JP2000307095A - カラー固体撮像素子 - Google Patents
カラー固体撮像素子Info
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- JP2000307095A JP2000307095A JP11114861A JP11486199A JP2000307095A JP 2000307095 A JP2000307095 A JP 2000307095A JP 11114861 A JP11114861 A JP 11114861A JP 11486199 A JP11486199 A JP 11486199A JP 2000307095 A JP2000307095 A JP 2000307095A
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 オンチップカラーフィルタが剥がれ難く、特
定の色のオンチップカラーフィルタが上下方向に移動し
たとしても画面上に横縞が発生しないようなカラー固体
撮像素子の実現を課題とする。 【解決手段】 カラー固体撮像素子のオンチップカラー
フィルタを、碁盤目行列に配列された受光素子に対して
緑フィルタ（Ｇ）を市松状に配列し、赤フィルタ（Ｒ）
および青フィルタ（Ｂ）は残された受光手段に対して斜
め方向に交互に並ぶように配列する。
定の色のオンチップカラーフィルタが上下方向に移動し
たとしても画面上に横縞が発生しないようなカラー固体
撮像素子の実現を課題とする。 【解決手段】 カラー固体撮像素子のオンチップカラー
フィルタを、碁盤目行列に配列された受光素子に対して
緑フィルタ（Ｇ）を市松状に配列し、赤フィルタ（Ｒ）
および青フィルタ（Ｂ）は残された受光手段に対して斜
め方向に交互に並ぶように配列する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラー固体撮像素
子に関し、特にカラーフィルタを改良したカラー固体撮
像素子に関する。
子に関し、特にカラーフィルタを改良したカラー固体撮
像素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の単板式カラー固体撮像素子におい
ては、平面にマトリックス状に並んだ撮像素子の撮像面
上の各受光素子に対応して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）のオンチップカラーフィルタがモザイク状に配列
されている。この各色フィルタの配列にはいろいろの方
法があるが、例えばベイヤー方式と呼ばれる図６に示す
ような配列が一般的に用いられている。
ては、平面にマトリックス状に並んだ撮像素子の撮像面
上の各受光素子に対応して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）のオンチップカラーフィルタがモザイク状に配列
されている。この各色フィルタの配列にはいろいろの方
法があるが、例えばベイヤー方式と呼ばれる図６に示す
ような配列が一般的に用いられている。
【０００３】図６に示したようにこの方式では、Ｇ
（緑）のオンチップカラーフィルタは斜め方向で相互に
つながっている。そのためにエッチングの際に剥がれ難
い。一方、Ｒ（赤）とＢ（青）のオンチップカラーフィ
ルタはそれぞれ独立に存在しているために剥がれに弱い
傾向がある。また、図６に示したような従来のオンチッ
プカラーフィルタの配列であると、Ｒ（赤）のオンチッ
プカラーフィルタの無い水平ライン、またはＢ（青）の
オンチップカラーフィルタの無い水平ラインが存在して
いる。そのために、例えばＲ（赤）のオンチップカラー
フィルタのみが全体的に下方にずれてしまった場合、Ｂ
（青）の存在する水平ラインのＧ（緑）のオンチップカ
ラーフィルタにオーバーラップしてしまう形となり、そ
のＧ（緑）の出力が小さくなることでＲ（赤）の存在す
る水平ラインのＧ（緑）との出力差が発生し、これが画
面上の横縞の原因になっていた。
（緑）のオンチップカラーフィルタは斜め方向で相互に
つながっている。そのためにエッチングの際に剥がれ難
い。一方、Ｒ（赤）とＢ（青）のオンチップカラーフィ
ルタはそれぞれ独立に存在しているために剥がれに弱い
傾向がある。また、図６に示したような従来のオンチッ
プカラーフィルタの配列であると、Ｒ（赤）のオンチッ
プカラーフィルタの無い水平ライン、またはＢ（青）の
オンチップカラーフィルタの無い水平ラインが存在して
いる。そのために、例えばＲ（赤）のオンチップカラー
フィルタのみが全体的に下方にずれてしまった場合、Ｂ
（青）の存在する水平ラインのＧ（緑）のオンチップカ
ラーフィルタにオーバーラップしてしまう形となり、そ
のＧ（緑）の出力が小さくなることでＲ（赤）の存在す
る水平ラインのＧ（緑）との出力差が発生し、これが画
面上の横縞の原因になっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、従来の
カラー固体撮像素子はオンチップカラーフィルタの配列
方式がＧ（緑）では相互につながっているものの、Ｒ
（赤）とＢ（青）のオンチップカラーフィルタは、それ
ぞれが独立に存在しているために剥がれやすいという問
題があった。また、水平ラインには、Ｒ（赤）またはＢ
（青）のオンチップカラーフィルタの無いラインが存在
するため、Ｒ（赤）またはＢ（青）の一方のオンチップ
カラーフィルタのみが上下方向にずれた場合に画面上で
横縞が発生する原因になる。本発明は、比較的簡単な方
法でオンチップカラーフィルタが剥がれ難く、特定の色
のオンチップカラーフィルタが上下方向に移動したとし
ても画面上に横縞が発生しないカラー固体撮像素子の実
現を課題とする。
カラー固体撮像素子はオンチップカラーフィルタの配列
方式がＧ（緑）では相互につながっているものの、Ｒ
（赤）とＢ（青）のオンチップカラーフィルタは、それ
ぞれが独立に存在しているために剥がれやすいという問
題があった。また、水平ラインには、Ｒ（赤）またはＢ
（青）のオンチップカラーフィルタの無いラインが存在
するため、Ｒ（赤）またはＢ（青）の一方のオンチップ
カラーフィルタのみが上下方向にずれた場合に画面上で
横縞が発生する原因になる。本発明は、比較的簡単な方
法でオンチップカラーフィルタが剥がれ難く、特定の色
のオンチップカラーフィルタが上下方向に移動したとし
ても画面上に横縞が発生しないカラー固体撮像素子の実
現を課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本発明は、カラーフィルタを介して受光した光信号
を信号電荷に光電変換する受光手段と、この受光手段で
発生した信号電荷を転送するレジスタ手段とを具備する
カラー固体撮像素子において、前記カラーフィルタは緑
フィルタ、赤フィルタおよび青フィルタのいずれかであ
り、碁盤目行列に配列された前記受光手段に対して前記
緑フィルタを市松状に配列し、前記赤フィルタおよび前
記青フィルタを残された受光手段に対して斜め方向に交
互に並ぶように配列したことを特徴とする。
め、本発明は、カラーフィルタを介して受光した光信号
を信号電荷に光電変換する受光手段と、この受光手段で
発生した信号電荷を転送するレジスタ手段とを具備する
カラー固体撮像素子において、前記カラーフィルタは緑
フィルタ、赤フィルタおよび青フィルタのいずれかであ
り、碁盤目行列に配列された前記受光手段に対して前記
緑フィルタを市松状に配列し、前記赤フィルタおよび前
記青フィルタを残された受光手段に対して斜め方向に交
互に並ぶように配列したことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるカラー固体
撮像素子を添付図面を参照にして詳細に説明する。
撮像素子を添付図面を参照にして詳細に説明する。
【０００７】本発明のカラー固体撮像素子の一実施の形
態では、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のオンチップカ
ラーフィルタの配列を、図１（ａ）または（ｂ）に示す
ように並べる。つまりＧ（緑）のオンチップカラーフィ
ルタを碁盤目行列に並んだ受光素子の上に市松に配列
し、Ｒ（赤）、Ｂ（青）のオンチップカラーフイルタを
斜め方向に交互に並ぶように配列する。
態では、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のオンチップカ
ラーフィルタの配列を、図１（ａ）または（ｂ）に示す
ように並べる。つまりＧ（緑）のオンチップカラーフィ
ルタを碁盤目行列に並んだ受光素子の上に市松に配列
し、Ｒ（赤）、Ｂ（青）のオンチップカラーフイルタを
斜め方向に交互に並ぶように配列する。
【０００８】このことでＲ（赤）、Ｂ（青）共に斜め方
向にパターン的につながるためにオンチップカラーフィ
ルタが剥がれに強くなる。（例えばＲ（赤）のオンチッ
プカラーフィルタを形成する場合はＲ（赤）のレジスト
を塗布し次にＲ（赤）以外、つまりＧ（緑）、Ｂ（青）
の部分のレジストをエッチングするが、この際に図１の
配列だと剥がれに強くすることができる。）
向にパターン的につながるためにオンチップカラーフィ
ルタが剥がれに強くなる。（例えばＲ（赤）のオンチッ
プカラーフィルタを形成する場合はＲ（赤）のレジスト
を塗布し次にＲ（赤）以外、つまりＧ（緑）、Ｂ（青）
の部分のレジストをエッチングするが、この際に図１の
配列だと剥がれに強くすることができる。）
【０００９】また、オンチップカラーフィルタがずれて
しまうことで発生する不良の１つに画面上の横縞があ
る。例えば、従来のオンチップカラーフィルタの配列で
図３に示すようにＲ（赤）オンチップカラーフィルタが
上方にずれてしまうと、Ｂ（青）のある水平ラインのＧ
（緑）オンチップカラーフィルタにＲ（赤）オンチップ
カラーフィルタがオーバーラップしてしまい青ラインの
Ｇ（緑）の出力平均値が減少し、赤ラインのＧ（緑）出
力平均値と青ラインのＧ（緑）出力平均値との間に差が
生じる。これが横縞となって見える現象である。
しまうことで発生する不良の１つに画面上の横縞があ
る。例えば、従来のオンチップカラーフィルタの配列で
図３に示すようにＲ（赤）オンチップカラーフィルタが
上方にずれてしまうと、Ｂ（青）のある水平ラインのＧ
（緑）オンチップカラーフィルタにＲ（赤）オンチップ
カラーフィルタがオーバーラップしてしまい青ラインの
Ｇ（緑）の出力平均値が減少し、赤ラインのＧ（緑）出
力平均値と青ラインのＧ（緑）出力平均値との間に差が
生じる。これが横縞となって見える現象である。
【００１０】しかし、本実施の形態のカラー固体撮像素
子のオンチップカラーフィルタ配列にすると、図２に示
すように、例えＲ（赤）オンチップカラーフィルタが上
方にずれたとしても、Ｒ（赤）オンチップカラーフィル
タはどのラインにも存在するために、図２に示すＡ〜Ｄ
のどのラインのＧ（緑）出力平均値もほぼ等しくなり横
縞が発生することがなくなる。
子のオンチップカラーフィルタ配列にすると、図２に示
すように、例えＲ（赤）オンチップカラーフィルタが上
方にずれたとしても、Ｒ（赤）オンチップカラーフィル
タはどのラインにも存在するために、図２に示すＡ〜Ｄ
のどのラインのＧ（緑）出力平均値もほぼ等しくなり横
縞が発生することがなくなる。
【００１１】ところで、ＣＣＤ固体撮像素子のフレーム
レートを上げるために間引き読み出しという読みだし方
法がある。間引き読み出しとは、例えば垂直方向のライ
ンの４ライン中２ラインのみを先に読み出し、水平転送
の動いていない期間（Ｈのブランキング期間）に垂直転
送レジスタを２ライン分転送させて水平駆動レジスタを
動かすことでフレームレートを２倍にするという方法で
ある。
レートを上げるために間引き読み出しという読みだし方
法がある。間引き読み出しとは、例えば垂直方向のライ
ンの４ライン中２ラインのみを先に読み出し、水平転送
の動いていない期間（Ｈのブランキング期間）に垂直転
送レジスタを２ライン分転送させて水平駆動レジスタを
動かすことでフレームレートを２倍にするという方法で
ある。
【００１２】本実施の形態のオンチップカラーフィルタ
配列では図４に示すようにＡラインのみを間引いて読み
出すことで読み出した画素の上下に空（Ｂラインに相
当）のパケットが存在する。例えば、図４では垂直転送
を下方向に行い、読み出したＡ１ラインの電荷と読み出
していないＢ１ライン分の電荷とを水平転送レジスタ上
で加算することで、垂直転送レジスタの取り扱い電荷量
を通常の全画素読み出し時の約２倍の取り扱い電荷量と
して広いダイナミックレンジを確保することができる。
（間引き読み出し時に垂直転送Ａ１で転送し残しにより
Ｂ１部分に電荷が残ったとしても、水平転送レジスタに
てＡ１とＢ１が加算されるために、電荷取り込みに使え
る時間が２倍になることになり、垂直転送レジスタの取
り扱い電荷量を約２倍にすることができる。さらに同時
に、読み出すラインの上下に空パケットを持つことで混
色も発生しない。）
配列では図４に示すようにＡラインのみを間引いて読み
出すことで読み出した画素の上下に空（Ｂラインに相
当）のパケットが存在する。例えば、図４では垂直転送
を下方向に行い、読み出したＡ１ラインの電荷と読み出
していないＢ１ライン分の電荷とを水平転送レジスタ上
で加算することで、垂直転送レジスタの取り扱い電荷量
を通常の全画素読み出し時の約２倍の取り扱い電荷量と
して広いダイナミックレンジを確保することができる。
（間引き読み出し時に垂直転送Ａ１で転送し残しにより
Ｂ１部分に電荷が残ったとしても、水平転送レジスタに
てＡ１とＢ１が加算されるために、電荷取り込みに使え
る時間が２倍になることになり、垂直転送レジスタの取
り扱い電荷量を約２倍にすることができる。さらに同時
に、読み出すラインの上下に空パケットを持つことで混
色も発生しない。）
【００１３】しかし、従来のオンチップカラーフィルタ
配列では、垂直方向に水平ライン単位で１つおきに読み
出すと赤ラインまたは青ラインだけを読み出すこととな
るために、図５に示すように２列おきに読み出すことに
なって、上下に空パケットを持つことが許されない。そ
のために、垂直転送レジスタの取り扱い電荷量を約２倍
にするようなことはできない。
配列では、垂直方向に水平ライン単位で１つおきに読み
出すと赤ラインまたは青ラインだけを読み出すこととな
るために、図５に示すように２列おきに読み出すことに
なって、上下に空パケットを持つことが許されない。そ
のために、垂直転送レジスタの取り扱い電荷量を約２倍
にするようなことはできない。
【００１４】以上に述べたように、図１のようにオンチ
ップカラーフィルタを配列した本発明のカラー固体撮像
素子では、オンチップカラーフィルタが剥がれ難く、ま
た、特定の色のオンチップカラーフィルタが上下にずれ
たとしても、画面に横縞が発生することがなく、また、
フレーム読みだしを行う場合にフレームレートを約２倍
に、取り扱い電荷量を約２倍にすることができる。
ップカラーフィルタを配列した本発明のカラー固体撮像
素子では、オンチップカラーフィルタが剥がれ難く、ま
た、特定の色のオンチップカラーフィルタが上下にずれ
たとしても、画面に横縞が発生することがなく、また、
フレーム読みだしを行う場合にフレームレートを約２倍
に、取り扱い電荷量を約２倍にすることができる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１の
発明は、カラーフィルタを介して受光した光信号を信号
電荷に光電変換する受光手段と、この受光手段で発生し
た信号電荷を転送するレジスタ手段とを具備するカラー
固体撮像素子において、カラーフィルタは緑フィルタ、
赤フィルタおよび青フィルタのいずれかであり、碁盤目
行列に配列された受光手段に対して緑フィルタを市松状
に配列し、赤フィルタおよび青フィルタを残された受光
手段に対して斜め方向に交互に並ぶように配列したこと
を特徴とする。これにより、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ
（青）の各オンチップカラーフィルタのいずれもが斜め
方向につながるために、オンチップカラーフィルタが剥
がれに強くなる。また、横方向の配列に必ずＲ（赤）、
Ｇ（緑）、Ｂ（青）のオンチップカラーフィルタが含ま
れているため、特定の色のオンチップカラーフィルタが
上下にずれても画面に横縞が発生しない。
発明は、カラーフィルタを介して受光した光信号を信号
電荷に光電変換する受光手段と、この受光手段で発生し
た信号電荷を転送するレジスタ手段とを具備するカラー
固体撮像素子において、カラーフィルタは緑フィルタ、
赤フィルタおよび青フィルタのいずれかであり、碁盤目
行列に配列された受光手段に対して緑フィルタを市松状
に配列し、赤フィルタおよび青フィルタを残された受光
手段に対して斜め方向に交互に並ぶように配列したこと
を特徴とする。これにより、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ
（青）の各オンチップカラーフィルタのいずれもが斜め
方向につながるために、オンチップカラーフィルタが剥
がれに強くなる。また、横方向の配列に必ずＲ（赤）、
Ｇ（緑）、Ｂ（青）のオンチップカラーフィルタが含ま
れているため、特定の色のオンチップカラーフィルタが
上下にずれても画面に横縞が発生しない。
【００１６】本発明の請求項２の発明は、受光手段で発
生した信号電荷を垂直方向に水平ライン単位で１つおき
に読み出す場合、読み出していない水平ラインの転送時
刻に残った信号電荷を読み出した信号電荷とレジスタ手
段上で加算することを特徴とする。これにより、間引き
読み出し時にフレームレートを約２倍に上げ、垂直転送
レジスタの取り扱い電荷量を約２倍まで増やすことが可
能になり、ダイナミックレンジを広くすることができ
る。
生した信号電荷を垂直方向に水平ライン単位で１つおき
に読み出す場合、読み出していない水平ラインの転送時
刻に残った信号電荷を読み出した信号電荷とレジスタ手
段上で加算することを特徴とする。これにより、間引き
読み出し時にフレームレートを約２倍に上げ、垂直転送
レジスタの取り扱い電荷量を約２倍まで増やすことが可
能になり、ダイナミックレンジを広くすることができ
る。
【図１】本発明のカラー固体撮像素子の一実施の形態で
のオンチップカラーフィルタの配列を示す図。
のオンチップカラーフィルタの配列を示す図。
【図２】図１の実施の形態で赤オンチップカラーフィル
タが上方にずれた場合の様子を示す説明図。
タが上方にずれた場合の様子を示す説明図。
【図３】従来の例で赤オンチップカラーフィルタが上方
にずれた場合の様子を示す説明図。
にずれた場合の様子を示す説明図。
【図４】本実施の形態のオンチップカラーフィルタ配列
でフレーム読み出しの方法を示す説明図。
でフレーム読み出しの方法を示す説明図。
【図５】従来の例のオンチップカラーフィルタ配列でフ
レーム読み出しの方法を示す説明図。
レーム読み出しの方法を示す説明図。
【図６】従来のカラー固体撮像素子の例におけるオンチ
ップカラーフィルタの配列を示す図。
ップカラーフィルタの配列を示す図。
Ｒ…赤オンチップカラーフィルタ、Ｇ…緑オンチップカ
ラーフィルタ、Ｂ…青オンチップカラーフィルタ。
ラーフィルタ、Ｂ…青オンチップカラーフィルタ。
Claims (2)
- 【請求項１】 カラーフィルタを介して受光した光信号
を信号電荷に光電変換する受光手段と、この受光手段で
発生した信号電荷を転送するレジスタ手段とを具備する
カラー固体撮像素子において、 前記カラーフィルタは緑フィルタ、赤フィルタおよび青
フィルタのいずれかであり、 碁盤目行列に配列された前記受光手段に対して前記緑フ
ィルタを市松状に配列し、前記赤フィルタおよび前記青
フィルタを残された受光手段に対して斜め方向に交互に
並ぶように配列したことを特徴とするカラー固体撮像素
子。 - 【請求項２】 前記受光手段で発生した信号電荷を垂直
方向に水平ライン単位で１つおきに読み出す場合、読み
出していない水平ラインの転送時刻に残った信号電荷を
読み出した信号電荷と前記レジスタ手段上で加算するこ
とを特徴とする請求項１に記載のカラー固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11114861A JP2000307095A (ja) | 1999-04-22 | 1999-04-22 | カラー固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11114861A JP2000307095A (ja) | 1999-04-22 | 1999-04-22 | カラー固体撮像素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000307095A true JP2000307095A (ja) | 2000-11-02 |
Family
ID=14648546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11114861A Pending JP2000307095A (ja) | 1999-04-22 | 1999-04-22 | カラー固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000307095A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010233241A (ja) * | 2010-05-24 | 2010-10-14 | Sony Corp | 画像処理装置、画像処理方法、プログラム及び記録媒体 |
-
1999
- 1999-04-22 JP JP11114861A patent/JP2000307095A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010233241A (ja) * | 2010-05-24 | 2010-10-14 | Sony Corp | 画像処理装置、画像処理方法、プログラム及び記録媒体 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20051208 |