JPH0832051B2 - カラー固体撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野 本発明は固体撮像素子を用いたカラー撮像用固体撮像
装置に関するものである。

（従来技術とその問題点） 固体撮像素子の１種であるインターライン転送CCD撮
像素子（以下IL-CCD撮像素子と略記する。）は第１図に
模式的平面図に示すように、水平方向と垂直方向に規則
的配列された絵素１と、絵素１で光電変換されて蓄積さ
れた信号電荷を垂直方向に転送する垂直CCDレジスタ２
および水平方向に転送する水平CCDレジスタ３と、出力
部４で構成されている。図中の矢印は信号電荷の転送方
向を示している。

IL-CCD撮像素子は絵素に蓄積された信号電荷をフレー
ム周期で読み出すフレーム蓄積動作とフィールド周期で
読み出すフィールド蓄積動作の２種類の読み出し動作が
行なえる。フィールド蓄積動作はフレーム蓄積動作に比
較して蓄積時間が半分であり残像感が小さい。このため
に、フィールド蓄積動作の単板カラー撮像装置の開発が
進められている。以下で説明する従来のカラー撮像装置
も本発明によるカラー撮像装置もフィールド蓄積動作で
ある。第２図はフィールド蓄積動作を模式的に示してい
る。ここで水平絵素列に順番にある列よりl₁，l₂，l₃，
……，l₈，……と名付ける。奇数フィールドにおいては
まずl₂，l₄，l₆，l₈，……に対応する絵素より信号電荷
が垂直CCDレジスタ２へ転送され、次に垂直CCDレジスタ
２の転送動作によって１絵素分信号電荷は転送され、さ
らにl₁，l₃，l₅，l₇，……に対応する絵素より信号電荷
が垂直CCDレジスタ２へ転送される。この結果l₂，l₄，l
₆，l₈，……に対応する絵素の信号電荷はそれぞれl₁，l
₃，l₅，l₇，……に対応する絵素の信号電荷と垂直CCDレ
ジスタ２内で加算される。加え合わされたl₁＋l₂，l₃＋
l₄，l₅＋l₆，l₇＋l₈，……の信号電荷をそれぞれ一水平
ラインの信号とする。偶数フィールドにおいては垂直CC
Dレジスタ２内で加え合わせる水平絵素列の絵素の組み
合わせをl₂＋l₃，l₄＋l₅，l₆＋l₇，……に変える。この
ように垂直方向に隣接する２つの水平絵素列の組み合わ
せをフィールド毎に変えることによってインターレース
動作を行なっている。

以上述べたIL-CCD撮像素子を用いてカラー撮像を行な
うには色フィルタによって被写体の色分解像を形成し、
この色分解像をIL-CCD撮像素子で撮像し、IL-CCD撮像素
子の出力信号を信号処理することによって色信号や輝度
信号を得ている。

このようなフィールド蓄積動作で単板カラー撮像装置
を実現する方法として1983年３月のテレビジョン学会方
式・回路研究会技術報告TEBS87-3、TEBS87-6において第
３図に示すような色フィルタの色配列が提案されてい
る。図においてYe,Cy,Mg,Gはそれぞれ黄、シアン、マゼ
ンタ、緑の色フィルタを示す。黄の色フィルタは赤と緑
の光を透過し、シアンの色フィルタは青と緑の光を透過
し、マゼンタは赤で青の光を透過する。このような色フ
ィルタ配列で前記したフィールド蓄積動作における各水
平ラインの信号は、第３図に記したごとく水平絵素列に
順番にある列よりl₁，l₂，l₃，……l₈，……と名付ける
と、奇数フィールドではl₁＋l₂、l₃＋l₄，……偶数フィ
ールドではl₂＋l₃，l₄＋l₅，……の信号電荷で構成さ
れ、各水平ラインの信号を原色成分に分解して模式的に
示すと第４図（ａ），（ｂ）のようになる。なお、Ｂ、
Ｇ、Ｒはそれぞれ青信号、緑信号、赤信号を示し、比率
を1:1:1とした。図に示すように各水平ラインの信号は Ｇ＋Ｂの輝度信号成分に水平方向２絵素を周期とする色
差信号の変調成分 が交互に一水平ライン毎に重畳されている。ただしｗは
２絵素の周期に相当する角周波数である。すなわちl₁＋
l₂の出力信号Ｓ｛l₁＋l₂｝とl₃＋l₄の出力信号Ｓ｛l₃＋
l₄｝は次式で示される。

Ｓ｛l₁＋l₂｝＝（Ｂ＋2G＋R-Bcoswt＋Rcoswt）/2＋（Ｂ
＋Ｇ＋Ｒ＋Bcoswt＋Rcoswt-Gcoswt）/2−（１） Ｓ｛l₃＋l₄｝＝（Ｂ＋2G＋R-Bcoswt＋Rcoswt）/2＋（Ｂ
＋Ｇ＋R-Bcoswt-Rcoswt＋Gcoswt）/2−（２） （１）、（２）式を整理すると次式となる。

式（３）、（４）の を輝度信号として、また変調成分 を第５図に示すごとく直交する２つの色差信号として用
いれば例えばNTSCカラーテレビジョン信号が構成され
る。また偶数フィールドの場合もＳ｛l₂＋l₃｝はＳ｛l₁
＋l₂｝と、Ｓ｛l₄＋l₅｝はＳ｛l₃＋l₄｝と同一で奇数フ
ィールドと同様に信号が構成される。第６図は単板式カ
ラー撮像装置の概略構成図である。上述したようにして
得られた色フィルタ５が設けられたIL-CCD撮像素子６の
出力信号は変調成分を除去するためにローパスフィルタ
７を介して輝度信号Ｙを得、また水平方向に２絵素の繰
り返し周期に相当する周波数を中心周波数とするバンド
パスフィルタ11で変調成分を分離し検波器12で検波し の色差信号を得る。また、これら色差信号は狭帯域ロー
パスフィルタ９とゲイン切換回路10を通して得た狭帯域
輝度信号を用い、各色差信号と同一水平ラインの輝度成
分によってホワイトバランス回路13で補正をし1H遅延線
14と1H切換回路15によって順次色差信号を同時変換し平
衡変調回路16で直角２相変調した後混合回路８で輝度信
号Ｙと混合しNTSCカラーテレビジョン信号を得る。とこ
ろで、このような各単一水平ラインで色差信号が形成さ
れるようなカラーカメラ方式では本来垂直色誤差がほと
んど発生しないという特徴がある。しかしながら第３図
に示した色フィルタ配列では垂直方向−絵素毎に白、黒
が繰り返すような垂直方向の繰り返し周波数を持った被
写体を撮像した場合は非常に大きな垂直色誤差が発生す
る。これは各水平ラインの信号は隣接する垂直方向２絵
素で独立に空間的にサンプリングして得た信号電荷が加
算されたものであり、各水平ラインが一水平絵素列の信
号で構成されていないことによる。

すなわちフレーム蓄積のごとく各単一の水平絵素列で
各水平ラインの信号が構成される場合は、各水平ライン
の信号に対するサンプリング点は単一絵素であり、垂直
方向にどのような繰り返し周波数の被写体が入射しても
各水平ラインの信号構成は全く変化することは無い。そ
のため、たとえ無彩色光時に発生する色差信号をホワイ
トバランス補正回路で各水平ラインの輝度信号で補償し
ても、その補償が被写体のパターンによって変化するこ
とは全くなく垂直色誤差を生じることは無い。一方、第
３図に示した色フィルタ配列によるフィールド蓄積動作
では、垂直方向に隣接する２つの水平絵素列の信号電荷
を加算した結果として各水平ラインの信号を得ているた
め、例えば隣接する２つの水平絵素列の一方が黒となる
ような場合には各水平ラインから得られる色差信号及び
輝度信号は光が入射している一方の単一水平絵素列で構
成される信号となり、色差信号自身大きな誤差を生じる
のみならず、無彩色光時に発生する色差信号を輝度信号
によって補正するホワイトバランス補正も大きな誤差を
生じ許容しがたい垂直色誤差が発生する。このように、
従来のフィールド蓄積動作で各水平ラインから色差信号
を得る方式では、隣接する２つの水平絵素列間で垂直相
関の無いようなシャープな垂直輪部や垂直方向に一絵素
毎に輝度差があるような繰り返しパターンでは大きな垂
直色誤差が避けられなかった。

このような垂直色誤差は有彩色、無彩色の被写体をと
わず発生するが、有彩色画面での一水平ラインの色相変
化は視覚上ほとんど気にならないのに対し、本来色付の
無い画面に対する色付は視覚上許容しがたい欠点となっ
ていた。またさらに他の欠点として第３図に示した色フ
ィルタでは、例えば無彩色被写体撮像時に緑色光のみを
透過するＧ色フィルタと、緑色光のほとんどを阻止する
Mg色フィルタに対応する絵素の信号量はCy色フィルタ、
Ye色フィルタに対応する絵素より通常30％程度少なくな
るため、撮像時のズーミンググあるいはパーンニング時
に同一被写体がGMg色フィルタに対応する絵素とCy,ye色
フィルタに対応する絵素とを通過するごとに輝度信号レ
ベルが大きく変化する、いわゆる輝度偽信号と呼ぶ偽信
号の発生が避けられない欠点があった。

（本発明の目的） 本発明は以上述べた従来の欠点を大幅に軽減し、少な
くとも無彩色画面のシャープな垂直輪部での垂直色誤差
の発生が無く、更に無彩色被写体撮像では輝度偽信号の
発生を完全に防止したカラー固体撮像装置を提供するこ
とにある。

（発明の構成） 本発明によれば、少なくとも固体撮像素子と前記固体
撮像素子の各絵素に対応し、水平及び垂直方向に配列さ
れた複数個の色フィルタを備え、絵素信号内部電荷垂直
加算によるフィールド蓄積インターレース動作によって
駆動するカラー固体撮像装置において、4n＋１列目（ｎ
＝0,1,2,……）の水平絵素列は２つの色フィルタが交互
に配列されており、4n＋２列目の水平絵素列は前記4n＋
１列目の水平絵素列とは異なる２つの色フィルタが交互
に配列されており、4n＋３列目の水平絵素列は前記4n＋
１列目の水平絵素列と同色フィルタが配列されており、
4n＋４列目の水平絵素列は前記4n＋２列目と同色フィル
タが配列されており、前記4n＋１列目の水平絵素列と前
記4n＋３列目の水平絵素列との第１の組み合わせ、もし
くは前記4n＋２列目の水平絵素列と前記4n＋４列目の水
平絵素列の第２の組み合わせのいずれか一方の組み合わ
せにおいて、各々の水平絵素列の位相が180°異なるよ
うに配列されており、さらに各色フィルタは所定の基準
照明色温度による100％輝度レベル無彩色一様被写体撮
像時に、前記4n＋１列目及び前記4n＋３列目における前
記２つの色フィルタの水平絵素列信号の差を第１の差信
号、前記4n＋２列目及び前記4n＋４列目における前記２
つの色フィルタの水平絵素列信号の差を第２の差信号、
前記4n＋１列目と前記4n＋２列目の水平絵素列より得ら
れる差信号を加算して形成される信号を第１の加算色差
信号、前記4n＋３列目と前記4n＋４列目の水平絵素列よ
り得られる差信号を加算して形成される信号を第２の加
算色差信号としたとき、前記第１、第２の加算色差信号
を元に色信号平行変調器によって形成した搬送色信号を
含む合成カラー信号中の、前記第１、第２の差信号の各
残留色信号成分による搬送色信号振幅が最大搬送色信号
の振幅の25％以下となるように、かつ前記第１、第２の
差信号を構成する各水平絵素列の異なる２つの色フィル
タに対応する水平隣接画素の信号量比率が90％以上でか
つ、垂直方向に互いに隣接する４つの色フィルタに対応
する各絵素から得られる各信号量が最も信号量の多い色
フィルタに対応する絵素の信号量の90％以上となる分光
透過率特性を持たせてなることを特徴とするカラー固体
撮像装置が得られる。

（発明の概要） 本発明は上記の構成をとることにより従来技術の欠点
を解決した。本発明では垂直方向２絵素の信号電荷を加
算して得られる各水平ラインでの加算色差信号が基準照
明色温度での無彩色被写体撮像時に零となると同時に、
各水平絵素列での色信号変調成分も零となる各水平絵素
列完全差信号形式となる色フィルタ配列であって、かつ
無彩色光時に各水平絵素列での輝度信号レベルが完全に
等しくなる色フィルタ配列、すなわち、無彩色光時に各
色フィルタに対応する各絵素から全く等しい信号が得ら
れるような分光特性を各色フィルタに持たせることによ
り、垂直色誤差が問題となる無彩色光時に各水平絵素列
での色信号変調成分の発生を防止するとともに、輝度信
号成分として、色フィルタが無い白黒撮像素子と全く等
しい信号を得ることによって、輝度偽信号の発生も防止
したものである。

（実施例１） 以下本発明の実施例について図面を用いて説明する。
第７図は本発明の一実施例の固体撮像装置における色フ
ィルタの色配列と絵素の相互関係を示す模式的部分平面
図である。複数の絵素１が水平方向と垂直方向に規則的
に配置されている。各絵素１上には色フィルタが形成さ
れている。水平絵素列にある列より順番にl₁，l₂，l₃…
…，l₈，……と名付ける。第１と第３の水平絵素列であ
るl₁，l₃およびl₅，l₇は第８図（ａ）に示すような透過
特性を持つMg′,G′の色フィルタが１絵素毎に形成され
ている。l₁のMg′,G′で変調される第１の差信号成分で
あるC₁は第９図（ａ）に示すごとくR,Bが正,Gが負のC₁
＝Ｒ＋Ｂ−Ｇの差信号となる。（R,G,Bは単に色成分を
示す。）Mg′,G′の色フィルタの分光透過特性は基準照
明色温度3200°Ｋで照明された白を撮像した時にC₁が零
となるように、撮像レンズ、赤外カットフィルタ撮像素
子等すべての光学系の要素の分光特性を考慮し設計する
必要があり、本実施例ではＧ′色フィルタは後に説明す
るCy′,Ye′の重ね合わせ特性として得ており、白バラ
ンスはMg′色フィルタのＧ成分の透過率で合わせる設計
としている。第９図（ａ）は3200°Ｋ照明の白を撮像し
た時のC₁差信号の波長に対するレスポンス特性であり、
この積分値は零であり、3200°Ｋ照明の無彩色光では第
１の差信号C₁は零であることを示している。また第１の
水平絵素列であるl₁，l₅と第３の水平絵素列であるl₃，
l₇とは第１の差信号C₁の位相が180°異なるように第７
図に示すごとく色フィルタの配列を180°変えてある。

一方、第２と第４の水平絵素列であるl₂，l₄および
l₆，l₈は第８図（ｂ）に示すような透過特性を持つC
y′,Ye′の色フィルタが１絵素毎に形成されている。こ
のCy′,Ye′で変調される第２の差信号成分であるC₂は
第９図（ｂ）に示すごとくCy′,Ye′に共通に含まれる
成分を除いた信号成分であるＢとＲの差信号でC₂＝Ｂ−
Ｒとなる。（B,Rは単に色成分を示す。）Cy′,Ye′の色
フィルタの分光透過特性はMg′,G′と同様に3200°Ｋ照
明の白に対してC₂が零となるようにするとともに、M
g′、Ｇ′絵素列の輝度信号とCy′,Ye′絵素列の輝度信
号が等しくなるように設計されている。本実施例のごと
く3200°Ｋを照明の標準色温度とすると通常赤外カット
フィルターによって極端に赤成分600〜700mmを低下させ
ない限りＢ−Ｒの差信号のＢとＲの信号比はＢに対しＲ
は２倍程度となるため、本実施例では第８図（ｂ）に示
すようにCy′フィルタの600〜700nmの透過率を通常のCy
フィルタより高くすることによってＲの変調成分を低下
させ3200°Ｋ照明の白に対しC₂が零となるようなCy′フ
ィルタの分光特性が選ばれている。また、Mg′,G′絵素
列のＧ′フィルタがCy′,Ye′の重ね合わせ特性として
得ている場合はCy′,Ye′絵素列の輝度信号はMg′,G′
絵素列のそれに対して20〜30％高くなるため、本実施例
では第８図（ｂ）に示すようにCy′,Ye′共通に含ま
れ、Ｒ、Ｂの変調成分に影響を与えないＧ成分をCy′,Y
e′で同一量減衰させMg′,G′絵素列とCy′,Ye′絵素列
の輝度を一致させている。このようなCy′,Ye′フィル
タの透過特性はＧ成分の透過率の低下した色フィルタで
ある薄いマゼンタ（Mg）色フィルタをCy′,Ye′絵素列
のみに積層することによって容易に実現することが出来
る。

このような色フィルタ配列のカラー撮像素子によって
フィールド蓄積動作をすると、前記したように、例えば
奇数フィールドではl₁＋l₂，l₃＋l₄……のように隣接す
る２つの水平絵素列が加算され、一水平ラインの信号が
得られ、l₁＋l₂の色信号成分は第１と第２の差信号C₁と
C₂が加算されて第１の加算色差信号D₁となり、l₃＋l₄は
l₁の第１の差信号C₁と180度位相が異なるl₃の差信号C₁
とl₄の第２の差信号C₂とが加算された第２の加算色差信
号として得られる。すなわち、各水平ラインそれぞれか
ら D₁＝C₁＋C₂＝（Ｒ＋Ｂ−Ｇ）＋（Ｂ−Ｒ） …（５） D₂＝-C₁＋C₂＝（Ｇ−Ｒ−Ｂ）＋（Ｂ−Ｒ） …（６） なる加算色差信号が線順次に得られる。なお式（５），
（６）のR,G,Bは説明を簡単にするため信号の色成分の
みを示している。

ところでこのD₁，D₂の加算色差信号は、加算されるそ
れぞれの第1,第２の差信号C₁，C₂が無彩色光時零となっ
ているため、当然加算した結果も零となり各水平ライン
の加算色差信号D₁，D₂は無彩色光時零となる。

このように各水平ラインの加算色差信号が無彩色光時
零でまた各水平絵素列の差信号も零であれば隣接する垂
直２水平絵素列で相関の無い無彩色被写体に対して、各
水平ラインの加算色差信号に誤差を生じることは無く、
またホワイトバランス補正も零であるため、ホワイトバ
ランス補正誤差も生じることがなく視覚上最も障害とな
る無彩色画面での垂直色誤差を防止出来る。

これらのC₁，C₂の差信号およびD₁，D₂の加算色差信号
を模式的にベクトク図上に示すと第10図に示すようにな
りD₁はほぼＢ−Y,D₂はほぼＲ−Ｙなる色差信号とほぼ等
価な加算色差信号が得られる。

以上は色信号について説明して来たが、次に輝度信号
について説明する。本実施例の色フィルタはすでに説明
したように3200°Ｋ照明の無彩色被写体に対しMg′,G′
絵素列とCy′,Ye′絵素列での２つの色フィルタの平均
値として得られる輝度信号が同一であり、かつ、色信号
変調成分も零である。すなわち、無彩色一様被写体に対
しては各色フィルタに対応する絵素から同一の信号量が
得られることになり、もはや無彩色被写体に対しては色
フィルタが全く無いのと等価で、輝度信号としてはまさ
に白黒撮像素子で得たものと同等の信号が得られること
になる。そのため従来のカラー撮像装置では避けられな
かった撮像時のズーミングやパーンニング時に同一被写
体が異なる色フィルタの絵素を通過するごとに輝度信号
レベルが大きく変化する。輝度偽信号の発生を完全に防
止することが出来る。このような効果は平均的に彩度の
低い通常の有彩色被写体に対しても十分発揮され、高品
質なカラー撮像がなされる。またさらに本実施例ではC
y′色フィルタは50％程度の赤色光成分を透過するた
め、通常の赤色光成分を実質的に透過しないCyフィルタ
に対し赤色成分の多い被写体、特に彩色の高い場合の輝
度信号は全ての絵素から得られるため輝度偽信号の非常
に少ない高質品の信号として得ることが出来る。すなわ
ちカラー撮像時においても偽信号の少ない輝度信号を得
ることが出来る。

以上奇数フィールドの場合について述べたが偶数フィ
ールドの場合も全く同様にl₂＋l₃から第１の加算色差信
号D₁がl₄＋l₅から第２の加算色差信号D₂を得ることが出
来、垂直色偽信号も輝度偽信号も全く同様に防止出来
る。

上記の本発明による一実施例のカラー固体撮像装置の
固体撮像素子からの出力信号は、第６図に概略構成図を
示した単板式カラー撮像装置と同様の装置で全く同様に
NTSCカラーテレビジョン信号を得ることが出来る。とこ
ろで、以上の説明で明らかなように本発明の効果はカラ
ーカメラの基準照明色温度の無彩色に対してのみあり、
それ以外の照明色温度の白に対しては差信号は白バラン
スしないため垂直色誤差を発生するが、これは従来の方
式においても照明の色温度に対して垂直色誤差が増減す
ることは全く同様であり、本発明では少なくとも基準照
明色温度前後の照明色温度に対しては垂直色誤差の発生
は十分低くおさえられるため、色温度変換フィルタの組
合せによればほとんどの色温度の照明に対して垂直色誤
差の発生を防止できる。

ところで以上の説明では、所定の基準照明色温度によ
る無彩色一様被写体撮像時に、前記各色フィルタに対応
する各絵素から得られる信号量が完全に一致した理想的
な場合について説明してきたが、実際には、各撮像素子
の分光特性のわずかなばらつき及び各色フィルタの製造
上の誤差によって常に理想的な零には必ずしもならな
い。この場合、従来同様色信号誤差とホワイトバランス
補正誤差そして輝度信号誤差が発生するが、実際の視覚
検討からと基準色温度照明による100％輝度レベルの無
彩色で一様な被写体を撮像したときの各残留色信号によ
る搬送色信号振幅と垂直色誤差とを評価の結果から、例
えば日本放送出版協会発行の放送技術双書「カラーテレ
ビジョン」209頁から211頁に示されているようにNTSC標
準方式で100％輝度カラーバーのCy（シアン）またはＲ
（赤）の信号で与えられる最大搬送色信号振幅の15％以
下であれば垂直色誤差はほとんど気にならず、また25％
以下であれば実用上十分許容できることが判明してい
る。

さらに各水平絵素列の隣接２画素間の信号量の差が10
％以下で垂直隣接２水平絵素列でその誤差が加算された
場合でも色信号量を標準的に設定すれば、色搬送信号は
最大振幅の25％以下となる実験結果が得られている。

以上より、それぞれC₁，C₂の差信号およびD₁，D₂の加
算色差信号の無彩色光時の色差信号の残留成分がこの範
囲内でかつ、各色フィルタに対応する絵素から得られる
各信号量が最も信号量の多い色フィルタに対応する絵素
の信号量の90％以上であれば垂直色誤差が問題となる無
彩色被写体で、垂直方向に隣接する２つの水平絵素列の
一方が黒となるような最悪の場合においても、垂直色誤
差は十分許容できる値となる。また、その時の輝度信号
誤差は各水平絵素列の隣接２画素間の信号量の差が最大
の10％で垂直隣接２水平絵素列でその誤差が加算される
最悪の場合でもその誤差は10％（輝度信号は水平２画素
の平均値となるため）と従来の1/3程度となりズーミン
グ、パーンニング等で発生する輝度偽信号も十分許容出
来る値となる、以上に述べた誤差内であれば実質的に本
発明の効果を十分に得ることが出来る。

（実施例２） 第11図は本発明の他の一実施例によるカラー固体撮像
装置における色フィルタの色配列と絵素の相互関係を示
す模式的部分平面図である。複数の絵素１が水平方向と
垂直方向に規則的に配置されている。各絵素１上には色
フィルタが形成されている。第１と第３の水平絵素列で
あるl₁，l₃およびl₅，l₇は第12図（ａ）に示すような透
過特性を持つMg″,G″の色フィルタが一絵素毎に形成さ
れ、第２と第４の水平絵素列であるl₂，l₄およびl₆，l₈
は第12図（ｂ）に示すような透過評価特性を持つCy″,Y
e″の色フィルタが一絵素毎に形成されている。

Ｇ″は従来のCy,Yeの重ね合わせでは無く出来るだけ
Ｇ成分の透過率が高くなるようにＧ″として独立して形
成されており、このＧ″とMg″による第１の差信号C₁＝
Ｂ＋Ｒ−Ｇが第１の実施例と同様に3200°Ｋの基準照明
色温度で照明された白を撮像した時に零となるように撮
像素子、赤外カットフィルタ等の分光特性を考慮しMg″
のＧ色光成分の透過率が選ばれている。一方Gy″,Ye″
の分光特性は、3200°Ｋ照明の白に対し第２の差信号C₂
＝Ｂ−Ｒが零となりかつMg″,G″絵素列の輝度信号とC
y″,Ye絵素列のそれぞれが等しくなるように通常のCyと
Yeより濃い色フィルタとなっている。特にYe″フィルタ
は3200°Ｋの赤成分の多い照明に対し第２の差信号C₂を
零とするため赤成分の透過率を低くおさえている。

以上のような色フィルタ配列によるカラー撮像素子に
よってフィールド蓄積動作して得られる第１、第２の加
算色差信号は第１の実施例同様無彩色光時零であり、ま
た各水平絵素列での輝度信号も同一であるため輝度偽信
号の無いカラー撮像が出来る。本実施例も第６図に概略
構成図を示した単板式カラー撮像装置と同様の装置で全
く同様にNTSCカラーテレビジョン信号を得ることが出来
る。

（発明の効果） 以上詳細に述べた通り、本発明によれば基準照明色温
度による無彩色光に対して各水平ラインから得られる加
算色差信号はほとんど零でとなりまた各水平絵素列の輝
度信号レベルもほとんど等しく出来るため少なくとも基
準照明色温度による無彩色被写体で隣接する垂直２水平
絵素列で相関の無い被写体に対して垂直色誤差の発生を
防止することが出来、またさらに撮像時のズーミングあ
るいはパーンニングによって生じる輝度偽信号の発生を
防止したカラー固体撮像装置が実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図はインターライン転送CCD撮像素子の模式的平面
図，第２図はインターライン転送CCDをフィールド蓄積
で動作させた場合の信号電荷の読み出しを模式的に示す
図，第３図は従来の色フィルタの色配列を示す模式的部
分平面図，第４図（ａ），（ｂ）は第３図の色フィルタ
配列でフィールド蓄積動作時の各水平ラインの出力信号
を模式的に示した図，第５図は色差信号ベクトルを示し
た図，第６図は単板式カラー撮像装置の概略構成図，第
７図は本発明の第１の実施例による色フィルタ配列を示
す模式的部分平面図，第８図（ａ），（ｂ）は各色フィ
ルタの分光透過特性を示す図，第９図（ａ），（ｂ）は
２つの水平絵素列の無彩色光時の差信号の分光レスポン
ス特性を示す図，第10図は差信号および加算色差信号の
ベクトルを示した図，第11図は本発明の第２の実施例に
よる色フィイル配列を示す模式的部分平面図，第12図
（ａ），（ｂ）は第２の実施例の各色フィルタの分光透
過特性を示す図である。 図において、１……絵素,2……垂直CCDレジスタ,3……
水平CCDレジスタ,4……出力部,5……色フィルタ,6……
インターライン転送CCD撮像素子,7……ローパスフィル
タ,8……混合回路,9……狭帯域ローパスフィルタ,10…
…ゲイン切換回路,11……バイドパスフィルタ,12……検
波器,13……ホワイトバランス回路,14……1H遅延線,15
……1H切換回路,16……平衡変調回路，l₁，l₂，l₃，…
…l₈，水平絵素列に順番につけた列番号である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも固体撮像素子と前記固体撮像素
   子の各絵素に対応し、水平及び垂直方向に配列された複
   数個の色フィルタを備え、絵素信号内部電荷垂直加算に
   よるフィールド蓄積インターレース動作によって駆動す
   るカラー固体撮像装置において、4n＋１列目（ｎ＝0,1,
   2,……）の水平絵素列は２つの色フィルタが交互に配列
   されており、4n＋２列目の水平絵素列は前記4n＋１列目
   の水平絵素列とは異なる２つの色フィルタが交互に配列
   されており、4n＋３列目の水平絵素列は前記4n＋１列目
   の水平絵素列と同色フィルタが配列されており、4n＋４
   列目の水平絵素列は前記4n＋２列目と同色フィルタが配
   列されており、前記4n＋１列目の水平絵素列と前記4n＋
   ３列目の水平絵素列との第１の組み合わせ、もしくは前
   記4n＋２列目の水平絵素列と前記4n＋４列目の水平絵素
   列の第２の組み合わせのいずれか一方の組み合わせにお
   いて、各々の水平絵素列の位相が180°異なるように配
   列されており、さらに各色フィルタは、所定の基準照明
   色温度による100％輝度レベル無彩色一様被写体撮像時
   に、前記4n＋１列目及び前記4n＋３列目における前記２
   つの色フィルタの水平絵素列信号の差を第１の差信号、
   前記4n＋２列目及び前記4n＋４列目における前記２つの
   色フィルタの水平絵素列信号の差を第２の差信号、前記
   4n＋１列目と前記4n＋２列目の水平絵素列より得られる
   差信号を加算して形成される信号を第１の加算色差信
   号、前記4n＋３列目と前記4n＋４列目の水平絵素列より
   得られる差信号を加算して形成される信号を第２の加算
   色差信号としたとき、前記第１、第２の加算色差信号を
   元に色信号平行変調器によって形成した搬送色信号を含
   む合成カラー信号中の、前記第１、第２の差信号の各残
   留色信号成分による搬送色信号振幅が最大搬送色信号の
   振幅の25％以下となるように、かつ前記第１、第２の差
   信号を構成する各水平絵素列の異なる２つの色フィルタ
   に対応する水平隣接画素の信号量比率が90％以上でか
   つ、垂直方向に互いに隣接する４つの色フィルタに対応
   する各絵素から得られる各信号量が最も信号量の多い色
   フィルタに対応する絵素の信号量の90％以上となる分光
   透過率特性を持たせてなることを特徴とするカラー固体
   撮像装置。