JPH011388A

JPH011388A - 固体カラ−撮像装置

Info

Publication number: JPH011388A
Application number: JP62-155418A
Authority: JP
Inventors: 聡中村
Original assignee: ソニー株式会社
Filing date: 1987-06-24
Publication date: 1989-01-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、電荷結合素子（ＣＣＤ：Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏ
ｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）等の固体撮像素子にて形成し
た固体イメージセンサにてカラー撮像を行う固体カラー
撮像装置に関し、特に、色差線順次方式の補色フィルタ
を設けた固体イメージセンサにより得られる撮像出力に
ついて輝度分離方式の信号処理により複合カラー映像信
号を形成して出力する固体カラー撮像装置に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、色差線順次方式の補色フィルタを設けた固体
イメージセンサにより得られる撮像出力について輝度分
離方式の信号処理により複合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、上記固体イメー
ジセンサにより得られる撮像出力に対してクロマ変調成
分をトラップするトランプ回路の出力から輝度信号を形
成する輝度信号処理系に、水平走査期間（ＩＩ＋）に相
当する遅延量を有する遅延回路と信号加算器にて構成し
たくし形フィルタを設けて、上記くし形フィルタの出力
を用いて輝度信号を形成することにより、画質の良好な
複合カラー映像信号を得られるようにしたものである。

〔従来の技術〕

従来より、ＣＣＤ等の固体撮像素子にて形成した同体イ
メージセンサを用いた固体撮像装置では、ＮＴＳＣ方式
等の標準テレビジョン方式における飛び越し走査に対応
した撮像出力を得るために、固体イメージセンサの垂直
方向に隣接する画素にて得られる画像情報を１フレーム
毎に交互に選択して読み出すことにより上記固体イメー
ジセンサの全画素情報を１フレーム毎に読み出すように
した所謂フレーム読み出し、あるいは、上記垂直方向に
隣接する画素の画素情報を１フイールド毎に交互に選択
して混合しながら上記固体イメージセンサの全画素情報
を１フイールドに読み出すようにした所謂フィールド読
み出しが行われている。

また、１チツプの固体イメージセンサにてカラー撮像を
行う単板式固体カラー撮像装置では、画素配列に対応し
たモザイク状やストライプ状の原色フィルタあるいは補
色フィルタを色コーディングフィルタとして前面に設け
た固体イメージセンサにてカラー撮像を行い、その撮像
出力から輝度信号と色信号を得て複合カラー映像信号を
形成するようにしている。例えば第４図に示すように、
画素（Ｓ）に対して、■ラインおきの水平ライン（１＋
１　＋Ｉ、ｌ　）にそれぞれマゼンタ（Ｍｇ）フィルタ
と緑（Ｇ）フィルタを水平方向に交互に順次配したフィ
ルタ列を形成し、上記フィルタ列の間の各水平ライン（
’Ｈｆｎ−１１＋　’ｌＮＩｎ、１ｒ＞　　に黄（Ｙｅ
）フィルタとシアン（Ｃｙ）フィルタを水平方向に交互
に且つｌライン毎に順番を反転させて順次配したフィル
タ列を形成した補色フィルタ１０５が固体イメージセン
サ１００の撮像画面前面に設けられている。

上記補色フィルタ１０５を設けた固体イメージセンサ１
００では、奇数フィールドにおける（Ｎ）■４゜ライン
の撮像出力としてｌ！Ｎｆ−１１ラインの各画素と’　
Ｈ（ｎ）ラインの各画素（Ｓ）の信号電荷を加算混合し
て読み出し、また、偶数フィールドにおける（Ｎ）Ｈ。

ラインの撮像出力としてＩ　Ｎ　Ｉｎ＋ラインの各画素
と４□７．＋１ラインの各画素（Ｓ）の信号電荷を加算
混合して読み出すフィールド読み出しが行われる。

そして、上記固体イメージセンサ４１からは、（Ｍｇ　
＋　Ｃｙ）出力と（Ｇ　＋　Ｍｅ）出力とを繰り返す撮
像出力（Ｓｏ）と（Ｍｇ＋Ｃｙ）出力と（Ｇ　＋　Ｃｙ
）出力とを繰り返す撮像出力（Ｓ、）が線順次出力され
る。

そして、上記補色フィルタ１０５を設けた固体イメージ
センサ１００にてカラー撮像を行う固体カラー撮像装置
では、上記固体イメージセンサ１００から線順次に出力
される撮像出力（Ｓ、）／（ＳＥ）について、輝度分離
方式の信号処理によより、Ｙ　　＝Ｍｇ＋Ｇ＋Ｃｙ’Ｙ
ｅ＝３Ｇ←２　Ｒ＋　２　ＢＣ１−（Ｍｇ＋Ｙｅ）−（Ｃｙ＋Ｇ）＝２Ｒ−Ｇ＃Ｒ−ＹＣｚ　　＝　　（Ｍ　ｇ　＋　Ｃ’／　）　　　　（Ｙ
　ｅ　＋　Ｇ　）＝２８−Ｇ＃Ｂ−Ｙにて示される輝度信号（Ｙ）と２種類の色差信号（Ｃ１
）・（Ｃ２）を形成し、上記輝度信号（Ｙ）と色差信号
（Ｃ，）・（Ｃ２）から例えばＮＴＳＣ方式の複合カラ
ー映像信号を合成している。なお、撮像装置における映
像信号の処理系では、輪郭補償処理を行い画像の鮮鋭度
を高めるようにしている。

〔発明が解決し１ようとする問題点〕ところで、上述の第４図に示した補色フィルタ１０５を
設けた固体イメージセンサ１００では、例えば第５図の
（Ａ）に信号電荷の蓄積状態を「１」と「０」で示すよ
うに、赤領域（Ｒ）とＷ　％Ｈ域（Ｂ）との境界線（Ｌ
）部分を撮像した場合に、赤（Ｒ）成分と青（Ｂ）を透
過するマゼンタ（Ｍｇ）フィルタの設けられている画素
には上記赤領域（Ｒ）およびＩ￥領領域Ｒ）のどららで
も信号電荷が蓄積され、まノ、：、緑（Ｇ）フィルタの
設けられている画素に：よ上記赤領域（Ｒ）および青領
域（Ｂ）のどちらでも信号電荷が蓄積されず、さらに、
緑（Ｇ）成分と赤（Ｒ）を透過する黄（Ｍｇ）フィルタ
の設けられている画素には上記赤領域（Ｒ）では信号電
荷が蓄積され上記青領域（Ｂ）では信号電荷が蓄積され
ず、さらに、緑（Ｇ）成分と青（Ｂ）を透過するシアン
（ＣＶ）フィルタの設けられている画素には上記赤領域
（１？）では信号電荷が蓄積されず上記青領域（Ｂ）で
は信号電荷か蓄積される。上記固体イメージセンサ１０
０に対するイールド読み出しによって得ａれる撮像出力
は、第５図の（Ｅ３）に示すようにＬ記赤領域（Ｒ）と
青領域（Ｂ）との境界線（Ｌ）のタイミング（ｔ、）を
境にサンプリングキャリアが現れる部分と現れない部分
に分かれる。上記↑層像出力に含まれる上記補色フィル
タ１０５による空間サンプリングキャリア成分をトラッ
プして輝度信号を形成すると、第５図の（Ｃ）に示すよ
うに上記タイミング（ＬＬ）で上記境界Ｌｍ（Ｌ）のに
号が現れる。この境界線（Ｌ）の信号は、輪郭補償処理
により増幅されるが１水平走査期間（１１）毎に位相が
反転するので、画像の輝度としてはＬＪ立たない。しか
し、例えばＮ′ｒＳＣ方式複合カラー映像信号では、サ
ブキャリアの位相（φｓｃ）がフィールド毎に反転する
ために、上記輝度信号＜Ｙ）と２種類の色差信号（Ｃ１
）・（Ｃ２）から合成するとビートを起・ニして、フィ
ールド毎にクロマの大きさが変わり、上記境界線（］、
）部分にクロマフリッカが発生する。このように、補色
フィルタ１０５を設けた固体イメージセンサ１００では
、飽和度がありその輝度が空間周波数領域でサブキャリ
アに近いところにキャリアの出る被写体を撮像するとク
ロマフリッカが発生して画質が低下するという問題点が
あった。

そこで、本発明は、上述の如き従来の問題点に鑑み、色
差線順次方式の補色フィルタを設けた固体イメージセン
サにより得られる撮像出力について詩度分離方弐の信号
処理により複合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、飽和度がありその輝度が空間
周波数領域でサブキャリアに近いところにキャリアの出
る被写体を逼像して場合に、クロマフリッカによる画質
劣化を生ずることのない新規な構成の固体カラー盪像装
置を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上述の如き従来の問題点を解決するために、
色差線順次方式の補色フィルタを設けた固体イメージセ
ンサにより得られる撮像出力について輝度分薄方弐の信
号処理により複合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、上記固体イメージセンサ
により得られる撮像出力に対してクロマ変調成分をトラ
ップするトラップ回路の出力から輝度信号を形成する輝
度信号処理系に、上記トランプ回路の出力に水平走査期
間に相当する遅延量を与える遅延回路と、上記遅延回路
の人力信号と出力信号を加算する信号加算器とを設け、
上記揮度信号信号処理系において、上記信号加算器によ
る加算出力信号から輝度信号を形成するようにしたこと
を特徴としている。

冨乍用〕本発明に係る固体カラー撮像装置では、輝度信号処理系
において、補色フィルタを設けた固体イメージセンナに
より得られる撮像出力についてクロマ変調成分をトラン
プするトラップ回路の出力信号に１水平走査期間（ＩＨ
）に相当する遅延量を遅延回路にて与え、上記トラ・ノ
ブ回路の出力信号と上記遅延回路による遅延出力信号と
の加算出力信号から輝度信号を形成する。

〔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図のブロック図に示す実施例は、上述の第４図に示
した補色フィルタ１０５を設けた固体イメージセンサ１
００を用いてカラー撮像を行う固体カラー撮像装置に本
発明を適用したもので、−上記固体イメージセンサ１０
０から線順次出力される撮像出力（Ｓ、）／（ＳＥ）が
トラップ回路１０．バンドパスフィルタ３０およびロー
パスフィルタ４０に供給されている。

上記トラップ回路１０は、上記固体イメージセンサ１０
０から供給される撮像出力（ｓｏ）／（ｓｉ）　ニつい
て、上記補色フィルタ１０５による空間サンプリングキ
ャリア成分をトラップするもので、上記撮像出力（Ｓ、
）／（ＳＥ）がら空間サンプリングキャリ°７成分を除
去したトラ・ツブ出力を輝度信号（ｙｏ）として出力す
る。上記トラップ回路１１にて得られる輝度信号（Ｙｏ
）は、輪郭補償処理を行う輝度信号処理回路１１を介し
て信号加算器５０に供給される。

上記輝度信号処理回路１１は、上記トラップ回路ｌＯに
て得られる輝度信号（Ｙｏ）が供給される第１および第
２の信号加算器１２．１３と、それぞれ１水平走査期間
（ＩＨ）に等しい遅延量を有する第１および第２の遅延
回路１４．１５を備えており、上記第１の遅延回路１４
にて上記輝度信号（Ｙｏ）にＩＨの遅延量を与えた輝度
信号（Ｙｌ）が−上記第１の信号加算器１２に供給され
、また、上記第２の遅延回路１５にて上記輝度信号（ｙ
、）にｌ　Ｈの遅延量を与えた輝度信号（Ｙ２）が上記
第２の信号加算器１３に供給されるようになっている。

上記第１の信号加算器１２は、上記トラップ回路１０の
トラップ出力として得られた上記輝度信号（Ｙｏ）と上
記第１の遅延回路１３にてＩＨ遅延させた輝度信号（Ｙ
ｌ）とを加算合成することにより垂直Ａ成分をトラップ
した輝度信号（ＹＯ＋ＹＩ）を形成する。上記第１の信
号加算器１１ゆで得られる輝度信号（Ｙｏ＋Ｙυは、広
帯域のローパスフィルタ１６を介して水平輪郭補償回路
１７に供給され、この水平輪郭補償回路１７にて水平輪
郭補償処理が施される。

また、上記第２の信号加算器１２は、上記トラップ回路
１０のトラップ出力として得られた上記輝度信号（Ｙｏ
）と上記第２の遅延回路１５から供給される輝度信号（
Ｙ２）を加算し、２の係数を与える係数回路１８を介し
て加算出力’Ａ　（ｙｏ　＋　ｙｚ）を演算増幅器１９
の反転入力端に供給している。上記演算増幅器増幅１９
は、その非反転入力端に上記第１の遅延回路１３にてＩ
Ｈ遅延させた輝度信号（Ｙｌ）が供給されており、この
輝度信号（Ｙｌ）と上記係数回路１８を介して一上記第
２の信号加算器１３から供給される加算出力！４（Ｙｏ
”Ｙｚ）とを減算合成することにより、垂直輪郭補償信
号（ΔＹｖ）を形成する。この演算増幅器１９にて得ら
れる垂直輪郭補償信号（ΔＹｖ）は、第３の信号加算器
２０に供給され、この第３の信号加算器２０において、
上記トラップ回路１０からインバータ２１を介して極性
反転した輝度信号（Ｙｏ）に加算される。

さらに、上記第３の信号加算器２０の加算出力は、ロー
パスフィルタ２２を介して第４の信号加算器２３に供給
され、この第４の信号加算器２３において、上記水平輪
郭補償回路１７にて水平輪郭補償処理の施された輝度信
号（Ｙｏ＋Ｙ＋）と加算される。

そして、上記輝度信号処理回路１１は、上記第４の信号
加算器２３による加算出力として得られる水平方向およ
び垂直方向の輪郭補償処理済の輝度信号（Ｙ）を上記信
号加算器５０に供給する。

また、上記バンドパスフィルタ３０は、上記固体イメー
ジセンサ１００から供給される撮像出力（Ｓｏ）バｓＥ
）について、上記補色フィルタ１０５による空間サンプ
リングキャリア成分すなわちクロマ変調成分を抽出し同
期検波回路３１に供給している。

上記同＃ＪＪ検波回路３１は、上記バンドパスフィルタ
３０にて上記撮像出力（Ｓｏ）　／　（ＳＥ）から抽出
されたクロマ変調成分を上記補色フィルタ１０５による
空間サンプリングキャリアに対応するキャリア信号にて
同期検波することにより、上記撮像出力（Ｓｏ）に対し
て、Ｃ＋　＝　（Ｍｇ＋Ｙｅ）−（Ｃｙ＋Ｇ）２Ｒ−Ｇ＃Ｒ−Ｙなる色差信号（Ｃ，）を形成し、また、上記撮像出力（
ジ）に対して、Ｃｚ　＝（Ｍｇ＋Ｃｙ）　　　（Ｙｅ＋Ｇ）２Ｂ−Ｇ＃Ｂ−Ｙなる色差信号を形成して、線順次色差信号（Ｃ，）／（
Ｃ２）を出力する。上記同期検波回路３１にて得られる
線順次色差信号（Ｃ＋）／（Ｃｚ）は、それぞれ信号加
算器３２Ａ、３２Ｂに供給されている。

さらに、」−記ローパスフィルタ４０は、Ｌ記固体イメ
ージセンサ１００から供給される撮像出力（Ｓｏ）／（
ＳＥ）について、上記補色フィルタ１０５による空間サ
ンプリングキャリア成分を除去して低域輝度成分をホワ
イトバランス調整用の可変利得増幅器４１Ａ、４ｔＢを
介して、上記信号加算器３２Ａ、３２Ｂに供給している
。

上記信号加算器３２Ａ、３２Ｂは、上記同期検波回路３
１にて得られる線順次色差信号（Ｃ１）／（ＣＺ）に、
上記ホワイトバランス調整用の可変利得増幅２Ｓ４１Ａ
、４１Ｂから供給されるホワイトバランス調整信号（±
ΔＹ）を加算合成する。そして、上記信号加算）Ｗ３２
Ａ、３２Ｂにて得られるホワイトバランス調整済の線順
次色差信号（ｃ＋）／（ｃｇ）は、信号選択回路３３に
てＩＨ毎に交互に取り出されて、信号加算器３６に直接
供給されるとともに、２個のＩＨ遅延回路３４．３５の
直列回路を介して上記信号加算器３６に供給され、上記
信号加算器３６にて加算合成して２係数回路３７を介し
て同時化回路３８に供給されている。また、上記同時化
回路３８には、上記２個のＩＨ遅延回路３４゜３５の接
続点に得られるＩＨ遅れの線順次色差信号（Ｃ，）／（
ＣＺ）が供給されている。そして、Ｌ記同時化回路３８
は、上記２係数回路３７を介して供給される線順次色差
信号（Ｃ，）／（ＣＺ）と上記Ｉ　ＩＩ遅れの線！順次
色差信号（−）／（Ｃｚ）とをＩＨ毎に交互に選択する
ことにより、同時化した色差信号（Ｃ０）・（Ｃ２）を
取り出す。上記同時化回路３８にて得みれる同時化した
色差信号（Ｃ＋）・（Ｃ２）は、変調回路３９Ａ、３９
Ｂを介して信号加算器４３に供給されている。

そして、上記変調回路３９Ａ、３９Ｂに供給されている
９０″移相器４３にて９０°の位相差の与えられた例え
ばＮＴＳＣ方式の色副髪送波（ｆｓｃ）を上記同時化し
た色差信号（Ｃ＋）・（Ｃ２）にて直角二相変調して、
その変調出力を上記信号加算器４３にて加算合成するこ
とにより、搬送波色信号（Ｃ）が形成される。上記搬送
波色信号（Ｃ）は、上記信号加算器５０に供給され、上
述の輪郭補償処理済の輝度信号（Ｙ）と加算合成され、
ＮＴＳＣ方弐の複合カラー映像信号（Ｓｓｒｓ。）とし
て信号出力端子５５から出力される。

この実施例のように、色差線順次方式の補色フィルタ１
０５を設けた固体イメージセンサ１００により得られる
Ｉ最像出力について輝度分離方式の信号処理によりＮＴ
ＳＣ方式の複合カラー映像１ε号（Ｓｌ、Ｉ、ｓｃ）を
形成して出力する固体カラー撮像装置において、上記固
体イメージセンサ】００により得られる撮像出力（Ｓｏ
）／（ＳＥ）に対してクロマ変調成分をトラップするト
ラップ回路１０にてトラップすることにより形成した輝
度信号（Ｙｏ）について、第１の遅延回路１４にて１　
ｆｌに相当する遅延量を上記輝度信号（ＹＯ）に与えた
輝度信号（Ｙ、）を形成して、この輝度信号（Ｙｌ）と
Ｅ記輝度信号（Ｙｏ）を第１の信号加算器１２により加
算合成して得られる垂直Ａ成分をトラップした加算出力
信号（Ｙ０＋Ｙ＋）に水平輪郭補償回路１７にて水平輪
郭補償処理を施すようにした輝度信号処理回路１１にて
輪郭補償処理済の輝度信号（Ｙ）を得て、上記撮像出力
（Ｓｏ）／（ＳＥ）から形成した搬送波色信号（Ｃ）に
上記輝度信号（Ｙ）を加算合成することによって、飽和
度がありその輝度が空間周波数領域でサブキャリアに近
いところにキャリアの出る被写体を撮像して場合にも、
クロマフリッカによる画質劣化を生ずることのない画質
の良好なＮＴＳＣ方式の複合カラー映像信号（Ｓ、４ア
５．）を形成することができる。

なお、上述の実施例では、トラップ回路１０にて得られ
る輝度信号（Ｙｏ）と輝度信号処理回ｉｌｌにおける第
１および第２の遅延回路１４．１５にて得られるＩＨ遅
れの輝度信号（Ｙ＋）および２１（遅れの輝度信号（Ｙ
２）から演算増ΦＳ器増１陥１９形成した垂直輪郭補償
信号（ΔＹｖ）を形成し、トラップ回路１０にて得られ
る輝度信号（Ｙｏ）をインハーク２１にて極性反転した
輝度信号（Ｙｏ）に上記垂直輪郭補償信号（ΔＹ、）を
第３の信号加算器２０にて加算することにより垂直輪郭
補償処理済の輝度信号（−Ｙ０＋Δｙｖ）を形成して、
この垂直輪郭補償処理済の輝度信号（−Ｙ。＋Δｙｖ）
と水平輪郭補償処理済の輝度信号（ＹＯ＋Ｙｌ）とを信
号加算器２３にて加算＆成して、補償処理済の輝度信号
（Ｙ）を得るようにしたが、第２図に示す輝度信号処理
回路１１゜のように、上記インバータ２１および第３の
信号加算器２０を省略して、上記演算増幅器１９にて形
成した垂直輪郭補償信号（ΔＹ、）をローパスフィルタ
２２を介して上記信号加算器２３に供給し、水千輸９Ｂ
輪郭補償処理済の輝度信号（ＹＯ＋Ｙｌ）に上記垂直輪
郭補償信号（Δｙｖ）を加算することにより垂直輪郭補
償信号を施して、補償処理済の輝度信号（Ｙ）を得るよ
うにしても良い。さらに、第３図に示す輝度信号処理回
路６０のように、上述の実施例における輝度イ、）号処
理回路１１の第１の信号加算器１２として３人力の信号
加算器６２を用いて、トラップ回路１０にて得られる輝
度信号（ｙｏ）とξ１度信号処理回路１１における第１
および第２の遅延回路１４．１５にて得られるＩ　Ｈ遅
れの輝度信号（Ｌ）および２　Ｈ遅れの輝度信号（Ｙ２
）を加算合成することにより垂直Ａ成分を急峻にトラン
プすることができる。なお、この場合ＩＨ遅れの輝度信
号（Ｙｌ）は、％係数回路６１を介して上記第１の信号
加算器６２に供給される。

〔発明の効果〕

本発明に係る固体カラー撮像装置では、輝度信号処理系
において、補色フィルタを設けた固体・イメージセンサ
により得られる撮像出力についてクロマ変調成分をトラ
ップするトラップ回路の出力信号に１水平走査期間（ｉ
ｌ＋）に相当する遅延量を与え、上記トラップ回路の出
力信号と上記ＩＨの遅延量を与えた信号との加算出力信
号から形成した輝度１３号を用いて複合カラー映像信号
を合成するので、飽和度がありその輝度が空間周波数領
域でサブキャリアに近いところにキャｌアの出る被写体
を撮像した場合にもクロマフリッカによる画質劣化を生
ずるごとがなく、画質の良好な複合カラー映像信号を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る固体カラー↑最像装置の一実施例
を示すブロック図であり、第２図は本発明に係る固体カ
ラー撮像装置を構成する輝度信号処理系の他の構成例を
示すブロック図であり、第３図うよ本発明に係る固体カ
ラー撮像装置を構成する輝度信号処理系のさろに他の構
成例を示すブロック図である。第１図：よ固体カラー撮像装置の固体イメージセンタｊ
こ設けられる補色フィルタの構成を示す模式的な正面図
であり、第５図は上記固体イメージセンサによる撮像出
力の状止示す模式図である。１０・・・トラップ回路１１．１１°　６０・・・輝度信号処理回路１２．６２
・・・信号カロ算器１４・・・遅延回路

Claims

【特許請求の範囲】色差線順次方式の補色フィルタを設けた固体イメージセ
ンサにより得られる撮像出力について輝度分離方式の信
号処理により複合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、上記固体イメージセンサに
より得られる撮像出力に対してクロマ変調成分をトラッ
プするトラップ回路の出力から輝度信号を形成する輝度
信号処理系に、上記トラップ回路の出力に水平走査期間
に相当する遅延量を与える遅延回路と、上記遅延回路の
入力信号と出力信号を加算する信号加算器とを設け、上記輝度信号信号処理系にて上記信号加算器による加算
出力信号から輝度信号を形成するようにしたことを特徴
とする固体カラー撮像装置。