專利名稱：固體攝像裝置及攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及搭載于數(shù)字靜態(tài)攝像機(jī)(照相機(jī)、camera )等的固體攝像裝置及攝像裝置。
背景技術(shù)：
固體攝像裝置取得彩色圖像的一般原理為，在各像素的上部設(shè)置僅透射特定的波段的濾色器，檢測根據(jù)像素而不同的顏色信號，通過信號處理將這 些不同的顏色信號合成，并重構(gòu)為圖像。因此，到達(dá)像素的光在各像素的上部被濾色器將不需要的波段除去，另一方面，到達(dá)像素的光量與到達(dá)攝像面的全光量相比變小。在此，在專利文獻(xiàn)I中記載有如下的方法對于一部分像素，不通過濾色器將光分光地利用，并檢測較寬的透射波段，由此實(shí)現(xiàn)像素的高靈敏度化。圖15是專利文獻(xiàn)I中記載的以往的固體攝像裝置的概略圖。該圖中記載的固體攝像裝置300具備固體攝像元件312、紅外光阻斷濾光層313和濾色器群314。在紅外光阻斷濾光層313中，設(shè)有對可見光及紅外光具有透射性的開口部313a、以及對可見光具有透射性而對紅外光具有非透射性的非開口部313b。濾色器群314具備透射綠色的濾光器314G、透射紅色的濾光器314R及透射藍(lán)色的濾光器314B，將可見光區(qū)域分離為R、G、B成分。并且，紅外光阻斷濾光層313和濾色器群314在固體攝像元件312上一體地配置。在固體攝像元件312中，由波長區(qū)域像素312A檢測通過了濾色器群314的濾光器314W(或未配置濾光器的部分)和開口部313a的、包括可見光及紅外光在內(nèi)的寬波長區(qū)域成分，通過該檢測信號來生成亮度信號。此外，由紅色像素312R、綠色像素312G及藍(lán)色像素312B檢測通過了濾光器314G、濾光器314R或?yàn)V光器314B和非開口部313b的R、G、B的各顏色成分，根據(jù)該各顏色信號生成色差信號。根據(jù)該構(gòu)成，能夠由個(gè)別的檢測部獨(dú)立地或同時(shí)地取得僅分光后的波長區(qū)域成分的信號成分和非分光的寬波長區(qū)域成分，所以個(gè)別地檢測顏色信號和亮度信號，由此能夠?qū)崿F(xiàn)高靈敏度的攝像。此外，在專利文獻(xiàn)2中，公開有如下的固體攝像裝置具有白色像素而實(shí)現(xiàn)靈敏度的提高，并且能夠?qū)^強(qiáng)的入射光量進(jìn)行處理，而且實(shí)現(xiàn)了各顏色像素的輸出信號范圍的提高。圖16是專利文獻(xiàn)2所記載的固體攝像裝置中的像素塊的概略圖。該圖中記載的固體攝像裝置400在像素塊內(nèi)設(shè)有白色光電變換元件420W和遮光光電變換元件420LS1及420LS2。即，對于紅色光電變換元件420R、綠色光電變換元件420G及藍(lán)色光電變換元件420B中的I個(gè)，分別配置白色光電變換元件420W和遮光光電變換元件420LS1及420LS2而構(gòu)成I像素塊，在I像素塊內(nèi)，白色光電變換元件420W經(jīng)由溢出(overflow)路徑422與遮光光電變換元件420LS1及420LS2電連接。此外，片裝透鏡421僅配置在開口的紅色光電變換元件420R、綠色光電變換元件420G、藍(lán)色光電變換元件420B及白色光電變換元件420W上。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:特開2007-329380號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :特開2009-206210號公報(bào)發(fā)明的概要發(fā)明所要解決的課題但是，在圖15所示的固體攝像裝置300的構(gòu)造中，檢測寬波長區(qū)域成分的波長區(qū)域像素312A是高靈敏度的，但是與R、G、B的分光像素相比飽和速度非?？欤噪y以進(jìn)行高照度下的攝像。這意味著由于飽和速度變快而動態(tài)范圍減小，在通過非分光信號和寬波長區(qū)域成分信號的檢測來達(dá)成高靈敏度化方面是共通的課題。此外，為了抑制非分光像素的飽和，通常利用使用了快門和光圈的光量調(diào)節(jié)，但是R信號或B信號這樣的較弱的分光像素的信號減少，成為S/N降低的原因。此外，在圖15所 示的構(gòu)成中，進(jìn)行分光的非開口部313b的電介質(zhì)層疊膜通過反射特定的波長的光來實(shí)現(xiàn)分光，所以存在由于反射光而產(chǎn)生眩光或重像這樣的偽信號的問題。另一方面，在圖16所示的固體攝像裝置400的構(gòu)造中，從白色光電變換元件420W溢出的光電子蓄積在遮光光電變換元件420LS1及420LS2內(nèi)，所以實(shí)質(zhì)上白色光電變換區(qū)域增大，白色信號的飽和電平變大，所以能夠期待動態(tài)范圍變寬和高靈敏度化，但是必須設(shè)置遮光像素。因此，光電變換元件的像素開口率降低，妨礙高靈敏度化。進(jìn)而，必須在攝像區(qū)域內(nèi)確保遮光像素的面積，細(xì)微化和多像素化比較困難。因此，存在無法在不降低開口率的情況下兼得高靈敏度化和動態(tài)范圍變寬的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述課題而做出的，其目的在于，提供一種設(shè)有高靈敏度的白色像素的固體攝像裝置，能夠在不降低開口率的情況下實(shí)現(xiàn)寬動態(tài)范圍，并且在高照度下也能夠進(jìn)行攝像。解決課題所采用的手段為了解決上述課題，本發(fā)明的一個(gè)方式的固體攝像裝置，具有攝像區(qū)域，該攝像區(qū)域通過形成于半導(dǎo)體基板表面且具備光電二極管的像素部以二維狀排列而成，所述攝像區(qū)域以由2行2列的4個(gè)所述像素部構(gòu)成的像素塊作為排列單位而構(gòu)成,所述像素塊包括第I像素部，檢測第I顏色信號；第2像素部，檢測與所述第I顏色信號不同的第2顏色信號；第3像素部，檢測第I亮度信號；以及第4像素部，檢測第2亮度信號；在所述第I像素部及所述第2像素部的上部，分別設(shè)有使與期望的顏色信號對應(yīng)的波段的光選擇性地透射的濾色器(彩色濾光器)，在所述第4像素部的上部，設(shè)有使可見光線區(qū)域的光透射率降低的光衰減濾光器，所述第3像素部和所述第4像素部的受光靈敏度不同。根據(jù)該構(gòu)成，第4像素部的飽和速度比第3像素部的飽和速度慢，所以通過將第3像素部檢測的第I亮度信號和第4像素部檢測的第2亮度信號用作像素塊的亮度信號，能夠使該像素塊的飽和速度與第4像素部的飽和速度一致。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)兼得高靈敏度和寬動態(tài)范圍的固體攝像裝置。此外，優(yōu)選為，所述第4像素部的受光靈敏度為所述第I像素部及所述第2像素部中的分光靈敏度較小的像素部的分光靈敏度以上，所述光衰減濾光器具有所述受光靈敏度為所述分光靈敏度以上的光透射率。
由此，飽和判定僅通過第3像素部及第4像素部的亮度信號就能夠?qū)崿F(xiàn)，在第4像素部不飽和的范圍內(nèi)，能夠防止第I像素部及第2像素部飽和。因此，能夠抑制顏色信號的S/N的下降，以高靈敏度取得高精細(xì)的圖像。此外，優(yōu)選為，所述第3像素部和所述第4像素部在所述像素塊內(nèi)設(shè)置于相互構(gòu)成對角的位置。由此，亮度信號的配置間距為每I行及每I列，所以亮度的空間分辨率能夠維持較高的狀態(tài)。·
此外，也可以是，所述第I顏色信號為藍(lán)色的信號，所述第2顏色信號為紅色的信號。由此，通過將視見度(可見度)最高的綠色信號置換為亮度信號，色差信號相對于拜耳排列的誤差最小，不降低顏色S/N，能夠以高靈敏度取得高畫質(zhì)的圖像。此外，也可以是，所述第I顏色信號為紅色的信號，所述第2顏色信號為綠色的信號。由此，通過將檢測視見度最小的藍(lán)色的像素置換為白色像素，抑制顏色S/N的下降，能夠以高靈敏度得到高畫質(zhì)的圖像。此外，也可以是，所述第I顏色信號為青綠色的信號，所述第2顏色信號為黃色的信號。由此，通過使用檢測更寬波長區(qū)域的補(bǔ)色系，由包含視見度更高的綠色的青綠色和黃色的2色來構(gòu)成，能夠以更高的靈敏度得到高畫質(zhì)的圖像。此外，也可以是，在相互鄰接的像素塊間，所述第I顏色信號或所述第2顏色信號不同。由此，能夠?qū)⑷?色的顏色配置在攝像區(qū)域內(nèi)，并且全部3色的顏色信號像素分別與檢測亮度信號的第3及第4像素部相接。通過該構(gòu)造，能夠提高亮度信號的顏色構(gòu)成的精度，并且不需要進(jìn)行減法處理，能夠生成3色的彩色圖像。因此，能夠以高靈敏度得到高畫質(zhì)的圖像。此外，也可以是，所述第I顏色信號及所述第2顏色信號分別是藍(lán)色的信號、綠色的信號及紅色的信號中的某一個(gè)?；蛘撸部梢允?，所述第I顏色信號及所述第2顏色信號分別是青綠色的信號、黃色的信號及深紅色的信號中的某一個(gè)。由此，通過在第I及第2像素部中使用光的3原色或補(bǔ)色系3色，能夠取得高精細(xì)的彩色圖像。此外，優(yōu)選為，所述光衰減濾光器由包含非晶硅或非晶鍺的薄膜、或者碳薄膜構(gòu)成。由此，通過薄膜構(gòu)造，能夠抑制反射，并且使光在可見光線區(qū)域的寬范圍中衰減。由此，能夠抑制減法處理等顏色修正中的偽色信號的發(fā)生，取得高畫質(zhì)的圖像。此外，為了解決上述課題，本發(fā)明的一方式的攝像裝置的特征在于，具備上述某一個(gè)固體攝像裝置；以及信號處理裝置，對從所述像素部輸出的像素信號進(jìn)行處理；所述信號處理裝置以將所述像素塊中的所述第I亮度信號和所述第2亮度信號相加而得到的信號作為該像素塊的亮度信號。
根據(jù)上述構(gòu)成，第4像素部的飽和速度比第3像素部的飽和速度慢，所以通過將第I亮度信號和第2亮度信號相加而得到的信號用作亮度信號，能夠使像素塊的飽和速度與第4像素部的飽和速度一致。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)在高照度下也能夠進(jìn)行攝像且兼得高靈敏度和寬動態(tài)范圍的高靈敏度的攝像裝置。此外，也可以是，具備上述某一個(gè)的固體攝像裝置；以及信號處理裝置，對從所述像素部輸出的像素信號進(jìn)行處理；所述信號處理裝置具備判定部，判定所述像素塊中的所述第I亮度信號在規(guī)定期間中是否飽和；以及選擇部，在所述判定部中判定為所述第I亮度信號在所述規(guī)定期間中飽和的情況下，選擇該像素塊中的所述第2亮度信號作為該像素塊的亮度信號。由此，由信號處理裝置進(jìn)行第I亮度信號的飽和判定，在被攝體的照度較高的情況下，能夠?qū)⒌?亮度信號作為像素塊的亮度信號來選擇。因此，通過選擇與照度相應(yīng)的亮 度信號，能夠達(dá)成寬動態(tài)范圍和高靈敏度化。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的固體攝像裝置及攝像裝置，在攝像區(qū)域的排列單位、即像素塊內(nèi)配置有兩個(gè)具有不同的靈敏度的白色像素和兩個(gè)檢測不同的顏色信號的顏色像素。此外，能夠根據(jù)攝像面照度來選擇低靈敏度/高靈敏度的亮度信號。因此，提供一種能夠以高靈敏度對寬動態(tài)范圍的圖像進(jìn)行攝像且在高照度下也能夠進(jìn)行攝像的固體攝像裝置及攝像裝置。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I的攝像裝置的構(gòu)成的功能框圖。圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式I的固體攝像裝置所具有的像素塊的電路構(gòu)成圖。圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式I的固體攝像裝置的攝像區(qū)域中的顏色排列的示意圖。圖4是表示本發(fā)明的像素塊的各像素的蓄積電荷和蓄積時(shí)間的關(guān)系的圖表。圖5是本發(fā)明的固體攝像裝置的攝像區(qū)域中的像素的截面概略圖。圖6是表不非晶娃的光吸收率和I旲厚的關(guān)系的圖表。圖7是表示本實(shí)施方式中使用的濾色器的透射譜的圖表。圖8是本發(fā)明的實(shí)施方式I的MOS型圖像傳感器所具有的低靈敏度白色像素的要部構(gòu)造截面圖。圖9是本發(fā)明的實(shí)施方式I的MOS型圖像傳感器所具有的低靈敏度白色像素的工序截面圖。圖10是本發(fā)明的實(shí)施方式2的攝像裝置的信號處理的流程圖。圖11是本發(fā)明的實(shí)施方式3的固體攝像裝置的攝像區(qū)域中的顏色排列的示意圖。圖12是本發(fā)明的實(shí)施方式4的固體攝像裝置的像素塊中的顏色排列的示意圖。圖13是本發(fā)明的實(shí)施方式5的固體攝像裝置的攝像區(qū)域中的顏色配置的示意圖。圖14是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5的變形例的固體攝像裝置的攝像區(qū)域中的顏色配置的示意圖。圖15是專利文獻(xiàn)I中記載的以往的固體攝像裝置的概略圖。圖16是專利文獻(xiàn)2中記載的固體攝像裝置中的像素塊的概略圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。(實(shí)施方式I)圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I的攝像裝置的構(gòu)成的功能框圖。該圖中記載的攝像裝置200是具備固體攝像裝置100、透鏡201、驅(qū)動電路202、信號處理裝置203和外部接口部204的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)(照相機(jī)、camera)。
信號處理裝置203通過驅(qū)動電路202來驅(qū)動固體攝像裝置100，取得來自固體攝像裝置100的輸出信號，并將內(nèi)部處理后的信號經(jīng)由外部接口部204輸出至外部。固體攝像裝置100在攝像區(qū)域中具有靈敏度不同的兩個(gè)非分光像素，信號處理裝置203根據(jù)攝像面照度，使用上述兩個(gè)非分光像素的亮度信號的合計(jì)或者選擇某一方，由此能夠調(diào)節(jié)入射至攝像區(qū)域的光量。根據(jù)該構(gòu)成，能夠根據(jù)被攝體的亮度來控制到達(dá)攝像區(qū)域的光的透射量，所以能夠進(jìn)行高照度下的攝像。此外，通過在每個(gè)拜耳排列中設(shè)置這些元件，能夠?qū)⒌土炼燃案吡炼鹊谋粩z體同時(shí)進(jìn)行灰度表現(xiàn)。以下，詳細(xì)說明作為本發(fā)明的主要部分的固體攝像裝置100。圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式I的固體攝像裝置所具有的像素塊的電路構(gòu)成圖。該圖中記載的固體攝像裝置100具備攝像區(qū)域2，通過將具有光電二極管11的單位像素I以二維狀排列而成；水平移位寄存器3及垂直移位寄存器4，用于選擇像素信號；以及輸出端子5，將來自所選擇的單位像素I的信號輸出至外部。攝像區(qū)域2包括多個(gè)單位像素I。在圖2中，畫出了成為I像素塊的4個(gè)單位像素
I。單位像素I具備光電二極管11、轉(zhuǎn)送用晶體管12、復(fù)位用晶體管13、放大用晶體管14和選擇晶體管15。轉(zhuǎn)送用晶體管12、復(fù)位用晶體管13、放大用晶體管14及選擇晶體管15分別由MOS晶體管構(gòu)成。本發(fā)明的實(shí)施方式I的固體攝像裝置100在像素塊內(nèi)作為單位像素I而具有受光靈敏度不同的兩個(gè)非分光像素。圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式I的固體攝像裝置的攝像區(qū)域中的顏色排列的示意圖。一般來說，取得彩色圖像的顏色配置被稱為拜耳排列，并且構(gòu)成為在2行2列的像素塊的一方的對角位置配置兩個(gè)綠色像素，在另一方的對角位置配置紅色像素和藍(lán)色像素。與此相對，在本發(fā)明的固體攝像裝置100中，如圖3所示，將屬于2行2列的像素塊的4像素中的兩個(gè)像素作為不對入射光進(jìn)行顏色分離而直接檢測的白色像素。具體地說，固體攝像裝置100的攝像區(qū)域2A所具有的像素塊由配置為2行2列的4個(gè)單位像素I構(gòu)成，在一方的對角位置配置有紅色像素IlR和藍(lán)色像素11B，在另一方的對角位置配置有白色像素IlWl和白色像素11W2。在此,紅色像素IlR是檢測作為第I顏色信號的紅色信號的第I像素部，藍(lán)色像素IlB是檢測作為第2顏色信號的藍(lán)色信號的第2像素部。此外，白色像素IlWl是檢測第I亮度信號的第3像素部，白色像素11W2是檢測第2亮度信號的第4像素部。這時(shí)，白色像素11W2在光電二極管11的上部設(shè)有吸收可見光而使其衰減的光衰減濾光器，相對于可見光的靈敏度比白色像素IlWl更低。光衰減濾光器的詳細(xì)情況在后面說明。
通過上述像素塊的構(gòu)成，通常被濾色器舍棄的波長區(qū)域的光由白色像素IlWl及11W2的光電二極管11進(jìn)行光電變換，所以能夠?qū)崿F(xiàn)高靈敏度化。此外，在本發(fā)明的構(gòu)成中，設(shè)有靈敏度不同的白色像素I IWl及11W2，所以能夠從白色像素I IWl取得第I亮度信號，能夠從白色像素11W2取得第2亮度信號。圖像析像度由亮度信號的空間頻率決定，所以在對角配置用于得到亮度信號的白色像素IlWl和白色像素11W2。由此,攝像區(qū)域2A構(gòu)成為在每I行且每I列配置有檢測亮度信號，不使析像度下降，能夠?qū)崿F(xiàn)高靈敏度化。此外，在本實(shí)施方式中，將第I顏色信號作為紅色，將第2顏色信號作為藍(lán)色，將視見度最高的綠色信號置換為第I亮度信號及第2亮度信號。由此，與拜耳排列相比，色差信號的誤差最小，不使顏色S/N下降，能夠達(dá)成高靈敏度。YCbCr色差空間是以一個(gè)亮度信號Y和二個(gè)顏色信號Cb及Cr來表現(xiàn)的顏色空 間。在此，若設(shè)藍(lán)色信號為B、紅色信號為R、第I亮度信號為W1、第2亮度信號為W2，則Cb 為(Y — B), Cr成為將(Y - R)與特定的系數(shù)相乘而得到的值，能夠使用(W1 + W2)直接制作(Y — B)及(Y — R)。通常，拜耳排列中的亮度信號Y為Y = Q. 299 X R + O. 587 XG +O. 114XB,近60%由綠色信號構(gòu)成,通過將綠色置換為作為亮度像素的白色像素IlWl及11W2，使Y ^ W1、Y ^ W2、或Y ~(W1 + W2)，從而能夠抑制S/N的下降，直接制作色差信號。圖4是表示本發(fā)明的像素塊的各像素的、蓄積電荷與蓄積時(shí)間的關(guān)系的圖表。該圖中記載的圖表的橫軸表示各像素的曝光時(shí)間，縱軸表示向各像素的蓄積電荷量。若設(shè)曝光時(shí)間為t，蓄積電荷量為Q，則該圖表中的斜率Q/t定義為各像素的受光靈敏度。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，設(shè)定為作為白色像素IlWl的受光靈敏度的全光靈敏度最大，作為白色像素11W2的受光靈敏度的全光靈敏度小于白色像素IlWl的全光靈敏度。此外，通過對配置于白色像素11W2之上的光衰減濾光器的透射率進(jìn)行控制，白色像素11W2的全光靈敏度被設(shè)定為比檢測紅色信號的紅色像素I IR及檢測藍(lán)色像素的藍(lán)色像素IlB的受光靈敏度、即分光靈敏度更大。通過上述設(shè)定，在亮度信號不飽和的區(qū)域，紅色信號及藍(lán)色信號不飽和。根據(jù)上述設(shè)定，飽和判定僅通過白色像素IlWl及11W2的亮度信號就能夠?qū)崿F(xiàn)，在白色像素11W2不飽和的范圍內(nèi)，能夠防止紅色像素IlR及藍(lán)色像素IlB飽和，能夠抑制顏色信號的S/N的下降，能夠以高靈敏度得到高精細(xì)的圖像。以下，詳細(xì)說明通過導(dǎo)入靈敏度低于白色像素IlWl的白色像素11W2，從而能夠拓寬動態(tài)范圍的原理。白色像素不進(jìn)行分光，而對全波長域的光進(jìn)行光電變換，所以是高靈敏度，但是在較快的時(shí)間內(nèi)達(dá)到飽和電荷量。在圖4的圖表中示出，在白色像素IlWl中，在時(shí)刻tl處蓄積電荷飽和,在白色像素11W2中，在時(shí)刻t2處蓄積電荷飽和。這時(shí),例如,若將曝光時(shí)間設(shè)定到時(shí)刻tl為止，則紅色像素IlR及藍(lán)色像素IlB的信號電平較低，所以導(dǎo)致S/N的下降。但是，白色像素11W2的信號電平低于白色像素IlWl的信號電平，所以作為亮度信號Y而設(shè)為Y (W1 + W2)，從而實(shí)質(zhì)上W2的飽和電平成為亮度信號Y的飽和電平，能夠增大到亮度信號Y飽和為止的曝光時(shí)間。通過增大Y的蓄積時(shí)間，紅色像素IlR及藍(lán)色像素IlB的蓄積電荷量也變多，所以能夠提高像素塊整體的S/N。信號處理裝置203使用以上說明的白色像素IlWl及11W2的特性差異，使用(Wl +W2)的亮度信號進(jìn)行計(jì)算。然后，通過計(jì)算所計(jì)算出的亮度信號中包含的顏色信號成分的比率，或者通過對基于紅色像素IlR的紅色信號及基于藍(lán)色像素IlB的藍(lán)色信號使用從白色像素IlWl及11W2得到的信號強(qiáng)度，能夠提高所生成的彩色圖像的S/N。另外，在本實(shí)施方式中，信號處理裝置203由攝像裝置200具備，但也可以設(shè)置于固體攝像裝置100的內(nèi)部，固體攝像裝置100進(jìn)行像素塊的亮度信號的處理。白色像素11W2的全光靈敏度設(shè)定為比白色像素IlWl的全光靈敏度低相當(dāng)于透射率α的量，所以通過將第2亮度信號W2設(shè)為W2/ α，第I亮度信號Wl和第2亮度信號成為同一受光靈敏度。這時(shí)，各色的白色像素中包含的比率分別如式I 式3所示。紅色比率Rr R/ (W2/a )(式 I)藍(lán)色比率Br :B/ (W2/a )(式 2)綠色比率Gr: [ (W2/a ) - R - B]/ (W2/a )(式 3)·在此，若通過(W1 + W2)來構(gòu)成像素塊整體的亮度Y，則整體的顏色強(qiáng)度如式4 式6所示。紅色強(qiáng)度R1: (W1 + W2) X紅色比率Rr (式4)藍(lán)色強(qiáng)度Bi (ffl + W2) X藍(lán)色比率(式5)綠色強(qiáng)度Gi (ffl + W2) X綠色比率Gr (式6)在通常的拜耳排列中，亮度信號Y將R、G、B的信號強(qiáng)度與視見度系數(shù)相乘來計(jì)算，所以噪音成分增加。另一方面，在本發(fā)明的實(shí)施方式的固體攝像裝置100中，作為亮度信號而使用原始數(shù)據(jù)(W1 + W2)，該亮度信號的S/N比拜耳排列的亮度信號大。由此，使用S/N較大的亮度信號來計(jì)算顏色強(qiáng)度，所以各顏色強(qiáng)度的S/N也提高。但是，對于綠色信號，在計(jì)算綠色比率Gr時(shí)加入了減法處理，所以與拜耳排列相比S/N下降。此外，色差信號也能夠使用通過該運(yùn)算得到的紅色強(qiáng)度Ri和藍(lán)色強(qiáng)度Bi來制作。在亮度信號中，不是(W1 + W2)，而能夠作為 Y = O. 299 X Ri + O. 587 XGi + O. 114 XBi 來重新制作。根據(jù)上述構(gòu)成，白色像素11W2的飽和速度比白色像素IlWl的飽和速度慢，所以通過將第I亮度信號Wl和第2亮度信號W2相加而得到的信號用作亮度信號，能夠使像素塊的飽和速度與白色像素11W2的飽和速度一致。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)在高照度下也能夠進(jìn)行攝像且兼得高靈敏度和寬動態(tài)范圍的固體攝像裝置及小型且高靈敏度的攝像裝置。圖5是本發(fā)明的固體攝像裝置的攝像區(qū)域中的像素的截面概略圖。如上所述，本發(fā)明的像素塊由與白色像素IlWl對應(yīng)的白色像素31、與紅色像素IlR及藍(lán)色像素IlB對應(yīng)的顏色信號檢測像素32、與白色像素11W2對應(yīng)的低靈敏度白色像素33這3種像素構(gòu)成。并且，由兩個(gè)顏色信號檢測像素32和各I個(gè)白色像素31及低靈敏度白色像素33構(gòu)成像素塊。在圖5中，白色像素31、顏色信號檢測像素32及低靈敏度白色像素33為簡單起見而配置于直線上，但實(shí)際上如圖3所示，構(gòu)成2行2列，在一方的對角位置配置有顏色信號檢測像素32，在另一方的對角位置配置有白色像素31和低靈敏度白色像素33。光電二極管11通過離子注入而形成在硅半導(dǎo)體基板20的內(nèi)部，對入射的光信號進(jìn)行光電變換而作為電信號讀出。在半導(dǎo)體基板20上設(shè)有晶體管的柵極及柵極布線22，隔著層間膜24設(shè)有用于將它們電連接的金屬布線23。在白色像素31中，在由金屬布線23及層間膜24構(gòu)成的布線層的上方，隔著層間膜25配置有電介質(zhì)膜29，在其上方形成有隔著平坦化膜27設(shè)置的微透鏡28。白色像素31是非分光像素，所以不配置濾色器，在可見光線區(qū)域中配置有透明的電介質(zhì)膜29。電介質(zhì)膜29例如使用Si02膜。這是因?yàn)椋捎趯娱g膜24及25主要由Si02構(gòu)成，所以為了防止反射和折射而優(yōu)選為使用同一材料。
在顏色信號檢測像素32中，在布線層的上方隔著層間膜25配置有濾色器26，在其上方形成有隔著平坦化膜27設(shè)置的微透鏡28。在低靈敏度白色像素33中，在布線層的上方隔著層間膜25配置有光吸收膜30，在其上方形成有隔著平坦化膜27設(shè)置的微透鏡28。通過上述構(gòu)成，由微透鏡28聚光的光通過電介質(zhì)膜29、濾色器26或光吸收膜30，由光電二極管11進(jìn)行光電變換。低靈敏度白色像素33不配置濾色器，通過配置光吸收膜30而使光衰減。根據(jù)搭載有上述光衰減濾光器的固體攝像裝置，能夠根據(jù)被攝體的亮度來控制到達(dá)攝像區(qū)域的光的透射量，能夠進(jìn)行高照度下的攝像。此外，通過在每個(gè)像素塊中設(shè)置這些元件，能夠?qū)⒌土炼群透吡炼鹊谋粩z體同時(shí)進(jìn)行灰度表現(xiàn)。接著，說明配置于白色像素11W2上的光吸收膜30、即光衰減濾光器。本實(shí)施方式的光衰減濾光器由非晶硅薄膜構(gòu)成。圖6是表示非晶硅的光吸收率和膜厚的關(guān)系的圖表。非晶硅已知在可見光線區(qū)域的波長域中具有較寬且較高的光吸收性。另一方面，多晶硅等結(jié)晶性硅已知從400nm左右到長波長側(cè)光吸收系數(shù)大幅減少，所以在本發(fā)明的光衰減濾光器中，非晶硅最為合適。雖然也依賴于成膜方法，非晶硅的吸收系數(shù)β約為100000 500000左右而非常大。本實(shí)施方式的非晶硅例如通過濺射法制作。這種情況的吸收系數(shù)β約為200000。在圖6所示的圖表中，在β = 200000、膜厚為150nm的薄膜中，能夠吸收95%以上的光。本發(fā)明的光衰減濾光器必須設(shè)定為使白色像素11W2的全光靈敏度為紅色像素IlR及藍(lán)色像素IlB的分光靈敏度以上。圖7是表示本實(shí)施方式中使用的濾色器的透射譜的圖表。各顏色信號為全光量的約1/3，所以非晶硅的光吸收率優(yōu)選為66. 7%以下，β = 200000的情況下的膜厚必須為55nm以下。在本實(shí)施方式中，例如將非晶硅的膜厚設(shè)定為25nm。這時(shí)的光吸收率為40%。另外，在本實(shí)施方式中使用了非晶硅，對光衰減濾光器而言要求是吸收性的薄膜、且在可見光線區(qū)域中具有較寬的光吸收的材料。在此，非晶鍺和碳薄膜也是帶隙小的吸收性的材料，能夠適用為光吸收膜。由此，通過薄膜來抑制反射，并且在可見光線區(qū)域的寬范圍中使光衰減，所以能夠抑制由于減法處理等顏色修正而產(chǎn)生偽色信號。因此，能夠取得高畫質(zhì)的圖像。接著，說明將非晶硅作為光吸收膜的低靈敏度白色像素的制造方法的一例。在本制造方法中需要光衰減濾光器的形成工藝。在本實(shí)施方式中，將非晶硅配置于布線最上層的上部，所以詳細(xì)說明最上層布線以后的制造過程。圖8是本發(fā)明的實(shí)施方式I的MOS型圖像傳感器所具有的低靈敏度白色像素的要部構(gòu)造截面圖。此外，圖9是本發(fā)明的實(shí)施方式I的MOS型圖像傳感器所具有的低靈敏度白色像素的工序截面圖。首先，如圖8及圖9的(a)所示，在半導(dǎo)體基板20中通過離子注入形成擴(kuò)散區(qū)域52，在半導(dǎo)體基板20上形成像素部的攝像部51和周邊電路部50。晶體管54被元件分離部53電分離。晶體管54例如相當(dāng)于圖2中記載的轉(zhuǎn)送用晶體管12、復(fù)位用晶體管13、放大用晶體管14、選擇晶體管15及17的某一個(gè)。晶體管54形成后，成膜BPSG (BoronPhosphorSilicateGlass)等絕緣體層間膜56,通過CMP(Chemical Mechanical Polishing)或蝕刻而使其平坦化之后，通過干法蝕刻形成接觸孔，通過金屬CVD法形成金屬銷55。在金屬銷55露出的狀態(tài)下通過濺射法等使鋁成膜，通過干法蝕刻來構(gòu)圖，從而制作布線層57。通過重復(fù)該工藝構(gòu)成，能夠制作多層布線構(gòu)造。本實(shí)施方式的固體攝像裝置為2層布線，所以在第I層的布線層57的上部形成絕緣體層間膜58并進(jìn)行平坦化，在形成金屬銷后，形成第2層的布線層59。接著，如圖9的(b)所示，轉(zhuǎn)移到光衰減濾光器形成工序。作為絕緣體層間膜61的一部分而成膜BPSG。接著，如圖9的(C)所示，通過濺射來成膜非晶硅，僅殘留白色像素11W2的開口部而將非晶硅通過蝕刻除去，從而形成非晶硅層62。 接著，如圖9的(d)所示，在非晶硅層62的上部再次成膜BPSG，并使用CMP使其平坦化，從而形成絕緣體層間膜61。然后，在形成于絕緣體層間膜61之上的平坦化膜上部形成微透鏡。這樣，作為光衰減濾光器而使用非晶娃，從而能夠以低溫且薄膜來制造，所以非常適合硅工藝，能夠以低成本且容易地制造固體攝像裝置。另外，光衰減濾光器的設(shè)置部位不一定必須是布線最上層的上部，本實(shí)施方式所示的構(gòu)造僅為一例。即，光衰減濾光器只要配置于從微透鏡到像素的光路內(nèi)即可。例如，在從硅基板表面到第I層的鋁布線為止使非晶硅成膜的情況下，到該鋁布線為止不含有低熔點(diǎn)的金屬，所以能夠通過CVD等手法來使非晶硅成膜。(實(shí)施方式2)本實(shí)施方式的攝像裝置與實(shí)施方式I的攝像裝置相比，不同點(diǎn)僅在于，信號處理裝置203判定白色像素IlWl的亮度信號是否飽和，將白色像素IlWl檢測的第I亮度信號Wl和白色像素11W2檢測的第2亮度信號中的某一方作為像素塊的亮度信號選擇。以下，省略與實(shí)施方式I的相同點(diǎn)，僅說明不同點(diǎn)。在固體攝像裝置100所具有的像素塊中包括像素靈敏度不同的白色像素IlWl和白色像素11W2，所以根據(jù)攝像面的照度來將第I亮度信號Wl及第2亮度信號W2中的某一方作為亮度信號選擇，從而能夠?qū)崿F(xiàn)寬動態(tài)范圍。信號處理裝置203具備判定部，判定像素塊中的第I亮度信號Wl在規(guī)定期間中是否飽和；以及選擇部，在該判定部中判定為第I亮度信號Wl在規(guī)定期間中飽和的情況下，將該像素塊中的第2亮度信號W2作為該像素塊的亮度信號選擇。例如，在一個(gè)攝像面中對亮度高的被攝體和亮度低的被攝體進(jìn)行攝像的情況下，在亮度較低的被攝體的攝像中將高靈敏度的第I亮度信號Wl作為亮度信號使用，而亮度較高的被攝體使用低靈敏度的W2，由此，能夠擴(kuò)大同一視場角內(nèi)的動態(tài)范圍。使用圖10說明這時(shí)的信號處理流程。圖10是本發(fā)明的實(shí)施方式2的攝像裝置的信號處理的流程圖。首先，信號處理裝置203在每個(gè)像素塊中進(jìn)行白色像素IlWl的亮度信號測定(S11)。
接著，信號處理裝置203的判定部根據(jù)白色像素IlWl的像素靈敏度判定白色像素IlWl是否飽和(S12)。該判定是根據(jù)在步驟Sll中測定的亮度信號來計(jì)算圖4所示的Q/t、即受光靈敏度來進(jìn)行的。這時(shí)，根據(jù)計(jì)算出的受光靈敏度而判定為在必要曝光時(shí)間內(nèi)第I亮度信號Wl飽和或接近飽和電平的情況下(步驟S12 :是)，信號處理裝置203的選擇部作為亮度信號而選擇低靈敏度的第2亮度信號W2(S13)。相反，由于被攝體的照度較低而亮度信號較小，在必要曝光時(shí)間內(nèi)第I亮度信號Wl不飽和的情況下(步驟S12 :否)，選擇高靈敏度的第I亮度信號 Wl (S14)。然后，信號處理裝置203使固體攝像裝置100在必要曝光時(shí)間內(nèi)進(jìn)行被攝體的攝像(S15)，將按每個(gè)像素塊選擇的白色像素IlWl或11W2的信號作為亮度信號選擇，進(jìn)行彩色圖像的生成。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)較寬的動態(tài)范圍。根據(jù)上述構(gòu)成，由信號處理裝置進(jìn)行由白色像素IlWl檢測的第I亮度信號Wl的飽和判定，照度較高的情況下，能夠?qū)⒂砂咨袼?1W2檢測的第2亮度信號W2作為亮度信號選擇。由此，通過選擇與照度相應(yīng)的亮度信號，能夠?qū)崿F(xiàn)達(dá)成了寬動態(tài)范圍和高靈敏度化的攝像裝置。另外，必要曝光時(shí)間指的是，能夠充分取得靈敏度最低的紅色像素11R、藍(lán)色像素IlB的S/N的時(shí)間，能夠由攝像裝置的使用者任意地決定。此外，在本實(shí)施方式中，攝像裝置200由信號處理裝置203具備，但是也可以設(shè)置于固體攝像裝置的內(nèi)部，由固體攝像裝置進(jìn)行像素塊的亮度信號的上述處理。(實(shí)施方式3)本實(shí)施方式的固體攝像裝置與實(shí)施方式I的固體攝像裝置相比，構(gòu)成像素塊的單位像素的配置構(gòu)成不同。以下，省略與實(shí)施方式I的相同點(diǎn)，僅說明不同點(diǎn)。圖11是本發(fā)明的實(shí)施方式3的固體攝像裝置的攝像區(qū)域中的顏色排列的示意圖。該圖中記載的攝像區(qū)域2B所具有的像素塊是將拜耳排列中的藍(lán)色像素和綠色像素中的I個(gè)置換為白色像素而成的結(jié)構(gòu)。如圖11所示，將屬于2行2列的像素塊的4像素中的兩個(gè)像素作為不對入射光進(jìn)行顏色分離而直接檢測的白色像素。具體地說，攝像區(qū)域2B所具有的像素塊由配置為2行2列的4個(gè)單位像素I構(gòu)成，在一方的對角位置配置有紅色像素IlR和綠色像素11G，在另一方的對角位置配置有白色像素IlWl和白色像素11W2。在此，紅色像素IlR是檢測作為第I顏色信號的紅色信號的第I像素部，綠色像素HG是檢測作為第2顏色信號的綠色信號的第2像素部。此外，白色像素IlWl是檢測第I亮度信號的第3像素部，白色像素11W2是檢測第2亮度信號的第4像素部。這時(shí)，白色像素11W2在光電二極管11的上部設(shè)有吸收可見光而使其衰減的光衰減濾光器，相對于可見光的靈敏度低于白色像素 Ilfflo藍(lán)色像素在亮度信號的構(gòu)成中是視見度最低的顏色。因此，越是視見度低的藍(lán)色成分，越不需要顏色S/N。在此，在殘留需要較高的顏色S/N的綠色像素11G、而將視見度較低的藍(lán)色像素置換為白色像素Iiwi或11W2的構(gòu)造中，也能夠抑制畫質(zhì)的劣化而進(jìn)行高靈敏度的攝像。這時(shí)，藍(lán)色信號通過求取白色像素與綠色及紅色信號之差(差分)的式7的減法處理來計(jì)算。藍(lán)色信號B=(W2/a ) —G — R (式 7)
如實(shí)施方式I中所述，減法處理會增大噪音從而導(dǎo)致S/N下降，但是通過對視見度較低的藍(lán)色進(jìn)行減法處理，能夠抑制顏色再現(xiàn)的劣化。通過該構(gòu)成，不會發(fā)生畫質(zhì)的劣化，能夠以聞靈敏度進(jìn)行寬動態(tài)范圍的攝像。S卩，根據(jù)上述構(gòu)成，通過將檢測視見度最小的藍(lán)色信號的像素置換為白色像素，能夠抑制顏色S/N的下降，以高靈敏度得到高畫質(zhì)的圖像。此外，通過上述像素塊的構(gòu)成，通常被濾色器舍棄的波長區(qū)域的光由白色像素IlWl及11W2的光電二極管11進(jìn)行光電變換，所以能夠?qū)崿F(xiàn)高靈敏度化。此外，在本發(fā)明的構(gòu)成中，設(shè)有靈敏度不同的白色像素IlWl及11W2，能夠從白色像素IlWl取得第I亮度信號，能夠從白色像素11W2取得第2亮度信號。圖像析像度由亮度信號的空間頻率決定，所以在對角配置用于得到亮度信號的白色像素IlWl和白色像素11W2。由此,攝像區(qū)域2B構(gòu)成為在每I行且每I列配置有檢測亮度信號的單位像素，不使析像度下降，能夠?qū)崿F(xiàn)高靈敏度化。 另外，在本實(shí)施方式中，為了最大限度地發(fā)揮析像度，將白色像素IlWl和白色像素11W2配置在對角，但是在使低靈敏度的白色像素11W2的全光靈敏度和綠色像素IlG的分光靈敏度相同的情況下，也可以構(gòu)成為將白色像素IlWl和綠色像素IlG配置在對角。(實(shí)施方式4)本實(shí)施方式的固體攝像裝置與實(shí)施方式I的固體攝像裝置相比，構(gòu)成像素塊的單位像素的配置構(gòu)成不同。以下，省略與實(shí)施方式I的相同點(diǎn)，僅說明不同點(diǎn)。圖12是本發(fā)明的實(shí)施方式4的固體攝像裝置的像素塊中的顏色排列的示意圖。該圖中記載的像素塊構(gòu)成為將實(shí)施方式I的圖3中記載的像素塊中的紅色像素I IR和藍(lán)色像素IlB分別置換為青綠色像素IlCy及黃色像素IlYe。S卩，由第I像素部及第2像素部檢測的第I顏色信號及第2顏色信號成為補(bǔ)色系的2色。特別是，從像素靈敏度的觀點(diǎn)出發(fā)，上述補(bǔ)色系的2色優(yōu)選為包含視見度較高的綠成分的青綠色和黃色。在本發(fā)明的固體攝像裝置中，白色像素配置于像素塊內(nèi)，靈敏度完全不同的像素混在于同一塊內(nèi)，具有顏色檢測像素和白色像素的靈敏度差(飽和速度差)。但是，根據(jù)本實(shí)施方式的像素塊的排列，補(bǔ)色系與原色系相比，檢測波長區(qū)域?yàn)閷捰?，作為顏色檢測像素的青綠色像素IlCy及黃色像素IlYe的分光靈敏度較高。因此，顏色信號像素的靈敏度和白色像素的靈敏度更接近，成為像素塊整體的靈敏度最高的構(gòu)成。因此，能夠以高動態(tài)范圍進(jìn)行超聞靈敏度的攝像。(實(shí)施方式5)在實(shí)施方式I 實(shí)施方式4中，將拜耳排列中包含的3色中的I色刪除而設(shè)置了白色像素。若將像素塊的排列如以往的拜耳排列■本發(fā)明的排列這樣示意性地表現(xiàn)，則RGB ^RB+W> RGB ^RG+W>MgCyYe ^CyYe+W在此，Mg表示深紅色。從上述表現(xiàn)可知，在本發(fā)明的實(shí)施方式I 4的像素塊的排列中，無法避免由于顏色信息缺失一個(gè)而導(dǎo)致顏色再現(xiàn)性下降。對于該課題，通過使顏色配置的空間頻率下降而配置全部3色，能夠不使用減法處理地確保顏色再現(xiàn)性。圖13是本發(fā)明的實(shí)施方式5的固體攝像裝置的攝像區(qū)域中的顏色配置的示意圖。該圖中記載的攝像區(qū)域2C成為將2種的2行2列的像素塊交互配置的構(gòu)造。例如，第I像素塊在一方的對角位置具有白色像素Iiwi和白色像素11W2，在另一方的對角位置具有作為第I像素部的紅色像素IlR和作為第2像素部的綠色像素11G。此外,第2像素塊在一方的對角位置具有白色像素IlWl和白色像素11W2，在另一方的對角位置具有作為第I像素部的藍(lán)色像素IlB和作為第2像素部的綠色像素11G。第I像素塊和第2像素塊相互鄰接，交互地配置為2維狀。即，在相互鄰接的像素塊間，第I顏色信號不同。另外，作為上述構(gòu)成的變形例，例如第I像素塊在另一方的對角位置具有作為第I像素部的紅色像素IlR和作為第2像素部的藍(lán)色像素11B,第2像素塊在另一方的對角位置具有作為第I像素部的紅色像素IlR和作為第2像素部的綠色像素11G。即,在相互鄰接的像素塊間，第2顏色信號也可以不同。通過上述排列，白色像素IlWl及11W2分別與全部3色的顏色信號像素(紅色像素11R、綠色像素11G、藍(lán)色像素11B)相接。由此，第I亮度信號Wl及第2亮度信號W2的顏色 再現(xiàn)能夠由與這些白色像素相接的顏色信號的比率來決定。因此，構(gòu)成亮度信號的顏色成分能夠使用鄰接的R、B及兩個(gè)G以高精度表現(xiàn)。例如，直接使用顏色信號的原始數(shù)據(jù)來將亮度信號W (Wl或W2)分解為顏色成分時(shí)，w = R + B + 2G，能夠通過加法處理對白色像素賦予顏色。由此，信號處理裝置203不必進(jìn)行減法處理就能夠生成像素塊的彩色圖像。在此，也可以取代上述2G而使用G的平均値?；蛘撸部梢钥紤]視見度而采用Y = O. 299XR + O. 587XG + O. 114XB。此外，在本實(shí)施方式中，作為顏色信號而使用了 RGB的三原色，但是也可以是CyMgYe的補(bǔ)色系。圖14是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5的變形例的固體攝像裝置的攝像區(qū)域中的顏色配置的示意圖。該圖中記載的攝像區(qū)域2D是將2種的2行2列的像素塊交互配置的構(gòu)造。第I像素塊在一方的對角位置具有白色像素IlWl和白色像素11W2，在另一方的對角位置具有作為第I像素部的青綠色像素IlCy和作為第2像素部的黃色像素IlYe。此外，第2像素塊在一方的對角位置具有白色像素IlWl和白色像素11W2，在另一方的對角位置具有作為第I像素部的深紅色像素IlMg和作為第2像素部的黃色像素IlYe。第I像素塊和第2像素塊相互鄰接，交互地配置為2維狀。即，在相互鄰接的像素塊間，第I顏色信號不同。另夕卜，在相互鄰接的像素塊間，第2顏色信號也可以不同。如上述排列那樣，將顏色信號像素作為補(bǔ)色系的情況下，如實(shí)施方式4中所說明，檢測波長區(qū)域?yàn)閷捰颍阅軌驅(qū)崿F(xiàn)更高的靈敏度。如以上在實(shí)施方式I 5中說明，本發(fā)明的固體攝像裝置及攝像裝置能夠提供具有較寬的動態(tài)范圍、小型且具有光量調(diào)節(jié)功能的高功能高性能的攝像機(jī)。以上，基于實(shí)施方式說明了本發(fā)明的固體攝像裝置及攝像裝置，但是本發(fā)明的固體攝像裝置及攝像裝置不限于上述實(shí)施方式。將實(shí)施方式I 5中的任意的構(gòu)成要素組合而實(shí)現(xiàn)的其他實(shí)施方式、在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)對實(shí)施方式I 5實(shí)施本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的各種變形而得到的變形例、以及內(nèi)置有本發(fā)明的固體攝像裝置或攝像裝置的各種設(shè)備也包含在本發(fā)明中。另外，在實(shí)施方式I中，舉出了 CMOS型的固體攝像裝置的例子，但是本發(fā)明不限于此，在CCD型的固體攝像裝置也能夠得到同樣的效果。工業(yè)實(shí)用性
本發(fā)明在數(shù)字?jǐn)z像機(jī)(照相機(jī)、camera)中尤其有用，最適合于需要較大的動態(tài)范圍及高畫質(zhì)的圖像的固體攝像裝置及攝像機(jī)。標(biāo)記說明I單位像素2、2A、2B、2C、2D 攝像區(qū)域3水平移位寄存器4垂直移位寄存器5輸出端子11光電二極管11B、312B 藍(lán)色像素IlCy青綠色像素11G、312G 綠色像素I IMg深紅色像素11R、312R 紅色像素11W1、11W2、31 白色像素IlYe黃色像素12轉(zhuǎn)送用晶體管13復(fù)位用晶體管14放大用晶體管15選擇晶體管20半導(dǎo)體基板22柵極及柵極布線23金屬布線24、25 層間膜26濾色器27平坦化膜28微透鏡29電介質(zhì)膜30光吸收膜32顏色信號檢測像素33低靈敏度白色像素50周邊電路部51攝像部52擴(kuò)散區(qū)域53元件分離部54晶體管55金屬銷56、58、61絕緣體層間膜57、59 布線層
62非晶硅層100、300、400固體攝像裝置200攝像裝置201 透鏡202驅(qū)動電路·
203信號處理裝置204外部接口部312固體攝像元件312A波長區(qū)域像素313紅外光阻斷濾光層313a 開口部313b 非開口部314濾色器群314B、314G、314R、314W 濾光器420B藍(lán)色光電變換元件420G綠色光電變換元件420LS1、420LS2遮光光電變換元件420R紅色光電變換元件420W白色光電變換元件421片裝透鏡422溢出路徑
權(quán)利要求
1.一種固體攝像裝置，具有攝像區(qū)域，該攝像區(qū)域通過形成于半導(dǎo)體基板表面且具備光電二極管的像素部以二維狀排列而成， 所述攝像區(qū)域以由2行2列的4個(gè)所述像素部構(gòu)成的像素塊作為排列單位來構(gòu)成， 所述像素塊由以下像素部構(gòu)成 第I像素部，檢測第I顏色信號； 第2像素部，檢測與所述第I顏色信號不同的第2顏色信號； 第3像素部，檢測第I亮度信號；以及 第4像素部，檢測第2亮度信號； 在所述第I像素部及所述第2像素部的上部，分別設(shè)有濾色器，該濾色器使與期望的顏色信號對應(yīng)的波段的光選擇性地透射， 在所述第4像素部的上部，設(shè)有使可見光線區(qū)域的光透射率降低的光衰減濾光器，所述第3像素部的受光靈敏度與所述第4像素部的受光靈敏度不同。
2.如權(quán)利要求1所述的固體攝像裝置， 所述第4像素部的受光靈敏度為所述第I像素部及所述第2像素部中的分光靈敏度較小的像素部的分光靈敏度以上， 所述光衰減濾光器具有使所述受光靈敏度成為所述分光靈敏度以上的光透射率。
3.如權(quán)利要求1及2所述的固體攝像裝置， 所述第3像素部和所述第4像素部在所述像素塊內(nèi)設(shè)置于相互構(gòu)成對角的位置。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的固體攝像裝置， 所述第I顏色信號為藍(lán)色的信號， 所述第2顏色信號為紅色的信號。
5.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的固體攝像裝置， 所述第I顏色信號為紅色的信號， 所述第2顏色信號為綠色的信號。
6.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的固體攝像裝置， 所述第I顏色信號為青綠色的信號， 所述第2顏色信號為黃色的信號。
7.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的固體攝像裝置， 在相互鄰接的像素塊間，所述第I顏色信號或所述第2顏色信號不同。
8.如權(quán)利要求7所述的固體攝像裝置， 所述第I顏色信號及所述第2顏色信號分別是藍(lán)色的信號、綠色的信號及紅色的信號中的某一個(gè)。
9.如權(quán)利要求7所述的固體攝像裝置， 所述第I顏色信號及所述第2顏色信號分別是青綠色的信號、黃色的信號及深紅色的信號中的某一個(gè)。
10.如權(quán)利要求1 9中任一項(xiàng)所述的固體攝像裝置， 所述光衰減濾光器由包含非晶硅或非晶鍺的薄膜、或者碳薄膜構(gòu)成。
11.一種攝像裝置，具備 權(quán)利要求1 10中任一項(xiàng)所述的固體攝像裝置；以及信號處理裝置，對從所述像素部輸出的像素信號進(jìn)行處理； 所述信號處理裝置以將所述像素塊中的所述第I亮度信號和所述第2亮度信號相加而得到的信號作為該像素塊的亮度信號。
12.—種攝像裝置，具備 權(quán)利要求1 10中任一項(xiàng)所述的固體攝像裝置；以及 信號處理裝置，對從所述像素部輸出的像素信號進(jìn)行處理； 所述信號處理裝置具備 判定部，判定所述像素塊中的所述第I亮度信號在規(guī)定期間中是否飽和；以及選擇部，在所述判定部中判定為所述第I亮度信號在所述規(guī)定期間中飽和的情況下，選擇該像素塊中的所述第2亮度信號作為該像素塊的亮度信號。
全文摘要
提供一種固體攝像裝置，不使開口率下降，能夠?qū)崿F(xiàn)寬動態(tài)范圍，在高照度下也能夠進(jìn)行攝像。固體攝像裝置具有攝像區(qū)域(2A)，該攝像區(qū)域(2A)通過形成于半導(dǎo)體基板(20)的表面的像素部以二維狀排列而成，攝像區(qū)域(2A)以由2行2列的像素部構(gòu)成的像素塊作為排列單位而構(gòu)成，該像素塊包括檢測紅色信號的紅色像素(11R)、檢測藍(lán)色信號的藍(lán)色像素(11B)、檢測第1亮度信號的白色像素(11W1)、以及檢測第2亮度信號的白色像素(11W2)；在白色像素(11W2)的受光面上部設(shè)有使可見光線區(qū)域的光透射率降低的光衰減濾光器。
文檔編號H04N9/07GK103004212SQ201180035569
公開日2013年3月27日 申請日期2011年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月27日
發(fā)明者吉田真治 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社