JPS6075186A - 単板カラ−固体撮像装置 - Google Patents
単板カラ−固体撮像装置Info
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- JPS6075186A JPS6075186A JP58184186A JP18418683A JPS6075186A JP S6075186 A JPS6075186 A JP S6075186A JP 58184186 A JP58184186 A JP 58184186A JP 18418683 A JP18418683 A JP 18418683A JP S6075186 A JPS6075186 A JP S6075186A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
-
- 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
- H04N25/134—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on three different wavelength filter elements
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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】
技術分野
本発明は単板カラー固体撮像装置に関し、特に、色フイ
ルタ配列技術と信号処理回路に関する。
ルタ配列技術と信号処理回路に関する。
背景技術
規則的に配列された３種類または４種類の色フイルタを
備える単板カラー固体撮像装置（以下において単にカラ
ーセンサと略称される。）は公知である。したがつて、
カラーセンサの各画素は３または４種類の分光感度を持
ち、それぞれ、第１色画素、第２色画素、第３色画素、
第４色画素と呼ばれる。特開５６−１２０２８１と特開
５７−６１３９２は図１の色画素配列を開示する。特開
５８−１０４５８５は図２、図３、図４に開示される色
画素配列を開示する。カラーセンサの色画素配列から出
力されるカラー信号はＮＴＳＣまたは他のカラー放送信
号に変換されるためにカラー信号処理回路に入力される
。図５は特開５５−４１０５７、特開５６−８４０８９
、特開５６−１２０２８１、特開５６−１４９１８６等
に開示される回路である。図６は特開５７−６１３９２
に開示される回路である。図７は特開５５−１６１４８
９に開示される回路である。図８は放送技術誌昭和５５
年９月号７３１頁に開示される回路である。上記の回路
から、各色信号はＲ、Ｇ、Ｂ信号またはＲ、Ｇ、Ｙ信号
またはＲ、Ｂ、Ｙ信号に分離された後、プロセツサ回路
及びエンコーダ回路によつてカラー放送信号に合成され
る事がわかる。本明細書において、Ｒは赤色信号を発生
する色画素であり、Ｇは緑色信号を発生する色画素であ
り、Ｂは青色信号を発生する色画素であり、Ｙは大体に
おいて輝度信号を発生する色画素であり、Ｙｅはイエロ
ー信号を発生する色画素（Ｒ＋Ｇ）であり、ＣＹはシア
ン（Ｇ＋Ｂ）信号を発生する色画素である。さらに上記
の各アルフアベツトは各色を指定する場合もある。
備える単板カラー固体撮像装置（以下において単にカラ
ーセンサと略称される。）は公知である。したがつて、
カラーセンサの各画素は３または４種類の分光感度を持
ち、それぞれ、第１色画素、第２色画素、第３色画素、
第４色画素と呼ばれる。特開５６−１２０２８１と特開
５７−６１３９２は図１の色画素配列を開示する。特開
５８−１０４５８５は図２、図３、図４に開示される色
画素配列を開示する。カラーセンサの色画素配列から出
力されるカラー信号はＮＴＳＣまたは他のカラー放送信
号に変換されるためにカラー信号処理回路に入力される
。図５は特開５５−４１０５７、特開５６−８４０８９
、特開５６−１２０２８１、特開５６−１４９１８６等
に開示される回路である。図６は特開５７−６１３９２
に開示される回路である。図７は特開５５−１６１４８
９に開示される回路である。図８は放送技術誌昭和５５
年９月号７３１頁に開示される回路である。上記の回路
から、各色信号はＲ、Ｇ、Ｂ信号またはＲ、Ｇ、Ｙ信号
またはＲ、Ｂ、Ｙ信号に分離された後、プロセツサ回路
及びエンコーダ回路によつてカラー放送信号に合成され
る事がわかる。本明細書において、Ｒは赤色信号を発生
する色画素であり、Ｇは緑色信号を発生する色画素であ
り、Ｂは青色信号を発生する色画素であり、Ｙは大体に
おいて輝度信号を発生する色画素であり、Ｙｅはイエロ
ー信号を発生する色画素（Ｒ＋Ｇ）であり、ＣＹはシア
ン（Ｇ＋Ｂ）信号を発生する色画素である。さらに上記
の各アルフアベツトは各色を指定する場合もある。
発明の開示
上記の先行技術にも関らず、カラーセンサは解決を必要
とするいくつかの課題を持つ。解像度と感度の改善は最
も重要な課題である。カラーセンサの解像度と感度は白
黒センサに比べてかなり低下する。たとえば、水平画素
数の増加は画素の感光面積を縮少するのでＳＮ比（感度
）は低下する。
とするいくつかの課題を持つ。解像度と感度の改善は最
も重要な課題である。カラーセンサの解像度と感度は白
黒センサに比べてかなり低下する。たとえば、水平画素
数の増加は画素の感光面積を縮少するのでＳＮ比（感度
）は低下する。
垂直相函の利用による水平画素数の増加（たとえば市松
模様フイルタ）は垂直解像度を低下させ、色ズレ等の問
題を発生する。したがつて本発明の第１の目的はカラー
センサの解像度の改善である。本発明の第２の目的はカ
ラーセンサの感度の改善である。本発明の第３の目的は
カラーセンサの画質の改善である。上記の目的を達成す
るために、本発明は新規な色画素配列とこの色画素配列
の出力信号の処理に好適な信号処理回路を開示する。そ
して本明細書は上記の新技術に関して複数の発明をクレ
ームする。各発明の特徴と効果が以下に説明される。な
お本発明は本出願人によつて出願された特出５７−６１
５１７、５７−１０２３７７、５７−１９８２３４の発
展発明である。以下において、Ｇ系色画素は緑色光に対
して強い感度を持つＧ（緑）画素またはＹ（輝度）画素
等を指定する。Ｒ系色画素は赤色光に対して強い感度を
持つＲ（赤）画素またはＹｅ画素等を指定する。Ｂ系色
画素は青色光に対して強い感度を持つＢ画素またはＣＹ
画素等を指定する。
模様フイルタ）は垂直解像度を低下させ、色ズレ等の問
題を発生する。したがつて本発明の第１の目的はカラー
センサの解像度の改善である。本発明の第２の目的はカ
ラーセンサの感度の改善である。本発明の第３の目的は
カラーセンサの画質の改善である。上記の目的を達成す
るために、本発明は新規な色画素配列とこの色画素配列
の出力信号の処理に好適な信号処理回路を開示する。そ
して本明細書は上記の新技術に関して複数の発明をクレ
ームする。各発明の特徴と効果が以下に説明される。な
お本発明は本出願人によつて出願された特出５７−６１
５１７、５７−１０２３７７、５７−１９８２３４の発
展発明である。以下において、Ｇ系色画素は緑色光に対
して強い感度を持つＧ（緑）画素またはＹ（輝度）画素
等を指定する。Ｒ系色画素は赤色光に対して強い感度を
持つＲ（赤）画素またはＹｅ画素等を指定する。Ｂ系色
画素は青色光に対して強い感度を持つＢ画素またはＣＹ
画素等を指定する。
独立発明１．（クレーム１）
本発明の特徴はカラーセンサの各水平行のそれぞれに、
Ｇ系色画素を全画素の６０％以上配列する事である。こ
のようにすれば水平輝度解像度は水平画素数の増加する
ことなしに大巾に改善できる。そして、カラーセンサの
チツプ歩留まりと感度も改善される。従来のカラーＴＶ
放送方式において色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−ＹまたはＩ信号
、Ｑ信号はＹ信号に比べて１／３または１／８の帯域し
か持たない。したがつて、従来より各水平行のＧ系色画
素の比率を増加しても上記の色差信号の劣化は小さい。
Ｇ系色画素を全画素の６０％以上配列する事である。こ
のようにすれば水平輝度解像度は水平画素数の増加する
ことなしに大巾に改善できる。そして、カラーセンサの
チツプ歩留まりと感度も改善される。従来のカラーＴＶ
放送方式において色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−ＹまたはＩ信号
、Ｑ信号はＹ信号に比べて１／３または１／８の帯域し
か持たない。したがつて、従来より各水平行のＧ系色画
素の比率を増加しても上記の色差信号の劣化は小さい。
もちろん、従来技術と同様に垂直相函を利用する事によ
つて、Ｒ系色画素とＢ系色画素をさらに減少する事も可
能である。
つて、Ｒ系色画素とＢ系色画素をさらに減少する事も可
能である。
従属発明１、（クレーム２）
上記のＧ系色画素はＧ画素またはＹ画素またはＧ画素と
Ｙ画素によつて構成される。Ｇ画素を使用する実施例に
おいて、γ補正さわた輝度信号Ｙγはマトリツクス回路
によつて作る事ができるので（Ｙγ＝０．３Ｒγ＋０．
５９Ｇγ＋０．１１Ｂγ）、色再現性が改善される。た
だしγは約１／２．２である。Ｙ画素を使用する実施例
において、垂直解像度（輝度及び色差）を減少する事を
最小にしながら、水平輝度解像度を増加する事ができる
。すなわち、Ｇ画素を使用する時、Ｒ系画素とＢ系画素
の減少は高域の輝度Ｙ信号をＧ信号の高域成分で代用す
る事になる。しかし、Ｙ画素を使用する事によつて、Ｒ
系色画素とＢ系色画素をさらに低減しても、Ｙ信号のＲ
またはＢ成分は高域まで保持される。上記の事実は非常
に重要である。もちろん、従来技術においても、Ｇ画素
の半分の帯域を持つＲ画素（またはＢ画素）から出力さ
れるＲ信号（またはＢ信号）の帯域はローパスフイルタ
によつてたとえば１．３／１．８に圧縮されて使用され
ていた。上記の従来技術において、ベイヤ色配列が使用
された。また、インタライン色配列を使用するカラーセ
ンサにおいて、大系（Ｂ系）色画素信号は垂直相函によ
つて合成された輝度信号の１／４の帯域を持つ。したが
つて、１水平行の画素の２／３または３／４のＧ画素を
使用する本発明の色配列において、上記の先行技術と同
じＲ（Ｂ）信号帯域を確保する事ができる。０．５ＭＨ
Ｚの色差信号帯域を持つＮＴＳＣ方式において、Ｙ画素
を使用する本発明の色配列において、Ｙ信号の帯域を４
ＭＨＺとすれば、最大のＹ画素配列は１水平行の画素の
７／８である。もちろん上記の色配列において、色差信
号は垂直相函を利用して２行のＲ系（またはＢ系）画素
を使用して合成される。１実施例において、本発明の色
配列から発生する３種類の色信号は垂直相函の利用なし
に合成される。
Ｙ画素によつて構成される。Ｇ画素を使用する実施例に
おいて、γ補正さわた輝度信号Ｙγはマトリツクス回路
によつて作る事ができるので（Ｙγ＝０．３Ｒγ＋０．
５９Ｇγ＋０．１１Ｂγ）、色再現性が改善される。た
だしγは約１／２．２である。Ｙ画素を使用する実施例
において、垂直解像度（輝度及び色差）を減少する事を
最小にしながら、水平輝度解像度を増加する事ができる
。すなわち、Ｇ画素を使用する時、Ｒ系画素とＢ系画素
の減少は高域の輝度Ｙ信号をＧ信号の高域成分で代用す
る事になる。しかし、Ｙ画素を使用する事によつて、Ｒ
系色画素とＢ系色画素をさらに低減しても、Ｙ信号のＲ
またはＢ成分は高域まで保持される。上記の事実は非常
に重要である。もちろん、従来技術においても、Ｇ画素
の半分の帯域を持つＲ画素（またはＢ画素）から出力さ
れるＲ信号（またはＢ信号）の帯域はローパスフイルタ
によつてたとえば１．３／１．８に圧縮されて使用され
ていた。上記の従来技術において、ベイヤ色配列が使用
された。また、インタライン色配列を使用するカラーセ
ンサにおいて、大系（Ｂ系）色画素信号は垂直相函によ
つて合成された輝度信号の１／４の帯域を持つ。したが
つて、１水平行の画素の２／３または３／４のＧ画素を
使用する本発明の色配列において、上記の先行技術と同
じＲ（Ｂ）信号帯域を確保する事ができる。０．５ＭＨ
Ｚの色差信号帯域を持つＮＴＳＣ方式において、Ｙ画素
を使用する本発明の色配列において、Ｙ信号の帯域を４
ＭＨＺとすれば、最大のＹ画素配列は１水平行の画素の
７／８である。もちろん上記の色配列において、色差信
号は垂直相函を利用して２行のＲ系（またはＢ系）画素
を使用して合成される。１実施例において、本発明の色
配列から発生する３種類の色信号は垂直相函の利用なし
に合成される。
もちろん、本発明において、色差信号を発生するために
、Ｒ系画素（Ｂ系画素）の代わりに他の色画素を使用す
る事は可能である。
、Ｒ系画素（Ｂ系画素）の代わりに他の色画素を使用す
る事は可能である。
従属発明２．（クレーム３）
好ましい１実施例において、各水平行は３個に２個の比
率（６６．６％）、または４個に３個の比率、（７５％
）、または５個に４個の比率（８０％）でＧ系色画素を
持つ。
率（６６．６％）、または４個に３個の比率、（７５％
）、または５個に４個の比率（８０％）でＧ系色画素を
持つ。
従属発明３．（クレーム４）
Ｒ系またはＧ系またはＢ系色信号の少くなくとも１つの
色信号は２行の色画素の垂直相函によつて合成される。
色信号は２行の色画素の垂直相函によつて合成される。
そして、この色信号の低域成分は第Ａ行の色画素信号を
ローパスフイルタを通過させる事によつて発生させられ
る。そしてこの色信号の高域成分は第Ｂ行の色画素と第
Ａ行の色画素の信号をサンプリング加算する事によつて
発生する合成信号をバンドパスフイルタを通過させる事
によつて発生させられる。このようにすれば、偽の色信
号が抑圧される。
ローパスフイルタを通過させる事によつて発生させられ
る。そしてこの色信号の高域成分は第Ｂ行の色画素と第
Ａ行の色画素の信号をサンプリング加算する事によつて
発生する合成信号をバンドパスフイルタを通過させる事
によつて発生させられる。このようにすれば、偽の色信
号が抑圧される。
従属発明４．（クレーム５）
１水平行のＧ系色画素から複数のＧ系色信号を発生する
。上記の複数のＧ系色信号はそれぞれ特定のサンプリン
グ周期で異なるＧ系色画素をサンプリングする事によつ
て作られる。そして、最も短かいサンプリング周期を持
つ第１Ｇ系色信号は帯域制限された後でサンプリングさ
れ、その後でサンプリングされた他の第２（または第２
と第３）Ｇ系色信号と加算される。加算されたＧ系色信
号はローパスフイルタによつて帯域制限する事が好まし
い。この様にすれば、欠落したＧ系色画素の部分を低域
Ｇ系色信号によつて補償できるので、水平輝度信号波形
は良好になる。サンプリングされた他の第２（または第
２と第３）Ｇ系色信号を第１Ｇ系色信号より挟く帯域制
限した後で、または帯域制限した後で再びサンプリング
し、その後で第１Ｇ系色信号と加算する事も可能である
。本発明は特に１水平期間に１行の画素行を読み出すカ
ラーセンサに有効である。
。上記の複数のＧ系色信号はそれぞれ特定のサンプリン
グ周期で異なるＧ系色画素をサンプリングする事によつ
て作られる。そして、最も短かいサンプリング周期を持
つ第１Ｇ系色信号は帯域制限された後でサンプリングさ
れ、その後でサンプリングされた他の第２（または第２
と第３）Ｇ系色信号と加算される。加算されたＧ系色信
号はローパスフイルタによつて帯域制限する事が好まし
い。この様にすれば、欠落したＧ系色画素の部分を低域
Ｇ系色信号によつて補償できるので、水平輝度信号波形
は良好になる。サンプリングされた他の第２（または第
２と第３）Ｇ系色信号を第１Ｇ系色信号より挟く帯域制
限した後で、または帯域制限した後で再びサンプリング
し、その後で第１Ｇ系色信号と加算する事も可能である
。本発明は特に１水平期間に１行の画素行を読み出すカ
ラーセンサに有効である。
従属発明５．（クレーム６）
Ｇ系色信号を２行利用してＧ系色信号を合成する実施例
において、第Ａ行のほとんどのまたはすべてのＧ系色信
号と第Ｂ行の１部のＧ系色信号を利用して、Ｇ系色信号
を合成できる。このようにすれば、垂直解像度が改善さ
れる。なお第Ａ行と第Ｂ行は直接にまたは１行を介して
隣接する。本発明の他の特徴と効果は以下に説明される
。
において、第Ａ行のほとんどのまたはすべてのＧ系色信
号と第Ｂ行の１部のＧ系色信号を利用して、Ｇ系色信号
を合成できる。このようにすれば、垂直解像度が改善さ
れる。なお第Ａ行と第Ｂ行は直接にまたは１行を介して
隣接する。本発明の他の特徴と効果は以下に説明される
。
発明を実施するための最良の形態
図１〜図４は従来のカラーセンサの色画素配置図である
。図５〜図８は従来のカラーセンサの信号処理回路図で
ある。図９は本発明の１実施例である色画素配置図であ
る。各水平行において、Ｒ画素とＢ画素の間に３個のＹ
画素が配列されている。Ｙ画素の代わりにＧ画素を使用
する事は可能である。隣接行である２行はおたがいに２
画素だけ右または左に水平シフトしている。図１０は図
９の色配列を持ち、１水平期間に１行を読み出すカラー
センサの信号処理回路である。サンプリング回路１から
出力されるＹ１信号はローパスフイルタ５Ａによつて、
２ＭＨＺに帯域制限される。そして、このＹ１Ｌ信号は
Ｙ２信号がサンプリング回路１から出力される時間に、
サンプリング回路１Ｂによつて、信号伝送を停止される
。その後でＹ２信号とＹ′１Ｌ信号は加算器７Ａで加算
された後でローパスフイルタ５Ｂで４ＭＨＺに帯域制限
される。
。図５〜図８は従来のカラーセンサの信号処理回路図で
ある。図９は本発明の１実施例である色画素配置図であ
る。各水平行において、Ｒ画素とＢ画素の間に３個のＹ
画素が配列されている。Ｙ画素の代わりにＧ画素を使用
する事は可能である。隣接行である２行はおたがいに２
画素だけ右または左に水平シフトしている。図１０は図
９の色配列を持ち、１水平期間に１行を読み出すカラー
センサの信号処理回路である。サンプリング回路１から
出力されるＹ１信号はローパスフイルタ５Ａによつて、
２ＭＨＺに帯域制限される。そして、このＹ１Ｌ信号は
Ｙ２信号がサンプリング回路１から出力される時間に、
サンプリング回路１Ｂによつて、信号伝送を停止される
。その後でＹ２信号とＹ′１Ｌ信号は加算器７Ａで加算
された後でローパスフイルタ５Ｂで４ＭＨＺに帯域制限
される。
ＮＴＳＣ方式において、１水平行は約４３０個の画素を
持つ。そして、４ＭＨＺのＹ信号は次の信号処理回路に
送られる。サンプリング回路１から分離されるＲ信号は
１Ｈ遅延回路８Ａから出力されるＲ−１信号と加算器７
Ｂで加算され、その出力信号はバンドパスフイルタ５Ｄ
で０．５〜１．０ＭＨＺに帯域制限される。そして、上
記のＲ信号はローパスフイルタ５Ｃで帯域制限されて、
０．５ＭＨＺになる。上記のＲＨ信号とＲＬ信号は加算
器７Ｄで加算されて、１ＭＨＺのＲ′信号になる。まつ
たく同じ方法で、サンプリング回路１から分離されたＢ
信号は１ＭＨＺのＢ′信号になる。上記のＹ信号とＲ′
信号とＢ′信号は信号処理回路２によつて、ＮＴＳＣ信
号に変換される。Ｒ′、Ｂ′信号の代わりにＲＬ、ＢＬ
信号だけを回路２に送る事も可能である。図１１は図９
の変形実施例であり、１水平期間に１行を読み出すカラ
ーセンサの色画素配置図である。１ＭＨＺの帯域を持つ
１Ｈ遅延回路を使用する事によつて、サンプリング回路
１から出力されるＲ（Ｂ）信号からＢ（Ｒ）信号が作ら
れる。
持つ。そして、４ＭＨＺのＹ信号は次の信号処理回路に
送られる。サンプリング回路１から分離されるＲ信号は
１Ｈ遅延回路８Ａから出力されるＲ−１信号と加算器７
Ｂで加算され、その出力信号はバンドパスフイルタ５Ｄ
で０．５〜１．０ＭＨＺに帯域制限される。そして、上
記のＲ信号はローパスフイルタ５Ｃで帯域制限されて、
０．５ＭＨＺになる。上記のＲＨ信号とＲＬ信号は加算
器７Ｄで加算されて、１ＭＨＺのＲ′信号になる。まつ
たく同じ方法で、サンプリング回路１から分離されたＢ
信号は１ＭＨＺのＢ′信号になる。上記のＹ信号とＲ′
信号とＢ′信号は信号処理回路２によつて、ＮＴＳＣ信
号に変換される。Ｒ′、Ｂ′信号の代わりにＲＬ、ＢＬ
信号だけを回路２に送る事も可能である。図１１は図９
の変形実施例であり、１水平期間に１行を読み出すカラ
ーセンサの色画素配置図である。１ＭＨＺの帯域を持つ
１Ｈ遅延回路を使用する事によつて、サンプリング回路
１から出力されるＲ（Ｂ）信号からＢ（Ｒ）信号が作ら
れる。
図１０のＹ信号回路の代わりに、各行の欠落したＹ画素
を１Ｈ遅延信号をサンプリングして補償する事も可能で
ある。図１１において、Ｎ＋２をＮ＋１、Ｎ＋４をＮ＋
２、Ｎ＋６をＮ＋３に変更すれば１Ｈに２行を読み出す
カラーセンサに応用できる。そして第Ｎ行のＹ１、Ｙ２
、Ｙ３信号と第Ｎ＋１行のＹ４信号を加算してＹ信号を
合成できる。図１２は図９の変形実施例であり、Ｒ画素
とＢ画素の間に２個のＹ画素を配列された水平行を持つ
カラーセンサの色画素配列図である。隣接する２行は水
平方向に２ビツトシフトしている。図１３は図１２の信
号処理回路の１例である。サンプリング回路１から出力
するＹ信号はローパスフイルタ５Ａで４ＭＨＺに帯域制
限される前にサンプルホールド回路８を径由する。サン
プルホールド回路８はＲまたはＢ画素の左（または右）
の画素が入力する時、入力信号を１画素時間（すなわち
、ＲまたはＢ画素が出力される期間）保持する。
を１Ｈ遅延信号をサンプリングして補償する事も可能で
ある。図１１において、Ｎ＋２をＮ＋１、Ｎ＋４をＮ＋
２、Ｎ＋６をＮ＋３に変更すれば１Ｈに２行を読み出す
カラーセンサに応用できる。そして第Ｎ行のＹ１、Ｙ２
、Ｙ３信号と第Ｎ＋１行のＹ４信号を加算してＹ信号を
合成できる。図１２は図９の変形実施例であり、Ｒ画素
とＢ画素の間に２個のＹ画素を配列された水平行を持つ
カラーセンサの色画素配列図である。隣接する２行は水
平方向に２ビツトシフトしている。図１３は図１２の信
号処理回路の１例である。サンプリング回路１から出力
するＹ信号はローパスフイルタ５Ａで４ＭＨＺに帯域制
限される前にサンプルホールド回路８を径由する。サン
プルホールド回路８はＲまたはＢ画素の左（または右）
の画素が入力する時、入力信号を１画素時間（すなわち
、ＲまたはＢ画素が出力される期間）保持する。
Ｒ信号とＢ信号はローパスフイルタ５Ｂと５Ｃによつて
０．６６ＭＨＺに帯域制限される。図１２においてＹ画
素の代わりにＧ画素を使用する事は可能である。図１４
は本発明の１実施例を表わす色画素配置図である。Ｙ画
素の間にＲ画素とＧ画素とＢ画素が順番に配列されてい
る。Ｋ２行はＫ１行に比べて３ビツト水平方向にシフト
している。
０．６６ＭＨＺに帯域制限される。図１２においてＹ画
素の代わりにＧ画素を使用する事は可能である。図１４
は本発明の１実施例を表わす色画素配置図である。Ｙ画
素の間にＲ画素とＧ画素とＢ画素が順番に配列されてい
る。Ｋ２行はＫ１行に比べて３ビツト水平方向にシフト
している。
図１５は図１４の信号処理回路の１実施例である。１Ｈ
期間に２行の画素行が読み出される。第Ｍ行の奇数列の
画素と第Ｍ±１列の偶数列の画素はサンプリング回路１
Ａに入力する。そして第Ｍ行の偶数列の画素と第Ｍ±１
列の奇数列の画素はサンプリング回路１Ｂに入力する。
期間に２行の画素行が読み出される。第Ｍ行の奇数列の
画素と第Ｍ±１列の偶数列の画素はサンプリング回路１
Ａに入力する。そして第Ｍ行の偶数列の画素と第Ｍ±１
列の奇数列の画素はサンプリング回路１Ｂに入力する。
そして分離されたＲ、Ｂ、Ｇ、Ｙ信号はローパスフイル
タ５（Ａ〜Ｄ）によつて１．３ＭＨＺまたは４ＭＨＺに
帯域制限された後で信号処理回路２に送られる。回路２
において、Ｒ、Ｂ、Ｇ信号によつて１．３ＭＨＺの帯域
を持つＹＬ信号が作られる。そしてＹ信号をバンドパス
フイルタを使用して１．３〜４ＭＨＺに帯域制限する。
タ５（Ａ〜Ｄ）によつて１．３ＭＨＺまたは４ＭＨＺに
帯域制限された後で信号処理回路２に送られる。回路２
において、Ｒ、Ｂ、Ｇ信号によつて１．３ＭＨＺの帯域
を持つＹＬ信号が作られる。そしてＹ信号をバンドパス
フイルタを使用して１．３〜４ＭＨＺに帯域制限する。
図１６は図１５の変形実施例である。ＬＰＦ５（Ａ〜Ｃ
）から出力する１．３３ＭＨＺのＲ、Ｂ、Ｇ信号はマト
リツクス回路９でＹＬ信号に変換される。そして、サン
プリング回路１Ｂかう出力される４ＭＨＺのＹ信号はロ
ーパスフイルタ５Ｄで１．３３ＭＨＺに帯域制限される
。
）から出力する１．３３ＭＨＺのＲ、Ｂ、Ｇ信号はマト
リツクス回路９でＹＬ信号に変換される。そして、サン
プリング回路１Ｂかう出力される４ＭＨＺのＹ信号はロ
ーパスフイルタ５Ｄで１．３３ＭＨＺに帯域制限される
。
そして、ＹＬ信号とＹ′Ｌ信号は加算器７で加算されて
、１．３３ＭＨＺのＹ′′Ｌ信号になる。そして１Ｂか
ら出力するＹ信号と５Ｄから出力するＹ′Ｌ信号は減算
器６で減算され、１．３３〜４ＭＨＺの帯域を持つＹＨ
信号が作られる。上記のＹ′′Ｌ信号はＹＬ信号または
Ｙ′Ｌ信号に比べて高いＳＮ比を持つ。
、１．３３ＭＨＺのＹ′′Ｌ信号になる。そして１Ｂか
ら出力するＹ信号と５Ｄから出力するＹ′Ｌ信号は減算
器６で減算され、１．３３〜４ＭＨＺの帯域を持つＹＨ
信号が作られる。上記のＹ′′Ｌ信号はＹＬ信号または
Ｙ′Ｌ信号に比べて高いＳＮ比を持つ。
図１７は図１４の信号処理回路の１実施例を表わす。た
だし、Ｋ１、Ｋ２等の各行は１行おきに配列されている
ものとする。サンプリング回路１から出力されたＲ、Ｂ
、Ｇ信号はローパスフイルタ５（Ａ、Ｂ、Ｃ）によつて
０．６６ＭＨＺに帯域制限される。そして回路２内にお
いて、ＲＬ、ＧＬ、ＢＬ信号から０．６６ＭＨＺのＹＬ
信号が合成される。そして、サンプリング回路１から出
力するＹ信号はバンドパスフイルタ５Ｄによつて０．６
６〜２ＭＨＺに帯域制限されてＹＭ信号になる。そして
、上記のＹ信号は１Ｈ遅延回路８のＹ−１信号と加算器
７で加算された後でバンドパスフイルタ５Ｅで２〜４Ｍ
ＨＺに帯域制限される。図１８は本発明の他の実施例を
表わす色画素配列図である。
だし、Ｋ１、Ｋ２等の各行は１行おきに配列されている
ものとする。サンプリング回路１から出力されたＲ、Ｂ
、Ｇ信号はローパスフイルタ５（Ａ、Ｂ、Ｃ）によつて
０．６６ＭＨＺに帯域制限される。そして回路２内にお
いて、ＲＬ、ＧＬ、ＢＬ信号から０．６６ＭＨＺのＹＬ
信号が合成される。そして、サンプリング回路１から出
力するＹ信号はバンドパスフイルタ５Ｄによつて０．６
６〜２ＭＨＺに帯域制限されてＹＭ信号になる。そして
、上記のＹ信号は１Ｈ遅延回路８のＹ−１信号と加算器
７で加算された後でバンドパスフイルタ５Ｅで２〜４Ｍ
ＨＺに帯域制限される。図１８は本発明の他の実施例を
表わす色画素配列図である。
各行はＲＹＢＹＹＹの順で配列されている。Ｋ２行はＫ
１行に比べて３画素だけ水平にシフトしている。Ｙ画素
をＧ画素で置換しても良い。図１９は図１８の信号処理
回路の１実施例である。サンプリング回路１から出るＹ
１信号とＹ２信号から４ＭＨＺの帯域を持つＹ信号を合
成する部分は図１０と同じである。ただし、サンプリン
グ回路１Ｂは６画素時間に１回だけＹ１Ｌ信号をサンプ
リング除去する。サンプリング回路から出力されるＲ信
号とＢ信号からＲｃ信号（１．３３ＭＨＺ）とＢＬ信号
（１．３３ＭＨＺ）を作る部分は図１０と同じである。
１行に比べて３画素だけ水平にシフトしている。Ｙ画素
をＧ画素で置換しても良い。図１９は図１８の信号処理
回路の１実施例である。サンプリング回路１から出るＹ
１信号とＹ２信号から４ＭＨＺの帯域を持つＹ信号を合
成する部分は図１０と同じである。ただし、サンプリン
グ回路１Ｂは６画素時間に１回だけＹ１Ｌ信号をサンプ
リング除去する。サンプリング回路から出力されるＲ信
号とＢ信号からＲｃ信号（１．３３ＭＨＺ）とＢＬ信号
（１．３３ＭＨＺ）を作る部分は図１０と同じである。
ただし、ＬＰＦ５Ｃと５Ｅは０．６６ＭＨＺの帯域を持
ち、ＢＰＦ５Ｄと５Ｆは０．６６〜１．３３ＭＨＺの帯
域を持つ。カラーセンサは１Ｈ期間に１行の信号を読み
出す。そして、図１８のＫ１行とＫ２行は１行をはさん
で配列される。Ｋ３行とＫ４行、Ｋ２行とＫ３行も同様
である。図２０は図１８の信号処理回路の１実施例であ
る。カラーセンサは１Ｈ期間に２行を読み出す。Ｋ１、
Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４の各行は間に１画素行をはさまずに直
接に隣接する。サンプリング回路１に入力する２行の信
号はそれぞれ分離される。そして、奇数行のＲ１信号と
偶数行のＲ２信号は加算器５Ｂで加算された後でローパ
スフイルタ７Ａで１．３３ＭＨＺに帯域制限される。同
様に奇数行のＢ１信号と偶然行のＢ２信号は加算器５Ａ
で加算された後でローパスフイルタ７Ｂで１．３３ＭＨ
Ｚに帯域制限される。Ｋ１行のＹ信号ＹＫ１と欠落した
ＹＫ１を補なうＫ２行のＹ信号ＹＫ２は加算器５Ｃで加
算された後でローパスフイルタ７Ｃで４ＭＨＺに帯域制
限される。
ち、ＢＰＦ５Ｄと５Ｆは０．６６〜１．３３ＭＨＺの帯
域を持つ。カラーセンサは１Ｈ期間に１行の信号を読み
出す。そして、図１８のＫ１行とＫ２行は１行をはさん
で配列される。Ｋ３行とＫ４行、Ｋ２行とＫ３行も同様
である。図２０は図１８の信号処理回路の１実施例であ
る。カラーセンサは１Ｈ期間に２行を読み出す。Ｋ１、
Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４の各行は間に１画素行をはさまずに直
接に隣接する。サンプリング回路１に入力する２行の信
号はそれぞれ分離される。そして、奇数行のＲ１信号と
偶数行のＲ２信号は加算器５Ｂで加算された後でローパ
スフイルタ７Ａで１．３３ＭＨＺに帯域制限される。同
様に奇数行のＢ１信号と偶然行のＢ２信号は加算器５Ａ
で加算された後でローパスフイルタ７Ｂで１．３３ＭＨ
Ｚに帯域制限される。Ｋ１行のＹ信号ＹＫ１と欠落した
ＹＫ１を補なうＫ２行のＹ信号ＹＫ２は加算器５Ｃで加
算された後でローパスフイルタ７Ｃで４ＭＨＺに帯域制
限される。
本発明において、垂直相函を利用せずに白黒センサと同
じ輝度周波数を得る事ができる事が理解されるであろう
。ただし、欠落するＹ色画素またはＧ色画素はサンプル
ホールドまたは図１１に開示される方法等で補償される
。その結果、半ビツトだけ本発明の色配列よりも水平方
向にシフト（１／２画素シフト）して２行を配置し、こ
の２行の信号によつて輝度信号を合成するならば、水平
輝度周波数は２倍になる事が理解される。たとえば１水
平期間に１行を読み出すカラーセンサにおいて第Ｎ行の
画素と第Ｎ＋２行の画素は上記の各図よりさらに１／２
画素だけシフトしている。１水平期間に２行を読み出す
カラーセンサにおいて、第Ｎ行と第Ｎ＋１行の画素は上
記の各図よりさらに１／２画素だけシフトしている。た
だし、Ｒ、Ｂ信号は垂直相函をすでに利用しているので
水平解像度は増加しない。その結果、たとえば、図１２
の色画素配列において、２行を使用すればＹ信号は８Ｍ
ＨＺの帯域を持ち、Ｒ、Ｂ信号は１．３ＭＨＺの帯域を
持つ事ができる。ただし、垂直解像度は低下する。上記
の各図は１実施例を表わすものであり、クレームまたは
説明の範囲内で他の色画素配列を採用できる事は当然で
ある。
じ輝度周波数を得る事ができる事が理解されるであろう
。ただし、欠落するＹ色画素またはＧ色画素はサンプル
ホールドまたは図１１に開示される方法等で補償される
。その結果、半ビツトだけ本発明の色配列よりも水平方
向にシフト（１／２画素シフト）して２行を配置し、こ
の２行の信号によつて輝度信号を合成するならば、水平
輝度周波数は２倍になる事が理解される。たとえば１水
平期間に１行を読み出すカラーセンサにおいて第Ｎ行の
画素と第Ｎ＋２行の画素は上記の各図よりさらに１／２
画素だけシフトしている。１水平期間に２行を読み出す
カラーセンサにおいて、第Ｎ行と第Ｎ＋１行の画素は上
記の各図よりさらに１／２画素だけシフトしている。た
だし、Ｒ、Ｂ信号は垂直相函をすでに利用しているので
水平解像度は増加しない。その結果、たとえば、図１２
の色画素配列において、２行を使用すればＹ信号は８Ｍ
ＨＺの帯域を持ち、Ｒ、Ｂ信号は１．３ＭＨＺの帯域を
持つ事ができる。ただし、垂直解像度は低下する。上記
の各図は１実施例を表わすものであり、クレームまたは
説明の範囲内で他の色画素配列を採用できる事は当然で
ある。
図１と図２と図３と図４は従来の色画素配置図である。
図５と図６と図７と図８は従来の信号処理回路である。
図９は本発明のカラーセンサの色画素配置図である。図
１０は図９の色画素配列の信号処理回路図である。図１
１と図１２は本発明のカラーセンサの色画素配置図であ
る。図１３は図２の色画素配列の信号処理回路図である
。図１４は本発明のカラーセンサの色画素配置図である
。図１５と図１６と図１７は図１４の色画素配列の信号
処理回路図である。図１８は本発明のカラーセンサの色
画素配置図である。図１９と図２０は図１８の色画素配
列の信号処理回路図である。図１８は特に電子カメラに
応用する事が有益である。 特許出願人 田中正一
１０は図９の色画素配列の信号処理回路図である。図１
１と図１２は本発明のカラーセンサの色画素配置図であ
る。図１３は図２の色画素配列の信号処理回路図である
。図１４は本発明のカラーセンサの色画素配置図である
。図１５と図１６と図１７は図１４の色画素配列の信号
処理回路図である。図１８は本発明のカラーセンサの色
画素配置図である。図１９と図２０は図１８の色画素配
列の信号処理回路図である。図１８は特に電子カメラに
応用する事が有益である。 特許出願人 田中正一
Claims (6)
- （１）、行列状に配列され、それぞれ異なる分光感度を
持つ３種類以上の色画素を備える単板カラー固体撮像装
置において。 各水平行はそれぞれ２種類以上の色画素を持ち、そして
、各水平行の６０％以上の画素はＧ系色画素であり、上
記のＧ系色画素は緑色光に対して、赤色光または青色光
のどちらかに対して６０％以上高い感度を有する事を特
徴とする単板カラー固体撮像装置。 - （２）、上記のＧ系色画素はほとんど緑色光に対してだ
け感度を有するＧ色画素または、緑色光：赤色光：青色
光＝１：１／３〜２／３：１／１２〜１／３の比率の分
光感度を有するＹ色画素または、Ｇ色画素とＹ色画素で
ある事を特徴とする第１項記載の単板カラー固体撮像装
置。 - （３）、各水平行の３個に２個またには４個に３個の比
率で各水平行にＧ系色画素が配置される事を特徴とする
第１項記載の単板カラー固体撮像装置。 - （４）、第１色信号は２行の第１色画素から出力される
出力信号を合成する事に依り発生させられ、そして第１
色信号の低域成分は第Ａ行の第１色画素から出力され、
そして第１色信号の高域成分は第Ａ行と第Ｂ行の第１色
画素から出力される事を特徴とする第１項記載の単板カ
ラー固体撮像装置。 - （５）、１水平行のＧ系色画素から複数のＧ系色信号を
発生し、上記の各Ｇ系色信号はそれぞれ特定のサンプリ
ング周期で異なるＧ系色画素をサンプリングする事に依
り発生させられ、最も短かいサンプリング周期を持つ上
記の第１Ｇ系色信号はローパスフイルターを通過した後
で第２サンプリング回路を通過し、その後で他のＧ系色
信号と加算される事を特徴とする第１項記載の単板カラ
ー固体撮像装置。 - （６）、Ｇ系色信号は２行のＧ系色画素から出力される
出力信号を合成する事により発生させられ、そして上記
の第Ａ行のすべての第１色画素と上記のＢ行の１部の第
１色画素の出力信号から上記のＧ系色信号が合成される
事を特徴とする第１項記載の単板カラー固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58184186A JPS6075186A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 単板カラ−固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58184186A JPS6075186A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 単板カラ−固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6075186A true JPS6075186A (ja) | 1985-04-27 |
Family
ID=16148860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58184186A Pending JPS6075186A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 単板カラ−固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6075186A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2568739A1 (fr) * | 1984-07-31 | 1986-02-07 | Rca Corp | Filtre de codage couleur pour une camera et son schema de decodage |
| JPH02294187A (ja) * | 1989-04-07 | 1990-12-05 | Tektronix Inc | コンポーネント信号処理方法及び装置 |
-
1983
- 1983-09-30 JP JP58184186A patent/JPS6075186A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2568739A1 (fr) * | 1984-07-31 | 1986-02-07 | Rca Corp | Filtre de codage couleur pour une camera et son schema de decodage |
| JPH02294187A (ja) * | 1989-04-07 | 1990-12-05 | Tektronix Inc | コンポーネント信号処理方法及び装置 |
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