JPH03205992A - Solid-state color camera - Google Patents

Solid-state color camera

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JPH03205992A
JPH03205992A JP2286992A JP28699290A JPH03205992A JP H03205992 A JPH03205992 A JP H03205992A JP 2286992 A JP2286992 A JP 2286992A JP 28699290 A JP28699290 A JP 28699290A JP H03205992 A JPH03205992 A JP H03205992A
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color
signal
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color separation
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Ryushi Nishimura
龍志 西村
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Abstract

PURPOSE:To satisfactorily reproduce colors by providing a means to separate the colors of linear sequence signals to be outputted from an image pickup element and a means to generate three primary colors R, G and B from the four kinds of chrominance signals which colors are separated. CONSTITUTION:Prescribed color separation filters are arranged at an image pickup element 1 and the output signals become the dot sequence signals of the chrominance signals corresponding to the kinds of the color separation filters. A color separating circuit 3 separates the colors of the dot sequence signals corresponding to the kind of the corresponding color separation filters. The linear sequence signal to be outputted from the color separating circuit 3 is synchronized with a signal delaying the linear sequence signal for one horizontal period by 1H delay circuits 41 and 42 by a switch circuit 5 and a matrix circuit 6 calculates the synchronized chrominance signal and generates the R, G and B signals. Thus, even when a ratio among three primary color components is slightly changed in the beam splitting characteristic of the color filter, the R, G and B signals can be exactly reproduced and satisfactory color reproducibility can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は,COD等の固体撮像素子を用いた固体カラー
カメラに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a solid-state color camera using a solid-state imaging device such as a COD.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

家庭用の固体カラーカメラでは、単一の固体撮像素子を
用いてカラー映像信号を得るように構成した単板式が一
般的である。単板式の固体カメラの一方式として,撮像
素子の受光部において垂直方向に隣接する2画素の信号
を素子内部で混合して出力する方式が知られている。こ
のような方式の固体カラーカメラの信号処理に関して、
例えば特開昭57−203387に述べられている。
Solid-state color cameras for home use are generally single-chip cameras configured to obtain color video signals using a single solid-state image sensor. As one method of a single-chip solid-state camera, a method is known in which signals from two vertically adjacent pixels in a light receiving section of an image sensor are mixed inside the device and output. Regarding signal processing of this type of solid-state color camera,
For example, it is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-203387.

上記の固体カラーカメラでは、以下のようにして色信号
を生或している。画像素子の出力信号の高周波成分に重
畳された色信号成分をバンドパスフィルタによって取り
出し,得られた色信号を1水平期間遅延させる。遅延さ
せた色信号と遅延前の色信号を加算した信号と,引き算
した信号を生威し、これらの信号を検波することによっ
て、赤と青の原色信号を得ている。
In the solid-state color camera described above, color signals are generated in the following manner. The color signal component superimposed on the high frequency component of the output signal of the image element is extracted by a bandpass filter, and the obtained color signal is delayed by one horizontal period. The red and blue primary color signals are obtained by generating a signal obtained by adding the delayed color signal and the color signal before the delay, and a signal obtained by subtracting the signal, and detecting these signals.

第6図(a)はこのような固体カラーカメラにおいて用
いられる撮像素子の色フィルタ配列を示している。色フ
ィルタは撮像素子上の受光素子に対応して設けられてお
り、第6図に示した配列を1周期として、同じパターン
がくり返し返し配列されている。撮像素子の出力信号は
,垂直方向2画素の信号を加算して読み出すため、ある
1水平走査期間にはY e 十C yと2Gが点順次出
力され、次の水平走査期間にはYe十Gとa十cyの点
順次信号が出力される。ここでYe,Cy,Gは各々黄
色,シアン,緑の信号を示している。
FIG. 6(a) shows a color filter arrangement of an image sensor used in such a solid-state color camera. The color filters are provided corresponding to the light receiving elements on the image sensor, and the same pattern is repeatedly arranged with the arrangement shown in FIG. 6 as one period. Since the output signal of the image sensor is read by adding the signals of two pixels in the vertical direction, Y e + C y and 2G are output point-sequentially in one horizontal scanning period, and Ye + G is output in the next horizontal scanning period. A point sequential signal of a and cy is output. Here, Ye, Cy, and G indicate yellow, cyan, and green signals, respectively.

撮像素子の出力信号に含まれる高周波成分(水平方向2
画素周期の成分)は、隣り合った2画素の差信号で変調
されており、1水平期間毎に,(Ye+Cy) −2G
,(Ye+G)  (G+Cy)と表わされる。ここで
、Ye,Cy,Gを3[色成分r(赤),g(緑),b
(青)で表わすと、(1)〜(3)式のようになる。
High frequency components included in the output signal of the image sensor (horizontal direction 2
The pixel period component) is modulated by the difference signal between two adjacent pixels, and every horizontal period, (Ye+Cy) -2G
, (Ye+G) (G+Cy). Here, Ye, Cy, G are 3 [color components r (red), g (green), b
(blue), it becomes as shown in equations (1) to (3).

Ye=r+g  ・・・・・・・・・・・・・・・・・
・(1)cy=g十b  ・・・・・・・・・・・・・
・・・・・(2)G=g     ・・・・・・・・・
・・・・・・・・・(3)(1)〜(3)式を用いて、
撮像素子出力の高周波成分をr+gy bで表わすと、 (Ye+Cy)−20=r+b  −=−(4)(Ye
十G)− (G十Cy)=r−b  −・=(5)とな
り、(4)式と(5)式で表わされる信号が上水平期間
毎に得られる。(4),(5)式で表わされる信号を各
々加算または減算することにより色信号R(赤),B(
青)を生成する。
Ye=r+g・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・(1) cy=g×b ・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・(2) G=g ・・・・・・・・・
・・・・・・・・・(3) Using formulas (1) to (3),
If the high frequency component of the image sensor output is expressed as r+gy b, (Ye+Cy)-20=r+b -=-(4)(Ye
10G)-(G0Cy)=r-b-.=(5), and signals expressed by equations (4) and (5) are obtained for each upper horizontal period. Color signals R (red) and B (
blue).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかし、上記従来例では、各画素に般けられた色フィル
タの分光特性が理想特性からずれたときに色再現性が劣
化する問題があった。
However, in the conventional example described above, there is a problem in that color reproducibility deteriorates when the spectral characteristics of the color filter applied to each pixel deviate from ideal characteristics.

例えば、(1)〜(3)式においてYe,Cy,Gは,
各々等しい緑信号戒分gを含むものと仮定したが、現実
には,Ye,Cy,G画素の各色フィルタのg成分の透
過率がすべて等しいような理想特性を得ることは困難で
ある。このため(1)〜(3)式のg成分は各々わずか
に異なっており、(4) , (5)式の右辺にもg成
分が誤差として現われる。したがって、(4), (5
)式を加算,減算して得られるR,B信号にもg成分が
混入し、色再現性を劣化させる。
For example, in equations (1) to (3), Ye, Cy, and G are
Although it is assumed that each green signal has an equal predetermined value g, in reality, it is difficult to obtain an ideal characteristic in which the transmittance of the g component of each color filter for Ye, Cy, and G pixels is all equal. Therefore, the g components of equations (1) to (3) are slightly different, and the g component also appears as an error on the right sides of equations (4) and (5). Therefore, (4), (5
) The g component is also mixed into the R and B signals obtained by adding and subtracting the equations, deteriorating color reproducibility.

上記の問題は、換言すれば3つの未知数r+ g+bに
対し2つの方程式(7), (8)を用いて解を求める
ことに相当し、正し<R,B信号を再生することは不可
能である。
In other words, the above problem is equivalent to finding a solution using two equations (7) and (8) for three unknowns r + g + b, and it is impossible to reproduce the correct < R, B signal. It is.

本発明の目的は上記問題点を解決し,色再現性の良好な
固体カラーカメラを提供することにある.〔課題を解決
するための手段〕 ?記目的を達成するために、本発明では,線順次信号を
出力する撮像素子と、撮像素子が出力する線順次信号を
色分離する手段と、色分離した4種類の色信号から3原
色信号R,G,Bを生成する手段により固体カラーカメ
ラを構成した。
The purpose of the present invention is to solve the above problems and provide a solid-state color camera with good color reproducibility. [Means to solve the problem]? In order to achieve the above object, the present invention includes an image sensor that outputs a line sequential signal, a means for color separating the line sequential signals output from the image sensor, and a three primary color signal R from four color separated color signals. , G, and B, a solid-state color camera was constructed.

〔作用〕[Effect]

撮像素子は、一水平期間毎に種類の異なる線順次信号を
出力する。この線順次信号は、撮像素子の受光部に配列
された色フィルタの種類に応じた点順次信号となってお
り、ある水平期間ではS1およびS2からなる点順次信
号であり,次の水平期間ではS3およびS,からなる点
順次信号である.色分離する手段によって、これら4種
類の信号を分離し、R,G,B信号を生成する手段によ
り,色分離されたS■〜S4を演算してR,G,B信号
を生成する。
The image sensor outputs different types of line sequential signals every horizontal period. This line sequential signal is a point sequential signal according to the type of color filter arranged in the light receiving part of the image sensor, and is a point sequential signal consisting of S1 and S2 in one horizontal period, and in the next horizontal period. This is a point sequential signal consisting of S3 and S. A means for color separation separates these four types of signals, and a means for generating R, G, and B signals calculates the color-separated signals S1 to S4 to generate R, G, and B signals.

81〜S4はayK色信号成分の和で表わされる信号で
あり、これら4種の信号を分離することは、3つの未知
数R,G,Bに対し4つの1次方程式を持つことに相当
する。従って、81〜S4のうち?なくとも3つの信号
を演算することにより、色フィルタの分光特性の3M色
成分の比率が多少変化しても、正確にR,G,B信号を
再生でき、良好な色再現性を得ることができる。
81 to S4 are signals represented by the sum of ayK color signal components, and separating these four types of signals corresponds to having four linear equations for the three unknowns R, G, and B. Therefore, among 81-S4? By calculating at least three signals, it is possible to accurately reproduce R, G, and B signals and obtain good color reproducibility even if the ratio of the 3M color components in the spectral characteristics of the color filter changes slightly. can.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を第1図〜第5図により説明する
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 5.

第1図は本発明による固体カメラの構成を示すブロック
図であって、1は撮像素子、2はプリアンプ、3は色分
離回路、4■,4■はIH遅延線、5はスイッチ回路、
6はマトリクス回路、7■〜74はローバスフィルタ、
8は信号処理回路、9はエンコーダ、10は撮像素子駆
動回路である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a solid-state camera according to the present invention, in which 1 is an image sensor, 2 is a preamplifier, 3 is a color separation circuit, 4■, 4■ are IH delay lines, 5 is a switch circuit,
6 is a matrix circuit, 7■ to 74 are low-pass filters,
8 is a signal processing circuit, 9 is an encoder, and 10 is an image sensor driving circuit.

第1図における各ブロックの動作について説明する。撮
像素子1は、入射した光信号を光電変換して出力し、プ
リアンプ2は撮像素子1の出力信号を増幅する。撮像素
子1には、後述するように、所定の色分解フィルタが配
列されており、その出力信号は、色分解フィルタの種類
に対応した色信号の点順次信号となっている。色分離回
路3は、?のような点順次信号を、対応する色分解フィ
ルタの種類に応じて色分離する。色分離回路3の出力す
る線順次色信号と、この線順次色信号をLH遅延回路4
1,4■によってl水平期間遅延させた信号は、スイッ
チ回路5によって同時化される。
The operation of each block in FIG. 1 will be explained. The image sensor 1 photoelectrically converts an incident optical signal and outputs it, and the preamplifier 2 amplifies the output signal of the image sensor 1. As will be described later, predetermined color separation filters are arranged in the image sensor 1, and the output signal thereof is a point-sequential color signal corresponding to the type of color separation filter. What is the color separation circuit 3? A point-sequential signal such as the following is color-separated according to the type of the corresponding color separation filter. The line sequential color signal output from the color separation circuit 3 and this line sequential color signal are sent to the LH delay circuit 4.
The signals delayed by l horizontal period by 1, 4■ are synchronized by the switch circuit 5.

マトリクス回路6では、同時化された色信号を演算し、
R,G,B信号を生成する。R,G,B信号は色信号帯
域のローパスフィルタ72〜74によって帯域制限され
た後、信号処理回路8へ入力される。
The matrix circuit 6 calculates the synchronized color signals,
Generate R, G, B signals. The R, G, and B signals are input to the signal processing circuit 8 after being band-limited by low-pass filters 72 to 74 in the color signal band.

信号処理回路8では、これらのR,G,B信号の各々に
白バランス補正、ガンマ補正を行ない、2つの色差信号
B−Y,R−Yを出力する。またローバスフィルタの出
力する輝度信号にも、クランプ,ガンマ補正等、公知の
信号処理を行なう。
The signal processing circuit 8 performs white balance correction and gamma correction on each of these R, G, and B signals, and outputs two color difference signals B-Y and R-Y. Furthermore, the luminance signal output from the low-pass filter is also subjected to known signal processing such as clamping and gamma correction.

エンコーダ9では、この輝度信号Yおよび色差信号R−
Y,B−YからNTSC方式等のテレビジョン信号を生
成する。
In the encoder 9, this luminance signal Y and color difference signal R-
A television signal of NTSC system or the like is generated from Y and B-Y.

以下、本実施例の動作についてさらに詳しく説明する。The operation of this embodiment will be explained in more detail below.

第2図は第I図における撮像素子1の構?を示す平面図
であり,12は水平転送部.13は出力部、14は画素
,15は垂直転送部である。
FIG. 2 shows the structure of the image sensor 1 in FIG. 12 is a plan view showing a horizontal transfer section. 13 is an output section, 14 is a pixel, and 15 is a vertical transfer section.

本撮像素子は一般にインターライン形CCD撮像素子と
呼ばれており、水平転送部12,垂直転送部15は. 
C C D ( Charge  Coupled D
evice)によって構成されている。
This image sensor is generally called an interline CCD image sensor, and has a horizontal transfer section 12 and a vertical transfer section 15.
C C D (Charge Coupled D
evice).

次に本撮像素子の動作について第2図を用いて説明する
。この撮像素子では画素に蓄積した信号をフィールド周
期で読み出す。画素配列における水平行を上から順にQ
.. Q2, Q,・・・・・・とすると、奇数フィー
ルドでは、先ずQ2,Q■Q6に対応する画素の信号を
垂直帰線期間に、各々の画素に隣接する垂直転送部に転
送し、さらに垂直転送部において信号を1段転送する。
Next, the operation of this image sensor will be explained using FIG. 2. In this image sensor, signals accumulated in pixels are read out at field intervals. Q in the horizontal row in the pixel array from top to bottom
.. .. Assuming Q2, Q, ......, in the odd field, the signals of the pixels corresponding to Q2, Q■Q6 are first transferred to the vertical transfer section adjacent to each pixel during the vertical retrace period, and then The signal is transferred one stage in the vertical transfer section.

次にkエt Q31 QS・・・・・・に対応する画素
の信号を各々の画素に隣接する垂直転送部に転送する。
Next, the pixel signals corresponding to k et Q31 QS . . . are transferred to the vertical transfer section adjacent to each pixel.

この結果Q2, Q4, Q1・・゛゛に対応する画素
の信号とn,,Q3,Q,・・・・・・に対応する画素
の信号電荷は垂直転送部の内部で加算される。
As a result, the signals of the pixels corresponding to Q2, Q4, Q1, . . . and the signal charges of the pixels corresponding to n,, Q3, Q, .

こうして得られた(t■+Qz,Qs+Q<−Qs+Q
s・・・・・・に対応する信号は水平帰線期間内に、垂
直転送部内で1段ずつ転送される。こうして垂直上方に
転送された信号は垂直転送部の最上段まで転送されると
、次に水平転送部12に転送される。水平転送部12に
転送された信号は、走査期間中に出力部13から順次、
出力される。
Thus obtained (t■+Qz, Qs+Q<-Qs+Q
The signals corresponding to s... are transferred one stage at a time within the vertical transfer section during the horizontal retrace period. The signal thus transferred vertically upward is transferred to the top stage of the vertical transfer section, and then transferred to the horizontal transfer section 12. The signals transferred to the horizontal transfer section 12 are sequentially transmitted from the output section 13 during the scanning period.
Output.

偶数フィールドでは加算する行の組み合わせを変えて、
Q,+n,,Q4+ms,・・・・・・の信号を読み出
す。このようにフィールド毎に加算する行の組み合わせ
を変えて,疑似的にインターレース走査を行なっている
For even fields, change the combination of rows to add,
Read out the signals of Q, +n, , Q4+ms, . . . . In this way, by changing the combination of rows to be added for each field, pseudo interlaced scanning is performed.

次に、このようにして読み出した信号からカラー映像信
号を生成する方法を説明する。奇数フィールドにおける
最初の1水平期間に出力される信号Q、十Q2は、水平
方向に並んだ画素列に対応した点順次信号である。この
点順次信号は、画素上に配列された色フィルタの種類に
より2W,Ye+G,2W,Ye+G・・・・・・と表
わすことができる。
Next, a method of generating a color video signal from the signals read out in this manner will be described. The signals Q and Q2 output during the first horizontal period in the odd field are dot sequential signals corresponding to pixel columns arranged in the horizontal direction. This dot sequential signal can be expressed as 2W, Ye+G, 2W, Ye+G, . . . depending on the type of color filter arranged on the pixel.

但し、W,Ye,Cy,Gは各々、全色、黄色,シアン
,緑色の光を透過する色フィルタを示して?る。以下、
同様にして次の1水平期間ではW+C y , 2 Y
 e , W + C y , 2 Y e ”’ ”
’の点順次信号が出力される。
However, W, Ye, Cy, and G indicate color filters that transmit all colors, yellow, cyan, and green light, respectively. Ru. below,
Similarly, in the next horizontal period, W+C y, 2 Y
e, W + C y, 2 Y e ”' ”
' A dot sequential signal is output.

第3図は、撮像素子の出力信号波形を示す図である。同
図において16は,撮像素子の氾■十氾,行に対応する
信号、17は次の水平期間に出カされD,+Q,に対応
する信号波形を示している。但し、W’ ,G’ ,C
y’ ,Ye’ は各々2W,Ye + G , W 
+ C y , 2 Y eを略して記したものである
。また、第3図において18.19は各々偶数フィール
ドに出力され、h+1および氾,+ n S ニ対応す
る信号波形を示している。いずれの信号も、奇数フィー
ルドに出力される信号と同様に、1水平期間毎にW’ 
,G’ ,W’ ,G’・・・・・・およびYe’ ,
Cy’ ,Ye  ,Cy’ −・=が交互に出力され
ることになる。
FIG. 3 is a diagram showing the output signal waveform of the image sensor. In the figure, reference numeral 16 indicates a signal corresponding to the flood row of the image sensor, and reference numeral 17 indicates a signal waveform corresponding to D, +Q, which is output in the next horizontal period. However, W', G', C
y' and Ye' are respectively 2W, Ye + G, W
+ C y and 2 Y e are abbreviated. Further, in FIG. 3, 18 and 19 are output to even fields, respectively, and show signal waveforms corresponding to h+1, +n S and +n S d. Both signals, like the signals output in odd fields, are
, G', W', G'... and Ye',
Cy', Ye, Cy' --= are output alternately.

これらの信号を3原色信号成分rr gt bに分解し
て示すと以下のように表わされる。
When these signals are decomposed into three primary color signal components rr gt b, they are expressed as follows.

W’ =2W=2 (r+g+b)  −・−(7)G
’ =Ye十G=(r+g)+g=r+2g・−=(8
)Cy’=W+C y=(r+g+b)+(g+b)=
r+2g+2b−(9)Ye’=2Ye=2(r+g)
   ・・=・−”・(10)撮像素子の出力信号の平
均的な組成は1水平期間毎に(W’ + G’ ) /
 2s (C y’ + Y e ’ ) / 2と表
わすことができこれを’pgyb成分で示すと(11)
式のようになる。
W' =2W=2 (r+g+b) −・−(7)G
' =Ye1G=(r+g)+g=r+2g・-=(8
) Cy'=W+C y=(r+g+b)+(g+b)=
r+2g+2b-(9)Ye'=2Ye=2(r+g)
・・・=・−”・(10) The average composition of the output signal of the image sensor is (W' + G') / every horizontal period.
It can be expressed as 2s (C y' + Y e ') / 2, and when expressed in terms of 'pgyb component, (11)
It becomes like the expression.

(W’ + G’ )/2=(C y ’ + Y e
’ )/2=’−r+2g+b− (11)2 (11)式に示した組成は,視感度特性に比較的近く、
撮像素子の出力信号は輝度信号として用いることができ
る. 一方,色信号を生成するには,(7)〜(9)式に示し
たW’ ,G’ ,Cy’ ,Ye’ を以下に表わす
式に従ってR,G,B信号を演算すれば良い。
(W' + G')/2=(C y' + Y e
)/2='-r+2g+b- (11)2 The composition shown in equation (11) is relatively close to the visibility characteristic,
The output signal of the image sensor can be used as a luminance signal. On the other hand, to generate color signals, W', G', Cy', and Ye' shown in equations (7) to (9) may be calculated by calculating R, G, and B signals according to the equations shown below.

R= a (W’−Cy’)+(1−α)(Ye’−G
’)= r−(12)B=β(W’ − Y e’ )
+(1−β)(Cy’−G’)=2b−(13)G =
 y (Cy’ +−LYe’ −W’ )+ (1−
y) (G’ −LYe’ )=g− (14)22 但し、(12)〜(14)式においてα,β,γは任意
の定数である。
R= a (W'-Cy')+(1-α)(Ye'-G
')=r-(12)B=β(W'-Ye')
+(1-β)(Cy'-G')=2b-(13)G=
y (Cy'+-LYe'-W')+ (1-
y) (G'-LYe')=g- (14)22 However, in equations (12) to (14), α, β, and γ are arbitrary constants.

(12)〜(l4)式により色信号を生成するためには
、撮像素子の出力信号に含まれるW’ ,G’ ,Cy
’?e’ を分離する必要がある。このため、第1図に
おける色分離回路3は、増幅された撮像素子の出力信号
をサンプルホールドして色分離する。第4図は、第3図
に示した信号を色分離した後の信号波形を示す図である
。第4図において20は、第3図に示した信号16また
は18においてW′をサンプルホールドして分離した信
号であり、21はG′をサンプルホールドして分離した
信号である。同様に22.23は第3図に示した信号工
7あるいは19においてCy’ ,Ye’ を各々サン
プルホールドして分離した波形を示している。
In order to generate a color signal using equations (12) to (l4), W', G', Cy included in the output signal of the image sensor
'? It is necessary to separate e'. Therefore, the color separation circuit 3 in FIG. 1 samples and holds the amplified output signal of the image sensor and performs color separation. FIG. 4 is a diagram showing a signal waveform after the signal shown in FIG. 3 is color-separated. In FIG. 4, 20 is a signal obtained by sampling and holding W' in the signal 16 or 18 shown in FIG. 3 and separating it, and 21 is a signal obtained by sampling and holding G' and separating it. Similarly, 22 and 23 indicate waveforms obtained by sample-holding and separating Cy' and Ye' in the signal engineer 7 or 19 shown in FIG.

このようにして色分離することにより1水平期間毎にW
′とCy′またはG′とYe’ を交互に繰り返す2種
類の線順次信号が得られる。
By separating the colors in this way, W
Two types of line sequential signals are obtained which alternately repeat ' and Cy' or G' and Ye'.

第1図における遅延線4■,4■では、これら2種類の
線順次信号と、これらを■水平期間遅延させた信号をス
イッチ回路3で1水平期間毎に切り換えることにより、
W’ ,G’ ,Cy’ ,Ye’の各信号を、毎水平
期間、得られるようにする。こうして同時化されたW’
 ,G’ ,Cy  ,Ye’?用い、マトリクス回路
6において(I2)〜(I4)式の演算を実行すれば、
3原色信号R,G,Bを得ることができる。
In the delay lines 4■ and 4■ in FIG. 1, the switch circuit 3 switches these two types of line sequential signals and the signal delayed by the horizontal period every horizontal period.
Each signal of W', G', Cy', and Ye' is made available in every horizontal period. W' thus synchronized
, G' , Cy , Ye'? If the calculations of equations (I2) to (I4) are executed in the matrix circuit 6,
Three primary color signals R, G, and B can be obtained.

第5図は、第1図におけるマトリクス回路6の構成を示
すブロック図であり、61〜61■は増#i回路、6■
3〜61■は加算回路、6■8〜6.。は引算回路であ
る。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the matrix circuit 6 in FIG.
3-61■ are adder circuits, 6■8-6. . is a subtraction circuit.

61〜61■の増幅回路では、(l2)〜(13)式に
従って.W’ ,G’ ,Cy’ ,Ye’の各々の信
号を増幅する。増幅された信号は各々加算回路、減算回
路によって演算され、R,G,B信号が生成される。
In the amplifier circuits 61 to 61■, according to equations (l2) to (13). Each signal of W', G', Cy', and Ye' is amplified. The amplified signals are each operated by an adder circuit and a subtracter circuit to generate R, G, and B signals.

以上のようにすれば、R,G,B信号が正確に再生され
るので、良好な色再現性を得ることができる。
By doing the above, the R, G, and B signals are accurately reproduced, so that good color reproducibility can be obtained.

本実施例の説明において、W’ ,G’ ,(:y’Y
e’の組成は、(7)〜(IO)式で表わされるものと
したが、これは,色フィルタが(1)〜(3)式で表わ
されるように理想的な特性を持っている場合のみ戒り立
つ。(7)〜(9)式では,右辺のr,g,bの係数は
O〜2の整数となっているが、実際のフィルタの場合に
はある程度の誤差を含んでおり整数値をとるとは限らな
い。しかし、このような場合でも以下のようにすれば、
正確にR,G,B信号を再生できる。実際の色フィルタ
特性を表わすように(7)〜(IO)の右辺のr+ g
p bの係数を修正した後、(l1)〜(14)式に対
応する演算式を求めて実行すれば良い。このように、本
方式では色フィルタの特性が理想的な特性から多少ずれ
ている場合にも良好な色再現性を実現できる。
In the explanation of this example, W', G', (:y'Y
The composition of e' was assumed to be expressed by equations (7) to (IO), but this is true when the color filter has ideal characteristics as expressed by equations (1) to (3). Only stand up. In equations (7) to (9), the coefficients r, g, and b on the right side are integers between O and 2, but in the case of actual filters, they contain a certain amount of error, so if they take integer values, is not limited. However, even in such a case, if you do the following,
It can accurately reproduce R, G, and B signals. r + g on the right side of (7) to (IO) to represent the actual color filter characteristics.
After correcting the coefficients of pb, the arithmetic expressions corresponding to equations (l1) to (14) may be found and executed. In this way, this method can achieve good color reproducibility even when the characteristics of the color filter deviate somewhat from ideal characteristics.

さらに本方式では、R,G,B信号を正確に再現できる
ので、光源の色温度が変化しても正確にホワイトバラン
ス調整ができ、どのような照明条件下においても常に良
好な色再現性を得ることができる。
Furthermore, since this method can accurately reproduce R, G, and B signals, it is possible to accurately adjust the white balance even if the color temperature of the light source changes, and it always maintains good color reproducibility under any lighting conditions. Obtainable.

以上説明した実施例における色フィルタ配列は第2図に
示したものであるが、第5図(.)〜(d)に示した配
列を基本単位とする色フィルタを持った撮像素子を用い
た場合も同様にして本発明を適用することができる。す
なわち、各色フィルタ配?について(7〉〜(10)式
に対応するr+ g+ bの組成を示す式からre g
r bを求めて(11)〜(l4)に対応する演算を行
なえば.R,G,B信号を再生することができる。
The color filter array in the embodiment described above is shown in FIG. 2, but an image sensor having color filters whose basic units are the arrays shown in FIGS. 5(.) to (d) is used. The present invention can be similarly applied to this case. In other words, each color filter arrangement? From the formula showing the composition of r + g + b corresponding to formulas (7> to (10)), reg
Find r b and perform the operations corresponding to (11) to (l4). It is possible to reproduce R, G, and B signals.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば常にR,G,B信号を忠実に再生できる
ので、色再現性の良い固体カラーカメラを実現できる。
According to the present invention, since R, G, and B signals can always be faithfully reproduced, a solid-state color camera with good color reproducibility can be realized.

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

第1図は本発明の一実施例である固体カラーカメラの構
成を示すブロック図、第2図は撮像素子の構成を示す平
面図、第3図,第4図は信号波形図、第5図はマトリク
ス回路の構成を示すブロック図、第6図は色フィルタ配
列を示す平面図である。 工・・・撮像素子、     3・・・色分離回路、4
■,4■・・IH遅延線, 5・・・スイッチ回路、6
・・・マトリクス回路、 71〜74・・・ローバスフィルタ、 8・・・信号処理回路、   14・・・画素、?1〜
6■2・・・増幅回路、 ?■,〜6■7・・・加算回路、 ?1,l〜6■。・・・減算回路。 第 3 閃 l4 +l)+ j心バJ\爾J元 −−−−p3+i, 一一〉t 第4図 2θ 第 5 図 6 第 6 図
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a solid-state color camera that is an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the image sensor, FIGS. 3 and 4 are signal waveform diagrams, and FIG. 5 6 is a block diagram showing the configuration of the matrix circuit, and FIG. 6 is a plan view showing the color filter arrangement. Engineering...Image sensor, 3...Color separation circuit, 4
■,4■...IH delay line, 5...switch circuit, 6
...Matrix circuit, 71-74...Low-pass filter, 8...Signal processing circuit, 14...Pixel, ? 1~
6■2...Amplification circuit, ? ■, ~6■7...addition circuit, ? 1, l~6■. ...Subtraction circuit. 3rd flash l4 +l)+ jshinbaJ\erJgen----p3+i, 11〉t Fig. 4 2θ Fig. 5 Fig. 6 Fig. 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)光電変換素子と該光電変換素子上に設けた色分解フ
ィルタからなる画素の2次元配列を有し、該色分解フィ
ルタは水平方向2画素×垂直方向4画素を基本単位とし
て周期的に配列されており、該画素配列の垂直方向に隣
接する2水平行の画素群に蓄積した信号を、垂直方向に
隣接する2画素毎に混合して読み出し、上記色分解フィ
ルタの基本単位における垂直方向4画素の内の隣接する
2画素と、他の隣接する2画素に各々対応する第1およ
び第2の映像信号を1水平走査毎に交互に出力するよう
に構成した固体撮像素子と、 上記第1および第2の映像信号を用いてカラー映像信号
を生成する信号処理回路からなる固体カラーカメラにお
いて、 上記固体撮像素子の出力信号を、上記第1の映像信号に
含まれ、前記色分解フィルタの基本単位における水平方
向の2画素に各々対応する信号S_1とS_2と、上記
第2の映像信号に含まれ、前記色分解フィルタの基本単
位における水平方向の2画素に各々対応する信号S_3
とS_4の4種の信号に分離する第1の手段と、 上記第1の手段により分離された信号S_1,S_2,
S_3,S_4から3原色信号R,G,Bを生成する第
2の手段を設けたことを特徴とする固体カラーカメラ。
[Claims] 1) It has a two-dimensional array of pixels consisting of a photoelectric conversion element and a color separation filter provided on the photoelectric conversion element, and the color separation filter is basically 2 pixels in the horizontal direction x 4 pixels in the vertical direction. The signals accumulated in two vertically adjacent horizontal rows of pixel groups, which are arranged periodically as a unit, are mixed and read out for every two vertically adjacent pixels, and the signals are read out by the color separation filter. A solid-state image sensor configured to alternately output first and second video signals corresponding to two adjacent pixels among four vertical pixels in a basic unit and another two adjacent pixels, respectively, for each horizontal scan. and a signal processing circuit that generates a color video signal using the first and second video signals, wherein the output signal of the solid-state image sensor is included in the first video signal, Signals S_1 and S_2 each correspond to two pixels in the horizontal direction in the basic unit of the color separation filter, and signals S_1 and S_2 are included in the second video signal and each correspond to two pixels in the horizontal direction in the basic unit of the color separation filter. Signal S_3
a first means for separating signals into four types of signals S_1, S_2, and S_4; and a first means for separating signals S_1, S_2,
A solid-state color camera characterized in that a second means for generating three primary color signals R, G, and B from S_3 and S_4 is provided.
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