JPS62188492A - 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 本発明は固体撮像装置に係り、特にＣＯＤ　（チャージ
・カップルド・デバイス）などの電荷転送素子を転送レ
ジスタとして使用した、インターライン転送方式の固体
撮像装置に関する。

従来の技術 第４図（Ａ）は従来の固体撮像装置の一例の構成図を示
す。半導体基板１上に受光素子（例えばフォトダイオー
ド）２が複数個マトリクス状に配置されており、また水
平走査方向に直交する垂直方向で、かつ、垂直方向に相
隣る受光素子２間に垂直転送レジスタとしてＣＣＤ　３
が配置されている。受光素子２は垂直転送ＣＣＤ３の１
段に対して、△、Ｂフィールド用に２個配置されている
。

被写体よりの光は受光部２により受光され、電荷として
蓄積される。全受光部２の蓄積電荷は垂直転送ＣＣＤ３
に転送される。例えば、第４図（Ｂ）に示ず如く、成る
受光部２の蓄積電荷ＱＡＩは垂直転送ＣＣＤ３のφＶ２
ゲートに転送され、かつ、蓄積電荷ＱＡ２は垂直転送Ｃ
ＣＤ３のφＶ４ゲートに転送される。しかる後にφＶ２
ゲート下にある電荷ＱＡＩがφＶ３ゲートを介してφＶ
４ゲートに供給され、ここでφＶ４ゲート下にある電荷
ＱＡ２と混合される。また、次のフィールドでは蓄積電
荷ＱＡ３が垂直転送ＣＣＤ３のφＶ１ゲートを介してφ
Ｖ４ゲート下にある電荷Ｑ＾２と混合される。これによ
り、インターレースが可能となる。

垂直転送レジスタ３を第４図＜Ａ）中、Ｙ方向に１水平
期間毎に転送された電荷は水平転送レジスタとしてのＣ
ＣＤ４に供給され、ここで蓄積後更に４相のクロックφ
Ｖ１〜φｖ４に基づいて矢印Ｘ方向（水平方向）へ１画
素分ずつ転送され、アンプ５を通して出力端子６へ映像
信号として出力される。

ここで、受光部２の前面には、第５図に示す如く、水平
方向に２つの受光部ピッチ周期で黄色光透過部Ｙｅ、シ
アン光透過部Ｃｙが配置され、かつ、それが垂直方向に
１つの受光部おき毎に設けられると共に、マゼンタ光透
過部ＭＯと緑色光透過部Ｇとが図示の如く配置されたフ
ィルタが設けられている。

これにより、上記出力端子６より取り出される映像信号
は、ベースバンドの輝度信号と、色信号で搬送波を変調
した被□変調色信号との合成信号となる。このうち、輝
度信号はｎライン、（ｎ＋１）ライン共に （Ｙｅ＋Ｍｑ）＋　（Ｃｙ＋Ｇ） ＝　（Ｙｅ＋Ｇ）＋　（Ｃｙ＋Ｍｉ ＝２Ｒ＋３Ｇ＋２Ｂ となる。一方、色信号は、ｎラインでは（Ｙｅ＋Ｍｇ）
−（Ｃｙ十Ｇ＞＝２Ｒ−Ｇとなり、（ｎ＋１）ラインで
は （Ｃｙ＋Ｍａ）　−（Ｙｅ＋Ｇ）＝２８−Ｇとなる。

上記の従来のフィールド読み出し方式の固体搬像装置に
よれば、受光部２の電荷蓄積時間が１フイールドなので
等価残像が無く、動解像度が面上し、更に垂直エツジの
フリッカが軽減される等の特長があることが知られてい
る（例えば、曽根他：゛フィールド読み出し方式ＣＯＤ
のカラー１ｓｆＰ価゛′、テレビジョン学会技術報告、
ＴＥＢＳ８７−３゜Ｐ、２３　（Ｍａｙ　、１９８３　
）参照）。

発明が解決しようとする問題点 しかるに、上記の従来装置は色信号が上記の如く、成る
ラインでは（２Ｒ−Ｇ）、次のラインでは（２Ｂ−Ｇ）
となる線順次信号であるため、色信号としては垂直方向
の解像度は本来の半分となり、また偽の色信号や輝度信
号へのビートを発生させ、画質を著しく悪くしていた。

そこで、本発明は水平転送レジスタを２系統設りる構成
とすることにより、上記の問題点を解決した固体搬像装
置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明になる固体搬像装置は、垂直方向上奇数番目の受
光素子の蓄積電荷と偶数番目の受光素子の蓄積電荷とを
混合することなく順次転送する垂直転送レジスタと、第
１及び第２の水平転送レジスタと、第１及び第２の水平
転送レジスタから電荷を同時に、かつ、水平走査方向上
の受光素子の蓄積電荷順に読み出す手段とよりなる。

作用 被写体よりの光は色フィルタを通して、マトリクス状に
配置された複数個の受光素子に照射されて受光素子にて
電荷として蓄積される。垂直方向上奇数番目に位置する
受光素子の蓄積電荷と偶数番目に位置する受光素子の蓄
積電荷とは、混合されることなく上記垂直転送レジスタ
を転送され、前者は第１の水平転送レジスタに供給され
て記憶され、かつ、後右は第２の水平転送レジスタに供
給されて記憶される。

第１及び第２の水平転送レジスタには、垂直方向上隣接
し、かつ、水平走査方向上に配列された２行の受光素子
の各蓄積電荷が記憶される。これらの蓄積電荷は読み出
し手段により、同時に、かつ、順次に読み出され映像信
号として出力される。

実施例 以下、本発明の実施例について説明するに、第１図（Ａ
）は本発明の一実施例の構成を示す。同図（Ａ）中、第
４図（Ａ＞と同一構成部分には同一符号を付しである。

第１図（Ａ）において、マトリクス状に配置された複数
個の受光素子２のうち、垂直方向に配列された受光素子
群を一組（−列）としたとき、各組の受光素子群に対応
して一つずつ垂直転送レジスタとして垂直転送ＣＣＤ８
が設けられている点は従来の固体搬像装置と同様である
。しかし、本実施例の垂直転送ＣＣＤ８は、第１図（Ｂ
）に示す如く、垂直方向上、１番目。

２番目及び３番目に各々位置する受光素子２〜１゜２−
２．１２−３（７）ｆｌＪｖ４ｆｆｉ荷ｔ、ｔｌｆｆｌ
転送ｃｃＤ８のφＶ１ゲートへ各々読み出される。すな
わち、全部の受光素子２の蓄積電荷は垂直転送ＣＣＤ８
のφＶ１ゲートへ転送される。しかる後に、上記の各蓄
積電荷は夫々φｖ２ゲー］・へ転送され、以下、順次２
相のクロックにより混合されることな（第１図（Ａ）中
、矢印で示す垂直方向へ転送され、第１の水平転送レジ
スタとしての水平転送ＣＣＤ９及び第２の水平転送レジ
スタとしての水平転送ＣＣＤ１０へ夫々交互に振り分け
られて供給給され、ここで一時記憶される。

これにより、水平転送ＣＣＤ９には垂直方向上奇数番目
に位置する受光素子２−１．２−３．・・・。

２ｎ＋１の各蓄積゛：を荷が順次に供給される。一方、
水平転送ＣＣＤ１０には垂直方向上偶数番ｎに位置する
受光素子２−２．・・・、２ｎの各蓄積電荷が順次に供
給される。この結果、水平転送ＣＣＤ９及び１０には、
受光素子２のうち垂直方向に隣接し、かつ、水平走査方
向上に配列された２行の受光素子の蓄積電荷が、１行ず
つ別々に一時記憶され終った時点で、垂直転送が休止さ
れ、しかる俊に１水平走査期間内で、水平転送ＣＣＤ９
及び１０の各蓄積電荷が同時に直列に水平転送される。

このようにして、水平転送ＣＣＤ９及び１０から読み出
された電荷はアンプ１１及び１２を別々に通して出力端
子１３及び１４へ夫々映像信Ｙ）として出力される。水
平転送ＣＣＤ９及び１０の全段の蓄積電荷の読み出しが
終了すると、今度は垂直転送レジスタ８の垂直転送が行
なわれて水平転送ＣＣＤ９及び１０に、再び次の隣接す
る２行の受光素子の蓄ｖ４電荷が１行ずつ別々に一時記
憶された後、水平転送される。以下、上記と同様の動作
が繰り返される。

ここで、本実施例では例えば第２図に示す如き構成の色
フィルタが受光部２の前方に設けられている。第２図中
、第５図と同一構成部分には同一符号を付しである。第
２図において、Ｗは白色光透過部で、水平走査方向に緑
色光透過部Ｇと一受光素子ピッチ単位毎に交互に配列さ
れ、かつ、垂直方向に黄色光透過部Ｙｅと一受光素子ビ
ッグ単位毎に交互に配列されている。黄色光透過部Ｙｅ
とシアン光透過部Ｃｙとは水平走査方向に一受光素子ピ
ッチ単位毎に交互に配列されている。

これにより、第１図（Δ）に示す水平転送ＣＣＤ９より
アンプ１１及び端子１３を介して取り出される信号は、
黄色光による映像信号とシアン光による映像信号とが、
−受光素子ピッチ毎に交〃に時系列的に合成された映像
信号となり、第３図に示づサンプル・ボールド回路１８
及び１９に供給される。他方、第１図（Ａ）に示す水平
転送ＣＣＤ１０よりアンプ１２及び端子１４を介して取
り出される信号は、白色光による映像信号と緑色光によ
る映像信号とが、−受光素子ピッチ毎に交互に時系列的
に合成された映像信号となり、第３図に示すサンプル・
ホールド回路２０及び２１に夫々供給される。

サンプル・ホールド回路１８及び１９により隣接する受
光素子からの映像信号が同時化された後、低域フィルタ
２２．２３を別々に通してマトリクス回路２６に供給さ
れる。同様に、サンプル・ホールド回路２０及び２１に
より隣接する受光素子からの映像信号が同時化された後
、低域フィルタ２４．２５を別々に通してマトリクス回
路２６に供給される。これにより、１水平走査期間は第
１図（Ａ）中、水平走査方向上隣接する２行の受光素子
であって、隣接する４つの受光素子からの黄色光、シア
ン光、緑色光及び白色光による映像信号単位毎に順次に
マトリクス回路２６に供給される。また、第２図に示す
如く、Ａフィールド読み出し時と次のＢフィールド読み
出し時では、ｎうインにおいて読み出される受光素子は
、インターレースのため、−行ずれるようにされである
。

マトリクス回路２６は上記の４種の映像信号をマトリク
ス演Ωして、赤色信号Ｒ９緑色信号Ｇ及び青色信号８を
夫々分離して出力端子２７．２８及び２９へ別々に、か
つ、同時に出力すると共に、輝度信号Ｙを出力端子３０
へ出力する。

このように、本実施例によれば、−ラインの映像信号か
ら三原色信号を得る゛ことができ、しかもその三原色信
号はベースバンドの１８号形態で得ることができる。な
お、三原色信号の代りに色差信号を得るようにすること
もできることは勿論である。また、水平転送の駆動周波
数が高くなった場合、−列おき毎の垂直転送レジスタか
らの電荷が供給される２つの水平転送ＣＣＤを有する装
置に本発明を適用することもできる（この場合は、水平
転送ＣＯＤは全部で４つになる。）。更に、クロックは
２相に限らず４相等でもよい。

発明の効果 上述の如く、本発明によれば、各ライン毎に色信号（三
原色信号又は色差信号）を１！することができるから、
従来装置のように線順次色信邑を得るものに比し、垂直
方向の色の解像度を向上づることができ、また、高解像
度を目的とした場合、水平走査方向の画素数を増やすこ
とができても、垂直方向の画素数は走査線数の制約によ
って増やせないから、従来装置では将来、高解像度を目
的として水平走査方向の画素数を増やしても、色の解像
度の向上にはつながらないが、本発明では各ジイン毎に
色信号を生成出力できるから、この走査方向の画素数の
増加に対応して色の解像度も向上することができ、更に
色信号はベースバンドの信号形態で得ることができるか
ら、同時化回路等は不要で、回路構成を簡単にすること
ができる雪の特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、（Ｂ）は夫々本発明の一実施例の構成図
及び要部における電荷転送を説明する図、第２図は本発
明において使用される色フィルタの構成の一実施例を示
す図、第３図は本発明装置における信、号処理系の一実
施例を示すブロック系統図、第４図（Ａ）、（Ｂ）は夫
々従来装置の一例の構成図及び要部における電荷転送を
説明する図、第５図は従来装置における色フィルタの構
成の一例を示す図である。 ２．２−１〜２−３・・・受光素子、３．８・・・垂直
転送ＣＯＤ　（チャージ・カップルド・デバイス）、９
・・・第１の水平転送ＣＣＤ、１０・・・第２の水平転
送ＣＣＤ１１８〜２１・・・ザンプル・ホールド回路、
２６・・・マトリクス回路、２７〜２９・・・原色信号
出力端子、３０・・・輝度信号出力端子。 特許出願人　日本ピクター株式会社 第１図 第２図 第３図 第４図 第５１！Ｉ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 マトリクス状に配置された複数個の受光素子のうち水平
   走査方向に直交する垂直方向上奇数番目の受光素子の蓄
   積電荷と偶数番目の受光素子の蓄積電荷とを混合するこ
   となく順次転送する垂直転送レジスタと、 該垂直転送レジスタより該奇数番目の受光素子の蓄積電
   荷が供給される第１の水平転送レジスタと、 該垂直転送レジスタより該偶数番目の受光素子の蓄積電
   荷が供給される第２の水平転送レジスタと、 該第１及び第２の水平転送レジスタから垂直方向上隣接
   する２つの該受光素子の蓄積電荷を同時に、かつ、水平
   走査方向上の該受光素子の蓄積電荷順に映像信号として
   順次読み出す手段とよりなることを特徴とする固体撮像
   装置。