JPS58137371A - 固体撮像装置 - 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】 本発明は固体撮像装置の信号処理回路に関する本のであ
る。

固体撮像装置は、例えば第１図に示すように、Ｘ位置選
択用の水平走査回路１．Ｙ位置選択用の垂直走査回路２
．フォトダイオード４とＭＯＳ）ランジスタ５とをプレ
イ状に配置した撮像素子３からなる。ＭＯＳ）ランジス
タ（以下ＭＯ８Ｔｒと記す）５は、信号線６に出力され
た垂直走査パルスによって開閉される垂直スイッチを構
成しておシ、Ｙ方向に並んだ各垂直スイッチのドレイン
は垂直信号出力線７によって共通接続され、水平走査パ
ルスで開閉される水平スイッチ用のＭＯ８Ｔｒ８を介し
て出力信号線９に接続されている。従って、二次元状に
配列されたフォトダイオード４からの信号は、水平垂直
の２つの走査回路１．２から出力されるパルスで、スイ
ッチ５．８を順次開閉することによシ、出力端子１０に
次々と読み出される。

読み出された信号は通常プリアンプで増幅したのち、不
要成分たとえばクロック成分等を低域Ｆ波器で除去され
、通常の映倫信号となる。

プリアンプや低域Ｆ波器等による信号処理は本発明に本
質的に関係がないため、以後の説明では省略して記述す
る。

一般に固体撮像素子によらず撮像管式カメラにおいても
画面の鮮鋭度を向上させる手段として輪郭補正が行なわ
れている。これは撮像デバイスを含めたカメラ全体の空
間周波数レスポンスの劣化を補うものである。通常テレ
ビカメラにおいては輪郭補正は水平方向と垂直方向につ
いて別々に行なわれる。第２図に一般的な輪郭補正器の
ブロックダイアグラムとその信号波形図を示す。説明の
一例として水平方向の輪郭補正について先ず述べる。撮
像素子２１から得られる映像信号２２は３分岐され、そ
のうちの１つは遅延回路２３に加えられる。遅延回路２
３の出力２４は、遅延回路を通らない信号と減算器２５
で減算される。減算器２５の出力２６は入力映像信号の
水平の、エツジのみが得られる。このエツジ信号２６を
レベル設定器２７で適当なレベルに設定したのち、入力
１−号２２に加算器２８で加算を行なう。以上のように
回路を構成することによシ、水平のエツジ部分のみを強
調した映像信号２９を得ることができる。

以上の説明は水平方向の輪郭補正について述べたが、垂
直方向の輪郭補正も同様の原理として考え１１す ることかできる。すなわち、垂直方向の輪郭補正は遅延
線を１水平走査期間（約６３．５μｓ）映像信号を遅延
する回路（以後ＩＨＤＬと記す）を用いることによシ実
現できる。第３図を用いてこれを説明する。金弟３図に
示すように画面上にウィンドパターン３１が撮像されて
いる場合を考える。そのパターンは走査線によって垂直
方向にサンプリングされておシ、同図（ａ）に示すよう
な映像信号が得られる。この信号をＩＨＤＬ回路を通す
と同図（ｂ）となる。原人力信号（ａ）よ、９１ＨＤＬ
出力（ｂ）を減算すると同図（Ｃ）が得られる。この信
号（Ｃ）は垂直方向のエツジ信号となっていることは説
明の必要はなかろう。以上のように垂直方向についても
第２図の回路構成のうち遅延線をＩＨＤＬ回路に置き換
えることで実現できることを示している。一般に垂直方
向の輪郭部補正に用いるＩＨＤＬ回路には水晶の固体伝
播時間を利用した水晶遅延線（俗にガラス遅延線）を使
用するか、又は最近はＣＣＤ等の電荷移送素子を使用し
たシしている。

第４図にガラス遅延線を用いた場合のＩＨＤＬ□ 回路の構成を示す。ガラス遅延線は超音波のガラス４４
内の伝播遅延時間を利用していることは前にも述べた。

よって電気信号を超音波に変換するトランスデユーサ−
４３を介して駆動され、遅延した音波はふたたび音波・
電気トランスデユーサ４５によって電気信号に変換され
る。通常この変換トランスデユーサ−には圧電素子が用
いられている。

超音波遅延線では信号を＾周波で変調し遅延線に加えな
ければならない。したがって変調器４１駆動回路４２お
よび搬送波発振器４９が必要となる。さらにトランスデ
ユーサ４５の出力はかなシ減表しているため増幅器４６
が必要となる。増幅された信号は検波器４７で検波し、
低域デ波器４８で不要なキャリア成分をのぞき、ベース
バンドの信号にもどされる。以上のように従来の輪郭補
正回路はガラス遅延線を使用したＩＨＤＬ回路は部品点
数も多く高価となる。

またＣＯＤを使用する場合もＣＯＤを駆動する。

クロックドライバーは通常数百ｐＦの電極容量を十数Ｍ
Ｈ２で働かさなければならず回路規模のみならず消費電
力も問題となる。さらに入力側出力側には低域Ｆ波器等
も必要であるほか、ＣＯＤ自体も安価ではなくガラス遅
延線を用いる場合と同様コスト高はまぬがれ得ない。

本発明はこのような従来技術の欠点に鑑み撮像素子の信
号読み出し方法を考慮して前述したＩＨＤＬ回路を用い
ることなく垂直の輪郭信号を得る回路方式を提案するこ
とにある。

第５図に本発明の一実施例を示す。第５図の撮像素子は
同時に２水平走査線の信号を読み出せる構造となってい
る。すなわち今１番目と２番目の水平走査線を同時に読
み出す場合を考える。すなわち垂直シフトレジスタ５１
の第１番目の出力パルスは水平走査線選択回路５８によ
って第１番目と第２番目の垂直パルス線６４．６５に同
時に加えられる。そして１番目の走査線の信号および２
番目の走査線の信号は別々に設けられた垂直信号線に同
時に転送される。次に水平シフトレジスタの出力信号は
水平スイッチトランジスタ５３．５４に同時に加えられ
、第１番目の水平走査線の信号と第２番目の水平走査線
の信号は別々の水平信号ライン５６．５７に導かれる。

以下同様に３番目と４番目・・・・・・ｎ番目とｎ＋１
番目の水平走査線が同時に読み出される。

一般に標準方式では２：１のインターレース走査が行な
われているが、第５図の構造を標準方式にあてはめるた
めには走置線数が５２５本必要となる。２：１のインタ
ーレース走査では第１フイールドで約２６２本を２本に
１本ずつ飛び越して読み第２フイールドでは残りの２６
２本を読み出す、第５図の構造では２走査線を同時に読
み出すため、第１フイールドで全走査線５２５本を読み
出し、次の第２フイールドでは水平走査線選択回路５８
を切り換え、２本の選択する走査線の組み合わせを変え
る。すなわち第２番目と第３番目・・・・・・第ｎ　−
１査目とｎ番目、ｎ＋１査目と１’ｌ＋２番目・・・・
・・の組み合わせにする。もちろん同時に読み出した信
号は加算器６１で加算しそのフィールドの映像信号とす
る。

以上のようにすれば撮像素子上に投影された画像の重心
位置が変化し、通常のインターレース走査と同様の効果
が得られ不都合はまったく生じない。さて第５図の構造
の撮像素子を使用すれば垂直方向に１走査線分ずれた位
置の信号を同時に読みとることが出来る。すなわち前述
したＩＨＤＬ回路等を使用することなく垂直方向の輪郭
信号を得ることが出来る。輪郭信号抽出には前記した第
２図と同様の構成をとれば良い。同時に読み出された信
号の差分を減算器６２で検出し、加算して得られた映像
信号にふたたび加算器６３を用いて加え合わせる。加算
する輪郭信号のレベルはレベル設定器５９で調節するこ
とは同様である。

以上、本発明を用いれば従来のように高価なＩＨＤＬ回
路を用いることなく垂直方向の輪郭補正が簡単に実現で
きるため、高画質の固体子■カメラを安価に作ることが
可能となり大いに有用である。また第５図中には本発明
に直接関連のない回路要素（プリアンプ、低域ｐ波器）
等は省略しである。

さらに本発明は実施例に用いたＭＯ８形撮像素子以外の
固体撮像素子たとえば水平シフトレジスタ５２と水平ス
イッチ５３．５４のかわりにＣＣＤなどの電荷転送素子
を用いた固体撮像素子、あるいはＣＣ形、ＣＩＤ形固体
撮像素子においても一同様に実現できることは明らかで
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は固体撮像素子の構造を示す図、第２図は輪郭補
正回路のブロック図および回路の動作を示す波形図、第
３図は垂直輪郭信号の説明図、第４図は従来のＩＨＤＬ
回路のブロック図、第５図は本発明の一実施例を示す図
である。 ５１・・・垂直シフトレジスタ、５２・・・水平シフト
レジスタ、５３．５４・・・水平スイッチトランジスタ
、５６．５７・・・水平信号ライン、５８・・・水平走
査線選択回路、５９・・・レベル設定器、６１．６３・
・・加算器、６２・・・減算器、６４．６５・・・垂直
パルス線。 第　　１　　図 第　２　　図 （仄） （ｂ） 茅　５　団 １ ？１４　図 第１頁の続き ■出　願　人　日立電子株式会社 東京都千代田区神田須田町１丁 目２３番２号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の受光素子を２次元的に配列してなる固体撮像素子
   を有し、該固体撮像素子の水平走査線からの信号を同時
   に２行読出すように構成した装置において、前記２行の
   信号を加算する加算回路と、前記２行の信号の一方より
   他方を減算する減算回路とを有し、前記加算回路の出力
   に前記減算回路の出力を加算して映像信号を得るごとく
   構成した固体撮像装置。