JPS58175864A - Solid-state color image pick-up device - Google Patents

Solid-state color image pick-up device

Info

Publication number
JPS58175864A
JPS58175864A JP58050400A JP5040083A JPS58175864A JP S58175864 A JPS58175864 A JP S58175864A JP 58050400 A JP58050400 A JP 58050400A JP 5040083 A JP5040083 A JP 5040083A JP S58175864 A JPS58175864 A JP S58175864A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filter
signal
filters
color
solid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP58050400A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Sato
和弘 佐藤
Shusaku Nagahara
長原 脩策
Masuo Umemoto
梅本 益雄
Toshiyuki Akiyama
俊之 秋山
Moriji Izumida
守司 泉田
Kenji Takahashi
健二 高橋
Seiichi Mita
誠一 三田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP58050400A priority Critical patent/JPS58175864A/en
Publication of JPS58175864A publication Critical patent/JPS58175864A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0216Coatings
    • H01L31/02161Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02162Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enhance sharply resolution of the solid-state color image pick-up device by a method wherein a first and a second filters, and a third and a fourth filters are made to be adjacent to each other in th perpendicular direction. CONSTITUTION:Photo detecting elements of the plural number arranged in the lateral and the perpendicular directions, and the respective filter elements of mosaic type color filters corresponding to the individual elements thereof are arranged. The first filter is constituted of an adjoining four filter element group of whole color transmitting filters. The second filter is selected from the first- the third spectrum region transmitting filters having respectively the different transmitting characteristics. The third, the fourth filters are consisting of complementary color filters to transmit the transmitting light component of the second filter, and having mutually different transmitting components. The first, the second filters and the third, the fourth filters are adjacent in the perpendicular direction. By adding outputs of two adjoining voluntarily lateral lines, a (2R+G+B) signal, a (R+2G+B) signal or a (R+G+2B) signal can be obtained always, and sharp enhancement of resolution can be attained.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水平、垂直両方向に複数個の受光素子を配列し
た固体撮儂素子と、該受光素子に各々対応して配置され
たフィルタ要素から構成されるモザイク状カラーフィル
タとを含む固体カラー撮傷装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a mosaic color filter consisting of a solid-state image sensor in which a plurality of light-receiving elements are arranged both horizontally and vertically, and filter elements arranged corresponding to the light-receiving elements. The present invention relates to a solid-state color imaging device.

このような固体カラー撮儂装置としては、従来数多くの
ものが存在する。例えば特開昭51−112228号「
カラー撮偉素子」には、上記のモザイク状カラーフィル
タとして、緑色透過フィルタ(Gフィルタ)が水平、垂
直両方向において一つおきの受光素子位置に配置されて
おり、赤色透過フィルタ(Rフィルタ)、青色透過フィ
ルタ(Bフィルタ)はそれぞれGフィルタと交互に一列
おきに配置されている。
There are many conventional solid-state color photographing devices. For example, JP-A No. 51-112228 “
In the color sensor, green transmission filters (G filters) are arranged at every other light receiving element position in both the horizontal and vertical directions as the above-mentioned mosaic color filters, red transmission filters (R filters), Blue transmission filters (B filters) are arranged alternately with G filters in every other row.

この構成においては、GフィルタはRフィルタ、Bフィ
ルタに比較し、水平、垂直両方向において最高の周波数
で存在しているため、水平、垂直両方向の解gI弯が高
い。
In this configuration, since the G filter exists at the highest frequency in both the horizontal and vertical directions compared to the R filter and the B filter, the solution gI curve in both the horizontal and vertical directions is high.

しかしながら、このモザイク状カラーフィルタを用いた
固体撮儂装置においては、光の利用率が低い、斜め方向
の解儂度が悪い、モアレが発生する。信号処理回路が複
雑であるなどの欠点が存在する。
However, in a solid-state photographic device using this mosaic color filter, the light utilization rate is low, the degree of resolution in the diagonal direction is poor, and moiré occurs. There are drawbacks such as a complicated signal processing circuit.

本発明は上述した固体撮儂装置における欠点を解消した
固体撮儂装置を提門することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device that eliminates the drawbacks of the solid-state imaging device described above.

この目的を達成するため、本発明においては、水平、及
び珈直方向に配列された複数個の受光素子と、この受光
素子の個々に対応して、モザイク状カラーフィルタの各
フィルタ要素が配置されている固体カラー撮儂装置にお
いて、隣接する4つ(2行2列)のフィルタ要素群が、
金色透過フィルタからなる第1のフィルタと、それぞれ
透過特性の異なる第1スペクトル領域透過−フィルタ、
第2スペクトル領域透過フイルタ、及び第3スペクトル
領域透過フイルタのなかから選択された第2のフィルタ
と、該第2のフィルタの透過光成分を透過し、かつ互い
に相異なる透過成分を有する補色フィルタからなる第3
、第4のフィルタとから構成されている固体カラー撮儂
装置であって、上記第1のフィルタと上記第2のフィル
タが、そして上記第3のフィルタと上記第4のフィルタ
が垂直方向で隣接している固体カラー撮儂装置を提供す
る。
In order to achieve this object, in the present invention, a plurality of light receiving elements are arranged horizontally and vertically, and each filter element of a mosaic color filter is arranged corresponding to each of the light receiving elements. In a solid-state color imaging device, four adjacent filter element groups (2 rows and 2 columns) are
a first filter consisting of a gold transmission filter; a first spectral region transmission filter having different transmission characteristics;
A second filter selected from the second spectral region transmission filter and the third spectral region transmission filter, and a complementary color filter that transmits the transmitted light component of the second filter and has transmission components different from each other. Naru 3rd
, and a fourth filter, wherein the first filter and the second filter, and the third filter and the fourth filter are vertically adjacent to each other. We provide solid-state color photography equipment.

上記第1領域透過フイルタ、第2領域透過フイルタ、及
び第3領域透過フイルタとは、好適には赤色透過フィル
タ(Rフィルタ)、緑色透過フィルタ(Gフィルタ)、
及び青色透過フィルタ(Bフィルタ)を意味し、それら
の補色フィルタとはシアン色透過フィルタ(Cy フィ
ルタ)、マジエンタ色透過プイルタ(Mgフィルタ)、
黄色透過フィルタ(Yeフィルタ)を意味する。又、全
色透過フィルタ(Wフィルタ)は実質的にフィルタが配
置されていない状態を含んでいる。
The first region transmission filter, second region transmission filter, and third region transmission filter preferably include a red transmission filter (R filter), a green transmission filter (G filter),
and blue transmission filter (B filter), and these complementary color filters are cyan color transmission filter (Cy filter), magenta color transmission filter (Mg filter),
It means a yellow transmission filter (Ye filter). Further, the all-color transmitting filter (W filter) includes a state in which no filter is substantially arranged.

本発明の特徴は、第iにモザイク状カラーフィルタの隣
接する任意の4個をとりだしたとき、それらは常に異な
る種類のフィルタで構成されてお′す、必ずその一つは
Wフィルタであり、他の一つはRフィルタ、Gフィルタ
、Bフィルタの中の一種であり、他の2つが上記Rフィ
ルタ、Gフィルタ、Bフィルタ中から選択されたフィル
タの透過光成分を含む相異なる補色フィルタであること
にあり、常に任意の隣接する4個の受光素子、いいかえ
るなら固体撮儂素子全面のモザイク状カラーフィルタが
必ず、赤色成分、緑色成分、又は青色成分の中の一つの
色成分を共通して透過しつる構成となって(・る。それ
ゆえ、光の利用率を大幅に改善できる。そして垂直方向
に第1と第2のフィルタならびに第3と第4のフィルタ
が隣接するので、任意の隣接する2本の水平ラインの出
力を加算することによっては、常に(2R十〇+B )
信号、(R+2G+B)信号又は(R+G+2 B )
信号を得ることができるの゛で大巾な解g1度の向上が
達成できる。特に、隣接する任意の4個をとりだしたと
き、その一つがWフィルタ、他の一つがGフィルタ、残
りの2つがCyフィルタYeフィルタの場合、4受光素
子とも緑色成分を受光するため、斜め方向の解偉度が大
幅に向上する場合、n行目から、(R+G )とG信号
が、(n−)−1)行目から、(G+B)と(R+G−
)−B)信号が交互に得られるから、n行目と、(n+
1)行目の信号を単に加算し、低減フィルタを用いるこ
とによって、水平方向において各受光□素子毎に常に(
R+2G+B)信号帯ることができ、高解像度の映倫信
号を得るこ゛とができる。
The feature of the present invention is that when any four adjacent i-th mosaic color filters are taken out, they are always composed of different types of filters, and one of them is always a W filter; The other one is one of the R, G, and B filters, and the other two are complementary color filters that contain the transmitted light components of the filters selected from the R, G, and B filters. There is a certain fact that any four adjacent light-receiving elements, in other words, a mosaic color filter covering the entire surface of a solid-state image sensor, always share one color component among red, green, or blue components. Therefore, the utilization efficiency of light can be greatly improved.And since the first and second filters and the third and fourth filters are adjacent to each other in the vertical direction, arbitrary By adding the outputs of two adjacent horizontal lines, we always get (2R〇+B)
signal, (R+2G+B) signal or (R+G+2 B)
By being able to obtain a signal, a large improvement in resolution g1 degree can be achieved. In particular, when taking out any four adjacent light receiving elements, if one of them is a W filter, the other one is a G filter, and the remaining two are Cy filters and Ye filters, all four light receiving elements receive the green component, so in the diagonal direction If the solution quality of is greatly improved, (R+G) and G signals will be changed from the n-th line, and (G+B) and (R+G-) will be changed from the (n-)-1)th line.
)-B) Since the signals are obtained alternately, the nth row and (n+
1) By simply adding the signals in the row and using a reduction filter, (
R+2G+B) signal band, making it possible to obtain high-resolution video signals.

第2図は第11ffl(11のモザイク状カラーフィル
タを用いた場合の信号処理回路の一実施例を示す。
FIG. 2 shows an example of a signal processing circuit using an 11ffl (11 mosaic color filters).

本実施例では、n行目と(n+1 )行目の水平うイン
を時間順次に読み出しているため、n行目の出力信号な
一水平走査期間(IH)遅らせるための遅延手段31と
信号切換回路32が存在している。この信号切換回路3
2は、その出力32mに常に(R+G )信号とG信号
が、出力32bには常に(G+B )信号と(R+G+
B)信号とが得られるように信号を切換える。そして加
算回路33で信号切換回路32の岡山力信号を加算して
、低域フィルタ40をとおすことにより輝度信号Yを得
ることができる。この輝度信号Yは常に(2G十R+B
)信号となるので、解像度の良い画儂が再生でさる。又
、減算回路34と低域フ4)レタ41を用いることによ
りBのベースバンド信号を、又同期検波回路35.36
で分離した(R+G)、G、(G+B)、(R+G+B
)信号を加算回路37.38と減算回路39.1及び低
域フィルタ42を用いてR信号をそれぞれ、得ることが
できる。
In this embodiment, since the horizontal grooves of the n-th and (n+1)-th rows are read out in time order, the output signal of the n-th row is delayed by one horizontal scanning period (IH) using the delay means 31 and signal switching. A circuit 32 is present. This signal switching circuit 3
2, the output 32m always receives the (R+G) signal and the G signal, and the output 32b always receives the (G+B) signal and (R+G+).
B) Switch the signal so that the signal is obtained. Then, by adding the Riki Okayama signal from the signal switching circuit 32 in the adding circuit 33 and passing it through the low-pass filter 40, the luminance signal Y can be obtained. This luminance signal Y is always (2G + R + B
) signal, so high-resolution paintings can be played back. Also, by using the subtraction circuit 34 and the low frequency filter 41, the baseband signal of
(R+G), G, (G+B), (R+G+B
) R signals can be obtained using the adder circuit 37.38, the subtracter circuit 39.1 and the low-pass filter 42, respectively.

なお、43は同期パルス発生回路である。Note that 43 is a synchronous pulse generation circuit.

なお、第1図(blのフィルタ配置の場合、第2図の回
路を用いると、低域フィルタ40の出力として輝度信号
Y、低域フィルタ41の出力としてRのベースバンド信
号を、低域フィルタ42の出力として、B信号をそれぞ
れ得る。なお、垂直方向の絵素数が250前後では遅延
手段31、信号切換回路32が必要となるが、垂直方向
の絵素数が50011J後の素子で、例えば2本の水平
ラインの信号を同時に読み取りうる固体撮儂素子を用い
る場合、第2図の遅延手段31と、信号切換回路32は
必要ないことは言うまでもない。
Note that in the case of the filter arrangement shown in FIG. 1 (bl), if the circuit shown in FIG. A B signal is obtained as the output of each of 42. Note that when the number of picture elements in the vertical direction is around 250, a delay means 31 and a signal switching circuit 32 are required, but when the number of picture elements in the vertical direction is after 50011J, for example It goes without saying that the delay means 31 and signal switching circuit 32 shown in FIG. 2 are not necessary when using a solid-state photographic device that can simultaneously read the signals of the horizontal lines of a book.

第3図は他の実施例を示している。同図(JL)、 (
elは4つの絵素が全て赤色を透過成分として含み、同
図(bl 、 (dlは青色を透過成分として含んでお
り、それぞれ垂直に隣接するn行目と(n+1)行目の
受光素子の信号を加算すると、各受光素子毎に(2R+
G+B )信号、(R+G+2 B )信号が常に得ら
れる。
FIG. 3 shows another embodiment. Same figure (JL), (
In el, all four picture elements include red as a transmitted component, and in the same figure (bl, (dl) include blue as a transmitted component, and the vertically adjacent nth and (n+1)th rows of light-receiving elements, respectively, When the signals are added, (2R+
G+B ) signal and (R+G+2 B ) signal are always obtained.

同図(alの一実施例の信号処理回路の一実施例を第4
図に示す。第3図(a)のモザイク状カラーフィルタを
備えた固体撮伊素子からはn行目に(G+R)信号とR
信号が、(n+1 )行目に(R十B)信号と(R+B
+G)信号がそれぞれ得られるから、遅延手段31と信
号切換回路32を用いて、n行目と(n+1 )行目の
信号を分離したのち、加算回路33で加算して、低域フ
ィルタ40をとおすと(2R+G+B )信号が得られ
る。又、減算回路34で両者の差をとり低域フィルタ4
1でBのベースバンド信号を、n行目の信号、すなわち
(c+R)信号とR信号とを同期検波回路44で同期検
波してから低域フィルタ45を通すことによりR信号を
得ることができる。上記低域フィルタ40の出力を輝度
信号として直接用いてもよいが、NTSCカラーテレビ
ジ、ン方式に定められた輝度信号とR,G、B信号の混
合比が大幅にかわるため輝度ひずみが生じる。そこでマ
トリクス回路46でR,Bの低域成分(500KHz以
下)を引き算することにより、輝度ひずみのない輝度信
号Y′にする必要がある。
The fourth embodiment of the signal processing circuit in the same figure (al.
As shown in the figure. From the solid-state sensor equipped with the mosaic color filter shown in Fig. 3(a), the (G+R) signal and R
The signal is (R+B) signal and (R+B) signal on the (n+1)th line.
+G) signals are obtained, so the signals of the n-th and (n+1)-th rows are separated using the delay means 31 and the signal switching circuit 32, and then added by the adding circuit 33, and then passed through the low-pass filter 40. By doing so, a (2R+G+B) signal is obtained. In addition, a subtraction circuit 34 calculates the difference between the two, and a low-pass filter 4
1, the R signal can be obtained by synchronously detecting the B baseband signal, the nth row signal, that is, the (c+R) signal, and the R signal in the synchronous detection circuit 44, and then passing it through the low-pass filter 45. . The output of the low-pass filter 40 may be used directly as the brightness signal, but brightness distortion occurs because the mixing ratio of the brightness signal and the R, G, and B signals specified by the NTSC color television system is significantly different. . Therefore, it is necessary to subtract the R and B low-frequency components (500 KHz or less) in the matrix circuit 46 to obtain a luminance signal Y' without luminance distortion.

なお、第3図(blのフィルタ配置の場合も、本信号処
理回路を用いて良い。このとき、低域フィルタ40の出
力は(R+G+2 B )信号、低域フィルタ41の出
力はRのベースバンド信号、低域フィルタ45の出力は
B信号となる。
Note that this signal processing circuit may also be used in the case of the filter arrangement shown in FIG. The output of the signal and low-pass filter 45 becomes the B signal.

次に第31J(c)のモザイク状カラーフィルタを用い
る場合の信号処理回路の一実施例を第5図に示す。同図
において、第4図と同一番号のブロックと同一物である
。第3図(clの場合、n行目からは(G+R)信号と
(R+G+B)信号が、(n+1)行目からは(R+B
 )信号とR信号が得られる。よって、低域フィルタ4
0の出力は(2R十〇+B)信号が得られる。信号切換
回路32によって、同期検波回路44に、常に(R+B
)信号とR信号とが導入され、(R+B)とR信号とを
分−し、低域フィルタ45を通すことによりR信号を、
低域フィルタ47を通すことにより(R+B)信号を得
、減算回路48で引き算することによりB信号を得る。
Next, FIG. 5 shows an embodiment of the signal processing circuit when the mosaic color filter of No. 31J(c) is used. In this figure, the blocks having the same numbers as those in FIG. 4 are the same. Figure 3 (In the case of cl, the (G+R) and (R+G+B) signals start from the nth line, and the (R+B) signals start from the (n+1)th line.
) signal and R signal are obtained. Therefore, the low pass filter 4
For the output of 0, a (2R〇+B) signal is obtained. The signal switching circuit 32 always provides (R+B) to the synchronous detection circuit 44.
) signal and the R signal are introduced, (R+B) and the R signal are separated, and the R signal is passed through the low-pass filter 45.
A (R+B) signal is obtained by passing it through a low-pass filter 47, and a B signal is obtained by subtracting it in a subtraction circuit 48.

この場合も(2R+G+B )信号を輝度信号に用いる
と輝度ひずみを生じるため、マ) IJクス回路でR,
Hの低域成分(50’0KHz 以下)を引くことによ
り、輝度ひずみのない信号を再生することができる。
In this case as well, if the (2R+G+B) signal is used as a luminance signal, luminance distortion will occur, so R,
By subtracting the low frequency component of H (50'0 KHz or less), a signal without brightness distortion can be reproduced.

なお、第3図(d)のフィルタ構成の場合も、本信号処
理回路を用いて良い。このとき低域フィルタ40の出力
は(R+G+2B)信号、低域フィルタ45の出力はB
信号、減算回路48の出力はR信号となる二なお、同期
検波回路44には、h行目の信号、すなわち、(R+B
 )信号とB信号とが導入される。
Note that this signal processing circuit may also be used in the case of the filter configuration shown in FIG. 3(d). At this time, the output of the low-pass filter 40 is a (R+G+2B) signal, and the output of the low-pass filter 45 is a B signal.
The output of the subtraction circuit 48 is the R signal.The synchronous detection circuit 44 also receives the signal of the hth row, that is, (R+B
) signal and the B signal are introduced.

さて、第6図から第9図に本発明の第2群の実施例を示
す。本実施例群は第1群の実施例の変形と考えて良い。
Now, FIGS. 6 to 9 show embodiments of the second group of the present invention. This group of embodiments can be considered as a modification of the first group of embodiments.

本実施例群の特徴は各受光素子の前面に配設されたモザ
イク状カラーフィルタの任意の隣接する4行2列(水平
方向が4である。)のフィルタが次の構成を有する。W
フィルタを第1のフィルタとし、Rフィルタ、Gフィル
タ、又はBフィルタのうちの一種を第2のフィルタとし
、Yeフィルタ、Cyフィルタ、Mgフィルタの3種の
補色フィルタのうち、上記第2のフィルタの透過光を透
過する2種のフィルタを第3、第4のフィルタとし、こ
れら第1.第2、第3、第4のフィルタを上記隣接する
4行2列の受光素子において、それぞれ2個づつ含む、
かつその2個が水平方向に2絵素、垂直方向に1受光素
子づつずれた位置に配置されている。これは言いかえる
なら、第3群の実施例の場合、2行2列の隣接する4受
光素子分の所定フィルタが水平方向、及び垂直方向に各
々2受光素子づつ周期的に配列されていたのに対し、本
実施例群の場合、任意の2行2列の隣接する4受光素子
分のフィルタは第3の実施例群の構造を有し、かつ垂直
方向に2受光素子づつ周期的に配列されているが、水平
方向においては、2受光素子毎にn行と(n+1)行の
各モザイクフィルタがそれぞれいれかわっている。
The feature of this embodiment group is that any adjacent 4 rows and 2 columns (4 in the horizontal direction) of the mosaic color filters disposed in front of each light receiving element have the following configuration. W
The filter is the first filter, one of the R filter, G filter, or B filter is the second filter, and the second filter is selected from among the three complementary color filters of the Ye filter, the Cy filter, and the Mg filter. The two types of filters that transmit the transmitted light are used as third and fourth filters, and these filters that transmit the transmitted light of Two second, third, and fourth filters are included in each of the adjacent four rows and two columns of light receiving elements;
The two light-receiving elements are arranged at positions shifted by two picture elements in the horizontal direction and one light-receiving element in the vertical direction. In other words, in the case of the third group of embodiments, the predetermined filters for four adjacent light-receiving elements arranged in two rows and two columns were periodically arranged with two light-receiving elements each in the horizontal and vertical directions. On the other hand, in the case of the present embodiment group, the filter for four adjacent light receiving elements in arbitrary 2 rows and 2 columns has the structure of the third embodiment group, and two light receiving elements are arranged periodically in the vertical direction. However, in the horizontal direction, the mosaic filters in the n rows and (n+1) rows are alternated every two light receiving elements.

第61号は本実施例群の第1の実施例である。このとき
n行の信号出力は、赤色光に対しては第7図体)、青色
光に対しては第7図(b)のような搬送波を有し、緑色
光に対しては側らす/プルもせず、ベースバンド信号と
なる。すなわち赤色光と青色光の搬送波は同一周波数で
90°位相がずれていることを示す。(n+1)行目の
信号出力も同様であるが、赤色光および青色光に対して
、それぞれ第7図(elおよび(d)に示す搬送波とな
り、n行目と位相反転を行った状態となっている。
No. 61 is the first example of this group of examples. At this time, the signal output of the nth row has a carrier wave as shown in Figure 7(b) for red light, a carrier wave as shown in Figure 7(b) for blue light, and a carrier wave as shown in Figure 7(b) for green light. There is no pull, and it becomes a baseband signal. That is, the carrier waves of red light and blue light have the same frequency but are out of phase by 90°. The signal output of the (n+1)th row is similar, but the carrier waves for red light and blue light are respectively shown in FIG. ing.

このため固体撮gI信号出力を低域フィルタと帯域フィ
ルタに導くことにより、低域フィルタ出力からは(R+
2G十B)信号を、帯域フィルタ出力からはRとB信号
の搬送波かえられるので、これを同期検波することによ
りRとB信号を得る−ことができる。このフィルタ配置
ではRとB信号の搬送波が各行ごとに位相反転している
ために、RとB信号の搬送波中にベースバンドの信号が
混入、続いて、本発明の第1群実施例を第1図から@5
図を用いて説明する。本実施例の特徴は2行2列の任意
の隣接する4個の受光素子に着目したとき、−個の受光
素子に対応したフィルタ要素がWフィルタであり、この
フィルタが配設された受光素子の垂直方向に隣接する受
光素子に対応したフィルタ要素が、Rフィルタ、Gフィ
ルタ、Bフィルタのなかから選択された一種のフィルタ
であり、他の2つの受光素子に対応したフィルタ要素が
、この選択されたフィルタの透過光を透過成分とする相
異なる2つの補色フィルタであることにある。
Therefore, by guiding the solid-state gI signal output to a low-pass filter and a bandpass filter, (R+
Since the carrier waves of the R and B signals are changed from the output of the bandpass filter, the R and B signals can be obtained by synchronously detecting the 2G1B) signal. In this filter arrangement, the carrier waves of the R and B signals are inverted in phase for each row, so the baseband signal is mixed into the carrier waves of the R and B signals. From figure 1 @5
This will be explained using figures. The feature of this embodiment is that when focusing on four arbitrary adjacent light-receiving elements arranged in 2 rows and 2 columns, the filter element corresponding to - light-receiving elements is a W filter, and the light-receiving element equipped with this filter The filter element corresponding to the vertically adjacent light receiving element is a type of filter selected from the R filter, G filter, and B filter, and the filter element corresponding to the other two light receiving elements is a type of filter selected from the R filter, G filter, and B filter. The reason is that these are two different complementary color filters whose transmitted light is the transmitted light of the filter.

第8図は本実施例群の一実施例を示す。同図(a)のモ
ザイク状カラーフィルタを周期的に配置した角位置にあ
る絵素の信号を減算し、極性反転回路’II、’12で
極性を統一して加算回路74で加算してB信号を得る。
FIG. 8 shows one embodiment of this group of embodiments. The signals of the picture elements located at the corner positions of the mosaic color filters shown in FIG. Get a signal.

なお、第1図(alと同図(b)の4絵素分のフィルタ
を水平方向に交互に周期的に配列すると、上記の回路が
使えかつ、モアレの低減がはかれる。以上の説明では第
1図(11の場合を例示したが第1図の他の実施例、及
び第2群の実施例においても本信号処理回路が使用でき
ることは言うまでもない。
It should be noted that if the filters for the four picture elements in FIGS. Although the case of FIG. 1 (11) is illustrated, it goes without saying that the present signal processing circuit can be used in other embodiments in FIG. 1 and embodiments in the second group.

以上、本発明を詳述してきたが、第1の実施例以下にお
いて、2つの隣接する水平走査線の信号を加算したとき
、水平方向各絵素単位で常に一定の信号を得ることがで
きるモザイク状フィルタの構成を開示している。これは
、固体撮儂装置における解g11度の向上がはかれる点
で非常に有効である。このフィルタ構成を2つの隣接す
る水平走査線を同時に読みだす形成のインターレース方
式の固体撮偉素子に適用した場合、特にその有効性が発
揮される。
The present invention has been described in detail above, but from the first embodiment onward, we will discuss the mosaic method that can always obtain a constant signal for each pixel in the horizontal direction when the signals of two adjacent horizontal scanning lines are added. The structure of the filter is disclosed. This is very effective in improving the resolution g11 degrees in solid-state imaging devices. This filter configuration is especially effective when applied to an interlaced solid-state sensor that reads two adjacent horizontal scanning lines simultaneously.

なお、他の実施例として帯域フィルタ2および2′の信
号出力をまず減算して、RおよびB信号の多重化信号を
2つの同期検波器だけで得ることも可能である。
As another embodiment, it is also possible to first subtract the signal outputs of the bandpass filters 2 and 2' to obtain a multiplexed signal of R and B signals using only two synchronous detectors.

第9図は本実施例群の他のモザイク状カラーフィルタ構
成を示す。同図(a)は第6図と同様、RおよびB信号
を搬送波としている。同図−)と(e)は共にRおよび
G信号を搬送波とし、(R+G+2B)信号をベースバ
ンド信号とする実施例、又同図(d)と<61は共にG
およびB信号を搬送波とし、(2R+G+B )信号を
ベースバンド信号とする実施例である。これらの実施例
においても、第8図の信号処理回路は有効であることは
言うまでもない。
FIG. 9 shows another mosaic color filter structure of this embodiment group. Similarly to FIG. 6, in FIG. 6(a), R and B signals are used as carrier waves. -) and (e) both use R and G signals as carrier waves, and the (R+G+2B) signal is the baseband signal, and (d) and <61 both use G signals as carrier waves.
This is an embodiment in which the and B signals are used as carrier waves and the (2R+G+B) signal is used as the baseband signal. It goes without saying that the signal processing circuit shown in FIG. 8 is effective in these embodiments as well.

なお、第1群、第2群のフィルタ構成の場合、信号処理
回路として、他の実施例が考えられる。
In addition, in the case of the filter configuration of the first group and the second group, other embodiments can be considered as the signal processing circuit.

第1図のフィルタ構成の場合の一実施例を第1θ図を用
いて説明する。先にも説明したとおり、n行目と(n+
1)行目の信号を単に加算することによって、水平方向
缶受光素子毎に(、R+ 2 G 十B)信号が得られ
る。一方、同一行の相隣りあった受光素子の信号を減算
すると、(Ye−G)=R,(cy−w) −−Rとな
り、対角方向の受光素子の信号を減算すると、(Ye−
W)=−B。
An example of the filter configuration shown in FIG. 1 will be described using FIG. 1θ. As explained earlier, the nth line and (n+
1) By simply adding the signals in the row, (R+2G1B) signals are obtained for each horizontal can light-receiving element. On the other hand, subtracting the signals of adjacent light receiving elements in the same row gives (Ye-G)=R, (cy-w) --R, and subtracting the signals of the diagonal light receiving elements, (Ye-G)=R, (cy-w) --R.
W)=-B.

(Cy−G)−Bとなる。本実施例はこの事実を利用し
ている。第1θ図において、低域フィルタを通過した信
号は加算回路33で加算されて、(R+2G+B)信号
となる。61〜64は一受光素子分の遅延回路である。
(Cy-G)-B. This embodiment utilizes this fact. In FIG. 1θ, the signals that have passed through the low-pass filter are added by an adder circuit 33 to become a (R+2G+B) signal. 61 to 64 are delay circuits for one light receiving element.

そして、n、(n+1)行それぞれにおいて、−受光素
子分遅延された信号と遅延されない信号を減算器65.
66で減算し、R又は−R信号を得る。そして、極性反
転回路69.70を用いて極性を統一してから加算回路
73で加算してR信号を得る。一方、同様に減算回路6
7.68を用いて対角位置にある受光素子の信号を減算
し、極性反転回路71.72で極性を統一して加算回路
74で加算してB信号を得る。なお、第1図(11と同
図(blの4絵素分のフィルタを水平方向に交互に周期
的に配列すると、上記の回路が使え、かつ、モアレの低
減がはかれる。以上の説明では第1図(&)の場合を例
示したが第1図の他の実施例、及び第4群の実施例にお
いても本信号処理回路が使用できることは言うまでもな
い。
Then, in each of the n and (n+1) rows, a subtracter 65 .
66 to obtain the R or -R signal. Then, polarity inversion circuits 69 and 70 are used to unify the polarities, and addition circuit 73 adds the signals to obtain an R signal. On the other hand, similarly, the subtraction circuit 6
7.68 is used to subtract the signals of the light-receiving elements located at diagonal positions, polarity inversion circuits 71 and 72 unify the polarities, and addition circuit 74 adds the signals to obtain the B signal. It should be noted that if the filters for the four picture elements shown in FIG. Although the case of FIG. 1 (&) is illustrated, it goes without saying that the present signal processing circuit can be used in other embodiments in FIG. 1 and embodiments in the fourth group.

さて、第4群の変形として次のものが考えられる。いま
、第3群で示したフィルタ構成をFで表わし、このFの
各フィルタ要素の列をいれかえたものをF、行をいれか
えたものをIFとすると、第4群のフィルタ構成はF・
IFと表わされるが、この変形として下記のものも高解
gI!度を得ることが可能である。
Now, the following can be considered as a modification of the fourth group. Now, let F represent the filter configuration shown in the third group, and let F be the filter element with the columns of this F changed, and IF with the rows changed, then the filter configuration of the fourth group is F.
It is expressed as IF, but as a variation of this, the following is also a high resolution gI! It is possible to obtain degrees.

同様にF、F、IFを任意に選択して隣接して配置した
Similarly, F, F, and IF were arbitrarily selected and placed adjacent to each other.

1’@ll’  lt”−kl  It”−F’  I
F@l、1F−IFなどについても高解儂度が得られる
1'@ll'lt"-klIt"-F' I
High resolution can also be obtained for F@l, 1F-IF, etc.

以上、詳述してきた本発明によれば、光利用率が高く、
高解儂度の固体カラー撮儂装置を得ることが可能となる
According to the present invention described in detail above, the light utilization rate is high;
It becomes possible to obtain a solid-state color photographing device with high resolution.

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

第1図〜第5図は本発明の第1の実施例を示す図、第6
図〜第9図は第2の実施例を示す図、第10図は第1.
第2の実施例に用いる他の信号処理回路を示す図である
。 86 旧        車 7 開 毛 !θ  図 第1頁の続き 0発 明 者 泉田守司 国分寺市東恋ケ窪1丁目280番 地株式会社日立製作所中央研究 所内 0発 明 者 高橋健二 国分寺市東恋ケ窪1丁目280番 地株式会社日立製作所中央研究 所内 0発 明 者 三田域− 国分寺市東恋ケ窪1丁目280番 地株式会社日立製作所中央研究 所内
FIGS. 1 to 5 are diagrams showing the first embodiment of the present invention, and FIG.
9 to 9 show the second embodiment, and FIG. 10 shows the first embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing another signal processing circuit used in the second embodiment. 86 Old car 7 Hair opening! θ Continuation of Figure 1st page 0 Inventors: Moriji Izumida, Hitachi, Ltd. Central Research Laboratory, 1-280 Higashi-Koigakubo, Kokubunji City, Hitachi, Ltd. 0 Inventors: Kenji Takahashi, 1-280 Higashi-Koigakubo, Kokubunji City, Hitachi, Ltd., 0 Inventions Mita area - Hitachi, Ltd. Central Research Laboratory, 1-280 Higashikoigakubo, Kokubunji City

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、水平、及び垂直方向に配列された豪数個の受光素子
と、該受光素子の各々に対応して配置されたフィルタ要
素からなるモザイク状カラーフィルタとを含む固体カラ
ー撮偉装置において、上記モザイク状カラーフィルタを
構成するフィルタ要素の隣接する4つが、全色透過フィ
ルタからなる第1のフィルタと、それぞれ透過特性の異
なる第1スペクトル領域透過フイルタ、第2スペクトル
領域透過フイルタ、及び第3スペクトル領域透過フイル
タのなかから選択された第2のフィルタと、該第2のフ
ィルタの透過成分を透過し、かつ互いに異なる透過成分
を有する補色フィルタからなる第3、第4のフィルタと
からなり、上記@lのフィルタと上記第2のフィルタが
垂直方向で隣接していることを特徴とする固体カラー撮
儂装置。 2、上記第1のフィルタと上記第2のフィルタとが、水
平方向で2受光素子毎に位置を転換し、上記第3のフィ
ルタと上記第4のフィルタとが水平方向で2受光素子毎
に位置を転換している特許請求の範囲第1項記載の固体
カラー撮儂装置。 3、上記受光素子の水平方向の隣接する2受光素子の光
信号を同時に、かつ別個に読み出す手段を有する特許請
求の範囲第1項記載Q)固体カラー撮儂装置。 4゜上記読み出す手段の2つの出)Jを加算する手段を
有する特#!F請求の範囲第3項記載の固体カラー撮倫
装置。
[Scope of Claims] 1. A solid color filter including a mosaic color filter consisting of several photodetectors arranged in horizontal and vertical directions and filter elements arranged corresponding to each of the photodetectors. In the imaging device, four adjacent filter elements constituting the mosaic color filter are a first filter consisting of an all-color transmission filter, a first spectral range transmission filter and a second spectral range transmission filter each having different transmission characteristics. filter, a second filter selected from the third spectral region transmission filter, and third and fourth complementary color filters that transmit the transmission component of the second filter and have mutually different transmission components. What is claimed is: 1. A solid-state color photographing device comprising: a filter, wherein the @l filter and the second filter are vertically adjacent to each other. 2. The first filter and the second filter switch positions every two light receiving elements in the horizontal direction, and the third filter and the fourth filter switch positions every two light receiving elements in the horizontal direction. The solid-state color photographing device according to claim 1, wherein the position is changed. 3. Q) A solid-state color photographing device as set forth in claim 1, comprising means for simultaneously and separately reading out optical signals of two horizontally adjacent light receiving elements of the light receiving element. 4゜Two outputs of the above-mentioned reading means) A feature having means for adding J! F. A solid-state color photographing device according to claim 3.
JP58050400A 1983-03-28 1983-03-28 Solid-state color image pick-up device Pending JPS58175864A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58050400A JPS58175864A (en) 1983-03-28 1983-03-28 Solid-state color image pick-up device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58050400A JPS58175864A (en) 1983-03-28 1983-03-28 Solid-state color image pick-up device

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP489579A Division JPS55675A (en) 1979-01-22 1979-01-22 Solid state color pickup device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS58175864A true JPS58175864A (en) 1983-10-15

Family

ID=12857816

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58050400A Pending JPS58175864A (en) 1983-03-28 1983-03-28 Solid-state color image pick-up device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS58175864A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030070998A (en) * 2002-02-27 2003-09-03 (주)시아이센서 Cmos image sensor for embodying color

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030070998A (en) * 2002-02-27 2003-09-03 (주)시아이센서 Cmos image sensor for embodying color

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4246601A (en) Solid-state color imaging device
US4479143A (en) Color imaging array and color imaging device
US5018006A (en) Multi-plate type image pickup apparatus having picture elements for producing color and luminance signals
RU2548566C1 (en) Colour image forming element
EP0757496B1 (en) Colour image pickup apparatus
JPS6359587B2 (en)
US4630105A (en) Symmetric color encoding shift pattern for a solid-state imager camera and decoding scheme therefor
CA1215169A (en) Color television camera with two or more solid-state imaging devices arranged in phase difference fashion
US4907074A (en) Image pickup apparatus having color separation filters and forming line-sequential luminance and color-difference signals
US4293871A (en) Solid state color television camera with multiple line readout
JPS6361832B2 (en)
JP4758160B2 (en) Solid-state imaging device and driving method thereof
JPS58175864A (en) Solid-state color image pick-up device
JPH06269010A (en) Color separation optical system, image pickup method and image pickup device
JPS58182978A (en) Color solid-state image pickup device
JPS5942787Y2 (en) Color solid-state imaging device
JPS6089187A (en) Color solid-state image pickup device
JPS63222594A (en) Solid-state image pickup device
JPH0712218B2 (en) Color solid-state imaging device
JPS5836555B2 (en) Single plate color television camera
JPS59171159A (en) Solid-state color image pickup device
JPS62188491A (en) Solid-state image pickup device
JP2655436B2 (en) Color solid-state imaging device
KR820001596B1 (en) Solid-state color imaging device
KR820001582B1 (en) Solid-state color imaging device