JPS5942787Y2 - カラ−固体撮像装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は単板カラーテレビジョンカメラに関し、特に、
解像度が高く、かつ、各給糸の入力光量を均一化し得る
色フィルタを有するカラーテレビジョンカメラに関する
。

単板カラーテレビジョンカメラに用いる色フィルタとし
て既に第１図に示すようなモザイク状色フィルタが本出
願人によって提案されている。

同図中Ｃｙはシアン色透過フィルタ、Ｙｅはイエロ色透
過フィルタ、Ｇは緑色透過フィルタ、Ｗは透明フィルタ
を配置することを示す。

これらの色フィルタは固体撮像素子を構成する各受光素
子に一対一に対応して配置される。

第１図のような色フィルタが全体に配置された固体撮像
素子において、垂直方向の２ラインを同時に読み、上下
のラインの和を取ると、 （Ｇ十Ｂ）＋（Ｇ＋Ｒ） ＝（ＲｆＧ十Ｂ）＋Ｇ ＝Ｒ＋２Ｇ十Ｂ＝Ｙ’ （１）と
な９、各受光素子毎に輝度信号Ｙ（＝０．３Ｒ＋０．６
Ｇ＋０．１Ｂ）にほぼ等しい信号Ｙ′が得られ、解像度
の良い輝度信号が得られる。

ただしこの色フィルタ配置ではＧフィルタとＷフィルタ
で通過する光の量がほぼ１：３となり、カメラとしての
ダイナミックレンジに関し不利である。

本考案は上述した従来例の問題点を解消することを目的
とする。

以下、本考案を図面を用いて詳述する。

まず、本考案においては、２受光素子に対し３つのフィ
ルタが対応するように配置する。

この配置の仕方は第１図の基本配置の１つの垂直方向の
色フィルタ配置を上下逆転して基本配置のまん中に挿入
する配置である。

第２図がその１例である。同図において、点線は色フィ
ルタの境界を表わし、実線は受光素子の境界を表わして
いる。

この場合も受光素子の２ラインの和の信号は第１図の基
本構成の場合と同じで、Ｙ←Ｒ＋２Ｇ＋Ｂとなる。

また２ラインの信号を上下に引いた信号から所定の演算
してＲ信号およびＢ信号が得られる。

これらについては第５図で詳述する。

本考案においては受光素子のピッチよりフィルタのピッ
チの方が短いのでモアレの少ない信号カ得られる。

また、受光素子に入射する光量は例えば２受光素子に対
してフィルタを３等分して挿入した場合には、最低と最
高は１：１．４となり基本構成の１＝３に比べてかなり
改善される。

第３図ａ、ｂに本考案によるフィルタ配置の変形の例を
示す。

なお第２図に示すように、２絵素に３つのフィルタを配
置する間隔、ｋｏ、に２．に３．に４は任意の値を取っ
ても、Ｙ’、Ｒ，Ｂは所定の演算から得られるが、実用
的には上述のように、ｋｌ＝（ｋ２＋に３＝に４にする
のが適当である。

第４図、第５図を用いてさらに詳しく本考案を説明する
。

本考案に適する固体撮像素子の一実施例を第４図に示す
。

４１は水平走査回路、４２は垂直走査回路、４３はイン
タレース切換え回路、４４はインレース制御回路で例え
ばフリッププロップ回路、４５は水平読み出しスイッチ
、４８は垂直読み出しスイッチ、４９は受光素子である
。

この構成の場合、４６には奇数行目の、４７には偶数行
目の出力信号が得られる。

図かられかるようにこの固体撮像素子では２本の水平ラ
インが同じに読み出され、しかもその組み合わせがフィ
ールド毎に１本分ずれることでインタレース走査を実現
している。

本考案の第２図の色フィルタを第４図で示す固体撮像素
子に貼り合わせたとすると、出力線４６．４７にはそれ
ぞれ次のような信号■１．Ｉ２が得られる。

ただしに１＝（ｋ２＋に３）＝に４となるようなフィル
タピッチとする。

Ｔは水平の１受光素子を走査するのに必要な時間であり
、ｎは自然数である。

第５図は出力線４６．４７の出力信号１１ｔＩ２からＹ
’、Ｒ，Ｂ信号を取り出す処理回路の系統図の１例であ
る。

２つの出力線を加算回路５１で加算すると、式（２）
、 （４）および（３） ？ （５）からとなり、水平
方向の一受光素子ごとに信号の構成が変わる。

減算回路５１の出力信号をスイッチ５３，５４で一受光
素子ごとに振り分ける。

振り分けられた信号のうち一方を遅延回路５５で遅延さ
せ、時間関係を一致させた後、２つの信号Ｉｃ１．Ｉｃ
２全２ヲ回路５６、および減算回路５７に加える。

減算回路５７の出力には、 ＩＣ２−ＩＣ，＝２ Ｒ（９） とな、９Ｒ信号が得られる。

一方加算回路５６の出力には、 Ｉｃ１＋Ｉｃ２＝Ｂ−Ｒ（１１ が得られるので、減算回路５６の出力信号を百に減衰さ
せたＲ信号を加算回路５９で再び混入すると、Ｂ信号が
得られる。

以上詳述した本考案によれば各フィルタを通過する光量
を均一化することができ、カメラのダイナミックレンジ
が拡大できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の色フィルタを示す図、第２図、第３図は
本考案における色フィルタと受光素子群との対応関係を
示す図、第４図は固体撮像素子の一例を示す図、第５図
は本考案のカラーテレビジョンカメラの信号処理回路を
示す図である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 水平、垂直方向に配列された複数個の受光素子と、該受
   光素子から光信号を読み出すための読み出し回路と、垂
   直方向に隣接する２受光素子の出力信号を加算する回路
   と、前記複数個の受光素子の受光面に配置されたモザイ
   ク状色フィルタとを有するカラー固体撮像装置において
   、水平方向で隣接する２つの受光素子に３つの色フイル
   タモザイクを対応させ、かつ水平、垂直両方向に隣接し
   た４受光素子に対応した６つの色フイルタモザイクをシ
   アン色透過フィルタ、黄色透過フィルタ、緑色透過フィ
   ルタおよび透明フィルタの４種のフィルタから選択して
   、垂直方向に隣接する２受光素子の出力信号の和が常に
   （Ｒ＋２Ｇ＋Ｂ）となるように構成したことを特徴とす
   るカラー固体撮像装置。