JPS5853831B2 - Color solid-state imaging device - Google Patents

Color solid-state imaging device

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Publication number
JPS5853831B2
JPS5853831B2 JP54027788A JP2778879A JPS5853831B2 JP S5853831 B2 JPS5853831 B2 JP S5853831B2 JP 54027788 A JP54027788 A JP 54027788A JP 2778879 A JP2778879 A JP 2778879A JP S5853831 B2 JPS5853831 B2 JP S5853831B2
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JP
Japan
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signal
output signal
circuit
image sensor
delay line
Prior art date
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JP54027788A
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Japanese (ja)
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JPS55120282A (en
Inventor
英彦 井上
政信 森下
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
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Publication of JPS5853831B2 publication Critical patent/JPS5853831B2/en
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    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/40Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
    • H04N25/44Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled by partially reading an SSIS array
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    • H04N25/11Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
    • H04N25/13Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
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    • H04N25/11Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
    • H04N25/13Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
    • H04N25/134Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on three different wavelength filter elements

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は2次元型体撮像素子を1枚用いてカラーテレビ
ジョン信号を得るカラー固体撮像装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a color solid-state imaging device that obtains a color television signal using one two-dimensional solid-state imaging device.

人間の目は無彩色に対して大きな解像力を有しているた
め、単一の撮像素子にてカラーテレビジョン信号を得よ
うとするとき、無彩色光あるいは視感度曲線に相当する
色光あるいは視感度曲線に近い緑色光に対して高解像力
を得るために、これら高解像力を必要とする色光に感応
する画素の数を他の2種の色光(例えば赤色と青色ある
いは黄色とシアン色)に感応するそれぞれの画素の数よ
り多くしたカラー撮像素子については特開昭5l−11
2228(カラー撮像素子)にて知られている。
The human eye has a high resolving power for achromatic colors, so when trying to obtain a color television signal with a single image sensor, it is necessary to use achromatic light or colored light corresponding to the luminous sensitivity curve. In order to obtain high resolution for green light that is close to a curve, the number of pixels that are sensitive to these color lights that require high resolution is changed to be sensitive to two other types of color light (for example, red and blue or yellow and cyan). Regarding a color image sensor having more than the number of each pixel, Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-11
It is known as 2228 (color image sensor).

一般に1個の撮像素子にてカラーテレビジョン信号を得
るためには、三原色に相当する赤色光、緑色光、青色光
に分解するストライブ(線条)フィルターを介して光電
面に被写体の像を結像させて電気信号に変換する方法が
最も一般的な方法である。
Generally, in order to obtain a color television signal with a single image sensor, the image of the subject is transferred to the photocathode through a stripe filter that separates the light into red, green, and blue light, which correspond to the three primary colors. The most common method is to form an image and convert it into an electrical signal.

(例えば米国特許2634328)。しかしながらこの
ような方法ではストライプフィルターの各幅を細かくし
、撮像素子に高解像度のものを用いなければ充分な画質
が得られない。
(eg US Pat. No. 2,634,328). However, with this method, sufficient image quality cannot be obtained unless the width of each stripe filter is made fine and a high-resolution image sensor is used.

単純に考えるとモノクロカメラの3倍の解像度を必要と
する。
Simply thinking, this requires three times the resolution of a monochrome camera.

とくに固体撮像素子ように高解像度が得られない場合に
はそのような方法は充分とは言えない。
In particular, such a method is not sufficient when high resolution cannot be obtained, such as with a solid-state image sensor.

その対策として撮像管を用いた場合は例えば特公昭45
−8699(周波数分離式単撮像管カラーテレビジョン
カメラ)のように2種のストライプフィルターを交差さ
せるように重ね合わせることによって、−走査線毎に空
間的に1800の位相差で、ある規則性を持った色フィ
ルターの配列関係になるようにし、−走査線に相当する
時間遅延させた信号と遅延しない信号とから、各三源色
に対応する電気信号を得る方法がとられている。
For example, when using an image pickup tube as a countermeasure,
- By superimposing two types of stripe filters in an intersecting manner as in the 8699 (frequency-separated single image tube color television camera), - a certain regularity can be achieved with a spatial phase difference of 1800 for each scanning line. A method is used in which electrical signals corresponding to each of the three source colors are obtained from a time-delayed signal corresponding to a scanning line and a non-delayed signal by arranging the color filters in such a manner that the color filters are arranged in a manner similar to that of the scanning line.

この方法を採用すると輝度信号の帯域は撮像管の特性ま
で得ることができ、撮像素子としてモノクロカメラ程度
の像解度ば得られればそれほどの問題は生じない。
If this method is adopted, the band of the luminance signal can be obtained up to the characteristics of the image pickup tube, and if the image resolution of the image pickup device is equivalent to that of a monochrome camera, there will not be much of a problem.

しかしながらこの形の色フィルターではひとつの最小単
位のフィルターエレメントの形状が台形状となり、走査
ビームにある太さを持つ撮像管では他の色の部分にもビ
ームが照射されるので混色の原因を避けることができな
い。
However, in this type of color filter, the shape of the single smallest filter element is trapezoidal, and if the image pickup tube has a certain thickness for the scanning beam, the beam will also be irradiated to areas of other colors, thus avoiding color mixture. I can't.

このような交差形色フィルターの考え方を固体撮像素子
に適用したのが、前述の特開昭51112228である
The above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 51112228 applied the concept of such a cross-shaped color filter to a solid-state image sensor.

色フィルターをモザイク状にしているのは固体撮像素子
の画素の形状が長方形となっているためで、混色を防ぐ
ためにモザイク状にしなければならないことによる。
The mosaic shape of the color filter is due to the rectangular shape of the pixel of the solid-state image sensor, and the mosaic shape is necessary to prevent color mixing.

色フィルターをモザイク状に配列する形式としては特開
昭51−112228に示されたように、高解像力を必
要とする色光に感応する画素を行方向には1画毎に交互
に配置1ル、列方向には一走査線毎に交互に配置して、
他の2種の高解像力を必要としない色光に感応する画素
は上記の高解像力を必要とする色光に感応する画素の間
に配置さ札同−行においては同一の色光に感応する画素
を配置1ル、列方向には1列毎に異なる色光に感応する
画素を配列する方法と、本発明の第1図に示したように
高解像力を必要とする色光に感応する画素に関しては前
述の特開昭51−112228と同様であるが、その空
いた間隙に配置される他の2種の高解像力を必要としな
い色光に感応する画素は行方向において交互に配置され
る場合とが一般的に考えられる。
As shown in Japanese Unexamined Patent Publication No. 112228/1983, color filters are arranged in a mosaic pattern in which pixels sensitive to colored light, which require high resolution, are arranged alternately in each row in the row direction. In the column direction, they are arranged alternately every scanning line,
Pixels that are sensitive to the other two types of colored light that do not require high resolution are placed between the pixels that are sensitive to the colored light that requires high resolution.In the same row, pixels that are sensitive to the same color light are placed. The method of arranging pixels sensitive to different colored lights in each column in the column direction, and the above-mentioned characteristics regarding the pixels sensitive to colored lights that require high resolution as shown in FIG. It is similar to 112228/1972, but the other two types of pixels that are sensitive to colored light that do not require high resolution and are placed in the gap are generally arranged alternately in the row direction. Conceivable.

前者においては列方向に1行毎に欠落した高解像力を必
要としない色光に対応する信号を1行前の信号で補填す
る信号処理方法をとる。
In the former case, a signal processing method is used in which a signal corresponding to colored light that does not require high resolution, which is missing in each row in the column direction, is compensated for with a signal from the previous row.

このような方法では高解像力を必要とする色光に対応す
る信号と、他の2種の高解像力を必要としない色光に対
応する信号とは空間的に列方向にずれが存在し、かつ高
解像力を必要としない2種の色光間においても空間的に
一行分列方向にずれることになり、この方法から得られ
た信号をモニター等に画像表示したとき輪郭部において
垂直方向(列方向)に色ずれが生じ、非常に見苦しいこ
とになる。
In this method, there is a spatial shift in the column direction between the signal corresponding to color light that requires high resolution and the other two types of signals corresponding to color light that do not require high resolution, and Even between two types of color light that do not require color, there will be a spatial shift in the column direction by one row, and when the signal obtained from this method is displayed as an image on a monitor, etc., the color will be shifted vertically (column direction) at the outline. This will result in misalignment, which will be very unsightly.

いわゆる家庭用VTRにおいては色信号を一定査線分遅
延させ、遅延しない信号と合成して記録トラック間のク
ロストークを除去する方法が採用されている。
In so-called home VTRs, a method is employed in which the color signal is delayed by a certain number of scan lines and combined with a non-delayed signal to eliminate crosstalk between recording tracks.

したがって特開昭51−112228の色フィルターを
用いて得られたカラーテレビジョン信号を前述の家庭用
VTRに収録するとその再生画像は撮像装置において生
じた色ずれに加えて家庭用VTRにおいても色ずれが重
畳され、画質劣化が助長される。
Therefore, when a color television signal obtained using the color filter of JP-A-51-112228 is recorded on the above-mentioned home VTR, the reproduced image will not only have the color shift that occurs in the imaging device, but also the color shift that occurs in the home VTR. are superimposed, promoting image quality deterioration.

従来の、これらの欠点を除去し、かつ固体撮像の画像配
列による空間的なサンプリングによる折り返し歪を軽減
したカラー固体撮像装置として同一出願人により、先に
提案している(特願昭53129244)。
The same applicant has previously proposed a color solid-state imaging device that eliminates these conventional drawbacks and reduces aliasing distortion due to spatial sampling using the image array of solid-state imaging (Japanese Patent Application No. 53129244).

これは第1図Aに示すモザイク状フィルターを用い、固
体撮像素子から得られた映像信号(以後原信号という)
と、この映像信号を一水平走査期間に相当する時間(以
後IHという)遅延させたIH遅延信号とから、色フィ
ルターの各色に対応する色信号を分離し、各色信号に対
して利得調整やガンマ補正等の信号処理をしてカラーエ
ンコーダーでカラーテレビジョン信号とするものである
が、高解像度を必要としない2種の色光例えば第1図B
に示すR及びBに対応する色信号即ち赤信号及び青信号
の分離は、先ず赤信号及び青信号が連続して交互に存在
する信号を作成し、この信号と、この信号を一画素に相
当する時間遅延した信号とを混合することにより、固体
撮像素子の画素配列による空間的なサンプリングによっ
て生じる折り返し歪を軽減し、この後、赤信号だけをゲ
ートするゲート回路を通して赤信号を、また青信号だけ
をゲートするゲート回路を通して青信号を分離している
This uses the mosaic filter shown in Figure 1A to generate a video signal (hereinafter referred to as the original signal) obtained from the solid-state image sensor.
Then, a color signal corresponding to each color of the color filter is separated from an IH delayed signal obtained by delaying this video signal by a time equivalent to one horizontal scanning period (hereinafter referred to as IH), and gain adjustment and gamma adjustment are performed for each color signal. Although signal processing such as correction is performed to produce a color television signal using a color encoder, there are two types of colored light that do not require high resolution, for example, Fig. 1B.
To separate the color signals corresponding to R and B, that is, the red signal and the blue signal shown in , first, a signal in which the red signal and the blue signal are continuously and alternately present is created, and this signal is separated by a time corresponding to one pixel. By mixing the delayed signal, aliasing distortion caused by spatial sampling by the pixel array of the solid-state image sensor is reduced, and then the red signal is gated through a gate circuit that gates only the red signal, and only the blue signal is gated. The green signal is separated through a gate circuit.

この装置において赤信号及び青信号が連続して交互に存
在する様な信号を得る方法として、2つの方法を提案し
ている。
In this device, two methods are proposed to obtain a signal in which a red signal and a green signal are successively and alternately present.

即ち第1の方法は原信号から赤信号及び青信号に相当す
る信号だけをゲートする第1のゲート回路と、IH遅延
信号から赤信号及び青信号に相当する信号だけをゲート
する第2のゲート回路とを有し、第1のゲート回路の出
力信号と第2のゲート回路の出力信号とを混合して、赤
信号及び青信号が連続して交互に存在する信号を得る方
法である。
That is, the first method consists of a first gate circuit that gates only the signals corresponding to the red signal and the green signal from the original signal, and a second gate circuit that gates only the signals corresponding to the red signal and the green signal from the IH delayed signal. In this method, the output signal of the first gate circuit and the output signal of the second gate circuit are mixed to obtain a signal in which a red signal and a blue signal are continuously and alternately present.

第2の方法は、原信号から赤信号及び青信号だけをゲー
トするゲート回路を有し、このゲート回路の出力信号と
、この信号をIH遅延させた信号とを混合して赤信号及
び青信号が連続して交互に存在する信号を得る方≠であ
る。
The second method has a gate circuit that gates only the red and green signals from the original signal, and mixes the output signal of this gate circuit with a signal obtained by IH delaying this signal to produce a continuous red and blue signal. ≠ to obtain alternating signals.

第1の方法を用いたカラー固体撮像装置においては、赤
信号及び青信号を得る為には一画素ごとゲートする為の
ゲー ト回路が4回路必要であり、第2の方法を用いた
カラー固体撮像装置においては、ゲート回路が3回路で
第1の方法より1回路少ないが、IH遅延線が更に必要
となる。
In the color solid-state imaging device using the first method, four gate circuits are required to gate each pixel in order to obtain a red signal and a green signal. In the device, there are three gate circuits, one less than in the first method, but an IH delay line is additionally required.

固体撮像素子からの出力信号には、例え+f固体撮像素
子の水平方向の画素数が約400個とすれば、−水平走
査線には約130nsごとに各画素の信号が存在するこ
とになる。
For example, if the number of pixels in the horizontal direction of the +f solid-state image sensor is approximately 400 in the output signal from the solid-state image sensor, a signal for each pixel will exist on the -horizontal scanning line approximately every 130 ns.

従って上述したゲート回路は約130nsのパルス巾を
持ったゲートパルスによって動作する必要がある。
Therefore, the above-mentioned gate circuit needs to operate with a gate pulse having a pulse width of about 130 ns.

これは周波数に換算するとおよそ7.8MHzとなり、
この様な周波数の高いゲートパルスで動作するゲート回
路を構成するには回路が複雑になると共に高価な部品を
使用する必要がある。
This is approximately 7.8MHz when converted into a frequency,
In order to construct a gate circuit that operates with such a high frequency gate pulse, the circuit becomes complicated and it is necessary to use expensive parts.

更にゲートする期間が有効走査期間内であるから、ゲ゛
−トによるスイッチングノイズが電源ラインやグランド
ラインを通して他の映像信号に混入し再生画面上で同期
性ノイズとなって現われ、著しく画質を劣化させるので
、有効走査期間内でゲートするゲート回路の数は少ない
方がノイズによる画質劣化も少なくなる。
Furthermore, since the gating period is within the effective scanning period, switching noise caused by the gating mixes into other video signals through the power supply line and ground line and appears as synchronous noise on the playback screen, significantly degrading the image quality. Therefore, the fewer the number of gate circuits gated within the effective scanning period, the less deterioration of image quality due to noise will occur.

本発明の目的はこれらの欠点を軽減しかつ画質の良い安
価なカラー固体撮像装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to alleviate these drawbacks and provide an inexpensive color solid-state imaging device with good image quality.

本発明によれば第1の分光特性を有する光電変換素子が
、行方向には一画素おきに配列され、列方向には一定査
線毎に交互に配列され、この他の残りの画素には第2の
分光特性を有する光電変換素子と第3の分光特性を有す
る光電変換素子とが交互に配列された2次元固体撮像素
子と、この2次元固体撮像素子からの出力信号を一定査
線に相当する時間遅延させる遅延線と、前記2次元固体
撮像素子を駆動するためのクロックパルスから作成した
パルスを用いて第1の分光特性を有する光電変換素子に
対応する電気信号だけを前記2次元固体撮像素子からの
出力信号と前記遅延線の出力信号とから分離する回路と
、前記2次元固体撮像素子からの出力信号と前記遅延線
の出力信号とを一定査線ごとに切替える第1及び第2の
スイッチ回路と、これらの第1及び第2のスイッチ回路
の出力信号が一定査線ごとにそれぞれ異なり、しかもあ
る任意の一定査線で前記第1のスイッチ回路の出力信号
が前記2次元固体撮像素子の出力信号(前記遅延線の出
力信号)のときに、前記第2のスイッチ回路の出力信号
が前記遅延線の出力信号(前記2次元固体撮像素子の出
力信号)となるように前記第1及び第2のスイッチ回路
を駆動するためのゲートパルスを作成するゲートパルス
発生回路と、前記第1のスイッチ回路の出力信号を一画
素に相当する時間遅延させる遅延線と、この遅延線によ
って一画素に相当する時間遅延した遅延信号と第2のス
イッチ回路の出力信号とを混合する混合回路と、この混
合回路の出力信号より第2及び第3の分光特性を有する
光電変換素子に対応する電気信号を分離する回路を備え
ていることを特徴とするカラー固体撮像装置が得られる
According to the present invention, photoelectric conversion elements having the first spectral characteristic are arranged every other pixel in the row direction, alternately arranged every predetermined scan line in the column direction, and the photoelectric conversion elements having the first spectral characteristic are arranged alternately every other pixel in the column direction. A two-dimensional solid-state image sensor in which photoelectric conversion elements having a second spectral characteristic and photoelectric conversion elements having a third spectral characteristic are arranged alternately, and an output signal from the two-dimensional solid-state image sensor is arranged in a constant scan line. Using a delay line that delays the corresponding time and a pulse created from a clock pulse for driving the two-dimensional solid-state image sensor, only the electrical signal corresponding to the photoelectric conversion element having the first spectral characteristic is transmitted to the two-dimensional solid-state image sensor. a circuit that separates the output signal from the image sensor and the output signal from the delay line; and first and second circuits that switch between the output signal from the two-dimensional solid-state image sensor and the output signal from the delay line for every fixed scan line. The output signals of the first and second switch circuits are different for each fixed scanning line, and the output signal of the first switching circuit is different for each fixed scanning line. When the output signal of the element (the output signal of the delay line) is the output signal of the second switch circuit, the output signal of the second switch circuit becomes the output signal of the delay line (the output signal of the two-dimensional solid-state image sensor). and a gate pulse generation circuit that generates a gate pulse for driving the second switch circuit; a delay line that delays the output signal of the first switch circuit by a time corresponding to one pixel; a mixing circuit that mixes a delayed signal delayed by a time corresponding to the output signal of the second switch circuit; and an electrical signal corresponding to the photoelectric conversion element having second and third spectral characteristics from the output signal of the mixing circuit. A color solid-state imaging device is obtained, characterized in that it is equipped with a circuit that separates the .

以下本発明について第1図Bのモザイクフィルター1′
を用いた場合の本発明の1実施例を第2図、第3図およ
び第4図を用いて説明する。
The present invention will be described below with reference to the mosaic filter 1' of FIG. 1B.
An embodiment of the present invention using FIG. 2, FIG. 3, and FIG. 4 will be described below.

第2図はカラー固体撮像装置のブロック図で、第3図、
第4図はその各部の波形図である。
Figure 2 is a block diagram of a color solid-state imaging device, Figure 3,
FIG. 4 is a waveform diagram of each part.

カラー固体撮像素子8の出力信号は、この信号をIH遅
延させるIH遅延線10、及び微少時間入力信号を遅延
させる遅延線9に加えられる。
The output signal of the color solid-state image sensor 8 is applied to an IH delay line 10 that delays this signal by IH, and a delay line 9 that delays a minute time input signal.

この遅延線9はIH遅延線10の出力信号(以後IH遅
延信号28という)とカラー固体撮像素子8の出力信号
との位相を合わせる為の遅延線である。
This delay line 9 is a delay line for matching the phase of the output signal of the IH delay line 10 (hereinafter referred to as IH delay signal 28) and the output signal of the color solid-state image sensor 8.

従ってIH遅延信号28がIH遅延線10の入力信号に
対して正確にIH遅れているか、または正確にIH遅れ
ていなくても許容誤差範囲内であれば遅延線9は挿入す
る必要はない。
Therefore, it is not necessary to insert the delay line 9 if the IH delay signal 28 is exactly IH delayed with respect to the input signal of the IH delay line 10, or even if it is not exactly IH delayed, it is within the tolerance range.

またIH遅延線10の遅延時間がIHより短かくしかも
許容誤差範囲内ではないときには、遅延線9は第2図の
ブロック図で示す位置ではなく、IH遅延線10の直前
かまたは直後に挿入する必要がある。
Also, when the delay time of the IH delay line 10 is shorter than the IH and is not within the tolerance range, the delay line 9 is inserted immediately before or after the IH delay line 10, instead of at the position shown in the block diagram of FIG. There is a need.

本発明では第2図のブロック図で示す位置に遅延線9を
挿入することによって、IH遅延信号28と遅延線9の
出力信号(以後原信号27という)の位相が一致したも
のとして以後説明する。
In the present invention, by inserting the delay line 9 at the position shown in the block diagram of FIG. 2, the following description will be made assuming that the phase of the IH delay signal 28 and the output signal of the delay line 9 (hereinafter referred to as the original signal 27) match. .

第1図Bのある行(第N行とする)の配列から得られる
映像情報はあるフィールドの第N第目の走査によりカラ
ー固体撮像素子8より映像信号として取り出されるもの
とすると、上述の第N行の一行前の行(第N−1行)の
配列から得られる映像情報は第N−1番目の走査により
得られ、第3図A及び第4図Aの様な言信号27が得ら
れる。
Assuming that the video information obtained from the array in a certain row (referred to as the Nth row) in FIG. The image information obtained from the array in the previous row of N rows (N-1st row) is obtained by the N-1st scan, and word signals 27 as shown in FIGS. 3A and 4A are obtained. It will be done.

ここで第3図A−E及び第4図A−Lの左側半分の信号
は第N−1番目の走査線の信号を、右側半分の信号は第
N番目の走査線の信号を表わしており、全走査線におい
てはこれらの信号の繰返し信号となっている。
Here, the signals on the left half of FIGS. 3A-E and 4A-L represent the signals on the N-1st scanning line, and the signals on the right half represent the signals on the Nth scanning line. , these signals are repeated in all scanning lines.

IH遅延信号28は第3図B及び第4図Bに示される。IH delayed signal 28 is shown in FIGS. 3B and 4B.

即ち第N−1番目(第N番目)の走査線には第N−2行
目(第N−1行目)の映像情報が得られる。
That is, the video information of the N-2th line (N-1st line) is obtained on the N-1st (N-th) scanning line.

これら第3図及び第4図において、原信号27の赤信号
はR1緑信号はG、青信号はBとして示しており、IH
遅延信号28の赤信号はR′、緑信号はげ、青信号はB
′として示している。
In these figures 3 and 4, the red signal of the original signal 27 is shown as R1, the green signal is shown as G, the blue signal is shown as B, and IH
The red signal of the delayed signal 28 is R', the green signal is missing, and the green signal is B
’.

原信号27及びIH遅延信号28は緑信号分離回路11
及びスイッチ回路12に供給される。
The original signal 27 and the IH delayed signal 28 are sent to the green signal separation circuit 11
and is supplied to the switch circuit 12.

緑信号分離回路11では第3図Aの原信号27を第3図
Cのゲートパルスでゲートした信号と、第3図BのIH
遅延信号28を第3図りのゲートパルスでゲートした信
号を混合して第3図Eの様に連続した緑信号(G信号)
を得る。
In the green signal separation circuit 11, the original signal 27 of FIG. 3A is gated with the gate pulse of FIG. 3C, and the IH signal of FIG. 3B is
A continuous green signal (G signal) as shown in Fig. 3 E is obtained by mixing the delayed signal 28 with the gate pulse shown in Fig. 3.
get.

この緑信号はナイキスト周波数(カラー固体撮像板8を
駆動する水平クロック周波数の1/2)を遮断周波数と
する低域済波器22を通して連続した映像信号に変換さ
れ、赤信号及び青信号との位相を合わせるための遅延線
23を通り、ガンマ補正等カメラ装置としての映像信号
処理をするプロセスアンプ24を通してカラーエンコー
ダー25に送られる。
This green signal is converted into a continuous video signal through a low frequency converter 22 whose cutoff frequency is the Nyquist frequency (1/2 of the horizontal clock frequency that drives the color solid-state image pickup plate 8), and the phase with the red signal and blue signal is The signal is sent to a color encoder 25 through a delay line 23 for adjusting the signal, and a process amplifier 24 that performs video signal processing such as gamma correction as a camera device.

方スイッチ回路12に供給された原信号21とIH遅延
信号28は2つのスイッチ回路により、IHごとに原信
号27とIH遅延信号28とが入れ替わった2種類の信
号、即ち第4図E及び第4図Fとなる。
The original signal 21 and the IH delayed signal 28 supplied to the switch circuit 12 are converted into two types of signals by two switch circuits, in which the original signal 27 and the IH delayed signal 28 are exchanged for each IH, that is, FIG. 4E and FIG. 4 Figure F.

スイッチ回路12は入力端子aと入力端子すと出力端子
Cとから構成される第1のスイッチ回路29と、入力端
子dと入力端子eと出力端子fとから構成される第2の
スイッチ回路30の2つのスイッチ回路から構成されて
いる。
The switch circuit 12 includes a first switch circuit 29 consisting of an input terminal a, an input terminal S, and an output terminal C, and a second switch circuit 30 consisting of an input terminal d, an input terminal e, and an output terminal f. It consists of two switch circuits.

これらのスイッチ回路は、IH毎に切替えを行う為に、
これらのスイッチ回路を駆動するゲートパルスの周波数
は約7.8MHzで非常に低いので、低周波用のスイッ
チング素子例えばMOSトランジスタを用いたアナログ
スイッチでよい。
These switch circuits switch for each IH, so
Since the frequency of the gate pulse that drives these switch circuits is very low at approximately 7.8 MHz, an analog switch using a low frequency switching element such as a MOS transistor may be used.

また第1のスイッチ回路29の入力端子a(入力端子b
)は第2のスイッチ回路30の入力端子e(入力端子d
)と接続されており、IH遅延信号28(原信号27)
が印加される。
In addition, the input terminal a (input terminal b) of the first switch circuit 29
) is the input terminal e (input terminal d) of the second switch circuit 30
), and the IH delay signal 28 (original signal 27)
is applied.

ゲートパルス発生回路13で作成された第4図C及びD
で示すゲートパルスにより第1のスイッチ回路29及び
第2のスイッチ回路30が駆動される。
FIG. 4 C and D created using the gate pulse generation circuit 13
The first switch circuit 29 and the second switch circuit 30 are driven by the gate pulse shown in .

即ち、第4図Cのゲートパルスにより第N−1番目、第
N+1番目、第N+3番目、・・・・・・の走査線に相
当する期間は、第1のスイン・子回路29の入力端子a
と出力端子Cとが短絡され、第2のスイッチ回路30の
入力端子dと出力端子fとが短絡される。
That is, during the period corresponding to the N-1st, N+1st, N+3rd, . . . , scanning lines due to the gate pulse in FIG. a
and output terminal C are short-circuited, and input terminal d and output terminal f of the second switch circuit 30 are short-circuited.

同様に第4図りのゲートパルスにより、第N番目、第N
+2番目、第N+4番目、・・・・・・の走査線に相当
する期間は第1のスイッチ回路29の入力端子すと出力
端子Cとが短絡され、第2のスイッチ回路30の入力端
子eと出力端子fとが短絡される。
Similarly, by the gate pulse shown in the fourth diagram, the Nth, Nth
During the period corresponding to the +2nd, N+4th, . and the output terminal f are short-circuited.

即ち、スイッチ回路12の第1のスイッチ回路29の出
力端子C及び第2のスイッチ回路30の出力端子fに得
られる映像信号は、IH毎に原信号27とIH遅延信号
28とが入れ替った信号で、出力端子Cに得られる映像
信号は第4図Fに示す信号であり、出力端子fに得られ
る映像信号は第4図Eに示す信号である。
That is, in the video signals obtained at the output terminal C of the first switch circuit 29 and the output terminal f of the second switch circuit 30 of the switch circuit 12, the original signal 27 and the IH delayed signal 28 are exchanged for each IH. The video signal obtained at the output terminal C is the signal shown in FIG. 4F, and the video signal obtained at the output terminal f is the signal shown in FIG. 4E.

このときIH毎の切替えは、水平帰線消去期間内で行な
われる為に、切替えによるスイッチングノイズは再生画
面上には現われない。
At this time, since switching for each IH is performed within the horizontal blanking period, switching noise due to switching does not appear on the playback screen.

出力端子Cに得られた映像信号は、一画素に相当する時
間遅延させる一画素遅延線14に供給されて第4図Gに
示す一画素遅延信号となり、混合回路15に供給される
The video signal obtained at the output terminal C is supplied to a one-pixel delay line 14 which delays the signal by a time corresponding to one pixel, resulting in a one-pixel delayed signal shown in FIG.

この混合回路には第2のスイッチ回路30の出力端子f
に得られた映像信号も供給され、前述の一画素遅延信号
と混合されて、混合回路15の出力に第4図Hに示す様
な原信号27とIH遅延信号28の混合された信号が得
られる。
This mixing circuit has an output terminal f of the second switch circuit 30.
The video signal obtained in the above is also supplied and mixed with the one-pixel delayed signal described above, and a mixed signal of the original signal 27 and the IH delayed signal 28 as shown in FIG. 4H is obtained at the output of the mixing circuit 15. It will be done.

この第4図Hに示す信号は各走査線共、最初の一画素の
信号を除くと、B+B’、G+σ、R+R’、G+げの
信号の繰返し信号となっている。
The signals shown in FIG. 4H are repeated signals of B+B', G+σ, R+R', and G+ for each scanning line, except for the signal of the first pixel.

従ってこの繰返し信号から4画素毎に各色信号をゲート
することによって、B+B’だけの信号とR+ R’だ
けの信号に分離することが出来る。
Therefore, by gating each color signal every four pixels from this repeated signal, it is possible to separate it into a signal of only B+B' and a signal of only R+R'.

即ち混合回路15の出力信号を色分離回路16及び色分
離回路17に供給し、第4図Jに示す赤信号ゲートパル
ス及び第4図■に示す青信号ゲートパルスによってゲー
トし、色分離回路16の出力として第4図りに示す赤信
号を、色分離回路17の出力として第4図Kに示す青色
信号を得る。
That is, the output signal of the mixing circuit 15 is supplied to the color separation circuit 16 and the color separation circuit 17, and gated by the red signal gate pulse shown in FIG. 4J and the blue signal gate pulse shown in FIG. A red signal shown in FIG. 4 is obtained as an output, and a blue signal shown in FIG. 4K is obtained as an output of the color separation circuit 17.

色分離回路16及び色分離回路17は、上述したゲート
回路でもよいし、サンプルホールド回路でもよい。
The color separation circuit 16 and the color separation circuit 17 may be the above-mentioned gate circuits or may be sample and hold circuits.

色分離回路16の出力は赤信号のナイキスト周波数(カ
ラー固体撮像板8を駆動する水平クロック周波数の1/
8)を遮断周波数とする低域p波器18を通し、プロセ
スアンプ20を介してエンコーダー25に送られる。
The output of the color separation circuit 16 is at the Nyquist frequency of the red signal (1/of the horizontal clock frequency that drives the color solid-state image pickup plate 8).
8) is sent to the encoder 25 via the process amplifier 20.

=古色分離回路17の出力は青信号のナイキスト周波数
を遮断周波数とする低域ろ波器19を通し、プロセスア
ンプ21を介してエンコーダー25に送られる。
=The output of the old color separation circuit 17 is sent to the encoder 25 via the process amplifier 21 through a low-pass filter 19 whose cutoff frequency is the Nyquist frequency of the green signal.

エンコーダ25では送られてきた赤信号、緑信号、青信
号よりカラーテレビジョン信号を合或し、この信号が出
力端子26より取り出される。
The encoder 25 combines the sent red, green, and blue signals into a color television signal, and this signal is taken out from the output terminal 26.

以上の様に、本発明によれば高解像度を必要としない色
信号を得る為に必要な一画素ごとのゲート回路は、各色
信号に対して1回路づつあれば良いことになり、回路の
簡略化と同期性ノイズの軽減が達成され、画質の良い安
価なカラー固体撮像装置を実現することが出来る。
As described above, according to the present invention, in order to obtain color signals that do not require high resolution, only one gate circuit for each pixel is required for each color signal, which simplifies the circuit. This makes it possible to realize an inexpensive color solid-state imaging device with good image quality.

本発明の実施例として第1図のカラーモザイクフィルタ
ーを固体撮像素子に対応させる場合について説明したが
、そのことに限定されることなく、各光電変換素子その
ものが第1図の配列のように分光特性の異なる特性を持
っている場合についても同様であることは明らかである
As an embodiment of the present invention, a case has been described in which the color mosaic filter shown in FIG. 1 is made to correspond to a solid-state image sensor. It is clear that the same holds true for cases with different characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図A、Bは本発明に用いることの出来るカラーモザ
イクフィルターを説明するための図で、第2図は本発明
のカラー固体撮像装置を実現するためのブロック図、第
3図A−E及び第4図A〜Lは第2図のブロック図の説
明のための動作波形図である。 1.1’:カラーモザイクフィルタ、2ニジアンフイル
タ、3:ホワイトフィルタ、4:イエロフィルタ、5:
青フィルタ、6:緑フィルタ、7:赤フィルタ、8:カ
ラー固体撮像素子、9:遅延線、10 : IH遅延線
、11:緑信号分離回路、12:スイッチ回路、13:
ゲートパルス発生回路、14ニ一画素遅延線、15:混
合回路、16゜17:色分離回路、1B、19:低域ろ
波器、20.21,24:プロセスアンプ、22:低域
済波器、23:遅延線、25:カラーエンコーダ、26
:出力端子、27:原信号、28:IH遅延信号、29
:第1のスイッチ回路、30:第2のスイッチ回路。
FIGS. 1A and 1B are diagrams for explaining a color mosaic filter that can be used in the present invention, FIG. 2 is a block diagram for realizing the color solid-state imaging device of the present invention, and FIGS. 3A to 3E and FIGS. 4A to 4L are operation waveform diagrams for explaining the block diagram of FIG. 2. 1.1': Color mosaic filter, 2D filter, 3: White filter, 4: Yellow filter, 5:
Blue filter, 6: Green filter, 7: Red filter, 8: Color solid-state image sensor, 9: Delay line, 10: IH delay line, 11: Green signal separation circuit, 12: Switch circuit, 13:
Gate pulse generation circuit, 14 pixel delay line, 15: Mixing circuit, 16° 17: Color separation circuit, 1B, 19: Low pass filter, 20, 21, 24: Process amplifier, 22: Low pass filter device, 23: delay line, 25: color encoder, 26
: Output terminal, 27: Original signal, 28: IH delay signal, 29
: first switch circuit, 30: second switch circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 奇数行(または偶数行)は、行方向に第1の分光特
性を有する光電変換素子が一画素おきに配列され、残り
の画素に対して第2の分光特性を有する光電変換素子と
第3の分光特性を有する光電変換素子が交互に配列され
、偶数行(または奇数行)は前記奇数行と同一の並びを
有する光電変換素子群を奇数行に対して位相を900異
ならせて配列された2次元型体撮像素子とこの2次元型
体撮像素子からの出力信号を一定査線に相当する時間遅
延させる遅延線と、前記2次元型体撮像素子を駆動する
ためのクロックパルスから作成したパルスを用いて第1
の分光特性を有する光電変換素子に対応する電気信号だ
けを前記2次元型体撮像素子からの出力信号と前記遅延
線の出力信号とから分離する回路と、前記2次元型体撮
像素子からの出力信号と前記遅延線の出力信号とを一定
査線ごとに切替える第1及び第2のスイッチ回路と、こ
れらの第1及び第2のスイッチ回路の出力信号が一定査
線ごとにそれぞれ異なり、しかもある任意の一定査線で
前記第1のスイッチ回路の出力信号が前記2次元型体撮
像素子の出力信号(前記遅延線の出力信号)のときに前
記第2のスイッチ回路の出力信号が前記遅延線の出力信
号(前記2次元型体撮像素子の出力信号)となるように
前記第1及び第2のスイッチ回路を駆動するためのゲー
トパルスを作成するゲートパルス発生回路と、前記第1
のスイッチ回路の出力信号を一画素に相当する時間遅延
させる遅延線と、この遅延線によって一画素に相当する
時間遅延した遅延信号と第2のスイッチ回路の出力信号
とを混合する混合回路と、この混合回路の出力信号より
第2及び第3の分光特性を有する光電変換素子に対応す
る電気信号を分離する回路を備えていることを特徴とす
るカラー固体撮像装置。
1 In the odd rows (or even rows), photoelectric conversion elements having the first spectral characteristic are arranged every other pixel in the row direction, and photoelectric conversion elements having the second spectral characteristic and the third spectral characteristic are arranged for the remaining pixels. Photoelectric conversion elements having spectral characteristics are arranged alternately, and in even numbered rows (or odd numbered rows), photoelectric conversion element groups having the same arrangement as the odd numbered rows are arranged with a phase difference of 900 with respect to the odd numbered rows. A two-dimensional body image sensor, a delay line that delays an output signal from the two-dimensional body image sensor by a time corresponding to a certain scanning line, and a pulse created from a clock pulse for driving the two-dimensional body image sensor. The first
a circuit that separates only an electrical signal corresponding to a photoelectric conversion element having spectral characteristics from an output signal from the two-dimensional body image sensor and an output signal of the delay line; and an output from the two-dimensional body image sensor. first and second switch circuits that switch between the signal and the output signal of the delay line for each fixed scan line, and the output signals of the first and second switch circuits are different for each fixed scan line, and When the output signal of the first switch circuit is the output signal of the two-dimensional body image sensor (the output signal of the delay line) at any fixed scan line, the output signal of the second switch circuit is the output signal of the delay line. a gate pulse generation circuit that generates a gate pulse for driving the first and second switch circuits so that the output signal (output signal of the two-dimensional body image sensor) is obtained;
a delay line that delays the output signal of the second switch circuit by a time corresponding to one pixel; a mixing circuit that mixes the delayed signal delayed by the second switch circuit by the delay line with the output signal of the second switch circuit; A color solid-state imaging device comprising a circuit that separates electrical signals corresponding to photoelectric conversion elements having second and third spectral characteristics from the output signal of the mixing circuit.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0326288Y2 (en) * 1985-01-28 1991-06-06

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