JP2002165226A - 撮像素子および撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】感度の異なる高低２種類の画素を含む複画素内
の画素配列を改良して、偽信号の発生を招くことなくダ
イナミックレンジの拡大を図る。 【解決手段】ＣＣＤ撮像素子の色フィルタには、２×２
の４画素ブロックが同色で、ブロックを単位とした場合
の配列がベイヤ配列であるような複ベイヤ配列が用いら
れる。この場合、４画素ブロックからなる各複画素内に
は高低２つの濃度の同色フィルタが市松配置（対角配
置）されている。例えばＲの複画素はＲの分光感度特性
を持つ２×２の４画素から構成されるが、このうちの対
角配置された２画素はフィルタ濃度の低い高感度画素
（ＬＲ）であり、別の対角配置された２画素はフィルタ
濃度の高い低感度画素（ｄＲ）である。Ｇ，Ｂの複画素
についても同様の構造であり、複画素の色の違いを無視
して考えれば、画素配列全体にわたって高低２種類の感
度の画素（Ｌ，ｄ）が市松配置された形式となってい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＣＣＤ等の撮像素子
およびそれを用いて被写体像の撮像を行なう撮像装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】単板カラー撮像素子を用いた撮像装置は
広く普及して各方面で用いられている。一方で、ダイナ
ミックレンジの不足も指摘されており、さまざまな解決
策が提案されている。

【０００３】同色で感度絶対値（フィルタ濃度）が異な
る画素情報からダイナミックレンジの拡大した画像を得
る技術は公知であり、特に複ベイヤ配列の同色ブロック
内の画素に適用したものが特開２０００−０６９４９１
号に記載されている。これは縦横各２画素からなる４画
素ブロックを単位画素と見做し（このような見做し単位
画素を、本明細書では複画素と称し、複画素によって構
成される行や列を複行、複列と称する）、この複画素が
ＲＧＢベイヤ配列を構成した撮像素子において、複画素
を構成する４画素の同色フィルタを全て異なる濃度にし
たり、あるいは縦または横２列ずつに高低２つの濃度の
同色フィルタを配置して、複画素内に異なる感度の画素
を設けることでダイナミックレンジの広い画素情報を得
るものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したよう
な従来の構成はその効果はあるものの、以下に述べるよ
うな不具合を有する。すなわち濃度の異なる画素は、同
色とはいえその有意に機能する露光量レンジが異なって
いるから、結局は画素情報サンプリング点としては異な
るものである。従って、そのサンプリング周波数に対し
て高周波な画像情報が入力された場合にはエリアシング
（モアレ）による偽信号を生じる。

【０００５】原理的な難点を見出しやすくするために議
論を単純化して、縦２列ずつに露光量レンジがオーバー
ラップしない高低２つの感度の画素が配されている場合
を取り上げ、被写体入力として黒（０レベル）と露光量
レンジのクロスオーバーポイントに相当するグレイレベ
ル（ＣＯＧレベル）とが原画素の画素ピッチｐで並んで
いる縦縞を考える。これは周期２ｐすなわち周波数１／
２ｐの１次元波である。この様子を図６に示す。

【０００６】図６（ａ）はフィルタ配列を示しており、
Ｌはフィルタ濃度の低い高感度（ｌｉｇｈｔ）の画素、
またｄはフィルタ濃度の高い低感度ｄ（ｄａｒｋ）の画
素を示している。縦横各２画素からなるどの複画素につ
いても高感度Ｌの画素と低感度ｄの画素の並びは同じで
ある。前述のように高感度Ｌの画素と低感度ｄの画素の
露光量レンジがオーバーラップしない場合を想定する
と、それら高低２つの感度の画素それぞれの光電変換特
性は図６（ｃ）のようになる。

【０００７】この場合、被写体輝度に対応する露光量が
０レベルである場合は高感度Ｌ，低感度ｄのいずれの画
素でも有意な出力を生じない（ノイズレベル以下とな
る。以下においては簡単のためこれを０レベル出力と称
する）が、ＣＯＧレベルの場合は高感度Ｌ側では飽和レ
ベル出力を生じるが、低感度ｄ側の出力レベルは０レベ
ルとなることによって、ＣＯＧレベルであることが検出
される。従ってこの場合、サンプリング位相のずれによ
って各複画素の出力は０レベルからＣＯＧレベルまで異
なることになり偽信号（モアレ）となる。例えば、図６
（ｂ）に示すように、高感度Ｌ側に黒、低感度ｄ側にグ
レイが重なる場合はＬ，ｄいずれの画素でも有意な出力
を生じないため複画素の出力は０レベルであるので黒ベ
タ出力となってしまい、逆に黒とグレイの位相が反転し
ている場合はＬ画素で飽和レベルを生じることから、複
画素の出力はＣＯＧレベルと検出されてしまいグレイベ
タ出力となってしまう。

【０００８】なお、上記では露光量レンジにオーバーラ
ップが無いと単純化したが、オーバーラップがあっても
２つの画素のダイナミックレンジが同一でない限り（こ
の技術の目的から同一では有り得ないことは自明）、一
方のレンジを逸脱した領域での上記高周波入力に対して
は同様の偽信号が発生することは明らかである。また横
２列の場合は横縞を考えれば同じであり、また４画素と
も異なる濃度の場合はサンプリング点がさらに減少する
ことになる（同一特性画素は複画素あたり１画素のみ）
から縦縞、横縞のいずれに対しても同様の現象を生じる
ことになる。

【０００９】また、複ベイヤ配列を使用している関係か
ら、別途色コーディングに基づくサンプリングモアレが
発生し、これを防止するため水晶などの光学ＬＰＦが使
用されることは前提であるが、このトラップ周波数は色
サンプリング周波数に対応して設計されるものであるか
ら、光線分離幅（ずらし量）は縦横とも２ｐ（トラップ
周波数１／４ｐ）であり、上記問題となる入力周波数近
傍には無効である。

【００１０】本発明は上述の事情を考慮してなされたみ
のであり、その目的とするところは、偽信号の発生を招
くことなくダイナミックレンジを拡大できるようにし、
十分な画質向上を図ることが可能な撮像素子および撮像
装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明は、隣接する複数の画素からなる単位画素ブ
ロックたる複画素に対して同色の相対分光感度を付与す
るとともに、前記各複画素に対しては所定数の異色の相
対分光感度を付与することによって色コーディングを成
した単板カラー撮像素子であって、前記各複画素内の複
数の同色画素に対しては高低２種類の感度を付与しこれ
らを市松配置させたことを特徴とする。

【００１２】このように複画素内に高低２種類の感度の
画素を市松配置することにより、縦および横のどちらの
方向についても感度の異なる同色画素が隣接して配置さ
れることになる。このため、上述したような高周波の縦
縞や横縞が入力された場合でも高低２種類の画素出力を
平均化して得ることができるので、偽信号（モアレ）は
生じない。また斜め方向については同感度の画素が並ん
で配置されることになるものの、正方画素であれば斜め
方向から見た高低２種類の画素間の画素ピッチは縦また
は横方向から見た高低２種類の画素間の画素ピッチより
も狭くなるため、斜め方向に入力される縞に対してもあ
る程度の周波数までは偽信号の発生を抑制することがで
きる。よって、モアレ等の偽信号の発生を招くことな
く、高低２種類の感度の画素を利用して複画素のダイナ
ミックレンジ拡大を図ることが可能となる。

【００１３】また、前記複画素が縦２×横２の正方４画
素ブロックであり且つ前記色コーディング配列がベイヤ
配列である複ベイヤ配列を使用する場合は、前記複画素
内における前記高低２感度の市松配置たる対角配置の交
差パターンを各複画素毎に変化させることが好ましい。
この場合、交差パターンは同一の複行に関しては同一
で、隣接する複行毎に変化するように構成したり、ある
いは同一の複列に関しては同一であり、隣接する複列毎
に変化するように構成することができる。これら構成に
より、斜め方向から見た場合でも複画素毎に高低２種類
の感度の並びを交互に変えることができ同感度の画素が
連続するのを１複画素内に留めることが可能となるの
で、縦縞、横縞の場合と同じく、斜め方向に入力される
縞に対しても複画素間のサンプリング位相のずれによる
偽信号の発生を十分に抑制することができる。

【００１４】また、複ベイヤ配列としては、前記色コー
ディング配列がＲＧＢベイヤ配列であるところのＲＧＢ
複ベイヤ配列を用いることができる。

【００１５】また、本発明は、請求項１乃至５のいずれ
か１項記載の撮像素子と、前記撮像素子を駆動して撮像
信号を読み出す駆動手段と、前記撮像信号に基づいて所
定フォーマットの画像信号を生成可能な画像信号生成手
段であって、前記複画素内の高低２種類の感度の画素情
報に基づいて、当該複画素に関する広ダイナミックレン
ジ情報を生成するように構成された画像信号生成手段と
を具備することを特徴とする。この撮像装置によれば、
高低２種類の感度の画素情報を用いることにより各複画
素の情報のダイナミックレンジを拡大でき、高画質の画
像を得ることができる。この場合、画像信号生成に際し
ては、複画素内の高低２種類の感度の画素情報の加算結
果を利用することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図１には、本発明の一実施形態に係
わる撮像装置の構成が示されている。ここでは、デジタ
ルカメラとして実現した場合を例示して説明することに
する。

【００１７】図中１０１は各種レンズからなる撮像レン
ズ系、１０２はレンズ系１０１を駆動するためのレンズ
駆動機構、１０３はレンズ系１０１の絞りを制御するた
めの露出制御機構、１０４はローパスおよび赤外カット
用の光学フィルタ、１０５は色フィルタを内蔵したＣＣ
Ｄカラー撮像素子、１０６は撮像素子１０５を駆動する
ためのＣＣＤドライバ、１０７はＡ／Ｄ変換器等を含む
プリプロセス回路、１０８は色信号生成処理，マトリッ
クス変換処理，その他各種のデジタル処理を行なうため
のデジタルプロセス回路、１０９はカードインターフェ
ース、１１０は撮影画像を記録するためのメモリカー
ド、１１１はＬＣＤ画像表示系を示している。

【００１８】また、図中の１１２は各部を統括的に制御
するためのシステムコントローラ（ＣＰＵ）、１１３は
各種ＳＷからなる操作スイッチ系、１１４は操作状態及
びモード状態等を表示するための操作表示系、１１５は
レンズ駆動機構１０２を制御するためのレンズドライ
バ、１１６は発光手段としてのストロボ、１１７は露出
制御機構１０３およびストロボ１１６を制御するための
露出制御ドライバ、１１８は各種設定情報等を記憶する
ための不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）を示している。

【００１９】ＣＣＤ撮像素子１０５としては、プログレ
ッシブスキャン（順次走査）型でインターライン構造の
ものが使用される。このＣＣＤ撮像素子１０５において
は、フォトダイオードからなる光電変換領域（画素部）
が行及び列のマトリクス状に配置されており、かつ垂直
方向の１列分の画素部毎に垂直転送路が設けられ、また
垂直転送路それぞれに共通の水平転送路が設けられてい
る。各画素部からの信号はまず垂直転送路に移送された
後、垂直転送路を介して水平転送路に転送され、そして
出力アンプ（フローティングディフュージョンアンプＦ
ＤＡ：FloatingDiffusion Amplifier）を通して読み出
される。

【００２０】ＣＣＤ撮像素子１０５の色フィルタの構造
は図２以降で詳述するが、２×２の４画素ブロックが同
色で、ブロックを単位とした場合の配列がベイヤ配列で
あるような複ベイヤ配列が用いられている。この場合、
本実施形態では、偽信号（モアレ）の発生を招くことな
くダイナミックレンジ（Ｄレンジ）の拡大を図るため
に、４画素ブロックからなる各複画素内に高低２つの濃
度の同色フィルタを市松状に、すなわち対角配置してい
る。

【００２１】本実施形態のデジタルカメラにおいては、
システムコントローラ１１２が全ての制御を統括的に行
っており、ＣＣＤドライバ１０６によりＣＣＤ撮像素子
１０５の駆動を制御して露光（電荷蓄積）及び信号の読
み出しを行い、それをプリプロセス回路１０７を介して
ディジタルプロセス回路１０８に取込んで所定フォーマ
ットの記録用の画像信号を生成した後にカードインター
フェース１０９を介してメモリカード１１０に記録する
ようになっている。

【００２２】システムコントローラ１１２には、画素加
算駆動制御部１１２ａと広Ｄレンジ情報生成制御部１１
２ｂが設けられている。画素加算駆動制御部１１２ａは
ＣＣＤドライバ１０６を用いてＣＣＤ撮像素子１０５の
駆動を制御して同色加算読み出しを実行するためのもの
であり、この同色加算読み出しにより複画素内の高低２
種類の感度の画素情報を加算してＣＣＤ撮像素子１０５
から読み出すことができる。広Ｄレンジ情報生成制御部
１１２ｂは、同色加算読み出しで得られた加算信号、ま
たは非加算読み出しにより各複画素から個別に読み出さ
れた高低２種類の感度の画素情報を用いて、各複画素に
関する広ダイナミックレンジ情報を生成する。

【００２３】次に、図２を参照して、ＣＣＤ撮像素子１
０５のフィルタ配列について説明する。

【００２４】図２（ａ）は本実施形態で用いられるフィ
ルタ配列の第１の例を示している。このフィルタ配列は
２×２の４画素ブロックから成る複画素を単位としたＲ
ＧＢ複ベイヤ配列であり、各複画素（同色単位画素ブロ
ック）内に高低２感度を市松（図示のように４画素の場
合は対角）配置した構成となっている。

【００２５】Ｒの複画素はＲの分光感度特性を持つ２×
２の４画素から構成されるが、このうちの対角配置され
た２画素はフィルタ濃度の低い高感度画素（ＬＲ）であ
り、別の対角配置された２画素はフィルタ濃度の高い低
感度画素（ｄＲ）である。同様に、Ｇの複画素について
も同じＧの分光感度特性を持つ２×２の４画素から構成
され、このうちの対角配置された２画素はフィルタ濃度
の低い高感度画素（ＬＧ）であり、別の対角配置された
２画素はフィルタ濃度の高い低感度画素（ｄＧ）であ
る。さらに、Ｂの複画素についても同様であり、対角配
置された２つの高感度画素（ＬＢ）と別の対角配置され
た２つの低感度画素（ｄＢ）とから構成されている。複
画素を単位とした場合の配列はＲＧＢのベイヤ配列であ
るので、複画素の色の違いを無視して考えれば、画素配
列全体にわたって高低２種類の感度の画素（Ｌ，ｄ）が
市松配置された形式となっている。

【００２６】図２（ａ）では２感度対角配置の交差パタ
ーンは全ての複画素で共通となっており、低感度の２画
素（ｄ）は左下および右上に配置され、高感度の２画素
（Ｌ）は左上および右下に配置されている。

【００２７】このように高低２種類の感度の画素（Ｌ，
ｄ）を市松配置することにより、縦および横のどちらの
方向についても各画素内では感度の異なる同色画素
（Ｌ，ｄ）が隣接して配置されることになる。このた
め、図６で説明したような高周波の縦縞や横縞が入力さ
れた場合でもサンプリング位相のずれによらずに高低２
種類の画素出力を各複画素毎に平均化して得ることがで
きるので、偽信号（モアレ）は生じない。また斜め方向
については同感度の画素が並んで配置されることになる
ものの、図２（ａ）に示すように斜め方向から見た高低
２種類の画素間の画素ピッチＰ’は縦または横方向から
見た高低２種類の画素間の画素ピッチＰよりも狭くなる
（Ｐ’＝Ｐ／ ２^１／２）ため、斜め方向に入力される
縞に対してもある程度の周波数までは偽信号の発生を抑
制することができる。よって、モアレ等の偽信号の発生
を招くことなく、高低２種類の感度の画素を利用して複
画素のダイナミックレンジ拡大を図ることが可能とな
る。

【００２８】図２（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれ本実施形態
で用いられるフィルタ配列の別の例を示している。これ
ら配列は斜め方向に入力される縞に対しても複画素間の
サンプリング位相のずれによる偽信号の発生を十分に抑
制できるように２感度対角配置の交差パターンを複画素
によって変化させた場合の例である。

【００２９】すなわち、図２（ｂ）は、２感度対角配置
の交差パターンを同一の複行に関しては同一で、隣接す
る複行単位で変化させた場合を示している。この図２
（ｂ）では、奇数番目の複行（１，３，５，…）では２
感度対角配置の交差パターンは図２（ａ）と同じである
が（左下および右上が低感度ｄで、左上および右下が高
感度Ｌ）、偶数番目の複行（２，４，６，…）では２感
度対角配置の交差パターンは図２（ａ）とは逆のパター
ン（左下および右上が高感度Ｌで、左上および右下が低
感度ｄ）になっている。図２（ｃ）も２感度対角配置の
交差パターンを複行単位で変化させた例であり、ここで
は図２（ｂ）とは逆に、偶数番目の複行では２感度対角
配置の交差パターンを図２（ａ）と同じにし、奇数番目
の複行では２感度対角配置の交差パターンを図２（ａ）
とは逆のパターンにしている。

【００３０】図２（ｄ）は２感度対角配置の交差パター
ンを同一の複列に関しては同一で、隣接する複列単位で
変化させた場合を示している。この図２（ｄ）では、奇
数番目の複列（１，３，５，…）では２感度対角配置の
交差パターンは図２（ａ）と同じであるが（左下および
右上が低感度ｄで、左上および右下が高感度Ｌ）、偶数
番目の複列（２，４，６，…）では２感度対角配置の交
差パターンは図２（ａ）とは逆のパターン（左下および
右上が高感度Ｌで、左上および右下が低感度ｄ）になっ
ている。図２（ｅ）も２感度対角配置の交差パターンを
複列単位で変化させた例であり、ここでは図２（ｄ）と
は逆に、偶数番目の複列では２感度対角配置の交差パタ
ーンを図２（ａ）と同じにし、奇数番目の複列では２感
度対角配置の交差パターンを図２（ａ）とは逆のパター
ンにしている。

【００３１】次に、図２のようなフィルタ配列を有する
撮像素子１０５で得られる撮像信号に対する信号処理に
ついて説明する。

【００３２】ここでは説明を簡単にするために、高感度
Ｌの画素と低感度ｄの画素の露光量レンジがオーバーラ
ップしない場合を想定する。この場合、高低２つの感度
の画素Ｌ，ｄのそれぞれの光電変換特性は図３のように
なる。これら高低２つの感度の画素Ｌ，ｄからの信号を
用いることにより、例えば図３に点線で示すように、撮
像可能な被写体の輝度レベル（露光量）のレンジが広が
り、各複画素に関して広ダイナミックレンジの画素情報
を生成することができる。広ダイナミックレンジ情報の
生成は、大別して、同色加算読み出しを利用する場合
と、非加算読み出しにより各複画素から個別に読み出さ
れた高低２種類の感度の画素情報を利用する場合の２通
りがある。

【００３３】まず、図４を参照して、同色加算読み出し
を利用する場合の信号処理動作を説明する。まず、画素
加算駆動制御部１１２ａがＣＣＤドライバ１０６を用い
てＣＣＤ撮像素子１０５の駆動を制御して同色加算読み
出しを実行することにより、各複画素毎にそれを構成す
る垂直・水平各２画素の計４画素の加算読み出しが行わ
れる（ステップＳ１０１）。この加算読み出しでは、通
常の２倍の速度で垂直転送路を駆動することにより、１
水平ブランキング期間に２ライン分の垂直転送が行われ
る。これにより、各複画素における縦２画素が水平転送
路上で加算される。垂直加算後の画素情報（加算平均情
報）は水平転送路を介して出力アンプ（ＦＤＡ）に送ら
れる。そして、通常はＦＤＡには１画素当たり１パルス
の割合でリセットパルスが供給されるが、１リセットパ
ルスに対して２画素分の水平転送が行われるように水平
転送駆動またはリセットパルスの供給タイミングを制御
することにより、水平方向に隣接する垂直加算後の２画
素同士がＦＤＡにて加算されて読み出される。このよう
にして、各複画素毎に２×２の４画素の加算結果（加算
平均）がＣＣＤ撮像素子１０５から撮像信号として読み
出される。

【００３４】この加算後の撮像信号はＡ／Ｄ変換された
後にデジタルプロセス回路１０８に送られる。加算後の
撮像信号に対して直接的に例えば階調処理（γ、ニー、
セットアップ）や色バランス処理など従来公知の任意の
信号処理を適用して記録用の画像を生成してもよいが、
本例では、通常のγ補正処理（ステップＳ１０３）に先
だって、階調適正化のための処理（ステップＳ１０２）
が広Ｄレンジ情報生成制御部１１２ｂの制御の下にデジ
タルプロセス回路１０８内で行われる。階調適正化処理
（ステップＳ１０２）は、加算信号を通常のγ補正処理
に入力する前に行なわれる前処理であり、ここでは加算
信号のレベルから元の入力露光量レベル（被写体輝度）
が推定され、それに基づいて加算信号の階調補正が行わ
れる。

【００３５】すなわち、高低2感度の画素情報を加算し
ているため、高感度のＬ画素が飽和する領域とそうでな
い領域では光電変換特性が異なり、全体としては折れ線
状の非線型特性となってしまうため、出力信号レベルの
大きさによる場合分け処理を行なうことで入力露光量に
比例した信号（線形信号）を算出するものである。処理
の一例を挙げれば、撮像素子出力をＳ_０（ただし飽和レ
ベル＝最大値をＳ_{ＭＡ Ｘ}とする）、補正後の線形信号を
Ｓ、Ｌ画素に対するｄ画素の感度比をｒ（＜１）とした
とき例えば、 Ｓ＝Ｓ_０／（１＋ｒ） ：ただしＳ_０≦（１＋ｒ）・Ｓ_ＭＡＸ／２のと き ＝（Ｓ_０−Ｓ_ＭＡＸ／２）／ｒ：ただしＳ_０≧（１＋ｒ）・Ｓ_ＭＡＸ／２の とき とすれば良い。

【００３６】なお、通常、感度の異なる高低２つの画素
の露光量レンジは一部オーバーラップさせるのが望まし
いが、上述の階調適正化処理（ステップＳ１０２）を行
うことにより、露光量レンジをオーバーラップさせた場
合でも入力露光量に比例した線形信号を正しく求め、そ
れをγ補正処理（ステップＳ１０３）のγ補正テーブル
にかけることが可能となる。

【００３７】次に、図５を参照して、非加算読み出しを
利用する場合の信号処理動作を説明する。まず、画素加
算駆動制御部１１２ａがＣＣＤドライバ１０６を用いて
ＣＣＤ撮像素子１０５の駆動を制御して各画素それぞれ
を個別に読み出すための通常の非加算読み出しが行われ
る（ステップＳ１１１）。ＣＣＤ撮像素子１０５から読
み出された撮像信号はＡ／Ｄ変換された後にデジタルプ
ロセス回路１０８に送られ、そこで複画素毎に広Ｄレン
ジ情報を得るための演算処理が広Ｄレンジ情報生成制御
部１１２ｂの制御の下に実行される。

【００３８】すなわち、各複画素毎に、対角配置された
同感度の２画素からの信号同士をデジタル加算する処理
が行われ（ステップＳ１１２）、これにより低感度画素
ｄ同士の加算信号と、高感度画素Ｌ同士の加算信号とが
得られる。次いで、複画素毎に低感度画素ｄ同士の加算
信号と高感度画素Ｌ同士の加算信号を合成する処理が行
われる（ステップＳ１１３）。この合成処理では、例え
ば高感度画素Ｌ同士の加算信号である高感度出力側を主
として用い、その飽和レベル近傍以上の高輝度領域の信
号については低感度画素ｄ同士の加算信号である低感度
出力側を用いて補完するという処理が行われる。またこ
の合成処理では、前述したステップＳ１０２と同様に線
形信号を得る目的で、ゲイン補正処理が必要に応じて高
感度出力および低感度出力に対してそれぞれ行われる。
すなわち、Ｌ、ｄの感度比ｒを考慮して低感度出力に対
しては高感度出力よりも高いゲイン（相対的に１／ｒ
倍）を与えるようになっている。そして、合成後の信号
に対して通常のγ補正処理（ステップＳ１１４）が実行
され、さらにニー、セットアップや色バランス処理など
の必要な各信号処理を経て記録画像が生成される。

【００３９】なお、この他にも次のような様々な実施形
態が考えられる。

【００４０】撮像素子の色配列は、複ベイヤに限らず任
意の複カラー配列で良い。また複画素の構成画素数は４
画素に限らずそのカラー配列と生成目的の画像の画素密
度が許す限りにおいて、任意数を用いることが可能であ
る。

【００４１】また、高低２種類の感度の画素情報の加算
に際しては、例えば垂直方向の２画素の加算のみを素子
内で行い、水平加算は素子外でデジタル演算によって行
うようにしてもよい。

【００４２】また、本発明のフィルタ配列および広Ｄレ
ンジ情報生成のための信号処理はデジタルスチルカメラ
に限らず、デジタルムービーにも適用することが可能で
ある。

【００４３】また、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範
囲で種々に変形することが可能である。更に、上記実施
形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される
複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の
発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構
成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解
決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明
の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、
この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得
る。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
偽信号の発生を招くことなくダイナミックレンジを拡大
することができ、十分な画質向上を図ることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る撮像装置の構成を示
すブロック図。

【図２】同実施形態で使用される固体撮像素子のフィル
タ構造を示す図。

【図３】同実施形態で使用される高濃度フィルタと低濃
度フィルタの輝度レンジ特性の一例を示す図。

【図４】同実施形態に適用される広Ｄレンジ情報生成の
ための信号処理の例を説明するための図。

【図５】同実施形態に適用される広Ｄレンジ情報生成の
ための信号処理の他の例を説明するための図。

【図６】従来のフィルタ配置とその問題点を説明するた
めの図。

【符号の説明】

１０１…レンズ系 １０２…レンズ駆動機構 １０３…露出制御機構 １０４…フィルタ １０５…ＣＣＤカラー撮像素子 １０６…ＣＣＤドライバ １０７…プリプロセス部 １０８…デジタルプロセス部 １０９…カードインターフェース １１０…メモリカード １１１…ＬＣＤ画像表示系 １１２…システムコントローラ（ＣＰＵ） １１２ａ…画素加算駆動制御部 １１２ｂ…広Ｄレンジ情報生成制御部 １１８…不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ） ＬＲ，ＬＧ，ＬＢ…低濃度フィルタ（高感度画素） ｄＲ，ｄＧ，ｄＢ…高濃度フィルタ（低感度画素）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 27/14 Ｈ０４Ｎ 101:00 // Ｈ０４Ｎ 101:00 Ｈ０１Ｌ 27/14 Ｄ Ｆターム(参考） 4M118 AA02 AB01 BA13 CA02 CA40 DD04 FA06 GC08 GC14 5B047 AB04 BA03 BB04 BC01 BC07 CA06 CB05 CB17 DC20 5C065 AA03 BB13 BB48 CC01 CC08 CC09 DD02 DD17 EE06 EE10 EE12 EE20 FF02 FF03 FF05 GG21 GG30 GG31 GG42 GG44

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】隣接する複数の画素からなる単位画素ブロ
   ックたる複画素に対して同色の相対分光感度を付与する
   とともに、前記各複画素に対しては所定数の異色の相対
   分光感度を付与することによって色コーディングを成し
   た単板カラー撮像素子であって、前記各複画素内の複数
   の同色画素に対しては高低２種類の感度を付与しこれら
   を市松配置させたことを特徴とする撮像素子。
2. 【請求項２】前記撮像素子の色配列は、前記複画素が縦
   ２×横２の正方４画素ブロックであり且つ前記色コーデ
   ィング配列がベイヤ配列である複ベイヤ配列であって、 前記複画素内における前記高低２感度の市松配置たる対
   角配置の交差パターンを各複画素毎に変化させたもので
   あることを特徴とする請求項１記載の撮像素子。
3. 【請求項３】前記交差パターンは同一の複行に関しては
   同一であり、隣接する複行毎に変化するように構成され
   たものであることを特徴とする請求項２記載の撮像素
   子。
4. 【請求項４】前記交差パターンは同一の複列に関しては
   同一であり、隣接する複列毎に変化するように構成され
   たものであることを特徴とする請求項２記載の撮像素
   子。
5. 【請求項５】前記複ベイヤ配列は、前記色コーディング
   配列がＲＧＢベイヤ配列であるところのＲＧＢ複ベイヤ
   配列であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか
   １項記載の撮像素子。
6. 【請求項６】請求項１乃至５のいずれか１項記載の撮像
   素子と、前記撮像素子を駆動して撮像信号を読み出す駆
   動手段と、前記撮像信号に基づいて所定フォーマットの
   画像信号を生成可能な画像信号生成手段であって、前記
   複画素内の高低２種類の感度の画素情報に基づいて、当
   該複画素に関する広ダイナミックレンジ情報を生成する
   ように構成された画像信号生成手段とを具備することを
   特徴とする撮像装置。
7. 【請求項７】前記複画素内の高低２種類の感度の画素情
   報を加算する画素加算手段をさらに具備し、前記画像信
   号生成手段は、前記画素加算手段によって加算された画
   素情報に基づいて前記広ダイナミックレンジ情報を生成
   するように構成されたものであることを特徴とする請求
   項６記載の撮像装置。