JPS6149564A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JPS6149564A JPS6149564A JP59171866A JP17186684A JPS6149564A JP S6149564 A JPS6149564 A JP S6149564A JP 59171866 A JP59171866 A JP 59171866A JP 17186684 A JP17186684 A JP 17186684A JP S6149564 A JPS6149564 A JP S6149564A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- field
- solid
- signal
- horizontal
- loads
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- 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
本発明は青、緑、赤などの各種色成分を含むモザイク状
に配したカラーフィルタと１個の固体撮像素子とを組み
合わせてカラーカメラを構成するいわゆる単板型カラー
カメラ用の固体撮像装置に関するものである。 ・ 従来例の構成とその問題点 固体撮像素子は撮像管と比較して多くの利点を有するた
め盛んに開発が進められてきた。なかでもインターライ
ン転送方式ｃａｎ （以下ＩＴ−ｃｃｎと略記する。）
は原理的に低雑音であるため、特に有望視されている。
に配したカラーフィルタと１個の固体撮像素子とを組み
合わせてカラーカメラを構成するいわゆる単板型カラー
カメラ用の固体撮像装置に関するものである。 ・ 従来例の構成とその問題点 固体撮像素子は撮像管と比較して多くの利点を有するた
め盛んに開発が進められてきた。なかでもインターライ
ン転送方式ｃａｎ （以下ＩＴ−ｃｃｎと略記する。）
は原理的に低雑音であるため、特に有望視されている。
以下に従来のＩＴ−ｃｃｎの全体構成を示す第１図を用
いて説明する。
いて説明する。
この構成において光電変換要素１（以下画素と略記する
。）のそれぞれに蓄積された信号電荷は矢印のごとく垂
直転送Ｃ０Ｄ２（以下ｖ−ｃｃＤと略記する。）へ転送
された後、更に水平転送ＣＣＤ３（以下Ｈ−ｃｃＤと略
記する。）へ転送され電荷検知部４へ順次転送され検知
、出力される。これが：［Ｔ−ＣＯＤの基本動作である
。この様に画素を正方行列状に配列したＩＴ−ＣＯＤで
は固体撮像素子の水平解像度は水平方向の画素数で定ま
る。例えば、現在よく使われる水平画素数３８０程度の
素子では水平解像度は２８ＯＴＶ本程度であシ、現状の
集積回路技術から、この水平画素数をむやみに増やすこ
とは歩留りの点から不利である。
。）のそれぞれに蓄積された信号電荷は矢印のごとく垂
直転送Ｃ０Ｄ２（以下ｖ−ｃｃＤと略記する。）へ転送
された後、更に水平転送ＣＣＤ３（以下Ｈ−ｃｃＤと略
記する。）へ転送され電荷検知部４へ順次転送され検知
、出力される。これが：［Ｔ−ＣＯＤの基本動作である
。この様に画素を正方行列状に配列したＩＴ−ＣＯＤで
は固体撮像素子の水平解像度は水平方向の画素数で定ま
る。例えば、現在よく使われる水平画素数３８０程度の
素子では水平解像度は２８ＯＴＶ本程度であシ、現状の
集積回路技術から、この水平画素数をむやみに増やすこ
とは歩留りの点から不利である。
他方ＩＴ−ＣＯＤの構成上、画素を垂直方向に密に並べ
ることは容易であるが、水平方向については各画素間に
占有面積の大きなＶ−ＧＣＤを挿入する必要があり、し
かもそこへの入射光は撮像素子としての偽信号（以下ス
ミャと略記する。）になるため光を完全にじゃへいする
必要があシ、各画素の入射光に対する開口部６は実質的
に破線で示す如く小さなものとなシ水平方向に対する感
光要素は飛びとびにしか作ることができない。このため
従来ＩＴ−ＣＣ；Ｄを用いて画像を撮像する場合は斜め
の成分を含む像に対する画質の不連続特性（ギザギザの
輪郭となって映る）やモアレ現象などが著しく、大きな
問題となっている。
ることは容易であるが、水平方向については各画素間に
占有面積の大きなＶ−ＧＣＤを挿入する必要があり、し
かもそこへの入射光は撮像素子としての偽信号（以下ス
ミャと略記する。）になるため光を完全にじゃへいする
必要があシ、各画素の入射光に対する開口部６は実質的
に破線で示す如く小さなものとなシ水平方向に対する感
光要素は飛びとびにしか作ることができない。このため
従来ＩＴ−ＣＣ；Ｄを用いて画像を撮像する場合は斜め
の成分を含む像に対する画質の不連続特性（ギザギザの
輪郭となって映る）やモアレ現象などが著しく、大きな
問題となっている。
次に走査方法につめて、まず白黒の撮像信号検出で説明
する。
する。
周知のように日本および米国でのカラーテレビ画像送受
システムではＮＴＳＧ方式が採用されてお９、また画像
情報の検量、描写にはインターレス走査方式が標準の方
式とされておシ、我がｆ一般家庭にある受像機に像を再
生するには固体撮像装置といえどもこれらの方式に従う
必要がある。
システムではＮＴＳＧ方式が採用されてお９、また画像
情報の検量、描写にはインターレス走査方式が標準の方
式とされておシ、我がｆ一般家庭にある受像機に像を再
生するには固体撮像装置といえどもこれらの方式に従う
必要がある。
第２図はインターレス走査を説明するための図であり、
固体撮像素子の撮像面に例えば文字入を結像して影像信
号を取シ出す場合で、感光画素列Ｐ１＋ Ｐｚ ＋ Ｐ
Ｍ・・・・・は上から下へ、また左から右への各走査に
従って光電変換が行なわれ画像に対応してビデオ信号が
検出される状態を示している。
固体撮像素子の撮像面に例えば文字入を結像して影像信
号を取シ出す場合で、感光画素列Ｐ１＋ Ｐｚ ＋ Ｐ
Ｍ・・・・・は上から下へ、また左から右への各走査に
従って光電変換が行なわれ画像に対応してビデオ信号が
検出される状態を示している。
同図において通常のインターレス走査が行なわれるとき
は最初＋ Ｐｌ ＋ Ｐ５ ＋ ｐ５＋・・−・・ＰＭ
の順に飛び越し走査されＡフィールドの走査を完了し
たのち、続いてそれらの中間を埋めるようにＰｚ、Ｐ４
゜Ｐａ、・・・・・・ＰＭの順でＢフィールドの走査を
完了する。すなわちＡフィールドと、Ｂフィールドの走
査で完全な像Ａが、つまり画面全体（１フレーム）が構
成される。このようにＮＴＳＣ方式ではインターレス走
査によシテレビ画像は毎秒ｊＯ回のフレームすなわち毎
秒ｓｏ［ｉｌのＡフィールド走査と毎秒３ｏ回のＢフィ
ールド走査との和から成っておシ、この標準的な走査方
法では各受光要素はπ秒に１回の割シで信号が検出され
、このような信号の読み出しをフレーム読み出しという
。
は最初＋ Ｐｌ ＋ Ｐ５ ＋ ｐ５＋・・−・・ＰＭ
の順に飛び越し走査されＡフィールドの走査を完了し
たのち、続いてそれらの中間を埋めるようにＰｚ、Ｐ４
゜Ｐａ、・・・・・・ＰＭの順でＢフィールドの走査を
完了する。すなわちＡフィールドと、Ｂフィールドの走
査で完全な像Ａが、つまり画面全体（１フレーム）が構
成される。このようにＮＴＳＣ方式ではインターレス走
査によシテレビ画像は毎秒ｊＯ回のフレームすなわち毎
秒ｓｏ［ｉｌのＡフィールド走査と毎秒３ｏ回のＢフィ
ールド走査との和から成っておシ、この標準的な走査方
法では各受光要素はπ秒に１回の割シで信号が検出され
、このような信号の読み出しをフレーム読み出しという
。
これに対して固体撮像装置の白黒画像が撮像分野で用い
られる方式に疑似インターレス走査という走査方式があ
る。この場合には第２図におじで最初は（Ｐ１＋ Ｐｚ
）−（Ｐｓ 、 Ｐａ ）ｉＰｓ ＋ Ｐａ）、−・
−・の各工性の岨み合せて同時走査が行なわれ、それぞ
れの信号線を通じて得られた信号が外部回路で混合され
なからＡフィールド走査を行なったのち、続いて（Ｐｚ
＋Ｐ３）、（Ｐａ、Ｐｓ）、（Ｐａ、Ｐｚ）・印・のよ
うに垂直に一行ずらした組み合せで工性同時読み呂しを
することによシＢフィールド走査を行ない１フレーム走
査を完了する方式である。この場合には全ての受光要素
は各フィールドごと、すなわちπ秒ごとに１回の割シで
信号検出が行なわれることになシ、このような信号の読
み出しをフィールド読み出しという。
られる方式に疑似インターレス走査という走査方式があ
る。この場合には第２図におじで最初は（Ｐ１＋ Ｐｚ
）−（Ｐｓ 、 Ｐａ ）ｉＰｓ ＋ Ｐａ）、−・
−・の各工性の岨み合せて同時走査が行なわれ、それぞ
れの信号線を通じて得られた信号が外部回路で混合され
なからＡフィールド走査を行なったのち、続いて（Ｐｚ
＋Ｐ３）、（Ｐａ、Ｐｓ）、（Ｐａ、Ｐｚ）・印・のよ
うに垂直に一行ずらした組み合せで工性同時読み呂しを
することによシＢフィールド走査を行ない１フレーム走
査を完了する方式である。この場合には全ての受光要素
は各フィールドごと、すなわちπ秒ごとに１回の割シで
信号検出が行なわれることになシ、このような信号の読
み出しをフィールド読み出しという。
特に固体撮像素子では実際の受光要素は半導体Ｓｉ基板
上に集積されたフォトダイオードである場合が多く、次
の（１）〜（３）の理自から垂直解像度を ′多少犠牲
にしてもフィールド読み呂しによるインターレス走査が
望まれる。
上に集積されたフォトダイオードである場合が多く、次
の（１）〜（３）の理自から垂直解像度を ′多少犠牲
にしてもフィールド読み呂しによるインターレス走査が
望まれる。
（１）現在の半導体集積回路技術においてはフレーム読
み出しのＡフィー／レドとＢフィールド読対応したフォ
トダイオード群を全く等価に作ることは困難であシ、そ
のためフレーム読み出しでは１／３０秒の割シでフリッ
カ−を生じゃすくなるが、他方フィールド読り出しでは
フィールド毎に全てのフォトダイオードを読み出すので
上記フリッカ−現像を改善できる。
み出しのＡフィー／レドとＢフィールド読対応したフォ
トダイオード群を全く等価に作ることは困難であシ、そ
のためフレーム読み出しでは１／３０秒の割シでフリッ
カ−を生じゃすくなるが、他方フィールド読り出しでは
フィールド毎に全てのフォトダイオードを読み出すので
上記フリッカ−現像を改善できる。
（２） フィールド読み出しでは各受光要素が１／６
０秒ごとに読み出されるので見かけ上の残像としてはフ
レーム読み出しより短かく望ましい。
０秒ごとに読み出されるので見かけ上の残像としてはフ
レーム読み出しより短かく望ましい。
（３）１フレ一ム期間内の各走査に対してフィールド読
み出しでは扱いうる最大信号量が各受光要素２個分とな
シフレーム読み出しの１個分の場合に比べて２倍のダイ
ナミックレンジが得られる。
み出しでは扱いうる最大信号量が各受光要素２個分とな
シフレーム読み出しの１個分の場合に比べて２倍のダイ
ナミックレンジが得られる。
次に第３図は前記疑似インターレス走査を行うだめの従
来の画素配列の例で、正方に並べられた感光画素（図中
Ｏ印で表わされており、例えばフォトダイオード、ホト
トランジスタなど）は第２図のＰ ＋ ＋ Ｐ ２’＋
Ｐ３ ＋・・・・・の各行に対応してそれぞれ（１１
，１２，１３，・・・・・・）、（２１，２２゜２３、
・・・・・・）（３１，３２，３３，・・・・・・）と
一定間隔で並んでおり、横方向の間隔は第１図の各画素
列に対応してＬｌ、Ｌ２．Ｌ５・・・・・・と並んでい
る。
来の画素配列の例で、正方に並べられた感光画素（図中
Ｏ印で表わされており、例えばフォトダイオード、ホト
トランジスタなど）は第２図のＰ ＋ ＋ Ｐ ２’＋
Ｐ３ ＋・・・・・の各行に対応してそれぞれ（１１
，１２，１３，・・・・・・）、（２１，２２゜２３、
・・・・・・）（３１，３２，３３，・・・・・・）と
一定間隔で並んでおり、横方向の間隔は第１図の各画素
列に対応してＬｌ、Ｌ２．Ｌ５・・・・・・と並んでい
る。
これを前記の方法でフィールド読み出しするとき、例え
ばＡフィールドでは画素の（１１，２１）。
ばＡフィールドでは画素の（１１，２１）。
（１２，２２）、 （１３，２３）−・・・・・の各組
の信号が工性同時に読み出されＬｌ、Ｌ２．Ｌ３・・・
・・・のそれぞれに対応するｖ−ｃｃＤに導かれる。こ
れは撮像素子にとって、画素の各組合せによる重心Ａ１
＋ Ａ２ ＋Ａ３・・・・・・に有効な画素があるかの
ように働らき、しかも垂直方向に対しては画素間の平均
化を行ったことになり、滑らかな画質が得られる。
の信号が工性同時に読み出されＬｌ、Ｌ２．Ｌ３・・・
・・・のそれぞれに対応するｖ−ｃｃＤに導かれる。こ
れは撮像素子にとって、画素の各組合せによる重心Ａ１
＋ Ａ２ ＋Ａ３・・・・・・に有効な画素があるかの
ように働らき、しかも垂直方向に対しては画素間の平均
化を行ったことになり、滑らかな画質が得られる。
結局ＡフィールドではＡ、Ａ’、Ａ“・・・・・・の各
行が順次水平走査され、ＢフィールドではＢ、Ｂ’、Ｂ
“・・・・・・が走査されるような機能効果を生じ、前
記フィールド読み出しの特徴（１） 、 （２） 、
（３）は維持される。
行が順次水平走査され、ＢフィールドではＢ、Ｂ’、Ｂ
“・・・・・・が走査されるような機能効果を生じ、前
記フィールド読み出しの特徴（１） 、 （２） 、
（３）は維持される。
しかしこの場合の解像度は重＋［ｒ’Ａ＋ 、 Ａ２
、１５・・・・・・に対応して水平にはＬ １＋ Ｌ２
＋ Ｌ５・・・・・・の間隔で、また垂直にはＡ 、
Ｂ 、 Ａ’、Ｂ’、Ａ” ・・・・・・の間隔で決
まることになる。
、１５・・・・・・に対応して水平にはＬ １＋ Ｌ２
＋ Ｌ５・・・・・・の間隔で、また垂直にはＡ 、
Ｂ 、 Ａ’、Ｂ’、Ａ” ・・・・・・の間隔で決
まることになる。
一般にＳｉ集積回路で作られる固体撮像素子では、単位
面積に集積される画素の数には限度があシ、限られた画
素数で最高の画質を達成する必要がある。上記方法では
水平、垂直とも解像度ケ劣化せずにフィールド読み出し
の特徴は出せているが、いぜんとして水平方向の画素不
連続性にもとすく画質の劣化は改善できていない。
面積に集積される画素の数には限度があシ、限られた画
素数で最高の画質を達成する必要がある。上記方法では
水平、垂直とも解像度ケ劣化せずにフィールド読み出し
の特徴は出せているが、いぜんとして水平方向の画素不
連続性にもとすく画質の劣化は改善できていない。
発明の目的
本発明の目的は上記問題に鑑み、同面積、同画素数のＩ
Ｔ−ＣＣＤ撮像素子において、垂直のみならず水平方
向にも同時に画素信号の平均化が可能な素子構成を創出
し、従来の解像度を維持しつつ、モアレが少なく滑らか
な画質を現出するにあシ、さらにフィールド読み出しの
特徴を堅持しつつ質の良いカラー画像を得、合わせてＩ
Ｔ−ＣＯＤの特徴である高感度特性を生かしたカラー
カメラを生み出すことにある。
Ｔ−ＣＣＤ撮像素子において、垂直のみならず水平方
向にも同時に画素信号の平均化が可能な素子構成を創出
し、従来の解像度を維持しつつ、モアレが少なく滑らか
な画質を現出するにあシ、さらにフィールド読み出しの
特徴を堅持しつつ質の良いカラー画像を得、合わせてＩ
Ｔ−ＣＯＤの特徴である高感度特性を生かしたカラー
カメラを生み出すことにある。
せが対角方向の２画素の組み合せで、水平及び垂直方向
の画素信号の平均化を可能としている。
の画素信号の平均化を可能としている。
したがって本構成をＩＴ−ＣＧ’Ｄで具現できれば画素
重心の間隔は従来の場合と変らず従来の解像度を維持し
ながらフィールド読み出しの特徴も生かし、水平走査に
伴う画素間の飛びとびによる問題は水平方向に隣シ合っ
た成分を持つ画素信号の混合読み出しによって平均化さ
れ、画素の正方配列にありがちな画質の不連続特性を緩
和でき画質としては一段と向上させられる。ズミャの軽
減化のため感光部の開口率を小さくしても水平方向の画
質の滑らかさは十分に保つことができる。
重心の間隔は従来の場合と変らず従来の解像度を維持し
ながらフィールド読み出しの特徴も生かし、水平走査に
伴う画素間の飛びとびによる問題は水平方向に隣シ合っ
た成分を持つ画素信号の混合読み出しによって平均化さ
れ、画素の正方配列にありがちな画質の不連続特性を緩
和でき画質としては一段と向上させられる。ズミャの軽
減化のため感光部の開口率を小さくしても水平方向の画
質の滑らかさは十分に保つことができる。
実施例の説明
第４図は、本発明の一実施例における疑似インターレス
走査のだめの画素配置の例でＡフィールド読は（Ａ、Ａ
’、Ａ“ ・・・−・・）が、Ｂフィールドでは（Ｂ
、 Ｂ’、 Ｂ“ ・・・・・・）の順に水平走査され
る。
走査のだめの画素配置の例でＡフィールド読は（Ａ、Ａ
’、Ａ“ ・・・−・・）が、Ｂフィールドでは（Ｂ
、 Ｂ’、 Ｂ“ ・・・・・・）の順に水平走査され
る。
さらに詳しく言えば、例えば水平走査Ａは画素（１１，
２２）、（１２，２３）、（１３，２４）・・・−・・
の各組の信号が混合読み出しされ、水平走査Ａ′は画素
（３１，４２）、（３２，４３）。
２２）、（１２，２３）、（１３，２４）・・・−・・
の各組の信号が混合読み出しされ、水平走査Ａ′は画素
（３１，４２）、（３２，４３）。
（３３，４４）・・・・・・が、他方Ｂでは画素（２１
゜３２）、（２２，３３）、（２３，３４）・・・・・
・が、Ｂ′ では画素（４１，５２）、（４２，５３）
。
゜３２）、（２２，３３）、（２３，３４）・・・・・
・が、Ｂ′ では画素（４１，５２）、（４２，５３）
。
（４３，５４）・・・・・・が同様に混合読み出しされ
る構成となっている。
る構成となっている。
次に第５図は本発明の固体撮像装置の一部であｐ Ｉ
Ｔ −Ｉ ＣＤで第４図の構成を具体化した１例であシ
、カラー化に先だって、まず本固体撮像素子の電気的基
本動作と特徴を詳説する。
Ｔ −Ｉ ＣＤで第４図の構成を具体化した１例であシ
、カラー化に先だって、まず本固体撮像素子の電気的基
本動作と特徴を詳説する。
同図において撮像部はＰ４１の例で図示するようなフォ
トダイオードからなる感光要素１（Ｐ＋＋。
トダイオードからなる感光要素１（Ｐ＋＋。
Ｂ１２．Ｂ１３・・・・・・）と、４牢ｒＩ／（ルスφ
人、φＢ、φＣ９φＤによって駆動されるｖ−ｃｃＤの
列２、φム。
人、φＢ、φＣ９φＤによって駆動されるｖ−ｃｃＤの
列２、φム。
φＢＫ第６図パルス波形のｖＨが印加されるときにオン
され感光要素１とＶ−Ｃ： ＣＤ ２とを導通状態にす
るｍｏｓスイッチ６（ＧＡｌ 、ＧＡ２．・・・・・・
、ＧＢｌ、’ＧＢ２．・・・・・・）、さらにＨ−ＣＯ
Ｄ・・・・・、・３、電荷検知部４とから成っておシ、
Ｖ −ＣＣｉＤ２を構成するゲート電極Ａ １＋ Ａ
１’・・・・・・及びＢ１．Ｂ１′・・・・・はφ人、
φＢの印加によってそれぞれゲート電極下に信号電荷を
蓄める能力と、４相パルスの順次印加駆動により各ゲー
ト電極下の電荷をＨ−ＣＣＤ３へ向けて転送できるよう
になっている。ここではｖ−ＣＣＤ２の最大電荷転送量
を増加させるため４相パルスを用いて説明するが、もち
ろんＣＣＤで一般的な２相方式のものでもか寸わない。
され感光要素１とＶ−Ｃ： ＣＤ ２とを導通状態にす
るｍｏｓスイッチ６（ＧＡｌ 、ＧＡ２．・・・・・・
、ＧＢｌ、’ＧＢ２．・・・・・・）、さらにＨ−ＣＯ
Ｄ・・・・・、・３、電荷検知部４とから成っておシ、
Ｖ −ＣＣｉＤ２を構成するゲート電極Ａ １＋ Ａ
１’・・・・・・及びＢ１．Ｂ１′・・・・・はφ人、
φＢの印加によってそれぞれゲート電極下に信号電荷を
蓄める能力と、４相パルスの順次印加駆動により各ゲー
ト電極下の電荷をＨ−ＣＣＤ３へ向けて転送できるよう
になっている。ここではｖ−ＣＣＤ２の最大電荷転送量
を増加させるため４相パルスを用いて説明するが、もち
ろんＣＣＤで一般的な２相方式のものでもか寸わない。
第６図で示すクロックパルスφ、とφ８はＭＯＳスイッ
チ６とＶ −Ｉ ＣＤ ２を駆動するだめｖＬ＋ｖＭ、
ｖＨの３値レベルをもち、φＧ、φＤはＶ−ＣＣＤを駆
動するＶｔ、 、 ｖＭの２値になっている。
チ６とＶ −Ｉ ＣＤ ２を駆動するだめｖＬ＋ｖＭ、
ｖＨの３値レベルをもち、φＧ、φＤはＶ−ＣＣＤを駆
動するＶｔ、 、 ｖＭの２値になっている。
基本動作について述べれば入射光に応じて各フォトダイ
オードに蓄積された信号電荷はＡフィールドでは垂直プ
ランキンク期間に垂直転送パルスφム、（Ｂフイールト
テハφＢ）がハイレベルｖＨになるとＭＯＳスイッチ６
を通して対応するＶ −ＣＣＤ２へ読み出される。
オードに蓄積された信号電荷はＡフィールドでは垂直プ
ランキンク期間に垂直転送パルスφム、（Ｂフイールト
テハφＢ）がハイレベルｖＨになるとＭＯＳスイッチ６
を通して対応するＶ −ＣＣＤ２へ読み出される。
すなわち、第４図と全く対応してたとえばゲート電極Ａ
１にはＰｌｊとＢ２２ の信号電荷が混合蓄積される。
１にはＰｌｊとＢ２２ の信号電荷が混合蓄積される。
他のＡ、、Ａ２・・・・・・Ａ１’ 、 Ａ２’・・・
・・・も全く同様であシ、これらの信号電荷は１水平期
間の周期で並列に水平シフトレジスタＨ−Ｇ Ｇ Ｄ
３ ヘ転送され、出力アンプからビデオ信号として取り
出される。このような信号の流れは通常のＩＴ−（Ｉｃ
：Ｄセンサーと同様である。このことはＢフィールドで
も全く同様であり、第４図の基本構成をＩＴ−ｃｃＤで
構成したことになシ、前節で述べた特性上の改善をはか
ることができる。
・・・も全く同様であシ、これらの信号電荷は１水平期
間の周期で並列に水平シフトレジスタＨ−Ｇ Ｇ Ｄ
３ ヘ転送され、出力アンプからビデオ信号として取り
出される。このような信号の流れは通常のＩＴ−（Ｉｃ
：Ｄセンサーと同様である。このことはＢフィールドで
も全く同様であり、第４図の基本構成をＩＴ−ｃｃＤで
構成したことになシ、前節で述べた特性上の改善をはか
ることができる。
以上は本発明による素子の基本動作であって、ここで得
られるビデオ信号では白黒の画像しか再生できない。本
発明の大きな特徴は本実施例のごとき混合読み出しが可
能な構造の撮像素子を用いるとき受光要素の各々にモザ
イク状のカラーフィルタを対応させることにより、前記
のフィールド読み出しで得られる長所を保ちつつ高感度
かつ画質の滑らかなカラーのビデオ信号が比較的簡単に
得られることにある。
られるビデオ信号では白黒の画像しか再生できない。本
発明の大きな特徴は本実施例のごとき混合読み出しが可
能な構造の撮像素子を用いるとき受光要素の各々にモザ
イク状のカラーフィルタを対応させることにより、前記
のフィールド読み出しで得られる長所を保ちつつ高感度
かつ画質の滑らかなカラーのビデオ信号が比較的簡単に
得られることにある。
第７図はカラー信号を得るため第４図の各フォ１−ダイ
オード番号と対応して貼り合せるために同様な番号を付
した各種色フィルタからなるモザイク状のカラーフィル
タの実施例を示したもので各部分のフィルタを宵（Ｂ）
、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）の三原色に対する透過で表現すれ
は、図中のＹｅは黄色すなわちＧ −１−Ｈの成分を透
過するフィルタを意味し、ａｙはシアンでＧ ４− Ｂ
成分を、ＭｇはマゼンタでＢ十Ｒ成分を透過し、それと
Ｇ（緑色光透過）の４つの色要素から成っている。した
がって本フィルタを第５図の素子に貼りつければ、Ａ、
Ｂ各フィールドとも第ｎラインでは（Ｍｇ＋０７）と（
Ｇ−１−Ｙｅ）の水平方向への繰り返し、また第ｎ−１
−１ラインでは（Ｇ＋Ｃｙ）と（Ｍｇ ＋ Ｙｅ ）の
繰９返しとなシ、このとき各ラインの輝度信号出力をＹ
ｎ 、 Ｙｎ＋＋とすると、 Ｙｎ−（Ｍｇ＋Ｃ：Ｙ）＋（Ｇ十Ｙｅ）＝２Ｒ＋３Ｇ＋
２ＢＹｎ＋＋ ＝（Ｇ＋Ｇｙ）＋（Ｍｇ＋Ｙｅ）＝２Ｒ
＋ｓＧ＋２Ｂまだ、それぞれの色差成分をＯｎ 、 Ｏ
ｎ＋＋とすると、Ｏｎ ＝ （Ｍｇ＋ｃｙ）−（Ｇ＋Ｙ
ｅ ）＝２Ｂ −ＧＯｎ＋＋ ＝ （Ｍｇ−１−Ｙｅ
） −（Ｇ＋Ｃｙ ） ＝ ２Ｒ−ＧただしＢ、Ｇ、Ｒ
はそれぞれの色成分出力である。このように輝度信号と
２種類の色差信号が得られれば、あとは現在多く市販さ
れている撮像管にストライプフィルクーを組み合わせた
単管カラー撮像管の場合と全く類似して信号処理を施こ
すことによシカラーのビデオ信号を得ることができる。
オード番号と対応して貼り合せるために同様な番号を付
した各種色フィルタからなるモザイク状のカラーフィル
タの実施例を示したもので各部分のフィルタを宵（Ｂ）
、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）の三原色に対する透過で表現すれ
は、図中のＹｅは黄色すなわちＧ −１−Ｈの成分を透
過するフィルタを意味し、ａｙはシアンでＧ ４− Ｂ
成分を、ＭｇはマゼンタでＢ十Ｒ成分を透過し、それと
Ｇ（緑色光透過）の４つの色要素から成っている。した
がって本フィルタを第５図の素子に貼りつければ、Ａ、
Ｂ各フィールドとも第ｎラインでは（Ｍｇ＋０７）と（
Ｇ−１−Ｙｅ）の水平方向への繰り返し、また第ｎ−１
−１ラインでは（Ｇ＋Ｃｙ）と（Ｍｇ ＋ Ｙｅ ）の
繰９返しとなシ、このとき各ラインの輝度信号出力をＹ
ｎ 、 Ｙｎ＋＋とすると、 Ｙｎ−（Ｍｇ＋Ｃ：Ｙ）＋（Ｇ十Ｙｅ）＝２Ｒ＋３Ｇ＋
２ＢＹｎ＋＋ ＝（Ｇ＋Ｇｙ）＋（Ｍｇ＋Ｙｅ）＝２Ｒ
＋ｓＧ＋２Ｂまだ、それぞれの色差成分をＯｎ 、 Ｏ
ｎ＋＋とすると、Ｏｎ ＝ （Ｍｇ＋ｃｙ）−（Ｇ＋Ｙ
ｅ ）＝２Ｂ −ＧＯｎ＋＋ ＝ （Ｍｇ−１−Ｙｅ
） −（Ｇ＋Ｃｙ ） ＝ ２Ｒ−ＧただしＢ、Ｇ、Ｒ
はそれぞれの色成分出力である。このように輝度信号と
２種類の色差信号が得られれば、あとは現在多く市販さ
れている撮像管にストライプフィルクーを組み合わせた
単管カラー撮像管の場合と全く類似して信号処理を施こ
すことによシカラーのビデオ信号を得ることができる。
実験の結果では水平４００．垂直５００の受光要素を設
けた第５図に示す撮像素子と第７図のフィルターを用い
て水平２４０ ＄ 、垂直３５０本のＴＶ解像度を有す
る極めて鮮明で輪郭にギザがなく、モアレの殆んどない
カラー画像を得た。それと同時に上記疑似インターレス
走査に伴う長所も十分に生かすことができだ。
けた第５図に示す撮像素子と第７図のフィルターを用い
て水平２４０ ＄ 、垂直３５０本のＴＶ解像度を有す
る極めて鮮明で輪郭にギザがなく、モアレの殆んどない
カラー画像を得た。それと同時に上記疑似インターレス
走査に伴う長所も十分に生かすことができだ。
発明の効果
以上述べたごとく、本発明によるＩ Ｔ −Ｉ ＣＤを
用いれば比較的簡単な構造で水平及び垂直方向に各画素
を平均化しながら走査でき、スミャー現象を抑えてギザ
の少ない滑らかな高画質のカラー画像を得ることができ
、さらに固体撮像に有利なフィールド読み出しの特徴も
享受できる。また、将来の固体カメラを考えるとき、本
発明では素子内で画素の平均化を行うことができるため
、わざわざ外部回路でその修正を行う必要がなく、回路
系全体としても小形化できる特徴を有している。
用いれば比較的簡単な構造で水平及び垂直方向に各画素
を平均化しながら走査でき、スミャー現象を抑えてギザ
の少ない滑らかな高画質のカラー画像を得ることができ
、さらに固体撮像に有利なフィールド読み出しの特徴も
享受できる。また、将来の固体カメラを考えるとき、本
発明では素子内で画素の平均化を行うことができるため
、わざわざ外部回路でその修正を行う必要がなく、回路
系全体としても小形化できる特徴を有している。
第１図は従来例としてのＩ Ｔ −Ｉ ＣＤの構成図、
第２図はインターレス走査およω疑似インターレ恩 ス走査を説明するだめの図、第３．第４図は混合読み出
しのための画素配置と解像度との関係を説明するだめの
従来例と改善例の図、第５図は第４図をＩＴ−ＣＯＤで
具体化した本発明の′一実施例に″おける固体撮像装置
の要部構成図、第６図はその駆動に必要な主要パルス例
、第７図はモザイク状カラーフィルターの構成図である
。 １・・・・・・光電変換要素、２・川・・垂直転送ＣＯ
Ｄ、３・・・・・・水平転送ＣＯＤ、４・・・・・・電
荷検知部、５・・・・・・光間口部、６・・・・・・Ｍ
ＯＳスイッチ、ＰＩ ｊ ＋ ＰＩ ２など・・・・・
・フォトダイオード、φム、φＢ、φＧ、φＤ・・・・
・・主要駆動パルス、Ｕ ＋ Ｕ’ ＊ ＢｌＨＢ＋’
など・・・・・・ゲート電極、ＧＡｌ 、ＧＡ２．ＧＢ
ｌ 、ＧＢ２６ど・・・・・・混合読み出しＭＯＳスイ
ッチ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名第１
図 第２図 ｐ。 第３図 第４図 ＬＩ Ｌ？ Ｌ３Ｌ４Ｌｓ Ｃ♂ タ α
第２図はインターレス走査およω疑似インターレ恩 ス走査を説明するだめの図、第３．第４図は混合読み出
しのための画素配置と解像度との関係を説明するだめの
従来例と改善例の図、第５図は第４図をＩＴ−ＣＯＤで
具体化した本発明の′一実施例に″おける固体撮像装置
の要部構成図、第６図はその駆動に必要な主要パルス例
、第７図はモザイク状カラーフィルターの構成図である
。 １・・・・・・光電変換要素、２・川・・垂直転送ＣＯ
Ｄ、３・・・・・・水平転送ＣＯＤ、４・・・・・・電
荷検知部、５・・・・・・光間口部、６・・・・・・Ｍ
ＯＳスイッチ、ＰＩ ｊ ＋ ＰＩ ２など・・・・・
・フォトダイオード、φム、φＢ、φＧ、φＤ・・・・
・・主要駆動パルス、Ｕ ＋ Ｕ’ ＊ ＢｌＨＢ＋’
など・・・・・・ゲート電極、ＧＡｌ 、ＧＡ２．ＧＢ
ｌ 、ＧＢ２６ど・・・・・・混合読み出しＭＯＳスイ
ッチ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名第１
図 第２図 ｐ。 第３図 第４図 ＬＩ Ｌ？ Ｌ３Ｌ４Ｌｓ Ｃ♂ タ α
Claims (4)
- （１）電荷結合（ＣＣＤ）型の固体撮像素子で、水平走
査時において、走査方向に沿って位置成分の異なる各２
個づつの画素信号を混合しながら読み出していく構造を
特徴とする固体撮像装置。 - （２）垂直電荷転送手段をはさんで相隣り合う２個の画
素の画素信号を混合することを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の固体撮像装置。 - （３）ＡフィールドとＢフィールドで混合読み出しの画
素の組み合せを異ならせて画素信号を読み出すことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の固体撮像装置。 - （４）４種の色フィルタ要素からなるモザイク状カラー
フィルタが組み合わされてなることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59171866A JPS6149564A (ja) | 1984-08-17 | 1984-08-17 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59171866A JPS6149564A (ja) | 1984-08-17 | 1984-08-17 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6149564A true JPS6149564A (ja) | 1986-03-11 |
Family
ID=15931237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59171866A Pending JPS6149564A (ja) | 1984-08-17 | 1984-08-17 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6149564A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6390732U (ja) * | 1986-11-29 | 1988-06-13 | ||
| JPH0277977U (ja) * | 1988-12-02 | 1990-06-14 | ||
| JPH0712728U (ja) * | 1993-06-29 | 1995-03-03 | 樋脇精工株式会社 | 粉状汚物の焼却装置 |
| JP2008263623A (ja) * | 2008-05-14 | 2008-10-30 | Sony Corp | 固体撮像素子およびその駆動方法並びにカメラシステム |
-
1984
- 1984-08-17 JP JP59171866A patent/JPS6149564A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6390732U (ja) * | 1986-11-29 | 1988-06-13 | ||
| JPH0277977U (ja) * | 1988-12-02 | 1990-06-14 | ||
| JPH0712728U (ja) * | 1993-06-29 | 1995-03-03 | 樋脇精工株式会社 | 粉状汚物の焼却装置 |
| JP2008263623A (ja) * | 2008-05-14 | 2008-10-30 | Sony Corp | 固体撮像素子およびその駆動方法並びにカメラシステム |
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