JP2845604B2 - Color solid-state imaging device - Google Patents
Color solid-state imaging deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、単板式のカラー固体撮像素子を使用した
カラー固体撮像装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a color solid-state imaging device using a single-plate color solid-state imaging device.
[従来の技術] 第8図は、カラー固体撮像装置の一例を示すものであ
る。FIG. 8 shows an example of a color solid-state imaging device.
同図において、被写体(図示せず)からの像光は、撮
像レンズ1を介して補色市松方式の色フィルタを有する
単板式のCCDカラー固体撮像素子2に供給される。In FIG. 1, image light from a subject (not shown) is supplied via an imaging lens 1 to a single-chip CCD color solid-state imaging device 2 having a complementary color checkerboard type color filter.
第9図は、この撮像素子2のカラーコーディング模式
図である。同図に示すように、フィールド読み出しが行
なわれる。AフィールドではA1、A2のようなペアで電荷
の混合が行なわれ、BフィールドではB1のようなペアで
電荷の混合が行なわれる。そして、水平シフトレジスタ
Hregより、AフィールドではA1,A2,・・・の順に、Bフ
ィールドではB1,・・・の順に電荷が出力される。FIG. 9 is a schematic diagram of the color coding of the image pickup device 2. As shown in the figure, field reading is performed. In the A field, charges are mixed in pairs such as A1 and A2, and in the B field, charges are mixed in pairs such as B1. And the horizontal shift register
From the Hreg, charges are output in the order of A1, A2,... In the A field, and in the order of B1,.
ここで、電荷の順番a,b,・・・は、第10図に示すよう
に、A1ラインにおいては、(Cy+G),(Ye+Mg),・
・・となり、A2ラインにおいては、(Cy+Mg),(Ye+
G),・・・、B1ラインにおいては、(G+Cy),(Mg
+Ye),・・・となる。Here, as shown in FIG. 10, the order of the charges a, b,... Is (Cy + G), (Ye + Mg),.
・ ・ In the A2 line, (Cy + Mg), (Ye +
G),..., B1 line, (G + Cy), (Mg
+ Ye),.
撮像素子2より上述のように出力される電荷はCDS回
路(相関2重サンプリング回路)3に供給され、このCD
S回路3より撮像信号として取り出される。このCDS回路
3を使用することにより、周知のようにリセット雑音を
低減することができる。The charges output from the image sensor 2 as described above are supplied to a CDS circuit (correlated double sampling circuit) 3 and
It is extracted from the S circuit 3 as an imaging signal. By using the CDS circuit 3, reset noise can be reduced as is well known.
なお、上述した撮像素子2およびCDS回路3で必要な
タイミングパルスは、タイミング発生器4より供給され
る。Note that the timing pulse necessary for the above-described image sensor 2 and CDS circuit 3 is supplied from the timing generator 4.
ここで、CDS回路3より出力される撮像信号より輝度
信号Yとクロマ信号(色差信号)を得るための処理につ
いて説明する。Here, a process for obtaining a luminance signal Y and a chroma signal (color difference signal) from the imaging signal output from the CDS circuit 3 will be described.
輝度信号Yに関しては、隣り同志の信号を加算処理し
て求められる。.、第10図において、a+b,b+c,c+d,
d+e,・・・の加算信号が順に形成される。The luminance signal Y is obtained by adding signals of adjacent competitors. . In FIG. 10, a + b, b + c, c + d,
.. are formed in order.
例えば、A1ラインでは、次式のように近似される。こ
こで、Cy=B+G,Ye=R+G,Mg=B+Rである。For example, the A1 line is approximated by the following equation. Here, Cy = B + G, Ye = R + G, Mg = B + R.
Y={(Cy+G)+(Ye+Mg)}×1/2 =(2B+3G+2R)×1/2 ・・・(1) また、A2ラインでは、次式のように近似される。 Y = {(Cy + G) + (Ye + Mg)} × 1/2 = (2B + 3G + 2R) × 1/2 (1) Further, the A2 line is approximated by the following equation.
Y={(Cy+Mg)+(Ye+G)}×1/2 =(2B+3G+2R)×1/2 ・・・(2) Aフィールドのその他のライン、Bフィールドのライ
ンについても同様に近似される。Y = {(Cy + Mg) + (Ye + G)} × 1/2 = (2B + 3G + 2R) × 1/2 (2) Other lines in the A field and lines in the B field are similarly approximated.
クロマ信号に関しては、隣り同志の信号を減算処理し
て求められるが、第11図および第12図を参照して詳細を
説明する。The chroma signal is obtained by subtracting the adjacent signal, and will be described in detail with reference to FIGS. 11 and 12.
A1ラインは、a=(Cy+G),b=(Ye+Mg),・・・
の順に画素信号が出力される(第11図Aに図示)。A1ラ
インの信号がサンプリングパルスSHP1(同図Eに図示)
でサンプリングされて、(Cy+G)の連続した信号S1が
形成される(同図Bに図示)。また、A1ラインの信号が
サンプリングパルスSHP2(同図Fに図示)でサンプリン
グされて、(Ye+Mg)の連続した信号S2が形成される
(同図Cに図示)。そして、信号S2より信号S1が減算さ
れて、赤色差信号R−Yが得られる(同図Dに図示)。
つまり、次式のように近似される。A1 line is a = (Cy + G), b = (Ye + Mg), ...
(In FIG. 11A). A1 line signal is sampling pulse SHP1 (illustrated in Fig.E)
To form a continuous signal S1 of (Cy + G) (shown in FIG. B). Further, the signal of the A1 line is sampled by the sampling pulse SHP2 (shown in FIG. F) to form a continuous signal S2 of (Ye + Mg) (shown in FIG. C). Then, the signal S1 is subtracted from the signal S2 to obtain a red color difference signal RY (illustrated in FIG. D).
That is, it is approximated by the following equation.
R−Y={(Ye+Mg)−(Cy+G)} =(2R−G) ・・・(3) A2ラインは、a=(Cy+Mg),b=(Ye+G),・・・
の順に画素信号が出力される(第12図Aに図示)。A2ラ
インの信号がサンプリングパルスSHP1(同図Eに図示)
でサンプリングされて、(Cy+Mg)の連続した信号S1が
形成される(同図Bに図示)。また、A2ラインの信号が
サンプリングパルスSHP2(同図Fに図示)でサンプリン
グされて、(Ye+G)の連続した信号S2が形成される
(同図Cに図示)。そして、信号S2より信号S1が減算さ
れて、青色差信号−(B−Y)が得られる(同図Dに図
示)。つまり、次式のように近似される。RY = {(Ye + Mg)-(Cy + G)} = (2R-G) (3) The A2 line is a = (Cy + Mg), b = (Ye + G),.
(In FIG. 12A). A2 line signal is sampling pulse SHP1 (illustrated in Fig. E)
To form a continuous signal S1 of (Cy + Mg) (shown in FIG. B). Further, the signal of the A2 line is sampled by a sampling pulse SHP2 (shown in FIG. F) to form a continuous signal S2 of (Ye + G) (shown in FIG. C). Then, the signal S1 is subtracted from the signal S2 to obtain a blue difference signal-(BY) (illustrated in FIG. D). That is, it is approximated by the following equation.
−(B−Y)={(Ye+G)−(Cy+Mg)} =−(2B−G) ・・・(4) Aフィールドのその他のライン、Bフィールドのライ
ンについても、同様にして赤色差信号R−Yおよび青色
差信号−(B−Y)が線順次に交互に得られる。− (B−Y) = {(Ye + G) − (Cy + Mg)} = − (2B−G) (4) The red difference signal R is similarly applied to the other lines in the A field and the lines in the B field. −Y and the blue difference signal − (B−Y) are obtained alternately in a line-sequential manner.
第8図に戻って、CDS回路3より出力される撮像信号
は、AGC回路5を介してガンマ補正回路6に供給され
る。Returning to FIG. 8, the imaging signal output from the CDS circuit 3 is supplied to the gamma correction circuit 6 via the AGC circuit 5.
そして、ガンマ補正回路6より出力される撮像信号
は、輝度処理部を構成するローパスフィルタ7に供給さ
れる。このローパスフィルタ7では、(1)式、(2)
式に示すような隣り同志の信号の平均化が行なわれる。
そのため、このローパスフィルタ7からは、輝度信号Y
が出力される。Then, the imaging signal output from the gamma correction circuit 6 is supplied to a low-pass filter 7 constituting a luminance processing unit. In this low-pass filter 7, the expression (1), the expression (2)
The averaging of adjacent signals as shown in the equation is performed.
Therefore, the low-pass filter 7 outputs the luminance signal Y
Is output.
また、ガンマ補正回路6より出力される撮像信号は、
クロマ処理部を構成するサンプルホールド回路8および
9に供給される。サンプルホールド回路8および9に
は、タイミング発生器4よりそれぞれサンプリングパル
スSHP1およびSHP2(第11図および第12図のE,F参照)が
供給される。The imaging signal output from the gamma correction circuit 6 is
The signals are supplied to sample and hold circuits 8 and 9 constituting a chroma processing unit. The sampling pulses SHP1 and SHP2 (see E and F in FIGS. 11 and 12) are supplied from the timing generator 4 to the sample and hold circuits 8 and 9, respectively.
サンプルホールド回路8からは、(Cy+G)または
(Cy+Mg)の連続した信号S1が出力されて減算器10に供
給される(第11図Bおよび第12図Bに図示)。サンプル
ホールド回路9からは、(Ye+Mg)または(Ye+G)の
連続した信号S2が出力されて減算器10に供給される(第
11図Cおよび第12図Cに図示)。From the sample and hold circuit 8, a continuous signal S1 of (Cy + G) or (Cy + Mg) is output and supplied to the subtracter 10 (shown in FIGS. 11B and 12B). From the sample-and-hold circuit 9, a continuous signal S2 of (Ye + Mg) or (Ye + G) is output and supplied to the subtracter 10 (the
11C and FIG. 12C).
減算器10では信号S2よりS1が減算される。そのため、
この減算器10からは、それぞれ(3)式、(4)式で示
す赤色差信号R−Y、青色差信号−(B−Y)が線順次
に交互に出力される(第11図Dおよび第12図Dに図
示)。The subtractor 10 subtracts S1 from the signal S2. for that reason,
The subtractor 10 alternately outputs the red difference signal RY and the blue difference signal-(BY) shown in the equations (3) and (4) line-sequentially (FIG. 11D and FIG. 11D). FIG. 12D).
また、図示せずも、輝度信号Yおよび色差信号R−Y/
−(B−Y)はエンコーダに供給され、例えばNTSC方式
の映像信号SVが形成される。Although not shown, the luminance signal Y and the color difference signal R-Y /
− (BY) is supplied to the encoder, and an NTSC video signal SV is formed, for example.
ところで、第8図例において、減算器10からは色差信
号R−Y、−(B−Y)が線順次に出力される(第13図
参照)。By the way, in the example of FIG. 8, the color difference signals RY and-(BY) are output line-sequentially from the subtractor 10 (see FIG. 13).
第14図は、このように線順次に出力される色差信号を
同時化する回路を付加した例である。FIG. 14 shows an example in which a circuit for synchronizing the color difference signals output line-sequentially is added.
同図において、減算器10の出力信号(第15図Aに図
示)は、直接切換スイッチ16のH側の固定端子および切
換スイッチ17のL側の固定端子に供給される。また、減
算器10の出力信号は1水平期間(1H)の遅延時間を有す
る遅延回路18に供給され、この遅延回路18の出力信号
(同図Bに図示)は切換スイッチ16のL側の固定端子お
よび切換スイッチ17のH側の固定端子に供給される。15, the output signal of the subtractor 10 (shown in FIG. 15A) is supplied to the H-side fixed terminal of the direct changeover switch 16 and the L-side fixed terminal of the changeover switch 17. The output signal of the subtracter 10 is supplied to a delay circuit 18 having a delay time of one horizontal period (1H). The output signal of the delay circuit 18 (shown in FIG. The terminal and the fixed terminal on the H side of the changeover switch 17 are supplied.
切換スイッチ16、17には、タイミング発生器4より切
換制御信号SW1が供給される。この切換制御信号SW1は、
減算器10の出力信号が赤色差信号R−Yである水平期間
はハイレベル「H」となると共に青色差信号−(B−
Y)である水平期間はローレベルとなる(同図Cに図
示)。切換スイッチ16、17は、切換制御信号SW1がハイ
レベル「H」であるときにはH側に接続され、一方ロー
レベル「L」であるときにはL側に接続される。The changeover switches 16 and 17 are supplied with a changeover control signal SW1 from the timing generator 4. This switching control signal SW1 is
During the horizontal period in which the output signal of the subtractor 10 is the red color difference signal RY, it goes to the high level "H" and the blue color difference signal-(B-
The horizontal period Y) is at the low level (illustrated in FIG. C). The switches 16 and 17 are connected to the H side when the switch control signal SW1 is at the high level “H”, and are connected to the L side when the switch control signal SW1 is at the low level “L”.
したがって、切換スイッチ16からは各水平期間で赤色
差信号R−Yが出力され(同図Dに図示)、切換スイッ
チ17から各水平期間で青色差信号−(B−Y)が出力さ
れ(同図Eに図示)、これにより同時化が行なわれる。Therefore, the changeover switch 16 outputs the red difference signal RY in each horizontal period (shown in FIG. D), and the changeover switch 17 outputs the blue difference signal-(BY) in each horizontal period. This is shown in FIG. E), thereby achieving synchronization.
[発明が解決しようとする課題] ここで、第16図Aに示すように、撮像画像の色が垂直
方向にP1点を境として赤から青に変化する場合を考え
る。Aフィールドに着目し、P1点がA3ラインとA4ライン
の間に位置しているものとする(同図Bに図示)。[Problem to be Solved by the Invention] Here, as shown in FIG. 16A, a case is considered where the color of the captured image changes from red to blue at point P1 in the vertical direction. Focusing on the A field, it is assumed that the point P1 is located between the A3 line and the A4 line (shown in FIG. B).
この場合、減算器10の出力信号は同図Bに示すように
なると共に遅延回路18の出力信号は同図Cに示すように
なり、切換スイッチ16、17の出力信号は同図D、Eに示
すようになる。図において、斜線部分は青色情報の信号
であり、その他の部分は赤色情報の信号である。In this case, the output signal of the subtracter 10 becomes as shown in FIG. 7B, the output signal of the delay circuit 18 becomes as shown in FIG. 9C, and the output signals of the changeover switches 16 and 17 become D and E in FIG. As shown. In the figure, the hatched portion is a signal for blue information, and the other portions are signals for red information.
ここで、減算器10の出力信号がA4ラインである水平期
間を観察すると、切換スイッチ16の出力信号は赤色情報
に係る赤色差信号R−Yとなると共に、切換スイッチ17
の出力信号は青色情報に係る青色差信号−(B−Y)と
なり、色ズレとなる。Here, when observing the horizontal period in which the output signal of the subtracter 10 is the A4 line, the output signal of the changeover switch 16 becomes the red difference signal RY related to the red information and the changeover switch 17
Is a blue difference signal − (B−Y) related to blue information, resulting in color misregistration.
そこで従来、色エッジ部において色信号を抑圧し、色
ズレが目立たないようにすることが提案されている。Therefore, conventionally, it has been proposed to suppress a color signal at a color edge portion so that a color shift is not conspicuous.
この場合、色エッジ部において色信号を抑圧するもの
であるため、色エッジ部で色みがなくなる。また、色エ
ッジ部の検出回路、色信号の抑圧回路等が必要となるた
め、回路構成が複雑になると共に、高価となる。In this case, since the color signal is suppressed at the color edge portion, there is no color cast at the color edge portion. Further, since a circuit for detecting a color edge portion, a circuit for suppressing a color signal, and the like are required, the circuit configuration becomes complicated and expensive.
そこで、この発明では、基本的に色エッジ部に色ずれ
が発生しないようにすることを目的とするものである。Accordingly, it is an object of the present invention to basically prevent a color shift from occurring at a color edge portion.
[課題を解決するための手段] この発明は、相互に減算すると1ラインごとに第1お
よび第2の色差信号となる第1および第2の信号が1画
素周期毎に順次出力される単板式のカラー固体撮像素子
と、この固体撮像素子で撮像される画像の位置を、第2
フレームでは第1フレームに対して垂直方向に1ライン
間隔だけずらす画素ずらし駆動器と、固体撮像素子より
出力される第1および第2フレームの撮像信号をそれぞ
れ記憶する第1および第2のフレームメモリと、この第
1および第2のフレームメモリより、第1のフレームメ
モリに対して第2のフレームメモリの読み出しタイミン
グを1水平期間だけずらして第1および第2フレームの
撮像信号を並行して読み出す読み出し制御回路と、第1
および第2のフレームメモリより読み出される第1およ
び第2フレームの撮像信号を処理してそれぞれ第1およ
び第2の色差信号を線順次に得る第1および第2の信号
処理回路と、この第1および第2の信号処理回路の出力
信号より1水平期間の周期でもってそれぞれ上記第1お
よび第2の色差信号を選択する第1および第2のスイッ
チ回路を備えるものである。[Means for Solving the Problems] The present invention provides a single-plate type in which first and second signals that become first and second color difference signals for each line when subtracted from each other are sequentially output for each pixel period. Color solid-state imaging device and the position of an image captured by the solid-state imaging device
In the frame, a pixel shift driver that shifts by one line interval in the vertical direction with respect to the first frame, and first and second frame memories that store the first and second frame imaging signals output from the solid-state imaging device, respectively. From the first and second frame memories, and read the imaging signals of the first and second frames in parallel by shifting the read timing of the second frame memory with respect to the first frame memory by one horizontal period. A read control circuit;
And first and second signal processing circuits for processing image signals of the first and second frames read from the second frame memory to obtain first and second color difference signals in a line-sequential manner, respectively, and the first and second signal processing circuits. And a first and a second switch circuit for selecting the first and second color difference signals in a cycle of one horizontal period from an output signal of the second signal processing circuit.
[作 用] 撮像素子2では、第1および第2フレームで、画像位
置が垂直方向に1ライン間隔だけずらされて撮像が行な
われる。[Operation] The imaging element 2 performs imaging in the first and second frames with the image position shifted in the vertical direction by one line interval.
第1および第2のフレームメモリ14a、14bからは、読
み出しのタイミングが1水平期間だけずらされて第1お
よび第2フレームの撮像信号が並行して読み出される。From the first and second frame memories 14a and 14b, the readout timing is shifted by one horizontal period, and the image pickup signals of the first and second frames are read out in parallel.
そして、第1および第2の信号処理回路からは、それ
ぞれ第1および第2の色差信号が線順次に出力される。Then, the first and second signal processing circuits output the first and second color difference signals, respectively, line-sequentially.
そして、第1および第2のスイッチ回路16、17から
は、それぞれ第1および第2の色差信号が同時化されて
出力される。Then, the first and second switch circuits 16 and 17 respectively output the first and second color difference signals in a synchronized manner.
したがって、各ラインごとに存在する第1および第2
の色差信号を利用して同時化が行なわれるので、垂直方
向の色エッジ部における色ズレが防止されると共に、高
解像度化が図られる。Therefore, the first and second lines existing for each line
Since the synchronization is performed using the color difference signal, the color shift at the color edge portion in the vertical direction is prevented, and the resolution is improved.
[実 施 例] 以下、第1図を参照しながら、この発明の一実施例に
ついて説明する。本例は静止画を撮像するようにした例
である。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. This example is an example in which a still image is captured.
この第1図において、第8図と対応する部分には同一
符号を付し、その詳細説明は省略する。In FIG. 1, portions corresponding to those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
本例においては、画素ズラシ駆動器11でもって撮像レ
ンズ1を介して撮像素子2に供給される像光の光路変
更、あるいは撮像素子2の位置移動が行なわれ、撮像素
子2で撮像される画像位置がフレームごとに順次ずれる
ようにされる。つまり、第2図に示すように、第1フレ
ームに対して第2フレームは垂直方向に2画素ピッチPv
(1ライン分)だけずれるようにされる。In the present example, the optical path of the image light supplied to the image pickup device 2 via the image pickup lens 1 is changed by the pixel shift driver 11 or the position of the image pickup device 2 is moved, and the image picked up by the image pickup device 2 is obtained. The position is sequentially shifted for each frame. That is, as shown in FIG. 2, the second frame is vertically shifted by two pixel pitches Pv with respect to the first frame.
(For one line).
画素ズラシ駆動器11の動作は、コントローラ12によっ
て制御される。このコントローラ12には、タイミング発
生器4より水平同期信号HD、垂直同期信号VDが供給さ
れる。The operation of the pixel shift driver 11 is controlled by the controller 12. The controller 12 is supplied with a horizontal synchronizing signal HD and a vertical synchronizing signal VD from the timing generator 4.
また、ガンマ補正回路6より出力される撮像信号は、
A/D変換器13でディジタル信号に変換されたのち、フレ
ームメモリ14aおよび14bに供給される。これらフレーム
メモリ14aおよび14bの書き込みおよび読み出しは、コン
トローラ12によって制御される。The imaging signal output from the gamma correction circuit 6 is
After being converted into a digital signal by the A / D converter 13, it is supplied to the frame memories 14a and 14b. The writing and reading of these frame memories 14a and 14b are controlled by the controller 12.
すなわち、フレームメモリ14aおよび14bには、それぞ
れ上述したように画像位置がずらされて撮像された第1
および第2フレームの撮像信号が順次書き込まれる。In other words, the frame memories 14a and 14b have the first image captured with the image position shifted as described above.
And the imaging signal of the second frame are sequentially written.
そして、これらフレームメモリ14a、14bからは並行し
て撮像信号が読み出される。この場合、各フレームメモ
リ14a、14bからの撮像信号の読み出しタイミングは、撮
像素子2で撮像される画像位置のずらし量に対応して順
次調整される。すなわち、フレームメモリ14bの読み出
しタイミングを基準にすると、フレームメモリ14aの読
み出しタイミングは1水平期間(1H)だけ遅延される。Then, the imaging signals are read from these frame memories 14a and 14b in parallel. In this case, the read timing of the image signal from each of the frame memories 14a and 14b is sequentially adjusted in accordance with the shift amount of the image position picked up by the image sensor 2. That is, based on the read timing of the frame memory 14b, the read timing of the frame memory 14a is delayed by one horizontal period (1H).
なお、フレームメモリ14a、14bからは、同一フレーム
の撮像信号が繰り返し読み出され、静止画用の撮像信号
となる。Note that the image signals of the same frame are repeatedly read from the frame memories 14a and 14b, and become image signals for a still image.
フレームメモリ14aより出力される撮像信号は、D/A変
換器15aでアナログ信号に変換されたのち、サンプルホ
ールド回路8aおよび9aに供給される。サンプルホールド
回路8aおよび9aには、タイミング発生器4よりそれぞれ
サンプリングパルスSHP1およびSHP2が供給される。そし
て、サンプルホールド回路8aおよび9aの出力信号はそれ
ぞれ減算器10aに供給される。このサンプルホールド回
路8a、9a、減算器10aの構成は、第8図例におけるサン
プルホールド回路8、9、減算器10の構成と同様である
ので、減算器10aからは赤色差信号R−Y、青色差信号
−(B−Y)が線順次に交互に出力される(第4図Aに
図示)。The imaging signal output from the frame memory 14a is converted into an analog signal by the D / A converter 15a, and then supplied to the sample and hold circuits 8a and 9a. The sampling pulses SHP1 and SHP2 are supplied from the timing generator 4 to the sample and hold circuits 8a and 9a, respectively. Then, the output signals of the sample and hold circuits 8a and 9a are respectively supplied to the subtractor 10a. The configurations of the sample and hold circuits 8a and 9a and the subtractor 10a are the same as the configurations of the sample and hold circuits 8, 9 and the subtractor 10 in the example of FIG. 8, so that the red difference signal RY, The blue difference signal-(BY) is output alternately and line-sequentially (shown in FIG. 4A).
また、フレームメモリ14bより出力される撮像信号
は、D/A変換器15bでアナログ信号に変換されたのち、サ
ンプルホールド回路8bおよび9bに供給される。サンプル
ホールド回路8bおよび9bには、タイミング発生器4より
それぞれサンプリングパルスSHP1およびSHP2が供給され
る。そして、サンプルホールド回路8bおよび9bの出力信
号はそれぞれ減算器10bに供給される。このサンプルホ
ールド回路8b、9b、減算器10bの構成も、第8図例にお
けるサンプルホールド回路8、9、減算器10の構成と同
様であるので、減算器10bからは赤色差信号R−Y、青
色差信号−(B−Y)が線順次に交互に出力される(第
4図Bに図示)。The imaging signal output from the frame memory 14b is converted into an analog signal by the D / A converter 15b, and then supplied to the sample and hold circuits 8b and 9b. The sampling pulses SHP1 and SHP2 are supplied from the timing generator 4 to the sample and hold circuits 8b and 9b, respectively. Then, the output signals of the sample and hold circuits 8b and 9b are respectively supplied to the subtractor 10b. The configurations of the sample and hold circuits 8b and 9b and the subtractor 10b are the same as the configurations of the sample and hold circuits 8, 9 and the subtractor 10 in the example of FIG. 8, so that the red difference signal RY, The blue difference signal-(BY) is output alternately and line-sequentially (shown in FIG. 4B).
このように減算器10aおよび10bの双方から赤色差信号
R−Y、青色差信号−(B−Y)が線順次に交互に出力
されるが、減算器10aの出力信号は、減算器10bの出力信
号より1水平期間だけ遅延されている。In this manner, the red difference signal RY and the blue difference signal-(BY) are alternately output line-sequentially from both the subtracters 10a and 10b, and the output signal of the subtractor 10a is It is delayed by one horizontal period from the output signal.
なお、第3図は、撮像素子2の画面パターンと減算器
10a、10bの出力信号の関係を示している。FIG. 3 shows a screen pattern of the image sensor 2 and a subtractor.
The relationship between the output signals of 10a and 10b is shown.
減算器10aの出力信号は、切換スイッチ16のH側の固
定端子に供給されると共に、切換スイッチ17のL側の固
定端子に供給される。また、減算器10bの出力信号は、
切換スイッチ16のL側の固定端子に供給されると共に、
切換スイッチ17のH側の固定端子に供給される。The output signal of the subtractor 10a is supplied to the fixed terminal on the H side of the changeover switch 16 and also supplied to the fixed terminal on the L side of the changeover switch 17. The output signal of the subtractor 10b is
While being supplied to the fixed terminal on the L side of the changeover switch 16,
It is supplied to the fixed terminal on the H side of the changeover switch 17.
切換スイッチ16、17には、タイミング発生器4より切
換制御信号SW1′が供給される。この切換制御信号SW1′
は、減算器10aの出力信号が赤色差信号R−Yである水
平期間はハイレベル「H」となると共に青色差信号−
(B−Y)である水平期間はローレベル「L」となる
(第4図Cに図示)。切換スイッチ16、17は、切換制御
信号SW1′がハイレベル「H」であるときにはH側に接
続され、一方ローレベル「L」であるときにはL側に接
続される。The changeover switches 16 and 17 are supplied with a changeover control signal SW1 'from the timing generator 4. This switching control signal SW1 '
Is high during a horizontal period in which the output signal of the subtractor 10a is the red difference signal RY, and the blue difference signal
The horizontal period (BY) is at the low level “L” (shown in FIG. 4C). The switches 16 and 17 are connected to the H side when the switch control signal SW1 'is at the high level "H", and are connected to the L side when the switch control signal SW1' is at the low level "L".
したがって、切換スイッチ16からは各水平期間で赤色
差信号R−Yが出力され(同図Dに図示)、切換スイッ
チ17から各水平期間で青色差信号−(B−Y)が出力さ
れる(同図Eに図示)。また、フレームメモリ14bより
出力される撮像信号は、D/A変換器15bを介してローパス
フィルタ7に供給されて隣同志の信号の平均化が行なわ
れる。そのため、このローパスフィルタ7からは、第8
図例と同様に輝度信号Yが得られる。Accordingly, the red color difference signal RY is output from the changeover switch 16 in each horizontal period (shown in FIG. 4D), and the blue color difference signal-(BY) is output from the changeover switch 17 in each horizontal period ( (Illustrated in FIG. E). Further, the imaging signal output from the frame memory 14b is supplied to the low-pass filter 7 via the D / A converter 15b, and the adjacent signals are averaged. Therefore, from the low-pass filter 7, the eighth
A luminance signal Y is obtained as in the example shown in FIG.
このように本例においては、各ラインごとに、減算器
10a、10bの出力信号のいずれかには赤信号R−Y、青色
差信号−(B−Y)が含まれる(第3図参照)。そし
て、これら減算器10a、10bの出力信号より切換スイッチ
16、17でもって赤色差信号R−Yおよび青色差信号−
(B−Y)で選択された同時化が行なわれる。つまり、
本例によれば、各ラインごとに存在する赤色差信号R−
Yおよび青色差信号−(B−Y)を利用して同時化が行
なわれので、垂直方向の色エッジ部での色ズレの発生を
防止することができる。As described above, in this example, the subtractor
Either of the output signals 10a and 10b includes a red signal RY and a blue difference signal-(BY) (see FIG. 3). A changeover switch is provided based on the output signals of these subtracters 10a and 10b.
16 and 17, the red difference signal RY and the blue difference signal
The synchronization selected in (BY) is performed. That is,
According to this example, the red difference signal R-
Since the synchronization is performed using the Y and blue difference signals-(BY), it is possible to prevent the occurrence of a color shift at the color edge portion in the vertical direction.
ここで、第5図Aに示すように、撮像画像の色が垂直
方向にP1点を境として赤から青に変化する場合を考え
る。Aフィールドに着目し、P1点が第1フレームのA2ラ
インとA3ラインの間に位置しているものとする(第3図
参照)。Here, as shown in FIG. 5A, consider the case where the color of the captured image changes from red to blue in the vertical direction at point P1 as a boundary. Focusing on the A field, it is assumed that the point P1 is located between the A2 line and the A3 line of the first frame (see FIG. 3).
この場合、減算器10a、10bの出力信号は同図B、Cに
示すようになり、切換スイッチ16、17の出力信号は同図
D、Eに示すようになる。図において、斜線部分は青色
情報の信号であり、その他の部分は赤色情報の信号であ
る。In this case, the output signals of the subtracters 10a and 10b are as shown in FIGS. B and C, and the output signals of the changeover switches 16 and 17 are as shown in FIGS. In the figure, the hatched portion is a signal for blue information, and the other portions are signals for red information.
図からも明らかなように、同時化後の赤色差信号R−
Yと青色差信号−(B−Y)を比較すると、各水平期間
で同一色情報を有するものとなり、色ズレを生じないこ
とがわかる。As is clear from the figure, the red difference signal R-
When Y and the blue difference signal-(BY) are compared, it can be seen that they have the same color information in each horizontal period and no color shift occurs.
また、各ラインごとに存在する赤色差信号R−Yおよ
び青色差信号−(B−Y)を利用して同時化が行なわれ
るものであり、同一ラインの色差信号を2度ずつ繰り返
して同時化を行なうものでなく、垂直方向の高解像度化
を図ることができる。In addition, synchronization is performed using the red difference signal RY and the blue difference signal-(B-Y) existing for each line, and the color difference signals of the same line are repeated twice and synchronized. , And a higher resolution in the vertical direction can be achieved.
また、色エッジ部において色信号を抑圧するものでな
く、色エッジ部で色みがなくなったり、回路構成が複雑
になるというような不都合はない。In addition, the color signal is not suppressed at the color edge portion, and there is no inconvenience that the color edge portion loses color or the circuit configuration is complicated.
さらに、同一ラインの色差信号を2度ずつ繰り返して
同時化を行なうものでないので、1Hの遅延回路が不要と
なる利益がある。Furthermore, since the color difference signals on the same line are not synchronized by repeating twice, there is an advantage that a 1H delay circuit is not required.
なお、上述実施例においては、静止画を撮像するよう
にした例であるが、動画を撮像するようにも構成するこ
とができる。第6図はその例を示すものであり、第1図
と対応する部分には同一符号を付して示している。Although the above-described embodiment is an example in which a still image is captured, it may be configured to capture a moving image. FIG. 6 shows such an example, and portions corresponding to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
本例においては、フレームメモリ14a、14bの記憶内容
が順次新たな撮像信号に更新される。すなわち、コント
ローラ12よりフレームメモリ14a、14bには、それぞれ書
き込み制御信号WC1、WC2が供給される(第7図B、Cに
図示)。これにより、同図Aに示すようなA/D変換器13
の出力信号に対して、フレームメモリ14aには奇数フレ
ームの信号が、フレームメモリ14bには偶数フレームの
信号が交互に書き込まれる(同図D、Eに図示)。な
お、第7図において付されている1、2、3、・・・の
番号は、フレーム番号を示している。In this example, the contents stored in the frame memories 14a and 14b are sequentially updated with new imaging signals. That is, write control signals WC1 and WC2 are supplied from the controller 12 to the frame memories 14a and 14b, respectively (shown in FIGS. 7B and 7C). Thereby, the A / D converter 13 as shown in FIG.
With respect to the output signal of (1), signals of odd frames are alternately written to the frame memory 14a and signals of even frames are alternately written to the frame memory 14b (shown in FIGS. D and E). The numbers 1, 2, 3,... Given in FIG. 7 indicate frame numbers.
そして、フレームメモリ14a、14bからは、同図F、G
に示すように信号が出力される。これにより、切換スイ
ッチ16、17からは、順次変更された撮像信号による赤色
差信号R−Y、−(B−Y)が出力され、.動画用とし
て利用できるようになる。Then, from the frame memories 14a and 14b, F and G in FIG.
A signal is output as shown in FIG. Thus, the changeover switches 16 and 17 output the red color difference signals RY and-(BY) based on the sequentially changed image pickup signals. It will be available for videos.
また、本例において、D/A変換器15aおよび15bの出力
信号は、それぞれ切換スイッチ19のH側およびL側に供
給される。この切換スイッチ19には、タイミング発生器
4より切換制御信号SW2が供給される。切換制御信号SW2
は、1フレーム毎にローレベル「L」およびハイレベル
「H」が繰り返される信号である(同図Hに図示)。切
換スイッチ19は、切換制御信号SW2がハイレベル「H」
であるときにはH側に接続され、一方ローレベル「L」
であるときにはL側に接続される。In this example, the output signals of the D / A converters 15a and 15b are supplied to the H and L sides of the changeover switch 19, respectively. The changeover switch 19 is supplied with a changeover control signal SW2 from the timing generator 4. Switching control signal SW2
Is a signal in which a low level “L” and a high level “H” are repeated for each frame (illustrated in FIG. H). The changeover switch 19 sets the changeover control signal SW2 to a high level “H”.
Is connected to the H side, while the low level is “L”.
Is connected to the L side.
切換スイッチ19からは1フレームごとに更新された撮
像信号が出力され(同図Iに図示)、これがローパスフ
ィルタ7に供給される。これにより、ローパスフィルタ
7からは1フレームごとに更新された輝度信号Yが出力
され、動画用として利用できるようになる。An image pickup signal updated for each frame is output from the changeover switch 19 (shown in FIG. 1) and supplied to the low-pass filter 7. As a result, the luminance signal Y updated for each frame is output from the low-pass filter 7, and can be used for a moving image.
また、上述実施例においては、撮像素子2が補色市松
方式の色フィルタを有するものを示したが、これに限定
されるものではない。つまり、相互に減算すると1ライ
ン毎に第1および第2の色差信号となる第1および第2
の信号が1画面周期毎に順次出力される撮像素子であれ
ば、この発明を同様に適用することができる。Further, in the above-described embodiment, the imaging device 2 has the color filter of the complementary color checker method, but is not limited thereto. In other words, the first and second color difference signals are obtained for each line when subtracted from each other.
The present invention can be similarly applied to an imaging device in which the signal of (1) is sequentially output every one screen period.
[発明の効果] 以上説明したように、この発明によれば、各ラインご
とに存在する第1および第2の色差信号を利用して同時
化が行なわれので、垂直方向の色エッジ部での色ズレの
発生を防止することができると共に、垂直方向の高解像
度化を図ることができる。また、色エッジ部において色
信号を抑圧するものでなく、色エッジ部で色みがなくな
ったり、回路構成が複雑になるというような不都合はな
い。さらに、同一ラインの色差信号を2度ずつ繰り返し
て同時化を行なうものでないので、1Hの遅延回路が不要
となる利益がある。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the synchronization is performed using the first and second color difference signals existing for each line, so that the vertical color edge portions are The occurrence of color shift can be prevented, and the resolution can be increased in the vertical direction. In addition, the color signal is not suppressed at the color edge portion, and there is no inconvenience that the color edge portion loses color or the circuit configuration is complicated. Furthermore, since the color difference signals on the same line are not synchronized by repeating twice, there is an advantage that a 1H delay circuit is not required.
第1図はこの発明の一実施例を示す構成図、第2図〜第
5図はその説明のための図、第6図はこの発明の他の実
施例を示す構成図、第7図はその説明のための図、第8
図は従来例の構成図、第9図〜第13図はその説明のため
の図、第14図は従来例において同時化回路を付加した構
成図、第15図および第16図はその説明のための図であ
る。 1……撮像レンズ 2……CCDカラー固体撮像素子 7……ローパスフィルタ 8a,8b,9a,9b……サンプルホールド回路 10a,10b……減算器 11……画素ズラシ駆動器 12……コントローラ 14a,14b……フレームメモリ 16,17,19……切換スイッチFIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIGS. 2 to 5 are diagrams for explaining the embodiment, FIG. 6 is a block diagram showing another embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 8 for the explanation
9 is a diagram for explaining the prior art, FIG. 9 to FIG. 13 are diagrams for explaining the same, FIG. 14 is a diagram showing a structure in which a synchronization circuit is added in the conventional example, and FIG. 15 and FIG. FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Imaging lens 2 ... CCD color solid-state imaging device 7 ... Low-pass filter 8a, 8b, 9a, 9b ... Sample hold circuit 10a, 10b ... Subtractor 11 ... Pixel shift driver 12 ... Controller 14a, 14b …… Frame memory 16,17,19 …… Switch
Claims (1)
び第2の色差信号となる第1および第2の信号が1画素
周期毎に順次出力される単板式のカラー固体撮像素子
と、 上記固体撮像素子で撮像される画像の位置を、第2フレ
ームでは第1フレームに対して垂直方向に1ライン間隔
だけずらす画素ずらし駆動器と、 上記固体撮像素子より出力される上記第1および第2フ
レームの撮像信号をそれぞれ記憶する第1および第2の
フレームメモリと、 上記第1および第2のフレームメモリより、上記第1の
フレームメモリに対して上記第2のフレームメモリの読
み出しタイミングを1水平期間だけずらして上記第1お
よび第2フレームの撮像信号を並行して読み出す読み出
し制御回路と、 上記第1および第2のフレームメモリより読み出される
上記第1および第2フレームの撮像信号を処理して、そ
れぞれ上記第1および第2の色差信号を線順次に得る第
1および第2の信号処理回路と、 上記第1および第2の信号処理回路の出力信号より1水
平期間の周期でもってそれぞれ上記第1および第2の色
差信号を選択する第1および第2のスイッチ回路を備え
るカラー固体撮像装置。1. A single-chip color solid-state imaging device in which first and second signals that become first and second color difference signals for each line when subtracted from each other are sequentially output for each pixel period. A pixel shift driver that shifts the position of an image picked up by the solid-state image sensor in the second frame by one line interval in the vertical direction with respect to the first frame; and the first and second pixels output from the solid-state image sensor. A first and a second frame memory for respectively storing an image pickup signal of a frame; and a readout timing of the second frame memory from the first and the second frame memories by one horizontal with respect to the first frame memory. A read control circuit for reading out the image signals of the first and second frames in parallel with a shift by a period, and reading the image signals from the first and second frame memories First and second signal processing circuits for processing the imaging signals of the first and second frames to obtain the first and second color difference signals in a line-sequential manner, respectively, and the first and second signal processings A color solid-state imaging device including first and second switch circuits that respectively select the first and second color difference signals in a cycle of one horizontal period from an output signal of the circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2278785A JP2845604B2 (en) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | Color solid-state imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2278785A JP2845604B2 (en) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | Color solid-state imaging device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04154294A JPH04154294A (en) | 1992-05-27 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3617887B2 (en) | 1996-10-14 | 2005-02-09 | シャープ株式会社 | Imaging device |
-
1990
- 1990-10-17 JP JP2278785A patent/JP2845604B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04154294A (en) | 1992-05-27 |
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