JPS6034320B2

JPS6034320B2 - カラー固体撮像装置

Info

Publication number: JPS6034320B2
Application number: JP50027415A
Authority: JP
Inventors: 勝島田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1975-03-06
Filing date: 1975-03-06
Publication date: 1985-08-08
Also published as: JPS51102419A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は電荷結合素子（ＣＣＤ）の如き固体撮像体を使
用したカラー固体撮像装置に関し、特に垂直走査方向の
解像度をあまり劣化させることなく、垂直走査方向に配
される絵素数の逓減を図ったものである。

撮像装置としてＣＣＤを使用する場合にあっては、撮擬
すべき被写体像に応じた入力光情報は絵素毎にサンプリ
ングされた状態で電気信号に変換されるため、周知のビ
ジコン管などは使用したときとは異り、絵素鏡にサンプ
リングされた形の出力信号がこのＣＣＤから得られる。

即ち、今サンプリング周波数をｆｃとした場合には、各
絵素を水平区間毎に走査することにより、その１水平区
間で得られる出力映像信号（撮像信号）は第１図で示す
ように輝度信号ＳＹの変調成分Ｓｏｃのほかに、サンプ
リング周波数ｆｃをキャリアとするサンプリング周波数
ｆｃが変調成分Ｓｏｃで変調された側波帯成分ＳＭ（交
流成分）が得られることになる。但し、図示する例はそ
のうちの基本波のみ示してある。この場合、交流成分Ｓ
Ｍにはサンプリング周波数ｆｃを中心として上下の側波
帯が生ずるので、解像度の劣化を防止すべく変調成分Ｓ
Ｄｃの帯城を十分に探ると、第１図で示されるように変
調成分ＳＤｃの高城成分ＳＤＨ中にサンプリング周波数
ｆｃの側波帯成分が重なり、斜線の部分が折り返し歪と
なって生起される。

この状態のまま画像を再生すると、再生画面にちらつき
現象となって現われる。なお、ＳＤしは変調成分Ｓｏｃ
の低域成分を示す。この現象は上述したように、折り返
し歪が生ずるためであるから、例えば、サンプリング周
波数ｆｃの１／沙〆下に変調成分Ｓｏｃの帯城幅を制限
すれば、当然折り返し歪は起らず、画面のちらつきは防
止できる。

しかしこのように変調成分Ｓｏｃの帯域幅を制限するこ
とは解像度の劣化を釆すものであるからあまり得策とは
‐言えない。一方、解像度の劣化を来たさないように変
調成分ＳＤｃの帯城幅（この例では３．９ＭＨＺ程度）
をとり、かつ折り返し歪が生じないようにするにはサン
プリング周波数ｆｃを充分高く探ればよい。

ところで、サンプリング周波数ｆｃはＣＣＤにおける水
平方向の絵素数トーと水平走査周波数ｆ′日との穣ｆｃ
＝Ｎ・ｆＨ（具体的には水平走査方向の有効走査時間が
考慮される）で求められるから、上述したように折り返
し歪を除去すべくサンプリング周波数ｆｃを高くするに
は、それに伴って絵素数Ｎを増加しなければならず、従
ってこの方法ではＣＣＤの製造上の困難性を惹起する。
いずれにしろ、上述した２つの方法では一方の条件は満
足するも、他方の条件は満足しえない欠点がある。

本発明者はこれらの点を諸種検討し、実験した結果、上
述した２つの方法におけるいずれの条件も充分に満足し
うる撮像装置を開発するに至り、ここに新規かつ有用な
斯種園体撮像体を使用したカラー固体撮像装置を提案す
るものである。

以下図面を参照して本発明による撮像装置を説賜するも
、本例では固体撮像体としてフレームシフト方式を探る
３相のＣＣＤを使用した場合である。まず、本発明の理
解を容易にするためこの３相ＣＣＤから説明する。第２
図において、１０Ａは従釆のＣＣＤを全体として示し、
これは周知のように、被写体像が投影される撮像部２０
Ａと、この撮像部２０Ａで得られた被写体像のもつ入力
光情報に基づく電荷を蓄積する蓄積部３０Ａと、さらに
撮像出力信号が読み出される読出部４０Ａとで構成され
、撮像部２０Ａはその水平方向及び垂直方向に所望とし
た数の絵素１，−，，１，‐２，・・・ｌｍ‐ｎが所定
のピッチ７日，丁Ｈ′（特に図示しない）をもって配列
形成されている。

水平方向にはＮ個、垂直方向にはＭ個の絵素が形成され
ているものとする。なお、Ｌはチャンネルストッパーで
ある。これら絵素１，‐，，１，‐２，・・・ｌｍ川は
その夫々に３個の受光部２を有し、従って、３個の受光
部２には後述する３個の電極◇．〜？３が対応して設け
られ、即ち３相のＣＣＤにおける撮像部２０Ａとして構
成される。

従って、今被写体が投影されることによって、この被写
体のもつ光情報は所定の電位関係を有する撮像パルスが
印加されたいずれかの電極？，〜め３に対応する受光部
２の半導体基体３に、入射光量に応じた電荷が誘起され
、従ってこれら電極で．〜ぐ３に周知の転送パルスを
供給すれば、水平走査線の各絵素１，‐，，１，‐２，
・・・ｌｍ‐ｎに誘起された電荷が１水平走査線毎に順
次上述した蓄積部３０Ａの各対応する水平走査線位置に
蓄積される。

このため、蓄積部３０Ａは撮像部２０Ａと略同様な構成
を探る。

但し、この蓄積部３０Ａ全体は遮光された状態にあるは
勿論である。撮像部２０Ａと対応する部分には「’一を
付してその説明は省略する。一方、蓄積された電荷は読
出部４０Ａに印加される読み出しパルス則ち、サンプリ
ングパルスにて順次読み出され、端子１１Ａから映像出
力信号として取り出される。

この謙出部４０Ａは水平方向の絵素に対応した読出領域
１２ａ〜１２ｎのみを有し、その読み出し‘ま３相のサ
ンプリングパルス◇＾〜？ｃで行なわれるから、上述し
たと同様に１つの絵素に対応して３つの領域１３ａ‐，
〜１３ａ‐３，１３ｂ‐・〜１３ｂ‐３・・・が水平走
査方向に沿って形成されている。本発明ではこのような
ＣＣＤの絵素数、特に垂直方向の絵素数Ｍを、この方向
における解像度をあまり劣化させることなく減少せしめ
うるようにしたものである。

そのため、本発明においては、緑信号を得る固体撮像素
子には複合映像信号が１垂直走査期間にＭ個の有効画面
に相当する水平走査期間信号が存在するならば垂直方向
にＭ個の絵素が配列され、かつ水平方向にも所定のピッ
チで絵素が配列され、該複数の絵素で得られる信号を１
／ｆＨの周期で垂直方向に順次転送することにより、１
垂直走査期間にＭ個の絵素で得られる信号を全て順次読
み出すようになして緑信号を得る。

また、赤及び青信号を得る固体撮像素子には夫々垂直方
向にＭ／１個の絵素（１≧２）が配列され、該複数の絵
素で得られる信号を１／ｆＨの周期で垂直方向に順次転
送して１垂直走査期間に上記Ｍ／１個の絵素で得られる
信号の全てを順次読み出すようになすと共に、上記赤及
び青信号を得る固体撮像素子には水平方向に上記緑信号
を得る固体撮像素子の水平方向の絵素ピッチの２倍の絵
素ピッチで絵素が配列され、絵素の水平方向の半分が遮
光され、かつ垂直方向に互いに隣り合う絵素において遮
光される半部が異なるようになされると共に、順次得ら
れた赤及び青信号をその各々について１水平走査期間に
亘つて使用するようになし、１垂直走査期間にＭ個の水
平走査期間信号を得るようにして赤及び青信号を得るよ
うになし、かつ１水平走査期間に亘つて同一の信号が得
られる赤及び青信号を１水平走査期間毎に上記緑信号を
得る固体撮像素子の水平方向の絵素ピッチだけ遅延させ
る第１の遅延回路と、該第１の遅延回路の出力を１水平
走査期間遅延させる第２の遅延回路と、該第２の遅延回
路の入出力信号及び上記緑信号を加算する加算回路を設
けたものである。

まず、本発明装置の原理的な説明を第３図を用いて説明
しよう。

但し、本例では絵素数Ｍを１／２に減少させた場合であ
る。

第３図において、１０Ａは本発明に適用して好適なＣＣ
Ｄを全体として示し、水平方向には先にも述べたと同じ
ようにＮ個の絵素が配列される。本発明においては、図
にも示してあるように垂直方向の絵素があって、互に隣
り合うであろう少くとも２つの絵素の領域を垂直方向に
おける新たな絵素領域とするものである。

従って、従釆例として示した第２図のＣＣＤ１ＯＡに比
し、絵素数Ｍは１／２になるが、各絵素の受光面積は２
倍となる。このような構成は撮像部２０Ａに限らず、蓄
積部３０Ａにも同様な構成が施される。構成的にはこれ
以上の変更はない。

しかし、被写体の撮像後における信号処理は以下述べる
ようになされる。まず、撮像部２０Ａから蓄積部３０Ａ
にキャリアを転送させる周期Ｔａは従来と同様フィール
ド周期（すなわち１／６鼠砂）で、変更はないが、垂直
解像度をあまり劣化させないようにするため、１つの水
平走査線から得られる撮像出力は幻（日は１水平走査期
間）間に亘つて使用する必要がある。

ところが、撮像出力はＩＨづっ順次読み出されるように
なっているため、上述の条件を満たすためにはＩＨの間
だけキャリアを蓄積させ、すなわち、遅延させ、最初の
水平走査期間には読出された撮像出力そのものを使用し
、次の水平走査期間は遅延された撮像出力を使用するよ
うに構成すればよい。具体的には転送周期を２倍にして
２水平走査期間毎に撮像信号を得、１水平期間の遅延時
間を有する遅延素子を利用する方法が考えられる。

遅延素子は水平シフトレジスタ４０Ａそのものを利用す
る場合と、外部に設けた通常の遅延素子を利用する場合
とがある。まず前者の方から説明を付記しよう。

第３図はこの前者の方法を具備した撮像装置であって、
読出部４０Ａの入出力端子間にはＩＨ毎に切換えられる
スイッチ回路８が介在され、先に述べた最初の水平走査
期間から得られる撮像出力を読出すと同時に、スイッチ
回路８を介してこの読出部４０Ａに書き込むようにして
いる。

なお、端子８ａはスイッチング信号Ｓａの供給端子であ
る。ところで、このような方法を行うためには、撮像出
力が書込まれている間、蓄積部３０Ａから次のＨ期間に
対応した撮像出力の転送を禁止させなければならない。

すなわち、今蓄積部３０Ａから読出部４０Ａにキャリア
を転送させる周期をＴｓとした場合、通常のときにはＴ
ｓ＝１／ｆＨ（ｆＨは水平周波数）に選ばれるものであ
るが、本例では周期Ｔｓを、Ｔｓ＝２／ｆＨに、すなわ
ち２倍の転送周期に選ぶものである。このようにすれば
、書込まれた撮像出力を読出す間は蓄積部３０Ａ側から
は信号の転送がないので、この論出し方を繰返すことに
よって出力端子１１Ａには第４図で示すような信号が連
続して得られるようになる。

この図において添字「１．」，「２．」・・・は読出願
位を示し、そして「’一はＩＨだけ遅延された撮像出力
を示すものである。ところで、通常、被写体を撮像した
場合、隣り合う水平走査期間から得られる撮像出力は相
関性が極めて強いものであるから、同一の情報とみるこ
とができる。依って、本発明の如く垂直方向の絵素数Ｍ
を１／２に減らす代りに、垂直相関性を利用して２日間
に亘り同一の撮像出力を利用するようにすれば、垂直方
向における解像度をあまり劣化させることなく絵素数Ｍ
を１／２に減少させることができる。第５図は後者の具
体例で、この場合は転送周期Ｔｓを前者と同じく２／ｆ
Ｈに選ぶが、読出部４０Ａから撮像出力を読出すための
信号周期Ｔｏは１／７日に選ばれる。

そして出力端側にはＴｓ（＝１／ｆＨ）が遅延時間に選
ばれた遅延回路９が設けられ、この遅延出力と非遅延出
力とを利用するようにしている。この方法によっても、
第４図と同様な信号配列を得ることができるから、前述
したと同様な効果を奏しうるものである。第６図は本発
明に係るカラー固体撮像装置に使用されるＣＣＤとフィ
ル夕の構成の一例である。

この例では３個のＣＣＤと３枚の色フィル夕とを使用し
、上述の効果に加え、水平方向の走査数Ｎも１′２に減
少させて、解像度をあまり劣化されることなく、絵素数
の大幅な削減を図り得るようにした場合である。フィル
夕から説明しよう。

第６図に示される色フィル夕１８Ａ〜１８Ｃは異る３つ
の原色光則ち、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂが夫々
透過光として選ばれ、第１の色フィル夕１８Ａは第６図
で示すように上記色光のうち、解像度に直接影響を及ぼ
す緑色光Ｇがその透過光として選定される。

この場合、緑色光Ｇはその前面かち得られる構成（単色
フィル夕構成）である。尚、第６図ではイ日は第２図に
示されたような標準の大きさの画素の水平方向のピッチ
、即ち水平方向の走査時間を表わし、Ｔ′日は同じく際
純の大きさの絵素の垂直方向のピッチを表し、この場合
丁′日は標準の１水平周期と対応する。

第２の色フィル夕１８Ｂは少くとも残りの色光則ち赤色
光Ｒ及び青色光Ｂの一つを透過する如くその色選択性が
選ばれている。

第６図の１８Ｂに示す例は、Ｒを透過光とするフィル夕
である。従って、第３の色フィル夕１８Ｃは青色光Ｂが
透過光となる。そして「これらフィル夕１８Ｂ，１８Ｃ
に夫々対応して設けられたＣＣＤＩＯＢ，１０Ｃの絵素
は一方のＣＣＤＩＯＡの絵素領域の４倍になされる。す
なわちＣＣＤＩＯＡ〜１０Ｃの大きさを同一に選んだ水
平及び垂直方向の絵素数Ｎ，Ｍを夫々１′２とするには
単位絵素領域を従来のときよりも４倍にすればよい。従
って、第６図Ｂ及びＣに示す領域１，‐，，１，‐２，
等がＣＣＤＩＯＢ，１０Ｃにおける新たな絵素領域とな
るものである。なお、このように１絵素の領域が拡大さ
れればそれだけＣＣＤの製造が容易になる特徴に加え、
歩留りの向上ひいては生産費の削減を図りうろことは容
易に理解できよう。このように面積大なる絵素をもって
ＣＣＤＩＯＢ，１０Ｃの前面に配されるフィル夕１８Ｂ
，１８Ｃはこれらの絵素１，‐，，１，‐２等に対応し
て、その光透過面が複数に分割された分割領域を有し、
奇数番目の水平走査線上に位置する分割領域のうち奇数
番目の領域２２ｂのみを赤色光Ｒを透過するようになさ
れ、他の領域２２ａは遮光された状態にある。

一方、偶数番目の水平走査線上に位置する領域にあって
は上述とは逆に、奇数番目の領域２２ｂが遮光される。

このように各ライン毎、即ち標準の水平周期をＩＨとす
ると、が毎に得られる透過光の位相を１８０ｏずつ異に
したのは、垂直相関を利用して隣接するラインの信号を
合成することにより折り返し歪を除去しようとする理由
に基づくものである。即ち隣後したラインの信号を加算
して合成信号を得るのであるが、もし位相をずらさずに
同一側にフィル夕の透過部を設けたのでは両ラインの空
間的なサンプリング位相が一致してしまい、たとえ両信
号のうちの一方を時間的に丁日だけずらせて合成したと
しても、単に周波数が１／２７日の点でレスポンスが０
になるようなフィル夕を構成するだけでサンプリングの
キャリアはなくなっても側波帯成分まではキャンセルで
きない。

しかしながら、本発明のようにフィル夕を透過部の存在
する側を絵素ライン毎に切換ることによに隣接する両絵
素ラインで空間的なサンプリング位相が逆相となり、更
にこれら両絵素ラインよりの信号を一方を時間的に７日
ずらせた形で合成することにより、両絵素ラインの１／
２７日をサンプリングキャリアとする交流成分は完全に
逆相であるため、キャリアは勿論、側波帯成分もキャン
セルされることになる。

同様な観点から、他の色フィル夕１８Ｃも上述と同様な
構成が施されるもので、その説明は省略する。

このように、所望とする色光選択特性の付与された第１
〜第３の色フィル夕１８Ａ〜１８Ｃを配することによっ
て、ＣＣＤ１ＯＡ〜１０Ｃには所望の色分解像が投影さ
れる訳であるが、これらの色分解像は空間的に互いに１
２０ｏの位相差を有するように投影され、かつ時間的に
は夫々互いに１／３７日の時間差を以つて読み出される
。

像とＣＣＤとの空間的な関係は相対的に１２００の位相
を与えればよい。

この場合、投影像そのものを１２００ずつずらすか、Ｃ
ＣＤＩＯＡ〜１０Ｃの方を１２００だけずらすかは任意
に定めることができる。本例ではＣＣＤＩＯＡ〜１０Ｃ
の方をずらした場合で、それに伴って各色フィル夕もず
らして配される（第６図参照）。１２０ｏの位相差は距
離的に表わすと、１／３７日となるは言うまでもない。

次に、各ＣＣＤＩＯＡ〜１０Ｃから得られる撮像信
号を読み出すにあっては、夫々のＣＣＤＩＯＡ〜１０Ｃ
から得られる撮像信号Ｓｃ〜Ｓ８に対し、時間的に１２
００の位相差を与えた状態でこれら撮像信号ＳＲ〜ＳＢ
を順次交互に読み出すものである。同一のサンプリング
パルス○＾〜〇ｃで３つの撮像信号ＳＲ〜ＳＢを順次交
互に読み出すには次のように構成すればよい。即ち、第
７図に示すように各ＣＣＤＩＯＡ〜ＩＯＣの対応する謙
出部４０Ａ〜４０Ｃにサンプリングパルス？＾〜？ｃが
供給されるように横成する。

ここで読出部４０Ａに形成された読出領域１２ａ〜１２
ｎは水平走査方向に設けられた絵素数に対応するもので
あり、この場合、夫々の謙出領域１２ａ〜１２ｎはさら
にその領域が３分割されていることはすでに記載した。
又、読出部４０Ｂ，４０Ｃに関しては受光部の絵素のピ
ッチがＣＣＤＩＯＡに対し２倍あるため、各絵素に対し
読出し領域が２つ（例えば１２ａと１２ｂ）が存在する
ようにし、従ってこれら２つの読出し領域には、上の蓄
積領域から同一の情報が転送されることになる。

そしてＣＣＤＩＯＢ，１０Ｃに関していえば、夫々の受
光部の絵素に対し６個個の分割領域が対応することにな
る。従って、このような構成を探る読出部４０Ａ，４０
Ｃの各対応する分割領域１３ａ‐，，１３ａ‐２・・・
に供孫合される同一のサンプリングパルスめ＾〜？ｃそ
れ自体で読出部相互間に１２０ｏの位相差を賦与するに
は、図のように領域を１個づつ順次ずらした状態でサン
プリングパルス０＾〜◇ｃを供聯合するようにすればよ
い。このようにすれば、３つの各蓄積部３０Ａ〜３０Ｃ
から夫々対応する謙出部４０Ａ〜４０Ｃに１水平区間に
相当する電荷を転送する場合にはサンプリングパルスＪ
Ａにて必ず斜線の部分の領域に電荷が蓄積され、依って
この状態で電荷を読み出すと、読み出し時の位相関係は
１２００となり、しかも取出される各信号はこの１２０
０の位相関係を有した状態で順次交互に得られる。

このため、後述するように合成された糠像信号ＳＲ〜Ｓ
Ｂ相互間は１２０ｏの位相差が賦与されることになる
。以上示した諸条件を踏えて、第８図を参照しながら本
発明装置の電気的な信号処理を説明しよつｏ図はこの装
置の一例を示す系統図であって、被写体１４は光学レン
ズ系１５を通じたのち、１点鎖線で示す光路Ｐを経て３
個のＣＣＤＩＯＡ〜ＩＯＣに投影される。

これらのＣＣＤのうち、赤成分Ｒ及び育成分Ｂに関する
ＣＣＤＩＯＢ，１０Ｃは第６図に示した構成がとられ、
そのため加算器７には第９図Ｂ及びＣに示す撮像信号Ｓ
Ｒ，ＳＢが連続的に供給される。即ち第８図において、
９Ｒ，９Ｂは夫々標準の１水平期間の遅延回路であり謙
出領域４０Ｂ，４０Ｃにある水平走査期間の信号が得ら
れた時、これが順次読出されて加算器７に供給されると
共に、これら遅延回路９Ｒ，９Ｂに供給されるため、２
水平走査期間に亘つて連続して同一の信号が加算器７に
供給されることになる。

又Ｇ用のＣＣＤＩＯＡからは、各水平走査期間毎に異な
る内容の信号が得られるため信号Ｓｃは第９図に示した
ようなものとなる。なお、１６はハーフミラー、１７は
反射鏡である。

そして、１８Ａ〜１８Ｃは上述した第１〜第３までの色
フィル夕である。次に、夫々のＣＣＤＩＯＡ〜１０Ｃか
ら得られる撮像信号の処理について、再び第８図を参照
して説明する。

まず折り返し歪の内変調成分（輝度成分）を得るための
構成から述べる。目的の変調成分を得るには■ 位相変
調 ■ 同時信号処理を行なわなければならない。

順を追って説明するに、■の条件は以下のようにして達
成する。まず、ＣＣＤＩＯＡには緑色のみからなる色分
解像が投影されるので、端子１１Ａに得られる撮像出力
ＳＧの周波数スペクトル図は第１０図Ａで示すようにな
る。ここで、緑の色成分に関しては、その側波構成分に
よる折り返し歪が生じないように予め緑の変調成分ＳＤ
ｃにおける帯城及びサンプリング周波数ｆ。（＝１／↑
Ｈ）が選定される。変調成分Ｓｏｃの帯域は解像度の劣
化を来たさない程度の帯域即ち３．０〜５．０ＭＨＺ程
度の帯域を必要とする。本例では３．９い日２程度であ
る。次に、撮像出力ＳＲ，ＳＢについて説明するも、そ
の色フィル夕１８Ｂ，１８Ｃが第６図で示すように構成
されている関係上、そのサンプリング周波数は１／２に
逓降した周波数で、又これら撮像出力ＳＲ，ＳＢの位相
関係に注目すれば、緑成分を基準にすると換言するなら
、そのサンプリング周波数を享‐にとして考えた場合、
赤成分はギフごけ、青職は；だけ、夫々ずれ小ること肌
るから、夫々の位相関係を合成して図示すれば第１０図
Ｂの如くなる。

即ち例えば、赤用のＣＣＤｌＯＢと緑用ＣＣＤＩＯＡと
雌間的に丈ずれた状機戯れかつ細細し出ヵも時間的‘こ
やずれて得られることから、緑用ＣＣＤＩＯＡの水平方
向に１個おきの絵素を考慮してみると、この絵素はる；
のサンプリングキャリアの位相を第１０図ＢのＧＭと仮
定すれば（実際には、Ｇ用ＣＣＤＩＯＡには他の１個お
きの絵素が存在し、これによるサンプリングキャリアの
位相は同図ＢのＧｍ２に示される如くＧｍ，とは逆相に
なっているため、両者が打消されにの周波数；のところ
‘汎サンプリングキャリアが存在しないことは明らかで
あるが）、このＧｍ，に対しＲ用のＣＣＤＩＯＢから得
られる信号における周波数１／２７日のサンプリングキ
ャリアの位相Ｒｍは、六×すＨＸ３６００肌ち６００進
ん小ること‘こなる。

同様に、Ｂ用のＣＣＤＩＯＣから得られる信号における
周波数１／２７日のサンプリングキャＩＪアの位相Ｂｍ
は１２００ずれていることになる。又、第１０図は、Ｓ
。ｃは変調成分を表わし、ＳＭ，は１次の交流成分即ち
サンプリングキャリアが周波数の１′２７日の成分で、
ＳＭ２は２次の交流成分則るサンプリングキャリアが周
波数１／ヶ日の成分を表わす。そして、２次の交流成分
のサンプリングキャリアＲｍ，Ｂｍの位相が図のように
なる理由は上述と同様に・士×★ＭＸ３６ｏ。

＝１２ｏ。’±Ｘ害７日Ｘ３６００＝２４００となるためである。

但しこの例は奇数番目の絵素区間での位相関係を示す。
偶数番目の絵素区間では夫々に関し１８０ｏだけ位相が
ずれるようにする。

ここで、第６図の例では絵素が半分遮光されているので
、奇数と偶数番目からの信号間にはこのままでも１８０
０の位相差が賦与されているようにも想われるが、この
まま信号を読出すと両信号の色成分は同相になってしま
う。即ち、撮像する位置が異なるだけで（空間的なサン
プリング位置が異なるだけで）、電極としては共通なの
で実際に謙出された信号の位相は同一となってしまい、
これら両絵素ラインの信号を単に合成しただけでは、そ
の信号の周波数１／２７日の成分が残ってしまい完全に
キャンセルすることはできない。

そのため、本例では所期の目的を達成すべ〈例えば偶数
番目から得られる撮像信号だけ１８０ｏ（＝７Ｈ）に相
当する時間遅延させる構成が探られる。

遅延回路２１はそのために設けられている。なお、奇数
番目からの撮像信号は遅延させる必要がないので、信号
伝送路上にはそのための切換スイッチＳＷが介在される
。従って、このスイッチＳＷは偶数番目の水平走査線上
を走査しているときだけ（ＣＣＤＩＯＡを基準にした場
合には日がその走査時間に相当することは言うまでもな
い）、薮′点Ｅ側に切換えられる。このように、信号処
理系を構成すれば、偶数番目の絵素区間における信号周
波数１／２７日の周波数のサンプリングキャリアに比し
、（１／２７Ｈ×７Ｈ）×３６００＝１８００ずれるこ
とになり、これによって上述した■の条件を満たすこと
ができる。

この偶数番目の絵素区間から得られる信号の周波数成分
が第１０図Ｃに示されている。

この第１０図Ｃで２次交流成分、即ち周波数１／丁日を
キャリアとする成分については奇数番目の絵素区間から
得られる信号の位相と全く同一であることが判るが、こ
れは、（１／７Ｈ×７Ｈ）×３６０ｏ＝３６００で同一
となる理由のためである。次に、■の条件であるが、こ
の条件は■の条件によって得られた所定の位相をもつ側
波帯成分を相殺することによって達成される。

そのため、信号系には加算器２２が設けられ、これに第
１０図Ａ及びＢで示す位相をもつ撮像信号ＳＲ〜ＳＢが
供給されるのは勿論のこと、同図Ｃに示す撮像信号が供
給されなければならない。依って、撮像信号の系には幻
（このＨ‘まＣＣＤＩＯＡの方を基準にして考えた場合
である。）の遅延時間をもつ遅延回路２３が設けられ、
その隣り合う水平絵素区間の信号間において処理される
ものである。すなわち、隣り合う水平走査区間（奇数、
偶数の絵素区間）から得られる撮像信号ＳＲ，Ｓ８を加
算器２２で合成すれば、夫々の側波帯成分ＳＭ，が相殺
される。

しかしながら、２次の交流成分ＳＭ２は両者において同
一の位相であるため両者を加算器で合成しただけではこ
の成分ＳＮ２はキャンセルできない。そして加算器２２
には実際には緑信号Ｓｃが供給されるため、この信号中
における周波数１／丁日のサンプリングキャリアと赤、
青信号中の周波数１／７日のサンプリングキャリアを合
成すればこれらは完全にキャンセルされる。依って折り
返し歪が発生していない変調成分Ｓｏｃを得ることがで
きる（第１０図Ｄ参照）。この変調成分Ｓ。ｃは必要に
応じて設けたローパスフィルタ２４（その遮断周波数は
３．０〜５．ｍＭＨＺ）を通じたのち、マトリックス回
路２５に供給される。変調成分は以上のようにして得る
ことができる。次に色成分の復調系について述べよう。
２６はＲ，Ｂの復調系を示し、２７はバンドパスフィル
タ、そして、２８ＲはＲの復調器を示し、他方の２８Ｂ
はＢの復調器を示す。

依って、これら色成分及び上述した変調成分をマトリッ
クス回路２５に供給することにより、その出力端子２５
ａ〜２５ｃより目的の映像信号が得られる。

例えばＮＴＳＣ方式の輝度信号Ｙ及び色差信号Ｂ−Ｙ，
Ｒ−Ｙが得られる。なお２９は遅延回路を示し、これは
バンドパスフィルタ２７の介在により生ずる時間遅れを
補償するためのものである。

以上説明したように本発明ではＲとＢに関する絵素領域
を大きくすると共に、少くとも幻の期間に亘つて同じ撮
像出力を使用するように構成したものである。

従って折り返し歪のない変調成分が垂直相関がある限り
得られるので、本発明装置で得た映像信号では画面のち
らつきを有効に取除くことができ、常時良質で安定した
画像を映出しうる特徴と共に、少くとも２日の期間同じ
撮像出力を使用するような例では垂直方向における解像
度があまり劣化させることなく垂直方向における絵素数
Ｍを半分にすることができる大きな特徴を有する。その
ため、ＣＣＤの製造が容易になり、歩蟹りの向上を図り
うる実益と共に、これらＣＣＤの前面に夫々配される色
フィル夕１８Ｂ，１８Ｃの製造も容易になる等の数々の
利点がある。なお、上述した実施例では幻の期間に亘っ
て同一の撮像出力を使用する例を述べたが、本発明では
この実施例に限ることなく日の整数倍の期間に亘つて同
一の撮像出力を使用しても、垂直相関がある限り解像度
の劣化をあまり伴うことなく、垂直方向の絵素数を整数
分の１に減少させうる実益がある。

そして、第６図に示すように構成する場合では絵素数が
１′４以下になるから、それだけＣＣＤが作り易くなる
効果がある。

そして、フィル夕は夫々の原色光に応じて３枚使用する
ものの、解像度に直接影響を及ぼさない赤及び青信号に
関係する色フィル夕１８Ｂ，１８Ｃはモザイク状に構成
されているとは言え、１つおきの領域は遮光する関係上
各領域区間の寸法精度を厳密に選定することが必要なく
なり、それだけフィル夕１８８，１８Ｃの製造が容易に
なる効果を有する。それに伴って、フィルタ自体の歩蟹
りが向上するは勿論である。又、赤及び青信号に関して
は、ＣＣＤＩＯＢ，１０Ｃの絵素数を減少させても、折
り返し歪が生起しないため、その信号帯城を十分広く探
ることができるものである。

なお、被写体１４が白黒の場合では、第１０図の位相関
係からも明らかなように、Ｒ，Ｇ，Ｂのレベルは夫々等
しくなるため、その合成値は零となり、依って、白黒を
対象とする場合にはサンプリング周波数ｆｃ（＝１／丁
Ｈ）を前例の場合よりも更に下げることが可能となり、
例えば上述した実施例（力ラー撮像時）における水平方
向の絵素数Ｎは３５の固程度必要とする（従来では信号
帯域を３．８ＭＨＺとしたとき７００個以上必要とする
。）のに対し、白黒を対象とするときは２４の固程度（
従って、他のＣＣＤＩＯＢ，１０Ｃは１２ｑ固程度）で
済み、ＣＣＤの製造が極めて容易なる特徴を有する。な
お、ＣＣＤは２相のものでもよく、シフト方式はィンタ
ラィンシフト方式でもよい。

更に、電荷転送素子としてはＣＣＤに限ることなく、ダ
イオードアレー等でも適用しうるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置によって得られる撮像出力の周波数ス
ペクトル図、第２図は本発明装置に適用しうる電荷結合
素子の一例を示す構成図、第３図及び第５図は夫々信号
電荷の説出しの一例を示す構成図、第４図はこれによっ
て得られる撮像出力の説明図、第６図は本発明装置に使
用されるフィル夕の一例を示す図、第７図は信号議出し
方法の一例を示す結線図、第８図は本発明装置の一例を
示す系統図、第９図は電荷結合素子の夫々から得られる
第４図と同様な撮像出力の説明図、第１０図は本発明装
置の動作説明に供する側波帯成分の位相関係を含めた撮
像出力の周波数スペクトル図である。１０Ａ〜１０Ｃは電荷結合素子（ＣＣＤ）、７日，７
′日は夫々絵素の配列ピッチ、１４は被写体、１８Ａ〜
１８Ｃは色フィル夕、９Ｒ，９Ｂ，２１，２３，２９は
遅延回路、Ｓｏｃは遅延回路、ＳＭは側波帯成分、１．
−，〜ｌｍ‐ｎは絵素である。第１図第２図第４図第５図第３図第７図第６図第９図第８図第１０図

Claims

【特許請求の範囲】

１被写体よりの光をＲ，Ｇ，Ｂに３原色光に夫々分光
すると共に、これらの光を夫々その前面に、Ｒ，Ｇ，Ｂ
の３原色光を透過させる色フイルタを配した３個の固体
撮像素子の受光部に投影し、これら固体撮像素子から得
られる撮像出力を合成して複合映像信号を得るようにし
たカラー固体撮像装置において、緑信号を得る固体撮像
素子には上記複合映像信号が１垂直走査期間にＭ個の有
効画面に相当する水平走査期間信号が存在するならば垂
直方向にＭ個の絵素が配列され、かつ水平方向にも所定
のピツチで絵素が配列され、該複数の絵素で得られる信
号を１／ｆ＿Ｈの周期（ｆ＿Ｈは水平走査周波数）で垂
直方向に順次転送することにより、１垂直走査期間にＭ
個の絵素で得られる信号を全て順次読み出すようになし
て緑信号を得ると共に、赤及び青信号を得る固体撮像素
子には夫々垂直方向にＭ／ｌ個の絵素（ｌ≧２）が配列
され、該複数の絵素で得られる信号をｌ／ｆ＿Ｈの周期
で垂直方向に順次転送して１垂直走査期間に上記Ｍ／ｌ
個の絵素で得られる信号の全てを順次読み出すようにな
すと共に、上記赤及び青信号を得る固体撮像素子には水
平方向に上記緑信号を得る固体撮像素子の水平方向の絵
素ピツチの２倍の絵素ピツチで絵素が配列され、絵素の
水平方向の半分が遮光され、かつ垂直方向に互いに隣り
合う絵素において遮光される半部が異なるようになされ
ると共に、順次得られた赤及び青信号をその各々につい
てｌ水平走査期間に亘つて使用するようになし、１垂直
走査期間にＭ個の水平走査期間信号を得るようにして赤
及び青信号を得るようになし、かつｌ水平走査期間に亘
つて同一の信号が得られる赤及び青信号をｌ水平走査期
間毎に上記緑信号を得る固体撮像素子の水平方向の絵素
ピツチだけ遅延させる第１の遅延回路と、該第１の遅延
回路の出力をｌ水平走査期間遅延させる第２の遅延回路
と、該第２の遅延回路の入出力信号及び上記緑信号を加
算する加算回路を有してあるカラー固体撮像装置。