JP2011525735A - 広開口画像センサ画素 - Google Patents

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Abstract

画像センサは４画素の単位セル（２０４）を有する。画像センサは、光に応じて電荷を集める４つの感光領域（２１１、２１２、２１３、２１４）、該４つの感光領域のそれぞれから１つの共通の電荷−電圧変換機構へ、それぞれ前記電荷を渡す４つの転送トランジスタ（２０７、２０８、２０９、２１０）、３つの制御線（ＴＧ１、ＴＧ２、ＴＧ３）であって、該転送トランジスタのうちの２つ（２０８、２１０）を制御する第１の制御線（ＴＧ）、該転送トランジスタのうちの１つ（２０７）を制御する第２の制御線（ＴＧ１）、及び該転送トランジスタのうちの１つ（２０９）を制御する第３の制御線（ＴＧ３）、前記共通の電荷−電圧変換機構に接続され、前記電荷−電圧変換機構からの信号に応答して出力信号を生成する増幅器（２０５）、並びに前記共通の電荷−電圧変換機構に接続され、前記電荷−電圧変換機構を所定の信号レベル（ＶＤＤ）にリセットするリセット・トランジスタ（２０６）、を有する。

Description

本発明は、概して画像センサに関し、より詳細には感度を増大するためにフォトダイオードを覆う金属線間の開口の改善された画像センサに関する。
要求を満たすために、画素サイズが１．７μｍ未満に縮小されると、トレードオフがある。主な欠点は、画素面積が小さくなり、画素ワイヤ間のより小さくなった開口があまりにも多くの光を遮るため、感度が下がってしまうことである。
例えば、図１を参照すると、米国特許文献２００８／００６２２９０Ａ１の画素概略図が示されている。単位セルは、フローティング・ディフュージョンと、それぞれフォトダイオード１１２、１１３、１１４及び１１１との間の電荷の流れを制御する４つの転送ゲート１０７、１０８、１０９及び１１０を有する。トランジスタ１０６は、フローティング・ディフュージョンを電源供給ＶＤＤの電位にリセットする。トランジスタ１０５は、フローティング・ディフュージョン電圧をバッファリングし、行選択トランジスタ１０３は、該電圧を出力信号線へ切り替える。この画素概略図では、合計６つの水平なワイヤ及び２つの垂直なワイヤがある。１．４μｍの画素サイズが必要な場合、２．８μｍの単位セルは、６つの水平なワイヤを含んでいなければならない。標準的な金属の２本のワイヤと空隙の要件が０．１８μｍの場合、これらの６つのワイヤは、２．８μｍの内の１．８０μｍを占め、画素単位セル内の２つのフォトダイオードのために１．０μｍのホールしか残らない。フォトダイオード毎に０．５μｍの開口は、赤色光の波長（６５０ｎｍ）よりも小さい。その結果、画素の量子効率は、非常に粗悪になるだろう。
金属ワイヤ間の開口は、３以上の金属層を用いることによって、広くさせることができる。携帯電話のカメラレンズは、標準的に、垂線から２５度の角度で入射し得る光線を有している。３以上の層の高さに積み上げられた金属ワイヤは、２５度傾いた入射光がフォトダイオードに達するのを遮る。
本発明は、フォトダイオード上の金属ワイヤ間の狭い開口の問題を解決すると同時に、低解像度画像モードにおいて画素を加算することによって、改善された感度を可能とする。
画像センサは４画素の単位セルを有する。画像センサは、光に応じて電荷を集める４つの感光領域、該４つの感光領域のそれぞれから１つの共通の電荷−電圧変換機構へ、それぞれ前記電荷を渡す４つの転送トランジスタ、３つの制御線であって、該転送トランジスタのうちの２つを制御する第１の制御線、該転送トランジスタのうちの１つを制御する第２の制御線、及び該転送トランジスタのうちの１つを制御する第３の制御線、前記共通の電荷−電圧変換機構に接続され、前記電荷−電圧変換機構からの信号に応答して出力信号を生成する増幅器、並びに前記共通の電荷−電圧変換機構に接続され、前記電荷−電圧変換機構を所定の信号レベルにリセットするリセット・トランジスタ、を有する。
本発明の目的は、フォトダイオード上の開口面積を増大させるとともに低解像度画像モードにおいて画素を加算することによって改善された感度を可能とすることである。
本発明のこれら及び他の態様、目的、特徴及び利点は、好適な実施例の以下の詳細な説明及び特許請求の範囲から、及び添付の図面を参照することにより一層明らかに理解及び真価が理解されるだろう。
本発明は、フォトダイオードの感度を改善するために、フォトダイオードを覆う開口の面積を増大するという利点を有する。
従来技術の画像センサの概略図である。 本発明の単位セル構成の面積及び形状を示す。 従来の正方形画素に対して、長方形の画素を有する本発明の単位セル画素構成を示す。 従来技術のベイヤ型カラーフィルタ配列を示す。 全整色性フィルタを用いた従来技術の全整色性カラーフィルタ配列を示す。 全整色性フィルタを用いた他の従来技術の全整色性カラーフィルタ配列を示す。 本発明の単位セルの概略図である。 図７の単位セルの配置図である。 本発明の単位セルの代替の実施例である。 図９の概略図の配置図である。 図１０の上に付加された金属配線を示す。 図１１における水平方向の断面Ｂ−Ｂを示す。 図１１における垂直方向の断面Ａ−Ａを示す。 本発明の画像センサの上面図である。 本発明の画像センサを有するイメージ・キャプチャ装置のブロック図を示す。
本発明は、まず、フォトダイオードを覆うワイヤ間の開口の増大された面積を有する画素構造を開示する。図２を参照すると、標準的な画素は、等しい幅W及び高さHを有する。よって、１．４μｍ画素は、１辺が１．４μｍの正方形である。画素は正方形でなければならないという原理的な要件はない。画素のアスペクト比は、幅より長い高さを有するように変えられ得る。このアスペクト比は、水平方向のワイヤを一定の間隔を空けて置く。それは、垂直のワイヤ間の間隔を縮小し、水平のワイヤよりも少ない垂直のワイヤがある。したがって、長方形の画素の金属ワイヤの間の光に対する開口の純増がある。
画像センサ内の長方形の画素に対し、カメラは、画像センサの長方形の画素をディスプレイの正方形の画素に変換する画像処理を用いる。画素のアスペクト比を１６：９や２５：１６のような２つの完全平方数の比であるようなアスペクト比及び他の同様のアスペクト比にすることが望ましい。図３を参照すると、これは、正方形の画素を生成する画像処理アルゴリズムをより簡単にする。図３の左側は、５行４列の正方形の画素のアレイである。長方形の画素が２つの完全正方数である２５対１６のアスペクト比を有している場合、４行５列の長方形の画素のアレイは、正方形の画素のアレイと正確に同一数の画素及び同一の面積を有している。したがって、長方形及び正方形のアレイ配置図の両方とも画素数が等しい。長方形のアレイは、正方形のアレイよりも低い垂直解像度を有するが、高い水平解像度を有している。一般化された事例は、幅
Figure 2011525735
 及び高さ
Figure 2011525735
 を有する長方形の画素である。ここで、Ａは画素の所望の面積であり、ｎは整数である。画素のアスペクト比は、次式で表される。
Figure 2011525735
 長方形の画素の幅及び高さは、これらの値に限定されない。これらの値により、簡易な画像処理アルゴリズムの実装を可能にする。１．４μｍ画素を例として検討する。２５：１６（ｎ＝４）のアスペクト比では、幅は１．１２μｍ、高さは１．７５μｍである。６つの０．．１８μｍの水平金属ワイヤでは、これにより、０．５μｍの金属開口に０．３５μｍが加わり、間隔は０．８５μｍとなる。これは、有意な改善である。
更なる改善は、図１の行選択トランジスタ１０３が、ＶＤＤ電源供給にクロックを供給すること、及びリセット・トランジスタ１０６を行セレクタとして用いることによって、取り除かれうることを認識することによって得られうる。これにより、ＲＳ水平ワイヤが除去される。
留意すべき点は、本発明は、他の水平ワイヤを除去しうるカラーフィルタ配置を含んでいることである。図４は、大多数のカラー画像センサにより用いられる従来のベイヤ型カラーフィルタ・パターンを示す。画素加算は、このパターンでは困難である。各画素は、一つのみのカラーを受け取りうる。赤、緑、青及び全整色性画素を用いたカラーフィルタ・パターンは、米国特許文献２００７／００２４８７９Ａ１に記載されており、図５及び図６に再現されている。図５及び図６の両パターンでは、画素単位セルは、２つの全整色性画素及び２つのカラー画素を含む。全整色性画素は、ベイヤ型パターンの緑色チャネルよりも優れている最終画像の高解像度の輝度成分を形成する。全整色性画素パターンは、人間の目が色解像度よりも輝度解像度に敏感であるという事実を利用する。その画素構造は、また、４画素単位セル内に２つのカラー画素を一緒に加えることによってこの事実を利用する。２つのカラー画素のそれぞれがデジタル化された後のデジタル領域で行う代わりに、画素フローティング・ディフュージョン上の電荷領域でカラー画素を加えることは、ノイズの面で利点がある。
図７は、本発明の実施形態の概略図を示す。これは、図５に示されたカラーフィルタ・パターンで機能するよう設計されている。この概略図は、同一の制御線ＴＧ２によって制御されている２つの転送ゲート２０８及び２１０を有する単位セル２０４である。転送ゲート２０８及び２１０は、望ましくは、入射光に応じて電荷を蓄えるフォトダイオード２１１及び２１３である光感応領域から電荷を転送する。フォトダイオード２１３及び２１１は、赤、緑又は青のいずれかのカラーフィルタの下にあり、それらの電荷は、望ましくはフローティング・ディフュージョン２０３である電荷−電圧変換機構上で、TG２が作動しているときに一緒に加算される。フォトダイオード２１２及び２１４は、全整色性フィルタの下にあり、転送ゲート２０７又は２０９が作動しているとき、フローティング・ディフュージョン２０３へ独立して転送される。トランジスタ２０６は、フローティング・ディフュージョン２０３を電源供給電圧ＶＤＤの電位にリセットする。トランジスタ２０６は、また、行選択トランジスタとしても機能する。増幅用トランジスタ２０５は、出力信号線ＯＵＴへのフローティング・ディフュージョン２０３の電圧をバッファリングする。この単位セル画素２０４は、水平方向に４つしかワイヤを有していない設計である。前述の例の１．７５μｍの高さと０．１８μｍの水平金属ワイヤを有する長方形の１．４μｍ画素を用いると、２本の金属ワイヤ間の開口は、１．２１μｍになる。これは、従来技術の金属開口０．５μｍの２倍以上である。したがって、本発明の量子効率は、従来技術よりはるかに高い。
図８は、４つの画素を有する単位セル２０４のシリコン配置図を示す。４つの転送ゲート２０７乃至２１０は、フローティング・ディフュージョン２０３に関して対称的に配置されている。トランジスタ２０５及び２０６は、フォトダイオードの反対側に置かれている。この画素２０４の配置は、Xの印が付けられた光学中心を有し、水平方向及び垂直方向に規則的間隔で並べられたフォトダイオードを与える。この規則的間隔で並べられたフォトダイオードは、斜めに入射する光に対して、光学的な対称性を維持するために重要である。
図９は、図６に示されたカラーフィルタ・パターンで動作するよう設計された、本発明の代案の実施形態の概略図を示す。この概略図は、同一の制御線ＴＧ３により制御される２つの転送ゲート３０９及び３１０を有する単位セル３０４である。転送ゲート３０９及び３１０は、入射光に応じて電荷を蓄えるフォトダイオード３１１及び３１４から電荷を転送する。フォトダイオード３１１及び３１４は、赤、緑又は青のいずれかのカラーフィルタの下にあり、それらの電荷は、ＴＧ２が作動しているとき、フローティング・ディフュージョン３０３上で、一緒に加算される。フォトダイオード３１２及び３１３は、全整色性フィルタの下にあり、転送ゲート３０７又は３０８が作動しているとき、フローティング・ディフュージョン３０３へ独立して転送される。トランジスタ３０６は、フローティング・ディフュージョン３０３を電源供給電圧ＶＤＤの電位にリセットする。トランジスタ３０６は、また、行選択トランジスタとしても機能する。増幅用トランジスタ３０５は、出力信号線ＯＵＴへのフローティング・ディフュージョン３０３の電圧をバッファリングする。この単位セル画素３０４は、水平方向に４つしかワイヤを有していない設計である。前述の例の１．７５μｍの高さと０．１８μｍの水平金属ワイヤを有する長方形の１．４μｍ画素を用いると、２本の金属ワイヤ間の開口は、１．２１μｍになる。これは、従来技術の金属開口０．５μｍの２倍以上である。したがって、本発明の量子効率は、従来技術よりはるかに高い。
図１０は、４つの画素を含む図９の単位セル３０４のシリコン配置図を示す。４つの転送ゲート３０７乃至３１０は、フローティング・ディフュージョン３０３に関して対称的に配置されている。トランジスタ３０５及び３０６は、フォトダイオードの反対側に置かれている。この画素３０４の配置は、Xの印が付けられた光学中心を有し、水平方向及び垂直方向に規則的間隔で並べられたフォトダイオードを与える。この規則的間隔で並べられたフォトダイオードは、斜めに入射する光に対して、光学的な対称性を維持するために重要である。全整色性画素は全て１つの行にあるため、フォトダイオード上に集光するために、円筒形状のマイクロ・レンズが用いられうる。
図１１は、図１０の上に付加された金属配線を示す。４つの水平ワイヤＴＧ１、ＴＧ２、ＴＧ３及びＲＧは、フォトダイオードの行間の境界の頭上に２つの対で配置されている。これにより、フォトダイオードへの光の通過のために、ワイヤ間の最大の開口が与えられる。垂直のワイヤＯＵＴ及びＶＤＤは、異なる水準の金属化で作られている。
図１２は、図１１における水平方向の断面Ｂ−Ｂを示す。この画素配置図の特に有利な点は、入射光に対して障害物を最小限にするよう、水平方向の断面Ｂ−Ｂが、１つの金属層のみしか有していないことである。ワイヤは、２つのフォトダイオード間にある１つのフローティング・ディフュージョン３１５線と、次の２つのフォトダイオードの対の間にある２つのワイヤＯＵＴ及びＶＤＤを交互に繰り返す。これは、光学的な左右非対称を取り込んでしまうが、フローティング・ディフュージョン線３１５の幅を広くすることによって軽減されうる。
図１３は、図１１における垂直方向の断面Ａ−Ａを示す。この断面図は、ワイヤTG１、TG２、TG３及びRGが第２の金属層上にあることを示す。長方形の画素の長い側は、第２の金属ワイヤ間の開口を最大化するように、この断面図に沿って配置される。
本発明の最初の実施例は、図１１、１２及び１３に示されているのと同様な配線配置を有している。
本発明の両方の実施例は、電子が電荷のキャリアであるＮＭＯＳ画素、又はホールが電荷のキャリアであるＰＭＯＳ画素として製造されうる。
図１４は、二次元配列に配置された複数の画素３２１を有する本発明の画像センサ３２０の上面図である。画素３２１は、単位セル２０４及び３０４に電子的にグループ分けされている。各単位セル２０４及び３０４は、４つの画素を含んでいる。本発明では、単位セルは、４つの画素として定められる。
図１５は、本発明による画素構造を組み込んだ画像センサとともに使われうる画像システムのブロック図である。画像システム１２００は、デジタルカメラ電話機１２０２及びコンピュータ・デバイス１２０４を含む。デジタルカメラ電話機１２０２は、本発明を組み込んだ画像センサを用いることができる画像キャプチャ装置の例である。例えば、デジタルカメラ及びデジタルビデオカメラなどの他の種類の画像キャプチャ装置も、本発明とともに用いられうる。
デジタルカメラ電話機１２０２は、本発明よる実施形態の、携帯型の、手持ち操作ができる、電池駆動の装置である。デジタルカメラ電話機１２０２は、デジタル画像を生成する。該デジタル画像はメモリ１２０６に保存される。ここで、メモリ１２０６は、例えば、内蔵フラッシュＥＰＲＯＭメモリ、又は取り外し可能なメモリ・カードであり得る。磁気ハードディスクドライブ、磁気テープ、又は光ディスクのような他の種類のデジタル画像保存媒体も、メモリ１２０６を実装するために代案として用いられうる。
デジタルカメラ電話機１２０２は、ある光景（示されていない）から、画像集積回路１２１２の画像センサ・アレイ３２０に集光するためにレンズ１２０８を用いる。画像センサ・アレイ３２０は、本発明による実施形態では、ベイヤ型カラーフィルタ・パターンを用いたカラー画像情報を与える。画像センサ・アレイ３２０は、タイミング生成器１２１４によって制御されている。タイミング生成器１２１４は、周囲照明が暗いとき、その場面を照らすためにフラッシュ１２１６も制御する。
画像センサ・アレイ３２０から出力されるアナログ出力信号は、増幅され、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路１２１８によってデジタル・データに変換される。デジタル・データは、バッファ・メモリ１２２０に格納され、続いてデジタル・プロセッサ１２２２により処理される。デジタル・プロセッサ１２２２は、ファームウェア・メモリ１２２４に格納されているファームウェアによって制御される。ファームウェア・メモリ１２２４は、フラッシュＥＰＲＯＭメモリであり得る。デジタル・プロセッサ１２２２は、デジタルカメラ電話機１２０２及びデジタル・プロセッサ１２２２が低電力状態のときでさえ日付と時間を保持するリアルタイム・クロック１２２６を含む。処理されたデジタル画像ファイルは、メモリ１２０６に格納される。メモリ１２０６は、例えば、音楽ファイル（例えばＭＰ３ファイル）、着信音、電話番号、予定表、及びやることリストのような別の種類のデータも格納しうる。
本発明による一実施形態では、デジタルカメラ電話機１２０２は、静止画像をキャプチャする。デジタル・プロセッサ１２２２は、表示されるｓＲＧＢ画像データを生成するために、色及び階調補正を行い、続いて色補間を行う。次に、表示用ｓＲＧＢ画像データは、圧縮され、メモリ１２０６に画像ファイルとして格納される。単なる例として、この画像データは、知られている「Ｅｘｉｆ」画像フォーマットを用いたＪＰＥＧフォーマットに準拠して圧縮されうる。このフォーマットは、様々なＴＩＦＦタグを用いて特定の画像メタデータを格納するＥｘｉｆアプリケーション・セグメントを有する。例えば、写真が撮られた日付と時刻、レンズのF値、及び他のカメラ設定を保存するためや画像の説明文を保存するために、単独のＴＩＦＦタグも使われうる。
デジタル・プロセッサ１２２２は、本発明による実施形態において、ユーザによって選択された異なる画像サイズを生成する。そのようなサイズの一つは、低解像度の「サムネイル」サイズの画像である。サムネイル・サイズの画像の生成については、同一出願人による米国特許文献番号５，１６４，８３１、名称「Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｔｉｌｌ Ｃａｍｅｒａ Ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ Ｍｕｌｔｉ−Ｆｏｒｍａｔ Ｓｔｏｒａｇｅ ｏｆ Ｆｕｌｌ ａｎｄ Ｒｅｄｕｃｅｄ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｉｍａｇｅｓ」、クフタ他、に記載されている。サムネイル画像は、RＡMメモリ１２２８に格納され、ディスプレイ１２３０に供給される。ディスプレイ１２３０は、例えば、アクティブマトリックス型ＬＣＤ又は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）であり得る。サムネイル・サイズの画像を生成することによって、キャプチャされた画像をカラーディスプレイ１２３０上で素早く確認することが可能となる。
本発明による別の実施形態では、デジタルカメラ電話機１２０２は、ビデオ・クリップも生成し、格納する。ビデオ・クリップは、低解像度のビデオ画像フレームを生成するために、画像センサ・アレイ３２０の複数の画素を合わせる（例えば、画像センサ・アレイ３２０の各４行４列の領域内で同じ色の画素を合わせる）ことによって生成される。ビデオ画像フレームは、一定の間隔で、例えば１５ｆｐｓの読み出し速度を用い、画像センサ・アレイ３２０から読み出される。
音声コーデック１２３２は、デジタル・プロセッサ１２２２に接続されており、マイク１２３４から音声信号を受け取る。また、音声コーデック１２３２は、スピーカ１２３６に音声信号を提供する。これらの構成要素は、電話の会話のためや、オーディオトラックを録音及び再生するために、ビデオ・シーケンス又は静止画像とともに用いられる。
スピーカ１２３６は、本発明による実施形態では、ユーザに電話の着信を知らせるためにも使われる。これは、ファームウェア・メモリ１２２４に格納されている標準的な着信を使って、又は、携帯電話ネットワーク１２３８からダウンロードされメモリ１２０６に格納されたカスタム着信音を使うことによって、行われうる。更に、電話の着信通知を無音で（例えば、非可聴で）行うために、振動装置（示されていない）が用いられうる。
デジタル・プロセッサ１２２２は、デジタルカメラ電話機１２０２がラジオ周波数(RF)チャネル１２４２を介して情報を送信及び受信することを可能とする無線モデム１２４０に接続されている。無線モデム１２４０は、３ＧＳＭ網のような別のＲＦリンク（示されていない）を用いて携帯電話ネットワーク１２３８と通信する。携帯電話ネットワーク１２３８は、デジタルカメラ電話機１２０２からアップロードされたデジタル画像を格納する写真サービス提供者１２２４と通信する。コンピュータ・デバイス１２０４を含む他の装置は、インターネット１２４６を介してこれらの画像にアクセスする。携帯電話ネットワーク１２３８は、本発明による実施形態では、通常の電話サービスを提供するために、普通の電話網（示されていない）にも接続されている。
グラフィカル・ユーザ・インタフェース(示されていない)は、ディスプレイ１２３０上に表示され、ユーザ制御１２４８によって制御される。ユーザ制御１２４８は、本発明による実施形態では、電話番号をダイヤルするための専用のプッシュボタン（例えば、電話キーパッド）、モード（例えば、「電話」モード、「予定表」モード、「カメラ」モード）を設定するための制御、４方向制御（上、下、左、右）を有するジョイスティック・コントローラ、及びプッシュボタンの中心の「承認」又は「選択」スイッチを有する。
ドック１２５０は、デジタルカメラ電話機１２０２の電池(示されていない)を充電する。ドック１２５０は、ドック・インタフェース１２５２を介してデジタルカメラ電話１２０２をコンピュータ・デバイス１２０４に接続する。ドック・インタフェース１２５２は、本発明による実施形態では、ＵＳＢインタフェースのような有線インタフェースとして実装される。代案として、本発明による実施形態では、ドック・インタフェース１２５２は、ブルートゥース又はＩＥＥＥ８０２．１１ｂ無線インタフェースのような無線インタフェースとして実装される。ドック・インタフェース１２５２は、画像をメモリ１２０６からコンピュータ・デバイス１２０４にダウンロードするために用いられる。ドック・インタフェース１２５２は、予定表情報をコンピュータ・デバイス１２０４からデジタルカメラ電話機１２０２のメモリ１２０６へ転送するためにも用いられる。
本発明は、特定の好適な実施例を特に参照して詳細に記載された。しかし、変形及び変更が本発明の精神と範囲の範囲内で実行され得ることが理解されるだろう。
１０７ 転送ゲート
１０８ 転送ゲート
１０９ 転送ゲート
１１０ 転送ゲート
１１１ フォトダイオード
１１２ フォトダイオード
１１３ フォトダイオード
１１４ フォトダイオード
２０３ フローティング・ディフュージョン
２０４ 単位セル
２０５ 増幅器
２０６ リセット・トランジスタ
２０７ 転送ゲート
２０８ 転送ゲート
２０９ 転送ゲート
２１０ 転送ゲート
２１１ フォトダイオード
２１２ フォトダイオード
２１３ フォトダイオード
２１４ フォトダイオード
３０３ フローティング・ディフュージョン
３０４ 単位セル
３０５ 増幅器
３０６ リセット・トランジスタ
３０７ 転送ゲート
３０８ 転送ゲート
３０９ 転送ゲート
３１０ 転送ゲート
３１１ フォトダイオード
３１２ フォトダイオード
３１３ フォトダイオード
３１４ フォトダイオード
３２０ 画像センサ
３２１ 画素
１２００ 画像システム
１２０２ デジタルカメラ電話機
１２０４ コンピュータ・デバイス
１２０６ メモリ
１２０８ レンズ
１２１２ 画像集積回路
１２１４ タイミング生成器
１２１６ フラッシュ
１２１８ Ａ／Ｄ変換回路
１２２０ バッファ・メモリ
１２２２ デジタル・プロセッサ
１２２４ ファームウェア・メモリ
１２２６ クロック
１２２８ ＲＡＭメモリ
１２３０ カラーディスプレイ
１２３２ 音声コーデック
１２３４ マイク
１２３６ スピーカ
１２３８ 携帯電話ネットワーク
１２４０ 無線モデム
１２４２ ＲＦチャネル
１２４４ 写真サービス提供者
１２４６ インターネット
１２４８ ユーザ制御
１２５０ ドック
１２５２ ドック・インタフェース

Claims (20)

  1. 画像センサであって、
    ４画素の単位セルを有する複数の画素、
    を有し、
    該４画素の単位セルは、
    （ａ）光に応じて電荷を集める４つの感光領域、
    （ｂ）該４つの感光領域のそれぞれから１つの共通の電荷−電圧変換機構へ、それぞれ前記電荷を渡す４つの転送トランジスタ、
    （ｃ）第１、第２及び第３の制御線であって、該転送トランジスタのうちの２つを制御する第１の制御線、該転送トランジスタのうちの１つを制御する第２の制御線、及び該転送トランジスタのうちの１つを制御する第３の制御線、
    （ｄ）前記共通の電荷−電圧変換機構に接続され、前記電荷−電圧変換機構からの信号に応答して出力信号を生成するトランジスタ、並びに
    （ｅ）前記共通の電荷−電圧変換機構に接続され、前記電荷−電圧変換機構を所定の信号レベルにリセットするリセット・トランジスタ、
    を有する、
    ことを特徴とする画像センサ。
  2. 前記感光領域はフォトダイオードである、
    ことを特徴とする請求項１に記載の画像センサ。
  3. 前記電荷−電圧変換機構は、フローティング・ディフュージョンである、
    ことを特徴とする請求項２記載の画像センサ。
  4. 前記２つのフォトダイオードは、同一のカラーで覆われ、
    前記２つのフォトダイオードは、該２つのフォトダイオードに関連付けられ、前記第１の制御線に接続された転送トランジスタを有する、
    ことを特徴とする請求項３に記載の画像センサ。
  5. 前記単位セルの各画素は、長方形の形状である、
    ことを特徴とする請求項４に記載の画像センサ。
  6. ２つの完全正方数の比に等しいアスペクト比、
    を更に有する請求項５に記載の画像センサ。
  7. 残りの２つのフォトダイオードは、全整色により覆われる、
    ことを特徴とする請求項４に記載の画像センサ。
  8. 第１の金属層上に配置された電源供給及び出力、
    を更に有し、
    前記３つの制御線は、第２の金属層上に配置される、
    ことを特徴とする請求項４に記載の画像センサ。
  9. ２つの完全正方数の比に等しいアスペクト比、
    を更に有する請求項７に記載の画像センサ。
  10. ４μｍ２より小さい各画園面積、
    を更に有する請求項４に記載の画像センサ。
  11. 画像キャプチャ装置であって、
    ４画素の単位セルを有する複数の画素を有する画像センサ、
    を有し、
    該４画素の単位セルは、
    （ａ）光に応じて電荷を集める４つの感光領域、
    （ｂ）該４つの感光領域のそれぞれから１つの共通の電荷−電圧変換機構へ、それぞれ前記電荷を渡す４つの転送トランジスタ、
    （ｃ）第１、第２及び第３の制御線であって、該転送トランジスタのうちの２つを制御する第１の制御線、該転送トランジスタのうちの１つを制御する第２の制御線、及び該転送トランジスタのうちの１つを制御する第３の制御線、
    （ｄ）前記共通の電荷−電圧変換機構に接続され、前記電荷−電圧変換機構からの信号に応答して出力信号を生成するトランジスタ、並びに
    （ｅ）前記共通の電荷−電圧変換機構に接続され、前記電荷−電圧変換機構を所定の信号レベルにリセットするリセット・トランジスタ、
    を有する、
    ことを特徴とする画像キャプチャ装置。
  12. 前記感光領域はフォトダイオードである、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の画像キャプチャ装置。
  13. 前記電荷−電圧変換機構は、フローティング・ディフュージョンである、
    ことを特徴とする請求項１２記載の画像キャプチャ装置。
  14. 前記２つのフォトダイオードは、同一のカラーで覆われ、
    前記２つのフォトダイオードは、該２つのフォトダイオードに関連付けられ、前記第１の制御線に接続された転送トランジスタを有する、
    ことを特徴とする請求項１３に記載の画像キャプチャ装置。
  15. 前記単位セルの各画素は、長方形の形状である、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の画像キャプチャ装置。
  16. ２つの完全正方数の比に等しいアスペクト比、
    を更に有する請求項１５に記載の画像キャプチャ装置。
  17. 残りの２つのフォトダイオードは、全整色により覆われる、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の画像キャプチャ装置。
  18. 第１の金属層上に配置された電源供給及び出力、
    を更に有し、
    前記３つの制御線は、第２の金属層上に配置される、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の画像キャプチャ装置。
  19. ２つの完全正方数の比に等しいアスペクト比、
    を更に有する請求項１７に記載の画像キャプチャ装置。
  20. １４μｍ２より小さい各画素面積、
    を更に有する請求項１４に記載の画像キャプチャ装置。
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