JPH0628450B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH0628450B2 JPH0628450B2 JP58013457A JP1345783A JPH0628450B2 JP H0628450 B2 JPH0628450 B2 JP H0628450B2 JP 58013457 A JP58013457 A JP 58013457A JP 1345783 A JP1345783 A JP 1345783A JP H0628450 B2 JPH0628450 B2 JP H0628450B2
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- Japan
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- solid
- color
- signal
- filter elements
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/10—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
- H04N25/11—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
- H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
- H04N25/135—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on four or more different wavelength filter elements
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/10—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
- H04N25/11—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
- H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
- H04N25/133—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements including elements passing panchromatic light, e.g. filters passing white light
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- Signal Processing (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
- Optical Filters (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、固体撮像素子用カラーフィルタを備えた固
体撮像装置に関するものである。
体撮像装置に関するものである。
従来の技術 周知のように、カラーテレビジョン画像送受システムと
して、ＮＴＳＣ方式、ＰＡＬ方式、およびＳＥＣＡＭ方
式等が各国で採用されている。これらの画像情報の検
出、描写にはインターレス走査方式が標準となってお
り、一般のカラーテレビジョン受像機にて画像を再生す
るには、これらの方式に従う必要がある。
して、ＮＴＳＣ方式、ＰＡＬ方式、およびＳＥＣＡＭ方
式等が各国で採用されている。これらの画像情報の検
出、描写にはインターレス走査方式が標準となってお
り、一般のカラーテレビジョン受像機にて画像を再生す
るには、これらの方式に従う必要がある。
第１図はインターレス走査方式を説明するための図であ
る。固体撮像素子の撮像面にたとえば文字Ａを結像して
映像信号を取り出す場合、同撮像面に配置された光電変
換要素では、左から右へ、また上から下への各方向の走
査に従って光電変換が行なわれ、個々の光電変換要素か
ら、画像に対応して、ビデオ信号が検出される。同図に
おいて、実際にはインターレス走査が行なわれるため、
最初は１Ａ，２Ａ，３Ａ，……，ＭＡの順に飛越し走査
が行なわれて、Ａフィールドの走査を完了したのち、続
いてこれらの中間を埋めるように１Ｂ，２Ｂ，３Ｂ，…
…，ＭＢの順でＢフィールドの走査を完了する。こうし
てＡ，Ｂ両フィールドの走査でＡという完全な像つまり
画面全体（１フレーム）が構成される。
る。固体撮像素子の撮像面にたとえば文字Ａを結像して
映像信号を取り出す場合、同撮像面に配置された光電変
換要素では、左から右へ、また上から下への各方向の走
査に従って光電変換が行なわれ、個々の光電変換要素か
ら、画像に対応して、ビデオ信号が検出される。同図に
おいて、実際にはインターレス走査が行なわれるため、
最初は１Ａ，２Ａ，３Ａ，……，ＭＡの順に飛越し走査
が行なわれて、Ａフィールドの走査を完了したのち、続
いてこれらの中間を埋めるように１Ｂ，２Ｂ，３Ｂ，…
…，ＭＢの順でＢフィールドの走査を完了する。こうし
てＡ，Ｂ両フィールドの走査でＡという完全な像つまり
画面全体（１フレーム）が構成される。
ＮＴＳＣ方式においては、このようにインターレス走査
によって、テレビジョ画像が毎秒３０回のフレーム、す
なわち毎秒３０回のＡフィールド走査と毎秒３０回のＢ
フィールド走査との和からなり、この標準的な走査方法
では各受光素子から１／３０秒に１回の割合で信号が検
出される。このような信号の読出しをフレーム読出しと
いう。
によって、テレビジョ画像が毎秒３０回のフレーム、す
なわち毎秒３０回のＡフィールド走査と毎秒３０回のＢ
フィールド走査との和からなり、この標準的な走査方法
では各受光素子から１／３０秒に１回の割合で信号が検
出される。このような信号の読出しをフレーム読出しと
いう。
これに対して、固体撮像装置の分野では次の走査方式が
考えられている。これは、第１図においてまず（１Ａ，
１Ｂ）、（２Ａ，２Ｂ）、（３Ａ，３Ｂ）、……の各２
行の組合せで同時に走査をして、それぞれの信号線を通
じて得られた信号を外部回路で混合しながらＡフィール
ド走査をしてから、引き続いて（１Ｂ，２Ａ）、（２
Ｂ，３Ａ）、（３Ｂ，４Ａ）、……のように、１行分ず
らした組合せで混合読出しをすることによってＢフィー
ルド走査を行ない、１フレーム走査を完了するというも
のである。この場合には、固体撮像素子の全受光要素に
対して、各フィールド毎すなわち１／６０秒毎に１回の
割合で信号検出が行なわれることになる。これはフィー
ルド読出しと言われる。特に、固体撮像素子は、原理的
に焼付き現象がなく、低残像であるという、撮像管にな
い優れた特長をもっている。この特長をより生かすため
に、画像の垂直方向の解像度を多少犠牲にしても、フィ
ールド読出しによるインターレス走査を望まれる場合が
多い。
考えられている。これは、第１図においてまず（１Ａ，
１Ｂ）、（２Ａ，２Ｂ）、（３Ａ，３Ｂ）、……の各２
行の組合せで同時に走査をして、それぞれの信号線を通
じて得られた信号を外部回路で混合しながらＡフィール
ド走査をしてから、引き続いて（１Ｂ，２Ａ）、（２
Ｂ，３Ａ）、（３Ｂ，４Ａ）、……のように、１行分ず
らした組合せで混合読出しをすることによってＢフィー
ルド走査を行ない、１フレーム走査を完了するというも
のである。この場合には、固体撮像素子の全受光要素に
対して、各フィールド毎すなわち１／６０秒毎に１回の
割合で信号検出が行なわれることになる。これはフィー
ルド読出しと言われる。特に、固体撮像素子は、原理的
に焼付き現象がなく、低残像であるという、撮像管にな
い優れた特長をもっている。この特長をより生かすため
に、画像の垂直方向の解像度を多少犠牲にしても、フィ
ールド読出しによるインターレス走査を望まれる場合が
多い。
ところで、固体撮像素子を１枚用いて単板カラーテレビ
ジョンカメラを構成するためには、第２図に示すよう
に、固体撮像素子の光電変換要素群１１を各要素とカラ
ーフィルタの色フィルタ要素とが１対１に対応するよう
に調整されて装着されている必要がある。すなわち、光
電変換要素Ａ１１，Ａ１２，……，Ａ２１，Ａ２２，…
…，Ａｍｎ，……と色フィルタ要素Ｃ１１，Ｃ１２，…
…，Ｃ２１，Ｃ２２，……，Ｃｍｎ，……とはそれぞれ
正確に対応して配置されていなければならない。
ジョンカメラを構成するためには、第２図に示すよう
に、固体撮像素子の光電変換要素群１１を各要素とカラ
ーフィルタの色フィルタ要素とが１対１に対応するよう
に調整されて装着されている必要がある。すなわち、光
電変換要素Ａ１１，Ａ１２，……，Ａ２１，Ａ２２，…
…，Ａｍｎ，……と色フィルタ要素Ｃ１１，Ｃ１２，…
…，Ｃ２１，Ｃ２２，……，Ｃｍｎ，……とはそれぞれ
正確に対応して配置されていなければならない。
外部からの光１３がカラーフィルタ１２の各色フィルタ
要素Ｃ１１，Ｃ１２，……，Ｃｍｎ，……を通った後、
光信号として各光電変換要素Ａ１１，Ａ１２，……，Ａ
ｍｎ，……に照射されて、信号電荷に変換される。この
信号電荷は、フィールド読出しにおいては、たとえばＡ
フィールドにおける行２１と行２２の読出し時にはＡ
１１とＡ２１、Ａ１２とＡ２２というように２光電変換
要素分の信号電荷が混合されて、読出される。同様にし
て、行２３と行２４の読出し時にはＡ３１とＡ４１、Ａ
３２とＡ４２、Ａ３３とＡ４３、……、行２５と行２６
の読出し時にはＡ５１とＡ６１、Ａ５２とＡ６２、Ａ
５３とＡ６３、……というように２光電変換要素分の信
号電荷が混合されて読出される。
要素Ｃ１１，Ｃ１２，……，Ｃｍｎ，……を通った後、
光信号として各光電変換要素Ａ１１，Ａ１２，……，Ａ
ｍｎ，……に照射されて、信号電荷に変換される。この
信号電荷は、フィールド読出しにおいては、たとえばＡ
フィールドにおける行２１と行２２の読出し時にはＡ
１１とＡ２１、Ａ１２とＡ２２というように２光電変換
要素分の信号電荷が混合されて、読出される。同様にし
て、行２３と行２４の読出し時にはＡ３１とＡ４１、Ａ
３２とＡ４２、Ａ３３とＡ４３、……、行２５と行２６
の読出し時にはＡ５１とＡ６１、Ａ５２とＡ６２、Ａ
５３とＡ６３、……というように２光電変換要素分の信
号電荷が混合されて読出される。
次に、Ｂフィールドの行２２と行２３との読出し時には
Ａ２１とＡ３１、Ａ２２とＡ３２、Ａ２３とＡ３３、…
…というように２光電変換要素分の信号電荷が混合され
て読出される。
Ａ２１とＡ３１、Ａ２２とＡ３２、Ａ２３とＡ３３、…
…というように２光電変換要素分の信号電荷が混合され
て読出される。
第３図はフィールド読出し方式を用いた固体撮像素子用
のカラーフィルタの構成を示す。このカラーフィルタの
構成は、全色透過フィルタ要素（Ｗ）Ｃ１１，Ｃ３１，
Ｃ５１と、緑色透過フィルタ要素（Ｇ）Ｃ１２，
Ｃ３２，Ｃ５２と、黄色透過フィルタ要素（Ｙｅ）Ｃ
２１，Ｃ４２と、シアン色透過フィルタ要素（Ｃｙ）Ｃ
２２，Ｃ４１とからなっている。図において、２１〜２
５は行を示している。
のカラーフィルタの構成を示す。このカラーフィルタの
構成は、全色透過フィルタ要素（Ｗ）Ｃ１１，Ｃ３１，
Ｃ５１と、緑色透過フィルタ要素（Ｇ）Ｃ１２，
Ｃ３２，Ｃ５２と、黄色透過フィルタ要素（Ｙｅ）Ｃ
２１，Ｃ４２と、シアン色透過フィルタ要素（Ｃｙ）Ｃ
２２，Ｃ４１とからなっている。図において、２１〜２
５は行を示している。
なお、全色透過フィルタ要素（Ｗ）は赤、青および緑の
原色成分光を透過させる。また、黄色透過フィルタ要素
（Ｙｅ）は赤および緑の原色成分光を、、またシアン色
透過フィルタ要素（Ｃｙ）は青および緑の原色成分光を
それぞれ透過させる。
原色成分光を透過させる。また、黄色透過フィルタ要素
（Ｙｅ）は赤および緑の原色成分光を、、またシアン色
透過フィルタ要素（Ｃｙ）は青および緑の原色成分光を
それぞれ透過させる。
発明が解決しようとする課題 このカラーフィルタにおいては、その構成要素の中に光
透過率の高い全色透過フィルタ要素（Ｗ）が使用されて
いるので、その要素部分において高感度特性を有すると
いう長所がある。しかし、色フィルタ構成要素Ｃｙ、Ｙ
ｅ、Ｗ、Ｇのそれぞれの透過率が異なっているために、
それらに対応する各画素からの信号電流が大きく異なっ
てくる。すなわち、これらのうちで緑透過フィルタ要素
（Ｇ）の光の利用率がもっとも小さいために、それが飽
和するのに全色透過フィルタ要素（Ｗ）の約３倍の光量
を必要とすることになる。このため、すべてのフィルタ
構成単位の透過光量が互いに等しい理想的なカラーフィ
ルタに比べて、第３図に示したカラーフィルタを使用し
た撮像装置では、その動作範囲が全色透過フィルタ要素
（Ｗ）の部分で決定されてしまい、固体撮像素子の各画
素、特に緑色透過フィルタ要素（Ｇ）に対応する画素の
動作範囲を十分に使用できないことから、全体として動
作範囲の狭いものになっている。
透過率の高い全色透過フィルタ要素（Ｗ）が使用されて
いるので、その要素部分において高感度特性を有すると
いう長所がある。しかし、色フィルタ構成要素Ｃｙ、Ｙ
ｅ、Ｗ、Ｇのそれぞれの透過率が異なっているために、
それらに対応する各画素からの信号電流が大きく異なっ
てくる。すなわち、これらのうちで緑透過フィルタ要素
（Ｇ）の光の利用率がもっとも小さいために、それが飽
和するのに全色透過フィルタ要素（Ｗ）の約３倍の光量
を必要とすることになる。このため、すべてのフィルタ
構成単位の透過光量が互いに等しい理想的なカラーフィ
ルタに比べて、第３図に示したカラーフィルタを使用し
た撮像装置では、その動作範囲が全色透過フィルタ要素
（Ｗ）の部分で決定されてしまい、固体撮像素子の各画
素、特に緑色透過フィルタ要素（Ｇ）に対応する画素の
動作範囲を十分に使用できないことから、全体として動
作範囲の狭いものになっている。
この発明はこのような不都合を除去して、固体撮像素子
の性能をより活用することができるカラーフィルタを有
する固体撮像装置を提供することを目的とする。
の性能をより活用することができるカラーフィルタを有
する固体撮像装置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 この発明は、行列状に配列されたフィルタ要素の単位配
列が二次元状に配置されており、その単位配列が２列４
行に配列された第１〜第４のフィルタ要素からなり、単
位配列の第１列では第１、第２、第１、第３のフィルタ
要素が、また第２列では第４、第３、第４、第２のフィ
ルタ要素がそれぞれ順次配列されており、さらに第１〜
第４のフィルタ要素がシアン色、マゼンタ色、緑色およ
び黄からなるグループから選ばれ、かつそれら要素の色
が互いに異なているカラーフィルタを備え、固体撮像素
子の単位光電変換要素に前記フィルタ要素を個別に対応
させて配置し、隣接する複数の前記光電変換要素から得
られた信号電荷を混合するものである。
列が二次元状に配置されており、その単位配列が２列４
行に配列された第１〜第４のフィルタ要素からなり、単
位配列の第１列では第１、第２、第１、第３のフィルタ
要素が、また第２列では第４、第３、第４、第２のフィ
ルタ要素がそれぞれ順次配列されており、さらに第１〜
第４のフィルタ要素がシアン色、マゼンタ色、緑色およ
び黄からなるグループから選ばれ、かつそれら要素の色
が互いに異なているカラーフィルタを備え、固体撮像素
子の単位光電変換要素に前記フィルタ要素を個別に対応
させて配置し、隣接する複数の前記光電変換要素から得
られた信号電荷を混合するものである。
作用 この発明の固体撮像装置においては、カラーフィルタと
して、シアン色、マゼンタ色、緑色および黄色のフィル
タ要素を述のような特定の位置関係で配列しているの
で、色フィルタ要素同士の光透過率の差異がこれまでの
カラーフィルタに比べて大幅に減少すると共に、２行同
時読出し方式で、色差信号は、奇数行走査時に２Ｂ−
Ｇ、偶数行走査時にＧ−２Ｒなる信号で得られ、輝度信
号も、奇、偶数行のいずれもで、２Ｒ＋３Ｇ＋２Ｂなる
信号となり、これらを用いて、カラー複合映像信号を確
実に合成することができる。
して、シアン色、マゼンタ色、緑色および黄色のフィル
タ要素を述のような特定の位置関係で配列しているの
で、色フィルタ要素同士の光透過率の差異がこれまでの
カラーフィルタに比べて大幅に減少すると共に、２行同
時読出し方式で、色差信号は、奇数行走査時に２Ｂ−
Ｇ、偶数行走査時にＧ−２Ｒなる信号で得られ、輝度信
号も、奇、偶数行のいずれもで、２Ｒ＋３Ｇ＋２Ｂなる
信号となり、これらを用いて、カラー複合映像信号を確
実に合成することができる。
実施例 この発明に用いる固体撮像素子カラーフィルタは、マゼ
ンタ色透過フィルタ要素、シアン色透過フィルタ要素、
緑色透過フィルタ要素、および黄色透過フィルタ要素が
特定の隣接配置で各光電変換要素に対応させて２列４行
に配列されて一つの単位が構成され、フィールド読出し
方式において用いられるものである。
ンタ色透過フィルタ要素、シアン色透過フィルタ要素、
緑色透過フィルタ要素、および黄色透過フィルタ要素が
特定の隣接配置で各光電変換要素に対応させて２列４行
に配列されて一つの単位が構成され、フィールド読出し
方式において用いられるものである。
第４図はその一施例のカラーフィルタの構成を示す。こ
の構成は、シアン色透過フィルタ要素（Ｃｙ）
Ｃ１１１，Ｃ１３１，Ｃ１５１、黄色透過フィルタ要素
（Ｙｅ）Ｃ１１２，Ｃ１３２，Ｃ１５２、マゼンタ色透
過フィルタ要素（Ｍｇ）Ｃ１２１，Ｃ１４２、緑色透過
フィルタ要素（Ｇ）Ｃ１２２，Ｃ１４１からなる。図に
おいて、１２１〜１２５は各行を示している。
の構成は、シアン色透過フィルタ要素（Ｃｙ）
Ｃ１１１，Ｃ１３１，Ｃ１５１、黄色透過フィルタ要素
（Ｙｅ）Ｃ１１２，Ｃ１３２，Ｃ１５２、マゼンタ色透
過フィルタ要素（Ｍｇ）Ｃ１２１，Ｃ１４２、緑色透過
フィルタ要素（Ｇ）Ｃ１２２，Ｃ１４１からなる。図に
おいて、１２１〜１２５は各行を示している。
なお、シアン色透過フィルタ要素（Ｃｙ）は青および緑
の原色成分光を透過させ、黄色透過フィルタ要素（Ｙ
ｅ）は赤および緑の原色分光を、またマゼンタ色透過フ
ィルタ要素（Ｍｇ）は青および赤の原色成分光をそれぞ
れ透過させる。
の原色成分光を透過させ、黄色透過フィルタ要素（Ｙ
ｅ）は赤および緑の原色分光を、またマゼンタ色透過フ
ィルタ要素（Ｍｇ）は青および赤の原色成分光をそれぞ
れ透過させる。
次に、このカラーフィルタを装着した固体撮像素子から
取り出される電気出力信号について、第５図を参照して
説明する。
取り出される電気出力信号について、第５図を参照して
説明する。
第５図(a)は、第４図のカラーフィルタを２行同時読出
しを行なった場合のＡフィールドにおける奇数行（たと
えば第４図における行１２１および行１２２の同時読出
しであり、ここでは２行を一纒めにして奇数行としてい
る）の電気出力を示す。
しを行なった場合のＡフィールドにおける奇数行（たと
えば第４図における行１２１および行１２２の同時読出
しであり、ここでは２行を一纒めにして奇数行としてい
る）の電気出力を示す。
同図(b)は、同様にＡフィールドにおける偶数行（第４
図における行１２３および行１２４の同時読出し）の電
気出力を示す。
図における行１２３および行１２４の同時読出し）の電
気出力を示す。
同図(c)はＢフィールドにおける奇数行（第４図ににお
ける行１２２および行１２３の同時読出し）の電気出力
を示す。
ける行１２２および行１２３の同時読出し）の電気出力
を示す。
同図(d)は、Ｂフィールドにおける偶数行（第４図にお
ける行１２４および行１２５の同時読出し）の電気出力
を示す。
ける行１２４および行１２５の同時読出し）の電気出力
を示す。
これらの各図において、縦軸は電圧ｖを、また横軸は時
間ｔをそれぞれ表わしている。ただし、出力波形は理解
を容易にするため、各光電変換要素に対応するカラーフ
ィルタの原色成分要素の赤、緑、青をそれぞれＲ，Ｇ，
Ｂとし、各原色成分要素間での感度比を一定としたヒス
トグラムで示した。
間ｔをそれぞれ表わしている。ただし、出力波形は理解
を容易にするため、各光電変換要素に対応するカラーフ
ィルタの原色成分要素の赤、緑、青をそれぞれＲ，Ｇ，
Ｂとし、各原色成分要素間での感度比を一定としたヒス
トグラムで示した。
第５図(a)〜(d)において、それぞれ、色差信号を作るた
めに帯域フィルタを通過させることによって、たとえば
ＡフィールドおよびＢフィールドの各行ではそれぞれ次
のような色差信号が得られる。
めに帯域フィルタを通過させることによって、たとえば
ＡフィールドおよびＢフィールドの各行ではそれぞれ次
のような色差信号が得られる。
Ａフィールドの奇数行（第５図(a)）： （Ｃｙ＋Ｍｇ）−（Ｙｅ＋Ｇ） ＝（Ｒ＋Ｇ＋２Ｂ）−（Ｒ＋２Ｇ） ＝２Ｂ−Ｇ Ａフィールドの偶数行（第５図(b)）： （Ｃｙ＋Ｇ）−（Ｙｅ＋Ｍｇ） ＝（２Ｇ＋Ｂ）−（２Ｒ＋Ｇ＋Ｂ） ＝Ｇ−２Ｒ Ｂフィールドの奇数行（第５図(c)）： （Ｍｇ＋Ｃｙ）−（Ｇ＋Ｙｅ） ＝（Ｒ＋Ｇ＋２Ｂ）−（Ｒ＋２Ｇ） ＝２Ｂ−Ｇ Ｂフィールドの偶数行（第５図(d)）： （Ｇ＋Ｃｙ）−（Ｍｇ＋Ｙｅ） ＝（２Ｇ＋Ｂ）−（２Ｒ＋Ｇ＋Ｂ） ＝Ｇ−２Ｒ 輝度信号（Ｙ）は、第５図(a)〜(d)の信号をローパスフ
ィルタを通過させることによって得られ、すべてのライ
ンの輝度信号（Ｙ）は次式のとおりとなる。
ィルタを通過させることによって得られ、すべてのライ
ンの輝度信号（Ｙ）は次式のとおりとなる。
Ｙ＝２Ｒ＋３Ｇ＋２Ｂ 次に、第６図の回路ブロック図を参照しながら、この施
例を適用した固体撮像装置の一例について説明する。こ
の装置は、カラーフィルタとして第４図に示したフィル
タを使用し、水平方向３８０画素、垂直方向５１２画素
の２行同時読出し方式の固体撮像素子を用いている。
例を適用した固体撮像装置の一例について説明する。こ
の装置は、カラーフィルタとして第４図に示したフィル
タを使用し、水平方向３８０画素、垂直方向５１２画素
の２行同時読出し方式の固体撮像素子を用いている。
前面に装着されたカラーフィルタを通して文字Ａに対応
する光像を固体撮像素子２７の受光面に投射すると、こ
の素子２７から上述した光像に応じた電荷信号Ａが出力
される。電荷信号Ａを、中心周波数３．５８ＭＨｚ、帯
域１ＭＨｚの帯域フィルタ３０を通し、その出力信号を
検波回路３１で検波することにより（２Ｂ−Ｇ）または
（Ｇ−２Ｒ）の色差信号を得る。色差信号（２Ｂ−Ｇ）
は奇数行毎に、色差信号（Ｇ−２Ｒ）は偶数行毎に得ら
れ、出力信号として（２Ｂ−Ｇ）、（Ｇ−２Ｒ）の繰返
しで得られることから、プロセス回路３２で適宜処理し
た後、１水平走査期間（１Ｈ）遅延回路３６で１水平走
査期間遅延させた信号と、遅延させることなく供給され
る信号とから、１水平走査期間（１Ｈ）毎切換えスイッ
チ３７により色差信号（Ｇ−２Ｒ）、（２Ｂ−Ｇ）を同
時に得る。このようにして得られた２種の色差信号（Ｇ
−２Ｒ）、（２Ｂ−Ｇ）をエンコーダ３８に供給する。
する光像を固体撮像素子２７の受光面に投射すると、こ
の素子２７から上述した光像に応じた電荷信号Ａが出力
される。電荷信号Ａを、中心周波数３．５８ＭＨｚ、帯
域１ＭＨｚの帯域フィルタ３０を通し、その出力信号を
検波回路３１で検波することにより（２Ｂ−Ｇ）または
（Ｇ−２Ｒ）の色差信号を得る。色差信号（２Ｂ−Ｇ）
は奇数行毎に、色差信号（Ｇ−２Ｒ）は偶数行毎に得ら
れ、出力信号として（２Ｂ−Ｇ）、（Ｇ−２Ｒ）の繰返
しで得られることから、プロセス回路３２で適宜処理し
た後、１水平走査期間（１Ｈ）遅延回路３６で１水平走
査期間遅延させた信号と、遅延させることなく供給され
る信号とから、１水平走査期間（１Ｈ）毎切換えスイッ
チ３７により色差信号（Ｇ−２Ｒ）、（２Ｂ−Ｇ）を同
時に得る。このようにして得られた２種の色差信号（Ｇ
−２Ｒ）、（２Ｂ−Ｇ）をエンコーダ３８に供給する。
一方、輝度信号（Ｙ）については、電荷信号Ａを帯域
３．５８ＭＨｚのローパスフィルタ２８で濾波すること
で得ることができ、その出力信号をプロセス回路２９で
必要に応じて適宜処理してからエンコーダ３８に供給
し、エンコーダ３８によって前記色差信号（Ｇ−２
Ｒ）、（２Ｂ−Ｇ）とから複合信号を得る。
３．５８ＭＨｚのローパスフィルタ２８で濾波すること
で得ることができ、その出力信号をプロセス回路２９で
必要に応じて適宜処理してからエンコーダ３８に供給
し、エンコーダ３８によって前記色差信号（Ｇ−２
Ｒ）、（２Ｂ−Ｇ）とから複合信号を得る。
この装置の感度を決定づける輝度信号Ｙは次式のとおり
となる。
となる。
Ｙ＝２Ｒ＋３Ｇ＋２Ｂ 一方、第３図で示した従来のカラーフィルタを使用した
場合の輝度信号Ｙは次式のとおりである。
場合の輝度信号Ｙは次式のとおりである。
Ｙ＝２Ｒ＋４Ｇ＋２Ｂ これらの比較から明らかなように、感度そのものに関し
ては、この実施例装置によれば、第３図に示した従来の
カラーフィルタを使用したときに比べて若干低下してい
る。
ては、この実施例装置によれば、第３図に示した従来の
カラーフィルタを使用したときに比べて若干低下してい
る。
ところが、この施例では、各構成要素が緑色透過フィル
タ要素（Ｇ）、マゼンタ色透過フィルタ要素（Ｍｇ）、
黄色透過フィルタ要素（Ｙｅ）およびシアン色透過フィ
ルタ要素（Ｃｙ）の、単原色あるいは２原色の色フィル
タ要素で構成されているために、各フィルタ要素を通過
する光量の差が少なくなり、固体撮像素子の光電変換要
素の動作範囲を３ｄＢ程度拡大することができる。
タ要素（Ｇ）、マゼンタ色透過フィルタ要素（Ｍｇ）、
黄色透過フィルタ要素（Ｙｅ）およびシアン色透過フィ
ルタ要素（Ｃｙ）の、単原色あるいは２原色の色フィル
タ要素で構成されているために、各フィルタ要素を通過
する光量の差が少なくなり、固体撮像素子の光電変換要
素の動作範囲を３ｄＢ程度拡大することができる。
すなわち、この施例によれば、固体撮像素子としての動
作範囲はマゼンタ（Ｍｇ）、黄色（Ｙｅ）およびシアン
（Ｃｙ）の各色フィルタ要素に対応する光電変換要素の
動作範囲で決定されるが、これら色フィルタ要素の光量
は単原色色フィルタ要素である緑色透過フィルタ要素
（Ｇ）の光量の約２倍であり、これを従来例の全色透過
フィルタ要素（Ｗ）の約３倍に比べると、その倍率が小
さくなり、それにより緑色透過フィルタ要素（Ｇ）に対
応する光電変換要素の動作範囲を広くとれることにな
り、固体撮像装置としての動作範囲が拡大される。
作範囲はマゼンタ（Ｍｇ）、黄色（Ｙｅ）およびシアン
（Ｃｙ）の各色フィルタ要素に対応する光電変換要素の
動作範囲で決定されるが、これら色フィルタ要素の光量
は単原色色フィルタ要素である緑色透過フィルタ要素
（Ｇ）の光量の約２倍であり、これを従来例の全色透過
フィルタ要素（Ｗ）の約３倍に比べると、その倍率が小
さくなり、それにより緑色透過フィルタ要素（Ｇ）に対
応する光電変換要素の動作範囲を広くとれることにな
り、固体撮像装置としての動作範囲が拡大される。
第７図にこの発明の他の施例のカラーフィルタの構成を
示す。これは、図に示すように、単位配列が二次元的に
配置された２列４行のフィルタ要素において、単位配列
の第１列がマゼンタ色（Ｍｇ）、シアン色（Ｃｙ）、マ
ゼンタ色（Ｍｇ）および黄色（Ｙｅ）の繰返しで、また
第２列が緑色（Ｇ）、黄色（Ｙｅ）、緑色（Ｇ）、シア
ン色（Ｃｙ）の繰返しでそれぞれ構成されたものであ
る。
示す。これは、図に示すように、単位配列が二次元的に
配置された２列４行のフィルタ要素において、単位配列
の第１列がマゼンタ色（Ｍｇ）、シアン色（Ｃｙ）、マ
ゼンタ色（Ｍｇ）および黄色（Ｙｅ）の繰返しで、また
第２列が緑色（Ｇ）、黄色（Ｙｅ）、緑色（Ｇ）、シア
ン色（Ｃｙ）の繰返しでそれぞれ構成されたものであ
る。
このカラーフィルタを用いても、第４図に示したカラー
フィルタを用いたと同様の効果を奏するものであり、第
６図に示した構成の固体撮像装置により、たとえばＮＴ
ＳＣ信号を作成することができる。そして、この固体撮
像装置においても、その動作範囲がこれまでの固体撮像
装置に比べて拡大される。
フィルタを用いたと同様の効果を奏するものであり、第
６図に示した構成の固体撮像装置により、たとえばＮＴ
ＳＣ信号を作成することができる。そして、この固体撮
像装置においても、その動作範囲がこれまでの固体撮像
装置に比べて拡大される。
発明の効果 この発明は、固体撮像素子用カラーフィルタに、シアン
色、マゼンタ色、緑色および黄色のフィルタ要素を上述
した特定の位置関係で配列して２行同時に読出し混合し
ているので、色フィルタ要素同士の光透過量の差異がこ
れまでのカラーフィルタに比べていちじるしく少なくな
り、固体撮像素子の動作範囲を拡大することができる。
色、マゼンタ色、緑色および黄色のフィルタ要素を上述
した特定の位置関係で配列して２行同時に読出し混合し
ているので、色フィルタ要素同士の光透過量の差異がこ
れまでのカラーフィルタに比べていちじるしく少なくな
り、固体撮像素子の動作範囲を拡大することができる。
また、２行同時読出しをして、前後の画素出力から輝度
信号、色差信号を得ているので、簡単に輝度信号（２Ｒ
＋３Ｇ＋２Ｂ）と色差信号（２Ｂ−Ｇ、Ｇ−２Ｒ）を得
ることができ、確実にカラー映像複合信号を得ることが
できる。
信号、色差信号を得ているので、簡単に輝度信号（２Ｒ
＋３Ｇ＋２Ｂ）と色差信号（２Ｂ−Ｇ、Ｇ−２Ｒ）を得
ることができ、確実にカラー映像複合信号を得ることが
できる。
第１図はテレビジョン走査方式におけるインターレス走
査を説明するための図、第２図は固体撮像素子の光電変
換要素とカラーフィルタの色フィルタ要素との関係を説
明するための図、第３図は従来のカラーフィルタの配列
を説明するための図である。第４図はこの発明の一実施
例のカラーフィルタの配列図、第５図(a)〜(d)はこのカ
ラーフィルタを装着した固体撮像素子から取り出される
電気出力信号を説明するための図、第６図はこの実施例
を使用した固体撮像装置の回路ブロック図、第７図はこ
の発明の他の実施例のカラーフィルタ配列図である。 ２７……固体撮像素子、２８……ローパスフィルタ、２
９……プロセス回路、３０……帯域フィルタ、３１……
検波回路、３２……プロセス回路、３６……１水平走査
期間（１Ｈ）遅延回路、３７……１水平走査期間（１
Ｈ）毎切換えスイッチ、３８……エンコーダ、
Ｃ１１１，Ｃ１３１，Ｃ１５１……シアン色透過フィル
タ要素、Ｃ１１２，Ｃ１３２，Ｃ１５２……黄色透過フ
ィルタ要素、Ｃ１２１，Ｃ１４２……マゼンタ色透過フ
ィルタ要素、Ｃ１２２，Ｃ１４１……緑色透過フィルタ
要素。
査を説明するための図、第２図は固体撮像素子の光電変
換要素とカラーフィルタの色フィルタ要素との関係を説
明するための図、第３図は従来のカラーフィルタの配列
を説明するための図である。第４図はこの発明の一実施
例のカラーフィルタの配列図、第５図(a)〜(d)はこのカ
ラーフィルタを装着した固体撮像素子から取り出される
電気出力信号を説明するための図、第６図はこの実施例
を使用した固体撮像装置の回路ブロック図、第７図はこ
の発明の他の実施例のカラーフィルタ配列図である。 ２７……固体撮像素子、２８……ローパスフィルタ、２
９……プロセス回路、３０……帯域フィルタ、３１……
検波回路、３２……プロセス回路、３６……１水平走査
期間（１Ｈ）遅延回路、３７……１水平走査期間（１
Ｈ）毎切換えスイッチ、３８……エンコーダ、
Ｃ１１１，Ｃ１３１，Ｃ１５１……シアン色透過フィル
タ要素、Ｃ１１２，Ｃ１３２，Ｃ１５２……黄色透過フ
ィルタ要素、Ｃ１２１，Ｃ１４２……マゼンタ色透過フ
ィルタ要素、Ｃ１２２，Ｃ１４１……緑色透過フィルタ
要素。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 曽根 賢朗 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 橋本 進 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 平本 政夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−136885（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】個別のフィルタ要素を行列状に配列してな
る単位配列が二次元状に配置され、前記単位配列は２列
４行に配列された第１、第２、第３、第４のフィルタ要
素からなり、前記単位配列の第１列では前記第１、第
２、第１、第３のフィルタ要素が順次配列され、前記単
位配列の第２列では前記第４、第３、第４、第２のフィ
ルタ要素が順次配列されてなり、前記第１、第２、第
３、第４のフィルタ要素がシアン色、マゼンタ色、緑
色、および黄色からなるグループから選ばれ、かつそれ
ぞれの色が異なっているカラーフィルタを備え、前記カ
ラーフィルタを固体撮像素子の単位光電変換要素に前記
フィルタ要素を個別対応させて配置し、その固体撮像素
子の読出しは、隣接する２行同時読出しで行い、その読
出し出力を、順次の画素出力の前後出力から輝度信号お
よび色差信号を作成する回路を通過させて、輝度信号と
２種の色差信号とからなる複合信号を得ることを特徴と
する固体撮像装置。 - 【請求項２】第１、第２、第３、第４のフィルタ要素が
それぞれシアン色、マゼンタ色、緑色、黄色であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の固体撮像装
置。 - 【請求項３】第１、第２、第３、第４のフィルタ要素が
それぞれ緑色、黄色、シアン色、マゼンタ色であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の固体撮像装
置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58013457A JPH0628450B2 (ja) | 1983-01-28 | 1983-01-28 | 固体撮像装置 |
| US06/574,064 US4670777A (en) | 1983-01-28 | 1984-01-26 | Color filter having cyan, yellow, green and magenta filter elements providing increased dynamic range for use with field integration mode solid state imaging device |
| CA000446181A CA1242097A (en) | 1983-01-28 | 1984-01-27 | Color filter having different types of filter elements arranged therein and solid state imaging apparatus provided with the color filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58013457A JPH0628450B2 (ja) | 1983-01-28 | 1983-01-28 | 固体撮像装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28115091A Division JPH0752242B2 (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | 撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59137909A JPS59137909A (ja) | 1984-08-08 |
| JPH0628450B2 true JPH0628450B2 (ja) | 1994-04-13 |
Family
ID=11833671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58013457A Expired - Lifetime JPH0628450B2 (ja) | 1983-01-28 | 1983-01-28 | 固体撮像装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4670777A (ja) |
| JP (1) | JPH0628450B2 (ja) |
| CA (1) | CA1242097A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8514319B2 (en) | 2010-08-24 | 2013-08-20 | Panasonic Corporation | Solid-state image pickup element and image pickup apparatus |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0119862B1 (en) * | 1983-03-17 | 1990-12-27 | Nec Corporation | Solid-state color imaging apparatus |
| JPS6260389A (ja) * | 1985-09-10 | 1987-03-17 | Matsushita Electronics Corp | カラ−固体撮像装置の信号処理方法 |
| JP2677550B2 (ja) * | 1986-02-18 | 1997-11-17 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置 |
| JPS62277880A (ja) * | 1986-05-26 | 1987-12-02 | Sony Corp | 固体撮像装置 |
| JP2614850B2 (ja) * | 1986-09-25 | 1997-05-28 | ソニー株式会社 | 撮像信号処理回路 |
| KR920006601Y1 (ko) * | 1989-12-31 | 1992-09-21 | 삼성전자 주식회사 | 보색 필터 ccd를 이용한 원색 신호 출력회로 |
| US5249041A (en) * | 1990-08-08 | 1993-09-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Color image pickup apparatus |
| US5734424A (en) * | 1990-08-08 | 1998-03-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup apparatus capable of providing moving video signal and still video signal |
| US5146320A (en) * | 1990-08-08 | 1992-09-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Color image pickup apparatus |
| US5418564A (en) * | 1992-09-04 | 1995-05-23 | Asashi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Dual-type imaging device having multiple light sensitive elements |
| US6292212B1 (en) * | 1994-12-23 | 2001-09-18 | Eastman Kodak Company | Electronic color infrared camera |
| EP0766480A3 (en) * | 1995-09-28 | 2000-03-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid state color image pickup apparatus |
| DE69712969T2 (de) * | 1996-03-29 | 2003-01-09 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Farbkamera mit einem einzigen CCD-Farbbildsensor mit höherer Auflösung, der fähig ist, Geisterfarberzeugung zu begrenzen |
| US5631703A (en) * | 1996-05-29 | 1997-05-20 | Eastman Kodak Company | Particular pattern of pixels for a color filter array which is used to derive luminance and chrominance values |
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| JPWO2010100896A1 (ja) * | 2009-03-05 | 2012-09-06 | パナソニック株式会社 | 撮像装置および両面照射型固体撮像素子 |
| DE102010063960A1 (de) * | 2010-12-22 | 2012-06-28 | Carl Zeiss Microlmaging Gmbh | Kamera mit einem Farbbildsensor sowie Aufnahmeverfahren mit einer solchen Kamera |
| US8873129B2 (en) | 2011-04-07 | 2014-10-28 | E Ink Corporation | Tetrachromatic color filter array for reflective display |
| WO2012172735A1 (ja) | 2011-06-16 | 2012-12-20 | パナソニック株式会社 | 固体撮像素子、撮像装置および信号処理方法 |
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| JP6039649B2 (ja) | 2012-09-03 | 2016-12-07 | パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカＰａｎａｓｏｎｉｃ Ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ | 固体撮像素子、撮像装置および信号処理方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55675A (en) * | 1979-01-22 | 1980-01-07 | Hitachi Ltd | Solid state color pickup device |
| JPS5735492A (en) * | 1980-08-13 | 1982-02-26 | Hitachi Ltd | Image pickup device |
| JPS5739684A (en) * | 1980-08-20 | 1982-03-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Solid-state color image sensor |
| JPS57109488A (en) * | 1980-12-26 | 1982-07-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Solid color image pickup device |
| JPS57136885A (en) * | 1981-02-17 | 1982-08-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Color filter and solid-state image pickup device providing it |
| JPS57203387A (en) * | 1981-06-10 | 1982-12-13 | Toshiba Corp | Color television image pickup device |
-
1983
- 1983-01-28 JP JP58013457A patent/JPH0628450B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1984
- 1984-01-26 US US06/574,064 patent/US4670777A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-01-27 CA CA000446181A patent/CA1242097A/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8514319B2 (en) | 2010-08-24 | 2013-08-20 | Panasonic Corporation | Solid-state image pickup element and image pickup apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4670777A (en) | 1987-06-02 |
| JPS59137909A (ja) | 1984-08-08 |
| CA1242097A (en) | 1988-09-20 |
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