JPH0637289A - 固体撮像素子 - Google Patents

固体撮像素子

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JPH0637289A
JPH0637289A JP4188479A JP18847992A JPH0637289A JP H0637289 A JPH0637289 A JP H0637289A JP 4188479 A JP4188479 A JP 4188479A JP 18847992 A JP18847992 A JP 18847992A JP H0637289 A JPH0637289 A JP H0637289A
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JP
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light
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light receiving
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JP4188479A
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Yoshikuni Tanaka
敬訓 田中
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 中央部と周辺部で感度を一様とし、画質の劣
化を防ぐ。 【構成】 集光レンズは、開口径が、撮影レンズの光軸
からの光が入射する固体撮像素子の有効撮像領域の中央
を中心とした同心円上で同一であり、かつ、中央部から
周辺部に向って順次増加するように構成され、有効撮像
領域の周辺部の受光素子と中央部の受光素子に入射する
光量が等しくなるように撮影レンズからの入射光の角度
に対応して設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子に関す
る。
【0002】
【従来の技術】半導体基板の同一面上に、入射光を光電
変換する受光素子と受光素子で光電変換され蓄積された
被写体からの入射光に対応した信号電荷を一定周期ごと
に読み出す垂直CCDとからなる単位画素を複数個配列
した光電変換部と受光素子以外への入射光を遮蔽する遮
光層を備えた固体撮像素子において、入射光が遮光層に
より遮蔽されて撮像素子の感度が低下する現象を解決す
るため、受光素子の個々に対応させた複数のレンズによ
って入射光を受光素子に集光する方法が知られている。
【0003】図4に、この従来の方法による固体撮像素
子の一例を示す。図4において、半導体基板1の一方の
面に所定の周期でチャネルストップ2,3が形成され、
チャネルストップ2に隣接して入射光を光電変換する受
光素子4と受光素子4で光電変換された信号電荷を読み
出す垂直CCD5が形成されている。この垂直CCD5
の上部には絶縁層6を介して垂直CCD5の転送電極7
とこの垂直CCD5に光が入射しないように遮光する遮
光層8が形成されている。チャネルストップ2からチャ
ネルストップ3までが単位画素を構成している。絶縁層
6のさらに上部には入射光を受光素子に集光する集光レ
ンズ9が受光素子個々に対応して配置されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の技術に
おいて、被写体の光学像を固体撮像素子に結像させるた
めの撮影レンズを通して被写体から入射してきた光は、
図4に一点鎖線aとbで示すように、集光レンズ9によ
って受光素子4に集光される。撮影レンズの光軸からの
光が入射する受光素子、すなわち図4において固体撮像
素子の中央部に配置された受光素子4への入射光は、図
中一点鎖線aに示すとおり垂直に入射するから、受光素
子4へ正常に集光される。しかしながら、固体撮像素子
の周辺部に配置された受光素子10への入射光は、図中
一点鎖線bに示すとおり撮影レンズを通して被写体から
入射してきた光が垂直からずれた角度を持って入射する
ため、受光素子10へ正確に集光できない問題点があ
る。このために中央部と周辺部で感度が異なり、再生画
像の画質が著しく劣化する欠点があった。
【0005】本発明の目的は、上記従来の欠点をなく
し、中央部と周辺部で感度が一様で、画質の劣化のない
固体撮像素子を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、半導体基
板の同一面上に、入射光を光電変換する受光素子と受光
素子で光電変換され蓄積された被写体からの入射光に対
応した信号電荷を一定周期ごとに読み出す垂直CCDと
からなる単位画素を水平および垂直の二次元に複数個配
列した光電変換部と、前記受光素子以外への入射光を遮
蔽する遮光層と、前記受光素子の個々に対応して配置さ
れ、開口径が、被写体の光学像を固体撮像素子に結像さ
せるための撮影レンズの光軸からの光が入射する固体撮
像素子の有効撮像領域の中央を中心とした同心円周上で
同一であり、かつ、有効撮像領域の中央部から周辺部に
向かって順次増加し、有効撮像領域の周辺部の受光素子
と中央部の受光素子に入射する光量が等しくなるように
撮影レンズからの入射光の角度に対応して設定された複
数の集光レンズとを備えることを特徴としている。
【0007】また、第2の発明は、半導体基板の同一面
上に、入射光を光電変換する受光素子と受光素子で光電
変換され蓄積された被写体からの入射光に対応した信号
電荷を一定周期ごとに読み出す垂直CCDとからなる単
位画素を水平および垂直の二次元に複数個配列した光電
変換部と、前記受光素子以外への入射光を遮蔽する遮光
層と、前記受光素子の個々に対応して配置され、光軸の
受光素子からの変位が、被写体の光学像を固体撮像素子
に結像させるための撮影レンズの光軸からの光が入射す
る固体撮像素子の有効撮像領域の中央を中心とした同心
円周上で同一であり、かつ、有効撮像領域の中央と前記
受光素子の中心とを結ぶ線上に光軸が一致して配置さ
れ、有効撮像領域の中央部から周辺部に向って光軸の受
光素子からの変位が順次増加し、有効撮像領域の周辺部
の受光素子と中央部の受光素子に入射する光量が等しく
なるように撮影レンズからの入射光の角度に対応して設
定された複数の集光レンズとを備えることを特徴として
いる。
【0008】また、第3の発明は、半導体基板の同一面
上に、入射光を光電変換する受光素子と受光素子で光電
変換され蓄積された被写体からの入射光に対応した信号
電荷を一定周期ごとに読み出す垂直CCDとからなる単
位画素を一次元に複数個配列した光電変換部と、前記受
光素子以外への入射光を遮蔽する遮光層と、前記受光素
子の個々に対応して配置され、開口径が、被写体の光学
像を固体撮像素子に結像させるための撮影レンズの光軸
からの光が入射する固体撮像素子の有効撮像領域の中央
から同一距離上で同一であり、かつ、有効撮像領域の中
央部から周辺部に向かって順次増加し、有効撮像領域の
周辺部の受光素子と中央部の受光素子に入射する光量が
等しくなるように撮影レンズからの入射光の角度に対応
して設定された複数の集光レンズとを備えることを特徴
としている。
【0009】さらに、第4の発明は、半導体基板の同一
面上に、入射光を光電変換する受光素子と受光素子で光
電変換され蓄積された被写体からの入射光に対応した信
号電荷を一定周期ごとに読み出すCCDとからなる単位
画素を一次元に複数個配列した光電変換部と、前記受光
素子以外への入射光を遮蔽する遮光層と、前記受光素子
の個々に対応して配置され、光軸の受光素子からの変位
が、被写体の光学像を固体撮像素子に結像させるための
撮影レンズの光軸からの光が入射する固体撮像素子の有
効撮像領域の中央から同一距離上で同一であり、かつ、
有効撮像領域の中央部から周辺部に向かって光軸の受光
素子からの変位が順次増加し、有効撮像領域の周辺部の
受光素子と中央部の受光素子に入射する光量が等しくな
るように撮影レンズからの入射光の角度に対応して設定
された複数の集光レンズとを備えることを特徴としてい
る。
【0010】
【作用】本発明は、入射光を受光素子に集光する集光レ
ンズの口径や光軸の受光素子からの変位を、被写体の光
学像を固体撮像素子に結像させるための撮影レンズの光
軸からの光が入射する固体撮像素子の有効撮像領域の中
央部から周辺部に向かって順次増加するように、撮影レ
ンズからの入射光の角度に対応して設定したものであ
る。上述したような構成によれば、有効撮像領域の周辺
部の受光素子と中央部の受光素子に入射する光量を等し
くすることが可能となる。
【0011】
【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。
【0012】図1は、第1の発明の固体撮像素子の一実
施例を示す構成図である。図1において、半導体基板1
の一方の面に、所定の周期でチャネルストップ2,3が
形成され、チャネルストップ2に隣接して入射光を光電
変換する受光素子4と受光素子4で光電変換された信号
電荷を読み出す垂直CCD5が形成されている。この垂
直CCD5の上部には、絶縁層6を介して垂直CCD5
の転送電極7と、この垂直CCD5に光が入射しないよ
うに遮光する遮光層8が形成されている。チャネルスト
ップ2からチャネルストップ3までが単位画素を構成し
ている。絶縁層6のさらに上部には、入射光を受光素子
に集光する集光レンズ11,12が受光素子個々に対応
して配置されている。
【0013】被写体の光学像を固体撮像素子に結像させ
るための撮影レンズの光軸からの光が入射する固体撮像
素子の中央部に配置された受光素子4に対応する集光レ
ンズ11は、図1に示すとおり、その開口径がd1に設
定されている。他方、固体撮像素子の周辺部に配置され
た受光素子10に対応する集光レンズ12は、その開口
径がd2に設定されている。この集光レンズの開口径
は、固体撮像素子の有効撮像領域の中央を中心とした同
心円上で同一の開口径であり、かつ、中央部から周辺部
に向って順次増加し、周辺部の受光素子と中央部の受光
素子に入射する光量が等しくなるように撮影レンズから
の入射光の角度に対応して設定されている。その結果、
撮影レンズを通して被写体から入射してきた光が、垂直
からずれた角度を持って入射しても、受光素子10へ正
確に集光でき、中央部と周辺部で感度が一様になる。
【0014】次に、図2は、第2の発明の固体撮像素子
の一実施例を示す構成図である。図2において、第1の
発明と同様に、半導体基板1の一方の面に、所定の周期
でチャネルストップ2,3が形成され、チャネルストッ
プ2に隣接して入射光を光電変換する受光素子4と受光
素子4で光電変換された信号電荷を読み出す垂直CCD
5が形成されている。この垂直CCD5の上部には、絶
縁層6を介して垂直CCD5の転送電極7と、この垂直
CCD5に光が入射しないように遮光する遮光層8が形
成されている。チャネルストップ2からチャネルストッ
プ3までが単位画素を構成している。次に、本実施例で
は、絶縁層6のさらに上部には、入射光を受光素子に集
光する集光レンズ13,14が受光素子個々に対応して
配置されている。
【0015】次に、本実施例では、被写体の光学像を固
体撮像素子に結像させるための撮影レンズの光軸からの
光が入射する固体撮像素子の中央部に配置された受光素
子4に対応する集光レンズ13と、周辺部に配置された
受光素子10に対応する集光レンズ14は、その開口径
が同一径に設定されている。この集光レンズの光軸は、
固体撮像素子の有効撮像領域の中央を中心とした同心円
上で、中央部から周辺部に向かって撮影レンズからの入
射光の角度に対応して受光素子の中心と変位を持って配
置されている。すなわち、図2において、周辺部の受光
素子10に対応した集光レンズ14は、記号d,d′で
示すその光軸が、記号c,c′で示す受光素子10の中
心から変位して配置されている。この変位Lは、図中記
号hで示す撮影レンズからの入射光の入射角度に対応
し、入射光hが集光レンズ14の中心を通って受光素子
10の中心へ集光されるように配置されている。
【0016】図3は、集光レンズ14と受光素子10と
の配置関係を示す模式図である。図3において、有効撮
像領域15の中央を記号gで示す。受光素子10に対応
する集光レンズ14は、受光素子10の中心eに対し
て、有効撮像領域15の中央gと受光素子10の中心e
とを結ぶ線上の記号f点がその光軸となるように配置さ
れている。固体撮像素子の有効撮像領域の中央を中心と
した半径geの同心円上では、このg−e−fと同一の
比率で受光素子と集光レンズが配置され、かつ、中央部
から周辺部に向かって順次この変位Lが増加し、周辺部
の受光素子に撮影レンズを通して被写体から入射してき
た光が垂直からずれた角度を持って入射しても受光素子
10へ正確に集光するように構成されている。その結
果、中央部と周辺部で感度が一様になる。
【0017】なお、二次元固体撮像素子について述べた
が、一次元固体撮像素子においても同様な構成を一次元
方向について適用することで、同様な効果が得られるこ
とは明らかである。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、入
射光を受光素子に集光する、受光素子個々に対応して配
置された集光レンズは、有効撮像領域の中央を中心とし
た同心円上でその口径や光軸の受光素子からの変位が、
被写体像を撮像素子に結像させる撮影レンズからの入射
光の傾斜に対応させて連続的に変化するように構成され
ているので、その結果、受光素子に到達する光量を一様
に補正することができ、中央部と周辺部で感度が一様
で、画質が改善された固体撮像素子を実現することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の発明の固体撮像素子の一実施例を示す構
成図である。
【図2】第2の発明の固体撮像素子の一実施例を示す構
成図である。
【図3】集光レンズと受光素子との配置関係を示す図で
ある。
【図4】従来の固体撮像素子を示す構成図である。
【符号の説明】
1 半導体基板 2,3 チャネルストップ 4,10 受光素子 5 垂直CCD 6 絶縁層 7 転送電極 8 遮光層 9,11〜14 集光レンズ 15 有効撮像領域

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板の同一面上に、入射光を光電変
    換する受光素子と受光素子で光電変換され蓄積された被
    写体からの入射光に対応した信号電荷を一定周期ごとに
    読み出す垂直CCDとからなる単位画素を水平および垂
    直の二次元に複数個配列した光電変換部と、 前記受光素子以外への入射光を遮蔽する遮光層と、 前記受光素子の個々に対応して配置され、開口径が、被
    写体の光学像を固体撮像素子に結像させるための撮影レ
    ンズの光軸からの光が入射する固体撮像素子の有効撮像
    領域の中央を中心とした同心円周上で同一であり、か
    つ、有効撮像領域の中央部から周辺部に向かって順次増
    加し、有効撮像領域の周辺部の受光素子と中央部の受光
    素子に入射する光量が等しくなるように撮影レンズから
    の入射光の角度に対応して設定された複数の集光レンズ
    とを備えることを特徴とする固体撮像素子。
  2. 【請求項2】半導体基板の同一面上に、入射光を光電変
    換する受光素子と受光素子で光電変換され蓄積された被
    写体からの入射光に対応した信号電荷を一定周期ごとに
    読み出す垂直CCDとからなる単位画素を水平および垂
    直の二次元に複数個配列した光電変換部と、 前記受光素子以外への入射光を遮蔽する遮光層と、 前記受光素子の個々に対応して配置され、光軸の受光素
    子からの変位が、被写体の光学像を固体撮像素子に結像
    させるための撮影レンズの光軸からの光が入射する固体
    撮像素子の有効撮像領域の中央を中心とした同心円周上
    で同一であり、かつ、有効撮像領域の中央と前記受光素
    子の中心とを結ぶ線上に光軸が一致して配置され、有効
    撮像領域の中央部から周辺部に向って光軸の受光素子か
    らの変位が順次増加し、有効撮像領域の周辺部の受光素
    子と中央部の受光素子に入射する光量が等しくなるよう
    に撮影レンズからの入射光の角度に対応して設定された
    複数の集光レンズとを備えることを特徴とする固体撮像
    素子。
  3. 【請求項3】半導体基板の同一面上に、入射光を光電変
    換する受光素子と受光素子で光電変換され蓄積された被
    写体からの入射光に対応した信号電荷を一定周期ごとに
    読み出す垂直CCDとからなる単位画素を一次元に複数
    個配列した光電変換部と、 前記受光素子以外への入射光を遮蔽する遮光層と、 前記受光素子の個々に対応して配置され、開口径が、被
    写体の光学像を固体撮像素子に結像させるための撮影レ
    ンズの光軸からの光が入射する固体撮像素子の有効撮像
    領域の中央から同一距離上で同一であり、かつ、有効撮
    像領域の中央部から周辺部に向かって順次増加し、有効
    撮像領域の周辺部の受光素子と中央部の受光素子に入射
    する光量が等しくなるように撮影レンズからの入射光の
    角度に対応して設定された複数の集光レンズとを備える
    ことを特徴とする固体撮像素子。
  4. 【請求項4】半導体基板の同一面上に、入射光を光電変
    換する受光素子と受光素子で光電変換され蓄積された被
    写体からの入射光に対応した信号電荷を一定周期ごとに
    読み出すCCDとからなる単位画素を一次元に複数個配
    列した光電変換部と、 前記受光素子以外への入射光を遮蔽する遮光層と、 前記受光素子の個々に対応して配置され、光軸の受光素
    子からの変位が、被写体の光学像を固体撮像素子に結像
    させるための撮影レンズの光軸からの光が入射する固体
    撮像素子の有効撮像領域の中央から同一距離上で同一で
    あり、かつ、有効撮像領域の中央部から周辺部に向かっ
    て光軸の受光素子からの変位が順次増加し、有効撮像領
    域の周辺部の受光素子と中央部の受光素子に入射する光
    量が等しくなるように撮影レンズからの入射光の角度に
    対応して設定された複数の集光レンズとを備えることを
    特徴とする固体撮像素子。
JP4188479A 1992-07-16 1992-07-16 固体撮像素子 Pending JPH0637289A (ja)

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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030010148A (ko) * 2001-07-25 2003-02-05 주식회사 하이닉스반도체 이미지 센서
KR100438647B1 (ko) * 1999-06-02 2004-07-02 샤프 가부시키가이샤 고체촬상장치와 그 제조방법 및 마스크 제작방법
WO2004111721A1 (en) * 2003-06-12 2004-12-23 Olympus Corporation Digital camera system
KR100494031B1 (ko) * 2002-07-15 2005-06-13 매그나칩 반도체 유한회사 광감도를 향상시킬 수 있는 이미지센서
US6910814B2 (en) 2003-06-12 2005-06-28 Olympus Corporation Digital camera system
JP2006114592A (ja) * 2004-10-13 2006-04-27 Sony Corp 固体撮像素子
CN100383978C (zh) * 2002-10-25 2008-04-23 华微半导体(上海)有限责任公司 用于形成图像传感器的方法
JP2011029291A (ja) * 2009-07-23 2011-02-10 Sony Corp 固体撮像装置及びカメラ

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100438647B1 (ko) * 1999-06-02 2004-07-02 샤프 가부시키가이샤 고체촬상장치와 그 제조방법 및 마스크 제작방법
US7403228B2 (en) 1999-06-02 2008-07-22 Sharp Kabushiki Kaisha Solid-state camera device and method of manufacturing the same, and method of making mask for manufacturing the device
US7289251B2 (en) 2001-07-25 2007-10-30 Hynix Semiconductor Inc. Image sensor
KR20030010148A (ko) * 2001-07-25 2003-02-05 주식회사 하이닉스반도체 이미지 센서
KR100494031B1 (ko) * 2002-07-15 2005-06-13 매그나칩 반도체 유한회사 광감도를 향상시킬 수 있는 이미지센서
CN100383978C (zh) * 2002-10-25 2008-04-23 华微半导体(上海)有限责任公司 用于形成图像传感器的方法
US6910814B2 (en) 2003-06-12 2005-06-28 Olympus Corporation Digital camera system
WO2004111721A1 (en) * 2003-06-12 2004-12-23 Olympus Corporation Digital camera system
US7435020B2 (en) 2003-06-12 2008-10-14 Olympus Corporation Digital camera system, camera body of digital camera, and interchangeable lens
CN100444018C (zh) * 2003-06-12 2008-12-17 奥林巴斯株式会社 数字相机系统
JP2006114592A (ja) * 2004-10-13 2006-04-27 Sony Corp 固体撮像素子
JP4626255B2 (ja) * 2004-10-13 2011-02-02 ソニー株式会社 固体撮像素子の製造方法
JP2011029291A (ja) * 2009-07-23 2011-02-10 Sony Corp 固体撮像装置及びカメラ

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