JPH04137890A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えば家庭用ビデオカメラやＩＴＶ（工業
用テレビジョン）カメラ等の単板式カラーカメラに使用
される固体撮像装置に係り、特に被写体の光学像と該光
学像を電気信号に変換するための固体撮像素子との相対
位置を水平方向にスイングさせて高解像度化を図るよう
にしたものの改良に関する。

（従来の技術） 周知のように、単板式カラーカメラでは、第１０図に示
すように、例えばＣＣＤ　（チャージ・カップルド・デ
バイス）等の固体撮像素子１１上に色フイルタアレイ１
２を形成して色信号を空間周波数多重し、この空間周波
数多重された色信号を信号処理回路１３で再生すること
により３原色信号Ｒ，Ｇ、Ｂを生成するようにしている
。ここで、上記色フイルタアレイ１２は、例えば第１１
図に示すような色配列に構成されている。なお、第１１
図中、Ｒは赤色光、Ｇは緑色光、Ｂは青色光を透過する
部分である。そして、この色フイルタアレイ１２により
、固体撮像素子１１からは、奇数及び偶数の各フィール
ドにおいて、第ｎのラインでＧ、Ｒ，Ｇ、Ｒ，・・・・
・・成分が交互に繰り返される信号が出力され、第ｎ＋
１のラインでＧＢ、Ｇ、Ｂ、・・・・・・成分が交互に
繰り返される信号が出力される。

ここで、第１２図は、上記信号処理回路１３の具体的な
構成を示している。すなわち、固体撮像素子１１から出
力される上述した信号は、入力端子１４を介してＳ／Ｈ
（サンプル／ホールド）回路１５．１６にそれぞれ供給
され、色信号Ｇと色信号Ｒ，Ｂとに分離される。このう
ち、色信号Ｇは、増幅回路１７で増幅されて出力端子１
８から取り出される。また、上記色信号Ｒ，Ｂは、ＯＣ
Ａ　（利得制御増幅）回路１９．２０と切換スイッチ２
１とにより、ホワイトバランス調整か施された後、減算
回路２２によって色差信号Ｒ−Ｇ。

Ｂ−Ｇがそれぞれ生成される。そして、この色差信号Ｒ
−Ｇ、Ｂ−Ｇは、ＩＨ（水平ライン）遅延回路２３と切
換スイッチ２４．２５とにより同時化された後、加算回
路２６．２７によって色信号Ｇがそれぞれ加算されて色
信号Ｒ，Ｂか生成され、出力端子２８．２９から取り出
される。

ところで、上記のように固体撮像素子１１の出力から３
原色信号Ｒ，Ｂ、Ｇを生成する信号処理回路１３では、
例えば被写体の絵柄か、第１１図に示した色フイルタア
レイ１２の色配列のＧの位置て白、Ｒ，Ｂの位置で黒と
なるような白黒の縦縞であった場合、色信号Ｇのみか一
定レベルで発生され、色信号Ｒ，Ｂか発生されなくなり
、カラーカメラの出力としては色偽信号と称される緑の
一色のみになってしまうことになる。そこで、この色偽
信号を低減するために、従来より、第１３図に示すよう
に、固体撮像素子〕１の前にサバール板３０を置き、色
偽信号を発生させる空間周波数成分を低減させるように
することが考えられているか、このようにすると、第１
４図に実線で示すように、周波数特性か同図中点線で示
す理想特性に比して大幅に劣化するという不都合が生じ
ることになる。

一方、固体撮像素子１１の出力を高解像度化する手段と
して、現在では、固体撮像素子１１の感光画素数を増加
させる手段と、被写体の光学像と該光学像が結像される
固体撮像素子１１との相対位置を水平方向にスイングさ
せ、このスイングに同期して画面上の輝点位相を制御し
、観測者の目の積分効果を利用する手段とが考えられて
いる。

ところが、まず、固体撮像素子１１の感光画素数を増加
させることは、第１５図に示すように、限られた面積内
で必要な感光素子の分離領域を確保しつつ感光素子数を
増加させるので、感光窓の開口率ｇの低下や飽和信号量
の低下もたらすため、感度やＳ／Ｎ比が劣化するという
問題が生じることになる。

次に、被写体の光学像と該光学像が結像される固体撮像
素子１１との相対位置を水平方向にスイングする手段と
しては、第１６図（ａ）に示すように、光学像を固定し
たままで固体撮像素子１１のみを水平方向に例えば１画
素分（位置Ａ、Ｂ相互間）スイングさせる方法と、同図
（ｂ）に示すように、固体撮像素子１１を固定したまま
で光学像のみを水平方向に例えば１画素分（位置Ａ、　
　Ｂ相互間）スイングさせる方法とがあり、いずれの場
合でも固体撮像素子１１の感光面に対する光学像の位置
は同じになる。

そして、第１７図（ａ）乃至（Ｃ）は、それぞれ固体撮
像素子１１を固定したままで、光学像のみをスイングさ
せるための具体的な構成例を示している。まず、第１７
図（ａ）に示すものは、光学像を固体撮像素子１１に導
くた約のレンズ３１を、図中矢印方向にスイングさせて
、光軸りを移動させるようにしている。また、第１７図
（ｂ）に示すものは、偏向板３２とＴＮ型液晶による偏
向方向変調器３３とにより、偏向角度を９０”変化させ
、その後にサバール板３０を通すことにより、偏向角に
対して２つの光路を選択可能とし、光軸りをスイングさ
せるようにしている。さらに、第１７図（Ｃ）に示すも
のは、断面くさび型の円板３４．３５を回転させること
により、光軸りをスイングさせるようにしている。

また、第１８図（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ光学像を
固定したままで、固体撮像素子１１のみをスイングさせ
るための具体的な構成例を示している。ます、第１８図
（ａ）に示すものは、固体撮像素子１１か収容されたパ
ッケージ３６を、図中矢印方向にスイングさせるように
している。また、第１８図（ｂ）に示すものは、パッケ
ージ３６内にピエゾ素子等の電気変位素子３７を介して
固体撮像素子１１を収容し、固体撮像素子〕１のみをパ
ッケージ３６内で図中矢印方向にスイングさせるように
している。

しかしながら、被写体の光学像と該光学像が結像される
固体撮像素子１１との相対位置を水平方向にスイングさ
せ、観測者の目の積分効果を利用して高解像度化を図る
ようにしたものは、高解像度領域において、第１９図（
ａ）に示すような光信号を図中「○」印で示すタイミン
グで固体撮像素子１１に結像させた場合、奇数フィール
ドと偶数フィールドとでそれぞれ同図（ｂ）、（ｃ）に
示すように信号のレベルか大きく異なり、フィールドご
とに画面の明るさか変化するフリッカか発生してしまう
という問題が生じる。

（発明か解決しようとする課題） 以上のように、固体撮像素子に色フイルタアレイを形成
して色信号を空間周波数多重するようにした従来の固体
撮像装置では、色信号を多重化している周波数成分をも
った被写体を撮像すると、色偽信号か発生するという問
題を有している。また、従来の固体撮像装置は、高解像
度化を図るために感光画素数を増加させると感度やＳ／
Ｎ比か劣化し、光学像と固体撮像素子との相対位置を水
平方向にスイングさせ、観測者の目の積分効果を利用す
るものでは、高解像度領域で画面フリッカが発生すると
いう問題を有している。

そこで、この発明は上記事情を考慮してなされたもので
、周波数特性を劣化させることなく色偽信号を大幅に低
減させることかでき、しかも感度やＳ／Ｎ比の劣化及び
画面フリッカのない高解像度化を効果的に促進すること
ができる極めて良好な固体撮像装置を提供することを目
的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明に係る固体撮像装置は、水平方向に２画素周期
の色配列の色フィルタを有し、複数の感光素子及び垂直
転送素子を備えた撮像領域と、この撮像領域から出力さ
れる信号電荷を２フィールド分蓄積可能な巡回型転送段
とを有する固体撮像素子を備えている。そして、被写体
の光学像と撮像領域との相対位置を水平方向に所定画素
分スイングさせるスイング手段と、このスイング手段で
スイングされた第１及び第２の相対位置でそれぞれ得ら
れた同じフィールドの信号電荷を巡回型転送段に交互に
配列されるように蓄積させる第１の駆動手段と、この第
１の駆動手段によって信号電荷か蓄積された巡回型転送
段から、第１及び第２の相対位置における同じ色成分の
信号電荷か交互に配列されたライン出力を取り出す第２
の駆動手段とを備えるようにしたものである。

（作用） 上記のような構成によれば、同じ画素位置から２つの色
信号を取り出すことができるため、色フイルタアレイの
色配列の周期と同一周期の明暗パターンを撮像した場合
でも、色偽信号の発生を大幅に低減することかできる。

また、従来のようにサバール板等を使用しないので、周
波数特性が劣化せず高解像度化を図ることができるもの
である。さらに、感光素子数を増加させることなく、水
平方向に２倍の画素数を有する固体撮像素子と同様の出
力を得られるため、感度やＳ／Ｎ比の劣化及び画面フリ
ッカのない高解像度化を効果的に促進することかできる
。

（実施例） 以下、この発明の一実施例について図面を参照して詳細
に説明する。第１図（ａ）は、この実施例で説明する固
体撮像素子の具体的構成を示している。この固体撮像素
子は、垂直及び水平方向に配列されそれぞれか画素を構
成するフルフレーム分の数を有する感光素子３８，３８
．・・・・と、二の感光素子３８．３８．　　・・のう
ち垂直方向に隣接する２つの感光素子３８．３８にそれ
ぞれ対応して設けられ、該２つの感光素子３８．３８に
蓄積された電荷か選択的に転送されるとともに、この転
送された電荷を垂直方向に転送可能な複数の垂直転送素
子３９．３９．・・・・と、詳細は後述するかこの複数
の垂直転送素子３９，３９．・・・・・て垂直転送され
た電荷がそれぞれ転送される、垂直方向の画素数分の巡
回型転送段４０，４０．・・・・と、この巡回型転送段
４０，４０．・・・・・のうち水平方向に隣接する２つ
の巡回型転送段４０゜４０にそれぞれ対応して設けられ
、該巡回型転送段４０，４０の電荷がそれぞれ転送され
るとともに、転送された２つの巡回型転送段４０．４０
の電荷を順次シリアルに出力するＰ／Ｓ　（パラレル／
シリアル）転送段４１，４１．　　・・・・・と、この
Ｐ／Ｓ転送段４１．４１　　・・・・・・から出力され
る電荷が順次転送され、それぞれがこの転送された電荷
を水平方向に転送可能な２ライン分の水平転送段４２．
４３と、この水平転送段４２．４３から出力された各ラ
インの信号をそれぞれ増幅する増幅回路４４．４５と、
この増幅回路４４．４５から出力される信号を取り出す
出力端子４６．４７とから構成されている。なお、出力
端子４６．４７から得られるラインをそれぞれ出力１．
２と称する ここで、上記巡回型転送段４０．４．　Ｏ，−＝。

は、その１つを例にとって説明すると、垂直方向に３つ
づつ２列に並設された６つの電荷蓄積部４０ａ〜４０ｆ
と、この２列の電荷蓄積部４０ａ〜４０ｃ及び４０ｄ〜
４０ｆのそれぞれ端部同志を接続する２つの電荷転送路
４０ｇ、４０ｈとを有している。そして、この巡回型転
送段４０ては、電荷転送路４０ｇ−電荷蓄積部４．　Ｏ
ａ　−４０ｂ　−４０ｃ−電荷転送路４０ｈ−電荷蓄積
部４０ｆ−４０ｅ−４０ｄ−電荷転送路４０ｇの順序で
電荷が巡回転送される。また、垂直転送素子３９３９、
・・・・・から垂直転送された電荷は、電荷転送路４０
ｇを介して電荷蓄積部４０ａに転送されるとともに、電
荷蓄積部４０ｃの電荷が電荷転送路４０ｈを介してＰ／
Ｓ転送段４１，４１．・・・・・に転送可能となってい
る。

次に、上記のような構成となされた固体撮像素子の動作
について、第２図に示すタイミング図を参照して説明す
る。この場合、光学像と固体撮像素子との相対位置Ａと
Ｂとは、互いに水平方向に１画素分ずれるものとする。

すなわち、垂直ブランキング期間に感光素子３８．３８
．・・・・・・の第１図（ａ）中下から偶数行に対して
電荷読み出しパルスＹＰＩを与えることにより、光学像
と固体撮像素子との相対位置Ａにおいて図中下から偶数
行目の感光素子３８，３８．・・・・・・に蓄積された
電荷１．２．３　（添字は省略）が、同図（ｂ）に示す
ように対応する垂直転送素子３９．３９．・・・・・に
−斉に転送される。そして、次の垂直ブランキング期間
に、垂直転送素子３９，３９．・・・・・・及び巡回型
転送段４０，４０．・・・・・・に対して駆動パルスＫ
ＤＩを与えることにより、垂直転送素子３９゜３９、・
・・・・・に転送された電荷１．２．３が、第１図（Ｃ
）〜（ｅ）に示すように順次巡回型転送段４０．４０．
・・・・・・に転送される。この場合、巡回型転送段４
０，４０．・・・・・・内では、電荷１．２３か６つの
電荷蓄積部４０ａ〜４０ｆに］つおきに蓄積されるよう
に転送される。

次に、同じ垂直ブランキング期間に感光素子３８．３８
．・・・・・の第１図（ｆ）中下から偶数行二対して電
荷読み出しパルスＹＰ２を与えることこより、光学像と
固体撮像素子との相対位置Ｂにおいて図中下から偶数行
目の感光素子３８．３８゜・・・・に蓄積された電荷ａ
、ｂ、ｃ　（添字は省略）か、同図（ｇ）に示すように
対応する垂直転送素子３９，３９．・・・・に−斉に転
送される。そして、同じ垂直ブランキング期間に、垂直
転送素子３９゜３９、・・・・・・及び巡回型転送段４
０．４０．・・・・・・に対して駆動パルスＫＤ２を与
えることにより、まず、巡回転送段４０．４０．・・・
・・・の電荷１，２３が、第１図（ｈ）に示すように巡
回転送された後、垂直転送素子３９，３９．・・・・・
に転送された電荷ａ、ｂ、ｃが、第１図（ｉ）　〜（ｋ
）に示すように順次巡回型転送段４０，４０．・・・・
・・に転送される。この場合、巡回型転送段４０．４０
・・−内では、電荷１．．２．３と電荷ａ、ｂ、ｃとが
６つの電荷蓄積部４０ａ〜４０ｆに交互に蓄積されるよ
うに転送される。また、上記駆動パルスＫＤ２により、
巡回型転送段４０，４０．・・・・・・の電荷１．２，
３．ａ、ｂ、ｃは、第１図（ρ）に示す位置まで半周回
転されて、以後のＰ／Ｓ転送段４１，４１．・・・・・
・への転送に供されるように準備される。

その後、同じ垂直ブランキング期間に感光素子３８．３
８．・・・・・の第１図（ｍ）中下から奇数行に対して
電荷読み出しパルスＹＰ３を与えることにより、光学像
と固体撮像素子との相対位置Ｂにおいて図中下から奇数
行目の感光素子３８，３８゜・・・・に蓄積された電荷
ａ、β、γ（添字は省略）が、同図（ｎ）に示すように
対応する垂直転送素子３９．３９．・・・・・に−斉に
転送される。次に、巡回型転送段４０，４０．・・・・
・　Ｐ／Ｓ転送段４１．４１．　　・・・・・及び水平
転送段４２．４３に対してラインシフトパルスＬＳＩが
与えられることにより、第１図（ｏ）に示すように、巡
回型転送段４０．４０．・・・・・の先頭電荷１かＰ／
Ｓ転送段４１．４］、・・・に転送され、同図（ｐ）、
（ｑ）に示す順序で水平転送段４２．４３にそれぞれ転
送される。つまり、相対位置への信号電荷が、色毎に水
平転送段４２．４３に転送されることになる。

そして、水平転送段４２．４３に転送された電荷１は、
第１図（ｒ）に示すように、相対位置Ｂで得られた信号
電荷ａ、ｂ、ｃと混ざらないように１画素分水平方向に
移動された後、同図（Ｓ）に示すように、巡回型転送段
４０，４０．・・・・の次の先頭電荷ａかＰ／Ｓ転送段
４１．４１に転送され、同図（ｔ）、（ｕ）に示す順序
で水平転送段４２．４３にそれぞれ転送される。その後
、この水平転送段４２．４３の２ラインの信号か、第１
図（Ｖ）に示すように、増幅回路４４４５を介して出力
端子４６．４７から出力される。

以下、同様にして、相対位置Ａ、Ｂでそれぞれ得られ、
巡回型転送段４０，４０．・・・・・・に蓄積された信
号電荷か２ライン分づつ順次水平転送段４２４３に転送
されて、各水平転送段４２．４３から出力される動作か
繰り返されるものである。

このようにして、相対位置Ａ、Ｂでそれぞれ得られた、
感光素子３８，３８．・・・・・の第１図中下から偶数
行目のフィールドの信号電荷が全て出力されると、垂直
転送素子３９，３９．・　・に蓄積された、感光素子３
８，３８．・・・・・・の第１図中下から奇数行目のフ
ィールドの信号電荷（この電荷も相対位置Ａ、Ｂに対応
してそれぞれ得られる）か上記と同様な経路で出力され
るようになる。

ここで、第１図から明らかなように、水平転送段４２と
４３とには、水平方向に１画素分のオフセットが設けら
れている。これは、第３図に示される感光素子３８．３
８　　・・・・の各相対位置ＡＢての結像状態と、第４
図に示す出力１．２の発生タイミングとを対応させて、
使い易くするように考慮したものである。

上記実施例のような構成によれば、水平方向に２画素周
期の色フイルタアレイを用い、光学像と固体撮像素子と
の相対位置を水平方向に１画素分スイングさせ、各相対
位置Ａ、Ｂで得られる２フィールド分の信号電荷をそれ
ぞれ巡回型転送段４０．４０．　・・・・・に転送し、
２つの水平転送段４２．４３に水平方向に各位置Ａ、Ｂ
の電荷を交互に転送してライン出力するようにしたので
、水平方向について、同じ画素位置から２つの色信号を
取り出すことができるため、色フイルタアレイの色配列
の周期と同一周期の明暗パターンを撮像した場合でも、
色偽信号の発生を大幅に低減することかできる。また、
従来のようにサバール板等を使用しないので、周波数特
性か劣化せず高解像度化を図ることかできるものである
。さらに、この発明は、先に第１１図に示したような色
配列の色フイルタアレイ１２に限定されるものではなく
、例えば第５図（ａ）〜（Ｃ）に示すように、水平方向
に２画素周期の色配列をもつ色フイルタアレイであれば
使用することかできる。

また、この発明は、第６図に示すようなタイミングで、
２画素加算読み出しくいわゆるフィールド蓄積型）の色
フィルタ配列［第７図（ａ）〜（Ｃ）］をもった固固体
撮像子に適用することもできる。この場合には、垂直映
像期間の略中央で読み出しパルスＹＰ４により、位置Ａ
の信号電荷を読み出し２画素加算を行なって垂直転送素
子３９．３９．・・・・・に転送する。その後、固体撮
像素子を位置已にスイングして、次の垂直ブランキング
期間に駆動パルスＫＤ３により垂直転送素子３９．３９
．・・・・・の信号電荷を蓄積領域に転送し、引き続き
読み出しパルスＹＰ５により、位置Ｂの信号電荷を、位
置への信号電荷を加算したときと同じ組み合わせて読み
出し２画素加算を行なって垂直転送素子３９．３９．・
・・・・に転送する。そして、同じ垂直ブランキング期
間に駆動パルスＫＤ４により垂直転送素子３９，３９、
・・・・・の信号電荷を蓄積領域に転送し、以後ライン
シフトパルスＬＳ２によりライン出力が得られる。

次に、第８図（ａ）は、この発明の他の実施例で説明す
る固体撮像素子の具体的構成を示しており、第１図（ａ
）と同一部分には同一符号を何している。すなわち、上
記巡回型転送段４０．４０・・・の数の２倍の電荷蓄積
領域４８ａ、４８ａ・・・・・・を有し、巡回型転送段
４０．４０・・・・・・から出力される電荷が各電荷蓄
積領域４８ｇ、４８ａ。

・・・・・に１つおきに転送され、この転送された電荷
を水平方向に転送可能な水平転送段４８と、この水平転
送段４８から出力された各ラインの信号をそれぞれ増幅
する増幅回路４つと、この増幅回路４９から出力される
信号を取り出す出力端子５０とを備えている。

上記のような構成となされた固体撮像素子の動作につい
て、先に第２図に示したタイミング図を参照して説明す
る。この場合、光学像と固体撮像素子との相対位置Ａと
Ｂとは、互いに水平方向に０．５画素分ずれるものとす
る。すなわち、垂直ブランキング期間に感光素子３８，
３８．・・・の第８図（ａ）中下から偶数行に対して電
荷読み出しパルスＹＰＩを与えることにより、光学像と
固体撮像素子との相対位置Ａにおいて図中下から偶数行
目の感光素子３８，３８．・・・・に蓄積された電荷１
．２．３　（添字は省略）が、同図（ｂ）に示すように
対応する垂直転送素子３９，３９．・・・・・に−斉に
転送される。そして、次の垂直ブランキング期間に、垂
直転送素子３９，３９．　・・・・・・及び巡回型転送
段４０．４０．・・・・・に対して駆動パルスＫＤＩを
与えることにより、垂直転送素子３９．３９．・・・・
・に転送された電荷１，２．３か、第８図（Ｃ）〜（ｅ
）に示すように順次巡回型転送段４０，４０．・・・・
・・に転送される。この場合、巡回型転送段４０．４０
．・・・・・・内では、電荷１２．３が６つの電荷蓄積
部４０ａ〜４０ｆに１つおきに蓄積されるように転送さ
れる。

次に、同じ垂直ブランキング期間に感光素子３８．３８
．・・・・の第８図（ｆ）中下から偶数行に対して電荷
読み出しパルスＹＰ２を与えることにより、光学像と固
体撮像素子との相対位置Ｂにおいて図中下から偶数行目
の感光素子３８．３８・・・に蓄積された電荷ａ、ｂ、
ｃ　（添字は省略）が、同図（ｇ）に示すように対応す
る垂直転送素子３９．３９．・・・・・に−斉に転送さ
れる。そして、同じ垂直ブランキング期間に、垂直転送
素子３９゜３９　・・・・・及び巡回型転送段４０，４
０．・・・・・・に対して駆動パルスＫＤ２を与えるこ
とにより、まず、巡回転送段４０，４０．・・・・・の
電荷１．２３か、第８図（ｈ）に示すように巡回転送さ
れた後、垂直転送素子３９，３９．・・　に転送された
電荷ａ、ｂ、ｃが、第８図（ｉ）　〜（ｋ）に示すよう
に順次巡回型転送段４０．４０．・・・・に転送される
。この場合、巡回型転送段４０．４０．・・・・・内で
は、電荷１，２．３と電荷ａ、ｂ、ｃとが６つの電荷蓄
積部４０ａ〜４０ｆに交互に蓄積されるように転送され
る。また、上記駆動パルスＫＤ２により、巡回型転送段
４０，４０．・・・・・・の電荷１．２．３．　ａ、　
ｂ、　ｃは、第８図（Ω）に示す位置まで半周回転され
て、以後の水平転送段４８への転送に供されるように準
備される。

その後、同り垂直ブランキング期間に感光素子３８　３
８、・・・・・・の第８図（ｍ）中下から奇数行に対し
て電荷読み出しパルスＹＰ３を与えることにより、光学
像と固体撮像素子との相対位置Ｂにおいて図中下から奇
数行目の感光素子３８．３８・・・に蓄積された電荷α
、β、γ（添字は省略）が、同図（ｎ）に示すように対
応する垂直転送素子３９，３９．・・・・・に−斉に転
送される。次に、巡回型転送段４０，４０．・・・・及
び水平転送段４８に対してラインシフトパルスＬＳＩが
与えられることにより、第８図（０）に示すように、巡
回型転送段４０，４０．・・・・・の先頭電荷１が水平
転送段４８の各電荷蓄積領域４８ａ、４８ａ・・に１つ
おきに転送され、相対位置Ｂて得られた信号電荷ａ、ｂ
、ｃと混ざらないように同図（ｐ）に示すように１画素
分水平に転送される。

そして、巡回型転送段４０，４０．・・・・の次の先頭
電荷ａが、第８図（ｑ）に示すように、水平転送段４８
の各電荷蓄積領域４８ａ、４８ａ、・・・・・に１つお
きに転送され、ここに、相対位置ＡＢの信号電荷か、色
毎に交互に水平転送段４８に配列されることになる。そ
の後、水平転送段４８の信号電荷かその先頭の信号電荷
１□から、第８図（ｒ）に示すように、増幅回路４９を
介して出力端子５０から順次出力される。以下、同様に
して、相対位置Ａ、Ｂてそれぞれ得られ、巡回型転送段
４０，４０．・・・・に蓄積された信号電荷が交互に順
次水平転送段４８に転送されて出力される動作が繰り返
されるものである。

このようにして、相対位置Ａ、Ｂてそれぞれ得られた、
感光素子３８．３８．・・・・の第８図中下から偶数行
目のフィールドの信号電荷か全て出力されると、垂直転
送素子３９，３９．・・・に蓄積された、感光素子３８
，３８．・・・・・の第８図中下から奇数行目のフィー
ルドの信号電荷（この電荷も相対位置Ａ、Ｂに対応して
それぞれ得られる）か上記と同様な経路で出力されるよ
うになる。

上記実施例のような構成によれば、水平方向に２画素周
期の色フイルタアレイを用い、光学像と固体撮像素子と
の相対位置を水平方向に０．５画素分スイングさせ、各
相対位置Ａ、Ｂて得られる２フィールド分の信号電荷を
それぞれ巡回型転送段４０，４０．　　・・に転送し、
水平転送段４８に水平方向に各位置Ａ、Ｂの電荷を色毎
に交互に配列させてライン出力するようにしたので、第
９図に示すように、水平方向に画素数か２倍になったの
と同じ出力信号が得られることになり、感光素子３８，
３８．・・・・・の数を増加させることなく、また、高
解像度領域での画面フリッカの発生かなく、高解像度化
を図ることかできるようになるものである。

また、この他の実施例においても、先に第６図に示した
ようなタイミングで、２画素加算読み出しくいわゆるフ
ィールド蓄積型）の色フィルタ配列［第７図（ａ）〜（
Ｃ）］をもった固固体撮像子に適用させることができる
。

なお、この発明は上記各実施例に限定されるものではな
く、この外その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施することかできる。

［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば、周波数特性を劣
化させることなく色偽信号を大幅に低減させることかで
き、しかも感度やＳ／Ｎ比の劣化及び画面フリッカのな
い高解像度化を効果的に促進させることができる極めて
良好な固体撮像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれこの発明に係る固体撮像装
置の一実施例を説明するため平面図及びタイミング図、
第３図は同実施例の相対位置ＡＢにおける画素位置と信
号電荷との関係を示す平面図、第４図は同実施例の２つ
のライン出力のオフセットを説明するためのタイミング
図、第５図は同実施例に用いられる色フイルタアレイの
色配列の具体例を示す平面図、第６図は同実施例にフィ
ールド蓄積型の固体撮像素子を用いた場合の動作を説明
するだめのタイミング図、第７図は同フィールド蓄積型
の固体撮像素子の色フイルタアレイの色配列の具体例を
示す平面図、第８図はこの発明の他の実施例を説明する
ため平面図、第９図は同地の実施例の相対位置Ａ、Ｂに
おける画素位置と信号電荷との関係を示す平面図、第１
０図は固体撮像装置の構成を示すブロック構成図、第１
１図は水平方向２画素周期の色フィルタア１ノイの色配
列の一例を示す平面図、第１２図は固体撮像素子の出力
から色信号を生成するための信号処理回路の具体例を示
すブロック回路構成図、第１３図は従来の色偽信号の低
減対策を示す斜視図、第１４図は同従来の低減対策の問
題点を示す特性曲線図、第１５図は固体撮像素子の画素
数増加に対する問題点を示す側断面図、第１６図は固体
撮像素子を水平方向にスイングさせて高解像度化を図る
ことを説明するための平面図、第１７図及び第１８図は
それぞれ同固体撮像素子−をスイングさせる手段の具体
例を示す図、第１９図は同固体撮像素子をスイングさせ
る場合の問題点を示す図である。 ］１　固体撮像素子、１２・・・色フイルタアレイ、］
３・信号処理回路、１４・・入力端子、１５１６・・Ｓ
／Ｈ回路、１７・・増幅回路、１８・・・出力端子、１
９．２０・ＯＣＡ回路、２１・・切換スイッチ、２２・
・減算回路、２３・１Ｈ遅延回路、２４．２５・・切換
スイッチ、２６．２７・・・加算回路、２８．２９・・
・出力端子、３０・サバール板、３１・・レンズ、３２
・・偏向板、３３・・偏向方向変調器、３４．３５・・
円板、３６・・・パッケージ、３７・・電気変位素子、
３８・・・感光素子、３９・垂直転送素子、４０・・・
巡回型転送段、４１・・・Ｐ／Ｓ転送段、４２．４３・
・水平転送段、４４　４５．＝増幅回路、４６．４７・
・・出力端子、４８・・水平転送段、４９・・増幅回路
、５０・・・出力端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水平方向に２画素周期の色配列の色フィルタを有し、複
   数の感光素子及び垂直転送素子を備えた撮像領域と、こ
   の撮像領域から出力される信号電荷を２フィールド分蓄
   積可能な巡回型転送段とを有する固体撮像素子を備え、
   被写体の光学像と前記撮像領域との相対位置を水平方向
   に所定画素分スイングさせるスイング手段と、このスイ
   ング手段でスイングされた第１及び第２の相対位置でそ
   れぞれ得られた同じフィールドの信号電荷を前記巡回型
   転送段に交互に配列されるように蓄積させる第１の駆動
   手段と、この第１の駆動手段によって信号電荷が蓄積さ
   れた前記巡回型転送段から、前記第１及び第２の相対位
   置における同じ色成分の信号電荷が交互に配列されたラ
   イン出力を取り出す第２の駆動手段とを具備してなるこ
   とを特徴とする固体撮像装置。