JPS60264170A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

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Publication number
JPS60264170A
JPS60264170A JP59121171A JP12117184A JPS60264170A JP S60264170 A JPS60264170 A JP S60264170A JP 59121171 A JP59121171 A JP 59121171A JP 12117184 A JP12117184 A JP 12117184A JP S60264170 A JPS60264170 A JP S60264170A
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JP
Japan
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solid
horizontal
horizontal direction
state image
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Application number
JP59121171A
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Japanese (ja)
Inventor
Shoji Nishikawa
彰治 西川
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS60264170A publication Critical patent/JPS60264170A/en
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/58Means for changing the camera field of view without moving the camera body, e.g. nutating or panning of optics or image sensors
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a television signal with high resolution with an inexpensive solid-state image pickup element employed by shifting by a specific interval in horizontal and vertical directions respectively two solid-state image pickup elements arranged by a half of horizontal picture element interval in the horizontal direction two object images at each field of 4n+2, 4n+3, 4n+4 to 4n+1 field. CONSTITUTION:An object image of light obtained from an object is resolved into two by a resolving optical system 22 and the object image is formed respectively to a CCD I 23 and a CCDII24. The relation of position of the CCD I 23 and the CCDII24 is shifted by 2d in the horizontal direction. Further, vibrators 25, 26 move the position of the photodetection part of the two CCDs by horizontal picture element interval 4d/4 in the horizontal direction (i.e., d) and vertical picture element interval 2h/2 in vertical direction (i.e., h) in the (4n+2) field to the (4n+1) field, by 2d in the horizontal direction in the (4n+3) field and by 3d in the horizontal direction and (h) in the vertical direction in the (4n+4) field to provide picture element being 4 times in horizontal direction and times in vertical direction to the picture element number of one CCD.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 高品位テレビジョンシステムにおけるカラーテレビジョ
ンカメラに用いられる固体撮像装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a solid-state imaging device used in a color television camera in a high-definition television system.

従来例の構成とその問題点 近年、標準テレビジョンシステム(NT8C。Conventional configuration and its problems In recent years, the standard television system (NT8C) has been introduced.

PAL、SECAM等)に代る高解像な高品位テレビジ
ョンシステムとして例えばテレビジョン学会技術報告V
OL7NllL44P37〜42には4倍の帯域圧縮を
して伝送する高品位テレビジョンシステムが提案されて
いる。
For example, as a high-resolution, high-definition television system that replaces PAL, SECAM, etc.),
A high-definition television system is proposed for OL7NllL44P37-42 that compresses the band four times and transmits it.

以下ニ従来の高品位テレビジヲンシステムノカメラ部に
ついて説明する。
The camera section of a conventional high-definition television system will be described below.

第1図は従来の高品位テレビジョンシステムのカメラ部
の構成図であシ、1,2.3はそれぞれ赤(R)用、緑
(G)用、青の)用撮像管、4はR,G、Hの映像信号
より輝度信号■と色差信号(CW)と([N)を得るマ
トリクス回路、6は前記輝度信号を周期t、/4 周波
数にして5WHz のクロックでムD変換するムD変換
器、6は1フィールド毎に水平方向にオフセットの関係
になるようにサンプリングするフィールドオフセットサ
ンプリング、7は静止画に必要な帯域を通す静止画フィ
ルタ、8は動画に必要な帯域を通す動画フィルタ、9は
フレームメモ!171.10はカメラのパーン、チルト
の動きに対するベクトルを検出する動きベクトル検出、
11は動きベクトル検出信号によって読み出し時間を制
御されるフレームメモリ2.12はフレーム間の動き部
分を検出する動画検出、13は静止画モードと動画モー
ドを動画検出信号で切り換えるスイッチ、14はフィー
ルド内で水平走査毎にオフセット関係になるようサンプ
リングするサブサンプリングである。
Figure 1 is a configuration diagram of the camera section of a conventional high-definition television system, where 1, 2, and 3 are image pickup tubes for red (R), green (G), and blue, respectively, and 4 is R. , G, and H video signals to obtain a luminance signal (■), a color difference signal (CW), and ([N), and 6 is a matrix circuit that converts the luminance signal to a frequency of t, /4 using a clock of 5 Hz. D converter, 6 is field offset sampling that samples each field so that it has an offset relationship in the horizontal direction, 7 is a still image filter that passes the band required for still images, and 8 is a video filter that passes the band required for moving images. Filter, 9 is frame memo! 171.10 is motion vector detection that detects vectors for camera pan and tilt movements;
11 is a frame memory whose readout time is controlled by a motion vector detection signal; 12 is a video detection device that detects moving parts between frames; 13 is a switch that switches between still image mode and video mode using a video detection signal; 14 is an in-field memory This is sub-sampling in which sampling is performed in an offset relationship for each horizontal scan.

以上のように構成された高品位テレビジョンシステムの
カメラ部について、以下その動作を説明する。
The operation of the camera section of the high-definition television system configured as described above will be described below.

まず、前記R、G 、’B用撮像管よシ得られる信号を
マトリクス4で合成し輝度信号(1)と色差信号(CW
)と(ON)を得る。次に輝度信号(7)をAD変換器
において、クロック周期t1/4でAD変換する。この
人り変換器のタイミングは第2図に示す空間サンプリン
グ点a、b、c、d、eに一致する。第2図において、
○は4n+1番目のフィールド、口は4n+2番目のフ
ィールド、・は4n千3番目のフィールド、易は4n千
4番目のフィールドのサンプリング点を示す。即ち空間
間隔dがt1/4 に対応し、水平、垂直にサンプリン
グ点が正方に配列されている。次に前記フィールドオフ
セットサンプリング6によって第2図に示す空間サンプ
リング点a、b、c、dをサンプリングする。即ち、空
間間隔2dに相当する周期t1/2 でサンプリングし
かつ奇数水平走査と偶数水平走査とのサンプリング点の
位相関係を180゜にし、いわゆる奇数フィールドと偶
数フィールドのサンプリング点の関係をオフセットの関
係にする。
First, the signals obtained from the R, G, 'B image pickup tubes are synthesized in matrix 4, and a luminance signal (1) and a color difference signal (CW
) and (ON) are obtained. Next, the luminance signal (7) is subjected to AD conversion at a clock cycle t1/4 in an AD converter. The timing of this person transducer coincides with the spatial sampling points a, b, c, d, and e shown in FIG. In Figure 2,
◯ indicates the sampling point of the 4n+1st field, ◯ indicates the 4n+2nd field, . indicates the sampling point of the 4n1003rd field, and I indicates the sampling point of the 4n1004th field. That is, the spatial interval d corresponds to t1/4, and the sampling points are arranged horizontally and vertically in a square. Next, the field offset sampling 6 is used to sample spatial sampling points a, b, c, and d shown in FIG. That is, sampling is performed at a period t1/2 corresponding to a spatial interval of 2d, and the phase relationship between the sampling points of the odd and even horizontal scans is set to 180 degrees, so that the relationship between the sampling points of the so-called odd field and even field is an offset relationship. Make it.

次に前記フィールドオフセットサンプリング6出力の映
像信号を前記静止画フィルタ7、動画フィルタ8によっ
てそれぞれ第3図、第4図に示す斜線部分のみ通過する
2次元ローパスフィルタで帯域制限する。一方前記フィ
ルドオフセットサンプリング6の出力を前記フレームメ
モリ■9で1フレーム期間遅らせた1フレーム前の信号
と前記フィルドオフセットサンプリング6の出力即ち現
信号とを前記動きベクトル検出10で比較し、カメラ部
のパーン、チルトの動きに対するベクトルを計算する。
Next, the video signal output from the field offset sampling 6 is band-limited by the still image filter 7 and the moving image filter 8, which are two-dimensional low-pass filters that pass only the shaded areas shown in FIGS. 3 and 4, respectively. On the other hand, the motion vector detector 10 compares the output of the filled offset sampling 6 with the current signal, which is obtained by delaying the output of the filled offset sampling 6 by one frame period in the frame memory 9, and the output of the filled offset sampling 6. Calculate vectors for pan and tilt movements.

次に前記フィルドオフセットサンプリング6の出力を前
記フレームメモリ111に記憶し、1フレーム後に読み
出すときに、前記動きベクトル検出1oで計算されたベ
クトル量だけ移動させる。
Next, the output of the filled offset sampling 6 is stored in the frame memory 111, and when read out one frame later, it is moved by the vector amount calculated in the motion vector detection 1o.

即ち、前記フレームメモリi11の出力と前記フィルド
オフセットサンプリング6の出力とは、カメラ部のパー
ン、チルトによる動きに対して全く同一タイミングの信
号が得られるように前記フレームメモリl111の読み
出し時間を制御して得た出力と前記フィルドオフセット
出力を前記動画検出12で比較して、カメラ部のパーン
、チルト以外の動き例えばズーム等の動き、あるいは画
面内の部分的な動いた部分を検出する。次に前記動画検
出12によって検出された信号によシ、前記静止画フィ
ルタ了と動画フィルタ8の出力を前記スイッチ13で切
り換えて、前記サブサンプリング14に入力し、4n+
1番目のフィルドではサンプリング点a、4n千2番目
のフィールドではサンプリング点す、4n+3番目のフ
ィールドではサンプリング点Ci、4n+4番目フィー
ルドではサンプリング点dをサンプリングする。このサ
ンプリングの周期はt、で周波数はS W / 4 H
zとなる。
That is, the readout time of the frame memory I111 is controlled so that the output of the frame memory i11 and the output of the filled offset sampling 6 are obtained at exactly the same timing with respect to panning and tilting movements of the camera section. The video detection unit 12 compares the output obtained with the field offset output and detects movement other than panning and tilting of the camera unit, such as zooming, or a partially moved portion within the screen. Next, depending on the signal detected by the moving image detection 12, the output of the still image filter and the output of the moving image filter 8 are switched by the switch 13, and input to the sub-sampling 14, 4n+
In the 1st field, sampling point a is sampled, in the 4n+2nd field, sampling point I is sampled, in the 4n+3rd field, sampling point Ci is sampled, and in the 4n+4th field, sampling point d is sampled. The period of this sampling is t, and the frequency is S W / 4 H
It becomes z.

したがって4フイールドで一画面を構成し、静止画(カ
メラ部のパーン、チルト覗含む)の部分に対して、受信
側でフレームメモリを用いて2次元的に4フイールドを
合成してサンプル点a、b。
Therefore, one screen is composed of four fields, and for the still image part (including panning and tilting of the camera), the four fields are two-dimensionally synthesized using frame memory on the receiving side, and sample points a, b.

c、dの信号を内挿してサンプル点eの信号を得ること
によって、第3図の斜線に示す空間周波数領域をもつ映
像信号がモニター上に再現できる。
By interpolating the signals at c and d to obtain the signal at sample point e, a video signal having the spatial frequency region indicated by diagonal lines in FIG. 3 can be reproduced on the monitor.

動画の部分についてはフィールド間の相関がないため、
例えば4n+1番目のフィールドの時、そのフィードル
内のサンプリング点aを用いてサンプリング点すとeの
信号を内挿し、第4図に示す空間周波数領域をもつ映像
信号がモニター上に再現できる。
As there is no correlation between fields in the video part,
For example, in the case of the 4n+1th field, by interpolating the signal at sampling points to and e using sampling point a in that field, a video signal having the spatial frequency region shown in FIG. 4 can be reproduced on the monitor.

以上の結果、サブサンプル周波数sW/4H2で受信側
に伝送しているにもかかわらず、静止画では水平周波数
SW/2H2の帯域の映像信号が伝送できるのはフィー
ルド間のサンプリング位置がオフセット関係にあシ、フ
ィールド間の相関があるため、折返し妨害を除去できる
からである。
As a result of the above, even though it is transmitted to the receiving side at the sub-sampling frequency sW/4H2, in still images, the video signal in the horizontal frequency band SW/2H2 can be transmitted because the sampling positions between fields are offset. This is because there is a correlation between the legs and the fields, so aliasing interference can be removed.

又、動画に関しては、フィールド間の相関がないため、
水平周波数SW/2H2の帯域の映像信号を伝送す不と
折返し妨害が生じるので、映像信号の帯域としてSW/
4H2におさえる必要がある。
Also, regarding videos, there is no correlation between fields, so
When transmitting a video signal in the horizontal frequency band SW/2H2, aliasing interference occurs, so the video signal band is SW/2H2.
It is necessary to keep it to 4H2.

したがって、画面内の動く部分に対して前記動画フィル
タ8、静止した部分に対して静止画フィルタ7の映像信
号を前記サブサンプリング14でサンプリングすること
によって、折返しの少ない画像を得ることができる。
Therefore, by sampling the video signal of the moving image filter 8 for a moving part in the screen and the still image filter 7 for a stationary part using the subsampling 14, an image with less aliasing can be obtained.

前記ムD変換器におけるサンプリング周波数SWは高品
位システムにおいて、約e 4M Hz であシ、サン
プリング点としては有効画面内で水平約1500点、垂
直約1000点必要であるため、前記R,(r、B撮像
管の代シにR,G、B用固体撮像素子を使用すれば画素
数として水平約16oO垂直約1000の固体撮像素子
が必要で、前記マトリクス以降の処理は撮像管と同様の
処理で同一の映像信号を得ることができるが、例えば2
/3吋サイズの固体撮像素子で景品に実現できるのは水
平画素400、垂直画素500程度であり、水平画素1
500.垂直1000の固体撮像素子で諸性能を満足す
ることは現状の技術では不可能である。また、1吋サイ
ズ以上のもので製造すれば非常に高価なものとなる。し
たがって固体撮像素子ヲモチいて高品位テレビジョンシ
ステムのカメラ部を構成しようとすれば、2/3吋サイ
ズの固体撮像素子では不可能であシ、非常に高価な1吋
サイズ以上の固体撮像素子を用いなければならないとい
う問題点を有していた。
In a high-quality system, the sampling frequency SW in the mu D converter is approximately e4MHz, and approximately 1500 sampling points are required horizontally and approximately 1000 vertically within the effective screen. , If a solid-state image sensor for R, G, and B is used in place of the B image sensor tube, a solid-state image sensor with a pixel count of approximately 160 pixels horizontally and approximately 1000 pixels vertically is required, and the processing after the matrix is the same as that for the image sensor tube. The same video signal can be obtained with, for example, 2
/3 inch size solid-state image sensor can be used as a prize with about 400 horizontal pixels and 500 vertical pixels, and 1 horizontal pixel.
500. With the current technology, it is impossible to satisfy various performances with a vertical 1000 solid-state image sensor. Moreover, if it is manufactured in a size larger than 1 inch, it will be very expensive. Therefore, if we were to use a solid-state image sensor to configure the camera section of a high-definition television system, it would be impossible to use a 2/3-inch solid-state image sensor, and we would have to use a very expensive 1-inch or larger solid-state image sensor. The problem was that it had to be used.

発明の目的 本発明は上記従来例の問題点を解消するもので、非常に
安価な、景品に製造できる固体撮像素子を用いた高品位
テレビジョンシステムの固体撮像装置を提供することを
目的とする。
Purpose of the Invention The present invention solves the above-mentioned problems of the conventional example, and aims to provide a solid-state imaging device for a high-definition television system using a solid-state imaging device that is very inexpensive and can be manufactured as a prize. .

発明の構成 本発明は二つの同一被写体像の結像面に配置した第1.
第2の固体撮像素子を有し、前記被写体像に対する前記
第1.第2の固体撮像素子の相対位置関係を前記第1と
第2の固体撮像素子の間で、前記固体撮像素子の水平方
向に水平画素間隔の2分の1に相当する長さだけずらし
、前記被写体像と前記第1および第2の固体撮像素子と
の相対位置関係を、4n+1フイールド(nは整数)に
対して、4n+2フイールドでは水平方向に水平画素間
隔の4分の1、垂直方向に垂直画素間隔の2分の1.4
n+3フイールドでは水平方向に水平画素間隔の2分の
1.4n+1フイールドでは水平方向に水平画素間隔の
4分の3、垂直方向に垂直画素間隔の4分の3、垂直方
向に垂直画素間隔の2分の1ずらして構成した固体撮像
素子であシ、第1.第2の固体撮像素子で水平方向の画
素合成を行い、フィールド毎に被写体像に対する固体撮
像素子の画素位置を4ケ所選択することにより、水平方
向に4倍、垂直方向に2倍の画素をもつ固体撮像素子と
等価な解像度をもつ固体撮像装置が得られる。
Structure of the Invention The present invention provides a first image forming apparatus which is arranged on the imaging plane of two identical subject images.
a second solid-state image sensor; The relative positional relationship of the second solid-state image sensor is shifted between the first and second solid-state image sensors by a length corresponding to one half of the horizontal pixel interval in the horizontal direction of the solid-state image sensor; The relative positional relationship between the subject image and the first and second solid-state image sensing devices is determined as follows: for a 4n+1 field (n is an integer), for a 4n+2 field, one quarter of the horizontal pixel interval in the horizontal direction, and vertical in the vertical direction. 1/2 of the pixel interval
For n+3 fields, 1/2 of the horizontal pixel spacing in the horizontal direction.4 For n+1 fields, 3/4 of the horizontal pixel spacing in the horizontal direction, 3/4 of the vertical pixel spacing in the vertical direction, and 2/2 of the vertical pixel spacing in the vertical direction The first solid-state image sensor is constructed with a shift of one-fold. By performing pixel synthesis in the horizontal direction using the second solid-state image sensor and selecting four pixel positions of the solid-state image sensor relative to the subject image for each field, the number of pixels is four times as many in the horizontal direction and twice as many in the vertical direction. A solid-state imaging device having a resolution equivalent to that of a solid-state imaging device can be obtained.

実施例の説明 第6図は本発明の第1の実施例における固体撮像装置の
構成図、第6図は第1の実施例に用いる水平画素間隔4
d、垂直画素間隔2hで受光部が正方配列された第1お
よび第2の固体撮像素子(ここでは固体撮像素子として
CODイメージセンサ−を用いる。以下canと略す。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS FIG. 6 is a block diagram of a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows a horizontal pixel interval of 4 used in the first embodiment.
d. First and second solid-state image sensors in which light-receiving parts are squarely arranged with a vertical pixel interval of 2h (here, a COD image sensor is used as the solid-state image sensor; hereinafter abbreviated as "can").

)の構成図、第7図は第1.第2のCOD間の被写体像
に対する位置関係図、第8図は被写体像に対する第10
CCDの位置関係図である。第7図においてAnkはn
水平行のに垂直列の第1のCODの受光部、Bnkはn
水平行のに垂直列の第2のCODの受光部を示し、第8
図においてムnkaは第4n+1フイールドにおけるn
水平行のに垂直列の第1のCODの受光部、ムnkbは
第4n+2フィールドにおけるn、水平行のに垂直列の
第1のCODの受光部、ムnkcは第4n+3フイーp
ドにおけるn′水平行のに垂直列の第1のCODの受光
部、λnkdは第4n+4フィールドにおけるn水平行
のに垂直列の第1のCODの受光部を示す。
), Fig. 7 is the configuration diagram of Fig. 1. Figure 8 is a positional relationship diagram for the subject image between the second COD and the 10th COD for the subject image.
It is a positional relationship diagram of CCD. In Figure 7, Ank is n
The light receiving part of the first COD in the vertical row in the horizontal row, Bnk is n
The horizontal row shows the light receiving part of the second COD in the vertical row, and the eighth
In the figure, mnka is n in the 4n+1 field.
The light receiving part of the first COD in the vertical row in the horizontal row, mnkb is n in the 4n+2 field, the light receiving part of the first COD in the vertical row in the horizontal row, mnkc is the 4n+3th field p
λnkd indicates the light receiving portion of the first COD in the vertical row in the n horizontal row in the 4n+4th field.

第6図において、6はムD変換器、7は静止画フィルり
、8は動画フィルり、9はフレームメモリ1,10は動
きベクトル検出、11はフレームメモリII、12は動
画検出、13はスイッチ、14はサブサンプリングで、
以上は第1図、のものと同じ構成のものであり、21は
レンズ、22は二つの被写゛体像を作る分解光学系、2
3.24は前記二つの被写体像の結像面に配置される第
6図に示す前記canで、かつ前記被写体像とそれに対
応する前記二枚のCODの相対位置関係が水平方向に水
平画素間隔4dの2分の1、即ち2dずらして配置され
たCGD IとacDm、25 、28はCC1DI2
3とCGDl[24を4n+174−ルドに対し、4n
+2フイールドでは水平方向に水平画素間隔4dの4分
の1即ちd1垂直画素間隔2hの2分の1即ちり、4n
+3フイールドでは水平方向に2d、4n+4フイール
ドでは水平方向に3d1垂直方向にhずらせるための振
動子、27はCCDI23の出力をCCDI23とCC
DI23のずれ量2dに相当する時間t1/! だけ遅
延させる遅延線1128はCCDI23とCGDl[2
4の信号を合成する合成回路、29 、30 。
In FIG. 6, 6 is a D converter, 7 is a still image filler, 8 is a moving image filler, 9 is a frame memory 1, 10 is a motion vector detector, 11 is a frame memory II, 12 is a moving image detector, and 13 is a moving image filter. Switch 14 is subsampling,
The above has the same configuration as that shown in Fig. 1, with 21 being a lens, 22 being a resolving optical system that creates two subject images, and 2
3.24 is the can shown in FIG. 6 which is arranged on the imaging plane of the two subject images, and the relative positional relationship between the subject image and the two CODs corresponding thereto is such that the horizontal pixel interval is the same in the horizontal direction. CGD I and acDm, 25 and 28, which are arranged 1/2 of 4d, that is, 2d apart, are CC1DI2
3 and CGDl[24 to 4n+174-old, 4n
+2 field, 1/4 of the horizontal pixel interval 4d, or d1, 1/2 of the vertical pixel interval 2h, 4n
27 is a transducer for shifting the output of CCDI23 by 2d horizontally in the +3 field, 3d1 horizontally in the 4n+4 field, and h in the vertical direction in the 4n+4 field.
Time t1/! corresponding to the deviation amount 2d of DI23! The delay line 1128 that delays CCDI23 and CGDl[2
29, 30.

31は4n+1に対する4n+2.4n+3.4n+4
フイールドにおける振動子25.26によって生じる前
記被写体像とCCDI23、C0D1124との相対位
置関係の水平方向のずれ量d。
31 is 4n+2.4n+3.4n+4 for 4n+1
A horizontal shift amount d in the relative positional relationship between the subject image and the CCDI 23 and C0D 1124 caused by the transducers 25 and 26 in the field.

2d 、3dに相当するt1/4.t1/2,3t、/
4の時間を遅延する遅延線11.I、IV、32はフィ
ールド毎に4人力のうちいずれか1つを選択して出力す
るフィールドセレクタである。
2d, t1/4 corresponding to 3d. t1/2, 3t, /
Delay line 11 for delaying the time of 4. I, IV, and 32 are field selectors that select and output one of the four manual inputs for each field.

以上のように構成された本実施例の固体撮像装置につい
て、その動作を説明する。
The operation of the solid-state imaging device of this embodiment configured as described above will be explained.

まず、被写体よシ得られる光をレンズ21に通し、分解
光学系22で同一の被写体像を二つに分解し、この被写
体像をそれぞれCCDI23と0CDn24に結像する
。CCDI23とC0D1[24の位置関係は第7図に
示すごとく水平方向に2dずれているが、CCDI23
とCG D If 24の出力はそれぞれ第9図a、b
に示すタイミングの信号であシ、第9図のり、iはそれ
ぞれ第7図に示すCCDI23の受光部人44.ム12
に対応し、第9図のj、にはそれぞれ第7図に示すCC
DI[24の受光部B11.B12に対応する。
First, light obtained from the object is passed through the lens 21, and the same object image is separated into two by the separation optical system 22, and these object images are focused on the CCDI 23 and the 0CDn 24, respectively. The positional relationship between CCDI23 and C0D1 [24 is 2d apart in the horizontal direction as shown in FIG.
The outputs of and CG D If 24 are shown in Figure 9 a and b, respectively.
The signals shown in FIG. 9 and i are the signals with the timing shown in FIG. Mu12
CC shown in FIG. 7 corresponds to j in FIG. 9, respectively.
Light receiving section B11 of DI[24. Corresponds to B12.

次に遅延線I27によりCGD IとCGDI[の受光
部のずれ量2dに相当する時間t1/2 だけ、C1C
DI24の出力を遅延させ第9図Cの信号を得、次にC
CDI23と遅延線27との出力を合成し、第9図dに
示す信号を得る。また振動子25.26によって第8図
に示すとと<CCDI23とCCDIr24の受光部の
位置を第4 n +1 +第りn+2.第4n+3.第
4n+4 (n:nは整数)フィールドによって移動さ
せるよう第4n十1フィールドに対し、第4n+2フイ
ールドでは水平方向にd、垂直方向にh1第4n+3フ
ィー/レドでは水平方向に2d、第4n+4フイーμド
では水平方向に3d、垂直方向にhだけずらせる。
Next, by delay line I27, C1C is
The output of DI24 is delayed to obtain the signal shown in Figure 9C, and then C
The outputs of the CDI 23 and the delay line 27 are combined to obtain the signal shown in FIG. 9d. In addition, as shown in FIG. 8 using the oscillators 25 and 26, the positions of the light receiving parts of the CCDI 23 and the CCDIr 24 are set to 4th n+1 + th n+2. 4thn+3. For the 4n11th field to move by the 4n+4 (n: n is an integer) field, the 4n+2 field is d in the horizontal direction, h1 in the vertical direction, the 4n+3 field is 2d in the horizontal direction, and the 4n+4 field is μ in the horizontal direction. In case of 3D, it is shifted by 3d in the horizontal direction and by h in the vertical direction.

したがって、第4n+1フイールドに対し、第4n+2
フィールドでは遅延線lI29によって、水平方向ずれ
量dに対応する時間t1/4、第4n十3フイールドで
は遅延線130によって、水平方向ずれ量2dに対応す
る時間t1/2、第4n+4フイールドでは遅延線IV
31によって水平方向ずれ量3dに対応する時間3 t
1/4だけ遅延させて、それぞれのフィールドでの位置
のずれ量を補正し、フィールドセレクタ32によって第
4n+ルイールドでは合成回路28出力、第4n+2フ
ィールドでは遅延線1129出力、第4n+3フイール
ドでは遅延線130出力、第4n+4フイールドでは遅
延線IV31出力を選択する。
Therefore, for the 4n+1 field, the 4n+2 field
In the field, the delay line lI29 causes the time t1/4 corresponding to the horizontal deviation amount d, and in the 4n13th field, the delay line 130 causes the time t1/2 corresponding to the horizontal deviation amount 2d, and in the 4n+4th field, the delay line IV
31, the time 3t corresponding to the horizontal deviation amount 3d
The amount of positional deviation in each field is corrected by delaying by 1/4, and the field selector 32 outputs the synthesis circuit 28 output in the 4n+ field, the delay line 1129 output in the 4n+2 field, and the delay line 130 in the 4n+3 field. The output, the 4n+4th field, selects the delay line IV31 output.

このフィールドセレクタ32で得られる信号のサンプリ
ング点を二次元に直すと2フィールド即ち1フレームで
第2図で示すサンプリング点a。
If the sampling points of the signal obtained by this field selector 32 are converted into two dimensions, they are two fields, that is, one frame, and are the sampling point a shown in FIG.

b、c、dに相当する、これはCCDI23を一枚だけ
使用した場合、第8図に示すごと<ccnI23の受光
部は4フィーpド即ち2フレームでAnn& IAnn
b l AnnCr Anndの位置に配列され、それ
ぞれが第2図a 、 c、、 b 、 dに対応し、C
GDI23とC0DII24の二枚を使用した場合、C
GDI23の受光部Ann& 1Annb r Ann
c tAnndに対しそれぞれムnnc tAnnd 
tAnnd IAnnbの位置にOODM2aの受光部
が存在するため、第4n+1および第4n+3フイール
ドで、第8図のムnnaとAnnc 、第4n+2、第
4n+474−ルドで第8図のムnnbとムnndの受
光部の出力が連続してフィールートセレクタ32よシ得
られ、この第8図ムnnaトムnncは第2図のサンプ
リング点a、゛bと対応し、第8図ムnnbとムnnd
は第2図のサンプリング点c、dと対応するためである
This corresponds to b, c, and d. If only one CCDI23 is used, as shown in Fig.
b l AnnCr Arranged at the positions of And, corresponding to Figure 2 a, c, b, d, and C
When using two cards, GDI23 and C0DII24, C
GDI23 light receiving section Ann & 1Annb r Ann
nnc tAnd for c tAnd, respectively.
Since the light-receiving part of OODM2a exists at the position of tAnnd IAnnb, the 4n+1 and 4n+3 fields receive light from Munna and Annc in Figure 8, and the 4n+2 and 4n+474- fields receive light from Munnb and Munnd in Figure 8. The outputs of the parts are continuously obtained by the feel route selector 32, and the mnna tom nnc in FIG. 8 corresponds to the sampling points a and b in FIG.
This is because they correspond to sampling points c and d in FIG.

したがって、フィールドセレクタ32出力をムD変換器
6でムD変換した出力は従来例第1図のフィールドオフ
セットサンプリング6で得られる信号とサンプリングの
タイミングにおいて同一であり、第6図のムD変換器6
出力からサブサンプリング14までの処理は、第1図の
゛フィールドオフセットサンプリング6がらサブサンプ
リング14までの処理と同一でらシ、同様の映像信号が
得られる。
Therefore, the output obtained by converting the output of the field selector 32 by the D converter 6 is the same in sampling timing as the signal obtained by the field offset sampling 6 in the conventional example shown in FIG. 6
The processing from output to subsampling 14 is the same as the processing from field offset sampling 6 to subsampling 14 in FIG. 1, and the same video signal is obtained.

以上のように本実施例によれば、二つの被写体像に対し
CODの水平画素間隔4dの2分の1即ち2dだけお互
にずれた二つのcanを配置し、4n+1フイールドに
対し、4n+2フイールドでは水平方向に水平画素間隔
4dの4分の1即ちd1垂直方向に垂直画素間隔2hの
2分の1即ちり、4n+3フイーμドでは水平方向に2
d14n+4フイールドでは水平方向に3d、垂直方向
にhだけ被写体像に対する、二枚のCODの受光部の相
互位置を移動することに′よシ、一枚のCODの画素数
に対して水平方向に4倍、垂直方向に2倍の画素を有す
ることになり、画素数の少ない、従って、安価なccn
で高解像々映像信号を得ることができ、高品位テレビジ
ョン信号の輝度信号として十分使用し得る。又本実施例
で示した二枚で一組のCODをR,G、Bそれぞれに設
けることによって、カラーの高品位テレビジョン信号を
得ることができることも明白である。
As described above, according to this embodiment, two cans are arranged with respect to two subject images shifted by 1/2 of the horizontal pixel interval 4d of the COD, that is, 2d, and a 4n+2 field is arranged for a 4n+1 field. Then, in the horizontal direction, 1/4 of the horizontal pixel interval 4d, or d1, in the vertical direction, 1/2 of the vertical pixel interval 2h, or 4n+3 feed μ, 2 in the horizontal direction
In the d14n+4 field, the relative positions of the light receiving parts of the two CODs with respect to the subject image are moved by 3d in the horizontal direction and h in the vertical direction, and the number of pixels in one COD is 4 in the horizontal direction. ccn, which has twice as many pixels in the vertical direction, has fewer pixels, and is therefore cheaper
A high-resolution video signal can be obtained using this method, and it can be fully used as a brightness signal for a high-definition television signal. It is also clear that a color high-definition television signal can be obtained by providing a set of two CODs for each of R, G, and B as shown in this embodiment.

なお、実施例において、振動子を用いてCODを移動さ
せたが、cap−4固定し、被写体像を移動させてもよ
い。
In the embodiment, the COD was moved using a vibrator, but the cap-4 may be fixed and the subject image may be moved.

また、実施例において、固体撮像素子としてCODを用
いているが、全受光部から転送部へ垂直ブランキング期
内に読み出す固体撮像素子であれば、他のものでも良い
Further, in the embodiment, a COD is used as the solid-state image sensor, but any other solid-state image sensor may be used as long as it can read data from all the light receiving sections to the transfer section within the vertical blanking period.

さらに、実施例において、・位置ずれ補正のために遅延
線I、11.I、IV、27 、29 、30.31を
用いているが、固体撮像素子の読み出しノ</I/スの
位相をフィ゛−/l/ドの位置ずれに対応する時間だけ
補正することによシ、遅延線I、n、II、IVおよび
フィールドセレクタ32を省略することができる。また
、被写体像の空間周波−を第3図の斜線で示f帯域をも
つ空間ローバスフィルりをレンズとCODの間に挿入す
ることによって、静止画フイμりを省略でき同様の結果
か得られることができることはいうまでもないことでら
る。
Further, in the embodiment, delay line I, 11 . I, IV, 27, 29, 30.31 are used, but the phase of the readout node of the solid-state image sensor is corrected by the time corresponding to the positional deviation of the field. Alternatively, delay lines I, n, II, IV and field selector 32 can be omitted. Furthermore, by inserting a spatial low-pass filter with an f-band, the spatial frequency of the subject image indicated by the diagonal lines in Figure 3, between the lens and the COD, the still image filter can be omitted and similar results can be obtained. Needless to say, it can be used.

発明の効果 本発明は二つの被写体像に対し、お互に水平方向に水平
画素間隔の半分ずらして配置された二枚の固体撮像素子
を4n+1フィールドに対して、4n+2フイールドで
は水平方向に水平画素間隔の4分の1、即ちd、垂直方
向に垂直画素間隔の2分の1、即ちり、4n+3フイー
ルドでは水平方向に2d、4n+4フイーμドでは水平
方向に3d、垂直方向にhずらせることによって、非常
に安価な゛、門るいは容易に製造できる固体撮像素子を
用いて、高解像度のテレビジョン信号を得ることができ
、優れた固体撮像素子を実現できかつフィールド毎に全
受光部から読み出すためインターライン型CODで生じ
るフレーム残像(奇数、偶数フィルドで半分ずつの受光
部から読み出すことによって生じ、る残像)が生じない
優れた固体撮像装置を実現する一゛とができる。
Effects of the Invention The present invention uses two solid-state image sensors arranged horizontally shifted by half the horizontal pixel interval from each other for two subject images, for a 4n+1 field, and for a 4n+2 field. 1/4 of the interval, i.e. d, 1/2 of the vertical pixel interval in the vertical direction, 2d in the horizontal direction for 4n+3 fields, 3d in the horizontal direction and h in the vertical direction for 4n+4 fields μ. This makes it possible to obtain high-resolution television signals using a very inexpensive solid-state image sensor that can be easily manufactured. It is possible to realize an excellent solid-state imaging device that does not cause frame afterimages (results caused by reading from half of the light-receiving sections in odd and even fields) that occurs in interline type COD for reading.

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

第1図は従来の高品位テレビジョンシステムのカメラ部
の構成図、第2図は第1図における各部のサンプリング
位置を示すサンプリング配置図、第3図、第4図は一次
1元の空間ローパスフィルタの特性図、第5図は本発明
の実施例における固体撮像装置の構成図、第6図は実施
例に用いるCODイメージセンサ−の構成図、第7図は
二枚のCOD受光4部間の被写体像に対する相互配置図
、第8図は4n+1.4n+2.4n+3.4n+4フ
イールドにおける1枚のCOD受光部の配置図、第9図
a−dは実施例第5図の各部における波形図である。 22・・・・・・分解光学系、23.24・・・・・・
COD。 25.66・・・・・・振動子、27,29,3Q、、
31・・・・・・遅延線、28・・・・・・合成回路、
32・・・・・・フィルドセレクタ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第2
図 第3図 第4図 水平空閲屓誠牧 軽 0ロ ト c> c3 2 − − 8 石 敏
Figure 1 is a configuration diagram of the camera section of a conventional high-definition television system, Figure 2 is a sampling arrangement diagram showing the sampling position of each part in Figure 1, and Figures 3 and 4 are one-dimensional spatial low-pass Characteristic diagram of the filter, Fig. 5 is a block diagram of a solid-state imaging device in an embodiment of the present invention, Fig. 6 is a block diagram of a COD image sensor used in the embodiment, and Fig. 7 is a diagram between two COD light receiving sections. FIG. 8 is a layout diagram of one COD light receiving section in 4n+1.4n+2.4n+3.4n+4 fields, and FIGS. 9a to 9d are waveform diagrams at various parts of FIG. 5 of the embodiment. . 22...Resolving optical system, 23.24...
C.O.D. 25.66... vibrator, 27, 29, 3Q,...
31...Delay line, 28...Synthesizing circuit,
32...Filled selector. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person 2nd
Figure 3 Figure 4 Horizontal Air Viewing Seimoku Light 0 Loto c> c3 2 - - 8 Satoshi Ishi

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 二つの同一被写体像の結像面に配置した第1゜第2の固
体撮像素子を有し、前記被写体像に対する前記第1.第
2の固体撮像素子の受光部の相対位置関係を前記第1と
第2の固体撮像素子の受光部の間で、水平方向に前記固
体撮像素子の水平画素間隔の2分の1に相当する長さだ
けずらし、前記被写体像と前記第1および第2の固体撮
像素子との相対位置関係を4n+1フイールド(nは整
数)に対して4n+2フイールドでは水平方向に水平画
素間隔の4分の1、垂直方向に垂直画素間隔の2分の1
,4n−4−3フイールドでは水平方向に水平画素間隔
の2分の1.4nす4フイールドでは水平方向に水平画
素間隔の4分の3、垂直方向に垂直画素間隔の2分の1
ずらしてなることを特徴とする固体撮像装置。
The first and second solid-state imaging devices are arranged on the imaging planes of two identical subject images, and the first and second solid-state imaging devices are arranged on the imaging planes of two identical subject images. The relative positional relationship of the light-receiving parts of the second solid-state image sensor is determined between the light-receiving parts of the first and second solid-state image sensors, which corresponds to one half of the horizontal pixel interval of the solid-state image sensor in the horizontal direction. By shifting the subject image by the length, the relative positional relationship between the subject image and the first and second solid-state image sensors is set to 1/4 of the horizontal pixel interval in the horizontal direction in the 4n+2 field compared to the 4n+1 field (n is an integer). 1/2 of the vertical pixel spacing in the vertical direction
, 1/2 of the horizontal pixel spacing in the 4n-4-3 field, 3/4 of the horizontal pixel spacing in the horizontal direction, and 1/2 of the vertical pixel spacing in the vertical direction for 4n fields.
A solid-state imaging device characterized by being shifted.
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