JP2635545B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
- Publication number
- JP2635545B2 JP2635545B2 JP60280437A JP28043785A JP2635545B2 JP 2635545 B2 JP2635545 B2 JP 2635545B2 JP 60280437 A JP60280437 A JP 60280437A JP 28043785 A JP28043785 A JP 28043785A JP 2635545 B2 JP2635545 B2 JP 2635545B2
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- Japan
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- filter
- solid
- imaging device
- state imaging
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- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、一つの固体撮像素子でカラー映像信号を得
る固体撮像装置の改良に関する。
る固体撮像装置の改良に関する。
従来よりCCD型、MOS型等の固体撮像素子を１個だけ用
いてカラー画像を得る単板式の固体撮像装置が知られて
いる。このような固体撮像装置に使用される固体撮像素
子は、その電荷蓄積モードの種類によって、１フレーム
期間毎に信号を読出すフレーム蓄積モードと、１フィー
ルド期間毎に信号を読出すフィールド蓄積モードとに大
別される。フレーム蓄積モードでは、各画素の信号が１
画素毎に分離されて出力されるため、解像度は良いが入
射光学像の高域成分が空間サンプリング周波数付近にお
いて折返し、モアレ現象を生じるという欠点がある。一
方、フィールド蓄積モードでは、インターレース読出し
を行う場合、各フィールドにおいて隣接する垂直２画素
の信号を混合して出力するため、垂直方向のモアレ現象
は減少するが、垂直解像度が低下するという欠点があ
る。固体撮像装置を用いた電子スチルカメラでは、シャ
ッターで制御された一瞬の入射光により解像度の高いフ
レーム画を得たいという要求があるため、フレーム蓄積
モードにおいてのモアレ低減が開発段階における一つの
課題であった。
いてカラー画像を得る単板式の固体撮像装置が知られて
いる。このような固体撮像装置に使用される固体撮像素
子は、その電荷蓄積モードの種類によって、１フレーム
期間毎に信号を読出すフレーム蓄積モードと、１フィー
ルド期間毎に信号を読出すフィールド蓄積モードとに大
別される。フレーム蓄積モードでは、各画素の信号が１
画素毎に分離されて出力されるため、解像度は良いが入
射光学像の高域成分が空間サンプリング周波数付近にお
いて折返し、モアレ現象を生じるという欠点がある。一
方、フィールド蓄積モードでは、インターレース読出し
を行う場合、各フィールドにおいて隣接する垂直２画素
の信号を混合して出力するため、垂直方向のモアレ現象
は減少するが、垂直解像度が低下するという欠点があ
る。固体撮像装置を用いた電子スチルカメラでは、シャ
ッターで制御された一瞬の入射光により解像度の高いフ
レーム画を得たいという要求があるため、フレーム蓄積
モードにおいてのモアレ低減が開発段階における一つの
課題であった。
そこで、この要求に対し、固体撮像装置に入射される
光を例えば光学水晶フィルタなどでぼかし、ある程度解
像度を犠牲にしてモアレを低減することが考えられてい
る。
光を例えば光学水晶フィルタなどでぼかし、ある程度解
像度を犠牲にしてモアレを低減することが考えられてい
る。
以下、第５図に示す従来のフレーム蓄積モードで用い
られるモザイクフィルタの色フィルタ配置を例にとり、
モアレの低減と解像度の低下との関係について説明す
る。
られるモザイクフィルタの色フィルタ配置を例にとり、
モアレの低減と解像度の低下との関係について説明す
る。
このフィルタは、いわゆるＧ市松R/B線順次配列と呼
ばれるもので、ＧフィルタとR/Bフィルタとを市松状に
配置したものである。第６図はこのモザイクフィルタを
用いた固体撮像素子により、空間サンプリングされた場
合の空間周波数スペクトル図である。◯印はＧの色フィ
ルタによるモアレの発生位置を示し、×印はＲとＢの色
フィルタによるモアレの発生位置を示している。固体撮
像素子の画素数から決定される空間サンプリング周波数
を、水平方向fH、垂直方向fVとすると、ＲとＢのモアレ
は水平方向にはfH/2とその整数倍の位置に生じるため、
少なくとも一番低い周波数であるfH/2の空間周波数に相
当する入射光を光学水晶フィルタなどによってぼかし
て、モアレを減少しなければならない。垂直方向にはfV
/4とその整数倍の位置にモアレを生じるため、少なくと
も一番低い周波数であるfV/4の空間周波数に相当する入
射光をやはり同様にぼかしてモアレを低減しなければな
らない。
ばれるもので、ＧフィルタとR/Bフィルタとを市松状に
配置したものである。第６図はこのモザイクフィルタを
用いた固体撮像素子により、空間サンプリングされた場
合の空間周波数スペクトル図である。◯印はＧの色フィ
ルタによるモアレの発生位置を示し、×印はＲとＢの色
フィルタによるモアレの発生位置を示している。固体撮
像素子の画素数から決定される空間サンプリング周波数
を、水平方向fH、垂直方向fVとすると、ＲとＢのモアレ
は水平方向にはfH/2とその整数倍の位置に生じるため、
少なくとも一番低い周波数であるfH/2の空間周波数に相
当する入射光を光学水晶フィルタなどによってぼかし
て、モアレを減少しなければならない。垂直方向にはfV
/4とその整数倍の位置にモアレを生じるため、少なくと
も一番低い周波数であるfV/4の空間周波数に相当する入
射光をやはり同様にぼかしてモアレを低減しなければな
らない。
このように、従来のフレーム蓄積モード用モザイクフ
ィルタを用いた固体撮像装置では、モアレを低減させる
ためにフレーム蓄積モードにも拘らず、解像度を大幅に
犠牲にした画像になるか、または解像度の良い画像を得
るためにモアレが多い画像になってしまうという問題が
あった。
ィルタを用いた固体撮像装置では、モアレを低減させる
ためにフレーム蓄積モードにも拘らず、解像度を大幅に
犠牲にした画像になるか、または解像度の良い画像を得
るためにモアレが多い画像になってしまうという問題が
あった。
本発明は、このような問題に基づきなされたもので、
その目的とするところは、解像度の大幅な低下を伴わず
にモアレを低減することができ、もって画質良好なカラ
ー画像信号を得ることのできる固体撮像装置を提供する
ことにある。
その目的とするところは、解像度の大幅な低下を伴わず
にモアレを低減することができ、もって画質良好なカラ
ー画像信号を得ることのできる固体撮像装置を提供する
ことにある。
本発明はフレーム蓄積モードで駆動される固体撮像素
子と、この固体撮像素子の受光面上に配置されたモザイ
クフィルタとを具備する固体撮像装置において、モザイ
クフィルタを水平方向１画素置きに垂直方向に延びたス
トライプ状に配置された第１の色フィルタと、この第１
の色フィルタのストライプの間に水平方向に交互に配置
され、かつ垂直方向に垂直方向１画素毎に交互に配置さ
れた第２の色フィルタおよび第３の色フィルタとにより
構成したことを特徴とする。
子と、この固体撮像素子の受光面上に配置されたモザイ
クフィルタとを具備する固体撮像装置において、モザイ
クフィルタを水平方向１画素置きに垂直方向に延びたス
トライプ状に配置された第１の色フィルタと、この第１
の色フィルタのストライプの間に水平方向に交互に配置
され、かつ垂直方向に垂直方向１画素毎に交互に配置さ
れた第２の色フィルタおよび第３の色フィルタとにより
構成したことを特徴とする。
本発明によれば、第１、第２および第３の色フィルタ
のそれぞれによる垂直方向サンプリング周期が、垂直画
素周期に等しいため、従来のモザイクフィルタに比べて
垂直方向のモアレ発生を抑制することができる。したが
って、フレーム蓄積モードの単板式固体撮像装置におい
て、垂直解像度を大幅に低下させることなくモアレを低
減でき、画質良好なカラー画像信号を得ることができ
る。
のそれぞれによる垂直方向サンプリング周期が、垂直画
素周期に等しいため、従来のモザイクフィルタに比べて
垂直方向のモアレ発生を抑制することができる。したが
って、フレーム蓄積モードの単板式固体撮像装置におい
て、垂直解像度を大幅に低下させることなくモアレを低
減でき、画質良好なカラー画像信号を得ることができ
る。
また、本発明では各水平走査線内に第１、第２および
第３の全ての色フィルタが含まれており、各水平走査線
毎に単独で３つの色信号を得ることができる。従って、
垂直方向に隣接する両側の水平走査線で得られた信号か
ら補間により色信号を生成する方法で問題となるような
垂直相関誤差、すなわち垂直方向で急激に色が異なるよ
うな領域での色偽信号の発生がない。
第３の全ての色フィルタが含まれており、各水平走査線
毎に単独で３つの色信号を得ることができる。従って、
垂直方向に隣接する両側の水平走査線で得られた信号か
ら補間により色信号を生成する方法で問題となるような
垂直相関誤差、すなわち垂直方向で急激に色が異なるよ
うな領域での色偽信号の発生がない。
以下、本発明の詳細を図示の実施例に基づき説明す
る。
る。
第３図は、本発明の一実施例に係る固体撮像装置の概
略構成を示した図である。
略構成を示した図である。
同図において、１は撮像レンズ、２はモアレを低減す
る光学水晶フィルタであり、３はCCD型等の固体撮像素
子で、光電変換部に蓄積された信号電荷をフレーム周期
毎に読出す、いわゆるフレーム蓄積モードで駆動される
ものである。この固体撮像素子３の受光面上には、本実
施例の要旨となるモザイクフィルタが配置されている。
このモザイクフィルタは、第１図にその色配列パターン
を示すように固体撮像素子３の各画素に対応させてG,R,
G,Bの各色フィルタを水平方向に順次配設してなる列
と、G,B,G,Rの各色フィルタを水平方向に順次配設して
なる列とを、交互に配して構成されている。固体撮像素
子３から出力される信号は、色分離回路４を介してR,G,
Bの各色信号に分離され、増幅回路5,6,7にそれぞれ導入
されている。増幅回路５の出力はローパスフィルタ（LP
F）８を介してマトリックス回路11の第１の入力端に入
力され、増幅回路６の出力はLPF9を介してマトリックス
回路11の第２の入力端に入力され、さらに増幅回路７の
出力はLPF10を介してマトリックス回路11の第３の入力
端に入力されている。そして、マトリックス回路11で生
成された輝度信号Ｙおよび色差信号Ｒ−Y,B−Ｙは、そ
れぞれカラーエンコーダ12に入力されている。
る光学水晶フィルタであり、３はCCD型等の固体撮像素
子で、光電変換部に蓄積された信号電荷をフレーム周期
毎に読出す、いわゆるフレーム蓄積モードで駆動される
ものである。この固体撮像素子３の受光面上には、本実
施例の要旨となるモザイクフィルタが配置されている。
このモザイクフィルタは、第１図にその色配列パターン
を示すように固体撮像素子３の各画素に対応させてG,R,
G,Bの各色フィルタを水平方向に順次配設してなる列
と、G,B,G,Rの各色フィルタを水平方向に順次配設して
なる列とを、交互に配して構成されている。固体撮像素
子３から出力される信号は、色分離回路４を介してR,G,
Bの各色信号に分離され、増幅回路5,6,7にそれぞれ導入
されている。増幅回路５の出力はローパスフィルタ（LP
F）８を介してマトリックス回路11の第１の入力端に入
力され、増幅回路６の出力はLPF9を介してマトリックス
回路11の第２の入力端に入力され、さらに増幅回路７の
出力はLPF10を介してマトリックス回路11の第３の入力
端に入力されている。そして、マトリックス回路11で生
成された輝度信号Ｙおよび色差信号Ｒ−Y,B−Ｙは、そ
れぞれカラーエンコーダ12に入力されている。
次にこのように構成された本実施例装置の作用につい
て説明する。
て説明する。
撮像レンズ１を介して入射された光学像は、モアレを
低減するための光学水晶フィルター２を通過した後、前
述したモザイクフィルタを通して撮像素子３の受光面上
に結像される。撮像素子３は、図示しない駆動パルス発
生回路によって駆動され、各画素の信号をたとえば電荷
結合転送によって出力する。たとえば、水平800画素、
垂直500画素で水平駆動周波数が4fsc（fscは副搬送波周
波数）である場合、Ｇの変調成分は2fscで変調され、Ｒ
とＢの変調成分はfscで変調される。色分離回路４から
出力されるG,R,B信号は、それぞれ増幅回路５、６、７
により増幅された後、それぞれの変調信号のキャリア成
分を取り除くために、Ｇ信号は2fsc以上の信号を取除く
LPF8を、Ｒ信号とＢ信号はfsc以上の信号を取除くLPF9
とLPF10をそれぞれ通過させている。特にLPF9とLPF10と
は副搬送波とのビート妨害を避けるために重要で、fsc
を除去するトラップフィルタでも良い。マトリックス回
路11では、これらR,G,B信号より、輝度信号Ｙと色差信
号Ｒ−ＹおよびＢ−Ｙを作成する。そして、これらの信
号をカラーエンコーダ12に入力しNTSC信号を得ている。
低減するための光学水晶フィルター２を通過した後、前
述したモザイクフィルタを通して撮像素子３の受光面上
に結像される。撮像素子３は、図示しない駆動パルス発
生回路によって駆動され、各画素の信号をたとえば電荷
結合転送によって出力する。たとえば、水平800画素、
垂直500画素で水平駆動周波数が4fsc（fscは副搬送波周
波数）である場合、Ｇの変調成分は2fscで変調され、Ｒ
とＢの変調成分はfscで変調される。色分離回路４から
出力されるG,R,B信号は、それぞれ増幅回路５、６、７
により増幅された後、それぞれの変調信号のキャリア成
分を取り除くために、Ｇ信号は2fsc以上の信号を取除く
LPF8を、Ｒ信号とＢ信号はfsc以上の信号を取除くLPF9
とLPF10をそれぞれ通過させている。特にLPF9とLPF10と
は副搬送波とのビート妨害を避けるために重要で、fsc
を除去するトラップフィルタでも良い。マトリックス回
路11では、これらR,G,B信号より、輝度信号Ｙと色差信
号Ｒ−ＹおよびＢ−Ｙを作成する。そして、これらの信
号をカラーエンコーダ12に入力しNTSC信号を得ている。
ここで、第２図は本実施例における固体撮像素子によ
り空間サンプリングされた場合の空間スペクトル図であ
る。◯印はＧのフィルタによるモアレの発生位置を示
し、×印はＲとＢのモアレ発生位置を示している。同図
に示されるようにＲとＢの色成分のモアレは、水平方向
の主成分（fV＝０の軸上の成分）はfH/2とその整数倍の
位置に生じ、垂直方向の主成分（fH＝０の軸上の成分）
はfVとその整数倍に位置に生じる。ここで、水平方向の
モアレのうちfH/2の位置に生じるモアレについてはこれ
を低減するために光学水晶フィルタを入れる必要がある
が、垂直方向のモアレについては最も低い周波数成分で
もfVであり、実質的にモアレとはならないため、垂直方
向のモアレを低減するための光学水晶フィルタは不要で
ある。従って、垂直解像度を低下させることなくモアレ
の少ない画像が得られる。
り空間サンプリングされた場合の空間スペクトル図であ
る。◯印はＧのフィルタによるモアレの発生位置を示
し、×印はＲとＢのモアレ発生位置を示している。同図
に示されるようにＲとＢの色成分のモアレは、水平方向
の主成分（fV＝０の軸上の成分）はfH/2とその整数倍の
位置に生じ、垂直方向の主成分（fH＝０の軸上の成分）
はfVとその整数倍に位置に生じる。ここで、水平方向の
モアレのうちfH/2の位置に生じるモアレについてはこれ
を低減するために光学水晶フィルタを入れる必要がある
が、垂直方向のモアレについては最も低い周波数成分で
もfVであり、実質的にモアレとはならないため、垂直方
向のモアレを低減するための光学水晶フィルタは不要で
ある。従って、垂直解像度を低下させることなくモアレ
の少ない画像が得られる。
以上のように本実施例によれば、フレーム蓄積モード
で駆動される固体撮像素子で垂直方向のモアレの発生が
少なく、垂直方向の解像度を低下させることがないため
に、従来よりも鮮明な画像信号を得ることができる。
で駆動される固体撮像素子で垂直方向のモアレの発生が
少なく、垂直方向の解像度を低下させることがないため
に、従来よりも鮮明な画像信号を得ることができる。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものでは
ない。例えばモザイクフィルタの色配列として、第４図
に示すようにＲの代わりにシアン（Cy）フィルタを、ま
たＢの代わりにイエロー（Ye）フィルタを配置すること
も考えられる。
ない。例えばモザイクフィルタの色配列として、第４図
に示すようにＲの代わりにシアン（Cy）フィルタを、ま
たＢの代わりにイエロー（Ye）フィルタを配置すること
も考えられる。
また、装置の構成なども本発明の要旨を逸脱しない範
囲で種々変更して実施することができる。
囲で種々変更して実施することができる。
第１図は本発明の一実施例に係る固体撮像装置に使用さ
れるモザイクフィルタの色配列を示す模式図、第２図は
同モザイクフィルタで空間サンプリングされた場合の空
間スペクトル図、第３図は同固体撮像装置の構成を示す
ブロック図、第４図は本発明の他の実施例に係る固体撮
像装置に使用されるモザイクフィルタの色配列を示す模
式図、第５図は従来の固体撮像装置に使用されるモザイ
クフィルタの色配列を示す模式図、第６図は同モザイク
フィルタで空間サンプリングされた場合の空間スペクト
ル図である。 １……撮像レンズ、２……光学水晶フィルタ、３……固
体撮像素子、４……色分離回路、5,6,7……増幅回路、
8,9,10……ローパスフィルタ、11……マトリックス回
路、12……カラーエンコーダ。
れるモザイクフィルタの色配列を示す模式図、第２図は
同モザイクフィルタで空間サンプリングされた場合の空
間スペクトル図、第３図は同固体撮像装置の構成を示す
ブロック図、第４図は本発明の他の実施例に係る固体撮
像装置に使用されるモザイクフィルタの色配列を示す模
式図、第５図は従来の固体撮像装置に使用されるモザイ
クフィルタの色配列を示す模式図、第６図は同モザイク
フィルタで空間サンプリングされた場合の空間スペクト
ル図である。 １……撮像レンズ、２……光学水晶フィルタ、３……固
体撮像素子、４……色分離回路、5,6,7……増幅回路、
8,9,10……ローパスフィルタ、11……マトリックス回
路、12……カラーエンコーダ。
Claims (3)
- 【請求項１】フレーム蓄積モードで駆動される固体撮像
素子と、この固体撮像素子の受光面上に配置されたモザ
イクフィルタとを具備し、 前記モザイクフィルタは、水平方向１画素置きに垂直方
向に延びたストライプ上に配置された第１の色フィルタ
と、この第１の色フィルタのストライプの間に水平方向
に交互に配置され、かつ垂直方向に垂直方向１画素毎に
交互に配置された第２の色フィルタおよび第３の色フィ
ルタとからなることを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】前記第１の色フィルタは緑フィルタであ
り、前記第２のフィルタおよび第３のフィルタは赤フィ
ルタおよび青フィルタである特許請求の範囲第１項記載
の固体撮像装置。 - 【請求項３】前記固体撮像素子の出力信号のうち、前記
第２の色フィルタを透過する色光および前記第３の色フ
ィルタを透過する色光の空間周波数成分を低減させるフ
ィルタ手段をさらに具備することを特徴とする特許請求
の範囲第１項または第２項記載の固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60280437A JP2635545B2 (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60280437A JP2635545B2 (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62140585A JPS62140585A (ja) | 1987-06-24 |
| JP2635545B2 true JP2635545B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=17625037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60280437A Expired - Lifetime JP2635545B2 (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2635545B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01307646A (ja) * | 1988-06-03 | 1989-12-12 | Dainippon Printing Co Ltd | 周期性パターン検査方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57109489A (en) * | 1980-12-26 | 1982-07-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Color solid image pickup device |
-
1985
- 1985-12-13 JP JP60280437A patent/JP2635545B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62140585A (ja) | 1987-06-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |