JP3459738B2

JP3459738B2 - 撮像装置

Info

Publication number: JP3459738B2
Application number: JP34175396A
Authority: JP
Inventors: 敏和柳井; 裕二栄木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 2003-10-27
Anticipated expiration: 2016-12-20
Also published as: JPH10191364A; US8045025B2; US20020057354A1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、全画素読み出し機
能を持ったインターライン構造を有するＣＣＤ（Charge
Coupled Device ：電荷結合素子）などの撮像素子を具
備する撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、高解像度の電子スチルカメラ
等に用いて好適な高画素数の撮像素子としては、インタ
ーライン型のＣＣＤイメージセンサがある。このＣＣＤ
イメージセンサは、図３７に例示するように、行列状に
配列されて入射した光を電荷に変換する光電変換要素
（画素）１０１と、この画素１０１のそれぞれに蓄えら
れた電荷を読み出して垂直方向に転送する垂直電荷転送
部（ＶＣＣＤ）１０２と、このＶＣＣＤ１０２から転送
されてきた信号電荷を水平方向に転送する水平電荷転送
部（ＨＣＣＤ）１０３と、転送された信号電荷を画像信
号として出力端子１０５から出力する出力部１０４とを
備えて構成されている。

【０００３】このインターライン型のＣＣＤイメージセ
ンサは、以下に示すように機能する。先ず、画素１０１
で光電変換された信号電荷がＶＣＣＤ１０２に転送さ
れ、図示の如く４相駆動型の場合には各駆動パルスφＶ
１，φＶ２，φＶ３及びφＶ４により順次ＨＣＣＤ１０
３に転送される。続いて、ＨＣＣＤ１０３において、図
示の如く２相駆動型の場合にはＶＣＣＤ１０２から転送
されてきた水平１列分の信号電荷が各駆動パルスφＨ１
及びφＨ２により順次出力部１０４に転送され、この出
力部１０４において信号電荷が画像信号（電圧）に変換
されて出力端子１０５から出力される。

【０００４】上述のＣＣＤイメージセンサを露光制御機
能を備えた撮像装置に適用した場合のブロック図を図３
８に例示する。この撮像装置は、レンズ及びその絞り
（不図示）と、上述のインターライン型のＣＣＤイメー
ジセンサである撮像素子１１１と、絞り及び撮像素子１
１１の駆動回路１１２と、画像信号に必要な処理を加え
る信号処理回路１１３と、撮像素子１１１の１回の撮影
動作で出力した全画素の画像信号を一時的に記憶する画
像メモリ１１４と、画像信号から画像を構成して表示す
る電子ビューファインダや液晶ディスプレイのような画
像表示部１１５と、撮像装置全体を制御する同期制御回
路１１６とから構成されている。

【０００５】以下、上述のように構成された撮像装置の
動作について説明する。先ず、絞りにより適切な入射光
量とされたレンズから光が撮像素子１１１に入射し、同
期制御回路１１６の制御により駆動回路１１２が駆動し
てこの光が撮像素子１１１において光電変換されて画像
信号となって出力される。続いて、この画像信号の信号
レベルに応じた同期制御回路１１６の制御によって画像
信号のレベルが制御され、或いは駆動回路１１２により
絞りが調節される。続いて、この画像信号が信号処理回
路１１３において必要な処理を受け、画像メモリ１１４
に記憶される。そして、画像表示部１１５において画像
信号に基づいて画像が構成されて表示される。

【０００６】ここで、画像表示部１１５が、撮像素子１
１１の１回の撮影動作で出力可能な画素数より垂直方向
の画素数が少ないものである場合には、撮像素子１１１
が１回の撮影動作で出力した画像信号を画像メモリ１１
４に記憶させ、垂直方向の画素列を間引いて画像表示部
１１５と同じ垂直画素数として画像表示部１１５に出力
したり、撮像素子１１１が１回の撮影動作で出力した画
像信号から信号処理回路１１３により画像表示部１１５
と同じ垂直画素数に間引いて画像メモリ１１４に記憶さ
せ、画像表示部１１５に出力したりすればよい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の撮像装置において、撮像素子が１回の撮像
動作で出力可能な画素数より垂直方向の画素数が少ない
画像表示部を組み合わせた場合、撮像素子は１回の撮像
動作で読み出すことのできる全画素数の画像信号を必ず
出力しなければならないので、１回の撮像動作に必要な
時間が長いだけでなく、画像メモリへの書き込みと読み
出しを行うために連続的に画像を表示する場合に、次の
画像がなかなか更新されずに構図を合わせることが困難
であるという問題がある。

【０００８】更に、撮像素子と画像表示部との垂直画素
数が異なるので、画像表示部との同期をとるための画像
メモリや垂直間引き手段等が必要となり、回路構成が複
雑になるとともに、製造コストも増大化するという問題
がある。

【０００９】そこで、本発明は、撮像素子が１回の撮影
動作で出力可能な画素数より、垂直方向の画素数の少な
い画像表示部を用いた場合でも、所定行の画素からの信
号電荷を間引いて撮像素子から読み出すことができ、し
かも間引かれて撮像素子から出力された画像信号からも
カラー映像を形成することが可能であり、撮像素子と画
像表示部との同期をとるための画像メモリや垂直間引き
手段等の特殊な装置が不必要となって回路構成の簡素化
及び回路規模の縮小化の実現を可能とする撮像装置を提
供することを目的とする。

【００１０】また、本発明は、撮像素子が１回の撮影動
作で出力可能な画素数より、垂直方向の画素数の少ない
画像表示部を用いた場合でも、撮像素子から所定行の画
素からの信号電荷を加算して読み出すことができ、しか
も加算されて撮像素子から出力された画像信号からもカ
ラー映像を形成することが可能であり、暗時撮影におけ
る良好な画像表示の実現を可能とする撮像装置を提供す
ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の撮像装置は、各
色フィルタが水平及び垂直方向に配列されてなる色フィ
ルタアレイと、前記各色フィルタアレイに対応して水平
及び垂直方向に配列された光電変換要素である複数の画
素と、垂直方向の前記画素列毎に設けられ、前記画素か
らの信号を垂直方向に出力する複数の垂直出力部と、前
記複数の垂直出力部からの信号を水平方向に出力する水
平出力部とを有し、前記色フィルタアレイは、ｎを０以
上の整数として、（４ｎ＋１）行奇数列目の前記色フィ
ルタと（４ｎ＋３）行偶数列目の前記色フィルタとが同
一であり、（４ｎ＋２）行奇数列目の前記色フィルタと
（４ｎ＋４）行偶数列目の前記色フィルタとが同一であ
り、（４ｎ＋１）行偶数列目の前記色フィルタと（４ｎ
＋３）行奇数列目の前記色フィルタとが同一であり、
（４ｎ＋２）行偶数列目の前記色フィルタと（４ｎ＋
４）行奇数列目の前記色フィルタとが同一であり、垂直
方向に隣接する（４ｎ＋１）行の画素と（４ｎ＋２）行
の画素との信号を加算するとともに、垂直方向に隣接す
る（４ｎ＋３）行の画素と（４ｎ＋４）行の画素との信
号を加算する第１のモードと、前記第１のモードによっ
て加算された奇数列の（４ｎ＋１）行の画素と（４ｎ＋
２）行の画素との加算信号と、偶数列の（４ｎ＋３）行
の画素と（４ｎ＋４）行の画素との加算信号とを加算す
るとともに、前記第１のモードによって加算された偶数
列の（４ｎ＋１）行の画素と（４ｎ＋２）行の画素との
加算信号と、奇数列の（４ｎ＋３）行の画素と（４ｎ＋
４行）の画素との加算信号とを加算する第２のモードと
を有する駆動手段を有することを特徴とするものであ
る。

【００１２】本発明の撮像装置の他の様態は、前記第１
のモードにおける加算は、前記垂直出力部で加算を行
い、前記第２のモードにおける加算は、前記水平出力部
で加算を行うことを特徴とするものである。

【００１３】また、本発明の撮像装置の更に他の様態
は、前記色フィルタアレイは、黄色とシアンとが交互に
配列した行と、マゼンタと緑とが交互に配列した行と
を、垂直方向に交互に配列し、８行で１単位となるよう
に配列したことを特徴とするものである。

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る撮像装置のい
くつかの具体的な実施形態について図面を参照しながら
詳細に説明する。

【００２１】（第１の実施形態）先ず、第１の実施形態
について説明する。この第１の実施形態に係る撮像装置
は、図１に示すように、各色フィルタが水平及び垂直方
向に配列されてなる色フィルタアレイと、図示しないレ
ンズと、インターライン型のＣＣＤイメージセンサであ
る撮像素子７と、撮像素子７の駆動回路８と、撮像素子
７からの画像信号に必要な処理を加える信号処理回路９
と、画像信号から画像を構成して表示するいわゆる電子
ビューファインダや液晶ディスプレイのような画像表示
部１０と、撮像装置全体を制御する同期制御回路１１と
から構成されている。ここで、画像表示部１０は、撮像
素子７の１回の撮影動作で出力可能な画素数より垂直方
向の画素数が少なく構成されている。

【００２２】ここで、撮像素子７は、図２に示すよう
に、行列（マトリクス）状に配列されて入射した光を電
荷に変換する光電変換要素（画素）１と、この画素１の
それぞれに蓄えられた電荷を読み出して垂直方向に転送
する垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ）２と、このＶＣＣＤ２
から転送されてきた信号電荷を水平方向に転送する水平
電荷転送部（ＨＣＣＤ）３と、転送された信号電荷を画
像信号として出力端子５から出力する出力部４とを備え
て構成されている。

【００２３】この撮像素子７は、いわゆる８相駆動型の
ものであり、ＶＣＣＤ２には転送電極として機能する各
電極Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７及びＤ
８がそれぞれ設けられ、１つの画素１に２つの前記電極
が接続されている。即ち、ある画素１に電極Ｄ１，Ｄ２
が接続され、この画素１に隣接する画素１に電極Ｄ３，
Ｄ４、この画素１に隣接する画素１に電極Ｄ５，Ｄ６、
この画素１に隣接する画素１に電極Ｄ７，Ｄ８が順次接
続されており、これら画素１が１組とされて各ＶＣＣＤ
２に沿った垂直方向に繰り返し配列されている。

【００２４】これら電極Ｄ１〜Ｄ８のうち、電極Ｄ１，
Ｄ３，Ｄ５及びＤ７が読み出し電極としても機能する。
即ち、繰り返し配列された各組の画素１に対して、電極
Ｄ１，Ｄ３，Ｄ５及びＤ７がそれぞれ共通に接続されて
おり、４画素毎に電極Ｄ１，Ｄ３，Ｄ５及びＤ７がそれ
ぞれ共通に接続されていることになる。従ってこの場
合、画像表示部１０の垂直方向の画素数は、撮像素子７
の垂直方向の画素数の４分の１以上あればよい。

【００２５】電荷読み出し時には、電極Ｄ１，Ｄ３，Ｄ
５及びＤ７にφＶ１，φＶ３，φＶ５及びφＶ７が印加
されて、各画素１で光電変換された信号電荷がＶＣＣＤ
２に読み出される。また、電荷転送時には、これら電極
Ｄ１〜Ｄ８に駆動パルスφＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ
４，φＶ５，φＶ６，φＶ７及びφＶ８が印加されて、
画素１で光電変換された信号電荷がＶＣＣＤ２からＨＣ
ＣＤ３へ順次転送される。このようにして読み出され、
ＨＣＣＤ３に転送された水平１列分の画像信号は、ＨＣ
ＣＤ３において、図示の如く２相駆動型の場合には各駆
動パルスφＨ１及びφＨ２により順次出力部４に転送さ
れ、この出力部４において信号電荷が画像信号（電圧）
に変換されて出力端子５から出力される。

【００２６】色フィルタアレイは、図３に示すように、
各色フィルタが行列状に配列されて構成されている。こ
こでは、色フィルタアレイが複数の第１〜第４の色フィ
ルタからなり、第１の色フィルタが黄色（Ｙｅ）、第２
の色フィルタがシアン（Ｃｙ）、第３の色フィルタがマ
ゼンダ（Ｍｇ）、第４の色フィルタが緑色（Ｇ）のもの
とされた場合を例示する。具体的には、（４ｎ＋１）行
奇数列目の色フィルタと（４ｎ＋３）行偶数列目の色フ
ィルタとが共にＹｅ或いはＣｙで等しくされており、
（４ｎ＋２）行奇数列目の色フィルタと（４ｎ＋４）行
偶数列目の色フィルタとが共にＭｇで等しくされ、（４
ｎ＋１）行偶数列目の色フィルタと（４ｎ＋３）行奇数
列目の色フィルタとが共にＹｅ或いはＣｙで等しくさ
れ、（４ｎ＋２）行偶数列目の色フィルタと（４ｎ＋
４）行奇数列目の色フィルタとが共にＧで等しくされて
いる。

【００２７】図４に、撮像素子７の各画素１に対応する
色フィルタが配された様子を模式的に示す。ここで、Ｖ
ＣＣＤ２については、駆動パルスφＶ１〜φＶ８の印加
される電極Ｄ１〜Ｄ８のみが示され、ＨＣＣＤ３につい
ては、駆動パルスφＨ１，φＨ２の印加される電極のみ
が示されている。ＶＣＣＤ２の転送方向は下方向とさ
れ、ＨＣＣＤ３の転送方向は左方向とされている。

【００２８】以下、上述のように構成された撮像装置に
おいて、各色フィルタに対応した画素１に蓄積された信
号電荷を読み出して画像信号として出力する方法につい
て、図５〜図１３を用いて説明する。この第１の実施形
態においては、所定行の画素１からの信号電荷を間引い
て読み出し、垂直４行分に対して１行分を画像信号とし
て撮像素子７から出力することができる。

【００２９】図５に示すように、各色フィルタに対応し
た信号電荷が各画素１に蓄積された状態から読み出しが
開始される。

【００３０】先ず、図６に示すように、ＶＣＣＤ２のう
ち、電極Ｄ７，Ｄ５に読み出しの駆動パルスφＶ７，φ
Ｖ５が印加され、（４ｎ＋１）行及び（４ｎ＋２）行の
信号電荷がそれぞれ読み出される。

【００３１】続いて、図７に示すように、読み出されな
かった（４ｎ＋３）行及び（４ｎ＋４）行の信号電荷が
例えば基板に掃き出される。このときから、画素１にお
いては、光電変換による信号電荷の蓄積が始まるが、こ
の様子はここでは図示しない。

【００３２】続いて、図８に示すように、読み出された
（４ｎ＋１）行及び（４ｎ＋２）行の信号電荷が加算さ
れて電極Ｄ６，Ｄ７に保持される。

【００３３】続いて、図９に示すように、４画素分の垂
直転送が行われる。このとき、加算された１行目と２行
目の信号電荷がＨＣＣＤ３に転送されることになる。

【００３４】続いて、図１０に示すように、ＨＣＣＤ３
に転送の駆動パルスを加えることにより、加算された１
行目と２行目の信号電荷が画像信号として出力される。
このとき、出力された画像信号をＳ（odd ）とすると、
このＳ（odd ）は、色信号として（Ｙｅ＋Ｍｇ）及び
（Ｃｙ＋Ｇ）がこの順序で繰り返したものとなる。

【００３５】続いて、図１１に示すように、再び４画素
分の垂直転送を行うと、加算された５行目と６行目の信
号電荷がＨＣＣＤ３に転送される。ここでは、図１２に
示すように、水平方向に１画素分のみの転送が行われ
る。

【００３６】そして、図１３に示すように、ＨＣＣＤ３
に転送の駆動パルスを印加することにより、加算された
５行目と６行目の信号電荷が画像信号として出力され
る。このとき、出力された画像信号をＳ（even）とする
と、このＳ（even）は、（Ｙｅ＋Ｇ）及び（Ｃｙ＋Ｍ
ｇ）がこの順序で繰り返したものとなる。ここで、Ｓ
（odd ）及びＳ（even）は、色差線順次信号となってい
る。なお、図１２において、水平方向に１画素分のみの
転送を行ったが、これはＳ（odd ）とＳ（even）とのタ
イミングを合わせるためである。以降、図９〜図１３ま
での動作を繰り返すことにより、１画面分の画像信号の
うち、垂直方向の４行に対して１行分に相当する画像信
号が出力される。この画像信号は、Ｓ（odd ）とＳ（ev
en）とが繰り返された色差線順次信号となる。

【００３７】本第１の実施形態の撮像装置は、上述の間
引き処理を含む色差線順次信号の出力を以下のようにし
て実行する。即ち、駆動回路８が、同期制御回路１１か
らの制御信号により、必要な間引き動作をされた信号が
出力されるように撮像素子７に駆動パルスを発生させ
る。そして、撮像素子７から出力された信号は、同期制
御回路１１からの制御信号により、信号処理回路９で信
号処理され、撮像素子７の出力部４から色差線順次信号
として出力されることになる。

【００３８】このように、出力される画像信号は色差線
順次信号となるため、ビデオカメラ等で用いられている
カラー信号処理を行うことができる。更に、必要ならば
画像表示部１０の水平表示画素数に合わせて水平方向の
間引き処理や補間処理が行われる。

【００３９】上述のように、本第１の実施形態の撮像装
置によれば、画像表示部として、撮像素子１１が１回の
撮影動作で出力可能な画素数よりも垂直方向の画素数の
少ない画像表示部１０を用いた場合でも、撮像素子７か
ら所定行の画素の信号電荷を間引いて読み出すことが可
能となり、画像メモリや特別な間引き手段を用いること
なしに画像表示部１０の表示速度に同期させて、撮影画
面を表示することができる。しかも、間引いて読み出さ
れた画像信号から、カラーの映像信号を形成することが
可能となる。

【００４０】また、図６において、ＶＣＣＤ２の電極の
うち、電極Ｄ３及びＤ１に読み出しの駆動パルスφＶ３
及びφＶ１を印加して、（４ｎ＋３）行及び（４ｎ＋
４）行の信号電荷をそれぞれ対応する電極Ｄ３及びＤ１
に読み出し、加算し出力して、上述した第１の実施形態
の動作と組み合わせることもできる。この場合、インタ
レース動作で表示のできる画像表示部にも対応可能とな
る。

【００４１】（第２の実施形態）続いて、第２の実施形
態について説明する。なお、第１の実施形態に係る撮像
装置と同様の構成要素等については同符号を記す。

【００４２】この第２の実施形態に係る撮像装置は、第
１の実施形態の撮像装置とほぼ同様の構成を有するが、
その信号電荷を読み出し方法が異なる点で相違する。

【００４３】この撮像装置においても、第１の実施形態
と同ように、その構成要素である色フィルタアレイが、
図３に示したように、各色フィルタが行列状に配列され
て構成されている。ここでは、色フィルタアレイが複数
の第１〜第４の色フィルタからなり、第１の色フィルタ
が黄色（Ｙｅ）、第２の色フィルタがシアン（Ｃｙ）、
第３の色フィルタがマゼンダ（Ｍｇ）、第４の色フィル
タが緑色（Ｇ）のものとされた場合を例示する。具体的
には、（４ｎ＋１）行奇数列目の色フィルタと（４ｎ＋
３）行偶数列目の色フィルタとが共にＹｅ或いはＣｙで
等しくされており、（４ｎ＋２）行奇数列目の色フィル
タと（４ｎ＋４）行偶数列目の色フィルタとが共にＭｇ
で等しくされ、（４ｎ＋１）行偶数列目の色フィルタと
（４ｎ＋３）行奇数列目の色フィルタとが共にＹｅ或い
はＣｙで等しくされ、（４ｎ＋２）行偶数列目の色フィ
ルタと（４ｎ＋４）行奇数列目の色フィルタとが共にＧ
で等しくされている。

【００４４】以下、上述のように構成された撮像装置に
おいて、各色フィルタに対応した画素１に蓄積された信
号電荷を読み出して画像信号として出力する方法につい
て、図１４〜図２５を用いて説明する。この第２の実施
形態においては、所定行の画素１からの信号電荷を間引
いて読み出し、垂直４行分に対して１行分を画像信号と
して撮像素子１１から出力することができる。

【００４５】図１４に示すように、各色フィルタに対応
した信号電荷が各画素１に蓄積された状態から読み出し
が開始される。

【００４６】先ず、図１５に示すように、ＶＣＣＤ２の
うち、電極Ｄ１，Ｄ３，Ｄ５，Ｄ７に読み出しの駆動パ
ルスφＶ１，φＶ３，φＶ５，φＶ７が印加され、画素
１の信号電荷が読み出される。このときから、画素１に
おいては、光電変換による信号電荷の蓄積が始まるが、
この様子はここでは図示しない。

【００４７】続いて、図１６に示すように、読み出され
た（４ｎ＋１）行と（４ｎ＋２）行の信号電荷の加算、
及び（４ｎ＋３）行と（４ｎ＋４）行の信号電荷の加算
が行われる。

【００４８】続いて、図１７に示すように、２画素分の
垂直転送が行われる。このとき、加算された１行目と２
行目の信号電荷がＨＣＣＤ３に転送されることになる。

【００４９】続いて、図１８に示すように、次にＨＣＣ
Ｄ３に転送されることになる３行目と４行目が加算され
た信号電荷が、１行目と２行目が加算された信号電荷の
うち同色の色フィルタに対応した信号電荷に加算される
ように、水平方向に１画素分のみの転送が行われる。

【００５０】続いて、図１９に示すように、垂直方向に
２画素分の転送が行われる。このとき、加算された３行
目と４行目の信号電荷が、１行目と２行目が加算された
信号電荷に対して、同色の色フィルタに対応した信号電
荷のところに加算される。

【００５１】続いて、図２０に示すように、ＨＣＣＤ３
に転送の駆動パルスを加えることにより、加算された１
行目、２行目、３行目及び４行目の信号電荷が画像信号
として出力される。このとき、出力された画像信号を
Ｓ’（odd ）とすると、このＳ’（odd ）は、色信号と
して（Ｃｙ＋Ｇ）及び（Ｙｅ＋Ｍｇ）がこの順序で繰り
返したものとなる。

【００５２】続いて、図２１に示すように、再び２画素
分の垂直転送を行うと、加算された５行目と６行目の信
号電荷がＨＣＣＤ３に転送される。

【００５３】続いて、図２２に示すように、次にＨＣＣ
Ｄ３に転送されることになる７行目と８行目が加算され
た信号電荷が、５行目と６行目が加算された信号電荷の
うち同色の色フィルタに対応した信号電荷に加算される
ように、水平方向に１画素分のみの転送が行われる。

【００５４】続いて、図２３に示すように、垂直方向に
２画素分の転送が行われる。このとき、加算された７行
目と８行目の信号電荷が、ＨＣＣＤ３に転送され、５行
目と６行目が加算された信号電荷に対して、同色の色フ
ィルタに対応した信号電荷のところに加算される。

【００５５】続いて、図２４に示すように、水平方向に
１画素分のみ転送が行われる。

【００５６】そして、図２５に示すように、ＨＣＣＤ３
に転送の駆動パルスを印加することにより、加算された
５行目、６行目、７行目及び８行目の信号電荷が画像信
号として出力される。このとき、出力された画像信号を
Ｓ’（even）とすると、このＳ’（even）は、色信号と
して（Ｃｙ＋Ｍｇ）及び（Ｙｅ＋Ｇ）がこの順序で繰り
返したものとなる。ここで、Ｓ’（odd ）及びＳ’（ev
en）は、色差線順次信号となっている。なお、図２４に
おいて、水平方向に１画素分のみの転送を行ったが、こ
れはＳ’（odd ）とＳ’（even）とのタイミングを合わ
せるためである。以降、図１７〜図２５までの動作を繰
り返すことにより、１画面分の画像信号のうち、垂直方
向の４行に対して１行分に相当する画像信号が出力され
る。この画像信号は、Ｓ’（odd ）とＳ’（even）とが
繰り返された色差線順次信号となる。

【００５７】このように、出力される画像信号は色差線
順次信号となるため、ビデオカメラ等で用いられている
カラー信号処理を行うことができる。更に、必要ならば
画像表示部１０の水平表示画素数に合わせて水平方向の
間引き処理や補間処理が行われる。

【００５８】上述のように、本第２の実施形態の撮像装
置によれば、画像表示部として、撮像素子７が１回の撮
影動作で出力可能な画素数よりも垂直方向の画素数の少
ない画像表示部１０を用いた場合でも、撮像素子７から
所定行の画素の信号電荷を間引いて読み出すことが可能
となり、画像メモリや特別な間引き手段を用いることな
しに画像表示部１０の表示速度に同期させて、撮影画面
を表示することができる。しかも、間引いて読み出され
た画像信号から、カラーの映像信号を形成することが可
能となる。

【００５９】また、本第２の実施形態においては、上述
したように、垂直方向の２画素とその斜方向の２画素の
都合４画素分の信号電荷が加算される。即ち、第１の実
施形態において間引いていた画素の信号電荷と読み出し
ていた画素の信号電荷とを加算して画像信号のレベルを
増大化させることが可能であり、暗時撮影においても良
好な画像表示が実現される。

【００６０】更に、図１６において、ＶＣＣＤ２の電極
のうち、電極Ｄ３，Ｄ４，Ｄ７及びＤ８に読み出しの駆
動パルスφＶ３，φＶ４，φＶ７及びφＶ８を印加して
読み出し、（４ｎ＋２）行と（４ｎ＋３）行の信号電荷
の加算、及び（４ｎ＋４）行と（４ｎ＋５）行の信号電
荷の加算を行った後に同様に出力動作を行うことで、第
２の実施形態の動作と組み合わせることもできる。この
場合、インタレース動作で表示のできる画像表示部にも
対応可能となる。

【００６１】以下、本第２の実施形態に係る撮像装置の
いくつかの変形例について説明する。なお、これらの変
形例においては、第２の実施形態に係る撮像装置に対応
する部材等については同符号を記して説明を省略する。

【００６２】（変形例１）先ず、変形例１について説明
する。この変形例１の撮像装置においては、その色フィ
ルタアレイの各色フィルタの配列が異なる点で第２の実
施形態に係る撮像装置と相違する。

【００６３】この変形例１においては、色フィルタアレ
イの各色フィルタを図２６〜図３０の各図に例示するよ
うに配列する。

【００６４】図２６に示す配列では、（４ｎ＋１）行奇
数列目の色フィルタと（４ｎ＋３）行偶数列目の色フィ
ルタとが共にＹｅで等しくされており、（４ｎ＋２）行
奇数列目の色フィルタと（４ｎ＋４）行偶数列目の色フ
ィルタとが共にＭｇ或いはＧで等しくされ、（４ｎ＋
１）行偶数列目の色フィルタと（４ｎ＋３）行奇数列目
の色フィルタとが共にＣｙで等しくされ、（４ｎ＋２）
行偶数列目の色フィルタと（４ｎ＋４）行奇数列目の色
フィルタとが共にＭｇ或いはＧで等しくされている。

【００６５】図２７に示す配列では、（４ｎ＋１）行奇
数列目の色フィルタと（４ｎ＋３）行偶数列目の色フィ
ルタとが共にＹｅで等しくされており、（４ｎ＋２）行
奇数列目の色フィルタと（４ｎ＋４）行偶数列目の色フ
ィルタとが共にＧで等しくされ、（４ｎ＋１）行偶数列
目の色フィルタと（４ｎ＋３）行奇数列目の色フィルタ
とが共にＣｙで等しくされ、（４ｎ＋２）行偶数列目の
色フィルタと（４ｎ＋４）行奇数列目の色フィルタとが
共にＭｇで等しくされている。

【００６６】図２８に示す配列では、（４ｎ＋１）行奇
数列目の色フィルタと（４ｎ＋３）行偶数列目の色フィ
ルタとが共にＹｅ或いはＣｙで等しくされており、（４
ｎ＋２）行奇数列目の色フィルタと（４ｎ＋４）行偶数
列目の色フィルタとが共にＭｇ或いはＧで等しくされ、
（４ｎ＋１）行偶数列目の色フィルタと（４ｎ＋３）行
奇数列目の色フィルタとが共にＹｅ或いはＣｙで等しく
され、（４ｎ＋２）行偶数列目の色フィルタと（４ｎ＋
４）行奇数列目の色フィルタとが共にＧ或いはＭｇで等
しくされている。

【００６７】図２９に示す配列では、（４ｎ＋１）行奇
数列目の色フィルタと（４ｎ＋３）行偶数列目の色フィ
ルタとが共にＹｅで等しくされており、（４ｎ＋２）行
奇数列目の色フィルタと（４ｎ＋４）行偶数列目の色フ
ィルタとが共にＭｇで等しくされ、（４ｎ＋１）行偶数
列目の色フィルタと（４ｎ＋３）行奇数列目の色フィル
タとが共にＣｙで等しくされ、（４ｎ＋２）行偶数列目
の色フィルタと（４ｎ＋４）行奇数列目の色フィルタと
が共にＧで等しくされている。

【００６８】図３０に示す配列では、（４ｎ＋１）行奇
数列目の色フィルタと（４ｎ＋３）行偶数列目の色フィ
ルタとが共にＹｅ或いはＣｙで等しくされており、（４
ｎ＋２）行奇数列目の色フィルタと（４ｎ＋４）行偶数
列目の色フィルタとが共にＧ或いはＭｇで等しくされ、
（４ｎ＋１）行偶数列目の色フィルタと（４ｎ＋３）行
奇数列目の色フィルタとが共にＣｙ或いはＹｅで等しく
され、（４ｎ＋２）行偶数列目の色フィルタと（４ｎ＋
４）行奇数列目の色フィルタとが共にＭｇ或いはＧで等
しくされている。

【００６９】この変形例１の撮像装置によれば、第２の
実施形態の場合と同様に、画像表示部として、撮像素子
７が１回の撮影動作で出力可能な画素数よりも垂直方向
の画素数の少ない画像表示部１０を用いたときに、撮像
素子７から所定行の画素の信号電荷を間引いて読み出す
ことが可能となる。従って、画像メモリや特別な間引き
手段を用いることなしに画像表示部１０の表示速度に同
期させて、撮影画面を表示することができる。しかも、
間引いて読み出された画像信号から、カラーの映像信号
を形成することが可能となる。

【００７０】また、変形例１においては、上述した図２
６〜図３０の何れの配列をもつ色フィルタアレイを備え
た場合でも、垂直方向の２画素とその斜方向の２画素の
都合４画素分の信号電荷が加算される。即ち、第１の実
施形態において間引いていた画素の信号電荷と読み出し
ていた画素の信号電荷とを加算して画像信号のレベルを
増大化させることが可能であり、暗時撮影においても良
好な画像表示が実現される。

【００７１】続いて、変形例２について説明する。この
変形例１の撮像装置においては、その色フィルタアレイ
の各色フィルタの配列が第２の実施形態の場合と異なる
とともに、信号電荷の加算方法が相違する。

【００７２】この変形例２においては、色フィルタアレ
イの各色フィルタを図３１〜図３６の各図に例示するよ
うに配列する。

【００７３】図３１に示す配列では、先ず奇数列におい
て、（８ｎ＋１）行目、（８ｎ＋３）行目及び（８ｎ＋
５）行目の色フィルタがＹｅで等しくされており、（８
ｎ＋２）行目、（８ｎ＋４）行目及び（８ｎ＋６）行目
の色フィルタがＭｇで等しくされ、（８ｎ＋７）行目の
色フィルタがＣｙ、（８ｎ＋８）行目の色フィルタがＧ
とされている。次いで、偶数列において、（８ｎ＋１）
行目、（８ｎ＋３）行目及び（８ｎ＋５）行目の色フィ
ルタがＣｙで等しくされており、（８ｎ＋２）行目、
（８ｎ＋４）行目及び（８ｎ＋６）行目の色フィルタが
Ｇで等しくされ、（８ｎ＋７）行目の色フィルタがＹ
ｅ、（８ｎ＋８）行目の色フィルタがＭｇとされてい
る。

【００７４】図３２に示す配列では、先ず奇数列におい
て、（８ｎ＋１）行目、（８ｎ＋３）行目及び（８ｎ＋
５）行目の色フィルタがＹｅで等しくされており、（８
ｎ＋２）行目、（８ｎ＋４）行目及び（８ｎ＋８）行目
の色フィルタがＭｇで等しくされ、（８ｎ＋７）行目の
色フィルタがＣｙ、（８ｎ＋６）行目の色フィルタがＧ
とされている。次いで、偶数列において、（８ｎ＋１）
行目、（８ｎ＋３）行目及び（８ｎ＋５）行目の色フィ
ルタがＣｙで等しくされており、（８ｎ＋２）行目、
（８ｎ＋４）行目及び（８ｎ＋８）行目の色フィルタが
Ｇで等しくされ、（８ｎ＋７）行目の色フィルタがＹ
ｅ、（８ｎ＋６）行目の色フィルタがＭｇとされてい
る。

【００７５】図３３に示す配列では、先ず奇数列におい
て、（８ｎ＋１）行目、（８ｎ＋３）行目及び（８ｎ＋
７）行目の色フィルタがＹｅで等しくされており、（８
ｎ＋２）行目、（８ｎ＋４）行目及び（８ｎ＋６）行目
の色フィルタがＭｇで等しくされ、（８ｎ＋５）行目の
色フィルタがＣｙ、（８ｎ＋８）行目の色フィルタがＧ
とされている。次いで、偶数列において、（８ｎ＋１）
行目、（８ｎ＋３）行目及び（８ｎ＋７）行目の色フィ
ルタがＣｙで等しくされており、（８ｎ＋２）行目、
（８ｎ＋４）行目及び（８ｎ＋６）行目の色フィルタが
Ｇで等しくされ、（８ｎ＋５）行目の色フィルタがＹ
ｅ、（８ｎ＋８）行目の色フィルタがＭｇとされてい
る。

【００７６】図３４に示す配列では、先ず奇数列におい
て、（８ｎ＋１）行目、（８ｎ＋３）行目及び（８ｎ＋
７）行目の色フィルタがＹｅで等しくされており、（８
ｎ＋２）行目、（８ｎ＋４）行目及び（８ｎ＋６）行目
の色フィルタがＧで等しくされ、（８ｎ＋５）行目の色
フィルタがＣｙ、（８ｎ＋８）行目の色フィルタがＭｇ
とされている。次いで、偶数列において、（８ｎ＋１）
行目、（８ｎ＋３）行目及び（８ｎ＋７）行目の色フィ
ルタがＣｙで等しくされており、（８ｎ＋２）行目、
（８ｎ＋４）行目及び（８ｎ＋６）行目の色フィルタが
Ｍｇで等しくされ、（８ｎ＋５）行目の色フィルタがＹ
ｅ、（８ｎ＋８）行目の色フィルタがＧとされている。

【００７７】図３５に示す配列では、先ず奇数列におい
て、（８ｎ＋１）行目、（８ｎ＋３）行目及び（８ｎ＋
５）行目の色フィルタがＣｙで等しくされており、（８
ｎ＋２）行目、（８ｎ＋４）行目及び（８ｎ＋８）行目
の色フィルタがＭｇで等しくされ、（８ｎ＋７）行目の
色フィルタがＹｅ、（８ｎ＋６）行目の色フィルタがＧ
とされている。次いで、偶数列において、（８ｎ＋１）
行目、（８ｎ＋３）行目及び（８ｎ＋５）行目の色フィ
ルタがＹｅで等しくされており、（８ｎ＋２）行目、
（８ｎ＋４）行目及び（８ｎ＋８）行目の色フィルタが
Ｇで等しくされ、（８ｎ＋７）行目の色フィルタがＣ
ｙ、（８ｎ＋６）行目の色フィルタがＭｇとされてい
る。

【００７８】図３６に示す配列では、先ず奇数列におい
て、（８ｎ＋１）行目、（８ｎ＋３）行目及び（８ｎ＋
５）行目の色フィルタがＹｅで等しくされており、（８
ｎ＋２）行目、（８ｎ＋４）行目及び（８ｎ＋６）行目
の色フィルタがＧで等しくされ、（８ｎ＋７）行目の色
フィルタがＣｙ、（８ｎ＋８）行目の色フィルタがＭｇ
とされている。次いで、偶数列において、（８ｎ＋１）
行目、（８ｎ＋３）行目及び（８ｎ＋５）行目の色フィ
ルタがＣｙで等しくされており、（８ｎ＋２）行目、
（８ｎ＋４）行目及び（８ｎ＋６）行目の色フィルタが
Ｍｇで等しくされ、（８ｎ＋７）行目の色フィルタがＹ
ｅ、（８ｎ＋８）行目の色フィルタがＧとされている。

【００７９】この変形例２の撮像装置によれば、第２の
実施形態の場合と同様に、画像表示部として、撮像素子
７が１回の撮影動作で出力可能な画素数よりも垂直方向
の画素数の少ない画像表示部１０を用いたときに、撮像
素子７から所定行の画素の信号電荷を間引いて読み出す
ことが可能となる。従って、画像メモリや特別な間引き
手段を用いることなしに画像表示部１０の表示速度に同
期させて、撮影画面を表示することができる。しかも、
間引いて読み出された画像信号から、カラーの映像信号
を形成することが可能となる。

【００８０】また、変形例２においては、上述した図３
１〜図３６の何れの配列をもつ色フィルタアレイを備え
た場合でも、垂直方向の２画素を加算した後に斜方向の
２画素の信号電荷を加算する方法と、垂直方向の２画素
を加算した後に再び垂直方向の２画素を加算する方法を
組み合わせることにより、合わせて４画素分の信号電荷
が加算されることになる。即ち、画像信号のレベルを増
大化させることが可能であり、暗時撮影においても良好
な画像表示が実現される。

【００８１】

【発明の効果】本発明の撮像装置によれば、撮像素子が
１回の撮影動作で出力可能な画素数より、垂直方向の画
素数の少ない画像表示部を用いた場合でも、所定のフィ
ルタアレイを用いて垂直方向に隣接する所定行の画素か
らの信号を加算するとともに、その加算された奇数列の
加算信号と偶数列の加算信号とをさらに加算する第２の
モード（加算信号の斜め方向の加算）を設けたことによ
り、４行の信号を１行の信号に圧縮することができる。
さらに、間引かれて撮像素子から出力された画像信号が
色差線順次信号となるためにカラー映像を形成すること
が可能となる。従って、撮像素子と画像表示部との同期
をとるための画像メモリや垂直間引き手段等の特殊な装
置が不必要となり、回路構成の簡素化や回路規模の縮小
化、製造コストの低減化の実現が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置を示す
ブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の構成
要素である撮像素子を示す模式図である。

【図３】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の構成
要素である色フィルタアレイを示す模式図である。

【図４】色フィルタアレイが撮像素子と組み合わされた
様子を示す模式図である。

【図５】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置を用い
た読み出し動作を示す模式図である。

【図６】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置を用い
た読み出し動作を示す模式図である。

【図７】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置を用い
た読み出し動作を示す模式図である。

【図８】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置を用い
た読み出し動作を示す模式図である。

【図９】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置を用い
た読み出し動作を示す模式図である。

【図１０】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置を用
いた読み出し動作を示す模式図である。

【図１１】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置を用
いた読み出し動作を示す模式図である。

【図１２】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置を用
いた読み出し動作を示す模式図である。

【図１３】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置を用
いた読み出し動作を示す模式図である。

【図１４】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置を用
いた読み出し動作を示す模式図である。

【図１５】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置を用
いた読み出し動作を示す模式図である。

【図１６】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置を用
いた読み出し動作を示す模式図である。

【図１７】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置を用
いた読み出し動作を示す模式図である。

【図１８】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置を用
いた読み出し動作を示す模式図である。

【図１９】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置を用
いた読み出し動作を示す模式図である。

【図２０】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置を用
いた読み出し動作を示す模式図である。

【図２１】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置を用
いた読み出し動作を示す模式図である。

【図２２】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置を用
いた読み出し動作を示す模式図である。

【図２３】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置を用
いた読み出し動作を示す模式図である。

【図２４】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置を用
いた読み出し動作を示す模式図である。

【図２５】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置を用
いた読み出し動作を示す模式図である。

【図２６】本発明の第２の実施形態の変形例１の撮像装
置を用いた読み出し動作を示す模式図である。

【図２７】本発明の第２の実施形態の変形例１の撮像装
置を用いた読み出し動作を示す模式図である。

【図２８】本発明の第２の実施形態の変形例１の撮像装
置を用いた読み出し動作を示す模式図である。

【図２９】本発明の第２の実施形態の変形例１の撮像装
置を用いた読み出し動作を示す模式図である。

【図３０】本発明の第２の実施形態の変形例１の撮像装
置を用いた読み出し動作を示す模式図である。

【図３１】本発明の第２の実施形態の変形例２の撮像装
置を用いた読み出し動作を示す模式図である。

【図３２】本発明の第２の実施形態の変形例２の撮像装
置を用いた読み出し動作を示す模式図である。

【図３３】本発明の第２の実施形態の変形例２の撮像装
置を用いた読み出し動作を示す模式図である。

【図３４】本発明の第２の実施形態の変形例２の撮像装
置を用いた読み出し動作を示す模式図である。

【図３５】本発明の第２の実施形態の変形例２の撮像装
置を用いた読み出し動作を示す模式図である。

【図３６】本発明の第２の実施形態の変形例２の撮像装
置を用いた読み出し動作を示す模式図である。

【図３７】従来の撮像装置を示すブロック図である。

【図３８】従来の撮像装置の構成要素である撮像素子を
示す模式図である。

【符号の説明】

１画素２ＶＣＣＤ３ＨＣＣＤ４出力部５出力端子７撮像素子レンズ８駆動回路９信号処理回路１０画像表示部１１同期制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平８−182005（ＪＰ，Ａ) 特開平９−46716（ＪＰ，Ａ) 特開平９−46715（ＪＰ，Ａ) 特開平９−331538（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 9/07

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】各色フィルタが水平及び垂直方向に配列
されてなる色フィルタアレイと、前記各色フィルタアレイに対応して水平及び垂直方向に
配列された光電変換要素である複数の画素と、垂直方向の前記画素列毎に設けられ、前記画素からの信
号を垂直方向に出力する複数の垂直出力部と、前記複数の垂直出力部からの信号を水平方向に出力する
水平出力部とを有し、前記色フィルタアレイは、ｎを０以上の整数として、（４ｎ＋１）行奇数列目の前記色フィルタと（４ｎ＋
３）行偶数列目の前記色フィルタとが同一であり、（４ｎ＋２）行奇数列目の前記色フィルタと（４ｎ＋
４）行偶数列目の前記色フィルタとが同一であり、（４ｎ＋１）行偶数列目の前記色フィルタと（４ｎ＋
３）行奇数列目の前記色フィルタとが同一であり、（４ｎ＋２）行偶数列目の前記色フィルタと（４ｎ＋
４）行奇数列目の前記色フィルタとが同一であり、垂直方向に隣接する（４ｎ＋１）行の画素と（４ｎ＋
２）行の画素との信号を加算するとともに、垂直方向に
隣接する（４ｎ＋３）行の画素と（４ｎ＋４）行の画素
との信号を加算する第１のモードと、前記第１のモードによって加算された奇数列の（４ｎ＋
１）行の画素と（４ｎ＋２）行の画素との加算信号と、
偶数列の（４ｎ＋３）行の画素と（４ｎ＋４）行の画素
との加算信号とを加算するとともに、前記第１のモード
によって加算された偶数列の（４ｎ＋１）行の画素と
（４ｎ＋２）行の画素との加算信号と、奇数列の（４ｎ
＋３）行の画素と（４ｎ＋４）行の画素との加算信号と
を加算する第２のモードとを有する駆動手段を有するこ
とを特徴とする撮像装置。
【請求項２】前記第１のモードにおける加算は、前記
垂直出力部で加算を行い、前記第２のモードにおける加
算は、前記水平出力部で加算を行うことを特徴とする請
求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】前記色フィルタアレイは、黄色とシアン
とが交互に配列した行と、マゼンタと緑とが交互に配列
した行とを、垂直方向に交互に配列し、８行で１単位と
なるように配列したことを特徴とする請求項１又は２に
記載の撮像装置。