JP2892177B2 - カラー固体撮像装置 - Google Patents
カラー固体撮像装置Info
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Description
的な信号処理を加える固体撮像装置に係わり、特に色フ
ィルタの配置によりカラー撮像を可能としたカラー固体
撮像装置に関する。
像装置に集積された画素数によって決まり、高解像度を
得るには画素数の増加が必要となる。ところが、画素数
が多いことは、画素信号読出し周波数が高くなることを
意味している。このため、画素数が多いと信号帯域が広
がり、ノイズが増加する。
につながり、さらに1画素に蓄積される信号電荷数の減
少になる。そして、このノイズの増加と最大蓄積信号電
荷数の減少により、ダイナミックレンジが低下する。
ト限界以上の空間周波数を持つ被写体の撮像では、モア
レ等の偽信号が発生し再生像を劣化させる。この偽信号
を減少させるため従来、例えば入射面に光導電膜を積層
したり、レンチキラーレンズを用いる等して画素開口を
等価的に大きくしていた。しかしながら、画素ピッチよ
り大きな開口を得ることはできず、この方法では限界が
あった。
いる駆動法では、偶数フィールドと奇数フィールドで垂
直CCD転送方向に2画素の組合わせを変え、その加算
信号を出力しインターレース走査を行っている。この方
法は、主として信号蓄積期間をフレーム周期からフィー
ルド周期にして残像を低減する目的で用いられているも
のであり、垂直方向の偽信号は減少できるものの、水平
方向については従来と変らず偽信号が発生する問題があ
った。
方向画素の信号加算を行い、且つフィールド毎に信号電
荷の組合わせを異なるように駆動した固体撮像装置を提
案した(特開平1-309579号公報)。以下、この提案につ
いて簡単に説明する。
で画素の配列と加算すべき画素の組合わせ例を示してい
る。垂直,水平方向に配列された各画素(P1-1 ,P
1-2 ,〜,P1-N ,P2-1 ,P2-2 ,〜、P2-N ,〜,
PM-1 ,PM-2 ,〜,PM-N )と、これらの画素から得
られる信号電荷を垂直,水平の各2画素づつ加算して、
そのサンプリング中心点を第1フィールド○印
(SA1-1,SA1-2,〜,SA2-1,…)、第2フィールド
●印(SB1-1,SB1-2,〜,SB2-1,…)で示す。再生
画像上の走査線を第1フィールドをN,N+1,N+
2,…で示し、第2フィールドをN',(N+1)',…で
示す。
明する。ここでは、4画素加算の場合について説明す
る。第1,第2フィールドで1フレームを構成する撮像
方式において、第1フィールドのN走査線に相当する画
素サンプリング中心点はSA1-1,SA1-2,…となる。こ
のとき、サンプリング中心点SA1-1に対する検出は、画
素P1-1 ,P1-2 ,P2-1 ,P2-2 の信号電荷を加算し
て行う。そして、次のサンプリング中心点SA1-2のとき
は、画素P1-3 ,P1-4 ,P2-3 ,P2-4の信号電荷を
加算して行う。
プリング中心点SA2-1,SA2-2は、それぞれ画素
P3-1 ,P3-2 ,P4-1 ,P4-2 及び画素P3-3,P
3-4 ,P4-3 ,P4-4 を加算して行う。この動作を各走
査に応じて行い、次の第2フィールドのN′走査線に相
当する画素サンプリング中心点SB1-1,SB1-2は、それ
ぞれ画素P2-2 ,P2-3 ,P3-2 ,P3-3 及び画素P
2-4 ,P2-5 ,P3-4 ,P3-5 を加算して行う。
ドの水平方向と垂直方向の画素加算は1画素づつずらし
て行う。この結果、各フィールドにおけるサンプリング
中心点は図に示すように○印,●印で表示した位置にな
る。
構成される画素ピッチより大きな開口が得られ、且つ第
1フィールドと第2フィールド間で開口が重なる効果が
生じる。これにより、モアレ等の偽信号が減少できる。
第1フィールドと第2フィールドのサンプリング中心点
は 180゜位相がずれているので、再生画像上での解像度
は素子の水平画素数で決まる値と同じ高解像度が得られ
る。また、この動作ではフィールド内で全画素の信号電
荷を読出すので残像の少ない再生画像が得られる。さら
に、画素信号電荷を4画素分加算して読出すので、垂直
方向の2画素分加算に対して2倍の信号電荷になる。
響を小さくでき、S/Nの向上をはかることができる。
また、本動作では水平転送電極段数を従来の 1/2にで
き、且つこの転送周波数も1/2 にできる。このため、従
来水平転送電極構成で水平画素ピッチが決まっていたの
が、この分作り方が容易になるので、より高解像度の固
体撮像素子が実現可能になる。
画像を撮像するには、各受光素子に色フィルタを配置す
ることが考えられる。従来のカラー固体撮像装置として
種々の色フィルタ配列が提案されており、例えば特公昭
63-238786 号公報,特公昭63-258181 号公報などがある
が、撮像素子内部で2次元的な信号処理を行う撮像素子
に応用した例はない。そして、これらのフィルタ配列を
そのまま前記2次元的な信号処理を行う撮像素子に応用
すると、色信号が合成できないか、又は解像度が著しく
劣化するなどの問題があった。
素子により得られた信号電荷に対して撮像素子内部で2
次元的な加算処理を行う固体撮像装置においては、従来
のフィルタ配列をそのまま適用すると、色信号が合成で
きない、解像度が劣化するなどの問題があった。本発明
は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的とす
るところは、撮像素子内部で2次元的な信号処理を加え
る方式にあっても、色フィルタ配置の工夫により、カラ
ー画像を撮像することのできるカラー固体撮像装置を提
供することにある。
に本発明では、複数の受光素子を2次元的に配置し、該
受光素子より得られた信号電荷に対して2次元的な加算
処理を行い、該加算処理を行う信号電荷に対応する画素
の組合せがフィールド毎に異るように駆動される固体撮
像装置において、受光素子の前面若しくは表面に、透過
光色の異なる色フィルタをそれぞれ設置し、該フィルタ
の色配列を受光素子の配列に対し斜めストライプ状に、
又は受光素子の縦列方向に沿ってストライプ状に設定し
たことを特徴としている。
うにすればよい。即ち、3種類のフィルタからなり、
赤,青,緑、又は、緑,シアン,黄色、又は透明,シア
ン,黄色であること。また、2種類のフィルタからな
り、赤,青、又はシアン,黄色であること。
することにより、撮像素子内部での信号電荷に対する2
次元的な加算処理において、各加算処理のうち隣り合っ
た加算処理の色の組合せが異ることになる。従って、撮
像素子より出力される加算処理結果の信号から各色信号
を再合成することができ、カラー画像の撮像が可能とな
る。
て説明する。
ラー固体撮像装置の色フィルタ配置例を示す模式図であ
る。この実施例は、2次元的な4画素の加算処理、即ち
縦方向2画素、横方向2画素の加算処理を行う撮像素子
に応用した例である。
は、図3に示した例と同じであり、矢印はあるフィール
ドの信号加算の組合せを示し、●印は奇数フィールド
(第1フィールド)の加算重心、△印は偶数フィールド
(第2フィールド)の加算重心を示している。
(赤),G(緑),B(青)の3種類からなり、縦方
向,横方向に配列された各受光素子に対し斜め方向に
R,G,Bの順に配列されている。即ち、R,G,Bの
色フィルタが斜めストライプに配置されている。なお、
これらの色フィルタは各受光素子の表面にそれぞれ張り
付ける、又は各受光素子の前面にそれぞれ設置するよう
にすればよい。また、フィルタの並びに垂直な方向にフ
ィルタ配置の周期と加算処理の周期を数えれば、フィル
タ配置の周期は加算処理の周期の3/4となっている。
らも明らかなように、撮像素子内部での信号電荷に対す
る2次元的な加算処理において、加算処理のうち隣り合
った加算処理の色の組合せが異ることになる。このた
め、撮像素子より出力される加算処理結果の信号から各
色信号を再合成することができる。しかも、色フィルタ
の周期が過度に大きくなることもなく、解像度の劣化も
極めて少ない。
に対して撮像素子内部で2次元的な加算処理を行う固体
撮像装置においても、高解像度のカラー画像を撮像する
ことが可能となる。そして、単板カラー方式、若しくは
輝度信号用と色信号用との2枚の撮像素子を用いた2板
方式などに応用できるため、安価となる、位置合せが容
易などの長所を持つ。
ィルタ配置例を示す模式図である。この実施例は、第1
の実施例と同様に2次元的な4画素の加算処理を行うも
のであるが、第1の実施例とは異なり4フィールドで1
フレームを構成し、各フィールド毎に加算画素の組合わ
せを変えている。矢印はあるフィールドの信号加算の組
合せを示し、●印は第1フィールドの加算重心、△印は
第2フィールドの加算重心、黒三角印は第3フィールド
の加算重心、○は第4フィールドの加算重心を示してい
る。
施例と同様にR(赤),G(緑),B(青)の3種類か
らなり、縦方向のストライプが横方向にR,G,Bの順
に配列されている。なお、フィルタ配置の周期は加算処
理の周期の3/2、すなわち3/4の2倍の周期となっ
ている。
と同様に、加算処理のうち隣り合った加算処理の色の組
合せが異ることになり、加算処理結果の信号から各色信
号を再合成することができ、カラー画像を撮像すること
が可能となる。
れるものではない。画素配列は図1及び図2に限るもの
ではなく、これらの図を45度傾けた如く配置した、蛇
の目状の画素配置の撮像素子にも応用できる。またいず
れの場合にも、加算処理の組合せは、図1のような2フ
ィールドで周回する組合せ、若しくは図2のような4フ
ィールドで周回する組合せのいずれの場合にも応用が可
能である。
ィルタを用いたが、3種類の色を用いれば他の色でもよ
い。例えば、緑(G),シアン(Cy),黄色(Y
e)、又は透明(W),Cy,Yeなどの組合せでもか
まわない。さらに、必ずしも3種類の色フィルタを用い
る必要はなく、2種類のフィルタ、R,B、又はCy,
Yeで構成してもよい。その他、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲で、種々変形して実施することができる。
フィルタの配列を受光素子の配列に対し斜めストライプ
状に、又は受光素子の縦列方向に沿ってストライプ状に
設定しているので、受光素子により得られた信号電荷に
対して撮像素子内部で2次元的な加算処理を行う固体撮
像装置においても、高い解像度でカラー画像を撮像する
ことが可能となる。
装置の色フィルタ配置例を示す模式図、
例を示す模式図、
画素の組み合わせ例を示す模式図。
Claims (2)
- 【請求項1】複数の受光素子を2次元的に配置し、該受
光素子より得られた信号電荷に対して2次元的な加算処
理を行い、該加算処理を行う信号電荷に対応する画素の
組合せがフィールド毎に異るように駆動された固体撮像
装置において、前記受光素子の前面若しくは表面に、透
過光色の異なる色フィルタをそれぞれ設置し、該フィル
タの色配列を前記受光素子の配列に対し斜めストライプ
に設定してなることを特徴とするカラー固体撮像装置。 - 【請求項2】複数の受光素子を2次元的に配置し、該受
光素子より得られた信号電荷に対して2次元的な加算処
理を行い、該加算処理を行う信号電荷に対応する画素の
組合せがフィールド毎に異るように駆動された固体撮像
装置において、前記固体撮像素子の前面若しくは表面
に、透過光色の異なる色フィルタをそれぞれ設置し、該
フィルタの色配列を前記受光素子の縦列方向に沿ってス
トライプ状に設定してなることを特徴とするカラー固体
撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3110315A JP2892177B2 (ja) | 1991-05-15 | 1991-05-15 | カラー固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3110315A JP2892177B2 (ja) | 1991-05-15 | 1991-05-15 | カラー固体撮像装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04337993A JPH04337993A (ja) | 1992-11-25 |
JP2892177B2 true JP2892177B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=14532602
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3110315A Expired - Lifetime JP2892177B2 (ja) | 1991-05-15 | 1991-05-15 | カラー固体撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2892177B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5446521B2 (ja) * | 2009-07-06 | 2014-03-19 | 株式会社リコー | 撮像装置 |
EP2683166B1 (en) * | 2011-02-28 | 2017-12-13 | Fujifilm Corporation | Color imaging device |
-
1991
- 1991-05-15 JP JP3110315A patent/JP2892177B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04337993A (ja) | 1992-11-25 |
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