JP2962425B2 - カラー撮像装置 - Google Patents
カラー撮像装置Info
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 11
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 11
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 101001106432 Homo sapiens Rod outer segment membrane protein 1 Proteins 0.000 description 2
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- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、各画素毎に所定の色成分光を通過させるカ
ラーフィルタを介して被写体を撮像するカラー撮像装置
に関する。
ラーフィルタを介して被写体を撮像するカラー撮像装置
に関する。
（従来の技術） 近年、電荷結合素子（CCD）等の固体撮像素子を用い
た単板式のカラーカメラが開発されている。このような
カメラでは、CCDの撮像素子の前面に各画素毎に所定の
色成分フィルタ要素がモザイク状に配列されてなるカラ
ーフィルタが設けられ、各画素毎に所定の色成分、例え
ば黄（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、緑（Ｇ）
の光学像のみがCCDに入射される。CCDから出力される画
素信号が数画素単位で加減算されることにより、各画素
毎に所望の色成分信号、例えば、赤（Ｒ）、Ｇ、青
（Ｂ）の色成分信号が得られる。ここで、カラーフィル
タの各色成分フィルタ要素の透過特性はこのような加減
算の結果、Ｒ、Ｇ、Ｂの色成分信号が得られるように決
められている。
た単板式のカラーカメラが開発されている。このような
カメラでは、CCDの撮像素子の前面に各画素毎に所定の
色成分フィルタ要素がモザイク状に配列されてなるカラ
ーフィルタが設けられ、各画素毎に所定の色成分、例え
ば黄（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、緑（Ｇ）
の光学像のみがCCDに入射される。CCDから出力される画
素信号が数画素単位で加減算されることにより、各画素
毎に所望の色成分信号、例えば、赤（Ｒ）、Ｇ、青
（Ｂ）の色成分信号が得られる。ここで、カラーフィル
タの各色成分フィルタ要素の透過特性はこのような加減
算の結果、Ｒ、Ｇ、Ｂの色成分信号が得られるように決
められている。
しかしながら、色成分フィルタ要素をこのような理想
的な透過特性を持つように製造することは困難であると
ともに、同じ色成分フィルタ要素でも画素毎に特性がば
らつくことが避けられず、従来のカラーカメラでは、得
られた色成分信号が所望の色からずれており、結果とし
て色再現性が悪かった。
的な透過特性を持つように製造することは困難であると
ともに、同じ色成分フィルタ要素でも画素毎に特性がば
らつくことが避けられず、従来のカラーカメラでは、得
られた色成分信号が所望の色からずれており、結果とし
て色再現性が悪かった。
（発明が解決しようとする課題） 本発明は上述した事情に対処すべくなされたもので、
その目的は色再現性のよいカラー撮像装置を提供するこ
とである。
その目的は色再現性のよいカラー撮像装置を提供するこ
とである。
本発明の他の目的は、各画素毎の色再現性のばらつき
のないカラー撮像装置を提供することである。
のないカラー撮像装置を提供することである。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明による所定の光透過特性を有するカラーフィル
タを介して被写体を撮像し、複数の色成分を示すアナロ
グ画像信号を出力する撮像手段と、前記アナログ画像信
号をディジタル画像信号に変換する変換手段と、カラー
フィルタの光透過特性し、複数の色成分を示すアナログ
画像信号を出力する撮像手段と、前記アナログ画像信号
をディジタル画像信号に変換する変換手段と、カラーフ
ィルタの光透過特性に応じた係数を記憶する記憶手段
と、前記記憶手段に記憶されている係数を用いて前記デ
ィジタル画像信号を演算して前記アナログ画像信号の色
成分とは異なる色成分を示すディジタル画像信号を求め
る色分離手段とを具備し、前記係数は、色成分光を前記
撮像手段に入射させたときに、前記色分離手段で求めら
れるディジタル画像信号が前記色成分を示す信号となる
ように決められたものであることを特徴とする。
タを介して被写体を撮像し、複数の色成分を示すアナロ
グ画像信号を出力する撮像手段と、前記アナログ画像信
号をディジタル画像信号に変換する変換手段と、カラー
フィルタの光透過特性し、複数の色成分を示すアナログ
画像信号を出力する撮像手段と、前記アナログ画像信号
をディジタル画像信号に変換する変換手段と、カラーフ
ィルタの光透過特性に応じた係数を記憶する記憶手段
と、前記記憶手段に記憶されている係数を用いて前記デ
ィジタル画像信号を演算して前記アナログ画像信号の色
成分とは異なる色成分を示すディジタル画像信号を求め
る色分離手段とを具備し、前記係数は、色成分光を前記
撮像手段に入射させたときに、前記色分離手段で求めら
れるディジタル画像信号が前記色成分を示す信号となる
ように決められたものであることを特徴とする。
（作用） 本発明によるカラー撮像装置は、撮像手段の出力をA/
D変換器を介してディジタル信号とし、このディジタル
信号を予め求めておいたカラーフィルタの特性に応じた
関数を用いて演算することにより複数の色成分信号に分
解することにより、カラーフィルタの特性を補償した状
態で各画素毎に複数の色成分信号を正確に求めることが
でき、色再現性が向上するとともに、関数を各画素毎に
定義しておくことにより、画素毎のばらつきをなくすこ
とができる。
D変換器を介してディジタル信号とし、このディジタル
信号を予め求めておいたカラーフィルタの特性に応じた
関数を用いて演算することにより複数の色成分信号に分
解することにより、カラーフィルタの特性を補償した状
態で各画素毎に複数の色成分信号を正確に求めることが
でき、色再現性が向上するとともに、関数を各画素毎に
定義しておくことにより、画素毎のばらつきをなくすこ
とができる。
（実施例） 以下図面を参照してこの発明によるカラー撮像装置の
実施例を説明する。第１図は一実施例の構成を示すブロ
ック図である。撮像素子としてのCCD10の撮像面の前面
にカラーフィルタ12が設けられる。CCD10は２次元配列
された複数の撮像素子を有し、カラーフィルタ12はCCD
の撮像素子毎に設けられた複数のフィルタ要素からな
り、各撮像素子毎に所定の色成分のフィルタ要素がモザ
イク状に配列されてなる。カラーフィルタ12のフィルタ
要素の配列を第２図に示す。第２図に示した配列が基本
パターンであり、これが上下、左右に周期的に繰り返さ
れる。これにより、被写体の光学像がカラーフィルタ12
を介してCCD10に入射されると、CCD10からは所定の色成
分の画素信号が順次出力される。なお、この実施例で
は、周波数インターリーブ方式が採用されていて、CCD1
0の撮像面上で垂直方向に連続する２つの撮像素子（第
２図に示す）の出力が１画素として同時に読み出される
ので、CCD10の出力信号は各画素毎に第３図に示すよう
な色成分信号の組合せとなる。すなわち、２×２の画素
マトリクスサイズでＧ＋C,Y＋G,Y＋C,2Gの色信号が周期
的に現われる。
実施例を説明する。第１図は一実施例の構成を示すブロ
ック図である。撮像素子としてのCCD10の撮像面の前面
にカラーフィルタ12が設けられる。CCD10は２次元配列
された複数の撮像素子を有し、カラーフィルタ12はCCD
の撮像素子毎に設けられた複数のフィルタ要素からな
り、各撮像素子毎に所定の色成分のフィルタ要素がモザ
イク状に配列されてなる。カラーフィルタ12のフィルタ
要素の配列を第２図に示す。第２図に示した配列が基本
パターンであり、これが上下、左右に周期的に繰り返さ
れる。これにより、被写体の光学像がカラーフィルタ12
を介してCCD10に入射されると、CCD10からは所定の色成
分の画素信号が順次出力される。なお、この実施例で
は、周波数インターリーブ方式が採用されていて、CCD1
0の撮像面上で垂直方向に連続する２つの撮像素子（第
２図に示す）の出力が１画素として同時に読み出される
ので、CCD10の出力信号は各画素毎に第３図に示すよう
な色成分信号の組合せとなる。すなわち、２×２の画素
マトリクスサイズでＧ＋C,Y＋G,Y＋C,2Gの色信号が周期
的に現われる。
CCD10の出力がA/D変換器14を介してディジタル信号と
された後、色分離回路16に入力される。色分離回路16は
２×２の画素マトリクス毎に入力信号に対して係数ROM1
8内の変換係数を乗算することにより、入力信号を３つ
のディジタル色成分信号Ｒ、Ｇ、Ｂに分離する。実際に
は、各画素の信号で４成分を補間により算出し、その
後、演算を行なう。係数ROM18はカラーフィルタ12の光
透過特性から逆算して予め求めた２×２の画素マトリク
ス内のCCD10の出力色成分からＲ、Ｇ、Ｂの色成分への
変換係数行列を記憶している。以上の各回路の動作を連
動させるために、タイミングコントローラ20がCCD10、A
/D変換器14、色分離回路16、係数ROM18に接続される。
された後、色分離回路16に入力される。色分離回路16は
２×２の画素マトリクス毎に入力信号に対して係数ROM1
8内の変換係数を乗算することにより、入力信号を３つ
のディジタル色成分信号Ｒ、Ｇ、Ｂに分離する。実際に
は、各画素の信号で４成分を補間により算出し、その
後、演算を行なう。係数ROM18はカラーフィルタ12の光
透過特性から逆算して予め求めた２×２の画素マトリク
ス内のCCD10の出力色成分からＲ、Ｇ、Ｂの色成分への
変換係数行列を記憶している。以上の各回路の動作を連
動させるために、タイミングコントローラ20がCCD10、A
/D変換器14、色分離回路16、係数ROM18に接続される。
次に、この実施例の動作を説明する。先ず、係数ROM1
8に格納すべき係数行列を求める。ここで、CCD10の出力
信号をＣ′、係数ROM18の出力をＦとすると、色分離回
路16の出力色成分信号ＣはＦ・Ｃ′として表わされる。
ここで、CCD10の出力信号は２×２の画素マトリクス毎
に演算され、次式に示すように、A/D変換器14の出力そ
のままの１次成分以外にも、それらの積の２次成分、ま
たは所定のオフセット値である０次成分も含まれる。そ
のため、色分離回路16の出力信号Ｒ、Ｇ、Ｂは次のよう
に、表わされる。
8に格納すべき係数行列を求める。ここで、CCD10の出力
信号をＣ′、係数ROM18の出力をＦとすると、色分離回
路16の出力色成分信号ＣはＦ・Ｃ′として表わされる。
ここで、CCD10の出力信号は２×２の画素マトリクス毎
に演算され、次式に示すように、A/D変換器14の出力そ
のままの１次成分以外にも、それらの積の２次成分、ま
たは所定のオフセット値である０次成分も含まれる。そ
のため、色分離回路16の出力信号Ｒ、Ｇ、Ｂは次のよう
に、表わされる。
ここで、オフセット成分は１に含まれる。なお、オフ
セット成分、２次成分は必ずしも必要ではない。ここ
で、係数ROM18内の係数Ｆは次のような３行８列の行列
である。
セット成分、２次成分は必ずしも必要ではない。ここ
で、係数ROM18内の係数Ｆは次のような３行８列の行列
である。
２×２の４画素でマトリクス内の左上の１画素のR,G,
Bを求め、次に、１画素ずらした時の４画素のマトリク
スで次の１画素（左上）のR,G,Bを求める。また、縦方
向は奇数フィールドと偶数フィールドで補完できる。ま
たは、縦方向に画素ずらした時の４画素で下方のR,G,B
が得られる。
Bを求め、次に、１画素ずらした時の４画素のマトリク
スで次の１画素（左上）のR,G,Bを求める。また、縦方
向は奇数フィールドと偶数フィールドで補完できる。ま
たは、縦方向に画素ずらした時の４画素で下方のR,G,B
が得られる。
この係数行列Ｆの各行成分はCCD10にＲ、Ｇ、Ｂそれ
ぞれ色成分光のみを入射させた時に色分離回路16の出力
信号がそれぞれＲ、Ｇ、Ｂと一致するように決める。そ
のため、カラーフィルタの透過特性に応じて係数を決め
ることができ、これとCCD出力信号とを乗算することに
より、たとえカラーフィルタの透過特性が所望の特性で
はなくてもを、それを補償した状態で色分離したことに
なり、正確なＲ、Ｇ、Ｂ信号を得ることができ、色の再
現性が向上する。なお、この係数は予めカラーフィルタ
を介して被写体を撮像した信号に基づいて求めておい
て、ROMに格納しておくので、回路が簡単になるととも
に、動作時の調整が不要であり、操作者の負担が軽減さ
れる。係数行列は各画素毎に定義されるので、画素毎の
色再現性のばらつきをなくすことができる。さらに、デ
ィジタル化されているので、装置の信頼性が向上する。
また、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号の再計算も可能である。
ぞれ色成分光のみを入射させた時に色分離回路16の出力
信号がそれぞれＲ、Ｇ、Ｂと一致するように決める。そ
のため、カラーフィルタの透過特性に応じて係数を決め
ることができ、これとCCD出力信号とを乗算することに
より、たとえカラーフィルタの透過特性が所望の特性で
はなくてもを、それを補償した状態で色分離したことに
なり、正確なＲ、Ｇ、Ｂ信号を得ることができ、色の再
現性が向上する。なお、この係数は予めカラーフィルタ
を介して被写体を撮像した信号に基づいて求めておい
て、ROMに格納しておくので、回路が簡単になるととも
に、動作時の調整が不要であり、操作者の負担が軽減さ
れる。係数行列は各画素毎に定義されるので、画素毎の
色再現性のばらつきをなくすことができる。さらに、デ
ィジタル化されているので、装置の信頼性が向上する。
また、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号の再計算も可能である。
なお、この発明は上述した実施例に限定されず種々変
形して実施可能である。例えば、固体撮像素子はCCDに
限定されないし、さらには、固体撮像素子に限らず、撮
像管を用いたカメラにも適用可能である。また、カラー
フィルタの構成は任意に変形可能である。実施例では、
カラーフィルタの色成分と最終的に色分離可能から出力
する色成分とは異なっているので、係数ROMの内容は、
カラーフィルタの特性を補償するとともに、色成分を変
換する機能を有するが、カラーフィルタの色成分と最終
的に求める色成分とが等しくてもい。この場合の係数は
単に色フィルタの特性を補償する機能を有するように決
められる。さらに、係数を各画素毎に決めておくことに
より、各画素毎のカラーフィルタの特性のばらつきも補
償することができる。
形して実施可能である。例えば、固体撮像素子はCCDに
限定されないし、さらには、固体撮像素子に限らず、撮
像管を用いたカメラにも適用可能である。また、カラー
フィルタの構成は任意に変形可能である。実施例では、
カラーフィルタの色成分と最終的に色分離可能から出力
する色成分とは異なっているので、係数ROMの内容は、
カラーフィルタの特性を補償するとともに、色成分を変
換する機能を有するが、カラーフィルタの色成分と最終
的に求める色成分とが等しくてもい。この場合の係数は
単に色フィルタの特性を補償する機能を有するように決
められる。さらに、係数を各画素毎に決めておくことに
より、各画素毎のカラーフィルタの特性のばらつきも補
償することができる。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、カラーフィルタ
の透過特性に応じて係数を決めることができ、係数とデ
ィジタル画像信号とを演算することにより、たとえカラ
ーフィルタの透過特性が所望の特性でなくとも、カラー
フィルタの特性を補償した状態の色分離したことにな
り、正確なＲ、Ｇ、Ｂ信号を得ることができ、色再現性
のよいカラー撮像装置を提供することできる。
の透過特性に応じて係数を決めることができ、係数とデ
ィジタル画像信号とを演算することにより、たとえカラ
ーフィルタの透過特性が所望の特性でなくとも、カラー
フィルタの特性を補償した状態の色分離したことにな
り、正確なＲ、Ｇ、Ｂ信号を得ることができ、色再現性
のよいカラー撮像装置を提供することできる。
第１図はこの発明によるカラー撮像装置の一実施例のブ
ロック図、第２図はカラーフィルタの色要素の配列を示
す図、第３図はCCDから出力される信号の各画素毎の色
成分を示す図である。 10……CCD、12……カラーフィルタ、14……A/D変換器、
16……色分離回路、18……係数ROM、20……タイミング
コントローラ。
ロック図、第２図はカラーフィルタの色要素の配列を示
す図、第３図はCCDから出力される信号の各画素毎の色
成分を示す図である。 10……CCD、12……カラーフィルタ、14……A/D変換器、
16……色分離回路、18……係数ROM、20……タイミング
コントローラ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 和彦 栃木県大田原市下石上1385番の１ 東芝 メディカルエンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−183293（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−122440（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−86931（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−314087（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−85492（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−96980（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−102081（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−32792（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】所定の光透過特性を有するカラーフィルタ
を介して被写体を撮像し、複数の色成分を示すアナログ
画像信号を出力する撮像手段と、 前記アナログ画像信号をディジタル画像信号に変換する
変換手段と、 カラーフィルタの光透過特性に応じた係数を記憶する記
憶手段と、 前記記憶手段に記憶されている係数を用いて前記ディジ
タル画像信号を演算して前記アナログ画像信号の色成分
とは異なる色成分を示すディジタル画像信号を求める色
分離手段とを具備し、 前記係数は、色成分光を前記撮像手段に入射させたとき
に、前記色分離手段で求められるディジタル画像信号が
前記色成分を示す信号となるように決められたものであ
ることを特徴とするカラー撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2292572A JP2962425B2 (ja) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | カラー撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2292572A JP2962425B2 (ja) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | カラー撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04165786A JPH04165786A (ja) | 1992-06-11 |
| JP2962425B2 true JP2962425B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=17783510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2292572A Expired - Fee Related JP2962425B2 (ja) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | カラー撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2962425B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6096980A (ja) * | 1983-10-31 | 1985-05-30 | Matsushita Graphic Commun Syst Inc | カラ−画像読取装置 |
| JPS60102081A (ja) * | 1983-11-08 | 1985-06-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | カラ−カメラ装置 |
| JP2679053B2 (ja) * | 1987-07-29 | 1997-11-19 | ソニー株式会社 | 撮像信号処理回路 |
-
1990
- 1990-10-29 JP JP2292572A patent/JP2962425B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04165786A (ja) | 1992-06-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |