JP2009038483A - Imaging apparatus - Google Patents

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修志 矢野
Shoji So
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus capable of improving the image quality by suppressing the generation of false color, while performing pixel addition processing for an output signal of imaging pixels for R and B, and actualizing lower power and higher resolution by performing the pixel addition processing. <P>SOLUTION: The imaging apparatus is configured so that prior to a waveform being distorted by gamma correction (non-linear processing); a band-dividing circuit 106 divides a G signal which has not been subjected to pixel addition into a first G signal having the frequency band same as those of R and B signals subjected to pixel addition and a second G signal also, containing a signal having a frequency band higher than that of the first G signal; a color difference generating circuit 109 generates a color difference signal from the first G signal, having distortion and frequency band matching those of the R, B signals and the R, B signals; and a luminance signal generating circuit 108 generates a luminance signal from the second G signal also containing a signal, having frequency band higher than that of the first G signal and the R, B signals. Thus, a video signal in which false color will not occur at all, and the resolution is high can be generated. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、画素加算やガンマ補正を行う撮像装置に関するものである。   The present invention relates to an imaging apparatus that performs pixel addition and gamma correction.

近年、民生用ビデオカメラにおいて、動画だけでなく高精細な静止画を記録できる機能を持つものに加え、動画においても走査線数が1125本のハイビジョン動画を撮影可能なものが多く開発されており、それに伴って撮像素子の高画素化だけでなく、1フィールドあたりの出力画素数を増加させるために高速駆動化が急速に進んでいる。しかしながら、撮像素子の高画素化、高速駆動化は駆動のための消費電力を増加させることにつながる。   In recent years, many consumer video cameras have a function capable of recording not only moving images but also high-definition still images, as well as moving images that can shoot high-definition movies with 1125 scanning lines. Accordingly, in addition to the increase in the number of pixels of the image sensor, high-speed driving is rapidly progressing in order to increase the number of output pixels per field. However, the increase in the number of pixels and the high-speed driving of the image sensor lead to an increase in power consumption for driving.

その課題を解決する一つの方法として、例えば特許文献1(特開2006−270298号公報)に開示されているように、画素加算を行うことで消費電力増加を抑える撮像装置が提案されている。その構成を図8に示す。   As one method for solving the problem, for example, as disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-270298), an imaging apparatus that suppresses an increase in power consumption by performing pixel addition has been proposed. The configuration is shown in FIG.

図8において、撮像素子801a〜801cは、R(赤),G(緑),B(青)に色分解された撮像光をそれぞれ独立して光電変換する素子であり、例えばCCDイメージセンサーで構成されている。本実施の形態では、Gの撮像光を光電変換するG用撮像素子801aと、Rの撮像光を光電変換するR用撮像素子801bと、Bの撮像光を光電変換するB用撮像素子801cとから構成されている。また、G用撮像素子801aに対してR用撮像素子801b及びB用撮像素子801cは、水平方向に1/2画素分だけ空間的にシフトした配置となっている。以下このような配置を「水平画素ずらし配置」と称する。   In FIG. 8, imaging elements 801a to 801c are elements that independently photoelectrically convert imaging light that has been color-separated into R (red), G (green), and B (blue), and are configured by, for example, CCD image sensors. Has been. In this embodiment, a G image sensor 801a that photoelectrically converts G image light, an R image sensor 801b that photoelectrically converts R image light, and a B image sensor 801c that photoelectrically converts B image light. It is composed of The R image sensor 801b and the B image sensor 801c are spatially shifted by ½ pixel in the horizontal direction with respect to the G image sensor 801a. Hereinafter, such an arrangement is referred to as “horizontal pixel shift arrangement”.

撮像素子駆動回路802は、撮像素子801a〜801cを駆動するものである。   The image sensor driving circuit 802 drives the image sensors 801a to 801c.

駆動パルス変更回路803a、803bは、撮像素子駆動回路802から撮像素子801a〜801cへ出力する駆動パルスのうち、R用撮像素子801b及びB用撮像素子801cへ出力されるリセットパルスを間引くように制御する。これにより、画素加算を行うことができる。   The drive pulse changing circuits 803a and 803b are controlled so as to thin out reset pulses output to the R image sensor 801b and the B image sensor 801c among the drive pulses output from the image sensor drive circuit 802 to the image sensors 801a to 801c. To do. Thereby, pixel addition can be performed.

画素加算選択回路804は、駆動パルス変更回路803a、803bによるリセットパルス間引き制御を行うことで、画素加算数を変更するよう制御する。   The pixel addition selection circuit 804 performs control to change the pixel addition number by performing reset pulse thinning control by the drive pulse changing circuits 803a and 803b.

アナログ信号処理回路805a〜805cは、撮像素子801a〜801cの各出力に対し、それぞれサンプル動作とホールド動作を行うCDS回路や、信号レベルを一定に保つようゲイン制御を行うAGC回路を備えている。   The analog signal processing circuits 805a to 805c include a CDS circuit that performs a sample operation and a hold operation for each output of the image sensors 801a to 801c, and an AGC circuit that performs gain control so as to keep the signal level constant.

アナログ/デジタルコンバーター(以下A/Dと称する)806a〜806cは、アナログ信号処理回路805a〜805cから出力されるアナログ信号を、デジタル信号に変換する。   Analog / digital converters (hereinafter referred to as A / D) 806a to 806c convert analog signals output from the analog signal processing circuits 805a to 805c into digital signals.

デジタル信号処理回路807は、A/D806a〜806cから出力されるデジタル信号に対してデジタル信号処理を行い、輝度(以下Yと称する)信号及び色差(以下Cと称する)信号を出力する。   The digital signal processing circuit 807 performs digital signal processing on the digital signals output from the A / Ds 806a to 806c, and outputs a luminance (hereinafter referred to as Y) signal and a color difference (hereinafter referred to as C) signal.

以下、動作について説明する。   The operation will be described below.

プリズム(不図示)などの分光手段でR,G,Bの三原色に色分解された撮像光が本撮像装置に入射すると、撮像素子801a〜801cは撮像素子駆動回路802から出力される駆動パルスに基づいてそれぞれ光電変換処理を行い。G,R,Bに対応するアナログ電気信号を出力する。   When imaging light separated into R, G, and B primary colors by a spectral means such as a prism (not shown) enters the imaging apparatus, the imaging elements 801a to 801c generate driving pulses output from the imaging element drive circuit 802. Based on each photoelectric conversion process. Analog electric signals corresponding to G, R, and B are output.

撮像素子駆動回路802が各撮像素子に出力する駆動パルスは、垂直及び水平転送用のパルスの他、水平転送された信号電荷を検出して増幅し、電気信号として出力する電荷検出増幅部のリセットパルスなどがある。駆動パルス変更回路803a及び803bは、撮像素子801b及び801cに対する前記リセットパルスを間引いて、その周期を変更することで画素加算を行う。例えば、パルスを間引くことで、リセットパルスの周期が間引く前の周期の2倍になると、電荷検出増幅部に入力される連続2画素分の信号電荷がリセットされずに蓄積されるので、水平2画素分の画素信号が加算されることになる。   The drive pulse output to each image sensor by the image sensor drive circuit 802 is a reset for the charge detection amplification unit that detects and amplifies the signal charge that is horizontally transferred in addition to the pulses for vertical and horizontal transfer, and outputs the signal charge as an electrical signal. There are pulses. The drive pulse changing circuits 803a and 803b perform pixel addition by thinning out the reset pulses for the image sensors 801b and 801c and changing the cycle. For example, by thinning out the pulses, if the period of the reset pulse becomes twice the period before thinning out, the signal charges for two consecutive pixels input to the charge detection amplification unit are accumulated without being reset. Pixel signals for pixels are added.

画素加算選択回路804は、駆動パルス変更回路803a、803bが変更するリセットパルスの周期を設定するための水平画素加算数を選択する回路であるが、動画撮影時は画素加算数は「2」を選択する。これにより、R,B用撮像素子に入力されるリセットパルスの周期がG用リセットパルスの周期の2倍になり、R及びB信号は水平2画素分の画素信号が加算されて出力される。一方、G信号は、リセットパルスの周期が変更されないため、通常通り加算されずに出力される。   The pixel addition selection circuit 804 is a circuit that selects the horizontal pixel addition number for setting the period of the reset pulse that is changed by the drive pulse changing circuits 803a and 803b. select. As a result, the cycle of the reset pulse input to the R and B image sensors becomes twice the cycle of the G reset pulse, and the R and B signals are output by adding pixel signals for two horizontal pixels. On the other hand, the G signal is output without being added as usual because the period of the reset pulse is not changed.

図9は、撮像素子801a〜801cから出力される画素の空間位置を表す図である。図9(a)は、G,R,B信号ともに画素加算処理が行われていない場合の各画素の空間位置を表す。図9(b)は、動画撮影時の動作のようにR信号及びB信号が画素加算処理された場合の各画素の空間位置を表す。すなわち、動画撮影時は、R用撮像素子801bでは、(R1+R2),(R3+R4),…のような画素加算処理が行われ、R12,R34,…の画素信号として出力される。また、B用撮像素子801cにおいても同様に、(B0+B1),(B2+B3),…のような画素加算処理が行われ、B01,B23,…の画素信号として出力される。   FIG. 9 is a diagram illustrating the spatial positions of pixels output from the image sensors 801a to 801c. FIG. 9A shows the spatial position of each pixel when pixel addition processing is not performed for all of the G, R, and B signals. FIG. 9B shows the spatial position of each pixel when the R signal and the B signal are subjected to pixel addition processing as in the operation during moving image shooting. That is, at the time of moving image shooting, the R image sensor 801b performs pixel addition processing such as (R1 + R2), (R3 + R4),... And outputs them as pixel signals R12, R34,. Similarly, in the B image sensor 801c, pixel addition processing such as (B0 + B1), (B2 + B3),... Is performed and output as pixel signals B01, B23,.

以上の制御の後、撮像素子801a〜801cから出力されたR,G,Bのアナログ電気信号は、前記のようにアナログ信号処理回路805a〜805c、A/D806a〜806cで処理が行われ、デジタル信号処理回路807へ入力される。   After the above control, the analog electrical signals of R, G, and B output from the image sensors 801a to 801c are processed by the analog signal processing circuits 805a to 805c and A / Ds 806a to 806c as described above. The signal is input to the signal processing circuit 807.

例えば、特許文献2(特開2006−86807号公報)に開示されている例のように、一般的にデジタル信号処理回路807では、まずR,G,B信号に対し、表示装置での明るさをリニアに表現するため、図10に示す特性のガンマ補正を行った後、R,G,B信号からY信号及びC信号を生成する。R,G,B信号からY信号及びC信号を生成する変換式は、例えばHDTV(High Difinition TV)用に定義されているITU−R BT.709規格で定められたものがあり、それは以下の式の通りである。   For example, as in the example disclosed in Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-86807), generally in the digital signal processing circuit 807, first, the brightness of the display device with respect to the R, G, and B signals. Is linearly expressed, a gamma correction having the characteristics shown in FIG. 10 is performed, and then a Y signal and a C signal are generated from the R, G, and B signals. The conversion equation for generating the Y signal and the C signal from the R, G, B signals is, for example, ITU-R BT. Defined for HDTV (High Definition TV). There is what is defined in the 709 standard, which is as follows.

Y= 0.2126R+0.7152G+0.0722B ・・・(数式1)
Pr= −0.1146R−0.3854G+0.5000B ・・・(数式2)
Pb= 0.5000R−0.4542G−0.0458B ・・・(数式3)
ただし、数式2、数式3においてPr,PbはC信号の各成分である。
Y = 0.2126R + 0.7152G + 0.0722B (Formula 1)
Pr = −0.1146R−0.3854G + 0.5000B (Equation 2)
Pb = 0.5000R-0.4542G-0.0458B (Formula 3)
In Equations 2 and 3, Pr and Pb are components of the C signal.

本装置では、入力されたR,G,Bの各デジタル信号から、R信号及びB信号のうちの画素加算処理によって欠落した部分、すなわち、図9(b)におけるR12とR34の間の画素信号やB01とB23の間の画素信号を、2倍オーバーサンプリング処理によって補間し、G信号とR信号及びB信号との画素数を合わせた後、Y信号及びC信号を上記数式1、数式2、数式3に基づいて生成して出力する。オーバーサンプリングフィルタとしては、例えば以下の数式4のような伝達関数H(z)が挙げられる。   In this apparatus, a portion missing from the input R, G, and B digital signals by the pixel addition processing, that is, a pixel signal between R12 and R34 in FIG. 9B. After interpolating the pixel signal between B01 and B23 by a double oversampling process, and combining the number of pixels of the G signal, the R signal, and the B signal, the Y signal and the C signal are expressed by the above Equation 1, Equation 2, Generate and output based on Equation 3. An example of the oversampling filter is a transfer function H (z) as shown in Equation 4 below.

H(z)=(1+2z-1+z-2)/4 ・・・(数式4)
以上により、Y信号に対する比率が高いため比較的高い周波数特性が必要とされるG画素は画素加算処理を行わず、それ以外のR信号,B信号をそれぞれ画素加算処理を行うことで、解像度劣化は最小限に抑えつつ、高感度な動画撮像が得られる。また、R用撮像素子801b,B用撮像素子801c、及びそれらの素子から出力される信号を処理する回路は、画素加算処理によって駆動周波数を下げられているため、低電力化の効果も得ることができる。
特開2006−270298号公報 特開2006−86807号公報
H (z) = (1 + 2z −1 + z −2 ) / 4 (Formula 4)
As described above, G pixels that require a relatively high frequency characteristic due to a high ratio to the Y signal do not perform pixel addition processing, and perform pixel addition processing for other R signals and B signals, respectively, thereby degrading resolution. High-sensitivity video can be obtained while minimizing the image quality. In addition, since the R imaging element 801b, the B imaging element 801c, and the circuit that processes the signals output from these elements have the drive frequency lowered by the pixel addition process, an effect of reducing power can be obtained. Can do.
JP 2006-270298 A JP 2006-86807 A

しかしながら前記の構成による撮像装置では、色の偽信号(以下偽色と称する)が発生し、例えば無彩色の被写体を撮影したとしても着色してしまうという課題がある。これについて次に説明する。   However, in the imaging apparatus having the above-described configuration, a false color signal (hereinafter referred to as a false color) is generated, and there is a problem that, for example, an achromatic subject is colored even if it is photographed. This will be described next.

R,B信号は、画素加算処理によって以下の数式5のような伝達関数H(z)のローパスフィルタ(以下、LPF)処理が水平方向に施され、かつ、サンプリング周波数が半分にされたものと等価となる。   The R and B signals are subjected to a low-pass filter (hereinafter referred to as LPF) process of a transfer function H (z) as in Equation 5 below in the horizontal direction by pixel addition processing, and the sampling frequency is halved. It becomes equivalent.

H(z)=(1+z-2) ・・・(数式5)
さらに、R,B信号は、Y信号及びC信号生成時にG信号と画素数を合わせるために、上記数式4のオーバーサンプリングフィルタも施される。一方、G信号に対しては何のフィルタ処理も行われない。
H (z) = (1 + z −2 ) (Formula 5)
Further, the R and B signals are also subjected to the oversampling filter of Equation 4 in order to match the number of pixels with the G signal when generating the Y and C signals. On the other hand, no filtering process is performed on the G signal.

図11は、G信号とR,B信号との周波数特性を表した図である。ここでfsは、画素加算処理を行わない信号のサンプリング周波数を表す。G信号とR,B信号とは、G信号とR,B信号とに対する前述のような処理の差のため、その振幅特性が図11のように大きく異なってしまう。また、R,B信号は、画素加算処理によってサンプリング周波数が半分となっているため、画素非加算時には含んでいる4/fs以上の帯域の信号が4/fs以下の帯域に折り返す点が、G信号と異なる点になってしまう。   FIG. 11 is a diagram illustrating frequency characteristics of the G signal and the R and B signals. Here, fs represents a sampling frequency of a signal that is not subjected to pixel addition processing. The amplitude characteristics of the G signal and the R and B signals are greatly different from each other as shown in FIG. 11 due to the difference in processing as described above with respect to the G signal and the R and B signals. Further, since the sampling frequency of the R and B signals is halved by the pixel addition process, the signal of the band of 4 / fs or higher included when the pixel is not added is turned back to the band of 4 / fs or lower. It will be different from the signal.

以上のことから、無彩色の被写体を撮影すると、画素非加算時であればR,G,B信号は同じ信号となるため、数式2,3により、
Pr=Pb=0
すなわち無彩色となる。しかし、画素加算処理時は、R,B信号とG信号とで周波数特性が大きく異なり、それによって同一周波数でもR,B信号とG信号との振幅が異なってしまうため、
Pr,Pb≠0
となり、偽色が発生する。
From the above, when an achromatic subject is photographed, the R, G, B signals are the same signal when pixels are not added.
Pr = Pb = 0
That is, it becomes an achromatic color. However, at the time of pixel addition processing, the frequency characteristics of the R, B signal and G signal are greatly different, and the amplitude of the R, B signal and G signal is also different at the same frequency.
Pr, Pb ≠ 0
And false color occurs.

また、C信号は、Y信号と比較すると高帯域は必要がないため、C信号生成用信号にLPFを施すことも一般的である。従って、G信号に対してR,B信号と同じ帯域になるようなLPFをかけることも可能だが、そのように帯域を合わせたとしても本装置では偽色が発生する。それはR,G,B信号に対して行われるガンマ補正処理が非線形の処理であり、ガンマ補正後の信号には歪みが発生するためである。   Further, since the C signal does not need a high band compared to the Y signal, it is common to apply LPF to the C signal generation signal. Therefore, it is possible to apply an LPF to the G signal so as to be in the same band as the R and B signals, but even if the bands are combined, a false color is generated in this apparatus. This is because the gamma correction processing performed on the R, G, and B signals is non-linear processing, and distortion occurs in the signal after gamma correction.

図12は、単一周波数のsin波と、それに対しガンマ補正処理を行ったあとの波形とを重ねた図である。図12に示すように、ガンマ補正処理によって波形が歪み、それによってもともとは単一の周波数しか含んでいなかった波形が、新たな周波数成分が生じていることがわかる。このように、ガンマ補正処理によって新たな周波数成分が発生するが、画素加算時はG信号とR,B信号とでは信号の周波特性が前述のように大きく異なり、特にR,B信号は信号帯域である4/fs以下の帯域内においても、G信号にはない4/fs以上の帯域の信号の折り返し成分を含んでいることから、ガンマ補正処理によって発生する新たな周波数成分も、G信号と、R,B信号とでは異なってしまう。そのため、無彩色の被写体を撮影したとしても、ガンマ補正後の信号はG信号とR,B信号とで異なった波形となる。これによって、ガンマ補正後にC信号を生成する際にG信号とR,B信号との帯域を合わせたとしても、波形が異なるため偽色が発生してしまう。   FIG. 12 is a diagram in which a single-frequency sine wave and a waveform after performing a gamma correction process thereon are superimposed. As shown in FIG. 12, it can be seen that the waveform is distorted by the gamma correction processing, so that a new frequency component is generated in the waveform originally containing only a single frequency. As described above, a new frequency component is generated by the gamma correction processing. However, when pixels are added, the frequency characteristics of the signal are greatly different between the G signal and the R and B signals as described above. Even in the band of 4 / fs or less, which includes the aliasing component of the signal of the band of 4 / fs or more not included in the G signal, the new frequency component generated by the gamma correction processing is also the G signal. , R and B signals are different. For this reason, even when an achromatic subject is photographed, the signal after gamma correction has different waveforms for the G signal and the R and B signals. Accordingly, even when the bands of the G signal and the R and B signals are combined when the C signal is generated after the gamma correction, a false color is generated because the waveforms are different.

本発明の目的は、R,B用撮像素子の出力信号に対しては画素加算処理を行いつつも偽色の発生を抑えて高画質化を図ることができるとともに、画素加算処理を行うことによって低電力化ならびに高解像度化が可能になる撮像装置を提供することである。   An object of the present invention is to improve the image quality by suppressing the generation of false colors while performing pixel addition processing on the output signals of the R and B image sensors, and by performing pixel addition processing. An object of the present invention is to provide an imaging apparatus that can achieve low power and high resolution.

本発明の撮像装置の第1の構成は、水平方向、垂直方向、または水平垂直両方向にm個(mは2以上の整数)の画素加算を行うことができる第1の撮像素子と、水平方向、垂直方向、または水平垂直両方向にn個(nは1以上の整数。但しn<m)の画素加算を行うことができる第2の撮像素子と、前記第2の撮像素子の出力信号を、前記第1の撮像素子の出力信号と同じ信号帯域をもつ第1の出力信号と、前記第1の出力信号より高域を含む帯域をもつ第2の出力信号とに分けて出力する帯域分割手段と、前記帯域分割手段から出力される前記第1及び第2の出力信号、及び、前記第1の撮像素子から出力される出力信号に対して、それぞれ入出力特性が非線形の処理を行う非線形処理手段と、前記非線形処理手段の出力信号から輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、前記非線形処理手段の出力信号から色差信号を生成する色差信号生成手段とを有し、前記色差信号生成手段は、前記非線形処理手段によって非線形処理を施された前記第1の撮像素子の出力信号と、前記非線形処理手段によって非線形処理を施された前記帯域分割手段の前記第1の出力信号とから色差信号を生成するものである。   A first configuration of an imaging apparatus according to the present invention includes a first imaging element capable of adding m pixels (m is an integer of 2 or more) in the horizontal direction, the vertical direction, or both horizontal and vertical directions, and the horizontal direction. A second imaging element capable of adding n pixels (n is an integer of 1 or more, n <m) in both the vertical direction and the horizontal and vertical directions, and an output signal of the second imaging element, Band division means for dividing and outputting a first output signal having the same signal band as the output signal of the first image sensor and a second output signal having a band including a higher frequency than the first output signal And nonlinear processing for performing nonlinear processing of input / output characteristics on the first and second output signals output from the band dividing unit and the output signal output from the first imaging device, respectively. And a luminance signal from the output signal of the nonlinear processing means A luminance signal generating means for generating; and a color difference signal generating means for generating a color difference signal from an output signal of the nonlinear processing means, wherein the color difference signal generating means is subjected to nonlinear processing by the nonlinear processing means. A color difference signal is generated from an output signal of one image pickup device and the first output signal of the band dividing unit subjected to nonlinear processing by the nonlinear processing unit.

また、本発明の撮像装置の第2の構成は、複数の撮像素子を備えた撮像装置であって、前記複数の撮像素子のうち、少なくとも1つの撮像素子の出力信号に対し、水平方向、垂直方向、または水平方向及び垂直方向の両方向にm個(mは2以上の整数)の画素加算を行う第1の画素加算手段と、前記複数の撮像素子のうち、出力信号が前記第1の画素加算手段による画素加算を行われない撮像素子の出力信号に対し、水平方向、垂直方向、または水平垂直両方向にn個(nは1以上の整数。但しn<m)の画素加算を行う第2の画素加算手段と、前記第2の画素加算手段の出力信号を、前記第1の画素加算手段の出力信号と同じ信号帯域をもつ第1の出力信号と、前記第1の出力信号より高域を含む帯域をもつ第2の出力信号とに分けて出力する帯域分割手段と、前記帯域分割手段から出力される前記第1及び第2の出力信号、及び、前記第1の画素加算手段から出力される出力信号に対して、それぞれ入出力特性が非線形の処理を行う非線形処理手段と、前記非線形処理手段の出力信号から輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、前記非線形処理手段の出力信号から色差信号を生成する色差信号生成手段とを有し、前記色差信号生成手段は、前記非線形処理手段によって非線形処理を施された前記第1の画素加算手段の出力信号と、前記非線形処理手段によって非線形処理を施された前記帯域分割手段の前記第1の出力信号とから、色差信号を生成するものである。   According to a second configuration of the imaging apparatus of the present invention, the imaging apparatus includes a plurality of imaging elements, and the horizontal direction and the vertical direction with respect to an output signal of at least one imaging element among the plurality of imaging elements. A first pixel adding unit that adds m pixels (m is an integer of 2 or more) in both the horizontal direction and the vertical direction, and the output signal of the plurality of imaging elements is the first pixel A second pixel that adds n pixels (n is an integer of 1 or more, where n <m) in the horizontal direction, the vertical direction, or both the horizontal and vertical directions, with respect to the output signal of the image sensor not subjected to pixel addition by the adding means. Output signals of the second pixel addition means, a first output signal having the same signal band as the output signal of the first pixel addition means, and a higher frequency than the first output signal. Output separately to the second output signal having a band including The input / output characteristics are nonlinear with respect to the band dividing unit, the first and second output signals output from the band dividing unit, and the output signal output from the first pixel adding unit. A non-linear processing means for performing processing, a luminance signal generating means for generating a luminance signal from the output signal of the non-linear processing means, and a color difference signal generating means for generating a color difference signal from the output signal of the non-linear processing means, The chrominance signal generation means includes an output signal of the first pixel addition means subjected to nonlinear processing by the nonlinear processing means, and the first output of the band dividing means subjected to nonlinear processing by the nonlinear processing means. A color difference signal is generated from the signal.

本発明の撮像装置によれば、ガンマ補正という非線形処理手段によって波形が歪む前に、画素加算されていないG信号を、画素加算されたR,B信号と同じ帯域の第1のG信号と、第1のG信号よりも高い帯域の信号も含んだ第2のG信号に分け、歪みや帯域がR,B信号と合致する第1のG信号とR,B信号から色差信号を、それらの信号に加え、第1のG信号より高周波数の信号も含んだ第2のG信号とから輝度信号を生成することで、偽色が全く発生せず、かつ解像度が高い映像信号を得ることができる。   According to the imaging apparatus of the present invention, before the waveform is distorted by the non-linear processing means called gamma correction, the G signal not subjected to pixel addition is converted into the first G signal in the same band as the R and B signals subjected to pixel addition, The first G signal is divided into a second G signal including a signal having a higher band than the first G signal, and the color difference signal is obtained from the first G signal and the R and B signals whose distortion and band match the R and B signals. In addition to the signal, by generating a luminance signal from the second G signal including a signal having a higher frequency than the first G signal, it is possible to obtain a video signal with no false color and high resolution. it can.

また、R,B信号は、画素加算によってサンプリング周波数が下げられているため、低電力化の効果を得ることができる。   In addition, since the sampling frequency of the R and B signals is lowered by pixel addition, an effect of reducing power can be obtained.

本発明の撮像装置は、上記構成を基本として、以下のような様々な態様をとることができる。   The image pickup apparatus of the present invention can take the following various modes based on the above configuration.

すなわち、本発明の撮像装置の第1の構成において、前記輝度信号生成手段は、前記非線形処理手段によって非線形処理を施された前記第1の撮像素子の出力信号と、前記非線形処理手段によって非線形処理を施された前記帯域分割手段から出力される前記第1及び第2の出力信号とから、輝度信号を生成する構成とすることができる。上記構成によれば、高周波成分を含む、前記非線形処理手段によって非線形処理を施された前記第1の撮像素子の出力信号を用いて輝度信号を生成しているため、第2の出力信号が画素加算されていても、従来の撮像装置と同様に解像度劣化を最小限に抑えることができる。   That is, in the first configuration of the imaging apparatus according to the present invention, the luminance signal generation unit includes the output signal of the first imaging element subjected to nonlinear processing by the nonlinear processing unit and nonlinear processing by the nonlinear processing unit. A luminance signal can be generated from the first and second output signals output from the band dividing unit that has been subjected to. According to the above configuration, since the luminance signal is generated using the output signal of the first image sensor that has been subjected to nonlinear processing by the nonlinear processing means including high frequency components, the second output signal is a pixel. Even if they are added, resolution degradation can be minimized as in the conventional imaging apparatus.

また、前記第1及び第2の撮像素子は、赤,緑、青の三色に色分解された撮像光をそれぞれ独立して光電変換するものであって、前記第1の撮像素子は、赤及び青に色分解された撮像光を光電変換し、前記第2の撮像素子は、緑に色分解された撮像光を光電変換する構成とすることができる。本発明によれば、上記のように赤.緑.青の三色に色分解された撮像光をそれぞれ独立して光電変換する撮像装置においても、偽色の発生や解像度劣化を抑えることができる。   In addition, the first and second imaging elements each independently perform photoelectric conversion on imaging light that has been color-separated into three colors of red, green, and blue, and the first imaging element includes red The imaging light that has been color-separated into blue can be photoelectrically converted, and the second imaging element can be configured to photoelectrically convert the imaging light that has been color-separated into green. According to the present invention, red. Green. Even in an imaging apparatus that independently photoelectrically converts imaging light that has been color-separated into blue three colors, generation of false colors and resolution degradation can be suppressed.

また、本発明の撮像装置の第2の構成において、前記輝度信号生成手段は、前記非線形処理手段によって非線形処理を施された前記第1の画素加算手段の出力信号と、前記非線形処理手段によって非線形処理を施された前記帯域分割手段の前記第1及び第2の出力信号とから、輝度信号を生成する構成とすることができる。上記構成によれば、高周波成分を含む、前記非線形処理手段によって非線形処理を施された前記第1の撮像素子の出力信号を用いて輝度信号を生成しているため、第2の出力信号が画素加算されていても、従来の撮像装置と同様に解像度劣化を最小限に抑えることができる。   In the second configuration of the imaging apparatus according to the present invention, the luminance signal generation unit may be configured such that the output signal of the first pixel addition unit subjected to nonlinear processing by the nonlinear processing unit and nonlinear output by the nonlinear processing unit. A luminance signal can be generated from the first and second output signals of the processed band dividing means. According to the above configuration, since the luminance signal is generated using the output signal of the first image sensor that has been subjected to nonlinear processing by the nonlinear processing means including high frequency components, the second output signal is a pixel. Even if they are added, resolution degradation can be minimized as in the conventional imaging apparatus.

また、前記複数の撮像素子は、赤,緑,青の三色に色分解された撮像光をそれぞれ独立して光電変換するものであって、前記第1の画素加算手段は、赤及び青に色分解された撮像光を光電変換する撮像素子の出力信号に対してそれぞれ画素加算を行い、前記第2の画素加算手段は、緑に色分解された撮像光を光電変換する撮像素子の出力信号に対して画素加算を行う構成とすることができる。本発明によれば、上記のように赤,緑,青の三色に色分解された撮像光をそれぞれ独立して光電変換する撮像装置においても、偽色の発生や解像度劣化を抑えることができる。   Further, the plurality of image pickup devices independently photoelectrically convert image pickup light separated into three colors of red, green, and blue, and the first pixel adding means converts the light into red and blue Pixel addition is performed for each output signal of the image sensor that photoelectrically converts the color-separated imaging light, and the second pixel adding means outputs an output signal of the image sensor that photoelectrically converts the image light that has been color-separated into green Can be configured to perform pixel addition. According to the present invention, generation of false colors and resolution degradation can be suppressed even in an imaging device that independently photoelectrically converts imaging light that has been color-separated into three colors of red, green, and blue as described above. .

(実施の形態1)
図1は、実施の形態1における撮像装置の基本的な要部構成を例示するブロック図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram illustrating the basic configuration of the main part of the imaging apparatus according to the first embodiment.

撮像素子101a〜101cは、プリズムなどの分光手段(不図示)によってG(緑),R(赤),B(青)に色分解された撮像光を、それぞれ独立して光電変換する素子であり、例えばCCDイメージセンサーやCMOSイメージセンサーが一例として挙げられる。本実施の形態では、CCDイメージセンサーを用いる。G用撮像素子101aと、R用撮像素子101b及びB用撮像素子101cとは、水平方向の空間的なシフトは行わない、一般的な配置となっている。   The imaging elements 101a to 101c are elements that independently photoelectrically convert imaging light that is color-separated into G (green), R (red), and B (blue) by a spectroscopic means (not shown) such as a prism. For example, a CCD image sensor or a CMOS image sensor can be cited as an example. In this embodiment, a CCD image sensor is used. The G image pickup element 101a, the R image pickup element 101b, and the B image pickup element 101c have a general arrangement in which no horizontal spatial shift is performed.

撮像素子駆動回路102a〜102cは、撮像素子101a〜101cを駆動し、その駆動によって水平方向に画素加算をも行わせる回路である。具体的には、撮像素子101a〜101cを駆動させるための駆動パルスを生成し、撮像素子101a〜101cへ出力している。   The image sensor driving circuits 102a to 102c are circuits that drive the image sensors 101a to 101c and perform pixel addition in the horizontal direction by driving the image sensors 101a to 101c. Specifically, drive pulses for driving the image sensors 101a to 101c are generated and output to the image sensors 101a to 101c.

画素加算選択回路103は、撮像素子駆動回路102a〜102cに対して、画素加算数を制御する回路である。   The pixel addition selection circuit 103 is a circuit that controls the number of pixel additions to the image sensor driving circuits 102a to 102c.

アナログ信号処理回路104a〜104cは、撮像素子101a〜101cの各出力信号に対し、例えばサンプル動作とホールド動作を行う相関二重サンプリング回路(CDS回路。CDS:Correlated Double Sampling)や、信号レベルを一定に保つようゲイン制御を行うAGC回路(AGC:Auto Gain Control)などを含んでいる。   The analog signal processing circuits 104a to 104c are, for example, a correlated double sampling circuit (CDS circuit: CDS: Correlated Double Sampling) that performs a sampling operation and a holding operation on each output signal of the image sensors 101a to 101c, and a constant signal level. An AGC circuit (AGC: Auto Gain Control) that performs gain control so as to maintain the same is included.

A/D105a〜105cは、アナログ信号処理回路104a〜104cから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。   The A / Ds 105a to 105c convert analog signals output from the analog signal processing circuits 104a to 104c into digital signals.

帯域分割回路106は、A/D105aから出力されるデジタル化されたG信号に対してフィルタ処理を行い、2種類の信号に分けて出力する。帯域分割回路106から出力される信号は、ガンマ補正回路107a及び107bに入力される。なお、帯域分割回路106は、帯域分割手段の一例である。   The band dividing circuit 106 performs a filtering process on the digitized G signal output from the A / D 105a, and outputs the divided signal into two types of signals. The signal output from the band dividing circuit 106 is input to the gamma correction circuits 107a and 107b. The band dividing circuit 106 is an example of a band dividing unit.

ガンマ補正回路107a〜107dは、A/D105a〜105c及び帯域分割回路106の出力信号に対して、ガンマ補正を行う回路である。なお、ガンマ補正回路107a〜107dは、非線形処理手段の一例である。   The gamma correction circuits 107 a to 107 d are circuits that perform gamma correction on the output signals of the A / Ds 105 a to 105 c and the band dividing circuit 106. The gamma correction circuits 107a to 107d are examples of nonlinear processing means.

輝度信号生成回路108は、ガンマ補正回路107a〜107dの出力信号を用いて輝度信号(Y信号)を生成し、後段へ出力する。なお、Y信号は、前述の数式1に基づいて生成される。なお、輝度信号生成回路108は、輝度信号生成手段の一例である。   The luminance signal generation circuit 108 generates a luminance signal (Y signal) using the output signals of the gamma correction circuits 107a to 107d and outputs it to the subsequent stage. The Y signal is generated based on Equation 1 described above. The luminance signal generation circuit 108 is an example of a luminance signal generation unit.

色差信号生成回路109は、ガンマ補正回路107b〜107dの出力信号を用いて色差信号(C信号)を生成し、後段へ出力する。なお、C信号は、前述の数式2及び3に基づいて生成される。なお、色差信号生成回路109は、色差信号生成手段の一例である。   The color difference signal generation circuit 109 generates a color difference signal (C signal) using the output signals of the gamma correction circuits 107b to 107d, and outputs it to the subsequent stage. Note that the C signal is generated based on Equations 2 and 3 described above. The color difference signal generation circuit 109 is an example of a color difference signal generation unit.

以下、撮像装置の撮影動作について説明する。   Hereinafter, the shooting operation of the imaging apparatus will be described.

G,R,Bに色分解された撮像光が本撮像装置に入射すると、撮像素子101a〜101cは、撮像素子駆動回路102a〜102cからの駆動パルスに基づいて、それぞれ光電変換動作を行い、G,R,Bに対応するアナログ電気信号を出力する。撮像素子駆動回路102a〜102cが各撮像素子に出力する駆動パルスは、垂直及び水平転送用のパルスの他、水平転送された信号電荷を検出して増幅し、電気信号として出力する電荷検出増幅部のリセットパルスなどがある。   When imaging light that has been color-separated into G, R, and B enters the imaging apparatus, the imaging elements 101a to 101c perform photoelectric conversion operations based on the driving pulses from the imaging element driving circuits 102a to 102c, respectively. , R, and B are output as analog electric signals. The drive pulses output to the respective image sensors by the image sensor driving circuits 102a to 102c are the charge detection amplifier for detecting and amplifying the horizontally transferred signal charges in addition to the vertical and horizontal transfer pulses, and outputting them as electric signals. There are reset pulses.

画素加算選択回路103は、撮像素子駆動回路102a〜102cに対して水平画素加算数を設定し、リセットパルスの周期を変更するための制御を行う。すなわち、撮像素子駆動回路102b,102cに対しては、画素加算数は「2」、すなわち出力するリセットパルスの周期を通常の2倍にするような制御を行う。これによって撮像素子101b、101cから出力されるR,B信号は、それぞれ水平2画素分の画素信号が加算された信号となる。一方、撮像素子駆動回路102aに対しては、画素加算選択回路103はリセットパルスの周期変更は行わない。これによって、撮像素子101aからは、通常通りの画素加算されていないG信号が出力される。   The pixel addition selection circuit 103 sets a horizontal pixel addition number for the image sensor driving circuits 102a to 102c and performs control for changing the cycle of the reset pulse. That is, the imaging element driving circuits 102b and 102c are controlled so that the pixel addition number is “2”, that is, the cycle of the reset pulse to be output is doubled. As a result, the R and B signals output from the image sensors 101b and 101c are signals obtained by adding pixel signals for two horizontal pixels. On the other hand, the pixel addition selection circuit 103 does not change the cycle of the reset pulse for the image sensor driving circuit 102a. As a result, the G signal that is not subjected to pixel addition as usual is output from the image sensor 101a.

図2は、撮像素子101a〜101cから出力される画素信号の空間位置を表す図である。図2(a)は、G,R,B信号のいずれもが画素加算処理されていない場合の、各画素信号の空間位置を表す。図2(b)は、R,B信号のみが画素加算処理された場合の、各画素信号の空間位置を表す。すなわち、画素加算処理時は、R用撮像素子101bでは、(R1+R2),(R3+R4),…のように画素加算処理が行われ、R12,R34,…の信号が出力される。また、B用撮像素子101cでは、(B1+B2),(B3+B4),…のように画素加算処理が行われ、B12,B34,…の信号が出力される。   FIG. 2 is a diagram illustrating the spatial positions of pixel signals output from the image sensors 101a to 101c. FIG. 2A shows the spatial position of each pixel signal when none of the G, R, and B signals has undergone pixel addition processing. FIG. 2B shows the spatial position of each pixel signal when only the R and B signals are subjected to pixel addition processing. That is, at the time of pixel addition processing, the R image sensor 101b performs pixel addition processing as (R1 + R2), (R3 + R4),..., And outputs signals R12, R34,. Further, in the B image sensor 101c, pixel addition processing is performed as (B1 + B2), (B3 + B4),..., And signals B12, B34,.

撮像素子101b,101cから出力されるR,B信号は、水平2画素分の画素加算されているので、従来の撮像装置におけるR用撮像素子及びB用撮像素子から出力される信号と同様、数式5に示す伝達関数のLPF処理が施された特性と同じ特性となる。また、サンプリング周波数は、G信号の半分になっている。   Since the R and B signals output from the image sensors 101b and 101c are added for two horizontal pixels, the mathematical formula is similar to the signals output from the R image sensor and the B image sensor in the conventional image pickup apparatus. 5 is the same as the characteristic subjected to the LPF processing of the transfer function shown in FIG. The sampling frequency is half that of the G signal.

以上の制御の後、撮像素子101a〜101cから出力されたR,G,Bのアナログ電気信号は、アナログ信号処理回路104a〜104c、A/D105a〜105cで従来の撮像装置と同様の処理が行われ、後段へ出力される。そして、A/D105aの出力信号は、帯域分割回路106へ出力され、2種類の信号に分けられて出力される。   After the above control, analog electrical signals of R, G, and B output from the image sensors 101a to 101c are processed in the analog signal processing circuits 104a to 104c and A / Ds 105a to 105c in the same manner as the conventional imaging device. Output to the subsequent stage. The output signal of the A / D 105a is output to the band dividing circuit 106, divided into two types of signals and output.

図3は、帯域分割回路106の一例を示すブロック図である。図3において、LPF301は、A/D105aの出力信号に対しLPF処理を施すものである。画素間引き回路302は、LPF301の出力信号に対し、水平方向に画素の間引きを行ってクロック周波数を下げる回路である。   FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of the band dividing circuit 106. In FIG. 3, an LPF 301 performs LPF processing on the output signal of the A / D 105a. The pixel thinning circuit 302 is a circuit that lowers the clock frequency by thinning pixels in the horizontal direction with respect to the output signal of the LPF 301.

帯域分割回路106は、A/D105aの出力であるG信号が入力されると、まずLPF301によってLPF処理が施される信号と、LPF処理を行わない信号とに分ける。LPF301の伝達関数として数式5と同じものを用いることで、LPF301で処理されたG信号の帯域は、撮像素子101b、101cから出力されるR,B信号と同じ帯域まで制限される。LPF301の出力信号は、画素間引き回路302に入力される。   When the G signal that is the output of the A / D 105a is input, the band dividing circuit 106 first divides the signal into a signal that is subjected to LPF processing by the LPF 301 and a signal that is not subjected to LPF processing. By using the same transfer function as that of Expression 5 as the transfer function of the LPF 301, the band of the G signal processed by the LPF 301 is limited to the same band as the R and B signals output from the imaging elements 101b and 101c. The output signal of the LPF 301 is input to the pixel thinning circuit 302.

画素間引き回路302は、水平2画素に対して1画素を間引くため、クロック周波数が半分となる。画素間引き回路302で間引き処理されたG信号は、GL信号として後段のガンマ補正回路107bに出力される。一方、帯域分割回路106に入力されLPF処理が施されないG信号は、GH信号としてそのまま後段のガンマ補正回路107aに出力される。従って、ガンマ補正回路107aに出力されるGH信号は、撮像素子101b、101cの出力R,B信号よりも高域の信号を含んだ信号となる。   Since the pixel thinning circuit 302 thins out one pixel with respect to two horizontal pixels, the clock frequency is halved. The G signal thinned out by the pixel thinning circuit 302 is output as a GL signal to the subsequent gamma correction circuit 107b. On the other hand, the G signal input to the band dividing circuit 106 and not subjected to the LPF processing is output as it is to the subsequent gamma correction circuit 107a as a GH signal. Therefore, the GH signal output to the gamma correction circuit 107a is a signal including signals in a higher frequency range than the output R and B signals of the image sensors 101b and 101c.

図4は、帯域分割回路106の出力であるGH信号(図4(a))及びGL信号(図4(b))と、R信号(図4(c))と,B信号(図4(d))との画素空間位置を表す図である。GL信号は、前述のような処理によって、R,B信号に対して空間位置が一致している。   FIG. 4 shows a GH signal (FIG. 4A) and a GL signal (FIG. 4B), an R signal (FIG. 4C), and a B signal (FIG. It is a figure showing a pixel space position with d)). The spatial position of the GL signal coincides with that of the R and B signals by the processing as described above.

図1に戻って、ガンマ補正回路107a〜107dは、入力信号に対して、従来の撮像装置と同じ図10に示す特性のガンマ補正を行い、後段へ出力する。輝度信号生成回路108には、ガンマ補正回路107a〜107dの全ての出力信号が入力されるが、色差信号生成回路109には、ガンマ補正回路107b〜107dの出力信号のみ入力される。   Returning to FIG. 1, the gamma correction circuits 107a to 107d perform gamma correction of the characteristics shown in FIG. All the output signals of the gamma correction circuits 107a to 107d are input to the luminance signal generation circuit 108, but only the output signals of the gamma correction circuits 107b to 107d are input to the color difference signal generation circuit 109.

輝度信号生成回路108では、ガンマ補正回路107a〜107dの全ての出力信号のうち、同じ帯域に制限されたGL,R,B信号に対しては従来の撮像装置と同様に、まず2倍オーバーサンプリング処理によって画素補間を行って、GH信号との画素数を合わせる。ただし、本実施の形態におけるガンマ補正回路107a〜107dから出力される信号は、従来の撮像装置に対して、GH信号すなわちG信号に対するGL,R,B信号の空間位置が異なっているため、画素補間後の空間位置がG信号と合うようなオーバーサンプリングフィルタを用いて画素補間を行う。そのようなオーバーサンプリングフィルタとしては、例えば以下の数式6のような伝達関数H(z)が挙げられる。   In the luminance signal generation circuit 108, the GL, R, and B signals limited to the same band among all the output signals of the gamma correction circuits 107a to 107d are first oversampled twice as in the conventional imaging device. Pixel interpolation is performed by processing to match the number of pixels with the GH signal. However, since the signals output from the gamma correction circuits 107a to 107d in the present embodiment are different from the conventional imaging device in the spatial position of the GH signal, that is, the GL, R, and B signals with respect to the G signal. Pixel interpolation is performed using an oversampling filter in which the spatial position after interpolation matches the G signal. An example of such an oversampling filter is a transfer function H (z) as shown in Equation 6 below.

H(z)=(1+3z-1+3z-2+z-3)/8 ・・・(数式6)
次に、GL,R,B信号とそれより高周波の成分を含むGH信号とから、Y信号を数式7〜9に基づいて生成する。
H (z) = (1 + 3z −1 + 3z −2 + z −3 ) / 8 (Formula 6)
Next, a Y signal is generated based on Expressions 7 to 9 from the GL, R, and B signals and the GH signal including higher frequency components.

YL= 0.2126R+0.7152GL+0.0722B ・・・(数式7)
YH= GH−GL ・・・(数式8)
Y= YL+αYH ・・・(数式9)
数式9において、αは通常時は「α=1」である。これに対して、画像の解像感を上げたい場合は「α>1」に設定することで、高周波数成分を増加させることができる。また、低照度など、ノイズが目立つ撮影条件の場合は「α<1」に設定することで、高周波数成分を減少させることができ、ノイズを抑えることができる。
YL = 0.2126R + 0.7152GL + 0.0722B (Formula 7)
YH = GH-GL (Formula 8)
Y = YL + αYH (Formula 9)
In Expression 9, α is normally “α = 1”. On the other hand, when it is desired to increase the resolution of the image, the high frequency component can be increased by setting “α> 1”. Further, in the case of shooting conditions in which noise is conspicuous such as low illuminance, by setting “α <1”, high frequency components can be reduced and noise can be suppressed.

一方、色差信号生成回路109では、ガンマ補正回路107b〜107dの出力信号、すなわちGL,R,B信号に対して輝度信号生成回路108と同様の2倍オーバーサンプリング処理を行った後、従来の撮像装置と同様に以下の数式10、数式11に基づいてC信号を生成する。   On the other hand, the color difference signal generation circuit 109 performs the same double oversampling processing as the luminance signal generation circuit 108 on the output signals of the gamma correction circuits 107b to 107d, that is, the GL, R, and B signals, and then performs conventional imaging. Similarly to the apparatus, the C signal is generated based on the following formulas 10 and 11.

Pr= −0.1146R−0.3854GL+0.5000B ・・・(数式10)
Pb= 0.5000R−0.4542GL−0.0458B ・・・(数式11)
以上のようにY信号及びC信号を生成することによって、4/fs以下の帯域の信号成分だけでなく、4/fs以上の帯域の信号の折り返し成分含めてR,B信号と同じ周波数特性をもつGL信号が、R,B信号とともにガンマ補正された後にC信号を生成するため、ガンマ補正によって波形が歪んだとしても、それによって新たに発生する周波数成分もGL信号とR,B信号とでは同じ周波数成分となる。従って、本実施の形態の撮像装置では、従来の撮像装置で課題であった偽色が発生しない。また、Y信号の生成には、高い周波数成分を含んだGH信号を用いているため、R,B信号は画素加算されていても従来の撮像装置と同様に解像度劣化を最小限に抑えることができる。
Pr = −0.1146R−0.3854GL + 0.5000B (Equation 10)
Pb = 0.5000R-0.4542GL-0.0458B (Formula 11)
By generating the Y signal and the C signal as described above, the same frequency characteristics as those of the R and B signals including not only the signal component of the band of 4 / fs or less but also the folded component of the signal of the band of 4 / fs or more are obtained. Since the GL signal has a gamma correction together with the R and B signals and generates the C signal, even if the waveform is distorted by the gamma correction, the frequency components newly generated by the GL signal and the R and B signals are It becomes the same frequency component. Therefore, in the imaging apparatus according to the present embodiment, the false color that has been a problem in the conventional imaging apparatus does not occur. In addition, since the GH signal including a high frequency component is used for generating the Y signal, the resolution deterioration can be minimized as in the conventional imaging device even if the R and B signals are pixel-added. it can.

また、R用撮像素子101b,B用撮像素子101c、及びその出力信号を処理する回路は、画素加算処理によって駆動周波数を下げられているため、従来の撮像装置と同等の低電力化の効果も得ることができる。   In addition, since the drive frequency of the R image sensor 101b, the B image sensor 101c, and the circuit that processes the output signal is lowered by the pixel addition process, the effect of reducing the power consumption is the same as that of the conventional image pickup apparatus. Obtainable.

なお、実施の形態1において、撮像素子101a〜101cとしてCCDイメージセンサーを用いているが、これに限るものではなく、CMOSイメージセンサーを用いてもよい。CMOSイメージセンサーを用いることで、CCDイメージセンサーを用いる場合に比べて、より低電力化を図れるという効果が得られる。   In the first embodiment, CCD image sensors are used as the image pickup elements 101a to 101c. However, the present invention is not limited to this, and a CMOS image sensor may be used. By using a CMOS image sensor, it is possible to achieve an effect that power can be further reduced as compared with the case of using a CCD image sensor.

また、実施の形態1において、撮像素子駆動回路102a〜102cは、リセットパルスの周期を変更することで画素加算を行っているが、これに限る必要はない。例えば、CCDイメージセンサーおいては信号の転送段上に、また、CMOSイメージセンサーにおいては画素の読み出し信号線において、画素加算を行うような回路を設け、その回路の駆動制御を変更すればよい。   In the first embodiment, the image sensor driving circuits 102a to 102c perform pixel addition by changing the cycle of the reset pulse, but the present invention is not limited to this. For example, a circuit for performing pixel addition may be provided on a signal transfer stage in a CCD image sensor or on a pixel readout signal line in a CMOS image sensor, and drive control of the circuit may be changed.

また、実施の形態1において、画素加算選択回路103は、R用撮像素子101b及びB用撮像素子101cを駆動する撮像素子駆動回路102b,102cに対しては2画素加算するように制御し、G用撮像素子101aを駆動する撮像素子駆動回路102aに対しては画素加算を行わないように制御しているが、これに限るものではない。例えば、R用撮像素子101b及びB用撮像素子101cに対してはm画素(m=2,3,…)加算させてもよい。それに合わせて、G信号に対しては、帯域分割回路106のLPF301の伝達関数を加算後の信号の周波数特性に合うように変更し、画素間引き回路302の間引き数はmに設定する。また、輝度信号生成回路108、色差信号生成回路109におけるオーバーサンプリング処理はm倍に設定する。これにより、偽色を発生させないようにすることができる。また、R,B信号を処理する回路については、より低電力化を図ることができるという効果が得られる。   In the first embodiment, the pixel addition selection circuit 103 controls the image sensor drive circuits 102b and 102c that drive the R image sensor 101b and the B image sensor 101c to add two pixels. The image pickup device driving circuit 102a that drives the image pickup device 101a is controlled not to perform pixel addition, but is not limited thereto. For example, m pixels (m = 2, 3,...) May be added to the R image sensor 101b and the B image sensor 101c. Accordingly, for the G signal, the transfer function of the LPF 301 of the band dividing circuit 106 is changed to match the frequency characteristic of the signal after addition, and the thinning number of the pixel thinning circuit 302 is set to m. The oversampling processing in the luminance signal generation circuit 108 and the color difference signal generation circuit 109 is set to m times. As a result, false colors can be prevented from being generated. In addition, the circuit that processes the R and B signals has an effect that the power can be further reduced.

また、Y信号にそれほど高い解像度を要求されない場合は、G用撮像素子101aについてもn画素(n=2,3,…)加算を行ってもよい。この場合、R用撮像素子101b及びB用撮像素子101cの加算画素数を、
m=k×n (k=2,3,4,…)
とすれば、G信号と、R,B信号とのサンプリング周波数比が整数となるため、帯域分割回路106のLPF301の伝達関数は、R,B信号の周波数特性に合わせることができる。よって、偽色は発生せず、かつ、Y信号に必要な解像度はほとんど劣化させずに、より低電力化を図ることが可能である。
If the Y signal is not required to have a very high resolution, n pixels (n = 2, 3,...) May be added to the G image sensor 101a. In this case, the number of added pixels of the R image sensor 101b and the B image sensor 101c is calculated as follows:
m = k × n (k = 2, 3, 4,...)
Then, since the sampling frequency ratio between the G signal and the R and B signals becomes an integer, the transfer function of the LPF 301 of the band dividing circuit 106 can be matched with the frequency characteristics of the R and B signals. Therefore, it is possible to achieve lower power without generating a false color and hardly reducing the resolution necessary for the Y signal.

また、実施の形態1において、帯域分割回路106の構成は図3のようにしたが、これに限るものではなく、例えば図5の構成にしてもよい。図5において、ハイパスフィルター(以下HPFと称する)501は、A/D105aの出力信号に対してHPF処理を行うものである。HPF501の伝達関数H(z)として、例えば以下の数式12のように設定する。   In the first embodiment, the configuration of the band dividing circuit 106 is as shown in FIG. 3, but the configuration is not limited to this. For example, the configuration of FIG. In FIG. 5, a high-pass filter (hereinafter referred to as HPF) 501 performs HPF processing on the output signal of the A / D 105a. The transfer function H (z) of the HPF 501 is set, for example, as in the following formula 12.

H(z)=(1−z-1)/2 ・・・(数式12)
これによって、前述の数式8と同様の処理を行ったことになる。従って、輝度信号生成回路108においては、数式8の代わりに「YH=GH」とし、それ以外は実施の形態1と同様の処理を行うことで、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
H (z) = (1-z −1 ) / 2 (Expression 12)
As a result, the same processing as that of the above-described Expression 8 is performed. Therefore, in the luminance signal generation circuit 108, “YH = GH” is set instead of Equation 8, and otherwise, the same effects as in the first embodiment can be obtained by performing the same processing as in the first embodiment. it can.

また、実施の形態1において、撮像素子101a〜101cにおける画素加算処理は、水平方向にのみ行ったが、これに限るものではなく、垂直方向の画素加算処理についても同様に適用できる。その場合、帯域分割回路106におけるLPF301によるフィルタ処理や、輝度信号生成回路108及び色差信号生成回路109におけるオーバーサンプリング処理なども、垂直方向に行えばよい。また、水平、垂直方向を同時に画素加算する場合も、同様に適用できることは言うまでもない。   In the first embodiment, the pixel addition processing in the imaging elements 101a to 101c is performed only in the horizontal direction. However, the present invention is not limited to this, and the same applies to the pixel addition processing in the vertical direction. In that case, filtering processing by the LPF 301 in the band dividing circuit 106 and oversampling processing in the luminance signal generation circuit 108 and the color difference signal generation circuit 109 may be performed in the vertical direction. Needless to say, the same applies to the case where pixels are added simultaneously in the horizontal and vertical directions.

(実施の形態2)
図6は、実施の形態2における撮像装置の基本的な要部構成を例示するブロック図である。図6において、図1と同じ機能動作を行うブロックについては、同じ符号を付与しているので、そのブロックに対する説明は省略する。画素加算回路601a〜601cは、A/D105a〜A/D105cのそれぞれの出力信号に対して、画素加算処理を行う。画素加算選択回路602は、画素加算回路601a〜601cに対して画素加算数を制御する回路である。なお、画素加算回路601a〜601cは、画素加算手段の一例である。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a block diagram illustrating a basic configuration of a main part of the imaging device according to the second embodiment. In FIG. 6, the same reference numerals are given to blocks that perform the same functional operations as those in FIG. 1, and thus description thereof is omitted. Pixel addition circuits 601a to 601c perform pixel addition processing on the output signals of A / D 105a to A / D 105c. The pixel addition selection circuit 602 is a circuit that controls the number of pixel additions for the pixel addition circuits 601a to 601c. The pixel addition circuits 601a to 601c are examples of pixel addition means.

実施の形態2における撮像装置において実施の形態1の撮像装置と異なる点は、主に撮像素子101a〜101c、画素加算回路601a〜601c、画素加算選択回路602の動作である。以下、これら回路等の動作を中心に説明する。   The imaging apparatus according to the second embodiment is different from the imaging apparatus according to the first embodiment mainly in the operations of the imaging elements 101a to 101c, the pixel addition circuits 601a to 601c, and the pixel addition selection circuit 602. Hereinafter, the operation of these circuits will be mainly described.

G,R,Bに色分解された撮像光が本撮像装置に入射すると、撮像素子101a〜101cは、撮像素子駆動回路102a〜102cからの駆動パルスによりそれぞれ光電変換動作を行い、実施の形態1と同様にG,R,Bに対応するアナログ電気信号を出力する。しかし、実施の形態2における撮像装置は実施の形態1と異なり、撮像素子駆動回路102a〜102cに対して画素加算制御は行わない。従って、G用撮像素子101aはもとより、R用撮像素子101b及びB用撮像素子101cからも、実施の形態1におけるG用撮像素子101aと同じように、画素加算されていない信号が出力される。   When imaging light that has been color-separated into G, R, and B is incident on the imaging apparatus, the imaging elements 101a to 101c perform photoelectric conversion operations in response to drive pulses from the imaging element drive circuits 102a to 102c, respectively, in the first embodiment. Analog electric signals corresponding to G, R, and B are output in the same manner as described above. However, unlike the first embodiment, the imaging device according to the second embodiment does not perform pixel addition control on the imaging element driving circuits 102a to 102c. Therefore, the G image sensor 101a as well as the R image sensor 101b and the B image sensor 101c output signals that are not subjected to pixel addition, like the G image sensor 101a in the first embodiment.

アナログ信号処理回路104a〜104c、A/D105a〜105cでは、実施の形態1と同様の処理が行われる。A/D105a〜105cから出力されるデジタル信号は、それぞれ画素加算回路601a〜601cへ出力される。   Analog signal processing circuits 104a to 104c and A / Ds 105a to 105c perform the same processing as in the first embodiment. Digital signals output from the A / Ds 105a to 105c are output to the pixel addition circuits 601a to 601c, respectively.

画素加算回路601a〜601cでは、画素加算選択回路602が設定する画素加算数に応じて、デジタル的な画素加算処理を行う。   The pixel addition circuits 601a to 601c perform digital pixel addition processing according to the number of pixel additions set by the pixel addition selection circuit 602.

図7は、画素加算回路601bの一例を示すブロック図である。画素加算回路601a、601cについても同じ回路を用いている。図7において、画素加算回路701は、A/D105bの出力信号に対してデジタル的に水平画素加算を行う回路である。画素間引き回路702は、画素加算回路701において画素加算された信号を、水平方向に画素の間引きを行う回路である。画素加算回路701において加算する画素数(加算画素数)及び、画素間引き回路702において間引く画素数は、画素加算選択回路602からの加算画素数信号によって決められる。例えば、加算画素数が「2」であった場合は、画素加算回路701は水平2画素分の画素加算処理を行い、画素間引き回路702は画素数が1/2になるように2画素に1回の割合で画素間引き処理を行った上で、クロック周波数を1/2に下げる。   FIG. 7 is a block diagram illustrating an example of the pixel addition circuit 601b. The same circuit is used for the pixel addition circuits 601a and 601c. In FIG. 7, a pixel addition circuit 701 is a circuit that digitally adds horizontal pixels to the output signal of the A / D 105b. The pixel thinning circuit 702 is a circuit that thins out pixels in the horizontal direction from the signal obtained by pixel addition in the pixel addition circuit 701. The number of pixels to be added by the pixel addition circuit 701 (the number of addition pixels) and the number of pixels to be thinned by the pixel thinning circuit 702 are determined by the addition pixel number signal from the pixel addition selection circuit 602. For example, when the number of added pixels is “2”, the pixel adding circuit 701 performs a pixel addition process for two horizontal pixels, and the pixel thinning circuit 702 reduces the number of pixels by 1 to 2 pixels. After performing pixel thinning processing at the rate of times, the clock frequency is reduced to ½.

画素加算選択回路602は、画素加算回路601b、601cに対しては水平2画素加算するような信号を出力し、画素加算回路601aに対しては水平1画素加算、すなわち画素加算を行わないような信号を出力する。   The pixel addition selection circuit 602 outputs a signal that adds two horizontal pixels to the pixel addition circuits 601b and 601c, and does not perform horizontal one-pixel addition, that is, pixel addition, to the pixel addition circuit 601a. Output a signal.

このような画素加算回路601a〜601c及び、画素加算選択回路602の動作によって、ガンマ補正回路107c,107dに入力されるR,B信号は、実施の形態1と同じく水平2画素加算された信号となる。また、帯域分割回路106に入力されるG信号も、実施の形態1と同じく画素加算されない信号となる。以降の動作は、実施の形態1と全く同じ動作を行うので、詳しい説明は省略する。   As a result of the operations of the pixel addition circuits 601a to 601c and the pixel addition selection circuit 602, the R and B signals input to the gamma correction circuits 107c and 107d are the signals obtained by adding two horizontal pixels as in the first embodiment. Become. Also, the G signal input to the band dividing circuit 106 is a signal that is not subjected to pixel addition as in the first embodiment. Subsequent operations are the same as those in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted.

以上のように実施の形態2の撮像装置は、実施の形態1と同様に従来の撮像装置で課題であった偽色が発生せず、かつ、従来の撮像装置と同様に解像度劣化は最小限に抑えることができる。また、撮像素子は、画素加算処理を行わないため、撮像素子101a〜101c、撮像素子駆動回路102a〜102cの構造は実施の形態1よりも簡単にできる。R用撮像素子101b及びB用撮像素子101cについては、画素加算を行わない分、駆動周波数は実施の形態1よりも上がるが、画素加算回路601b、601c以降のR,B信号処理回路については駆動周波数を下げることができるため、実施の形態1よりも効果は弱くなるが低電力化の効果も得ることができる。   As described above, the imaging apparatus according to the second embodiment does not generate the false color, which is a problem in the conventional imaging apparatus, as in the first embodiment, and the resolution degradation is minimal as in the conventional imaging apparatus. Can be suppressed. In addition, since the image sensor does not perform pixel addition processing, the structures of the image sensors 101a to 101c and the image sensor drive circuits 102a to 102c can be made simpler than in the first embodiment. For the R image sensor 101b and the B image sensor 101c, the drive frequency is higher than that of the first embodiment because the pixel addition is not performed, but the R and B signal processing circuits after the pixel adder circuits 601b and 601c are driven. Since the frequency can be lowered, the effect is weaker than in the first embodiment, but the effect of lowering the power can also be obtained.

なお、実施の形態2において、撮像素子としてCCDイメージセンサーを用いているが、これに限るものではなく、実施の形態1と同様にCMOSイメージセンサーを用いてもよい。CMOSイメージセンサーを用いることで、CCDイメージセンサーを用いる場合に比べて、より低電力化を図れるという効果が得られる。   In the second embodiment, a CCD image sensor is used as an image sensor. However, the present invention is not limited to this, and a CMOS image sensor may be used as in the first embodiment. By using a CMOS image sensor, it is possible to achieve an effect that power can be further reduced as compared with the case of using a CCD image sensor.

また、実施の形態2において、画素加算選択回路602は、R,B信号用の画素加算回路601b,601cに対しては2画素加算するように制御し、G信号用画素加算回路601aに対しては画素加算を行わないように制御しているが、これに限るものではなく、実施の形態1と同様、R,B信号用の画素加算回路601b,601cに対してはm画素(m=2,3,…)加算させてもよい。それに合わせてG信号に対しても、実施の形態1と同様に帯域分割回路106のLPF301の伝達関数、画素間引き回路302の間引き数、輝度信号生成回路108及び色差信号生成回路109におけるオーバーサンプリング処理を変更することにより、偽色を発生させないようにすることができる。また、R,B信号を処理する回路については、より低電力化を図ることができるという効果が得られる。   In the second embodiment, the pixel addition selection circuit 602 controls the R and B signal pixel addition circuits 601b and 601c to add two pixels, and the G signal pixel addition circuit 601a. Is controlled so as not to perform pixel addition, but is not limited to this. Similarly to the first embodiment, the pixel addition circuits 601b and 601c for R and B signals have m pixels (m = 2). , 3, ...) may be added. Accordingly, the G signal is oversampled in the transfer function of the LPF 301 of the band dividing circuit 106, the thinning out number of the pixel thinning circuit 302, the luminance signal generation circuit 108, and the color difference signal generation circuit 109 as in the first embodiment. The false color can be prevented from being generated by changing. In addition, the circuit that processes the R and B signals has an effect that the power can be further reduced.

また、Y信号にそれほど高い解像度を要求されない場合は、実施の形態1と同様に、G信号用画素加算回路601aについてn画素(n=2,3,…)加算し、R,B信号用の画素加算回路601b,601cの加算画素数mをm=k×n(k=2,3,4,…)としてもよい。これにより、実施の形態1と同様の効果が得られる。   If the Y signal is not required to have a very high resolution, as in the first embodiment, n pixels (n = 2, 3,...) Are added to the G signal pixel adding circuit 601a, and the signals for the R and B signals are added. The addition pixel number m of the pixel addition circuits 601b and 601c may be m = k × n (k = 2, 3, 4,...). Thereby, the same effect as Embodiment 1 is acquired.

また、実施の形態2において、画素加算回路601a〜601cにおける画素加算処理は、水平方向の画素に対してのみ行ったが、これに限るものではなく、垂直方向の画素を加算する処理についても同様に適用できる。その場合、実施の形態1と同様、帯域分割回路106におけるLPF301によるフィルタ処理や、輝度信号生成回路108及び色差信号生成回路109におけるオーバーサンプリング処理なども、垂直方向に行えばよい。また、水平、垂直方向を同時に画素加算処理する場合も、同様に適用できることは言うまでもない。   In the second embodiment, the pixel addition processing in the pixel addition circuits 601a to 601c is performed only on the pixels in the horizontal direction. However, the present invention is not limited to this, and the same applies to the processing for adding the pixels in the vertical direction. Applicable to. In that case, similarly to the first embodiment, the filter processing by the LPF 301 in the band dividing circuit 106 and the oversampling processing in the luminance signal generation circuit 108 and the color difference signal generation circuit 109 may be performed in the vertical direction. Needless to say, the same can be applied to the case where pixel addition processing is performed simultaneously in the horizontal and vertical directions.

また、実施の形態2において、帯域分割回路106の構成は、図3に限るものではないことは言うまでもない。   In the second embodiment, it goes without saying that the configuration of the band dividing circuit 106 is not limited to that shown in FIG.

本発明にかかる撮像装置は、偽色を発生させずに解像度が高い映像信号を得、さらに低電力化の効果も得るという用途に適用可能である。例えば、デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラなどのように、少なくともCCDイメージセンサーなどの撮像素子を備えた撮影機器に有用である。   The image pickup apparatus according to the present invention can be applied to a purpose of obtaining a video signal with a high resolution without generating a false color and further obtaining an effect of reducing power consumption. For example, it is useful for a photographing apparatus including at least an image sensor such as a CCD image sensor, such as a digital video camera or a digital still camera.

本発明の実施の形態1による撮像装置の構成を示すブロック図1 is a block diagram showing a configuration of an imaging apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 実施の形態1に用いられるR,G,B用撮像素子から出力される信号の各画素の空間位置関係を表す模式図Schematic diagram showing the spatial positional relationship of each pixel of the signal output from the R, G, B image sensor used in the first embodiment 実施の形態1に用いられる帯域分割回路の構成例を示すブロック図FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of a band dividing circuit used in the first embodiment. 実施の形態1に用いられる帯域分割回路の出力信号と、R,B用撮像素子から出力される信号の各画素の空間位置関係を表す模式図Schematic diagram showing the spatial positional relationship between each pixel of the output signal of the band dividing circuit used in Embodiment 1 and the signal output from the R and B imaging elements 実施の形態1に用いられる帯域分割回路の構成例を示すブロック図FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of a band dividing circuit used in the first embodiment. 実施の形態2による撮像装置の構成を示すブロック図FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging apparatus according to a second embodiment. 実施の形態2に用いられる画素加算回路の構成例を示すブロック図FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of a pixel addition circuit used in Embodiment 2. 従来の撮像装置の構成を示すブロック図Block diagram showing the configuration of a conventional imaging device 従来の撮像装置に用いられるR,G,B用撮像素子から出力される各画素の空間位置関係を表す模式図Schematic diagram showing the spatial positional relationship of each pixel output from an R, G, B image sensor used in a conventional imaging device ガンマ補正回路の入出力特性を表す特性図Characteristic diagram showing input / output characteristics of gamma correction circuit 従来の撮像装置に用いられるR,G,B用撮像素子から出力される各信号の周波数特性を表す特性図A characteristic diagram showing the frequency characteristics of each signal output from an R, G, B imaging element used in a conventional imaging device ガンマ補正回路にsin波を入力したときの入力及び出力波形を表した波形図Waveform diagram showing input and output waveforms when a sine wave is input to the gamma correction circuit

符号の説明Explanation of symbols

101 撮像素子
102 撮像素子駆動回路
103 画素加算選択回路
104 アナログ信号処理回路
105 A/D
106 帯域分割回路
107 ガンマ補正回路
108 輝度信号生成回路
109 色差信号生成回路
301 LPF
302 画素間引き回路
501 HPF
601 画素加算回路
602 画素加算選択回路
701 画素加算回路
702 画素間引き回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Image sensor 102 Image sensor drive circuit 103 Pixel addition selection circuit 104 Analog signal processing circuit 105 A / D
106 Band Division Circuit 107 Gamma Correction Circuit 108 Luminance Signal Generation Circuit 109 Color Difference Signal Generation Circuit 301 LPF
302 Pixel thinning circuit 501 HPF
601 Pixel addition circuit 602 Pixel addition selection circuit 701 Pixel addition circuit 702 Pixel thinning circuit

Claims (8)

水平方向,垂直方向,または水平垂直両方向にm個(mは2以上の整数)の画素加算を行うことができる第1の撮像素子と、
水平方向,垂直方向,または水平垂直両方向にn個(nは1以上の整数。但しn<m)の画素加算を行うことができる第2の撮像素子と、
前記第2の撮像素子の出力信号を、前記第1の撮像素子の出力信号と同じ信号帯域をもつ第1の出力信号と、前記第1の出力信号より高域を含む帯域をもつ第2の出力信号とに分けて出力する帯域分割手段と、
前記帯域分割手段から出力される前記第1及び第2の出力信号、及び、前記第1の撮像素子から出力される出力信号に対して、それぞれ入出力特性が非線形の処理を行う非線形処理手段と、
前記非線形処理手段の出力信号から輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、
前記非線形処理手段の出力信号から色差信号を生成する色差信号生成手段とを有し、
前記色差信号生成手段は、
前記非線形処理手段によって非線形処理が施された前記第1の撮像素子の出力信号と、前記非線形処理手段によって非線形処理が施された前記帯域分割手段の前記第1の出力信号とから色差信号を生成する、撮像装置。
A first imaging device capable of performing m (m is an integer of 2 or more) pixel addition in the horizontal direction, vertical direction, or both horizontal and vertical directions;
A second imaging device capable of adding n pixels (n is an integer of 1 or more, where n <m) in the horizontal direction, vertical direction, or both horizontal and vertical directions;
The output signal of the second image sensor is a first output signal having the same signal band as that of the output signal of the first image sensor, and a second having a band including a higher frequency than the first output signal. A band dividing means for outputting the output signal separately;
Nonlinear processing means for performing nonlinear processing on input / output characteristics for the first and second output signals output from the band dividing means and the output signal output from the first image sensor; ,
A luminance signal generating means for generating a luminance signal from the output signal of the nonlinear processing means;
Color difference signal generation means for generating a color difference signal from the output signal of the nonlinear processing means,
The color difference signal generating means includes
A color difference signal is generated from the output signal of the first image sensor that has been subjected to nonlinear processing by the nonlinear processing means and the first output signal of the band dividing means that has been nonlinear processed by the nonlinear processing means. An imaging device.
前記輝度信号生成手段は、
前記非線形処理手段によって非線形処理が施された前記第1の撮像素子の出力信号と、前記非線形処理手段によって非線形処理が施された前記帯域分割手段から出力される前記第1及び第2の出力信号とから、輝度信号を生成する、請求項1記載の撮像装置。
The luminance signal generating means includes
The output signal of the first image sensor that has been subjected to nonlinear processing by the nonlinear processing means, and the first and second output signals that are output from the band dividing means that has been subjected to nonlinear processing by the nonlinear processing means. The imaging device according to claim 1, wherein a luminance signal is generated from
前記第1及び第2の撮像素子は、
赤、緑、青の三色に色分解された撮像光をそれぞれ独立して光電変換するものであって、
前記第1の撮像素子は、赤及び青に色分解された撮像光を光電変換し、
前記第2の撮像素子は、緑に色分解された撮像光を光電変換する、請求項1または2記載の撮像装置。
The first and second imaging elements are
Independently photoelectrically converts imaging light that has been separated into three colors of red, green, and blue,
The first imaging element photoelectrically converts imaging light that has been color-separated into red and blue,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the second imaging element photoelectrically converts imaging light that has been color-separated into green.
複数の撮像素子を備えた撮像装置であって、
前記複数の撮像素子のうち、少なくとも1つの撮像素子の出力信号に対し、水平方向、垂直方向、または水平方向及び垂直方向の両方向にm個(mは2以上の整数)の画素加算を行う第1の画素加算手段と、
前記複数の撮像素子のうち、出力信号が前記第1の画素加算手段による画素加算を行われない撮像素子の出力信号に対し、水平方向,垂直方向,または水平垂直両方向にn個(nは1以上の整数。但しn<m)の画素加算を行う第2の画素加算手段と、
前記第2の画素加算手段の出力信号を、前記第1の画素加算手段の出力信号と同じ信号帯域をもつ第1の出力信号と、前記第1の出力信号より高域を含む帯域をもつ第2の出力信号とに分けて出力する帯域分割手段と、
前記帯域分割手段から出力される前記第1及び第2の出力信号、及び、前記第1の画素加算手段から出力される出力信号に対して、それぞれ入出力特性が非線形の処理を行う非線形処理手段と、
前記非線形処理手段の出力信号から輝度信号を生成する輝度信号生成手段と、
前記非線形処理手段の出力信号から色差信号を生成する色差信号生成手段とを有し、
前記色差信号生成手段は、
前記非線形処理手段によって非線形処理が施された前記第1の画素加算手段の出力信号と、前記非線形処理手段によって非線形処理が施された前記帯域分割手段の前記第1の出力信号とから、色差信号を生成する、撮像装置。
An imaging apparatus including a plurality of imaging elements,
First, m pixels (m is an integer of 2 or more) are added to the output signal of at least one of the plurality of image sensors in the horizontal direction, the vertical direction, or both the horizontal direction and the vertical direction. 1 pixel adding means;
Among the plurality of image pickup devices, n output signals are output in the horizontal direction, the vertical direction, or both the horizontal and vertical directions with respect to the output signals of the image pickup devices whose output signals are not subjected to pixel addition by the first pixel addition unit (n is 1). A second pixel addition means for performing pixel addition of the above integers, where n <m,
The output signal of the second pixel adding means has a first output signal having the same signal band as the output signal of the first pixel adding means, and a first band having a higher band than the first output signal. Band dividing means for dividing the output signal into two output signals;
Non-linear processing means for performing non-linear processing of input / output characteristics on the first and second output signals output from the band dividing means and the output signal output from the first pixel adding means. When,
A luminance signal generating means for generating a luminance signal from the output signal of the nonlinear processing means;
Color difference signal generation means for generating a color difference signal from the output signal of the nonlinear processing means,
The color difference signal generating means includes
From the output signal of the first pixel adding means subjected to nonlinear processing by the nonlinear processing means and the first output signal of the band dividing means subjected to nonlinear processing by the nonlinear processing means, a color difference signal is obtained. An imaging device that generates
前記輝度信号生成手段は、
前記非線形処理手段によって非線形処理が施された前記第1の画素加算手段の出力信号と、前記非線形処理手段によって非線形処理が施された前記帯域分割手段の前記第1及び第2の出力信号とから、輝度信号を生成する、請求項4記載の撮像装置。
The luminance signal generating means includes
From the output signal of the first pixel adding means subjected to nonlinear processing by the nonlinear processing means and the first and second output signals of the band dividing means subjected to nonlinear processing by the nonlinear processing means The imaging device according to claim 4, wherein a luminance signal is generated.
前記複数の撮像素子は、
赤,緑,青の三色に色分解された撮像光をそれぞれ独立して光電変換するものであって、
前記第1の画素加算手段は、赤及び青に色分解された撮像光を光電変換する撮像素子の出力信号に対してそれぞれ画素加算を行い、
前記第2の画素加算手段は、緑に色分解された撮像光を光電変換する撮像素子の出力信号に対して画素加算を行う、請求項4または5記載の撮像装置。
The plurality of image sensors are
Independently photoelectrically converts imaging light that has been separated into three colors, red, green, and blue,
The first pixel addition means performs pixel addition for each output signal of an image sensor that photoelectrically converts image light that has been color-separated into red and blue,
The imaging apparatus according to claim 4 or 5, wherein the second pixel addition unit performs pixel addition on an output signal of an imaging element that photoelectrically converts imaging light that is color-separated into green.
前記非線形処理手段は、ガンマ補正処理を行う構成とした、請求項1から6のいずれかに記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the nonlinear processing unit is configured to perform gamma correction processing. m=2、n=1である、請求項1から7のいずれかに記載の撮像装置。   The imaging device according to claim 1, wherein m = 2 and n = 1.
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