JPH06217332A - 輝度信号生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ４枚のＣＣＤ素子からの出力信号の内、低域
及び高域輝度成分を取り出し、取り出した低域及び高域
輝度成分を混合して１つの輝度信号として出力すること
で、従来使用されてきたＣＣＤ素子と同じ画素数のＣＣ
Ｄ素子を使用しているのにもかかわらず、高精細度の画
像を得ることができ、多くの画素で構成したＣＣＤ素子
の４倍程の高精細度画像を得ることもできるようにす
る。 【構成】 複数のＣＣＤ素子３、４ａ、４ｂ及び５から
の出力信号の内、低域及び高域輝度成分を取り出し、取
り出した複数の低域及び高域輝度成分を混合して１つの
輝度信号として出力する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば４板式のカラー
ビデオカメラ等に適用して好適な輝度信号生成装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＣＣＤ素子を１枚或いは複数枚使
用して被写体を撮像して映像信号として取り出すビデオ
カメラは一般、業務用を問わず広く使用されている。

【０００３】特に３板式（ＣＣＤ素子を３枚使用した）
のビデオカメラにおいては、色分解プリズムを用いて被
写体からの光を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に分解
し、分解して得た赤、緑、青の成分の光を３枚のＣＣＤ
素子で夫々光電変換して映像信号（原色信号）として取
り出し、３つの映像信号に対して様々な信号処理を施し
て輝度信号及び色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを得、これらの
信号をコンポジット、或いはコンポーネント映像信号と
して出力することにより、１枚、或いは２枚のＣＣＤ素
子を用いたビデオカメラよりも再現性の高い良好な映像
信号を得ることができる。

【０００４】この３板式のビデオカメラの解像度は１枚
或いは２枚のＣＣＤ素子を用いたビデオカメラと同じで
あり、例えばポストテレビジョンとして期待されている
高精細度テレビジョン、すなわち、ハイビジョン等のよ
うに、ＮＴＳＣ方式で標準とされている解像度よりも更
に高い解像度を得るためには、従来においては２つの方
法を取らざるを得なかった。

【０００５】即ち、１つの方法は、単位面積あたりの画
素数を増やすことであり、もう１つの方法はＣＣＤ素子
の面積を大きくすることによって、ＣＣＤ素子を多数の
画素で構成しようとするものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した単
位面積あたりの画素数を増加する方法は、非常に難しい
超微細加工処理を伴うと共に、歩留まりが非常に悪くな
る。

【０００７】また、ＣＣＤ素子の面積を大きくすること
によって、ＣＣＤ素子を多数の画素で構成する方法は、
歩留まりを悪化させると共に、消費電力を増大させ、更
にこのような大きなＣＣＤ素子を登載させるようにビデ
オカメラを設計した場合、当然、現在の主流となってい
る小型、軽量の流れに逆らうかの如く、大型で重いビデ
オカメラとなってしまう。

【０００８】また、上述した両方法による多画素化に伴
って、水平転送効率の悪化や転送スピードの上昇に伴う
消費電力の増大等の不都合が生じる。

【０００９】本発明はかかる点に鑑みてなされたもの
で、ビデオカメラを小型、軽量化できると共に、１つの
ＣＣＤ素子の物理的画素数を増加させることなく、少な
くとも同一画素数のＣＣＤ素子を用いて少なくとも従来
の解像度の４倍以上の解像度の映像信号を得ることので
きる輝度信号生成装置を提案しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の撮像素
子からの出力信号の内、輝度成分のみを取り出し、取り
出した複数の輝度成分を混合して１つの輝度信号として
出力するようにしたものである。

【００１１】また本発明は、赤用の撮像素子３と、少な
くとも２つの緑用の撮像素子４ａ、４ｂと、青用の撮像
素子５と、これら少なくとも４つの撮像素子３、４ａ、
４ｂ、５からの出力信号を補間する補間手段１２、１３
ａ、１３ｂ、１４と、この補間手段１２、１３ａ、１３
ｂ、１４からの出力に基いて低域輝度信号を生成する低
域輝度信号生成手段１８と、少なくとも４つの撮像素子
３、４ａ、４ｂ、５からの出力信号及び補間手段１２、
１３ａ、１３ｂ、１４からの補間信号とに基いて高域輝
度信号を生成する高域輝度信号生成手段１９と、低域輝
度信号生成手段１８及び高域輝度信号生成手段１９から
の低域輝度信号及び高域輝度信号とに基いて輝度信号を
生成する輝度信号生成手段２０とを有するものである。

【００１２】更に本発明は上述において、輝度信号生成
手段２０が生成する輝度信号を、０．５Ｇ（緑）＋０．
２５Ｒ（赤）＋０．２５Ｂ（青）の演算によって得るよ
うにしたものである。

【００１３】更に本発明は上述において、低域輝度信号
生成手段１８が生成する低域輝度信号を、０．５９Ｇ
（緑）＋０．３Ｒ（赤）＋０．１１Ｂ（青）の演算によ
って得るようにしたものである。

【００１４】更に本発明は上述において、補間手段１
２、１３ａ、１３ｂ、１４からの補間信号に基いて色差
信号Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙを生成する色差信号生成手段１５
を備えたものである。

【００１５】

【作用】上述せる本発明の構成によれば、複数の撮像素
子からの出力信号の内、輝度成分のみを取り出し、取り
出した複数の輝度成分を混合して１つの輝度信号として
出力する。

【００１６】また上述せる本発明の構成によれば、赤用
の撮像素子３と、少なくとも２つの緑用の撮像素子４
ａ、４ｂと、青用の撮像素子５とからの出力信号を補間
する補間手段１２、１３ａ、１３ｂ、１４からの出力に
基いて低域輝度信号を低域輝度信号生成手段１８で生成
し、少なくとも４つの撮像素子３、４ａ、４ｂ、５から
の出力信号及び補間手段１２、１３ａ、１３ｂ、１４か
らの補間信号とに基いて高域輝度信号を高域輝度信号生
成手段１９で生成し、低域輝度信号生成手段１８及び高
域輝度信号生成手段１９からの低域輝度信号及び高域輝
度信号とに基いて輝度信号を輝度信号生成手段２０で生
成する。

【００１７】更に上述において本発明の構成によれば、
輝度信号生成手段２０が生成する輝度信号を、０．５Ｇ
（緑）＋０．２５Ｒ（赤）＋０．２５Ｂ（青）の演算に
よって得る。

【００１８】更に上述において本発明の構成によれば、
低域輝度信号生成手段１８が生成する低域輝度信号を、
０．５９Ｇ（緑）＋０．３Ｒ（赤）＋０．１１Ｂ（青）
の演算によって得る。

【００１９】更に上述において本発明の構成によれば、
補間手段１２、１３ａ、１３ｂ、１４からの補間信号に
基いて色差信号生成手段１５で色差信号Ｒ−Ｙ及びＢ−
Ｙを生成する。

【００２０】

【実施例】以下に、図１を参照して本発明輝度信号生成
装置を撮像素子としてＣＣＤ素子を用いたビデオカメラ
に適用した一実施例について詳細に説明する。

【００２１】この図１において、１は図示しない被写体
からの光を集光する光学系で、この光学系１で集光され
た被写体からの光は色分解プリズム２に入射される。こ
の色分解プリズム２に入射された光、即ち、赤（Ｒ）、
緑（Ｇ）、青（Ｂ）の成分の光は、夫々この色分解プリ
ズム（例えばダイクロイックミラー）２によって色分解
され、図中一点鎖線の矢印で示すように反射及び透過を
繰り返した後に対応するＣＣＤ素子３（赤用）、ＣＣＤ
素子４ａ（緑用）、ＣＣＤ素子４ｂ（緑用）及びＣＣＤ
素子５（青用）に夫々入射される。

【００２２】ここで注目すべきこととして、図に示すよ
うに、色分解プリズム２で赤及び青成分の光を分離した
残りの緑の成分を更に２つの緑成分の光に分割し、これ
ら２つの緑成分に分割した光を２つの緑用ＣＣＤ素子４
ａ及び４ｂで受光することである。

【００２３】即ち、色分解プリズム２の面では先ず赤の
成分の光が反射されてＣＣＤ素子３に入射し、残りの緑
及び青の成分の光の内、青の成分の光が次の面で反射さ
れてＣＣＤ素子５に入射する。そして残りの緑の成分の
光は更に次の面（例えばハーフミラーとなっている）で
５０％ずつ反射光と直進光に分けられ、各々ＣＣＤ素子
４ａ及び４ｂへと入射する。

【００２４】ここで、ＣＣＤ素子３、４ａ及び５の入射
面に結像される光はプリズム内で２回反射したものであ
るのに対し、ＣＣＤ素子４ｂに入射した緑の成分の光は
１回しか反射されていないので、左右が逆のいわゆるミ
ラー像である。従って、後述する信号処理回路１０ｂの
後述するフレームメモリ２９から画像データとして読み
出すときに、他の画像データの読み出し方向（水平方
向）と逆の読み出し方向（水平方向）で読み出すように
する。

【００２５】また、ＣＣＤ素子３、４ａ、４ｂ及び５の
レジストレーションを適当にずらすことにより、等価的
に水平及び垂直の両方向に高精細度な画像を得ることが
できる。

【００２６】図３にその一例を示し、ここで、ＣＣＤ素
子３、４ａ、４ｂ及び５の空間的位置関係について説明
する。

【００２７】即ち、図３Ａに示すＣＣＤ素子４ａ（他の
ＣＣＤ素子３、４ｂ及び５も同様である）の画素Ｇａ間
の水平方向のピッチをＰｘ、垂直方向のピッチをＰｙと
したとき、ＣＣＤ素子４ａの画素の空間的位置に対して
ＣＣＤ素子４ｂの空間的位置を垂直方向に１／２Ｐｙず
らした位置となるように配置し（色分解プリズム２に貼
り合わせ）、ＣＣＤ素子４ａの画素の空間的位置に対し
てＣＣＤ素子３の空間的位置を水平方向に１／２Ｐｘず
らした位置となるように配置し（貼り合わせ）、ＣＣＤ
素子４ａの画素の空間的位置に対してＣＣＤ素子５の空
間的位置を水平方向に１／２Ｐｘ、垂直方向に１／２Ｐ
ｙずらした位置となるように配置する（貼り合わせ
る）。これによって、図３Ｅに示すように、各色情報を
持った画素が水平方向においては１／２Ｐｘ、垂直方向
においては１／２Ｐｙのピッチで配列することになる。

【００２８】尚、ＣＣＤ素子４ａの画素の空間的位置に
対してＣＣＤ素子５の空間的位置を垂直方向に１／２Ｐ
ｙずらした位置となるように配置し（色分解プリズム２
に貼り合わせ）、ＣＣＤ素子４ａの画素の空間的位置に
対してＣＣＤ素子３の空間的位置を水平方向に１／２Ｐ
ｘずらした位置となるように配置し（貼り合わせ）、Ｃ
ＣＤ素子４ａの画素の空間的位置に対してＣＣＤ素子４
ｂの空間的位置を水平方向に１／２Ｐｘ、垂直方向に１
／２Ｐｙずらした位置となるように配置する（貼り合わ
せる）ようにした場合は、図３Ｆに示すような配列とな
る（尚、図においては緑用のＣＣＤ素子４ａ及び４ｂの
画素をＧａ、Ｇｂとして区別せずに示している）。

【００２９】また、４枚のＣＣＤ素子３、４ａ、４ｂ及
び５を用いた場合、その配列は上述の２通りのみなら
ず、ＣＣＤ素子４ａの画素の空間的位置に対してＣＣＤ
素子３、４ｂ及び５の空間的位置を水平方向に１／２Ｐ
ｘ、または垂直方向に１／２Ｐｙずらした位置となるよ
うに配置するか（色分解プリズム２に貼り合わせる
か）、或いはＣＣＤ素子４ａの画素の空間的位置に対し
てＣＣＤ素子３、４ｂ及び５の空間的位置を水平方向に
１／２Ｐｘ並びにまたは垂直方向に１／２Ｐｙずらした
位置となるように配置するか（色分解プリズム２に貼り
合わせるか）によって、また、基準とするＣＣＤ素子を
どのＣＣＤ素子にするかによってより多くのパターンが
考えられる。本例においては、図３Ｅに示すパターンの
配列の場合を例にとり説明する。

【００３０】ＣＣＤ素子３、４ａ、４ｂ及び５に夫々入
射された赤成分の光（Ｒ）、緑成分の光（Ｇ）及び青成
分の光（Ｂ）は夫々ＣＣＤ素子３、４ａ、４ｂ及び５に
おいて光電変換された後に図示しない転送パルス発生回
路等からの各種パルスによって映像信号（原色信号）と
して出力され、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）
６、７ａ、７ｂ及び８に供給され、これら相関二重サン
プリング回路６、７ａ、７ｂ及び８において相関二重サ
ンプリング処理された後に信号処理回路９、１０ａ、１
０ｂ及び１１に夫々供給される。

【００３１】紙面の都合上、これら信号処理回路９、１
０ａ、１０ｂ及び１１の内部構成を図２において示し、
ここで図２を参照して信号処理回路９、１０ａ、１０ｂ
及び１１について説明する。

【００３２】図２において、２５は図１において相関二
重サンプリング回路６、７ａ、７ｂ及び８からの各サン
プリング出力が供給される入力端子で、この入力端子２
５を介して供給されるサンプリング出力は自動利得制御
（ＡＧＣ）回路２６に供給され、この自動利得制御回路
２６で利得制御された後にＡ−Ｄコンバータ２７に供給
され、このＡ−Ｄコンバータ２７においてディジタル映
像信号に変換される。

【００３３】このディジタル映像信号はホワイトバラン
ス（ＷＢ）／ガンマ（γ）補正回路２８に供給される。
このホワイトバランス／ガンマ補正回路２８は、Ａ−Ｄ
コンバータ２７からのディジタル映像信号に対してホワ
イトバランス調整及びガンマ補正処理を施した後にフレ
ームメモリ２９に供給する。

【００３４】フレームメモリ２９はホワイトバランス／
ガンマ補正回路２８からの出力を図示しない書き込み／
読み出し回路からの書き込み信号によって記憶し、ま
た、図示しない書き込み／読み出し回路からの読み出し
信号によって記憶したデータを出力する。このフレーム
メモリ２９から読み出されたデータは出力端子３０を介
して図１に示した補間回路１２、１３ａ、１３ｂ及び１
４に夫々供給される。

【００３５】図１に示す補間回路１２、１３ａ、１３ｂ
及び１４は図２に示したフレームメモリ２９から読み出
されたディジタル映像信号に対し、次のような方法で補
間処理を行う。

【００３６】図１に示すＣＣＤ素子３（Ｒ）の画素の内
の４つを夫々Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４とし、ＣＣＤ素
子４ａ（Ｇ）の画素の内の４つを夫々Ｇａ１、Ｇａ２、
Ｇａ３及びＧａ４とし、ＣＣＤ素子４ｂ（Ｇ）の画素の
内の４つを夫々Ｇｂ１、Ｇｂ２、Ｇｂ３及びＧｂ４と
し、ＣＣＤ素子５（Ｂ）の画素の内の４つを夫々Ｂ１、
Ｂ２、Ｂ３及びＢ４とした場合、図３Ｅに示したような
空間画素ずらしを行った場合は、図４Ａに示すような空
間的配列となる。

【００３７】さて、補間方法であるが、図４Ｂに示すよ
うに、例えばＧ（ＣＣＤ素子４ａ及び４ｂ）について
は、画素の原信号Ｇａ１と画素の原信号Ｇａ２の間の画
素信号、即ち、補間信号をｇｈ１、画素の原信号Ｇｂ１
と画素の原信号Ｇｂ２の間の画素信号、即ち、補間信号
をｇｈ２とすると、これら補間信号ｇｈ１及びｇｈ２は
次の数１に示す式で求められる。

【００３８】

【数１】 ｇｈ１＝１／２（Ｇａ１＋Ｇａ２） ｇｈ２＝１／２（Ｇｂ１＋Ｇｂ２）

【００３９】即ち、Ｇの画素の補間信号は各ラインにお
いて、その両側の画素の原信号を加算平均して求める。

【００４０】次に、Ｒ（ＣＣＤ素子３）については、図
４Ｃに示すように、画素の原信号Ｒ１及びＲ２間の画素
信号、即ち、補間信号をｒｈ１、画素の原信号Ｒ３及び
Ｒ４間の画素信号、即ち、補間信号をｒｈ２、画素の原
信号Ｒ１及びＲ３間の画素信号、即ち、補間信号をｒｖ
１、画素の原信号Ｒ２及びＲ４間の画素信号、即ち、補
間信号をｒｖ２、補間信号ｒｖ１及びｒｖ２間の画素信
号、即ち、補間信号ｒｈｖとすると、これら補間信号ｒ
ｈ１、ｒｈ２、ｒｖ１、ｒｖ２及びｒｈｖは次の数２で
示す式で求められる。

【００４１】

【数２】 ｒｈ１＝１／２（Ｒ１＋Ｒ２） ｒｈ２＝１／２（Ｒ３＋Ｒ４） ｒｖ１＝１／２（Ｒ１＋Ｒ３） ｒｖ２＝１／２（Ｒ２＋Ｒ４） ｒｈｖ＝１／４（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４）

【００４２】即ち、Ｒの画素の水平方向の補間信号ｒｈ
１及びｒｈ２はその両側の画素の原信号の加算平均で
得、垂直方向の補間信号ｒｖ１及びｒｖ２はその上下の
画素の原信号の加算平均で得、水平及び垂直両方向の補
間信号ｒｈｖはその上下左右の画素の原信号の加算平均
で得るようにする。

【００４３】次に、Ｂ（ＣＣＤ素子５）については、図
４Ｄに示すように、画素の原信号Ｂ１及びＢ２間の画素
信号、即ち、補間信号をｂｈ１、画素の原信号Ｂ３及び
Ｂ４間の画素信号、即ち、補間信号をｂｈ２、画素の原
信号Ｂ１及びＢ３間の画素信号、即ち、補間信号をｂｖ
１、画素の原信号Ｂ２及びＢ４間の画素信号、即ち、補
間信号をｂｖ２、補間信号ｂｖ１及びｂｖ２間の画素信
号、即ち、補間信号ｂｈｖとすると、これら補間信号ｂ
ｈ１、ｂｈ２、ｂｖ１、ｂｖ２及びｂｈｖは次の数３で
示す式で求められる。

【００４４】

【数３】 ｂｈ１＝１／２（Ｂ１＋Ｂ２） ｂｈ２＝１／２（Ｂ３＋Ｂ４） ｂｖ１＝１／２（Ｂ１＋Ｂ３） ｂｖ２＝１／２（Ｂ２＋Ｂ４） ｂｈｖ＝１／４（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｂ３＋Ｂ４）

【００４５】即ち、Ｂの画素の水平方向の補間信号ｂｈ
１及びｂｈ２はその両側の画素の原信号の加算平均で
得、垂直方向の補間信号ｂｖ１及びｂｖ２はその上下の
画素の原信号の加算平均で得、水平及び垂直両方向の補
間信号ｂｈｖはその上下左右の画素の原信号の加算平均
で得るようにする。

【００４６】このような補間処理で得られた補間信号
（Ｒ、Ｇ及びＢ）は色処理回路１５、輝度低域処理回路
１８及び輝度高域処理回路１９に夫々供給される。

【００４７】色処理回路１５は、補間回路１２、１３
ａ、１３ｂ及び１４からの補間信号及び後述する低域輝
度信号ＹＬに基いて色差信号Ｒ−ＹＬ及びＢ−ＹＬを生
成し、これらを出力端子１６及び１７を介して図示しな
い例えばビデオカメラの他の回路等に供給する。

【００４８】輝度低域処理回路１８は、補間回路１２、
１３ａ、１３ｂ及び１４からの補間信号に基いて低域輝
度信号ＹＬを生成する。この低域輝度信号ＹＬの生成は
例えば上述した補間信号を用いてＲ、Ｇ及びＢの成分の
比率が次の数４の式で示す割合となるようＲ、Ｇ及びＢ
を混合して得る。

【００４９】

【数４】ＹＬ（低域輝度信号）＝０．５９Ｇｂ２（緑）
＋０．３ｒｈｖ（赤）＋０．１ｂｈ１（青）＝０．５９
ｇＢ２＋０．３｛１／４（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４）｝
＋０．１１｛１／２（Ｂ１＋Ｂ２）｝

【００５０】しかしながら、この低域輝度信号ＹＬの生
成時においては補間回路１２、１３ａ、１３ｂ及び１４
で生成した補間信号を用いるので解像度の向上を図るこ
とができない。

【００５１】そこで、輝度高域処理回路１９において
は、図４Ｅに示すように、解像度を向上させるための処
理を行う。

【００５２】即ち、輝度高域処理回路１９においては、
ＣＣＤ素子４ａ及び４ｂの画素の原信号に対してＣＣＤ
素子３及び５が水平方向に１８０°位相がずれているの
で、次の数５に示す式によって高域輝度信号を得る。

【００５３】

【数５】ＹＨ（高域輝度信号）＝０．５Ｇ（緑）＋０．
２５Ｒ（赤）＋０．２５Ｂ（青）

【００５４】実際には、図４Ｅに示すように、ｎライ
ン、Ｌ＋１行目の補間信号を、ＣＣＤ素子３の画素の原
信号Ｒ１及びＲ３を加算平均して得た補間信号ｒｖ１
と、ＣＣＤ素子５の画素の原信号Ｂ１とを加算平均して
得た信号とし、ｎライン、Ｌ＋３行目の補間信号を、Ｃ
ＣＤ素子３の画素の原信号Ｒ２及びＲ４を加算平均して
得た補間信号ｒｖ２と、ＣＣＤ素子５の画素の原信号Ｂ
２とを加算平均して得た信号とし、・・・・ｎ＋３ライ
ン、Ｌ＋１行目の補間信号を、ＣＣＤ素子５の画素の原
信号Ｂ１及びＢ３を加算平均して得た補間信号ｂｖ１
と、ＣＣＤ素子３の画素の原信号Ｒ１とを加算平均して
得た信号とし、ｎ＋３ライン、Ｌ＋３行目の補間信号
を、ＣＣＤ素子３の画素の原信号Ｒ２と、ＣＣＤ素子５
の画素の原信号Ｂ２及びＢ３とを加算平均して得た信号
ｂｖ２とを加算平均して得た信号とし、・・・・・以下
同様に処理して得た信号とする。

【００５５】そして図４Ｅに示すように、ｎライン目に
おいては、ＣＣＤ素子４ｂの画素の原信号Ｇｂ１、補間
信号ｒｖ１とＣＣＤ素子５の画素の原信号Ｂ１との加算
平均信号、ＣＣＤ素子４ｂの画素の原信号Ｇｂ２、補間
信号ｒｖ２とＣＣＤ素子５の画素の原信号Ｂ２との加算
平均信号、・・・・の順に切り換えて出力し、・・・・
ｎ＋３ライン目においては、ＣＣＤ素子４ａの画素の原
信号Ｇａ１、補間信号ｂｖ１とＣＣＤ素子３の画素の原
信号Ｒ３との加算平均信号、ＣＣＤ素子４ａの画素の原
信号Ｇａ４、補間信号ｂｖ２とＣＣＤ素子３の画素の原
信号Ｒ４との加算平均信号、・・・・の順に切り換えて
出力するようにする。

【００５６】さて、以上説明したような処理によって得
られた高域輝度信号ＹＨ及び上述した低域輝度信号ＹＬ
は輝度処理回路２０に供給される。この輝度処理回路２
０は輝度低域処理回路１８からの低域輝度信号ＹＬ及び
輝度高域処理回路１９からの高域輝度信号ＹＨに基いて
輝度信号Ｙを生成する。

【００５７】ここで、図５を参照してこの輝度処理回路
２０における処理を説明する。

【００５８】図５に示すように、輝度処理回路２０は、
少なくとも加算回路３５及び３７、ローパスフィルタ３
６を有する。

【００５９】先ずステップＳＴ１においては、加算回路
３５において低域輝度信号ＹＬから高域輝度信号ＹＨが
減算され、ステップＳＴ２で示すようになる。

【００６０】そして加算回路３５から出力されたステッ
プＳＴ２に示す加算出力は、ステップＳＴ３に示すよう
にローパスフィルタ３６に供給され、このステップＳＴ
３に示すように低域濾波されたものとなる。

【００６１】続いてステップＳＴ４においては、加算回
路３７により、ステップＳＴ３で得られた低域濾波出力
とステップＳＴ１で入力された高域輝度信号ＹＨが加算
されることにより、ステップＳＴ１に示した入力高域輝
度信号ＹＨの低域部分がステップＳＴ３の高域輝度信号
−ＹＨの低域部分で相殺され、このステップＳＴ４に示
すように、低域輝度信号ＹＬの低域部分と高域輝度信号
ＹＨの高域部分の混合された輝度信号Ｙとなる。

【００６２】そしてこの輝度信号Ｙは出力端子２１を介
して図示しないビデオカメラの他の回路等に供給され
る。

【００６３】出力端子１６及び１７から出力される色差
信号Ｒ−ＹＬ及びＢ−ＹＬと、出力端子２１から出力さ
れる輝度信号Ｙから生成したカラー映像信号を例えばモ
ニタ等に供給し、その管面に画像として映出させた場
合、従来と同じ画素数のＣＣＤ素子を用いているのにも
かかわらず、高精細度の画像を得ることができ、多くの
画素で構成したＣＣＤ素子の４倍程の高精細度画像を得
ることもできる。

【００６４】このように、本例においては、緑（Ｇ）用
ＣＣＤ素子４ａ及び４ｂ、赤（Ｒ）用ＣＣＤ素子３、青
（Ｂ）用ＣＣＤ素子５の４枚のＣＣＤ素子３、４ａ、４
ｂ及び５の空間的位置をずらした状態で映像信号を得る
と共に、緑（Ｇ）用ＣＣＤ素子４ａ及び４ｂからの信号
と、赤（Ｒ）及び青（Ｂ）用ＣＣＤ素子からの映像信号
とこれらの補間信号の加算平均信号を交互に出力するよ
うにし、結果、高域輝度信号ＹＨの生成時の混合比とし
て０．５Ｇ（緑）＋０．２５Ｒ（赤）＋０．２５Ｂ等を
用いて高域輝度信号ＹＨを得、一方、低域輝度信号ＹＬ
を０．５９Ｇｂ２（緑）＋０．３ｒｈｖ（赤）＋０．１
１ｂｈ１（青）＝０．５９Ｇｂ２＋０．３｛１／４（Ｒ
１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４）｝＋０．１１｛１／２（Ｂ１＋
Ｂ２）｝を用いて生成し、更に輝度処理回路２０におい
て低域輝度信号ＹＬの低域部分及び高域輝度信号ＹＨの
高域部分からなる輝度信号Ｙを得るようにしたので、従
来使用されてきたＣＣＤ素子と同じ画素数のＣＣＤ素子
を４枚用いて高精細度の画像を得ることができ、多くの
画素で構成したＣＣＤ素子の４倍程の高精細度画像を得
ることもでき、しかも、ビデオカメラを小型、軽量化で
きる。

【００６５】また、上述から明かなように、ＣＣＤ素子
の画素数を増加させていないので、消費電力の増大、歩
留まりの悪化等、ＣＣＤ素子の画素数を増加させること
によって生じる様々な不都合が生じることがない。

【００６６】尚、上述の実施例は本発明の一例であり、
本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取
り得ることは勿論である。

【００６７】

【発明の効果】上述せる本発明によれば、複数の撮像素
子からの出力信号の内、輝度成分のみを取り出し、取り
出した複数の輝度成分を混合して１つの輝度信号として
出力するようにしたので、従来使用されてきたＣＣＤ素
子と同じ画素数のＣＣＤ素子を使用しているのにもかか
わらず、高精細度の画像を得ることができ、多くの画素
で構成したＣＣＤ素子の４倍程の高精細度画像を得るこ
ともできる。

【００６８】また上述せる本発明によれば、赤用の撮像
素子と、少なくとも２つの緑用の撮像素子と、青用の撮
像素子とからの出力信号を補間する補間手段からの出力
に基いて低域輝度信号を低域輝度信号生成手段で生成
し、少なくとも４つの撮像素子からの出力信号及び補間
手段からの補間信号とに基いて高域輝度信号を高域輝度
信号生成手段で生成し、低域輝度信号生成手段及び高域
輝度信号生成手段からの低域輝度信号及び高域輝度信号
とに基いて輝度信号を輝度信号生成手段で生成するよう
にしたので、上述の効果に加え、ＣＣＤ素子の画素数を
増加させていないので、消費電力の増大、歩留まりの悪
化等、ＣＣＤ素子の画素数を増加させることによって生
じる様々な不都合が生じることがない。

【００６９】更に上述において本発明によれば、輝度信
号生成手段が生成する輝度信号を、０．５Ｇ（緑）＋
０．２５Ｒ（赤）＋０．２５Ｂ（青）の演算によって得
るようにしたので、緑用のＣＣＤ素子の出力に対する赤
及び青のＣＣＤ素子の出力の位相ずれを補正することが
できる。

【００７０】更に上述において本発明によれば、低域輝
度信号生成手段が生成する低域輝度信号を、０．５９Ｇ
（緑）＋０．３Ｒ（赤）＋０．１１Ｂ（青）の演算によ
って得るようにしたので、上述の効果に加え、クオリテ
ィの高い低域輝度信号を得ることができる。

【００７１】更に上述において本発明によれば、補間手
段からの補間信号に基いて色差信号生成手段で色差信号
Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙを生成するようにしたので、上述の効
果に加え、良好な色差信号を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明輝度信号生成装置の一実施例を示す構成
図である。

【図２】本発明輝度信号生成装置の一実施例の要部を示
す構成図である。

【図３】本発明輝度信号生成装置の一実施例の説明に供
する説明図である。

【図４】本発明輝度信号生成装置の一実施例の説明に供
する説明図である。

【図５】本発明輝度信号生成装置の動作を説明するため
の説明図である。

【符号の説明】

３ ＣＣＤ素子（Ｒ：赤用） ４ａ ＣＣＤ素子（Ｇ：緑用） ４ｂ ＣＣＤ素子（Ｇ：緑用） ５ ＣＣＤ素子（Ｂ：青用） １２、１３ａ、１３ｂ、１４ 補間回路 １５ 色処理回路 １８ 輝度低域処理回路 １９ 輝度高域処理回路 ２０ 輝度処理回路

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年２月１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】この３板式のビデオカメラはＮＴＳＣ／Ｐ
ＡＬ他のＴＶ標準方式においては十分な解像度・画質で
あるが、ハイビジョン等のように、ＮＴＳＣ方式で標準
とされている解像度よりも更に高い解像度（特に垂直方
向）を得るためには、従来においては２つの方法を取ら
ざるを得なかった。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】本発明はかかる点に鑑みてなされたもの
で、ビデオカメラを小型、軽量化できると共に、１つの
ＣＣＤ素子の物理的画素数を増加させることなく、少な
くとも同一画素数のＣＣＤ素子を用いて従来の垂直解像
度の約２倍の解像度の映像信号を得ることのできる輝度
信号生成装置を提案しようとするものである。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３８】

【数１】 ｇｈ１＝（１／２）（Ｇａ１＋Ｇａ２） ｇｈ２＝（１／２）（Ｇｂ１＋Ｇｂ２）

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４１】

【数２】 ｒｈ１＝（１／２）（Ｒ１＋Ｒ２） ｒｈ２＝（１／２）（Ｒ３＋Ｒ４） ｒｖ１＝（１／２）（Ｒ１＋Ｒ３） ｒｖ２＝（１／２）（Ｒ２＋Ｒ４） ｒｈｖ＝（１／４）（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４）

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４４】

【数３】 ｂｈ１＝（１／２）（Ｂ１＋Ｂ２） ｂｈ２＝（１／２）（Ｂ３＋Ｂ４） ｂｖ１＝（１／２）（Ｂ１＋Ｂ３） ｂｖ２＝（１／２）（Ｂ２＋Ｂ４） ｂｈｖ＝（１／４）（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｂ３＋Ｂ４）

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４９】

【数４】ＹＬ（低域輝度信号）＝０．５９Ｇｂ２（緑）
＋０．３ｒｈｖ（赤）＋０．１ｂｈ１（青）＝０．５９
Ｇｂ２＋０．３｛（１／４）（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ
４）｝＋０．１１｛（１／２）（Ｂ１＋Ｂ２）｝

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５４】実際には、図４Ｅに示すように、ｎ＋１ラ
イン、Ｌ＋１行目の補間信号を、ＣＣＤ素子３の画素の
原信号Ｒ１及びＲ３を加算平均して得た補間信号ｒｖ１
と、ＣＣＤ素子５の画素の原信号Ｂ１とを加算平均して
得た信号とし、ｎ＋１ライン、Ｌ＋３行目の補間信号
を、ＣＣＤ素子３の画素の原信号Ｒ２及びＲ４を加算平
均して得た補間信号ｒｖ２と、ＣＣＤ素子５の画素の原
信号Ｂ２とを加算平均して得た信号とし、・・・・ｎ＋
２ライン、Ｌ＋１行目の補間信号を、ＣＣＤ素子５の画
素の原信号Ｂ１及びＢ３を加算平均して得た補間信号ｂ
ｖ１と、ＣＣＤ素子３の画素の原信号Ｒ３とを加算平均
して得た信号とし、ｎ＋２ライン、Ｌ＋３行目の補間信
号を、ＣＣＤ素子３の画素の原信号Ｒ４と、ＣＣＤ素子
５の画素の原信号Ｂ２及びＢ３とを加算平均して得た信
号ｂｖ２とを加算平均して得た信号とし、・・・・・以
下同様に処理して得た信号とする。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５５】そして図４Ｅに示すように、ｎ＋１ライン
目においては、ＣＣＤ素子４ｂの画素の原信号Ｇｂ１、
補間信号ｒｖ１とＣＣＤ素子５の画素の原信号Ｂ１との
加算平均信号、ＣＣＤ素子４ｂの画素の原信号Ｇｂ２、
補間信号ｒｖ２とＣＣＤ素子５の画素の原信号Ｂ２との
加算平均信号、・・・・の順に切り換えて出力し、・・
・・ｎ＋２ライン目においては、ＣＣＤ素子４ａの画素
の原信号Ｇａ３、補間信号ｂｖ１とＣＣＤ素子３の画素
の原信号Ｒ３との加算平均信号、ＣＣＤ素子４ａの画素
の原信号Ｇａ４、補間信号ｂｖ２とＣＣＤ素子３の画素
の原信号Ｒ４との加算平均信号、・・・・の順に切り換
えて出力するようにする。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６３】出力端子１６及び１７から出力される色差
信号Ｒ−ＹＬ及びＢ−ＹＬと、出力端子２１から出力さ
れる輝度信号Ｙから生成したカラー映像信号を例えばプ
リンタ等に供給し、出力させた場合、従来と同じ画素数
のＣＣＤ素子を用いているのにもかかわらず、高精細度
の画像を得ることができる。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６４】このように、本例においては、緑（Ｇ）用
ＣＣＤ素子４ａ及び４ｂ、赤（Ｒ）用ＣＣＤ素子３、青
（Ｂ）用ＣＣＤ素子５の４枚のＣＣＤ素子３、４ａ、４
ｂ及び５の空間的位置をずらした状態で映像信号を得る
と共に、緑（Ｇ）用ＣＣＤ素子４ａ及び４ｂからの信号
と、赤（Ｒ）及び青（Ｂ）用ＣＣＤ素子からの映像信号
とこれらの補間信号の加算平均信号を交互に出力するよ
うにし、結果、高域輝度信号ＹＨの生成時の混合比とし
て０．５Ｇ（緑）＋０．２５Ｒ（赤）＋０．２５Ｂ
（青）等を用いて高域輝度信号ＹＨを得、一方、低域輝
度信号ＹＬを０．５９Ｇｂ２（緑）＋０．３ｒｈｖ
（赤）＋０．１１ｂｈ１（青）＝０．５９Ｇｂ２＋０．
３｛（１／４）（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４）｝＋０．１
１｛（１／２）（Ｂ１＋Ｂ２）｝を用いて生成し、更に
輝度処理回路２０において低域輝度信号ＹＬの低域部分
及び高域輝度信号ＹＨの高域部分からなる輝度信号Ｙを
得るようにしたので、従来使用されてきたＣＣＤ素子と
同じ画素数のＣＣＤ素子を４枚用いて高精細度の画像を
得ることができ、しかも、ＨＤに比べビデオカメラを小
型、軽量化できる。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６７】

【発明の効果】上述せる本発明によれば、複数の撮像素
子の出力信号輝度成分のみを取り出し、取り出した複数
の輝度成分を混合して１つの輝度信号として出力する、
つまり適切にレジストレーションをずらした４枚の撮像
素子の出力信号から高域及び低域の輝度成分を生成し、
各々の輝度成分を混合して１つの輝度信号として出力す
るようにしたので、従来使用されてきたＣＣＤ素子と同
じ画素数のＣＣＤ素子を使用しているのにもかかわら
ず、高精細度（特に垂直）の画像を得ることができる。

【手続補正１２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６９】更に上述において本発明によれば、輝度信
号生成手段が生成する輝度信号を、０．５Ｇ（緑）＋
０．２５Ｒ（赤）＋０．２５Ｂ（青）の演算によって得
るようにしたので、緑用のＣＣＤ素子の出力に対する赤
及び青のＣＣＤ素子の出力の最適な補間効率を得ること
ができる。

【手続補正１３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

【手続補正１４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の撮像素子からの出力信号の内、輝
   度成分のみを取り出し、取り出した複数の輝度成分を混
   合して１つの輝度信号として出力するようにしたことを
   特徴とする輝度信号生成装置。
2. 【請求項２】 赤用の撮像素子と、 少なくとも２つの緑用の撮像素子と、 青用の撮像素子と、 これら少なくとも４つの撮像素子からの出力信号を補間
   する補間手段と、 この補間手段からの出力に基いて低域輝度信号を生成す
   る低域輝度信号生成手段と、 上記少なくとも４つの撮像素子からの出力信号及び上記
   補間手段からの補間信号とに基いて高域輝度信号を生成
   する高域輝度信号生成手段と、 上記低域輝度信号生成手段及び上記高域輝度信号生成手
   段からの低域輝度信号及び高域輝度信号とに基いて輝度
   信号を生成する輝度信号生成手段とを有することを特徴
   とする輝度信号生成装置。
3. 【請求項３】 上記輝度信号生成手段が生成する輝度信
   号を、０．５Ｇ（緑）＋０．２５Ｒ（赤）＋０．２５Ｂ
   （青）の演算によって得るようにしたことを特徴とする
   請求項１記載の輝度信号生成装置。
4. 【請求項４】 上記低域輝度信号生成手段が生成する低
   域輝度信号を、０．５９Ｇ（緑）＋０．３Ｒ（赤）＋
   ０．１１Ｂ（青）の演算によって得るようにしたことを
   特徴とする請求項１記載の輝度信号生成装置。
5. 【請求項５】 上記補間手段からの補間信号に基いて色
   差信号を生成する色差信号生成手段を備えたことを特徴
   とする輝度信号生成装置。