JPH0414983A

JPH0414983A - 固体撮像装置及びその駆動方法

Info

Publication number: JPH0414983A
Application number: JP2118963A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Tashiro; 信一田代; Seiji Ishikawa; 石川　清次; Kenro Sone; 賢朗曽根
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-05-08
Filing date: 1990-05-08
Publication date: 1992-01-20

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、高感度撮影可能な固体撮像装置とその駆動方
法に関するものである。

従来の技術近年、家庭用カメラ一体型ＶＴＲの普及にともない、カ
メラ一体型ＶＴＲは高感度化に技術指向している。カメ
ラ一体型ＶＴＲの高感度化のため固体撮像素子自体のＳ
／Ｎの向上が図られている。

また、フィールドメモリを利用して、複数フィールドに
わたる露光を行い高感度化が図られている。

発明が解決しようとする課題現在のカメラ一体型ＶＴＲにおいては、最低被写体照度
が数ルクス程度のものも市販されているが、現在の固体
撮像素子、例えばインターライン転送方式固体撮像素子
の出力Ｓ／Ｎ特性を飛躍的に向上させるには限度がある
。

また、フィールドメモリを利用した複数フィールド露光
の場合にも、部品点数・コストがかかり、出力映像の不
自然さを考えるとそのフィールド数にも限度がある。

本発明は上記欠点に鑑み、固体撮像素子のＳ／Ｎの向上
を図ることが可能な固体撮像装置およびその駆動方法を
提供することを目的とする。

課題を解決するための手段上記問題を解決するために、本発明の固体撮像装置では
２行８列の色フィルタ要素の単位配列が、複数個二次元
状に配列され、単位配列は、第１・第２・第３・第４の
色フィルタ要素が、第１縦列は、第１・第３・第１・第
４・第１・第３・第２・ｔＩｓ３の順序で、第２縦列は
、第２・第４・第２・第３・第２・第４・第１・第４の
順序で、それぞれ、配列され、前記各縦列方向の各２個
のフィルタ要素が１個の光電変換素子を覆って形成され
ている。

また、この固体撮像装置を駆動する際には、第１・第２
・第３および第４の各行の出力のうちの１行だけに相対
的な時間のずれを付与して合成する。

作用この構成により、等測的に２画素混合が可能のため、通
常の１画素２フィルタによるフレーム蓄積カラー化方式
に比べ、２倍の高感度特性を有するカラー固体撮像装置
を実現できる。

実施例以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。

第１図は、本発明の固体撮像装置の構成を平面的に示す
ものである。

固体撮像装置は、光電変換部１、垂直転送部２、水平転
送部３、信号電荷検出部４よりなるインターライントラ
ンスファーＣＣＤである。色フィルタアレイの実施例を
光電変換部に記入しである。

なお、各光電変換部上に配置された色フィルタの配列は
、偶数フィールドだけに注目すると２列４行の単位配列
の第１列が、シアン（Ｃｙ）＋グリーン（Ｇ）、シアン（Ｃｙ）＋マゼンタ（Ｍｇ）、イエロー（Ｙｅ）＋マゼンタ（Ｍｇ）、シアン（Ｃｙ）
＋マゼンタ（Ｍｇ）、第２列がイエロー（Ｙｅ）＋マゼンタ（Ｍｇ）、イエロー（Ｙｅ
）＋グリーン（Ｇ）、シアン（Ｃｙ）＋グリーン（Ｇ）、イエロー（Ｙｅ　）＋グリーン（Ｇ）の順で、の順であ
り、各色フィルタ（２個の要素）は、各（１個の）受光
素子に対応する。

以下、本発明の色フィルタを用いた場合の色分離方法に
ついて説明する。

第１フイールドのｎラインにおいては、第１図に示すよ
うに、１行ずつ飛び越した２画素ずつを混合し、その結
果、撮像素子出力はＭｇ十Ｃｙ＋Ｇ＋ＣｙとＧ＋Ｙｅ十Ｍｇ＋Ｙｅの繰り返しで出力されることになる。

第１フイールドのｎ＋１ラインにおいては、同様に混合
され、信号出力はＭｇ＋Ｃｙ＋Ｍｇ＋ＹｅとＧ＋Ｙｅ＋Ｇ＋Ｃｙの繰り返しとなる。

第２フイールドのｎラインにおいては、第２図に示すよ
うに、第１フイールドで読み出さなかった光電変換素子
より電荷を読み出して混合し、その結果信号出力は、Ｍｇ＋Ｃｙ十Ｇ十ＣｙとＧ　＋　Ｙ　ｅ　十Ｍ　ｇ　＋　Ｙ　ｅの繰り返しで出
力される。

また、第２フイールドのｎ＋１ラインにおいても同様に
混合され、信号出力はＭｇ＋Ｃｙ＋Ｍｇ＋ＹｅとＧ＋Ｙｅ＋Ｇ十Ｃｙの繰り返しとなる。

ここで、原色成分法・緑・青をＲ−Ｇ−Ｂとしたとき、ＣｙＥＢ＋Ｇ、Ｙｅ＝Ｒ＋Ｇ、Ｍｇ：Ｒ＋Ｂで表される
。

Ｍｇ＋Ｃｙ＋ＧｆＣｙＥＲ＋３Ｇ＋３ＢＧ＋Ｙｅ＋Ｍｇ
＋ＹｅＥ３Ｒ＋３Ｇ＋ＢＭｇ＋Ｃｙ＋Ｍｇ十Ｙｅミ３Ｒ
＋２Ｇ＋３ＢＧ十Ｙｅ＋Ｇ＋Ｃｙ：Ｒ＋４Ｇ＋Ｂとなる。

これにしたがった信号出力の様子を第２図に示す。

第２図の素子出力は、電気的帯域フィルタを通すことに
より、第１列と第２列の差が得られ、以下に示す色差信
号ＣＩ、Ｃ２が得られる。

第１フイールド、ｎラインでは、色差信号ＣＬ＝　（Ｒ＋４Ｇ十Ｂ） −（３Ｒ＋２Ｇ＋３Ｇ）一−２Ｒ＋２Ｇ−２Ｂ＝２（Ｇ−Ｍｇ）第１フイールド、ｎ＋１ラインでは、色差信号Ｃ２＝　（３Ｒ＋３Ｇ＋Ｂ） −（Ｒ＋３Ｇ＋３Ｂ）＝２Ｒ−２Ｂ＝２　（Ｒ−Ｂ）　＝２　（Ｍｇ−Ｇ）同様に、第２フ
イールドでもｎライン：　Ｇ１三２　（Ｇ−Ｍｇ）。

ｎ±１ライン：　Ｃ２：２　（Ｒ−Ｂ）となる。

一方、輝度信号Ｙは、電気的ローパスフィルタ処理によ
って、第１列と第２列の和となる。

したがって、どのフィールド・ラインでも輝度信号Ｙ＝
４Ｒ＋６Ｇ＋４Ｂ＝２　（２Ｒ＋３Ｇ＋２Ｂ）となり、輝度信号は通常動作（Ｙ＝２Ｒ＋３Ｇ＋２Ｂ＞
の２倍の高度感化が達成できる。

以上のように、本発明においては、２画素混合のため、
通常のフレーム蓄積に比べて、高感度特性を有するカラ
ー固体撮像が実現できる。

また、第３図に示すような通常のカラーフィルタ配列を
有する固体撮像装置でも駆動方法により、４ラインに１
ラインだけ行方向に１画素分だけずらすことで、同様の
効果が得られる。

また、固体撮像装置についても上記実施例においてはイ
ンターラインＣＣＤを使用したが、蓄積部を有するＣＣ
Ｄでも良い。

発明の効果以上のように本発明では、１画素に２色のフィルタをつ
けたもののフレーム動作で、１行おきの光電変換部で発
生した信号電荷を２画素分混合するので、通常のフレー
ム動作より感度が２倍となる。したがって、その実用的
効果はきわめて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における固体撮像装置の平面的
構成図、第２図は第１図の色フィルタ構成から得られる
撮像素子信号出力特性図、第３図は本発明の駆動方法で
使用する固体撮像装置の平面的構成図を示したものであ
る。 ■・・・・・・光電変換部、２・・・・・・垂直転送部
、３・・・・・・水平転送部、４・・・・・・電荷検出
部。代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　ばか１名□時間ｍ−時間一一一→時間

Claims

【特許請求の範囲】

（１）２行８列の色フィルタ要素の単位配列が、複数個
二次元状に配列され、単位配列は、第１・第２・第３・
第４の色フィルタ要素が第１縦列に、第１・第３・第１
・第４・第１・第３・第２・第３の順序で、第２縦列に
、第２・第４・第２・第３・第２・第４・第１・第４の
順序で、それぞれ、配列され、前記各縦列方向の２個の
各色フィルタ要素が１個の光電変換素子を覆って形成さ
れたことを特徴とする固体撮像装置。
（２）第１・第２・第３・第４の色フィルタ要素がシア
ン（Ｃｙ）、イエロー（Ｙｅ）、マゼンタ（Ｍｇ）およ
びグリーン（Ｇ）の各色要素から構成されたことを特徴
とする請求項（１）記載の固体撮像装置
（３）２行８列の色フィルタ要素の単位配列が、複数個
二次元状に配列され、単位配列は、第１・第２・第３・
第４の色フィルタ要素が、第１縦列に、第１・第３・第
１・第４・第１・第３・第１・第４の順序で、第２縦列
に、第２・第４・第２・第３・第２・第４・第２・第３
の順序で、それぞれ、配列され、前記各縦列方向の２個
の各色フィルタ要素が１個の光電変換素子を覆って形成
された固体撮像装置を駆動するに際して、第１・第２・
第３・第４行の各行の出力のうちの１行だけに相対的な
時間のずれを付与して合成することを特徴とするカラー
固体撮像装置の駆動方法。