JPS62159994A

JPS62159994A - カラ−画像用固体撮像素子

Info

Publication number: JPS62159994A
Application number: JP61001289A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Tabei; 田部井　雅利
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1986-01-09
Filing date: 1986-01-09
Publication date: 1987-07-15
Anticipated expiration: 2009-08-03
Also published as: JPH0659102B2

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）本発明は、光電変換部と電荷転送部と転送制御部から成
るイメージセンサ、およびこのイメージセンサ上に各画
素に対応して走査線方向に単一色の行を並べたマイクロ
フィルタが設けられており、その際インターレースのた
め１走査線に相当する画素の行がＡフィールドとＢフィ
ールげに交互に割当てられており、しかも１走査線に相
当する画素は２つの行から成り、それぞれのフィールド
の奇数番目の走査線に相当する２つの行には３つの色（
例えばＲ，Ｇ、Ｂ）のうち２つの色（例えばＢとＧ）が
割当てられ、かつ偶数番目の走査線に相当する２つの行
には残りの色（Ｒ）と前記２つの色のうち一方（例えば
Ｇ）が割当てられており、各フィールドで２本の走査線
から３つの色を再現するようにした、カラー画像用固体
撮像素子に関する。

本来固体撮像素子とは半導体イメージセンサのことであ
るが、ここではイメージセンサは、固体撮像素子の半導
体部品のみを表わし、固体撮像素子という言葉は、イメ
ージセンサ上にマイクロフィルタを配置したカラー画像
用のものを表わすものとする。

（従来技術）カラー画像用の固体撮像素子は、イメージセンナ上に画
素対応で、例えばＲ，Ｇ、Ｂ色の選択フィルタを配置し
て構成される。しかしその場合、すべての色を形成する
には少な（とも３つの画素が必要である。実際にはイン
ターレース方式では、別のフィールドの隣接する走査線
上の画素を重複利用して、見掛上の画質低下を減少させ
ることができるが、このようにしてもモノクロ画像釜の
解像力が得られるわけではない。

最近の半導体技術によれば、画素の高密度化が可能であ
り、通常のＴＶの有効ラスタ数の２倍に達する画素行、
例えば垂直９７６本の画素行を有するイメージセンサが
製造可能である。このようなイメージセンサ上に画素対
応で異なった色を有するマイクロフィルタを配置すれば
、すべての色を再現するため４つの画素を使用でき、従
来の画素数のモノクロ画像用のものと同じ解像力が得ら
れる。

この場合１本の走査線あたり２行の画素が使われる。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながらマイクロフィルタの各素子は、画素の大き
さと等しくなければならず、しかも微細構造を有するマ
イクロフィルタとイメージセンサを正確に重ね合わせな
ければならないので、このようなカラー画像用固体撮像
素子の組立【は極めて困難である。

マイクロフィルタの素子を走査方向忙同−の色が並ぶよ
うに配置し、第１の行の色を例えばＢ、第２の行をＧ、
第３の行をＢ、第４の行をＧ、第５の行をＲ１第６の行
を０１第７の行を８１第８の行をＧとし、以下この色順
序を同様に（り返し配置することがすでに提案されてい
る。

この方式はインターレース方式を前提としており、第１
．２．５および６の行はＡフィールドの画像を形成し、
第３．４．７および８の行はＢフィールドを形成してい
る。

前記のように１走査線あたり２行の画素ポ使われるので
、２つの独立した水平転送用ＣＯＤを設ければ、一方の
水平〇ＣＤからは常に色Ｇの画像信号が読出され、他方
の水平ＣＯＤからは走査線毎に交互に色ＲとＢの画像信
号が読出される。すなわち他方の水平〇ＣＤからの色信
号ＲとＢを振り分ければ、３つの色Ｒ，Ｇ、Ｂの信号を
独立に読出すことができる。

このようなカラー画像用固体撮像素子では、イメージセ
ンサとマイクロフィルタの重ね合わせ精度は、水平方向
にだけは大幅に緩和される。その点では評価できるとは
いえ、垂直方向の重ね合わせ精度にはいぜんとして厳し
い要求が課されたままである。

本発明の目的は、マイクロフィルタの製造精度およびイ
メージセンサ上のマイクロフィルタの重ね合わせ精度忙
関する要求を大幅に緩和した、初めに述べたような微細
構造の高解像力カラー用固体撮像素子を提供することに
ある。

（問題点を解決するための手段および作用）本発明によ
ればこの目的は次のようにして達成される。すなわち、
Ａフィールドの走査線とＢフィールドの走査線では、２
つの色の垂直方向の順序が逆になっており、従ってマイ
クロフィルタにおいて各色は、一方のフィールドの下の
行の色と他方のフィールドの上の行の色が同一になるよ
うに配置されており、また１走査線あたり２行の画素の
信号を転送するため、２つの水平電荷転送部が設げられ
ており、２つの水平電荷転送部の後に、切換スイッチが
設けられており、この切換スイッチはフィールド毎に切
換えられ、フィールド毎に順序の逆転していた色信号を
正規の順序に戻す。

１例としてマイクロフィルタの色の行は、上からＧ、Ｂ
、Ｂ、Ｇ、Ｇ、Ｒ％Ｒ，Ｇ・・・以下同順で（り返し、
の順序になっている。前記のように第１．２．５．６、
・・・行の画素をＡフィー／ｌ／）’用のものとすれば
、Ａフィールド走査の際には一方の水平ＣＯＤからは色
Ｇの画像信号が読出され、他方の水平ＣＯＤからは走査
線毎に交互に、＠、ＲとＢの画像信号が読出される。ま
た同様に第３．４．７．８・・・行の画素をＢフィール
ド用のものとすれば、Ｂフィールド走査の際には、一方
の水平ＣＯＤからは走査線毎に交互忙色ＲとＢの画像信
号が読出され、他方の水平ＣＣＤからは色Ｇの画像信号
が読出される。

すなわち２つの水平ＣＯＤは、ＡフィールドとＢフィー
ルドとでその役割を入換えるのである。

従って２つの水平ＣＣＤの出力は、切換スイッチを介し
てフィールド毎に切換えられる。

以上のことから明らかなように、本発明によるカラー画
像用固体撮像素子では、マイクロフィルタにおいて常に
１つの色が連続した２つの行にわたって配置されており
、マイクロフィルタ自体の製造が簡単になるだけでな（
、イメージセンサ上におけるマイクロフィルタの重ね合
わせ精度に関する要求も大幅に緩和されている。

（実施例）本発明の実施例を以下図面により説明する。

第１図にはマイクロフィルタ１が示されている。

ここに記入されたＲ、Ｇ、Ｈの記号は、フィルタ各素子
の選択色を表わしている。図には８つの行しか示されて
いないが、この範囲の上または下には同一順序の色配列
でさらにフィルタが続いている。

図からは明らかでないが、このマイクロフィルタ１の下
にはイメージセンサの光電変換部と垂直電荷転送部が配
置されており、その際光電変換部の各素子は、Ｒ，Ｇ、
Ｂで示したフィルタ１０色区犀イ対１で対応している。

１走査線の期間（ここではほぼ６３．５μｓｅｃ　）中
に１度、２つの行の画素の電荷信号が、それぞれ水平Ｃ
０Ｄ２と３に読込まれる。そしてこの期間に順にそれぞ
れの水平〇ＣＤ２．３からこれら信号電荷が並行して送
出される。第１図においてマイクロフィルタ１の左側に
記入された記号ＡとＢは、フィールドを表わしている。

例えばＡフィールドの期間中には、図の色配列から明ら
かなように、水平Ｃ０Ｄ２にはＲ信号とＢ信号が、走査
線毎に交互に読込まれる。一方水平ＣＣＤ３にはＧ信号
が読込まれる。本実施例ではそれぞれの水平〇ＣＤ２．
３からの信号の送出は、フローティングディフュージョ
ン増幅器（ＦＤＡ）４および５を介して行われる。

Ｂフィールドの期間中には、同様に図から明らかなよう
に、水平〇ＣＤ２にはＧ信号が読込まれ、一方水平〇Ｃ
Ｄ３には、走査線毎に交互にＲ信号とＢ信号が読込まれ
る。

それぞれの水平ＣＣＤ２．３から信号を読取るＦＤＡ４
と５の後には切換スイッチ６が接続されている。この切
換スイッチ６は、フィールド毎に切換えられるので、出
力端子７からは、常にＧ信号が出力され、一方出力端子
８からは、常に走査線毎に交互にＲ信号とＢ信号が出力
される。図には示されていないが、出力端子８の後には
別の切換スイッチが接続されている。図示されていない
切換スイッチは、走査線毎に切換えられるので、Ｒ信号
とＢ信号は独立に取出すことができ、すなわちＲ信号、
Ｂ信号およびＧ信号は、すべて独立に取出すことができ
る。

図示した実施例では、色はＲ，Ｇ、Ｂとして示したが、
３つの色はこの他に、Ｗ、　Ｃｙ、Ｙｅの組合わせ、Ｗ
、Ｒ，Ｂの組合わせまたはＧ、Ｃ）Ｆ、Ｙｓ　　の組合
わせ等でもよいことは明らかである。

要は、色信号の加減算および補色への反転等の操作忙よ
り、すべての色が再現できれば、どのような色の組合わ
せを採用してもよい。

第２図は、切換スイッチ６とその周辺回路の構成を詳細
に示している。ＦＤＡ４および５を介して水平ＣＣＤ２
および３から読出された信号は、２段ソースホロワから
成る／々ツファ増幅器９，１０に供給される。これらノ
々ツファ増幅器９．１０の出力が切換スイッチ６に供給
される。本実施例では切換スイッチ６は、それぞれゲー
ト九制御信号を加えた４つのＭＯＳスイッチ６１ｔ６２
＋６３ｔ６４から成る。ＭＯＳスイッチ６２と６３はＡ
フィールドの期間中、ＭＯＳスイッチ６１と６４はＢフ
ィールドの期間中、それぞれオンになるように制御され
ている。従ってＡフィールドの期間中には水平〇ＣＤ２
の出力は出力端子８から、水平〇ＣＤ３の出力は出力端
子７から出力され、一方Ｂフィールドの期間中には水平
〇ＣＤ２の出力は出力端子７から、水平〇ＣＤ３の出力
は出力端子８からそれぞれ出力される。これら出力信号
のその後の処理は、第１図に関連して説明した通りであ
る。

（発明の効果）以上記載したとおり、本発明のカラー画像用固体撮像素
子によれば、マイクロフィルタの水平方向の色配列を、
２つのフィールド間で互いに隣接する画素行に対応して
同色とすることＫより２画素ピッチとして、マイクロフ
ィルタ自体の製造を容易にできた。また、イメージセン
サ上におけるマイクロフィルタの重ね合わせ精度も緩和
される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるカラー画像用固体撮像素子の１
実施例を示す概略ブロック図、第２図は、切換スイッチ
の１実施例を示す回路図である。１・・・マイクロフィルタ、２．３・・・水平電荷転送
部（水平ＣＯＤ　）、４．５・・・ＦＤＡ、６・・・切
換スイッチ、７．８・・・出力端子、９．１０・・・ノ
々ツファ増幅器

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光電変換部と電荷転送部と転送制御部から成るイ
メージセンサ、およびこのイメージセンサ上に各画素に
対応して走査線方向に単一色の行を並べたマイクロフィ
ルタが設けられており、その際インターレースのため１
走査線に相当する画素の行がＡフィールドとＢフィール
ドに交互に割当てられており、しかも１走査線に相当す
る画素は２つの行から成り、それぞれのフィールドの奇
数番目の走査線に相当する２つの行には３つの色（例え
ばＲ、Ｇ、Ｂ）のうち２つの色（例えばＢとＧ）が割当
てられ、かつ偶数番目の走査線に相当する２つの行には
残りの色（Ｒ）と前記２つの色のうち一方（例えばＧ）
が割当てられており、各フィールドで２本の走査線から
３つの色を再現するようにした、カラー画像用固体撮像
素子において、Ａフィールドの走査線とＢフィールドの
走査線では、２つの色の垂直方向の順序が逆になってお
り、従ってマイクロフィルタにおいて各色は、一方のフ
ィールドの下の行の色と他方のフィールドの上の行の色
が同一になるように配置されており、また１走査線あた
り２行の画素の信号を転送するため、２つの水平電荷転
送部が設けられており、２つの水平電荷転送部の後に、
切換スイッチが設けられており、この切換スイッチはフ
ィールド毎に切換えられ、フィールド毎に順序の逆転し
ていた色信号を正規の順序に戻すことを特徴とする、カ
ラー画像用固体撮像素子。