JP3018101B2 - Color imaging device - Google Patents

Color imaging device

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JP3018101B2 JP2299028A JP29902890A JP3018101B2 JP 3018101 B2 JP3018101 B2 JP 3018101B2 JP 2299028 A JP2299028 A JP 2299028A JP 29902890 A JP29902890 A JP 29902890A JP 3018101 B2 JP3018101 B2 JP 3018101B2
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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、カラー撮像装置に関し、特に受光素子がオ
フセットサンプリング構造を有する撮像素子に関するも
のである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color imaging device, and more particularly to an imaging device in which a light receiving element has an offset sampling structure.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第16図,第18図,第20図は、従来より知られているカ
ラー固体撮像素子の色フィルタの配列構成の例を示す図
である。第16図では、緑色光透過フィルタ(以下“Grフ
ィルタ”という)が垂直にストライプ状になっており、
赤色光透過フィルタ(以下“Rdフィルタ”という)およ
び青色光透過フィルタ(以下“Blフィルタ”という)が
それぞれ2行おきで2列に、Grフィルタの間に配置され
ている。
FIG. 16, FIG. 18, and FIG. 20 are diagrams showing an example of an arrangement configuration of color filters of a conventionally known color solid-state imaging device. In FIG. 16, the green light transmitting filter (hereinafter referred to as “Gr filter”) is vertically striped,
A red light transmitting filter (hereinafter referred to as “Rd filter”) and a blue light transmitting filter (hereinafter referred to as “Bl filter”) are arranged between the Gr filters in every two rows and two columns.

第18図では、マゼンタ光透過フィルタ(以下“Mgフィ
ルタ”という),Grフィルタ,シアン光透過フィルタ
(以下“Cyフィルタ”という),黄色光透過フィルタ
(以下“Yeフィルタ”という)が、水平方向に2画素,
垂直方向に4画素の8個の色フィルタを1単位とし、図
に示す順序で配置されている。
In FIG. 18, the magenta light transmitting filter (hereinafter referred to as “Mg filter”), the Gr filter, the cyan light transmitting filter (hereinafter referred to as “Cy filter”), and the yellow light transmitting filter (hereinafter referred to as “Ye filter”) are arranged in the horizontal direction. Two pixels,
Eight color filters of four pixels in the vertical direction are set as one unit and arranged in the order shown in the figure.

さらに第20図は、例えば特願平1−24433号に記載さ
れているようなオフセットサンプリング構造をつ固体撮
像素子に、Rd,Gr,Blフィルタがそれぞれ水平方向のピッ
チ3画素,垂直方向のピッチ1画素,水平方向のオフセ
ット量1.5画素のオフセットサンプリング構造で配置さ
れている。
Further, FIG. 20 shows a solid-state image sensor having an offset sampling structure as described in Japanese Patent Application No. 1-24433, in which Rd, Gr, and Bl filters each have a horizontal pitch of 3 pixels and a vertical pitch of 3 pixels. It is arranged in an offset sampling structure with one pixel and an offset amount of 1.5 pixels in the horizontal direction.

第17図,第19図,第21図は、それぞれ第16図,第18
図,第20図の色フィルタ配列構成における色光キャリア
を2次元周波数平面(fH,fV)で表わしたときの第1象
限の特性図である。いずれも水平方向の画素ピッチを
pH、垂直方向の画素ピッチをpVとし、0≦fH≦1/pH,0≦
fV≦1/2pVの範囲を表わしている。いずれの図も、矢印
は各色のキャリアを表しており、矢印の長さはキャリア
の大きさを、向きは位相関係を示している。
FIGS. 17, 19, and 21 correspond to FIGS. 16, 18, respectively.
FIG. 21 is a characteristic diagram of the first quadrant when the color light carrier in the color filter array configuration of FIG. 20 is represented by a two-dimensional frequency plane (f H , f V ). In each case, the pixel pitch in the horizontal direction is
p H , the pixel pitch in the vertical direction is p V, and 0 ≦ f H ≦ 1 / p H , 0 ≦
It represents the range of f V ≦ 1 / 2p V. In each of the figures, the arrows indicate carriers of each color, the length of the arrow indicates the size of the carrier, and the direction indicates the phase relationship.

なお、本明細書では、“向き”は1つの方角を指し、
“方向”は1つの方角とこれと180゜異なる方角との2
つの方角を示すものとする。
In this specification, “direction” indicates one direction,
"Direction" is two directions, one direction and 180 degrees different from this.
One direction.

第17図において、色光キャリアは、(0,0)以外に、
(1/2pH,0),(1/pH,0),(0,1/4pV),(1/2pH,1/4p
V),(1/pH,1/4pV)に発生している。このうち、(0,
0)と(1/pH,0)は無彩色光に対して発生するキャリア
であり、折り返し歪の原因となるものであり、それ以外
のキャリアは無彩色光に対しては完全に打ち消し合い消
滅するが、有彩色光に対しては消滅せず、折り返し歪の
原因となる。
In FIG. 17, the colored light carriers are, in addition to (0,0),
(1 / 2p H, 0) , (1 / p H, 0), (0,1 / 4p V), (1 / 2p H, 1 / 4p
V), it is generated in the (1 / p H, 1 / 4p V). Of these, (0,
(0) and (1 / p H , 0) are carriers generated for achromatic light and cause aliasing distortion, and the other carriers completely cancel each other for achromatic light. Although it disappears, it does not disappear for chromatic light and causes aliasing distortion.

同様に、第19図において、色光キャリアは、(0,0)
以外に(1/2pH,0),(1/pH,0),(1/2pH,1/4pV),
(0,1/2pV),(1/2pH,1/2pV),(1/pH,1/2pV)に発生
し、このうち(0,0)と(1/pH,0)が無彩色光に対して
発生するキャリアであり、それ以外は無彩色光に対して
消滅するキャリアである。
Similarly, in FIG. 19, the color light carrier is (0,0)
Other than (1 / 2p H , 0), (1 / p H , 0), (1 / 2p H , 1 / 4p V ),
(0,1 / 2p V), ( 1 / 2p H, 1 / 2p V), (1 / p H, 1 / 2p V) to occur, these and (0,0) (1 / p H , 0) is a carrier generated for achromatic light, and the other carriers are extinguished for achromatic light.

さらに、第21図においては、固体撮像素子の水平方向
のオフセット量をpH/2とすると、色光キャリアは(0,
0)以外に、(2/3pH,0),(1/3pH,1/2pV),(1/pH,1/
2pV)に発生し、このうち(0,0)と(1/ph,1/2pV)が無
彩色光に対して発生するキャリアであり、それ以外は無
彩色光に対して消滅するキャリアである。このようなオ
フセットサンプリング構造の利点は、第16図,第18図に
示すような矩形状のサンプリング構造では、水平方向の
(1/pH,0)の位置の周波数に無彩色光に対して発生する
キャリアがあるため、fH=1/2pHがナイキスト周波数と
なり、それ以上の周波数成分は得ることができずfH=1/
2pHまでしか水平解像度が得られないが、第20図に示す
オフセットサンプリング構造では、水平方向の(1/pH,
0)の位置には無彩色光に対して発生するキャリアがな
く、fH=1/pHをナイキスト周波数とすることができるこ
とが一般に知られている。このため、矩形状のサンプリ
ング構造と同じサンプリングピッチであるにもかかわら
ず、水平解像度は倍のfH=1/pHまで得ることができる。
Furthermore, in the FIG. 21, when the offset amount in the horizontal direction of the solid-state imaging device and p H / 2, the color light carrier (0,
0), (2 / 3p H , 0), (1 / 3p H , 1 / 2p V ), (1 / p H , 1 /
2p V ), of which (0,0) and (1 / p h , 1 / 2p V ) are carriers generated for achromatic light, and the others disappear for achromatic light. Career. The advantage of such an offset sampling structure is that the rectangular sampling structure shown in FIGS. 16 and 18 has a horizontal frequency of (1 / p H , 0) at a frequency of achromatic light. Since there is a carrier generated, f H = 1 / 2p H becomes the Nyquist frequency, and no higher frequency component can be obtained, and f H = 1 / f
But the horizontal resolution obtained only up 2p H, the offset sampling structure shown in FIG. 20, the horizontal direction (1 / p H,
The position of 0) no carriers generated against achromatic light, that can be a f H = 1 / p H and the Nyquist frequency is generally known. Thus, despite the same sampling pitch as the rectangular sampling structure, the horizontal resolution can be obtained up to multiples of f H = 1 / p H.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、一般の被写体は無彩色であるとは限ら
ず、一般に色を有しているため、第17図,第19図,第21
図のすべての位置に示す色光キャリアから折り返し歪が
発生し、シーンによっては大変見苦しいものとなってい
る。このため、撮像光学系に光学的ローパスフィルタ等
を用いて有害な色光キャリアをカットしなければなら
ず、解像度の低下をまねいていた。
However, a general subject is not always achromatic and generally has a color.
The aliasing distortion occurs from the color light carriers shown at all positions in the figure, and it is very unsightly in some scenes. For this reason, harmful colored light carriers must be cut using an optical low-pass filter or the like in the imaging optical system, resulting in a reduction in resolution.

また、第20図に示すオフセットサンプリング構造のカ
ラー固体撮像素子では、(2/3pH,0)の位置に色光キャ
リアが発生するため、水平方向にfH=2/3pH以上の周波
数成分をカットするような光学的ローパスフィルタが必
要なため、本来無彩色であればfH=1/pHまで水平解像度
が得られるところをその2/3のfH=2/3pHまでしか水平解
像度を得ることができない。
In addition, in the color solid-state imaging device having the offset sampling structure shown in FIG. 20, since a color light carrier is generated at the position of (2 / 3p H , 0), a frequency component of f H = 2 / 3p H or more is horizontally generated. since the required optical low pass filter for cutting, horizontal resolution only a place where the horizontal resolution to the original free if color is f H = 1 / p H obtained to its two-thirds of the f H = 2 / 3p H Can not get.

本発明は、このような問題を解消するためになされた
もので、水平方向の画素ピッチpH,垂直方向の画素ピッ
チpVであってもfH=1/pHまで水平解像度を得ることがで
きるような、解像度が良く、モアレの発生が少ないカラ
ー撮像装置を提供することを目的とするものである。
The present invention has been made in order to solve such a problem, and obtains a horizontal resolution up to f H = 1 / p H even with a horizontal pixel pitch p H and a vertical pixel pitch p V. It is an object of the present invention to provide a color image pickup apparatus which has good resolution and less occurrence of moiré.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

前記目的を達成するため、本発明ではカラー撮像装置
をつぎの(1),(2)のとおりに構成するものであ
る。
In order to achieve the above object, in the present invention, a color imaging device is configured as in the following (1) and (2).

(1)水平方向のピッチがPH、垂直方向のピッチがPV
水平方向のオフセット量がPH/2であるオフセットサンプ
リング構造の画素を有する撮像素子と、前記撮像素子の
各画素に対して設けた4種類の色フィルタからなる色フ
ィルタアレイであって、夫々の種類の色フィルタが、水
平方向のピッチが2PH、垂直方向のピッチが2PVで水平方
向のオフセット量がPHであるオフセットサンプリング構
造の色フィルタアレイとを備えるカラー撮像装置におい
て、 前記4種類の色フィルタを設けた各画素の出力から3
行4列のマトリクス A=(aij) (i=1,2,3;J=1,2,3,4) を用いて演算することによってRGB信号へ変換を行う変
換手段であって、前記マトリクスAが以下の式(i)〜
(iii)のいずれか一つを満たす変換手段を備えるカラ
ー撮像装置。
(1) An image sensor having a pixel having an offset sampling structure in which a horizontal pitch is P H , a vertical pitch is P V , and a horizontal offset is P H / 2, and each pixel of the image sensor is A color filter array composed of four types of color filters provided in the same manner, wherein each type of color filter has a horizontal pitch of 2P H , a vertical pitch of 2P V and a horizontal offset amount of P H In a color image pickup device comprising a color filter array having a certain offset sampling structure, the output of each pixel provided with the four types of color filters is 3
A conversion means for converting into an RGB signal by performing an operation using a matrix of four rows and A = (a ij ) (i = 1,2,3; J = 1,2,3,4), The matrix A has the following formulas (i) to
(Iii) A color imaging apparatus comprising a conversion unit that satisfies any one of the above.

(i) ai1+ai3=ai2+ai4(i=1,2,3) (ii) ai1+ai4=ai2+ai3(i=1,2,3) (iii) ai1+ai2=ai3+ai4(i=1,2,3) (2)前記(1)において、撮像光学系に設けられ、入
射した光線を、撮像素子の走査の向きに対し反時計回り
にθの角度をなす方向または撮像素子の走査の向きとは
逆の向きに対し時計回りにθの角度をなす方向に、距離
Dだけ離れた2本の光線に分割する光学的ローパスフィ
ルタであって、つぎの条件を満たす光学的ローパスフィ
ルタを備えたカラー撮像装置。
(I) a i1 + a i3 = a i2 + a i4 (i = 1,2,3) (ii) a i1 + a i4 = a i2 + a i3 (i = 1,2,3) (iii) a i1 + a i2 = a i3 + a i4 (i = 1,2,3) (2) In the above (1), provided in the imaging optical system, the incident light beam is converted into an angle of θ counterclockwise with respect to the scanning direction of the imaging device. An optical low-pass filter that divides light into two light beams separated by a distance D in a direction that forms an angle of θ in a clockwise direction with respect to a direction formed or a direction opposite to the direction of scanning of the imaging element, and A color imaging device comprising an optical low-pass filter satisfying the following.

ただし、 〔作用〕 前記(1),(2)の構成により、fH=1/pHまでの解
像度が得られ、モアレの発生が少ない。
However, [Operation] With the configurations of (1) and (2) above, a resolution up to f H = 1 / p H is obtained, and the occurrence of moire is reduced.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明を実施例で詳しく説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples.

第1図は、本発明の第1実施例である“カラー撮像装
置”における色フィルタの配置を示す図である。同図に
示すように、固体撮像素子は、水平方向の画素ピッチ
pH,垂直方向の画素ピッチpV,水平方向の画素オフセット
量pH/2のオフセットサンプリング構造となっており、マ
ゼンタ,緑色,シアン,黄色各光透過フィルタMg,Gr,C
y,Yeが各画素に対応する位置に配列された色フィルタア
レイが設けられている。
FIG. 1 is a diagram showing an arrangement of color filters in a “color imaging device” according to a first embodiment of the present invention. As shown in the figure, the solid-state imaging device has a horizontal pixel pitch.
It has an offset sampling structure of p H , a pixel pitch p V in the vertical direction, and a pixel offset amount p H / 2 in the horizontal direction. Each of the magenta, green, cyan, and yellow light transmission filters Mg, Gr, C
A color filter array in which y and Ye are arranged at positions corresponding to each pixel is provided.

各々の色フィルタは、水平2pH,垂直2pV,水平方向のオ
フセット量がpHのオフセットサンプリング構造となって
いる。
Each color filter, horizontal 2p H, vertical 2p V, the offset amount in the horizontal direction is offset sampling structure of p H.

このような色フィルタ配列における色光キャリアを2
次元周波数平面(fH,fV)で表わした特性図が第2図
で、第1象限の0≦fH≦1/pH,0≦fV≦1/2pVの範囲を示
している。同図において、色光キャリアは(0,0)以外
に、(1/pH,0),(1/2pH,1/4pV),(0,1/2pV),(1/
pH,1/2pV)に発生しており、このうち(0,0)と(1/pH,
1/2pV)が無彩色光に対して発生するキャリアであり、
それ以外は無彩色光に対して消滅するキャリアである。
The color light carrier in such a color filter arrangement is 2
Dimension frequency plane (f H, f V) by a characteristic diagram Figure 2 expressed in, shows a range of the first quadrant of 0 ≦ f H ≦ 1 / p H, 0 ≦ f V ≦ 1 / 2p V . In the figure, the color optical carrier other than (0,0), (1 / p H, 0), (1 / 2p H, 1 / 4p V), (0,1 / 2p V), (1 /
p H , 1 / 2p V ), of which (0,0) and (1 / p H ,
1 / 2p V ) is a carrier generated for achromatic light,
Other carriers are carriers that disappear with respect to achromatic light.

同図から明らかなように、水平方向には(1/pH,0)の
位置まで色光キャリアは全く発生しておらず、したがっ
て、fH=1/pHまでの周波数成分を得ることができる。す
なわち、本実施例におけるカラー撮像装置は、第20図の
サンプリング構造で示すカラー撮像装置の水平解像度の
1.5倍のfH=1/pHまでの水平解像度を得ることできる。
As is apparent from the figure, no color light carrier is generated up to the position of (1 / p H , 0) in the horizontal direction, so that it is possible to obtain a frequency component up to f H = 1 / p H. it can. That is, the color image pickup device in the present embodiment has a horizontal resolution of the color image pickup device shown by the sampling structure in FIG.
A horizontal resolution up to 1.5 times f H = 1 / p H can be obtained.

さらに、原点に対して最も近くにある色光キャリアは
(1/2pH,1/4pV)のものであるが、これは原点に対して
充分な距離があり、しかも無彩色光に対しては消滅する
色光キャリアであるため、水平,垂直周波数成分に対
し、著しい折り返し歪は発生しない。
Furthermore, the color light carrier closest to the origin is (1 / 2p H , 1 / 4p V ), which has a sufficient distance to the origin, and for achromatic light, Since the color light carrier disappears, no significant aliasing distortion occurs for the horizontal and vertical frequency components.

以上のように本実施例におけるカラー撮像装置は高い
解像度でしかもモアレの発生の少ないものである。
As described above, the color image pickup apparatus according to the present embodiment has a high resolution and less occurrence of moire.

次に、この第1図に示した色フィルタが有するカラー
撮像装置の信号処理を説明する。第3図にそのブロック
図を示す。
Next, the signal processing of the color imaging device included in the color filter shown in FIG. 1 will be described. FIG. 3 shows a block diagram thereof.

固体撮像素子であるCCDセンサ1には、第1図に示す
ような4種の色フィルタからなる色フィルタアレイが配
置されている。センサ1から一画素ごとに読み出された
画素信号はAGC2により利得調整された後、A/D(アナロ
グ−ディジタル)変換器3で読み出しクロックに同期し
たタイミングでA/D変換される。後で行う色処理のため
に、このA/D変換器3は、リニヤな特性が良く、量子化
誤差の点から考えて、8ビット以上で行うのが望まし
い。
In the CCD sensor 1, which is a solid-state image sensor, a color filter array including four types of color filters as shown in FIG. 1 is arranged. The pixel signal read out for each pixel from the sensor 1 is gain-adjusted by the AGC 2 and then A / D-converted by the A / D (analog-digital) converter 3 at a timing synchronized with the read-out clock. For color processing to be performed later, the A / D converter 3 has a good linear characteristic, and is preferably performed with 8 bits or more from the viewpoint of quantization error.

輝度信号は、補間フィルタ4によりオフセットサンプ
リング構造を2次元的に補間した後、ハイパスフィルタ
5で高域成分が検出され、後述するような手法で得られ
る輝度の低域成分YLと加算器6で加算され、D/A(ディ
ジタル−アナログ)変換器7でD/A変換され、出力され
る。
Luminance signal, after interpolating the offset sampling structure two-dimensionally by the interpolation filter 4 is detected high frequency components in the high-pass filter 5, a low-frequency component Y L of the luminance obtained in the manner described below adder 6 , D / A converted by a D / A (digital-analog) converter 7, and output.

一方、A/D変換器3の出力は、4つの補間フィルタ8,
9,10,11に入力され、各々同時化された色信号Mg,Cy,Ye,
Grとなる。
On the other hand, the output of the A / D converter 3 has four interpolation filters 8,
The color signals Mg, Cy, Ye,
Gr.

なお、補間フィルタ8,9,10,11および4に入力する水
平ラインの順序をククロックで制御することによりイン
ターレース走査による出力信号もノンインターレース走
査による出力信号も得ることが可能である。
By controlling the order of the horizontal lines input to the interpolation filters 8, 9, 10, 11 and 4 by the clock, it is possible to obtain an output signal by interlace scanning and an output signal by non-interlace scanning.

補間フィルタ8〜11により同時化された色信号は、RG
B変換部12に入力し、R,G,B3信号に変換される。これは
次のようなマトリクス演算によるものである。
The color signals synchronized by the interpolation filters 8 to 11 are RG
The signal is input to the B conversion unit 12 and converted into R, G, B3 signals. This is based on the following matrix operation.

……(1) ここで、マトリクス は、センサ1のMg,Gr,Cy,Yeの分光特性Mg(λ),Gr
(λ),Cy(λ),Ye(λ)をNTSC方式で定められたRGB
の理想分光特性R(λ),G(λ),B(λ)に近づけるよ
うに最適化された3行4列のマトリクスである。ここ
で、 とする。いま、白黒の被写体でゲインが一定に調整され
ている場合、Mg,Gr,Cy,Yeのベースバンド成分は、周波
数空間上のある関数α(fH,fV)を用いて、 Mg(fH,fV)=Gr(fH,fV)=Ye(fH,fV)=Cy(fH,fV)=α(fH,fV) ……(3) と現わすことができる。ここで、各色のベースバント成
分は補間フィルタ8〜11等の2次元フィルタにより充分
帯域制限されているものとする。このとき、第2図の
(1/2pH,1/4pV)の位置にあるキャリア成分は、 Mg(fH,fV)=Cy(fH,fV)=α(fH,fV), Gr(fH,fV)=Ye(fH,fV)=α(fH,fV) ……(4) となるから、RGB信号のこの点でのキャリア成分は、
(1),(2),(3),(4)式より次のように表さ
れる。
... (1) where the matrix Is the spectral characteristic Mg (λ), Gr of Mg, Gr, Cy, Ye of the sensor 1.
(Λ), Cy (λ), Ye (λ) are defined by the NTSC RGB
Is a matrix of 3 rows and 4 columns optimized to approximate the ideal spectral characteristics R (λ), G (λ), and B (λ). here, And Now, if the gain in black and white of an object is adjusted to a constant, Mg, Gr, Cy, baseband component of Ye is on the frequency space function α (f H, f V) with, Mg (f H, f V) = Gr ( f H, f V) = Ye (f H, f V) = Cy (f H, f V) = α (f H, f V) ...... (3) and reveal it Can be. Here, it is assumed that the base band components of each color are sufficiently band-limited by two-dimensional filters such as interpolation filters 8 to 11. In this case, the carrier component at the position of FIG. 2 (1 / 2p H, 1 / 4p V) are, Mg (f H, f V ) = Cy (f H, f V) = α (f H, f V), Gr (f H, f V) = Ye (f H, f V) = α (f H, f V) from the ... (4), the carrier component at this point in the RGB signals,
From equations (1), (2), (3), and (4), they are expressed as follows.

R(fH,fV)=(a11−a12+a13−a14)α(fH,fV), G(fH,fV)=(a21−a22+a23−a24)α(fH,fV), B(fH,fV)=(a31−a32+a33−a34)α(fH,fV) ……(5) このとき、マトリクス の各行で、第1列と第3列の係数の和が第2列と第4列
の係数の和に等しければ、すなわち、 ai1+ai3=ai2+ai4(i=1,2,3) ……(6) という関係が成り立てば、この点(1/2pH,1/4pV)にお
けるRGB信号のキャリア成分は減少し、したがって、こ
の点における色信号のキャリア成分は発生しない。同様
に、第2図と原点について対称な第3象限にある点(−
1/2pH,−1/4pV)における色信号のキャリア成分も
(6)式の関係を満足させることにより消滅させること
ができる。
R (f H, f V) = (a 11 -a 12 + a 13 -a 14) α (f H, f V), G (f H, f V) = (a 21 -a 22 + a 23 -a 24 ) α (f H, f V ), B (f H, f V) = (a 31 -a 32 + a 33 -a 34) α (f H, f V) ...... (5) In this case, the matrix In each row, if the sum of the coefficients in the first and third columns is equal to the sum of the coefficients in the second and fourth columns, ie, a i1 + a i3 = a i2 + a i4 (i = 1,2,3 ) if Naritate relationship that ... (6), the carrier component of the RGB signal at this point (1 / 2p H, 1 / 4p V) is reduced, thus, the carrier component of the color signal at this point does not occur. Similarly, a point (−) in the third quadrant symmetrical to the origin with respect to FIG.
1 / 2p H, can be eliminated by satisfying the carrier component also (6) of the relationship of the color signal at -1 / 4p V).

このときの原点近傍での輝度信号および色信号のキャ
リアの発生する位置を示したものが第4図である。(±
1/2pH,±1/4pV)(複号同順)でのキャリアが消滅して
いるため、ベースバンドへの折り返し歪は(6)式の関
係を満足しないものに比べ、低減する。
FIG. 4 shows positions where carriers of the luminance signal and the chrominance signal occur near the origin at this time. (±
Since the carriers at 1 / 2p H , ± 1 / 4p V ) (in the same order as the double sign) have disappeared, the aliasing distortion to the baseband is reduced as compared with the case where the relationship of the expression (6) is not satisfied.

このように、第3図に示すRGB変換部12は、折り返し
歪を少くして、Mg,Gr,Cy,Ye各信号をRGB信号へと変換す
る。
In this way, the RGB conversion unit 12 shown in FIG. 3 converts the respective signals of Mg, Gr, Cy, and Ye into RGB signals with reduced aliasing distortion.

つぎに、ホワイトバランス部13で、RGB信号をホワイ
トバランスセンサ18より得られた色温度情報をもとにR,
G,BからαR,G,βBという形に変換することで、ホワイ
トバランスがとられる。
Next, the white balance unit 13 converts the RGB signals into R and R based on the color temperature information obtained from the white balance sensor 18.
By converting G, B into αR, G, βB, white balance is obtained.

つぎに、γ変換部14ではテーブル変換によってRGB信
号がγ変換される。
Next, the γ conversion unit 14 performs γ conversion on the RGB signal by table conversion.

色差マトリクス部113では、 というNTSC方式の規格にあった変換を行い、前述した輝
度の低域成分YLと色差信号R−Y,B−Yとが生成され
る。色差信号R−Y,B−Yはひき続くD/A変換器16,17でD
/A変換され出力される。輝度の低域成分YLは、前述した
ようにハイパスフィルタ5で検出された輝度の高域成分
と加算器6で加算され、D/A変換器7でD/A変換され出力
される。
In the color difference matrix section 113, Performs conversion was in the standard of the NTSC system of the low-frequency component Y L and the color difference signals R-Y of the luminance described above, and the B-Y are generated. The color difference signals R-Y and B-Y are converted by the D / A converters 16 and 17
/ A Converted and output. As described above, the low-frequency component Y L of the luminance is added to the high-frequency component of the luminance detected by the high-pass filter 5 by the adder 6, D / A converted by the D / A converter 7, and output.

本実施例は、ブロック図にそってハードワイヤードに
構成してもよいが、DSP(digital signal prossesor)
等を用いてソフトウエアで構成してもよい。
Although the present embodiment may be configured in a hard-wired manner according to the block diagram, a DSP (digital signal processor) may be used.
And the like, and may be configured by software.

前述のように、第1実施例におけるカラー撮像装置で
は、第4図に示す位置に折り返し歪の原因となるキャリ
ア成分が発生する。このようなカラー撮像装置で折り返
し歪を極小にするためには、第5図に示すように、セン
サ1の前に原点から最も近いキャリア(1/2pH,±1/4p
V)(複号同順)からの折り返し歪を防ぐべく、この点
近傍をトラップする光学的ローパスフィルタ50が必要で
ある。
As described above, in the color imaging apparatus according to the first embodiment, a carrier component causing aliasing occurs at the position shown in FIG. In order to minimize aliasing distortion in such a color image pickup apparatus, as shown in FIG. 5, the carrier (1 / 2p H , ± 1 / 4p) closest to the origin is located in front of the sensor 1.
V ) An optical low-pass filter 50 for trapping the vicinity of this point is required to prevent aliasing distortion from (in the same order as decoding).

このように、第1実施例の撮像光学系に更に光学的ロ
ーパスフィルタを設けたものを、本発明の第2実施例と
して説明する。光学的ローパスフィルタ50は、第6図に
示すように、入射した光線を走査の向きとは逆の向きに
対して時計回りにθの角度をなす方向に、距離Dだけ離
れた2本の光線に分割するものであり、以下の条件を満
足するものである。
As described above, the image pickup optical system according to the first embodiment further provided with an optical low-pass filter will be described as a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the optical low-pass filter 50 converts the incident light beam into two light beams separated by a distance D in a direction clockwise forming an angle θ with respect to the direction opposite to the scanning direction. And satisfies the following conditions.

ただし、 である。Dの値が、不等式(7)の下限を越えると折り
返し歪が増大し、また、上限を越えると解像度が低下
し、いずれの場合も望ましくない。
However, It is. When the value of D exceeds the lower limit of the inequality (7), the aliasing distortion increases, and when the value exceeds the upper limit, the resolution decreases.

なお、本実施例では、 としている。このようにすると、光学的ローパスフィル
タ50は第7図に点線で示す位置をトラップする。このた
め、(1/2pH,±1/4pV)(複号同順)だけでなく、
(±1/pH,0),(0,±1/2pV)の位置にある色信号のキ
ャリアもトラップするため、色信号の折り返し歪を極小
にすることができ、好ましい画質が得られる。
In this embodiment, And In this way, the optical low-pass filter 50 traps the position shown by the dotted line in FIG. Therefore, not only (1 / 2p H , ± 1 / 4p V )
Since the carrier of the color signal at the positions of (± 1 / p H , 0) and (0, ± 1 / 2p V ) is also trapped, it is possible to minimize the aliasing distortion of the color signal and obtain a favorable image quality. .

なお、光学的ローパスフィルタ50の光線分割方向を第
6図に示すのと点対称な方向、すなわち走査の向きに対
し時計回りにθの角度をなす方向としても、全く同様の
特性が得られる。この光学的ローパスフィルタ50は、水
晶など、一軸性結晶を用いた複屈折板で構成すればよ
く、また、プリズム等入射した光線を2本に分割する性
質を持つものであれば何を用いてもよい。
It should be noted that the same characteristics can be obtained even when the light beam splitting direction of the optical low-pass filter 50 is a point symmetrical direction as shown in FIG. 6, that is, a direction that forms an angle of θ clockwise with respect to the scanning direction. The optical low-pass filter 50 may be constituted by a birefringent plate using a uniaxial crystal such as quartz, or any other material such as a prism having a property of dividing an incident light beam into two light beams. Is also good.

さらに、第8図に示すように、入射した光線を走査の
向き逆の向きに対して時計回りに45゜の角度をなす方向
に距離 だけ離れた2本の光線に分割する複屈折板より成る光学
的ローパスフィルタ81の他に、入射した光線を走査方向
と平行にpH/2だけ離れた2本の光線に分割する複屈折板
より成る光学的ローパスフィルタ82を組み合わせ構成し
た光学的ローパスフィルタ80を用いてもよい。このと
き、光学的ローパスフィルタ80の空間周波数特性は、第
9図に点線で示す位置をトラップする。このため色信号
のキヤリア(1/2pH,±1/4pV)(複号同順)をトラッ
プするだけでなく、(±1/pH,0),(0,±1/2pV)の位
置がある色信号のキャリアもその近傍がトラップされる
ため、充分な抑制が行われる。さらに、(±1/pH,±1/2
pV)(複号任意)にある輝度信号のキャリアもトラップ
されるため、折り返し歪のよく抑制された良好な画像を
得ることができる。
Further, as shown in FIG. 8, the incident light beam is separated by a distance of 45 ° clockwise with respect to the direction opposite to the scanning direction. Other optical low-pass filter 81 consisting of birefringent plate is divided into two light beams separated by the birefringent plate for dividing the light beam incident on the two light beams parallel apart p H / 2 and the scanning direction An optical low-pass filter 80 configured by combining an optical low-pass filter 82 composed of At this time, the spatial frequency characteristic of the optical low-pass filter 80 traps the position indicated by the dotted line in FIG. Thus the color signal carrier (1 / 2p H, ± 1 / 4p V) not only trap (double signs in same order), (± 1 / p H , 0), (0, ± 1 / 2p V) The carrier of the color signal having the position is also trapped in the vicinity thereof, so that sufficient suppression is performed. Furthermore, (± 1 / p H , ± 1/2
Since the carrier of the luminance signal in (p V ) (arbitrary decoding) is also trapped, a good image in which aliasing distortion is well suppressed can be obtained.

次に、本発明の第3実施例を説明する。本実施例は第
1実施例とはRGB変換部のマトリクスの点でのみ異るも
のである。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. This embodiment differs from the first embodiment only in the matrix of the RGB conversion unit.

第1図に示したカラー固体撮像素子の色光キャリアの
2次元周波数平面(fH,fV)上の第2象限を表したのが
第10図である。同図において、色光キャリアは、(0,
0)以外に(−1/pH,0),(−1/2pH,1/4pV),(0,1/2p
V),(−1/pH,1/2pV)に発生しており、このうち(0,
0)と(−1/pH,1/2pV)が無彩色光に対して発生するキ
ャリアであり、それ以外は彩色光に対して発生するキャ
リアである。これらは、第2図とfV軸に関して対称なも
のとなっているが、(−1/2pH,1/4pV)のものだけ各色
のキャリアの符号が異なっている。
2-dimensional frequency plane (f H, f V) of the color light carrier of the color solid-state imaging device shown in FIG. 1 that expresses the second quadrant on a Figure 10. In the figure, the color photocarriers are (0,
0), (−1 / p H , 0), (−1 / 2p H , 1 / 4p V ), (0,1 / 2p
V ) and (−1 / p H , 1 / 2p V ), of which (0,
(0) and (−1 / p H , 1 / 2p V ) are carriers generated for achromatic light, and the others are carriers generated for chromatic light. These are has assumed symmetrical with respect to FIG. 2 and f V axis, - they have different code only for each color of the carrier as the (1 / 2p H, 1 / 4p V).

これらの色信号Mg,Gr,Cy,Yeを第3図に示すRGB変換部
110でRGB信号に変換する際、第10図の(−1/2pH,1/4
pV)の位置にあるキャリア成分は(3)式を用いると、 Mg(fH,fV)=Ye(fH,fV)α(fH,fV), Gr(fH,fV)=Cy(fH,fV)α(fH,fV) ……(10) となるから、RGB信号のこの点でのキャリア成分は
(1),(2),(3),(10)式より次のように表さ
れる。
These color signals Mg, Gr, Cy, Ye are converted to an RGB converter shown in FIG.
When converting to an RGB signal at 110, (-1 / 2p H , 1/4
Using the equation (3), the carrier component at the position of (p V ) is given by: Mg (f H , f V ) = Ye (f H , f V ) α (f H , f V ), Gr (f H , f V ) V) = Cy (f H, f V) α (f H, f V) from the ... (10), the carrier component at this point in the RGB signals (1), (2), (3), From equation (10), it is expressed as follows.

R(fH,fV)=(a11−a12−a13+a14)α(fH,fV), G(fH,fV)=(a21−a22−a23+a24)α(fH,fV), B(fH,fV)=(a31−a32−a33+a34)α(fH,fV) ……(11) このとき、マトリクス の各行で、第1列と第4列の係数の和が第2列と第3列
の係数の和に等しければ、すなわち、 ai1+ai4=ai2+ai3(i=1,2,3) ……(12) という関係が成り立てば、この点(−1/2pH,1/4pV)に
おけるRGB信号のキャリア成分は消滅し、したがってこ
の点における色信号のキャリア成分は発生しない。同様
に、第10図と原点について対称な第4象限にある点(1/
2pH,−1/4pV)における色信号のキャリアの場合も(1
2)式の関係を満足させることにより消滅させることが
できる。
R (f H, f V) = (a 11 -a 12 -a 13 + a 14) α (f H, f V), G (f H, f V) = (a 21 -a 22 -a 23 + a 24 ) Α (f H , f V ), B (f H , f V ) = (a 31 −a 32 −a 33 + a 34 ) α (f H , f V ) (11) , If the sum of the coefficients in the first and fourth columns is equal to the sum of the coefficients in the second and third columns, ie, a i1 + a i4 = a i2 + a i3 (i = 1,2,3 If the relationship (12) is established, the carrier component of the RGB signal at this point (−1/2 p H , 1/4 p V ) disappears, and therefore the carrier component of the color signal at this point does not occur. Similarly, the point in the fourth quadrant (1/1 /
2p H , −1 / 4p V )
2) It can be eliminated by satisfying the relationship of the expression.

このときの原点近傍での輝度信号および色信号のキャ
リアの発生する位置を示したものが第11図である。
FIG. 11 shows positions where carriers of the luminance signal and the chrominance signal are generated near the origin at this time.

第1実施例と同様に、このようなカラー撮像装置で折
り返し歪を極小にするためには、第5図に示すように、
センサ1の前に原点から最も近いキャリア(±1/2pH
1/4pV)(複号同順)からの折り返し歪を防ぐべく、こ
の点近傍をトラップする光学的ローパスフィルタ50が必
要である。
As in the first embodiment, in order to minimize aliasing distortion in such a color imaging apparatus, as shown in FIG.
The carrier closest to the origin before sensor 1 (± 1 / 2p H , ±
1 / 4p V) (to prevent aliasing from decoding the same order) is required optical low-pass filter 50 to trap near this point.

このように、第3実施例の撮像光学系に更に光学的ロ
ーパスフィルタを設けたものを、本発明の第4実施例と
して説明する。光学的ローパスフィルタ50は、第12図に
示すように、入射した光線を走査の向きに対し、反時計
回りにθの角度をなす向きに、距離Dだけ離れた2本の
光線に分割するものであり、以下の条件を満足するもの
である。
The fourth embodiment of the present invention will be described in which the image pickup optical system according to the third embodiment is further provided with an optical low-pass filter. As shown in FIG. 12, the optical low-pass filter 50 divides an incident light beam into two light beams separated by a distance D in a direction at an angle of θ counterclockwise with respect to the scanning direction. Which satisfies the following conditions.

ただし、 である。Dの値が、不等式(7)の下限を越えると折り
返し歪が増大し、また、上限を越えると解像度が低下
し、いずれの場合も望ましくない。
However, It is. When the value of D exceeds the lower limit of the inequality (7), the aliasing distortion increases, and when the value exceeds the upper limit, the resolution decreases.

なお、本実施例では、 としている。このようにすると、光学的ローパスフィル
タ50は第13図に点線で示す位置をトラップする。このた
め、(±1/2pH,±1/4pV)(複号同順)だけでなく、
(±1/pH,0),(0,±1/2pV)の位置にある色信号のキ
ャリアもトラップするため、色信号の折り返し歪を極小
にすることができ、好ましい画質が得られる。
In this embodiment, And In this way, the optical low-pass filter 50 traps the position shown by the dotted line in FIG. Therefore, not only (± 1 / 2p H , ± 1 / 4p V )
Since the carrier of the color signal at the positions of (± 1 / p H , 0) and (0, ± 1 / 2p V ) is also trapped, it is possible to minimize the aliasing distortion of the color signal and obtain a favorable image quality. .

また、光学的ローパスフィルタ50の光線分離方向を第
12図に示すのと点対称な向き、すなわち走査の向きとは
逆の向きに対し反時計回りにθの角度をなす方向として
も、全く同様の特性が得られる。この光学的ローパスフ
ィルタ50は、水晶など、一軸性結晶を用いた複屈折板で
構成すればよく、また、プリズム等入射した光線を2本
に分割する性質を持つものであれば何を用いてもよい。
さらに、第8図に示す第1実施例の光学的ローパスフィ
ルタと同様な効果をもたせるものを得るには、光学的ロ
ーパスフィルタ81を入射した光線を走査の向きに対し反
時計回りに45゜の角度をなす方向に距離 だけ離れた2本の光線に分割する複屈折板にすればよ
く、これと、入射した光線を走査方向と平行にpH/2だけ
離れた2本の光線に分割する複屈折板より成る光学的ロ
ーパスフィルタ82に組み合わせ構成した光学的ローパス
フィルタ80を用いればよい。このとき、光学的ローパス
フィルタ80の空間周波数特性は、第14図に点線で示す位
置をトラップする。このため色信号のキヤリア(±1/2p
H,±1/4pV)(複号同順)をトラップするだけでなく、
(±1/pH,0),(0,±1/2pV)の位置にある色信号のキ
ャリアもその近傍がトラップされるため、充分な抑制が
行われる。さらに、(±1/pH,±1/2pV)(複号任意)に
ある輝度信号のキャリアもトラップされるため、折り返
し歪のよく抑制された良好な画像を得ることができる。
Also, the light separation direction of the optical low-pass filter 50 is
The same characteristics can be obtained even when the direction is point-symmetrical to that shown in FIG. 12, that is, the direction forms an angle θ counterclockwise with respect to the direction opposite to the scanning direction. The optical low-pass filter 50 may be constituted by a birefringent plate using a uniaxial crystal such as quartz, or any other material such as a prism having a property of dividing an incident light beam into two light beams. Is also good.
Further, in order to obtain the same effect as the optical low-pass filter of the first embodiment shown in FIG. 8, the light incident on the optical low-pass filter 81 is rotated counterclockwise by 45 ° with respect to the scanning direction. Distance in angle direction Optics consisting of a birefringent plate that splits the incident light into two light beams parallel to the scanning direction and separated by pH / 2. The optical low-pass filter 80 combined with the dynamic low-pass filter 82 may be used. At this time, the spatial frequency characteristic of the optical low-pass filter 80 traps the position indicated by the dotted line in FIG. Therefore, the color signal carrier (± 1 / 2p
H , ± 1 / 4p V ) (double sign same order)
Carriers of the color signals at the positions (± 1 / p H , 0) and (0, ± 1/2 p V ) are also trapped in the vicinity thereof, so that sufficient suppression is performed. Furthermore, since the carrier of the luminance signal at (± 1 / p H , ± 1/2 p V ) (arbitrary decoding) is also trapped, a good image in which aliasing distortion is well suppressed can be obtained.

さらに、本発明の第5実施例を説明する。 Further, a fifth embodiment of the present invention will be described.

第2図の(1/pH,0)および(0,1/2pV)の位置にある
色信号のキャリア成分は、(3)式を用いると、 Mg(fH,fV)=Gr(fH,fV)=α(fH,fV), Cy(fH,fV)=Ye(fH,fV)=α(fH,fV) ……(13) となるから、第3図に示すRGB変換部12でRGB信号に変換
すると、この点でのキャリア成分は、(1),(2),
(3),(13)式より次のように表される。
The carrier component of the color signal at the positions of (1 / p H , 0) and (0,1 / 2p V ) in FIG. 2 can be expressed by the following equation (3): Mg (f H , f V ) = Gr a (f H, f V) = α (f H, f V), Cy (f H, f V) = Ye (f H, f V) = α (f H, f V) ...... (13) Is converted into an RGB signal by the RGB conversion unit 12 shown in FIG. 3, the carrier components at this point are (1), (2),
From equations (3) and (13), they are expressed as follows.

R(fH,fV)=(a11+a12−a13−a14)α(fH,fV), G(fH,fV)=(a21+a22−a23−a24)α(fH,fV), B(fH,fV)=(a31+a32−a33−a34)α(fH,fV) ……(14) このとき、マトリクス の各行で、第1列と第2列の係数の和が第3列と第4列
の係数の和に等しければ、すなわち、 ai1+ai2=ai3+ai4(i=1,2,3) ……(15) という関係が成り立てば、点(1/pH,0)および(0,1/2p
V)におけるRGB信号のキャリア成分は消滅し、したがっ
てこれらの点における色信号のキャリア成分は発生しな
い。同様に、第2図と原点について対称な点(−1/pH,
0)および(0,−1/2pV)における色信号のキャリア成分
も(15)式の関係を満足させることにより消滅させるこ
とができる。
R (f H, f V) = (a 11 + a 12 -a 13 -a 14) α (f H, f V), G (f H, f V) = (a 21 + a 22 -a 23 -a 24 ) Α (f H , f V ), B (f H , f V ) = (a 31 + a 32 −a 33 −a 34 ) α (f H , f V ) (14) , If the sum of the coefficients in the first and second columns is equal to the sum of the coefficients in the third and fourth columns, ie, a i1 + a i2 = a i3 + a i4 (i = 1,2,3 If the relationship (15) holds, the points (1 / p H , 0) and (0,1 / 2p
The carrier components of the RGB signal in V ) disappear, so that no carrier components of the chrominance signal occur at these points. Similarly, a point (−1 / p H ,
0) and (0, can be eliminated by satisfying the carrier component even (15) in relation of the color signal at -1 / 2p V).

このときの原点近傍での輝度信号および色信号のキャ
リアの発生する位置を示したものが第15図である。
FIG. 15 shows positions where the carriers of the luminance signal and the chrominance signal are generated near the origin at this time.

このようなカラー撮像装置で折り返し歪を極小にする
ためには、第1実施例で用いた第6図に示す光線分割特
性を持つ光学的ローパスフィルタと、第4実施例で用い
た第12図に示す光線分割特性を持つ光学的ローパスフィ
ルタを組み合わせて用いればよく、いずれの光学的ロー
パスフィルタの分割距離も(7)式で示した条件を満足
していればよい。
In order to minimize aliasing distortion in such a color image pickup apparatus, the optical low-pass filter having the light beam splitting characteristic shown in FIG. 6 used in the first embodiment and the optical low-pass filter shown in FIG. It is sufficient to use a combination of optical low-pass filters having the light beam splitting characteristics shown in (1), and the division distance of any of the optical low-pass filters only needs to satisfy the condition shown in Expression (7).

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明によれば、fH=1/pHの周
波数までの水平解像度を得ることができ、解像度がよ
く、かつ、モアレの発生の少ないカラー撮像装置を提供
することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a color imaging device that can obtain a horizontal resolution up to a frequency of f H = 1 / p H , has good resolution, and has little moiré. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の第1実施例で用いる色フィルタ配列を
示す図、第2図は第1図の色フィルタ配列による色光キ
ャリアの2次元周波数特性図(第1象限)、第3図は第
1実施例のブロック図、第4図は同実施例の特性の説明
図、第5図は本発明の第2実施例の光学的ローパスフィ
ルタの配置を示す図、第6図は同実施例の光学的ローパ
スフィルタの構成の説明図、第7図は同実施例の光学的
ローパスフィルタの特性図、第8図は同実施例の光学的
ローパスフィルタの変形を示す図、第9図は第8図に示
す光学的ローパスフィルタの特性図、第10図は第1図の
色フィルタ配列による色光キャリアの2次元周波数特性
図(第2象限)、第11図は本発明の第3実施例の特性の
説明図、第12図は本発明の第4実施例の光学的ローパス
フィルタの構成の説明図、第13図は同実施例の光学的ロ
ーパスフィルタの特性図、第14図は同実施例の光学的ロ
ーパスフィルタの変形の特性図、第15図は本発明の第5
実施例の特性の説明図、第16図は従来の色フィルタ配列
例1を示す図、第17図は同色フィルタ配列例1の色光キ
ャリアの2次元周波数特性図、第18図は従来の色フィル
タ配列例2を示す図、第19図は同色フィルタ配列例2の
2次元周波数特性図、第20図は従来の色フィルタ配列例
3を示す図、第21図は同色フィルタ配列例3の色光キャ
リアの2次元周波数特性図である。
FIG. 1 is a diagram showing a color filter array used in the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a two-dimensional frequency characteristic diagram (first quadrant) of a color light carrier by the color filter array of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a block diagram of the first embodiment, FIG. 4 is an explanatory diagram of characteristics of the first embodiment, FIG. 5 is a diagram showing an arrangement of an optical low-pass filter of a second embodiment of the present invention, and FIG. , FIG. 7 is a characteristic diagram of the optical low-pass filter of the embodiment, FIG. 8 is a diagram showing a modification of the optical low-pass filter of the embodiment, and FIG. FIG. 8 is a characteristic diagram of the optical low-pass filter shown in FIG. 8, FIG. 10 is a two-dimensional frequency characteristic diagram (second quadrant) of the color light carrier by the color filter arrangement of FIG. 1, and FIG. 11 is a third embodiment of the present invention. FIG. 12 is an explanatory diagram of characteristics, and FIG. 12 is a view for explaining the configuration of an optical low-pass filter according to a fourth embodiment of the present invention. Figure, FIG. 13 characteristic diagram of the optical low-pass filter of the embodiment, Fig. 14 characteristic diagram of a modification of the optical low-pass filter of the embodiment, FIG. 15 of the present invention 5
FIG. 16 is a diagram showing a conventional color filter array example 1, FIG. 17 is a two-dimensional frequency characteristic diagram of a color light carrier of the same color filter array example 1, and FIG. 18 is a conventional color filter. 19 shows a two-dimensional frequency characteristic diagram of the same color filter array example 2, FIG. 20 shows a conventional color filter array example 3, and FIG. 21 shows a color light carrier of the same color filter array example 3. 3 is a two-dimensional frequency characteristic diagram of FIG.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】水平方向のピッチがPH、垂直方向のピッチ
がPVで水平方向のオフセット量がPH/2であるオフセット
サンプリング構造の画素を有する撮像素子と、前記撮像
素子の各画素に対して設けた4種類の色フィルタからな
る色フィルタアレイであって、夫々の種類の色フィルタ
が、水平方向のピッチが2PH、垂直方向のピッチが2PV
水平方向のオフセット量がPHであるオフセットサンプリ
ング構造の色フィルタアレイとを備えるカラー撮像装置
において、 前記4種類の色フィルタを設けた各画素の出力から3行
4列のマトリクス A=(aij) (i=1,2,3;J=1,2,3,4) を用いて演算することによってRGB信号へ変換を行う変
換手段であって、前記マトリクスAが以下の式(i)〜
(iii)のいずれか一つを満たす変換手段を備えること
を特徴とするカラー撮像装置。 (i) ai1+ai3=ai2+ai4(i=1,2,3) (ii) ai1+ai4=ai2+ai3(i=1,2,3) (iii) ai1+ai2=ai3+ai4(i=1,2,3)
1. An image sensor having a pixel having an offset sampling structure in which a horizontal pitch is P H , a vertical pitch is P V , and a horizontal offset is P H / 2, and each pixel of the image sensor is provided. And a color filter array comprising four types of color filters provided for each of the color filters. Each type of color filter has a horizontal pitch of 2P H , a vertical pitch of 2P V , and a horizontal offset amount of P In a color imaging apparatus including a color filter array having an offset sampling structure of H , a matrix of three rows and four columns is obtained from the output of each pixel provided with the four types of color filters. A = (a ij ) (i = 1,2 , 3; J = 1,2,3,4), which is a conversion means for converting into an RGB signal by using the following formula (i) to
(Iii) A color imaging apparatus comprising a conversion unit that satisfies any one of (1) and (2). (I) a i1 + a i3 = a i2 + a i4 (i = 1,2,3) (ii) a i1 + a i4 = a i2 + a i3 (i = 1,2,3) (iii) a i1 + a i2 = a i3 + a i4 (i = 1,2,3)
【請求項2】撮像光学系に設けられ、入射した光線を、
撮像素子の走査の向きに対し反時計回りにθの角度をな
す方向または撮像素子の走査の向きとは逆の向きに対し
時計回りにθの角度をなす方向に、距離Dだけ離れた2
本の光線に分割する光学的ローパスフィルタであって、
つぎの条件を満たす光学的ローパスフィルタを備えたこ
とを特徴とする請求項1記載のカラー撮像装置。 ただし、
2. An imaging optical system, comprising:
A distance D in a direction that forms an angle of θ counterclockwise with respect to the scanning direction of the image sensor or in a direction that forms an angle of θ clockwise with respect to the direction opposite to the direction of scanning of the image sensor 2
An optical low-pass filter for splitting into light rays of a book,
2. The color imaging apparatus according to claim 1, further comprising an optical low-pass filter satisfying the following condition. However,
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