JP2609133B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JP2609133B2 JP2609133B2 JP63144573A JP14457388A JP2609133B2 JP 2609133 B2 JP2609133 B2 JP 2609133B2 JP 63144573 A JP63144573 A JP 63144573A JP 14457388 A JP14457388 A JP 14457388A JP 2609133 B2 JP2609133 B2 JP 2609133B2
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Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光学的画像情報を検知し電気信号に変換し
て出力するリニア・イメージセンサから成る固体撮像装
置に関する。
て出力するリニア・イメージセンサから成る固体撮像装
置に関する。
リニア・イメージセンサからなる固体撮像装置は、す
でにファクシミリ、OCR、複写器、非接触型計測器等の
分野において実用化されている。
でにファクシミリ、OCR、複写器、非接触型計測器等の
分野において実用化されている。
従来のかかる固体撮像装置の構造を第５図に基づいて
説明すると、入射光のパターンを電気信号に変換するフ
ォトダイオード一次元アレイ１と、夫々のフォトダイオ
ードに蓄積した電荷を時系列的に読み出す走査回路２を
具備したリニア・イメージセンサから成っている。更に
詳述すれば、カラー・イメージセンサの場合、３個ずつ
を一組とするフォトダイオードの表面に赤（Ｒ）、青
（Ｂ）、緑（Ｇ）のカラー・フィルタが順次に設けら
れ、走査回路２は夫々のフォトダイオードに対応する電
荷転送エレメントを有する電荷転送デバイス（CCD）か
ら成り、一次元アレイ１の夫々のフォトダイオードに蓄
積された電荷を転送ゲート３を介して夫々所定の電荷転
送エレメントに並列転送した後、所謂４相駆動方式等に
基づくクロック信号に同期して順次に電荷を長手方向に
転送し、ソースフォロワ・アンプ４にて低インピーダン
スの信号に変換し時系列となったビデオ信号を出力す
る。
説明すると、入射光のパターンを電気信号に変換するフ
ォトダイオード一次元アレイ１と、夫々のフォトダイオ
ードに蓄積した電荷を時系列的に読み出す走査回路２を
具備したリニア・イメージセンサから成っている。更に
詳述すれば、カラー・イメージセンサの場合、３個ずつ
を一組とするフォトダイオードの表面に赤（Ｒ）、青
（Ｂ）、緑（Ｇ）のカラー・フィルタが順次に設けら
れ、走査回路２は夫々のフォトダイオードに対応する電
荷転送エレメントを有する電荷転送デバイス（CCD）か
ら成り、一次元アレイ１の夫々のフォトダイオードに蓄
積された電荷を転送ゲート３を介して夫々所定の電荷転
送エレメントに並列転送した後、所謂４相駆動方式等に
基づくクロック信号に同期して順次に電荷を長手方向に
転送し、ソースフォロワ・アンプ４にて低インピーダン
スの信号に変換し時系列となったビデオ信号を出力す
る。
しかしながら、このような従来の固体撮像装置にあっ
ては、第５図に示すように、１個の画素の色を再現する
のにR,G,Bの３個のフォトダイオードを一組として列方
向に配列するので、高解像度化等の為に画素数を増やそ
うとするとフォトダイオード一次元アレイ１の長手方向
の長さが極めて長くなり、装置の大型化、及び全信号を
読出すために長時間を要する等の問題を招来する。
ては、第５図に示すように、１個の画素の色を再現する
のにR,G,Bの３個のフォトダイオードを一組として列方
向に配列するので、高解像度化等の為に画素数を増やそ
うとするとフォトダイオード一次元アレイ１の長手方向
の長さが極めて長くなり、装置の大型化、及び全信号を
読出すために長時間を要する等の問題を招来する。
本発明は、このような課題に鑑みて成されたものであ
り、装置を小型化し且つ信号読出し時間を短縮化すると
共に、各色相における混色を低減することができる構造
を有する固体撮像装置を提供することを目的とする。
り、装置を小型化し且つ信号読出し時間を短縮化すると
共に、各色相における混色を低減することができる構造
を有する固体撮像装置を提供することを目的とする。
色再現に必要な原色又は補色の色相を検知する複数の
リニア・イメージセンサを各色相毎に平行に配列すると
共に、各リニア・イメージセンサ間におけるパッシベー
ション層に入射する光を屈折せせて分離する凹状溝をリ
ニア・イメージセンサの長手方向に沿って形成した。
リニア・イメージセンサを各色相毎に平行に配列すると
共に、各リニア・イメージセンサ間におけるパッシベー
ション層に入射する光を屈折せせて分離する凹状溝をリ
ニア・イメージセンサの長手方向に沿って形成した。
このような構成を有する本発明の固体撮像装置にあっ
ては、各画素の色再現に必要な原色または補色の色信号
を検出する光電変換素子アレイ及び該光電変換素子アレ
イに発生する信号電荷を外部へ出力する電荷転送デバイ
スを有するリニア・イメージセンサを各色毎に平行に配
置したので、従来の様に列方向に長くならない。その結
果、装置の大型化を防止し、信号読出しのための転送効
率を向上させることができる。又、夫々のリニア・イメ
ージセンサ間に入射する光を屈折させて分離する凹状溝
を設けたので、リニア・イメージセンサ相互間の信号の
移動を防止し、混色を防止すると共に色分解能を向上す
ることができる。
ては、各画素の色再現に必要な原色または補色の色信号
を検出する光電変換素子アレイ及び該光電変換素子アレ
イに発生する信号電荷を外部へ出力する電荷転送デバイ
スを有するリニア・イメージセンサを各色毎に平行に配
置したので、従来の様に列方向に長くならない。その結
果、装置の大型化を防止し、信号読出しのための転送効
率を向上させることができる。又、夫々のリニア・イメ
ージセンサ間に入射する光を屈折させて分離する凹状溝
を設けたので、リニア・イメージセンサ相互間の信号の
移動を防止し、混色を防止すると共に色分解能を向上す
ることができる。
以下、本発明による固体撮像装置の一実施例を図面と
共に説明する。第１図は第１の実施例を示すブロック図
であり、同図において、５は色を再現する為の３原色又
はその補色の内の一色例えば緑（Ｇ）を検出するための
カラーフィルタが設けらてたフォト・ダイオード群から
成る光電変換素子アレイ、６は青（Ｂ）を検出するため
のカラーフィルタが設けられたフォト・ダイオード群か
ら成る光電変換素子アレイ、７は赤（Ｒ）を検出するた
めのカラーフィルタが設けられたフォト・ダイオード群
から成る光電変換素子アレイであり、各アレイ5,6,7の
各フォト・ダイオードは列方向に対して同一ピッチで配
列された受光領域を有する。
共に説明する。第１図は第１の実施例を示すブロック図
であり、同図において、５は色を再現する為の３原色又
はその補色の内の一色例えば緑（Ｇ）を検出するための
カラーフィルタが設けらてたフォト・ダイオード群から
成る光電変換素子アレイ、６は青（Ｂ）を検出するため
のカラーフィルタが設けられたフォト・ダイオード群か
ら成る光電変換素子アレイ、７は赤（Ｒ）を検出するた
めのカラーフィルタが設けられたフォト・ダイオード群
から成る光電変換素子アレイであり、各アレイ5,6,7の
各フォト・ダイオードは列方向に対して同一ピッチで配
列された受光領域を有する。
８は第１の光電変換素子アレイ５の各フォト・ダイオ
ードに対応する電荷転送エレメントを有する電荷転送デ
バイスであり、第１の光電変換素子アレイ５に併設され
た電荷転送ゲート９を介して平行に設けられている。10
は第２の光電変換素子アレイ６の各フォト・ダイオード
に対応する電荷転送エレメントを有する電荷転送デバイ
スであり、第２の光電変換素子アレイ６に併設された電
荷転送ゲート11を介して平行に設けられている。12は第
３の光電変換素子アレイ７の各フォト・ダイオードに対
応する電荷転送エレメントを有する電荷転送デバイスで
あり、第３の光電変換素子アレイ７に併設された電荷転
送ゲート13を介して平行に設けられている。第1,第2,第
３の各電荷転送デバイス8,10,11の終端の電荷転送エレ
メントにインピーダンス変換用アンプ14,15,16が形成さ
れている。尚、この固体撮像装置は同一の半導体チップ
に一体に形成される。
ードに対応する電荷転送エレメントを有する電荷転送デ
バイスであり、第１の光電変換素子アレイ５に併設され
た電荷転送ゲート９を介して平行に設けられている。10
は第２の光電変換素子アレイ６の各フォト・ダイオード
に対応する電荷転送エレメントを有する電荷転送デバイ
スであり、第２の光電変換素子アレイ６に併設された電
荷転送ゲート11を介して平行に設けられている。12は第
３の光電変換素子アレイ７の各フォト・ダイオードに対
応する電荷転送エレメントを有する電荷転送デバイスで
あり、第３の光電変換素子アレイ７に併設された電荷転
送ゲート13を介して平行に設けられている。第1,第2,第
３の各電荷転送デバイス8,10,11の終端の電荷転送エレ
メントにインピーダンス変換用アンプ14,15,16が形成さ
れている。尚、この固体撮像装置は同一の半導体チップ
に一体に形成される。
第２図は第１図のＡ−Ａ線断面構造を示し、p-型半導
体基板17の表面部分にn+型不純物からなる矩形領域5a,6
a,7aがイオン打込み等によって形成され、これらの領域
がフォト・ダイオードを構成している。矩形領域5a,6a,
7aの表面はシリコン酸化膜で被覆され、該シリコン酸化
膜中には各矩形領域5a,6a,7aに隣接する電荷転送ゲート
9,11,13を形成するためのポリシリコン層9a,10a,12a及
び電荷転送デバイス8,10,12の転送電極となるポリシリ
コン層が形成され、該転送電極となるポリシリコン層の
下にポテンシャル井戸8a,10a,12aを発生させる様になっ
ている。尚、図示しないが、パッシベーション層の上面
には夫々の光電変換素子アレイ5,6,7に入射する原色又
は補色の光りを透過するための所定のカラーフィルタが
設けられている。各電荷転送デバイス8,10,12と光電変
換素子アレイ5,6,7の間のシリコン酸化膜（パッシベー
ション層）の上面には凹レンズ状の凹条溝18,19が電荷
転送デバイス8,10,12の長手方向に沿って形成され、凹
条溝18,19に入射する光ｈνを屈折させて光りを分離す
る。
体基板17の表面部分にn+型不純物からなる矩形領域5a,6
a,7aがイオン打込み等によって形成され、これらの領域
がフォト・ダイオードを構成している。矩形領域5a,6a,
7aの表面はシリコン酸化膜で被覆され、該シリコン酸化
膜中には各矩形領域5a,6a,7aに隣接する電荷転送ゲート
9,11,13を形成するためのポリシリコン層9a,10a,12a及
び電荷転送デバイス8,10,12の転送電極となるポリシリ
コン層が形成され、該転送電極となるポリシリコン層の
下にポテンシャル井戸8a,10a,12aを発生させる様になっ
ている。尚、図示しないが、パッシベーション層の上面
には夫々の光電変換素子アレイ5,6,7に入射する原色又
は補色の光りを透過するための所定のカラーフィルタが
設けられている。各電荷転送デバイス8,10,12と光電変
換素子アレイ5,6,7の間のシリコン酸化膜（パッシベー
ション層）の上面には凹レンズ状の凹条溝18,19が電荷
転送デバイス8,10,12の長手方向に沿って形成され、凹
条溝18,19に入射する光ｈνを屈折させて光りを分離す
る。
次に、かかる固体撮像装置の作動を説明する。第１図
において、該固体撮像装置はファクシミリや複写器等に
適用する場合、複写原稿等に対して矢印Ｘの方向に相対
移動させる。そして、所定ピッチで移動させる毎に後述
する信号読取り動作を行う。即ち、信号読取り動作は、
複写原稿等からの光学的な画像情報を第１〜第３の光電
変換素子アレイ5,6,7の各フォト・ダイオードで光電変
換し、所定の期間において信号電荷を蓄積した後に電荷
転送ゲート9,11,13を導通にしてフォト・ダイオードの
信号電荷を電荷転送デバイス8,10,12の対応する電荷転
送エレメントに移動させる。次に、同一タイミングの例
えば４相駆動信号を電荷転送デバイス8,10,12の転送ゲ
ート電極（図示せず）に印加することにより、第１図の
行方向に並んだ電荷転送エレメント毎にインピーダンス
変換用アンプ14,15,16から時系列的な画像信号を出力す
る。
において、該固体撮像装置はファクシミリや複写器等に
適用する場合、複写原稿等に対して矢印Ｘの方向に相対
移動させる。そして、所定ピッチで移動させる毎に後述
する信号読取り動作を行う。即ち、信号読取り動作は、
複写原稿等からの光学的な画像情報を第１〜第３の光電
変換素子アレイ5,6,7の各フォト・ダイオードで光電変
換し、所定の期間において信号電荷を蓄積した後に電荷
転送ゲート9,11,13を導通にしてフォト・ダイオードの
信号電荷を電荷転送デバイス8,10,12の対応する電荷転
送エレメントに移動させる。次に、同一タイミングの例
えば４相駆動信号を電荷転送デバイス8,10,12の転送ゲ
ート電極（図示せず）に印加することにより、第１図の
行方向に並んだ電荷転送エレメント毎にインピーダンス
変換用アンプ14,15,16から時系列的な画像信号を出力す
る。
この実施例によれば、原色又はその補色の色相毎に光
電変換素子アレイを平行に配列すると共にそれらアレイ
に電荷転送デバイスを併設して信号電荷を読出す様に構
成したので、従来のように長く大きなイメージセンサと
は成らず、コンパクト化することができる。又、各色相
毎の信号電荷を上記複数の電荷転送デバイスを介して並
列に読出すので読出し速度を向上することができる。
又、各色相の画像信号を電荷転送用の駆動信号に同期し
て並列出力することができるので、画像再生等の信号処
理に適している。更に、各リニア・イメージセンサの間
のパッシベーション層に凹条溝を形成したので、各リニ
ア・イメージセンサの境界部分に入射する光りはこれら
の凹条溝によって屈折して分離されるので、各リニア・
イメージセンサ間での混色を防止することができる。
電変換素子アレイを平行に配列すると共にそれらアレイ
に電荷転送デバイスを併設して信号電荷を読出す様に構
成したので、従来のように長く大きなイメージセンサと
は成らず、コンパクト化することができる。又、各色相
毎の信号電荷を上記複数の電荷転送デバイスを介して並
列に読出すので読出し速度を向上することができる。
又、各色相の画像信号を電荷転送用の駆動信号に同期し
て並列出力することができるので、画像再生等の信号処
理に適している。更に、各リニア・イメージセンサの間
のパッシベーション層に凹条溝を形成したので、各リニ
ア・イメージセンサの境界部分に入射する光りはこれら
の凹条溝によって屈折して分離されるので、各リニア・
イメージセンサ間での混色を防止することができる。
第３図は他の実施例を示す縦断面図であり、第２図に
対応して示している。尚、上面より見た構造は第１図と
同様であり、第２図と同一又は相当する部分には同一符
号で示している。即ちこの実施例と第１図〜第２図に示
す実施例との相違点は第３図において、各リニア・イメ
ージセンサ間の半導体基板17内の表面部分に電荷転送デ
バイスの長手方向に沿ってp+型不純物から成るアイソレ
ーション領域20,21がイオン打込み等によって形成さ
れ、このアイソレーション領域20,21に入射する光りｈ
νをこの領域20,21で吸収し、各リニア・イメージセン
サに入射する光りを分離するようになっている。
対応して示している。尚、上面より見た構造は第１図と
同様であり、第２図と同一又は相当する部分には同一符
号で示している。即ちこの実施例と第１図〜第２図に示
す実施例との相違点は第３図において、各リニア・イメ
ージセンサ間の半導体基板17内の表面部分に電荷転送デ
バイスの長手方向に沿ってp+型不純物から成るアイソレ
ーション領域20,21がイオン打込み等によって形成さ
れ、このアイソレーション領域20,21に入射する光りｈ
νをこの領域20,21で吸収し、各リニア・イメージセン
サに入射する光りを分離するようになっている。
第４図は更に他の実施例を示す縦断面図であり、第２
図に対応して示している。尚、上面より見た構造は第１
図と同様であり、第２図と同一又は相当する部分には同
一符号で示している。即ちこの実施例と第１図〜第２図
に示す実施例との相違点は第４図において、パッシベー
ション層の上部表面の光電変換素子アレイ5,6,7の表面
を除く部分に光りを反射する金属層を蒸着によって積層
したり、光りを吸収する黒色の層を塗布することによっ
て積層してあり、これらの遮蔽層22,23に入射する光り
ｈνを反射または吸収することによって各リニア・イメ
ージセンサに入射する光りを分離するようになってい
る。
図に対応して示している。尚、上面より見た構造は第１
図と同様であり、第２図と同一又は相当する部分には同
一符号で示している。即ちこの実施例と第１図〜第２図
に示す実施例との相違点は第４図において、パッシベー
ション層の上部表面の光電変換素子アレイ5,6,7の表面
を除く部分に光りを反射する金属層を蒸着によって積層
したり、光りを吸収する黒色の層を塗布することによっ
て積層してあり、これらの遮蔽層22,23に入射する光り
ｈνを反射または吸収することによって各リニア・イメ
ージセンサに入射する光りを分離するようになってい
る。
以上説明したように本発明の固体撮像装置にあって
は、各画素の色再現に必要な原色または補色の色信号を
検出する光電変換素子アレイ及び該光電変換素子アレイ
に発生する信号電荷を外部へ出力する電荷転送デバイス
を有するリニア・イメージセンサを各色毎に平行に配置
したので、従来の様に列方向に長くならない。その結
果、装置の大型化を防止し、信号読出しのための転送効
率を向上させることができる。又、夫々のリニア・イメ
ージセンサ間に入射する光を屈折させて分離する凹状溝
を設けたので、リニア・イメージセンサ相互間の信号の
移動を防止し、混色を防止すると共に色分解能を向上す
ることができる。
は、各画素の色再現に必要な原色または補色の色信号を
検出する光電変換素子アレイ及び該光電変換素子アレイ
に発生する信号電荷を外部へ出力する電荷転送デバイス
を有するリニア・イメージセンサを各色毎に平行に配置
したので、従来の様に列方向に長くならない。その結
果、装置の大型化を防止し、信号読出しのための転送効
率を向上させることができる。又、夫々のリニア・イメ
ージセンサ間に入射する光を屈折させて分離する凹状溝
を設けたので、リニア・イメージセンサ相互間の信号の
移動を防止し、混色を防止すると共に色分解能を向上す
ることができる。
第１図は本発明の一実施例の構成をシンボリックに示し
たブロック図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ線断面の
構造を示す縦断面図、第３図は他の実施例を第２図に対
応して示す縦断面図、第４図は更に他の実施例を第２図
に対応して示す縦断面図、第５図は従来の固体撮像措置
の構成を示すブロック図である。 5,6,7;光電変換素子アレイ 9,11,13;電荷転送ゲート 8,10,12;電荷転送デバイス 14,15,16;インピーダンス変換用アンプ 18,19;凹条溝 20,21;不純物領域 22,23;遮蔽層
たブロック図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ線断面の
構造を示す縦断面図、第３図は他の実施例を第２図に対
応して示す縦断面図、第４図は更に他の実施例を第２図
に対応して示す縦断面図、第５図は従来の固体撮像措置
の構成を示すブロック図である。 5,6,7;光電変換素子アレイ 9,11,13;電荷転送ゲート 8,10,12;電荷転送デバイス 14,15,16;インピーダンス変換用アンプ 18,19;凹条溝 20,21;不純物領域 22,23;遮蔽層
Claims (1)
- 【請求項１】色再現に必要な原色又は補色の色相を検知
する複数のリニア・イメージセンサを各色相毎に平行に
配列すると共に、各リニア・イメージセンサ間における
パッシベーション層に入射する光を屈折させて分離する
凹状溝をリニア・イメージセンサの長手方向に沿って形
成したことを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63144573A JP2609133B2 (ja) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63144573A JP2609133B2 (ja) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH022169A JPH022169A (ja) | 1990-01-08 |
| JP2609133B2 true JP2609133B2 (ja) | 1997-05-14 |
Family
ID=15365328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63144573A Expired - Fee Related JP2609133B2 (ja) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2609133B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010096642A3 (en) * | 2009-02-20 | 2010-12-16 | Datalogic Scanning, Inc. | Systems and methods of optical code reading using a color imager |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4847216A (ja) * | 1971-10-15 | 1973-07-05 | ||
| JPS577979A (en) * | 1980-06-17 | 1982-01-16 | Fujitsu Ltd | Solid-state image picking up device |
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| JPS62277762A (ja) * | 1986-05-27 | 1987-12-02 | Fuji Photo Film Co Ltd | 固体撮像素子 |
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1988
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH022169A (ja) | 1990-01-08 |
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