JPH0468687A - カラー固体撮像装置 - 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】 以下の順序に従って本発明を説明する。

Ａ、産業上の利用分野 Ｂ１発明の概要 Ｃ１従来技術Ｃ第３図、第４図］ ａ、第１の従来例［第３図］ ｂ６第２の従来例［第４図］ Ｂ８発明が解決しようとする問題点［第５図］Ｅ１問題
点を解決するための手段 Ｆ２作用 Ｇ、実施例［第１図、第２図］ ａ、一つの実施例［第１図］ ｂ、他の実施例［第２図］ Ｈ１発明の効果 （Ａ、産業上の利用分野） 本発明はカラー固体撮像装置、特に固体撮像素子が水平
方向に異なる色のフィルタが隣り合うように線順次コー
ディングされたカラー固体撮像装置に関する。

（Ｂ、発明の概要） 本発明は、上記のカラー固体撮像装置において、 同じ色の信号のレベルが隣り合う色の信号との関係で電
気的に変化することによって横縞あるいはフリッカが発
生することを防止するため、固体撮像素子を水平方向に
数えて奇数番目のビット（以下、「奇数ビット」という
。）と同じ（偶数番目のビット（以下、「偶数ビット」
という）のいずれか一方を垂直方向に適宜ビットずらし
て早く読み出すことにより同じ色の水平ラインが存在す
るようにし、映像信号処理回路の横縞あるいはフリッカ
の発生源の後段に信号の到来順序を空間的画素配列どお
りになるように補正するシフト補正回路を設けたもので
ある。

（Ｃ，従来技術）Ｃ第３図、第４図３ （ａ、第１の実施例）［第３図］ 第３図（Ａ）はフレーム読み出し線順次色コーディング
カラーカラー固体撮像装置の色コーディング例を示し、
同図（Ｂ）は同じく映像信号処理回路を示す。

第３図（Ａ）に示すような色コーディング例では、フレ
ーム読み出しのため、イーブンフィールドとオツドフィ
ールドとも奇数ラインはＧ／Ｈの順次信号が、偶数ライ
ンはＧ／Ｂの点順次信号が出力される。

次に、同図（Ｂ）に示す映像信号処理回路を説明する。

１はＣＣＤ、２はＣＤＳ　（相関二重サンプリング回路
）、３はＡＧＣ（自動利得制御回路）、４は縁（Ｇ）の
信号をサンプリングするサンプルホールド回路、５は赤
（Ｒ）と青（Ｂ）を交互にサンプリングするサンプルホ
ールド回路、６はサンプルホールド回路４．５の出力か
ら色差信号Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙを得る色差マトリックス、
７はサンプルホールド回路４．５の出力から輝度信号Ｙ
を得る輝度マトリックス、８はサンプルホールド回路４
の出力Ｇ　（Ｇｒ％Ｇｂ）から垂直アバコン信号Ｙ　ｖ
ａｐを得る垂直アバコンである。

このカラー固体撮像装置においてＣＣＤ　ｌの出力信号
はＣＤ５２及びＡＧＣ３を経た後、色分離される。そし
て、サンプルホールド回路４の圧力はＧ／Ｈのライン（
奇数ライン）の緑の信号Ｇｒと、Ｇ／Ｂのライン（偶数
ライン）の緑の信号Ｇｂとの線順次信号Ｇｒ／Ｇｂとな
る。また、サンプルホールド回路５の出力はＲとＢの線
順次信号となる。

（ｂ、第２の従来例）［第４図］ 第４図（Ａ）は全画素読み出し線順次色コーディングカ
ラー固体撮像装置の色コーディング例を示し、同図（Ｂ
）は映像信号処理回路を示す。

全画素読み出しカラー固体撮像装置は、１フイールドに
５２５ライン分の情報をＣＣＤから得ようとするもので
あり、フレーム読み出しでは１つであったＣＣＤ圧力が
２つとなる。そして、フレーム読み出しでは垂直方向に
２画素分だけ離れた信号を用いてかけていたＶアバコン
信号を１画素離れた信号を用いてかけることができるの
で、■アバコンの帯域を５２５／ＪＴＶ本から５２５／
２ＴＶ本へとより高い周波数でかけることができ、垂直
解像度を高くすることができる。

本カラー固体撮像装置はＣＣＤ圧力が２つなので、ＣＤ
Ｓ、ＡＧＣも２個ずつ（２ａ、２ｂそして３ａ、３ｂ）
あり、そして、サンプルホールド回路は４個４ａ、４ｂ
、５ａ、５ｂある。

（Ｄ、発明が解決しようとする問題点）［第５図］ ところで、従来のカラー固体撮像装置には、横縞あるい
はフリッカが生じるという問題があった。この問題につ
いて、先ず第３図に示したフレーム読み出し線順次色コ
ーディングカラー固体撮像装置を例に採って説明する。

第５図は該カラー固体撮像装置のＣＤ５２の出力波形、
特にシアン（Ｃｙ）を撮影した場合の出力波形を示すも
のである。ＣｙにはＢとＧの成分があるが、Ｒ成分はな
いため、Ｒの出力はＯとなっている。同図中、Ｇｒとは
前にも述べたがＧとＲが交互に出力される奇数ラインの
ときのＧ（緑）、また、ＧｂとはＧとＢが交互に出力さ
れる偶数ラインのときのＧ（緑）であり、本来同一レベ
ルであるべきものである。しかるに、ＧｒとＧｂのレベ
ルはＣＤ５２の周波数特性等の関係から同一にならない
場合があった。というのは、周波数特性等により隣りの
Ｒの信号がＧｒの信号に、隣りのＢの信号がＧｂの信号
に影響し、隣りの色ＲあるいはＢによってＧｒ、Ｇｂの
レベルが影響するからである。

そして、垂直アバコン８においてＬＨ（水平周期）毎の
差を強調する信号処理を施すため、そのＧｒとＧｂのレ
ベル差が見苦しい横縞となって現われる。そこで、この
横縞を気にして垂直アバコンをかけないこととすると垂
直方向にぼけた映像となる。つまり輪郭があいまいにな
るのである。

ＧｒとＧｂのレベル差はフレーム読み出しのカラー固体
撮像装置では横縞となって現われるが、第４図に示す全
画素読み出しカラー固体撮像装置ではフリッカとなって
現われる。

また、全画素読み出しのカラー固体撮像装置の場合には
、単にＣＤ５２の周波数特性だけでな（、ＣＤ５２、Ａ
ＧＣ３の回路が２系統あるため両系統間のリニアリティ
の不一致、ゲインの不一致もＧｒ−Ｇｂ間のレベル差を
もたらす要因となり、より目立つフリッカが発生する可
能性を生ぜしめる。

本発明はこのような問題点を解決すべく為されたもので
あり、同じ色の信号のレベルが隣り合う色の信号との関
係で電気的に変化することによって横縞あるいはフリッ
カが発生することを防止することを目的とする。

（Ｅ、問題点を解決するための手段） 本発明カラー固体撮像装置は上記問題点を解決するため
、固体撮像素子を奇数ビットと偶数ビットのいずれか一
方を垂直方向に適宜ビットずらして早（読み出すことに
より同じ色の水平ラインが存在するようにし、更に、映
像信号処理回路の横縞あるいはフリッカの発生源の後段
に信号の到来順序を空間的画素配列どおりになるように
補正するシフト補正回路を設けたことを特徴とする。

（Ｆ、作用） 本発明カラー固体撮像装置によれば、空間的画素配列に
従えば、例えばＧ／Ｒ及びＧ／Ｂの異なる色のフィルタ
の順次出力が生じるところを水平方向の奇数ビットと偶
数ビットのいずれか一方、例えば垂直方向に適宜ビット
、例えば２（あるいはｌ）ずらして読み出すことにより
、例えばＧＧＧＧＧＧＧＧ・・・・・・という同一の色
のフィルタの信号と、例えばＲ／Ｂの点順次出力の信号
を得ることができる。

そして、その例えばＧＧＧＧＧＧＧＧ・・・・・・とい
う同一の色のフィルタの信号がＣＤＳに入力されるとき
にはＣＤＳにおいてＧが他の色ＲあるいはＢと混色する
という虞れがない。即ち、同じ色の信号のレベルが隣り
合う色の信号との関係で電気的に変化するという虞れが
全（ない。従って、混色による横縞あるいはフリッカが
起きに（（なる。

そして、空間的画素配列と異なった順序にされた信号は
、例えばＣＤＳあるいはＡＧＣ等フリッカ、横縞の発生
原因となる回路よりも後段でシフト補正回路により空間
的画素配列どおりの順序に戻すので、奇数ビットと偶数
ビットのいずれか一方を垂直方向に適宜ビット分ずらし
て早く読み出すことによりフリッカ、横縞を除去するこ
とによって信号処理に支障をきたす虞れをな（すことが
できる。

（Ｇ、実施例）［第１図、第２図］ 以下、本発明カラー固体撮像装置を図示実施例に従って
詳細に説明する。

（ａ、一つの実施例）［第１図］ 第１図（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明カラー固体撮像装置の
一つの実施例を示すもので、同図（Ａ）は色コーディン
グ図、同図（Ｂ）は映像信号処理回路の回路図、同図（
Ｃ）は動作説明図である。

本実施例は、本発明をフレーム読み出し色コーディング
カラー固体撮像装置に適用したものである。

色コーディングについては第３図に示したカラー固体擬
像装置（第１の従来例）の場合と全く同じである。

ところで、第１図（Ｂ）に示す映像信号処理回路には第
３図（、Ｂ）に示した映像信号処理回路との大きな違い
がある。

先ず、第１に、固体撮像素子１は従来のものと異なり、
偶数ビット（水平方向に数えていって偶数番目のビット
、換言すれば偶数列のビット）については垂直方向に２
ビット分早く読み出すことができるようになっている。

これは、奇数ビット（水平方向に数えていって奇数番目
のビット、換言すれば奇数列のビット）のレジスタに２
ビット分の遅延を生ぜしめる遅延手段（ダミービット）
を設けること等によって簡単に実現できる。

このようにすると、ＣＣＤ　１の出力は第１図（Ｃ）に
示すようになる。オツドフィールドについても、イーブ
ンフィルドについても、奇数番目の水平ラインについて
ＧＧＧＧ・・・・・・という信号が８カされる。図中○
に囲まれた信号が２ビツト垂直方向にシフトして読み出
された信号である。そして、このＧＧＧＧ・・・・・・
という信号が垂直アバコン８により輪郭強調されるので
ある。この輪郭強調される信号Ｇが同じ色のフィルタの
信号として出力されるので、従来のようにＣＤ５２にお
いて混色を生じてＧｂとＧにレベル変動を生じその結果
横縞が起き易くなるという問題を回避できる。

即ち、従来のように空間的画素配列どおりにＣＣＤ　１
から信号を読み出すと、奇数番目の水平ラインはＧＢＧ
Ｂ・・・・・・、偶数番目の水平ラインはＲＧＲＧ・・
・・・・となり常に異なる色のフィルタの点順次出力信
号がＣＤ５２に入力され、垂直アバコン８により輪郭強
調されるＧは常にＲあるいはＢと隣り合っているのでＣ
Ｄ５２　（更にはＡＧＣ３）においてその周波数特性等
によって電気的に混色を起し、それが横縞の原因となっ
ていた。しかし、本カラー固体撮像装置によれば、Ｇが
異なる色の信号と隣り合わない形でＣＤ５２に入力され
るので、ＣＤ５２（更にはＡＧＣ３）内においてＧが隣
りの信号と電気的に混色を起す虞れがないのである。従
って、横縞が生じるのを防止できるのである。

本カラー固体撮像装置の映像信号処理回路の第３図（Ｅ
）に示した映像信号処理回路との第２の違いはシフト補
正回路９を有することである。

上述したように、ＣＣＤ　１から偶数ビットの信号を奇
数ビットの信号に対して垂直方向に２ビツトシフトして
その分早く読み出したので、ＣＤ５２、ＡＧＣ３を経過
した信号に対して色分離前に信号の読み出し順序を空間
的画素配列に則ったものに補正する必要があり、その補
正をするのがシフト補正回路９である。

該シフト補正回路９は奇数ビットの信号をサンプリング
するサンプルホールド回路１０と、偶数ビットの信号を
サンプリングするサンプルホールド回路１１と、該サン
プルホールド回路１１を１水平周期（ＩＨ）遅延させる
遅延回路１２と、上記サンプルホールド回路１０の出力
と該遅延回路１２の出力を受け、これを切り換えて出力
するスイッチング回路１３とからなる。該スイッチング
回路１３は１ビツト毎に切換わり、早く読み出された偶
数ビットの信号に対してのみＩＨ遅延した信号を、奇数
ビットの信号については遅延しない信号を次段に送出す
る。これによって、信号はＣＣＤ　１の色フイルタアレ
イの空間的画素配列に則った順序になる。従って、色分
離を支障なく行うことができる。換言すれば、色分離を
支障なく行いつつ横縞を防止することができるのである
。

（ｂ、他の実施例）［第２図］ 第２図（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明カラー固体撮像装置の
他の実施例を示すもので、同図（Ａ）は色コーディング
図、同図（Ｂ）は映像信号処理回路の回路図、同図（Ｃ
）は動作説明図である。

本実施例は、本発明を全画素読み出し線順次色コーディ
ンクグカラー固体撮像装置に適用したものであり、色コ
ーディングについては第４図（Ａ）に示したものと全く
同じ、である。

そして、本カラー固体撮像装置においては、ＣＣＤ　１
が偶数ビットの信号について１ビツト垂直方向に早く読
み出すようになっている。これは、奇数列のレジスタに
１ビツト分のダミービット（遅延手段）を設けることに
より簡単に実現できる。

このようにすると、第４図（Ｃ）に示すように、ＣＣＤ
　１のチャンネル１の８力は、ＧＧＧＧ・・・・・・と
なる。このように垂直アバコン８により垂直輪郭強調さ
れるＧが常にチャンネル１の出力としてＣＤ　Ｓ　、２
　ａに入力されるので、従来の全画素読み出しカラー固
体撮像装置においてＣＤ５２の周波数特性等による、あ
るいは２つのチャンネル間のリニアリティ、ゲインの不
一致によるＧｂとＧｒのレベル差に起因してフリッカが
生じるという問題を回避することができるのである。

尚、本カラー固体撮像装置においても偶数ビットの信号
を垂直方向に１ビツトずらして早（読み出すので、ＣＤ
５２ａ、２ｂ及びＡＧＣ３ａ、３ｂを通った信号の順序
を空間的画素配列に則りたものに補正する必要があり、
シフト補正回路９によってその補正を行うのである。

本カラー固体撮像装置のシフト補正回路９は、ＣＣＤ１
の第１チヤンネル系のＡＧＣ３ａの出力信号の奇数ビッ
トをサンプリングするサンプルホールド回路１０ａ、同
じ（偶数ビットをサンプリングするサンプルホールド回
路１１ａ、ＣＣＤ　１の第２チヤンネル系のＡＧＣ３ｂ
の出力信号の奇数ビットをサンプリングするサンプルホ
ールド回路１０ｂ、同じく偶数ビットをサンプリングす
るサンプルホールド回路１１ｂ、上記サンプルホールド
回路１１ａの出力信号を１水平周期（ＩＨ）遅延させる
遅延回路１２及びスイッチング回路１３ａ、１３ｂかう
なる。

スイッチング回路１３ａはサンプルホールド回路１０ａ
とｌｌｂの出力信号を１ビツト毎に切り換えて出力し、
スイッチング回路１３ｂはサンプルホールド回路１０ｂ
と上記遅延回路１２の出力信号を１ビツト毎に切り換え
て出力する。本シフト補正回路９は第１図に示したカラ
ー固体撮像装置のシフト補正回路９よりも回路が複雑で
あるが、それは全画素読み出し方式のカラー固体撮像装
置の方がフレーム読み比し方式のカラー固体撮像装置よ
りも情報量が多いからである。

尚、シフト補正回路９の演算誤差によりフリッカが発生
することが考えられ得るが、ＡＧＣ３ａ、３ｂよりも後
段をディジタル化することによりそれは充分に解決する
ことができる。また、シフト補正回路９は若干複雑であ
るが、後段のマトリックス６〜８と一体化すれば、より
簡略化を図ることができるという可能性が生じてくる。

（Ｈ，発明の効果） 以上に述べたように、本発明カラー固体撮像装置は、水
平方向に異なる色のフィルタが隣り合うように線順次コ
ーディングされ、奇数ビットと偶数ビットのいずれか一
方を垂直方向に適宜ビットずらして同じ色の水平ライン
が存在するように信号を読み出す固体撮像素子と、横縞
あるいはフリッカが発生する回路より後段に上記信号の
到来順序を空間的画素配列どおりになるように補正する
シフト補正回路を有した映偉信号処理回路と、からなる
ことを特徴とするものである。

従って、本発明カラー固体撮像装置によれば、空間的画
素配列に従えば、例えば、Ｇ／Ｒ及びＧ／Ｂの異なる色
のフィルタの順次出力が生じるところを奇数ビットと偶
数ビットのいずれか一方を、例えば垂直方向に適宜ビッ
ト、例えば２（あるいはｌ）ずらして読み出すことによ
り、例えばＧＧＧＧＧＧＧＧ・・・・・・という同一の
色のフィルタの信号とＲ／Ｂの点順次圧力の信号を得る
ことができる。

そして、その例えばＧＧＧＧＧＧＧＧ・・・・・・とい
う同一の色のフィルタの信号がＣＤＳに入力されるとき
にはＣＤＳあるいはＡＧＣ等において混色が生じて他の
色と混色するという虞れがないので、同じ色の信号のレ
ベルが隣り合う色の信号との関係で電気的に変化すると
いう虞れが全くない。従って、混色による横縞あるいは
フリッカが起きにくくなる。

そして、空間的画素配列と異なった順序にされた信号は
シフト補正回路により空間的画素配列どおりの順序に戻
すので、奇数ビットと偶数ビットのいずれか一方を垂直
方向に適宜ビットずらすことによって信号処理に支障を
きたす虞れがない。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）乃至（Ｃ）は、本発明カラー固体撮像装置
の一つの実施例を示すもので、同図（Ａ）は色コーディ
ング図、同図ＣＢ）は映像信号処理回路の回路ブロック
図、同図（Ｃ）は動作を説明するための固体撮像素子出
力図、第２図（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明カラー固体撮像
装置の他の実施例を示すもので、同図（Ａ）は色コーデ
ィング図、同図ＣＢ）は映像信号処理回路の回路ブロッ
ク図、同図（Ｃ）は動作を説明するための固体撮像素子
出力図、第３図（Ａ）、（Ｂ）は第１の従来例であるフ
レーム読み出し線順次色コーディングカラー固体撮像装
置を示すもので、同図（Ａ）は色コーディング図、同図
（Ｂ）は映像信号処理回路の回路図、第４図は第２の従
来例である全画素読み出し線順次色コーディングカラー
固体撮像装置を示すもので、同図（Ａ）は色コーディン
グ図、同図（Ｂ）は映像信号処理回路の回路図、第５図
は発明が解決しようとする問題点を説明するためのＣＤ
Ｓ出力波形図である。 符号の説明 １・・・・・・固体撮像素子、 ２・・・・・・ＣＤＳ　（相関二重サンプリング回路）
、３・・・・・・ＡＧＣ（自動利得制御回路）、４．５
・・・・・・サンプルホールド回路、９・・・・・・シ
フト補正回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）水平方向に異なる色のフィルタが隣り合うように
   線順次コーディングされ、水平方向に数えて奇数番目の
   ビットと偶数番目のビットのいずれか一方を垂直方向に
   適宜ビットずらして早く読み出すことによって同じ色の
   水平ラインが存在するように信号を出力する固体撮像素
   子と、 横縞あるいはフリッカが発生する回路より後段に、上記
   信号の到来順序を空間的画素配列どおりになるように補
   正するシフト補正回路を有した映像信号処理回路と、 からなることを特徴とするカラー固体撮像装置