(57)【要約】【課題】  センサ板の平面上にＲＧＢの画素を備え、各画素の色別のゲインを個別に調整でき、画質劣化を防止できる単板カラーイメージセンサを提供する。【解決手段】  単板カラーイメージセンサ１０は、光電変換素子へ入射された光を各画素に応じて各色ごとに検出し、各色に対応した光電流をセンサ信号として出力する複数の画素Ｄ１１〜Ｄ４４と、画素の出力側に設けられ、かつバイアス電源に接続された可変抵抗ＶＲ１〜ＶＲ４と、複数の画素のうちセンサ信号を読み出す画素を選択するスイッチＳＷ１〜ＳＷ４と、読み出される画素の担う色に対応して可変抵抗の抵抗値を変え、読出し負荷を変化させる制御部１３を備える。【選択図】      図１
2005318292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換素子へ入射された光を各画素に応じて各色ごとに検出し、各色に対応した光電流をＭＯＳトランジスタにより変換してセンサ信号を出力する複数の画素と、
前記複数の画素のそれぞれの出力側に設けられ、かつバイアス電源に接続された可変抵抗と、
前記複数の画素のうちセンサ信号を読み出す画素を選択する選択手段と、
読み出される前記画素の担う色に対応して前記可変抵抗の抵抗値を変え、読出し負荷を変化させる制御手段と、
を備えることを特徴とする単板カラーイメージセンサ。
【請求項２】
光電変換素子へ入射された光を画素に応じて各色ごとに検出し、各色に対応した光電流をＭＯＳトランジスタにより変換してセンサ信号を出力する複数の画素と、
前記複数の画素のそれぞれの出力側に設けられかつバイアス電源に接続され、入力されるバイアス電圧を切換え可能にするバイアススイッチと、
前記バイアススイッチの入力側に接続される複数のバイアスラインと、
前記複数の画素の担う色に対応して前記バイアススイッチを切り換えて前記複数のバイアスラインのいずれかを選択し、読出し負荷を変化させる制御手段と、
を備えることを特徴とする単板カラーイメージセンサ。
【請求項３】
光電変換素子へ入射された光を画素に応じて各色ごとに検出し、各色に対応した光電流をＭＯＳトランジスタにより変換してセンサ信号を出力する複数の画素と、
前記複数の画素のそれぞれの出力側に設けられた出力スイッチと、
前記出力スイッチの出力側に接続される複数の出力ラインと、
前記複数の画素の担う色に対応して前記出力スイッチを切り換えて前記複数の出力ラインのいずれかを選択し、特定の色情報を有する画素を特定の出力ラインに出力させる制御手段と、
を備えることを特徴とする単板カラーイメージセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は単板カラーイメージセンサに関し、特に、１つのセンサ板の平面上にＲＧＢの３つの画素を備え、各画素の色別のゲインを個別に調整することを可能とした単板カラーイメージセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子（センサ板）で作られたカラーイメージセンサでカラー画像の撮像を行うためには、各画素がＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の情報を得る必要がある。３色を得る方法として３通りの方法があり、それ故にカラーイメージセンサでは３つの方式が存在する。第１の方式は入射光を３色に分けて例えば３つのセンサ板でそれぞれを受光・検出する３センサ方式であり、第２の方式は１つのセンサ板の各画素の前にＲＧＢの各カラーフィルタを交互に貼りつけた１センサ方式であり、第３の方式は１つのセンサ板の前にＲ，Ｇ，Ｂに変化する交互フィルタを設け３倍速で撮影する交互フィルタ方式である。３センサ方式は３板カラーイメージセンサまたは多板カラーイメージセンサと呼ばれ、１センサ方式は単板カラーイメージセンサと呼ばれる。
【０００３】
上記の各種のカラーイメージセンサのうち単板カラーイメージセンサは、撮像素子の数が少なくて済み、一般的にコストが安いという利点を有し、民生用ビデオカメラでは多く利用されている。単板カラーイメージセンサでは、１つのセンサ板の平面上の各画素の前にＲ，Ｇ，Ｂのいずれかのフィルタを設けている。従って単板カラーイメージセンサの各画素によれば必要な３色のうちの１つの色しか得られない。他の２つの色は周囲に配置された複数の画素から補完して得ることになる。
【０００４】
一般的に太陽光等の自然光は、図９に示すようなスペクトラム分布を持っている。図９で明らかなように、可視光をＲ，Ｇ，Ｂの成分に分けた場合、Ｇの成分が大きく、ＲとＢの成分はＧの成分に比較して小さいことが分かる。従って、固体撮像素子によるカラーイメージセンサでカラー撮影を行う場合には、３色に各々の分光感度の違いから、それぞれの色信号に対して個別にゲイン（増幅率または読出し負荷））を調整することが必要であった。特に単板カラーイメージセンサの場合には、カラーイメージセンサ全体についてゲインを調整することができないので、カラーイメージセンサの出力後に全体のホワイトバランスが揃うように色ごとにゲインの調整を行っていた（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、特許文献１によれば、ホワイトバランスが揃うように各色ごとにゲインを調整するので、下記の理由によって画質が劣化するという問題が提起される。
【０００６】
従来、単板カラーイメージセンサから出力される各画素の情報（映像信号）は、まずＡ／Ｄコンバータによってデジタル信号に変換され、その後にホワイトバランス調整のごとき画像処理を行うようにしていた。しかし、各色の分光特性は前述のごとく一様ではなく、例えばＢの成分に対してＧの成分は１／６程度の信号しかＡ／Ｄコンバータに入力されていなかった。この場合、例えば変換分解能が１０ビットのＡ／Ｄコンバータを用いたときには、理論上６０ｄＢの信号が得られるはずであるが、実際には５６ｄＢの信号しか得られない。差分の４ｄＢはＡ／Ｄコンバータの内部雑音であり、これは画質劣化の原因となる。Ａ／Ｄコンバータの内部雑音は、入力信号の大きさに拘らず、一定値が重なる。その結果、ＢやＲの成分の信号に重なったＡ／Ｄコンバータの内部雑音は、デジタル信号に変換後のホワイトバランス調整時にＧ成分信号に合わせる際、その内部雑音も増幅されることになり、その結果、画質が劣化することになる。
【特許文献１】特開平６−１６５１９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、単板カラーイメージセンサにおいてＲ，Ｇ，Ｂの３色の各色ごとにゲインを調整することにより、Ａ／Ｄコンバータに大きなレベルの信号を入力できるようにし、Ａ／Ｄコンバータの内部雑音の影響を抑えるようにするものである。
【０００８】
本発明の目的は、上記課題に鑑み、１つのセンサ板の平面上にカラーフィルタを利用してＲＧＢの画素を備え、センサ出力の段階で各画素の色別のゲインを個別に調整できるようにし、色のバランスを適切にとることができ、画質の劣化を防止するようにした単板カラーイメージセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る単板カラーイメージセンサは、上記目的を達成するため、次のように構成される。
【００１０】
第１の本発明に係る単板カラーイメージセンサ（請求項１に対応）は、光電変換素子へ入射された光を各画素に応じて各色ごとに検出し、各色に対応した光電流をＭＯＳトランジスタにより変換してセンサ信号を出力する複数の画素と、複数の画素のそれぞれの出力側に設けられ、かつバイアス電源に接続された可変抵抗と、複数の画素のうちセンサ信号を読み出す画素を選択する選択部と、読み出される画素の担う色に対応して可変抵抗の抵抗値を変え、読出し負荷を変化させる制御部とを備えるように構成される。
【００１１】
上記の第１の本発明では、単板カラーイメージセンサの画素群の各画素の出力側に印加されるバイアス電圧に対して基準抵抗としての可変抵抗を設け、読み出そうとする画素の担う色に応じて制御部に基づき可変抵抗の値を最適に変化させる。これにより、センサ信号の出力段階で各画素の色別のゲイン（読出し負荷）を個別に調整し、色のバランスを適切にとり、画質の劣化を防止する。
【００１２】
第２の本発明に係る単板カラーイメージセンサ（請求項２に対応）は、光電変換素子へ入射された光を画素に応じて各色ごとに検出し、各色に対応した光電流をＭＯＳトランジスタにより変換してセンサ信号を出力する複数の画素と、複数の画素のそれぞれの出力側に設けられかつバイアス電源に接続され、入力されるバイアス電圧を切換え可能にするバイアススイッチと、バイアススイッチの入力側に接続される複数のバイアスラインと、複数の画素の担う色に対応してバイアススイッチを切り換えて複数のバイアスラインのいずれかを選択し、読出し負荷を変化させる制御手段と、を備えるように構成される。
【００１３】
上記の第２の本発明では、単板カラーイメージセンサの画素群の各画素の出力側に印加されるバイアス電圧に対して当該バイアス電圧を切換え可能にするバイアススイッチを設け、読み出そうとする画素の担う色に応じて制御部に基づきバイアス電圧の値を最適に変化させる。これにより、センサ信号の出力段階で各画素の色別のゲイン（読出し負荷）を個別に調整し、色のバランスを適切にとり、画質の劣化を防止する。
【００１４】
第３の本発明に係る単板カラーイメージセンサ（請求項３に対応）は、光電変換素子へ入射された光を画素に応じて各色ごとに検出し、各色に対応した光電流をＭＯＳトランジスタにより変換してセンサ信号を出力する複数の画素と、複数の画素のそれぞれの出力側に設けられた出力スイッチと、出力スイッチの出力側に接続される複数の出力ラインと、複数の画素の担う色に対応して出力スイッチを切り換えて複数の出力ラインのいずれかを選択し、特定の色情報を有する画素を特定の出力ラインに出力させる制御手段と、を備えるように構成される。
【００１５】
上記の第２の本発明では、単板カラーイメージセンサの画素群の各画素の出力側に読出し負荷を異ならせる出力スイッチを設け、読み出そうとする画素の担う色に応じて制御部に基づき出力スイッチを切り換えて読出し負荷を最適に変化させる。これにより、センサ信号の出力段階で各画素の色別のゲイン（後段の増幅器に基づく読出し負荷）を個別に調整し、色のバランスを適切にとり、画質の劣化を防止する。
【発明の効果】
【００１６】
第１〜第３の本発明によれば、単板カラーイメージセンサにおいて画素群から各色の画素のセンサ信号を読み出すとき、センサ信号の出力段階で各画素のＲ，Ｇ，Ｂの色別のゲインすなわち読出し負荷を個別に調整できるように構成したため、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色を担う画素の応答出力特性（相対感度）をほぼ等しくなるように揃えることができ、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色に応じた分光特性の違いを解消することができ、色のバランスを適切にとり、画質の劣化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明の好適な実施形態（実施例）を添付図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は本発明に係る単板カラーイメージセンサの第１実施形態の要部構成を示す。図１に示した単板カラーイメージセンサ１０では、マトリックス状に配列された多数の画素から成る画素群１０Ａを備えている。図示例では、一例として４Ｘ４の１６個の画素が示されている。画素群１０Ａでの複数の画素のそれぞれの詳細な回路構造は図２に示される。図２に示した回路の詳細については後述される。
【００１９】
単板カラーイメージセンサ１０は、固体撮像素子で作られた１枚のセンサ板の平面上において、図１に示されたマトリックス状画素配置で複数の画素Ｄ１１〜Ｄ４４から成る画素群１０Ａが形成されている。複数の画素のそれぞれには各画素に応じてカラーフィルタが付設され、多数の画素のそれぞれは３色であるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のうち画素に応じて各色ごとに光検出を行うように構成されている。画素Ｄ１１〜Ｄ４４のブロック内に示された「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」の表記は各画素が検出する色を意味している。
【００２０】
上記の画素群１０Ａに対して、図１で、水平方向の画素を選択するための水平方向画素選択ラインＸ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４、および垂直方向の画素を選択するための垂直方向画素選択ラインＹ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４がそれぞれ設けられている。水平方向画素選択ラインＸ１〜Ｘ４と垂直方向画素選択ラインＹ１〜Ｙ４のそれぞれに供給される読出し信号に基づいて読み出されるべき画素が特定され、特定された画素から出力されるセンサ信号が単板カラーイメージセンサ１０の出力端から出力信号（電圧Ｖ０）として読み出される。
【００２１】
さらに上記画素群１０Ａに対しては、バイアス用電源（＋Ｖ）に接続された電源ライン１１と、単板カラーイメージセンサ１０の出力端である映像出力ライン１２とが設けられる。電源ライン１１と画素群１０Ａの各列の画素出力端との間にはそれぞれ基準抵抗となる可変抵抗ＶＲ１，ＶＲ２，ＶＲ３，ＶＲ４が接続され、映像出力ライン１２と画素群１０Ａの各列の画素出力端との間にはそれぞれ出力スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４が接続されている。
【００２２】
単板カラーイメージセンサ１０の画素群１０Ａに対して、各列に対応する可変抵抗ＶＲ１〜ＶＲ４は各列における各画素に流れる電流値を設定する。これらの可変抵抗ＶＲ１〜ＶＲ４で設定される抵抗値に依存して各列の各画素のゲインすなわち読出し負荷の大きさが設定される。画素群１０Ａにおける各画素のセンサ信号の読出し負荷の大きさは色に応じて異なるように設定される。またスイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、その開閉動作により映像出力ライン１２と各画素の出力端との間の接続・非接続を行うものである。スイッチＳＷ１〜ＳＷ４によって、画素群１０Ａの各画素のセンサ信号を読み出す読出し回路が形成される。
【００２３】
可変抵抗ＶＲ１〜ＶＲ４の抵抗値は、制御部１３から与えられる指令信号Ｓａに基づいて各画素の担う色ごとに個別に設定される。可変抵抗ＶＲ１〜ＶＲ４の抵抗値は、各画素のセンサ信号を時系列的に順次に読出し走査するとき、読み出そうとする画素の色に応じて変化させ、設定される。本実施形態では、好ましくは、Ｇの画素のセンサ信号を読み出すときにはゲインが予め定められた所定値となるように抵抗値は設定され、ＲまたはＢの画素のセンサ信号を読み出すときにはそのゲインがＧの場合のゲインに比較して大きくなるように抵抗値が変化して設定される。これによって、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色を担う画素の応答出力特性を揃え、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色に応じた分光特性の違いを解消することができる。
【００２４】
また出力スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の開閉動作は制御部１３から与えられる指令信号Ｓｂに基づいて出力スイッチごとに個別に制御される。出力スイッチＳＷ１〜ＳＷ４がオン状態になると、選択回路で選択された読出し画素の出力端が映像出力ライン１２に接続され、当該画素のセンサ信号が読み出されることになる。
【００２５】
図１に示された単板カラーイメージセンサ１０において、水平方向画素選択ラインＸ１〜Ｘ４と垂直方向画素選択ラインＹ１〜Ｙ４のそれぞれに供給される読出し信号に基づく画素群１０Ａでの読み出すべき画素の特定と、特定された画素に対応する可変抵抗ＶＲ１〜ＶＲ４の抵抗値の変化・設定と、特定された画素に対応する出力スイッチＳＷ１〜ＳＷ４のオン動作とは、制御部１３による制御動作に基づいて適切にタイミングをとって行われる。こうして単板カラーイメージセンサ１０の画素群１０Ａで、担う色の異なる各画素のセンサ信号を読み出す時、各画素の色に応じてセンサ信号を読出す際のゲインすなわち読出し負荷の大きさを異なるようにし、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色に応じた分光特性の違いを解消する。
【００２６】
図２に、第１実施形態に係る単板カラーイメージセンサ１０の画素群１０Ａで、画素Ｄ１１〜Ｄ４４の各色に応じてセンサ信号を読出す際の読出し負荷の大きさを異ならせることに基づく分光特性の変化を示す。図２で示した特性部分１４，１５で明らかなように、色ごとに可変抵抗ＶＲ１〜ＶＲ４の抵抗値（すなわちゲインまたは読出し負荷）を変え、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色を担う画素の応答出力特性（相対感度）をほぼ等しくなるように揃え、これによりＲ，Ｇ，Ｂの各色に応じた分光特性の違いが解消される。
【００２７】
次に、図３を参照して画素Ｄ１１〜Ｄ４４の各々の回路構成を説明する。図３は一例として画素Ｄ１１の光センサ回路２０を示している。光センサ回路２０は、入射光Ｌｓの光量に応じたセンサ電流を生じる光電変換素子としてのフォトダイオードＰＤと、生じたセンサ電流の電荷を蓄電するコンデンサＣと、フォトダイオードＰＤに流れるセンサ電流を弱反転状態で対数出力特性をもって電圧信号Ｖｐｄに変換するトランジスタＱ１と、その電圧信号Ｖｐｄを増幅するトランジスタＱ２と、読出し信号ＶＳのパルスタイミングをもって出力スイッチＳＷ１がオンであるときセンサ信号を出力信号Ｖ０として出力するトランジスタＱ３とから成る。この光センサ回路２０を画素に用いかつ対数出力特性を持たせることによって、ダイナミックレンジを拡大して光信号の検出を高感度で行わせることができる。
【００２８】
次に、図４を参照して本発明に係る単板カラーイメージセンサの第２実施形態を説明する。図４において、第１実施形態で説明した要素と同一の要素には同一の符号を付している。第２実施形態に係る単板カラーイメージセンサ３０において、画素群１０Ａと、これに関連する水平方向画素選択ラインＸ１〜Ｘ４および垂直方向画素選択ラインＹ１〜Ｙ４と、電源ライン１１と、映像出力ライン１２の構成は第１実施形態の構成と同じである。
【００２９】
次に電源ライン１１と画素群１０Ａの各列（水平方向画素選択ラインＸ１〜Ｘ４）の画素出力端との間には、色Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれに対応する３ルートのバイアス電圧信号ライン３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂが設けられる。バイアス電圧信号ライン３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂのそれぞれは、直列に接続されたバイアス抵抗（ＲＲ，ＲＧ，ＲＢ）とバイアススイッチ（ＳＷＲ，ＳＷＧ，ＳＷＢ）によって構成される。３つのバイアス抵抗ＲＲ，ＲＧ，ＲＢにおいて、それらの抵抗値は色に応じて決められており、互いに異なる値に設定されている。またバイアススイッチＳＷＲ，ＳＷＧ，ＳＷＢの開閉動作は、制御部１３からの開閉制御指令Ｓｃに基づいて行われる。画素群１０Ａの各画素からのセンサ信号の読出しにおいて、各列で色ごとの画素のセンサ信号を読み出すとき、読み出される画素の色に応じて対応するバイアススイッチＳＷＲ，ＳＷＧ，ＳＷＢをオン状態にして色に応じた最適なバイアス抵抗を選択し、最適なゲインすなわち最適な読出し負荷を選択する。
【００３０】
図５は、単板カラーイメージセンサ３０の画素群１０Ａの各画素のセンサ信号の読出しを行う駆動例のタイミングチャートを示す。図４はプログレッシブスキャニングでの駆動例であり、１つの画素に対する初期化周期は１／３０秒の場合の例である。図５に示したタイミングチャートでは、上側から、垂直方向画素選択ラインＹ１〜Ｙ４での選択信号、水平方向画素選択ラインＸ１〜Ｘ４での選択信号、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の読出し付加抵抗、読み出されるべき画素Ｘ１−Ｒ，Ｇ，Ｂ、画素Ｘ２−Ｒ，Ｇ，Ｂ、画素Ｘ３−Ｒ，Ｇ，Ｂ、画素Ｘ４−Ｒ，Ｇ，Ｂの読出し動作状態、読出しが行われる画素の時系列的な順序が示されている。
【００３１】
上記において、Ｘ１−Ｒ，Ｇ，Ｂ、Ｘ２−Ｒ，Ｇ，Ｂ、Ｘ３−Ｒ，Ｇ，Ｂ、Ｘ４−Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれの読出し動作状態は、列のラインＸ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４のそれぞれに対応して設けられた前述のバイアススイッチＳＷＲ，ＳＷＧ，ＳＷＢ のオン状態に対応している。すなわち、列のラインＸ１〜Ｘ４のそれぞれに対応して設けられた前述のバイアススイッチＳＷＲ，ＳＷＧ，ＳＷＢ が、読み出すべき画素の色に応じて適宜にオン制御されることにより、所定の順序で各画素のセンサ信号が読み出される。
【００３２】
図５に示されたプログレッシブスキャニングの駆動例において、ラインＹ１を走査する場合には、ラインＸ１，Ｘ３と交差する位置の画素の場合にはＧの読出し負荷が接続され、ラインＸ２，Ｘ４と交差する位置の画素の場合にはＲの読出し負荷が接続される。ラインＹ２を走査する場合には、ラインＸ１，Ｘ３と交差する位置の画素の場合にはＢの読出し負荷が接続され、ラインＸ２，Ｘ４と交差する位置の画素の場合にはＧの読出し負荷が接続される。ラインＹ３を走査する場合には、ラインＸ１，Ｘ３と交差する位置の画素の場合にはＧの読出し負荷が接続され、ラインＸ２，Ｘ４と交差する位置の画素の場合にはＲの読出し負荷が接続される。ラインＹ４を走査する場合には、ラインＸ１，Ｘ３と交差する位置の画素の場合にはＢの読出し負荷が接続され、ラインＸ２，Ｘ４と交差する位置の画素の場合にはＧの読出し負荷が接続される。
【００３３】
次に図６は、上記の単板カラーイメージセンサ３０の画素群１０Ａの各画素のセンサ信号の読出しを行う駆動例の他のタイミングチャートを示す。この場合はインターレーススキャニングでの駆動例である。図６でも、図５と同様に、上側から、垂直方向画素選択ラインＹ１〜Ｙ４での選択信号、水平方向画素選択ラインＸ１〜Ｘ４での選択信号、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の読出し付加抵抗、読み出されるべき画素Ｘ１−Ｒ，Ｇ，Ｂ、画素Ｘ２−Ｒ，Ｇ，Ｂ、画素Ｘ３−Ｒ，Ｇ，Ｂ、画素Ｘ４−Ｒ，Ｇ，Ｂの読出し動作状態、読出しが行われる画素の時系列的な順序が示されている。
【００３４】
図６に示した駆動例でも、図５で説明した駆動例と同様に、列のラインＸ１〜Ｘ４のそれぞれに対応して設けられた前述のバイアススイッチＳＷＲ，ＳＷＧ，ＳＷＢ が、読み出すべき画素の色に応じて適宜にオン制御されることにより、所定の順序で各画素のセンサ信号が読み出される。
【００３５】
第２実施形態に係る単板カラーイメージセンサにおいても、Ｒ，Ｇ，Ｂについて図２に示した分光特性を有するよう、バイアススイッチＳＷＲ，ＳＷＧ，ＳＷＢ  のオン・オフを制御して色ごとにバイアス抵抗ＲＲ，ＲＧ，ＲＢを選択して抵抗値（すなわちゲインまたは読出し負荷）を変え、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色を担う画素の応答出力特性（相対感度）をほぼ等しくなるように揃え、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色に応じた分光特性の違いを解消する。
【００３６】
次に図７に本発明に係る単板カラーイメージセンサの第３実施形態を示す。図７において、第１実施形態または第２実施形態で説明した要素と同一の要素には同一の符号を付している。第３実施形態に係る単板カラーイメージセンサ４０において、画素群１０Ａと、これに関連する水平方向画素選択ラインＸ１〜Ｘ４および垂直方向画素選択ラインＹ１〜Ｙ４と、電源ライン１１と、映像出力ライン１２の構成は第１実施形態の構成と同じである。
【００３７】
第３実施形態に係る単板カラーイメージセンサ４０は第２実施形態の変形例であり、基本的な構成は第２実施形態に係る単板カラーイメージセンサ３０に類似している。第２実施形態に比較して、第３実施形態の単板カラーイメージセンサ４０の特徴は次の通りである。
【００３８】
電源ライン１１と画素群１０Ａの４つの列（水平方向画素選択ラインＸ１〜Ｘ４）の画素出力端との間には、それぞれ、色Ｇ，Ｂのそれぞれに対応する２ルートのバイアス電圧信号ライン４１Ｇ，４１Ｂ、色Ｒ，Ｇのそれぞれに対応する２ルートのバイアス電圧信号ライン４１Ｒ，４１Ｇ、色Ｇ，Ｂのそれぞれに対応する２ルートのバイアス電圧信号ライン４１Ｇ，４１Ｂ、色Ｒ，Ｇのそれぞれに対応する２ルートのバイアス電圧信号ライン４１Ｒ，４１Ｇが設けられる。バイアス電圧信号ライン４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂのそれぞれは、直列に接続されたバイアス抵抗（ＲＲ，ＲＧ，ＲＢ）とバイアススイッチ（ＳＷＲ，ＳＷＧ，ＳＷＢ）によって構成される。これらの３つのバイアス抵抗ＲＲ，ＲＧ，ＲＢに関して、前述した通り、それらの抵抗値は色に応じて決められており、互いに異なる値に設定されている。またバイアススイッチＳＷＲ，ＳＷＧ，ＳＷＢの開閉動作は、制御部１３からの開閉制御指令Ｓｃに基づいて行われる。画素群１０Ａの各画素からのセンサ信号の読出しにおいて、各列で色ごとの画素のセンサ信号を読み出すとき、読み出される画素の色に応じて対応するバイアススイッチＳＷＲ，ＳＷＧ，ＳＷＢをオン状態にして色に応じた最適なバイアス抵抗を選択し、最適なゲインすなわち最適な読出し負荷を選択する。
【００３９】
第３実施形態に係る単板カラーイメージセンサ４０は、画素群１０Ａの構成において、ラインＸ１，Ｘ３の列ではＲ成分の画素がなく、ラインＸ２，Ｘ４の列ではＢ成分の画素がないことに着目して、各列におけるバイアス抵抗とバイアススイッチの個数を減少させたものである。これにより、第１および第２の実施形態で説明した利点を有するに加えて、バイアス抵抗とバイアススイッチの回路構成を簡素化し、部品点数を減少させることができるという利点を有する。
【００４０】
次に、図８を参照して本発明に係る単板カラーイメージセンサの第４実施形態を説明する。図８において、前述の各実施形態で説明した要素と同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４１】
第４実施形態に係る単板カラーイメージセンサ５０では、画素群１０Ａの構成は上記の実施形態と同じである。電源ライン１１から画素群１０Ａへのバイアス電圧の供給は、前述のごとくバイアス抵抗およびバイアススイッチは設けられず、直接的に画素群１０Ａの各列の画素出力端に接続されている。第４実施形態の単板カラーイメージセンサ５０の特徴的構成としては、映像出力ラインが、前述のごとく１系統ではなく、２系統１２ａ，１２ｂ設けられる。２系統の映像出力ライン１２ａ，１２ｂと列方向のラインＸ１，Ｘ２との間にはスイッチ部５１が設けられ、映像出力ライン１２ａ，１２ｂと列方向のラインＸ３，Ｘ４との間にはスイッチ５２が設けられている。
【００４２】
スイッチ部５１，５２は２連式のスイッチ機構を有しており、スイッチ部５１，５２の２状態選択の開閉動作は制御部１３によって以下の通り制御される。
【００４３】
２状態を選択するスイッチ部５１は、第１選択状態でラインＸ１，Ｘ２の画素出力端を映像出力ライン１２ａ，１２ｂにそれぞれ接続し、第２選択状態でラインＸ１，Ｘ２の画素出力端を映像出力ライン１２ｂ，１２ａにそれぞれ接続する。同様に２状態を選択するスイッチ部５２は、第１選択状態でラインＸ３，Ｘ４の画素出力端を映像出力ライン１２ａ，１２ｂにそれぞれ接続し、第２選択状態でラインＸ３，Ｘ４の画素出力端を映像出力ライン１２ｂ，１２ａにそれぞれ接続する。
【００４４】
上記の映像出力ライン１２ａの後段には増幅器５３とＡ／Ｄコンバータ５４が設けられ、その映像信号は増幅器５３とＡ／Ｄコンバータ５４を介して補正回路５５に入力される。また映像出力ライン１２ｂの後段には増幅器５６とＡ／Ｄコンバータ５７が設けられ、増幅器５６とＡ／Ｄコンバータ５７を介して補正回路５５に入力される。補正回路５５で補正が行われた映像信号は色再生回路５８に入力される。映像出力ライン１２ａ，１２ｂのそれぞれの後段に設けた増幅器５３，５６のゲイン（増幅率）は異なるものに設定されている、具体的にはＧの画素からのセンサ信号を増幅する増幅器５３のゲインは相対的に低く固定の値に設定し、ＲまたはＢの画素からのセンサ信号を増幅する増幅器５６のゲインを増幅器５３のゲインよりも高く設定している。これにより、前述したごとくＲ，Ｇ，Ｂの各色を担う画素の応答出力特性（相対感度）をほぼ等しくなるように揃え、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色に応じた分光特性の違いを解消する。
【００４５】
第４実施形態の構成によれば、Ｇの画素から読み出されるセンサ信号は映像出力ライン１２ａのみから取り出し、またＲまたはＢの画素から読み出されるセンサ信号は映像出力ライン１２ｂのみから取り出すようにすることにより、そのゲインすなわち読出し負荷を適切に設定して異ならせ、これによりＲ，Ｇ，Ｂの各色に応じた分光特性の違いを解消することができる。
【００４６】
なお第４実施形態の変形例として、映像出力ラインを３系統設け、それぞれにＲ，Ｇ，Ｂを担当させるように構成にすることもできる。
【００４７】
以上の実施形態で説明された構成等については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明に係る単板カラーイメージセンサは、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色を担う画素の応答出力特性（相対感度）をほぼ等しくなるように揃え、各色に応じた分光特性の違いを解消し、色のバランスを適切にとり、画質の劣化を防止するのに利用される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係る単板カラーイメージセンサの第１実施形態を示す電気回路図である。
【図２】第１実施形態に係る単板カラーイメージセンサで得られる分光特性を示す特性図である。
【図３】各画素の光センサ回路の具体的構成を示す電気回路図である。
【図４】本発明に係る単板カラーイメージセンサの第２実施形態を示す電気回路図である。
【図５】第２実施形態におけるプログレッシブスキャニングの駆動例を示すタイミングチャートである。
【図６】第２実施形態におけるインターレーススキャニングの駆動例を示すタイミングチャートである。
【図７】本発明に係る単板カラーイメージセンサの第３実施形態を示す電気回路図である。
【図８】本発明に係る単板カラーイメージセンサの第４実施形態を示す電気回路図である。
【図９】自然光の分光特性を示す特性図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０      単板カラーイメージセンサ
１０Ａ    画素群
１３      制御部
１６      記憶部
ＶＲ１〜ＶＲ４      可変抵抗
ＳＷ１〜ＳＷ４      出力スイッチ
Ｄ１１〜Ｄ４４      画素
３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂ      バイアス電圧信号ライン
ＲＲ，ＲＧ，ＲＢ        バイアス抵抗
ＳＷＲ，ＳＷＧ，ＳＷＢ   バイアススイッチ
【図１】
2005318292.tif 000003
【図２】
2005318292.tif 000004
【図３】
2005318292.tif 000005
【図４】
2005318292.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2005318292.tif 000009
【図８】
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【図９】
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