JP2729499B2 - カラー固体撮像デバイス - Google Patents
カラー固体撮像デバイスInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、カラー映像信号を発生するカラー固体撮像
デバイスに関し、特に、撮像エレメントに設けられる光
学式マイクロ・カラー・フィルタの配列に関する。
デバイスに関し、特に、撮像エレメントに設けられる光
学式マイクロ・カラー・フィルタの配列に関する。
近年、CCD（Charge Coupled Device）、BBD（Bucket
Brigade Device）、フォトダイオード・アレイ、MOSIC
等を応用して極めて微細な撮像エレメントを有する固体
撮像デバイスの開発が盛んとなり、これらの固体撮像デ
バイスの各撮像エレメントに光学式マイクロ・カラー・
フィルタを設けることによってカラー映像信号を発生す
るカラー固体撮像デバイスが開発されている。
Brigade Device）、フォトダイオード・アレイ、MOSIC
等を応用して極めて微細な撮像エレメントを有する固体
撮像デバイスの開発が盛んとなり、これらの固体撮像デ
バイスの各撮像エレメントに光学式マイクロ・カラー・
フィルタを設けることによってカラー映像信号を発生す
るカラー固体撮像デバイスが開発されている。
このようなカラー固体撮像デバイスの各分野への利用
範囲は広く、映像機器に関する分野に関しての利用例を
述べれば、動画を撮影するための所謂ビデオ・カメラや
静止画を撮影するための所謂電子スチル・カメラが挙げ
られる。映像を電子的に処理し、人間が見たときに鮮明
と感じ且つ満足するような映像を提供し得るカラー固体
撮像デバイスを実現するには、更に、画素に相当する撮
像エレメントを微細にして解像度を向上させると共に、
これらの撮像エレメントに設けられる光学式マイクロ・
カラー・フィルタの配列に関する研究・開発が重要な課
題であり、前者の解像度の向上は半導体製造技術の改良
に伴って飛躍的な進歩が図れているのに対し、後者は単
に多数の情報量を得ることが目的ではなく、如何にして
最適配列の映像データを得るかが重要な課題でありその
研究・開発において困難性を内在していると言える。
範囲は広く、映像機器に関する分野に関しての利用例を
述べれば、動画を撮影するための所謂ビデオ・カメラや
静止画を撮影するための所謂電子スチル・カメラが挙げ
られる。映像を電子的に処理し、人間が見たときに鮮明
と感じ且つ満足するような映像を提供し得るカラー固体
撮像デバイスを実現するには、更に、画素に相当する撮
像エレメントを微細にして解像度を向上させると共に、
これらの撮像エレメントに設けられる光学式マイクロ・
カラー・フィルタの配列に関する研究・開発が重要な課
題であり、前者の解像度の向上は半導体製造技術の改良
に伴って飛躍的な進歩が図れているのに対し、後者は単
に多数の情報量を得ることが目的ではなく、如何にして
最適配列の映像データを得るかが重要な課題でありその
研究・開発において困難性を内在していると言える。
上記したように、本発明はカラー固定撮像デバイスに
設けられる光学式マイクロ・カラー・フィルタの配列に
関し、低解像度の固体撮像デバイスは勿論のこと、特
に、高解像度の固体撮像デバイスに適した配列を有する
光学式マイクロ・カラー・フィルタを提供することを目
的とする。
設けられる光学式マイクロ・カラー・フィルタの配列に
関し、低解像度の固体撮像デバイスは勿論のこと、特
に、高解像度の固体撮像デバイスに適した配列を有する
光学式マイクロ・カラー・フィルタを提供することを目
的とする。
このような目的を達成するために本発明は、水平走査
方向と垂直走査方向にマトリックス状に配列された複数
の撮像エレメントに、光学式マイクロ・カラー・フィル
タを設けることによってカラー映像信号を発生するカラ
ー固体撮像デバイスにおいて、前記カラー・フィルタ
は、垂直走査方向に並ぶ４行ずつの撮像エレメントを１
群として、その奇数群と偶数群に対応して夫々異なるフ
ィルタ配列を有する固有のフィルタで構成され、上記奇
数群に対応する固有のフィルタは、２行を一組として、
一方の組みの第１行が第１のカラー成分光に対応するフ
ィルタから成り、第２行が第2,第３のカラー成分光に対
応するフィルタであって撮像エレメントの配列に従って
交互に配列する微小フィルタから成ると共に、他方の組
みの第１行が第１のカラー成分光に対応するフィルタか
ら成り、第２行が第2,第３のカラー成分光に対応するフ
ィルタであって撮像エレメントの配列に従って交互に配
列するフィルタから成り、上記偶数群に対応する固有の
フィルタは上記奇数群の固有のフィルタの配列とは水平
走査方向及び又は垂直走査方向において逆位相の配列で
構成した。
方向と垂直走査方向にマトリックス状に配列された複数
の撮像エレメントに、光学式マイクロ・カラー・フィル
タを設けることによってカラー映像信号を発生するカラ
ー固体撮像デバイスにおいて、前記カラー・フィルタ
は、垂直走査方向に並ぶ４行ずつの撮像エレメントを１
群として、その奇数群と偶数群に対応して夫々異なるフ
ィルタ配列を有する固有のフィルタで構成され、上記奇
数群に対応する固有のフィルタは、２行を一組として、
一方の組みの第１行が第１のカラー成分光に対応するフ
ィルタから成り、第２行が第2,第３のカラー成分光に対
応するフィルタであって撮像エレメントの配列に従って
交互に配列する微小フィルタから成ると共に、他方の組
みの第１行が第１のカラー成分光に対応するフィルタか
ら成り、第２行が第2,第３のカラー成分光に対応するフ
ィルタであって撮像エレメントの配列に従って交互に配
列するフィルタから成り、上記偶数群に対応する固有の
フィルタは上記奇数群の固有のフィルタの配列とは水平
走査方向及び又は垂直走査方向において逆位相の配列で
構成した。
このような構成のカラー・フィルタを設けて成る本発
明のカラー固体撮像デバイスによれば、色再現に必要な
各色の周波数帯域を広くすることが可能となり、画質の
向上を図ることができる。
明のカラー固体撮像デバイスによれば、色再現に必要な
各色の周波数帯域を広くすることが可能となり、画質の
向上を図ることができる。
以下、本発明によるカラー固体撮像デバイスの実施例
を図面と共に説明する。尚、本発明は撮像エレメントを
備える固体撮像デバイス本体については、CCD、BBD、フ
ォトダイオード・アレイ、MOSIC等の適宜のものを対象
としており、これらの固体撮像デバイスにカラー固体撮
像デバイスとして機能を付加するための光学式マイクロ
・カラー・フィルタの配列・構成を発明の要点とすると
ころ、この光学式マイクロ・カラー・フィルタの構成等
を重点的に説明するものとする。
を図面と共に説明する。尚、本発明は撮像エレメントを
備える固体撮像デバイス本体については、CCD、BBD、フ
ォトダイオード・アレイ、MOSIC等の適宜のものを対象
としており、これらの固体撮像デバイスにカラー固体撮
像デバイスとして機能を付加するための光学式マイクロ
・カラー・フィルタの配列・構成を発明の要点とすると
ころ、この光学式マイクロ・カラー・フィルタの構成等
を重点的に説明するものとする。
まず、本実施例に適用した固体撮像デバイス本体の構
造を第１図に従って説明する。同図のデバイスはILT（i
nterline transfer）方式の電荷結合型固体撮像デバイ
スを示し、受光領域１には四角で示す多数の撮像エレメ
ントが水平走査方向Ｘと垂直走査方向Ｙについてマトリ
ックス状に配列されると共に、垂直走査方向Ｙに配列さ
れる各列（Ｘ＝1,2,3,4,…,N−1,N）の撮像エレメント
に隣接して垂直電荷転送路l1〜lNが形成されている。垂
直電荷転送路l1〜lNの終端には相互に並列な第１の水平
電荷転送路２と第２の水平電荷転送路３が形成され、更
に夫々の水平電荷転送路2,3の出力端には出力アンプ4,5
が設けられている。そして、各撮像エレメントの受光面
に、後述するマイクロ・カラー・フィルタが設けられ
る。
造を第１図に従って説明する。同図のデバイスはILT（i
nterline transfer）方式の電荷結合型固体撮像デバイ
スを示し、受光領域１には四角で示す多数の撮像エレメ
ントが水平走査方向Ｘと垂直走査方向Ｙについてマトリ
ックス状に配列されると共に、垂直走査方向Ｙに配列さ
れる各列（Ｘ＝1,2,3,4,…,N−1,N）の撮像エレメント
に隣接して垂直電荷転送路l1〜lNが形成されている。垂
直電荷転送路l1〜lNの終端には相互に並列な第１の水平
電荷転送路２と第２の水平電荷転送路３が形成され、更
に夫々の水平電荷転送路2,3の出力端には出力アンプ4,5
が設けられている。そして、各撮像エレメントの受光面
に、後述するマイクロ・カラー・フィルタが設けられ
る。
６は色信号分離回路であり、撮像エレメントに発生し
た信号電荷を垂直電荷転送路l1〜lN及び水平電荷転送路
2,3を介して読み出すことで得られる映像信号を、映像
を再生するために必要な例えば赤（Ｒ），青（Ｂ），緑
（Ｇ）の色信号に分離して特定の出力端子に出力する。
た信号電荷を垂直電荷転送路l1〜lN及び水平電荷転送路
2,3を介して読み出すことで得られる映像信号を、映像
を再生するために必要な例えば赤（Ｒ），青（Ｂ），緑
（Ｇ）の色信号に分離して特定の出力端子に出力する。
この固体撮像デバイスは基本的にはILT方式の電荷結
合型固体撮像デバイスであるが、次のような特徴を有す
る。即ち、撮像エレメントは水平走査方向Ｘに800個
（Ｎ＝800）、垂直走査方向Ｙに1000個（Ｍ＝1000）ず
つ配列されており、周知のNTSC方式の走査線数から525
本であるのに対して約２倍の垂直解像度を得ることがで
きる。ここで、約２倍の解像度を得た結果、例えばハー
ド・コピー等によって静止画像を印刷する場合などにあ
っては周知の信号走査読み出しにて順次に各撮像エレメ
ントの信号電荷を読み出せばよいが、NTSC方式に準拠し
てCRT等に画像を再生する場合には、従来のように垂直
電荷転送路から転送される信号電荷を１列ずつ水平電荷
転送路を介して順次に読み出すのでは、約２分の１の画
像しか再生することができなくなる。つまり、約２倍の
垂直解像度に向上された映像信号に基づいてNTSC方式に
準拠した画像再生を行うための工夫が成されている。
合型固体撮像デバイスであるが、次のような特徴を有す
る。即ち、撮像エレメントは水平走査方向Ｘに800個
（Ｎ＝800）、垂直走査方向Ｙに1000個（Ｍ＝1000）ず
つ配列されており、周知のNTSC方式の走査線数から525
本であるのに対して約２倍の垂直解像度を得ることがで
きる。ここで、約２倍の解像度を得た結果、例えばハー
ド・コピー等によって静止画像を印刷する場合などにあ
っては周知の信号走査読み出しにて順次に各撮像エレメ
ントの信号電荷を読み出せばよいが、NTSC方式に準拠し
てCRT等に画像を再生する場合には、従来のように垂直
電荷転送路から転送される信号電荷を１列ずつ水平電荷
転送路を介して順次に読み出すのでは、約２分の１の画
像しか再生することができなくなる。つまり、約２倍の
垂直解像度に向上された映像信号に基づいてNTSC方式に
準拠した画像再生を行うための工夫が成されている。
即ち、第１図に示すように、一対の水平電荷転送路2,
3を設けたことにより、垂直電荷転送路l1〜lNから転送
される信号電荷を一度に２行分ずつ同時に並列出力し、
実質的にNTSC方式の走査線数に等しい回数の水平走査読
み出しによって全ての信号電荷を読み出することができ
るように構成されている。更に、垂直走査方向Ｙの２行
ずつの撮像エレメント群を１組みにして、各組みを１つ
置きに奇数フィールドＡと偶数フィールドＢに区分け
し、フィールド毎に信号電荷を読み出すことによってNT
SC方式の飛び越し走査を可能にしている。
3を設けたことにより、垂直電荷転送路l1〜lNから転送
される信号電荷を一度に２行分ずつ同時に並列出力し、
実質的にNTSC方式の走査線数に等しい回数の水平走査読
み出しによって全ての信号電荷を読み出することができ
るように構成されている。更に、垂直走査方向Ｙの２行
ずつの撮像エレメント群を１組みにして、各組みを１つ
置きに奇数フィールドＡと偶数フィールドＢに区分け
し、フィールド毎に信号電荷を読み出すことによってNT
SC方式の飛び越し走査を可能にしている。
そして、かかる構成の固体撮像デバイスの各撮像エレ
メントの受光面に、図面と共に後述する光学式マイクロ
・カラー・フィルタを設けることによってカラー映像信
号を発生するカラー固体撮像デバイスを最終的に形成す
る。
メントの受光面に、図面と共に後述する光学式マイクロ
・カラー・フィルタを設けることによってカラー映像信
号を発生するカラー固体撮像デバイスを最終的に形成す
る。
次に、第２図に基づいて光学式マイクロ・カラー・フ
ィルタの第１の実施例を説明する。第１図に示す撮像エ
レメントの配列に対応して、水平走査方向ＸにＮ（Ｎ＝
800）個、垂直走査方向ＹにＭ（Ｍ＝1000）個分のモザ
イク状の微小カラー・フィルタで構成されている。そし
て、垂直走査方向Ｙについて上から順番に２行ずつを１
組とし、各組み内の一方の行を緑（Ｇ）のストライプ・
フィルタで形成し、他方の行を赤（Ｒ）と青（Ｂ）の微
細フィルタが交互に配列したモザイク・フィルタで形成
されている。更に、垂直走査方向Ｙについて上から順番
に４行ずつを１群とし、１群置きに種類の異なるフィル
タが交互に配列している。このようなフィルタ配列を第
２図に基づいて更に詳述すれば、奇数番目の群は例えば
第１行〜第４行（Ｙ＝１〜４）に示すような第１種類の
フィルタ配列を成し、奇数行を緑（Ｇ）、偶数行を赤
（Ｒ）と青（Ｂ）の微小フィルタが交互に配列して成る
モザイク・フィルタで構成されている。他方の偶数番目
の群は例えば第５行〜第８行（Ｙ＝５〜８）に示すよう
な第２種類のフィルタ配列を成し、奇数行を緑（Ｇ）、
偶数行を青（Ｂ）と赤（Ｒ）の微小フィルタが交互に配
列して成るモザイク・フィルタで構成され、但し、第１
種類のモザイク・フィルタがR,B,R,B等の配列であるの
に対し、第２種類のモザイク・フィルタがB,R,B,R等の
配列となって、相互に逆相の関係となっている。
ィルタの第１の実施例を説明する。第１図に示す撮像エ
レメントの配列に対応して、水平走査方向ＸにＮ（Ｎ＝
800）個、垂直走査方向ＹにＭ（Ｍ＝1000）個分のモザ
イク状の微小カラー・フィルタで構成されている。そし
て、垂直走査方向Ｙについて上から順番に２行ずつを１
組とし、各組み内の一方の行を緑（Ｇ）のストライプ・
フィルタで形成し、他方の行を赤（Ｒ）と青（Ｂ）の微
細フィルタが交互に配列したモザイク・フィルタで形成
されている。更に、垂直走査方向Ｙについて上から順番
に４行ずつを１群とし、１群置きに種類の異なるフィル
タが交互に配列している。このようなフィルタ配列を第
２図に基づいて更に詳述すれば、奇数番目の群は例えば
第１行〜第４行（Ｙ＝１〜４）に示すような第１種類の
フィルタ配列を成し、奇数行を緑（Ｇ）、偶数行を赤
（Ｒ）と青（Ｂ）の微小フィルタが交互に配列して成る
モザイク・フィルタで構成されている。他方の偶数番目
の群は例えば第５行〜第８行（Ｙ＝５〜８）に示すよう
な第２種類のフィルタ配列を成し、奇数行を緑（Ｇ）、
偶数行を青（Ｂ）と赤（Ｒ）の微小フィルタが交互に配
列して成るモザイク・フィルタで構成され、但し、第１
種類のモザイク・フィルタがR,B,R,B等の配列であるの
に対し、第２種類のモザイク・フィルタがB,R,B,R等の
配列となって、相互に逆相の関係となっている。
そして、垂直走査方向Ｙの緑（Ｇ）の１行と、赤と青
（R/B）又は（B/R）の１行から成る１対ずつのフィルタ
を１組みにして、第１図と同様に各組みを順番に１つ置
きに奇数フィールドＡと偶数フィールドＢに区分けし、
フィールド毎に信号電荷を読み出すことによってNTSC方
式の飛び越し走査を可能にし、第１図に示す色信号分離
回路６からは輝度信号を発生するために必要な高周波数
の緑（Ｇ）と色信号と、従来に較べて高い周波数の赤
（Ｒ）と青（Ｂ）の色信号を同時に出力することがで
き、NTSC方式に準拠した鮮明な画像再生を実現すること
ができる。
（R/B）又は（B/R）の１行から成る１対ずつのフィルタ
を１組みにして、第１図と同様に各組みを順番に１つ置
きに奇数フィールドＡと偶数フィールドＢに区分けし、
フィールド毎に信号電荷を読み出すことによってNTSC方
式の飛び越し走査を可能にし、第１図に示す色信号分離
回路６からは輝度信号を発生するために必要な高周波数
の緑（Ｇ）と色信号と、従来に較べて高い周波数の赤
（Ｒ）と青（Ｂ）の色信号を同時に出力することがで
き、NTSC方式に準拠した鮮明な画像再生を実現すること
ができる。
次に、第３図に基づいてマイクロ・カラー・フィルタ
の第２の実施例を説明する。第１図に示す撮像エレメン
トの配列に対応して、水平走査方向ＸにＮ（Ｎ＝800）
個、垂直走査方向ＹにＭ（Ｍ＝1000）個分のモザイク状
の微小カラー・フィルタで構成されている。そして、垂
直走査方向Ｙについて上から順番に２行ずつを１組と
し、各組み内の一方の行を緑（Ｇ）のストライプ・フィ
ルタで形成し、他方の行を赤（Ｒ）と青（Ｂ）の微細フ
ィルタが交互に配列したモザイク・フィルタで形成され
ている。更に、垂直走査方向Ｙについて上から順番に４
行ずつを１群とし、１群置きに種類の異なるフィルタが
交互に配列している。
の第２の実施例を説明する。第１図に示す撮像エレメン
トの配列に対応して、水平走査方向ＸにＮ（Ｎ＝800）
個、垂直走査方向ＹにＭ（Ｍ＝1000）個分のモザイク状
の微小カラー・フィルタで構成されている。そして、垂
直走査方向Ｙについて上から順番に２行ずつを１組と
し、各組み内の一方の行を緑（Ｇ）のストライプ・フィ
ルタで形成し、他方の行を赤（Ｒ）と青（Ｂ）の微細フ
ィルタが交互に配列したモザイク・フィルタで形成され
ている。更に、垂直走査方向Ｙについて上から順番に４
行ずつを１群とし、１群置きに種類の異なるフィルタが
交互に配列している。
このようなフィルタ配列を第３図に基づいて更に詳述
すれば、奇数番目の群は例えば第１行〜第４行（Ｙ＝１
〜４）に示すような第１種類のフィルタ配列を成し、奇
数行を緑（Ｇ）、偶数行を赤と青（R/B）の微小フィル
タが交互に配列して成るモザイク・フィルタで構成され
ている。他方の偶数番目の群は例えば第５行〜第８行
（Ｙ＝５〜８）に示すような第２種類のフィルタ配列を
成し、奇数行を赤（Ｒ）と青（Ｂ）の微小フィルタが交
互に配列して成るモザイク・フィルタ、偶数を緑（Ｇ）
ストライプ・フィルタで構成されている。即ち、第１種
類のフィルタは奇数行が緑（Ｇ）、偶数行が赤と青（R/
B）のフィルタであり、第２種類のフィルタは偶数行が
緑（Ｇ）、奇数行が赤と青（R/B）のフィルタで構成さ
れている。
すれば、奇数番目の群は例えば第１行〜第４行（Ｙ＝１
〜４）に示すような第１種類のフィルタ配列を成し、奇
数行を緑（Ｇ）、偶数行を赤と青（R/B）の微小フィル
タが交互に配列して成るモザイク・フィルタで構成され
ている。他方の偶数番目の群は例えば第５行〜第８行
（Ｙ＝５〜８）に示すような第２種類のフィルタ配列を
成し、奇数行を赤（Ｒ）と青（Ｂ）の微小フィルタが交
互に配列して成るモザイク・フィルタ、偶数を緑（Ｇ）
ストライプ・フィルタで構成されている。即ち、第１種
類のフィルタは奇数行が緑（Ｇ）、偶数行が赤と青（R/
B）のフィルタであり、第２種類のフィルタは偶数行が
緑（Ｇ）、奇数行が赤と青（R/B）のフィルタで構成さ
れている。
そして、垂直走査方向Ｙの緑（Ｇ）の１行と、赤と青
（R/B）の１行から成る１対ずつのフィルタを１組みに
して、第１図と同様に各組みを順番に１つ置きに奇数フ
ィールドＡと偶数フィールドＢに区分けし、フィールド
毎に信号電荷を読み出すことによってNTSC方式の飛び越
し走査を可能にし、第１図に示す色信号分離回路６から
は輝度信号を発生するために必要な高周波数の緑（Ｇ）
と色信号と、従来に較べて高い周波数の赤（Ｒ）と青
（Ｂ）の色信号を同時に出力することができ、NTSC方式
に準拠した鮮明な画像再生を実現することができる。
（R/B）の１行から成る１対ずつのフィルタを１組みに
して、第１図と同様に各組みを順番に１つ置きに奇数フ
ィールドＡと偶数フィールドＢに区分けし、フィールド
毎に信号電荷を読み出すことによってNTSC方式の飛び越
し走査を可能にし、第１図に示す色信号分離回路６から
は輝度信号を発生するために必要な高周波数の緑（Ｇ）
と色信号と、従来に較べて高い周波数の赤（Ｒ）と青
（Ｂ）の色信号を同時に出力することができ、NTSC方式
に準拠した鮮明な画像再生を実現することができる。
次に、第４図に基づいてマイクロ・カラー・フィルタ
の第３の実施例を説明する。第１図に示す撮像エレメン
トの配列に対応して、水平走査方向ＸにＮ（Ｎ＝800）
個、垂直走査方向ＹにＭ（Ｍ＝1000）個分のモザイク状
の微小カラー・フィルタで構成されている。そして、垂
直走査方向Ｙについて上から順番に２行ずつを１組と
し、各組み内の一方の行を緑（Ｇ）のストライプ・フィ
ルタで形成し、他方の行を赤（Ｒ）と青（Ｂ）の微細フ
ィルタが交互に配列したモザイク・フィルタで形成され
ている。更に、垂直走査方向Ｙについて上から順番に４
行ずつを１群とし、１群置きに種類の異なるフィルタが
交互に配列している。
の第３の実施例を説明する。第１図に示す撮像エレメン
トの配列に対応して、水平走査方向ＸにＮ（Ｎ＝800）
個、垂直走査方向ＹにＭ（Ｍ＝1000）個分のモザイク状
の微小カラー・フィルタで構成されている。そして、垂
直走査方向Ｙについて上から順番に２行ずつを１組と
し、各組み内の一方の行を緑（Ｇ）のストライプ・フィ
ルタで形成し、他方の行を赤（Ｒ）と青（Ｂ）の微細フ
ィルタが交互に配列したモザイク・フィルタで形成され
ている。更に、垂直走査方向Ｙについて上から順番に４
行ずつを１群とし、１群置きに種類の異なるフィルタが
交互に配列している。
このようなフィルタ配列を第４図に基づいて更に詳述
すれば、奇数番目の群は例えば第１行〜第４行（Ｙ＝１
〜４）に示すような第１種類のフィルタ配列を成し、奇
数行を緑（Ｇ）、偶数行を赤（Ｒ）と青（Ｂ）の微小フ
ィルタが交互に配列して成るモザイク・フィルタで構成
されている。但し、奇数組みにおけるモザイク・フィル
タはR,B,R,B等の順番で配列し、偶数組みにおけるモザ
イク・フィルタはB,R,B,R等の順番で配列している。
すれば、奇数番目の群は例えば第１行〜第４行（Ｙ＝１
〜４）に示すような第１種類のフィルタ配列を成し、奇
数行を緑（Ｇ）、偶数行を赤（Ｒ）と青（Ｂ）の微小フ
ィルタが交互に配列して成るモザイク・フィルタで構成
されている。但し、奇数組みにおけるモザイク・フィル
タはR,B,R,B等の順番で配列し、偶数組みにおけるモザ
イク・フィルタはB,R,B,R等の順番で配列している。
他方の偶数番目の群は例えば第５行〜第８行（Ｙ＝５
〜８）に示すような第２種類のフィルタ配列を成し、奇
数行を緑（Ｇ）ストライプ・フィルタ、偶数行を赤
（Ｒ）と青（Ｂ）の微小フィルタが交互に配列して成る
モザイク・フィルタで構成されている。但し、奇数組み
におけるモザイク・フィルタはB,R,B,R等の順番で配列
し、偶数組みにおけるモザイク・フィルタはR,B,R,B等
の順番で配列している。即ち、第１種類と第２種類のフ
ィルタにおける夫々のモザイク・フィルタは、赤（Ｒ）
と青（Ｂ）の微小フィルタの水平走査方向Ｘへの配列が
組みが変わる毎に逆に位相となる特徴を持っている。
〜８）に示すような第２種類のフィルタ配列を成し、奇
数行を緑（Ｇ）ストライプ・フィルタ、偶数行を赤
（Ｒ）と青（Ｂ）の微小フィルタが交互に配列して成る
モザイク・フィルタで構成されている。但し、奇数組み
におけるモザイク・フィルタはB,R,B,R等の順番で配列
し、偶数組みにおけるモザイク・フィルタはR,B,R,B等
の順番で配列している。即ち、第１種類と第２種類のフ
ィルタにおける夫々のモザイク・フィルタは、赤（Ｒ）
と青（Ｂ）の微小フィルタの水平走査方向Ｘへの配列が
組みが変わる毎に逆に位相となる特徴を持っている。
そして、垂直走査方向Ｙの緑（Ｇ）の１行と、赤と青
（R/B）の１行から成る１対ずつのフィルタを１組みに
して、第１図と同様に各組みを順番に１つ置きに奇数フ
ィールドＡと偶数フィールドＢに区分けし、フィールド
毎に信号電荷を読み出すことによってNTSC方式の飛び越
し走査を可能にし、第１図に示す色信号分離回路６から
は輝度信号を発生するために必要な高周波数の緑（Ｇ）
の色信号と、従来に較べて高い周波数の赤（Ｒ）と青
（Ｂ）の色信号を同時に出力することができ、NTSC方式
に準拠した鮮明な画像再生を実現することができる。
（R/B）の１行から成る１対ずつのフィルタを１組みに
して、第１図と同様に各組みを順番に１つ置きに奇数フ
ィールドＡと偶数フィールドＢに区分けし、フィールド
毎に信号電荷を読み出すことによってNTSC方式の飛び越
し走査を可能にし、第１図に示す色信号分離回路６から
は輝度信号を発生するために必要な高周波数の緑（Ｇ）
の色信号と、従来に較べて高い周波数の赤（Ｒ）と青
（Ｂ）の色信号を同時に出力することができ、NTSC方式
に準拠した鮮明な画像再生を実現することができる。
次に、第５図に基づいてマイクロ・カラー・フィルタ
の第４の実施例を説明する。第１図に示す撮像エレメン
トの配列に対応して、水平走査方向ＸにＮ（Ｎ＝800）
個、垂直走査方向ＹにＭ（Ｍ＝1000）個分のモザイク状
の微小カラー・フィルタで構成されている。そして、垂
直走査方向Ｙについて上から順番に２行ずつを１組と
し、各組み内の一方の行を縁（Ｇ）のストライプ・フィ
ルタで形成し、他方の行を赤（Ｒ）と青（Ｂ）の微細フ
ィルタが交互に配列したモザイク・フィルタで形成され
ている。更に、垂直走査方向Ｙについて上から順番に４
行ずつを１群とし、１群置きに種類の異なるフィルタが
交互に配列している。
の第４の実施例を説明する。第１図に示す撮像エレメン
トの配列に対応して、水平走査方向ＸにＮ（Ｎ＝800）
個、垂直走査方向ＹにＭ（Ｍ＝1000）個分のモザイク状
の微小カラー・フィルタで構成されている。そして、垂
直走査方向Ｙについて上から順番に２行ずつを１組と
し、各組み内の一方の行を縁（Ｇ）のストライプ・フィ
ルタで形成し、他方の行を赤（Ｒ）と青（Ｂ）の微細フ
ィルタが交互に配列したモザイク・フィルタで形成され
ている。更に、垂直走査方向Ｙについて上から順番に４
行ずつを１群とし、１群置きに種類の異なるフィルタが
交互に配列している。
このようなフィルタ配列を第５図に基づいて更に詳述
すれば、奇数番目の群は例えば第１行〜第４行（Ｙ＝１
〜４）に示すような第１種類のフィルタ配列を成し、奇
数行を緑（Ｇ）、偶数行を赤と青（R/B）の微小フィル
タが交互に配列して成るモザイク・フィルタで構成され
ている。他方の偶数番目の群は例えば第５行〜第８行
（Ｙ＝５〜８）に示すような第２種類のフィルタ配列を
成し、奇数行を赤と青（R/B）の微小フィルタが交互に
配列して成るモザイク・フィルタ、偶数行を緑（Ｇ）ス
トライプ・フィルタで構成されている。
すれば、奇数番目の群は例えば第１行〜第４行（Ｙ＝１
〜４）に示すような第１種類のフィルタ配列を成し、奇
数行を緑（Ｇ）、偶数行を赤と青（R/B）の微小フィル
タが交互に配列して成るモザイク・フィルタで構成され
ている。他方の偶数番目の群は例えば第５行〜第８行
（Ｙ＝５〜８）に示すような第２種類のフィルタ配列を
成し、奇数行を赤と青（R/B）の微小フィルタが交互に
配列して成るモザイク・フィルタ、偶数行を緑（Ｇ）ス
トライプ・フィルタで構成されている。
即ち、第１種類のフィルタは奇数行が緑（Ｇ）、偶数
行が赤と青（R/B）のフィルタであり、但し、奇数組み
におけるモザイク・フィルタはR,B,R,B等の順番で配列
し、偶数組みにおけるモザイク・フィルタはB,R,B,R等
の順番で配列している。他方の第２種類のフィルタは偶
数行が緑（Ｇ）、奇数行が赤と青（R/B）のフィルタで
あり、但し、奇数組みにおけるモザイク・フィルタはR,
B,R,B等の順番で配列し、偶数組みにおけるモザイク・
フィルタはB,R,B,R等の順番で配列している。
行が赤と青（R/B）のフィルタであり、但し、奇数組み
におけるモザイク・フィルタはR,B,R,B等の順番で配列
し、偶数組みにおけるモザイク・フィルタはB,R,B,R等
の順番で配列している。他方の第２種類のフィルタは偶
数行が緑（Ｇ）、奇数行が赤と青（R/B）のフィルタで
あり、但し、奇数組みにおけるモザイク・フィルタはR,
B,R,B等の順番で配列し、偶数組みにおけるモザイク・
フィルタはB,R,B,R等の順番で配列している。
そして、垂直走査方向Ｙの緑（Ｇ）の１行と、赤と青
（R/B）の１行から成る１対ずつのフィルタを１組みに
して、第１図と同様に各組みを順番に１つ置きに奇数フ
ィールドＡと偶数フィールドＢに区分けし、フィールド
毎に信号電荷を読み出すことによってNTSC方式の飛び越
し走査を可能にし、第１図に示す色信号分離回路６から
は輝度信号を発生するために必要な高周波数の緑（Ｇ）
の色信号と、従来に較べて高い周波数の赤（Ｒ）と青
（Ｂ）の色信号を同時に出力することができ、NTSC方式
に準拠した鮮明な画像再生を実現することができる。
（R/B）の１行から成る１対ずつのフィルタを１組みに
して、第１図と同様に各組みを順番に１つ置きに奇数フ
ィールドＡと偶数フィールドＢに区分けし、フィールド
毎に信号電荷を読み出すことによってNTSC方式の飛び越
し走査を可能にし、第１図に示す色信号分離回路６から
は輝度信号を発生するために必要な高周波数の緑（Ｇ）
の色信号と、従来に較べて高い周波数の赤（Ｒ）と青
（Ｂ）の色信号を同時に出力することができ、NTSC方式
に準拠した鮮明な画像再生を実現することができる。
以上説明したように本発明によれば、水平走査方向と
垂直走査方向にマトリックス状に配列された複数の撮像
エレメントに、カラー・フィルタを設けることによって
カラー映像信号を発生するカラー固体撮像デバイスにお
いて、前記カラー・フィルタは、垂直走査方向に並ぶ４
行ずつの撮像エレメントを１群として、その奇数群と偶
数群に対応して夫々異なるフィルタ配列を有する固有の
フィルタで構成され、上記奇数群に対応する固有のフィ
ルタは、２行を一組として、一方の組みの第１行が第１
のカラー成分光に対応するフィルタから成り、第２行が
第2,第３のカラー成分光に対応するフィルタであって撮
像エレメントの配列に従って交互に配列する微小フィル
タから成ると共に、他方の組みの第１行が第１のカラー
成分光に対応するフィルタから成り、第２行が第2,第３
のカラー成分光に対応するフィルタであって撮像エレメ
ントの配列に従って交互に配列するフィルタから成り、
上記偶数群に対応する固有のフィルタは上記奇数群の固
有のフィルタの配列とは水平走査方向及び垂直走査方向
において逆位相の配列で構成したので、色再現に必要な
各色の周波数帯域を広くすることが可能となり、画質の
向上を図ることができる。
垂直走査方向にマトリックス状に配列された複数の撮像
エレメントに、カラー・フィルタを設けることによって
カラー映像信号を発生するカラー固体撮像デバイスにお
いて、前記カラー・フィルタは、垂直走査方向に並ぶ４
行ずつの撮像エレメントを１群として、その奇数群と偶
数群に対応して夫々異なるフィルタ配列を有する固有の
フィルタで構成され、上記奇数群に対応する固有のフィ
ルタは、２行を一組として、一方の組みの第１行が第１
のカラー成分光に対応するフィルタから成り、第２行が
第2,第３のカラー成分光に対応するフィルタであって撮
像エレメントの配列に従って交互に配列する微小フィル
タから成ると共に、他方の組みの第１行が第１のカラー
成分光に対応するフィルタから成り、第２行が第2,第３
のカラー成分光に対応するフィルタであって撮像エレメ
ントの配列に従って交互に配列するフィルタから成り、
上記偶数群に対応する固有のフィルタは上記奇数群の固
有のフィルタの配列とは水平走査方向及び垂直走査方向
において逆位相の配列で構成したので、色再現に必要な
各色の周波数帯域を広くすることが可能となり、画質の
向上を図ることができる。
第１図は本発明の実施例に適用した固体撮像デバイス本
体の構造を説明する構造説明図； 第２図ないし第５図は本発明の実施例に適用した光学式
マイクロ・カラー・フィルタの構造を説明する実施例説
明図である。 図中の符号： 1;受光領域 2;第１の水平電荷転送路； 3;代２の水平電荷転送路； 4,5;出力アンプ 6;色信号分離回路 l1〜lN；垂直電荷転送路 G;緑フィルタ R;赤フィルタ B;青フィルタ
体の構造を説明する構造説明図； 第２図ないし第５図は本発明の実施例に適用した光学式
マイクロ・カラー・フィルタの構造を説明する実施例説
明図である。 図中の符号： 1;受光領域 2;第１の水平電荷転送路； 3;代２の水平電荷転送路； 4,5;出力アンプ 6;色信号分離回路 l1〜lN；垂直電荷転送路 G;緑フィルタ R;赤フィルタ B;青フィルタ
Claims (2)
- 【請求項１】水平走査方向と垂直走査方向にマトリック
ス状に配列された複数の撮像エレメントに、光学式マイ
クロ・カラー・フィルタを設けることによってカラー映
像信号を発生するカラー固体撮像デバイスにおいて、 前記カラー・フィルタは、垂直走査方向に並ぶ２行ずつ
の撮像エレメントを１組とし、且つ垂直走査方向に並ぶ
４行ずつの撮像エレメントを１群として、 各群各組の第１行を第１のカラー成分光に対応する色の
ストライプ・フィルタで形成し、且つ第２行を第2,第３
のカラー成分光に対応する色の微小フィルタを撮像エレ
メントの配列に対応して交互に配置したモザイク・フィ
ルタで形成すると共に、 前記モザイク・フィルタは奇数群と偶数群との間、或い
は、奇数群と偶数群との間及び各群の第１組と第２組と
の間において相互に逆相の関係に配列されたフィルタか
ら成ることを特徴とするカラー固体撮像デバイス。 - 【請求項２】水平走査方向と垂直走査方向にマトリック
ス状に配列された複数の撮像エレメントに、光学式マイ
クロ・カラー・フィルタを設けることによってカラー映
像信号を発生するカラー固体撮像デバイスにおいて、 前記カラー・フィルタは、垂直走査方向に並ぶ２行ずつ
の撮像エレメントを１組とし、且つ垂直走査方向に並ぶ
４行ずつの撮像エレメントを１群として、 奇数群各組の第１行を第１のカラー成分光に対応する色
のストライプ・フィルタで形成し、且つ第２行を第2,第
３のカラー成分光に対応する色の微小フィルタを撮像エ
レメントの配列に対応して交互に配置したモザイク・フ
ィルタで形成し、 更に、偶数群各組の第１行を第2,第３のカラー成分光に
対応する色の微小フィルタを撮像エレメントの配列に対
応して交互に配置したモザイク・フィルタで形成し、且
つ第２行を第１のカラー成分光に対応する色のストライ
プ・フィルタで形成したことを特徴とするカラー固体撮
像デバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1029971A JP2729499B2 (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | カラー固体撮像デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1029971A JP2729499B2 (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | カラー固体撮像デバイス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02210873A JPH02210873A (ja) | 1990-08-22 |
| JP2729499B2 true JP2729499B2 (ja) | 1998-03-18 |
Family
ID=12290849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1029971A Expired - Fee Related JP2729499B2 (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | カラー固体撮像デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2729499B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63136563A (ja) * | 1986-11-27 | 1988-06-08 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
-
1989
- 1989-02-10 JP JP1029971A patent/JP2729499B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02210873A (ja) | 1990-08-22 |
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Legal Events
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