JPS5963892A - 固体カラ−撮像装置 - Google Patents

固体カラ−撮像装置

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Publication number
JPS5963892A
JPS5963892A JP57174404A JP17440482A JPS5963892A JP S5963892 A JPS5963892 A JP S5963892A JP 57174404 A JP57174404 A JP 57174404A JP 17440482 A JP17440482 A JP 17440482A JP S5963892 A JPS5963892 A JP S5963892A
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JP
Japan
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output
circuit
signal
color
vertical
Prior art date
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Pending
Application number
JP57174404A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeki Nishizawa
重喜 西澤
Shusaku Nagahara
長原 脩策
Naoki Ozawa
直樹 小沢
Kenji Takahashi
健二 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS5963892A publication Critical patent/JPS5963892A/ja
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
    • H04N25/60Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/62Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels
    • H04N25/625Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels for the control of smear

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (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】 発明の利用分野 本発明は固体カラー撮像装置に係り、特に垂直スメアを
除去するのに好適な固体カラー撮像装置に関する。
〔従来技術〕
固体撮像素子は、焼付がない、軽量、長が命。
振動や衝撃に強い、消費電力が少なくて済む等の利点が
あり、従来の撮像管にくらべて安心して使える反面、高
輝度被写体によるブルーミング、垂直スメアなど画質を
損う現象を有している。
飽和光量以上の光が入射したとき、フォトダイオードで
発生する過剰電荷は、垂直信号線に流れ込み白い縦縞模
様となって現われる。この現象をブルーミングという。
一方、垂直スメアは飽和光量以下でも生じ、入射光の垂
直信号線へのもれ込み、電荷の拡散による垂直信号線へ
の混入、フォトダイオードと垂直信号線との結合容量な
どが原因であり、ブルーミングと同じく明るい被写体の
上下に白い縦縞模様となって現われる。
これらの対策として、従来、外部キャンセル回路や素子
構造の改良で対処しているが、外部回路が複雑になった
り、感光領域の面積を犠牲にしなければならず感度が低
下するといった欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記の如き従来の欠点を改善し、簡単
な素子構造及び装置構成で垂直スメアのない高画質のカ
ラー鋏像信号を得ることができる固体カラー撮像装置を
提供することにある。
〔発明の詳細な説明〕
上記目的を達成するため、本発明は、水平および垂直方
向に受光素子が2次元状に配列され、前記受光素子列の
垂直方向画素列の奇数列と偶数列との位MFA係が前記
受光素子の半分のピッチだけ水平方向にずれており、か
つ前記受光素子の各々に対応して全透過の第1フイルタ
と緑色フィルタからなる第2のフィルタと、該第2のフ
ィルタの透過光成分を透過し、かつ互いに異なる透過光
成分を有7る補色フィルタからなる第3.第4のフィル
タにより構成されるモザイク状色フィルタが配置され、
各フィールド毎に前記受光素子列の奇数列と偶数列を交
互に走査するためのインタレース走査部、前記受光素子
列のうち奇数列の信号を外部に出力する第1の出力回路
、偶数列の信号を外部に出力する第2の出力回路、第1
の出力回路を制御する第1の制御回路、第2の出力回路
を制、御する第2の制御回路を有ヒ、がつ前記tI′S
1出力回路の出力と第2出力回路の出力とが同時に行な
われる固体カラー撮像装置において、前記半ピツチ水平
方向にずれ、かつ同時に選択される垂直方向受光素子列
の奇数列および偶数列の受光素子に対応した色フィルタ
を同種のフィルタとし、前記第1の出力回路の出力と第
2の出力回路の出力との差を取る減算回路fi:設けて
垂直スメア信号を含んだカラー映像信号成分から垂直ス
メア信号を除去し前記第1の制御回路および第2の制御
回路に同期した信号で前記減算回路の出力を切り換える
ゲート回路を設けてカラー映像信号成分を得ることを特
徴とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明する。
第1図に本発明に用いる固体撮像素子を示す。
1は受光素子Φから映像信号を時系列的に得るための水
平走査部、2は垂直走査部を示す。3は、第1フイール
ドでは奇数行11.7!3・・・・・、第2フイールド
では偶数行ノ2.!4・・・・・と各行を走査するため
のインタレース走査部を示す。
固体撮像素子においては、前述したように垂直スメアが
発生する。垂直スメア信号は、垂直MOSトランジスタ
6のオン・オフ動作に関係なく垂直信号線C1,C′l
、C2,C10・・・・に1水平走査期1iij蓄積さ
れ、各フォトダイオードの映像信号が読み出されるとき
に映像信号に混入してしまう。
いま、11行の信号を読み出すとする。この詩、垂直M
O8)ランジスタロはインタレース走査部3からのパル
スでオンし、各フォトダイオードpH、PI3 、 P
I3・・・・・・に蓄積された映像信号は、水平帰線期
間に垂直信号線C’1. C’2. C’δ・・・・・
に移される。そしてこの信号は映像期間に、水平走査部
1からのパルスにより水平スイッチMO8)ランジスタ
5 (511+ 512L (521+ 522) +
 ・・・・・とMU次ONすることにより外部に取り出
される。
そして、同様の動作が!3行、!5行と繰り返されて第
1フイールドを終わる。
第1図より明らか々ように、71行の信号は出力!@S
2より得られるが、この信号には垂直スメア信号が含ま
れた形となっている。一方、偶数行に接続された出力端
S1からは、垂直MO8)ランジスタロは動作しないた
め映像信号は得られないが、垂直信号線C1,C2,C
3,・・・・・・に蓄積された垂直スメア信号が得られ
る。同様に次のフィールドでは、t2./4・・・・・
の映像信号を読み出すが、各1決像信号は偶数行に接続
された出力端81より得られ、奇数行に接続されたS2
からは垂直スメア信号のみが得られる。
ここで、互いに隣接する垂直信号線に蓄積される垂1ば
スメア信号は、互いに隣接しているため強い相関があり
ほぼ同級であることに着目すれば、出力端S1及びS2
から得られる信号の差を取れば′@11i、スメア信号
のみをキャンセルすることができる。
色フィルタを配置したカラー1.’iI体撮像素子に上
記方式を適用する場合、色フィルタ配置が重要な意味を
もつ。この場合、垂直スメア信号も色フィルタを透過し
た光により発生する。本発明では、垂直スメアの除去は
、垂直スメア信号の混入した映像信号と垂直スメアのみ
の信号とをそれぞれ別の出力端から出力し、その差をと
ることによって行なわれるので、映像信号に含まれる垂
直スメアのスペクトラムとキャンセルに使用する垂直ス
メアのスペクトラムは同じであること力(要求される。
上の条件を満たした色フィルタを第2図に示す。
色フィルタは、小面積のシアン(Cy) 、イエロー(
Yo)、 ホワイト(資)、グリーン(G)を用し、、
稿’y1図に示すフォトダイオードキに対応して配置さ
れてし八る。つまり、フォトダイオード■)11 ”2
1 に番まCyが対応し、PI3.P22にはY。力(
ス・l訃包してI/Xる。
ここで、ホワイトG″)はレッド(R)、り′1ノーン
(G)。
ブルー(B)の3原色の混合により、シアン(Cy)&
まグリーン(G)とブルー(B)、イエロー(Y )番
まし・ンド(1()とθ グリーン(G)の混合によりイIJられる。
W−R十〇+B         ・・・・・(1)(
’y−G + B        ・・・・・(2)・
・・・・(3) Yo−R+ G 従って、第2図の色フィルタ力1らカラー画像を構成す
るのに必要なR信号及びB信号をイするに番ま次のよう
にすればよい。
式(1)、■、0)より、 R−YQ−G         ・・・・・(4)−w
−cy        ・・・・・(5)13− Cy
−G           ・・・・・(6)−w−y
o            ・・・・・■となりR信号
及びB信号が得られる。
前述したとおり、垂直スメアをキャンセルするために隣
接する垂%[信号線の相関、を利用し”Cいる。
第2図では(C1,C’l)、 (C2,C’2)、・
・・・・のペアで垂直スメアをキャンセルする演算を行
うが、この場合、垂直信号線に6積される垂直スメア信
号のスペクトラムは、色フィルタ配置が同じであるため
等しくなる。この色フィルタ配置を用いた場合の信号処
理回路の実施例を第3図に示す。
7A及び7Bは、固体撮像素子の出力端S ’l及びS
2に対応する入力端、8A及び8Bはプリアンプである
第1図に示したとおり奇数行と偶数行の受光素子は水平
走査方向に半画素分だけ空間的にずれているにもかかわ
らず同一タイミングで読み出される。このため遅延回路
9で出力端S2より得られる信号のみを半画素分だけ遅
延させて、もとの空間的配置に戻して水平解像度を向上
させている。
10は差動アンプである。これしこより垂直スメア信号
のみキャンセルする演矧を行つCいる。第1フイ→レド
では奇数行の信号を読み出すとすると、奇数行の画素に
接続された出力端S2から垂111スメア伯号を含んだ
映像16号、偶数行の:1ij素に接続された出力!瑞
からは、垂直f、f壮線C1,C2・・・・・・に蓄積
された垂直スメア1.τ号のみが得らJzる。
よって、第1フイールドでは、差動−rンプ10におけ
る演↓γは、垂直スメア信号から垂直スメア信号をきん
だ映像信号を引くことになるため反転出力10Bを利用
する必要がある。次のフィールドでは、演算方向が逆と
なるため、非反転出力10Aを利用する。このため、ス
イッチ12A及び12Bでフィールドごとに出力を切り
換えている。なお、入力端11A及び1113はスイッ
チ12A及び12Bをフィールドごとに切り換えるため
に必要なフィールド判定パルスの入力端である。垂直ス
メア信号だけをキャンセルした映像信号は、加算回路1
3Aで加算した後、ローパスフィルタ14でクロック雑
音などを含む不要な高域成分を除去すれば輝度信号Yが
得られる。
一方、カラー映像信号を得るためには輝度信号Yの他に
最低2つの色信号が必要である。第2図に示す色フィル
タ配置から分かるとおり、赤信号R及びw信号Bは同一
周波数で得られるため、バンドパスフィルタ15でキャ
リア周波数だけ抜き取る。ここで、R信号は水平走査周
期ごとに位相が反転するが、B M号は変化しない。よ
ってl水平走査期間(L H期間)の遅延回路16によ
りIII期間遅延した信号と遅延していない信号とを加
算回路13Bで加惇すればB信号が得られ、減算回路1
7で差を取ればR信号が得られる。その後、検波回路1
8A及び18Bで検波すればBC4号を復調することが
できる。
第4図に示す信号処理回路は第3図とほぼ同じであるが
、異なる点は、第3図とは逆に、差動アンプ10で垂直
スメアをキャンセルした後、遅延回路9で元の空間的配
置に戻した点である。その他は第3図の実施例と変わる
ところはないので説明は省略する。
第5図は信号処理回路の別の実施例である。
輝度信号を得る方法は第3図に示す実施例と同じである
ため説明は省略する。加算回路13Aの出力信号を19
A及び1QI3のサンプリング回路でW、Cy、Yo、
Gの各色に分離する。ただし、IQBは遅延回路16で
l H期間遅延させた信号をサンプリングする。22は
サンプリングパルス発生器である。2OA及び20Bは
スイッチ回路である。これは、L H期間ごとにCyと
W、YoとGが入れかわるために必要なものである。2
3はスイッチ回路20A及び20I3のスイッチをL 
H期間ごとに切り換えるために必要なパルスの入力端で
ある。その後減算回路21A及び2113で式(4) 
、 (,5)で示したR−Y、−G −W−Cyの演3
γを行えばR信号が得られ、減算1r77路2IC及び
21Dで式(6)、C7)で示したl3−Cy−G−W
−Y、の演算を行えばB信号を得ることができる。その
後、加算回路13B及び13Cの出力をローパスフィル
タ1413及び14Cに通せば復調することができる。
なお、第5図の実施例の場合も第4図の実施例と同様に
遅延回路9を差動アンプ10の反転出力の後に入れるこ
とも可θとである。
第6図は色フィルタ配置uの実施例である。
この場合も第2図の実施例と同様に、隣接する垂直信号
線(C1,C’l)、 (02,C’2)、 (C3,
C’3)。
・・・・・に含まれる垂直スメアのスペクトラムは同じ
であるため垂直スメア信号のみキャンセルすることがで
きる。この場合の信号処理回路は第3図。
第4図及び第5図に示す実施例と同じであるが、第3図
及び第4図の実施例の場合は検波回路18AからR信号
、18BからはB信号が得られる。第5図の場合はスイ
ッチ回路20A及び20BのCyとY、を入れかえる必
要があり、ローパスフィルタ14BからはB信号、14
CからはR信号が得られる。
第7図は色フィルタ配置の別の実施例である。
この場合の信号処理回路を第8図に示す。
第7図の色フィルタ配置の場合、サンプリング回路19
A及びIGIBではサンプリングする色がCy+W−4
Yo−4G→c、→W・・・・・とI I(期間ごとに
変化するため、スイッチ回路2OA及び20Bで各色を
分離している。その他の構成は第4図で示す実施例と同
じである。
第9図は色フィルタ配置の別の実施例を示す。
この場合の信号処理回路は第8図と同じであるが、サン
プリング回路19A及び19Bでサンプリングする色が
IHH期間とに変化する、その変化の態様は第7図と異
なり、Cy−G−+Yo4W−4Cy−a→・・・・・
となる。従って、スイッチ回路の出力のCyとY。を入
れかえる必要があり、そのためp−パスフィルタ14B
からはB信号、14CからはR信号が得られる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、簡単な素子構造
及び装置構成により垂直スメアの発生しない高画質のカ
ラー映像信号を得ることができる固体カラー撮像装置が
実現でき、経済的である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に用いる固体撮像装置の受光素子装置を
示す図、第2図、第6図、第7図、第9図は本発明に用
いる、それぞれ異なる色フィルタ配着を示す図、第3図
、第4図、第6図、第8図は、それぞれ異なる本発明の
固体カラー撮像装置の実施例における信号処理回路を示
す図である。 C1,C’1. C2,C’2. C3,C’3 :垂
直信号線、Cy。 ’y8.G、w:色フィルタ、sl、 82:信号出力
端、9:遅延回路、10:差動アンプ、IIA、IIB
:フィールド判定パルスの入力端、12A、12B:フ
ィールド切換スイッチ。 特許18 M1人  株式会社日立製作所・、I゛・

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 受光素子が水平および垂直方向に2次元状に配列され、
    前記受光素子の垂直方向II!ii素列の奇数列と偶数
    列との位置関係が前記受光票子の半分のピッチだけ水平
    方向にずれており、かつ前記受光素子の各々に対して全
    透過の第1フイルタと緑色からなる第27・rルタと該
    第27・イルタの透過光成分を透過し、かつ互いに異な
    る透過光成分を有する補色フィルタから成る第3.第4
    のフィルタにより構成されるモザイク状色フィルタが配
    置され、前記受光素子列のうぢ、奇数列の信号を外部に
    出力する第1の出力回路、偶数列の信号を外部に出力す
    る第2の出力回路、第1の出力回路を制御する第1の制
    御回路、a!2の出力回路を制御する第2の制御回路を
    有し、かつ前記第1の出力回路の出力と第2の出力回路
    の出力とが同時に行なわれる固体カラー撮像装置におい
    て、前記半ピツチ水平方向にずれ、かつ同時に選択され
    る垂直方向画素列の奇′数列と偶数列との受光素子に対
    応した色フィルタを同種のフィルタとし、前記第1の出
    力回路の出力と第2の出力回路の出力との差を算出する
    減算回路と、前記第1の制御回路に同期した信号と前記
    第2の制御回路に同期した信号とで前記減算回路の出力
    を切り換えるゲート回路とを設けたことを特徴とする固
    体カラー撮イαl装置。
JP57174404A 1982-10-04 1982-10-04 固体カラ−撮像装置 Pending JPS5963892A (ja)

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JP (1) JPS5963892A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6313581A (ja) * 1986-07-04 1988-01-20 Hitachi Ltd 固体撮像装置
JP2014230235A (ja) * 2013-05-27 2014-12-08 株式会社ニコン 撮像素子およびカメラ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6313581A (ja) * 1986-07-04 1988-01-20 Hitachi Ltd 固体撮像装置
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