JP2009516914A - 完全解像度最上層および低解像度下層を有する垂直カラーフィルターセンサー群 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、垂直カラーフィルター(VCF)センサー群のアレイまたはアレイの任意の実施態様を読み出すための方法でり、アレイは最上層およびセンサーの内の他の1つを含む少なくとも1つの低層を持つ。最上層だけは充分な解像度で読み出すことができる。各低層は、ピクセルセンサー位置の全数よりも少ないセンサー出力を発生するために、充分な解像度よりも小さい解像度で読み出すことができるだけである。通常、センサー群はセル中に配置され、各セルはS個のセンサー群を含み、最上層においてS個のセンサーを持ち、セルの各低層においてS個のセンサーよりも少ないセンサーを持つ。通常、各低層において少なくとも1つの共有センサーを含み、また各セルはセルのセンサーとセンスノードとの間にセンサー選択スイッチ(たとえば、トランジスタ)を含む。
【選択図】なし
Description
Claims (30)
- 垂直カラーフィルターセンサー群のアレイであって、前記センサー群の各々は最上部センサーを含む3つの垂直に積層した感光性センサーを含み、すべての前記センサー群の最上部センサーは共にセンサーの最上層を構成し、センサー群の他のセンサーは共にセンサーの2つの低層を構成し、前記最上層だけは十分な解像度で読み出すことができ、前記低層の各々は十分な解像度より小さい解像度で読み出すことができるようにアレイが構成されていることを特徴とするアレイ。
- 前記アレイは最上面を有し、前記最上面に読み出し回路を含み、前記最上層はX個の最上部センサーを含み、Xは数であり、前記低層の各々はX個のセンサーよりも少ないセンサーを含み、コンタクトは前記低層の各々における各センサーから前記読み出し回路へ伸びることを特徴とする、請求項1記載のアレイ。
- 前記アレイは基板上に形成された構造を含む固体材料から実質的に構成され、前記構造は前記センサー群および前記読み出し回路を実現し、前記低層の各々は前記基板と前記最上面の間に作られ、各前記コンタクトは、前記低層の各々における各センサーから前記読み出し回路へ少なくとも実質的に垂直に伸びることを特徴とする、請求項2記載のアレイ。
- 前記低層は、最下層、および前記最上層と前記最下層の間に中間層を含み、
前記最下層はY個のセンサーを含み、前記中間層はZ個のセンサーを含み、YおよびZの各々は少なくとも実質的にX/4に等しいことを特徴とする、請求項3記載のアレイ。 - 前記センサー群のセンサーに接続した読み出し回路をも含むことを特徴とする、請求項1記載のアレイ。
- 前記センサーの少なくとも1つの前記低層における少なくとも1つのセンサーは共有センサーであり、各前記共有センサーは少なくとも2つのセンサー群によって共有されていることを特徴とする、請求項1記載のアレイ。
- 少なくとも1つの前記最上部センサーは第1のサイズを持ち、各前記共有センサーは前記第1のサイズより実質的に大きいサイズを持つことを特徴とする、請求項6記載のアレイ。
- 前記センサー群の各々の各センサーに接続した読み出し回路も含むアレイであって、前記アレイは、基板上に形成され、前記センサー群および読み出し回路を実現する構造を含む固体材料から本質的に構成されていることを特徴とする、請求項1記載のアレイ。
- センサー群セルのアレイであって、前記アレイの各センサー群セルは、
S個の垂直カラーフィルターセンサー群であって、ここでSは数であり、前記センサー群の各々は3つの垂直に積層した最上部センサーを含む感光性センサーを含むことを特徴とし、
すべての前記センサー群の前記最上部センサーは共にセンサーの最上層を構成し、前記センサー群の他のセンサーは共に前記最上層の下に2つの低層のセンサーを構成し、各前記セルは、前記最上層においてS個のセンサーを含むとともに、前記低層の各々においてS個のセンサーより少ないセンサーを含むことを特徴とする、アレイ。 - 各前記セルは前記低層の各々において少なくとも1つの共有センサーを含み、各前記共有センサーは少なくとも2つのセンサー群によって共有されていることを特徴とする、請求項9記載のアレイ。
- 前記アレイは最上面を持ち、各前記セルは前記最上面で読み出し回路を含み、前記アレイは基板上に形成された構造を含む固体材料から本質的になり、前記構造は各前記セルの前記読み出し回路および前記センサー群を実現し、コンタクトは、前記低層の各々における前記センサーの各々から前記読み出し回路へ少なくとも実質的に垂直に伸びていることを特徴とする、請求項9記載のアレイ。
- 各前記セルは、
センスノード、および
前記セルのセンサーおよび前記センスノードの間で接続したセンサー選択スイッチ
を含み、
前記センサー選択スイッチは読み出し時に制御されるように構成され、センスノードで前記セルの各々のセンサーにおいてシーケンシャルに読み出しを達成することを特徴とする、請求項11記載のアレイ。 - 前記センサー選択スイッチの各々はトランジスタであることを特徴とする、請求項12記載のアレイ。
- S=4で、前記低層は最下層および前記最上層および最下層の間の中間層であり、各前記セルは前記最下層および中間層の各々において1つのセンサー並びに6つのセンサー選択スイッチを含み、前記最下層および中間層の各々において各センサーは前記セルのすべてのセンサー群によって共有され、前記センサー選択スイッチの1つは前記最下層における前記センサーに接続され、前記センサー選択スイッチの別の1つは前記中間層におけるセンサーに接続され、前記センサー選択スイッチの各他のセンサーは前記最上層におけるセンサーの異なる1つに接続されていることを特徴とする、請求項12記載のアレイ。
- 垂直カラーフィルターセンサー群のアレイであって、前記センサー群の各々は3つの垂直に積層した、青色センサー、緑色センサー、および赤色センサーを含む感光性センサーを含み、すべての前記センサー群の青色センサーは共にセンサーの最上層を構成し、すべての前記センサー群の緑色センサーは共にセンサーの中間層を構成し、すべての前記センサー群の赤色センサーは共にセンサーの最下層を構成し、前記アレイは、十分な解像度で前記最上層だけを読み出し、十分な解像度より小さい解像度で各々の他の層だけを読み出すことができるように構成されていることを特徴とする、アレイ。
- 前記センサー群の各々における前記センサーの各々に接続された読み出し回路を含むアレイであって、前記アレイは、基板上に形成され、前記センサー群および前記読み出し回路を実現する構造を含む固体材料から本質的に構成されていることを特徴とする、請求項15記載のアレイ。
- 前記アレイは、X個の青色センサー、Y個の緑色センサー、およびZ個の赤色センサーを含み、X>YかつX>Zであることを特徴とする、請求項15記載のアレイ。
- Xは4Yに少なくとも実質的に等しく、Xは4Zに少なくとも実質的に等しいことを特徴とする、請求項17記載のアレイ。
- 前記アレイは、最上面を持ち、前記アレイは、
最上面に読み出し回路、
緑色センサーコンタクトであって、各緑色センサーコンタクトは緑色センサーの1つと読み出し回路の間に伸びている緑色センサーコンタクト、
赤色センサーコンタクトであって、各赤色センサーコンタクトは赤色センサーの1つと読み出し回路の間に伸びている赤色センサーコンタクト、
をも含むことを特徴とする、請求項17記載のアレイ。 - 前記アレイは基板上に形成された構造を含む固体材料から本質的になり、前記構造は前記読み出し回路および前記センサー群を実現し、前記緑色センサーコンタクトの各々は、前記緑色センサーの1つから前記読み出し回路へ少なくとも実質的に垂直に伸び、前記赤色センサーコンタクトの各々は、前記赤色センサーの1つから前記読み出し回路へ少なくとも実質的に垂直に伸びていることを特徴とする、請求項19記載のアレイ。
- 少なくとも1つの中間層および最下層の少なくとも1つのセンサーは共有センサーであり、各前記共有センサーは少なくとも2つのセンサー群によって共有されていることを特徴とする、請求項15記載のアレイ。
- 少なくとも1つの最上部センサーは第1のサイズを持ち、各前記共有センサーは第1のサイズよりも実質的に大きいサイズを持つことを特徴とする、請求項21記載のアレイ。
- 前記センサーがフォトダイオードとして機能するためにバイアスされるとき、前記センサーの各々はフォトダイオードとして機能するためにバイアスされるように構成され、光生成キャリアを収集するために構成されるキャリア収集素子を持ち、青色センサーの各々のキャリア収集素子は最小サイズのキャリア収集素子であり、赤色センサーおよび緑色センサーの各々のキャリア収集素子は、垂直軸に垂直な面に投影されされた最小サイズのキャリア収集素子の領域より、実質的に大きい前記面に投影された領域を持つことを特徴とする、請求項15記載のアレイ。
- 垂直カラーフィルターセンサー群のアレイであって、前記センサー群の各々は3つの垂直に積層した、青色センサー、緑色センサー、および赤色センサーを含む感光性センサーを含み、前記アレイはX個の青色センサー、Y個の緑色センサー、およびZ個の赤色センサーを含み、X、YおよびZは数であり、Xは4Yに少なくとも実質的に等しく、Xは4Zに少なくとも実質的に等しく、すべての前記センサー群の青色センサーは共にセンサーの最上層を構成し、すべての前記センサー群の緑色センサーは共にセンサーの中間層を構成し、すべての前記センサー群の赤色センサーは共にセンサーの最下層を構成することを特徴とするアレイ。
- 各センサー群の各センサーに接続した読み出し回路をも含むアレイであって、前記アレイは、前記センサー群および読み出し回路を実現する、基板上に形成された構造を含む固体材料から本質的になることを特徴とする、請求項24記載のアレイ。
- 前記アレイは最上面を持ち、前記アレイは、
最上面で読み出し回路、
緑色センサーコンタクトであって、各緑色センサーコンタクトは緑色センサーの1つと読み出し回路の間に伸びている緑色センサーコンタクト、および
赤色センサーコンタクトであって、各赤色センサーコンタクトは赤色センサーの1つと読み出し回路の間に伸びている赤色センサーコンタクト、
をも含むことを特徴とする、請求項24記載のアレイ。 - 前記アレイは基板上に形成された構造を含む固体材料から本質的になり、前記構造は前記読み出し回路および前記センサー群を実現し、前記緑色センサーコンタクトの各々は、前記緑色センサーの1つから前記読み出し回路へ少なくとも実質的に垂直に伸び、前記赤色センサーコンタクトの各々は、前記赤色センサーの1つから前記読み出し回路へ少なくとも実質的に垂直に伸びていることを特徴とする、請求項26記載のアレイ。
- 中間層および最下層の各々の少なくとも1つのセンサーは共有センサーであり、各前記共有センサーは少なくとも2つのセンサー群によって共有されていることを特徴とする、請求項24記載のアレイ。
- 少なくとも1つの最上部センサーは第1のサイズを持ち、各前記共有センサーは第1のサイズよりも実質的に大きいサイズを持つことを特徴とする、請求項28記載のアレイ。
- 前記センサーがフォトダイオードとして機能するためにバイアスされるとき、前記センサーの各々は、フォトダイオードとして機能するためにバイアスされるように構成され、光生成キャリアを収集するために構成されるキャリア収集素子を持ち、青色センサーの各々のキャリア収集素子は最小サイズのキャリア収集素子であり、赤色センサーおよび緑色センサーの各々のキャリア収集素子は、垂直軸に垂直な面に投影されされた最小サイズのキャリア収集素子の領域より、実質的に大きい前記面に投影された領域を持つことを特徴とする、請求項24記載のアレイ。
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