JPS62277878A - カラ−用固体撮像素子 - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は、ＣＣＤ形固体撮像素子Ｒよびその上に画素（
対応して配置さ′れたマイクロカラーフィルタから成る
カラー用固体撮像素子に関し、特に撮像素子に入射する
光をしゃ断する手段を有するカメラに使用する固体撮像
素子、例えば磁子スチルカメラに使用する固体撮像素子
に関する。

（従来の技術） フィールドトランスファ方式Ｃ以下ＦＴ方式と称する）
のＣＯＤは、尤踵変換素子自体が踵荷転送機能を有する
ので、受光部の範囲の半導体中に設けるべき素子は、は
とんど九這変換素子だけである。一方インクライン方式
（以下ＩＴ方式と称する）のＣＯＤでは、受光部の範囲
に少なくとも光磁変換素子と転送ゲートと独立の屯荷転
送部とを設けなければならない。

従つ−ＣＦＴ方式（７）ＣＯＤは、ＩＴ方式（ＤＣＣＤ
と比較して受光部の面積な小さくすることができ、また
受光部の開口効率？高めることができる。ＣＯＤをカメ
ラに使用した陽合、受光部の面積は、カメラレンズの焦
点距離と密接な関係を有するので、受光部の面積を小さ
くすれば、カメラの小形化におおいに役立つ。またＩＴ
方式は尤眠変換素子の間に画１形成に関与しないすき間
があるので、画素数を同一にして理論的解像度を同一に
した場合でも、ＦＴ方式のＣＯＤの方が感覚的に高品質
の画像を提供できる。

（発明が解決しようとする間籾点） ＦＴ方式のＣＯＤは上記のような優れた点を持つもので
あるが、他方において次のような欠点を耳する。すなわ
ち′＃、蹴変換素子の表面に、電荷の転送を行うポリシ
リコン特透明電極が配置されているので、ここで尤の吸
収が生じ、一般にＩＴ方式のＣＯＤよりも感度が低い。

特にＦＴ方式のＣＣＤをカラー用に使用した一合、波長
の短いた、すなわち色Ｂにおける吸収が著しい。この場
合、色Ｒ，Ｇ、Ｂにおいてカラーバランスをとる必要上
、色ＲおよびＧの光磁変換素子の感度も、色Ｂの７１’
＆換素子に合わせて低下させなければならない。そのた
めＦＴ方式のＣＣＤは、特にカラー用に使用した県令、
感度の点でＩＴ方式のＣＯＤに対して著しく不利である
。

それ故に本発明の目的は、ＦＴ方式のＣＣＤ並の開口効
率と受た部面積およびＦＴ方式のＣＣＤ並の＃変な合わ
せ持ったカラー用ＣＣＤ形藺体撮像素子を提供すること
にある。

Ｃ問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明による固体撮像素子は
次のように構成されている。すなわちマイクロカラーフ
ィルタの色配列は、垂直方向に同一色を並べたストライ
ブ配列とする。また固体撮は素子の色ＲとＧに対応する
画素は、ＦＴ方式の光電変換素子から成り、従って色Ｒ
とＧに対しては信号蓄積部が設けられている。一方色Ｂ
に対応する画素は、ＩＴ方式の尤眠変換素子から成り、
従って色Ｂの画素と色ＲまたはＧの画素との間にそれぞ
れ転送ゲートが設けられている。色ＲまたはＧＩ７）画
素、すなわち色Ｂの画素に転送ゲートを介して結合され
た方の画素の出力側端部の画素の出力は、信号蓄積部お
よび色Ｂ用の水平ＣＯＤのいずれか一方に択一的に供給
される。

（作用） 本発明によるＣＯＤ固体撮＠素子は、色ＲとＧに関して
はＦＴ方式で動作し、色Ｂに関してはＩＴ方式で動作す
る。従っていわばＦＴ−ＩＴ混成方式のＣＯＤと称する
ことができる。

色ＲとＧの九醒変換素子に形成された信号電荷は、信号
転送周期の間に、それぞれ色ＲとＧ用の蓄積部に転送さ
れる。この期間中、色Ｂの信号電荷は光磁変換素子に留
まっている。色ＲとＧの信号電荷がすべて蓄ｆｉｒ部に
転送されると２色Ｂの信号電荷は、転送ゲーＩｆ介して
色ＲまたはＧの光電変換素子へ転送される。すなわち色
ＲまたはＧの７Ｉｌ：准変換素子は、この後垂百眠荷転
送部として動作する。従って色Ｂの信号電荷のこの時の
転送先が、色Ｒの光磁変換素子でも、色Ｇの尤虜変換素
子でもよいことは明らかである。

この時色ＲとＧの信号電荷はそれぞれの蓄積部内に準備
されてお番）、かっ色Ｂの信号電荷は、垂＠硫荷転送部
として使われる色ＲまにはＢの尤峨変換素子内に懲備さ
れている。これらすべての信号電荷は、次に水平電荷転
送部、すなわち水平ＣＯＤを介して同時に読出される。

な８上記の４荷の転送の間、受−／ｌ、部に入射するた
は、何らかの手段、例えば機械式シャッタによってしゃ
断しておかねばならないことは言うまでもない。

以上のように本発明によるカラー用固体撮峡素子では、
色ＲとＢに関してはＦＴ方式で動作し、色Ｂに関しては
ＩＴ方式で動作するが、その際ＩＴ方式において色Ｒま
たはＧ用の′＃、眠変換紫子が、いわば垂直磁荷転送部
として動作する点に注目されたい。それ故に垂直電荷転
送部として使用する色ＲまたはＧ用の７１変換素子の出
力側端子は、色ＲまたはＧ用の蓄Ｎ部ゴロよび色Ｂ用の
水平ＣＣＤの両方に接続されておｌ）、切換手段によ）
）いずれか一方に出力信号を供給するようになっている
。

（実症例） 本発明の実症例を以下図面によ；）説明するう図は、本
発明による固体撮像素子の構成を示す略図である。受光
部工は、マトリクス状に配列された尤鷹変換素子な有し
、受光部１上にはマイクロカラーフィルタが配置されて
いる。マイクロカラーフィルタは、それぞれの光重変換
素子に対応して３つの色Ｒ，Ｇ、Ｂを有する。本発明に
よる構成のマイクロカラーフィルタは、垂直方向に同一
の色を並べたストライブ配列になっている。図中記号Ｒ
，Ｇ、Ｂによりこの配列が概略的に示されている。

図には詳細に示されていないが、フィルタＲ３よびＧの
不に配置された＃、磁変換素子は、それ自体ル荷転送累
子の役割も果たすので、これら′＃、鷹変換素子の表面
には、転送制御用のポリシリコン裂透明柩極が設けられ
ている。一方フィルタＢの下の光電変換素子の表面には
ポリシリコン成極が設けられていない。その代書）色Ｂ
用の光重変換素子と色Ｇ用の＃、峨変換素子の間には、
素子毎に転送ゲート２が設けられている。従って本冥旌
例において色Ｇ用の光磁変換素子は、色Ｇの光電変換、
色ＧＬ：ｒＩＷＩＬ荷転送および色Ｂの蹴荷ζ送の３つ
の機能を果たす。

図中受光部１の下に蓄積部３が設けられている。

色ＲおよびＧの尤な変換素子で発生されｔ信号電荷は、
それぞれ光電変換素子自身を介して順次この蓄積ｇＡ３
に送られる。この転送過程が終了しｔ腹に、色Ｂの光磁
変換素子で発生されｔ信号電荷は、転送ゲート２な介し
て色Ｇ用の＃、峨変換素子に転送される。この時信号屯
荷の胱出し準備が光子する。

図中少ｙｔ部Ｉの下に色Ｂ用の水平ＣＣＤ４が、また蓄
積部３の下に色Ｇ用の水平ＣＣＤ５と色Ｒ用の水平ＣＣ
Ｄ６が設けられている。信号眠荷続出し準備が光子した
状聾に８いて色Ｇ用の＃：、磁変換素子内に蓄えられた
色Ｂの信号電荷、および蓄積部３内に蓄えられた色Ｇと
Ｒの信号電荷は、順次当該の色の水平Ｃ０Ｄ４．５．６
に転送される。

水平ＣＣＤ４．５．６からの信号電荷の挽出しは、従来
周知のように行われる、 （発明の効果） 本発明による固体撮は素子は、従来のＦＴ方式のものと
同等の解像力を耳し、かつほぼ同じ受光部面積および開
口効率を有する。しかも色Ｂ用の受光素子は透明磁極な
持たないので、従来のＩＴ方式のものと問等の感度を可
する。従ってカラーバランスなとるため、その他の色の
感度を低下させる必要がなく、全体として極めて高い感
邸が得られる。

蓄積部は、色Ｂの信号電荷を蓄積しなくともよいので、
チップ上に占宵する面積は、従来のＦＴ方式のものよ１
）小さくなＩ）、それによ１１４！ｌ精ＩＷに牒される
要求が軽減されるので、歩留１）も向上した。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明によるカラー用固体撮像素子の構成と動作
を説明する２めの略図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＣＣＤ形固体撮像素子およびその上に画素に対応して配
   置されたマイクロカラーフィルタから成るカラー用固体
   撮像素子において マイクロカラーフィルタの色配列が、垂直方向に同一色
   を並べたストライプ配列であり、また固体撮像素子の色
   ＲとＧに対応する画素は、フィールドトランスファ方式
   の光電変換素子から成り、かつ色ＲとＧに対しては信号
   蓄積部が設けられており、一方色Ｂに対応する画素は、
   インタライン方式の光電変換素子から成り、色Ｂの画素
   と色ＲまたはＧの画素との間にそれぞれ転送ゲートが設
   けられており、色ＲまたはＧの出力側端部の画素の出力
   は、信号蓄積部および色Ｂ用水平ＣＣＤのいずれか一方
   に択一的に供給されることを特徴とする、カラー用固体
   撮像素子。