JPS6150479A - Solid-state image pickup device - Google Patents

Solid-state image pickup device

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Publication number
JPS6150479A
JPS6150479A JP59171544A JP17154484A JPS6150479A JP S6150479 A JPS6150479 A JP S6150479A JP 59171544 A JP59171544 A JP 59171544A JP 17154484 A JP17154484 A JP 17154484A JP S6150479 A JPS6150479 A JP S6150479A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
imaging device
solid
color filter
state imaging
color
Prior art date
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Pending
Application number
JP59171544A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Murayama
任 村山
Takashi Yano
孝 矢野
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.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP59171544A priority Critical patent/JPS6150479A/en
Publication of JPS6150479A publication Critical patent/JPS6150479A/en
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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the chromaticity of the titled device by providing the 1st and 2nd color filter segments, halving a area of each photosensitive region to an area of one picture element and displacing the said segments to the photosensitive region in synchronization with the output operation of a video signal. CONSTITUTION:Two color segments per one picture element are arranged to a color filter 16 corresponding to an image pickup cell array 14. Bimorphs 20, 22 are connected respectively to pulse sources 34, 40. Two output pulses of the pulse sources 34, 40 have a phase difference of 180 deg. and the pulse width is equal to the field period. Both the pulse sources are controlled in synchronization with the drive of the image pickup device 12. Thus, a control circuit 60 applies pulses VH1, VH2 and VV1, VV2 of the pulse sources 34, 40 to the bimorphs 20, 22 in synchronization with the read of a video signal. Thus, two filter segments of each picture element are placed on a position converting the photodetector aperture of the image pickup cell alternately at each field period.

Description

【発明の詳細な説明】 皮良圀! 本発明は固体撮像装置、とくに、DO3やCCDなどの
固体撮像デバイスと色分離用の色フィルタを用いた固体
撮像装置に関するものである。
[Detailed description of the invention] Yoshikuni Hara! The present invention relates to a solid-state imaging device, and particularly to a solid-state imaging device using a solid-state imaging device such as a DO3 or a CCD, and a color filter for color separation.

11且遺 従来の固体撮像デバイスは、素子の撮像セルアレイのL
に各撮像セルに合わせて色フィルタセグメントが配列さ
れた色フィルタが形成されてい)     る。これは
、色フィルタをデ/へイスに貼り合せたり、またはフィ
ルタ層を素子基板上゛に成長させたりして形成している
。したがって、これらのフィルタはいずれも固体撮像デ
バイスと一体的に構成されている。
11. In the conventional solid-state imaging device, the L of the imaging cell array of the element is
A color filter is formed in which color filter segments are arranged in accordance with each imaging cell. This is formed by bonding a color filter to a device or by growing a filter layer on an element substrate. Therefore, all of these filters are configured integrally with the solid-state imaging device.

このようなカラー撮像デバイスの色再現方法は、フィル
タの色配夕呼とともにさまざまな方式が提案されている
。単色の撮像デバイスの解像力は単純に、素子に配列さ
れている画素の数によって決まるが、カラー撮像デバイ
スでは、解像力が色配列によって決まるとともに1色の
再現性も色配列に依存している。カラーの場合、否、色
糸フィルタを例にとれば、解像力には緑(G)成分が寄
与し、色度には青(B)、赤(R)成分が寄与している
As a color reproduction method for such a color imaging device, various methods have been proposed, including the color arrangement of filters. The resolving power of a monochromatic imaging device is simply determined by the number of pixels arranged in the element, but in a color imaging device, the resolving power is determined by the color arrangement, and the reproducibility of one color also depends on the color arrangement. In the case of color, taking a colored thread filter as an example, the green (G) component contributes to resolution, and the blue (B) and red (R) components contribute to chromaticity.

カラー撮像においても解像力は、基本的には画素数に大
きく依存しており、色度も解像力の犠牲になる面が強か
った。
Even in color imaging, resolving power is basically largely dependent on the number of pixels, and chromaticity has often been at the expense of resolving power.

本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、色度を向
上させた固体撮像装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the prior art and provide a solid-state imaging device with improved chromaticity.

発」Lの」L示 本発明によれば、入射光に応動する感光領域が画素に対
応して2次元に配列された撮像面を有する固体撮像デバ
イスと、撮像面を覆って配設され感光領域への入射光を
色分離する色フィルタ手段と、固体撮像デバイスを駆動
してラスタ走査による映像信号を出力させる制御手段と
を有する固体撮像装置において、色フィルタ手段は、感
光領域のそれぞれに対応して配列された第1および第2
の色フィルタセグメントを有し、各感光領域は撮像面の
1画素の面積のたかだか半分を占め、この固体撮像装置
はさらに、制御手段に応動して感光領域に対する色フィ
ルタセグメントの相対的位置を変える変位手段を含み、
変位手段は、固体撮像デバイスからの映像信号の出力動
作に同期して、映像信号の画像フレームを形成する一方
のフィールドの期間中は第1の色フィルタセグメントを
各感光領域上に位置させ、他方のフィールドの期間中は
第2の色フィルタセグメントを各感光領域の上に位置さ
せるものである。
According to the present invention, there is provided a solid-state imaging device having an imaging surface in which photosensitive regions responsive to incident light are arranged two-dimensionally in correspondence with pixels, and a photosensitive device disposed covering the imaging surface. In a solid-state imaging device, the solid-state imaging device includes color filter means for color-separating light incident on a region, and control means for driving the solid-state imaging device to output a video signal by raster scanning, wherein the color filter means corresponds to each of the photosensitive regions. the first and second arranged as
color filter segments, each photosensitive area occupying at most half the area of one pixel of the imaging surface, and the solid state imaging device is further responsive to a control means to change the relative position of the color filter segment with respect to the photosensitive area. including displacement means;
The displacing means positions the first color filter segment on each photosensitive area during one field forming an image frame of the video signal in synchronization with the output operation of the video signal from the solid-state imaging device; A second color filter segment is positioned over each photosensitive area during the field.

犬】1鰺!j先用 次に添付図面を参照して本発明による固体撮像装置の実
施例を詳細に説明する。
Dog] 1 mackerel! Next, embodiments of a solid-state imaging device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図および第2図を参照すると、本発明による固体撮
像装置の実施例では、全体として直方体をなす筐体10
にMOS型またはCCD型などの固体撮像デバイス12
が、図示のように2次元の撮像セルアレイ14を上にし
て装着されている。その上方には、色フィルタ16が配
設され、その四隅が支持体18および圧電バイモルフ2
0および22を介して筐体lOに支持されている。色フ
ィルタ18は、色フィルタセグメントが撮像セルアレイ
14に対応して2次元に配列されたセグメントアレイ2
6を有している。フィルタ16と撮像セルアレイ14と
の間隔は、スペーサ24によって所定の値、たとえば5
〜500pL11程度に保持されている。
Referring to FIGS. 1 and 2, in the embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention, a housing 10 having an overall rectangular parallelepiped shape is used.
A solid-state imaging device 12 such as a MOS type or CCD type
is mounted with the two-dimensional imaging cell array 14 facing upward as shown. A color filter 16 is arranged above it, and its four corners are connected to a support 18 and a piezoelectric bimorph 2.
0 and 22, and is supported by the housing IO. The color filter 18 is a segment array 2 in which color filter segments are two-dimensionally arranged corresponding to the imaging cell array 14.
6. The distance between the filter 16 and the imaging cell array 14 is set to a predetermined value, for example, 5 by the spacer 24.
It is maintained at about ~500 pL11.

図示のように、左側の2つのバイモルフ2oは接続線3
0によって、また、右側の2つのバイモルフ20は接続
線32によってパルス源34に接続されてぃる。同様に
、下側の2つのバイモルフ22は接続線36によって、
また、上側の2つのバイモルフ22は接続線38によっ
てパルス源34に接続されている。
As shown, the two bimorphs 2o on the left have connecting wires 3
0, and the two bimorphs 20 on the right are connected by a connecting line 32 to a pulse source 34. Similarly, the lower two bimorphs 22 are connected by connecting wires 36.
The upper two bimorphs 22 are also connected to a pulse source 34 by a connecting line 38.

パルス源34は、その出力3oにたとえば第3図に示す
ような波形の電圧パルスV)IIを発生し、その出力3
2にはこれと位相が180’反転した波形の電圧パルス
VH2を発生する。そのパルス幅Tは、映像信号のフィ
ールド周期に等しく、デユーティ比は1/2である9本
装置が、たとえば標準テレビジョン方式の映像信号を出
力するのであれば、このパルス@Tは、1/6oミリ秒
となる。そのパルス高v1は、所定の電圧42に接続さ
れた半固定抵抗44によって調整され、また、その直流
シフト分v2は所定の電圧46に接続された半固定抵抗
48によって調整される。
The pulse source 34 generates a voltage pulse V)II having a waveform as shown in FIG. 3, for example, at its output 3o.
2, a voltage pulse VH2 having a waveform whose phase is reversed by 180' is generated. The pulse width T is equal to the field period of the video signal, and the duty ratio is 1/2.9If this device outputs a standard television system video signal, for example, this pulse @T is equal to the field period of the video signal, and the duty ratio is 1/2. 6o milliseconds. The pulse height v1 is adjusted by a semi-fixed resistor 44 connected to a predetermined voltage 42, and the DC shift amount v2 is adjusted by a semi-fixed resistor 48 connected to a predetermined voltage 46.

同様に、パルス源40は、その出力36にたとえば第4
図に示すような波形の電圧パルスVVIを発生し、その
出力36にはこれと位相が18o°反転した波形の電圧
パルスVV2を発生する。そのパルス幅Tは、前述のパ
ルスV)IIなどと同じである。そのパルス高v3は、
所定の電圧5oに接続された半固定抵抗52によって°
調整され、また、その直流シフト分v4は所定の電圧5
4に接続された半固定抵抗58によって調整される。両
パルス源34および4oは、制御回路60によって撮像
デバイス12の駆動と同期して制御される。
Similarly, the pulse source 40 has a fourth
A voltage pulse VVI having a waveform as shown in the figure is generated, and a voltage pulse VV2 having a waveform whose phase is reversed by 18 degrees is generated at its output 36. The pulse width T is the same as that of the pulse V) II described above. The pulse height v3 is
° by a semi-fixed resistor 52 connected to a predetermined voltage 5o
The DC shift amount v4 is adjusted to a predetermined voltage 5.
4 and a semi-fixed resistor 58 connected to 4. Both pulse sources 34 and 4o are controlled by a control circuit 60 in synchronization with driving of the imaging device 12.

バイモルフ20は、フィルタ16の水平(H) 方向の
位置を調整するものである0本実施例では、バイモルフ
20に印加される電圧vH1およびV)12に応じてフ
ィルタ16が水平方向に移動する。したかって、パルス
状にフィールド周波数で電圧V)IIおよびVH2が印
加されると、フィルタ16はそれに応じて左右に振動す
る。
The bimorph 20 adjusts the position of the filter 16 in the horizontal (H) direction. In this embodiment, the filter 16 moves in the horizontal direction in response to the voltages vH1 and V)12 applied to the bimorph 20. Therefore, when the voltages V)II and VH2 are applied in a pulsed manner at the field frequency, the filter 16 vibrates from side to side accordingly.

同様に、バイモルフ22は、フィルタ16の垂直(v)
方向の位置を調整するものである。本実施例では、バイ
モルフ22に印加される電圧VVIおよびVV2に応じ
てフィルタ18が垂直方向に移動する。     1し
たがって、パルス状にフィールド周波数で電圧VVIお
よびVV2が印加されると、フィルタ16はそれに応じ
て上下に振動する。
Similarly, bimorph 22 is vertical (v) of filter 16.
This is to adjust the position in the direction. In this embodiment, the filter 18 moves in the vertical direction in response to the voltages VVI and VV2 applied to the bimorph 22. 1. Therefore, when the voltages VVI and VV2 are applied in a pulsed manner at the field frequency, the filter 16 vibrates up and down accordingly.

これらの印加電圧V)II、 VH2t−IJ:びVV
I、 VV2(7)ソれぞれの直流分v2およびv4を
半固定抵抗48および56によって相対的に調整し、こ
れによって、フィルタ16のセグメントアレイ26の特
定の位置を撮像セルアレイ18の特定の位置に合わせる
、すなわち両者の原点の位置合せを行なうことができる
。また、印加電圧VHI、 VH2?Jl−びVVI、
 VV2(7) ツレ−F しのパルス高Vlおよびv
3を半固定抵抗44および52によって相対的に調整し
、これによって、フィルタ16のセグメントアレイ26
が撮像セルアレイ16に対してそれに垂直な軸を中心と
する回転角を調整することができる。
These applied voltages V) II, VH2t-IJ: and VV
The DC components v2 and v4 of the I, VV2 (7) soles are relatively adjusted by the semi-fixed resistors 48 and 56, thereby adjusting a specific position of the segment array 26 of the filter 16 to a specific position of the imaging cell array 18. In other words, the origin of both can be aligned. Also, the applied voltage VHI, VH2? Jl-VVI,
VV2 (7) Pulse height Vl and v of the pulse F
3 are relatively adjusted by semi-fixed resistors 44 and 52, thereby causing segment array 26 of filter 16 to
The angle of rotation about the axis perpendicular to the imaging cell array 16 can be adjusted.

通常、装置を組み立てる際、デバイス12の撮像セルア
レイ14に対するフィルタセグメントアレイ26のおお
まかな整合が行なわれる。さらに精密な整合は、これら
の電圧v1〜v4を調整することによって行なわれる。
Typically, during device assembly, a rough alignment of filter segment array 26 to imaging cell array 14 of device 12 is performed. More precise matching is achieved by adjusting these voltages v1-v4.

この精密整合では、上述のようにして、撮像セルアレイ
14に対してフィルタセグメントアレイ26を位置的に
正しく整合させることができる。
In this fine alignment, the filter segment array 26 can be correctly aligned positionally with respect to the imaging cell array 14 as described above.

撮像セルアレイ26には、本実施例では水平()l)方
向に380画素、垂直(v)方向に480画素に相当す
る撮像セル+00  (第5図)が行列状に配置されて
いる。第5図には、それらのうち隣接する2つのセル+
00を示している。セル100の表面は、たとえばアル
ミニウムなどの金属蒸着層102にて遮光され、その一
部に光学開口104が形成されている。技術の現状では
、撮像デバイスの素子の1つの画素において光学開口部
が占める割合は、たかだか20〜50%程度1通常は約
30%以ドである0本実施例では、このような通常の撮
像デバイスが有利に使用され、たとえば水平方向の長さ
において開口部104は画素ピッチの1/2以下である
In the imaging cell array 26, in this embodiment, imaging cells +00 (FIG. 5) corresponding to 380 pixels in the horizontal (l) direction and 480 pixels in the vertical (v) direction are arranged in a matrix. In FIG. 5, two adjacent cells +
00 is shown. The surface of the cell 100 is shielded from light by a metal vapor deposition layer 102 made of, for example, aluminum, and an optical aperture 104 is formed in a portion thereof. At the current state of the art, the proportion of the optical aperture in one pixel of an imaging device element is at most about 20 to 50%.1 Usually it is about 30% or more. A device is advantageously used, for example, in which the aperture 104 in horizontal length is less than or equal to 1/2 the pixel pitch.

撮像セルアレイ14の−に方に配設されている色フィル
タ16は、本実施例では1つの画素当り2つの色セグメ
ン)llOaおよび110bが配置されている。第6図
からよくわかるように、撮像セル+00の配列されてい
るピッチの)/2のピッチで2イルタセグメントアレイ
26のセグメント110aおよび110bが配列されて
いる。したがって、これらのセグメン)lIOaまたは
ll0bの大きさは、少なくとも受光開口部104の面
積をカバーすることができる。
In the color filter 16 disposed on the - side of the imaging cell array 14, two color segments (110a and 110b) are arranged per pixel in this embodiment. As can be clearly seen from FIG. 6, the segments 110a and 110b of the 2-ilter segment array 26 are arranged at a pitch of /2 of the pitch at which the imaging cells +00 are arranged. Therefore, the size of these segments (1IOa or 110b) can cover at least the area of the light receiving aperture 104.

第1I図に示すように、フィルタ16の上にマイクロレ
ンズ120を形成してもよい、マイクロレンズ120は
、図示のように、フィルタセグメン)110aおよび1
10bの配列ピッチに合わせてレンズセグメン) 12
2aおよび+22bが配列されている。レンズセグメン
) 122aおよび122bはそれぞれ、屈折率が所定
の分布をなし、各セグメントに入射した光が撮像デバイ
スの撮像面一ヒに集光するように構成されている。これ
によって、撮像セル100の実質開口率が相対的に向上
し、スミア成分の発生が少なくなるので、さらに高感度
を達成でき、また色モアレを減少させることができる。
As shown in FIG. 1I, a microlens 120 may be formed over the filter 16, which includes filter segments 110a and 1, as shown.
Lens segment according to the array pitch of 10b) 12
2a and +22b are arranged. Each of the lens segments 122a and 122b has a predetermined refractive index distribution, and is configured such that the light incident on each segment is focused on the imaging surface of the imaging device. As a result, the effective aperture ratio of the imaging cell 100 is relatively improved and the occurrence of smear components is reduced, so that even higher sensitivity can be achieved and color moiré can be reduced.

色フィルタ18の色セグメントの配列例を第8図および
第9図に部分的に示す。両図において、実、     
II−t’8 t″′f″ゝ方911°ohss−pv
li;it−、“なわち撮像セルを示し、それらのさら
に点線で区切られた正方形の領域110aまたは110
bが色フィルタ16の1つのフィルタセグメントを示し
ている。
An example of the arrangement of color segments of the color filter 18 is partially shown in FIGS. 8 and 9. In both figures, fruit,
II-t'8 t'''f'' 911°ohss-pv
li;it-, "i.e. a square area 110a or 110 indicating an imaging cell and further delimited by a dotted line.
b indicates one filter segment of the color filter 16.

第8図の例では、イエロー(Ye)、緑(G)、シアン
(Cy)、マゼンタ(Kg)が水平行ごとに水平方向に
1/2画素ピッチずつずれて配列されている。また第9
図の例では、!(G)、赤(R)、青(B)が、図示の
ように1つの画素に必ずGが含まれるように配列されて
いる。
In the example shown in FIG. 8, yellow (Ye), green (G), cyan (Cy), and magenta (Kg) are arranged horizontally shifted by 1/2 pixel pitch in each horizontal row. Also the 9th
In the example shown,! (G), red (R), and blue (B) are arranged so that each pixel always includes G, as shown in the figure.

ところで動作状態において、制御回路6oは、撮像デバ
イス12からの映像信号のフィールド周期での読出しに
同期してパルス源34および4oを駆動し、それらから
パルス電圧V旧、 V)12およびVVI。
By the way, in the operating state, the control circuit 6o drives the pulse sources 34 and 4o in synchronization with the readout of the video signal from the imaging device 12 in the field period, and outputs the pulse voltages Vold, V)12 and VVI from them.

VV2がそれぞれバイモルフ2oおよび22に印加され
ると、一方のフィールド周期、すなわちAフィールドで
は、各画素の2つのフィルタセグメントのうちの一方、
たとえば第6図に示すように、フィルタ16が矢印旧の
方向に駆動されてll0aが受光同期、すなわちBフィ
ールドでは、他方のフィルタセグメント、すなわちこの
例では第7図に示すように1Iobが受光開口部+04
を覆う位置をとる。これが、各フレームごとに順次繰り
返される。
When VV2 is applied to bimorphs 2o and 22, respectively, in one field period, namely the A field, one of the two filter segments of each pixel;
For example, as shown in FIG. 6, when the filter 16 is driven in the direction of the arrow and ll0a is synchronized with light reception, that is, in the B field, the other filter segment, ie, in this example, 1Iob is the light reception aperture as shown in FIG. Part +04
Take a position that covers the This is repeated sequentially for each frame.

本実施例ではフィールド蓄積によって、撮像デバイス1
2から2水平行ずつ映像信号が読み出される。たとえば
第8図のフィルタ配列では、Aフィールドでは、フィル
タ18が矢印H2の方向に駆動されてセグメン)IIO
aが各撮像セル+00の開口部104を覆うので、その
色信号が2水平行ごとに和をとられて順次出力される。
In this embodiment, the imaging device 1
The video signal is read out from 2 to 2 horizontal rows at a time. For example, in the filter array shown in FIG. 8, in the A field, the filter 18 is driven in the direction of arrow H2 and
Since a covers the aperture 104 of each imaging cell +00, the color signals are summed every two horizontal rows and are sequentially output.

たとえば同図の上から第1行および第2行について、Y
eとMg、およびCyとGがそれぞれ和をとられ、空間
的に交互に配列されて順次読み出される。また第3行お
よびII4行について、YeとG、およびCyとKgが
それぞれ和をとられ、空間的に交互に配列されて順次読
み出される。以下、順次2水平行ずつ同様の読出しが行
なわれる。
For example, for the first and second rows from the top of the figure, Y
e and Mg, and Cy and G are respectively summed, arranged spatially alternately, and read out sequentially. Further, for the third row and II4 row, Ye and G, and Cy and Kg are summed, respectively, and are spatially alternately arranged and sequentially read out. Thereafter, similar reading is performed for two horizontal rows in sequence.

つぎにBフィールドでは、セグメン)110bが各撮像
セル100の開口部104を覆うので、セグメント+1
0bの色信号が2水平行ごとに和をとられて順次出力さ
れる。たとえば同図の上から第2行およびw43行につ
いて、Yeとxg、およびCyとGがそれぞれ和をとら
れ、空間的に交互に配列されて順次読み出される。また
第4行および第5行について、YeとG、およびayと
M、がそれぞれ和をとられ、空間的に交互に配列されて
順次読み出される。以下、順次2水平行ずつ同様の読出
しが行なわれる。このように、補色系の色フィルタ配列
では、同じセル100から2種の色情報が得られるので
、色再現性も改善され1色モアレが減少する。
Next, in the B field, since the segment) 110b covers the opening 104 of each imaging cell 100, the segment +1
The color signals of 0b are summed every two horizontal rows and sequentially output. For example, in the second row and w43 row from the top of the figure, Ye and xg, and Cy and G are summed, respectively, and are spatially alternately arranged and read out sequentially. Further, regarding the fourth and fifth rows, Ye and G, and ay and M are summed, respectively, and are spatially alternately arranged and read out sequentially. Thereafter, similar reading is performed for two horizontal rows in sequence. In this way, in the complementary color filter array, two types of color information can be obtained from the same cell 100, so color reproducibility is improved and single-color moiré is reduced.

同様にして第9図のフィルタ配列では、Aフィールドで
は、セグメン) 11Qaが各撮像セル+00の開口部
+04を覆うので、その色信号が2水平行ごとに和をと
られて順次出力される。たとえば同図の一ヒから第1行
および第2行について、GとB、およびRとGがそれぞ
れ和をとられ、空間的に交互に配列されて順次読み出さ
れる。また第3行および第4行について、GとB、およ
びRとGがそれぞれ和をとられ、空間的に交互に配列さ
れて順次読み…される。以下、順次2水平行ずつ同様の
読出しが行なわれる。これかられかるように、1つの画
素信号には必ずG成分が含まれ、従来の原色系のフィル
タ配列を使用した場合に比べて色情報が2倍となる。し
たがって、解像力が約2倍になり、色再現性も大幅に向
上する。
Similarly, in the filter arrangement of FIG. 9, in the A field, segment 11Qa covers the aperture +04 of each imaging cell +00, so the color signals are summed every two horizontal rows and sequentially output. For example, G and B and R and G are summed, respectively, in the first and second rows from 1H of the same figure, and are spatially alternately arranged and read out sequentially. Further, regarding the third and fourth rows, G and B, and R and G are summed, respectively, and are spatially alternately arranged and read sequentially. Thereafter, similar reading is performed for two horizontal rows in sequence. As will be seen from now on, one pixel signal always includes a G component, and the color information is twice that of the case where a conventional primary color filter array is used. Therefore, the resolution is approximately doubled and the color reproducibility is also significantly improved.

つぎにBフィールドでは、セグメン)110bが各撮像
セル+00の開口部104を覆うので、セグメン)11
0bの色信号が2水平行ごとに和をとられて順次出力さ
れる。たとえば同図の上から第2行および第3行につい
て、G、!−R1およびBとGがそれぞれ和をとられ、
空間的に交lに配列されて順次読み出される。また第4
行および第5行について、GとR1およびBとGがそれ
ぞれ和をとられ、空間的に交互に配列されて順次読み出
される。以下、順次2水平行ずつ同様の読出しが行なわ
れる。
Next, in field B, segment) 110b covers the opening 104 of each imaging cell +00, so segment) 11
The color signals of 0b are summed every two horizontal rows and sequentially output. For example, regarding the second and third rows from the top of the figure, G,! - R1 and B and G are summed respectively;
They are spatially arranged in an intersecting pattern and read out sequentially. Also the fourth
For the row and the fifth row, G and R1 and B and G are summed, respectively, and are spatially alternately arranged and read out sequentially. Thereafter, similar reading is performed for two horizontal rows in sequence.

撮像デバイス12から映像信号を読み出して色分離信号
G、 B、 Rを出力する回路の例を第1θ図に示Fす
、この回路構成は、フィルタ100に第9図に示す画素
配列を用いた場合のものであり、撮像デバイス12には
制御回路60から信号線62を通して読出しクロックが
供給される。撮像デバイス12はこれに応動して、その
出力端子64に前述のような映像信号を出力する。出力
84は、低域フィルタ(LPF) BBおよび帯域フィ
ルタ(BPF) 8Bが接続され、これらによって周波
数分離された信号がG。
An example of a circuit that reads a video signal from the imaging device 12 and outputs color separation signals G, B, and R is shown in FIG. In this case, a read clock is supplied to the imaging device 12 from the control circuit 60 through the signal line 62. In response to this, the imaging device 12 outputs the aforementioned video signal to its output terminal 64. The output 84 is connected to a low pass filter (LPF) BB and a band pass filter (BPF) 8B, and the signal frequency-separated by these is G.

B、 Rとしてそれぞれ出カフ0.72および74に出
力される。
They are output as B and R to output cuffs 0.72 and 74, respectively.

なお、ここで説明した実施例は本発明を説明するための
ものであって、本発明は必ずしもこれに限定されるもの
ではなく、本発明の精神を逸脱することなく当業者が可
能な変形および修正は本発明の範囲に含まれる。
Note that the embodiments described here are for explaining the present invention, and the present invention is not necessarily limited thereto, and modifications and variations that can be made by those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Modifications are within the scope of this invention.

たとえば、本実施例では色フィルタを変位させているが
、要は、撮像セルに対する色フィルタセグメントの相対
的位置が変位すればよいので、色フィルタを固定し撮像
デバイスを変位させるよう〆 に構成してもよい、また、フィルタセグメントの   
 1配列は、図示の実施例に限らず、これまで提案され
ているほとんどの方式に若干の修正を施す程度で本方式
を効果的に適用できる。さらに、フィールド蓄積モード
を例にとって説明したが、勿論フレーム蓄積方式にも有
効に適用される。映像信号は、NTSC標準カラーテレ
ビジョン方式のみならず、PALおよびSEC0Mなど
の他の方式にも適用できることは言うまでもない。
For example, in this embodiment, the color filter is displaced, but the point is that the relative position of the color filter segment with respect to the imaging cell only needs to be displaced, so the configuration is such that the color filter is fixed and the imaging device is displaced. may also be used in the filter segment.
1 arrangement is not limited to the illustrated embodiment, but the present method can be effectively applied to most of the methods proposed so far with a slight modification. Further, although the field storage mode has been described as an example, the present invention can of course also be effectively applied to a frame storage method. It goes without saying that the video signal can be applied not only to the NTSC standard color television system but also to other systems such as PAL and SECOM.

肱−1 このように、本発明によれば、従来と比較して原色系色
フィルタでは解像力が増し、また補色系色フィルタでは
色再現性が増す、したがって、色度な向上させた固体撮
像装置を有利に提供することができる。
肱-1 As described above, according to the present invention, the resolving power is increased with primary color filters and the color reproducibility is increased with complementary color filters compared to the conventional ones.Therefore, a solid-state imaging device with improved chromaticity is achieved. can be provided advantageously.

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

wIJ1図は本発明による固体撮像装置の実施例を示す
概略ブロック図、 第2図は、第1図における一点鎖線1111における断
面を示す図、 第3図および第4図は、第1図に示すパルス−から発生
するパルス波形の例を示す波形図、第5図は、第1図の
実施例における2つの隣接する撮像セルを部分的に示す
図、 第6図および第7図は、第1図の実施例の動作を説明す
るための色フィルタおよび撮像セルの断面を部分的に示
す断面図、 第8図および第9図は、第1図に示す実施例に適用可能
な色フィルタの色セグメントの配列例を部分的に示す図
、 第10図は、第1図の実施例における映像信号の読出し
回路の構成例を示すブ0−.り図、第11図は、本発明
の他の実施例を示す146図と同様の断面図である。 −)の  の; 12、、、固体撮像デバイス 14、、、撮像セルアレイ 20.22. 、圧電バイモルフ 2B、、、色フィルタセグメントアレイ34.40. 
、パルス源 100、、、撮像セル 110a、、フィルタセグメント +20.、、マイクロレンズ 122a、 、マイクロレンズセグメント特許出願人 
富士写真フィルム株式会社シー 代 理 人 香取 孝雄  −\  1秦2凹 春、l]  M Vl &5 図 幕ろ図 −H/ 第a 図 >q図 第1O圀 肌ll口
wIJ1 is a schematic block diagram showing an embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a cross section taken along the dashed-dotted line 1111 in FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are shown in FIG. 1. FIG. 5 is a waveform diagram showing an example of a pulse waveform generated from a pulse. FIG. 5 is a diagram partially showing two adjacent imaging cells in the embodiment of FIG. 8 and 9 are cross-sectional views partially showing the cross sections of a color filter and an imaging cell for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 1. FIGS. FIG. 10 is a diagram partially showing an example of the arrangement of segments. FIG. 11 is a sectional view similar to FIG. 146 showing another embodiment of the present invention. -)'s; 12, , solid-state imaging device 14, , imaging cell array 20.22. , Piezoelectric Bimorph 2B, , Color Filter Segment Array 34.40.
, pulse source 100, , imaging cell 110a, , filter segment +20. , , Microlens 122a , , Microlens Segment Patent Applicant
Fuji Photo Film Co., Ltd. C. Takao Katori -\ 1 Qin 2 Koushun, l] M Vl &5 Zumakurozu - H/ Figure a > Q Figure 1 O Kunihada ll mouth

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、入射光に応動する感光領域が画素に対応して2次元
に配列された撮像面を有する固体撮像デバイスと、 該撮像面を覆って配設され、該感光領域への入射光を色
分離する色フィルタ手段と、 前記固体撮像デバイスを駆動してラスタ走査による映像
信号を出力させる制御手段とを有する固体撮像装置にお
いて、 前記色フィルタ手段は、前記感光領域のそれぞれに対応
して配列された第1および第2の色フィルタセグメント
を有し、 前記各感光領域は、前記撮像面の1画素の面積のたかだ
か半分を占め、 該固体撮像装置は、前記制御手段に応動して前記感光領
域に対する前記色フィルタセグメントの相対的位置を変
える変位手段を含み、 該変位手段は、前記固体撮像デバイスからの映像信号の
出力動作に同期して、該映像信号の画像フレームを形成
する一方のフィールドの期間中は第1の色フィルタセグ
メントを各感光領域上に位置させ、他方のフィールドの
期間中は第2の色フィルタセグメントを各感光領域の上
に位置させることを特徴とする固体撮像装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の装置において、 前記変位手段は、前記フィルタ手段を可動的に支持する
圧電バイモルフを含み、 前記制御手段は、前記フィールド期間に対応して該圧電
バイモルフにパルス状電圧を印加することを特徴とする
固体撮像装置。 3、特許請求の範囲第2項記載の装置において、前記変
位手段は、前記パルス状電圧の波形を調整して前記色フ
ィルタ手段を前記撮像面に整合させる調整手段を含むこ
とを特徴とする固体撮像装置。 4、特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記撮
像面には、前記感光領域を除いて入射光を遮光する遮光
膜が形成されていることを特徴とする固体撮像装置。 5、特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記色
フィルタ手段は、前記色フィルタセグメントに対応して
入射光を集光させるマイクロレンズ手段を含むことを特
徴とする固体撮像装置。
[Claims] 1. A solid-state imaging device having an imaging surface in which photosensitive areas responsive to incident light are arranged two-dimensionally in correspondence with pixels; In the solid-state imaging device, the solid-state imaging device includes color filter means for color-separating the incident light of the image sensor, and control means for driving the solid-state imaging device to output a video signal by raster scanning, wherein the color filter means separates the incident light into each of the photosensitive areas. the solid-state imaging device has first and second color filter segments arranged correspondingly, each photosensitive region occupying at most half the area of one pixel of the imaging surface, and the solid-state imaging device is responsive to the control means. and a displacement means for changing the relative position of the color filter segment with respect to the photosensitive area, the displacement means forming an image frame of the video signal in synchronization with the output operation of the video signal from the solid-state imaging device. a first color filter segment is positioned over each photosensitive area during one field of the process, and a second color filter segment is positioned over each photosensitive area during the other field. Solid-state imaging device. 2. The device according to claim 1, wherein the displacement means includes a piezoelectric bimorph movably supporting the filter means, and the control means pulses the piezoelectric bimorph in response to the field period. A solid-state imaging device characterized by applying a voltage of 1. 3. The apparatus according to claim 2, wherein the displacement means includes adjustment means for adjusting the waveform of the pulsed voltage to align the color filter means with the imaging surface. Imaging device. 4. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a light-shielding film is formed on the imaging surface to block incident light except for the photosensitive area. 5. A solid-state imaging device according to claim 1, wherein the color filter means includes microlens means for condensing incident light in correspondence with the color filter segments.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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