JPS63226188A - Solid-state image pickup device - Google Patents
Solid-state image pickup deviceInfo
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- JPS63226188A JPS63226188A JP61298131A JP29813186A JPS63226188A JP S63226188 A JPS63226188 A JP S63226188A JP 61298131 A JP61298131 A JP 61298131A JP 29813186 A JP29813186 A JP 29813186A JP S63226188 A JPS63226188 A JP S63226188A
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Landscapes
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は単一の固体撮像素子と、その受光画素に対応さ
せた色フィルタを用いて、カラー信号を得ることができ
る固体撮像装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a solid-state imaging device that can obtain color signals using a single solid-state imaging device and color filters corresponding to its light-receiving pixels. .
従来の技術
31・−/
固体撮像素子を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ジョン信号を
得る方法を第5図を用いて説明する。Prior Art 31.-/ A method of obtaining a color television signal by arranging one solid-state image sensor and color filters corresponding to its light-receiving pixels will be described with reference to FIG.
第5図において、2次元に配された受光画素41に対応
してaラインでは第1の受光画素には緑色光透過フィル
タ(以下Gと略)6o、水平方向の次の受光画素にはマ
ゼンタ色光透過フィルタ(以下Maと略)61を交互に
順次配タルた第1の色フィルタ列を、bラインでは第1
の受光画素にはシアン色光透過フィルタ(以下Cyと略
)62.水平方向の次の受光画素には黄色光透過フィル
り(以下Yと略)63′f:交互に順次配列した色フィ
ルタ列を、奇数番目の各水平ラインはaラインの色フィ
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ラインの色フイルり及ヒbラインとカラーフィ
ルタの配列を反転して西己夕1]シた色フィルタ列を交
互に配置している。In FIG. 5, corresponding to the light-receiving pixels 41 arranged two-dimensionally, in line a, the first light-receiving pixel has a green light transmitting filter (hereinafter abbreviated as G) 6o, and the next light-receiving pixel in the horizontal direction has a magenta filter. A first color filter row in which colored light transmitting filters (hereinafter abbreviated as Ma) 61 are arranged in sequence is arranged in the b line.
A cyan light transmission filter (hereinafter abbreviated as Cy) 62. The next light-receiving pixel in the horizontal direction has a yellow light transmitting filter (hereinafter abbreviated as Y) 63'f: Color filter rows are arranged alternately in sequence, and each odd-numbered horizontal line is the same color filter row as the a-line color filter row. For the even-numbered horizontal lines, the color filter rows of the b-line and the b-line and color filter arrays are inverted and arranged alternately.
また図においてn(ハ)は奇数フィールドは偶数フィー
ルドを示している。Further, in the figure, n (c) indicates an odd field and an even field.
上記の構成の色フィルタと固体撮像素子の組み合わせに
よる固体撮像素子の出力信号からカラーテレビジョン信
号を得る方法を次に説明する。Next, a method for obtaining a color television signal from an output signal of a solid-state image sensor using a combination of a color filter and a solid-state image sensor configured as described above will be described.
本カラー化方式に用いる固体撮像素子は、隣接した2つ
の水平ラインを同時に水平走査し、ホトダイオードへの
信号蓄積時間と垂直走査時間を同一にしてフレーム残像
が発生しないような走査方法としている。隣接した2つ
の水平ラインを同時に水平走査する方法としては、垂直
方向に隣接したホトダイオードの信号電荷を混合した後
読み出す方法や、2つの信号読み出し部によシ各々の水
平ラインの信号を読み出す方法とがある。The solid-state image sensor used in this colorization method horizontally scans two adjacent horizontal lines at the same time, and uses a scanning method in which the signal accumulation time in the photodiode and the vertical scanning time are made the same to prevent frame afterimages from occurring. Methods for horizontally scanning two adjacent horizontal lines at the same time include a method in which the signal charges of vertically adjacent photodiodes are mixed and then read out, and a method in which the signals of each horizontal line are read out using two signal readout sections. There is.
上記の構成による撮像素子とカラーフィルタの組み合わ
せで、垂直方向に隣接した2つの水平ラインのホトダイ
オードの信号電荷を混合した後水平走査を行って得られ
た信号からカラーテレビジョン信号を得る方法を第4図
、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. This will be explained using FIGS. 4 and 6.
第5図において、第1フイールドn(8)は、a。In FIG. 5, the first field n(8) is a.
b水平ラインのホトダイオードを混合して読み出す。そ
の信号Snは、
Sn”” ((G十〇y)+(Ma十Y,月十((G十
〇y)−(Ma十Yo) )5ifiωt
=( 2 R+3G+2B )+(G−2R )sit
+ωt−−(1)式となり、第1フイールドn +1(
ハ)は、c,dの水平ラインのホトダイオードを混合し
て読み出す。b The photodiodes of the horizontal line are mixed and read out. The signal Sn is,
+ωt−-(1), and the first field n +1(
c) The photodiodes of the horizontal lines c and d are mixed and read out.
その信号Sn+1は、
Sn+1−( (G+Yo) +(Ma十〇y) )+
4(G+Y,)( Ma十〇, ) )sinωt
=(2R+3G+2B)+(G=2B)sinωt・・
・・・・(2)式
(1)式、(2)式から明らかなように、Sn,Sn+
1ともにその低域信号S は、B =sG+2R+2
Bであy y
す、また色フィルタにより空間変調された色信号成分は
Snからは、Sn= ( G−2R )sinωt,S
n+1からはSn+1= ( G−2 B ) sin
ωtで表される色差成分が得られる。The signal Sn+1 is Sn+1-((G+Yo)+(Ma10y))+
4(G+Y,) (Ma 〇, )) sinωt = (2R+3G+2B)+(G=2B) sinωt・・
...(2) As is clear from equations (1) and (2), Sn, Sn+
1, the low frequency signal S is B = sG + 2R + 2
In addition, the color signal component spatially modulated by the color filter is obtained from Sn as Sn=(G-2R)sinωt,S
From n+1, Sn+1= (G-2 B) sin
A color difference component represented by ωt is obtained.
l−7
第4図は,前B己固体撮像素子出力信号から輝度信号、
及び色信号を得るための信号処理回路の概要を示すもの
である。第4図において、41は前記色フィルタを備え
た固体撮像素子、42はガンマ補正回路、4’3 、’
a 4ハローバスフィルタ、46はバンドパスフィルタ
、46は同期検波回路、47はホワイトバランス補正回
路、48は1水平期間遅延回路、49はラインスイッチ
、5oはカラーエンコーダ、ε1はNTSC信号出力端
子、52は同期信号発生器、53は固体撮像素子の駆動
パルス及び信号処理用パルス発生器、54は駆動パルス
、65は同期検波用基準信号、66はラインスイッチ信
号、57は同期信号、58はローパスフィルターである
。l-7 Figure 4 shows the brightness signal,
and a signal processing circuit for obtaining color signals. In FIG. 4, 41 is a solid-state image sensor equipped with the color filter, 42 is a gamma correction circuit, and 4'3,'
a 4 halo bass filter, 46 is a band pass filter, 46 is a synchronous detection circuit, 47 is a white balance correction circuit, 48 is a 1 horizontal period delay circuit, 49 is a line switch, 5o is a color encoder, ε1 is an NTSC signal output terminal, 52 is a synchronizing signal generator, 53 is a pulse generator for driving pulses and signal processing of the solid-state image sensor, 54 is a driving pulse, 65 is a reference signal for synchronous detection, 66 is a line switch signal, 57 is a synchronizing signal, 58 is a low pass It's a filter.
次に動作について説明する。固体撮像素子41から出力
される信号は,ガンマ補正回路42によって変調色信号
と低域信号とを同時にガンマ補正している。ガンマ補正
された信号は、ローノくスフィルタ(以下LPFと略)
13によって高周波成分(変調色信号成分冷除去し低域
成分のみを分離し輝7ペー。Next, the operation will be explained. The signal output from the solid-state image sensor 41 is subjected to gamma correction at the same time for the modulated color signal and the low frequency signal by the gamma correction circuit 42. The gamma-corrected signal is passed through a ronox filter (hereinafter abbreviated as LPF).
13, the high frequency component (modulated color signal component) is cold removed and only the low frequency component is separated.
度信号としてエンコーダ5oへ供給する。一方、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ト
パスフィルタ(以下BPFと略)45では、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。It is supplied to the encoder 5o as a degree signal. On the other hand, a bandpass filter (hereinafter abbreviated as BPF) 45 whose center passband is the repetition frequency of the color filter separates the color signal components modulated by the color filter.
すなわちSnの信号からは(G−2R)sinωtの成
分を、Sn+1の信号からは(G−2B)sinωtの
成分を分離する。BPF46により分離されたカラーキ
ャリアは同期検波回路46によりパルス発生器53から
入力される検波用基準信号55によって同期検波され、
LPFssにより高域成分を除−去し、(G−2R)及
び(G−2B)の色差信号を得る。That is, the (G-2R) sin ωt component is separated from the Sn signal, and the (G-2B) sin ωt component is separated from the Sn+1 signal. The color carriers separated by the BPF 46 are synchronously detected by the synchronous detection circuit 46 using the detection reference signal 55 inputted from the pulse generator 53.
High-frequency components are removed by LPFss to obtain (G-2R) and (G-2B) color difference signals.
同期検波回路46から出力された色差信号はホワイトバ
ランス補正回路47によって、LPF44で色差信号と
同一周波数帯域とした狭帯域の輝度信号全加算及び減算
することによりホワイレ(ランス補正を行う。ホワイト
バランス補正された色差信号は一水平期間遅延回路48
とラインスイッチ49とにより構成する同時化回路によ
って、ライン順次の色差信号を同時化して、全部の水平
期間でホワイトバランス補正された(G−2R)′。The color difference signal outputted from the synchronous detection circuit 46 is processed by the white balance correction circuit 47, and the LPF 44 performs white balance correction by fully adding and subtracting a narrow band luminance signal that has the same frequency band as the color difference signal.White balance correction The resulting color difference signal is sent to the one horizontal period delay circuit 48.
The line-sequential color difference signals are synchronized by a synchronization circuit constituted by a line switch 49 and a line switch 49, and the white balance is corrected in the entire horizontal period (G-2R)'.
(G−2R)’の2個の色差信号を出力し、エンコーダ
5oへ供給する。エンコーダ6oでは同期信号発生器5
2から供給される副搬送波により色差信号を変調し、ク
ロマ信号を形成すると共に、輝度信号及び同期信号等を
混合して出力端子51からNTSC信号を選出している
。パルス発生器53は、同期信号67により同期信号発
生器52と同期をとって固体撮像素子の駆動パルス54
.検波基準信号56.ラインスイッチパルス56等の各
種パルスを発生している。Two color difference signals (G-2R)' are output and supplied to the encoder 5o. In encoder 6o, synchronization signal generator 5
The color difference signal is modulated by the subcarrier supplied from 2 to form a chroma signal, and a luminance signal, a synchronization signal, etc. are mixed, and an NTSC signal is selected from an output terminal 51. The pulse generator 53 synchronizes with the synchronization signal generator 52 using a synchronization signal 67 and generates drive pulses 54 for the solid-state image sensor.
.. Detection reference signal 56. Various pulses such as a line switch pulse 56 are generated.
発明が解決しようとする問題点
前述のような構成の固体撮像素子では、色フィルタに鴇
、G、Yo、07色光透過フィルタを使用するために色
フィルタを製造する際に、3色のフィルタ(Yo、Cy
2Ma透過)が必要となるので色フィルタの製造工程が
複雑であり、フィルタのコストが高くなること、及び信
号処理回路において、色フィルタによって変調された変
調色信号成分を、BPFにより分離して処理しているた
めに、固体撮像装置の小型化、軽量化の点で問題がある
等の欠点を有している。Problems to be Solved by the Invention In the solid-state image sensor having the above-mentioned configuration, when manufacturing the color filter to use the Toki, G, Yo, and 07 color light transmitting filters, three color filters ( Yo, Cy
2Ma transmission) is required, which complicates the manufacturing process of the color filter and increases the cost of the filter.In addition, in the signal processing circuit, the modulated color signal component modulated by the color filter is separated and processed by BPF. Therefore, it has drawbacks such as problems in reducing the size and weight of solid-state imaging devices.
9へ一/
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、新しい構
成の色フィルタにより、色フィルタ製造上のコストを低
域させると共に、固体撮像素子出力信号のS/N比の向
上を計ること、及び信号処理回路でも、BPFを使用し
ない簡単な構成の回路により色信号の分離を行うことに
より、小型、軽量化した固体撮像装置を提供することを
目的としている。To 9/ The present invention has been made in view of the above points, and uses a color filter with a new configuration to lower the manufacturing cost of the color filter and to improve the S/N ratio of the output signal of a solid-state image sensor. The object of the present invention is to provide a solid-state imaging device that is compact and lightweight by separating color signals using a simple circuit that does not use a BPF in the measurement and signal processing circuit.
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、二次元に配された
複数の受光画素に対応して水平方向に全色光透過フィル
タと緑色光透過フィルタを繰り返した第1の色フィルタ
列と、水平方向にシアン色光透過フィルタと黄色光透過
フィルタを繰り返した第2の色フィルタ列と、受光画素
の垂直方向に前記第1及び第2の色フィルタ列を順次繰
り返し、且つ第1又は第2の色フイルり列の一方は水平
ライン毎に色フィルタの配列を反転した構成の色フィル
タを備えた固体撮像素子と、該固体撮像素子出力信号を
各々異なる1水平画素おきにサンプル10 1、−>
ホールドする2個のサンプルホールド回路と、サンプル
ホールドされた2個の信号を減算して色信号を得る減算
器と、ローパスフィルタにより不要な高域成分を除去し
,線順次色信号を同時化色信号に変換する一水千期間遅
延回路とラインスイッチとからなる同時化回路と、同時
化色信号の振幅調整を行う2個の利得制御回路と、輝度
信号、色信号と同一周波数帯域を有する狭帯域輝度信号
、及び色信号を各々ガンマ補正するガンマ補正回路と、
ガンマ補正された色信号と狭帯域輝度信号とを減算する
減算回路とにより構成し、2個の減算回路出力信号から
2個の色差信号を、固体撮像素子出力信号からローパス
フィルタにより変調色信号成分を除去して輝度信号をそ
れぞれ得るものである。Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a first method in which all-color light transmission filters and green light transmission filters are repeated in the horizontal direction corresponding to a plurality of light-receiving pixels arranged two-dimensionally. a second color filter row in which a cyan light transmitting filter and a yellow light transmitting filter are repeated in the horizontal direction, and the first and second color filter rows are sequentially repeated in the vertical direction of the light receiving pixel, and One of the first or second color filter arrays includes a solid-state image sensor equipped with a color filter in which the arrangement of color filters is reversed for each horizontal line, and output signals of the solid-state image sensor are transmitted every different horizontal pixel. Sample 10 1, -> Two sample-and-hold circuits to hold, a subtracter that subtracts the two sample-and-held signals to obtain a color signal, and a low-pass filter to remove unnecessary high-frequency components and line-sequentially A synchronization circuit consists of a one-time period delay circuit and a line switch that converts color signals into synchronized color signals, two gain control circuits that adjust the amplitude of the synchronized color signals, a luminance signal, a color signal, and a line switch. a gamma correction circuit that performs gamma correction on a narrowband luminance signal and a color signal each having the same frequency band;
It consists of a subtraction circuit that subtracts a gamma-corrected color signal and a narrowband luminance signal, and two color difference signals are obtained from the output signals of the two subtraction circuits, and modulated color signal components are obtained from the output signal of the solid-state image sensor using a low-pass filter. are removed to obtain the respective luminance signals.
作 用
本発明は前記の構成により、固体撮像素子の受光画一上
に2次元に配列する色フイルりに、全色光透過フィルタ
、緑色光透過フィルタ、シアン色光透過フィルタ、黄色
光透過フィルタを使用して11 ベーン
いる。このため色フィルタを製造する際に、シアン及び
黄色光透過フィルタの2色で構成できるので、製造が容
易であり且つ製造工程が簡単にできるので安価になる。According to the above configuration, the present invention uses a full-color light transmitting filter, a green light transmitting filter, a cyan light transmitting filter, and a yellow light transmitting filter in the color filter arranged two-dimensionally on the light receiving area of the solid-state image sensor. Then there are 11 vanes. Therefore, when manufacturing a color filter, it can be constructed with two colors, cyan and yellow light transmitting filters, making it easy to manufacture and simplifying the manufacturing process, resulting in low cost.
また信号処理回路では、固体撮像素子出力信号を2個の
サンプルホールド回路により各々異なる1画素おきにサ
ンプルホールドし、このサンプルホールド出力2信号を
減算して線順次色信号を得ている。また前記線順次色信
号を同時化回路により同時化して2個の色信号を形成し
た後に、色信号及び輝度信号にそれぞれガンマ補正する
ことにより、色信号の再現性を向上させると共に、固体
撮像装置の小形、軽量化を図るものである。Further, in the signal processing circuit, two sample-hold circuits sample and hold the output signal of the solid-state image sensor at every other different pixel, and subtract the two sample-and-hold output signals to obtain a line-sequential color signal. Furthermore, after the line-sequential color signals are synchronized by a synchronization circuit to form two color signals, the color signal and the luminance signal are each subjected to gamma correction, thereby improving the reproducibility of the color signals and improving the performance of the solid-state imaging device. The aim is to make it smaller and lighter.
実施例
第1図は本発明の固体撮像装置の実施例を示すブロック
図である。第1図において、1は第2図に示した色フィ
ルタを備えた固体撮像素子、2はLPF、3はL P
F、 4.5はサンプルホールド回路、6は減算回路、
7はLPF、8は一水平期間遅延回路。Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the solid-state imaging device of the present invention. In FIG. 1, 1 is a solid-state image sensor equipped with the color filter shown in FIG. 2, 2 is an LPF, and 3 is an L P
F, 4.5 is a sample hold circuit, 6 is a subtraction circuit,
7 is an LPF, and 8 is a one horizontal period delay circuit.
9はラインスイッチ、10.11はホワイトバランス補
正用利得制御回路、12,13,14.15はガンマ補
正回路、16.17は減算回路、18はカラーエンコー
ダ、19はNTSC信号出力端子、20は固体撮像素子
の駆動パルス、21.22はサンプリングパルス、23
はラインスイッチパルス、24は同期信号、25は同期
信号発生器、26ハハルス発生器である。9 is a line switch, 10.11 is a gain control circuit for white balance correction, 12, 13, 14.15 is a gamma correction circuit, 16.17 is a subtraction circuit, 18 is a color encoder, 19 is an NTSC signal output terminal, 20 is a Driving pulse for solid-state image sensor, 21.22 is sampling pulse, 23
2 is a line switch pulse, 24 is a synchronization signal, 25 is a synchronization signal generator, and 26 is a Hahals generator.
第2図を用いてまず固体撮像素子1について説明する。First, the solid-state image sensor 1 will be explained using FIG. 2.
第2図において、2次元に配された受光画素31に対応
してaラインでは第1の受光画素には全色光透過フィル
タ(以下Wと略)27.水平方向の次の受光画素には緑
色光透過フィルタ28を交互に順次配列した第1の色フ
ィルタ列を、bラインでは第1の受光画素は黄色光透過
フィルタ29.水平方向の次の受光画素にはシアン色光
透過フィルタ3oを交互に順次配列した色フィルタ列を
、奇数番目の各水平ラインはaラインの色フィルタ列と
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水
平方向での配列を逆に13’\−ノ
した色フィルタ列を交互に配置している。また図におい
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。In FIG. 2, corresponding to the two-dimensionally arranged light-receiving pixels 31, the first light-receiving pixel in the a-line has a full color light transmitting filter (hereinafter abbreviated as W) 27. The next light-receiving pixel in the horizontal direction is equipped with a first color filter row in which green light transmitting filters 28 are arranged alternately, and in the b line, the first light-receiving pixel is equipped with a yellow light transmitting filter 29 . The next light-receiving pixel in the horizontal direction has a color filter row in which cyan light transmitting filters 3o are arranged alternately in sequence, each odd-numbered horizontal line has the same arrangement as the color filter row of the a line, and for even-numbered horizontal lines is, b
Line color filters and color filter rows in which the horizontal arrangement of the b-line and color filters are reversed by 13'\- are alternately arranged. In the figure, n (c) indicates an odd field, and n (c)' indicates an even field.
上記の構成の色フィルタと固体撮像素子の組み合わせに
よる固体撮像素子の駆動方法について次に説明する。Next, a method of driving a solid-state image sensor using the combination of the color filter and the solid-state image sensor configured as described above will be described.
本発明に用いる固体撮像素子は、隣接した2つの水平ラ
インのホトダイオードの信号電荷を混合した後に水平走
査を行っており、ホトダイオードへの信号蓄積時間と垂
直走査時間とを同一にしてフレーム残像を発生しないよ
うな走査方法としている。The solid-state image sensor used in the present invention performs horizontal scanning after mixing the signal charges of photodiodes in two adjacent horizontal lines, and generates frame afterimages by making the signal accumulation time in the photodiodes and vertical scanning time the same. The scanning method is such that it does not
第2図において、第1フイールドn(ハ)はa、bの水
平ラインのホトダイオードを混合して読み出す。その信
号Snは、
5n=((W+Y、)+(G十〇y))+((W十Y。In FIG. 2, the first field n (c) reads out the mixed photodiodes of horizontal lines a and b. The signal Sn is 5n=((W+Y,)+(G10y))+((W10Y).
)−(G+(y) ) sinωt
=(4G−1−2R+2B)+2RSinωt −−
−−−−(3)式となり、第1フイールドn +1に)
では、c、dの水平ラインのホトダイオードを混合して
読み出す。その信号Sn+1は、
Sn+1=((W+ C,)+(G+Yo) )+((
W十〇、)(G+Yo)Jsi口ωt
=4G+2R+2Bsinωt −−−−・
−(4)式となる。(3)式、(4)式から明らかな様
に、SフSn+1ともに 低域信号SYは、5Y=4G
+2R+2Bであり、色信号成分はSnからは(2R)
sinωt。)−(G+(y)) sinωt = (4G−1−2R+2B)+2RSinωt −−
--- Formula (3) becomes, and the first field n + 1)
Now, the photodiodes of horizontal lines c and d are mixed and read out. The signal Sn+1 is as follows: Sn+1=((W+C,)+(G+Yo))+((
W 10, ) (G + Yo) Jsi mouth ωt = 4G + 2R + 2B sin ωt −−−−・
−(4) is obtained. As is clear from equations (3) and (4), the low frequency signal SY for both S and Sn+1 is 5Y=4G
+2R+2B, and the color signal component is (2R) from Sn.
sinωt.
Sn+1からは(2B ) sinωtで表される2つ
の変調色信号が線順次信号として得られる。From Sn+1, two modulated color signals expressed as (2B) sinωt are obtained as line sequential signals.
次に前記固体撮像素子出力信号から、輝度信号及び、色
差信号を得るための信号処理回路の動作について説明す
る。固体撮像素子1から出力される信号はローパスフィ
ルタ2に供給され高調波成分(変調色信号成分)を除去
し低域成分のみを分離し輝度信号としている。輝度信号
はガンマ補正回路12にエリガンマ補正してカラーエン
コーダへ供給する。又前記固体撮像素子1の出力信号は
、サンプルホールド回路4,5へ入力される。この15
ヘ−7
サンプルホールド回路はパルス発生器26から入力され
る繰り返し周波数が色フィルタの繰り返し周波数と同一
で且つ、位相が180度異l9たサンプリングパルス2
1.22により各々駆動され、各々異なる一水平画素信
号おきにサンプルホールドしている。Next, the operation of the signal processing circuit for obtaining a luminance signal and a color difference signal from the output signal of the solid-state image sensor will be explained. The signal output from the solid-state image pickup device 1 is supplied to a low-pass filter 2, which removes harmonic components (modulated color signal components) and separates only low-frequency components to produce a luminance signal. The luminance signal is subjected to e-gamma correction in a gamma correction circuit 12 and then supplied to a color encoder. Further, the output signal of the solid-state image sensor 1 is input to sample and hold circuits 4 and 5. This 15
H-7 The sample hold circuit uses a sampling pulse 2 whose repetition frequency input from the pulse generator 26 is the same as that of the color filter, and whose phase is different by 180 degrees.
1.22, and samples and holds every different horizontal pixel signal.
サンプリングパルス21と22との関係を第3図に示す
。第3図において、時間Tは色フィルタの繰り返し周波
数に相当する。サンプルホールド回路4からは、n(E
(>では(W+Yo) 、 n+1(8)では(W−1
−Cア)が、一方すンプルホールド回路5からは、nn
では(Ci+C,)が、n−1−1@では(Ci十Ye
lがそれぞれ出力され、この2回路の出力信号を減算回
路6により減算することによって、n(ハ)では(W+
Yo)−(G+Cy)=2Rが、n +1 (8)では
、(W+C)−(G+Yo)=2Hの信号が高調波成分
と共に出力される。この信号をLPF 7によって高
域成分を除去し、色信号として、n(ハ)ではRを、n
−)−1(至)ではBの信号をそれぞれ得る。この線I
I次倍信号同時信号に変換するために一水千期間遅延回
路8とラインスイッチ9によって構成する同時化回路へ
入力する。ラインスイッチ9では、−水子期間遅延回路
8の出力信号と、LPF7との2信号を入力信号とし、
ラインスイッチパルス23により制御しR,Bの2信号
を同時に出力する。The relationship between sampling pulses 21 and 22 is shown in FIG. In FIG. 3, time T corresponds to the repetition frequency of the color filter. From the sample hold circuit 4, n(E
(> is (W+Yo), n+1 (8) is (W-1
-Ca), while from the sample hold circuit 5, nn
Then (Ci+C,) is n-1-1@(Ci+Ye
By subtracting the output signals of these two circuits by the subtraction circuit 6, (W+
Yo)-(G+Cy)=2R is n+1 (8) In (8), a signal of (W+C)-(G+Yo)=2H is output together with harmonic components. The high-frequency components of this signal are removed by LPF 7, and R is used as a color signal.
-) -1 (to), the signals of B are obtained respectively. This line I
The signal is input to a synchronization circuit constituted by a one-time period delay circuit 8 and a line switch 9 in order to convert the I-order signal into a simultaneous signal. The line switch 9 uses two signals, the output signal of the -mizuko period delay circuit 8 and the LPF 7, as input signals,
It is controlled by the line switch pulse 23 and outputs two signals, R and B, at the same time.
R,Bの色信号はホワイトバランス補正用の利得制御回
路10.11によりそれぞれ所定の振幅に調整した後に
、ガンマ補正回路14.15に各々入力される。ガンマ
補正されたR9B9信号は減算回路16.17に入力し
ており、固体撮像素子出力信号からLPF3によって分
離した色信号と同一周波数帯域を有する狭帯域輝度信号
をガンマ補正回路13によってガンマ補正した信号とそ
れぞれ減算することにより、R−Y及びB−Yの色差信
号を形成している。この色差信号はカラーエンコーダ1
8に入力し、色副搬送波によって変調し、クロマ信号に
変換した後に、前述の輝度信号や、同期信号発生器25
から入力される同期信号等を混合し、出力端子19から
NTSC信号として送出する。The R and B color signals are respectively input to gamma correction circuits 14.15 after being adjusted to predetermined amplitudes by gain control circuits 10.11 for white balance correction. The gamma-corrected R9B9 signal is input to the subtraction circuits 16 and 17, and the narrowband luminance signal having the same frequency band as the color signal separated from the solid-state image sensor output signal by the LPF 3 is gamma-corrected by the gamma correction circuit 13. By subtracting these, R-Y and B-Y color difference signals are formed. This color difference signal is sent to color encoder 1
8, is modulated by the color subcarrier, and converted into a chroma signal, and then outputted to the luminance signal and synchronization signal generator 25.
The synchronization signals and the like inputted from the mixer are mixed and sent out from the output terminal 19 as an NTSC signal.
17ベー。17 be.
なお実施例では、色フィルタとして第2図に示す様にb
列のフィルタ配列を、水平ライン毎に反転した構成とし
たが、a列のフィルタを水平ライン毎に反転しても何ら
差しつかえない。In the embodiment, as a color filter, b is used as shown in FIG.
Although the arrangement of filters in columns is inverted for each horizontal line, there is no problem even if the filters in column a are inverted for each horizontal line.
発明の効果
以上述べてきたように、本発明によれば色フィルタを黄
色光透過フィルタ及びシアン色光透過フィルタの2色フ
ィルタで構成するために、製造工程を簡略化するので安
価にでき名と共に、全色光透過フィルタを使用すること
により入射光の利用率がよくなり輝度信号のS/N比を
向上させるので良好な画質を得ることができる。また信
号処理回路において、色信号の分離にサンプルホールド
回路を使用することにより固体撮像装置の小型、軽量化
を計ることができる。さらにガンマ補正をR,B信号に
より行うために色再現性が向上する等、実用上きわめて
有用である。Effects of the Invention As described above, according to the present invention, since the color filter is composed of two color filters, a yellow light transmitting filter and a cyan light transmitting filter, the manufacturing process is simplified, so that it can be made at low cost, and By using the all-color light transmission filter, the utilization rate of incident light is improved and the S/N ratio of the luminance signal is improved, so that good image quality can be obtained. Furthermore, by using a sample hold circuit to separate color signals in the signal processing circuit, the solid-state imaging device can be made smaller and lighter. Furthermore, since gamma correction is performed using R and B signals, color reproducibility is improved, which is extremely useful in practice.
第1図は本発明における固体撮像装置の一実施例のブロ
ック図、第2図は同実施例における固体18 l、−
撮像素子の画素と色フィルタとの関係を示す模式図、第
3図は第1図の実施例におけるサンプリングパルスの関
係を示す波形図、第4図は従来の固体撮像装置を示すブ
ロック図、第6図は第4図の従来例における固体撮像素
子の画素と色フィルタとの関係を示す模式図である。
1・・・・・・固体撮像素子、2,3・・・・・・LP
F、 4 、5・・・・・・サンプルホールド回路、6
・・・・・・減算回路、10.11・・・・・・利得制
御回路、12 、13 、14゜15・・・・・・ガン
マ補正回路、26・・・・・・ノくルス発生器、27・
・・・・・全色光透過フィルタ、28・・・・・緑色光
透過フィルタ、29・・・・・・黄色光透過フィルタ、
30・・・・・・シアン色光透過フィルタ。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing the relationship between the pixels of the solid-state image sensor and color filters in the same embodiment, and FIG. FIG. 1 is a waveform diagram showing the relationship between sampling pulses in the embodiment, FIG. 4 is a block diagram showing a conventional solid-state imaging device, and FIG. 6 is a diagram showing the relationship between pixels and color filters of the solid-state imaging device in the conventional example shown in FIG. FIG. 1... Solid-state image sensor, 2, 3... LP
F, 4, 5...Sample and hold circuit, 6
...Subtraction circuit, 10.11...Gain control circuit, 12, 13, 14゜15...Gamma correction circuit, 26...Nox generation Vessel, 27・
...Full color light transmission filter, 28 ... Green light transmission filter, 29 ... Yellow light transmission filter,
30...Cyan color light transmission filter.
Claims (1)
全色光透過フィルタと緑色光透過フィルタを繰り返した
第1の色フィルタ列と、水平方向にシアン色光透過フィ
ルタと黄色光透過フィルタを繰り返した第2の色フィル
タ列と、受光画素の垂直方向に前記第1及び第2の色フ
ィルタ列を、順次繰り返し且つ、第1又は第2の色フィ
ルタ列の一方を水平ライン毎に色フィルタの配列を反転
した構成の色フィルタを備えた固体撮像素子と、前記固
体撮像素子の隣接した2つの水平ラインを実質的に同時
に走査して垂直方向に隣接したホトダイオードの信号電
荷を混合して出力する駆動回路と、撮像素子出力信号の
変調色信号中心周波数以下の周波数帯域に帯域制限して
輝度信号を得る第1のローパスフィルタと、撮像素子出
力信号を各々異なる1水平画素おきにサンプルホールド
する2個のサンプルホールド回路と、2個のサンプルホ
ールド回路出力信号を減算して色信号を得る第1の減算
回路と、減算回路出力の線順次色信号を同時化色信号に
変換する同時化回路と、同時化された色信号の振幅調整
を行う利得制御回路と、撮像素子出力信号から該色信号
と同一帯域の輝度信号を得る第3のローパスフィルタと
、前記第1及び第3のローパスフィルタ出力輝度信号と
利得制御回路出力色信号とにそれぞれガンマ補正を行う
ガンマ補正回路と、ガンマ補正された2個の色信号と該
色信号と同一帯域を有する輝度信号とをそれぞれ減算し
て2つの色差信号を得る第2の減算回路とを備えたこと
を特徴とする固体撮像装置。A first color filter row in which full color light transmission filters and green light transmission filters are repeated in the horizontal direction corresponding to a plurality of light receiving pixels arranged two-dimensionally, and a cyan color light transmission filter and a yellow light transmission filter in the horizontal direction. The repeated second color filter row and the first and second color filter rows are sequentially repeated in the vertical direction of the light-receiving pixel, and one of the first or second color filter row is replaced with a color filter for each horizontal line. a solid-state imaging device equipped with a color filter having a configuration in which the arrangement of the solid-state imaging device is reversed, and two adjacent horizontal lines of the solid-state imaging device are scanned substantially simultaneously, and signal charges of vertically adjacent photodiodes are mixed and output. a first low-pass filter that obtains a luminance signal by band-limiting the frequency band to a frequency band below the modulation color signal center frequency of the image sensor output signal; and a first low-pass filter that samples and holds the image sensor output signal for every different horizontal pixel. Two sample and hold circuits, a first subtraction circuit that obtains a color signal by subtracting the output signals of the two sample and hold circuits, and a synchronization circuit that converts the line sequential color signal output from the subtraction circuit into a synchronized color signal. a gain control circuit that adjusts the amplitude of the synchronized color signal; a third low-pass filter that obtains a luminance signal in the same band as the color signal from the image sensor output signal; and the first and third low-pass filters. A gamma correction circuit performs gamma correction on the output luminance signal and the gain control circuit output color signal, respectively, and subtracts the two gamma-corrected color signals and the luminance signal having the same band as the color signal to generate two gamma correction circuits. A solid-state imaging device comprising: a second subtraction circuit that obtains a color difference signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61298131A JPS63226188A (en) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | Solid-state image pickup device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61298131A JPS63226188A (en) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | Solid-state image pickup device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63226188A true JPS63226188A (en) | 1988-09-20 |
Family
ID=17855583
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61298131A Pending JPS63226188A (en) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | Solid-state image pickup device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63226188A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02135996A (en) * | 1988-11-17 | 1990-05-24 | Sony Corp | Chrominance signal processing circuit |
JPH02305194A (en) * | 1989-05-19 | 1990-12-18 | Canon Inc | Video signal processor |
JPH02312483A (en) * | 1989-05-29 | 1990-12-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Video camera equipment |
-
1986
- 1986-12-15 JP JP61298131A patent/JPS63226188A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02135996A (en) * | 1988-11-17 | 1990-05-24 | Sony Corp | Chrominance signal processing circuit |
JPH02305194A (en) * | 1989-05-19 | 1990-12-18 | Canon Inc | Video signal processor |
JPH02312483A (en) * | 1989-05-29 | 1990-12-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Video camera equipment |
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