JP2000308078A - 撮像素子 - Google Patents
撮像素子Info
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- JP2000308078A JP2000308078A JP11118330A JP11833099A JP2000308078A JP 2000308078 A JP2000308078 A JP 2000308078A JP 11118330 A JP11118330 A JP 11118330A JP 11833099 A JP11833099 A JP 11833099A JP 2000308078 A JP2000308078 A JP 2000308078A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高画質の動画および静止画の撮像が可能な撮像
素子を提供することにある。 【解決手段】ＣＣＤ撮像素子において、色フィルタ配列
を水平２行、垂直８列周期とし、等間隔で間引き読み出
し可能なゲート構成とした。等間隔での間引き読み出し
を行なう駆動方法により、高画質の動画、静止画撮像を
行なう。
素子を提供することにある。 【解決手段】ＣＣＤ撮像素子において、色フィルタ配列
を水平２行、垂直８列周期とし、等間隔で間引き読み出
し可能なゲート構成とした。等間隔での間引き読み出し
を行なう駆動方法により、高画質の動画、静止画撮像を
行なう。
Description
【発明の属する技術分野】本発明は、１００万画素クラ
スのセンサを用いた、静止画及び動画の撮影が可能な撮
像技術にかかり、特に高画質の静止画及び動画を撮像を
行うために有効な技術である。
スのセンサを用いた、静止画及び動画の撮影が可能な撮
像技術にかかり、特に高画質の静止画及び動画を撮像を
行うために有効な技術である。
【従来の技術】ＣＣＤ(Charge Coupled Device)等の撮
像素子を用いて光電変換を行ない、これにデジタル信号
処理を施して所定のデジタル画像信号を得る従来の撮像
装置は、動画を撮像するビデオカメラと、静止画を撮像
する電子スチルカメラとに分類することができる。しか
し、動画撮像と静止画撮像の両方に対応できる撮像装置
も提案されており、このような装置に関し、例えば特開
平２−２８０４９６や、１９９５年、日本写真学会、フ
ァインイメージシンポジウム予稿集、第５９頁から６２
頁に記載されている。上記従来技術においては、一般に
撮像素子は動画用、すなわちビデオカメラ用のＣＣＤを
用いている。このような撮像素子に用いる色フィルタ配
列の例を図５の（ａ）に示す。この例では、Ｍｇ，Ｇ，
Ｃｙ，Ｙｅの補色フィルタを用いている。この色フィル
タを備えた撮像素子を用いて、動画を生成する場合に
は、垂直方向に隣接する２画素の信号を混合する画素混
合を行なって出力する。また、ＮＴＳＣ等のアナログＴ
Ｖ信号規格におけるビデオ信号はインターレース信号で
あるが、このようなインターレース信号を生成するた
め、混合する行の組み合わせをフィールド毎に変えるこ
とにより擬似的にインターレース走査を行なう。また、
このような撮像素子を用いて静止画の撮影を行う場合
は、垂直方向に隣接する画素間の信号を混合せず、各画
素の信号を独立に読み出す。この際、先ず第１フィール
ドにおいて奇数行の画素の信号を読み出し、第２フィー
ルドにおいて偶数行の信号を読み出し、これら第１フィ
ールドと第２フィールドの信号を順次信号に変換して静
止画像を生成する。一方、静止画の解像度を高くするた
め、撮像素子の画素数をビデオカメラ用の撮像素子より
も増加させた撮像素子が一般化してきた。このような撮
像素子の垂直画素数は、現行のテレビジョン方式におけ
る走査線数よりも大きく、一例として垂直方向の有効画
素数が９６０の場合、テレビジョン方式における走査線
数の２倍になる。このような静止画用の撮像素子の色フ
ィルタ配置の例を図５（ｂ）に示す。このフィルタで
は、３原色Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）を用いている。
像素子を用いて光電変換を行ない、これにデジタル信号
処理を施して所定のデジタル画像信号を得る従来の撮像
装置は、動画を撮像するビデオカメラと、静止画を撮像
する電子スチルカメラとに分類することができる。しか
し、動画撮像と静止画撮像の両方に対応できる撮像装置
も提案されており、このような装置に関し、例えば特開
平２−２８０４９６や、１９９５年、日本写真学会、フ
ァインイメージシンポジウム予稿集、第５９頁から６２
頁に記載されている。上記従来技術においては、一般に
撮像素子は動画用、すなわちビデオカメラ用のＣＣＤを
用いている。このような撮像素子に用いる色フィルタ配
列の例を図５の（ａ）に示す。この例では、Ｍｇ，Ｇ，
Ｃｙ，Ｙｅの補色フィルタを用いている。この色フィル
タを備えた撮像素子を用いて、動画を生成する場合に
は、垂直方向に隣接する２画素の信号を混合する画素混
合を行なって出力する。また、ＮＴＳＣ等のアナログＴ
Ｖ信号規格におけるビデオ信号はインターレース信号で
あるが、このようなインターレース信号を生成するた
め、混合する行の組み合わせをフィールド毎に変えるこ
とにより擬似的にインターレース走査を行なう。また、
このような撮像素子を用いて静止画の撮影を行う場合
は、垂直方向に隣接する画素間の信号を混合せず、各画
素の信号を独立に読み出す。この際、先ず第１フィール
ドにおいて奇数行の画素の信号を読み出し、第２フィー
ルドにおいて偶数行の信号を読み出し、これら第１フィ
ールドと第２フィールドの信号を順次信号に変換して静
止画像を生成する。一方、静止画の解像度を高くするた
め、撮像素子の画素数をビデオカメラ用の撮像素子より
も増加させた撮像素子が一般化してきた。このような撮
像素子の垂直画素数は、現行のテレビジョン方式におけ
る走査線数よりも大きく、一例として垂直方向の有効画
素数が９６０の場合、テレビジョン方式における走査線
数の２倍になる。このような静止画用の撮像素子の色フ
ィルタ配置の例を図５（ｂ）に示す。このフィルタで
は、３原色Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）を用いている。
【発明が解決しようとする課題】しかし、高解像度を得
るために撮像素子の画素数を増やすと、 ＮＴＳＣ等の
テレビジョン信号の規格にあわせた動画像を生成する場
合に画質が劣化する問題がある。例えば垂直方向の有効
画素数が４８０の場合、上述したよう図５の（ａ）のフ
ィルタ配列を用いて画素混合と擬似的なインターレース
を行いフィールドあたり２４０ライン分の信号を毎秒６
０枚のフィールド画を出力できるようにすれば、ＮＴＳ
Ｃ方式に対応した動画像をリアルタイムに生成すること
ができる。しかし、例えば画素数を水平、垂直とも２倍
の高解像度化した場合、垂直方向４画素に１画素の割合
で画素を間引き読み出ししなければ、１フィールドに２
４０ラインの信号を出力することができない。このよう
に４画素に１画素の画素の割合で信号を読み出すには、
例えば図５（ａ）の色フィルタの場合、カラー画像を生
成するにはＭＧ画素の行と、ＣＹ画素の行を交互に選択
する必要があるが、この場合４画素毎に等間隔の間引き
を行なうことができない。一例として１行目のＭＧの次
に６行目のＣＹを読み出し、次に９行目のＭＧを読み出
す方法があるが、間引きの画素数を交互に５画素と３画
素とする間引きを行なうことになり、不規則なサンプリ
ングによる折り返しが生じ、画質が劣化してしまう。本
発明の目的は、上記問題を解決し、高画質の動画と静止
画を生成可能な撮像素子、および撮像素子の駆動方法を
提供することにある。
るために撮像素子の画素数を増やすと、 ＮＴＳＣ等の
テレビジョン信号の規格にあわせた動画像を生成する場
合に画質が劣化する問題がある。例えば垂直方向の有効
画素数が４８０の場合、上述したよう図５の（ａ）のフ
ィルタ配列を用いて画素混合と擬似的なインターレース
を行いフィールドあたり２４０ライン分の信号を毎秒６
０枚のフィールド画を出力できるようにすれば、ＮＴＳ
Ｃ方式に対応した動画像をリアルタイムに生成すること
ができる。しかし、例えば画素数を水平、垂直とも２倍
の高解像度化した場合、垂直方向４画素に１画素の割合
で画素を間引き読み出ししなければ、１フィールドに２
４０ラインの信号を出力することができない。このよう
に４画素に１画素の画素の割合で信号を読み出すには、
例えば図５（ａ）の色フィルタの場合、カラー画像を生
成するにはＭＧ画素の行と、ＣＹ画素の行を交互に選択
する必要があるが、この場合４画素毎に等間隔の間引き
を行なうことができない。一例として１行目のＭＧの次
に６行目のＣＹを読み出し、次に９行目のＭＧを読み出
す方法があるが、間引きの画素数を交互に５画素と３画
素とする間引きを行なうことになり、不規則なサンプリ
ングによる折り返しが生じ、画質が劣化してしまう。本
発明の目的は、上記問題を解決し、高画質の動画と静止
画を生成可能な撮像素子、および撮像素子の駆動方法を
提供することにある。
【課題を解決するための手段】そこで本発明において
は、３種類の色光をおのおの電気信号に変換する３種類
の画素を、水平方向に２列、垂直方向には８行で完結す
る周期で、該３種類の画素を配列した画素配列と、各画
素に蓄積した画素信号を垂直方向に転送する垂直転送手
段と、各画素に蓄積した画素信号を、所定の画素数を設
定し、この画素数分だけ等間隔に間引いてこの垂直転送
手段に転送する間引き転送手段と、垂直転送手段によっ
て転送された画素信号を水平方向に転送して出力する水
平転送手段とによって撮像素子を構成した。間引き転送
手段は、垂直方向の間引きを等間隔に行なうことがで
き、かつ間引きの画素数を設定可能である。さらに縦ス
トライプ状のフィルタ配列としているため、カラー画像
生成のため不規則な間引きを行なうことなく必要なライ
ン数の出力が可能である。全ての画素を独立に読み出し
て高解像度の静止画を生成することが可能であり、また
規則的な間引きを行なえるため高画質の動画像を生成で
きる。また、本発明による撮像素子の駆動方法では、間
引き転送手段によって第１の画素数分間引いて垂直転送
手段に転送し、該垂直転送部および該水平転送部を転送
して出力する第１の出力モードと、第１の画素とは異な
る第２の画素数分間引いて垂直転送手段に転送し、該垂
直転送部および該水平転送部を転送して出力する第２の
出力モードによって駆動する。間引き画素数の異なる設
定を行なうことにより、第１の出力モードと第２の出力
モードとで出力するライン数を変更して静止画、および
動画生成用の画像信号を出力可能である。
は、３種類の色光をおのおの電気信号に変換する３種類
の画素を、水平方向に２列、垂直方向には８行で完結す
る周期で、該３種類の画素を配列した画素配列と、各画
素に蓄積した画素信号を垂直方向に転送する垂直転送手
段と、各画素に蓄積した画素信号を、所定の画素数を設
定し、この画素数分だけ等間隔に間引いてこの垂直転送
手段に転送する間引き転送手段と、垂直転送手段によっ
て転送された画素信号を水平方向に転送して出力する水
平転送手段とによって撮像素子を構成した。間引き転送
手段は、垂直方向の間引きを等間隔に行なうことがで
き、かつ間引きの画素数を設定可能である。さらに縦ス
トライプ状のフィルタ配列としているため、カラー画像
生成のため不規則な間引きを行なうことなく必要なライ
ン数の出力が可能である。全ての画素を独立に読み出し
て高解像度の静止画を生成することが可能であり、また
規則的な間引きを行なえるため高画質の動画像を生成で
きる。また、本発明による撮像素子の駆動方法では、間
引き転送手段によって第１の画素数分間引いて垂直転送
手段に転送し、該垂直転送部および該水平転送部を転送
して出力する第１の出力モードと、第１の画素とは異な
る第２の画素数分間引いて垂直転送手段に転送し、該垂
直転送部および該水平転送部を転送して出力する第２の
出力モードによって駆動する。間引き画素数の異なる設
定を行なうことにより、第１の出力モードと第２の出力
モードとで出力するライン数を変更して静止画、および
動画生成用の画像信号を出力可能である。
【発明の実施の形態】本発明による撮像素子の第１の実
施形態について説明する。図１は本発明による撮像素子
の構成を示す図である。本実施形態は、インターライン
型のＣＣＤ撮像素子に本発明を適用したものである。同
図において１０は画素であり、通常フォトダイオードで
構成する。画素数は一般には任意であるが、本実施形態
では、一般に動画撮像に使用する垂直画素数約５００画
素のほぼ２倍の１０００画素程度とし、垂直方向の有効
画素数を９６０として説明する。１２は垂直転送部であ
り、４相駆動のＣＣＤを用いる。１１は画素１０に蓄積
した信号（画素信号）を垂直転送部１２に転送するため
の転送部であるが、垂直転送部１２のゲートと共通化し
ている。垂直転送部１２は、その４相ゲートにハイ、ミ
ドル、ローの３レベルからなる３値パルスを入力して駆
動するが、画素１０から画素信号の垂直転送部への読み
出しは、ハイレベルを供給することによって行ない、垂
直転送部内における転送の際は、ミドル、ローレベルの
２値パルスによる４相駆動によって行なう。なお、素垂
直転送部１２は１画素あたり２ゲートと構成となってお
り、転送できる画素数は垂直画素数の半分の４８０であ
る。また、図中でＲは赤、Ｇは緑、Ｂは青の色フィルタ
を示している。本撮像素子の基本的な動作は、一般的な
インターライン型のＣＣＤと同様であるが、その概要を
ビデオ信号生成のための動画撮像の場合の例を説明す
る。垂直部ランキング期間中に画素信号を垂直転送部１
２に読み出し、垂直転送部では水平のブランキング期間
に画素信号を垂直方向に順次転送する。水平転送部では
垂直転送部から転送された１ライン分の画素信号を、出
力アンプ１４を介して出力端子１５より水平走査期間中
に順次出力する。本発明の特徴は高画質の動画、または
静止画の撮像が可能であるように、信号を読み出す際に
複数種類の間引き読み出しを行なうことである。このた
め垂直転送部の４相ゲートＶ１， Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４
は、画素に接続されているＶ１およびＶ３ゲートをおの
おの２系統に分離することによって、１行毎あるいは２
行毎の間引き読み出しの２種類に対応できるようにし
た。このとき垂直方向の間引き画素数を等間隔とするた
め、本実施形態ではＶ１ゲートについては１画素毎に交
互にＶ１，Ｖ１’に分離し、Ｖ３も同様に１画素毎Ｖ
３，Ｖ３’に分離した。さらに、色フィルタは、等間隔
で間引きが行えるように、ＲＧＢ３原色を、１行目にＲ
Ｇ、以下2行目以降８行目まで各行にＢＧ、ＧＲ、Ｂ
Ｇ、ＧＲ、ＧＢ、ＧＧ、ＧＲの水平２画素、垂直８画素
周期で配列した。このような色フィルタ配列を用いて撮
像素子からフィールドあたり２４０ラインのインターレ
ース信号を出力するには４画素の混合を行なう必要があ
る。図２は、４画素混合を行う場合の垂直転送と信号読
み出しを行うためのＶゲートパルスの動作タイミングを
示したものである。同図において、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，
Ｖ４およびＶ１’，Ｖ３’に対応する波形は、垂直転送
部の各ゲートに入力するパルスのタイミングを示してお
り、この時、信号の読み出しは、以下の通りとなる。ま
ずＶ１、Ｖ１’をハイレベルにして、偶数行の電荷をす
べて読み出す。そして、Ｖ３、Ｖ３’をミドルレベルに
すると共に、Ｖ１、Ｖ１’をローレベルにして読み出し
た電荷をＶ２、Ｖ３、Ｖ３’のゲート下に転送する。次
に、Ｖ３、Ｖ３’をハイレベルにして、奇数行の電荷を
すべて読み出す。これによって、１行目と２行目、３行
目と４行目といった具合で垂直転送部で奇数行と遇数行
の電荷が混合される。以上のようにして垂直転送部内で
混合した電荷を、１水平周期毎に２行ずつ水平転送部に
転送を行えば、水平転送部内で２行分の電荷が混合され
る。そして然る後に、これら電荷水平転送部からを読み
出せば、垂直方向に隣接した４画素を混合した信号が得
られることになる。以上の様にして得られる信号をイン
タレースさせるにはフィールド毎に次の様な処理を行え
ば良い。先ず、第１のフィールドでは、垂直走査期間の
開始から通常通り２行ずつ垂直転送を行う。次いで、第
２のフィールドでは、垂直ブランキング期間中に１行だ
け垂直転送を行い水平転送部の信号を掃き出してしま
い、然る後に垂直走査期間の開始時から２行ずつ垂直転
送を行い信号を読み出す。これにより水平転送部で加算
される信号の組み合わせがフィールド毎に変化して、イ
ンターレースした信号を得ることが出来る。このように
４画素混合を行なった場合、１行目から４行目まで混合
したラインの出力は、Ｒ＋２Ｂ＋Ｇと、Ｒ＋３Ｇの点順
次出力となり、次のラインでは３Ｇ＋Ｂと２Ｒ＋Ｇ＋Ｂ
の点順次信号である。このようにライン毎に点順次信号
の組成が変化する線順次信号となっている。このような
信号から輝度信号と色信号を生成するには以下のように
処理すれば良い。輝度信号については、各ラインの平均
の組成は２Ｒ＋４Ｇ＋２Ｂであり、全てのラインで等し
くなり、通常のフィルタリング処理を行なうだけで良
い。色信号については、各ラインの点順次信号を引き算
すると、おのおの２Ｂ−２Ｇと、２Ｒ−２Ｇが生成され
る。おのおの輝度信号Ｙを引き算することで、Ｂ−Ｙ、
Ｒ−Ｙの２種類の色差信号を生成することができ、カラ
ー映像信号が得られる。以上のように、本実施形態で
は、４行の混合を行なって２４０ラインのインターレー
ス信号を出力できる。４行の混合を行なうので、２行混
合より更に高感度化が可能である。また、通常、４行分
の混合を行なうと色信号の生成が不可能となるが、本発
明で示した２×８画素構成のフィルタを用いることで、
４行の混合を行なっても常に色信号の生成が可能であ
る。図３は、本発明の２×８構成のフィルタに第１の実
施例とは別の画素配列を適用した例である。図３(a)、
(b)の場合においては、４画素混合ではなく間引き処理
をして２画素混合で信号を読み出す。同図において、Ｒ
は赤、Ｇは緑、Ｂは青、Ｍはマゼンタ、Ｃはシアン、Ｙ
は黄色の色フィルタを示している。この時のＶゲートパ
ルスの様子を図４(a)、(b)に示す。第１のフィールドで
は、図４(a)に示すようにＶ１’、Ｖ３’のみをハイレ
ベルにして垂直転送部へ電荷を転送し、垂直転送は図２
と同様に１フィールド毎に２行ずつ行う。第２のフィー
ルドでは、図４(b)に示すようにＶ１、Ｖ３のみをハイ
レベルにして垂直転送部へ電荷を転送し、垂直転送は図
２と同様に１フィールド毎に２行ずつ行う。図３(a)の
画素配列では、輝度信号については、偶数及び奇数のお
のおののラインの平均の組成はＲ＋２Ｇ＋Ｂであり、全
てのラインで等しくなり、通常のフィルタリング処理を
行なうだけで良い。色信号については、偶数番目のライ
ンの信号が夫々Ｇ＋Ｂ、Ｇ＋Ｒとなり、そこから色信号
を生成することが出来る。図３(b)の画素配列では、輝
度信号については、偶数及び奇数のおのおののラインの
平均の組成はＲ＋２Ｇ＋Ｂであり、全てのラインで等し
くなり、通常のフィルタリング処理を行なうだけで良
い。色信号については、色信号については、各ラインの
点順次信号を引き算すると、おのおのＢ−Ｇと、Ｒ−Ｇ
が生成される。おのおの輝度信号Ｙを引き算すること
で、Ｂ−Ｙ、Ｒ−Ｙの２種類の色差信号を生成すること
ができ、カラー映像信号が得られる。以上のように図３
(a)、(b)何れの画素配列を用いても、等間隔の間引きを
行ったインタレース動画像を生成することが可能であ
る。本実施形態では、撮像素子からの信号読み出しを１
行毎、または２行毎に、画素信号を垂直転送部に転送す
る手段を設けており、解像度の異なる動画、静止画生成
に適した映像信号を出力することが可能であり、また画
素の間引きを等間隔に行なうため、折り返しノイズの少
ない高画質の画像が得られる。
施形態について説明する。図１は本発明による撮像素子
の構成を示す図である。本実施形態は、インターライン
型のＣＣＤ撮像素子に本発明を適用したものである。同
図において１０は画素であり、通常フォトダイオードで
構成する。画素数は一般には任意であるが、本実施形態
では、一般に動画撮像に使用する垂直画素数約５００画
素のほぼ２倍の１０００画素程度とし、垂直方向の有効
画素数を９６０として説明する。１２は垂直転送部であ
り、４相駆動のＣＣＤを用いる。１１は画素１０に蓄積
した信号（画素信号）を垂直転送部１２に転送するため
の転送部であるが、垂直転送部１２のゲートと共通化し
ている。垂直転送部１２は、その４相ゲートにハイ、ミ
ドル、ローの３レベルからなる３値パルスを入力して駆
動するが、画素１０から画素信号の垂直転送部への読み
出しは、ハイレベルを供給することによって行ない、垂
直転送部内における転送の際は、ミドル、ローレベルの
２値パルスによる４相駆動によって行なう。なお、素垂
直転送部１２は１画素あたり２ゲートと構成となってお
り、転送できる画素数は垂直画素数の半分の４８０であ
る。また、図中でＲは赤、Ｇは緑、Ｂは青の色フィルタ
を示している。本撮像素子の基本的な動作は、一般的な
インターライン型のＣＣＤと同様であるが、その概要を
ビデオ信号生成のための動画撮像の場合の例を説明す
る。垂直部ランキング期間中に画素信号を垂直転送部１
２に読み出し、垂直転送部では水平のブランキング期間
に画素信号を垂直方向に順次転送する。水平転送部では
垂直転送部から転送された１ライン分の画素信号を、出
力アンプ１４を介して出力端子１５より水平走査期間中
に順次出力する。本発明の特徴は高画質の動画、または
静止画の撮像が可能であるように、信号を読み出す際に
複数種類の間引き読み出しを行なうことである。このた
め垂直転送部の４相ゲートＶ１， Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４
は、画素に接続されているＶ１およびＶ３ゲートをおの
おの２系統に分離することによって、１行毎あるいは２
行毎の間引き読み出しの２種類に対応できるようにし
た。このとき垂直方向の間引き画素数を等間隔とするた
め、本実施形態ではＶ１ゲートについては１画素毎に交
互にＶ１，Ｖ１’に分離し、Ｖ３も同様に１画素毎Ｖ
３，Ｖ３’に分離した。さらに、色フィルタは、等間隔
で間引きが行えるように、ＲＧＢ３原色を、１行目にＲ
Ｇ、以下2行目以降８行目まで各行にＢＧ、ＧＲ、Ｂ
Ｇ、ＧＲ、ＧＢ、ＧＧ、ＧＲの水平２画素、垂直８画素
周期で配列した。このような色フィルタ配列を用いて撮
像素子からフィールドあたり２４０ラインのインターレ
ース信号を出力するには４画素の混合を行なう必要があ
る。図２は、４画素混合を行う場合の垂直転送と信号読
み出しを行うためのＶゲートパルスの動作タイミングを
示したものである。同図において、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，
Ｖ４およびＶ１’，Ｖ３’に対応する波形は、垂直転送
部の各ゲートに入力するパルスのタイミングを示してお
り、この時、信号の読み出しは、以下の通りとなる。ま
ずＶ１、Ｖ１’をハイレベルにして、偶数行の電荷をす
べて読み出す。そして、Ｖ３、Ｖ３’をミドルレベルに
すると共に、Ｖ１、Ｖ１’をローレベルにして読み出し
た電荷をＶ２、Ｖ３、Ｖ３’のゲート下に転送する。次
に、Ｖ３、Ｖ３’をハイレベルにして、奇数行の電荷を
すべて読み出す。これによって、１行目と２行目、３行
目と４行目といった具合で垂直転送部で奇数行と遇数行
の電荷が混合される。以上のようにして垂直転送部内で
混合した電荷を、１水平周期毎に２行ずつ水平転送部に
転送を行えば、水平転送部内で２行分の電荷が混合され
る。そして然る後に、これら電荷水平転送部からを読み
出せば、垂直方向に隣接した４画素を混合した信号が得
られることになる。以上の様にして得られる信号をイン
タレースさせるにはフィールド毎に次の様な処理を行え
ば良い。先ず、第１のフィールドでは、垂直走査期間の
開始から通常通り２行ずつ垂直転送を行う。次いで、第
２のフィールドでは、垂直ブランキング期間中に１行だ
け垂直転送を行い水平転送部の信号を掃き出してしま
い、然る後に垂直走査期間の開始時から２行ずつ垂直転
送を行い信号を読み出す。これにより水平転送部で加算
される信号の組み合わせがフィールド毎に変化して、イ
ンターレースした信号を得ることが出来る。このように
４画素混合を行なった場合、１行目から４行目まで混合
したラインの出力は、Ｒ＋２Ｂ＋Ｇと、Ｒ＋３Ｇの点順
次出力となり、次のラインでは３Ｇ＋Ｂと２Ｒ＋Ｇ＋Ｂ
の点順次信号である。このようにライン毎に点順次信号
の組成が変化する線順次信号となっている。このような
信号から輝度信号と色信号を生成するには以下のように
処理すれば良い。輝度信号については、各ラインの平均
の組成は２Ｒ＋４Ｇ＋２Ｂであり、全てのラインで等し
くなり、通常のフィルタリング処理を行なうだけで良
い。色信号については、各ラインの点順次信号を引き算
すると、おのおの２Ｂ−２Ｇと、２Ｒ−２Ｇが生成され
る。おのおの輝度信号Ｙを引き算することで、Ｂ−Ｙ、
Ｒ−Ｙの２種類の色差信号を生成することができ、カラ
ー映像信号が得られる。以上のように、本実施形態で
は、４行の混合を行なって２４０ラインのインターレー
ス信号を出力できる。４行の混合を行なうので、２行混
合より更に高感度化が可能である。また、通常、４行分
の混合を行なうと色信号の生成が不可能となるが、本発
明で示した２×８画素構成のフィルタを用いることで、
４行の混合を行なっても常に色信号の生成が可能であ
る。図３は、本発明の２×８構成のフィルタに第１の実
施例とは別の画素配列を適用した例である。図３(a)、
(b)の場合においては、４画素混合ではなく間引き処理
をして２画素混合で信号を読み出す。同図において、Ｒ
は赤、Ｇは緑、Ｂは青、Ｍはマゼンタ、Ｃはシアン、Ｙ
は黄色の色フィルタを示している。この時のＶゲートパ
ルスの様子を図４(a)、(b)に示す。第１のフィールドで
は、図４(a)に示すようにＶ１’、Ｖ３’のみをハイレ
ベルにして垂直転送部へ電荷を転送し、垂直転送は図２
と同様に１フィールド毎に２行ずつ行う。第２のフィー
ルドでは、図４(b)に示すようにＶ１、Ｖ３のみをハイ
レベルにして垂直転送部へ電荷を転送し、垂直転送は図
２と同様に１フィールド毎に２行ずつ行う。図３(a)の
画素配列では、輝度信号については、偶数及び奇数のお
のおののラインの平均の組成はＲ＋２Ｇ＋Ｂであり、全
てのラインで等しくなり、通常のフィルタリング処理を
行なうだけで良い。色信号については、偶数番目のライ
ンの信号が夫々Ｇ＋Ｂ、Ｇ＋Ｒとなり、そこから色信号
を生成することが出来る。図３(b)の画素配列では、輝
度信号については、偶数及び奇数のおのおののラインの
平均の組成はＲ＋２Ｇ＋Ｂであり、全てのラインで等し
くなり、通常のフィルタリング処理を行なうだけで良
い。色信号については、色信号については、各ラインの
点順次信号を引き算すると、おのおのＢ−Ｇと、Ｒ−Ｇ
が生成される。おのおの輝度信号Ｙを引き算すること
で、Ｂ−Ｙ、Ｒ−Ｙの２種類の色差信号を生成すること
ができ、カラー映像信号が得られる。以上のように図３
(a)、(b)何れの画素配列を用いても、等間隔の間引きを
行ったインタレース動画像を生成することが可能であ
る。本実施形態では、撮像素子からの信号読み出しを１
行毎、または２行毎に、画素信号を垂直転送部に転送す
る手段を設けており、解像度の異なる動画、静止画生成
に適した映像信号を出力することが可能であり、また画
素の間引きを等間隔に行なうため、折り返しノイズの少
ない高画質の画像が得られる。
【発明の効果】本発明によれば、動画と静止画を撮影可
能な撮像装置において、動画を撮像する際に画素混合を
行うことにより間引き無しで全画素の信号を読み出しと
動画の生成を行うことができるので、高画質の静止画と
動画を生成できる。
能な撮像装置において、動画を撮像する際に画素混合を
行うことにより間引き無しで全画素の信号を読み出しと
動画の生成を行うことができるので、高画質の静止画と
動画を生成できる。
【図１】本発明の一実施形態による撮像素子の構成図
【図２】本発明の一実施形態による撮像素子の駆動方法
のパルスタイミング図
のパルスタイミング図
【図３】本発明の一実施形態による撮像素子の色フィル
タ配列を示す図
タ配列を示す図
【図４】本発明の一実施形態による撮像素子の駆動方法
のパルスタイミング図
のパルスタイミング図
【図５】従来の撮像素子の色フィルタ配列を示す図
１０，２０・・・画素 １１・・・転送部 １２・・・垂直転送部 １３・・・水平転送部 １４，２８・・・出力アンプ ２１・・・垂直スイッチ ２３・・・垂直走査回路 ２５・・・水平走査回路 ２７・・・水平スイッチ
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4M118 AA10 AB01 BA13 CA02 DB01 DB08 DB11 FA06 FA35 GC08 GC09 GC14 5C024 AA01 CA05 FA01 FA13 GA16 HA17 JA08 JA11 JA25 5C065 AA01 BB19 BB22 BB34 BB48 CC01 CC07 CC08 DD07 EE06 EE07 GG21
Claims (4)
- 【請求項１】複数の色光をおのおの電気信号に変換する
複数種類の画素を、水平方向に２列、垂直方向には８行
周期で完結する、該複数種類の画素を配列した画素配列
と、 該画素配列における各画素に蓄積した画素信号を１垂直
列毎に垂直方向に転送する複数の垂直転送手段と、 該画素配列において垂直方向に配列した画素に蓄積した
画素信号を、等間隔に間引いて該垂直転送手段に転送す
る間引き転送手段と、 該垂直転送手段によって転送された単一または複数行の
画素信号を水平方向に転送して出力する水平転送手段
と、 を備えたことを特徴とする撮像素子。 - 【請求項２】請求項１において、 上記水平方向に２画
素、垂直方向に８画素を基本単位とする画素配列におけ
る第1行目に赤と緑、第2行目に青と緑、第３行目に緑と
赤、第４行目に青と緑、第５行目に緑と赤、第６行目に
緑と青、第７行目に青と緑、第８行目に緑と赤のおのお
のの色光を電気信号に変換する画素を配列したことを特
徴とする撮像素子。 - 【請求項３】請求項１において、上記水平方向に２画
素、垂直方向に８画素を基本単位とする画素配列におい
て、第1、第2、第3および第4の色光をおのおの電気信号
に変換する第１、第2、第3および第4の画素を、第1行
目、第３行目に第1と第2の画素を、第５行目、第７行目
に第２と第１の画素を、第2行目、第４行目、第６行
目、第８行目に第3と第4の画素を配列したことを特徴と
する撮像素子。 - 【請求項４】請求項３において、 上記第1、第2、第3、
および第4の色光は、おのおのマゼンタ、緑、シアン、
黄色であることを特徴とする撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11118330A JP2000308078A (ja) | 1999-04-26 | 1999-04-26 | 撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11118330A JP2000308078A (ja) | 1999-04-26 | 1999-04-26 | 撮像素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000308078A true JP2000308078A (ja) | 2000-11-02 |
Family
ID=14734002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11118330A Pending JP2000308078A (ja) | 1999-04-26 | 1999-04-26 | 撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000308078A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100433770B1 (ko) * | 2001-05-18 | 2004-06-04 | 산요덴키가부시키가이샤 | 고체 촬상 소자 및 그 구동 방법 |
-
1999
- 1999-04-26 JP JP11118330A patent/JP2000308078A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100433770B1 (ko) * | 2001-05-18 | 2004-06-04 | 산요덴키가부시키가이샤 | 고체 촬상 소자 및 그 구동 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060213 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060404 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20060417 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060801 |