JP3988886B2 - Color solid-state imaging device - Google Patents
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Description
本発明はカラー固体撮像装置に関し、特にプログレッシブスキャン読み出しに用いた場合、高いカラー解像度を得る手法に関する。 The present invention relates to a color solid-state imaging device, and more particularly to a technique for obtaining high color resolution when used for progressive scan readout.
2次元固体撮像装置は、近年、パーソナルコンピュータ向けの画像入力装置や電子スチルカメラへの需要が増大している。従来、2次元固体撮像装置は、主にビデオカメラ用に開発されてきており、このような2次元固体撮像装置は垂直走査方向に1画素おきに読み出すインターレース読み出し方式を基本としている。しかし、2次元固体撮像装置をパーソナルコンピュータやスチルカメラに用いる場合、ビデオカメラ等に用いる場合とは異なり、全ての画素を一度に順番に読み出す全画素読み出し(プログレッシブスキャン読み出し)を行うことが必要となる。このようなプログレッシブスキャン読み出しは、インターレース読み出しと比較して、1回の読み出しで得られる画像の垂直解像度が高く取れるという利点を有する。 In recent years, the demand for two-dimensional solid-state imaging devices has increased for image input devices and electronic still cameras for personal computers. Conventionally, a two-dimensional solid-state imaging device has been developed mainly for a video camera, and such a two-dimensional solid-state imaging device is based on an interlace readout method that reads out every other pixel in the vertical scanning direction. However, when the two-dimensional solid-state imaging device is used for a personal computer or a still camera, it is necessary to perform all-pixel readout (progressive scan readout) for sequentially reading all pixels at once, unlike the case of using for a video camera or the like. Become. Such progressive scan reading has an advantage that the vertical resolution of an image obtained by one reading can be higher than that of interlace reading.
プログレッシブスキャン読み出しにおいて、1個の2次元固体撮像装置を用いてカラー表示を行う単板カラー化方式が種々提案されている。それに対応したカラーフィルタ配列にも様々な方法が提案されている。特に色の再現性を重視する場合には、カラーフィルタには原色を用いることが望ましい。 In progressive scan readout, various single-plate colorization systems that perform color display using a single two-dimensional solid-state imaging device have been proposed. Various methods have been proposed for color filter arrangements corresponding thereto. In particular, when emphasizing color reproducibility, it is desirable to use primary colors for the color filter.
図17(a)は、一例として、2次元固体撮像装置としてプログレッシブスキャンCCDを用い、緑(G),赤(R),青(B)の3原色を採用したカラーフィルタ配列500を示している。このようなカラーフィルタ配列500は、ベイヤー配列として知られており、例えば、中川他:「1/3インチ33万画素全画素読み出し方式CCD」、テレビジョン学会技術報告、1995年9月22日、及びベイヤー:「カラー撮像素子」(非特許文献1)、特開昭51−112228号公報(特許文献1)等に記載されている。
FIG. 17A shows, as an example, a
図17(a)に示されるように、カラーフィルタ配列500では、Gに、他の2色(R,B)の2倍の画素を割り当て、かつGを市松状に配列している。RとBは、水平・垂直方向とも2画素周期で、直交格子(水平及び垂直方向の格子)上に配列されている。輝度信号は高い解像度を必要とするため、人間の目が高い感度を有する緑を全画素の1/2に配置することにより、輝度信号の解像度を高くすることができる。
As shown in FIG. 17A, in the
図17(b)は、カラーフィルタ配列500によるG、R、B各信号の空間解像度特性(2次元空間で各方向への解像可能領域)を示している。輝度信号に占める比率が大きいGを市松状に配列することにより、図17(b)に示されるように、輝度信号は水平及び垂直方向には比較的高い解像度が得られる。しかし、斜め方向には十分な解像度を得ることができない。
FIG. 17B shows the spatial resolution characteristics (resolvable regions in each direction in a two-dimensional space) of the G, R, and B signals by the
図18(a)は、もう1つの例として、2次元固体撮像装置としてプログレッシブスキャン方式と同等の動作をするCCDを用い、G,R,B3原色を採用した場合のカラーフィルタ配列510を示している。このようなカラーフィルタ配列510は、例えば、曽我他:「デジタルカードカメラ」、テレビジョン学会技術報告(1993年3月4日)(非特許文献2)に記載されている。カラーフィルタ配列510においても、図17(a)に示されるカラーフィルタ配列500と同様、輝度信号に占める比率が大きいGに、他の2色(R,B)の2倍の画素を割り当てているが、Gをストライプ状に配列している点がカラーフィルタ配列500とは異なっている。カラーフィルタ510において、R及びBは、水平方向には2画素周期、垂直方向には1画素周期で菱形格子(斜め格子)上に配列されている。図18(b)は、カラーフィルタ配列510による、G,R,B各信号の空間解像度特性を示している。図18(b)に示すように、輝度信号は垂直及び斜め方向には比較的高い解像度が得られるが、水平方向には十分な解像度が得られない。
FIG. 18A shows another example of a
上述の2次元固体撮像装置500及び510は、共にプログレッシブスキャン型ないしはそれに相当する型のCCDであり、画素は水平・垂直の格子状に配列されている。このため、カラーフィルタの配列を工夫しても、得られる空間解像度特性にはそれぞれの制約が生じている。
Both the above-described two-dimensional solid-
一方、2次元固体撮像装置として、CCDではなく、X−Y走査方式を採用する場合には、画素配列の自由度はより大きくなる。例えば、図19(a)は、X−Y走査方式を採用したプログレッシブスキャン型の増幅型2次元固体撮像素子のカラーフィルタ配列520を示している。このようなカラーフィルタ配列520は、例えば、J.Hynecek"BCMD-An Improved Photosite Structure for High-DensityImage Sensors",IEEE Trans.on Electron Devices, Vol.38,No5,May,1991(非特許文献3)に記載されている。
図19(a)に示すように、カラーフィルタ520においては、水平方向を行として、各行が垂直方向において奇数番目の行と偶数番目の行とで、水平方向に1/2画素ピッチ分シフトするように配列されている。G、R、及びBの各色フィルタは、各行内ではR−G−Bの順に3画素周期で繰り返され、更に、奇数番目行と偶数番目行とで同色のフィルタが3/2画素ピッチだけずれるように配列されている。従って、図19(b)に示すように、各色の空間解像度特性は一致する。G、R、及びBとも比較的バランスの良い解像度が得られるが、水平解像度はなお不十分である。
As shown in FIG. 19A, in the
更に、2次元固体撮像装置で得られたカラー画像をパーソナルコンピュータへ取り込む場合、輝度信号画素あるいはG画素が正方格子(直交格子で水平ピッチと垂直ピッチとが等しい場合)上に配置されることが望ましい。しかし、図18(a)及び図19(a)に示されるカラーフィルタ配列510や520ではこの要件を満たすことができない。また、図18(a)のカラーフィルタ配列510の場合、水平画素ピッチLを垂直画素ピッチMの1/2(即ち、L=M/2)とすれば、上記要件を満たすことが可能である。しかし、水平画素ピッチLを大幅に縮小することは、2次元固体撮像素子の性能低下を招き易い。例えば、CCD型2次元固体撮像装置の場合、転送可能な信号電荷量の低下を招くためダイナミックレンジの確保が困難となる。
Furthermore, when a color image obtained by a two-dimensional solid-state imaging device is taken into a personal computer, luminance signal pixels or G pixels may be arranged on a square lattice (when the horizontal pitch and the vertical pitch are equal in an orthogonal lattice). desirable. However, the
また、X−Y走査型固体撮像素子の場合では、図19(a)に示すカラーフィルタ520の例のように、一般に、画素形状が正方形ないし円形に近い程、その性能が確保し易い。
In the case of an XY scanning type solid-state imaging device, as in the example of the
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、プログレッシブスキャン型固体撮像装置を単板でカラー化する場合に、高い色再現性と高い空間解像度を得ることが可能である、新規なカラー固体撮像装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and is capable of obtaining a high color reproducibility and a high spatial resolution when a progressive scan type solid-state imaging device is colorized with a single plate. An object is to provide a solid-state imaging device.
本発明によるカラー固体撮像装置は、マトリクス状に配列された光電変換を行う複数の画素と、該複数の画素に対応して配置されたカラーフィルタと、を有する固体撮像装置であって、該複数の画素は、第1の方向に沿ってピッチLで配列されて行を形成し、各行は、該第1の方向に直交する第2の方向に沿ってピッチL/2で配列され、第1の行と第2の行とが該第2の方向に交互に配置されており、該第2の各行のそれぞれの画素は、第1の行の対応する各画素に対してL/2だけ該第1の方向にシフトして配置され、該カラーフィルタは、第1の行に配列される画素に対応して配置される第1のフィルタと、第2の行に配列される1画素おきに対応して配置される第2のフィルタと、該第2の行における残りの画素に対応して配置される第3のフィルタとを有し、該第2のフィルタと該第3のフィルタとは、分光スペクトル特性が互いに異なり、しかも、該第2の方向に交互に配置されており、該第1のフィルタは、前記第2のフィルタおよび前記第3のフィルタとは分光スペクトル特性が異なり、しかも、輝度信号を得るためのフィルタである。 A color solid-state imaging device according to the present invention is a solid-state imaging device including a plurality of pixels that perform photoelectric conversion arranged in a matrix, and a color filter that is arranged corresponding to the plurality of pixels. Are arranged at a pitch L along a first direction to form a row, and each row is arranged at a pitch L / 2 along a second direction orthogonal to the first direction. And the second row are alternately arranged in the second direction, and each pixel of the second row has a ratio of L / 2 to the corresponding pixel of the first row. The color filters are arranged shifted in the first direction, and the color filters are arranged in correspondence with the pixels arranged in the first row and every other pixel arranged in the second row. A second filter disposed corresponding to the second filter and the remaining pixels in the second row. Third and a filter, the second filter and the third filter, unlike spectrum characteristics from each other, yet are arranged alternately in the second direction, said first filter The second filter and the third filter have different spectral characteristics and are filters for obtaining a luminance signal.
前記第2のフィルタは赤色フィルタ、前記第3のフィルタは青色フィルタである。 The second filter is a red filter, the third filter is a blue filter.
前記第2の行における全ての画素と、該第2の行に対して前記第2の方向に隣接する第1の行の全ての画素とから、前記第1の方向に沿って映像信号を交互に読み出す動作を、前記第2の方向に順番に繰り返すことによって全ての画素の映像信号が読み出される。 Video signals are alternately switched along the first direction from all pixels in the second row and all pixels in the first row adjacent to the second row in the second direction. The image signals of all the pixels are read out by repeating the reading operation in the second direction in order.
前記第1の行における全ての画素と、該第1の行に対して前記第2の方向に隣接する第2の行の全ての画素とから、前記第1の方向に沿って映像信号を交互に読み出す動作と、該第2の行に対して前記第2の方向に隣接する第1の行の全ての画素と、該第2の行の全ての画素とから、前記第1の方向に沿って映像信号を交互に読み出す動作とを、前記第2の方向に順番に繰り返すことによって全ての画素の映像信号が読み出される。 Video signals are alternately switched along the first direction from all pixels in the first row and all pixels in the second row adjacent to the first row in the second direction. Read from the second row, all pixels in the first row adjacent to the second row in the second direction, and all pixels in the second row along the first direction. Then, the video signals of all the pixels are read by repeating the operation of alternately reading the video signals in the second direction in order.
前記第1の行における各画素と、該第1の行に対して前記第2の方向に隣接する第2の行において、前記各画素に対して該第2の方向にシフトした各画素とが、1本の第1の駆動線に対して交互に接続されて、各第1の駆動線が第1の走査回路によって順番に走査され、前記第2の方向に沿った各画素が、1本の第2の駆動線にそれぞれ接続されて、各第2の駆動線が第2の走査回路によって順番に走査される。 Each pixel in the first row and each pixel shifted in the second direction with respect to each pixel in a second row adjacent to the first row in the second direction The first drive lines are alternately connected to one first drive line, each first drive line is scanned in turn by the first scanning circuit, and one pixel along the second direction is one. The second driving lines are respectively scanned in order by the second scanning circuit.
前記第1の方向に沿った各行における各画素が、それぞれ1本の第1の駆動線に接続されて、各第1の駆動線が第1の走査回路によって順番に走査され、前記第2の方向に沿った各画素が、それぞれ1本の第2の駆動線にそれぞれ接続されて、各第2の駆動線にメモリ素子がそれぞれ接続され、各メモリ素子が第2の走査回路によって順番に走査され、前記第1および第2の走査回路によって、各メモリ素子に保持された1つの画素の同一の映像信号が少なくとも2回読み出される。 Each pixel in each row along the first direction is connected to one first drive line, and each first drive line is sequentially scanned by the first scanning circuit, and the second Each pixel along the direction is connected to one second drive line, each memory element is connected to each second drive line, and each memory element is sequentially scanned by the second scanning circuit. Then, the same video signal of one pixel held in each memory element is read out at least twice by the first and second scanning circuits.
前記第1の行に接続された前記各メモリ素子から異なる画素の映像信号が出力されるタイミングと、前記第2の行に接続された前記各メモリ素子から異なる画素の映像信号が出力されるタイミングとが異なっている。 Timing at which video signals of different pixels are output from the memory elements connected to the first row, and timing at which video signals of different pixels are output from the memory elements connected to the second row Is different.
以下、作用について説明する。 The operation will be described below.
上述のようなカラーフィルタ配列とすることにより、輝度信号に占める割合が大きいG画素(第1のカラーフィルタ)は、第1の方向及び第2の方向共に一定間隔の格子状となる。第1の方向を水平方向、第2の方向を垂直方向とした場合に、水平方向、垂直方向、及び斜め方向ともに高い解像度を得ることができる。またR,B画素(第2及び第3のカラーフィルタ)に対しては、それぞれG画素の1/2の空間解像度が得られるので、バランスの良い色解像度を得ることができる。更に、L=Mとした場合、G画素は正方格子となり、正方画素配列の輝度信号が得られるため、パーソナルコンピュータへのカラー画像の取り込みに極めて適した配列となる。 By adopting the color filter arrangement as described above, G pixels (first color filter) that occupy a large percentage of the luminance signal have a lattice shape with a constant interval in both the first direction and the second direction. When the first direction is the horizontal direction and the second direction is the vertical direction, high resolution can be obtained in the horizontal direction, the vertical direction, and the oblique direction. In addition, for R and B pixels (second and third color filters), a spatial resolution that is ½ that of G pixels can be obtained, so that a well-balanced color resolution can be obtained. Further, when L = M, the G pixel has a square lattice, and a luminance signal having a square pixel arrangement can be obtained. Therefore, the arrangement is extremely suitable for taking a color image into a personal computer.
以上詳述したように、本発明のカラー固体撮像装置によれば、プログレッシブスキャン型固体撮像装置において、輝度信号に占める割合が大きいG画素は、第1の方向及び第2の方向共に一定間隔の格子状に配列される。このことにより、第1の方向を水平方向、第2の方向を垂直方向とした場合に、水平方向、垂直方向、及び斜め方向とも高い解像度を得ることができる。 As described above in detail, according to the color solid-state imaging device of the present invention, in the progressive scan type solid-state imaging device, G pixels having a large proportion of luminance signals are spaced at regular intervals in both the first direction and the second direction. Arranged in a grid. Accordingly, when the first direction is the horizontal direction and the second direction is the vertical direction, high resolution can be obtained in the horizontal direction, the vertical direction, and the oblique direction.
また、R画素及びB画素はそれぞれG画素の1/2の空間解像度が得られ、バランスの良い色解像度を得ることができる。更に、水平方向の画素ピッチL、垂直方向の画素ピッチMとして、L=Mとした場合、G画素は正方格子となって輝度信号が正方画素に配列されるため、パーソナルコンピュータにカラー画像を取り込む際に極めて適した配列が得られる。また、第1の方向及び第2の方向をそれぞれ走査方向とするX−Yアドレス型固体撮像素子に本発明を適用することにより、その効果をよりよく実現できる。 In addition, each of the R pixel and the B pixel can obtain a spatial resolution that is ½ of that of the G pixel, and can achieve a well-balanced color resolution. Furthermore, when the pixel pitch L in the horizontal direction and the pixel pitch M in the vertical direction are set to L = M, the G pixel becomes a square lattice and the luminance signal is arranged in a square pixel, so that a color image is taken into the personal computer. In this case, a very suitable arrangement is obtained. In addition, by applying the present invention to an XY address type solid-state imaging device in which the first direction and the second direction are scanning directions, the effect can be better realized.
また、1本の映像信号線につき2つ以上のメモリ素子を設け、対応して複数の水平信号線を設けることにより、上下に連続する複数画素の信号処理を容易にし、色信号処理や画像圧縮処理などに有用な2次元固体撮像素子を実現できる。 In addition, by providing two or more memory elements per video signal line and correspondingly providing a plurality of horizontal signal lines, signal processing of a plurality of pixels continuous in the vertical direction is facilitated, and color signal processing and image compression are performed. A two-dimensional solid-state imaging device useful for processing and the like can be realized.
以下図面を用いて本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1(a)、(b)、及び(c)は、それぞれ、本発明による2次元固体撮像装置におけるカラーフィルタ配列100、110、及び120を示したものである。これらの図において、Iは第1の方向、IIは第2の方向を表している。また、Lは一定の寸法を表しており、第1の方向における画素ピッチに対応している。第1の方向に並ぶ画素列を行とすると、カラーフィルタ配列100、110、及び120いずれにおいても、奇数番目の行(2n−1:図中では、それぞれ、100a、110a、及び120aで示している)にはG画素のみが配置され、偶数番目の行(2n:図中では、それぞれ、100b、110b、及び120bで示している)にはR画素及びB画素が1画素おきに交互に配置されている。ただし、nは自然数としている。
1A, 1B, and 1C show
図1(a)、(b)、及び(c)に示されるように、カラーフィルタ配列100、110、及び120いずれにおいても、偶数番目の各行において、2n番目と2(n+1)番目の行とでは、R画素とB画素との配置が逆になっている。また、第1の方向の画素ピッチはL、第2の方向の画素ピッチはL/2である。なお、図1(a)及び(c)では第1の方向が水平方向、第2の方向が垂直方向に対応し、図1(b)では第1の方向が垂直方向、第2の方向が水平方向に対応している。しかし、各色の空間配列は、カラーフィルタ配列100、110、及び120において同等である。
As shown in FIGS. 1A, 1B, and 1C, in each of the
特に、G画素は、カラーフィルタ配列100、110、及び120のいずれにおいても、水平及び垂直の両方向でピッチがLとなる正方配列となる。このため、輝度信号に対して正方格子配列を実現できるので、パーソナルコンピュータへの画像入力等において極めて有用となる。
In particular, the G pixel is a square array in which the pitch is L in both the horizontal and vertical directions in any of the
カラーフィルタ配列100、110及び120は各色の空間配列が等しく、共に、図2に示すような解像度が得られる。即ち、カラーフィルタ配列100、110及び120は同様の空間解像度特性を有している。図2において、fHは水平方向の空間周波数、fvは垂直方向の空間周波数をそれぞれ表している。図2からわかるように、カラーフィルタ配列100、110、及び120のいずれにおいても、Gについては水平及び垂直両方向に1/(2L)まで、斜め45°には√2/(2L)まで解像できることがわかる。またR及びBは、空間全体でGの1/2の解像度であるが、特に水平及び垂直の両方向には1/(2L)までの高い解像度が得られる。即ち、輝度信号及び色信号ともにバランスの良い高い解像度を得ることができる。
The
図3(a)に示すカラーフィルタ配列130は、図1(a)のカラーフィルタ配列100のR画素及びB画素の配列のみを変更した例である。カラーフィルタ配列130においては、奇数番目の行(2n−1:図中では、130aで示している)にはG画素のみが配置され、偶数番目の行(2n:図中では、130bで示している)にはR画素及びB画素が1画素おきに交互に配置されている。偶数番目の各行においてR画素及びB画素の配置は等しくなっている。また、第1の方向の画素ピッチはL、第2の方向の画素ピッチはL/2である。
The
従って、図3(b)に示されるように、カラーフィルタ配列130は、R及びBの空間解像度は垂直方向に高いが、水平方向には低くなる。
Therefore, as shown in FIG. 3B, in the
図4(a)に示すカラーフィルタ配列140は、図1(a)のカラーフィルタ配列100におけるR画素及びB画素の配列のみを変更したさらに別の例である。カラーフィルタ配列140において、偶数番目の行(2n:図中では、140bで示している)にはR画素のみ(n=2n’−1)あるいはB画素のみ(n=2n’)が配列されている。ただし、n’は自然数としている。また、第1の方向の画素ピッチはL、第2の方向の画素ピッチはL/2である。
A
従って、図4(b)に示されるように、カラーフィルタ配列140は、R及びBの空間解像度は水平方向には高いが、垂直方向には低くなる。
Therefore, as shown in FIG. 4B, in the
以上の例においては、G画素の水平方向のピッチと垂直方向のピッチとが等しく設定されている。図5(a)、(b)、及び(c)に示されるカラーフィルタ配列200、210、及び220は、それぞれ、図1(a)、(b)、及び(c)のカラーフィルタ配列100、110、及び120において、G画素の水平方向のピッチと垂直方向のピッチとが等しくない場合の例である。即ち、図5(a)及び(c)のカラーフィルタ配列200及び220では、第1の方向の画素ピッチがL、第2の方向の画素ピッチがM/2で、L>Mである。図5(b)のカラーフィルタ配列210では、第1の方向の画素ピッチがM、第2の方向の画素ピッチがL/2で、L>Mである。
In the above example, the horizontal pitch and the vertical pitch of the G pixels are set equal. The
なお、図5(a)及び(c)では第1の方向Iが水平方向、第2の方向IIが垂直方向であり、図5(b)では第1の方向Iが垂直方向、第2の方向IIが水平方向である。しかし、カラーフィルタ配列200、210、及び220における各色の空間配列は同等である。G画素は、いずれのカラーフィルタ配列においても、水平方向のピッチはL、垂直方向のピッチはM、L>Mの非正方配列となっている。
(実施例1)
図6は、カラーフィルタ配列200、210、及び220における各色の空間解像度を示している。図6に示すように、カラーフィルタ配列200、210、及び220のいずれにおいても、Gは水平方向に1/(2L)、垂直両方向に1/(2M)まで解像するが、L>Mのため水平方向の解像度が垂直方向の解像度より低くなる。R及びBについては、空間全体でGの1/2の解像度であるが、水平及び垂直の両方向にはGと同じ解像度が得られる。
5A and 5C, the first direction I is the horizontal direction and the second direction II is the vertical direction. In FIG. 5B, the first direction I is the vertical direction, and the second direction II is the second direction II. Direction II is the horizontal direction. However, the spatial arrangement of each color in the
Example 1
FIG. 6 shows the spatial resolution of each color in the
2次元固体撮像装置をパーソナルコンピュータ等に用いる場合には、水平方向の解像度と垂直方向の解像度とが等しいことが望ましいが、ビデオカメラなどに用いる場合は必ずしもその必要はない。水平方向及び垂直方向の最適な解像度はカメラシステム全体の構成法に依存し、図5(a)〜(c)に示すカラーフィルタ配列200〜220、あるいは水平及び垂直方向の画素ピッチを逆にL<Mとし、水平方向の解像度が垂直方向の解像度より高くなる方が有利である場合がある。
When the two-dimensional solid-state imaging device is used for a personal computer or the like, it is desirable that the horizontal resolution is equal to the vertical resolution, but this is not always necessary when used for a video camera or the like. The optimal resolution in the horizontal and vertical directions depends on the configuration method of the entire camera system, and the
本発明による2次元固体撮像装置においては、奇数番目の行(2n−1)と偶番目の行(2n)との間で、画素配列が第1の方向に1/2画素分だけシフトしている。このような画素配列は、通常のCCD型撮像素子よりX−Yアドレス型固体撮像素子の方が実現しやすい。 In the two-dimensional solid-state imaging device according to the present invention, the pixel array is shifted by ½ pixel in the first direction between the odd-numbered row (2n−1) and the even-numbered row (2n). Yes. Such a pixel arrangement is more easily realized with an XY address type solid-state image pickup device than with a normal CCD type image pickup device.
図7は、図1に示すカラーフィルタ配列100を採用したX−Yアドレス型撮像素子300を示している。図7に示すように、撮像素子300は、複数の画素1、垂直駆動線2、映像信号線3、垂直走査回路4、水平走査回路5、選択スイッチ6、水平信号線7、アンプ回路8、出力線9、及び駆動信号線10を有している。
FIG. 7 shows an XY address type
各画素1は、カラーフィルタ配列100のG、R、及びBに対応して、それぞれ、g、r、及びbと標記されている。垂直駆動線2には垂直走査回路4から駆動信号が印加され、垂直駆動線2を介して対応する画素列が垂直方向に順次駆動される。駆動信号が印加された垂直駆動線2に接続する各画素の映像信号は、対応する映像信号線3上に読み出される。各映像信号線3は対応する選択スイッチ6に接続されている。選択スイッチ6は、水平走査回路5から駆動信号線10を介して与えられる水平駆動信号によって駆動され、このことにより、各映像信号線3が水平方向に順次選択され、選択された映像信号線3上の映像信号が順次水平信号線7へ導かれる。水平信号線7上の映像信号は、アンプ回路8によって増幅されて出力線9を介して出力される。
Each
図7に示す撮像素子300の構成では、2行分の画素列(g画素列及びrb画素列)が1本の垂直駆動線2によって駆動され、さらに水平駆動線3が順次選択されることにより、各画素上の映像信号が水平方向に順次読み出される。即ち、図8に示すように、1本の垂直駆動線2に接続された2行の画素列301a及び301bから、各画素の映像信号がジグザグ型に一度に読み出される(図8の読み出し列(1))。同様にして、次の垂直駆動線2に駆動信号が与えられると、この垂直駆動線2に接続された2行の画素列301a’及び301b’から、各画素の映像信号がジグザグ型に読み出される(図8の読み出し列(2))。このような映像信号の読み出し方法は、X−Yアドレス型撮像素子の場合、信号配線を工夫するだけで対応が可能である。
(実施例2)
図9は、図1に示すカラーフィルタ配列100を採用したもう1つのX−Yアドレス型撮像素子310を示している。図7の撮像素子300と同様の構成要素は同様の参照番号を付して示している。図9に示すように、撮像素子310は、複数の画素1、垂直駆動線2、映像信号線3、垂直走査回路4、水平走査回路5、選択スイッチ6、1対の水平信号線7(G信号用の水平信号線7aとR/B信号用の水平信号線7bとをあわせて7とする)、1対のアンプ回路8(水平信号線7a用の8aと水平信号線7b用の8bとをあわせて8とする)、出力線9(G信号用の出力線9aとR/B信号用の出力線9bとをあわせて9とする)、駆動信号線10、及びメモリ素子11を有している。メモリ素子11は、各映像信号線3に対して設けられており、サンプリングパルスφA(G信号用)及びφB(R/B信号用)に従って映像信号線3上の映像信号が書き込まれる。
In the configuration of the
(Example 2)
FIG. 9 shows another XY
各画素1は、カラーフィルタ配列100のG、R、及びBに対応して、それぞれ、g、r、及びbと標記されている。垂直駆動線2は、各画素列(図中、i〜i+7が示されている)に対して1本ずつ設けられている。垂直駆動線2には垂直走査回路4から駆動信号が印加され、垂直駆動線2を介して対応する画素列が垂直方向に順次駆動される。駆動信号が印加された垂直駆動線2に接続する各画素の映像信号は、対応する映像信号線3上に読み出される。映像信号3上の映像信号は、サンプリングパルス信号φA及びφBに従ってメモリ素子11に書き込まれる。
Each
各メモリ素子11は、選択スイッチ6を介して対応する水平信号線7に接続されている。信号駆動線10には、水平走査回路5から水平駆動信号が与えられる。各信号駆動線10は2つの選択スイッチ6に接続されている。選択スイッチ6が2つずつ同時に駆動されることにより、1対のメモリ素子11の映像信号が対応する水平信号線7a及び7b上に順次読み出される。水平信号線7a及び7b上の映像信号は、対応するアンプ回路8a及び8bによって増幅され、それぞれ、対応する出力線9a及び9bからG信号及びR/B信号として出力される。
Each
図10(a)は、図9に示す画素1から読み出されたデータが、映像信号線3、メモリ素子11、選択スイッチ6、水平信号線7、及びアンプ回路8を介して出力線9に読み出される経路を示している。水平信号線7には、読み出し用の負荷MOSトランジスタ101が接続されている。図10(a)に示すように、メモリ素子11は、例えば、サンプリング素子(MOSトランジスタ12)及びバッファアンプ素子(MOSトランジスタ13)の組み合わせによって構成できる。メモリ素子11においては、MOSトランジスタ12のゲートには、サンプリング信号(サンプルクロック)φSが印加され、MOSトランジスタ13のドレインにはDC電源VDDが印加されている。ここで、サンプリング信号φSは、サンプリング信号φA及びφBのいずれかを示している。
FIG. 10A shows that data read from the
画素1のデータは、以下のようにして、メモリ素子11及び選択スイッチ6を介して水平信号線7に読み出される。図10(a)及び(b)に示すように、垂直駆動線2に駆動信号(S102)が印加されると、画素1から映像信号(データ)S103が映像信号線3上に読み出される。サンプリング信号φSをMOSトランジスタ12のゲートに印加することにより、映像信号線3上の映像信号S103がサンプリングされて、MOSトランジスタ13のゲートに印加される。MOSトランジスタ13のゲートは純粋に容量性負荷であるため、MOSトランジスタ12が非導通状態となった後も信号線3’上の電圧信号はそのままホールドされる(信号S103’)。信号S103’は、次にMOSトランジスタ12が導通するまで(即ち、サンプリング信号φSの次のパルスが印加されるまで)そのまま維持される。従って、MOSトランジスタ13の導通状態がそのまま維持され、図10(a)に示すように、メモリ素子11からの出力(信号線3”上の信号S103”)は、MOSトランジスタ13のドレインからの直流電圧VDDが維持される。このようにして、画素1から読み出されたデータがメモリ素子11に記憶される。
The data of the
信号線3”上の信号S103”(即ち、MOSトランジスタ13のゲートに記憶された信号S103’)は、選択スイッチ6が水平駆動信号(S106)により導通することによって水平信号線7上に読み出される。負荷MOSトランジスタ101(図9には示していない)は、選択スイッチ6が導通する前に一時的に導通し、水平信号線7の電位をクリア(接地電位に)する。負荷MOSトランジスタ101が非導通状態となった後に選択スイッチ6を導通させることにより、水平信号線4上には、常に、MOSトランジスタ13のゲートに記憶されたデータに応じた信号(S103”)が映像信号(S107)として読み出される。このように、MOSトランジスタ12と負荷MOSトランジスタ101とによってソースフォロワ回路が形成される。
The signal S103 ″ on the
上述のようにして、信号駆動線10の駆動信号(S106)により選択スイッチ6を導通させることによって、MOSトランジスタ13のゲートに記憶されたデータを何回でも読み出すことができる。
As described above, the data stored in the gate of the
次に、撮像素子310の動作についてより詳細に説明する。図11は、撮像素子310の駆動タイミングを示している。図11に示すように、サンプリングパルス信号φA及びφBは、それぞれ、2H周期のサンプリングパルスを有しており(ここで、Hは1水平走査期間を表わしている)、各サンプリングパルスは、1Hおきにいずれかのサンプリングパルスが出力されるように配されている。従って、メモリ素子11には、対応する映像信号線に接続された画素1の映像信号が2Hごとに書き込まれる(即ち、新たな映像信号に書き換えられる)ことになる。メモリ素子11に書き込まれた映像信号は、次の映像信号が書き込まれるまで2Hの間保持される。
Next, the operation of the
垂直走査回路4からは、駆動パルス信号Si、Si+1、Si+2、・・・が、1H間隔で順次対応する垂直駆動線2上に出力され、各垂直駆動線に接続された画素1から映像信号が読み出される。読み出された映像信号は、対応するサンプリングパルス信号φA及びφBに従った所定のタイミングで、対応するメモリ素子11に書き込まれる。
Drive pulse signals S i , S i + 1 , S i + 2 ,... Are sequentially output from the
水平走査回路5は、1Hの期間内に、水平駆動信号hによって全ての駆動信号線10を順次走査する。1本の駆動信号線10が走査されると、対応する1対の選択スイッチ6が同時に選択され、対応する2つのメモリ素子11に保持されている映像信号が、対応する水平信号線7a及び7bに同時に読み出される。
The
より具体的には、読み出し動作は、例えば以下のようにして行われる。まず駆動パルス信号Si及びサンプリング信号φAによって、垂直走査線2(i)上の画素1からメモリ素子11aに映像信号(i)が書き込まれる。この1H期間に水平駆動信号hによって駆動信号線10が順次走査されることにより、各メモリ素子11aからは映像データ(i)が水平信号線7a上に順次読み出され、G信号として出力される。同時に、各メモリ素子11bからは映像信号(i−1)が水平信号線7b上に順次読み出され、R/B信号として出力される。ここで、映像信号(i−1)は、1つ前の駆動パルス信号Si-1及びサンプリング信号φAによって書き込まれていた映像信号である。
More specifically, the read operation is performed as follows, for example. First, the video signal (i) is written from the
次に、駆動パルス信号Si+1及びサンプリング信号φBによって、垂直走査線2(i+1)上の画素1からメモリ素子11bに映像信号(i+1)が書き込まれる。この1H期間に水平駆動信号hによって駆動信号線10が順次走査されることにより、各メモリ素子11aからは先の映像データ(i)が再び水平信号線7a上に読み出され、G信号として出力される。同時に、各メモリ素子11bからは今回読み込まれた映像信号(i+1)が水平信号線7b上に順次読み出され、R/B信号として出力される。
Next, the video signal (i + 1) is written from the
従って、G信号は、2H期間の間、同一の映像信号が繰り返して出力される。即ち、(i)、(i)、(i+2)、(i+2)・・・のように同一の映像信号が2回ずつ出力され、G信号は2H周期でデータが変化する。同様に、R/B信号も、2H期間の間、同一の映像信号が繰り返して出力される。即ち、(i+1)、(i+1)、(i+3)、(i+3)・・・のように同一の映像信号が2回ずつ出力され、R/G信号も2H周期でデータが変化する。G信号及びR/B信号の繰り返し周期は1Hだけずれており、2つの出力端子9a及び9bからは、図11に読み出し列(1)、(1)’、(2)、(2)’、(3)、(3)’、・・・で示すように、隣接する2ライン分の信号が、1H期間毎に1ライン分ずつシフトして出力される。 Therefore, the same video signal is repeatedly output as the G signal during the 2H period. That is, the same video signal is output twice each as in (i), (i), (i + 2), (i + 2)..., And the data of the G signal changes in a 2H cycle. Similarly, for the R / B signal, the same video signal is repeatedly output during the 2H period. That is, the same video signal is output twice, such as (i + 1), (i + 1), (i + 3), (i + 3)... And the data of the R / G signal changes in a 2H cycle. The repetition period of the G signal and the R / B signal is shifted by 1H, and the readout columns (1), (1) ′, (2), (2) ′, FIG. As indicated by (3), (3) ′,..., Signals for two adjacent lines are shifted and output by one line every 1H period.
図12は、撮像素子310から映像信号が読み出される様子を摸式的に示している。図12において、映像信号が2行の画素列からジグザグ型に一度に読み出される点は、図8に示す撮像素子300からの読み出しの場合と同じである。しかし、撮像素子310の場合、撮像素子300に比べて、各読み出し列(1)、(2)、(3)、(4)、・・・の間からも、読み出し信号列(1)’、(2)’、(3)’、・・・が得られるため、実質上の垂直走査線数が2倍となる利点がある。即ち、垂直解像度を2倍に高める効果がある。これは、同一の画素信号を2回読み出しているためであり、図1(a)のカラーフィルタ配列100の利点を高めるものである。尚、以上ではカラーフィルタ配列100によって説明したが、図1(b)及び(c)のカラーフィルタ配列110及び120の場合も同様である。
(実施例3)
図13は、図1に示すカラーフィルタ配列100を採用したまた別のX−Yアドレス型撮像素子320を示している。図7の撮像素子300及び図9の撮像素子310と同様の構成要素は同様の参照番号を付して示している。図13に示すように、撮像素子320は、複数の画素1、垂直駆動線2、映像信号線3、垂直走査回路4、水平走査回路5、選択スイッチ6、1対の水平信号線7(G信号用の水平信号線7aとR/B信号用の水平信号線7bとをあわせて7とする)、1対のアンプ回路8(水平信号線7a用の8aと水平信号線7b用の8bとをあわせて8とする)、出力線9(G信号用の出力線9aとR/B信号用の出力線9bとをあわせて9とする)、駆動信号線10、メモリ素子11、及び1H遅延線14を有している。メモリ素子11は、各映像信号線3に対して設けられており、サンプリングパルスφAに従って映像信号線3上の映像信号が書き込まれる。1H遅延線14は、アンプ回路8bと出力線9bとの間に挿入されている。
FIG. 12 schematically shows how a video signal is read from the
(Example 3)
FIG. 13 shows another XY address
各画素1は、カラーフィルタ配列100のG、R、及びBに対応して、それぞれ、g、r、及びbと標記されている。垂直駆動線2は、隣接する2つの画素列(例えば、i及びi+1)に対して1本ずつ設けられている。垂直駆動線2には垂直走査回路4から駆動信号が印加され、垂直駆動線2を介して対応する画素列が2行ずつ垂直方向に順次駆動される。駆動信号が印加された垂直駆動線2に接続する各画素の映像信号は、対応する映像信号線3上に読み出される。映像信号信号3上の映像信号は、サンプリングパルス信号φAに従ってメモリ素子11に書き込まれる。
Each
各メモリ素子11は、選択スイッチ6を介して対応する水平信号線7a及び7bの何れかに接続されている。信号駆動線10には、水平走査回路5から水平駆動信号が与えられる。各信号駆動線10は2つの選択スイッチ6に接続されている。選択スイッチ6が2つずつ同時に駆動されることにより、1対のメモリ素子11の映像信号が対応する水平信号線7a及び7b上に順次読み出される。水平信号線7a上の映像信号は、アンプ回路8aによって増幅され、出力線9a及び9bからG信号として出力される。水平信号線7b上の映像信号は、アンプ回路8bによって増幅され、1H遅延線によって1水平期間分だけ遅延されて出力線9bからR/B信号として出力される。
Each
次に、撮像素子320の動作についてより詳細に説明する。図14は、撮像素子320の駆動タイミングを示している。図14に示すように、サンプリングパルス信号φAは、2H周期のサンプリングパルスを有している。従って、メモリ素子11には、対応する映像信号線3に接続された画素1の映像信号が2Hごとに書き込まれる(即ち、新たな映像信号に書き換えられる)ことになる。メモリ素子11に書き込まれた映像信号は、次の映像信号が書き込まれるまで2Hの間保持される。
Next, the operation of the
垂直走査回路4からは、2H期間毎に駆動パルス信号が垂直駆動線2上に与えられる。1本の垂直駆動線2によって、同時に1対の画素列(即ち、奇数番目のG画素列及び偶数番目のR/B画素列)から、対応する映像信号線3上に映像信号が読み出される。読み出された映像信号は、サンプリングパルス信号φAに従って2H周期で対応するメモリ素子11に書き込まれる。
From the
水平走査回路5は、1Hの期間内に、水平駆動信号hによって全ての駆動信号線10を順次走査する。1本の駆動信号線10が走査されると、対応する1対の選択スイッチ6が同時に選択され、対応する2つのメモリ素子11に保持されている映像信号が、対応する水平信号線7a及び7bに同時に読み出される。このとき、G画素列に対応する各メモリ素子11からは映像データ(i)が水平信号線7a上に順次読み出される(G信号)。同時に、R/B画素に対応する各メモリ素子11からは映像信号(i+1)が水平信号線7b上に順次読み出される。
The
このように、各画素1からは、2H期間の間、同一の映像信号が繰り返して読み出される。即ち、水平信号線7a上には、(i)、(i)、(i+2)、(i+2)・・・のように同一の映像信号が2回ずつ出力され、2H周期でデータが変化する。水平信号線7a上の信号は、アンプ回路8aで増幅されて、G信号として出力線9aから出力される。
As described above, the same video signal is repeatedly read from each
同様に、水平信号線7b上には、2H期間の間、同一の映像信号が繰り返して出力され、(i+1)、(i+1)、(i+3)、(i+3)・・・のように同一の映像信号が2回ずつ出力され、2H周期でデータが変化する。R/B信号は、アンプ回路8bで増幅された後、遅延線14によって1Hだけ遅延されて出力される。
Similarly, the same video signal is repeatedly output on the
従って、2つの出力端子9a及び9bからは、図14に読み出し列(1)、(1)’、(2)、(2)’、(3)、(3)’、・・・で示すように、隣接する2線分の信号が、1H期間毎に1線分ずつずれて出力される。このように、撮像素子320によっても、撮像素子310と同様の出力信号G、R、及びBを得ることができる。
Accordingly, from the two
撮像素子320からの映像信号の読み出しを摸式的に示すと、撮像素子310と同様、図12に示すようになる。撮像素子320によっても、映像信号は2行の画素列からジグザグ型に一度に読み出される。撮像素子310の場合と同様、撮像素子320においても、各読み出し列(1)、(2)、(3)、(4)、・・・の間からも、読み出し信号列(1)’、(2)’、(3)’、・・・が得られるため、実質上の垂直走査線数が2倍(即ち、垂直解像度が2倍)に高められる。これは、同一の画素信号を2回読み出しているためであり、図1(a)のカラーフィルタ配列100の利点を高めるものである。
The readout of the video signal from the
尚、以上ではカラーフィルタ配列100によって説明したが、図1(b)及び(c)のカラーフィルタ配列110及び120の場合も同様である。また、メモリ素子11は、実施例2で説明したのと同様にして構成する(図10(a))ことができる。
(実施例4)
図15は、図1に示すカラーフィルタ配列100を採用したまた別のX−Yアドレス型撮像素子330を示している。図9に示す撮像素子310と同様の構成要素は同様の参照番号を付して示している。図15に示すように、撮像素子330は、複数の画素1、垂直駆動線2、映像信号線3、垂直走査回路4、水平走査回路5、選択スイッチ6、複数の水平信号線7(図15は4本の場合であり、7a〜7dが示されている)、各水平信号線7(7a〜7d)に設けられたアンプ回路8(8a〜8d)及び負荷MOSトランジスタ101(101a〜101d)、各アンプ回路8からの信号を出力する出力線9、駆動信号線10、及びメモリ素子11(11a〜11d)を有している。メモリ素子11は、各映像信号線3に対して2個並列に設けられている。即ち、図15に示すように、G信号が読み出される映像信号線3に対してはメモリ素子11a及び11cが設けられ、R及びB信号が読み出される映像信号線3に対してはメモリ素子11b及び11dが設けられている。
In the above description, the
(Example 4)
FIG. 15 shows another XY address type
各画素1は、カラーフィルタ配列100のG、R、及びBに対応して、それぞれ、g、r、及びbと標記されている。垂直駆動線2は、各画素列(図中、i〜i+7が示されている)に対して1本ずつ設けられている。垂直駆動線2には垂直走査回路4から駆動信号が印加され、垂直駆動線2を介して対応する画素列が垂直方向に順次駆動される。駆動信号が印加された垂直駆動線2に接続する各画素の映像信号は、対応する映像信号線3上に読み出される。映像信号3上に読み出された映像信号のうち、G信号はサンプリングパルス信号φA及びφCに従って、R及びB信号はサンプリングパルス信号φB及びφD従って、対応するメモリ素子11a〜11dに書き込まれる。
Each
各メモリ素子11a〜11dは、選択スイッチ6を介して対応する水平信号線7a〜7dに接続されている。信号駆動線10には、水平走査回路5から水平駆動信号が与えられる。各信号駆動線10は4つの選択スイッチ6に接続されている。選択スイッチ6が4つずつ同時に駆動されることにより、4つのメモリ素子11a〜11dの映像信号が、対応する水平信号線7a〜7d上に順次読み出される。水平信号線7a〜7d上の映像信号は、対応するアンプ回路8a〜8dによって増幅され、対応する出力線9a〜9dからG信号(G0及びG1)及びR/B信号((R/B)1及び(R/B)2)として出力される。
Each of the memory elements 11a to 11d is connected to a corresponding
図16は、X−Yアドレス型撮像素子330の読み出し動作を示すタイミングチャートである。図16に示すように、サンプリングパルス信号φA〜φDは、それぞれ、4H周期のサンプリングパルスを有しており(ここで、Hは1水平走査期間を表わしている)、1Hおきにいずれかのサンプリングパルスが出力される。従って、メモリ素子11には、対応する映像信号線に接続された画素1の映像信号が4Hごとに書き込まれ、新たな映像信号に書き換えられる。即ち、各メモリ素子11に書き込まれた映像信号は、次の映像信号が書き込まれるまで4Hの間保持される。
FIG. 16 is a timing chart showing a read operation of the XY address
垂直走査回路4からは、駆動パルス信号Si、Si+1、Si+2、Si+3・・・が、1H間隔で順次対応する垂直駆動線2上(i、i+1、i+2、i+3、・・・)に出力され、各垂直駆動線2に接続された各画素1から映像信号が映像信号線3上に読み出される。読み出された映像信号は、対応するサンプリングパルス信号φA〜φDに従った所定のタイミングで、対応するメモリ素子11a〜11dに書き込まれる。
From the
水平走査回路5は、1Hの期間内に、水平駆動信号hによって全ての駆動信号線10を順次走査する。1本の駆動信号線10が走査されると、対応する4つの選択スイッチ6が同時に選択され、対応する4つのメモリ素子11a〜11dに保持されている映像信号が、対応する水平信号線7a〜7dに同時に読み出される。
The
より具体的には、読み出し動作は、例えば以下のようにして行われる。図16に示すように、まず駆動パルス信号Si及びサンプリング信号φAによって、垂直走査線2(i)上の画素1からメモリ素子11aに映像信号(i)が書き込まれる。このとき、メモリ素子11bには、3H前の駆動パルス信号Si-3及びサンプリング信号φAによって書き込まれた映像信号(i−3)が保持されている。
同様に、メモリ素子11cには、2H前に書き込まれた映像信号(i−2)が保持され、メモリ素子11dには、1H前に書き込まれた映像信号(i−1)が保持されている。
More specifically, the read operation is performed as follows, for example. As shown in FIG. 16, first, the video signal (i) is written from the
Similarly, the video signal (i-2) written 2H before is held in the memory element 11c, and the video signal (i-1) written 1H before is held in the memory element 11d. .
1H期間に水平駆動信号hによって駆動信号線10が順次走査されることにより、各駆動信号線10に接続された選択スイッチ6により、対応するメモリ素子11a〜11dから同時に映像データが読み出される。即ち、メモリ素子11aからは映像データ(i)が水平信号線7a上に読み出されG0信号として出力され、メモリ素子11bからは映像信号(i−3)が水平信号線7b上に読み出され(R/B)0信号として出力され、メモリ素子11cからは映像データ(i−2)が水平信号線7c上に読み出されG1信号として出力され、メモリ素子11dからは映像信号(i−1)が水平信号線7d上に読み出され(R/B)1信号として出力される。
By sequentially scanning the
次に、駆動パルス信号Si+1及びサンプリング信号φBによって、垂直走査線2(i+1)上の画素1からメモリ素子11bに映像信号(i+1)が書き込まれる。この1H期間に水平駆動信号hによって駆動信号線10が順次走査されることにより、メモリ素子11aからは先の映像データ(i)が再び水平信号線7a上に読み出されてG0信号として出力され、メモリ素子11bからは今回読み込まれた映像信号(i+1)が水平信号線7b上に順次読み出されて(R/B)0信号として出力される。同時に、メモリ素子11cからは先の映像データ(i−2)が水平信号線7c上に読み出され引き続きG1信号として出力され、メモリ素子11dからは映像信号(i−1)が水平信号線7d上に読み出され引き続き(R/B)1信号として出力される。
Next, the video signal (i + 1) is written from the
従って、G0信号は、4H期間の間、同一の映像信号が繰り返して出力される。即ち、(i)、(i)、(i)、(i)、(i+4)、(i+4)、(i+4)、(i+4)・・・のように同一の映像信号が4回ずつ出力され、G0信号は4H周期でデータが変化する。同様に、G1信号、(R/B)0信号、及び(R/B)1信号も、4H期間の間、同一の映像信号が繰り返して出力される。G0信号、G1信号、(R/B)0信号、及び(R/B)1信号の繰り返し周期はそれぞれ4Hであり、かつ1Hだけずれている。従って、4つの出力端子9a〜9dからは、図16に示すように、隣接する4ライン分の信号が、1H期間毎に1ライン分ずつシフトされて出力される。このことにより、上下4画素間での信号処理を容易にし、色信号処理や画像圧縮処理などに有用となる。
Therefore, the same video signal is repeatedly output as the G 0 signal during the 4H period. That is, the same video signal is output four times like (i), (i), (i), (i), (i + 4), (i + 4), (i + 4), (i + 4). The data of the G 0 signal changes in a 4H cycle. Similarly, the same video signal is repeatedly output during the 4H period for the G 1 signal, the (R / B) 0 signal, and the (R / B) 1 signal. The repetition periods of the G 0 signal, the G 1 signal, the (R / B) 0 signal, and the (R / B) 1 signal are 4H and shifted by 1H, respectively. Accordingly, as shown in FIG. 16, signals from four adjacent lines are shifted from the four
尚、メモリ素子11は、実施例2で説明したのと同様にして構成する(図10(a))ことができる。
The
1 画素
2 垂直駆動線
3 映像信号線
4 垂直走査回路
5 水平走査回路
6 選択スイッチ
7 水平信号線
8 アンプ回路
9 出力信号線
100 カラーフィルタ配列
300 2次元固体撮像装置
Claims (7)
該複数の画素は、第1の方向に沿ってピッチLで配列されて行を形成し、各行は、該第1の方向に直交する第2の方向に沿ってピッチL/2で配列され、
第1の行と第2の行とが該第2の方向に交互に配置されており、
該第2の各行のそれぞれの画素は、第1の行の対応する各画素に対してL/2だけ該第1の方向にシフトして配置され、
該カラーフィルタは、第1の行に配列される画素に対応して配置される第1のフィルタと、第2の行に配列される1画素おきに対応して配置される第2のフィルタと、該第2の行における残りの画素に対応して配置される第3のフィルタとを有し、
該第2のフィルタと該第3のフィルタとは、分光スペクトル特性が互いに異なり、しかも、該第2の方向に交互に配置されており、
該第1のフィルタは、前記第2のフィルタおよび前記第3のフィルタとは分光スペクトル特性が異なり、しかも、輝度信号を得るためのフィルタであるカラー固体撮像装置。 A solid-state imaging device having a plurality of pixels that perform photoelectric conversion arranged in a matrix and a color filter that is arranged corresponding to the plurality of pixels,
The plurality of pixels are arranged at a pitch L along a first direction to form a row, and each row is arranged at a pitch L / 2 along a second direction orthogonal to the first direction;
The first row and the second row are alternately arranged in the second direction;
Each pixel in each second row is arranged shifted in the first direction by L / 2 with respect to each corresponding pixel in the first row,
The color filter includes a first filter arranged corresponding to the pixels arranged in the first row, and a second filter arranged corresponding to every other pixel arranged in the second row. A third filter arranged corresponding to the remaining pixels in the second row,
The second filter and the third filter have different spectral characteristics, and are alternately arranged in the second direction,
The color solid-state imaging device, wherein the first filter is different from the second filter and the third filter in spectral spectral characteristics and is a filter for obtaining a luminance signal.
前記第2の方向に沿った各画素が、1本の第2の駆動線にそれぞれ接続されて、各第2の駆動線が第2の走査回路によって順番に走査される、請求項3に記載のカラー固体撮像装置。 Each pixel in the first row and each pixel shifted in the second direction with respect to each pixel in a second row adjacent to the first row in the second direction The first driving lines are alternately connected to one first driving line, and each first driving line is sequentially scanned by the first scanning circuit,
4. The pixel according to claim 3, wherein each pixel along the second direction is connected to one second drive line, and each second drive line is sequentially scanned by the second scanning circuit. Color solid-state imaging device.
前記第2の方向に沿った各画素が、それぞれ1本の第2の駆動線にそれぞれ接続されて、各第2の駆動線にメモリ素子がそれぞれ接続され、各メモリ素子が第2の走査回路によって順番に走査され、
前記第1および第2の走査回路によって、各メモリ素子に保持された1つの画素の同一の映像信号が少なくとも2回読み出される、請求項4に記載のカラー固体撮像装置。 Each pixel in each row along the first direction is connected to one first drive line, and each first drive line is sequentially scanned by the first scanning circuit,
Each pixel along the second direction is connected to one second drive line, a memory element is connected to each second drive line, and each memory element is a second scanning circuit. Are scanned in order by
The color solid-state imaging device according to claim 4, wherein the same video signal of one pixel held in each memory element is read at least twice by the first and second scanning circuits.
Timing at which video signals of different pixels are output from the memory elements connected to the first row, and timing at which video signals of different pixels are output from the memory elements connected to the second row And the color solid-state imaging device according to claim 6.
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