JPS63114251A - 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】 ［技術分野］ 本発明は複数ライン同時読出方式の固体撮像素子に関し
、特に信号線を多層化した固体撮像素子に関するもので
ある。

［従来技術］ 従来複数ライン同時読出方式の固体撮像素子では、電荷
転送の為の垂直信号線を１つの平面内に配置していた。

従って画素の開口率が悪いという欠点があった。

さらに近年チップサイズが月″から％″サイズ穆行しつ
つあり、また画素数も増加する傾向にあるので、感度及
びＩＣ製造におけるパターンルールから考えると、垂直
信号線は多層化する方が有利である。

第７図（Ａ）は単純に垂直信号線を多層化した固体セン
サーの例図である。

第７図（Ｂ）が多層配線の概念図である。Ａ１信号線と
Ａ２信号線を絶縁層Ｐで分離して多層配置としている。

［発明が解決しようとする問題点コ ここでＡ１信号線とＡ２信号線間に容量が生じる。

この容量はＡ１とＡ２信号線が面積を持って平行導体に
なるため大きい値となる。

従って例えば第７図（ｂ）のＰｉ、Ｐ２の多層構造部分
ではＡ１信号線とＡ２信号線とで異なった色信号を読み
出すと色信号間でクロストークが発生し、撮像画像の色
再現性は極めて劣化してしまう。又、白黒のセンサーと
して用いた場合にも同様のクロストークが発生する。

本発明の目的は上述のクロストークの影響を軽減した固
体撮像素子を提供する事にある。

［問題点を解決する為の手段］ そこで本願の第１の発明では、固体撮像素子の各色信号
を読み出す為の複数の信号線を設け、これを多層化する
と共に、同系色の信号線が互いに多層化されるようにし
た。

又、本願の第２の発明では、固体撮像素子の信号を読み
出す為の複数の信号線の中間に基準電位に接続された信
号ラインを配置したことを特徴とする。

［作　用］ 本願の第１発明によれば、信号線間のクロストークがあ
っても実質的に画質に悪影雪を与えない。

本願の第２発明に、よれば、信号線間のクロストークが
発生しないので画質に悪影響を与えない。

［実施例］ 第１図、第２図は本発明の第１の実施例図である。図に
おいて、垂直信号線Ａ１とＡ２は第７図同様多層化され
ているものとする。

本実施例の特徴は垂直信号線Ａ１には純色信号が、Ａ２
には補色信号が転送される様になっている。従ってＡｌ
線の純色信号とＡ２線の補色信号から色差信号を形成す
ると前述のクロストーク分は除去する事がある。

即ち第２図に示すように信号線Ｓ１と５２の出力は減算
回路１により減算されて（Ｗ−Ｒ）又は（Ｗ−Ｂ）信号
になる。又、Ｓ２の信号はそのまま不図示のローパスフ
ィルターを介してＹ信号となり、プロセス・エンコーダ
２に人力される。

尚、プロセス・エンコーダ２ではホワイトバランス処理
、レベル補正、γ補正等が行われる。

（Ｗ−Ｒ）、（Ｗ−Ｂ）の信号は夫々サンプルホールド
回路４．５で１画素車位で交互に分離された後、ローパ
スフィルター６．７により不要な高域成分をカットし色
差信号としてエンコーダ２に入力され、直角２相変調を
受けてＹ信号に重畳されて例えばＮＴＳＣ信号になる。

このように信号線Ａ１とＡ２間にクロストークが発生し
ても色差信号を形成する段階でこれがキャンセルされる
ので偽の色信号は目立たなくなるものである。

又、この実施例ではクロストーク除去は色信号が形成さ
れるまえの固体センサーの出力段階で減算処理を行って
いるので、ホワイトバランス処理におけるレベル補正、
及びガンマ処理がなされていないためにクロストーク除
去精度は良い結果が得られる。尚、上記レベル補正、ガ
ンマ処理後に減算処理を行ってもクロストークは除去で
き、本発明はこのようなものも含む。

本発明の第２の実施例図を第３図（ａ）。

（ｂ）に示す。この実施例は３水平ライン同時読出方式
のベース蓄積エミッタ出力型の非破壊読み出し可能な画
素セルを用いたイメージセンサ−に応用した場合の例で
ある。尚、このような画素セルを用いたイメージセンサ
−は特開昭６０−１２７６４号や特開昭６１−１５７０
９２号等に示されているのでここでは詳述しないが、奇
数フィールドの第１水平走査ライン信号としてｎ１〜ｎ
３の３木分の画素の水平ライン信号を不図示の垂直シフ
トレジスタで同時にアドレスし、その状態で水平シフト
レジスタ３の出力Ｈ１，Ｈ２゜Ｈ３，−−−−にハイレ
ベル信号を順次１ビツトずつシフトしながら出力させる
ことにより３水平ラインの情報を同時に読み出すよう構
成されている。

又、奇数フィールドの第２ライン０２ではｎ３〜ｎ５の
３木分の水平ラインの情報を同時に読み出すことになる
。このときｎ３のラインは０１の水平走査ライン信号と
重なっており、２回読み出されることになるが、本実施
例では前述の如く非破壊読み出し可能なイメージセンサ
−を用いているので、このような読み出しが可能である
。

この実施例では信号線ＡＩ、Ａ２．Ｂｌ、Ｂ２の４木を
有しており、Ａ１とＡ２、及びＢ１とＢ２の信号線を同
系色の信号転送線にする事で、クロストークを見かけ上
相膜する効果がある。

尚、第３図（ｂ）の如＜ＡＩ、Ａ２及びＢｌ。

Ｂ２の間隔はＡＩ、Ｂｌ、Ａ２．Ｂ２の間隔よりも小さ
い。

第３図示のセンサーを応用した固体カメラの信号処理ブ
ロック図を第４図に示す。

１０は第３図に示した撮像素子である。２０゜３０．１
７０は加算器であって、４０，５０゜６０．７０はサン
プルホールド回路、８０．９０は％にゲインを落とすア
ッテネータ、１００はサンプルホールド回路４０の局周
期でアッテネータ８０とサンプルホールド回路５０の出
力を交互に切換えるスイッチ回路、１１０はバイパスフ
ィルター、１２０，１３０，１４０はローパスフィルタ
ー、１５０，１６０はホワイトバランス回路、１８０は
プロセス回路、１９０はエンコーダーである。

尚、サンプルホールド回路４０と７０とは同じサンプル
ホールドパルスで駆動され、５０と６０とは同じサンプ
ルホールドパルスで駆動される。

又、４０と５０は１８０°位相のずれはパルスである。

第４図（ｂ）は奇数フィールドのｏｆ、ｏ２、及び偶数
フィールドのｅｌ、ｅ２水平走査線走査時の３１〜Ｓ４
の出力と水平シフトレジスタ３の出力Ｈ２，Ｈ３の組み
合わせを示した図である。

第４図（ａ）の信号は第３図示センサーの奇数フィール
ドの０１水平走査線走査の場合（第４図（ｂ））を表わ
している。該水平走査線ではＢ信号及び低域の輝度信号
はｎ２水平ラインより形成し、Ｒ（３号は０２水平ライ
ンの前後に位置するｎｌと０３の水平ラインの平均値か
ら形成する。

また高域輝度信号ＹＨはｎ２水平ラインのＷと、それに
ｎｌとＢ３の水平ラインのＷの平均値の信号をスイッチ
回路１００で点順時に切換えて合成する事により形成す
る。

又、低域の輝度信号ＹＬはＷ２の信号から作る。

尚、第４図（ｂ）から解るように、偶数フィールドでは
サンプルホールド回路４０〜７０のパルスを奇数フィー
ルドのときと１８０°ずらず。このときホワイトバラン
ス回路１５０，１６０の出力は夫々Ｂ、Ｒとなるので、
スイッチＳＷでプロセス回路への入力関係を切換えてや
るように構成されている。

また他の実施例としては純色信号線間に補色信号線を多
層化しても本発明め目的を達成可能である。

第５図は本発明の第３の実施例を示す図である。本実施
例ではＹｅとＧ、　ＣｙとＧの信号ラインが多層配線さ
れる。この場合、多層配線によるクロストークのため各
色信号はＹｅ＋ΔＧ、Ｇ＋△Ｙｅ、Ｃｙ＋ΔＧ、Ｇ＋△
ｃｙとなる。クロストークのないＲ，Ｇ、Ｂの信号はマ
トリックス回路９により下記のマトリックス演算をする
ことにより を求めることが出来る。この場合、係数に１〜に４を適
当に運ぶことによりクロストークをキャンセルできる。

第６図はクロストーク除去のためのマトリックス演算を
不要とする本発明の第４実施例図である。

本実施例は第１図実施例の垂直イ２号ラうンＡ１．Ａ２
間のクロストークを防止するために、Ａ１とＡ２ライン
間に、ある基準電位に接続されたＡ３ラインを設けた事
に特徴がある。例えばＡ３ラインをグランド電位に接続
すると、このグランド電位にＡＩラインとＡ２ライン間
がシールドされてクロストークは発生しない。

［効　果コ 上述の様に本願の第１の発明によれば、純色信号と補色
信号用垂直信号線あるいは同系色の垂直信号線を多層化
する事により信号線間の浮遊容量によるクロストークを
簡単に除去あるいは見かけ上低減出来る様になった。又
、本願の第２の発明によればシールド用の垂直信号線を
設けているので、格別のクロストーク除去用信号処理を
行わなくても簡単にクロストーク除去ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の撮像素子の構成図、第２
図は第１図の素子を使った撮像装置の構成側図、第３図
（ａ）、（ｂ）は本発明の撮像素子の第２の実施例図で
あり、第３図（ａ）は平面模式図、第３図（ｂ）は断面
模式図である。第４図（ａ）、（ｂ）は第３図示の素子
を用いた撮像装置例を示す図で、第４図（ａ）は構成図
、第４図（ｂ）は信号線８１〜Ｓ４から出力される信号
の組み合わせを示す図である。第５図、第６図は本発明
の撮像素子の夫々第３．第４実施例図、第７図（ａ）、
（ｂ）は従来の撮像素子の構成例を示す夫々平面図、断
面図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）固体撮像素子の各色信号を読み出す為の複数の信
   号線を設け、これを多層化すると共に、同系色の信号線
   が互いに多層化されるようにした事を特徴とする固体撮
   像素子。
2. （２）純色用の信号線と補色用の信号線を多層化したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の固体撮
   像素子。
3. （３）複数の純色用の信号線の中間を補色用の信号線と
   して多層化したことを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項記載の固体撮像素子。
4. （４）固体撮像素子の信号を読み出す為の複数の信号線
   の中間に基準電位に接続された信号ラインを配置したこ
   とを特徴とする固体撮像素子。