JPH0584997B2 - - Google Patents
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- JPH0584997B2 JPH0584997B2 JP60261860A JP26186085A JPH0584997B2 JP H0584997 B2 JPH0584997 B2 JP H0584997B2 JP 60261860 A JP60261860 A JP 60261860A JP 26186085 A JP26186085 A JP 26186085A JP H0584997 B2 JPH0584997 B2 JP H0584997B2
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Description
【発明の詳細な説明】
[発明の技術分野]
この発明はカラー撮像素子とカラー表示素子を
用いたカラーテレビジヨンシステムに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a color television system using a color image sensor and a color display element.
[発明の技術的背景とその問題点]
従来のカラーテレビジヨンシステムは、一般に
第4図に示すように、撮像装置1の撮像素子2に
より被写体の光学情報を電気信号に変換した後、
信号処理回路3により光の3原色情報から標準の
カラーテレビジヨン信号を得る。次に、その標準
カラーテレビジヨン信号を表示装置4に送り、信
号処理回路5により3原色信号に分解した後、表
示素子6の電気光学変換特性を利用してカラー画
像を表示するという構成になつている。ところ
が、このような従来のシステムにおいては、被写
体の光学情報を撮像装置1を用いて標準のカラー
テレビジヨン信号に変換するために大規模の制御
回路を必要とし、さらにその標準カラーテレビジ
ヨン信号を表示装置4を用いてカラー画像に変換
するためにここでも大規模な制御回路を必要と
し、結局システム全体の規模が大きくなつてしま
うという問題があつた。また、撮像素子2と表示
素子6のガンマ特性を補正するための非線形処理
で画像の歪みが生じ、また大規模の信号処理回路
を画像信号が通ることにより信号対雑音比が悪化
するという画質上の問題点もあつた。[Technical background of the invention and its problems] Generally, as shown in FIG. 4, a conventional color television system converts optical information of a subject into an electrical signal using an image sensor 2 of an image sensor 1, and then
The signal processing circuit 3 obtains a standard color television signal from the three primary color information of light. Next, the standard color television signal is sent to the display device 4, separated into three primary color signals by the signal processing circuit 5, and then a color image is displayed using the electro-optical conversion characteristics of the display element 6. ing. However, in such conventional systems, a large-scale control circuit is required to convert the optical information of the subject into a standard color television signal using the imaging device 1, and furthermore, a large-scale control circuit is required to convert the optical information of the subject into a standard color television signal. In order to convert the image into a color image using the display device 4, a large-scale control circuit is required here as well, resulting in a problem that the scale of the entire system becomes large. In addition, non-linear processing to correct the gamma characteristics of the image sensor 2 and display element 6 causes image distortion, and the image signal passes through a large-scale signal processing circuit, which deteriorates the signal-to-noise ratio. There were also some problems.
[発明の目的]
この発明は上記のような問題を改善するために
なされたもので、小型軽量でかつ画質劣化の少な
いカラーテレビジヨンシステムを提供することを
目的とする。[Object of the Invention] The present invention was made in order to improve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a color television system that is small and lightweight and has little deterioration in image quality.
[発明の概要]
すなわち、この発明に係るカラーテレビジヨン
システムは、
所定の転送パルスを出力するパルス供給部と、
それぞれ感光面上に色フイルタを有する複数の
受光素子が画素を形成しつつ2次元配列され、各
受光素子に蓄えられた信号電荷を前記転送パルス
によつて順次垂直水平転送してカラー映像情報を
持つ信号を生成するカラー固体撮像素子と、
前記カラー固体撮像素子から出力される転送信
号について、各受光素子の転送出力成分を個々に
レベル制御して白バランスを調整する信号処理部
と、
それぞれ光放射面上に色フイルタを有する複数
のカラー表示素子が前記カラー固体撮像素子の受
光素子によつて形成される画素と所定の対応関係
を持つて2次元配列され、各カラー表示素子を前
記転送パルスによつて駆動して、個々のカラー表
示素子に前記信号処理部からの前記カラー固体撮
像素子の対応する受光素子の転送出力を電気光学
変換させてカラー表示を行うカラー表示部とを具
備し、
前記カラー固体撮像素子の光電変換特性とカラ
ー表示部の電気光学変換特性とは互いに相対する
線形関係にあるようにしたことを特徴とする。特
に、前記カラー固体撮像素子の受光素子数と前記
カラー表示部のカラー表示素子数は垂直方向及び
水平方向について共に等しく、かつ前記カラー固
体撮像素子の受光素子によつて形成される画素と
前記カラー表示部のカラー表示素子によつて形成
される画素とは前記所定の対応関係が1対1であ
ることを特徴とする。[Summary of the Invention] That is, the color television system according to the present invention includes a pulse supply unit that outputs a predetermined transfer pulse, and a plurality of light receiving elements each having a color filter on a photosensitive surface, forming a pixel and transmitting a two-dimensional image. A color solid-state image sensor that generates a signal having color image information by sequentially vertically and horizontally transferring signal charges arranged in each light-receiving element and stored in each light-receiving element using the transfer pulse, and a transfer signal output from the color solid-state image sensor. Regarding the signal, a signal processing section adjusts the white balance by individually controlling the level of the transfer output component of each light receiving element, and a plurality of color display elements each having a color filter on a light emitting surface receives light from the color solid-state image sensor. The color display elements are arranged two-dimensionally in a predetermined correspondence relationship with the pixels formed by the elements, and each color display element is driven by the transfer pulse, so that each color display element receives the color from the signal processing section. and a color display section that performs color display by electro-optically converting the transfer output of the corresponding light receiving element of the solid-state image sensor, and the photoelectric conversion characteristics of the color solid-state image sensor and the electro-optic conversion characteristics of the color display section are mutually different. It is characterized by having a relative linear relationship. In particular, the number of light-receiving elements of the color solid-state image sensor and the number of color display elements of the color display section are equal in both the vertical and horizontal directions, and the pixels formed by the light-receiving elements of the color solid-state image sensor and the color The predetermined correspondence relationship between the pixels formed by the color display elements of the display section is one to one.
[発明の実施例]
以下、第1図乃至第3図を参照してこの発明の
一実施例を詳細に説明する。[Embodiment of the Invention] Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.
第1図はその構成を示すもので、図中11は撮
像レンズ、12は色フイルタ、13は固体撮像素
子である。固体撮像素子13は例えば電荷結合素
子(以下CCD撮像素子という)で構成され、そ
の感光面上に色フイルタ12が形成されている。
ここでは、色フイルタ12と固体撮像素子13と
を組合わせた状態で固体カラー撮像素子と称す
る。 FIG. 1 shows its configuration, in which 11 is an imaging lens, 12 is a color filter, and 13 is a solid-state image sensor. The solid-state image sensor 13 is composed of, for example, a charge-coupled device (hereinafter referred to as a CCD image sensor), and has a color filter 12 formed on its photosensitive surface.
Here, the combination of the color filter 12 and the solid-state image sensor 13 is referred to as a solid-state color image sensor.
上記撮像レンズ11を介して入射された光学像
は、色フイルタ12を通過後、CCD撮像素子1
3の感光面上に結像される。CCD撮像素子13
は、例えば垂直方向500画素、水平方向800画素が
配列されたものであり、第2図に示すように、テ
レビジヨンインターレースのために垂直転送
CCD21の1つに2つの受光素子22,23が
対応して設けられている。ここで用いる色フイル
タ12はRGB縦ストライブ形であり、1画素を
構成する受光素子22,24,25はそれぞれ赤
(R)、緑(G)、青(B)の各波長領域の入射光
のみ応答するようになつている。 The optical image incident through the imaging lens 11 passes through a color filter 12 and then is transferred to a CCD imaging device 1.
The image is formed on the photosensitive surface of 3. CCD image sensor 13
For example, 500 pixels in the vertical direction and 800 pixels in the horizontal direction are arranged, and as shown in Figure 2, vertical transfer is performed for television interlacing.
Two light receiving elements 22 and 23 are provided corresponding to one of the CCDs 21. The color filter 12 used here is an RGB vertical stripe type, and the light receiving elements 22, 24, and 25 constituting one pixel receive incident light in each wavelength region of red (R), green (G), and blue (B). It is designed to respond only to
上記CCD撮像素子13では、パルス発生回路
15からのパルスによりCCD撮像素子駆動回路
17が動作すると、奇数フイールドと偶数フイー
ルドで互いに1ラインおきに受光素子22または
23の信号電荷が垂直ブランキング期間に垂直転
送CCD21に読み出され、水平ブランキング期
間に垂直方向に順次転送される。そして、垂直転
送CCD21の最終段まで転送された信号電荷は
水平ブランキング期間に水平転送CCD26に読
み出され、高速で水平方向へ転送される。水平転
送CCD26から読み出された信号電荷は増幅部
27で増幅された後、出力端子28を介して映像
信号として増幅器14へ送られる。このようにし
てCCD撮像素子13から得られた映像信号は
CCD撮像素子13の光電変換特性が線形である
から信号レベルが入射光量に比例している。この
映像信号は増幅器14で所定のレベルに増幅され
た後、液晶カラー表示素子200に供給される。 In the CCD image sensor 13, when the CCD image sensor drive circuit 17 is operated by a pulse from the pulse generation circuit 15, the signal charge of the light receiving element 22 or 23 is changed every other line in the odd field and even field during the vertical blanking period. The data is read out to the vertical transfer CCD 21 and sequentially transferred in the vertical direction during the horizontal blanking period. Then, the signal charges transferred to the final stage of the vertical transfer CCD 21 are read out to the horizontal transfer CCD 26 during the horizontal blanking period and transferred in the horizontal direction at high speed. The signal charges read out from the horizontal transfer CCD 26 are amplified by the amplifier 27 and then sent to the amplifier 14 as a video signal via the output terminal 28. The video signal obtained from the CCD image sensor 13 in this way is
Since the photoelectric conversion characteristic of the CCD image sensor 13 is linear, the signal level is proportional to the amount of incident light. This video signal is amplified to a predetermined level by the amplifier 14 and then supplied to the liquid crystal color display element 200.
この液晶カラー表示素子200は走査回路1
8、シフトレジスタ19、ゲート回路201,2
02,203,…,増幅器301,302,30
3,…及び液晶表示部20から構成されている。
液晶表示部20は、第3図に示すように、薄膜ト
ランジスタ(以下TFTという)33、画素容量
を上げるための補助記憶用画素コンデンサ34及
び液晶35からなる表子回路を垂直及び水平方向
に配列して構成されている。そして、その画素数
はCCD撮像素子13の画素数と全く同じであり、
垂直方向500画素、水平方向800画素となつてお
り、しかも色フイルタもCCD撮像素子13と全
く同じでRGBの縦ストライプ形となつている。
この液晶カラー表示素子200は、上記パルス発
生回路15からのパルスにより液晶表示素子駆動
回路16が動作すると、走査回路18及びシフト
レジスタ19が駆動され、走査回路18によつて
第3図に示す液晶表示部20の所定のラインが順
次選択される。選択されたラインのTFTは第3
図に示すゲート電極配線31が高レベルになるこ
とにより導通状態となる。 This liquid crystal color display element 200 includes a scanning circuit 1
8, shift register 19, gate circuit 201, 2
02, 203, ..., amplifiers 301, 302, 30
3, . . . and a liquid crystal display section 20.
As shown in FIG. 3, the liquid crystal display section 20 has a front circuit consisting of a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) 33, an auxiliary storage pixel capacitor 34 for increasing pixel capacity, and a liquid crystal 35 arranged vertically and horizontally. It is composed of The number of pixels is exactly the same as the number of pixels of the CCD image sensor 13,
It has 500 pixels in the vertical direction and 800 pixels in the horizontal direction, and the color filter is exactly the same as the CCD image sensor 13 and is in the form of RGB vertical stripes.
In this liquid crystal color display element 200, when the liquid crystal display element driving circuit 16 is operated by a pulse from the pulse generating circuit 15, the scanning circuit 18 and the shift register 19 are driven, and the scanning circuit 18 causes the liquid crystal display element shown in FIG. Predetermined lines on the display section 20 are sequentially selected. The TFT of the selected line is the third
When the gate electrode wiring 31 shown in the figure becomes high level, it becomes conductive.
一方、シフトレジスタ19は水平方向の画素情
報を選択するもので、各画素に対応して設けられ
たゲート回路201,202,203,…にパル
スを送つて順に導通状態とし、CCD撮像素子1
3からの映像信号を各画素情報毎に取込むための
ものである。各ゲート回路201,202,20
3,…によつて取込まれた画素情報はそれぞれ増
幅器301,302,303,…に供給される。
この増幅器301,302,303,…は表示の
白バランスをとるためのものであり、それぞれの
増幅率は予めR,G,Bの各画素に対応して3種
類に設定されている。このようにして選択された
各画素情報はそれぞれ液晶表示部20に供給さ
れ、導通状態のTFTに結合している補助記憶用
画素コンデンサ34に供給される。そして、ここ
にチヤージされた信号電荷は次のフレームの走査
時まで液晶35を励起し続ける。尚、液晶表示部
20は交流駆動が必要となるため、増幅器14の
出力信号は交流映像波形形成回路161によつて
1フレーム毎に極性反転させている。また、液晶
表示部20の電気光学変換特性はCCD撮像素子
13の光電変換特性に対して線形関係にあるよう
になされている。 On the other hand, the shift register 19 selects pixel information in the horizontal direction, and sends pulses to the gate circuits 201, 202, 203, etc. provided corresponding to each pixel to sequentially turn on the CCD image sensor 1.
This is for capturing the video signal from 3 for each pixel information. Each gate circuit 201, 202, 20
The pixel information taken in by 3, . . . is supplied to amplifiers 301, 302, 303, .
These amplifiers 301, 302, 303, . . . are used to maintain the white balance of the display, and their respective amplification factors are set in advance to three types corresponding to the R, G, and B pixels. Each piece of pixel information selected in this manner is supplied to the liquid crystal display section 20, and then to the auxiliary storage pixel capacitor 34 coupled to the TFT in a conductive state. The signal charge charged here continues to excite the liquid crystal 35 until the next frame is scanned. Since the liquid crystal display section 20 requires alternating current driving, the polarity of the output signal of the amplifier 14 is inverted every frame by an alternating current video waveform forming circuit 161. Furthermore, the electro-optical conversion characteristics of the liquid crystal display section 20 are designed to have a linear relationship with the photoelectric conversion characteristics of the CCD image sensor 13.
すなわち、上記のように構成したカラーテレビ
ジヨンシステムは、従来、撮像装置により3原色
信号を生成して標準カラーテレビジヨン信号に変
換し、この信号を表示装置により再び元の3原色
信号に分解してカラー表示していたのに対し、固
体撮像素子13と液晶表示部20の表示素子の画
素を色フイルタを含めて1対1に対応させている
ので、中間の信号処理回路が全く不要となる。こ
れによつて、カラーテレビジヨンシステムは大幅
に小型軽量化される。また、途中の非線形信号処
理回路も省略できるので、映像信号の歪みもなく
なりかつS/N比の劣化も低減され、画質も大幅
に向上する。 That is, in the conventional color television system configured as described above, an imaging device generates three primary color signals, converts them into a standard color television signal, and a display device decomposes this signal back into the original three primary color signals. However, since the solid-state image sensor 13 and the pixels of the display element of the liquid crystal display section 20 have a one-to-one correspondence including the color filter, there is no need for an intermediate signal processing circuit. . This makes the color television system significantly smaller and lighter. Furthermore, since a nonlinear signal processing circuit in the middle can be omitted, distortion of the video signal is eliminated, deterioration of the S/N ratio is reduced, and image quality is significantly improved.
したがつて、上記のような構成によれば、カラ
ーテレビジヨンシステムを小型軽量化し、画質の
向上を図ることができる。 Therefore, with the above configuration, the color television system can be made smaller and lighter, and the image quality can be improved.
尚、上記実施例では固体撮像素子にCCD撮像
素子を用いたが、MOS形撮像素子やCPD撮像素
子等の他の固体撮像素子でもよい。また、液晶カ
ラー表示素子200はアクテイブマトリクス駆動
方式で説明してきたが、スタテイツク駆動等の他
の駆動方式でもよい。さらに、スイツチ素子とし
てTFTで説明してきたが、非線形二端子素子等
の他のスイツチ素子でもよい。また、画素数も垂
直方向500画素、水平方向800画素に限定されるも
のではない。また、色フイルタの配列も縦トスラ
イプ形に限定されるものではなく、他の配列でも
よい。但し、この場合は白バランス回路が別に必
要となる。つまり、この発明はその要旨を逸脱し
ない範囲で種々の変形が可能である。 In the above embodiment, a CCD image sensor is used as the solid-state image sensor, but other solid-state image sensors such as a MOS image sensor or a CPD image sensor may be used. Furthermore, although the liquid crystal color display element 200 has been described using an active matrix drive method, other drive methods such as static drive may be used. Furthermore, although TFT has been described as a switch element, other switch elements such as a nonlinear two-terminal element may also be used. Furthermore, the number of pixels is not limited to 500 pixels in the vertical direction and 800 pixels in the horizontal direction. Further, the arrangement of the color filters is not limited to the vertical stripe type, but may be any other arrangement. However, in this case, a separate white balance circuit is required. That is, this invention can be modified in various ways without departing from the gist thereof.
[発明の効果]
以上詳述したようにこの発明によれば、小型軽
量でかつ画質劣化の少ないカラーテレビジヨンシ
ステムを提供とすることができる。[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide a color television system that is small and lightweight and exhibits little deterioration in image quality.
第1図はこの発明に係るカラーテレビジヨンシ
ステムの一実施例を示すブロツク回路構成図、第
2図は同実施例に用いられるCCD撮像素子の構
成を示す概略回路構成図、第3図は同実施例に用
いられる液晶表示部の概略構成図、第4図は従来
のカラーテレビジヨンシステムのブロツク回路図
である。
11…撮像レンズ、12…色フイルタ、13…
CCD撮像素子、15…パルス発生回路、16,
17…駆動回路、18…走査回路、19…シフト
レジスタ、20…液晶表示部、200…液晶カラ
ー表示素子、201,202,203,……ゲー
ト回路、301,302,303,……増幅器、
21…垂直転送CCD、22,23,24,25
…受光素子、26…水平転送CCD、27…増幅
器、33…TFT、34…補助記憶用画素コンデ
ンサ、35…液晶。
FIG. 1 is a block circuit configuration diagram showing an embodiment of a color television system according to the present invention, FIG. 2 is a schematic circuit diagram showing the configuration of a CCD image sensor used in the same embodiment, and FIG. FIG. 4 is a schematic block diagram of a liquid crystal display section used in the embodiment. FIG. 4 is a block circuit diagram of a conventional color television system. 11...imaging lens, 12...color filter, 13...
CCD image sensor, 15... pulse generation circuit, 16,
17... Drive circuit, 18... Scanning circuit, 19... Shift register, 20... Liquid crystal display unit, 200... Liquid crystal color display element, 201, 202, 203,... Gate circuit, 301, 302, 303,... Amplifier,
21...Vertical transfer CCD, 22, 23, 24, 25
...Light receiving element, 26...Horizontal transfer CCD, 27...Amplifier, 33...TFT, 34...Pixel capacitor for auxiliary storage, 35...Liquid crystal.
Claims (1)
と、 それぞれ感光面上に色フイルタを有する複数の
受光素子が画素を形成しつつ2次元配列され、各
受光素子に蓄えられた信号電荷を前記転送パルス
によつて順次垂直水平転送してカラー映像情報を
持つ信号を生成するカラー固体撮像素子と、 前記カラー固体撮像素子から出力される転送信
号について、各受光素子の転送出力成分を個々に
レベル制御して白バランスを調整する信号処理部
と、 それぞれ光放射面上に色フイルタを有する複数
のカラー表示素子が前記カラー固体撮像素子の受
光素子によつて形成される画素と所定の対応関係
を持つて2次元配列され、各カラー表示素子を前
記転送パルスによつて駆動して、個々のカラー表
示素子に前記信号処理部からの前記カラー固体撮
像素子の対応する受光素子の転送出力を電気光学
変換させてカラー表示を行うカラー表示部とを具
備し、 前記カラー固体撮像素子の光電変換特性とカラ
ー表示部の電気光学変換特性とは互いに相対する
線形関係にあるようにしたことを特徴とするカラ
ーテレビジヨンシステム。 2 前記カラー固体撮像素子の受光素子数と前記
カラー表示部のカラー表示素子数は垂直方向及び
水平方向について共に等しく、かつ前記カラー固
体撮像素子の受光素子によつて形成される画素と
前記カラー表示部のカラー表示素子によつて形成
される画素とは前記所定の対応関係が1対1であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
カラーテレビジヨンシステム。[Scope of Claims] 1. A pulse supply unit that outputs a predetermined transfer pulse, and a plurality of light receiving elements each having a color filter on a photosensitive surface, which are arranged two-dimensionally to form pixels, and each light receiving element stores a pulse. A color solid-state image sensor that sequentially transfers signal charges vertically and horizontally using the transfer pulse to generate a signal having color video information; and a transfer output component of each light-receiving element for the transfer signal output from the color solid-state image sensor. a signal processing unit that adjusts the white balance by individually controlling the level of the color image sensor; and a plurality of color display elements each having a color filter on a light emitting surface arranged in a predetermined manner with the pixel formed by the light receiving element of the color solid-state image sensor. Each color display element is driven by the transfer pulse, and the corresponding light receiving element of the color solid-state image sensor is transferred from the signal processing section to each color display element. and a color display section that performs color display by electro-optically converting output, wherein the photoelectric conversion characteristics of the color solid-state image sensor and the electro-optic conversion characteristics of the color display section are in a linear relationship relative to each other. A color television system featuring 2. The number of light-receiving elements of the color solid-state image sensor and the number of color display elements of the color display section are equal in both the vertical and horizontal directions, and the pixels formed by the light-receiving elements of the color solid-state image sensor and the color display are equal. 2. A color television system according to claim 1, wherein said predetermined correspondence relationship is one-to-one with respect to pixels formed by color display elements of said parts.
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JPS62122397A JPS62122397A (en) | 1987-06-03 |
JPH0584997B2 true JPH0584997B2 (en) | 1993-12-03 |
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Country Status (1)
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JP (1) | JPS62122397A (en) |
Families Citing this family (1)
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JPH1169215A (en) * | 1997-08-11 | 1999-03-09 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Electro-optical device and image information processing method |
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-
1985
- 1985-11-21 JP JP60261860A patent/JPS62122397A/en active Granted
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Also Published As
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JPS62122397A (en) | 1987-06-03 |
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