JP2675651B2 - カラー固体撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えばインタライン転送方式のCCDを有
する固体撮像素子を利用したカラー固体撮像装置に関す
るものである。 〔従 来 の 技 術〕 近年の家庭用ムービー（ビデオカメラ）の普及に伴
い、ムービーの高感度競争が激化している。ムービーの
高感度化のために、固体撮像素子自体のS/Nの改善が図
られている。 〔発明が解決しようとする課題〕 現在のムービーにおいては、最低被写体照度が数ルッ
クス程度のものが市販されているが、現在の固体撮像素
子、例えばインタライン転送方式のCCDを備えた固体撮
像素子自体のS/Nを飛躍的に向上させるには限度があ
る。 この発明の目的は、容易に高感度化を図ることができ
るカラー固体撮像装置を提供することである。 〔課題を解決するための手段〕 このカラー固体撮像装置は、シアン（Cy）およびイエ
ロー（Ye）の２個のフィルタ要素を行方向に配列すると
ともに、マゼンタ（Mg）およびグリーン（Ｇ）の２個の
フィルタ要素を行方向に配列して、２行２列のフィルタ
要素からなるフィルタ単位配列要素を構成している。 また、同一のフィルタ要素配列を有する第１および第
２のフィルタ単位配列要素を行方向に配列するととも
に、同一のフィルタ要素配列を有しかつ第１および第２
のフィルタ単位配列要素とは列方向のフィルタ要素の配
列が異なる第３および第４のフィルタ単位配列要素を行
方向に配列して、２行２列のフィルタ単位配列要素から
なるカラーフィルタアレイを構成している。 さらに、カラーフィルタアレイを多数個行方向および
列方向に配列して１画面分のカラーフィルタ手段を構成
している。 一方、カラーフィルタ手段を構成するすべてのフィル
タ要素にそれぞれ光電変換要素を対向配置して１画面分
の光電変換手段を構成している。 また、１画面分の光電変換手段の中で列方向に隣接し
た各２個の光電変換要素で光電変換された電荷をそれぞ
れ加算して垂直隣接２画素混合撮像信号として出力する
撮像信号出力手段を設け、第4m−３列〔ｍ＝1,2,…〕の
垂直隣接２画素混合撮像信号と第4m−１列の垂直隣接２
画素混合撮像信号とを加算して垂直隣接２画素混合・奇
数列水平画素混合撮像信号として出力するとともに、第
4m−２列の垂直隣接２画素混合撮像信号と第4m列の垂直
隣接２画素混合撮像信号とを加算して垂直隣接２画素混
合・偶数列水平画素混合撮像信号として出力する高感度
撮像信号出力手段を設け、撮像信号出力手段の出力信号
および高感度撮像信号出力手段の出力信号の一方を選択
する信号選択手段を設けている。 〔作用〕 この発明の構成によれば、被写体照度が十分の場合に
は、信号選択手段により撮像信号出力手段の出力信号を
選択する。この結果、撮像信号出力手段から出力される
垂直隣接２画素混合撮像信号により色分離が行われる。 一方、被写体照度が不足している場合には、信号選択
手段により高感度撮像信号出力手段の出力信号を選択す
る。この結果、同一のフィルタ要素を通して得られた相
異なる２列分の垂直隣接２画素混合撮像信号を加算して
なる垂直隣接２画素混合・奇数列水平画素混合撮像信号
および垂直隣接２画素混合・偶数列水平画素混合撮像信
号が作成され、この垂直隣接２画素混合・奇数列水平画
素混合撮像信号および垂直隣接２画素混合・偶数列水平
画素混合撮像信号により色分離が行われる。この場合、
垂直隣接２画素混合・奇数列水平画素混合撮像信号およ
び垂直隣接２画素混合・偶数列水平画素御混合撮像信号
は、先の垂直隣接２画素混合撮像信号に比べて２倍のレ
ベルとなるので、先の垂直隣接２画素混合撮像信号を用
いる場合に比べて等価的に２倍の高感度特性を有するこ
とになる。 〔実 施 例〕 以下、この発明の実施例を図面を参照しながら説明す
る。 第１図はこの発明の第１の実施例のカラー固体撮像装
置におけるカラーフィルタ手段の模式図を示している。
なお、同図は、１画面全体ではなく、その中の一部分の
み、つまり６行５列分のフィルタ要素のみを示してい
る。 第１図において、C₁₁,C₁₂,…,C₆₅はそれぞれ行方向お
よび列方向にマトリクス状に多数個配列されたフィルタ
要素で、枠内の記号（Cy），（Ye），（Mg），（Ｇ）は
フィルタ要素の各色、つまりシアン，イエロー，マゼン
タ，グリーンをそれぞれ示している。第１図では、図示
していないが、フィルタ要素C₁₁,C₁₂,…,C₆₅に１対１に
対応して固体撮像素子（例えばインタライン転送方式の
CCDを備えた）の各光電変換要素の上に配列されてい
る。つまり、フィルタ要素C₁₁,C₁₂,…,C₆₅に対し光電変
換要素が１対１で対向配置されている。 この場合、フィルタ単位配列要素は、２行２列構成
で、例えばイエロー（Ye）およびシアン（Cy）の２個の
フィルタ要素C₁₁,C₁₂を行方向に配列するとともに、マ
ゼンタ（Mg）およびグリーン（Ｇ）の２個のフィルタ要
素C₂₁,C₂₂を行方向に配列している。フィルタ要素C₁₃,C
₁₄,C₂₃,C₂₄もフィルタ単位配列要素を構成し、また、フ
ィルタ要素C₃₁,C₃₂,C₄₁,C₄₂ならびにフィルタ要素C₃₃,C
₃₄,C₄₃,C₄₄もそれぞれフィルタ単位配列要素を構成して
いる。 また、カラーフィルタアレイは、例えば４行４列構成
のフィルタ要素C₁₁〜C₁₄,C₂₁〜C₂₄,C₃₁〜C₃₄,C₄₁〜C₄₄
からなる。つまり、２行２列構成のフィルタ単位配列要
素からなり、同一のフィルタ要素配列を有する第１およ
び第２のフィルタ単位配列要素を行方向に配列するとと
もに、同一のフィルタ要素配列を有しかつ第１および第
２のフィルタ単位配列要素とは列方向のフィルタ要素の
配列が異なる第３および第４のフィルタ単位配列要素を
行方向に配列している。この場合、第１のフィルタ単位
配列要素は例えばフィルタ要素C₁₁,C₁₂,C₂₁,C₂₂に対応
し、第２のフィルタ単位配列要素は例えばフィルタ要素
C₁₃,C₁₄,C₂₃,C₂₄に対応し、第３のフィルタ単位配列要
素は例えばフィルタ要素C₃₁,C₃₂,C₄₁,C₄₂に対応し、第
４のフィルタ単位配列要素は例えばフィルタ要素C₃₃,C
₃₄,C₄₃,C₄₄に対応する。 そして、上記のカラーフィルタアレイを多数個行方向
および列方向に配列すると１画面分のカラーフィルタ手
段が構成されることになる。 第１図の例では、カラーフィルタアレイは、４行４列
のフィルタ要素C₁₁〜C₄₄のうち、第１列のフィルタ要素
C₁₁,C₂₁,C₃₁,C₄₁および第３列のフィルタ要素C₁₃,C₂₃,C
₃₃,C₄₃がイエロー（Ye），マゼンタ（Mg），イエロー
（Ye），グリーン（Ｇ）の順に配列され、第２列のフィ
ルタ要素C₁₂,C₂₂,C₃₂,C₄₂および第４列のフィルタ要素C
₁₄,C₂₄,C₃₄,C₄₄がシアン（Cy），グリーン（Ｇ），シア
ン（Cy），マゼンタ（Mg）の順に配列されている。 つぎに、光電変換単位配列要素は、例えばイエロー
（Ye）およびシアン（Cy）の２個のフィルタ要素C₁₁,C
₁₂ならびにマゼンタ（Mg）およびグリーン（Ｇ）の２個
のフィルタ要素C₂₁,C₂₂とそれぞれ対向して配置した４
個の光電変換要素で構成される。 また、光電変換アレイは、第1,第2,第３および第４の
フィルタ単位配列要素にそれぞれ対向して配置した４個
の光電変換単位配列要素で構成される。 さらに、１画面分の光電変換手段は、カラーフィルタ
アレイの配列に対応して配列した多数個の光電変換要素
アレイで構成している。 また、このカラー固体撮像装置は、カラーフィルタ手
段および光電変換手段を上記のように構成する他に、撮
像信号出力手段（図示せず）と、高感度撮像信号出力手
段（図示せず）と、信号選択手段（図示せず）とを設け
ている。 撮像信号出力手段は、１画面分の光電変換手段の中で
列方向に隣接した各２個の光電変換要素で光電変換され
た電荷をそれぞれ加算して垂直隣接２画素混合撮像信号
として出力する。高感度撮像信号出力手段は、第4m−３
列〔ｍ＝1,2,…〕の垂直隣接２画素混合撮像信号と第4m
−１列の垂直隣接２画素混合撮像信号とを加算して垂直
隣接２画素混合・奇数列水平画素混合撮像信号として出
力するとともに、第4m−２列の垂直隣接２画素混合撮像
信号と第4m列の垂直隣接２画素混合撮像信号とを加算し
て垂直隣接２画素混合・偶数列水平画素混合撮像信号と
して出力する。信号選択手段は、撮像信号出力手段の出
力信号および高感度撮像信号出力手段の出力信号の一方
を選択する。 一方、固体撮像素子のCCDのインタライン転送に関し
て言えば、第１行のフィルタ要素C₁₁〜C₁₅の下方の各光
電変換要素で光電変換された電荷と第２行のフィルタ要
素C₂₁〜C₂₅の下方の各光電変換要素で光電変換された電
荷とが、インタライン転送における奇数フィールド走査
のｎライン（ｎ＝1,2,…）において、それぞれ撮像信号
出力手段（図示せず）にて加算されて垂直隣接２画素混
合撮像信号として出力される。同様に、第３行および第
４行のフィルタ要素C₃₁〜C₃₅,C₄₁〜C₄₅の下方の各光電
変換要素で光電変換された電荷が奇数フィールド走査の
ｎ＋１ラインにおいて、それぞれ撮像信号出力手段にて
加算されて垂直隣接２画素混合撮像信号として出力され
る。 また、第２行および第３行のフィルタ要素C₂₁〜C₂₅,C
₃₁〜C₃₅の下方の各光電変換要素で光電変換された電荷
が偶数フィールド走査のｎラインにおいて、それぞれ撮
像信号出力手段にて加算されて垂直隣接２画素混合撮像
信号として出力される。同様に、第４行および第５行の
フィルタ要素C₄₁〜C₄₅,C₅₁〜C₅₅の下方の各光電変換要
素で光電変換された電荷が偶数フィールドのｎ＋１ライ
ンにおいて、それぞれ撮像信号出力手段にて加算されて
垂直隣接２画素混合撮像信号として出力される。 また、高感度撮像信号出力手段では、例えば第１列お
よび第２列の垂直隣接２画素混合撮像信号をそれぞれ２
画素分遅延させ、それぞれ第３列および第４列の垂直隣
接２画素混合撮像信号に加えて垂直隣接２画素混合・奇
数列水平画素混合撮像信号および垂直隣接２画素混合・
偶数列水平画素混合撮像信号とする。 以上のように構成されたカラー固体撮像装置におい
て、通常動作の場合、高感度動作の場合の各場合の
色分離の方法について説明する。 通常動作の場合 特開昭59−137909号にも開示されているように、奇数
フィールド走査において、撮像信号出力手段から垂直隣
接２画素混合撮像信号として出力される撮像信号は、ｎ
ラインでは、〔C₁₁（Ye）＋C₂₁（Mg）〕，〔C₁₂（Cy）
＋C₂₂（Ｇ）〕，〔C₁₃（Ye）＋C₂₃（Mg）〕，〔C₁₄（C
y）＋C₂₄（Ｇ）〕の繰り返しとなり、同じくｎ＋１ライ
ンでは、〔C₃₁（Ye）＋C₄₁（Ｇ）〕，〔C₃₂（Cy）＋C₄₂
（Mg）〕，〔C₃₃（Ye）＋C₄₃（Ｇ）〕，〔C₃₄（Cy）＋C
₄₄（Mg）〕の繰り返しとなる。 つぎに、偶数フィールド走査において、撮像信号出力
手段から垂直隣接２画素混合撮像信号として出力される
撮像信号は、ｎラインでは、〔C₂₁（Mg）＋C₃₁（Y
e）〕，〔C₂₂（Ｇ）＋C₃₂（Cy）〕，〔C₂₃（Mg）＋C₃₃
（Ye）〕，〔C₂₄（Ｇ）＋C₃₄（Cy）〕の繰り返しとな
り、同じくｎ＋１ラインでは、〔C₄₁（Ｇ）＋C₅₁（Y
e）〕，〔C₄₂（Mg）＋C₅₂（Cy）〕，〔C₄₃（Ｇ）＋C₅₃
（Ye）〕，〔C₄₄（Mg）＋C₅₄（Cy）〕の繰り返しとな
る。 以上の垂直隣接２画素混合方式の場合の撮像信号（こ
の場合、すべてが垂直隣接２画素混合撮像信号となる）
の出力の様子を第２図（ａ）〜（ｄ）に示す。ここで、
原色成分（赤，緑，青）をR,G,Bとしたとき、シアン（C
y），イエロー（Ye）およびマゼンタ（Mg）は、それぞ
れ Cy＝Ｂ＋Ｇ Ye＝Ｒ＋Ｇ Mg＝Ｒ＋Ｂ で表される。 したがって、奇数フィールド走査のｎラインでは、第
２図（ａ）に示すように、奇数列の垂直隣接２画素混合
撮像信号は、 Ye＋Mg＝2R＋Ｇ＋Ｂ となり、偶数列の垂直隣接２画素混合撮像信号は、 Cy＋Ｇ＝2G＋Ｂ となる。また、奇数フィールド走査のｎ＋１ラインで
は、第２図（ｂ）に示すように、奇数列の垂直隣接２画
素混合撮像信号は、 Ye＋Ｇ＝Ｒ＋2G となり、偶数列の垂直隣接２画素混合撮像信号は、 Cy＋Mg＝Ｒ＋Ｇ＋2B となる。 一方、偶数フィールド走査のｎラインでは、第２図
（ｃ）に示すように、奇数列の垂直隣接２画素混合撮像
信号は、 Mg＋Ye＝2R＋Ｇ＋Ｂ となり、偶数列の垂直隣接２画素混合撮像信号は、 Ｇ＋Cy＝2G＋Ｂ となる。また、偶数フィールド走査のｎ＋１ラインで
は、第２図（ｄ）に示すように、奇数列の垂直隣接２画
素混合撮像信号は、 Ｇ＋Ye＝Ｒ＋2G となり、偶数列の垂直隣接２画素混合撮像信号は、 Mg＋Cy＝Ｒ＋Ｇ＋2B となる。 そして、第２図（ａ）〜（ｄ）に示した奇数列および
偶数列の垂直隣接２画素混合撮像信号をそれぞれサンプ
リングし、それらの差をとることにより、色差信号C₁,C
₂が得られる。 奇数フィールド走査のｎラインでは、 C₁≡（2R＋Ｇ＋Ｂ）−（2G＋Ｂ）＝2R−Ｇ となり、奇数フィールド走査のｎ＋１ラインでは、 C₂≡（Ｒ＋2G）−（Ｒ＋Ｇ＋2B）＝Ｇ−2B となる。同様に、偶数フィールド走査のｎラインでは、 C₁≡（2R＋Ｇ＋Ｂ）−（2G＋Ｂ）＝2R−Ｇ となり、偶数フィールド走査のｎ＋１ラインでは、 C₂≡（Ｒ＋2G）−（Ｒ＋Ｇ＋2B）＝Ｇ−2B となる。 一方、輝度信号Ｙは、第２図に示した垂直隣接２画素
混合撮像信号を全ビットサンプリングし、電気的低域通
過フィルタに通すことにより、奇数フィールド走査のｎ
ラインでは、 Ｙ≡（2R＋Ｇ＋Ｂ）＋（2G＋Ｂ）＝2R＋3G＋2B となり、奇数フィールド走査のｎ＋１ラインでは、 Ｙ≡（Ｒ＋2G）＋（Ｒ＋Ｇ＋2B）＝2R＋3G＋2B となり、偶数フィールド走査のｎラインおよびｎ＋１ラ
インにおいても、それぞれ同様に、 Ｙ≡2R＋3G＋2B となり、輝度信号Ｙおよび２つの色差信号C₁,C₂からカ
ラー複合映像信号を合成することが可能である。 高感度動作の場合 高感度動作では、第１図の配列で考えると、第１列
（C₁₁,C₂₁,C₃₁,C₄₁,C₅₁）および第２列（C₁₂,C₂₂,C₃₂,C
₄₂,C₅₂）で光電変換された信号をそれぞれ行方向に２画
素分遅延させ、それぞれ第３列（C₁₃,C₂₃,C₃₃,C₄₃,
C₅₃）および第４列（C₁₄,C₂₄,C₃₄,C₄₄,C₅₄）で光電変換
された信号に加算して垂直隣接２画素混合・奇数列水平
画素混合撮像信号および垂直隣接２画素混合・偶数列水
平画素混合撮像信号とする。 したがって、奇数フィールド走査のｎラインでは、撮
像信号は、

〔０〕，

〔０〕，〔C₁₁（Ye）＋C₂₁（Mg）＋C₁₃（Ye）
＋C₂₃（Mg）〕，〔C₁₂（Cy）＋C₂₂（Ｇ）＋C₁₄（Cy）＋
C₂₄（Ｇ）〕の繰り返しとなり、奇数フィールド走査の
ｎ＋１ラインでは、撮像信号は、

〔０〕，

〔０〕，〔C₃₁（Ye）＋C₄₁（Ｇ）＋C₃₃（Ye）
＋C₄₃（Ｇ）〕，〔C₃₂（Cy）＋C₄₂（Mg）＋C₃₄（Cy）＋
C₄₄（Mg）〕の繰り返しとなる。 つぎに、偶数フィールド走査のｎラインでは、撮像信
号は、

〔０〕，

〔０〕，〔C₂₁（Mg）＋C₃₁（Ye）＋C₂₃（Mg）
＋C₃₃（Ye）〕，〔C₂₂（Ｇ）＋C₃₂（Cy）＋C₂₄（Ｇ）＋
C₃₄（Cy）〕の繰り返しとなり、偶数フィールド走査の
ｎ＋１ラインでは、撮像信号は、

〔０〕，

〔０〕，〔C₄₁（Ｇ）＋C₅₁（Ye）＋C₄₃（Ｇ）
＋C₅₃（Ye）〕，〔C₄₂（Mg）＋C₅₂（Cy）＋C₄₄（Mg）＋
C₅₄（Cy）〕の繰り返しとなる。 以上の高感度動作時の垂直隣接２画素混合撮像信号の
出力の様子および信号処理の様子を示したのが第３図
（ａ）〜（ｄ）である。 つまり、奇数フィールド走査の各ｎライン（偶数フィ
ールド走査の各ｎラインも同様）では、第３図（ａ）に
示すように、例えば第１列および第２列の垂直隣接２画
素混合撮像信号をそれぞれ矢印のようにそれぞれ２画素
分遅延させ、第３図（ｂ）に示すように第３列の垂直隣
接２画素混合撮像信号に対して第１列の垂直隣接２画素
混合撮像信号を加算して垂直隣接２画素混合・奇数列水
平画素混合撮像信号として、第４列の垂直隣接２画素混
合撮像信号に対して第２列の垂直隣接２画素混合撮像信
号を加算して垂直隣接２画素混合・偶数列水平画素混合
撮像信号とし、第１列および第２列の撮像信号は零とす
る。また、奇数フィールド走査の各ｎ＋１ライン（偶数
フィールド走査の各ｎ＋１ラインも同様）では、第３図
（ｃ）に示すように、例えば第１列および第２列の垂直
隣接２画素混合撮像信号をそれぞれ矢印のようにそれぞ
れ２画素分遅延させ、第３図（ｄ）に示すように第３列
の垂直隣接２画素混合撮像信号に対して第１列の垂直隣
接２画素混合撮像信号を加算して垂直隣接２画素混合・
奇数列水平画素混合撮像信号とし、第４列の垂直隣接２
画素混合撮像信号に対して第２列の垂直隣接２画素混合
撮像信号を加算して垂直隣接２画素混合・偶数列水平画
素混合撮像信号とし、第１列および第２列の撮像信号は
零とする。 そして、第３図（ｃ），（ｄ）に示した第３列および
第４列の撮像信号（垂直隣接２画素混合・奇数列水平画
素混合撮像信号および垂直隣接２画素混合・偶数列水平
画素混合撮像信号）をそれぞれサンプリングし、それら
の差をとることにより、色差信号C_1H,C_2Hが得られる。 奇数フィールド走査のｎラインでは、 C_1H≡（4R＋2G＋2B）−（4G＋2B）＝２×（2R−Ｇ） となり、奇数フィールド走査のｎ＋１ラインでは、 C_2H≡（2R＋4G）−（2R＋2G＋4B）＝２×（Ｇ−2B） となる。同様に、偶数フィールド走査のｎラインでは、 C_1H≡（4R＋2G＋2B）−（4G＋2B）＝２×（2R−Ｇ） となり、偶数フィールド走査のｎ＋１ラインでは、 C_2H≡（2R＋4G）−（2R＋2G＋4B）＝２×（Ｇ−2B） となる。 一方、輝度信号Y_Hは、第３列および第４列の撮像信号
（垂直隣接２画素混合・水平２画素混合撮像信号）のみ
サンプリングし、電気的低域通過フィルタに通すことに
より、奇数フィールド走査のｎラインでは、 Y_H≡（4R＋2G＋2B）＋（4G＋2B）＝２×（2R＋3G＋2B） となり、奇数フィールド走査のｎ＋１ラインでは、 Y_H≡（2R＋4G）＋（2R＋2G＋4B）＝２×（2R＋3G＋2B） となり、偶数フィールド走査のｎラインおよびｎ＋１ラ
インにおいても同様に、 Y_H≡２×（2R＋3G＋2B） となり、輝度信号Y_Hおよび２つの色差信号C_1H,C_2Hから
カラー複合映像信号を合成することができる。 第４図はこの発明の第２の実施例のカラー固体撮像装
置におけるカラーフィルタ手段の模式図を示している。
なお、同図は、１画面全体ではなく、その中の一部分の
み、つまり６行５列分のフィルタ要素のみを示してい
る。 この実施例では、４行４列のフィルタ要素からなるカ
ラーフィルタアレイにおける色配列が第１図の実施例と
は異なる。つまり、カラーフィルタアレイの第１列（C
₁₁,C₂₁,C₃₁,C₄₁）および第４列（C₁₃,C₂₃,C₃₃,C₄₃）が
イエロー（Ye），マゼンタ（Mg），シアン（Cy），マゼ
ンタ（Mg）の順に配列され、第２列（C₁₂,C₂₂,C₃₂,
C₄₂）および第３列（C₁₄,C₂₄,C₃₄,C₄₄）がシアン（C
y），グリーン（Ｇ），イエロー（Ye），グリーン
（Ｇ）の順に配列されている。その他は第１図の実施例
と同様である。 第１の実施例と同様に通常動作の場合、高感度動
作の場合それぞれの色分離の方法について説明する。 通常動作の場合 色差信号C₁,C₂は、奇数フィールド走査のｎラインで
は、 C₁≡（2R＋Ｇ＋Ｂ）−（2G＋Ｂ）＝2R−Ｇ となり、奇数フィールド走査のｎ＋１ラインでは、 C₂≡（Ｒ＋Ｇ＋2B）−（Ｒ＋2G）＝2B−Ｇ となる。同様に、偶数フィールド走査のｎラインでは、 C₁≡（Ｒ＋Ｇ＋2B）−（Ｒ＋2G）＝2B−Ｇ となり、偶数フィールド走査のｎ＋１ラインでは、 C₂≡（2R＋Ｇ＋Ｂ）−（2G＋Ｂ）＝2R−Ｇ となる。 一方、輝度信号Ｙは、奇数フィールド走査のｎライン
では、 Ｙ≡（2R＋Ｇ＋Ｂ）＋（2G＋Ｂ）＝2R＋3G＋2B となり、奇数フィールド走査のｎ＋１ラインでは、 Ｙ≡（Ｒ＋Ｇ＋2B）＋（Ｒ＋2G）＝2R＋3G＋2B となる。偶数フィールド走査のｎラインおよびｎ＋１ラ
インにおいてもそれぞれ同様に、 Ｙ≡2R＋3G＋2B となる。したがって、第１の実施例とは色差信号C₁,C₂
の出力の順と極性が異なるが、信号処理回路の変更によ
り上記輝度信号Ｙおよび２つの色差信号C₁,C₂からカラ
ー複合映像信号を合成することができる。 高感度動作の場合 色差信号C_1H,C_2Hは、奇数フィールド走査のｎライン
では、 C_1H≡（4R＋2G＋2B）−（4G＋2B）＝２×（2R−Ｇ） となり、奇数フィールド走査のｎ＋１ラインでは、 C_2H≡（2R＋2G＋4B）−（2R＋4G）＝２×（2B−Ｇ） となる。同様に、偶数フィールド走査のｎラインでは、 C_1H≡（2R＋2G＋4B）−（2R＋4G）＝２×（2B−Ｇ） となり、偶数フィールド走査のｎ＋１ラインでは、 C_2H≡（4R＋2G＋2B）−（4G＋2B）＝２×（2R−Ｇ） となる。 一方、輝度信号Y_Hは、奇数フィールド走査のｎライン
では、 Y_H≡（4R＋2G＋2B）＋（4G＋2B）＝２×（2R＋3G＋2B） となり、奇数フィールド走査のｎ＋１ラインでは、 Y_H≡（2R＋2G＋4B）＋（2R＋4G）＝２×（2R＋3G＋2B） となり、偶数フィールド走査のｎラインおよびｎ＋１ラ
インにおいても、それぞれ同様に、 Y_H≡２×（2R＋3G＋2B） となり、輝度信号Y_Hおよび２つの色差信号C_1H,C_2Hから
カラー複合映像信号を合成することができる。 このように、第１の実施例においても、また第２の実
施例においても、高感度動作モードでは、通常動作モー
ドで得られる輝度信号Ｙおよび色差信号C₁,C₂に比べ
て、それぞれ２倍のレベルをもった輝度信号Y_Hおよび色
差信号C_1H,C_2Hが得られ、高感度化を達成することがで
きる。 なお、上記実施例では、カラーフィルタアレイの第１
列および第２列の垂直隣接２画素混合撮像信号をそれぞ
れ第３列および第４列の垂直隣接２画素混合撮像信号に
加算したが、いずれの列の垂直隣接２画素混合撮像信号
であっても隣接した同一の色フィルタ要素を有した列の
垂直隣接２画素混合撮像信号に加算するのであれば同様
の結果が得られる。 〔発明の効果〕 この発明のカラー固体撮像装置によれば、同一のフィ
ルタ要素を通して得られた相異なる２列分の垂直隣接２
画素混合撮像信号をさらに加算して垂直隣接２画素混合
・奇数列水平画素混合撮像信号および垂直隣接２画素混
合・偶数列水平画素混合撮像信号を作り、この垂直隣接
２画素混合・奇数列水平画素混合撮像信号および垂直隣
接２画素混合・偶数列水平画素混合撮像信号を用いて色
分離を行うことができるので、通常の垂直隣接２画素混
合撮像信号を用いる場合に比べて等価的に２倍の高感度
特性を有することになり、容易に高感度化をはかること
ができ、その効果は絶大である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例のカラー固体撮像装置
のカラーフィルタ手段の模式図、第２図は第１の実施例
における通常動作モード時の垂直隣接２画素混合撮像信
号の出力の様子を示す模式図、第３図は第１の実施例に
おける垂直隣接２画素混合撮像信号の出力および信号処
理の様子を示す模式図、第４図はこの発明の第２の実施
例のカラー固体撮像装置のカラーフィルタ手段の模式図
である。 C₁₁〜C₆₅……フィルタ要素

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 曽根 賢朗 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 子工業株式会社内 (72)発明者 田代 信一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 子工業株式会社内 (72)発明者 武田 勝見 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 子工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−261296（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−14982（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シアンおよびイエローの２個のフィルタ要
   素を行方向に配列するとともに、マゼンタおよびグリー
   ンの２個のフィルタ要素を行方向に配列して、２行２列
   のフィルタ要素からなるフィルタ単位配列要素を構成
   し、 同一のフィルタ要素配列を有する第１および第２のフィ
   ルタ単位配列要素を行方向に配列するとともに、同一の
   フィルタ要素配列を有しかつ前記第１および第２のフィ
   ルタ単位配列要素とは列方向のフィルタ要素の配列が異
   なる第３および第４のフィルタ単位配列要素を行方向に
   配列して、２行２列のフィルタ単位配列要素からなるカ
   ラーフィルタアレイを構成し、 前記カラーフィルタアレイを多数個行方向および列方向
   に配列して１画面分のカラーフィルタ手段を構成し、 前記カラーフィルタ手段を構成するすべてのフィルタ要
   素にそれぞれ光電変換要素を対向配置して１画面分の光
   電変換手段を構成し、 １画面分の光電変換手段の中で列方向に隣接した各２個
   の光電変換要素で光電変換された電荷をそれぞれ加算し
   て垂直隣接２画素混合撮像信号として出力する撮像信号
   出力手段を設け、 第4m−３列〔ｍ＝1,2,…〕の垂直隣接２画素混合撮像信
   号と第4m−１列の垂直隣接２画素混合撮像信号とを加算
   して垂直隣接２画素混合・奇数列水平画素混合撮像信号
   として出力するとともに、第4m−２列の垂直隣接２画素
   混合撮像信号と第4m列の垂直隣接２画素混合撮像信号と
   を加算して垂直隣接２画素混合・偶数列水平画素混合撮
   像信号として出力する高感度撮像信号出力手段を設け、 前記撮像信号出力手段の出力信号および高感度撮像信号
   出力手段の出力信号の一方を選択する信号選択手段を設
   けたことを特徴とするカラー固体撮像装置。