JPS5917788A - 撮像装置 - Google Patents
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- JPS5917788A JPS5917788A JP57127960A JP12796082A JPS5917788A JP S5917788 A JPS5917788 A JP S5917788A JP 57127960 A JP57127960 A JP 57127960A JP 12796082 A JP12796082 A JP 12796082A JP S5917788 A JPS5917788 A JP S5917788A
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/40—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
- H04N25/44—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled by partially reading an SSIS array
- H04N25/447—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled by partially reading an SSIS array by preserving the colour pattern with or without loss of information
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- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/10—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
- H04N25/11—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
- H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は固体撮像素子を利用して輝度信号及び色信号を
得るカラー固体４＃）像装置、特に撮像素子の欠陥によ
る色ノイズを軽減する回路を備λ−だカラー固体撮像装
置に関するものである。 ＣＣＩ）−やＭＯＳなどの半導体を用いた固体撮像装置
が数多く提案されている。 ＣＣＤの場合には、構造としては、シリコンの半導体等
体の一面に５ｉｎ２層を形成し、その上に電極を一定間
隔に形成し、この電極被着側或いはこれとは反対側より
被写体像を光学的に投影して半導体の各電極下の部分に
電荷を蓄積し、この蓄積された信号を電極に与えるクロ
ックパルスによって順次転送して読出すようになってい
る。しかし、このような固体撮像装置では半導体の結晶
を一定の面積にわた−って均一に形成する事が難かしく
、局部的に結晶欠陥が生じ、この結晶欠陥がある部分で
電荷が発生しやすくなるので、暗電流がこの部分で他の
部分に比べて異常に大きくなる傾向がある。 このだめ、撮像出力信号の内暗電流が大きいところでは
、ノイズが発生するので受像機の画面上では目につきや
すくなる。従来このような結晶欠陥に起因するノイズを
除去する例としてメモリ回路を設け、被写体像を撮像す
る前に結晶欠陥部分を記憶させ、このメモリ回路により
−１，１ノプリンタｌ１ｒｊ作をホ１］御する方法があ
る。第１ＩＺＩ ＆：）メモリ回路を備えた固体撮像装
置の信号処理回路の一例であるが、ここでｔ；１輝度伯
号の欠陥補ｉｆｆの一例を簡単に述べる。 １Ｊｊｌ；のノイズを除去するＶＣｌ−１、第１図に示
すようにＣ（Ａ月の出力イバ号を回ｊＪｉ ′ｒＩ’：
牛器９からの制絹；パルス全ゲート回路５４・経て」ノ
ンブリング回路２を制作１１すハばよい。即ちＣＣＬ）
１より得らｊする撮像出力に欠陥ノイズが５もる場合に
は先に欠陥ノイズの光生位ｊべを記ｔｅ Ｉ−たメモリ
回路４り の出力パルスでゲー ト回路／ｆ ％・閉じＩ−＋げ、
欠陥ノイズを例１對−０１１′直１）（Ｎの絵素１１０
号でｉ；′１″防することが一７′き、両′？ｔ１の劣
化を少なくできる。このような欠陥補償力法（」１−・
１休撮像素子を・３枚用いた３板式同体撮像装置や、あ
るいに、２枚用いだ２板式固体撮像装（Ｋ−には有用で
、イ・、る６、例数ならば、：３板式あ／、いｉｄ、
２板式（’Ｃ！ｒ Ｋ線順次式）におい１ｆ；］：３原
３原＞、Ｈのサンプリングｘｌを′多くでき、ｔ／＋ｒ
（Ｒ）、ＡｉＳ （Ｇ ）および宵（１，３）をおの
おの同一−ｉｌ： ’Ｎ線かＩ’、 イｌるので映像信
号の相関１／１が品い。。 そのため欠陥ノイズの前の映像信号で１ｈき変えても画
面Ｊ＝不自然さを感じない。 しかし単板式カメラにおいて、例、えば；３原色信号を
得る／こめにモザイクフィルタを用いている場合には、
３原色のザンブリング数が／１）なくなり信号の相関性
が少なくなる。件だ、′１“、１に隣合う水平走査線の
垂直相関を利用して色イＦ＜号を得る方式においては欠
陥ノイズの１ｔＨ前の映像信号でＨｑき変えた用台、色
ノイズが発生−Ｊ″λ０という欠点が力）つだ。 本発明は１−述の点を考慮１／ ％半導体の結晶欠陥な
どに起因する色ノイズを軽減したカラー固体操像装置を
折供するものである。 以下図面に示す実施例に広づき本発明の詳細な説明する
。 １ず本発明に用いられるＣＣＩ）についてＩｔｓ’（、
明すると、８′Ｆ、２図に示す４相駆Φ１）型のＣＣＤ
は第２図（ａ）に示す様に、φ１．φ２．φ３．φ４よ
り成る各電極を１駆動するとき、ドライバ１１に、曲流
バイアスηｒ、Ｅｆ１２をぞえＬぞれ加えることによリ
ボデンノヤルの形状１３を図に示す様に形成する。すな
わちポテンシャル井戸の底の形状が、′Ｉ′１を荷の転
送方向に向かって下降階段法にすることが
得るカラー固体４＃）像装置、特に撮像素子の欠陥によ
る色ノイズを軽減する回路を備λ−だカラー固体撮像装
置に関するものである。 ＣＣＩ）−やＭＯＳなどの半導体を用いた固体撮像装置
が数多く提案されている。 ＣＣＤの場合には、構造としては、シリコンの半導体等
体の一面に５ｉｎ２層を形成し、その上に電極を一定間
隔に形成し、この電極被着側或いはこれとは反対側より
被写体像を光学的に投影して半導体の各電極下の部分に
電荷を蓄積し、この蓄積された信号を電極に与えるクロ
ックパルスによって順次転送して読出すようになってい
る。しかし、このような固体撮像装置では半導体の結晶
を一定の面積にわた−って均一に形成する事が難かしく
、局部的に結晶欠陥が生じ、この結晶欠陥がある部分で
電荷が発生しやすくなるので、暗電流がこの部分で他の
部分に比べて異常に大きくなる傾向がある。 このだめ、撮像出力信号の内暗電流が大きいところでは
、ノイズが発生するので受像機の画面上では目につきや
すくなる。従来このような結晶欠陥に起因するノイズを
除去する例としてメモリ回路を設け、被写体像を撮像す
る前に結晶欠陥部分を記憶させ、このメモリ回路により
−１，１ノプリンタｌ１ｒｊ作をホ１］御する方法があ
る。第１ＩＺＩ ＆：）メモリ回路を備えた固体撮像装
置の信号処理回路の一例であるが、ここでｔ；１輝度伯
号の欠陥補ｉｆｆの一例を簡単に述べる。 １Ｊｊｌ；のノイズを除去するＶＣｌ−１、第１図に示
すようにＣ（Ａ月の出力イバ号を回ｊＪｉ ′ｒＩ’：
牛器９からの制絹；パルス全ゲート回路５４・経て」ノ
ンブリング回路２を制作１１すハばよい。即ちＣＣＬ）
１より得らｊする撮像出力に欠陥ノイズが５もる場合に
は先に欠陥ノイズの光生位ｊべを記ｔｅ Ｉ−たメモリ
回路４り の出力パルスでゲー ト回路／ｆ ％・閉じＩ−＋げ、
欠陥ノイズを例１對−０１１′直１）（Ｎの絵素１１０
号でｉ；′１″防することが一７′き、両′？ｔ１の劣
化を少なくできる。このような欠陥補償力法（」１−・
１休撮像素子を・３枚用いた３板式同体撮像装置や、あ
るいに、２枚用いだ２板式固体撮像装（Ｋ−には有用で
、イ・、る６、例数ならば、：３板式あ／、いｉｄ、
２板式（’Ｃ！ｒ Ｋ線順次式）におい１ｆ；］：３原
３原＞、Ｈのサンプリングｘｌを′多くでき、ｔ／＋ｒ
（Ｒ）、ＡｉＳ （Ｇ ）および宵（１，３）をおの
おの同一−ｉｌ： ’Ｎ線かＩ’、 イｌるので映像信
号の相関１／１が品い。。 そのため欠陥ノイズの前の映像信号で１ｈき変えても画
面Ｊ＝不自然さを感じない。 しかし単板式カメラにおいて、例、えば；３原色信号を
得る／こめにモザイクフィルタを用いている場合には、
３原色のザンブリング数が／１）なくなり信号の相関性
が少なくなる。件だ、′１“、１に隣合う水平走査線の
垂直相関を利用して色イＦ＜号を得る方式においては欠
陥ノイズの１ｔＨ前の映像信号でＨｑき変えた用台、色
ノイズが発生−Ｊ″λ０という欠点が力）つだ。 本発明は１−述の点を考慮１／ ％半導体の結晶欠陥な
どに起因する色ノイズを軽減したカラー固体操像装置を
折供するものである。 以下図面に示す実施例に広づき本発明の詳細な説明する
。 １ず本発明に用いられるＣＣＩ）についてＩｔｓ’（、
明すると、８′Ｆ、２図に示す４相駆Φ１）型のＣＣＤ
は第２図（ａ）に示す様に、φ１．φ２．φ３．φ４よ
り成る各電極を１駆動するとき、ドライバ１１に、曲流
バイアスηｒ、Ｅｆ１２をぞえＬぞれ加えることによリ
ボデンノヤルの形状１３を図に示す様に形成する。すな
わちポテンシャル井戸の底の形状が、′Ｉ′１を荷の転
送方向に向かって下降階段法にすることが
【す１ｊＬで
ある。点線で示したポテンシャルの形状１３′は、ポテ
ンシャルの形状１３を与える転送パルス波形のＬ＋’ｔ
ｌ相を１８０°袈化したときの伏ｉｊ９を示す。２相駆
動型のＣＣｌ３および１相駆動型のＣＣＩ）においても
、第２図（ａ）に示す様な下降ｊｌｌに １％Ｌ 、ｌ
Ｊこのポテンシャルの形状を形成しつる。本・、？−明
はそれらのタイプのＣＣＩ）にも、当然のことながら適
用＋＋ｆ能であるが、ここでＩ：ｉｄ相、駆動型のＣＣ
Ｉ）について説明するものとする。 以−に、説明したポテンシャルの形状は、電荷を転送す
るときに、本質的に必姿な形状であるが、電荷を蓄積す
る状態において１１転送電（傘に適当な電圧を印加する
ことりこより、ポテンシャルの形状を第２図（１））の
状態にすることが可能で７ｔ−）る。このときの１（■
、荷捕穫の確率分布は第２図＜ｃ）の蜂にな４ 。 こＣＤ（：ＣＤに、−・つの色配列例である第３図例示
す様な色配列のカラーフィルタ１５を図に示す様にそね
ぞれの感光素子に対応させて設ける。 なお図の様にカラーフィルタ・エレメントは垂直方向に
１つの電極の半ピッチ分だけずらせて設置しである。 このフィルタ・エレメントの組は水平方向および垂直方
向に繰返し設けられるものとする。 第３図１６．１７．１８および１９は、それぞれ赤Ｒ１
緑Ｇ１青ＢおよびマゼンタＭａの各成分光を通過させる
カラーフィルタ・エレメントを示し２０は不透明なエレ
メントＱｐａ（ｌｕｅおよびチャネルストッパ部分の遮
光層を示している。 図の様にこのカラーフィルタはφ１７．φ２゜φ３およ
びφ４の電極からなる一つのセルに相異々る二つのカラ
ーフィルタ・エレメントをそれぞれ対応させることを特
徴としでいる。 なお第３図ではφ１．φ１′、φ１はそれぞれ同じ電極
であるが、説明の都合−ｔａ、鴇なるセルにある電極に
はそ＋ｔぞれダアシュ記号をつけた。 このカラー撮像素子に第２図（ｂ）に示ｆＦ贅なボテン
シャルの形状ができていると、第ｎ列２３のφ２電枠下
のポテンシャル井戸には、Ｒ（７）カラーフィルタ・エ
レメントを通過した光分に対応して感光素子より得られ
た信号電荷が蓄積されると同時に第２図（ｃ）の電荷捕
獲確率分布より棺］用される様にＲのカラーフィルタ・
エレメント】５の上下にあるカラーフィルタ・ニレメン
］・１５であるＧを通過１−、た光分により発生する電
荷が蓄積され、これが混色成分巧なる。今、各カラーフ
ィルタ・エレメント１５を通過し、その直下にあるポテ
ンシャル井戸に蓄積される混色成分を含斗ない電荷１け
をそれぞれ、ｒ、 ’＋１１ 、 ｍａ、 ｏｐａｑｕ
ｅの様に小文字で示すと、混色成分・もれ込隼の係数を
αとして、この第ｎ列φ２電極下のポテンシャル井戸に
蓄積される電荷量ｒ′は ｒ ＝ ｒ −４−２α・２（１） で／ｊえられる。 同様に１７で第ｎ列、φ４電極下のポテンシャル井戸に
は、 ２′＝α・ｒ ＋ ｆ＋α・ｂ（２） ａＢ １１列、（Ｐ ２’電極下のポテンシャル井戸−
には、ｂ＝２α・ ？ ＋ｂ
（８）第ｎタ１ハφ４′電極下のポ
テンシャル井戸には、２′＝α・ｒ ４− ’／＋α・
ｂ （４）第Ｔ１＋１列２４、φ２電極
下のポテンシャル井戸には、 ｍａ＝ｍａ＋２α・７（５） 第ｎ ＋ １列、ψ４電極下のボテンソヤル井戸には、 ７′−α・ｍａ＋１ （６
）第ｎ 千１列、φ２′電極１のポテンシャル井戸には
、 ｏｐａｑｕｅ’＝ ２α・７（７） 第ｎ＋１列、φ４′電極下のポテンシャル井戸にｄ：、 ７′＝α・ｍａ ＋ ？ ｆ８
１がそれぞれ蓄積されることになる。 以上は、蓄積モードにおける各電極下のポテンシャル井
戸に蓄積される電荷量を示ｌ〜だが、電荷蓄積のあと、
信号を流出するための転送モードに移るとき、各電極に
加える転送パルス電圧を変化させ、ポテンシャルの形状
を第２図（ｂ）より第２図（ａ） １．３’の様な下降
階段状に変換させる。このとき第ｎ列、φ２電極下のポ
テンシャル井戸に蓄積された電荷ｒ′と第ｎ列、φ４電
極下のポテンシャル井戸に蓄積された電荷２′は、それ
ぞれ加え合わされてφ４電極下に新しく形成された１つ
のポテンシャル井戸に蓄積されることになる。壕だ第ｎ
＋ １列、φ２電極下のポテンシャル井戸に蓄積され
た電荷ｍａ’と、第ｎ＋１列、φ４電極下のポテンシャ
ル井戸に蓄積された電荷２′はそれぞれ加え合わされて
φ４電極下のポテンシャル井戸に蓄積される。 第３図に示したカラー固体撮像素子に組み合わせだカラ
ーフィルタの繰り返し配列の一実施例を第４図に示す。 図示のように、Ｒ（赤）のカラーフィルタ・エレメント
から右に聞ａ（マゼンタ）のカラー・フィルタ、 Ｂ
（青）のカラーフィルタそしてＱｐａ（ｌｕｅ （不透
明）のカラーフィルタ・エレメントの順に繰り返し配列
が行なわれ、 Ｇ（緑）フィルタは横方向に直線的に配
列されている。 カラーフィルタ・アレイの配列法が第４図図示の場合に
は、第３図におけるφ１′、φ２′、φ３′及びφ４′
電極よりなる水平ライン２１がらは（ｂ’＋ ” ）
＋ （０ｐａＱｕｅ’＋ ｆ’） ｔ （ｒ’＋Ｆ’）
、 （ｍＢ’−１−ｆ’）が繰り返し読出されること
になる。 従ってこの時の出力信号は、第４図で３１で示した範囲
のフィルタを透過し九色光と対応することになる。又同
様にしてφ１．φ２．φ３及びφ４電極よりなる水平ラ
イン２２からは（ｒ／十１’） 、 （ｍａ’＋ｆ７’
） 、 （ｂ’＋ｒ’） 、 （０ｐａ（］ｕｅ’４１
’）が繰り返して読出され、これは第４図で３２で示す
色フィルタの範囲に対応している。 インターレース動作時においては第２図の１３に示すポ
テンシャルの形状になるように転送パルス電圧を変化さ
せるので、φ３．φ４．φ１′及びφグミ極よりなる水
平ライン２１′からは（Ｓ”４− ｂ’） ＋ （Ｓ”
＋０ｐａｑｕｅ’） ＋ （？’＋ ｒ’） ＋ （ｆ
’＋ｍａ’）が繰り返し読み出されることになり、これ
に１第４図において３１′で示すフィルタの範囲に対応
している。 この様にして読出されたカラー撮像素子からの出力信号
よりカラー信号を生ずるだめの一構成例を示す制御ブロ
ック図を第５図に示す。 同図において、３５ｔよ信号発生器で電極駆動信号φ１
〜φ４を発生する。 ３６はスイッチ回路で、信号発生器３５の駆動信号φｌ
〜φ４及びそれに直流バイアス電圧３７を加えた駆動信
号を転送モード、蓄積モードに応じてＣＣＤ ２５に切
換えて印１Ｊ１」する。スイッチ回路：３６はモード信
号Ｍの印加によってそ”の出力を変える。 ２６ ｉ１’、 Ｉ Ｈ遅延線、−水平走査期間信号を
遅延させ垂直方向の相関を利用して輝度信号Ｙ１１信号
Ｒ１青信号Ｂを得ようとするものである。 ２５は、すでに述べたモザイク状のカラーフィルタと固
体撮像素子を組合せたＣＣＩ）で第４図に相当するもの
である。ＣＣＩ）２５からの出力信号は、ノＪｌｌ ’
ｐ’？−’ｆ、％ ２７、Ｉ Ｈ遅延線２６およびスイ
ッチ回路２８の入力端子ａ、 ｔ）に導びかれている。 また】Ｈ遅延線２６の出力は、加算器２７およびスイッ
チ回路２８の入力端子す、ｃに導びかれている。 加算器２７よＩＨＩ得られる信号は、第ｎ列では第１式
〜第４式より導ひかね、今ここで、各電荷量に相当する
信号レベルをそれぞれの大文字で表わすと、 （Ｒ’＋Ｇ’） ＋ （Ｂ’＋σ）＝（］、＋２α）（
Ｒ＋２Ｇ十Ｂ）となり、また第ｎ −１−１列では第５
式〜第８式より、 （Ｍａ’＋Ｇ’） ＋ （０１）ａｑｕｅ’＋Ｇ’）
＝ （１−１−２ａ ） （Ｍａ４−２Ｇ）となりここ
でＭａ ＝ Ｒ十Ｂであるから、それぞれ輝度信号Ｙと
して用いることができる。 上の結果をみると、混色の影響はＲ＋２Ｇ十Ｂなる輝度
信号に係数（１＋２α）がかかつているだけであるから
特に問題とはならないことがわかる。寸だ、１クロツク
毎に、輝度信号が得られるので、水平方向の絵素数とし
て、比較的少ない数のＣＣＤで十分解像度を得られる可
能性を示している。 スイッチ回路２８の出力端子ｅとｆは連動して、それぞ
れ入力端子ａとＣにＩＨ期間だけ接続され、次のＩＨ期
間では、入力端子すとｄに接続される。したがって図に
示したｆＨは水平走査周波数を示している。この出力端
子ｅを減算器２９のプラス側に、出力端子ｆを減偉器２
９のマイナス側にそれぞれ接続すると、減算器２９の出
力として、（Ｒ’＋Ｇ’） −（Ｂ’−Ｇ’） ＝Ｒ−
Ｂおよび（Ｍａ’＋Ｇ′） −（０ｐａｑｕｅ’＋σ）
＝ Ｍ ａの信号がそれぞれ交互に得ることができる
。スイッチ回路２８は、Ｂ −Ｒ、−Ｍｕのごとく信号
の反転するのを防ぐ様に動作させるわけである。このと
き、混色成分は上記の様に全て、減算処理で補正されて
し捷い、得ら−ｈ、る信号は混色成分を１つたく含凍な
い信号となる。 この減算器２９の出力は加ｒｆ器３１、隣接するセル成
分の信号まで遅延させる１ビツト遅延紳３０および減算
器３２に接続される。また１ビツト遅延線３０の出力は
加設、器３１および減算器３２にそれぞれ接続される。 この様にすると加算器３１の出力に得られる信号は赤Ｒ
信号となる。また減算器３２の出力には青Ｂ （、”を
号が正負交互に得られる。この青Ｂ信号をスイッチ回路
３３にて、１ビツト毎に極性を反転して同極性のｆＢ信
号にする。次に後段のサンプルホールド回路４１．４２
について説明する。サンプル・ホールド回路４１・４２
はＣＣＤに欠陥がない時には赤Ｒ信号及びｔＢ倍信号約
１００係のデユーティでサンプル・ホールドするが、Ｃ
ＯＤに欠陥がある時は、ＣＣＤ ２５の直接出力信号と
ＩＨ遅延線２６の出力である１ ）（信号の欠陥信号に
対応する夫々のタイミングでパルスＦＰを出力するメモ
リ回路４３で制御される。即ち、サンプル・ホールド回
路４１．４２は欠陥ノイズを含んだ赤Ｒ信号・青Ｂ信号
を１ビツト前の信号で置換するよう働くため画質の劣化
（色ノイズ）を少なくできる効果がある。 そして、これらＹ、Ｒ，Ｈの各信号は、ローパス・フィ
ルタ、ｒ補正回路、マトリックス回路およびカラーエン
コーダ回路等よりなるブロク 十ノサ７４に入り、このプロセツサ４４の出力と１〜て
ＮＴＳＣカラー信号がイ（すられることに在る。 第６図は第５図の実施例における信号処理回路の特にカ
ラー信号系の構成を簡単にするとともに、輝度信号系に
もサンプル・ホールド回路を設けてＣＣＤ欠陥時のノイ
ズを軽減したものである。 第６図において第５図と同一の回路には同一の番号を付
す。 本実施例は第５図の実施例におけるサンプル・ホールド
回路４１及び４２を、赤Ｒ信号と青Ｂ信号の発生のため
の加算回路３１・減算回路３２の前段にＲ−Ｂ分離回路
・Ｍ分離回路５４として設けた事により１ビツト遅延線
３０及びスイッチ回路３３を省略し得る様にしだもので
あり、かつ、該色分離回路をＣＣＤ欠陥補償回路と兼用
したものである。 以下本実施例の動作を簡単に説明する。減算器２９の出
力として、 Ｒ−Ｂ 、 Ｍａ 、 Ｂ −Ｒ，−Ｍ−
・−・−らねる。反転器５１はＢ−Ｒ，−Ｍのごとく色
差分信号の反転するのを防ぐように動作させる訳である
。 Ｒ，−Ｂ分離回路５２は前記反転器５１の出力信号Ｒ−
Ｂ 、 Ｍａ 、 Ｒ−Ｂ 、ＭａからＲ−Ｂの信号を
サンプル・ホールドする事によりＲ−Ｂ信号を分離し次
の低域フィルタ５３で５００ ＫＨｚ程度の低域成分の
みを通過させればＮＴＳＣ信けのカラー信号赤Ｒ９青Ｂ
の差分信号Ｒ−Ｂが得られる。同様な考えでＭ分離回路
５４・低域フィルタ５５の出力としてＭａ（Ｒ＋Ｂ）が
得られる。従って加算回路３１においてＲ−ＢとＭａの
加算によりＲ信号、減算回路３２においてＭａとＲ−Ｂ
の減算によりＢ信号が簡単に得られる。 そのうえ本実施例では本回路のＹ信号についてもＣＣＤ
の欠陥ノイズの影響を軽減するよう考慮している。加算
器２７の出力ＯＨ＋ＩＨ信号ハバンドパスフィルタ５８
．トザンプル・ホールド回路５６に同時に入力される。 バンドパスフィルタ５８はＮＴＳＣの輝度信号の高域成
分ＹＨをイ［するだめであり、通常０．５ ＭＨｚから
３ ＭＨｚの伝送特性を持っている。サンプル・ホール
ド回路５６はＣＣＤに欠陥があった場合に前置信号をホ
ールドするよう動作する。そのためにメモリ回路４３に
はＣＣＩ）の欠陥ノイズがＯＨ，ＬＨ倍信号ついて、発
生する場所が記憶されている。 このサンプルホールド回路５６の出力は低域フィルタ５
７で約５００ ＫＨｚに帯域制限され、輝度信号の低域
成分として、まだ色差信号の輝度成分として利用さノ１
．る。 このようにＣＯＤの欠陥時に、輝度信号ＹＬをＯＨ信号
とＩＨ倍信号加算した信号の欠陥前の信号で置換すれば
、カラー信号Ｒ，ＢもＲ−Ｂ分離回路５２とＭ分離回路
５４においてＯＨ信号と１１■信号を利用した演算信号
の欠陥前の信号を置換（〜でいるので色差信号（Ｒ−Ｙ
ｔ、、 Ｂ−ＹＬ ）４・作るのに都合が良い。即ち欠
陥場所の色差信号が輝＋Ｅｓ４信号ＹＬ、カラー信号Ｒ
・Ｂともほぼ同一 画素のＣＣＩ）信号が利用されてい
て、しかも両方とも欠陥補償されているので従来方式よ
り高品質の画像が得られる事になる。尚上述のバンドパ
ス・フィルタ５８はサンプル・ホールド回路５Ｇの後に
置いてもよい。このようにすると無彩色のベタ画像の時
に高域の白キズが目立たなくなるので良い。又、第５図
・第６図の本発明の実施例ではＩＨ遅延線を１個使用し
ＯＨ信号とＩＨ倍信号２水平走査線の垂直相関を利用し
た方式につき説明したが、本発明はＯＨ信号・ＩＨ倍信
号びＯＨ信号を２水平走査線遅延させた２Ｈ信号との間
で垂直相関を利用した方式にも適用できる事は言うまで
もない。 以上説明したように本発明によればカラー信号処理系に
サンプル・ホールド回路を挿入し、ＣＣＤに欠陥がある
時は、欠陥前のカラー演算信号を前置ホールドする事で
カラーノイズを軽減する事が出来る。まだ前記サンプル
・ホールド回路を色分離回路と兼用する事によりカラー
信号処理回路を簡単な構成にする事が出来る。さらにＯ
Ｈ信号とＩ Ｈ信号を加算した後にザノプル ホールド
回路を設けＣＣＩ）に欠陥がある時は、欠陥前の加Ｘイ
言号を前置ホールドするようにしる色差信号についても
ノイズを減少する事ができるものである。
ある。点線で示したポテンシャルの形状１３′は、ポテ
ンシャルの形状１３を与える転送パルス波形のＬ＋’ｔ
ｌ相を１８０°袈化したときの伏ｉｊ９を示す。２相駆
動型のＣＣｌ３および１相駆動型のＣＣＩ）においても
、第２図（ａ）に示す様な下降ｊｌｌに １％Ｌ 、ｌ
Ｊこのポテンシャルの形状を形成しつる。本・、？−明
はそれらのタイプのＣＣＩ）にも、当然のことながら適
用＋＋ｆ能であるが、ここでＩ：ｉｄ相、駆動型のＣＣ
Ｉ）について説明するものとする。 以−に、説明したポテンシャルの形状は、電荷を転送す
るときに、本質的に必姿な形状であるが、電荷を蓄積す
る状態において１１転送電（傘に適当な電圧を印加する
ことりこより、ポテンシャルの形状を第２図（１））の
状態にすることが可能で７ｔ−）る。このときの１（■
、荷捕穫の確率分布は第２図＜ｃ）の蜂にな４ 。 こＣＤ（：ＣＤに、−・つの色配列例である第３図例示
す様な色配列のカラーフィルタ１５を図に示す様にそね
ぞれの感光素子に対応させて設ける。 なお図の様にカラーフィルタ・エレメントは垂直方向に
１つの電極の半ピッチ分だけずらせて設置しである。 このフィルタ・エレメントの組は水平方向および垂直方
向に繰返し設けられるものとする。 第３図１６．１７．１８および１９は、それぞれ赤Ｒ１
緑Ｇ１青ＢおよびマゼンタＭａの各成分光を通過させる
カラーフィルタ・エレメントを示し２０は不透明なエレ
メントＱｐａ（ｌｕｅおよびチャネルストッパ部分の遮
光層を示している。 図の様にこのカラーフィルタはφ１７．φ２゜φ３およ
びφ４の電極からなる一つのセルに相異々る二つのカラ
ーフィルタ・エレメントをそれぞれ対応させることを特
徴としでいる。 なお第３図ではφ１．φ１′、φ１はそれぞれ同じ電極
であるが、説明の都合−ｔａ、鴇なるセルにある電極に
はそ＋ｔぞれダアシュ記号をつけた。 このカラー撮像素子に第２図（ｂ）に示ｆＦ贅なボテン
シャルの形状ができていると、第ｎ列２３のφ２電枠下
のポテンシャル井戸には、Ｒ（７）カラーフィルタ・エ
レメントを通過した光分に対応して感光素子より得られ
た信号電荷が蓄積されると同時に第２図（ｃ）の電荷捕
獲確率分布より棺］用される様にＲのカラーフィルタ・
エレメント】５の上下にあるカラーフィルタ・ニレメン
］・１５であるＧを通過１−、た光分により発生する電
荷が蓄積され、これが混色成分巧なる。今、各カラーフ
ィルタ・エレメント１５を通過し、その直下にあるポテ
ンシャル井戸に蓄積される混色成分を含斗ない電荷１け
をそれぞれ、ｒ、 ’＋１１ 、 ｍａ、 ｏｐａｑｕ
ｅの様に小文字で示すと、混色成分・もれ込隼の係数を
αとして、この第ｎ列φ２電極下のポテンシャル井戸に
蓄積される電荷量ｒ′は ｒ ＝ ｒ −４−２α・２（１） で／ｊえられる。 同様に１７で第ｎ列、φ４電極下のポテンシャル井戸に
は、 ２′＝α・ｒ ＋ ｆ＋α・ｂ（２） ａＢ １１列、（Ｐ ２’電極下のポテンシャル井戸−
には、ｂ＝２α・ ？ ＋ｂ
（８）第ｎタ１ハφ４′電極下のポ
テンシャル井戸には、２′＝α・ｒ ４− ’／＋α・
ｂ （４）第Ｔ１＋１列２４、φ２電極
下のポテンシャル井戸には、 ｍａ＝ｍａ＋２α・７（５） 第ｎ ＋ １列、ψ４電極下のボテンソヤル井戸には、 ７′−α・ｍａ＋１ （６
）第ｎ 千１列、φ２′電極１のポテンシャル井戸には
、 ｏｐａｑｕｅ’＝ ２α・７（７） 第ｎ＋１列、φ４′電極下のポテンシャル井戸にｄ：、 ７′＝α・ｍａ ＋ ？ ｆ８
１がそれぞれ蓄積されることになる。 以上は、蓄積モードにおける各電極下のポテンシャル井
戸に蓄積される電荷量を示ｌ〜だが、電荷蓄積のあと、
信号を流出するための転送モードに移るとき、各電極に
加える転送パルス電圧を変化させ、ポテンシャルの形状
を第２図（ｂ）より第２図（ａ） １．３’の様な下降
階段状に変換させる。このとき第ｎ列、φ２電極下のポ
テンシャル井戸に蓄積された電荷ｒ′と第ｎ列、φ４電
極下のポテンシャル井戸に蓄積された電荷２′は、それ
ぞれ加え合わされてφ４電極下に新しく形成された１つ
のポテンシャル井戸に蓄積されることになる。壕だ第ｎ
＋ １列、φ２電極下のポテンシャル井戸に蓄積され
た電荷ｍａ’と、第ｎ＋１列、φ４電極下のポテンシャ
ル井戸に蓄積された電荷２′はそれぞれ加え合わされて
φ４電極下のポテンシャル井戸に蓄積される。 第３図に示したカラー固体撮像素子に組み合わせだカラ
ーフィルタの繰り返し配列の一実施例を第４図に示す。 図示のように、Ｒ（赤）のカラーフィルタ・エレメント
から右に聞ａ（マゼンタ）のカラー・フィルタ、 Ｂ
（青）のカラーフィルタそしてＱｐａ（ｌｕｅ （不透
明）のカラーフィルタ・エレメントの順に繰り返し配列
が行なわれ、 Ｇ（緑）フィルタは横方向に直線的に配
列されている。 カラーフィルタ・アレイの配列法が第４図図示の場合に
は、第３図におけるφ１′、φ２′、φ３′及びφ４′
電極よりなる水平ライン２１がらは（ｂ’＋ ” ）
＋ （０ｐａＱｕｅ’＋ ｆ’） ｔ （ｒ’＋Ｆ’）
、 （ｍＢ’−１−ｆ’）が繰り返し読出されること
になる。 従ってこの時の出力信号は、第４図で３１で示した範囲
のフィルタを透過し九色光と対応することになる。又同
様にしてφ１．φ２．φ３及びφ４電極よりなる水平ラ
イン２２からは（ｒ／十１’） 、 （ｍａ’＋ｆ７’
） 、 （ｂ’＋ｒ’） 、 （０ｐａ（］ｕｅ’４１
’）が繰り返して読出され、これは第４図で３２で示す
色フィルタの範囲に対応している。 インターレース動作時においては第２図の１３に示すポ
テンシャルの形状になるように転送パルス電圧を変化さ
せるので、φ３．φ４．φ１′及びφグミ極よりなる水
平ライン２１′からは（Ｓ”４− ｂ’） ＋ （Ｓ”
＋０ｐａｑｕｅ’） ＋ （？’＋ ｒ’） ＋ （ｆ
’＋ｍａ’）が繰り返し読み出されることになり、これ
に１第４図において３１′で示すフィルタの範囲に対応
している。 この様にして読出されたカラー撮像素子からの出力信号
よりカラー信号を生ずるだめの一構成例を示す制御ブロ
ック図を第５図に示す。 同図において、３５ｔよ信号発生器で電極駆動信号φ１
〜φ４を発生する。 ３６はスイッチ回路で、信号発生器３５の駆動信号φｌ
〜φ４及びそれに直流バイアス電圧３７を加えた駆動信
号を転送モード、蓄積モードに応じてＣＣＤ ２５に切
換えて印１Ｊ１」する。スイッチ回路：３６はモード信
号Ｍの印加によってそ”の出力を変える。 ２６ ｉ１’、 Ｉ Ｈ遅延線、−水平走査期間信号を
遅延させ垂直方向の相関を利用して輝度信号Ｙ１１信号
Ｒ１青信号Ｂを得ようとするものである。 ２５は、すでに述べたモザイク状のカラーフィルタと固
体撮像素子を組合せたＣＣＩ）で第４図に相当するもの
である。ＣＣＩ）２５からの出力信号は、ノＪｌｌ ’
ｐ’？−’ｆ、％ ２７、Ｉ Ｈ遅延線２６およびスイ
ッチ回路２８の入力端子ａ、 ｔ）に導びかれている。 また】Ｈ遅延線２６の出力は、加算器２７およびスイッ
チ回路２８の入力端子す、ｃに導びかれている。 加算器２７よＩＨＩ得られる信号は、第ｎ列では第１式
〜第４式より導ひかね、今ここで、各電荷量に相当する
信号レベルをそれぞれの大文字で表わすと、 （Ｒ’＋Ｇ’） ＋ （Ｂ’＋σ）＝（］、＋２α）（
Ｒ＋２Ｇ十Ｂ）となり、また第ｎ −１−１列では第５
式〜第８式より、 （Ｍａ’＋Ｇ’） ＋ （０１）ａｑｕｅ’＋Ｇ’）
＝ （１−１−２ａ ） （Ｍａ４−２Ｇ）となりここ
でＭａ ＝ Ｒ十Ｂであるから、それぞれ輝度信号Ｙと
して用いることができる。 上の結果をみると、混色の影響はＲ＋２Ｇ十Ｂなる輝度
信号に係数（１＋２α）がかかつているだけであるから
特に問題とはならないことがわかる。寸だ、１クロツク
毎に、輝度信号が得られるので、水平方向の絵素数とし
て、比較的少ない数のＣＣＤで十分解像度を得られる可
能性を示している。 スイッチ回路２８の出力端子ｅとｆは連動して、それぞ
れ入力端子ａとＣにＩＨ期間だけ接続され、次のＩＨ期
間では、入力端子すとｄに接続される。したがって図に
示したｆＨは水平走査周波数を示している。この出力端
子ｅを減算器２９のプラス側に、出力端子ｆを減偉器２
９のマイナス側にそれぞれ接続すると、減算器２９の出
力として、（Ｒ’＋Ｇ’） −（Ｂ’−Ｇ’） ＝Ｒ−
Ｂおよび（Ｍａ’＋Ｇ′） −（０ｐａｑｕｅ’＋σ）
＝ Ｍ ａの信号がそれぞれ交互に得ることができる
。スイッチ回路２８は、Ｂ −Ｒ、−Ｍｕのごとく信号
の反転するのを防ぐ様に動作させるわけである。このと
き、混色成分は上記の様に全て、減算処理で補正されて
し捷い、得ら−ｈ、る信号は混色成分を１つたく含凍な
い信号となる。 この減算器２９の出力は加ｒｆ器３１、隣接するセル成
分の信号まで遅延させる１ビツト遅延紳３０および減算
器３２に接続される。また１ビツト遅延線３０の出力は
加設、器３１および減算器３２にそれぞれ接続される。 この様にすると加算器３１の出力に得られる信号は赤Ｒ
信号となる。また減算器３２の出力には青Ｂ （、”を
号が正負交互に得られる。この青Ｂ信号をスイッチ回路
３３にて、１ビツト毎に極性を反転して同極性のｆＢ信
号にする。次に後段のサンプルホールド回路４１．４２
について説明する。サンプル・ホールド回路４１・４２
はＣＣＤに欠陥がない時には赤Ｒ信号及びｔＢ倍信号約
１００係のデユーティでサンプル・ホールドするが、Ｃ
ＯＤに欠陥がある時は、ＣＣＤ ２５の直接出力信号と
ＩＨ遅延線２６の出力である１ ）（信号の欠陥信号に
対応する夫々のタイミングでパルスＦＰを出力するメモ
リ回路４３で制御される。即ち、サンプル・ホールド回
路４１．４２は欠陥ノイズを含んだ赤Ｒ信号・青Ｂ信号
を１ビツト前の信号で置換するよう働くため画質の劣化
（色ノイズ）を少なくできる効果がある。 そして、これらＹ、Ｒ，Ｈの各信号は、ローパス・フィ
ルタ、ｒ補正回路、マトリックス回路およびカラーエン
コーダ回路等よりなるブロク 十ノサ７４に入り、このプロセツサ４４の出力と１〜て
ＮＴＳＣカラー信号がイ（すられることに在る。 第６図は第５図の実施例における信号処理回路の特にカ
ラー信号系の構成を簡単にするとともに、輝度信号系に
もサンプル・ホールド回路を設けてＣＣＤ欠陥時のノイ
ズを軽減したものである。 第６図において第５図と同一の回路には同一の番号を付
す。 本実施例は第５図の実施例におけるサンプル・ホールド
回路４１及び４２を、赤Ｒ信号と青Ｂ信号の発生のため
の加算回路３１・減算回路３２の前段にＲ−Ｂ分離回路
・Ｍ分離回路５４として設けた事により１ビツト遅延線
３０及びスイッチ回路３３を省略し得る様にしだもので
あり、かつ、該色分離回路をＣＣＤ欠陥補償回路と兼用
したものである。 以下本実施例の動作を簡単に説明する。減算器２９の出
力として、 Ｒ−Ｂ 、 Ｍａ 、 Ｂ −Ｒ，−Ｍ−
・−・−らねる。反転器５１はＢ−Ｒ，−Ｍのごとく色
差分信号の反転するのを防ぐように動作させる訳である
。 Ｒ，−Ｂ分離回路５２は前記反転器５１の出力信号Ｒ−
Ｂ 、 Ｍａ 、 Ｒ−Ｂ 、ＭａからＲ−Ｂの信号を
サンプル・ホールドする事によりＲ−Ｂ信号を分離し次
の低域フィルタ５３で５００ ＫＨｚ程度の低域成分の
みを通過させればＮＴＳＣ信けのカラー信号赤Ｒ９青Ｂ
の差分信号Ｒ−Ｂが得られる。同様な考えでＭ分離回路
５４・低域フィルタ５５の出力としてＭａ（Ｒ＋Ｂ）が
得られる。従って加算回路３１においてＲ−ＢとＭａの
加算によりＲ信号、減算回路３２においてＭａとＲ−Ｂ
の減算によりＢ信号が簡単に得られる。 そのうえ本実施例では本回路のＹ信号についてもＣＣＤ
の欠陥ノイズの影響を軽減するよう考慮している。加算
器２７の出力ＯＨ＋ＩＨ信号ハバンドパスフィルタ５８
．トザンプル・ホールド回路５６に同時に入力される。 バンドパスフィルタ５８はＮＴＳＣの輝度信号の高域成
分ＹＨをイ［するだめであり、通常０．５ ＭＨｚから
３ ＭＨｚの伝送特性を持っている。サンプル・ホール
ド回路５６はＣＣＤに欠陥があった場合に前置信号をホ
ールドするよう動作する。そのためにメモリ回路４３に
はＣＣＩ）の欠陥ノイズがＯＨ，ＬＨ倍信号ついて、発
生する場所が記憶されている。 このサンプルホールド回路５６の出力は低域フィルタ５
７で約５００ ＫＨｚに帯域制限され、輝度信号の低域
成分として、まだ色差信号の輝度成分として利用さノ１
．る。 このようにＣＯＤの欠陥時に、輝度信号ＹＬをＯＨ信号
とＩＨ倍信号加算した信号の欠陥前の信号で置換すれば
、カラー信号Ｒ，ＢもＲ−Ｂ分離回路５２とＭ分離回路
５４においてＯＨ信号と１１■信号を利用した演算信号
の欠陥前の信号を置換（〜でいるので色差信号（Ｒ−Ｙ
ｔ、、 Ｂ−ＹＬ ）４・作るのに都合が良い。即ち欠
陥場所の色差信号が輝＋Ｅｓ４信号ＹＬ、カラー信号Ｒ
・Ｂともほぼ同一 画素のＣＣＩ）信号が利用されてい
て、しかも両方とも欠陥補償されているので従来方式よ
り高品質の画像が得られる事になる。尚上述のバンドパ
ス・フィルタ５８はサンプル・ホールド回路５Ｇの後に
置いてもよい。このようにすると無彩色のベタ画像の時
に高域の白キズが目立たなくなるので良い。又、第５図
・第６図の本発明の実施例ではＩＨ遅延線を１個使用し
ＯＨ信号とＩＨ倍信号２水平走査線の垂直相関を利用し
た方式につき説明したが、本発明はＯＨ信号・ＩＨ倍信
号びＯＨ信号を２水平走査線遅延させた２Ｈ信号との間
で垂直相関を利用した方式にも適用できる事は言うまで
もない。 以上説明したように本発明によればカラー信号処理系に
サンプル・ホールド回路を挿入し、ＣＣＤに欠陥がある
時は、欠陥前のカラー演算信号を前置ホールドする事で
カラーノイズを軽減する事が出来る。まだ前記サンプル
・ホールド回路を色分離回路と兼用する事によりカラー
信号処理回路を簡単な構成にする事が出来る。さらにＯ
Ｈ信号とＩ Ｈ信号を加算した後にザノプル ホールド
回路を設けＣＣＩ）に欠陥がある時は、欠陥前の加Ｘイ
言号を前置ホールドするようにしる色差信号についても
ノイズを減少する事ができるものである。
第１図ｔ」従来の撮像装置の要部構成図、第２図（ａ）
、 （ｂ） 、 （ｃ）は本発明に適用し得るフレー
ム転送型ＣＣＩ）の構造及び機能を説１明する説明図、
第３図・第４図はそれぞれ本発明に１闇用可能なカラー
フィルタの配列をあられした説明図、第５図は本発明の
第１の実施例図、第６図は本発明の第２の実施例図であ
る。 １１はＣＣＤドライブ回路、１２はバイアス電圧、１３
・１３′は電荷転送時のポテンシャル形状、１４は電荷
蓄積時のポテンシャル形状、１５はカラーフィルタ、２
６はＩＨ遅延線、２７は加ｑ器、２８はスイッチ回路、
２９は減算器、４１・４２はサンプル・ホールド回路、
５２はＲ−Ｂ分離回路、５３はＭ分離回路、４３はメモ
リ回路、５６はサンプル・ホールド回路、５８はバンド
パスフィルタである。 特許出願人 キャノン株式会社 代 理 人 丸 島 儀 −ｒ゛り“″′
可：・４・１ｔｋｒ’！七；ノ
、 （ｂ） 、 （ｃ）は本発明に適用し得るフレー
ム転送型ＣＣＩ）の構造及び機能を説１明する説明図、
第３図・第４図はそれぞれ本発明に１闇用可能なカラー
フィルタの配列をあられした説明図、第５図は本発明の
第１の実施例図、第６図は本発明の第２の実施例図であ
る。 １１はＣＣＤドライブ回路、１２はバイアス電圧、１３
・１３′は電荷転送時のポテンシャル形状、１４は電荷
蓄積時のポテンシャル形状、１５はカラーフィルタ、２
６はＩＨ遅延線、２７は加ｑ器、２８はスイッチ回路、
２９は減算器、４１・４２はサンプル・ホールド回路、
５２はＲ−Ｂ分離回路、５３はＭ分離回路、４３はメモ
リ回路、５６はサンプル・ホールド回路、５８はバンド
パスフィルタである。 特許出願人 キャノン株式会社 代 理 人 丸 島 儀 −ｒ゛り“″′
可：・４・１ｔｋｒ’！七；ノ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 光学像を電気信号に変換する受光面を有する撮像手段と
。 該受光面の前面に配ＩＷされた色フィルターと、前記受
光面の異なる位置からの出力信号を演算する事により色
情報を含む信号を形成する信号形成手段と、 前記受光面の欠陥位置を記憶する記憶手段と、前記Ｍｌ
：憶手段の出力により欠陥６ｒ置に於て前記信号形成手
段の出力を該イハ号形成手段の出力とＩＮ〜換える手段
とを有する撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57127960A JPS5917788A (ja) | 1982-07-22 | 1982-07-22 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57127960A JPS5917788A (ja) | 1982-07-22 | 1982-07-22 | 撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5917788A true JPS5917788A (ja) | 1984-01-30 |
Family
ID=14972916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57127960A Pending JPS5917788A (ja) | 1982-07-22 | 1982-07-22 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5917788A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6285591A (ja) * | 1985-10-11 | 1987-04-20 | Canon Inc | 撮像装置 |
-
1982
- 1982-07-22 JP JP57127960A patent/JPS5917788A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6285591A (ja) * | 1985-10-11 | 1987-04-20 | Canon Inc | 撮像装置 |
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