JP6520326B2 - 撮像素子および撮像装置 - Google Patents
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Description
r=B+G+R
g=B+G
b=B
・・・・(1)
R=r−g
G=g−b
B=b
・・・・(2)
r’=IR
g’=R+IR
b’=G+R+IR
・・・・(3)
R=g’−r’
G=b’−g’
IR=r’
・・・・(4)
r=B+G+R
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w=0
・・・・・(5)
R=r−g
G=g−b
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・・・・・(6)
r’=IR
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b’=G+R+IR
w’=B+G+R+IR
・・・・・(7)
R=g’−r’
G=b’−g’
B=w’−b’
IR=r’
・・・・・(8)
32 イメージセンサ(撮像素子)
34 画像処理回路(画像信号処理部)
40 システムコントロール回路
60R 光電変換膜(第1の光電変換膜、表現側光電変換部)
60G 光電変換膜(第2の光電変換膜、表現側光電変換部)
60B 光電変換膜(第3の光電変換膜、表現側光電変換部)
60W 光電変換膜(第4の光電変換膜、表現側光電変換部)
70 シリコン基板(半導体基板)
71 n型ウェル/第1電極層(電荷蓄積部)
72 ベース部分(内部光電変換蓄積部)
74 n型ウェル(内部光電変換部、内部電荷蓄積部、内部光電変換蓄積部)
74R n型ウェル(第3の内側光電変換部)
Claims (10)
- 半導体基板に対して2次元配列されていて、互いに分光感度特性の異なる複数の表面側光電変換部と、
前記半導体基板内において前記複数の光電変換部それぞれに対し同一光路上に配置され、前記複数の光電変換部を透過した光を光電変換する複数の内部光電変換部と、
前記複数の表面側光電変換部および前記複数の内部光電変換部において生じた光電荷を読み出す信号読み出し部と、
前記複数の表面側光電変換部のうち隣接する表面側光電変換部の出力信号の差分に基づいて、第1の色信号を生成し、また、前記複数の内部光電変換部のうち隣接する内部光電変換部の出力信号の差分に基づいて、第2の色信号を生成する画像信号処理部とを備え、
前記画像信号処理部が、第1および第2の色信号に基づいてカラー画像信号を生成することを特徴とする撮像装置。 - 前記半導体基板内に設けられていて、前記表面側光電変換部において生じた電荷を蓄積する表面側電荷蓄積部と、
前記半導体基板内に設けられていて、前記内部光電変換部において生じた電荷を蓄積する内部電荷蓄積部と
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記複数の表面側光電変換部が、
Bの光を光電変換し、G,Rの光を透過させる第1の光電変換部と、
GとBの光を光電変換し、Rの光を透過させる第2の光電変換部と、
R,G,Bの光を光電変換する第3の光電変換部とを備え、
前記第1〜第3の光電変換部が、前記第2の光電変換部を市松状に配置するように配列されており、
前記画像信号処理部が、R,G,Bの色信号を第1の色信号として生成し、R,Gの色信号を第2の色信号として生成することを特徴とする請求項1乃至2のいずれかに記載の撮像装置。 - 前記複数の表面側光電変換部が、
Bの光を光電変換し、G,Rの光を透過させる第1の光電変換部と、
GとBの光を光電変換し、Rの光を透過させる第2の光電変換部と、
R,G,Bの光を光電変換する第3の光電変換部と、
R,G,Bの光を透過させる第4の光電変換部とを備え、
前記第1〜第4の光電変換部が、前記第4の光電変換部を市松状に配置するように配列されており、
前記画像信号処理部が、R,G,Bの色信号を第1の色信号として生成し、R,G,Bの色信号を第2の色信号として生成することを特徴とする請求項1乃至2のいずれかに記載の撮像装置。 - 前記信号読み出し部が、前記第3の光電変換部を透過した光を光電変換する第3の内側光電変換部から、IR(赤外)に応じた光の信号を読み出すことを特徴とする請求項3乃至4のいずれかに記載の撮像装置。
- 前記複数の光電変換部が、エネルギーバンドギャップに基づいて分光する光電変換膜をそれぞれ有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の撮像装置。
- 撮像素子に接続される画像処理装置であって、
前記撮像素子は、
半導体基板に設けられ、互いに分光感度特性の異なる複数の光電変換膜と、
前記半導体基板内において前記光電変換膜において生じた光電荷を蓄積する複数の表面側電荷蓄積部と、
前記半導体基板内において、前記複数の光電変換膜それぞれに対し同一光路上に配置され、前記複数の光電変換膜を透過した光を光電変換し、蓄積する複数の内部光電変換電荷蓄積部と、
前記複数の表面側電荷蓄積部から電荷を出力する出力ゲートと、
前記複数の内部光電変換電荷蓄積部から電荷を出力する出力ゲートとを備え、
前記画像処理装置は、
前記複数の光電変換膜のうち隣接する光電変換膜の出力信号の差分に基づいて、第1の色信号を生成し、また、前記複数の内部光電変換電荷蓄積部のうち隣接する内部光電変換電荷蓄積部の出力信号の差分に基づいて、第2の色信号を生成する画像信号処理部を備え、
前記画像信号処理部が、第1および第2の色信号に基づいてカラー画像信号を生成することを特徴とする画像処理装置。 - 前記表面側電荷蓄積部と前記内部光電変換電荷蓄積部との間に、前記内部光電変換電荷蓄積部において生成された電荷の前記表面側電荷蓄積部への移動を抑制する電荷移動抑制部を備えていることを特徴とする請求項7に記載の画像処理装置。
- 前記半導体基板が、前記複数の表面側電荷蓄積部と、前記電荷移動抑制部と、前記内部光電変換電荷蓄積部とを形成する不純物濃度プロファイルを有し、
前記複数の光電変換膜の配列位置に応じた前記半導体基板の画素領域が、同じ不純物濃度プロファイルを形成していることを特徴とする請求項8に記載の画像処理装置。 - 互いに分光感度特性の異なるエネルギーバンドギャップを有する第1、第2、第3の光電変換膜であって、エネルギーバンドギャップの大きさが第1、第2、第3の順で大きい第1、第2、第3の光電変換膜を有し、
前記半導体基板が、前記第1、第2、第3の光電変換膜それぞれに対し同一光路上に配置され、前記第1、第2、第3の光電変換膜を透過した光を光電変換し、蓄積する第1、第2、第3の内部光電変換電荷蓄積部を備え、
前記第1、第2、第3の内部光電変換電荷蓄積部の基板表面側からの深さが、第1、第2、第3の順に深くなることを特徴とする請求項7に記載の画像処理装置。
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