JP4423452B2

JP4423452B2 - 固体撮像装置

Info

Publication number: JP4423452B2
Application number: JP2000398244A
Authority: JP
Inventors: 隆二近藤; 哲生山田
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2020-12-27
Also published as: US20020085103A1; US7110031B2; JP2002199411A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＣＤ（電荷結合素子）型やＭＯＳ型等の固体撮像素子をエリア・イメージセンサとして利用したカラー撮像用の固体撮像装置に係り、特に、同時式の単板式カラー固体撮像素子を利用した固体撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日では、固体撮像素子をエリア・イメージセンサとして利用したカラー撮像用の固体撮像装置、例えばデジタルカメラが、単独で、あるいは、パーソナルコンピュータや携帯型移動端末等の機器に組み込まれて、広く普及している。
【０００３】
カラー撮像用の固体撮像装置は、その撮像方式に基づいて、単板式と３板式とに大別することができる。単板式は、さらに、面順次式と同時式とに分けることができる。汎用の固体撮像装置では、一般に、同時式の単板式固体撮像素子（以下、単に「固体撮像素子」という。）が利用される。
【０００４】
固体撮像素子は、概ね数１０万〜数１００万個のカラー画素を有している。個々のカラー画素は、例えばフォトダイオードによって構成された１個の光電変換素子と、この光電変換素子の上方（光の入射経路での前方）に配置された１つの色フィルタとを含む。
【０００５】
１つの固体撮像素子は、検出する色情報が互いに異なる少なくとも３種類のカラー画素を、それぞれ所定個ずつ有している。個々のカラー画素が検出する色情報は、このカラー画素が有している色フィルタの色に応じて異なる。例えば原色系の色フィルタを利用した固体撮像素子では、カラー画素を赤色画素、緑色画素および青色画素の３種類に分類することができる。補色系の色フィルタを利用した固体撮像素子では、カラー画素を３〜４種類に分類することができる。補色系の色フィルタは、多くの場合、緑色の色フィルタと併用されて、１つの色フィルタアレイを構成する。
【０００６】
これらのカラー画素は、正方行列状に配置されるか、または画素ずらし配置される。ここで、本明細書でいう「正方行列状」とは、行数と列数とが異なる行列形態を含むものとする。
【０００７】
また、本発明でいう「画素ずらし配置」とは、奇数番目に当たるカラー画素列中の各カラー画素に対し、偶数番目に当たるカラー画素列中のカラー画素の各々が、カラー画素列内でのカラー画素のピッチの約１／２、列方向にずれ、奇数番目に当たるカラー画素行中の各カラー画素に対し、偶数番目に当たるカラー画素行中のカラー画素の各々が、カラー画素行内でのカラー画素のピッチの約１／２、行方向にずれ、カラー画素列の各々が奇数行または偶数行のカラー画素のみを含むような、多数個のカラー画素の配置を意味する。「画素ずらし配置」は、複数行、複数列に亘って行列状に配置された多数個のカラー画素の一形態である。
【０００８】
上記の「カラー画素列内でのカラー画素のピッチの約１／２」とは、１／２を含む他に、製造誤差、設計上もしくはマスク製作上起こる画素位置の丸め誤差等の要因によって１／２からはずれてはいるものの、得られる固体撮像素子の性能およびその画像の画質からみて実質的に１／２と同等とみなすことができる値をも含むものとする。上記の「カラー画素行内でのカラー画素のピッチの約１／２」についても同様である。
【０００９】
カラー画素に光が入射すると、入射光量に応じた電荷が光電変換素子に蓄積される。固体撮像素子は、個々のカラー画素が蓄積した電荷量に応じた信号を順次出力することができる。本明細書では、この信号を「画素信号」という。画素信号の各々は、実質的に１色の色情報のみを含む。
【００１０】
固体撮像装置は、固体撮像素子から順次出力される画素信号を利用して、映像を再生するための多数の画素信号を生成する。本明細書においては、この画素信号を「出力画素信号」という。
【００１１】
固体撮像装置からの出力画素信号に基づいてモニタやプリンタによって再生される映像は、多数の画素の集まりである。本明細書においては、この画素を「再生画素」という。
【００１２】
プリンタでのフルカラー印刷は勿論、モニタでのフルカラー表示も一般には空間混合に基づく。空間混合は、加法混色または減法混色によって行うことができるが、多くの場合、赤、緑および青の加法混色によって行われる。加法混色によるフルカラー映像での１つの画素は、赤、緑、青によって構成される。したがって、個々の再生画素も、一般には赤、緑、青によって構成される。
【００１３】
このため、カラー撮像用の固体撮像装置では、１つの再生画素あたり３つの出力画素信号、すなわち、赤色の色情報を含む出力画素信号、緑色の色情報を含む出力画素信号、および青色の色情報を含む出力画素信号を生成する。本明細書では、１つの再生画素に対応する、赤、緑および青の３つの出力画素信号を「１組の出力画素信号」という。
【００１４】
固体撮像素子が補色系の色フィルタを利用したものである場合には、後述する補間処理に先立って、補色系の色情報が原色系の色情報に変換される。
【００１５】
上述したように、固体撮像素子中の個々のカラー画素からの画素信号は実質的に１色の色情報のみを含む。このため、１組の出力画素信号に含ませるべき色情報のうち、１個のカラー画素からの画素信号によっては得ることができない色情報は、他のカラー画素からの画素信号を利用して補間される。
【００１６】
例えば、固体撮像素子中の特定の１個の緑色画素に対応する再生画素用の１組の出力画素信号に含ませるべき色情報のうち、緑色の色情報は前記１個の緑色画素からの画素信号を利用して生成され、赤色の色情報は前記１個の緑色画素の近傍に配置されている複数個の赤色画素からの画素信号を利用して補間される。青色の色情報も、前記１個の緑色画素の近傍に配置されている複数個の青色画素からの画素信号を利用して補間される。
【００１７】
ところで、固体撮像装置の多くは、相対的に高解像度の下に出力画素信号を生成する機能と、相対的に低解像度の下に出力画素信号を生成する機能とを有している。
【００１８】
相対的に高解像度の下に生成された出力画素信号は、例えば記録媒体に記録され、プリンタ等の機器によって精細な静止画に再生される。このときの出力画素数は、例えば固体撮像装置が備えている有効画素数と同数であり、例えば数１０万〜数１００万である。
【００１９】
固体撮像素子において多数個のカラー画素が画素ずらし配置されている場合には、各カラー画素列内または各カラー画素行内において相隣る２個のカラー画素の間にも恰もカラー画素があるかのように、補間によって出力画素信号を生成することが可能である。このため、カラー画素（有効画素）の総数の約２倍の数の画素に対応する出力画素信号を得ることが可能である。
【００２０】
相対的に低解像度の下に生成された出力画素信号は、例えば固体撮像装置または他の機器が備えているモニタに出力され、ここで静止画または動画に再生される。このときの出力画素数は、モニタの画素数に応じて異なる。
【００２１】
モニタの画素数は規格によって定められており、例えばＱＣＩＦ（Quarter Common Intermediate Format）では１７６×１４４（約２万５千）、ＣＩＦ（Common Intermediate Format）では３５２×２８８（約１０万）、ＶＧＡ（Video Graphics Array）では６４０×４８０（約３０万）、ＳＸＶＧＡ（Super Extended Video Graphics Array）では１２８０×９６０（約１２３万）である。これらの規格以外にも、種々の規格がある。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
動きの滑らかな動画をモニタに再生するためには、高いフレーム周波数の下に多数の出力画素信号を所定の順番で出力することが必要である。このため、出力画素信号を生成するための信号処理回路には高い処理能力が求められ、それに伴って生産性は低下し、製造コストは上昇する。
【００２３】
本発明の目的は、比較的簡単な信号処理によって出力画素信号を得ることが可能な固体撮像装置を提供することである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によれば、検出する色情報に基づいて少なくとも３種類に分類される補色系のカラー画素を含む多数個のカラー画素が複数行、複数列に亘って画素ずらし配置され、該多数個のカラー画素のうち少なくとも１種類のカラー画素が行方向および列方向に関して正方格子状に分布する固体撮像素子と、前記固体撮像素子から出力される前記補色系のカラー画素からの画素信号に基づく色情報を原色系の色情報に変換する補色／原色変換処理回路と、前記補色／原色変換処理回路で変換された画素信号のうち、前記正方格子状に分布する１種類のカラー画素それぞれからの画素信号は補間処理せず、他の種類のカラー画素それぞれからの画素信号は補間処理して出力画素信号を生成する第１の信号処理部とを有する固体撮像装置が提供される。
【００２５】
この固体撮像装置では、上述のように、固体撮像素子が有している多数個のカラー画素のうちで正方格子状に分布する１種類のカラー画素からの画素信号については、出力画素信号を生成する際に補間処理しない。１組の出力画素信号に含めるべき赤色、緑色および青色の各色情報のうち、２色の色情報のみが補間によって生成される。
【００２６】
１組の出力画素信号に含めるべき３色の色情報のうち、１色の色情報については補間処理することなく得ることができるので、比較的簡単な信号処理によって出力画素信号を得ることが可能である。
【００２７】
プリンタやモニタによって再生される映像では、再生画素が正方行列状に分布しているので、固体撮像装置から出力する出力画素信号は、正方行列状に分布する再生画素に対応したものであることが望まれる。
【００２８】
上記の固体撮像装置では、固体撮像素子においてカラー画素が画素ずらし配置されてはいるももの、正方格子状に分布しているカラー画素に対応させて出力画素信号を生成することができる。画素が正方行列状に分布する映像の再生に適した出力画素信号を比較的簡単な信号処理によって得ることが可能である。
【００２９】
固体撮像装置からの出力画素数は、固体撮像素子が有しているカラー画素（有効画素）の総数よりも少なくなるが、例えば静止画と動画の両方を撮像することができる固体撮像装置では、従来から、動画の出力画素数の方が静止画の出力画素数よりも一般に少ない。出力画素数の減少自体は問題にならない。
【００３０】
例えば、モニタ表示しようとする映像のように相対的に解像度が低くても構わない映像用の出力画素信号を上述した第１の信号処理部によって生成し、高精細の静止画のように相対的に高解像度の下に撮像したい映像用の出力画素信号は他の信号処理部によって生成するように、固体撮像装置を構成することができる。
【００３１】
なお、本明細書でいう「正方格子状に分布するカラー画素」は、１列中の個数と１行中の個数とが異なっていてもよく、かつ、列方向でのカラー画素のピッチと行方向でのカラー画素のピッチとが異なっていてもよいものとする。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図１は、第１の実施例による固体撮像装置を示す。同図に示すように、この固体撮像装置１００は、撮像光学系１、固体撮像素子１０、駆動回路６０、映像信号処理部６５、制御部８０、第１モードセレクタ８２、第２モードセレクタ８４、パルス信号発生回路８６、表示部９０、記録部９２、伝送部９４、およびテレビジョン出力端子９６（以下、「ＴＶ出力端子９６」と略記する。）を備えている。
【００３３】
撮像光学系１は、固体撮像素子１０上に光学像を結像させる。この撮像光学系１は、例えば光学レンズ、絞り、オプティカルローパスフィルタ等を含んで構成される。図中の矢印Ｌは光を示す。
【００３４】
固体撮像素子１０は、撮像光学系１が結像した光学像を電気信号に変換する。この固体撮像素子１０は、カラー撮像に必要な多数個のカラー画素と、個々のカラー画素によって検出された色情報を電気信号（画素信号）として出力する出力アンプとを有する。固体撮像素子１０の具体的構造については、後に図８〜図１１を参照しつつ詳述する。
【００３５】
駆動回路６０は、固体撮像素子１０の撮像動作に必要な駆動信号を固体撮像素子１０に供給する。この駆動回路６０は、例えば垂直ドライバ、水平ドライバ、ＤＣ電源等を含んで構成される。
【００３６】
映像信号処理部６５は、固体撮像素子１０で生成された画素信号を受け取り、これに種々の処理を施して出力画素信号を生成する。また、生成した出力画素信号を表示部９０、記録部９２、伝送部９４またはＴＶ出力端子９６に供給する。
【００３７】
この映像信号処理部６５は、相対的に低解像度の下に出力画素信号を生成する第１の信号処理部と、相対的に高解像度の下に出力画素信号を生成する第２の信号処理部とを含んで構成される。映像信号処理部６５の構成については、後に図７を参照しつつ説明する。
【００３８】
制御部８０は、駆動回路６０および映像信号処理部６５の動作を制御する。この制御部８０は、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）によって構成される。
【００３９】
第１モードセレクタ８２は、固体撮像装置１００の撮像モードを選択するための選択スイッチである。固体撮像装置１００は、例えば、相対的に低解像度の下に出力画素信号を生成する第１の撮像モードと、相対的に高解像度の下に出力画素信号を生成する第２の撮像モードとを有している。第１の撮像モードは、例えば動画の撮像に適している。第２の撮像モードは、例えば高精細な静止画の撮像に適している。第１モードセレクタ８２は、固体撮像装置１００の使用者によって操作される。
【００４０】
第２モードセレクタ８４は、固体撮像装置１００の撮像データの出力先を指定するための選択スイッチである。固体撮像装置１００は、表示部９０、記録部９２、伝送部９４、またはＴＶ出力端子９６に撮像データを出力することができる。一度に複数の出力先を選択することも可能である。第２モードセレクタ８４も、固体撮像装置１００の使用者によって操作される。
【００４１】
パルス信号発生回路８６は、各回路の動作タイミングの統一をとるためのパルス信号を生成し、駆動回路６０、映像信号処理部６５および制御部８０に供給する。このパルス信号発生回路８６は、例えば、一定の周期でパルスを発生する原発振、タイミングジェネレータ等を含んで構成される。
【００４２】
表示部９０は、映像信号処理部６５から供給される出力画素信号に基づいて、静止画または動画を表示する。この表示部９０は、例えば液晶ディスプレイ等の表示装置を含んで構成される。
【００４３】
記録部９２は、映像信号処理部６５から供給される出力画素信号を、例えばメモリカード等の記録媒体に記録する。
【００４４】
伝送部９４は、映像信号処理部６５から供給される出力画素信号を例えば所定のフォーマット（例えばＭＰＥＧ）に変換し、かつ通信回線上に伝送するためのフォーマット変換を行う。例えば、伝送部９４が有線伝送を行う場合、この伝送部９４は、モデム（modem (modulator-demodulator);変復調装置）に接続するためのフォーマット変換部を有する。また伝送部９４が無線伝送を行う場合、この伝送部９４は、伝送波にデータをのせるためのフォーマット変換部、無線伝送波の発振回路部、アンテナ等から構成される。
【００４５】
ＴＶ出力端子９６は、固体撮像装置１００とテレビジョン（図示せず。）とをケーブル（コード）等を用いて電気的に接続するための端子である。
【００４６】
これらの構成要素を含む固体撮像装置１００では、固体撮像素子１０におけるカラー画素の配列が特定の配列となっている。
【００４７】
図２は、固体撮像素子１０として利用することができる固体撮像素子を概略的に示す。同図に示す固体撮像素子１０ａでは、赤色画素２０Ｒ、緑色画素２０Ｇおよび青色画素２０Ｂの３種類のカラー画素が、画素ずらし配置されるとともに特定のパターンで配列されている。
【００４８】
すなわち、緑色画素２０Ｇの各々は、行方向（画素行方向）および列方向（画素列方向）のいずれに関しても１つおきに配列され、全体として正方格子状に分布する。１行の緑色画素行の両側（列方向の両側）に、赤色画素２０Ｒと青色画素２０Ｂとが１列おきに交互に配列された画素行（以下、この画素行を「赤色・青色画素行」という。）が１行ずつ配置されている。１行の緑色画素行を挟んで並存する２列の赤色・青色画素行それぞれにおいては、赤色画素２０Ｒと青色画素２０Ｂとの配置が逆になっている。
【００４９】
この固体撮像素子１０ａでは、例えば、１行の緑色画素行を構成する緑色画素２０Ｇそれぞれからの画素信号と、その下流側において１行の赤色・青色画素行を構成する赤色画素２０Ｒおよび青色画素２０Ｂそれぞれからの画素信号とが、１つずつ交互に出力される。
【００５０】
なお、本明細書においては、カラー画素から映像信号処理部へ向かう信号の移動を１つの流れとみなして、個々の部材等の相対的な位置を、必要に応じて「何々の上流」、「何々の下流」等と称して特定するものとする。
【００５１】
図１に示した映像信号処理部６５は、前述したように、固体撮像素子１０ａから供給される画素信号に基づいて出力画素信号を生成する。第１モードセレクタ８２によって第１の撮像モードが選択されているとき、映像信号処理部６５へ供給された画素信号の各々は、相対的に低解像度の下に出力画素信号を生成する第１の信号処理部を経て出力画素信号となる。
【００５２】
第１の信号処理部は、緑色画素２０Ｇからの画素信号は補間処理せず、青色画素２０Ｂからの画素信号および赤色画素２０Ｒからの画素信号はそれぞれ補間処理して、再生映像において緑色画素２０Ｇそれぞれの位置に対応すべき再生画素用の出力画素信号を生成する。
【００５３】
第１の信号処理部での補間処理の概念を、図３（Ａ）、図３（Ｂ）および図３（Ｃ）を用いて説明する。
【００５４】
図３（Ａ）は、固体撮像素子１０ａにおけるカラー画素の配列を模式的に示す。図中の記号Ｇが緑色画素、記号Ｒが赤色画素、記号Ｂが青色画素を表す。各画素の位置の特定を簡便化するために、画素行および画素列に番号を付してある。
【００５５】
以下の説明においては、記号Ｒ、ＧおよびＢのいずれか１つと、１つの行番号と、１つの列番号とを用いて、１個のカラー画素を特定するものとする。例えば、「赤色画素Ｒ₅₇」は、第５行第７列に位置する赤色画素Ｒを意味する。
【００５６】
図３（Ｂ）は、第１の信号処理部で赤色画素からの画素信号に対して行われる補間処理を概念的に示す。同図において丸で囲まれた記号Ｒは、補完された赤色の色情報を意味する。
【００５７】
同図に示すように、１個の緑色画素Ｇ（図３（Ａ）参照）の左斜め上流側と右斜め下流側、または右斜め上流側と左斜め下流側に位置する計２個の赤色画素Ｒからの画素信号を用いて、前記１個の緑色画素Ｇの位置に対応する再生画素用の１組の出力画素信号が含むべき赤色の色情報が補間される。例えば、緑色画素Ｇ₄₄の位置に対応する再生画素用の１組の出力画素信号が含むべき赤色の色情報は、赤色画素Ｒ₅₃からの画素信号と赤色画素Ｒ₃₅から画素信号とを用いて補間される。緑色画素Ｇ₆₄の位置に対応する再生画素用の１組の出力画素信号が含むべき赤色の色情報は、赤色画素Ｒ₇₅からの画素信号と赤色画素Ｒ₅₃から画素信号とを用いて補間される。
【００５８】
図３（Ｃ）は、第１の信号処理部で青色画素からの画素信号に対して行われる補間処理を概念的に示す。同図において丸で囲まれた記号Ｂは、補完された青色の色情報を意味する。
【００５９】
同図に示すように、１個の緑色画素Ｇ（図３（Ａ）参照）の右斜め上流側と左斜め下流側、または左斜め上流側と右斜め下流側に位置する計２個の青色画素Ｂからの画素信号を用いて、前記１個の緑色画素Ｇの位置に対応する再生画素用の１組の出力画素信号が含むべき青色の色情報が補間される。例えば、緑色画素Ｇ₄₄の位置に対応する再生画素用の１組の出力画素信号が含むべき青色の色情報は、青色画素Ｂ₅₅からの画素信号と青色画素Ｂ₃₃から画素信号とを用いて補間される。緑色画素Ｇ₆₄の位置に対応する再生画素用の１組の出力画素信号が含むべき青色の色情報は、青色画素Ｂ₇₃からの画素信号と青色画素Ｂ₅₅から画素信号とを用いて補間される。
【００６０】
１つの再生画素に対応する１組の出力画素信号は、１個の緑色画素Ｇからの画素信号から得られる緑色の色情報と、上述した補間によって得た青色および赤色の各色情報とを含む。
【００６１】
図４は、第１の信号処理部で生成された出力画素信号に基づいてモニタやプリンタによって再生される映像での再生画素の分布を概念的に示す。同図に示すように、出力画素信号に基づいて再生される映像では、固体撮像素子１０ａにおける緑色画素Ｇ（図３（Ａ）参照）それぞれの位置に１つずつ対応して、再生画素Ｐが正方行列状に分布する。
【００６２】
このように、第１の信号処理部では、個々の再生画素が含むべき赤色、緑色および青色の各色情報のうち、青色と赤色との２色の色情報のみを補間によって生成する。緑色の色情報を補間する必要がない。
【００６３】
また、固体撮像素子１０ａにおいては多数個のカラー画素が画素ずらし配置されているにも拘わらず、特別の変換処理を行うことなく、正方行列状の再生画素配置に対応した出力画素信号を得ることができる。
【００６４】
したがって、所望の出力画素信号を比較的簡単な信号処理によって得ることが可能である。
【００６５】
なお、緑色の色情報を補間しない分、１組の出力画素信号が含むべき緑色の色情報を取得するのに要する時間と、１組の出力画素信号が含むべき青色および赤色の各色情報を取得するのに要する時間との間に差が生じる。必要に応じて、１組の出力画素信号が含むべき緑色、青色および赤色の各色情報がほぼ同じタイミングで固体撮像装置１００から出力されるように調整することができる。この調整は、例えば、緑色画素からの画素信号の伝送経路内または緑色の色情報の伝搬経路内の適当な位置に遅延回路を設けることによって、あるいは、第１の信号処理部内または第１の信号処理部外の適当な場所にフレームメモリ等の記憶素子を設けることにより、行うことができる。
【００６６】
第１の撮像モードの際に得られる出力画素数は、固体撮像素子１０ａにおける有効画素（カラー画素）数のほぼ１／２である。
【００６７】
しかしながら、図１に示した第１モードセレクタ８２によって第２の撮像モードが選択されているときには、映像信号処理部６５は固体撮像素子１０ａが有している有効画素（カラー画素）の総数の約２倍の再生画素用の出力画素信号を生成することができる。
【００６８】
この際にも、図３（Ｂ）または図３（Ｃ）を用いて説明した概念と同様の概念に基づいて、補間処理が行われる。さらには、各カラー画素列内または各カラー画素行内において相隣る２個のカラー画素の間にも恰もカラー画素があるかのように、これら仮想的なカラー画素に対応する再生画素用の出力画素信号が補間によって生成される。
【００６９】
図５は、第２の信号処理部で生成された出力画素信号に基づいてモニタやプリンタによって再生される映像での再生画素の分布を概念的に示す。補間によって仮想的なカラー画素に対応する再生画素用の出力画素信号が生成されたことから、第２の信号処理部で生成された出力画素信号に基づいて再生される映像は、固体撮像素子１０ａ（図２参照）が有するカラー画素（有効画素）の総数の約２倍の数の再生画素Ｐを有する。
【００７０】
図１に示した固体撮像素子１０は、原色系の色フィルタを利用したものに限定されるものではなく、補色系の色フィルタを利用したものであってもよい。
【００７１】
図６は、固体撮像素子１０として利用することができる他の固体撮像素子を概略的に示す。同図に示す固体撮像素子１０ｂは、補色系の色フィルタを利用したものであり、シアン画素２０Ｃｙ、イエロー画素２０Ｙｅおよび緑色画素２０Ｇの３種類のカラー画素を有している。これらのカラー画素は、画素ずらし配置されるとともに特定のパターンで配列されている。
【００７２】
すなわち、緑色画素２０Ｂの各々は、行方向（画素行方向）および列方向（画素列方向）のいずれに関しても１つおきに配列され、全体として正方格子状に分布する。１行の緑色画素行の両側（列方向の両側）に、シアン画素２０Ｃｙとイエロー画素２０Ｙｅとが１列おきに交互に配列された画素行（以下、この画素行を「シアン・イエロー画素行」という。）が１行ずつ配置されている。１行の緑色画素行を挟んで並存する２列のシアン・イエロー画素行それぞれにおいては、シアン画素２０Ｃｙとイエロー画素２０Ｙｅとの配置が逆になっている。
【００７３】
この固体撮像素子１０ｂでは、１行の緑色画素行を構成する緑色画素２０Ｇそれぞれからの画素信号と、その下流側において１行のシアン・イエロー画素行を構成するシアン画素２０Ｃｙおよびイエロー画素２０Ｙｅそれぞれからの画素信号とが、１つずつ交互に出力される。
【００７４】
固体撮像素子１０ｂを利用する場合には、図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）、図４および図５を用いて既に説明した補間処理を行う前に、補色系の色情報を原色系の色情報に変換する。これにより、第１の信号処理部および第２の信号処理部の構成を変更することなく、図２に示した固体撮像素子１０ａを利用した場合と同様の出力画素信号を得ることができる。
【００７５】
以上説明した第１の信号処理部および第２の信号処理部を有する映像信号処理部６５は、例えば図７に示すように構成することができる。
【００７６】
図７は、映像信号処理部６５の構成例を概念的に示すブロック図である。同図に示す映像信号処理部６５は、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路６６、自動利得制御（ＡＧＣ）回路６７、第１スイッチング回路６８、第１の信号処理部７０、第２の信号処理部７７、および、例えばダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）によって構成されるメモリ部Ｍを含む。
【００７７】
固体撮像素子１０から順次出力される画素信号は、ＣＤＳ回路６６でノイズが除去された後、ＡＧＣ回路６７を通り、その後に第１スイッチング回路６８へ供給される。
【００７８】
固体撮像素子１０が原色系の色フィルタを利用したものであるときには、赤色、緑色および青色の各色情報が第１スイッチング回路６８へ順次供給される。これらの色情報の全部または一部はメモリ部Ｍへも供給され、ここに記憶、保管される。
【００７９】
固体撮像素子１０が補色系の色フィルタを利用したものであるときには、例えばＡＧＣ回路６７と第１スイッチング回路６８との間に、補色／原色変換処理回路６９が設けられる。補色／原色変換処理回路６９は、少なくとも３行のカラー画素行からの画素信号に基づく色情報を、メモリ部Ｍに一旦記憶させる。そして、このメモリ部Ｍから必要な色情報を読み出して色分離を行い、補色系の色情報から赤色、緑色および青色の各色情報を生成する。補色／原色変換処理回路６９の動作は、例えば図１に示した制御部８０によって制御される。
【００８０】
補色／原色変換処理回路６９で生成された赤色、緑色および青色の各色情報は、第１スイッチング回路６８へ順次供給される。これらの色情報の全部または一部はメモリ部Ｍへも供給され、ここに記憶、保管される。
【００８１】
図１に示した第１モードセレクタ８２によって第１の撮像モードが選択されているとき、第１のスイッチング回路６８へ順次供給された赤色、緑色および青色の各色情報は、第１の信号処理部７０へ振り分けられる。第１のスイッチング回路６８の動作は、例えば図１に示した制御部８０によって制御される。
【００８２】
第１の信号処理部７０に振り分けられた赤色の色情報は第１補間処理回路７１ａへ供給され、青色の色情報は第２補間処理回路７１ｂへ供給され、緑色の色情報は直接または遅延回路７５を介して第２スイッチング回路７２へ供給される。遅延回路７５は、１組の出力画素信号が含むべき赤色、緑色および青色の各色情報が実質的に同じタイミングで第２スイッチング回路７２へ供給されるように、緑色の色情報の第２スイッチング回路７２への到達時刻を調整する。
【００８３】
図８に示すように、第１補間処理回路７１ａは、アドレス信号発生回路ＡＧと、補間演算処理回路ＩＰとを含む。アドレス信号発生回路ＡＧは、制御部８０によって制御されて、所定のアドレス信号を生成する。このアドレス信号によって、メモリ部Ｍに記憶されている色情報の中から補間処理に必要な赤色の色情報が読み出され、補間演算処理回路ＩＰへ供給される。
【００８４】
補間演算処理回路ＩＰは、第１スイッチング回路６８から新たに入力された赤色の色情報と、既に発生し、メモリ部Ｍに記憶してあった赤色の色情報とを利用して、例えば図３（Ｂ）に示したようにして補間処理を行い、出力画素信号が含むべき赤色の色情報を生成する。
【００８５】
第２補間処理回路７１ｂは、図８に示した第１補間処理回路７１ａと同様に構成される。この第２補間処理回路７１ｂは、アドレス信号発生回路が生成した所定のアドレス信号によって、メモリ部Ｍに記憶されている色情報の中から補間処理に必要な青色の色情報を読み出す。メモリ部Ｍから読み出された青色の色情報は、補間処理回路へ供給される。補間処理回路は、第１スイッチング回路６８から新たに入力された青色の色情報と、メモリ部Ｍから読み出した青色の色情報とを利用して、例えば図３（Ｃ）に示したようにして補間処理を行い、出力画素信号が含むべき青色の色情報を生成する。
【００８６】
これら第１および第２補間処理回路７１ａ、７１ｂの各々は、上述のように、補間処理に必要な２つの色情報のうちの一方のみ、すなわち、時系列でみたときに先に生成される画素信号に基づく色情報のみをメモリ部Ｍから読み出し、他方は第１スイッチング回路６８から供給されるように構成される。
【００８７】
第１および第２補間処理回路７１ａ、７１ｂの各々を、補間処理に必要な２つの色情報の両方をメモリ部Ｍから読み出すように構成することもできる。この場合、第１スイッチング回路６８と第１〜第２補間処理回路７１ａ〜７１ｂの各々とは、結線されていなくてもよい。
【００８８】
第１補間処理回路７１ａで生成された赤色の色情報、および、第２補間処理回路７１ｂで生成された青色の色情報は、それぞれ第２スイッチング回路７２へ供給される。
【００８９】
第２スイッチング回路７２は、供給された色情報の各々を、図１に示した第２モードセレクタ８４によって選択されている出力先に応じて、振り分ける。
【００９０】
各色情報の出力先が表示部９０（図１参照）であるときには、各色情報は直接表示部９０へ供給される。出力先が記録部９２または伝送部９４であるとき、各色情報は第１圧縮処理回路７３ａへ供給され、ここでデータ圧縮された後に記録部９２または伝送部９４へ供給される。出力先がＴＶ出力端子９６であるとき、各色情報はＹ／Ｃ変換処理回路７４へ供給され、ここで輝度信号Ｙと色差信号Ｃとに変換された後にＴＶ出力端子９６へ供給される。
【００９１】
一方、図１に示した第１モードセレクタ８２によって第２の撮像モードが選択されているとき、第１のスイッチング回路６８へ順次供給された赤色、緑色および青色の各色情報は、第２の信号処理部７７へ振り分けられる。
【００９２】
第２の信号処理部７７に振り分けられた赤色の色情報は第３補間処理回路７１ｃへ供給され、青色の色情報は第４補間処理回路７１ｄへ供給され、緑色の色情報は第５補間処理回路７１ｅへ供給される。
【００９３】
これら第３〜第５補間処理回路７１ｃ〜７１ｅの各々は、上述した第１補間処理回路７１ａと同様に構成することができ、その動作も第１補間処理回路７１ａの動作と同様である。以下、第３〜第５補間処理回路７１ｃ〜７１ｅそれぞれの動作を簡単に説明する。
【００９４】
第３補間処理回路７１ｃは、１個の再生画素あたり２〜４つの赤色の色情報を利用して補間処理を行い、出力画素信号が含むべき赤色の色情報を生成する。再生画素は、図５に示したように、正方行列状に分布する。
【００９５】
同様にして、第４補間処理回路７１ｄは出力画素信号が含むべき青色の色情報を補間により生成し、第５補間処理回路７１ｅは出力画素信号が含むべき緑色の色情報を補間により生成する。
【００９６】
第３〜第５補間処理回路７１ｃ〜７１ｅで生成された各色情報は第２圧縮処理回路７３ｂへ供給され、ここでデータ圧縮された後に、第２モードセレクタ８４によって選択されている出力先に応じて、表示部９０、記録部９２または伝送部９４へ供給される。第２圧縮処理回路７３ｂからの出力がＴＶ出力端子９６へ供給されるように、固体撮像装置１００を構成することも可能である。
【００９７】
映像信号処理部６５へ供給される画素信号を生成する固体撮像素子１０は、例えばＣＣＤ型またはＭＯＳ型の固体撮像素子である。
【００９８】
図９および図１０は、図２に示した固体撮像素子１０ａとして利用することができるＣＣＤ型の固体撮像素子１０ｃにおけるカラー画素の構造を概略的に示す。図９は、図２に示したIX−IX線に沿った断面を概略的に示し、図１０は、図２に示したX−X線に沿った断面を概略的に示す。
【００９９】
これらの図に示すように、個々のカラー画素２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂは、半導体基板１５の一表面に形成された光電変換素子（フォトダイオード）２２と、その上方（光の入射経路での前方）に配置された色フィルタ３４Ｒ、３４Ｇまたは３４Ｂとを有する。個々の光電変換素子２２の上方にマイクロレンズ３８を１個ずつ設けることにより、各光電変換素子２２での光利用効率を高めることができる。
【０１００】
図示の例では、半導体基板１５はｎ型半導体基板１５ａと、その一表面に形成されたｐ型不純物添加領域１５ｂとによって構成されている。
【０１０１】
光電変換素子２２の各々は、ｐ型不純物添加領域１５ｂに形成されたｎ型不純物添加領域２２ａとその表面に形成されたｐ⁺ 型不純物添加領域２２ｂとを含む。ｐ⁺ 型不純物添加領域２２ｂにおけるｐ型不純物の濃度は、ｐ型不純物添加領域１５ｂにおけるｐ型不純物の濃度よりも高い。
【０１０２】
個々の光電変換素子２２の平面視上の周囲には、図１０に示す読出しゲート領域４８ａの形成箇所を除き、チャネルストップ領域２４が形成されている。チャネルストップ領域２４は、例えばｐ⁺ 型不純物添加領域によって構成される。
【０１０３】
なお、読出しゲート領域４８ａは、後述するように、１つの光電変換素子２２に１つずつ、この光電変換素子２２の図２での右斜め下に隣接する。
【０１０４】
各光電変換素子２２の表面上にシリコン酸化物等によって構成された電気的絶縁膜２６が形成され、その上にパッシベーション膜２８が形成されている。パッシベーション膜２８は、例えば、シリコン窒化物、シリコン酸化物、ＰＳＧ（ホスファシリケートガラス）、ＢＰＳＧ（ボロンホスファシリケートガラス）、ポリイミド等によって形成される。このパッシベーション膜２８は、後述する垂直電荷転送素子４０の各々も覆う。
【０１０５】
光遮蔽膜３０が、後述する垂直電荷転送素子４０の各々を覆うと共に、これらの垂直電荷転送素子４０に近接する光電変換素子２２の平面視上の内縁部を覆っている。光遮蔽膜３０は、個々の光電変換素子２２の上方に開口部３０ａを１つずつ有する。個々の光電変換素子２２において、平面視上、開口部３０ａ内に位置する領域が、この光電変換素子２２における光入射面となる。
【０１０６】
光遮蔽膜３０は、例えばアルミニウム、クロム、タングステン、チタン、モリブデン等の金属からなる薄膜や、これらの金属の２種以上からなる合金薄膜、あるいは、前記の金属同士または前記の金属と前記の合金とを含む群から選択された２種以上を組み合わせた多層金属薄膜等によって形成される。
【０１０７】
第１の平坦化膜３２が、光遮蔽膜３０および開口部３０ａから露出しているパッシベーション膜２８を覆っている。第１の平坦化膜３２はマイクロレンズ３８用の焦点調節層としても利用される。必要に応じて、第１の平坦化膜３２中にインナーレンズが形成される。
【０１０８】
第１の平坦化膜３２は、例えばフォトレジスト等の透明樹脂を例えばスピンコート法によって所望の厚さに塗布することによって形成される。
【０１０９】
色フィルタ３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂの各々は、第１の平坦化膜３２上に形成されている。各色フィルタ３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂは、例えば、所望色の顔料もしくは染料を含有させた樹脂（カラーレジン）の層を、フォトリソグラフィ法等の方法によって所定箇所に形成することによって作製することができる。
【０１１０】
第２の平坦化膜３６が、各色フィルタ３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂを覆っている。第２の平坦化膜４６は、例えばフォトレジスト等の透明樹脂を例えばスピンコート法によって所望の厚さに塗布することによって形成される。
【０１１１】
各マイクロレンズ３８は、第２の平坦化膜３６上に形成されている。これらのマイクロレンズ３８は、例えば、屈折率が概ね１．３〜２．０の透明樹脂（フォトレジストを含む。）からなる層をフォトリソグラフィ法等によって所定形状に区画した後、熱処理によって各区画の透明樹脂層を溶融させ、表面張力によって角部を丸め込ませた後に冷却すること等によって得られる。
【０１１２】
カラー画素２０Ｒ、２０Ｇまたは２０Ｂに光が入射すると、その入射光量に応じて、ｎ型不純物添加領域２２ａに電荷が蓄積される。この電荷をカラー画素２０Ｒ、２０Ｇまたは２０Ｂから読み出し、水平電荷転送素子へ転送するために、画素ずらし配置されたカラー画素の１列に１つずつ、ＣＣＤによって構成された垂直電荷転送素子４０が設けられている。
【０１１３】
個々の垂直電荷転送素子４０は、ｐ⁺ 型不純物添加領域１５ｂに形成された電荷転送チャネル４１と、この電荷転送チャネル４１を平面視上横切る多数本の垂直転送電極４５、４６を含む。
【０１１４】
電荷転送チャネル４１は、例えばｎ型不純物添加領域によって構成され、対応するカラー画素列に沿って蛇行している。２本の電荷転送チャネル４１が光電変換素子２２を介することなく相隣る領域においては、これらの２本の電荷転送チャネル４１の間にチャネルストップ領域４３が設けられている。チャネルストップ領域４３は、例えば、ｐ型不純物添加領域１５ｂに形成されたｐ⁺ 型不純物添加領域によって構成される。
【０１１５】
各垂直転送電極４５は、例えば電気的絶縁膜２６上に形成された第１ポリシリコン層によって構成され、１行のカラー画素行１本ずつ、このカラー画素行に沿ってその下流側を蛇行する。個々の垂直転送電極４５は、全体としてはカラー画素行方向に延在する。これらの垂直転送電極４５は、対応するカラー画素行を構成している光電変換素子２２の各々に隣接している各読出しゲート領域も、平面視上覆う。１つの読出しゲート領域４８ａと、これを平面視上覆っている垂直転送電極４５中の一領域とによって、１つの読出しゲート４８が構成される。
【０１１６】
各垂直転送電極４６は、例えば電気的絶縁膜２６上に形成された第２ポリシリコン層によって構成され、１行のカラー画素行１本ずつ、このカラー画素行に沿ってその上流側を蛇行する。個々の垂直転送電極４６は、全体としてはカラー画素行方向に延在する。垂直転送電極４６とこれに近接する垂直転送電極４５とは、重合せ構造をなす。垂直転送電極４６の縁部が垂直転送電極４５の縁部に重なっている。
【０１１７】
各垂直転送電極４５の表面および各垂直転送電極４６の表面には、例えばシリコン酸化膜（熱酸化膜）によって構成された電気的絶縁膜ＩＦが形成され、垂直転送電極４５の各々とこれに近接する垂直転送電極４６の各々とを電気的に分離している。
【０１１８】
図１１は、図９および図１０に示した固体撮像素子１０ｃにおける光電変換素子２２の各々と、垂直電荷転送素子４０の各々と、読出しゲート４８の各々と、図９〜図１０では図示を省略した水平電荷転送素子と、出力アンプの平面配置を概略的に示す。
【０１１９】
図１１においては、各光電変換素子２２が何色のカラー画素を構成しているか判りやすくするために、個々の光電変換素子２２にＲ、ＧまたはＢの記号を付してある。同図に示した光電変換素子２２Ｒは赤色のカラー画素２０Ｒ（図２参照）を構成し、光電変換素子２２Ｇは緑色のカラー画素２０Ｇ（図２参照）を構成し、光電変換素子２２Ｂは青色のカラー画素２０Ｂ（図２参照）を構成する。
【０１２０】
また、読出しゲート４８それぞれの平面視上の位置を判りやすくするために、これらの読出しゲート４８にハッチングを付してある。
【０１２１】
さらに、図１１には、垂直電荷転送素子４０の各々を４相の垂直駆動信号φＶ１〜φＶ４によって駆動させ、水平電荷転送素子５０を２相の水平駆動信号φＨ１、φＨ２によって駆動させる際の配線例を付記してある。
【０１２２】
図１１から明らかなように、固体撮像素子１０ｃは、１行の光電変換素子行（１行のカラー画素行）当たり垂直転送電極４５、４６を１本ずつ有している。また、最も下流の垂直転送電極４５の下流側に、さらに３本の補助転送電極４７ａ、４７ｂおよび４７ｃが設けられている。
【０１２３】
各垂直転送電極４５、４６および３本の補助転送電極４７ａ〜４７ｃが４のグループに分けられ、グループ毎に異なる垂直駆動信号φＶ１〜φＶ４が供給される。１つのグループは、３本おきに選択された転送電極４５、４６、４７ａ、４７ｂまたは４７ｃによって構成される。垂直電荷転送素子４０の各々は、４相駆動型のＣＣＤによって構成される。
【０１２４】
個々の垂直電荷転送素子４０が、１個の光電変換素子２２（１個のカラー画素）当たり４本の転送電極を有することから、固体撮像素子１０ｃは全画素読出しが可能な固体撮像素子である。読出しパルスは、垂直駆動信号φＶ１とφＶ３とに重畳される。
【０１２５】
個々の光電変換素子２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂから対応する垂直電荷転送素子４０へ読み出された電荷は、この垂直電荷転送素子４０によって水平電荷転送素子５０へ転送される。このとき、下流側から数えて奇数番目に当たる光電変換素子行（カラー画素行）から読み出された電荷と、その直ぐ上流側の光電変換素子行（カラー画素行）から読み出された電荷とが、同じタイミングで水平電荷転送素子５０へ転送される。
【０１２６】
水平電荷転送素子５０は、水平駆動信号φＨ１、φＨ２によって駆動される２相駆動型のＣＣＤによって構成される。この水平電荷転送素子５０は、水平電荷転送チャネル５２と、この水平電荷転送チャネル５２を平面視上横切る多数本の水平転送電極（図示せず。）を含む。
【０１２７】
水平電荷転送チャネル５２は、半導体基板１５におけるｐ型不純物添加領域１５ｂ（図９または図１０参照）に形成されたｎ型不純物添加領域によって構成され、光電変換素子行（カラー画素行）方向に延在する。
【０１２８】
水平転送電極の各々は、例えば電気的絶縁膜２６（図９または図１０参照）上に形成された第１または第２ポリシリコン層によって構成される。例えば、１個の垂直電荷転送素子４０当たり４本の水平転送電極が設けられ、第１ポリシリコン層によって構成された水平転送電極と第２ポリシリコン層によって構成された水平転送電極とが交互に配置されている。各水平転送電極の表面には、例えばシリコン酸化膜（熱酸化膜）によって構成された電気的絶縁膜が形成されている。
【０１２９】
水平電荷転送素子５０は、垂直電荷転送素子４０の各々から受け取った電荷を、出力アンプ５５へ順次転送する。
【０１３０】
出力アンプ５５は、水平電荷転送素子５０から電荷を順次受け取り、受け取った電荷を例えばフローティング容量（図示せず。）によって信号電圧に変換し、この信号電圧をソースホロワ回路（図示せず。）等を利用して増幅して画素信号を生成する。検出（変換）された後のフローティング容量の電荷は、図示を省略したリセットトランジスタを介して電源（図示せず。）に吸収される。
【０１３１】
出力アンプ５５で生成された画素信号が、図１または図７に示した映像信号処理部６５へ供給される。
【０１３２】
図１２は、図２に示した固体撮像素子１０ａとして利用することができる他のＣＣＤ型の固体撮像素子１０ｄにおける光電変換素子２２の各々と、垂直電荷転送素子４０の各々と、読出しゲート４８の各々と、水平電荷転送素子５０と、出力アンプ５５の平面配置を概略的に示す。
【０１３３】
同図に示した固体撮像素子１０ｄは、ｎ行の光電変換素子行（ｎ行のカラー画素行）当たり計（ｎ＋１）本の垂直転送電極１４５、１４６を有し、垂直転送電極１４６と垂直転送電極１４５とが下流側からこの順番で交互に形成されている。また、最も下流の垂直転送電極１４６の下流側に、さらに３本の補助転送電極１４７ａ、１４７ｂおよび１４７ｃを備えている。したがって、個々の垂直電荷転送素子４０は、１個の光電変換素子２２（１個のカラー画素）当たり２本の転送電極を有する。この点を除けば、固体撮像素子１０ｄは図１１に示した固体撮像素子１０ｃと同様の構成を有する。
【０１３４】
図１２に示した構成部材のうち、図１１に示した構成部材と機能上共通するもについては、垂直転送電極および補助転送電極をそれぞれ除き、図１１で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【０１３５】
上記の構成を有する固体撮像素子１０ｄは、例えば、１／２間引き駆動される。１／２間引き駆動の下では、１フレームが光電変換素子行（カラー画素行）単位で２つのフィールドに分けられ、フィールド毎に光電変換素子（カラー画素）の各々から対応する垂直電荷転送素子４０へ電荷が読み出される。１つのフィールドは、例えば、３行おきに選択された光電変換素子行（カラー画素行）と、これらの光電変換素子行（カラー画素行）それぞれの直ぐ上流側に配置されている光電変換素子行（カラー画素行）の各々とによって構成される。
【０１３６】
固体撮像素子１０ｄを利用する場合、映像信号処理回路６５中のメモリ部Ｍは、１フレーム分の画素信号に対応する色情報を記憶できるだけの容量を有していることが好ましい。この場合の補間処理は、メモリ部Ｍに記憶された色情報を利用して行われる。
【０１３７】
以上、実施例による固体撮像装置について説明したが、本発明は上述した実施例に限定されるものではない。種々の変更、改良、組み合わせ等が可能である。
【０１３８】
特に、相対的に低解像度の下に出力画素信号を生成する際の補間処理以外の構成は、種々変更可能である。
【０１３９】
また、映像信号処理部は、図７に示した構成要素以外に、クランプ回路、ガンマ補正回路、ホワイトクリップ回路、輪郭補正回路、垂直偽信号抑圧回路、トラッキング補正回路、高輝度着色防止回路、低彩度圧縮回路等、種々の回路を用いて構成することができる。
【０１４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、比較的簡単な信号処理によって出力画素信号を得ることが可能になる。固体撮像装置をより安価に提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例による固体撮像装置を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１に示した固体撮像装置に利用することができる固体撮像素子を概略的に示す平面図である。
【図３】図３（Ａ）は、図２に示した固体撮像素子におけるカラー画素の配列を示す模式図であり、図３（Ｂ）は、図１に示した映像信号処理部内の第１の信号処理部で赤色画素からの画素信号に対して行われる補間処理の態様を示す概念図であり、図３（Ｃ）は、図１に示した映像信号処理部内の第１の信号処理部で青色画素からの画素信号に対して行われる補間処理の態様を示す概念図である。
【図４】第１の信号処理部で生成された出力画素信号に基づいてモニタやプリンタによってモニタやプリンタによって再生される映像での再生画素の分布を示す概念図である。
【図５】第２の信号処理部で生成された出力画素信号に基づいてモニタやプリンタによってモニタやプリンタによって再生される映像での再生画素の分布を示す概念図である。
【図６】図１に示した固体撮像装置に利用することができる他の固体撮像素子を概略的に示す平面図である。
【図７】図１に示した映像信号処理部の構成例を概念的に示すブロック図である。
【図８】図７に示した第１補間処理回路を概略的に示すブロック図である。
【図９】図２に示した固体撮像素子として利用することができるＣＣＤ型の固体撮像素子におけるカラー画素の断面構造を所定の方向から見たときの概略図である。
【図１０】図２に示した固体撮像素子として利用することができるＣＣＤ型の固体撮像素子におけるカラー画素の断面構造を他の方向から見たときの概略図である。
【図１１】図９および図１０に示した固体撮像素子における光電変換素子の各々と、垂直電荷転送素子の各々と、読出しゲートの各々と、水平電荷転送素子と、出力アンプの配置を概略的に示す平面図である。
【図１２】図２に示した固体撮像素子として利用することができる他のＣＣＤ型の固体撮像素子における光電変換素子の各々と、垂直電荷転送素子の各々と、読出しゲートの各々と、水平電荷転送素子と、出力アンプの配置を概略的に示す平面図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ…固体撮像素子、２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ…カラー画素、２２…光電変換素子、４０…垂直電荷転送素子、５０…水平電荷転送素子、５５…出力アンプ、６５…映像信号処理部、７０…第１の信号処理部、７１ａ〜７１ｅ…第１〜第５補間処理回路、７７…第２の信号処理部。

Claims

検出する色情報に基づいて少なくとも３種類に分類される補色系のカラー画素を含む多数個のカラー画素が複数行、複数列に亘って画素ずらし配置され、該多数個のカラー画素のうち少なくとも１種類のカラー画素が行方向および列方向に関して正方格子状に分布する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子から出力される前記補色系のカラー画素からの画素信号に基づく色情報を原色系の色情報に変換する補色／原色変換処理回路と、
前記補色／原色変換処理回路で変換された画素信号のうち、前記正方格子状に分布する１種類のカラー画素それぞれからの画素信号は補間処理せず、他の種類のカラー画素それぞれからの画素信号は補間処理して出力画素信号を生成する第１の信号処理部と
を有する固体撮像装置。
前記少なくとも１種のカラー画素が緑色画素である請求項１記載の固体撮像装置。
前記第１の信号処理部が、１行のカラー画素行を挟んで並存する２行のカラー画素行からの画素信号を利用して補間処理を行って、再生映像において前記１行のカラー画素行に対応する再生画素行用の出力画素信号を生成する請求項１又は２記載の固体撮像装置。
前記正方格子状に分布する１種類のカラー画素それぞれに近接して前記他の種類のカラー画素が各々２個づつ分布し、前記第１の信号処理部が、前記正方格子状に分布する１種類のカラー画素の１個からの画素信号と、該カラー画素に近接する前記他の種類のカラー画素各々２個ずつからの画素信号に補間処理を施して得た信号とを利用して、１組の出力画素信号を生成する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
前記正方格子状に分布するカラー画素の１個に２個ずつ近接する前記他の種類のカラー画素が、同種のもの同士で、前記正方格子状に分布するカラー画素を介して相隣る請求項４に記載の固体撮像装置。
さらに、前記多数個のカラー画素それぞれからの画素信号を利用して補間処理を行って出力画素信号を生成する第２の信号処理部を有する請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
前記第２の信号処理部が、前記カラー画素の総数よりも再生画素数が多い再生映像に対応した出力画素信号を生成する請求項６に記載の固体撮像装置。
前記固体撮像素子が、さらに、前記カラー画素の１列毎または２列毎に１つずつ配置された垂直電荷転送素子であって、各々が、対応するカラー画素列中のカラー画素それぞれと電気的に接続される垂直電荷転送素子を含む請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
前記固体撮像素子が、さらに、前記垂直電荷転送素子の各々と電気的に接続される水平電荷転送素子と、該水平電荷転送素子に電気的に接続される出力アンプとを有する請求項８に記載の固体撮像装置。