JPS6238914B2 - - Google Patents

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JPS6238914B2
JPS6238914B2 JP53162268A JP16226878A JPS6238914B2 JP S6238914 B2 JPS6238914 B2 JP S6238914B2 JP 53162268 A JP53162268 A JP 53162268A JP 16226878 A JP16226878 A JP 16226878A JP S6238914 B2 JPS6238914 B2 JP S6238914B2
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JP
Japan
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solid
signal
sampling
state imaging
imaging device
Prior art date
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Application number
JP53162268A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5591275A (en
Inventor
Shigeo Komuro
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPS5591275A publication Critical patent/JPS5591275A/en
Publication of JPS6238914B2 publication Critical patent/JPS6238914B2/ja
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、各々複数の絵素が縦横に配列された
少なくとも2枚の固体撮像素子を備えて成る固体
撮像装置におけるレジストレーシヨン調整誤差検
出装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a registration adjustment error detection device for a solid-state imaging device comprising at least two solid-state imaging devices each having a plurality of picture elements arranged in a matrix.

例えば、被写体像を複数の撮像素子で撮像して
3原色信号を得る構成のカラーテレビジヨンカメ
ラ等の複数の撮像素子を備えて成る撮像装置にお
いては、各撮像素子から得られる撮像信号を混合
して一つの画像を現わす撮像信号としているの
で、該各撮像素子の空間的な配設位置関係が精確
に保持されていなければ、良好な品質の撮像信号
を出力することができない。そこで、従来より、
レジストレーシヨン(重ね合せ)調整によつて、
各撮像素子で撮像される被写体像が完全に一致す
るよう該各撮像素子の空間的な配設位置を機械的
および電気的に調整している。
For example, in an imaging device equipped with multiple image sensors, such as a color television camera configured to capture a subject image with multiple image sensors to obtain three primary color signals, the image signals obtained from each image sensor are mixed. Since the image pickup signal represents one image, unless the spatial arrangement positional relationship of each image pickup element is maintained accurately, it is not possible to output an image pickup signal of good quality. Therefore, conventionally,
By adjusting the registration (overlay),
The spatial position of each image sensor is adjusted mechanically and electrically so that the subject images captured by each image sensor completely match.

ところで、一般に被写体像の直接光学的なサン
プリングにより光電変換を行なう電荷結合素子
(Charge Coupled Device)等の固体撮像素子を
備える固体撮像装置においては、上述のレジスト
レーシヨン調整が正しく行なわれていないと、上
記サンプリングによつて側帯波成分が生じ、この
側帯波成分が基底帯域成分に重畳されると折り返
し歪の発生原因となる。
By the way, in a solid-state imaging device equipped with a solid-state imaging device such as a charge coupled device that performs photoelectric conversion by direct optical sampling of a subject image, it is common to experience the problem that the above-mentioned registration adjustment is not performed correctly. , Sideband components are generated by the above sampling, and when these sideband components are superimposed on the baseband component, they cause aliasing distortion.

本発明は、固体撮像装置におけるレジストレー
シヨン誤差の検出を行なうのに上記サンプリング
による側帯波成分を利用した新規なレジストレー
シヨン誤差検出装置を供給するものであり、各々
複数の絵素が縦横に配列された少なくとも2枚の
固体撮像素子を備えて成る固体撮像装置におい
て、一方の撮像素子と他方の撮像素子との互いに
1絵素分ずれた位置関係に配置される各絵素につ
いて各々1絵素おきにサンプリングを行なつて得
られる各撮像信号を混合した信号中に含まれる側
帯波成分を検出し、レジストレーシヨン誤差の検
出を行なうようにした固体撮像装置におけるレジ
ストレーシヨン誤差検出装置を要旨とするもので
ある。
The present invention provides a novel registration error detection device that utilizes sideband components resulting from the above-mentioned sampling to detect registration errors in a solid-state imaging device. In a solid-state imaging device comprising at least two arrayed solid-state imaging devices, one image is captured for each pixel arranged in a positional relationship that is shifted by one pixel between one image sensor and the other image sensor. A registration error detection device for a solid-state imaging device is provided, which detects registration errors by detecting sideband components contained in a signal obtained by mixing each imaging signal obtained by performing random sampling. This is a summary.

以下、本発明について、一実施例を示す図面を
用いて詳細に説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail using drawings showing one embodiment.

先ず、本発明の適用される固体撮像装置および
固体撮像素子について説明する。
First, a solid-state imaging device and a solid-state imaging element to which the present invention is applied will be explained.

第1図は固体撮像素子として用いられるフレー
ムトランスフア型CCD撮像素子1の概略的構造
を示す模式的な平面図であり、このフレームトラ
ンスフア型CCD撮像素子1は、各々一絵素に対
応する受光部2をマトリクス状に配列して成る受
光領域3と、この受光領域3にて得られる各撮像
電荷が垂直方向に順次に転送され該各撮像電荷を
一時蓄積しておくためにマトリクス状に配列され
た蓄積部4から成る蓄積領域5と、この蓄積領域
5から撮像電荷を一水平ライン毎に水平方向に転
送して出力端子7より連続した撮像信号を出力す
る水平転送レジスタ部6とが、CCDを用いて構
成されている。なお、第1図中8は、上記水平転
送レジスタ部6を駆動するための水平転送クロツ
ク信号φHが供給される第1のクロツク入力端子
であり、また、9は、上記受光部2にて得られる
撮像電荷を蓄積部4に転送するための各垂直転送
クロツク信号φVが供給される第2のクロツク信
号入力端子である。なお、実際には、上記水平転
送クロツク信号φHおよび垂直転送クロツク信号
φVは、それぞれ2相(または3相)のクロツク
パルス列によりなつている。
FIG. 1 is a schematic plan view showing the general structure of a frame transfer type CCD image sensor 1 used as a solid-state image sensor, and each frame transfer type CCD image sensor 1 corresponds to one pixel. A light-receiving area 3 is formed by arranging the light-receiving parts 2 in a matrix, and each imaging charge obtained in the light-receiving area 3 is sequentially transferred in the vertical direction and is arranged in a matrix in order to temporarily store the imaging charges. An accumulation region 5 consisting of an array of accumulation sections 4 and a horizontal transfer register section 6 which transfers imaging charges from this accumulation region 5 in the horizontal direction for each horizontal line and outputs continuous imaging signals from an output terminal 7. , is constructed using CCD. Note that 8 in FIG. 1 is a first clock input terminal to which a horizontal transfer clock signal φ H for driving the horizontal transfer register section 6 is supplied, and 9 is a first clock input terminal to which a horizontal transfer clock signal φ H for driving the horizontal transfer register section 6 is supplied. This is a second clock signal input terminal to which each vertical transfer clock signal φV for transferring the obtained imaging charge to the storage section 4 is supplied. In reality, the horizontal transfer clock signal φ H and the vertical transfer clock signal φ V each consist of a two-phase (or three-phase) clock pulse train.

また、第2図は固体撮像素子として用いられる
インターライン型CCD撮像素子11の概略的な
構造を示す模式的な平面図であり、このインター
ライン型CCD撮像素子11は、各々絵素に対応
してマトリス状に配列された複数の受光部12
と、これら受光部12の行間に設けられた各垂直
転送レジスタ部13と、各垂直転送レジスタ部1
3の各終端側に設けられた水平転送レジスタ部1
4とがCCDを用いて構成されており、上記各受
光部12において得られる受光光量に応じた撮像
電荷が各垂直ライン毎に対応する垂直転送レジス
タ部13を通じて水平転送レジスタ部14に転送
され、この水平転送レジスタ部14で一水平ライ
ン毎の撮像電荷を水平方向に転送し連続した撮像
信号を出力端子15より出力する。なお、第2図
において、16は水平転送クロツク信号φHの供
給される第1のクロツク入力端子、17は各垂直
転送クロツク信号φVの供給される第2のクロツ
ク入力端子である。
FIG. 2 is a schematic plan view showing the general structure of an interline CCD image sensor 11 used as a solid-state image sensor, and each interline CCD image sensor 11 corresponds to a picture element. A plurality of light receiving sections 12 arranged in a matrix
, each vertical transfer register section 13 provided between the rows of these light receiving sections 12, and each vertical transfer register section 1
Horizontal transfer register section 1 provided at each terminal side of 3.
4 is constructed using a CCD, and the imaging charge corresponding to the amount of light received by each of the light receiving sections 12 is transferred to the horizontal transfer register section 14 through the vertical transfer register section 13 corresponding to each vertical line, This horizontal transfer register section 14 transfers the image pickup charges for each horizontal line in the horizontal direction, and outputs a continuous image signal from the output terminal 15. In FIG. 2, 16 is a first clock input terminal to which the horizontal transfer clock signal φ H is supplied, and 17 is a second clock input terminal to which each vertical transfer clock signal φ V is supplied.

上述の各CCD撮像素子1,11は、各第1の
クロツク入力端子8,16に供給される水平転送
クロツク信号φHを読出しパルスとして、被写体
像について各絵素を順次に読み出して連続した撮
像出力を出力している。また、第2のクロツク入
力端子9,17に供給される垂直転送クロツク信
号φVは、その位相をテレビジヨン信号における
一垂直走査期間毎に対応させて反転されることに
よつて、水平ラインを垂直方向に一水平ライン毎
に飛び越して上述の読み出しをするインターレー
スを行うようになつている。
Each of the above-mentioned CCD image sensors 1 and 11 uses the horizontal transfer clock signal φ H supplied to each first clock input terminal 8 and 16 as a readout pulse, and sequentially reads out each pixel of the subject image to perform continuous imaging. Output is being output. Further, the vertical transfer clock signal φ V supplied to the second clock input terminals 9 and 17 is inverted in phase so as to correspond to each vertical scanning period of the television signal. The above-mentioned interlacing is performed by skipping every horizontal line in the vertical direction.

さらに、第3図は固体撮像素子21G,21
R,21Bを3枚備えて成るカラー固体撮像装置
20の原理的な構造を示す模式的な平面図であ
り、この撮像装置20は、テーキングレンズ2
2、各プリズム23A,24を組合せて成る三色
分解光学系、および、上記三色分解光学系により
分解される原色光の各光路中に設けられた3枚の
固体撮像素子21G,21R,21Bとから構成
されており、上記各固体撮像素子21A,21
B,21Cで撮像される各被写体像が完全に一致
するようにレジストレーシヨン調整された状態に
て、品質の良好なカラー撮像信号を得ることがで
きる。上記レジストレーシヨン調整を行なうため
に、プリズム23Aと赤色撮像用の固体撮像素子
21Rとの間およびプリズム23Bと青色撮像用
の固体撮像素子21Bとの間には、原色光の光路
軸を垂直方向および水平方向に変化せしめる薄板
ガラス等の各光路軸調整板24A,24B,25
A,25Bが各々配設されている。上記固体撮像
装置20におけるレジストレーシヨン調整は、各
光路軸調整板24A,24B,25A,25Bの
配設角度等を微調することにより、各固体撮像素
子21G,21R,21Bで完全に一致した被写
体像の撮像を行なうようにすれば良い。
Furthermore, FIG. 3 shows solid-state image sensors 21G, 21
1 is a schematic plan view showing the basic structure of a color solid-state imaging device 20 including three lenses R and 21B;
2. A three-color separation optical system formed by combining prisms 23A and 24, and three solid-state image sensors 21G, 21R, and 21B provided in each optical path of the primary color light separated by the three-color separation optical system. Each of the solid-state image sensors 21A, 21
A color imaging signal of good quality can be obtained in a state where the registration is adjusted so that the respective subject images captured by B and 21C completely match each other. In order to perform the above registration adjustment, the optical path axis of the primary color light is aligned vertically between the prism 23A and the solid-state image sensor 21R for capturing red images, and between the prism 23B and the solid-state image sensor 21B for capturing blue images. and each optical path axis adjustment plate 24A, 24B, 25 such as a thin plate glass that changes in the horizontal direction.
A and 25B are respectively provided. Registration adjustment in the solid-state imaging device 20 is performed by finely adjusting the arrangement angles of the optical path axis adjusting plates 24A, 24B, 25A, 25B, etc., so that each solid-state imaging device 21G, 21R, 21B can perfectly match the subject. What is necessary is to take an image.

次に、本発明を適用して上述の固体撮像装置2
0における各固体撮像素子21G,21R,21
Bの水平方向のレジストレーシヨン調整を行なう
場合の一実施例について具体的に説明する。
Next, by applying the present invention, the above-mentioned solid-state imaging device 2
Each solid-state image sensor 21G, 21R, 21 at 0
An example in which the horizontal registration adjustment of B is performed will be specifically described.

第4図は各固体撮像素子21G,21R,21
Bにおける転送動作を制御するための制御系およ
びレジストレーシヨン調整誤差を検出するための
検出系の構成を示すブロツク図である。この実施
例において、各固体撮像素子21G,21R,2
1Bは、一般のCCD撮像素子における撮像電荷
の転送動作と同様に、被写体の赤色、青色、緑色
の三原色の被写体像について各々マトリクス状の
各絵素を順次にサンプリングして得られる一水平
ライン毎の各撮像電荷を連続せしめた各原色撮像
信号を出力するように、転送クロツク発生器30
からの水平転送クロツク信号φHおよび垂直転送
クロツク信号φVによつて転送動作の制御がなさ
れている。
Figure 4 shows each solid-state image sensor 21G, 21R, 21
3 is a block diagram showing the configuration of a control system for controlling the transfer operation in B and a detection system for detecting registration adjustment errors. FIG. In this embodiment, each solid-state image sensor 21G, 21R, 2
1B is similar to the transfer operation of image pickup charges in a general CCD image sensor, and is obtained for each horizontal line by sequentially sampling each pixel in a matrix for the three primary colors of the subject: red, blue, and green. The transfer clock generator 30 outputs each primary color imaging signal in which each imaging charge of
The transfer operation is controlled by a horizontal transfer clock signal φH and a vertical transfer clock signal φV from.

上記第1の固体撮像素子21Gから得られる緑
原色信号(G信号)は、直列接続された第1のサ
ンプリングホールド回路31Aと第1のプロセス
処理回路32Aとを介して信号混合器33に供給
される。また、上記第2および第3の固体撮像素
子21R,21Bから得られる赤原色撮像信号
(R信号)および青原色撮像信号(B信号)も同
様に、各々直列接続された第2および第3のサン
プリングホールド回路31B,31Cと第2およ
び第3のプロセス処理回路32B,32Cとを介
して上記信号混合器33に供給される。
The green primary color signal (G signal) obtained from the first solid-state image sensor 21G is supplied to the signal mixer 33 via a first sampling hold circuit 31A and a first process processing circuit 32A connected in series. Ru. Further, the red primary color imaging signal (R signal) and the blue primary color imaging signal (B signal) obtained from the second and third solid-state imaging devices 21R and 21B are similarly connected to the second and third solid-state imaging devices connected in series. The signal is supplied to the signal mixer 33 via sampling and holding circuits 31B and 31C and second and third process processing circuits 32B and 32C.

上記第1ないし第3のサンプリングホールド回
路31A,31B,31Cは、この実施例におけ
るレジストレーシヨン調整操作時と通常の撮像操
作時とで切換操作されるスイツチ34を介して給
されるサンプリング命令信号によつて動作制御が
なされている。上記スイツチ34は、その可動端
子34aが上記転送クロツク発生器30に接続さ
れており、上記水平転送クロツク信号に等しい周
波数のサンプリング命令信号を第1の固定端子3
4Aから1/2分周回路35に供給し、あるいは、
上記サンプリング命令信号を第2の固定端子34
Bから各サンプリングホールド回路31A,31
B,31Cの各一方のサンプリング入力端子に供
給する。上記1/2分周回路35は、上記サンプリ
ング命令信号を1/2分周して上記第1のサンプリ
ングホールド回路31Aの他方のサンプリング入
力端子に供給するとともに、上記1/2分周したサ
ンプリング命令信号を180゜の移相回路36を介
して上記第2および第3のサンプリングホールド
回路31B,31Cの各他方のサンプリング入力
端子に供給する。
The first to third sampling and hold circuits 31A, 31B, and 31C receive a sampling command signal supplied via a switch 34 that is switched between the registration adjustment operation and the normal imaging operation in this embodiment. The operation is controlled by. The switch 34 has a movable terminal 34a connected to the transfer clock generator 30, and transmits a sampling command signal having a frequency equal to the horizontal transfer clock signal to the first fixed terminal 3.
4A to the 1/2 frequency divider circuit 35, or
The sampling command signal is sent to the second fixed terminal 34.
B to each sampling hold circuit 31A, 31
It is supplied to one of the sampling input terminals of B and 31C. The 1/2 frequency divider circuit 35 divides the frequency of the sampling command signal by 1/2 and supplies it to the other sampling input terminal of the first sampling hold circuit 31A, and also outputs the 1/2 frequency divided sampling command signal. The signal is supplied via a 180° phase shift circuit 36 to the other sampling input terminal of the second and third sampling and holding circuits 31B and 31C.

上記スイツチ34の可動端子34aと第2の固
定端子34Bとを導通せしめるようにした設定状
態では、各サンプリングホールド回路31A,3
1B,31Cが水平転送クロツク信号φHに等し
いサンプリング周波数でサンプリングホールド動
作を行なうので、各固体撮像素子21G,21
R,21Bの各全絵素からの各撮像電荷を各々連
続せしめて出力することによつて得られる緑原色
撮像信号(G信号)、赤原色撮像信号(R信号)
および青原色信号(B信号)を上記信号混合器3
3によつて混合せしめ、被写体のカラー撮像信号
を出力端子39Aから出力するような通常の撮像
動作を行なうことができる。
In the setting state in which the movable terminal 34a of the switch 34 and the second fixed terminal 34B are electrically connected, each sampling hold circuit 31A, 3
1B and 31C perform a sampling and hold operation at a sampling frequency equal to the horizontal transfer clock signal φH , so that each solid-state image sensor 21G and 21
A green primary color imaging signal (G signal) and a red primary color imaging signal (R signal) obtained by successively outputting each imaging charge from each pixel of R and 21B.
and blue primary color signal (B signal) to the signal mixer 3.
3, and a normal imaging operation such as outputting a color imaging signal of the object from the output terminal 39A can be performed.

また、上記スイツチ34の可動端子34aと第
1の固定端子34Aとを導通せしめるようにした
設定状態では、次のような動作によつて水平方向
のレジストレーシヨン調整を行なうことができ
る。
Further, in a setting state in which the movable terminal 34a of the switch 34 and the first fixed terminal 34A are electrically connected, horizontal registration adjustment can be performed by the following operation.

すなわち、上記水平転送ロツク信号φHに等し
いサンプリング周波数をcとすると、各固体撮
像素子21G,21R,21Bにおいては各々全
絵素についてサンプリングを行なうのに対して、
各サンプリングホールド回路31A,31B,3
1Cでは1/2cなる周波数で且つ第1のサンプリ
ングホールド回路31Aに対して第2および第3
のサンプリングホールド回路31B,31Cが
180゜位相のずれた状態でサンプリングホールド
動作を行なうので、第5図に斜線を施して示すよ
うに、第1の固体撮像素子21Gからは水平方向
に1絵素21′gおきに各絵素21gで得られる
撮像電荷による緑原色撮像信号(G信号)が信号
混合器33に供給されるのに対して、第2および
第3の固体撮像素子21R,21Bからは上記第
1の固体撮像素子21Gにおいて間引かれた各絵
素21gに対応した位置にある各絵素21r′,2
1b′で得られる各撮像電荷による赤原色撮像信
(R信号)および青原色撮像信号(B信号)が上
記信号混合器33に供給される。そこで、c
4よりも高くc/2よりも低い周波数sの基底
帯域成分を与えるような無彩色の縦縞模様のレジ
ストレーシヨン調整用テストチヤートを用いて、
このテストチヤートを撮像すれば、上記信号混合
器33を介して得られる撮像信号中には、第6図
に周波数分布を示すように、f=1/2csなる 周波数fの側帯波成分が含まれる。第6図を更
に詳しく説明すると、周波数sの基底帯域成分
(入力周波数成分)を1/2cの周波数をもつてサ
ンプリングホールドする事に等しく、周波数1/2c ±sの上、下側帯波成分を生ずる。そしてここ
ではこの側帯波成分のうち下側帯波成分ff
=1/2cs)を図示した。又、固体撮像素子2 1Gと固体撮像素子21R,21Rの各絵素は互
いに180゜位相のずれたサンプリングが行なわれ
ているものであるから、図面上で下側帯波成分
ff=1/2cs)は、固体撮像素子21Gから 発生した正方向軸と固体撮像素子21R,21B
の両素子から発生した負方向軸で表わされる。上
記側帯波成分は、上記各固体撮像素子21G,2
1R,21Bで得られる各原色撮像信号の信号レ
ベルを LG=LR+LB となるように予め設定しておけば、第1の固体撮
像素子21Gの各絵素21gに対して第2および
第3の固体撮像素子21R,21Bの各絵素21
r′,21b′が絵素ピツチτの1/2だけ水平方向に
ずれている状態であることにより、その位相が上
述の如く正負反対方向であり、且つその大きさが
等しいので、完全に相殺することができる。ま
た、上記固体撮像素子10G,10R,10Bの
配設位置関係がずれており、上記正負側帯波の位
相関係が正しく保たれていないと折り返し歪とな
つて現われる。そこで、上記側帯波成分をf
等しい中心周波数のバンドパスフイルタ37によ
つて抜きだして検波回路38で該側帯波成分の信
号レベルを検出することにより、各固体撮像素子
21G,21R,21Bの水平方向における位置
関係が正しい状態にあるか否を示すレジストレー
シヨン調整誤差の検出を行なうことができる。従
つて、出力端子39Bに得られる上記検波回路3
8からの検波出力信号の信号レベルを観察するこ
とによつて、水平方向のレジストレーシヨン調整
を簡単に行なうことができる。
That is, if the sampling frequency equal to the horizontal transfer lock signal φ H is c , then in each of the solid-state image sensors 21G, 21R, and 21B, sampling is performed for all pixels.
Each sampling hold circuit 31A, 31B, 3
At 1C, the frequency is 1/ 2c , and the second and third
The sampling hold circuits 31B and 31C of
Since the sampling and holding operation is performed with a phase shift of 180°, each pixel is sampled every 1 pixel 21'g in the horizontal direction from the first solid-state image sensor 21G, as shown by diagonal lines in FIG. A green primary color imaging signal (G signal) based on the imaging charge obtained by the imaging charge 21g is supplied to the signal mixer 33, whereas a green primary color imaging signal (G signal) is supplied to the signal mixer 33 from the second and third solid-state imaging devices 21R and 21B. Each picture element 21r', 2 at a position corresponding to each picture element 21g thinned out in 21G
A red primary color imaging signal (R signal) and a blue primary color imaging signal (B signal) resulting from each imaging charge obtained at 1b' are supplied to the signal mixer 33. Therefore, c /
Using a registration adjustment test chart with an achromatic vertical stripe pattern that gives a baseband component with a frequency s higher than 4 and lower than c /2,
When this test chart is imaged, the image signal obtained through the signal mixer 33 contains a sideband component with a frequency f of f = 1/2 c - s , as shown in the frequency distribution in Fig. 6. is included. To explain Fig. 6 in more detail, it is equivalent to sampling and holding the baseband component (input frequency component) of frequency s with a frequency of 1/2 c , and the upper and lower sidebands of frequency 1/2 c ± s . produces components. And here, among these sideband components, the lower sideband component f ( f
= 1/2 cs ). Furthermore, since each pixel of the solid-state image sensor 2 1G and the solid-state image sensors 21R and 21R is sampled with a phase shift of 180 degrees from each other, the lower sideband component can be seen in the drawing.
f ( f = 1/2 c - s ) is the relationship between the positive axis generated from the solid-state image sensor 21G and the solid-state image sensors 21R and 21B.
is expressed by the negative axis generated from both elements. The sideband components are each of the solid-state image sensors 21G and 2.
If the signal level of each primary color imaging signal obtained by 1R and 21B is set in advance so that L G = L R + L B , the second and Each picture element 21 of the third solid-state image sensor 21R, 21B
Since r' and 21b' are horizontally shifted by 1/2 of the pixel pitch τ, their phases are in opposite directions as mentioned above, and their magnitudes are equal, so they cancel each other out completely. can do. Furthermore, if the solid-state image pickup devices 10G, 10R, and 10B are arranged out of position and the phase relationship between the positive and negative sideband waves is not maintained correctly, aliasing distortion will appear. Therefore, by extracting the sideband components using a bandpass filter 37 having a center frequency equal to f and detecting the signal level of the sideband components using a detection circuit 38, each of the solid-state image sensors 21G, 21R, and 21B is It is possible to detect a registration adjustment error indicating whether or not the positional relationship in the horizontal direction is correct. Therefore, the detection circuit 3 obtained at the output terminal 39B
By observing the signal level of the detection output signal from 8, horizontal registration adjustment can be easily performed.

また、本発明を適用して上述の固体撮像装置2
0における各固体撮像素子21G,21R,21
Bの垂直方向のレジストレーシヨン調整を行なう
場合の一実施例について詳細に説明する。
In addition, the above-described solid-state imaging device 2 can also be used by applying the present invention.
Each solid-state image sensor 21G, 21R, 21 at 0
An example of vertical registration adjustment of B will be described in detail.

第7図は、この実施例における各固体撮像素子
21G,21R,21Bの転送動作を制御するた
めの制御系およびレジストレーシヨン誤差を検出
するための検出系の構成を示すブロツク図であ
る。この実施例において各固体撮像素子21G,
21R,21Bは、一般のCCD撮像素子におけ
る撮像電荷の転送動作と同様に、被写体像に対応
した各マトリクス状の各絵素について一水平ライ
ン毎の飛越し走査を伴うサンプリングによつてイ
ンターリーブされた三原色撮像信号を出力するよ
うに、転送クロツク発生器30からの水平転送ク
ロツク信号φHおよび垂直転送クロツク信号φV
,φV2により転送動作の制御がなされている。
すなわち、上記転送クロツク発生器30は、各固
体撮像素子21G,21R,21Bについて、例
えば奇数フイールドでは第8図中実線の斜線を施
こして示す各奇数列目の各絵素21go,21ro,
21boのサンプリングを行ない、偶数フイール
ドでは第8図中破線の斜線を施こして示す各偶数
列目の各絵素21ge,21re,21beのサンプ
リングを行なうように、一垂直走査期間毎に位置
が反転するとともに互いに逆相の第1および第2
の垂直転送クロツク信号φV1,φV2を出力してい
る。
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of a control system for controlling the transfer operation of each of the solid-state image sensors 21G, 21R, and 21B and a detection system for detecting registration errors in this embodiment. In this embodiment, each solid-state image sensor 21G,
21R and 21B are interleaved by sampling with interlaced scanning for each horizontal line for each pixel in a matrix corresponding to the subject image, similar to the transfer operation of image charges in a general CCD image sensor. The horizontal transfer clock signal φ H and the vertical transfer clock signal φ V from the transfer clock generator 30 are used to output the three primary color imaging signals.
1 , φ V2 controls the transfer operation.
That is, the transfer clock generator 30 generates the pixels 21go, 21ro, 21ro, 21go, 21ro, 21go, 21ro, etc. of each of the solid-state image sensors 21G, 21R, 21B in each odd-numbered column, which are indicated by solid diagonal lines in FIG.
21bo is sampled, and in the even field, the positions are reversed every vertical scanning period so that each of the picture elements 21ge, 21re, and 21be in each even column, which are indicated by diagonal dashed lines in FIG. 8, is sampled. At the same time, the first and second
It outputs vertical transfer clock signals φV1 and φV2 .

上記第1の固体撮像素子21Gには、上記第1
および第2の垂直転送クロツク信号φV1,φV2
各クロツク入力端子に直接供給されている。ま
た、上記第2および第3の固体撮像素子21R,
21Bには、上記第1および第2の垂直転送クロ
ツク信号φV1,φV2がゲート回路40を介して、
各々クロツク入力端子に供給されている。上記ゲ
ート回路40は、スイツチ41の設定状態に応じ
てゲートの開閉制御のなされる第1ないし第4の
NANDゲート42,43,44,45を介して選
択的に供給される各垂直転送クロツク信号φV1
φV2を各出力端子から上記第2および第3の固体
撮像素子21R,21Bの各クロツク入力端子に
供給する第5および第6のNANDゲート46,4
7を備えて成り、上記スイツチ41の設定状態に
応じて上記第2および第3の固体撮像素子21
R,21Bの一方の各クロツク入力端子と他方の
各クロツク入力端子とに供給する各垂直転送クロ
ツク信号φV1,φV2の供給状態を反転せしめる。
すなわち、この実施例においては、通常の撮像操
作状態にて第1ないし第3の固体撮像素子21
G,21R,21Bの一方のクロツク入力端子に
一方の垂直転送クロツク信号φV1が供給され他方
の各クロツク入力端子に他方の垂直転送クロツク
信号φV2を供給して、通常の飛越走査によるイン
ターレースを行ない、レジストレーシヨン調整状
態にて、第1の固体撮像素子21Gの一方に供給
される一方の垂直転送クロツク信号φV1を第2お
よび第3の固体撮像素子21R,21Bの他方の
クロツク入力端子に供給するとともに他方の垂直
転送クロツク信号φV2を第1の固体撮像素子21
Gの他方のクロツク入力端子と第2および第3の
固体撮像素子21R,21Bの一方の各クロツク
入力端子に供給し、上記第1の固体撮像素子21
Gと第2および第3の固体撮像素子21R,21
Bとのインターレースを互いに逆に行なうように
なつている。上記互いに逆のインターレースが行
なわれる第1ないし第3の固体撮像素子21G,
21R,21Bは、例えば第9図に実線の斜線を
施こして示すように、第1の固体撮像素子21G
の奇数列目の各絵素子21goがサンプリングさ
れるときに第2および第3の固体撮像素子21
R,21Bの各偶数列目の各絵素子21re,21
beのサンプリングがなされることになる。従つ
て、各固体撮像素子21G,21R,21Bから
の三原色信号を各々プロセス処理回路32A,3
2B,32Cを介して信号混合器33に供給し、
この信号混合器33より得られる撮像信号には、
被写体像の垂直方向の基底帯域成分に対して上述
の実施例と同様に側波帯成分が含まれることにな
る。上記側波帯成分をバンドパスフイルタ37に
より抜取つて検波回路38で検波することによつ
て、垂直方向のレジストレーシヨン調整誤差を検
出することができる。この場合には、第9図中実
線を施こして示した各絵素の位置が、第1の固体
撮像素子21Gと第2および第3の固体撮像素子
21R,21Bとの間で正確に1/2絵素ピツチτ
だけずれている状態にて、上記側帯波成分を相殺
することができる。従つて出力端子39Bに得ら
れる検波回路38からの検波出力信号の信号レベ
ルを最少とするようにレジストレーシヨン調整を
行なうだけの極めて簡単な操作で垂直方向のレジ
ストレーシヨン調整を行なうことができる。
The first solid-state image sensor 21G includes the first solid-state image sensor 21G.
and second vertical transfer clock signals φ V1 and φ V2 are directly supplied to each clock input terminal. Further, the second and third solid-state image sensors 21R,
21B, the first and second vertical transfer clock signals φ V1 and φ V2 are applied via the gate circuit 40.
Each is supplied to a clock input terminal. The gate circuit 40 has first to fourth gates whose gates are controlled to open and close depending on the setting state of the switch 41.
Each vertical transfer clock signal φ V1 , selectively supplied via NAND gates 42, 43, 44, 45
Fifth and sixth NAND gates 46 and 4 supplying φV2 from each output terminal to each clock input terminal of the second and third solid-state image sensors 21R and 21B.
7, the second and third solid-state image sensing devices 21 are arranged according to the setting state of the switch 41
The supply states of the vertical transfer clock signals φ V1 and φ V2 supplied to one clock input terminal and the other clock input terminal of R and 21B are inverted.
That is, in this embodiment, the first to third solid-state image sensors 21 are
One vertical transfer clock signal φV1 is supplied to one of the clock input terminals of G, 21R, and 21B, and the other vertical transfer clock signal φV2 is supplied to each of the other clock input terminals to perform interlacing using normal interlaced scanning. Then, in the registration adjustment state, one vertical transfer clock signal φV1 supplied to one of the first solid-state image sensors 21G is applied to the other clock input terminal of the second and third solid-state image sensors 21R and 21B. and supplies the other vertical transfer clock signal φV2 to the first solid-state image sensor 21.
G, and one of the clock input terminals of the second and third solid-state image sensors 21R and 21B.
G and the second and third solid-state image sensors 21R, 21
Interlacing with B is done in reverse. the first to third solid-state image sensors 21G in which mutually reverse interlacing is performed;
21R and 21B are, for example, the first solid-state image sensor 21G, as shown by solid diagonal lines in FIG.
When each picture element 21go in an odd-numbered column is sampled, the second and third solid-state image sensors 21
Each picture element 21re, 21 in each even-numbered column of R, 21B
be sampling will be done. Therefore, the three primary color signals from the solid-state image sensors 21G, 21R, and 21B are sent to the process processing circuits 32A and 3, respectively.
2B, 32C to the signal mixer 33,
The imaging signal obtained from this signal mixer 33 includes:
As in the above embodiment, sideband components are included in the baseband component in the vertical direction of the subject image. By extracting the sideband components using the bandpass filter 37 and detecting them using the detection circuit 38, it is possible to detect registration adjustment errors in the vertical direction. In this case, the position of each picture element indicated by the solid line in FIG. /2 picture element pitch τ
The above-mentioned sideband components can be canceled out in a state where they are deviated by a certain amount. Therefore, registration adjustment in the vertical direction can be performed by an extremely simple operation of simply adjusting the registration so as to minimize the signal level of the detection output signal from the detection circuit 38 obtained at the output terminal 39B. .

なお、上述の各実施例を組合せることによつ
て、水平方向および垂直方向のレジストレーシヨ
ン調整誤差を同時に検出するようにすることも可
能である。この場合、第10図に斜線を施こして
示すように、固体撮像素子21の中心部分で交叉
する一水平ライン上の各絵素21Hおよび一垂直
ライン上の各絵素21Vからの各撮像信号を抜取
るようにして、水平方向のレジストレーシヨン調
整誤差の検出には上記一水平ライン上の各絵素2
1Hからの撮像信号を用い、また、垂直方向のレ
ジストレーシヨン調整誤差の検出には上記一垂直
ライン上の各絵素21Vからの撮像信号を用いる
ようにし、結局固体撮像素子21の水平・垂直の
各中心部の出力情報をもつてレジストレーシヨン
調整を行なえば、撮像装置の光学系における色収
差による調整誤差を軽減して、より正確なレジス
トレーシヨン調整を行なうことができる。また、
上述の各実施例では、3チツプの固体撮像素子を
備えた固体カラー撮像装置に本発明を適用した
が、本発明は2チツプの固体撮像素子を備えた固
体カラー撮像装置に適用しても良い。
Note that by combining the above-described embodiments, it is also possible to simultaneously detect registration adjustment errors in the horizontal and vertical directions. In this case, as shown with diagonal lines in FIG. 10, each image pickup signal is received from each pixel 21H on one horizontal line and each pixel 21V on one vertical line that intersect at the center of the solid-state image sensor 21. To detect the horizontal registration adjustment error, each pixel 2 on one horizontal line is extracted.
The imaging signal from 1H is used, and the imaging signal from each pixel 21V on one vertical line is used to detect the registration adjustment error in the vertical direction. If the registration adjustment is performed using the output information of each central portion of the image pickup device, adjustment errors due to chromatic aberration in the optical system of the imaging device can be reduced, and more accurate registration adjustment can be performed. Also,
In each of the embodiments described above, the present invention is applied to a solid-state color imaging device equipped with three-chip solid-state imaging devices, but the present invention may also be applied to a solid-state color imaging device equipped with two-chip solid-state imaging devices. .

上述の如く本発明によれば、各々複数の絵素が
縦横に配列された少なくとも2個の固体撮像素子
を備えて成る固体撮像装置において、一方の固体
撮像素子と他方の固体撮像素子との各絵素につい
て、互いに1絵素分ずれた位置で且つ1絵素おき
にサンプリングを行なうサンプリング手段と、上
記サンプリングにより得られる各撮像信号を混合
する信号混合手段と、この混合手段からの混合出
力信号中に含まれる側帯波成分を検出する検出手
段とを備え、上記側帯波成分から固体撮像素子の
レジストレーシヨン調整誤差の検出を行なうこと
を特徴とすることによつて、複数の固体撮像素子
を備えて成る固体撮像装置における水平方向ある
いは垂直方向のレジストレーシヨン調整誤差を高
感度で正確に検出することができ、レジストレー
シヨン調整操作の簡略化を図ることが可能にな
る。
As described above, according to the present invention, in a solid-state imaging device comprising at least two solid-state imaging devices each having a plurality of picture elements arranged in a matrix, each of one solid-state imaging device and the other solid-state imaging device A sampling means for sampling picture elements at positions shifted by one picture element from each other and every other picture element, a signal mixing means for mixing each imaging signal obtained by the sampling, and a mixed output signal from the mixing means. and detecting means for detecting a sideband component included in the solid-state image sensor, and detects a registration adjustment error of the solid-state image sensor from the sideband component. Registration adjustment errors in the horizontal or vertical direction in the solid-state imaging device can be detected accurately with high sensitivity, and registration adjustment operations can be simplified.

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

第1図は本発明の適用される固体撮像装置に備
えられる固体撮像素子の一例としてのフレームト
ランスア型CCD撮像素子の概略的構造を示す模
式的な平面図である。第2図は同じく固体撮像素
子としてのインターライン型CCD撮像素子の概
略構造を示す模式的な平面図である。第3図は本
発明の適用される固体撮像装置の原理の構造を示
す模式的な平面図である。第4図は水平方向のレ
ジストレーシヨン調整を行なうようにした本発明
の一実施例を示すブロツク図である。第5図は上
記実施例における各団体撮像素子のサンプリング
状態を示す平面図である。第6図は上記実施例に
おける撮像信号の周波数分布図である。第7図は
垂直方向のレジストレーシヨン調整を行なうよう
に本発明を適用した実施例の構成を示すブロツク
図である。第8図は、この実施例において通常の
撮像操作を行なう場合の各固体撮像素子のサンプ
リング状態を示す平面図である。第9図は同じく
レジストレーシヨン調整を行なう場合の各固体撮
像素子のサンプリング状態を示す平面図である。
第10図は、水平方向および垂直方向のレジスト
レーシヨン調整誤差を検出するのに最適の固体撮
像素子のサンプリングパターンを示す平面図であ
る。 1,11,21,21G,21R,21B……
固体撮像素子、20……固体撮像装置、30……
転送クロツク発生器、31A,31B,31C…
…サンプリングホールド回路、33……信号混合
回路、34,41……操作モード切換スイツチ、
36……移相回路、37……バンドパスフイル
タ、38……検波回路、40……ゲート回路。
FIG. 1 is a schematic plan view showing the general structure of a frame transformer type CCD image sensor as an example of a solid-state image sensor included in a solid-state image sensor to which the present invention is applied. FIG. 2 is a schematic plan view showing the general structure of an interline CCD image sensor as a solid-state image sensor. FIG. 3 is a schematic plan view showing the basic structure of a solid-state imaging device to which the present invention is applied. FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the present invention in which registration adjustment is performed in the horizontal direction. FIG. 5 is a plan view showing the sampling state of each group image sensor in the above embodiment. FIG. 6 is a frequency distribution diagram of the imaging signal in the above embodiment. FIG. 7 is a block diagram showing the structure of an embodiment in which the present invention is applied to perform registration adjustment in the vertical direction. FIG. 8 is a plan view showing the sampling state of each solid-state image sensor when performing a normal imaging operation in this embodiment. FIG. 9 is a plan view showing the sampling state of each solid-state image sensor when registration adjustment is similarly performed.
FIG. 10 is a plan view showing a sampling pattern of a solid-state image sensor that is optimal for detecting registration adjustment errors in the horizontal and vertical directions. 1, 11, 21, 21G, 21R, 21B...
Solid-state imaging device, 20... Solid-state imaging device, 30...
Transfer clock generator, 31A, 31B, 31C...
...Sampling hold circuit, 33... Signal mixing circuit, 34, 41... Operation mode changeover switch,
36... Phase shift circuit, 37... Band pass filter, 38... Detection circuit, 40... Gate circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 各々複数の絵素が縦横に配列された少なくと
も2個の固体撮像素子を備えて成る固体撮像装置
において、一方の固体撮像素子と他方の固体撮像
素子との各絵素について、互いに1絵素分ずれた
位置で且つ1絵素おきにサンプリングを行なうサ
ンプリング手段と、上記サンプリングにより得ら
れる各撮像信号を混合する信号混合手段とこの混
合手段からの混合出力信号中に含まれる側帯波成
分を検出する検出手段とを備え、上記側帯波成分
から固体撮像素子のレジストレーシヨン調整誤差
の検出を行なうことを特徴とする固体撮像装置に
おけるレジストレーシヨン調整誤差検出装置。 2 各固体撮像素子における出力をサンプリング
する信号周波数を1/2に分周する分周回路と、こ
の分周回路からの分周出力信号を180゜移相せし
める移相回路と、上記分周出力信号をサンプリン
グ命令信号として作動する一方のサンプリングホ
ールド回路と、上記移相回路により180゜移相さ
れた分周出力信号をサンプリング命令信号として
作動する他方のサンプリングホールド回路とを備
え、各固体撮像素子の各全絵素について各々サン
プリングして得られる各撮像信号を上記各サンプ
リングホールド回路を介して信号混合回路に供給
し、水平方向のレジストレーシヨン調整誤差の検
出を行なうことを特徴とする特許請求の範囲第1
項に記載の固体撮像装置におけるレジストレーシ
ヨン調整誤差検出装置。 3 各固体撮像素子の各絵素について飛越走査を
伴なうサンプリングによりインターレースした各
撮像信号を出力するようにしたサンプリング手段
を備えて成る固体撮像装置において、一方の固体
撮像素子におけるインターレースと他方の固体撮
像素子におけるインターレースとを互いに反転せ
しめる手段を設け、垂直方向のレジストレーシヨ
ン調整誤差の検出を行なうことを特徴とする特許
請求の範囲第1項に記載の固体撮像装置における
レジストレーシヨン調整誤差検出装置。
[Scope of Claims] 1. In a solid-state imaging device comprising at least two solid-state imaging devices each having a plurality of picture elements arranged vertically and horizontally, each pixel of one solid-state imaging device and the other solid-state imaging device , a sampling means that performs sampling every other picture element at a position shifted by one picture element from each other, a signal mixing means that mixes each imaging signal obtained by the sampling, and a signal contained in the mixed output signal from this mixing means. What is claimed is: 1. A registration adjustment error detection device for a solid-state imaging device, comprising: detection means for detecting a sideband component of the solid-state imaging device; 2. A frequency dividing circuit that divides the signal frequency for sampling the output of each solid-state image sensor into 1/2, a phase shift circuit that shifts the phase of the frequency-divided output signal from this frequency dividing circuit by 180°, and the above-mentioned frequency-divided output. One sampling and holding circuit operates using a signal as a sampling command signal, and the other sampling and holding circuit operates using a frequency-divided output signal phase-shifted by 180° by the phase shift circuit as a sampling command signal, and each solid-state image sensor A patent claim characterized in that each image signal obtained by sampling each pixel of each of the pixels is supplied to a signal mixing circuit via each of the sampling and hold circuits, and a horizontal registration adjustment error is detected. range 1
A registration adjustment error detection device in a solid-state imaging device according to 2. 3. In a solid-state imaging device comprising a sampling means configured to output each image signal interlaced by sampling with interlaced scanning for each pixel of each solid-state imaging device, interlace in one solid-state imaging device and interlace in the other Registration adjustment error in a solid-state imaging device according to claim 1, characterized in that means is provided for mutually inverting interlace in the solid-state imaging device, and registration adjustment error in the vertical direction is detected. Detection device.
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