JPS61234686A - Color solid-state image pickup device - Google Patents
Color solid-state image pickup deviceInfo
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- JPS61234686A JPS61234686A JP60077038A JP7703885A JPS61234686A JP S61234686 A JPS61234686 A JP S61234686A JP 60077038 A JP60077038 A JP 60077038A JP 7703885 A JP7703885 A JP 7703885A JP S61234686 A JPS61234686 A JP S61234686A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、例えば高品位ビデオカメラに用いるカラー
固体撮像装置、特に2枚の固体撮像素子を用いて高解像
度化するカラー固体撮像装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a color solid-state imaging device for use in, for example, a high-definition video camera, and particularly to a color solid-state imaging device that uses two solid-state imaging elements to achieve high resolution. It is.
第7図は1例えシ!公昭56−40546号公報に開示
された従来、の2枚の固体撮像素子を用いて高解像度化
した撮像方式を示す構成図である。図において、1,2
は固体撮像素子、3は各固体撮像素子1,2を駆動−す
、る駆動信号発生器、4は各固体撮像素子1.2の信号
出力を合成する合成信号処理回路、5は出力端子、6は
入射光学像、7はハーフミラ−18ゆ全反射ミラーであ
る。Figure 7 is an example! 1 is a configuration diagram showing a conventional imaging method disclosed in Publication No. 56-40546 which achieves high resolution using two solid-state imaging devices. In the figure, 1, 2
3 is a drive signal generator for driving each solid-state image sensor 1 and 2; 4 is a synthesis signal processing circuit that combines the signal outputs of each solid-state image sensor 1.2; 5 is an output terminal; 6 is an incident optical image, and 7 is a half mirror 18 or a total reflection mirror.
次に、上記第7図に示す従来の撮像方式の動作について
説明する。入射光学像6をハーフミラ−7及び全反射ミ
ラー8により2つに分割し、2枚の固体撮像素子1,2
によυ光電変換する。2枚だけ水平方向又は垂直方向又
は水平垂直方向にずらせて設置し、この2枚の固体撮像
素子1,2の信号を駆動信号発生器3により駆動し、合
成信号処理回路4によ多空間的に位置がずれた信号とし
て合成処理する。すると、出力端子5には画素数が2倍
になった1つの固体撮像素子による信号と等価な信号が
得られる。Next, the operation of the conventional imaging system shown in FIG. 7 will be described. The incident optical image 6 is divided into two by a half mirror 7 and a total reflection mirror 8, and the two solid-state image sensors 1 and 2 are
It converts photoelectrically. Only two solid-state image sensors 1 and 2 are installed horizontally or vertically, or horizontally and vertically shifted, and the signals of these two solid-state image sensors 1 and 2 are driven by a drive signal generator 3, and a composite signal processing circuit 4 is used to generate multi-spatial signals. Synthesis processing is performed as a signal whose position is shifted. Then, at the output terminal 5, a signal equivalent to a signal from one solid-state image sensor with twice the number of pixels is obtained.
上記のような従来の2枚の固体撮像素子1,2を用いた
撮像方式では、2:1のインタレースを行う標準TV方
式(NTSC方式その他)に適用する場合に、垂直方向
の画素ずらしはインタレース走査と色分離をするに当り
、カラー固体撮像装置として実現するためには、カラー
フィルタの配置を工夫する必要があった。また、カラー
フィルタの構成を単純化するため、フレームごとに各固
体撮像素子1,2の信号を読み出す構成にした場合は、
フレーム残像と呼ばれる残像が発生し、この結果、画質
を著しく劣化させていたなどの問題点があった。In the conventional imaging system using two solid-state imaging devices 1 and 2 as described above, when applied to standard TV systems (NTSC system and others) that perform 2:1 interlacing, the vertical pixel shift is In order to implement interlaced scanning and color separation as a color solid-state imaging device, it was necessary to devise the arrangement of color filters. In addition, in order to simplify the configuration of the color filter, if a configuration is adopted in which the signals of each solid-state image sensor 1 and 2 are read out for each frame,
There was a problem in that an afterimage called a frame afterimage occurred, resulting in a significant deterioration of image quality.
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、2:1のインタレースを行う標準TV方式の場合
にも、垂直方向に2枚の固体撮像垂直方向に2倍の解像
度(走査線)を持つフレーム残像のないカラー固体撮像
装置を得ることを目的とする。This invention was made to solve this problem, and even in the case of a standard TV system that performs 2:1 interlacing, it uses two solid-state images in the vertical direction with twice the resolution (scanning) in the vertical direction. The object of the present invention is to obtain a color solid-state imaging device without frame afterimages.
この発明に係るカラー固体撮像装置は、2枚の固体撮像
素子のうち、一方の固体撮像素子は2種類の縦ストライ
プの色フィルタCI+C2を有するもので、他方の固体
撮像素子は4種類の色フィルタc、 、 c、 、 c
3. c、を有するものであり、2枚の固体撮像素子の
いずれか一方は、フィールドごとに1水平走査線ずらせ
て読み出すことを可能としたものである。In the color solid-state imaging device according to the present invention, one of the two solid-state imaging devices has two types of vertical striped color filters CI+C2, and the other solid-state imaging device has four types of color filters. c, , c, , c
3. c, and one of the two solid-state image sensors can be read out by shifting one horizontal scanning line for each field.
この発明のカラー固体撮像装置においては、2枚の固体
撮像素子は標準TV方式にしたがいそれぞれ垂直、水平
方向に順次に読み出しを行6゜また、2枚の固体撮像素
子のうちで垂直方向に一画素ピッチ上方に配置される固
体撮像素子は、フィールドご易に垂直方向の読み出しを
1水平走査線ずらせで読み出すようにする。 −
〔実施□例〕 □
第1図はこの発明の一実施例であるカラー固体撮像装置
に用いる固体撮像素子を水子構成図、第2図は、第1図
のカラー固体−像装置にょる撮像方式を示す構成図であ
る。各図において、1,2ば光学像に対し相対的に一画
素ピッチだけ垂直方向にずらせて配置された固体撮像素
子、3は各固体撮像素子1,2を駆動する駆動′信号発
生器、4は各固体撮像素子1,2の出力信号を合成する
合成信号処理回路、5は出力端子、′6は入射光学像、
7は入射光学像6を2分割□するハーフミラ−18はハ
ーフミラ−7により分割反射された光学像を全反射させ
る全反射ミラーである。また、11はフォトダイオード
等で構成される光電変換機能を持つ画素、15〜18は
画素11の上に設けられた色分離のための各色フィルタ
C1〜C4である。In the color solid-state imaging device of the present invention, the two solid-state imaging devices are read out sequentially in the vertical and horizontal directions according to the standard TV system. The solid-state image pickup device arranged above the pixel pitch is configured to perform vertical readout with a shift of one horizontal scanning line for each field. - [Example of Implementation] □ Fig. 1 is a Mizuko block diagram of a solid-state image sensor used in a color solid-state image sensor which is an embodiment of the present invention, and Fig. 2 is a diagram showing the color solid-state image sensor of Fig. 1. FIG. 2 is a configuration diagram showing an imaging method. In each figure, reference numerals 1 and 2 indicate solid-state image sensors disposed vertically shifted by one pixel pitch relative to the optical image; 3 a drive signal generator for driving each of the solid-state image sensors 1 and 2; 4; is a synthesis signal processing circuit that synthesizes the output signals of the solid-state image sensors 1 and 2, 5 is an output terminal, '6 is an incident optical image,
A half mirror 18 which divides the incident optical image 6 into two squares is a total reflection mirror which totally reflects the optical image divided and reflected by the half mirror 7. Further, 11 is a pixel having a photoelectric conversion function composed of a photodiode or the like, and 15 to 18 are color filters C1 to C4 provided above the pixel 11 for color separation.
第3図は、第2図の撮像方式における構成要素である駆
動信号発生器の一例を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of a drive signal generator that is a component in the imaging method shown in FIG.
図において、31は発振器、32は同期信号発生器、3
3は分周器、34は分周器33の出力により各固体撮像
素子1,2の水平方向の駆動を・行わせるための信号を
発生させる水平駆動信号発生器、35は同期信号発生器
32の同期信号出力から奇。In the figure, 31 is an oscillator, 32 is a synchronization signal generator, 3
3 is a frequency divider, 34 is a horizontal drive signal generator that generates a signal for driving each solid-state image sensor 1 and 2 in the horizontal direction based on the output of the frequency divider 33, and 35 is a synchronization signal generator 32. Odd from the synchronization signal output.
偶数フィールドを判別するフィールド判別器、36は垂
直駆動信号発生器′、37は垂直駆動信号発生器36の
出力をフィー)レド判別器35の出力により、片方のフ
ィールド時に垂直駆動信号を1水平走査線だけずらせる
選択回路である。すなわち、水平駆動信号Hは、第2図
に示す各固体撮像素子1.2を同時に駆動し、−垂直駆
動信号v1は固体撮像素子1を駆動し、また、フィール
ドごとに・1水g −
平定査線ずれる垂直駆動信号V2は固体撮像素子2を駆
動するようにそれぞれ供給される。A field discriminator for discriminating even fields; 36 is a vertical drive signal generator'; 37 is the output of the vertical drive signal generator 36; and 37 is the output of the vertical drive signal generator 36; This is a selection circuit that shifts only the line. That is, the horizontal drive signal H drives each solid-state image sensor 1.2 shown in FIG. 2 at the same time, and the vertical drive signal v1 drives the solid-state image sensor 1. The vertical drive signals V2, which are shifted by scanning lines, are supplied to drive the solid-state image sensor 2, respectively.
次に、上記第2図に示すこの発明の一実施例であるカラ
ー固体撮像装置による撮像方式の動作について説明する
。入射光学像6はハーフミラ−7゜全反射ミラー8によ
り同一の倍率で同一の明るさ(入射光学像6の7)で、
垂直方向に工画素ピッ −チずらせて配置された各固体
撮像素子1,2に結像される。この発明に用いる各固体
撮像素子1゜2は、第1図に示すように異なる分光透過
特性を持つ各色フィルタC115、C216,C317
及びC418を有する。すなわち、固体撮像素子1にお
いては、縦ストライプの各色フィルタC115とC21
6を配置する。固体撮像素子2においては、2行、2列
の4画素を1つのユニットとし、1行目には各色フィル
タC115と0216を配置し、2行目には色フィルタ
C115の下方に色フィルタC817を、色フィルタC
216の下方に色フィルタC618をそれぞれ配置する
。この4画素のユニットを固体撮像素子2の受光面全域
に配置する。Next, the operation of the imaging system using the color solid-state imaging device which is an embodiment of the present invention shown in FIG. 2 will be described. The incident optical image 6 has the same magnification and the same brightness (7 of the incident optical image 6) by a half mirror 7° total reflection mirror 8,
An image is formed on each solid-state image sensor 1, 2 arranged with a pixel pitch shifted in the vertical direction. Each of the solid-state image sensors 1.2 used in this invention includes color filters C115, C216, and C317 having different spectral transmission characteristics, as shown in FIG.
and C418. That is, in the solid-state image sensor 1, each color filter C115 and C21 of vertical stripes are used.
Place 6. In the solid-state image sensor 2, four pixels in the second row and the second column are set as one unit, and the color filters C115 and 0216 are arranged in the first row, and the color filter C817 is arranged below the color filter C115 in the second row. , color filter C
Color filters C618 are arranged below the color filters 216 and 216, respectively. This four-pixel unit is arranged over the entire light-receiving surface of the solid-state image sensor 2.
また、各固体撮像素子1,2を垂直方向に、例えば固体
撮像素子2を1画素ピッチだけ上方にずらせて配置し、
駆動信号発生器3によりフィールドごとに片方の水平走
査線の位置を1本ずらせて読み出し、合成信号処理回路
4で各固体撮像素子1.2から同時に読み出された信号
を合成9色分離し、カラー信号として出力端子5より取
り出す。Further, the solid-state image sensors 1 and 2 are arranged vertically, for example, with the solid-state image sensor 2 shifted upward by one pixel pitch,
The driving signal generator 3 reads out the horizontal scanning lines by shifting the position of one horizontal scanning line by one field for each field, and the composite signal processing circuit 4 synthesizes and separates the signals read out simultaneously from each solid-state image sensor 1.2 into nine colors. It is taken out from the output terminal 5 as a color signal.
この動作を、第4図を用いて詳しく説明する。This operation will be explained in detail using FIG. 4.
第4図に示すように、各固体撮像素子1.2が相対的に
垂直方向に上画素ピッチだけずらせて配置され、例えば
奇数フィールドにおいては、固体撮像素子1のn番目の
水平走査線と、固体撮像素子2の(n−1)’番目の水
平走査線が同時に読み出され、偶数フィールドにおいて
は、固体撮像素子1のn番目の水平走査線と、固体撮像
素子2の(n′)番目の水平走査線が同時に読み出され
る。このように、駆動信号発生器3によって固体撮像素
子2の水平走査線がフィールドによ)1ラインずらして
読み出され、合成信号処理回路4で同時に読み出された
各固体撮像素子1,2の信号を合成するので、実効的な
走査線は同時に読み出された各固体撮像素子1,2の走
査線の中心位置となり、奇数フィールドの実効走査線と
偶数フィールドの実効走査線は2:1の完全インタレー
スを行うことができる。As shown in FIG. 4, the solid-state image sensors 1.2 are arranged relatively vertically shifted by the upper pixel pitch, and for example, in an odd field, the n-th horizontal scanning line of the solid-state image sensor 1, The (n-1)'th horizontal scanning line of the solid-state image sensor 2 is read out simultaneously, and in the even field, the n-th horizontal scanning line of the solid-state image sensor 1 and the (n')-th horizontal scanning line of the solid-state image sensor 2 are read out simultaneously. horizontal scan lines are read out simultaneously. In this way, the drive signal generator 3 reads out the horizontal scanning lines of the solid-state image sensor 2 with a shift of one line (depending on the field), and the composite signal processing circuit 4 reads out the horizontal scanning lines of the solid-state image sensor 2 that are read out simultaneously. Since the signals are combined, the effective scanning line is the center position of the scanning lines of each solid-state image sensor 1 and 2 that are read out at the same time, and the effective scanning line of the odd field and the effective scanning line of the even field have a ratio of 2:1. Fully interlaced.
次K、色信号処理については、例えば次のようにして行
われる。今、色フィルタ’C,15を黄(Yo)。The next K color signal processing is performed, for example, as follows. Now, set color filter 'C, 15 to yellow (Yo).
色フィルタC716をシアン(Cy)e色フィルタC3
17を緑(G)1色フィルタC418を透明(W)とす
ると、この場合の輝度信号Y及び色信号(R2B)は次
のような処理で得られ名。今、奇数フィールドとして固
体撮像素子1のn行目と固体撮像素子2の(n−1)’
行目、固体弾像素子1のn+1行目と固体撮像素子2の
(n′)行目を組み合わせて信号を取り出すと、得られ
るカラー信号の成分は第5図に示すようになる。この色
信号成分を、例えば第6図に示すような合成信号処理回
路41Cより信号処理をすれば、輝度信号Y=R千2G
十Bとなり、また、色信号(R,B)は変調成分より取
9出すことができ、IHディレィラインを用いて、n行
目の信号とn + 1行目の信号を同時化し、B信号は
変調成分そのものから、R信号はn行目の信号とn+1
行目の信号の差をとることによりそれぞれ得ることがで
きる。Change color filter C716 to cyan (Cy)e color filter C3
Assuming that 17 is green (G) and the one-color filter C418 is transparent (W), the luminance signal Y and color signal (R2B) in this case are obtained by the following processing. Now, as an odd field, the n-th row of solid-state image sensor 1 and (n-1)' of solid-state image sensor 2 are
When a signal is extracted by combining the (n+1)th row of the solid-state elastic image sensor 1 and the (n')th row of the solid-state image pickup device 2, the components of the resulting color signal are as shown in FIG. If this color signal component is subjected to signal processing by a composite signal processing circuit 41C as shown in FIG. 6, the luminance signal Y=R12G
In addition, the color signal (R, B) can be extracted from the modulation component, and by using an IH delay line, the signal of the n-th row and the signal of the n+1-th row are synchronized, and the B signal is obtained. is from the modulation component itself, so the R signal is the nth row signal and n+1
Each can be obtained by taking the difference between the signals in the row.
なお、上記実施例では、固体撮像素子1の縦ストライプ
の各色フィルタC115に黄(Yo)、C,16にシア
ン(Cy)を、固体撮像素子2の各色フィルタC115
に黄(Ye)、C,16にシアン(Cy)、Cs17に
緑(G)、C418に透明(’W)t−用いた場合につ
いて説明したが、他の色フィルタを用いた場合は、輝度
信号Y及び色信号(R,B)を得るための信号処理方式
が異なるだけで、上記実施例と同様の効果を奏する。In the above embodiment, yellow (Yo) is applied to each color filter C115 of the vertical stripes of the solid-state image sensor 1, cyan (Cy) is applied to C, 16, and each color filter C115 of the solid-state image sensor 2 is
We have explained the case where yellow (Ye) is used for C,16, cyan (Cy) for C,16, green (G) for Cs17, and transparent ('W)t- for C418, but when using other color filters, the brightness The same effects as in the above embodiments can be achieved, except that the signal processing method for obtaining the signal Y and the color signals (R, B) is different.
この発明は以上説明したとおり、カラー固体撮像装置に
おいて、縦ストライプの2色の色フィルタを有する固体
撮像素子と、4色の色フィルタを有する固体撮像素子と
を垂直方向に1画素ピッチずらせて配置し、一方の固体
撮像素子の水平走査線の読み出しをフィールドごとに1
ラインずらすようにしたので、2:1のインタレースを
行い、垂直方向に2倍の解像度(走査線)を持つカラー
の撮像が可能になり、また、各固体撮像素子の読み出し
は各フィールドで行われるから、フレーム残像と呼ばれ
る残像が発生しないなどの優れた効果を奏するものであ
る。As explained above, the present invention provides a color solid-state imaging device in which a solid-state imaging device having vertically striped two-color color filters and a solid-state imaging device having four-color color filters are arranged vertically shifted by one pixel pitch. The horizontal scanning line of one solid-state image sensor is read out once per field.
Since the lines are shifted, 2:1 interlacing is performed, making it possible to capture color images with twice the resolution (scanning lines) in the vertical direction.In addition, the readout of each solid-state image sensor is performed in each field. Because of this, excellent effects such as no occurrence of afterimages called frame afterimages can be achieved.
第1図はこの発明の一実施例であるカラー固体撮像装置
に用いる固体撮像素子を示す構成図、第2図は、第1図
のカラー固体撮像装置による撮像方式を示す構成図、第
3図は、第2図の撮像方式における構成要素である駆動
信号発生器の一例を示す構成図、第4図は、第2図の撮
像方式における動作を説明するための図、第5図は、第
2図の撮像方式によって得られるカラー信号の説明図、
第6図は、第2図の撮像方式における構成要素である合
成信号処理回路の一例を示す構成図、第7図は、従莱の
2枚の固体撮像素子を用いて高解像度化した撮像方式を
示す構成図である。
図において、1,2・・・固体撮像素子、3・・・駆動
信号発生器、4・・・合成信号処理回路、5・・・出力
端子、6・・・入射光学像、7・・・ハーフミラ−18
・・・全反射ミラー、11・・・画素、15〜18・・
・色フィルタC8〜C4,31・・・発振器、32・・
・同期信号発生器、33・・・分周器、34・・・水平
駆動信号発生器、35・・・フィールド判別器、36・
・・垂直駆動信号発生器、37・・・選択回路である。
なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。FIG. 1 is a configuration diagram showing a solid-state image sensor used in a color solid-state imaging device that is an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram showing an imaging method by the color solid-state imaging device of FIG. 1, and FIG. is a configuration diagram showing an example of a drive signal generator that is a component in the imaging method shown in FIG. 2, FIG. 4 is a diagram for explaining the operation in the imaging method shown in FIG. 2, and FIG. An explanatory diagram of a color signal obtained by the imaging method shown in FIG. 2,
FIG. 6 is a configuration diagram showing an example of a composite signal processing circuit that is a component of the imaging method shown in FIG. 2, and FIG. 7 is an imaging method with high resolution using two solid-state imaging devices FIG. In the figure, 1, 2... solid-state image sensor, 3... drive signal generator, 4... composite signal processing circuit, 5... output terminal, 6... incident optical image, 7... Half mirror 18
... Total reflection mirror, 11... Pixels, 15 to 18...
・Color filters C8 to C4, 31...Oscillator, 32...
- Synchronization signal generator, 33... Frequency divider, 34... Horizontal drive signal generator, 35... Field discriminator, 36.
. . . Vertical drive signal generator, 37 . . . Selection circuit. In each figure, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.
Claims (2)
画素ピッチの異なる位置に配置した2種類の縦ストライ
プの色フィルタC_1、C_2を有する第1の固体撮像
素子と、4種類の色フィルタC_1、C_2、C_3、
C_4を縦横各々2種類ずつモザイク状に配置した第2
の固体撮像素子との2枚の固体撮像素子を備え、この2
枚の固体撮像素子により光電変換し、各ライン走査時に
前記2枚の固体撮像素子の信号を得ると共に、フィール
ドごとにこの2枚の固体撮像素子の走査線の組み合わせ
を変えることにより、インタレースを行うようにしたこ
とを特徴とするカラー固体撮像装置。(1) An image that is optically divided into two halves in the vertical direction
A first solid-state image sensor having two types of vertical stripe color filters C_1 and C_2 arranged at positions with different pixel pitches, and four types of color filters C_1, C_2, C_3,
The second one, which has two types of C_4 arranged in a mosaic pattern each in the vertical and horizontal directions.
A solid-state image sensor and a solid-state image sensor are provided.
By performing photoelectric conversion using two solid-state image sensors, obtaining signals from the two solid-state image sensors during each line scan, and changing the combination of the scanning lines of these two solid-state image sensors for each field, interlacing is achieved. A color solid-state imaging device characterized by:
素子の2種類の縦ストライプの色フィルタC_1が黄(
Y_e)、色フィルタC_2がシアン(Cy)でそれぞ
れ構成され、他方の固体撮像素子の4種類の色フィルタ
C_1が黄(Y_e)、色フィルタC_2がシアン(C
y)、色フィルタC_3が緑(G)、色フィルタC_4
が透明(W)でそれぞれ構成されたものを用いたことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載のカラー固体撮像
装置。(2) Among the two solid-state image sensors, two types of vertical stripe color filters C_1 of one solid-state image sensor are yellow (
Y_e), the color filter C_2 is made of cyan (Cy), the four types of color filters C_1 of the other solid-state image sensor are made of yellow (Y_e), and the color filter C_2 is made of cyan (Cy).
y), color filter C_3 is green (G), color filter C_4
2. The color solid-state imaging device according to claim 1, wherein the color solid-state imaging device is made of transparent (W).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60077038A JPS61234686A (en) | 1985-04-11 | 1985-04-11 | Color solid-state image pickup device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60077038A JPS61234686A (en) | 1985-04-11 | 1985-04-11 | Color solid-state image pickup device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61234686A true JPS61234686A (en) | 1986-10-18 |
Family
ID=13622594
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60077038A Pending JPS61234686A (en) | 1985-04-11 | 1985-04-11 | Color solid-state image pickup device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61234686A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2014083836A1 (en) * | 2012-11-30 | 2017-01-05 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Condensing device, solid-state imaging device, and imaging device |
-
1985
- 1985-04-11 JP JP60077038A patent/JPS61234686A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPWO2014083836A1 (en) * | 2012-11-30 | 2017-01-05 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Condensing device, solid-state imaging device, and imaging device |
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