JPS6157191A - カラ−固体撮像装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、カラー固体撮像装置に関し、特にたとえば
ＣＧ・Ｄ等の固体撮像素子の前面に色分離用のカラーモ
ザイクフィルタを設けることによりカラー信号を得、る
カラー固体撮像装置に関する。

［従来の技術］ 最近、とチオカメラ用としてＣＯＤやＭＯＳ等の固体撮
像素子の研究開発が盛んに行なわれている。このような
状況の中で、感度、残像、モアレ等に関してより一層の
画質向上を望まれるようになってきた。すなわち、従来
のフレーム蓄積方式では、各フォトダイオードは１フレ
一ム周期（１／３０秒）に一度しか読出されないので、
インクレースの際の前のフィールドの信号が残っており
、これが動的被写体を１ｌｌｌ像したときに残像による
ほけとなって再生画像を劣化させていた。そこで、この
ような残像を低減するために、最近ではフィールド蓄積
方式が用いられるようになってきた。

このフィールド！積方式は、１フイ一ルド周期（１／６
０秒）ごとにすべてのフォトダイオードのＭ積電荷を読
出すようにしているので、フォトダイオードに前のフィ
ールドの電荷が残ることがなく、前述のような残像によ
るぼけを低減することができる。

上述のようなフィールド蓄積方式でＣＯＤ等の固体１ｌ
ｉｉ像素子を駆動してカラー信号を得るために用いられ
るカラーモザイクフィルタとしては、従来第２図に示す
ようなものがあった。このカラーモザイクフィルタは、
図示しない固体撮像素子の前面に取付けられ、カラーモ
ザイクフィルタの１枡が固体撮像素子の１画素に対応し
ている。したがって、カラーモザイクフィルタは固体撮
像素子の画素と同じ数だけの掛目を有するが、説明の便
宜上第２図ではその一部のみが描かれている。

第２図において、Ｗは透明フィルタであり赤色（以下Ｒ
と記す）、緑色（Ｇと記す）、青色（以下Ｂと記す）成
分の光を透過させ、Ｙｅは黄色フィルタでありＧとＲの
光を透過させ、ＣｙはシアンフィルタでありＧと８の光
を透過させ、Ｇは緑色フィルタでありＧの光を透過させ
る。さらに、　　　　１第２図では第１フイールドに対
応ｆ８ｎ）−１，（ｎ＋１）Ｆ（、（ｎ＋２）Ｈ，（ｎ
＋３））−１の各ラインと、第２フイールドに対応する
ｎＨ”、（ｎ＋１＞Ｈ−、（ｎ＋２）Ｈ”の各ラインと
で構成されている。ここではフィールド蓄積方式を考え
ているので、隣り合う上下２Ｍ素の信号を混合して読出
し、インタレースのために両フィールドで混合するライ
ンの組合わせを変えている構成となっている。

次に、第２図のカラーモザイクフィルタを使用してカラ
ー信号を得る方法について説明する。第３図は第２図の
ｎ　Ｈ，（ｎ　＋２）Ｈ，ｎ　Ｈ＝。

（ｎ＋２）Ｈ−ラインの原色成分を示したもので、Ｒ＋
２Ｂが変調された形となっている。第４図は第２図の（
ｎ＋１）Ｈ，（ｎ＋３）Ｈ，（ｎ−＋１）Ｈ′ラインの
原色成分を示したもので、２Ｂ−Ｒが変調された形とな
っている。した１がって、固体撮像素子の出力信号は、
第３図および第４１！ｌで示したように、Ｒ＋２Ｂ成分
が変調された信号と、２Ｂ−Ｒ成分が変調された信号と
が走査線ごとに繰返されることになる。よって、色差信
号に必要なＲ信号と８信号とは、前記変調信号成分を帯
域フィルタで選別した後、隣接する走査線の信号間で足
し算、引き算を行ない、そのｍｉｌ！することにより得
ら、れる。なお、隣接する走査ｍ間での信号の演算を行
なうためには、１水平走査期間（１Ｈ期間）遅延回路を
用いて１Ｈ遅延信号を作り、隣接する走査線の信号の同
時化を行なう。また、ｌＩｉ度信号は出力信号を低域フ
ィルタに通すことにより、（１／２）Ｒ＋２Ｇ十Ｂ信号
として得られる。

［発明が解決しようとする問題点１ 以上説明したごとく、第２図に示す従来のカラーモザイ
クフィルタを用いた場合、色差信号を作成するのに必要
なＲ信号、Ｂ信号を得るためには、走査線間で変調信号
成分の足し算、引ぎ算を行なわなければならず、信号処
理回路が複雑になるという欠点があった。

この発明は、上記のような欠点を除去するためになされ
たもので、フィ−ルド蓄積方式に使用可能でかつ信号処
理回路を簡素化し得るようなカラー固体ｌ１ｉｌ像装置
を提供することを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、固体！１ｉ１　＠素子の出力信号が赤色信
号゛と青色信号とが走査線ごとに交互に同じ周波数で変
調された信号どなるようにその色配列が選ばれたカラー
モザイクフィルタを用いて色分離を行なうようにしたも
のである。

［作用］ この発明においては、新規な色配列を有するカラーモザ
イクフィルタにより、固体Ｒ機素子の出力信号が赤色信
号と青色信号とが走査機ごとに交互に同じ周波数で！！
調された信号となって出力されるので、後段の（！号処
理回路における信号処理が簡素化される。

［実施例］ 第１図はこの発明の一＊施例で用いられるカラーモザイ
クフィルタを示す囚である。この第１図１１　　　　で
は、第２図のカラーモザイクフィルタと同様に、説明の
便宜上その一部のみが描かれている。また、使用した記
号は、第２図で使用した記号と同じ意味を示すものであ
る。

次に、第１図のカラーモザイクフィルタを使用してカラ
ー信号を得る方法について説明する。第５図は第１図の
ｎＨ，（ｎＨ，２）Ｈ，（ｎ＋１＞Ｈ′ラインの原色成
分を示したもので、２Ｂ信号が変調された形とな夕てい
る。第６図は第１図の（ｎ＋１）Ｈ，（ｎ＋３）Ｈ，ｎ
Ｈ＝、（ｎ＋２＞Ｈ′ラインの原色成分を示したもので
、２Ｂ信号が変調された形となっている。したがって、
固体ｖａ（ｇ！素子の出力信号′には、従来例と異なり
、色差信号作成に必要なＲ信号と８信号とが直接変調さ
れている。

第７図は第１図に示すカラーモザイクフィルタを用いた
カラー固体撮像装置の信号処理回路の一例を示すブロッ
ク図である。図において、撮像素子２１から得られる信
号は帯域フィルタ２３に与えられて変調信号成分が１１
取出され、その後復調回路２４に導かれＲまたは壱の色
信号出力が取出ざ　　　　　１れる。次に、４このＲ，
Ｂ信号がプロセス回路２６を介して後述の輝度信号Ｙと
の差が求められ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの色差信号が作成され
る。なお、Ｒ９Ｂ９Ｂ信走査線ごとに交互に得られるの
で、同一走査線から同時に色差信号Ｒ−Ｙ、８−Ｙ信号
を得ることはできない、そのため、遅延回路２７を用い
て１水平走査期間（１８ｍ間）だけ遅延した色差信号、
Ｒ−ＹあるいはＢ−Ｙでその１Ｈラインの色差信号Ｒ−
ＹあるいはＢ−Ｙとし）□て補間する。

これにより、同時化された色差信号Ｒ−ＹおよびＢ−Ｙ
は後述の輝度信号Ｙとともにエンコーダ２９に与えられ
、たとえばＮＴＳＣ方式のビデオ信号が作成される。一
方、輝度信号Ｙは、低域フィルタ２２を通して第５図お
よび第６図の低域成分Ｒ＋２０＋８として得られ、プロ
セス回路２５を介してエンコーダ２９に与えられる。

第８図はこの発明の他の実施例に用いられるカラーモザ
イクフィルタを示す図で、得る。なお、この第８図に示
すカラーモザイクフィルタも前述の第２図および第１図
に示すカラーモザイクフィルタと同様一部の・みを示し
、また使用している記号は第２図および第１図の場合と
同様である。

第９図は第８図のｎ　Ｈ，（ｎ　＋２）Ｈ，ｎ　Ｈ”。

（ｎ＋２）Ｈ”ラインの原色成分を示したものであり、
第１０図は第９図の（ｎ＋１）Ｈ，（ｎ＋３）、Ｈ，（
ｎ　＋１　）Ｈ−ラインの原色成分を示したものである
。この実施例でも、走査線ごとに色信号２Ｒ，２Ｂが交
互に変調されているので、第１図の場合と同様の信号処
理回路を用いることができる。

以上説明したごとく、上述の２つの実施例によれば、固
体ｍ機素子の出力□信号には、色差信号作成に必要なＲ
信号と８信号とが直接変調されているので、従来のよう
に後段の信号処理回路において足し算や引き算によって
Ｒ信号およびＢ信号を求める必要はない。したがって、
信号処理回路の構成を簡単にすることができ、またコス
トの低減を図ることができる。

〔発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、カラーモザイクフィ
ルタの色配列を適当に選ぶことにより固体ｍ機素子の出
力信号に色差信号を形成するのに必要な色信号Ｒ，８が
直接変調されるようにしているので、後段の信号処理回
路が極めて簡単となり、コストの低減を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に用いられるカラーモザイ
クフィルタを示す図である。第２図は従来のフィールド
蓄積方式カラー固体ＩＢ像装置に用いられているカラー
モザイクフィルタを示す図である。第３図および第４図
は第２図に示すカラーモザイクフィルタを用いたときの
固体＠機素子の出力信号の原色成分を示す図である。第
５図および第６図は第１図に示すカラーモザイクフィル
タを用いたときの固体撮像素子の出力信号の原色成分を
示す図である。第７因は第１図に示すカラーモザイクフ
ィルタを用いた場合の信号処理回路の一例を示すブロッ
ク図である。第８図はこの発明の他の実施例に用いられ
るカラーモザイクフィル・６　　　　　″を示１“図７
ある・第９図および第１０図′ｔ　！　８図に示すカラ
ーモザイクフィルタを用いたときの固体陽像素子の出力
信号の原色成分を示す図である。 図において、２１はｌｆｉ像素子、２２は低域フィルタ
、２３は帯域フィルタ、２４は復調回路、２５および２
６はプロセス回路、２７は１日遅延回路、２８は１Ｈ切
換回路、２９はエンコーダを示す。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代　　理　　人　　　　　大　　岩　　増　　雄第５０ 第６０

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）カラーモザイクフィルタを固体撮像素子の各画像
   に対応して配置させ、該固体撮像素子をフィールド蓄積
   方式で動作させてカラー映像信号を作成するようなカラ
   ー固体撮像装置において、前記カラーモザイクフィルタ
   は、前記固体撮像素子の出力信号が赤色信号と青色信号
   とが走査線ごとに交互に同じ周波数で変調された信号と
   なるように、その色配列が選ばれていることを特徴とす
   る、カラー固体撮像装置。
2. （２）前記カラーモザイクフィルタは、透明、黄色、緑
   色、黄色の繰返しでｍ個（ｍは正の整数）のフィルタ要
   素列が列方向に配列されてなる第１のフィルタ要素列と
   、緑色、シアン、透明、シアンの繰返しでｍ個のフィル
   タ要素列が列方向に配列されてなる第２のフィルタ要素
   列とが行方向に交互にｎ行（ｎは正の整数）配列され、
   かつ前記第１のフィルタ要素列内の透明フィルタ要素に
   前記第２のフィルタ要素列内の緑色フィルタ要素が相隣
   り合うようにしてなる、ｍ行ｎ列のカラーモザイクフィ
   ルタである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。
3. （３）前記カラーモザイクフィルタは、透明、黄色、透
   明、シアンの繰返しでｍ個のフィルタ要素列が列方向に
   配列されてなる第１のフィルタ要素列と、緑色、シアン
   、緑色、黄色の繰返しでｍ個のフィルタ要素列が列方向
   に配列されてなる第２のフィルタ要素列とが行方向に交
   互にｎ行配列され、かつ前記第１のフィルタ要素列内の
   透明フィルタ要素に前記第２のフィルタ要素列内の緑色
   フィルタ要素が相隣り合うようにしてなるｍ行ｎ列のカ
   ラーモザイクフィルタである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。