(57)【要約】【課題】固体撮像素子に太陽電池を設けることによって、レンズで光エネルギーを効率的に集め、コンパクトで低コストの発電装置を提供する。【解決手段】被写体光を受光する感光画素２４、２６を有する受光セル２２が、所定のピッチで複数配列されている。また、複数配列された受光セル２２同士の間に、撮像レンズ１４から取り込まれた光を受光する太陽電池２８が設けられている。これにより、１つの素子で、撮像と発電の２つの機能を発揮することができる。また、撮像レンズ１４を介して集光した光を太陽電池２８が受光することにより、効率的に光エネルギーを集めることができるので、太陽電池２８の表面積を小さくすることが可能である。よって、コンパクトで低コストの発電装置を構築することができる。【選択図】図３
2007281144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のピッチで複数配列され、撮像レンズから取り込まれた被写体光を受光する感光画素を有する受光セルと、
前記受光セル同士の間、及び前記受光セルの少なくとも一方に設けられ、前記撮像レンズから取り込まれた光を受光する太陽電池と、
を備えることを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】
前記受光セルが、所定のピッチでハニカム状に複数配列されていることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記感光画素は、ＣＣＤ感光部であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の固体撮像素子。
【請求項４】
前記感光画素は、ＣＭＯＳ感光部であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の固体撮像素子。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れかの固体撮像素子と、
前記固体撮像素子に備えられた前記太陽電池により充電される二次電池と、
前記二次電池の容量を検知する検知手段と、
前記撮像レンズを覆う開閉式の撮像レンズカバーと、
を有し、
前記検知手段によって検知された前記二次電池の容量が、所定値以下となったときに、前記撮像レンズカバーを自動に開状態とすることを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
前記二次電池が放熱体で覆われ、前記固体撮像素子に近接して設けられていることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池を備えた固体撮像素子及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の電子機器に太陽電池を設け、この電子機器に内蔵された二次電池に充電するものが提案されている。このような電子機器は、太陽電池に十分な光を照射することにより、半永久的な電源供給を可能にするものであるが、十分な大きさの太陽電池を設けることが必要であり、電子機器の小型化の妨げになってしまう。
【０００３】
従来技術としては、図１４に示すような、カメラボディ２０２の背面に設けられたＬＣＤ２０４を覆うように、可視光を透過する透明な太陽電池２０６を設置したデジタルカメラ２００がある（特許文献１）。
【０００４】
不透明な太陽電池では設置することができなかった箇所に太陽電池２０６を設置することによって、太陽電池２０６の表面積を大きく確保することができ、十分な電力を得るようにしたものである。
【０００５】
しかし、特許文献１は、光エネルギーを効率的に集める工夫によって、太陽電池の表面積を小さくするものではないので、ある程度の大きさを必要とするものである。よって、この太陽電池が、電子機器の更なる小型化及び軽量化の妨げになってしまう。また、太陽電池は高価であり、このような発電装置を新たに設けることで、従来のデジタルカメラに比べてコストが大幅に高くなってしまう。
【特許文献１】特開２０００−９２３６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は係る事実を考慮し、固体撮像素子に太陽電池を設けることによって、レンズで光エネルギーを効率的に集め、コンパクトで低コストの発電装置を有する固体撮像素子及び撮像装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、所定のピッチで複数配列され、撮像レンズから取り込まれた被写体光を受光する感光画素を有する受光セルと、前記受光セル同士の間、及び前記受光セルの少なくとも一方に設けられ、前記撮像レンズから取り込まれた光を受光する太陽電池と、を備えることを特徴としている。
【０００８】
請求項１に記載の発明では、固体撮像素子が、受光セルと太陽電池を備えている。受光セルは、撮像レンズから取り込まれた被写体光を受光する感光画素を有し、所定のピッチで複数配列されている。また、太陽電池は、複数配列された受光セル同士の間、及び受光セルの少なくとも一方に設けられ、撮像レンズから取り込まれた光を受光する。
【０００９】
これにより、固体撮像素子に感光画素と太陽電池が設けられているので、１つの素子で、撮像と発電の２つの機能を発揮することができる。よって、低コストの発電装置を構築することができる。
【００１０】
また、感光画素と太陽電池は、同一の撮像レンズから取り込まれた被写体光や光を受光するので、太陽電池の採光のための開口部を別途設ける必要がない。
【００１１】
また、撮像レンズを介して集光した光を太陽電池が受光することにより、効率的に光エネルギーを集めることができるので、太陽電池の表面積を小さくすることが可能である。よって、コンパクトで低コストの発電装置を構築することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記受光セルが、所定のピッチでハニカム状に複数配列されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項２に記載の発明では、感光画素を有する受光セルがハニカム状に複数配列されているので、受光セルの面積を大きくとることができる。よって、受光セル同士の間、及び受光セルの少なくとも一方に太陽電池を配置しても、十分な感光画素の面積を確保することができ、撮像性能を低下させることなく、発電設備を構築することができる。また、受光セルに十分な大きさの太陽電池を設けることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、前記感光画素は、ＣＣＤ感光部であることを特徴としている。
【００１５】
請求項３に記載の発明では、感光画素がＣＣＤ感光部であるので、従来のＣＣＤ型固体撮像素子の製造プロセスを流用することができる。よって、製造コストを安く抑えることができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、前記感光画素は、ＣＭＯＳ感光部であることを特徴としている。
【００１７】
請求項４に記載の発明では、感光画素がＣＭＯＳ感光部であるので、従来のＣＭＯＳ型固体撮像素子の製造プロセスを流用することができる。よって、製造コストを安く抑えることができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れかの固体撮像素子と、前記固体撮像素子に備えられた前記太陽電池により充電される二次電池と、前記二次電池の容量を検知する検知手段と、前記撮像レンズを覆う開閉式の撮像レンズカバーと、を有し、前記検知手段によって検知された前記二次電池の容量が、所定値以下となったときに、前記撮像レンズカバーを自動に開状態とすることを特徴としている。
【００１９】
請求項５に記載の発明では、固体撮像素子に備えられた太陽電池により二次電池が充電される。そして、この二次電池の容量は検知手段によって検知される。また、撮像レンズには、このレンズを覆う開閉式の撮像レンズカバーが設けられている。
【００２０】
また、検知手段が検知した二次電池の容量が所定値以下となったときに、撮像レンズカバーは、自動に開状態となる。
【００２１】
よって、長期に使用しない場合においても、二次電池が電池切れになることを防ぐことができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、前記二次電池が放熱体で覆われ、前記固体撮像素子に近接して設けられていることを特徴としている。
【００２３】
請求項６に記載の発明では、放熱体で覆われた二次電池が、固体撮像素子に近接して設けられているので、二次電池が固体撮像素子のヒートシンクの役割りを果たし、固体撮像素子の省電力化や温度上昇によるノイズ低減効果を得ることができる。また、太陽電池から二次電池までの配線距離が短くなるので、搬送電流のロスを少なくすることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は上記構成としたので、固体撮像素子に太陽電池を設けることによって、レンズで光エネルギーを効率的に集め、コンパクトで低コストの発電装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図面を参照しながら、デジタルカメラに本発明を適用した例を説明する。なお、本発明はデジタルカメラに限らずに、撮像レンズ及び固体撮像素子を有するデジタルビデオカメラやカメラ付携帯電話等のさまざまな電子機器への適用が可能である。
【００２６】
まず、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像素子及び撮像装置について説明する。図１には、第1の実施形態の撮像装置となるデジタルカメラ１２のブロック図が示されている。
【００２７】
デジタルカメラ１２は、ＣＣＤ型固体撮像素子１０を介して撮像した被写体の光学像をデジタル画像データに変換して記録メディア１６３に記録するデジタルカメラである。
【００２８】
デジタルカメラ１２全体の動作は、カメラ内臓の中央処理装置（以下、ＣＰＵと記載）１６４によって統括制御される。ＣＰＵ１６４は、所定のプログラムに従って本カメラシステムを制御する制御手段として機能すると共に、自動露出（ＡＥ）演算、自動焦点調節（ＡＦ）演算、及びオートホワイトバランス（ＡＷＢ）制御など各種演算を実施する演算手段として機能する。
【００２９】
ＣＰＵ１６４はバスを介してＲＯＭ１６５及びメモリ（ＲＡＭ）１６６と接続されている。ＲＯＭ１６５にはＣＰＵ１６４が実行するプログラム及び制御に必要な各種データなどが格納されている。メモリ１６６はプログラムの展開領域及びＣＰＵ１６４の演算作業用領域として利用されると共に、画像データの一時記憶領域として利用される。画像データの一時記憶領域には主メモリ１６６Ａと副メモリ１６６Ｂを備えている。
【００３０】
また、ＣＰＵ１６４にはＥＥＰＲＯＭ１６７が接続されている。ＥＥＰＲＯＭ１６７はＡＥ、ＡＦ及びＡＷＢ等の制御に必要なデータ或いはユーザが設定したカスタマイズ情報などが格納される不揮発性の記憶手段であり、必要に応じてデータの書き換えが可能であると共に、電源オフ時においても情報内容が保持される。ＣＰＵ１６４は必要に応じてＥＥＰＲＯＭ１６７のデータを参照して演算を行う。
【００３１】
デジタルカメラ１２にはユーザが各種の指令を入力するための操作部１６８が設けられている。操作部１６８は、シャッターボタン、ズームスイッチ、モード切換スイッチなど各種操作部を含む。シャッターボタンは、撮影開始の指示を入力する操作手段であり、半押し時にオンするＳ１スイッチと、全押し時にオンするＳ２スイッチとを有する二段ストローク式のスイッチで構成されている。Ｓ１オンにより、ＡＥ及びＡＦ処理が行われ、Ｓ２オンによって記録用の露光が行われる。ズームスイッチは、撮影倍率や再生倍率を変更するための操作手段である。モード切換スイッチは、撮影モードと再生モードとを切換えるための操作手段である。
【００３２】
また、操作部１６８には、上記の他、撮影目的に応じて最適な動作モード（連写モード、オート撮影モード、マニュアル撮影モード、人物モード、風景モード、夜景モードなど）を設定する撮影モード設定手段、液晶モニタ（表示装置）１６９にメニュー画面を表示させるメニューボタン、メニュー画面から所望の項目を選択する十字ボタン（カーソル移動操作手段）、選択項目の確定や処理の実行を指令するＯＫボタン、選択項目など所望の対象の消去や指示内容の取消し、或いは１つ前の操作状態に戻らせる指令を入力するキャンセルボタンなどの操作手段も含まれる。
【００３３】
なお、操作部１６８の中には、プッシュ式のスイッチ部材、ダイヤル部材、レバースイッチなどの構成によるものに限らず、メニュー画面から所望の項目を選択するようなユーザインターフェースによって実現されるものも含まれている。
【００３４】
操作部１６８からの信号はＣＰＵ１６４に入力される。ＣＰＵ１６４は操作部１６８からの入力信号に基づいてデジタルカメラ１２の各回路を制御し、例えば、レンズ駆動制御、撮影動作制御、画像処理制御、画像データの記録／再生制御、液晶モニタ（表示装置）１６９の表示制御などを行う。
【００３５】
液晶モニタ１６９は、撮影時に画角確認用の電子ファインダーとして使用できると共に、記録済み画像を再生表示する手段として利用される。また、液晶モニタ１６９は、ユーザインターフェース用表示画面としても利用され、必要に応じてメニュー情報や選択項目、設定内容などの情報が表示される。なお、第１の実施形態では、表示装置には液晶ディスプレイを用いたが、有機ＥＬなど他の方式の表示装置（表示手段）を用いることも可能である。
【００３６】
次に、デジタルカメラ１２の撮影機能について説明する。
【００３７】
デジタルカメラ１２は撮像レンズ１４と絞り兼用メカシャッター１６とを含む光学系と、ＣＣＤ型固体撮像素子１０と、撮像レンズカバー１８とを備えている。なお、ＣＣＤ型固体撮像素子１０に代えて、ＣＭＯＳ型固体撮像素子など他の方式の撮像素子を用いることも可能である。撮像レンズ１４は電動式のズームレンズで構成されており、主として倍率変更（焦点距離可変）作用をもたらす変倍レンズ群１７０及び補正レンズ群１７１と、フォーカス調整に寄与するフォーカスレンズ１７２とを含む。
【００３８】
撮影者によって操作部１６８のズームスイッチが操作されると、そのスイッチ操作に応じてＣＰＵ１６４からレンズドライバー１７３に対して光学系制御信号が出力される。レンズドライバー１７３は、ＣＰＵ１６４からの制御信号に基づいてレンズ駆動用の信号を生成し、ズームモータ（不図示）に与える。こうして、レンズドライバー１７３から出力されるモータ駆動電圧によってズームモータが作動し、撮像レンズ内の変倍レンズ群１７０及び補正レンズ群１７１が光軸に沿って前後移動することにより、撮像レンズ１４の焦点距離（光学ズーム倍率）が変更される。
【００３９】
また、ＣＰＵ１６４は絞りドライバー１７４を介して絞り兼用メカシャッター１６の制御を行っている。
【００４０】
光学系を通過した光は、ＣＣＤ型固体撮像素子１０の受光面に入射する。ＣＣＤ型固体撮像素子１０の受光面には多数のフォトセンサ（受光素子）が平面的に配列され、各フォトセンサに対応して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の原色カラーフィルタが所定の配列構造で配置されている。
【００４１】
ＣＣＤ型固体撮像素子１０の受光面に結像された被写体像は、各フォトセンサによって入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。
【００４２】
ＣＣＤ型固体撮像素子１０の各フォトセンサに蓄積された信号電荷は、ＣＣＤドライバー１７５から与えられるパルスに基づいて信号電荷に応じた電圧信号（撮像信号）として順次読出され、ＣＣＤ型固体撮像素子１０から出力された画像信号はアナログ処理部（ＣＤＳ／ＧＣＡ）１７６に送られる。アナログ処理部１７６は、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路及びＧＣＡ回路（ゲイン調整回路）を含む処理部であり、このアナログ処理部１７６において、サンプリング処理並びにＲ、Ｇ、Ｂの各色信号に色分離処理され、各色信号の信号レベルの調整が行われる。
【００４３】
アナログ処理部１７６から出力された画像信号はＡ／Ｄ変換器１７７によってデジタル信号に変換された後、デジタル信号処理部１７８を介してメモリ１６６に格納される。タイミングジェネレータ（ＴＧ）１７９は、ＣＰＵ１６４の指令に従ってＣＣＤドライバー１７５、アナログ処理部１７６及びＡ／Ｄ変換器１７７に対してタイミング信号を与えており、このタイミング信号によって各回路の同期がとられている。
【００４４】
デジタル信号処理部１７８は、メモリ１６６の読み書きを制御するメモリコントローラを兼ねたデジタル信号処理ブロックである。デジタル信号処理部１７８は、オフセット処理部、シェーディング補正部、欠陥画素（キズ）補正部、ＡＥ／ＡＦ／ＡＷＢ処理を行うオート演算部、ホワイトバランス回路、ガンマ変換回路、同時化回路（単板ＣＣＤのカラーフィルタ配列に伴う色信号の空間的なズレを補間して各点の色を計算する処理回路）、輝度・色差信号輝度・色差信号生成回路、輪郭補正回路、コントラスト補正回路等を含む画像処理手段であり、ＣＰＵ１６４からのコマンドに従ってメモリ１６６を活用しながら画像信号を処理する。
【００４５】
メモリ１６６に格納されたデータ（ＣＣＤＲＡＷデータ）は、バスを介してデジタル信号処理部１７８に送られる。デジタル信号処理部１７８に入力された画像データは、ホワイトバランス調整処理、ガンマ変換処理、輝度信号（Ｙ信号）及び色差信号（Ｃｒ、Ｃｂ信号）への変換処理（ＹＣ処理）など、所定の信号処理が施された後、メモリ１６６に格納される。
【００４６】
撮影画像をモニタ出力する場合、メモリ１６６から画像データが読出され、表示回路２０８に送られる。表示回路２０８に送られた画像データは表示用の所定方式の信号（例えば、ＮＴＳＣ方式のカラー複合映像信号）に変換された後、液晶モニタ１６９に出力される。ＣＣＤ型固体撮像素子１０から出力される画像信号によってメモリ１６６内の画像データが定期的に書換えられ、その画像データから生成される映像信号が液晶モニタ１６９に供給されることにより、撮像中の映像（スルー画）がリアルタイムに液晶モニタ１６９に表示される。撮影者は液晶モニタ１６９に表示される映像（いわゆるスルームービー）によって画角（構図）を確認できる。
【００４７】
撮影者が画角を決めてシャッターボタンを押下すると、ＣＰＵ１６４はこれを検知し、シャッターボタンの半押し（Ｓ１オン）に応動してＡＥ処理、ＡＦ処理及びＡＷＢ処理を行い、シャッターボタンの全押し（Ｓ２オン）に応動して記録用の画像を取込むためのＣＣＤ露光及び読出し制御を開始する。
【００４８】
すなわち、ＣＰＵ１６４は、Ｓ１オンに応動して取込まれた画像データから焦点評価演算やＡＥ演算などの各種演算を行い、その演算結果に基づいてレンズドライバー１７３に制御信号を送り、不図示のＡＦモータを制御してフォーカスレンズ１７２を合焦位置に移動させる。
【００４９】
また、ＡＥ演算部は撮影画像の１画面を複数のエリア（例えば、１６×１６）に分割し、分割エリアごとにＲＧＢ信号を積算する回路を含み、その積算値をＣＰＵ１６４に提供する。ＲＧＢの各色信号について積算値を求めてもよいし、これらのうちの一色（例えば、Ｇ信号）のみについて積算値を求めてもよい。
【００５０】
ＣＰＵ１６４は、ＡＥ演算部から得た積算値に基づいて重み付け加算を行い、被写体の明るさ（被写体輝度）を検出し、撮影に適した露出値（撮影ＥＶ値）を算出する。
【００５１】
デジタルカメラ１２のＡＥは、広いダイナミックレンジを精度よく測光するために、複数回の測光を行い、被写体の輝度を正しく認識する。例えば、５〜１７ＥＶの範囲を測光するのに、１回の測光で３ＥＶの範囲を測定できるものとすると、露出条件を変えながら最大で４回の測光が行われる。
【００５２】
ある露出条件で測光を行い、各分割エリアの積算値を監視する。画像内に飽和しているエリアが存在していれば露出条件を変えて測光を行う。その一方、画像内に飽和しているエリアがなければ、その露出条件で正しく測光できるため、更なる露出条件の変更は行わない。
【００５３】
こうして、複数回に分けて測光を実行することで広いレンジ（５〜１７ＥＶ）を測光し、最適な露出条件を決定する。なお、１回の測光で測定できる範囲や、測光すべき範囲については、カメラ機種ごとに適宜設計可能である。
【００５４】
ＣＰＵ１６４は、上述のＡＥ演算結果に基づいて絞りとシャッタースピードを制御し、シャッターボタンの全押し（Ｓ２オン）に応動して記録用の画像を取得する。
【００５５】
Ｓ２オンに応動して取込まれた画像データは、図１に示したデジタル信号処理部１７８においてＹＣ処理その他の所定の信号処理を経た後、圧縮伸張回路２０９において所定の圧縮フォーマット（例えば、ＪＰＥＧ方式）に従って圧縮される。圧縮された画像データは、メディアインターフェース部（不図示）を介して記録メディア１６３に記録される。圧縮形式はＪＰＥＧに限定されず、ＭＰＥＧその他の方式を採用してもよい。
【００５６】
画像データを保存する手段は、スマートメディア（登録商標）、コンパクトフラッシュ（登録商標）などに代表される半導体メモリカード、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクなど、種々の媒体を用いることができる。また、リムーバブルメディアに限らず、デジタルカメラ１２に内臓された記録媒体（内部メモリ）であってもよい。
【００５７】
操作部１６８のモード選択スイッチによって再生モードが選択されると、記録メディア１６３に記録されている最終の画像ファイル（最後に記録したファイル）が読出される。記録メディア１６３から読出された画像ファイルのデータは、圧縮伸張回路２０９によって伸張処理され、表示回路２０８を介して液晶モニタ１６９に出力される。
【００５８】
再生モードの一コマ再生時に十字ボタンを操作することにより、順方向又は逆方向にコマ送りすることができ、コマ送りされた次のファイルが記録メディア１６３から読出され、表示画像が更新される。
【００５９】
デジタルカメラ１２の電源は、デジタルカメラ１２に搭載された二次電池２１０又は後に述べるＣＣＤ型固体撮像素子１０に設けられたシリコン太陽電池２８から供給される。デジタルカメラ１２を外部電源２１２に接続した場合には、外部電源２１２からデジタルカメラ１２の電源を供給することもできる。また、ＣＣＤ型固体撮像素子１０に設けられたシリコン太陽電池２８から二次電池２１０に充電することもできるようになっている。
【００６０】
図２には、第１の実施形態の固体撮像素子となるＣＣＤ型固体撮像素子１０と、撮像装置となるデジタルカメラ１２が示されている。
【００６１】
図２の左側に示されるように、デジタルカメラ１２の撮像レンズ１４から取り込まれた被写体光や光は、メカシャッター１６を介してＣＣＤ型固体撮像素子１０の受光面に入射する。撮像レンズ１４は、自動開閉式の撮像レンズカバー１８に覆われ、この撮像レンズカバー１８は、デジタルカメラ１２の撮影時には開状態となっている。
【００６２】
図２の右側には、ＣＣＤ型固体撮像素子１０の受光面を拡大した平面図が示されている。ＣＣＤ型固体撮像素子１０の受光領域２０には、受光セル２２が所定のピッチでハニカム状に複数配列されている。
【００６３】
各受光セル２２には、図３に示すように、感度の異なる２つのフォトダイオード領域２４、２６が上下に並んで配置され、略八角形を形成している。第１のフォトダイオード領域２６は、相対的に広い面積を有し、主たる感光部（以下、主感光画素と記載）を構成し、第２のフォトダイオード領域２４は、相対的に狭い面積を有し、従たる感光部（以下、従感光画素と記載）を構成する。
【００６４】
また、縦に並んだ受光セル２２同士の間、及び横に並んだ受光セル２２同士の間には、ＢＳＦ型シリコン太陽電池２８（以下、シリコン太陽電池と記載）が設けられている。
【００６５】
また、受光セル２２の右側及び左側に近接するように、垂直転送路３０と垂直電流配線３２が左右に並んで蛇行して形成されている。
【００６６】
例えば、図３に示した４列の受光セル２２において、左から２列目の受光セル２２右側の垂直転送路３０は、左から２列目の受光セル２２の感光画素からの電荷を読み出して転送するためのものであり、左から４列目の受光セル２２左側の垂直転送路３０は、左から３列目の受光セル２２の感光画素からの電荷を読み出して転送するためのものである。
【００６７】
そして、左から２列目の受光セル２２右側の垂直電流配線３２は、左から３列目のシリコン太陽電池２８から発生する出力電流の経路であり、左から２列目の受光セル２２左側の垂直電流配線３２は、左から２列目のシリコン太陽電池２８から発生する出力電流の経路である。
【００６８】
図３のＡ−Ａ断面に沿う断面図の図４に示すように、ｎ型半導体基板３４の表面にｐ型ウエル３６が形成されている。ｐ型ウエル３６の表面領域には、２つのｎ型領域３８、４０が形成され、フォトダイオードを構成している。ｎ型領域４０のフォトダイオードが主感光画素２６に相当し、ｎ型領域３８のフォトダイオードが従感光画素２４に相当する。
【００６９】
主感光画素２６の左隣、及び従感光画素２４の右隣にはｐ型領域４２が形成され、その外側にはｐ型ウエル３６を介して、垂直転送路３０を構成するｎ型領域４４が配置されている。ｐ型領域４２は、主感光画素２６、従感光画素２４や垂直転送路３０等の電気的な分離を行うチャンネルストップ領域である。また、ｎ型領域３８、４４の間のｐ型ウエル３６は、読み出しトランジスタを構成している。
【００７０】
半導体基板表面上には酸化シリコン膜等の絶縁層が形成され、その上にポリシリコンで形成された転送電極４６が形成されている。転送電極４６は、垂直転送路３０上方を覆うように配置されている。転送電極４６の上に、酸化シリコン等の絶縁層が形成され、その上に垂直転送路３０等の構成要素を覆い、フォトダイオード上方に開口を有する遮光膜４８がタングステン等により形成されている。
【００７１】
ホスホシリケートガラス等で形成された層間絶縁膜５０が遮光膜４８を覆うように形成され、その表面は平坦化されている。層間絶縁膜５０の上には、カラーフィルタ層５２が形成されている。このカラーフィルタ層５２は、例えば赤色領域、緑色領域、及び青色領域等の３色以上の色領域を含み、各受光セル２２について一色の色領域が割り当てられている。
【００７２】
カラーフィルタ層５２の上に各受光セル２２に対応してマイクロレンズ５４がレジスト材料等により形成されている。マイクロレンズ５４は、各受光セル２２の上に１つ形成されており、上方より入射する被写体光を遮光膜４８が画定する開口内に集光させる機能を有する。
【００７３】
マイクロレンズ５４を介して入射した被写体光は、カラーフィルタ層５２によって色分解され、主感光画素２６及び従感光画素２４の各フォトダイオード領域にそれぞれ入射する。各フォトダイオード領域に入射した被写体光は、その光量に応じた信号電荷に変換され、それぞれ別々に垂直転送路３０に読み出される。
【００７４】
また、積層されたｎ型半導体基板３４、ｐ型ウエル３６、層間絶縁膜５０の両側面には、絶縁膜５６が形成され、この内部に、シリコン太陽電池２８から発生する出力電流の経路となる垂直電流配線３２が配置されている。
【００７５】
図３のＢ−Ｂ断面に沿う断面図の図５に示すように、シリコン太陽電池２８は、ｐ電極５８の上に、ｐ+拡散層６０、ｐ型シリコン６２、Ｎ+拡散層６４がこの順に積層され、Ｎ+拡散層６４の上面に反射防止膜６６とＮ電極６８が並んで設けられている。また、積層されたｐ電極５８、ｐ+拡散層６０、ｐ型シリコン６２、及びＮ+拡散層６４の両側面には、絶縁膜７０が形成されている。
【００７６】
よって、撮像レンズ１４から取り込まれた光がシリコン太陽電池２８に入射すると、ｐｎ接合の光起電力効果により、光を電気に変換し、ｐ電極５８からＮ電極６８へ電流が流れる。
【００７７】
こうして、受光セル２２から感度の異なる２種類の画像信号を取り出し、シリコン太陽電池２８から出力電流を取り出すことができる。
【００７８】
図２に示すように、受光領域２０の右側には、転送電極４６にパルス電圧を印加するＶＣＣＤ駆動回路７２が配置されている。また、受光領域２０の下側には、垂直転送路３０から移された信号電荷を水平方向に転送する水平転送路７４が設けられている。
【００７９】
水平転送路７４は、２相駆動の転送ＣＣＤで構成されており、水平転送路７４の最終段は出力部７６に接続されている。出力部７６は出力アンプを含み、入力された信号電荷の電荷検出を行い、信号電圧として出力端子に出力される。こうして、各受光セル２２で光電変換した信号が点順次の信号列として出力される。
【００８０】
また、受光領域２０の上側には、垂直電流配線３２から移された出力電流を水平方向に転送する水平電流配線７８が設けられている。水平電流配線７８の最終段は集合電極となる出力部８０に接続され、この出力部８０は昇圧回路及び定電圧制御回路を有するＤＣ／ＤＣコンバータ２１１を介してデジタルカメラ１２の電源及び二次電池２１０に接続されている。
【００８１】
次に、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像素子及び撮像装置の作用及び効果について説明する。
【００８２】
第１の実施形態では、ＣＣＤ型固体撮像素子１０から撮像信号の読み出しを行うときには、まず、蓄積電荷を一斉に垂直転送路３０に読み出し、これらを１ラインずつシフトさせて水平転送路７４に読み出す。
【００８３】
次に、水平転送路７４の出力方向に順次シフトさせて１水平ライン分の信号が出力される。このようにして得られた撮像信号は信号処理系送られ、所定の信号処理を施された後に記録メディアに記録される。
【００８４】
また、撮像レンズ１４から取り込まれた光がシリコン太陽電池２８に入射すると、シリコン太陽電池２８から垂直電流配線３２に出力電流が流され、この電流が水平電流配線７８に転送された後に出力部８０に集まる。そして、この出力電流は、デジタルカメラ１２の電源や二次電池２１０の充電に用いられる。また、デジタルカメラ１２を外部電源２１２に接続してデジタルカメラ１２の電源とすることも可能である。
【００８５】
よって、ＣＣＤ型固体撮像素子１０に感光画素２４、２６とシリコン太陽電池２８が設けられているので、１つの素子で、撮像と発電の２つの機能を発揮することができる。よって、低コストの発電装置を構築することができる。
【００８６】
また、感光画素２４、２６とシリコン太陽電池２８は、同一の撮像レンズ１４から取り込まれた被写体光又は光を受光するので、シリコン太陽電池２８の採光のための開口部をデジタルカメラ１２に別途設ける必要がない。
【００８７】
また、撮像レンズ１４を介して集光した光をシリコン太陽電池２８が受光することにより、効率的に光エネルギーを集めることができるので、シリコン太陽電池２８の表面積を小さくすることが可能である。よって、コンパクトで低コストの発電装置を構築することができる。
【００８８】
また、受光セル２２がハニカム状に複数配列されているので、受光セル２２の面積を大きくとることができる。よって、受光セル２２に複数の感光画素２４、２６を配置でき、さらには、それらの面積を大きくとることができる。このように、受光セル２２同士の間にシリコン太陽電池２８を配置しても、十分な感光画素２４、２６の面積を確保することができ、広いダイナミックレンジを持たせることができるので、撮像性能を低下させることなく、発電設備を構築することができる。
【００８９】
また、シリコン太陽電池２８はシリコン材料で作られているので、同様のシリコン材料で作られている従来のＣＣＤ型固体撮像素子の製造プロセスを流用することができる。よって、製造コストを安く抑えることができる。
【００９０】
次に、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像素子及び撮像装置について説明する。
【００９１】
第２の実施形態は、第１の実施形態の受光セル２２同士の間に設けられていたシリコン太陽電池２８を従感光画素２４の位置に設けたものである。したがって、以下の説明において、第１の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。
【００９２】
図６には、第２の実施形態の固体撮像素子となるＣＣＤ型固体撮像素子８２と、撮像装置となるデジタルカメラ８４が示されている。デジタルカメラ８４のブロック図は、第１の実施形態の図１と同様である。
【００９３】
図６の右側には、ＣＣＤ型固体撮像素子８２の受光面を拡大した平面図が示されている。ＣＣＤ型固体撮像素子８２の受光領域８６には、受光セル８８が所定のピッチでハニカム状に複数配列されている。
【００９４】
各受光セル８８には、図７に示すように、ＢＳＦ型シリコン太陽電池９０（以下、シリコン太陽電池と記載）とフォトダイオード領域９２が上下に並んで配置され、略八角形を形成している。フォトダイオード領域９２は、相対的に広い面積を有し、感光部（以下、感光画素と記載）を構成し、シリコン太陽電池９０は、相対的に狭い面積を有している。
【００９５】
また、受光セル８８の右側及び左側に近接するように、垂直転送路３０と垂直電流配線３２が左右に並んで蛇行して形成されている。
【００９６】
図７に示す２つの受光セル８８の右側に形成されている垂直転送路３０は、これらの受光セル８８の感光画素９２の電荷を読み出して転送するためのものである。また、これらの受光セル８８の左側に形成されている垂直転送路３０は、これらの受光セル８８の上側及び下側に配置される、図示されていない受光セル８８の感光画素９２の電荷を読み出して転送するためのものである。
【００９７】
そして、図７に示す２つの受光セル８８の左側に形成されている垂直電流配線３２は、これらの受光セル８８のシリコン太陽電池９０から発生する出力電流の経路である。また、これらの受光セル８８の右側に形成されている垂直電流配線３２は、これらの受光セル８８の上側及び下側に配置される、図示されていない受光セル８８のシリコン太陽電池９０から発生する出力電流の経路である。
【００９８】
図７のＣ−Ｃ断面に沿う断面図の図８に示すように、受光セル８８の構造は、図４に示した受光セル２２とほぼ同様の構造と、図５に示したシリコン太陽電池２８と同様の構造とを絶縁膜９４を介して接合したものである。したがって、説明は省略する。積層されたｎ型半導体基板３４、ｐ型ウエル３６、層間絶縁膜５０の左側面には、絶縁膜５６が形成され、この内部に、シリコン太陽電池９０から発生する出力電流の経路となる垂直電流配線３２が配置されている。
【００９９】
よって、撮像レンズ１４から取り込まれた光がシリコン太陽電池９０に入射すると、ｐｎ接合の光起電力効果により、光を電気に変換し、ｐ電極５８からＮ電極６８へ電流が流れる。
【０１００】
こうして、感光画素９２から画像信号を取り出し、シリコン太陽電池９０から出力電流を取り出すことができる。
【０１０１】
図６に示すように、受光領域２０の周囲には、ＶＣＣＤ駆動回路７２、水平転送路７４、及び水平電流配線７８が設けられている。
【０１０２】
水平転送路７４の最終段は出力部７６に接続され、各受光セルで光電変換した信号が点順次の信号列として出力される。また、水平電流配線７８の最終段は集合電極となる出力部８０に接続され、この出力部８０はＤＣ／ＤＣコンバータを介してデジタルカメラ８４の電源及び二次電池に接続されている。
【０１０３】
次に、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像素子及び撮像装置の作用及び効果について説明する。
【０１０４】
第２の実施形態では、第１の実施形態と同様の効果を得ることができ、また、受光セル８８がハニカム状に複数配列されているので、受光セル８８の面積を大きくとることができる。よって、受光セル８８にシリコン太陽電池９０と感光画素９２を配置でき、さらには、それらの面積を大きくとることができる。このように、受光セル８８にシリコン太陽電池９０を配置しても、十分な感光画素９２の面積を確保することができるので、撮像性能を低下させることなく、発電設備を構築することができる。
【０１０５】
次に、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像素子及び撮像装置について説明する。
【０１０６】
第３の実施形態は、第１の実施形態の固体撮像素子となるＣＣＤ型固体撮像素子１０をＣＭＯＳ型固体撮像素子としたものである。したがって、以下の説明において、第１の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。図９には、第３の実施形態の固体撮像素子となるＣＭＯＳ型固体撮像素子９６と、撮像装置となるデジタルカメラ９８が示されている。デジタルカメラ９８のブロック図は、第１の実施形態の図１のＣＣＤ型固体撮像素子１０をＣＭＯＳ型固体撮像素子９６としたものとなっている。
【０１０７】
図９の右側には、デジタルカメラ９８のＣＭＯＳ型固体撮像素子９６の受光面を拡大した平面図が示されている。ＣＭＯＳ型固体撮像素子９６の受光領域１００には、受光セル１０２が所定のピッチでハニカム状に複数配列されている。
【０１０８】
各受光セル１０２には、相対的に狭い面積の従感光画素１０４と、相対的に広い面積の主感光画素１０６が上下に並んで配置され、略八角形を形成している。このＣＭＯＳ型固体撮像素子９６は、従感光画素１０４、主感光画素１０６で受光された被写体光を信号電荷に変換するフォトダイオード１０８、１１０上にＲＧＢカラーフィルタやマイクロレンズが積層された構造となっている。
【０１０９】
また、縦に並んだ受光セル１０２同士の間、及び横に並んだ受光セル１０２同士の間には、ＢＳＦ型シリコン太陽電池１１２（以下、シリコン太陽電池と記載）が設けられている。
【０１１０】
また、受光セル１０２の左側に近接するように、垂直電流配線３２が蛇行して形成されている。各シリコン太陽電池１１２の左側の垂直電流配線３２が、各シリコン太陽電池１１２から発生する出力電流の経路である。
【０１１１】
ＣＭＯＳ型固体撮像素子９６の電気的構成を示す図１０において、制御回路１１４は、ＣＭＯＳ型固体撮像素子９６の各部の動作を統括的に制御する。１つの受光セル１０２は、フォトダイオード１１０、１０８、出力用トランジスタ１１８、１１６、ソースフォロアアンプのドライバトランジスタ１２０、選択ゲート１２２、リセットゲート１２４、及び読み出し切替論理回路１２６から構成され、垂直走査回路１２８、及び水平走査回路１３０に接続されている。
【０１１２】
フォトダイオード１１０、１０８は、それぞれ出力用トランジスタ１１８、１１６のゲート端子に接続されている。出力用トランジスタ１１８、１１６のドレイン端子は互いに接続され、ソースフォロアアンプのドライバトランジスタ１２０のゲート端子に接続されている。また、出力用トランジスタ１１８、１１６のソース端子は、読み出し切替論理回路１２６を介して互いに接続されている。
【０１１３】
ソースフォロアアンプのドライバトランジスタ１２０は、フォトダイオード１１０、１０８の電位を増幅させるためのもので、そのソース端子は各受光セル共通の信号線Ｘに接続されている。信号線Ｘには、各受光セル列の外に配置されたアンプ／ノイズ除去回路１３２が接続されている。このアンプ／ノイズ除去回路１３２は、受光セル毎に設けられた増幅器の利得とオフセットのばらつきを補償し、リセット雑音、熱雑音、１／ｆ雑音などのノイズを除去する。
【０１１４】
選択ゲート１２２は、信号線Ｙを介して垂直走査回路１２８に接続されており、受光セル１０２の垂直方向の走査選択を行う。リセットゲート１２４は、フォトダイオード１１０、１０８の電位を初期状態に戻す。水平走査回路１３０は、信号電荷を読み出す受光セル列を選択する。
【０１１５】
また、シリコン太陽電池１１２は、垂直電流配線３２に接続されている。よって、撮像レンズ１４から取り込まれた光がシリコン太陽電池１１２に入射すると、ｐｎ接合の光起電力効果により、光を電気に変換し、垂直電流配線３２に電流が流れる。
【０１１６】
こうして、受光セル１０２から感度の異なる２種類の画像信号を取り出し、シリコン太陽電池１１２から出力電流を取り出すことができる。
【０１１７】
また、図９に示すように、受光領域１００の上側には、垂直電流配線３２から移された出力電流を水平方向に転送する水平電流配線７８が設けられている。水平電流配線７８の最終段は集合電極となる出力部８０に接続され、この出力部８０はＤＣ／ＤＣコンバータを介してデジタルカメラ９８の電源及び二次電池に接続されている。
【０１１８】
次に、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像素子及び撮像装置の作用及び効果について説明する。
【０１１９】
第３の実施形態では、信号電荷を読み出す受光セル１０２が選択されると、ソースフォロアアンプのドライバトランジスタ１２０が駆動して、フォトダイオード１１０、１０８の何れかに蓄積された信号電荷が撮像信号として出力される。通常は、主感光画素１０６に対応する出力用トランジスタ１１８が駆動して、フォトダイオード１１０に蓄積された信号電荷が撮像信号として出力される。
【０１２０】
一方、ソースフォロアアンプのドライバトランジスタ１２０の駆動と同期して、制御回路１１４から読み出し切替論理回路１２６に切替パルスが出力されると、出力用トランジスタ１１８、１１６のソース端子の電位が逆転し、従感光画素１０４に対応する出力用トランジスタ１１６が駆動して、フォトダイオード１０８に蓄積された信号電荷が撮像信号として出力される。
【０１２１】
主感光画素１０６、従感光画素１０４に蓄積された信号電荷は、共通の信号線Ｘ、Ｙを介して読み出される。このため、主感光画素１０６、従感光画素１０４の各々に信号線を接続する必要がなく、回線構成を簡略化させることができる。
【０１２２】
フォトダイオード１１０、１０８から出力された信号電荷は、アンプ／ノイズ除去回路１３２を経て、出力部１３４でインピーダンス変換され、高感度信号Ｈと低感度信号Ｌとしてバッファメモリ１３６に送信される。バッファメモリ１３６では、この高感度信号Ｈと低感度信号Ｌとを別々の記憶領域に一時記録する。バッファメモリ１３６に一時記録された高感度信号Ｈと低感度信号Ｌは、画像合成処理回路１３８に送信される。画像合成処理回路１３８は、高感度信号Ｈと低感度信号Ｌとを合成し、１つの画像データとして外部に出力する。
【０１２３】
また、撮像レンズ１４から取り込まれた光がシリコン太陽電池１１２に入射すると、シリコン太陽電池１１２から垂直電流配線３２に出力電流が流され、この電流が水平電流配線７８に転送された後に出力部８０に集まる。そして、この出力電流は、デジタルカメラ９８の電源や二次電池の充電に用いられる。また、デジタルカメラ９８を外部電源に接続してデジタルカメラ９８の電源とすることも可能である。
【０１２４】
よって、第３の実施形態は、第１の実施形態と同様の効果を得ることができ、また、シリコン太陽電池１１２はシリコン材料で作られているので、同様のシリコン材料で作られている従来のＣＭＯＳ型固体撮像素子の製造プロセスを流用することができる。よって、製造コストを安く抑えることができる。
【０１２５】
次に、本発明の第４の実施形態に係る固体撮像素子及び撮像装置について説明する。
【０１２６】
第４の実施形態は、第３の実施形態の受光セル１０２同士の間に設けられていたシリコン太陽電池１１２を従感光画素１０４の位置に設けたものである。したがって、以下の説明において、第３の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。図１１には、第４の実施形態の固体撮像素子となるＣＭＯＳ型固体撮像素子１４０と、撮像装置となるデジタルカメラ１４２が示されている。デジタルカメラ１４２のブロック図は、第１の実施形態の図１のＣＣＤ型固体撮像素子１０をＣＭＯＳ型固体撮像素子１４０としたものとなっている。
【０１２７】
図１１の右側には、デジタルカメラ１４２のＣＭＯＳ型固体撮像素子１４０の受光面を拡大した平面図が示されている。ＣＭＯＳ型固体撮像素子１４０の受光領域１４４には、受光セル１４６が所定のピッチでハニカム状に複数配列されている。
【０１２８】
各受光セル１４６には、図１１に示すように、相対的に狭い面積のＢＳＦ型シリコン太陽電池１４８（以下、シリコン太陽電池と記載）と相対的に広い面積の感光画素１５０が上下に並んで配置され、略八角形を形成している。
【０１２９】
このＣＭＯＳ型固体撮像素子１４０は、感光画素１５０で受光された被写体光を信号電荷に変換するフォトダイオード１５２上にＲＧＢカラーフィルタやマイクロレンズが積層された構造となっている。
【０１３０】
また、受光セル１４６の左側に近接するように、垂直電流配線３２が蛇行して形成されている。各シリコン太陽電池１４８の左側の垂直電流配線３２が、各シリコン太陽電池１４８から発生する出力電流の経路である。
【０１３１】
ＣＭＯＳ型固体撮像素子１４０の電気的構成を示す図１２において、１つの受光セル１４６は、フォトダイオード１５２、出力用トランジスタ１５４、ソースフォロアアンプのドライバトランジスタ１２０、選択ゲート１２２、リセットゲート１２４、及び読み出し切替論理回路１２６から構成され、垂直走査回路１２８、及び水平走査回路１３０に接続されている。他の構成については、第３の実施形態とほぼ同様であるので説明を省略する。
【０１３２】
また、シリコン太陽電池１４８は、垂直電流配線３２に接続されている。よって、撮像レンズ１４から取り込まれた光がシリコン太陽電池１４８に入射すると、ｐｎ接合の光起電力効果により、光を電気に変換し、シリコン太陽電池１４８から垂直電流配線３２に電流が流れる。
【０１３３】
こうして、感光画素１５０から画像信号を取り出し、シリコン太陽電池１４８から出力電流を取り出すことができる。
【０１３４】
また、図１１に示すように、受光領域１４４の上側には、垂直電流配線３２から移された出力電流を水平方向に転送する水平電流配線７８が設けられている。水平電流配線７８の最終段は集合電極となる出力部８０に接続され、この出力部８０はＤＣ／ＤＣコンバータを介してデジタルカメラ１４２の電源及び二次電池に接続されている。
【０１３５】
次に、本発明の第４の実施形態に係る固体撮像素子及び撮像装置の作用及び効果について説明する。
【０１３６】
第４の実施形態では、第３の実施形態と同様の効果を得ることができ、また、受光セル１４６がハニカム状に複数配列されているので、受光セル１４６の面積を大きくとることができる。よって、受光セル１４６にシリコン太陽電池１４８と感光画素１５０を配置でき、さらには、それらの面積を大きくとることができる。このように、受光セル１４６にシリコン太陽電池１４８を配置しても、十分な感光画素１５０の面積を確保することができるので、撮像性能を低下させることなく、発電設備を構築することができる。
【０１３７】
次に、本発明の第５の実施形態に係る固体撮像素子及び撮像装置について説明する。
【０１３８】
第５の実施形態は、第１の実施形態のＣＣＤ型固体撮像素子１０の下面に補助電源としての二次電池を設けたものである。したがって、以下の説明において、第１の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。図１３には、第５の実施形態のデジタルカメラ１２の固体撮像素子となるＣＣＤ型固体撮像素子１０が示されている。第５の実施形態のデジタルカメラ１２のブロック図は、第１の実施形態の図１のＤＣ／ＤＣコンバータに、後に述べるコイン形二次電池１５８が接続されたものとなっている。
【０１３９】
図１３に示すように、受光セル２２のｎ型半導体基板３４やシリコン太陽電池２８のｐ電極５８が形成されたＣＣＤ型固体撮像素子１０下層の下面には、絶縁膜１５６が形成され、その内部空間に二次電池となるコイン形二酸化マンガンリチウム二次電池１５８（以下、コイン形二次電池と記載）が、絶縁膜１５６を介してＣＣＤ型固体撮像素子１０の下面に近接するように設けられている。このコイン形二次電池１５８は、金属製の放熱体で覆われ、デジタルカメラ１２の時計等を稼動させるバックアップ電池として備えられたものである。また、コイン形二次電池１５８の上下のほぼ全面が絶縁膜１５６に接触している。そして、コイン形二次電池１５８の正極、負極と接触した電極片１６０、１６２が、絶縁膜１５６の外部下方に突出し、出力部８０に接続されている。
【０１４０】
また、デジタルカメラ１２には、コイン形二次電池１５８の容量を検知する検知手段としての、図示されていない電圧計測装置が設けられている。電圧計測装置は、電極片１６０、１６２に接続され、コイン形二次電池１５８の電圧を計測する。
【０１４１】
次に、本発明の第５の実施形態に係る固体撮像素子及び撮像装置の作用及び効果について説明する。
【０１４２】
第５の実施形態では、デジタルカメラ１２の撮影時や待機時には、撮像レンズカバー１８が開状態となり、撮像レンズ１４から取り込まれた光がＣＣＤ型固体撮像素子１０のシリコン太陽電池２８に入射する。そして、シリコン太陽電池２８から発生する出力電流によってコイン形二次電池１５８が充電される。
【０１４３】
また、デジタルカメラ１２の再生時や電源ＯＦＦ時には、撮像レンズカバー１８が閉状態となる。
【０１４４】
ここで、シリコン太陽電池２８の電圧は、電圧計測装置によって計測されており、この値が所定値以下となったときに、閉状態の撮像レンズカバー１８は自動に開状態となる。
【０１４５】
よって、長期にデジタルカメラ１２を使用しない場合においても、コイン形二次電池１５８が電池切れになることを防ぐことができる。
【０１４６】
また、放熱体で覆われたコイン形二次電池１５８が、ＣＣＤ型固体撮像素子１０に近接して設けられているので、コイン形二次電池１５８がＣＣＤ型固体撮像素子１０のヒートシンクの役割りを果たし、ＣＣＤ型固体撮像素子１０の省電力化や温度上昇によるノイズ低減効果を得ることができる。
【０１４７】
また、シリコン太陽電池２８からコイン形二次電池１５８までの配線距離が短くなるので、搬送電流のロスを少なくすることができる。
【０１４８】
第５の実施形態では、二次電池をコイン形二酸化マンガンリチウム二次電池１５８とした例を示したが、放熱体で覆われた充電式電池であればよく、電気二重層コンデンサ等を用いることができる。小型、軽量のものが望ましい。
【０１４９】
また、検知手段として、電圧計測装置の例を示したが、二次電池の容量を検知できるものであればよく、電流を計測する装置を用いてもよい。
【０１５０】
また、デジタルカメラ１２に、撮像レンズカバー１８の開閉を強制的に行うことができるスイッチを設け、撮像レンズカバー１８を常に開状態としておくことができるようにしてもよい。
【０１５１】
また、第１の実施形態のＣＣＤ型固体撮像素子１０の裏面に、コイン形二酸化マンガンリチウム二次電池１５８を設けた例を示したが、第２〜４の実施形態のＣＣＤ型固体撮像素子８２及びＣＭＯＳ型固体撮像素子９６、１４０の裏面に設けてもよく、それぞれ第５の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１５２】
なお、第１〜５の実施形態の太陽電池をＢＳＦ型シリコン太陽電池としたが、光を電気に変換できるものであればよく、ＣＯＮＶ．型、ＢＳＲ型、ＢＳＦＲ型、ＴＥＸＴＵＲＥ型等のシリコン太陽電池を用いることができる。
【０１５３】
また、第１〜４の実施形態では、デジタルカメラ１２、８４、９８、１４２の主電源となる二次電池の例を示し、第５の実施形態では、補助電源となるコイン形二次電池の例を示したが、第１〜第５の実施形態のデジタルカメラにおいて、主電源、補助電源のどちらの用途の二次電池であってもよい。二次電池を補助電源とする場合には、デジタルカメラの時計等を稼動させるバックアップ電源として用いることが好ましい。
【０１５４】
また、第１の実施形態と第２の実施形態、又は第３の実施形態と第４の実施形態を組み合わせて、太陽電池を受光セル同士の間と、受光セルとの両方に設けるようにしてもよい。
【０１５５】
また、シリコン太陽電池９０、１４８の面積を感光画素９２、１５０より小さくした例を示したが、必要な撮像及び発電性能に応じて適宜決めればよい。
【０１５６】
このように、固体撮像素子に太陽電池を設けることによって、コンパクトで低コストの発電装置となるので、これを用いたデジタルビデオカメラやカメラ付携帯電話等のさまざまな電子機器の更なる小型化、軽量化、及び低コスト化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置のブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る固体撮像素子及び撮像装置を示す説明図である。
【図３】図２の拡大図である。
【図４】図３の断面図である。
【図５】図３の断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る固体撮像素子及び撮像装置を示す説明図である。
【図７】図６の拡大図である。
【図８】図７の断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る固体撮像素子及び撮像装置を示す説明図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る固体撮像素子を示す説明図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る固体撮像素子及び撮像装置を示す説明図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る固体撮像素子を示す説明図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態に係る固体撮像素子を示す側断面図である。
【図１４】従来の太陽電池付き携帯機器を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１５８】
１０  ＣＣＤ型固体撮像素子（固体撮像素子）
１２  デジタルカメラ（撮像装置）
１４  撮像レンズ
１８  撮像レンズカバー
２２  受光セル
２８  ＢＳＦ型シリコン太陽電池（太陽電池）
８２  ＣＣＤ型固体撮像素子（固体撮像素子）
８４  デジタルカメラ（撮像装置）
８８  受光セル
９０  ＢＳＦ型シリコン太陽電池（太陽電池）
９６  ＣＭＯＳ型固体撮像素子（固体撮像素子）
９８  デジタルカメラ（撮像装置）
１０２  受光セル
１０４  従感光画素（感光画素）
１０６  主感光画素（感光画素）
１１２  ＢＳＦ型シリコン太陽電池（太陽電池）
１４０  ＣＭＯＳ型固体撮像素子（固体撮像素子）
１４２  デジタルカメラ（撮像装置）
１４６  受光セル
１４８  ＢＳＦ型シリコン太陽電池（太陽電池）
１５０  感光画素
１５８  コイン形二酸化マンガンリチウム二次電池（二次電池）
２１０  二次電池
【図１】
2007281144.tif 000003
【図２】
2007281144.tif 000004
【図３】
2007281144.tif 000005
【図４】
2007281144.tif 000006
【図５】
2007281144.tif 000007
【図６】
2007281144.tif 000008
【図７】
2007281144.tif 000009
【図８】
2007281144.tif 000010
【図９】
2007281144.tif 000011
【図１０】
2007281144.tif 000012
【図１１】
2007281144.tif 000013
【図１２】
2007281144.tif 000014
【図１３】
2007281144.tif 000015
【図１４】
2007281144.tif 000016