JP2003116144A - Solid-state image pickup device - Google Patents
Solid-state image pickup deviceInfo
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置に係
り、特に、被写体を撮像するインターライン転送型の固
体撮像装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state image pickup device, and more particularly to an interline transfer type solid-state image pickup device for picking up an image of a subject.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、被写体を撮像するCCD(Charge
Coupled Device)等の固体撮像素子を含んで構成され
た固体撮像装置を用いて被写体の撮影を行うデジタルス
チルカメラやデジタルビデオカメラ等のデジタルカメラ
が普及している。2. Description of the Related Art In recent years, CCDs (Charge
2. Description of the Related Art Digital cameras such as digital still cameras and digital video cameras, which capture an image of a subject using a solid-state imaging device including a solid-state imaging device such as a Coupled Device, are in widespread use.
【0003】ところで、この種のデジタルカメラには、
固体撮像素子によって得られた画像信号から高解像度の
画像信号を生成するために、輝度信号の高域成分の信号
(以下、「YH信号」という。)を用いているものがあ
る。By the way, in this type of digital camera,
In order to generate a high-resolution image signal from an image signal obtained by a solid-state image sensor, there is one that uses a signal of a high frequency component of a luminance signal (hereinafter referred to as “YH signal”).
【0004】しかしながら、固体撮像素子を介して被写
体像を示す画像信号をサンプリングする際に、「折り返
し」と呼ばれる周波数の混信がYH信号の主要成分であ
る無彩色系輝度成分に発生し、これによって偽信号(空
間上の画にない偽りの信号)が発生する場合があった。
以下、この偽信号の発生について説明する。However, when sampling an image signal showing a subject image through the solid-state image pickup device, frequency interference called "folding" occurs in the achromatic color luminance component which is the main component of the YH signal, and this causes interference. In some cases, a false signal (a false signal that is not in the image on the space) is generated.
The generation of this false signal will be described below.
【0005】一例として図7(A)に示すように、フォ
トダイオードで構成された受光素子PDが正方格子状に
所定配列ピッチ(同図では、水平配列ピッチ=2・P
h、垂直配列ピッチ=2・Pv)で配置されて撮像部が
構成された固体撮像素子により、被写体像の周波数成分
に対して所定のサンプリング周波数fsでサンプリング
するとき、一例として図7(B)に示すように、上記被
写体像の周波数成分がサンプリング周波数fsの左右に
側波帯として生じる。なお、上記被写体像の周波数成分
は、被写体像の細かさを示すものであり、例えば、単一
色とされた壁面や空等を撮影する場合は周波数が低くな
り、縞模様等の色の変化が激しいものを撮影する場合は
周波数が高くなる。As an example, as shown in FIG. 7A, the light receiving elements PD formed of photodiodes are arranged in a square lattice at a predetermined array pitch (in the figure, horizontal array pitch = 2.P.
h, a vertical array pitch = 2 · Pv) and a solid-state image pickup element in which an image pickup section is configured to sample at a predetermined sampling frequency fs with respect to the frequency component of the subject image, as an example, FIG. As shown in, the frequency components of the subject image occur as sidebands on the left and right of the sampling frequency fs. Note that the frequency component of the subject image indicates the fineness of the subject image.For example, when a wall or sky having a single color is photographed, the frequency becomes low and a change in color such as a striped pattern occurs. The frequency becomes higher when shooting intense objects.
【0006】一方、サンプリング周波数fsは、受光素
子PD間の配列ピッチの逆数に相当する。従って、当該
配列ピッチが大きいほどサンプリング周波数fsは小さ
くなり、被写体像の周波数成分とサンプリング周波数f
sの側波帯とが重なる可能性が高くなる。そして、上記
周波数成分と上記側波帯とが重なることによって周波数
の混信(折り返し)が発生する。この周波数の混信が発
生した周波数帯域(図7(B)の格子斜線領域)は画像
を再現できない非再現帯域であるため、周波数混信の発
生に起因して偽信号が発生することになる。On the other hand, the sampling frequency fs corresponds to the reciprocal of the arrangement pitch between the light receiving elements PD. Therefore, the larger the array pitch, the smaller the sampling frequency fs, and the frequency component of the subject image and the sampling frequency fs.
There is a high possibility that the sideband of s will overlap. Then, frequency interference (folding) occurs due to the frequency components and the sidebands overlapping. Since the frequency band in which this frequency interference has occurred (the shaded area of the grid in FIG. 7B) is a non-reproduction band in which an image cannot be reproduced, a false signal is generated due to the occurrence of frequency interference.
【0007】この偽信号の発生を抑制するために、従来
は、デジタルカメラのレンズの先端部に複屈折板によっ
て構成された光学ローパスフィルタ(Low Pass Filte
r)を装着していた。In order to suppress the generation of this spurious signal, conventionally, an optical low pass filter (Low Pass Filter) formed of a birefringent plate at the tip of a lens of a digital camera is conventionally used.
r) was worn.
【0008】すなわち、一例として図7(B)に示すよ
うな被写体像の周波数成分がある場合、カメラのレンズ
先端部に光学ローパスフィルタを装着することによって
水晶板を通過させ、像分離により、光学像の段階で被写
体の空間周波数成分を減衰させる。これにより、偽信号
の発生を抑制するのである。That is, when there is a frequency component of the subject image as shown in FIG. 7B as an example, an optical low-pass filter is attached to the tip of the lens of the camera to allow the quartz plate to pass therethrough, and the image separation results in the optical conversion. The spatial frequency component of the subject is attenuated at the image stage. This suppresses the generation of false signals.
【0009】ここで、偽信号の発生を抑制するためにカ
メラに装着される光学ローパスフィルタにおける複屈折
板の厚さは、各受光素子PD間の配列ピッチが大きくな
るほど厚くする必要がある。Here, in order to suppress the generation of false signals, the thickness of the birefringent plate in the optical low-pass filter mounted on the camera must be increased as the arrangement pitch between the light receiving elements PD increases.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記光
学ローパスフィルタを用いる技術では、当該光学ローパ
スフィルタは高価であるため、カメラが高コストとなっ
てしまうと共に、光学ローパスフィルタを構成する複屈
折板と被写体像を結像するレンズとの間の空間的な距離
に関する制限があるため、カメラの設計が複雑化する、
という問題点があった。However, in the technique using the above optical low-pass filter, the optical low-pass filter is expensive, so that the cost of the camera becomes high, and the birefringent plate forming the optical low-pass filter is used. The design of the camera becomes complicated due to the restriction on the spatial distance between the lens that forms the subject image and
There was a problem.
【0011】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたものであり、適用するカメラを低コストで構成する
ことができると共に、当該カメラの設計を簡単化するこ
とができる固体撮像装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above problems, and provides a solid-state image pickup device capable of constructing a camera to be applied at low cost and simplifying the design of the camera. The purpose is to do.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の固体撮像装置は、各々隣接して2次
元配置されると共に、同色の色分離フィルタを有する複
数の受光素子と、各々前記複数の受光素子の受光面上に
形成され、かつ対応する受光素子に入射する光を制限す
る複数の開口部と、前記複数の開口部を迂回するように
配置され、かつ前記受光素子からの信号を取り出す電極
と、を備えている。In order to achieve the above object, the solid-state image pickup device according to claim 1 is provided with a plurality of light receiving elements which are two-dimensionally arranged adjacent to each other and have color separation filters of the same color. A plurality of openings formed respectively on the light-receiving surfaces of the plurality of light-receiving elements and for limiting light incident on the corresponding light-receiving elements, and arranged so as to bypass the plurality of openings, and the light-receiving elements And an electrode for taking out a signal from the.
【0013】請求項1に記載の固体撮像装置は、同色の
色分離フィルタを有する複数の受光素子が各々隣接して
2次元配置され、対応する受光素子に入射する光を制限
する複数の開口部が各々上記複数の受光素子の受光面上
に形成され、受光素子からの信号を取り出す電極が上記
複数の開口部を迂回するように配置されて構成される。
なお、上記受光素子には、フォトダイオード、フォトト
ランジスタ等の光電変換素子が含まれる。According to another aspect of the solid-state imaging device of the present invention, a plurality of light receiving elements having color separation filters of the same color are two-dimensionally arranged adjacent to each other, and a plurality of openings for limiting light incident on the corresponding light receiving elements. Are formed on the light receiving surfaces of the plurality of light receiving elements, and electrodes for taking out signals from the light receiving elements are arranged so as to bypass the plurality of openings.
The light receiving element includes a photoelectric conversion element such as a photodiode or a phototransistor.
【0014】すなわち、従来の固体撮像装置が1画素1
色について1つの受光素子が割り当てられていたのに対
し、本発明に係る固体撮像装置では、受光素子を1画素
1色について複数割り当てて2次元配置している。従っ
て、上記従来の固体撮像装置と、本発明に係る固体撮像
装置とを同一解像度であることを前提に比較した場合、
各受光素子間の配列ピッチは本発明のほうが小さくな
る。この結果、本発明の固体撮像装置のサンプリング周
波数を従来の固体撮像装置より高くすることができ、前
述の周波数混信を抑制することができる。このことを、
図面を参照して、より具体的に説明する。That is, the conventional solid-state image pickup device has one pixel per pixel.
While one light receiving element is assigned to each color, in the solid-state imaging device according to the present invention, a plurality of light receiving elements are assigned to one color per pixel and arranged two-dimensionally. Therefore, when the conventional solid-state imaging device and the solid-state imaging device according to the present invention are compared on the assumption that they have the same resolution,
The arrangement pitch between the light receiving elements is smaller in the present invention. As a result, the sampling frequency of the solid-state imaging device of the present invention can be made higher than that of the conventional solid-state imaging device, and the frequency interference described above can be suppressed. This
A more specific description will be given with reference to the drawings.
【0015】図1(A)には、図7(A)に示した従来
の固体撮像装置と同一解像度とした場合の、本発明に係
る固体撮像装置の受光素子の配置例が示されている。な
お、同図では、1画素1色について4つの受光素子を割
り当てると共に、各受光素子を、水平配列ピッチ及び垂
直配列ピッチが各々図7(A)に示したものの2分の1
となるように正方格子状に配置した場合について例示し
ている。FIG. 1A shows an arrangement example of the light receiving elements of the solid-state imaging device according to the present invention when the resolution is the same as that of the conventional solid-state imaging device shown in FIG. 7A. . In addition, in the figure, four light receiving elements are assigned to one color of one pixel, and each of the light receiving elements has a horizontal arrangement pitch and a vertical arrangement pitch which are ½ of those shown in FIG. 7A.
The case where they are arranged in a square lattice so that
【0016】前述のように、固体撮像装置のサンプリン
グ周波数は、受光素子間の配列ピッチの逆数に相当す
る。従って、従来の固体撮像装置に比較して受光素子間
の配列ピッチが短くされた本発明に係る固体撮像装置の
サンプリング周波数fsは、一例として図1(B)に示
すように高周波数側にシフトすることになる。As described above, the sampling frequency of the solid-state image pickup device corresponds to the reciprocal of the array pitch between the light receiving elements. Therefore, the sampling frequency fs of the solid-state imaging device according to the present invention, in which the array pitch between the light receiving elements is shortened as compared with the conventional solid-state imaging device, shifts to the high frequency side as shown in FIG. 1B as an example. Will be done.
【0017】これにより、被写体像の周波数成分とサン
プリング周波数fsの側波帯との重なり領域の面積を小
さくしたり、当該領域をなくしたりすることができ、周
波数混信の発生を低減ないし回避することができる。従
って、従来、折り返しの発生を防止するために用いてい
た光学ローパスフィルタの複屈折板の厚さを薄くした
り、更には光学ローパスフィルタを不使用とすることも
できる。As a result, the area of the overlapping region of the frequency components of the subject image and the sidebands of the sampling frequency fs can be reduced or the region can be eliminated, and the occurrence of frequency interference can be reduced or avoided. You can Therefore, it is possible to reduce the thickness of the birefringent plate of the optical low-pass filter, which has been conventionally used to prevent the occurrence of folding back, or to eliminate the use of the optical low-pass filter.
【0018】このように、請求項1に記載の固体撮像装
置によれば、同色の色分離フィルタを有する複数の受光
素子を各々隣接して2次元配置しているので、光学ロー
パスフィルタを構成する複屈折板の厚さを薄くしたり、
光学ローパスフィルタを不使用とすることができ、適用
するカメラを低コストで構成することができると共に、
当該カメラの設計を簡単化することができる。As described above, according to the solid-state image pickup device of the first aspect, the plurality of light-receiving elements having the color separation filters of the same color are two-dimensionally arranged adjacent to each other, so that an optical low-pass filter is formed. Thin the birefringent plate,
The optical low-pass filter can be disused, the applicable camera can be configured at low cost, and
The design of the camera can be simplified.
【0019】なお、本発明の固体撮像装置は、請求項2
記載の発明のように、隣接する受光素子間の距離が略均
一(均一も含む)となるように前記複数の受光素子を配
置することが好ましい。以下、このことを、図面を参照
して具体的に説明する。The solid-state image pickup device of the present invention is defined in claim 2.
As in the invention described above, it is preferable that the plurality of light receiving elements are arranged such that the distances between adjacent light receiving elements are substantially uniform (including uniform). Hereinafter, this will be specifically described with reference to the drawings.
【0020】図2(A)には1画素1色について1つの
受光素子を割り当てた従来の固体撮像装置における受光
素子の配置例が、図2(B)には受光素子の配列ピッチ
(請求項2記載の発明の「距離」に相当。)を不均一と
した場合の本発明に係る固体撮像装置の受光素子の配置
例が、図2(C)には受光素子の配列ピッチを均一とし
た場合の本発明に係る固体撮像装置の受光素子の配置例
が、各々示されている。FIG. 2A shows an arrangement example of the light receiving elements in the conventional solid-state image pickup device in which one light receiving element is assigned for each color of one pixel, and FIG. 2B shows the arrangement pitch of the light receiving elements (claims). 2 corresponds to the “distance” of the invention described in 2) is non-uniform, an example of the arrangement of the light receiving elements of the solid-state imaging device according to the present invention is shown in FIG. An example of the arrangement of the light receiving elements of the solid-state imaging device according to the present invention in each case is shown.
【0021】この場合、図2(B)における隣接する受
光素子の配列ピッチPsは図2(A)における隣接する
受光素子の配列ピッチPmの2分の1とは異なるものと
なり、図2(C)における隣接する受光素子の配列ピッ
チPsは配列ピッチPmの2分の1となる。In this case, the arrangement pitch Ps of the adjacent light receiving elements in FIG. 2B is different from one half of the arrangement pitch Pm of the adjacent light receiving elements in FIG. 2A, and FIG. The arrangement pitch Ps of the adjacent light receiving elements in) is ½ of the arrangement pitch Pm.
【0022】一方、図3には、図2(A)、図2
(B)、図2(C)に示した受光素子配列の水平方向の
みに着目した場合の、入射光に対する出力レベルの一例
が示されている。なお、ここでは、図2(A)に示した
受光素子配列に対応するサンプリング周波数より高い周
波数の空間周波数成分である黒と白の縦縞模様の画像が
被写体像として担持された光が入射された場合について
示している。On the other hand, in FIG. 3, FIG. 2 (A) and FIG.
FIGS. 2B and 2C show an example of the output level with respect to the incident light when focusing on only the horizontal direction of the light receiving element array shown in FIG. In addition, here, light in which a black and white vertical striped image, which is a spatial frequency component having a frequency higher than the sampling frequency corresponding to the light receiving element array illustrated in FIG. 2A, is carried as a subject image is incident. The case is shown.
【0023】図3に示すように、図2(A)に示した従
来の受光素子配列(1受光素子/1画素1色)では入射
光に対応したレベルが出力できず、同様に、図2(B)
に示した受光素子配列(4受光素子/1画素1色、配列
ピッチ不均一)でも入射光に対応したレベルが出力でき
ない。これに対し、図2(C)に示した受光素子配列
(4受光素子/1画素1色、配列ピッチ均一)では、入
射光に対応したレベルが出力できる。As shown in FIG. 3, the conventional light receiving element array (one light receiving element / one pixel one color) shown in FIG. 2 (A) cannot output a level corresponding to the incident light. (B)
The level corresponding to the incident light cannot be output even with the light receiving element array shown in (4 light receiving elements / one pixel, one color, array pitch uneven). On the other hand, in the light receiving element array (4 light receiving elements / 1 color of one pixel, array pitch uniform) shown in FIG. 2C, a level corresponding to the incident light can be output.
【0024】すなわち、隣接する受光素子間の距離(配
列ピッチ)を略均一とすることによって、略均一としな
い場合に比較してサンプリング周波数を、より高周波数
側にシフトすることができ、周波数混信を、より抑制す
ることができるようになる。That is, by making the distance (arrangement pitch) between adjacent light receiving elements substantially uniform, the sampling frequency can be shifted to a higher frequency side as compared with the case where the light receiving elements are not substantially uniform, and frequency interference is caused. Can be further suppressed.
【0025】また、本発明の固体撮像装置は、請求項3
記載の発明のように、異なる色の光を受光する隣接した
受光素子の間にチャネル・ストッパを設けることが好ま
しい。これによって、複数の受光素子によって異なる色
(例えば、赤、緑、青の3原色)の光を受光する場合
の、各受光素子から出力される信号の各色間における相
互影響を防止することができ、高品質に撮像を行うこと
ができる。Further, the solid-state image pickup device of the present invention comprises:
As in the invention described above, it is preferable to provide a channel stopper between adjacent light receiving elements that receive light of different colors. As a result, when light of different colors (for example, three primary colors of red, green, and blue) is received by a plurality of light receiving elements, it is possible to prevent mutual influence between the colors of signals output from the respective light receiving elements. It is possible to perform high quality imaging.
【0026】更に、本発明の固体撮像装置は、請求項4
記載の発明のように、前記同色の色分離フィルタを有す
る受光素子の数を4つとすると共に、4フィールド読み
出しによって全ての受光素子からの信号を読み出す形態
や、請求項5記載の発明のように、開口部の開口形状を
四角形以上の多角形とし、前記複数の受光素子を隣接す
る受光素子が垂直方向及び水平方向にずれるように2次
元配置する形態を適用することができる。Furthermore, the solid-state image pickup device of the present invention comprises:
According to the invention described in claim 5, the number of light receiving elements having the color separation filters of the same color is four, and the signals from all the light receiving elements are read out by four-field reading. It is possible to adopt a form in which the opening shape of the opening is a quadrangle or more polygon and the plurality of light receiving elements are two-dimensionally arranged so that adjacent light receiving elements are displaced in the vertical direction and the horizontal direction.
【0027】[0027]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について詳細に説明する。なお、ここでは、
本発明の出願人によって提案されているハニカムCCD
に本発明を適用した場合の一形態について説明する。そ
こで、まず、従来のハニカムCCDについて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In addition, here
Honeycomb CCD proposed by the applicant of the present invention
One mode in which the present invention is applied to will be described. Therefore, first, a conventional honeycomb CCD will be described.
【0028】図4には、従来のハニカムCCDにおける
撮像部の構成例が示されている。同図に示すように、こ
の固体撮像装置は、1画素1色について1つずつ割り当
てられると共に、隣接する受光素子PDが垂直方向及び
水平方向にずらされて2次元配置された複数の受光素子
PDと、この受光素子PDの前面に形成された開口部A
Pを迂回するように配置され、かつ受光素子PDからの
信号(電荷)を取り出して垂直方向に転送する垂直転送
電極VELと、垂直方向最下に位置する垂直転送電極V
ELの垂直方向下側に配置され、垂直転送電極VELか
ら転送されてきた信号を外部へ転送する水平転送電極H
ELと、を備えている。なお、同図に示す例では、開口
部APを八角形のハニカム形状に形成している。FIG. 4 shows an example of the structure of an image pickup section in a conventional honeycomb CCD. As shown in the figure, in this solid-state image pickup device, one color is assigned to each pixel, and adjacent light receiving elements PD are two-dimensionally arranged by being vertically and horizontally displaced. And the opening A formed on the front surface of the light receiving element PD.
A vertical transfer electrode VEL which is arranged so as to bypass P and which takes out a signal (charge) from the light receiving element PD and transfers it in the vertical direction, and a vertical transfer electrode V which is located at the bottom in the vertical direction.
A horizontal transfer electrode H, which is arranged on the lower side in the vertical direction of EL, and which transfers the signal transferred from the vertical transfer electrode VEL to the outside.
And EL. In the example shown in the figure, the opening AP is formed in an octagonal honeycomb shape.
【0029】ここで、水平方向に直線状に並んで配置さ
れた複数の垂直転送電極VELにより構成される垂直転
送電極群には、各々垂直転送駆動信号V1、V2、・・
・、V8の何れか1つを同時に印加することができるよ
うに構成されている。なお、同図に示す例では、1段目
の垂直転送電極群に対して垂直転送駆動信号V3が、2
段目の垂直転送電極群に対して垂直転送駆動信号V4
が、3段目の垂直転送電極群に対して垂直転送駆動信号
V5が、4段目の垂直転送電極群に対して垂直転送駆動
信号V6が、5段目の垂直転送電極群に対して垂直転送
駆動信号V7が、6段目の垂直転送電極群に対して垂直
転送駆動信号V8が、7段目の垂直転送電極群に対して
垂直転送駆動信号V1が、8段目の垂直転送電極群に対
して垂直転送駆動信号V2が、各々印加できるように構
成されている。Here, the vertical transfer drive signals V1, V2, ... Are respectively provided to the vertical transfer electrode groups constituted by a plurality of vertical transfer electrodes VEL arranged in a straight line in the horizontal direction.
., V8 can be applied simultaneously. In the example shown in the figure, the vertical transfer drive signal V3 is 2
The vertical transfer drive signal V4 is applied to the vertical transfer electrode group of the stage.
However, the vertical transfer drive signal V5 is vertical to the third vertical transfer electrode group, the vertical transfer drive signal V6 is vertical to the fourth vertical transfer electrode group, and the vertical transfer drive signal V6 is vertical to the fifth vertical transfer electrode group. The transfer drive signal V7, the vertical transfer drive signal V8 for the sixth stage vertical transfer electrode group, the vertical transfer drive signal V1 for the seventh stage vertical transfer electrode group, and the eighth stage vertical transfer electrode group. On the other hand, the vertical transfer drive signal V2 is configured to be applied respectively.
【0030】一方、各受光素子PDは隣接する1つの垂
直転送電極VELに対し転送ゲートTGを介して電気的
に接続されるように構成されている。同図に示す例で
は、各受光素子PDが右下に隣接する垂直転送電極VE
Lに転送ゲートTGを介して接続されるように構成され
ている。On the other hand, each light receiving element PD is configured to be electrically connected to one adjacent vertical transfer electrode VEL via a transfer gate TG. In the example shown in the figure, each light receiving element PD has a vertical transfer electrode VE adjacent to the lower right side.
It is configured to be connected to L via a transfer gate TG.
【0031】更に、この固体撮像装置の撮像部は、同図
に示すように、1受光素子領域の垂直隣接領域が4電極
構造となっており、水平隣接領域が2電極構造となって
いる。Further, in the image pickup portion of this solid-state image pickup device, as shown in the figure, the vertically adjacent region of one light receiving element region has a four-electrode structure, and the horizontal adjacent region has a two-electrode structure.
【0032】なお、同図において‘R’が記入された受
光素子PDの前面に形成された開口部APは赤色の光を
透過する色分離フィルタで覆われており、‘G’が記入
された受光素子PDの前面に形成された開口部APは緑
色の光を透過する色分離フィルタで覆われており、
‘B’が記入された受光素子PDの前面に形成された開
口部APは青色の光を透過する色分離フィルタで覆われ
ている。すなわち、‘R’が記入された受光素子PDは
赤色光を、‘G’が記入された受光素子PDは緑色光
を、‘B’が記入された受光素子PDは青色光を、各々
受光するものとされている。In the figure, the opening AP formed on the front surface of the light receiving element PD marked with "R" is covered with a color separation filter which transmits red light, and "G" is marked. The opening AP formed in the front surface of the light receiving element PD is covered with a color separation filter that transmits green light.
The opening AP formed in the front surface of the light receiving element PD in which "B" is written is covered with a color separation filter which transmits blue light. That is, the light receiving element PD in which "R" is written receives red light, the light receiving element PD in which "G" is written green light, and the light receiving element PD in which "B" is written receives blue light. It is supposed to be.
【0033】ここで、この固体撮像装置の撮像時におけ
る各受光素子PDからの信号の取り出し動作を説明す
る。Here, the operation of extracting the signal from each light receiving element PD at the time of image pickup of this solid-state image pickup device will be described.
【0034】まず、転送ゲートTGを介して受光素子P
Dに接続された垂直転送電極VELが含まれる垂直転送
電極群(同図の斜線が付された垂直転送電極VEL)に
対して所定の高電圧を印加すると共に、これらの垂直転
送電極群に挟まれた垂直転送電極群(同図の白抜きの垂
直転送電極VEL)に対して上記高電圧より低い所定の
低電圧を印加する。すなわち、垂直転送駆動信号V2、
V4、V6、及びV8を上記高電圧とし、垂直転送駆動
信号V1、V3、V5、及びV7を上記低電圧とする。
すると、受光素子PDに転送ゲートTGを介して接続さ
れた垂直転送電極VELの下部にポテンシャル井戸が形
成され、ここに当該垂直転送電極VELに接続された受
光素子PDに蓄積されていた電荷が一気に流れ込む。First, the light receiving element P via the transfer gate TG.
A predetermined high voltage is applied to the vertical transfer electrode group (vertical transfer electrode VEL indicated by hatching in the figure) including the vertical transfer electrode VEL connected to D and sandwiched between these vertical transfer electrode groups. A predetermined low voltage lower than the above high voltage is applied to the selected vertical transfer electrode group (outer vertical transfer electrodes VEL in the same figure). That is, the vertical transfer drive signal V2,
V4, V6, and V8 are set to the high voltage, and the vertical transfer drive signals V1, V3, V5, and V7 are set to the low voltage.
Then, a potential well is formed below the vertical transfer electrode VEL connected to the light receiving element PD via the transfer gate TG, and the charges accumulated in the light receiving element PD connected to the vertical transfer electrode VEL are suddenly formed there. Pour in.
【0035】次に、受光素子PDに転送ゲートTGを介
して接続された垂直転送電極VELが含まれる垂直転送
電極群の垂直方向下側に隣接する垂直転送電極群に対し
て上記高電圧より低く、かつ上記低電圧より高い中位電
圧を印加する。すなわち、垂直転送駆動信号V1、V
3、V5、及びV7を上記中位電圧とする。すると、中
位電圧が印加された垂直転送電極VELの下部にもポテ
ンシャル井戸が形成され、ここに受光素子PDに転送ゲ
ートTGを介して接続された垂直転送電極VELの下部
のポテンシャル井戸から電荷が流れ込んでくる。Next, the voltage is lower than the above high voltage with respect to the vertical transfer electrode group adjacent to the vertical transfer electrode group vertically below the vertical transfer electrode group including the vertical transfer electrode VEL connected to the light receiving element PD via the transfer gate TG. And a medium voltage higher than the low voltage is applied. That is, the vertical transfer drive signals V1 and V
3, V5, and V7 are the above-mentioned intermediate voltages. Then, a potential well is also formed below the vertical transfer electrode VEL to which the medium voltage is applied, and charges are generated from the potential well below the vertical transfer electrode VEL connected to the light receiving element PD via the transfer gate TG. It flows in.
【0036】次に、受光素子PDに転送ゲートTGを介
して接続された垂直転送電極VELが含まれる垂直転送
電極群に対する印加電圧を上記低電圧とする。すなわ
ち、垂直転送駆動信号V2、V4、V6、及びV8を上
記低電圧とする。この結果、受光素子PDに転送ゲート
TGを介して接続された垂直転送電極VELの下部に蓄
積されていた電荷が全て当該垂直転送電極VELの垂直
方向下側に隣接する垂直転送電極VELの下部に形成さ
れたポテンシャル井戸に移動する。Next, the applied voltage to the vertical transfer electrode group including the vertical transfer electrode VEL connected to the light receiving element PD via the transfer gate TG is set to the low voltage. That is, the vertical transfer drive signals V2, V4, V6, and V8 are set to the low voltage. As a result, all the charges accumulated under the vertical transfer electrode VEL connected to the light receiving element PD via the transfer gate TG are under the vertical transfer electrode VEL adjacent to the vertical lower side of the vertical transfer electrode VEL. Move to the formed potential well.
【0037】これ以降、以上の動作を繰り返すことによ
って各受光素子PDに蓄積された電荷を所謂バケツリレ
ー式に垂直方向下方に隣接した垂直転送電極VELに順
次転送していくことにより、水平転送電極HELを介し
て1フィールドで読み出すことができる。After that, by repeating the above operation, the charges accumulated in each light receiving element PD are sequentially transferred to the vertical transfer electrodes VEL adjacent vertically downward in a so-called bucket relay method, whereby the horizontal transfer electrodes are transferred. It can be read in one field via HEL.
【0038】次に、以上のようなハニカムCCDに本発
明を適用した場合の形態例について説明する。Next, an example of a mode in which the present invention is applied to the above honeycomb CCD will be described.
【0039】図5には、本発明の本実施の形態に係る固
体撮像装置10の構成例が示されている。同図に示すよ
うに、この固体撮像装置10は、1画素1色について複
数(ここでは4つ)割り当てられて2次元配置された複
数の受光素子PD、当該受光素子PDの前面に形成され
た開口部APを迂回するように配置され、かつ受光素子
PDからの信号を取り出して垂直方向に転送する垂直転
送電極VEL、及び垂直方向最下に位置する垂直転送電
極VELの垂直方向下側に配置され、垂直転送電極VE
Lから転送されてきた信号を外部へ転送する水平転送電
極HELを備えた撮像部と、当該撮像部の撮像により各
受光素子PDに蓄積された信号(電荷)の読み出しを垂
直転送駆動信号V1、V2、・・・、V8によって制御
する読出制御部12と、を含んで構成されている。な
お、同図に示す例では、開口部APを八角形のハニカム
形状に形成している。FIG. 5 shows a configuration example of the solid-state imaging device 10 according to the present embodiment of the present invention. As shown in the figure, this solid-state imaging device 10 is formed in front of a plurality of light receiving elements PD, which are two-dimensionally arranged by allocating a plurality (here four) for one color of one pixel. The vertical transfer electrode VEL is arranged so as to bypass the opening AP, and takes out a signal from the light receiving element PD and transfers it in the vertical direction, and is arranged vertically below the vertical transfer electrode VEL located at the bottom in the vertical direction. And the vertical transfer electrode VE
A vertical transfer drive signal V1 for reading the signal (charge) accumulated in each light receiving element PD by the image pickup unit including the horizontal transfer electrode HEL that transfers the signal transferred from L to the outside, The read control unit 12 is controlled by V2, ..., V8. In the example shown in the figure, the opening AP is formed in an octagonal honeycomb shape.
【0040】なお、同図において‘R1’、‘R2’等
の‘R’が記入された受光素子PDの前面に形成された
開口部APは赤色の光を透過する色分離フィルタで覆わ
れており、‘G3’、‘G4’等の‘G’が記入された
受光素子PDの前面に形成された開口部APは緑色の光
を透過する色分離フィルタで覆われており、‘B1’、
‘B2’等の‘B’が記入された受光素子PDの前面に
形成された開口部APは青色の光を透過する色分離フィ
ルタで覆われている。すなわち、‘R’が記入された受
光素子PDは赤色光を、‘G’が記入された受光素子P
Dは緑色光を、‘B’が記入された受光素子PDは青色
光を、各々受光するものとされている。In the figure, the opening AP formed in the front surface of the light receiving element PD in which "R" such as "R1" and "R2" is written is covered with a color separation filter which transmits red light. The opening AP formed in the front surface of the light receiving element PD in which “G” such as “G3” or “G4” is written is covered with a color separation filter that transmits green light, and “B1”,
The opening AP formed in the front surface of the light receiving element PD in which “B” such as “B2” is written is covered with a color separation filter which transmits blue light. That is, the light receiving element PD in which "R" is written emits red light and the light receiving element P in which "G" is written.
D is for receiving green light, and the light receiving element PD with'B 'is for receiving blue light.
【0041】本実施の形態では、1画素1色毎に割り当
てられた複数の受光素子PDを受光素子群として、各受
光素子群が、図4に示した従来のハニカムCCDと同一
の配列ピッチ(水平配列ピッチ=Ph、垂直配列ピッチ
=Pv)で、かつ隣接する受光素子群が垂直方向及び水
平方向にずらされて2次元配置されている。すなわち、
各受光素子群に含まれる複数の受光素子PDは、見かけ
上、図4に示した従来のハニカムCCDにおける各受光
素子PDを複数に分割したものとして配置されている。In the present embodiment, a plurality of light receiving elements PD assigned to each one pixel and one color are used as a light receiving element group, and each light receiving element group has the same array pitch (as in the conventional honeycomb CCD shown in FIG. 4). Horizontal arrangement pitch = Ph, vertical arrangement pitch = Pv), and adjacent light receiving element groups are two-dimensionally arranged with being shifted in the vertical direction and the horizontal direction. That is,
The plurality of light receiving elements PD included in each light receiving element group are apparently arranged as a plurality of divided light receiving elements PD in the conventional honeycomb CCD shown in FIG.
【0042】ここで、固体撮像装置10では、各受光素
子PD間の配列ピッチが略均一となるように受光素子P
Dを配置している。これにより前述のように、配列ピッ
チを略均一としない場合に比較してサンプリング周波数
を高くすることができ、この結果として周波数混信を抑
制することができる。Here, in the solid-state image pickup device 10, the light receiving elements P are arranged so that the arrangement pitch between the respective light receiving elements PD is substantially uniform.
D is arranged. As a result, as described above, the sampling frequency can be increased as compared with the case where the arrangement pitch is not made substantially uniform, and as a result, frequency interference can be suppressed.
【0043】また、本実施の形態に係る固体撮像装置1
0の撮像部では、垂直転送電極VELが上記受光素子群
を迂回するように、水平方向及び垂直方向の双方に対し
てジグザグ状に並ぶように配置されている。Further, the solid-state imaging device 1 according to the present embodiment
In the image pickup unit of 0, the vertical transfer electrodes VEL are arranged in a zigzag pattern in both the horizontal and vertical directions so as to bypass the light receiving element group.
【0044】ここで、水平方向にジグザグ状に並んで配
置された複数の垂直転送電極VELにより構成される垂
直転送電極群には、各々垂直転送駆動信号V1、V2、
・・・、V8の何れか1つを同時に印加することができ
るように構成されている。なお、同図に示す例では、1
段目の垂直転送電極群に対して垂直転送駆動信号V8
が、2段目の垂直転送電極群に対して垂直転送駆動信号
V1が、3段目の垂直転送電極群に対して垂直転送駆動
信号V2が、4段目の垂直転送電極群に対して垂直転送
駆動信号V3が、5段目の垂直転送電極群に対して垂直
転送駆動信号V4が、6段目の垂直転送電極群に対して
垂直転送駆動信号V5が、7段目の垂直転送電極群に対
して垂直転送駆動信号V6が、8段目の垂直転送電極群
に対して垂直転送駆動信号V7が、9段目の垂直転送電
極群に対して垂直転送駆動信号V8が、各々印加できる
ように構成されている。Here, the vertical transfer drive signals V1, V2, V2, V2, V2,
, V8 can be applied at the same time. In addition, in the example shown in FIG.
A vertical transfer drive signal V8 is applied to the vertical transfer electrode group of the tier.
However, the vertical transfer drive signal V1 is vertical to the second vertical transfer electrode group, the vertical transfer drive signal V2 is vertical to the third vertical transfer electrode group, and the vertical transfer drive signal V2 is vertical to the fourth vertical transfer electrode group. A transfer drive signal V3, a vertical transfer drive signal V4 for the fifth stage vertical transfer electrode group, a vertical transfer drive signal V5 for the sixth stage vertical transfer electrode group, and a seventh stage vertical transfer electrode group. With respect to the vertical transfer drive signal V6, the vertical transfer drive signal V7 can be applied to the vertical transfer electrode group of the eighth stage, and the vertical transfer drive signal V8 can be applied to the vertical transfer electrode group of the ninth stage. Is configured.
【0045】一方、各受光素子PDは隣接する1つの垂
直転送電極VELに対し転送ゲートTGを介して電気的
に接続されるように構成されている。同図に示す例で
は、各受光素子PDが当該受光素子PDに隣接して設け
られた2つの垂直転送電極VELの一方に転送ゲートT
Gを介して接続されるように構成されている。また、1
つの垂直転送電極VELには1つの受光素子PDのみが
転送ゲートTGを介して接続される。On the other hand, each light receiving element PD is configured to be electrically connected to one adjacent vertical transfer electrode VEL via a transfer gate TG. In the example shown in the figure, each light receiving element PD is connected to one of the two vertical transfer electrodes VEL provided adjacent to the light receiving element PD by a transfer gate T.
It is configured to be connected via G. Also, 1
Only one light receiving element PD is connected to one vertical transfer electrode VEL via a transfer gate TG.
【0046】更に、この固体撮像装置10は、1画素1
色に対応する領域(1受光素子群の領域)の垂直隣接領
域が4電極構造となっており、水平隣接領域が2電極構
造となっている。Further, this solid-state image pickup device 10 has one pixel 1
The vertically adjacent area of the area corresponding to the color (the area of one light receiving element group) has a four-electrode structure, and the horizontal adjacent area has a two-electrode structure.
【0047】固体撮像装置10の受光素子PDが本発明
の受光素子に、開口部APが本発明の開口部に、垂直転
送電極VELが本発明の電極に、読出制御部12が本発
明の読出手段に、各々相当する。The light receiving element PD of the solid-state imaging device 10 is the light receiving element of the present invention, the opening AP is the opening of the present invention, the vertical transfer electrode VEL is the electrode of the present invention, and the read control unit 12 is the reading of the present invention. Means correspond to each.
【0048】次に、この固体撮像装置10の作用とし
て、撮影時に読出制御部12によって実行される各受光
素子PDからの信号の取り出し動作について説明する。
なお、ここでは、固体撮像装置10がデジタルスチルカ
メラに適用され、固体撮像装置10により静止画を撮像
する場合を例に説明する。Next, as an operation of the solid-state image pickup device 10, an operation of extracting a signal from each light receiving element PD, which is executed by the readout control section 12 at the time of photographing, will be described.
Here, a case where the solid-state imaging device 10 is applied to a digital still camera and a still image is captured by the solid-state imaging device 10 will be described as an example.
【0049】まず、垂直転送駆動信号V1及びV5によ
り対応する垂直転送電極VELに対して所定の高電圧を
印加すると共に、これらの垂直転送電極VELの垂直方
向上下に配置された垂直転送電極VELに対して垂直転
送駆動信号V8及びV2と、垂直転送駆動信号V4及び
V6により上記高電圧より低い所定の低電圧を印加す
る。すると、高電圧が印加された垂直転送電極VELの
下部にポテンシャル井戸が形成され、ここに当該垂直転
送電極VELに転送ゲートTGを介して接続された受光
素子PD(‘B1’、‘R1’、‘R5’、‘B5’の
各受光素子PD)に蓄積されていた電荷が一気に流れ込
む。First, a predetermined high voltage is applied to the corresponding vertical transfer electrodes VEL by the vertical transfer drive signals V1 and V5, and the vertical transfer electrodes VEL arranged vertically above and below these vertical transfer electrodes VEL are applied. On the other hand, a predetermined low voltage lower than the above high voltage is applied by the vertical transfer drive signals V8 and V2 and the vertical transfer drive signals V4 and V6. Then, a potential well is formed below the vertical transfer electrode VEL to which the high voltage is applied, and the light receiving element PD ('B1', 'R1', which is connected to the vertical transfer electrode VEL via the transfer gate TG is formed therein. The charges accumulated in each of the light receiving elements PD of “R5” and “B5” flow in at a stretch.
【0050】次に、上記高電圧が印加された垂直転送電
極VELの垂直方向下側に隣接する垂直転送電極VEL
に対して垂直転送駆動信号V2及びV6により上記高電
圧より低く、かつ上記低電圧より高い中位電圧を印加す
ると共に、この垂直転送電極VELの垂直方向下側に隣
接する垂直転送電極VELに対して垂直転送駆動信号V
3及びV7により上記低電圧を印加する。すると、上記
中位電圧が印加された垂直転送電極VELの下部にもポ
テンシャル井戸が形成され、ここに上記高電圧が印加さ
れた垂直転送電極VELの下部のポテンシャル井戸から
電荷が流れ込んでくる。Next, the vertical transfer electrode VEL adjacent to the vertical transfer electrode VEL to which the high voltage is applied is vertically below.
To the vertical transfer electrode VEL adjacent to the vertical transfer electrode VEL adjacent to the vertical transfer electrode VEL in the vertical direction while applying a medium voltage lower than the high voltage and higher than the low voltage by the vertical transfer drive signals V2 and V6. Vertical transfer drive signal V
The above low voltage is applied by 3 and V7. Then, a potential well is also formed under the vertical transfer electrode VEL to which the intermediate voltage is applied, and electric charges flow into the potential well below the vertical transfer electrode VEL to which the high voltage is applied.
【0051】次に、垂直転送駆動信号V1及びV5によ
る印加電圧を上記低電圧とする。この結果、垂直転送駆
動信号V1及びV5に対応する垂直転送電極VELの下
部に蓄積されていた電荷が全て当該垂直転送電極VEL
の垂直方向下側に隣接する垂直転送電極VELの下部に
形成されたポテンシャル井戸に移動する。Next, the voltage applied by the vertical transfer drive signals V1 and V5 is set to the low voltage. As a result, all the charges stored under the vertical transfer electrodes VEL corresponding to the vertical transfer drive signals V1 and V5 are all stored in the vertical transfer electrodes VEL.
To the potential well formed below the vertical transfer electrode VEL adjacent to the lower side in the vertical direction.
【0052】次に、垂直転送駆動信号V3及びV7によ
る印加電圧を上記中位電圧にすると共に、垂直転送駆動
信号V4及びV8による印加電圧を上記低電圧にする。
すると、垂直転送駆動信号V3及びV7に対応する垂直
転送電極VELの下部にポテンシャル井戸が形成され、
ここに垂直転送駆動信号V2及びV6に対応する垂直転
送電極VELの下部のポテンシャル井戸から電荷が流れ
込んでくる。Next, the voltages applied by the vertical transfer drive signals V3 and V7 are set to the above-mentioned medium voltage, and the applied voltages by the vertical transfer drive signals V4 and V8 are set to the low voltage.
Then, a potential well is formed below the vertical transfer electrode VEL corresponding to the vertical transfer drive signals V3 and V7,
Charges flow into the potential wells below the vertical transfer electrodes VEL corresponding to the vertical transfer drive signals V2 and V6.
【0053】更に、垂直転送駆動信号V2及びV6によ
る印加電圧を上記低電圧とする。この結果、垂直転送駆
動信号V2及びV6に対応する垂直転送電極VELの下
部に蓄積されていた電荷が全て当該垂直転送電極VEL
の垂直方向下側に隣接する垂直転送電極VELの下部に
形成されたポテンシャル井戸に移動する。Further, the voltage applied by the vertical transfer drive signals V2 and V6 is set to the above low voltage. As a result, all the charges accumulated under the vertical transfer electrodes VEL corresponding to the vertical transfer drive signals V2 and V6 are all stored in the vertical transfer electrodes VEL.
To the potential well formed below the vertical transfer electrode VEL adjacent to the lower side in the vertical direction.
【0054】これ以降、同様に垂直転送駆動信号による
垂直転送電極VELへの中位電圧及び低電圧の印加を垂
直方向下側に向けて順次繰り返して行うことにより、所
謂バケツリレー式に電荷(‘B1’、‘R1’、‘R
5’、‘B5’の各受光素子PDに蓄積されていた電
荷)を転送していき、水平転送電極HELを介して読み
出す(第1フィールド)。After that, similarly, by applying the middle voltage and the low voltage to the vertical transfer electrodes VEL by the vertical transfer drive signal successively in the downward direction in the vertical direction, the charge (' B1 ',' R1 ',' R
The charges accumulated in the light receiving elements PD of 5'and'B5 'are transferred and read out via the horizontal transfer electrode HEL (first field).
【0055】次に、垂直転送駆動信号V2及びV6に対
応する垂直転送電極VELに転送ゲートTGを介して接
続された受光素子PD(‘B2’、‘R2’、‘R
6’、‘B6’の各受光素子PD)に蓄積されていた電
荷を、上記と同様に垂直転送電極VELに対する印加電
圧を制御することによってバケツリレー式に読み出す
(第2フィールド)。Next, the light receiving elements PD ('B2', 'R2', 'R' connected to the vertical transfer electrodes VEL corresponding to the vertical transfer drive signals V2 and V6 through the transfer gate TG.
The charge stored in each of the light receiving elements 6'and 6'B6 'is read out by the bucket relay method by controlling the applied voltage to the vertical transfer electrode VEL as in the above (second field).
【0056】次に、垂直転送駆動信号V3及びV7に対
応する垂直転送電極VELに転送ゲートTGを介して接
続された受光素子PD(‘G3’、‘G7’の各受光素
子PD)に蓄積されていた電荷を、上記と同様に垂直転
送電極VELに対する印加電圧を制御することによって
バケツリレー式に読み出す(第3フィールド)。Next, the light is accumulated in the light receiving elements PD (the light receiving elements PD of'G3 'and'G7') connected to the vertical transfer electrodes VEL corresponding to the vertical transfer drive signals V3 and V7 via the transfer gate TG. The charges thus read are read out in the bucket relay method by controlling the applied voltage to the vertical transfer electrodes VEL as in the above (third field).
【0057】最後に、垂直転送駆動信号V4及びV8に
対応する垂直転送電極VELに転送ゲートTGを介して
接続された受光素子PD(‘G4’、‘G8’の各受光
素子PD)に蓄積されていた電荷を、上記と同様に垂直
転送電極VELに対する印加電圧を制御することによっ
てバケツリレー式に読み出す(第4フィールド)。Finally, the light is accumulated in the light receiving elements PD (the respective light receiving elements PD of'G4 'and'G8') connected to the vertical transfer electrodes VEL corresponding to the vertical transfer drive signals V4 and V8 via the transfer gate TG. The charges thus read are read out in a bucket brigade method by controlling the applied voltage to the vertical transfer electrodes VEL as in the above (fourth field).
【0058】このように、この固体撮像装置10では、
4フィールドで全ての画素に対応する電荷を読み出すこ
とができ、読み出した電荷により示される出力レベル
を、同一画素の色毎に加算することによって、各画素の
色毎の画素値を得ることができる。Thus, in the solid-state image pickup device 10,
The charges corresponding to all the pixels can be read out in four fields, and the pixel value for each color of each pixel can be obtained by adding the output levels indicated by the read charges for each color of the same pixel. .
【0059】なお、この固体撮像装置10がデジタルビ
デオカメラに適用され、当該固体撮像装置10により動
画(ムービー画)を撮像する場合には、一例として垂直
転送駆動信号V3及びV6に対応した受光素子PD
(‘G3’、‘R6’、‘B6’の受光素子PD)の電
荷を読み出すことにより、RGB信号を同時に得るよう
にすればよい。When the solid-state image pickup device 10 is applied to a digital video camera and a moving image (movie image) is picked up by the solid-state image pickup device 10, as an example, light receiving elements corresponding to the vertical transfer drive signals V3 and V6. PD
The RGB signals may be obtained at the same time by reading the charges of (the light receiving elements PD of “G3”, “R6”, and “B6”).
【0060】以上詳細に説明したように、本実施の形態
に係る固体撮像装置10では、同色の色分離フィルタを
有する複数(本実施の形態では4つ)の受光素子PDを
各々隣接して2次元配置しているので、光学ローパスフ
ィルタを構成する複屈折板の厚さを薄くしたり、光学ロ
ーパスフィルタを不使用とすることができ、適用するカ
メラを低コストで構成することができると共に、当該カ
メラの設計を簡単化することができる。As described in detail above, in the solid-state image pickup device 10 according to this embodiment, a plurality of (four in this embodiment) light receiving elements PD having color separation filters of the same color are adjacent to each other. Since the two-dimensional arrangement, it is possible to reduce the thickness of the birefringent plate that constitutes the optical low-pass filter, or to eliminate the use of the optical low-pass filter, it is possible to configure the camera to be applied at low cost, The design of the camera can be simplified.
【0061】また、本実施の形態に係る固体撮像装置1
0では、隣接する受光素子PD間の配列ピッチ(距離)
が略均一となるように複数の受光素子PDを配置してい
るので、略均一としない場合に比較してサンプリング周
波数を、より高周波数側にシフトすることができ、周波
数混信を、より抑制することができる。Further, the solid-state image pickup device 1 according to the present embodiment
At 0, the array pitch (distance) between adjacent light receiving elements PD
Since the plurality of light receiving elements PD are arranged so as to be substantially uniform, the sampling frequency can be shifted to a higher frequency side as compared with the case where they are not substantially uniform, and frequency interference is further suppressed. be able to.
【0062】なお、本実施の形態では、チャネル・スト
ッパを備えない固体撮像装置について説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、チャネル・ストッ
パを備える形態とすることができることは言うまでもな
い。In the present embodiment, the solid-state image pickup device having no channel stopper has been described, but the present invention is not limited to this, and it goes without saying that a mode having a channel stopper may be adopted. Yes.
【0063】図6には、本実施の形態における本発明の
固体撮像装置10(図5も参照)に対するチャネル・ス
トッパの配置例が示されている。同図に示す例では、異
なる色の光を受光する隣接した受光素子PD(例えば、
互いに隣接する‘R2’の受光素子PDと‘B5’の受
光素子PD等)の間にチャネル・ストッパCSが打ち込
まれている。これによって、各受光素子PDから出力さ
れる信号の各色間における相互影響を防止することがで
き、高品質に撮像を行うことができる。FIG. 6 shows an arrangement example of channel stoppers for the solid-state image pickup device 10 (see also FIG. 5) of the present invention in the present embodiment. In the example shown in the figure, adjacent light receiving elements PD (for example,
A channel stopper CS is driven between the light receiving element PD of'R2 'and the light receiving element PD of'B5' which are adjacent to each other. As a result, it is possible to prevent mutual influence of the signals output from the respective light receiving elements PD between the respective colors, and it is possible to perform high quality imaging.
【0064】また、本実施の形態では、1画素1色を構
成する複数の受光素子PDを他の画素を構成する受光素
子PDと混在させないように配置した場合について説明
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、1画
素1色を構成する複数の受光素子PDを他の画素を構成
する受光素子PDと混在させて配置する形態、例えば、
図4に示した従来のハニカムCCDと同様の色配置関係
で各画素を構成する受光素子PDを配置する形態等とす
ることもできる。この場合も、本実施の形態と同様の効
果を奏することができる。なお、この場合にも、異なる
色の光を受光する隣接した受光素子PD間にチャネル・
ストッパを打ち込むことが、撮像の品質の点で有利であ
る。In the present embodiment, a case has been described in which a plurality of light receiving elements PD forming one pixel and one color are arranged so as not to be mixed with light receiving elements PD forming other pixels. However, the present invention is not limited to this. However, the present invention is not limited to this, and a configuration in which a plurality of light receiving elements PD forming one pixel and one color are arranged in a mixed manner with light receiving elements PD forming other pixels, for example,
It is also possible to adopt a mode in which the light receiving elements PD constituting each pixel are arranged in the same color arrangement relationship as the conventional honeycomb CCD shown in FIG. Also in this case, the same effect as that of the present embodiment can be obtained. Even in this case, a channel between adjacent light receiving elements PD that receive light of different colors
Driving the stopper is advantageous in terms of image quality.
【0065】また、本実施の形態では、本発明を本出願
人によるハニカムCCDに適用した場合について説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、例え
ば、受光素子を正方配置したCCDに適用することもで
きる。この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏する
ことができる。In the present embodiment, the case where the present invention is applied to the honeycomb CCD by the present applicant has been described. However, the present invention is not limited to this, and, for example, a CCD in which light receiving elements are arranged in a square shape. Can also be applied to. Also in this case, the same effect as that of the present embodiment can be obtained.
【0066】また、本実施の形態では、各受光素子PD
からの信号の取り出し動作を低電圧、中位電圧、及び高
電圧の3レベルの電圧の印加を制御することによって行
う場合について説明したが、本発明はこれに限定される
ものではなく、例えば、低電圧及び高電圧の2レベルの
電圧の印加を制御することによって行う形態とすること
もできることは言うまでもない。この場合も、本実施の
形態と同様の効果を奏することができる。In the present embodiment, each light receiving element PD
The case where the operation of extracting the signal from is performed by controlling the application of the three-level voltage of the low voltage, the medium voltage, and the high voltage has been described, but the present invention is not limited to this, and for example, Needless to say, it is also possible to adopt a mode in which the application of two levels of voltage, a low voltage and a high voltage, is controlled. Also in this case, the same effect as that of the present embodiment can be obtained.
【0067】更に、本実施の形態で示した電極の形状や
配置状態も一例であり、他の形状や配置状態とすること
ができることは言うまでもない。Furthermore, it goes without saying that the shape and arrangement of the electrodes shown in the present embodiment are also examples, and other shapes and arrangements can be adopted.
【0068】[0068]
【発明の効果】本発明に係る固体撮像装置によれば、同
色の色分離フィルタを有する複数の受光素子を各々隣接
して2次元配置しているので、光学ローパスフィルタを
構成する複屈折板の厚さを薄くしたり、光学ローパスフ
ィルタを不使用とすることができ、適用するカメラを低
コストで構成することができると共に、当該カメラの設
計を簡単化することができる、という効果が得られる。According to the solid-state image pickup device of the present invention, a plurality of light receiving elements having color separation filters of the same color are two-dimensionally arranged adjacent to each other. It is possible to reduce the thickness and eliminate the use of the optical low-pass filter, and it is possible to configure an applicable camera at low cost and simplify the design of the camera. .
【図1】(A)は本発明の受光素子の配置例を示す概略
平面図であり、(B)は本発明の効果の説明に供するグ
ラフである。FIG. 1A is a schematic plan view showing an arrangement example of a light receiving element of the present invention, and FIG. 1B is a graph used for explaining the effect of the present invention.
【図2】本発明の効果の説明に供する図であり、(A)
は従来の固体撮像装置における受光素子の配置状態例を
示す概略平面図であり、(B)及び(C)は本発明の固
体撮像装置における受光素子の配置状態例を示す概略平
面図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the effect of the present invention, (A)
[Fig. 6] is a schematic plan view showing an example of arrangement of light receiving elements in a conventional solid-state imaging device, and (B) and (C) are schematic plan views showing examples of arrangement of light-receiving elements in the solid-state imaging device of the present invention.
【図3】図2に示した受光素子の各配置状態における入
射光と出力レベルとの関係を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between incident light and an output level in each arrangement state of the light receiving elements shown in FIG.
【図4】従来のハニカムCCDにおける撮像部の構成例
を示す概略平面図である。FIG. 4 is a schematic plan view showing a configuration example of an image pickup section in a conventional honeycomb CCD.
【図5】実施の形態に係る本発明の固体撮像装置の構成
例を示す概略平面図である。FIG. 5 is a schematic plan view showing a configuration example of the solid-state imaging device of the present invention according to the embodiment.
【図6】チャネル・ストッパの配置例を示す概略平面図
である。FIG. 6 is a schematic plan view showing an arrangement example of channel stoppers.
【図7】従来技術の問題点の説明に供する図である。FIG. 7 is a diagram for explaining a problem of the conventional technique.
10 固体撮像装置 12 読出制御部(読出手段) AP 開口部 CS チャネル・ストッパ PD 受光素子 TG 転送ゲート VEL 垂直転送電極(電極) HEL 水平転送電極 10 Solid-state imaging device 12 Read control unit (reading means) AP opening CS channel stopper PD light receiving element TG transfer gate VEL Vertical transfer electrode (electrode) HEL Horizontal transfer electrode
フロントページの続き Fターム(参考) 4M118 AA10 AB01 BA10 BA13 CA02 CA20 CA22 DA13 DB05 DB11 FA01 FA06 FA26 FA32 GC08 GC14 GC20 5C024 CX37 GX21 GX22 GY02 GY04 GY06 GY13 JX21 5C065 BB13 CC08 DD02 EE06 EE14 5F049 MA01 NA04 NA18 NB05 PA15 SZ06 WA09 Continued front page F-term (reference) 4M118 AA10 AB01 BA10 BA13 CA02 CA20 CA22 DA13 DB05 DB11 FA01 FA06 FA26 FA32 GC08 GC14 GC20 5C024 CX37 GX21 GX22 GY02 GY04 GY06 GY13 JX21 5C065 BB13 CC08 DD02 EE06 EE14 5F049 MA01 NA04 NA18 NB05 PA15 SZ06 WA09
Claims (5)
同色の色分離フィルタを有する複数の受光素子と、 各々前記複数の受光素子の受光面上に形成され、かつ対
応する受光素子に入射する光を制限する複数の開口部
と、 前記複数の開口部を迂回するように配置され、かつ前記
受光素子からの信号を取り出す電極と、 を備えた固体撮像装置。1. The two-dimensionally arranged adjacent to each other,
A plurality of light receiving elements having color separation filters of the same color; a plurality of openings formed on the light receiving surfaces of the plurality of light receiving elements and limiting light entering the corresponding light receiving elements; and the plurality of openings A solid-state imaging device comprising: an electrode that is arranged so as to circumnavigate the light source and that takes out a signal from the light receiving element.
るように前記複数の受光素子を配置した請求項1記載の
固体撮像装置。2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the plurality of light receiving elements are arranged so that the distances between adjacent light receiving elements are substantially uniform.
子の間にチャネル・ストッパを設けた請求項1又は請求
項2記載の固体撮像装置。3. The solid-state image pickup device according to claim 1, wherein a channel stopper is provided between adjacent light receiving elements that receive light of different colors.
素子の数を4つとすると共に、 4フィールド読み出しによって全ての受光素子からの信
号を読み出す読出手段を更に備えた請求項1乃至請求項
3の何れか1項記載の固体撮像装置。4. The number of light-receiving elements having the color separation filters of the same color is four, and read-out means for reading out signals from all the light-receiving elements by four-field reading is further provided. The solid-state imaging device according to claim 1.
とし、 前記複数の受光素子を隣接する受光素子が垂直方向及び
水平方向にずれるように2次元配置した請求項1乃至請
求項4の何れか1項記載の固体撮像装置。5. The method according to claim 1, wherein the opening shape of the opening is a polygon having a shape of a quadrangle or more, and the plurality of light receiving elements are two-dimensionally arranged so that adjacent light receiving elements are displaced vertically and horizontally. The solid-state imaging device according to claim 1.
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|---|---|---|---|
| JP2001310536A JP2003116144A (en) | 2001-10-05 | 2001-10-05 | Solid-state image pickup device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2001310536A JP2003116144A (en) | 2001-10-05 | 2001-10-05 | Solid-state image pickup device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003116144A true JP2003116144A (en) | 2003-04-18 |
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ID=19129491
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2001310536A Pending JP2003116144A (en) | 2001-10-05 | 2001-10-05 | Solid-state image pickup device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003116144A (en) |
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- 2001-10-05 JP JP2001310536A patent/JP2003116144A/en active Pending
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