JPH022169A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH022169A JPH022169A JP63144573A JP14457388A JPH022169A JP H022169 A JPH022169 A JP H022169A JP 63144573 A JP63144573 A JP 63144573A JP 14457388 A JP14457388 A JP 14457388A JP H022169 A JPH022169 A JP H022169A
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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)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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。
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成る固体撮像装置は、すで
にファクシミリ、ＯＣＲ，ｆｆｌ写器、非接触型計測器
１等の分野において実用化されている。
にファクシミリ、ＯＣＲ，ｆｆｌ写器、非接触型計測器
１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−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
、−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。
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−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
、−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−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。
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−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。
、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。
この目的を達成するため本発明は、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
サを各色相毎に正性に配列すると共に、夫々のイメージ
・センサの間に各イメージ・センサに入射する光りを分
離する手段を設けた。
又は補色の色相を検知する複数のリニア・イメージセン
サを各色相毎に正性に配列すると共に、夫々のイメージ
・センサの間に各イメージ・センサに入射する光りを分
離する手段を設けた。
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
ジセンサ間に凹条溝、不純物領域あるいは遮蔽層等の光
りを分離する手段を設けたので、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
ジセンサ間に凹条溝、不純物領域あるいは遮蔽層等の光
りを分離する手段を設けたので、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。
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。
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＃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。
ス８．１０．１１の＃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１７０表面部分にｎ゛型不純物からなる矩形領域
５ａ、６ａ、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、５ａ、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、 （３
ａ、 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９ ａ、 １０ａ、 １
２ａ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８ ａ、 １０ａ、
１２ａを発生させる様になっている。
体基板１７０表面部分にｎ゛型不純物からなる矩形領域
５ａ、６ａ、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、５ａ、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、 （３
ａ、 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９ ａ、 １０ａ、 １
２ａ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８ ａ、 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ｈ
νを屈折させて光りを分離する。
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ｈ
ν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゜１
０、１２の対応する電荷転送エレメントに移動させる。
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゜１
０、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相駆動像号を電荷転送
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１４．１
５．１６から時系列的な画像信号を出力する。
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１４．１
５．１６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：こそれらアレイ
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。
変換素子アレイを平行に配列すると共：こそれらアレイ
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。
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−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ｈν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。
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−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ｈν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−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。
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−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
ンサ間に凹条溝、不純物領域あるいは遮蔽層を設けたの
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。
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
ンサ間に凹条溝、不純物領域あるいは遮蔽層を設けたの
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、１５．１
６ 、インピーダンス変換用アンプ１Ｂ、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、１５．１
６ 、インピーダンス変換用アンプ１Ｂ、１９ ；凹
条溝 ２０．２１ ；不純物領域 ２２．２３ ；遮蔽層
Claims (3)
- （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
ベーション層に該リニア・イメージセンサの長手方向に
沿って凹条溝を形成したことを特徴とする固体撮像装置
。 - （２）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半導体
基板中に該リニア・イメージセンサの長手方向に沿って
リニア・イメージセンサ相互間を電気的に分離する不純
物領域又は凹状溝を形成した事を特徴とする固体撮像装
置。 - （３）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入射光を反射
又は吸収する遮蔽層を該リニア・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 true JPH022169A (ja) | 1990-01-08 |
| JP2609133B2 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) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8800874B2 (en) * | 2009-02-20 | 2014-08-12 | Datalogic ADC, Inc. | Systems and methods of optical code reading using a color imager |
Citations (6)
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-
1988
- 1988-06-14 JP JP63144573A patent/JP2609133B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2609133B2 (ja) | 1997-05-14 |
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