JPS6020955B2 - Color solid-state imaging device - Google Patents

Color solid-state imaging device

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JPS6020955B2
JPS6020955B2 JP54121086A JP12108679A JPS6020955B2 JP S6020955 B2 JPS6020955 B2 JP S6020955B2 JP 54121086 A JP54121086 A JP 54121086A JP 12108679 A JP12108679 A JP 12108679A JP S6020955 B2 JPS6020955 B2 JP S6020955B2
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color
signal
solid
color filter
photodiode
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JP54121086A
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Japanese (ja)
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JPS5644282A (en
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大通 田中
隆博 山田
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/10Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
    • H04N25/11Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
    • H04N25/13Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
    • H04N25/134Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on three different wavelength filter elements

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は単一の固体撮像素子を使用してカラー画像を得
る単板式のカラー固体撮像装置において、3種類の分光
特性を有する色フィルタ素子を水平方向に繰返し配列し
た構成の色フィル夕により前記3種類の色フィル夕に対
応する色光を空間変調させると共に、水平方向の画素数
に対して水平解像度の低下を招くことなく、しかも前記
岡体撮像素子の垂直転送段における転送効率の画質に対
する影響を最少限にすることを目的とするものである。
Detailed Description of the Invention The present invention provides a single-chip color solid-state imaging device that uses a single solid-state imaging device to obtain color images, in which color filter elements having three types of spectral characteristics are repeatedly arranged in the horizontal direction. The color filters of the structure spatially modulate the colored light corresponding to the three types of color filters, and the vertical transfer stage of the Oka body image sensor is The purpose of this is to minimize the influence of transfer efficiency on image quality.

従来から固体撮像素子としては、電荷転送素子のCCD
(チャージカブルドデバイス)型もしくはBBD(バケ
ットブリゲードデバィス)型と、×一Yアドレス素子の
MOS型のものがあるが、このうちMOS型固体糠像素
子は、シフトレジスタによりMOS型トランジスタを順
次スイッチングごせているため、特に水平走査方向での
スイッチングパルスによるスパイクノイズが発生し、し
かも画素数が増加する程、信号に対してこのスパイクノ
イズが増加してS/Nを制御させている。しかしながら
、このような固体撮像素子は、画素からの信号電荷をア
ドレスして読み出すため、隣接する垂直方向での位置に
よる影響はないとされ、第1図に示すようなモザイク状
色フィル夕を使用し、垂直相関を利用してカラー信号を
得るカラー方式には適していると考えられていた。しか
し、水平画素数の増大に伴ない、水平アドレスのための
高速スイッチングの議出し時定数が有硯できなくなり、
その結果、垂直信号ラインにおいて電荷の論残しが生じ
るため、第1図のフィル夕を使用すると、垂直信号ライ
ン内にて混色という問題が生じる。なお、第1図におい
て点線で示す部分は受光部のフオトダィオードであり、
実線は色フィルタ素子を示している。また、CCDには
内部構造により、受光部の信号電荷がフレーム毎に蓄積
部に高速で転送し、この蓄積部から水平転送段を通して
順次読み出すフレームトランスフア方式と、フオトダィ
オードの信号電荷を縦ライン毎に独立した垂直転遠ライ
ンに読み出し、水平走査期間毎にこの信号電極を水平転
送段に転送し、この水平転送段から順次直列信号として
取り出すインターライン方式とがあるが、前者のフレー
ムトランスフア方式の場合は、チャンネルストッパーが
縦方向にしか存在しないため、隣接する垂直方向ではク
ロストークを生じ、垂直相関を利用するカラー方式は不
可能であり、第2図に示すようなR.G.Bのストライ
プ色フィル夕を使用して、クロストークがあっても渡色
が生じないカラー方式とする必要がある。
Traditionally, solid-state imaging devices include charge transfer devices such as CCDs.
There are two types: (chargeable device) type or BBD (bucket brigade device) type, and MOS type with ×1Y address element. Among these, MOS type solid-state image element uses a shift register to connect MOS type transistors. Due to sequential switching, spike noise occurs due to switching pulses, especially in the horizontal scanning direction, and as the number of pixels increases, this spike noise increases with respect to the signal and controls the S/N. . However, since such solid-state image sensors read out signal charges from pixels by addressing them, it is said that there is no effect due to the adjacent vertical position, and a mosaic color filter as shown in Figure 1 is used. However, it was thought to be suitable for color systems that utilize vertical correlation to obtain color signals. However, as the number of horizontal pixels increases, the time constant for high-speed switching for horizontal addressing becomes impossible to maintain.
As a result, charges are left behind in the vertical signal line, so when the filter shown in FIG. 1 is used, a problem of color mixture occurs in the vertical signal line. In addition, the part indicated by the dotted line in Fig. 1 is the photodiode of the light receiving section.
Solid lines indicate color filter elements. In addition, the CCD has a frame transfer method in which the signal charge of the light receiving section is transferred at high speed to the storage section for each frame and sequentially read out from the storage section through a horizontal transfer stage, and a frame transfer method in which the signal charge of the photodiode is transferred every vertical line. There is an interline method, in which signal electrodes are read out on independent vertical transfer lines, transferred to a horizontal transfer stage every horizontal scanning period, and sequentially extracted as a serial signal from this horizontal transfer stage.The former frame transfer method In this case, since the channel stopper exists only in the vertical direction, crosstalk occurs in adjacent vertical directions, making it impossible to use a color method that utilizes vertical correlation. G. It is necessary to use the B stripe color filter to create a color system that does not cause color transfer even if there is crosstalk.

しかし、この方式では、色フィル夕の繰り返しが3個毎
になるため、輝度信号の解像度が高く取れない欠点があ
る。また、第3図に示すようなカラー方式ではR.G.
Bの色フィル夕を1水平走査毎に反転して色フィル外こ
よる空間変調成分をキャンセルすることができるので、
輝度信号の解像度の低下はないが、垂直方向でのクロス
トークが温色となって生じる。
However, this method has the disadvantage that high resolution of the luminance signal cannot be achieved because the color filters are repeated every three. Furthermore, in the color system as shown in FIG. G.
By inverting the B color filter every horizontal scan, it is possible to cancel the spatial modulation components that occur outside the color filter.
Although there is no reduction in the resolution of the luminance signal, crosstalk in the vertical direction causes warm colors.

また、インターライン方式の場合は、受光部であるフオ
トダィオードは各々分離して在存するため、第1図のモ
ザイク状色フィル夕を使用することも可能ではあるが、
垂直転送段の転送効率が100%でないため、取り残し
成分による濠色が生じていた。
In addition, in the case of the interline method, the photodiodes, which are the light receiving sections, exist separately, so although it is possible to use the mosaic color filter shown in Figure 1,
Since the transfer efficiency of the vertical transfer stage was not 100%, a moat color was caused by the components left behind.

本発明はこのような問題点を解決するために開発したも
のであり、以下本発明によるカラー固体撮像装置につい
て、第4図〜第10図の図面を用いて説明する。
The present invention was developed to solve these problems, and the color solid-state imaging device according to the present invention will be described below with reference to the drawings of FIGS. 4 to 10.

第4図は本発明のカラー固体撮像装置の構成要素の一つ
である固体綾像素子の構造を示すものであり、図におい
て、1はこの固体撮像素子のチップ、2(2a,2b,
2c・・…・)は受光部であるフオトダイオードである
FIG. 4 shows the structure of a solid-state image sensor, which is one of the components of the color solid-state image sensor of the present invention. In the figure, 1 is a chip of this solid-state image sensor, 2 (2a, 2b,
2c...) is a photodiode which is a light receiving section.

通常、このフオトダイオード2はPNジヤンクションに
より形成されており、実質的に、このフオトダイオード
2の中心は千鳥状に配置されている。3(3a,3b,
3c・・…・)は垂直転送段であり、通常はCCDで構
成されるが、垂直は転送周波数が低いため、BBDを使
用することも可能である。
Usually, this photodiode 2 is formed by a PN junction, and substantially the centers of this photodiode 2 are arranged in a staggered manner. 3 (3a, 3b,
3c...) is a vertical transfer stage, which is usually composed of a CCD, but since the vertical transfer frequency is low, it is also possible to use a BBD.

前記フオトダィオード2と、この垂直転送段3との関係
は、第4図に示すように、1水平ライン毎に逆方向の垂
直転送段3に信号電荷を取り出す構成としている。すな
わち、第4図の第1水平ラインのフオトダィオード2a
は垂直転送段3aに、第2水平ラインのフオトダィオー
ド2bは隣りの垂直転送段3bに接続されている。
As shown in FIG. 4, the relationship between the photodiode 2 and the vertical transfer stage 3 is such that signal charges are taken out to the vertical transfer stage 3 in the opposite direction for each horizontal line. That is, the photodiode 2a of the first horizontal line in FIG.
is connected to the vertical transfer stage 3a, and the photodiode 2b of the second horizontal line is connected to the adjacent vertical transfer stage 3b.

また、これらのフオトダィオード2と垂直転送段3との
間にはゲートが設けられ、パルスJpにより垂直BLK
期間にのみ開かれるように構成されている。このように
して垂直転送段3に読み出されたフオトダイオード2か
らの信号電荷は、垂直転送パルス0v・,◇v2により
−水平期間毎に一段ずつ上方向に転送される。
Further, a gate is provided between these photodiodes 2 and the vertical transfer stage 3, and the vertical BLK
It is designed to be open only during certain periods. The signal charge from the photodiode 2 read out to the vertical transfer stage 3 in this manner is transferred upward one stage at a time every -horizontal period by the vertical transfer pulses 0v·, ◇v2.

この垂直転送パルス◇v,,Jv2は垂直転送段3の構
成により2相、3相、4相の場合で異なるが、この実施
例のような2相の場合は、お互に180o反転したもの
でよい。これら垂直送段3から上方向に送られた信号電
荷は、水平転送段4に水平BLK期間中に読み込まれ、
そして水平転送パルスJH2,OH2により前記読み込
まれた信号電荷を順次転送して直列に読み出すことによ
り出力端子5より取り出すことができる。この水平転送
のクロック周波数は、フオトダィオード2が水平方向に
配列されている画素数により決まるが、有効画面中、3
84画素の場合は、約7.拠出である。第5図は第4図
に示す固体撮像素子上に設置する色フィル夕の一例を示
すものであり、この第5図に示す例では、第4図のフオ
トダィオード2上に緑(G)フィル夕6、赤(R)フィ
ル夕7、青‘Bーフイルタ8を順次配列したストライプ
状色のフィル夕の例である。
These vertical transfer pulses ◇v, , Jv2 differ depending on the configuration of the vertical transfer stage 3 for 2-phase, 3-phase, and 4-phase cases, but in the case of 2-phase as in this example, they are 180° inverted from each other. That's fine. These signal charges sent upward from the vertical transfer stage 3 are read into the horizontal transfer stage 4 during the horizontal BLK period,
Then, the read signal charges can be sequentially transferred by the horizontal transfer pulses JH2 and OH2 and read out in series, so that they can be taken out from the output terminal 5. The clock frequency of this horizontal transfer is determined by the number of pixels in which the photodiode 2 is arranged horizontally.
In the case of 84 pixels, approximately 7. It is a contribution. 5 shows an example of a color filter installed on the solid-state image sensor shown in FIG. 4. In the example shown in FIG. 5, a green (G) filter is placed on the photodiode 2 shown in FIG. 6. This is an example of a striped color filter in which a red (R) filter 7 and a blue'B filter 8 are arranged in sequence.

このようなフオトダイオード2とフイルタとの配列構成
にすると、第1水平ラインではフオトダイオード2a,
2a′,2a″……からR.○.Bフイルタ6,7,8
による空間変調された信号が得られ、第2水平ラインで
はフオトダィオード2b,2b′,2b″・・・・・・
から第1水平ラインの信号に対して1800位相の異な
る空間変調された信号が得られることになる。
When the photodiode 2 and the filter are arranged in this way, the photodiodes 2a,
2a', 2a''... to R.○.B filter 6, 7, 8
A spatially modulated signal is obtained, and in the second horizontal line, photodiodes 2b, 2b', 2b''...
Thus, a spatially modulated signal having a phase difference of 1800 with respect to the signal of the first horizontal line is obtained.

また、第6図は固体綾像素子の受光部が単にPN接合に
よるフオトダィオードだけでなく、光鰭変換膜を積属し
て、受光部の有効面積を広くした場合の色フィル夕機成
の一例を示したものである。
Fig. 6 shows an example of a color filter configuration in which the light receiving part of the solid-state image element is not only a photodiode with a PN junction, but also a light fin conversion film to increase the effective area of the light receiving part. This is what is shown.

第6図において、9a,9a′,9a″・・・・・・9
b,9b′,9b″……およびgc,9c′,9c″…
…は第4図のフオトダィオード2a,2a′,2a″…
…2b,2b′,2b″……2C,2c′,2c″……
に対応したPN接合のフオトダィオード、10a,1
0a′.1 0a″….・・1 0b,1 0b′,1
0b″・・・・・・および10c,IOC,10c″
……はフオトダイオード9a,9を,9a^′……9b
,9b′,9b″…・・・9c,9c′,9c″・・・
・・・と電気的に接続された光電変換膜で、これらの光
電変換膜10a,10a′,10a″……10b,10
b′,10b″……10c,10c′,10c″・・・
・・・に実質的に接着されて赤(R)フィル夕11、緑
(G)フィルタ12、青tB’フィル夕13が設置され
ている。この実施例の場合は、前述の第5図のようなス
トライプ状にはならず、モザイク状色フィル夕となるが
、有効受光面積が広くなるため、PN接合のフオトダイ
オードのみの場合に比べて大幅に感度を向上させること
ができる。第7図は以上述べた固体撮像素子のフオトダ
ィオード部と、垂直転送部の具体例を示したものであり
、第7図において14はフオトダィオード、15は垂直
転送部であり、この間にはポリシリコンよりなるゲート
16が設置され、フオトダイオード14の信号電荷はゲ
ート16にパルス◇pが加わると、点線の矢印の方向に
読み出される。
In Figure 6, 9a, 9a', 9a''...9
b, 9b', 9b''... and gc, 9c', 9c''...
...are photodiodes 2a, 2a', 2a''... in Fig. 4.
...2b, 2b', 2b''...2C, 2c', 2c''...
PN junction photodiode compatible with 10a, 1
0a'. 1 0a''....1 0b, 1 0b', 1
0b″...and 10c, IOC, 10c″
... is photodiode 9a, 9, 9a^'...9b
,9b',9b''...9c,9c',9c''...
These photoelectric conversion films 10a, 10a', 10a''...10b, 10
b', 10b''...10c, 10c', 10c''...
A red (R) filter 11, a green (G) filter 12, and a blue tB' filter 13 are installed substantially glued to.... In the case of this embodiment, the color filter does not have a stripe shape as shown in FIG. 5 described above, but a mosaic color filter, but the effective light-receiving area becomes larger, compared to the case of using only a PN junction photodiode. Sensitivity can be significantly improved. FIG. 7 shows a specific example of the photodiode section and the vertical transfer section of the solid-state image sensor described above. In FIG. When a pulse ◇p is applied to the gate 16, the signal charge of the photodiode 14 is read out in the direction of the dotted arrow.

垂直転送部15は、2相の場合、ポリシリコンによる転
送電極16a,15bで覆われ、垂直転送パルスぐv,
,◇v2が印加されると、実線の矢印の方向に転送され
る。また、フオトダィオード14は、各々チャンネルス
トッパー17を設置しているため、各フオトダィオード
14間のクロストークは発生しないと共に、第5図もし
くは第6図に示したようなフィル夕構成であるため、同
一色フィル夕による信号電荷が各々別の垂直転送段に読
み込まれ、所定の方向に転送され、したがって転送効率
が低くても温色を生じることはない。第8図は本発明の
カラー固体撮像装置の電気信号処理回路のブロック図で
ある。第8図において、18は固体撮像素子であり、前
述の構造および色フィル夕を接着したものである。19
は同期信号発生器であり、原発振周波数は3.58け位
の4倍の周波数を使用したものが便利である。この同期
信号発生器19からパルス◇v・,◇v2,OH,,J
H2,?p等の固体撮像素子18の駆動信号を駆動回路
20で作り、固体撮像素子18に供V給する。固体撮像
素子18の出力信号は、△tの遅延線21.22と切換
スイッチ23,24により、1水平時間毎で片方毎に出
力信号を△tだけ遅らせる。これはフオトダィオードが
千鳥状に配直され、かつ色フィル夕は1水平走査毎に空
間変調信号が反転するように配列しているが、同一色信
号は同一垂直転送段を通るため、固体穣像素子18から
の出力は同じタイミングで読み出されることになるので
、この空間位置および空間変調色信号の位相を補正する
ために前記変調色信号で1800に相当する時間だけ補
正する必要があるからである。この関係を示したのが、
第9図a〜cであり、也日走査期間の色フィル夕による
変調色信号が第9図aに示すベクトルであれば、(n+
1)H走査期間でも前述のように同位相の第9図bのよ
う夕になる。
In the case of two phases, the vertical transfer section 15 is covered with transfer electrodes 16a and 15b made of polysilicon, and receives vertical transfer pulses V, V,
, ◇v2 is applied, the data is transferred in the direction of the solid arrow. In addition, since each photodiode 14 is provided with a channel stopper 17, crosstalk does not occur between each photodiode 14, and since the photodiode 14 has a filter configuration as shown in FIG. The signal charges caused by the filters are read into separate vertical transfer stages and transferred in a predetermined direction, so that even if the transfer efficiency is low, no warm color is produced. FIG. 8 is a block diagram of the electrical signal processing circuit of the color solid-state imaging device of the present invention. In FIG. 8, 18 is a solid-state image sensing device to which the above-described structure and color filters are glued. 19
is a synchronous signal generator, and it is convenient to use a frequency four times the original oscillation frequency of 3.58 digits. This synchronizing signal generator 19 generates pulses ◇v・, ◇v2, OH,, J
H2,? A drive signal for the solid-state image sensor 18 such as p is generated by a drive circuit 20 and supplied to the solid-state image sensor 18 by V. The output signal of the solid-state image sensor 18 is delayed by Δt for each horizontal time by delay lines 21 and 22 of Δt and changeover switches 23 and 24. This is because the photodiodes are arranged in a staggered manner, and the color filters are arranged so that the spatial modulation signal is inverted every horizontal scan, but since the same color signal passes through the same vertical transfer stage, the solid-state image element This is because the output from the child 18 is read out at the same timing, so in order to correct the spatial position and the phase of the spatially modulated color signal, it is necessary to correct the modulated color signal by a time corresponding to 1800. . This relationship was shown by
9a to 9c, and if the modulated color signal by the color filter during the 2-day scanning period is the vector shown in FIG. 9a, then (n+
1) Even during the H scanning period, as described above, the phase becomes evening as shown in FIG. 9b with the same phase.

これを180o遅らせて第9図cに示す位相とする。こ
の信号は切換スイッチ23,24により、フオトダィオ
ードの配置と出力信号のタイミングとが合うように、1
水平走査期間毎に交互に切換え、一方のみIH期間遅延
線25を通しひて、他方の出力と共に加算器26および
減算器27に供給されている。第10図aは切換スイッ
チ24の出力端に得た(n+1)H走査期間の信号スベ
クトラムであり、また第10図bはIH期間遅延線25
を通つ夕たNH走査期間の信号スベクトラムを示したも
のである。
This is delayed by 180 degrees to obtain the phase shown in FIG. 9c. This signal is changed to 1 by the changeover switches 23 and 24 so that the arrangement of the photodiode matches the timing of the output signal.
They are alternately switched every horizontal scanning period, and only one of them is passed through the IH period delay line 25 and is supplied to an adder 26 and a subtracter 27 together with the output of the other. FIG. 10a shows the signal spectrum of the (n+1) H scanning period obtained at the output terminal of the changeover switch 24, and FIG. 10b shows the signal spectrum of the IH period delay line 25.
This figure shows the signal spectrum during the evening NH scanning period.

また、第10図でナsは画素のサンプリング周波数であ
り、ナcは色フィル夕による空間変調周波数である。こ
こで、加算器26では、これら凪およびひくn+1)日
水平走査期間の信号が加算されるが、色信号については
、位相が1800異なるため相殺され、一方輝度信号に
ついては、フオトダィオードが千鳥状に配置しているの
で、折返し歪も相殺されて取り出される。
Moreover, in FIG. 10, s is the sampling frequency of the pixel, and s is the spatial modulation frequency by the color filter. Here, in the adder 26, the signals of the calm and negative (n+1) day horizontal scanning periods are added together, but the color signals are canceled because their phases differ by 1800, while the luminance signals are processed in a staggered manner by the photodiodes. Because of the arrangement, aliasing distortion is also canceled out and taken out.

この信号のスベクトラタムを第10図cに示している。
すなわち、加算器26の出力信号は第1のローパルフィ
ルタ28で不要成分が除去されて遅延線29により、色
信号との遅延時間を合せて、ェンコーダ30に加えられ
る。
The spectrum of this signal is shown in FIG. 10c.
That is, the output signal of the adder 26 has unnecessary components removed by the first low-pass filter 28, and is applied to the encoder 30 by the delay line 29 after matching the delay time with the color signal.

一方、減算器27で0は、隣接する水平走査線間での相
関が多いため、位相が1800異なる色フィル夕で空間
変調された変調色信号成分のみ取り出される。この信号
のスベクトラムを第10図dに示している。この変調色
信号はバイパスフィルタ31で不要成分が除去されると
共に、帯城が士0.9MHzに制限されて第1および第
2の同期検波器32,33に入力される。これら同期検
波器32,33に同期信号発生器19で作った基準信号
を特定の位相で加えると、R−Y′とB−Y′の色差信
号が得られる。これら2つの同期検波器32,33に加
える基準信号の位相差は、移相差34で与えられる。こ
のようにして検波された色差信号は第2および第3のロ
ーバスフィルタ35,36で不吉真成分が除去されて、
前記輝度信号と共に、ェンコーダ30に加えられる。
On the other hand, when the subtracter 27 selects 0, since there is a large correlation between adjacent horizontal scanning lines, only the modulated color signal components spatially modulated by color filters having phases different by 1800 are extracted. The spectrum of this signal is shown in FIG. 10d. This modulated color signal is input to first and second synchronous detectors 32 and 33 with unnecessary components removed by a bypass filter 31 and with a band width limited to 0.9 MHz. When the reference signal generated by the synchronous signal generator 19 is applied to these synchronous detectors 32 and 33 at a specific phase, color difference signals of RY' and BY' are obtained. The phase difference between the reference signals applied to these two synchronous detectors 32 and 33 is given by a phase shift difference 34. The color difference signals detected in this way are subjected to second and third low-pass filters 35 and 36, in which ominous true components are removed.
It is applied to the encoder 30 together with the luminance signal.

このェンコーダ30には、前記同期信号発生器19から
のバースト信号や、同期信号も加えられ、NTSC複合
カラー信号に変換されて出力端子37より取り出される
のである。この具体例では、固体撮嫁素子18のフオト
ダィオードの配列位置と出力信号の時間関係および色フ
ィル夕による変調色信号の位相とを補正するために、△
tの遅延線25を用いたが、この代りに、固体撮像素子
18の水平転送段の水平クロックのタイミングをこの分
だけずらせてもよい。また、色フィル夕の青脚はシアン
等を使用しても、復調した色差信号が復調軸やりニアマ
トリックス等で処理できる範囲であればよい。また、こ
れはMOS型団体撮像素子の場合でも同様に実施するこ
とが可能である。説明はIH期間遅延線を用いて同時化
する例で行なったが、MOS型であれば構造的に同時複
数ライン続出しが可能であるから、IH期間遅延線を用
いて同時化する必要はなくなる。以上のように本発明の
カラー固体撮像装置によれば、次のような効果を得るこ
とができる。
The encoder 30 also receives a burst signal and a synchronization signal from the synchronization signal generator 19, converts it into an NTSC composite color signal, and outputs it from an output terminal 37. In this specific example, Δ
Although the delay line 25 of t is used, instead of this, the timing of the horizontal clock of the horizontal transfer stage of the solid-state image sensor 18 may be shifted by this amount. Further, even if cyan or the like is used for the blue leg of the color filter, it is sufficient if the demodulated color difference signal can be processed by the demodulation axis, near matrix, or the like. Further, this can be similarly implemented in the case of a MOS group image sensor. The explanation was given using an example of synchronization using an IH period delay line, but if it is a MOS type, it is structurally possible to output multiple lines at the same time, so there is no need for synchronization using an IH period delay line. . As described above, according to the color solid-state imaging device of the present invention, the following effects can be obtained.

‘1} R.○.B等の3色フィル夕で空間変調させる
ため、信号処理回路が簡単になる。■ R.G.B等の
3色フィル夕を使用しているので各分光特性が比較的容
易に設定でき、色再現性も良い。
'1} R. ○. Since spatial modulation is performed using three color filters such as B, the signal processing circuit becomes simple. ■R. G. Since three color filters such as B are used, each spectral characteristic can be set relatively easily, and color reproducibility is also good.

{3’フオトダィオードのサンプリングによる折返し歪
が除去できる。
{3' The aliasing distortion due to photodiode sampling can be removed.

{41 3色フィル夕を使用していても、空間変調され
た変調色信号成分を相殺しているので輝度信号の解像度
が高くとれる。
{41 Even if a three-color filter is used, the resolution of the luminance signal can be high because the spatially modulated modulated color signal components are canceled out.

‘5’ 各垂直転送段には、別の色信号成分が読み込ま
れることはないので、転送効率等による取り残し成分が
あっても温色にはならない。
'5' Since no other color signal component is read into each vertical transfer stage, a warm color will not be obtained even if there is a component left behind due to transfer efficiency or the like.

‘61各水平ラインで同種類のフィル夕を使用している
ので、ラインクロール、フリツカが生じない。
'61 Since the same type of filter is used for each horizontal line, line crawl and flicker do not occur.

‘71垂直方向に並ぶ同一の色フィルタ素子を有する2
本の受光部列に対し、共用の1本の垂直信号ラインを設
けているので、受光部の面積が大きくとれて感度が高く
とれ、又高密度化にも適している。
'71 2 with identical color filter elements aligned vertically
Since one common vertical signal line is provided for the light receiving section array of the book, the area of the light receiving section can be increased, the sensitivity can be high, and it is also suitable for high density.

脚 色フィルタ素子を正方に配列しない場合でも、垂直
信号ラインは正方配列の場合と同数で済み、画素数が増
えても垂直信号ラインの幅は細くする必要はなく、ダイ
ナミックレンジが低下することはない。
Even if the color filter elements are not arranged in a square arrangement, the number of vertical signal lines is the same as in the case of a square arrangement, and even if the number of pixels increases, the width of the vertical signal line does not need to be made thinner, and the dynamic range will not decrease. do not have.

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

第1図〜第3図はそれぞれ従釆のカラー固体撮像袋直に
おける色フィル夕を説明するための概略図、第4図は本
発明の一実施例によるカラー団体撮像装置における固体
撮像素子の概略を示す膜式図、第5図および第6図はそ
れぞれ同装置における色フィル夕の一例を説明するため
の概略図、第‐7図は同装置における固体糠像素子の要
部の具体例の概略図、第8図は同装置における電気回路
を示すブロック図、第9図a〜cは第8図のブロック回
路における姿部の働きを説明するためのベクトル図、第
10図a〜dは同じく第8図のブロック回路における要
部の働きを説明するために信号スベクトラムを示す図で
ある。 2,2a,2a′,2a″,2b,2b′,2b″,2
c,2c′,2c″,9 a,9a′,9a′′,9
b,9b′,9b″,9c,9c′,9c″,14……
フオトダイオード、3,3a,3b,3c・…・・垂直
転送段、4……水平転送段、6,12…・・・緑フィル
夕、7,11……赤フィル夕、8,13……青フィル夕
、15・・・・・・垂直転送部、18・・・・・・固体
撮像素子。 第1図 第2図 ‐第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図 第9図 第10図
1 to 3 are schematic diagrams for explaining the color filters directly in the color solid-state imaging bag, respectively, and FIG. 4 is a schematic diagram of a solid-state imaging device in a color group imaging device according to an embodiment of the present invention. 5 and 6 are schematic diagrams for explaining examples of color filters in the same device, and FIG. 8 is a block diagram showing an electric circuit in the same device, FIGS. 9 a to c are vector diagrams for explaining the functions of the figure parts in the block circuit of FIG. 8, and FIGS. 10 a to d are schematic diagrams. FIG. 9 is a diagram showing a signal spectrum for explaining the function of main parts in the block circuit of FIG. 8; 2, 2a, 2a', 2a'', 2b, 2b', 2b'', 2
c, 2c', 2c'', 9 a, 9a', 9a'', 9
b, 9b', 9b'', 9c, 9c', 9c'', 14...
Photodiode, 3, 3a, 3b, 3c... Vertical transfer stage, 4... Horizontal transfer stage, 6, 12... Green filter, 7, 11... Red filter, 8, 13... Blue filter, 15... Vertical transfer section, 18... Solid-state image sensor. Figure 1 Figure 2 - Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 9 Figure 10

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 3種類の分光特性を有する色フイルタ素子を1水平
ライン毎にその空間変調色信号が180°反転するよう
に順次配列することにより構成した色フイルタと、垂直
方向に並ぶ同一の色フイルタ素子を有する2本の受光部
列に対し、共用の1本の垂直信号ラインを設けて構成し
た固体撮像素子とを有し、この固体撮像素子から取り出
した信号を隣接する水平ライン間で加算することにより
輝度信号を得ることを特徴とするカラー固体撮像装置。
1. A color filter constructed by sequentially arranging color filter elements having three types of spectral characteristics so that their spatially modulated color signals are reversed by 180 degrees for each horizontal line, and a color filter consisting of identical color filter elements arranged vertically. A solid-state image sensor is configured by providing one vertical signal line in common for two light-receiving section rows, and the signals extracted from this solid-state image sensor are added between adjacent horizontal lines. A color solid-state imaging device characterized by obtaining a luminance signal.
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JPS57138281A (en) * 1981-02-20 1982-08-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Solid-state color image pickup device
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