JP3021513B2 - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
- Publication number
- JP3021513B2 JP3021513B2 JP2043783A JP4378390A JP3021513B2 JP 3021513 B2 JP3021513 B2 JP 3021513B2 JP 2043783 A JP2043783 A JP 2043783A JP 4378390 A JP4378390 A JP 4378390A JP 3021513 B2 JP3021513 B2 JP 3021513B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photodiodes
- charge transfer
- vertical charge
- imaging device
- transfer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
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］ 本発明は固体撮像素子に関し、特に、EDTV（Extended
Definition TV）方式に有用なインターライン型の固体
撮像素子に関する。
Definition TV）方式に有用なインターライン型の固体
撮像素子に関する。
［従来の技術］ インターレース方式に対応した従来のインターライン
型固体撮像素子の撮像部の平面図を第２図に示す。同図
において、PD2n-2〜PD2nはフォトダイオード、V1（ｋ−
１）〜V3（ｋ−１）およびV2（ｋ）〜V4（ｋ）は垂直転
送電極、TGは垂直転送電極と一体化されたトランスファ
ゲート、CSは素子分離領域である。
型固体撮像素子の撮像部の平面図を第２図に示す。同図
において、PD2n-2〜PD2nはフォトダイオード、V1（ｋ−
１）〜V3（ｋ−１）およびV2（ｋ）〜V4（ｋ）は垂直転
送電極、TGは垂直転送電極と一体化されたトランスファ
ゲート、CSは素子分離領域である。
図示した例では、垂直電荷転送部は４相のCCDで構成
されており、V1（ｋ）〜V4（ｋ）が１つの転送段を構成
している。これに対し、フォトダイオードは１転送段に
２個ずつ設けられており、例えば転送電極V3（ｋ）、V3
（ｋ−１）に高電圧を印加することにより、偶数番目の
フォトダイオードPD2n、PD2n-2の信号電荷を垂直転送部
に読み出すことができ、また、転送電極V1（ｋ−１）に
高電圧を印加すれば奇数番目のフォトダイオードPD2n-1
の信号電荷を読み出すことができる。
されており、V1（ｋ）〜V4（ｋ）が１つの転送段を構成
している。これに対し、フォトダイオードは１転送段に
２個ずつ設けられており、例えば転送電極V3（ｋ）、V3
（ｋ−１）に高電圧を印加することにより、偶数番目の
フォトダイオードPD2n、PD2n-2の信号電荷を垂直転送部
に読み出すことができ、また、転送電極V1（ｋ−１）に
高電圧を印加すれば奇数番目のフォトダイオードPD2n-1
の信号電荷を読み出すことができる。
上述した従来構成の固体撮像素子で単板によるカラー
化を実現するには、グリーン（以下、Ｇと記す）、イエ
ロー（以下、Yeと記す）、シアン（以下、Cyと記す）、
マゼンタ（以下、Mgと記す）のカラーフィルタを、例え
ば、第３図に示した配列により、各フォトダイオードに
１対１に対応するように配置する。そして、各フィール
ドの読み出し時には、偶数番目と奇数番目の（または奇
数番目と偶数番目の）フォトダイオードの信号電荷を１
つの垂直転送電極内に読み出して混合する。例えば、第
１フィールドでは、第２図に示す転送電極V2に低電圧を
印加してバリアを形成し、転送電極V3、V1に高電圧を加
えてフォトダイオードPD2n、PD2n-1の信号電荷を読み出
して転送電極V3、V4、V1下の井戸内で信号電荷を加算、
混合する。また、第２フィールドの読み出し時には、転
送電極V4下にバリアを形成して、転送電極V1〜V3下の井
戸内にフォトダイオードPD2n-1、PD2n-2の信号電荷を読
み出し、混合する。
化を実現するには、グリーン（以下、Ｇと記す）、イエ
ロー（以下、Yeと記す）、シアン（以下、Cyと記す）、
マゼンタ（以下、Mgと記す）のカラーフィルタを、例え
ば、第３図に示した配列により、各フォトダイオードに
１対１に対応するように配置する。そして、各フィール
ドの読み出し時には、偶数番目と奇数番目の（または奇
数番目と偶数番目の）フォトダイオードの信号電荷を１
つの垂直転送電極内に読み出して混合する。例えば、第
１フィールドでは、第２図に示す転送電極V2に低電圧を
印加してバリアを形成し、転送電極V3、V1に高電圧を加
えてフォトダイオードPD2n、PD2n-1の信号電荷を読み出
して転送電極V3、V4、V1下の井戸内で信号電荷を加算、
混合する。また、第２フィールドの読み出し時には、転
送電極V4下にバリアを形成して、転送電極V1〜V3下の井
戸内にフォトダイオードPD2n-1、PD2n-2の信号電荷を読
み出し、混合する。
このようにして、第２フィールドでは前フィールドの
PD2n、PD2n-1および隣接ラインであるPD2n-2、PD2n-3の
信号に対して垂直方向に中間の情報を得ることができ
る。
PD2n、PD2n-1および隣接ラインであるPD2n-2、PD2n-3の
信号に対して垂直方向に中間の情報を得ることができ
る。
［発明が解決しようとする課題］ 上述した従来例の方式では、垂直方向に２画素を加算
して読み出しているため、垂直方向の解像度が劣化する
（例えば、NTSC方式で350TV本程度）。そこで、近年EDT
V等の高解像度化に対応する、第１フィールドで偶数番
目のフォトダイオード、第２フィールドで奇数番目のフ
ォトダイオードというように、各フォトダイオードの電
荷を混合せずに独立して読み出す方式が注目されてい
る。この方式によれば、垂直方向の解像度を、例えばNT
SC方式で400〜450TV本と改善することができる。しか
し、この場合、Ｇ、Ye、Cy、Mg各色に対応したフォトダ
イオードの信号電荷を加算して読み出すことができなく
なるため、ＧとYe、ＧとCy、あるいはMgとYe、MgとCy、
と信号を加算した時と同じ効果をもつカラーフィルタを
作製する必要がある。ところが、このようなカラーフィ
ルタは、分光特性が複雑なものとなるので容易には実現
できない。また、１つのフォトダイオードに対し1/2ず
つ２色のカラーフィルタを対応させる方法も考えられる
が、この方式は、２色の面積精度および２色の混色等の
問題点があり、技術的に極めて困難である。
して読み出しているため、垂直方向の解像度が劣化する
（例えば、NTSC方式で350TV本程度）。そこで、近年EDT
V等の高解像度化に対応する、第１フィールドで偶数番
目のフォトダイオード、第２フィールドで奇数番目のフ
ォトダイオードというように、各フォトダイオードの電
荷を混合せずに独立して読み出す方式が注目されてい
る。この方式によれば、垂直方向の解像度を、例えばNT
SC方式で400〜450TV本と改善することができる。しか
し、この場合、Ｇ、Ye、Cy、Mg各色に対応したフォトダ
イオードの信号電荷を加算して読み出すことができなく
なるため、ＧとYe、ＧとCy、あるいはMgとYe、MgとCy、
と信号を加算した時と同じ効果をもつカラーフィルタを
作製する必要がある。ところが、このようなカラーフィ
ルタは、分光特性が複雑なものとなるので容易には実現
できない。また、１つのフォトダイオードに対し1/2ず
つ２色のカラーフィルタを対応させる方法も考えられる
が、この方式は、２色の面積精度および２色の混色等の
問題点があり、技術的に極めて困難である。
［課題を解決するための手段］ 本発明の固体撮像素子は、複数本の垂直電荷転送部を
有するものであって、各垂直電荷転送部の両側には左右
で対となったフォトダイオードが複数対設けられてい
る。そして、各対のフォトダイオード上には互いに異種
のカラーフィルタが配置され、同一フィールドにおいて
は偶数行または奇数行のフォトダイオードの信号電荷の
みを読み出すように構成されている。
有するものであって、各垂直電荷転送部の両側には左右
で対となったフォトダイオードが複数対設けられてい
る。そして、各対のフォトダイオード上には互いに異種
のカラーフィルタが配置され、同一フィールドにおいて
は偶数行または奇数行のフォトダイオードの信号電荷の
みを読み出すように構成されている。
［実施例］ 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は、本発明の一実施例を示す概略平面図であ
る。同図において、第２図の従来例の部分と対応する部
分には同一の符号が付されている。この実施例の場合も
第２図に示す従来例と同じように垂直転送部は４相のCC
Dで構成されており、転送電極V1〜V4が１つの転送段を
構成している。これに対し、フォトダイオードは１転送
段に２対、即ち、４個配置されている。
る。同図において、第２図の従来例の部分と対応する部
分には同一の符号が付されている。この実施例の場合も
第２図に示す従来例と同じように垂直転送部は４相のCC
Dで構成されており、転送電極V1〜V4が１つの転送段を
構成している。これに対し、フォトダイオードは１転送
段に２対、即ち、４個配置されている。
本実施例では、２つの偶数番目のフォトダイオードの
信号電荷は転送電極V3下に、また、２つの奇数番目のフ
ォトダイオードの信号電荷は転送電極V1下に読み出され
る。即ち、転送電極V3に高電圧を印加することにより、
偶数番目の左右１対のフォトダイオード（…;PD2n、PD
2n;PD2n+2、PD2n+2;…）の信号電荷を同時に垂直転送部
に読み出すことができ、転送電極V1に高電圧を印加する
ことにより奇数番目の左右１対のフォトダイオード
（…;PD2n-1、PD2n-1;…）の電荷を同時に読み出すこと
ができる。そこで、左右で対となったフォトダイオード
のそれぞれにＧ、Ye;G、Cy;Mg、YeあるいはMg、Cyのカ
ラーフィルタを形成しておけば、水平方向に１列に並ん
だフォトダイオードにより、従来例の水平方向に２列に
並んだフォトダイオードの信号電荷を加算して読み出し
た場合と等価な信号を得ることができる。
信号電荷は転送電極V3下に、また、２つの奇数番目のフ
ォトダイオードの信号電荷は転送電極V1下に読み出され
る。即ち、転送電極V3に高電圧を印加することにより、
偶数番目の左右１対のフォトダイオード（…;PD2n、PD
2n;PD2n+2、PD2n+2;…）の信号電荷を同時に垂直転送部
に読み出すことができ、転送電極V1に高電圧を印加する
ことにより奇数番目の左右１対のフォトダイオード
（…;PD2n-1、PD2n-1;…）の電荷を同時に読み出すこと
ができる。そこで、左右で対となったフォトダイオード
のそれぞれにＧ、Ye;G、Cy;Mg、YeあるいはMg、Cyのカ
ラーフィルタを形成しておけば、水平方向に１列に並ん
だフォトダイオードにより、従来例の水平方向に２列に
並んだフォトダイオードの信号電荷を加算して読み出し
た場合と等価な信号を得ることができる。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明は、垂直電荷転送部の左
右に対となったフォトダイオードを設け、それぞれのフ
ォトダイオードの上に互いに異種のカラーフィルタを載
置したものであるので、本発明によれば、複雑な分光特
性のカラーフィルタを作製することなく、また、精度の
高い加工を要求されることなく、垂直方向の解像度の高
い固体撮像素子を提供することができる。
右に対となったフォトダイオードを設け、それぞれのフ
ォトダイオードの上に互いに異種のカラーフィルタを載
置したものであるので、本発明によれば、複雑な分光特
性のカラーフィルタを作製することなく、また、精度の
高い加工を要求されることなく、垂直方向の解像度の高
い固体撮像素子を提供することができる。
第１図は、本発明の一実施例を示す平面図、第２図は、
従来例の平面図、第３図は、従来例に対するカラーフィ
ルタの配置例を示す図である。 CS……素子分離領域、TG……トランスファゲート、PD
2n-2〜PD2n……フォトダイオード、V2（ｋ−１）〜V
4（ｋ−１）、V2（ｋ）〜V4（ｋ）……垂直転送電極。
従来例の平面図、第３図は、従来例に対するカラーフィ
ルタの配置例を示す図である。 CS……素子分離領域、TG……トランスファゲート、PD
2n-2〜PD2n……フォトダイオード、V2（ｋ−１）〜V
4（ｋ−１）、V2（ｋ）〜V4（ｋ）……垂直転送電極。
Claims (1)
- 【請求項１】複数本の垂直電荷転送部と、該垂直電荷転
送部の後段に配置された水平電荷転送部と、各垂直電荷
転送部毎にその両側に配置された、対をなすフォトダイ
オードからなるフォトダイオード列と、前記垂直電荷転
送部と前記フォトダイオードとの間に、対となったフォ
トダイオードの光電変換電荷を垂直電荷転送部の同一転
送電極下に読み出すように設けられたトランスファゲー
トと、対となったフォトダイオード上に設けられた互い
に異種のカラーフィルタと、を具備する固体撮像素子で
あって、同一フィールドにおいては偶数行または奇数行
のフォトダイオードの信号電荷のみを読み出すことを特
徴とする固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2043783A JP3021513B2 (ja) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2043783A JP3021513B2 (ja) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | 固体撮像素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03246969A JPH03246969A (ja) | 1991-11-05 |
| JP3021513B2 true JP3021513B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=12673360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2043783A Expired - Lifetime JP3021513B2 (ja) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3021513B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW472392B (en) * | 1999-06-14 | 2002-01-11 | Nippon Electric Co | Solid state image sensor and driving method thereof |
-
1990
- 1990-02-23 JP JP2043783A patent/JP3021513B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03246969A (ja) | 1991-11-05 |
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