JPS6334373Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は色分解機能を備えた固体撮像装置に関
し、特に光電変換素子の配列の改良に関するもの
である。

２次元固体撮像素子を１枚用いてカラービデオ
信号を得る単板カラー撮像装置は少くとも３色の
色分解機能を備える必要があり、通常は色フイル
タを撮像素子上に配置して被写体像を各色成分毎
に空間サンプリングする方法が採られている。こ
の場合限られた画素を有効に用いてサンプリング
の効率を高めることが望ましく、色フイルタの配
列に関して従来より種々の手法が提唱されてい
る。

例えば、輝度信号は高い解像度を必要とするの
に対し色信号は相対的に低い解像度で可能である
というビデオ信号の特質を利用し、輝度成分の大
半を占める緑色Ｇ信号用のＧフイルタのみ水平・
垂直方向とも１素子おきに配置し、その間の位置
に赤色Ｒフイルタ及び青色Ｂフイルタを各々繰返
しパターンで配置する手法は効率が高く、ベイヤ
ー配列、インターライン配列等として知られてい
る。しかしこのような配列上の工夫を行なつても
輝度信号の水平解像度は全画素を輝度信号のため
に用いた白黒撮像の場合に比べ通常は1/2に低下
する。それ故、画像信号は小領域では垂直相関性
が高いとみなしてＧ信号を垂直方向に隣接するＧ
信号により画素間補間をする手法が知られてお
り、このような補間法を用いることによつて実質
的に水平解像度は白黒撮像の場合と同程度にまで
高められる。

しかしながらビデオ信号では通常インターレー
ス動作が行なわれている。それ故上記Ｇ信号の画
素間補間をインターレース動作時に実現する方法
として、奇数フイールドと偶数フイールドを同一
配列とし、フイールド単位でＧフイルタを市松配
列とする方法が採られている。ベイヤー配列の場
合を第１図に示す。

上記奇数フイールドと偶数フイールドを同一配
列とする方法は、全画面にわたり２画素を１単位
とするものであり、画素の有効利用の見地からす
れば十分なものとは言えない。

本考案は以上のような従来のフイルター配列の
問題点に鑑みてなされたものであり、Ｇ信号のフ
イールド内画素間補間を可能としつつ、かつフイ
ールド間で配列を同一とせず、画素の有効利用を
実現し、より高い画質をもたらすものである。以
下図面を用いて本考案を詳細に説明する。

第２図はインターレース走査方式で信号の読み
出し駆動が行なわれる固体撮像装置の光像が照射
される光電変換部を示す図で、マトリクス状に２
次元に光電変換素子が配置され、各光電変換素子
に対応させて色分解機能を与えるための色フイル
タが設けられている。Ｇフイルタは第１図に示す
従来配列と同様であり水平方向には１素子おき、
垂直方向には２素子毎に２素子おきで各々繰返し
て配列されている。従つてＧ信号は単一フイール
ド内で実時間信号を１水平走査線期間（1H）遅
延した信号によつて画素間補間することが可能と
なり、高い水平解像度信号が得られる。一方、Ｒ
フイルタ及びＢフイルタはＧフイルタの間の位置
に２水平列周期で交互に配列されかつ両者が入替
る境界はＧフイルタが垂直方向に２素子隣接する
境界と一致するように配列されている。即ち、Ｒ
およびＢフイルタは同一フイルタが続く２水平列
内において各々千鳥状配列となり、水平方向には
毎画素欠落することなく常に感応するフイルタが
存在することになる。このことは単一フイールド
内で見る限りはＲ及びＢフイルタに関しても第１
図に示す従来配列と同様であるが、フイールド間
において水平方向に互いに補間する位置関係とな
つて第１図の場合と基本的に異なるものとなる。
即ち、Ｒ信号及びＢ信号の水平解像度の改善をも
たらし、インターレースによる画質改善の効果が
Ｒ及びＢ信号に対して水平方向に現われる結果と
なる。またこの配列においては、各垂直列におい
て常にＧ，Ｒ，B3フイルタが欠落することなく
夫々の周期で繰返しパターンとして存在するた
め、水平方向に輝度変化が大きい画像に対しても
偽似色信号の発生が抑えられるという長所をもあ
わせ備えている。これは第１図に示す従来配列に
はない特徴である。

上記実施例はフイルタとして緑Ｇ、赤Ｒ、青Ｂ
の３色を利用したが、第３図に示す如く他の色の
フイルタを配置して構成することも可能である。
例えば第３図ａの場合にはＧフイルタの代りに白
色Ｗフイルタを用いたものであり、高解像度信号
として輝度信号を直接得ることができるものであ
る。第３図ｂの場合はＧフイルタはそのままでＲ
フイルタは黄色Yeフイルタに、Ｂフイルタはシ
アン色Cyフイルタにそれぞれ置き代えたもので、
全画素にＧ信号成分を含ませたものである。第３
図ｃにおいてはＧフイルタをＷフイルタに、Ｒフ
イルタをYeフイルタに、ＢフイルタをCyフイル
タにそれぞれ置き代え、全画素とも光の利用効率
を高めたものである。

第４図は上記色配列構造をもつフイルタが設け
られた固体撮像装置からカラービデオ信号とし
て、Ｇ信号、Ｒ信号、Ｂ信号（又はＷ，Ｒ，Ｂ信
号、ないしＧ，Ye，Cy信号ないしＷ，Ye，Cy
信号）を分離するための回路ブロツク図である。
第２図ないし第３図ａ，ｂ，ｃに示す色配列関係
にあるカラーフイルタが設けられた固体撮像装置
１から出力された信号は、分岐され一方は直接、
他方は1H遅延回路２を通して各々ゲート回路３，
５及び４６へ導かれる。ゲート回路３，４ではＧ
信号（ないしＷ信号）のみが抽出され、２出力は
１画素周期で合成されて画素補間が行なわれ、出
力端子８に高解像度の緑色（ないし白色）ビデオ
信号が導出される。一方、ゲート回路５及び６に
入力された信号はＲ信号及びＢ信号（ないしYe
信号及びCy信号）のみが抽出され、両信号は1H
毎に交互して出力されるから切換回路７によつて
常に出力端子９には赤色ビデオ信号（ないし黄色
ビデオ信号）が、出力端子１０には青色ビデオ信
号（ないしシアン色ビデオ信号）が出力される。
即ち、Ｒ，Ｂ信号（ないしYe，Cy信号）が実時
間では1H毎に欠落するのを1H遅延した信号によ
つて補間をしている。ここで次のフイールドでは
ゲート回路５及び６で抽出される色信号は前のフ
イールドと反対となり切換回路７のタイミングは
1H移動するが、ゲート回路５と６では抽出する
タイミングが１画素周期ずれているため、出力端
子９及び１０から導出される各信号は前のフイー
ルドの場合に比べ１画素移動しており、従つて前
のフイールドの信号を補間する位置関係となる。
即ち、出力されるＲ及びＢ信号（ないしYe及び
Cy信号）は水平解像度が高められ、偽似色信号
の発生も抑えられる結果となる。

以上のように本考案によればインターレース走
査を行なつても画素間補間法を用いて輝度信号の
水平解像度向上を計ることが可能である上に、色
信号は水平方向に対してフイールド毎に互いに画
素間に得られて水平方向の解像度が向上し、かつ
水平方向の偽似色信号の発生が抑えられ、高品質
のカラービデオ信号を得ることが可能となる。

なお、本考案の実施例として第２図及び第３図
に示す配列の色フイルタが固体撮像装置上に配置
されている場合について説明したが、そのことに
限定されることなく、各光電変換素子そのものが
前記配列のように分光特性の異なる性質をもつて
いる場合についても本考案の請求範囲に含まれる
ことは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の色フイルタ配列を示す図、
第２図は本考案による色フイルタ配列の実施例を
示す図、第３図ａ，ｂ，ｃは本考案による色フイ
ルタ配列の別の実施例を示す図、第４図は本考案
によるフイルタを利用した固体撮像装置の動作を
説明するブロツク図である。 Ｇ：緑色フイルタ、Ｒ：赤色フイルタ、Ｂ：青
色フイルタ、Ｗ：白色フイルタ、Ye：黄色フイ
ルタ、Cy：シアン色フイルタ、１：固体撮像装
置、２：1H遅延回路、３，４，５，６：ゲート
回路、７：切換回路、８，９，１０：出力端子。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 画素情報の読出しをインターレース方式によつ
   て行なう撮像装置において、 第１の分光特性を有する第１の光電変換素子は
   水平方向には１素子おきに、垂直方向には２素子
   毎に２素子おきに夫々繰返して配列され、該第１
   の光電変換素子の間の位置に第２の分光特性を有
   する第２の光電変換素子及び第３の分光特性を有
   する第３の光電変換素子が２水平列同期で交互に
   配列され、かつ両者の配列が入替る境界は上記第
   １の光電変換素子が垂直方向に２素子隣接する境
   界の位置となる固体撮像装置と、 上記固体撮像装置の出力を１水平期間遅延させ
   る遅延回路と、 上記固体撮像装置の出力及び遅延回路の出力か
   ら夫々第１乃至第３の分光特性の色信号を夫々抽
   出するゲート回路とを備えてなることを特徴とす
   る単板カラー撮像装置。