JPH04150687A - 固体撮像装置 - Google Patents

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、固体撮像装置に関するもので、特に一つの固
体撮像装置から複数の色信号を複数の色フィルタを介し
て取り出す方式の固体撮像装置に利用して有効な技術に
関するものである。

〔従来の技術〕

第５図（ａ）は、従来の固体撮像装置の回路図、第５図
（ｂ）は第５図（ａ）に示した従来例の動作を説明する
ための信号波形図、第６図はこの固体撮像装置を用いた
印刷システムのプロ、り°図である。

第５図（ａ）において、フォトダイオード列３によって
光信号を電気信号に変換し、得られた信号電荷をここで
一時的に蓄電する。ここで各フォトダイオードに蓄えら
れた電気信号はトランスファゲート３のゲート型トラン
ジスタによって信号線へ出力される。この信号線はアナ
ログシフトレジスタ４でできており、２相の転送クロッ
クパルスφ１．φ２をこの信号線に印加することによっ
て、ゲート型トランジスタによって選択された電荷信号
が出力端子に転送される。

フォトダイオードの受光部上には、異なる色に対して感
度を有する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色フィルタ
が１つの組となって順次繰り返し配列されている。この
固体撮像装置に、第６図に示す転送クロックパルスφ１
．φ、とリセットパルスφ。

を印加することによって、信号出力Ｖ、、、　８−４の
信号が得られる。

今、アナログシフトレジスタ４の終端４ｆまで信号電荷
が来ているとすると、φ２が高電位になると、リセット
ゲート５内のコンデンサ５−１の電荷が放電される。こ
のときのコンデンサの両端の電位差が出力信号となる。

次にφ２が低電位。

φ１が高電位となったのちリセットパルスφ８が高電位
になることによりゲート型トランジスタ５−１がＯＮと
なり、コンデンサ５−２は充電される。

次に、再びφ２が高電位、φ１が低電位となり４ｆから
電荷が出力されるとコンデンサは放電され出力信号が増
幅器で増幅され外部に■。。、として出力される。この
動作を繰り返すことによりフォトダイオードで発生した
信号を読み出すのである。

一般にフォトダイオードの上には赤、緑、青の色フィル
タが形成されていると出力信号は赤。

緑、青の色信号の順に出力される。

この固体撮像装置を印刷システムに用いた場合、第６図
に示す信号処理をほどこす。固体撮像装置（カラーＣＯ
Ｄライン七ンサ８）の出力信号を分離し、その後マトリ
ックス変換回路１２を通してカラー信号を白／黒信号あ
るいは印刷で用いる補色（シアンＣＹ　ｒマゼンタＭｇ
、イエローＹｅ）に変換する信号処理をほどこす。ここ
で得られた信号を濃度変換回路９を通し印刷用の色信号
にして印刷機１０に供給する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の固体撮像装置を用いた印刷システ
ムでは、カラー信号から白黒信号に変換したり、赤、緑
、青の色信号からシアン、マゼンタ、イエローの色信号
を作る場合複雑なデジタル的な処理を行なっているため
、カラー信号を白黒に変換し印刷するのにかかる時間は
従来の白黒印刷システムの３〜１０倍かかるという問題
点があった。

また、色フィルタとしてシアン、イエｏ−，マゼンタを
用いて直接この色信号を得る方法もいろいろ試みられて
いるが、色フィルタの原材料が不完全のため、希望の通
りの色フィルタが形成できず実用化はまだされていない
。このためどうしても複雑なデジタル処理回路が必要と
され、カラー印刷システムは白黒印刷システムに比べ、
価格も高く、システムも大きいので、一般に普及しにく
いという問題点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による固体撮像装置は、線状に配列された複数個
の光電変換素子と、前記各光電変換素子にて発生した信
号をそれぞれ取り出す複数個のゲート型トランジスタと
、前記ゲート型トランジスタの出力信号を受取って転送
する電荷結合素子と、前記電荷結合素子の信号電荷を信
号電圧に変換する回路と、前記回路の出力信号を増幅す
る増幅器と、前記光電変換素子の感光部へ至る光入射経
路上に、特定の波長範囲の光信号のみをを透過する色フ
ィルタとを有し、前記信号電荷を信号電圧に変換する回
路を周期的にリセットするリセットパルスの周期を、外
部選択信号に応じて前記電荷結合素子を駆動する転送ク
ロックパルスの周期またはその整数倍の周期のいずれか
に定める手段を有するというものである。

〔実施例〕

以下、本発明について図面を参照して説明する。

第１図（ａ）は本発明による固体撮像装置の第１の実施
例の回路図、第１図（ｂ）は第１の実施例の動作説明に
使用する信号波形図、第３図は第１の実施例の固体装置
を用いた印刷システムのブロック図である。

第１図（ａ）に示す固体撮像装置は、リセットゲート５
に印加するリセットパルスの周期を変調する変調回路７
ａを除けば、第５図（ａ）に示す従来の固体撮像装置と
同一である。

本実施例は、第１図（ａ）に示すように、フォトダイオ
ードが線状に一列配列されたフォトダイオード列のフォ
トダイオードはそれぞれ１づつゲート型トランジスタで
構成されているトランスファゲート３に接続されており
、フォトダイオードで発生した信号が選択され信号線に
出力される。

この信号線は電荷結合素子τ′構成されたアナログシフ
トレジスタ４でできており、出力端子はリセットゲート
５に接続されている。このリセットゲートにはアナログ
シフトレジスタの信号電荷を信号電圧に変換し外部へ信
号を出力するために増幅器とリセットパルスを加えるた
めのリセットパルス変調器７ａが接続されている。

このリセットパルス変調器７ａには、原リセットパルス
φ８と変調するかどうかの切換えを行なう外部選択信号
ＳＥＬが入力される。このＳＥＬがロウレベルであるか
ハイレベルであるかによってリセットパルス変調器の出
力が原リセットパルスφ８のまま出力するか、３分周し
てφ′□として出力するかの動作をする。ＳＥＬがロウ
レベルなら従来と全く同様の動作をする。

またフォトダイオードの受光部の光入射経路上には色フ
ィルタが形成されており、本例では赤。

緑、青の色フィルタを用いる。

いま、ＳＥＬがハイレベルとする。動作は読出しの部分
以外は従来技術と同じである。まず、アナログシフトレ
ジスタ４の出力までフォトダイオードで発生した信号が
来ているとすると、転送クロックパルスφ２がハイレベ
ルになる直前にリセットパルスφ′０がハイレベルにな
りケ−）型）ランジスタ５−１がＯＮとなりコンデンサ
５−２が電源電圧■ゎまで充電される。次に転送クロッ
クパルスφ、がハイレベルになり、コンデンサに充電さ
れていた電荷が放電され、それに比例した電圧がｖｏｌ
、より得られる。最初に得られる信号は赤色信号（ＱＲ
）である。従来動作の場合、この時にリセットパルスが
入ってこのコンデンサが再充電されるのだが、本動作で
は入らない。次に転たコンデンサ５−２が放電される。

次にφ２がハイレベル、φ１がローレベルとなり次の青
信号の電荷量ＱＢだけまたコンデンサが放電され、事実
上、赤・緑・青の色信号が加算されそれに比例した信号
が出力される。次にφ１とφ２が反転する直前にリセッ
トパルスφ′８がハイレベルになり、コンデンサは充電
され信号がリセットされた状態になる。このような動作
を必要なだけおこない、アナログシフトレジスタの電荷
信号を掃出す。

この方式で得られた電気信号は第２図に示す印刷システ
ムのデジタル処理つまり、アナログ／デジタル変換と濃
度変換を濃度補正回路９でおこない印刷用信号へと容易
に変換される。

このように本固体撮像装置を用いれば、マトリックス変
換処理なせずにカラー信号から疑似白黒信号が容易に得
られる。

第３図（ａ）は第２の実施例における固体撮像装置の回
路図、第３図（ｂ）は第２の実施例の動作を説明するた
めの信号波形図、第４図は第２の実施例の固体撮像装置
をカラー印刷システムに応用した例を示すブロック図で
ある。

第３図（ａ）に示した回路図は第１の実施例で示したも
のとほぼ同じである。しかし、リセットパルス変調器７
ｂの動作が異なり、第３図（ｂ）に示すように、ＳＥＬ
がハイレベルのとき、原リセットパレスφλを２分周し
て周期１に２倍にしたリセットパルスφ′１を発生する
機能を有する。

このため、この固体撮像装置の出力は赤信号Ｑ１と緑信
号Ｑ。の加算値、青信号ＱＢと赤信号Ｑ３の加算値、緑
信号Ｑ。と青信号Ｑ！ｌの加算値が得られこれらの信号
はそれぞれ、イエロー信号ＱＹ、マゼンタ信号ＱＭ、シ
アン信号Ｑ。なる色信号として出力される。これらの色
信号は色フィルタとしてイエロー、マゼンタ、シアンの
補色系のものを用いた場合と同程度の出力信号が得られ
る。

本装置を用いる事により、カラー印刷システムは第４図
に示すようにデジタル処理のうちマトリックス変換を省
くことができ、回路構成が簡易になる。また補色系フィ
ルタを用いたのと同じ色信号が得られるので、この色信
号に濃度変換をはどこすだけで印刷でき、処理の高速化
が計られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、固体撮像装置内にあるリ
セットゲートに印加するリセットパルスφ１の周期を固
体撮像装置内部もしくは外部にて３倍することによって
、赤、緑、青の色フィルタを有する固体撮像装置から疑
似的に白黒信号が直接に得られる。またリセットパルス
の８Ｍを２倍にすることによって同一の固体撮像装置よ
り補色系（シアン、イエロー、マゼンタ）の色信号が直
接得られる。

このため、この固体撮像装置を用いたカラー・白黒両用
複写機の場合、デジタル信号処理のうちカラー赤緑青信
号を白黒信号に変換するマトリックス変換機構が、また
は赤緑青の原色信号を印刷するための補色系色信号（シ
アン、イエロー　マゼンタ）に変換する同機構が省略で
き、複雑なデジタル信号処理が簡易になる。またマトリ
ックス変換機構が省けるので、信号処理時間が短縮され
、用紙の単位時間における印刷枚数が従来より多くなる
。

一つの固体撮像装置より、複数の目的に応じた色信号が
得られるため、印刷システムならびにファクシミリ・メ
デア端末および、画像入力装置の中心的な役割を果すも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の第１の実施例を示す回路図、第
１図（ｂ）は第１の実施例の動作説明に使用する信号波
形図、第２図は第１の実施例を使用した印刷システムの
ブロック図、第３図（ａ）は第２の実施例を示す回路図
、第３図（ｂ）は第２の実施例の動作説明に使用する信
号波形図、第４図は第２の実施例を使用した印刷システ
ムのブロック図、第５図（ａ）は従来例を示す回路図、
第ぢ図（ｂ）は従来例の動作説明に使用する信号波形図
、第６図は従来例を使用した印刷システムのブロック図
である。 １・・・・・・色フィルタ、２・・・・・・フォトダイ
オード列、３・・・・・・トランスファゲート、４・・
・・・・アナログシフトレジスタ、４ｆ・・・・・・４
の最終段、５・・・・・・リセットゲー）、５−１・・
・・・・ゲート型トランジスタ、５−２・・・・・・コ
ンデンサ、６・・・・・・増ｆｌａ器、７　ａ　、　７
　ｂ・・・・・・リセットパルス変ＴｌＪ器、８．８　
ａ、　８　ｂ・・・・・・カラーＣＣＤラインセンサ、
９・・・・・・濃度補正回路、１０・・・・・・印刷機
、１１・・・・・・カラー印刷機、ＳＥＬ・・・・・・
外部選択信号、φ１．φ２・・・・・・転送クロックパ
ルス、φ８．φＩ、ｌ・・・・・・リセットパルス。 代理人　弁理士　　内　原　　　晋 第 図 党 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 線状に配列された複数個の光電変換素子と、前記各光電
   変換素子にて発生した信号をそれぞれ取り出す複数個の
   ゲート型トランジスタと、前記ゲート型トランジスタの
   出力信号を受取って転送する電荷結合素子と、前記電荷
   結合素子の信号電荷を信号電圧に変換する回路と、前記
   回路の出力信号を増幅する増幅器と、前記光電変換素子
   の感光部へ至る光入射経路上に、特定の波長範囲の光信
   号のみを透過する色フィルタとを有し、前記信号電荷を
   信号電圧に変換する回路を周期的にリセットするリセッ
   トパルスの周期を、外部選択信号に応じて前記電荷結合
   素子を駆動する転送クロックパルスの周期またはその整
   数倍の周期のいずれかに定める手段を有することを特徴
   とする固体撮像装置。