JPS6351437B2

JPS6351437B2 -

Info

Publication number: JPS6351437B2
Application number: JP55115242A
Authority: JP
Inventors: Makoto Fujimoto
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1980-08-20
Filing date: 1980-08-20
Publication date: 1988-10-13
Also published as: JPS5739684A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は色フイルタと、この色フイルタを介し
て結像する単一の固体撮像素子より成る固体カラ
ー撮像装置に関するものであり、特に従来高い水
平解像度を得るためには単板カラー撮像装置に適
応できないとされている即ちフイールド蓄積型固
体撮像素子の一例である。フレームトランスフア
型固体撮像素子に対しても適用可能であり、かつ
感度と解像度を向上させた固体カラー撮像装置を
提供するものである。

固体撮像素子は２次元に配した感光素子と前記
感光素子を順次走査する走査回路とより成り、前
記２次元に配された感光素子面上に結像された被
写体像を電気信号に変換するものである。

この固体撮像素子は一般に、走査方式の相違に
よつてインターライン方式、フレームトランスフ
ア方式、XYアドレス方式等に分類されている。
単板カラーカメラは前記固体撮像素子上の感光素
子に異る色光を透過する色フイルタを順次配し、
前記色フイルタを介して固体撮像素子上に被写体
像を結像し、固体撮像素子より空間変調された色
信号と輝度信号を得、これより複合カラー信号を
合成する装置である。

一方固体撮像素子は、一種の大規模集積回路で
あり、製造上の歩留りの向上のため集積度を低く
保つことが望まれる。この結果、２次元に配され
る感光素子の数（画素数）は、必要な解像度を得
るための画素数で決まる最少限の画素数であるこ
とが望ましくカラー化方式は、この解像度を低下
させることのない方式であることが要請される。
又、現状の固体撮像素子は従来の撮像管に比し
て、感度的に必ずしも優位では無いため、光学系
での光利用率は最大限に向上せねばならない。

単板カラー化方式は、主に前記２点（すなわち
解像度と感度）の機能を向上させることを目的と
して前記固体撮像素子の種類、特徴に応じた方式
が多数提案されている。

第１図は最も基本的な３つの原色光を透過する
フイルタを水平方向に順次繰返した色フイルタを
用いた従来の方式を示している（以下第１方式と
よぶ）。ここで、１０１は固体撮像素子上の感光
部、１０２，１０３，１０４は異る３つの原色光
を透過するフイルタを示している。この様なフイ
ルタを用いた場合、水平方向の色の繰返しは３画
素を周期とするため空間変調された色信号のキヤ
リアは画素数で決まるサンプリング周波数の1/3
の周波数になる。このため輝度信号の帯域（低彩
度被写体に対して、サンプリング周波数の1/2）
の中に色キヤリアが入るため、輝度帯域をサンプ
リング周波数の1/3迄制限せざるを得ず水平解像
度が低下してしまう。

この意味で水平解像度を改善したのが第２図に
示す方式（以下、第２方式とよぶ。特願昭51―
126592号明細書参照）である。

第２図において、nHは第１のフイールドにお
けるｎ番目の水平走査を示し、nH′は第２のフイ
ールドにおけるｎ番目の水平走査を示している。
本方式はｎ番目の水平走査において、第１の色差
信号を得る様に、又（ｎ＋１）番目の水平走査に
おいて第２の色差信号を順次得る様に構成されて
いる。このため、各水平走査での輝度の平均値を
均等化するため各画素は分割されて、２つの異な
る色光を透過するフイルタが配させている。

例えば、画素２０１は赤色光を透過するフイル
タＲ２０２と、赤色光を遮断するフイルタΔCy２
０３が配されている。水平方向のフイルタの繰返
しは２回であるため、空間変調された色信号のキ
ヤリアは画素で決まるサンプリング周波数の1/2
となり輝度帯域の外にある。

しかしながら、本方式は次の２つの欠点を持
つ、第１は画素の複雑さである。先に述べた様に
固体撮像素子は非常に高密度の集積回路であり、
回路の集積化に従い色フイルタも微細化される。
ここで、画素を分割してフイルタを配する本方式
は―画素―フイルタのものに比して一層の微細化
を必要とし、フイルタ製作を困難としている。第
２に、色分離に被写体の垂直相関を利用している
ため垂直方向に感度の広がりをもつフレームトラ
ンスフア型固体撮像素子（TV学会技術報告
“512×466CCDイメージセンサー”堀居他、昭53
年９月、ED―394）には適用出来ない欠点があ
る。

水平解像度を低下させない別の手段として第３
図に示すフイルタを用いる方式がある（以下第３
方式とよぶ。TV学会誌、単一撮像板カラーテレ
ビカメラ第33巻第７号（1979）、554（40）参照）。

本方式はｎ番目の水平列と（ｎ＋１）番目の水
平列を同時に走査し、ｎ番目の水平走査（nH）
とする固体撮像素子に適用することにより、２つ
の水平列よりのＧ信号の和を輝度信号とし、各列
よりそれぞれ２つの色差信号を得る様に構成して
いる。

この結果、各水平走査での実質的なＧ色のくり
返しは１回となり、輝度の帯域は水平方向の画素
数で決まる帯域まで利用できる。

しかし、本方式はXYアドレス方式の撮像素子
でかつ同時に２つの水平列を走査し、２つの独立
した出力信号を出すことができる素子にだけしか
適用できない。

又、以上述べた方式１〜方式３は全て、原色系
フイルタを使用しているため彩度の高い被写体像
に対する輝度帯域も狭くなる。又、原色フイルタ
を使用することは、色フイルタの透過率を減少さ
せることとなり、固体カラー撮像装置の感度を低
下させることになる。

以上述べた様に、現在知られる各方式１〜３
は、いずれも総合特性の点からすれば不充分なも
のであり、これらの欠点を改善することが望まれ
ている。

本発明は上記従来の欠点を除去し感度、解像度
等の総的特性を向上させた固体カラー撮像装置を
提供するものである。

まず本発明の基本構成を、その一実施例を示す
第４図をもとにして説明する。

第４図中で破線で示す部分は固体撮像素子の感
光部を示している。すなわち本構成において色フ
イルタは固体撮像素子のｎ番目の水平列のｉ番目
の画素４０１に全色光を透過するフイルタ（Ｗフ
イルタ）４０９を配置し、又同列のｉ＋１番目の
画素４０２に緑色光を透過するフイルタ（Ｇフイ
ルタ）４１０を配置している。さらにｎ＋１番目
の水平列のｉ番目の画素４０３に青色光を遮断す
るフイルタ（Yeフイルタ）４１１を配置し、ｉ
＋１番目の画素４０４に赤色光を遮断するフイル
タ（Cyフイルタ）４１２を配置している、さら
に、ｎ＋２番目の水平列のｉ番目の画素４０５に
Ｇフイルタ４１０を配置し、ｉ＋１番目の画素４
０６にＷフイルタ４０９を配置し、ｎ＋３番目の
水平列のｉ番目の画素４０７にYeフイルタ４１
１を配置し、ｉ＋１番目の画素にCyフイルタ４
１２を配置し、垂直及び水平方向に以上のフイル
タを順次繰返している。

前記色フイルタを配した固体撮像素子におい
て、次のような走査を行う。第１のフイールドに
おいて、水平列ｎ番目とｎ＋１番目、ｎ＋２番目
とｎ＋３番目、ｎ＋４番目とｎ＋５番目……とい
うように隣り合う２列の電荷を加算し、その加算
された電荷を転送する。また第２のフイールドに
おいては、水平列ｎ＋１番目とｎ＋２番目、ｎ＋
３番目とｎ＋４番目、ｎ＋５番目とｎ＋６番目…
…というように１列ずらせて隣り合う２列の電荷
を加算し、その加算された電荷を転送する。

前記フイルタを配した前記固体撮像素子の出力
は第５図ａ，ｂに示す色フイルタを配した固体撮
像素子の出力と等価になる。

第５図ａを参照して説明する。

第４図においてｍ番目の水平走査はｎ及びｎ＋
１水平列を同時に走査する。このため、第５図ａ
のｍ番目の水平走査のｉ番目の画素からの出力
は、画素４０９と画素４１１の信号が加算された
ものとなる。画素４０９はＷフイルタが配されて
いるため、本画素の出力信号の分光特性は、固体
撮像素子の分光特性をフラツトとした場合、Ｗフ
イルタに比例する。

同様に、Yeフイルタを配した画素４０３は、
フイルタに比例した分光特性をもつ。先に述べた
様にｍ番目の水平走査では画素４０１と画素４０
３との信号が加算されたものが出力されるので、
第５図ａに示すように実効的にｍ番目水平走査、
ｉ番目の画素出力は、先のＷフイルタとYeフイ
ルタの分光特性を加算したものになる。この意味
において第４図を書き変えたものが第５図ａおよ
び第５図ｂとなる。

第５図ａは第１フイールドの水平走査、第５図
ｂは、第２フイールドの水平走査を意味してい
る。すなわち第５図ａにおいて、ｍ番目水平走査
のｉ番目の画素は先に説明した様に、Ｗ＋Ye分
光特性をもち、ｉ＋１番目の画素は、Ｇ＋Cy分
光特性をもち、ｍ＋１番目水平走査のｉ番目の画
素はＧ＋Ye分光特性をもち、ｉ＋１番目の画素
は、Ｗ＋Cy分光特性をもつ画素を垂直及び水平
に順次繰返して配したものに等価であることを示
している。第５図ｂは第２フイールドの例を示し
ているが垂直方向の２画素の信号を加算する組合
せペアを変えることによりインターレース動作を
行つている。

このように垂直方向に相隣り合う画素の信号を
加算したのち転送を行つている。

そのため水平走査方向の２ライン信号を同時に
読み出し、フイールドごとに組合せを変えている
特開昭51―56123号公報と同様に１フイールドの
間に全べての画素を読みだしてしまうので、フレ
ーム残像がない。さらに本発明の独特の構成とし
て、垂直方向に相隣り合う画素の信号を加算した
のち転送を行つているため、特開昭51―56123号
公報に比して転送部が簡単で、出力段が１つであ
るので、出力段で発生する雑音の影響が少なくな
るものである。

また固体撮像素子の１画素に対して、１色のフ
イルタである色フイルタは製造しやすく、色フイ
ルタを固体撮像素子に貼り合わせる場合でも容易
である。

この様にフイールドごとに相隣り合う垂直方向
の画素の組み合わせを変えても、色分離ができる
様に第１の水平列にはＷ，Ｇの様に異なる色光を
透過する２種の色フイルタを固体撮像素子の各画
素に１色ずつ水平方向にくり返し配し、次の水平
列（第２の水平列）には、Ye、Cyの様に第１列
と異なる組合せの２種の色フイルタを固体撮像素
子の各画素に１色ずつ水平方向にくり返し配す
る。

次の水平列（第３の水平列）は、Ｇ，Ｗの様に
第１の水平列に使用した２種の色フイルタを第１
の水平列に対して空間的位相が180゜異なる様に固
体撮像素子の各画素に１色ずつ配し、次の水平列
（第４の水平列）は第２の水平列と同様に配する。
この様な色フイルタにおいて、フイールドごとに
組合せを変えて、読み出した例を次に示す。

第５図の等価的な画素の分光特性は、第６図
ａ，ｂに示す特性となる。

すなわち第５図ａのｍ番目水平走査、ｉ番目等
価画素の特性は第６図ａの実線（Ｗ＋Ye）で示
され、ｉ＋１番目等価画素は、第６図ａの破線
（Ｇ＋Cy）で示される。この様な２種類の分光特
性を有する等価画素を水平方向に順次配したｍ番
目の水平走査による映像信号のレスポンスは、第
７図の特性を有する。すなわち、第７図ａの斜線
部分が空間変調された色信号となつて現われる。
これは、水平２画素の繰返しであるため、水平の
画素数で決まるサンプリング周波数（s）の1/2
の点に現われる。又、この空間変調された色信号
は、第６図ａの斜線部から判る様に原色信号赤で
ある。一方、低彩度被写体に対する水平方向のサ
ンプリング数は画素数に等しい事から輝度の帯域
は第７図に示すようにサンプリング数の1/2まで
のびている。同様に、ｍ＋１番目の水平走査のｉ
番目の等価画素Ｇ＋Yeは第６図ｂの破線部で示
され、ｉ＋１番目の等価画素Ｗ＋Gyは第６図ｂ
の実線部の特性を有する。この結果空間変調され
るのは、第６図ｂの斜線部、すなわち、原色信号
青である。又、ｍ番目水平走査における水平の分
光特性の平均値（輝度の分光特性）は、Ｗ，Ye，
Ｇ，Cy分光特性の加算に比例し、ｍ＋１番目水
平走査の場合も同様である。この結果２つの水平
走査の平均値は一致しラインクロール（走査線毎
の輝度の濃淡）の発生は無い。又、輝度信号に含
まれる原色光の割合は、赤色光、緑色光、青色光
をそれぞれＲ，Ｇ，Ｂであらわすと、Ｗ＝Ｒ＋Ｇ＋Ｂ Ye＝Ｒ＋ＧＧ＝Ｇ Cy＝Ｂ＋ＧであるためＷ＋Ye＋Ｇ＋Cy＝2R＋4G＋2B となりNTSCの輝度に占める割合Ｒ：Ｇ：Ｂ＝0.3：0.59：0.11 に適用するのに好都合の近似値をもつている。

以上をまとめると次の様になる。

１回の水平走査で２つの水平列を同時に加算出
力する固体撮像素子に第４図に示す色フイルタを
配した固体カラー撮像装置は空間変調された原色
信号Ｒ，Ｂを含む映像信号を水平走査ごとに順次
出力する。

この様にして出力された素子信号を第８図に示
す様な信号処理回路を介してNTSC信号とする。
第８図の固体撮像素子８０１は上述したものであ
り、この固体撮像素子から出力されたａ点を通過
する素子出力信号（以下素子出力信号ａのように
よぶ）は空間変調された原色信号を含む映像信号
である。素子出力信号ａは第１に検波回路８０２
に送られる。８０２は検波回路で、次の動作をす
る。第１の水平走査された素子出力信号はＷ＋
Ye，Ｇ＋Cy，Ｗ＋Ye，Ｇ＋Cy……となり、こ
れらの相隣る出力信号の差をとるとＲ，−Ｒ，Ｒ，
−Ｒという信号を得る。これを同期検波してＲ信
号を得る。

第２の水平走査された素子出力信号はＧ＋Ye，
Ｗ＋Cy，Ｇ＋Ye，Ｗ＋Cy……となり、これらの
相隣る出力信号の差をとると−Ｂ，Ｂ，−Ｂ，Ｂ
という信号を得る。これを同期検波してＢ信号を
得る。この様に色信号Ｒ，Ｂを水平走査ごとに順
次減算器に送る。一方素子出力信号は、色信号帯
域に制限した低域波器８０６を介して色信号と
同じ帯域をもつ輝度信号（Y_L）として、ゲイン
切換器８０７に送られる。ゲイン切換器８０７は
水平走査の1/2の周波数で、水平走査に同期して
輝度信号（Y_L）のゲインを切り換る回路であり、
本回路を介して１水平走査ごとのゲインを変化さ
せた輝度信号（Y_L）は減算器８０３へ送られ、
検波した色信号との間で減算される。この結果減
算器８０３の出力は色差信号Ｒ−Y_L，Ｂ−Y_Lを
水平走査ごとに順次出力する。先のゲイン切換器
８０７は原色信号Ｒ又はＢに対応して色差信号の
ホワイトバランスを各々独立に調整するために設
けている。同時化回路８０４は１水平走査遅延器
８０５と１水平走査切換器８０６′より成り１水
平走査ごとに、順次送られる色差信号を同時化し
てエンコーダ８１０に送る。

一方、素子出力信号ａは水平サンプリング周波
数の1/2に極を有する第２の低域波器８０９を
介して輝度信号とし、これをエンコーダ８１０に
送る。エンコーダ８１０は同時化回路８０４より
の２つの色差信号Ｒ−Y_L，Ｂ−Y_Lと、低域波
器８０９よりの輝度信号に基いてNTSC信号を出
力することができる。相隣り合う垂直方向の画素
を加算して輝度信号を得る方式であるので、一様
な被写体を撮像したときに得られる輝度信号の水
平走査線ごとの信号レベルの変化は生じない。こ
のことは単板式カラーカメラの色フイルタの配列
を決めるのに自由度が大きくなる。

すなわち、単板式カラーカメラの色フイルタの
配列を決める重要な要素は、 (1) 色分離できること、 (2) 一様な被写体を撮像したときに水平走査ごと
の輝度信号のレベル差がないこと、である。

本発明はどの様な組合せの色を用いても、一様
な被写体を撮像したとき水平走査ごとの輝度信号
のレベルに差が生じない。

例えば異なる４色Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの色を用いた
例で説明する。

第１列ではＡ、Ｂ、Ａ、Ｂ…… 第２列ではＣ、Ｄ、Ｃ、Ｄ…… 第３列ではＢ、Ａ、Ｂ、Ａ…… 第４列ではＣ、Ｄ、Ｃ、Ｄ…… 第５列ではＡ、Ｂ、Ａ、Ｂ…… （第１列と同様の配列にもどる）の色配列になる。

第１フイールドでは第１列と第２列の色フイル
タで変調された信号を加算して読み出しているの
で第１の水平走査信号は、Ａ＋Ｃ，Ｂ＋Ｄ，Ａ＋Ｃ，Ｂ＋Ｄ……となる。
第３列と第４列の色フイルタで変調された信号を
加算して読み出しているので、第２の水平走査信
号は、Ｃ＋Ｂ，Ｄ＋Ａ，Ｃ＋Ｂ，Ｄ＋Ａ……となる。

第２のフイールドでは、第２列と第３の色フイ
ルタで変調された信号を加算して読み出している
ので第１の水平走査信号はＣ＋Ｂ，Ｄ＋Ａ，Ｃ＋Ｂ，Ｄ＋Ａ，…… 同様に第２の水平走査信号はＣ＋Ａ，Ｄ＋Ａ，Ｃ＋Ａ，Ｄ＋Ｂ…… となる。

これらの信号LPF（ローパスフイルタ）を通し
て輝度信号Y₀ Y₀＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄを得る。

この様に第１、第３の列の色フイルタＡ、Ｂの
平均値と第２、第４列の色フイルタＣ、Ｄの平均
値が異なつても、輝度信号としてはＡ＋Ｂ＋Ｃ＋
Ｄとなるので、水平走査ごとの差は生じない。

次に色分離について説明する。

水平走査信号の相隣る信号の差信号を同期検波
して得る。第１フイールドの第１の水平走査信号
の相隣る信号の差信号は、（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）＝C₁、（Ｂ＋Ｄ）−（Ａ＋Ｃ）＝−C₁、C₁、−C₁、…… 第２の水平走査信号の相隣る信号の差信号は（Ｃ＋Ｂ）−（Ｄ＋Ａ）＝C₂、（Ｃ＋Ｂ）−（Ｄ＋Ａ）＝−C₂、C₂、−C₂、…… を得る。これを同期検波してC₁、C₂を得る。C₁、
C₂は水平走査ごとの順次信号であるので同時化
する。同時化されたC₁、C₂の色信号と輝度信号
Y₀とでマトリツクスをし、標準テレビジヨン信
号の色差信号を得る。第２フイールドでも同様で
ある。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの色の組合せが変わるごと
にマトリツクスを変えることにより、標準テレビ
ジヨン信号の色差信号が得られる。

この様に一様な被写体を撮像したときに、輝度
信号のレベル差が生じないので、カラー化方式の
自由度は大きくなる。

以上は一例としてＷ、Ｇ、Ye、Cyの色フイル
タ配列で説明したが、例えばMg、Ｇ、Ye、Cy
の色フイルタ配列やその他同様な４種の色フイル
タ配列でも同等の目的を達成できることは言うま
でもない。

次に本発明をフレームトランスフアCCD固体
撮像素子に適用した例を示す。フレームトランフ
CCD固体撮像素子の画素は、垂直方向に感度の
広がりをもつ。一方先に説明したカラー化のため
の第２及び第３の方式は、被写体像の垂直相関性
に基いて色分離を行つている。このためには第２
及び第３方式を適用するには、垂直方向の画素は
完全に分離しなければならない。以上のことから
従来フレームトランフアCCD固体撮像素子は、
先に述べた第１方式しか適応できないとされて来
た。

しかし、第１方式は先に述べた様に水平解像度
が第２及び第３方式に比して低くなる。

本発明においては、垂直方向２画素の信号を加
算することを特色としているため、画素感度が垂
直方向に広がりをもつことは垂直方向２画素の加
算を光学的に行うことに等価となつている。

第９図ａはフレームトランスフアCCDに適す
る実施例の構成を示している。同撮像素子は、イ
メージ部９０３で光電変換された映像信号をフイ
ールドごとに蓄積部９０２に移動し、水平アナロ
グシフトレジスタ９０１に水平走査に同期して移
し、同レジスタを介して、映像信号として、出力
するものである。第９図ｂは第９図ａのＡ部を拡
大し、色フイルタと素子の関係を示したものであ
る。第９図ｃは第９図ｂのＸ―X′断面と、各フ
イールドにおける画素の感度分布を示している。
第９図ｂ及びｃから第１のフイールドにおける感
度分布（実線914）が第１垂直転送電極９０９と
第２電極９１０を中心として出来ており、本画素
上のフイルタが、Ｗフイルタ９０５及びYeフイ
ルタ９０６、又はＧフイルタ９０７及びCyフイ
ルタ９０８又は、Ｇフイルタ及びYeフイルタ又
は、Ｗ及びCyフイルタである事が判る。これら
の配置は第５図ａと同様であることから、フレー
ムトランスフアCCD固体撮像素子に本発明のフ
イルタを適用することで、垂直方向２画素は光学
的加算され先に述べた第２及び第３方式のカラー
化方式と同等の水平解像度が得られる単板カラー
カメラとすることができる。

すなわち、フレームトランスフアCCDにおい
て、第１のフイールドでは第９図ｂのフイルタ９
０５と９０６（フイルタ９０７と９０８）とから
得られた信号を加算したのち垂直転送を行い、ま
た第２のフイールドでは第９図ｂのフイルタ９０
６と９０５′（フイルタ９０８と９０７′）とから
得られた信号を加算したのち垂直転送を行うこと
でインターレース動作がおこなわれている。

次に、インターラインCCD型固体撮像素子に
適用する場合を第１０図を用いて説明する。

第１０図はインターラインCCD固体撮像素子
に本発明を適用した例である。

インターラインCCD固体撮像素子は、感光部
１００１で光電変換した信号を、読出しゲート１
００２に２つの読出し信号１００３，１００４を
垂直走査に同期して順次加えることで読出しゲー
トを開け、垂直アナログシフトレジスタ１００５
に送り、水平アナログシフトレジスタ１００６へ
水平走査に同期して順次送り、同時に水平走査に
同期して、水平アナログシフトレジスタ内の信号
を出力に送ることで映像信号を出力する。この様
な素子に対して、第１の水平列の第１の画素上に
Ｗフイルタ１００７、第２の画素上にＧフイルタ
１００８、第２の水平列上の第１の画素にYeフ
イルタ１００９、第２の画素にCyフイルタ１０
１０、第３の水平列上第１の画素にＧフイルタ１
０１２、第２の画素にＷフイルタ１０１３、第４
の水平列の第１の画素にYeフイルタ１０１４、
第２の画素にCyフイルタ１０１５を配している。

本発明フイルタをインターラインCCD固体撮
像素子に適用した場合、読出しは次の様に行う。

すなわち、第１のフイールドにおいて、まず読
出し信号を読出し信号線１００４に加え読出しゲ
ート１００２を開け、垂直転送段１００５中の第
１の転送段１０１７にYe信号を入れる。次に垂
直方向に１段転送を行い。すなわち１０１７内の
信号を１０１６に転送する。次に読出し線１００
３に読出し信号を加え読出しゲート１００２を開
け垂直転送段１００５にＷ信号を入れる。これに
よつて垂直転送段１００５内のYe信号とＷ信号
は混合され、Ye＋Ｗ信号となる。同様に、第１
のフイールドにおいては、Cy＋Ｇ信号、Ye＋Ｇ
信号、Cy＋Ｗ信号の各信号が垂直転送段中で混
合される。この時の垂直転送段における色信号の
配置は第５図で示したものと同様になり、第２の
フイールドにおいては、先の読出し線への信号を
信号線１００３、信号線１００４の順で行うこと
でインターレース動作とすることができると共に
先の第１フイールドと同様に第５図で示す等価的
な画素配置が得られる。

すなわちインターラインCCDにおいて、第１
のフイールドで第１０図のフイルタ１００７と１
００９（フイルタ１００８と１０１０）とで得ら
れた信号を加算したのち転送を行い、また第２の
フイールドでは第１０図のフイルタ１００９と１
０１２（フイルタ１０１０と１０１３）とで得ら
れた信号を加算したのち転送することでインター
レース動作を行つている。これより、先に説明し
たと同様インターライン型CCD固体撮像素子に
おいても本発明の適用は可能である。

最後にXYアドレス方式としてMOS型固体撮
像素子の場合であるが、これは例えば、特開昭52
―155010号公報や特開昭56―137774号公報の様な
垂直方向インタレース回路を従来の素子に適用す
ることにより隣接する２つの水平列の読出が可能
となり、本発明フイルタの利用が可能となる。

以下はインターラインCCD撮像素子の場合と
同様に考えられる。

以上述べた様に、相隣り合う垂直方向の画素か
ら得られた信号を加算してから転送しているの
で、水平転送部が１ケ所で良く、構成が簡単で
Ｓ／Ｎが良い。また１フイールドで全べての画素
信号を読み出しているので、フレーム残像がな
い。２画素の信号を加算しているので、垂直方向
の解像度が最良となり、インタレースフリツカが
ない。さらに第１の水平列と第３の水平列に用い
られているフイルタは同一で空間的位相が異な
り、第２と第４の水平列に用いられているフイル
タは同一で、しかも相隣り合う垂直方向の画素の
信号を加算しているので、どの様な組合せのフイ
ルタを用いても、一様な被写体を撮像したとき、
輝度信号のレベル差は生じない。それ故にカラー
化方式の自由度が大きく、水平解像度を劣化させ
ない。すなわち、使用した固体撮像素子のもつて
いる水平解像度を100％近く使用できる。また使
用する固体撮像素子の形式に関係なく、高い水平
解像度が得られるなど、数々の優れた特徴を有す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図はそれぞれ従来の固体カラー撮
像装置に用いる色カラーフイルタの構成図、第４
図は本発明の一実施例における固体カラー撮像装
置の色フイルタの構成図、第５図ａ，ｂは第４図
の色フイルタの第１および第２のフイールド走査
による等価的配置を示す図、第６図ａ，ｂは第４
図の色フイルタの分光特性を示す図、第７図は第
４図の固体カラー撮像装置の映像信号のレスポン
スを示す図、第８図は本発明の一実施例における
固体カラー撮像装置の信号処理回路のブロツク
図、第９図ａ〜ｃはフレームトランスフアCCD
固体撮像装置に本発明を適用した実施例を示す
図、第１０図はインターラインCCD固体撮像装
置に本発明を適用した実施例を示す図である。４０１〜４０８…画素、４０９…透明フイル
タ、４１０…緑色光透過フイルタ、４１１…黄色
光透過フイルタ、４１２…シアン色光透過フイル
タ。

Claims

【特許請求の範囲】

１異なる色光を透過する少なくとも２種の色フ
イルタをくり返し配した第１の水平列色フイルタ
と、第１の水平列色フイルタとは異なる組み合せ
の２種の色フイルタをくり返し配した第２の水平
列色フイルタと第１の水平列色フイルタと同一の
色フイルタの組合せで、空間的に位相を180゜異な
らせた第３の水平列色フイルタと第２の水平列色
フイルタと同一の第４の水平列色フイルタとを順
次垂直方向にくり返し配した色フイルタ群と各色
フイルタは固体撮像素子の画素に１対になるよう
に組合された固体撮像素子と、あるフイールドで
は第１の水平列色フイルタと第２の水平列色フイ
ルタより得られた電荷を加算し、一方第３の水平
列色フイルタと第４の水平列色フイルタより得ら
れた電荷を加算し、次のフイールドでは第２の水
平列色フイルタと第３の水平列色フイルタより得
られた電荷を加算し、一方第４の水平列色フイル
タと第５の水平列色フイルタとの電荷を加算し、
前記加算された電荷を転送する装置と、固体撮像
素子から得られた信号をローパスフイルタをかけ
て、輝度信号を得る回路と相隣る信号の差より水
平走査ごとに異なる色信号を得る回路と前記水平
走査ごとの順次色信号を同時化する回路とを備え
たことを特徴とする固体カラー撮像装置。