(57)【要約】【課題】ラインメモリから水平電荷転送部への電荷の転送時間と消費電力の増大を抑えながら、ラインメモリから水平電荷転送部への電荷転送残りが発生するのを抑制して画質向上を図ることが可能な固体撮像素子を提供する。【解決手段】光電変換素子１で発生した電荷を垂直方向に転送する複数の垂直電荷転送路２と、複数の垂直電荷転送路２の各々に接続され該各々の垂直電荷転送路２を転送されてきた電荷を一時的に蓄積する複数の電荷蓄積部５と、電荷蓄積部５に蓄積された電荷を垂直方向と直交する水平方向に転送する水平電荷転送路３とを有する固体撮像素子であって、複数の電荷蓄積部５が、第一の電荷蓄積部と該第一の電荷蓄積部よりもポテンシャルの浅い第二の電荷蓄積部とを含む。【選択図】図１
2009164229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換素子で発生した電荷を垂直方向に転送する複数の垂直電荷転送路と、前記複数の垂直電荷転送路の各々に接続され該各々の垂直電荷転送路を転送されてきた電荷を一時的に蓄積する複数の電荷蓄積部と、前記電荷蓄積部に蓄積された電荷を前記垂直方向と直交する水平方向に転送する水平電荷転送路とを有する固体撮像素子であって、
前記複数の電荷蓄積部が、第一の電荷蓄積部と前記第一の電荷蓄積部よりもポテンシャルの浅い第二の電荷蓄積部とを含む固体撮像素子。
【請求項２】
請求項１記載の固体撮像素子であって、
前記第一の電荷蓄積部に接続される前記垂直電荷転送路に電荷が読み出される前記光電変換素子で発生する電荷量が、前記第二の電荷蓄積部に接続される前記垂直電荷転送路に電荷が読み出される前記光電変換素子で発生する電荷量よりも多い固体撮像素子。
【請求項３】
請求項２記載の固体撮像素子であって、
前記光電変換素子として、緑色の波長域の光を透過するフィルタが受光面上方に設けられたＧ光電変換素子と、赤色の波長域の光を透過するフィルタが受光面上方に設けられたＲ光電変換素子と、青色の波長域の光を透過するフィルタが受光面上方に設けられたＢ光電変換素子とを含み、
前記Ｇ光電変換素子は、前記第一の電荷蓄積部に接続される前記垂直電荷転送路に電荷が読み出されるものであり、
前記Ｒ光電変換素子及び前記Ｂ光電変換素子は、それぞれ前記第二の電荷蓄積部に接続される前記垂直電荷転送路に電荷が読み出されるものである固体撮像素子。
【請求項４】
請求項２記載の固体撮像素子であって、
前記光電変換素子として、緑色の波長域の光を透過するフィルタが受光面上方に設けられたＧ光電変換素子と、赤色の波長域の光を透過するフィルタが受光面上方に設けられたＲ光電変換素子と、青色の波長域の光を透過するフィルタが受光面上方に設けられたＢ光電変換素子と、輝度情報と相関のある輝度フィルタが受光面上方に設けられたＷ光電変換素子とを含み、
前記Ｗ光電変換素子は、前記第一の電荷蓄積部に接続される前記垂直電荷転送路に電荷が読み出されるものであり、
前記Ｒ光電変換素子、前記Ｂ光電変換素子、及び前記Ｇ光電変換素子は、それぞれ前記第二の電荷蓄積部に接続される前記垂直電荷転送路に電荷が読み出されるものである固体撮像素子。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の固体撮像素子を備える撮像装置であって、
前記複数の電荷蓄積部の各々に蓄積された電荷を全て転送する際、前記第二の電荷蓄積部に蓄積された電荷を前記水平電荷転送路に転送して該電荷を前記水平電荷転送路によって水平方向に転送した後、前記第一の電荷蓄積部に蓄積された電荷を前記水平電荷転送路に転送して該電荷を前記水平電荷転送路によって水平方向に転送する駆動を行う駆動手段を備える撮像装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項記載の固体撮像素子の駆動方法であって、
前記複数の電荷蓄積部の各々に蓄積された電荷を全て転送する際、前記第二の電荷蓄積部に蓄積された電荷を前記水平電荷転送路に転送して該電荷を前記水平電荷転送路によって水平方向に転送した後、前記第一の電荷蓄積部に蓄積された電荷を前記水平電荷転送路に転送して該電荷を前記水平電荷転送路によって水平方向に転送する固体撮像素子の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換素子で発生した電荷を垂直方向に転送する複数の垂直電荷転送路と、前記複数の垂直電荷転送路の各々に接続され該各々の垂直電荷転送路を転送されてきた電荷を一時的に蓄積する複数の電荷蓄積部と、前記電荷蓄積部に蓄積された電荷を前記垂直方向と直交する水平方向に転送する水平電荷転送路とを有する固体撮像素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ（Charge Coupled Device）型の固体撮像素子には、垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ）と水平電荷転送部（ＨＣＣＤ）との間に、垂直電荷転送部を転送されてきた電荷を一時的に記憶するラインメモリを備えたものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３３３３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、固体撮像素子の多画素化や微細化に伴い、ラインメモリから水平電荷転送部への電荷転送スピードが従来と比べて短くなっている。又、多画素化や高速化に伴い、ラインメモリから水平電荷転送部への電荷転送のために確保することのできる時間も短くなっている。その結果、水平電荷転送部に転送されるべき電荷がラインメモリ内に残るという問題が発生する。この転送残り電荷は、別色の電荷と混ざって縦線の原因となり、画質劣化を招く。
【０００５】
特許文献１には、転送残り電荷を防ぐ方法として、ラインメモリから水平電荷転送部への電荷転送時間を延ばすことや、水平電荷転送部の駆動電圧を高くすること等が開示されている。しかし、多画素化や高速化によって電荷転送時間を延ばすことは難しく、駆動電圧を高くすることは消費電力が上がるため好ましくない。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ラインメモリから水平電荷転送部への電荷の転送時間と消費電力の増大を抑えながら、ラインメモリから水平電荷転送部への電荷転送残りが発生するのを抑制して画質向上を図ることが可能な固体撮像素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の固体撮像素子は、光電変換素子で発生した電荷を垂直方向に転送する複数の垂直電荷転送路と、前記複数の垂直電荷転送路の各々に接続され該各々の垂直電荷転送路を転送されてきた電荷を一時的に蓄積する複数の電荷蓄積部と、前記電荷蓄積部に蓄積された電荷を前記垂直方向と直交する水平方向に転送する水平電荷転送路とを有する固体撮像素子であって、前記複数の電荷蓄積部が、第一の電荷蓄積部と前記第一の電荷蓄積部よりもポテンシャルの浅い第二の電荷蓄積部とを含む。
【０００８】
本発明の固体撮像素子は、前記第一の電荷蓄積部に接続される前記垂直電荷転送路に電荷が読み出される前記光電変換素子で発生する電荷量が、前記第二の電荷蓄積部に接続される前記垂直電荷転送路に電荷が読み出される前記光電変換素子で発生する電荷量よりも多い。
【０００９】
本発明の固体撮像素子は、前記光電変換素子として、緑色の波長域の光を透過するフィルタが受光面上方に設けられたＧ光電変換素子と、赤色の波長域の光を透過するフィルタが受光面上方に設けられたＲ光電変換素子と、青色の波長域の光を透過するフィルタが受光面上方に設けられたＢ光電変換素子とを含み、前記Ｇ光電変換素子は、前記第一の電荷蓄積部に接続される前記垂直電荷転送路に電荷が読み出されるものであり、前記Ｒ光電変換素子及び前記Ｂ光電変換素子は、それぞれ前記第二の電荷蓄積部に接続される前記垂直電荷転送路に電荷が読み出されるものである。
【００１０】
本発明の固体撮像素子は、前記光電変換素子として、緑色の波長域の光を透過するフィルタが受光面上方に設けられたＧ光電変換素子と、赤色の波長域の光を透過するフィルタが受光面上方に設けられたＲ光電変換素子と、青色の波長域の光を透過するフィルタが受光面上方に設けられたＢ光電変換素子と、輝度情報と相関のある輝度フィルタが受光面上方に設けられたＷ光電変換素子とを含み、前記Ｗ光電変換素子は、前記第一の電荷蓄積部に接続される前記垂直電荷転送路に電荷が読み出されるものであり、前記Ｒ光電変換素子、前記Ｂ光電変換素子、及び前記Ｇ光電変換素子は、それぞれ前記第二の電荷蓄積部に接続される前記垂直電荷転送路に電荷が読み出されるものである。
【００１１】
本発明の撮像装置は、前記固体撮像素子を備える撮像装置であって、前記複数の電荷蓄積部の各々に蓄積された電荷を全て転送する際、前記第二の電荷蓄積部に蓄積された電荷を前記水平電荷転送路に転送して該電荷を前記水平電荷転送路によって水平方向に転送した後、前記第一の電荷蓄積部に蓄積された電荷を前記水平電荷転送路に転送して該電荷を前記水平電荷転送路によって水平方向に転送する駆動を行う駆動手段を備える。
【００１２】
本発明の固体撮像素子の駆動方法は、前記固体撮像素子の駆動方法であって、前記複数の電荷蓄積部の各々に蓄積された電荷を全て転送する際、前記第二の電荷蓄積部に蓄積された電荷を前記水平電荷転送路に転送して該電荷を前記水平電荷転送路によって水平方向に転送した後、前記第一の電荷蓄積部に蓄積された電荷を前記水平電荷転送路に転送して該電荷を前記水平電荷転送路によって水平方向に転送する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ラインメモリから水平電荷転送部への電荷の転送時間と消費電力の増大を抑えながら、ラインメモリから水平電荷転送部への電荷転送残りが発生するのを抑制して画質向上を図ることが可能な固体撮像素子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】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態である撮像装置の概略構成を示す平面模式図である。図２は、図１に示した領域Ｃの拡大図である。
図１に示す撮像装置は、半導体基板内の垂直方向とこれに直交する水平方向に二次元状に配列された多数の光電変換素子１と、多数の光電変換素子１の各々で発生した電荷を垂直方向に転送するための複数本の垂直電荷転送路２と、複数本の垂直電荷転送路２を転送されてきた電荷を水平方向に転送するための水平電荷転送路３と、水平電荷転送路３を転送されてきた電荷を電圧信号に変換して出力する出力部４と、複数本の垂直電荷転送路２の各々と水平電荷転送路３との間に設けられ、垂直電荷転送路２から転送されてきた電荷を一時的に蓄積する電荷蓄積部５を含むラインメモリＬＭとを含む固体撮像素子と、ラインメモリＬＭを駆動するＬＭ駆動回路７と、垂直電荷転送路２を駆動する垂直転送路駆動回路９と、水平電荷転送路３を駆動する水平転送路駆動回路８とを備える。複数本の垂直電荷転送路２、水平電荷転送路３、及び電荷蓄積部５は、例えばｐ型シリコン基板内に形成されたｎ型不純物層で構成されている。
【００１５】
多数の光電変換素子１は、赤色（Ｒ）光を透過するＲカラーフィルタが受光面上方に設けられたＲ光電変換素子１（図１では“Ｒ”の文字を記してある）と、緑色（Ｇ）光を透過するＧカラーフィルタが受光面上方に設けられたＧ光電変換素子１（図１では“Ｇ”の文字を記してある）と、青色（Ｂ）光を透過するＢカラーフィルタが受光面上方に設けられたＢ光電変換素子１（図１では“Ｂ”の文字を記してある）との３種類の光電変換素子からなる。
【００１６】
多数の光電変換素子１の配列は、Ｒ光電変換素子１とＢ光電変換素子１を正方格子状に配列したＲＢ光電変換素子群と、Ｇ光電変換素子１をＲＢ光電変換素子群と同じ配列ピッチで正方格子状に配列したＧ光電変換素子群とを、それぞれの光電変換素子配列ピッチの１／２だけ垂直方向及び水平方向にずらした、いわゆるハニカム配列となっている。ＲＢ光電変換素子群は、Ｂ光電変換素子１を先頭にＢ光電変換素子１とＲ光電変換素子１を水平方向に交互に配列した行と、Ｒ光電変換素子１を先頭にＲ光電変換素子１とＢ光電変換素子１を水平方向に交互に配列した行とを、垂直方向に交互に配列したものとなっている。
【００１７】
垂直電荷転送路２は、垂直方向に並ぶ複数の光電変換素子１からなる光電変換素子列に対応してその右側部に設けられており、対応する光電変換素子列の各光電変換素子１で発生した電荷を垂直方向に転送する。
【００１８】
垂直電荷転送路２上方には、第一層ポリシリコンからなる転送電極Ｖａと、第二層ポリシリコンからなる転送電極Ｖｂとが垂直方向に交互に配列して設けられている。この転送電極Ｖａと転送電極Ｖｂとに例えば８相の転送パルスが垂直転送路駆動回路９から供給されることで、垂直電荷転送路２での電荷転送動作が制御される。
【００１９】
水平電荷転送路３上方には、第一層ポリシリコンからなる長方形の転送電極Ｈａと、第二層ポリシリコンからなる略Ｌ字型の転送電極Ｈｂとからなる電極組が水平方向に複数配列されている。この電極組は、それぞれ独立に転送パルスを印加可能な電極組Ｄ１と電極組Ｄ２を含み、これらが水平方向に交互に配列されている。この電極組Ｄ１，Ｄ２に２相の転送パルスが水平転送路駆動回路８から供給されることで、水平電荷転送路３での電荷転送動作が制御される。
【００２０】
転送電極Ｈａ下方には所定の不純物濃度のｎ型不純物層１０が形成されている。転送電極Ｈｂ下方にはｎ型不純物層１０よりも不純物濃度の薄いｎ型不純物層１１が形成されている。この電極組Ｄ１又はＤ２と、その下方の不純物層１０，１１とにより、１つの電荷転送段が構成される。この電荷転送段は、複数の電荷蓄積部５の各々に対応して設けられ、電極組に印加する電圧により、電荷を蓄積するためのパケット又は該パケットのバリアとして機能する。ＲＢ光電変換素子群に対応する垂直電荷転送路２に接続された電荷蓄積部５に対応する電荷転送段には電極組Ｄ１が含まれ、Ｇ光電変換素子群に対応する垂直電荷転送路２に接続された電荷蓄積部５に対応する電荷転送段には電極組Ｄ２が含まれる。
【００２１】
水平転送路駆動回路８は、電極組Ｄ１，Ｄ２にそれぞれローレベルの転送パルスと、それよりも高いハイレベルの転送パルスとのいずれかを印加して、水平電荷転送路３での電荷転送動作を制御する。
【００２２】
ラインメモリＬＭは、垂直電荷転送路２と同じ数（ｍ個とする）の電荷蓄積部５と、ｍ個の電荷蓄積部５の各々の上方に設けられたＬＭ電極６とにより構成されている。電荷蓄積部５は、一端が垂直電荷転送路２の端部に接続され、他端が水平電荷転送路３に接続されている。ＬＭ電極６にＬＭ駆動回路７からローレベルの駆動パルスとそれよりも高いハイレベルの駆動パルスが印加されることで、電荷蓄積部５から水平電荷転送路３への電荷転送動作が制御される。
【００２３】
ＲＢ光電変換素子群に対応する垂直電荷転送路２に接続された電荷蓄積部５（図２の例では左端と右端の電荷蓄積部５、以下ＲＢライン電荷蓄積部５という）と、Ｇ光電変換素子群に対応する垂直電荷転送路２に接続された電荷蓄積部５（図２の例では真ん中の電荷蓄積部５、以下Ｇライン電荷蓄積部５という）は、ＲＢライン電荷蓄積部５のポテンシャルがＧライン電荷蓄積部５のポテンシャルよりも浅くなるように、即ち、ＲＢライン電荷蓄積部５に蓄積できる最大電荷量がＧライン電荷蓄積部５に蓄積できる最大電荷量よりも少なくなるように、その不純物濃度が決められている。
【００２４】
Ｇ光電変換素子１で発生する電荷量は、Ｒ光電変換素子１やＢ光電変換素子１で発生する電荷量よりも多いため、ＲＢライン電荷蓄積部５のポテンシャルは、Ｇライン電荷蓄積部５のポテンシャルよりも小さくすることができる。
【００２５】
以上のように構成された固体撮像素子の駆動方法を説明する。
ｍ個の電荷蓄積部５の各々に電荷を蓄積するまでの動作は従来と同じである。即ち、ＬＭ電極６にハイレベルの駆動パルスを印加した状態で、各光電変換素子１から垂直電荷転送路２に電荷を読み出し、これを垂直電荷転送路２で電荷蓄積部５まで転送して、電荷蓄積部５に電荷を蓄積する。尚、電荷蓄積部５に電荷を転送している期間では、電極組Ｄ１，Ｄ２にそれぞれローレベルの転送パルスを印加しておく。これにより、水平電荷転送路３が電荷蓄積部５のポテンシャルのバリアを形成し、電荷蓄積部５から水平電荷転送路３への電荷の移動が防止される。
【００２６】
ｍ個の電荷蓄積部５の各々への電荷の蓄積が完了すると、ＬＭ電極６にローレベルの駆動パルスを印加する。このときの図２のＡ−Ａ’線断面におけるポテンシャルと図２のＢ−Ｂ’線断面におけるポテンシャルを図３に示した。図３に示すように、水平電荷転送路３に形成されたバリアのポテンシャルとＲＢライン電荷蓄積部５のポテンシャルの差ａと、水平電荷転送路３に形成されたバリアのポテンシャルとＧライン電荷蓄積部５のポテンシャルの差ｂとの関係は、ａ＜ｂとなっている。
【００２７】
この状態で、まずは電極組Ｄ１にハイレベルの転送パルスを印加してＲＢライン電荷蓄積部５と水平電荷転送路３との間のバリアを消滅させ、ＲＢライン電荷蓄積部５に蓄積されていた電荷のみを水平電荷転送路３に転送する。次に、ＬＭ電極６にハイレベルの駆動パルスを印加した後、電極組Ｄ１と電極組Ｄ２にローレベルの転送パルスとハイレベルの転送パルスとを交互に印加して、電荷を出力部４まで転送し、ここから該電荷に応じた信号を出力させる。
【００２８】
ＲＢライン電荷蓄積部５に蓄積されていた電荷の転送が完了すると、ＬＭ電極６にローレベルの駆動パルスを印加し、この状態で電極組Ｄ２にハイレベルの転送パルスを印加してＧライン電荷蓄積部５と水平電荷転送路３との間のバリアを消滅させ、Ｇライン電荷蓄積部５に蓄積されていた電荷を水平電荷転送路３に転送する。次に、ＬＭ電極６にハイレベルの駆動パルスを印加した後、電極組Ｄ１と電極組Ｄ２にローレベルの転送パルスとハイレベルの転送パルスとを交互に印加して、電荷を出力部４まで転送し、ここから電荷に応じた信号を出力させる。
【００２９】
このように、ｍ個の電荷蓄積部５の各々に電荷を蓄積し、これを転送して信号を出力させるという一連の動作を繰り返すことで、全ての光電変換素子１から信号を出力させる。
【００３０】
図４は、電荷蓄積部５から水平電荷転送路３に電荷を転送しているときの図２のＡ−Ａ’線断面におけるポテンシャルと図２のＢ−Ｂ’線断面におけるポテンシャルとを示した図である。
Ａ−Ａ’断面のポテンシャルとＢ−Ｂ’断面のポテンシャルとは、電荷転送時、図３に示したポテンシャルの差（ｂ−ａ）がある状態から水平電荷転送路３のポテンシャルが同じだけ深くなるため、図４に示すように、電荷転送状態においてもこの差（ｂ−ａ）がそのまま残る。したがって、ＲＢライン電荷蓄積部５と水平電荷転送路３とのポテンシャル段差は、Ｇライン電荷蓄積部５と水平電荷転送路３とのポテンシャル段差よりも（ｂ−ａ）だけ大きくなる。この結果、ＲＢライン電荷蓄積部５に蓄積された電荷はＧライン電荷蓄積部５に蓄積された電荷よりも効率よく転送されることになる。
【００３１】
例えば、Ｇライン電荷蓄積部５のポテンシャルを従来と同じとし、ＲＢライン電荷蓄積部５のポテンシャルを従来よりも浅くすると、Ｇライン電荷蓄積部５において電荷の転送残りが発生する可能性は従来と同じであるが、ＲＢライン電荷蓄積部５において電荷の転送残りが発生する可能性は従来よりも低くすることができる。
【００３２】
Ｇライン電荷蓄積部５には元々同一色成分の電荷しか蓄積されないため、電荷の転送残りによって電荷が混合しても、画質にはあまり影響を与えない。一方、ＲＢライン電荷蓄積部５には２つの色成分の電荷が交互に蓄積されるため、電荷の転送残りによって電荷が混合してしまうと、画質への影響が大きい。本実施形態の固体撮像素子によれば、画質への影響が少ないＧライン電荷蓄積部５での電荷の転送残りを防ぐことはできないが、画質への影響が大きいＲＢライン電荷蓄積部５での電荷の転送残りを防ぐことができるため、総合的な画質を向上させることができる。
【００３３】
又、本実施形態では、ＲＢライン電荷蓄積部５に蓄積された電荷を水平電荷転送路３に先に転送し、その電荷の転送が完了した後、Ｇライン電荷蓄積部５に蓄積された電荷を水平電荷転送路３に転送し、この電荷を転送するものとしている。このため、Ｇライン電荷蓄積部５に蓄積されている電荷は、ＲＢライン電荷蓄積部５に蓄積されている電荷が水平電荷転送路３に転送されている間、Ｇライン電荷蓄積部５で待機させられることになる。逆に、Ｇライン電荷蓄積部５に蓄積された電荷を水平電荷転送路３に先に転送した場合には、ＲＢライン電荷蓄積部５に蓄積された電荷は、Ｇライン電荷蓄積部５に蓄積されている電荷が水平電荷転送路３に転送されている間、ＲＢライン電荷蓄積部５で待機させられることになる。
【００３４】
通常、Ｇライン電荷蓄積部５のポテンシャルと、ＬＭ電極６に印加されるローレベルの駆動パルスとは、図３に示した状態でＧライン電荷蓄積部５に蓄積されている電荷が水平電荷転送路３に移動しないように、その値が設定される。このため、ＲＢライン電荷蓄積部５のポテンシャルがＧライン電荷蓄積部５のポテンシャルと同じであれば、ＲＢライン電荷蓄積部５とＧライン電荷蓄積部５のどちらを先に水平電荷転送路３に転送した場合でも、水平電荷転送路３に後に転送されるべき電荷が水平電荷転送路３に漏れてしまう確率は低い。
【００３５】
しかし、本実施形態では、ＲＢライン電荷蓄積部５のポテンシャルがＧライン電荷蓄積部５のポテンシャルよりも浅くなっている。このため、Ｇライン電荷蓄積部５から先に水平電荷転送路３に電荷を転送してしまうと、この期間中に、ＲＢライン電荷蓄積部５に蓄積されている電荷の一部が水平電荷転送路３に移動してしまう確率が高くなる。本実施形態によれば、Ｇライン電荷蓄積部５に蓄積された電荷を後で転送するようにしているため、水平電荷転送路３上で電荷が混合されたり、電荷蓄積部５に蓄積された電荷の一部が他に漏れてしまったりする確率を減らすことができ、高画質化を実現することができる。
【００３６】
又、本実施形態の固体撮像素子によれば、電荷蓄積部５のポテンシャルに差を付けるだけで電荷蓄積部５での電荷の転送残りを防ぐことができるため、電荷転送時間の増大や水平電荷転送路３の駆動電圧の増大等の対策が不要となり、多画素化、微細化、高速化、低消費電力化が可能となる。
【００３７】
（第二実施形態）
図５は、本発明の第二実施形態である固体撮像素子の概略構成を示す平面模式図である。図５において図１と同じ構成には同一符号を付してある。
図５に示す固体撮像素子は、図１に示す固体撮像素子において各光電変換素子１の受光面上方に設ける分光フィルタの配置とその種類を変更したものとなっている。
図５に示す固体撮像素子は、図１のＲＢ光電変換素子群をＲＧＢ光電変換素子群とし、Ｇ光電変換素子群をＷ光電変換素子群としたものである。ＲＧＢ光電変換素子群は、Ｒ光電変換素子とＧ光電変換素子とＢ光電変換素子を正方格子状に配列したものとなっている。ＲＧＢ光電変換素子群の各光電変換素子１の受光面上方に設けられたＲカラーフィルタとＧカラーフィルタとＢカラーフィルタの配列はベイヤー配列となっている。
【００３８】
Ｗ光電変換素子群は、受光面上方に輝度フィルタを設けたＷ光電変換素子（図５では“Ｗ”の文字を記してある）を、ＲＧＢ光電変換素子群と同じ配列ピッチで正方格子状に配列したものとなっている。輝度フィルタとは、光の輝度情報と相関のある分光特性を持ったフィルタである。この輝度フィルタは、ＮＤフィルタや、透明フィルタ、白色フィルタ、グレーのフィルタ等が該当するが、光電変換素子の受光面上方に何も設けずに光が直接該受光面に入射する構成も、輝度フィルタを設けたということができる。
【００３９】
Ｗ光電変換素子で発生する電荷量は、Ｒ光電変換素子やＢ光電変換素子やＧ光電変換素子で発生する電荷量よりも多くなる。このため、ＲＧＢ光電変換素子群に対応する垂直電荷転送路２に接続された電荷蓄積部５のポテンシャルは、Ｗ光電変換素子群に対応する垂直電荷転送路２に接続された電荷蓄積部５のポテンシャルよりも浅くすることが可能であり、図５に示したような構成であっても、第一実施形態で説明したポテンシャル段差による画質向上効果を得ることができる。
【００４０】
図５に示す固体撮像素子は、ＲＧＢ光電変換素子群から得られた信号と、Ｗ光電変換素子から得られた信号とを利用して高画質の画像データを生成することができる。又、ＲＧＢ光電変換素子群のみから信号を読み出してカラー画像データを高速に生成したり、Ｗ光電変換素子群のみから信号を読み出してオートフォーカス処理を高速に行ったり等の使い方が可能となる。
【００４１】
このような構成によれば、Ｒ光電変換素子１とＢ光電変換素子１から得られる電荷だけでなく、Ｇ光電変換素子１から得られる電荷についても、電荷の混合を避けることができる。このため、第一実施形態の固体撮像素子よりも総合的な画質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第一実施形態である固体撮像素子の概略構成を示す平面模式図
【図２】図１に示した固体撮像素子の領域Ｃの拡大図
【図３】電荷蓄積部に電荷を待機させているときの図２のＡ−Ａ’線断面におけるポテンシャルと図２のＢ−Ｂ’線断面におけるポテンシャルとを示した図
【図４】電荷蓄積部から水平電荷転送路に電荷を転送しているときの図２のＡ−Ａ’線断面におけるポテンシャルと図２のＢ−Ｂ’線断面におけるポテンシャルとを示した図
【図５】本発明の第二実施形態である固体撮像素子の概略構成を示す平面模式図
【符号の説明】
【００４３】
１  光電変換素子
２  垂直電荷転送路
３  水平電荷転送路
５  電荷蓄積部
【図１】
2009164229.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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