JPS6281890A - カラ−画像用固体撮像素子 - 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、受光部、電荷転送部および転送制御部から成
る固体イメージセンサと受光部上に画素に対応して配置
されたモザイク状マイクロフィルタとから成るカラー画
像用固体撮像素子に関する。

一般には固体イメージセンサと固体撮像素子とは同じも
のを表わすことばであるが、ここでは説明の都合上、固
体イメージセンナは、画像の明暗のみを検出する単色光
用のものとし、これにマイクロフィルタを組合わせてカ
ラー画像用としたものを固体撮像素子と称することとす
る。

（従来技術） このような固体撮像素子は公知である。公知のカラー画
像用同体撮像素子ではモザイク状マイクロフィルタは、
通常第１および第２の行ＫＲ，Ｇ。

Ｒ，Ｇ・・・の色を、また第３および第４の行にＧ。

Ｂ、　Ｇ、　Ｂ・・・の色を有し、以下同様にこの４つ
の行がくり返し配置されている。インターレース方式の
ＴＶ画像用フィールド信号を形成するためＫは、まずこ
の固体撮像素子の奇数番目の行を順に読取り、ＩＨの遅
延線を用層て２つの行の画像信号から各色、Ｒ，Ｇ、　
Ｂの信号を形成する。その際輝度信号Ｙは、次式による
重み付は加算によって形成される。

Ｙ＝０．１　ｊ　Ｂ＋０．５９Ｇ＋０．３Ｒまたこれに
基づいて色差信号Ｒ−ＹとＢ−Ｙも形成できる。

（発明が解決しようとする問題点） この方式自体優れたものではあるが、１つおきの２つの
行から読取った信号によって各色信号Ｒ２Ｇ、　Ｂを形
成するので、輝度信号に関しても色信号に関しても、垂
直方向の解像力は低下してしまう。

この欠点を解消するため、初めに述べた固体撮像素子に
おいて、マイクロフィルタが６つの水平行毎に組になっ
ておシ、この組の中の第１の行と第３の行け、輝度情報
を生じる無色またはＧまたはＭ９のフィルタから成り、
また第２の行は、３原色または補色（Ｃｙ、Ｙｅ、Ｍ９
）のうちから選ばれた少なくとも１色または２色交互に
配置したフィルタから成る固体撮像素子が提案されてい
る。

この固体撮像素子によジインターレース方式のＴＶ画像
用フィールド信号を形成するためには、Ａフィールドの
画像信号を第１の行と第２の行から読出し、Ｂフィール
ドの画像信号を第２の行と第３の行から読出す。その際
垂直電荷転送部を介して転送される信号電荷は、第１〜
６の行に対応して６つの水平電荷転送ユニットに過不足
なく収容されるようになっている。信号処理の観点から
は、６つの水子Ｍイ荷転送部が完備していることは望ま
しいが、製造上手間がかかシひいてはコストの上昇の要
因となる水平電荷転送ユニットしく例えばＣ０Ｄ）の数
は少ない方が望ましい。

本発明の目的は、輝度信号および色信号に関して垂直方
向の解像力の低下のない前記のようなカラー画像用固体
撮像素の構造を簡単化することにある。

（問題点を解決するための手段および作用）本発明によ
ればこの目的は次のようにして達成される。すなわち２
つの水平電荷転送ユニットが設けられており、Ａフィー
ルド画像信号の読出しの際、２つの水平電荷転送ユニッ
トを介して前記第１と第２の行の画像信号が読出され、
かつＢフィールド画像信号読出しの際には、同じ２つの
水平電荷転送ユニットを介して第２と第３の行の画像信
号が読出される。

輝度情報Ｙと２つの色情報、例えばＲとＢが存在すれば
、すべての色が完全に再親、できることは自明である。

本発明による固体撮像素子によりＮＴＳＣ方式のＴＶ倍
信号形成する場合、それぞれの水平電荷転送ユニットの
セルの数、す々わち水平方向の画素の数は、例えば７６
８とすると望ましい。一方受光部の６つの水平行から成
る組の数は２４４である。

周知のように人間の目は、色１′＊報に対して高い解像
力を持たないので、色情報を提供する＄２の行を各フィ
ールドに共用しても、それによる解像力の低下は認めら
れない。−万人間の目に対して高い解像力を必要とする
輝度＋Ｗ報については、各フィールド毎に独立に設けら
れた行から信号が供給される。従って本発明による固体
撮像素子は、各フィールド毎に独立した画素を完備した
ものと実質的に同等の解像力を有する。

１つの組内の６つの行に対して、２つの水土電荷転送ユ
ニットしか設けられていないので、垂直方向に６つの行
を水平電荷転送部に転送する際、いずれか一方の輝度情
報は失われるが、インターレース方式を適用する場合、
このことは、（ｖｌら画像情報の損失を生じるものでは
ないっしかも素子の構造の簡単化が達成されている。

また本発明よる固体撮像素子では隣接する２つの水平行
からカラー画像信号が形成されるので、なにかと問題点
の多い１Ｈ遅延線を使用しなくともよくなる。

（実施例） 本発明の実施例を以下南面によって説明する。

第１図に図示した実施例は、本発明による固体撮像素子
をスチルカメラに適用した例である。受光部１および垂
直電荷転送部２は、簡略化して１つのブロックとして示
されており、受光部１の上に配置されたモザイク状マイ
クロフィルタは、一部分だけその色を表わす記号ＷＡ、
Ｗ８．Ｒ人ｌ　ＲＢ　ＩＢＡおよびＢＢによって示しで
ある。記号中の小さいアルファベットＡとＢは、所属の
フィールドＡまたはＢを表わしている。ここでは色Ｒと
Ｂは、絹毎に交互に配置されているが、もちろん水平方
向に画素毎に交互に配置してもよい。記号Ｗは、輝度情
報用の色、白（＝秀明）を表わ１−でいる。

垂直電荷転送部２を介して転送された信号電荷は、２つ
の水平電荷転送部６１と６２に供給される。垂直方向の
電荷転送は、６つの水平行を単位として行われるが、取
扱い中のフィールドが、ＡフィールドであるかまたはＢ
フィールドであるかに応じて、ＷＢ情報またはＷＡ情報
は捨てられる。

図示しだ状態は、Ａフィールドの信号の読出し中に相当
する。

増幅器４を介して水平電荷転送部３１．３２から続出し
た信号電荷は、ＡフィールドとＢフィールドの切換を行
うスイッチ５を介してマドＩＪクス回路６に供給される
。Ｂフィールドの信号を読出す場合、図示した例とは相
違して、水平電荷転送部６１には色情報が、水平電荷転
送部６２には輝度情報が蓄えられる。従ってスイッチ５
は、マトリクス回路６０２つの入力端子と２つの水平電
荷転送部３１．３２との対応関係を反転するために使わ
れる。スイッチ５は、各フィールド毎、すなわち１／６
０秒毎に切換えられる。

図示した例では色情報は、各組毎ＫＲとＢが交互に生じ
るように続出される。従ってこの例は、いわゆる線順次
方式のカラー画像を形成するものである。この場合、水
平方向の１つの線上に色ＲとＢのフィルタが交互に配置
されていれば、マトリクス回路乙の出力端子からは、Ｎ
ＴＳＣ方式のカラー画像信号を取出すことができる。

マトリクス回路６は、周知のように抵抗素子を用いた重
み付は加算（減算）回路から成る。各フィールド期間中
にスイッチ５を介して水平電荷転送部３１．６２からマ
トリクス回路乙に供給される輝度信号Ｙと色信号Ｒ，Ｂ
は、このマトリクス回路６内で演算処理され、輝度信号
Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙに変換される。

これらの信号は、増幅器７によって増幅されかつ処理さ
れた後Ｋ、スイッチ１０を介してＡフィールドとＢフィ
ールドに振シ分けられ、２つの磁気ヘッド８を介して磁
気ディスク９の独立したトラックに記録される。その際
このスイッチ１０は、前記のスイッチ５と同期して切換
えられる。

なお図を見易くするため、図には転送制御部は示されて
いないが、その構成については当業者にとって明らかで
あろう。

次に、第２図および第３図は受光部上に画素に対応して
配置されるモザイク状マイクロフィルタの他の配列を図
示してものである。

第２図は、輝度情報を生じる第１の行と第３の行がＭ９
のフィルタから成り、色情報を生じる２色（Ｃｙ、Ｙｅ
）の補色のフィルタが徂毎に交互に配置されている。

また、第３図には第１図のものと同様に配置された輝度
情報を生じる無色のフィルタと、水土方向に２つの画素
毎に２色（Ｒ，Ｂ）が交互に配置された色情報用フィル
タとから成る場合が図示されている。

（発明の効果） 以上述べたとおり、本発明によれば２つの水平電荷転送
ユニットが設けられており、Ａフィールド画像信号の読
出しの際、２つの水平電荷転速ユニットを介して前記第
１と第２の行の画像信号が続出され、かつＢフィールド
画像信号読出しの際には、同じ２つの水平電荷転送ユニ
ットを介して第２と第３の行の画像信号が読出されるの
で、素子の構造の簡単化が達成される。また、隣接する
２つの水平行からカラー画像信号が形成されるので１Ｈ
遅蝕線を用いなくて済む。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による固体撮像素子の実施例を示す概
略ブロック図、第２図および第３図は他の実施例による
モザイク状マイクロフィルタの配列を示す図である。 １・・・受光部、２・・・垂直電荷転送部、３１．３２
・・・水平電荷転送部、４・・・増幅器、５・・・スイ
ッチ、６・・・マトリクス回路。 第　　１　　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）受光部、電荷転送部および転送制御部から成る固体
   イメージセンサと、受光部上に画素に対応して配置され
   たモザイク状のマイクロフィルタとが設けられており、
   マイクロフィルタが、３つの水平行毎に組になつており
   、この組の中の第１の行と第３の行は、輝度情報を生じ
   る無色またはＧまたはＭｇのフィルタから成り、また第
   ２の行は、３原色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）または補色（Ｃｙ、Ｙ
   ｅ、Ｍｇ）のうちから選ばれた少なくとも１色または２
   色交互に配置したフィルタから成り、Ａフィールドの画
   像信号を第１の行と第２の行から読出し、Ｂフィールド
   の画像信号を第２の行と第３の行から読出す、固体撮像
   素子において、 ２つの水平電荷転送ユニットが設けられており、Ａフィ
   ールド画像信号の読出しの際、２つの水平電荷転送ユニ
   ットを介して前記第１と第２の行の画像信号が読出され
   、かつＢフィールド画像信号読出しの際には、同じ２つ
   の水平電荷転送ユニットを介して前記第２と第３の行の
   画像信号が読出されることを特徴とする、カラー画像用
   固体撮像素子。