JPS6320986A - イメ−ジセンサ - Google Patents
イメ−ジセンサInfo
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- JPS6320986A JPS6320986A JP61164716A JP16471686A JPS6320986A JP S6320986 A JPS6320986 A JP S6320986A JP 61164716 A JP61164716 A JP 61164716A JP 16471686 A JP16471686 A JP 16471686A JP S6320986 A JPS6320986 A JP S6320986A
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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
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はバーチャルフエーズ（＋ （！ Ｄ （ＶＰＣ
ＣＤ）形のイメージセンサに関し、更に詳述すれば、短
波長光に対する光感度が向上できた電子スチルカメラ専
用のイメージセンナに関する。
ＣＤ）形のイメージセンサに関し、更に詳述すれば、短
波長光に対する光感度が向上できた電子スチルカメラ専
用のイメージセンナに関する。
（従来技術）
従来より、撮像素子の特性において光感度を上げること
は重要なテーマである。この点、フレームトランスファ
Ｃ０Ｄ（ＦＴＯＣ！Ｄ）は光電変換するための専用の撮
像部を持ち、その領域全面で受光できるため、他の方式
の撮像素子に比べると、本質的に光の利用効率は高い。
は重要なテーマである。この点、フレームトランスファ
Ｃ０Ｄ（ＦＴＯＣ！Ｄ）は光電変換するための専用の撮
像部を持ち、その領域全面で受光できるため、他の方式
の撮像素子に比べると、本質的に光の利用効率は高い。
しかし、従来のＦＴＣＣＤは、撮像部をゲート電極で覆
われており、この電極による光の吸収や反射によって特
に短波長光に対する光感度が制御されていたため、この
最大の特長を充分に生かしていなかった。
われており、この電極による光の吸収や反射によって特
に短波長光に対する光感度が制御されていたため、この
最大の特長を充分に生かしていなかった。
この問題を解決するために、撮像部に電極の覆われてい
ない開口窓を構成することが考慮され、その１つとして
バーチャルフエイズＣＯＤと呼ばれるものが開発された
。
ない開口窓を構成することが考慮され、その１つとして
バーチャルフエイズＣＯＤと呼ばれるものが開発された
。
これは、第３図に図示したとおシ、従来の２相転送にお
ける電極の片方を、チャンネル内の拡散層１で代用しく
これを仮想ゲートと呼ぶ）、この部分を開口窓としたも
のであり、チャンネル内の電位は、不純物の注入によっ
てたくみてコントロールされ、電荷転送が可能となった
ものである。
ける電極の片方を、チャンネル内の拡散層１で代用しく
これを仮想ゲートと呼ぶ）、この部分を開口窓としたも
のであり、チャンネル内の電位は、不純物の注入によっ
てたくみてコントロールされ、電荷転送が可能となった
ものである。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、このｖｐｃｃｎにカラーフィルタを配置
しな場合、実際の分光スペクトルはまだ長波長光側が高
く、短波長光側すなわち青感度が不足していた。これは
、感光領域がポリシリコン（ゲート電極）の無い部分と
有る部分を半々にして構成されているため、ポリシリコ
ンの有る部分では依然として光の吸収等を生じていたこ
とによる。
しな場合、実際の分光スペクトルはまだ長波長光側が高
く、短波長光側すなわち青感度が不足していた。これは
、感光領域がポリシリコン（ゲート電極）の無い部分と
有る部分を半々にして構成されているため、ポリシリコ
ンの有る部分では依然として光の吸収等を生じていたこ
とによる。
本発明の目的は、短波長光側の感度が改善されかつ全体
の感度も向上できたスチルカメラ専用のイメージセンサ
を提供することにある。
の感度も向上できたスチルカメラ専用のイメージセンサ
を提供することにある。
（問題点を解決するだめの手段）
上記目的を達成するため、本発明によるイメージセンサ
は次のよう【構成されている。すなわち、マトリクス状
に配置された光電変換素子の信号電荷をバーチャルフエ
イズＣＯＤ構造の転送電極で転送するイメージセンサに
おいて、垂直方向く同一色を並べたストライプ配列のカ
ラーフィルタを画素上に配置しており、少なくとも短波
長光に対応する画素表面はポリシリコン転送電極が取り
除かれた完全開口窓を有しており、かつ短波長光の画素
と中波長光または長波長光の画素との間に転送ゲートが
設けられて短波長光の画素の信号電荷が中波長光または
長波長光の画素の転送ラインにフィールドシフトされた
後読出されること全特徴とするイメージセンサ（より達
成される。
は次のよう【構成されている。すなわち、マトリクス状
に配置された光電変換素子の信号電荷をバーチャルフエ
イズＣＯＤ構造の転送電極で転送するイメージセンサに
おいて、垂直方向く同一色を並べたストライプ配列のカ
ラーフィルタを画素上に配置しており、少なくとも短波
長光に対応する画素表面はポリシリコン転送電極が取り
除かれた完全開口窓を有しており、かつ短波長光の画素
と中波長光または長波長光の画素との間に転送ゲートが
設けられて短波長光の画素の信号電荷が中波長光または
長波長光の画素の転送ラインにフィールドシフトされた
後読出されること全特徴とするイメージセンサ（より達
成される。
（作用）
本発明によるイメージセンサは、少なくとモ短波長光に
関しては対応する光電変換素子の表面が完全開口されて
ポリシリコン転送電極が取り除かれており、従ってイン
ターライントランスファ（ＩＴ）方式で動作し、一方、
長波長光または中波長光に関しては撮像部がバーチャル
フエイズｃｃｎによシ構成されている。従って、例えば
Ｒ１Ｇ％Ｂストライプフィルタを用いることにより、電
荷転送プロセスは、まず長波長光または中波長光である
色Ｒまたは０の光電変換素子に形成された信号電荷がバ
ーチャルフエイズ電極によシ単相駆動され、信号転送周
期の間に信号蓄積部に転送される。この期間中、短波長
光である色Ｂの信号電荷は光電変換素子に留まっている
。色Ｒ４たはＧの信号電荷がすべて信号蓄積部に転送さ
れ、更に水平ＣＣＤから読出されると、次に色Ｂの信号
電荷が色ＲまたけＧの光電変換素子にフィールドシフト
される。すなわち、このとき、色ＲまたはＧの光電変換
素子は色Ｂの垂直転送ラインとして動作し、色Ｂの信号
電荷を色ＲまたはＧと同様に信号蓄積部へ転送する。そ
の後、色Ｂの電荷は水平ｃａｐを介して読出される。
関しては対応する光電変換素子の表面が完全開口されて
ポリシリコン転送電極が取り除かれており、従ってイン
ターライントランスファ（ＩＴ）方式で動作し、一方、
長波長光または中波長光に関しては撮像部がバーチャル
フエイズｃｃｎによシ構成されている。従って、例えば
Ｒ１Ｇ％Ｂストライプフィルタを用いることにより、電
荷転送プロセスは、まず長波長光または中波長光である
色Ｒまたは０の光電変換素子に形成された信号電荷がバ
ーチャルフエイズ電極によシ単相駆動され、信号転送周
期の間に信号蓄積部に転送される。この期間中、短波長
光である色Ｂの信号電荷は光電変換素子に留まっている
。色Ｒ４たはＧの信号電荷がすべて信号蓄積部に転送さ
れ、更に水平ＣＣＤから読出されると、次に色Ｂの信号
電荷が色ＲまたけＧの光電変換素子にフィールドシフト
される。すなわち、このとき、色ＲまたはＧの光電変換
素子は色Ｂの垂直転送ラインとして動作し、色Ｂの信号
電荷を色ＲまたはＧと同様に信号蓄積部へ転送する。そ
の後、色Ｂの電荷は水平ｃａｐを介して読出される。
なお、上記の色Ｂの垂直転送の間、撮像部に入射する光
は、何らかの遮光手段、例えば機械式シャッタによって
遮断しておかねばならな込ことは言うまでもない。
は、何らかの遮光手段、例えば機械式シャッタによって
遮断しておかねばならな込ことは言うまでもない。
以上のように本発明によるイメージセンサでは、少なく
とも短波長光の色に関してはポリシリコン転送電極が完
全開口された窓を有し、また、長波長光または中波長光
に対してはパーチャルフエイズ電極により部分的開口窓
を有して全体の感度向上が得られると共に、短波長光の
一層の感度向上が得られる。
とも短波長光の色に関してはポリシリコン転送電極が完
全開口された窓を有し、また、長波長光または中波長光
に対してはパーチャルフエイズ電極により部分的開口窓
を有して全体の感度向上が得られると共に、短波長光の
一層の感度向上が得られる。
（実施列）
本発明の実施例を以下図面により説明する。
第１図の１実施例は、本発明によるイメージセンサの撮
像部を示す構成図である。撮像部１０は、マ） ＩＪク
ス状に配列された光電変換素子素子を有し、撮像部上に
はマイクロカラーフィルタが配置！されている。マイク
ロカラーフィルタは、それぞれの光電変換素子に対応し
て３つの色Ｒ，Ｇ、Ｅを有する。本発明による構成のマ
イクロカラーフィルタは、垂直方向に同一の色を並べた
ストライプ・配列から成っている。図中記号Ｒ，Ｇ、Ｂ
によりこの配列が概略的に示されている。色ＲとＧの下
に配置された光電変換素子はそれ自体電荷転送素子の役
割も有しており、その転送はパーチャルアニーズＣＣＤ
によシ単相駆動される。すなわち、このバーチギルフェ
ーズＣＣＤ構造は、従来素子を説明する第３図において
図示したように、２相駆動における２つの電極の片方全
、チャンネル内の拡散層で代用しく仮想電極）、この部
分を開口窓２としたものである。更に仮想電極としただ
けでは十分転送機能を有しないので、イオン注入によシ
基板！Ｉ度をかえて、信号電荷が仮想電極の下へ、さら
に、次の電極へ移動し易くしている。−方、色Ｂに対応
する画素の光電変換素子はそれ自体電荷転送機能を有し
彦い。従って素子表面はポリシリコン転送電極３が取シ
除かれた完全開口窓４を設けている。色Ｂに基づいて発
生した信号電荷は隣接の色沢の転送ラインを用いて垂直
転送される。従って、色Ｂ用の光電変換素子と色Ｒ用の
光電変換素子との間には転送ゲート５が設けられて、色
Ｂの信号電荷のフィールドシフトを制御している。以上
の記載から明らかなとおり、本実施例において、色Ｒ用
の光電変換素子は、色Ｒの光電変換および電荷転送と、
色Ｂｏ［荷転送の３つの機能を果たす。
像部を示す構成図である。撮像部１０は、マ） ＩＪク
ス状に配列された光電変換素子素子を有し、撮像部上に
はマイクロカラーフィルタが配置！されている。マイク
ロカラーフィルタは、それぞれの光電変換素子に対応し
て３つの色Ｒ，Ｇ、Ｅを有する。本発明による構成のマ
イクロカラーフィルタは、垂直方向に同一の色を並べた
ストライプ・配列から成っている。図中記号Ｒ，Ｇ、Ｂ
によりこの配列が概略的に示されている。色ＲとＧの下
に配置された光電変換素子はそれ自体電荷転送素子の役
割も有しており、その転送はパーチャルアニーズＣＣＤ
によシ単相駆動される。すなわち、このバーチギルフェ
ーズＣＣＤ構造は、従来素子を説明する第３図において
図示したように、２相駆動における２つの電極の片方全
、チャンネル内の拡散層で代用しく仮想電極）、この部
分を開口窓２としたものである。更に仮想電極としただ
けでは十分転送機能を有しないので、イオン注入によシ
基板！Ｉ度をかえて、信号電荷が仮想電極の下へ、さら
に、次の電極へ移動し易くしている。−方、色Ｂに対応
する画素の光電変換素子はそれ自体電荷転送機能を有し
彦い。従って素子表面はポリシリコン転送電極３が取シ
除かれた完全開口窓４を設けている。色Ｂに基づいて発
生した信号電荷は隣接の色沢の転送ラインを用いて垂直
転送される。従って、色Ｂ用の光電変換素子と色Ｒ用の
光電変換素子との間には転送ゲート５が設けられて、色
Ｂの信号電荷のフィールドシフトを制御している。以上
の記載から明らかなとおり、本実施例において、色Ｒ用
の光電変換素子は、色Ｒの光電変換および電荷転送と、
色Ｂｏ［荷転送の３つの機能を果たす。
なお、図において、斜線で示す部分はシリコン基板て形
成されたチャンネルストッパテｈＦ）、ｆヤンネルスト
ッパで囲まれた部分に光電変換素子および電荷転送素子
すなわちバーチャルフエイズ電極構造の自己走査形ｃａ
ｎシフトレジスタが形成されている。
成されたチャンネルストッパテｈＦ）、ｆヤンネルスト
ッパで囲まれた部分に光電変換素子および電荷転送素子
すなわちバーチャルフエイズ電極構造の自己走査形ｃａ
ｎシフトレジスタが形成されている。
色ＲおよびＧの光電変換素子で発生された信号電荷は、
それぞれ光電変換素子自身を介して図示しない信号蓄禎
部に近い出力端部より順次この蓄積部に送られる（図中
、■の矢印で示す）。色ＲおよびＧのすべての電荷の転
送が完了すると、次にこれら信号電荷は図示しない水平
ＣＯＤより順次読出される。この一連の色Ｒ用およびＧ
用に関する転送・読出しプロセスが終了する七、次に、
色Ｂの光電変換素子で発生された信号電荷は、転送ゲー
ト５が開いて、空状態の色Ｒ用の光電変換素子にフィー
ルドシフトされる（図中、■の矢印で示す）。色Ｒ用の
光電変換素子にフィールドシフトされた色Ｂの信号電荷
は、以下、先の色Ｒまたは色Ｇの電荷と同様に垂直転送
され（図中、■の矢印で示す）、更に水平ＣＣＤｆ介し
て読出される。
それぞれ光電変換素子自身を介して図示しない信号蓄禎
部に近い出力端部より順次この蓄積部に送られる（図中
、■の矢印で示す）。色ＲおよびＧのすべての電荷の転
送が完了すると、次にこれら信号電荷は図示しない水平
ＣＯＤより順次読出される。この一連の色Ｒ用およびＧ
用に関する転送・読出しプロセスが終了する七、次に、
色Ｂの光電変換素子で発生された信号電荷は、転送ゲー
ト５が開いて、空状態の色Ｒ用の光電変換素子にフィー
ルドシフトされる（図中、■の矢印で示す）。色Ｒ用の
光電変換素子にフィールドシフトされた色Ｂの信号電荷
は、以下、先の色Ｒまたは色Ｇの電荷と同様に垂直転送
され（図中、■の矢印で示す）、更に水平ＣＣＤｆ介し
て読出される。
なお、上記実施例では電荷蓄積部を設けられて電荷転送
が行われるように記述したが、本発明は蓄積部を省略し
て撮像部と水平ＣＯＤだけにした所謂フルフレーム・モ
ードで動作するＶＰＣＩＣＤ構造であってもよい。
が行われるように記述したが、本発明は蓄積部を省略し
て撮像部と水平ＣＯＤだけにした所謂フルフレーム・モ
ードで動作するＶＰＣＩＣＤ構造であってもよい。
第２図は１本発明の他の実施ｆ！ＡＩを図示している。
本実施例は、先の第１図に示した実施例素子の色ｑの光
電変換素子が、色Ｂと同様にポリシリコン転送電極６を
取り除いて完全開口窓７を有している。従って電荷の転
送は色沢の転送ラインを用いて行う。そのため色Ｂの転
送と同様、色Ｇ用の光電変換素子と色Ｒ用の光電変換素
子との間には転送ゲート８が設けられている。そして、
信号の転送は、色Ｒに関して行った後、色ＢまたはＧに
ついて順次に行う。従って、この際、色Ｂと色８間の転
送ゲート９と、色Ｇと色８間の転送ゲート８とが同時に
動作しては困るので、それぞれのスレン）ｔｃ−ルド電
圧は異っている。
電変換素子が、色Ｂと同様にポリシリコン転送電極６を
取り除いて完全開口窓７を有している。従って電荷の転
送は色沢の転送ラインを用いて行う。そのため色Ｂの転
送と同様、色Ｇ用の光電変換素子と色Ｒ用の光電変換素
子との間には転送ゲート８が設けられている。そして、
信号の転送は、色Ｒに関して行った後、色ＢまたはＧに
ついて順次に行う。従って、この際、色Ｂと色８間の転
送ゲート９と、色Ｇと色８間の転送ゲート８とが同時に
動作しては困るので、それぞれのスレン）ｔｃ−ルド電
圧は異っている。
（発明の効果）
以上記載したとおシ、本発明のイメージセンサによれば
、撮像部ｔ−ＶＰｃｃＤ構造とすることによ）仮想！極
上に部分的開口部？有して長波長光側の感度向上がはか
れると共に、特に短波長光側は転送電稼が排除された完
全開口部を形成することＫより、単にＶＰＣＣＤ構造の
素子より高感度の素子が得られる。また、ＶＰＣＯＤに
ょシ実質的に転送電極が１層だけであるため、構造が簡
素化できる。
、撮像部ｔ−ＶＰｃｃＤ構造とすることによ）仮想！極
上に部分的開口部？有して長波長光側の感度向上がはか
れると共に、特に短波長光側は転送電稼が排除された完
全開口部を形成することＫより、単にＶＰＣＣＤ構造の
素子より高感度の素子が得られる。また、ＶＰＣＯＤに
ょシ実質的に転送電極が１層だけであるため、構造が簡
素化できる。
第１図は、本発明の１実施例を説明する構成図、第２図
献本発明の他の実施例を説明する構成図、第３図は従来
のバーチャルフェイズｃｃＤを説明する図である。 ２−開口窓、３，６−ポリシリコン転送電極、４．７−
完全開口窓、５，８．９＝転送ゲート第 １ 図 第２図 第 ３ 図
献本発明の他の実施例を説明する構成図、第３図は従来
のバーチャルフェイズｃｃＤを説明する図である。 ２−開口窓、３，６−ポリシリコン転送電極、４．７−
完全開口窓、５，８．９＝転送ゲート第 １ 図 第２図 第 ３ 図
Claims (1)
- マトリクス状に配置された光電変換素子の信号電荷をバ
ーチヤルフエイズＣＣＤ構造の転送電極で転送するイメ
ージセンサにおいて、垂直方向に同一色を並べたストラ
イプ配列のカラーフィルタを画素上に配置しており、少
なくとも短波長光に対応する画素表面はポリシリコン転
送電極が取り除かれた完全開口窓を有しており、かつ短
波長光の画素と中波長光または長波長光の画素との間に
転送ゲートが設けられて短波長光の画素の信号電荷が中
波長光または長波長光の画素の転送ラインにフィールド
シフトされた後読出されることを特徴とするイメージセ
ンサ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61164716A JPH0691659B2 (ja) | 1986-07-15 | 1986-07-15 | イメ−ジセンサ |
| US07/035,402 US4829368A (en) | 1986-04-07 | 1987-04-07 | Solid color pickup apparatus |
| DE3750347T DE3750347T2 (de) | 1986-04-07 | 1987-04-07 | Festkörper-Farbbildaufnahmegerät. |
| EP87105138A EP0244655B1 (en) | 1986-04-07 | 1987-04-07 | Solid state color pickup apparatus |
| US07/207,989 US4924316A (en) | 1986-04-07 | 1988-06-17 | Solid color pickup apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61164716A JPH0691659B2 (ja) | 1986-07-15 | 1986-07-15 | イメ−ジセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6320986A true JPS6320986A (ja) | 1988-01-28 |
| JPH0691659B2 JPH0691659B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=15798529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61164716A Expired - Lifetime JPH0691659B2 (ja) | 1986-04-07 | 1986-07-15 | イメ−ジセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0691659B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03153193A (ja) * | 1989-11-10 | 1991-07-01 | Fuji Photo Film Co Ltd | 固体撮像装置 |
| JP2016143732A (ja) * | 2015-01-30 | 2016-08-08 | 三菱電機株式会社 | 電荷結合素子、電荷結合素子の製造方法、および固体撮像装置 |
-
1986
- 1986-07-15 JP JP61164716A patent/JPH0691659B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03153193A (ja) * | 1989-11-10 | 1991-07-01 | Fuji Photo Film Co Ltd | 固体撮像装置 |
| JP2016143732A (ja) * | 2015-01-30 | 2016-08-08 | 三菱電機株式会社 | 電荷結合素子、電荷結合素子の製造方法、および固体撮像装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0691659B2 (ja) | 1994-11-14 |
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