JPS631278A - Color solid-state image pickup device - Google Patents

Color solid-state image pickup device

Info

Publication number
JPS631278A
JPS631278A JP61145180A JP14518086A JPS631278A JP S631278 A JPS631278 A JP S631278A JP 61145180 A JP61145180 A JP 61145180A JP 14518086 A JP14518086 A JP 14518086A JP S631278 A JPS631278 A JP S631278A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
color
solid
charge
field
Prior art date
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Pending
Application number
JP61145180A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Nagaoka
隆 永岡
Omichi Tanaka
田中 大通
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP61145180A priority Critical patent/JPS631278A/en
Publication of JPS631278A publication Critical patent/JPS631278A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To secure satisfactory color picture quality free from frame afterimage without deteriorating vertical image resolution, by switching the element drive pulses with an electrical switch by using only one color filter for division of one picture element into 2 parts. CONSTITUTION:Photodiodes 1 and 1' give photoelectric conversion to incident light sent from an object via an optical lens and a color filter to obtain the signal charge. This signal charge is read into vertical transfer gates 3-6 forming a vertical transfer register 2 via a signal reading gate 7 when the charge reading pulses are supplied to terminals 8a-8d. Then the signal charge is successively transferred to the vertical direction, i.e., toward a horizontal transfer register 9 by those vertical transfer pulses supplied from terminals 8a-8d. The signal charge is sent successively to a charge detecting part 13 from the register 9 by the horizontal transfer pulses H1 and H2 supplied from terminals 12a and 12b. The part 13 converts the signal charge into the voltage and it through an output terminal 14 as spot sequential picture signals.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、カラー固体撮像装置に関するものであり、特
に単一の固体撮像素子とその受光画素に合わせたカラー
フィルタを用いて、色差順次方式でカラー信号を得るカ
ラー固体撮像装置に於いて、固体撮像素子を駆動するパ
ルスを切り換える事により、フレーム読出しとフィール
ド読出しの切り換えが可能なカラー固体撮像装置を提供
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a color solid-state imaging device, and in particular, it uses a single solid-state imaging device and color filters matched to its light-receiving pixels to perform color imaging using a color-difference sequential method. The present invention provides a color solid-state imaging device that can switch between frame readout and field readout by switching the pulses that drive the solid-state imaging device.

従来の技術 固体撮像素子1個とその受光画素に対応してカラーフィ
ルタを配置することによりカラーテレビ信号を受る方法
を第4図〜第6図を用いて説明するO まずフレーム読出しに関して説明する。第4図に於いて
、2次元に配された受光画素30に対応して、aライン
では第1の受光画素には黄Ye  フィルタ31とマゼ
ンタMq  フィルタ32の分割フィルタを配置し、水
平方向の次の受光画素には/アンCy フィルタ33と
緑Gフィルタ340分割フィルタを配置し、交互に順次
配列した色フイルタ列を、bラインは、aラインと同じ
く順次配列した色フイルタ列を、Cラインは、第1の受
光素子には黄Ye フィルタ31と緑Gフィルタ340
分割フィルタを配置し、水平方向の次の受光画素にはシ
アンCy フィルタ33とマゼンタMq フィルタ32
の分割フィルタを配置し、交互に順次配列した色フイル
タ列を、dラインはCラインと同じく順次配列した色フ
イルタ列を、e、fラインは、a、bラインと同じく順
次配列した色フイルタ列を、以下a、b、C,dライン
の色フイルタ列の繰り返しで、固体撮像素子の全画素に
色フイルタ列を順次配置している。また図に於いて、n
(ハ)は奇数フィールドを示し、n(ハ)は偶数フィー
ルドを示している。
2. Description of the Related Art A method of receiving a color television signal by arranging a color filter corresponding to one solid-state image sensor and its light-receiving pixels will be explained using FIGS. 4 to 6. First, frame readout will be explained. . In FIG. 4, corresponding to the two-dimensionally arranged light-receiving pixels 30, a divided filter consisting of a yellow Ye filter 31 and a magenta Mq filter 32 is arranged at the first light-receiving pixel in the a-line, and the horizontal direction For the next light-receiving pixel, a /An Cy filter 33 and a green G filter 340 dividing filter are arranged, and the color filter rows are arranged alternately in sequence. The first light receiving element has a yellow Ye filter 31 and a green G filter 340.
A dividing filter is arranged, and a cyan Cy filter 33 and a magenta Mq filter 32 are placed at the next light-receiving pixel in the horizontal direction.
The d line has color filter rows arranged sequentially in the same way as the C line, and the e and f lines have color filter rows arranged sequentially in the same way as the a and b lines. Hereinafter, the color filter rows of lines a, b, C, and d are repeated, and the color filter rows are sequentially arranged in all pixels of the solid-state image sensor. Also, in the figure, n
(C) indicates an odd field, and n (C) indicates an even field.

上記の構成による撮像素子とカラーフィルタの組み合せ
で、カラーテレビ信号を受る方法を第4図及び第5図を
用いて説明する。
A method of receiving a color television signal using a combination of an image sensor and a color filter configured as described above will be explained with reference to FIGS. 4 and 5.

第4図に於て、第1フイールドn(ハ)は、aの水平ラ
インのフォトダイオードを読み出す。その信号Snは、 5n−J(Ye+Mg)+(Cy+G)ド((Ye+M
g )−(Cy+G)) sinωt=(2R+3G+
2B)−(G−2R)sinc、+t   −=・(i
)式となり、第1フイールドn+1(ハ)は、Cの水平
ラインのフォトダイオードを読み出すからその信号Sn
+1は、 S n+ 1= ((Ye +G )+(Cy +Mg
 )ド((Ys+G)−(Cy+Mg))sinωt=
(2R千3G+2B)+(G−2B)sinωt  ・
−(2)式同様にして、第2フイールドn()I)′の
信号Sn’は、Sn= (2R+3G+2B)−(G−
2R)sinωを第2フイールドn+1(H)  の信
号Sn+1′は、Sn+1’= (2R+3G+2B)
+(G−2B)sinωtとなる。
In FIG. 4, the first field n (c) reads out the photodiode in the horizontal line a. The signal Sn is 5n-J(Ye+Mg)+(Cy+G)((Ye+M
g)-(Cy+G)) sinωt=(2R+3G+
2B)-(G-2R) sinc, +t-=・(i
), and the first field n+1 (c) reads out the photodiode of the horizontal line of C, so the signal Sn
+1 is S n+ 1= ((Ye +G)+(Cy +Mg
) de((Ys+G)-(Cy+Mg)) sinωt=
(2R thousand 3G + 2B) + (G-2B) sin ωt ・
- Similarly to equation (2), the signal Sn' of the second field n()I)' is calculated as follows: Sn=(2R+3G+2B)-(G-
2R) sinω in the second field n+1(H) The signal Sn+1' is Sn+1'= (2R+3G+2B)
+(G-2B) sin ωt.

(1)式、(2)式から明らかなように、S n + 
S n + 1 ともにその低域信号成分SYは 5y
=2R+3G+3Bであり、また色信号成分は、Snか
らは(G−2R)sinωtで、Sn+1からは(G−
2B)sinωtで表わされる色信号成分が得られる。
As is clear from equations (1) and (2), S n +
The low frequency signal component SY of both S n + 1 is 5y
=2R+3G+3B, and the color signal component is (G-2R) sinωt from Sn and (G-2R) from Sn+1.
2B) A color signal component represented by sinωt is obtained.

第5図は前記固体撮像素子出力信号からカラーテレビ信
号を得るための信号処理部の概要を示すものである。第
5図に於いて、35は前記の固体撮像素子、36 hロ
ーパスフィルタ、37はバンドパスフィルタ、38は同
期検波回路、39は1水平期間遅延回路、4oは1水平
周期スイッチ回路、41は変調回路、42は加算器、4
3は出力端子、44はパルス発生器である。
FIG. 5 shows an outline of a signal processing section for obtaining a color television signal from the output signal of the solid-state image sensor. In FIG. 5, 35 is the solid-state image sensor, 36 is a low-pass filter, 37 is a band-pass filter, 38 is a synchronous detection circuit, 39 is a 1-horizontal period delay circuit, 4o is a 1-horizontal period switch circuit, and 41 is a 1-horizontal period switch circuit. Modulation circuit, 42 is an adder, 4
3 is an output terminal, and 44 is a pulse generator.

次に動作を説明する。固体撮像素子35から得られた信
号はローパスフィルタ36に供給され高調波成分を除去
し低域成分のみを分離し前記のSY酸成分得る。この低
域成分を輝度信号として扱い加算器42へ供給する。−
方固体撮像素子35の出力信号はカラーフィルタの繰り
返し周波数を中心通過帯域とするバンドパスフィルタ3
7に供給され、カラーフィルタにより変調された色信号
成分を分離する。すなわちSnの信号からは(G−2R
)sinωt の成分を、Sn+、の信号からは、(G
−2B)ginωtの成分を分離する。バンドパスフィ
ルタにより分離された変調色信号(カラーキャリア)は
同期検波器38に供給される。同期検波器38には、パ
ルス発生器44から、カラーフィルタの繰り返し周波数
に等しいインデックス信号が供給されており、変調色信
号は同期検波される。同期検波された信号はローパスフ
ィルタ(図示せず)によりその高調波成分を除去する事
により低域の色差信号となる。fなわち信号Snから(
G−2R)、Sn+1から(G−2B)の色差信号を得
ることが出来る。
Next, the operation will be explained. The signal obtained from the solid-state image sensor 35 is supplied to a low-pass filter 36 to remove harmonic components and separate only low-frequency components to obtain the above-mentioned SY acid component. This low frequency component is treated as a luminance signal and supplied to the adder 42. −
On the other hand, the output signal of the solid-state image sensor 35 is passed through a bandpass filter 3 whose center passband is the repetition frequency of the color filter.
7 and separates the color signal components modulated by the color filter. In other words, from the Sn signal (G-2R
)sinωt from the signal of Sn+, (G
-2B) Separate the components of ginωt. The modulated color signal (color carrier) separated by the bandpass filter is supplied to a synchronous detector 38. The synchronous detector 38 is supplied with an index signal equal to the repetition frequency of the color filter from the pulse generator 44, and the modulated color signal is synchronously detected. The synchronously detected signal becomes a low-frequency color difference signal by removing its harmonic components using a low-pass filter (not shown). f, that is, from the signal Sn (
G-2R) and (G-2B) color difference signals can be obtained from Sn+1.

このようにして得られた色差信号を1水平期間遅延線3
9により遅延し、その遅延した信号と遅延しない信号を
スイッチ回路40に供給し、パルス発生器から供給でれ
る水平走査用e数の3’2のパルスにより1水平走査毎
に切り換える事によりスイッチ回路40の出力端から(
G−2R)及び(G−2B)の2種類の色差信号を同時
に得る。この2種類の色差信号を変調器41により色副
搬送波で変調し色信号を得る。この色信号を加算器42
に供給し、前記、輝度信号と加算する事により出力端子
43からカラーテレビジョン信号を得る事が出来る。
The color difference signal obtained in this way is transferred to the delay line 3 for one horizontal period.
9, the delayed signal and the non-delayed signal are supplied to the switch circuit 40, and the switch circuit 40 is switched for each horizontal scan using 3'2 pulses of the horizontal scanning e number supplied from the pulse generator. From the output end of 40 (
Two types of color difference signals, G-2R) and (G-2B), are obtained simultaneously. These two types of color difference signals are modulated by a color subcarrier by a modulator 41 to obtain a color signal. This color signal is added to the adder 42.
A color television signal can be obtained from the output terminal 43 by supplying the signal to the output terminal 43 and adding it to the luminance signal described above.

ここで、パルス発生器44からは固体撮像素子36へ素
子駆動に必要な数種類のパルスが供給されており、この
駆動パルスとインデックスパルス等は同期関係にある事
は言うまでもない。
Here, several types of pulses necessary for driving the device are supplied from the pulse generator 44 to the solid-state imaging device 36, and it goes without saying that the driving pulses, index pulses, etc. are in a synchronous relationship.

次に、フィールド読出しに関して説明する。第6図に於
て、2次元に配された受光画素30に対応してaライン
では第1の受光画素には黄Ye フィルタ31、水平方
向の次の受光画素にはシアンay フィルタ33を交互
に順次配列した第1の色フイルタ列を、bラインでは第
1の受光画素はマゼンタ狗フィルタ32、水平方向の次
の受光画素には緑Gフィルタ34を交互に順次配列した
色フイルタ列を、奇数番目の各水平ラインはaラインの
色フイルタ列と同一の配列とし、偶数番目の水平ライン
については、bラインの色フィルタ及びbラインとカラ
ーフィルタの配列を逆に配列した色フイルタ列を交互に
配置している。また、図に於いて、n(ハ)は奇数フィ
ールドをn(ハ)は偶数フィールドを示している。フィ
ールド読出しの場合は、隣接した2つの水平ラインを同
時に水平走査し、フォトダイオードへの信号蓄積時間と
垂直走査時間を同一にする走査方法としている。
Next, field reading will be explained. In FIG. 6, corresponding to the light receiving pixels 30 arranged two-dimensionally, in the a line, a yellow Ye filter 31 is applied to the first light receiving pixel, and a cyan AY filter 33 is alternately applied to the next light receiving pixel in the horizontal direction. In the b line, the first light-receiving pixel is a magenta dog filter 32, and the next light-receiving pixel in the horizontal direction is a color filter row in which a green G filter is alternately arranged in sequence. Each odd-numbered horizontal line has the same color filter row as the a-line, and for even-numbered horizontal lines, the b-line color filter and the color filter row that is the reverse of the b-line and color filter rows are alternately arranged. It is located in In the figure, n (c) indicates an odd field and n (c) indicates an even field. In the case of field readout, a scanning method is used in which two adjacent horizontal lines are simultaneously scanned horizontally, and the signal accumulation time to the photodiode is made equal to the vertical scanning time.

上記の構成による撮像素子とカラーフィルタの組み合せ
で、垂直方向に隣接した2つの水平ラインのフォトダイ
オードの信号電荷を混合した後水平走査を行なって得ら
れた信号からカラーテレビ信号を得る方法を第6図及び
第6図を用いて説明する。
A method for obtaining a color television signal from the signal obtained by mixing the signal charges of the photodiodes of two vertically adjacent horizontal lines and then performing horizontal scanning using the combination of the image sensor and color filter configured as described above is described. This will be explained using FIGS. 6 and 6.

第6図に於いて、第1フイールドn(ハ)は、a。In FIG. 6, the first field n (c) is a.

bの水平ラインのフォトダイオードを混合して読み出す
。その信号Snは Sn= ((Ye +Mg )+(Cy+G ) )+
((Ye+Mg )−(Cy+G ))s inωt=
 (2R+3G+2B)−(G−2R)s 1nco 
tとなり(1)式と同じになる。
The photodiodes in the horizontal line b are mixed and read out. The signal Sn is Sn=((Ye +Mg)+(Cy+G))+
((Ye+Mg)-(Cy+G))s inωt=
(2R+3G+2B)-(G-2R)s 1nco
t, which is the same as equation (1).

同様に第1フイールドn+1(ハ)はc、dの水平ライ
ンのフォトダイオードを混合して読み出すのでその信号
Sn+1は Sn+、=((Ye+G)+(Cy+Mg))+((Y
e+G)−(Cy−+Mq))Iiinωt=(2R+
3G+2B )+ (G−2B ) s i n (,
1tとなり(2)式と同じになる。従ってカラーテレビ
信号を作成する信号処理は第6図に示す様にフレーム読
出しと同じ処理で良い。
Similarly, the first field n+1 (c) mixes and reads out the photodiodes of the horizontal lines c and d, so the signal Sn+1 is Sn+, = ((Ye+G) + (Cy+Mg)) + ((Y
e+G)-(Cy-+Mq))Iiinωt=(2R+
3G+2B)+(G-2B) sin (,
1t, which is the same as equation (2). Therefore, the signal processing for creating a color television signal may be the same processing as for frame readout, as shown in FIG.

フレーム読出しの場合は、1水平ライン単独で信号を作
成するので、垂直解像度は固体撮像素子の垂直方向画素
数と、テレビジョン信号の水平走査線本数に応じて、高
くとれる利点があるが、固体撮像素子フォトダイオード
の信号蓄積時間が1フレ一ム周期となるため、フレーム
残像が発生する欠点を有する。
In the case of frame readout, since the signal is created using one horizontal line alone, the vertical resolution has the advantage of being high depending on the number of vertical pixels of the solid-state image sensor and the number of horizontal scanning lines of the television signal. Since the signal accumulation time of the image pickup device photodiode is one frame period, it has the disadvantage that frame afterimage occurs.

また、フィールド読出しの場合は、フォトダイオードの
信号蓄積時間が1フイールドであるので、フレーム残像
が発生しない利点があるが、垂直方向に隣接した2つの
水平ラインのフォトダイオードの信号電荷を混合した後
水平走査を行なうので、垂直解像度が低下する。
In addition, in the case of field readout, since the signal accumulation time of the photodiode is one field, there is an advantage that frame afterimage does not occur, but after mixing the signal charges of the photodiodes of two vertically adjacent horizontal lines, Since horizontal scanning is performed, vertical resolution is reduced.

発明が解決しようとする問題点 前記の様に、フレーム読出し、フィールド読出しは互い
に相反する利点、欠点があり、互いの利点のみを出すた
めに、カラー固体撮像装置上に2つの読み出しの電気的
な切り換え器を用いても、第4図及び第6図で示す異な
ったカラーフィルタの取り換えを行なわなければならず
、構成上切換えは不可能であった。
Problems to be Solved by the Invention As mentioned above, frame readout and field readout have contradictory advantages and disadvantages, and in order to bring out only the advantages of each other, two readout electrical Even if a switch was used, the different color filters shown in FIGS. 4 and 6 had to be replaced, and switching was impossible due to the structure.

本発明は、以上の点に鑑み、カラーフィルタの取り換え
を行なわずに、電気的な切換え器のみで、フレーム読出
しとフィールド読出しを切り換えることが可能な、色差
順次方式を用いたカラー固体撮像装置を提供することを
目的とする。
In view of the above points, the present invention provides a color solid-state imaging device using a color difference sequential method that can switch between frame readout and field readout using only an electrical switch without replacing color filters. The purpose is to provide.

問題点を解決するための手段 本発明は、前記問題点を解決するために、受光画素が2
次元に配された固体撮像素子と、色差信号が順次出力さ
れる様に前記固体撮像素子の一つの受光画素に対して分
割された2色の色フィルタを配置し、前記固体撮像素子
の光電変換素子としてのフォトダイオードの信号蓄積時
間を一フレーム期間とし、前記固体撮像素子の一つの水
平ライン上の信号列が一水平走査線上の信号になるよう
な第1の機能と、前記フォトダイオードの信号蓄積時間
を一フィールド期間とし、奇数フィールドに於いて前記
固体撮像素子の奇数(又は偶数)番目のラインの信号列
で走査線上の信号を形成し、偶数フィールドに於いて前
記固体撮像素子の偶数(又は奇数)番目のラインの信号
列で走査線上の信号を形成する第2の機能とを、電気的
に切り換えるように構成したものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention has two light receiving pixels.
A solid-state image sensor arranged in three dimensions and a two-color color filter divided for one light-receiving pixel of the solid-state image sensor are arranged so that color difference signals are sequentially output, and photoelectric conversion of the solid-state image sensor is performed. A first function in which the signal accumulation time of the photodiode as an element is one frame period, and a signal sequence on one horizontal line of the solid-state image sensor becomes a signal on one horizontal scanning line; The accumulation time is defined as one field period, and in the odd field, the signal on the scanning line is formed by the signal train of the odd (or even) line of the solid-state image sensor, and in the even field, the signal on the scanning line is formed by the signal train of the odd (or even) line of the solid-state image sensor. or a second function of forming a signal on a scanning line using a signal train of an odd-numbered line.

作  用 本発明は上記の構成によって、唯1つのフィルタを備え
たものでありながら基本的には、垂直解像度に対して有
利なフレーム読出し方式を行ない、特に光量が十分な場
所でカメラ撮影をする場合、フィールド読出しに電気的
に切り換え、垂直解像度を劣化させる事なく、フレーム
残像のない良好なカラー画質を得ることが出来るもので
ある。
Function: With the above configuration, the present invention basically performs a frame readout method that is advantageous for vertical resolution, even though it is equipped with only one filter, and is particularly suitable for camera photography in a place with sufficient light. In this case, by electrically switching to field readout, it is possible to obtain good color image quality without frame afterimages without deteriorating vertical resolution.

実施例 以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。Example Hereinafter, the present invention will be explained based on illustrated embodiments.

第1図に本発明の一実施例として構成されたインターラ
イン電荷結合型固体撮像素子(以下「I L−CCDJ
と記す)の概略構成図を示す。
FIG. 1 shows an interline charge-coupled solid-state image sensor (hereinafter referred to as "IL-CCDJ") constructed as an embodiment of the present invention.
) is shown.

1及び1′は光電変換素子としての多数個のフォトダイ
オード、2は垂直転送レジスタであり、この垂直転送レ
ジスタ2は、垂直転送ゲート3〜6により構成されてい
る。7は信号読み出しゲートであり、等測的に垂直転送
ゲート3および5と共通になっている。8a〜8dは電
荷読み出しノ(ルスや垂直転送パルス(いずれも後述す
る)を含むCCDCD駆動信号−1〜v4給される端子
、9は水平転送レジスタであり、この水平転送レジスタ
9は、水平転送ゲー)10.11を含めて構成されてい
る。12a、12bは水平転送パルスH。
Reference numerals 1 and 1' denote a large number of photodiodes as photoelectric conversion elements, and 2 a vertical transfer register. The vertical transfer register 2 is composed of vertical transfer gates 3 to 6. 7 is a signal readout gate, isometrically common to vertical transfer gates 3 and 5. 8a to 8d are terminals to which CCDCD drive signals -1 to v4 including charge read pulses and vertical transfer pulses (all described later) are supplied; 9 is a horizontal transfer register; It is configured including game) 10.11. 12a and 12b are horizontal transfer pulses H;

H2が供給される端子、13転電荷検出部であり、転送
されてきた信号電荷を信号電圧に変換する出力部を構成
している。この電荷検出部13は、通常フローティング
・ディフユージョン・アンプで構成されている。14は
出力端子である。16は垂直転送レジスタ30オーバー
フロードレイン、16はオーバーフロードレイン16に
制御電圧を供給する端子である。17は垂直転送レジス
タ6のオーバーフロードレイン、18はオーバーフロー
ドレイン17に制御電圧を供給する端子である。
The terminal to which H2 is supplied is a 13-transition charge detection section, and constitutes an output section that converts the transferred signal charge into a signal voltage. This charge detection section 13 is usually composed of a floating diffusion amplifier. 14 is an output terminal. 16 is an overflow drain of the vertical transfer register 30, and 16 is a terminal for supplying a control voltage to the overflow drain 16. 17 is an overflow drain of the vertical transfer register 6, and 18 is a terminal for supplying a control voltage to the overflow drain 17.

19は固体撮像素子である。19 is a solid-state image sensor.

フォトダイオード1及び1は被写体より、光学レンズ、
第4図に示す色フィルタを通って来た入射光を光電変換
し信号電荷を得る。光電変換により得られた信号電荷は
端子8a〜8dに電荷読出しパルスが入力されることで
、信号読出しゲート7を介して垂直転送レジスタ2を構
成する垂直転送ゲート3〜6へ読み込まれる。その後端
子8a〜8dより供給された垂直転送パルスにより、垂
直方向すなわち水平転送レジスタ9の方向へ順次転送さ
れ、−水平ライン毎に水平転送レジスタ9に読み込まれ
る。水平転送レジスタ9に読み込まれた信号電荷は、端
子12a、12bから供給される水平転送パルスH1,
H2により電荷検出部13へ順次転送され、電荷検出部
13により電圧に変換され、出力端子14から点順次画
像信号として得られる。この様にして得られた点順次画
像信号を第5図の信号処理を行なうことにより、テレビ
ジョン信号を得る。
Photodiodes 1 and 1 are connected to an optical lens,
The incident light that has passed through the color filter shown in FIG. 4 is photoelectrically converted to obtain signal charges. The signal charge obtained by photoelectric conversion is read into the vertical transfer gates 3 to 6 forming the vertical transfer register 2 via the signal readout gate 7 by inputting a charge readout pulse to the terminals 8a to 8d. Thereafter, the data is sequentially transferred in the vertical direction, that is, in the direction of the horizontal transfer register 9, by vertical transfer pulses supplied from the terminals 8a to 8d, and read into the horizontal transfer register 9 every -horizontal line. The signal charges read into the horizontal transfer register 9 are horizontal transfer pulses H1 and H1 supplied from terminals 12a and 12b.
The signal is sequentially transferred to the charge detection section 13 by H2, converted into a voltage by the charge detection section 13, and obtained as a dot-sequential image signal from the output terminal 14. A television signal is obtained by subjecting the dot-sequential image signal thus obtained to the signal processing shown in FIG.

第2図(a)、(ロ)、 (C) 、 (cl)はフレ
ーム読出し時のIL−CCD1sの端子8a〜adに供
給されるCCDCD駆動信号−1〜v4イミングチャー
トで20〜23は光電変換素子としてのフォトダイオー
ド1及び1に蓄積された信号電荷を垂直転送レジスタ2
に読み込むための電荷読出しパルス、24は垂直転送レ
ジスタ2に読み込まれた信号電荷を水平転送レジスタ9
の方向へ順次転送する垂直転送パルスである。電荷読出
しパルス2oから電荷読出しパルス22までの間にフォ
トダイオード1に蓄積された信号電荷がIL−CCD1
sの動作に基づいて第1フイールドの信号となり、電荷
読出しパルス22から電荷読出しパルス23までの間に
フォトダイオード1に蓄積された信号電荷がXL−CC
D19の動作に基づいて第2フイールドの画像信号とな
る。このときオーバーフロードレイン15.17は、電
荷があふれた時のみ動作する様に端子電圧16.18を
設定しておく。
Figures 2 (a), (b), (c), and (cl) are timing charts of CCDCD drive signals -1 to v4 supplied to terminals 8a to ad of IL-CCD 1s during frame readout, and 20 to 23 are photoelectronic timing charts. The signal charges accumulated in the photodiodes 1 and 1 as conversion elements are transferred to the vertical transfer register 2.
24 is a charge read pulse for reading the signal charge into the vertical transfer register 2 to the horizontal transfer register 9.
This is a vertical transfer pulse that sequentially transfers in the direction of . The signal charge accumulated in the photodiode 1 from the charge readout pulse 2o to the charge readout pulse 22 is transferred to the IL-CCD1.
The signal charge accumulated in the photodiode 1 from the charge readout pulse 22 to the charge readout pulse 23 becomes the first field signal based on the operation of XL-CC.
An image signal of the second field is generated based on the operation of D19. At this time, the terminal voltage 16.18 is set so that the overflow drain 15.17 operates only when charge overflows.

次に第6図に於いて、フレーム読出しフィールド読出し
切換スイッチ46をフィールド読出し側にした時のIL
−CCD19の端子8 a 〜8 dに供給されるCC
DCD駆動信号−1〜v4イミングチャートを第3図(
a) 、 (b) 、 (C) 、 (d)に示す。2
5〜28は光電変換素子としてのフォトダイオード1及
び1に蓄積された信号電荷を垂直転送レジスタ2に読み
込むための電荷読出しパルス、29は垂直転送レジスタ
2に読み込まれた信号電荷を水平転送レジスタ9の方向
へ順次転送する垂直転送ノ5ルスである。電荷読出しパ
ルス26から電荷読出しパルス26までの間にフォトダ
イオード1に蓄積された信号電荷がIL−CCD19の
動作に基づいて第2フイールドの信号四となり、電荷読
出しパルス28から電荷読出しパルス27までの間にフ
ォトダイオード1に蓄積された信号電荷がIL−CCD
19の動作に基づいて第1フイールドの信号(B)とな
る。電荷読出しパルス26から電荷読出しパルス25ま
での間にフォトダイオード1に蓄積された信号(qおよ
び、電荷読出しパルス27から電荷読出しパルス28ま
での間にフォトダイオード1に蓄積された信号pは、そ
のままにすると、垂直転送レジスタ2に於いて信号(q
は信号(至)と混合され、又信号口は信号■と混合され
、第6図に示す信号処理で色差順次出力が得られないの
で、信号(qは端子16に制御信号を与えることにより
、オーバーフロードレイン16に掃き出し、信号qは、
端子1eに制御信号を与え、オーバーフロードレイン1
7に掃き出す。信号(至)および信号(至)により、映
像信号が形成され、このときフォトダイオード1はフィ
ールド読出しなので、フレーム残像は発生しない。
Next, in FIG. 6, the IL when the frame readout field readout switch 46 is set to the field readout side.
-CC supplied to terminals 8 a to 8 d of CCD 19
The DCD drive signal -1 to v4 timing chart is shown in Figure 3 (
Shown in a), (b), (C), and (d). 2
5 to 28 are charge read pulses for reading the signal charges accumulated in the photodiodes 1 and 1 as photoelectric conversion elements into the vertical transfer register 2; 29 is a charge read pulse for reading the signal charges read into the vertical transfer register 2 into the horizontal transfer register 9; This is a vertical transfer pulse that sequentially transfers data in the direction of . The signal charge accumulated in the photodiode 1 from the charge readout pulse 26 to the charge readout pulse 26 becomes the signal 4 of the second field based on the operation of the IL-CCD 19, and the signal charge accumulated in the photodiode 1 from the charge readout pulse 26 to the charge readout pulse 27 becomes the signal charge 4 of the second field. During this period, the signal charge accumulated in photodiode 1 is transferred to IL-CCD.
The signal (B) of the first field is generated based on the operation of step 19. The signal (q) accumulated in the photodiode 1 between the charge readout pulse 26 and the charge readout pulse 25 and the signal p accumulated in the photodiode 1 between the charge readout pulse 27 and the charge readout pulse 28 are , the signal (q
is mixed with the signal (to), and the signal port is mixed with the signal ■.Since the color difference sequential output cannot be obtained by the signal processing shown in FIG. Sweeped out to the overflow drain 16, the signal q is
A control signal is given to the terminal 1e, and the overflow drain 1
Sweep out at 7. A video signal is formed by the signal (to) and the signal (to), and since the photodiode 1 is in field readout at this time, no frame afterimage occurs.

発明の詳細 な説明した様に、本発明のカラー固体撮像装置は、1画
素2分割の唯ひとつのカラーフィルタを用い、電気的な
スイッチによって素子駆動パルスを切換えることができ
、基本的にはフレーム読出しで動作させ、光量が十分な
場所でカメラ撮映をする時には、フィールド読出しに切
換えて動作させることによって、垂直解像度は劣化せず
、フレーム残像をなくすことが可能であるから、状態に
応じて最も良好なカラー画質を得ることができるという
優れた効果を奏するものである。
As described in detail, the color solid-state imaging device of the present invention uses only one color filter that divides each pixel into two, and can switch element drive pulses using an electrical switch, and is basically capable of switching between frames. When operating the camera in readout mode and taking pictures in a place with sufficient light, switching to field readout mode will not degrade the vertical resolution and eliminate frame afterimages, so depending on the situation, This has the excellent effect of being able to obtain the best color image quality.

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

第1図は本発明の一実施例のIL−CODの構成図、第
2図は本実施例のフレーム読出し時のCOD駆動信号の
タイミングチャート、第3図は本実施例のフィールド読
出し時のOCD駆動信号のタイミングチャート、第4図
はフレーム読出しに用いるカラーフィルタの配置図、第
6図は固体撮像素子から得られた信号をカラーテレビジ
ョン信号に変換する信号処理部のブロック図、第6図は
従来のフィールド読出しに用いるカラーフィルタの配置
図である。 1.1・・・・・・フォトダイオード、2・・・・・・
垂直転送レジスタ、9・・・・・・水平転送レジスタ、
15.18・・ト・オーバーフロードレイン、19・・
・・・・I L −CCD 12Q〜23.26〜28
・・・・・・電荷読出しパルス、30・・・・・・受光
画素、44・・・・・・パルス発生器、45・・・・フ
レーム読出しフィールド読出し切換スイッチ0
FIG. 1 is a configuration diagram of an IL-COD according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a timing chart of a COD drive signal during frame readout of this embodiment, and FIG. 3 is an OCD during field readout of this embodiment. Timing chart of drive signals, Figure 4 is a layout diagram of color filters used for frame readout, Figure 6 is a block diagram of a signal processing unit that converts the signal obtained from the solid-state image sensor into a color television signal, Figure 6 1 is a layout diagram of color filters used in conventional field readout. 1.1...Photodiode, 2...
Vertical transfer register, 9...Horizontal transfer register,
15.18...to overflow drain, 19...
...IL-CCD 12Q~23.26~28
...Charge readout pulse, 30 ... Light receiving pixel, 44 ... Pulse generator, 45 ... Frame readout field readout switch 0

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 受光画素が2次元に配された固体撮像素子と、色差信号
が順次出力される様に前記固体撮像素子の一つの受光画
素に対して分割された2色の色フィルタを配置し、前記
固体撮像素子の光電変換素子としてのフォトダイオード
の信号蓄積時間を一フレーム期間とし、前記固体撮像素
子の一つの水平ライン上の信号列が一水平走査線上の信
号になるような第1の機能と、前記フォトダイオードの
信号蓄積時間を一フィールド期間とし、奇数フィールド
に於いて前記固体撮像素子の奇数(又は偶数)番目のラ
インの信号列で走査線上の信号を形成し、偶数フィール
ドに於いて前記固体撮像素子の偶数(又は奇数)番目の
ラインの信号列で走査線上の信号を形成する第2の機能
とを電気的に切り換える構成を有したことを特徴とする
カラー固体撮像装置。
A solid-state image sensor in which light-receiving pixels are arranged two-dimensionally, and a two-color color filter divided for one light-receiving pixel of the solid-state image sensor are arranged so that color difference signals are sequentially output, a first function in which a signal accumulation time of a photodiode as a photoelectric conversion element of the element is set as one frame period, and a signal sequence on one horizontal line of the solid-state image sensor becomes a signal on one horizontal scanning line; The signal accumulation time of the photodiode is set as one field period, and in the odd field, the signal on the scanning line is formed by the signal train of the odd (or even) line of the solid-state imaging device, and in the even field, the solid-state imaging 1. A color solid-state imaging device, characterized in that the color solid-state imaging device has a configuration in which a second function of forming a signal on a scanning line is electrically switched between a signal train of an even-numbered (or an odd-numbered) line of an element and a second function of forming a signal on a scanning line.
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