JP2002289828A - Color imaging device - Google Patents

Color imaging device

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JP2002289828A
JP2002289828A JP2001093216A JP2001093216A JP2002289828A JP 2002289828 A JP2002289828 A JP 2002289828A JP 2001093216 A JP2001093216 A JP 2001093216A JP 2001093216 A JP2001093216 A JP 2001093216A JP 2002289828 A JP2002289828 A JP 2002289828A
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JP
Japan
Prior art keywords
photoelectric conversion
conversion element
charge transfer
read
charge
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001093216A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoru Wada
和田  哲
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.)
Fujifilm Holdings Corp
Fujifilm Microdevices Co Ltd
Original Assignee
Fujifilm Microdevices Co Ltd
Fuji Photo Film Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Microdevices Co Ltd, Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fujifilm Microdevices Co Ltd
Priority to JP2001093216A priority Critical patent/JP2002289828A/en
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce variation in signal-to-noise ratio from one color to another in a color imaging sensor. SOLUTION: A color imaging device includes sampling points containing an array, where first photoelectric conversion element rows in first color and second photoelectric conversion element rows in a second color and in a third color are alternately arranged in the direction of columns; vertical charge transfer channels formed, in one-to-one correspondence with the photoelectric conversion element columns; the edges in certain positions of the photoelectric conversion elements contained in the first photoelectric conversion element rows and the second photoelectric conversion element rows; first and second readout gates respectively formed between the photoelectric conversion element columns containing the respective photoelectric conversion elements and the corresponding vertical charge transfer channels; and first and second charge transfer electrodes, that are formed in one-to-one correspondence with the photoelectric conversion element rows and cover the first and second readout gates. A charge readout signal is applied only to either the first charge transfer electrode or the second charge transfer electrode with a first timing. A charge readout pulse signal is applied to the first and second charge transfer electrodes with a second timing. Charges read out with the first timing are externally transferred through the vertical charge transfer channels, during the period between readout with the first timing and readout with the second timing.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー撮像装置に
関し、より詳細には、サンプリング点が市松状に配置さ
れた、いわゆるハニカム型のカラー撮像装置に関し、特
に、カラーフィルタの配列がG正方格子、R/B補間点
順次又はR/B補間線順次の原色系のカラー撮像装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color image pickup apparatus, and more particularly to a so-called honeycomb type color image pickup apparatus in which sampling points are arranged in a checkered pattern. , R / B interpolation point sequential or R / B interpolation line sequential primary color system color imaging apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】デジタルスチルカメラなどに用いられる
カラー撮像装置においては、2次元平面上に多数個の光
電変換素子が一定のピッチで複数列、複数行に亘って配
列されており、1の光電変換素子列および1の光電変換
素子行は、それぞれ複数個の光電変換素子を含んでい
る。
2. Description of the Related Art In a color image pickup apparatus used for a digital still camera or the like, a large number of photoelectric conversion elements are arranged on a two-dimensional plane at a constant pitch in a plurality of columns and a plurality of rows. The conversion element column and one photoelectric conversion element row each include a plurality of photoelectric conversion elements.

【0003】図5にRGBの3原色のカラーフィルタを
用いたCCD固体撮像装置の平面図を示す。CCD固体
撮像装置Bは、2次元平面を画定する半導体基板100
上に、光電変換素子(フォトダイオード)103が行列
状に形成されている。列方向に並ぶ光電変換素子列に近
接して、垂直電荷転送チャネル105が紙面において垂
直方向(列方向)に向けて延びている。光電変換素子1
03と垂直電荷転送チャネル105との間に読み出しゲ
ート103aが形成されている。
FIG. 5 is a plan view of a CCD solid-state imaging device using color filters of three primary colors of RGB. The CCD solid-state imaging device B includes a semiconductor substrate 100 that defines a two-dimensional plane.
Above, photoelectric conversion elements (photodiodes) 103 are formed in a matrix. The vertical charge transfer channel 105 extends in the vertical direction (column direction) on the drawing sheet in the vicinity of the photoelectric conversion element array arranged in the column direction. Photoelectric conversion element 1
A read gate 103a is formed between the read gate 103 and the vertical charge transfer channel 105.

【0004】垂直電荷転送チャネル105の一端に、水
平方向(行方向)に延びる水平電荷転送チャネル107
が形成されている。水平電荷転送チャネル107の一端
に、電荷信号を増幅して出力するための出力アンプ11
0が形成されている。
A horizontal charge transfer channel 107 extending in the horizontal direction (row direction) is provided at one end of the vertical charge transfer channel 105.
Are formed. An output amplifier 11 for amplifying and outputting a charge signal is provided at one end of the horizontal charge transfer channel 107.
0 is formed.

【0005】複数本の垂直電荷転送チャネル105上に
は、1つの光電変換素子103に対して上下2本の垂直
電荷転送電極111a、111bが形成されている。
On the plurality of vertical charge transfer channels 105, two upper and lower vertical charge transfer electrodes 111a and 111b are formed for one photoelectric conversion element 103.

【0006】さらに、固体撮像装置Bには、垂直電荷転
送電極111a、111bに対して、電荷を光電変換素
子103から垂直電荷転送チャネル105へ読み出すた
めの読み出しパルス信号と、垂直電荷転送チャネル10
5内に読み出された電荷を水平電荷転送チャネル107
の方向に向けて転送するための電荷転送信号とを印加す
る制御回路Cが形成されている。
Further, the solid-state imaging device B includes a read pulse signal for reading charges from the photoelectric conversion element 103 to the vertical charge transfer channel 105 with respect to the vertical charge transfer electrodes 111a and 111b,
5 is transferred to the horizontal charge transfer channel 107.
And a control circuit C for applying a charge transfer signal for transfer in the direction of.

【0007】制御回路Cが、垂直電荷転送電極111a
に対して電荷を読み出すための高電圧パルス電圧を印加
すると、光電変換素子103内に蓄積されていた電荷が
垂直電荷転送チャネル105内に読み出される。制御回
路Cが、垂直電荷転送電極111aと垂直電荷転送電極
111bとに対して電荷を転送するための電圧を印加す
ると、垂直電荷転送チャネル105内の電子は水平電荷
転送チャネル107に向けて転送される。水平電荷転送
チャネル107内に転送された電子は、水平電荷転送電
極115aと115bとに電圧を印加していくことによ
り、出力アンプ110の方向に向けて転送される。
The control circuit C controls the vertical charge transfer electrode 111a
When a high-voltage pulse voltage for reading out charges is applied to the, the charges stored in the photoelectric conversion element 103 are read out into the vertical charge transfer channel 105. When the control circuit C applies a voltage for transferring charges to the vertical charge transfer electrode 111a and the vertical charge transfer electrode 111b, the electrons in the vertical charge transfer channel 105 are transferred to the horizontal charge transfer channel 107. You. The electrons transferred into the horizontal charge transfer channel 107 are transferred toward the output amplifier 110 by applying a voltage to the horizontal charge transfer electrodes 115a and 115b.

【0008】これらの信号を処理することにより、画像
信号を形成することができる。
[0008] By processing these signals, an image signal can be formed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】原色系のカラーフィル
タを備えた固体撮像装置においては、R(赤色)及びB
(青色)に比べてG(緑色)のセンサー感度(信号/ノ
イズ比:以下S/N比と称す。)が高い。これは、フォ
トダイオードの分光感度において、Gの方がR及びB
(以下「RB」と略す)よりも高いこと、ノイズ成分の
中で入射光量にはほとんど依存しない一定レベルのノイ
ズが支配的であることに起因する。
In a solid-state imaging device having a primary color filter, R (red) and B
The sensor sensitivity of G (green) (signal / noise ratio: hereinafter referred to as S / N ratio) is higher than that of (blue). This is because, in the spectral sensitivity of the photodiode, G is R and B
(Hereinafter abbreviated as “RB”), and a certain level of noise, which hardly depends on the amount of incident light, is dominant among the noise components.

【0010】本発明の目的は、Gに対するRBのS/N
比を改善することである。
An object of the present invention is to provide an S / N ratio of RB to G.
It is to improve the ratio.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の一観点によれ
ば、市松状かつ行列状に整列配置されたサンプリング点
であって、第1の色フィルタを備えた第1の光電変換素
子が行方向に整列配置されている第1の光電変換素子行
と、第2の色フィルタを備えた第2の光電変換素子と第
3の色フィルタを備えた第3の光電変換素子とが行方向
に交互に整列配置されている第2光電変換素子行と、の
列方向交互配列を含むサンプリング点と、列方向に整列
配置されている光電変換素子列の1列に対応して各1本
設けられ、列方向に延びる垂直電荷転送チャネルと、前
記第1の光電変換素子と対応する前記垂直電荷転送チャ
ネルとの間に形成された第1の読み出しゲートと、前記
第2及び第3の光電変換素子と対応する前記垂直電荷転
送チャネルとの間に形成された第2の読み出しゲート
と、前記垂直電荷転送チャネル上に形成され、1行の光
電変換素子行に対して少なくとも1本設けられた電荷転
送電極であって、前記第1の読み出しゲート上を覆う第
1の電荷転送電極と、前記第2の読み出しゲート上を覆
う第2の電荷転送電極と、を含む電荷転送電極と、前記
光電変換素子内への電荷の蓄積を開始する露光開始タイ
ミングt1から第1の期間経過後の第1の読み出しタイ
ミングt2において、前記第1の電荷転送電極と前記第
2の電荷転送電極とのいずれか一方にのみ電荷読み出し
パルス信号を印加するとともに、前記第1の読み出しタ
イミングt2から第2の期間経過後の第2の読み出しタ
イミングt3において、前記第1及び第2の電荷転送電
極に電荷読み出しパルス信号を印加し、かつ、前記第1
の読み出しタイミングt2と前記第2の読み出しタイミ
ングt3との間の、ある期間内に、前記第1の読み出し
タイミングt2において読み出した電荷を前記垂直電荷
転送チャネルを介して不要電荷として外部に転送する信
号を前記電荷転送電極に印加する制御回路とを有するカ
ラー撮像装置が提供される。
According to one aspect of the present invention, the first photoelectric conversion element having the first color filter is a sampling point which is arranged in a checkered and matrix manner. A first photoelectric conversion element row aligned in the direction, and a second photoelectric conversion element with a second color filter and a third photoelectric conversion element with a third color filter are arranged in the row direction. Sampling points including alternately arranged second photoelectric conversion element rows arranged in the column direction, and one sampling point each corresponding to one column of photoelectric conversion element rows arranged in the column direction are provided. A vertical charge transfer channel extending in the column direction, a first read gate formed between the first photoelectric conversion element and the corresponding vertical charge transfer channel, and the second and third photoelectric conversion elements And between the corresponding vertical charge transfer channel A second read gate formed, and at least one charge transfer electrode formed on the vertical charge transfer channel and provided for one row of photoelectric conversion elements, wherein the charge transfer electrode is provided on the first read gate. Charge transfer electrode including a first charge transfer electrode covering the first readout gate and a second charge transfer electrode covering the second readout gate, and an exposure start timing for starting accumulation of charges in the photoelectric conversion element At a first read timing t2 after a lapse of a first period from t1, a charge read pulse signal is applied to only one of the first charge transfer electrode and the second charge transfer electrode. At a second read timing t3 after a lapse of a second period from the first read timing t2, a charge read pulse signal is applied to the first and second charge transfer electrodes, One, the first
A signal for transferring charges read out at the first read timing t2 to the outside as unnecessary charges via the vertical charge transfer channel within a certain period between the readout timing t2 and the second readout timing t3. And a control circuit for applying the control signal to the charge transfer electrode.

【0012】本発明の他の観点によれば、市松状かつ行
列状に整列配置されたサンプリング点であって、第1の
色フィルタを備えた第1の光電変換素子が行方向に配置
されている第1の光電変換素子行と、第2の色フィルタ
を備えた第2の光電変換素子と第3の色フィルタを備え
た第3の光電変換素子とが行方向に交互に配置されてい
る第2光電変換素子行と、の列方向交互配列を含むサン
プリング点と、列方向に整列配置されている光電変換素
子列に対応して1本設けられ列方向に延びる垂直電荷転
送チャネルと、前記第1の光電変換素子行と前記第2の
光電変換素子行とに含まれる光電変換素子の一定位置の
縁と、それぞれの光電変換素子を含む光電変換素子列に
対応して設けられている前記垂直電荷転送チャネルとの
間に形成された第1及び第2の読み出しゲートと、前記
光電変換素子行1行に対して少なくとも1本設けられ行
方向に延びる電荷転送電極であって、前記第1の光電変
換素子行と前記第2の光電変換素子行とに対して、前記
第1の読み出しゲート上を覆う第1の電荷転送電極と前
記第2の読み出しゲート上を覆う第2の電荷転送電極と
を含む電荷転送電極とを含むカラー撮像装置の制御方法
であって、(a)露光開始タイミングt1において、前
記光電変換素子内への電荷の蓄積を開始する工程と、
(b)前記露光開始タイミングt1から第1の期間経過
後の第1の読み出しタイミングt2において、前記第1
の電荷転送電極又は前記第2の電荷転送電極のいずれか
一方にのみ電荷読み出しパルス信号を印加する工程と、
(c)前記(b)工程において読み出された信号電荷を
前記垂直電荷転送チャネルを介して不要電荷として外部
に吐き出す工程と、(d)前記第1の読み出しタイミン
グt2から第2の期間経過後の第2の読み出しタイミン
グt3において、前記第1及び第2の電荷転送電極の両
方に電荷読み出しパルス信号を印加する工程とを有する
カラー撮像装置の制御方法が提供される。
According to another aspect of the present invention, the sampling points are arranged in a checkered and matrix form, and the first photoelectric conversion elements having the first color filters are arranged in the row direction. A first photoelectric conversion element row, and a second photoelectric conversion element provided with a second color filter and a third photoelectric conversion element provided with a third color filter are alternately arranged in the row direction. A second photoelectric conversion element row, a sampling point including an alternating arrangement in the column direction, a single vertical charge transfer channel provided corresponding to the photoelectric conversion element columns arranged in the column direction and extending in the column direction, The edge provided at a certain position of the photoelectric conversion element included in the first photoelectric conversion element row and the second photoelectric conversion element row and the photoelectric conversion element row including each photoelectric conversion element are provided. A vertical charge transfer channel And a second readout gate, and at least one charge transfer electrode provided in one row of the photoelectric conversion element row and extending in the row direction, wherein the first photoelectric conversion element row and the second photoelectric conversion element are provided. A color imaging device including, for each row, a charge transfer electrode including a first charge transfer electrode covering over the first readout gate and a second charge transfer electrode covering over the second readout gate. A control method, wherein: (a) at an exposure start timing t1, a step of starting accumulation of electric charges in the photoelectric conversion element;
(B) At a first read timing t2 after a lapse of a first period from the exposure start timing t1, the first read timing t2
Applying a charge readout pulse signal to only one of the charge transfer electrode or the second charge transfer electrode,
(C) discharging the signal charges read in the step (b) to the outside as unnecessary charges through the vertical charge transfer channel; and (d) after a lapse of a second period from the first read timing t2. Applying a charge readout pulse signal to both the first and second charge transfer electrodes at the second readout timing t3.

【0013】第1の読み出しタイミングにおいて、前記
第1の光電変換素子行又は前記第2の光電変換素子行の
いずれか一方に蓄積された電荷のみを読み出し、画像形
成に寄与しない不要電荷として外部に吐き出す。第2の
読み出しタイミングにおいて、前記第1から第3までの
光電変換素子行に蓄積された第2の電荷を読み出すこと
により、該第2の電荷を画像形成に用いることができ
る。
At the first read timing, only the electric charges accumulated in one of the first photoelectric conversion element row and the second photoelectric conversion element row are read out, and the unnecessary electric charges which do not contribute to image formation are sent to the outside. Spit out. At the second readout timing, by reading out the second charges accumulated in the first to third rows of the photoelectric conversion elements, the second charges can be used for image formation.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】RBの露光時間とGの露光時間と
をうまく調整できれば、上記のRBとGとのS/N比の
違いを改善できる。GとRBとの露光時間を調整する方
法としては、オーバーフロードレイン構造を用いて電子
シャッタの開閉を行う方法も考えられる。ところが電子
シャッタによる制御方法は、全光電変換素子に関して一
律に電荷を基板側へ吐き出す方法である。RBとGとに
蓄積された電荷を独立して吐き出すことができないた
め、RBとGとの露光時間を独立には調整できない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS If the exposure time of RB and the exposure time of G can be properly adjusted, the difference in S / N ratio between RB and G can be improved. As a method of adjusting the exposure time of G and RB, a method of opening and closing an electronic shutter using an overflow drain structure can be considered. However, the control method using the electronic shutter is a method of uniformly discharging charges to the substrate side for all photoelectric conversion elements. Since the charges accumulated in RB and G cannot be discharged independently, the exposure time of RB and G cannot be adjusted independently.

【0015】発明者は、カラー撮像装置の画素部に、R
Bのみが存在する行とGのみが存在する行とを形成し、
露光状態で例えばGの電荷のみをRBの電荷とは独立に
読み出し、その後に、再びRGBの読み出す動作を行う
ことを思い付いた。最初に読み出したG電荷は、垂直電
荷転送チャネルを介して水平電荷転送チャネルから外部
に転送してしまえば良い。好ましくは、RGBの各色に
関して、色配置のバランスが良いカラーフィルタ配列を
形成する。
The inventor of the present invention has proposed that R
Forming a row in which only B exists and a row in which only G exists,
In the exposure state, for example, it was conceived to read out only the charge of G independently of the charge of RB, and then perform the operation of reading out RGB again. The G charge read first may be transferred from the horizontal charge transfer channel to the outside via the vertical charge transfer channel. Preferably, for each of the RGB colors, a color filter array having a well-balanced color arrangement is formed.

【0016】尚、原色系の色配列として一般的なベイヤ
ー配列を有する固体撮像装置では、RBとGとが同じ行
に混在しているため、G電荷のみを独立して垂直電荷転
送チャネルに読み出すことができない。
In a solid-state imaging device having a general Bayer array as a primary color array, since RB and G are mixed in the same row, only G charges are independently read out to the vertical charge transfer channel. Can not do.

【0017】以上の考察に基づき、本発明の一実施の形
態によるカラー撮像装置について、図1から3までを参
照して説明する。図1は、本発明の一実施の形態による
カラー撮像装置の平面図である。図2は、図1のII−
II'線に沿う断面図である。図3は、カラー撮像装置
に含まれる制御回路の動作を示すタイミングチャートで
ある。
Based on the above considerations, a color imaging device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view of a color imaging device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG.
It is sectional drawing which follows the II 'line. FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the control circuit included in the color imaging device.

【0018】尚、本明細書において、サンプリング点が
市松状に配置されているとの表現は、読み出される光電
変換素子の位置が市松状であることを意味する。市松状
の間隙に光電変換素子が存在したとしても、所定の読み
出し動作を行った場合に、市松の位置に存在する光電変
換素子から電荷を読み出す動作が可能な場合には、上記
の表現に当てはまるものである。
In the present specification, the expression that the sampling points are arranged in a checkered pattern means that the positions of the photoelectric conversion elements to be read are in a checkered pattern. Even if a photoelectric conversion element is present in a checkered gap, the above expression is applied when a predetermined reading operation is performed and an operation of reading out electric charges from the photoelectric conversion element existing at the checkered position is possible. Things.

【0019】また、第1から第3までのカラーフィルタ
を備えた光電変換素子のみでなく、その他の色フィルタ
を有する光電変換素子が存在しても良い。さらに、「市
松状かつ行列状に整列配置されたサンプリング点であっ
て、第1の色フィルタを備えた第1の光電変換素子が行
方向に配置されている第1の光電変換素子行と、第2の
色フィルタを備えた第2の光電変換素子と第3の色フィ
ルタを備えた第3の光電変換素子とが行方向に交互に配
置されている第2光電変換素子行と、の列方向交互配列
を含むサンプリング点」との表現は、必ずしもカラー撮
像装置の光電変換部全体の色配列について当てはまらな
くても、一部領域のカラー配列が上記表現に当てはまれ
ば良い。 第1のカラーフィルタを有する光電変換素子
が行方向に配置されている行に、他のカラーフィルタを
有する光電変換素子が一定の割合で存在している場合を
除外するものではない。
Further, in addition to the photoelectric conversion element having the first to third color filters, a photoelectric conversion element having other color filters may be present. Furthermore, "a first photoelectric conversion element row in which the first photoelectric conversion elements provided with the first color filters are arranged in a row direction at sampling points arranged in a checkered and matrix form, A column of a second photoelectric conversion element row in which a second photoelectric conversion element including a second color filter and a third photoelectric conversion element including a third color filter are alternately arranged in a row direction; The expression “sampling points including the direction alternating arrangement” does not necessarily apply to the color arrangement of the entire photoelectric conversion unit of the color imaging device, but it suffices if the color arrangement of a partial region applies to the above expression. This does not exclude the case where a certain percentage of photoelectric conversion elements having other color filters are present in a row in which the photoelectric conversion elements having the first color filter are arranged in the row direction.

【0020】図1は、ハニカムCCDカラー撮像装置の
色配列を示す図である。この配列はサンプリング点が市
松状に配置され、カラーフィルタの配列がG正方格子、
R/B補間点順次の配列である。RGBのそれぞれの配
置が等方的であり、平面的に色バランスの良い配置とな
っている。
FIG. 1 is a diagram showing a color arrangement of a honeycomb CCD color image pickup device. In this arrangement, the sampling points are arranged in a checkered pattern, the arrangement of the color filters is a G square lattice,
This is an array of R / B interpolation points in order. The respective arrangements of RGB are isotropic and have good color balance in plan view.

【0021】図1に示すように、カラー撮像装置Aにお
いては、2次元平面1上に、読み出しゲート3aを備
え、緑色フィルタを有するGの光電変換素子(第1光電
変換素子G)のみが行方向に配置されている行L1、L
3、L5及びL7(奇数行)が形成されている。さら
に、カラー撮像装置Aには、読み出しゲート3bを備え
赤色フィルタを有するRの光電変換素子(第2光電変換
素子R)及び読み出しゲート3cを備え青色フィルタを
有するBの光電変換素子(第3光電変換素子B)が行方
向に交互に配置されている行L2、L4、L6及びL8
(偶数行)が形成されている。これら2種類の光電変換
素子行は、列方向に交互に配置されている。
As shown in FIG. 1, in the color imaging apparatus A, only the G photoelectric conversion element (first photoelectric conversion element G) having the readout gate 3a on the two-dimensional plane 1 and having the green filter is provided. L1, L arranged in the direction
3, L5 and L7 (odd rows) are formed. Further, the color imaging device A includes an R photoelectric conversion element (second photoelectric conversion element R) having a readout gate 3b and a red filter and a B photoelectric conversion element (third photoelectric conversion element) having a readout gate 3c and a blue filter. Rows L2, L4, L6 and L8 in which the conversion elements B) are alternately arranged in the row direction
(Even line). These two types of photoelectric conversion element rows are alternately arranged in the column direction.

【0022】尚、列方向に関しては、第1光電変換素子
Gのみが列方向に配置されている列と第2光電変換素子
Rと第3光電変換素子Bとが列方向に交互に配置されて
いる列とが行方向に交互に配置されている。
In the column direction, a column in which only the first photoelectric conversion elements G are arranged in the column direction, and a second photoelectric conversion element R and a third photoelectric conversion element B are alternately arranged in the column direction. Columns are alternately arranged in the row direction.

【0023】RGBの各光電変換素子に隣接して、垂直
方向に延びる複数本の垂直電荷転送チャネル5が光電変
換素子間を蛇行するように形成されている。垂直電荷転
送チャネル5の上に、行方向(水平方向)に延びる複数
本の第1から第4までの電荷転送電極11a、11b、
11c及び11dが光電変換素子間を蛇行するように形
成されている。複数本の垂直電荷転送チャネル5の一端
には、水平電荷転送チャネル17が形成され、その一端
に出力アンプ21が形成されている。水平電荷転送チャ
ネル17は、垂直電荷転送チャネル15に繋がる領域1
7aと、隣接する領域17a間に配置された領域17b
とに区画されている。
A plurality of vertical charge transfer channels 5 extending in the vertical direction are formed adjacent to each of the RGB photoelectric conversion elements so as to meander between the photoelectric conversion elements. On the vertical charge transfer channel 5, a plurality of first to fourth charge transfer electrodes 11a, 11b extending in a row direction (horizontal direction).
11c and 11d are formed so as to meander between the photoelectric conversion elements. A horizontal charge transfer channel 17 is formed at one end of the plurality of vertical charge transfer channels 5, and an output amplifier 21 is formed at one end thereof. The horizontal charge transfer channel 17 is a region 1 connected to the vertical charge transfer channel 15.
7a and a region 17b arranged between adjacent regions 17a
It is divided into and.

【0024】図1において、画素行L9は撮像に寄与し
ない無効領域である。また、符号T1及びT2で示され
る電極は、垂直電荷転送チャネル5内の電荷を水平電荷
転送チャネル17へ転送するための電荷転送電極であ
る。
In FIG. 1, a pixel row L9 is an invalid area which does not contribute to imaging. The electrodes denoted by reference numerals T1 and T2 are charge transfer electrodes for transferring the charge in the vertical charge transfer channel 5 to the horizontal charge transfer channel 17.

【0025】尚、カラー撮像素子を含む固体撮像素子の
一般的な構造については、米国特許出願第08/96
0,058号の例えば第15ページ1行から第16ペー
ジ13行及びFIG.1に記載されており、その内容は
本願明細書の一部をなすものとする。
The general structure of a solid-state image pickup device including a color image pickup device is described in US Patent Application No. 08/96.
No. 0,058, page 15, line 1 to page 16, line 13 and FIG. 1, the contents of which are incorporated herein by reference.

【0026】図1に示す固体撮像装置Aにおいては、4
本の電荷転送電極11aから11dまでを一単位として
多数本の電荷転送電極が垂直電荷転送チャネル5上に設
けられている。列方向に隣接する光電変換素子行間に2
本の電荷転送電極が設けられている。従って、列方向に
隣接する光電変換素子間には4本の電荷転送電極が形成
されていることになり、全画素読み出しが可能となる。
In the solid-state imaging device A shown in FIG.
A large number of charge transfer electrodes are provided on the vertical charge transfer channel 5 with the charge transfer electrodes 11a to 11d as one unit. 2 between adjacent photoelectric conversion element rows in the column direction
There are provided charge transfer electrodes. Therefore, four charge transfer electrodes are formed between the photoelectric conversion elements adjacent in the column direction, and all pixels can be read.

【0027】第1光電変換素子Gの読み出しゲート3a
は、第3の電荷転送電極11c下の領域にのみ設けられ
ている。第2及び第3の光電変換素子R,B用の読み出
しゲート3b及び3cは、第1の電荷転送電極11a下
の領域にのみ設けられている。すなわち、第1の電荷転
送電極11aと第3の電荷転送電極11cとは、電荷読
み出し用の電極と電荷転送用の電極とを兼ねている。
Read gate 3a of first photoelectric conversion element G
Is provided only in a region below the third charge transfer electrode 11c. The readout gates 3b and 3c for the second and third photoelectric conversion elements R and B are provided only in the region below the first charge transfer electrode 11a. That is, the first charge transfer electrode 11a and the third charge transfer electrode 11c also serve as charge readout electrodes and charge transfer electrodes.

【0028】制御回路Cは、ΦV1からΦV4までの4
相のパルス信号を発生することができる。ΦV1からΦ
V4までは、それぞれ第1の電荷転送電極11a、第2
の電荷転送電極11b、第3の電荷転送電極11c及び
第4の電荷転送電極11dに対して印加されるパルス信
号である。パルス信号を印加するためのタイミングも制
御回路Cが制御する。
The control circuit C has four signals from ΦV1 to ΦV4.
A phase pulse signal can be generated. From ΦV1 to Φ
Up to V4, the first charge transfer electrode 11a and the second
Is a pulse signal applied to the charge transfer electrode 11b, the third charge transfer electrode 11c, and the fourth charge transfer electrode 11d. The control circuit C also controls the timing for applying the pulse signal.

【0029】制御回路Cは、ΦV3とΦV1との両方に
対して、同時に読み出しパルス信号を印加することもで
きるし、ΦV3とΦV1とに対して、独立に読み出しパ
ルス信号を印加することもできる。
The control circuit C can apply a read pulse signal to both ΦV3 and ΦV1 at the same time, or can apply a read pulse signal independently to ΦV3 and ΦV1.

【0030】制御回路Cが、第3の電荷転送電極11c
(ΦV3)に対して正の高い電圧(読み出し電圧)例え
ば15Vを印加すると、行方向及び列方向に並ぶ全ての
G信号が、垂直電荷転送チャネル5内に読み出される。
垂直電荷転送チャネル5内に読み出された電荷は、第1
から第4までの電荷転送電極11aから11dまでによ
り、例えば4相駆動方式(ΦV1からΦV4まで)によ
り垂直方向(列方向)に転送され、最終的には水平電荷
転送チャネル17内まで転送される。
The control circuit C controls the third charge transfer electrode 11c.
When a high positive voltage (read voltage), for example, 15 V, is applied to (ΦV3), all the G signals arranged in the row and column directions are read into the vertical charge transfer channel 5.
The charge read into the vertical charge transfer channel 5 is the first charge
The fourth to fourth charge transfer electrodes 11a to 11d transfer in the vertical direction (column direction) by, for example, a four-phase driving method (ΦV1 to ΦV4), and finally transfer into the horizontal charge transfer channel 17. .

【0031】垂直電荷転送チャネル5を通って水平電荷
転送チャネル17内に転送された電荷信号は、水平電荷
転送チャネル17内を例えば2相駆動方式により転送さ
れ、出力アンプ21を通して外部に出力される。
The charge signal transferred into the horizontal charge transfer channel 17 through the vertical charge transfer channel 5 is transferred in the horizontal charge transfer channel 17 by, for example, a two-phase driving method, and is output to the outside through the output amplifier 21. .

【0032】次に、固体撮像装置のうち光電変換素子と
垂直電荷転送チャネルとを含む領域の構造について図2
を参照して説明する。
Next, the structure of the region including the photoelectric conversion element and the vertical charge transfer channel in the solid-state imaging device is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG.

【0033】図2に示すように、n型半導体基板1上
に、p型半導体層23が形成されている。p型半導体層
31に、n型半導体層2およびn型半導体層5が形成さ
れている。n型半導体層2とp型半導体層31とにより
p−n接合を有する光電変換素子(フォトダイオード)
3が形成される。
As shown in FIG. 2, a p-type semiconductor layer 23 is formed on an n-type semiconductor substrate 1. On the p-type semiconductor layer 31, an n-type semiconductor layer 2 and an n-type semiconductor layer 5 are formed. A photoelectric conversion element (photodiode) having a pn junction by the n-type semiconductor layer 2 and the p-type semiconductor layer 31
3 is formed.

【0034】上記構造中に、縦型オーバーフロードレイ
ン構造(VOFD構造)が形成されている。半導体基板
1の電位を変化させることができるように、基板電圧調
整部Vsubが設けられている。基板電圧調整部Vsu
bにより、半導体基板1に対して高い基板電圧を付与す
ると、光電変換素子3に蓄積されていた電荷が半導体基
板1側に引き抜かれる。いわゆる電子シャッタとして機
能する。尚、基板電圧を変化させることにより、光電変
換素子3中に蓄積可能な最大電荷量を調整することもで
きる。
In the above structure, a vertical overflow drain structure (VOFD structure) is formed. A substrate voltage adjuster Vsub is provided so that the potential of the semiconductor substrate 1 can be changed. Substrate voltage adjuster Vsu
When a high substrate voltage is applied to the semiconductor substrate 1 by b, the charge stored in the photoelectric conversion element 3 is drawn to the semiconductor substrate 1 side. It functions as a so-called electronic shutter. Note that the maximum charge amount that can be accumulated in the photoelectric conversion element 3 can be adjusted by changing the substrate voltage.

【0035】n型半導体層5は、光電変換素子3に蓄積
されている電荷を転送するための垂直電荷転送チャネル
を形成する。垂直電荷転送チャネル5上に、第1層絶縁
膜30aを介して多結晶シリコンにより形成された第1
及び第3の電荷転送電極11a及び11cとが形成され
ている。第1及び第3の電荷転送電極11a及び11c
に隣接して、第2層絶縁膜30bを介して第2の電荷転
送電極11bと第4の電荷転送電極11cとが形成され
ている。これらの電荷転送電極11aから11dまで
が、垂直電荷転送チャネル5とともに、電変換素子3か
ら読み出された電荷を垂直電荷転送チャネル5内の電荷
を水平電荷転送チャネル17に向けて転送する垂直電荷
転送路を形成している。
The n-type semiconductor layer 5 forms a vertical charge transfer channel for transferring charges stored in the photoelectric conversion element 3. On the vertical charge transfer channel 5, a first layer formed of polycrystalline silicon via a first layer insulating film 30a is formed.
And third charge transfer electrodes 11a and 11c. First and third charge transfer electrodes 11a and 11c
A second charge transfer electrode 11b and a fourth charge transfer electrode 11c are formed adjacent to the second charge transfer layer via a second layer insulating film 30b. These charge transfer electrodes 11a to 11d transfer the charge read from the electric conversion element 3 together with the vertical charge transfer channel 5 to the vertical charge for transferring the charge in the vertical charge transfer channel 5 to the horizontal charge transfer channel 17. A transfer path is formed.

【0036】第1から第4の電荷転送電極11aから1
1dまでを覆って半導体基板1上に第1の層間絶縁膜3
1が形成されている。第1の層間絶縁膜31の上に、個
々の光電変換素子3の受光面に開口部を有する導電性遮
光膜41が形成されている。導電性遮光膜41は、垂直
電荷転送路(5、11a、11b)などの非受光面上を
覆う。絶縁膜31および遮光膜41を覆うように第2の
層間絶縁膜(平坦化膜)37が形成されている。平坦化
膜37の上にRGBのそれぞれのカラーフィルタ45お
よびマイクロレンズ51が形成されている。
The first to fourth charge transfer electrodes 11a to 11a
A first interlayer insulating film 3 on the semiconductor substrate 1 covering up to 1d
1 is formed. On the first interlayer insulating film 31, a conductive light-shielding film 41 having an opening on the light receiving surface of each photoelectric conversion element 3 is formed. The conductive light-shielding film 41 covers a non-light-receiving surface such as the vertical charge transfer path (5, 11a, 11b). A second interlayer insulating film (flattening film) 37 is formed so as to cover the insulating film 31 and the light shielding film 41. RGB color filters 45 and microlenses 51 are formed on the flattening film 37.

【0037】マイクロレンズ51により集光された光
は、光電変換素子3内に入射する。導電性遮光膜41
は、光電変換素子3以外の領域における入射光の影響を
低減する。
The light condensed by the microlens 51 enters the photoelectric conversion element 3. Conductive light shielding film 41
Reduces the influence of the incident light in the area other than the photoelectric conversion element 3.

【0038】図1から図3までを参照して、第1光電変
換素子Gと第2及び第3光電変換素子RBとの実効的な
露光時間を調整する方法について説明する。
A method of adjusting the effective exposure time of the first photoelectric conversion element G and the second and third photoelectric conversion elements RB will be described with reference to FIGS.

【0039】図3に示すように、時間t1に至るまで
は、電子シャッタがオフの状態、すなわち、基板電位V
subを高くした状態である。この場合には、光電変換
素子内の電荷は、半導体基板1(オーバーフロードレイ
ン)側に電子が引き抜かれ、光電変換素子内に電荷が蓄
積されない。
As shown in FIG. 3, until the time t1, the electronic shutter is off, that is, the substrate potential V
This is a state where the sub is raised. In this case, the charge in the photoelectric conversion element is extracted to the semiconductor substrate 1 (overflow drain) side, and the charge is not accumulated in the photoelectric conversion element.

【0040】時間t1において電子シャッタをオフにす
ると、第1から第3までの光電変換素子RGB内への電
荷の蓄積が開始する。
When the electronic shutter is turned off at time t1, the accumulation of charges in the first to third photoelectric conversion elements RGB starts.

【0041】ここで、時間t1から所定の期間(t2−
t1)が経過した時間t2において、図1の光電変換素
子行L1、L3、L5及びL7に関して、すなわち光電
変換素子Gのみが配列されている行に関して、光電変換
素子3から垂直電荷転送チャネル5への第1の電荷読み
出し動作を行う。より具体的には、図1に示す制御回路
Cが、第3の電荷転送電極11cに対してΦV3として
正の高電圧を印加する。固体撮像装置内の光電変換素子
Gに蓄積された電荷が垂直電荷転送チャネル5内に読み
出される。
Here, a predetermined period (t2-
At a time t2 when t1) has elapsed, the photoelectric conversion elements 3 to the vertical charge transfer channel 5 with respect to the photoelectric conversion element rows L1, L3, L5, and L7 in FIG. Of the first charge read operation. More specifically, the control circuit C shown in FIG. 1 applies a positive high voltage as ΦV3 to the third charge transfer electrode 11c. The charges stored in the photoelectric conversion elements G in the solid-state imaging device are read out into the vertical charge transfer channels 5.

【0042】時間t2から所定の期間(t3−t2)が
経過した時間t3において、図1の全ての光電変換素子
行L1からL8までに関して、すなわち、光電変換素子
Gと光電変換素子RBに関して、光電変換素子から垂直
電荷転送チャネルへの第2の電荷読み出し動作を行う。
より具体的には、図1に示す制御回路Cが、第1及び第
3の電荷転送電極11a及び11cに対してΦV1及び
ΦV3として正の高電圧を印加する。固体撮像装置内の
全ての光電変換素子RGBに蓄積された電荷が垂直電荷
転送チャネル5内に読み出される。
At time t3 when a predetermined period (t3-t2) has elapsed from time t2, photoelectric conversion elements L1 to L8 in FIG. 1, that is, photoelectric conversion elements G and RB, A second charge read operation from the conversion element to the vertical charge transfer channel is performed.
More specifically, the control circuit C shown in FIG. 1 applies positive high voltages as ΦV1 and ΦV3 to the first and third charge transfer electrodes 11a and 11c. The charges accumulated in all the photoelectric conversion elements RGB in the solid-state imaging device are read out into the vertical charge transfer channel 5.

【0043】垂直電荷転送チャネル5内に読み出された
信号電荷は、時間t3以後、第1から第4までの電荷転
送電極11aから11dまでに対して、例えば0Vと−
8Vとの電圧を交互に印加していくことにより、水平電
荷転送チャネルに向けて電荷を転送することができる。
The signal charge read into the vertical charge transfer channel 5 is, for example, 0 V and-with respect to the first to fourth charge transfer electrodes 11a to 11d after time t3.
By alternately applying a voltage of 8 V, charges can be transferred to the horizontal charge transfer channel.

【0044】第1の読み出し時間t2から第2の読み出
し時間t3までの間の、ある期間内に、第1の読み出し
動作において読み出されたGの電荷は、不要電荷として
垂直電荷転送チャネルから水平電荷転送チャネル及び出
力アンプを介して外部に吐き出せば良い。外部に吐き出
されたGの電荷に関しては、信号処理が行われず、画像
の形成には寄与しない。図3では、G電荷の吐き出しを
t2からt3までの全期間にわたって行っているが、t
2からt3までの期間のうち、ある期間内のみに行って
も良い。
During a certain period between the first read time t2 and the second read time t3, the G charge read in the first read operation is transferred as unnecessary charge from the vertical charge transfer channel to the horizontal charge transfer channel. It may be discharged to the outside via the charge transfer channel and the output amplifier. The G charge discharged to the outside is not subjected to signal processing and does not contribute to image formation. In FIG. 3, the discharge of the G charge is performed over the entire period from t2 to t3.
It may be performed only during a certain period in the period from 2 to t3.

【0045】第2の読み出し時間t3において読み出さ
れたG及びRBの信号は、通常の電荷転送動作及び信号
処理を受けて画像を形成する。
The G and RB signals read at the second read time t3 undergo normal charge transfer operations and signal processing to form an image.

【0046】光電変換素子に対して光が照射され、電子
シャッタがオンであるため電荷が蓄積可能になっている
時間は、どの色フィルタを有する光電変換素子でも一定
である。上記の動作を行うと、第2の読み出し動作にお
いて、光電変換素子Gからは、実効的に時間t2から時
間t3までの期間に蓄積された電荷だけが読み出され
る。光電変換素子RBに関しては、時間t1から時間t
3までの期間を通して蓄積された電荷が読み出される。
The time during which the photoelectric conversion element is irradiated with light and the electronic shutter is on so that the electric charge can be stored is constant in the photoelectric conversion element having any color filter. When the above operation is performed, in the second read operation, only the charges accumulated in the period from time t2 to time t3 are effectively read from the photoelectric conversion element G. Regarding the photoelectric conversion element RB, the time t1 to the time t
Charges accumulated throughout the period up to 3 are read.

【0047】実効的な露光時間は、光電変換素子Gでは
(t3−t2)になるのに対して、光電変換素子RBで
は(t3−t1)になる。光電変換素子Gと光電変換素
子RBとで実効的な露光時間を調整することができる。
上記の例では、光電変換素子Gの実効的な露光時間は、
光電変換素子RBの実効的な露光時間よりも短くなる。
RBのS/N比を、一般的な露光方法の場合に比べて
(t3−t1)/(t3−t2)倍にすることができ
る。従って、GのS/N比とRBのS/N比とをほぼ等
しく調整することが可能となる。
The effective exposure time is (t3-t2) for the photoelectric conversion element G, whereas it is (t3-t1) for the photoelectric conversion element RB. The effective exposure time can be adjusted with the photoelectric conversion element G and the photoelectric conversion element RB.
In the above example, the effective exposure time of the photoelectric conversion element G is
This is shorter than the effective exposure time of the photoelectric conversion element RB.
The S / N ratio of the RB can be made (t3-t1) / (t3-t2) times as large as that of a general exposure method. Therefore, it is possible to adjust the S / N ratio of G and the S / N ratio of RB almost equally.

【0048】次に、本発明の実施の形態の変形例による
固体撮像装置について図4を参照して説明する。図4
は、固体撮像装置の平面図であり、図1に対応する図で
ある。
Next, a solid-state imaging device according to a modification of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG.
2 is a plan view of the solid-state imaging device, and is a diagram corresponding to FIG.

【0049】図4に示すハニカムCCDカラー撮像装置
は、第1の実施の形態によるハニカムCCDカラー撮像
装置と同様に、サンプリング点が市松状に配置される。
但し、カラーフィルタの配列は、第1の実施の形態に
よるハニカムCCDカラー撮像装置と異なり、G正方格
子、R/B補間線順次の配列である。
In the honeycomb CCD color imaging device shown in FIG. 4, the sampling points are arranged in a checkered pattern, similarly to the honeycomb CCD color imaging device according to the first embodiment.
However, unlike the honeycomb CCD color imaging device according to the first embodiment, the arrangement of the color filters is a G square lattice and R / B interpolation line sequential arrangement.

【0050】G正方格子、R/B補間線順次の配列と
は、1行に光電変換素子Gのみが配置されている行(L
1、L3、L5及びL7)と、光電変換素子Rと光電変
換素子Bとが交互に配置されている行(L2、L4、L
6及びL8)とが列方向に交互に配列されるとともに、
1列に光電変換素子Gのみが配置されている列と、光電
変換素子R又は光電変換素子B画いずれかの同色画素の
みが配置されている列とが行方向に交互に配置されてお
り、かつ、光電変換素子Rのみが配置されている列と光
電変換素子Bのみが配置されている列とが、光電変換素
子Gのみが形成されている光電変換素子列を介して交互
に配置されている配列をいう。
The arrangement of the G square lattice and the R / B interpolation line-sequential means a row (L) where only the photoelectric conversion elements G are arranged in one row.
1, L3, L5, and L7) and rows (L2, L4, L) in which photoelectric conversion elements R and photoelectric conversion elements B are alternately arranged.
6 and L8) are alternately arranged in the column direction.
A column in which only the photoelectric conversion elements G are arranged in one column, and a column in which only the same color pixels of any of the photoelectric conversion elements R or the photoelectric conversion elements B are arranged are alternately arranged in the row direction. A row in which only the photoelectric conversion elements R are arranged and a row in which only the photoelectric conversion elements B are arranged are alternately arranged via the photoelectric conversion element rows in which only the photoelectric conversion elements G are formed. Sequence.

【0051】上記のハニカムCCDカラー撮像装置にお
いても、光電変換素子Gのみが並ぶ光電変換素子行と、
光電変換素子RBのみが並ぶ光電変換素子行とで、分離
して電荷の読み出しが可能となっている。1行目と2行
目の光電変換素子の色フィルタの配列は第1の実施の形
態によるカラー撮像装置と同様である。
In the above-mentioned honeycomb CCD color image pickup device, a photoelectric conversion element row in which only the photoelectric conversion elements G are lined up,
The charge can be read out separately from the photoelectric conversion element row in which only the photoelectric conversion elements RB are arranged. The arrangement of the color filters of the photoelectric conversion elements on the first and second rows is the same as that of the color imaging device according to the first embodiment.

【0052】この固体撮像装置Aも、上記の第1の実施
の形態による固体撮像装置と同様の制御回路Cを有して
いる。従って、光電変換素子Gと光電変換素子RBとを
独立に読み出すことが可能である。同様の動作を行うこ
とにより、光電変換素子Gから読み出された信号のS/
N比と光電変換素子R又はBから読み出された信号のS
/N比とをほぼ等しくなるように調整することも可能と
なる。
The solid-state imaging device A also has a control circuit C similar to that of the solid-state imaging device according to the first embodiment. Therefore, the photoelectric conversion element G and the photoelectric conversion element RB can be read independently. By performing the same operation, the S / S of the signal read from the photoelectric conversion element G
N ratio and S of signal read from photoelectric conversion element R or B
It is also possible to adjust the / N ratio to be substantially equal.

【0053】尚、上記実施の形態においては、全画素読
み出しを行うことを前提として、静止画モードにおける
動作を例にして説明したが、本実施の形態によるカラー
撮像技術は、ムービーモードにも適用可能である。
In the above embodiment, the operation in the still image mode has been described as an example on the assumption that all pixels are read out. However, the color imaging technique according to the present embodiment is also applicable to the movie mode. It is possible.

【0054】例えば、RBの光電変換素子行とGの光電
変換素子行とに関して、それぞれ、4行に1行だけ読み
出す1/4間引き読み出しを行う場合にも、間引き読み
出しを行う光電変換素子行に関して、Gの光電変換素子
行とRBの光電変換素子行とで、上記実施の形態におい
て説明した方法と同様に、実効的な露光時間を調整すれ
ば良い。
For example, in the case of performing 1 / thinning-out reading for reading out only one row out of four rows for each of the RB photoelectric conversion element rows and the G photoelectric conversion element rows, , G and RB photoelectric conversion element rows, the effective exposure time may be adjusted in the same manner as in the method described in the above embodiment.

【0055】上記の実施の形態において説明したカラー
フィルタ色配列以外にも、GとRBとを分離できる色配
列は多数存在する。これらも本発明の範疇に入るもので
ある。但し、実際には、上記の実施の形態で説明した色
配列は、RGBのそれぞれが平面上において等方的(正
方格子状の配列を有する)に配置された色配列であり、
カラー画像として表現した場合の色バランスが良い。
In addition to the color filter color arrangement described in the above embodiment, there are many other color arrangements that can separate G and RB. These are also included in the category of the present invention. However, actually, the color arrangement described in the above embodiment is a color arrangement in which each of RGB is isotropically arranged (having a square lattice arrangement) on a plane.
Good color balance when expressed as a color image.

【0056】以上、本発明の実施の形態について例示し
たが、制限的な意味を有さない。
Although the embodiments of the present invention have been described above, they have no restrictive meaning.

【0057】その他、種々の変更、改良、組み合わせ等
が可能なことは当業者には自明であろう。
It will be apparent to those skilled in the art that various changes, improvements, combinations, and the like can be made.

【0058】[0058]

【発明の効果】サンプリング点が市松状に配置され、カ
ラーフィルタの配列がR/B補間点順次又はR/B補間
線順次の配列を有するカラー撮像装置において、GとR
BとのS/N比を一定に制御できる。RBのS/N比を
改善できる。
In a color image pickup apparatus in which sampling points are arranged in a checkered pattern and the color filters are arranged in the order of R / B interpolation points or R / B interpolation lines,
The S / N ratio with B can be controlled to be constant. The S / N ratio of RB can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1の実施の形態によるハニカムC
CDカラー撮像装置の概略構造を示す平面図である。
FIG. 1 shows a honeycomb C according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view showing a schematic structure of a CD color imaging device.

【図2】 本発明の第1の実施の形態によるハニカムC
CDカラー撮像装置の概略構造を示す図であり、図1の
II−II'線に沿う断面図である。
FIG. 2 shows a honeycomb C according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic structure of a CD color imaging device, and is a cross-sectional view taken along line II-II ′ of FIG.

【図3】 本発明の第1の実施の形態の変形例によるハ
ニカムCCDカラー撮像装置の制御方法を示す概念図で
ある。
FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a control method of a honeycomb CCD color imaging device according to a modification of the first embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の第2の実施の形態によるハニカムC
CDカラー撮像装置の概略構造を示す平面図である。
FIG. 4 shows a honeycomb C according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view showing a schematic structure of a CD color imaging device.

【図5】 従来のCCDカラー撮像装置の概略構造を示
す平面図である。
FIG. 5 is a plan view showing a schematic structure of a conventional CCD color imaging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A、 カラー撮像装置 C 制御回路 G 緑色カラーフィルタを有する光電変換素子 R 赤色カラーフィルタを有する光電変換素子 B 青色カラーフィルタを有する光電変換素子 1 2次元平面 3 光電変換素子 3a 読み出しゲート(G画素用) 3b 読み出しゲート(RB画素用) 5 垂直電荷転送チャネル 11a、11b、11c、11d 電荷転送電極 17 水平電荷転送チャネル 21 出力アンプ A, color imaging device C control circuit G photoelectric conversion element having green color filter R photoelectric conversion element having red color filter B photoelectric conversion element having blue color filter 1 two-dimensional plane 3 photoelectric conversion element 3a readout gate (for G pixel 3b Readout gate (for RB pixel) 5 Vertical charge transfer channel 11a, 11b, 11c, 11d Charge transfer electrode 17 Horizontal charge transfer channel 21 Output amplifier

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4M118 AA06 AB01 BA13 CA03 CA20 DA12 DB03 DB08 DB09 FA07 FA13 FA33 GB08 GC08 GC14 GD04 5C065 AA03 BB22 CC01 DD07 DD11 DD17 EE05 EE06 EE10 EE11 GG14  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4M118 AA06 AB01 BA13 CA03 CA20 DA12 DB03 DB08 DB09 FA07 FA13 FA33 GB08 GC08 GC14 GD04 5C065 AA03 BB22 CC01 DD07 DD11 DD17 EE05 EE06 EE10 EE11 GG14

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 市松状かつ行列状に整列配置されたサン
プリング点であって、第1の色フィルタを備えた第1の
光電変換素子が行方向に整列配置されている第1の光電
変換素子行と、第2の色フィルタを備えた第2の光電変
換素子と第3の色フィルタを備えた第3の光電変換素子
とが行方向に交互に整列配置されている第2光電変換素
子行と、の列方向交互配列を含むサンプリング点と、 列方向に整列配置されている光電変換素子列の1列に対
応して各1本設けられ、列方向に延びる垂直電荷転送チ
ャネルと、 前記第1の光電変換素子と対応する前記垂直電荷転送チ
ャネルとの間に形成された第1の読み出しゲートと、前
記第2及び第3の光電変換素子と対応する前記垂直電荷
転送チャネルとの間に形成された第2の読み出しゲート
と、 前記垂直電荷転送チャネル上に形成され、1行の光電変
換素子行に対して少なくとも1本設けられた電荷転送電
極であって、前記第1の読み出しゲート上を覆う第1の
電荷転送電極と、前記第2の読み出しゲート上を覆う第
2の電荷転送電極と、を含む電荷転送電極と、 前記光電変換素子内への電荷の蓄積を開始する露光開始
タイミングt1から第1の期間経過後の第1の読み出し
タイミングt2において、前記第1の電荷転送電極と前
記第2の電荷転送電極とのいずれか一方にのみ電荷読み
出しパルス信号を印加するとともに、前記第1の読み出
しタイミングt2から第2の期間経過後の第2の読み出
しタイミングt3において、前記第1及び第2の電荷転
送電極に電荷読み出しパルス信号を印加し、かつ、前記
第1の読み出しタイミングt2と前記第2の読み出しタ
イミングt3との間の、ある期間内に、前記第1の読み
出しタイミングt2において読み出した電荷を前記垂直
電荷転送チャネルを介して不要電荷として外部に転送す
る信号を前記電荷転送電極に印加する制御回路とを有す
るカラー撮像装置。
1. A first photoelectric conversion element, which is a sampling point arranged in a checkered and matrix form, wherein a first photoelectric conversion element having a first color filter is arranged in a row direction. A second photoelectric conversion element row in which a row and a second photoelectric conversion element having a second color filter and a third photoelectric conversion element having a third color filter are alternately arranged in the row direction A vertical charge transfer channel provided in correspondence with one of the photoelectric conversion element rows arranged in the column direction and extending in the column direction; and A first read gate formed between one photoelectric conversion element and the corresponding vertical charge transfer channel; and a first read gate formed between the second and third photoelectric conversion elements and the corresponding vertical charge transfer channel. A second read gate, A first charge transfer electrode formed on the vertical charge transfer channel and provided for at least one photoelectric conversion element row, the first charge transfer electrode covering the first readout gate; A charge transfer electrode including a second charge transfer electrode covering over the second readout gate; and a first charge transfer electrode after a first period elapses from an exposure start timing t1 at which charge accumulation in the photoelectric conversion element is started. At a read timing t2, a charge read pulse signal is applied to only one of the first charge transfer electrode and the second charge transfer electrode, and a second period elapses from the first read timing t2. At a later second read timing t3, a charge read pulse signal is applied to the first and second charge transfer electrodes, and the first read timing t2 And a signal for transferring the charge read out at the first read timing t2 to the outside as unnecessary charge via the vertical charge transfer channel within a certain period between the charge transfer and the second read timing t3. A color imaging device having a control circuit for applying an electrode.
【請求項2】 前記第1の色フィルタは緑色フィルタで
あり、前記第2及び第3の色フィルタのうちいずれか一
方が赤色の色フィルタであり、他方が青色の色フィルタ
である請求項1に記載のカラー撮像装置。
2. The color filter according to claim 1, wherein the first color filter is a green color filter, one of the second and third color filters is a red color filter, and the other is a blue color filter. 3. The color imaging device according to item 1.
【請求項3】 さらに前記制御回路は、 前記第1の光
電変換素子のセンサ感度をS1とし、前記第2及び第3
の光電変換素子のセンサ感度をS2及びS3とした時
に、以下の式によって決められる露光開始時間t1と第
1及び第2の読み出しタイミングt2及びt3との関係
を有するタイミングで読み出しパルス信号を発生する制
御回路である請求項1又は2に記載のカラー撮像装置。 S2/S1=(t3−t1)/(t3−t2)又はS3
/S1=(t3−t1)/(t3−t2)
3. The control circuit according to claim 2, wherein the sensor sensitivity of the first photoelectric conversion element is S1, and the second and third sensors are
When the sensor sensitivities of the photoelectric conversion elements are S2 and S3, a read pulse signal is generated at a timing having a relationship between the exposure start time t1 and the first and second read timings t2 and t3 determined by the following equation. The color imaging device according to claim 1, which is a control circuit. S2 / S1 = (t3-t1) / (t3-t2) or S3
/ S1 = (t3-t1) / (t3-t2)
【請求項4】 前記第1から第3までの光電変換素子
は、それぞれの色について、平面上で等方的に配置され
ている請求項1から3までのいずれか1に記載のカラー
撮像装置。
4. The color imaging device according to claim 1, wherein the first to third photoelectric conversion elements are isotropically arranged on a plane for each color. .
【請求項5】 市松状かつ行列状に整列配置されたサン
プリング点であって、第1の色フィルタを備えた第1の
光電変換素子が行方向に配置されている第1の光電変換
素子行と、第2の色フィルタを備えた第2の光電変換素
子と第3の色フィルタを備えた第3の光電変換素子とが
行方向に交互に配置されている第2光電変換素子行と、
の列方向交互配列を含むサンプリング点と、列方向に整
列配置されている光電変換素子列に対応して1本設けら
れ列方向に延びる垂直電荷転送チャネルと、前記第1の
光電変換素子行と前記第2の光電変換素子行とに含まれ
る光電変換素子の一定位置の縁と、それぞれの光電変換
素子を含む光電変換素子列に対応して設けられている前
記垂直電荷転送チャネルとの間に形成された第1及び第
2の読み出しゲートと、前記光電変換素子行1行に対し
て少なくとも1本設けられ行方向に延びる電荷転送電極
であって、前記第1の光電変換素子行と前記第2の光電
変換素子行とに対して、前記第1の読み出しゲート上を
覆う第1の電荷転送電極と前記第2の読み出しゲート上
を覆う第2の電荷転送電極とを含む電荷転送電極とを含
むカラー撮像装置の制御方法であって、 (a)露光開始タイミングt1において、前記光電変換
素子内への電荷の蓄積を開始する工程と、 (b)前記露光開始タイミングt1から第1の期間経過
後の第1の読み出しタイミングt2において、前記第1
の電荷転送電極又は前記第2の電荷転送電極のいずれか
一方にのみ電荷読み出しパルス信号を印加する工程と、 (c)前記(b)工程において読み出された信号電荷を
前記垂直電荷転送チャネルを介して不要電荷として外部
に吐き出す工程と、 (d)前記第1の読み出しタイミングt2から第2の期
間経過後の第2の読み出しタイミングt3において、前
記第1及び第2の電荷転送電極の両方に電荷読み出しパ
ルス信号を印加する工程とを有するカラー撮像装置の制
御方法。
5. A first photoelectric conversion element row in which first photoelectric conversion elements having first color filters are arranged in a row direction at sampling points arranged in a checkered and matrix form. A second photoelectric conversion element row in which a second photoelectric conversion element including a second color filter and a third photoelectric conversion element including a third color filter are alternately arranged in a row direction;
And a vertical charge transfer channel provided in correspondence with the photoelectric conversion element columns arranged in the column direction and extending in the column direction, and the first photoelectric conversion element rows. Between the edge of a certain position of the photoelectric conversion element included in the second photoelectric conversion element row and the vertical charge transfer channel provided corresponding to the photoelectric conversion element column including each photoelectric conversion element. The first and second readout gates formed, and at least one charge transfer electrode provided for one row of the photoelectric conversion element row and extending in the row direction, wherein the first photoelectric conversion element row and the second A second charge transfer electrode including a first charge transfer electrode covering the first read gate and a second charge transfer electrode covering the second read gate. Color imaging device including A control method, wherein: (a) at the exposure start timing t1, a step of starting to accumulate charges in the photoelectric conversion element; and (b) a first period after a lapse of a first period from the exposure start timing t1. At the read timing t2, the first
(C) applying a charge readout pulse signal to only one of the charge transfer electrode and the second charge transfer electrode; and (c) transferring the signal charge read out in the step (b) to the vertical charge transfer channel. (D) discharging at a second read timing t3 after a lapse of a second period from the first read timing t2 to both of the first and second charge transfer electrodes. Applying a charge readout pulse signal.
【請求項6】 前記工程(c)は、第1の読み出しタイ
ミングt2と第2の読み出しタイミングt3との間のあ
る期間内に、前記電荷転送電極に対して電荷を転送する
ための電荷転送パルス信号を印加する工程である請求項
5に記載のカラー撮像装置の制御方法。
6. The method according to claim 1, wherein the step (c) includes: a charge transfer pulse for transferring charge to the charge transfer electrode within a certain period between a first read timing t2 and a second read timing t3. The method for controlling a color imaging device according to claim 5, wherein the method is a step of applying a signal.
【請求項7】 市松状かつ行列状に整列配置されたサン
プリング点であって、第1の色フィルタを備えた第1の
光電変換素子が行方向に配置されている第1の光電変換
素子行と、第2の色フィルタを備えた第2の光電変換素
子と第3の色フィルタを備えた第3の光電変換素子とが
行方向に交互に配置されている第2光電変換素子行との
列方向交互配列を含むサンプリング点と、 前記光電変換素子内への電荷の蓄積を開始する露光開始
タイミングt1から第1の期間経過後の第1の読み出し
タイミングt2において、前記第1の光電変換素子行又
は前記第2の光電変換素子行のいずれか一方からのみ電
荷読み出しを行うとともに、前記第1の読み出しタイミ
ングt2から第2の期間経過後の第2の読み出しタイミ
ングt3において、前記第1及び第2の光電変換素子行
の両方から電荷読み出しを行い、かつ、前記第1の読み
出しタイミングt2と前記第2の読み出しタイミングt
3との間の、ある期間内に、前記第1の読み出しタイミ
ングt2において読み出した電荷を不要電荷として外部
に転送する制御を行う制御回路とを有するカラー撮像装
置。
7. A first photoelectric conversion element row in which first photoelectric conversion elements having first color filters are arranged in a row direction at sampling points arranged in a checkered and matrix form. And a second photoelectric conversion element row in which a second photoelectric conversion element including a second color filter and a third photoelectric conversion element including a third color filter are alternately arranged in a row direction. The first photoelectric conversion element is provided at a sampling point including an alternate arrangement in the column direction and at a first read timing t2 after a lapse of a first period from an exposure start timing t1 at which charge accumulation in the photoelectric conversion element is started. The charge is read out from only one of the row and the second photoelectric conversion element row, and at the second read timing t3 after the lapse of a second period from the first read timing t2, the first and second rows are read. Performs charge read from both the second photoelectric conversion element row, and wherein the first read timing t2 the second read timing t
A control circuit for performing control to transfer the charge read out at the first read timing t2 as unnecessary charge to the outside during a certain period between the first and second color imaging devices.
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