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    公开号:WO1983004344A1
    申请号:PCT/JP1983/000150
    申请日:1983-05-19
    公开日:1983-12-08
    发明作者:Maki Sato；Takeo Hashimoto
    申请人:Sony Corporation；
    IPC主号:H01L27-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 発明の'名称 - 信号合成用電荷転送装置
    [0003] 技術分野
    [0004] こ の発明は C C D どの電荷転送素子を撮像素子と し て使用する カ ラ 一固体撮像装置に適用 して好適 信号 合成用電荷転送装置に関する 。
    [0005] 背景技術
    [0006] 例えば、 第 1 図 A に示すよ う 時系列を も つ第 1 の 信号 （ サ ン プ リ ン グ出力等 ） SAに対し、 これと 180。位 相の異つた時系列を もつ第 2 の信号 SB (同図 B ) があ る場合 、 これら信号 sA と SB をマ ルチプレ ッ ク ス し て同図 C に示すよ う ¾時系列を もつ、 従って周波数的 には 2 倍に ¾つた第 3 の信号 Scを形成したい場合があ る o
    [0007] こ の よ.う ¾信号処理を必要とするのは、 例えば撮像 素子と して使用される C C Dの絵素数を少 く して水平あ るいは垂直方向の解像度を上げ よ う とする場合である c するわち、 第 2 図に示すよ う ： ¾市松状の色配列を も つ色フ ィ ル タ （1)を使用 して C C Dから撮像信号、 特に緑 の原色信号 G を形成する場合、 奇数ラ イ ン と 偶数ラ イ ン とでは色配列が ( て Hは水平方向の絵素配列 ビ ッ チ ） だけ異るので、 緑信号 Gに関 しては奇数 ラ イ ン で は第 1 図 A に示す時系列の信号が出力され、 偶数ラ イ ンでは同図 B に示す時系列の信号が出力される こ と に る 。 '
    [0008] 従って、 この よ う な時系列を も つ緑信号 G を同時化 したのち、 マ ル チプ レ ッ ク スすれば、 各水平ラ イ ンか ら得られる緑信号の情報量は 2倍になるので、 マ ルチ プ レ ッ ク ス し； ¾い場合 よ も 水平解像度を大幅に改善 する こ と ができる 。
    [0009] 第 3 図はこの場合に使用される信号処理回路の一例 で 、 1 水平周期 （ 1 H ) の遅延素子 (U)と 、 マ ル チ : ° レ ツ ク ス用のス ィ ツ チ ン グ回路 (12 と で構成される 。 入力端 子 )には C C Dよ ] 出力された緑信号 （電圧 ） Gが供給 される力 ら、 .ス ィ ツ チン グ回路 tt2)で 1 Hだけ遅延され た緑信号 （ 遅延出力 ） GDと現在の緑信号 （ 非遅延出力 GN ) と をマ ルチ プ レ ッ ク スする場合には遅延出力（¾ の方 も電圧レベ.ルに変換 した状態でマ ル チプレ ツ ク ス する必要がある 。
    [0010] 従って、 遅延素子 (LI)を C C Dで構成する場合には遅延 素子 (LI)の出力段に信号電荷を電 Eに変換するための出 力回路 )を設け ¾ければ ¾ ら い。 ま た この出力回路 (14)は当然の こ となが ら、 温度卷性を有するか ら遅延出 力 と非遅延出力 <¾ と の間では信号レ ベ ル に差が生 ずる 。 そのため、 通常は出力回路 (L )のほかにレ ペル調 整回路 (15)が設け られている 。
    [0011] この よ う に、 従来の信号処¾回路 （ マ ル チ プ レクサ ： では信号電荷を電圧に変換するための出力回路 (14)ゃ レ ペル調整回路（15)を設けなければな らまかった。
    [0012] 発明の開示
    [0013] この発明の 目的は、 上述の点を考慮 し、 特に信号電 荷のま ま でマ ル チプ レ ッ ク スでき る よ う に工夫 した信 号合成用電荷転送装置を提供する も のである 。 この発 明 によ る信号合成用電荷転送装置に よれば、 信号電荷 を電圧に変換するための出力回路や レ ベ ル調整回路を 設けるいで も、 2 以上の信号を合成する こ と ができる
    [0014] この発明の他の 目 的は 1 チ ップ化する こ と のでき る 信号合成用電荷転送装置を提供する も のであ る 。
    [0015] 図面の簡単 説明
    [0016] 第 1 図はマ ル チプ レク サの説明図、 第 2 図は色 フ ィ ル タ ー の一例を示す配列図、 第 3 図は色信号処理回路 の系統図、 第 4 図は この発明の説明に供する映像信号 形成.回路の一例を示す系統図、 第 5 図はこの発明に係 る電荷転送装置を映像信号形成回路に適用 した場合の —例を示す説明図、 第 6 図は とれに使用する転送ク ロ ッ ク ハ。 ル ス の波形図、 第 7 図及び第 8 図は夫 々 その動 作説明に供する電荷転送図、 第 9 図は この発明の他の 例を示す第 5 図 と 同様な説明図、 第 1 0図はこれに使用 する転送ク 口 ッ ク ハ。 ル ス の波形図である 。
    [0017] 発明 を実施するための最良の形態
    [0018] 続いて、 こ の発明の一例を上述 した信号処理回路に 適用 した場合につき第 4 図以下を参照 して説明する 。
    [0019] O PI■— 第 4 図は映像信号の形成回路であって、 色フ ィ ル タ と しては第 1 図に示す構成の色フ ィ ル タ （1)が使用され る。 従って、 C C D (2l)から G , R及び Bの点順次信号が 出力され、 これが出力回路^で一旦電圧に変換され、 電圧レ ベルに変換された この点順次信号は信号分離回 路 (23)で、 緑信号 G と赤及び青の線順次信号 RZ Bに分離 される。 線順次信号 il/Bはさらに同時化回路 β )に供給 されて R と Β の同時信号に変換される 。
    [0020] 一方、 緑信号 Gは この発明に係る電荷転送装置 60)に 供給されて信号の合成が行るわれたのち、 同時信号と 共にマ ト リ ッ ク ス回路 (23に供給されて所望とする映像 信号が形成される 。 この例では輝度信号 Υ と一対の色 差信号 R - Υ， Β— Υが形成される 。
    [0021] 電荷転送装置 (30)は第 3 図の信号処理回路 （ マ ルチプ レ クサ ） に対応する も ので、 前述 した よ う に緑信号 G
    [0022] を 1 Η遅延 したのち この遅延出力（¾ と非遅延出力（½ をマ ル チプレ ッ ク スする機能を もつ。
    [0023] 第 5 図は この発明に係る電荷転送装置 (30)の一例で、 この図は説明の便宜上、 素子に形成される転送チャン ネ ルを平面的に描いた概念的 ¾構成図である 。
    [0024] 図におい て 、 （31)は表面チ ャ ン ネ ル若 し く は埋込みチ ヤ ンネル よ > る電荷 f¾送素子 （ C C D^で構成された
    [0025] 1 Hの遅延素子で、 （32)はその転送チ ャ ン ネ ルを示 し、 イ ンプ ッ ト ダー ト I N Ga には緑信号 が供給される 。
    [0026] _ CM I— お、 この例では信号電荷の転送は 2 相ク ロ ック方式 であ ] 、 従って 2 相の転送電極 $5ι , 52 が設け られる この転送電極 ？ 5i ， 02 の構造及びその形成は従来か ら 周知の技術を利用でき るのでその構成等は説明 し い
    [0027] 1 H遅延された緑信号す わち遅延出力 <¾は信号電 荷の状態で第 1 の転送チ ャ ン ネ ル (34)に供給される 。 第
    [0028] 1 の転送チ ヤ ン ネ ル (34) も また遅延素子用の ¾送チ ヤ ン ネ ル (32)と同一の構成を採る 。 同様に非遅延出力 は第
    [0029] 2 の転送チヤ ネ ル (35)の イ ン プ ッ ト ケ *— ト I N Gb に加 え られる 。 第 1 及び第 2 の転送チ ャ ン ネ ル (34) , (355は図 の よ う に結合されて第 3 の転送チ ャ ン ネ ル（36)と る され る 。
    [0030] 第 1 と第 2 の転送チ ャ ン ネ ル^と（35)はそのチ ャ ンネ ル長が等 し く な る よ う に設定される。
    [0031] 信号電荷の転送を 2 相の転送ク π ック に よ 行る う 場合には、 遅延素子用の転送チ ャ ン ネ ル（32)及び第 1 の 転送チ ャ ン ネ ル（34)上に設け られる転送電極 0i ， 02 に は第 6 図に示す互に逆相関係にある転送ク 口 ッ ク CK^ , CK2 が供給される 。 この転送ク ロ ッ ク CKi , CK2は撮 像素子と しての C CD (2ljに供給されるク ロ ッ ク （ サ ンプ リ ン グ ク 口 ッ ク ） の周波数と 同一である 。
    [0032] 第 2 の転送チ ャ ン ネ ル 05)に設け られる ¾送電梃
    [0033] Φιは第 1 の転送チ ヤ ン ネ ル (34)に設け られた ¾送電 Φι ,
    [0034] 02 とその配列 ヒ。 ツ チ力； 1 ビツ チだけずれる よ う に位置
    [0035] O. PI Υ.·Ί 6~ 関係が選定される 。 従って、 第 1 の転送チ ャ ン ネ ル (34) に設け られた転送電極が図の よ う に 1 で終っている場 合には、 第 2 の転送チャ ン ネ ル^に設け られる転送電 極の最後は 02 である 。
    [0036] 転送電極 ？ 5l , 02 は転送チャ ン ネ ルが結合される直 前まで設け られ、 これ以降は第 3 の転送チャ ン ネル (36) 用の転送電極 a ， 0b が設けられる 。 この場合、 第 1 及び第 2 の転送チヤ ン ネル (34)及び^上に位置する転送 電極 ？ 5a ， 0b は共通に付設される 。 そ して、 これら転 送電極 0a , 0b には 2 fci = f c2のクロ ック局痰数を も つ 2 相の転送ク ロ ッ ク CKa , CKb (第 6 図 C ， D ) が 供給される 。
    [0037] 続いて、 この よ う に構成された電荷転送装置 (30)の電 荷転送状態を第 7 図及び第 8 図を参照 して説明する 。
    [0038] 第 7 図は遅延出力 の転送状態を、 第 6 図に示す各 時点ごと に図示 した も ので、 （¾ι ， ¾2 , …は緑信号 Gに関する 1 H遅れの絵素情報である 。 同様に、 第 8 図は非遅延出力 ½の耘送状態を第 6 図に示す各時点ご とに図示 したも ので、 GNI ， （¾2 , …は同 じ く 緑信号 Gに関する絵素情報である。
    [0039] これら両図カゝ ら明 らか ¾ よ う に夫 々独立の転送チ ヤ ンネル （34) , ( を転送 してきた遅延出力 GD及び非遅 岀 力（½は、 時点 t 9 以降ク ロ ッ ク ハ。 ル ス C Ka .， C Kbによ ]3 順次交互に出力されて 1 つの耘送チ ャ ン ネ ル (3S)内を
    [0040] O l 交互に転送する 。 すなわち、 これに よ ] 出力 GD と GN はマ ル チプ レ ッ ク ス されて、 合成前の 2 倍の情報を も つた合成出力 G0が得られる 。
    [0041] 以上説明 した よ う に、 この発明では位相のみ異つた 同一時系列を もつ少 く と も 2 つの信号を合成 して新た 時系列を もつ 1 つの信号を信号電荷のま ま の状態で 形成する こ と ができるか ら極めて便利である 。
    [0042] 特に、 上述 した よ う に市松状の絵素情報を、 C C Dの 絵素数を増加することなく見掛け上高く して水平解像度の改 善を図ろ う と する場合には、 第 3 図に示すよ う ¾信号 処理を行な う 必要があ る が、 こ の よ 'う な信号処理系に こ の発明を適用すれば極めて好適である 。
    [0043] するわち、 第 3 図に示す信号処理回路では上述 した よ う に出力回路（1 )及び レ ベル調整回路 as)を夫 々設ける 必要があ J 、 ま た これら回路があるために こ の信号処 理回路を 1 チップに形成でき い。 これに対 し、 この 実施例の よ う に構成する場合には、 信号電荷のま ま で すべての信号処理を行 ¾ う こ と ができ るので、 上述 し た出力回路 (^や レ ベ ル調整回路（15)を省 く こ と ができ る と共に、 ' 1 つの電荷耘送素子内にそのすベて を構成で き るか ら 1 チッ プ化が可能である 。
    [0044] なお、 上述 した実施例は 2 本の転送チ ャ ン ネ ルを設 けて夫 々 の信号を マ ル チ プ レ ツ ク スする例であ るが、 第 9 図の よ う に 3 本の ¾送チ ャ ン ネ ル（41)〜（43)の信号電 荷をマ ル チプレ ッ ク ス して合成前の 3 倍の周波数の合 成出力を得る こ と もでき る 。 この場合、 信号合成前は 第 10図 A〜（： に示す 3 相転送ク ロ ッ クハ0 ル ス CKi CKs に よって信号電荷が転送される。 信号合成後は同図 D , E に示す 2 相の転送ク ロ ック ハ0 ル ス C Ka , C Kbによ つ て信号電荷が転送される 。 そ して、 マ ル チプレ ッ ク ス される直前の信号相互間は 120°の位相差がある よ う に 転送状態が制御される 。 そのため、 転送電極 ？ ^ 1 〜 3 の配列は第 9 図の よ う にるる 。
    [0045] お、 上述では この発明を カ ラ 一固体撮像装置の色 信号処理回路に適用 したがその他の映像.処理回路に適 用する こ と ができ る。
    [0046] 一 GMPI
    权利要求:
    Claims
    δ冃 求 の 範 囲
    信号電荷転送用の少 く と も 2本の第 1 及び第 2 の転 送チャ ン ネ ル と 、 これ ら転送チ ャ ン ネル内を転送 した 信号電荷を順次交互に合成するための第 3 の転送チヤ ン ネ ル と を有 し、 第 1 及び第 2 の転送チャ ン ネ ル には 同一の転送ク ロ ッ ク ici が供給されゝ 第 3 の転送チ ヤ ン ネ ル には n ic l ( nは信号合成前の転送チ ャ ン ネ ル数 ） の周波数に選定された第 2 の転送ク 口 ッ ク ic2 が供給 される と共に、 上記第 1 及び第 2 の転送チャ ン ネルに て転送される信号電荷の位相は異な る よ う に選定され た信 ·号合成用電荷転送装置。
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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