JPH0626410B2 - Color image sensor - Google Patents

Color image sensor

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JPH0626410B2
JPH0626410B2 JP61084038A JP8403886A JPH0626410B2 JP H0626410 B2 JPH0626410 B2 JP H0626410B2 JP 61084038 A JP61084038 A JP 61084038A JP 8403886 A JP8403886 A JP 8403886A JP H0626410 B2 JPH0626410 B2 JP H0626410B2
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JP
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color
light
photoelectric conversion
horizontal
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JP61084038A
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Japanese (ja)
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JPS62241467A (en
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賢治 鈴木
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/11Scanning of colour motion picture films, e.g. for telecine

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  • Facsimile Heads (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、カラー画像を読み取るためのカラーイメージ
センサーに関し、特にカラープリンタのスキャナーとし
て用いるのに適したカラーイメージセンサーに関するも
のである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a color image sensor for reading a color image, and more particularly to a color image sensor suitable for use as a scanner of a color printer.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

最近のカラープリンタでは、カラー原画(カラーネガ,
カラーポジ等)をスキャニングするためのスキャナーが
設けられており、濃度とカラーバランスとが良好なプリ
ント写真を作成するために、カラー原画の各点の三色濃
度を測定し、この各点の三色濃度を用いて、プリント時
にカラーペーパーを露光するための赤色露光量,緑色露
光量,青色露光量をそれぞれ制御している。前記スキャ
ナーには、固体撮像装置であるカラーイメージセンサー
が使用される。このスキャナーには、測定する色光毎
に、例えば赤色用カラーイメージセンサー,緑色用カラ
ーイメージセンサー,青色用カラーイメージセンサーを
設置した三板タイプと、赤色透過エリヤと緑色透過エリ
ヤと青色透過エリヤとを交互に形成したモザイクフイル
タ又はストライプフイルタを1枚のイメージセンサーの
受光面に配置した単板式とがある。
In recent color printers, color original images (color negative,
There is a scanner for scanning (color positive etc.), in order to create a print photograph with good density and color balance, the three color densities of each point of the original color image are measured, and the three colors of each point are measured. The density is used to control the red exposure amount, the green exposure amount, and the blue exposure amount for exposing the color paper during printing. A color image sensor, which is a solid-state imaging device, is used for the scanner. This scanner has a three-plate type with a color image sensor for red, a color image sensor for green, and a color image sensor for blue, and a red transmission area, a green transmission area, and a blue transmission area alternately for each color light to be measured. There is a single plate type in which the mosaic filter or the stripe filter formed in 1 is arranged on the light receiving surface of one image sensor.

前者の三板式は、3個のカラーイメージセンサーの他
に、ドライバや光学系が3個必要になるため、構造が複
雑になり、コストがかかる。したがって、コスト面や設
置スペース等の点からして、単板タイプが有利である。
この単板タイプは、1個の垂直走査シフトレジスタと、
1個の水平走査シフトレジスタにより、各光電変換部が
順次走査されるため、各色の信号がミックスした形で取
り出される。
The former three-plate type requires three drivers and optical systems in addition to the three color image sensors, which makes the structure complicated and costly. Therefore, the single plate type is advantageous in terms of cost and installation space.
This single plate type has one vertical scanning shift register,
Since each photoelectric conversion unit is sequentially scanned by one horizontal scanning shift register, signals of respective colors are taken out in a mixed form.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

前述した単板式カラーイメージセンサーで、カラー原画
の三色濃度を測定する場合は、各光電変換部が異なった
点を測定するため、本質的に色レジストレーションが発
生し、そのため画素の三色濃度を正しく測定することが
できない。これは、画素の色味を考慮して、カラープリ
ント時の三色露光量を制御する場合に問題となる。
When measuring the three color densities of a color original image using the single-plate color image sensor described above, each photoelectric conversion unit measures different points, which essentially causes color registration. Can not be measured correctly. This poses a problem when controlling the three-color exposure amount in color printing in consideration of the tint of the pixel.

一般的に、アマチュアが撮影したカラーネガには、露光
が適正なフレームの他に、露光が極端にオーバー又はア
ンダーなフレームが含まれているから、カラーネガに記
録された画像の濃度を測定するには、10000ステッ
プ程度のダイナミックレンジが必要となる。しかし、カ
ラーイメージセンサーのダイナミックレンジは狭いた
め、10000ステップをカバーしょうとなると、入射
光量の変化に対する信号レベルの変化を小さくしなけれ
ばならないため、高精度の測定を行なうことができなく
なる。ところで、カラーネガに記録された1フレームに
ついてだけ見れば、色によって信号レベルは違うが、各
色とも約100ステップあれば充分である。したがっ
て、色毎に電荷蓄積時間を変えて測定すれば、ダイナミ
ックレンジが広がるから、ノイズの少ない信号を得るこ
とができる。しかし、従来のカラーイメージセンサーで
は、電荷蓄積時間を色毎に設定することができなかっ
た。
In general, color negatives taken by amateurs include not only frames that are properly exposed but also frames that are extremely over or underexposed, so to measure the density of images recorded on color negatives A dynamic range of about 10,000 steps is required. However, since the dynamic range of the color image sensor is narrow, if it is necessary to cover 10000 steps, it is necessary to reduce the change in signal level with respect to the change in the amount of incident light, which makes it impossible to perform highly accurate measurement. By the way, looking at only one frame recorded on a color negative, the signal level differs depending on the color, but about 100 steps for each color is sufficient. Therefore, if the charge accumulation time is changed for each color and the measurement is performed, the dynamic range is widened and a signal with less noise can be obtained. However, in the conventional color image sensor, the charge storage time cannot be set for each color.

本発明は、高精度の測定を行なうために、色毎に電荷蓄
積時間を設定するとともに、色レジストレーションの発
生を少なくしたカラーイメージセンサーを提供すること
を目的とするものである。
An object of the present invention is to provide a color image sensor in which the charge accumulation time is set for each color in order to perform highly accurate measurement, and the occurrence of color registration is reduced.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

前述した目的を達成するために、本発明のカラーイメー
ジセンサーは、各第1光電変換部例えば青色用光電変換
部と直列にそれぞれ接続された複数の青色用垂直MOS
スイッチと、各第2光電変換部例えば緑色用光電変換部
と直列にそれぞれ接続された複数の緑色用垂直MOSス
イッチと、各第3光電変換部例えば赤色用光電変換部と
直列にそれぞれ接続された複数の第3垂直MOSスイッ
チと、N(3以上の整数)列毎に設けられており、N列
内にある複数の青色用垂直MOSスイッチと直列に接続
された青色用水平MOSスイッチと、N列毎に設けられ
ており、N列内にある複数の緑色用垂直MOSスイッチ
と直列に接続された緑色用水平MOSスイッチと、N列
毎に設けられており、N列内にある複数の赤色用垂直M
OSスイッチと直列に接続された赤色用水平MOSスイ
ッチと、青色用垂直MOSスイッチをM行(Mは3以上
の整数)ずつ順番にONにする青色用垂直走査シフトレ
ジスタと、緑色用垂直MOSスイッチをM行ずつ順番に
ONにする緑色用垂直走査シフトレジスタと、赤色用垂
直MOSスイッチをM行ずつ順番にONにする赤色用垂
直走査シフトレジスタと、同じ列にある三色の水平MO
Sスイッチを同時にON状態にする1個の水平走査シフ
トレジスタとから構成したものである。
To achieve the above-mentioned object, the color image sensor of the present invention comprises a plurality of blue vertical MOS transistors connected in series with each first photoelectric conversion unit, for example, a blue photoelectric conversion unit.
A switch, a plurality of green vertical MOS switches connected in series with each second photoelectric conversion unit, for example, a green photoelectric conversion unit, and each connected in series with each third photoelectric conversion unit, for example, a red photoelectric conversion unit. A plurality of third vertical MOS switches, a blue horizontal MOS switch provided for each N (integer of 3 or more) columns, and connected in series with the plurality of blue vertical MOS switches in the N column; A horizontal horizontal MOS switch for green, which is provided for each column and is connected in series with a plurality of vertical MOS switches for green in the N column, and a plurality of reds provided in the N column and provided for each N column. For vertical M
A red horizontal MOS switch connected in series with the OS switch, and a blue vertical scan switch for sequentially turning on the blue vertical MOS switches by M rows (M is an integer of 3 or more), and a green vertical MOS switch. Vertical scanning shift register for green which sequentially turns on every M rows, a vertical scanning shift register for red which sequentially turns on vertical MOS switches for red every M rows, and a horizontal MO of three colors in the same column.
It is composed of one horizontal scanning shift register that simultaneously turns on the S switch.

色レジストレーションをなくすために、マトリックスに
配置された各光電変換部がM×N個(M,Nは3以上の
整数)ずつにグループ化され、このグループで1画素測
定部が構成される。この1画素測定部内には、各色毎に
n個(M×Nの最小公約数であって3以上の整数)の光
電変換部を含み、このn個の光電変換部に蓄積された信
号電荷が加算されて読み出される。この1画素測定部で
の信号電荷の加算を行なうために、n個の光電変換部に
接続された各垂直MOSスイッチは同時にONされ、こ
れとともにn個の垂直MOSスイッチが接続された1個
の水平MOSスイッチがONされ、この水平MOSスイ
ッチのドレインに接続された出力線から色信号が取り出
される。この水平MOSスイッチは、各色ともN列毎に
設けられており、1個の水平走査シフトレジスタで、同
じ列にある各色の水平MOSスイッチが同時にONされ
る。また、各色毎に設けられた垂直走査シフトレジスタ
は、重複しない範囲で独立に作動させることにより、色
毎に電荷蓄積時間(光電変換時間)を設定する。すなわ
ち、これらの垂直走査シフトレジスタは、色毎に異なっ
たタイミングで垂直MOSスイッチをONにし、色毎に
信号電荷の読出しを行なう。
In order to eliminate color registration, the photoelectric conversion units arranged in the matrix are grouped into M × N units (M and N are integers of 3 or more), and this group constitutes one pixel measurement unit. The 1-pixel measuring unit includes n (M × N least common divisor and an integer of 3 or more) photoelectric conversion units for each color, and the signal charges accumulated in the n photoelectric conversion units are It is added and read. In order to add the signal charges in the one-pixel measuring unit, the vertical MOS switches connected to the n photoelectric conversion units are simultaneously turned on, and at the same time, one vertical MOS switch connected to the vertical MOS switches is also connected. The horizontal MOS switch is turned on, and the color signal is taken out from the output line connected to the drain of the horizontal MOS switch. This horizontal MOS switch is provided for every N columns for each color, and one horizontal scanning shift register simultaneously turns on the horizontal MOS switches for each color in the same column. Further, the vertical scanning shift register provided for each color is independently operated within a non-overlapping range to set the charge accumulation time (photoelectric conversion time) for each color. That is, in these vertical scanning shift registers, the vertical MOS switches are turned on at different timings for each color to read out the signal charges for each color.

前記色光としては、青色,緑色,赤色の組合せと、シア
ン,マゼンダ,イエローとの組合せ等があり、本発明は
このいずれの組合せに対しても利用することができるも
のであり、更にこれらに特別な色例えば肌色等を加えて
もよい。
Examples of the colored light include a combination of blue, green, and red, a combination of cyan, magenta, and yellow, and the present invention can be used for any of these combinations. Various colors such as skin color may be added.

以下、図面を参照して本発明の実施例について詳細に説
明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

〔実施例〕〔Example〕

カラーイメージセンサーの光電変換部の配列の一例を示
す第2図において、カラーイメージセンサー2は、赤色
光を光電変換し、得られた信号電荷を蓄積する赤色用光
電変換部3,緑色光を光電変換して得られた信号電荷を
蓄積する緑色用光電変換部4,青色光を光電変換して得
られた信号電荷を蓄積する青色用光電変換部5が交互に
規則正しく配列されている。前記赤色用光電変換部3,
緑色用光電変換部4,青色用光電変換部5は、この分野
で広く知られているように、等価的に表したフォトダイ
オードと、特定の色光を選択透過させるための色フイル
タとで構成されている。この実施例では、色フイルタと
して、赤色フイルタ,緑色フイルタ,青色フイルタとが
用いられる。赤色用光電変換部3は、赤色フイルタとフ
ォトダイオードとで構成され、緑色用光電変換部4は緑
色フイルタとフォトダイオードとで構成される。また、
青色用光電変換部5は青色フイルタとフォトダイオード
とで構成される。
In FIG. 2 showing an example of an array of photoelectric conversion units of a color image sensor, a color image sensor 2 photoelectrically converts red light and accumulates the obtained signal charges. A green photoelectric conversion unit 4 for accumulating signal charges obtained by conversion and a blue photoelectric conversion unit 5 for accumulating signal charges obtained by photoelectric conversion of blue light are alternately arranged regularly. The red photoelectric conversion unit 3,
As is widely known in this field, the photoelectric conversion unit 4 for green and the photoelectric conversion unit 5 for blue are composed of equivalently represented photodiodes and a color filter for selectively transmitting specific color light. ing. In this embodiment, a red filter, a green filter, and a blue filter are used as the color filters. The red photoelectric conversion unit 3 is composed of a red filter and a photodiode, and the green photoelectric conversion unit 4 is composed of a green filter and a photodiode. Also,
The blue photoelectric conversion unit 5 is composed of a blue filter and a photodiode.

1画素測定部を各色毎に1個の光電変換部で構成した場
合には、各色の光電変換部はカラー原画上の異なった点
を測定するため、色レジストレーションの影響が大きく
なる。この色レジストレーションを無くすために、光電
変換部をM行N列(M,Nは3以上の整数)にグループ
化し、M×N個の光電変換部で1画素測定部を構成し、
この1画素測定部内では同じ色の光電変換部の信号電荷
を加算して読み出せば、カラープリンタの露光制御には
実質的に支障がない三色分解測光を行なうことが可能と
なる。この実施例では、3行3列毎にグループ化し、3
個の赤色用光電変換部3と、3個の緑色用光電変換部4
と、3個の青色用光電変換部5で1画素測定部2aが構
成されている。図面では、1個の光電変換部3〜5が点
線で囲んであり、そして1画素測定部2aが実線で囲ん
である。
When the one-pixel measuring unit is composed of one photoelectric conversion unit for each color, the photoelectric conversion units for each color measure different points on the color original image, and thus the influence of color registration becomes large. In order to eliminate this color registration, photoelectric conversion units are grouped into M rows and N columns (M and N are integers of 3 or more), and one pixel measurement unit is configured by M × N photoelectric conversion units.
If the signal charges of the photoelectric conversion units of the same color are added and read in the one-pixel measurement unit, it is possible to perform three-color separation photometry that does not substantially affect the exposure control of the color printer. In this embodiment, groups are made every 3 rows and 3 columns, and 3
Red photoelectric conversion unit 3 and three green photoelectric conversion units 4
The three photoelectric conversion units 5 for blue constitute a one-pixel measuring unit 2a. In the drawing, one photoelectric conversion unit 3 to 5 is surrounded by a dotted line, and one pixel measurement unit 2a is surrounded by a solid line.

第1図は本発明のカラーイメージセンサーの回路を示す
ものである。実際のカラーイメージセンサーでは、半導
体チップに各電子エレメントが集積化されているもので
あるが、図面では等価的に表してある。前述した色フイ
ルタを透過した光を光電変換するためのフォトダイオー
ド11〜15,21〜25,31〜35,41〜44が
マトリックスに配置されており、この光電変換で得られ
た信号電荷をフローティングキャパシタに蓄積する。こ
こでフォトダイオード11,14,23,32,35,
41,44は赤色用であり、フォトダイオード12,1
5,21,24,33,42は緑色用であり、そしてフ
ォトダイオード13,22,25,31,34,43は
青色用である。これらのフォトダイオードに蓄積された
信号電荷をそれぞれ読み出すために、垂直MOSスイッ
チ51〜55,61〜65,71〜75,81〜84が
各フォトダイオードにそれぞれ直列に接続されている。
FIG. 1 shows a circuit of the color image sensor of the present invention. In an actual color image sensor, each electronic element is integrated on a semiconductor chip, but they are shown equivalently in the drawings. Photodiodes 11 to 15, 21 to 25, 31 to 35, 41 to 44 for photoelectrically converting the light transmitted through the color filter described above are arranged in a matrix, and the signal charges obtained by this photoelectric conversion are floated. Store in the capacitor. Here, the photodiodes 11, 14, 23, 32, 35,
41 and 44 are for red, and the photodiodes 12 and 1 are
5, 21, 24, 33 and 42 are for green, and the photodiodes 13, 22, 25, 31, 34 and 43 are for blue. Vertical MOS switches 51 to 55, 61 to 65, 71 to 75, 81 to 84 are connected in series to the respective photodiodes in order to read out the signal charges accumulated in these photodiodes.

電荷蓄積時間を色毎に設定するために、青色用垂直走査
シフトレジスタ91a,緑色用垂直走査シフトレジスタ
91b,赤色用垂直走査シフトレジスタ91cが設けら
れている。また、色信号の読出しが色毎に重複しないよ
うに電荷蓄積時間を設定すれば、1個の水平走査シフト
レジスタ92を共通して使用することができ、これは構
造を簡単にする上で有利である。前記各シフトレジスタ
91a〜91c,92は、コントローラ93で制御され
る。なお、符合94は、コントローラ93にパルスを供
給するためのパルス発生器である。
A blue vertical scanning shift register 91a, a green vertical scanning shift register 91b, and a red vertical scanning shift register 91c are provided in order to set the charge accumulation time for each color. Further, if the charge accumulation time is set so that the reading of color signals does not overlap for each color, one horizontal scanning shift register 92 can be used in common, which is advantageous in simplifying the structure. Is. The shift registers 91a to 91c, 92 are controlled by a controller 93. Reference numeral 94 is a pulse generator for supplying a pulse to the controller 93.

第1行目の垂直MOSスイッチ51〜55を色毎にON
させるために、青色用水平線101a,緑色用101
b,赤色用101cが設けられている。この青色用水平
線101aには、青色用垂直MOSスイッチ53のゲー
トが接続されており、緑色用水平線101bには、緑色
用垂直MOSスイッチ52,55のゲートがそれぞれ接
続されている。また、赤色用水平線101cには、赤色
用垂直MOSスイッチ51,54のゲートが接続されて
いる。
Turn on the vertical MOS switches 51 to 55 in the first row for each color
In order to make the horizontal line 101a for blue and 101 for green
b, a red color 101c is provided. The gate of the blue vertical MOS switch 53 is connected to the blue horizontal line 101a, and the gates of the green vertical MOS switches 52 and 55 are connected to the green horizontal line 101b. Further, the gates of the red vertical MOS switches 51 and 54 are connected to the red horizontal line 101c.

また、第2行目の垂直MOSスイッチ61〜65を色毎
にONさせるために、3本の水平線102a〜102c
が配線されている。第3行目以降もこれと同様であるた
め、符合のみを付してその説明を省略する。
Further, in order to turn on the vertical MOS switches 61 to 65 in the second row for each color, three horizontal lines 102a to 102c are used.
Is wired. Since the same applies to the third and subsequent lines, only the reference numeral is given and the description thereof is omitted.

色信号を色毎に分離した形態で取り出すために、フォト
ダイオードマトリックスの各列に対して3本の垂直線が
設けられている。すなわち、第1列目には、青色用垂直
線111a,緑色用垂直線111b,赤色用垂直線11
1cが配線されている。この青色用垂直線111aに
は、青色用垂直MOSスイッチ71のドレインが接続さ
れ、また緑色用垂直線111bには、緑色用垂直MOS
スイッチ61のドレインが接続されている。赤色用垂直
線111cには、赤色用垂直MOSスイッチ51,81
のドレインが接続されている。なお、第2列以降の垂直
線については、符合のみを付してその説明を省略する。
Three vertical lines are provided for each column of the photodiode matrix in order to extract the color signals in a separated form for each color. That is, the blue vertical line 111a, the green vertical line 111b, and the red vertical line 11 are provided in the first column.
1c is wired. The drain of the blue vertical MOS switch 71 is connected to the blue vertical line 111a, and the green vertical MOS switch 71 is connected to the green vertical line 111b.
The drain of the switch 61 is connected. The red vertical lines 111c are connected to the red vertical MOS switches 51, 81.
The drain of is connected. It should be noted that the vertical lines in the second and subsequent columns are given only the reference numerals and the description thereof will be omitted.

1画素測定部2aは、3行3列で構成されているため
に、第1行から第3行にある3本の青色用水平線101
a,102a,103aが結線されて、青色用垂直走査
シフトレジスタ91aの第1段目の出力端子D1に接続
されている。なお、図示してないが、第4行目以降も、
上から3本ずつ結線されて、青色用垂直走査シフトレジ
スタ91aの対応する出力端子に接続されている。同様
に、緑色用水平線101b,102b,103bが結線
されて、緑色用垂直走査シフトレジスタ91bの第1段
目の出力端子D1に接続されている。また、赤色用水平
線101c,102c,103cが結線されて、赤色用
垂直走査シフトレジスタ91cの第1段目の出力端子D
1に接続されている。
Since the 1-pixel measuring unit 2a is configured by 3 rows and 3 columns, the three blue horizontal lines 101 in the 1st to 3rd rows are arranged.
a, 102a, and 103a are connected and connected to the first-stage output terminal D1 of the blue vertical scanning shift register 91a. Although not shown in the figure,
Three lines are connected from the top and are connected to the corresponding output terminals of the blue vertical scanning shift register 91a. Similarly, the green horizontal lines 101b, 102b, 103b are connected and connected to the output terminal D1 of the first stage of the green vertical scanning shift register 91b. The red horizontal lines 101c, 102c, and 103c are connected to each other, and the first-stage output terminal D of the red vertical scanning shift register 91c is connected.
Connected to 1.

1画素測定部2aは、3列から構成されているため、青
色用垂直線111a,112a,113aは結線され、
これに青色用水平MOSスイッチ121aが直列に接続
されている。同様に、緑色用垂直線111b,112
b,113bは結線され、これに緑色用水平MOSスイ
ッチ121bが直列に接続されている。赤色用垂直線1
11c,112c,113cは結線され、これに赤色用
水平MOSスイッチ121cが直列に接続されている。
これらの水平MOSスイッチ121a〜121cのゲー
トは、水平走査シフトレジスタ92の第1番目の出力端
子F1に接続されている。
Since the one-pixel measuring unit 2a is composed of three columns, the blue vertical lines 111a, 112a, 113a are connected,
The horizontal MOS switch 121a for blue is connected to this in series. Similarly, the green vertical lines 111b and 112
b and 113b are connected to each other, and a green horizontal MOS switch 121b is connected in series thereto. Vertical line for red 1
11c, 112c, 113c are connected to each other, and a red horizontal MOS switch 121c is connected in series to this.
The gates of these horizontal MOS switches 121a to 121c are connected to the first output terminal F1 of the horizontal scanning shift register 92.

同様に、第2列目の1画素測定部についても、同じ1画
素測定部内で色毎に信号電荷を加算して取り出すため
に、青色用水平MOSスイッチ122a,緑色用水平M
OSスイッチ122b,赤色用水平MOSスイッチ12
2cが設けられている。これらの水平MOSスイッチ1
22a〜122cのゲートは、水平走査シフトレジスタ
92の第2番目の出力端子F2に接続されている。
Similarly, for the 1-pixel measuring unit in the second column, in order to add and take out the signal charges for each color in the same 1-pixel measuring unit, the blue horizontal MOS switch 122a and the green horizontal M switch are also used.
OS switch 122b, red horizontal MOS switch 12
2c is provided. These horizontal MOS switches 1
Gates 22a to 122c are connected to the second output terminal F2 of the horizontal scanning shift register 92.

前記青色用水平MOSスイッチ121a,122aのド
レインは、青色用出力線125aにそれぞれ接続されて
いる。同様に、緑色用水平MOSスイッチ121b,1
22bのドレインは、緑色用出力線125bにそれぞれ
接続されている。赤色用水平MOSスイッチ121c,
122cのドレインは、赤色用出力線125cにそれぞ
れ接続されている。
The drains of the blue horizontal MOS switches 121a and 122a are connected to the blue output line 125a, respectively. Similarly, green horizontal MOS switches 121b, 1b
The drains of 22b are connected to the green output line 125b, respectively. Red horizontal MOS switch 121c,
The drains of 122c are connected to the red output lines 125c, respectively.

次に、第3図を参照して上記実施例の作用について説明
する。まず、コントローラ93に、赤色電荷蓄積時間、
緑色電荷蓄積時間、青色電荷蓄積時間をそれぞれ指定す
る。これらの電荷蓄積時間は、プレスキャン等によって
各色光を測定し、その最大値が光電変換部の出力値の飽
和値に近くなるように、電荷蓄積時間(光電変換時間)
を決定するものである。コントローラ93に、本スキャ
ンのための読取りスタート信号が入力されると、色毎に
設けた垂直走査シフトレジスタ91a〜91cが同時に
作動され、これとともに1個の水平走査シフトレジスタ
92が作動するから、蓄積されていた各色の信号電荷が
同時に読み出され、時間t0でリセットされる。この信
号は、不要なものであるから、コンピュータに取り込む
ことなく、そのままドレインさせる。
Next, the operation of the above embodiment will be described with reference to FIG. First, the controller 93
Specify the green charge accumulation time and blue charge accumulation time respectively. The charge storage time is measured by pre-scanning each color light, and the charge storage time (photoelectric conversion time) is set so that the maximum value is close to the saturation value of the output value of the photoelectric conversion unit.
Is to determine. When the reading start signal for the main scan is input to the controller 93, the vertical scanning shift registers 91a to 91c provided for each color are simultaneously activated, and together with this, one horizontal scanning shift register 92 is activated. The accumulated signal charges of each color are simultaneously read out and reset at time t0. Since this signal is unnecessary, it is drained as it is without being taken into the computer.

時間t0後から、各フォトダイオードは、入射光を光電
変換して、発生した信号電荷を蓄積する。そてし時間t
1に達すると、赤色の電荷蓄積が終了するから、コント
ローラ93は、赤色用垂直走査シフトレジスタ91c
と、水平走査シフトレジスタ92にクロックパルスを送
り、赤色信号の読出しを開始する。この赤色用垂直走査
シフトレジスタ91cは、水平走査シフトレジスタ92
が1回走査を完了する毎に、垂直走査バルスを1段ずつ
シフトする。
After time t0, each photodiode photoelectrically converts incident light and accumulates the generated signal charge. Time t
When it reaches 1, the charge accumulation of red color is completed. Therefore, the controller 93 causes the vertical scanning shift register 91c for red color.
Then, a clock pulse is sent to the horizontal scanning shift register 92 to start reading the red signal. The red vertical scanning shift register 91c is a horizontal scanning shift register 92.
Each time the scanning is completed once, the vertical scanning pulse is shifted by one stage.

前記赤色用垂直走査シフトレジスタ91cは、まず第1
段目の出力端子D1を「H」にする。これとともに、水
平走査シフトレジスタ92の第1番目の出力端子F1が
「H」となるから、赤色用水平線101a,102a,
103aに接続された赤色用垂直MOSスイッチ51,
63,72,及び水平MOSスイッチ121cがONす
る。これにより、第1行第1列の1画素測定部に属して
いる赤色用フォトダイオード11,23,32に蓄積さ
れている信号電荷が水平MOSスイッチ121cのドレ
インに流れるため、各信号電荷が加算されて赤色用出力
線125cから取り出される。
The red vertical scanning shift register 91c is first
The output terminal D1 of the stage is set to "H". At the same time, since the first output terminal F1 of the horizontal scanning shift register 92 becomes "H", the red horizontal lines 101a, 102a,
Red vertical MOS switch 51 connected to 103a,
63, 72 and the horizontal MOS switch 121c are turned on. As a result, the signal charges accumulated in the red photodiodes 11, 23, and 32 belonging to the one-pixel measurement unit in the first row, first column flow into the drain of the horizontal MOS switch 121c, so that each signal charge is added. Then, it is taken out from the red output line 125c.

前記赤色用出力線125cから取り出された赤色信号
は、A/D変換器(図示せず)ら送られてデジタル信号
に変換される。このデジタル信号は、対数変換テーブル
(図示せず)に送られ、ここで対数変換される。この対
数変換時に、電荷蓄積時間に応じたページが選択され、
電荷蓄積時間を考慮して正しい濃度値に変換され、得ら
れた濃度値がコンピュータに取り込まれる。
The red signal extracted from the red output line 125c is sent from an A / D converter (not shown) and converted into a digital signal. This digital signal is sent to a logarithmic conversion table (not shown) where it is logarithmically converted. During this logarithmic conversion, the page corresponding to the charge accumulation time is selected,
The density value is converted into a correct density value in consideration of the charge accumulation time, and the obtained density value is loaded into the computer.

第1行第1列目の1画素測定部から赤色信号が読み出さ
れると、次に水平走査シフトレジスタ92は第2番目の
出力端子F2を「H」にするため、第1行第2列目の1
画素測定部から赤色信号が読み出される。以下、同様に
して第1行目に属しているの1画素測定部から赤色信号
が順次読み出される。
When the red signal is read from the 1-pixel measuring unit in the 1st row and 1st column, the horizontal scanning shift register 92 sets the second output terminal F2 to "H", so that the 1st row and 2nd column Of 1
A red signal is read from the pixel measuring unit. Thereafter, similarly, the red signal is sequentially read from the one-pixel measuring unit belonging to the first row.

第1〜第3行目の赤色用フォトダイオードの読出しが終
了すると、赤色用垂直走査シフトレジスタ91cは、第
2番目の出力端子D2から垂直走査パルスを出力する。
この状態で、水平走査シフトレジスタ92が前述したよ
うに1回走査して、第4〜第6行目にある各フォトダイ
オードに蓄積されている信号電荷を画素内に加算した状
態で読み出す。以下、同様にして第3行以降の1画素測
定部から赤色信号を順番に読み出す。この赤色信号の読
出しは、時間t1〜t2の間に行われる。
When the reading of the red photodiodes in the first to third rows is completed, the red vertical scanning shift register 91c outputs a vertical scanning pulse from the second output terminal D2.
In this state, the horizontal scanning shift register 92 scans once as described above, and the signal charges accumulated in the photodiodes in the fourth to sixth rows are read out in the state of being added in the pixel. Thereafter, in the same manner, the red signal is sequentially read from the one-pixel measuring units on the third and subsequent rows. The reading of the red signal is performed during the time t1 to t2.

時間t3に達すると、緑色の電荷蓄積が終了するから、
コントローラ93は緑色用垂直走査シフトレジスタ91
b及び水平走査シフトレジスタ92にクロックパルスを
送り、緑色用フォトダイオードに蓄積されていた信号電
荷を1画素測定部内で加算した状態で読み出す。この緑
色信号は、緑色用出力線125bを通り、前述した信号
処理回路に送られる。この緑色信号の取出しは、時間t
3からt4との間で行われる。
When the time t3 is reached, the green charge accumulation ends, so
The controller 93 is a vertical scanning shift register 91 for green.
Clock pulses are sent to the horizontal scanning shift register 92 and the horizontal scanning shift register 92, and the signal charges accumulated in the green photodiode are added and read in the one-pixel measuring unit. This green signal passes through the green output line 125b and is sent to the signal processing circuit described above. This green signal is taken out at time t
It is performed between 3 and t4.

時間t5に達すると、青色の電荷蓄積が終了するから、
青色用垂直走査シフトレジスタ91a及び水平走査シフ
トレジスタ92によって、1画素測定部毎に順次走査さ
れ、各青色用フォトダイオードに蓄積されている信号電
荷が画素内で加算された状態で青色用出力線125aか
ら順次取り出される。この青色信号の読出しは、時間t
5〜t6の間で行われる。
When the time t5 is reached, the blue charge accumulation ends, so
The blue vertical output shift register 91a and the horizontal scan shift register 92 sequentially scan each pixel measuring unit, and the blue output line in a state where the signal charges accumulated in each blue photodiode are added in the pixel. It is sequentially taken out from 125a. This blue signal is read at time t
It is performed between 5 and t6.

前記実施例では、水平線に接続されているものを垂直走
査シフトレジスタといい、垂直線に接続されているもの
を水平走査シフトレジスタと称しているが、この垂直と
水平は両者の相対的関係を指すものである。
In the above embodiment, the one connected to the horizontal line is called a vertical scan shift register, and the one connected to the vertical line is called a horizontal scan shift register. It is a point.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上詳細に説明したように、本発明では、各光電変換部
をM×N個ずつにグループ化し、このグループ内では信
号電荷を加算して取り出すようにしたから、色レジスト
レーションの発生をなくすことができる。また、本発明
は、垂直MOSスイッチを色毎にONにするために、各
色毎に垂直走査シフトレジスタを設けたから、色毎に電
荷蓄積時間を設定することができ、それによりダイナミ
ックレンジを広げて、高精度の測定を行なうことができ
る。更に、本発明は、1個の水平走査シフトレジスタを
設け、各色に対して共通に用いるから構造を簡単にする
ことができる。
As described above in detail, in the present invention, the photoelectric conversion units are grouped into M × N units, and the signal charges are added and taken out in this group, so that the occurrence of color registration is eliminated. You can Further, in the present invention, since the vertical scanning shift register is provided for each color in order to turn on the vertical MOS switch for each color, the charge accumulation time can be set for each color, thereby expanding the dynamic range. Highly accurate measurement can be performed. Furthermore, the present invention can simplify the structure because one horizontal scanning shift register is provided and commonly used for each color.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明のカラーイメージセンサーの実施例を示
す回路図である。 第2図は本発明のカラーイメージセンサーの光電変換部
の配置例を示すものであり、1画素測定部が3×3の光
電変換部で構成されている。 第3図は第2図に示す実施例の電荷蓄積と信号読出しの
タイミングを示すチャートである。 2……カラーイメージセンサー 2a……1画素測定部 3……赤色用光電変換部 4……緑色用光電変換部 5……青色用光電変換部 11〜15,21〜25,31〜35,41〜44……
フォトダイオード 51〜55,61〜65,71〜75,81〜84……
垂直走査MOSスイッチ 101a,102a,103a,104a……青色用水
平線 101b,102b,103b,104b……緑色用水
平線 101c,102c,103c,104c……赤色用水
平線 111a,112a,113a,114a……青色用垂
直線 111b,112b,113b,114b……緑色用垂
直線 111c,112c,113c,114c……赤色用垂
直線 121a,122a……青色用水平MOSスイッチ 121b,122b……緑色用水平MOSスイッチ 121c,122c……赤色用水平MOSスイッチ。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a color image sensor of the present invention. FIG. 2 shows an arrangement example of photoelectric conversion units of the color image sensor of the present invention, in which one pixel measurement unit is composed of 3 × 3 photoelectric conversion units. FIG. 3 is a chart showing the timing of charge accumulation and signal reading in the embodiment shown in FIG. 2 ... Color image sensor 2a ... 1 pixel measuring unit 3 ... Red photoelectric conversion unit 4 ... Green photoelectric conversion unit 5 ... Blue photoelectric conversion unit 11 to 15, 21 to 25, 31 to 35, 41 ~ 44 ……
Photodiodes 51-55, 61-65, 71-75, 81-84 ...
Vertical scan MOS switch 101a, 102a, 103a, 104a ... Horizontal line for blue 101b, 102b, 103b, 104b ... Horizontal line for green 101c, 102c, 103c, 104c ... Horizontal line for red 111a, 112a, 113a, 114a ... Blue Vertical lines 111b, 112b, 113b, 114b ... Green vertical lines 111c, 112c, 113c, 114c ... Red vertical lines 121a, 122a ... Blue horizontal MOS switches 121b, 122b ... Green horizontal MOS switch 121c , 122c ... Red horizontal MOS switch.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1の波長域の光を光電変換して得られた
信号電荷を蓄積する第1の光電変換部と、第2の波長域
の光を光電変換して得られた信号電荷を蓄積する第2の
光電変換部と、第3の波長域の光を光電変換して得られ
た信号電荷を蓄積する第3の光電変換部とをマトリック
スに配置したカラーイメージセンサーにおいて、 前記各第1光電変換部と直列にそれぞれ接続された複数
の第1垂直MOSスイッチと、 前記各第2光電変換部と直列にそれぞれ接続された複数
の第2垂直MOSスイッチと、 前記各第3光電変換部と直列にそれぞれ接続された複数
の第3垂直MOSスイッチと、 N(3以上の整数)列毎に設けられており、N列内にあ
る複数の第1垂直MOSスイッチと直列に接続された第
1水平MOSスイッチと、 前記N列毎に設けられており、N列内にある複数の第2
垂直MOSスイッチと直列に接続された第2水平MOS
スイッチと、 前記N列毎に設けられており、N列内にある複数の第3
垂直MOSスイッチと直列に接続された第3水平MOS
スイッチと、 前記第1垂直MOSスイッチをM行(Mは3以上の整
数)ずつ順番にONにする第1垂直走査シフトレジスタ
と、 前記第2垂直MOSスイッチをM行ずつ順番にONにす
る第2垂直走査シフトレジスタと、 前記第3垂直MOSスイッチをM行ずつ順番にONにす
る第3垂直走査シフトレジスタと、 同じ列にある第1ないし第3水平MOSスイッチを同時
にON状態にする1個の水平走査シフトレジスタとから
なることを特徴とするカラーイメージセンサー。
1. A first photoelectric conversion part for accumulating signal charges obtained by photoelectrically converting light in a first wavelength range, and a signal charge obtained by photoelectrically converting light in a second wavelength range. In the color image sensor, a second photoelectric conversion unit that stores the light and a third photoelectric conversion unit that stores the signal charge obtained by photoelectrically converting the light in the third wavelength region are arranged in a matrix. A plurality of first vertical MOS switches respectively connected in series with a first photoelectric conversion unit, a plurality of second vertical MOS switches respectively connected in series with each of the second photoelectric conversion units, and each of the third photoelectric conversions A plurality of third vertical MOS switches respectively connected in series with the section, and provided for each N (integer of 3 or more) columns, and connected in series with the plurality of first vertical MOS switches in the N columns. A first horizontal MOS switch, every N columns Provided, the second plurality within N columns
Second horizontal MOS connected in series with vertical MOS switch
A switch and a plurality of third switches provided in each of the N columns and arranged in the N column.
Third horizontal MOS connected in series with vertical MOS switch
A switch, a first vertical scanning shift register that sequentially turns on the first vertical MOS switch by M rows (M is an integer of 3 or more), and a second vertical MOS switch that sequentially turns on the second vertical MOS switch by M rows. Two vertical scanning shift registers, a third vertical scanning shift register for turning on the third vertical MOS switches in order of M rows in sequence, and one for simultaneously turning on the first to third horizontal MOS switches in the same column And a horizontal scanning shift register for the color image sensor.
【請求項2】前記第1波長域の光は青色光であり、第2
波長域の光は緑色光であり、第3波長域の光は赤色光で
ある特許請求の範囲第1項記載のカラーイメージセンサ
ー。
2. The light in the first wavelength range is blue light,
The color image sensor according to claim 1, wherein the light in the wavelength range is green light and the light in the third wavelength range is red light.
【請求項3】前記各光電変換部は、特定波長域の光を選
択的に透過するフイルタと、このフイルタを透過した色
光を光電変換して得られた信号電荷を蓄積するフォトダ
イオードとからなることを特徴とする特許請求の範囲第
2項記載のカラーイメージセンサー。
3. Each of the photoelectric conversion units includes a filter that selectively transmits light in a specific wavelength range, and a photodiode that accumulates signal charges obtained by photoelectrically converting the color light that has passed through the filter. The color image sensor according to claim 2, wherein
【請求項4】前記整数M,Nはそれぞれ3であることを
特徴とする特許請求の範囲第3項記載のカラーイメージ
センサー。
4. The color image sensor according to claim 3, wherein each of the integers M and N is 3.
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