JP2654081B2 - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 206010047571 Visual impairment Diseases 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
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Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は固体撮像素子を用いた撮像装置に関するもの
である。
である。
［従来の技術］ 従来、単板式カラーカメラに用いるMOS型撮像素子
は、第２図に示すように構成されていた。図中、PFはフ
ォトセル,PSはセル選択スイッチ,VSは垂直シフトレジス
タ,HSは水平シフトレジスタ,ILはインターレース回路,C
Sは水平シフトレジスタによりON,OFFされる列選択スイ
ッチである。ここで固体カメラの解像度は第１には素子
の画素数で決まる。他方、画素数については、製造の困
難さ，開口率の確保，駆動速度などの制約から大幅な増
加は困難であった。
は、第２図に示すように構成されていた。図中、PFはフ
ォトセル,PSはセル選択スイッチ,VSは垂直シフトレジス
タ,HSは水平シフトレジスタ,ILはインターレース回路,C
Sは水平シフトレジスタによりON,OFFされる列選択スイ
ッチである。ここで固体カメラの解像度は第１には素子
の画素数で決まる。他方、画素数については、製造の困
難さ，開口率の確保，駆動速度などの制約から大幅な増
加は困難であった。
従って、画素数を増加することなく水平解像度の向上
を計るために、第３図に示すような所謂“画素ずらし方
式”の撮像素子が考えられている。
を計るために、第３図に示すような所謂“画素ずらし方
式”の撮像素子が考えられている。
第３図において、色フィルタはCy,W,Yeの３色から成
り、これらは２行にまたがった△状配置で１単位を構成
している。そして水平走査は、この△状単位毎になさ
れ、３色信号はそれぞれの信号線にベースバンドで出力
される。この時に生ずる空間位置と信号タイミングのず
れは、素子外の遅延線によって第４図に示すように補正
される。なお、Ｈクロック水平シフトレジスタHSのスフ
トクロックである。
り、これらは２行にまたがった△状配置で１単位を構成
している。そして水平走査は、この△状単位毎になさ
れ、３色信号はそれぞれの信号線にベースバンドで出力
される。この時に生ずる空間位置と信号タイミングのず
れは、素子外の遅延線によって第４図に示すように補正
される。なお、Ｈクロック水平シフトレジスタHSのスフ
トクロックである。
さらに、これらの信号から色，輝度信号は４個のマト
リクスで次の（１）式の演算により生成される。
リクスで次の（１）式の演算により生成される。
Ｒ＝Ｗ−Cy Ｂ＝Ｗ−Ye Ｇ＝Cy＋Ye−Ｗ Ｙ＝Cy＋Ｗ＋Ye （１） ［発明が解決しようとする課題］ このように、上記従来例では出力信号のタイミングと
空間位置とのずれを補正するために素子外に遅延線を必
要とするが、この遅延線の位相，増幅度などに誤差が生
じると、輝度信号の帯域内に妨害信号となって画面上に
現れることになる。従って、使用する遅延線の位相およ
び増幅度が非常に精度の良いものでなければならなかっ
た。
空間位置とのずれを補正するために素子外に遅延線を必
要とするが、この遅延線の位相，増幅度などに誤差が生
じると、輝度信号の帯域内に妨害信号となって画面上に
現れることになる。従って、使用する遅延線の位相およ
び増幅度が非常に精度の良いものでなければならなかっ
た。
また、こういった遅延線は、個々の特性にばらつきが
生じやすく、それぞれを精度よく特性を合わせにくいと
いう欠点があった。
生じやすく、それぞれを精度よく特性を合わせにくいと
いう欠点があった。
よって本発明の目的は上述の点に鑑み、精度の高い遅
延線を用いることなく、水平解像度の高い画像を得るこ
とができるよう構成した撮像装置を提供することにあ
る。
延線を用いることなく、水平解像度の高い画像を得るこ
とができるよう構成した撮像装置を提供することにあ
る。
［課題を解決するための手段］ かかる目的を達成するために、本発明では垂直方向に
隣接した１水平画素列ごとに画素配列を水平方向に半ピ
ッチ分ずらした固体撮像素子と、前記水平画素列を１行
おきに複数チャンネルを介して読み出す読み出し手段
と、前記複数チャンネルを介して読み出された信号を点
順次化する為のスイッチングパルスを発生すると共に、
該スイッチングパルスを、第１フィールドと第２フィー
ルドで180゜位相シフトすることにより、輝度信号を形
成する輝度信号形成手段を有するものである。
隣接した１水平画素列ごとに画素配列を水平方向に半ピ
ッチ分ずらした固体撮像素子と、前記水平画素列を１行
おきに複数チャンネルを介して読み出す読み出し手段
と、前記複数チャンネルを介して読み出された信号を点
順次化する為のスイッチングパルスを発生すると共に、
該スイッチングパルスを、第１フィールドと第２フィー
ルドで180゜位相シフトすることにより、輝度信号を形
成する輝度信号形成手段を有するものである。
［作 用］ 本発明によれば、所謂“半画素ずらし方式”の固体撮
像素子において、出力信号をスイッチングして輝度信号
を作る場合に、フレーム蓄積による１行読み出しによる
飛び越し走査のときには、例えば上記スイッチングパル
スの位相を第１フィールドと第２フィールドとでは180
゜ずらすことによって、上記従来例のような精度の高い
遅延線を使うことなく、水平解像度の高い画像を得るこ
とができる。
像素子において、出力信号をスイッチングして輝度信号
を作る場合に、フレーム蓄積による１行読み出しによる
飛び越し走査のときには、例えば上記スイッチングパル
スの位相を第１フィールドと第２フィールドとでは180
゜ずらすことによって、上記従来例のような精度の高い
遅延線を使うことなく、水平解像度の高い画像を得るこ
とができる。
［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明における固体撮像素子を用いた単板式
のカラー撮像装置のブロック図である。同図において、
１は固体撮像素子として例えば第５図に示すようなＸ−
Ｙアドレス型撮像素子を用い、第５図示のような画素配
置でR,G,Bのフィルタが貼り合わせてある。なお、本発
明は水平アドレスラインと垂直アドレスラインを指定す
ることにより各画素信号を読み出すＸ−Ｙアドレス型の
ものであれば、MOS型でも、SIT型でも、CMD型でも、BAS
IS型でもユニジャンクショントランジスタを含むもので
あってもよいことは言うまでもない。この固体撮像素子
１はタイミング発生回路２で作られた駆動パルスによっ
て駆動され、信号出力としてR,G,Bの３信号が得られ
る。
のカラー撮像装置のブロック図である。同図において、
１は固体撮像素子として例えば第５図に示すようなＸ−
Ｙアドレス型撮像素子を用い、第５図示のような画素配
置でR,G,Bのフィルタが貼り合わせてある。なお、本発
明は水平アドレスラインと垂直アドレスラインを指定す
ることにより各画素信号を読み出すＸ−Ｙアドレス型の
ものであれば、MOS型でも、SIT型でも、CMD型でも、BAS
IS型でもユニジャンクショントランジスタを含むもので
あってもよいことは言うまでもない。この固体撮像素子
１はタイミング発生回路２で作られた駆動パルスによっ
て駆動され、信号出力としてR,G,Bの３信号が得られ
る。
R,G,Bそれぞれの信号はプリアンプ３によってスパイ
ク電流が取り除かれ、サンプルホールド回路４によって
サンプルホールドされ、さらにクランプ回路５によって
黒レベルの電位が固定される。
ク電流が取り除かれ、サンプルホールド回路４によって
サンプルホールドされ、さらにクランプ回路５によって
黒レベルの電位が固定される。
さらに、これらの３原色信号から輝度信号を作ること
になる。例えば３板式の撮像装置ではＹ＝0.3R＋0.59G
＋0.11Bという式に従って加算して輝度信号を作るが、
単板式においては、これと同様に加算方式で輝度信号を
作ると、水平解像度が落ちてしまう。そこで、第６図に
示すように、水平シフトレジスタ出力としての水平選択
パルス（Ｈクロック）によって読み出された信号をプリ
アンプ３に入力し、その出力信号をサンプルホールドパ
ルス（S/Hパルス）によってサンプルホールドし、サン
プルホールドした信号をタイミング発生回路２で作られ
るスイッチ（SW）パルスに基づいてスイッチング回路６
によってスイッチングする。すなわち、スイッチングパ
ルスがハイレベルになっているチャンネルの信号をゲー
トして輝度信号を作ることによって、解像度を上げるこ
とができる。
になる。例えば３板式の撮像装置ではＹ＝0.3R＋0.59G
＋0.11Bという式に従って加算して輝度信号を作るが、
単板式においては、これと同様に加算方式で輝度信号を
作ると、水平解像度が落ちてしまう。そこで、第６図に
示すように、水平シフトレジスタ出力としての水平選択
パルス（Ｈクロック）によって読み出された信号をプリ
アンプ３に入力し、その出力信号をサンプルホールドパ
ルス（S/Hパルス）によってサンプルホールドし、サン
プルホールドした信号をタイミング発生回路２で作られ
るスイッチ（SW）パルスに基づいてスイッチング回路６
によってスイッチングする。すなわち、スイッチングパ
ルスがハイレベルになっているチャンネルの信号をゲー
トして輝度信号を作ることによって、解像度を上げるこ
とができる。
このようにして作られた輝度信号は、R,G,B原色信号
と共にLPF7で帯域制限され、プロセス回路８によってホ
ワイトバランス,r補正，マトリクス演算などの処理が行
われ、輝度信号Ｙおよび色差信号Ｒ−Y,B−Ｙが得られ
る。また、Ｙはそのまま、（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）は線
順次化してからそれぞれFM変調器F2,F1により変調して
から加算器９で加算し、記録装置10に記録される。
と共にLPF7で帯域制限され、プロセス回路８によってホ
ワイトバランス,r補正，マトリクス演算などの処理が行
われ、輝度信号Ｙおよび色差信号Ｒ−Y,B−Ｙが得られ
る。また、Ｙはそのまま、（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）は線
順次化してからそれぞれFM変調器F2,F1により変調して
から加算器９で加算し、記録装置10に記録される。
このとき、第６図に示したスイッチ（SW）パルスの周
波数は、第５図のような画素配列の固体撮像素子でフレ
ーム蓄積による１行読み出しによる飛び越し走査をした
場合や、第７図のような画素配列の固体撮像素子を用い
た場合に対して、1.5倍の周波数にする。
波数は、第５図のような画素配列の固体撮像素子でフレ
ーム蓄積による１行読み出しによる飛び越し走査をした
場合や、第７図のような画素配列の固体撮像素子を用い
た場合に対して、1.5倍の周波数にする。
撮像装置を以上のような構成にすることによって、従
来は撮像素子出力信号のタイミングと空間位置とのずれ
を補正するために、外部に精度の高い遅延線を必要とし
ていたが、これを必要とすることなく、容易に水平解像
度の高い画像を得ることができるようになる。
来は撮像素子出力信号のタイミングと空間位置とのずれ
を補正するために、外部に精度の高い遅延線を必要とし
ていたが、これを必要とすることなく、容易に水平解像
度の高い画像を得ることができるようになる。
第８図は本発明の第２の実施例を示す。本図に示すよ
うな固体撮像素子を用いてフレーム画を得ようとする場
合、ムービーカメラ等においては、フレーム蓄積による
１行読み出しによる飛び越し走査を行おうとするときフ
レーム残像が生じてしまう。従って、２行同時読み出し
によってフレーム画を得る必要がある。
うな固体撮像素子を用いてフレーム画を得ようとする場
合、ムービーカメラ等においては、フレーム蓄積による
１行読み出しによる飛び越し走査を行おうとするときフ
レーム残像が生じてしまう。従って、２行同時読み出し
によってフレーム画を得る必要がある。
これとは逆に、電子スチルカメラの場合には、露光後
はシャッタが閉じられてしまうため２行同時読み出しで
フレーム画を得ることはできないので、１行読み出しに
よる飛び越し走査でフレーム画を得なければならない。
はシャッタが閉じられてしまうため２行同時読み出しで
フレーム画を得ることはできないので、１行読み出しに
よる飛び越し走査でフレーム画を得なければならない。
第９図（Ａ），（Ｂ）に１行読み出しでフレーム画を
得る方法を示す。同図（Ａ）の如く第１フィールドは水
平選択パルスによって読み出された各信号をサンプルホ
ールドし、それぞれを水平選択パルスと同位相のスイッ
チパルスによってスイッチングすることによって、輝度
信号が得られる。
得る方法を示す。同図（Ａ）の如く第１フィールドは水
平選択パルスによって読み出された各信号をサンプルホ
ールドし、それぞれを水平選択パルスと同位相のスイッ
チパルスによってスイッチングすることによって、輝度
信号が得られる。
これに対し、第９図（Ｂ）の如く第２フィールドは、
第１フィールドに対して画素が半画素分ずれているが、
このずれの補正を水平選択パルスをずらすことによって
行わずに、図に示すように、スイッチパルスの位相を画
素の空間位置に合うようにずらすことによって補正す
る。従って、第１フィールドと第２フィールドとでは、
スイッチパルスの位相が180゜ずれることになる。この
ような構成にした時も、第１の実施例と同様の効果が得
られる。
第１フィールドに対して画素が半画素分ずれているが、
このずれの補正を水平選択パルスをずらすことによって
行わずに、図に示すように、スイッチパルスの位相を画
素の空間位置に合うようにずらすことによって補正す
る。従って、第１フィールドと第２フィールドとでは、
スイッチパルスの位相が180゜ずれることになる。この
ような構成にした時も、第１の実施例と同様の効果が得
られる。
なお、第1,第２の実施例共にR,G,Bの純色フィルタを
用いて説明したが、W,Ye,Cyの補色フィルタを用いた場
合においても同様の効果が得られることは言うまでもな
い。
用いて説明したが、W,Ye,Cyの補色フィルタを用いた場
合においても同様の効果が得られることは言うまでもな
い。
以上説明したように固体撮像素子において、出力信号
をスイッチングして輝度信号を作る場合に、フレーム蓄
積による１行読み出しによる飛び越し走査の場合には、
上記スイッチングパルスの位相を第１フィールドと第２
フィールドとでは180゜ずらし、２行同時読み出しをす
る場合には、スイッチングパルスの周波数をフレーム蓄
積による１行読み出しによる飛び越し走査の場合に対し
て1.5倍の周波数とすることによって、上記従来例のよ
うな輝度の高い遅延線を使うことなく、容易に水平解像
度の高い画像を得ることができる。
をスイッチングして輝度信号を作る場合に、フレーム蓄
積による１行読み出しによる飛び越し走査の場合には、
上記スイッチングパルスの位相を第１フィールドと第２
フィールドとでは180゜ずらし、２行同時読み出しをす
る場合には、スイッチングパルスの周波数をフレーム蓄
積による１行読み出しによる飛び越し走査の場合に対し
て1.5倍の周波数とすることによって、上記従来例のよ
うな輝度の高い遅延線を使うことなく、容易に水平解像
度の高い画像を得ることができる。
［発明の効果］ 以上述べたとおり本発明によれば、１水平画素列ごと
に画素を半ピッチ分ずらして固体撮像素子を形成すると
共に、所定の読み出し走査を行う構成としてあるので、
輝度の高い遅延線を使うことなく、容易に水平解像度の
高い画像を得ることができる。
に画素を半ピッチ分ずらして固体撮像素子を形成すると
共に、所定の読み出し走査を行う構成としてあるので、
輝度の高い遅延線を使うことなく、容易に水平解像度の
高い画像を得ることができる。
第１図は本発明の第１の実施例である撮像装置のブロッ
ク図、 第２図，第３図は従来のMOS型撮像素子を示す図、 第４図は第３図の撮像素子の信号読み出しタイミングを
示す図、 第５図は本発明の第１の実施例におけるMOS型撮像素子
を示す図、 第６図は第５図における撮像素子の信号読み出しタイミ
ングを示す図、 第７図は直交画素配置の撮像素子を示す図、 第８図は本発明の第２の実施例におけるMOS型撮像素子
を示す図、 第９図は第８図における撮像素子の信号読み出しタイミ
ングを示す図である。 １……固体撮像素子、 ２……タイミング発生回路、 ３……プリアンプ、 ４……サンプルホールド回路、 ５……クランプ回路、 ６……スイッチング回路、 ７……ローパスフィルタ、 ８……プロセス回路。
ク図、 第２図，第３図は従来のMOS型撮像素子を示す図、 第４図は第３図の撮像素子の信号読み出しタイミングを
示す図、 第５図は本発明の第１の実施例におけるMOS型撮像素子
を示す図、 第６図は第５図における撮像素子の信号読み出しタイミ
ングを示す図、 第７図は直交画素配置の撮像素子を示す図、 第８図は本発明の第２の実施例におけるMOS型撮像素子
を示す図、 第９図は第８図における撮像素子の信号読み出しタイミ
ングを示す図である。 １……固体撮像素子、 ２……タイミング発生回路、 ３……プリアンプ、 ４……サンプルホールド回路、 ５……クランプ回路、 ６……スイッチング回路、 ７……ローパスフィルタ、 ８……プロセス回路。
Claims (1)
- 【請求項１】垂直方向に隣接した１水平画素列ごとに画
素配列を水平方向に半ピッチ分ずらした固体撮像素子
と、 前記水平画素列を１行おきに複数チャンネルを介して読
み出す読み出し手段と、 前記複数チャンネルを介して読み出された信号を点順次
化する為のスイッチングパルスを発生すると共に、該ス
イッチングパルスを、第１フィールドと第２フィールド
で180゜位相シフトすることにより、輝度信号を形成す
る輝度信号形成手段 を有することを特徴とする撮像装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63102411A JP2654081B2 (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 撮像装置 |
| US07/341,547 US5150204A (en) | 1988-04-27 | 1989-04-21 | Solid state image pickup having plural pixels arranged on plural lines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63102411A JP2654081B2 (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01274579A JPH01274579A (ja) | 1989-11-02 |
| JP2654081B2 true JP2654081B2 (ja) | 1997-09-17 |
Family
ID=14326698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63102411A Expired - Fee Related JP2654081B2 (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2654081B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10021331B2 (en) | 2014-07-14 | 2018-07-10 | Sony Corporation | Comparator, AD converter, solid-state imaging device, electronic apparatus, and method of controlling comparator |
-
1988
- 1988-04-27 JP JP63102411A patent/JP2654081B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01274579A (ja) | 1989-11-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |