JP2845881B2

JP2845881B2 - 固体撮像装置

Info

Publication number: JP2845881B2
Application number: JP63008316A
Authority: JP
Inventors: 俊文尾崎; 直樹小沢; 信弥大場; 到三村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-01-28
Filing date: 1988-01-20
Publication date: 1999-01-13
Anticipated expiration: 2014-01-13
Also published as: JPS63301687A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、固体撮像装置に係り、特に垂直解像度の向
上を目指した新規なテレビジョン方式に好適な単板カラ
ー固体撮像装置に関する。

〔従来の技術〕

現行の日本，アメリカの標準テレビ方式であるNTSC方
式では、インタレース走査が行なわれている。第１図
に、インタレース走査の原理を示す。図中、縦軸はテレ
ビ画面の垂直空間方向の軸を、横軸は時間軸を、一平面
は、一フィールドを、ｌは走査線を示す。ｌのサフィッ
クスは走査線を区別するためにつけてある。毎秒30枚送
受信されるフレームは、２つのフィールドより構成され
る。各フィールドは互いに１本おきの走査線で走査され
る。すなわち、第１フィールドでl₁₁,l₁₃,…l₁,₂₆₃の奇
数走査線が、第２フィールドでl₂₂,l₂₄,…l₂,₂₆₂の偶数
走査線が送受信され、第１フィールドと第２フィールド
で１フレームが構成される。このインタレース走査を用
いれば、フレーム周波数は30Hzであってもフィールド周
波数は60Hzになり、肉眼に対しては毎秒の画面数があた
かも60枚になったかに写るので、チラツキを感じない。
また、視覚は時間的ローパス特性を持つため、1/60s間
の走査線数が262.5本であるにもかかわらず、TV画面上
ではあたかも525本の走査線があるかのごとくに見え、
伝送帯域を1/2に節約できる。

固体撮像素子においては、上記インタレース走査を実
現するために、第２図（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す３つの
信号読み出し法のいずれかが行なわれる。図中、各正方
形は一画素を示し、実線が第１フィールドの画素の読み
出し順序，破線が第２フィールドの画素の読み出し順序
を示す。第２図（ａ）は、フレーム蓄積１行読み出し
で、各フィールドにおいて、垂直方向の各行を一行おき
に順次読み出す。画素の光蓄積時間は１フレーム時間と
なり残像が生じる。第２図（ｂ）は、フィールド蓄積２
行混合読み出しで、素子内部で垂直２行を混合し、その
混合する２行の組み合せを各フィールドで交互に変更す
る。第２図（ｃ）は、フィールド蓄積２行同時読出し
で、垂直方向の２行を混合することなく、同時に読み出
し、その組み合せを各フィールドで変えている。第２図
（ｂ）（ｃ）の読み出し法では、各画素は1/60sに１回
読み出される。

単板カラー固体撮像装置は、上記読み出し法のいずれ
か１つを行なう固体撮像素子１枚を用いて、カラーテレ
ビジョン信号を得る装置である。撮像素子上には分光感
度特性の異なるフィルタが各画素毎に配置され、被写体
像の色信号に従った信号が順次出力される。この出力を
信号処理することにより、被写体の明るさに関する情報
である輝度信号と色に関する情報である色信号を得る。
色フィルタ配置ならびに信号処理方式は、上記３つの読
み出し法について様々なものがある。例えば、IEEE Tra
ns.Electron Devices,Vol.ED−32pp.1381−1389,Aug.19
85、また、フレーム蓄積１行読み出しを行なう素子につ
いては、テレビジョン学会技術報告第７巻41号（1984.
2）第１頁から第６頁、フィールド蓄積２行混合読み出
しを行なう素子については、テレビジョン学会技術報告
第８巻44号（1985.2）第１頁から第６頁、フィールド蓄
積２行同時読み出し素子については、テレビジョン学会
全国大会予稿集４−13（1980）第83頁から第84頁、テレ
ビジョン学会技術報告第９巻45号（1986.2）が挙げられ
る。ここでは、フィールド蓄積２行同時読み出し素子を
用いた単板カラー固体撮像装置の例を第３図から第４図
を用いて説明する。第３図は、テレビジョン学会全国大
会予稿集３−８（1986年）第59頁より第60頁に記載のTS
L固体撮像素子の回路構成とフィルタ配置図第４図は、
第３図の素子を用いた単板カラー固体撮像装置の信号処
理系のブロック図である。

第３図において31は光電変換を行なう光ダイオード、
32,33は各光ダイオードの信号電荷を順次読み出すため
のパルスを発生する垂直ならびに水平シフトレジスタ、
34は同時に読み出される２行の組み合せを変えるための
インタレース回路、35は水平シフトレジスタのパルスに
より開閉する水平スイッチ、36は垂直シフトレジスタの
パルスにより開閉する垂直スイッチ、37は読み出し行の
選択を行なう行スイッチ、38は水平信号線、39は垂直信
号線、40,41は水平信号線内の不要電荷を信号読み出し
に先立ち排除するためのリセットドレインとリセットス
イッチである。また、W,G,Cy,Yeの記号は各画素上に配
置されたホワイト，グリーン，シアン，イエローの分光
感度特性を持つフィルタを示す。以下、本素子の動作を
説明する。水平帰線期間に入ると、リセットスイッチ41
が開き、全水平信号線内の不要電荷がリセットドレイン
40に排徐された後、リセットスイッチ41が閉じる。この
後、垂直シフトレジスタとインタレース回路により選択
された２行の垂直スイッチ36と行スイッチ37が開く。こ
の状態で、水平シフトレジスタ33が順次水平スイッチを
開閉し、W,G,Cy,Yeフィルタの配置された各画素の信号
電荷は、それぞれ独立した水平信号線38ならびに垂直信
号線39に出力される。

第４図において、42は第３図の固体撮像素子、43は素
子の４つの出力電流を増幅する４つのプリアンプ、44は
素子出力より、輝度信号ｙと色信号r,g,bを得るための
マトリックス回路、45はy,r,g,b信号により、輝度信号
ｙと色差信号ｙ−r,y−ｂを出力するプロセス回路、46
はNTSC複号信号を形成するエンコーダである。以下本装
置の動作を説明する。固体撮像素子42から出力されたW,
Cy,Ye,Gの各色信号は、それぞれ４個のプリアンプ43に
導かれ増幅される。プリアンプの出力は、積和演算を行
なうマトリックス回路44に導かれ、式（１）に従い、yr
gb信号に変換される。

ｙ＝Ｗ＋Ye＋1.4Cy＋1.4G ｒ＝Ｗ＋0.8Ye−0.7Cy−Ｇｇ＝−Ｗ＋0.4Cy＋2.2G ｂ＝Ｗ−0.8Ye＋1.6Cy−1.5G （１）ついで、yrgb信号はプロセス回路45により白圧縮,r補
正，ブランキング付加，白バランス，自動利得制御後、
輝度信号ｙと色差信号ｙ−r,y−ｂに変換される。この
後、エンコーダ46により直角変調されNTSC複合信号とな
り、本装置の出力信号となる。

本従来例の装置では、第３図に示したフィルタ配置な
らびに式（１）マトリックス回路から明らかな様に、一
走査線の輝度信号ｙならびに色差信号ｙ−r,y−ｂは、
固体撮像素子の一水平走査期間に読まれる２行分の信号
から形成されている。一方、フレーム蓄積１行読み出
し、フィールド蓄積混合読み出しを行なう素子では、色
差信号ｙ−r,y−ｂは、水平走査ごとにｙ−r,y−ｂがそ
れぞれ交互に得られる、いわゆる線順次信号となってい
るが、一走査線の輝度信号は同様に固体撮像素子の一水
平走査期間に読まれる一行もしくは二行の信号から形成
される。

一方、現行テレビ方式を変更することにより、精細度
の高い画像の送信を可能とするEDTV方式が提案されてい
る。この種の装置としては、テレビジョン学会誌第39巻
10号（1985年）第891頁から第897頁、テレビジョン学会
誌第40巻３号（1986年）第154頁から第161頁、IEEE Tra
ns.,COM−32,8,pp.948−953（Aug.,1984）、SMPTE J.,9
3,10,pp.923−929（Oct.,1984）が挙げられる。本方式
の主眼点の１つは、送受信機の走査方式をインタレース
走査から順次走査とすることにより、実効的垂直解像度
の向上を行なうことにある。以下、第５図から第８図を
用い走査線変換による垂直解像度向上の原理を述べる。
第５図はインタレース走査の時空間周波数領域における
標本化周波数と静止画を撮像したときの画像の信号成分
を示す図、第６図は受像機側で行なわれるインタレース
走査を順次走査に変換するための補間法と補間フィルタ
の特性、第７図は送信側で行なわれる順次走査をインタ
レース走査に変換するEDTV用カラー撮像装置のブロック
図、第８図は第７図の動き適応走査線変換部のブロック
図と前置フィルタの特性を示す。

第１図に示したインタレース走査では、例えばl₂₂が
表示されてからl₄₂が表示されるまで1/30secの時間差が
あるために、その間に表示されるl₃₁,l₃₃が視覚的に干
渉し、インタラインフリッカを生じ、垂直解像度が低下
する。第５図はこの現象を、走査を時間と空間領域にお
ける標本化とみなし、その標本化周波数領域で説明する
図である。第５図において、横軸は垂直空間周波数、縦
軸は時間周波数で、黒丸Ａ〜Ｄは標本化周波数であり、
領域Ｓは静止画を撮像した場合の画像の信号成分、S₁〜
S₄は走査により生ずる側波帯成分である。インタライン
フリッカは領域S₄の成分により発生する。なお、動画像
においては、信号スペクトルは時空間の周波数領域で広
がりを持つが、この場合にも、点Ｃの周囲に側波帯成分
が生じ、妨害となる。

このインタレース走査による画質劣化を除去するに
は、受像機側で第５図の点Ｃで示される標本化周波数の
周囲に生じる側波帯成分を除去する補間フィルタを挿入
すればよい。第６図は、この補間フィルタによる画質向
上の原理を示す図である。同図（ａ）は補間フィルタ挿
入後の受像機の走査線構造と補間法を示す図である。第
１図と同様、縦軸はテレビ画像の垂直方向の軸を、横軸
は時間軸を、一平面は一フィールドを、ｌは走査線を示
す。また、Ｘ印は伝送されてこない走査線、・印の走査
線は伝送されてきた走査線を示し、破線矢印は静止部に
おける補間法を、一点鎖線は動画部における補間法を示
す。また、同図（ｂ）は、補間フィルタの特性を示す図
で、横軸は垂直空間周波数、縦軸は、時間周波数で、黒
丸Ａ〜Ｄはインタレース走査時の標本化周波数である。
また、ハッチした側が通過領域でａが静止画に対する特
性、ｂが動画に対する特性、ｃが余り大きくない動きに
対する特性である。以下、補間の方法を説明する。補間
フィルタの挿入は、第６図（ａ）に余す様にインタレー
ス走査を順次走査に変換することに相当し、伝送されて
こない×印の走査線の情報は伝送されてきた・印の走査
線の情報から作り出される。これを行なうために、前フ
ィールドの情報で補間する。すなわち、図（ａ）に示す
ように例えばl₃₂を前フィールドのl₂₂で補間する。この
時の補間フィルタの特性は図（ｂ）でａに対応する。し
かし、この補間法では輪郭部に水平方向の動きに対して
は櫛の歯状の画質劣化、垂直方向には動きの滑らかさを
欠くという画質劣化を生じる。そこで、動画について
は、フィールド内の上下走査線から補間する。すなわ
ち、図（ａ）に示すように、例えばl₃₂を上下走査線
l₃₁,l₃₂より補間する。この時の補間フィルタの特性は
図（ｂ）のｂに対応する。さらに、この静動の切り換え
を滑らかに行なうため、前フィールドの情報と同フィー
ルド内の上下ラインの情報を合わせて用いる。この時の
補間フィルタの特性は図（ｂ）のｃに対応する。以上述
べた補間フィルタの挿入により同図（ｂ）に示す様にイ
ンタラインフリッカの原因となった点Ｃの周囲の側波帯
成分が除去できる。なお、本方式では動画の垂直解像度
が劣化するが、肉眼は、動画に対して解像度が劣化する
性質を有し、問題とならない。

さて、以上述べた受像機側のノンインタレース化によ
り、ラインフリッカの問題は解消できるが、更に以下の
２点の問題が残る。第１には、現行のインタレース走査
を行なうカメラにおいては残像を防ぐために、各フィー
ルドでフレームにおける２走査線分の幅を取出してい
る。この結果、前フィールドからの補間走査線は、上下
走査線と1/2ずつ同一情報を含んでいることになり、垂
直方向の解像度特性はこの分だけ劣化する。第２に、現
行カメラを用いたインタレース走査信号により、動きの
判定を行なうことがむずかしく、上記した動き適応処理
を行ないがたい。この２点を解消するために、カメラも
順次走査を行ない、これをインタレース走査に変換する
方法が提案された。以下、本方式を実施したEDTV用カラ
ー撮像装置の従来例を述べる。第７図は、EDTV用カラー
撮像装置のブロック図、第８図は動き適応走査変換部の
ブロック図と前置フィルタの特性を示す。

第７図において、71は順次走査を行なう３管カラーカ
メラ、72は信号処理をデジタルで行なうためのA/D変換
器、73はRGB信号を輝度信号Ｙと色信号I,Q（I,Q信号は
帯域帯を厳密に言わなければＲ−Y,B−Ｙに等しい）に
変換するYIQ変換回路、74は動きを検知するための折り
返し成分検出回路、75はYIQ信号を順次走査からインタ
レース走査に変換する動き適応走査変換回路、76はYIQ
信号を多重化しNTSC信号とするエンコーダ、77はディジ
タルのNTSC信号をアナログに変換するD/A変換器であ
る。また、第８図（ａ）は走査変換部のブロック図で、
74は同図（ｂ）の特性を持つ折り返し成分検出回路、81
は折り返し成分検出回路の出力のない時は同図（ｃ−
１）、ある時は同図（ｃ−２）の特性を示す時空間フィ
ルタ、82は同図ｄの特性を示す時空間フィルタで、83は
2:1のサブサンプリングを行なうスイッチである。第８
図（ｂ）〜（ｄ）は時空間フィルタの特性を示す図でそ
れぞれ横軸は垂直空間周波数、縦軸は時間周波数に対応
し、斜線部が通過帯域を示す。以下、本装置の動作を説
明する。光信号は、３管カラーカメラ71内のプリズムに
より分光され、各R,G,B信号はそれぞれ対応する撮像管
で光電変換がなされ、1/60secに525本の順次走査により
走査され出力される。このR,G,B信号はA/D変換器72によ
り色副搬送波の８倍の速度でディジタル信号に変換され
た後、YIQ変換回路で輝度信号Ｙと色信号I,Qとなる。YI
Q信号は、動き適応走査線変換回路75で走査線を１本ご
とに間引かれインタレース走査に変換される。この際サ
ブサンプリングに伴う折り返しひずみを避けるために、
各信号は第８図に示す特性を持つ前置フィルタを通過す
る。すなわち、輝度信号は折り返し検出回路74の出力が
ない時（静止画に対応）には帯域制限をせず、出力があ
る時（動画に対応）には第８図ｃ−２の帯域制限を行な
う。これにより、静止画では時空間フィルタの特性に起
因した垂直解像度の低下がなくなり、解像度が向上す
る。一方、色信号は視覚の色差信号に対する解像度特性
が輝度信号に較べて充分近いので、常に第８図（ｄ）の
帯域制限がなされ、折り返しひずみが発生することはな
い。インタレース走査に変換された信号はエンコーダ76
によりNTSC信号となり、その後D/A変換器77を経て出力
信号となる。

以上述べた従来例によれば、静止画については、受像
機側でフィールド間で補間される走査線の情報は現フィ
ールドの走査線情報と同一部分は全くなくなり、525本
の走査線の持つ解像度そのものを実現することができ
る。また、順次走査により、第５図に示す点ｃの標本化
周波数がなくなり、時空間フィルタにより容易に動きの
検出ができる。

なお、適応型走査変換部の動作からもわかる様に、ED
TV用カラー撮像装置を実現するのに必要な1/60sに525本
の走査線が必要なのは輝度信号成分だけであり、色信号
成分は525/2の走査線があればよい。なぜなら、色信号
は動き検出に用いられず、常に525/4本の帯域制限がな
されているからである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の単板カラー固体撮像装置は、上記EDTV方式
に必要な順次走査について配慮がなされておらず、EDTV
用の単板カラー撮像装置を上記従来技術により実現する
には、用いている固体撮像素子の垂直方向の画素数を２
倍にしなければならないという問題があった。なぜな
ら、順次走査におけるフィールドごとの走査線数は、イ
ンタレース走査におけるフィールドごとの走査線数は、
インタレース走査におけるフィールドごとの走査線数の
２倍になるからである。この垂直方向の画素数の増加の
結果、素子製作にはより高度な集積回路技術が必要とな
り、また、素子の光利用率の低下により信号対雑音比の
劣化をまねく等、EDTV用単板カラー撮像素子の実現が著
しく困難になっていた。

本発明の目的は、従来と同一の垂直方向の画素数を持
つ固体撮像素子を用い、EDTV方式に必要な順次走査の可
能な撮像装置を実現することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、該単板カラー固体撮像素子の全画素の信
号を各フィールドごとに素子内で混合することなく独立
に読み出し、かつ、各行の信号よりそれぞれ独立した輝
度信号を各行ごとに得られるように色フィルタと信号処
理回路を構成することにより、達成される。

〔作用〕

単板カラー固体撮像素子に設けられた走査機能は、全
画素の信号電荷を各フィールドごとに素子内で混合する
ことなく独立に読み出す。このとき、素子上に設けられ
た色フィルタは各行ごとに輝度信号が得られる様に形成
されている。素子外部の信号処理回路は、素子出力より
各行ごとに輝度信号を分離形成する。これにより、従来
各フィールド内では２行に１つ得られていた輝度信号成
分を１行に１つずつ得ることが可能となり、EDTVに必要
な順次走査信号を、従来と同一の垂直方向の画素数を持
つ固体撮像素子から得ることができるようになる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第９図〜第11図により説明
する。第９図は、本発明の固体撮像装置の構成図、第10
図は、上記実施例の固体撮像素子上のフィルタ配置、第
11図は上記実施例の固体撮像素子の各線の信号出力より
輝度信号と色信号を作り出すためのマトリックス係数を
示す。

第９図において、91は、テレビジョン学会全国大会予
稿集３−８（1986年）第59頁より第60頁に記載の色フィ
ルタ配置以外は第３図と同じフィールド蓄積２行読出し
を行なうTSL固体撮像素子、92は４本の素子出力を増幅
するプリアンプ、93は同時に独立して読まれる２行のTS
L固体撮像素子出力より２つの輝度信号y₁,y₂と色信号r,
bを作り出すマトリックス回路、94は輝度信号y₁,y₂と色
信号r,bを輝度信号y₁,y₂と色差信号ｙ−r,y−ｂに変換
するプロセス回路、95は輝度信号y₁,y₂に第８図のＹ信
号に対して行なわれたと同様の走査線変換を行なう走査
線変換回路、96は走査線変換後のｙ信号と色差信号ｙ−
r,y−ｂよりNTSC複号信号を得るエンコーダを示す。固
体撮像素子91上に２次元状に形成されるフィルタ配置を
示す第10図において、W,G,Cy,Yeは、各色フィルタの分
光感度特性を示す。また、上記93のマトリックス回路の
係数の詳細を示す第11図において、各数値は、テレビジ
ョン学会技術報告（1986年）第13頁から第18頁に記載の
輝度信号y₁,y₂ならびに色信号r,bを各色フィルタの配置
された画素の出力信号W,G,Cy,Yeの積和により作り出す
ための係数を示している。

以下、本装置の動作を説明する。固体撮像素子91から
出力されたW,Cy,Ye,Gの各色信号は、それぞれ４個のプ
リアンプ92に導かれ増幅される。プリアンプ出力は、積
和演算に行なうマトリックス回路93に導かれ、式（２）
に従い、２つの輝度信号y₁,y₂と色信号r,b信号に変換さ
れる。

このマトリックス回路の出力はプロセス回路94で輝度
信号y₁,y₂と色差信号ｙ−r,y−ｂに変換される。ここ
で、色差信号は式（３）により変換が行なわれる。

この後、輝度信号y₁,y₂は、第８図で述べた動き検出
回路74と時空間フィルタ81よりなる走査線変換回路95で
第８図の輝度信号Ｙと同様の動き適応走査線変換が行な
われ、インタレース走査信号となる。一方、色信号はマ
トリックス回路通過時点でインタレース走査信号となっ
ているので何も行なわない。こうして得られたインタレ
ース走査に変換された信号はエンコーダ96により、NTSC
信号となる。

本実施例によれば、現行テレビ方式で用いられている
撮像装置に輝度信号を４画素から作るのではなく水平２
画素から作るというわずかな変換を行なうだけで、EDTV
方式に適合する順次走査信号を得ることができる。ま
た、色信号を２行分の信号より作り出し、かつ、２行の
組み合せを各フィールドごとに変えるという操作をして
いるため、EDTVの色信号がサブサンプリングをすること
なく直ちに得られるという利点を有している。

第９図の実施例では、TSL固体撮像素子の例を述べた
が、固体撮像素子はフィールド蓄積２行同時読み出しを
行なう素子であれば、どの様なものでもよい。この種の
素子としては、例えば、ISSCC Dig.Tech.papers,pp.26
−27,1980に記載されたMOS型素子、IEEE Trans.Electro
n Devices,Vol.ED−32,pp.1484−1487,Aug.1985に記載
されたRANS回路を有するMOS−CCD型素子、さらには、テ
レビジョン学会全国大会予稿集４−12（1987）第85頁か
ら第86頁に記載されたIL−CCD型素子などが挙げられ
る。以下、第12図に、IL−CCD撮像素子を用いた本発明
の第２の実施例を示す。第12図（ｂ）は本発明の固体撮
像装置の構成図、同図（ａ）は同図（ｂ）に用いられて
いる固体撮像素子の回路構成図である。第12図（ａ）に
おいて、121,124は垂直ならびに水平走査を行なう垂直
ならびに水平CCD、122は光ダイオード、123は光ダイオ
ード中の過剰電荷を吸い出すオーバーフロードレイン、
125は出力アンプである。また、W,G,Cy,Yeは、各画素上
に配置されたフィルタの特性を示す。以下、本回路の動
作を説明する。光ダイオード122で光電変換された信号
電荷は垂直ブランキング期間中に垂直CCD121に送られ
る。その後、各水平ブランキング期間に２行が分離され
て水平CCD124に転送され、水平走査期間内に順次出力ア
ンプ125を介して出力される。出力信号はＷとＧが交互
に繰り返されるものとCyとYeが交互に繰り返される２系
列がある。なお、２行の組み合せは外部クロックのかけ
方を変えることにより垂直CCDから水平CCDへ転送される
行の組み合せを変えることにより変えられる。第12図
（ｂ）において、126は同図（ａ）に示した固体撮像素
子、127はＷとＧ、CyとYeを分離するための振り分け回
路である。93〜96は第９図と同じである。素子出力は、
127の振り分け回路を経てW,G,Cy,Yeの４信号に分離され
た後、第９図と同様の信号処理により、NTSC信号とな
る。

以上、固体撮像素子としてフィルタ蓄積２行同時読み
出しを行なう素子について述べたが、全画素を素子内で
１フィールドで独立に読み出させるものであれば、同時
に読み出す行の本数は任意でかまわない。

また、第1,第２の実施例では、フィルタ配置はW,Cy,Y
e,Gの４画素繰り返しとし、このフィルタ配置を持つ素
子より２つの輝度信号y₁,y₂と色差信号ｙ−r,y−ｂを得
る信号処理方法を述べたが、色フィルタと信号処理形式
は、各行の信号出力より輝度信号を形成し得るものであ
れば、どの様なものでもよい。第13図（ａ）に同図
（ｂ）に示すRGBストライプフィルタを用いた本発明の
他の実施例のブロック図を示す。同図（ａ）において13
は第12図で述べたIL−CCD、132は水平方向の低域フィル
タ、133は、素子出力よりRGBを分離する振り分け回路、
134は分離されたRGB信号の２行分を加算し、rb信号とす
る加算回路、94〜96は第９図と同様である。CCD131の出
力は、各行ごとに水平方向の低域フィルタ132を通過
し、輝度信号y₁,y₂となる。一方、振り分け回路133によ
り分離されたR,G,B信号は加算回路134で２行分が加算さ
れた後r,b信号となり、プロセス回路94に入力される。
以後、第９図と同様の信号処理によりNTSC信号となる。
本実施例では、輝度信号が水平３画素より形成されるの
で水平解像度は第12図より劣るが、垂直解像度は、第1,
第２の実施例と同等のものが得られる。また、第14図に
はさらに別の本発明の実施例に用いられるＧ市松R/B線
順次フィルタを示す。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来と同一の垂直方向の画素数を持
つ固体撮像素子を用い、EDTV方式に必要な順次走査の可
能な撮像装置を実現できるので、安価で高画質な単板カ
ラー固体撮像装置を提供できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はインタレース走査の原理を示す図、第２図はイ
ンタレース走査を実現する固体撮像素子の信号読み出し
法を示す図、第３図はTSL固体撮像素子の回路構成とフ
ィルタ配置図、第４図は第３図の素子を用いた従来の単
板カラー固体撮像装置の信号処理系を示す図、第５図は
インタレース走査の時空間周波数領域における標本化周
波数と静止画を撮像した時の画像の信号成分を示す図、
第６図は受像機側で行なわれるインタレース走査を順次
走査に変換するための補間法と補間フィルタの特性を示
す図、第７図は送信側で行なわれる順次走査をインタレ
ース走査に変換するEDTV用カラー撮像装置のブロック
図、第８図は第７図中の動き適応走査線変換部のブロッ
ク図と前置フィルタの特性を示す図、第９図は本発明の
一実施例の構成を示す図、第10図は第９図の実施例のフ
ィルタ配置を示す図、第11図は第９図の実施例で素子出
力信号から輝度信号と色信号を作るためのマトリックス
係数を示す図、第12図は本発明の他の実施例の構成を用
いられる撮像素子の回路構成図を示す図、第13図は本発
明の別の実施例の構成とフィルタ配置を示す図、第14図
は本発明のさらに別の実施例を示す図である。 91,126,131……固体撮像素子、92……プリアンプ、93…
…マトリックス、94……プロセス回路、95……走査線変
換回路、96……エンコーダ、127,133……振り分け回
路、131……低域フィルタ、134……加算回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三村到東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献特開昭62−281574（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−176390（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 9/04 - 9/11

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】２次元状に配置され、かつ各々分光感度特
性を備えた複数個の光電変換手段と、上記光電変換手段
の各々の中に蓄積された電荷に対応した光信号を各々独
立に読み出すように上記光電変換手段の全部を１フィー
ルド期間内に走査する走査手段と、上記光電変換手段の
各行から読み出される１行分の上記光信号に特定の積和
演算を施して各フィールド内において１行に１つずつ第
１の輝度信号を得る手段を有することを特徴とする固体
撮像装置。
【請求項２】上記光電変換手段の各々は、ホワイトＷ、
グリーンＧ、シアンCyまたはイエローYeのいずれかの分
光感度特性を有することを特徴とする請求項１に記載の
固体撮橡装置。
【請求項３】２次元状に配置され、かつ各々分光感度特
性を備えた複数個の光電変換手段と、上記光電変換手段
の各々の中に蓄積された電荷に対応した光信号を各々独
立に読み出すように上記光電変換手段の全部を１フィー
ルド期間内に走査する走査手段と、上記独立に読み出さ
れた光信号から各フィールド内において１行に１つずつ
第１の輝度信号を得る手段と、該第１の輝度信号をイン
タレース走査信号に変換する手段と、隣接した２行から
読み出される２行分の光信号の組ごとに色信号を得る手
段を有し、上記光信号の組は上記各フィールド毎に異な
っていることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項４】上記色信号を得る手段は、上記光電変換手
段の隣接した２行から読み出される２行分の光信号に特
定の積和漢算を施す手段である請求項３に記載の固体撮
像装置。
【請求項５】上記走査手段は上記光電変換手段の隣接し
た２行を同時に走査する請求項３又は４のいずれか一項
に記載の固体撮橡装置。
【請求項６】上記固体撮像装置はさらに、上記第１の輝
度信号の垂直時間周波数領域内での折り返し成分の検知
結果に基づいて上記第１の輝度信号の帯域幅を制限した
後、2:1サンプリングを施すことにより第２の輝度信号
を得る手段を有する請求項１乃至５のいずれか一項に記
載の固体撮像装置。
【請求項７】２次元状に配置され、かつ各々分光感度特
性を備えた複数個の光電変換手段と、上記光電変換手段
の各々の中に蓄積された電荷に対応した光信号を各々独
立に読み出すように上記光電変換手段の全部を１フィー
ルド期間内に走査する走査手段と、上記独立に読み出さ
れた光信号から各フィールド内において１行に１つずつ
輝度信号を得る手段と、動き検出回路の検出結果に基づ
いて上記輝度信号の伝送帯域を減少させる手段を有する
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項８】上記輝度信号を得る手段は、上記光電変換
手段の各行から読み出される１行分の上記光信号から上
記輝度信号を得ることを特徴とする請求項７に記載の固
体撮像装置。