JPH0645577A - 固体撮像装置及びそれを用いた装置 - Google Patents
固体撮像装置及びそれを用いた装置Info
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- JPH0645577A JPH0645577A JP5062432A JP6243293A JPH0645577A JP H0645577 A JPH0645577 A JP H0645577A JP 5062432 A JP5062432 A JP 5062432A JP 6243293 A JP6243293 A JP 6243293A JP H0645577 A JPH0645577 A JP H0645577A
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Classifications
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
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- H01L27/14681—Bipolar transistor imagers
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- H01L27/14645—Colour imagers
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 比較的簡単な構成により等しい感度を必要と
する各画素の実際の感度を実質的にそろえることのでき
る固体撮像装置を得る。 【構成】 第１の色信号を出力する為の第１の画素１０
１と、該第１の色信号とは異なる第２の色信号を出力す
る為の第２の画素１１１と、を有する固体撮像装置にお
いて、前記第１及び第２の画素１０１，１１１はそれぞ
れ第１の半導体領域と第２の半導体領域との間の半導体
接合を有し、互いに異なる接合容量を有している。
する各画素の実際の感度を実質的にそろえることのでき
る固体撮像装置を得る。 【構成】 第１の色信号を出力する為の第１の画素１０
１と、該第１の色信号とは異なる第２の色信号を出力す
る為の第２の画素１１１と、を有する固体撮像装置にお
いて、前記第１及び第２の画素１０１，１１１はそれぞ
れ第１の半導体領域と第２の半導体領域との間の半導体
接合を有し、互いに異なる接合容量を有している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は複写機、ファクシミリ等
の情報処理装置に用いられる固体撮像装置及びそれを用
いた装置に係り、特に光照射により制御電極領域に蓄積
した電荷に対応する信号を第二主電極領域の一つから出
力する光電変換部を有する画素が複数配置された固体撮
像装置及びそれを用いた装置に関するものである。
の情報処理装置に用いられる固体撮像装置及びそれを用
いた装置に係り、特に光照射により制御電極領域に蓄積
した電荷に対応する信号を第二主電極領域の一つから出
力する光電変換部を有する画素が複数配置された固体撮
像装置及びそれを用いた装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、固体撮像装置には、代表的な例と
して走査回路にＣＣＤを用いたＣＣＤ型の装置が知られ
ている。又、光電変換素子の高精細化に伴って、光電変
換信号出力が低下すること等から、光電変換された信号
を増幅して出力することが可能な増幅型の光電変換素子
も注目されている。このような増幅型の光電変換素子と
しては、バイポーラトランジスタ型、電界効果トランジ
スタ型、静電誘導トランジスタ型等がある。このうちバ
イポーラトランジスタ型の光電変換素子としては、通常
のホトトランジスタの他、例えば、発明者大見及び田中
に付与された米国特許第４，７９１，４６９号の明細書
に開示されている、容量負荷にエミッタが接続された構
成のホトトランジスタがある。以下、このような、バイ
ポーラトランジスタを有する増幅型の光電変換素子を例
に挙げて説明を行う。
して走査回路にＣＣＤを用いたＣＣＤ型の装置が知られ
ている。又、光電変換素子の高精細化に伴って、光電変
換信号出力が低下すること等から、光電変換された信号
を増幅して出力することが可能な増幅型の光電変換素子
も注目されている。このような増幅型の光電変換素子と
しては、バイポーラトランジスタ型、電界効果トランジ
スタ型、静電誘導トランジスタ型等がある。このうちバ
イポーラトランジスタ型の光電変換素子としては、通常
のホトトランジスタの他、例えば、発明者大見及び田中
に付与された米国特許第４，７９１，４６９号の明細書
に開示されている、容量負荷にエミッタが接続された構
成のホトトランジスタがある。以下、このような、バイ
ポーラトランジスタを有する増幅型の光電変換素子を例
に挙げて説明を行う。
【０００３】図１５は上記バイポーラ型センサーを用い
た一次元固体撮像装置を示す概略的平面図である。図１
５において、１は半導体基板の一部分であり、バイポー
ラ型センサーのコレクタ領域となる。２，３はそれぞれ
バイポーラ型センサーのベース及びエミッタ領域、４は
各画素からの信号を順次出力する読み出し回路系であ
る。Ｕ（図中、破線図示）は一つの感光画素（光電変換
要素）を示すものであり、一つのバイポーラ型センサー
が設けられる。このような同一構造から成る感光画素が
一次元状に配置されている。ここで、各画素は開口面積
（ｘ×ｙ）の受光面を除いて遮光されており、この受光
面の大きさ即ちｘ×ｙが、全て等しければ、各画素は、
理論上全て同じ光感度を有する。
た一次元固体撮像装置を示す概略的平面図である。図１
５において、１は半導体基板の一部分であり、バイポー
ラ型センサーのコレクタ領域となる。２，３はそれぞれ
バイポーラ型センサーのベース及びエミッタ領域、４は
各画素からの信号を順次出力する読み出し回路系であ
る。Ｕ（図中、破線図示）は一つの感光画素（光電変換
要素）を示すものであり、一つのバイポーラ型センサー
が設けられる。このような同一構造から成る感光画素が
一次元状に配置されている。ここで、各画素は開口面積
（ｘ×ｙ）の受光面を除いて遮光されており、この受光
面の大きさ即ちｘ×ｙが、全て等しければ、各画素は、
理論上全て同じ光感度を有する。
【０００４】図１６は上記バイポーラ型センサーを用い
た二次元固体撮像装置を示す概略的平面図である。図１
６において、１１は半導体基板の一部であり、バイポー
ラ型センサーのコレクタ領域となる。１２，１３は各画
素のバイポーラ型センサーのベース，エミッタ領域、１
４は各画素からの信号を順次出力する読み出し回路系で
ある。Ｕ′（図中、破線図示）は一つの感光画素を示す
ものであり、一つのバイポーラ型センサーが設けられ
る。このような同一構造から成る感光画素が二次元状に
ｍ×ｎ個配置されている。ここで、各画素の受光面の面
積即ち開口面積が、全て等しければ、各画素は、全て同
じ光感度を有する。
た二次元固体撮像装置を示す概略的平面図である。図１
６において、１１は半導体基板の一部であり、バイポー
ラ型センサーのコレクタ領域となる。１２，１３は各画
素のバイポーラ型センサーのベース，エミッタ領域、１
４は各画素からの信号を順次出力する読み出し回路系で
ある。Ｕ′（図中、破線図示）は一つの感光画素を示す
ものであり、一つのバイポーラ型センサーが設けられ
る。このような同一構造から成る感光画素が二次元状に
ｍ×ｎ個配置されている。ここで、各画素の受光面の面
積即ち開口面積が、全て等しければ、各画素は、全て同
じ光感度を有する。
【０００５】モノクロの画像を読み取る用途の場合、図
１５及び図１６に示した構成が最も適しているといえ
る。
１５及び図１６に示した構成が最も適しているといえ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、太陽光
やランプの光等の光信号は広い波長領域に亘る分光特性
を有していることから、互いに異なる波長域の複数の光
信号を夫々別の画素で光電変換する場合には、感度に差
異が生じてしまうことがある。
やランプの光等の光信号は広い波長領域に亘る分光特性
を有していることから、互いに異なる波長域の複数の光
信号を夫々別の画素で光電変換する場合には、感度に差
異が生じてしまうことがある。
【０００７】このような技術課題の理解を容易にする為
に、カラー画像の読取りを行う場合を例に挙げて説明す
る。
に、カラー画像の読取りを行う場合を例に挙げて説明す
る。
【０００８】赤色光信号読取用画素（Ｒ画素）、緑色光
信号読取用画素（Ｇ画素）及び青色光信号読取用画素
（Ｂ画素）を具備する固体撮像装置によりカラー画像読
み取りを行なう場合には、各画素上にある規則に従っ
て、数種の色フィルターを配置することが一般的であ
る。この際、色ごとに、色フィルターの分光透過特性
が、各々異なるため色フィルターの配置された画素の感
度は、色フィルターの特性によって決まる値となり、色
ごとに異なるものとなる。具体例を挙げれば、赤色Ｒ，
緑色Ｇ，青色Ｂの原色フィルターを用いた場合、感度
は、赤感度ＳR ＞緑感度ＳG ＞青感度ＳB の関係になる
ことが良くある。
信号読取用画素（Ｇ画素）及び青色光信号読取用画素
（Ｂ画素）を具備する固体撮像装置によりカラー画像読
み取りを行なう場合には、各画素上にある規則に従っ
て、数種の色フィルターを配置することが一般的であ
る。この際、色ごとに、色フィルターの分光透過特性
が、各々異なるため色フィルターの配置された画素の感
度は、色フィルターの特性によって決まる値となり、色
ごとに異なるものとなる。具体例を挙げれば、赤色Ｒ，
緑色Ｇ，青色Ｂの原色フィルターを用いた場合、感度
は、赤感度ＳR ＞緑感度ＳG ＞青感度ＳB の関係になる
ことが良くある。
【０００９】この様なカラー化固体撮像装置で読み取ら
れた画像は、各色ごとに電気信号として変換出力され、
後段の信号処理回路へ伝達される。この際、前述した理
由により、各色ごとに感度が異なるため、例えば、白色
一様光を読み取った時の各色の信号レベルが等しくなる
様に、各色出力信号に対して、後段の信号処理回路へ入
力される前に各色ごとに異なる値のゲインをかける必要
が生ずる。このような処理をホワイトバランス処理とい
う。
れた画像は、各色ごとに電気信号として変換出力され、
後段の信号処理回路へ伝達される。この際、前述した理
由により、各色ごとに感度が異なるため、例えば、白色
一様光を読み取った時の各色の信号レベルが等しくなる
様に、各色出力信号に対して、後段の信号処理回路へ入
力される前に各色ごとに異なる値のゲインをかける必要
が生ずる。このような処理をホワイトバランス処理とい
う。
【００１０】このホワイトバランス処理は、システムレ
ベルで見れば、余分なハードウエア、または、余分な制
御が必要であることを意味しており、コストアップにつ
ながる。この問題を解決する１つの手段として、各色フ
ィルターごとで、画素の開口面積を変化させ、各色の感
度をそろえることも考えられるが、その場合、各色ごと
のアパーチャ特性の相違を引き起こす恐れがある。
ベルで見れば、余分なハードウエア、または、余分な制
御が必要であることを意味しており、コストアップにつ
ながる。この問題を解決する１つの手段として、各色フ
ィルターごとで、画素の開口面積を変化させ、各色の感
度をそろえることも考えられるが、その場合、各色ごと
のアパーチャ特性の相違を引き起こす恐れがある。
【００１１】本発明は、上述した技術課題を解決するも
のであり、等しい感度を必要とする各画素の実際の感度
を実質的にそろえることにより、良好な出力信号の得ら
れる固体撮像装置を提供することを目的とする。
のであり、等しい感度を必要とする各画素の実際の感度
を実質的にそろえることにより、良好な出力信号の得ら
れる固体撮像装置を提供することを目的とする。
【００１２】本発明の別の目的は、比較的簡単な構成に
より等しい感度を必要とする各画素の実際の感度を実質
的にそろえることのできる固体撮像装置を提供すること
にある。
より等しい感度を必要とする各画素の実際の感度を実質
的にそろえることのできる固体撮像装置を提供すること
にある。
【００１３】本発明の他の目的は、半導体接合の容量を
互いに異ならしめた少なくとも２つの画素を有する固体
撮像装置を提供することにある。
互いに異ならしめた少なくとも２つの画素を有する固体
撮像装置を提供することにある。
【００１４】本発明の更に他の目的は半導体接合の容量
を互いに異ならしめた少なくとも２つの画素を遮光して
暗信号出力用の画素とした固体撮像装置を提供すること
にある。
を互いに異ならしめた少なくとも２つの画素を遮光して
暗信号出力用の画素とした固体撮像装置を提供すること
にある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、第１の
色信号を出力する為の第１の画素と、該第１の色信号と
は異なる第２の色信号を出力する為の第２の画素と、を
有する固体撮像装置において、前記第１及び第２の画素
はそれぞれ第１の半導体領域と第２の半導体領域との間
の半導体接合を有し、互いに異なる接合容量を有してい
ることを特徴とする固体撮像装置により達成される。
色信号を出力する為の第１の画素と、該第１の色信号と
は異なる第２の色信号を出力する為の第２の画素と、を
有する固体撮像装置において、前記第１及び第２の画素
はそれぞれ第１の半導体領域と第２の半導体領域との間
の半導体接合を有し、互いに異なる接合容量を有してい
ることを特徴とする固体撮像装置により達成される。
【００１６】又、本発明の目的は、第１の色信号を出力
する為の第１のフィルターを具えた第１の画素と、第２
の色信号を出力する為の第２のフィルターを具えた第２
の画素と、第３の色信号を出力する為の第３のフィルタ
ーを具えた第３の画素と、を有し、前記第１及び第２の
画素の半導体接合の容量と、前記第３の画素の半導体接
合の容量と、を異ならしめたことを特徴とする固体撮像
装置により達成される。
する為の第１のフィルターを具えた第１の画素と、第２
の色信号を出力する為の第２のフィルターを具えた第２
の画素と、第３の色信号を出力する為の第３のフィルタ
ーを具えた第３の画素と、を有し、前記第１及び第２の
画素の半導体接合の容量と、前記第３の画素の半導体接
合の容量と、を異ならしめたことを特徴とする固体撮像
装置により達成される。
【００１７】更に、本発明の目的は、第１の色信号を出
力する為の第１の画素と、第２の色信号を出力する為の
第２の画素と、を含む組の複数がアレイ状に配列されて
いる固体撮像装置において、各組において、第１の画素
の半導体接合の容量と第２の画素の半導体接合の容量と
を異ならしめるとともに、前記複数の組のうち少なくと
も１つが遮光されていることを特徴とする固体撮像装置
により達成される。
力する為の第１の画素と、第２の色信号を出力する為の
第２の画素と、を含む組の複数がアレイ状に配列されて
いる固体撮像装置において、各組において、第１の画素
の半導体接合の容量と第２の画素の半導体接合の容量と
を異ならしめるとともに、前記複数の組のうち少なくと
も１つが遮光されていることを特徴とする固体撮像装置
により達成される。
【００１８】以下、本発明につき図面を参照しながら説
明する。まず、本発明を理解し易くする為に図１に示す
固体撮像装置を基にして説明する。
明する。まず、本発明を理解し易くする為に図１に示す
固体撮像装置を基にして説明する。
【００１９】図１には（ａ），（ｂ），（ｃ）の３つの
実施態様による固体撮像装置の画素部分を示してある。
実施態様による固体撮像装置の画素部分を示してある。
【００２０】図１（ａ）の実施態様においては、実質的
に同じ感度となるように左側画素１０１と右側画素１１
１とでは半導体領域１０２，１１２の長さｙ1 ，ｙ2 を
異ならしめている。他の部分の構成は同じである。つま
り互いに異なる波長域の光を光電変換する場合にｙ1 ＝
ｙ2 の場合には画素１０１の感度が高く、画素１１１の
感度が低いものとなってしまう。その為に光電変換すべ
き光に対する感度が実質的に等しくなるように半導体領
域１０２，１１２の長さを異ならしめている。
に同じ感度となるように左側画素１０１と右側画素１１
１とでは半導体領域１０２，１１２の長さｙ1 ，ｙ2 を
異ならしめている。他の部分の構成は同じである。つま
り互いに異なる波長域の光を光電変換する場合にｙ1 ＝
ｙ2 の場合には画素１０１の感度が高く、画素１１１の
感度が低いものとなってしまう。その為に光電変換すべ
き光に対する感度が実質的に等しくなるように半導体領
域１０２，１１２の長さを異ならしめている。
【００２１】この場合、画素１０１，１１１は半導体領
域１０２，１１２にＰ型半導体、半導体領域１０３，１
１３にＮ型半導体を用いたホトダイオードやホトトラン
ジスタ等であり得る。
域１０２，１１２にＰ型半導体、半導体領域１０３，１
１３にＮ型半導体を用いたホトダイオードやホトトラン
ジスタ等であり得る。
【００２２】一方、図１（ｂ）の実施態様においては、
３つの画素１２１Ｒ，１２１Ｇ，１２１Ｂにおいてそれ
ぞれ半導体領域１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂの長さｙ
R ，ｙG ，ｙB のみが異なっており、半導体領域１２３
Ｒ，１２３Ｇ，１２３Ｂの巾は同一即ちｘR ＝ｘG ＝ｘ
B 、長さｙも同一であり、又半導体領域１２２Ｒ，１２
２Ｇ，１２２Ｂの巾も同一である。
３つの画素１２１Ｒ，１２１Ｇ，１２１Ｂにおいてそれ
ぞれ半導体領域１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂの長さｙ
R ，ｙG ，ｙB のみが異なっており、半導体領域１２３
Ｒ，１２３Ｇ，１２３Ｂの巾は同一即ちｘR ＝ｘG ＝ｘ
B 、長さｙも同一であり、又半導体領域１２２Ｒ，１２
２Ｇ，１２２Ｂの巾も同一である。
【００２３】更に、図１（ｃ）の実施態様においては、
半導体領域１２２Ｒ，１２２Ｇの長さをｙR にそろえた
点のみが上記図１（ｂ）の場合と異なる。３つの画素１
２１Ｒ，１２１Ｇ，１２１Ｂの構造を全て等しくした場
合に、検出する光の分光特性や、光を色分解するフィル
ターの分光透過特性等によっては、３つの画素のうち１
つの画素の感度のみが異なる場合がある。このような場
合には図１（ｃ）の構成を採用することが望ましい。
半導体領域１２２Ｒ，１２２Ｇの長さをｙR にそろえた
点のみが上記図１（ｂ）の場合と異なる。３つの画素１
２１Ｒ，１２１Ｇ，１２１Ｂの構造を全て等しくした場
合に、検出する光の分光特性や、光を色分解するフィル
ターの分光透過特性等によっては、３つの画素のうち１
つの画素の感度のみが異なる場合がある。このような場
合には図１（ｃ）の構成を採用することが望ましい。
【００２４】本発明において感度をそろえる為には、種
々の方式が考えられる。
々の方式が考えられる。
【００２５】例えば、図１に示したようにホトダイオー
ドで各画素を構成し、その半導体接合の面積（ＰＮ接合
の面積）を変えることにより感度を調整することが望ま
しい。より好ましくは半導体基体表面からのＰＮ接合の
深さをほぼ一定とし長さ又は巾を変えるようにすれば、
同一マスクパターンを用いた工程により全画素のＰＮ接
合が形成できる為である。勿論このような画素は、上記
ＰＮ接合をベース・コレクタ接合に置換したバイポーラ
トランジスタや、該ＰＮ接合をゲート・ドレイン接合に
置換したユニポーラトランジスタとしてのＦＥＴやＳＩ
Ｔ、を用いて形成することもできる。
ドで各画素を構成し、その半導体接合の面積（ＰＮ接合
の面積）を変えることにより感度を調整することが望ま
しい。より好ましくは半導体基体表面からのＰＮ接合の
深さをほぼ一定とし長さ又は巾を変えるようにすれば、
同一マスクパターンを用いた工程により全画素のＰＮ接
合が形成できる為である。勿論このような画素は、上記
ＰＮ接合をベース・コレクタ接合に置換したバイポーラ
トランジスタや、該ＰＮ接合をゲート・ドレイン接合に
置換したユニポーラトランジスタとしてのＦＥＴやＳＩ
Ｔ、を用いて形成することもできる。
【００２６】そして、太陽光やハロゲンランプの光など
広い波長領域に亘る光信号を色分解して光電変換する場
合には、色分解フィルターをＲ，Ｇ，Ｂの各画素に設け
Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの光を選択的に透過させ、これを単
結晶シリコン等の半導体からなる画素において光電変換
を行うことが望ましい。
広い波長領域に亘る光信号を色分解して光電変換する場
合には、色分解フィルターをＲ，Ｇ，Ｂの各画素に設け
Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの光を選択的に透過させ、これを単
結晶シリコン等の半導体からなる画素において光電変換
を行うことが望ましい。
【００２７】この場合、フィルターの透過率は図２に示
すようになり、一方、単結晶シリコンの感度は図３に示
すようになることがある。従って、このような特性の場
合には青色感度のみが極端に低くなるので図１（ｃ）の
ような画素構造とすることが望ましい。
すようになり、一方、単結晶シリコンの感度は図３に示
すようになることがある。従って、このような特性の場
合には青色感度のみが極端に低くなるので図１（ｃ）の
ような画素構造とすることが望ましい。
【００２８】勿論、例えば赤色光と青色光のみを取扱う
場合、赤色光と緑色光のみを取扱う場合、緑色光と青色
光のみを取扱う場合、等には図１（ａ）に示した２つの
画素を１組とする構造とすればよい。
場合、赤色光と緑色光のみを取扱う場合、緑色光と青色
光のみを取扱う場合、等には図１（ａ）に示した２つの
画素を１組とする構造とすればよい。
【００２９】このように接合容量に、フィルターの透過
率や半導体の感度特性等の分光特性を補償するに十分な
差異をもたせることにより、良好な色分解信号を得るこ
とができる。
率や半導体の感度特性等の分光特性を補償するに十分な
差異をもたせることにより、良好な色分解信号を得るこ
とができる。
【００３０】又、このような画素を遮光したものを同一
基板上に具備して、暗信号出力用の画素とすれば良好な
暗ノイズ除去が行なえる。
基板上に具備して、暗信号出力用の画素とすれば良好な
暗ノイズ除去が行なえる。
【００３１】この場合には同じ容量をもつ遮光画素と感
光画素との信号を用いて演算することが望ましい。
光画素との信号を用いて演算することが望ましい。
【００３２】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではなく、本発明の目的が達成されるものであれ
ば、その範囲内での種々の設計変更が可能である。 （実施例１）図４は本発明を用いた固体撮像装置の第１
実施例の構成を示す平面図であり、図５は図４の一画素
（ＵR ）の縦断面図である。図１５と同一構成部材につ
いては同一符号を付し説明を省略する。
詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではなく、本発明の目的が達成されるものであれ
ば、その範囲内での種々の設計変更が可能である。 （実施例１）図４は本発明を用いた固体撮像装置の第１
実施例の構成を示す平面図であり、図５は図４の一画素
（ＵR ）の縦断面図である。図１５と同一構成部材につ
いては同一符号を付し説明を省略する。
【００３３】本実施例は、一次元のカラー固体撮像装置
の例であり、色フィルター（不図示）としては、Ｒ，
Ｇ，Ｂの３原色を用いている。なお、図４及び図５にお
いては、色フィルターを示していないが、各画素の開口
部上に設けられる。図５において、５は遮光膜、６は絶
縁層、７は半導体基板１上のエピタキシャル層でありコ
レクタ領域の一部を構成している。なお、Ｒフィルター
を配した一画素と、Ｇフィルターを配した一画素と、Ｂ
フィルターを配した一画素とで１組となってアレイ状に
配列されている。
の例であり、色フィルター（不図示）としては、Ｒ，
Ｇ，Ｂの３原色を用いている。なお、図４及び図５にお
いては、色フィルターを示していないが、各画素の開口
部上に設けられる。図５において、５は遮光膜、６は絶
縁層、７は半導体基板１上のエピタキシャル層でありコ
レクタ領域の一部を構成している。なお、Ｒフィルター
を配した一画素と、Ｇフィルターを配した一画素と、Ｂ
フィルターを配した一画素とで１組となってアレイ状に
配列されている。
【００３４】図１に示すように、本実施例では、Ｒ，
Ｇ，Ｂの各色画素の感度を等しくするために、色フィル
ターの分光透過特性の大小関係（Ｒ＞Ｇ＞Ｂ）に対応さ
せて、Ｒ，Ｇ，Ｂの色フィルターの配置された画素
ＵR ，ＵG ，ＵB のベース領域２の形状を変え、即ちベ
ース２の長さをＲ，Ｇ，Ｂの順に短くなるようにしてい
る。こうしてベース・コレクタ間容量Ｃbcを色フィルタ
ーの分光透過特性の大小関係に対応させて、 ＣbcR ＞ＣbcG ＞ＣbcB （ＣbcR ：画素ＵR のベース・コレクタ間の容量値、Ｃ
bcG ：画素ＵG のベース・コレクタ間の容量値、
ＣbcB ：画素ＵB のベース・コレクタ間の容量値）の様
に変化させている。これは、画素の光−電圧変換ゲイン
がベース・コレクタ間容量Ｃbcの大きさに反比例すると
いう理論に基づいている。
Ｇ，Ｂの各色画素の感度を等しくするために、色フィル
ターの分光透過特性の大小関係（Ｒ＞Ｇ＞Ｂ）に対応さ
せて、Ｒ，Ｇ，Ｂの色フィルターの配置された画素
ＵR ，ＵG ，ＵB のベース領域２の形状を変え、即ちベ
ース２の長さをＲ，Ｇ，Ｂの順に短くなるようにしてい
る。こうしてベース・コレクタ間容量Ｃbcを色フィルタ
ーの分光透過特性の大小関係に対応させて、 ＣbcR ＞ＣbcG ＞ＣbcB （ＣbcR ：画素ＵR のベース・コレクタ間の容量値、Ｃ
bcG ：画素ＵG のベース・コレクタ間の容量値、
ＣbcB ：画素ＵB のベース・コレクタ間の容量値）の様
に変化させている。これは、画素の光−電圧変換ゲイン
がベース・コレクタ間容量Ｃbcの大きさに反比例すると
いう理論に基づいている。
【００３５】本実施例によれば、白色一様光を読み取ら
せた時、各色の出力信号レベル（感度）は、ほぼ等しく
なるため、後段の回路で、各色ごとにゲイン調整する必
要がなく、そのまま、直接信号処理を行なうことができ
る。
せた時、各色の出力信号レベル（感度）は、ほぼ等しく
なるため、後段の回路で、各色ごとにゲイン調整する必
要がなく、そのまま、直接信号処理を行なうことができ
る。
【００３６】本実施例では全画素ＵR ，ＵG ，ＵB にお
けるベース領域２の深さＺを等しくしている。勿論基板
の厚みｔ1 、ｎ- エピタキシャル層７の厚みｔ2 、エミ
ッタ３の深さｔ3 も同一であるから、図４に示すように
開口部２０におけるベース領域２の長さｙR ，ｙG ，ｙ
B のみを変えることにより接合容量（蓄積容量）の大き
さを容易に変更することができる。又このような構成は
トランジスタの電流増幅率（ｈfe）を大巾に変えたり、
耐圧を大巾に変えることなく感度調整できる。 （実施例２）図６は本発明を用いた固体撮像装置の第２
実施例の構成を示す平面図であり、図７は図６の一画素
の縦断面図である。図１６と同一構成部材については同
一符号を付し説明を省略する。
けるベース領域２の深さＺを等しくしている。勿論基板
の厚みｔ1 、ｎ- エピタキシャル層７の厚みｔ2 、エミ
ッタ３の深さｔ3 も同一であるから、図４に示すように
開口部２０におけるベース領域２の長さｙR ，ｙG ，ｙ
B のみを変えることにより接合容量（蓄積容量）の大き
さを容易に変更することができる。又このような構成は
トランジスタの電流増幅率（ｈfe）を大巾に変えたり、
耐圧を大巾に変えることなく感度調整できる。 （実施例２）図６は本発明を用いた固体撮像装置の第２
実施例の構成を示す平面図であり、図７は図６の一画素
の縦断面図である。図１６と同一構成部材については同
一符号を付し説明を省略する。
【００３７】本実施例は、二次元の固体撮像装置に応用
した例であり、図６に示す様に、ｍ×ｎ個の画素が二次
元的に配置され、その中でａ×ｂ個（ｍ＞ａ，ｎ＞ｂ）
の画素から成る第１の領域と、この第１の領域以外の画
素から成る第２の領域とが存在する。但し、ｍ×ｎ個の
画素は、行方向、列方向ともに等しいピッチで配置さ
れ、かつ光を感じる開口面積は、全て等しくなってい
る。
した例であり、図６に示す様に、ｍ×ｎ個の画素が二次
元的に配置され、その中でａ×ｂ個（ｍ＞ａ，ｎ＞ｂ）
の画素から成る第１の領域と、この第１の領域以外の画
素から成る第２の領域とが存在する。但し、ｍ×ｎ個の
画素は、行方向、列方向ともに等しいピッチで配置さ
れ、かつ光を感じる開口面積は、全て等しくなってい
る。
【００３８】図６及び図７において、１２は第２の領域
内にある画素のベース領域（ベース面積Ａbc2 ）、１３
は第２の領域内にある画素のエミッタ領域、１２′は第
１の領域内にある画素のベース領域（ベース面積
Ａbc1 ）、１３′は第１の領域内にある画素のエミッタ
領域である。また図７において、１７は半導体基板１１
上のエピタキシャル層（コレクタ領域の一部を構成す
る）、１８は各画素を絶縁分離する選択酸化領域であ
る。ｙ′は開口部の幅を示す。
内にある画素のベース領域（ベース面積Ａbc2 ）、１３
は第２の領域内にある画素のエミッタ領域、１２′は第
１の領域内にある画素のベース領域（ベース面積
Ａbc1 ）、１３′は第１の領域内にある画素のエミッタ
領域である。また図７において、１７は半導体基板１１
上のエピタキシャル層（コレクタ領域の一部を構成す
る）、１８は各画素を絶縁分離する選択酸化領域であ
る。ｙ′は開口部の幅を示す。
【００３９】第１の領域内にある画素のベース面積Ａ
bc1 は、第２の領域内にある画素のベース面積Ａbc2 に
比べて、小さくしてある（Ａbc1 ＜Ａbc2 ）。従って、
第１の領域の画素の感度Ｓ1 と第２の領域の画素の感度
Ｓ2 との関係は、開口面積が等しい場合、感度Ｓがベー
ス・コレクタ間容量Ｃbcに反比例し（Ｓ∝１／Ｃbc）、
さらに、ベース・コレクタ間の容量Ｃbcは、ベース面積
Ａbcにほぼ比例する（Ｃbc∝Ａbc）ことから、Ｓ1 ＞Ｓ
2 となる。
bc1 は、第２の領域内にある画素のベース面積Ａbc2 に
比べて、小さくしてある（Ａbc1 ＜Ａbc2 ）。従って、
第１の領域の画素の感度Ｓ1 と第２の領域の画素の感度
Ｓ2 との関係は、開口面積が等しい場合、感度Ｓがベー
ス・コレクタ間容量Ｃbcに反比例し（Ｓ∝１／Ｃbc）、
さらに、ベース・コレクタ間の容量Ｃbcは、ベース面積
Ａbcにほぼ比例する（Ｃbc∝Ａbc）ことから、Ｓ1 ＞Ｓ
2 となる。
【００４０】このことは、ｍ×ｎ個の画素の二次元領域
に、感度に関する重み付けを行ない、重みの異なる２つ
の領域（ａ×ｂ領域とそれ以外の領域）に分けたことを
意味するものである。
に、感度に関する重み付けを行ない、重みの異なる２つ
の領域（ａ×ｂ領域とそれ以外の領域）に分けたことを
意味するものである。
【００４１】例えば、ある画像に対し、その画像内の中
心領域の情報に重みを付けた場合、従来の二次元固体撮
像装置では、まず画像全体を読み取り電気信号に変換
し、出力された信号の中から重みを付けたい領域部の信
号のみをサンプリングし、それに対して重みゲインをか
けるという方法が考えられるが、本発明の実施例による
二次元固体撮像装置を使用すれば、重みを付けたい領域
の画素のベース・コレクタ間容量Ｃbcを変化させること
だけで、容易に実現できることは、明らかである。この
場合、出力信号にそのまま、重み付けされた信号が現わ
れるので、後段で重み付けのための余計な処理をする必
要は全くなくなるため、後段回路の簡易化、低コスト化
を実現できる。
心領域の情報に重みを付けた場合、従来の二次元固体撮
像装置では、まず画像全体を読み取り電気信号に変換
し、出力された信号の中から重みを付けたい領域部の信
号のみをサンプリングし、それに対して重みゲインをか
けるという方法が考えられるが、本発明の実施例による
二次元固体撮像装置を使用すれば、重みを付けたい領域
の画素のベース・コレクタ間容量Ｃbcを変化させること
だけで、容易に実現できることは、明らかである。この
場合、出力信号にそのまま、重み付けされた信号が現わ
れるので、後段で重み付けのための余計な処理をする必
要は全くなくなるため、後段回路の簡易化、低コスト化
を実現できる。
【００４２】以上説明した様に、本発明によれば、画素
の開口面積を変化させずに、かつ後段に余分な信号処理
回路を設けずに、画素の感度を変化させることができ、
低コストで高機能なカラー固体撮像装置を提供できる。 （実施例３）本実施例は図１（Ｃ）に示した画素構造を
有するカラー固体撮像装置としてのラインセンサーに係
るものである。
の開口面積を変化させずに、かつ後段に余分な信号処理
回路を設けずに、画素の感度を変化させることができ、
低コストで高機能なカラー固体撮像装置を提供できる。 （実施例３）本実施例は図１（Ｃ）に示した画素構造を
有するカラー固体撮像装置としてのラインセンサーに係
るものである。
【００４３】図８は本実施例のラインセンサー３００を
示す模式的平面図であり、半導体チップの表面側には画
素アレイ３３０と読出し回路３２０とが並置されてい
る。
示す模式的平面図であり、半導体チップの表面側には画
素アレイ３３０と読出し回路３２０とが並置されてい
る。
【００４４】図９は図８のＢＢ′線による断面図であ
り、一画素の受光部付近の縦断面を示しており、図１０
は図８のＣＣ′線による断面図であり、一画素の受光部
付近の横断面を示している。
り、一画素の受光部付近の縦断面を示しており、図１０
は図８のＣＣ′線による断面図であり、一画素の受光部
付近の横断面を示している。
【００４５】図１１は本ラインセンサー３００の回路構
成図であり、図１２はその一画素の回路図である。
成図であり、図１２はその一画素の回路図である。
【００４６】図１３は本ラインセンサー３００の駆動方
法を説明する為のタイミングチャートである。
法を説明する為のタイミングチャートである。
【００４７】本実施例のラインセンサー３００において
は、遮光層３１４により画素を構成するバイポーラトラ
ンジスタＢＰＴのベース及びコレクタ部にのみ光が入射
するようになっている。
は、遮光層３１４により画素を構成するバイポーラトラ
ンジスタＢＰＴのベース及びコレクタ部にのみ光が入射
するようになっている。
【００４８】図９において、Ｐ型シリコン基板３０１上
にはＰ型シリコンの素子分離領域３０３に囲まれた画素
アレイ３３０があり、そのうち一画素を構成するトラン
ジスタＢＰＴは、ｎ+ 型埋込層３０２、ｎ+ 型コンタク
ト層３０４、ｎ- 型エピタキシャル層３０５を含むコレ
クタ領域と、Ｐ型半導体層３０７，３０６を含むベース
領域と、ｎ+ エミッタ領域３０８と、を含むものであ
る。
にはＰ型シリコンの素子分離領域３０３に囲まれた画素
アレイ３３０があり、そのうち一画素を構成するトラン
ジスタＢＰＴは、ｎ+ 型埋込層３０２、ｎ+ 型コンタク
ト層３０４、ｎ- 型エピタキシャル層３０５を含むコレ
クタ領域と、Ｐ型半導体層３０７，３０６を含むベース
領域と、ｎ+ エミッタ領域３０８と、を含むものであ
る。
【００４９】又、表面側には絶縁層３０９、コレクタ電
極３１０、エミッタ電極３１２、絶縁層３１３、遮光層
３１４、平坦化層３１５、フィルター３１６Ｒが設けら
れている。
極３１０、エミッタ電極３１２、絶縁層３１３、遮光層
３１４、平坦化層３１５、フィルター３１６Ｒが設けら
れている。
【００５０】遮光層３１４はＡｌやＣｒ又は黒色有機樹
脂等からなり、ベースとなる深い接合をもつＰ型半導体
層３０６、その内部のエミッタ領域３０８、コレクタの
ｎ+コンタクト層３０４等の上部に設けられ、これらの
領域への直接的な光の入射を妨げている。
脂等からなり、ベースとなる深い接合をもつＰ型半導体
層３０６、その内部のエミッタ領域３０８、コレクタの
ｎ+コンタクト層３０４等の上部に設けられ、これらの
領域への直接的な光の入射を妨げている。
【００５１】又、主として光キャリアが発生するｎ- エ
ピタキシャル層３０５の周囲及び、底面をｎ+ 埋込層３
０２とｎ+ コンタクト層３０４とにより包含することに
より、上記遮光層３１４と協働して光キャリアの隣接画
素へのもれ込みを防止している。
ピタキシャル層３０５の周囲及び、底面をｎ+ 埋込層３
０２とｎ+ コンタクト層３０４とにより包含することに
より、上記遮光層３１４と協働して光キャリアの隣接画
素へのもれ込みを防止している。
【００５２】そして、蓄積容量の調整はＰ型半導体層３
０７の長さ、即ち副走査方向の長さを、Ｒ画素及びＧ画
素の長さを１としたときに、その１／２０程度とする。
０７の長さ、即ち副走査方向の長さを、Ｒ画素及びＧ画
素の長さを１としたときに、その１／２０程度とする。
【００５３】更に、本ラインセンサー３００は感光画素
の組２０２，２０３…の両端に、同じトランジスタ構造
の遮光画素の組２０１，２９９を有している。これら
は、遮光層３１４により遮光されていることを除き、他
は感光画素の組２０２，２０３と同じ構成である。
の組２０２，２０３…の両端に、同じトランジスタ構造
の遮光画素の組２０１，２９９を有している。これら
は、遮光層３１４により遮光されていることを除き、他
は感光画素の組２０２，２０３と同じ構成である。
【００５４】次に、本ラインセンサー３００の各画素の
ベース領域に蓄積したキャリアに基いて、信号を読み出
す動作につき説明する。
ベース領域に蓄積したキャリアに基いて、信号を読み出
す動作につき説明する。
【００５５】基本的な動作原理は、発明者田中らに付与
された米国特許第４，８１０，８９６号の明細書に記載
されている。
された米国特許第４，８１０，８９６号の明細書に記載
されている。
【００５６】１つの組のＲ，Ｇ，Ｂ信号は走査トランジ
スタアレイＳＴＡ及びシフトレジスタＳＲにより同時に
３つの出力線に出力される。これが左端の遮光画素の組
２０１〜右端の組２９９まで順次走査される。
スタアレイＳＴＡ及びシフトレジスタＳＲにより同時に
３つの出力線に出力される。これが左端の遮光画素の組
２０１〜右端の組２９９まで順次走査される。
【００５７】各画素は図１２のように構成されており、
ホトトランジスタのベースにはｐＭＯＳトランジスタＱ
P が、エミッタにはｎＭＯＳトランジスタＱN1，ＱN2が
接続され、コレクタには電圧源ＶCCが接続されている。
ホトトランジスタのベースにはｐＭＯＳトランジスタＱ
P が、エミッタにはｎＭＯＳトランジスタＱN1，ＱN2が
接続され、コレクタには電圧源ＶCCが接続されている。
【００５８】図１３に示すタイミングによって、まずリ
セット期間ＴREにおいて、ベースが電圧源ＶBBに接続さ
れた後、エミッタが電圧源ＶEEに接続される。
セット期間ＴREにおいて、ベースが電圧源ＶBBに接続さ
れた後、エミッタが電圧源ＶEEに接続される。
【００５９】この時、トランジスタＢＰＴのベース・エ
ミッタ接合が充分に順バイアスされるようにＶBB及びＶ
EEの電位差を設定する。具体的にはＶBBを＋３．０Ｖ、
ＶEEを±０Ｖ程度にする。次いで、蓄積期間ＴACにおい
て、ベース及びエミッタはフローティングとされてお
り、光入射により発生したキャリアのうちホールがベー
スに蓄積される。
ミッタ接合が充分に順バイアスされるようにＶBB及びＶ
EEの電位差を設定する。具体的にはＶBBを＋３．０Ｖ、
ＶEEを±０Ｖ程度にする。次いで、蓄積期間ＴACにおい
て、ベース及びエミッタはフローティングとされてお
り、光入射により発生したキャリアのうちホールがベー
スに蓄積される。
【００６０】その後、ｎＭＯＳトランジスタＱN2がパル
スφT によりオンしてエミッタが容量負荷ＣT に接続さ
れると、容量分割により信号電圧が負荷ＣT に読出され
る。
スφT によりオンしてエミッタが容量負荷ＣT に接続さ
れると、容量分割により信号電圧が負荷ＣT に読出され
る。
【００６１】その後は前述したように走査トランジスタ
アレイＳＴＡとシフトレジスタＳＲとにより順次３本の
出力線にＲ，Ｇ，Ｂ信号として読出される。
アレイＳＴＡとシフトレジスタＳＲとにより順次３本の
出力線にＲ，Ｇ，Ｂ信号として読出される。
【００６２】本ラインセンサーによれば、遮光画素の構
成と感光画素の構成とを同じように、ベースの長さを調
整して色信号補償を行うことにより、効果的なノイズ除
去が行われる。
成と感光画素の構成とを同じように、ベースの長さを調
整して色信号補償を行うことにより、効果的なノイズ除
去が行われる。
【００６３】具体的には、遮光画素のＲ，Ｇ，Ｂ信号
（Ｒd ，Ｇd ，Ｂd ）をメモリに記憶させておき後に読
出される感光画素の信号（Ｒb ，Ｇb ，Ｂb ）との差分
（Ｒb−Ｒd ，Ｇb −Ｇd ，Ｂb −Ｂd ）をとることに
より暗信号の除去された光信号を得ることができる。
（Ｒd ，Ｇd ，Ｂd ）をメモリに記憶させておき後に読
出される感光画素の信号（Ｒb ，Ｇb ，Ｂb ）との差分
（Ｒb−Ｒd ，Ｇb −Ｇd ，Ｂb −Ｂd ）をとることに
より暗信号の除去された光信号を得ることができる。
【００６４】別の方法としては、先に読出された信号を
遅延手段により遅延させて後に読出された信号との差分
をとる方法もある。このような差分をとる演算は差動増
幅器等により容易に行える。
遅延手段により遅延させて後に読出された信号との差分
をとる方法もある。このような差分をとる演算は差動増
幅器等により容易に行える。
【００６５】図１４は本発明の固体撮像装置を用いた画
像情報処理装置の制御系ブロック図である。
像情報処理装置の制御系ブロック図である。
【００６６】実施例３のラインセンサー３００を用いた
場合を例に挙げて説明すると、４０１は信号処理回路で
あり、前述したメモリや差動増幅器の他にＲ，Ｇ，Ｂ信
号をイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）信
号に変換する回路を含んでいる。又、４０２はヘッドの
駆動回路であり、変換されたＹ，Ｃ，Ｍ信号をヘッド４
０３に供給する。
場合を例に挙げて説明すると、４０１は信号処理回路で
あり、前述したメモリや差動増幅器の他にＲ，Ｇ，Ｂ信
号をイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）信
号に変換する回路を含んでいる。又、４０２はヘッドの
駆動回路であり、変換されたＹ，Ｃ，Ｍ信号をヘッド４
０３に供給する。
【００６７】ヘッド４０３は、熱エネルギーにより液体
状のインクを吐出するインクジェットヘッドであり、
Ｙ，Ｃ，Ｍの３色のヘッドを有しており、記録媒体にイ
エローインク、シアンインク、マゼンダインクを用いて
印字ないしはプリントする。
状のインクを吐出するインクジェットヘッドであり、
Ｙ，Ｃ，Ｍの３色のヘッドを有しており、記録媒体にイ
エローインク、シアンインク、マゼンダインクを用いて
印字ないしはプリントする。
【００６８】これらの全体的な制御は中央演算ユニット
ＣＰＵにより行われる。
ＣＰＵにより行われる。
【００６９】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、等しい感度を必要とする各画素の実際の感度を実質
的にそろえることにより、良好な出力信号の得られる固
体撮像装置を得ることができる。
ば、等しい感度を必要とする各画素の実際の感度を実質
的にそろえることにより、良好な出力信号の得られる固
体撮像装置を得ることができる。
【００７０】本発明によれば、画素の開口面積を変化さ
せずに、かつ後段に余分な信号処理回路を設けずに、画
素の感度を変化させることができ、比較的簡単な構成、
低コストで高機能な固体撮像装置を得ることができる。
せずに、かつ後段に余分な信号処理回路を設けずに、画
素の感度を変化させることができ、比較的簡単な構成、
低コストで高機能な固体撮像装置を得ることができる。
【図１】本発明の固体撮像装置の画素構成を説明するた
めの模式的上面図である。
めの模式的上面図である。
【図２】本発明の固体撮像装置に用いられる半導体の分
光感度特性の一例を示す図である。
光感度特性の一例を示す図である。
【図３】本発明の固体撮像装置に用いられる色分解フィ
ルターの分光感度特性の一例を示す図である。
ルターの分光感度特性の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施例１による固体撮像装置の模式的
上面図である。
上面図である。
【図５】実施例１による固体撮像装置の画素の断面構成
を示すもので、図４のＡＡ′線による模式的断面図であ
る。
を示すもので、図４のＡＡ′線による模式的断面図であ
る。
【図６】本発明の実施例２による固体撮像装置の模式的
上面図である。
上面図である。
【図７】実施例２による固体撮像装置の画素の模式的断
面図である。
面図である。
【図８】本発明の実施例３による固体撮像装置の模式的
上面図である。
上面図である。
【図９】実施例３による固体撮像装置の画素の断面構成
を示すもので、図８のＢＢ′線による模式的断面図であ
る。
を示すもので、図８のＢＢ′線による模式的断面図であ
る。
【図１０】実施例３による固体撮像装置の画素の断面構
成を示すもので、図８のＣＣ′線による模式的断面図で
ある。
成を示すもので、図８のＣＣ′線による模式的断面図で
ある。
【図１１】実施例３による固体撮像装置の回路構成図で
ある。
ある。
【図１２】実施例３による固体撮像装置の画素の回路図
である。
である。
【図１３】実施例３による固体撮像装置の駆動方法を説
明するためのタイミング図である。
明するためのタイミング図である。
【図１４】本発明による固体撮像装置を用いた画像情報
処理装置の制御系ブロック図である。
処理装置の制御系ブロック図である。
【図１５】従来の固体撮像装置としてのラインセンサー
を示す模式的上面図である。
を示す模式的上面図である。
【図１６】従来の固体撮像装置としてのエリアセンサー
を示す模式的上面図である。
を示す模式的上面図である。
１０１ 左側画素 １１１ 右側画素 １０２ 半導体領域 １１２ 半導体領域 １０３ 半導体領域 １１３ 半導体領域 １２１Ｒ 画素 １２１Ｇ 画素 １２１Ｂ 画素 １２２Ｒ 半導体領域 １２２Ｇ 半導体領域 １２２Ｂ 半導体領域 １２３Ｒ 半導体領域 １２３Ｇ 半導体領域 １２３Ｂ 半導体領域
Claims (14)
- 【請求項１】 第１の色信号を出力する為の第１の画素
と、該第１の色信号とは異なる第２の色信号を出力する
為の第２の画素と、を有する固体撮像装置において、 前記第１及び第２の画素はそれぞれ第１の半導体領域と
第２の半導体領域との間の半導体接合を有し、互いに異
なる接合容量を有していることを特徴とする固体撮像装
置。 - 【請求項２】 請求項１記載の固体撮像装置において、
第１及び第２の画素の前記第１の半導体領域は互いにそ
の深さが同じであり、長さが異なることを特徴とする固
体撮像装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の固体撮像装置において、
前記第１及び第２の画素はそれぞれ分光透過率の異なる
フィルターを具備しており、該フィルターの特性の違い
を補償するに充分な前記接合容量の差を有している固体
撮像装置。 - 【請求項４】 第１の色信号を出力する為の第１のフィ
ルターを具えた第１の画素と、 第２の色信号を出力する為の第２のフィルターを具えた
第２の画素と、 第３の色信号を出力する為の第３のフィルターを具えた
第３の画素と、 を有し、 前記第１及び第２の画素の半導体接合の容量と、前記第
３の画素の半導体接合の容量と、を異ならしめたことを
特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項５】 請求項４記載の固体撮像装置において、
前記第１の色信号は赤色、前記第２の色信号は緑色、前
記第３の色信号は青色の信号である固体撮像装置。 - 【請求項６】 請求項４記載の固体撮像装置において、
前記半導体接合は第１導電型の半導体領域により形成さ
れるものであり、該半導体領域の巾と深さとを同じ大き
さとし、長さを変えることにより容量を異ならしめる固
体撮像装置。 - 【請求項７】 第１の色信号を出力する為の第１の画素
と、第２の色信号を出力する為の第２の画素と、を含む
組の複数がアレイ状に配列されている固体撮像装置にお
いて、 各組において、第１の画素の半導体接合の容量と第２の
画素の半導体接合の容量とを異ならしめるとともに、前
記複数の組のうち少なくとも１つが遮光されていること
を特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項８】 請求項１、４、７のいずれかに記載の固
体撮像装置において、 各画素はバイポーラトランジスタを含む固体撮像装置。 - 【請求項９】 請求項１、４、７のいずれかに記載の固
体撮像装置において、 各画素はホトダイオードを含む固体撮像装置。 - 【請求項１０】 請求項４記載の固体撮像装置と、 該装置からの第１乃至第３の色信号を別の色信号に変換
する変換器と、 を有する装置。 - 【請求項１１】 請求項７記載の固体撮像装置と、 該装置からの第１及び第２の色信号を別の色信号に変換
する変換器と、 前記第１、第２の色信号を演算する演算器と、 を有する装置。 - 【請求項１２】 請求項４又は請求項７記載の固体撮像
装置において、 前記装置はインクジェット記録ヘッドを有する固体撮像
装置。 - 【請求項１３】 請求項４又は請求項７記載の固体撮像
装置において、 前記装置は熱エネルギーを利用してインクを吐出するイ
ンクジェット記録ヘッドを有する固体撮像装置。 - 【請求項１４】 請求項４又は請求項７記載の固体撮像
装置において、 前記装置はイエロー、シアン、マゼンダを含むインクを
用いて記録を行う固体撮像装置。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001518703A (ja) * | 1997-09-26 | 2001-10-16 | インテル・コーポレーション | ピクセルのカラー応答度を変える遮光層の使用方法および装置 |
| JP2011254266A (ja) * | 2010-06-01 | 2011-12-15 | Sharp Corp | 固体撮像素子および電子情報機器 |
| JP2012019360A (ja) * | 2010-07-07 | 2012-01-26 | Canon Inc | 固体撮像装置及び撮像システム |
| US8742359B2 (en) | 2010-07-07 | 2014-06-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid-state imaging apparatus and imaging system |
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Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR0186195B1 (ko) * | 1995-12-11 | 1999-05-01 | 문정환 | 컬러선형 전하결합소자 및 이의 구동방법 |
| KR100262873B1 (ko) * | 1996-08-13 | 2000-08-01 | 네드위치 리차드 | 집적 전기 셔터를 갖는 캐패시터 결합된 바이폴라 액티브픽셀 센서 |
| US5760458A (en) * | 1996-10-22 | 1998-06-02 | Foveonics, Inc. | Bipolar-based active pixel sensor cell with poly contact and increased capacitive coupling to the base region |
| US5786623A (en) * | 1996-10-22 | 1998-07-28 | Foveonics, Inc. | Bipolar-based active pixel sensor cell with metal contact and increased capacitive coupling to the base region |
| US6025589A (en) * | 1997-01-06 | 2000-02-15 | Texas Instruments Incorporated | Apparatus and method for normalizing multiple color signals |
| US6714239B2 (en) * | 1997-10-29 | 2004-03-30 | Eastman Kodak Company | Active pixel sensor with programmable color balance |
| JP3180748B2 (ja) * | 1997-12-11 | 2001-06-25 | 日本電気株式会社 | 固体撮像装置 |
| US6169317B1 (en) | 1998-02-13 | 2001-01-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion device and image sensor |
| US6960817B2 (en) * | 2000-04-21 | 2005-11-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid-state imaging device |
| US7154546B1 (en) * | 2000-08-07 | 2006-12-26 | Micron Technology, Inc. | Pixel optimization for color |
| US7212240B1 (en) | 2001-05-25 | 2007-05-01 | Dalsa, Inc. | Imager with a row of photodiodes or pinned photo diodes |
| KR100545106B1 (ko) * | 2003-08-28 | 2006-01-24 | 재단법인서울대학교산학협력재단 | 광 트랜지스터를 이용한 ｃｍｏｓ 이미지 센서용 단위 화소 |
| JP4957190B2 (ja) * | 2006-02-21 | 2012-06-20 | セイコーエプソン株式会社 | 電気光学装置及び電子機器 |
| JP5245572B2 (ja) * | 2008-06-26 | 2013-07-24 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 半導体装置及び携帯型電子機器 |
| JP5656484B2 (ja) | 2010-07-07 | 2015-01-21 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置および撮像システム |
| TWI579540B (zh) | 2015-12-02 | 2017-04-21 | 財團法人工業技術研究院 | 多點光譜系統 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5814569A (ja) * | 1981-07-17 | 1983-01-27 | Olympus Optical Co Ltd | カラ−撮像装置 |
| JPS6342271A (ja) * | 1986-08-07 | 1988-02-23 | Toshiba Corp | イメ−ジセンサ |
| JPS63266872A (ja) * | 1987-04-24 | 1988-11-02 | Hitachi Ltd | 固体撮像装置 |
| JPH02219659A (ja) * | 1989-02-20 | 1990-09-03 | Canon Inc | 画像形成装置 |
| JPH03146345A (ja) * | 1989-11-02 | 1991-06-21 | Canon Inc | インクジェット記録装置 |
| JPH04761A (ja) * | 1989-12-15 | 1992-01-06 | Canon Inc | 光電変換装置 |
Family Cites Families (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3617753A (en) * | 1969-01-13 | 1971-11-02 | Tokyo Shibaura Electric Co | Semiconductor photoelectric converting device |
| JPS5941351B2 (ja) * | 1976-09-13 | 1984-10-06 | 株式会社日立製作所 | カラ−用固体撮像素子 |
| JPS5619288A (en) * | 1979-07-26 | 1981-02-23 | Dainippon Printing Co Ltd | Color solid state image pickup element plate |
| US4437112A (en) * | 1980-02-15 | 1984-03-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid-state color imaging apparatus |
| JPS57184937A (en) * | 1981-05-08 | 1982-11-13 | Omron Tateisi Electronics Co | Color discriminating element |
| JPS5967791A (ja) * | 1982-10-12 | 1984-04-17 | Victor Co Of Japan Ltd | 固体撮像素子 |
| US4672432A (en) * | 1983-04-28 | 1987-06-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for recording a color image using dots of colorants of different densities |
| US4686554A (en) | 1983-07-02 | 1987-08-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric converter |
| JPS6091668A (ja) * | 1983-10-26 | 1985-05-23 | Seiko Epson Corp | 受光集積素子 |
| JPS6097681A (ja) * | 1983-10-31 | 1985-05-31 | Matsushita Electric Works Ltd | モノリシツク集積回路 |
| JPS6185760A (ja) * | 1984-10-01 | 1986-05-01 | Ricoh Co Ltd | 光源用温度制御装置 |
| JPS61187282A (ja) * | 1985-02-14 | 1986-08-20 | Mitsubishi Electric Corp | 光検出素子 |
| JPS61257071A (ja) * | 1985-05-10 | 1986-11-14 | Canon Inc | カラ−画像信号処理装置 |
| US4907074A (en) * | 1985-10-31 | 1990-03-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup apparatus having color separation filters and forming line-sequential luminance and color-difference signals |
| JPS62198257A (ja) * | 1986-02-26 | 1987-09-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | カラ−リニアイメ−ジセンサ |
| JPH0644619B2 (ja) | 1986-07-17 | 1994-06-08 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置 |
| US5126814A (en) * | 1986-12-09 | 1992-06-30 | Tokyo, Japan Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric converter with doped capacitor region |
| JPS63170959A (ja) * | 1987-01-08 | 1988-07-14 | Matsushita Electronics Corp | カラ−固体撮像装置 |
| US4879470A (en) * | 1987-01-16 | 1989-11-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric converting apparatus having carrier eliminating means |
| US4958085A (en) * | 1987-10-30 | 1990-09-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Scanning circuit outputting scanning pulse signals of two or more phases |
| JPH01164165A (ja) * | 1987-12-21 | 1989-06-28 | Canon Inc | センサ駆動装置 |
| JPH02268062A (ja) * | 1989-04-10 | 1990-11-01 | Canon Inc | 光電変換装置 |
| JPH0371669A (ja) * | 1989-08-11 | 1991-03-27 | Oki Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置 |
| JP2810526B2 (ja) * | 1989-11-21 | 1998-10-15 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置及び該装置を搭載した装置 |
| JP3120237B2 (ja) * | 1990-01-10 | 2000-12-25 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | イメージセンサ |
-
1993
- 1993-03-01 JP JP5062432A patent/JP2768453B2/ja not_active Expired - Fee Related
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-
1995
- 1995-05-08 US US08/438,065 patent/US5506430A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-10-24 JP JP27547195A patent/JP3144537B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5814569A (ja) * | 1981-07-17 | 1983-01-27 | Olympus Optical Co Ltd | カラ−撮像装置 |
| JPS6342271A (ja) * | 1986-08-07 | 1988-02-23 | Toshiba Corp | イメ−ジセンサ |
| JPS63266872A (ja) * | 1987-04-24 | 1988-11-02 | Hitachi Ltd | 固体撮像装置 |
| JPH02219659A (ja) * | 1989-02-20 | 1990-09-03 | Canon Inc | 画像形成装置 |
| JPH03146345A (ja) * | 1989-11-02 | 1991-06-21 | Canon Inc | インクジェット記録装置 |
| JPH04761A (ja) * | 1989-12-15 | 1992-01-06 | Canon Inc | 光電変換装置 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001518703A (ja) * | 1997-09-26 | 2001-10-16 | インテル・コーポレーション | ピクセルのカラー応答度を変える遮光層の使用方法および装置 |
| JP2011254266A (ja) * | 2010-06-01 | 2011-12-15 | Sharp Corp | 固体撮像素子および電子情報機器 |
| JP2012019360A (ja) * | 2010-07-07 | 2012-01-26 | Canon Inc | 固体撮像装置及び撮像システム |
| US8742359B2 (en) | 2010-07-07 | 2014-06-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid-state imaging apparatus and imaging system |
| US8836833B2 (en) | 2010-07-07 | 2014-09-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid-state imaging apparatus having pixels with plural semiconductor regions |
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| Publication number | Publication date |
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| DE69319265T2 (de) | 1999-01-21 |
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