JPS63138888A - 撮像装置 - Google Patents

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】 本発明は、線飛越しの相補撮像信号を別々の装置出力端
に同時に発生させる撮像装置であって、行および列でラ
スタ状に配置され画像情報に感応する撮像素子を有する
撮像部材と、画像情報積分期間中撮像素子によって撮像
された画像情報成分に対応し、ラインおよびフィールド
順次に形成された撮像信号を前記の画像情報積分期間後
に前記の装置出力端に得る為の読出部材とを有する固体
イメージセンサを具える当該撮像装置に関するものであ
る。

線飛越し撮像信号を同時に発生するこのような撮像装置
には、単一の或いは多重の線飛越し撮像信号を２或いは
それ以上のフィールド期間で発生させる通常の方法に比
べ信号がより一層迅速に発生および処理されるという利
点がある。線飛越し撮像信号を同時に発生させ処理した
後、これら信号をテープ或いはディスクその他の記録部
材に同時に記録することができ、テレビジョンにより再
生する場合これら信号を順次に発生させて線飛越し走査
を用いた通常のテレビジョン表示装置に供給するのに適
したものとしうる。

本発明の目的は、固体イメージセンサの構成を選択し、
単一の或いは多重の線飛越し撮像信号を同時に発生させ
るようにした撮像装置を提供せんとするにある。

本発明は、線飛越しの相補撮像信号を別々の装置出力端
に同時に発生させる撮像装置であって、°行および列で
ラスタ状に配置され画像情報に感応する撮像素子を有す
る撮像部材と、画像情報積分期間中撮像素子によって撮
像された画像情報成分に対応し、ラインおよびフィール
ド順次に形成された撮像信号を前記の画像情報積分期間
後に前記の装置出力端に得る為の読出部材とを有する固
体イメージセンサを具える当該撮像装置において、前記
の固体イメージセンサを電荷結合イメージセンサとして
用いる場合であってその読出部材が、前記の撮像部材と
並列結合されている少なくとも１つの並列入力直列出力
シフトレジスタを有するシフトレジスタ部材を具えてお
り、前記の撮像部材から前記のシフトレジスタ部材への
周期的な並列情報の転送および撮像部材中の情報のシフ
ト後にシフトレジスタ直列出力端への情報の直列順次の
シフトが前記のシフトレジスタ部材内で行われる場合に
は、前記の周期的な並列情報を撮像部材の少なくとも２
つの並置されている撮像素子列からシフトレジスタ部材
に点飛越し的に転送するようになっており、前記のシフ
トレジスタ部材において１つのシフトレジスタが有効に
動作する場合には、前記のシフトレジスタ直列出力端が
スイッチング回路の入力端に結合され、このスイッチン
グ回路が複数個のスイッチング出力端を有し、これら複
数個のスイッチング出力端はこれと同数の前記の装置出
力端に結合され、このスイッチング回路のスイッチング
周波数は前記の複数個のスイッチング出力端の個数に等
しい値で前記のシフトレジスタのシフト周波数を割った
値とし、シフトレジスタの部材において有効に動作する
シフトレジスタの個数が前記の装置出力端の個数に等し
い場合には、各シフトレジスタの直列出力端が関連の前
記の装置出力端に結合され、前記の周期的な並列情報転
送後に情報がシフトレジスタ部材におけるシフトレジス
タに亘って行状に点飛越し的に分布されるようになって
いることを特徴とする。

本発明は、上述したイメージセンサの具体例でそれぞれ
少なくとも２つの並置した撮像素子行から点飛越し的に
情報を処理することにより前述した本発明の目的が達成
されるという認識を基に成したものである。本発明によ
れば、単一線飛越しの場合に、例えば撮像素子の奇数番
目の行における奇数番目の撮像素子の情報成分が奇数番
目のフィールドに生じ、これと同様なことが偶数番目の
撮像素子および偶数番目の行を有する偶数番目のフィー
ルドについてもいえる。撮像信号を、■フレーム期間を
構成する２フイ一ルド期間で表示すると、単一線飛越し
で点飛越しの画像が得られる。

並列情報転送に２行ではなく３行の撮像素子を用いると
、表示に際し１フレ一ム期間当たり３フイ一ルド期間を
有する二重線飛越しで点飛越しの画像が得られ、他の多
重線飛越しで点飛越しに対しても同様なことがいえる。

撮像部材からの情報を画像信号の発生に最適に利用する
ようにした本発明による撮像装置の実施例では、単一の
、二重の、三重の或いはｎ重の線飛越しおよび点飛越し
の場合に、前記の周期的な並列情報を撮像素子の並置し
た３個、５個、７個或いは（２ｎ＋１）個の行からそれ
ぞれ周期的に転送し、中央の行の撮像素子の情報成分を
、シフトレジスタ部材中で各異なる組み合わせ毎にそれ
ぞれ２．３．４或いは（ｎ＋１）撮像素子期間のサイク
ルで周期的に上側のおよび下側の行中の対応する撮像素
子の情報成分と交互に組合わせるようにする。

例えば単一線飛越し走査で点飛越しの場合には、行中の
奇数番目の撮像素子からの情報が奇数番目のフィールド
となり、偶数番目の撮像素子が偶数番目のフィールドと
なる。例えば三重線飛越しで点飛越しの場合には、行中
の順番数１．　５．　９゜・・・；　２．　６．１０．
・・・；　３．　７．１１．・・・；および４゜８．１
２．・・・を有する撮像素子からの画像情報がそれぞれ
第１フイールド、第２フイールド、第３フイールドおよ
び第４フイールドとなる。

カラー画像記録に適しており、撮像信号が輝度、クロミ
ナンスおよび色差信号として関連の装置出力端に生じ、
イメージセンサの撮像部材が色フィルタを有している本
発明による撮像装置の実施例では、前記の色フィルタを
モザイクフィルタの形−態とし、そのモザイク領域を撮
像素子の撮像領域に対応させ、これらモザイク領域が行
および列方向で周期的に異なる色を有するようにし、前
記のシフトレジスタ部材が少なくとも２つの並列入力直
列出力シフトレジスタを有し、これら並列入力直列出力
シフトレジスタのシフトレジスタ直列出力端が撮像信号
のライン周期に等しい遅延時間を有する信号遅延装置を
経て、或いはこの信号遅延装置を側路する通路を経てマ
トリックス回路の入力端に結合され、このマトリックス
回路はその出力端に輝度信号、クロミナンス信号および
色差信号をそれぞれ発生し、これら出力端が前記のスイ
ッチング回路の入力端に結合されているようにする。

この場合、撮像装置の並置された行から生じる情報成分
を組合わせて出力信号を形成する。

信号を処理する際に所望に応じ遅延した或いは遅延しな
い信号が得られるようにする為には、本発明の他の実施
例において、少なくとも１つのシフトレジスタ直列出力
端が一方では信号遅延装置を経て、他方ではこの信号遅
延装置を側路する通路を経て、且つこれら双方で２つの
入力端および１つの出力端を有するスイッチング回路を
経てマトリックス入力端に結合され、このスイッチング
回路のスイッチング周波数がライン周波数の半分である
ようにする。

信号を処理する際に、ある撮像素子の行から得られる所
定のカラー情報と、これに並置する撮像素子の行から得
られる他のカラー情報とを２ライン期間毎に得られるよ
うにする為には、本発明による撮像装置の他の実施例に
おいて、ライン周波数の半分の周波数で動作する２つの
スイッチング回路と、２つの信号遅延装置とが設けられ
、前記の少なくとも１つのシフトレジスタ出力端が、１
つの入力端と２つのスイッチング出力端とを有する他の
スイッチング回路を経て前記の２つの信号遅延装置に且
つこれら信号遅延装置を側路する通路を経て前記の２つ
のスイッチング回路に結合され、前記の他のスイッチン
グ回路のスイッチング周波数がライン周波数の半分の周
波数に等しいようにする。

第１および第２フイールドに対する輝度信号を２つの装
置出力端に得、単一線飛越しで点飛越しの場合に２つの
対応する装置出力端にライン期間当たり交互に関連の色
差信号を得る為には、本発明の撮像装置の他の実施例に
おいて、前記のマトリックス回路は輝度信号を生じる出
力端と、赤の色差信号を生じる出力端と、青の色差信号
を生じる出力端とを有しており、これらの各出力端が前
記のシフト周波数を前記の装置出力端の個数に等しい前
記の値で割った周波数で動作する関連のスイッチング回
路の入力端に結合され、色差信号に対する２つのスイッ
チング回路が各２ライン期間で交互に１ライン期間中動
作し、これら２つのスイッチング回路の対応する出力端
が互いに接続されているようにする。

他の原色を得る為には、原色と加色とがモザイクフィル
タで生じるようにした本発明による撮像装置の実施例で
は、２つの有効に動作する並列入力直列出力シフトレジ
スタのシフトレジスタ直列出力端が信号減算回路の入力
端に結合され、この信号減算回路の出力端が信号遅延装
置に結合されているとともにこの信号遅延装置を側路す
る通路を経て前記のマ）ＩＪフックス路に結合されてい
るようにする。

図面につき本発明を説明する。

本発明による撮像装置の種々の例を示す第１〜５図にお
いて、対応する素子に同一の或いは同様な符号を付した
。第１ａ図では、撮像部材ＰＤと読出用シフトレジスタ
部材ＳＲ口とを有する電荷結合イメージセンサをＣＴ口
で示しである。撮像部材ＰＤは画像情報に感応する撮像
素子Ｐを以って構成され、これら撮像素子はラスタ中で
行Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４゜Ｒ５，−・・および列ＰＬ
、　Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，−・−、Ｐｎに配置され
ている。前記の画像情報は、記録すべきシーンから生じ
る光のような放射や、物体によって与えられる圧力や、
他の物理量に感応しうる。列を示すことは行Ｒ中の撮像
素子Ｐの計数とか、奇数番目の撮像素子Ｐｉ、　Ｒ３，
Ｒ５等とか、偶数番目の撮像素子Ｐ２．　Ｒ４等とを示
すことに相当する。第１ａ図の続出用シフトレジスタＳ
ＲＤは２つの並列入力直列出力シフトレジスタＳＲＬお
よびＳＲ２を有しているも、シフトレジスタ自体はすべ
てを示していない。ＳＴＩおよびＳｒ１はレジスタＳＲ
ＩおよびＳＲ２のレジスタ直列出力ラインをそれぞれ示
す。これらの出力ラインＳＴＩおよびＳｒ１は信号処理
回路ＳＰ１およびＳＲ２を経て撮像装置の出力端ＣＴ、
およびＣＴ２にそれぞれ結合されており、これら出力端
には、同時に発生し、線飛越しで点飛越しの相補撮像信
号ＰＳ＋およびＰＳ２が後に説明するように生ぜしめら
れる。信号処理回路ＳＰは増幅回路と、補正回路とその
他の回路とを既知のようにして有することができる。信
号ＰＳＩ　１５よびＰＳ２は信号記録装置ＳＳＩおよび
ＳＳ２にそれぞれ供給される。これら信号記録装置ＳＳ
ＩおよびＳＳ２は例えば撮像信号ＰＳｔおよびＰＳ２を
記録するテープ或いはその他の記録部材の形態にする。

信号記録は変調して或いは変調しないで別々の信号トラ
ックに或いは１つの信号トラックに合成して行うことが
できる。また半導体メモリを用いることもできる。半導
体装置或いはテープ或いはその他の記録部材を有する特
定のメモリ構造に応じてアナログおよびデジタルの双方
の信号記録が可能である。テレビジョンによる信号供給
の場合、信号記録後信号ＰＳｌおよびＰＳ、を順次に供
給しうるようにしうる。この場合、これら信号は線飛越
し走査を用いた通常のテレビジョン表示装置に供給する
のに適してものとなる。ＣＴおよびＰＳの右下に添付し
た数字（第１図の１および２）は線飛越し走査法を表わ
すものであり、単一（ｓｉｎｇｌｅ）飛越し走査画像は
第１フイールド１および第２フイールド２と関連し、こ
れら第１および第２フイールドが相俟ってフレームを構
成する。第３図にふける添付数字１，２および３は二重
線飛越し走査と関連し、第４図の添付数字１．　２．　
３および４は三重線飛越し走査と関連する。多重線飛越
し走査は、高精細度テレビジョンに或いは、テレビジョ
ン表示スクリーンの写真或いは映画撮像を記録する場合
に用いることができ、この場合線飛越し走査を多重にす
ればする程写真およびフィルムの画像品質の改善がしば
しば伴われる。

イメージセンサＣＴ口の動作を説明する為に、本例では
例えばシーンから生じる記録光につき説明する。このよ
うなイメージセンサに対しては、１９８５年１月１１日
に発行されたフィリップス社の技術誌“フィリップス・
エレクトロニック・コンポーネント・アンド・マテリア
ルズ・ディビジョン（Ｐｈｉｌｉｐｓ　Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎｉｃ　Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ａｎｄ　Ｍａｔｅｒｉ
ａｌｓＤｉｖｉｓｉｏｎ）”、Ｎα１５０を参照しうる
。この技術誌におけるイメージセンサはいわゆるフレー
ム転送センサの形態をしてあり、これはテレビジョン撮
像管に代わる魅力的なものとして述べられている。

遮光されたシフトレジスタ部材は３つの並列シフトレジ
スタを有し、これら並列シフトレジスタは遮光された記
録部材を経て撮像部材に結合されている。後者の遮光が
存在しない場合には、イメージセンサの他の面がシフト
レジスタ部材を越える画像情報記録に用いられ、可能な
細条状遮蔽体が黒情報を得るのに用いられる。撮像部材
がシフトレジスタ部材にじかに隣接し、存在する３つの
シフトレジスタのうちの２つのみが読出しに用いられて
いる上述したイメージセンサは第１ａ図によるイメージ
センサとして用いろる。類似の実施例では、存在する３
つのシフトレジスタのうちの１つのみを第１ｂ図による
イメージセンサＣＴＤに用いる。

イメージセンサＣＴＤの上述した実施例から開始してそ
の動作を説明するに、撮像素子Ｐにおける画像情報積分
期間後で、例えば光シャッタによる情報供給の中断中、
並列情報が撮像部材ＰＤからシフトレジスタ部材ＳＲＤ
に周期的に転送され、一方情報は撮像部材ＰＯ中でシフ
トされる。次に、情報がシフトレジスタ部材ＳＲＤ中で
レジスタ直列出力ラインＳＴＩおよびＳＴ２に直列順次
にシフトされる。

第１図は、撮像部材ＰＤ中の情報シフトおよびシフトレ
ジスタ部材ＳＲＤへの並列情報転送はクロックパルス信
号ＣＰＴによる制御の下で行われるということを示して
いる。シフトレジスタ部材ＳＲ［ｌ中での次の直列シフ
トはクロックパルス信号ＣＳＲ（ＦＰ）による制御の下
で行われる。参照符号ＦＰはレジスジスタシフト周期Ｔ
ＬＳ　＝ｎＴＰが満足される。更に、並列情報転送周期
はＴＬＴで示してあり、第１図によればＴＬ＝ＴＬＴ　
＋ＴＬＳが満足される。ここに、参照符号ＴＬはライン
およびフィールド順次に形成される撮像信号ＰＳ、およ
びＰＳ２におけるライン周期である。

第１ａ図のイメージセンサＣＴＤでは、情報成分を所定
の瞬時に存在しろるものとして示しである。

前の瞬時にはライン情報成分Ｌ１〜Ｌ５が撮像素子Ｐの
行Ｒ１〜Ｒ５にそれぞれ存在していた。図示の状態は１
回のシフトおよび並列転送後に生じる。この状態でライ
ン情報成分Ｌ３〜し７が行Ｒ１〜Ｒ５に存在する。情報
積分期間中に第１ライン情報成分Ｌ１を生じる第１行Ｒ
１の第１撮像素子Ｐ１から生じる情報成分はレジスタＳ
ＲＩの第ルジスタ素子中に存在する。第１ａ図ではこの
状態を符号ＰｉおよびＬｌを重ねて示しである。レジス
タＳＲＩの他の奇数番目のレジスタ素子にも情報成分Ｐ
３およびＬｌ、　Ｒ５およびし１等が入っている。シフ
トレジスタＳＲ２では、偶数番目とすべきレジスタ素子
に、行Ｒ２で発生された第２ライン情報成分Ｌ２と関連
する情報成分Ｐ２およびＬ２．　Ｒ４およびＬ２等が入
っている。図示の状態の後は、シフトレジスタＳＲＩお
よびＳＲ２において直列シフトが行われる。

撮像信号ＰＳ＋およびＰＳ２に寄与する撮像素子Ｐには
第１ａおよびＩｂ図のイメージセンサＣＴＤの行Ｒ１〜
Ｒ５中で斜線を付しである。斜線を付した領域中のドツ
トは中心を表わしている。この中心分布から明かなよう
に、周期的な並列情報転送が、太い実線で示す撮像素子
Ｐのそれぞれ２つの並置行（Ｒ１，Ｒ２）　、　　（Ｒ
３，Ｒ４）　、等から点飛越し的に行われる。第１ａ図
によれば、情報はシフトレジスタ部材ＳＲＤにおけるシ
フトレジスタＳＲＩおよびＳＲ２に亘り順次に点飛越し
的に分布される。その結果、単一線飛越しおよび点飛越
しで第１および第２フイールドとそれぞれ関連する２つ
の撮像信号ＰＳ。

およびＰＳ２が得られる。第１フイールドは、ライン情
報成分Ｌ１．　Ｌ３．　Ｌ５．等を有する奇数番目の行
の各行中の奇数番目の撮像素子ＰＩ、　Ｒ３，Ｒ５，等
から生じる情報成分を有する。同様に第２フイールドは
、ライン情報成分Ｌ２．　Ｌ４．　Ｌ６．　等を有する
偶数番目の行中の偶数番目の撮像素子Ｐ２．　Ｒ４，Ｒ
６゜等から生じる情報成分を有する。

第１ｂ図によれば、１つのみのシフトレジスタＳＲを有
するシフトレジスタ部材ＳＲ口を用いている。

第１ａ図につき前述した情報成分は唯一の有効に動作す
るシフトレジスタ部材中に点飛越し的に存在し、これら
の情報成分が１つのレジスタ直列出力ラインＳＴにおけ
る直列シフト中順次に得られるようになる。撮像信号Ｐ
Ｓ、およびＰＳ２を得る為に、出力ラインＳＴをスイッ
チング回路ＳＣＩの入力端に結合し、このスイッチング
回路ＳＣＩの２つのスイッチング（切換え）出力端を撮
像装置の出力端ＣＴ、およびＣＴ２にそれぞれ結合する
。スイッチング回路ＳＣＩはスイッチング入力端を有し
、このスイッチング入力端には図示するように１／２　
ＰＰのスイッチング周波数で信号が供給される。その結
果、１つのレジスタ素子シフト期間ＴＰ中、一方のスイ
ッチング出力端がスイッチング回路ＳＣＩの入力端に結
合され、次のレジスタ素子シフト期間中、他方のスイッ
チング出力端が前記の入力端に結合される。

この２画素期間に対する切換えをスイッチング回路ＳＣ
Ｉおよびその他のスイッチング回路中に両矢印で示しで
ある。スイッチング周波数を１／２　ＦＰとし、スイッ
チング出力端を２つとし、シフトレジスタＳＲにおける
シフト周波数をＦＰとしてスイッチング回路ＳＣＩで分
割を行うことにより第１ａ図につき説明した単一線飛越
しおよび点飛越し、の撮像信号ＰＳ、およびＰＳ２が得
られる。スイッチング回路ＳＣＩの後に２つの回路ＳＰ
ＩおよびＳＲ２を用いる代わりに、このスイッチング回
路の前に１つの信号処理回路ＳＰを配置することができ
る。

第２図は、撮像部材ＰＤを最適に用いて画像信号をいか
に発生させるかを簡単に示している。第２ａおよび２ｂ
図のイメージセンサＣＴＤは情報処理の状態が同じであ
るという点で第１ａ右よび１ｂ図のイメージセンサにそ
れぞれ対応する。ただし、周期的な並列情報転送は撮像
素子Ｐの２行Ｒからではなく３行Ｒから行われる。撮像
素子Ｐｉ、　Ｒ３，Ｒ５，等の画像情報は中央の行Ｒ２
とその上側の行Ｒ１との組合せにより得られ、撮像素子
Ｐ２．　Ｒ４，等の画像情報は中央の行Ｒ２とその下側
の行Ｒ３との組合せにより得られる。これらの組合せは
、行Ｒ１，Ｒ２およびＲ３で発生せしめられたライン情
報成分Ｌ１．　Ｌ２およびＬ３から、第２ａおよび２ｂ
図にそれぞれ示すシフトレジスタ部材ＳＲＤ内で形成さ
れる。第１行Ｒ１の撮像素子Ｐ２．　Ｒ４等内で生ぜし
められる情報成分（斜線を付していない部分）は画像信
号を得るのに用いられないことに注意すべきである。撮
像素子Ｐの組合せの中心を第１図と同様に第２図におい
てもドツトで示しである。この場合も、単一線飛越しお
よび点飛越しが存在することを確かめた。シフトレジス
タ部材ＳＲＤは、奇数番目の撮像素子ＰＩ。

Ｒ３，Ｒ５，等から生じる画像情報成分は第１フイール
ドを構成し、偶数番目の撮像素子Ｐ２．　Ｒ４，等から
生じる画像情報成分は第２フイールドを構成するという
ことを示している。第２ｂ図における並列情報転送では
、撮像素子ＰＬ、　Ｒ３，Ｒ５，等における情報成分は
行Ｒ１およびＲ２から２段分進むのと同じ状態を受け、
撮像素子Ｐ２．　Ｒ４，等における情報成分は行Ｒ２お
よびＲ３から３段分進むのと同じ状態を受ける。

第３図は、第１ａおよびｌｂ図に示す撮像装置に匹敵し
ろる方法で二重線飛越し＄よび点飛越しで動作しろるよ
うにした撮像装置を示す。時間に対しては同じ状態を示
しである。第３ａ図は３つの信号処理回路ＳＰを経て撮
像装置の３つの出力端ＣＴに結合された３つの出力ライ
ンＳＴを有する３つのシフトレジスタＳＲＩ、　ＳＲ２
およびＳＲ３を示す。二重線飛越しおよび点飛越しは斜
線を付した図示の領域の中心に付したドツトから明かで
ある。第１フイールドにＰｉ、　Ｒ４，Ｒ７，等を、第
２フイールドにＲ２゜Ｒ５，Ｒ８，等を、第３フイール
ドにＲ３，Ｒ６，等を有するこれら３つのフィールドを
構成するフレームにおける配列を図示のようにせずに、
他の配列、例えば第２フイールドをＲ３，Ｒ６，等を以
って構成し、第１フイールドをＲ２，Ｒ５，Ｒ８，等を
以って構成した配列を用いることをもできる。

第３ｂ図は、３つのスイッチング出力端を有しスイッチ
ング周波数を１／３　ＦＰとしたスイッチング回路ＳＣ
２を示している。一般にスイッチング出力端の個数は撮
像装置の出力端ＣＴの個数に等しく、スイッチング周波
数はシフトレジスタＳＲにおけるシフト周波数ＦＰを上
記の個数に等しい値で割った値にする必要がある。

二重線飛越しおよび点飛越しを行う第３図から、第１図
と関連する第２図におけるのと同様な最適画像処理を示
す図の説明に移らずに、第４図に三重線飛越しおよび点
飛越しを用いた最適な画像情報処理を示す。第４図は単
一線飛越しおよび点飛越しに対する第２ｂ図に対応する
。上述した状態での情報の組合せをシフトレジスタＳＲ
に示しである。

三重線飛越しおよび点飛越しした撮像信号ｐｓ、。

ＰＳ、、　ＰＳ、およびＰＳ４　は、スイッチング出力
端が４個でスイッチング周波数が１／４　ＦＰであるス
イッチング回路ＳＣ３を経て得られる。並列情報転送は
撮像素子の７つの行から行われ、レジスタ素子シフト期
間ＴＰの４倍の期間に亘って各期間は４つの行Ｒの異な
る組合せを有している。撮像素子Ｐｉ、　ＰＳ。

等における情報成分は周期的な並列情報転送当たり４段
進むのと同様な状態を受け、撮像素子Ｐ２゜Ｐ６．等に
おける情報成分は５段進むのと同様な状態を受け、撮像
素子Ｐ３．　Ｐ７．等にふける情報成分は６段進むのと
同様な状態を受け、撮像素子Ｐ４゜Ｐ８．等における情
報成分は７段進むのと同様な状態を受ける。撮像素子Ｐ
の組合せの関連の中心をドツトで示しである。図示の列
順序の代わりに第３ａ図の説明に類似する他の列順序を
選択することもできる。−例として、第２フイールドを
、第２撮像素子Ｐ２で開始する図示の撮像素子の順序に
関連させず、撮像素子Ｐ３で開始させて第３フイールド
と交換させることができる。

上述したところから明かなように、（ｎ＋１）画素期間
に亘る周期的な信号組合せを有する所望のｎ重線飛越し
右よび点飛越しを得るには（２ｎ＋１）個の並置行Ｒを
用いる必要がある。

第５図はカラー画像記録に適した撮像装置の一実施例を
示す。参照符号ＣＴ、（Ｙ）およびＣＴ、　（Ｙ）は共
同して線飛越しおよび点飛越しとなる第１および第２フ
イールドとそれぞれ関連する輝度信号が生じる撮像装置
出力端を示す。参照符号ＣＴ、（Ｒ，Ｂ）およびＣＴ２
（Ｒ，Ｂ）は第１および第２フイールドとそれぞれ関連
して色差信号Ｙ−Ｒ或いはＹ−Ｂが生じる出力端を示す
。色差信号Ｙ−ＲおよびＹ−Ｂは各フィールドにおいて
ライン期間ＴＬ当たり交互に存在する。この場合存在し
分布される色差信号Ｙ−Ｒ或いはＹ−Ｂは所望の撮像信
号ＰＳ＋およびＰＳ２に対応する。赤のクロミナンス（
色度）信号をＲで示し、青のクロミナンス信号をＢで示
し、一方策３の原色としてＧで示す縁のクロミナンス信
号が存在する。これらの間の関係は例えばＹ＝０．５９
Ｇ　＋０．３ＯＲ＋０．ＩＩＢとする。第１フイールド
に対する輝度信号Ｙおよび第１フイールドに対し第１お
よび第２ライン期間ＴＬ当たり交互に生じる色差信号Ｙ
−Ｒ或いはＹ−Ｂがそれぞれ得られる出力端ＣＴ、（Ｙ
）右よびＣＴ、（Ｒ，Ｂ）は信号記録装置ＳＳＩの入力
端に結合されている。同様に、第２フイールドに対する
出力端ＣＴ、　（Ｙ）およびＣＴ２（Ｒ，Ｂ）は信号記
録装置ＳＳ２に結合されている。出力端ＣＴ＋　（Ｙ）
、　ＣＴ＋　（Ｒ，Ｂ）　、　ＣＴ２　（Ｙ）およびＣ
Ｔ２（Ｒ，Ｂ）は３つの副回路ＳＣ４に、　５Ｃ４２お
よび５Ｃ４３より成るスイッチング回路ＳＣ４の出力端
に結合されている。これら副回路の各々は第１ｂ図のス
イッチング回路ＳＣＩに匹敵しうるも、第５図の場合副
回路５Ｃ４２および５Ｃ４３に非接続追加接点が示され
ている。副回路５Ｃ４２における非接続追加接点は回路
入力端に接続されており、このことは信号がこの副回路
を経て瞬時的に供給されなくなるということを意味する
。副回路５Ｃ４１および５Ｃ４３は第１ｂ図のスイッチ
ング回路ＳＣＩ　につき説明したのと同様に動作する。

スイッチング回路ＳＣ４の３つの入力端にはこれらに信
号Ｙ／Ｙ、Ｙ−Ｒ／Ｙ−ＲおよびＹ−Ｂ／Ｙ−Ｂがそれ
ぞれ供給されるということを示して市る。これらの信号
は２つの順次の第１右よび第２ライン期間ＴＬと関連し
、ライン情報成分は斜線で分離して示しである。１ライ
ン期間ＴＬに亘って遅延されたカラー情報成分Ｒおよび
ＢをＲおよび■で示しである。信号Ｙ−ＲおよびＹ−Ｂ
が生じると、これら信号とそれぞれ同時に信号Ｙ−Ｂお
よびＹ−１が生じる。これら遅延色差信号は信号記録に
用いられない。第５図に示すスイッチング回路ＳＣ４の
状態は、第１および第２フイールドのそれぞれに対する
信号記録装置ＳＳＩおよびＳＳ２の個別の入力端に線飛
越しおよび点飛越し的に供給される信号ＹおよびＹ−Ｂ
の処理と関連するものである。副回路５Ｃ４２および５
Ｃ４３の入力端にはスイッチング信号が１／２　ＰＬの
スイッチング周波数で供給される為、ライン期間ＴＬの
２倍に亘って処理する交流信号が上記の入力端に得られ
る。

１ライン期間ＴＬ中に信号ＹおよびＹ−Ｒを、次のライ
ン期間ＴＬ中に信号ＹおよびＹ−Ｂを得る為に、第５図
のイメージセンサＣ７口にふいては撮像部材ＰＤに色フ
ィルタ（Ｇ、　Ｙｅ、　Ｃｙ）をモザイク形態で形成す
る。モザイク領域Ｇは緑色の光を撮像素子Ｐの対応する
下側の撮像領域に通す。モザイク領域Ｙｅは黄色の光（
Ｇ＋Ｒ）を通し、モザイク領域Ｃｙはシアンの色の光（
Ｇ＋Ｂ）を通す。第５図は、各行が１０００個の撮像素
子Ｐを有する６００個の行の例を示している。第５図は
、行Ｒ１〜Ｒ６００からのライン情報成分Ｌｌ−Ｌ６０
０の並列情報転送から出発して、ライン情報成分Ｌ５．
　Ｌ６．　Ｌ７．　　等が行Ｒ１゜Ｒ２，Ｒ３，等に生
じている状態を示している。シフトレジスタ部材ＳＲＤ
は、第５図に示し第１ａ図につき説明した情報成分を４
つのシフトレジスタＳＲＩ。

ＳＲ２，ＳＲ３およびＳＲ４に亘って分布して有してい
る。シフトレジスタＳＲＩ、　ＳＲ２，ＳＲ３およびＳ
Ｒ４の出力ラインＳＴＩ、　ＳＴ２．　ＳＴ３およびＳ
Ｔ４は図示の情報成分を次のレジスタシフト期間ＴＬＳ
　＝１０００ＴＰ中に線飛越しおよび点飛越し的にスイ
ッチング回路ＳＣ５に供給する。スイッチング回路ＳＣ
５は２つの副回路５Ｃ５１および５Ｃ５２を有し、これ
らの副回路の各々は２つの入力端と１つの出力端とを有
し１７２ＦＰのスイッチング周波数のスイッチング信号
により動作せしめられる。副回路５Ｃ５１の入力端は出
力ラインＳＴＩおよびＳＴ２に接続されている為、シフ
トレジスタＳＲＩおよびＳＲ２から生じる情報成分が１
つの信号Ｇ　（Ｌ３．　Ｌ４）に合成される。同様に、
出力ラインＳＴ３およびＳＴ４に結合された副回路５Ｃ
５２の出力端には、図示の状態から開始して１つの信号
Ｃｙ　（Ｌ４．　Ｌ５）が生ぜしめられる。前のライン
期間ＴＬ中は、シフトレジスタＳＲＩおよびＳＲ２が共
同して副回路５Ｃ５１の出力端から信号Ｇ　（Ｌｌ、　
Ｌ２）を生ぜしめており、シフトレジスタＳＲ３および
ＳＲ４が共同して副回路５Ｃ５２の出力端から信号Ｙｅ
（Ｌ２．　Ｌ３）を生ぜしめていた。ライン期間ＴＬ当
たりの信号の切換わりをスイッチング回路ＳＣ５の出力
端にＧ／ＧおよびＹｅ／Ｃｙで示しである。

第５図のシフトレジスタ部材ＳＲＤ中の２つテ完全に充
填されるシフトレジスタＳＲから生じるような信号がス
イッチング回路ＳＣ５の２つの出力端に生じ、これは第
１ｂ図のシフトレジスタ部材ＳＲＤにおける単一のシフ
トレジスタに匹敵しうること明かである。第５図のイメ
ージセンサＣＴＤおよびスイッチング回路ＳＣ５は共同
して、２つのシフトレジスタで有効に動作するイメージ
センサとして動作する。シフトレジスタＳＲ１およびＳ
Ｒ２は副回路５Ｃ５１と共同して１つの並列入力直列出
力シフトレジスタとして有効に動作する。これと同じど
とがシフトレジスタ（ＳＲ３，ＳＲ４，５Ｃ５２）に対
してもいえる。４つのシフトレジスタＳＲを有する第５
図に示す実施例は、３つのシフトレジスタＳＲを用いて
いる前記のフィリップス社の技術誌に記載されている実
施例に当てはまる理由と同じ２つの理由で形成したもの
である。より詳細に言うと、これらの理由は、１つのシ
フトレジスタを用いる場合よりも撮像素子の密度を高く
でき、色フィルタを用いると、シフトレジスタ部材中で
異なる色と関連する電荷パケットの選択分離を行うこと
ができるということである。シフトレジスタ部材が数個
のシフトレジスタを有する上述した場合には、実際に出
力信号の品質の関係で１つのシフトレジスタを読出すよ
りはすべてのシフトレジスタを読出す方が好ましい。こ
の場合、雑音および妨害が少なくなる。

スイッチング回路ＳＣ５の出力端にライン期間ＴＬの２
倍に亘って生じる信号Ｇ／ＧおよびＹｅ／Ｃｙは信号減
算回路ＳＰ５の（−）入力端および（＋）入力端にそれ
ぞれ供給される。従って、第１ライン期間ＴＬ中クロミ
ナンス信号Ｙｅ−Ｇ＝Ｒが出力端に赤のクロミナンス信
号として生じ、第２ライン期間ＴＬ中クロミナンス信号
Ｃｙ−Ｇ＝Ｂが出力端に青のクロミナンス信号として生
じる。２つの出力端と、ライン周波数の半分の周波数（
１／２　ＰＬ）のスイッチング信号が供給されるスイッ
チング入力端とを有するスイッチング回路ＳＣ６の入力
端が信号減算回路ＳＰ５の出力端に接続されている。第
１ライン期間ＴＬ中、クロミナンス信号Ｒを生じる信号
減算回路ＳＰ５の出力端がＲ／を示しである出力端に接
続されているものとする。／Ｂで示す他方の出力端には
第２ライン期間中クロミナンス信号／Ｂが生じる。

クロミナンス信号Ｒ／を生じる出力端は信号遅延装置Ｓ
Ｐ６を経て、またこの信号遅延装置ＳＰ６を側路する通
路を経てスイッチング回路ＳＣ７のそれぞれの入力端に
、特にこのスイッチング回路中の副回路５Ｃ７１０２つ
の入力端に接続されている。信号遅延装置ＳＰ６はＴＬ
で示すように１ライン期間に等しい遅延時間を有する。

副回路５Ｃ７１の一方の入力端へのクロミナンス信号Ｒ
／の供給中、■ライン期間ＴＬに亘って遅延された信号
／Ｒが他方の入力端に供給される。これらの遅延信号に
も符号の上に横線を付して示しである。同様に、クロミ
ナンス信号／Ｂを生じる出力端が遅延装置ＳＰ７を経て
他の副回路５Ｃ７２の入力端に結合されており、従って
信号／Ｂおよび１ライン期間ＴＬに亘って遅延された信
号Ｂ／が副回路５Ｃ７２に存在する。スイッチング回路
ＳＣ７にはそのスイッチング入力端でライン周波数の半
分の周゛波数（１／２　ＰＬ）のスイッチング信号が供
給され、第１ライン期間ＴＬ中このスイッチング回路５
Ｃ７０２つの出力端にそれぞれ信号Ｒ／およびＢ／が生
じ、第２ライン期間中これら出力端にそれぞれ信号／Ｒ
および／Ｂが生じる。

ライン期間ＴＬの２倍中信号Ｇ／Ｇを生じるスイッチン
グ回路ＳＣ５の出力端はマトリックス回路５Ｐ８０１つ
の入力端に接続されている。これと同時にスイッチング
回路ＳＣ７からマトリックス回路ＳＰ８の他の２つの入
力端に信号Ｒ／Ｒ＄よびＢ／Ｂが供給される。マトリッ
クス回路ＳＰ８は既知のように所定の式に応じて、第１
ライン期間ＴＬ中信号Ｇ、　Ｒ右よびＢの組合せおよび
第２ライン期間ＴＬ中信号Ｇ、　ＲおよびＢの組合せよ
り成る輝度信号Ｙ／Ｙを形成する。これから明かなよう
に、特に双方のクロミナンス信号に対し信号処理する為
には遅延させない信号と遅延させた信号とが得られるよ
うにする必要がある。マトリックス回路ＳＰ８の出力端
にはこの回路に示す信号Ｙ／Ｙ。

Ｒ／瓦およびＷ／Ｂを同時に生じる。信号Ｙ／Ｙを生じ
る出力端は信号減算回路ＳＰ９　′Ｊ３よび５ＰＩＯの
（＋）入力端に接続されている。これら信号減算回路Ｓ
Ｐ９および５ＰＩＯの（−）入力端には信号Ｒ／Ｒおよ
びＢ／Ｂがそれぞれ供給される。従って、信号減算回路
ＳＰ９および５ＰＩＯはそれぞれ赤の色差信号Ｙ−Ｒ／
Ｙ−Ｒおよび青の色差信号Ｙ−π／Ｙ−Ｂのスイッチン
グ回路ＳＣ４に供給する。回路ＳＰ８．　ＳＦ３および
５ＰＩＯは相俟って、スイッチング回路ＳＣ４を経て他
の処理を行わしめる為に輝度信号Ｙ／Ｙおよび色差信号
Ｙ−Ｒ／Ｙ−ＲおよびＹ−■／Ｙ−Ｂを生じるマトリッ
クス回路（ＳＦ３．　ＳＦ３゜５ＰＩＯ）を構成する。

第５図は特別に形成したモザイクの色フィルタ（Ｇ、　
Ｙｅ、　Ｃｙ）を示している。最適な信号処理は第２図
につき説明したように存在する。上述した構造の撮像装
置には、イメージセンサＣＴＤとライン期間ＴＬの２倍
当たり信号Ｇ／Ｇ右よびＹｅ／Ｃｙを生じるスイッチン
グ回路ＳＣ５との組合せに適合した回路ＳＰ５〜５ＰＩ
Ｏおよび回路ＳＣ６およびＳＣ７が存在する。緑の原色
（Ｇ）および加色の黄（Ｙｅ）およびシアン（Ｃｙ）を
選択している為、他の原色の青（Ｂ）および赤（Ｒ）を
得る為に減算回路ＳＰ５が設けられている。他のモザイ
クの色フイルタ構造を選択する場合には、これに適合し
た信号処理動作を行う。

【図面の簡単な説明】

第１図は、単一線飛越しおよび点飛越しを用いた本発明
による撮像装置の２例を第１ａ図および第１ｂ図に分け
て示す線図、 第２図は、単一線飛越しおよび点飛越しを用いた場合の
最適な情報処理を行う本発明による撮像装置の２例を第
２ａ図および第２ｂ図に分けて示す線図、 第３図は、第１ａ図および第１ｂ図に示す例に匹敵しう
るも二重線飛越しおよび点飛越しを用いた本発明による
撮像装置の２例を第３ａ図および第３ｂ図に分けて示す
線図、 第４図は、三重線飛越しおよび点飛越しの場合で最適な
情報処理を行う本発明による撮像装置を示す線図、 第５図は、単一線飛越しおよび点飛越しの場合で最適な
情報処理を行うよう動作し、カラー画像記録に適したも
のとした本発明撮像装置の実施例を示す線図である。 ＰＤ・・・撮像部材 ＳＲＤ・・・続出用シフトレジスタ部材ＣＴＤ・・・電
荷結合イメージセンサ ＳＲ，ＳＲＩ、　ＳＲ２，ＳＲ３・・・シフトレジスタ
ＳＰＩ、　ＳＲ２，ＳＲ３・・・信号処理回路ＳＳＩ、
　ＳＳ２・・・信号記録装置 ＳＴ、　ＳＴＩ、　ＳＴ２・・・出力ラインＣＰＴ、　
Ｃ３Ｒ（ＰＰ）・・・クロックパルス信号ＣＴＩ、　Ｃ
ｒ２．　Ｃｒ２・・・撮像装置の出力端ＳＣＩ、　ＳＣ
２，ＳＣ３，ＳＣ４，ＳＣ５，ＳＣ６，ＳＣ７・・・ス
イッチング回路ＳＰ５．　ＳＲ９，５ＰＩＯ・・・信号
減算回路ＳＰ６．　ＳＰ？・・・遅延装置 ＳＲ８・・・マトリックス回路 手　　続　　補　　正　　書 昭和６２年１２月２９日 特許庁長官　　小　　川　　邦　　夫　　殿１、事件の
表示 撮　　　像　　　装　　　置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出廓人 名　称　エヌ・ベー・フィリップス・ フルーイランペンファプリケン ４、代理人 ｍ１ｌｌｉヒルアインク１階　′屯晶占（ｂ６１フンｉ
４１合（１（衣］１、明細書第１９頁第５行「ジセンサ
の他の面がシフトレジスタ部材を越える」−を［ジセン
サの全表面がシフトレジスタ部材を除いて」に訂正する
。 ２、同第３７頁第６〜７行中ｒＹ−Ｒ／Ｙ−’πおよび
Ｙ−π／Ｙ−Ｂ、をｒＹ−Ｒ／および／Ｙ−Ｂ」に訂正
する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、線飛越しの相補撮像信号を別々の装置出力端に同時
   に発生させる撮像装置であって、行および列でラスタ状
   に配置され画像情報に感応する撮像素子を有する撮像部
   材と、画像情報積分期間中撮像素子によって撮像された
   画像情報成分に対応し、ラインおよびフィールド順次に
   形成された撮像信号を前記の画像情報積分期間後に前記
   の装置出力端に得る為の読出部材とを有する固体イメー
   ジセンサを具える当該撮像装置において、前記の固体イ
   メージセンサを電荷結合イメージセンサとして用いる場
   合であってその読出部材が、前記の撮像部材と並列結合
   されている少なくとも１つの並列入力直列出力シフトレ
   ジスタを有するシフトレジスタ部材を具えており、前記
   の撮像部材から前記のシフトレジスタ部材への周期的な
   並列情報の転送および撮像部材中の情報のシフト後にシ
   フトレジスタ直列出力端への情報の直列順次のシフトが
   前記のシフトレジスタ部材内で行われる場合には、前記
   の周期的な並列情報を撮像部材の少なくとも２つの並置
   されている撮像素子列からシフトレジスタ部材に点飛越
   し的に転送するようになっており、前記のシフトレジス
   タ部材において１つのシフトレジスタが有効に動作する
   場合には、前記のシフトレジスタ直列出力端がスイッチ
   ング回路の入力端に結合され、このスイッチング回路が
   複数個のスイッチング出力端を有し、これら複数個のス
   イッチング出力端はこれと同数の前記の装置出力端に結
   合され、このスイッチング回路のスイッチング周波数は
   前記の複数個のスイッチング出力端の個数に等しい値で
   前記のシフトレジスタのシフト周波数を割った値とし、
   シフトレジスタの部材において有効に動作するシフトレ
   ジスタの個数が前記の装置出力端の個数に等しい場合に
   は、各シフトレジスタの直列出力端が関連の前記の装置
   出力端に結合され、前記の周期的な並列情報転送後に情
   報がシフトレジスタ部材におけるシフトレジスタに亘っ
   て行状に点飛越し的に分布されるようになっていること
   を特徴とする撮像装置。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の撮像装置において、
   単一の、二重の、三重の或いはｎ重の線飛越しおよび点
   飛越しの場合に、前記の周期的な並列情報を撮像素子の
   並置した３個、５個、７個或いは（２ｎ＋１）個の行か
   らそれぞれ周期的に転送し、中央の行の撮像素子の情報
   成分を、シフトレジスタ部材中で各異なる組み合わせ毎
   にそれぞれ２、３、４或いは（ｎ＋１）撮像素子期間の
   サイクルで周期的に上側のおよび下側の行中の対応する
   撮像素子の情報成分と交互に組合わせるようになってい
   ることを特徴とする撮像装置。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項に記載の撮像装
   置であって、撮像信号が輝度、クロミナンスおよび色差
   信号として関連の装置出力端に生じ、イメージセンサの
   撮像部材が色フィルタを有している撮像装置において、
   前記の色フィルタをモザイクフィルタの形態とし、その
   モザイク領域を撮像素子の撮像領域に対応させ、これら
   モザイク領域が行および列方向で周期的に異なる色を有
   するようにし、前記のシフトレジスタ部材が少なくとも
   ２つの並列入力直列出力シフトレジスタを有し、これら
   並列入力直列出力シフトレジスタのシフトレジスタ直列
   出力端が撮像信号のライン周期に等しい遅延時間を有す
   る信号遅延装置を経て、或いはこの信号遅延装置を側路
   する通路を経てマトリックス回路の入力端に結合され、
   このマトリックス回路はその出力端に輝度信号、クロミ
   ナンス信号および色差信号をそれぞれ発生し、これら出
   力端が前記のスイッチング回路の入力端に結合されてい
   ることを特徴とする撮像装置。 ４、特許請求の範囲第３項に記載の撮像装置において、
   少なくとも１つのシフトレジスタ直列出力端が一方では
   信号遅延装置を経て、他方ではこの信号遅延装置を側路
   する通路を経て、且つこれら双方で２つの入力端および
   １つの出力端を有するスイッチング回路を経てマトリッ
   クス入力端に結合され、このスイッチング回路のスイッ
   チング周波数がライン周波数の半分であることを特徴と
   する撮像装置。 ５、特許請求の範囲第４項に記載の撮像装置において、
   ライン周波数の半分の周波数で動作する２つのスイッチ
   ング回路と、２つの信号遅延装置とが設けられ、前記の
   少なくとも１つのシフトレジスタ出力端が、１つの入力
   端と２つのスイッチング出力端とを有する他のスイッチ
   ング回路を経て前記の２つの信号遅延装置に且つこれら
   信号遅延装置を側路する通路を経て前記の２つのスイッ
   チング回路に結合され、前記の他のスイッチング回路の
   スイッチング周波数がライン周波数の半分の周波数に等
   しいことを特徴とする撮像装置。 ６、特許請求の範囲第５項に記載の撮像装置において、
   前記のマトリックス回路は輝度信号を生じる出力端と、
   赤の色差信号を生じる出力端と、青の色差信号を生じる
   出力端とを有しており、これらの各出力端が前記のシフ
   ト周波数を前記の装置出力端の個数に等しい前記の値で
   割った周波数で動作する関連のスイッチング回路の入力
   端に結合され、色差信号に対する２つのスイッチング回
   路が各２ライン期間で交互に１ライン期間中動作し、こ
   れら２つのスイッチング回路の対応する出力端が互いに
   接続されていることを特徴とする撮像装置。 ７、特許請求の範囲第３〜６項のいずれか１項に記載の
   撮像装置において、２つの有効に動作する並列入力直列
   出力シフトレジスタのシフトレジスタ直列出力端が信号
   減算回路の入力端に結合され、この信号減算回路の出力
   端が信号遅延装置に結合されているとともにこの信号遅
   延装置を側路する通路を経て前記のマトリックス回路に
   結合されていることを特徴とする撮像装置。