JP2770479B2

JP2770479B2 - 固体撮像装置の信号処理回路及びカラーテレビジョンカメラ装置

Info

Publication number: JP2770479B2
Application number: JP1249836A
Authority: JP
Inventors: 貴浅井田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1989-09-26
Filing date: 1989-09-26
Publication date: 1998-07-02
Anticipated expiration: 2013-07-02
Also published as: JPH03112287A

Description

【発明の詳細な説明】Ａ産業上の利用分野本発明は、緑色画像撮像用の固体イメージセンサと赤
色画像撮像用及び青色画像撮像用の固体イメージセンサ
とを各画素の繰り返しピッチの1/2だけ空間的にずらし
て配置した撮像部の上記各固体イメージセンサからfsの
サンプリングレートで読み出される各撮像出力信号を上
記サンプリングレートfsに等しいクロックレートてディ
ジタル化するアナログ・ディジタル変換手段と、該アナ
ログ・ディジタル変換手段の各ディジタル出力信号を処
理する信号処理手段と、該信号処理手段の処理出力信号
が供給されディジタルコンポジットビデオ信号を発生さ
せるカラーエンコーダとを有する固体撮像装置の信号処
理回路及びこの信号処理回路を用いたカラーテレビジョ
ンカメラ装置に関する。

Ｂ発明の概要本発明は、緑色画像撮像用の固体イメージセンサと赤
色画像撮像用及び青色画像撮像用の固体イメージセンサ
とを各画素の繰り返しピッチの1/2だけ空間的にずらし
て配置した撮像部の上記各固体イメージセンサからfsの
サンプリングレートで読み出される各撮像出力信号を上
記サンプリングレートfsに等しいクロックレートでディ
ジタル化するアナログ・ディジタル変換手段と、該アナ
ログ・ディジタル変換手段の各ディジタル出力信号を処
理する信号処理手段と、該信号処理手段の処理出力信号
が供給されディジタルコンポジットビデオ信号を発生す
るカラーエンコーダとを有する固体撮像装置の信号処理
回路において、上記信号処理手段及び上記カラーエンコ
ーダの少なくとも一部を上記サンプリングレートfsの２
倍に等しいクロックレート（2fs）で動作させ、上記カ
ラーエンコーダから2fsのクロックレートのディジタル
コンポジットビデオ信号をディジタルローパスフィルタ
により略fs/2以下に帯域制限してレート変換手段に供給
し、上記ディジタルローパスフィルタにより帯域制限さ
れた上記2fsのクロックレートのディジタルコンポジッ
トビデオ信号を上記レート変換手段によりfsのクロック
レートのディジタルコンポジットビデオ信号に変換する
ことによって、MTF（Modulation Transfer Function）
特性が良好で、しかも、折り返し（Aliasing）成分の少
ない高品質のディジタルコンポジットビデオ信号を得る
ことができるようにしたものである。

また、本発明に係る固体撮像装置の信号処理回路は、
上記カラーエンコーダからの2fsのクロックレートのデ
ィジタルコンポジットビデオ信号をディジタル・アナロ
グ変換し、アナログコンポジットビデオ信号を発生する
ディジタル・アナログ変換手段を設けることによって、
MTF特性が良好で、しかも、折り返し成分の少ない高品
質のディジタルコンポジットビデオ信号及びアナログコ
ンポジットビデオ信号を得ることができるようにしたも
のである。

さらに、本発明に係るカラーテレビジョンカメラ装置
は、複数の固体イメージセンサからfsのサンプリングレ
ートで読み出される各撮像出力信号をアナログ・ディジ
タル変換手段により上記サンプリングレートfsに等しい
クロックレートでディジタル化して、信号処理手段によ
り上記アナログ・ディジタル変換手段の各ディジタル出
力信号に信号処理を施し、この信号処理手段の処理出力
信号からのディジタルカラーエンコーダにより2fsのク
ロックレートのディジタルコンポジットビデオ信号を発
生し、この2fsのクロックレートのディジタルコンポジ
ットビデオ信号を出力端子から出力するカメラ本体と、
該カメラ本体の上記出力端子から供給される2fsのクロ
ックレートのディジタルコンポジットビデオ信号をディ
ジタルローパスフィルタにより略fs/2以下に帯域制限
し、このディジタルローパスフィルタにより帯域制限さ
れた上記2fsのクロックレートのディジタルコンポジッ
トビデオ信号をレート変換回路によりfsのクロックレー
トのディジタルコンポジットビデオ信号に変換して出力
するカメラアダプタとを分離・接続可能になすことによ
って、上記カメラ本体から出力される2fsのクロックレ
ートのディジタルコンポジットビデオ信号を上記カメラ
アダプタによりfsのクロックレートのディジタルコンポ
ジットビデオ信号に変換して、MTF特性が良好で、しか
も、折り返し成分の少ない高品質のディジタルコンポジ
ットビデオ信号を得ることができないようにしたもので
ある。

Ｃ従来の技術電荷結合素子（CCD:charge coupled device）等にて
形成した離散的な絵素構造を有する固体イメージセンサ
を撮像部に用いた固体撮像装置では、上記固体イメージ
センサ自体がサンプリング系であるために、第６図に斜
線を施して示すように、上記固体イメジーセンサによる
撮像出力信号に空間サンプリング周波数fsからの折り返
し成分が混入している。

従来、撮像光学系に複屈折型の光学的ローパスフィル
タを設けて、第７図に示すように、撮像信号のベースバ
ンド成分の高域側を抑圧することにより、上記固体イメ
ージセンサによるサンプリング系のナイキスト条件を満
たすようにして、撮像出力信号のベースバンドへの折り
返し成分の発生を防止するようにしている。

また、カラービデオカメラ装置では、緑色画像撮像用
の固体イメージセンサと赤色絵素および青色絵素用の色
コーディングフィルタを設けた固体イメージセンサによ
り三原色画像を撮像する二板式固体撮像装置や、三原色
画像を個別の固体イメージセンサにより撮像する三板式
等の多板式固体撮像装置が実用化されている。

さらに、上記多板式固体撮像装置における解像度の向
上を図るための手法として、緑色画像撮像用の固体イメ
ージセンサに対して、絵素の空間サンプリング周期の1/
2だけ、赤色画像撮像用および青色画像撮像用の固体イ
メージセンサをずらして配置するようにした、いわゆる
空間絵素ずらし法が知られている。この空間絵素ずらし
法を採用することによって、アナログ出力の多板式固体
撮像装置では、固体イメージセンサの画素数の限界を越
える高い解像度を実現することができる。

また、放送局等で使用する業務用のディジタルビデオ
テープレコーダでは、いわゆるD1/D2フォーマット等の
規格化が進められており、これらの規格に適合したディ
ジタルビデオ関連機器に対するディジタルインターフェ
ースがカラーテレビジョンカメラ装置にも必要とされて
いる。上記ディジタルビデオ関連機器に対するディジタ
ルインターフェースの規格では、そのサンプリングレー
トは現状の固体イメージセンサのサンプリングレードfs
程度に設定されている。

Ｄ発明が解決しようとする課題ところで、上述のようにCCD等の離散的な絵素構造を
有する固体イメージセンサを撮像部に用いた固体撮像装
置において、ディジタルビデオ関連機器に対するディジ
タルインターフェースを搭載する場合に、このディジタ
ルインターフェースのサンプリングレートを2f_sとした
のでは、ディジタルレートが高すぎるとともに、ディジ
タルインターフェースの規格に合致しない。また、D1/D
2フォーマット等の規格に合致したディジタル処理系の
レートを採用すると、アナログ出力を直接用いる際に、
従来のアナログ専用の固体撮像装置よりも解像度が劣っ
てしまう。

そこで、本発明は、上述の如き問題点に鑑み、CCD等
の離散的な絵素構造を有する固体イメージセンサを撮像
部に用いた固体撮像装置にディジタルビデオ関連機器に
対する規格に合致したディジタルインターフェースを搭
載して、MTF特性が良好で、しかも、折り返し成分の少
ない高品質のディジタルコンポジットビデオ信号を得る
ことができるようにすることを目的とする。

また、本発明の他の目的は、緑色画像撮像用の固体イ
メージセンサと赤色画像撮像用及び青色画像撮像用の固
体イメージセンサとを各画素の繰り返しピッチの1/2だ
け空間的にずらして配置した撮像部の上記各固体イメー
ジセンサからfsのサンプリングレートで読み出される各
撮像出力信号を上記サンプリングレートfsに等しいクロ
ックレートでディジタル化するアナログ・ディジタル変
換手段と、該アナログ・ディジタル変換手段の各ディジ
タル出力信号を処理する処理回路と、該処理回路の処理
出力信号が供給されるディジタルコンポジットビデオ信
号を発生するカラーエンコーダとを有する固体撮像装置
の信号処理回路において、MTF特性が良好で、しかも、
折り返し成分の少ない高品質のディジタルコンポジット
ビデオ信号を得ることにある。

さらに、本発明の他の目的は、MTF特性が良好で、し
かも、折り返し成分の少ない高品質のディジタルコンポ
ジットビデオ信号及びアナログコンポジットビデオ信号
を得ることができる固体撮像装置の信号処理回路を提供
することにある。

さらにまた、本発明の他の目的は、MTF特性が良好
で、しかも、折り返し成分の少ない高品質のディジタル
コンポジットビデオ信号を得ることができるカラーテレ
ビジョンカメラ装置を提供することにある。

Ｅ課題を解決するための手段本発明は、緑色画像撮像用の固体イメージセンサと赤
色画像撮像用及び青色画像撮像用の固体イメージセンサ
とを各画素の繰り返しピッチの1/2だけ空間的にずらし
て配置した撮像部の上記各固体イメージセンサからfsの
サンプリングレートで読み出される各撮像出力信号を上
記サンプリングレートfsに等しいクロックレートでディ
ジタル化するアナログ・ディジタル変換手段と、このア
ナログ・ディジタル変換手段の各ディジタル出力信号を
処理する信号処理手段と、この信号処理手段の処理出力
信号が供給されディジタルコンポジットビデオ信号を発
生するカラーエンコーダとを有する固体撮像装置の信号
処理回路において、上記信号処理手段及び上記カラーエ
ンコーダの少なくとも一部を上記サンプリングレートfs
の２倍に等しいクロックレート（2fs）で動作させ、上
記カラーエンコーダから2fsのクロックレートのディジ
タルコンポジットビデオ信号が供給され、帯域を略fs/2
以下に制限するディジタルローパスフィルタと、該ディ
ジタルローパスフィルタの出力が供給され、クロックレ
ートをfsに低減するレート変換手段とを設け、上記レー
ト変換回路によりfsのクロックレートのディジタルコン
ポジットビデオ信号を得るようにしたことを特徴とする
ものである。

また、本発明に係る固体撮像装置の信号処理回路は、
上記カラーエンコーダからの2fsのクロックレートのデ
ィジタルコンポジットビデオ信号をディジタル・アナロ
グ変換し、アナログコンポジットビデオ信号を発生する
ディジタル・アナログ変換手段を設けたことを特徴とす
るものである。

さらに、本発明に係るカラーテレビジョンカメラ装置
は、複数の固体イメージセンサと、これら各固体イメー
ジセンサからfsのサンプリングレートで読み出される各
撮像出力信号を上記サンプリングレートfsに等しいクロ
ックレートでディジタル化するアナログ・ディジタル変
換手段と、該アナログ・ディジタル変換手段の各ディジ
タル出力信号を処理する信号処理手段と、該信号処理手
段の処理出力信号が供給され2fsのクロックレートのデ
ィジタルコンポジットビデオ信号を発生するディジタル
カラーエンコーダと、上記2fsのクロックレートのディ
ジタルコンポジットビデオ信号を出力する出力端子とを
具備してなるカメラ本体と、該カメラ本体の上記出力端
子からのディジタルコンポジットビデオ信号が供給さ
れ、帯域を略fs/2以下に制限するディジタルローパスフ
ィルタと、該ディジタルローパスフィルタの出力が供給
され、クロックレートをfsに低減するレート変換手段と
を具備するカメラアダプタとが分離・接続可能になされ
たことを特徴とするものである。

Ｆ作用本発明に係る固体撮像装置の信号処理回路では、緑色
画像撮像用の固体イメージセンサと赤色画像撮像用及び
青色画像撮像用の固体イメージセンサとを各画素の繰り
返しピッチの1/2だけ空間的にずらして配置した撮像部
の上記各固体イメージセンサからfsのサンプリングレー
トで読み出される各撮像出力信号を上記サンプリングレ
ートfsに等しいクロックレートでディジタル化するアナ
ログ・ディジタル変換手段の各ディジタル出力信号を処
理する信号処理手段及び該信号処理手段の処理出力信号
からディジタルコンポジットビデオ信号を発生するカラ
ーエンコーダの少なくとも一部が上記サンプリングレー
トfsの２倍に等しいクロックレート（2fs）で動作す
る。ディジタルローパスフィルタは、上記カラーエンコ
ーダから2fsのクロックレートのディジタルコンポジッ
トビデオ信号を略fs/2以下に帯域制限してレート変換手
段に供給する。上記レート変換手段は、上記ディジタル
ローパスフィルタにより帯域制限された上記2fsのクロ
ックレートのディジタルコンポジットビデオ信号をfsの
クロックレートのディジタルコンポジットビデオ信号に
変換する。

また、本発明に係る固体撮像装置の信号処理回路にお
いて、ディジタル・アナログ変換手段は、上記カラーエ
ンコーダからの2fsのクロックレートのディジタルコン
ポジットビデオ信号をディジタル・アナログ変換し、ア
ナログコンポジットビデオ信号を発生する。

さらに、本発明に係るカラーテレビジョンカメラ装置
において、カメラ本体は、複数の固体イメージセンサか
らfsのサンプリングレートで読み出される各撮像出力信
号をアナログ・ディジタル変換手段により上記サンプリ
ングレートfsに等しいクロックレートでディジタル化し
て、上記アナログ・ディジタル変換手段の各ディジタル
出力信号に信号処理手段により信号処理を施した処理出
力信号からディジタルカラーエンコーダにより2fsのク
ロックレートのディジタルコンポジットビデオ信号を発
生し、この2fsのクロックレートのディジタルコンポジ
ットビデオ信号を出力端子から出力する。また、上記カ
メラ本体に対して分離・接続可能なカメラアダプタは、
上記カメラ本体に接続された状態で上記出力端子から供
給される2fsのクロックレートのディジタルコンポジッ
トビデオ信号をディジタルローパスフィルタにより略fs
/2以下に帯域制限し、このディジタルローパスフィルタ
により帯域制限された上記2fsのクロックレートのディ
ジタルコンポジットビデオ信号をレート変換手段により
fsのクロックレートのディジタルコンポジットビデオ信
号に変換して出力する。

Ｇ実施例以下、本発明の一実施例について、図面に従い詳細に
説明する。

第１図は、撮像レンズ（１）から光学的ローパスフィ
ルタ（２）を介して入射される撮像光L_iを色分解プリズ
ム（３）によりR,G,Bの三原色光成分に分解して、被写
体像の三原色画像を三枚のCCDイメージセンサ（4R），
（4G），（4B）により撮像する三板式固体撮像装置に本
発明を適用して構成したカラーテレビジョンカメラ装置
を示している。

この実施例において、カラーテレビジョンカメラ装置
の撮像部を構成している上記三枚のCCDイメージセンサ
（4R），（4G），（4B）は、空間絵素ずらし法を採用し
て、第２図に示すように、緑色画像撮像用のCCDイメー
ジセンサ（4G）に対し、赤色画像撮像用のCCDイメージ
センサ（4R）及び青色画像撮像用のCCDイメージセンサ
（4B）を絵素の空間サンプリング周期τ_ｓの1/2だけず
らして配置されている。そして、上記三枚のCCDイメー
ジセンサ（4R），（4G），（4B）は、図示しないCCD駆
動回路によって駆動され、各絵素の撮像電荷が色副搬送
周波数f_SCの４倍すなわち4f_SCのサンプリング周波数fs
の読み出しクロックにより読み出される。

上記空間絵素ずらし法を採用した三枚のCCDイメージ
センサ（4R），（4G），（4B）は、被写体像の三原色画
像について、上記緑色画像撮像用のCCDイメージセンサ
（4G）と上記赤色画像撮像用及び青色画像撮像用の各CC
Dイメージセンサ（4R），（4B）とがτ_s/2だけずれた位
置を空間サンプリングする。これにより、上記CCDイメ
ージセンサ（4R），（4G），（4B）から読み出される各
撮像出力信号Ｓ_Ｒ＊,S_Ｇ＊,S_Ｂ＊は、そのスペクトル成
分を第３図のＡに示してあるように、上記CCDイメージ
センサ（4G）による緑色撮像出力信号Ｓ_Ｇ＊の上記サン
プリング周波数fs成分と上記各CCDイメージセンサ（4
R），（4B）による赤色撮像出力信号Ｓ_Ｒ＊及び青色撮
像出力信号Ｓ_Ｂ＊の上記各サンプリング周波数fs成分と
が互いに逆位相となっている。

そして、上記4f_SCのサンプリング周波数fsの読み出し
クロックにより上記各CCDイメージセンサ（4R），（4
G），（4B）から読み出される各撮像出力信号Ｓ_Ｒ＊,S
_Ｇ＊,S_Ｂ＊は、それぞれバッファアンプ（5R），（5
G），（5B）を介してアナログ・ディジタル（A/D）変換
器（6R），（6G），（6B）に供給される。

これら各A/D変換器（6R），（6G），（6B）には、上
記各撮像出力信号Ｓ_Ｒ＊,S_Ｇ＊,S_Ｂ＊のサンプリングレ
ートに等しいクロックレートすなわち上記各CCDイメー
ジセンサ（4R），（4G），（4B）の読み出しクロックレ
ートと同じ4f_SCのクロック周波数fsのクロックが図示し
ないタイミングジェネレータにより与えられる。そし
て、上記各A/D変換器（6R），（6G），（6B）は、上記
各撮像出力信号Ｓ_Ｒ＊,S_Ｇ＊,S_Ｂ＊を上記4f_SCのクロッ
クレートfsでそのままディジタル化して、上記各撮像出
力信号Ｓ_Ｒ＊,S_Ｇ＊,S_Ｂ＊の上記第３図のＡに示したス
ペクトルと同じ出力スペクトルの各色データＤ_Ｒ＊,D
_Ｇ＊,D_Ｂ＊を形成する。

上記A/D変換器（6R），（6G），（6B）により得られ
る各色データＤ_Ｒ＊,D_Ｇ＊,D_Ｂ＊は、信号処理部（７）
に供給される。

上記信号処理部（７）は、その具体的な構成を第４図
に示してあるように、上記A/D変換器（6R），（6G），
（6B）により得られる各色データＤ_Ｒ＊,D_Ｇ＊,D_Ｂ＊が
遅延回路（71R），（71G），（71B）を介して供給され
る補間処理部（72R），（72G），（72B）と、これら補
間処理部（72R），（72G），（72B）から補間処理済の
各色データＤ_Ｒ＊＊,D_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊が供給される第１
の加算器（73R），（73G），（73B）と、これら第１の
加算器（73R），（73G），（73B）からの各加算出力デ
ータが供給されるガンマ補正処理回路（74R），（74
G），（74B）と、これらガンマ補正処理回路（74R），
（74G），（74B）からガンマ補正処理済の各色データが
供給される第２の加算器（75R），（75G），（75B）
と、上記各A/D変換器（6R），（6G）により得られる各
色データＤ_Ｒ＊,D_Ｇ＊が供給される画像強調処理部（7
6）とを備えてなる。

上記画像強調処理部（76）は、直列接続された第１及
び第２の1H遅延回路（77），（78）と画像強調データ形
成回路（79）とを備えている。この画像強調データ形成
回路（79）には、上記A/D変換器（6G）により得られる
緑色データＤ_Ｇ＊が直接供給される。さらに、上記画像
強調データ形成回路（79）には、上記緑色データＤ_Ｇ＊
が上記第１の1H遅延回路（77）を介して供給されるとと
もに、上記緑色データＤ_Ｇ＊が上記第１及び第２の1H遅
延回路（77），（78）を介して供給される。また、上記
画像強調データ形成回路（79）には、上記A/D変換器（6
R）により得られる緑色データＤ_Ｒ＊が直接供給され
る。そして、上記画像強調データ形成回路（79）は、上
記各A/D変換器（6R），（6G）から得られるそれぞれ上
記4f_SCのクロックレートfsの各色データＤ_Ｒ＊,D_Ｇ＊か
ら、このクロックレートfsの２倍すなわち8f_SCのクロッ
クレート2fsの画像強調データＤ_IE＊＊を形成する。

そして、上記画像強調処理部（76）は、上記画像強調
データ形成回路（79）により形成される8f_SCのクロック
レート2fsの画像強調データＤ_IE＊＊を上記第１の加算
器（73R），（73G），（73B）及び第２の加算器（75
R），（75G），（75B）に供給する。

また、上記各補間処理部（72R），（72G），（72B）
は、上記各A/D変換器（6R），（6G），（6B）から供給
される上記4f_SCのクロックレートfsの各色データ
Ｄ_Ｒ＊,D_Ｇ＊,D_Ｂ＊に補間処理を施すことによって、上
記クロックレートfsの２倍すなわち8f_SCのクロックレー
ト2fcの各色データＤ_Ｒ＊＊,D_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊を形成す
る。そして、上記各補間処理部（72R），（72G），（72
B）は、上記2fsのクロックレートの各色データ
Ｄ_Ｒ＊＊,D_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊を上記第１の加算器（73
R），（73G），（73B）に供給する。

さらに、上記第１の加算器（73R），（73G），（73
B）は、上記画像強調処理部（76）から供給される2fsの
クロックレートの画像強調データＤ_IE＊＊を上記補間処
理部（72R），（72G），（72B）から供給される2fsのク
ロックレートの各色データＤ_Ｒ＊＊,D_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊に
加算することにより画像強調処理を施す。そして、上記
第１の加算器（73R），（73G），（73B）は、画像強調
処理済の各色データＤ_Ｒ＊＊,D_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊を上記ガ
ンマ補正処理回路（74R），（74G），（74B）に供給す
る。

そして、上記ガンマ補正処理回路（74R），（74G），
（74B）は、上記第１の加算器（73R），（73G），（73
B）による画像強調処理済の各色データＤ_Ｒ＊＊,D
_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊にガンマ補正処理を施し、ガンマ補正処
理済の各色データＤ_Ｒ＊＊,D_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊を上記第２
の加算器（75R），（75G），（75B）に供給する。

さらに、上記第２の加算器（75R），（75G），（75
B）は、上記画像強調処理部（76）から供給される2fsの
クロックレートの画像強調データＤ_IE＊＊を上記ガンマ
補正処理回路（74R），（74G），（74B）から供給され
るガンマ補正処理済の各色データＤ_Ｒ＊＊,D_Ｇ＊＊,D
_Ｂ＊＊に加算することにより、さらに画像強調処理を施
す。

このようにして、上記信号処理部（７）は、ガンマ補
正及び画像強調処理を施した2fsのクロックレートの各
色データＤ_Ｒ＊＊,D_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊を出力する。この信
号処理部（７）から出力される上記2fsなるクロックレ
ートの各色データＤ_Ｒ＊＊,D_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊は、カラー
エンコーダ（８）に供給されるとともに、ディジタル・
アナログ（D/A）変換器（9R），（9G），（9B）に供給
される。

そして、上記A/D変換器（9R），（9G），（9B）は、
上記信号処理部（７）から供給される2fsのクロックレ
ートの高解像度を確保した各色データＤ_Ｒ＊＊,
D_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊をアナログ化して、アナログの３原色
撮像出力信号R_OUT,G_OUT,B_OUTを信号出力端子（10R），
（10G），（10B）から出力する。

また、上記エンコーダ（８）は、その具体的な構成を
第５図に示してあるように、上記信号処理部（７）から
上記2fsのクロックレートの各色データＤ_Ｒ＊＊,D
_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊が供給されるマトリクス回路（81）と、
このマトリクス回路（81）により形成される輝度信号デ
ータＤ_Ｙ＊＊が供給される遅延回路（82）と、上記この
マトリクス回路（81）により形成される各色差信号デー
タＤ_Ｒ−Ｙ＊,D_Ｂ−Ｙ＊,D_Ｉ＊,D_Ｑ＊が供給される各ロ
ーパスフィルタ（83），（84），（85），（86）と、上
記マトリクス回路（81）により形成されるＤ_Ｉ＊,D_Ｑ＊
が上記各ローパスフィルタ（85），（86）を介して供給
される変調回路（87）と、この変調回路（87）による変
調出力データが供給される補間処理回路（88）と、この
補間処理回路（88）による補間処理出力データが供給さ
れるとともに上記マトリクス回路（81）により形成され
る輝度信号データＤ_Ｙ＊＊が上記遅延回路（82）を介し
て供給される加算回路（89）とを備えてなる。

上記マトリクス回路（81）は、上記2fsのクロックレ
ートの各色データＤ_Ｒ＊＊,D_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊についてマ
トリクス演算処理を行うことによって、2fsなるクロッ
クレートの輝度信号データＤ_Ｙ＊＊と、fsのクロックレ
ートの各色差信号データＤ_Ｒ−Ｙ＊,D_Ｂ−Ｙ＊,D_Ｉ＊,D
_Ｑ＊を形成する。このマトリクス回路（81）により形成
される2fsのクロックレートの輝度信号データＤ_Ｙ＊＊
は、第３図のＢに示すような周波数分布の輝度信号Ｙ
_＊＊に対応するものとなる。

そして、このカラーエンコーダ（８）は、上記各色デ
ータＤ_Ｒ＊＊,D_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊についてのコンポーネン
トカラー画像データとして、上記マトリクス回路（81）
から上記遅延回路（82）を介して上記輝度信号データＤ
_Ｙ＊＊を出力するとともに、上記マトリクス回路（81）
から上記各ローパスフィルタ（83），（84）を介して上
記各色差信号データＤ_Ｒ−Ｙ＊,D_Ｂ−Ｙ＊を出力する。
なお、上記遅延回路（82）は、上記各ローパスフィルタ
（83），（84）に対応する遅延特性を上記輝度信号デー
タＤ_Ｙ＊＊に与える。

また、このカラーエンコーダ（８）において、上記変
調回路（87）は、上記マトリクス回路（81）から上記各
ローパスフィルタ（85），（86）を介して供給されるＤ
_Ｉ＊,D_Ｑ＊を直２相変調する変調処理を行う。この変調
回路（87）による変調出力データは、色副搬送波周波数
f_SCの奇数次高調波を含む第３図のＣに示すような周波
数分布の変調色差信号に対応するものとなる。

さらに、上記補間処理回路（88）は、上記変調回路
（87）による変調出力データについて、第３図のＤに示
すようなフィルタ特性によりf_SC成分と7f_SC成分を抽出
するディジタルフィルタリング処理を行い、8f_SCに対応
するクロックレート2fsの第３図のＥに示すような周波
数分布の変調色差信号データを形成する。

そして、このカラーエンコーダ（８）は、上記マトリ
クス回路（81）から上記遅延回路（82）を介して出力す
る上記輝度信号データＤ_Ｙ＊＊と上記補間処理回路（8
8）により形成した2fsのクロックレートの変調色差信号
データを上記加算回路（89）により加算することによっ
て、第３図のＦに示すような周波数分布のディジタルコ
ンポジットビデオ信号Ｄ_CS＊＊を形成する。

すなわち、上記カラーエンコーダ（８）は、上記上記
信号処理部（７）によりガンマ補正及び画像強調処理を
施した2fsのクロックレートの各色データＤ_Ｒ＊＊,D
_Ｇ＊＊,D_Ｂ＊＊について、上記2fsのクロックレートの
高い解像度を確保した上記輝度信号データＤ_Ｙ＊＊と、
fsのクロックレートの上記各色差信号データ
Ｄ_Ｒ−Ｙ＊,D_Ｂ−Ｙ＊とで構成されるコンポーネントカ
ラー画像データを出力するとともに、上記2fsのクロッ
クレートの高い解像度を確保したディジタルコンポジッ
トビデオ信号Ｄ_CS＊＊を出力する。

このカラーエンコーダ（８）から出力される上記コン
ポーネントカラー画像データすなわち上記輝度信号デー
タＤ_Ｙ＊＊及び上記各色差信号データＤ_Ｒ−Ｙ＊,D
_Ｂ−Ｙ＊は、ディジタル・アナログ（D/A）変換器（9
Y），（9R−Ｙ），（9B−Ｙ）に供給される。

上記D/A変換器（9Y），（9R−Ｙ），（9B−Ｙ）は、
上記輝度信号データＤ_Ｙ＊＊及び上記各色差信号データ
Ｄ_Ｒ−Ｙ＊,D_Ｂ−Ｙ＊をアナログ化することによりアナ
ログコンポーネントカラービデオ信号Y_OUT,R−Y_OUT,B−
Y_OUTとして信号出力端子（10Y），（10R−Ｙ），（10B
−Ｙ）から出力する。

さらに、上記カラーエンコーダ（８）から出力される
上記ディジタルコンポジットビデオ信号Ｄ_CS＊＊は、デ
ィジタル・アナログ（D/A）変換器（9CS）に供給される
とともに、信号出力端子（10D_CS）と第１のアダプタ接
続端子（11）に供給される。

上記D/A変換器（9CS）は、上記2fsのクロックレート
の高い解像度を確保した上記ディジタルコンポジットビ
デオ信号Ｄ_CS＊＊をアナログ化することによりアナログ
コンポジットビデオ信号CS_OUTとして信号出力端子（10C
S）から出力する。

また、この実施例のカラーテレビジョンカメラ装置に
は、図示しないマイクロフォンにより得られる音声信号
の信号ラインに接続された入力端子（10_IN）、出力端子
（10_OUT）と第２のアダプタ接続端子（12）が設けられ
ている。

そして、このカラーテレビジョンカメラ装置は、上記
2fsのクロックレートのディジタルコンポジットビデオ
信号Ｄ_CSOUT＊＊を信号出力端子（10D_CS）から出力する
カメラ本体（10）に対して、分離・接続可能に装着され
るカメラアダプタ（20）を備える。

上記カメラアダプタ（20）は、上記第１のアダプタ接
続端子（11）を介して上記カメラ本体（10）から上記2f
sのクロックレートのディジタルコンポジットビデオ信
号Ｄ_CSOUT＊＊が供給されるディジタルローパスフィル
タ（21）と、このディジタルローパスフィルタ（21）を
介して上記ディジタルコンポジットビデオ信号Ｄ
_CSOUT＊＊が供給されるレート変換回路（22）と、上記
第２のアタプタ接続端子（12）を介して上記カメラ本体
（10）からマイクロフォン入力音声信号が供給されるア
ナログ／ディジタル（A/D）変換器（23）と、上記レー
ト変換回路（22）による変換出力データと上記A/D変換
器（23）による変換出力データとを選択するマルチプレ
クサ回路（24）と、このマルチプレクサ回路（24）によ
る出力データをシリアルデータに変換するパラレル・シ
リアル（P/S）変換器（25）とを備えてなる。

上記ディジタルローパスフィルタ（21）は、上記第１
のアダプタ接続端子（11）を介して上記カメラ本体（1
0）から上記2fsのクロックレートのディジタルコンポジ
ットビデオ信号Ｄ_CSOUT＊＊を略fs/2以下に帯域制限す
る第３図のＧに示すようなフィルタ特性を有するものが
用いられる。そして、上記レート変換回路（22）は、こ
のディジタルローパスフィルタ（21）により上記2fsの
クロックレートのディジタルコンポジットビデオ信号Ｄ
_CSOUT＊＊を略fs/2以下に帯域制限した第３図のＨに示
すようなフィルタ出力をダウンサンプリングすることに
より、fsのクロックレートの第３図のＩに示すようなデ
ィジタルコンポジットビデオ信号Ｄ_CSOUT＊に変換す
る。

また、上記A/D変換器（23）は、上記第２のアタプタ
接続端子（12）を介して上記カメラ本体（10）から供給
されるマイクロフォン入力音声信号をディジタル化し
て、ディジタル音声信号データを形成する。

そして、上記マルチプレクサ回路（24）は、上記レー
ト変換回路（22）による変換出力データすなわち上記fs
のクロックレートのディジタルコンポジットビデオ信号
Ｄ_CSOUT＊と上記A/D変換器（23）による変換出力データ
すなわち上記ディジタル音声信号データを所定のタイミ
ングで切り換えることにより、上記ディジタル音声信号
データを上記ディジタルコンポジットビデオ信号Ｄ
_CSOUT＊に付加する。このマルチプレクサ回路（24）に
より上記ディジタル音声信号データが付加された上記デ
ィジタルコンポジットビデオ信号Ｄ_CSOUT＊は、上記P/S
変換器（25）に供給され、このP/S変換器（25）により
シリアルデータに変換されデータ出力端子（20_OUT）か
ら出力される。

この実施例のカラーテレビジョンカメラ装置では、空
間絵素ずらし法を採用した三枚のCCDイメージセンサ（4
R），（4G），（4B）からfsのサンプリングレートで読
み出される三原色撮像出力信号Ｓ_Ｒ＊,S_Ｇ＊,S_Ｂ＊を上
記A/D変換器（6R），（6G），（6B）により上記サンプ
リングレートfsに等しいクロックレートでディジタル化
した各色データＤ_Ｒ＊,D_Ｇ＊,D_Ｂ＊について、上記クロ
ックレートfsの２倍のクロックレート2fsで動作する上
記信号処理部（７）により画像強調処理やガンマ補正処
理を施し、上記カラーエンコーダ（８）により2fsのク
ロックレートのディジタルコンポジットビデオ信号Ｄ
_CSOUT＊＊を形成し、この2fsのクロックレートのディジ
タルコンポジットビデオ信号Ｄ_CSOUT＊＊を上記D/A変換
器（9CS）によりアナログ化しているので、MTF特性が良
好で、しかも、折り返し成分の少ない高品質のアナログ
コンポジットビデオ信号CS_OUTを上記カメラ本体（10）
の信号出力端子（10CS）に得ることができる。

また、上記カメラ本体（10）に分離・接続可能に装着
される上記カメラアダプタ（20）は、上記カメラ本体
（10）側で得られる上記2fsのクロックレートのディジ
タルコンポジットビデオ信号Ｄ_CSOUT＊＊を上記ディジ
タルローパスフィルタ（21）により略fs/2以下に帯域制
限して、上記レート変換回路（22）により上記fsのクロ
ックレートのディジタルコンポジットビデオ信号Ｄ
_CSOUT＊に変換しているので、MTF特性が良好で、しか
も、折り返し成分の少ない高品質のディジタルコンポジ
ットビデオ信号Ｄ_CSOUT＊を上記データ出力端子（2
0_OUT）に得ることができる。

なお、この実施例では、カメラ本体（10）側で形成さ
れる2fsのクロックレートのディジタルコンポジットビ
デオ信号Ｄ_CSOUT＊をfsのクロックレートのディジタル
コンポジットビデオ信号Ｄ_CSOUT＊に変換するための上
記ディジタルローパスフィルタ（21）及び上記レート変
換回路（22）を上記カメラアダプタ（20）として上記カ
メラ本体（10）に分離・接続可能に装着するようにした
が、このカメラアダプタ（20）の機能ブロックをカメラ
本体（10）側に常設するようにしても良い。また、この
実施例では、A/D変換動作のクロックレートfsを色副搬
送周波数f_SCの４倍すなわち4f_SCに設定したが、上記ク
ロックレートfsを上記4f_SC以外の周波数に設定しても良
い。

Ｈ発明の効果上述のように本発明に係る固体撮像装置の信号処理回
路及びカラーテレビジョンカメラ装置では、被写体像を
空間サンプリングする離散的な絵素構造を有する固体イ
メージセンサをサブナイキスト系として、０〜fs/2の周
数数帯域のMTFを高くし、空間絵素ずらし法に対応した
処理により０〜fs/2の周波数帯域へ折り返し成分をキャ
ンセルした極めて画質の良好な撮像出力信号に対応する
ことができ2fsのクロックレートのディジタルコンポジ
ットビデオ信号をディジタルカラーエンコーダにより得
ることができる。

そして、上記カラーエンコーダから2fsのクロックレ
ートのディジタルコンポジットビデオ信号をディジタル
ローパスフィルタにより略fs/2以下に帯域制限してレー
ト変換回路によりfsのクロックレートのディジタルコン
ポジットビデオ信号に変換することによって、MTF特性
が良好で、しかも、折り返し成分の少ない高品質のディ
ジタルコンポジットビデオ信号を得ることができる。

また、本発明に係る固体撮像装置の信号処理回路で
は、上記カラーエンコーダからの2fsのクロックレート
のディジタルコンポジットビデオ信号をディジタル・ア
ナログ変換し、アナログコンポジットビデオ信号を発生
するディジタル・アナログ変換手段を設けることによっ
て、MTF特性が良好で、しかも、折り返し成分の少ない
高品質のディジタルコンポジットビデオ信号及びアナロ
グコンポジットビデオ信号を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を適用した三板式カラーテレビジョン
カメラ装置を示すブロック図である。第２図は、上記三板式カラーテレビジョンカメラ装置に
おける各CCDイメージセンサの配設状態を示す模式図で
ある。第３図のＡ〜Ｉは上記カラーテレビジョンカメラ装置の
動作を説明するための模式図であり、上記各CCDイメー
ジセンサによる各撮像出力信号の信号スペクトラムをＡ
に示し、上記三板式カラーテレビジョンカメラ装置を構
成しているカラーエンコーダのマトリクス回路により形
成される輝度信号の信号スペクトラムをＢに示し、上記
カラーエンコーダの変調回路による変調出力の信号スペ
クトラムをＣに示し、上記カラーエンコーダに設けた補
間処理部の補間フィルタ特性をＤに示し、上記補間処理
部による補間出力の信号スペクトラムをＥに示し、上記
カラーエンコーダにより形成されるコンポジットビデオ
信号の信号スペクトラムをＦに示し、上記カラーテレビ
ジョンカメラ装置のカメラ本体に装着したカメラアダプ
タに設けたディジタルローパスフィルタのフィルタ特性
をＧに示し、上記ディジタルローパスフィルタのフィル
タ出力の信号スペクトラムをＨに示し、上記カメラアダ
プタから出力されるコンポジットビデオ信号の信号スペ
クトラムをＩに示してある。第４図は、上記三板式カラーテレビジョンカメラ装置を
構成している信号処理部の構成を示すブロック図であ
る。第５図は、上記三板式カラーテレビジョンカメラ装置を
構成しているカラーエンコーダの構成を示すブロック図
である。第６図は離散的な絵素構造を有する一般的な固体イメー
ジセンサによる撮像出力信号の信号スペクトラムを示す
模式図である。第７図は撮像光学系に光学的ローパスフィルタを設けた
固体イメージセンサによる撮像出力信号の信号スペクト
ラムを示す模式図である。（4R），（4G），（4B）……CCDイメージセンサ（6R），（6G），（6B）……A/D変換器（７）……信号処理部（８）……カラーエンコーダ（9CS）……D/A変換器（10）……カメラ本体（10D_CS），（10D_OUT）……データ出力端子（20）……カメラアダプタ（21）……ディジタルフィルタ（22）……レート変換回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０４Ｎ 11/04 Ｈ０４Ｎ 11/04 Ｄ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】緑色画像撮像用の固体イメージセンサと赤
色画像撮像用及び青色画像撮像用の固体イメージセンサ
とを各画素の繰り返しピッチの1/2だけ空間的にずらし
て配置した撮像部の上記各固体イメージセンサからfsの
サンプリングレートで読み出される各撮像出力信号を上
記サンプリングレートfsに等しいクロックレートでディ
ジタル化するアナログ・ディジタル変換手段と、このア
ナログ・ディジタル変換手段の各ディジタル出力信号を
処理する信号処理手段と、この信号処理手段の処理出力
信号が供給されディジタルコンポジットビデオ信号を発
生するカラーエンコーダとを有する固体撮像装置の信号
処理回路において、上記信号処理手段及び上記カラーエンコーダの少なくと
も一部を上記サンプリングレートfsの２倍に等しいクロ
ックレート（2fs）で動作させ、上記カラーエンコーダから2fsのクロックレートのディ
ジタルコンポジットビデオ信号が供給され、帯域を略fs
/2以下に制限するディジタルローパスフィルタと、該デ
ィジタルローパスフィルタの出力が供給され、クロック
レートをfsに低減するレート変換手段とを設け、上記レート変換手段によりfsのクロックレートのディジ
タルコンポジットビデオ信号を得るようにしたことを特
徴とする固体撮像装置の信号処理回路。
【請求項２】前記カラーエンコーダからの2fsのクロッ
クレートのディジタルコンポジットビデオ信号をディジ
タル・アナログ変換し、アナログコンポジットビデオ信
号を発生するディジタル・アナログ変換手段を設けたこ
とを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置の信号処理
回路。
【請求項３】複数の固体イメージセンサと、これら各固
体イメージセンサからfsのサンプリングレートで読み出
される各撮像出力信号を上記サンプリングレートfsに等
しいクロックレートでディジタル化するアナログ・ディ
ジタル変換手段と、該アナログ・ディジタル変換手段の
各ディジタル出力信号を処理する信号処理手段と、該信
号処理手段の処理出力信号が供給され2fsのクロックレ
ートのディジタルコンポジットビデオ信号を発生するデ
ィジタルカラーエンコーダと、上記2fsのクロックレー
トのディジタルコンポジットビデオ信号を出力する出力
端子とを具備してなるカメラ本体と、該カメラ本体の上記出力端子からのディジタルコンポジ
ットビデオ信号が供給され、帯域を略fs/2以下に制限す
るディジタルローパスフィルタと、該ディジタルローパ
スフィルタの出力が供給され、クロックレートをfsに低
減するレート変換手段とを具備するカメラアダプタとが
分離・接続可能になされたカラーテレビジョンカメラ装
置。