JPH0366282A

JPH0366282A - カラー撮像装置

Info

Publication number: JPH0366282A
Application number: JP1203389A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Yoneyama; 匡幸米山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-08-05
Filing date: 1989-08-05
Publication date: 1991-03-20

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、光・電気変換手段を有するビデオカメラ等の
カラー撮像装置に関する。

従来の技術近年、ビデオカメラ等の撮像装置には、固体撮像素子が
使用されている。固体撮像素子は、小形軽量、空間分解
能が一様、低残像である等、種々の長所がある。しかし
、ＥＤＴＶ、ＨＤＴＶ等、解像度の向上が一層望まれる
と共に、民生用を想定した場合、単板カラー化が必要と
なり、大きな課題となっている。以下、図面を参照しな
がら説明する。第４図は、従来の撮像装置に使用する光
電変換手段の画素列を示す模式図である。第４図におい
て、色差順次方式であれば、例えば、画素４０〜４３に
おいて、Ｃ１：イエロー、Ｃ２ニジアン、Ｃ３：マゼン
タ、Ｃ４ニゲリーン等に設定される。

以上の様に構成された、従来の撮像装置に使用する光電
変換手段において、グリーンの成分は、輝度成分への寄
与が大きい為、全画素に存在する。

ところが、レッドおよびブルーの成分は、全画素には存
在しないため、輝度信号を構成する場合に、レッド、ブ
ルーの帯域限界が、輝度信号に偽信号の重畳する帯域と
なり、輝度信号の有効帯域および品位を低下させる要因
となる。第５図は色差順次方式の１例に基づく、２次元
周波数領域における、信号帯域を示す。第５図において
、横軸は水平周波数、縦軸は垂直周波数であり、ｆＮＨ
は水平ナイキスト周波数、ｆＮＶは垂直ナイキスト周波
数である。第５図において、５１は、輝度信号の存在す
る領域、５２は色信号のうち、レッドの存在する領域、
５３は、ブルーの存在する領域である。輝度信号領域５
１に比べ、色信号領域５２．５３は、狭い帯域に限られ
ており、実質上の輝度信号帯域は５３の領域に等しくな
り、充分な解像度を得ることができなかった。

発明が解決しようとする課題しかしながら、上記のような構成では、輝度信号領域５
１に比べ、色信号領域５２．５３の帯域が狭くなり、実
質上の輝度信号帯域は５３の領域に等しくなり、充分な
解像度を得ることができなかった。

また、色信号についても、補色フィルタから合成するた
め、色再現性が劣化するという問題があった。

課題を解決するための手段上記課題を解決するために、本発明によるカラー撮像装
置は、撮像レンズと、光学ローパスフィルタと、輝度信
号を出力する画素と、色信号を出力する画素が、共に斜
め格子状に配置された、輝度斜め格子配置光電変換手段
と、輝度信号リサンプル手段と、色信号分離手段と、マ
トリクス装置と、第１の出力端と、第２の出力端と、第
３の出力端とを有し、前記、撮像レンズを経た入射光は
、前記、光学ローパスフィルタにて、視覚上、冗長な斜
め周波数成分を除去された後、前記、輝度斜め格子配置
光電変換手段に入力され、輝度信号に対して斜め格子配
置された画素列から、輝度信号が出力され、色信号に対
して斜め格子配置された画素列から、色信号が出力され
、輝度信号と色信号が、１系統の信号として、前記、輝
度信号リサンプル手段、および、前記、色信号リサンプ
ル手段とに入力され、前記、輝度信号リサンプル手段は
、前記、輝度斜め格子配置光電変換手段からの出力信号
のうち、輝度信号の存在する斜め配列のタイミングでリ
サンプルして、輝度信号のみを、前記、マトリクス装置
へ出力し、前記、色信号分離手段は、前記、輝度斜め格
子配置光電変換手段からの出力信号のうち、色信号の存
在する斜め配列および、輝度信号の存在する斜め配列か
ら、色信号を分離して、色信号のみを、前記、マトリク
ス装置へ出力し、前記、マトリクス装置にて、輝度信号
Ｙ、色差信号Ｒ−Ｙ、および、色差信号Ｂ−Ｙを作成し
て、前記、第１の出力端にＹ、第２の出力端にＲ−Ｙ、
第３の出力端にＢ−Ｙを出力する様に構成されている。

また、前記、第１記載のカラー撮像装置であって、斜め
格子状に配置される輝度信号を出力する画素が、１画素
に対し、２色以上のフィルタを有する様に構成される。

また、前記、第１項記載のカラー撮像装置であって、各
画素の色フィルタ構成が、１画素１フィルタと、１画素
２フィルタの構成が混在する様に構成される。また、前
記カラー撮像装置であって、輝度信号を出力する画素が
斜め格子状に配置され、原色色信号を出力する画素が、
前記、輝度信号列の間に、斜め格子状に配置され、レッ
ドを出力する画素から、レッド信号を得、ブルーを出力
する画素から、ブルー信号を得、レッドを出力する２つ
の画素に、はさまれた輝度信を出力する画素から出力さ
れる輝度信号と、前記、レッドを出力する２つの画素か
ら出力される２つのレッド信号とから、演算により、前
記、レッドを出力する２つの画素に、はさまれた輝度信
号の位置におけるレッド信号を得、ブルーを出力する２
つの画素に、はさまれた輝度信号を出力する画素から出
力される輝度信号と、前記、ブルーを出力する２つの画
素から出力される２つのブルー信号とから、演算により
、前記、ブルーを出力する２つの画素に、はさまれた輝
度信号の位置におけるブルー信号を得、ブルーを出力す
る画素の位置のレッド信号は、上下および左右および斜
めに隣り合う画素の位置におけるレッド信号から演算に
よって求め、レッドを出力する画素の位置におけるブル
ー信号は、上下および左右および斜めに隣り合う画素の
位置におけるブルー信号から演算によって求める様に構
成されている。

作用本発明の撮像装置は、上記した構成をとることにより、
従来例に比べ、偽信号が少なく、色再現性が良好となる
。

実施例以下、本発明のカラー撮像装置の一実施例を図面を参照
しながら説明する。第１図は、本発明のカラー撮像装置
の一実施例を示すブロック図である。第１図において、
１は撮像レンズであり、前記、撮像レンズ１によって形
成された複写体像は、前記、光学ローパスフィルタ２（
光学ＬＰＦ）によって不要な斜め周波数成分を除去され
た後、前記、輝度斜め格子配置光電変換手段３へ入力さ
れる。前記、輝度斜め格子配置光電変換手段３にて、光
・電気変換をうけた信号は、前記、輝度信号リサンプル
手段４にて、輝度信号の存在する斜め格子のタイミング
でリサンプルして、輝度信号のみを、マトリクス装置６
へ出力する。色信号分離手段５に人力された信号は、色
信号の存在する斜め配列および、輝度信号から、色信号
ＲおよびＢを構成し、前記、マトリクス装置６に入力さ
れる。

前記、マトリクス装置６において、輝度信号Ｙおよび、
色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを作成し、出力端７．８．９に
各々、出力する。第２図に、本発明における色フィルタ
配列の一例を示す。第２図において、画素２１．２２．
２３．２４は、２色のフィルタ、例えば、シアン、イエ
ローで構成され、輝度信号Ｙを出力する。すなわち、Ｙ
＝Ｒ＋２Ｇ＋Ｂである。前記、輝度信号リサンプル手段
４は、第２図の画素２１のタイミングでリサンプルを行
なう。画０素２５．２６．２７．２８は、例えばレッド（Ｒ）を配
置し、画素２９は、例えば、ブルー（Ｂ）を配置する。

画素２５．２１．２６および、画素２７．２４．２８に
対し、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）を施すと、Ｒが出力
される。画素２３．２９．２２に対し、ＬＰＦを施すと
、Ｂが得られる。また、画素２５．２３．２７および、
画素２６．２２．２８に対し、Ｌ　ＰＦを施すと、Ｒが
得られ、画素２１．２９．２４に対し、ＬＰＦを施すと
、Ｂが得られる。Ｒ１およびＢが、各々得られない画素
には、Ｏレベルを挿入し、ＬＰＦをかけると、色信号Ｒ
，Ｂの水平および、垂直方向のモアレは消滅する。また
、画素２９に対し、Ｒ（！ｌ：Ｈの２色フィルタを使用
してもよい。Ｒは、斜め配置となり、輝度信号と同じ信
号周波数帯域となる為、モアレ対策は不要となる。Ｂは
、例えば、画素２９と、画素２５から作成される。次に
画素２３．２９．２２および画素２１．２９．２４から
、ＬＰＦを施して、Ｂが得られ、Ｂの得られない画素に
、０を挿入して、更にＬＰＦをかけると、Ｂが得られる
。

上記の説明において、ＲとＢの位置関係を逆にしてもよ
い。

第３図は、本発明におけるカラー撮像装置により得られ
る信号の２次元周波数軸上の位置を示す模式図である。

輝度信号は、領域３１に存在する。

前記、光学ローパスフィルタ２の通過帯域は、第３図の
領域３１で示される菱形範囲内に設定される。

ＲおよびＢ信号は、領域３２に存在する。しかし、輝度
信号は色信号とは別の画素を使用するので、輝度信号に
偽信号は重畳しない。領域３２の帯域外のモアレは、前
述の通り、色信号分離手段５によって抑圧される。

発明の効果以上のように、本発明のカラー撮像装置によれば、輝度
信号に偽信号が存在せず、かつ、斜め配置のため、視覚
上、冗長な斜め周波数成分を使用しない、効率の良い光
電変換が実現される。また、色信号については、Ｒ，Ｂ
原色を利用できるため、色再現性が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例におけるカラー撮１２像装置のブロック図、第２図は、本発明のカラー撮像装
置に使用する輝度斜め格子配置光電変換手段の色フィル
タ配置を示す模式図、第３図は、本発明における、輝度
信号と色信号の２次元周波数軸上の位置を示す模式図、
第４図は、従来の撮像装置における色フィルタ配列を示
す模式図、第５図は、従来の撮像装置による輝度信号と
色信号の２次元周波数軸上の位置を示す模式図である。１・・・・・・撮像レンズ、２・・・・・・光学ローパ
スフィルタ、３・・・・・・輝度斜め格子配置光電変換
手段、４・・・・・・輝度信号リサンプル手段、５・・
・・・・色信号分離手段、６・・・・・・マトリクス装
置、７・・・・・・第１の出力端、８・・・・・・第２
の出力端、９・・・・・・第３の出力端、１０・・・・
・・カラー撮像装置。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）撮像レンズと、光学ローパスフィルタと、輝度信
号を出力する画素と、色信号を出力する画素が、共に斜
め格子状に配置された、輝度斜め格子配置光電変換手段
と、輝度信号リサンプル手段と、色信号分離手段と、マ
トリクス装置と、第１の出力端と、第２の出力端と、第
３の出力端とを有するカラー撮像装置。
（２）輝度斜め格子配置光電変換手段の斜め格子状に配
置される輝度信号を出力する画素が、１画素に対し、２
色以上のフィルタを有することを特徴とする請求項（１
）記載のカラー撮像装置。
（３）格画素の色フィルタの構成が、１画素１フィルタ
と、１画素２フィルタの構成が混在することを特徴とす
る請求項（１）記載のカラー撮像装置。
（４）撮像レンズを経た入射光は、前記、光学ローパス
フィルタにて、視覚上、冗長な斜め周波数成分を除去さ
れた後、前記、輝度斜め格子配置光電変換手段に入力さ
れ、輝度信号に対して斜め格子配置された画素列から、
輝度信号が出力され、色信号に対して斜め格子配置され
た画素列から、色信号が出力され、輝度信号と色信号が
、１系統の信号として、前記、輝度信号リサンプル手段
、および、前記、色信号分離手段とに入力され、前記、
輝度信号リサンプル手段は、前記、輝度斜め格子配置光
電変換手段からの出力信号のうち、輝度信号の存在する
斜め配列のタイミングでリサンプルして、輝度信号のみ
を、前記、マトリクス装置へ出力し、前記、色信号分離
手段は、前記、輝度斜め格子配置光電変換手段からの出
力信号のうち、色信号の存在する斜め配列および、輝度
信号の存在する斜め配列から、色信号を分離し、色信号
ＲおよびＢのみを、前記、マトリクス装置へ出力し、前
記、マトリクス装置にて、輝度信号Ｙ、色差信号Ｒ−Ｙ
、および、色差信号Ｂ−Ｙを作成して、前記、第１の出
力端にＹ、第２の出力端にＲ−Ｙ、第３の出力端にＢ−
Ｙを出力するように構成されたカラー撮像装置の駆動方
法。
（５）輝度信号を出力する画素が斜め格子状に配置され
、原色色信号を出力する画素が、前記、輝度信号列の間
に、斜め格子状に配置され、レッドを出力する画素から
、レッド信号を得、ブルーを出力する画素から、ブルー
信号を得、レッドを出力する２つの画素に、はさまれた
輝度信を出力する画素から出力される輝度信号と、前記
、レッドを出力する２つの画素から出力される２つのレ
ッド信号とから、演算により、前記、レッドを出力する
２つの画素に、はさまれた輝度信号の位置におけるレッ
ド信号を得、ブルーを出力する２つの画素に、はさまれ
た輝度信号を出力する画素から出力される輝度信号と、
前記、ブルーを出力する２つの画素から出力される２つ
のブルー信号とから、演算により、前記、ブルーを出力
する２つの画素に、はさまれた輝度信号の位置における
ブルー信号を得、ブルーを出力する画素の位置のレッド
信号は、上下および左右および斜めに隣り合う画素の位
置におけるレッド信号から演算によって求め、レッドを
出力する画素の位置におけるブルー信号は、上下および
左右および斜めに隣り合う画素の位置におけるブルー信
号から演算によって求めることを特徴とする請求項（１
）記載のカラー撮像装置の駆動方法。