JPS6229386A - カラ−画像用固体撮像素子 - 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〕 本発明はカラー画像用固体撮像素子に関し、特にＲＧＢ
信号を合成するための佑号処理回銘を簡単化したカラー
画像用固体撮像素子に関する。

〔従来技術〕

カラー画像用固体撮像ｆ−ｆ−６は、画素が独立してい
るの〒、それぞれにＲ，Ｇ、Ｂのフィルタを付け、読出
しクロツクとの対応↑、色信号を得ることができること
は周知である、しかしその際Ｒ１Ｇ、　Ｂのフィルタの
モザイク状配列には種々の方式があり、さらにフィルタ
の色は、補色のＣｙ、Ｍｇ、Ｙｅあるいは白Ｗであって
もよい７基本的にはフィルタを、走査順序に従ってＲｌ
Ｇ、Ｂのくり返しフ配列すれば、それぞれの色の信号が
均等に得られるが、この方式では同一の色の信号は６画
素間期で得られるので水平解像度は塊に低下してしまう
。実際には見掛上の解像度低下を防ぐため、いわゆるベ
イヤー配列は有効な方式である５ベイヤ一配列では、奇
数番目の走査線に相当する列のフィルタをＲＧＲＧ・・
・・・・とし、一方偶数番目の列のフィルタをＧＢＧＢ
・・・・・・とする。その場合前の走査線の画像信号を
１Ｈ遅延線を七仕零素念量介して遅らせ、現在の走査線
の画像信号と組合わせ、すなわち隣接する２本の走査線
の画像信号を組合わせることによって、少なくとも２つ
の画素の期間内にＲ，Ｇ、　Ｂすべての色の信号が形成
されるようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この方式自体画質に渦しては、解像度の低下も少なく、
優れた方式ではあるが、１Ｈ遅延線を含めてＲ，Ｇ、Ｂ
信号の合成回路は、部品点数も多くかなり複雑である。

本発明の目的は、色信号の合成回路を簡単化し、かつ１
Ｈ遅延線を使用しなくともよ〜・ようにしたカラー画像
用の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及び作用〕本発明によれ
ばこの目的は次のようにして達成される。すなわち本発
明による固体撮像素子では、単色用固体撮像素子の画素
が水平方向に２つ並ぶ範囲Ｋ、垂直方向に２つ、水平方
向に３つ、計６つの画素を配置し、これら画素に対応す
るフィルタは、水平電荷転送部に近い方の３つのものの
うち２つを色Ｚとし、残りの１つを色Ｙとし、水平電荷
転送部から遠い方の３つのもののうち１つを色Ｙとし、
残りの２つを色Ｘとする１その場合色ｘ、ｙ、ｚとは、
それぞれ順不同に色Ｒ，Ｇ、　Ｂに対応し、またはＹｅ
、Ｃｙ、ＷまたはＧまたはＭｇに対応する１、さらに色
Ｘ、Ｙ−Ｚ用にそれぞれ独立した水平電荷転送部が設け
られており、それぞれの色の水平電荷転送部は、前記６
つの画素に対して２つのセルを有する、従って６つの画
素から読出されたそれぞれの色の画像信号は、独立して
水平電荷転送部のセルに入ることができる１、そのため
個々の画像信号は、垂直電荷転送部から水平電荷転送部
へ転送される過程で、６つの画素に対して４つのユニッ
トから成る制御ゲートによって振り分けられる１、 それぞ±Ｌの画像信号は、垂直電荷転送部、制御ゲート
、色Ｘの水平電荷転送部、色Ｙの水平電荷転送部、色Ｚ
の水平電荷転送部の順に転送されるので、垂直電荷転送
部の出力端子から色Ｚ、Ｙ、Ｘの順〒画像信号を読出せ
ば、それぞれの色の水平電荷転送部に独立して色信号が
取出される。

〔実施例〕

本発明の実施例を以下図面によって説明する。

第１図は、本発明による固体撮像素子の実施例を示す略
図フある。本実施例では固体撮像素子はＣＣＤとして説
明するが、ＭＯ８形固体撮像素子も使用できることは、
当業者には明らか〒ある。

図には垂直電荷転送部は示されておらず、信号があたか
も光電変換部間で直接転送されるように示されているが
、この点に関する詳細な構成も当業者にとっては明らか
なので、説明は省略する。

図示した実施例において光電変換部は、９７６列×７６
８行の画素を有するが、これは単色光固体撮像素子にお
ける４８８列×５１２行の画素に相当するーすなわち単
色光用の固体撮像素子の水平方向に２つ並んだ画素の位
置に２列×３行の画素が配置されている。光！変換部の
上にはモザイク状マイクロフィルタが配置されており、
このフィルタは、各画素に対応してＸ、Ｙ、Ｚの色に区
分されている。この６つの画素が単位となって、光電変
換部全体がくり返し順序で構成されている、各画素の出
力信号は垂直方向に転送され、第１列の画素の出力信号
が制御ゲートに供給される。

制御ゲートは、画素３列あたり４つのユニットから成る
。その際第１行の画素の出力は第１のユニットに供給さ
れ、第２行の画素の出力は第２または第３のユニットに
供給され、第３行の画素の出力は第４のユニットに供給
されろう素子は水平方向に同一構造がくり返されている
ので、正確に述べれば、第３ｍ−２行の画素の出力は第
４ｍ−３のユニット、第３ｍ−１行の画素の出力は第４
ｍ−２または４ｍ−１のユニット、第３ｍ行の画素の出
力は第４ｍのユニットに供給され、その際ｍ＝１，２・
・・・・・２５６？ある。しかし説明が複雑になるので
、以下ｍ＝１の場合だけについて説明するが、この説明
が素子全体で成立つことは明らか受ある。

水平電荷転送部は各色毎に独立した３つの水平ＣＣＤか
ら成り、これら水平ＣＣＤは水平方向に信号を転送する
　それぞれの水平ＣＣＤは、前記６画素の単位あたり２
つのセルから成る。制御ゲートの第１および第２のユニ
ットの出力は色Ｘの水平ＣＣＤの第１のセルに供給され
、制御ゲートの第３および第４のユニットの出力は色Ｘ
の水平ＣＣＤの第２のセルに供給される。また色Ｘの水
平ＣＣＤの各セルの出力は色Ｙの水平ＣＣＤの各セルに
、色Ｙの水平ＣＣＤの各セルの出力は色Ｚの水平ＣＣＤ
の各セル供給されるように接続されているっ 制御ゲートの制御は次のように行われるっ垂直Ｃ’ＣＤ
から水平ＣＣＤへの電荷転送の際まず第１に、色Ｚの２
つの画素と色Ｙ０１つの画素の信号が、それぞれ制御ゲ
ートの第１、第３および第４のユニットに読込まれる、
この時同時に第２列目の画素の信号は第１列目の画素の
位置に転送される。それから制御ゲートの第１および第
３のユニットの信号が、それぞれ色Ｘの水平ＣＣＤの第
１および第２のセルに転送される　それから色Ｘの水平
ＣＣＤの第１および第２のセルの信号は、色Ｙの水平Ｃ
ＣＤの第１および第２のセルに転送される。その後制御
ダートの第４のユニットに残った色Ｙの画素の信号が色
Ｘの水平ＣＣＤの第２のセルに転送される。

次にこの時第１列目の画素の位置にある色Ｙ０１つの画
素と色Ｘの２つの画素の信号が、それぞれ制御ゲートの
第２、第１および第４のユニットに転送される、この時
垂直方向の画信号の転送が同時に行われる。それから制
御ゲートの第２のユニットにある色Ｙの信号が色Ｘの水
平ＣＣＤの第１のセルに転送される、それから色Ｘの水
平ＣＣＤ内の信号と色Ｙの水平ＣＣＤ内の信号をそれぞ
れ色Ｙの水平ＣＣＤと色Ｚの水平ＣＣＤへ転送した後に
、制御ゲートの第１と第４のユニット内にある色Ｘの信
号をそれぞれ色Ｘの水平ＣＣＤの第１と第２のセルに転
送する。

これによりそれぞれの水平ＣＣＤ中のそれぞれのセルに
当該の色Ｘ、Ｙ、Ｚの信号が存在する。

この後に水平方向の信号の転送が開始される。

この場合色Ｘ、Ｙ、Ｚは、色Ｒ，Ｇ、Ｂ、または色Ｙｅ
、Ｃｙ、ＷまたはＮＩｇまたはＧに対応しており、対応
の頭外は任意〒ある。

第１図の光電変換部の第３列および第４列に記載したフ
ィルタの配列は、前記実施例の変形を示しているが、制
御ゲートの制御については同様フある。

第２図はさらに別の２つの実施例を示しており、ここフ
は制御ゲートの制御がさらに簡単である。

制御方式は基本的に前記のものと同じであるが、第１列
、第２列に記載した例では、まず色Ｚの信号を制御ゲー
トの第２と第３のユニットにふり分け、水平ＣＣＤへ転
送する。その後色Ｙの信号を転送し、最後に色Ｘの信号
を転送する。第３列、第４列に記載した例でも同様であ
る。

第３図も同様に本発明の２つの実施例を示しているが、
ここでは、色はＲ，Ｇ、　Ｂとして示されている。制御
の方式については第１図の例と全く同じである、第３図
には信号の転送の経路と順序をわかり易くするため、経
路を矢印で、ＪｌｔＦｊ序を○フ囲んだ番号で示しであ
る、 前記のように色Ｘ、Ｙ、Ｚと色Ｒ，Ｇ、Ｂまたはｙ　ｅ
、　Ｃ’ｙ、　Ｍ　（Ｗ）との対応関係は任意↑あり、
さらに色Ｘ、Ｙ、Ｚ内での相互の入替えも任意なのマ、
色の組合わせはここで説明したものに限定されるもので
はなく、色Ｘ、Ｙ、Ｚの順序を入替えた構成も本発明の
砕料範囲に属することは明らかである。

〔発明の効果〕

以上記載したとおり１本発明のカラー画像用固体撮像素
子によれば、単色用固体撮像素子の画素が水平方向に２
つ並ぶ範囲に、垂直方向に２つ、水平方向に６つ、計６
つの画素を配置し、これら画素に対応するフィルタを、
水平電荷転送部に近い方の６つのもののうち２つを色Ｚ
とし、残りの１つを色Ｙとし、水平電荷転送部から遠い
方の３つのもののうち１つを色Ｙとし、残りの２つを色
Ｘとし、これら色Ｘ、Ｙ、Ｚ用にそれぞれ独立した水平
電荷転送部を設けたことにより、前記６つの画素から読
出されるそれぞれの色の画像信号がそれぞれの水平電荷
転送部に同時に出力′１？き、１Ｈ遅延線を使用しない
フもよい簡単化された信号処理回路が構成〒きる、

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図は、本発明による固体撮像
素子の基本構造とフィルタの実施例を示す図である、 （ほか２名） 第１図 （竹） １　２３４５６　　・・・・・・　５１１　、５１２第
　　２　　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光電変換部、電荷転送部、転送制御部、および光
   電変換部に配置されたモザイク状マイクロフィルタから
   成るカラー画像用固体撮像素子において、 単色用固体撮像素子の画素がくり返しの最小単位として
   水平方向に２つ並ぶ範囲に、垂直方向に２つ、水平方向
   に３つ、合計６つの画素を設け、これら画素に対するフ
   ィルタは、水平電荷転送部に近い方の３つのもののうち
   ２つを色Ｚとし、残りの１つを色Ｙとし、水平電荷転送
   部から遠い方の３つのもののうち１つを色Ｙとし、残り
   の２つを色Ｘとし、 色Ｘ、Ｙ、Ｚ用にそれぞれ独立の水平電荷転送部が設け
   られており、それぞれ色の水平電荷転送部は、前記６つ
   の画素に対して２つのセルを有し、垂直電荷転送部を介
   して光電変換部から取出された画像信号は、前記６つの
   画素に対して４つのユニットから成る制御ゲートを介し
   てそれぞれ対応する色の水平電荷転送部に供給されるこ
   とを特徴とする、カラー画像用固体撮像素子。
2. （２）水平方向にそれぞれ組になつた３つの垂直電荷転
   送部の出力端子のうち第１のものが、４ユニットの制御
   ゲートの第１のものに、第２の垂直電荷転送部出力端子
   が第２と第３のユニットに、第３の垂直電荷転送部出力
   端子が第４のユニットにそれぞれ接続されており、４ユ
   ニットの制御ゲートのうち第１と第２の出力端子が色Ｘ
   の水平電荷転送部の第１のセルに、第３と第４の出力端
   子が色Ｘのものの第２のセルに接続されており、色Ｘの
   セルの出力端子は色Ｙのセルに、色Ｙのセルの出力端子
   は色Ｚのセルに接続されている、特許請求の範囲第１項
   記載の素子。