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JP2005318292A - Single plate color image sensor - Google Patents

Single plate color image sensor Download PDF

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JP2005318292A
JP2005318292A JP2004134142A JP2004134142A JP2005318292A JP 2005318292 A JP2005318292 A JP 2005318292A JP 2004134142 A JP2004134142 A JP 2004134142A JP 2004134142 A JP2004134142 A JP 2004134142A JP 2005318292 A JP2005318292 A JP 2005318292A
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JP
Japan
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pixel
color
output
pixels
image sensor
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Pending
Application number
JP2004134142A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noriyuki Shinozuka
典之 篠塚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2004134142A priority Critical patent/JP2005318292A/en
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Abstract

【課題】 センサ板の平面上にRGBの画素を備え、各画素の色別のゲインを個別に調整でき、画質劣化を防止できる単板カラーイメージセンサを提供する。
【解決手段】 単板カラーイメージセンサ10は、光電変換素子へ入射された光を各画素に応じて各色ごとに検出し、各色に対応した光電流をセンサ信号として出力する複数の画素D11〜D44と、画素の出力側に設けられ、かつバイアス電源に接続された可変抵抗VR1〜VR4と、複数の画素のうちセンサ信号を読み出す画素を選択するスイッチSW1〜SW4と、読み出される画素の担う色に対応して可変抵抗の抵抗値を変え、読出し負荷を変化させる制御部13を備える。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a single-plate color image sensor having RGB pixels on a plane of a sensor plate, capable of individually adjusting the gain for each pixel, and capable of preventing image quality deterioration.
A single-plate color image sensor 10 detects light incident on a photoelectric conversion element for each color according to each pixel, and outputs a photocurrent corresponding to each color as a sensor signal. And variable resistors VR1 to VR4 provided on the output side of the pixel and connected to a bias power source, switches SW1 to SW4 for selecting a pixel from which a sensor signal is read out among a plurality of pixels, and the color of the read pixel Correspondingly, a control unit 13 is provided to change the read load by changing the resistance value of the variable resistor.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は単板カラーイメージセンサに関し、特に、1つのセンサ板の平面上にRGBの3つの画素を備え、各画素の色別のゲインを個別に調整することを可能とした単板カラーイメージセンサに関する。   The present invention relates to a single-plate color image sensor, and more particularly to a single-plate color image sensor that includes three RGB pixels on the plane of a single sensor plate and can individually adjust the gain for each color of each pixel. About.

固体撮像素子(センサ板)で作られたカラーイメージセンサでカラー画像の撮像を行うためには、各画素がR(赤)、G(緑)、B(青)の3色の情報を得る必要がある。3色を得る方法として3通りの方法があり、それ故にカラーイメージセンサでは3つの方式が存在する。第1の方式は入射光を3色に分けて例えば3つのセンサ板でそれぞれを受光・検出する3センサ方式であり、第2の方式は1つのセンサ板の各画素の前にRGBの各カラーフィルタを交互に貼りつけた1センサ方式であり、第3の方式は1つのセンサ板の前にR,G,Bに変化する交互フィルタを設け3倍速で撮影する交互フィルタ方式である。3センサ方式は3板カラーイメージセンサまたは多板カラーイメージセンサと呼ばれ、1センサ方式は単板カラーイメージセンサと呼ばれる。   In order to capture a color image with a color image sensor made of a solid-state image sensor (sensor plate), each pixel needs to obtain information of three colors of R (red), G (green), and B (blue). There is. There are three methods for obtaining three colors. Therefore, there are three types of color image sensors. The first method is a three-sensor method in which incident light is divided into three colors and received and detected by, for example, three sensor plates, and the second method is the RGB color before each pixel on one sensor plate. One sensor system in which filters are attached alternately, and the third system is an alternate filter system in which an alternating filter that changes to R, G, and B is provided in front of one sensor plate and images are taken at 3 × speed. The three-sensor method is called a three-plate color image sensor or a multi-plate color image sensor, and the one-sensor method is called a single-plate color image sensor.

上記の各種のカラーイメージセンサのうち単板カラーイメージセンサは、撮像素子の数が少なくて済み、一般的にコストが安いという利点を有し、民生用ビデオカメラでは多く利用されている。単板カラーイメージセンサでは、1つのセンサ板の平面上の各画素の前にR,G,Bのいずれかのフィルタを設けている。従って単板カラーイメージセンサの各画素によれば必要な3色のうちの1つの色しか得られない。他の2つの色は周囲に配置された複数の画素から補完して得ることになる。   Of the various color image sensors described above, the single-plate color image sensor has the advantage that the number of imaging elements is small and generally has a low cost, and is widely used in consumer video cameras. In a single-plate color image sensor, one of R, G, and B filters is provided in front of each pixel on the plane of one sensor plate. Therefore, according to each pixel of the single-plate color image sensor, only one of the necessary three colors can be obtained. The other two colors are obtained by complementing a plurality of pixels arranged in the periphery.

一般的に太陽光等の自然光は、図9に示すようなスペクトラム分布を持っている。図9で明らかなように、可視光をR,G,Bの成分に分けた場合、Gの成分が大きく、RとBの成分はGの成分に比較して小さいことが分かる。従って、固体撮像素子によるカラーイメージセンサでカラー撮影を行う場合には、3色に各々の分光感度の違いから、それぞれの色信号に対して個別にゲイン(増幅率または読出し負荷))を調整することが必要であった。特に単板カラーイメージセンサの場合には、カラーイメージセンサ全体についてゲインを調整することができないので、カラーイメージセンサの出力後に全体のホワイトバランスが揃うように色ごとにゲインの調整を行っていた(例えば特許文献1参照)。   In general, natural light such as sunlight has a spectrum distribution as shown in FIG. As can be seen from FIG. 9, when visible light is divided into R, G, and B components, the G component is large and the R and B components are small compared to the G component. Therefore, when performing color photographing with a color image sensor using a solid-state image sensor, the gain (amplification factor or readout load) is individually adjusted for each color signal due to the difference in spectral sensitivity between the three colors. It was necessary. In particular, in the case of a single-plate color image sensor, the gain cannot be adjusted for the entire color image sensor, so the gain is adjusted for each color so that the overall white balance is aligned after the output of the color image sensor ( For example, see Patent Document 1).

しかしながら、特許文献1によれば、ホワイトバランスが揃うように各色ごとにゲインを調整するので、下記の理由によって画質が劣化するという問題が提起される。   However, according to Patent Document 1, since the gain is adjusted for each color so that the white balance is uniform, there is a problem that the image quality deteriorates for the following reason.

従来、単板カラーイメージセンサから出力される各画素の情報(映像信号)は、まずA/Dコンバータによってデジタル信号に変換され、その後にホワイトバランス調整のごとき画像処理を行うようにしていた。しかし、各色の分光特性は前述のごとく一様ではなく、例えばBの成分に対してGの成分は1/6程度の信号しかA/Dコンバータに入力されていなかった。この場合、例えば変換分解能が10ビットのA/Dコンバータを用いたときには、理論上60dBの信号が得られるはずであるが、実際には56dBの信号しか得られない。差分の4dBはA/Dコンバータの内部雑音であり、これは画質劣化の原因となる。A/Dコンバータの内部雑音は、入力信号の大きさに拘らず、一定値が重なる。その結果、BやRの成分の信号に重なったA/Dコンバータの内部雑音は、デジタル信号に変換後のホワイトバランス調整時にG成分信号に合わせる際、その内部雑音も増幅されることになり、その結果、画質が劣化することになる。
特開平6−165190号公報
Conventionally, information (video signal) of each pixel output from a single-plate color image sensor is first converted into a digital signal by an A / D converter, and then image processing such as white balance adjustment is performed. However, the spectral characteristics of each color are not uniform as described above. For example, only about 1/6 of the G component is input to the A / D converter with respect to the B component. In this case, for example, when an A / D converter having a conversion resolution of 10 bits is used, a signal of 60 dB should theoretically be obtained, but only a signal of 56 dB is actually obtained. The difference of 4 dB is an internal noise of the A / D converter, which causes image quality deterioration. The internal noise of the A / D converter has a constant value regardless of the magnitude of the input signal. As a result, the internal noise of the A / D converter overlapped with the B and R component signals is also amplified when adjusting to the G component signal during white balance adjustment after conversion to a digital signal. As a result, the image quality is degraded.
JP-A-6-165190

本発明の課題は、単板カラーイメージセンサにおいてR,G,Bの3色の各色ごとにゲインを調整することにより、A/Dコンバータに大きなレベルの信号を入力できるようにし、A/Dコンバータの内部雑音の影響を抑えるようにするものである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to enable a large level signal to be input to an A / D converter by adjusting the gain for each of the three colors R, G, and B in a single-plate color image sensor. It is intended to suppress the influence of internal noise.

本発明の目的は、上記課題に鑑み、1つのセンサ板の平面上にカラーフィルタを利用してRGBの画素を備え、センサ出力の段階で各画素の色別のゲインを個別に調整できるようにし、色のバランスを適切にとることができ、画質の劣化を防止するようにした単板カラーイメージセンサを提供することにある。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide RGB pixels using a color filter on the plane of one sensor plate, and to adjust the gain for each pixel individually at the sensor output stage. Another object of the present invention is to provide a single-plate color image sensor that can appropriately balance colors and prevent deterioration of image quality.

本発明に係る単板カラーイメージセンサは、上記目的を達成するため、次のように構成される。   In order to achieve the above object, a single-plate color image sensor according to the present invention is configured as follows.

第1の本発明に係る単板カラーイメージセンサ(請求項1に対応)は、光電変換素子へ入射された光を各画素に応じて各色ごとに検出し、各色に対応した光電流をMOSトランジスタにより変換してセンサ信号を出力する複数の画素と、複数の画素のそれぞれの出力側に設けられ、かつバイアス電源に接続された可変抵抗と、複数の画素のうちセンサ信号を読み出す画素を選択する選択部と、読み出される画素の担う色に対応して可変抵抗の抵抗値を変え、読出し負荷を変化させる制御部とを備えるように構成される。   A single-plate color image sensor according to the first aspect of the present invention (corresponding to claim 1) detects light incident on a photoelectric conversion element for each color according to each pixel, and a photocurrent corresponding to each color is a MOS transistor. A plurality of pixels that convert sensor outputs and output a sensor signal, a variable resistor that is provided on the output side of each of the plurality of pixels and that is connected to a bias power source, and a pixel that reads the sensor signal is selected from the plurality of pixels. A selection unit and a control unit that changes the resistance value of the variable resistor corresponding to the color of the pixel to be read and changes the reading load are configured.

上記の第1の本発明では、単板カラーイメージセンサの画素群の各画素の出力側に印加されるバイアス電圧に対して基準抵抗としての可変抵抗を設け、読み出そうとする画素の担う色に応じて制御部に基づき可変抵抗の値を最適に変化させる。これにより、センサ信号の出力段階で各画素の色別のゲイン(読出し負荷)を個別に調整し、色のバランスを適切にとり、画質の劣化を防止する。   In the above first aspect of the present invention, a variable resistor as a reference resistor is provided for the bias voltage applied to the output side of each pixel of the pixel group of the single-plate color image sensor, and the color of the pixel to be read out In response to this, the value of the variable resistor is optimally changed based on the control unit. Thus, the gain (reading load) for each pixel is individually adjusted at the output stage of the sensor signal, the color balance is appropriately adjusted, and the deterioration of the image quality is prevented.

第2の本発明に係る単板カラーイメージセンサ(請求項2に対応)は、光電変換素子へ入射された光を画素に応じて各色ごとに検出し、各色に対応した光電流をMOSトランジスタにより変換してセンサ信号を出力する複数の画素と、複数の画素のそれぞれの出力側に設けられかつバイアス電源に接続され、入力されるバイアス電圧を切換え可能にするバイアススイッチと、バイアススイッチの入力側に接続される複数のバイアスラインと、複数の画素の担う色に対応してバイアススイッチを切り換えて複数のバイアスラインのいずれかを選択し、読出し負荷を変化させる制御手段と、を備えるように構成される。   The single-plate color image sensor according to the second aspect of the present invention (corresponding to claim 2) detects the light incident on the photoelectric conversion element for each color according to the pixel, and the photocurrent corresponding to each color is detected by the MOS transistor. A plurality of pixels that convert and output sensor signals, a bias switch that is provided on the output side of each of the plurality of pixels and that is connected to a bias power source and that can switch the input bias voltage, and the input side of the bias switch A plurality of bias lines connected to each other, and a control unit that switches a bias switch corresponding to the color carried by the plurality of pixels to select one of the plurality of bias lines and changes a read load. Is done.

上記の第2の本発明では、単板カラーイメージセンサの画素群の各画素の出力側に印加されるバイアス電圧に対して当該バイアス電圧を切換え可能にするバイアススイッチを設け、読み出そうとする画素の担う色に応じて制御部に基づきバイアス電圧の値を最適に変化させる。これにより、センサ信号の出力段階で各画素の色別のゲイン(読出し負荷)を個別に調整し、色のバランスを適切にとり、画質の劣化を防止する。   In the above second aspect of the present invention, a bias switch is provided that allows the bias voltage to be switched with respect to the bias voltage applied to the output side of each pixel of the pixel group of the single-plate color image sensor, and tries to read out. The value of the bias voltage is optimally changed based on the control unit according to the color carried by the pixel. Thus, the gain (reading load) for each pixel is individually adjusted at the output stage of the sensor signal, the color balance is appropriately adjusted, and the deterioration of the image quality is prevented.

第3の本発明に係る単板カラーイメージセンサ(請求項3に対応)は、光電変換素子へ入射された光を画素に応じて各色ごとに検出し、各色に対応した光電流をMOSトランジスタにより変換してセンサ信号を出力する複数の画素と、複数の画素のそれぞれの出力側に設けられた出力スイッチと、出力スイッチの出力側に接続される複数の出力ラインと、複数の画素の担う色に対応して出力スイッチを切り換えて複数の出力ラインのいずれかを選択し、特定の色情報を有する画素を特定の出力ラインに出力させる制御手段と、を備えるように構成される。     A single-plate color image sensor according to a third aspect of the present invention (corresponding to claim 3) detects light incident on a photoelectric conversion element for each color according to a pixel, and a photocurrent corresponding to each color is detected by a MOS transistor. A plurality of pixels that convert and output sensor signals, an output switch provided on each output side of the plurality of pixels, a plurality of output lines connected to the output side of the output switch, and a color carried by the plurality of pixels And a control unit that switches the output switch to select one of the plurality of output lines and outputs a pixel having specific color information to the specific output line.

上記の第2の本発明では、単板カラーイメージセンサの画素群の各画素の出力側に読出し負荷を異ならせる出力スイッチを設け、読み出そうとする画素の担う色に応じて制御部に基づき出力スイッチを切り換えて読出し負荷を最適に変化させる。これにより、センサ信号の出力段階で各画素の色別のゲイン(後段の増幅器に基づく読出し負荷)を個別に調整し、色のバランスを適切にとり、画質の劣化を防止する。   In the second aspect of the present invention, an output switch for changing the reading load is provided on the output side of each pixel of the pixel group of the single-plate color image sensor, and based on the control unit according to the color of the pixel to be read. Change the output load optimally by switching the output switch. Thereby, the gain for each color of each pixel (reading load based on the amplifier in the subsequent stage) is individually adjusted at the output stage of the sensor signal, the color balance is appropriately adjusted, and the deterioration of the image quality is prevented.

第1〜第3の本発明によれば、単板カラーイメージセンサにおいて画素群から各色の画素のセンサ信号を読み出すとき、センサ信号の出力段階で各画素のR,G,Bの色別のゲインすなわち読出し負荷を個別に調整できるように構成したため、R,G,Bの各色を担う画素の応答出力特性(相対感度)をほぼ等しくなるように揃えることができ、R,G,Bの各色に応じた分光特性の違いを解消することができ、色のバランスを適切にとり、画質の劣化を防止することができる。   According to the first to third aspects of the present invention, when the sensor signal of each color pixel is read from the pixel group in the single-plate color image sensor, the gain for each color of R, G, and B of each pixel at the output stage of the sensor signal. In other words, since the readout load can be adjusted individually, the response output characteristics (relative sensitivity) of the pixels responsible for each color of R, G, and B can be made to be substantially equal, and each color of R, G, and B can be adjusted. The difference in the corresponding spectral characteristics can be eliminated, the color balance can be appropriately adjusted, and the deterioration of the image quality can be prevented.

以下に、本発明の好適な実施形態(実施例)を添付図面に基づいて説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Preferred embodiments (examples) of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明に係る単板カラーイメージセンサの第1実施形態の要部構成を示す。図1に示した単板カラーイメージセンサ10では、マトリックス状に配列された多数の画素から成る画素群10Aを備えている。図示例では、一例として4X4の16個の画素が示されている。画素群10Aでの複数の画素のそれぞれの詳細な回路構造は図2に示される。図2に示した回路の詳細については後述される。   FIG. 1 shows a main configuration of a first embodiment of a single-plate color image sensor according to the present invention. The single-plate color image sensor 10 shown in FIG. 1 includes a pixel group 10A composed of a large number of pixels arranged in a matrix. In the illustrated example, 16 pixels of 4 × 4 are shown as an example. A detailed circuit structure of each of the plurality of pixels in the pixel group 10A is shown in FIG. Details of the circuit shown in FIG. 2 will be described later.

単板カラーイメージセンサ10は、固体撮像素子で作られた1枚のセンサ板の平面上において、図1に示されたマトリックス状画素配置で複数の画素D11〜D44から成る画素群10Aが形成されている。複数の画素のそれぞれには各画素に応じてカラーフィルタが付設され、多数の画素のそれぞれは3色であるR(赤)、G(緑)、B(青)のうち画素に応じて各色ごとに光検出を行うように構成されている。画素D11〜D44のブロック内に示された「R」、「G」、「B」の表記は各画素が検出する色を意味している。   In the single-plate color image sensor 10, a pixel group 10A composed of a plurality of pixels D11 to D44 is formed in the matrix-like pixel arrangement shown in FIG. 1 on the plane of one sensor plate made of a solid-state image sensor. ing. Each of the plurality of pixels is provided with a color filter according to each pixel, and each of the large number of pixels has three colors, R (red), G (green), and B (blue). It is configured to perform light detection. The notations “R”, “G”, and “B” shown in the blocks of the pixels D11 to D44 mean colors detected by each pixel.

上記の画素群10Aに対して、図1で、水平方向の画素を選択するための水平方向画素選択ラインX1,X2,X3,X4、および垂直方向の画素を選択するための垂直方向画素選択ラインY1,Y2,Y3,Y4がそれぞれ設けられている。水平方向画素選択ラインX1〜X4と垂直方向画素選択ラインY1〜Y4のそれぞれに供給される読出し信号に基づいて読み出されるべき画素が特定され、特定された画素から出力されるセンサ信号が単板カラーイメージセンサ10の出力端から出力信号(電圧V)として読み出される。 For the pixel group 10A, in FIG. 1, horizontal pixel selection lines X1, X2, X3, and X4 for selecting horizontal pixels, and vertical pixel selection lines for selecting vertical pixels. Y1, Y2, Y3, and Y4 are provided. Pixels to be read are specified based on read signals supplied to the horizontal pixel selection lines X1 to X4 and the vertical pixel selection lines Y1 to Y4, and the sensor signal output from the specified pixels is a single plate color. Read out as an output signal (voltage V 0 ) from the output end of the image sensor 10.

さらに上記画素群10Aに対しては、バイアス用電源(+V)に接続された電源ライン11と、単板カラーイメージセンサ10の出力端である映像出力ライン12とが設けられる。電源ライン11と画素群10Aの各列の画素出力端との間にはそれぞれ基準抵抗となる可変抵抗VR1,VR2,VR3,VR4が接続され、映像出力ライン12と画素群10Aの各列の画素出力端との間にはそれぞれ出力スイッチSW1,SW2,SW3,SW4が接続されている。   Further, for the pixel group 10 </ b> A, a power supply line 11 connected to a bias power supply (+ V) and a video output line 12 that is an output end of the single-plate color image sensor 10 are provided. Variable resistors VR1, VR2, VR3, and VR4 serving as reference resistors are connected between the power supply line 11 and the pixel output terminals of each column of the pixel group 10A, and the pixels of the video output line 12 and each column of the pixel group 10A are connected. Output switches SW1, SW2, SW3, and SW4 are connected to the output terminals, respectively.

単板カラーイメージセンサ10の画素群10Aに対して、各列に対応する可変抵抗VR1〜VR4は各列における各画素に流れる電流値を設定する。これらの可変抵抗VR1〜VR4で設定される抵抗値に依存して各列の各画素のゲインすなわち読出し負荷の大きさが設定される。画素群10Aにおける各画素のセンサ信号の読出し負荷の大きさは色に応じて異なるように設定される。またスイッチSW1〜SW4は、その開閉動作により映像出力ライン12と各画素の出力端との間の接続・非接続を行うものである。スイッチSW1〜SW4によって、画素群10Aの各画素のセンサ信号を読み出す読出し回路が形成される。   For the pixel group 10A of the single-plate color image sensor 10, the variable resistors VR1 to VR4 corresponding to each column set the current value flowing through each pixel in each column. Depending on the resistance value set by these variable resistors VR1 to VR4, the gain of each pixel in each column, that is, the magnitude of the read load is set. The magnitude of the sensor signal readout load of each pixel in the pixel group 10A is set to be different depending on the color. The switches SW1 to SW4 are connected / disconnected between the video output line 12 and the output end of each pixel by opening / closing operations thereof. A readout circuit that reads the sensor signal of each pixel of the pixel group 10A is formed by the switches SW1 to SW4.

可変抵抗VR1〜VR4の抵抗値は、制御部13から与えられる指令信号Saに基づいて各画素の担う色ごとに個別に設定される。可変抵抗VR1〜VR4の抵抗値は、各画素のセンサ信号を時系列的に順次に読出し走査するとき、読み出そうとする画素の色に応じて変化させ、設定される。本実施形態では、好ましくは、Gの画素のセンサ信号を読み出すときにはゲインが予め定められた所定値となるように抵抗値は設定され、RまたはBの画素のセンサ信号を読み出すときにはそのゲインがGの場合のゲインに比較して大きくなるように抵抗値が変化して設定される。これによって、R,G,Bの各色を担う画素の応答出力特性を揃え、R,G,Bの各色に応じた分光特性の違いを解消することができる。   The resistance values of the variable resistors VR1 to VR4 are individually set for each color of each pixel based on the command signal Sa given from the control unit 13. The resistance values of the variable resistors VR1 to VR4 are changed and set according to the color of the pixel to be read when the sensor signal of each pixel is sequentially read and scanned in time series. In the present embodiment, preferably, when reading the sensor signal of the G pixel, the resistance value is set so that the gain becomes a predetermined value, and when reading the sensor signal of the R or B pixel, the gain is G. In this case, the resistance value is changed and set so as to be larger than the gain. As a result, the response output characteristics of the pixels carrying the R, G, and B colors can be made uniform, and the difference in spectral characteristics corresponding to the R, G, and B colors can be eliminated.

また出力スイッチSW1〜SW4の開閉動作は制御部13から与えられる指令信号Sbに基づいて出力スイッチごとに個別に制御される。出力スイッチSW1〜SW4がオン状態になると、選択回路で選択された読出し画素の出力端が映像出力ライン12に接続され、当該画素のセンサ信号が読み出されることになる。   The opening / closing operations of the output switches SW1 to SW4 are individually controlled for each output switch based on the command signal Sb given from the control unit 13. When the output switches SW1 to SW4 are turned on, the output terminal of the readout pixel selected by the selection circuit is connected to the video output line 12, and the sensor signal of the pixel is read out.

図1に示された単板カラーイメージセンサ10において、水平方向画素選択ラインX1〜X4と垂直方向画素選択ラインY1〜Y4のそれぞれに供給される読出し信号に基づく画素群10Aでの読み出すべき画素の特定と、特定された画素に対応する可変抵抗VR1〜VR4の抵抗値の変化・設定と、特定された画素に対応する出力スイッチSW1〜SW4のオン動作とは、制御部13による制御動作に基づいて適切にタイミングをとって行われる。こうして単板カラーイメージセンサ10の画素群10Aで、担う色の異なる各画素のセンサ信号を読み出す時、各画素の色に応じてセンサ信号を読出す際のゲインすなわち読出し負荷の大きさを異なるようにし、R,G,Bの各色に応じた分光特性の違いを解消する。   In the single-plate color image sensor 10 shown in FIG. 1, the pixels to be read out in the pixel group 10A based on the readout signals supplied to the horizontal direction pixel selection lines X1 to X4 and the vertical direction pixel selection lines Y1 to Y4, respectively. The identification, the change / setting of the resistance values of the variable resistors VR1 to VR4 corresponding to the identified pixel, and the ON operation of the output switches SW1 to SW4 corresponding to the identified pixel are based on the control operation by the control unit 13. It is done with appropriate timing. In this way, when reading the sensor signal of each pixel having a different color in the pixel group 10A of the single-plate color image sensor 10, the gain for reading the sensor signal, that is, the magnitude of the reading load differs according to the color of each pixel. Thus, the difference in spectral characteristics corresponding to each color of R, G, and B is eliminated.

図2に、第1実施形態に係る単板カラーイメージセンサ10の画素群10Aで、画素D11〜D44の各色に応じてセンサ信号を読出す際の読出し負荷の大きさを異ならせることに基づく分光特性の変化を示す。図2で示した特性部分14,15で明らかなように、色ごとに可変抵抗VR1〜VR4の抵抗値(すなわちゲインまたは読出し負荷)を変え、R,G,Bの各色を担う画素の応答出力特性(相対感度)をほぼ等しくなるように揃え、これによりR,G,Bの各色に応じた分光特性の違いが解消される。   FIG. 2 shows a spectral group based on varying the magnitude of a read load when reading a sensor signal according to each color of the pixels D11 to D44 in the pixel group 10A of the single-plate color image sensor 10 according to the first embodiment. The change in characteristics is shown. As is clear from the characteristic portions 14 and 15 shown in FIG. 2, the resistance output of the variable resistors VR1 to VR4 (that is, the gain or the read load) is changed for each color, and the response output of the pixels responsible for each color of R, G, and B The characteristics (relative sensitivities) are arranged so as to be substantially equal to each other, thereby eliminating the difference in spectral characteristics corresponding to the R, G, and B colors.

次に、図3を参照して画素D11〜D44の各々の回路構成を説明する。図3は一例として画素D11の光センサ回路20を示している。光センサ回路20は、入射光Lsの光量に応じたセンサ電流を生じる光電変換素子としてのフォトダイオードPDと、生じたセンサ電流の電荷を蓄電するコンデンサCと、フォトダイオードPDに流れるセンサ電流を弱反転状態で対数出力特性をもって電圧信号Vpdに変換するトランジスタQ1と、その電圧信号Vpdを増幅するトランジスタQ2と、読出し信号VSのパルスタイミングをもって出力スイッチSW1がオンであるときセンサ信号を出力信号Vとして出力するトランジスタQ3とから成る。この光センサ回路20を画素に用いかつ対数出力特性を持たせることによって、ダイナミックレンジを拡大して光信号の検出を高感度で行わせることができる。 Next, the circuit configuration of each of the pixels D11 to D44 will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows the photosensor circuit 20 of the pixel D11 as an example. The optical sensor circuit 20 weakens the photodiode PD as a photoelectric conversion element that generates a sensor current according to the amount of incident light Ls, the capacitor C that stores the charge of the generated sensor current, and the sensor current that flows through the photodiode PD. When the output switch SW1 is turned on with the pulse timing of the read signal VS, the transistor Q1 for converting the voltage signal Vpd into the voltage signal Vpd with the logarithmic output characteristic in the inverted state, the voltage signal Vpd, and the output signal V 0. As a transistor Q3. By using this optical sensor circuit 20 for a pixel and having logarithmic output characteristics, it is possible to expand the dynamic range and detect an optical signal with high sensitivity.

次に、図4を参照して本発明に係る単板カラーイメージセンサの第2実施形態を説明する。図4において、第1実施形態で説明した要素と同一の要素には同一の符号を付している。第2実施形態に係る単板カラーイメージセンサ30において、画素群10Aと、これに関連する水平方向画素選択ラインX1〜X4および垂直方向画素選択ラインY1〜Y4と、電源ライン11と、映像出力ライン12の構成は第1実施形態の構成と同じである。   Next, a second embodiment of the single plate color image sensor according to the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the same elements as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. In the single-plate color image sensor 30 according to the second embodiment, the pixel group 10A, the horizontal pixel selection lines X1 to X4 and the vertical pixel selection lines Y1 to Y4 related thereto, the power supply line 11, and the video output line The configuration of 12 is the same as that of the first embodiment.

次に電源ライン11と画素群10Aの各列(水平方向画素選択ラインX1〜X4)の画素出力端との間には、色R,G,Bのそれぞれに対応する3ルートのバイアス電圧信号ライン31R,31G,31Bが設けられる。バイアス電圧信号ライン31R,31G,31Bのそれぞれは、直列に接続されたバイアス抵抗(R,R,R)とバイアススイッチ(SW,SW,SW)によって構成される。3つのバイアス抵抗R,R,Rにおいて、それらの抵抗値は色に応じて決められており、互いに異なる値に設定されている。またバイアススイッチSW,SW,SWの開閉動作は、制御部13からの開閉制御指令Scに基づいて行われる。画素群10Aの各画素からのセンサ信号の読出しにおいて、各列で色ごとの画素のセンサ信号を読み出すとき、読み出される画素の色に応じて対応するバイアススイッチSW,SW,SWをオン状態にして色に応じた最適なバイアス抵抗を選択し、最適なゲインすなわち最適な読出し負荷を選択する。 Next, between the power supply line 11 and the pixel output end of each column (horizontal direction pixel selection lines X1 to X4) of the pixel group 10A, three routes of bias voltage signal lines corresponding to the colors R, G, and B, respectively. 31R, 31G, and 31B are provided. Each of the bias voltage signal lines 31R, 31G, and 31B includes a bias resistor (R R , R G , R B ) and a bias switch (SW R , SW G , SW B ) connected in series. Three bias resistors R R, R G, in R B, their resistance values are determined according to the color, it is set to mutually different values. The opening / closing operation of the bias switches SW R , SW G , SW B is performed based on an opening / closing control command Sc from the control unit 13. In reading out sensor signals from each pixel of the pixel group 10A, when reading out sensor signals of pixels for each color in each column, the corresponding bias switches SW R , SW G , and SW B are turned on according to the color of the read pixels. The optimum bias resistor corresponding to the color in the state is selected, and the optimum gain, that is, the optimum reading load is selected.

図5は、単板カラーイメージセンサ30の画素群10Aの各画素のセンサ信号の読出しを行う駆動例のタイミングチャートを示す。図4はプログレッシブスキャニングでの駆動例であり、1つの画素に対する初期化周期は1/30秒の場合の例である。図5に示したタイミングチャートでは、上側から、垂直方向画素選択ラインY1〜Y4での選択信号、水平方向画素選択ラインX1〜X4での選択信号、抵抗R1〜R4の読出し付加抵抗、読み出されるべき画素X1−R,G,B、画素X2−R,G,B、画素X3−R,G,B、画素X4−R,G,Bの読出し動作状態、読出しが行われる画素の時系列的な順序が示されている。   FIG. 5 is a timing chart of a driving example in which sensor signals of each pixel of the pixel group 10 </ b> A of the single-plate color image sensor 30 are read. FIG. 4 shows an example of driving in progressive scanning, in which the initialization cycle for one pixel is 1/30 seconds. In the timing chart shown in FIG. 5, from the upper side, the selection signals on the vertical pixel selection lines Y1 to Y4, the selection signals on the horizontal pixel selection lines X1 to X4, the read additional resistors of the resistors R1 to R4, and to be read The pixel X1-R, G, B, the pixel X2-R, G, B, the pixel X3-R, G, B, the readout operation state of the pixel X4-R, G, B, the time series of the pixel to be read out The order is shown.

上記において、X1−R,G,B、X2−R,G,B、X3−R,G,B、X4−R,G,Bのそれぞれの読出し動作状態は、列のラインX1,X2,X3,X4のそれぞれに対応して設けられた前述のバイアススイッチSW,SW,SW のオン状態に対応している。すなわち、列のラインX1〜X4のそれぞれに対応して設けられた前述のバイアススイッチSW,SW,SW が、読み出すべき画素の色に応じて適宜にオン制御されることにより、所定の順序で各画素のセンサ信号が読み出される。 In the above, the read operation states of X1-R, G, B, X2-R, G, B, X3-R, G, B, X4-R, G, B are column lines X1, X2, X3. , X4 corresponds to the ON state of the aforementioned bias switches SW R , SW G , SW B provided corresponding to each of X 4, X 4. That is, the above-described bias switches SW R , SW G , and SW B provided corresponding to each of the column lines X1 to X4 are appropriately on-controlled according to the color of the pixel to be read, so that a predetermined value is obtained. Sensor signals of each pixel are read out in order.

図5に示されたプログレッシブスキャニングの駆動例において、ラインY1を走査する場合には、ラインX1,X3と交差する位置の画素の場合にはGの読出し負荷が接続され、ラインX2,X4と交差する位置の画素の場合にはRの読出し負荷が接続される。ラインY2を走査する場合には、ラインX1,X3と交差する位置の画素の場合にはBの読出し負荷が接続され、ラインX2,X4と交差する位置の画素の場合にはGの読出し負荷が接続される。ラインY3を走査する場合には、ラインX1,X3と交差する位置の画素の場合にはGの読出し負荷が接続され、ラインX2,X4と交差する位置の画素の場合にはRの読出し負荷が接続される。ラインY4を走査する場合には、ラインX1,X3と交差する位置の画素の場合にはBの読出し負荷が接続され、ラインX2,X4と交差する位置の画素の場合にはGの読出し負荷が接続される。   In the driving example of progressive scanning shown in FIG. 5, when scanning the line Y1, in the case of a pixel at a position intersecting with the lines X1 and X3, a read load of G is connected and intersecting with the lines X2 and X4. In the case of the pixel at the position, the R readout load is connected. When scanning the line Y2, in the case of a pixel at a position intersecting with the lines X1 and X3, a B reading load is connected, and in the case of a pixel at a position intersecting with the lines X2 and X4, the G reading load is applied. Connected. When scanning the line Y3, a G reading load is connected in the case of a pixel at a position crossing the lines X1 and X3, and an R reading load is connected in the case of a pixel at a position crossing the lines X2 and X4. Connected. When scanning the line Y4, a B reading load is connected in the case of a pixel at a position crossing the lines X1 and X3, and a G reading load is connected in the case of a pixel at a position crossing the lines X2 and X4. Connected.

次に図6は、上記の単板カラーイメージセンサ30の画素群10Aの各画素のセンサ信号の読出しを行う駆動例の他のタイミングチャートを示す。この場合はインターレーススキャニングでの駆動例である。図6でも、図5と同様に、上側から、垂直方向画素選択ラインY1〜Y4での選択信号、水平方向画素選択ラインX1〜X4での選択信号、抵抗R1〜R4の読出し付加抵抗、読み出されるべき画素X1−R,G,B、画素X2−R,G,B、画素X3−R,G,B、画素X4−R,G,Bの読出し動作状態、読出しが行われる画素の時系列的な順序が示されている。   Next, FIG. 6 shows another timing chart of a driving example in which the sensor signal of each pixel of the pixel group 10A of the single-plate color image sensor 30 is read. This is an example of driving in interlace scanning. Also in FIG. 6, as in FIG. 5, from the upper side, the selection signals on the vertical direction pixel selection lines Y1 to Y4, the selection signals on the horizontal direction pixel selection lines X1 to X4, and the read additional resistors of the resistors R1 to R4 are read. The pixel X1-R, G, B, the pixel X2-R, G, B, the pixel X3-R, G, B, the readout operation state of the pixel X4-R, G, B, the time series of the pixel to be read out The order is shown.

図6に示した駆動例でも、図5で説明した駆動例と同様に、列のラインX1〜X4のそれぞれに対応して設けられた前述のバイアススイッチSW,SW,SW が、読み出すべき画素の色に応じて適宜にオン制御されることにより、所定の順序で各画素のセンサ信号が読み出される。 Also in the driving example shown in FIG. 6, the bias switches SW R , SW G , and SW B provided corresponding to the respective lines X1 to X4 in the column read out, similarly to the driving example described in FIG. The sensor signal of each pixel is read out in a predetermined order by being appropriately turned on according to the color of the pixel to be processed.

第2実施形態に係る単板カラーイメージセンサにおいても、R,G,Bについて図2に示した分光特性を有するよう、バイアススイッチSW,SW,SW のオン・オフを制御して色ごとにバイアス抵抗R,R,Rを選択して抵抗値(すなわちゲインまたは読出し負荷)を変え、R,G,Bの各色を担う画素の応答出力特性(相対感度)をほぼ等しくなるように揃え、R,G,Bの各色に応じた分光特性の違いを解消する。 Also in the single-plate color image sensor according to the second embodiment, on / off of the bias switches SW R , SW G , and SW B is controlled so that the R, G, and B have the spectral characteristics shown in FIG. Each time the bias resistors R R , R G , and R B are selected to change the resistance value (that is, gain or readout load), the response output characteristics (relative sensitivity) of the pixels that carry R, G, and B colors become substantially equal. Thus, the difference in spectral characteristics corresponding to each color of R, G, and B is eliminated.

次に図7に本発明に係る単板カラーイメージセンサの第3実施形態を示す。図7において、第1実施形態または第2実施形態で説明した要素と同一の要素には同一の符号を付している。第3実施形態に係る単板カラーイメージセンサ40において、画素群10Aと、これに関連する水平方向画素選択ラインX1〜X4および垂直方向画素選択ラインY1〜Y4と、電源ライン11と、映像出力ライン12の構成は第1実施形態の構成と同じである。   Next, FIG. 7 shows a third embodiment of a single plate color image sensor according to the present invention. In FIG. 7, the same elements as those described in the first embodiment or the second embodiment are denoted by the same reference numerals. In the single-plate color image sensor 40 according to the third embodiment, the pixel group 10A, the horizontal pixel selection lines X1 to X4 and the vertical pixel selection lines Y1 to Y4 related thereto, the power supply line 11, and the video output line The configuration of 12 is the same as that of the first embodiment.

第3実施形態に係る単板カラーイメージセンサ40は第2実施形態の変形例であり、基本的な構成は第2実施形態に係る単板カラーイメージセンサ30に類似している。第2実施形態に比較して、第3実施形態の単板カラーイメージセンサ40の特徴は次の通りである。   The single-plate color image sensor 40 according to the third embodiment is a modification of the second embodiment, and the basic configuration is similar to the single-plate color image sensor 30 according to the second embodiment. Compared to the second embodiment, the characteristics of the single-plate color image sensor 40 of the third embodiment are as follows.

電源ライン11と画素群10Aの4つの列(水平方向画素選択ラインX1〜X4)の画素出力端との間には、それぞれ、色G,Bのそれぞれに対応する2ルートのバイアス電圧信号ライン41G,41B、色R,Gのそれぞれに対応する2ルートのバイアス電圧信号ライン41R,41G、色G,Bのそれぞれに対応する2ルートのバイアス電圧信号ライン41G,41B、色R,Gのそれぞれに対応する2ルートのバイアス電圧信号ライン41R,41Gが設けられる。バイアス電圧信号ライン41R,41G,41Bのそれぞれは、直列に接続されたバイアス抵抗(R,R,R)とバイアススイッチ(SW,SW,SW)によって構成される。これらの3つのバイアス抵抗R,R,Rに関して、前述した通り、それらの抵抗値は色に応じて決められており、互いに異なる値に設定されている。またバイアススイッチSW,SW,SWの開閉動作は、制御部13からの開閉制御指令Scに基づいて行われる。画素群10Aの各画素からのセンサ信号の読出しにおいて、各列で色ごとの画素のセンサ信号を読み出すとき、読み出される画素の色に応じて対応するバイアススイッチSW,SW,SWをオン状態にして色に応じた最適なバイアス抵抗を選択し、最適なゲインすなわち最適な読出し負荷を選択する。 Between the power supply line 11 and the pixel output terminals of the four columns of the pixel group 10A (horizontal direction pixel selection lines X1 to X4), two routes of bias voltage signal lines 41G corresponding to the colors G and B, respectively. , 41B, two routes of bias voltage signal lines 41R, 41G corresponding to colors R, G, two routes of bias voltage signal lines 41G, 41B, colors R, G corresponding to colors G, B, respectively. Corresponding two routes of bias voltage signal lines 41R and 41G are provided. Each of the bias voltage signal lines 41R, 41G, and 41B includes a bias resistor (R R , R G , R B ) and a bias switch (SW R , SW G , SW B ) connected in series. These three bias resistors R R, R G, with respect to R B, as described above, their resistance values are determined according to the color, are set to mutually different values. The opening / closing operation of the bias switches SW R , SW G , SW B is performed based on an opening / closing control command Sc from the control unit 13. In reading out sensor signals from each pixel of the pixel group 10A, when reading out sensor signals of pixels for each color in each column, the corresponding bias switches SW R , SW G , and SW B are turned on according to the color of the read pixels. The optimum bias resistor corresponding to the color is selected in accordance with the state, and the optimum gain, that is, the optimum reading load is selected.

第3実施形態に係る単板カラーイメージセンサ40は、画素群10Aの構成において、ラインX1,X3の列ではR成分の画素がなく、ラインX2,X4の列ではB成分の画素がないことに着目して、各列におけるバイアス抵抗とバイアススイッチの個数を減少させたものである。これにより、第1および第2の実施形態で説明した利点を有するに加えて、バイアス抵抗とバイアススイッチの回路構成を簡素化し、部品点数を減少させることができるという利点を有する。   In the single-plate color image sensor 40 according to the third embodiment, in the configuration of the pixel group 10A, there are no R component pixels in the lines X1 and X3, and no B component pixels in the lines X2 and X4. Paying attention, the number of bias resistors and bias switches in each column is reduced. Accordingly, in addition to the advantages described in the first and second embodiments, the circuit configuration of the bias resistor and the bias switch can be simplified and the number of components can be reduced.

次に、図8を参照して本発明に係る単板カラーイメージセンサの第4実施形態を説明する。図8において、前述の各実施形態で説明した要素と同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。   Next, a fourth embodiment of the single-plate color image sensor according to the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 8, the same elements as those described in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

第4実施形態に係る単板カラーイメージセンサ50では、画素群10Aの構成は上記の実施形態と同じである。電源ライン11から画素群10Aへのバイアス電圧の供給は、前述のごとくバイアス抵抗およびバイアススイッチは設けられず、直接的に画素群10Aの各列の画素出力端に接続されている。第4実施形態の単板カラーイメージセンサ50の特徴的構成としては、映像出力ラインが、前述のごとく1系統ではなく、2系統12a,12b設けられる。2系統の映像出力ライン12a,12bと列方向のラインX1,X2との間にはスイッチ部51が設けられ、映像出力ライン12a,12bと列方向のラインX3,X4との間にはスイッチ52が設けられている。   In the single-plate color image sensor 50 according to the fourth embodiment, the configuration of the pixel group 10A is the same as that in the above embodiment. As described above, the bias voltage and the bias switch are not supplied from the power supply line 11 to the pixel group 10A, but are directly connected to the pixel output terminals of the respective columns of the pixel group 10A. As a characteristic configuration of the single-plate color image sensor 50 of the fourth embodiment, the video output lines are provided not in one system but in two systems 12a and 12b as described above. A switch unit 51 is provided between the two video output lines 12a and 12b and the column direction lines X1 and X2, and a switch 52 is provided between the video output lines 12a and 12b and the column direction lines X3 and X4. Is provided.

スイッチ部51,52は2連式のスイッチ機構を有しており、スイッチ部51,52の2状態選択の開閉動作は制御部13によって以下の通り制御される。   The switch units 51 and 52 have a dual-type switch mechanism, and the opening / closing operation of the two-state selection of the switch units 51 and 52 is controlled by the control unit 13 as follows.

2状態を選択するスイッチ部51は、第1選択状態でラインX1,X2の画素出力端を映像出力ライン12a,12bにそれぞれ接続し、第2選択状態でラインX1,X2の画素出力端を映像出力ライン12b,12aにそれぞれ接続する。同様に2状態を選択するスイッチ部52は、第1選択状態でラインX3,X4の画素出力端を映像出力ライン12a,12bにそれぞれ接続し、第2選択状態でラインX3,X4の画素出力端を映像出力ライン12b,12aにそれぞれ接続する。   The switch unit 51 for selecting the two states connects the pixel output ends of the lines X1 and X2 to the video output lines 12a and 12b in the first selection state, and the pixel output ends of the lines X1 and X2 in the second selection state. Connect to the output lines 12b and 12a, respectively. Similarly, the switch unit 52 for selecting the two states connects the pixel output terminals of the lines X3 and X4 to the video output lines 12a and 12b in the first selection state, respectively, and the pixel output terminals of the lines X3 and X4 in the second selection state. Are connected to the video output lines 12b and 12a, respectively.

上記の映像出力ライン12aの後段には増幅器53とA/Dコンバータ54が設けられ、その映像信号は増幅器53とA/Dコンバータ54を介して補正回路55に入力される。また映像出力ライン12bの後段には増幅器56とA/Dコンバータ57が設けられ、増幅器56とA/Dコンバータ57を介して補正回路55に入力される。補正回路55で補正が行われた映像信号は色再生回路58に入力される。映像出力ライン12a,12bのそれぞれの後段に設けた増幅器53,56のゲイン(増幅率)は異なるものに設定されている、具体的にはGの画素からのセンサ信号を増幅する増幅器53のゲインは相対的に低く固定の値に設定し、RまたはBの画素からのセンサ信号を増幅する増幅器56のゲインを増幅器53のゲインよりも高く設定している。これにより、前述したごとくR,G,Bの各色を担う画素の応答出力特性(相対感度)をほぼ等しくなるように揃え、R,G,Bの各色に応じた分光特性の違いを解消する。   An amplifier 53 and an A / D converter 54 are provided following the video output line 12a, and the video signal is input to the correction circuit 55 via the amplifier 53 and the A / D converter 54. Further, an amplifier 56 and an A / D converter 57 are provided at the subsequent stage of the video output line 12 b and are input to the correction circuit 55 via the amplifier 56 and the A / D converter 57. The video signal corrected by the correction circuit 55 is input to the color reproduction circuit 58. The gains (amplification factors) of the amplifiers 53 and 56 provided in the subsequent stages of the video output lines 12a and 12b are set to different values, specifically, the gain of the amplifier 53 that amplifies the sensor signal from the G pixel. Is set to a relatively low and fixed value, and the gain of the amplifier 56 that amplifies the sensor signal from the R or B pixel is set higher than the gain of the amplifier 53. As a result, as described above, the response output characteristics (relative sensitivity) of the pixels responsible for the R, G, and B colors are aligned so that the difference in spectral characteristics corresponding to the R, G, and B colors is eliminated.

第4実施形態の構成によれば、Gの画素から読み出されるセンサ信号は映像出力ライン12aのみから取り出し、またRまたはBの画素から読み出されるセンサ信号は映像出力ライン12bのみから取り出すようにすることにより、そのゲインすなわち読出し負荷を適切に設定して異ならせ、これによりR,G,Bの各色に応じた分光特性の違いを解消することができる。   According to the configuration of the fourth embodiment, the sensor signal read from the G pixel is taken out only from the video output line 12a, and the sensor signal read from the R or B pixel is taken out only from the video output line 12b. Thus, the gain, that is, the read load is appropriately set and made different, whereby the difference in spectral characteristics corresponding to each of the R, G, and B colors can be eliminated.

なお第4実施形態の変形例として、映像出力ラインを3系統設け、それぞれにR,G,Bを担当させるように構成にすることもできる。   As a modification of the fourth embodiment, three video output lines can be provided, and R, G, and B can be assigned to each line.

以上の実施形態で説明された構成等については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。   The configurations and the like described in the above embodiments are merely schematically shown to such an extent that the present invention can be understood and implemented. Therefore, the present invention is not limited to the described embodiments and is not limited to patents. Various modifications can be made without departing from the scope of the technical idea shown in the claims.

本発明に係る単板カラーイメージセンサは、R,G,Bの各色を担う画素の応答出力特性(相対感度)をほぼ等しくなるように揃え、各色に応じた分光特性の違いを解消し、色のバランスを適切にとり、画質の劣化を防止するのに利用される。   The single-plate color image sensor according to the present invention aligns the response output characteristics (relative sensitivity) of the pixels responsible for each color of R, G, and B so as to eliminate the difference in spectral characteristics corresponding to each color. This is used to properly balance the image quality and prevent image quality degradation.

本発明に係る単板カラーイメージセンサの第1実施形態を示す電気回路図である。1 is an electric circuit diagram showing a first embodiment of a single-plate color image sensor according to the present invention. 第1実施形態に係る単板カラーイメージセンサで得られる分光特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the spectral characteristics obtained with the single-plate color image sensor which concerns on 1st Embodiment. 各画素の光センサ回路の具体的構成を示す電気回路図である。It is an electric circuit diagram which shows the specific structure of the optical sensor circuit of each pixel. 本発明に係る単板カラーイメージセンサの第2実施形態を示す電気回路図である。It is an electric circuit diagram which shows 2nd Embodiment of the single-plate color image sensor which concerns on this invention. 第2実施形態におけるプログレッシブスキャニングの駆動例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the driving example of the progressive scanning in 2nd Embodiment. 第2実施形態におけるインターレーススキャニングの駆動例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the drive example of the interlace scanning in 2nd Embodiment. 本発明に係る単板カラーイメージセンサの第3実施形態を示す電気回路図である。It is an electric circuit diagram which shows 3rd Embodiment of the single-plate color image sensor which concerns on this invention. 本発明に係る単板カラーイメージセンサの第4実施形態を示す電気回路図である。It is an electric circuit diagram which shows 4th Embodiment of the single-plate color image sensor which concerns on this invention. 自然光の分光特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the spectral characteristic of natural light.

符号の説明Explanation of symbols

10 単板カラーイメージセンサ
10A 画素群
13 制御部
16 記憶部
VR1〜VR4 可変抵抗
SW1〜SW4 出力スイッチ
D11〜D44 画素
31R,31G,31B バイアス電圧信号ライン
,R,R バイアス抵抗
SW,SW,SW バイアススイッチ
10 single plate color image sensor 10A pixel group 13 control unit 16 storage unit VR1~VR4 variable resistance SW1~SW4 output switch D11~D44 pixels 31R, 31G, 31B bias voltage signal lines R R, R G, R B bias resistor SW R , SW G , SW B bias switch

Claims (3)

光電変換素子へ入射された光を各画素に応じて各色ごとに検出し、各色に対応した光電流をMOSトランジスタにより変換してセンサ信号を出力する複数の画素と、
前記複数の画素のそれぞれの出力側に設けられ、かつバイアス電源に接続された可変抵抗と、
前記複数の画素のうちセンサ信号を読み出す画素を選択する選択手段と、
読み出される前記画素の担う色に対応して前記可変抵抗の抵抗値を変え、読出し負荷を変化させる制御手段と、
を備えることを特徴とする単板カラーイメージセンサ。
A plurality of pixels that detect light incident on the photoelectric conversion element for each color according to each pixel, convert a photocurrent corresponding to each color by a MOS transistor, and output a sensor signal;
A variable resistor provided on each output side of the plurality of pixels and connected to a bias power source;
Selecting means for selecting a pixel from which a sensor signal is read out of the plurality of pixels;
Control means for changing the resistance value of the variable resistor corresponding to the color of the pixel to be read and changing the read load;
A single-plate color image sensor comprising:
光電変換素子へ入射された光を画素に応じて各色ごとに検出し、各色に対応した光電流をMOSトランジスタにより変換してセンサ信号を出力する複数の画素と、
前記複数の画素のそれぞれの出力側に設けられかつバイアス電源に接続され、入力されるバイアス電圧を切換え可能にするバイアススイッチと、
前記バイアススイッチの入力側に接続される複数のバイアスラインと、
前記複数の画素の担う色に対応して前記バイアススイッチを切り換えて前記複数のバイアスラインのいずれかを選択し、読出し負荷を変化させる制御手段と、
を備えることを特徴とする単板カラーイメージセンサ。
A plurality of pixels that detect light incident on the photoelectric conversion element for each color according to the pixel, convert a photocurrent corresponding to each color by a MOS transistor, and output a sensor signal;
A bias switch provided on the output side of each of the plurality of pixels and connected to a bias power source to enable switching of an input bias voltage;
A plurality of bias lines connected to the input side of the bias switch;
Control means for switching the bias switch corresponding to the color carried by the plurality of pixels to select one of the plurality of bias lines and changing a read load;
A single-plate color image sensor comprising:
光電変換素子へ入射された光を画素に応じて各色ごとに検出し、各色に対応した光電流をMOSトランジスタにより変換してセンサ信号を出力する複数の画素と、
前記複数の画素のそれぞれの出力側に設けられた出力スイッチと、
前記出力スイッチの出力側に接続される複数の出力ラインと、
前記複数の画素の担う色に対応して前記出力スイッチを切り換えて前記複数の出力ラインのいずれかを選択し、特定の色情報を有する画素を特定の出力ラインに出力させる制御手段と、
を備えることを特徴とする単板カラーイメージセンサ。
A plurality of pixels that detect light incident on the photoelectric conversion element for each color according to the pixel, convert a photocurrent corresponding to each color by a MOS transistor, and output a sensor signal;
An output switch provided on each output side of the plurality of pixels;
A plurality of output lines connected to the output side of the output switch;
Control means for switching the output switch corresponding to the color of the plurality of pixels to select one of the plurality of output lines and outputting a pixel having specific color information to a specific output line;
A single-plate color image sensor comprising:
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