JP2643134B2 - 固体カラー撮像装置 - Google Patents

固体カラー撮像装置

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    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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    • H04N23/10Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths
    • H04N23/13Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths with multiple sensors
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    • HELECTRICITY
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    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/80Camera processing pipelines; Components thereof
    • H04N23/84Camera processing pipelines; Components thereof for processing colour signals

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被写体を撮影するイメージャとして電荷結
合素子(CCD:Charge Coupled Device)等の固体イメー
ジセンサを用いた固体カラー撮像装置に関し、特にその
撮像光学系等で生ずる各色の画像のレジストレーション
すなわち重ね合わせ誤差を電気的な信号処理により補正
するようにしたものに関する。
〔発明の概要〕
本発明は、色分解された各色の撮像光による画像を撮
像部にて撮像して得られる各色信号から、規定走査線数
のカラー映像信号を形成して出力する固体カラー撮像装
置において、規定走査線数よりも多い走査線数の色信号
を撮像部の固体イメージセンサから出力するようにし
て、上記色信号の走査線数を規定走査線数に変換する電
気的な信号処理によりレジストレーション補正処理を行
うようにしたものである。
〔従来の技術〕
カラー撮像装置では、被写体像を例えば赤・緑・青の
三原色光による光学像に分解して撮影し、各色の画像を
重ね合わせることにより、カラー画像を再現するように
なっている。従って、各色の画像の重ね合わせ誤差すな
わちレジストレーション誤差は、再現されるカラー画像
に色ずれとなって現れてしまうので、極めて小さく抑え
る必要がある。
一般に、カラー撮像装置では、撮像光学系の色倍率収
差に起因する各色の画像のレジストレーション誤差が存
在するので、このレジストレーション誤差を補正する必
要がある。上記色倍率収差によるレジストレーション誤
差は、画面の中央で誤差量が零であるとすると、画面中
央から離れるに従って誤差量が増大する傾向がある。従
って、機械的なレジストレーション調整により画面中央
のレジストレーション誤差を零にしただけでは、上記撮
像光学系の色倍率収差に起因するレジストレーション誤
差を無くすことはできない。
従来、撮像管を用いたカラーテレビジョンカメラで
は、上記レジストレーション誤差を無くすためのレジス
トレーション調整を各色の画像の撮像面の機械的な位置
調整と偏向系の電気的な調整によって行っていた。ま
た、CCD等の固体イメージセンサを用いた固体カラーテ
レビジョンカメラでは、撮像管式カメラのように偏向系
による撮像領域の調整ができないので、機械的なレジス
トレーション調整を高精度に行うようにしていた。
また、本件出願人は、色分解された各色の撮像光によ
る画像を固体イメージセンサにて撮像して得られる各色
信号について基準となる1の色信号と他の色信号との差
から求めたレジストレーション補正データに基づいて、
上記他の色信号にレジストレーション補正処理を施すよ
うにした特開昭61−89790号公報や特開昭61−89791号公
報に開示されているような固体カラー撮像装置を先に提
案している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、固体カラー撮像装置において電気的な信号
処理によりレジストレーション補正を実時間で行う場合
には、特に垂直方向のデータ数が少ないので複雑な重み
付けを必要とし、また、上記内挿補間処理による解像度
の低下を伴う等の問題点がある。
そこで、本発明は、上述の如き従来の問題点に鑑み、
色分解された各色の撮像光による画像を固体イメージセ
ンサにて撮像して得られる各色信号について電気的な信
号処理にてレジストレーション補正処理を行い、垂直解
像度の高い画質の良好なカラー撮像出力を得られるよう
にした新規な構成の固体カラー撮像装置を提供すること
を目的とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、上述の問題点を解決するために、色分解さ
れた各色の撮像光による画像を撮像部にて撮像して得ら
れる各色信号から、規定走査線数のカラー映像信号を形
成して出力する固体カラー撮像装置において、上記規程
走査線数の1の色信号を出力する固体イメージセンサ
と、上記規程走査線数よりも多い走査線数の他の色信号
を出力する固体イメージセンサにて上記撮像部を構成
し、上記撮像部にて得られる各色信号について、上記規
定走査線数の1の色信号を基準として、他の色信号の走
査線数を上記規定走査線数に変換するレジストレーショ
ン補正処理を施すレジストレーション補正処理手段を設
けたことを特徴としている。
〔作用〕
本発明に係る固体カラー撮像装置では、撮像部の固体
イメージセンサから出力される色信号の走査線数を規定
走査線数に変換する処理によりレジストレーション補正
を行うので、このレジストレーション補正により垂直解
像度が劣化することなく、また、上記レジストレーショ
ン補正におけるデータの重み付けも簡略化することがで
きる。
〔実施例〕
以下、本発明に係る固体カラー撮像装置の一実施例に
ついて図面に従い詳細に説明する。
第1図のブロック図に示す実施例は、本発明をNTSC方
式の525/2(走査線数/フィールド)のカラー映像信号
を出力する所謂3板式CCDデジタルテレビジョンカメラ
に適用したもので、被写体からの撮像撮像光が撮像レン
ズ1から色分解プリズム2を介して導かれ照射される3
枚のCCDイメージセンサ3R,3G,3Bにて被写体を撮影する
撮像部3が構成されている。
この実施例において、上記撮像レンズ1から色分解プ
リズム2を介して上記撮像部3に導かれる撮像光は、上
記色分解プリズム2により三原色成分すなわち赤色光R,
緑色光G,青色光Bに分解され、上記三原色光R,G,Bによ
る各光学像を上記撮像部3の各CCDイメージセンサ3R,3
G,3Bの各撮像面上に結像するようになっている。
上記撮像部3は上記三原色光R,G,Bによる各光学像を
上記撮像部3の各CCDイメージセンサ3R,3G,3Bにて撮像
し、その撮像出力として三原色信号すなわち赤色信号E
r,緑色信号Eg,青色信号Ebを出力する。ここで、緑色光
学像撮影用のCCDイメージセンサ3Gは525/2(走査線数/
フィールド)の緑色信号Egを出力し、他のCCDイメージ
センサ3R,3Bは、それぞれ上記緑色光学像撮影用CCDイメ
ージセンサ3Gの2倍の525(走査線数/フィールド)の
赤色信号Er,青色信号Ebを出力するようにないる。
そして、上記撮像部3にて得られる三原色信号Er,Eg,
Ebは、それぞれ前置増幅器4R,4G,4Bを介してアナログ・
デジタル(A/D)変換部5に供給される。上記A/D変換部
5は、上記三原色信号Er,Eg,Ebを三個のA/D変換部5R,5
G,5Bにてデジタル化して各色データDr,Dg,Dbを形成す
る。そして、上記A/D変換部5にて得られる各データDr,
Dg,Dbは、レジストレーション補正処理部6を介してプ
ロセス処理部7に供給されており、このプロセス処理部
7の三個のプロセス処理回路7R,7G,7Bにてガンマ補正や
クランプ処理等のプロセス処理が施されてから、エンコ
ーダ8により例えばNTSC方式のカラー画像データDoutに
変換して出力端子9から出力されるようになっている。
この実施例において、上記レジストレーション補正処
理部6は、上記撮像部3の緑色光学像撮影用のCCDイメ
ージセンサ3Gにて得られる緑色信号Egを基準として、他
のCCDイメージセンサ3R,3Bにて得られる。赤色信号Erお
よび青色信号Ebにレジストレーション補正処理を施すも
ので赤色データDrと青色データDbに走査線数の変換によ
り補正処理を施す二個のレジストレーション補正回路6
R,6Bにて構成されている。上記赤色データDrに補正処理
を施すレジストレーション補正回路6Rは、その構成を第
2図のブロック図に示してあるように、525(走査線数
/フィールド)の赤色データDrの1走査線毎に交互に分
配するとともに時間軸を525/2(走査線数/フィール
ド)に変換する時間軸変換回路20と、NTSC方式の1水平
走査期間(1H)に相当する遅延量をそれぞれ有する4個
の1H遅延回路21,22,23,24と、後述する制御部10による
制御データにて制御されるスイッチャ25と、該スイッチ
ャ25にて選択されたデータを加算する加算器26と、この
加算器26による加算出力に1/2の係数をかける係数回路2
7と、この係数回路27から出力されるデータと上記スイ
ッチャ25にて選定されたデータとを選択するスイッチャ
28とにて構成されている。このレジストレーション補正
回路8Rは、上記赤色データDrを時間軸変換回路20にて得
られる2チャンネルの赤色データDrx,Dryに上記4個の1
H遅延回路21,22,23,24にてそれぞれ1Hの遅延量を与える
ことにより得られる1フレーム画素中の垂直方向に隣接
する赤色データDr(n−2),Dr(n−1),Dr(n),D
r(n+1),Dr(n+2)について、走査線数を525
(走査線数/フィールド)から525/2(走査線数/フィ
ールド)に変換することにより、上記赤色撮像用のCCD
イメージセンサ3Rについて垂直方向の画素ピッチ(τ)
に対してτ/4未満のレジストレーション誤差を確保する
ような補正処理を次のように行う。
すなわち、上記緑色光学撮像用のCCDイメージセンサ3
Gの1フレーム画素中のある画素g(n)に対応すべき
上記赤色光学像撮像用のCCDイメージセンサ3Rの画素r
(n)との垂直方向のレジストレーション誤差Δが第3
図に示すように−τ/4≦Δ≦+τ/4の範囲にあるときに
は、上記画素r(n)に対する赤色データDr(n)を上
記スイッチャ25とスイッチ28にて選定してレジストレー
ション補正済の赤色データDr(n′)として出力する。
また、上記レジストレーション誤差Δが第4図に示すよ
うに−3τ/4<Δ<−τ/4の範囲にあるときには、上記
画素r(n)に対する赤色データDr(n)と1ライン後
の画素r(n+1)に対する赤色データDr(n+1)と
を上記スイッチャ25にて選択して、 Dr(n′)=Dr(n)+Dr(n+1)/2 なるレジストレーション補正済の赤色データDr(n′)
を上記スイッチ28を介して出力する。さらに、上記レジ
ストレーション誤差Δが第5図に示すように+τ/4<Δ
<+3τ/4の範囲にあるときには、上記画素r(n)に
対する赤色データDr(n)と1ライン前の画素r(n−
1)に対する赤色データDr(n−1)とを上記スイッチ
ャ25にて選択して、 Dr(n′)=Dr(n)+Dr(n−1)/2 なるレジストレーション補正済の赤色データDr(n′)
を上記スイッチ28を介して出力する。さらにまた、上記
レジストレーション誤差Δが第6図に示すように−τ≦
Δ≦−3τ/4の範囲にあるときには、1ライン後の画素
r(n+1)に対する赤色データDr(n+1)を上記ス
イッチャ25とスイッチ28に選択してレジストレーション
補正済の赤色データDr(n′)として出力する。さら
に、上記レジストレーション誤差Δが第7図に示すよう
に+3τ/4≦Δ≦+τの範囲にあるときには、1ライン
後の画素r(n−1)に対する赤色データDr(n−1)
を上記スイッチャ25とスイッチ28にて選択してレジスト
レーション補正済の赤色データDr(n′)として出力す
る。
なお、上記青色データDbに補正処理を施すレジストレ
ーション補正回路8Bは、上記赤色データ用のレジストレ
ーション8Rと同様な構成のものが用いられている。
また、上記レジストレーション補正処理部8の動作制
御を行う制御部10は、予めテストチャートを撮像して得
られた各色データDr,Dg,Dbに基づいて、緑色データDgを
基準として他の色データDr,Dbのレジストレーション誤
差を上記各レジストレーション補正回路8R,8Bにて内挿
補間処理により補正するのに必要な制御データを算出し
て制御メモリ11に記憶してある。そして、上記レジスト
レーション補正処理部8は、実際の撮像動作時に、上記
制御メモリ11に記憶されている制御データに基づいて上
記制御部12により、上述のように赤色データDrと青色デ
ータDbの走査線数を525(走査線数/フィールド)から5
25/2(走査線数/フィールド)に変換することにより、
レジストレーション補正を行う。
この実施例のように、走査線数の変換によりレジスト
レーション補正を行うようにすれば、簡単な回路構成の
レジストレーション補正処理回路8R,8Bにて垂直解像度
の劣化の少ない状態で、高い精度のレジストレーション
補正を行うことができ、NTCS方式のカラー映像信号とし
て画質の良好なカラー撮像出力を得ることができる。
〔発明の効果〕
上述の実施例の説明から明らかなように、本発明に係
る固体カラー撮像装置では、撮像部の固体イメージセン
サから出力される色信号の走査線数を規定走査線数に変
換する処理によりレジストレーション補正を行うことに
より、レジストレーション補正により垂直解像度が劣化
することなく、また、上記レジストレーション補正にお
けるデータの重み付けも簡略化することができるととも
に、垂直解像度の劣化の少ないレジストレーション補正
を電気的な信号処理により行って、画質の良好なカラー
撮像出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る固体カラー撮像装置の一実施例の
構成を示すブロック図であり、第2図は上記実施例にお
けるレジストレーション補正回路の構成を示すブロック
図であり、第3図、第4図、第5図、第6図および第7
図は上記実施例における静止画像に対するレジストレー
ション補正処理動作を説明するための各模式図である。 1……撮像レンズ 2……色分解プリズム 3……撮像部 3R,3G,3B……CCDイメージセンサ 6……レジストレーション補正処理部 10……制御部 11……制御メモリ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】色分解された各色の撮像光による画像を撮
    像部にて撮像して得られる各色信号から、規定走査線数
    のカラー映像信号を形成して出力する固体カラー撮像装
    置において、 上記規定走査線数の1の色信号を出力する固体イメージ
    センサと、上記規定走査線数よりも多い走査線数の他の
    色信号を出力する固体イメージセンサにて上記撮像部を
    構成し、上記撮像部にて得られる各色信号について、上
    記規定走査線数の1の色信号を基準として、他の色信号
    の走査線数を上記規定走査線数に変換するレジストレー
    ション補正処理を施すレジストレーション補正処理手段
    を設けたことを特徴とする固体カラー撮像装置。
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