JPH0759099A - 高解像度モノクローム全フレームｃｃｄ撮像装置を用いた電子カラー写真撮影方法及び装置 - Google Patents
高解像度モノクローム全フレームｃｃｄ撮像装置を用いた電子カラー写真撮影方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 モノクローム平面型電荷結合素子（ＣＣＤ）
を用いて、連続的にカラー光を照射していく方式による
高解像度カラー画像を生成すること。 【構成】 モノクロームＣＣＤ（６４）は、垂直列（７
４）と水平行（７９）とからなるアレイ状構造の複数の
半導体蓄積セル（７６）によって構成される。まず、Ｃ
ＣＤ（６４）の全体を第１のカラー像に対して露出させ
る。次に、２つの隣接された水平行に露出の結果として
蓄積された電荷パケットを、第３の水平行にシフトさせ
る。次いで、ＣＣＤを第２のカラー像に対して露出させ
る。第２の露出の結果として第１の水平行に蓄積された
電荷パケットを第２の水平行にシフトさせる。次に、Ｃ
ＣＤを第３のカラー像に対して露出させる。ＣＣＤの出
力をディジタル化し、フレームに記憶する。ＣＣＤアレ
イの特定の位置についてのカラー情報は簡単な一連の方
程式を用いて導き出される。
を用いて、連続的にカラー光を照射していく方式による
高解像度カラー画像を生成すること。 【構成】 モノクロームＣＣＤ（６４）は、垂直列（７
４）と水平行（７９）とからなるアレイ状構造の複数の
半導体蓄積セル（７６）によって構成される。まず、Ｃ
ＣＤ（６４）の全体を第１のカラー像に対して露出させ
る。次に、２つの隣接された水平行に露出の結果として
蓄積された電荷パケットを、第３の水平行にシフトさせ
る。次いで、ＣＣＤを第２のカラー像に対して露出させ
る。第２の露出の結果として第１の水平行に蓄積された
電荷パケットを第２の水平行にシフトさせる。次に、Ｃ
ＣＤを第３のカラー像に対して露出させる。ＣＣＤの出
力をディジタル化し、フレームに記憶する。ＣＣＤアレ
イの特定の位置についてのカラー情報は簡単な一連の方
程式を用いて導き出される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、モノクローム電荷結合
素子（ＣＣＤ）撮像装置に連続的にカラー照射を行う方
式を用いて高解像度カラー画像を生成する技術に関す
る。
素子（ＣＣＤ）撮像装置に連続的にカラー照射を行う方
式を用いて高解像度カラー画像を生成する技術に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】カラー電子写真撮影を行うための従来の
技術方式としては３つの技術が知られている。第１の技
術は、図１に示したように、白色光はカラーＣＣＤ撮像
装置に照射するものである。図１において、１０はカラ
ーＣＣＤ撮像装置であり、モノクロームＣＣＤ撮像装置
上にカラー感受性ストライプ１４、１６および１８を配
備させることによって、モザイク状のカラー画素１２を
構成したものである。これらのストライプとしては通常
は赤、緑、青などの補色を感知するものが交互に配置さ
れる。第２の技術では、カラーＣＣＤ撮像装置モジュー
ルに対して白色光を照射するものである。図２の２０は
このようなカラー撮像装置モジュールを示したものであ
り、３つのモノクロームＣＣＤ撮像装置２２、２４およ
び２６を用い、これらがビームスプリッタ２８の背後に
配置されている。ビームスプリッタによって入射光がそ
れぞれ異なるスペクトル帯の３つの光束（通常は赤３
２、緑３４、および青３６）に分離され、各撮像装置モ
ジュールにそれぞれのモノクローム画像が形成される。
以上の２つの技術は、いずれも短時間の露光時間で被写
体を撮影することが可能である（従って、例えば動いて
いる被写体の撮影が可能である）が、高価であることが
欠点である。
技術方式としては３つの技術が知られている。第１の技
術は、図１に示したように、白色光はカラーＣＣＤ撮像
装置に照射するものである。図１において、１０はカラ
ーＣＣＤ撮像装置であり、モノクロームＣＣＤ撮像装置
上にカラー感受性ストライプ１４、１６および１８を配
備させることによって、モザイク状のカラー画素１２を
構成したものである。これらのストライプとしては通常
は赤、緑、青などの補色を感知するものが交互に配置さ
れる。第２の技術では、カラーＣＣＤ撮像装置モジュー
ルに対して白色光を照射するものである。図２の２０は
このようなカラー撮像装置モジュールを示したものであ
り、３つのモノクロームＣＣＤ撮像装置２２、２４およ
び２６を用い、これらがビームスプリッタ２８の背後に
配置されている。ビームスプリッタによって入射光がそ
れぞれ異なるスペクトル帯の３つの光束（通常は赤３
２、緑３４、および青３６）に分離され、各撮像装置モ
ジュールにそれぞれのモノクローム画像が形成される。
以上の２つの技術は、いずれも短時間の露光時間で被写
体を撮影することが可能である（従って、例えば動いて
いる被写体の撮影が可能である）が、高価であることが
欠点である。
【０００３】第３の技術は、図３に示したようにモノク
ロームＣＣＤ撮像装置を用い、これにカラー光を順次照
射していくようにシステム４０を構成する方法である。
撮像装置４４の前か、あるいは光源４６の前にフィルタ
ホイール４２を配置して、これを回転させることによっ
て撮像装置にカラー画像を順次露光し、この画像を順次
読み出すようにしたものである。この方法は、先の方法
と比較して安価であるが、撮影可能な被写体が限られて
いる。この技術では、一般に、モノクローム撮像装置に
対して３つのカラー画像を順次露光していくため、完全
な１つの画像を得るのに必要な露光時間が他と比較して
長い。この問題は、全フレームサイズ構造のＣＣＤ撮像
装置を用いて高解像度カラー撮影装置を実現しようとす
るとさらに深刻なものとなる。全フレームサイズ構造は
画素密度が最も高いが、その代償として記憶領域を設け
ることができない。この記憶領域が存在しないというこ
とのために、例えばビデオ装置などの他の方式において
行われているように画像形成時間と読み出し時間とを別
々に順次行うというようにすることができず、これらを
同時に行うようにする必要がある。順次画像の読み出を
行っている間は、撮像装置を遮蔽しておく必要があるた
めに、全露出時間は３画像形成時間（各色ごとに１画像
形成時間）と２読み出し時間とを足した時間だけ必要で
ある。
ロームＣＣＤ撮像装置を用い、これにカラー光を順次照
射していくようにシステム４０を構成する方法である。
撮像装置４４の前か、あるいは光源４６の前にフィルタ
ホイール４２を配置して、これを回転させることによっ
て撮像装置にカラー画像を順次露光し、この画像を順次
読み出すようにしたものである。この方法は、先の方法
と比較して安価であるが、撮影可能な被写体が限られて
いる。この技術では、一般に、モノクローム撮像装置に
対して３つのカラー画像を順次露光していくため、完全
な１つの画像を得るのに必要な露光時間が他と比較して
長い。この問題は、全フレームサイズ構造のＣＣＤ撮像
装置を用いて高解像度カラー撮影装置を実現しようとす
るとさらに深刻なものとなる。全フレームサイズ構造は
画素密度が最も高いが、その代償として記憶領域を設け
ることができない。この記憶領域が存在しないというこ
とのために、例えばビデオ装置などの他の方式において
行われているように画像形成時間と読み出し時間とを別
々に順次行うというようにすることができず、これらを
同時に行うようにする必要がある。順次画像の読み出を
行っている間は、撮像装置を遮蔽しておく必要があるた
めに、全露出時間は３画像形成時間（各色ごとに１画像
形成時間）と２読み出し時間とを足した時間だけ必要で
ある。
【０００４】図４は、典型的な露光時間を表したタイミ
ング図である。最上部のタイムライン４７は、ＣＣＤ撮
像装置が画像に対して露出されるときの集積時間を表し
たものである。中央のタイムライン４８は、蓄積された
画像が読み出されるときの読み出し時間ラインを表して
いる。最下部のライン４９は、全露出時間ラインであ
り、完全な１つのカラー画像を得るのに必要な時間を表
したものである。時刻t1において、撮像装置は像の青の
部分に対して露出される（集積時間ライン４７）。露出
の間に蓄積された像は時刻t2から読み出しが開始される
（読み出し時間ライン４８）。この画像のダウンロード
が済むと、時刻t3において撮像装置は像の赤の部分に対
して露出される。像の赤の部分のダウンロードが時刻t4
においてなされ、最後に、時刻t5において、撮像装置は
像の緑の部分に対して露出され、時刻t6においてこの部
分の読み出しがなされる。このように、全露出時間ライ
ン４９に表されているように、この撮像方式では、３露
出時間と２読み出し時間とが１つの完全なカラー画像を
得るのに必要である。さらに、画素密度が高密度である
ことと、また画像情報を順次ダウンロードしなければな
らないという性質のために全露出時間がさらに増大して
しまい、１枚の完全なカラー画像を蓄積するのに、とき
には５秒から１０秒もの時間が必要となる。このため、
この方式は動いている被写体を撮影するのには適当なも
のではない。
ング図である。最上部のタイムライン４７は、ＣＣＤ撮
像装置が画像に対して露出されるときの集積時間を表し
たものである。中央のタイムライン４８は、蓄積された
画像が読み出されるときの読み出し時間ラインを表して
いる。最下部のライン４９は、全露出時間ラインであ
り、完全な１つのカラー画像を得るのに必要な時間を表
したものである。時刻t1において、撮像装置は像の青の
部分に対して露出される（集積時間ライン４７）。露出
の間に蓄積された像は時刻t2から読み出しが開始される
（読み出し時間ライン４８）。この画像のダウンロード
が済むと、時刻t3において撮像装置は像の赤の部分に対
して露出される。像の赤の部分のダウンロードが時刻t4
においてなされ、最後に、時刻t5において、撮像装置は
像の緑の部分に対して露出され、時刻t6においてこの部
分の読み出しがなされる。このように、全露出時間ライ
ン４９に表されているように、この撮像方式では、３露
出時間と２読み出し時間とが１つの完全なカラー画像を
得るのに必要である。さらに、画素密度が高密度である
ことと、また画像情報を順次ダウンロードしなければな
らないという性質のために全露出時間がさらに増大して
しまい、１枚の完全なカラー画像を蓄積するのに、とき
には５秒から１０秒もの時間が必要となる。このため、
この方式は動いている被写体を撮影するのには適当なも
のではない。
【０００５】図５は、上記の方式にいずれに対しても用
いることが可能な従来の３相型全フレームサイズＣＣＤ
撮像装置５０の簡略図である。各半導体蓄積セル５４
（このようなセルの１つを太線で囲んで示してある）の
それぞれの３つのゲート電極５２が１組のクロック信号
φ1 、φ2 、φ3 によって制御される。セルの各行に蓄
積された電荷は、水平ＣＣＤレジスタ５６にシフトさ
れ、ここから出力端子５８を介して読み出し可能なよう
になされている。上記のことから、安価な順次カラー光
照射方式と高価な白色光照射方式のそれぞれの長所を併
せ持つような全フレームサイズのカラーＣＣＤ撮像装置
が必要とされていることは明らかであろう。
いることが可能な従来の３相型全フレームサイズＣＣＤ
撮像装置５０の簡略図である。各半導体蓄積セル５４
（このようなセルの１つを太線で囲んで示してある）の
それぞれの３つのゲート電極５２が１組のクロック信号
φ1 、φ2 、φ3 によって制御される。セルの各行に蓄
積された電荷は、水平ＣＣＤレジスタ５６にシフトさ
れ、ここから出力端子５８を介して読み出し可能なよう
になされている。上記のことから、安価な順次カラー光
照射方式と高価な白色光照射方式のそれぞれの長所を併
せ持つような全フレームサイズのカラーＣＣＤ撮像装置
が必要とされていることは明らかであろう。
【０００６】
【発明の概要】本発明は、モノクローム電荷結合素子
（ＣＣＤ）撮像装置を用い、これにカラー光を順次照射
する方式によって高解像度カラー画像を生成するための
方式とその装置とを提供するものである。本装置のモノ
クロームＣＣＤ撮像装置は、垂直方向の列と水平方向の
行とからなるアレイ状に設けられた複数の半導体セルで
構成されている。各垂直列は、隣接の列から電位障壁に
よって分離されたＣＣＤレジスタを有している。また、
本発明は、複数の組のクロックを用い、この各クロック
によって水平行の画素部分の制御を行う。なお、特定の
水平領域の画素のゲート電極はすべて１組のクロックに
接続される。１組のクロックによって制御される水平行
と、この同じ１組のクロックによって制御される他の水
平行との間には、他の組のクロックによって制御される
行が介在するようになされる。各画素に３つのゲート電
極を配備して３組のクロックを用いる本発明の実施例に
おいて、画像がどのような手順によって蓄積されるかに
ついて次に説明する。ただし、これは単なる例示であっ
て、本発明の適用がこのような構成にだけ限定されるも
のではない。手順のまず最初に、モノクロームＣＣＤ撮
像装置全体が第１のカラー像に対して露出される。次
に、この露出を行った結果として第１および第２の水平
行の組に蓄積された電荷パケットを第３の水平画素行の
組にシフトする。再び、ＣＣＤ撮像装置全体を第２のカ
ラー像に対して露出する。次に、第１の組の水平行に蓄
積された電荷パケットを第２の組の水平行にシフトす
る。さらに、ＣＣＤ撮像装置を、第３の最後のカラー像
に対して露出する。
（ＣＣＤ）撮像装置を用い、これにカラー光を順次照射
する方式によって高解像度カラー画像を生成するための
方式とその装置とを提供するものである。本装置のモノ
クロームＣＣＤ撮像装置は、垂直方向の列と水平方向の
行とからなるアレイ状に設けられた複数の半導体セルで
構成されている。各垂直列は、隣接の列から電位障壁に
よって分離されたＣＣＤレジスタを有している。また、
本発明は、複数の組のクロックを用い、この各クロック
によって水平行の画素部分の制御を行う。なお、特定の
水平領域の画素のゲート電極はすべて１組のクロックに
接続される。１組のクロックによって制御される水平行
と、この同じ１組のクロックによって制御される他の水
平行との間には、他の組のクロックによって制御される
行が介在するようになされる。各画素に３つのゲート電
極を配備して３組のクロックを用いる本発明の実施例に
おいて、画像がどのような手順によって蓄積されるかに
ついて次に説明する。ただし、これは単なる例示であっ
て、本発明の適用がこのような構成にだけ限定されるも
のではない。手順のまず最初に、モノクロームＣＣＤ撮
像装置全体が第１のカラー像に対して露出される。次
に、この露出を行った結果として第１および第２の水平
行の組に蓄積された電荷パケットを第３の水平画素行の
組にシフトする。再び、ＣＣＤ撮像装置全体を第２のカ
ラー像に対して露出する。次に、第１の組の水平行に蓄
積された電荷パケットを第２の組の水平行にシフトす
る。さらに、ＣＣＤ撮像装置を、第３の最後のカラー像
に対して露出する。
【０００７】蓄積された画像をダウンロードするため
に、すべての垂直ゲート電極にクロックを加えてシフト
を行い、クロックによって各水平行に蓄積されたすべて
の電荷パケットを水平レジスタにシフトし、次いで順次
読み出す。このＣＣＤ撮像装置の出力は、ディジタイズ
されてフレームに記憶される。ＣＣＤアレイの特定の位
置のカラー情報は、後に述べる一連の単純な方程式を用
いて導かれる。このように、本発明は垂直列と水平行と
からなるアレイ状構造を有しゲート電極によって制御さ
れるようになされた複数の半導体蓄積セルによって構成
されたモノクローム電荷結合素子を用いてカラー画像を
生成するための装置と方法とからなっている。本発明の
方法は、モノクローム電荷結合素子を像の第１のカラー
部分に露出するステップ；第１の組の水平行の半導体蓄
積セルに蓄積された電荷パケットを第２の組の水平行の
半導体蓄積セルに移動させるステップ；上記の露出と移
動ステップを、２以上の数の電荷結合素子に露出される
像のカラー部分の数に対応して、各露出に対するステッ
プを２回以上の回数反復するステップ；モノクローム電
荷結合素子を像の最後のカラー部分に露出するステッ
プ；各水平行の半導体蓄積セルに蓄積された最終的な電
荷結合パケットを一度に一行ずつ水平電荷結合素子レジ
スタにダウンロードするステップ；各水平行の半導体蓄
積セルからの最終的な電荷パケットを水平電荷結合素子
レジスタから順次出力するステップ；最終的な電荷パケ
ットに対応するディジタル情報を記憶するステップ；デ
ィジタル情報をモノクローム電荷結合素子の位置に対応
するカラー情報を導くための処理を行うステップとから
なっている。
に、すべての垂直ゲート電極にクロックを加えてシフト
を行い、クロックによって各水平行に蓄積されたすべて
の電荷パケットを水平レジスタにシフトし、次いで順次
読み出す。このＣＣＤ撮像装置の出力は、ディジタイズ
されてフレームに記憶される。ＣＣＤアレイの特定の位
置のカラー情報は、後に述べる一連の単純な方程式を用
いて導かれる。このように、本発明は垂直列と水平行と
からなるアレイ状構造を有しゲート電極によって制御さ
れるようになされた複数の半導体蓄積セルによって構成
されたモノクローム電荷結合素子を用いてカラー画像を
生成するための装置と方法とからなっている。本発明の
方法は、モノクローム電荷結合素子を像の第１のカラー
部分に露出するステップ；第１の組の水平行の半導体蓄
積セルに蓄積された電荷パケットを第２の組の水平行の
半導体蓄積セルに移動させるステップ；上記の露出と移
動ステップを、２以上の数の電荷結合素子に露出される
像のカラー部分の数に対応して、各露出に対するステッ
プを２回以上の回数反復するステップ；モノクローム電
荷結合素子を像の最後のカラー部分に露出するステッ
プ；各水平行の半導体蓄積セルに蓄積された最終的な電
荷結合パケットを一度に一行ずつ水平電荷結合素子レジ
スタにダウンロードするステップ；各水平行の半導体蓄
積セルからの最終的な電荷パケットを水平電荷結合素子
レジスタから順次出力するステップ；最終的な電荷パケ
ットに対応するディジタル情報を記憶するステップ；デ
ィジタル情報をモノクローム電荷結合素子の位置に対応
するカラー情報を導くための処理を行うステップとから
なっている。
【０００８】
【実施例】図６および図７は、２つの好適な実施例の写
真撮影システム６０および６０’について示したブロッ
ク図である。図６において、光源６２によって被写体６
１が照射され、これによって、カメラ６５内に含まれて
いるＣＣＤ撮像装置６４の光感受性表面が照射される。
本発明のこの実施例では、３つのストロボランプ６３を
用いて光源６２を実現している。各ストロボランプ６３
は、それぞれ異なる色のフィルタを装着している。色ず
れなどの像歪みを防ぐためには、一般に３つのストロボ
ランプ６３が光景を実際上同一の角度から照射するよう
にすることが重要である。これは、ストロボランプ６３
を互いに可能な限り近接させて配置するようにするか、
あるいは同軸ビーススプリッタ構造を用いることによっ
て実現することが可能である。また、拡散器を用いるこ
とも潜在的な色ずれの問題を減少させるのに有効であ
る。図７に示した本発明の他の実施例では、「カラー焦
点面」シャッター６７をモノクロームＣＣＤ撮像装置６
４の前に設けた構造を採用している。「カラー焦点面」
シャッタ６７は、従来の焦点面シャッタと類似のもので
ある。このシャッタは、焦点面をよぎって高速に動く３
つの開口スリット６８を有しており、これによって白色
光源６３’によって照射された光の濾過を行うようにな
されている。
真撮影システム６０および６０’について示したブロッ
ク図である。図６において、光源６２によって被写体６
１が照射され、これによって、カメラ６５内に含まれて
いるＣＣＤ撮像装置６４の光感受性表面が照射される。
本発明のこの実施例では、３つのストロボランプ６３を
用いて光源６２を実現している。各ストロボランプ６３
は、それぞれ異なる色のフィルタを装着している。色ず
れなどの像歪みを防ぐためには、一般に３つのストロボ
ランプ６３が光景を実際上同一の角度から照射するよう
にすることが重要である。これは、ストロボランプ６３
を互いに可能な限り近接させて配置するようにするか、
あるいは同軸ビーススプリッタ構造を用いることによっ
て実現することが可能である。また、拡散器を用いるこ
とも潜在的な色ずれの問題を減少させるのに有効であ
る。図７に示した本発明の他の実施例では、「カラー焦
点面」シャッター６７をモノクロームＣＣＤ撮像装置６
４の前に設けた構造を採用している。「カラー焦点面」
シャッタ６７は、従来の焦点面シャッタと類似のもので
ある。このシャッタは、焦点面をよぎって高速に動く３
つの開口スリット６８を有しており、これによって白色
光源６３’によって照射された光の濾過を行うようにな
されている。
【０００９】撮像装置６４はマイクロコンピュータ６６
によって制御される。すなわち、マイクロコンピュータ
６６は、クロック信号φを操作して以下の処理を行う。
蓄積された像のダウンロード；像の記憶；画像処理；例
えばカラープリンタあるいはビデオモニタなどからなる
表示手段６９への画像の出力；ストロボ装置６２あるい
はシャッタ６７の制御である。図８は、本発明に従って
作られたモノクロームＣＣＤ撮像装置６４の一部分を表
したものである。各列７５（電位障壁７２によって分離
されている）は、複数の光感受性半導体蓄積セル７６
（そのようなセルの１つを太線で示してある）からなる
ＣＣＤレジスタを表している。各セルは３つのポリシリ
コンゲート電極７８を有しており、これにクロック信号
φを加えることによってセルの電位分布が制御される。
各水平行７９のセル７６は３組のクロックのなかのどれ
かの１組のクロックによって制御され（例えば、ｎ＝
１、２、３とするとき、行１はクロックφnAの組によっ
て制御される）各組のクロックは、図示のように２行お
きに制御を行うようになされている。各組のクロック信
号は他の２組のクロック信号とは全く独立したものであ
る。
によって制御される。すなわち、マイクロコンピュータ
６６は、クロック信号φを操作して以下の処理を行う。
蓄積された像のダウンロード；像の記憶；画像処理；例
えばカラープリンタあるいはビデオモニタなどからなる
表示手段６９への画像の出力；ストロボ装置６２あるい
はシャッタ６７の制御である。図８は、本発明に従って
作られたモノクロームＣＣＤ撮像装置６４の一部分を表
したものである。各列７５（電位障壁７２によって分離
されている）は、複数の光感受性半導体蓄積セル７６
（そのようなセルの１つを太線で示してある）からなる
ＣＣＤレジスタを表している。各セルは３つのポリシリ
コンゲート電極７８を有しており、これにクロック信号
φを加えることによってセルの電位分布が制御される。
各水平行７９のセル７６は３組のクロックのなかのどれ
かの１組のクロックによって制御され（例えば、ｎ＝
１、２、３とするとき、行１はクロックφnAの組によっ
て制御される）各組のクロックは、図示のように２行お
きに制御を行うようになされている。各組のクロック信
号は他の２組のクロック信号とは全く独立したものであ
る。
【００１０】高解像度全フレームサイズＣＣＤ札装置の
好適な構成は以下のようなものである。 ＣＣＤ撮像装置の能動領域の大きさ：2.１５”×2.１
５”（６０mm×６０mm） （すなわち、ハッセルブラッドで製造されている高解像
度写真機などの大型ネガ規格と整合する） 画素サイズ：１０μｍ（垂直）×３０μｍ（水平） 画素数：６０００（垂直）×２０００（水平） 水平ＣＣＤレジスタ：２０００画素 「カラー画素」サイズ：３０μｍ×３０μｍ（モノクロ
ーム画素３個分） 「カラー画素」解像度：２０００画素×２０００画素 好適な実施例においては、ＣＣＤ撮像装置全体が、ま
ず、像の青の部分に対して露出される。像の青の部分は
像のなかで最も低いエネルギーを有している部分である
ので、青は最初に露光する色として望ましい。図９(a)
から８１は、１つのＣＣＤ列について像を取得する間の
いろいろな段階における理想化された電位分布図を示し
たものである。青の露光直後の時刻t0においては、ＣＣ
Ｄ列は図８(a) に示したような状態になっている。
好適な構成は以下のようなものである。 ＣＣＤ撮像装置の能動領域の大きさ：2.１５”×2.１
５”（６０mm×６０mm） （すなわち、ハッセルブラッドで製造されている高解像
度写真機などの大型ネガ規格と整合する） 画素サイズ：１０μｍ（垂直）×３０μｍ（水平） 画素数：６０００（垂直）×２０００（水平） 水平ＣＣＤレジスタ：２０００画素 「カラー画素」サイズ：３０μｍ×３０μｍ（モノクロ
ーム画素３個分） 「カラー画素」解像度：２０００画素×２０００画素 好適な実施例においては、ＣＣＤ撮像装置全体が、ま
ず、像の青の部分に対して露出される。像の青の部分は
像のなかで最も低いエネルギーを有している部分である
ので、青は最初に露光する色として望ましい。図９(a)
から８１は、１つのＣＣＤ列について像を取得する間の
いろいろな段階における理想化された電位分布図を示し
たものである。青の露光直後の時刻t0においては、ＣＣ
Ｄ列は図８(a) に示したような状態になっている。
【００１１】クロックラインφを介して加えられるバイ
アス電圧によって「井戸」８２が生成され、この井戸の
８２の中に、露出によって生成された電荷パケット８４
（斜線を施した領域によって示されている）が蓄積され
る。図９(a) に示されている電位分布は、φ1A、φ1B、
φ1C、φ2A、φ2Bおよびφ2Cが高レベルに維持され、φ
3A、φ3Bおよびφ3Cが低レベルに維持されている状態に
おいて生成される。時刻t1において、φ1Aの電圧が低レ
ベルとなり、一方φ3Aの電圧が高レベルとなる。これに
よって、ＣＣＤ列の電位分布が図９(b) に示されている
ように変化する。時刻t2において、φ1Aの電圧が高レベ
ルとなり、一方φ2Aの電圧が低レベルとなる。すると、
ＣＣＤ列の電位分布は図９(c) に示したように変化す
る。時刻t3において、φ2Aの電圧が再び高レベルとな
り、一方φ3Aの電圧は再び低レベルとなる。これによっ
て、ＣＣＤ列の電位分布が図９(d) に示されているよう
に変化する。この時点において、電荷パケット８４は例
えば行２、３、５、および６に蓄積されており、一方、
行１と４とは空になっている。時刻t4において、φ1Bの
電圧が低レベルとなり、一方φ3Bの電圧が高レベルとな
る。これによって、ＣＣＤ列の電位分布が図１０(e) に
示されているように変化する。時刻t5において、φ1Bの
電圧が再び高レベルとなり、一方、φ2Bの電圧が低レベ
ルとなる。これによって、ＣＣＤ列の電位分布は図１０
(f) に示したように変化する。最後に、時刻t6におい
て、φ2Bの電圧が再び高レベルに戻り、一方、φ3Bの電
圧が再び低レベルに戻る。これによってＣＣＤ列の電位
分布が図１０(g) に示したように変化する。このようし
て、例えば、像の青の部分のすべてが行１および２から
行３にシフトされ、また、行４および行５から行６にシ
フトされる。一方、行１、２、４、および５は空の状態
となる。この電荷パケット８４のシフトはＣＣＤアレイ
全体に渡って同様にして行われる。
アス電圧によって「井戸」８２が生成され、この井戸の
８２の中に、露出によって生成された電荷パケット８４
（斜線を施した領域によって示されている）が蓄積され
る。図９(a) に示されている電位分布は、φ1A、φ1B、
φ1C、φ2A、φ2Bおよびφ2Cが高レベルに維持され、φ
3A、φ3Bおよびφ3Cが低レベルに維持されている状態に
おいて生成される。時刻t1において、φ1Aの電圧が低レ
ベルとなり、一方φ3Aの電圧が高レベルとなる。これに
よって、ＣＣＤ列の電位分布が図９(b) に示されている
ように変化する。時刻t2において、φ1Aの電圧が高レベ
ルとなり、一方φ2Aの電圧が低レベルとなる。すると、
ＣＣＤ列の電位分布は図９(c) に示したように変化す
る。時刻t3において、φ2Aの電圧が再び高レベルとな
り、一方φ3Aの電圧は再び低レベルとなる。これによっ
て、ＣＣＤ列の電位分布が図９(d) に示されているよう
に変化する。この時点において、電荷パケット８４は例
えば行２、３、５、および６に蓄積されており、一方、
行１と４とは空になっている。時刻t4において、φ1Bの
電圧が低レベルとなり、一方φ3Bの電圧が高レベルとな
る。これによって、ＣＣＤ列の電位分布が図１０(e) に
示されているように変化する。時刻t5において、φ1Bの
電圧が再び高レベルとなり、一方、φ2Bの電圧が低レベ
ルとなる。これによって、ＣＣＤ列の電位分布は図１０
(f) に示したように変化する。最後に、時刻t6におい
て、φ2Bの電圧が再び高レベルに戻り、一方、φ3Bの電
圧が再び低レベルに戻る。これによってＣＣＤ列の電位
分布が図１０(g) に示したように変化する。このようし
て、例えば、像の青の部分のすべてが行１および２から
行３にシフトされ、また、行４および行５から行６にシ
フトされる。一方、行１、２、４、および５は空の状態
となる。この電荷パケット８４のシフトはＣＣＤアレイ
全体に渡って同様にして行われる。
【００１２】ＣＣＤ撮像装置が像の赤の部分に対して露
出された直後の時刻t7においては、クロックラインは再
びφ1A、φ1B、φ1C、φ2A、φ2Bおよびφ2Cが高レベル
に維持されており、一方、φ3A、φ3Bおよびφ3Cが低レ
ベルに維持されている状態となっている。青の部分の露
光による電荷パケット８４は図１０(h) に斜線を施され
た領域によって示されているように分布をしており、一
方、赤の露光による電荷は黒く塗りつぶした領域で示さ
れているようになっている。時刻t8において、水平ＣＣ
Ｄレジスタのφ3Aの電圧が高レベルとなり、一方、φ1A
の電圧が低レベルとなる。これによって、ＣＣＤ列の電
位分布が図１１(i) に示されているように変化する。時
刻t9において、φ1Aの電圧が再び高レベルに戻り、一
方、φ2Aの電圧は低レベルとなる。これによってＣＣＤ
列の電位分布は、図１１(j) に示されているように変化
する。時刻t10 において、φ2Aの電圧が再び高レベルに
戻り、一方、φ3Aの電圧は再び低レベルに戻る。これに
よって、ＣＣＤ列の電位分布は図１１(k) に示したよう
に変化する。こうして、像の赤の部分が例えば、行１が
行２に、また行４が行５へと移動される。一方、像の赤
の部分の行３と行６はそのままとなっている。行１と行
４とはこの場合においても空の状態となる。最後に、撮
像装置全体に像の緑の部分の露出が行われ、時刻ｔ11に
おいてすべての行への蓄積が行われる（図１１(l) ）。
出された直後の時刻t7においては、クロックラインは再
びφ1A、φ1B、φ1C、φ2A、φ2Bおよびφ2Cが高レベル
に維持されており、一方、φ3A、φ3Bおよびφ3Cが低レ
ベルに維持されている状態となっている。青の部分の露
光による電荷パケット８４は図１０(h) に斜線を施され
た領域によって示されているように分布をしており、一
方、赤の露光による電荷は黒く塗りつぶした領域で示さ
れているようになっている。時刻t8において、水平ＣＣ
Ｄレジスタのφ3Aの電圧が高レベルとなり、一方、φ1A
の電圧が低レベルとなる。これによって、ＣＣＤ列の電
位分布が図１１(i) に示されているように変化する。時
刻t9において、φ1Aの電圧が再び高レベルに戻り、一
方、φ2Aの電圧は低レベルとなる。これによってＣＣＤ
列の電位分布は、図１１(j) に示されているように変化
する。時刻t10 において、φ2Aの電圧が再び高レベルに
戻り、一方、φ3Aの電圧は再び低レベルに戻る。これに
よって、ＣＣＤ列の電位分布は図１１(k) に示したよう
に変化する。こうして、像の赤の部分が例えば、行１が
行２に、また行４が行５へと移動される。一方、像の赤
の部分の行３と行６はそのままとなっている。行１と行
４とはこの場合においても空の状態となる。最後に、撮
像装置全体に像の緑の部分の露出が行われ、時刻ｔ11に
おいてすべての行への蓄積が行われる（図１１(l) ）。
【００１３】もし、３つの隣接した行の光強度がほぼ同
じであるものと仮定することができるときには、上記の
方式を用いたときに、隣接する画素の電荷分布は近似的
に以下に示すようになるものとみなすことが可能であ
る。すなわち、行３、６および９は、像の青の部分の全
部と、赤の部分の１／３、および緑の部分の１／３とを
含んでいる。行２、５、および８には、赤の部分の２／
３と、緑の部分の１／３とが含まれている。また、行
１、４、および７には、像の緑の部分の１／３だけが含
まれている。上記の仮定が成り立つようにするために、
いくつかの実施例においては、ある一定の臨界レベル以
下の像に対しては撮像装置が解像能力を持たないように
ＣＣＤ撮像装置の光学系が設計されている。これは、各
画素に方解石などの複屈折材料を具備させて、解像限界
以下の入力画像では像がぼけてしまうようにすることに
よって実現することが可能である。所望の像の露出が終
了した後に、蓄積された電荷は以下のようにしてダウン
ロードされる。すなわち、すべてのゲート電極に３相の
連続クロックを印加して（各水平行のゲート電極に同時
にクロックを印加する）、各水平行に蓄積されたアレイ
の電荷パケットをシフトさせて水平ＣＣＤレジスタ中に
移動させる。次いで、各行を順次クロックに合わせて出
力していく。この出力は、ディジタイズされてフレーム
メモリ中に記憶され、後に表示あるいはプリントされ
る。
じであるものと仮定することができるときには、上記の
方式を用いたときに、隣接する画素の電荷分布は近似的
に以下に示すようになるものとみなすことが可能であ
る。すなわち、行３、６および９は、像の青の部分の全
部と、赤の部分の１／３、および緑の部分の１／３とを
含んでいる。行２、５、および８には、赤の部分の２／
３と、緑の部分の１／３とが含まれている。また、行
１、４、および７には、像の緑の部分の１／３だけが含
まれている。上記の仮定が成り立つようにするために、
いくつかの実施例においては、ある一定の臨界レベル以
下の像に対しては撮像装置が解像能力を持たないように
ＣＣＤ撮像装置の光学系が設計されている。これは、各
画素に方解石などの複屈折材料を具備させて、解像限界
以下の入力画像では像がぼけてしまうようにすることに
よって実現することが可能である。所望の像の露出が終
了した後に、蓄積された電荷は以下のようにしてダウン
ロードされる。すなわち、すべてのゲート電極に３相の
連続クロックを印加して（各水平行のゲート電極に同時
にクロックを印加する）、各水平行に蓄積されたアレイ
の電荷パケットをシフトさせて水平ＣＣＤレジスタ中に
移動させる。次いで、各行を順次クロックに合わせて出
力していく。この出力は、ディジタイズされてフレーム
メモリ中に記憶され、後に表示あるいはプリントされ
る。
【００１４】フレームメモリから画像を取り出して表示
あるいはプリントを行うときには、個々の「カラー画
素」の赤、緑、青の各色の情報が取り出される。好適な
実施例では、取り出された画素のカラー画素は、ＣＣＤ
撮像装置の垂直方向の３つの隣接するモノクローム画素
に対応している。このように、１つのカラー画素は例え
ばＡ、Ｂ、およびＣの行の３つのモノクローム画素から
なっており、これらの行Ａ、Ｂ、Ｃは以下に説明するよ
うにして導出される。行１、４、７の画素は緑の情報だ
けを含み、上に概略を述べたような簡略近似が行われて
いるので、緑の行の完全な値を求めるには、行１、４、
７に蓄積されている値に３を掛ける。これは、以下のよ
うな方程式で表される。 行Ａ ＝ 行１×３ 行Ｄ ＝ 行４×３ 行Ｇ ＝ 行７×３ ここで、行Ａ、Ｄ、Ｇは表示される、あるいはプリント
される画像の緑の画素行に対応している。一方、行２、
５、８の画素は赤と緑の両方の情報を含んでいる。ここ
でも、先のような簡易化が行われているので、赤の行の
完全な値を得るには、行１、４、７に蓄積されている値
を行２、５、８に蓄積されている値から引き、この結果
にさらに３／２を掛ける。これは次のような方程式で表
される。
あるいはプリントを行うときには、個々の「カラー画
素」の赤、緑、青の各色の情報が取り出される。好適な
実施例では、取り出された画素のカラー画素は、ＣＣＤ
撮像装置の垂直方向の３つの隣接するモノクローム画素
に対応している。このように、１つのカラー画素は例え
ばＡ、Ｂ、およびＣの行の３つのモノクローム画素から
なっており、これらの行Ａ、Ｂ、Ｃは以下に説明するよ
うにして導出される。行１、４、７の画素は緑の情報だ
けを含み、上に概略を述べたような簡略近似が行われて
いるので、緑の行の完全な値を求めるには、行１、４、
７に蓄積されている値に３を掛ける。これは、以下のよ
うな方程式で表される。 行Ａ ＝ 行１×３ 行Ｄ ＝ 行４×３ 行Ｇ ＝ 行７×３ ここで、行Ａ、Ｄ、Ｇは表示される、あるいはプリント
される画像の緑の画素行に対応している。一方、行２、
５、８の画素は赤と緑の両方の情報を含んでいる。ここ
でも、先のような簡易化が行われているので、赤の行の
完全な値を得るには、行１、４、７に蓄積されている値
を行２、５、８に蓄積されている値から引き、この結果
にさらに３／２を掛ける。これは次のような方程式で表
される。
【００１５】 行Ｂ ＝ ３／２ × （行２ − 行１） 行Ｅ ＝ ３／２ × （行５ − 行４） 行Ｈ ＝ ３／２ × （行８ − 行７） ここで、行Ｂ、Ｅ、Ｈは、表示される、あるいはプリン
トされる画像の赤の画素行に対応するものである。最後
に、青の行の完全な値を行１、４、７の値を行２、５、
８の値に加え、この結果を２で割り、この値をさらに行
３、６、９に蓄積されている値から引くことによって得
ることができる。これは以下の方程式で表される。 行Ｃ ＝ 行３ − （行１ ＋ 行２）／２ 行Ｆ ＝ 行６ − （行４ ＋ 行５）／２ 行Ｉ ＝ 行９ − （行７ ＋ 行８）／２ ここで、行Ｃ、Ｆ、Ｉは表示される、あるいはプリント
される画像の赤の画素行に対応する。あるいは、蓄積さ
れている情報から青の画素行の情報を引き出す別の処理
方法として、以下の方程式で表されるような方法を用い
ることも可能である。
トされる画像の赤の画素行に対応するものである。最後
に、青の行の完全な値を行１、４、７の値を行２、５、
８の値に加え、この結果を２で割り、この値をさらに行
３、６、９に蓄積されている値から引くことによって得
ることができる。これは以下の方程式で表される。 行Ｃ ＝ 行３ − （行１ ＋ 行２）／２ 行Ｆ ＝ 行６ − （行４ ＋ 行５）／２ 行Ｉ ＝ 行９ − （行７ ＋ 行８）／２ ここで、行Ｃ、Ｆ、Ｉは表示される、あるいはプリント
される画像の赤の画素行に対応する。あるいは、蓄積さ
れている情報から青の画素行の情報を引き出す別の処理
方法として、以下の方程式で表されるような方法を用い
ることも可能である。
【００１６】 行Ｃ ＝ 行３ − （行１ ＋ 行２ ＋ 行４ ＋
行５）／４ 行Ｆ ＝ 行６ − （行４ ＋ 行５ ＋ 行７ ＋
行８）／４ 行Ｉ ＝ 行９ − （行７ ＋ 行８ ＋ 行１０＋
行１１）／４ この別の方法による処理を用いると、上記に概略を述べ
た簡略化の仮定が、ときに成り立っていないようなこと
が起こった場合においても、より正確に像の青の部分を
導き出すことが可能である。これらの方程式は、最終的
な画像において取り出そうとしている行の上の行だけを
用いて処理するのではなく、取り出そうとしている行の
上と下の行とに蓄積されている値を実効的に平均化して
取り出すようにするものである。あるいは、さらに別の
実施例として、最近接あるいは近接した画素の解析を行
うことによって画像の正解さをさらに向上させることが
可能である。以上、本発明を具体的な実施例について説
明したが、本発明の精神および範囲を逸脱することなし
に、これらの形式や詳細をさらに変形することが可能で
あることは当業者には明らかであろう。具体的には、上
記の実施例では、３相ＣＣＤ撮像装置を用いているが、
異なる相数の方式にも本発明を適用できることは当業者
には明らかであろう。例えば、恒久的な障壁を隣接した
セル間に形成するようにすると、各セルのゲート電極と
して３相よりも少ない数を用いて所望のシフト動作を達
成することが可能となる。さらに、クロック信号の組の
数は、蓄積しようとしている色の数に合わせて変えるこ
とが可能である。従って、本発明は、特許請求の範囲に
記載された事項によってのみその範囲が規定されるもの
である。
行５）／４ 行Ｆ ＝ 行６ − （行４ ＋ 行５ ＋ 行７ ＋
行８）／４ 行Ｉ ＝ 行９ − （行７ ＋ 行８ ＋ 行１０＋
行１１）／４ この別の方法による処理を用いると、上記に概略を述べ
た簡略化の仮定が、ときに成り立っていないようなこと
が起こった場合においても、より正確に像の青の部分を
導き出すことが可能である。これらの方程式は、最終的
な画像において取り出そうとしている行の上の行だけを
用いて処理するのではなく、取り出そうとしている行の
上と下の行とに蓄積されている値を実効的に平均化して
取り出すようにするものである。あるいは、さらに別の
実施例として、最近接あるいは近接した画素の解析を行
うことによって画像の正解さをさらに向上させることが
可能である。以上、本発明を具体的な実施例について説
明したが、本発明の精神および範囲を逸脱することなし
に、これらの形式や詳細をさらに変形することが可能で
あることは当業者には明らかであろう。具体的には、上
記の実施例では、３相ＣＣＤ撮像装置を用いているが、
異なる相数の方式にも本発明を適用できることは当業者
には明らかであろう。例えば、恒久的な障壁を隣接した
セル間に形成するようにすると、各セルのゲート電極と
して３相よりも少ない数を用いて所望のシフト動作を達
成することが可能となる。さらに、クロック信号の組の
数は、蓄積しようとしている色の数に合わせて変えるこ
とが可能である。従って、本発明は、特許請求の範囲に
記載された事項によってのみその範囲が規定されるもの
である。
【図１】代表的なモノリシック電荷結合素子カラー撮像
装置の簡略図である。
装置の簡略図である。
【図２】代表的な電荷結合素子カラー撮像装置モジュー
ルの簡略図である。
ルの簡略図である。
【図３】順次カラー光照射を行う方式のモノクローム電
荷結合素子カラー撮像装置によるカメラシステムの代表
的なものを示した簡略図である。
荷結合素子カラー撮像装置によるカメラシステムの代表
的なものを示した簡略図である。
【図４】代表的なモノクローム電荷結合素子撮像装置を
用板カメラシステムのタイミング図である。
用板カメラシステムのタイミング図である。
【図５】代表的な３相型全フレームサイズ電荷結合素子
撮像装置の簡略図である。
撮像装置の簡略図である。
【図６】本発明による設計の写真撮影装置の１実施例に
ついて示したブロック図である。
ついて示したブロック図である。
【図７】本発明による設計の写真撮影装置の第２の実施
例について示したブロック図である。
例について示したブロック図である。
【図８】本発明による設計の全フレームサイズ電荷結合
素子撮像装置の好適な実施例について示した簡略図であ
る。
素子撮像装置の好適な実施例について示した簡略図であ
る。
【図９】（ａ）−（ｄ）は、本発明の好適な実施例によ
る構成の垂直ＣＣＤ列部分の電位分布を、撮像処理のい
ろいろな時刻について示した模式図である。
る構成の垂直ＣＣＤ列部分の電位分布を、撮像処理のい
ろいろな時刻について示した模式図である。
【図１０】（ｅ）−（ｈ）は、本発明の好適な実施例に
よる構成の垂直ＣＣＤ列部分の電位分布を、撮像処理の
いろいろな時刻について示した模式図である。
よる構成の垂直ＣＣＤ列部分の電位分布を、撮像処理の
いろいろな時刻について示した模式図である。
【図１１】（ｉ）−（ｌ）は、本発明の好適な実施例に
よる構成の垂直ＣＣＤ列部分の電位分布を、撮像処理の
いろいろな時刻について示した模式図である。
よる構成の垂直ＣＣＤ列部分の電位分布を、撮像処理の
いろいろな時刻について示した模式図である。
６２ 光源 ６４ 電荷結合素子（ＣＣＤ） ６６ マイクロコンピュータ ６７ シャッタ ６８ シャッタ開口 ７２ 電位障壁 ７６ 半導体蓄積セル ７８ ゲート電極
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年７月１５日
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】代表的なモノリシック電荷結合素子カラー撮像
装置の簡略図である。
装置の簡略図である。
【図２】代表的な電荷結合素子カラー撮像装置モジュー
ルの簡略図である。
ルの簡略図である。
【図３】順次カラー光照射を行う方式のモノクローム電
荷結合素子カラー撮像装置によるカメラシステムの代表
的なものを示した簡略図である。
荷結合素子カラー撮像装置によるカメラシステムの代表
的なものを示した簡略図である。
【図４】代表的なモノクローム電荷結合素子撮像装置を
用いたカメラシステムのタイミング図である。
用いたカメラシステムのタイミング図である。
【図５】代表的な３相型全フレームサイズ電荷結合素子
撮像装置の簡略図である。
撮像装置の簡略図である。
【図６】本発明による設計の写真撮影装置の１実施例に
ついて示したブロック図である。
ついて示したブロック図である。
【図７】本発明による設計の写真撮影装置の第２の実施
例について示したブロック図である。
例について示したブロック図である。
【図８】本発明による設計の全フレームサイズ電荷結合
素子撮像装置の好適な実施例について示した簡略図であ
る。
素子撮像装置の好適な実施例について示した簡略図であ
る。
【図９】本発明の好適な実施例による構成の垂直ＣＣＤ
列部分の電位分布を、撮像処理のいろいろな時刻につい
て示した模式図である。
列部分の電位分布を、撮像処理のいろいろな時刻につい
て示した模式図である。
【図１０】本発明の好適な実施例による構成の垂直ＣＣ
Ｄ列部分の電位分布を、撮像処理のいろいろな時刻につ
いて示した模式図である。
Ｄ列部分の電位分布を、撮像処理のいろいろな時刻につ
いて示した模式図である。
【図１１】本発明の好適な実施例による構成の垂直ＣＣ
Ｄ列部分の電位分布を、撮像処理のいろいろな時刻につ
いて示した模式図である。
Ｄ列部分の電位分布を、撮像処理のいろいろな時刻につ
いて示した模式図である。
【符号の説明】 ６２ 光源 ６４ 電荷結合素子（ＣＣＤ） ６６ マイクロコンピュータ ６７ シャッタ ６８ シャッタ開口 ７２ 電位障壁 ７６ 半導体蓄積セル ７８ ゲート電極
Claims (23)
- 【請求項１】 垂直列と水平行とからなるアレイ構造を
有しゲート電極によって制御されるようになされた複数
の半導体蓄積セルからなるモノクローム電荷結合素子を
用いてカラー画像を生成する方法において、 モノクローム電荷結合素子を像の第１のカラー部分に対
して露出させ、 第１の組の水平行の半導体蓄積セルに蓄積された電荷パ
ケットを第２の組の水平行の半導体蓄積セルに移動さ
せ、 上記の露出と移動のステップを、２以上の数の電荷結合
素子に露出される像のカラー部分の数に対して、露出と
移動のステップを各露出に対して２以上の回数反復実行
し、 像の最後のカラー部分に対してモノクローム電荷結合素
子を露出させ；１度に１行ずつ各行の半導体蓄積セルの
最終的な電荷パケットを水平電荷結合素子レジスタに蓄
積するようにして、各水平行の半導体蓄積セルに蓄積さ
れた電荷パケットを水平電荷結合素子レジスタにダウン
ロードし、 各水平行の半導体蓄積セルからの最終的な電荷パケット
を順次水平電荷結合素子レジスタから出力し、 最終的な電荷パケットに対応するディジタル情報を記憶
し、及びディジタル情報を処理して、モノクローム電荷
結合素子の各位置に対応するカラー画素情報を導き出
す、 ステップを含んでいることを特徴とする方法。 - 【請求項２】 上記露出ステップが、ストロボランプを
用いて実行され、上記各ストロボランプがカラーフィル
タを装着していることを特徴とする請求項第１項に記載
の方法。 - 【請求項３】 上記露出ステップが白色光源と半導体蓄
積セルアレイの間に挿入されたシャッタによって白色光
を照射することによって実行されるようになされてお
り、上記シャッタが、カラーフィルタを具備した複数の
開口を有しており、上記開口が連続的に半導体蓄積セル
をよぎって移動するようになされていることを特徴とす
る請求項第１項に記載の方法。 - 【請求項４】 上記移動ステップが、選択的にクロック
信号をゲート電極に印可して、電荷パケットを第１の水
平行の半導体蓄積セルからこの第１の水平行の半導体蓄
積セルの下の行である第２の水平行の半導体蓄積セルに
移動させるようにするステップを含んでいることを特徴
とする請求項第１項に記載の方法。 - 【請求項５】 上記ダウンロードステップが、多相連続
クロック信号をゲート電極に対して印可し、半導体蓄積
セルに蓄積されている最終的な電荷パケットを水平電荷
結合素子レジスタにシフトさせるステップを含んでいる
ことを特徴とする請求項第１項に記載の方法。 - 【請求項６】 垂直列と水平行とからなるアレイ構造を
有しゲート電極によって制御されるようになされた複数
の半導体蓄積セルからなるモノクローム電荷結合素子を
用いてカラー画像を生成する方法において、 モノクローム電荷結合素子を像の第１のカラーを有する
部分である像の第１の部分に対して露出させ、 第１の組の水平行の半導体蓄積セルに蓄積された第１の
電荷パケットを第２の組の水平行の半導体セルに移動さ
せ、 モノクローム電荷結合素子を像の第２のカラーを有する
部分である像の第２の部分に対して露出させ、 第３の組の水平行の半導体蓄積セルに蓄積された第２の
電荷パケットを第４の組の水平行の半導体蓄積セルに移
動させ、 モノクローム電荷結合素子を像の第３のカラーを有する
部分である像の第３の配分に対して露出させ、 １度に１行ずつ各行の半導体蓄積セルの第３の電荷パケ
ットを水平電荷結合素子レジスタに蓄積するようにし
て、各水平行の半導体蓄積セルに蓄積された第３の電荷
パケットを水平電荷結合素子レジスタにダウンロード
し、 水平行の半導体蓄積セルからの第３の電荷パケットを順
次出力し、 第３の電荷パケットに対応するディジタル情報を記憶
し、且つディジタル情報を処理して、モノクローム電荷
結合素子の各位置に対応するカラー画素情報を導き出
す、 ステップを含んでいることを特徴とする方法。 - 【請求項７】 第１、第２、第３のカラーが補色からな
っていることを特徴とする請求項第６項に記載の方法。 - 【請求項８】 上記露出ステップが、３つのストロボラ
ンプを用いて実行され、上記各ストロボランプがカラー
フィルタを装着していることを特徴とする請求項第６項
に記載の方法。 - 【請求項９】 上記露出ステップが白色光源と半導体蓄
積セルアレイの間に挿入されたシャッタによって白色光
を照射することによって実行されるようになされてお
り、上記シャッタが、カラーフィルタを具備した３つの
開口を有しており、上記開口が連続的に半導体蓄積セル
をよぎって移動するようになされていることを特徴とす
る請求項第６項に記載の方法。 - 【請求項１０】 上記移動ステップが、選択的にクロッ
ク信号をゲート電極に印可して、第１および第２の電荷
パケットを第１の水平行の半導体蓄積セルからこの第１
の水平行の半導体蓄積セルの下の行である第２の水平行
の半導体蓄積セルに移動させるようにするステップを含
んでいることを特徴とする請求項第６項に記載の方法。 - 【請求項１１】 上記ダウンロードステップが、反復多
相連続クロック信号をゲート電極に対して印可し、半導
体蓄積セルに蓄積されていて第３の電荷パケットを水平
電荷結合素子レジスタにシフトさせるステップを含んで
いることを特徴とする請求項第６項に記載の方法。 - 【請求項１２】 連続的にカラー照射を行う方式によっ
てカラー画像を生成するためのモノクローム電荷結合素
子において：複数の半導体蓄積セルであって、垂直列と
水平列とからなるアレイ状に構成されており、垂直列が
電位障壁によって分離されるようになされている複数の
半導体蓄積セルと、 複数のゲート電極であって、各半導体蓄積セルが少なく
とも１つのゲート電極によって制御されるようになされ
ており、上記ゲート電極によって上記半導体蓄積セルの
電位分布の制御がなされる複数のゲート電極と、 複数の組のクロックラインであって、各組のクロックラ
インがそれぞれ別個の組のクロック信号を伝達するよう
になされており、各組のクロックラインのクロックライ
ンの数が各半導体蓄積セルを制御するゲート電極の数と
等しくなるようになされており、各組のクロックライン
が特定の水平行の半導体蓄積セルのゲート電極に接続さ
れており、隣接する水平行のゲート電極が異なる組のク
ロックラインに接続されている複数の組のクロックライ
ンと、 を有することを特徴とするモノクローム電荷結合素子。 - 【請求項１３】 上記クロックラインの数が３であり、
第１の組のクロックラインが第１の組の水平行の半導体
蓄積セルを制御するゲート電極に対して接続されてお
り、第１の組の水平行が最上部行半導体蓄積セルと、こ
の最上部行から下の２行おきの水平行半導体蓄積セルと
からなっており、第２の組のクロックラインが第２の組
の水平行の半導体蓄積セルを制御するゲート電極に対し
て接続されており、第２の組の水平行が第１の組に属す
る水平行半導体蓄積セルのすぐ下の水平行半導体蓄積セ
ルからなっており、第３の組のクロックラインが第３の
組の水平行の半導体蓄積セルを制御するゲート電極に対
して接続されており、第３の組の水平行が第１の組にも
また第２の組にも属さない水平行半導体蓄積セルからな
っていることを特徴とする請求項第１２項に記載のモノ
クローム電荷結合素子。 - 【請求項１４】 各半導体蓄積セルを制御するゲート電
極の数が３であることを特徴とする請求項第１２項に記
載のモノクローム電荷結合素子。 - 【請求項１５】 さらに、複屈折材料を具備し、各半導
体蓄積セルが上記複屈折材料によって被覆されているこ
とを特徴とする請求項第１２項に記載のモノクローム電
荷結合素子。 - 【請求項１６】 上記複屈折材料が方解石であることを
特徴とする請求項第１５項に記載のモノクローム電荷結
合素子。 - 【請求項１７】 半導体蓄積セルの各垂直列が６０００
画素からなっており、各水平列が２０００画素からなっ
ており、各画素の水平方向に測った幅が３０μｍであ
り、垂直方向に測った高さが２０μｍであることを特徴
とする請求項第１２項に記載のモノクローム電荷結合素
子。 - 【請求項１８】 連続的にカラー照射を行う方式によっ
てカラー画像を生成するためのモノクローム電荷結合素
子において：複数の光感受性半導体蓄積セルであって、
該複数の半導体蓄積セルは垂直列と水平列とからなるア
レイ状に構成され、且つ垂直列は電位障壁によって分離
されている蓄積セルと、 複数のゲート電極であって、各半導体蓄積セルが３つの
ゲート電極を具備し、上記ゲート電極によって上記半導
体蓄積セルの電位分布の制御がなされるゲート電極と、 第１の組のクロックラインであって、上記第１の組のク
ロックラインは第１の組のクロック信号を伝達するよう
になされており、また上記第１の組のクロックラインは
第１の組の水平行の半導体蓄積セルを制御するゲート電
極に対して接続されており、上記第１の組の水平行が最
上部行半導体蓄積セルと、この最上部行から下の２行お
きの水平行半導体蓄積セルとを有する第１の組のクロッ
クラインと、 第２の組のクロックラインであって、上記第２の組のク
ロックラインは第２の組のクロック信号を伝達するよう
になされており、また上記第２の組のクロックラインは
第２の組の水平行の半導体蓄積セルを制御するゲート電
極に対して接続されており、上記第２の組の水平行が上
記第１の組に属する水平行半導体蓄積セルのすぐ下の水
平行半導体蓄積セルを有する第２の組のクロックライン
と、 第３の組のクロックラインであって、上記第３の組のク
ロックラインは第３の組のクロック信号を伝達するよう
になされており、また上記第３の組のクロックラインは
第３の組の水平行の半導体蓄積セルを制御するゲート電
極に対して接続されており、上記第３の水平行が上記第
１の組にもまた上記第２の組にも属さない水平行半導体
蓄積セルを有する第３の組のクロックラインと複屈折材
料であって、各半導体蓄積セルが上記複屈折材料によっ
て被覆されている複屈折材料と、 を有することを特徴とするモノクローム電荷結合素子。 - 【請求項１９】 カラー画像を生成するためのカメラに
おいて、 カメラの動作を制御するためのマイクロコンピュータ
と、 モノクローム電荷結合素子と、 上記モノクローム電荷結合素子は、 複数の光感受性半導体蓄積セルであって、該複数の半導
体蓄積セルは垂直列と水平列とからなるアレイ状に構成
されており、垂直列が電位障壁によって分離されている
複数の光感受性半導体蓄積セルと、 複数のゲート電極であって、各半導体蓄積セルは３つの
ゲート電極を具備し、上記ゲート電極によって上記半導
体蓄積セルの電位分布の制御がなされる複数のゲート電
極と、 第１の組のクロックラインであって、上記第１の組のク
ロックラインは第１の組のクロック信号を伝達するよう
になされており、また上記第１の組のクロックラインは
第１の組の水平行の半導体蓄積セルを制御するゲート電
極に対して接続されており、上記第１の組の水平行が最
上部行半導体蓄積セルと、この最上部行から下の２行お
きの水平行半導体蓄積セルを有する第１の組のクロック
ラインと、 第２の組のクロックラインであって、上記第２の組のク
ロックラインは第２の組のクロック信号を伝達するよう
になされており、また上記第２の組のクロックラインは
第２の組の水平行の半導体蓄積セルを制御するゲート電
極に対して接続されており、上記第２の組の水平行は上
記第１の組に属する水平行半導体蓄積セルのすぐ下の水
平行半導体蓄積セルを有する第２の組のクロックライン
と、 第３の組のクロックラインであって、上記第３の組のク
ロックラインは第３の組のクロック信号を伝達するよう
になされており、また上記第３の組のクロックラインは
第３の組の水平行の半導体蓄積セルを制御するゲート電
極に対して接続されており、上記第３の組の水平行は上
記第１の組にもまた上記第２の組にも属さない水平行半
導体蓄積セルを有する第３の組のクロックラインと、 を有し、 照明手段と、 像の複数のカラー部分に対して連続的に電荷結合素子を
露出させるための露出手段と、 電荷結合素子に蓄積された画像情報をダウンロードする
ための水平電荷結合素子レジスタを有していることを特
徴とするカメラ。 - 【請求項２０】 上記照明手段が３つのストロボランプ
を有し、各ストロボランプがカラーフィルタを装着して
いることを特徴とする請求項第１９項に記載のカメラ。 - 【請求項２１】 上記照明手段が白色光源を具備してい
ることを特徴とする請求項第１９項に記載のカメラ。 - 【請求項２２】 上記露出手段が白色光源と半導体蓄積
セルアレイの間に挿入されたシャッタを有しており、上
記シャッタが、カラーフィルタを具備した３つの開口を
有し、上記開口が連続的に半導体蓄積セルをよぎって移
動するようになされていることを特徴とする請求項第２
１項に記載のカメラ。 - 【請求項２３】 さらに、複屈折材料を具備し、各半導
体蓄積セルが上記複屈折材料によって被覆されているこ
とを特徴とする請求項１９項に記載のカメラ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US99487592A | 1992-12-23 | 1992-12-23 | |
| US07/994875 | 1992-12-23 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0603877A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0759099A (ja) |
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