JP4835270B2 - 固体撮像素子及びこれを用いた撮像装置 - Google Patents
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Description
3 固体撮像素子
20 画素
31〜34 埋め込みフォトダイオード(光電変換部)
67,68 ゲート電極
B−B’,D−D’ 分割線
Claims (11)
- 光学系により結像される被写体像を光電変換する固体撮像素子であって、
2次元状に配置された複数の画素を備え、
前記複数の画素のうちの少なくとも一部の画素は、平面視において互いに交差する第1方向の分割線及び第2方向の分割線が分割する4つの領域にそれぞれ存し各々が入射光を光電変換する4つの光電変換部と、制御信号に応じて第1乃至第3のモードに選択的に設定し得るモード設定手段とを含み、
前記第1のモードは、前記4つの光電変換部のうちの前記第1方向の分割線に対して一方の側に位置する2つの光電変換部同士及び前記4つの光電変換部のうちの前記第1方向の分割線に対して他方の側に位置する2つの光電変換部同士がそれぞれ電気的に連結されるとともに、前記4つの光電変換部のうちの前記第1方向の分割線に対して異なる側に位置する光電変換部同士が電気的に分離されるモードであり、
前記第2のモードは、前記4つの光電変換部のうちの前記第2方向の分割線に対して一方の側に位置する2つの光電変換部同士及び前記4つの光電変換部のうちの前記第2方向の分割線に対して他方の側に位置する2つの光電変換部同士がそれぞれ電気的に連結されるとともに、前記4つの光電変換部のうちの前記第2方向の分割線に対して異なる側の光電変換部同士が電気的に分離されるモードであり、
前記第3のモードは、前記4つの光電変換部のうちの前記第1方向の分割線に対して一方の側に位置する2つの光電変換部同士及び前記4つの光電変換部のうちの前記第1方向の分割線に対して他方の側に位置する2つの光電変換部同士がそれぞれ電気的に連結されるとともに、前記4つの光電変換部のうちの前記第2方向の分割線に対して一方の側に位置する2つの光電変換部同士及び前記4つの光電変換部のうちの前記第2方向の分割線に対して他方の側に位置する2つの光電変換部同士がそれぞれ電気的に連結されるモードであり、
前記4つの光電変換部のうち前記第1又は第2の分割線を挟んで隣り合う各2つの光電変換部間の領域は、当該2つの光電変換部同士が電気的に連結されている場合に、入射光を光電変換する機能を持つ一方、当該2つの光電変換部同士が電気的に分離されている場合に、入射光を光電変換する機能を持たない、
ことを特徴とする固体撮像素子。 - 前記モード設定手段は、前記第1方向の分割線に沿って配置された第1のゲート電極と、前記第2方向の分割線に沿って配置された第2のゲート電極とを含むことを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子。
- 前記第1のゲート電極は、前記4つの光電変換部のうちの前記第2の方向の分割線に対して一方の側に位置する2つの光電変換部の半導体領域をソース/ドレインとするMOSトランジスタのゲートを構成するとともに、前記4つの光電変換部のうちの前記第2の方向の分割線に対して他方の側に位置する2つの光電変換部の半導体領域をソース/ドレインとするMOSトランジスタのゲートを構成し、
前記第2のゲート電極は、前記4つの光電変換部のうちの前記第1の方向の分割線に対して一方の側に位置する2つの光電変換部の半導体領域をソース/ドレインとするMOSトランジスタのゲートを構成するとともに、前記4つの光電変換部のうちの前記第1の方向の分割線に対して他方の側に位置する2つの光電変換部の半導体領域をソース/ドレインとするMOSトランジスタのゲートを構成する、
ことを特徴とする請求項2記載の固体撮像素子。 - 前記第1及び第2のゲート電極が透明材料で構成されたことを特徴とする請求項2又は3記載の固体撮像素子。
- 前記第1及び第2のゲート電極がポリシリコンで構成されたことを特徴とする請求項2又は3記載の固体撮像素子。
- 前記少なくとも一部の画素は、前記4つの光電変換部のうちの対角に位置する2つの光電変換部から転送される電荷をそれぞれ蓄積する第1及び第2の電荷格納部と、所定部位の電荷量に応じた信号を出力する増幅部と、前記対角に位置する2つの光電変換部のうちの一方の光電変換部から前記第1の電荷格納部に電荷を転送する第1の転送ゲート部と、前記対角に位置する2つの光電変換部のうちの他方の光電変換部から前記第2の電荷格納部に電荷を転送する第2の転送ゲート部と、前記第1の電荷格納部から前記所定部位に電荷を転送する第3の転送ゲート部と、前記第2の電荷格納部から前記所定部位に電荷を転送する第4の転送ゲート部と、を含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の固体撮像素子。
- 前記少なくとも一部の画素は、前記4つの光電変換部のうちの少なくとも1つの光電変換部から電荷を排出させる電荷排出ゲート部を含むことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の固体撮像素子。
- 前記少なくとも一部の画素の各々に対して1対1に設けられ当該画素の前記4つの光電変換部に入射光を導くマイクロレンズを、備えたことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の固体撮像素子。
- 請求項1乃至8のいずれかに記載の固体撮像素子と、前記少なくとも一部の画素のうちの選択された各画素から、前記第1又は第2のモードで得られる信号に基づいて、前記光学系の焦点調節状態を示す検出信号を出力する検出処理部を、備えたことを特徴とする撮像装置。
- 前記被写体像に応じて、前記第1及び第2のモードのうちのいずれのモードで得られる信号に基づいて前記光学系の焦点調節状態を検出するかを、決定することを特徴とする請求項9記載の撮像装置。
- 前記検出処理部からの検出信号に基づいて前記光学系の焦点調節を行う調節部を備えたことを特徴とする請求項9又は10記載の撮像装置。
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