JPS6121689A - Color image pickup device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To attain interlacing to all color lights and to eliminate field residual image by improving the constitution of a color filter array and the arrangement of a transmission region of each color light and obtaining a horizontal scanning line signal from the weighted addition of three rows of picture element trains of a solid-state image pickup element. CONSTITUTION:The constitution of the color filter array 2 is formed as shown in figure (a) and the transmission section of red and blue lights is obtained as shown figures b, c. Further, the entire region of the array 2 transmits a green light. A signal being the addition between a half of the signal of the picture element of the (2n-2)th row of the solid-state image pickup element 1 and a half of the signal of the picture element of the 2n-th row and the (2n-1)th row is used as an output signal of the n-th horizontal scanning line at an odd number field, and a signal being the addition among a half of the signal of the picture element of the (2n-1)th row of the image pickup element 1 and a half of the signal of the picture element of the 2n-th row and the (2n+1)th row is used as a signal of the n-th horizontal scanning line and they are read from the image pickup element in an even number field. Thus, the interlacing where the combination of the added picture element rows is made different is conducted at odd and even number fields. Since one horizontal scanning line signal read from the image pickup element 1 is obtained from three picture element rows, all picture element signals are read within one field period.

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技（４寸分野１ 本発明は、単一の固体撮像素子を用いてカラー画像信号
を取出すカラー撮像装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Techniques of the Invention (4-Screen Field 1) The present invention relates to a color imaging device that extracts color image signals using a single solid-state imaging device.

［発明の技術的背廚］ 近年、ＣＣＤ形、ＭＯＳ形等の固体撮像素子を用いたテ
レビジョンカメラが実用化されている。[Technical Background of the Invention] In recent years, television cameras using solid-state imaging devices such as CCD type and MOS type have been put into practical use.

この中で、一般用カラービデオカメラにあっては従来の
単管式ビデオカメラと同様に、単一の固体撮像素子を用
いた所謂単板式ビデオカメラが主流であり、この開発に
努力が注がれている。Among general color video cameras, so-called single-chip video cameras that use a single solid-state image sensor are mainstream, similar to conventional single-tube video cameras, and efforts are being focused on their development. It is.

従来この種の単板式ビデオカメラの基本的構成は以下に
述べるようになっている。即ち、画素に対応させて受光
面上にカラーフィルタアレイを設けた固体撮像素子が出
力する映像信号から、周波数分離あるいは位相分離等の
手段を用いて原色信号及び輝度信号を抽出した後、これ
らの信号を用いてカラーテレビジョン信号を得るような
構成である。上記固体撮像素子から信号を取出す方法と
して、１フレームに１回画素の信号を読出し、これをそ
のまま固体撮像素子が出力する信号とするフレーム蓄積
方式と、１フイールドに１回画素の信号を読出し、更に
上下に隣接する画素の信号の和をとり、これを固体撮像
素子が出力する信号とザるフィールド蓄積方式とがある
。The basic configuration of a conventional single-chip video camera of this type is as follows. That is, after extracting primary color signals and luminance signals using means such as frequency separation or phase separation from a video signal output by a solid-state image sensor that has a color filter array on its light-receiving surface corresponding to each pixel, these signals are extracted. The configuration is such that a color television signal is obtained using the signal. As a method for extracting signals from the solid-state image sensor, there is a frame accumulation method in which a pixel signal is read out once per frame and used as a signal to be output by the solid-state image sensor as it is, and a method in which a pixel signal is read out once per field. Furthermore, there is a field accumulation method in which signals of vertically adjacent pixels are summed and this is output as a signal by a solid-state image sensor.

従来、フレーム蓄積方式に対しては、例えば第１図に示
７１Ｊ：うなモザイク状の色フィルタアレイを固（ＡＪ
ｌｎ像素子の各画素に対応させて設置し、このような固
体撮像素子より得られる信号から周波数弁頭方式で色信
号成分のみを抽出して、各原色信号を得る乙のが知られ
ている。なお、第１図において、Ｗは金色透過フィルタ
を示し、Ｇは緑色透過フィルタを示し、坏は黄色透過フ
ィルタを示し、１ンはシアン色透過フィルタを示してお
り、またｎ、ｎ＋’ｌ、ｎ　＋２６３　、ｎ　＋２６４
は水平走査線を示し−Ｃいる。次に、フィールド蓄積方
式に対しては、例えば第２図に示すようなモザイク状の
色フィルタアレイが固体撮像素子の受光面に取付（プら
れる。このような固体撮像素子では、符号１．１′で示
される第２０−１行と第２ｎ行の色フィルタに対応ザる
信号の和を第ｎ番目の水平走査線信号とし、インターレ
ースフィールドでは符号１′、２で示す第２ｎ行と第２
ｎ＋１行の信号の和を第ｎ＋ｉ番目の水平走査線信号と
して得るもので、このようにして得られた信号から周波
数分刻１方式で色信号成分のみを抽出して各原色信号を
得るものである。これについても周知である。Conventionally, for the frame storage method, for example, a mosaic color filter array (71J) shown in FIG.
It is known that a color signal component is installed corresponding to each pixel of a solid-state image sensor, and only color signal components are extracted from the signal obtained from such a solid-state image sensor using a frequency valve method to obtain each primary color signal. . In FIG. 1, W indicates a gold transmission filter, G indicates a green transmission filter, 睏 indicates a yellow transmission filter, 1 indicates a cyan transmission filter, and n, n+'l, n +263, n +264
-C indicates a horizontal scanning line. Next, for the field storage method, for example, a mosaic color filter array as shown in FIG. 2 is attached to the light receiving surface of the solid-state image sensor. The sum of the signals corresponding to the color filters in the 20-1st row and the 2nth row indicated by ' is defined as the nth horizontal scanning line signal.
The sum of the n+1 row signals is obtained as the n+i-th horizontal scanning line signal, and each primary color signal is obtained by extracting only the color signal components from the signal thus obtained using the frequency division 1 method. be. This is also well known.

［背景技術の問題点〕 上記に述べた従来のフレイム蓄積方式では、奇数フィー
ルドにおいては奇数行の画素から、偶数フィールドにお
いては偶数行の画素から°、それぞれ信号電荷が読出さ
れるインターレースが行なわれるため、各画素の電荷蓄
積時間が１フレ一ム時間となってしまう。このため、各
画素から信号電荷を読出すｉに、前のフィールドの信号
電荷が残ることによって起きる、所謂フィールド残像と
呼ばれる現象が発生する問題点がある。また、フィール
ド蓄積方式では、市松状に透過領域が配された色光（例
えば第２図の例では赤色光）がフィールドが異なっても
同じ行からの情報しか得られない、即ち全ての色光に対
してインターレースが行なわれないという問題点があっ
た。[Problems with the Background Art] In the conventional frame accumulation method described above, interlacing is performed in which signal charges are read out from pixels in odd rows in odd fields and from pixels in even rows in even fields. Therefore, the charge accumulation time of each pixel becomes one frame time. For this reason, there is a problem in that a phenomenon called so-called field afterimage occurs due to signal charges of the previous field remaining at i when signal charges are read out from each pixel. In addition, in the field storage method, even if the fields of colored light (for example, red light in the example in Figure 2) are arranged in a checkerboard pattern, information from the same row can only be obtained, that is, for all colored light. There was a problem in that interlacing was not performed.

し発明の目的」 本発明の目的は、上記の欠点に鑑み、全ての色光に対し
てイン／７．−レースが行なわれるようにし且つフィー
ルド残像をなくして高画質を得ることができるノＪラー
踊像装置を提供することにある。OBJECT OF THE INVENTION In view of the above-mentioned drawbacks, an object of the present invention is to provide an in/7. - It is an object of the present invention to provide a racing image device that allows races to be held and eliminates field afterimages to obtain high image quality.

［発明の概要］ 本発明は、受光面に色フィルタアレイを有する固体撮像
素子から出力される信号を処理して３原色信号を分離り
るカラー撮像装置において、前記色フィルタは、前記固
体撮像素子の水平方向１画素及び！′ｒ！［白方向２画
素に対応する大きさの単位色フィルタの集合体とし、第
１の色光の透過領域は前記色フィルタアレイの全領域と
し、第２の色光の透過領域は前記固体撮像素子の水平方
向１画素おきに対応した垂直ストライプ状に前記色フィ
ルタアレイトに配置し、第３の色光の透過領域は前記固
体撮像素子の水平方向１画素おきに対応した市松状に前
記邑フィルタアレイ上に配置し、更に、奇数フィールド
では前記固体撮像素子の第２０−２行の画素の信号の１
／２と第２ｎ−１行の画素の信号と第２ｎ行の画素の信
号の１／２とが加算された信号を第ｎ水平走査線の出力
信号とし、偶数フィールドでは、前記固体撮像素子の第
２０−１行の画素の信号の１／２と第２ｎ行の画素の信
号と第２ｎ＋１行の画素の信号の壺とを加算した信号を
第ｎ水平走査線の信号として、前記固体撮像素子から信
号を読出す手段を設けたことにより、上記目的を達成す
るものである。[Summary of the Invention] The present invention provides a color imaging device that processes a signal output from a solid-state imaging device having a color filter array on its light receiving surface to separate three primary color signals, wherein the color filter is connected to the solid-state imaging device. 1 pixel in the horizontal direction and ! 'r! [An assembly of unit color filters with a size corresponding to two pixels in the white direction, the transmission area of the first color light is the entire area of the color filter array, and the transmission area of the second color light is the horizontal area of the solid-state image sensor. The color filter array is arranged in a vertical stripe pattern corresponding to every other pixel in the direction, and the third colored light transmission area is arranged on the color filter array in a checkerboard pattern corresponding to every other pixel in the horizontal direction of the solid-state image sensor. Furthermore, in the odd field, one of the signals of the pixels in the 20th-2nd row of the solid-state image sensor is
/2, the signal of the pixel in the 2n-1th row, and 1/2 of the signal of the pixel in the 2nth row are added together as the output signal of the n-th horizontal scanning line. A signal obtained by adding 1/2 of the signal of the pixel in the 20-1st row, the signal of the pixel in the 2nth row, and the signal of the pixel in the 2n+1th row is set as the signal of the nth horizontal scanning line, and the solid-state image sensor The above object is achieved by providing a means for reading out signals from.

Ｕ発明の実施例］ 以下本発明の一実施例を図面を参照しつつ説明する。第
３図は本発明のカラー撮像装置の一実施例を示す回路構
成図である。ＣＣＤ形の固体撮像素子１の受光面には色
フィルタアレイ２が取イ」（プてあり、更にこ、の色フ
ィルタアレイ２の前方にはレンズ３が配置されている。Embodiment of the invention] An embodiment of the invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of the color imaging device of the present invention. A color filter array 2 is mounted on the light receiving surface of the CCD type solid-state image sensor 1, and a lens 3 is arranged in front of the color filter array 2.

固体撮像素子１は駆動パルス発生器４によって駆動され
、その出力信号は増幅器５によって所定のレベルまで増
幅された後、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）６．７及びバ
ンドパスフィルタ（ＢＰＦ）８に入力される。ローパス
フィルタ６では輝度信号Ｙが分離され、これがノノラー
エン］−ダ９に出力される。バンドパスフィルタ８から
抽出される色キヤリア信号は１水平走査期間遅延回路１
０によって１水平走査期間遅延された信号となり、この
遅延信号と前記色キ（７９７１３号は加算器１１、減算
器１ｚに入力される。The solid-state image sensor 1 is driven by a drive pulse generator 4, and its output signal is amplified to a predetermined level by an amplifier 5 and then input to a low-pass filter (LPF) 6.7 and a band-pass filter (BPF) 8. . The low-pass filter 6 separates the luminance signal Y and outputs it to the non-transparent filter 9. The color carrier signal extracted from the bandpass filter 8 is 1 horizontal scanning period delay circuit 1
0 results in a signal delayed by one horizontal scanning period, and this delayed signal and the color key (No. 79713) are input to the adder 11 and the subtracter 1z.

加弾器１１によって分離された赤色変調信号は復調器１
４により復調されて赤色信号Ｒとなりカラーエンコーダ
９に入力される。減算器１２によって分離された青色変
調信号は復調器１５によって復調されて青色信号Ｂとな
り、これがカラーエンコーダ９に入力される。ローパス
フィルタ７が出力ザる低周波信号と復調器１４が出力す
る赤色信号と、復調器１５が出力する青色信号は減算器
１６に入力され、ここで緑色信号Ｇが分離され、これが
カラーエンコーダ９に入力される。カラーエンコーダ９
はカラーテレビジョン信号を出力する。The red modulated signal separated by the accelerator 11 is sent to the demodulator 1
4 and becomes a red signal R, which is input to the color encoder 9. The blue modulated signal separated by the subtracter 12 is demodulated by the demodulator 15 to become a blue signal B, which is input to the color encoder 9. The low frequency signal output from the low-pass filter 7, the red signal output from the demodulator 14, and the blue signal output from the demodulator 15 are input to a subtracter 16, where the green signal G is separated, and this is sent to the color encoder 9. is input. color encoder 9
outputs a color television signal.

次に本実施例の動作について説明する。固体撮像素子１
の受光面上に取付（プである色フィルタアレイ２は、例
えば、水平１画素及び垂直２画素を１単位とする金色光
透過フィルタＷ、緑色光透過フィルタＧ、黄色光透過フ
ィルタ坏、シアン色透過フィルタｑが第４図に示すよう
な配列でモザイク状に配置された構造を有している。金
色光透過フィルタＷでは、第１の原色光である赤色光（
Ｒ）第２の原色光である青色光（Ｂ）及び第３の原色光
である緑色光ＣＧ）の全てを透過覆−る。黄色光透過フ
ィルタＸでは、赤色と緑色光とを透過し、シアン色光透
過フィルタヤでは青色と緑色光とを透過する。これらの
ことを考慮すると色フィルタアレイ２における赤色光透
過部及び青色光透過部はそれぞれ第５図Ｒで示す配列及
び第６図Ｂで示す配列となる。なお、この色フィルタア
レイ２は全領域において第３の原色光である緑色光を透
過するにうになっている。Next, the operation of this embodiment will be explained. Solid-state image sensor 1
The color filter array 2, which is mounted on the light receiving surface of the camera, includes, for example, a gold light transmitting filter W, a green light transmitting filter G, a yellow light transmitting filter G, and a cyan light transmitting filter each having one horizontal pixel and two vertical pixels as one unit. It has a structure in which transmission filters q are arranged in a mosaic pattern as shown in Fig. 4.The golden light transmission filter W transmits red light (the first primary color light).
R) Transmits and covers all of the blue light (B) which is the second primary color light and the green light CG which is the third primary color light. The yellow light transmission filter X transmits red and green light, and the cyan light transmission filter X transmits blue and green light. Taking these things into consideration, the red light transmitting portions and the blue light transmitting portions in the color filter array 2 are arranged as shown in FIG. 5R and FIG. 6B, respectively. Note that this color filter array 2 is configured to transmit green light, which is the third primary color light, in the entire area.

撮像レンズ３を介（て入射された光学像は、上記構造を
有する色フィルタアレイ２を通して固体撮像素子１の受
光面上に結像される。固体Ｎ機素子１は駆動パルス発生
器４が供給する駆動パルスによって駆動され、各画素の
信号をインターライン転送、あるいはフレーム転送によ
って出力する。An optical image incident through the imaging lens 3 is formed on the light-receiving surface of the solid-state image sensor 1 through the color filter array 2 having the above structure. The signal from each pixel is output by interline transfer or frame transfer.

この時、搬像素子１の出力信号は垂直方向に隣接づる３
画素の信号を同時に出力したものとなる。At this time, the output signal of image carrier 1 is
The pixel signals are output simultaneously.

即ら、第４図に示（ように、奇数フィールドでは第１行
×＋１第１′行」−第２行×麦、第２行Ｘ麦→−第２′
行十第３行Ｘ÷、・・・の各加算信号を１水平走査線信
号として順次読み出し、偶数フィールドでは、第ｊ′行
×÷十第２行十第２′行×去、第２′行×秀」−第３行
」−箱３′行×÷・・・の各加算信号を１水平走査線信
号として順次読出していく。このように１５１体撮像素
子１から信号を読出す際に、奇数フィールドと偶数フィ
ールドでは、加算する画素列の組合ゼを巽ならせたイン
ターレースが行なわれる。That is, as shown in FIG.
Each addition signal of row 10, 3rd row The summed signals of row×hide"-third row"-box 3' row×÷... are sequentially read out as one horizontal scanning line signal. In this way, when reading signals from the 151-image sensor 1, interlacing is performed in the odd and even fields by varying the combination of pixel columns to be added.

上記加房１信号の住成方法としては、例えばインターラ
イン転送の場合、次のような方法が考えられる。即Ｉ５
、第７図（八）に示すように、加算したい３行の画素夕
ＩＪ１０１．１０２．１０３のうち、両側の３−の係数
が掛りられる画素列１０１　、１０３の信号を各画素と
隣接する垂直転送部２０１．２０３へ送り出づ。この垂
直転送部では、上記各画素の信号を第７図（Ｂ）に承り
ように、垂直方向に隣接する転送電極イ下のポテンシャ
ルを下げて、３電極の下に信号電荷を拡散する。その後
第７−図（Ｃ）に示す如く各画素に隣接する垂直転送電
極目下のポテンシャルを上げて、各画素から読出された
信号電荷を２等分し、加算したい３行の画素列の中央の
画素列１０２の信号を第７図（Ｄ）のように読出すと同
時に、垂直方向に隣接する画素列１０１．１０３の信号
のそれぞれ÷の信号と加算することにより、信号が読み
出される方法である。For example, in the case of interline transfer, the following method can be considered as a method of transmitting the cell 1 signal. Immediately I5
, as shown in Fig. 7 (8), among the three rows of pixels IJ101, 102, and 103 to be added, the signals of pixel columns 101 and 103, which are multiplied by the 3- coefficient on both sides, are added to each pixel and the adjacent vertical It is sent to transfer units 201 and 203. In this vertical transfer section, the potential under the vertically adjacent transfer electrodes is lowered and the signal charges are diffused under the three electrodes so that the signal of each pixel is received as shown in FIG. 7(B). After that, as shown in Figure 7 (C), the current potential of the vertical transfer electrode adjacent to each pixel is increased, the signal charge read out from each pixel is divided into two, and the signal charge at the center of the three rows of pixels to be added is divided into two. In this method, the signal is read out by reading out the signal of the pixel column 102 as shown in FIG. 7(D) and simultaneously adding the signals of the vertically adjacent pixel columns 101 and 103 with the respective ÷ signals. .

上記のような方法により、今、第４図に示した色フィル
タアレイ２に対応する固体撮像素子１の第１行と第１′
行と第２行とにおける画素信号の重みづけ加算信号であ
るｎ本口の水平走査線信号が読出されたとする。この水
平走査線信号は、ツ＋Ｗ＋ｆ、’）　十Ｇ＋７の各色光
透過部を繰り返し透過した光の強度に応じた信号である
。従って、この水平走査線信号は、各列毎に得られる信
号に含有される各原色成分の割合が第８図（Ａ）に示す
ように、２Ｒ十ＮＢ＋２Ｇ、＋１３＋２Ｇ１２Ｒ十艮Ｂ
＋２Ｇ、’ｒＢ＋２Ｇ、・・・の繰返し信号となる。By the method described above, the first and first rows of the solid-state image sensor 1 corresponding to the color filter array 2 shown in FIG.
Assume that n horizontal scanning line signals, which are weighted addition signals of pixel signals in a row and a second row, are read out. This horizontal scanning line signal is a signal corresponding to the intensity of light that has repeatedly passed through each of the color light transmitting portions of TS+W+f,') 10G+7. Therefore, in this horizontal scanning line signal, the ratio of each primary color component contained in the signal obtained for each column is 2R+NB+2G,+13+2G12R+B, as shown in FIG. 8(A).
+2G, 'rB+2G, . . . are repeated signals.

上記の如く固体撮像素子１から読出された水平走査線信
号は第３図に示す増幅器５に送られる。The horizontal scanning line signal read out from the solid-state image sensor 1 as described above is sent to the amplifier 5 shown in FIG.

この増幅器５の出ノ〕は画素の大きさ、画素数等で決定
される周波数でパルス娠幅変調された信号となり、この
信号はローパスフィルタ６．７及びバンドパスフィルタ
８にそれぞれ供給される。ローパスフィルタ６に与えら
れた信号は変調成分の除去されたＮ’、Ｉ＋　ＩＢ　信
号Ｙとなり、カラーエンコーダ９に入ツノされる。また
、ローパスフィルタ７に入力された信号はここで帯域制
限され、Ｒ＋２Ｇ＋８の成分から成る低周波信号となり
、減算器１６に加えられる。更に、バンドパスフィルタ
８に入力された信号は、２　Ｒ＋　Ｂの変調成分のみが
抽出された色キレリア信号となり、加算器１１．１水平
走査期間ν延回路１０及び減算器１２にそれぞれ供給さ
れる。The output of the amplifier 5 becomes a pulse width modulated signal with a frequency determined by the pixel size, number of pixels, etc., and these signals are supplied to a low-pass filter 6.7 and a band-pass filter 8, respectively. The signal applied to the low-pass filter 6 becomes an N', I+IB signal Y from which the modulation component has been removed, and is input to the color encoder 9. Further, the signal input to the low-pass filter 7 is band-limited here to become a low frequency signal consisting of R+2G+8 components, and is added to the subtracter 16. Further, the signal input to the bandpass filter 8 becomes a color chirelia signal in which only the 2R+B modulation components are extracted, and is supplied to an adder 11.1, a horizontal scanning period ν extension circuit 10, and a subtracter 12, respectively. .

一方、第４図に示した色フィルタアレイ２に対応する固
体撮像素子１の第２行と第２′行と第３行とにお１ノる
画素情報を重みづけ加算した信号であるｎ＋４木目の水
平走査線信号も、上記ｎ本口の水平走査線信号に引き続
いて固体撮像素子１から読出される。このｎ＋１木目の
水平走査線信号は第８図（Ｂ）に承りように２　Ｒ＋　
＋８　＋　２　Ｇ　１”＃　Ｂ＋２Ｇ、２　Ｒ＋　＋　
Ｂ　＋２　Ｇ　、＋　Ｂ　＋　２　Ｇ　１・・・の繰返
し信号となる。この信号は増幅器５を介してバンドパス
フィルタ８に入力され、このバンドパスフィルタ８から
は、２Ｒ−Ｂの変調成分のみが抽出された色キヤリア信
号が出力される。このため。On the other hand, the n+4 grain is a signal obtained by weighting and adding pixel information of 1 to the 2nd row, 2' row, and 3rd row of the solid-state image sensor 1 corresponding to the color filter array 2 shown in FIG. These horizontal scanning line signals are also read out from the solid-state image sensor 1 following the n horizontal scanning line signals. This horizontal scanning line signal of the n+1 grain is 2R+ as shown in FIG. 8(B).
+8 + 2 G 1”# B+2G, 2 R+ +
This becomes a repetitive signal of B + 2 G, + B + 2 G 1, and so on. This signal is input to a band-pass filter 8 via an amplifier 5, and a color carrier signal from which only the 2R-B modulation components are extracted is output from the band-pass filter 8. For this reason.

上記加算器１１では、この２Ｒ−Ｂと１水平走査期間遅
延された前記２Ｒ＋８の信号が加算されて、第８図（Ｃ
）に示すような４Ｒの赤色変調信号が得られる。この４
Ｒの信号は復調器１４により復調されて赤色（Ｒ）信号
となり、カラーエンコーダ９に加えられる。一方、減算
器１２では２Ｒ−Ｂと２Ｒ十Ｂの信号の引算が行なわれ
、第８図（Ｄ）に示すような２Ｂの青色変調信号が得ら
れる。この２Ｂの信号は復調器１５により復調され、青
色（Ｂ）信号となってカラーエンコーダ９に加えられる
。なお、これらＲ，Ｂ信号は前記減算回路１６にも加え
られ。In the adder 11, the 2R-B signal and the 2R+8 signal delayed by one horizontal scanning period are added, and the result is as shown in FIG.
4R red modulation signal as shown in ) is obtained. This 4
The R signal is demodulated by the demodulator 14 to become a red (R) signal, which is applied to the color encoder 9. On the other hand, the subtracter 12 subtracts the 2R-B and 2R+B signals to obtain a 2B blue modulation signal as shown in FIG. 8(D). This 2B signal is demodulated by the demodulator 15 and applied to the color encoder 9 as a blue (B) signal. Note that these R and B signals are also applied to the subtraction circuit 16.

そこで同時にローパスフィルタ８から加えられる低周波
信！Ｉ号分からＲ，Ｂ信号だけが除去されてＧ信号とな
り、このＧ信号がカラーエンコーダ９に加えられる。か
くして、カラーエンコーダ９に加えられた輝度信号Ｙ、
緑色信号Ｇ、赤色信号Ｒ１ｓ１Ｂ号Ｂの各信号はＮＴＳ
Ｃのカラーテレビジョン信号として出力される。以下、
（２Ｘ　’ｚ　＋２’４−３　Ｘ　＋　）と（３×÷＋
３’　＋４　ｘ÷）、（３×÷＋３’　＋４　Ｘ表）と
（４×÷千４’　＋５　ｘ÷）、・・・、（１′×ム＋
２＋ゲ×ｙ）とく２′×秀千３　＋、３’　Ｘ　’ｒ）
、（グＸ　４−＋−３４−３′Ｘ　＋）とく３′Ｘ表＋
４　＋　４’　Ｘ　＋）、・・・の各ラインの信号組合
せについても第３図の回路にＪ、り全く同様の信号成分
が得られ、連続したノノラーデレヒション信号を生成す
ることができで木実施例ににれば、固体撮像素子１から
読出す１水平走杏線信号を３行の画素列から得ているた
め、１フイ一ルド期間内に全ての画素の信号を読出ずこ
とができ、フィールド残像の発生を防止することができ
ると共に、全ての色光に対し重心の垂直位置を等しくす
ることができ、インターレースを確実に行なうことがで
きる。また、色フィルタアレイ２は水平方面１画素及び
垂直方向２画素の大きさの色フィルタの集合体であるた
め、色フィルタの大きさが従来のフィールド用に比へ２
倍とすることができ製作を筒車とすることができる。At the same time, low-frequency signals are added from the low-pass filter 8! Only the R and B signals are removed from the I number to become a G signal, and this G signal is applied to the color encoder 9. Thus, the luminance signal Y applied to the color encoder 9,
Green signal G, red signal R1s1B, each signal is NTS
It is output as a C color television signal. below,
(2X 'z +2'4-3 X + ) and (3×÷+
3' + 4 x ÷), (3 × ÷ + 3' + 4 X table) and (4 × ÷ 4' + 5 x ÷), ..., (1'
2 + Ge x y) Toku 2' x Hidesen 3 +, 3' X 'r)
, (gX 4-+-34-3'X +), 3'X table +
4 + 4' According to the tree embodiment, one horizontal scanning line signal read out from the solid-state image sensor 1 is obtained from three rows of pixel columns, so the signals of all pixels are not read out within one field period. This makes it possible to prevent the occurrence of field afterimages, and also to make the vertical position of the center of gravity the same for all colored lights, thereby ensuring interlacing. Furthermore, since the color filter array 2 is a collection of color filters each having a size of 1 pixel in the horizontal direction and 2 pixels in the vertical direction, the size of the color filters is 2 times larger than that for conventional fields.
It can be doubled and made into an hour wheel.

なお、上記実施例では第４図に示した色フィルタアレイ
２を用いているが、この例に限定されるものではない。Although the above embodiment uses the color filter array 2 shown in FIG. 4, the present invention is not limited to this example.

例えば、第４図に示した色フィルタアレイ２の赤色透過
部と青色透過部を入れ替えたものを使用しても良い。ま
た、全領域透過の第１の色光がＧで、第２の色光がＲ−
＋Ｇで、第３の色光が８−　＋　Ｇであるような第９図
に示したような色フィルタアレイを用いても良い。更に
、固体撮像素子１として上記実施例に用いたインターラ
イン転送形Ｃ，ＣＤに限らず、フレーム転送形ＣＯＤ固
体撮像素子すなわち、フレーム転送形ＣＯＤの場合には
第１３図のような駆動により垂直方向３画素の重みづけ
加算信号を得ることができる。For example, the color filter array 2 shown in FIG. 4 may be used in which the red transmitting portion and the blue transmitting portion are exchanged. Also, the first colored light that is transmitted throughout the area is G, and the second colored light is R-
A color filter array such as that shown in FIG. 9 may be used in which the color light is +G and the third color light is 8-+G. Furthermore, not only the interline transfer type C and CD used in the above embodiments as the solid-state image sensor 1, but also a frame transfer type COD solid-state image sensor, that is, a frame transfer type COD, can be vertically moved by driving as shown in FIG. A weighted addition signal of three pixels in each direction can be obtained.

第１３図イ、口、ハ、二、・・・の電極は第４図の色フ
ィルタアレイの第１．１′、２．２′、・・・行にそれ
ぞれ対応しており、光が照射されると電極イ、口、ハ、
・・・の下に信号電荷が励起される。第１３図（Ａ）の
状態で電極イと口、ハと二、・・・の信号電荷の和を蓄
積タる。この蓄積された電荷は、第１３図（Ｂ）、（Ｃ
）という状態を経て、転送され、第１３図（［））の状
態でさらに口とハ、二とホ、・・・の信号電荷を蓄積タ
ーる。したがって、第１３図（Ａ）　、（Ｄ）の状態に
ある時間をフィー、ルド期間の÷、例えば、ＮＴＳＣ方
式の場合は、山砂とすることで垂直方向３画素の重みづ
４−Ｊ加算信号電荷が得られ、この電荷を蓄積部にフレ
ーム転送を行なって、その後順次読み出づことにより、
この発明の重みづけ加算信号を得ることができる。なお
インターレース動作は。The electrodes A, C, C, 2, ... in Fig. 13 correspond to rows 1.1', 2.2', ... of the color filter array in Fig. 4, and the light is irradiated. When the electrode is touched,
A signal charge is excited below... In the state shown in FIG. 13(A), the sum of the signal charges of electrodes A and C, electrodes C and II, etc. is accumulated. This accumulated charge is shown in FIGS.
), the signal charges are transferred, and in the state shown in FIG. 13 ([)), further signal charges are accumulated. Therefore, the time spent in the states of FIGS. 13(A) and 13(D) is divided by the field period.For example, in the case of the NTSC system, by setting the mountain sand, the weight of 3 pixels in the vertical direction is added by 4-J. A signal charge is obtained, this charge is transferred to the storage section in a frame, and then sequentially read out.
The weighted addition signal of this invention can be obtained. As for interlaced operation.

第１３図（Ａ）〜（Ｄ）に示されているポテンシャルを
それぞれ２電極分移動させるように電極に加える電圧を
変えることで実現できる。また、第１３図（Ａ７から（
Ｄ）への状態の遷移は１フレ一ム期間に１回だ【プに限
定されるものではなく、第１３図（Ｄ）から（Ａ）への
遷移を加えて、複数回行なうことも、状態（Ａ）と（Ｄ
）にある合計の時間さえ等しくしておりば、この発明に
よる垂直３画素の重みづけ信号を得ることができる。This can be achieved by changing the voltages applied to the electrodes so that the potentials shown in FIGS. 13(A) to 13(D) are each moved by two electrodes. In addition, Fig. 13 (from A7 (
The state transition to D) is performed once per frame period.[It is not limited to the state transition, but may be performed multiple times by adding the transition from FIG. 13 (D) to (A). Conditions (A) and (D
), it is possible to obtain weighted signals for three vertical pixels according to the present invention, as long as the total time in .

第１０図は本発明のカラー撮像装置の他の実施例を示し
た回路構成図である。この例は第３図に示した前記実施
例の回路構成と略同様であるが、箕なる所は復調器１５
とカラーエンコーダ９との間に利得制御増幅器（ＧＣＡ
）１７が挿合されたことと、駆動パルス発生器４は、新
たに設置されたスイッチ１８のオンオフにより駆動パル
スがフレーム蓄積、フィールド蓄積用に切換えられるも
のを使用した所にある。なお、スイッチ１８は同時に利
得制御増幅器１７の利得を変える機能も有している。こ
こで、この実施例に用いられている色フィルタアレイ２
を第４図に示されたものとすると、第１行の信号が第ｎ
水目の水平走査線信号として固体撮像素子１から読出さ
れ、この信号は第１１図（Ａ）で示したような構成を有
する。次に第４図の第２行の信号がｎ＋１本目０水平走
査信号として読出され、この信号は第１１図（Ｂ）に示
したような構成を有している。この２つの水平走査線信
号の搬送渡分をバンドパスフィルタ８によって抽出し、
これを加韓器１１、減算器１２により加減算することに
より第１１図（Ｃ）　、（Ｄ）で示した赤色成分（Ｒ）
信号と青色成分（Ｂ）仏日を４５することができる。こ
の時、青色成分（第３の色光信号）の娠幅は、第３図に
示したフィールド蓄積形の場合の２倍（第８図（Ｄ）と
第１１図（（１）を比較すれば分かる）となる。従って
、第１０図に示した回路では、スイッチ１８により駆動
パルス発生器１４が発生する駆動パルスをフレーム蓄積
用に変えると同時に、利得制御増幅器１７の利得を半減
させることにより、正常なカラーテレビジョン信号を得
るようにしている。したがって、′Ｍ像度の良いフレー
ム蓄積と残像の少ないフィールド蓄積の切り換えができ
るカラー固体撮像装置が実現できる。また記録容量が少
ない画像記録系を持つ電子スヂルカメラの撮像部として
使用した場合には解像度が必要な画像に対しては、フレ
ーム蓄積を、解像度をあまり必要としない画像に対し゛
（は、フィールド蓄積を用いて必要とする画像メモリの
言句を÷にすることができ特に有効である。FIG. 10 is a circuit diagram showing another embodiment of the color imaging device of the present invention. This example has approximately the same circuit configuration as the previous example shown in FIG. 3, except that the demodulator 15
A gain control amplifier (GCA) is connected between the color encoder 9 and the color encoder 9.
) 17 has been inserted, and the drive pulse generator 4 is one in which the drive pulses can be switched between frame storage and field storage by turning on and off a newly installed switch 18. Note that the switch 18 also has the function of changing the gain of the gain control amplifier 17 at the same time. Here, the color filter array 2 used in this example is
As shown in FIG. 4, the signal in the first row is the nth
The horizontal scanning line signal is read out from the solid-state image sensor 1 as a horizontal scanning line signal, and this signal has a configuration as shown in FIG. 11(A). Next, the signal in the second row of FIG. 4 is read out as the (n+1)th 0 horizontal scanning signal, and this signal has a configuration as shown in FIG. 11(B). The transport portion of these two horizontal scanning line signals is extracted by a bandpass filter 8,
By adding and subtracting this using the adder 11 and the subtractor 12, the red component (R) shown in Fig. 11 (C) and (D) is obtained.
Signal and blue component (B) can be used for French and Japanese 45. At this time, the width of the blue component (third color light signal) is twice that of the field accumulation type shown in Figure 3 (comparing Figure 8 (D) and Figure 11 ((1)). Therefore, in the circuit shown in FIG. 10, by changing the drive pulse generated by the drive pulse generator 14 to one for frame accumulation using the switch 18, and at the same time reducing the gain of the gain control amplifier 17 by half, A normal color television signal is obtained.Therefore, it is possible to realize a color solid-state imaging device that can switch between frame accumulation with good M resolution and field accumulation with less afterimage.Also, it is possible to realize a color solid-state imaging device that can switch between frame accumulation with good M resolution and field accumulation with less afterimage. When used as the imaging unit of an electronic still camera, frame storage is used for images that require high resolution, and field storage is used for images that do not require much resolution. It is especially effective because it allows you to divide words into ÷.

本発明のさらに他の実施例を図を用いて説明する。Still another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第１２図は、本発明の他の実施例を示ザための図である
。固体撮像素子１０１は奇数フィールドでは、第４図の
第１行と第１′行、第２行と第２′行、第３行と第３′
行、・・・の信号を、偶数フィールドでは、第１′行と
第２行、第７行と第３行、・・・の信号を同時かつ独立
に出力できるものであり、奇数フィールドでは、第１．
２．３、・・・行の信号が第１２図の二の出力から、ま
た第１′、２′、３′、・・・行の信号が第１２図のボ
の出力から、さらにまた偶数フィールドでは第１′、２
′、３′、・・・行の信号が第１２図のこの出力から、
第１゛、２．３、・・・行の信号が第１２図のホの出力
から得られるものとする。１Ｈ遅延線１０２は、出力ホ
から得られた信号を１水平走査期間遅延するものであり
、例えば、第２行と第２′行を走査している時には第１
行の信号が、また、第２′行と第３行を走査している時
には、第２行の信号が第１２図のへに得られる。従って
、この第１２図二、ホ、へには、垂直方向に隣接する３
画素の信号が現われ、この信号を麦、１、麦の重みづけ
で加算器１０３で加綽す−ることで第１２図のトの出力
に重みづり加すした信号が得られる。したがってこの伝
列を第３図の回路で処理することによりカラーデレヒジ
コン信号を得ることができる。なお固体Ｊｌｌ累子の出
力線が、フィールドによらず、第１．２．３、・・・行
の信号を出力１−る出力線と、第１′、２′、３′、・
・・行の信号を出力する出ツノ線というように割り合て
られている場合には、固体撮像素子からの出力信号をフ
ィールドごとに入れ換える回路を（ｌ加りることで、前
述した信号を得ることができる。従ってカラーテレヒジ
ョン信号を得ることができる。FIG. 12 is a diagram showing another embodiment of the present invention. In the odd field, the solid-state image sensing device 101 captures the 1st and 1'th rows, the 2nd and 2'th rows, and the 3rd and 3'th rows in FIG.
In the even field, the signals of the 1'th row and the 2nd row, the 7th row and the 3rd row, etc. can be output simultaneously and independently, and in the odd field, 1st.
2. The signals in rows 3, . . . are output from the second output in Figure 12, and the signals in the 1', 2', 3', . In the field, the 1st, 2nd
’, 3’, . . . row signals are derived from this output in Fig. 12,
It is assumed that the signals in rows 1, 2, 3, . . . are obtained from the output of E in FIG. The 1H delay line 102 delays the signal obtained from the output H by one horizontal scanning period. For example, when scanning the second and 2'th rows, the first
When the row signal is also scanning the 2'th row and the 3rd row, the second row signal is obtained as shown in FIG. Therefore, the vertically adjacent 3
A pixel signal appears, and this signal is weighted by 1, 1, and 1 by adder 103, thereby obtaining a signal that is weighted and added to the output in FIG. 12. Therefore, by processing this transmission with the circuit shown in FIG. 3, a color digital signal can be obtained. It should be noted that the output lines of the solid-state Jll resistor are the output lines that output the signals of the 1st, 2nd, 3rd, .
...If the output wire is used to output the row signal, a circuit that switches the output signal from the solid-state image sensor for each field is added (by adding l, the above-mentioned signal can be Therefore, a color television signal can be obtained.

［発明の効果１ 以上記述した如く本発明のカラーＭ像装置によれば、１
水平走査線信号を固体撮像素子の３行の画素列の迂・み
づり加算により得る構成のため、全ての色光に対してイ
ンターレースを行なうことができ、月つフィールド残像
をなくすことができ、高画質を得る効果がある。[Effect of the invention 1 As described above, according to the color M image device of the present invention, 1
Since the horizontal scanning line signal is obtained by detouring and defocusing addition of the three pixel columns of the solid-state image sensor, it is possible to perform interlacing for all color lights, eliminate field afterimages, and achieve high This has the effect of improving image quality.

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

第１図は従来のフレーム蓄積用色フィルタアレイの一例
を示した模式図、第２図は従来のフレーム蓄積用色フィ
ルタアレイの一例を示した模式図。 第３図は本発明のカラー撮像装置の一実施例を示した回
路構成図、第４図は第３図に示した色フィルタアレイの
詳細例を示した模式図、第５図は第４図に示した色フィ
ルタアレイの赤色透過部を示した模式図、第６図は第４
図に示した色フィルタアレイの青色透過部を示した模式
図、第７図は第３図に示した実施例における信号走査方
法の一例を説明するだめの図、第８図は第３図に示した
回路におりる各信号に含まれる原色成分の割合を示した
模式図、第９図は第３図に示した色フィルタアレイの他
の実施例を示した模式図、第１０図は本発明の他の実施
例を示した回路構成図、第１１図は第１０図に示した回
路における各信号に含まれる原色信号の割合を示した模
式図、第１２図は本発明のさらに他の実施例を示す回路
構成図、第１３図は、第３図に示した実施例における信
号走査方法の一例を説明するための図である。 １．１０１・・・固体Ｎ像素子 ２・・・色フィルタアレイ　　　３・・・レンズ４・・
・駆動パルス発生器 ６．７・・・１」−バスフィルタ ８・・・バンドパスフィルタ ９・・・カラー■ン］−ダ １０．１０２・・・１水平期間遅延回路１１．１０３・
・・加算器　　　１２．１６・・・減算器１４．１５・
・・復調器　　　　１７・・・利得制御増幅器１８・・
・スインＬ 代理人　弁理士　　則　　近　　憲　　佑第１図　　　
　　第２図 第３図 １２　　　　　　　１’：） 第４図 第５図　　　　　第６図 第７図 第８図 第９図 第１１図FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a conventional frame storage color filter array, and FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a conventional frame storage color filter array. 3 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of the color imaging device of the present invention, FIG. 4 is a schematic diagram showing a detailed example of the color filter array shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a schematic diagram showing a detailed example of the color filter array shown in FIG. A schematic diagram showing the red transmitting part of the color filter array shown in Figure 4.
FIG. 7 is a schematic diagram showing the blue transmission part of the color filter array shown in FIG. A schematic diagram showing the ratio of primary color components included in each signal that goes into the circuit shown, FIG. 9 is a schematic diagram showing another embodiment of the color filter array shown in FIG. 3, and FIG. FIG. 11 is a schematic diagram showing the ratio of primary color signals included in each signal in the circuit shown in FIG. 10, and FIG. 12 is a circuit diagram showing another embodiment of the invention. FIG. 13, a circuit configuration diagram showing an embodiment, is a diagram for explaining an example of a signal scanning method in the embodiment shown in FIG. 1.101...Solid N image element 2...Color filter array 3...Lens 4...
・Drive pulse generator 6.7...1"-Bass filter 8...Band-pass filter 9...Color ■-da 10.102...1 Horizontal period delay circuit 11.103.
...Adder 12.16...Subtractor 14.15.
...Demodulator 17...Gain control amplifier 18...
・Suin L Agent Patent Attorney Noriyuki Chika Figure 1
Figure 2 Figure 3 12 1':) Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 9 Figure 11

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １）、受光面に色フィルタアレイを有する固体撮像素子
から出力される信号を処理して３原色信号を分離するカ
ラー撮像装置において、前記色フィルタアレイは、前記
固体撮像素子の水平方向１画素及び垂直方向２画素に対
応する大きさの単位色フィルタの集合体とし、第１の色
光の透過領域は前記色フィルタアレイの全領域とし、第
２の色光の透過領域は前記固体撮像素子の水平方向１画
素おきに対応した垂直ストライプ状に前記色フィルタア
レイ上に配置し、第３の色光の透過領域は前記固体撮像
素子の水平方向１画素おきに対応した市松状に前記色フ
ィルタアレイ上に配置し、更に、奇数フィールドでは前
記固体撮像素子の第２ｎ−２行の画素の信号の１／２と
第２ｎ−１行の画素の信号と第２ｎ行の画素の信号の１
／２とが加算された信号を第ｎ水平走査線の出力信号と
し、偶数フィールドでは、前記固体撮像素子の第２ｎ−
１行の画素の信号の１／２と第２ｎ行の画素の信号と第
２ｎ＋１行の画素の信号の１／２とを加算した信号を第
ｎ水平走査線の信号として前記固体撮像素子から信号を
読出す手段を設けたことを特徴とするカラー撮像装置。 ２）、奇数フィールドでは前記固体撮像素子の第２ｎ−
１行の画素の信号を第ｎ水平走査線の信号とし、前記固
体撮像素子の偶数フィールドでは第２ｎ行の画素の信号
を第ｎ水平走査線の信号として前記固体撮像素子から信
号を読出す別の走査手段と、分離された１つの原色信号
の振幅レベルを調整するレベル調整手段と、前記走査手
段と前記別の走査手段を選択すると共に、これに連動し
て前記レベル調整手段のレベルを変化させる選択手段と
を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
カラー撮像装置。[Scope of Claims] 1) In a color imaging device that processes signals output from a solid-state imaging device having a color filter array on a light-receiving surface and separates three primary color signals, the color filter array is arranged in the solid-state imaging device. is an assembly of unit color filters with a size corresponding to one pixel in the horizontal direction and two pixels in the vertical direction, the transmission area of the first color light is the entire area of the color filter array, and the transmission area of the second color light is the They are arranged on the color filter array in a vertical stripe pattern corresponding to every other pixel in the horizontal direction of the solid-state image sensor, and the third colored light transmission area is arranged in a checkerboard pattern corresponding to every other pixel in the horizontal direction of the solid-state image sensor. Further, in an odd field, 1/2 of the signal of the pixel of the 2n-2th row, the signal of the pixel of the 2n-1th row, and the signal of the pixel of the 2nth row of the solid-state image sensor are arranged on the color filter array. 1
/2 is used as the output signal of the n-th horizontal scanning line, and in an even field, the 2n-th signal of the solid-state image sensor is
A signal obtained by adding 1/2 of the signal of the pixels of the 1st row, the signal of the pixels of the 2nth row, and 1/2 of the signal of the pixels of the 2n+1th row is used as a signal of the nth horizontal scanning line from the solid-state image sensor. What is claimed is: 1. A color imaging device characterized by comprising means for reading out. 2), in the odd field, the 2n-th
The signal of the pixel in the first row is used as the signal of the n-th horizontal scanning line, and in the even field of the solid-state image sensor, the signal of the pixel of the second n-th row is used as the signal of the n-th horizontal scanning line to read the signal from the solid-state image sensor. a scanning means, a level adjusting means for adjusting the amplitude level of one separated primary color signal, selecting the scanning means and the other scanning means, and changing the level of the level adjusting means in conjunction with the selection. 2. The color imaging device according to claim 1, further comprising a selection means for selecting the color image.