JPH07274185A - カラー固体撮像素子及びカラーフィルタの構成方法 - Google Patents
カラー固体撮像素子及びカラーフィルタの構成方法Info
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- JPH07274185A JPH07274185A JP6338394A JP6338394A JPH07274185A JP H07274185 A JPH07274185 A JP H07274185A JP 6338394 A JP6338394 A JP 6338394A JP 6338394 A JP6338394 A JP 6338394A JP H07274185 A JPH07274185 A JP H07274185A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 カラー映像を得るのに必要な映像情報を受光
画素の１行毎に得られるようにする。 【構成】 シリコン基板１１の表面領域に分離領域１２
で分離された複数のチャネル領域１３が配置され、この
チャネル領域１３と交差する方向に２層の転送電極１
５、１６が配置される。転送電極１５、１６上に配置さ
れるカラーフィルタは、受光画素の各行毎に対応して複
数の領域に分割され、受光画素の２列毎に３つの領域に
分割される。各分割領域がＹｅ、Ｇ及びＣｙの各成分に
対応付けられる。これにより、２行の受光画素から、Ｒ
及びＢ成分と輝度信号とを得ることができる。
画素の１行毎に得られるようにする。 【構成】 シリコン基板１１の表面領域に分離領域１２
で分離された複数のチャネル領域１３が配置され、この
チャネル領域１３と交差する方向に２層の転送電極１
５、１６が配置される。転送電極１５、１６上に配置さ
れるカラーフィルタは、受光画素の各行毎に対応して複
数の領域に分割され、受光画素の２列毎に３つの領域に
分割される。各分割領域がＹｅ、Ｇ及びＣｙの各成分に
対応付けられる。これにより、２行の受光画素から、Ｒ
及びＢ成分と輝度信号とを得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、モザイク状のカラーフ
ィルタが装着されるカラー固体撮像素子及びモザイク状
のカラーフィルタの構成方法に関する。
ィルタが装着されるカラー固体撮像素子及びモザイク状
のカラーフィルタの構成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体撮像素子を用いてカラー映像を得る
場合には、固体撮像素子の受光面にモザイク状やストラ
イプ状のカラーフィルタを装着し、受光面に配列される
複数の受光画素をそれぞれ特定の色成分に対応付けてい
る。モザイク状のカラーフィルタの場合、ストライプ状
のカラーフィルタと比較してフィルタの構成が複雑にな
るが、水平解像度を高くすることができるという利点を
有している。このため、高解像度化が望まれるビデオカ
メラ等においては、モザイク状のカラーフィルタを装着
した固体撮像素子が多く多く採用される。
場合には、固体撮像素子の受光面にモザイク状やストラ
イプ状のカラーフィルタを装着し、受光面に配列される
複数の受光画素をそれぞれ特定の色成分に対応付けてい
る。モザイク状のカラーフィルタの場合、ストライプ状
のカラーフィルタと比較してフィルタの構成が複雑にな
るが、水平解像度を高くすることができるという利点を
有している。このため、高解像度化が望まれるビデオカ
メラ等においては、モザイク状のカラーフィルタを装着
した固体撮像素子が多く多く採用される。
【０００３】図４は、モザイク状のカラーフィルタが装
着されたフレームトランスファ方式のＣＣＤ固体撮像素
子の受光部の平面図で、図５は、そのＸ−Ｘ線の断面図
である。Ｐ型のシリコン基板１の表面領域に、高濃度の
Ｐ型領域や選択酸化された厚い酸化膜よりなる複数の分
離領域２が互いに平行に形成される。この分離領域２に
挟まれた基板領域に、Ｎ型の不純物が拡散されて、情報
電荷の転送経路となるチャネル領域３が形成される。分
離領域２及びチャネル領域３が形成されたシリコン基板
１上に、ゲート絶縁膜となる酸化膜４を介して、チャネ
ル領域３と交差するようにして複数の１層目の転送電極
５が配置される。さらに、１層目の転送電極５の間隙を
覆うようにして２層目の転送電極６が、１層目の転送電
極５から絶縁された状態で配置される。被写体から照射
される光の光電変換によって発生する情報電荷を蓄積す
る期間には、１層目の転送電極５の電位を高く、２層目
の転送電極６の電位を低く設定する。これにより、１層
目の転送電極５の下のチャネル領域３にポテンシャルの
井戸が形成され、２層目の転送電極６の下のチャネル領
域３にポテンシャルの障壁が形成されて垂直方向に連続
するチャネル領域３が複数の受光画素に区画される。ま
た、各転送電極５、６には、例えば４相のクロックパル
スが与えられ、ポテンシャルの井戸に蓄積された情報電
荷がチャネル領域３に沿って出力側へ順次転送される。
着されたフレームトランスファ方式のＣＣＤ固体撮像素
子の受光部の平面図で、図５は、そのＸ−Ｘ線の断面図
である。Ｐ型のシリコン基板１の表面領域に、高濃度の
Ｐ型領域や選択酸化された厚い酸化膜よりなる複数の分
離領域２が互いに平行に形成される。この分離領域２に
挟まれた基板領域に、Ｎ型の不純物が拡散されて、情報
電荷の転送経路となるチャネル領域３が形成される。分
離領域２及びチャネル領域３が形成されたシリコン基板
１上に、ゲート絶縁膜となる酸化膜４を介して、チャネ
ル領域３と交差するようにして複数の１層目の転送電極
５が配置される。さらに、１層目の転送電極５の間隙を
覆うようにして２層目の転送電極６が、１層目の転送電
極５から絶縁された状態で配置される。被写体から照射
される光の光電変換によって発生する情報電荷を蓄積す
る期間には、１層目の転送電極５の電位を高く、２層目
の転送電極６の電位を低く設定する。これにより、１層
目の転送電極５の下のチャネル領域３にポテンシャルの
井戸が形成され、２層目の転送電極６の下のチャネル領
域３にポテンシャルの障壁が形成されて垂直方向に連続
するチャネル領域３が複数の受光画素に区画される。ま
た、各転送電極５、６には、例えば４相のクロックパル
スが与えられ、ポテンシャルの井戸に蓄積された情報電
荷がチャネル領域３に沿って出力側へ順次転送される。
【０００４】各転送電極５、６を覆って形成されるカラ
ーフィルタ７は、分離領域２及び転送電極６により形成
されるポテンシャル障壁で区画される受光画素に対応し
て複数の領域に分割される。そして、各分割領域は、各
列から得られる映像情報の演算処理によってＲ(レッ
ド)、Ｇ(グリーン)及びＢ(ブルー)の各成分を再現でき
るように、Ｙｅ(イエロー)、Ｃｙ(シアン)、Ｇ(グリー
ン)及びＷ(ホワイト)の各成分が所定の規則に従って割
り当てられる。実際には、ＹｅフィルタとＣｙフィルタ
との重ね合わせでＧフィルタを構成できるため、Ｙｅフ
ィルタとなる１層目の着色層８をＹｅ成分及びＧ成分が
割り当てられる分割領域に配置し、Ｃｙフィルタとなる
２層目の着色層９をＣｙ成分及びＧ成分が割り当てられ
る分割領域に配置してカラーフィルタ７を構成すること
ができる。このとき、Ｗ成分が割り当てられる分割領域
については、着色層８、９は配置されず、被写体からの
光がそのまま受光画素に照射される。
ーフィルタ７は、分離領域２及び転送電極６により形成
されるポテンシャル障壁で区画される受光画素に対応し
て複数の領域に分割される。そして、各分割領域は、各
列から得られる映像情報の演算処理によってＲ(レッ
ド)、Ｇ(グリーン)及びＢ(ブルー)の各成分を再現でき
るように、Ｙｅ(イエロー)、Ｃｙ(シアン)、Ｇ(グリー
ン)及びＷ(ホワイト)の各成分が所定の規則に従って割
り当てられる。実際には、ＹｅフィルタとＣｙフィルタ
との重ね合わせでＧフィルタを構成できるため、Ｙｅフ
ィルタとなる１層目の着色層８をＹｅ成分及びＧ成分が
割り当てられる分割領域に配置し、Ｃｙフィルタとなる
２層目の着色層９をＣｙ成分及びＧ成分が割り当てられ
る分割領域に配置してカラーフィルタ７を構成すること
ができる。このとき、Ｗ成分が割り当てられる分割領域
については、着色層８、９は配置されず、被写体からの
光がそのまま受光画素に照射される。
【０００５】以上の固体撮像素子の場合、各受光画素に
蓄積した情報電荷をそれぞれ独立した状態で転送するこ
とができないため、２行分の情報電荷を混合して２画素
単位で転送するようにしている。そして、情報電荷を混
合する受光画素の組み合わせをフィールド毎に反転させ
ることでインタレース駆動を可能にし、垂直方向の画素
数に相当する分の映像情報を得ている。
蓄積した情報電荷をそれぞれ独立した状態で転送するこ
とができないため、２行分の情報電荷を混合して２画素
単位で転送するようにしている。そして、情報電荷を混
合する受光画素の組み合わせをフィールド毎に反転させ
ることでインタレース駆動を可能にし、垂直方向の画素
数に相当する分の映像情報を得ている。
【０００６】このように情報電荷が混合されると、例え
ば、偶数フィールドにおいて、ｎ行目及びｎ＋１行目の
受光画素から、Ｃｙ＋Ｗ及びＹｅ＋Ｇの成分を得ること
ができ、これらの成分の差から、式１に示すようにＢ成
分が生成される。
ば、偶数フィールドにおいて、ｎ行目及びｎ＋１行目の
受光画素から、Ｃｙ＋Ｗ及びＹｅ＋Ｇの成分を得ること
ができ、これらの成分の差から、式１に示すようにＢ成
分が生成される。
【０００７】
【数１】
【０００８】（尚、Ｃｙ＝Ｇ＋Ｂ，Ｙｅ＝Ｒ＋Ｇであ
る。）そして、同一フィールドにおいて、次のｎ＋２行
目及びｎ＋３行目の受光画素から、Ｙｅ＋Ｗ及びＣｙ＋
Ｇの成分を得ることができ、これらの成分の差から、式
２に示すようにＲ成分が生成される。
る。）そして、同一フィールドにおいて、次のｎ＋２行
目及びｎ＋３行目の受光画素から、Ｙｅ＋Ｗ及びＣｙ＋
Ｇの成分を得ることができ、これらの成分の差から、式
２に示すようにＲ成分が生成される。
【０００９】
【数２】
【００１０】また、各受光画素から得られるＣｙ＋Ｗ及
びＹｅ＋ＧあるいはＹｅ＋Ｗ及びＣｙ＋Ｇの成分を互い
に合成すれば、式３に示すように、Ｒ、Ｇ及びＢの各成
分が１：２：１の割合で合成された輝度信号が生成され
る。
びＹｅ＋ＧあるいはＹｅ＋Ｗ及びＣｙ＋Ｇの成分を互い
に合成すれば、式３に示すように、Ｒ、Ｇ及びＢの各成
分が１：２：１の割合で合成された輝度信号が生成され
る。
【００１１】
【数３】
【００１２】本来、輝度信号は、ＮＴＳＣ方式の規格に
よれば、Ｒ、Ｇ及びＢの各成分を３０％、５９％及び１
１％の割合で合成して生成されるものであるが、これに
近い割合で合成して生成したものであれば、実用的には
問題がない。これらＢ成分、Ｒ成分及び輝度信号の生成
に関しては、奇数フィールドでも同様の演算処理によっ
て実現される。即ち、ｎ−１行目及びｎ行目の受光画素
から得られるＷ＋Ｃｙ及びＧ＋Ｙｅの成分からＢ成分が
生成され、ｎ＋１行目及びｎ＋２行目の受光画素から得
られるＷ＋Ｙｅ及びＧ＋Ｃｙの成分からＲ成分が生成さ
れる。尚、Ｒ成分及びＢ成分が得られれば、Ｇ成分を得
るのは容易である。
よれば、Ｒ、Ｇ及びＢの各成分を３０％、５９％及び１
１％の割合で合成して生成されるものであるが、これに
近い割合で合成して生成したものであれば、実用的には
問題がない。これらＢ成分、Ｒ成分及び輝度信号の生成
に関しては、奇数フィールドでも同様の演算処理によっ
て実現される。即ち、ｎ−１行目及びｎ行目の受光画素
から得られるＷ＋Ｃｙ及びＧ＋Ｙｅの成分からＢ成分が
生成され、ｎ＋１行目及びｎ＋２行目の受光画素から得
られるＷ＋Ｙｅ及びＧ＋Ｃｙの成分からＲ成分が生成さ
れる。尚、Ｒ成分及びＢ成分が得られれば、Ｇ成分を得
るのは容易である。
【００１３】従って、インタレース駆動される各フィー
ルドにおいて、４行分の受光画素からＲ、Ｇ及びＢの各
成分と輝度信号とを得ることができる。
ルドにおいて、４行分の受光画素からＲ、Ｇ及びＢの各
成分と輝度信号とを得ることができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、２画素の情
報電荷を混合することなく全ての受光画素の情報電荷を
独立に読み出すようにしたフルフレーム型のＣＣＤ固体
撮像素子が考えられている。このフルフレーム型のＣＣ
Ｄ固体撮像素子の場合、例えば偶数行の受光画素からＢ
成分を得るとすると、奇数行の受光画素からはＲ成分を
得ると共に、各行から共通の輝度信号を得ることが必要
となる。図４に示すように１つの受光画素に１つの色成
分が対応付けられる固体撮像素子においては、１行分の
受光画素の映像情報からＢ成分またはＲ成分を生成する
ことがきない。カラーフィルタ７の各成分の配列を変更
すれば、Ｂ成分及びＲ成分を得るようにすることも可能
であるが、各行から共通の輝度信号を得ることができな
くなるため、実用化は困難である。
報電荷を混合することなく全ての受光画素の情報電荷を
独立に読み出すようにしたフルフレーム型のＣＣＤ固体
撮像素子が考えられている。このフルフレーム型のＣＣ
Ｄ固体撮像素子の場合、例えば偶数行の受光画素からＢ
成分を得るとすると、奇数行の受光画素からはＲ成分を
得ると共に、各行から共通の輝度信号を得ることが必要
となる。図４に示すように１つの受光画素に１つの色成
分が対応付けられる固体撮像素子においては、１行分の
受光画素の映像情報からＢ成分またはＲ成分を生成する
ことがきない。カラーフィルタ７の各成分の配列を変更
すれば、Ｂ成分及びＲ成分を得るようにすることも可能
であるが、各行から共通の輝度信号を得ることができな
くなるため、実用化は困難である。
【００１５】カラー映像を得るために必要な映像情報を
得られるようにするためには、カラーフィルタ７の各分
割領域をさらに２分割して１つの受光画素に対して２種
類の色成分を対応付けることが必要になる。しかしなが
ら、カラーフィルタ７を構成する着色層８、９が、一般
にゼラチンやカゼイン等の高分子材料よりなることか
ら、多結晶シリコンからなる転送電極５、６と同等に微
細化することは困難である。
得られるようにするためには、カラーフィルタ７の各分
割領域をさらに２分割して１つの受光画素に対して２種
類の色成分を対応付けることが必要になる。しかしなが
ら、カラーフィルタ７を構成する着色層８、９が、一般
にゼラチンやカゼイン等の高分子材料よりなることか
ら、多結晶シリコンからなる転送電極５、６と同等に微
細化することは困難である。
【００１６】そこで本発明は、カラーフィルタを微細化
に対応できるようにして、高解像度のカラー固体撮像素
子を得ることを目的とする。
に対応できるようにして、高解像度のカラー固体撮像素
子を得ることを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために成されたもので、第１の特徴とするとこ
ろは、半導体基板と、上記半導体基板の表面領域に互い
に平行に配置された複数の分離領域と、各分離領域の間
に配置されたチャネル領域と、上記チャネル領域と交差
して上記半導体基板上に配置され、印加される電圧に応
答して上記チャネル領域を電気的に区画し、複数の受光
画素を形成する複数の転送電極と、上記転送電極上に配
置され、特定の波長の光を透過して上記受光画素へ照射
するカラーフィルタと、を有し、上記カラーフィルタ
は、上記分離領域を挟んで隣り合う２つの受光画素上で
３つの領域に分割され、その３つの分割領域がそれぞれ
異なる色成分に対応付けられたことにある。
解決するために成されたもので、第１の特徴とするとこ
ろは、半導体基板と、上記半導体基板の表面領域に互い
に平行に配置された複数の分離領域と、各分離領域の間
に配置されたチャネル領域と、上記チャネル領域と交差
して上記半導体基板上に配置され、印加される電圧に応
答して上記チャネル領域を電気的に区画し、複数の受光
画素を形成する複数の転送電極と、上記転送電極上に配
置され、特定の波長の光を透過して上記受光画素へ照射
するカラーフィルタと、を有し、上記カラーフィルタ
は、上記分離領域を挟んで隣り合う２つの受光画素上で
３つの領域に分割され、その３つの分割領域がそれぞれ
異なる色成分に対応付けられたことにある。
【００１８】そして、第２の特徴とするところは、行方
向に分割された複数の分割領域に対し、１領域を空けて
２領域ずつ連続に第１の色成分と対応付けられると共
に、列方向に分割された複数の分割領域が偶数行と奇数
行とで互いに１領域ずれて配置される第１のフィルタ
と、行方向に分割された複数の分割領域に対し、１領域
を空けて２領域ずつ連続に第２の色成分と対応付けられ
ると共に、列方向に分割される複数の分割領域が偶数行
と奇数行とで互いに１領域ずれて配置される第２のフィ
ルタと、を行方向に互いに１領域ずらして重ね合わせ、
第１の色成分に対応付けられた分割領域と第２の色成分
に対応付けられた分割領域との重ね合わせで第３の色成
分を生成することにある。
向に分割された複数の分割領域に対し、１領域を空けて
２領域ずつ連続に第１の色成分と対応付けられると共
に、列方向に分割された複数の分割領域が偶数行と奇数
行とで互いに１領域ずれて配置される第１のフィルタ
と、行方向に分割された複数の分割領域に対し、１領域
を空けて２領域ずつ連続に第２の色成分と対応付けられ
ると共に、列方向に分割される複数の分割領域が偶数行
と奇数行とで互いに１領域ずれて配置される第２のフィ
ルタと、を行方向に互いに１領域ずらして重ね合わせ、
第１の色成分に対応付けられた分割領域と第２の色成分
に対応付けられた分割領域との重ね合わせで第３の色成
分を生成することにある。
【００１９】
【作用】本発明のカラー固体撮像素子によれば、分離領
域を挟んで隣り合う２つの受光画素上にカラーフィルタ
の３つの分割領域を配置したことにより、分割領域の列
方向の長さを変更せず、行方向の長さを２／３にした状
態で、１つの受光画素に対して２種類の色成分が対応付
けられる。このため、１行分の受光画素の映像情報から
特定の色成分を生成することができ、且つ、各行の分割
領域の色成分の構成を等しくして共通の輝度信号を得ら
れる。
域を挟んで隣り合う２つの受光画素上にカラーフィルタ
の３つの分割領域を配置したことにより、分割領域の列
方向の長さを変更せず、行方向の長さを２／３にした状
態で、１つの受光画素に対して２種類の色成分が対応付
けられる。このため、１行分の受光画素の映像情報から
特定の色成分を生成することができ、且つ、各行の分割
領域の色成分の構成を等しくして共通の輝度信号を得ら
れる。
【００２０】また、本発明のカラーフィルタの構成方法
によれば、分割領域の各行で１領域を空けて２領域ずつ
連続して色成分に対応付け、さらに偶数行と奇数行とで
１領域ずらして配置して第１及び第２のフィルタを構成
したことで、各フィルタにおいて同一の色成分が列方向
に連続することになる。このため、各フィルタを形成す
る際には同一の色成分を列方向に連続して積層すること
ができ、ストライプ型のカラーフィルタを形成する場合
と同程度の精度でモザイク型のカラーフィルタを形成す
ることができる。
によれば、分割領域の各行で１領域を空けて２領域ずつ
連続して色成分に対応付け、さらに偶数行と奇数行とで
１領域ずらして配置して第１及び第２のフィルタを構成
したことで、各フィルタにおいて同一の色成分が列方向
に連続することになる。このため、各フィルタを形成す
る際には同一の色成分を列方向に連続して積層すること
ができ、ストライプ型のカラーフィルタを形成する場合
と同程度の精度でモザイク型のカラーフィルタを形成す
ることができる。
【００２１】
【実施例】図１は、本発明のカラー固体撮像素子の受光
部の平面図で、図２は、そのＹ−Ｙ線の断面図である。
この図においては、１画素あたりに４本の転送電極が配
置される４相駆動のフルフレーム型ＣＣＤ固体撮像素子
を示す。Ｐ型のシリコン基板１１の表面領域に、高濃度
のＰ型領域よりなる複数の分離領域１２が互いに平行に
形成され、この分離領域１２に挟まれた基板領域に、Ｎ
型の不純物が拡散されてチャネル領域１３が形成され
る。この分離領域１２及びチャネル領域１３について
は、図４に示す固体撮像素子と同一である。分離領域１
２及びチャネル領域１３が形成されたシリコン基板１１
上に、酸化膜１４を介して、チャネル領域１３と交差す
るように複数の１層目の転送電極１５及び２層目の転送
電極１６が互いに平行に配置される。また、光電変換に
よって生じる情報電荷を蓄積する期間には、例えば、２
層目の転送電極１６の偶数番目の電位を低くしてポテン
シャルの障壁を形成し、１層目の転送電極１５及び２層
目の転送電極１６の奇数番目の電位を高くしてポテンシ
ャルの井戸を形成する。これにより、垂直方向に連続す
るチャネル領域１３が２層目の転送電極１６の偶数番目
で電気的に分離され、複数の受光画素が形成される。そ
して、各転送電極１５、１６には、例えば４相のクロッ
クパルスが与えられ、ポテンシャルの井戸に蓄積された
情報電荷がチャネル領域１３に沿って出力側へ順次転送
される。ここで、各転送電極１５、１６は、１画素あた
りにそれぞれ２本ずつ配置されており、各受光画素に蓄
積される情報電荷が、１画素毎に独立して転送される。
部の平面図で、図２は、そのＹ−Ｙ線の断面図である。
この図においては、１画素あたりに４本の転送電極が配
置される４相駆動のフルフレーム型ＣＣＤ固体撮像素子
を示す。Ｐ型のシリコン基板１１の表面領域に、高濃度
のＰ型領域よりなる複数の分離領域１２が互いに平行に
形成され、この分離領域１２に挟まれた基板領域に、Ｎ
型の不純物が拡散されてチャネル領域１３が形成され
る。この分離領域１２及びチャネル領域１３について
は、図４に示す固体撮像素子と同一である。分離領域１
２及びチャネル領域１３が形成されたシリコン基板１１
上に、酸化膜１４を介して、チャネル領域１３と交差す
るように複数の１層目の転送電極１５及び２層目の転送
電極１６が互いに平行に配置される。また、光電変換に
よって生じる情報電荷を蓄積する期間には、例えば、２
層目の転送電極１６の偶数番目の電位を低くしてポテン
シャルの障壁を形成し、１層目の転送電極１５及び２層
目の転送電極１６の奇数番目の電位を高くしてポテンシ
ャルの井戸を形成する。これにより、垂直方向に連続す
るチャネル領域１３が２層目の転送電極１６の偶数番目
で電気的に分離され、複数の受光画素が形成される。そ
して、各転送電極１５、１６には、例えば４相のクロッ
クパルスが与えられ、ポテンシャルの井戸に蓄積された
情報電荷がチャネル領域１３に沿って出力側へ順次転送
される。ここで、各転送電極１５、１６は、１画素あた
りにそれぞれ２本ずつ配置されており、各受光画素に蓄
積される情報電荷が、１画素毎に独立して転送される。
【００２２】各転送電極１５、１６を覆って形成される
カラーフィルタ１７は、受光画素の各行に対応して複数
の領域に分割され、さらにチャネル領域１３の２列毎に
対応して３つの領域に分割される。分離領域１２を挟ん
で隣り合う２つの受光画素に跨る分割領域は、それぞれ
の受光画素の１／３に対応し、その両側に隣接する分割
領域は、各受光画素の２／３に対応する。これらの分割
領域には、Ｙｅ、Ｃｙ及びＧの各成分が所定の順序で割
り当てられる。各分割領域に対する色成分の割り当ての
順序は、各行で一致しているが、偶数行と奇数行とで行
方向に１領域分ずれている。
カラーフィルタ１７は、受光画素の各行に対応して複数
の領域に分割され、さらにチャネル領域１３の２列毎に
対応して３つの領域に分割される。分離領域１２を挟ん
で隣り合う２つの受光画素に跨る分割領域は、それぞれ
の受光画素の１／３に対応し、その両側に隣接する分割
領域は、各受光画素の２／３に対応する。これらの分割
領域には、Ｙｅ、Ｃｙ及びＧの各成分が所定の順序で割
り当てられる。各分割領域に対する色成分の割り当ての
順序は、各行で一致しているが、偶数行と奇数行とで行
方向に１領域分ずれている。
【００２３】ところで、Ｇ成分のフィルタは、Ｙｅ成分
のフィルタとＣｙ成分のフィルタとを重ね合わせて構成
できる。このため、Ｙｅフィルタとなる１層目の着色層
１８をＹｅ成分及びＧ成分が割り当てられる分割領域に
配置し、Ｃｙフィルタとなる２層目の着色層１９をＣｙ
成分及びＧ成分が割り当てられる分割領域に配置してカ
ラーフィルタ１７を構成する。これにより、１層目の着
色層１８のみを配置した分割領域がＹｅ成分、２層目の
着色層１９のみを配置した分割領域がＣｙ成分にそれぞ
れ対応付けられ、１層目の着色層１８と２層目の着色層
１９とを重ねて配置した分割領域がＧ成分に対応付けら
れる。
のフィルタとＣｙ成分のフィルタとを重ね合わせて構成
できる。このため、Ｙｅフィルタとなる１層目の着色層
１８をＹｅ成分及びＧ成分が割り当てられる分割領域に
配置し、Ｃｙフィルタとなる２層目の着色層１９をＣｙ
成分及びＧ成分が割り当てられる分割領域に配置してカ
ラーフィルタ１７を構成する。これにより、１層目の着
色層１８のみを配置した分割領域がＹｅ成分、２層目の
着色層１９のみを配置した分割領域がＣｙ成分にそれぞ
れ対応付けられ、１層目の着色層１８と２層目の着色層
１９とを重ねて配置した分割領域がＧ成分に対応付けら
れる。
【００２４】以上のようなカラーフィルタ１７が装着さ
れた固体撮像素子においては、例えば、ｎ行目の受光画
素から２Ｙｅ／３＋Ｃｙ／３及びＣｙ／３＋２Ｇ／３の
成分を得ることができ、ｎ＋１行目の受光画素から２Ｇ
／３＋Ｙｅ／３及びＹｅ／３＋２Ｃｙ／３の成分を得る
ことができる。従って、各行から得られる映像情報の差
をとることによって、式４及び式５に示すようにＲ成分
及びＢ成分を得ることができる。
れた固体撮像素子においては、例えば、ｎ行目の受光画
素から２Ｙｅ／３＋Ｃｙ／３及びＣｙ／３＋２Ｇ／３の
成分を得ることができ、ｎ＋１行目の受光画素から２Ｇ
／３＋Ｙｅ／３及びＹｅ／３＋２Ｃｙ／３の成分を得る
ことができる。従って、各行から得られる映像情報の差
をとることによって、式４及び式５に示すようにＲ成分
及びＢ成分を得ることができる。
【００２５】
【数４】
【００２６】
【数５】
【００２７】また、各受光画素から得られる２Ｙｅ／３
＋Ｃｙ／３及びＣｙ／３＋２Ｇ／３の成分あるいは２Ｇ
／３＋Ｙｅ／３及びＹｅ／３＋２Ｃｙ／３の成分をそれ
ぞれ合成すれば、式６、式７に示すように、Ｒ、Ｇ及び
Ｂの各成分が１：３：１の割合で合成された輝度信号が
生成される。
＋Ｃｙ／３及びＣｙ／３＋２Ｇ／３の成分あるいは２Ｇ
／３＋Ｙｅ／３及びＹｅ／３＋２Ｃｙ／３の成分をそれ
ぞれ合成すれば、式６、式７に示すように、Ｒ、Ｇ及び
Ｂの各成分が１：３：１の割合で合成された輝度信号が
生成される。
【００２８】
【数６】
【００２９】
【数７】
【００３０】この輝度信号は、各行の受光画素に対応付
けられるカラーフィルタの色成分が等しいため、偶数行
と奇数行とで一致する。尚、この輝度信号については、
本来の輝度信号に一致しないが、規格に従う割合に近い
割合で各成分が合成されているため、実用上は問題な
い。従って、２行分の受光画素からＲ成分及びＢ成分を
得ることができ、さらに、輝度信号を得ることができ
る。尚、Ｇ成分については、例えば、輝度信号からＲ成
分とＢ成分とを差し引くことにより、容易に得ることが
できる。
けられるカラーフィルタの色成分が等しいため、偶数行
と奇数行とで一致する。尚、この輝度信号については、
本来の輝度信号に一致しないが、規格に従う割合に近い
割合で各成分が合成されているため、実用上は問題な
い。従って、２行分の受光画素からＲ成分及びＢ成分を
得ることができ、さらに、輝度信号を得ることができ
る。尚、Ｇ成分については、例えば、輝度信号からＲ成
分とＢ成分とを差し引くことにより、容易に得ることが
できる。
【００３１】図３は、カラーフィルタ１７の構成方法を
説明する平面図である。Ｙｅ成分に対応する第１のフィ
ルタは、マトリクス状に分割された分割領域の各行にお
いて、１領域分の開口を隔てて２領域ずつ連続し、偶数
行と奇数行とで互いに１領域ずれて配列される。この第
１のフィルタが、図２に示す１層目の着色層１８に一致
する。Ｃｙ成分に対応する第２のフィルタは、第１のフ
ィルタと同一の形状を成しており、図２に示す２層目の
着色層１９に一致する。
説明する平面図である。Ｙｅ成分に対応する第１のフィ
ルタは、マトリクス状に分割された分割領域の各行にお
いて、１領域分の開口を隔てて２領域ずつ連続し、偶数
行と奇数行とで互いに１領域ずれて配列される。この第
１のフィルタが、図２に示す１層目の着色層１８に一致
する。Ｃｙ成分に対応する第２のフィルタは、第１のフ
ィルタと同一の形状を成しており、図２に示す２層目の
着色層１９に一致する。
【００３２】そして、同一形状の第１のフィルタと第２
のフィルタとを行方向に１領域分だけずらして互いに重
ね合わせることにより、Ｇ成分を形成する。このとき、
一方のフィルタの開口が他方のフィルタによって覆われ
るため、それぞれのフィルタの開口がＣｙまたはＹｅ成
分となる。このような第１及び第２のフィルタは、それ
ぞれ列方向に同一の色成分が連続しており、着色層１
８、１９として固体撮像素子の受光部上に形成する際に
は、ストライプ型のカラーフィルタと同様に、列方向に
連続して形成することができる。
のフィルタとを行方向に１領域分だけずらして互いに重
ね合わせることにより、Ｇ成分を形成する。このとき、
一方のフィルタの開口が他方のフィルタによって覆われ
るため、それぞれのフィルタの開口がＣｙまたはＹｅ成
分となる。このような第１及び第２のフィルタは、それ
ぞれ列方向に同一の色成分が連続しており、着色層１
８、１９として固体撮像素子の受光部上に形成する際に
は、ストライプ型のカラーフィルタと同様に、列方向に
連続して形成することができる。
【００３３】尚、このモザイクフィルタの構成方法は、
図１に示すようなフルフレーム型の固体撮像素子への適
用が有効であるが、１つの受光画素に１つの色成分が対
応付けられる固体撮像素子への適用も可能である。以上
の実施例においては、ＹｅフィルタとＣｙフィルタとを
重ねてＧ成分を得る場合を説明したが、第１及び第２の
色成分に対応する２種類のフィルタを重ね合わせて第３
の色成分を得る場合であれば、その他のフィルタの組み
合わせとすることも可能である。
図１に示すようなフルフレーム型の固体撮像素子への適
用が有効であるが、１つの受光画素に１つの色成分が対
応付けられる固体撮像素子への適用も可能である。以上
の実施例においては、ＹｅフィルタとＣｙフィルタとを
重ねてＧ成分を得る場合を説明したが、第１及び第２の
色成分に対応する２種類のフィルタを重ね合わせて第３
の色成分を得る場合であれば、その他のフィルタの組み
合わせとすることも可能である。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、カラーフィルタの各分
割領域の列方向の幅を変えることなく、行方向の幅を２
／３とすることによって、カラー映像を得るのに必要な
必要な映像情報を受光画素の１行毎に得ることができ
る。従って、全ての受光画素の情報電荷を独立に転送す
るフルフレーム型の固体撮像素子において、カラーフィ
ルタの分割領域を受光画素の２／３の大きさに形成すれ
ばよくなり、受光画素の微細化に有効である。
割領域の列方向の幅を変えることなく、行方向の幅を２
／３とすることによって、カラー映像を得るのに必要な
必要な映像情報を受光画素の１行毎に得ることができ
る。従って、全ての受光画素の情報電荷を独立に転送す
るフルフレーム型の固体撮像素子において、カラーフィ
ルタの分割領域を受光画素の２／３の大きさに形成すれ
ばよくなり、受光画素の微細化に有効である。
【００３５】また、本発明のモザイクフィルタの構成方
法によれば、同一の色成分が連続していないモザイクフ
ィルタでありながら、同一色成分が列方向に連続するス
トライプフィルタと同等の工程によって形成することが
できる。従って、カラーフィルタの製造工程の簡略化が
図れ、生産性の向上が望める。
法によれば、同一の色成分が連続していないモザイクフ
ィルタでありながら、同一色成分が列方向に連続するス
トライプフィルタと同等の工程によって形成することが
できる。従って、カラーフィルタの製造工程の簡略化が
図れ、生産性の向上が望める。
【図１】本発明の固体撮像素子の受光部を示す平面図で
ある。
ある。
【図２】図１のＹ−Ｙ線の断面図である。
【図３】本発明のモザイクフィルタの構成方法を説明す
る平面図である。
る平面図である。
【図４】従来の固体撮像素子の受光部を示す平面図であ
る。
る。
【図５】図４のＸ−Ｘ線の断面図である。
１、１１ シリコン基板 ２、１２ 分離領域 ３、１３ チャネル領域 ４、１４ 酸化膜 ５、１５ １層目の転送電極 ６、１６ ２層目の転送電極 ７、１７ カラーフィルタ ８、１８ １層目の着色層 ９、１９ ２層目の着色層
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体基板と、上記半導体基板の表面領
域に互いに平行に配置された複数の分離領域と、各分離
領域の間に配置されたチャネル領域と、上記チャネル領
域と交差して上記半導体基板上に配置され、印加される
電圧に応答して上記チャネル領域を電気的に区画し、複
数の受光画素を形成する複数の転送電極と、上記転送電
極上に配置され、特定の波長の光を透過して上記受光画
素へ照射するカラーフィルタと、を有し、上記カラーフ
ィルタは、上記分離領域を挟んで隣り合う２つの受光画
素上で３つの領域に分割され、その３つの分割領域がそ
れぞれ異なる色成分に対応付けられたことを特徴とする
カラー固体撮像素子。 - 【請求項２】 半導体基板と、上記半導体基板の表面領
域に互いに平行に配置された複数の分離領域と、各分離
領域の間に配置されたチャネル領域と、上記チャネル領
域と交差して上記半導体基板上に配置され、印加される
電圧に応答して上記チャネル領域を電気的に区画し、上
記半導体基板の表面領域に行列配置される複数の受光画
素を形成する複数の転送電極と、上記転送電極上に配置
され、特定の波長の光を透過して上記受光画素へ照射す
るカラーフィルタと、を有し、上記カラーフィルタは、
列方向に上記受光画素の各行毎に分割され、行方向には
２つの受光画素上で３つの領域に均等分割され、その３
つの分割領域が互いに異なる色成分にそれぞれ対応付け
られると共に、各分割領域が偶数行と奇数行とで行方向
に１領域分ずれて配置されたことを特徴とするカラー固
体撮像素子。 - 【請求項３】 行方向に分割された複数の分割領域に対
し、１領域を空けて２領域ずつ連続に第１の色成分と対
応付けられると共に、列方向に分割された複数の分割領
域が偶数行と奇数行とで互いに１領域ずれて配置される
第１のフィルタと、行方向に分割された複数の分割領域
に対し、１領域を空けて２領域ずつ連続に第２の色成分
と対応付けられると共に、列方向に分割される複数の分
割領域が偶数行と奇数行とで互いに１領域ずれて配置さ
れる第２のフィルタと、を行方向に互いに１領域ずらし
て重ね合わせ、第１の色成分に対応付けられた分割領域
と第２の色成分に対応付けられた分割領域との重ね合わ
せで第３の色成分を生成することを特徴とするカラーフ
ィルタの構成方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6338394A JPH07274185A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | カラー固体撮像素子及びカラーフィルタの構成方法 |
| KR1019950007007A KR0168451B1 (ko) | 1994-03-31 | 1995-03-30 | 컬러 고체 촬상 소자 |
| US08/414,756 US5703641A (en) | 1994-03-31 | 1995-03-31 | Solid-state color image pickup device for reproducing a color image |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6338394A JPH07274185A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | カラー固体撮像素子及びカラーフィルタの構成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07274185A true JPH07274185A (ja) | 1995-10-20 |
Family
ID=13227729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6338394A Pending JPH07274185A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | カラー固体撮像素子及びカラーフィルタの構成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07274185A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009511960A (ja) * | 2005-10-13 | 2009-03-19 | アール・ジェイ・エス・テクノロジー・インコーポレイテッド | 高機能カラーフィルタモザイクアレイのためのシステムおよび方法 |
| US7800666B2 (en) | 2006-09-06 | 2010-09-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Color filter arrays compensating for wavelength offset due to crosstalk and methods of producing the same |
-
1994
- 1994-03-31 JP JP6338394A patent/JPH07274185A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009511960A (ja) * | 2005-10-13 | 2009-03-19 | アール・ジェイ・エス・テクノロジー・インコーポレイテッド | 高機能カラーフィルタモザイクアレイのためのシステムおよび方法 |
| US7800666B2 (en) | 2006-09-06 | 2010-09-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Color filter arrays compensating for wavelength offset due to crosstalk and methods of producing the same |
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