JP2003087804A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 入射光の利用効率を高めると共に、得られる
画像の解像度をより高く実現できる固体撮像装置を提供
することを目的とする。 【解決手段】 Ｙｈ補間部４６で、実画素位置に市松状
にデータを配置し、Ｇ信号位置では、撮像部から得られ
るＧ信号を２倍にし、Ｙｅ、Ｃｙ信号位置では自画素と
周辺に位置するＣｙ、Ｙｅ信号を５０％の割合で加算
し、等価的にＧとＭｇ（マゼンタ）を加算した信号を生
成する。そして、データ補正部４４で、ゲイン調整、補
色を原色に色変換、ホワイトバランス、ガンマ補正等の
各補正が行なわれたＲＧＢの補正データと、Ｙｈ補間部
４６によって生成され、Ｈｐｆ５０を介して得られるＹ
ｈ信号とを加算器４８で加算処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置にか
かり、特に、被写体画像を取り込んで信号処理を行うデ
ジタルスチルカメラや画像処理装置等に用いる固体撮像
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、固体撮像素子を適用したデジタル
カメラが普及しつつある。この普及は、銀塩カメラの解
像度に相当する画像が得られ、搭載した液晶表示モニタ
ですぐに鑑賞できる点や撮影することによって得られる
画像データをコンピュータに取り込んで活用できる点な
どが挙げられる。特に、画像の解像度を向上させると共
に、コストダウンも鑑みて、撮像素子の画素サイズは小
さくなる傾向にある。この場合、光源変換を行なう固体
撮像素子（受光素子）は画素数の増加に伴って１個あた
りの受光単位面積が小さくなるため感度を低下させてし
まう。画像の高画質化には、解像度と感度の両方を高め
る必要があるが、解像度と感度は相反するものである。

【０００３】この問題に対して、隣接する画素をずらし
て解像度を向上させる方法がある。この一例に特開平８
−３４０４５５号公報に記載の画像信号処理装置があ
る。この画像信号処理装置には、非格子状の画素配列の
撮像素子を適用しながらコンピュータへの取り込みに適
合した格子状配列の画素に対応する画素データが得られ
るように、画素近傍に位置する非格子状の配列による複
数の実画素からの画像信号に基づいて生成する格子状配
列画素データ生成手段を備えることが提案されている。

【０００４】また、特開昭５９−７２２８３号公報の電
子スチルカメラの映像信号処理装置は、受光部画素が市
松配置で２走査線を単位として同時読出し可能な固体撮
像素子を用いて得られる映像信号に対し、上下組となる
２走査線の信号を互いに水平方向に補間合成して新たな
１水平走査信号を作り出す第１の回路手段と、この２走
査線の垂直方向下方の１走査線信号を１走査時間遅延
し、かつ、次の組となる２走査線の上方の走査線信号と
の間に互いに水平方向に補間合成して、もう１つの新た
な１水平走査線信号を作り出す第２の回路手段とを備
え、第１及び第２の回路手段の出力を同時に出力させ
て、１回の垂直方向操作により２：１のインターレース
走査における奇遇２フィールドの信号を、同時に、並列
に出力可能にして、水平と垂直とを入れ換えても画面の
縦位置、横位置にかかわらず良好な画質のスチル撮影が
行なえるようにしている。

【０００５】上述した要求を満たすには、空間サンプリ
ングする画素を小さくすると共に、感度を向上させなけ
ればならないので、この他にも様々な工夫が検討されて
いる。この一例として、固体撮像装置には、カラーフィ
ルタが３原色ＲＧＢを用いた原色撮像方式と、複数の補
色を用いた補色撮像方式がある。色再現性は原色撮像方
式の方が補色撮像方式に比べて優れており、入射光の利
用効率が原色撮像方式に比べて補色撮像方式の方が有効
であることが知られているが、補色撮像方式を用いるこ
とによって光の利用効率を向上することが検討されてい
る。

【０００６】例えば、補色撮像方式において解像度の向
上を図るための提案が特開昭５８−３１６８８号公報に
記載されている。提案された固体カラー撮像装置は、垂
直方向に相隣接する受光素子が水平方向に半ピッチずれ
て配置されており、かつ相接する３つの感光素子からの
出力和がほぼ輝度信号に対応する信号となるように３ヶ
の色フィルタ素子の分光特性を選択してモアレの低減及
び高解像度の映像信号を得ている。より具体的に説明す
ると、色ｗ、Ｙｅ、Ｃｙがデルタ型の補色方式を用いて
隣接する３画素（水平２ライン）から輝度信号を作成す
る。

【０００７】また、高解像度化を図る方法として、特開
２０００−１８４３８６号公報に記載の技術などが提案
されている。特開２０００−１８４３８６号公報に記載
の技術では、受光素子の配設位置が互いにずれた２次元
ハニカム配置された撮像部からの信号をカラー信号処理
部のガンマ変換処理部に供給した後、Ａ／Ｄ変換部でデ
ジタル信号に変換する。このデジタル信号は記録再生部
に格納され、この記録再生部から面データとして読み出
し、信号処理部に供給する。信号処理部は、供給される
面データの中で受光素子の空領域を仮想画素とし、隣接
する受光素子からの画素データを基に正確の色再現重
視、及び水平方向及び／又は垂直方向の解像度の重視す
る項目に対応した信号処理をそれぞれ行なって、最終的
に出力される信号を高品質にしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、特開昭５８
−３１６８８号公報及び特開昭５９−７２２８３号公報
に記載の技術は、色多重化方式のうち、受光して得られ
た信号電荷を信号ラインに供給し、信号ライン２つを混
合して読み出す２線混合読み出し（又は２行同時独立読
み出し方式）を用いている。これらの技術はムービー及
びＭＯＳを想定している。

【０００９】従来、ＭＯＳ型の撮像素子ではＣＣＤで行
なわれる全画素同時読み出しができないことが知られて
いる。このことから、ＭＯＳ型の撮像素子では、動画被
写体に対して全画素同時読み出しして得られた画像に比
べて像構造的に再現性が劣る。一例として、動画での垂
直解像度が得られない。特開平８−３４０４５５号公報
に記載の技術でも得られる画像の垂直解像度の要求を十
分満足させることができない。

【００１０】また、特開２０００−１８４３８６号公報
に記載の技術では、色再現性及び解像度共に高品質な画
像を得ることができるが、原色方式のフィルタを用いて
いるため補色方式に比べて感度が劣る、という問題があ
る。

【００１１】そこで、本発明は、上記事実を考慮して、
入射光の利用効率を高めると共に、得られる画像の解像
度をより高く実現できる固体撮像装置を提供することを
目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明は、光電変換により光を信号に
変換する複数の受光素子にグリーン、イエロー、及びシ
アンの補色フィルタのそれぞれが配置された撮像手段を
有し、該撮像手段より得られる信号に基づいて高解像度
信号を作成する固体撮像装置であって、前記撮像手段に
おけるグリーンのフィルタが配置された受光素子の画素
では得られる信号に所定の係数を乗じた信号を用いるこ
とによりグリーン成分に該当する信号を生成すると共
に、イエローが配置された受光素子または、シアンが配
置された受光素子の画素では、該受光素子周辺に位置す
る自色以外の色が配置された受光素子より得られる信号
と自色の受光素子より得られる信号を各々所定の割合で
加算することにより、イエローまたはシアンが配置され
た受光素子の画素と該受光素子周辺に位置する自色以外
の色が配置された受光素子それぞれに含まれるグリーン
成分に該当する信号と、これとは別にイエローまたはシ
アンが配置された受光素子の画素にそれぞれ含まれるレ
ッド及びブルー成分を加算した等価的なマゼンタ成分に
該当する信号を生成する生成手段と、前記生成手段によ
って生成された信号に基づいて高解像度信号を作成する
作成手段と、を含むことを特徴としている。

【００１３】請求項１に記載の発明によれば、撮像手段
では、グリーン、イエロー、及びシアンの補色フィルタ
が設けられた受光素子の光電変換によって、各色が配置
された受光素子の画素に対応した信号が得られる。ここ
で、受光素子に補色フィルタを用いているので、ＲＧＢ
の原色フィルタに比べて受光素子の感度が高くなり、光
の利用効率を高めることができる。例えば、撮像手段と
しては、ＭＯＳ型のセンサや請求項２に記載の発明のよ
うに、受光素子と該受光素子に隣接する受光素子とが垂
直及び水平方向にそれぞれずらされて配置された単板の
ＣＣＤ等を用いることができる。

【００１４】また、生成手段によって、撮像手段におけ
るグリーンのフィルタが配置された受光素子の画素では
得られる信号に所定の係数が乗じられた信号が用いら
れ、イエローが配置された受光素子または、シアンが配
置された受光素子の画素では、該受光素子周辺に位置す
る自色以外の色が配置された受光素子より得られる信号
と自色の受光素子より得られる信号が各々所定の割合で
加算され、算出されたそれぞれの信号が用いられる。こ
れによってグリーンのフィルタが配置された受光素子の
画素では、グリーン成分に該当する信号が生成され、イ
エローまたはシアンが配置された受光素子の画素では、
等価的にグリーン及びマゼンタに該当する信号が生成さ
れる。

【００１５】そして、作成手段では、生成手段によって
生成された信号に基づいて高解像度信号が生成される。
例えば、撮像手段より得られる信号に対して補色を原色
に変換する色変換処理等を行ない、生成手段によって得
られる信号を加算することによって高解像度信号を生成
することが可能である。すなわち、生成手段によって、
等価的にグリーンとマゼンタに該当する信号が生成され
るので、グリーンとマゼンタの画素ずらし効果を発揮し
た画像、すなわち画素ずらしにより高解像度化された画
像を得ることが可能となり、これによって容易に高解像
度信号を生成することができ、解像度を向上することが
できる。

【００１６】なお、生成手段は、請求項３に記載の発明
のように、受光素子周辺に位置する自色以外の色が配置
された受光素子より得られる信号と自色の受光素子より
得られる信号を各々所定の割合で加算する際に、被写体
像に対応した信号レベルにおける水平方向と垂直方向の
相関を判別して、判別された相関の有る方向に隣接して
配置された受光素子の信号を用いて適応的に加算するよ
うにしてもよい。これによって、高品質な画像を得るた
めの信号を得ることが可能となる。

【００１７】また、相関の判別は、請求項４に記載の発
明のように、注目受光素子の画素より得られる信号と周
辺受光素子の画素より得られる信号、又は周辺受光素子
の画素より得られる信号同士の加減算の演算結果を用い
て、水平又は垂直の相関を判別することが可能である。
このとき、相関の判別結果は、請求項５に記載の発明の
ように、自画素の相関の判別結果と周辺に位置する画像
の相関の判別結果に基づいて自画素の判別結果を訂正す
るようにしてもよい。例えば、自画素の相関の判別結果
が水平方向及び垂直方向共に相関なしで、周辺に位置す
る画像、すなわち自画素の周辺に位置する全ての周辺画
素における相関の判別結果が水平方向に相関があると判
別された場合には、自画素の判別結果を水平方向に相関
ありと訂正するようにしてもよい。

【００１８】請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請
求項５の何れか１項に記載の発明において、前記生成手
段によって得られる信号に対して、グリーン及びマゼン
タの各々同一色成分の信号を用いて水平又は垂直方向に
信号を補間する補間手段と、前記補間手段によって補間
された信号に対して、前記補間される方向と直交する方
向の不要帯域を制限して広帯域信号を生成する広帯域信
号生成手段と、をさらに含むことを特徴としている。

【００１９】請求項６に記載の発明によれば、請求項乃
至請求項５の何れか１項に記載の発明において、補間手
段と広帯域信号生成手段がさらに備えられる。補間手段
では、生成手段によって得られる信号に対して、グリー
ン及びマゼンタの各々同一色成分の信号を用いて水平又
は垂直方向に信号が補間される。すなわち、補間手段に
よって生成手段より得られる信号が高解像度化される。
そして、広帯域信号生成手段では、補間手段によって補
間される方向と直交する方向の不要帯域を制限して広帯
域信号が生成される。このように、補間手段と広帯域信
号生成手段を更に備えることにより、さらなる高解像度
化を実現することが可能となる。

【００２０】なお、補間手段及び広帯域信号生成手段
は、請求項７に記載の発明のようにしてもよい。請求項
７に記載の発明における補間手段では、生成手段によっ
て得られる信号に対してグリーン及びマゼンタのそれぞ
れの成分毎に信号が全面補間され、補間された信号同士
が加算されることによって補間が行なわれ、広帯域信号
生成手段では、水平方向又は垂直方向の不要帯域が制限
されて広帯域信号が生成される。このようにしても、請
求項６に記載の発明と同様に、さらなる高解像度化を実
現することが可能となる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態の一例を詳細に説明する。

【００２２】本発明の実施の形態に係るデジタルスチル
カメラ１０の構成を図１に示す。

【００２３】図１に示すように、本発明の実施の形態に
係るデジタルスチルカメラ１０は、光学レンズ系１２、
操作部１４、システム制御部１８、信号発生部２０、タ
イミング信号発生部２２、ドライバ部２４、絞り調節機
構２６、光学ローパスフィルタ２８、色分解部（色フィ
ルタ）ＣＦ、撮像部３０、前処理部３２、Ａ／Ｄ変換部
３４、信号処理部（Digital Signal Processor：ＤＳ
Ｐ）３６、圧縮／伸張部３８、記録再生部４０、及びモ
ニタ４２が備えられている。これら各部を順次説明す
る。光学レンズ系１２は、例えば、複数枚の光学レンズ
を組み合わせて構成されている。光学レンズ系１２に
は、図示しないこれら光学レンズを配置する位置を調節
して画面の画角を操作部１４からの操作信号１４Ａに応
じて調節するズーム機構や被写体とデジタルスチルカメ
ラ１０との距離に応じてピント調節するＡＦ（Automati
c Focus：自動焦点）調節機構が含まれている。操作部
１４より出力される操作信号１４Ａは、システムバス１
６を介してシステム制御部１８に供給される。光学レン
ズ系１２には、後述する信号発生部２０、タイミング信
号発生部２２、ドライバ部２４を介してこれらの機構を
動作させる駆動信号２４Ａが供給される。

【００２４】操作部１４には、図示しないシャッタスイ
ッチや例えばモニタ画面に表示される項目を選択するカ
ーソル選択機能等が備えられている。特に、シャッタス
イッチは、複数の段階のそれぞれでデジタルスチルカメ
ラ１０の操作を行なうようにシステムバス１６を介して
第１のモードと第２のモードの何れかが選択されたかを
操作信号１４Ａによりシステム制御部１８に出力して報
知する。

【００２５】システム制御部１８は、例えばＣＰＵ（Ce
ntral Processing Unit：中央演算処理装置）を備えて
いる。システム制御部１８には、デジタルスチルカメラ
１０の動作手順が書き込まれたＲＯＭ（Read Only Memo
ry：読み出し専用メモリ）が含まれる。システム制御部
１８は、例えば、ユーザの操作に伴って操作部１４から
供給される操作信号１４ＡとこのＲＯＭに記憶された情
報を用いて各部の動作を制御する制御信号１８Ａを生成
する。システム制御部１８は、生成した制御信号１８Ａ
を信号発生部２０、前処理部３２、Ａ／Ｄ変換部３４の
他に、システムバス１６を介してＤＳＰ３６、圧縮／伸
張部３８、記録再生部４０、及びモニタ４２にも供給す
る。

【００２６】信号発生部２０はシステム制御部１８から
の制御に応じてシステムクロック２０Ａを図示しない発
振器により発生する。信号発生部２０は、このシステム
クロック２０Ａをタイミング信号発生部２２及びＤＳＰ
３６に供給する。また、システムクロック２０Ａは、例
えば、システムバス１６を介してシステム制御部１８の
動作タイミングとしても供給される。

【００２７】タイミング信号発生部２２は、供給される
システムクロック２０Ａを制御信号１８Ａに基づいて各
部を動作させるタイミング信号２２Ａを生成する回路を
含む。タイミング信号発生部２２は、生成したタイミン
グ信号２２Ａを図１に示すように各部に出力すると共
に、ドライバ部２４にも供給する。ドライバ部２４は、
上述した光学レンズ系１２のズーム調節機構及びＡＦ調
節機構の他、絞り調節機構２６及び撮像部３０にも駆動
信号２４Ａをそれぞれ供給する。

【００２８】絞り調節機構２６は、被写体の撮影におい
て最適な入射光の光束を撮像部３０に供給するように入
射光束断面積（すなわち、絞り開口面積）を調節する機
構である。絞り調節機構２６にもドライバ部２４から駆
動信号２４Ａが供給される。この駆動信号２４Ａは、上
述したシステム制御部１８からの制御に応じて行なう動
作のための信号である。この場合、システム制御部１８
は、撮像部３０で光電変換した信号電荷を基にＡＥ（Au
tomatic Exposure：自動露出）処理として絞り・露光時
間を算出している。この算出した値に対応する制御信号
２４Ａがタイミング信号発生部２２に供給された後、絞
り調節機構２６には、このタイミング信号発生部２２か
らのタイミング信号２２Ａに応じた駆動信号２４Ａがド
ライバ部２４から供給される。

【００２９】撮像部３０では光電変換する撮像素子（受
光素子）を光学レンズ系１２の光軸と直交する平面（撮
像面）が形成されるように配置されている。また、撮像
素子の入射光側には、個々の撮像素子に対応して光学像
の空間周波数をナイキスト周波数以下に制限する光学ロ
ーパスフィルタ２８と一体的に色分解する色フィルタＣ
Ｆが一体的に配設されている。本実施の形態では、単板
方式の色フィルタを用いて撮像する。色フィルタＣＦの
配列等については後述する。撮像素子には、ＣＣＤ（Ch
arge Coupled Device：電荷結合素子）やＭＯＳ（Metal
Oxide Semiconductor：金属酸化型半導体）タイプの固
体撮像デバイスが適用される。撮像部３０では、供給さ
れる駆動信号２４Ａに応じて光電変換によって得られた
信号電荷を所定のタイミングとして、例えば、信号読み
出し期間における電子シャッタのオフの期間にフィール
ドシフトにより垂直転送路に読み出され、この垂直転送
路をラインシフトした信号電荷が水平転送路に供給さ
れ、この水平転送路を経た信号電荷が図示しない出力回
路による電流／電圧変換によってアナログ電圧信号３０
Ａにされ、前処理部３２に出力される。撮像部３０は、
ＣＣＤタイプでは信号電荷の読み出しモードに応じてフ
ィールド蓄積２行混合読み出しの色多重化方式や全画素
読み出し方式を用いる。これらの信号読み出し方式につ
いては後述する。

【００３０】前処理部３２には、図示しないＣＤＳ（Co
rrelated Double Sampling：相関二重サンプリング：以
下ＣＤＳという）部を含んで構成されている。ＣＤＳ部
は、例えば、ＣＣＤ型の撮像素子を用いて、基本的にそ
の素子により生じる各種のノイズをタイミング信号発生
部２２からのタイミング信号２２Ａによりクランプする
クランプ回路と、タイミング信号２２Ａによりアナログ
電圧信号３０Ａをホールドするサンプルホールド回路を
有する。ＣＤＳ部は、ノイズ成分を除去してアナログ出
力信号３２ＡをＡ／Ｄ変換部３４に送る。Ａ／Ｄ変換部
３４は、供給されるアナログ出力信号３２Ａの信号レベ
ルを所定の量子化レベルにより量子化してデジタル信号
３４Ａに変換するＡ／Ｄ変換器を有する。Ａ／Ｄ変換部
３４は、タイミング信号発生部２２から供給される変換
クロック等のタイミング信号２２Ａにより変換したデジ
タル信号３４ＡをＤＳＰ３６に出力する。

【００３１】ＤＳＰ３６は、撮像部３０の読み出しモー
ド（フィールド蓄積２行混合読み出し等の多重化方式や
全画素読み出し方式）に応じて信号処理を行なうように
なっている。

【００３２】ＤＳＰ３６は、全画素読み出し方式に対応
して、図２に示すように、データ補正部４４、Ｙｈ補間
部４６、及び加算器４８を含んで構成されている。デー
タ補正部４４は、入力されるデジタルデータのゲインバ
ランスを調整するゲイン補正、補色を原色に変換するマ
トリクス（３×３行の行列等を使用）、自動的にホワイ
トバランスの調整を行なうＡＷＢ（Automatic White Ba
lance）や色の補正を行なうガンマ補正等を行なう。特
にガンマ補正は、ＲＯＭ（Read Only Memory）に供給さ
れるデジタル信号とこのデジタル信号に対応して出力す
る補正データとを組にした複数のデータセットの集まり
であるルックアップテーブルを用いる。これら一連のデ
ータ補正においてもタイミング信号発生部２２からのタ
イミング信号２２Ａに応じて各補正を行なう。データ補
正部４４は、この処理した補正信号（補正データ）を補
色から原色に色変換した色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）毎に加算器４
８に出力する。

【００３３】また、Ｙｈ補間部４６は、Ａ／Ｄ変換部３
４より得られるデジタル信号（Ｇ、Ｃｙ、Ｙｅ色フィル
タセグメントの３色の画素データ）を基にこの仮想画素
での輝度データ（Ｙｈ信号）を生成すると共に仮想画素
の補間を行なう機能を有する。Ｙｈ補間部４６は、Ｈｐ
ｆ（High Pass Filter）５０を介して生成したＹｈ信号
を加算器４８に出力する。なお、Ｈｐｆ５０は、供給さ
れるプレーンなＹｈ信号の高域成分だけを通過させるデ
ジタルフィルタである。

【００３４】加算器４８は、データ補正部４４によって
各補正が行なわれることによって得られるＲＧＢ画素デ
ータ（ｒ、ｇ、ｂ）及びＹｈ補間部４６によって生成さ
れたＹｈ信号５０Ａを加算することにより、高域成分を
有するプレーンな画素データを生成する。加算器４８は
プレーンな画素データを色差マトリクス５２に出力す
る。

【００３５】なお、Ｙｈ補間部４６は本発明の生成手
段、補間手段、及び広帯域信号に相当し、データ補正部
４４及び加算器４８は本発明の作成手段に相当する。

【００３６】色差マトリクス５２は、供給されるプレー
ンな画素データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ各色毎のデータ）に基づい
て帯域の延びた輝度データＹ、色差データ（Ｒ−Ｙ）、
（Ｂ−Ｙ）を生成する。これら３つの画素データは、各
色に定めた混合割合で乗算演算することによって得られ
る。混合割合を決める係数は、従来からの値を用いる。
色差マトリクス５２は得られたデータを各成分毎にＬｐ
ｆ（Low Pass Filter）５４に出力する。

【００３７】Ｌｐｆ５４は、色差マトリクス５２から供
給される信号に周波数折り返し歪が生じないように緩や
かな傾斜でレベルを低下させる周波数特性を持たせてい
る。Ｌｐｆ５４は、輝度データＹ、色差データ（Ｒ−
Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）の各帯域をカバーする３つのローパス
フィルタからなる。Ｌｐｆ５４を通過した輝度データＹ
は、輝度データ補正部５６へ出力され、色差データ（Ｒ
−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）は、色差ゲイン調整部５８、６０に
出力される。

【００３８】輝度データ補正部５６は、供給される輝度
データＹに対して高域でのレスポンスの低下を補うよう
に、例えばトランスバーサルフィルタ等によって構成さ
れている。この処理を施すことにより、画像表示した際
に画像の輪郭が強調される。また、色差ゲイン調整部５
８、６０は、それぞれ色差データ（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−
Ｙ）を表す色差データのゲインを調整する。このよう
に、輝度データ補正部５６、色差ゲイン調整部５８、６
０によってデータが処理されて色信号のレベルが向上す
ることにより、画像表示した際の映像を高品位な解像度
及び彩度の高いものにすることができる。輝度データ補
正部５６、色差ゲイン調整部５８、６０はそれぞれ、輝
度データＹ、色差データ（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）を図１
に示す圧縮／伸張部３８に出力する。

【００３９】圧縮／伸張部３８は、例えば、直交変換を
用いたＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）
規格での圧縮を施す回路と、この圧縮した画像を再び元
のデータに伸張する回路とを有する。圧縮／伸張部３８
は、システム制御部１８の制御により記録時には圧縮し
たデータをシステムバス１６を介して記録再生部４０に
供給する。また、圧縮／伸張部３８は、図２に示す色差
マトリクス５２で得られるデータをシステム制御部１８
の制御によりスルーさせ、システムバス１６を介してモ
ニタ４２に供給することもできる。圧縮／伸張部３８が
伸張処理を行なう場合、逆に記録再生部４０から読み出
したデータをシステムバス１６を介して圧縮／伸張部３
８に取り込んで処理する。ここで、処理されたデータも
モニタ４２に供給して表示させる。

【００４０】また、ＤＳＰ３６は、上述の多重化方式に
対応して、モニタ３６に表示するために、撮像部３０よ
り得られる補色を含む画素データを、上述とは異なる方
法で、輝度データＹ、色差データ（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−
Ｙ）に変換する処理も行なうようになっている。例え
ば、周知の技術を用いて、補色を含む画素データからフ
ィールド蓄積２行混合の色多重方式に基づいて３原色Ｒ
ＧＢの画素データを生成し、生成された３原色ＲＧＢの
画素データを基に輝度データＹ、色差データ（Ｒ−
Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）をマトリクス演算等によって生成し、
生成された輝度データＹ、色差データ（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ
−Ｙ）をモニタに供給することにより、ムービーモード
やシャッターの半押しによるファインダモードの表示を
行なうようになっている。なお、ムービーモードやファ
インダモード等で行なう上述の多重化方式の信号処理選
択は、システム制御部１８からの制御信号１８Ａに基づ
いて行なわれる。

【００４１】記録再生部４０は、記録媒体に記録する記
録処理部と、記録媒体から記録した画像データを読み出
す再生処理部とを含む。記録媒体には、例えば、所謂ス
マートメディアのような半導体メモリや磁気ディスク、
光ディスク等がある。磁気ディスク、光ディスクを用い
る場合、画像データを変調する変調部と共に、この画像
データを書き込むヘッドがある。

【００４２】モニタ４２は、システム制御部１８の制御
に応じてシステムバス１６を介して供給される輝度デー
タ及び色差データ、又は３原色ＲＧＢのデータを、画面
の大きさを考慮すると共に、タイミング調整して表示す
る機能を有する。

【００４３】本実施の形態に係るデジタルスチルカメラ
１０は、このように構成して補色を含んで得られたカラ
ー撮像信号の広帯域化を図っている。このデジタルスチ
ルカメラ１０の動作を説明する前に色フィルタＶＦの色
配置と撮像部３０の関係について説明する。撮像部３０
は、図３に示すように、入射する光を光電変換する受光
素子ＰＤに隣接した受光素子ＰＤが垂直方向及び水平方
向にずらされた２次元配置された受光部３０Ａと、この
受光部３０Ａの前面に形成された開口部ＡＰを迂回する
ように配置され、かつ受光素子ＰＤからの信号を取り出
す電極ＥＬと、この電極ＥＬを介して供給される信号を
受光部３０Ａの垂直方向に順次転送する垂直転送レジス
タＶＲ１〜ＶＲ４とを備えている。

【００４４】垂直転送レジスタＶＲ１〜ＶＲ４は、供給
される垂直転送駆動信号Ｖ１〜Ｖ４に応じて信号を転送
している。すなわち、垂直転送レジスタは１受光部あた
り４電極構造になっている。また、１受光部領域の水平
隣接領域が２電極構造で上述した画素ずれしている。本
実施の形態の撮像部３０に形成された開口部ＡＰは、六
角形のハニカム形状に形成する。開口形状は、一般的に
正方格子であるがこの形状は、感度を向上させると共
に、素直転送レジスタの幅を同じにして転送効率を低下
させないようにする条件を満たせばよい。このことから
判る形状は、多角形でもよく、この他の例としては、正
方格子４５°回転させた開口形状として、例えば、菱形
等があり、さらに八角形等にしてもよい。

【００４５】開口部ＡＰは、図３に示すように各開口部
ＡＰを覆う色フィルタＣＦの直下にそれぞれ対応して配
置される受光素子ＰＤの間隔を各方向毎の画素ピッチＰ
Ｐとするとき、開口部ＡＰの配列は、一列毎に垂直方向
にあるいは一行毎に水平方向に画素ピッチＰＰ分だけ移
動させた２次元配置になっている。四角形以上の多角形
を用いる場合、開口形状に合わせて開口部ＡＰを隙間な
く、隣接する開口部ＡＰが稠密な配置するようにしても
よい。図３のように六角形の場合、稠密な配置は、水平
・垂直方向とも上述した画素ピッチＰＰの半分だけずら
した配置により形成できる。このように稠密な配置を得
るには開口部ＡＰの形状に依存する。

【００４６】ここで、撮像部３０が一般的に用いられる
正方格子状の場合とハニカム形状の場合の配置関係を比
較すると、ハニカム形状の配置は、画素ピッチＰＰをそ
れぞれＮ（μｍ）の正方格子状には位置した受光素子が
それぞれ４５°回転させた場合の配置である。ハニカム
形状の配置、すなわち画素の半ピッチずれを有する配置
では、正方格子状の配置における水平／垂直方向の隣接
画素間距離｜ＰＰ｜＝Ｎ（μｍ）を基準に検討すると、
輪説画素間距離がＮ×（２）^-1/2と隣接画素間距離｜Ｐ
Ｐ｜＝Ｎより短くなる。従って、ハニカム形状の配置
は、正方格子状の配置よりも画素が稠密に配置されるの
で、原理的に水平・垂直方向の解像度を（２）^1/2倍に
向上させることができる。また、ハニカム形状の配置か
ら出力形態に見合う正方格子状の配置に展開する場合、
仮想画素は、隣接する実在する画素に基づいてＤＳＰ３
６で補間処理が行なわれる。この補間処理を行ないなが
らまだ得られていない色や輝度の画素等を補間展開する
と、解像度は、単に正方格子状に受光素子ＰＤを配置し
たときより高くできる。

【００４７】本実施の形態では上述したように色フィル
タＣＦに補色の色フィルタセグメントを用いている。こ
の色フィルタを用いる特徴について簡単に説明する。現
在、チップサイズの小型化を図っても撮像の感度特性を
保つために入射光を有効に用いる必要が生じている。こ
こで、分光エネルギーが波長に関わらず一定な入射光３
０Ｉを入射させた際に、波長に応じた比視感度（比視感
度曲線３０Ｃ）とアンプゲインを掛けて波長に依存した
測光量を求めると図４に示す測光の分光曲線３０Ｍが得
られる。さらに、原色フィルタＲ、Ｇ、Ｂで撮像した場
合（Ａ）と補色フィルタＭｇ、Ｙｅ、Ｇ、Ｃｙで撮影し
た場合（Ｂ）との分光感度の比較を相対感度表示（図５
参照）及び最大感度によるＲＧＢ正規化表示（図６参
照）で行なう。相対感度表示から補色フィルタで撮像し
た場合（Ｂ）の方が原色フィルタを用いた場合（Ａ）よ
り高い相対感度が得られることがわかる。この関係をＲ
ＧＢ正規化表示で見ると、この表示でも補色フィルタで
撮像した場合（Ｂ）の方が原色フィルタを用いた場合
（Ａ）より各曲線で作る面積が大きい。すなわち入射光
を有効に信号電荷への変換にも寄与している。このよう
な検討結果から補色フィルタが入射光量の有効な利用に
効果的であることがわかる。

【００４８】この結果を受けてハニカム形状の配置と等
価な補色系の色フィルタセグメントを用いた色フィルタ
ＣＦの例を模式的に図７に示す。図７に示す色フィルタ
配置パターンでは、Ｇ、Ｃｙ、Ｙｅの補色系の３色を用
いる。この配置パターンは、正方格子６２の４隅にＧの
色フィルタセグメントを配置し、正方格子６２の何れか
のＧの色フィルタセグメントを中心に配置すると共に、
正方格子６２に対して水平及び垂直方向にピッチの半分
の距離ずれた正方格子６４の一方の対角の組の色フィル
タセグメントをＣｙの色フィルタセグメントを配置し、
他方の組の色フィルタセグメントをＹｅの色フィルタセ
グメントを配置してこれらの正方格子の一部が重複する
ように配置する。この配置パターンは、（Ｇ正方ＣｙＹ
ｅ完全市松）重複パターンという。なお、Ｇ色の代わり
にＷ色を用いるようにしてもよい。

【００４９】次にデジタルスチルカメラ１０の動作につ
いて説明する。デジタルスチルカメラ１０は、図８に示
すメインフローチャートに従って動作する。デジタルス
チルカメラ１０に電源を投入した後に、システム制御部
１８によって各種の初期設定が行なわれ、操作可能状態
になる。このとき一般的にデジタルスチルカメラ１０は
モニタ４２に撮像画像を表示させるモード（ムービーモ
ードやファインダモード）にしてモニタ表示させたり、
ユーザによるレリーズボタンの半押し操作が行なわれ
る。すなわち、ステップ１００では、レリーズボタンが
半押し又はムービーであるか否か判定される。該判定が
肯定された場合にはステップ１０２へ移行して、否定す
なわちレリーズボタンが全押し操作された場合には、ス
テップ１１６へ移行する。

【００５０】色フィルタＣＦの色フィルタセグメントの
配置は、図７に示した色フィルタセグメント、（Ｇ正方
ＣｙＹｅ完全市松）重複パターンを撮像部３０に適用し
ている。この色フィルタＣＦを用いて、ステップ１０２
で混合読出しする場合、供給される駆動信号に応じて撮
像部３０からの撮像信号の読出しが行なわれる。この読
出しは、インターレース走査して得られた同一フィール
ドの信号電荷を混合して読み出すフィールド蓄積２ライ
ン混合読出しである。

【００５１】次にステップ１０４では、このステップ１
０２で読み出された信号に対して、前処理が行なわれ
る。前処理としては、前処理部３２で例えば、ＣＤＳ処
理を行なって撮像部３０からの信号に含まれるノイズ成
分を除去している。

【００５２】次にステップ１０６では、ノイズ除去等が
施されたアナログ出力信号３２ＡをＡ／Ｄ変換部３４で
デジタル信号３４Ａに変換する。この変換により各受光
素子ＰＤからの信号電荷が画素データに変換される。こ
の変換により以後の信号処理をデジタル処理で行なう。

【００５３】ステップ１０８では、画素データ変換処理
が行なわれる。すなわち、上述したように、撮像部３０
より得られる補色を含む画素データからフィールド蓄積
２合混合の色多重方式に基づいて３原色の画素データが
生成され、該生成された３原色の画素データがマトリク
ス演算等によって、輝度データＹ、色差データ（Ｒ−
Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）に変換されて、システムバス１６を介
してモニタ４２に供給される。なお、上述の色多重方式
に基づいて生成された３原色の画素データは、ＡＥ処理
を行なうためにシステムバス１６を介してシステム制御
部１８に供給される。

【００５４】ステップ１１０では、システム制御部１８
において、自動的に適正な露出制御を行なわせるための
自動制御演算処理が行なわれる。自動制御演算処理は、
ステップ１０８の画素変換処理の途中過程で得られる３
原色の画素データＲＧＢを用いて行なわれる。さらに、
ここで得られた値に応じて制御信号１８Ａが上述した各
部に供給され絞り調節機構２６やＡＦ（Automatic Focu
s：自動焦点）調整機構が調節される。

【００５５】ここで、自動制御演算処理について図９の
フローチャートを参照して詳細に説明する。なお、本実
施の形態における自動制御としては、ＡＦ、ＡＥ、ＡＷ
Ｂ等がある。このうち、ＡＦ、ＡＥについて説明する。

【００５６】システム制御部１８では、ステップ１５０
で、供給された画素データから被写体とデジタルスチル
カメラ１０との間の距離が測定される。ステップ１５２
では、測距により得られたデータに基づいて、システム
制御部１８では制御信号が生成され、ＡＦ調節機構に供
給される。この制御を受けてＡＦ（Automatic Focus：
自動焦点）調節機構が調節される。なお、このとき光学
レンズの位置において第２の測光を行なっている。

【００５７】ステップ１５４では、この光学レンズ系１
２における光学レンズの移動後の測光で得られた結果、
光学レンズが撮像部３０のＣＣＤ受光面に焦点の合った
光学像を結ぶか否か判断される。該判定が肯定すなわち
焦点が合った場合には、ステップ１５６へ移行し、判定
が否定すなわち焦点が合わない場合には、上述のステッ
プ１５０〜ステップ１５４が繰り返される。

【００５８】ステップ１５６では、ステップ１５０〜１
５４のＡＦ制御で得られている３原色の画素データを用
いて最適な露出値、シャッタ速度が、システム制御部１
８で、例えばプログラム線図によって対応する値の組が
抽出されることによって算出される。システム制御部１
８では算出した値に応じて制御信号が生成される。生成
された制御信号はシステムバス１６を介してドライバ部
２４に供給されてステップ１５８へ移行する。

【００５９】ステップ１５８では、ドライバ部２４にお
いて供給された制御信号に応じた駆動信号が生成されて
絞り調節機構２６に供給される。これによって絞り調節
機構２６では、駆動信号２４Ａにより指示された調節が
施され、ステップ１６０へ移行する。

【００６０】ステップ１６０では、ステップ１５８の調
節が行われた結果、絞りが所定の値に対応した位置に設
定された否か判定される。該判定が否定、すなわち、調
節が不十分な場合や測光が継続中に被写界の明るさが変
化した場合等に応じてそれぞれステップ１５６又はステ
ップ１５８に戻る。なお、図９では、調節が不十分な場
合を想定して処理を戻す場合を示す。この調節が良好に
行なわれた場合、すなわち、ステップ１６０の判定が肯
定された場合には、リターンに進んで自動制御処理が終
了される。

【００６１】一方、上述のようにして図８に示すステッ
プ１１０の自動制御演算処理が行なわれると、ステップ
１１２へ移行する。ステップ１１２では、モニタ４２に
データ（輝度データ、色差データ）が供給されると、画
像がモニタ４２に表示される。この後、デジタルスチル
カメラ１０の動作を停止させる。すなわち、ステップ１
１２では、電源オフになったか否か判定される。電源が
オフになっていない時、すなわち、ステップ１１２の判
定が否定された場合には、ステップ１００に戻って上述
の処理が繰り返される。電源がオフになっている時、す
なわち、ステップ１１２の判定が肯定された場合には、
全ての処理が終了される。

【００６２】また、上述のように、レリーズボタンが全
押しされた場合、撮像部３０にはこのモードに応じた駆
動信号２４Ａが供給される。この場合、撮像部３０で
は、全画素読出しが行なわれる（ステップ１１６）。こ
れ以後、読み出された信号に対して順次前処理、Ａ／Ｄ
変換処理が行なわれる（ステップ１１８、ステップ１２
０）。ここでの各処理は上述したステップ１０４及びス
テップ１０６と同様に処理されるので、説明を省略す
る。

【００６３】全画素読出しされた信号（補色の画素デー
タ）は、ＤＳＰ３６に供給される。ＤＳＰ３６のデータ
補正部４４では、上述と同様に、供給された画素データ
に対して各種の補正が施され、Ｙｈ補間部４６では、供
給された補色の画素データを基にこの仮想画素での輝度
データ（Ｙｈ信号）が生成され、加算器４８では、デー
タ補正部４４によって各種補正がなされることによって
得られた３原色ＲＧＢの画素データｒ、ｇ、ｂと、Ｙｈ
補間部４６で生成されたＹｈ信号５０Ａと、が加算され
て高解像度広帯域信号の３原色画素データが生成される
（ステップ１２２）。なお、この高解像度広帯域信号生
成処理の詳細は後述する。

【００６４】ステップ１２４では、ステップ１２２の高
解像度広帯域信号生成処理によって得られた画素データ
に対して周波数領域で見た場合、信号処理を施すことに
よってより画素データの帯域を広域化している。広域化
する方法も各種ある。

【００６５】この広域化した画素データの各データから
輝度データＹ、色差データ（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）（又
はＣｒ、Ｃｂ）へと信号出力形式の変換がなされると共
に、画像として表示した際の品質をより高くする信号処
理がなされる。

【００６６】次にステップ１２６では、これらの信号処
理によって得られた輝度データＹ、色差データ（Ｒ−
Ｙ）、（Ｒ−Ｂ）が図１に示す圧縮／伸張部３８、シス
テムバス１６を介して記録再生部４０やモニタ４２にそ
れぞれ供給される。この供給に際してシステム制御部１
８は、表示と記録の場合に応じて圧縮／伸張部３８に異
なる制御をするようにしてもよい。この制御としては、
例えば、信号処理したこれらのデータを表示させる場
合、圧縮／伸張部３８はスルー処理し、すでに記録済み
の圧縮データを再生する場合、圧縮／伸張部３８は圧縮
データに伸張処理を施してモニタ４２に出力する手順と
がある。

【００６７】また、撮像して信号処理されたこれらデー
タを記録する場合、圧縮／伸張部３８は、例えば、ＪＰ
ＥＧとといった圧縮処理を施し（ステップ１２６）、情
報量を減少させて半導体メモリ、光記録媒体、磁気記録
媒体、又は光磁気記録媒体等を含む記録再生部４０に供
給される。そして、ステップ１２８では、圧縮されたデ
ータが記録再生部４０の記録媒体に記録される。このと
き、圧縮前の画像を間引いてモニタ４２に表示させる
と、撮像タイミングでの取り込んだ画像の良否もチェッ
クすることができる。この圧縮前の画像を外部の高品位
なモニタに供給すると、従来の補間した画像に比べても
一層高い画質の画像を表示することができることは言う
までもない。この記録処理の後、上述したステップ１１
４へ移行する。

【００６８】ステップ１１４では、撮影を終了、電源オ
フか否か判定している。撮影を継続する場合には、判定
が否定されたステップ１００に戻って、上述の処理が繰
り返される。また、判定が肯定されて撮影が終了された
場合、一連の処理が終了される。

【００６９】次に高解像度広帯域信号生成処理について
詳細に説明する。

【００７０】本実施の形態の撮像部は、補色の色フィル
タセグメントを用いているので、Ａ／Ｄ変換部３４から
は補色の画素データ（Ｇ、Ｃｙ、Ｙｅ）が得られる。こ
こで、各色Ｙｅ、Ｃｙは、以下の式で表される。 Ｙｅ＝Ｇ１＋αＲ Ｃｙ＝Ｇ１＋βＢ α、βは係数 但し、ＲＧＢは光の３原色に対応した代表的なマイクロ
フィルタである。本実施の形態では、係数α＝β＝１と
すると、撮像部３０からは、３種の分光フィルタに対応
した以下の信号がマイクロフィルタの配列に対応して得
られ、上式は以下の式となる。 Ｙｅ＝Ｇ１＋Ｒ Ｃｙ＝Ｇ１＋Ｂ Ｇ＝Ｇ１ Ｙｈ補間部４６では、この式を用いてＹｈ信号が作成さ
れる。以降、Ｙｈ補間部４６で行なわれるＹｈ信号の作
成について説明する。

【００７１】実画素位置に市松状にデータを配置し、Ｇ
信号位置では撮像部３０から得られるＧ信号を２倍に
し、Ｙｅ、Ｃｙ信号位置では自画素と周辺に位置するＣ
ｙ、Ｙｅ信号を５０％の割合で加算する。式で表すと以
下のようになる。 Ｙｈ（市松状に配置）＝Ｇ１（ｇ）＋Ｇ２（ｇ） ＋１／２（Ｙｅ＋Ｃｙ） ＝Ｇ１（ｇ）＋Ｇ２（ｇ） ＋Ｇ１（ｙｃ）＋１／２（Ｒ＋Ｂ） ＝Ｇ１（ｇ）＋Ｇ１（ｙｃ） ＋Ｇ２（ｇ）＋１／２Ｍｇ（ｙｃ） なお、上式のＧ１（ｇ）はｇ色画素のＧ成分を表し、同
様に、Ｇ１（ｙｃ）はＹｅ、Ｃｙ画素中のＧ成分を表
す。また、Ｇ１とＧ２は便宜的に区別した表示するが、
Ｇ１＝Ｇ２である。

【００７２】ここで、上式に着目すると、第１項のＧ１
（ｇ）はｇ色画素のＧ成分を、Ｇ１（ｙｃ）はＹｅ又は
Ｃｙ色画素のＧ成分をそれぞれ表す、すなわち第１項は
実画素全面のＧ成分を表す。そして、第２項のＧ２
（ｇ）はｇ色画素のＧ成分を表し、１／２Ｍｇ（ｙｃ）
はＹｅ又はＣｙ画素より作成したＭｇ成分を表すと共
に、Ｇ成分に対して１／２画素ずらしを意味する。すな
わち、原色配列方式で用いたＧとＭｇの画素ずらし効果
を発揮できる加算式となっている。従って、高解像度の
信号が生成されていることがわかる。

【００７３】ここで、Ｙｈ＝Ｙｈ１＋Ｙｈ２と置き換
え、上式の第１項と第２項を対応させると、 Ｙｈ１＝Ｇ１（ｇ）＋Ｇ１（ｙｃ） Ｙｈ２＝Ｇ２（ｇ）＋１／２Ｍｇ（ｙｃ） となり、Ｙｈ１とＹｈ２が重ね合わせの原理でその効果
も加算されていることを示し、従来の原色処理で代用し
た信号処理手法の効果を維持できる。

【００７４】なお、Ｙｈ信号作成時に、実画素位置に市
松状にデータを配置して、Ｙｅ、Ｃｙ信号位置で、自画
素と周辺に位置するＣｙ、Ｙｅ信号を５０％の割合で加
算する際には、自画素周辺の水平、垂直の相関を判断し
て自画素に周辺画素を加算する。例えば、図１０に示す
ように、Ｙｅ信号位置に周辺のＣｙ信号を加算する場合
について図１１のフローチャートを参照して説明する。
なお、図１１において、ｄｈ＝｜Ｃｙ２−Ｃｙ３｜、ｄ
ｖ＝｜Ｃｙ１−Ｃｙ４｜、ｋ１は所定値とする。

【００７５】ステップ２００では、ｄｈ−ｄｖ、すなわ
ち、｜Ｃｙ２−Ｃｙ３｜と｜Ｃｙ１−Ｃｙ４｜の差が所
定値ｋ１より大きいか否か判定される。該判定が肯定さ
れた場合には、ステップ２０２へ移行して、垂直方向の
相関有りと判断されて、Ｙｈ（Ｙｅ）＝０．５Ｙｅ＋
０．２５（Ｃｙ１＋Ｃｙ４）によってＹｈ信号が作成さ
れる。

【００７６】また、ステップ２０２の判定が否定された
場合には、ステップ２０４へ移行して、ｄｖ−ｄｈ、す
なわち、｜Ｃｙ１−Ｃｙ４｜と｜Ｃｙ２−Ｃｙ３｜の差
が所定値ｋ１より大きいか否か判定される。該判定が肯
定された場合には、ステップ２０６へ移行して、水平方
向の相関有りと判断されて、Ｙｈ（Ｙｅ）＝０．５Ｙｅ
＋０．２５（Ｃｙ２＋Ｃｙ３）によってＹｈ信号が作成
される。

【００７７】そして、ステップ２０４の判定が否定され
た場合には、ステップ２０８へ移行して、水平及び垂直
共に相関なしと判断されて、Ｙｈ（Ｙｅ）＝０．５Ｙｅ
＋０．１２５（Ｃｙ１＋Ｃｙ２＋ＣＹ３＋Ｃｙ４）によ
ってＹｈ信号が作成される。

【００７８】ここで、図１１のフローチャートはＹｅ画
素周辺のＣｙ画素における水平及び垂直の相関を判断す
るようにしたが、さらにＧ信号も用いて水平及び垂直の
相関を判断するようにしてもよい。この場合には、図１
２に示すように、ステップ２００〜ステップ２０６の処
理は、図１１のフローチャートの同一符号を付した処理
と同様にして行なわれる。そして、ｄｇｈ＝｜Ｇ１−Ｇ
２｜＋｜Ｇ３−Ｇ４｜、ｄｇｖ＝｜Ｇ１−Ｇ３｜＋｜Ｇ
２−Ｇ４｜、ｋ２は所定値とすると、ステップ２０４の
判定が否定、すなわち、Ｃｙ信号の水平及び垂直方向の
相関がないと判断された場合には、ステップ２１０へ移
行して、ｄｇｈ−ｄｇｖが所定値ｋ２より大きいか否か
判定される。該判定が肯定された場合には、ステップ２
０２へ移行して、垂直方向の相関有りと判断されて、Ｙ
ｈ（Ｙｅ）＝０．５Ｙｅ＋０．２５（Ｃｙ１＋Ｃｙ４）
によってＹｈ信号が作成される。

【００７９】また、ステップ２１０の判定が否定された
場合には、ステップ２１２へ移行して、ｄｇｖ−ｄｇｈ
が所定値ｋ２より大きいか否か判定される。該判定が肯
定された場合には、ステップ２０６へ移行して、水平方
向の相関有りと判断されて、Ｙｈ（Ｙｅ）＝０．５Ｙｅ
＋０．２５（Ｃｙ２＋Ｃｙ３）によってＹｈ信号が作成
される。

【００８０】そして、ステップ２１２の判定が否定され
た場合には、水平及び垂直方向に相関がないので、上述
したステップ２０８と同様にして、Ｙｈ（Ｙｅ）＝０．
５Ｙｅ＋０．１２５（Ｃｙ１＋Ｃｙ２＋Ｃｙ３＋Ｃｙ
４）によってＹｈ信号が作成される。

【００８１】なお、上記では、自画素（Ｙｅ）周辺のＣ
ｙ信号、またはＣｙ信号とＧ信号の相関に応じてＹｈ信
号を作成するようにしたが、図１３のフローチャートに
示すように自画素と周辺のＣｙ信号に基づいて相関を判
断してＹｈ信号を作成するようにしてもよい。なお、図
１３において、ｄｃｈ＝｜Ｙｅ−Ｃｙ２｜＋｜Ｙｅ−Ｃ
ｙ３｜、ｄｃｖ＝｜Ｙｅ−Ｃｙ１｜＋｜Ｙｅ−Ｃｙ４
｜、ｋ３は所定値とする。

【００８２】ステップ２５０では、ｄｃｈ−ｄｃｖが所
定値ｋ３より大きいか否か判定される。該判定が肯定さ
れた場合には、ステップ２５２へ移行して、垂直方向の
相関有りと判断されて、Ｙｈ（Ｙｅ）＝０．５Ｙｅ＋
０．２５（Ｃｙ１＋Ｃｙ４）によってＹｈ信号が作成さ
れる。

【００８３】また、ステップ２５０の判定が否定された
場合には、ステップ２５４へ移行して、ｄｃｖ−ｄｃｈ
が所定値ｋ３より大きいか否か判定される。該判定が肯
定された場合には、ステップ２５６へ移行して、水平方
向の相関有りと判断されて、Ｙｈ（Ｙｅ）＝０．５Ｙｅ
＋０．２５（Ｃｙ２＋Ｃｙ３）によってＹｈ信号が作成
される。

【００８４】そして、ステップ２５４の判定が否定され
た場合には、水平及び垂直方向に相関がないので、ステ
ップ２５８へ移行して、Ｙｈ（Ｙｅ）＝０．５Ｙｅ＋
０．１２５（Ｃｙ１＋Ｃｙ２＋Ｃｙ３＋Ｃｙ４）によっ
てＹｈ信号が作成される。

【００８５】このようにして、自画素と周辺画素との相
関を判断しながら、Ｙｈ信号を作成することにより、高
精細なＹｈ信号を作成することができる。

【００８６】また、上述のようにして自画素周辺の画素
との相関に基づいてＹｈ信号を作成するようにしたが、
相関の判別結果を訂正するようにしてもよい。例えば、
図１４（Ａ）に示す自画素（Ｙｅ）周辺の相関の判別結
果が図１４（Ｂ）に示すように、Ｃｙ１Ｈ（水平相
関）、Ｃｙ２Ｈ（水平相関），Ｃｙ３Ｈ（水平相関）、
Ｃｙ４Ｈ（水平相関）で、自画素がＹｅＮ（水平垂直相
関なし）であった場合には、Ｙｅの相関結果を訂正し、
周辺画素の相関と同様の相関有りに訂正する。すなわ
ち、図１５に示すフローチャートのように、Ｃｙ１ｆ＝
Ｃｙ２ｆ＝Ｃｙ３ｆ＝Ｃｙ４ｆか否かを判定し（ステッ
プ３００）、判定が否定された場合には、Ｙｅの相関の
訂正を行なわず（ステップ３０２）、判定が肯定された
場合に、Ｙｅの相関をＣｙの相関と同様の相関関係に訂
正する（ステップ３０４）。なお、Ｈは水平相関を表
し、Ｖは垂直相関を表し、Ｎは相関なしを表する。また
添字ｆは、フラグ（Ｈ、Ｖ、又はＮ）を表す。

【００８７】また、Ｙｈ補間部４６では、上述のよう
に、市松状の実画素位置に作成したＹｈ信号からＹｈ信
号の各画素間の仮想画素を補間している。Ｙｈ信号は、
Ｇ１（ｇ）＋Ｇ２（ｇ）＝ｇ、Ｇ１（ｙｃ）＋１／２Ｍ
ｇ（ｙｃ）＝ｍとすると、図１６（左端）に示すよう
に、ｇの正方格子とｍの正方格子が水平及び垂直に１／
２画素ずれて重ねられた配置となる。なお、図１６にお
けるｇ、ｍは実画素を示し、＊は仮想画素を示すそこ
で、図１６（中央）に示すように、仮想画素を水平補間
（仮想画素水平補間６６）することによって、水平方向
にそれぞれの画素を補間することにより、高解像度なＹ
ｈ信号を生成することができる。なお、図１６における
Ｇ、Ｍは、補間後の画素を示す。

【００８８】また、水平補間後に垂直Ｌｐｆ６８を通過
させることにより、広帯域な信号を得ることができる。

【００８９】なお、Ｙｈ補間部４６で行なわれるＹｈ信
号の補間処理は、これに限るものではなく、例えば、図
１７に示すように、仮想画像を水平補間の代わりに垂直
補間（仮想画素垂直補間７０）して、高解像度なＹｈ信
号を生成するようにしてもよい。この場合には、垂直Ｌ
ｐｆ６８の代わりに水平Ｌｐｆ７２を通過させることに
よって広帯域な信号を得ることができる。

【００９０】また、図１８に示すように、ｇ信号とｍ信
号を各面でそれぞれ単独に補間処理７４Ａ、７４Ｂし
て、各面を加算処理７６によって加算するようにしても
高解像度なＹｈ信号を得ることができる。このとき、加
算処理７６によって得られるＹｈ信号に対して水平方向
又は垂直方向の低域周波数等の帯域を制限して不要帯域
を制限して、広帯域信号を生成するようにしてもよい。
また、Ｙｈ補間部４６で行なわれる補間方法としては、
例えば、Ｌｐｆ補間でもよいし、周辺画素との相関判断
による補間等の補間方法を用いることができる。

【００９１】このように、本実施の形態に係るデジタル
スチルカメラ１０では、Ｙｈ補間部４６で高解像度広帯
域なＹｈ信号が生成される。そして、撮像部３０より得
られる補色の画素データと生成されたＹｈ信号を、デー
タ補正部４４で得られる各色成分（Ｒ、Ｇ、Ｂ）毎に加
算器４８で加算することにより、高解像度広帯域な画素
データを生成することができる。すなわち、この高解像
度広帯域の画素データを周知の技術の如く信号処理する
ことによって、高解像度の画像を得ることができる。ま
た、撮像部３０では、補色の色フィルタセグメントを利
用しているので、撮像部３０の感度が高く、光利用効率
を向上することができる。

【００９２】なお、上記の実施の形態におけるＹｈ補間
部４６によって生成されたＹｈ信号は、ＡＦに用いるこ
とも可能である。

【００９３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、グ
リーンのフィルタが配置された受光素子の画素では得ら
れる信号に係数を乗じて用いることによりグリーン成分
に該当する信号を生成すると共に、イエローが配置され
た受光素子または、シアンが配置された受光素子の画素
では、該受光素子周辺に位置する自色以外の色が配置さ
れた受光素子より得られる信号と自色の受光素子より得
られる信号を各々所定の割合で加算することにより、イ
エローまたはシアンが配置された受光素子の画素と該受
光素子周辺に位置する自色以外の色が配置された受光素
子それぞれに含まれるグリーン成分に該当する信号と、
これとは別にイエローまたはシアンが配置された受光素
子の画素にそれぞれ含まれるレッド及びブルー成分を加
算した等価的なマゼンタ成分に該当する信号を生成す
る。そして、生成された信号に基づいて高解像度信号を
作成するので、生成された等価的なグリーン及びマゼン
タに該当する信号より、グリーン及びマゼンタの画素ず
らし効果、すなわち、高解像度化を実現することができ
る。すなわち、補色フィルタにより入射光の利用効率を
高めると共に、得られる画像の解像度をより高く実現す
ることができる、という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るデジタルスチルカメ
ラの概略的な構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施の形態に係るデジタルスチルカメ
ラにおけるＤＳＰの概略的な構成を示すブロック図であ
る。

【図３】本発明の実施の形態に係るデジタルスチルカメ
ラにおける撮像部の受光部を入射光の入射側から見た色
フィルタ、受光素子の開口部、及び転送路の関係を示す
模式図である。

【図４】撮像部に入射光の分光エネルギー、比視感度特
性及び測定した際の波長依存の分光エネルギーの関係を
表すグラフである。

【図５】入射光を（Ａ）原色撮像と、（Ｂ）補色撮像し
た足の波長に対する相対感度を表すグラフである。

【図６】入射光を（Ａ）原色撮像と、（Ｂ）補色撮像し
た際における最大感度で正規化した波長に対する相対感
度を表すグラフである。

【図７】本発明の実施の形態に係るデジタルスチルカメ
ラの撮像部に適用するＧ正方ＣｙＹｅ完全市松パターン
を示す模式図である。

【図８】本発明の実施の形態に係るデジタルスチルカメ
ラの動作の一例を示すメインフローチャートである。

【図９】メインフローチャートにおける自動制御演算処
理を表すフローチャートである。

【図１０】Ｙｅ信号周辺のＣｙ信号を示す模式図であ
る。

【図１１】Ｙｅ信号位置に周辺のＣｙ信号を加算する場
合のＹｈ信号作成処理の第１の例を示すフローチャート
である。

【図１２】Ｙｅ信号位置に周辺のＣｙ信号を加算する場
合のＹｈ信号作成処理の第２の例を示すフローチャート
である。

【図１３】Ｙｅ信号位置に周辺のＣｙ信号を加算する場
合のＹｈ信号作成処理の第３の例を示すフローチャート
である。

【図１４】自画素周辺の画素との相関に基づいて作成し
たＹｈ信号における相関の判別結果訂正を説明するため
の模式図である。

【図１５】自画素周辺の画素との相関に基づいて作成し
たＹｈ信号における相関の判別結果を訂正する処理を説
明するためのフローチャートである。

【図１６】Ｙｈ信号における各画素間の仮想画素を補間
する際の第１の補間方法を説明するための図である。

【図１７】Ｙｈ信号における各画素間の仮想画素を補間
する際の第２の補間方法を説明するための図である。

【図１８】Ｙｈ信号における各画素間の仮想画素を補間
する際の第３の補間方法を説明するための図である。

【符号の説明】

１０ デジタルスチルカメラ ３０ 撮像部 ３４ Ａ／Ｄ変換部 ３６ ＤＳＰ ４６ Ｙｈ補間部

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4M118 AB01 BA10 DD09 FA06 FA07 GC07 GC09 5C065 AA03 BB30 BB48 CC07 CC08 DD02 DD20 EE07 GG15 GG21 GG23 GG30 5C066 AA01 CA06 DD06 EA01 GA01 GB01 HA03 KA01 KE02 KE03 KE16

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光電変換により光を信号に変換する複数
   の受光素子にグリーン、イエロー、及びシアンの補色フ
   ィルタのそれぞれが配置された撮像手段を有し、該撮像
   手段より得られる信号に基づいて高解像度信号を作成す
   る固体撮像装置であって、 前記撮像手段におけるグリーンのフィルタが配置された
   受光素子の画素では得られる信号に所定の係数を乗じた
   信号を用いることによりグリーン成分に該当する信号を
   生成すると共に、イエローが配置された受光素子また
   は、シアンが配置された受光素子の画素では、該受光素
   子周辺に位置する自色以外の色が配置された受光素子よ
   り得られる信号と自色の受光素子より得られる信号を各
   々所定の割合で加算することにより、イエローまたはシ
   アンが配置された受光素子の画素と該受光素子周辺に位
   置する自色以外の色が配置された受光素子それぞれに含
   まれるグリーン成分に該当する信号と、これとは別にイ
   エローまたはシアンが配置された受光素子の画素にそれ
   ぞれ含まれるレッド及びブルー成分を加算した等価的な
   マゼンタ成分に該当する信号を生成する生成手段と、 前記生成手段によって生成された信号に基づいて高解像
   度信号を作成する作成手段と、 を含むことを特徴とする固体撮像装置。
2. 【請求項２】 前記撮像手段は、前記受光素子と該受光
   素子に隣接する受光素子とが垂直方向及び水平方向にそ
   れぞれずらされて配置された単板のＣＣＤからなること
   を特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 【請求項３】 前記生成手段は、前記所定の割合の加算
   において、被写体像に対応した信号レベルにおける水平
   方向と垂直方向の相関を判別して、判別された相関の有
   る方向に隣接して配置された受光素子の画素より得られ
   る信号を用いて適応的に加算することを特徴とする請求
   項１又は請求項２に記載の固体撮像装置。
4. 【請求項４】 前記相関の判別は、注目受光素子の画素
   より得られる信号と周辺受光素子の画素より得られる信
   号、又は周辺受光素子の画素より得られる信号同士の加
   減算の演算結果を用いて水平又は垂直の相関を判別する
   ことを特徴とする請求項３に記載の固体撮像装置。
5. 【請求項５】 前記相関の判別結果は、自画素の相関の
   判別結果と周辺に位置する画像の相関の判別結果に基づ
   いて自画素の判別結果を訂正することを特徴とする請求
   項３に記載の固体撮像装置。
6. 【請求項６】 前記生成手段によって得られる信号に対
   して、グリーン及びマゼンタの各々同一色成分の信号を
   用いて水平又は垂直方向に信号を補間する補間手段と、
   前記補間手段によって補間された信号に対して、前記補
   間される方向と直交する方向の不要帯域を制限して広帯
   域信号を生成する広帯域信号生成手段と、をさらに含む
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に
   記載の固体撮像装置。
7. 【請求項７】 前記生成手段によって得られる信号に対
   してグリーン及びマゼンタのそれぞれの成分毎に信号を
   全面補間し、補間した信号を各々加算する補間手段と、
   前記補間手段によって補間された信号に対して、水平方
   向又は水平方向の不要帯域を制限して広帯域信号を生成
   する広帯域信号生成手段と、をさらに含むことを特徴と
   する請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の固体撮
   像装置。