JPS5834852Y2 - 固体撮像装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、固体撮像装置に関する。

近年、電荷結合素子（ＣＣＤ）に代表される固体撮像素
子は、急速に開発改良され、カラーカメラの撮像装置に
使用されるに至っている。

本考案は、斯様なカラーカメラ用の固体撮像装置に関し
、良質のカラー画像が得られる装置を提供するものであ
る。

尚、以下の説明に於ては光検知素子としてＣＣＤを例に
採げて記述するが本考案はＣＣＤに限定されるものでは
ない。

一般ｌこ、ＣＯＤを使用した固体撮像装置は、半導体基
板上に絶縁層を介して複数個の電極を配列した撮像基板
ｌこ光学像を結像させる事に依って、上記各電極下の半
導体基板内で入射光量に応じて励起された電荷を画像電
気信号として取り出すものである。

上述の如き固体撮像装置を用いてカラー撮像を行うには
、赤、青、緑の光の三原色のフィルタを夫々装着した三
台の固体撮像装置をカラーカメラに装備する事が考えら
れるが、該カラーカメラの構造が複雑になる難点を有し
ているので、近年、三原色のフィルタを一枚板に形成し
た単板カラーフィルタを偏着した固体撮像装置が開発さ
れ、単板カラーカメラの小型軽量化が為されている。

斯様な単板カラーカメラ用の固体撮像装置に使用される
ＣＣＤで成る撮像基板と単板カラーフィルタとを第１図
と第２図とに夫々示す。

第１図に示した撮像基板１に於て、２はＣＣＤの電極列
でなるシフトレジスタ、３は該シフトレジスタの夫々の
端部に連結した読み出しシフトレジスタである。

ｆｌ、ｆ２は、上記ＣＣＤの光検知部Ａに設けられた各
電極に印加するクロックパルスｓ ｆ１’ ｓ ｆ２’
は上記ＣＣＤの転送部Ｂｔこ設けられた各電極に印加す
るクロックパルス、ｆ１′ｆ２〃は上記読み出しシフト
レジスタ３の各電極に印加するクロックパルスである。

また第２図に示した単板カラーフィルタ４は、上記した
光検知部Ａの各シフトレジスタ２に対応したストライプ
型のカラーフィルタであり、Ｒは赤色、Ｂは青色、Ｇは
緑色、を夫々示している。

上述の如く構成された撮像基板１とカラーフィルタ４と
で成る固体撮像装置は、ストライプ型フィルタを透過し
た赤Ｒと青Ｂと緑Ｇの入射光量に対応した電荷が半導体
で成る撮像基板内で励起され、該電荷をクロックパルス
ｆ１ ｓ ｆ２ ｓ ｆｌ’ ｚｆ２／ 、 ＄、 ／
／ 、 ＄２／／ に依ってシフトレジスタ２と読み
出しシフトレジスタ３に沿って転送し、カラー画像信号
を取り出すものである。

然し乍ら、斯様な単板カラーカメラ用固体撮像装置は、
−色あたりの絵素数が従来の固体撮像装置の月になる事
に依って再生画像の解像度の劣化が予想される。

斯様な欠点を改善するには、ＣＣＤの絵素数、即ち電極
数を増加させる事が理想的であるが、電極数を増加する
事は、電荷の転送効率を劣化させる事になり、又、光学
系の問題と製造上の歩留りの問題が解決できない為に、
実現が望めない現状である。

一方、単板カラーフィルタを改良する事に依り再生画像
を解像度が恰も向上したかの如く見せる手段が考えられ
ている。

即ち、単板カラーフィルタを三原色のフィルタに依って
市松模様に構成する事で、再生画像も三原色が市松模様
に配置されるので、この三原色が画面で均一に混合され
、解像度が向上したと同じ効果が得られる。

ところが、この様な単板カラーフィルタをＣＣＤでなる
撮像基板に装着して撮像装置とするには、従来の如き、
直線的に配列されたシフトレジスタ２・・・を用いる事
ができない。

その原因は、撮像基板に光学像が結像される光検知部Ａ
の各シフトレジスタ２・・・ｌこ於いて、例えば、赤（
Ｒ）色フィルタを透過した赤色光に依って励起された電
荷の内、のほとんどがこの赤（Ｒ危フィルタ区域のＯＮ
状態のクロックパルスφ、が印加されている電極下に蓄
積されるが、ＯＦＦ状態のクロックパルスφ２が印加さ
れている電極付近に生じた一部の電荷が、隣接する緑色
フィルタ区域のＯＮ状態のクロックパルスφ１が印加さ
れている電極下に導入され、ここに蓄積されている緑色
光に依る電荷に混入されてしまう。

その結果カラー画像信号として取り出された赤色信号と
青色信号と緑色信号とには、夫々他の色信号が混入され
、再生画像の色調を劣化させる重大な欠陥を招く事にあ
る。

本考案は、上述の問題点を解決する目的で為されたもの
である。

本考案の単板カラーカメラ用の固体撮像装置に使用する
ＣＣＤでなる撮像基板と単板カラーフィルタとを第３図
と第４図にと夫々示す。

第３図に示した撮像基板１は、ＣＣＤの電極列か、その
光検知部Ａに於て蛇行配列され、その転送部Ｂに於て直
線配列されたシフトレジスタ２・・・と、該シフトレジ
スタ２の転送部Ｂ側の夫々の端部に連結した読み出しシ
フトレジスタ３とからなり、上記各シフトレジスタ２・
・・と該読み出しシフトレジスタ３の夫々の電極には、
第１図と同様のクロックパルスｆ１ ｚ ｆ２ ｓ ｆ
１’ ｔ ｆ２’とｆｉ ／／ 、 ｆ２／／が夫々印
加されるものである。

又、第４図に示した単板カラーフィルタ４は、上記撮像
基板１の各電極対に対応する単位カラーフィルタ５・・
・に分割されており、光検知部Ａで蛇行配列された上記
各シフトレジスタ２・・・に沿った単位カラーフィルタ
５・・・が夫夫単一色のフィルタでなるものであり、赤
（Ｒ）と青（Ｂ）と緑（Ｇ）の単位カラーフィルタ５・
・・群に依って市松模様に構成されている。

斯様な構成の撮像基板１と単板カラーフィルタ４とで戒
る固体撮像装置に於ては、上記撮像基板１の光検知部、
ｋｌこ結像された光学像は、上記単板カラーフィルタ４
に依って赤色と青色と緑色の市松模様状に色分けされ、
この光検知部Ａに蛇行配列ｇれた各シフトレジスタ２・
・・が上述の如く色分けされた光の内の単一色の光を夫
々感知する事になる。

例えば、赤色光に依って励起された電荷だけが赤色光用
のシフトレスタ２・・・でのＯＮ状ｉのクロックパルス
φ１が印加されている電極下に蓄積され、その後これ等
の電荷はＯＮ、ＯＦＦ駆動スルクロックパルスｆ１．ｆ
２に依って転送部Ｂに転送される。

更に、この電荷はクロックパルスｆ；、／ 、 ｆ２／
に依って、順次読み出しシフトレジスタ３に転送され、
青色光に依る電荷と緑色光に依る電荷と共にクロックパ
ルスｆ１／／、ｆ２／／に依り順次電気信号として外部
に摩り出される事になる。

尚、本実施例の単板フィルター４は、通常人間の囲りに
多い緑０）色を多く配置したものであり、同じ絵素数で
あっても再生画像の解像度が向上したと同じ効果が望め
るものである。

上述の如く本考案は、単板カラーカメラ用の固体撮像装
置のフィルタに市松模様の単板カラーフィルタ４を用い
ていながら、上記各シフトレジスタ２・・・が夫々単一
色の入射光量に対応する電荷を蓄積転送する事ができる
様に構成されたものである０ 本考案の固体撮像装置は、複数の光検知素子でなる光検
知素子列を複数本配夕１ルた撮像基板に３色のカラーフ
ィルタを備える事に依ってカラー画像を電気信号に変換
する装置に於て、上記フィルタを３色の単位フィルタ群
でなる市松模様に形成すると共に、上記光検知素子の各
素子列を上記フィルタの同色フィルタ群に沿って蛇行配
列したものであるので、市松模様の単板カラーフィルタ
を用いた事に依り、カラー再生画像も市松模様状となり
該カラー再生画像の解像度が向上したと同じ効果が得ら
れ、更ｌこ各電極列を上述の如く蛇行配列した事に依り
、各色信号の互いの混入を皆無とし鮮明なカラー再生画
像を得るものである。

以上の効果から本考案は、小型軽量でありながら良質な
カラー再生画像を得る事のできる単板カラーカメラを実
現する固体撮像装置として実用的効果大なるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の固体撮像装置の撮像基板を模型的に示
した上面図、第２図は従来の固体撮像装置のフィルタの
平面図、第３図は、本考案の固体撮像装置の撮像基板を
模型的に示した上面図、第４図は本考案の固体撮像装置
のフィルタの平面図であり、１は撮像基板、２・・・は
シフトレジスタ、４は単板カラーフィルタ、５・・・は
単位カラーフィルタ、ｆｌ ｓ ｆ２ ｙ ｆ１’ ｓ
ｆ２’ ＋ ｆｌ”ｓ ｆ２”はクロックパルス、Ｒ
は赤、Ｂは青、Ｇは緑を夫々示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数の光検知素子でなる光検知素子列を複数本配夕１ル
   た撮像基板に３色のカラーフィルターを備える事に依っ
   てカラー画像を電気信号に変換す乙固体撮像装置に於て
   、上記フィルタを三色の単位フィルタ群でなる市松模様
   に形成すると共に、上記光検知素子の各素子列を上記フ
   ィルタの同色フィルタ群に沿って蛇行配夕１ルた事を特
   徴とする固体撮像装置。