JPS60103790A - カラ−固体撮像装置 - Google Patents
カラ−固体撮像装置Info
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- JPS60103790A JPS60103790A JP58211184A JP21118483A JPS60103790A JP S60103790 A JPS60103790 A JP S60103790A JP 58211184 A JP58211184 A JP 58211184A JP 21118483 A JP21118483 A JP 21118483A JP S60103790 A JPS60103790 A JP S60103790A
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- 239000000945 filler Substances 0.000 claims 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 14
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/10—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
- H04N25/11—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
- H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
- H04N25/135—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on four or more different wavelength filter elements
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/10—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
- H04N25/11—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
- H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
- H04N25/133—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements including elements passing panchromatic light, e.g. filters passing white light
-
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/10—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
- H04N25/11—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
- H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
- H04N25/134—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on three different wavelength filter elements
Landscapes
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- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Signal Processing (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はカラー撮像用固体撮像装置に関する。
固体撮像素子の1種であるインターライン転送00D撮
像素子(以下 IL−00D撮像素子と略記する。)は
第1図に模式的平面図に示すように、水平方向と垂直方
向に規則的配列された絵素1と、絵素lで光電変換され
て蓄積された信号電荷を垂直方向に転送する垂直00D
レジスタ2および水平方向ζこ転送する水平CODレジ
スタ3と、出力部4で構成されている。図中の矢印は信
号電荷の転送方向を示している。
像素子(以下 IL−00D撮像素子と略記する。)は
第1図に模式的平面図に示すように、水平方向と垂直方
向に規則的配列された絵素1と、絵素lで光電変換され
て蓄積された信号電荷を垂直方向に転送する垂直00D
レジスタ2および水平方向ζこ転送する水平CODレジ
スタ3と、出力部4で構成されている。図中の矢印は信
号電荷の転送方向を示している。
IL−00D撮像素子は絵素に蓄積された信号電荷をフ
レーム周期で読み出すフレーム蓄積動作とフィールド周
期で読み出すフィールド蓄積動作の2種類の読み出し動
作か行なえる。フィールド蓄積動作はフレーム蓄積動作
に比較して蓄積時間が半分であり残像窓が小さい。この
ために、フィールド蓄積動作の単板カラー撮像装置の開
発が進められている。以下で説明する従来のカラー撮像
装置も本発明によるカラー撮像装置もフィールド蓄積動
作である。第2図はフィールド蓄積動作を模式的に示し
ている。ここで水平絵素列に順香にある列より61.1
2.A!、 、・・・・・・、18.・・・・・・ と
名付ける。奇数フィールドにおいてはまずII、、13
4゜16、l、 、・・・・・・に対応する絵素より信
号電荷が垂直00Dレジスタ2へ転送され、欠に垂直C
ODレジスタ2の転送動作ζこよって1絵素分信号電荷
は転送され、さらにl、 、l、 、A、 、l、 、
・・・・・・に対応する絵素より信号電荷が垂直0 (
J Dレジスタ2へ転送される。この結果1!2.14
.x6.A8゜・・・・・・に対応する絵素の信号電荷
はそれぞれl、。
レーム周期で読み出すフレーム蓄積動作とフィールド周
期で読み出すフィールド蓄積動作の2種類の読み出し動
作か行なえる。フィールド蓄積動作はフレーム蓄積動作
に比較して蓄積時間が半分であり残像窓が小さい。この
ために、フィールド蓄積動作の単板カラー撮像装置の開
発が進められている。以下で説明する従来のカラー撮像
装置も本発明によるカラー撮像装置もフィールド蓄積動
作である。第2図はフィールド蓄積動作を模式的に示し
ている。ここで水平絵素列に順香にある列より61.1
2.A!、 、・・・・・・、18.・・・・・・ と
名付ける。奇数フィールドにおいてはまずII、、13
4゜16、l、 、・・・・・・に対応する絵素より信
号電荷が垂直00Dレジスタ2へ転送され、欠に垂直C
ODレジスタ2の転送動作ζこよって1絵素分信号電荷
は転送され、さらにl、 、l、 、A、 、l、 、
・・・・・・に対応する絵素より信号電荷が垂直0 (
J Dレジスタ2へ転送される。この結果1!2.14
.x6.A8゜・・・・・・に対応する絵素の信号電荷
はそれぞれl、。
13.1!I、A〕、・・・・・・に対応する絵素の信
号電荷と垂直CODレジスタ2内で加算される。加え合
わされたllx +12 、IIs +l14.lls
+la 。
号電荷と垂直CODレジスタ2内で加算される。加え合
わされたllx +12 、IIs +l14.lls
+la 。
1、r−#8 、・・・・・・の信号電荷をそれぞれ一
水平ラインの信号とする。偶数フィールドにおいては圭
100Dレジスタ2内で加え合わせる水平絵素列の絵素
の組み合わせを13t +ls 、 14+4s ・i
l、+17 、・・・・・・に変える。このようζこ垂
直方向に隣接する2つの水平絵素列の組み合イつせをフ
ィールド毎に変えることによってインターレース動作を
行なっている。
水平ラインの信号とする。偶数フィールドにおいては圭
100Dレジスタ2内で加え合わせる水平絵素列の絵素
の組み合わせを13t +ls 、 14+4s ・i
l、+17 、・・・・・・に変える。このようζこ垂
直方向に隣接する2つの水平絵素列の組み合イつせをフ
ィールド毎に変えることによってインターレース動作を
行なっている。
以上述べたII、−00D撮像素子を用いてカラー撮像
を行なうtこは色フィルタによって被写体の色分解像を
形成し、この色分解像をIL−CCD撮像素子で撮像し
、IL−00D撮像素子の出力信号を信号処理すること
によって色信号や輝度信号を得ている。
を行なうtこは色フィルタによって被写体の色分解像を
形成し、この色分解像をIL−CCD撮像素子で撮像し
、IL−00D撮像素子の出力信号を信号処理すること
によって色信号や輝度信号を得ている。
このようなフィールド蓄積動作で単板カラー撮像装置を
実現する方法として1983年3月のテレビジョン学会
方式・回路研究会技術報告’l’ g B S 87−
3、i’EBs 87−61こおいて第3図に示すよう
な色フィルタの色配列が提案されている。図においてY
e、Oy、Mg、Gはそれぞれ黄、シアン、マゼンタ、
緑の色フィルタを示す。黄の色フィルタは赤と緑の元を
透過し、ノアンの色フィルタは青と緑のjThを透過し
、マゼンタは赤と青の光を透過する。このような色フィ
ルタ配列で前記したフィールド蓄積動作における各水平
ラインの信号は、l43図に記したごとく水平絵素列に
順番にある列よりi、、l、、#s 、・・・・・・1
8 、・・・・・・と名付けると、奇数フィールドでは
llr +Adz 、ljs +4 。
実現する方法として1983年3月のテレビジョン学会
方式・回路研究会技術報告’l’ g B S 87−
3、i’EBs 87−61こおいて第3図に示すよう
な色フィルタの色配列が提案されている。図においてY
e、Oy、Mg、Gはそれぞれ黄、シアン、マゼンタ、
緑の色フィルタを示す。黄の色フィルタは赤と緑の元を
透過し、ノアンの色フィルタは青と緑のjThを透過し
、マゼンタは赤と青の光を透過する。このような色フィ
ルタ配列で前記したフィールド蓄積動作における各水平
ラインの信号は、l43図に記したごとく水平絵素列に
順番にある列よりi、、l、、#s 、・・・・・・1
8 、・・・・・・と名付けると、奇数フィールドでは
llr +Adz 、ljs +4 。
・−・−偶aフィールYテハllz +x、 、、 、
e4 +AS5 。
e4 +AS5 。
・・・・・・の信号電荷で構成され、各水平ラインの信
号を原色成分lこ分解して模式的に示すと第4図のよう
になる。なおり%G、Rはそれぞれ青信号、緑信号、赤
信号を示し、比率を1:1:1とした。
号を原色成分lこ分解して模式的に示すと第4図のよう
になる。なおり%G、Rはそれぞれ青信号、緑信号、赤
信号を示し、比率を1:1:1とした。
図に示すように各水平ラインの信号はR−1−、/G十
Bの輝度信号成分に水平方向2絵素を周期とする色差信
号の変調成分(R−40) cm w tと(B+ G
) cos w tが交互に一水平ライン毎に重畳さ
れている。ただしWは2絵素の周期に相当する角周波数
である。すなわちA’1+A、の出力信号5(A1+x
2 +とls +A 4の出力信号S(/3十14 )
は次式で示される。
Bの輝度信号成分に水平方向2絵素を周期とする色差信
号の変調成分(R−40) cm w tと(B+ G
) cos w tが交互に一水平ライン毎に重畳さ
れている。ただしWは2絵素の周期に相当する角周波数
である。すなわちA’1+A、の出力信号5(A1+x
2 +とls +A 4の出力信号S(/3十14 )
は次式で示される。
S (A’1+4 ) = (13+20十R−Bco
sW t+1(、、w t ) / 2+(B+G+R
+Bcosw t+l(cosw t Gcosw t
) / 2 (118(its +Il+ 1−CB
+2G+几−Bcos W t 十Rcos W 1
) / 2+ (B+G+J1.−B、osw t −
14cosw t +GcosW t ) / 2−(
2)(1)、 (2)式を整理すると次式となる。
sW t+1(、、w t ) / 2+(B+G+R
+Bcosw t+l(cosw t Gcosw t
) / 2 (118(its +Il+ 1−CB
+2G+几−Bcos W t 十Rcos W 1
) / 2+ (B+G+J1.−B、osw t −
14cosw t +GcosW t ) / 2−(
2)(1)、 (2)式を整理すると次式となる。
S (#t +llt l=B+、G−+4も+(R+
G )cos w t−−(3)S (zs +x、)
=B+−GB+7G十R−G)つwt・・・・・・(4
)式(3)、(4)のB+7G十R,を輝度信号として
、また変調成分R−+G、 l13−)Gを第5図に示
すごとく直交する2つの色差信号として用いれば例えは
NTSOカラーテレビジョン信号が構成される。
G )cos w t−−(3)S (zs +x、)
=B+−GB+7G十R−G)つwt・・・・・・(4
)式(3)、(4)のB+7G十R,を輝度信号として
、また変調成分R−+G、 l13−)Gを第5図に示
すごとく直交する2つの色差信号として用いれば例えは
NTSOカラーテレビジョン信号が構成される。
また偶数フィールドの場合もS(7,+A、lはS(7
,十l、)と、S(A!*+Ag)は8(1゜+14
)と同一で奇数フィールドと同様に信号が構成される。
,十l、)と、S(A!*+Ag)は8(1゜+14
)と同一で奇数フィールドと同様に信号が構成される。
第6図は単板式カラー撮像装置の概略構成図である。上
述したようにして得られた色フィルタ5が設けられたI
L−CCD撮像素子6の出力信号は変調成分を除去する
ためにローパスフィルタ7を介して輝度信号Yを得、ま
た水平方向lこ2絵素の繰り返し周期ζこA・■当する
周波数を中心周波数とするバンドパスフィルター1で変
調成分を分離し検波器12で検波しR−+G、H−−f
Gの色差信号を得る。また、これら色差信号は狭帯域ロ
ーパスフィルタ9とゲイン切換回路10を通して得た狭
帯域輝度信号を用い、各色差信号と同一水平ラインの輝
度成分tこよってホワトトバランス回路13で補正をし
IHN延線14とIH切換回路151こよって順次色差
信号を同時変換し平衡変調回路16で直角2相変調した
後混合回路8で輝度信号Yと混合しN ’r S Oカ
ラーテレビジョン信号を得る。
述したようにして得られた色フィルタ5が設けられたI
L−CCD撮像素子6の出力信号は変調成分を除去する
ためにローパスフィルタ7を介して輝度信号Yを得、ま
た水平方向lこ2絵素の繰り返し周期ζこA・■当する
周波数を中心周波数とするバンドパスフィルター1で変
調成分を分離し検波器12で検波しR−+G、H−−f
Gの色差信号を得る。また、これら色差信号は狭帯域ロ
ーパスフィルタ9とゲイン切換回路10を通して得た狭
帯域輝度信号を用い、各色差信号と同一水平ラインの輝
度成分tこよってホワトトバランス回路13で補正をし
IHN延線14とIH切換回路151こよって順次色差
信号を同時変換し平衡変調回路16で直角2相変調した
後混合回路8で輝度信号Yと混合しN ’r S Oカ
ラーテレビジョン信号を得る。
ところで、このような各単一水平ラインで日差信号が形
成されるようなカラーカメラ方式では本来垂直色誤差が
ほとんど発生しないという特徴がある。しかしながら第
3図に示した色フィルタ配列では垂直絵素数の+の垂直
繰り返し周波数を持った被写体を撮像した場合は非常【
こ大きな垂1専、巴誤差が発生ずる。これは各水平ライ
ンの信号は隣接する垂1自方向2絵素で独立に夜間的に
サンプリングして得た信号電荷が加算されたものであり
、各水平ラインが一水平絵素列の信号で構成されていな
いことによる。例えば式<1)で示したS(A、十12
)の水平ラインでl、が白、A、が黒の画像が入射し
たとするとS(A、+721の信号は8<il、+11
t )=+BfG++R+(+R4B)可wt ・・・
(5)で、色差信号成分は+几−+−Bとなり本来のR
−−)Gと異なった信号構成となり大きな垂直色誤差が
発生する。同様に式(2)で示したS(lls +−z
、1の水平ラインでも例えば13が黒、14が白の画像
か入射したとすると8(ls+14)の信号はS (i
js +ll* l −+B+−Ji−G−1−1−
(+B−1−4−R−IG )mw t・・−・・(6
) で色差信号成分は−+ B +(−R−+ Gとなり本
来のB−4Gと異なった信号構成となり大きな垂直色誤
差が発生する。このように第3図に示したような従来の
色フィルタ配列によるフィールド蓄積単板カラーカメラ
では隣接する2水平絵素列間で垂直相関の無いようなシ
ャープな垂直輪郭部では垂直色誤差の発生が避けられな
い欠点があった。
成されるようなカラーカメラ方式では本来垂直色誤差が
ほとんど発生しないという特徴がある。しかしながら第
3図に示した色フィルタ配列では垂直絵素数の+の垂直
繰り返し周波数を持った被写体を撮像した場合は非常【
こ大きな垂1専、巴誤差が発生ずる。これは各水平ライ
ンの信号は隣接する垂1自方向2絵素で独立に夜間的に
サンプリングして得た信号電荷が加算されたものであり
、各水平ラインが一水平絵素列の信号で構成されていな
いことによる。例えば式<1)で示したS(A、十12
)の水平ラインでl、が白、A、が黒の画像が入射し
たとするとS(A、+721の信号は8<il、+11
t )=+BfG++R+(+R4B)可wt ・・・
(5)で、色差信号成分は+几−+−Bとなり本来のR
−−)Gと異なった信号構成となり大きな垂直色誤差が
発生する。同様に式(2)で示したS(lls +−z
、1の水平ラインでも例えば13が黒、14が白の画像
か入射したとすると8(ls+14)の信号はS (i
js +ll* l −+B+−Ji−G−1−1−
(+B−1−4−R−IG )mw t・・−・・(6
) で色差信号成分は−+ B +(−R−+ Gとなり本
来のB−4Gと異なった信号構成となり大きな垂直色誤
差が発生する。このように第3図に示したような従来の
色フィルタ配列によるフィールド蓄積単板カラーカメラ
では隣接する2水平絵素列間で垂直相関の無いようなシ
ャープな垂直輪郭部では垂直色誤差の発生が避けられな
い欠点があった。
本発明は以上に述べた従来の欠点を大幅に軽減し、シャ
ープな垂直輪郭部でも垂@色誤差の発生の無いカラー固
体撮像素子を提供することにある。
ープな垂直輪郭部でも垂@色誤差の発生の無いカラー固
体撮像素子を提供することにある。
本発明φこよれは固体撮像素子と前記固体撮像素子の各
絵素に対応し水平及び垂直方向に配列された複数個の色
フィルタから成るカラー固体撮像装置において、第1、
第3の水平絵素列では各絵素同−の色光成成分に対し各
絵素から同一の信号が得られ、第2の水平絵素列からは
第1の色差信号が一部絵素数周期で変調された信号とし
て得られ、第4の水平絵素列からは第2の色差信号が一
部絵素数周期で変調された信号として得られる各色フイ
ルタ列を垂直方向に第1、第2、紀3、第4と4絵素の
繰り返し周期で配列した色フィルタを備えたことを特徴
とするカラー固体撮像素子が得られる。
絵素に対応し水平及び垂直方向に配列された複数個の色
フィルタから成るカラー固体撮像装置において、第1、
第3の水平絵素列では各絵素同−の色光成成分に対し各
絵素から同一の信号が得られ、第2の水平絵素列からは
第1の色差信号が一部絵素数周期で変調された信号とし
て得られ、第4の水平絵素列からは第2の色差信号が一
部絵素数周期で変調された信号として得られる各色フイ
ルタ列を垂直方向に第1、第2、紀3、第4と4絵素の
繰り返し周期で配列した色フィルタを備えたことを特徴
とするカラー固体撮像素子が得られる。
以下本発明の実施例について図面を用いて説明する。第
7図は本発明の一実施例の固体撮像素子における色フィ
ルタの色配列と、色フィルタと絵素との相互関係を示ず
模式的部分平面図である。
7図は本発明の一実施例の固体撮像素子における色フィ
ルタの色配列と、色フィルタと絵素との相互関係を示ず
模式的部分平面図である。
複数の絵素lが水平方向と垂直方向に規則的に配置され
ている。各絵素l上には色フィルタが形成されている。
ている。各絵素l上には色フィルタが形成されている。
各絵素l上をこは色フィルタが形成されでいる。水平絵
素列にめる列より順帯に11 。
素列にめる列より順帯に11 。
A、、At3.・・・・・・、18、−・・・・・と名
付ける。mlと第3の水平絵素列であるIt、、1.お
よびl、。
付ける。mlと第3の水平絵素列であるIt、、1.お
よびl、。
17は水平方向のすべての絵素はWすなわち透明な色フ
ィルタで胃と緑と赤の光を透過する色フィルタが配列さ
れている。第2の水平絵素列である12.16は水平方
向に左から右へ2絵素の繰り返しでGすなわち緑の光を
透過する緑色フィルタとMgすなわちマゼンタ色フィル
タで骨と赤の光を透過する色フィルタとが配列されてい
る。第4の水平絵素列である14.18は水平方向に左
から右へ2絵素の繰り返しでYe’すなわち黄色フィル
タ(!: Oy’Tなわち7アン色フィルタが配列され
ている。このl、、11.のYe/ 、 Qy/はl、
、11゜の水平絵素列の輝度信号と同一の輝#偏号とす
るためYe’は赤と十の緑の光を透過し、Cy’f−[
青と十の緑の光を透過する。各色フィルタの分光特性を
模式的に示すと第8図と第9図のようになる。
ィルタで胃と緑と赤の光を透過する色フィルタが配列さ
れている。第2の水平絵素列である12.16は水平方
向に左から右へ2絵素の繰り返しでGすなわち緑の光を
透過する緑色フィルタとMgすなわちマゼンタ色フィル
タで骨と赤の光を透過する色フィルタとが配列されてい
る。第4の水平絵素列である14.18は水平方向に左
から右へ2絵素の繰り返しでYe’すなわち黄色フィル
タ(!: Oy’Tなわち7アン色フィルタが配列され
ている。このl、、11.のYe/ 、 Qy/はl、
、11゜の水平絵素列の輝度信号と同一の輝#偏号とす
るためYe’は赤と十の緑の光を透過し、Cy’f−[
青と十の緑の光を透過する。各色フィルタの分光特性を
模式的に示すと第8図と第9図のようになる。
第10図はフィールド蓄積動作の場合ζこおける上記の
色フィルタが形成された各絵素からの谷原内信号の出力
の大きさを模式的に示した図であり弗7図と対応してい
る。図に示すように各水平ラインの出力信号の平均値は
4B+4G+4Rでありこれを輝度信号として用いる。
色フィルタが形成された各絵素からの谷原内信号の出力
の大きさを模式的に示した図であり弗7図と対応してい
る。図に示すように各水平ラインの出力信号の平均値は
4B+4G+4Rでありこれを輝度信号として用いる。
13.+il、の水平ラインの出力信号には+< R十
El > −+oすなわち橿−Mg −−)Gなる第1
の色差信号が水平方向に2絵素を周期とする変調成分(
+M g −−) G ) cos w tとして重畳
され、続<llsllt4の水平ラインの出力信号には
Mg−G軸と直交する色差信号である+R−−)Bの色
差信号が水平方向2絵素を周期とする変調成分(+ R
+ B ) cosWt として重畳されている。すな
わち13. +lJ、の出力信号S(A’l+A’21
と133+I14の出力信号5(7s十A4 1は次式
で示される。
El > −+oすなわち橿−Mg −−)Gなる第1
の色差信号が水平方向に2絵素を周期とする変調成分(
+M g −−) G ) cos w tとして重畳
され、続<llsllt4の水平ラインの出力信号には
Mg−G軸と直交する色差信号である+R−−)Bの色
差信号が水平方向2絵素を周期とする変調成分(+ R
+ B ) cosWt として重畳されている。すな
わち13. +lJ、の出力信号S(A’l+A’21
と133+I14の出力信号5(7s十A4 1は次式
で示される。
S (A!+ +llt )=(2B+2G71−2R
)/2+(I3十〇+1(−t−Gcosv t −M
gcosv/ t ;)/ 2” (7)S(1,+
13番 1=(2B+213+2R)/2+(B+0+
駐R可wt−B房Wt)/2・・(8)(7)、(8)
式を整理すると次式となる、S (lt +4. )=
−iB+−iG+、R(+Mg +G)cIygwt
−(9)3 3 3 S(’s +’ 4 ’ =2 B+2 G+2 ’+
(+” +B) 房wt ” (’0)式(9)、(
1■のベースバンド成分−B+−G+−H・を2 2
2 輝度信号として、また変調成分+Mg −+G 、 −
1−+Bを第11図に示すごとく2つの直交する色差信
号とし用いれば例えばNTSOカラーテレビジョン信号
が構成出来る。以上奇数フィールドの場合について述べ
たが1出数フイールドの場合も5(11、+l、+、5
(A4+Llの出力信号は次式で示され、 S (4+Ils l= B+ o十R(+Mg +G
)coswt・・(υ2 2 2 S[x、 +16 ] ]=−B+−G+−R+−&−
1(−+B)部wt ・・・翰2 2 2 奇数フィールドの場合と全く同様の信号を得ることがで
きる。上記の本発明による一実施例のカラ・−同伴撮像
装置の固体撮像素子からの出力信号は第6図に概略構成
図を示した単板式カラー撮像装置と同様の装置で平衡変
調回路16での変調軸を回転し第11図に示すMg−G
、R,−B軸に合わせるのみで全く同様ζこN ’1’
80力ラーテレゼジヨン信号を得ることが出来る。
)/2+(I3十〇+1(−t−Gcosv t −M
gcosv/ t ;)/ 2” (7)S(1,+
13番 1=(2B+213+2R)/2+(B+0+
駐R可wt−B房Wt)/2・・(8)(7)、(8)
式を整理すると次式となる、S (lt +4. )=
−iB+−iG+、R(+Mg +G)cIygwt
−(9)3 3 3 S(’s +’ 4 ’ =2 B+2 G+2 ’+
(+” +B) 房wt ” (’0)式(9)、(
1■のベースバンド成分−B+−G+−H・を2 2
2 輝度信号として、また変調成分+Mg −+G 、 −
1−+Bを第11図に示すごとく2つの直交する色差信
号とし用いれば例えばNTSOカラーテレビジョン信号
が構成出来る。以上奇数フィールドの場合について述べ
たが1出数フイールドの場合も5(11、+l、+、5
(A4+Llの出力信号は次式で示され、 S (4+Ils l= B+ o十R(+Mg +G
)coswt・・(υ2 2 2 S[x、 +16 ] ]=−B+−G+−R+−&−
1(−+B)部wt ・・・翰2 2 2 奇数フィールドの場合と全く同様の信号を得ることがで
きる。上記の本発明による一実施例のカラ・−同伴撮像
装置の固体撮像素子からの出力信号は第6図に概略構成
図を示した単板式カラー撮像装置と同様の装置で平衡変
調回路16での変調軸を回転し第11図に示すMg−G
、R,−B軸に合わせるのみで全く同様ζこN ’1’
80力ラーテレゼジヨン信号を得ることが出来る。
第7図に示した本発明の一実施例のカラー同伴搬像装置
の色フィルタではs[t+zz )の水平ラインの信号
ではlIの水平絵素列では色差信号となる変調成分は全
く無<lltの水平絵素列の単−水平絵素列で(+M
g 4r G ) CO3W tなる色差信号変調成分
を形成しているため、l、と12の水平絵素列に全く相
関が無い場合も5(Jt+11t lの水平ラインから
得られる色差信号lこ垂直f!3誤差を生じることは無
い。また同様に8(13十14 )の水平ラインの信号
では13の水平絵素列では色差信号となる変調成分は全
く無<14の水平絵素列の即−絵素列で(−it−+B
)いwtなる色差信号変調成分を形成しているためl、
と13の水平絵素列lこ全く相関が無い場合もS (/
。
の色フィルタではs[t+zz )の水平ラインの信号
ではlIの水平絵素列では色差信号となる変調成分は全
く無<lltの水平絵素列の単−水平絵素列で(+M
g 4r G ) CO3W tなる色差信号変調成分
を形成しているため、l、と12の水平絵素列に全く相
関が無い場合も5(Jt+11t lの水平ラインから
得られる色差信号lこ垂直f!3誤差を生じることは無
い。また同様に8(13十14 )の水平ラインの信号
では13の水平絵素列では色差信号となる変調成分は全
く無<14の水平絵素列の即−絵素列で(−it−+B
)いwtなる色差信号変調成分を形成しているためl、
と13の水平絵素列lこ全く相関が無い場合もS (/
。
+As lの水平ラインから得られる色差信号に垂直色
誤差を生じることは無い。さらに偶数フィールドの場合
もS (lit 十#a )の水平ラインではltで色
差信号が、S (llt +/s )の水平ラインでは
14で色差信号が形成するため折数フィールド同様に垂
直色誤差を生じることは無い。以上の説明は各色差信号
のホワイトバランス補正をしない場合について述べたが
、各水平ラインから得られる色差信号のホワイトバラン
スが不完全な場合は2つの水平絵素列の信号を加え合わ
せて得た各水平ラインの輝度信号で補正するため色差信
号にホワイトバランス補正による垂直I!lIg差を生
じることになる。しかし通常、本発明のごとく色差信号
を直接撮像素子から得る場合は、例えは3200゜Kの
所定の8温度の照明時に極力ホワイトバランスが取れる
ように色フィルタを設計するためホワイトバランス補正
による垂直色誤差はほとんど無視出来る。
誤差を生じることは無い。さらに偶数フィールドの場合
もS (lit 十#a )の水平ラインではltで色
差信号が、S (llt +/s )の水平ラインでは
14で色差信号が形成するため折数フィールド同様に垂
直色誤差を生じることは無い。以上の説明は各色差信号
のホワイトバランス補正をしない場合について述べたが
、各水平ラインから得られる色差信号のホワイトバラン
スが不完全な場合は2つの水平絵素列の信号を加え合わ
せて得た各水平ラインの輝度信号で補正するため色差信
号にホワイトバランス補正による垂直I!lIg差を生
じることになる。しかし通常、本発明のごとく色差信号
を直接撮像素子から得る場合は、例えは3200゜Kの
所定の8温度の照明時に極力ホワイトバランスが取れる
ように色フィルタを設計するためホワイトバランス補正
による垂直色誤差はほとんど無視出来る。
以上のようlこ、本発明では各水平ラインの出力信号か
ら得られる色差信号は単一の水平絵素列で形成されるた
めシャープな垂直輪郭部でも垂直色誤差の発生の無いカ
ラー固体撮像装置が得られる。
ら得られる色差信号は単一の水平絵素列で形成されるた
めシャープな垂直輪郭部でも垂直色誤差の発生の無いカ
ラー固体撮像装置が得られる。
第12図は本発明の別の一実施例の同伴撮像装#におけ
る色フィルタの色配列を示す模式的部分平面図である。
る色フィルタの色配列を示す模式的部分平面図である。
第1と第3の水平絵素列である11113および13.
.1.は水平方向すべての絵素はYすなわちNTSOの
輝度信号に近似した分光特性を持った色フィルタで、緑
の光と青の光の+、赤の光の十を透過する色フィルタが
配列されている。第2の水平絵素列であるl12.ll
sは第7図と全く同様にG、Mgの2絵素の繰り返しで
、第4の水平絵素列であるl、、It、も第7図さ全く
同様にYe’ 、Oy’の2絵素の繰り返しである。フ
ィールド蓄積動作における各水平ラインの出力信号は次
式で示される。
.1.は水平方向すべての絵素はYすなわちNTSOの
輝度信号に近似した分光特性を持った色フィルタで、緑
の光と青の光の+、赤の光の十を透過する色フィルタが
配列されている。第2の水平絵素列であるl12.ll
sは第7図と全く同様にG、Mgの2絵素の繰り返しで
、第4の水平絵素列であるl、、It、も第7図さ全く
同様にYe’ 、Oy’の2絵素の繰り返しである。フ
ィールド蓄積動作における各水平ラインの出力信号は次
式で示される。
s (7t +llt l=B+−G+R−(+Mg−
+G)部wt・・・・・佃S (lls +11 )
=B十” o+1(+(’)kL−+B )cosW
t ・= −(14)S (it4+As l=B+−
G十凡十(+几−4−B)cmwt −・= (16)
o、 (lψ、 、0.5) 、 (16)式から明ら
かなように第12図の色フィルタ配列では第7図の色フ
ィルタ配列ζこ苅し輝度信号が小さくなりまた青、緑、
赤の信号比が異なっているが、色差信号成分は全く同一
である。すなわち本発明による色フィルタ配列では変調
成分を発生しない第1、第3の水平絵素列の色フィルタ
は任意に選ぶことが出来るため分光特性を選定すること
により色差信号に何ら影響を与えること無く輝度信号の
分光特性や色差信号成分の変調度を変化出来る大きな利
点を合わせ持っている。上記の本発明ζこよる一実施例
では輝度信号はN T S Oの輝度に近く、また輝度
信号が小さくなった分だけ相対的色差信号の変調度が大
きくなっているため前記の第一の実施例の第7図色フィ
ルタ配列Iこ対し色差信号のS/Nが向上する。また、
本実施例においても第6図に示した単板式カラー撮像装
置と同様の装置で前記の第一の実施例1と全く同様にN
TSOカラーテレビジョン信号を得ることが出来る。
+G)部wt・・・・・佃S (lls +11 )
=B十” o+1(+(’)kL−+B )cosW
t ・= −(14)S (it4+As l=B+−
G十凡十(+几−4−B)cmwt −・= (16)
o、 (lψ、 、0.5) 、 (16)式から明ら
かなように第12図の色フィルタ配列では第7図の色フ
ィルタ配列ζこ苅し輝度信号が小さくなりまた青、緑、
赤の信号比が異なっているが、色差信号成分は全く同一
である。すなわち本発明による色フィルタ配列では変調
成分を発生しない第1、第3の水平絵素列の色フィルタ
は任意に選ぶことが出来るため分光特性を選定すること
により色差信号に何ら影響を与えること無く輝度信号の
分光特性や色差信号成分の変調度を変化出来る大きな利
点を合わせ持っている。上記の本発明ζこよる一実施例
では輝度信号はN T S Oの輝度に近く、また輝度
信号が小さくなった分だけ相対的色差信号の変調度が大
きくなっているため前記の第一の実施例の第7図色フィ
ルタ配列Iこ対し色差信号のS/Nが向上する。また、
本実施例においても第6図に示した単板式カラー撮像装
置と同様の装置で前記の第一の実施例1と全く同様にN
TSOカラーテレビジョン信号を得ることが出来る。
以上、固体撮像素子としてはインターライン転送001
)撮像素子を用いて説明してきたが、インターライン転
送00 D撮像素子のフィールド蓄積動作と同様な動作
で使用されるフレームトランスファ転送00 D ’J
@、像素子のほか、他の撮像素子を用いても実現できる
ことはいうまでもない。
)撮像素子を用いて説明してきたが、インターライン転
送00 D撮像素子のフィールド蓄積動作と同様な動作
で使用されるフレームトランスファ転送00 D ’J
@、像素子のほか、他の撮像素子を用いても実現できる
ことはいうまでもない。
第1図はインターライン転送COD撮像素子の模式的平
面図、第2図はイングーライン転送00Dをフィールド
蓄積で動作させた場合の信号電荷のは第3図の色フィル
タ配列でフィールド蓄積動作時の各水平ラインの出力信
号を模式的に示した図、第5図は色差信号ベクトルを示
した図、第6図は単板式カラー撮像装置の概略構成図、
第7図は本発明の一実施例による色フィルタ配列を示す
模式イルタ配列でフィールド蓄積動作時の各水平ライン
の出力信号を模式的ζこ示した図、第11図は色差信号
ベクトルを示した図、g12図は本発明の他の一実施例
による色フィルタ配列を示す模式的部分平面図である。 図において l・・・・・・絵素、2・・・・・・垂i
(j COD レジスタ、3・・・・・・水平(jOD
レジスタ、4・・・・・・出力部、5・・・・・・色フ
ィルタ、6・・・・・・インターライン転送00D撮像
素子、7・・・・・・ローパスフィルタ、8・・・・・
・混合回路、9・・・・・・狭帯域ローパスフィルタ、
10・・・・・・ゲイン切換回路、11・・・・・・バ
ンドパスフィルタ、12・・・・・・検波器、13・−
・・・・ホワイトバランス回路、14・・・・・・IH
遅延線、15・・・・・・11−1切換回路、]6・・
・・・・平衡変調回路、4.12.1!3.・・・・・
・18.・・・・・・水平絵素列に順番につけた列番号
である。 等 3 図 日日間日日■L7 日日国日国日L2 日日日日間口L3 日日日日囚日L6 0日田日日■L7 0囚a日日日L8 竿 4 口 (a) 1緊等τフィールF (b)4高数フイーJしF ギ 5 図 −G 400 500 600 700 液 長 (nm) ギ q 口 400 500 600 700 液 長 (nm) 亭 10 口 (a) 奇数フィールド (b) 偶数ツイールF −Y l2 口 日口田L1 開口間L2 田日EI L・ 日口同[・ 日日E] L5 闇口圓L6 0ロロL・ 開口間L・ 手続補正書(方式) 1、事件の表示 昭和58年特 許 願第211184
号2、発明の名称 カラー向体諏像装置 3、補正をする者 事件との関係 出 願 人 東京都(巷区芝五丁目33番1号 (423) 日本電気株式会社 代表者 関本忠弘 4、代理人 5、補正命令の日付 昭和59年2月28日 (発送日) 6、補正の対象 図面 7、補正の内容 (1)図面の第4図、第10図を象附図面と差し換えま
す、 (a) (b) 第 4. 図 (a) 第1O図
面図、第2図はイングーライン転送00Dをフィールド
蓄積で動作させた場合の信号電荷のは第3図の色フィル
タ配列でフィールド蓄積動作時の各水平ラインの出力信
号を模式的に示した図、第5図は色差信号ベクトルを示
した図、第6図は単板式カラー撮像装置の概略構成図、
第7図は本発明の一実施例による色フィルタ配列を示す
模式イルタ配列でフィールド蓄積動作時の各水平ライン
の出力信号を模式的ζこ示した図、第11図は色差信号
ベクトルを示した図、g12図は本発明の他の一実施例
による色フィルタ配列を示す模式的部分平面図である。 図において l・・・・・・絵素、2・・・・・・垂i
(j COD レジスタ、3・・・・・・水平(jOD
レジスタ、4・・・・・・出力部、5・・・・・・色フ
ィルタ、6・・・・・・インターライン転送00D撮像
素子、7・・・・・・ローパスフィルタ、8・・・・・
・混合回路、9・・・・・・狭帯域ローパスフィルタ、
10・・・・・・ゲイン切換回路、11・・・・・・バ
ンドパスフィルタ、12・・・・・・検波器、13・−
・・・・ホワイトバランス回路、14・・・・・・IH
遅延線、15・・・・・・11−1切換回路、]6・・
・・・・平衡変調回路、4.12.1!3.・・・・・
・18.・・・・・・水平絵素列に順番につけた列番号
である。 等 3 図 日日間日日■L7 日日国日国日L2 日日日日間口L3 日日日日囚日L6 0日田日日■L7 0囚a日日日L8 竿 4 口 (a) 1緊等τフィールF (b)4高数フイーJしF ギ 5 図 −G 400 500 600 700 液 長 (nm) ギ q 口 400 500 600 700 液 長 (nm) 亭 10 口 (a) 奇数フィールド (b) 偶数ツイールF −Y l2 口 日口田L1 開口間L2 田日EI L・ 日口同[・ 日日E] L5 闇口圓L6 0ロロL・ 開口間L・ 手続補正書(方式) 1、事件の表示 昭和58年特 許 願第211184
号2、発明の名称 カラー向体諏像装置 3、補正をする者 事件との関係 出 願 人 東京都(巷区芝五丁目33番1号 (423) 日本電気株式会社 代表者 関本忠弘 4、代理人 5、補正命令の日付 昭和59年2月28日 (発送日) 6、補正の対象 図面 7、補正の内容 (1)図面の第4図、第10図を象附図面と差し換えま
す、 (a) (b) 第 4. 図 (a) 第1O図
Claims (1)
- 固体撮像素子と前記固体撮像素子の各絵素に対応し、水
平、及び垂直方向lこ配列された複数個の色フィルタか
ら成るカラー固体撮像装置において、第11第3の水平
絵素列では各絵素間−の色光成分に対し各絵素から同一
の信号が得られ、第2の水平絵素列からは第1の色差信
号が一定絵素数周期で変調された信号として得られ、第
4の水平絵素列からは第2の色差信号が一定絵素数周期
で変調された信号として得られる各色フイルタ列を垂直
方向に第11第2、第3、第4と4絵素の繰り返し周期
で配列した色フィIレタを備えたことを特徴とするカラ
ー固体撮像装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58211184A JPS60103790A (ja) | 1983-11-10 | 1983-11-10 | カラ−固体撮像装置 |
EP84307795A EP0145297B1 (en) | 1983-11-10 | 1984-11-12 | Solid-state colour imaging apparatus |
DE8484307795T DE3481399D1 (de) | 1983-11-10 | 1984-11-12 | Festkoerperfarbbildaufnahmegeraet. |
US07/049,025 US4760441A (en) | 1983-11-10 | 1987-05-13 | Solid-state color imaging apparatus having color filter array which eliminates vertical color error |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58211184A JPS60103790A (ja) | 1983-11-10 | 1983-11-10 | カラ−固体撮像装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60103790A true JPS60103790A (ja) | 1985-06-08 |
Family
ID=16601800
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58211184A Pending JPS60103790A (ja) | 1983-11-10 | 1983-11-10 | カラ−固体撮像装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4760441A (ja) |
EP (1) | EP0145297B1 (ja) |
JP (1) | JPS60103790A (ja) |
DE (1) | DE3481399D1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010512050A (ja) * | 2006-12-01 | 2010-04-15 | イーストマン コダック カンパニー | イメージ・センサーにおける改善された光感度 |
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JPH02122786A (ja) * | 1988-10-31 | 1990-05-10 | Nec Home Electron Ltd | 色分離装置 |
JPH03135184A (ja) * | 1989-10-19 | 1991-06-10 | Sanyo Electric Co Ltd | カラー固体撮像素子 |
EP0603877A3 (en) * | 1992-12-23 | 1996-02-07 | Loral Fairchild Corp | Electronic color snapshot technique and structure using very high resolution monochrome full frame ccd imagers. |
US5585847A (en) * | 1992-12-23 | 1996-12-17 | Loral Fairchild Corporation | Electronic color imaging technique and structure using a very high resolution monochrome full-frame CCD imager |
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US5940191A (en) * | 1996-07-09 | 1999-08-17 | Mustek Systems, Inc. | Colored optical sensing module |
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US6642962B1 (en) | 1999-09-01 | 2003-11-04 | Neomagic Corp. | Merged pipeline for color interpolation and edge enhancement of digital images |
DE10041847A1 (de) * | 2000-08-25 | 2002-03-07 | Gavitec Gmbh | Aufnahmesensor mit einer Vielzahl von lichtempfindlichen Zellen und dessen Verwendung |
US7477304B2 (en) * | 2004-08-26 | 2009-01-13 | Micron Technology, Inc. | Two narrow band and one wide band color filter for increasing color image sensor sensitivity |
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US8274715B2 (en) | 2005-07-28 | 2012-09-25 | Omnivision Technologies, Inc. | Processing color and panchromatic pixels |
US8139130B2 (en) | 2005-07-28 | 2012-03-20 | Omnivision Technologies, Inc. | Image sensor with improved light sensitivity |
US7916362B2 (en) | 2006-05-22 | 2011-03-29 | Eastman Kodak Company | Image sensor with improved light sensitivity |
JP4983141B2 (ja) * | 2006-08-04 | 2012-07-25 | ソニー株式会社 | カラーフィルタ |
US8031258B2 (en) | 2006-10-04 | 2011-10-04 | Omnivision Technologies, Inc. | Providing multiple video signals from single sensor |
KR100832846B1 (ko) * | 2006-11-15 | 2008-05-28 | 삼성전자주식회사 | 영상 촬상 소자 |
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JPS56158586A (en) * | 1980-05-09 | 1981-12-07 | Nec Corp | Fixed pattern noise rejection system for color solidstate image sensor |
JPS57203387A (en) * | 1981-06-10 | 1982-12-13 | Toshiba Corp | Color television image pickup device |
JPS57212888A (en) * | 1981-06-25 | 1982-12-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Color filter for solid-state image pickup |
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-
1983
- 1983-11-10 JP JP58211184A patent/JPS60103790A/ja active Pending
-
1984
- 1984-11-12 EP EP84307795A patent/EP0145297B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-11-12 DE DE8484307795T patent/DE3481399D1/de not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-05-13 US US07/049,025 patent/US4760441A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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