JP2922911B2 - 固体カラーカメラ - Google Patents

固体カラーカメラ

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JP2922911B2
JP2922911B2 JP63323273A JP32327388A JP2922911B2 JP 2922911 B2 JP2922911 B2 JP 2922911B2 JP 63323273 A JP63323273 A JP 63323273A JP 32327388 A JP32327388 A JP 32327388A JP 2922911 B2 JP2922911 B2 JP 2922911B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は固体カラーカメラの偽信号の抑圧に関するも
のである。
〔従来の技術〕
固体撮像素子を用いたカラービデオカメラ、すなわち
固体カラーカメラでは、撮像素子の受光部がサンプリン
グ系であるため、被写体の空間周波数成分のうちの高域
成分が低域に折り返って生じる偽信号(モワレ)が発
生、特に単一の撮像素子を用いた単板式の固体カラーカ
メラでは大きなモワレが生じ画質劣化の原因となる。
このようなモワレを抑圧するビデオカメラに関して
は、特開昭60−81992号公報に述べられている。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、撮像素子から出力される、異なる色分解
フィルタから得られた信号を加算して輝度信号を生成す
る固体カラーカメラにおいて、輝度信号の加算比を設定
する手段を設け、かつ一水平期間毎に加算比を変化させ
るように構成することにより達成される。
〔作用〕
輝度信号の加算比を設定する手段を設け、これを一水
平期間毎に切り換ることによって、混合読出し方式のよ
うに画素の混合によって生じる一水平期間毎の実効果的
な感度ばらつきを補正することができ、この実効的な感
度ばらつきによって生じるモワレを抑圧することができ
る。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を説明する。第1図は、本発明
による固体カラーカメラの一実施例を示すブロック図で
あって、1は撮像素子、21,22は前置増幅回路、3は輝
度信号生成回路、31〜34は増幅回路、35はラインスイッ
チ、36は加算回路、4は信号処理回路、5は色信号生成
回路、6はカラーエンコーダである。
同図において撮像素子1の出力は前置増幅回路21,22
で増幅された後、輝度信号生成回路3および色信号生成
回路5に供給される。輝度信号生成回路では、前置増幅
回路21,22から供給された信号を後述する加算比で加算
して輝度信号Yhを生成する。また、このとき加算比は、
一水平期間毎に変化させる。色信号生成回路5は、前置
増幅回路21,22から供給された信号を演算して、赤信号
R、青信号B、および輝度信号の低域成分Yeを生成し、
信号処理回路4に供給する。信号処理回路4では、白バ
ランス調整,ガンマ処理などの信号処理を行なった後、
輝度信号Y、色差信号R−Y,B−Yをカラーエンコーダ
6に供給し、カラーエンコーダ6ではこれらの信号から
例えばNTSC方式のカラービデオ信号を形成して出力端子
7から出力する。
第2図は、第1図における撮像素子1の一例を示す構
成図であって、8は水平シフトレンジスタ、9は垂直シ
フトレジスタ、14は絵素、101〜104は垂直ゲート線、11
1〜116は垂直信号線、121〜126は水平スイッチ、131,13
2は信号出力端子であり、131および132から出力される
信号が各々、第1図における前置増幅回路21,22に供給
される信号に対応するものである。
第2図に構成を示した撮像素子は一般にMOS形と呼ば
れるものであるが、以下その動作を説明する。
垂直レジスタ9によってある一行を選択し、選択した
行の垂直ゲート線にハイレベルの電圧を加えると、選択
された行の各絵素に蓄積された信号は垂直信号線に読み
出される。その後、水平走査期間に、水平シフトレジス
タ8によって水平スイッチ121〜126を順次オンすること
によって、一水平走査に対応する映像信号が出力される
ことになる。
本撮像素子では、インターレース走査に対応して、以
下に説明するような、擬似インターレース読み出しを行
なう。ある一水平期間には、隣接する2行を同時に読み
出す。例えば垂直ゲート線101,102を同時に選択し、次
の水平期間には垂直ゲート線103,104を同時に選択す
る。第2図においては便宜上、垂直方向4絵素、水平方
向6絵素のみを示してあるが、以下同様にして、一水平
期間に隣接する2行の読み出しを繰り返して、1フィー
ルドの間に撮像素子の全絵素走査を終える。次の1フィ
ールドでは、同様に隣接する2行を同時に選択するが、
選択する2行の組み合わせを一行ずつずらし、例えば、
前のフィールドで垂直ゲート線101と102,103と104…と
いう組み合せで選択したのに対し垂直ゲート線102と1
03,104と次の行の垂直ゲート線…という組合せで選択し
て隣接する2行の信号を同時に読み出していく。
このようにして信号を読み出していくとき、各垂直信
号線111〜116は水平スイッチ121〜126を介して一列毎に
異なる信号出力端子131,132に接続されているため、出
力端子131からは、WとCyの混合した信号、GとCyの混
合した信号が一水平期間毎に交互に出力される。また出
力端子132からはGとYeの混合した信号、WとYeの混合
した信号が一水平期間毎に交互に出力される。ここで、
W,G,Cy,Yeは各々透明,緑,シアン,黄色の色分解フィ
ルタを設けた絵素から得られる信号を示している。
第3図は、出力端子131,132から出力される信号波形
を模式的に示した図で、信号151と152は各々出力端子13
1,132からある一水平期間に出力される信号を示し、信
号153,154は次の一水平期間に出力端子131,132から出力
される信号であり、このように出力端子131,132からは
一水平期間毎に異なる組み合せの2種の信号が混合して
出力される。
こうして撮像素子の出力端子131,132から出力された
信号は前置増幅回路21,22(第1図)によって増幅され
た後、輝度信号生成回路3内で所定の加算比でもって加
算して輝度信号を生成するが、このとき本発明では加算
比を一水平期間毎に変化させる。輝度信号Yは一水平期
間毎に交互に次の演算により生成されるのが各々をY1,Y
2で表わすと、 Y1=α(W+Cy)+β(G+Ye) −(1) Y2=α(G+Cy)+β(W+Ye) −(2) となる。ここでα,βは各信号の加算比(加算係数)を
示しているが、本発明によりα,βを(1),(2)式
で各々変化させることによって、後述するように、輝度
信号に発生するモワレを抑圧できる。
第1図において、31〜33は増幅回路であり、35はライ
ンスイッチであって、前置増幅回路21,22から各々出力
された信号は、一水平期間毎に交互に増幅回路31と33
よび増幅回路32と34で増幅された後、加算回路36で加算
して生成する。このとき、増幅回路31と33の増幅度およ
び増幅回路32と34の増幅度が各々異なるように設定して
おけば、一水平期間毎の加算比を変化させることができ
る。
第4図は輝度信号生成回路の他の一実施例であり、第
1図における輝度信号生成回路3と同様の働きをする。
増幅度可変増幅回路であり、制御端子 に一水平期間毎に異なる、所定の電圧を印加して増幅度
を変化させるものである。
第2図に示すような撮像素子を用いたときに生じるモ
ワレを第5図に示す。第6図において161,162,163は、
画質劣化の原因となる主要なモワレの発生する入力信号
の空間周波数を、2次元空間周波数軸上に示したもので
ある。161,162,163の空間周波数において発生するモワ
レの強度M1,M2,M3は各々、 と表わすことができる。ここでα1およびα2
は(1),(2)式における加算比α,βを(1)式と
(2)式で区別するために添字をつけて示したものであ
る。なお、ここで示したモワレの強度に関しては、テレ
ビジョン学会全国大会予稿集(昭和59年7月)、89〜90
頁「高解像度MOS形単板カラーカメラのモアレ検討」に
述べられている。
(3)式と(5)式において、右辺のルートの中の第
2項目は、フィールド毎に極性が反転する成分を示して
おり、静止画を撮像している場合には視覚的には目立た
ない。そこで、これらのモアレを抑圧するには、
(3),(5)式の右辺のルートの中の第1項、および
(4)式の値が0となるように、α121の値
を定めれば良い。水平期間毎に加算係数を変化させない
場合、すなわちα=α2=βのときには一般に
(4),(5)式のモアレを抑圧することはできない
が、例えば、α=K/W,α=K/G,β=1/G,β=1/
W,K=(2+Ye/G+Ye/W)/(2+Cy/G+Cy/W)のよう
に加算係数を選ぶことによって(3)〜(5)式のモア
レをすべて抑圧することができる。
また加算係数を設定する際の、W,Cy,Ye,Gの各信号の
値は、通常、無彩色の被写体を撮像したときの各信号の
信号量に設定すれば良い。但し、最適の加算係数は、被
写体の絵柄,色相,色温度等の条件によって変化するの
で、これらの条件に応じて種々の設定が可能である。
第6図は本発明の他の実施例を示したもので、17は、
色分離回路である。撮像素子1′は、第7図に示すよう
な構造を持つCCD形撮像素子であり、単一の出力端子20
から信号が出力される。このとき出力される信号を第8
図に示す。一水平期間毎に、G+Ye,W+Cyの点順次信号
191とW+Ye,G+Cyの点順次信号192が交互に出力され
る。このため、輝度信号を生成する際の加算比を変化さ
せるには、出力信号を1画素毎にサンプリングして、第
3図に示した波形のように、W+CyとG+Ye信号および
G+CyとW+Ye信号を分離する必要がある。色分離回路
17(第6図)はこのための回路である。こうして第3図
と同様の信号が得られた後、第1図の実施例と全く同様
にしてモワレを抑圧することができる。
以上の実施例では第2図に示した色フィルタ配列を例
として示したが、第9図に示すような類似のフィルタ配
列の場合にも全く同様にして適用できる。第9図の色フ
ィルタ配列aは、第2図あるいは第7図に示した色フィ
ルタ配列においてWとGの水平位置が一行毎に反転して
いるのに対して、CyとYeの水平位置を一行毎に反転させ
たものである。このようなフィルタ配列を用いたときの
輝度信号の加算係数は、(3)〜(5)式においてWと
Cy,YeとGを各々入れ替えて求めれば良い。
また第9図bのフィルタ配列は第2図または第7図に
示したフィルタ配列においてWフィルタの代りにMg(マ
ゼンタ)フィルタを用いたものである。この場合、
(3)〜(5)式においてWをMgに置き代えて加算係数
を求めれば良い。
第10図は、第6図における輝度信号生成回路3の構成
を示す一実施例である。第10図において101〜104は抵
抗、105,106はアナログスイッチ、107はインバータであ
る。本実施例では、抵抗101〜104を用いて、抵抗分割に
より、加算係数を設定するものである。抵抗101,102お
よび103,104の組み合わせで生成される輝度信号をアナ
ログスイッチ105,106で一水平期間毎に切り替える。パ
ルス入力端子108には、一水平期間毎に極性の切り換わ
るパルスを印加して、アナログスイッチ105,106を動作
させる。
本実施例では、増幅回路を用いず、抵抗分割によって
加算係数を設定できるので、回路構成を簡略化できる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、混合読出し方式の固体カラーカメラ
においても、撮像素子の出力信号を加算して輝度信号を
得るときに加算比の最適化が可能であり、モワレの少な
い良好な画質の固体カラーカメラを提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
撮像素子の構成図、第3図は撮像素子の出力波形図、第
4図は輝度信号生成回路のブロック図、第5図はモワレ
の発生周波数を示すグラフ、第6図は一実施例を示すブ
ロック図、第7図は撮像素子の構成図、第8図は信号波
形図、第9図は色フィルタ配列の一例を示す模式図であ
る。第10図は輝度信号生成回路の構成図である。 1……撮像素子、3……輝度信号生成回路 31〜34……増幅回路、35……ラインスイッチ 36……加算回路、4……信号処理回路 5……色信号生成回路、6……カラーエンコーダ 3′……輝度信号生成回路

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】分光感度の異なる第1から第4の4種類の
    色分解フィルタを4行周期で繰り返し、第n行と第n+
    2行には第1と第2の色分解フィルタを交互に配列し、
    第n+1行と第n+3行には第3と第4の色分解フィル
    タを交互に配列した色フィルタを有する撮像素子と、 あるフィールドにおいては、N水平走査期間に第n行と
    第n+1行の、N+1水平走査期間に第n+2行と第n
    +3行の撮像素子を混合して読み出す手段と、 該読み出された色信号を加算して輝度信号を得る輝度信
    号生成手段とを有する固体カラーカメラにおいて、 該輝度信号生成手段は、あるフィールドにおけるN水平
    走査期間の第1の色分解フィルタから得られた色信号と
    第3の色分解フィルタから得られた色信号を足した信号
    の加算比αと、N+1水平走査期間の第2の色分解フ
    ィルタから得られた信号と第3の色分解フィルタから得
    られた信号を足した信号の加算比αとが異なるよう
    に、かつ、N水平走査期間の第2の色分解フィルタから
    得られた信号と第4の色分解フィルタから得られた信号
    を足した信号の加算比βと、N+1水平走査期間の第
    1の色分解フィルタから得られた信号と第4の色分解フ
    ィルタから得られた信号を足した信号の加算比βとが
    異なるように加算を行うことを特徴とする固体カラーカ
    メラ。
  2. 【請求項2】第n行と第n+2行にMgフィルタ、Gフィ
    ルタが交互に配列され、第n+1行と第n+3行にCyフ
    ィルタ、Yeフィルタが交互に配列された色フィルタを備
    えた固体撮像素子と、 あるフィールドのN水平走査期間で第n行と第n+1
    行、N+1水平走査期間で第n+2行と第n+3行の色
    分解フィルタに対応する撮像素子を混合読み出しする手
    段と、 N水平走査期間では、前記撮像素子から出力されたMg信
    号とCy信号が混合された信号に加算比αを掛けた信号
    と、前記撮像素子から出力されたG信号とYe信号が混合
    された信号に加算比βを掛けた信号を加算することに
    より輝度信号を得、N+1水平走査期間では、前記撮像
    素子から出力されたG信号とCy信号が混合された信号に
    加算比αを掛けた信号と、前記撮像素子から出力され
    たMg信号とYe信号に加算比βを掛けた信号とを加算す
    ることにより輝度信号を生成する輝度信号生成手段とを
    有する固体カラーカメラであって、 該輝度信号生成手段は、α≠α、β≠βとなる
    ような加算比で輝度信号を生成することを特徴とする固
    体カラーカメラ。
  3. 【請求項3】第n行と第n+2行にWフィルタ、Gフィ
    ルタが交互に配列され、第n+1行と第n+3行にCyフ
    ィルタ、Yeフィルタが交互に配列された色フィルタを備
    えた固体撮像素子と、 あるフィールドのN水平走査期間で第n行と第n+1
    行、N+1水平走査期間で第n+2行と第n+3行の色
    分解フィルタに対応する撮像素子を混合読み出しする手
    段と、 N水平走査期間では、前記撮像素子から出力されたW信
    号とCy信号が混合された信号に加算比αを掛けた信号
    と、前記撮像素子から出力されたG信号とYe信号が混合
    された信号に加算比βを掛けた信号とを加算すること
    により輝度信号を得、N+1水平走査期間では、前記撮
    像素子から出力されたG信号とCy信号が混合された信号
    に加算比αを掛けた信号と、前記撮像素子から出力さ
    れたW信号とYe信号に加算比βを掛けた信号とを加算
    することにより輝度信号を得る輝度信号生成手段とを有
    する固体カラーカメラであって、 該輝度信号生成手段は、α≠α、β≠βとなる
    ような加算比で輝度信号を生成することを特徴とする固
    体カラーカメラ。
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