャッター１ノリーズボタンが
押圧されると、それに同期して駆動信号φが所定の高い
電圧“ＨＨ”レベルとなって全てのトランスフ１ゲート
Ｔｇが導通となり、全ての青と赤の画素に残留している
不要電荷を垂直電荷転送路−・、移す。そして、所定周
期の駆動信号φに同期して垂直電荷転送路が電荷転送を
行うと共に、２相駆動方弐の駆動信号φ□、φ１，２に
同期して水平電荷転送路が電荷転送を行うごとによって
、全ての不要電荷を夕（部−１廃棄する。
押圧されると、それに同期して駆動信号φが所定の高い
電圧“ＨＨ”レベルとなって全てのトランスフ１ゲート
Ｔｇが導通となり、全ての青と赤の画素に残留している
不要電荷を垂直電荷転送路−・、移す。そして、所定周
期の駆動信号φに同期して垂直電荷転送路が電荷転送を
行うと共に、２相駆動方弐の駆動信号φ□、φ１，２に
同期して水平電荷転送路が電荷転送を行うごとによって
、全ての不要電荷を夕（部−１廃棄する。
次に、受光領域の前面に設けられている機は、式シャン
ク−（図示せず）を、シャ、タースピードに対応する月
間（時点し１〜ｔ７０期間）だけ開放にして露光する。
ク−（図示せず）を、シャ、タースピードに対応する月
間（時点し１〜ｔ７０期間）だけ開放にして露光する。
この１．−＝１．の期間では、駆動信号φを°°Ｉピ１
／ヘルに保持することにより、第４図（ａ）に示すよう
に、各電荷転送電極下に発生ずる深いポテンシャル井戸
を赤（ｒｔ ）の画素として露光する。
／ヘルに保持することにより、第４図（ａ）に示すよう
に、各電荷転送電極下に発生ずる深いポテンシャル井戸
を赤（ｒｔ ）の画素として露光する。
次に、機械式シャッターを閉じた後、所定周期で“”
Ｈ”と“Ｉ−゛レベルに反転を繰り返す駆動信号φに従
って緑（Ｇ）の画素信号を一行ずつ水平電荷転送路５側
へ転送し、次の一持分のロワ電イｎｊが転送されて来る
前に水平電荷転送路５が２相駆動力式の駆動信号φ□、
φＨ２に同期して信号電荷を水平転送し出力アンプ６を
介して読み出す。緑の画素信号を読み出す期間ｔ２〜ｔ
１．では、チャンネル切換え回路９が第１メモリ領域ｌ
ｏ側に接続され、ザンプルホールド回路７及びＡ／Ｄ変
換器８が各画素毎の信号をザンプルすると共にデジタル
の画素信号に変換して、第１メモリ領域１゜に記↑意さ
廿る。
Ｈ”と“Ｉ−゛レベルに反転を繰り返す駆動信号φに従
って緑（Ｇ）の画素信号を一行ずつ水平電荷転送路５側
へ転送し、次の一持分のロワ電イｎｊが転送されて来る
前に水平電荷転送路５が２相駆動力式の駆動信号φ□、
φＨ２に同期して信号電荷を水平転送し出力アンプ６を
介して読み出す。緑の画素信号を読み出す期間ｔ２〜ｔ
１．では、チャンネル切換え回路９が第１メモリ領域ｌ
ｏ側に接続され、ザンプルホールド回路７及びＡ／Ｄ変
換器８が各画素毎の信号をザンプルすると共にデジタル
の画素信号に変換して、第１メモリ領域１゜に記↑意さ
廿る。
緑の画素信号を全て読み出すと、次に、所定の高電圧“
°１１［ビレヘルの駆動信号φを転送電極に印加してト
ランスフアゲ−１−Ｔ ｇを導通状態にし、転送電極■
・−の深いポテンシャル井戸に青（Ｂ）と赤（Ｒ）の画
素信号を転送する。この時点での垂直電荷転送路のボデ
ンシャルプロフィールは、駆動信ぢφの電圧に従って第
４図（ａ）に示すのと同様になるので、Ｕと赤の画素信
号が深いポテンシャル井戸に交互に移されることとなる
。
°１１［ビレヘルの駆動信号φを転送電極に印加してト
ランスフアゲ−１−Ｔ ｇを導通状態にし、転送電極■
・−の深いポテンシャル井戸に青（Ｂ）と赤（Ｒ）の画
素信号を転送する。この時点での垂直電荷転送路のボデ
ンシャルプロフィールは、駆動信ぢφの電圧に従って第
４図（ａ）に示すのと同様になるので、Ｕと赤の画素信
号が深いポテンシャル井戸に交互に移されることとなる
。
そＬ７て、次の期間Ｌ４ヘーｔ、において、先の期間ｔ
、〜ｔ１と同様の制御によって信号電荷を転送する。こ
の期間ｕｓ−ｔ、ではチャンネル切換え回路９が第２メ
モリ領域ｌｌ側に接続されるので、青と赤の画素信号が
第２メモリ領域１１に記憶される。
、〜ｔ１と同様の制御によって信号電荷を転送する。こ
の期間ｕｓ−ｔ、ではチャンネル切換え回路９が第２メ
モリ領域ｌｌ側に接続されるので、青と赤の画素信号が
第２メモリ領域１１に記憶される。
このような信号読出ｊ７の結果、第１ノＦ Ｕ領域１０
には、ｎＸｍ個（例えば、５００Ｘ４００個）の緑の画
素群に対応する緑の１８号が記憶され、第２メモリ領域
１１には、（ｎ／２）Ｘｍ個（例えば、２５０Ｘ４００
個）の青の画素群に対応する青の信号ルび（ｎ／２）Ｘ
ｍ個（例えば、２５０×４００個）の赤の画素群に対応
する赤の信号が記憶され、青又は赤の画素信号数に対し
て２倍の数の緑の画素信号が読み出される。
には、ｎＸｍ個（例えば、５００Ｘ４００個）の緑の画
素群に対応する緑の１８号が記憶され、第２メモリ領域
１１には、（ｎ／２）Ｘｍ個（例えば、２５０Ｘ４００
個）の青の画素群に対応する青の信号ルび（ｎ／２）Ｘ
ｍ個（例えば、２５０×４００個）の赤の画素群に対応
する赤の信号が記憶され、青又は赤の画素信号数に対し
て２倍の数の緑の画素信号が読み出される。
そして、夫々のメモリ領域１０．１１から画素配列に応
じた順番で夫々の画素信号を読出し、モニター等で画像
を再生する。
じた順番で夫々の画素信号を読出し、モニター等で画像
を再生する。
このように、この実施例によれば、露光中に、垂直電荷
転送路に青（Ｂ）と赤（Ｒ）の画素に対応して緑（Ｇ）
の画素を発生させるようにしたので、緑の画素数を他の
色の画素数の２倍に設定することができ、再生画像の解
像感の向土二を図ることができる。
転送路に青（Ｂ）と赤（Ｒ）の画素に対応して緑（Ｇ）
の画素を発生させるようにしたので、緑の画素数を他の
色の画素数の２倍に設定することができ、再生画像の解
像感の向土二を図ることができる。
面、部分的に強い光が入射した場合に、観光領域に過剰
に発生した電荷を捨てるため、基板の深、゛＼力力面、
、゛垂直型４゛−バーフＹトートレインを設ける手段や
、ポリシリコン電極に振動パルスを加えて再結音過稈−
ζ、”週刊電荷６二消滅させる手段は公知であり、本発
明１．ｌ ：ｌ：いて１、Ｉれらを組み込むことは通常
のインターライ゛、／型Ｃ，ＣＤと同様に実施すること
ができる。
に発生した電荷を捨てるため、基板の深、゛＼力力面、
、゛垂直型４゛−バーフＹトートレインを設ける手段や
、ポリシリコン電極に振動パルスを加えて再結音過稈−
ζ、”週刊電荷６二消滅させる手段は公知であり、本発
明１．ｌ ：ｌ：いて１、Ｉれらを組み込むことは通常
のインターライ゛、／型Ｃ，ＣＤと同様に実施すること
ができる。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によれば、垂直電荷転送路
中に、青（Ｂ）と赤（Ｒ）の画素による人々の空間サン
プリング周波数の２倍の空間サンプリング周波数で緑（
Ｇ）の画素を形成することができるので、従来に較べて
高い周波数帯域の輝度信号を形成することができ、この
輝度信号を適用して解像感の優れた画像を再生すること
ができる。
中に、青（Ｂ）と赤（Ｒ）の画素による人々の空間サン
プリング周波数の２倍の空間サンプリング周波数で緑（
Ｇ）の画素を形成することができるので、従来に較べて
高い周波数帯域の輝度信号を形成することができ、この
輝度信号を適用して解像感の優れた画像を再生すること
ができる。
第１図は本発明による固体撮像装置の一実施例構成説明
図、 第２図は第１図にお巳３る受光領域の要部構造を拡大し
て示す構造説明図、 第３図は第２図における垂直型Ｑ転送路の部分断面図、 第４図は実施例における垂直電荷転送路の作動を説明す
るための動作説明図、 第５図は実施例において電子シャッター機能を持たせた
場合の作動を説明するだめのクイミングチャート、 第６図は従来の固体撮像装置の構成を示す構成説明図、 第７図は第６図６、−おける受光領域の要部構造を拡大
して示す構造説明図、 第８図は第７図における垂直電荷転送路の部分断面図で
ある。 図中の符号： ４；受光領域 ５；水平電荷転送路 ６；出力アンプ ７；サンプルホールド回路 ８；Ａ／Ｌ）変換器 ９；ヂャンネル切換え回路 １０；第１メモリ領域 １１；第２メモリ領域 ｆｆｉ、、 ｎ２． ｎ３ ｂ、。３．ｈ、。２ ｂ 、１．１ ＋ ｂ、１−２ ｇ ｌ ＋ ｇ ２ ０皿６ｅ２ ｆ、・ ｆ２ − 垂直電荷転送路 ｂＺ−１＊ ｂ ２．２ ；青又は赤の画素 ；転送電極 ；不純物濃度の高い領域
図、 第２図は第１図にお巳３る受光領域の要部構造を拡大し
て示す構造説明図、 第３図は第２図における垂直型Ｑ転送路の部分断面図、 第４図は実施例における垂直電荷転送路の作動を説明す
るための動作説明図、 第５図は実施例において電子シャッター機能を持たせた
場合の作動を説明するだめのクイミングチャート、 第６図は従来の固体撮像装置の構成を示す構成説明図、 第７図は第６図６、−おける受光領域の要部構造を拡大
して示す構造説明図、 第８図は第７図における垂直電荷転送路の部分断面図で
ある。 図中の符号： ４；受光領域 ５；水平電荷転送路 ６；出力アンプ ７；サンプルホールド回路 ８；Ａ／Ｌ）変換器 ９；ヂャンネル切換え回路 １０；第１メモリ領域 １１；第２メモリ領域 ｆｆｉ、、 ｎ２． ｎ３ ｂ、。３．ｈ、。２ ｂ 、１．１ ＋ ｂ、１−２ ｇ ｌ ＋ ｇ ２ ０皿６ｅ２ ｆ、・ ｆ２ − 垂直電荷転送路 ｂＺ−１＊ ｂ ２．２ ；青又は赤の画素 ；転送電極 ；不純物濃度の高い領域
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 縦及び横方向にマトリクス状に複数の光電変換素子を形
成し、第１の行に配列する光電変換素子群を赤（Ｒ）の
分光特性を有する画素群、第２の行に配列する光電変換
素子群を青（Ｂ）の分光特性を有する画素群とし、列方
向に配列される各列の画素群毎に隣接して垂直電荷転送
路を形成する固体撮像装置において、 前記各垂直電荷転送路の前記各画素に対向する部分に電
荷転送電極を積層する部分と積層しない部分とを形成し
、電荷転送電極下及び電荷転送電極を設けない部分の夫
々の垂直電荷転送路に、信号電荷の転送方向に沿って、
異なる深さのポテンシャルレベルを設定する不純物分布
を形成し、撮像の際に夫々の電荷転送電極に所定電圧の
信号を印加することによって生じるポテンシャル井戸を
緑（Ｇ）の画素に適用し、更に、所定周期の駆動信号を
電荷転送電極に印加することによって信号電荷を転送す
ることを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1291309A JPH03153193A (ja) | 1989-11-10 | 1989-11-10 | 固体撮像装置 |
| US07/610,641 US5283633A (en) | 1989-11-10 | 1990-11-08 | Solid state image pickup device in which picture elements of green are generated in vertical charge transfer paths |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1291309A JPH03153193A (ja) | 1989-11-10 | 1989-11-10 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03153193A true JPH03153193A (ja) | 1991-07-01 |
Family
ID=17767233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1291309A Pending JPH03153193A (ja) | 1989-11-10 | 1989-11-10 | 固体撮像装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5283633A (ja) |
| JP (1) | JPH03153193A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8077253B2 (en) | 2008-06-17 | 2011-12-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid-state device having digital signal processing circuit |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5138459A (en) * | 1990-11-20 | 1992-08-11 | Personal Computer Cameras, Inc. | Electronic still video camera with direct personal computer (pc) compatible digital format output |
| US6798452B1 (en) * | 1997-07-28 | 2004-09-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Amplifying solid-state imaging device, method for driving the same and physical quantity distribution sensing semiconductor device |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6167376A (ja) * | 1984-09-10 | 1986-04-07 | Shoichi Tanaka | 固体撮像装置 |
| JPS62235888A (ja) * | 1986-04-07 | 1987-10-16 | Fuji Photo Film Co Ltd | 固体撮像装置 |
| JPS6320986A (ja) * | 1986-07-15 | 1988-01-28 | Fuji Photo Film Co Ltd | イメ−ジセンサ |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61256886A (ja) * | 1985-05-09 | 1986-11-14 | Hitachi Ltd | ビデオプリンタ |
| US4814865A (en) * | 1986-01-09 | 1989-03-21 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Color picture solid image-pickup element |
| US5025319A (en) * | 1988-07-12 | 1991-06-18 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Solid state image pickup device driving method utilizing an electronic shutter operation |
-
1989
- 1989-11-10 JP JP1291309A patent/JPH03153193A/ja active Pending
-
1990
- 1990-11-08 US US07/610,641 patent/US5283633A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6167376A (ja) * | 1984-09-10 | 1986-04-07 | Shoichi Tanaka | 固体撮像装置 |
| JPS62235888A (ja) * | 1986-04-07 | 1987-10-16 | Fuji Photo Film Co Ltd | 固体撮像装置 |
| JPS6320986A (ja) * | 1986-07-15 | 1988-01-28 | Fuji Photo Film Co Ltd | イメ−ジセンサ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8077253B2 (en) | 2008-06-17 | 2011-12-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid-state device having digital signal processing circuit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5283633A (en) | 1994-02-01 |
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