JPS61234685A - カラ−固体撮像装置 - Google Patents
カラ−固体撮像装置Info
- Publication number
- JPS61234685A JPS61234685A JP60077037A JP7703785A JPS61234685A JP S61234685 A JPS61234685 A JP S61234685A JP 60077037 A JP60077037 A JP 60077037A JP 7703785 A JP7703785 A JP 7703785A JP S61234685 A JPS61234685 A JP S61234685A
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- JP
- Japan
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- solid
- state image
- color
- color filter
- image sensor
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- Pending
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- Solid State Image Pick-Up Elements (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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、例えば高品位ビデオカメ？に周込るカラー
固体撮像装置、特に２枚の固体撮像素子を用いて高解像
度化するカラー固体撮像素子に関するものである。
固体撮像装置、特に２枚の固体撮像素子を用いて高解像
度化するカラー固体撮像素子に関するものである。
第７図は１例えば特公昭５６−４０５４６号公報に開示
され九従来の２枚の固体撮像素子を用いて高解像度化し
た撮像方式を示す構成図である。図において、１ 、２
１ｄ固体撮像素子、３は各固体撮像素子１，２を駆動す
る駆動信号発生器、４は各固体撮像素子１，２の信号出
力を合成する合成信号処理回路、５は出力端子、６は入
射光学像、７はハーフミラ−１，８は全反射ミラーであ
る。
され九従来の２枚の固体撮像素子を用いて高解像度化し
た撮像方式を示す構成図である。図において、１ 、２
１ｄ固体撮像素子、３は各固体撮像素子１，２を駆動す
る駆動信号発生器、４は各固体撮像素子１，２の信号出
力を合成する合成信号処理回路、５は出力端子、６は入
射光学像、７はハーフミラ−１，８は全反射ミラーであ
る。
次に、上記第７図に示す従来の撮像方式の動作について
説明する。入射光学像６をハーフミラ−７及び全反射ミ
ラー８により２つに分割し、２枚の固体撮像素子１．２
により光電変換する。２枚の固体撮像素子１，２の相対
位置を７画素ピッチだけ水平方向又は垂直方向又は水平
垂直方向にずらせて設置し、この２枚の固体撮像素子１
，２の信号を駆動信号発生器３により駆動し、合成信号
処理回路４によ）空間的に位置がずれた信号として合成
処理する４、すると、出力端子５には画素数が２倍にな
った１つの固体撮像素子による信号と等価な信号が得ら
れる。 。
説明する。入射光学像６をハーフミラ−７及び全反射ミ
ラー８により２つに分割し、２枚の固体撮像素子１．２
により光電変換する。２枚の固体撮像素子１，２の相対
位置を７画素ピッチだけ水平方向又は垂直方向又は水平
垂直方向にずらせて設置し、この２枚の固体撮像素子１
，２の信号を駆動信号発生器３により駆動し、合成信号
処理回路４によ）空間的に位置がずれた信号として合成
処理する４、すると、出力端子５には画素数が２倍にな
った１つの固体撮像素子による信号と等価な信号が得ら
れる。 。
上記のような従来の２枚の固体撮像素子１，２を用いた
撮像方式では、２：１のインタレースを行う標準ＴＶ方
式（ＮＴＳＣ方式その他）に適用する場合に、垂直方向
の画素ずらしはインタレース走査と色分離をするに尚り
、カラー固体撮像装置として実現するためには、カラー
フィルタの配置を工夫する必要があった。また、カラー
フィルタの構成を単純化するため、フレームごとに各固
体撮像素子１，２の信号を読み出す構成にした場合は、
フレーム残像と呼ばれる残像が発生し、この結果、画質
を著しく劣化させていたなどの問題点があった。
撮像方式では、２：１のインタレースを行う標準ＴＶ方
式（ＮＴＳＣ方式その他）に適用する場合に、垂直方向
の画素ずらしはインタレース走査と色分離をするに尚り
、カラー固体撮像装置として実現するためには、カラー
フィルタの配置を工夫する必要があった。また、カラー
フィルタの構成を単純化するため、フレームごとに各固
体撮像素子１，２の信号を読み出す構成にした場合は、
フレーム残像と呼ばれる残像が発生し、この結果、画質
を著しく劣化させていたなどの問題点があった。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、２：１のインタレースを行う標準ＴＶ方式の場合
にも、垂直方向に２枚の固体撮像素子を１画素ピッチず
らせて配置することによシ、垂直方向に２倍の解像度（
走査線）を持つフレーム残像のないカラー固体撮像装置
を得ることを目的とする。
ので、２：１のインタレースを行う標準ＴＶ方式の場合
にも、垂直方向に２枚の固体撮像素子を１画素ピッチず
らせて配置することによシ、垂直方向に２倍の解像度（
走査線）を持つフレーム残像のないカラー固体撮像装置
を得ることを目的とする。
この発明に係るカラー固体撮像装置は、２枚の固体撮像
素子のうち、一方の固体撮像素子は１種類の色フィルタ
ＣＩを有するもので、他方の固体撮像素子は４種類の色
フィルタＣｔ 、 Ｃｔ 、Ｃｓ −Ｃ４を有するもの
であり、２枚の固体撮像素子のいずれか一方は、フィー
ルドごとに１水平走査線ずらせて読み出すことを可能と
したものである。
素子のうち、一方の固体撮像素子は１種類の色フィルタ
ＣＩを有するもので、他方の固体撮像素子は４種類の色
フィルタＣｔ 、 Ｃｔ 、Ｃｓ −Ｃ４を有するもの
であり、２枚の固体撮像素子のいずれか一方は、フィー
ルドごとに１水平走査線ずらせて読み出すことを可能と
したものである。
この発明のカラー固体撮像素子においては、２枚の固体
撮像素子は標準ＴＶ方式にしたがいそれぞれ垂直、水平
方向に順次に読本出しを行う。また、２枚の固体撮像素
子のうちで垂直方向に１画素ピッチ上方に配置される固
体撮像素子は、フィールドごとに垂直方向の読み出しを
１水平走査線ずらせて読み出すようにする。
撮像素子は標準ＴＶ方式にしたがいそれぞれ垂直、水平
方向に順次に読本出しを行う。また、２枚の固体撮像素
子のうちで垂直方向に１画素ピッチ上方に配置される固
体撮像素子は、フィールドごとに垂直方向の読み出しを
１水平走査線ずらせて読み出すようにする。
第１図はこの発明の一実施例であるカラー固体撮像装置
に用いる固体撮像素子を示す構成図、第２図は、第１図
のカラー固体撮像装置′にょる撮像方式を示す構成図で
ある。各図において、１，２は光学ｆ−に対し相対的に
１／２画素ピッチだけ垂直方向にずらせて配置された固
体撮像素子、３は各固体撮像素子１，２を駆動する駆動
信号発生器、４は各固体撮像素子１，２の出力信号を合
成する合成信号処理回路、５は出力端子、６は入射光学
像、７は入射光学像６を２分割するハーフミラ−１８は
ハーフミ２−７により分割反射された光学像を全反射さ
せる全反射ミラーである。また、１１はフォトダイオー
ド等で構成される光電変換機能を持つ画素、１５〜１８
は画素１１の上に設けられた色分離のための各色フィル
タＣ１〜Ｃ４である。
に用いる固体撮像素子を示す構成図、第２図は、第１図
のカラー固体撮像装置′にょる撮像方式を示す構成図で
ある。各図において、１，２は光学ｆ−に対し相対的に
１／２画素ピッチだけ垂直方向にずらせて配置された固
体撮像素子、３は各固体撮像素子１，２を駆動する駆動
信号発生器、４は各固体撮像素子１，２の出力信号を合
成する合成信号処理回路、５は出力端子、６は入射光学
像、７は入射光学像６を２分割するハーフミラ−１８は
ハーフミ２−７により分割反射された光学像を全反射さ
せる全反射ミラーである。また、１１はフォトダイオー
ド等で構成される光電変換機能を持つ画素、１５〜１８
は画素１１の上に設けられた色分離のための各色フィル
タＣ１〜Ｃ４である。
第３図は、第２図の撮像方式における構成要素である駆
動信号発生器の一例を示す構成図である。
動信号発生器の一例を示す構成図である。
図において、３１は発振器、３２は同期信号発生
□器、３３は分局器、３４は分周器３３の出力によ）各
固体撮像素子１，２の水平方向の駆動゛を行わせるため
の信号を発生させる水平駆動信号発生器、３５は同期信
号発生器３２の同期信号出力から奇。
□器、３３は分局器、３４は分周器３３の出力によ）各
固体撮像素子１，２の水平方向の駆動゛を行わせるため
の信号を発生させる水平駆動信号発生器、３５は同期信
号発生器３２の同期信号出力から奇。
偶数フィールドを判別するフィールド判別器、３６は垂
直駆動信号発生器、３７は垂直駆動信号発生器３６の出
力をフィール１判別器３５の出力により、片方のフィー
ルド時に垂直駆動信号を１水平走査線だけずらせる選択
回路である。すなわち、水平駆動信号Ｈは、第２図に示
す各固体撮像素子１．２を同時に駆動し、垂直駆動信号
ｖ１は固体撮像素子ｌを駆動し、また、フィールドごと
に１水平走査線ずれる垂直駆動信号ｖ宏は固体撮像素子
２を駆動するようにそれぞれ供給される。
直駆動信号発生器、３７は垂直駆動信号発生器３６の出
力をフィール１判別器３５の出力により、片方のフィー
ルド時に垂直駆動信号を１水平走査線だけずらせる選択
回路である。すなわち、水平駆動信号Ｈは、第２図に示
す各固体撮像素子１．２を同時に駆動し、垂直駆動信号
ｖ１は固体撮像素子ｌを駆動し、また、フィールドごと
に１水平走査線ずれる垂直駆動信号ｖ宏は固体撮像素子
２を駆動するようにそれぞれ供給される。
次に、上記第２図に示すこの発明の一実施例であるカラ
ー固体撮像装置による撮像方式の動作について説明する
。入射光学像６はハーフミラ−７゜全反射ミラー８によ
り同一の倍率で同一の明るさチずらせて配置された各固
体撮１象素子１，２に結像きれる。この発明に用いる各
固体撮像素子１゜２は、第１図に示すように異なる分光
透過特性を持つ各色フィルタＣ，１５，Ｃ，１６，Ｃ３
１７及びＣ４１８を有する。すなわち、固体撮像素子１
においては、色フィルタＣ３１５を配置する。固体撮像
素子２においては、２行、２列の４画素を１つのユニッ
トとし、１行目には各色フィルタＣ２１５とＣ７１６を
配置し、２行目には色フィルタＣ１１５の下方に色フィ
ルタＣ，１７′ｆニー色フィルタＣ２１６の下方に色フ
ィルタＣ６１８をそれぞれ配置する。この４画素のユニ
ットを固体撮像素子２の受光面全域に配置する。
ー固体撮像装置による撮像方式の動作について説明する
。入射光学像６はハーフミラ−７゜全反射ミラー８によ
り同一の倍率で同一の明るさチずらせて配置された各固
体撮１象素子１，２に結像きれる。この発明に用いる各
固体撮像素子１゜２は、第１図に示すように異なる分光
透過特性を持つ各色フィルタＣ，１５，Ｃ，１６，Ｃ３
１７及びＣ４１８を有する。すなわち、固体撮像素子１
においては、色フィルタＣ３１５を配置する。固体撮像
素子２においては、２行、２列の４画素を１つのユニッ
トとし、１行目には各色フィルタＣ２１５とＣ７１６を
配置し、２行目には色フィルタＣ１１５の下方に色フィ
ルタＣ，１７′ｆニー色フィルタＣ２１６の下方に色フ
ィルタＣ６１８をそれぞれ配置する。この４画素のユニ
ットを固体撮像素子２の受光面全域に配置する。
また、各固体撮像素子１，２を垂直方向に、例えば固体
撮像素子２を７画素ピッチだけ下方にずらせて配置し、
駆動信号発生器３によりフィールドごとに片方の水平走
査線の位置を１本ずらせて読み出し１合成信号処理回路
４で各固体撮像素子１．２から同時に読み出された信号
を合成９色分離し、カラー信号として出力端子５より取
り出す。
撮像素子２を７画素ピッチだけ下方にずらせて配置し、
駆動信号発生器３によりフィールドごとに片方の水平走
査線の位置を１本ずらせて読み出し１合成信号処理回路
４で各固体撮像素子１．２から同時に読み出された信号
を合成９色分離し、カラー信号として出力端子５より取
り出す。
この動作を、第４図を用いて詳しく説明する。
第４図に示すように、各固体撮像素子１，２が相対的に
垂直方向に７画素ピッチだけずらせて配置され、例えば
奇数フィールドにおいては、固体撮像素子１のｎ番目の
水平走査線と、固体撮像素子２のｎ′番目の水平走査線
が同時に読み出され、偶数フィールドにおいては、ｆｉ
！ｉ１体撮像素子１のｎ番目の水平走査線と、固体撮像
素子２の（ｎ＋１）’番目の水平走査線が同時に読み出
される。このように、駆動信号発生器３によって固体撮
像素子２の水平走査線がフィールドにより１ラインずら
して読み出され、合成信号処理回路４で同時に読み出さ
れた各固体撮像素子１．２の信号を合成するので、実効
的な走査線は同時に読み出された各固体撮像素子１，２
の走査線の中心位置となり、奇数フィールドの実効走査
線と偶数フィールドの実効走査線は２：１の完全インタ
レースを行うことができる。
垂直方向に７画素ピッチだけずらせて配置され、例えば
奇数フィールドにおいては、固体撮像素子１のｎ番目の
水平走査線と、固体撮像素子２のｎ′番目の水平走査線
が同時に読み出され、偶数フィールドにおいては、ｆｉ
！ｉ１体撮像素子１のｎ番目の水平走査線と、固体撮像
素子２の（ｎ＋１）’番目の水平走査線が同時に読み出
される。このように、駆動信号発生器３によって固体撮
像素子２の水平走査線がフィールドにより１ラインずら
して読み出され、合成信号処理回路４で同時に読み出さ
れた各固体撮像素子１．２の信号を合成するので、実効
的な走査線は同時に読み出された各固体撮像素子１，２
の走査線の中心位置となり、奇数フィールドの実効走査
線と偶数フィールドの実効走査線は２：１の完全インタ
レースを行うことができる。
次に、色信号処理については、例えば次のようにして行
われる。今、色フィルタＣ１１５を透明（Ｗ）。
われる。今、色フィルタＣ１１５を透明（Ｗ）。
色フィルタＣ１１６を緑（Ｇ）１色フィルタＣ３１７を
黄（Ｙｅ）、色フィルタＣ４１８をジアジ（Ｃｙ）とす
ると、この場合の輝度信号Ｙ及び色信号（ＩＲ，Ｂ）は
次のような処理で得られる。今°、・奇数フィールドと
して固体撮像素子１のｎ行目と固体撮像素子２のｎ′行
目、固体撮像素子１のｎ−１−１行目と固体撮像素子２
の（ｎ＋１）’行目を組み合わせて信号を取り出すと、
得られ゛るカラー信号の成分は第５図に示すようになる
。この色信号成分を５例えば第６図に示すような合成信
号処理回路４により信号処理をすれば、輝度信号Ｙ ＝
１．５ Ｒ＋２ Ｇ＋ １．５Ｂとなり、また、色信
号（Ｒ，Ｂ）は変調成分より取９出すことができ、ＩＨ
ディレィラインを用いて、ｎ行目の信号とｎ＋１行目の
信号を同時化し、Ｂ信号は変調成分の差信号より、Ｒ信
号は変副成分の和信号よりそれぞれ得ることができる。
黄（Ｙｅ）、色フィルタＣ４１８をジアジ（Ｃｙ）とす
ると、この場合の輝度信号Ｙ及び色信号（ＩＲ，Ｂ）は
次のような処理で得られる。今°、・奇数フィールドと
して固体撮像素子１のｎ行目と固体撮像素子２のｎ′行
目、固体撮像素子１のｎ−１−１行目と固体撮像素子２
の（ｎ＋１）’行目を組み合わせて信号を取り出すと、
得られ゛るカラー信号の成分は第５図に示すようになる
。この色信号成分を５例えば第６図に示すような合成信
号処理回路４により信号処理をすれば、輝度信号Ｙ ＝
１．５ Ｒ＋２ Ｇ＋ １．５Ｂとなり、また、色信
号（Ｒ，Ｂ）は変調成分より取９出すことができ、ＩＨ
ディレィラインを用いて、ｎ行目の信号とｎ＋１行目の
信号を同時化し、Ｂ信号は変調成分の差信号より、Ｒ信
号は変副成分の和信号よりそれぞれ得ることができる。
なお、上記実施例では、固体撮像素子１の色フィルタＣ
１１５に透明（Ｗ）を、固体撮像素子２の各色フィルタ
Ｃ１１５に透明（ｗ）、Ｃ２１６に緑（Ｇ）。
１１５に透明（Ｗ）を、固体撮像素子２の各色フィルタ
Ｃ１１５に透明（ｗ）、Ｃ２１６に緑（Ｇ）。
Ｃ１１７に黄（Ｙ８）、０４１８にシアン（Ｃｙ）を用
いた場合について説明したが、他の色フィルタを用いた
場合は、輝度信号Ｙ及び色信号（Ｒ，Ｂ）を得るための
信号処理方式が異なるだけで、上記実施例と同様の効果
を奏する。
いた場合について説明したが、他の色フィルタを用いた
場合は、輝度信号Ｙ及び色信号（Ｒ，Ｂ）を得るための
信号処理方式が異なるだけで、上記実施例と同様の効果
を奏する。
この発明は以上説明したとおり、カラー固体撮像装置に
おいて、単色の色フィルタを有する固体撮像素子と、４
色の色フィルタを有する固体撮像素子とを垂直方向に１
／２画素ピッチずらせて配置し、一方の固体撮像素子の
水平走査線の読み出しをフィールドごとに１ラインずら
すようにしたので、２：１のインタレースを行い、垂直
方向に２倍の解像度（走査線）を持つカラーの撮像が可
能に々す、また、各固体撮像素子の読み出しは各フィー
ルドで行われるから、フレーム残像と呼ばれる残像が発
生しないなどの優れた効果を奏するものである。
おいて、単色の色フィルタを有する固体撮像素子と、４
色の色フィルタを有する固体撮像素子とを垂直方向に１
／２画素ピッチずらせて配置し、一方の固体撮像素子の
水平走査線の読み出しをフィールドごとに１ラインずら
すようにしたので、２：１のインタレースを行い、垂直
方向に２倍の解像度（走査線）を持つカラーの撮像が可
能に々す、また、各固体撮像素子の読み出しは各フィー
ルドで行われるから、フレーム残像と呼ばれる残像が発
生しないなどの優れた効果を奏するものである。
第１図はこの発明の一実施例であるカラー固体撮像装置
に用いる固体撮像素子を示す構成図、第２図は、第１図
のカラー固体撮像装置による撮像方式を示す構成図、第
３図は、第２図の撮像方式における構成要素である駆動
信号発生器の一列を示す構成図、第４図は、第２図の撮
像方式における動作を説明するための図、第５図は、第
２図の撮像方式によって得られるカラー信号の説明図、
第６図は、第２図の撮像方式における構成要素である合
成信号処理回路の一例を示す構成図、第７図は、従来の
２枚の固体撮像素子を用いて高解像度化した撮像方式を
示す構成図である。 図において、１，２・・・固体撮像素子、３・・・駆動
信号発生器、４・・・合成信号処理回路、５・・・出力
端子、６・・・入射光学像、７・・・ハーフミラ−１８
・・・全反射ミラー、１１・・・画素、１５〜１８・・
・色フィルタＣｔ −Ｃ４，３１・・・発振器、３２・
・・同期信号発生器、３３・・・分周器、３４・・・水
平駆動信号発生器、３５・・・フィールド判別器、３６
・・・垂直駆動信号発生器、３７・・・選択回路である
。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
に用いる固体撮像素子を示す構成図、第２図は、第１図
のカラー固体撮像装置による撮像方式を示す構成図、第
３図は、第２図の撮像方式における構成要素である駆動
信号発生器の一列を示す構成図、第４図は、第２図の撮
像方式における動作を説明するための図、第５図は、第
２図の撮像方式によって得られるカラー信号の説明図、
第６図は、第２図の撮像方式における構成要素である合
成信号処理回路の一例を示す構成図、第７図は、従来の
２枚の固体撮像素子を用いて高解像度化した撮像方式を
示す構成図である。 図において、１，２・・・固体撮像素子、３・・・駆動
信号発生器、４・・・合成信号処理回路、５・・・出力
端子、６・・・入射光学像、７・・・ハーフミラ−１８
・・・全反射ミラー、１１・・・画素、１５〜１８・・
・色フィルタＣｔ −Ｃ４，３１・・・発振器、３２・
・・同期信号発生器、３３・・・分周器、３４・・・水
平駆動信号発生器、３５・・・フィールド判別器、３６
・・・垂直駆動信号発生器、３７・・・選択回路である
。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (2)
- （１）光学的に２つに分割した画像を垂直方向に１／２
画素ピッチの異なる位置に配置した１種類の色フィルタ
Ｃ＿１を有する第１の固体撮像素子と、４種類の色フィ
ルタＣ＿１、Ｃ＿２、Ｃ＿３、Ｃ＿４を縦横各々２種類
ずつモザイク状に配置した第２の固体撮像素子との２枚
の固体撮像素子を備え、この２枚の固体撮像素子により
光電変換し、各ライン走査時に前記２枚の固体撮像素子
の信号を得ると共に、フィールドごとにこの２枚の固体
撮像素子の走査線の組み合わせを変えることにより、イ
ンタレースを行うようにしたことを特徴とするカラー固
体撮像装置。 - （２）前記２枚の固体撮像素子のうち、一方の固体撮像
素子の１種類の色フィルタＣ＿１が透明（Ｗ）で構成さ
れ、他方の固体撮像素子の４種類の色フィルタＣ＿１が
透明（Ｗ）、色フィルタＣ＿２が緑（Ｇ）、色フィルタ
Ｃ＿３が黄（Ｙ＿ｅ）、色フィルタＣ＿４がシアン（Ｃ
ｙ）でそれぞれ構成されたものを用いたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のカラー固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60077037A JPS61234685A (ja) | 1985-04-11 | 1985-04-11 | カラ−固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60077037A JPS61234685A (ja) | 1985-04-11 | 1985-04-11 | カラ−固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61234685A true JPS61234685A (ja) | 1986-10-18 |
Family
ID=13622563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60077037A Pending JPS61234685A (ja) | 1985-04-11 | 1985-04-11 | カラ−固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61234685A (ja) |
-
1985
- 1985-04-11 JP JP60077037A patent/JPS61234685A/ja active Pending
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