JP2008199403A - Imaging apparatus, imaging method and integrated circuit - Google Patents
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Description
本発明は高いSN比の映像を得ること目的とした撮像装置に関するものである。 The present invention relates to an imaging device intended to obtain an image with a high S / N ratio.
近年、撮像装置で撮影した映像とCG(Computer Graphics)とによる合成画像などが、テレビジョン、あるいは映画などの映像で利用されている。ここでは、撮像装置からの画像をクロマキー技術により抜き出し、合成して画像を作り出す手法が多様されている。このようなクロマキー合成等を行うに際して、高いSN比の画像が要望されている。また、近年、標準テレビジョン信号のフレーム周波数より相当高速のフレーム周波数で動作するMOS型の固体撮像素子が実現されている。
以下に従来の撮像装置について説明する。
従来、撮像装置として、特開2000−278704号公報に記載されたものが知られている。その撮像装置を図5に示す。図5は従来の撮像装置の構成図を示すものである。図5において、この撮像装置は、被写体からの光を集光するレンズ501と、レンズ501で集光された光を3色に分離する3色分離プリズム502と、3色分離プリズム502から分離される光を光電変換し電気信号として取り出すための青用固体撮像素子503、緑用固体撮像素子504および赤用固体撮像素子505とを有している。また、この撮像装置は、青用固体撮像素子503、緑用固体撮像素子504および赤用固体撮像素子505をそれぞれ駆動するための駆動回路506、507、508と、この撮像装置の利得や青用、緑用および赤用固体撮像素子の蓄積時間を決定するマイクロプロセッサ509と、ガンマ補正、DTL処理(ディテール・エンハンサ処理)、同期付加等をおこなって標準テレビジョン信号を作成するためのプロセス回路510とを有している。
In recent years, a composite image or the like of a video imaged by an imaging device and CG (Computer Graphics) has been used for a video image such as a television or a movie. Here, there are various methods for extracting an image from an image pickup apparatus using a chroma key technique and combining the images to create an image. When performing such chroma key composition or the like, an image with a high S / N ratio is desired. In recent years, a MOS type solid-state image sensor that operates at a frame frequency substantially faster than the frame frequency of a standard television signal has been realized.
A conventional imaging apparatus will be described below.
Conventionally, what was described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2000-278704 is known as an imaging device. The imaging apparatus is shown in FIG. FIG. 5 shows a configuration diagram of a conventional imaging apparatus. In FIG. 5, the imaging apparatus is separated from a
以上のように構成された従来の撮像装置について、以下その動作について説明する
まず、被写体からの光は、レンズ501を通して3色分離プリズム502で青、緑、赤の3色光に分離され、固体撮像素子503、504、505上で被写体像として結像され、光電変換されて電気信号として出力される。このとき、固体撮像素子503、504、505から出力される電気信号の信号レベルがほぼ同等になるように固体撮像素子503、504、505に電荷を蓄積させる時間(電荷蓄積時間)を設定する。なお、この電荷蓄積時間の設定は、マイクロプロセッサ509の制御により、駆動回路506、507、508にて行う。この青用固体撮像素子503、緑用固体撮像素子504および赤用固体撮像素子505から出力される、それぞれ青、緑、赤に対応する出力信号は、プロセス回路510で、各色間で出力感度が一定になるように信号レベル調整が行われ、さらに、ガンマ補正、DTL処理、同期付加等が実行され、標準テレビジョン信号として、プロセス回路510から出力される。マイクロプロセッサ509は、信号レベルの大きい色の固体撮像素子ほど電荷蓄積時間を短くし、信号レベルが小さい色の固体撮像素子ほど電荷蓄積時間を長くすることで、各色の固体撮像素子の出力レベルをほぼ一致させる。
The operation of the conventional imaging apparatus configured as described above will be described below. First, light from a subject is separated into three color lights of blue, green, and red by a three-
通常の撮像装置において、固体撮像素子の出力レベルは、緑、赤、青の順に小さくなる。つまり、撮像装置が緑用固体撮像素子、赤用固体撮像素子、青用固体撮像素子の3つの固体撮像素子から構成される場合、緑用の固体撮像素子の出力レベル(出力感度)が最も大きく(高く)、青用の固体撮像素子の出力レベル(出力感度)が最も小さい(低い)。そして、緑用固体撮像素子の出力レベル(出力感度)と青用固体撮像素子の出力レベル(出力感度)との比は、約4:1である。
これについて、図6を用いて説明する。図6(a)は、標準テレビジョン信号の垂直同期信号と時間との関係を示した図である。図6(b)は、緑用固体撮像素子の電荷蓄積量と時間との関係を示した図である。図6(c)は、赤用固体撮像素子の電荷蓄積量と時間との関係を示した図である。図6(d)は、青用固体撮像素子の電荷蓄積量と時間との関係を示す図である。図6に示すように、CCD型固体撮像素子における電荷蓄積時間は、蓄積開始時点を電荷リセット信号が入力されるタイミング(図6に示すtrG、trR、trBのタイミング)とし、蓄積終了時点をフレームの終了時(標準テレビジョン信号の垂直同期信号が出力されるタイミング)と一致させることで決定される。MOS型固体撮像素子ではCCD型固体撮像素子の場合とは電荷蓄積時間を決定させる方法が若干異なる。MOS型固体撮像素子では、固体撮像素子を構成する各画素からの信号読み出し時点が電荷蓄積時間の終了時となり、固体撮像素子を構成する全ての画素で電荷蓄積時間が同時間になるようにリセットパルスが画素ごとに挿入される。そして、この電荷蓄積時間に蓄積された電荷が電圧信号として読み出される。固体撮像素子においては、出力感度の高い緑用固体撮像素子504の電荷蓄積時間を最も短くし、出力感度の低い青用固体撮像素子503の電荷蓄積時間を最も長くするため、フレーム期間(標準フレーム長の長さをもつ期間)全域を電荷蓄積期間とすることで、各色用の固体撮像素子から出力される信号のレベル(出力電圧)の出力感度を一致させている。このように各色用の固体撮像素子から出力される出力信号の信号レベルについての出力感度を一致させることで、全ての色の再現範囲が同等になるようにしている。そして、このようにすることで、全ての色に対して、固体撮像素子の電荷蓄積量の飽和レベル以下の範囲で最大限蓄積された電荷量を利用することができる。したがって、光電変換され固体撮像素子から出力される信号において、出力感度の低い青用固体撮像素子から出力される出力信号のSN比が向上するので、色信号全体としてのSN比も向上し、高いSN比を有する信号が得られる。
This will be described with reference to FIG. FIG. 6A is a diagram showing the relationship between the vertical synchronization signal of the standard television signal and time. FIG. 6B is a diagram showing the relationship between the charge accumulation amount of the green solid-state imaging device and time. FIG. 6C is a diagram illustrating the relationship between the charge accumulation amount of the red solid-state imaging device and time. FIG. 6D is a diagram showing the relationship between the charge accumulation amount of the blue solid-state imaging device and time. As shown in FIG. 6, the charge accumulation time in the CCD type solid-state imaging device is the timing when the charge reset signal is inputted (timing of trG, trR, trB shown in FIG. 6) and the accumulation end time as a frame. This is determined by making it coincide with the end time of (the timing at which the vertical synchronization signal of the standard television signal is output). In the MOS type solid-state image pickup device, the method for determining the charge accumulation time is slightly different from the case of the CCD type solid-state image pickup device. In the MOS type solid-state imaging device, the signal readout time from each pixel constituting the solid-state imaging device is the end of the charge accumulation time, and reset so that the charge accumulation time is the same for all pixels constituting the solid-state imaging device. A pulse is inserted for each pixel. Then, the charge accumulated during this charge accumulation time is read out as a voltage signal. In the solid-state imaging device, in order to minimize the charge accumulation time of the green solid-
しかしながら、上記の構成では、緑用、赤用固体撮像素子での電荷蓄積時間がフレーム周期に相当する時間(標準フレーム長に相当する時間)より短いので、緑用、赤用固体撮像素子に入射された光を利用できていない期間が存在しており、被写体からの光の量が多い状況では、撮像装置(カメラ)の光利用率が悪くなってしまう。特に固体撮像素子の出力感度が高い緑の帯域の光が有効利用されておらず、固体撮像素子において光電変換される光量が少なくなってしまうという問題点を有している。
本発明は、上記問題点を解決するもので、被写体からの光の量が十分多い状況において、光利用効率を向上させ、出力信号のSN比を向上させる撮像装置、撮像方法および集積回路を実現することを目的とする。
However, in the above configuration, since the charge accumulation time in the green and red solid-state image sensors is shorter than the time corresponding to the frame period (the time corresponding to the standard frame length), the incident light enters the green and red solid-state image sensors. In a situation where there is a period in which the emitted light cannot be used and there is a large amount of light from the subject, the light utilization rate of the imaging device (camera) is deteriorated. In particular, green band light with high output sensitivity of the solid-state image sensor is not effectively used, and there is a problem that the amount of photoelectric conversion in the solid-state image sensor is reduced.
The present invention solves the above-described problems, and realizes an imaging apparatus, an imaging method, and an integrated circuit that improve light utilization efficiency and improve the SN ratio of an output signal in a situation where the amount of light from a subject is sufficiently large. The purpose is to do.
第1の発明は、第1色用撮像部と、第2色用撮像部と、フレーム周波数設定部と、第1色用駆動部と、第2色用駆動部と、第2色用演算処理部と、を備える撮像装置である。第1色用撮像部は、撮像素子を有し、基準時間内において、被写体からの光に含まれる第1の色帯域の光を光電変換して少なくとも1枚の画像に相当する画像データ情報として取得し、出力する。第2色用撮像部は、撮像素子を有し、基準時間内において、被写体からの光に含まれる第2の色帯域の光であって、撮像素子の出力感度が第1の色帯域の光に対する撮像素子の出力感度より高い第2の色帯域の光を光電変換して複数枚の画像に相当する画像データ情報として取得するとともに、画像データ情報を1枚の画像に相当する画像データ情報ごとに取得した順に出力する。フレーム周波数設定部は、第1色用撮像部から出力される画像データ情報の出力レートを決定するための第1色用フレーム周波数と第2色用撮像部から出力される画像データ情報の出力レートを決定するための第2色用フレーム周波数とを設定する。第1色用駆動部は、フレーム周波数設定部で設定された第1色用フレーム周波数により決定される出力レートにより画像データ情報を第1色用撮像部から出力させる。第2色用駆動部は、フレーム周波数設定部で設定された第2色用フレーム周波数により決定される出力レートにより画像データ情報を第2色用撮像部から出力させる。第2色用演算処理部は、第2色用撮像部から出力される画像データ情報に対して、1枚の画像に相当する画像データ情報を単位画像データ情報として、単位画像データ情報間で演算処理を行い、出力する。 The first invention is a first color imaging unit, a second color imaging unit, a frame frequency setting unit, a first color driving unit, a second color driving unit, and a second color calculation process. And an imaging device. The first color imaging unit includes an imaging device, and photoelectrically converts light of the first color band included in the light from the subject within a reference time as image data information corresponding to at least one image. Obtain and output. The second color imaging unit includes an image sensor, and is light in the second color band included in the light from the subject within the reference time, and the output sensitivity of the image sensor is light in the first color band. And photoelectrically converting light in the second color band higher than the output sensitivity of the image sensor to obtain image data information corresponding to a plurality of images, and image data information for each image data information corresponding to a single image Output in the order of acquisition. The frame frequency setting unit determines the output rate of the image data information output from the first color imaging unit and the output rate of the image data information output from the second color imaging unit. And a frame frequency for the second color for determining. The first color driving unit outputs image data information from the first color imaging unit at an output rate determined by the first color frame frequency set by the frame frequency setting unit. The second color driving unit outputs the image data information from the second color imaging unit at an output rate determined by the second color frame frequency set by the frame frequency setting unit. The second color calculation processing unit calculates the image data information corresponding to one image as unit image data information with respect to the image data information output from the second color imaging unit, and calculates between the unit image data information. Process and output.
この撮像装置では、被写体からの光に含まれる第1の色帯域の光は、基準時間内において、第1色用撮像部で光電変換され1枚の画像に相当する画像データ情報(以下、N枚の画像に相当する画像データを「N枚分の画像データ情報」という)として取得され、出力される。被写体からの光に含まれる第2の色帯域の光は、第2色用撮像部により、基準時間内において、複数枚分の画像データ情報として取得され、出力される。第2色用撮像部から順次出力される複数枚分の画像データ情報は、第2色用演算処理部により、1枚の画像に相当する画像データ情報を単位画像データ情報として、単位画像データ情報間で演算処理される。第2の色帯域の光に対する第2色用撮像部の撮像素子の出力感度は、第1の色帯域の光に対する出力感度より高いので、第2色用撮像部において、基準時間において複数枚分の画像データ情報を効率良く取得することができる。 In this imaging apparatus, the light of the first color band included in the light from the subject is photoelectrically converted by the first color imaging unit within the reference time, and image data information corresponding to one image (hereinafter referred to as N). The image data corresponding to the images is acquired as “image data information for N sheets”) and output. The light of the second color band included in the light from the subject is acquired and output as image data information for a plurality of sheets by the second color imaging unit within the reference time. The image data information for a plurality of sheets sequentially output from the second color imaging unit is converted into unit image data information by using the second color calculation processing unit as image data information corresponding to one image as unit image data information. Between them. Since the output sensitivity of the image sensor of the second color imaging unit with respect to the light of the second color band is higher than the output sensitivity with respect to the light of the first color band, in the second color imaging unit, a plurality of images are obtained at the reference time. The image data information can be acquired efficiently.
これにより、被写体からの光の量が十分多い状況において、撮像素子の出力感度の高い光についての光電変換における光利用効率を向上させることができ、第2色用演算処理部によりノイズ低減処理を実行することができるので、撮像装置からの出力信号のSN比を向上させることができる。
なお、「基準時間」とは、動画として表示させる場合において、1つの画像を構成するのに要する時間のことをいい、例えば、1秒間に30枚の画像を動画として表示させる場合は、1/30秒が基準時間となる。また、「画像データ情報」とは、画像を形成することができるデータ情報のことをいい、例えば、2次元画像を形成することができる画像データ信号等が含まれる概念である。
第2の発明は、第1の発明であって、第2色用フレーム速度変換部と遅延部とをさらに備える。第1色用駆動部は、基準時間に相当する第1色用フレーム周波数により決定される出力レートにより画像データ情報を第1色用撮像部から基準時間画像データ情報として出力させる。第2色用フレーム速度変換部は、第2色演算処理部から出力される画像データ情報を基準時間に対応する基準時間画像データ情報に変換して、出力する。遅延部は、第1色用撮像部から出力される基準時間画像データ情報と第2色用フレーム速度変換部から出力される基準時間画像データ情報との出力タイミングを合わせる。
As a result, in a situation where the amount of light from the subject is sufficiently large, it is possible to improve light use efficiency in photoelectric conversion for light with high output sensitivity of the image sensor, and noise reduction processing is performed by the second color arithmetic processing unit. Since it can perform, the S / N ratio of the output signal from an imaging device can be improved.
The “reference time” refers to the time required to construct one image when displaying as a moving image. For example, when displaying 30 images per second as a moving image, 1 / 30 seconds is the reference time. The “image data information” refers to data information that can form an image, and is a concept that includes, for example, an image data signal that can form a two-dimensional image.
2nd invention is 1st invention, Comprising: The frame rate conversion part for 2nd colors and a delay part are further provided. The first color driving unit outputs image data information from the first color imaging unit as reference time image data information at an output rate determined by the first color frame frequency corresponding to the reference time. The second color frame rate conversion unit converts the image data information output from the second color calculation processing unit into reference time image data information corresponding to the reference time, and outputs the reference time image data information. The delay unit matches the output timings of the reference time image data information output from the first color imaging unit and the reference time image data information output from the second color frame rate conversion unit.
これにより、第2色用フレーム速度変換部から出力される画像データ情報は、基準時間に対応するものとなる。さらに、第1色用撮像部から出力される基準時間に対応する画像データ情報と、第2色用フレーム速度変換部から出力される基準時間に対応する画像データ情報との位相のズレおよび遅延量を、遅延部により、調整することができるので、遅延部からは出力タイミングの一致した画像データ情報が出力される。
第3の発明は、第1または第2の発明であって、フレーム周波数設定部は、第1色用撮像部の撮像素子の出力感度と第2色用撮像部の撮像素子の出力感度とに応じて、第1色用フレーム周波数と第2色用フレーム周波数とを設定する。
これにより、第1色用撮像部から出力される画像データ情報と、第2色用撮像部から出力される画像データ情報の出力レベルを一致させる、あるいは出力レベルの差を一定範囲内におさめることができる。例えば、第1色用撮像部の撮像素子の出力感度と第2色用撮像部の撮像素子の出力感度のとの比がN:Mである場合、第1色用フレーム周波数と第2色用フレーム周波数との比をN:Mに設定することで、第1色用撮像部から出力される画像データ情報と、第2色用撮像部から出力される画像データ情報の出力レベルを一致させる、あるいは出力レベルの差を一定範囲内におさめることができる。
Thus, the image data information output from the second color frame rate conversion unit corresponds to the reference time. Further, a phase shift and a delay amount between the image data information corresponding to the reference time output from the first color imaging unit and the image data information corresponding to the reference time output from the second color frame speed conversion unit Can be adjusted by the delay unit, the image data information having the same output timing is output from the delay unit.
3rd invention is 1st or 2nd invention, Comprising: A frame frequency setting part is the output sensitivity of the image pick-up element of the imaging part for 1st colors, and the output sensitivity of the image pick-up element of the image pick-up part for 2nd colors. Accordingly, the first color frame frequency and the second color frame frequency are set.
As a result, the output levels of the image data information output from the first color imaging unit and the image data information output from the second color imaging unit are matched, or the difference between the output levels is kept within a certain range. Can do. For example, when the ratio between the output sensitivity of the image sensor of the first color image pickup unit and the output sensitivity of the image sensor of the second color image pickup unit is N: M, the frame frequency for the first color and the second color use By setting the ratio to the frame frequency to N: M, the output levels of the image data information output from the first color imaging unit and the image data information output from the second color imaging unit are matched. Alternatively, the difference in output level can be kept within a certain range.
第4の発明は、第3の発明であって、フレーム周波数設定部は、第1色用撮像部の撮像素子の出力感度と第2色用撮像部の撮像素子の出力感度との整数比と、第1色用フレーム周波数と第2色用フレーム周波数との比が一致するように第1色用フレーム周波数と第2色用フレーム周波数とを設定する。
これにより、簡単な構成で、第1色用撮像部から出力される画像データ情報と、第2色用撮像部から出力される画像データ情報の出力レベルとを一致させる、あるいは出力レベルの差を一定範囲内におさめることができる。例えば、第1色用撮像部の撮像素子の出力感度と第2色用撮像部の撮像素子の出力感度との比が1:2である場合、第1色用フレーム周波数と第2色用フレーム周波数との比を1:2に設定すればよい。
4th invention is 3rd invention, Comprising: A frame frequency setting part is an integer ratio of the output sensitivity of the image pick-up element of the imaging part for 1st colors, and the output sensitivity of the image pick-up element of the image pick-up part for 2nd colors, The first color frame frequency and the second color frame frequency are set so that the ratio between the first color frame frequency and the second color frame frequency matches.
Thus, with a simple configuration, the image data information output from the first color imaging unit and the output level of the image data information output from the second color imaging unit are matched, or the difference in output level is set. It can be kept within a certain range. For example, when the ratio between the output sensitivity of the image sensor of the first color imaging unit and the output sensitivity of the image sensor of the second color imager is 1: 2, the first color frame frequency and the second color frame The ratio to the frequency may be set to 1: 2.
第5の発明は、第1から第4のいずれかの発明であって、フレーム周波数設定部は、第1色用撮像部の出力レベルと第2色用撮像部の出力レベルとがほぼ同一になるように第2色用フレーム周波数を設定する。
これにより、第1色用撮像部の出力レベルと第2色用撮像部の出力レベルとがほぼ一致し、色帯域に偏りのない出力画像データ情報を取得することができる。例えば、マイクロプロセッサを用いたフィードバック制御により、第1色用撮像部の出力レベルと第2色用撮像部の出力レベルとがほぼ同一になるようにフレーム周波数の値を制御することで、この撮像装置を実現できる。
第6の発明は、第1から第5のいずれかの発明であって、第2色用演算処理部は、第2色用撮像部から出力される画像データ情報に対して、1枚の画像に相当する画像データ情報を単位画像データ情報として、単位画像データ情報間で加算平均処理を行い、出力する。
これにより、第2色用演算処理部から出力される画像データ情報は、ノイズ成分が低減されたものとなる。
The fifth invention is the invention according to any one of the first to fourth inventions, wherein the frame frequency setting unit has substantially the same output level of the first color imaging unit and the second color imaging unit. The frame frequency for the second color is set so that
As a result, the output level of the first color imaging unit and the output level of the second color imaging unit substantially coincide with each other, and output image data information with no bias in the color band can be acquired. For example, by controlling the frame frequency so that the output level of the first color imaging unit and the output level of the second color imaging unit are substantially the same by feedback control using a microprocessor, this imaging is performed. A device can be realized.
A sixth invention is any one of the first to fifth inventions, wherein the second color arithmetic processing unit is configured to output one image for the image data information output from the second color imaging unit. The image data information corresponding to is used as unit image data information, and an averaging process is performed between the unit image data information and output.
As a result, the image data information output from the second color arithmetic processing unit has noise components reduced.
第7の発明は、第2から第6のいずれかの発明であって、遅延部から出力される基準時間画像データ情報を標準映像信号に変換し、出力するプロセス部をさらに備える。
これにより、遅延部から出力される基準時間画像データ情報を標準映像信号に変換することができ、撮像装置からの出力を、標準映像信号を表示することができる表示装置等に表示させることができる。ここで、標準映像信号とは、例えば、テレビジョンモニタ等の表示装置に表示するための標準テレビジョン信号(60フレーム/秒、60フィールド/秒、50フレーム/秒、50フィールド/秒等の標準解像度映像信号(NTSC、PAL、SECAM等の映像信号)や高解像度映像信号(HDTV等の映像信号))や、シネマ用映像信号(48フレーム/秒、24フレーム/秒等の映像信号)のことをいう。
A seventh invention is any one of the second to sixth inventions, further comprising a process unit that converts reference time image data information output from the delay unit into a standard video signal and outputs the standard video signal.
Accordingly, the reference time image data information output from the delay unit can be converted into a standard video signal, and the output from the imaging device can be displayed on a display device or the like that can display the standard video signal. . Here, the standard video signal is, for example, a standard television signal (60 frames / second, 60 fields / second, 50 frames / second, 50 fields / second, etc.) for display on a display device such as a television monitor. Resolution video signal (video signal such as NTSC, PAL, SECAM, etc.), high resolution video signal (video signal such as HDTV), and cinema video signal (video signal such as 48 frames / second, 24 frames / second). Say.
第8の発明は、第1の発明であって、第3色用撮像部と第3色用演算部と第3色用フレーム速度変換部とをさらに備える。第3色用撮像部は、撮像素子を有し、基準時間内において、被写体からの光に含まれる第3の色帯域の光であって、撮像素子の出力感度が第2の色帯域の光に対する撮像素子の出力感度より高い第3の色帯域の光を光電変換して複数枚の画像に相当する画像データ情報として取得するとともに、画像データ情報を1枚の画像に相当する画像データ情報ごとに取得した順に出力する。フレーム周波数設定部は、第3色用撮像部から出力される画像データ情報の出力レートを決定するための第3色用フレーム周波数を設定する。第3色用フレーム速度変換部は、第3色用撮像部から出力される画像データ情報に対して、1枚の画像に相当する画像データ情報を単位画像データ情報として、単位画像データ情報間で演算処理を行い、出力する。
これにより、例えば、青、緑、赤の色帯域に分離した被写体からの光に対して、その3色の光に対応する画像データ情報を取得することができ、撮像素子の出力感度の高い緑、赤の色帯域の光に対応する画像データ情報については、基準時間内に、複数枚分の画像データ情報を取得でき、ノイズ低減をする演算処理を実行することができる。
8th invention is 1st invention, Comprising: The 3rd color imaging part, the 3rd color calculating part, and the frame speed conversion part for 3rd colors are further provided. The third color imaging unit includes an image sensor, and is light in the third color band included in the light from the subject within the reference time, and the output sensitivity of the image sensor is the light in the second color band. And photoelectrically converting light in a third color band higher than the output sensitivity of the image sensor to obtain image data information corresponding to a plurality of images, and image data information for each image data information corresponding to a single image Output in the order of acquisition. The frame frequency setting unit sets a third color frame frequency for determining an output rate of image data information output from the third color imaging unit. The third color frame speed conversion unit uses the image data information corresponding to one image as unit image data information with respect to the image data information output from the third color imaging unit. Perform arithmetic processing and output.
As a result, for example, with respect to light from a subject separated into blue, green, and red color bands, image data information corresponding to the light of the three colors can be acquired, and green with high output sensitivity of the image sensor. As for the image data information corresponding to the light in the red color band, the image data information for a plurality of sheets can be acquired within the reference time, and a calculation process for reducing noise can be executed.
第9の発明は、第8の発明であって、第3色演算処理部から出力される画像データ情報を基準時間に対応する基準時間画像データ情報に変換して、出力する第3色用フレーム速度変換部をさらに備える。遅延部は、第1色用撮像部から出力される基準時間画像データ情報と第2色用フレーム速度変換部から出力される基準時間画像データ情報と第3色用フレーム速度変換部から出力される基準時間画像データ情報との出力タイミングを合わせる。
これにより、第3色用フレーム速度変換部から出力される画像データ情報は、基準時間に対応するものとなる。さらに、第1色用撮像部から出力される基準時間に対応する画像データ情報と、第2色用フレーム速度変換部から出力される基準時間に対応する画像データ情報と、第3色用フレーム速度変換部から出力される基準時間に対応する画像データ情報との位相のズレおよび遅延量を、遅延部により、調整することができるので、遅延部からは出力タイミングの一致した画像データ情報が出力される。
A ninth invention is the eighth invention according to the eighth invention, wherein the image data information output from the third color arithmetic processing section is converted into reference time image data information corresponding to the reference time and output. A speed converter is further provided. The delay unit outputs the reference time image data information output from the first color imaging unit, the reference time image data information output from the second color frame rate conversion unit, and the third color frame rate conversion unit. Match the output timing with the reference time image data information.
Accordingly, the image data information output from the third color frame rate conversion unit corresponds to the reference time. Furthermore, the image data information corresponding to the reference time output from the first color imaging unit, the image data information corresponding to the reference time output from the second color frame rate conversion unit, and the third color frame rate Since the phase shift and the delay amount with respect to the image data information corresponding to the reference time output from the conversion unit can be adjusted by the delay unit, the image data information with the output timing matched is output from the delay unit. The
第10の発明は、第8または第9の発明であって、フレーム周波数設定部は、第1色用撮像部の撮像素子の出力感度と第2色用撮像部の撮像素子の出力感度と第3色用撮像部の撮像素子の出力感度とに応じて、第1色用フレーム周波数と第2色用フレーム周波数と第3色用フレーム周波数とを設定する。
これにより、第1色用撮像部から出力される画像データ情報と、第2色用撮像部から出力される画像データ情報と、第3色用撮像部から出力される画像データ情報との出力レベルを一致させる、あるいは出力レベルの差を一定範囲内におさめることができる。
第11の発明は、第10の発明であって、フレーム周波数設定部は、第1色用撮像部の撮像素子の出力感度と第2色用撮像部の撮像素子の出力感度と第3色用撮像部の撮像素子の出力感度との整数比と、第1色用フレーム周波数と第2色用フレーム周波数と第3色用フレーム周波数との比が一致するように第1色用フレーム周波数と第2色用フレーム周波数と第3色用フレーム周波数とを設定する。
これにより、簡単な構成で、第1色用撮像部から出力される画像データ情報と、第2色用撮像部から出力される画像データ情報の出力レベルと、第3色用撮像部から出力される画像データ情報の出力レベルとを一致させる、あるいは出力レベルの差を一定範囲内におさめることができる。例えば、第1色用撮像部の撮像素子の出力感度と第2色用撮像部の撮像素子の出力感度と第2色用撮像部の撮像素子の出力感度との比が1:2:3である場合、第1色用フレーム周波数と第2色用フレーム周波数と第3色用フレーム周波数との比を1:2:3に設定すればよい。
A tenth aspect of the invention is the eighth or ninth aspect of the invention, wherein the frame frequency setting unit includes the output sensitivity of the image pickup device of the first color image pickup unit, the output sensitivity of the image pickup device of the second color image pickup unit, and the The first color frame frequency, the second color frame frequency, and the third color frame frequency are set in accordance with the output sensitivity of the image pickup device of the three-color image pickup unit.
Accordingly, the output levels of the image data information output from the first color imaging unit, the image data information output from the second color imaging unit, and the image data information output from the third color imaging unit. Can be matched, or the difference in output level can be kept within a certain range.
An eleventh aspect of the invention is the tenth aspect of the invention, wherein the frame frequency setting unit is configured to output the output sensitivity of the image pickup device of the first color image pickup unit, output sensitivity of the image pickup device of the second color image pickup unit, and third color use. The first color frame frequency and the first color frame frequency so that the integer ratio of the output sensitivity of the image pickup device of the image pickup unit and the ratio of the first color frame frequency, the second color frame frequency, and the third color frame frequency match. A frame frequency for two colors and a frame frequency for third color are set.
Accordingly, the image data information output from the first color imaging unit, the output level of the image data information output from the second color imaging unit, and the third color imaging unit are output with a simple configuration. The output level of the image data information can be matched, or the difference in output level can be kept within a certain range. For example, the ratio of the output sensitivity of the image sensor of the first color image pickup unit, the output sensitivity of the image sensor of the second color image pickup unit, and the output sensitivity of the image sensor of the second color image pickup unit is 1: 2: 3. In some cases, the ratio of the first color frame frequency, the second color frame frequency, and the third color frame frequency may be set to 1: 2: 3.
第12の発明は、第8から第11のいずれかの発明であって、フレーム周波数設定部は、第1色用撮像部の出力レベルと第2色用撮像部の出力レベルと第3色用撮像部の出力レベルとがほぼ同一になるように第2色用フレーム周波数および第3色用フレーム周波数を設定する。
これにより、第1色用撮像部の出力レベルと第2色用撮像部の出力レベルと第3色用撮像部の出力レベルとがほぼ一致し、色帯域に偏りのない出力画像データ情報を取得することができる。
第13の発明は、第8から第12のいずれかの発明であって、第2色用演算処理部は、第2色用撮像部から出力される画像データ情報に対して、1枚の画像に相当する画像データ情報を単位画像データ情報として、単位画像データ情報間で加算平均処理を行い、出力する。第3色用演算処理部は、第3色用撮像部から出力される画像データ情報に対して、1枚の画像に相当する画像データ情報を単位画像データ情報として、単位画像データ情報間で加算平均処理を行い、出力する。
これにより、第2色用演算処理部および第3色用演算処理部からそれぞれ出力される画像データ情報は、ノイズ成分が低減されたものとなる。
A twelfth aspect of the invention is any one of the eighth to eleventh aspects of the invention, wherein the frame frequency setting unit is configured to output the output level of the first color imaging unit, the output level of the second color imaging unit, and the third color. The frame frequency for the second color and the frame frequency for the third color are set so that the output level of the imaging unit is substantially the same.
As a result, the output level of the first color imaging unit, the output level of the second color imaging unit, and the output level of the third color imaging unit substantially coincide with each other, and output image data information with no bias in the color band is acquired. can do.
A thirteenth aspect of the invention is any one of the eighth to twelfth aspects of the invention, in which the second color arithmetic processing unit is a single image for the image data information output from the second color imaging unit. The image data information corresponding to is used as unit image data information, and an averaging process is performed between the unit image data information and output. The arithmetic processing unit for the third color adds the image data information corresponding to one image as unit image data information to the image data information output from the third color imaging unit between the unit image data information. Perform average processing and output.
As a result, the image data information respectively output from the second color arithmetic processing unit and the third color arithmetic processing unit has a reduced noise component.
第14の発明は、第9から第13のいずれかの発明であって、遅延部から出力される基準時間画像データ情報を標準映像信号に変換し、出力するプロセス部をさらに備える。
これにより、遅延部から出力される基準時間画像データ情報を標準映像信号に変換することができ、撮像装置からの出力を、標準映像信号を表示することができる表示装置等に表示させることができる。
第15の発明は、第8から第14のいずれかの発明であって、第1の色帯域の光は、青色帯域の光であり、第2の色帯域の光は、赤色帯域の光であり、第3の色帯域の光は、緑色帯域の光である。
なお、青色帯域の光とは、例えば、435[nm]付近をピークとする430[nm]から460[nm]の波長をもつ光をいい、赤色帯域の光とは、例えば、700[nm]付近をピークとする610[nm]から780[nm]の波長をもつ光をいい、緑色帯域の光とは、例えば、546[nm]付近をピークとする500[nm]から570[nm]の波長をもつ光をいう。
A fourteenth aspect of the invention is any one of the ninth to thirteenth aspects of the invention, further comprising a processing unit that converts the reference time image data information output from the delay unit into a standard video signal and outputs the standard video signal.
Accordingly, the reference time image data information output from the delay unit can be converted into a standard video signal, and the output from the imaging device can be displayed on a display device or the like that can display the standard video signal. .
A fifteenth aspect of the invention is any one of the eighth to fourteenth aspects, wherein the light in the first color band is light in the blue band, and the light in the second color band is light in the red band. The light in the third color band is light in the green band.
The blue band light means light having a wavelength of 430 [nm] to 460 [nm] having a peak near 435 [nm], for example, and the red band light is 700 [nm], for example. Light having a wavelength of 610 [nm] to 780 [nm] having a peak in the vicinity, and light in the green band is, for example, from 500 [nm] to 570 [nm] having a peak in the vicinity of 546 [nm]. Light with a wavelength.
第16の発明は、第15の発明であって、フレーム周波数設定部は、第1色用フレーム周波数と第2色用フレーム周波数と第3色用フレーム周波数との比を、1:2:3となるように第1色用フレーム周波数と第2色用フレーム周波数と第3色用フレーム周波数とを設定する。
第17の発明は、第1から第16のいずれかの発明であって、基準時間は、テレビジョン信号において1フィールドを走査するのに要する時間である。なお、「1フィールドを走査するのに要する時間」とは、表示装置において1つの画面を作り出すために要する時間であり、例えば、インターレースのNTSC方式の場合は、1/60秒であり、インターレースのPAL方式の場合は、1/50秒である。
The sixteenth invention is the fifteenth invention, wherein the frame frequency setting section sets a ratio of the first color frame frequency, the second color frame frequency, and the third color frame frequency to 1: 2: 3. The first color frame frequency, the second color frame frequency, and the third color frame frequency are set so that
A seventeenth invention is any one of the first to sixteenth inventions, wherein the reference time is a time required for scanning one field in the television signal. The “time required to scan one field” is the time required to create one screen on the display device. For example, in the case of the interlaced NTSC system, it is 1/60 second, In the case of the PAL system, it is 1/50 second.
第18の発明は、第1から第16のいずれかの発明であって、基準時間は、テレビジョン信号において1フレームを走査するのに要する時間である。なお、「1フレームを走査するのに要する時間」とは、表示装置において1つの画像を構成するために要する時間であり、例えば、インターレースのNTSC方式の場合は1/30秒、ノンインターレースのNTSC方式の場合は1/60秒である。
第19の発明は、撮像素子をそれぞれ有する第1色用撮像部および第2色用撮像部を備える撮像装置における撮像方法であって、第1色用撮像ステップと、第2色用撮像ステップと、フレーム周波数設定ステップと、第1色用駆動ステップと、第2色用駆動ステップと、第2色用演算処理ステップと、を含む撮像方法である。第1色用撮像ステップでは、基準時間内において、被写体からの光に含まれる第1の色帯域の光を光電変換して少なくとも1枚の画像に相当する画像データ情報として取得し、出力する。第2色用撮像ステップでは、基準時間内において、被写体からの光に含まれる第2の色帯域の光であって、撮像素子の出力感度が第1の色帯域の光に対する撮像素子の出力感度より高い第2の色帯域の光を光電変換して複数枚の画像に相当する画像データ情報として取得するとともに、画像データ情報を1枚の画像に相当する画像データ情報ごとに取得した順に出力する。フレーム周波数設定ステップでは、第1色用撮像ステップで出力される画像データ情報の出力レートを決定するための第1色用フレーム周波数と第2色用撮像部から出力される画像データ情報の出力レートを決定するための第2色用フレーム周波数とを設定する。第1色用駆動ステップでは、フレーム周波数設定ステップで設定された第1色用フレーム周波数により決定される出力レートにより画像データ情報を第1色用撮像部から出力させる。第2色用駆動ステップでは、フレーム周波数設定ステップで設定された第2色用フレーム周波数により決定される出力レートにより画像データ情報を第2色用撮像部から出力させる。第2色用演算処理ステップでは、第2色用撮像部から出力される画像データ情報に対して、1枚の画像に相当する画像データ情報を単位画像データ情報として、単位画像データ情報間で演算処理を行い、出力する。
この撮像方法により、被写体からの光の量が十分多い状況において、撮像素子の出力感度の高い光についての光電変換における光利用効率を向上させることができ、第2色用演算処理ステップによりノイズ低減処理を実行することができるので、この撮像方法により生成される出力信号のSN比を向上させることができる。
An eighteenth aspect of the invention is any one of the first to sixteenth aspects of the invention, wherein the reference time is a time required for scanning one frame in the television signal. The “time required to scan one frame” is the time required to form one image on the display device. For example, in the case of the interlaced NTSC system, 1/30 second, non-interlaced NTSC. In the case of the method, it is 1/60 second.
A nineteenth aspect of the invention is an imaging method in an imaging apparatus including a first color imaging unit and a second color imaging unit each having an imaging device, the first color imaging step, and the second color imaging step, The image pickup method includes a frame frequency setting step, a first color driving step, a second color driving step, and a second color calculation processing step. In the first color imaging step, the light of the first color band included in the light from the subject is photoelectrically converted and acquired as image data information corresponding to at least one image within the reference time and output. In the second color imaging step, the output sensitivity of the image sensor with respect to the light of the second color band included in the light from the subject within the reference time and the output sensitivity of the image sensor is the first color band. The higher second color band light is photoelectrically converted and acquired as image data information corresponding to a plurality of images, and the image data information is output in the order of acquisition for each image data information corresponding to one image. . In the frame frequency setting step, the first color frame frequency for determining the output rate of the image data information output in the first color imaging step and the output rate of the image data information output from the second color imaging unit And a frame frequency for the second color for determining. In the first color driving step, the image data information is output from the first color imaging unit at an output rate determined by the first color frame frequency set in the frame frequency setting step. In the second color driving step, image data information is output from the second color imaging unit at an output rate determined by the second color frame frequency set in the frame frequency setting step. In the second color calculation processing step, the image data information output from the second color imaging unit is calculated between the unit image data information using the image data information corresponding to one image as the unit image data information. Process and output.
With this imaging method, in a situation where the amount of light from the subject is sufficiently large, it is possible to improve the light utilization efficiency in photoelectric conversion for light with high output sensitivity of the imaging element, and noise reduction by the second color calculation processing step Since the process can be executed, the SN ratio of the output signal generated by this imaging method can be improved.
第20の発明は、第1色用撮像部と、第2色用撮像部と、フレーム周波数設定部と、第1色用駆動部と、第2色用駆動部と、第2色用演算処理部と、を備える集積回路である。第1色用撮像部は、撮像素子を有し、基準時間内において、被写体からの光に含まれる第1の色帯域の光を光電変換して少なくとも1枚の画像に相当する画像データ情報として取得し、出力する。第2色用撮像部は、撮像素子を有し、基準時間内において、被写体からの光に含まれる第2の色帯域の光であって、撮像素子の出力感度が第1の色帯域の光に対する撮像素子の出力感度より高い第2の色帯域の光を光電変換して複数枚の画像に相当する画像データ情報として取得するとともに、画像データ情報を1枚の画像に相当する画像データ情報ごとに取得した順に出力する。フレーム周波数設定部は、第1色用撮像部から出力される画像データ情報の出力レートを決定するための第1色用フレーム周波数と第2色用撮像部から出力される画像データ情報の出力レートを決定するための第2色用フレーム周波数とを設定する。第1色用駆動部は、フレーム周波数設定部で設定された第1色用フレーム周波数により決定される出力レートにより画像データ情報を第1色用撮像部から出力させる。第2色用駆動部は、フレーム周波数設定部で設定された第2色用フレーム周波数により決定される出力レートにより画像データ情報を第2色用撮像部から出力させる。第2色用演算処理部は、第2色用撮像部から出力される画像データ情報に対して、1枚の画像に相当する画像データ情報を単位画像データ情報として、単位画像データ情報間で演算処理を行い、出力する。 A twentieth aspect of the invention is a first color imaging unit, a second color imaging unit, a frame frequency setting unit, a first color driving unit, a second color driving unit, and a second color calculation process. And an integrated circuit. The first color imaging unit includes an imaging device, and photoelectrically converts light of the first color band included in the light from the subject within a reference time as image data information corresponding to at least one image. Obtain and output. The second color imaging unit includes an image sensor, and is light in the second color band included in the light from the subject within the reference time, and the output sensitivity of the image sensor is light in the first color band. And photoelectrically converting light in the second color band higher than the output sensitivity of the image sensor to obtain image data information corresponding to a plurality of images, and image data information for each image data information corresponding to a single image Output in the order of acquisition. The frame frequency setting unit determines the output rate of the image data information output from the first color imaging unit and the output rate of the image data information output from the second color imaging unit. And a frame frequency for the second color for determining. The first color driving unit outputs image data information from the first color imaging unit at an output rate determined by the first color frame frequency set by the frame frequency setting unit. The second color driving unit outputs the image data information from the second color imaging unit at an output rate determined by the second color frame frequency set by the frame frequency setting unit. The second color calculation processing unit calculates the image data information corresponding to one image as unit image data information with respect to the image data information output from the second color imaging unit, and calculates between the unit image data information. Process and output.
これにより、被写体からの光の量が十分多い状況において、撮像素子の出力感度の高い光についての光電変換における光利用効率を向上させることができ、第2色用演算処理部によりノイズ低減処理を実行することができるので、撮像装置からの出力信号のSN比を向上させることができる。 As a result, in a situation where the amount of light from the subject is sufficiently large, it is possible to improve light use efficiency in photoelectric conversion for light with high output sensitivity of the image sensor, and noise reduction processing is performed by the second color arithmetic processing unit. Since it can perform, the S / N ratio of the output signal from an imaging device can be improved.
本発明によれば、被写体からの光の量が十分多い状況において、光利用効率を向上させ、出力信号のSN比を向上させる撮像装置、撮像方法および集積回路を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize an imaging device, an imaging method, and an integrated circuit that improve the light utilization efficiency and improve the SN ratio of the output signal in a situation where the amount of light from the subject is sufficiently large.
以下、本発明の実施形態について、図1から図4を用いて説明する。
[第1実施形態]
<撮像装置の全体構成>
図1に本発明の第1実施形態に係る撮像装置100の構成図を示す。撮像装置100は、主に、被写体からの光を集光するレンズ1と、レンズ1で集光された光を3色(赤(R)、緑(G)、青(B))に分離する3色分離プリズム2と、3色分離プリズム2から分離される光を光電変換し電気信号として取り出すための青用撮像部3、緑用撮像部4および赤用撮像部5とを有している。
また、この撮像装置100は、さらに、緑用撮像部4および赤用撮像部5からの出力に対して演算処理を行う緑用演算処理部9および赤用演算処理部10、緑用演算処理部9および赤用演算処理部10の出力に対してフレーム速度変換を行う緑用フレーム速度変換部11および赤用フレーム速度変換部12を有している。さらに、撮像装置100は、青用撮像部3からの出力信号、緑用フレーム速度変換部11からの出力信号および赤用フレーム変換部からの出力信号を入力とし、各出力信号の出力タイミングを一致させる遅延部13、遅延部からの出力信号を標準テレビ信号等に変換するプロセス部14を有している。そして、撮像装置100は、青用撮像部3、緑用撮像部4および赤用撮像部5のフレーム周波数を設定するフレーム周波数設定部としてのマイクロプロセッサ15と、マイクロプロセッサ15により設定されたフレーム周波数により決定される出力レートにより、青用撮像部3、緑用撮像部4および赤用撮像部5から画像データ信号を出力させる青用駆動部6、緑用駆動部7および赤用駆動部8とを有している。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
[First Embodiment]
<Overall configuration of imaging device>
FIG. 1 shows a configuration diagram of an
The
青用撮像部3は、基準時間内において、被写体からの光に含まれる青色帯域の光を光電変換して、1枚の画像に相当する画像データ情報としての画像データ信号を出力する。
緑用撮像部4および赤用撮像部5は、基準時間内において、それぞれ、被写体からの光に含まれる緑色帯域の光および赤色帯域の光を光電変換して、複数枚の画像に相当する画像データ情報(画像データ信号)として取得し、1枚の画像に相当する画像データ信号ごとに取得した順に出力する。
青用撮像部3、緑用撮像部4および赤用撮像部5として、例えば、MOS形イメージ・センサ等の固体撮像素子が使用される。
緑用演算処理部9および赤用演算処理部10は、それぞれ緑用撮像部4および赤用撮像部5から出力される画像データ信号に対して、1枚の画像に相当する画像データ信号を単位画像データ信号として、単位画像データ信号間で演算処理を行い、出力する。例えば、単位画像データ信号が、標準テレビジョン信号(60フレーム/秒、60フィールド/秒、50フレーム/秒、50フィールド/秒等の標準解像度映像信号(NTSC、PAL、SECAM等の映像信号)や高解像度映像信号(HDTV等の映像信号))や、シネマ用映像信号(48フレーム/秒、24フレーム/秒等の映像信号)の1フレーム分の画像データ信号である場合は、緑用演算処理部9および赤用演算処理部10は、それぞれ画像データ信号が形成する2次元画像上における同一位置に対応する画素に対して、フレーム間での演算処理を行う。演算処理としては、例えば、加算平均処理等がある。
The
The green image capturing unit 4 and the red image capturing unit 5 photoelectrically convert the green band light and the red band light included in the light from the subject within the reference time, respectively, and correspond to a plurality of images. It is acquired as data information (image data signal) and output in the order of acquisition for each image data signal corresponding to one image.
As the
The green
緑用フレーム速度変換部11および赤用フレーム速度変換部12は、緑用演算処理部9および赤用演算処理部10から出力される画像データ信号を基準時間に対応する基準時間画像データ信号に変換して、出力する。例えば、緑用撮像部4が基準時間内において2枚の画像に相当する画像データ信号を出力しており、赤用撮像部5が基準時間内において3枚の画像に相当する画像データ信号を出力している場合、緑用演算処理部9は、基準時間の1/3の時間を単位として単位画像データ信号を出力し、赤用演算処理部10は、基準時間の1/2の時間を単位として単位画像データ信号を出力することになる。そこで、緑用フレーム速度変換部11は、緑用演算処理部9から出力される単位画像データ信号が基準時間を単位として出力されるように時間軸伸長処理を行う(この場合、3倍の時間軸伸長処理を行う)。同様に、赤用フレーム速度変換部12は、赤用演算処理部10から出力される単位画像データ信号が基準時間を単位として出力されるように時間軸伸長処理を行う(この場合、2倍の時間軸伸長処理を行う)。
The green frame
遅延部13は、例えば、青用遅延部131、緑用遅延部132および赤用遅延部133から構成される。遅延部13は、青用撮像部3、緑用フレーム速度変換部11および赤用フレーム速度変換部12から、それぞれ基準時間を単位として出力される3つの画像データ信号(青用画像データ信号、緑用画像データ信号および赤用画像データ信号)を入力とし、遅延部13から出力される3つの画像データ信号(青用画像データ信号、緑用画像データ信号および赤用画像データ信号)の出力タイミングが(位相も含めて)一致するように遅延処理を行う。
プロセス部14は、遅延部13から出力された画像データ信号に、同期信号付加、ガンマ補正、ディテール付加(ディテール・エンハンサ処理)等を行い、標準映像信号を生成し、出力する。ここで、標準映像信号とは、例えば、テレビジョンモニタ等の表示装置に表示するための標準テレビジョン信号(60フレーム/秒、60フィールド/秒、50フレーム/秒、50フィールド/秒等の標準解像度映像信号(NTSC、PAL、SECAM等の映像信号)や高解像度映像信号(HDTV等の映像信号))や、シネマ用映像信号(48フレーム/秒、24フレーム/秒等の映像信号)のことをいう。
The
The
マイクロプロセッサ15は、撮像装置100の各種シーケンスを制御する。マイクロプロセッサ15は、青用撮像部3、緑用撮像部4および赤用撮像部5からそれぞれ出力される画像データ信号の出力レートを決定する、青用フレーム周波数、緑用フレーム周波数および赤用フレーム周波数を設定する。青用撮像部3、緑用撮像部4、赤用撮像部5、プロセス部14等の撮像装置100の構成部に対して、指令を出すことで、それぞれの構成部の機能を制御する。なお、マイクロプロセッサ15は、各構成部と直接接続されるものであっても、バスを介して接続されるものであってもよい。
青用駆動部6、緑用駆動部7および赤用駆動部8は、マイクロプロセッサ15により設定されたフレーム周波数により決定される出力レートにより、青用撮像部3、緑用撮像部4および赤用撮像部5から、それぞれ画像データ信号を出力させる。
The
The
なお、マイクロプロセッサ15の一部がフレーム周波数設定部をなす。マイクロプロセッサ15に、例えば、ROM(図示せず)等に予め記憶させたフレーム周波数の設定値を読み込ませることで、フレーム周波数設定部の機能を実現させることができる。また、例えば、ユーザが外部からフレーム周波数の設定値を入力し、その入力されたフレーム周波数の設定値をマイクロプロセッサ15が読み込むことでもフレーム周波数設定部の機能を実現させることができる。
<撮像装置の動作>
次に、図1から図4を用いて、撮像装置100の動作について説明する。
図1に示すように、まず、被写体からの光は、レンズ1により集光され、3色分離プリズム2で青、緑、赤の3色光に分離される(青色帯域の光、緑色帯域の光、赤色帯域の光に分離される)。そして、3色に分離された光は、それぞれ、青用撮像部3、緑用撮像部4および赤用撮像部5の各固体撮像素子上で被写体像として結像され、光電変換されて電気信号として出力される。ここで、基準時間をインターレースのNTSC方式の1フレーム時間(1/30秒)とし、マイクロプロセッサ15により、青用フレーム周波数を30[Hz]に、緑用フレーム周波数を90[Hz]に、赤用フレーム周波数を60[Hz]にそれぞれ設定した場合を例に、以下説明する。なお、NTSC方式等のフレーム周波数である30[Hz]を「標準フレーム周波数」と、標準フレーム周波数の周期を「標準フレーム周期」と、標準フレーム周期に相当する時間を「標準フレーム時間」または「標準フレーム長」と、呼ぶことにする。
A part of the
<Operation of imaging device>
Next, the operation of the
As shown in FIG. 1, first, light from a subject is collected by a lens 1 and separated into three color lights of blue, green, and red by a three-color separation prism 2 (blue band light, green band light). , Separated into red band light). The light separated into the three colors is formed as a subject image on each solid-state image sensor of the
青用フレーム周波数を30[Hz]に、緑用フレーム周波数を90[Hz]に、赤用フレーム周波数を60[Hz]にそれぞれ設定した場合、青用駆動部6は、青用撮像部3が1秒間に30枚分の画像に相当する画像データ信号(30フレーム分の画像データ信号)を出力するように青用撮像部3を制御する。緑用駆動部7は、緑用撮像部4が1秒間に90枚分の画像に相当する画像データ信号(以下、N枚の画像に相当する画像データ信号を「N枚分の画像データ信号」という。)を出力するように緑用撮像部4を制御する。赤用駆動部8は、赤用撮像部5が1秒間に60枚分の画像データ信号を出力するように赤用撮像部5を制御する。
これにより、標準フレーム時間において、青用撮像部3からは1枚分の画像データ信号が、緑用撮像部4からは3枚分の画像データ信号が、赤用撮像部5からは2枚分の画像データ信号が出力される。
When the blue frame frequency is set to 30 [Hz], the green frame frequency is set to 90 [Hz], and the red frame frequency is set to 60 [Hz], the
Thereby, in the standard frame time, one image data signal from the
青用撮像部3、緑用撮像部4および赤用撮像部5における電荷蓄積量と電荷蓄積時間との関係について図2を用いて説明する。図2(a)は、標準テレビジョン信号の垂直同期信号(VD信号)と時間との関係を示した図である。図2(b)は、緑用固体撮像素子の電荷蓄積量と時間との関係を示した図である。図2(c)は、赤用固体撮像素子の電荷蓄積量と時間との関係を示した図である。図2(d)は、青用固体撮像素子の電荷蓄積量と時間との関係を示す図である。
青用フレーム周波数を30[Hz]に、緑用フレーム周波数を90[Hz]に、赤用フレーム周波数を60[Hz]にそれぞれ設定した場合、青用撮像部3における電荷蓄積時間は図2に示すTGとなり、赤用撮像部5における電荷蓄積時間はTRとなり、青用撮像部3における電荷蓄積時間はTBとなる。固体撮像素子の出力感度は、緑用撮像部4を構成する固体撮像素子の出力感度、赤用撮像部5を構成する固体撮像素子の出力感度、青用撮像部3を構成する固体撮像素子の出力感度の順に低くなる。したがって、電荷蓄積時間をTG、TR、TBの順に長くなるようにすることで、青用撮像部3、緑用撮像部4および赤用撮像部5からのそれぞれ出力される出力信号の信号レベルを、同等レベルにすることができる。図2においては、TG:TR:TB=3:2:1としている。ただし、電荷蓄積時間TG、TR、TBの比は、これに限定されることはない。例えば、マイクロプロセッサ15により、青用撮像部3の固体撮像素子、緑用撮像部4の固体撮像素子および赤用撮像部5の固体撮像素子のそれぞれの出力感度を検出し、その出力感度の比により、それぞれ、青用フレーム周波数、緑用フレーム周波数、赤用フレーム周波数を決定し、電荷蓄積時間TG、TR、TBの比を決定するようにしてもよい。各固体撮像素子の出力感度の検出については、例えば、各固体撮像素子の出力感度と相関のある、青用撮像部3、緑用撮像部4および赤用撮像部5から出力される画像データ信号の出力レベルにより検出してもよいし、プロセス部14に入力される青用遅延部131、緑用遅延部132および赤用遅延部133からの画像データ信号の出力レベルにより検出してもよい。(図1において、マイクロプロセッサ15と青用、緑用および赤用撮像部等との具体的な接続関係については図示していない。)さらに、例えば、各固体撮像素子の出力感度比が3.2:2:1のように整数比にならない場合は、切り捨て処理を行い、各フレーム周波数の比が整数となるように設定すればよい(この場合、フレーム周波数の比を3:2:1にすればよい)。これにより、撮像装置100に入力された光が光電変換されない期間を少なくすることができ、光の利用効率を高めることができる。
The relationship between the charge accumulation amount and the charge accumulation time in the
When the blue frame frequency is set to 30 [Hz], the green frame frequency is set to 90 [Hz], and the red frame frequency is set to 60 [Hz], the charge accumulation time in the
標準フレーム時間において、青用撮像部3から出力された1枚分の画像データ信号は、遅延部13の青用遅延部131に入力される。一方、標準フレーム時間において、緑用撮像部4から出力された3枚分の画像データ信号は、緑用演算処理部9に入力され、赤用撮像部5から出力された2枚分の画像データ信号は、赤用演算処理部10に入力される。そして、緑用演算処理部9の出力は緑用フレーム速度変換部11に、赤用演算処理部10の出力は赤用フレーム速度変換部12に入力される。このときの動作について、図3および図4を用いて説明する。
図3は、撮像装置100の緑用撮像部4から出力された画像データ信号の出力波形、緑用演算処理部9から出力された画像データ信号の出力波形、および緑用フレーム速度変換部11から出力された画像データ信号の出力波形の一例を示している。図3(a)は、緑用撮像部4から出力された画像データ信号の出力波形の一例、図3(b)は、緑用演算処理部9から出力された画像データ信号の出力波形の一例、図3(c)は、緑用フレーム速度変換部11から出力された画像データ信号の出力波形の一例を示している。なお、図3(a)〜(c)は説明のための便宜図であり、各波形の出力タイミングを示すものではない。
In the standard frame time, one image data signal output from the
FIG. 3 shows an output waveform of the image data signal output from the green imaging unit 4 of the
図4は、撮像装置100の赤用撮像部5から出力された画像データ信号の出力波形、赤用演算処理部10から出力された画像データ信号の出力波形、および赤用フレーム速度変換部12から出力された画像データ信号の出力波形の一例を示している。図4(a)は、赤用撮像部5から出力された画像データ信号の出力波形の一例、図4(b)は、赤用演算処理部10から出力された画像データ信号の出力波形の一例、図4(c)は、赤用フレーム速度変換部12から出力された画像データ信号の出力波形の一例を示している。なお、図4(a)〜(c)は説明のための便宜図であり、各波形の出力タイミングを示すものではない。
緑用フレーム周波数は、標準フレーム周波数の3倍に設定されているので、図3(a)に示すように、標準フレーム時間において、緑用撮像部から3枚分の画像データ信号G1、G2およびG3が出力される。緑用演算処理部9では、3枚分の画像データ信号G1、G2およびG3において、加算平均処理が行われ、加算平均処理された画像データ信号GG1が緑用演算処理部9から出力される。画像データ信号GG1は、標準フレーム周期の1/3の周期の信号であるので、緑用フレーム速度変換部11により、時間軸伸長処理が行われ、標準フレーム周期の画像データ信号GG2に変換され、緑用フレーム速度変換部11から出力される。
FIG. 4 shows the output waveform of the image data signal output from the red imaging unit 5 of the
Since the green frame frequency is set to three times the standard frame frequency, as shown in FIG. 3A, the image data signals G1, G2 for three images from the green imaging unit and G3 is output. In the green
同様に、赤用フレーム周波数は、標準フレーム周波数の2倍に設定されているので、図4(a)に示すように、標準フレーム時間において、緑用撮像部から2枚分の画像データ信号R1およびR2が出力される。赤用演算処理部10では、2枚分の画像データ信号R1およびR2において、加算平均処理が行われ、加算平均処理された画像データ信号RR1が赤用演算処理部10から出力される。画像データ信号RR1は、標準フレーム周期の1/2の周期の信号であるので、赤用フレーム速度変換部12により、時間軸伸長処理が行われ、標準フレーム周期の画像データ信号RR2に変換され、赤用フレーム速度変換部12から出力される。
青用撮像部3、緑用フレーム速度変換部11および赤用フレーム速度変換部から、それぞれ出力された画像データ信号は、標準フレーム周期の信号となっているが、演算処理、フレーム速度変換処理等による遅延が生じており、遅延部13に入力される3つの画像データ信号には、位相のズレがある。そこで、遅延部13により、青用撮像部3から出力された画像データ信号は青用遅延部131により、緑用フレーム速度変換部11から出力された画像データ信号は緑用遅延部132により、赤用フレーム速度変換部12から出力された画像データ信号は赤用遅延部133により、それぞれ遅延処理が行われ、位相のズレが解消され、出力タイミングが一致した状態で、それぞれ、遅延部13から出力される。なお、青用撮像部3から出力された画像データ信号は、演算処理およびフレーム速度変換処理が行われておらず、演算処理、フレーム速度変換による遅延が発生しないので、遅延部13は、青用遅延部131がない構成であってもよい。
Similarly, since the red frame frequency is set to twice the standard frame frequency, as shown in FIG. 4A, two image data signals R1 from the green image pickup unit in the standard frame time. And R2 are output. In the red
The image data signals output from the
遅延部13から出力された画像データ信号は、プロセス部14により、標準映像信号に必要なガンマ処理、DTL処理(ディテール・エンハンサ処理)および同期信号付加処理等を実行されることにより、標準映像信号に変換されて出力される。
以上のように本実施形態の撮像装置100によれば、出力感度の最も低い固体撮像素子を有する撮像部のフレーム周波数を標準フレーム周波数とし、出力感度の高い固体撮像素子を有する撮像部のフレーム周波数を標準周波数の整数倍にすることで、出力感度の高い固体撮像素子を有する撮像部から標準フレーム時間において、出力される複数枚分の画像データ信号に対して、加算平均処理等のノイズ低減処理を行うことができ(一般に相関の高い信号をN回加算平均するとノイズ成分は1/N1/2倍となり、ノイズ軽減される)、被写体からの光の利用効率を高めるとともに、撮像装置100から出力される画像データ信号のSN比を向上させることができる。特に、被写体からの光の量が十分多い状況において、従来のように、撮像素子が飽和しないように絞りを絞って、撮像素子で光電変換に利用される光量を減少させたり、撮像素子での電荷蓄積時間を短くして光電変換に利用される光量を減少させたりする必要はなく、その効果は顕著である。
The image data signal output from the
As described above, according to the
[他の実施形態]
上記実施形態では、青用フレーム周波数、緑用フレーム周波数および赤用フレーム周波数は、予め設定されている場合について、主に説明したが、これに限定されることはなく、例えば、放送用撮像装置や、プロのカメラマンが使用する撮像装置において、試し撮りを行い、撮像部の撮像素子からの出力が飽和しているか否かを監視しながら、飽和しないようにフレーム周波数を上げるように外部から手動でフレーム周波数を設定するようにしてもよい。
また、放送用撮像装置や、プロのカメラマンが使用する撮像装置においては、常に色温度が3200[K](通常、スタジオ撮影のライトの色温度が3200[K]である。)になるように補正して撮影するので青用、緑用、赤用撮像素子のフレーム周波数を標準テレビのフレーム周波数の1倍、3倍、2倍に固定して撮像してもよい。
[Other Embodiments]
In the above embodiment, the case where the blue frame frequency, the green frame frequency, and the red frame frequency are set in advance has been mainly described. However, the present invention is not limited to this, and for example, a broadcast imaging apparatus Or, in an imaging device used by a professional cameraman, perform a test shot and monitor whether the output from the imaging device of the imaging unit is saturated or not, and manually increase the frame frequency so as not to saturate. The frame frequency may be set by.
Also, in an image pickup apparatus for broadcasting or an image pickup apparatus used by a professional cameraman, the color temperature is always 3200 [K] (usually the color temperature of the light for studio photography is 3200 [K]). Since the image is taken with correction, the frame frequency of the blue, green, and red image sensors may be fixed at 1, 3, and 2 times the standard television frame frequency.
また、マイクロプロセッサ15が青用撮像部3、緑用撮像部4および赤用撮像部5の各固体撮像素子の出力信号レベルを検出して、各固体撮像素子を駆動するためのフレーム周波数を算出し、青用撮像部3、緑用撮像部4および赤用撮像部5の各固体撮像素子の出力信号レベルを一致させるように、マイクロプロセッサ15が自動的にフレーム周波数を決定するようにしても良い。
また、上記実施形態では、緑用演算処理部9および赤用演算処理部10が、加算平均処理を行う場合について説明したが、例えば、画像データ信号を低域成分の信号と高域成分の信号とに分離し、高域成分の信号に含まれる小振幅の高域成分を取り除いた後、小振幅の高域成分が取り除かれた高域成分の信号と低域成分の信号とを加算し、フレーム間で加算平均して、さらにSN比を向上させる演算をしても良い。
Further, the
In the above embodiment, the case has been described in which the green
また、上記実施形態では、3板式の撮像装置(3板式のカメラ)の場合について説明したが、これに限定されることない。例えば、1枚の撮像素子に設けられた色フィルタで色信号を生成するように構成される単板式の撮像装置において、撮像素子の駆動を色ごとに行うことができるように構成されたもの(CMOS型固体撮像素子では色ごとにグループ化して駆動できる構造の撮像素子がある。)については、別々の色ごとに駆動できる撮像素子を有しているのと同様であり、上記で説明した本発明と同様の信号処理を、このような単板式撮像装置にも適用することができる。
また、上記実施形態においては、撮像装置100において、プロセス部14から出力される画像データ信号は、動画像(映像)を想定しているものであるが、これに限定されることはなく、例えば、遅延部13から出力された画像データ信号を静止画として出力し、外部の静止画表示装置に出力する構成にしてもよい。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case of a 3 plate type imaging device (3 plate type camera), it is not limited to this. For example, in a single-plate imaging device configured to generate a color signal with a color filter provided in one imaging device, the imaging device can be driven for each color ( The CMOS type solid-state image pickup device has an image pickup device having a structure that can be driven grouped for each color.) Is the same as having an image pickup device that can be driven for each different color, and the book described above. Signal processing similar to that of the invention can be applied to such a single-plate imaging device.
In the above embodiment, in the
また、上記実施形態においては、青用撮像部3、緑用撮像部4および赤用撮像部5を有する構成の撮像装置100、つまりRGB3色用の信号処理を行う撮像装置100について説明したが、これに限定されることはなく、例えば、赤2色、緑2色、青2色の6色分の撮像部を有し、6色分の信号処理を行う撮像装置であってもよいし、また、減色系の3色(シアン、マゼンタ、イエロー)分の撮像部を有し、減色系3色分の信号処理を行う撮像装置であってもよい。
また、上記実施形態においては、基準時間を1フレーム時間として説明したが、基準時間は、例えば、1フィールド時間等の他の基準時間であってもよい。
また、上記実施形態の各処理をハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェアにより実現してもよい。さらに、ソフトウェアおよびハードウェアの混在処理により実現してもよい。
In the above-described embodiment, the
In the above embodiment, the reference time is described as one frame time. However, the reference time may be another reference time such as one field time, for example.
Moreover, each process of the said embodiment may be implement | achieved by hardware, and may be implement | achieved by software. Furthermore, it may be realized by mixed processing of software and hardware.
また、上記実施形態で説明した撮像装置において、各ブロックは、LSIなどの半導体装置により個別に1チップ化されても良いし、一部又は全部を含むように1チップ化されても良い。特に、撮像部を構成する撮像素子としてMOS型イメージ・センサを用いた場合、MOS型集積回路に集積することが容易となる。
なお、ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセサで実現してもよい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。
In the imaging device described in the above embodiment, each block may be individually made into one chip by a semiconductor device such as an LSI, or may be made into one chip so as to include a part or the whole. In particular, when a MOS type image sensor is used as an image pickup element constituting the image pickup unit, it becomes easy to integrate the MOS type integrated circuit.
Here, although LSI is used, it may be called IC, system LSI, super LSI, or ultra LSI depending on the degree of integration.
Further, the method of circuit integration is not limited to LSI, and implementation with a dedicated circuit or a general-purpose processor is also possible. An FPGA (Field Programmable Gate Array) that can be programmed after manufacturing the LSI or a reconfigurable processor that can reconfigure the connection and setting of circuit cells inside the LSI may be used.
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてあり得る。
なお、本発明の具体的な構成は、前述の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更および修正が可能である。
Further, if integrated circuit technology comes out to replace LSI's as a result of the advancement of semiconductor technology or a derivative other technology, it is naturally also possible to carry out function block integration using this technology. There is a possibility of adaptation of biotechnology.
The specific configuration of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and modifications can be made without departing from the scope of the invention.
本発明によれば、被写体からの光の量が十分多い状況において、光利用効率を向上させ、出力信号のSN比を向上させる撮像装置、撮像方法および集積回路を実現することができるので、撮像装置関連分野において、実施することができる。特にSN比の高い画像が要求されるクロマキー処理やCGの合成等が使用される分野において有用である。 According to the present invention, it is possible to realize an imaging device, an imaging method, and an integrated circuit that improve the light utilization efficiency and improve the SN ratio of the output signal in a situation where the amount of light from the subject is sufficiently large. It can be implemented in the device related field. This is particularly useful in fields where chroma key processing, CG synthesis, and the like are required, where an image with a high S / N ratio is required.
100 撮像装置
1 レンズ
2 3色分離プリズム
3、4、5 青、緑、赤用撮像部
6、7、8 青、緑、赤用駆動回路
9 緑用演算処理部
10 赤用演算処理部
11 緑用フレーム速度変換部
12 赤用フレーム速度変換部
13 遅延部
14 プロセス部
15 マイクロプロセッサ
DESCRIPTION OF
Claims (20)
撮像素子を有し、前記基準時間内において、前記被写体からの光に含まれる第2の色帯域の光であって、前記撮像素子の出力感度が前記第1の色帯域の光に対する前記撮像素子の出力感度より高い第2の色帯域の光を光電変換して複数枚の画像に相当する画像データ情報として取得するとともに、前記画像データ情報を1枚の画像に相当する前記画像データ情報ごとに取得した順に出力する第2色用撮像部と、
前記第1色用撮像部から出力される前記画像データ情報の出力レートを決定するための第1色用フレーム周波数と前記第2色用撮像部から出力される前記画像データ情報の出力レートを決定するための第2色用フレーム周波数とを設定するフレーム周波数設定部と、
前記フレーム周波数設定部で設定された前記第1色用フレーム周波数により決定される出力レートにより前記画像データ情報を前記第1色用撮像部から出力させる第1色用駆動部と、
前記フレーム周波数設定部で設定された前記第2色用フレーム周波数により決定される出力レートにより前記画像データ情報を前記第2色用撮像部から出力させる第2色用駆動部と、
前記第2色用撮像部から出力される前記画像データ情報に対して、1枚の画像に相当する前記画像データ情報を単位画像データ情報として、前記単位画像データ情報間で演算処理を行い、出力する第2色用演算処理部と、
を備える撮像装置。 A first color having an image sensor, photoelectrically converting light of a first color band included in light from a subject within a reference time, and acquiring and outputting as image data information corresponding to at least one image An imaging unit;
An image sensor, wherein the image sensor is a light of a second color band included in the light from the subject within the reference time, and an output sensitivity of the image sensor for the light of the first color band And photoelectrically converting light of the second color band higher than the output sensitivity of the image data to obtain image data information corresponding to a plurality of images, and the image data information for each of the image data information corresponding to one image. A second color imaging unit for outputting in the order of acquisition;
The first color frame frequency for determining the output rate of the image data information output from the first color imaging unit and the output rate of the image data information output from the second color imaging unit are determined. A frame frequency setting unit for setting a second color frame frequency to
A first color driving unit that outputs the image data information from the first color imaging unit at an output rate determined by the first color frame frequency set by the frame frequency setting unit;
A second color driving unit that outputs the image data information from the second color imaging unit at an output rate determined by the second color frame frequency set by the frame frequency setting unit;
The image data information output from the second color imaging unit is subjected to arithmetic processing between the unit image data information, with the image data information corresponding to one image as unit image data information, and output. A second color calculation processing unit,
An imaging apparatus comprising:
前記第1色用駆動部は、前記基準時間に相当する前記第1色用フレーム周波数により決定される出力レートにより前記画像データ情報を前記第1色用撮像部から基準時間画像データ情報として出力させ、
前記第2色用フレーム速度変換部は、前記第2色演算処理部から出力される前記画像データ情報を前記基準時間に対応する基準時間画像データ情報に変換して、出力し、
前記遅延部は、前記第1色用撮像部から出力される前記基準時間画像データ情報と前記第2色用フレーム速度変換部から出力される前記基準時間画像データ情報との出力タイミングを合わせる、
請求項1に記載の撮像装置。 A second color frame rate conversion unit and a delay unit;
The first color driving section causes the image data information to be output from the first color imaging section as reference time image data information at an output rate determined by the first color frame frequency corresponding to the reference time. ,
The second color frame rate conversion unit converts the image data information output from the second color calculation processing unit into reference time image data information corresponding to the reference time, and outputs the converted data.
The delay unit matches output timings of the reference time image data information output from the first color imaging unit and the reference time image data information output from the second color frame rate conversion unit,
The imaging device according to claim 1.
請求項1または2に記載の撮像装置。 The frame frequency setting unit includes the first color frame frequency and the first color according to the output sensitivity of the image pickup device of the first color image pickup unit and the output sensitivity of the image pickup device of the second color image pickup unit. Set the frame frequency for two colors,
The imaging device according to claim 1 or 2.
請求項3記載の撮像装置。 The frame frequency setting unit includes an integer ratio between the output sensitivity of the imaging element of the first color imaging unit and the output sensitivity of the imaging element of the second color imaging unit, and the first color frame frequency. Setting the frame frequency for the first color and the frame frequency for the second color so that the ratio with the frame frequency for the second color matches,
The imaging device according to claim 3.
請求項1から4のいずれかに記載の撮像装置。 The frame frequency setting unit sets the second color frame frequency so that an output level of the first color imaging unit and an output level of the second color imaging unit are substantially the same;
The imaging device according to claim 1.
請求項1から5のいずれかに記載の撮像装置。 The second color calculation processing unit uses the image data information corresponding to one image as unit image data information with respect to the image data information output from the second color imaging unit. Perform the averaging process between data information and output it.
The imaging device according to claim 1.
請求項2から6のいずれかに記載の撮像装置。 Further comprising a process unit that converts the reference time image data information output from the delay unit into a standard video signal and outputs the standard video signal.
The imaging device according to claim 2.
前記第3色用撮像部は、撮像素子を有し、前記基準時間内において、前記被写体からの光に含まれる第3の色帯域の光であって、前記撮像素子の出力感度が前記第2の色帯域の光に対する前記撮像素子の出力感度より高い第3の色帯域の光を光電変換して複数枚の画像に相当する画像データ情報として取得するとともに、前記画像データ情報を1枚の画像に相当する前記画像データ情報ごとに取得した順に出力し、
前記フレーム周波数設定部は、前記第3色用撮像部から出力される前記画像データ情報の出力レートを決定するための第3色用フレーム周波数を設定し、
前記第3色用フレーム速度変換部は、前記第3色用撮像部から出力される前記画像データ情報に対して、1枚の画像に相当する前記画像データ情報を単位画像データ情報として、前記単位画像データ情報間で演算処理を行い、出力する、
請求項1に記載の撮像装置。 A third color imaging unit, a third color calculation unit, and a third color frame rate conversion unit;
The image pickup unit for the third color has an image sensor, and is light of a third color band included in the light from the subject within the reference time, and the output sensitivity of the image sensor is the second Photoelectric conversion of light of a third color band higher than the output sensitivity of the image sensor with respect to light of the color band is acquired as image data information corresponding to a plurality of images, and the image data information is obtained as one image Are output in the order obtained for each image data information corresponding to
The frame frequency setting unit sets a third color frame frequency for determining an output rate of the image data information output from the third color imaging unit;
The third color frame speed conversion unit uses the image data information corresponding to one image as unit image data information with respect to the image data information output from the third color imaging unit, and the unit Perform arithmetic processing between image data information and output,
The imaging device according to claim 1.
前記遅延部は、前記第1色用撮像部から出力される前記基準時間画像データ情報と前記第2色用フレーム速度変換部から出力される前記基準時間画像データ情報と前記第3色用フレーム速度変換部から出力される前記基準時間画像データ情報との出力タイミングを合わせる、
請求項8に記載の撮像装置。 A third color frame rate conversion unit for converting the image data information output from the third color calculation processing unit into reference time image data information corresponding to the reference time, and outputting the reference time image data information;
The delay unit includes the reference time image data information output from the first color imaging unit, the reference time image data information output from the second color frame rate conversion unit, and the third color frame rate. Match the output timing with the reference time image data information output from the conversion unit,
The imaging device according to claim 8.
請求項8または9に記載の撮像装置。 The frame frequency setting unit includes an output sensitivity of the imaging element of the first color imaging unit, an output sensitivity of the imaging element of the second color imaging unit, and an output of the imaging element of the third color imaging unit. The first color frame frequency, the second color frame frequency, and the third color frame frequency are set according to sensitivity.
The imaging device according to claim 8 or 9.
請求項10記載の撮像装置。 The frame frequency setting unit includes an output sensitivity of the imaging element of the first color imaging unit, an output sensitivity of the imaging element of the second color imaging unit, and an output of the imaging element of the third color imaging unit. The first color frame frequency and the second color frame frequency so that the integer ratio of the sensitivity and the ratio of the first color frame frequency, the second color frame frequency, and the third color frame frequency coincide with each other. And a frame frequency for the third color,
The imaging device according to claim 10.
請求項8から11のいずれかに記載の撮像装置。 The frame frequency setting unit is configured to output the second color imaging unit so that the output level of the first color imaging unit, the output level of the second color imaging unit, and the output level of the third color imaging unit are substantially the same. Setting a color frame frequency and the third color frame frequency;
The imaging device according to claim 8.
前記第3色用演算処理部は、前記第3色用撮像部から出力される前記画像データ情報に対して、1枚の画像に相当する前記画像データ情報を単位画像データ情報として、前記単位画像データ情報間で加算平均処理を行い、出力する、
請求項8から12のいずれかに記載の撮像装置。 The second color calculation processing unit uses the image data information corresponding to one image as unit image data information with respect to the image data information output from the second color imaging unit. Add and average between data information and output
The third color calculation processing unit uses the image data information corresponding to one image as unit image data information with respect to the image data information output from the third color imaging unit as the unit image. Perform the averaging process between data information and output it.
The imaging device according to claim 8.
請求項9から13のいずれかに記載の撮像装置。 Further comprising a process unit that converts the reference time image data information output from the delay unit into a standard video signal and outputs the standard video signal.
The imaging device according to claim 9.
請求項8から14のいずれかに記載の撮像装置 The light in the first color band is light in the blue band, the light in the second color band is light in the red band, and the light in the third color band is light in the green band. ,
The imaging device according to claim 8.
請求項15記載の撮像装置。 The frame frequency setting unit sets the respective frequencies so that a ratio of the frame frequency for the first color, the frame frequency for the second color, and the frame frequency for the third color is 1: 2: 3;
The imaging device according to claim 15.
請求項1から16のいずれかに記載の撮像装置。 The reference time is a time required to scan one field in the television signal.
The imaging device according to claim 1.
請求項1から16のいずれかに記載の撮像装置。 The reference time is a time required to scan one frame in the television signal.
The imaging device according to claim 1.
基準時間内において、被写体からの光に含まれる第1の色帯域の光を光電変換して少なくとも1枚の画像に相当する画像データ情報として取得し、出力する第1色用撮像ステップと、
前記基準時間内において、前記被写体からの光に含まれる第2の色帯域の光であって、前記撮像素子の出力感度が前記第1の色帯域の光に対する前記撮像素子の出力感度より高い第2の色帯域の光を光電変換して複数枚の画像に相当する画像データ情報として取得するとともに、前記画像データ情報を1枚の画像に相当する前記画像データ情報ごとに取得した順に出力する第2色用撮像ステップと、
前記第1色用撮像ステップで出力される前記画像データ情報の出力レートを決定するための第1色用フレーム周波数と前記第2色用撮像部から出力される前記画像データ情報の出力レートを決定するための第2色用フレーム周波数とを設定するフレーム周波数設定ステップと、
前記フレーム周波数設定ステップで設定された前記第1色用フレーム周波数により決定される出力レートにより前記画像データ情報を前記第1色用撮像部から出力させる第1色用駆動ステップと、
前記フレーム周波数設定ステップで設定された前記第2色用フレーム周波数により決定される出力レートにより前記画像データ情報を前記第2色用撮像部から出力させる第2色用駆動ステップと、
前記第2色用撮像部から出力される前記画像データ情報に対して、1枚の画像に相当する前記画像データ情報を単位画像データ情報として、前記単位画像データ情報間で演算処理を行い、出力する第2色用演算処理ステップと、
を含む撮像方法。 An imaging method in an imaging apparatus including a first color imaging unit and a second color imaging unit each having an imaging element,
A first color imaging step of photoelectrically converting light of a first color band included in light from a subject within a reference time to obtain and output as image data information corresponding to at least one image;
Within the reference time, the second color band light included in the light from the subject, and the output sensitivity of the image sensor is higher than the output sensitivity of the image sensor with respect to the first color band light. The light of the two color bands is photoelectrically converted and acquired as image data information corresponding to a plurality of images, and the image data information is output in the order of acquisition for each of the image data information corresponding to one image. An imaging step for two colors;
The first color frame frequency for determining the output rate of the image data information output in the first color imaging step and the output rate of the image data information output from the second color imaging unit are determined. A frame frequency setting step for setting a frame frequency for the second color for
A first color driving step for outputting the image data information from the first color imaging unit at an output rate determined by the first color frame frequency set in the frame frequency setting step;
A second color driving step of outputting the image data information from the second color imaging unit at an output rate determined by the second color frame frequency set in the frame frequency setting step;
The image data information output from the second color imaging unit is subjected to arithmetic processing between the unit image data information, with the image data information corresponding to one image as unit image data information, and output. A second color calculation processing step;
An imaging method including:
撮像素子を有し、前記基準時間内において、前記被写体からの光に含まれる第2の色帯域の光であって、前記撮像素子の出力感度が前記第1の色帯域の光に対する前記撮像素子の出力感度より高い第2の色帯域の光を光電変換して複数枚の画像に相当する画像データ情報として取得するとともに、前記画像データ情報を1枚の画像に相当する前記画像データ情報ごとに取得した順に出力する第2色用撮像部と、
前記第1色用撮像部から出力される前記画像データ情報の出力レートを決定するための第1色用フレーム周波数と前記第2色用撮像部から出力される前記画像データ情報の出力レートを決定するための第2色用フレーム周波数とを設定するフレーム周波数設定部と、
前記フレーム周波数設定部で設定された前記第1色用フレーム周波数により決定される出力レートにより前記画像データ情報を前記第1色用撮像部から出力させる第1色用駆動部と、
前記フレーム周波数設定部で設定された前記第2色用フレーム周波数により決定される出力レートにより前記画像データ情報を前記第2色用撮像部から出力させる第2色用駆動部と、
前記第2色用撮像部から出力される前記画像データ情報に対して、1枚の画像に相当する前記画像データ情報を単位画像データ情報として、前記単位画像データ情報間で演算処理を行い、出力する第2色用演算処理部と、
を備える集積回路。 A first color having an image sensor, photoelectrically converting light of a first color band included in light from a subject within a reference time, and acquiring and outputting as image data information corresponding to at least one image An imaging unit;
An image sensor, wherein the image sensor is a light of a second color band included in the light from the subject within the reference time, and an output sensitivity of the image sensor for the light of the first color band And photoelectrically converting light of the second color band higher than the output sensitivity of the image data to obtain image data information corresponding to a plurality of images, and the image data information for each of the image data information corresponding to one image. A second color imaging unit for outputting in the order of acquisition;
The first color frame frequency for determining the output rate of the image data information output from the first color imaging unit and the output rate of the image data information output from the second color imaging unit are determined. A frame frequency setting unit for setting a second color frame frequency to
A first color driving unit that outputs the image data information from the first color imaging unit at an output rate determined by the first color frame frequency set by the frame frequency setting unit;
A second color driving unit that outputs the image data information from the second color imaging unit at an output rate determined by the second color frame frequency set by the frame frequency setting unit;
The image data information output from the second color imaging unit is subjected to arithmetic processing between the unit image data information, with the image data information corresponding to one image as unit image data information, and output. A second color calculation processing unit,
An integrated circuit comprising:
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