JPH0614752B2 - Imaging device - Google Patents

Imaging device

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JPH0614752B2
JPH0614752B2 JP59274904A JP27490484A JPH0614752B2 JP H0614752 B2 JPH0614752 B2 JP H0614752B2 JP 59274904 A JP59274904 A JP 59274904A JP 27490484 A JP27490484 A JP 27490484A JP H0614752 B2 JPH0614752 B2 JP H0614752B2
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JP
Japan
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signal
signals
image
read
color
Prior art date
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JP59274904A
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Japanese (ja)
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JPS61157094A (en
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誠二 橋本
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Original Assignee
Canon Inc
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Priority to DE3546809A priority patent/DE3546809C2/de
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Publication of JPH0614752B2 publication Critical patent/JPH0614752B2/en
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  • Processing Of Color Television Signals (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は単一の固体撮像素子を用いてフレーム画像を
形成する撮像装置に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an image pickup apparatus for forming a frame image using a single solid-state image pickup element.

〔従来技術〕[Prior art]

現在使用されている映像信号再生装置としてはテレビジ
ョン受像機が一般的である。このテレビジョン受像機に
入力される信号としては、例えばPAL方式がおよびN
TSC方式等による映像信号があり、これらにはインタ
レース方式が採用されている。
A television receiver is generally used as a video signal reproducing apparatus currently in use. As signals input to this television receiver, for example, the PAL system and N
There are video signals based on the TSC system and the like, and the interlace system is adopted for these.

従って撮像装置としては、テレビジョン受像機への入力
を可能とするため、インタレース方式を採用した映像信
号、すなわち奇数フィールドおよび偶数フィールド信号
を形成する必要がある。このため、撮像装置に利用され
ている撮像素子としては、簡易のフィールド撮影用のも
のを除き殆どがフレーム画像用となっている。
Therefore, as the image pickup apparatus, it is necessary to form a video signal adopting an interlace system, that is, an odd field signal and an even field signal in order to enable input to a television receiver. Therefore, most of the image pickup devices used in the image pickup apparatus are for frame images except those for simple field photography.

このフレーム画撮像用の撮像素子としては、奇数フィー
ルド用と偶数フィールド用の撮像セルを交互に配置した
ものがある。また、この撮像素子は現状のLSI技術上
の問題により、水平方向撮像セル数を充分確保できない
ことから、画像の垂直相関性を利用して高解像度化する
必要がある。さらに動画撮像および静止画撮像の両方の
目的に適応し得ることが要求される。
As the image pickup device for picking up the frame image, there is one in which image pickup cells for odd fields and even fields are alternately arranged. Further, this image pickup device cannot secure a sufficient number of horizontal image pickup cells due to problems in the current LSI technology, and therefore it is necessary to use the vertical correlation of the image to increase the resolution. Furthermore, it is required to be adaptable to the purpose of both moving image capturing and still image capturing.

ところが、上記のフレーム対策および垂直相関性等を考
えると、現状の撮像素子は光励起で蓄積された電荷を外
部へ読出す方式であるので、良好な画質を得るためのも
のとしては十分であるとは言い難い。
However, considering the above-mentioned frame countermeasures and vertical correlation, it is said that the current image pickup device is a system for reading out the charges accumulated by photoexcitation to the outside, so that it is sufficient for obtaining good image quality. Is hard to say.

例えば、従来のIL−CCDやX−Yアドレス型MOS
等のように、奇数フィールド用と偶数フィールド用の撮
像セルを交互に配置した撮像素子を用いて撮像し、垂直
相関処理を行なうと、遅延線等を設ける必要があるため
回路構成が複雑化し、しかも、垂直相関距離が遠いこと
により偽信号が発生し易いという問題点があった。
For example, conventional IL-CCD or XY address type MOS
As described above, when image pickup is performed using an image pickup device in which image pickup cells for odd fields and even fields are alternately arranged and vertical correlation processing is performed, a circuit configuration becomes complicated because a delay line or the like needs to be provided, Moreover, there is a problem that a false signal is likely to be generated due to a long vertical correlation distance.

また、上記相関距離に係る問題を解決した固体撮像素子
としては、特開昭59−50684に開示されたX−Y
アドレス型MOSがあるが、これは信号処理系がさらに
1系統必要となり、さらに静止画記録用ヘッドとして奇
偶両フィールド同時書込み可能なものが要求されるの
で、回路およびコスト的に問題がある。
Further, as a solid-state image pickup device for solving the above-mentioned problem relating to the correlation distance, an XY disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-50684.
Although there is an address type MOS, this requires one more signal processing system, and since a still image recording head capable of writing both odd and even fields simultaneously is required, there is a problem in terms of circuit and cost.

〔目的〕〔Purpose〕

この発明は前記問題点を解消し、所定の色分解フィルタ
と簡単な回路構成とすることができ、偽信号が発生せ
ず、高解像度で高画質のカラーフレーム画像を形成し得
る撮像装置を提供することを目的とする。
The present invention solves the above problems, provides a predetermined color separation filter and a simple circuit configuration, and provides an imaging device capable of forming a high-quality color frame image with high resolution without generating a false signal. The purpose is to do.

〔実施例〕〔Example〕

先ず、発明の説明に先立ち、この発明に関連する参考図
から説明する。第1参考例を第1図ないし第4図に基づ
いて説明する。
First, prior to the description of the invention, reference figures related to the invention will be described. A first reference example will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

第1図は色分解フィルタ1の配列例を示す図で、図中
……は各水平ラインを表し、その本数
は、例えばNTSC方式においては約490本ある。奇
数番の水平ライン……には緑色光を透
過させる緑色光透過フィルタg、赤色光を透過させる赤
色光透過フィルタrが、偶数番の水平ライン
……には緑色光透過フィルタgと青色光を透
過させる青色透過フィルタbが交互に繰返し配してあ
り、一水平ラインの画素数は570画素となっている。
この色分解フィルタ1を介して得られる異なる色光によ
り、前記非破壊読出し可能な撮像素子の各画素には色信
号としての電荷が蓄積される。この参考例では、非破壊
読出し可能な撮像素子(以下SITと称す)から、2水
平ライン同時読出し方式によって色信号を読出す様にな
っている。図示のnH,nH,nH……は奇数フ
ィールドの形成に際して同時に読出される各水平ライン
……の組合せを、mH,mH,m
H……は偶数のフィールドの形成に際して同時に読出
される各水平ライン……の組合せを表
している。すなわち、奇数フィールドにおけるnHで
は水平ライン,nHでは水平ライン
という様に順次隣接水平ラインが同時に読出され
る。また、次の偶数フィールドでは、前記奇数フィール
ドの画像信号を補間するために、前記組合せnH,n
H…から1水平ラインずらした組合せで読出しが行な
われる。すなわち、mHでは水平ライン
Hでは水平ラインという様に前記奇数フ
ィールドの場合から一水平ラインずらした組合せで2本
の水平ラインが同時に読出される。この後上記組合せで
読出された色信号には垂直相関性を利用した後述の信号
処理が施される。
FIG. 1 is a diagram showing an arrangement example of the color separation filter 1,
1 , 2 , 3, ... Represent each horizontal line, and the number thereof is about 490 in the NTSC system, for example. The odd numbered horizontal lines 1 , 3 , 5, ... Have a green light transmission filter g for transmitting green light and a red light transmission filter r for transmitting red light, and an even numbered horizontal line 2 ,.
4, 6 are ...... Yes by arranging repeatedly alternately blue transmission filter b that transmits green light transmitting filter g and the blue light, the number of pixels of one horizontal line has a 570 pixel.
Due to the different color lights obtained through the color separation filter 1, electric charge as a color signal is accumulated in each pixel of the non-destructive readable image sensor. In this reference example, a color signal is read from a non-destructive readable image pickup device (hereinafter referred to as SIT) by a two horizontal line simultaneous read method. In the figure, n 1 H, n 2 H, n 3 H, ... Are horizontal lines read simultaneously when forming odd fields.
The combination of 1 , 2 , 3, ... Is m 1 H, m 2 H, m
3 H ... Represents a combination of horizontal lines 1 , 2 , 3, ... Simultaneously read when forming an even field. That is, horizontal lines 1 and 2 in n 1 H and horizontal line 3 in n 2 H in odd fields.
The adjacent horizontal lines are sequentially read out at the same time, such as 4. In the next even field, in order to interpolate the image signal of the odd field, the combination n 1 H, n
Reading is performed from 2 H ... in combination shifted one horizontal line. That is, in m 1 H, horizontal lines 2 and 3 ,
In the case of m 2 H, two horizontal lines are read at the same time in the combination of horizontal lines 4 and 5 which are shifted by one horizontal line from the case of the odd field. Thereafter, the color signals read out in the above combination are subjected to the signal processing described below using the vertical correlation.

第2図は前記SIT2からの信号読出し手段2aを示す
模式図である。この参考例では、2水平ライン毎の2つ
のG信号(緑色信号)と、R信号(赤色信号)およびB
信号(青色信号)がそれぞれ独立に読出せる4線出力方
式となっている。この方式を用いることにより、後述の
信号処理において通常必要とされていた色分離のための
サンプルホールドが不用となる。各水平ライン
……は垂直スイッチ2aにより選択され、各
画素信号は不図示の水平転送スイッチにより選択され
る。また、各画素蓄積電荷のリセットは垂直リセトスイ
ッチ2aにより行われる。この垂直リセットスイッチ
2aは、静止画撮像と動画撮像とで動作のタイミング
が異なる。静止画撮像を行う場合には、SIT2の全撮
像セルに蓄積された不要電荷を同時にリセットし、所定
時間後にシャッタを閉じることによって電荷蓄積時間を
コントロールする。この後、電荷の蓄積されたSIT2
から、nH,nH……が順次読出された奇数フィー
ルドの画像信号が形成され、さらに、mH,mH…
…が順次読出されて偶数フィールドの画像信号が形成さ
れる。これにより、1フレームの画像信号が得られる。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the signal reading means 2a from the SIT2. In this reference example, two G signals (green signals), R signals (red signals) and B signals for every two horizontal lines are used.
The 4-wire output system allows signals (blue signals) to be read independently. By using this method, the sample hold for color separation, which is usually required in the signal processing described later, is unnecessary. Each horizontal line 1 ,
2, 3 ...... is selected by the vertical switch 2a 1, each pixel signal is selected by the horizontal transfer switch (not shown). The reset of each pixel accumulated charge is performed by the vertical Riseto switch 2a 2. The vertical reset switch 2a 2, the timing of the operation in the still image shooting and moving image shooting is different. When a still image is picked up, the unnecessary charges accumulated in all the image pickup cells of SIT2 are simultaneously reset, and the shutter is closed after a predetermined time to control the charge accumulation time. After this, SIT2 with accumulated charge
, N 1 H, n 2 H ... Are sequentially read to form image signals in odd fields, and m 1 H, m 2 H ...
Are sequentially read to form an even-numbered field image signal. As a result, a 1-frame image signal is obtained.

また、動画撮像では信号を読出した後にリセットと行な
い、次に信号を読出すタイミングにより電荷の蓄積時間
が決定される。この場合、2水平ライン同時読出し方式
では、奇数フィールドと偶数フィールドとで組合せが異
なるため、この点を考慮してリセットを行なうことが望
ましい。例えば第1図において、奇数フィールドのn
Hの信号読出し終了後、偶数フィールドのmHの読出
しのために2本の水平ラインのリセットを行
なえばmHの読出し時における水平ライン
の蓄積時間は等しくなり、この2本の水平ライン
より読出される信号のレベル差は無くなる。この効
果は、この参考例の特徴の一つである。なお、他の奇数
フィールドにおける各nHおよび偶数フィールドにおけ
る各mHについても蓄積時間が等しくなる様に電荷のリ
セットを行なう。
Further, in moving image capturing, resetting is performed after the signal is read out, and the charge accumulation time is determined by the timing at which the signal is next read out. In this case, in the two-horizontal line simultaneous reading method, since the odd field and the even field have different combinations, it is desirable to perform reset in consideration of this point. For example, in FIG. 1, n 2 of an odd field
After H signal readout end of the horizontal line 2 at m 1 H when reading by performing the two reset horizontal lines 2 and 3 for the reading of m 1 H even field, 3
Have the same storage time, and these two horizontal lines 2
The level difference of the signals read from 3 disappears. This effect is one of the features of this reference example. It should be noted that the charges are reset so that the accumulation times are the same for each nH in the other odd fields and each mH in the even fields.

なお、上記説明では各水平ライン同時リセットを行なう
場合について述べたが、各画素毎にリセットを行なえば
完全に各画素の蓄積時間を等しくすることができる。
In the above description, the case where the horizontal lines are simultaneously reset has been described. However, if the reset is performed for each pixel, the accumulation times of the pixels can be made completely equal.

第3図はSIT2から読出された色信号の信号処理手段
を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing the signal processing means S 1 for the color signals read from the SIT 2.

図において、前記SIT2から出力されるR.G.B信
号は、それぞれ殆ど同一の遅延時間を有するアンプ3、
ホワイトバランスアンプ4,5に入力されてホワイトバ
ランスがとられた後、後段のプロセス回路6に入力され
る。プロセス回路6では、クランプおよびγ補正等が行
なわれるが、この際G.B.R信号はそれぞれ同様な構
成の回路に入力されるため、プロセス回路6から出力さ
れるG.B.R信号は殆ど同一時間遅延された信号とな
る。このプロセス回路6から出力されたR.B信号は加
算器7により各々1/2ずつ加算された後、G信号と共に
スイッチ合成回路8に入力される。スイッチ合成回路8
ではG信号(G+G)とR信号+B信号(R+B
)とがその空間配置に基づき180°の位相でスイッ
チ合成される。これにより第4図に示す様にサンプリン
グ折返し成分が各色成分のキャリア周波数で相殺され、
第4図中の斜線部分に示す帯域の解像が可能となる。こ
のスイッチ合成回路8から出力された信号は、約4.2
MHzの低域フィルタ9を介した後、APC回路10で輪
郭強調され、加算器11に入力される。またYマトリ
ックス回路12では入力されるRGB信号に基づきNT
SC方式に準拠した輝度信号YR=0.3R+0.59G+
0.11Bが形成される。この輝度信号Yは減算器13入
力され、ここで前記スイッチ合成回路8からの出力との
減算が行なわれた後、さらに約1MHzの低減フィルタ1
4を経て低域輝度信号Yとなる。また、前記APC回
路10から出力される信号Y(4.2MHz)と低域フィルタ9
を経て得られるY(1MHz)を加算器11で加算すること
により高域輝度信号Yを得ることができる。すなわち
加算器11からはY′=Y+Yの信号が得られる。
そして、この加算器11からの出力Y′はエンコーダ1
5に入力される。
In the figure, the R. G. The B signal is an amplifier 3 having almost the same delay time,
After being input to the white balance amplifiers 4 and 5 for white balance, it is input to the subsequent process circuit 6. The process circuit 6 performs clamping, γ correction, and the like. B. Since the R signals are input to the circuits having the same configurations, the G.R. B. The R signal becomes a signal delayed by almost the same time. The R.M. output from this process circuit 6 is output. The B signals are added by 1/2 by the adder 7, and then input to the switch synthesizing circuit 8 together with the G signals. Switch synthesis circuit 8
Then, G signal (G 1 + G 2 ) and R signal + B signal (R 1 + B
2 ) and are switch-synthesized with a phase of 180 ° based on the spatial arrangement. As a result, the sampling aliasing component is canceled by the carrier frequency of each color component as shown in FIG.
It is possible to resolve the band shown in the shaded area in FIG. The signal output from the switch synthesis circuit 8 is about 4.2.
After passing through the low-pass filter 9 of MHZ, the outline is emphasized by the APC circuit 10 and input to the adder 11. Further, the Y L matrix circuit 12 uses NT signals based on the input RGB signals.
Luminance signal Y N R = 0.3R + 0.59G + based on SC method
0.11B is formed. The luminance signal Y N is input to the subtracter 13 where it is subtracted from the output from the switch synthesizing circuit 8 and then further reduced by about 1 MHz.
After passing 4, the low-frequency luminance signal Y L is obtained. In addition, the signal Y (4.2 MHz) output from the APC circuit 10 and the low-pass filter 9
The high frequency luminance signal Y H can be obtained by adding Y L (1 MHz) obtained through the above in the adder 11. That signal Y '= Y L + Y H is obtained from the adder 11.
The output Y'from the adder 11 is the encoder 1
Input to 5.

一方、色差形成回路16では、入力されるR.G.B信
号により、色差信号(R−Y),(B−Y)が形成
され、このがそれぞれ低域フィルタ17,18を介して
エンコーダ15に入力される。エンコーダ15ではこの
色差信号(R−Y),(B−Y)と前記加算器1か
らの信号Y′とに基づきNTSC信号を形成して出力す
る。
On the other hand, in the color difference forming circuit 16, the R. G. The B signals, the color difference signals (R-Y L), is formed (B-Y L), this is input to the encoder 15 via the low pass filter 17 and 18, respectively. The encoder 15 forms and outputs an NTSC signal based on the color difference signals ( RYL ) and ( BYL ) and the signal Y'from the adder 1.

また、静止画撮像の場合には、上記加算回路11から出
力された信号Y′は、加算器19で同期信号SYNCが
付加された後FM変調回路20でFM変調される、ま
た、低域フィルタ17,18より出力される色差信号
(R−Y),(B−Y)はラインスイッチ回路21
で線順次信号に変換された後、FM変調回路22でFM
変調され、さらにアンプ23で前記FM変調された信号
Y′と加算されて磁気ヘッド24より磁気記録媒体に記
録される。
Further, in the case of still image pickup, the signal Y ′ output from the adder circuit 11 is FM-modulated by the FM modulator circuit 20 after the synchronizing signal SYNC is added by the adder 19, and the low-pass filter is used. The color difference signals (R−Y L ) and (B−Y L ) output from the output terminals 17 and 18 are line switch circuits 21.
After being converted to a line-sequential signal by the
The signal is modulated and further added to the FM-modulated signal Y ′ by the amplifier 23, and recorded on the magnetic recording medium by the magnetic head 24.

第5図は第2参考例を示すブロック図である。この参考
例は、前記第1参考例においてG信号の平均値とR.B
信号とのスイッチ合成をプロセス処理の後に行なったの
に対し、プロセス処理を行なう以前に上記スイッチ合成
を行なようにしたものである。これによれば、前記第1
参考例においてスイッチ合成を行なうまでの回路に高周
波特性および各チャンネル間の遅延特性にかなりの高精
度を要したのに比べ、要求される回路精度の緩和が可能
となる。なお、この場合の折返し歪は第6図のようにな
る。
FIG. 5 is a block diagram showing a second reference example. This reference example is the same as the first reference example except that the average value of the G signal and the R.V. B
The switch combination with the signal is performed after the process processing, whereas the switch combination is performed before the process processing. According to this, the first
In the reference example, it is possible to relax the required circuit accuracy as compared with the case where the circuit up to the switch combination requires a high accuracy in the high frequency characteristics and the delay characteristics between the channels. The folding strain in this case is as shown in FIG.

第7図および第8図は第3図参考例を示す図である。こ
の第3参考例は前記第1参考例,第2参考例において2
水平ラインを同時に読出すようにしたのに対し、第7図
に示すように3水平ラインを同時に読出すようにし、さ
らに高画質化を図ったものである。この場合、画像情報
読出し手段としては、垂直スイッチ2aによる水平ラ
インの選択を変えることにより第2図と同様のものを用
して行なうことができる。例えば、奇数フィールドn
Hの読出し時には、垂直スイッチ2aによって3本の
水平ラインのうち両側の水平ライン
が同一信号線上で加算される様に、また、中央
の水平ラインは他の信号線へ読出される様に選択す
る。
7 and 8 are diagrams showing the reference example of FIG. This third reference example is the same as the first reference example and the second reference example.
While the horizontal lines are read at the same time, the three horizontal lines are read at the same time as shown in FIG. 7 to further improve the image quality. In this case, as the image information reading means, the same one as shown in FIG. 2 can be used by changing the selection of the horizontal line by the vertical switch 2a 1 . For example, odd field n 1
When reading H, the vertical switch 2a 1 causes the horizontal lines on both sides of the three horizontal lines 1 , 2 and 3 to be read.
1 and 3 are selected so that they are added on the same signal line, and the central horizontal line 2 is read out to another signal line.

第8図は第3参考例の信号処理手段Sの要部を示すブ
ロック図で、この参考例ではSIT2から4つの色信号
が出力される。例えばnHの読出しの場合、中央水平
ラインの色信号(以下メイン信号と称す)GとB
、両側水平ラインの色信号(以下サブ信号
と称す)を加算したG信号(G+G)およびR信号
(R+R・)が出力される。この場合、前記加算さ
れたサブ信号はメイン信号より信号レベルが6dB高く
なるので、プロセス回路6とアンプ3a,3bおよびホ
ワイトバランスアンプ4,5との間にアッテネータ2
5,26,27,28を挿入し、プロセス回路6へ入力
されるR.G.B信号の信号レベルを一致させている。
これにより偽信号を補正することができ、この効果は第
3参考例の特徴の一つである。また、アンプ3a,3b
およびホワイドバランスアンプ4,5から出力される色
信号は1フィールド毎にメイン信号とサブ信号とに切換
わりながら出力される。このため、スイッチSW1,S
W2,SW3,SW4を切換えて前記アッテネータ2
5,26,27,28を選択的に使用する様になってい
る。このために回路構成が簡単になり、この効果は第3
参考例の特徴の一つである。このスイッチSW1,SW
2,SW3,SW4はフィールド切換信号FSに応じて
切換わり、スイッチSW1,SW3がアッテネータ2
5、27に接続されている場合(例えば奇数フィールド
の場合)には、他のスイッチSW2,SW4はアンプ3
b、およびホワイトバランスアンプ5の出力に直接接続
され、スイッチSW2,SW4がアッテネータ26,2
8に接続されている場合(例えば偶数フィールドの場
合)にはスイッチSW1,SW3はアンプ3aおよびホ
ワイトバランスアンプ4の出力に直接接続される。そし
て、例えばnHの読出し時を考えた場合、プロセス回
路6から出力された色信号(G+G)とG2は加算
器29で加算され、同じくプロセス回路6から出力され
た色信号(R+R)とBは加算器30で加算され
る。この後、各加算器29,30から出力される色信号
はスイツチ合成回路8でスイッチ合成される。また、色
差形成回路16には、色信号(R+R)とBに加
え、G信号としてメイン信号(この場合G)のみが入
力される。このメイン信号(G)のみの入力は、前記
フィールド切換信号によって切変るスイッチSW5によ
って行われる。この後、色差形成回路16では、これら
色信号を用いて低域輝度信号Yを形成するため、良好
な垂直解像度が得られる。さらに高域輝度信号はスイッ
チ合成回路8からの信号と前記低域輝度信号Yとを用
いて前記第3図に示したものと同様の信号処理を行なう
ことにより得ることができるが、この場合前述の様に3
本の水平ラインの信号を合成している
ため、第9図に示す如く折返し歪の相殺効果は一層向上
する。これは第3参考例の特徴の一つである。また、3
1,32はホワイトバランス用の色差減算回路であり、
ここで同一水平ラインの色信号に基づき(R−G)(B
−G)信号を形成することができるため、後段のホワイ
トバランス回路33によるホワイトバランス効果も向上
する。
FIG. 8 is a block diagram showing the main part of the signal processing means S 3 of the third reference example. In this reference example, four color signals are output from SIT2. For example, in the case of reading n 1 H, color signals (hereinafter referred to as main signals) G 2 and B on the central horizontal line 2
2 , G signals (G 1 + G 3 ) and R signals (R 1 + R · 3 ) obtained by adding the color signals (hereinafter referred to as sub-signals) of the horizontal lines 1 and 3 on both sides are output. In this case, since the signal level of the added sub signal is 6 dB higher than that of the main signal, the attenuator 2 is provided between the process circuit 6 and the amplifiers 3a and 3b and the white balance amplifiers 4 and 5.
5, 26, 27 and 28 are inserted and the R.V. G. The signal levels of the B signal are matched.
This makes it possible to correct the false signal, and this effect is one of the features of the third reference example. Also, the amplifiers 3a and 3b
The color signals output from the wide balance amplifiers 4 and 5 are output while switching to the main signal and the sub signal for each field. Therefore, the switches SW1, S
Attenuator 2 by switching W2, SW3 and SW4
5, 26, 27 and 28 are selectively used. This simplifies the circuit configuration and has the third effect.
This is one of the features of the reference example. This switch SW1, SW
2, SW3 and SW4 are switched according to the field switching signal FS, and the switches SW1 and SW3 are attenuator 2
When connected to 5 and 27 (for example, in the case of an odd field), the other switches SW2 and SW4 are connected to the amplifier 3
b and the output of the white balance amplifier 5 are directly connected, and the switches SW2 and SW4 are attenuators 26 and 2
When connected to 8 (for example, even field), the switches SW1 and SW3 are directly connected to the outputs of the amplifier 3a and the white balance amplifier 4. Then, for example, when reading out n 1 H, the color signal (G 1 + G 3 ) output from the process circuit 6 and G 2 are added by the adder 29, and the color signal (also output from the process circuit 6 ( R 1 + R 3 ) and B 2 are added by the adder 30. After that, the color signals output from the adders 29 and 30 are switch-synthesized by the switch synthesizing circuit 8. In addition to the color signals (R 1 + R 3 ) and B 2 , only the main signal (G 2 in this case) is input to the color difference forming circuit 16 as a G signal. The input of only the main signal (G 2 ) is performed by the switch SW5 which is switched by the field switching signal. After that, the color difference forming circuit 16 forms the low-frequency luminance signal Y L using these color signals, so that a good vertical resolution can be obtained. Further, the high-frequency luminance signal can be obtained by performing the same signal processing as that shown in FIG. 3 using the signal from the switch synthesizing circuit 8 and the low-frequency luminance signal Y L. In this case, 3 as mentioned above
Since the signals of the horizontal lines 1 , 2 and 3 of the book are combined, the effect of canceling the aliasing distortion is further improved as shown in FIG. This is one of the features of the third reference example. Also, 3
1, 32 are color difference subtraction circuits for white balance,
Here, based on the color signals of the same horizontal line, (RG) (B
-G) Since the signal can be formed, the white balance effect by the white balance circuit 33 in the subsequent stage is also improved.

第10図は第4参考例における信号処理手段Sの要部
を示すブロック図で、この第4参考例は前記第3参考例
におけるスイッチ合成をプロセス処理を行なう以前に行
なうようにいたものであり、前記第2参考例の場合と同
様、要求される回路精度の緩和が可能となる。
FIG. 10 is a block diagram showing an essential part of the signal processing means S 4 in the fourth reference example. In the fourth reference example, the switch synthesis in the third reference example is performed before the process processing. Therefore, as in the case of the second reference example, the required circuit accuracy can be relaxed.

次に、この発明の実施例を説明する。Next, an embodiment of the present invention will be described.

第11図ないし第14図はこの発明を示す図で、3水平
ライン同時読出しにおいて第11図に示すような配列を
有する色分解フィルタ1bを用いたもので、その配列は
いずれの水平列および垂直列においても、隣接する任意
の3個の色透過フィルタを特定すれば、必ずr,g,b
の組合わせとなり得る配列となっている。この色分解フ
ィルタ1bを用いることにより、メイン信号からは常に
R,G,B信号が得られ、この信号から低域輝度信号を
形成すれば垂直相関は高域輝度信号のみに寄与すること
となり、垂直解像度が低下する虞れはなくなる。さら
に、輝度信号の形成において、いずれの垂直列にもR.
G.B信号が存在するので、スイッチ合成処理に替え、
単なる加算処理を施こすだけで良いという効果がある。
FIG. 11 to FIG. 14 are views showing the present invention, in which the color separation filter 1b having the arrangement as shown in FIG. 11 is used in simultaneous reading of three horizontal lines, and the arrangement is any horizontal column and vertical. Even in a row, if any three adjacent color transmission filters are specified, r, g, b
It is an array that can be a combination of. By using this color separation filter 1b, R, G, B signals are always obtained from the main signal, and if a low-frequency luminance signal is formed from this signal, vertical correlation will contribute only to the high-frequency luminance signal. There is no fear that the vertical resolution will decrease. Further, in the formation of the luminance signal, R.
G. Since there is a B signal, switch to switch composition processing,
The effect is that it is sufficient to simply perform addition processing.

そして、N1Hの読み出し後N2Hの読み出しには、1
つの水平ラインを重複して水平ライン
を読み出している。ここで、撮像素子に非破壊素子
を用いており、バイポーラトランジスタのベースに蓄積
された光電荷によって、このトランジスタのコレクタの
バイアス電位を変調してエミッタフォロワ動作でエミッ
タから読み出すような素子であるために1回の露光によ
って発生した上記光電荷をリセットしない限り、この同
じ非破壊素子から光電荷によって変調された信号成分を
複数回に亙って読み出すことができる。また、画像信号
読み出し手段2bは第12図に示すように、2線出力方
式となっており、製造上の簡略化を図れる。同図におい
て、垂直スイッチ2bによる水平ラインの選択を変え
ることによって3つの水平ラインずつ、及び奇数フィー
ルドに対して偶数フィールドでは1水平ラインずれた組
み合わせで読み出すことができる。例えば、奇数フィー
ルドにおけるn1Hの読出し時には、垂直スイッチ2b
によって3本の水平ラインのうち両
側の水平ラインが同一信号線上で加算される
ように、また、中央の水平ラインは他の信号線へ読
み出されるように選択する。第13図はこの発明の信号
処理手段のSの要部を示すブロック図であり、SIT
のa1及びA2から3つの色信号が出力される。例え
ば、n2Hの読み出しの場合、A2の中央水平ライン
の色信号G、R、Bと出力され、A1から両側
水平ラインの色信号を加算した色信号(R
+B)、(G+G)、(G+B)が出力され
る。
Then, for reading N2H after reading N1H, 1
Two horizontal lines 3 are overlapped and horizontal lines 3 , 4 ,
5 is being read. Here, a non-destructive element is used as the image pickup element, and the bias potential of the collector of this transistor is modulated by the photocharges accumulated in the base of the bipolar transistor, and the element is read out from the emitter by the emitter follower operation. Unless the photocharge generated by one exposure is reset, the signal component modulated by the photocharge can be read from the same non-destructive element a plurality of times. Further, the image signal reading means 2b is of a two-line output system as shown in FIG. 12, which simplifies manufacturing. In the same figure, by changing the selection of the horizontal line by the vertical switch 2b 1 , it is possible to read three horizontal lines at a time, or in a combination in which the odd field is shifted by one horizontal line in the even field. For example, when reading n1H in an odd field, the vertical switch 2b
1 so that the horizontal lines 1 and 3 on both sides of the three horizontal lines 1 , 2 and 3 are added on the same signal line, and the horizontal line 2 at the center is read to another signal line. To do. FIG. 13 is a block diagram showing an essential part of S 5 of the signal processing means of the present invention.
Three color signals are output from a1 and A2. For example, in the case of reading n2H, the central horizontal line of A2
2 color signals G 2, is output as R 2, B 2, color signals obtained by adding the color signals on either side horizontal line 1, 3 A1 (R 1
+ B 3 ), (G 1 + G 3 ), and (G 1 + B 3 ) are output.

第13図は、この発明における信号処理手段Sを示す
ブロック図である。図において、SIT2から出力され
る2個の色信号A,Aはそれぞれ加算器34でその
まま加算されて輝度信号Yとなる。このとき無彩色画像
を撮像した場合の理想状態では、第14図のように折返
し歪は10.7MHzで発生する。従ってフィルタ特性をかな
り楽に設計することができる。また、スイッチSW6は
フィールド切換信号に応じて1フィールド毎に切換わる
ものであり、常にメイン信号を取り出し得るようになっ
ている。このスイッチSW6を介して取り出された色信
号は、サンプルホールド回路34,35,36により
R.G.B信号に色分離され、プロセス回路6には前記
G信号およびホワイトバランスアンプ4,5を経たR.
B信号が入力される。なお、この場合のサンプルホール
ドコマンドパルスSCとしては、1H毎に2画素分ずつ
R.G.B信号をずらすようにする必要がある。
FIG. 13 is a block diagram showing the signal processing means S 5 in the present invention. In the figure, the two color signals A 1 and A 2 output from SIT2 are respectively added as they are by an adder 34 to become a luminance signal Y. At this time, in an ideal state when an achromatic image is captured, aliasing distortion occurs at 10.7 MHz as shown in FIG. Therefore, the filter characteristics can be designed quite easily. Further, the switch SW6 is switched for each field in response to the field switching signal and is always adapted to take out the main signal. The color signal taken out through the switch SW6 is supplied to the R.R. G. The signal is color-separated into the B signal, and the process circuit 6 receives the R signal from the G signal and the white balance amplifiers 4 and 5.
B signal is input. In this case, as the sample hold command pulse SC, the R. G. It is necessary to shift the B signal.

〔効果〕〔effect〕

以上説明したように、この発明によれば、同時に読み出
される3n行の中には必ずRGBが含まれているため1
水平ピッチ毎に輝度信号を得ることができ、これによっ
て輝度信号の帯域を拡大することができるために解像度
の大幅な向上を図ることができるとともに、読出信号か
ら輝度信号を生成するためには単に素子の出力を加算処
理すればよく、信号処理が容易になり、簡単な回路構成
にすることができる。
As described above, according to the present invention, RGB is always included in the 3n rows read at the same time.
Since the luminance signal can be obtained for each horizontal pitch, and the band of the luminance signal can be expanded thereby, the resolution can be significantly improved, and in order to generate the luminance signal from the read signal, simply It is only necessary to add the outputs of the elements, which facilitates signal processing and allows a simple circuit configuration.

また3n行を同時に読み出し、かつ、各3n行を互いに
重複されるとによって、第1図に示すような各3n行を
重複させない場合に比して各水平走査線の感度重心を近
付けることでき、これによって垂直方向のモアレの発生
を防止し、垂直解像度を向上することができる。
Further, by reading out 3n rows at the same time and overlapping each 3n row with each other, it is possible to bring the sensitivity centroids of the horizontal scanning lines closer to each other as compared with the case where the 3n rows are not overlapped as shown in FIG. As a result, it is possible to prevent the generation of moire in the vertical direction and improve the vertical resolution.

さらに、1水平走査線あたりの情報量が多くなるため、
後段の信号処理の自由度を増すことができる。
Furthermore, since the amount of information per horizontal scanning line increases,
It is possible to increase the degree of freedom of signal processing in the subsequent stage.

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

第1図はこの発明に関連する第1参考例に用いる色分解
フィルタの配列例を示す説明図、第2図は第1参考例の
信号読み出し手段を示す説明図、第3図は第1参考例に
おける信号処理手段を示すブロック図、第4図は第3図
に示したものにおける折返し歪を表わす図、第5図は第
2参考例の信号処理手段を示すブロック図、第6図は第
5図に示したものにおける折返し歪を表わす図、第7図
は第3参考例に用いる色分解フィルタの配列例を示す説
明図、第8図は第3参考例の信号処理手段を示すブロッ
ク図、第9図は第8図に示したものにおける折返し歪を
表わす図、第10図は第4参考例の信号処理手段の要部
を示すブロック図、第11図はこの発明に用いる色分解
フィルタの配列例を示す説明図、第12図はこの発明の
信号読み出し手段を示す説明図、第13図はこの発明の
信号処理手段を示すブロック図、第14は第13図に示
したものにおける折返し歪を示す図である。 1:色分解フィルタ 2:非破壊読出し可能な撮像素子 2a:画像情報読出し手段 S,S,S,S,S:信号処理手段 g1,g2,g3……:緑色光フィルタ b1,b2,b3……:青色光フィルタ r1,r2,r3……:赤色光フィルタ
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an arrangement example of a color separation filter used in a first reference example related to the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing a signal reading means of the first reference example, and FIG. 3 is a first reference example. FIG. 4 is a block diagram showing the signal processing means in the example, FIG. 4 is a diagram showing the aliasing distortion in the one shown in FIG. 3, FIG. 5 is a block diagram showing the signal processing means of the second reference example, and FIG. FIG. 5 is a diagram showing aliasing distortion in what is shown in FIG. 5, FIG. 7 is an explanatory diagram showing an arrangement example of color separation filters used in the third reference example, and FIG. 8 is a block diagram showing signal processing means of the third reference example. FIG. 9 is a diagram showing the aliasing distortion in the one shown in FIG. 8, FIG. 10 is a block diagram showing the essential parts of the signal processing means of the fourth reference example, and FIG. 11 is a color separation filter used in the present invention. 12 is an explanatory view showing an example of the arrangement of FIG. Illustration showing, FIG. 13 is a block diagram showing a signal processing section in accordance with the present invention, the first 14 illustrates the aliasing in those shown in FIG. 13. 1: color separation filter 2: nondestructive readable image sensor 2a: image information reading means S 1, S 2, S 3 , S 4, S 5: the signal processing means g1, g2, g3 ......: green light filter b1 , B2, b3 ...: Blue light filter r1, r2, r3 ...: Red light filter

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−9478(JP,A) 特開 昭51−56123(JP,A) 特開 昭56−149187(JP,A) 特開 昭61−157093(JP,A) 特開 昭61−157092(JP,A) 特開 昭58−119286(JP,A) 特開 昭55−20012(JP,A)Continuation of the front page (56) Reference JP-A-58-9478 (JP, A) JP-A-51-56123 (JP, A) JP-A-56-149187 (JP, A) JP-A-61-157093 (JP , A) JP 61-157092 (JP, A) JP 58-119286 (JP, A) JP 55-20012 (JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】赤色フィルタと緑色フィルタと青色フィル
タとを各行に配列するとともに、これら3色の色フィル
タが連続する3行の垂直方向に含まれる配列とされ、こ
れらを行方向及び列方向に繰り返し配列させた色分解フ
ィルタと、 水平及び垂直方向に配列された複数の非破壊読み出し可
能な撮像セルを有する撮像手段と、 互いに垂直方向に隣接した3行の信号を1水平走査線分
の画像情報として同時に読み出すとともに、引き続く1
水平走査期間毎に各々同時に読み出される3行の少なく
とも1行分を互いに重複させ、3行の信号のうち中央の
行からの信号と上下2行の加算信号とを別の出力線に読
み出させる画像情報読み出し手段と、 読み出された画像情報から1枚分の画像信号を得る信号
処理手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
1. A red filter, a green filter, and a blue filter are arranged in each row, and color filters of these three colors are included in three consecutive rows in a vertical direction, and these are arranged in a row direction and a column direction. Color separation filters arranged repeatedly, image pickup means having a plurality of nondestructive read-out image pickup cells arranged in horizontal and vertical directions, and signals of three rows vertically adjacent to each other for one horizontal scanning line image Simultaneously read as information and continue 1
At least one of the three rows that are simultaneously read in each horizontal scanning period is overlapped with each other, and the signals from the central row and the addition signals of the upper and lower two rows of the signals of the three rows are read to different output lines. An image pickup apparatus comprising: an image information reading unit; and a signal processing unit that obtains an image signal for one image from the read image information.
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