JPS60264187A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPS60264187A JPS60264187A JP59121169A JP12116984A JPS60264187A JP S60264187 A JPS60264187 A JP S60264187A JP 59121169 A JP59121169 A JP 59121169A JP 12116984 A JP12116984 A JP 12116984A JP S60264187 A JPS60264187 A JP S60264187A
- Authority
- JP
- Japan
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- solid
- horizontal
- image sensor
- state image
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- Prior art date
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- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/80—Constructional details of image sensors
- H10F39/802—Geometry or disposition of elements in pixels, e.g. address-lines or gate electrodes
- H10F39/8023—Disposition of the elements in pixels, e.g. smaller elements in the centre of the imager compared to larger elements at the periphery
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/10—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths
- H04N23/11—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths for generating image signals from visible and infrared light wavelengths
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (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。
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
高品位テレビジョンシステムにおけるカラーテレビジョ
ンカメラに用いられる固体撮像装置に関する。
ンカメラに用いられる固体撮像装置に関する。
従来例の構成とその問題点
近年標準テレビジョンシステム（ＮＴＳＣ，ＰＡＬ。
ＳＥＣＡＭ等）に代る高解像な高品位テレビジョンシス
テムとして例えばテレビジョン学会技術報告■０Ｌ７Ｎ
ｏ４４Ｐ３７〜４２には４倍の帯域圧縮をして伝送する
高品位テレビジョンシステムが提案されている。
テムとして例えばテレビジョン学会技術報告■０Ｌ７Ｎ
ｏ４４Ｐ３７〜４２には４倍の帯域圧縮をして伝送する
高品位テレビジョンシステムが提案されている。
以下に従来の高品位テレビジョンシステムのカメラ部に
ついて説明する。第１図は従来の高品位テレビジョンの
カメラ部の構成図であり、１，２．３はそれぞれ赤（６
）用、縁日用、背中）用撮像管、４はＲ，Ｇ、Ｈの映像
信号より輝度信号（１）と、色差信号（ＣＷ）と（ＯＮ
）を得るマトリクス回路、６は前記輝度信号を周期ｔ１
／４で周波数ＳＷＨ，のクロックでＡＤ変換するＡＤ変
換器、６は１フイールド毎に水平方向にオフセットの関
係になるようにサンプリングするフィールドオフセット
サンプリング、７は静止画に必要な帯域を通す静止画フ
ィルタ、８は動画に必要な帯域を通す動画フィルタ、９
はフレームメモリ１．１０はカメラのパーン、チルトの
動きに対するベクトルを検出する動きベクトル検出、１
１は動きベクトル検出信号によって読み出し時間を制御
されるフレームメモリ２．１２はフレーム間の動き部分
を検出する動画検出、１３は静止画モードと動画モード
を動画検出信号で切シ換えるスイッチ、１４はフィール
ド内で水平走査毎にオフセット関係になるようサンプリ
ングするサブサンプリングである。
ついて説明する。第１図は従来の高品位テレビジョンの
カメラ部の構成図であり、１，２．３はそれぞれ赤（６
）用、縁日用、背中）用撮像管、４はＲ，Ｇ、Ｈの映像
信号より輝度信号（１）と、色差信号（ＣＷ）と（ＯＮ
）を得るマトリクス回路、６は前記輝度信号を周期ｔ１
／４で周波数ＳＷＨ，のクロックでＡＤ変換するＡＤ変
換器、６は１フイールド毎に水平方向にオフセットの関
係になるようにサンプリングするフィールドオフセット
サンプリング、７は静止画に必要な帯域を通す静止画フ
ィルタ、８は動画に必要な帯域を通す動画フィルタ、９
はフレームメモリ１．１０はカメラのパーン、チルトの
動きに対するベクトルを検出する動きベクトル検出、１
１は動きベクトル検出信号によって読み出し時間を制御
されるフレームメモリ２．１２はフレーム間の動き部分
を検出する動画検出、１３は静止画モードと動画モード
を動画検出信号で切シ換えるスイッチ、１４はフィール
ド内で水平走査毎にオフセット関係になるようサンプリ
ングするサブサンプリングである。
以上のように構成された高品位テレビジョンシステムの
カメラ部について、以下その動作を説明する。
カメラ部について、以下その動作を説明する。
（ＣＷ）と（ＯＮ） を得る。次に輝度信号（１）をＡ
Ｄ変換器において、クロック周期ｔ１／４でＡＤ変換す
る。このＡＤ変換器のタイミングは第２図に示す空間サ
ンプリング点ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅに一致する。第２図に
おいて○は４ｎ＋１番目のフィールド、口は４ｎ＋２番
目のフィールド、 は４ｎ＋３番目のフィールド、 は
４ｎ＋４番目のフィールドのサンプリング点を示す。即
ち空間間隔ｄが周期ｔ１／４に対応し、水平、垂直にサ
ンプリング点が正方に配列されている。次に前記フィー
ルドオフセットサンプリング６によって第２図に示す空
間サンプリング点ａ 、’ｂ 、 ｃ 、 ｄをサンプ
リングする。即ち空間間隔２ｄに相当する周期ｔ、／２
でサンプリングしかつ奇数水平走査と偶数水平走査との
サンプリング点の位相関係を１８０°′にしいわゆる奇
数フィールドと偶数フィールドのサンプリング点の関係
をオフセットの関係にする。
Ｄ変換器において、クロック周期ｔ１／４でＡＤ変換す
る。このＡＤ変換器のタイミングは第２図に示す空間サ
ンプリング点ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅに一致する。第２図に
おいて○は４ｎ＋１番目のフィールド、口は４ｎ＋２番
目のフィールド、 は４ｎ＋３番目のフィールド、 は
４ｎ＋４番目のフィールドのサンプリング点を示す。即
ち空間間隔ｄが周期ｔ１／４に対応し、水平、垂直にサ
ンプリング点が正方に配列されている。次に前記フィー
ルドオフセットサンプリング６によって第２図に示す空
間サンプリング点ａ 、’ｂ 、 ｃ 、 ｄをサンプ
リングする。即ち空間間隔２ｄに相当する周期ｔ、／２
でサンプリングしかつ奇数水平走査と偶数水平走査との
サンプリング点の位相関係を１８０°′にしいわゆる奇
数フィールドと偶数フィールドのサンプリング点の関係
をオフセットの関係にする。
次に前記フィールドオフセットサンプリング６出力の映
像信号を前記静止画フィルタ７、動画フィルタ８によっ
てそれぞれ第３図、第４図に示す斜線部分のみ通過する
２次元ローパスフィルタで”Ｊ域制限する。一方前記フ
ィルドオフセソトサンプリング６の出力を前記フレーム
メモリー１９で１フレーム期間遅らせた１フレーム前の
信号と前記フィールドオフセットサンプリング６の出力
即ち現信号とを前記動きベクトル検出１０で比較し、カ
メラ部のパーン・チルトの動きに対するベクトルを計算
する。
像信号を前記静止画フィルタ７、動画フィルタ８によっ
てそれぞれ第３図、第４図に示す斜線部分のみ通過する
２次元ローパスフィルタで”Ｊ域制限する。一方前記フ
ィルドオフセソトサンプリング６の出力を前記フレーム
メモリー１９で１フレーム期間遅らせた１フレーム前の
信号と前記フィールドオフセットサンプリング６の出力
即ち現信号とを前記動きベクトル検出１０で比較し、カ
メラ部のパーン・チルトの動きに対するベクトルを計算
する。
次に前記フィールドオフセットサンプリング６の出力を
前記フレームメモリ１１１１に記憶し、１フレーム後に
読み出すときに、前記動きベクトル検出１０で計算され
たベクトル量だけ移動させへ即ち、前記フレームメモリ
［１１の出力と前記フィルドオフセットサンプリング６
の出力とは、カメラ部のパーン、チルトによる動きに対
して全く同一タイミングの信号が得られるように前記フ
レームメモリ■１１の読み出し時間を制御して得た出力
と前記フィルドオフセット出力を前記動画検出１２で比
較して、カメラ部のパーン、チルト以外の動き例えばズ
ーム等の動き、あるいは画面内の部分的な動いた部分を
検出する。次に前記動画検出１２によって検出された信
号により、前記静止画フィルタ７と動画フィルタ８の出
力を前記スイッチ１３で切り換えて、前記サブサンプリ
ング１４に入力し４ｎ＋１番目のフィールドではサンプ
リング点ａ、４ｎ＋２番目のフィールドではサンプリン
グ点す、 ４ｎ＋ｓ番目のフィールドではサンプリング
点り１４ｎ＋４番目フィールドではサンプリング点ｄを
サンプリングする。このサンプリングの周期はｔｌ で
周波数はＳＷ／４ｉ−ｈ ’ｌなる。
前記フレームメモリ１１１１に記憶し、１フレーム後に
読み出すときに、前記動きベクトル検出１０で計算され
たベクトル量だけ移動させへ即ち、前記フレームメモリ
［１１の出力と前記フィルドオフセットサンプリング６
の出力とは、カメラ部のパーン、チルトによる動きに対
して全く同一タイミングの信号が得られるように前記フ
レームメモリ■１１の読み出し時間を制御して得た出力
と前記フィルドオフセット出力を前記動画検出１２で比
較して、カメラ部のパーン、チルト以外の動き例えばズ
ーム等の動き、あるいは画面内の部分的な動いた部分を
検出する。次に前記動画検出１２によって検出された信
号により、前記静止画フィルタ７と動画フィルタ８の出
力を前記スイッチ１３で切り換えて、前記サブサンプリ
ング１４に入力し４ｎ＋１番目のフィールドではサンプ
リング点ａ、４ｎ＋２番目のフィールドではサンプリン
グ点す、 ４ｎ＋ｓ番目のフィールドではサンプリング
点り１４ｎ＋４番目フィールドではサンプリング点ｄを
サンプリングする。このサンプリングの周期はｔｌ で
周波数はＳＷ／４ｉ−ｈ ’ｌなる。
したがって４フイールドで一画面を構成し、静止画（カ
メラ部のパーン、チルトを含む）の部分に対して、受信
側でフレームメモリーを用いて２次元的に４フイールド
を合成してサンプル点ａ。
メラ部のパーン、チルトを含む）の部分に対して、受信
側でフレームメモリーを用いて２次元的に４フイールド
を合成してサンプル点ａ。
ｂ 、ｃ 、ｄの信号を内挿してサンプル点ｅの信号を
得ることによって第３図の斜線に示す空間周波数領域を
もつ映像信号がモニター上に再現できる。
得ることによって第３図の斜線に示す空間周波数領域を
もつ映像信号がモニター上に再現できる。
動画の部分についてはフィールド間の相関がないだめ、
例えば４ ｎ ＋−’１番目のフィールドの時、そのフ
ィールド内のサンプリング点ａを用いてサンプリング点
ｂｌｅの信号を内挿し、第４図に示す空間周波数領域を
もつ映像信号がモニター上に再現できる。
例えば４ ｎ ＋−’１番目のフィールドの時、そのフ
ィールド内のサンプリング点ａを用いてサンプリング点
ｂｌｅの信号を内挿し、第４図に示す空間周波数領域を
もつ映像信号がモニター上に再現できる。
以上の結果サブサンプル周波数ＳＷ／ａＨ，で受信側に
伝送しているにもかかわらず、静止画では水平周波数Ｓ
Ｗ／２Ｈｚの帯域の映像信号が伝送できるのはフィール
ド間のサンプリング位置がオフセット関係にありフィー
ルド間の相関があるため、折返し妨害を除去できるから
である。又、動画に関してはフィールド間の相関がない
ため、水平周波数ＳＷ／２Ｈ，の帯域の映像信号を伝送
すると折返し妨害が生じるので映像信号の帯域としてＳ
Ｗ／４ｔ−１ｘにおさえる必要がある。したがって画面
内の動く部分に対して前記動画フィルタ８、静止した部
分に対して静止画フィルタ７の映像信号を前記サブサン
プリング１４でサンプリングすることによって、折返し
の少ない画像を得ることができる。
伝送しているにもかかわらず、静止画では水平周波数Ｓ
Ｗ／２Ｈｚの帯域の映像信号が伝送できるのはフィール
ド間のサンプリング位置がオフセット関係にありフィー
ルド間の相関があるため、折返し妨害を除去できるから
である。又、動画に関してはフィールド間の相関がない
ため、水平周波数ＳＷ／２Ｈ，の帯域の映像信号を伝送
すると折返し妨害が生じるので映像信号の帯域としてＳ
Ｗ／４ｔ−１ｘにおさえる必要がある。したがって画面
内の動く部分に対して前記動画フィルタ８、静止した部
分に対して静止画フィルタ７の映像信号を前記サブサン
プリング１４でサンプリングすることによって、折返し
の少ない画像を得ることができる。
前記ＡＤ変換器におけるサンプリング周波数ＳＷは高品
位システムにおいて約６４Ｉｈ、であシサンプリング点
としては有効画面内で水平約１５００点、垂直約１００
０点必要であるため、前記Ｒ２Ｇ、Ｂ撮像管の代シにＲ
，Ｇ、Ｂ用固体撮像素子を使用すれば画素数として水平
約１６００垂直約１０００の固体撮像素子が必要で前記
マトリクス以降の処理は撮像管と同様の処理で同一の映
像信号を得ることができる。例えば２ｘ３吋サイズの固
体撮像素子で製品に実現できるのは、水平画素４００、
垂直画素６００程度であり、水平画素１５００ 、垂直
１０００の固体撮像素子で諸性能を満足することは現状
の技術では不可能である。
位システムにおいて約６４Ｉｈ、であシサンプリング点
としては有効画面内で水平約１５００点、垂直約１００
０点必要であるため、前記Ｒ２Ｇ、Ｂ撮像管の代シにＲ
，Ｇ、Ｂ用固体撮像素子を使用すれば画素数として水平
約１６００垂直約１０００の固体撮像素子が必要で前記
マトリクス以降の処理は撮像管と同様の処理で同一の映
像信号を得ることができる。例えば２ｘ３吋サイズの固
体撮像素子で製品に実現できるのは、水平画素４００、
垂直画素６００程度であり、水平画素１５００ 、垂直
１０００の固体撮像素子で諸性能を満足することは現状
の技術では不可能である。
また１吋サイズ以上のもので製造すれば非常に高価なも
のとなる。したがって固体撮像素子をもちいて高品位テ
レビジョンシステムのカメラ部を構成しようとすれば、
２ｘ３吋サイズの固体撮像素子では不可能であり、非常
に高価な１吋サイズ以上の固体撮像素子を用いなければ
ならないという問題点を有していた。
のとなる。したがって固体撮像素子をもちいて高品位テ
レビジョンシステムのカメラ部を構成しようとすれば、
２ｘ３吋サイズの固体撮像素子では不可能であり、非常
に高価な１吋サイズ以上の固体撮像素子を用いなければ
ならないという問題点を有していた。
発明の目的
本発明は上記従来例の問題点を解消するもので、非常に
安価な、製品に製造できる固体撮像素子を用いた高品位
テレビジョンシステムの固体撮像装置を提供することを
目的とする。
安価な、製品に製造できる固体撮像素子を用いた高品位
テレビジョンシステムの固体撮像装置を提供することを
目的とする。
発明の構成
本発明は水平方向に所定のピッチで配列された複数の受
光部の水平行を、垂直方向に偶数番目の前記水平行の各
々の受光部が奇数番目の前記水平行の各々の受光部の中
間に位置するよう垂直方向に複数行配列した第１．第２
．第３．第４．第６の固体撮像素子を有し、それぞれ異
なる分光特性を有する第１．第２．第３の被′写体像の
結像面に前記第１．第２．第３の固体撮像素子を配置し
、赤外領域の分光特性を有する第４．第６の被写体像の
結像面に前記第４．第６の被写体像に対して前記第４．
第６の固体撮像素子受光部の位置関係が、前記第４と第
６の固体撮像素子間で水平方向に前記固体撮像素子の水
平画素間隔の２分の１になるよう前記第４．第６の固体
撮像素子を配置し前記第１．第２．第３．第４．第５の
被写体像とそれぞれ前記第１．第２．第３．第４．第６
の固体撮像素子の受光部との相対位置関係を、４ｎ＋１
（ｎは整数）フィールドに対して４ｎ＋２フイールドで
は水平方向に水平画素間隔の４分の１、垂直方向に垂直
画素間隔の２分の１．４ｎ＋３フイールドでは水平方向
に水平画素間隔の２分の１．４ｎ＋４フイールドでは水
平方向に水平画素間隔の４分の３．垂直方向に垂直画素
間隔の２分の１゜ずらせるよう構成した固体撮像装置で
あシ、赤外領域の分光特性を有する画素ずらされた二枚
の固体撮像素子を備えるこるにより、１フレ一ム間の動
き検出ができ、かつ４フイールドでそれぞれ被写体と固
体撮像素子の位置関係を加えることにより解像度の高い
映像信号を得ることができる。
光部の水平行を、垂直方向に偶数番目の前記水平行の各
々の受光部が奇数番目の前記水平行の各々の受光部の中
間に位置するよう垂直方向に複数行配列した第１．第２
．第３．第４．第６の固体撮像素子を有し、それぞれ異
なる分光特性を有する第１．第２．第３の被′写体像の
結像面に前記第１．第２．第３の固体撮像素子を配置し
、赤外領域の分光特性を有する第４．第６の被写体像の
結像面に前記第４．第６の被写体像に対して前記第４．
第６の固体撮像素子受光部の位置関係が、前記第４と第
６の固体撮像素子間で水平方向に前記固体撮像素子の水
平画素間隔の２分の１になるよう前記第４．第６の固体
撮像素子を配置し前記第１．第２．第３．第４．第５の
被写体像とそれぞれ前記第１．第２．第３．第４．第６
の固体撮像素子の受光部との相対位置関係を、４ｎ＋１
（ｎは整数）フィールドに対して４ｎ＋２フイールドで
は水平方向に水平画素間隔の４分の１、垂直方向に垂直
画素間隔の２分の１．４ｎ＋３フイールドでは水平方向
に水平画素間隔の２分の１．４ｎ＋４フイールドでは水
平方向に水平画素間隔の４分の３．垂直方向に垂直画素
間隔の２分の１゜ずらせるよう構成した固体撮像装置で
あシ、赤外領域の分光特性を有する画素ずらされた二枚
の固体撮像素子を備えるこるにより、１フレ一ム間の動
き検出ができ、かつ４フイールドでそれぞれ被写体と固
体撮像素子の位置関係を加えることにより解像度の高い
映像信号を得ることができる。
実施例の説明
第６図は本発明の実施例における固体撮像装置の構成図
、第６図は水平方向に４ｄ（ｄは第２図のｄと同じ長さ
）のピッチで受光部（ＰＤ）が配列され、垂直方向には
２ｈ （ｈは第２図のｈと同じ長さ）のピッチで奇数と
偶数行目ではそれぞれの受光部が中間にくるよう配列さ
れた（この配列を一般的にデルタ配列という）固体撮像
素子（ここではＣＯＤイメージセンサ−を用いる以後Ｃ
ＯＤと略す。）の構成図、第７図はＣＯＤの受光部の配
置図、第８図は赤外領域の分光特性を有する被写体像に
対する二枚のＣＯＤの相互配置図、第９図はＣＯＤの一
つの受光部の４フイールドにおけるそれぞれの位置を示
す配置図である。第８図においてＡｎｋはｎ水平行のに
垂直列のＩＲＣＣＤＩの受光部、Ｂｎｋ はｎ水平行の
に垂直列のＩＲＣＣＤＵの受光部を示し、第９図におい
てｉ。
、第６図は水平方向に４ｄ（ｄは第２図のｄと同じ長さ
）のピッチで受光部（ＰＤ）が配列され、垂直方向には
２ｈ （ｈは第２図のｈと同じ長さ）のピッチで奇数と
偶数行目ではそれぞれの受光部が中間にくるよう配列さ
れた（この配列を一般的にデルタ配列という）固体撮像
素子（ここではＣＯＤイメージセンサ−を用いる以後Ｃ
ＯＤと略す。）の構成図、第７図はＣＯＤの受光部の配
置図、第８図は赤外領域の分光特性を有する被写体像に
対する二枚のＣＯＤの相互配置図、第９図はＣＯＤの一
つの受光部の４フイールドにおけるそれぞれの位置を示
す配置図である。第８図においてＡｎｋはｎ水平行のに
垂直列のＩＲＣＣＤＩの受光部、Ｂｎｋ はｎ水平行の
に垂直列のＩＲＣＣＤＵの受光部を示し、第９図におい
てｉ。
］＋に＋ｔはそれぞれ４ｎ＋１．４ｎ＋２．４ｎ＋３，
４ｎ＋４フイルドにおける全てのＣＯＤの受光部位置を
示す。
４ｎ＋４フイルドにおける全てのＣＯＤの受光部位置を
示す。
第６図において２１はレンズ、２２は第３図の斜線で示
す通過域をもつ光学ローパスフィルタ、２３は被写体像
を赤、緑、青の分光特性を有する第１．第２．第３の被
写体像と赤外領域の分光特性を有する第４．第５の被写
体像とに分解する分解光学系、２４，２５，２６，２了
、２８は第６図に示すデルタ配列されたＣＯＤ、２９
、３０ 。
す通過域をもつ光学ローパスフィルタ、２３は被写体像
を赤、緑、青の分光特性を有する第１．第２．第３の被
写体像と赤外領域の分光特性を有する第４．第５の被写
体像とに分解する分解光学系、２４，２５，２６，２了
、２８は第６図に示すデルタ配列されたＣＯＤ、２９
、３０ 。
３１．３２，３３は第９図に示すとと（ＣＯＤの受光部
をそれぞれのフィールドで移動させるだめの振動子、３
４は赤、緑、青用ＣＣＤよシ輝度信号（１）および三つ
の色差信号（ＣＷ）、（’ＯＮ）を得るして補正するタ
イミング補正回路、３６は＝ＡＤ変換器、３７はＣ０Ｄ
２７に対するＣ０Ｄ２８の水平方向のずれ量ｄを補、正
する遅延回路、３８は二つの赤外領域の分光特性をもつ
被写体像よシ得られるＣＯＤ出口を合成する合成回路、
３９は３６と同様に振動子の水平方向の移動に伴うずれ
量を時間に換算して補正するタイミング補正回路、恥は
ＡＤ変換器である。なお９はフレームメモリ１．１０は
動きさクトル、１１はフレームメモリ■、１２は動画検
出、８は動画フィルタ、１３はサブサンプリング、１４
はスイッチであシ、第１図の構成のものと同じものであ
る。
をそれぞれのフィールドで移動させるだめの振動子、３
４は赤、緑、青用ＣＣＤよシ輝度信号（１）および三つ
の色差信号（ＣＷ）、（’ＯＮ）を得るして補正するタ
イミング補正回路、３６は＝ＡＤ変換器、３７はＣ０Ｄ
２７に対するＣ０Ｄ２８の水平方向のずれ量ｄを補、正
する遅延回路、３８は二つの赤外領域の分光特性をもつ
被写体像よシ得られるＣＯＤ出口を合成する合成回路、
３９は３６と同様に振動子の水平方向の移動に伴うずれ
量を時間に換算して補正するタイミング補正回路、恥は
ＡＤ変換器である。なお９はフレームメモリ１．１０は
動きさクトル、１１はフレームメモリ■、１２は動画検
出、８は動画フィルタ、１３はサブサンプリング、１４
はスイッチであシ、第１図の構成のものと同じものであ
る。
以上のように構成された実施例の固体撮像装置について
以下その動作を説明する。
以下その動作を説明する。
マスレンズ２１と光学ローパスフィルタ２２と分解光学
系２３を通して赤、緑、青と二つの赤外の分光特性をも
つ被写体像を、それぞれＲＣＣＤ２４、ＧＣＣＤ２５
、ＢＣＣＤ２６ 、ＩＲＣＣＤ １２７、ＩＲＣＣＤ１
２８に結像させる。このとき、静止画に必要な二次元周
波数帯域即ち第３図の斜線で示す領域に被写体像を制限
する。これはＣＯＤのサンプリングによる不要な折シ返
し雑音を除去するためである。次に、ＲＣＣＤ２４ 、
ＧＣＣＤ２５、ＢＣＣＤ２６でそれぞれ第７図に示す受
光部の配列に従ってサンプリングされて出力される信号
をマ） ＩＪクス３４で演算して輝度信号（１）と二つ
の色差信号（ＣＷ）と（ＯＮ）を得る。ＲＣＯＤ２４
、ＧＣＣＤ２５ 、ＢＣＣＤ２６はそれぞれ振動子２９
，３０．３１によって第９図に示すとと（４ｎ＋１フイ
ールドではｉ 、４ｎ＋２ではｊ。
系２３を通して赤、緑、青と二つの赤外の分光特性をも
つ被写体像を、それぞれＲＣＣＤ２４、ＧＣＣＤ２５
、ＢＣＣＤ２６ 、ＩＲＣＣＤ １２７、ＩＲＣＣＤ１
２８に結像させる。このとき、静止画に必要な二次元周
波数帯域即ち第３図の斜線で示す領域に被写体像を制限
する。これはＣＯＤのサンプリングによる不要な折シ返
し雑音を除去するためである。次に、ＲＣＣＤ２４ 、
ＧＣＣＤ２５、ＢＣＣＤ２６でそれぞれ第７図に示す受
光部の配列に従ってサンプリングされて出力される信号
をマ） ＩＪクス３４で演算して輝度信号（１）と二つ
の色差信号（ＣＷ）と（ＯＮ）を得る。ＲＣＯＤ２４
、ＧＣＣＤ２５ 、ＢＣＣＤ２６はそれぞれ振動子２９
，３０．３１によって第９図に示すとと（４ｎ＋１フイ
ールドではｉ 、４ｎ＋２ではｊ。
４ｎ＋３ではに、４ｎ＋４ではｔの位置に移動するため
、マトリクス３４の輝度信号はタイミング補正回路３５
によってＲＣＣＤ２４．ＧＣＣＤ２５゜ＢＣＣＤ２６が
水平方向に移動した距離４ｎ＋１フイールドに対して４
ｎ＋２フイールドでは６時間にしてｔ１／４ ＋ ４
ｎ ＋ ３７ イールドでは２ｄ時間にしてｔ １／２
＞ ４ ｎ ＋ ４７ イールドでは３ｄ時間にして
３ｔ１／４だけ遅延させて補正し、二次元の被写体像と
輝度信号の時間を合せる。以上の動作によってタイミン
グ補正回路出力は４ｎ＋１フイールドにおいて第２図ａ
、４ｎ＋２フイールケにおいて第２図ｃ、４：ｎ＋３フ
イールドにおいて第り図ｂ１４ｎ＋４フィールドにおい
て第２図ｄに示すサンプリング点をサンプリングした出
力と等価になシ、かつ輝度信号は光学ローパスフィルタ
２２によって第１図の静止画フィルタ７と同等に帯域制
限されているので以下静止した被写体部分に対しては、
ＡＤ変換器３６とスイッチ１４を通して従来例第１図の
サブサンプリング１３の出力と同等の映像信号が得られ
る。また動く被写体部分に対してはＡＤ変換器３６を通
し、更に第４図の斜線で示す周波数領域を有する動画フ
ィルタ８を通し、従来例纂１図のサブサンプリング１３
と同じタイミングでサンプリングすることによって、従
来例第１図のサブサンプリング１３出力と等価な動く部
分に対°する映像信号が得られる。以下動く被写体に対
する検出について述べる。第８図に示すごとく互に水平
方向に２ｄ画素づらしされたＩＲＣＣＤＩ２７とＩＲＣ
ＣＤＵ２８によって、赤外領域の分光特性をもつ被写体
像を検出し水平方向の画素づらし２ｄ、建湘当する時間
ｔ１／２だけＩＲＣＣＤＩ１２８の出力を遅延回路Ｉで
遅延させて、更、に合成回路３８で合成すること（よっ
て第８図の画素配列を有する一枚のＣＯＤの出力と等価
な出力を得る。振動子３２．３３によって第９図に示す
ごとく移動させられたＩＲＣＣＤＩ２７とＩＲＣＣＤ１
２８との合成出力を、前記輝度信号と同様にしてタイミ
ング補正回路３９によって補正し、奇数フィールドでは
第２図ａとｂ、偶数フィールドでは第２図Ｃとｄのサン
プリング点をサンプリングした出力を得る。これは２フ
ィールド即ち１フレームで一画面を構成するためフレー
ム検出による動き検出が可能でありしたがって、以下、
ＡＤ変換器４０を通し、従来例第１図と同様にしてフレ
ームメモリＩ９、動きベクトル１０、フレームメモリ■
１１、動画検出１２によってフレーム間における動く被
写体に対する検出ができる。
、マトリクス３４の輝度信号はタイミング補正回路３５
によってＲＣＣＤ２４．ＧＣＣＤ２５゜ＢＣＣＤ２６が
水平方向に移動した距離４ｎ＋１フイールドに対して４
ｎ＋２フイールドでは６時間にしてｔ１／４ ＋ ４
ｎ ＋ ３７ イールドでは２ｄ時間にしてｔ １／２
＞ ４ ｎ ＋ ４７ イールドでは３ｄ時間にして
３ｔ１／４だけ遅延させて補正し、二次元の被写体像と
輝度信号の時間を合せる。以上の動作によってタイミン
グ補正回路出力は４ｎ＋１フイールドにおいて第２図ａ
、４ｎ＋２フイールケにおいて第２図ｃ、４：ｎ＋３フ
イールドにおいて第り図ｂ１４ｎ＋４フィールドにおい
て第２図ｄに示すサンプリング点をサンプリングした出
力と等価になシ、かつ輝度信号は光学ローパスフィルタ
２２によって第１図の静止画フィルタ７と同等に帯域制
限されているので以下静止した被写体部分に対しては、
ＡＤ変換器３６とスイッチ１４を通して従来例第１図の
サブサンプリング１３の出力と同等の映像信号が得られ
る。また動く被写体部分に対してはＡＤ変換器３６を通
し、更に第４図の斜線で示す周波数領域を有する動画フ
ィルタ８を通し、従来例纂１図のサブサンプリング１３
と同じタイミングでサンプリングすることによって、従
来例第１図のサブサンプリング１３出力と等価な動く部
分に対°する映像信号が得られる。以下動く被写体に対
する検出について述べる。第８図に示すごとく互に水平
方向に２ｄ画素づらしされたＩＲＣＣＤＩ２７とＩＲＣ
ＣＤＵ２８によって、赤外領域の分光特性をもつ被写体
像を検出し水平方向の画素づらし２ｄ、建湘当する時間
ｔ１／２だけＩＲＣＣＤＩ１２８の出力を遅延回路Ｉで
遅延させて、更、に合成回路３８で合成すること（よっ
て第８図の画素配列を有する一枚のＣＯＤの出力と等価
な出力を得る。振動子３２．３３によって第９図に示す
ごとく移動させられたＩＲＣＣＤＩ２７とＩＲＣＣＤ１
２８との合成出力を、前記輝度信号と同様にしてタイミ
ング補正回路３９によって補正し、奇数フィールドでは
第２図ａとｂ、偶数フィールドでは第２図Ｃとｄのサン
プリング点をサンプリングした出力を得る。これは２フ
ィールド即ち１フレームで一画面を構成するためフレー
ム検出による動き検出が可能でありしたがって、以下、
ＡＤ変換器４０を通し、従来例第１図と同様にしてフレ
ームメモリＩ９、動きベクトル１０、フレームメモリ■
１１、動画検出１２によってフレーム間における動く被
写体に対する検出ができる。
したがって動く被写体の部分に対しては、動画検出１２
出力によって動画フィルタ８、サブサンプリング１３を
通した信号、静止した被写体の部分に対してはＡＤ変換
器３６出力信号をそれぞれスイッチ１４で選択すること
によって、第１図のサブサンプリング１３出力と等価な
映像信号が得られる。
出力によって動画フィルタ８、サブサンプリング１３を
通した信号、静止した被写体の部分に対してはＡＤ変換
器３６出力信号をそれぞれスイッチ１４で選択すること
によって、第１図のサブサンプリング１３出力と等価な
映像信号が得られる。
以上のように本実施例によれば、デルタ配列されたＣＯ
Ｄの受光部が各々のフィールドで、第９図に示す位置に
なるよう移動させ、かつ赤外の分光特性を有する二つの
被写体像に対してＩＲＣＣＤＩとＩＲＣＣＤｆｆとの位
置関係を、水平方向に水平画素間隔の２分の１ずらして
構成することにょシ、通常の固体撮像装置に対して水平
方向に４倍、垂直方向に２倍の解像度をもつ固体撮像装
置が得らち、さらに動画検出には視盛度外の赤外領域の
被写体像を利用しているため、赤、緑、青の被写体像の
光量を損失することなく感度のよい固体撮像装置を実現
することができる。
Ｄの受光部が各々のフィールドで、第９図に示す位置に
なるよう移動させ、かつ赤外の分光特性を有する二つの
被写体像に対してＩＲＣＣＤＩとＩＲＣＣＤｆｆとの位
置関係を、水平方向に水平画素間隔の２分の１ずらして
構成することにょシ、通常の固体撮像装置に対して水平
方向に４倍、垂直方向に２倍の解像度をもつ固体撮像装
置が得らち、さらに動画検出には視盛度外の赤外領域の
被写体像を利用しているため、赤、緑、青の被写体像の
光量を損失することなく感度のよい固体撮像装置を実現
することができる。
なお実施例において振動子２９〜３３を用いてＣＯＤを
移動させたが、ＣＯＤを固定して被写体像を移動させて
もよい。また固体撮像素子としてＣＣＩ）ｆメージセン
サーを用いたが、ブランキング期間に全受光部からそれ
だれの転送段へ同時に読み出す固体撮像素子であれば他
の方式のものでよい。タイミング補正回路３５．３９は
それぞれのＣＯＤの読み出しパルスのタイミングをそれ
ぞれのフィールドにおけるずれ量に相当する時間だけ補
正することによって省略することができる。
移動させたが、ＣＯＤを固定して被写体像を移動させて
もよい。また固体撮像素子としてＣＣＩ）ｆメージセン
サーを用いたが、ブランキング期間に全受光部からそれ
だれの転送段へ同時に読み出す固体撮像素子であれば他
の方式のものでよい。タイミング補正回路３５．３９は
それぞれのＣＯＤの読み出しパルスのタイミングをそれ
ぞれのフィールドにおけるずれ量に相当する時間だけ補
正することによって省略することができる。
くらに光学ローパスフィルタ２２はそれぞれのＣＯＤの
前面に挿入してもよいことは言うまでもない。
前面に挿入してもよいことは言うまでもない。
発明の効果
本発明はそれぞれ異なる分光特性を有する第１゜第２．
第３の被写体像と、赤外領域の分光特性を有する第４．
第５の被写体像との結像面に第１゜第２．第３．第４．
第５のデルタ配列された固体撮像素子を配置し、第４．
第６の被写体像に対して前記第４．第６の固体撮像素子
の受光部の相対位置関係が、前記第４．第５の固体撮像
素子の受光部間で水平方向に前記固体撮像素子の水平画
素間隔の２分の１ずれるよう前記第４．第５の固体撮像
素子を配置し、前記第１．第２．第３．第４゜第５の被
写体像とそれぞれに対応する前記第１゜第２．第３．第
４．第６の固体撮像素子の受光部との相対位置関係を、
それぞれのフィールドで第９図のごとく移動させること
によって同じ固体撮像素子を用いた通常の固体撮像装置
に対して水平方向に４倍、垂直方向に２倍の解像度をも
つ固体撮像装置が得られ、さらに動画検出においては視
感度外の赤外領域の被写体像を利用しているため、赤、
緑、青の被写体像の光量を損失することなく一ライン型
ＣＣＤによって起るフレーム残像（１フイールドで奇数
う、インあるいは偶数゛ラインの受光部からの信号しか
読みださないためにおこる残像）がない固体撮像装置が
実現できる。
第３の被写体像と、赤外領域の分光特性を有する第４．
第５の被写体像との結像面に第１゜第２．第３．第４．
第５のデルタ配列された固体撮像素子を配置し、第４．
第６の被写体像に対して前記第４．第６の固体撮像素子
の受光部の相対位置関係が、前記第４．第５の固体撮像
素子の受光部間で水平方向に前記固体撮像素子の水平画
素間隔の２分の１ずれるよう前記第４．第５の固体撮像
素子を配置し、前記第１．第２．第３．第４゜第５の被
写体像とそれぞれに対応する前記第１゜第２．第３．第
４．第６の固体撮像素子の受光部との相対位置関係を、
それぞれのフィールドで第９図のごとく移動させること
によって同じ固体撮像素子を用いた通常の固体撮像装置
に対して水平方向に４倍、垂直方向に２倍の解像度をも
つ固体撮像装置が得られ、さらに動画検出においては視
感度外の赤外領域の被写体像を利用しているため、赤、
緑、青の被写体像の光量を損失することなく一ライン型
ＣＣＤによって起るフレーム残像（１フイールドで奇数
う、インあるいは偶数゛ラインの受光部からの信号しか
読みださないためにおこる残像）がない固体撮像装置が
実現できる。
第１図は従来の高品位テレビジョンシステムのカメラ部
の構成図、゛第２図は第１図における各部のサンプリン
グ位置を示すサンプリング配置図、第３図、第４図は二
次元の空間ローパスフィルタの特性図、第６図は本発明
の実施例液おける固体撮像装置の構成図、第６図は実施
例に用いるデルタ配列されたＣＯＤイメージセンサの構
成図、第７図は第６図のＣＯＤイメージセンサ−の受光
部の配置図、第８図は赤外領域の被写体の結像面に配置
される二枚のＣＯＤイメージセンサ−の受光等の相対配
置図、第９図はＣＯＤイメージセンサ−のそれぞれのフ
ィールドにおける受光部の移動図である。 ２３・・・・・・分解光学系、２４．２５．２６，２７
゜２８・・・・・・ＣＣＤ、２９，３０，３１．３２．
３３・・・・・・振動子、３５．３８・・・・・・タイ
ミング補正回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｆｓ
２図 １３図 永診４聞Ｍ彼鉄 第７図 閣］ ｈ つ 第８図 ］［１ み１ ［ 同 匡１１ 四 Ｄ 第９図 テ ロ 日 司 ■ 司、［祠 ！！；ｉ 日
の構成図、゛第２図は第１図における各部のサンプリン
グ位置を示すサンプリング配置図、第３図、第４図は二
次元の空間ローパスフィルタの特性図、第６図は本発明
の実施例液おける固体撮像装置の構成図、第６図は実施
例に用いるデルタ配列されたＣＯＤイメージセンサの構
成図、第７図は第６図のＣＯＤイメージセンサ−の受光
部の配置図、第８図は赤外領域の被写体の結像面に配置
される二枚のＣＯＤイメージセンサ−の受光等の相対配
置図、第９図はＣＯＤイメージセンサ−のそれぞれのフ
ィールドにおける受光部の移動図である。 ２３・・・・・・分解光学系、２４．２５．２６，２７
゜２８・・・・・・ＣＣＤ、２９，３０，３１．３２．
３３・・・・・・振動子、３５．３８・・・・・・タイ
ミング補正回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｆｓ
２図 １３図 永診４聞Ｍ彼鉄 第７図 閣］ ｈ つ 第８図 ］［１ み１ ［ 同 匡１１ 四 Ｄ 第９図 テ ロ 日 司 ■ 司、［祠 ！！；ｉ 日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 水平方向に所定のピッチで配列された複数の受光部の水
平行を、垂直方向に偶数番目の前記水平行の各々の受光
部が奇数番目の前記水平行の各々の受光部の中間に位置
するよう垂直方向に複数行配列した第１．第２．第３．
第４．第６の固体撮像素子を有し、それぞれ異なる分光
特性を有する第１．第２．第３の被写体像の結像面に前
記第１゜第２．第３の固体撮像素子を配置し、赤外領域
の分光特性を有する第４．第６の被写体像の結像面に前
記第４．第５の被写体像に対して前記第４゜第５の固体
撮像素子の受光部の位置関係が、前記第４と第５の固体
撮像素子の受光部間で水平方向に前記固体撮像素子の水
平画素間隔の２分の１にずれるように前記第４．第５の
固体撮像素子を配置し、前記第１．第２．第３．第４．
第５の被写体像とそれぞれ前記第１．第２．第３．第４
．第５の固体撮像素子の受光部との相対位置関係を。 ４ｎ＋１ （ｎは整数）フィールドに対して、４ｎ＋２
フイールドでは水平方向に水平画素間隔の４分の１．垂
直方向に垂直画素間隔の２分の１．４ｎ＋３フイールド
では水平方向に水平画素間隔の２分の１．４ｎ＋４フイ
ールドでは水平方向に水平画素間隔の４分の３．垂直方
向に垂直画素間隔の２分の１ずらしてなることを特徴と
する固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59121169A JPS60264187A (ja) | 1984-06-12 | 1984-06-12 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59121169A JPS60264187A (ja) | 1984-06-12 | 1984-06-12 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60264187A true JPS60264187A (ja) | 1985-12-27 |
Family
ID=14804550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59121169A Pending JPS60264187A (ja) | 1984-06-12 | 1984-06-12 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60264187A (ja) |
-
1984
- 1984-06-12 JP JP59121169A patent/JPS60264187A/ja active Pending
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