JPH01188179A - Solid-state image pickup device - Google Patents
Solid-state image pickup deviceInfo
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Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えば単板式カラーカメラに使用して好適な
固体撮像装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a solid-state imaging device suitable for use in, for example, a single-chip color camera.
本発明は、例えば単板式カラーカメラに使用して好適な
固体撮像装置において、受光素子と、この受光素子に蓄
積される信号電荷を転送する転送レジスタと、この転送
レジスタによって転送されてくる信号電荷を読出す複数
の読出しレジスタとを備え、この複数の読出しレジスタ
によって複数の水平ラインの信号11i荷を同時に読出
し、この複数水平ラインの読出し信号を直接信号処理回
路に供給すると共に、複数水平ラインの読出し信号の内
の少なくとも1ラインの読出し信号を所定期間遅延させ
て信号処理回路に供給する様にして、SN比が高く垂直
解像度の高い良好な画像を得ることができる様にしたも
のである。The present invention provides a solid-state imaging device suitable for use in, for example, a single-chip color camera, including a light-receiving element, a transfer register for transferring signal charges accumulated in the light-receiving element, and a signal charge transferred by the transfer register. The plurality of readout registers simultaneously read out the signals 11i of the plurality of horizontal lines, and the readout signals of the plurality of horizontal lines are directly supplied to the signal processing circuit. At least one line of the readout signals is delayed for a predetermined period and then supplied to the signal processing circuit, thereby making it possible to obtain a good image with a high SN ratio and high vertical resolution.
(従来の技術〕
従来、ll&式カラーカメラに使用される固体撮像装置
として第8図にその平面構造を概略的に示す様なものが
提案されている。(Prior Art) Conventionally, a solid-state imaging device for use in a ll& type color camera has been proposed, the planar structure of which is schematically shown in FIG.
この第8図において+1)はP型シリコン基板を示し、
この固体撮像装置においては、このP型シリコン基板(
11の表面側にホトダイオードからなる受光素子+21
+21・・・・(2)をマトリクス状に492(垂直
)x510(水平)個配して成る受光部(3)が設けら
れ、この受光部(3)面に被写体像を結像させ、この被
写体像の明度に対応した信号電荷を各受光素子(21(
21・・・・(2)にN積させる様になされている。こ
の場合、この受光部(3)面上には例えば白W、緑G、
@Ye 。In this FIG. 8, +1) indicates a P-type silicon substrate,
In this solid-state imaging device, this P-type silicon substrate (
A light receiving element consisting of a photodiode +21 is placed on the surface side of 11.
A light-receiving section (3) consisting of 492 (vertical) x 510 (horizontal) pieces of +21...(2) arranged in a matrix is provided, and a subject image is formed on the surface of this light-receiving section (3). A signal charge corresponding to the brightness of the subject image is transmitted to each light receiving element (21(
21...(2) is multiplied by N. In this case, for example, white W, green G,
@Ye.
シアンCy等の色フィルタを492(垂uM) X
510(水平)個に配して成る色フイルタアレイ (図
示せず)が配され、この色フイルタアレイの各色フィル
タを各受光素子(2) (2)・・・・(2)に対応さ
せて、各色フィルタを通過している色光に基づく信号電
荷を各受光素子(2+ (21・・・・(2)に蓄積さ
せる様になされている。Color filter such as cyan Cy 492 (DuM)
A color filter array (not shown) consisting of 510 (horizontal) color filters is arranged, and each color filter of this color filter array is made to correspond to each light receiving element (2) (2)...(2). , signal charges based on colored light passing through each color filter are accumulated in each light receiving element (2+ (21...(2)).
またマトリクス状に配された受光素子(2) (2)・
・・・(2)の各列毎に電荷結合素子(以下CCDとい
う)からなる垂直レジスタ(41(4)・・・・(4)
が設けられ、各受光素子+21 +2)・・・・(2)
に蓄積される信号電荷をフレーム蓄積方式(フレーム読
出し方式)によって読み出し、即ち各受光素子+21
+21・・・・(2)に蓄積される信号電荷を1フイー
ルド毎に、交互の水平ライン毎に読み出してインターレ
ースを行い、この信号電荷を垂直方向、即ち紙面下方に
向かって転送させる様になされている。In addition, light-receiving elements (2) (2) arranged in a matrix
...(2) Vertical registers (41(4)...(4) consisting of charge-coupled devices (hereinafter referred to as CCDs) for each column
is provided, and each light receiving element +21 +2)...(2)
The signal charges accumulated in the
+21... (2) The signal charges accumulated in (2) are read out every field and every alternate horizontal line to perform interlacing, and the signal charges are transferred in the vertical direction, that is, toward the bottom of the page. ing.
また、この垂直レジスタ(4) (4)・・・・(4)
の出力側に読出しレジスタをなすCCDからなる第1及
び第2の水平レジスタ(5)及び(6)が2列に設けら
れ、垂直レジスタ+4) (4)・・・・(4)によっ
て転送されてくる信号電荷を2水平ラインずつ水平方向
に転送させる様になされている。この場合、両水平しジ
スク(5)及び(6)はゲート部(11)を介して接続
してあり、第1の水平レジスタ(5)と第2の水平レジ
スタ(6)とで1水平ラインずれた信号を1ラインずつ
転送する。Also, this vertical register (4) (4)...(4)
First and second horizontal registers (5) and (6) consisting of CCDs forming readout registers are provided in two columns on the output side of The incoming signal charges are transferred in the horizontal direction two horizontal lines at a time. In this case, both horizontal registers (5) and (6) are connected through the gate part (11), and the first horizontal register (5) and the second horizontal register (6) form one horizontal line. The shifted signals are transferred line by line.
そして、この水平レジスタ(5)及び(6)の出力側に
は例えばフローティング・デイフュージョン・アンブリ
ファイヤ()’loating diffusion
amplifier)からなる出力部(7)及び(8)
が設けられ、水平レジスタ(5)及び(6)によって転
送されてくる信号電荷に基づく画像信号をこの出力部(
7)及び(8)から導出した出力端子(9)及び(lO
)に得ることができる様になされている。The output sides of the horizontal registers (5) and (6) are equipped with, for example, floating diffusion amblifiers.
output parts (7) and (8) consisting of
is provided, and this output section (
Output terminals (9) and (lO
).
この画像信号は、受光部(3)上に配置した色フイルタ
アレイの配色状態に対応して変化する色信号が出力され
る。このため、例えば隣り合う上下左右4個の受光素子
(2)に対応して配する色フィルタを異なる色とし、第
9図に示す如くこの2ラインの4画素を構成する夫々の
受光素子(2)から異なる色の信号31.S2.S3.
S4が得られるようにすることで、モアレの少ない良好
なカラーの撮像信号が得られる。即ち、上述した如く2
個の水平レジスタ(5)及び(6)より隣接した2水平
ラインの画像信号が同時に出力されるため、出力端子(
9)。This image signal is output as a color signal that changes in accordance with the color arrangement state of the color filter array arranged on the light receiving section (3). For this reason, for example, the color filters arranged corresponding to the four adjacent light-receiving elements (2) on the upper, lower, left, and right sides are different colors, and the respective light-receiving elements (2) constituting the four pixels of these two lines are colored as shown in FIG. ) with different color signals 31. S2. S3.
By obtaining S4, a good color imaging signal with less moiré can be obtained. That is, as mentioned above, 2
Since the image signals of two adjacent horizontal lines are simultaneously output from the horizontal registers (5) and (6), the output terminal (
9).
(10)からの信号が供給される信号処理回路で同時に
この4色の情報を持つ信号31〜s4を信号処理でき、
例えばこの4色の色信号を混合して輝度信号Yを得るよ
うにすることができる。そして、赤R2緑G、青Bのカ
ラー映像信号に変換するために、第1のクロマ信号C1
及び第2のクロマ信号C2が必要であるとすると、第1
のクロマ信号C1を1ライン目の信号S 1+ 32
と2ライン目の信号S3.S4とより得、第2のクロマ
信号C2を第9図に示す如くこの2ラインの信号81〜
s4と隣接した3ライン目の信号31′+ S 2’
と4ライン目の信号S 3’ l S 4’より得るよ
うにする。この場合、信号Sll S2.S31 S4
に対応した画素の色フィルタの配列と信号S L’ +
S 2’ * S3’ *S4’に対応した画素
の色フィルタの配列とは変えてあり、例えば上述した如
く輝度信号Yを、Y = S t + S 2 + S
3 + S 4とし、第1のクロマ信号C1を、
C1= (SL +33 )−(S2 +S4 )とし
、9A2のクロマ信号C2を、
C2= (S1’+33’) (S2’−84”)
として得ることができる。The signal processing circuit to which the signals from (10) are supplied can simultaneously process the signals 31 to s4 having information on these four colors,
For example, the luminance signal Y can be obtained by mixing the color signals of these four colors. Then, in order to convert into red R2 green G and blue B color video signals, the first chroma signal C1
and a second chroma signal C2 is required, then the first chroma signal C2 is required.
The chroma signal C1 of the first line is the signal S1+32
and the second line signal S3. S4 and the second chroma signal C2 as shown in FIG.
Signal 31'+S2' on the third line adjacent to s4
and the fourth line signal S 3' l S 4'. In this case, the signal Sll S2. S31 S4
The pixel color filter array and signal S L' + corresponding to
The arrangement of the color filters of the pixels corresponding to S 2' * S 3' * S 4' is changed, for example, as described above, the luminance signal Y is expressed as Y = S t + S 2 + S
3 + S4, the first chroma signal C1 is C1= (SL +33) - (S2 +S4), and the chroma signal C2 of 9A2 is C2= (S1'+33') (S2'-84")
can be obtained as
そして、この8画素よりの信号s1〜S4゜S、1〜S
4’から得た輝度信号Y、クロマ信号c1゜C2を基に
、例えば赤R1緑G、青Bの3原色のカラー映像信号を
得ることができる。この様にして2ライン同時読出しに
より得られる映像信号は色のモワレが少ない利益がある
。Then, the signals s1~S4°S, 1~S from these 8 pixels
Based on the luminance signal Y and chroma signal c1°C2 obtained from 4', color video signals of three primary colors, for example, red R1, green G, and blue B, can be obtained. The video signal obtained by simultaneous reading of two lines in this manner has the advantage of less color moire.
C発明が解決しようとする課題〕
ところが、このようにして2ライン同時読出しによりカ
ラー映像信号を得るようにすると、141位の原色の映
像信号を得るために4水平ラインの読出し信号を必要と
・するので映像(8号の垂直解像度が低い不都合があっ
た。Problems to be Solved by the Invention C] However, if a color video signal is obtained by simultaneously reading two lines in this way, readout signals of four horizontal lines are required to obtain a video signal of the 141st primary color. Therefore, there was an inconvenience that the vertical resolution of the video (No. 8) was low.
この問題点を解決するためには、例えば第9図に示した
隣接する2ラインの4個の受光素子(2)からの信号S
L、S2.33.S4だけで輝度信号Yと第1及び第2
のクロマ信号c1及びC2を得るようにして垂直解像度
を高くすることもできる。In order to solve this problem, for example, the signal S from the four light receiving elements (2) of two adjacent lines shown in FIG.
L, S2.33. Only S4 outputs the luminance signal Y and the first and second
The vertical resolution can also be increased by obtaining the chroma signals c1 and C2.
即ち、輝度信号Yを、
Y=St +S2 +S3 +S4とし、第1のクロマ
信号C1を、
C1−5t−52とし、
第2のクロマ信号C2を、
C2−53−S4として得るようにすることもできる。That is, the luminance signal Y may be obtained as Y=St+S2+S3+S4, the first chroma signal C1 may be obtained as C1-5t-52, and the second chroma signal C2 may be obtained as C2-53-S4. can.
ところが、この場合には4個の受光素子(2)からの信
号だけを直接減算しているので、クロマ信号CL、C2
の信号レベルが小さく、映像信号のSN比が悪い不都合
があった。However, in this case, only the signals from the four light receiving elements (2) are directly subtracted, so the chroma signals CL, C2
The signal level of the video signal was low, and the signal-to-noise ratio of the video signal was poor.
本発明は斯かる点に鑑み、垂直解像度の高い良好な映像
信号が得られる2ライン同時読出しを行う固体撮像装置
を提供することを目的とする。In view of the above, it is an object of the present invention to provide a solid-state imaging device that performs two-line simultaneous readout and can obtain good video signals with high vertical resolution.
本発明の固体撮像装置は、例えば第1図に示す如く、受
光素子(2) (21・・・・(2)と、この受光素子
(21(2)・・・・(2)にM積される信号電荷を転
送する転送レジスタ(4) (41・・・・(4)と、
この転送レジスタ(41(41・・・・(4)によって
転送されてくる信号電荷を読出す複数の読出しレジスタ
(5)及び(6)とを備え、この複数の読出しレジスタ
(5)及び(6)によって複数の水平ラインの信号電荷
を同時に読出し、この複数水平ラインの読出し信号を直
接信号処理回路(24) 、 (25)に供給すると
共に、複数水平ラインの読出し信号の内の少なくとも1
ラインの読出し信号を所定期間遅延させて信号処理回路
(24) 、 (25)に供給する様にしたものであ
る。For example, as shown in FIG. a transfer register (4) (41...(4)) that transfers the signal charge to be transferred;
This transfer register (41 (41... ) simultaneously reads out the signal charges of a plurality of horizontal lines, supplies the readout signals of the plurality of horizontal lines directly to the signal processing circuits (24) and (25), and at least one of the readout signals of the plurality of horizontal lines.
The line read signal is delayed for a predetermined period and then supplied to the signal processing circuits (24) and (25).
(作用」
本発明の固体撮像装置によると、同時に読出される複数
ラインの内の少なくとも1水平ラインの読出し信号を所
定期間遅延させることにより、受光素子(2)に対応し
て配された色フィルタの配列を変えたのと同じ状態の信
号が得られ、遅延させていない信号とこの遅延させた信
号とで実際の水平ライン数以上に相当する色の配列の読
出し信号が得られ、少ない水平ライン数を1単位として
SN比が高(垂直解像度の高い良好な映像信号が得られ
る。(Function) According to the solid-state imaging device of the present invention, by delaying the readout signal of at least one horizontal line among the plurality of lines read out simultaneously for a predetermined period, the color filter disposed corresponding to the light receiving element (2) A signal in the same state as when changing the arrangement of The signal-to-noise ratio is high (the number is 1) (good video signals with high vertical resolution can be obtained).
以下、本発明の固体撮像装置の一実施例を、第1図〜第
4図を参照して説明しよう、この第1図〜第4図におい
て、第8図及び第9図に対応する部分には同一符号を付
し、その詳細説明は省略する。Hereinafter, one embodiment of the solid-state imaging device of the present invention will be explained with reference to FIGS. 1 to 4. In FIGS. 1 to 4, parts corresponding to FIGS. are given the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted.
本例においては、従来例と同様に2水平ラインの信号電
荷を同時に読出し得る様になしたインターライン転送方
式の固体撮像装置で、第1図に示す如く、P型シリコン
基板(1)の表面側にホトダイオードからなる受光素子
(2) +2)・・・・(2)をマトリクス状に例えば
492(垂直)X76B(水平)個配してなる受光部(
3)を設け、この受光部(3)面に被写体像を結合させ
、この被写体像の明度に応じた信号電荷を各受光素子(
21(2)・・・・<21に蓄積させる様にする。In this example, as in the conventional example, an interline transfer type solid-state imaging device is used that can read signal charges of two horizontal lines at the same time.As shown in FIG. A light-receiving section (2) consisting of photodiodes (2) +2)... (2) arranged in a matrix, for example 492 (vertical) x 76B (horizontal), on the side.
3), a subject image is coupled to the surface of this light receiving section (3), and a signal charge corresponding to the brightness of this subject image is transmitted to each light receiving element (3).
21(2)...<21.
この場合、受光部(3)面上に第2図に示す色フイルタ
アレイ (12)を配し、この色フイルタアレイ(12
)の各色フィルタを各受光素子(2) +2)・・・・
(2)に対応させ、各フィルタを通過してくる色光に基
づく信号電荷を各受光素子+2) +2)・・・・(2
)に蓄積させる様にする。この色フイルタアレイ (1
2)ハ、第1水平ラインL1.第3水平ラインL31
・・・・第491水平ラインL491に夫々黄Ye、シ
アンcyの色フィルタを交互に配列すると共に第2水平
ラインL2.第4水平ラインL 41 ・・・・第49
2水平ラインL(s2に夫々白W、緑Gの色フィルタを
交互に配列して構成する。In this case, a color filter array (12) shown in FIG. 2 is arranged on the surface of the light receiving section (3).
) for each color filter on each light receiving element (2) +2)...
Corresponding to (2), the signal charge based on the colored light passing through each filter is transferred to each light receiving element +2) +2)...(2
). This color filter array (1
2) C. First horizontal line L1. Third horizontal line L31
... Yellow Ye and cyan cy color filters are arranged alternately on the 491st horizontal line L491, respectively, and the second horizontal line L2. 4th horizontal line L 41...49th
It is constructed by alternately arranging white W and green G color filters on two horizontal lines L (s2).
また、マトリクス状に配した受光素子+2) (2)・
・・・(2)の各列毎にCCUからなる垂直レジスタ(
4) (41・・・・(4)を設け、受光素子(2)(
2)・・・・(2)に蓄積される信号電荷を垂直方向、
即ち紙面下方に向かって転送できる様にする。In addition, light receiving elements arranged in a matrix + 2) (2)
...(2) A vertical register consisting of CCU for each column (
4) (41...(4) is provided, and the light receiving element (2) (
2)・・・The signal charge accumulated in (2) is vertically
In other words, the image can be transferred downward on the page.
また、垂直レジスタ(41(4)・・・・(4)の出力
側にCODからなる第1の水平レジスタ(5)を設ける
と共にゲート部(11)を介して同じ< CODからな
る第2の水平レジスタ(6)を設ける。そして、夫々の
水平レジスタ(5)及び(6)の出力側に夫々信号増幅
を行う第1の出力部(7)及び第2の出力部(8)を設
けると共に、之等第1及び第2の出力部(7)及び(8
)から夫々第1及び第2の出力端子(9)及び(10)
を導出する。In addition, a first horizontal register (5) made of COD is provided on the output side of the vertical register (41 (4) (4)), and a second horizontal register (5) made of the same < COD is provided via the gate part (11). A horizontal register (6) is provided.A first output section (7) and a second output section (8) for signal amplification are provided on the output side of each of the horizontal registers (5) and (6), respectively. , such as the first and second output parts (7) and (8
) to the first and second output terminals (9) and (10), respectively.
Derive.
そして、この第1及び第2の出力端子(9)及び(10
)に得られる読出し信号を、第1図に示した如き信号処
理回路に供給する。即ち、第1及び第2の出力端子(9
)及び(10)を、夫々第1の加算器(21)の一方及
び他方の加算信号入力端子に接続する。また、第1の出
力端子(9)を第2の加算器(22)の一方の加算信号
入力端子に接続し、第2の出力端子(10)を遅延回路
(23)を介して第2の加算1(22)の他方の加算信
号入力端子に接続する。この場合、遅延回路(23)は
、水平レジスタ(6)の1画素の転送時間(1(IIの
受光素子(2)の信号電荷の転送時間)だけ遅延させる
回路である。The first and second output terminals (9) and (10
) is supplied to a signal processing circuit as shown in FIG. That is, the first and second output terminals (9
) and (10) are connected to one and the other addition signal input terminals of the first adder (21), respectively. Further, the first output terminal (9) is connected to one addition signal input terminal of the second adder (22), and the second output terminal (10) is connected to the second output terminal (10) via the delay circuit (23). Connect to the other addition signal input terminal of addition 1 (22). In this case, the delay circuit (23) is a circuit that delays the transfer time of one pixel of the horizontal register (6) (1 (transfer time of the signal charge of the light receiving element (2) of II).
そして、第1及び第2の加算器(21)及び(22)の
加算出力信号を、夫々サンプリング分離回路(24)に
供給する。このサンプリング分離回路(24)は、加算
されて供給される読出し信号を後述する如く1画素の読
出し期間毎の信号に分離し、この分離した色信号をマト
リクス回路(25)に供給する。また、第1の加算回路
(21)が出力する加算出力信号を、マトリクス回路(
25)に供給し、之等の各信号を基にこのマトリクス回
路(25)でR,G、Hの原色信号に変換し、この変換
したR2O,Hの原色信号を夫々赤色信号出力端子(2
6R)。The addition output signals of the first and second adders (21) and (22) are then supplied to the sampling separation circuit (24), respectively. The sampling separation circuit (24) separates the added and supplied readout signals into signals for each readout period of one pixel as described later, and supplies the separated color signals to the matrix circuit (25). Further, the addition output signal outputted by the first addition circuit (21) is transferred to the matrix circuit (
Based on these signals, the matrix circuit (25) converts them into R, G, and H primary color signals, and the converted R2O and H primary color signals are supplied to the red signal output terminal (25), respectively.
6R).
緑色信号出力端子(26G )及び青色信号出力端子(
26B)に供給する。Green signal output terminal (26G) and blue signal output terminal (
26B).
次に、本例の固体撮像装置により、各受光素子(2)
(2+・・・・(2)が受光して蓄積した信号電荷を読
出す際の動作について説明すると、例えば第1の水平レ
ジスタ(5)が第2水平ラインL2の受光素子(2)(
2)・・・・(2)の信号電荷を読出し、第2の水平レ
ジスタ(6)が第1水平ラインL1の受光素子(21(
21・・・・(2)の信号電荷を読出している状態にあ
るとする。このとき、出力端子(9)に得られる信号は
第3図に信号S^として示す如く、第2水平ラインL2
の色フィルタW、G、W、 ・・・・W、Gの配列に基
づいた色信号となり、出力端子(10)に得られる信号
は第3図に信号Ssとして示す如く、第1水平ラインL
1の色フィルタYe 、 Cy 、 Ye =Ye 。Next, each light receiving element (2) is
(2+...(2)) To explain the operation when reading out the signal charge accumulated by receiving light, for example, the first horizontal register (5) is connected to the light receiving element (2) of the second horizontal line L2 (
2)...The signal charge of (2) is read out, and the second horizontal register (6) reads the light receiving element (21() of the first horizontal line L1).
21...(2) is in a state where the signal charges are being read out. At this time, the signal obtained at the output terminal (9) is connected to the second horizontal line L2, as shown as the signal S^ in FIG.
The color signal is based on the arrangement of the color filters W, G, W, .
1 color filter Ye, Cy, Ye = Ye.
cyの配列に基づいた色信号となる。このため、第1の
加算回路(21)が出力する加算信号は、両ラインL2
.LLの信号S^ISBを加算した信号Sχとなる。こ
の信号Sには、色信号として所定のタイミングで白Wと
黄Yeの信号が同時に得られ、別のタイミングで緑Gと
シアンcyの信号が同時に得られる。The color signal is based on the cy array. Therefore, the addition signal output from the first addition circuit (21) is
.. A signal Sχ is obtained by adding the signal S^ISB of LL. In this signal S, white W and yellow Ye signals are simultaneously obtained as color signals at a predetermined timing, and green G and cyan cy signals are simultaneously obtained at different timings.
そして、第2の加算回路(22)に供給される信号は、
第4図に示す如く遅延回路(23)により第1水平ライ
ンL1の信号S1が1画素分遅延された信号となるので
、この第2の加算回路(22)が出力する加算信号sy
は、色信号として所定のタイミングで白WとシアンCy
の信号が同時に得られ、別のタイミングで緑Gと黄Ye
の信号が同時に得られる。The signal supplied to the second adder circuit (22) is
As shown in FIG. 4, the signal S1 of the first horizontal line L1 is delayed by one pixel by the delay circuit (23), so the addition signal sy output by the second addition circuit (22) is
is white W and cyan Cy at predetermined timing as color signals.
signals are obtained at the same time, and green G and yellow Ye signals are obtained at different timings.
signals can be obtained simultaneously.
そして、サンプリング分離回路(24)は同時に得られ
る画素毎の信号に分離するので、この加算回路(21)
、 (22)から供給される加算信号Sx。Since the sampling separation circuit (24) separates signals for each pixel that are obtained simultaneously, this addition circuit (21)
, (22).
syより、
白WとkYeとの混合信号
緑GとシアンCyとの混合信号
白Wとシアンcyとの混合信号
緑Gと黄Yeとの混合信号
とに分離し、夫々の混合信号をマトリクス回路(25)
に供給する。sy, a mixed signal of white W and kYe, a mixed signal of green G and cyan Cy, a mixed signal of white W and cyan cy, a mixed signal of green G and yellow Ye, and each mixed signal is sent to the matrix circuit. (25)
supply to.
そして、このマトリクス回路(25)は、之等の混合信
号と第1の加算回路(21)が出力する加算16号S×
とより、R,G、Hの三原色の色信号を得、この変換し
て得た原色信号を出力端子(261?)(26G )及
び<26B )に供給する。Then, this matrix circuit (25) combines the mixed signals such as these and the addition No. 16 S× outputted by the first addition circuit (21).
As a result, color signals of the three primary colors R, G, and H are obtained, and the primary color signals obtained by conversion are supplied to output terminals (261?) (26G) and <26B).
この様に本例の固体撮像装置によると、隣り合った2水
平ラインの合計4個の受光素子(2)から得られる信号
(W、G、Ye、Cy各1素子ずつ)を基に1単位(1
画素)の原色のカラー映像信号を得ている。このため、
従来例として示した如く4水平ラインを使用して111
位の原色のカラー映像信号を得るものに比べ、垂直解像
度が2倍に向上する。また、遅延回路(23)を使用し
て2水平ラインの4個の受光素子(2)からの信号の色
の配列状態を実質的に変えて4水平ラインからの信号と
同じ状態の信号が得られる様にしているので、4個の受
光素子からの信号を減算し゛ζクロマ信号を得るものの
様に信号レベルが小さくなることもなく、信号レベルが
大きく、ノイズの影響の少ないSN比の高い良好なカラ
ー映像信号が得られ、ノイズの少ない良好な画像が得ら
れる。In this way, according to the solid-state imaging device of this example, one unit is based on the signals (one element each of W, G, Ye, and Cy) obtained from a total of four light receiving elements (2) in two adjacent horizontal lines. (1
A color video signal of the primary colors of pixels (pixels) is obtained. For this reason,
111 using four horizontal lines as shown in the conventional example.
The vertical resolution is twice as high as that of a system that obtains color video signals of the same primary colors. In addition, by using a delay circuit (23) to substantially change the color arrangement of the signals from the four light receiving elements (2) of the two horizontal lines, a signal in the same state as the signal from the four horizontal lines can be obtained. Since the signal from the four light-receiving elements is subtracted to obtain the ζ chroma signal, the signal level does not become small, and the signal level is large and has a high signal-to-noise ratio with little influence of noise. It is possible to obtain a color video signal with a high quality and a good image with little noise.
なお、マトリクス回路(25)で行う信号処理の一例を
式で示すと、まず輝度信号Yと第1及び第・ 2のクロ
マ信号C1及びC2を作成する。An example of the signal processing performed by the matrix circuit (25) is expressed by an equation. First, a luminance signal Y and first and second chroma signals C1 and C2 are created.
輝度信号Y −W + Y e + G + Cy=4
G+2R+2B
第1のクロマ信号’CL = (W+Ye)−(G+C
y)=2R
第2のクロマ信号C2= (W+Cy)−CG+Ye)
田2B
之等の信号Y、C1,C2を基にR,G、Bの原色信号
を得る。Luminance signal Y - W + Y e + G + Cy = 4
G+2R+2B First chroma signal 'CL = (W+Ye)-(G+C
y)=2R Second chroma signal C2= (W+Cy)-CG+Ye)
The primary color signals of R, G, and B are obtained based on the signals Y, C1, and C2 of the field 2B and others.
なお、上述実施例においては各受光素子からの読出し信
号を基板(1)の外部で加算する様にしたが、フローテ
ィングゲートを用いて信号電荷を取出し、CCDが構成
された基板(1)上の回路で加算してから出力する様に
しても良い。即ち、第5図に示す如く、第1及び第2の
水平レジスタ(5)及び(6)に転送されて来る上下に
隣接した画素の信号電荷を読出ずフローティングゲート
(31)と、水平方向に1画素ずれた上−トの画素の信
号電荷を読出ずフローティングゲート(32)とを設け
、この両フローティングゲート(31) 、 (32
)で読出された信号をサンプリング分離回路(24)及
びマトリクス回路(25)に供給する様にしても良い、
この場合、例えばフローティングゲート(31)は、第
6図に示す如く、第1の水平レジスタ(5)の信号電荷
を読出すコンデンサよりなるフローティングゲート(3
1a )の一端と、第2の水平レジスタ(6)の信号電
荷を読出すコンデンサよりなるフローティングゲート(
31b)の一端とを、夫々クロック信号源(33a)及
び(33b)に接続し、夫々のフローティングゲート(
31a )及び(31b )の他端をFE′l’(34
)のソースに共通に接続する。そして、このNET(3
4)のドレインを電源端子Van(35)に接続し、F
E ’l’ (34) (7)ゲートを制御端子(3
6)に接続する。また、FE”r(34)のソースを検
出信号出力端子(37)に接続する。この様に構成する
ことで、第1の水平レジスタ(5)の所定の画素の信号
電荷と第2の水平レジスタ(6)の所定の画素の信号電
荷とが同時に出力端子(37)に読出される。In the above embodiment, the readout signals from each light receiving element are added outside the substrate (1), but the signal charge is taken out using a floating gate and added to the signal charge on the substrate (1) on which the CCD is configured. It is also possible to add the values in a circuit and then output them. That is, as shown in FIG. 5, the signal charges of the vertically adjacent pixels transferred to the first and second horizontal registers (5) and (6) are not read out, but are transferred to the floating gate (31) in the horizontal direction. A floating gate (32) is provided without reading out the signal charge of the upper pixel which is shifted by one pixel, and both floating gates (31) and (32) are provided.
) may be supplied to the sampling separation circuit (24) and the matrix circuit (25).
In this case, for example, as shown in FIG.
1a ) and a floating gate (
One end of each floating gate (31b) is connected to the clock signal source (33a) and (33b), respectively.
The other ends of 31a) and (31b) are connected to FE'l' (34
) to a common source. And this NET (3
Connect the drain of 4) to the power supply terminal Van (35), and
E 'l' (34) (7) Connect the gate to the control terminal (3
6). Also, the source of FE"r (34) is connected to the detection signal output terminal (37). With this configuration, the signal charge of a predetermined pixel of the first horizontal register (5) and the second horizontal The signal charge of a predetermined pixel of the register (6) is simultaneously read out to the output terminal (37).
この様にフローティングゲートを使用して信号を読出す
ことで、CODが構成された基板(11上の回路で読出
し信号の加算が行われ、出力部での信号増幅によるノイ
ズの影響を少なくすることができ、読出し信号のSN比
が向上する。By reading out signals using floating gates in this way, the readout signals are added in the circuit on the board (11) on which the COD is configured, reducing the influence of noise caused by signal amplification at the output section. This improves the signal-to-noise ratio of the read signal.
なお、第7図に示す如く、フローティングゲート(38
)及び(39)として、夫々同一水平ラインの同じ色の
光による信号電荷を隣接した2画素分同時に読出して加
算する様にしても良い。この第7図例の場合には、水平
解像度が第5図例よりも低くなるが、信号レベルが高く
なり、読出し信号のSN比がいっそう向上する。In addition, as shown in Fig. 7, a floating gate (38
) and (39), signal charges caused by light of the same color on the same horizontal line may be simultaneously read out and added for two adjacent pixels. In the case of the example in FIG. 7, the horizontal resolution is lower than in the example in FIG. 5, but the signal level is higher and the SN ratio of the read signal is further improved.
また、上述実施例で示した色フィルタの配列は一例を示
したもので、他の種々の配列を選択しても良い。さらに
また、本発明は上述実施例に限らず、本発明の要旨を進
展することなく、その他種々の構成が取り得ることは勿
論である。Furthermore, the arrangement of color filters shown in the above-described embodiments is merely an example, and various other arrangements may be selected. Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various other configurations may be adopted without departing from the gist of the present invention.
(発明の効果〕
本発明によると、SN比が高く垂直解像度の高い良好な
画像が得られる2ライン同時読出しを行う固体撮像装置
が得られる利益がある。(Effects of the Invention) According to the present invention, there is an advantage that a solid-state imaging device that performs two-line simultaneous readout can obtain a good image with a high SN ratio and high vertical resolution.
第1図は本発明の固体撮像装置の一実施例を示す構成図
、第2図、第3図及び第4図は夫々第1図例の説明に供
する路線図、第5図及び第7図は夫々本発明の他の実施
例を示す路線図、第6図は第5図例の出力部を示す回路
図、第8図は従来の固体撮像装置の一例を示す構成図、
第9図は第8図例の説明に供する路線図である。
IllはP型シリコン基板、(2)は受光素子、(3)
は受光部、(4)は垂直レジスタ、(5)は第1の水平
レジスタ、(6)は第2の水平レジスタ、(21)は第
1の加算回路、(22)は第2の加算回路、(23)は
遅延回路、(24)はサンプリング分離回路、(25)
はマトリクス回路である。FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of the solid-state imaging device of the present invention, FIGS. 2, 3, and 4 are route maps for explaining the example in FIG. 1, and FIGS. 5 and 7. 6 is a circuit diagram showing an output section of the example shown in FIG. 5, and FIG. 8 is a configuration diagram showing an example of a conventional solid-state imaging device.
FIG. 9 is a route map for explaining the example in FIG. 8. Ill is a P-type silicon substrate, (2) is a light receiving element, (3)
is the light receiving section, (4) is the vertical register, (5) is the first horizontal register, (6) is the second horizontal register, (21) is the first addition circuit, and (22) is the second addition circuit. , (23) is a delay circuit, (24) is a sampling separation circuit, (25)
is a matrix circuit.
Claims (1)
する転送レジスタと、該転送レジスタによって転送され
てくる信号電荷を読出す複数の読出しレジスタとを備え
、 該複数の読出しレジスタによって複数の水平ラインの信
号電荷を同時に読出し、該複数水平ラインの読出し信号
を直接信号処理回路に供給すると共に、上記複数水平ラ
インの読出し信号の内の少なくとも1ラインの読出し信
号を所定期間遅延させて上記信号処理回路に供給する様
にしたことを特徴とする固体撮像装置。[Scope of Claims] A light receiving element, a transfer register that transfers signal charges accumulated in the light receiving element, and a plurality of readout registers that read out signal charges transferred by the transfer registers, The signal charges of a plurality of horizontal lines are simultaneously read out by a readout register, the readout signals of the plurality of horizontal lines are directly supplied to a signal processing circuit, and the readout signal of at least one line among the readout signals of the plurality of horizontal lines is read out for a predetermined period. A solid-state imaging device characterized in that the signal is supplied to the signal processing circuit with a delay.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63012108A JP2725265B2 (en) | 1988-01-22 | 1988-01-22 | Solid-state imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01188179A true JPH01188179A (en) | 1989-07-27 |
JP2725265B2 JP2725265B2 (en) | 1998-03-11 |
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5972283A (en) * | 1982-10-19 | 1984-04-24 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Video signal processor of electronic still camera |
-
1988
- 1988-01-22 JP JP63012108A patent/JP2725265B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5972283A (en) * | 1982-10-19 | 1984-04-24 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Video signal processor of electronic still camera |
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