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JPS58137247A - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

Info

Publication number
JPS58137247A
JPS58137247A JP57018741A JP1874182A JPS58137247A JP S58137247 A JPS58137247 A JP S58137247A JP 57018741 A JP57018741 A JP 57018741A JP 1874182 A JP1874182 A JP 1874182A JP S58137247 A JPS58137247 A JP S58137247A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pixels
signals
solid
horizontal
shifted
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP57018741A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05915B2 (ja
Inventor
Koji Kudo
工藤 功二
Naoki Ozawa
直樹 小沢
Shusaku Nagahara
長原 脩策
Kenji Takahashi
健二 高橋
Kayao Takemoto
一八男 竹本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP57018741A priority Critical patent/JPS58137247A/ja
Publication of JPS58137247A publication Critical patent/JPS58137247A/ja
Publication of JPH05915B2 publication Critical patent/JPH05915B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/148Charge coupled imagers
    • H01L27/14868CCD or CID colour imagers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (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。

Description

【発明の詳細な説明】 a)発明の利用分野 本発明は、固体撮像素子を用いたテレビカメラに関し、
特に被数個の固体撮像素子を用いたカラーテレビカメラ
用に好適な固体撮像装置に関する。
伐)゛従来技術 (支)体操像装置の方式は■MOS (Metal O
xide5emicanductor )形■CT D
 (Charge TransterDevice )
形■CI D (Charge Injection 
1)evice)形の3つに大別でき、それぞれ撮像装
置が必要とする光電変換機能、走査愼能に特色がある。
これらを用いたテレビカメラの水平解像力を同上させる
手段として画素ずらし法がめる。以下この方法について
MOS形の固体撮像装置を用いた3板民カラーカメラを
例に説明する。
第1図(Ji)は、固体撮像素子を3個用いる3板式カ
ラーカメラの概要を示す図である。レンズ14を通った
光は一3色分解用のダイクロイックプリズム15などに
より赤光(R)緑光(G)青光(B)成分に分解され、
それぞれR,G、B用同体撮偉素子12,11.13に
結偉し、光11!変換されるものである。従来の固体撮
像装置にνいては撮像素子11,12,13の各画素の
光学的位置関係は正確に重なる様に位置合せがなされて
おり、信号も各画素の光学的位置が正確に重なる様に時
系列的に取り出していた。画素ずらし法とは上記のよう
になっていた撮像素子の光学的位11を第1図Φ)のよ
うにすることである。すなわち、実線で示す撮像素子1
1は点線で示す撮像素子12,13に比べて画素ピッチ
PIIの1/またけ光学的位置間ik水平方向にずらす
。さらに信号もこれに合わせ#!2図に示すごとくl/
2画素分だけ時間的にずらして取シ出す。21,22.
23はそれぞれ撮gI素子11,12.13からの画像
信号である。このように時間的にずらすためには°水平
走査パルスをG用撮r**子11に対し、R用およびB
用撮像素子12.13では180@遅延させればよい。
また、撮像素子11,12.13を同一の水平走査パル
スで駆動し、R用およびB用撮像素子の出力信号を遅延
回路を通して1/2画素分遅延させてもよい。
水平のM偉力を決定する輝度信号に、このようにして得
られるR、 G、 B信号を用いるとG用撮像素子11
の信号をR用およびB用操gl!素子12゜13の信号
が補間する形となり、水平解像力は個々の撮イ象素子の
能力の2倍にすることができる。
換言すれば水平方向の画素数を2倍にしたのと等価な輝
度信号になる。
一方、上記に述べた画素ずらし法の他に以下に述べるよ
うな一体撮像素子の画素配置の9爽によって水平解像、
力を向上させる手段が提案されてい、゛、。
る。第3図(a)はこれを説明するための図である。
各々斜線で示した部分は撮像素子内部の画素を表わして
いる。画素の位置関係は、水平方向に寄数行と偶数行が
互いに1/2画素だけずれている。
ここで説明を簡単にするため信号読み出し方法を2ライ
ン同時読み出し方式とし、lライン目の画素31と2ラ
イン目の画素32の信号を読み出す場合に注目して説明
する。
いま、画厘シフトレジスタ40によシ12イン目と2ラ
イン目のアナログスイッチ41.42が同時にオン状態
になシ、また水平シフトレジスタ30により1列目のア
ナログスイッチ33.34がオン状MKなったものとす
る。この状態では、画素31と32に蓄積された信号電
荷が読み出されることになる。ところが、この2つの信
号電荷の光学的位置関係は相対的に1/Zim素分だけ
ずれているにもかかわらず、時間的に信号電荷が同時に
読み出される。そこで、増幅器35と36で各々を増幅
した後、増幅器36の出力信号を運−回路37によ)l
/2画素に相当する分だけ遅延させて加算回路38によ
シ出力信号35と加え合わせる。このような信号処理を
次々に行なうことによって、すでに述べた画素ずらし法
と同様の原理で水平ラインの1行目の画素を2行目の画
素が補間することになり、水平解像力を向上することが
できる。
なお、第3図(a)では水平シフトレジスタ301シ得
られる同一の出力信号でアナログスイッチ3:1,34
を同時にオン状態にするので、時間位置変換のための信
号処理に遅延回路が会費となるが、第3図咎)に示した
ように水平シフトレジスタ30′を第3図(荀の2倍の
段数にして、2倍の周波数の水平走査パルスで駆動すれ
ばアナログスイッチ33’ 、34’は独立にオン状態
になるので、遅延Ig1Mを必豊としない信号処理を行
なえる。
(3)発明の目的 本発明は上記の従来技術よシ奄、さらに高解偉力を得る
ためのカラー固体撮像装置を提供することを目的とする
0) 笑施例 以下、本発明を笑施例を参照して詳細に説明する。
本発明の一実施例を第4図(ai)、 l))、 (C
)を用いて説明する。第4゛図(a)は第3図C)の撮
像素子すなわち2次元状に配列され、かつ水平方向の奇
数行と隅数行の位置関係が相対的に1/2画素だけずれ
ている撮像素子t−3個使用した3板カラーカメラでの
画素の配置を示しておシ、G用撮偉素子51はR用およ
びB用撮像素子52.53に対し、光学的な位置関係を
水平方向へ水平方向のIm素ピッf P ta (D 
l / 4だけずらしたものである。このとき各撮gI
I素子から得られる画像信号は第4図(ロ)に示すごと
<、R用およびB用撮儂素子から出力する信号62.6
3はG用撮像素子から出力する信号61よシも1/4画
素分だけ時間位置をずらして散り出す、ここで61.6
2.63はそれぞれ撮像素子51,52.58からの画
像信号であり、撮像素子からの信号読み出し方法t−2
2イン同時で行なっている。このように光学的位置と時
間位置とt一致させるためには、水平シフトレジスタを
駆動するパルスf:G用撮儂素子51に対し、R用およ
びB用撮像素子52.53で90°だけ遅延させればよ
い、あるいは第4図(C) K示す遅延回路を用いた回
路構成によっても可能である。3個の撮像素子51,5
2,53f:同時に駆動して得られた信号GI−Gm 
、 R1,R雪a Bl * B。
をそれぞれ増幅器54.’55,56.57,58゜5
9で増幅した後、遅延回路64,65.66によシG鵞
@ R1m Bmの信号を1/2i!i素だけ遅延させ
る。その後、各々G1. Rt 、 Btの信号とを加
算回路67.68.69により加え合わせG、R,Hの
信号を得る。さらに、遅延回路81゜82によりRおよ
びBの信号を1/4m11素分だけ遅延させR,G、B
信号の光学的位置と時間位置とを一致させることができ
る。このように光学的位置と時間位置とが全く一致した
信号R,G、 Bをそれぞれ定まった比率で加え合わせ
て輝度信号成分Y(Y=、0.3B+0.59G+0.
11B)を作る。この輝度信号成分はカフ−固体撮像装
置の解儂力を決定するものであり、本実施例第4図(a
)においては、G用撮像素子51をB用およびB用撮偉
素子52.53が補間する形になるので、水平解儂力は
個々の撮像素子の能力の2倍にすることができる。
第5図(a)、 (b)、 (C)を用いて本発明の他
の実施例を説明する。第5図(a)は第3図(a)の撮
像素子すなわち2次元状に配列され、かつ水平方向の奇
数行と偶数行の位置関係が相対的に1/2画素だけずれ
ている撮像素子3個使用した時の画素の配置を示してお
シ、G用撮像素ビア1をR用およびB用撮像素子72.
73に比べて垂直方向へ1ラインだけ光学的位置をずら
したものである。さて、このような画素配置になってい
る力2−固体撮偉装置の信号読み出し方式は2ライン同
時方式で行ない、それぞれの撮像素子?1,72.73
を同時に駆動する。すなわち第5図(a)ではG用撮儂
素子71においてG、のラインとG、のラインを同時に
走査し、同様にR用およびB用撮像素子72゜73では
M、のライ゛ンとM!のラインを同時に走査する。とこ
ろが、撮像素子自体の画素の光学的位置が水平方向の奇
数行と偶数行で1/2画素ずれているにもかかわらず、
2ライン同時読み出しを行なうと撮像素子からの信号は
同じ時間位置く出力される。そこで、第5図世)に示す
ように各々の撮像素子から出力された信号を増@話91
゜92.93,94,95.96で増幅した後、遅延回
路74,75,76によ)光学的位置と時間位置とを一
致させてから加算回路77.78゜79で加え合わせG
、R,B信号を得る。このようにして得た信号を時間位
置で表わし友ものが第5図(C)である。この図からも
明らかなように、G用撮儂素子71の水平方向の奇数行
と偶数行で1/2djずれた部分t−R用およびB用撮
像素子72.73が補間することになシ、水平層偉力を
個々の撮像素子の能力よりも向上させることができる。
(6)まとめ 以上説明したごとく本発明によれば、2次元状に配列さ
れ、かつ水平方向の奇数行と偶数行の光学的位置関係が
相対的に1/2画票ずれた固体撮像素子を複数個使用し
たとき、最適量の画素ずらしを行なうことによって水平
解像度を同上させ、よシ高解像力の撮像装置が実現でき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)および(b)は画素ずらし法を説明するた
めの図、第2図は画素ずらし法によって読み出される信
号の光学的位置関係を時間的に示した図、第3図(a)
、 (b)は奇数行と偶数行で1/2画素ずれた撮像素
子を用いた信号処理方法を説明するための図、#I4図
(a)、Φ)、 (C)は本発明の第1の実施例を説明
した図、第5図(a)、Φ)s (C)は本発明の第2
の実施例を説明した図である。 11〜13・・・撮像素子、14・・・レンズ、15・
・・ダイクロイックプリズム、21〜23・・・画像信
号、30・・・水平シフトレジスタ、31.32・・・
画素、33.34・・・アナログスイッチ、35.36
・・・増巾器、41.42・・・アナログスイッチ、5
1〜53・・・撮像素子、54〜59・・・増巾器、6
1〜63・・・画像信号、64〜66・・・遅延回路、
67〜′¥J1図 (久) 3 <b) ’fiZ   図 ¥J 3 図 (リ ジ ¥J 3 図 Cb) 口 ′JP5  国 (幻 り1 15s  目(す

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 光電変換を行なう画素が2次元のマトリクス状に
    配列され、かつ水平方向の奇数行目と偶数行目での上記
    光電変換を行なう画素の位置関係が互いに上記光*変*
    を行なう画素の水平方向の繰り返し距離の1/2だけず
    れた(6)体操像装置mを複数個用いて構成するカラー
    同体操像装置において、繭配一体操像装置の1つの光学
    的位ftf:他の固体撮像装置に対して、水平方向へ上
    記変電f換を行なう画素の水平方向の繰り返し距離の1
    74 だけずらして1置することを特徴とする一体撮像
    装置。 2 光電変換を行なう画素が2次元のマトリクス状に配
    列され、かつ水平方向の奇数行目と偶数行目での上記光
    電変換を行なう画素の位置関係が互いに上記光電変換を
    行なう画素の水平方向の繰り返し距離の1/2だけずれ
    た一体撮像装置をIiI数個用いて構成するカラー固体
    撮像装置において、前起固体操像装置の1つの光学的位
    ttを他の一体撮像装置に対して、垂直方向へ上記光′
    1変換を行なう画素の1ラインの間隔に寺しい距離ずら
    して配置することを特徴とする固体撮像装置。
JP57018741A 1982-02-10 1982-02-10 固体撮像装置 Granted JPS58137247A (ja)

Priority Applications (1)

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JP57018741A JPS58137247A (ja) 1982-02-10 1982-02-10 固体撮像装置

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JP57018741A JPS58137247A (ja) 1982-02-10 1982-02-10 固体撮像装置

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JPS58137247A true JPS58137247A (ja) 1983-08-15
JPH05915B2 JPH05915B2 (ja) 1993-01-07

Family

ID=11980080

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JP57018741A Granted JPS58137247A (ja) 1982-02-10 1982-02-10 固体撮像装置

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JP (1) JPS58137247A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4961096A (en) * 1987-07-02 1990-10-02 Rikagaku Kenkyusho Semiconductor image position sensitive device with primary and intermediate electrodes
US8253818B2 (en) 2008-10-02 2012-08-28 Panasonic Corporation Pixel shift type imaging device
US8537256B2 (en) 2009-10-07 2013-09-17 Panasonic Corporation Image pickup device and solid-state image pickup element

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Publication number Publication date
JPH05915B2 (ja) 1993-01-07

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