JPS60254977A - カラ−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】 （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ＣＯＤ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
作が朽なえる。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シ残像感が小さい。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　１１−
４．ｌｓ−・・・　、ｌ６．・・・・・・と名付ける。

奇数フィールドにおいてはまずｌｚ−１４−ｊｌ！ｅ、
ｌｓ　。

・・・・・・に対応する絵素よ多信号電荷が垂直ＣＯＤ
レジスタ２へ転送され、・次に垂直ＣＯＤ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
ｉ、、　ｌ、、　１３．、１．、・・・・・に対応する
絵素よ多信号電荷が垂直ＣＯＤレジスタ２へ転送される
。この結果ｌ、、　１４．１．、１．、・・・・・に対
応する絵素の信号電荷はそれぞれｌ、　、　１．、１．
、　／、　、　曲・・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４　
＋　４　、　ｌｓ＋Ａｈａ　。

ＩＪ、＋　１ｍ　、　１７＋　ｇ、　、・・・・・・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ＣＯＤ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Ａ２＋　ｌｌｓ　
、　ｌｌａ＋Ａ！ｓ　−１、＋ｌ、、・・・・・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、この色分解像全ＩＬ−ＣＣＤ撮像素子で撮像し、Ｉ
Ｌ−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ｆを
実現する方法として１９８３年３月のテレビジ冒ン学会
方式・回路研究会技術報告ＴＥＢ　Ｓ　８７−３、ＴＦ
：、Ｂ５８７−６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、それ黄、シアン、マゼンダ、緑の色フ
ィルタを示す。黄の色フィルタは赤と緑の元を透過し、
シアンの色フィルタは青と緑の元を透過し、マゼンダは
赤と青の元を透過する。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ヨ
Ｄ　ｌ＋　、　／２．Ｉｓ、・・・・・・ｌ６．・・・
・・と名付けると、奇数フィールドではＩｌ＋　十ｌｔ
　、Ａｓ　＋　１４　、・・・・・・偶数フィールドで
はＡ’ｔ＋　ｌｊｓ　、　７４＋　ｌ！Ｉ、・・・・・
・の信号なおり、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Ｂ＋−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（Ｒ−−
Ｇ）（９）ｗｔと（Ｂ−丁Ｇ）強ｗｔ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。すなわち右＋ｌｉｔの出力信号
Ｓ（１＋＋ｌｘ）とｌＪｓ＋！、の出力信号５（ｌｓ＋
１４）は次式で示される。

Ｓ（４＋４　）＝（Ｂ＋２Ｇ＋Ｒ−Ｂ僚ｗｔ＋Ｒ邸ｗｔ
）／２＋　（Ｂ＋Ｇ＋Ｒ＋Ｂ部ｗｔ＋Ｒ囲ｗｔ−Ｇ可ｗ
ｔ）／２−（１）Ｓ　（Ｉｓ　＋１４　）　＝　（Ｂ＋
　２Ｇ＋ＲＢｃｍｗｔ　＋ＲｍｑＷｔ　）／２＋（Ｂ＋
Ｇ＋Ｒ−Ｂμｓｗｔ−Ｒ□□□ｗｔ＋Ｇ□□□ｗｔ）／
２−（２）（１）　、　（２）式を整理すると次式とな
る。

Ｓ（４＋４）＝Ｂ＋　Ｇ＋Ｒ−（Ｂ−７Ｇ）房ｗｔ　・
・・・・・・・（４）式（３）　、　（４）のＢ＋、Ｇ
＋Ｒを輝度信号として、また変調成分Ｒ−−Ｇ、Ｂ−−
Ｇを第５図に示すごとく直２　２ 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５（Ｊｔ＋Ａ！ｓ）はＳ（１，＋ｉｔ）と、
５（１４−１−／、）はＳ（／、＋Ａ、）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１盈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７ｔ−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Ｒ−−Ｇ、Ｂ−−Ｇの色
差信号を得る。ま２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
バランス補正１３で補正をしＩＨ遅延線１４とＩＨ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
繰シ返すような垂直方向の繰シ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絵累
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
されたものであシ、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−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ちゃ、垂直方
向にどのような繰シ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、たとえ無彩色元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１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
号及び輝度信号は元が入射している一方の単−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元時に発生する色差信号を輝度
（ｉ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
垂直相関め無いようなシャープな垂直輪郭部や垂直方向
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。どのような垂直
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はとん
ど気にならないのに対し、本来色付きの無い無彩色画面
に対する色付は視覚上許容しがたい欠点があった。

またさらＫ、図３に示した色フィルタでは（Ｊは赤成分
、　Ｙｅは青成分、Ｇでは赤、青成分を透過しないため
、このような色フィルタの絵素からは透過しない色光の
被写体の輝度成分は得られない。すなわち赤、實色光成
分に対するサンプリング点が減少することＫなるため撮
像時のズーミングあるいはパーンユング時に輝度信号レ
ベルが絵素毎に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かった。

（本発明の目的） 本発明は以上に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郭部での垂直色誤
差の発生が無くまた輝度偽信号の少ないカラー固体撮像
素子を提供することにある。

（発明の構成） 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
ルタ金偏えたカラー固体撮像装置において、第１．第３
の水平絵素列からは第１の色差信号が一定絵素数周期で
変調された信号として得られ、第２．第４の水平絵素列
からは第２の色差信号が第１の色差信号と同−絵素数周
期で得られ、かつ第３．第４の水平絵素列から得られる
第１．第２の色差信号の一方が第１．第２の水平絵素列
から得られる第１．第２の色差信号と１８０゜位相が異
なるように配列した色フイルタ列を垂直方向に第１．第
２．第３．第４と４絵素の繰シ返し周期で順次配列しさ
らに各水平絵素列の各色フィルタは赤、緑、青信号を与
える色光成分の内各色フィルタが共に透過する少なくと
も２つの色光成分の透過率がそれぞれ２０％以上であシ
、かつ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第１．第２の各色差信号
及び第１と第２の水平絵素列の各色差信号を加算して得
られる第３の色差信号及び第３と第４の水平絵素列の各
色差信号を加算して得られる第４の色差信号の各残留色
差信号成分による搬送色信号振巾が最大搬送色信号振巾
の２５％以下となる透過率特性を持たせてなることを特
徴とする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シ従来技術の欠点を
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が無彩色光時に零となる完全
な色差信号形式となる色フィルタ配列とすることによシ
、−水平ラインの信号として加算される隣接する垂直方
向２水平絵素列の一方の信号が無くなるよう外シャープ
な垂直輪郭部となる水平ラインでの偽色差信号の発生を
防止し、視覚上置も障害となる無彩色画面での垂直色誤
差を防止したもので、このような色フィルタとして各色
フイルタ共に赤、緑。

宵の各色光成分をすべであるいは２色以上透過させ、こ
れらの透過率を少なくとも２０％以上に保って制御する
ことによって各水平絵素列での色差信号を白バランスさ
せるとともに輝度偽信号を減少させたものである。

（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図は本発明の第１の実施例を示す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異関係を示す模
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シ順番に
ｌ＊、１ｔ−１，・・・・・・、ｌ８．・・・・と名付
ける。第１と第３の水平絵素列である１、、！１．およ
びｌＳ、１．は第８図（ａ）に示すような透過特性を持
つＣ’）’′、Ｙｅの色フィルタが１絵素毎に形成され
ている。Ｙｅは従来同様、緑（Ｇ）と赤（Ｒ）色光成分
を透過し青（Ｂ）色光成分は透過しない色フィルタであ
る。一方、ＣｙはＧとＢ色光成分を透過するのは従来と
同様であるが、更に本発明では第８１図（ａ）に示すよ
うにＣｙ色フィルタでは本来透過しないＲ色光成分をＹ
ｅＯＲ色元成色光５０％程度透過させる分光特性を持っ
てｂる。このようなＹｅとＣｙ′の色フィルタが配列さ
れた第１．第３の水平絵素列では、緑（Ｇ）信号成分を
あたえるＧ色光成分と赤（Ｒ）信号成分をあたえるＲ色
光成分の一部が共に透過することになる。

そこで、このＩｔ−、１ｌｓ−１１１，４で変調される
第１の色差信号であるＣ１は第９図（ａ）に示すよりな
Ｃｙ’　。

Ｙｅに共通に含まれるＧ成分とＲ成分の一部を除いた信
号成分で構成される。ＢとＲの差信号でＣ１＝Ｂ−Ｒな
る色差信号となる。（Ｒ，Ｂは単に色成分を示す。）こ
の色差信号Ｃ□は本発明のカラー固体撮像装置の基準照
明色温度である３２００°にで照明された無彩色である
白を撮像した時に零となるように、撮像レンズ、赤外力
、トフィルタ、撮像素子等すべての光学系の分光特性を
考慮しＹｅとＣｙ′の色フィルタの分光特性が決定され
ている。

本実施例では、３２００°に照明では撮像素子、赤外カ
ットフィルタ等の分光特性を考慮してもＲ成分がＢ成分
の２倍近くになるため、Ｃ１でのＢ成分の変調度を極力
上げるようにＹｅフィルタは従来同様、Ｂ成分を実質的
に透過しない分光特性とし、一方、ｃｙフィルタはＢ成
分の透過率を極力上げるとともにＣＩでのＲ成分が３２
００°にの白でＢ成分と等しくなる変調特性が得られる
ように従来のＣｙフィルタでは実質的に透過しないＲ色
光成分を５０％程度透過させる分光特性としている。

第９図（ａ）は３２００’に照明の白を撮像した時のＣ
１色差信号の波長に対するレスポンス特性であシ、この
積分値は零であり、３２００’に照明の無彩色光では第
１の色差信号Ｃ１は零であることを示している。なお、
とのＣｙ’ｅ　Ｙｅ色フィルタの配列されている第１の
水平絵素列である１ｌｒ−１ｓと第３の水平絵素列であ
るｊｌ、、１１．とは第７図に示すごとく色フィルタの
配列は同一であり第１の色差信号ＣＩの位相は同一とな
っている。

一方、第２と第４の水平絵素列である／ｌ＋６およびｌ
ｉｅ、ｌａは第８図中）に示すような透過特性を持つＭ
ｇ’、Ｇ’の色フィルタが１絵素毎に形成されている。

Ｇ′色フィルタは第１．第３の水平絵素列の色フィルタ
であるＣｙ′とＹｅの積層で形成されており従来の０色
フィルタではＧ色光成分のみ透過する色フィルタである
のに対し、Ｒ成分も５０％程度透過する分光特性を持っ
ている。このようなＧ′とＭｇ′の色フィルタが配列さ
れた例えば第２の水平絵素列であるｌ、、１６で変調さ
れる第２の色差信号であるＣ１は第９図（ｂ）に示すよ
うなＲ，Ｂが正、Ｇが負のＣ，＝Ｒ＋Ｂ−Ｇなる色差信
号となる。

（Ｒ，Ｂ、Ｇは単に色成分を示す。）この色差信号Ｃ２
は３２００°に照明された白を撮像した時に零となるよ
うに撮像レンズ２赤外カツトフイルタ。

撮像素子等のすべての光学系の分光特性を考慮しＭｇ’
、Ｇ’の色フィルタの分−ｙｔ特性が決定されている。

本実施例ではＧ′色フィルタはＲ成分を透過するためＣ
７のＲ成分はＢ成分とほぼ等しい信号量まで変調度が下
がっておシ、これらＲとＢの加算値とＧ成分の信号量が
等しくなり白バランスが取れるようにＭｇ′色フィルタ
のＧ成分の透過率を決定している。そのためＭｇ’は従
来のＭｇよすＧ成分の透過率は高くなっている。このＭ
ｇ’、Ｇ’の色フィルタが配列されｆ：、第２．第４の
水平絵素列ではＧ信号成分をあたえるＧ色光成分とＲ信
号成分をあたえるＲ色光成分の一部が共に透過すること
になる。

ところで第９図（ｂ）は３２００°に照明の白を撮像し
走時のＣ２色差信号の波長に対するレスポンス特性であ
夛、この積分値は零であり、３２００”Ｋ照明の無彩色
光では第１の色差信号Ｃ１は零であることを示している
。またこのＭｇ’、Ｇ’色フィルタの配列されている第
２の水平絵素列であるｌ、、１６　と第４の水平絵素列
である１ｈ、ｌｓとはＭｇ’とＧ′色フィルタの配列は
１８０°異なってお多色差信号Ｃ２は第２と第４の水平
絵素列で１８０°位相が異なっている。

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をすると前記したように１例え
ば奇数フィールドではｌ、＋ｌｌｚ　−１ｓ十ノ、、・
・・・・・のように隣接する２つの水平絵素列が加算さ
れ、−水平ラインの信号が得られ、１１＋　Ｉｔの色差
信号成分は第１と第２の色差信号Ｃ７とＣ！が加算され
第３の色差信号Ｃ８となシ、Ｊ、＋６はｌ、の第１の色
差信号Ｃ１とｌ！の第２の色差信号Ｃ２と１８０″′位
相が異なる１４の第２の色差信号Ｃ２とが加算された第
４の色差信号Ｃ１として得られる。すなわち Ｃ３＝Ｃ，＋Ｃ，＝（Ｂ−Ｒ）＋（Ｒ＋Ｂ−Ｇ）・・・
・・・（５）Ｃ４＝　Ｃｔ　Ｃｔ　＝　（Ｂ　Ｒ）　（
Ｒ＋Ｂ　Ｇ）・・・・・（６）なる色差信号が得られる
。このＣ，、Ｃ，の色差信号は加算されるそれぞれの第
１．第２の色差信号Ｃ１，Ｃ，が無彩色元時零となって
いるため当然加算した結果も零となシ各水平ラインの色
差信号Ｃｓ。

Ｃ１も無彩色元時零となる。なお、式（５）　、　（６
）のＲ２Ｏ，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。

このように各水平ラインの色差信号が無彩色被写体でま
た各水平絵素列の色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置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Ｃｔ　、　Ｃｔ　
、　Ｃｓ　、　Ｃａの色差信号を模式的にベクトル図上
に示すと第１０図に示すようになシＣ３はほぼＢ−Ｙ、
Ｃ，はほぼＲ−Ｙなる色差信号と等価な色差信号が得ら
れる。

一方、輝度信号はＧｙ’　ｒ　’Ｙｅ　＋　Ｍｇ’　＋
　Ｇ’色フィルタの４絵素の平均値として得られる念め
各水平ラインで同一でちゃ、Ｇ色光酸分は４絵素すべて
に含まれ、また輝度成分に寄与率の高いＲ成分もＧ成分
同様４絵素すべてに含まれ、輝度成分に寄与率の低いＢ
成分は従来同様２絵素に含まれる。このように本発明で
は、従来のようにＧ色光成分のサンプリング点を全絵素
とするのみならず特に輝度成分に寄与率の高いＲ成分の
サンプリング点も全絵素としているため、撮像時のズー
ミングあるいはバーンユング時のごとくゆるやかな被写
体の移動、特に赤色光成分を多く含む被写体の移動に際
しても、絵素毎の輝度信号レベルの変化が少なくなるた
め、輝度偽信号の発生を減少させることが出来る。これ
は特に電気的なローパスフィルタで平均化出来ない垂直
方向の被写体移動成分による輝度偽信号の改善に効果的
である。この効果は各絵素の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（
Ｂ）色光の透過率が２０％未満では十分で無く２０Ｘ以
上で輝度偽信号の改善が認められ、３５％以上であると
改善効果は著しい。

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、ｌ、＋ｌｌｓから第３の色差
信号Ｃ１が、４　＋Ｉｓから第４の色差信号Ｃ２を得る
ことが出来、垂直色誤差も輝度偽信号も全く同様に防止
出来る。以上の説明では各水平絵素列の各色差信号Ｃ，
，Ｃ，が無彩色光時に零となる理想的な場合について示
したが、実際には色フィルタや撮像素子の分光特性のば
らつきによって常に理想的な零には必ずしもならない。

しかしこの場合、従来同様色差信号誤差とホワイトバラ
ンス補正誤差が発生するが実際に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
時の各残留色差信号による搬送色信号振巾と垂直色誤差
とを評価の結果から例えばＮＴＳＣ標準方式で１００Ｘ
輝度カラーバーのＣｙ（シアン）又はＲ（赤）の信号で
与えられる最大搬送色信号振巾の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
ば実用上十分許容出来ることが判明してお、１ｌｌｌ、
それぞれＣ，、Ｃ１，Ｃ，。

Ｃ４の各色差信号の無彩色光時の色差信号の残留成分が
この範囲内であれば本発明の効果が得られることになる
。

なお各単−の水平絵素列での色差信号の白バランス評価
は各単−の水平絵素列の信号を各水平ラインの信号とす
るフレーム蓄積動作で行なえば最も正確に評価出来るが
、フィールド蓄積動作においても加算される２つの水平
絵素列の一方が黒となる被写体、あるいは撮像素子上の
マスクによって評価することも可能である。

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ＮＴ
ＳＣ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）、
それ以外の照明色温度の白に対しては色差信号は白バラ
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シ、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１１．．１．およびｌｓ、ｌｔは第１２図（ａ）　
Ｋ示すような透過特性を持つｃｙ’、　Ｙｅ’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Ｉｔ−１４およびｌｅ、ｌｓは第１２図（ｂ）に示
すような透過特性を持つＭｇ’、Ｇ’の色フィルタが一
絵素毎に形成されている。Ｙｅ’は第１２図（ａ）に示
すように従来の’ｆｅ色フィルタと異なシ緑（Ｇ）と赤
（Ｒ）色光成分を透過するとともにＢ（ｆ）色光成分に
３５Ｘ透過する。

Ｃｙ′色フィルタは第１と第３の水平絵素列で変調され
る第１の色差信号Ｃ，−Ｂ−ＲＩＣ含まれるＢ成分とＲ
成分が第１の実施例と同様に３２００°にの基準照明色
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、亦外カットフィルタ等を考慮し決定しておシ、
Ｂ、Ｇの色光成分の他に６５％のＲ色光成分を透過する
分光特性となっている。Ｇ″色フィルタは第１の実施列
と同様にＣｙ’とＹｅ’の積層で形成されておシ、第１
２図（ｂ）に示すように従来のＧと異な９単にＧ色光成
分のみならず約３５％のＢと約６５％のＲ色光成分を透
過する。Ｍｇ’は第２．第４の水平絵素列で変調される
第２の色差信号Ｃ，＝Ｒ＋Ｂ−Ｇなる色差信号のＲとＢ
成分の加算値とＧ成分とが３２００°に照明の白を撮像
した時に等しくなシ第２の色差信号Ｃ１が零となるよう
にＧ色成分の透過率を決定している。

この第２色差信号は第２と第４の水平絵素列で１８０°
位相が異なるように７２．１６とＩｌ＋−ｉｔｓとはＭ
ｇ′とＧ′の色フィルタの配列が１８０°異なっている
。このような各水平絵素列から得られるＣ、、Ｃ。

色差信号の３２００’に照明の白を撮像した時の波長に
対するレスポンス特性は第１の実施例で示した第９図（
ａ）　、　（ｂ）のようになシ積分値は零である。

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３、第４の色差
信号は第１の実施例同様無彩色元時零であシ隣接する垂
直２水平絵素列で相関の無い無彩色被写体に対して垂直
色誤差の発生を防止出来る。これらのＣｔ　、Ｃｔ　、
Ｃｓ　−Ｃ４の色差信号も第１の実施例で第１０図に示
したベクトルとほぼ同様な位相を持った色差信号と々る
。

ところで本実施例は輝度偽信号を第１の実施例よ）大巾
に改善したもので第１２図（ａ）　、　（ｂ）に示した
ように、第１．第３の水平絵素列では赤（Ｒ）。

緑（Ｇ）、實（Ｂ）信号を与える３つの色光成分すべて
が各色フイルタ共に３５％以上透過してお凱また第２．
第４の水平絵素列でも同様に各色フイルタ共にＲ，Ｇ、
Ｂの３つの色光成分をすべて透過しておシ、赤、青の多
い被写体に対して輝度偽信号の発生は著しく減少してい
る。このように本実施例においては垂直色誤差のみなら
ず輝度偽信号も従来よシ著しく改善出来る。

（発明の効果） 以上詳細に述べた通シ、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色差
信号はほとんど零となるためホワイトバランス補正が零
あるいは非常に少なくなりまた各水平ラインの色差信号
を構成する各水平絵素列の色信号変調成分も完全な色差
信号であるため無彩色光ではほとんど零となシ隣接する
垂直２水平絵素列で相関の無い被写体に対しても色差信
号誤差もホワイトバランス補正誤差もほとん・ど生じる
ことは無くな）視覚上許容しがたい無彩色画面のシャー
プな垂直輪郭部での垂直色誤差を無くすことが出来るの
みならず、赤、ｆ色光成分の多い被写体をズーミングあ
るいはパーンニングして撮像した時に絵素毎に信号レベ
ルが大きく変化し生ずる輝度偽信号を著しく改善したカ
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ＣＯＤをフィールド
蓄積で動作させた場合の信号電荷のは第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）、Φ
）は２つの水平ラインの無彩色光時の色差信号の分光レ
スポンス特性を示す図、第１０図は各色差信号のべりト
ルを示した図、第１１は本発明の第２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ＣＯＤレジスタ、４・・・出力部、訃・・
色フィルタ、６・・・インターライン転送Ｃ，ＣＤ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・・・バンドパスフィルタ、１２・・・検波器、１
３ホワイトバランス回路、１４・・・ＩＨ遅延線、１５
・ＩＨ切換回路、１６・・・平衡変調回路ｙ　ｌｌ　＋
　１２　＊６゜・・・・・・ｌ、９・・・・・・水平絵
素列に頗番につけた列番号である。 ／−′− 代理人弁理士　ｆｋユ　原　害 第２図 棄３図 日間−口間口１、 間口間日国■１゜ 日園囚−日日１３ ０間−間口Ｆ　ｉｇ 同口日日ローム ロー日口間ロノ６、 ロ日ロ園口日ノア ０日口間ロロ！。 第４図 ト・ Ｇ 」二ｐ 「Ｇ １虞 （α） ［−・ Ｇ− −」」 ト １７’？ （ｂ）　・ 第５図 Ｆ？−Ｇ 嘴鴫　乙　図 第７図 間ロー目間−ノロ 園同口田日田　ノア ０日−日田■　Ｊ６ 第６図 ：／度　４　（Ｍ７ｒＮ） （ａ） う皮　’ｔ＝　Ｃｗｍノ （ｂ） 第７図 シ皮　長　（劣情２ （（１） う皮表（Ｍｍ） （ｂ］ 第１Ｏ図 ↓ 第１１図 ローー日口日　Ｊ。 量目間口間口　１２ 日−一ロロ日　ノ３ 園日田日口一ノ。 ロロ日日日日　１７ ０口口日口日　ノロ 第１２図 ＋００　５００　６００　７ＯＯ う皮　（（（労ｍ］ （Ｑ） ４００　５００　１ｓ００　’１００ 浪　−＆　（Ｍｍ） （ｂ） 手続補正書（あ氏） １、事件の表示　昭和ｓ９年　特許願第１１１３２６号
２、発明の名称　カラー固体操像装置 ３、補正をする者 事件との関係　出　願　人 東京都港区芝五丁目３３番１号 （４２３）　日本電気株式会社 代表者　関本忠弘 ４、代理人 〒１０８　東京都港区芝五丁目３７番８号　住友三田ビ
ル５、補正命令の日付　昭和５９年９月２５日（発送日
） ６、補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄 ７、補正の内容 （１）明細書の図面の簡単な説明の欄 第２７頁１行目に「第１１は」とあるのを「第１１図は
」と補正する〇

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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
   ルタを備えたカラー固体撮像装置において、第１．第３
   の水平絵素列からは第１の色差信号が一定絵素数周期で
   変調された信号として得られ、第２．第４の水平絵素列
   からは第２の色差信号が第１の′色差信号と同−絵素数
   周期で得られ、かつ第３．第４の水平絵素列から得られ
   る第１．第２の色差信号の一方が第１．第２の水平絵素
   列から得られる第１．第２の色差信号と１８０゜位相が
   異なるように配列した色フイルタ列を垂直方向に第１．
   第２．第３．第４と４絵素の繰シ返し周期で順次配列し
   さらに各水平絵素列の各色フィルタは赤、緑、青信号を
   与える色光成分の内釜色フィルタが共に透過する少なく
   とも２つの色光成分の透過率がそれぞれ２０％以上であ
   り、かつ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第１．第２の各色差信
   号及び第１と第２の水平絵素列の各色差信号を加算して
   得られる第３の色差信号及び第３と第４の水平絵素列の
   各色差信号全加算して得られる第４の色差信号の各残留
   色差信号成分による搬送色信号撮巾が最大搬送色信号振
   巾の２５％以下となる透過率特性を持たせてなることを
   特徴とする固体撮像装置。