JP2965372B2 - Solid-state imaging device - Google Patents

Solid-state imaging device

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JP2965372B2
JP2965372B2 JP3064611A JP6461191A JP2965372B2 JP 2965372 B2 JP2965372 B2 JP 2965372B2 JP 3064611 A JP3064611 A JP 3064611A JP 6461191 A JP6461191 A JP 6461191A JP 2965372 B2 JP2965372 B2 JP 2965372B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、2行混合読み出し方
式や2行同時読み出し方式等を採用する固体撮像素子を
使用した固体撮像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state imaging device using a solid-state imaging device adopting a two-row mixed readout system, a two-row simultaneous readout system, or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】図11は、固体撮像装置の要部の構成を
示すものである。同図において、被写体(図示せず)か
らの像光Lは、撮像レンズ1を介して補色市松方式の色
フィルタを有する単板式のCCDカラー固体撮像素子2
に供給される。
2. Description of the Related Art FIG. 11 shows a configuration of a main part of a solid-state imaging device. In FIG. 1, an image light L from a subject (not shown) passes through an imaging lens 1 and is a single-chip CCD color solid-state imaging device 2 having a complementary color checkerboard color filter.
Supplied to

【0003】図12は、この撮像素子2のカラーコーデ
ィング模式図である。同図に示すように、フィールド読
み出しが行なわれる。AフィールドではA1、A2のよ
うなペアで電荷の混合が行なわれ、BフィールドではB
1、B2のようなペアで電荷の混合が行なわれる。そし
て、水平シフトレジスタHreg より、Aフィールドでは
A1,A2,・・・の順に、BフィールドではB1,B
2,・・・の順に電荷が出力される。
FIG. 12 is a schematic diagram of the color coding of the image pickup device 2. As shown in the figure, field reading is performed. In the A field, charges are mixed in pairs such as A1 and A2, and in the B field, B is mixed.
The charge is mixed in pairs such as 1, B2. .. In the A field, and B1, B2 in the B field.
Charges are output in the order of 2,.

【0004】ここで、電荷の順番a,b,・・・は、図
13に示すように、A1ラインにおいては、(Cy+
G),(Ye+Mg),・・・となり、A2ラインにお
いては、(Cy+Mg),(Ye+G),・・・、B1
ラインにおいては、(G+Cy),(Mg+Ye),・
・・となり、B2ラインにおいては、(Mg+Cy),
(G+Ye),・・・となる。
Here, the order of the charges a, b,... Is (Cy +
G), (Ye + Mg),..., And (Cy + Mg), (Ye + G),.
In the line, (G + Cy), (Mg + Ye),
..., and in the B2 line, (Mg + Cy),
(G + Ye),...

【0005】撮像素子2より上述のように出力される電
荷はCDS回路(相関2重サンプリング回路)3に供給
され、このCDS回路3より撮像信号として取り出され
る。このCDS回路3を使用することにより、周知のよ
うにリセット雑音を低減することができる。なお、上述
した撮像素子2およびCDS回路3で必要なタイミング
パルスは、タイミング発生器4より供給される。
The electric charge output from the image sensor 2 as described above is supplied to a CDS circuit (correlated double sampling circuit) 3 and is extracted from the CDS circuit 3 as an image signal. By using the CDS circuit 3, reset noise can be reduced as is well known. Note that timing pulses necessary for the above-described image sensor 2 and CDS circuit 3 are supplied from a timing generator 4.

【0006】ここで、CDS回路3より出力される撮像
信号より輝度信号Yとクロマ信号(色差信号)を得るた
めの処理について説明する。輝度信号Yに関しては、隣
り同志の信号を加算処理して求められる。図13におい
て、a+b,b+c,c+d,d+e,・・・の加算信
号が順に形成される。
Here, a process for obtaining a luminance signal Y and a chroma signal (color difference signal) from an image pickup signal output from the CDS circuit 3 will be described. The luminance signal Y is obtained by adding signals of adjacent competitors. In FIG. 13, addition signals of a + b, b + c, c + d, d + e,... Are sequentially formed.

【0007】例えば、A1ラインでは、次式のように近
似される。ここで、Cy=B+G,Ye=R+G,Mg
=B+Rである。 また、A2ラインでは、次式のように近似される。
For example, the A1 line is approximated by the following equation. Here, Cy = B + G, Ye = R + G, Mg
= B + R. In addition, the A2 line is approximated by the following equation.

【0008】 Aフィールドのその他のライン、Bフィールドのライン
についても同様に近似される。クロマ信号に関しては、
隣り同志の信号を減算処理して求められる。
[0008] Other lines in the A field and lines in the B field are similarly approximated. As for the chroma signal,
It is obtained by subtracting signals of neighboring competitors.

【0009】例えば、A1ラインでは、次式のように近
似される。 また、A2ラインでは、次式のように近似される。 Aフィールドのその他のライン、Bフィールドのライン
についても、同様にして赤色差信号R−Yおよび青色差
信号−(B−Y)が線順次に交互に得られる。
For example, the A1 line is approximated by the following equation. In addition, the A2 line is approximated by the following equation. Similarly for the other lines in the A field and the lines in the B field, the red difference signal RY and the blue difference signal-(BY) are obtained alternately in a line-sequential manner.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】図1の固体撮像装置
で、図14に示すような白黒画像を撮像するものとす
る。この白黒画像は、1/2の傾き(水平方向Hが2画
素ピッチに対して垂直方向Vに1画素ピッチの割合の傾
き)で、垂直方向に2画素ピッチの幅を有する白ストラ
イプを持つ画像である。図3で、水平方向および垂直方
向に各画素に対応して付された数字は、それぞれの方向
におけるアドレスを示している。なお、以下の図面に関
しても同様である。
It is assumed that the solid-state imaging device shown in FIG. 1 captures a monochrome image as shown in FIG. This black-and-white image is an image having a white stripe having a width of two pixel pitches in the vertical direction with a slope of 1/2 (the horizontal direction H is a rate of one pixel pitch in the vertical direction V with respect to the two pixel pitches). It is. In FIG. 3, the numbers assigned to the respective pixels in the horizontal and vertical directions indicate addresses in the respective directions. The same applies to the following drawings.

【0011】ここで、垂直方向Vの読み出しについて考
える。例えば、画像と垂直方向の各画素(画素アドレス
N−1、N、N+1、・・・)との関係が、図15A、
Bのようになる垂直画素列(水平方向の画素アドレスが
m)に対して説明する。同図Bの各画素に付した数字
は、各画素より得られる信号のレベルを量子化して示し
たものである。図16に関しても同様である。
Here, reading in the vertical direction V will be considered. For example, the relationship between the image and each pixel in the vertical direction (pixel addresses N-1, N, N + 1,...) Is shown in FIG.
A description will be given of a vertical pixel column (the pixel address in the horizontal direction is m) as shown in FIG. The number assigned to each pixel in FIG. 6B indicates a quantized level of a signal obtained from each pixel. The same applies to FIG.

【0012】この場合、上述したように撮像信号は2水
平画素列の信号を合成したものであるため、Aフィール
ドの各ラインAn、An+1、・・・の撮像信号のレベ
ルは同図Cに示すようになり、Bフィールドの各ライン
Bn−1、Bn、Bn+1、・・・の撮像信号のレベル
は同図Dに示すようになる。したがって、水平方向の画
素アドレスがmの垂直画素列におけるA、Bフィールド
の撮像信号のレベルは同図Eに示すようになる。
In this case, as described above, since the image pickup signal is a signal obtained by synthesizing signals of two horizontal pixel columns, the level of the image pickup signal of each line An, An + 1,... In the A field is shown in FIG. , And the levels of the imaging signals of the respective lines Bn-1, Bn, Bn + 1,... Of the B field are as shown in FIG. Accordingly, the level of the image pickup signals in the A and B fields in the vertical pixel column having the pixel address m in the horizontal direction is as shown in FIG.

【0013】また例えば、画像と垂直方向の各画素(画
素アドレスN−1、N、N+1、・・・)との関係が、
図16A、Bのようになる垂直画素列(水平方向の画素
アドレスがm+1)に対して説明する。この場合、Aフ
ィールドの各ラインAn、An+1、・・・の撮像信号
のレベルは同図Cに示すようになり、Bフィールドの各
ラインBn、Bn+1、・・・の撮像信号のレベルは同
図Dに示すようになる。したがって、水平方向の画素ア
ドレスがm+1の垂直画素列におけるA、Bフィールド
の撮像信号のレベルは同図Eに示すようになる。
For example, the relationship between an image and each pixel in the vertical direction (pixel addresses N-1, N, N + 1,...)
A vertical pixel row (pixel address in the horizontal direction is m + 1) as shown in FIGS. 16A and 16B will be described. In this case, the levels of the imaging signals of the lines An, An + 1,... In the A field are as shown in FIG. C, and the levels of the imaging signals of the lines Bn, Bn + 1,. D. Accordingly, the level of the image pickup signals in the A and B fields in the vertical pixel column having the horizontal pixel address of m + 1 is as shown in FIG.

【0014】図17は、上述したようにして求められた
各ラインの撮像信号のレベルを各画素に対応させて示し
たものである。図18は、各ラインの撮像信号のみを示
したものである。そして、図19は、各ラインの撮像信
号のレベルを3次元空間に示したものである。図15E
示す場合、白と黒の信号レベルの差は(2.0−0.
0)=2.0であり、これに対して図16Eに示す場
合、白と黒の信号レベル差は(1.5−0.0)=1.
5となる。すなわち、パターンが垂直方向に1/2画素
ピッチずれたとき、白と黒の信号レベルの差が大きく変
化する。そのため、交互に白黒となる傾斜ストライプパ
ターンが配された画像を撮像するときは、このレベル差
の周期的変化に起因する偽信号(モワレ)が発生し、ま
た斜め線が不明瞭となる。
FIG. 17 shows the level of the imaging signal of each line obtained as described above, corresponding to each pixel. FIG. 18 shows only the imaging signal of each line. FIG. 19 shows the level of the imaging signal of each line in a three-dimensional space. FIG. 15E
In this case, the difference between the white and black signal levels is (2.0-0.
0) = 2.0, whereas in the case shown in FIG. 16E, the signal level difference between white and black is (1.5−0.0) = 1.
It becomes 5. That is, when the pattern is shifted by a half pixel pitch in the vertical direction, the difference between the signal levels of white and black greatly changes. Therefore, when capturing an image in which black and white inclined stripe patterns are alternately arranged, a false signal (moire) due to the periodic change of the level difference is generated, and the oblique line becomes unclear.

【0015】そこで、この発明では、傾斜ストライプパ
ターンの撮像時における偽信号の発生を抑制できると共
に、斜め線が明瞭となるようにするものである。
Therefore, in the present invention, it is possible to suppress the generation of a false signal at the time of imaging the inclined stripe pattern, and to make the oblique lines clear.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、第1のフ
ィールド期間では、第2n−1および第2n(nは自然
数)の2水平画素列の信号を合成したライン信号からな
る第1のフィールドの撮像信号を出力し、第2のフィー
ルド期間では、第2nおよび第2n+1の2水平画素列
の信号を合成したライン信号からなる第2のフィールド
の撮像信号を出力する固体撮像素子と、この固体撮像素
子で撮像される画像の位置を垂直方向にずらす画素ずら
し手段と、この画素ずらし手段で上記画像の位置を第1
の位置とした状態で上記固体撮像素子より出力される上
記第1および第2のフィールドの撮像信号を1画面分の
撮像信号として記憶する第1のメモリと、上記画素ずら
し手段で上記画像の位置を上記第1の位置より垂直の一
の方向に1/2画素ピッチだけずらした第2の位置とし
た状態で上記固体撮像素子より出力される上記第1およ
び第2のフィールドの撮像信号を1画面分の撮像信号と
して記憶する第2のメモリと、上記画素ずらし手段で上
記画像の位置を上記第2の位置より上記垂直の一の方向
に1/2画素ピッチだけずらした第3の位置とした状態
で上記固体撮像素子より出力される上記第1および第2
のフィールドの撮像信号を1画面分の撮像信号として記
憶する第3のメモリと、これら第1〜第3のメモリにそ
れぞれ記憶された上記1画面分の撮像信号を加算平均し
て1画面分の撮像信号を得る合成手段とを備えるもので
ある。
According to a first aspect of the present invention, in a first field period, a first signal composed of a line signal obtained by combining signals of 2n-1 and 2n (n is a natural number) two horizontal pixel columns is provided. A solid-state imaging device that outputs an imaging signal of a second field composed of line signals obtained by combining signals of two horizontal pixel columns of 2n and 2n + 1 during a second field period; A pixel shifting means for shifting a position of an image picked up by the solid-state image sensor in the vertical direction; and a first shifting means for shifting the position of the image by the pixel shifting means.
And a first memory for storing the imaging signals of the first and second fields output from the solid-state imaging device as imaging signals for one screen, and a position of the image by the pixel shifting means. Is a second position shifted from the first position by a half pixel pitch in one direction perpendicular to the first position, the imaging signals of the first and second fields output from the solid-state imaging device are set to 1 A second memory for storing an image pickup signal for a screen, and a third position in which the position of the image is shifted from the second position by the pixel shifting means in the vertical direction by a half pixel pitch. The first and second signals output from the solid-state imaging device
And a third memory for storing the image pickup signal of the field as an image pickup signal for one screen, and averaging the image pickup signals for one screen respectively stored in the first to third memories. Combining means for obtaining an image signal.

【0017】第2の発明は、第1のフィールド期間で
は、第2n−1および第2n(nは自然数)の2水平画
素列の信号を合成したライン信号からなる第1のフィー
ルドの撮像信号を出力し、第2のフィールド期間では、
第2nおよび第2n+1の2水平画素列の信号を合成し
たライン信号からなる第2のフィールドの撮像信号を出
力する固体撮像素子と、この固体撮像素子で撮像される
画像の位置を垂直方向にずらす画素ずらし手段と、各フ
ィールド期間で、それぞれ上記画像が、第1の位置、こ
の第1の位置より垂直の一の方向に1/2画素ピッチだ
けずらした第2の位置およびこの第2の位置より上記垂
直の一の方向に1/2画素ピッチだけずらした第3の位
置に等時間ずつ位置するように上記画素ずらし手段の動
作を制御する制御手段とを備えるものである。
According to a second aspect of the present invention, in the first field period, the imaging signal of the first field composed of the line signal obtained by combining the signals of the 2n-1 and 2n (n is a natural number) two horizontal pixel columns is used. Output, and in the second field period,
A solid-state imaging device that outputs an imaging signal of a second field composed of a line signal obtained by combining signals of two horizontal pixel columns of 2n and 2n + 1, and a position of an image captured by the solid-state imaging device is vertically shifted. A pixel shifting means, a first position, a second position shifted from the first position by a half pixel pitch in one direction perpendicular to the first position, and a second position in each field period. And control means for controlling the operation of the pixel shifting means so as to be positioned at equal time intervals at a third position shifted by a half pixel pitch in the vertical direction.

【0018】[0018]

【作用】第1の発明では、画像位置を垂直方向に1/2
画素ピッチずつずらして得られる3画面分の撮像信号を
合成して1画面分の撮像信号を得るものである。これに
より、白黒のパターンが垂直方向に1/2画素ピッチず
れたときの、白と黒のレベル差が小さくなり、例えば交
互に白黒となる傾斜ストライプパターンの撮像時におけ
る偽信号の発生が抑制される。
According to the first aspect of the invention, the image position is set to 1 / in the vertical direction.
An image pickup signal for one screen is obtained by synthesizing image pickup signals for three screens obtained by shifting by a pixel pitch. As a result, when the black and white pattern is shifted by a half pixel pitch in the vertical direction, the level difference between white and black is reduced. For example, the generation of a false signal at the time of imaging of an alternately black and white inclined stripe pattern is suppressed. You.

【0019】第2の発明では、各フィールド期間におい
て、固体撮像素子で撮像される画像位置を、順次垂直方
向に1/2画素ピッチずれた位置に等時間ずつ位置する
ように制御するものである。これにより、固体撮像素子
より出力される第1および第2のフィールドの撮像信号
は、第1の発明における合成後の撮像信号と同様のもの
となり、第1の発明と同様の作用効果を得ることが可能
となる。さらに、この第2の発明では、動画の撮像が可
能になると共に、合成のためのフレームメモり等が不要
とできる。
In the second invention, in each field period, the position of an image picked up by the solid-state image sensor is controlled so as to be sequentially shifted by a half pixel pitch in the vertical direction at equal time intervals. . Thereby, the imaging signals of the first and second fields output from the solid-state imaging device are the same as the combined imaging signals in the first invention, and the same operation and effects as those of the first invention can be obtained. Becomes possible. Further, according to the second aspect of the present invention, it is possible to capture a moving image, and it is not necessary to use a frame memory for combining images.

【0020】[0020]

【実施例】以下、図1を参照しながら、この発明の一実
施例について説明する。本例において、撮像レンズ1を
通過した像光Lは光路変更用のガラス板11を通して撮
像素子2に供給される。ガラス板11は水平方向に延び
る回転軸(図示せず)を中心として回転可能に設けられ
る。ガラス板11は回転駆動器12によって、第1のフ
レーム位置(実線図示)、第2のフレーム位置(破線図
示)、第3のフレーム位置(一点鎖線図示)となるよう
に回転制御される。回転駆動器12で使用されるタイミ
ングパルスは、タイミング発生器4より供給される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In this example, the image light L that has passed through the imaging lens 1 is supplied to the imaging element 2 through a glass plate 11 for changing the optical path. The glass plate 11 is provided so as to be rotatable around a rotation axis (not shown) extending in the horizontal direction. The rotation of the glass plate 11 is controlled by a rotation driver 12 so as to be at a first frame position (shown by a solid line), a second frame position (shown by a broken line), and a third frame position (shown by a dashed line). The timing pulse used in the rotation driver 12 is supplied from the timing generator 4.

【0021】ここで、ガラス板11を第1のフレーム位
置より第2のフレーム位置とすることで、像光Lの光路
を変化させて撮像素子2で撮像される画像位置(撮像画
像位置)が垂直方向にPv/2(Pvは垂直方向の画素
ピッチ)だけずれるように回転角が設定される。さら
に、ガラス板11を第2のフレーム位置より第3のフレ
ーム位置とすることで、像光Lの光路を変化させて撮像
画像位置が垂直方向にPv/2だけずれるように回転角
が設定される。
Here, by setting the glass plate 11 at the second frame position from the first frame position, the optical path of the image light L is changed so that the image position (captured image position) picked up by the image pickup device 2 is changed. The rotation angle is set so as to be shifted in the vertical direction by Pv / 2 (Pv is the pixel pitch in the vertical direction). Further, by setting the glass plate 11 at the third frame position from the second frame position, the rotation angle is set so that the optical path of the image light L is changed and the captured image position is shifted by Pv / 2 in the vertical direction. You.

【0022】このように撮像画像位置をずらすことは、
図2に示すように撮像素子2をPv/2ピッチずつ垂直
方向にずらすことと等価である。したがって、像光Lの
光路を変更せずに撮像素子2を垂直方向にずらしてもよ
い。また、CDS回路3より出力される撮像信号はA/
D変換器13でディジタル信号に変換された後、フレー
ムメモリ14a、14b、14cに供給される。これら
フレームメモリ14a〜14cの書き込み、読み出しは
メモリコントローラ15によって制御され、ガラス板1
1の回転駆動に同期して制御される。このメモリコント
ローラ15にはタイミング発生器4より水平、垂直の同
期信号が供給され、ガラス板11の回転、撮像素子2の
動作等との同期がとられる。
As described above, shifting the position of the captured image is as follows.
This is equivalent to shifting the image sensor 2 in the vertical direction by Pv / 2 pitch as shown in FIG. Therefore, the image sensor 2 may be shifted in the vertical direction without changing the optical path of the image light L. The imaging signal output from the CDS circuit 3 is A /
After being converted into a digital signal by the D converter 13, it is supplied to the frame memories 14a, 14b and 14c. Writing and reading of these frame memories 14a to 14c are controlled by a memory controller 15, and the glass plate 1
It is controlled in synchronization with one rotation drive. Horizontal and vertical synchronizing signals are supplied from the timing generator 4 to the memory controller 15 to synchronize the rotation of the glass plate 11, the operation of the image sensor 2, and the like.

【0023】フレームメモリ14a〜14cには、それ
ぞれガラス板11が第1〜第3のフレーム位置とされた
状態で撮像素子2より出力される1フレーム分の撮像信
号(第1〜第3フレーム信号)が書き込まれる。また、
フレームメモリ14a〜14cに書き込まれた第1〜第
3フレーム信号は並行して繰り返し読み出され、それぞ
れD/A変換器16a〜16cでアナログ信号に変換さ
れたのち加算器17でもって加算平均される。そして、
この加算器17の出力信号が撮像信号として出力され
る。
The frame memories 14a to 14c store one frame of imaging signals (first to third frame signals) output from the imaging device 2 with the glass plate 11 at the first to third frame positions, respectively. ) Is written. Also,
The first to third frame signals written in the frame memories 14a to 14c are repeatedly read out in parallel, converted into analog signals by the D / A converters 16a to 16c, respectively, and then added and averaged by the adder 17. You. And
The output signal of the adder 17 is output as an imaging signal.

【0024】以上の構成において、図3に示すような白
黒画像を撮像するものとする。この白黒画像は図14に
おける白黒画像と同じものである。図3はガラス板11
が第1のフレーム位置に回転制御された状態であり、ガ
ラス板11が第2および第3のフレーム位置に回転制御
された状態では、それぞれ同図破線および一点鎖線で白
ストライプ位置を示すように垂直方向にPv/2ずつ順
次ずれた画像となる。
In the above configuration, a monochrome image as shown in FIG. 3 is taken. This monochrome image is the same as the monochrome image in FIG. FIG. 3 shows a glass plate 11.
Is a state where the rotation is controlled to the first frame position, and in a state where the glass plate 11 is rotationally controlled to the second and third frame positions, the broken line and the dashed line in FIG. Images are sequentially shifted by Pv / 2 in the vertical direction.

【0025】ここで、垂直方向Vの読み出しについて考
える。例えば、画像と垂直方向の各画素(画素アドレス
N−1、N、N+1、・・・)との関係が、図4A、B
のようになる垂直画素列(水平方向の画素アドレスが
m)について説明する。同図Bの各画素に付した数字
は、各画素より得られる信号のレベルを量子化して示し
たものであり、上から順に第1〜第3フレーム信号に対
応している。図5に関しても同様である。
Here, reading in the vertical direction V will be considered. For example, the relationship between the image and each pixel in the vertical direction (pixel addresses N-1, N, N + 1,...) Is shown in FIGS.
The vertical pixel column (the pixel address in the horizontal direction is m) will be described. The numbers assigned to the respective pixels in FIG. 6B represent the quantized levels of the signals obtained from the respective pixels, and correspond to the first to third frame signals in order from the top. The same applies to FIG.

【0026】この場合、上述したように撮像信号は2水
平画素列の信号を合成したものであるため、Aフィール
ドの各ラインAn、An+1、・・・の撮像信号のレベ
ルは同図Cに示すようになり、Bフィールドの各ライン
Bn−1、Bn、Bn+1、・・・の撮像信号のレベル
は同図Dに示すようになる。ただし、上から順に第1〜
第3フレーム信号に対応している。
In this case, as described above, since the image pickup signal is a signal obtained by synthesizing the signals of two horizontal pixel columns, the levels of the image pickup signals of the lines An, An + 1,... In the A field are shown in FIG. , And the levels of the imaging signals of the respective lines Bn-1, Bn, Bn + 1,... Of the B field are as shown in FIG. However, first to first from the top
It corresponds to the third frame signal.

【0027】そのため、水平方向の画素アドレスがmの
垂直画素列における第1〜第3フレームのA、Bフィー
ルドの撮像信号のレベルは、同図Eに示すようになる。
したがって、加算器17より出力される画素アドレスが
mの垂直画素列における撮像信号のレベルは、同図Fに
示すようになる。また例えば、画像と垂直方向の各画素
(画素アドレスN−1、N、N+1、・・・)との関係
が、図5A、Bのようになる垂直画素列(水平方向の画
素アドレスがm+1)に対して説明する。
Therefore, the levels of the image pickup signals in the A and B fields of the first to third frames in the vertical pixel row having the pixel address m in the horizontal direction are as shown in FIG.
Accordingly, the level of the image pickup signal in the vertical pixel column whose pixel address is m output from the adder 17 is as shown in FIG. Further, for example, a vertical pixel column (the pixel address in the horizontal direction is m + 1) in which the relationship between the image and each pixel in the vertical direction (pixel address N-1, N, N + 1,...) Is as shown in FIGS. Will be described.

【0028】この場合、Aフィールドの各ラインAn、
An+1、・・・の撮像信号のレベルは同図Cに示すよ
うになり、Bフィールドの各ラインBn、Bn+1、・
・・の撮像信号のレベルは同図Dに示すようになる。た
だし、上から順に第1〜第3フレーム信号に対応してい
る。そのため、水平方向の画素アドレスがm+1の垂直
画素列における第1〜第3フレームのA、Bフィールド
の撮像信号のレベルは、同図Eに示すようになる。した
がって、加算器17より出力される画素アドレスがm+
1の垂直画素列における撮像信号のレベルは、同図Fに
示すようになる。
In this case, each line An of the A field,
The levels of the imaging signals An + 1,... Are as shown in FIG. C, and the lines Bn, Bn + 1,.
The level of the image pickup signal is as shown in FIG. However, they correspond to the first to third frame signals in order from the top. Therefore, the levels of the imaging signals in the A and B fields of the first to third frames in the vertical pixel column having the horizontal pixel address of m + 1 are as shown in FIG. Therefore, the pixel address output from the adder 17 is m +
The level of the imaging signal in one vertical pixel column is as shown in FIG.

【0029】図6〜図8は、上述したようにして求めら
れた第1〜第3フレームの各ラインの撮像信号のレベル
を各画素に対応させて示したものである。図9は、第1
〜第3フレームの各ラインを加算平均した各ラインの撮
像信号(加算器17の出力)のレベルを示したものであ
る。そして、図10は、加算平均した各ラインの撮像信
号のレベルを3次元空間に示したものである。
FIGS. 6 to 8 show the levels of the imaging signals of the respective lines of the first to third frames obtained as described above, corresponding to the respective pixels. FIG. 9 shows the first
3 shows the level of the image pickup signal (output of the adder 17) of each line obtained by averaging the lines of the third frame. FIG. 10 shows, in a three-dimensional space, the level of the imaging signal of each line obtained by averaging.

【0030】本例においては、図4Fに示す場合、白と
黒の信号レベルの差は(1.67−0.0)=1.67
であり、これに対して図5Fに示す場合、白と黒の信号
レベルの差は(1.5−0.0)=1.5となる。すな
わち、パターンが垂直方向に1/2画素ピッチずれたと
き、図11に示す従来例に比べて白と黒の信号レベルの
差の変化が小さくなる。そのため、交互に白黒となる傾
斜ストライプパターンが配された画像を撮像するとき
は、従来例に比べて、レベル差の周期的変化に起因する
偽信号(モワレ)の発生が抑制され、また斜め線が明瞭
となる。
In the present example, as shown in FIG. 4F, the difference between the signal levels of white and black is (1.67-0.0) = 1.67.
In contrast, in the case shown in FIG. 5F, the difference between the signal levels of white and black is (1.5−0.0) = 1.5. That is, when the pattern is shifted by a half pixel pitch in the vertical direction, the change in the difference between the white and black signal levels is smaller than in the conventional example shown in FIG. Therefore, when capturing an image in which inclined stripe patterns that are alternately black and white are arranged, generation of a false signal (moiré) caused by a periodic change in the level difference is suppressed, and oblique lines Becomes clear.

【0031】また、第1〜第3フレームの各ラインの撮
像信号を加算平均して出力するので、ランダムノイズが
1/3に縮小され、S/Nの向上を図ることができる。
なお、上述実施例においては、静止画を撮像するように
した例であるが、動画を撮像するようにすることもでき
る。すなわち、ガラス板11を撮像素子2の蓄積期間、
例えば1フィールド期間の間に第1〜第3のフレーム位
置に等時間ずつ位置するように制御すればよい。この場
合、各フィールドで上述の第1〜第3のフレームの各ラ
インを加算平均したと同様の撮像信号をCDS回路3よ
り得ることができ、動きの大きな動画の撮像も可能とな
る。この場合は、図1におけるA/D変換器13、フレ
ームメモリ14a〜14c、D/A変換器16a〜16
c等の構成が不要となる利益もある。
Also, since the image pickup signals of each line of the first to third frames are added and averaged and output, random noise is reduced to 1/3 and S / N can be improved.
Although the above-described embodiment is an example in which a still image is captured, a moving image may be captured. That is, the glass plate 11 is moved to the accumulation period of the image sensor 2,
For example, control may be performed so as to be positioned at equal time intervals in the first to third frame positions during one field period. In this case, the same image pickup signal as that obtained by averaging each line of the above-described first to third frames in each field can be obtained from the CDS circuit 3, so that a moving image having a large motion can be imaged. In this case, the A / D converter 13, the frame memories 14a to 14c, and the D / A converters 16a to 16 in FIG.
There is also an advantage that the configuration such as c is unnecessary.

【0032】[0032]

【0033】[0033]

【発明の効果】この発明によれば、白黒のパターンが垂
直方向に1/2画素ピッチずれたときの白と黒の信号レ
ベルの差の変化を小さくでき、例えば交互に白黒となる
傾斜ストライプパターンの撮像時における偽信号(モワ
レ)の発生を効果的に抑制でき、また、斜め線を明瞭と
することができる。さらに、垂直方向に1/2画素ピッ
チずつ撮像画像をずらして得られる撮像信号を加算平均
して出力するので、ランダムノイズを縮小でき、S/N
を向上できる。
According to the present invention, the change in the difference between the white and black signal levels when the black and white pattern is shifted by 1/2 pixel pitch in the vertical direction can be reduced. , The generation of a false signal (moiré) at the time of imaging can be effectively suppressed, and oblique lines can be made clear. Furthermore, since an image pickup signal obtained by shifting the picked-up image by 1/2 pixel pitch in the vertical direction is averaged and output, random noise can be reduced, and S / N can be reduced.
Can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an embodiment.

【図2】画素ずらし量を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a pixel shift amount.

【図3】撮像画像の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a captured image.

【図4】垂直画素列(水平画素アドレスm)の撮像信号
レベルを説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an image pickup signal level of a vertical pixel column (horizontal pixel address m).

【図5】垂直画素列(水平画素アドレスm+1)の撮像
信号レベルを説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an image pickup signal level of a vertical pixel column (horizontal pixel address m + 1).

【図6】撮像信号のレベル(第1フレーム)を示す図で
ある。
FIG. 6 is a diagram illustrating a level (first frame) of an imaging signal.

【図7】撮像信号のレベル(第2フレーム)を示す図で
ある。
FIG. 7 is a diagram illustrating a level (second frame) of an imaging signal.

【図8】撮像信号のレベル(第3フレーム)を示す図で
ある。
FIG. 8 is a diagram illustrating a level (third frame) of an imaging signal.

【図9】撮像信号のレベル(加算平均信号)を示す図で
ある。
FIG. 9 is a diagram illustrating a level of an image pickup signal (addition average signal).

【図10】撮像信号のレベル(3次元空間表示)を示す
図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating levels (three-dimensional spatial display) of image pickup signals.

【図11】固体撮像装置の要部構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 11 is a block diagram illustrating a main configuration of a solid-state imaging device.

【図12】カラーコーディング模式図である。FIG. 12 is a schematic diagram of color coding.

【図13】水平出力レジスタの出力を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an output of a horizontal output register.

【図14】撮像画像の一例を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a captured image.

【図15】垂直画素列(水平アドレスm)の撮像信号レ
ベルを説明する図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating an image pickup signal level of a vertical pixel column (horizontal address m).

【図16】垂直画素列(水平アドレスm+1)の撮像信
号レベルを説明する図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating an image pickup signal level of a vertical pixel column (horizontal address m + 1).

【図17】撮像信号のレベルを示す図である。FIG. 17 is a diagram illustrating levels of image pickup signals.

【図18】撮像信号のレベルを示す図である。FIG. 18 is a diagram illustrating a level of an imaging signal.

【図19】撮像信号のレベル(3次元空間表示)を示す
図である。
FIG. 19 is a diagram showing levels (three-dimensional space display) of imaging signals.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 撮像レンズ 2 CCD固体撮像素子 3 CDS回路 4 タイミング発生器 11 光路変更用ガラス板 12 回転駆動器 13 A/D変換器 14a〜14c フレームメモリ 15 メモリコントローラ 16a〜16c D/A変換器 17 加算器 REFERENCE SIGNS LIST 1 imaging lens 2 CCD solid-state imaging device 3 CDS circuit 4 timing generator 11 glass plate for changing optical path 12 rotation driver 13 A / D converter 14 a to 14 c frame memory 15 memory controller 16 a to 16 c D / A converter 17 adder

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1のフィールド期間では、第2n−1
および第2n(nは自然数)の2水平画素列の信号を合
成したライン信号からなる第1のフィールドの撮像信号
を出力し、第2のフィールド期間では、第2nおよび第
2n+1の2水平画素列の信号を合成したライン信号か
らなる第2のフィールドの撮像信号を出力する固体撮像
素子と、 上記固体撮像素子で撮像される画像の位置を垂直方向に
ずらす画素ずらし手段と、 上記画素ずらし手段で上記画像の位置を第1の位置とし
た状態で上記固体撮像素子より出力される上記第1およ
び第2のフィールドの撮像信号を1画面分の撮像信号と
して記憶する第1のメモリと、 上記画素ずらし手段で上記画像の位置を上記第1の位置
より垂直の一の方向に1/2画素ピッチだけずらした第
2の位置とした状態で上記固体撮像素子より出力される
上記第1および第2のフィールドの撮像信号を1画面分
の撮像信号として記憶する第2のメモリと、 上記画素ずらし手段で上記画像の位置を上記第2の位置
より上記垂直の一の方向に1/2画素ピッチだけずらし
た第3の位置とした状態で上記固体撮像素子より出力さ
れる上記第1および第2のフィールドの撮像信号を1画
面分の撮像信号として記憶する第3のメモリと、 上記第1〜第3のメモリにそれぞれ記憶された上記1画
面分の撮像信号を加算平均して1画面分の撮像信号を得
る合成手段とを備えることを特徴とする固体撮像装置。
1. The method according to claim 1, wherein in the first field period, 2n-1
And an image signal of a first field composed of a line signal obtained by combining signals of two horizontal pixel columns of 2n (n is a natural number). In a second field period, two horizontal pixel columns of 2n and 2n + 1 are output. A solid-state imaging device that outputs an imaging signal of a second field composed of a line signal obtained by combining the above signals; a pixel shifting unit that shifts a position of an image captured by the solid-state imaging device in a vertical direction; and a pixel shifting unit. A first memory that stores the image pickup signals of the first and second fields output from the solid-state image pickup device in a state where the position of the image is the first position, as an image pickup signal for one screen; The image output from the solid-state imaging device in a state where the position of the image is shifted to a second position by a half pixel pitch in one direction perpendicular to the first position by the shifting means. A second memory for storing the image pickup signals of the first and second fields as an image pickup signal for one screen, and the pixel shifting means for shifting the position of the image from the second position in the vertical direction by 1 / A third memory configured to store the imaging signals of the first and second fields output from the solid-state imaging device in a state where the third position is shifted by two pixel pitches as an imaging signal for one screen; A solid-state imaging device comprising: synthesis means for averaging the imaging signals for one screen stored in the first to third memories to obtain an imaging signal for one screen.
【請求項2】 第1のフィールド期間では、第2n−1
および第2n(nは自然数)の2水平画素列の信号を合
成したライン信号からなる第1のフィールドの撮像信号
を出力し、第2のフィールド期間では、第2nおよび第
2n+1の2水平画素列の信号を合成したライン信号か
らなる第2のフィールドの撮像信号を出力する固体撮像
素子と、 上記固体撮像素子で撮像される画像の位置を垂直方向に
ずらす画素ずらし手段と、 各フィールド期間で、それぞれ上記画像が、第1の位
置、この第1の位置より垂直の一の方向に1/2画素ピ
ッチだけずらした第2の位置およびこの第2の位置より
上記垂直の一の方向に1/2画素ピッチだけずらした第
3の位置に等時間ずつ位置するように上記画素ずらし手
段の動作を制御する制御手段とを備えることを特徴とす
る固体撮像装置。
2. In a first field period, 2n-1
And an image signal of a first field composed of a line signal obtained by combining signals of two horizontal pixel columns of 2n (n is a natural number). In a second field period, two horizontal pixel columns of 2n and 2n + 1 are output. A solid-state imaging device that outputs an imaging signal of a second field composed of a line signal obtained by synthesizing the signals of the above, a pixel shifting unit that shifts the position of an image captured by the solid-state imaging device in a vertical direction, Each of the images has a first position, a second position shifted from the first position by one-half pixel pitch in one direction perpendicular to the first position, and 1 / two in the vertical direction from the second position. A solid-state imaging device comprising: control means for controlling the operation of the pixel shifting means so as to be positioned at equal time intervals at a third position shifted by two pixel pitches.
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