JPS63301687A

JPS63301687A - 固体撮像装置

Info

Publication number: JPS63301687A
Application number: JP63008316A
Authority: JP
Inventors: Toshibumi Ozaki; 俊文尾崎; Naoki Ozawa; 直樹小沢; Shinya Oba; 大場　信弥; Itaru Mimura; 三村　到
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-01-28
Filing date: 1988-01-20
Publication date: 1988-12-08
Anticipated expiration: 2014-01-13
Also published as: JP2845881B2

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、特に垂直解像度の向上
を０指した新規なテレビジョン方式に好適な単板カラー
固体搬像装置に関する。

〔従来の技術〕

柄現行の日本、アメリカの標準テレビ方式であるＮＴＳ
Ｃ方式では、インタレース走査が行なわれている。第１
図に、インタレース走査の原理を示す１図中、縦軸はテ
レビ画面の垂直空間方向の軸を、横軸は時間軸を一平面
は、−フィールドを、Ｑは走査線を示す、Ｑのサフィッ
クスは走査線を区別するためにつけである。毎秒３０枚
送受信されるフレームは、２つのフィールドより達成さ
れる。各フィールドは互いに１本おきの走査線で走査さ
れる。すなわち、第１フイールドでΩ１１．Ω１３．・
・・Ωｌｙ　１１ＢＢの奇数走査線が、第２フイー／Ｌ
／トチｎ　２２１　　Ｑ　２４ｔ　”’Ｑ！＋２８２の
偶数走査線が送受信され、第１フイールドと第２フイー
ルドで１フレームが構成される。このインクレース走査
を用いれば、フレーム周波数は３０Ｈｚであってもフィ
ールド周波数は６０　Ｈｙ、になり、肉眼に対しては毎
秒の画面数があたかも６０枚になったかに写るので、チ
ラッキを感じない。また、視覚は時間的ローパス特性を
持つため、１　／　６０　ｓ間の走査線数が２６２．５
本であるにもかかわらず、ＴＶ画面上ではあたかも５２
５本の走査線があるかのごとくに見え、伝送帯域を１／
２に節約できる。

固体撮像素子においては、上記インタレース走査を実現
するために、第２図（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す３つの信
号読み出し法のいずれかが行なわれる。図中、各正方形
は一画素を示し、実線が第１フイールドの画素の読み出
し順序、破線が第２フイールドの画素の読み出し順序を
示す、第２図（ａ）は、フレーム蓄積１行読み出しで、
各フィールドにおいて、垂直方向の各行を一行おきに順
次読み出す。画素の光蓄積時間は１フレ一ム時間となり
残像が生じる。第２図（ｂ）は、フィールド蓄積２朽混
合読み出しで、素子内部で垂直２行を混合し、その混合
する２行の組み合せを各フィールドで交互に変更する。

第２図（Ｃ）は、フィールド蓄積２打同時読出しで、垂
直方向の２行を混合することなく、同時に読み出し、そ
の組み合せを各フィールドで変えている。第２図（ｂ）
（ｃ）の読み出し法では、各画素は１　／　６０　ｓに
１回読み出される。

単板カラー固体撮像装置は、上記読み出し法のいずれか
１つを行なう固体撮像素子１枚を用いて。

カラーテレビジョン信号を得る装置である。撮像素子上
には分光感度特性の異なるフィルタが各画素毎に配置さ
れ、被写体像の色信号に従った信号が順次出力される。

この出力を信号処理することにより、被写体の明るさに
関する情報である輝度信号と色に関する情報である色信
号を得る。色フィルタ配置ならびに信号処理方式は、上
記３つの読み出し法について様々なものがある０例えば
、Ｉ　ＥＥＥ　　Ｔｒａｎｓ、　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｄ
ｅｖｉｃｅｓ。

Ｖｏｌ、ＥＤ−３２ｐｐ、１３８１−１３８９゜Ａｕｇ
、　１９８５、また、フレーム蓄積１行読み出しを行な
う素子については、テレビジョン学会技術報告第７巻４
１号（１９８４，２）第１頁から第６頁、フィールドＷ
Ｍ２行混合読み出しを行なう素子については、テレビジ
ョン学会技術報告第８巻４４号（１９８５，２）第１頁
から第６頁。

フィールド蓄積２打同時読み出し素子については、テレ
ビジョン学会全国大会予稿集４−１３（１９８０）第８
３頁から第８４頁、テレビジョン学会技術報告第９巻４
５号（１９８６，２）が挙げられる。ここでは、フィー
ルド蓄積２打同時読み出し素子を用いた単板カラー固体
撮像装置の例を第３図から第４図を用いて説明する。第
３図は、テレビジョン学会全国大会予稿集３−８（１，
９８６年）第５９頁より第６項に記載のＴＳＬ固体撮像
素子の回路構成とフィルタ配置図第４図は、第３図の素
子を用いた甲、板カラー固体撮像装置の信号処理系のブ
ロック図である。

第３図において３１は光電変換を行なう光ダイオード、
３２．３３は各光ダイオードの信号電荷を順次読み出す
ためのパルスを発生する垂直ならびに水平シフトレジス
タ、３４は同時に読み出される２行の組み合せを変える
ためのインタレース回路、３５は水平シフトレジスタの
パルスにより開閉する水平スイッチ、３６は垂直シフト
レジスタのパルスにより開閉する垂直スイッチ、３７は
読み出し行の選択を行なう行スイッチ、３８は水平信号
線、３９は垂直信号線、４０．４１は水平信号線内の不
要電荷を信号読み出しに先立ち排除するためのリセット
ドレインとリセットスイッチである。また、Ｗ、Ｇ　、
　　Ｃｙ　　、　　Ｙｅ　　の記号は各画素上に配置さ
れたホワイト、グリーン。

シアン、イエローの分光感度特性を持つフィルタを示す
、以下、本素子の動作を説明する。水平帰線期間に入る
と、リセットスイッチ４１が開き、全水平信号線内の不
要電荷がリセットドレイン４０に排除された後、リセッ
トスイッチ４１が閉じる。この後、垂直シフトレジスタ
とインタレース回路により選択された２行の垂直スイッ
チ３６と行スイッチ３７が開く、この状態で、水平シフ
トレジスタ３３が順次水平スイッチを開閉し、Ｗ、Ｇ　
　、　　Ｃｙ　　、　　Ｙｅ　　フィルタの配置された
各画素の信号電荷は、それぞれ独立した水平信号線３８
ならびに垂直信号線３９に出力される。

第４図において、４２は第３図の固体撮像素子、４３は
素子の４つの出力電流を増幅する４つのプリアンプ、４
４は素子出力より、輝度信号ｙと色信号ｒ＋　ｇｔ　ｂ
を得るためのマトリックス回路。

４５はＶ＊ｒｖｇｖｂ信号より、輝度信号ｙと色差信号
Ｖ　　ｒｓ’Ｙ　　ｂを出力するプロセス回路。

４６はＮＴＳＣ複号信複製信号するエンコーダである。

以下本装置の動作を説明する。固体撮像素子４２から出
力されたＷ＊　Ｃｙ、Ｙｅ、Ｇの各色信号は、それぞれ
４個のプリアンプ４３に導かれ増幅される。プリアンプ
出力は、積和演算を行なうマトリックス回路４４に導か
れ１式（１）に従い、ｙｒｇｂ信号に変換される。

Ｙ＝Ｗ＋Ｙｅ＋１．４Ｃｙ＋１．４Ｇｒ＝Ｗ＋ｏ°３　Ｙ　ｅ−０°７Ｃｙ−Ｇ（１゜ｇ＝−
ｗ　　　　　　＋０．４Ｃｙ＋２．２Ｇｂ＝Ｗ　　０．
８Ｙｅ＋１．６Ｃｙ−１，５Ｇついで、ｙｒｇｂ信号は
プロセス回路４５により白圧縮、ｒ補正、ブランキング
付加、白バランス。

自動利得制御後、輝度信号ｙと色差信号Ｖ　　ｒ＋ｙ−
ｂに変換される。この後、エンコーダ４６により直角変
調されＮＴＳＣ複合信号となり１本装置の出力信号とな
る。

本従来例の装置では、第３図に示したフィルタ配置なら
びに式（１）マトリックス回路から明らかな様に、−走
査線の輝度信号ｙならびに色差信号Ｖ　　ｒ＊Ｙ　　ｂ
は、固体撮像素子の一水平走査期間に読まれる２行分の
信号から形成されている。

一方、フレーム蓄積１行読み出し、フィールド蓄積混合
読み出しを行なう素子では、色差信号ｙ−ｒ、ｙ−ｂは
、水平走査ごとにＶ　　ｒｅ３’　　ｂがそれぞれ交互
に得られる、いわゆるＲ１Ａ順次信号となっているが、
−走査線の輝度信号は同様に固体撮像素子の一水平走査
期間に読まれる一行もしくは二行の信号から形成される
。

一方、現行テレビ方式を変更することにより、精細度の
高い画像の送信を可能とするＥＤＴＶ方式が提案されて
いる。この種の装置としては、テレビジョン学会誌第３
９巻１０号（１９８５年）第８９１頁から第８９７頁、
テレビジョン学会誌第４０巻３号（１９８６年）第１５
４頁から第１６１頁、　Ｉ　ＥＥＥ　　Ｔｒａｎｓ、、
　Ｃ０Ｍ−３２゜８、ｐｐ、９４８−９５３　（Ａｕｇ
、、１９８４）、ＳＭＰＴＥ　　Ｊ、、９３，１０．ｐ
ｐ、９２３−９２９　（Ｏｃｔ、、　　１９８４）が挙
げられる。水力式の主眼点の１つは、送受信機の走査方
式をインタレース走査から順次走査とすることにより、
実効的垂直解像度の向上を行なうことにある。以下。

第５図から第８図を用い走査線変換による垂直解像度向
上の原理を述べる。第５図はインタレース走査の時空間
周波数領域における標本化周波数と静止画を撮像したと
きの画像の信号成分を示す図、第６図は受像機側で行な
われるインタレース走査を順次走査に変換するための補
間法と補間フィルタの特性、第７図は送信側で行なわれ
る順次走査をインタレース走査に変換するＥＤＴＶ用カ
ラー撮像装置のブロック図、第８図は第７図の動き適応
走査線変換部のブロック図と前置フィルタの特性を示す
。

第１図に示したインタレース走査では、例えばＱ２２が
表示されてからＱ４２が表示されるまで１／３０ｓｅｃ
の時間差があるために、その間に表示されるρ３１．Ω
３３が視覚的に干渉し、インタラインフリッカを生じ、
垂直解像度が低下する。第５図はこの現象を、走査を時
間と空間領域における標本化とみなし、その標本化周波
数領域で説明する図である。第５図において、横軸は垂
直空間周波数、縦軸は時間周波数で、黒丸Ａ−Ｄは標本
化周波数であり、領域Ｓは静止画を撮像した場合の画像
の信号成分、８１〜Ｓ゛４は走査により生ずる側波帯成
分である。インクラインフリッカは領域Ｓ４の成分によ
り発生する。なお、動作像においては、信号スペクトル
は時空間の周波数領域で広がりを持つが、この場合にも
１点Ｃの周囲に側波帯成分が生じ、妨害となる。

このインタレース走査による画質劣化を除去するには、
受像機側で第５図の点Ｃで示される標本化周波数の周囲
に生じる側波帯成分を除去する補間フィルタを挿入すれ
ばよい。第６図は、この補間フィルタによる画質向上の
原理を示す図である。

同図（ａ）は補間フィルタ挿入後の受像機の走査線構造
と補間法を示す図である。第１図と同様、縦軸はテレビ
画像の垂直方向の軸を、横軸は時間軸を、一平面は一フ
イールドを、悲は走査線を示卸す。また、Ｘ＃中は伝送されてこない走査線、・印の走
査線は伝送されてきた走査線を示し、破線矢印は静止部
における補間法を、一点鎖線は動画部における補間法を
示す、また、同図（ｂ）は、補間フィルタの特性を示す
図で、横軸は垂直空間周波数、縦軸は、時間周波数で、
黒丸Ａ−Ｄはインタレース走査時の標本化周波数である
。また、ハツチした側が通過領域で　ａ　が静止画に対
する特性、　ｂ　が動画に対する特性、　Ｃが余り大き
くない動きに対する特性である。以下、補間の方法を説
明する。補間フィルタの挿入は、第６図（ａ）に余す様
にインタレース走査を順次走査に変換することに相当し
、伝送されてこないｘ印の走査線の情報は伝送されてき
た・印の走査線の情報から作り出される。これを行なう
ために、前フィールドの情報で補間する。すなわち、図
（ａ）に示すように例えばＱ３２を前フィールドのＭｉ
ｌｌで補間する。この時の補間フィルタの特性は図（ｂ
）で　ａ　に対応する。しかし、この補間法では輪郭部
に水平方向の動きに対しては櫛の歯状の画質劣化、垂直
方向には動きの滑らかさを欠くという画質劣化を生じる
。そこで、動画については、フィールド内の上下走査線
から補間する。

すなわち１図（ａ）に示すように、例えばＱ３２を上下
走査線”３１ｔＱ３□より補間する。この時の補間フィ
ルタの特性は図（ｂ）の　ｂ　に対応する。さらに、こ
の静動の切り換えを滑らかに行なうため、前フィールド
の情報と同フィールド内の上下ラインの情報を合わせて
用いる。この時の補間フィルタの特性は図（ｂ）の　Ｃ
に対応する。

以上述べた補間フィルタの挿入により同図（ｂ）に示す
様にインタラインフリッカの原因となった点Ｃの周囲の
側波帯成分が除去できる。なお、本方式では動画の垂直
解像度が劣化するが、肉眼は、動画に対して解像度が劣
化する性質を有し、問題とならない。

さて、以上述べた受像機側のノンインタレース化により
、ラインフリッカの問題は解消できるが、更に以下の２
点の問題が残る。第１には、現行のインタレース走査を
行なうカメラにおいては残像を防ぐために、各フィール
ドでフレームにおける２走査線分の幅を取出している。

この結果、前フィールドからの補間走査線は、上下走査
線と１／２ずつ同一情報を含んでいることになり、垂直
方向の解像度特性はこの分だけ劣化する。第２に、現行
カメラを用いたインタレース走査信号により、動きの判
定を行なうことがむずかしく、上記した動き適応処理を
行ないがたい、この２点を解消するために、カメラも順
次走査を行ない、これをインタレース走査に変換する方
法が提案された。以下、本方式を実施したＥＤＴＶ用カ
ラー撮像装置の従来例を述べる。第７図は、ＥＤＴＶ用
カラー撮像装置のブロック図、第８図は動き適応走査変
換部のブロック図と前置フィルタの特性を示す。

第７図において、７１は順次走査を行なう３管カラーカ
メラ、７２は信号処理をデジタルで行なうためのＡ／Ｄ
変換器、７３はＲＧＢ信号を輝度信号Ｙと色信号Ｉ、Ｑ
　（Ｉ、Ｑ信号は帯域帯を厳密に言わなければＲ−Ｙ、
Ｂ−Ｙに等しい）に変換するＹＩＱ変換回路、７４は動
きを検知するための折り返し成分検出回路、７５はＹＩ
Ｑ信号を順次走査からインタレース走査に変換する動き
適応走査変換回路、７６はＹＩＱ信号を多重化しＮＴＳ
Ｃ信号とするエンコーダ、７７はディジタルのＮＴＳＣ
信号をアナログに変換するＤ／Ａ変換器である。また、
第８図（ａ）は走査変換部のブロック図で、７４は同図
（ｂ）の特性を持つ折り返し成分検出回路、８１は折り
返し成分検出回路の出力のない時は同図（ｃ−１）、あ
る時は同図（ｃ　−２）の特性を示す時空間フィルタ、
８２る。第８図（ｂ）〜（ｄ）は時空間フィルタの特性
を示す図でそれぞれ横軸は垂直空間周波数、縦軸は時間
周波数に対応し、斜線部が通過帯域を示す。

以下、本装置の動作を説明する。光信号は、３管カラー
カメラ７１内のプリズムにより分光され、各Ｒ，Ｇ、Ｂ
信号はそれぞれ対応する撮像管で光電変換がなされ、１
／６０ｓｅｃに５２５本の順次走査により走査され出力
される。このＲ，Ｇ。

Ｂ信号はＡ／Ｄ変換器７２により色副搬送波の８倍の速
度でディジタル信号に変換された後、ＹＩＱ変換回路で
輝度信号Ｙと色信号Ｉ、Ｑとなる。ＹＩＱ信号は、動き
適応走査線変換回路７５で走査線を１本ごとに間引かれ
インタレース走査に変換される。この際サブサンプリン
グに伴う折り返しひずみを避けるために、各信号は第８
因に示す特性を持つ前置フィルタを通過する。すなわち
、輝度信号は折り返し検出回路７４の出力がない時（静
止画に対応）には帯域制限をせず、出力がある時（動画
に対応）には第８図ｃ−２の帯域制限を行なう。これに
より、静止画では時空間フィルタの特性に起因した垂直
解像度の低下がなくなり、解像度が向上する。一方、色
信号は視覚の色差信号に対する解像度特性が輝度信号に
較べて充分近いので、常に第８図（ｄ）の帯域制限がな
され、折り返しひずみが発生することはない。インタレ
ース走査に変換された信号はエンコーダ７６によりＮＴ
ＳＣ信号となり、その後Ｄ／Ａ変換器７７を経て出力信
号となる。

以上述べた従来例によれば、静止画については、受像機
側でフィールド間で補間される走査線の情報は現フィー
ルドの走査線情報と同一部分は全くなくなり、５２５本
の走査線の持つ解像度そのものを実現することができる
。また、順次走査により、第５図に示す点Ｃの標本化周
波数がなくなり、時空間フィルタにより容易に動きの検
出ができる。

なお、適応型走査変換部の動作からもわかる様に、ＥＤ
ＴＶ用カラー撮像装置を実現するのに必要な１　／　６
０　ｓに５２５本の走査線が必要なのは輝度信号成分だ
けであり１色信号成分は５２５／２の走査線があればよ
い、なぜなら、色信号は動き検出に用いられず、常に５
２５／４本の帯域制限がなされているからである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の単板カラー固体撮像装置は、上記ＥＤＴＶ方
式に必要な順次走査について配慮がなされておらず、Ｅ
ＤＴＶ用の単板カラー撮像装置を上記従来技術により実
現するには、用いている固体撮像素子の垂直方向の画素
数を２倍にしなければならないという間層があった。な
ぜなら、順次走査におけるフィールドごとの走査線数は
、インタレース走査におけるフィールドごとの走査線数
は、インタレース走査におけるフィールドごとの走査線
数の２倍になるからである。この垂直方向の画素数の増
加の結果、素子製作にはより高度な集積回路技術が必要
となり、また、素子の光利用率の低下により信号対雑音
比の劣化をまねく等、ＥＤＴＶ用嘔板カラー撮像素子の
実現が著しく国定になっていた。

本発明の目的は、従来と同一の垂直方向の画素数を持つ
固体撮像素子を用い、ＥＤＴＶ方式に必要な順次走査の
可能な撮像装置を実現することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、該弔板カラー固体扱像素子の全画素の信号
を各フィールドごとに素子内で混合することなく独立に
読み出し、かつ、各行の信号よりそれぞれ独立した輝度
信号を各行ごとに得られるように色フィルタと信号処理
回路を構成することにより、達成される。

〔作用〕

単板カラー固体撮像素子に設けられた走査機能は、全画
素の信号電荷と各フィールドごとに素子内で混合するこ
となく独立に読み出す。このとき、素子上に設けられた
色フィルタは各行ごとに輝度信号が得られる様に形成さ
れている。素子外部の信号処理回路は、素子出力より各
行ごとに輝度信号を分離形成する。これにより、従来各
フィールド内では２行に１つ得られていた輝度信号成分
を１行に１つずつ得ることが可能となり、ＨＤＴＶに必
要な順次走査信号を、従来と同一の垂直方向の画素数を
持つ固体撮像素子から得ることができるようになる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第９図〜第１１図により説明
する。第９図は、本発明の固体撮像装置の構成図、第１
Ｏ図は、上記実施例の固体撮像素子上のフィルタ配置、
第１１図は上記実施例の固体撮像素子の各線の信号出力
より輝度信号と色信号を作り出すためのマトリックス係
数を示す。

第９図において、９１は、テレビジョン学会全国大会予
稿集３−８　（１９８６年）第５９頁より第６０頁に記
載の色フイルタ配置以外は第３図と同じフィールド蓄積
２行読出しを行なうＴＳＬ固体撮像素子、９２は４本の
素子出力を増幅するプリアンプ、９３は同時に独立して
読まれる２行のＴＳＬ固体撮像素子出力より２つの輝度
信号Ｖ１ｔｙ２と色信号ｒ、ｂを作り出すマトリックス
回路、９４は輝度信号７１９ｙ２と色信号ｒ、ｂを輝度
信号Ｖ１ｔＶｘと色差信号Ｙ−ｒ＊Ｙ−１）に変換する
プロセス回路、９５は輝度信号）’　、ｔ　）’　２に
第８図のＹ信号に対して行なわれたと同様の走査線変換
を行なう走査線変換回路、９６は走査線変換後のｙ信号
と色差信号Ｙ−ｒｅ７）よりＮＴＳＣ複号信複製信号エ
ンコーダであることを示す。固体撮像素子９１上に２次
元状に形成されるフィルタ配置を示す第１０図において
、Ｗ、Ｇ。

Ｃ）’　ｅ　Ｙ　８は、各色フィルタの分光感度特性を
示す、また、上記９３のマトリックス回路の係数の詳細
を示す第１１図において、各数値は、テレビジョン学会
技術報告（１９８６年）第１３頁から第１８頁に記載の
輝度信号ｙｉｅ）Ｉｌｌならびに色信号ｒ、ｂを各色フ
ィルタの配置された画素の出力信号Ｗ　＊　Ｇ　ｓ　Ｃ
ｙ　ｓ　Ｙ　ｅの積和により作り出すための係数を示し
ている。

＃；以下１本装置の動作を説明する。固体撮像素子９１
から出力されたｗｔ　ｃｙｔ　Ｙａ、Ｇの各色信号は、
それぞれ４個のプリアンプ９２に導かれ増幅される。プ
リアンプ出力は、積和演算を行なうマトリックス回路９
３に導かれ、式（２）に従い、２つの輝度信号ＶｘｔＶ
ｇと色信号ｒ、ｂ信号に変換される。

ｙ　１　＝Ｗ　　　　　　　　　＋　１　、４　Ｇこの
マトリックス回路の出力はプロセス回路９４で輝度信号
Ｙ　ｔ　＊　Ｙ　２と色差信号）’ｒｔＹ−１）に変換
される。ここで１色差信号は式（３）により変換が行な
われる。

ｙ−ｒ＝ｙ“＋ｙ２−ｒ　　　　（３）Ｖ　　ｂ＝Ｙｔ
＋Ｙｚ　　ｂこの後、輝度信号）’　ｔ　ｔ　）’　ｘは、第８図で
述べた動き検出回路７４と時空間フィルタ８１よりなる
走査線変換回路９５で第８図の輝度信号Ｙと同様の動き
適応走査線変換が行なわれ、インクレース走査信号とな
る。一方、色信号はマトリックス回路通過時点でインタ
レース走査信号となっているので何も行なわない。こう
して得られたインタレース走査に変換された信号はエン
コーダ９６により、ＮＴＳＣ信号となる。

本実施例によれば、現行テレビ方式で用いられている撮
像装置に輝度信号を４画素から作るのではなく水平２画
素から作るというわずかな変換を行なうだけで、ＥＤＴ
Ｖ方式に適合する順次走査信号を得ることができる。ま
た１色信号を２行分の信号より作り出し、かつ、２行の
組み合せを各フィールドごとに変えるという操作をして
いるため、ＥＤＴＶの色信号がサブサンプリングをする
ことなく直ちに得られるという利点を有している。

＝；第９図の実施例では、ＴＳＬ固体撮像素子の例を述
べたが、固体撮像素子はフィールド蓄積２行同時読み出
しを行なう素子であれば、どの様なものでもよい、この
種の素子としては、例えば、Ｉ　Ｓ　Ｓ　ＣＣＤｉｇ、
　Ｔｅｃｈ、　ｐａｐｅｒｓ、　ｐｐ、　２６−２７．
１９８０に記載されたＭＯ５型素子、Ｉ　　Ｅ　　Ｅ　
　Ｅ　　　　Ｔｒａｎｓ、　　Ｅ　１ｅｃｔｒｏｎ　　
　Ｄｅｖｉｃｅｓ。

Ｖｏｌ、ＥＤ−３２，ｐｐ、　１４８４−１４８７゜Ａ
ｕｇ、　ｌ　９８５に記載されたＲＡＮＳ回路を有する
ＭＯＳ−ＣＣＤ型素子、さらには、テレビジョン学会全
国大会予稿集４−１２　（１９８７）第８５頁から第８
６頁に記載されたＩ　Ｌ−ＣＣＤ型素子などが挙げられ
る。以下、第１２図に、ＩＬ−ＣＣＤ撮像素子を用いた
本発明の第２の実施例を示す、第１２図（ｂ）は本発明
の固体撮像装置の構成図、同図（ａ）は同図（ｂ）に用
いられている固体撮像素子の回路構成図である。第１２
図（ａ）において、１２１，１２４は垂直ならびに水平
走査を行なう垂直ならびに水平ＣＣＤ、１２２は光ダイ
オード、１２３は光ダイオード中の過剰電荷を吸い出す
オーバーフロードレイン、１２５は出力アンプである。

また、Ｗ、Ｇ。

Ｃｙ、Ｙｅ　　は、各画素上に配置されたフィルタの特
性を示す。以下１本回路の動作を説明する。光ダイオー
ド１２２で光電変換された信号電荷は垂直ブランキング
期間中に垂直ＣＣＤ　１２　Ｌに送られる。その後、各
水平ブランキング期間に２行が分離されて水平Ｃ：Ｃ’
Ｄ１２４に転送され、水平走査期間内に順次出力アンプ
１２５を介して出力される。出力信号はＷとＧが交互に
繰り返されるものとｃｙとＹｅが交互に繰り返される２
系列がある。なお、２行の組み合せは外部クロックのか
け方を変えることにより垂直ＣＣＤから水平ＣＣＤへ転
送される行の組み合せを変えることにより変えられる。

第１２図（ｂ）において、１２６は同図（ｂ）に示した
固体撮像素子。

１２７はＷとＧ、ＣｙとＹｅを分離するための振り分は
回路である。９３〜９６は第９図と同じである。素子出
力は、１２７の振り分は回路を経てＷ　ｖ　Ｇ　’＊　
Ｃｙ　ｔ　Ｙ　ｅの４信号に分離された後、第９図と同
様の信号処理により、ＮＴＳＣ信号となる。

以上、固体撮像素子としてフィールド蓄積２打同時読み
出しを行なう素子について述べたが、全画素を素子内で
１フイールドで独立に読み出させるものであれば、同時
に読み出す行の本数は任意でかまわない。

また、第１．第２の実施例では、フィルタ配置はＷ　ｅ
　Ｃｙ　ｔ　Ｙ　ｅ　＊　Ｇの４画素繰り返しとし、こ
のフィルタ配置を持つ素子より２つの輝度信号Ｖ１ｅＹ
２と色差信号Ｖ　　ｒｔＶ−ｂを得る信号処理方法を述
べたが、色フィルタと信号処理形式は、各行の信号出力
より輝度信号を形成し得るものであれば、どの様なもの
でもよい、第１３図（ａ）に同図（ｂ）に示すＲＧＢス
トライプフィルタを用いた本発明の他の実施例のブロッ
ク図を示す。同図（ａ）において１３は第１２図で述べ
たＩＬ−ＣＣＤ、１３２は水平方向の低域フィルタ、１
３３は、素子出力よりＲＧＢを分離する振り分は回路、
１３４は分離されたＲＧＢ信号の２行分を加算し、ｒｂ
倍信号する加算回路、９４〜　・９６は第９図と同様で
ある。ＣＣＤ１３１の出力は、各行ごとに水平方向の低
域フィルタ１３２を通過し、輝度信号Ｙｔ＊Ｙｚとなる
。一方、振り分は回路１３３により分離されたＲ、Ｇ、
Ｂ信号は加算回路１３４で２行分が加算された後ｒ、ｂ
信号となり、プロセス回路９４に入力される。以後、第
９図と同様の信号処理によりＮＴＳＣ信号となる。本実
施例では、輝度信号が水平３画素より形成されるので水
平解像度は第１２図より劣るが、垂直解像度は、第１．
第２の実施例と同等のものが得られる。また、第１４図
にはさらに別の本発明の実施例に用いられるＧ市松Ｒ／
Ｂ線順次フィルタを示す。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来と同一の垂直方向の画素数を持つ
固体撮像素子を用い、ＥＤＴＶ方式に必要な順次走査の
可能な撮像装置を実現できるので、安価で高画質なｍ板
カラー固体撮像装置を提供できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はインタレース走査の原理を示す図、第２図はイ
ンタレース走査を実現する固体撮像素子の信号読み出し
法を示す図、第３図はＴＳＬ固体撮像素子の回路構成と
フィルタ配置図、第４図は第３図の素子を用いた従来の
単板カラー固体撮像装置の信号処理系を示す図、第５図
はインタレース走査の時空間周波数領域における標本化
周波数と静止画を撮像した時の画像の信号成分を示す図
、第６図は受像機側で行なわれるインタレース走査順次
走査をインタレース走査に変換するＥＤＴＶ用カラー撮
像装置のブロック図、第８図は第７図中の動き適応走査
線変換部のブロック図と前置フィルタの特性を示す図、
第９図は本発明の一実施例の構成を示す図、第１０図は
第９図の実施例のフィルタ配置を示す図、第１１図は第
９図の実施例で素子出力信号から輝度信号と色信号を作
るためのマトリックス係数を示す図、第１２図は本発明
の他の実施例の構成を用いられる撮像素子の回路構成図
を示す図、第１３図は本発明の別の実施例の構成とフィ
ルタ配置を示す図、第１４図は本発明のさらに別の実施
例を示す図である。９１．１２６，１３１・・・固体撮像素子、９２・・・
プリアンプ、９３・・・マトリックス、９４・・・プロ
セス回路、９５・・・走査線変換回路、９６・・・エン
コーダ、１２７，１３３・・・振り分は回路、１３１・
・・低域フィルタ、１３４・・・加算回路。邊　３　田！４　田撫五玄藺ＪｌＬ数（ブイクル／Ｊｌｌ斥す艷〕４ｇ圀）ＩｎＪｅｔ（ａ）（ンン

Claims

【特許請求の範囲】１、同一半導体基板上に２次元状に配置された光電変換
素子と、この光電変換素子に蓄積した光信号を読み出す
ための走査回路よりなる固体撮像素子と、上記光電変換
素子上に設けられたカラー化の色フィルタと、上記固体
撮像素子の信号出力より輝度信号と色信号を生成するた
めの信号処理装置よりなる固体撮像装置において、上記
光電変換素子に蓄積された光信号は各フィールドに１回
他の光電変換素子と上記固体撮像素子内で混合すること
なく読み出され、かつ、輝度信号は各行の光電変換素子
の光信号を信号処理することにより各行ごとに得られる
ことを特徴とする単板カラー固体撮像装置。２、特許請求の範囲第１項において、色信号を隣接する
２行の光信号より得、かつ、２行の組が各フィールドご
とに異なることを特徴とする単板カラー固体撮像装置。