JPS59104880A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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Publication number
JPS59104880A
JPS59104880A JP57214412A JP21441282A JPS59104880A JP S59104880 A JPS59104880 A JP S59104880A JP 57214412 A JP57214412 A JP 57214412A JP 21441282 A JP21441282 A JP 21441282A JP S59104880 A JPS59104880 A JP S59104880A
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JP
Japan
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signal
color
circuit
horizontal
shift register
Prior art date
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Pending
Application number
JP57214412A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiji Hashimoto
誠二 橋本
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Priority to US07/246,025 priority patent/US4935808A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/40Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
    • H04N25/44Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled by partially reading an SSIS array
    • H04N25/447Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled by partially reading an SSIS array by preserving the colour pattern with or without loss of information

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

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】 (技術分野) 本発明は固体撮像素子を利用した固体撮像装置に関する
ものである。
(従来技術) 従来この種の装置には、MOS型と呼ばれるX−Yアド
レスの固体撮像素子や、あるいはインターライン型のC
OD、フレーム転送型のCOD等が良く利用されている
その中でフレーム転送型のOCDはMOS型やインター
ライン型に比較して、撮像部に垂直転送レジスタを設け
なくて良いので、構造的に非常(1) に簡単である。そのためにTV画面の水平方向に相当す
る水平画素数を多く集積する事が可能である。第1図は
このような従来のフレーム転送型のCODを示す図であ
り、光電変換を行う撮像部1と撮像部からの電荷を一時
的に蓄えるメモリ一部2とさらにメモリ一部からの蓄積
電荷をTV同期に従って、電荷転送する水平シフトレジ
スタ3と、電荷を電圧信号として読み出すだめの出力ア
ンプ4とから成り立っている。この様なCOD上には、
カラー信号を作り出すために必要な色分解フィルタが接
着あるいはオンチップ化されている。第2図はそのフィ
ルターの例を示す図である。とこでは色再現性が非常に
すぐれていると言われているF 、G 、Bストライプ
方式を利用した従来のフレーム転送型CODについて述
べる。
ストライプ方式の水平方向画素数が約580素子の場合
、水平転送周波数は10 、7 MHzに相当するが、
この素子数のOODを用いた場合。
通常輝度信号としてはCODの出力信号をそのま(2) ま高帯域の低域フィルタ(約3MH2)を通して得、ま
た色信号としてはR、G 、B信号の繰り返し周波数3
,58 MHzを各々サンプル・ホールド回路により色
信号分離を行う場合が多い。
この場合色信号については、 NTSOでは500KH
zの帯域が必要であるが、本実施例ではサンプリング周
波数が3.58 MHzであってそのナイキスト周波数
まで信号帯域は再現出来るので。
問題はない。ところが輝度信号については、被写体像が
無彩色に近い場合は問題はないが、色の飽和度が高い被
写体像では、サンプリング周波数が3.58 M)(z
(ナイキスト1.8M)Iz)になるので、折り返し歪
がかなり発生してしまって。
画質を著しく低下させてしまう。この欠点を解決するた
めには水平画素数は約770本即ち14MHz駆動の必
要性が生じてくる。この様な14MHz対応のCODで
あれば上述のような特別の被写体像の場合でも、サンプ
リング周波数は約4.77MHz (ナイキスト2,4
 MHz )になり折り返し歪を著しく低下させること
が出来、一般の受像機(6) では全く問題にならない。
しかし、 14 MHB対応のCODでは水平シフトレ
ジスタと出力アンプ及びクロックICと色分離サンプル
ホールド回路上に以下に述べる問題が発生する。
まずCODの出力信号から色信号R0G、Bを分離する
ためには、 14 MH2信号の有効な信号成分に相当
する部分の期間がある程度長くなければならない。しか
しデユーティ比50%の駆動パルスの時、信号成分は計
算上 (2X11゜、1□□) 35 nsであるが、実際上
は駆動回路の部品素子による立上り、立下り時間が合計
で約10nSとすると、残りの部分は約25n8となっ
てしまう。さらに、りpツクの立上り。
立下りがあまりに急峻であると、シフトレジスタの熱発
生により暗電流が増すために、有効な信号部分はさらに
短かい期間になってしまう。
また出力アンプの周波数特性も考慮すると、有効な信号
期間は史に短かくなってしまう。この様に14 MH2
対応のCODでは信号成分の期間が(4) かなり短かくなり、クロック発生部の素子のノ(ラツキ
あるいは温度変動によるサンプルパルスの変動も加わる
ので、信号の分離が困難となる欠点があった。    
     ↓9また。770素子のCCDを例えば尿サ
イズのイメージセンサの水平シフトレジスタとして集積
化するのは現状ではかなり困難を伴なうという欠点があ
る・ (目的) 本発明は上述の如き従来技術の諸欠点を解消し得る撮像
装置を提供することを第1の目的とする。
本発明の第2の目的は色分離の為のサンプルホールド回
路構成を簡単化若しくは省略し得る撮偉素子及び撮像装
置を提供することにある。
本発明の第3の目的は水平方向の素子数の多いイメージ
センサの色分離を正確に行ない得る撮像装置を提供する
ととを目的としている。
(実施例) 以下実施例に基づき本発明を説明する。
(5) 本実施例では上述の欠点を除去するために。
従来の1つの水平シフトレジスタを有するCODではな
く、第3図(a)に示すような読み出し転送路としての
2つの水平シフトレジスタを有するCODを用い水平転
送周波数をHにし゛て、上述の問題点を基本的に解決し
ている。即ち水平方向の画素電荷を第3図(0)のクロ
ック回路46・により1画素毎の周期で2つの水平シフ
トレジスタに転送することによ抄水平転送周波数を%に
している。
この場合実施例ではフレームトランスファー型CCDに
ついて説明しているが、勿論インターライントランスフ
ァー型OQDでも全く同じように適用できる。このよう
な第3図(a)のCODに第2図示の色フィルタを貼合
わせた後述の第3図(C)のり四ツク回路46により駆
動した場合。
第1.第2のシフトレジスタ51.32の出力S1と8
2からは第3図(1))に示す様にR,G、B信号の位
相が互いに異なった出力が得られる。伺、クロック回路
46はCODを駆動すると共に、第(6) 1、第2レジスタへの電荷の振り分けを制御する制御手
段として機能している。
第3図(C)はこの第1.第2レジスタ出力81゜82
からY (R−Y)、(B−Y)信号を形成する為の信
号処理回路である。レジスタ31.32を各々同相で駆
動する場合について考えると、レジスタの出力81.8
2は各々アンプから、6により増巾された後アンプ5の
出力はディレィ回路7により所定量だけ位相を遅らせる
事により空間的サンプリングの順序に戻される。
とこでディレィ回路7の遅延量はレジスタ31゜62の
クロック周期のHに選ばれる。
ディレィ回路7とアンプ6の出力はクランプ回路fVC
よリクランブされた仮名々R(赤)成分サンプリング回
路90.G(緑)成分サンプリング回路91.B(青)
成分サンプリング回路92に入力される。そして第3図
(C)に示すようなサンプリングパルス、 nSw、G
sw、Bsw K ヨり各々サンプルホールドされる。
伺、ここでサンプリングパルス、ESW、G8W。
(7) ESWはクロック回路46から出力される。
このサンプルホールド回路90〜92により点順次色信
号の同時化が行なわれ、回路90.92の出力は各々ゲ
インコントロール回路93 、94に於てG信号のレベ
ルに対してレベル調整した後、スイッチ回路95に於て
再び点順次化する事によりY信号を合成する。これはY
信号の高域成分を損なわずに得る為である。
またレベル調整され九R,G、Bの各信号は前記Y信号
と共にプロセス回路に入力されて適宜の補正を施される
。とのように構成する事により水平シフトレジスタに於
ける水平転送周波数はHになるという効果が得られる。
伺、第4図は第3図(1)に示した撮像素子の一例の要
部構成図である。斜線部はチャネルストップ、A、Bi
t仮想電極部、 O,Dは転送電極下の部分を示してい
る。17はメモリ一部のライン情報を2つのレジスタ3
1.32に順次分離する為の分離部分であってゲート電
極により分離を行なうよう構成しても良い。2Eはメモ
リ一部(8) 2の転送電極である。1ルは分離部の転送電極で、51
B、321は夫々レジスタ31.32の転送電極。
OLはクリアゲート部、 CDはクリアドレインである
同1本実施例では一相駆動となっているが二相以上の駆
動方法でも良い。又 A 、 Dの部分の電位P(ム)
〜P(D)は常に であって各転送電極にハイレベルの電圧が印加された時
にはP(D) > P(A) 、o−レベルの電圧が印
加された時にはP(B)>IF(0)となるように構成
されている。冑1本実施例では撮像部の水平方向の画素
の3つに1つは測距用等の用途に用い得るよう構成され
ている。又、メモリ一部の2本の垂直転送路に対して水
平シフトレジスタ31゜62の1セルずつを対応させる
ようにしても良い。
次に第5図から第9図は本発明の第2実施例を示す図で
ある。本実施例は信号処理回路の複雑さを避ける為にフ
ィルタの色パターンに09(9) を持たせる事により1回路の簡単化、更には画質の良い
輝度信号と1色再現性の良い色信号を得ようとするもの
である・ 第5図は色フイルタ構成図、第6図はシフトレジスタへ
の電荷転送説明図、第7図は第6図示実施例の信号処理
ブロック図、第8図(a)〜(C)はその他の色フイル
タ配置例を示す図である。
置されており1色フイルタ構成図の間に色フィルタOF
A、070が繰返し配置されている点である。
従ってクロック回路46により水平ライン内の電荷を1
 bit毎に両レジスタに振り分ける事により色フィル
タOFBに対応する電荷を第1シフトレジスタに転送し
1色フイルタ構成図 、 CIFBに対応する電荷を第
2シフトレジスタに転送すれば、後述する様に簡単な信
号処理回路で画質の良い信号を得る事が出来る。
第6図と第7図を参照して本発明をさらに詳しく説明す
る。
(10) 第6図は第5図の色フィルタのA 、 UFB 。
cycにそれぞれR、G 、B透過色フィルタを適用し
たものである。
まず1画素列毎の電荷(R、B)は第1シフトレジスタ
を経て第2シフトレジスタに転送され。
次にGに対応する電荷が第2シフトレジスタに転送され
る。以上の転送はクロック回路46によりTV水平ブラ
ンキング期間に行なわれる。その後第1.第2シフトレ
ジスタの電荷はやはりクロック回路46により1水平走
査信号81.82として読出される訳である。
第7図(a)は上述の様にして読出された信号81.8
2からNTS信号等を作り出す信号処理回路ブロック図
である。まず第7図(a)の回路動作を説明する。信号
S1はG信号だけであるので。
との信号はそのまま高域フィルタ10に導かれて高域輝
度信号YHになると共にガンマ処理等が行なわれるプロ
セス回路20へ導かれる。他方、信号S2は色信号R1
Bが順次信号として□読出されるので、サンプルホール
ド回路30で。
(11) RとBの同時信号として色分離されてからプロセス回路
20へ導かれる。プロセス回路20では上述のR,G、
B信号から1色差信号R−YLとB−YL、および低域
輝度信号YLが出力される。そして低域輝度信号YLは
加算器40において高域輝度信号YHと合成されて、全
帯域を有するNTSOの輝度信号Yとなる。これら輝度
信号Yと色差信号R−YL 、 B−YLの信号はエン
コーダ(図では省略)に導かれてNTSC信号となる。
このNTSO信号をディスプレイに接続すれば色再現性
の良い高画質な画像が得られる。
次に、第7図(1))は同図(a)の実施例よりも輝度
信号帯域を広くするため構成を示すブロック図である。
即ち信号S1と82の位相を遅延回路45により元の空
間的サンプリング位相に戻して、それぞれを加算し、こ
の加算信号を擬似輝度信号とするものである。Slと8
2の信号レベルを無彩色の被写体像撮影時にほぼ1:1
になる様にシステムを調整すれば、輝度信号帯域は非常
に高帯域になる。
(12) 第8図(a)〜(C)は本実施例の色フィルタを純色タ
イプと補色タイプの組合せ、あるいは補色タイプの組合
せにより構成した実施例を示すものである。このように
補正タイプの色フィルタを含ませる事によシ感度の向上
と輝度信号帯域の拡大が容易になるという効果を有する
第8図(a)は、第6図実施例の色フィルタR0G、B
のなかでGを全色透過Wに変えたものである。このRo
B、W方式では輝度信号が完全に被写体像を再現すると
いう効果がある。同図(1))と(C)の色フィルタは
第9図示の回路により信号処理が行なわれる。この様な
色フィルタでは色分離回路55が必要になるが、高感度
かつ高解像度の信号を得る事が可能になる。第9図示回
路では出力81と82との空間サンプリング位相をディ
レィ回路45により揃えた後、加算する事によりY信号
を得ると共に、 s2出力からサン7’ルホールド回路
30によりサンプルホールドされたYe (黄)、Cy
(シアン)の各色信号とG(緑)又はW(透明)の信号
とを色分離回路(13) 35に於て演算する事により、R,Bの各信号を得る事
ができる@ 伺1以上の実施例では水平シフトレジスタ31゜32に
於て1水平ラインの信号を11)itずつ振り分けてい
るが、例えば21)itずつ振り分けても良く、所定の
周期で振り分けるものであれば良い。
(効果) 以上説明した如く1本発明によれば、 (1)  色分離の為のサンプルホールド回路の構成が
簡単化できる。
(2)水平シフトレジスタの高速読み出しに伴なうS/
Hの低下を防止でき、点順次信号から色信号を分離する
際の不正確さを低減できる。
(5)水平シフトレジスタの駆動周波数を実質的に低く
できる。
(4)水平シフトレジスタを2本だけ用いているので各
色毎に水平レジスタを設ける場合に比べて構成が簡単に
なる・ (5)色フィルタの繰り返しパターンと、水平う(14
) イン信号の両シフトレジスタへの振り合は周期とを合わ
せる事により撮像素子出力の処理回路構成が簡略化され
、しかも色再現性に優れ、更に高解像度、高感度の画質
が得られる。
等多くの効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図はフレーム転送型00Dの構成図、第2図はl’
?、G、Bの繰返し色フィルタの例を示す図、第5図(
a)は本発明に適した撮像素子の構成図、第3図(b)
は水平ライン信号の振り分は法を説明する図、第3図(
0)は本発明の第1実施例の信号処理回路図、第3図(
a)はクロック信号のタイミング図、第4図は第5図(
a)の素子の構造の一例の略図、第5図は本発明の第2
実施例の色フイルタ配置図、第6図は第2実施例に於け
るレジスタへの振り分は方法の説明図、第7図(a)は
第2実施例の信号処理回路ブロック図。 第7図(b)は他の信号処理ブロックの例を示す図、第
8図(a)〜(C)は夫々色フィルタのその他の実施例
を示す図、第9図は第8図(b)又は(15) (0)の色フィルタの信号処理回路ブロックを示す図で
ある。 31.32は夫々第1.第2の水平シフトレジスタ、1
0は高域フィルタ、20はプロセス回路である・ 特許出願人  キャノン株式会社 、、′ (16) −桶愕PJ 手続補正書(自発) 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 を事件の表示 昭和57年特許願第214412号 2、発明の名称 撮像装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都大田区下丸子3−30−2名称 (100
)キャノン株式会社 代表者 賀 来 龍三部 4、代理人 〒146 居所 東京都太田区下丸子3−50−2キャノン株式会
社内(電話758−2111)(1) 5補正の対象 明細書 6補正の内容 明細書の浄1−0 別紙の通りタイプ再書による明細書を提出致し号す(内
容に変更なし)。 Z添附書類の目録 タイプ尊書による明細書    1通 (?) 460

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 光学像を電気情報に変換するイメージセンサと該センサ
    の1水平ライン分の情報を分割して読み出す為の2つの
    読み出し転送路と、該各転送路に対し、て前記1水平ラ
    インの情報を所定の周期で振り分ける制御手段とを有す
    る撮像装置。
JP57214412A 1982-12-07 1982-12-07 撮像装置 Pending JPS59104880A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57214412A JPS59104880A (ja) 1982-12-07 1982-12-07 撮像装置
DE19833344082 DE3344082A1 (de) 1982-12-07 1983-12-06 Bildaufnahme-einrichtung
US07/246,025 US4935808A (en) 1982-12-07 1988-09-14 Low-noise image pickup device having readout transfer paths for divided image information

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57214412A JPS59104880A (ja) 1982-12-07 1982-12-07 撮像装置

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JPS59104880A true JPS59104880A (ja) 1984-06-16

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ID=16655355

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JP57214412A Pending JPS59104880A (ja) 1982-12-07 1982-12-07 撮像装置

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