JPS61121577A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JPS61121577A
JPS61121577A JP59241751A JP24175184A JPS61121577A JP S61121577 A JPS61121577 A JP S61121577A JP 59241751 A JP59241751 A JP 59241751A JP 24175184 A JP24175184 A JP 24175184A JP S61121577 A JPS61121577 A JP S61121577A
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JP
Japan
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image pickup
horizontal
solid
vertical
image
Prior art date
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Pending
Application number
JP59241751A
Other languages
English (en)
Inventor
Ikuo Akiyama
秋山 郁男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Priority to US06/771,837 priority patent/US4706122A/en
Publication of JPS61121577A publication Critical patent/JPS61121577A/ja
Priority to US07/064,531 priority patent/US4734772A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は固体撮像素子を用いた撮像装置に関する。
〔従来の技術〕
近年、高精細度テレビジョンが国内外で注目を集めるよ
うになってきた。これは高度化する情報社会の中で画像
による情報伝達の役割が一層重要になってきたためであ
り、かかる高精細度テレビジョンを用いれば、たとえば
、精細な書画を光7アイバーなどを使って遠方へ伝送し
たシ、あるいは、印刷や映画製作など高精細、高品位な
画質が要求される分野Ktでプレビジ冒ンシステムを応
用することができる。
一方テレビジ1ンシステムの眼とも言りベきテレビカメ
ラの開発も近年急激に進歩し、特に、集積回路微細加工
技術の進歩を背景に、固体撮像素子を使ったテレビカメ
ラの台頭が著しい、たとえば、本出願人によって開発さ
れた固体撮像素子は水平方向768画素、垂直方向49
0画素もの画素数を有し、総合特性でも従来の撮儂管を
凌駕する特性が得られている。(アイ・イー・イー・イ
・インターナシ璽ナル・ソリッドステート・サーキット
・コン7ァレンスCIEEE  l5SCC)、FAM
18、7 (1983) 264〜265ページ)。
〔発眼が解決しようとする問題点〕
ところで上述した高精細度テレビジN/用カメラを固体
撮像素子にて実現する場合には、横方向及び縦方向とも
に従来の標準方式の約2倍の画素数が必要である。たと
えばNHKから提案されている走査線数1125本、ア
スペクト比(画面寸法の横と縦の比)5:3、輝度信号
帯域20 MHzの高品位テレビジョン方式(テレビジ
!1)学会誌3に1982)863〜872ページ)に
適合したテレビカメラを固体撮像素子にて実現する場合
には、少なくとも水平方向に1280画素、垂直方向に
1045画素の有効画素数が必要である。この固体撮像
素子を1インチ光学フォーマット(直径16■)内に製
造する場合を想定すると、第5図の平面配置図のごとく
なる。
すなわち、同図の撮像素子はインターライン転送方式電
荷結合型撮像素子と呼ばれるもので、入射光量に応じた
信号電荷を蓄積するために光入射面にマトリックス状に
配列された光電変換部5oと、この光電変換部50に蓄
積された信号電荷を一画直走査周期(フィールドまたは
フレーム)ごとに読み出すための転送ゲート(図示せず
)と、読み出した信号電荷を一水平走査周期(IH)ご
とに垂直方向に転送するための垂直レジスタ51と、各
垂直レジスタ51の一端に電気的に結合して、信号電荷
を水平方向に転送するための水平レジスタ52と、この
水平レジスタ52からの信号電荷を順次電圧信号に変換
するための出力画1II53とから構成されている。ま
た、光電変換部5oと転送ゲート及び垂直レジスタ51
とを含む撮像領域54の大急さは横13.7糟、縦8.
21(アスペクト比5:3)であるため、単位画素の大
きさは、第6図に示すごとく横10.7pm縦7.8−
と横長になる。ここで第6図の単位画素はフォトダイオ
ード等で作製された光電変換部6oと、隣接する画素と
の間を電気的に分離するためのチャネルストップ領域6
1と、信号電荷の読み出しを行う転送ゲート領域62と
、読み出した信号電荷を垂直方向に転送するために埋込
みチャネル屋等の電荷結合素子にて作製された垂直レジ
スタ63と。
前記転送ゲート領域62及び垂直レジスタ63を動作さ
せるために多結晶シリコン層等で作製され7を第−及び
第二の電荷転送電極6截65とから構成されている。
同図からも明らかなように、この固体撮像素子を製造す
るためKは、標準方式のものに比べて、更に高度な集積
回路微細加工技術が必要とされる。
例えば第6図において、電荷転送電極64及び65の配
線は行方向(水平方向)になされているが、充電変換部
60上の配線は光感度向上と分光感度改善のために除去
しなければならない。この丸め光電変換部60の垂直方
向の開口率を60〜70−と控え目に選んでも、電荷転
送電極64及び65の渡し部分66の縁由は3〜2霞に
も狭くなシ、ここでの微細加工技術の優劣が製品の歩留
まりを左右する。すなわち、改し部分66をオーバーエ
ッチし過ぎた場合には行方向(水平方向)配線抵抗の増
大を引き起こし、最終的には断線という致命的な欠陥を
もたらす。同様に、垂直レジスタ63上に位置する電荷
転送電極64及び65のギャップ67及び68を加工す
るにも微細加工技術が必要である。ナ々わら、電荷転送
電極64と65を重ね合わせマージンを十分取った上で
縦方向7.8praのピッチで配線するためには、それ
ぞれのギャップ67及び68を1〜2紳の間隔で加工し
なければならない、もしこれらギャップ67.68が十
分加工されない場合には配線の短絡という致命的な欠陥
をもたらす。
以上の説明からも明らかなように1第5図及び第6図に
示す固体撮像素子のマスクルールは横方向よシも縦方向
の方が厳しく、これが歩留まプ低下の要因となっている
本発明は上述した従来の欠点を除去したもので、その目
的とするところは、集積回路微細加工を行っても歩留ま
シが低下しくくい構造の固体撮像素子と、該素子を使っ
た撮像装置を提供することにある。
〔問題点全解決するための手段〕 本発明は、撮像部の横もしくは縦方向の寸法の少なくと
も一方が所定の光学系フォーマットよシも長い固体撮像
素子に接近あるいは密着させて、横および縦方向の倍率
が前記撮像部のそれぞれ対応する方向の伸長の比率に一
致する如く選定された光学倍率変換手段を設置したこと
を特徴とする撮像装置である。前記光学倍率変換手段に
はアナモフィック光学系あるいはファイバーグレートな
どを用いることができる。
〔実施例〕
次に本発明の実施例について図面を用いて説明する。こ
こでの説明はNHKから提案されている走査線数112
5本、アスペクト比5:3、輝度信号帯20 MHzの
高品位テレビシコン方式に適合した撮像装置について行
なう。
第1図は本発明による撮像装置の一例でおる。
同図においてアスペクト比5:3の入射光学像1は、像
面上で縦方向と横方向との倍率が異なる映像を生ずる光
学倍率変換手段を介して、固体撮像素子2の撮像領域3
の全面に結像される。ここで撮像領域3の大きさは第2
図の20に示すごとく横13.7閣、縦13.7 ms
 (アスペクト比1:1)と正方形になっている。同図
においても21は光電変換部、22は垂直レジスタ、2
3は水平レジスタ、24は出力回路であシ、それぞれの
動作は第5図の5Q 51.52.53に示す垂直レジ
スタ、水平レジスタ、出力回路と全く同様である。また
、第1図に示す固体撮像素子2を高品位テレビジョン方
式に適合させるためには、第2図に示す撮像領域回内に
、水平方向く1280画素、垂直方向K 1045画素
の有効画素を配置する必要がある。このため単位画素の
大きさは、第3図に示すごとく、横10.7pm、縦1
3.1pa+のようにほぼ正方形になる。ここで第3図
の単位画素の構成要素は第6図の従来例と全く同じであ
るが、縦方向の寸法が大きくなった分だけ、縦方向のマ
スクルールが緩和されている。すなわち同図の単位画素
はフォトダイオード等で作製された光電変換部30と、
隣接する画素との間を電気的に分離するためのチャネル
ストップ領域31と、信号電荷の読み出しを行う転送ゲ
ート領域32と、読み出した信号電荷を垂直方向く転送
するために埋込みチャネル製等の電荷結合素子で作製さ
れた垂直レジスタ33と、前記転送ゲート領域32及び
垂直レジスタ33を動作させるために多結晶シリコン層
等で作製された第一と第二の電荷転送電極34及び35
とから構成されている。
よって、電荷転送電極34及び35の渡し部分36の線
巾も4〜5川にも太くでき、行方向(水平方向)配線の
断線を極めて少なくすることができる。ま九垂直レジス
タ33上(位置する電荷転送電極34及び35のギャッ
プ37及び38も2〜3pmの間隔に広げることができ
るので、行方向配線の短絡を極めて少なくすることがで
きる。このように第3図に示す単位画素は第6図に示す
従来のものに比べて、縦方向のマスクルールが大幅に緩
和されているため、多くの画素数を有する固体撮像素子
を歩留ま#)曳く生産することができる。
ところで第1図に示す撮像装置では、アスペクト比5:
3の入射光学像1を、縦方向倍率が横方向倍率の約1.
67倍となる光学倍率変換手段を介して、アスペクト比
1:1の撮像領域3の全面に結像させている。ここで用
いることのできる光学倍率変換手段の一つに、同図に示
すアナモフィック光学系4がある。このアナモフィック
光学系4はシネマサイズのフィルムをテレビサイズに変
換する場合などに用いられている。
第4図は上記の他の方法を示すもので、第1図のアナモ
フィック光学系4に代えてファイバープレート40を用
いた例である。このファイバープレート400寸法は前
面41が横13.7鴨縦8.2m (アスペクト比5:
3)であるのく対し、後面は横、縦ともに13.7鴎(
アスペクト比1:1)と末広がシ状になっている。この
ため、後面を固体撮像素子2の撮像領域3に密着あるい
は接近させて配置すれば、前面41よシ入射した光学像
は縦方向に約1.67倍伸長されて、撮像領域3の全面
に結像され、その働きはアナモフィック光学系4と全く
同等である。
またファイバープレート40はアナモフィック光学系4
のごとく長い光路長を必要としないため、系全体が小屋
化できる利点もある。
〔発明の効果〕
以上述べた通9、本発明によれば、集積回路微細加工を
行っ七も歩留まシが低下しにくい構造の固体撮像素子を
用いて、画素数の多い高品位画像が撮像可能な撮像装置
を得ることができ、製造価格を低減することができる。
なお、本発明の実施例では、NHKから提案されている
高品位テレビジ冒ン方式に適用可能な撮像装置について
のみ説明したが、 NrscppALo@3方式などす
べての方式に適用可能である。また本発明は実施例にあ
る電荷結合型撮像素子を使った撮像装置のみならず、M
O3fi撮像素子等すべての固体撮像素子を用いた撮像
装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による撮像装置の第一の実施例を略示的
に示す斜視図、第2図は第1図の撮像装置に使用される
固体撮像素子の平面配置図、第3図は同単位画素の構成
図、第4図は本発明による撮像装置の第二の実施例を示
す斜視図、第5図は従来方式の撮像装置に使用される固
体撮像素子の平面配置図、第6図は同単位画素の構成図
である。 2・・・・・・固体撮像素子、4・・曲アナモフィック
光学系21、30・・・・・・光電変換部、22.33
・・・・・・垂直レジスタ、23・・・・・・水平レジ
スタ、  24・・・・・・出力回路、31・・・・・
・チャネルストップ領域、32・・・・・・転送ゲート
領域、34・・・・・・第一の電荷転送電極、35・・
・・・・第二の電荷転送電極、  40・・・・・・フ
ァイバープレート特許出願人  日本電気株式会社、− オI 図 第2図 第3図 74図 ファイバープレート

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)撮像部の横もしくは縦方向の寸法の少なくとも一
    方が所定の光学系フォーマットよりも長い固体撮像素子
    に接近あるいは密着させて横および縦方向の倍率が前記
    撮像部のそれぞれ対応する方向の伸長の比率に一致する
    如く選定された光学倍率変換手段を設置したことを特徴
    とする撮像装置。
JP59241751A 1984-08-30 1984-11-16 撮像装置 Pending JPS61121577A (ja)

Priority Applications (3)

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JP59241751A JPS61121577A (ja) 1984-11-16 1984-11-16 撮像装置
US06/771,837 US4706122A (en) 1984-08-30 1985-08-30 Solid-state imaging device compatible with different television systems
US07/064,531 US4734772A (en) 1984-08-30 1987-06-22 Solid-state imaging device compatible with different television systems

Applications Claiming Priority (1)

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JP59241751A JPS61121577A (ja) 1984-11-16 1984-11-16 撮像装置

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ID=17078990

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JP59241751A Pending JPS61121577A (ja) 1984-08-30 1984-11-16 撮像装置

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