JPH0334455A - 光電変換装置 - Google Patents
光電変換装置Info
- Publication number
- JPH0334455A JPH0334455A JP1166833A JP16683389A JPH0334455A JP H0334455 A JPH0334455 A JP H0334455A JP 1166833 A JP1166833 A JP 1166833A JP 16683389 A JP16683389 A JP 16683389A JP H0334455 A JPH0334455 A JP H0334455A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- opening region
- photoelectric conversion
- region
- low
- high opening
- 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
Links
Classifications
-
- 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
- H10F39/80—Constructional details of image sensors
- H10F39/805—Coatings
- H10F39/8053—Colour filters
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
〔産業上の利用分野］
本発明は光電変換装置に係り、特に複数の光電変換要素
から構成される光電変換装置に関する。 ［従来の技術］ 従来の単板カラー用固体撮像装置のセル配置は次のよう
なものであった。 第４図は、従来の二次元固体撮像装置のセル配列を示す
説明図である。 一つの正方形が単位セルを示し、この単位セル上に配置
された色フィルタの種類をＡ、Ｂ、Ｃ。 Ｄで表わしである。このような単位セルからの信号の読
み出しは二行同時読み出しが行われ、通常のインクレー
ス方式では、例えばｏｄｄフィールドでは、第１行と第
２行、第３行と第４行、第５行と第６行、・・・・、の
順に読み出し走査が行われ、ｅｖｅｎフィールドでは、
第２行と第３行、第４行と第５行、第６行と第７行、・
・・、の順に読み出し走査が行われていく。 二行の信号の中で、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄそれぞれのカラーフ
ィルタに対応するセルからの信号より赤、緑、青の色信
号が得られる。また、二行の加算された信号、つまり（
Ａ＋Ｃ）、（Ｂ＋Ｄ）が輝度信号となる。 以上述べたように、二行同時読み出しによって、カラー
信号に必要な輝度信号と色信号が得られる。
から構成される光電変換装置に関する。 ［従来の技術］ 従来の単板カラー用固体撮像装置のセル配置は次のよう
なものであった。 第４図は、従来の二次元固体撮像装置のセル配列を示す
説明図である。 一つの正方形が単位セルを示し、この単位セル上に配置
された色フィルタの種類をＡ、Ｂ、Ｃ。 Ｄで表わしである。このような単位セルからの信号の読
み出しは二行同時読み出しが行われ、通常のインクレー
ス方式では、例えばｏｄｄフィールドでは、第１行と第
２行、第３行と第４行、第５行と第６行、・・・・、の
順に読み出し走査が行われ、ｅｖｅｎフィールドでは、
第２行と第３行、第４行と第５行、第６行と第７行、・
・・、の順に読み出し走査が行われていく。 二行の信号の中で、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄそれぞれのカラーフ
ィルタに対応するセルからの信号より赤、緑、青の色信
号が得られる。また、二行の加算された信号、つまり（
Ａ＋Ｃ）、（Ｂ＋Ｄ）が輝度信号となる。 以上述べたように、二行同時読み出しによって、カラー
信号に必要な輝度信号と色信号が得られる。
しかしながら、上記の二次元固体撮像装置のセル配列で
は、解像度を決める輝度信号は、二行の加算によって作
られるため、−行毎の読み出しである白黒方式に比べ、
垂直解像度は約半分に落ちる。また水平方向に関しても
、第４図でいえば、セルの１ピツチ毎に（Ａ＋Ｃ）、（
Ｂ十Ｄ）という２ビット周期の信号が出てくるため（Ａ
＋Ｃ）と（Ｂ＋Ｄ）との差が大きい程水平解像度が落ち
てくる。つまり、従来の単板カラー化方式は色信号を得
るために、最低三種類の色フィルタが必要であり、その
ために解像度が犠牲になる。 逆にいえば、白黒方式と同じ程度の解像度を得るために
は、画素サイズを半分にし、画素数を二倍に増やさなけ
ればならない課題があった。 ［課題を解決するための手段］ 本発明の光電変換装置は複数の光電変換要素から構成さ
れる光電変換装置において、 前記光電変換要素を開口率の高い第１の領域（以下、高
開口領域と呼ぶ）と開口率の低い第２の領域（以下、低
開口領域と呼ぶ）とに分けて形成したことを特徴とする
。 ［作 用］ 本発明は、光電変換要素内を高開口領域と配線等によっ
て開口率が低下する低開口領域とを分けて形成し、高開
口領域と低開口領域とを互いに隣接するように配列させ
ることを可能とするものであり、高開口領域と低開口領
域とを互いに隣接するように配列すれば、−行の光電変
換要素で実質的に二行の配列を得ることができ、単位光
電変換要素の前記高開口領域及び前記低開口領域に異な
る種類のカラーフィルターを配置した場合においても、
白黒方式と変わらない解像度を保ったままカラー信号を
出力可能となる。 ［実施例］ 以下１本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。 第１図（Ａ）は本発明の光電変換装置の第１実施例のフ
ィルタ配置図であり、第１図（Ｂ）は光電変換要素の構
成を示す説明図である。 第１図（Ａ）に示すように、光電変換要素たる一つの画
素は、上半分が高開口領域Ｓ１で、下半分が低開口領域
Ｓ８．または上半分が低開口領域Ｓ２で、下半分が高開
口領域Ｓｌである。第１図（Ｂ）は第１列目の画素の構
成を示すもので、上半分が高開口領域Ｓ１で、下半分が
低開口領域Ｓ２となっている。 このような画素を高開口領域Ｓｌと低開口領域８つとが
市松模様となるように二次元状に配置する０色フィルタ
ーの配置については、低開口領域８オにはＣｒ（クロム
）を置く。セルの下半分に位置する高開口領域Ｓｌには
Ｗ（ホワイト）を置く、セルの上半分に位置する高開口
領域Ｓ１にはＹｅ（イエロー）又はＣｙ（シアン）を置
くが、Ｙｅとｃｙとは上下左右に互い違いに配置される
。 次に第１図（Ａ） （Ｂ）をもとに、カラーセンサとし
ての動作について説明する。 読み出し方法は従来と同じ二行同時読みだしであるが、
信号の合成方法は次のようになる。 今、第１行と第２行が読み出された場合、輝度信号は第
１行におけるＷ出力値および第１行におけるＹｅ（又は
Ｃｙ）出力値と第２行におけるＣｙ（又はＹｅ）出力値
との出力平均値で作られる。つまりＷと１／２ （Ｙｅ
十Ｃｙ）との交互の出力が輝度信号となる０色信号につ
いては、Ｒ＝Ｗ−Ｃｙ、Ｇ＝Ｙｅ＋Ｃｙ−Ｗ、Ｂ＝Ｗ−
Ｙｅの演算で作られるが、色信号生成に用いるＷは第１
行のＷと、輝度信号には用いられなかった第２行のＷと
の平均出力値を用いる。 このように、第ｎ行と第（ｎ＋ １ ）行の二行同時読
み出しにおいて、解像度を決める輝度信号は、第ｎ行の
Ｗ及び第ｎ行のＹｅ （Ｃｙ）と第（ｎ＋１）行のＣｙ
（Ｙｅ）との出力平均値で作られるので、従来の１つ
のセルに１つの色フィルターを置き、二層の信号の加算
で輝度信号を得る方法に比べると、垂直解像度を二倍に
することができる。しかも本実施例で用いられたｗ、Ｙ
ｅ。 Ｃ，ｙの色フィルタは光の利用効率が良く、高感度を保
てる。また、Ｗ＝Ｒ＋Ｇ＋Ｂ、ｌ／２（Ｙｅ＋Ｃｙ）＝
Ｒ／２＋Ｇ＋Ｂ／２であッテ、ｗト１／２（Ｙｅ十Ｃｙ
）との出力差が小さいため、水平解像度も良好である。 第３図は、本発明の光電変換要素及びフィルタ配置を用
いた光電変換装置の一例の構造を示す部分平面図である
。 第３図において、１はアルミで形成されたエミッタに接
続する垂直出力線を表わし、２はポリシリコン等で形成
された水平駆動線を示す、３はＬＯＣＯ３法で形成され
た画素分離領域を示す。配線の部分は感光部にならない
ため、画素を上下に分けた時片方は低開口領域となり、
上記実施例のような画素配置になっている。この各部分
に既に記述したような色フィルターを適用すれば、垂直
解像度が従来の二倍であるカラー二リアセンサが実現す
る。 第２図（Ａ）は本発明の光電変換装置の第２実施例のフ
ィルタ配置図であり、第２図（Ｂ）は光電変換要素の構
成を示す説明図である。 高開口領域ＳＩと低開口領域の配置Ｓｓ、色フィルター
の配置関係は第１図と同様であるが、単位セルの左右半
分づつが、それぞれ高開口領域ＳＩと低開口領域Ｓ２に
なっている。第２図のようなセンサでは三層同時読み出
しが行われる。例えば第１．２．３行がよみだされた時
、輝度信号は第１行と第３行との出力平均値１／２（Ｙ
ｅ＋Ｃｙ）及び第２行の出力Ｗから形成される。単位セ
ルが左右二つに区分されているため、従来方法に比べ画
素数が同じであっても水平解像度を二倍にすることがで
きる。 ［発明の効果Ｊ 以上説明したように、本発明の光電変換装置によれば、
光電変換要素内を高開口領域と配線等によって開口率が
低下する低開口領域とを分けて形成し、高開口領域と低
開口領域とを互いに隣接するように配列させることを可
能とするものであり、高開口領域と低開口領域とを互い
に隣接するように配列すれば、−行の光電変換要素で実
質的に二層の配列を得ることができ、単位光電変換要素
の前記高開口領域及び前記低開口領域に異なる種類のカ
ラーフィルターを配置した場合においても、感度を落と
さずに解像度を約二倍にすることができる。
は、解像度を決める輝度信号は、二行の加算によって作
られるため、−行毎の読み出しである白黒方式に比べ、
垂直解像度は約半分に落ちる。また水平方向に関しても
、第４図でいえば、セルの１ピツチ毎に（Ａ＋Ｃ）、（
Ｂ十Ｄ）という２ビット周期の信号が出てくるため（Ａ
＋Ｃ）と（Ｂ＋Ｄ）との差が大きい程水平解像度が落ち
てくる。つまり、従来の単板カラー化方式は色信号を得
るために、最低三種類の色フィルタが必要であり、その
ために解像度が犠牲になる。 逆にいえば、白黒方式と同じ程度の解像度を得るために
は、画素サイズを半分にし、画素数を二倍に増やさなけ
ればならない課題があった。 ［課題を解決するための手段］ 本発明の光電変換装置は複数の光電変換要素から構成さ
れる光電変換装置において、 前記光電変換要素を開口率の高い第１の領域（以下、高
開口領域と呼ぶ）と開口率の低い第２の領域（以下、低
開口領域と呼ぶ）とに分けて形成したことを特徴とする
。 ［作 用］ 本発明は、光電変換要素内を高開口領域と配線等によっ
て開口率が低下する低開口領域とを分けて形成し、高開
口領域と低開口領域とを互いに隣接するように配列させ
ることを可能とするものであり、高開口領域と低開口領
域とを互いに隣接するように配列すれば、−行の光電変
換要素で実質的に二行の配列を得ることができ、単位光
電変換要素の前記高開口領域及び前記低開口領域に異な
る種類のカラーフィルターを配置した場合においても、
白黒方式と変わらない解像度を保ったままカラー信号を
出力可能となる。 ［実施例］ 以下１本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。 第１図（Ａ）は本発明の光電変換装置の第１実施例のフ
ィルタ配置図であり、第１図（Ｂ）は光電変換要素の構
成を示す説明図である。 第１図（Ａ）に示すように、光電変換要素たる一つの画
素は、上半分が高開口領域Ｓ１で、下半分が低開口領域
Ｓ８．または上半分が低開口領域Ｓ２で、下半分が高開
口領域Ｓｌである。第１図（Ｂ）は第１列目の画素の構
成を示すもので、上半分が高開口領域Ｓ１で、下半分が
低開口領域Ｓ２となっている。 このような画素を高開口領域Ｓｌと低開口領域８つとが
市松模様となるように二次元状に配置する０色フィルタ
ーの配置については、低開口領域８オにはＣｒ（クロム
）を置く。セルの下半分に位置する高開口領域Ｓｌには
Ｗ（ホワイト）を置く、セルの上半分に位置する高開口
領域Ｓ１にはＹｅ（イエロー）又はＣｙ（シアン）を置
くが、Ｙｅとｃｙとは上下左右に互い違いに配置される
。 次に第１図（Ａ） （Ｂ）をもとに、カラーセンサとし
ての動作について説明する。 読み出し方法は従来と同じ二行同時読みだしであるが、
信号の合成方法は次のようになる。 今、第１行と第２行が読み出された場合、輝度信号は第
１行におけるＷ出力値および第１行におけるＹｅ（又は
Ｃｙ）出力値と第２行におけるＣｙ（又はＹｅ）出力値
との出力平均値で作られる。つまりＷと１／２ （Ｙｅ
十Ｃｙ）との交互の出力が輝度信号となる０色信号につ
いては、Ｒ＝Ｗ−Ｃｙ、Ｇ＝Ｙｅ＋Ｃｙ−Ｗ、Ｂ＝Ｗ−
Ｙｅの演算で作られるが、色信号生成に用いるＷは第１
行のＷと、輝度信号には用いられなかった第２行のＷと
の平均出力値を用いる。 このように、第ｎ行と第（ｎ＋ １ ）行の二行同時読
み出しにおいて、解像度を決める輝度信号は、第ｎ行の
Ｗ及び第ｎ行のＹｅ （Ｃｙ）と第（ｎ＋１）行のＣｙ
（Ｙｅ）との出力平均値で作られるので、従来の１つ
のセルに１つの色フィルターを置き、二層の信号の加算
で輝度信号を得る方法に比べると、垂直解像度を二倍に
することができる。しかも本実施例で用いられたｗ、Ｙ
ｅ。 Ｃ，ｙの色フィルタは光の利用効率が良く、高感度を保
てる。また、Ｗ＝Ｒ＋Ｇ＋Ｂ、ｌ／２（Ｙｅ＋Ｃｙ）＝
Ｒ／２＋Ｇ＋Ｂ／２であッテ、ｗト１／２（Ｙｅ十Ｃｙ
）との出力差が小さいため、水平解像度も良好である。 第３図は、本発明の光電変換要素及びフィルタ配置を用
いた光電変換装置の一例の構造を示す部分平面図である
。 第３図において、１はアルミで形成されたエミッタに接
続する垂直出力線を表わし、２はポリシリコン等で形成
された水平駆動線を示す、３はＬＯＣＯ３法で形成され
た画素分離領域を示す。配線の部分は感光部にならない
ため、画素を上下に分けた時片方は低開口領域となり、
上記実施例のような画素配置になっている。この各部分
に既に記述したような色フィルターを適用すれば、垂直
解像度が従来の二倍であるカラー二リアセンサが実現す
る。 第２図（Ａ）は本発明の光電変換装置の第２実施例のフ
ィルタ配置図であり、第２図（Ｂ）は光電変換要素の構
成を示す説明図である。 高開口領域ＳＩと低開口領域の配置Ｓｓ、色フィルター
の配置関係は第１図と同様であるが、単位セルの左右半
分づつが、それぞれ高開口領域ＳＩと低開口領域Ｓ２に
なっている。第２図のようなセンサでは三層同時読み出
しが行われる。例えば第１．２．３行がよみだされた時
、輝度信号は第１行と第３行との出力平均値１／２（Ｙ
ｅ＋Ｃｙ）及び第２行の出力Ｗから形成される。単位セ
ルが左右二つに区分されているため、従来方法に比べ画
素数が同じであっても水平解像度を二倍にすることがで
きる。 ［発明の効果Ｊ 以上説明したように、本発明の光電変換装置によれば、
光電変換要素内を高開口領域と配線等によって開口率が
低下する低開口領域とを分けて形成し、高開口領域と低
開口領域とを互いに隣接するように配列させることを可
能とするものであり、高開口領域と低開口領域とを互い
に隣接するように配列すれば、−行の光電変換要素で実
質的に二層の配列を得ることができ、単位光電変換要素
の前記高開口領域及び前記低開口領域に異なる種類のカ
ラーフィルターを配置した場合においても、感度を落と
さずに解像度を約二倍にすることができる。
第１図（Ａ）は本発明の光電変換装置の第１実施例のフ
ィルタ配置図であり、第１図（Ｂ）は光電変換要素の構
成を示す説明図である。 第２図（Ａ）は本発明の光電変換装置の第２実施例のフ
ィルタ配置図であり、第２図（Ｂ）は光電変換要素の構
成を示す説明図である。 第３図は、本発明の光電変換要素及びフィルタ配置を用
いた光電変換装置の一例の構造を示す部分平面図である
。 第４図は、従来の二次元固体撮像装置のセル配列を示す
説明図である。 ＳＩ ：高開口領域、 １ ：低開口領域、 １：垂 直出力線、 ：水平駆動線、 ：画素分離領域。
ィルタ配置図であり、第１図（Ｂ）は光電変換要素の構
成を示す説明図である。 第２図（Ａ）は本発明の光電変換装置の第２実施例のフ
ィルタ配置図であり、第２図（Ｂ）は光電変換要素の構
成を示す説明図である。 第３図は、本発明の光電変換要素及びフィルタ配置を用
いた光電変換装置の一例の構造を示す部分平面図である
。 第４図は、従来の二次元固体撮像装置のセル配列を示す
説明図である。 ＳＩ ：高開口領域、 １ ：低開口領域、 １：垂 直出力線、 ：水平駆動線、 ：画素分離領域。
Claims (3)
- （１）複数の光電変換要素から構成される光電変換装置
において、 前記光電変換要素を開口率の高い第１の領域と開口率の
低い第２の領域とに分けて形成したことを特徴とする光
電変換装置。 - （２）前記第１の領域及び前記第２の領域が市松模様と
なるように、前記複数の光電変換要素を配列したことを
特徴とする請求項１記載の光電変換装置。 - （３）単位光電変換要素の前記第１の領域及び前記第２
の領域に異なる種類のカラーフィルターを配置したこと
を特徴とする請求項１または２記載の光電変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1166833A JPH0334455A (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | 光電変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1166833A JPH0334455A (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | 光電変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0334455A true JPH0334455A (ja) | 1991-02-14 |
Family
ID=15838502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1166833A Pending JPH0334455A (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | 光電変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0334455A (ja) |
-
1989
- 1989-06-30 JP JP1166833A patent/JPH0334455A/ja active Pending
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