JPS6056031B2 - Color solid-state imaging device - Google Patents
Color solid-state imaging deviceInfo
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- JPS6056031B2 JPS6056031B2 JP54130328A JP13032879A JPS6056031B2 JP S6056031 B2 JPS6056031 B2 JP S6056031B2 JP 54130328 A JP54130328 A JP 54130328A JP 13032879 A JP13032879 A JP 13032879A JP S6056031 B2 JPS6056031 B2 JP S6056031B2
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- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は固体撮像板を用いてカラー画像信号を得るカラ
ー固体撮像装置に関するものてある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a color solid-state imaging device that obtains color image signals using a solid-state imaging plate.
被写体像をテレビジョン信号に変換するのに一般的には
ブランビコン、ビデイコンなどの撮像管が用いられてい
るが、最近になつて固体撮像板が注目されるようになつ
てきた。固体撮像板としては、フォトダイオードのよう
な感光素子と結合した電荷転送素子の組合せ、又は受光
部を電荷転送素子と兼ねた構造のもの、或いは感光素子
を多数格子状に配列し、これを順次読み取つて連続した
映像信号を得るフォトダイオードアレイのようなものな
どがある。Image pickup tubes such as Brambicon and Vidacon are generally used to convert a subject image into a television signal, but recently solid-state image pickup plates have been attracting attention. Solid-state imaging plates include a combination of a charge transfer device combined with a photosensitive element such as a photodiode, a structure in which the light receiving part also serves as a charge transfer element, or a structure in which a large number of photosensitive elements are arranged in a lattice pattern and these are sequentially arranged. There are things like photodiode arrays that can be read to obtain continuous video signals.
電荷転送素子は特開昭46−1211号公報などにおい
て電荷結合素子(以下CCDと述べる)としてその原理
が説明されているように、半導体基板上に絶縁層を介し
て2相、3相、或いは4相になる構成てもつて配線され
た電極を設け、この電極に例えば半導体基板がN型半導
体であれは負の電位をかけることによつて半導体内に空
乏層を生じさせ、この電極の電位を順次移動させること
により、空乏層を移動させるものである。As the principle of a charge transfer device is explained as a charge coupled device (hereinafter referred to as CCD) in Japanese Unexamined Patent Publication No. 46-1211, etc., a charge transfer device is a two-phase, three-phase, or An electrode wired in a four-phase configuration is provided, and if the semiconductor substrate is an N-type semiconductor, a negative potential is applied to this electrode to create a depletion layer in the semiconductor, and the potential of this electrode is By sequentially moving the depletion layer, the depletion layer is moved.
この空乏層の中に電荷を注入しておけは空乏層の移動と
共に電荷も順次移動させることができる。この原理を用
いた固体撮像板の一例を第1図に示す。By injecting charges into this depletion layer, the charges can be sequentially moved along with the movement of the depletion layer. An example of a solid-state imaging plate using this principle is shown in FIG.
第1図において1−1,1−2,1−3,1−4,・・
・・・・1−Nは各々電荷を垂直の矢印の方向に転送す
る垂直CCDである。そして垂直方向に転送するための
転送パルスはテレビジョン信号の水平同期パルスと同期
したものである。2は例えばフォトダイオードのような
感光素子で垂直CCDに沿つて設けられ、光の強弱に応
じて電荷が蓄積される。In Figure 1, 1-1, 1-2, 1-3, 1-4,...
...1-N are vertical CCDs that each transfer charges in the direction of the vertical arrow. The transfer pulse for vertical transfer is synchronized with the horizontal synchronizing pulse of the television signal. A photosensitive element 2, such as a photodiode, is provided along the vertical CCD, and charges are accumulated in accordance with the intensity of light.
そしてある時間経過した後に、この蓄積された電荷は同
時に垂直CCDに注入される。注入された電荷は水平同
期信号に同期したパルスでもつて順次垂直の矢印の方向
に転送される。3は複数の垂直CCDより対応する位置
に転送された電荷を水平方向に転送する水平CCDであ
る。Then, after a certain period of time has elapsed, this accumulated charge is simultaneously injected into the vertical CCD. The injected charges are sequentially transferred in the direction of the vertical arrow with pulses synchronized with the horizontal synchronizing signal. 3 is a horizontal CCD that horizontally transfers charges transferred to corresponding positions from a plurality of vertical CCDs.
そして水平期間内に全部矢印の方向にこの電荷を転送し
終るような周波数の水平転送パルスでもつて転送し、出
力端子4よりその1ライン分の信号を得る。これを繰返
して垂直CCDlの電荷を出力端子4よりすべて読出し
た後、再び感光素子2に蓄積された電荷が垂直CCDに
注入され、同様の読出しが繰返され、連続したテレビジ
ョン信号が得られる。この場合水平CCD3の転送パル
ス周波数FHはFH=FvXNで表わされる。Then, a horizontal transfer pulse having such a frequency that the charges are completely transferred in the direction of the arrow within the horizontal period is used to obtain a signal for one line from the output terminal 4. After repeating this process and reading out all the charges in the vertical CCD 1 from the output terminal 4, the charges accumulated in the photosensitive element 2 are again injected into the vertical CCD, and the same readout is repeated to obtain a continuous television signal. In this case, the transfer pulse frequency FH of the horizontal CCD 3 is expressed as FH=FvXN.
Fv:垂直CCDの転送パルス周波数=水平同 期周
波数N:垂直CCD列の数
5は水平転送パルス発生器、6は垂直転送パルス発生器
で2相、3相、4相いずれでもよい。Fv: vertical CCD transfer pulse frequency=horizontal synchronization frequency N: number of vertical CCD columns 5 is a horizontal transfer pulse generator, 6 is a vertical transfer pulse generator, which may be 2-phase, 3-phase, or 4-phase.
カラーテレビジョン信号を得る場合には、一般的にこの
ような撮像板3枚用い、ダイクロイックミラーで分光し
た光を各々の撮像板て受光し、各色の信号を得る。これ
は撮像管を3本用いた3管式のカラーテレビジョンカメ
ラの撮像方式に対応している。When obtaining a color television signal, three such imaging plates are generally used, and each imaging plate receives light separated by a dichroic mirror to obtain a signal of each color. This corresponds to the imaging system of a three-tube color television camera that uses three image pickup tubes.
しかしながら撮像管を3本用いた3管式と異なり、各撮
像板の位置合わせには非常に細かな精度が必要になる。
よく知られているように、撮像管は電子ビームを磁界に
より偏向させるのが一般的であり、光軸をほぼ合わせた
後、細かな各画像の重ね合わせ偏向コイルに直流電流を
流すことによつて全体の画像の位置を動かすことができ
る。これに対し、撮像板は撮像管のような位置合わせは
不可能であり、又、振巾についても調整できない。従つ
てこれらは全て機械的に行なう外はない。この調整箇所
を少なくするか省略するためには、2撮像板方式又は単
撮像板方式が考えられる。第2図および第3図は、既に
提案されている一つの撮像板を用いてカラー信号を発生
させる単板式のカラー固体撮像装置の一例てある。However, unlike the three-tube type using three image pickup tubes, very fine precision is required for positioning each image pickup plate.
As is well known, image pickup tubes generally deflect electron beams using a magnetic field, and after aligning the optical axes, direct current is passed through the deflection coils to superimpose each fine image. This allows you to move the position of the entire image. On the other hand, an image pickup plate cannot be aligned in the same way as an image pickup tube, and its amplitude cannot be adjusted. Therefore, there is no choice but to do all of this mechanically. In order to reduce or omit the number of adjustment points, a two-imaging plate system or a single-imaging plate system can be considered. FIGS. 2 and 3 show an example of a single-plate color solid-state imaging device that generates color signals using a single imaging plate, which has already been proposed.
第2図はストライプ状のカラーフィルタを示し、図中7
,8および9は、それぞれ赤、青および緑色の成分光を
通過させるカラーフィルタエレメントである。このカラ
ーフィルタを第1図に示した固体撮像板の上に置くこと
により、出力信号として赤、青および緑色の成分信号を
、点順次的に含む出力信号が得られる。この出力信号を
、第3図に示すようにサンプリング分離することによつ
て3原色が取出し得る。第3図において、11は第2図
に示すようなストライプフィルタを設けた固体撮像板で
、クロックパルス発生器13からの各転送パルスによつ
て動作する。Figure 2 shows a striped color filter.
, 8 and 9 are color filter elements that pass red, blue and green component lights, respectively. By placing this color filter on the solid-state imaging plate shown in FIG. 1, an output signal containing red, blue, and green component signals point-sequentially can be obtained as an output signal. By sampling and separating this output signal as shown in FIG. 3, the three primary colors can be extracted. In FIG. 3, numeral 11 denotes a solid-state imaging plate provided with a stripe filter as shown in FIG. 2, and is operated by each transfer pulse from a clock pulse generator 13.
固体撮像板11より得られた点順次の出力信号は、増巾
器12を経てサンプリング回路15に加えられる。一方
、クロックパルス発生器13からの水平転送パルスは、
波形整形回路14を通して各色成分信号の位相と巾に波
形整形され、サンプリング回路15に加えられ、出力信
号中より各色成分信号を分離するのに用いられる。分離
された色成分信号はカラーエンコーダ16に加えられ、
標準カラー信号17が取出される。また、サンプリング
分離によらずに、固体撮像板より得られる出力信号をス
トライプ・フィルタの赤、青、緑の繰返し周波数を中心
周波数とするバンドパス・フィルタを通して後に、水平
転送パルス又はそれを生ずるための水平駆動パルスを処
理することによつて得られる基準信号によつて同期検波
し、色差信号を得ることも可能である。しかしながら、
これらのカラー信号分離方式によれば、3色のストライ
プフィルタを用い、対応する感光素子を設けなければな
らないため、白黒撮像板と同じ解像度を得るためには3
倍の素子数を必要とする。このことは、カラー化のため
に3倍の撮像面積を要することを意味するが、撮像面.
積の増大は製造上多大な困難性を伴い、できるだけ小面
積を要するカラー化方式が要請される。それ故、本発明
の目的は、固体撮像板を1個もしくは2個用いることに
よつてカラー映像信号を発生させ、かつ必要な撮像部の
面積を小さくする.ことのできるカラー固体撮像装置を
提案することにある。本発明は基本的には水平のライン
に沿つて、それぞれ第1と第2の色成分に実質的に感応
する感光素子が交互に配置された第1の感光素子列と、
それぞれ第3と第4の色成分に実質的に感応する感光素
子が交互に配置された第2の感光素子列とを垂直方向に
配列するとともに、連続する水平走査において、異なる
2つの色差を表わす信号を交互に出力信号として生じ、
この出力信号とそれを遅延して得られた信号から同時に
2つの色差信号を得るものである。A point-sequential output signal obtained from the solid-state imaging plate 11 is applied to a sampling circuit 15 via an amplifier 12. On the other hand, the horizontal transfer pulse from the clock pulse generator 13 is
The waveform is shaped into the phase and width of each color component signal through a waveform shaping circuit 14, and is applied to a sampling circuit 15, where it is used to separate each color component signal from the output signal. The separated color component signals are applied to a color encoder 16,
A standard color signal 17 is extracted. In addition, without sampling separation, the output signal obtained from the solid-state image pickup plate is passed through a bandpass filter whose center frequency is the red, blue, and green repetition frequency of the stripe filter, and then the horizontal transfer pulse or the like is generated. It is also possible to obtain a color difference signal by performing synchronous detection using a reference signal obtained by processing horizontal drive pulses. however,
According to these color signal separation methods, stripe filters of three colors must be used and corresponding photosensitive elements must be provided, so in order to obtain the same resolution as a monochrome image pickup plate, it is necessary to use three color stripe filters.
Requires double the number of elements. This means that three times the imaging area is required for colorization, but the imaging area.
An increase in the area is accompanied by great difficulties in manufacturing, and a color system that requires as small an area as possible is required. Therefore, an object of the present invention is to generate a color video signal by using one or two solid-state imaging plates, and to reduce the area of the necessary imaging section. The objective is to propose a color solid-state imaging device that can The present invention basically comprises a first array of photosensitive elements arranged along a horizontal line alternating with photosensitive elements each substantially sensitive to a first and a second color component;
and second photosensitive element rows in which photosensitive elements substantially sensitive to third and fourth color components are arranged alternately, respectively, are arranged vertically, and two different color differences are represented in successive horizontal scans. signals as output signals alternately,
Two color difference signals are simultaneously obtained from this output signal and a signal obtained by delaying it.
色差信号は、例えば、水平走査回路を駆動するクロック
パルスと同期したサンプリングパルスによつてそれぞれ
の水平走査によつて得られる信号から単一の色光成分の
信号を分離することにより2つの独立な時系列信号を得
、減算回路と低域通過フィルタによつて2つの独立な時
系列信号の差をとることによつて、ベースバ“ンドの色
差信号として取り出す。標準カラーテレビ信号を発生す
るためには、その後に搬送色信号に変換するようにして
おり、その際に色温度補正やホワイトバランス補正等の
信号処理が容易にできることとなる。又輝度信号はカラ
ー撮像板からの出力信号を低域フィルタを通すことによ
つて取出すことができるが、輝度信号を生ずるために別
の固体撮像板を用いてもよい。The color difference signal can be generated at two independent times by separating the signal of a single color light component from the signal obtained by each horizontal scan, for example by a sampling pulse synchronized with a clock pulse driving a horizontal scanning circuit. A series signal is obtained, and by taking the difference between two independent time series signals using a subtraction circuit and a low-pass filter, it is extracted as a baseband color difference signal.To generate a standard color television signal, After that, it is converted to a carrier color signal, and at that time, signal processing such as color temperature correction and white balance correction can be easily performed.Also, for the luminance signal, the output signal from the color image pickup plate is processed by a low-pass filter. A separate solid-state imaging plate may be used to generate the luminance signal.
以下、本発明を実施例を用いて説明する。第4〜6図は
本発明によるカラー固体撮像装置の一実施例を示すため
の図で、第4図は図示のようなモザイク状の色フィルタ
を第1図に示した固体撮像板に重ねて置いた撮像部を示
すものである。The present invention will be explained below using examples. 4 to 6 are diagrams showing one embodiment of a color solid-state imaging device according to the present invention. FIG. This shows the imaging unit installed.
同図において、図面の簡潔化のため、感光素子群と、垂
直転送段を省略している。21は赤色Rを透過し、22
はシアンCをそれぞれ透過する色フィルタエレメントて
あり、21と22が順次交互に点線で示した水平ライン
25の方向に沿つて並べられている。23は青色Bを透
過し、24は黄色Yeをそれぞれ透過する色フィルタエ
レメントてあり、23と24が順次交互に点線で示した
水平ライン26の方向に沿つて並べられている。In the figure, the photosensitive element group and the vertical transfer stage are omitted to simplify the drawing. 21 transmits red R, 22
are color filter elements that transmit cyan C, respectively, and filter elements 21 and 22 are sequentially and alternately arranged along the direction of a horizontal line 25 shown by a dotted line. 23 is a color filter element that transmits blue B, and 24 is a color filter element that transmits yellow Ye. The elements 23 and 24 are sequentially and alternately arranged along the direction of a horizontal line 26 shown by a dotted line.
第4図より明らかなように、色フィルタは、水平ライン
25および26に沿つて配置された色フィルタ・エレメ
ントの列が、垂直読出し方向に交互に繰返し配列された
構成を有している。ここで各色フィルタの下の領域は1
ビット、或いはインターレース走査を行なわせる場合に
は2ビット分の感光素子が各色フィルタエレメントと対
応して設けられている。感光素子群に蓄積された各色フ
ィルタ・エレメントを通過した光の強弱に対応した量の
信号電荷は、一定周期(1フレーム又は1フィールド)
毎にそれぞれの垂直転送段の対応する位置に転送される
。As is clear from FIG. 4, the color filter has a configuration in which rows of color filter elements arranged along horizontal lines 25 and 26 are alternately and repeatedly arranged in the vertical readout direction. Here, the area under each color filter is 1
In the case of bit or interlaced scanning, two bits worth of photosensitive elements are provided corresponding to each color filter element. The amount of signal charge corresponding to the intensity of light that has passed through each color filter element accumulated in the photosensitive element group is generated at a fixed period (one frame or one field).
The data is transferred to the corresponding position of each vertical transfer stage.
この信号電荷は、水平ブランキング期間に生ずる垂直転
送パルスによつて矢印27で示す垂直読出し方向に1ラ
インごとに転送され、水平転送段281の対応する位置
に読込まれる。更に、信号電荷は水平走査期間に生ずる
水平転送パルスによつて矢印282で示す水平読出し方
向に転送され、信号電荷検出部283を経て出力信号2
9を得る。以上のように配列された全ての色フィルタ上
に等白色光が投写された時に得られる一水平走査信号を
第5図に示す。This signal charge is transferred line by line in the vertical read direction shown by arrow 27 by a vertical transfer pulse generated during the horizontal blanking period, and read into the corresponding position of horizontal transfer stage 281. Furthermore, the signal charge is transferred in the horizontal readout direction shown by an arrow 282 by a horizontal transfer pulse generated during the horizontal scanning period, passes through the signal charge detection section 283, and becomes the output signal 2.
Get 9. FIG. 5 shows one horizontal scanning signal obtained when equal white light is projected onto all the color filters arranged as described above.
同図aは第4図で示した、例えば水平ライン25の位置
に対応して一水平走査によつて得られた出力信号を時間
軸tに対してE1(t)として示したものである。4A shows an output signal obtained by one horizontal scan corresponding to the position of, for example, the horizontal line 25 shown in FIG. 4, as E1(t) with respect to the time axis t.
今、水平転送段に加える水平転送パルスを二相式とした
時、この水平転送パルス周波数FHはE1(t)の基本
周波数の2倍である。Now, when the horizontal transfer pulse applied to the horizontal transfer stage is of a two-phase type, the horizontal transfer pulse frequency FH is twice the fundamental frequency of E1(t).
同図bは上記の出力信号E1(t)を与える水平走査の
次にくる水平走査、例えは第2図の水平ライン26の位
置に対応して得られる一水平走査による出力信号E2(
t)を示したものである。FIG. 2b shows the output signal E2(t) obtained by the horizontal scanning subsequent to the horizontal scanning which provides the above output signal E1(t), for example, the output signal E2(t) obtained by one horizontal scanning corresponding to the position of the horizontal line 26 in FIG.
t).
シアンCは緑色Gと青色Bを、黄色Yeは緑色Gと赤色
Rを加算した色であるから、第3図に示すような振巾値
をもつた信号が得られることになる。色フィルタの水平
方向の繰り返し角周波数をωとしたとき、第5図のE1
(t),E2(t)の各水平走査によつて得られる出力
信号をフーリエ展開すれば、次のように表わされる。Since cyan C is a color obtained by adding green G and blue B, and yellow Ye is a color obtained by adding green G and red R, a signal having an amplitude value as shown in FIG. 3 is obtained. When the horizontal repetition angular frequency of the color filter is ω, E1 in Fig. 5
If the output signals obtained by each horizontal scan of (t) and E2(t) are subjected to Fourier expansion, they are expressed as follows.
ドユ(′ ▼▼−息11VlLiE
l(t)およびE2(t)が、連続する水平走査毎に交
互に得られる。Doyu(' ▼▼-breath 11VlLiE 1(t) and E2(t) are obtained alternately for each successive horizontal scan.
これらの出力信号よりカラー信号を生ずるための一構成
例を示すブロック両φHrIS闇障二↓うなりラー撮像
板であり、クロックパルス発生回路62からの垂直およ
び水平転送りロックφV,φ8によつて駆動される。6
3はサンプリング分離回路で、水平クロックφHによつ
て、点順次で繰返すR(もしくはB)とB+G(もしく
はG+R)成分とを分離する。A block showing an example of a configuration for generating color signals from these output signals is a block φHrIS dark 2↓ beat color image pickup plate, which is driven by vertical and horizontal transfer locks φV and φ8 from the clock pulse generation circuit 62. be done. 6
Reference numeral 3 denotes a sampling separation circuit which separates R (or B) and B+G (or G+R) components, which are repeated point-sequentially, using the horizontal clock φH.
ここでフィルタの透過特性は白信号に対してR(もしく
はB)成分と、B+G(もしくはG+R)成分の振巾が
同じになるよう設計されているものとする。分離された
2つの色光に対応する時系列の信号は減算回路64によ
つて差がとられ、次段の低域フィルタ65により、連続
する水平走査毎に交互にR−Y信号とB−Y信号が得ら
れる。一方輝度信号はカラー撮像板61の出力信号を低
域フィルタ66を通すことによつて取出される。67は
本実施例に適するカラーエンコーダを示しており、68
が3.58MHzの固定発振器69からの搬送波を色差
信号で変調器で、一水平走査毎に900移相器70を通
したものとスイッチ回路71を切換えることによつて変
調された色差信号を得る。Here, it is assumed that the transmission characteristics of the filter are designed so that the R (or B) component and the B+G (or G+R) component have the same amplitude with respect to the white signal. The time-series signals corresponding to the separated two colored lights are subtracted by a subtraction circuit 64, and a low-pass filter 65 in the next stage alternately converts the R-Y signal and the B-Y signal for each successive horizontal scan. I get a signal. On the other hand, the luminance signal is extracted by passing the output signal of the color image pickup plate 61 through a low-pass filter 66. 67 indicates a color encoder suitable for this embodiment, and 68
A carrier wave from a fixed oscillator 69 with a frequency of 3.58 MHz is modulated by a color difference signal, and a modulated color difference signal is obtained by passing it through a 900 phase shifter 70 and switching a switch circuit 71 every horizontal scan. .
このスイッチ回路71の切換えは、垂直転送りロックと
同期して行なわれる。変調器68の出力信号はそれを1
Hディレーライン72を通したものと加算器73で加え
られ、同時の2つの色差信号が得られる。これらの色差
信号と輝度信号は加算器74で加えられ、カラー標準信
号が得られる。第7図は異なる色フィルタを用いた他の
実施例を示ずもので、フィルタ以外の色差信号を得るた
めの構成は第4図および6図と同じである。This switching of the switch circuit 71 is performed in synchronization with the vertical transfer lock. The output signal of modulator 68 is
The signal passed through the H delay line 72 and the adder 73 are added to obtain two simultaneous color difference signals. These color difference signals and luminance signals are added in an adder 74 to obtain a color standard signal. FIG. 7 does not show another embodiment using different color filters, and the configuration for obtaining color difference signals other than the filters is the same as in FIGS. 4 and 6.
ここで51は赤フィルタエレメント、52は青フィルタ
エレメント、53は白色の被写体を撮像した時に、対応
する感光素子からの信号出力が赤、青のフィルタ位置に
相当する受光素子の信号出力とほぼ等しくなるようにニ
ュートラルデンシティフィルタなどで透過率をコントロ
ールした透明フィルタエレメントもしくはNTSCの輝
度信号に近似した出力信号を生じるためのフィルタエレ
メントである。この場合も、第4図と同様、水平ライン
25に沿つた水平走査によつてR−Y信号を、水平ライ
ン26に沿つた水平走査によつてB−Y信号をそれぞれ
得ることができる。Here, 51 is a red filter element, 52 is a blue filter element, and 53 is a signal output from the corresponding photosensitive element that is almost equal to the signal output of the light receiving element corresponding to the red and blue filter positions when capturing an image of a white subject. This is a transparent filter element whose transmittance is controlled by a neutral density filter or the like, or a filter element for producing an output signal that approximates an NTSC luminance signal. In this case, as in FIG. 4, the RY signal can be obtained by horizontal scanning along the horizontal line 25, and the BY signal can be obtained by horizontal scanning along the horizontal line 26.
なお輝度信号はフィルタエレメント53の部分に相当す
る信号を出力信号よりサンプリングし、低域フィルタを
通すことによつて得ることができる。この方法では、第
4図〜第6図に示した実施例の方法に比べてフィルタの
使用色数が3色で済む利点がある。Note that the luminance signal can be obtained by sampling a signal corresponding to the portion of the filter element 53 from the output signal and passing it through a low-pass filter. This method has the advantage that only three filter colors are used compared to the method of the embodiment shown in FIGS. 4 to 6.
第6図の装置では、各水平走査毎に低域フィルタ65よ
り得られた色差信号を変調器68で搬送色信号とした後
に、1Hディレーライン72と加算器73を用いて同時
信号にしているが、前段で同時信号を得る構成にするこ
とも考えられる。In the apparatus shown in FIG. 6, the color difference signal obtained from the low-pass filter 65 for each horizontal scan is made into a carrier color signal by a modulator 68, and then made into a simultaneous signal by using a 1H delay line 72 and an adder 73. However, it is also conceivable to adopt a configuration in which simultaneous signals are obtained at the previous stage.
以上の実施例は1枚の撮像板を用いた方式について説明
しているが、2枚の撮像板を用いた方式、たとえば一方
より輝度信号Yを、他方より実施例で述べたような方法
で2つの色差信号を得る所謂2板式カラー固体撮像装置
にも適用できる。上記実施例より明らかなように本発明
によるカラー固体撮像装置によれば、3つの固体撮像板
を用いる必要がなく、又第2図および第3図に示した従
来の装置より実質的に撮像面積を減らすことができる利
点を有している。又、従来の撮像管を用いた撮像装置に
おいては、ビーム走査位置が問題となつて本発明のよう
に連続する水平走査問で異なる色差信号を取り出すこと
は実現できなかつたが、固体撮像装置においては、水平
走査が決まつたラインについてなされ得る。本発明はこ
の点に着目することによつて、新規なりラー固体撮像装
置を提案したものである。The above embodiment describes a method using one image pickup plate, but a method using two image pickup plates, for example, the luminance signal Y from one image pickup plate and the method described in the example from the other. It can also be applied to a so-called two-plate color solid-state imaging device that obtains two color difference signals. As is clear from the above embodiments, according to the color solid-state imaging device according to the present invention, there is no need to use three solid-state imaging plates, and the imaging area is substantially smaller than that of the conventional device shown in FIGS. 2 and 3. It has the advantage of being able to reduce In addition, in conventional imaging devices using image pickup tubes, the beam scanning position became a problem and it was not possible to extract different color difference signals in consecutive horizontal scans as in the present invention, but in a solid-state imaging device, A horizontal scan can be performed on a fixed line. The present invention focuses on this point and proposes a novel solid-state imaging device.
第1図は感光素子と電荷転送素子を組合わせた従来の固
体撮像板のブロック図、第2図は3色のストライプフィ
ルタを示す図、第3図は、第2図に示したストライプ状
フィルタを第1図に示す固体撮像板に重ねることによつ
てカラー信号を得る従来のカラー固体撮像装置のブロッ
ク図、第4図は本発明によるカラー固体撮像装置の一実
施例におけるカラー撮像板のブロック図、第5図A,b
はそれぞれ第4図の撮像板の出力信号を示す図、第6図
は同実施例においてカラー信号を発生させるための信号
処理回路のブロック図、第7図は他の実施例のカラー撮
像板の構成図である。
21,22,23,24・・・・・・色フィルタ・エレ
メント、61・・・・・・カラー撮像板、62・・・・
・・転送りロック発生回路、63・・・・・・サンプリ
ング分離回路、64・・・・・・減算回路、65・・・
・・・低域フィルタ。Figure 1 is a block diagram of a conventional solid-state imaging plate that combines a photosensitive element and a charge transfer element, Figure 2 is a diagram showing a three-color striped filter, and Figure 3 is a striped filter shown in Figure 2. FIG. 1 is a block diagram of a conventional color solid-state imaging device that obtains a color signal by superimposing the image sensor on a solid-state imaging board, and FIG. 4 is a block diagram of a color imaging board in an embodiment of the color solid-state imaging device according to the present invention. Figure 5A, b
are diagrams showing the output signals of the image pickup plate in FIG. 4, FIG. 6 is a block diagram of a signal processing circuit for generating color signals in the same embodiment, and FIG. 7 is a diagram showing the output signal of the color image pickup plate in another embodiment. FIG. 21, 22, 23, 24... Color filter element, 61... Color imaging plate, 62...
...Transfer lock generation circuit, 63...Sampling separation circuit, 64...Subtraction circuit, 65...
...Low pass filter.
Claims (1)
形成し、第1の感光ユニットと第2の感光ユニットの出
力の差が原色光赤に対して正となり原色光青又は緑に対
して負となる前記第1と第2の感光ユニットを水平方向
に交互に繰返し配した第1の感光ユニット列と、第3の
感光ユニットと第4の感光ユニットの出力の差が原色光
青に対して正となり原色光赤又は緑に対して負となる前
記第3と第4の感光ユニットを水平方向に繰返し配した
第2の感光ユニット列を垂直読出し方向に交互に配列し
、前記第1と第2の感光ユニットの出力の和と、前記第
3と第4の感光ユニットの出力の和が等しくなるような
感光ユニットとなし、連続する水平走査において前記第
1の感光ユニット列からの第1の信号と前記第2の感光
ユニット列からの第2の信号をライン順次で交互に読出
す手段と、前記第1の信号又は第2の信号を入力とし、
第1の感光ユニットよりの信号と第2の感光ユニットよ
りの信号又は第3の感光ユニットよりの信号と第4の感
光ユニットよりの信号に分離するサンプリング分離手段
と、減算回路と低域通過フィルタを有し前記サンプリン
グ分離手段の出力である分離された第1の感光ユニット
よりの信号と第2の感光ユニットよりの信号から第1の
色差信号を得、また第3の感光ユニットよりの信号と第
4の感光ユニットよりの信号から第2の色差信号を得る
手段とを備えたことを特徴とするカラー固体撮像装置。 2 色フィルタと感光素子を組み合わせ感光ユニットを
形成し、第1の感光ユニットと第2の感光ユニットの出
力の差が原色光赤に対して正となり原色光青又は緑に対
して負となる前記第1と第2の感光ユニットを水平方向
に交互に繰返し配した第1の感光ユニット列と、第3の
感光ユニットと第4の感光ユニットの出力の差が原色光
青に対して正となり原色光赤又は緑に対して負となる前
記第3と第4の感光ユニットを水平方向に繰返し配した
第2の感光ユニット列を垂直読出し方向に交互に配列し
、第1の感光ユニットと第2の感光ユニットのうちの一
方を輝度を表わす信号を生ずるような特性を有するもの
とし、かつ第3の感光ユニットと第4の感光ユニットの
うちの一方を輝度を表わす信号を生ずるような特性を有
するものとし、連続する水平走査において前記第1の感
光ユニット列からの第1の信号と前記第2の感光ユニッ
ト列からの第2の信号をライン順次で交互に読出す手段
と、前記第1の信号又は第2の信号を入力とし、第1の
感光ユニットよりの信号と第2の感光ユニットよりの信
号又は第3の感光ユニットよりの信号と第4の感光ユニ
ットよりの信号に分離するサンプリング分離手段と、減
算回路と低域通過フィルタを有し前記サンプリング分離
手段の出力である分離された第1の感光ユニットよりの
信号と第2の感光ユニットよりの信号から第1の色差信
号を得、また第3の感光ユニットよりの信号と第4の感
光ユニットよりの信号から第2の色差信号を得る手段と
を備えたことを特徴とするカラー固体撮像装置。[Claims] 1. A color filter and a photosensitive element are combined to form a photosensitive unit, and the difference in output between the first photosensitive unit and the second photosensitive unit is positive with respect to the primary color light red, and the primary color light is blue or green. The difference between the outputs of the first photosensitive unit row in which the first and second photosensitive units are arranged alternately in the horizontal direction, the third photosensitive unit, and the fourth photosensitive unit, which is negative, is the primary color light blue. A second photosensitive unit row in which the third and fourth photosensitive units, which are positive with respect to the primary color light and negative with respect to the primary color light red or green, are repeatedly arranged in the horizontal direction is alternately arranged in the vertical readout direction, The photosensitive unit is such that the sum of the outputs of the first and second photosensitive units is equal to the sum of the outputs of the third and fourth photosensitive units, and in continuous horizontal scanning, the sum of the outputs of the third and fourth photosensitive units is equal. means for alternately reading out a first signal and a second signal from the second row of photosensitive units in line sequence; and having the first signal or the second signal as an input;
sampling separation means for separating a signal from the first photosensitive unit and a signal from the second photosensitive unit or a signal from the third photosensitive unit and a signal from the fourth photosensitive unit; a subtraction circuit; and a low-pass filter. A first color difference signal is obtained from the signal from the separated first photosensitive unit and the signal from the second photosensitive unit, which are the outputs of the sampling separation means, and a signal from the third photosensitive unit. A color solid-state imaging device comprising: means for obtaining a second color difference signal from a signal from a fourth photosensitive unit. 2. A photosensitive unit is formed by combining a color filter and a photosensitive element, and the difference between the outputs of the first photosensitive unit and the second photosensitive unit is positive for the primary color light red and negative for the primary color light blue or green. The difference between the outputs of the first photosensitive unit row in which the first and second photosensitive units are alternately arranged horizontally, the third photosensitive unit, and the fourth photosensitive unit is positive with respect to the primary color light blue, and the primary color is A second photosensitive unit row in which the third and fourth photosensitive units that are negative with respect to light red or green are arranged repeatedly in the horizontal direction is alternately arranged in the vertical reading direction, and the first photosensitive unit and the second photosensitive unit are arranged alternately in the vertical readout direction. one of the photosensitive units has a characteristic that produces a signal representing brightness, and one of the third photosensitive unit and the fourth photosensitive unit has a characteristic such that it generates a signal representing brightness. means for alternately reading out a first signal from the first photosensitive unit column and a second signal from the second photosensitive unit column line sequentially in continuous horizontal scanning; Sampling separation that takes a signal or a second signal as input and separates the signal from the first photosensitive unit and the signal from the second photosensitive unit, or the signal from the third photosensitive unit and the signal from the fourth photosensitive unit. obtaining a first color difference signal from the separated signal from the first photosensitive unit and the signal from the second photosensitive unit, which are the outputs of the sampling and separation means, having a subtracting circuit and a low-pass filter; A color solid-state imaging device further comprising means for obtaining a second color difference signal from a signal from the third photosensitive unit and a signal from the fourth photosensitive unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP54130328A JPS6056031B2 (en) | 1979-10-08 | 1979-10-08 | Color solid-state imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP54130328A JPS6056031B2 (en) | 1979-10-08 | 1979-10-08 | Color solid-state imaging device |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP50128752A Division JPS6056030B2 (en) | 1975-10-24 | 1975-10-24 | Color solid-state imaging device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5547784A JPS5547784A (en) | 1980-04-04 |
JPS6056031B2 true JPS6056031B2 (en) | 1985-12-07 |
Family
ID=15031720
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP54130328A Expired JPS6056031B2 (en) | 1979-10-08 | 1979-10-08 | Color solid-state imaging device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6056031B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05328189A (en) * | 1992-05-15 | 1993-12-10 | Kobayashi Denki Kogyo Kk | Object automatic tracking device for video camera |
JPH06509449A (en) * | 1990-09-05 | 1994-10-20 | ヴィジョナリー・プロダクツ・インコーポレーテッド | smart tracking system |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5838991B2 (en) * | 1980-09-19 | 1983-08-26 | 松下電器産業株式会社 | Color solid-state imaging device |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5026378A (en) * | 1973-07-11 | 1975-03-19 |
-
1979
- 1979-10-08 JP JP54130328A patent/JPS6056031B2/en not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5026378A (en) * | 1973-07-11 | 1975-03-19 |
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JPH06509449A (en) * | 1990-09-05 | 1994-10-20 | ヴィジョナリー・プロダクツ・インコーポレーテッド | smart tracking system |
JPH05328189A (en) * | 1992-05-15 | 1993-12-10 | Kobayashi Denki Kogyo Kk | Object automatic tracking device for video camera |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5547784A (en) | 1980-04-04 |
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