JPH05100110A - Image pickup device - Google Patents

Image pickup device

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JPH05100110A
JPH05100110A JP3281150A JP28115091A JPH05100110A JP H05100110 A JPH05100110 A JP H05100110A JP 3281150 A JP3281150 A JP 3281150A JP 28115091 A JP28115091 A JP 28115091A JP H05100110 A JPH05100110 A JP H05100110A
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color
filter
signal
image pickup
filter elements
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JP3281150A
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Seiji Ishikawa
清次 石川
Susumu Takamura
享 高村
Masaaki Sone
賢明 曽根
Susumu Hashimoto
進 橋本
Masao Hiramoto
政夫 平本
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide an image pickup device which is expanded in an operation range. CONSTITUTION:Constitution units of a color filter 39 are composed of cyan color transmission filter elements (Cy) C111, C131, and C151, yellow color transmission filter elements (Ye) C112, C132, and C151, magenta color transmission filter elements (Mg) C121 and C142, and green color transmission filters (G) C122 and C141. A signal A obtained by forming an image on the image pickup surface of a solid image pickup element 27 through the color filter 39 passes through a band-pass filter 30 to obtain a color difference signal (G-2B) or (G-2R). Color difference signals (G-2R) and (G-2B) are obtained by a changeover switch 37 at each one-horizontal-scanning period(1H) from a signal which is delayed by 1H by a one-horizontal-scanning-period(1H) delay circuit 36 and a signal which is supplied without being supplied. A brightness signal (Y) is obtained by passing the signal A through a low-pass filter 28. An encoder 38 generates a composite video signal by using those signals.

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、撮像装置、特にカラ
ー固体撮像装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup device, and more particularly to a color solid-state image pickup device.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のように、カラーテレビジョン画像
送受システムでは、NTSC方式,PAL方式,SEC
AM方式等が各国で採用されている。これらの画像情報
の検出,描写にはインターレス走査方式が標準となって
いる。
As is well known, in color television image transmission / reception systems, NTSC system, PAL system, SEC
The AM method is adopted in each country. The interlace scanning method is the standard for detecting and drawing these image information.

【0003】一般のカラーテレビジョン受像機にて画像
を再生するには、固体撮像装置もこれらの方式に従う必
要がある。
In order to reproduce an image on a general color television receiver, the solid-state image pickup device also needs to comply with these systems.

【0004】図4はインターレス走査を説明するための
図である。固体撮像素子の撮像面にたとえば文字Aを結
像して映像信号を取り出す場合、左から右へ、また上か
ら下への各走査に従って光電変換が行なわれ、画像に対
応して、ビデオ信号が検出される。実際にはインターレ
ス走査が行なわれるため、最初は、図4の1A,2A,
3A,……,MAの順に飛び越し走査され、Aフィール
ドの走査を完了したのち、続いて、それらの中間を埋め
るように、1B,2B,3B,……,MBの順でBフィ
ールドの走査を完了する。こうしてAフィールドとBフ
ィールドの走査で完全な像Aつまり画面全体(1フレー
ム)が構成される。NTSC方式においては、このよう
にインターレス走査によりテレビジョン画像は毎秒30
回のフレーム、すなわち、毎秒30回のAフィールド走
査と毎秒30回のBフィールド走査との和からなってお
り、この標準的な走査方法では各受光要素から1/30
秒に1回の割合で信号が検出される。このような信号の
読出しをフレーム読み出しという。
FIG. 4 is a diagram for explaining interlace scanning. When, for example, the character A is imaged on the image pickup surface of the solid-state image pickup device and a video signal is taken out, photoelectric conversion is performed in accordance with each scan from left to right and from top to bottom, and a video signal corresponding to an image is generated. To be detected. Since interlace scanning is actually performed, at first, 1A, 2A,
3A, ..., MA are interlaced to complete the scanning of the A field, and then the B field is scanned in the order of 1B, 2B, 3B ,. Complete. Thus, a complete image A, that is, the entire screen (one frame) is formed by scanning the A field and the B field. In the NTSC system, the television image is 30 / s by the interlace scanning as described above.
The number of frames is 30, that is, the sum of A field scanning 30 times per second and B field scanning 30 times per second.
The signal is detected once per second. Reading such a signal is called frame reading.

【0005】これに対して、固体撮像素子を備えた撮像
装置の撮像分野で用いられる方式として、以下に示す方
式が考えられている。
On the other hand, as a method used in the image pickup field of an image pickup apparatus having a solid-state image pickup element, the following method is considered.

【0006】これは、図4において、まず(1A,1
B),(2A,2B),(3A,3B),……の各二行
の組合せで同時走査をして、それぞれの信号線を通じて
得られた信号を外部回路で混合しながらAフィールド走
査を行なったのち、続いて(1B,2A),(2B,3
A),(3B,4A),……のように、1行分ずらした
組合せで混合読出しをすることによってBフィールド走
査をし、1フレーム走査を完了するという方式である。
この場合には、全ての受光要素に対して、各フィールド
ごとすなわち1/60秒ごとに1回の割合で信号検出が
行なわれることになる。これはフィールド読出しと言わ
れる。特に、固体撮像素子は、撮像管に比べて原理的に
焼付き現象がなく、低残像であるという特徴を有してい
る。この特色をより生かすため、垂直解像度を多少犠牲
にしてもフィールド読出しによるインターレス走査が望
まれる場合が多い。
In FIG. 4, this is (1A, 1
B), (2A, 2B), (3A, 3B), ... Simultaneous scanning is performed with each combination of two rows, and the signals obtained through the respective signal lines are mixed by an external circuit to perform A field scanning. After performing, (1B, 2A), (2B, 3
A), (3B, 4A), ..., B-field scanning is performed by performing mixed reading in a combination shifted by one row, and one frame scanning is completed.
In this case, signal detection is performed once for every field, that is, every 1/60 seconds for all the light receiving elements. This is called a field read. In particular, the solid-state image sensor has a characteristic that it does not cause a burn-in phenomenon in principle and has a low afterimage as compared with an image pickup tube. In order to make the best use of this feature, interlaced scanning by field reading is often desired even if the vertical resolution is somewhat sacrificed.

【0007】ところで、固体撮像素子を1枚用いて単板
カラーカメラを構成するためには、図5に示すように、
固体撮像素子11の受光要素とカラーフィルタの色フィ
ルタ要素とが1:1に対応するように調整されて装着さ
れる必要がある。すなわち、受光要素A11,A12,…
…,A21,A22,……,Amn,……と、色フィルタ要素
11,C12,……,C21,C22,……,Cmn,……と
は、それぞれ正確に対応して配置されなければならな
い。
By the way, in order to construct a single-plate color camera by using one solid-state image sensor, as shown in FIG.
The light receiving element of the solid-state imaging device 11 and the color filter element of the color filter must be adjusted and mounted so as to correspond to each other 1: 1. That is, the light receiving elements A 11 , A 12 , ...
..., A 21 , A 22 , ..., A mn , ... and the color filter elements C 11 , C 12 , ..., C 21 , C 22 , ..., C mn , ... are exactly Must be arranged correspondingly.

【0008】外部からの光13がカラーフィルタ12の
各色フィルタ要素C11,C12,……,Cmn,……を通っ
た後、光信号として各受光要素A11,A12,……Amn
……,に照射され、信号電荷に変換される。この信号電
荷は、フィールド読出しにおいては、たとえばAフィー
ルドにおける行21,22の読出し時にはA11とA21
12とA22というように、受光要素2個分の信号電荷が
混合されて読出される。また、行23,24の読出し時
には、A31とA41、A32とA42、A33とA43、……、行
25と行26の読出し時には、A51とA61、A52
62、A53とA63、……というように受光要素2個分の
信号電荷が混合されて読出される。
After the light 13 from the outside passes through each color filter element C 11 , C 12 , ..., C mn , ... Of the color filter 12 , each light receiving element A 11 , A 12 ,. mn ,
...... is irradiated and converted into signal charges. This signal charge is generated by A 11 and A 21 in the field reading, for example, in reading the rows 21 and 22 in the A field.
Like A 12 and A 22 , the signal charges of two light receiving elements are mixed and read. When reading rows 23 and 24, A 31 and A 41 , A 32 and A 42 , A 33 and A 43 , ..., And when reading rows 25 and 26, A 51 and A 61 , A 52 and A 42 , respectively. The signal charges for two light receiving elements are mixed and read out, such as 62 , A 53 and A 63 .

【0009】次に、Bフィールドにおける行22と行2
3の読出し時には、A21とA31、A 22とA32、A23とA
33、……というように2受光要素分の信号電荷が混合さ
れて読出される。
Next, line 22 and line 2 in the B field
When reading 3,twenty oneAnd A31, A twenty twoAnd A32, Atwenty threeAnd A
33, ..., the signal charges of two light receiving elements are mixed.
Read out.

【0010】図6はフィールド読出し方式を用いたカラ
ーフィルタの構成単位を示す。このカラーフィルタの構
成単位は、全色透過フィルタ要素(W)C11,C31,C
51と、緑色透過フィルタ要素(G)C12,C32,C
52と、黄色透過フィルタ要素(Ye)C21,C42と、シ
アン色透過フィルタ要素(Cy)C22,C41とからなっ
ている。図において、21〜25は行を示している。
FIG. 6 shows a structural unit of a color filter using the field reading method. The constituent units of this color filter are all-color transmission filter elements (W) C 11 , C 31 , C
51 , and green transmission filter element (G) C 12 , C 32 , C
52 , yellow transmission filter elements (Ye) C 21 and C 42 , and cyan transmission filter elements (Cy) C 22 and C 41 . In the figure, 21 to 25 indicate rows.

【0011】なお、全色透過フィルタ要素(W)は赤,
青および緑の原色成分の光を透過させ、黄色透過フィル
タ要素(Ye)は赤および緑の原色成分の光を、またシ
アン色透過フィルタ要素(Cy)は青および緑の原色成
分の光をそれぞれ透過させる。
The all-color transmission filter element (W) is red,
The blue and green primary color components are transmitted, the yellow transmission filter element (Ye) transmits red and green primary color components, and the cyan transmission filter element (Cy) transmits blue and green primary components. Make it transparent.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】このカラーフィルタに
おいては、その構成要素の中に光透過率の高い全色透過
フィルタ要素(W)が使用されているので、その要素部
分において高感度特性を有するという長所がある。しか
し、カラーフィルタの構成要素であるCy,Ye,W,
Gの色フィルタ透過率が異なっているために、それらに
対応する各画素からの信号電流が大きく異なる。すなわ
ち、緑色透過フィルタ要素(G)がもっとも光の利用率
が小さいために、緑色透過フィルタ要素(G)が飽和す
るのに全色透過フィルタ要素(W)の約3倍の光量を必
要とする。このため、すべてのフィルタ構成単位の透過
光量が互いに等しい理想的なカラーフィルタに比べて、
図6に示したカラーフィルタを使用した撮像装置では、
その動作範囲が全色透過フィルタ要素(W)の部分で決
定されてしまい、固体撮像素子の各画素、特に緑色透過
フィルタ要素(G)の動作範囲を十分に使用できないこ
とから、動作範囲の狭いものになっている。
In this color filter, since the all-color transmission filter element (W) having a high light transmittance is used in its constituent elements, the element portion has high sensitivity characteristics. There is an advantage called. However, Cy, Ye, W, which are the components of the color filter,
Since the G color filter transmittances are different, the signal currents from the pixels corresponding to them are largely different. That is, since the green transmission filter element (G) has the lowest light utilization rate, the green transmission filter element (G) requires about three times as much light amount as the all-color transmission filter element (W) to saturate. .. Therefore, compared with an ideal color filter in which the transmitted light amount of all filter constituent units is equal to each other,
In the image pickup device using the color filter shown in FIG.
The operating range is determined by the portion of the all-color transmission filter element (W), and the operating range of each pixel of the solid-state image sensor, particularly the green transmission filter element (G) cannot be used sufficiently, so the operating range is narrow. It has become a thing.

【0013】この発明は上記カラーフィルタによっても
たらされる不都合を排除し、動作範囲を拡大した撮像装
置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to eliminate the inconvenience caused by the color filter and to provide an image pickup apparatus having an expanded operation range.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】この発明の撮像装置は、
水平方向および垂直方向に二次元配列された受光要素群
を有し、垂直方向に隣接する2個の受光要素の出力が混
合されて読み出される固体撮像素子と、その前面に配置
された、フィルタ要素が行列状に配列され、単位配列が
二次元状に配置されたカラーフィルタとを有し、カラー
フィルタのフィルタ要素における単位配列が2列4行に
配列された第1,第2,第3および第4のフィルタ要素
からなり、さらに単位配列の第1列においては第1,第
2,第1および第3のフィルタ要素が順次配列され、ま
た、第2列においては第4,第3,第4および第2のフ
ィルタ要素が順次配列されていて、これら第1,第2,
第3および第4のフィルタ要素がシアン色,マゼンタ
色,緑色,および黄色からなるグループから選ばれ、か
つそれぞれの色が異なったものである。
The image pickup apparatus of the present invention comprises:
A solid-state image sensor having a light-receiving element group that is two-dimensionally arrayed in the horizontal direction and the vertical direction, in which outputs of two vertically adjacent light-receiving elements are mixed and read, and a filter element arranged in front of the solid-state image sensor. Are arranged in a matrix, and the unit array has a two-dimensionally arranged color filter, and the unit arrays in the filter element of the color filter are arranged in two columns and four rows. The filter element comprises a fourth filter element, and the first, second, first and third filter elements are sequentially arranged in the first column of the unit array, and the fourth, third and third filter elements are arranged in the second column. 4 and a second filter element are sequentially arranged, and these first, second, and
The third and fourth filter elements are selected from the group consisting of cyan, magenta, green, and yellow and have different colors.

【0015】[0015]

【作用】この発明の撮像装置においては、単色および2
色のフィルタ要素を上述のような特定の位置関係で配列
したカラーフィルタを、固体撮像素子の前面に配置して
いるので、各フィルタ要素を通過する光量差が互いに少
なくなり、動作範囲が拡大される。そして、このカラー
フィルタが前面に配置された固体撮像素子から、水平方
向および垂直方向に二次元配列された受光要素群の、垂
直方向に隣接する2個の受光要素の出力を混合して読み
出すので、色差信号を容易に得ることが可能となる。
In the image pickup apparatus according to the present invention, a single color and two colors are used.
Since the color filter in which the color filter elements are arranged in the specific positional relationship as described above is arranged on the front surface of the solid-state image sensor, the difference in the amount of light passing through each filter element is reduced and the operation range is expanded. It Then, from the solid-state image sensor in which this color filter is arranged on the front surface, the outputs of two vertically adjacent light receiving elements of the light receiving element group two-dimensionally arranged in the horizontal direction and the vertical direction are mixed and read out. It becomes possible to easily obtain the color difference signal.

【0016】[0016]

【実施例】この発明の撮像装置で用いられる色フィルタ
は、マゼンタ色透過フィルタ要素,シアン色透過フィル
タ要素,緑色透過フィルタ要素,およびシアン色透過フ
ィルタ要素が2列4行に配列されて一つの単位が構成さ
れ、フィールド読出し方式において用いられるものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The color filter used in the image pickup apparatus of the present invention has a magenta color transmission filter element, a cyan color transmission filter element, a green transmission filter element, and a cyan color transmission filter element arranged in two columns and four rows. A unit is constructed and is used in the field read system.

【0017】図1(b)はこの発明の撮像装置で用いら
れるカラーフィルタの構成単位の一例を示す。この構成
単位は、シアン色透過フィルタ要素(Cy)C111,C
131,C151、黄色透過フィルタ要素(Ye)C112,C
132,C152、マゼンタ色透過フィルタ要素(Mg)C
121,C142、緑色透過フィルタ(G)C122,C141から
なる。図において、121〜125は各行を示してい
る。
FIG. 1B shows an example of a structural unit of a color filter used in the image pickup apparatus of the present invention. This constituent unit is a cyan transmission filter element (Cy) C 111 , C
131 , C 151 , yellow transmission filter element (Ye) C 112 , C
132 , C 152 , magenta color transmission filter element (Mg) C
121 , C 142 , and green transmission filters (G) C 122 , C 141 . In the figure, 121 to 125 indicate each row.

【0018】なお、シアン色透過フィルタ要素(Cy)
は青および緑の原色成分の光を透過させ、黄色透過フィ
ルタ要素(Ye)は赤および緑の原色成分の光を、また
マゼンタ色透過フィルタ要素(Mg)は青および赤の原
色成分の光をそれぞれ透過する。
The cyan transmission filter element (Cy)
Transmits the light of the blue and green primary color components, the yellow transmission filter element (Ye) transmits the light of the red and green primary color components, and the magenta color transmission filter element (Mg) transmits the light of the blue and red primary color components. Each is transparent.

【0019】次に、図1(b)に示したカラーフィルタ
を備えた固体撮像素子より取り出される電気出力信号に
ついて説明する。
Next, an electric output signal taken out from the solid-state image pickup device having the color filter shown in FIG. 1B will be described.

【0020】図2(a)は、図1(b)に示したカラー
フィルタの2受光要素同時読出しまたは2行同時読出し
を行なった場合のAフィールドにおける奇数行(たとえ
ば図1(b)の行121,122の同時読出しであり、
ここでは2行を一纏めにして奇数行としている)の電気
出力を示す。図2(b)は、同様にAフィールドにおけ
る偶数行(図1(b)の行123,124の同時読出
し)の電気出力を示す。図2(c)はBフィールドにお
ける奇数行(図1(b)の行122,123の同時読出
し)の電気出力を示す。図2(d)は、Bフィールドに
おける偶数行(図1(b)の行124,125の同時読
出し)の電気出力を示す。これらの図において、縦軸は
電圧vを、また横軸は時間tをそれぞれ表わしている。
ただし、出力波形は理解を容易にするため、各受光要素
に対応する色フィルタの原色成分の赤,緑,青をそれぞ
れR,G,Bで示した。
FIG. 2A shows an odd-numbered row (for example, the row shown in FIG. 1B) in the A field when the two light-receiving elements of the color filter shown in FIG. Simultaneous reading of 121 and 122,
Here, the two rows are collectively referred to as an odd row). FIG. 2B similarly shows the electrical output of the even rows (simultaneous reading of the rows 123 and 124 of FIG. 1B) in the A field. FIG. 2C shows the electric output of the odd rows in the B field (simultaneous reading of the rows 122 and 123 of FIG. 1B). FIG. 2D shows the electrical output of the even rows (simultaneous reading of the rows 124 and 125 of FIG. 1B) in the B field. In these figures, the vertical axis represents the voltage v and the horizontal axis represents the time t.
However, for easy understanding of the output waveform, red, green, and blue of the primary color components of the color filter corresponding to each light receiving element are shown by R, G, and B, respectively.

【0021】図2(a)〜(d)において、それぞれ、
色差信号を作るために帯域フィルタを通過させることに
よって、たとえばAフィールドおよびBフィールドの各
行ではそれぞれ次のような色差信号が得られる。
2A to 2D, respectively,
By passing through a bandpass filter to produce a color difference signal, for example, the following color difference signals are obtained in each row of the A field and the B field.

【0022】 Aフィールドの奇数行(図2(a)): (Cy+Mg)−(Ye+G)=(R+G+2B)−(R+2G) =2B−G Aフィールドの偶数行(図2(b)): (Cy+G)−(Ye+Mg)=(2G+B)−(2R+G+B) =G−2R Bフィールドの奇数行(図2(c)): (Mg+Cy)−(G+Ye)=(R+G+2B)−(R+2G) =2B−G Bフィールドの偶数行(図2(d)): (G+Cy)−(Mg+Ye)=(2G+B)−(2R+G+B) =G−2R 輝度信号(Y)については、図2(a)〜(d)の信号
を低域通過フィルタを通過させることによって得られ、
すべてのラインの輝度信号(Y)は次式のとおりとな
る。
Odd row of A field (FIG. 2A): (Cy + Mg) − (Ye + G) = (R + G + 2B) − (R + 2G) = 2B−G Even row of A field (FIG. 2 (b)): (Cy + G) )-(Ye + Mg) = (2G + B)-(2R + G + B) = G-2RB Odd row of field (FIG. 2 (c)): (Mg + Cy)-(G + Ye) = (R + G + 2B)-(R + 2G) = 2B-GB Even rows of field (FIG. 2 (d)): (G + Cy) − (Mg + Ye) = (2G + B) − (2R + G + B) = G−2R For the luminance signal (Y), the signals of FIGS. Is passed through a low pass filter,
The luminance signals (Y) of all lines are as follows.

【0023】Y=4R+6G+4B 次に、図1(a)を参照しながら、この発明の一実施例
の固体撮像装置について説明する。この実施例では、カ
ラーフィルタ39として図1(b)に示したフィルタを
使用し、固体撮像素子27として水平方向380画素、
垂直方向512画素の2受光要素同時読出し方式の固体
撮像素子を用いた。
Y = 4R + 6G + 4B Next, a solid-state image pickup device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the filter shown in FIG. 1B is used as the color filter 39, and the solid-state image sensor 27 has 380 pixels in the horizontal direction.
A solid-state image pickup device of the two-light-receiving element simultaneous readout system of 512 pixels in the vertical direction was used.

【0024】カラーフィルタ39を通して固体撮像素子
27の撮像面に結像すると、この素子27から上述した
信号Aが出力される。信号Aを中心周波数3.58MH
z、帯域1MHzの帯域フィルタ30、および検波回路
31を通すことによって、(G−2B)、または(G−
2R)の色差信号を得る。色差信号(G−2B),(G
−2R)は、奇数行毎,偶数行毎に(G−2B),(G
−2R)の繰返しで得られるために、プロセス回路32
で適宜処理してから、1水平走査期間(1H)遅延回路
36で1H遅延させた信号と、遅延させることなく供給
される信号とから、1水平走査期間(1H)毎切換えス
イッチ37で(G−2R),(G−2B)なる色差信号
を同時に得られるようにする。このようにして得られた
2種の色差信号(G−2R),(G−2B)をエンコー
ダ38に供給する。
When an image is formed on the image pickup surface of the solid-state image pickup device 27 through the color filter 39, the above-mentioned signal A is output from this device 27. Center frequency of signal A is 3.58 MH
z, band 1 MHz band pass filter 30, and detection circuit 31 to pass (G-2B) or (G-
2R) color difference signal is obtained. Color difference signals (G-2B), (G
-2R) is (G-2B), (G-2B), (G-2B)
-2R) to obtain the process circuit 32
The signal which is delayed by 1H in the 1H scanning period (1H) delay circuit 36 and the signal which is supplied without delay are processed by the switch 37 for every 1H scanning period (1H). -2R) and (G-2B) color difference signals are obtained at the same time. The two types of color difference signals (G-2R) and (G-2B) thus obtained are supplied to the encoder 38.

【0025】一方、輝度信号(Y)については、信号A
を帯域3.58MHzの低域通過フィルタ28で濾波す
ることによって得ることができ、その出力信号をプロセ
ス回路29で必要に応じて適宜処理してからエンコーダ
38に供給し、エンコーダ38によって前記色差信号
(G−2R),(G−2B)とで複合信号を得る。
On the other hand, for the luminance signal (Y), the signal A
Can be obtained by filtering with a low-pass filter 28 having a band of 3.58 MHz, and an output signal thereof is appropriately processed by a process circuit 29 as necessary and then supplied to an encoder 38, and the encoder 38 causes the color difference signal to be obtained. A composite signal is obtained with (G-2R) and (G-2B).

【0026】以上のように、この実施例におけるフィル
タでの、カメラ感度を決定づける輝度信号Yは次式のと
おりとなる。
As described above, the luminance signal Y that determines the camera sensitivity in the filter in this embodiment is given by the following equation.

【0027】Y=2R+3G+2B 一方、図6で示したフィルタの輝度信号Yは次式のとお
りである。
Y = 2R + 3G + 2B On the other hand, the luminance signal Y of the filter shown in FIG. 6 is given by the following equation.

【0028】Y=2R+4G+2B これらの比較から明らかなように、感度そのものに関し
てはこの実施例におけるフィルタが図6に示したフィル
タに比べて若干低下している。
Y = 2R + 4G + 2B As is clear from these comparisons, with respect to the sensitivity itself, the filter in this embodiment is slightly lower than the filter shown in FIG.

【0029】ところが、この実施例におけるフィルタで
は、各構成要素が緑色透過フィルタ要素(G),マゼン
タ色透過フィルタ要素(Mg),黄色透過フィルタ要素
(Ye)およびシアン色透過フィルタ要素(Cy)の、
単色あるいは2色の色フィルタ要素で構成されているた
めに、各フィルタ要素を通過する光量の差が少なくな
り、カラー固体撮像素子としての動作範囲が3dB程度
拡大する。
However, in the filter in this embodiment, the respective constituent elements are the green transmission filter element (G), the magenta transmission filter element (Mg), the yellow transmission filter element (Ye) and the cyan transmission filter element (Cy). ,
Since it is composed of monochromatic or bicolor color filter elements, the difference in the amount of light passing through the respective filter elements is reduced, and the operating range as a color solid-state image pickup element is expanded by about 3 dB.

【0030】すなわち、この実施例におけるフィルタ素
子の動作範囲は、マゼンタ色透過フィルタ要素(M
g),黄色透過フィルタ要素(Ye)およびシアン色透
過フィルタ要素(Cy)の2色の色フィルタ要素で決定
されるが、これら色フィルタ要素の光量は単色の色フィ
ルタ要素である緑色透過フィルタ要素(G)の光量の約
2倍であり、これにより特に緑色透過フィルタ要素
(G)の動作範囲が広くなり、全体としての動作範囲が
拡大する。
That is, the operating range of the filter element in this embodiment is the magenta color transmission filter element (M
g), a yellow transmission filter element (Ye), and a cyan transmission filter element (Cy), which are determined by two color filter elements. The light amount of these color filter elements is a green transmission filter element which is a monochromatic color filter element. It is about twice the amount of light of (G), which in particular widens the operating range of the green transmission filter element (G) and expands the overall operating range.

【0031】図3にフィルタ素子の他の例を示す。これ
は、図に示すように、2列4行のフィルタ要素の単位配
列が二次元的に配置されており、単位配列の第1列がマ
ゼンタ色(Mg),シアン色(Cy),マゼンタ色(M
g),黄色(Ye)の繰返しで構成され、第2列が緑色
(G),黄色(Ye),緑色(G),シアン色(Cy)
の繰返しで配列されたものである。
FIG. 3 shows another example of the filter element. As shown in the figure, the unit array of filter elements of 2 columns and 4 rows is two-dimensionally arranged, and the first column of the unit array is magenta (Mg), cyan (Cy), magenta (M
g) and yellow (Ye), and the second row is green (G), yellow (Ye), green (G), cyan (Cy).
It is arranged by repeating.

【0032】このカラーフィルタにおいても、図1
(b)のカラーフィルタと同様、上記実施例に適用する
ことで、色差信号(G−2R),(G−2B)が得られ
る。
Also in this color filter, as shown in FIG.
Similar to the color filter of (b), color difference signals (G-2R) and (G-2B) can be obtained by applying the above-mentioned embodiment.

【0033】なお、固体撮像素子として、上記実施例で
は2受光要素同時読出方式の固体撮像素子に関して説明
したが、2行同時読出方式の固体撮像素子においても、
上記の色分離フィルタおよび処理回路を用いることがで
きるのは言うまでもないことである。
As the solid-state image pickup device, the solid-state image pickup device of the two-light-receiving element simultaneous reading system has been described in the above embodiment, but the solid-state image pickup device of the two-row simultaneous reading system is also used.
It goes without saying that the color separation filter and processing circuit described above can be used.

【0034】[0034]

【発明の効果】この発明の撮像装置は、単位配列が2列
4行に配列された第1,第2,第3および第4のフィル
タ要素からなり、さらに単位配列の第1列が第1,第
2,第1および第3のフィルタ要素を順次配列した構成
であり、また、第2列が第4,第3,第4および第2の
フィルタ要素を順次配列した構成であって、これら第
1,第2,第3および第4のフィルタ要素がシアン色,
マゼンタ色,緑色,および黄色からなるグループから選
ばれ、かつそれぞれの色が異なったカラーフィルタを使
用し、このカラーフィルタを固体撮像素子の前面に配置
して、その受光要素の出力を読み出す構成であるので、
各フィルタ要素を通過する光量差が互いに少なくなり、
その動作範囲を拡大することができる。そして、固体撮
像素子の受光要素群の一方向に隣接する2個の受光要素
の出力を混合して読み出すことで、色差信号を容易に得
ることができる。
According to the image pickup apparatus of the present invention, the unit array is composed of first, second, third and fourth filter elements arranged in two columns and four rows, and the first column of the unit array is the first column. , The second, first and third filter elements are sequentially arranged, and the second column is the fourth, third, fourth and second filter elements are sequentially arranged. The first, second, third and fourth filter elements are cyan
The color filter is selected from the group consisting of magenta, green, and yellow, and each color is different. This color filter is arranged in front of the solid-state image sensor and the output of the light receiving element is read out. Because there is
The difference in the amount of light passing through each filter element is reduced,
The operating range can be expanded. Then, the color difference signals can be easily obtained by mixing and reading the outputs of the two light receiving elements adjacent in one direction of the light receiving element group of the solid-state image sensor.

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

【図1】(a)はこの発明の一実施例の固体撮像装置の
ブロック図 (b)はこの実施例で用いられるカラーフィルタの構成
単位の一例を示す図
FIG. 1A is a block diagram of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a diagram showing an example of a structural unit of a color filter used in this embodiment.

【図2】(a)〜(d)は図1(b)に示したカラーフ
ィルタの原色成分を説明する図
2A to 2D are views for explaining primary color components of the color filter shown in FIG. 1B.

【図3】この発明の撮像装置で用いられるカラーフィル
タの他の構成単位例を示す図
FIG. 3 is a diagram showing another structural unit example of a color filter used in the image pickup apparatus of the present invention.

【図4】テレビジョン走査方式におけるインターレス走
査を説明するための図
FIG. 4 is a diagram for explaining interlace scanning in a television scanning system.

【図5】固体撮像素子の受光要素とカラーフィルタの色
フィルタ要素との関係を説明するための図
FIG. 5 is a diagram for explaining a relationship between a light receiving element of a solid-state image sensor and a color filter element of a color filter.

【図6】フィールド読出し方式で使用されるカラーフィ
ルタの構成単位を説明するための図
FIG. 6 is a diagram for explaining a constituent unit of a color filter used in a field reading method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

27 固体撮像素子 28 低域通過フィルタ 29 プロセス回路 30 帯域フィルタ 31 検波回路 32 プロセス回路 36 1水平走査期間(1H)遅延回路 37 1水平走査期間(1H)毎切換えスイッチ 38 エンコーダ 39 カラーフィルタ C111,C131,C151 シアン色透過フィルタ要素 C112,C132,C152 黄色透過フィルタ要素 C121,C142 マゼンタ色透過フィルタ要素 C122,C141 緑色透過フィルタ要素27 solid-state image pickup device 28 low-pass filter 29 process circuit 30 band filter 31 detection circuit 32 process circuit 36 1 horizontal scanning period (1H) delay circuit 37 1 horizontal scanning period (1H) changeover switch 38 encoder 39 color filter C 111 , C 131 , C 151 cyan transmission filter element C 112 , C 132 , C 152 yellow transmission filter element C 121 , C 142 magenta transmission filter element C 122 , C 141 green transmission filter element

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 進 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 平本 政夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Susumu Hashimoto 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Masao Hiramoto 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】水平方向および垂直方向に二次元配列され
た受光要素群を有し、垂直方向に隣接する2個の受光要
素の出力が混合されて読み出される固体撮像素子と、前
記固体撮像素子の前面に配置された、フィルタ要素が行
列状に配列され、単位配列が二次元状に配置されたカラ
ーフィルタとを有し、前記カラーフィルタのフィルタ要
素における前記単位配列が2列4行に配列された第1,
第2,第3および第4のフィルタ要素からなり、前記単
位配列の第1列は前記第1,第2,第1および第3のフ
ィルタ要素が順次配列されて構成され、また、前記単位
配列の第2列は前記第4,第3,第4および第2のフィ
ルタ要素が順次配列されて構成されており、前記第1,
第2,第3および第4のフィルタ要素がシアン色,マゼ
ンタ色,緑色,および黄色からなるグループから選ば
れ、かつそれぞれの色が異なっている撮像装置。
1. A solid-state image sensor having a light-receiving element group which is two-dimensionally arrayed in the horizontal direction and the vertical direction, in which outputs of two vertically adjacent light-receiving elements are mixed and read, and the solid-state image sensor. A color filter in which filter elements are arranged in a matrix and unit arrays are arranged two-dimensionally, and the unit arrays in the filter elements of the color filter are arranged in 2 columns and 4 rows. First done
The first column of the unit array is composed of second, third and fourth filter elements, and the first, second, first and third filter elements are sequentially arranged, and the unit array The second column of is constructed by sequentially arranging the fourth, third, fourth and second filter elements.
An imaging device in which the second, third, and fourth filter elements are selected from the group consisting of cyan, magenta, green, and yellow, and the respective colors are different.
【請求項2】第1,第2,第3,第4のフィルタ要素が
それぞれシアン色,マゼンタ色,緑色,黄色である請求
項1記載の撮像装置。
2. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the first, second, third and fourth filter elements are cyan color, magenta color, green color and yellow color, respectively.
【請求項3】第1,第2,第3,第4のフィルタ要素が
それぞれ緑色,黄色,シアン色,マゼンタ色である請求
項1記載の撮像装置。
3. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the first, second, third and fourth filter elements are green, yellow, cyan and magenta colors, respectively.
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