JPH0823542A - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
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- JPH0823542A JPH0823542A JP6158680A JP15868094A JPH0823542A JP H0823542 A JPH0823542 A JP H0823542A JP 6158680 A JP6158680 A JP 6158680A JP 15868094 A JP15868094 A JP 15868094A JP H0823542 A JPH0823542 A JP H0823542A
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- signal
- color
- signals
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 良好な色再現を保ちながら感度アップできる
撮像装置を提供する。 【構成】 図は撮像素子に設ける色フィルタアレイを示
す。視覚上、輝度信号に対して色差信号の解像度が低く
て良いことから、図示のように、主として色差信号にか
かわるＲ（赤）フィルタとＢ（青）フィルタを水平方
向，垂直方向それぞれ３画素おきにオフセット構造に配
置し、その間にＹ（透明）フィルタを配置している。こ
のようにして、Ｙフィルタの割合を増して感度アップを
はかることができ、オフセット構造により、色の水平方
向，垂直方向の解像度をアップできる。また、被写体の
周波数等に応じて、色差信号を構成するＹ画素を変えて
色モアレをなくしている。
撮像装置を提供する。 【構成】 図は撮像素子に設ける色フィルタアレイを示
す。視覚上、輝度信号に対して色差信号の解像度が低く
て良いことから、図示のように、主として色差信号にか
かわるＲ（赤）フィルタとＢ（青）フィルタを水平方
向，垂直方向それぞれ３画素おきにオフセット構造に配
置し、その間にＹ（透明）フィルタを配置している。こ
のようにして、Ｙフィルタの割合を増して感度アップを
はかることができ、オフセット構造により、色の水平方
向，垂直方向の解像度をアップできる。また、被写体の
周波数等に応じて、色差信号を構成するＹ画素を変えて
色モアレをなくしている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カラー撮像装置に関
し、特にその撮像素子に設ける色フィルタアレイにおけ
る色フィルタの配置および各色フィルタの画素からの信
号の処理に関するものである。
し、特にその撮像素子に設ける色フィルタアレイにおけ
る色フィルタの配置および各色フィルタの画素からの信
号の処理に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、撮像素子の色フィルタの配列とし
て、画素数に対し、水平，垂直方向の解像度が高く、色
再現の良好な方式として、図１３に示すベイヤー配列方
式が知られている。
て、画素数に対し、水平，垂直方向の解像度が高く、色
再現の良好な方式として、図１３に示すベイヤー配列方
式が知られている。
【０００３】また、近年ムービー等で、感度を重視した
方式として、図１４に示すような補色タイプが多く用い
られている。
方式として、図１４に示すような補色タイプが多く用い
られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、補色タ
イプでは、画素間の差信号により色信号が作られるた
め、色ノイズ，色むらの問題が発生し易い。このためＡ
Ｅ（自動露出制御）精度が要求される。特にディジタル
の信号処理システムにおいては、高いＡ／Ｄ（アナログ
−ディジタル変換）精度が要求される。
イプでは、画素間の差信号により色信号が作られるた
め、色ノイズ，色むらの問題が発生し易い。このためＡ
Ｅ（自動露出制御）精度が要求される。特にディジタル
の信号処理システムにおいては、高いＡ／Ｄ（アナログ
−ディジタル変換）精度が要求される。
【０００５】一方、近年の高画質化，高解像度化に伴
い、ピクセル（画素）・サイズが縮小し、撮像素子の感
度アップが重視されている。
い、ピクセル（画素）・サイズが縮小し、撮像素子の感
度アップが重視されている。
【０００６】そこで、良好な色再現を保ちながら、ベイ
ヤー配列方式よりさらに感度の高いものが望まれてい
る。
ヤー配列方式よりさらに感度の高いものが望まれてい
る。
【０００７】本発明は、このような状況のもとでなされ
たもので、撮像素子を大判化することなく、色フィルタ
アレイにおける色フィルタの配置、および各色フィルタ
の画素からの信号の処理により、良好な色再現を保ちな
がら、感度アップできる撮像装置を提供することを目的
とするものである。
たもので、撮像素子を大判化することなく、色フィルタ
アレイにおける色フィルタの配置、および各色フィルタ
の画素からの信号の処理により、良好な色再現を保ちな
がら、感度アップできる撮像装置を提供することを目的
とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、撮像装置を次の（１），（２），
（３）のとおりに構成する。
め、本発明では、撮像装置を次の（１），（２），
（３）のとおりに構成する。
【０００９】（１）次のＡ〜Ｅの構成要素を備えた撮像
装置。
装置。
【００１０】Ａ．被写体の光学像を感光面に受けて電気
信号に変換する撮像素子。
信号に変換する撮像素子。
【００１１】Ｂ．前記感光面上に設けられ、前記撮像素
子の各画素に対応する位置に個々の色フィルタが配置さ
れる色フィルタアレイであって、前記色フィルタは分光
感度特性の異なる３種類の色フィルタからなり、そのう
ちの２種類の色フィルタである第２の色フィルタ，第３
の色フィルタは水平方向，垂直方向それぞれ３画素おき
にオフセット構造に配置され、もう１種類の色フィルタ
である第１の色フィルタは残りの画素に配置されている
色フィルタアレイ。
子の各画素に対応する位置に個々の色フィルタが配置さ
れる色フィルタアレイであって、前記色フィルタは分光
感度特性の異なる３種類の色フィルタからなり、そのう
ちの２種類の色フィルタである第２の色フィルタ，第３
の色フィルタは水平方向，垂直方向それぞれ３画素おき
にオフセット構造に配置され、もう１種類の色フィルタ
である第１の色フィルタは残りの画素に配置されている
色フィルタアレイ。
【００１２】Ｃ．前記第１の色フィルタ，第２の色フィ
ルタ，第３の色フィルタに対応する画素から出力される
第１の信号，第２の信号，第３の信号にもとづいて、次
のａ〜ｄの差信号を生成する差信号生成手段。
ルタ，第３の色フィルタに対応する画素から出力される
第１の信号，第２の信号，第３の信号にもとづいて、次
のａ〜ｄの差信号を生成する差信号生成手段。
【００１３】ａ．前記第１の信号のうち前記第２の信号
の画素と同じ行の画素による信号のみを同時化して加
え、前記第２の信号との差をとった第１の差信号。
の画素と同じ行の画素による信号のみを同時化して加
え、前記第２の信号との差をとった第１の差信号。
【００１４】ｂ．前記第１の信号のうち前記第２の信号
の画素と同じ列の画素による信号のみを同時化して加
え、前記第２の色信号との差をとった第２の差信号。
の画素と同じ列の画素による信号のみを同時化して加
え、前記第２の色信号との差をとった第２の差信号。
【００１５】ｃ．前記第１の信号のうち前記第３の信号
の画素と同じ行の画素による信号のみを同時化して加
え、前記第３の信号との差をとった第３の差信号。
の画素と同じ行の画素による信号のみを同時化して加
え、前記第３の信号との差をとった第３の差信号。
【００１６】ｄ．前記第１の信号のうち前記第３の信号
の画素と同じ列の画素による信号のみを同時化して加
え、前記第３の信号との差をとった第４の差信号。
の画素と同じ列の画素による信号のみを同時化して加
え、前記第３の信号との差をとった第４の差信号。
【００１７】Ｄ．前記被写体の周波数成分等にもとづく
判定手段。
判定手段。
【００１８】Ｅ．前記判定手段の出力にもとづいて、前
記第１の差信号，前記第２の差信号のいずれか一方の信
号またはこの両信号に重みづけをして加えた信号を、お
よび前記第３の差信号，前記第４の差信号のいずれか一
方の信号またはこの両信号に重みづけをして加えた信号
を色情報信号として出力する色情報信号処理手段。
記第１の差信号，前記第２の差信号のいずれか一方の信
号またはこの両信号に重みづけをして加えた信号を、お
よび前記第３の差信号，前記第４の差信号のいずれか一
方の信号またはこの両信号に重みづけをして加えた信号
を色情報信号として出力する色情報信号処理手段。
【００１９】（２）色フィルタアレイは、第２の色フィ
ルタと第３の色フィルタとが水平方向または垂直方向で
隣合っているものである前記（１）記載の撮像装置。
ルタと第３の色フィルタとが水平方向または垂直方向で
隣合っているものである前記（１）記載の撮像装置。
【００２０】（３）色フィルタアレイは、第２の色フィ
ルタと第３の色フィルタとが水平方向および垂直方向に
１画素おいて配置されているものである前記（１）記載
の撮像装置。
ルタと第３の色フィルタとが水平方向および垂直方向に
１画素おいて配置されているものである前記（１）記載
の撮像装置。
【００２１】
【作用】前記（１），（２），（３）の構成により、第
１の色フィルタの割合が増して感度アップでき、第２の
色フィルタ，第３の色フィルタがオフセット構造となっ
て良好な色再現ができ、色情報信号処理手段により被写
体の状況に合った色情報信号が得られ、色モアレが減少
する。
１の色フィルタの割合が増して感度アップでき、第２の
色フィルタ，第３の色フィルタがオフセット構造となっ
て良好な色再現ができ、色情報信号処理手段により被写
体の状況に合った色情報信号が得られ、色モアレが減少
する。
【００２２】
【実施例】以下本発明を実施例により詳しく説明する。
【００２３】（実施例１）図２は実施例１である“撮像
装置”のブロック図であり、図１はこの撮像装置で用い
る色フィルタアレイにおける色フィルタの配置を示す図
である。
装置”のブロック図であり、図１はこの撮像装置で用い
る色フィルタアレイにおける色フィルタの配置を示す図
である。
【００２４】図２の１０１は撮像素子で、その感光面
に、不図示の光学系を介して被写体の光学像を受けて電
気信号に変換する。１００−１は図１に示す色フィルタ
アレイで、前記感光面上に、撮像素子の各画素に対し各
色フィルタが対応するように設けられている。
に、不図示の光学系を介して被写体の光学像を受けて電
気信号に変換する。１００−１は図１に示す色フィルタ
アレイで、前記感光面上に、撮像素子の各画素に対し各
色フィルタが対応するように設けられている。
【００２５】本実施例では、視覚上、輝度信号に対して
色差信号の解像度は低くて良いことから、図１に示すよ
うに、主として色差信号にかかわるＲ（赤）フィルタと
Ｂ（青）フィルタを水平方向，垂直方向それぞれ３画素
おきにオフセット構造（斜め格子構造ともいう）に配置
し、その間にＹ（透明）フィルタを配置している。この
ようにして、Ｙフィルタの割合を増して感度アップをは
かることができ、色差信号にかかわる色フィルタをオフ
セット構造としたことで、同数の色フィルタを格子構造
に配置した場合より、色の水平方向および垂直方向の解
像度をアップすると共に、輝度信号における色モアレを
低減することができる。
色差信号の解像度は低くて良いことから、図１に示すよ
うに、主として色差信号にかかわるＲ（赤）フィルタと
Ｂ（青）フィルタを水平方向，垂直方向それぞれ３画素
おきにオフセット構造（斜め格子構造ともいう）に配置
し、その間にＹ（透明）フィルタを配置している。この
ようにして、Ｙフィルタの割合を増して感度アップをは
かることができ、色差信号にかかわる色フィルタをオフ
セット構造としたことで、同数の色フィルタを格子構造
に配置した場合より、色の水平方向および垂直方向の解
像度をアップすると共に、輝度信号における色モアレを
低減することができる。
【００２６】図２，図３により信号処理について説明す
る。図３は図１の各Ｙフィルタに説明の都合により各位
置に応じた符号をつけたものである。
る。図３は図１の各Ｙフィルタに説明の都合により各位
置に応じた符号をつけたものである。
【００２７】撮像素子１０１より出力された信号は色分
離部１０２−１により、それぞれＹ，Ｒ，Ｂ信号に分離
される。ここでこれらの信号はホワイトバランス部１０
３でホワイトバランスのため適切なゲインがかけられ、
γ変換部１０４でγ変換される。ここで、Ｒ，Ｂにゲイ
ンをかけるだけでホワイトバランスを取っても良く、こ
の場合は、Ｙ信号に対してゲインをかけなくても良い。
離部１０２−１により、それぞれＹ，Ｒ，Ｂ信号に分離
される。ここでこれらの信号はホワイトバランス部１０
３でホワイトバランスのため適切なゲインがかけられ、
γ変換部１０４でγ変換される。ここで、Ｒ，Ｂにゲイ
ンをかけるだけでホワイトバランスを取っても良く、こ
の場合は、Ｙ信号に対してゲインをかけなくても良い。
【００２８】さらにＹ信号は色分離部１０２−１により
次のように３つの信号Ｙａ，Ｙｂ，Ｙｃに分離される。
すなわち、図３に示すように、Ｙ信号をＲ，Ｂ信号と同
じサンプリング構造を持つ６つの信号Ｙ１，Ｙ２，Ｙ
３，Ｙ４，Ｙ５，Ｙ６に分類し、 Ｙａ＝Ｙ１＋Ｙ２＋Ｙ３ Ｙｂ＝Ｙ４＋Ｙ５＋Ｙ６ Ｙｃ＝Ｙ２＋Ｙ５ とする。このときＹａはＲと同じ行にある信号、Ｙｂは
Ｂと同じ行にある信号、ＹｃはＲ，Ｂと同じ列にある信
号となる。
次のように３つの信号Ｙａ，Ｙｂ，Ｙｃに分離される。
すなわち、図３に示すように、Ｙ信号をＲ，Ｂ信号と同
じサンプリング構造を持つ６つの信号Ｙ１，Ｙ２，Ｙ
３，Ｙ４，Ｙ５，Ｙ６に分類し、 Ｙａ＝Ｙ１＋Ｙ２＋Ｙ３ Ｙｂ＝Ｙ４＋Ｙ５＋Ｙ６ Ｙｃ＝Ｙ２＋Ｙ５ とする。このときＹａはＲと同じ行にある信号、Ｙｂは
Ｂと同じ行にある信号、ＹｃはＲ，Ｂと同じ列にある信
号となる。
【００２９】γ変換部１０４より出力されたＹａ，Ｙ
ｂ，Ｙｃ信号はＲ，Ｂ信号と共に補間フィルタ１０７−
１，１０８−１，１２０−１，１０９−１，１１０−１
で同時化された後、Ｙａ信号は加算器１１１でＲとの差
が取られ第１の差信号Ｒ−Ｙａとなり、Ｙｂ信号は加算
器１１２でＢとの差が取られ第３の差信号Ｂ−Ｙｂとな
り、Ｙｃ信号は加算器１１３，１１４でそれぞれＲ，Ｂ
との差が取られ第２の差信号Ｒ−Ｙｃおよび第４の差信
号Ｂ−Ｙｃとなる。
ｂ，Ｙｃ信号はＲ，Ｂ信号と共に補間フィルタ１０７−
１，１０８−１，１２０−１，１０９−１，１１０−１
で同時化された後、Ｙａ信号は加算器１１１でＲとの差
が取られ第１の差信号Ｒ−Ｙａとなり、Ｙｂ信号は加算
器１１２でＢとの差が取られ第３の差信号Ｂ−Ｙｂとな
り、Ｙｃ信号は加算器１１３，１１４でそれぞれＲ，Ｂ
との差が取られ第２の差信号Ｒ−Ｙｃおよび第４の差信
号Ｂ−Ｙｃとなる。
【００３０】このようにして得られた、第１の差信号お
よび第２の差信号と、第３の差信号および第４の差信号
は判定回路１１９−１に入力され、被写体の周波数（空
間周波数）成分に応じた判定がくだされる。すなわち、
横縞のように垂直方向に大きな周波数成分を持つ被写体
ではＹａとＲは同じ位相となりＹｃとＲは位相が異なる
ため、色差信号に第１の差信号Ｒ−Ｙａを採用した方
が、色差信号のキャリアが小さくなり、色モアレが発生
しづらくなる。逆に、縦縞のように水平方向に大きな周
波数成分を持つ被写体ではＹｃとＲは同じ位相となりＹ
ａとＲは位相が異なるため、色差信号に第２の差信号Ｒ
−Ｙｃを採用した方が、色差信号のキャリアが小さくな
り、色モアレが発生しづらくなる。同様に、垂直方向に
大きな周波数成分を持つ被写体では第３の差信号Ｂ−Ｙ
ｂを、水平方向に大きな周波数成分を持つ被写体では第
４の差信号Ｂ−Ｙｃを採用した方が色モアレが発生しづ
らい。
よび第２の差信号と、第３の差信号および第４の差信号
は判定回路１１９−１に入力され、被写体の周波数（空
間周波数）成分に応じた判定がくだされる。すなわち、
横縞のように垂直方向に大きな周波数成分を持つ被写体
ではＹａとＲは同じ位相となりＹｃとＲは位相が異なる
ため、色差信号に第１の差信号Ｒ−Ｙａを採用した方
が、色差信号のキャリアが小さくなり、色モアレが発生
しづらくなる。逆に、縦縞のように水平方向に大きな周
波数成分を持つ被写体ではＹｃとＲは同じ位相となりＹ
ａとＲは位相が異なるため、色差信号に第２の差信号Ｒ
−Ｙｃを採用した方が、色差信号のキャリアが小さくな
り、色モアレが発生しづらくなる。同様に、垂直方向に
大きな周波数成分を持つ被写体では第３の差信号Ｂ−Ｙ
ｂを、水平方向に大きな周波数成分を持つ被写体では第
４の差信号Ｂ−Ｙｃを採用した方が色モアレが発生しづ
らい。
【００３１】この、Ｒ−ＹａとＲ−Ｙｃのどちらを、あ
るいはＢ−ＹｂとＢ−Ｙｃのどちらを採用するかの判定
は、被写体のバンドパス成分を検知することで実現でき
る。あるいはＲ−ＹａとＲ−Ｙｃの両者の大きさおよび
Ｂ−ＹｂとＢ−Ｙｃの両者の大きさを比較して判定を行
っても良い。また、判定の結果両者の重みを１と０にす
るのではなく、色モアレの少ない信号の方に、より大き
な重みをかけて加えるような判定および信号処理方法で
あっても良い。このようにして、判定回路１１９−１か
らはキャリアの発生の少ない色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙが
出力される。
るいはＢ−ＹｂとＢ−Ｙｃのどちらを採用するかの判定
は、被写体のバンドパス成分を検知することで実現でき
る。あるいはＲ−ＹａとＲ−Ｙｃの両者の大きさおよび
Ｂ−ＹｂとＢ−Ｙｃの両者の大きさを比較して判定を行
っても良い。また、判定の結果両者の重みを１と０にす
るのではなく、色モアレの少ない信号の方に、より大き
な重みをかけて加えるような判定および信号処理方法で
あっても良い。このようにして、判定回路１１９−１か
らはキャリアの発生の少ない色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙが
出力される。
【００３２】色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙは色差信号処理回
路１１７−１でローパスフィルタ，ゲイン調整等の処理
により、所望の特性を持つ色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙが生
成される。
路１１７−１でローパスフィルタ，ゲイン調整等の処理
により、所望の特性を持つ色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙが生
成される。
【００３３】さらにγ変換部１０４より出力された輝度
信号Ｙａ，Ｙｂは、輝度信号処理回路１１６−１で合成
され、適切なローパスフィルタリング，エンハンスメン
ト等が行われ、輝度信号として出力される。
信号Ｙａ，Ｙｂは、輝度信号処理回路１１６−１で合成
され、適切なローパスフィルタリング，エンハンスメン
ト等が行われ、輝度信号として出力される。
【００３４】このようにして、本実施例により、良好な
色再現を保ちつつ、色モアレのない、感度のよい撮像装
置が得られる。
色再現を保ちつつ、色モアレのない、感度のよい撮像装
置が得られる。
【００３５】（実施例２）図５は実施例である“撮像装
置”のブロック図であり、図４はこの撮像装置で用いる
色フィルタアレイにおける色フィルタ配置を示す図であ
る。
置”のブロック図であり、図４はこの撮像装置で用いる
色フィルタアレイにおける色フィルタ配置を示す図であ
る。
【００３６】本実施例で用いる色フィルタアレイにおけ
る色フィルタ配置の根拠は実施例１と同様である。ただ
し、オフセット構造の色フィルタどうしが、実施例１で
は図１に示すように、垂直方向に隣合うように配置され
ているが、本実施例では図４に示すように水平方向と垂
直方向で１画素おきに配置されている。
る色フィルタ配置の根拠は実施例１と同様である。ただ
し、オフセット構造の色フィルタどうしが、実施例１で
は図１に示すように、垂直方向に隣合うように配置され
ているが、本実施例では図４に示すように水平方向と垂
直方向で１画素おきに配置されている。
【００３７】図５，図６により信号処理について説明す
る。図６は図４の各Ｙフィルタに説明の都合により各位
置に応じた符号をつけたものである。本実施例の処理は
実施例１の処理と同様であるが、３つの信号Ｙｄ，Ｙ
ｅ，Ｙｆの分離は図６に示すようにＹ信号をＲ，Ｂ信号
と同じサンプリング構造を持つ６つの信号Ｙ１，Ｙ２，
Ｙ３，Ｙ４，Ｙ５，Ｙ６に分類すると次のように行われ
る。
る。図６は図４の各Ｙフィルタに説明の都合により各位
置に応じた符号をつけたものである。本実施例の処理は
実施例１の処理と同様であるが、３つの信号Ｙｄ，Ｙ
ｅ，Ｙｆの分離は図６に示すようにＹ信号をＲ，Ｂ信号
と同じサンプリング構造を持つ６つの信号Ｙ１，Ｙ２，
Ｙ３，Ｙ４，Ｙ５，Ｙ６に分類すると次のように行われ
る。
【００３８】Ｙｄ＝Ｙ１＋Ｙ２ Ｙｅ＝Ｙ４＋Ｙ６ Ｙｆ＝Ｙ３＋Ｙ５ このときＹｄはＲとＢと同じ行にある信号、ＹｅはＲと
Ｂと同じ列にある信号、ＹｆはＲ，Ｂいずれの行，列に
もない信号となる。
Ｂと同じ列にある信号、ＹｆはＲ，Ｂいずれの行，列に
もない信号となる。
【００３９】γ変換部１０４より出力されたＹｄ，Ｙｅ
信号はＲ，Ｂ信号と共に補間フィルタ１０７−２，１０
８−２，１０９−２，１１０−２で同時化された後、Ｙ
ｄ信号は加算器１１１でＲとの差が取られ第１の差信号
Ｒ−Ｙｄとなり、また加算器１１４でＢとの差が取られ
第３の差信号Ｂ−Ｙｄとなる。Ｙｅ信号は加算器１１３
でＲとの差が取られ第２の差信号Ｒ−Ｙｅとなり、また
加算器１１２でＢとの差が取られ第４の差信号Ｂ−Ｙｅ
となる。
信号はＲ，Ｂ信号と共に補間フィルタ１０７−２，１０
８−２，１０９−２，１１０−２で同時化された後、Ｙ
ｄ信号は加算器１１１でＲとの差が取られ第１の差信号
Ｒ−Ｙｄとなり、また加算器１１４でＢとの差が取られ
第３の差信号Ｂ−Ｙｄとなる。Ｙｅ信号は加算器１１３
でＲとの差が取られ第２の差信号Ｒ−Ｙｅとなり、また
加算器１１２でＢとの差が取られ第４の差信号Ｂ−Ｙｅ
となる。
【００４０】第１の差信号および第２の差信号と、第３
の差信号および第４の差信号から色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−
Ｙを生成する処理は実施例１と同様である。輝度信号を
生成する処理は、実施例１ではＹｃ信号が重複するため
用いられていなかったが、本実施例ではＹｄ，Ｙｅ，Ｙ
ｆ信号の重複がないため、これらの信号はすべて用いて
いる。
の差信号および第４の差信号から色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−
Ｙを生成する処理は実施例１と同様である。輝度信号を
生成する処理は、実施例１ではＹｃ信号が重複するため
用いられていなかったが、本実施例ではＹｄ，Ｙｅ，Ｙ
ｆ信号の重複がないため、これらの信号はすべて用いて
いる。
【００４１】このようにして、本実施例においても実施
例１と同様の効果が得られる。
例１と同様の効果が得られる。
【００４２】（実施例３）図８は実施例３である“撮像
装置”のブロック図であり、図７はこの撮像装置で用い
る色フィルタアレイにおける色フィルタの配置を示す図
である。
装置”のブロック図であり、図７はこの撮像装置で用い
る色フィルタアレイにおける色フィルタの配置を示す図
である。
【００４３】本実施例は、実施例１におけるＹフィルタ
のかわりにＧフィルタを用いた例である。図９は図７に
おけるＧフィルタに、説明の都合上、その位置に応じた
符号をつけた図である。本実施例で用いる色フィルタア
レイにおける色フィルタの配置の根拠は実施例１と同様
である。
のかわりにＧフィルタを用いた例である。図９は図７に
おけるＧフィルタに、説明の都合上、その位置に応じた
符号をつけた図である。本実施例で用いる色フィルタア
レイにおける色フィルタの配置の根拠は実施例１と同様
である。
【００４４】図８，図９により信号処理について説明す
る。撮像素子１０１より出力される信号は色分離部１０
２−３により、それぞれＲ，Ｇ，Ｂ信号に分離される。
ここでこれらの信号はホワイトバランス部１０３でホワ
イトバランスのため適切なゲインがかけられ、γ変換部
１０４でγ変換される。ここで、Ｒ，Ｂにゲインをかけ
るだけでホワイトバランスを取っても良く、この場合は
Ｇ信号に対してゲインをかけなくても良い。
る。撮像素子１０１より出力される信号は色分離部１０
２−３により、それぞれＲ，Ｇ，Ｂ信号に分離される。
ここでこれらの信号はホワイトバランス部１０３でホワ
イトバランスのため適切なゲインがかけられ、γ変換部
１０４でγ変換される。ここで、Ｒ，Ｂにゲインをかけ
るだけでホワイトバランスを取っても良く、この場合は
Ｇ信号に対してゲインをかけなくても良い。
【００４５】さらにＧ信号は色分離部１０２−３により
次のように３つの信号Ｇａ，Ｇｂ，Ｇｃに分離される。
すなわち、図９に示すようにＧ信号をＲ，Ｂ信号と同じ
サンプリング構造を持つ６つの信号Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，
Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６に分類し、 Ｇａ＝Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３ Ｇｂ＝Ｇ４＋Ｇ５＋Ｇ６ Ｇｃ＝Ｇ２＋Ｇ５ とする。このときＧａはＲと同じ行にある信号、Ｇｂは
Ｂと同じ行にある信号、ＧｃはＲ，Ｂと同じ列にある信
号となる。
次のように３つの信号Ｇａ，Ｇｂ，Ｇｃに分離される。
すなわち、図９に示すようにＧ信号をＲ，Ｂ信号と同じ
サンプリング構造を持つ６つの信号Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，
Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６に分類し、 Ｇａ＝Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３ Ｇｂ＝Ｇ４＋Ｇ５＋Ｇ６ Ｇｃ＝Ｇ２＋Ｇ５ とする。このときＧａはＲと同じ行にある信号、Ｇｂは
Ｂと同じ行にある信号、ＧｃはＲ，Ｂと同じ列にある信
号となる。
【００４６】γ変換部１０４より出力されたＧａ，Ｇ
ｂ，Ｇｃ信号はＲ，Ｂ信号とともに補間フィルタ１０７
−１，１０８−１，１２０−１，１０９−１，１１０−
１で同時化された後、Ｇａ信号は加算器１１１でＲとの
差が取られ第１の差信号Ｒ−Ｇａとなり、Ｇｂ信号は加
算器１１２でＢとの差が取られ第３の差信号Ｂ−Ｇｂと
なり、Ｇｃ信号は加算器１１３，１１４でそれぞれＲ，
Ｂとの差が取られ第２の差信号Ｒ−Ｇｃおよび第４の差
信号Ｂ−Ｇｃとなる。
ｂ，Ｇｃ信号はＲ，Ｂ信号とともに補間フィルタ１０７
−１，１０８−１，１２０−１，１０９−１，１１０−
１で同時化された後、Ｇａ信号は加算器１１１でＲとの
差が取られ第１の差信号Ｒ−Ｇａとなり、Ｇｂ信号は加
算器１１２でＢとの差が取られ第３の差信号Ｂ−Ｇｂと
なり、Ｇｃ信号は加算器１１３，１１４でそれぞれＲ，
Ｂとの差が取られ第２の差信号Ｒ−Ｇｃおよび第４の差
信号Ｂ−Ｇｃとなる。
【００４７】このようにして得られた、第１の差信号お
よび第２の差信号と、第３の差信号および第４の差信号
は判定回路１１９−３に入力され、被写体の周波数成分
に応じた判定がくだされる。すなわち、横縞のように垂
直方向に大きな周波数成分を持つ被写体ではＧａとＲは
同じ位相となりＧｃとＲは位相が異なるため、色差信号
に第１の差信号Ｒ−Ｇａを採用した方が、色差信号のキ
ャリアが小さくなり、色モアレが発生しづらくなる。逆
に、縦縞のように水平方向に大きな周波数成分を持つ被
写体ではＧｃとＲは同じ位相となりＧａとＲは位相が異
なるため、色差信号に第２の差信号Ｒ−Ｇｃを採用した
方が、色差信号のキャリアが小さくなり、色モアレが発
生しづらくなる。同様に、垂直方向に大きな周波数成分
を持つ被写体では第３の差信号Ｂ−Ｇｂを、水平方向に
大きな周波数成分を持つ被写体では第４の差信号Ｂ−Ｇ
ｃを採用した方が色モアレが発生しづらい。この、Ｒ−
ＧａとＲ−Ｇｃのどちらを、あるいはＢ−ＧｂとＢ−Ｇ
ｃのどちらを採用するかの判定は、被写体のバンドパス
成分を検知することで実現できる。あるいはＲ−Ｇａと
Ｒ−Ｇｃの両者の大きさおよびＢ−ＧｂとＢ−Ｇｃの両
者の大きさを比較して判定を行っても良い。また、判定
の結果両者の重みを１と０にするのではなく、色モアレ
の少ない信号の方に、より大きな重みをかけて加えるよ
うな判定および信号処理方法であっても良い。このよう
にして、判定回路１１９−３からはキャリアの発生の少
ない差信号Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇが出力される。
よび第２の差信号と、第３の差信号および第４の差信号
は判定回路１１９−３に入力され、被写体の周波数成分
に応じた判定がくだされる。すなわち、横縞のように垂
直方向に大きな周波数成分を持つ被写体ではＧａとＲは
同じ位相となりＧｃとＲは位相が異なるため、色差信号
に第１の差信号Ｒ−Ｇａを採用した方が、色差信号のキ
ャリアが小さくなり、色モアレが発生しづらくなる。逆
に、縦縞のように水平方向に大きな周波数成分を持つ被
写体ではＧｃとＲは同じ位相となりＧａとＲは位相が異
なるため、色差信号に第２の差信号Ｒ−Ｇｃを採用した
方が、色差信号のキャリアが小さくなり、色モアレが発
生しづらくなる。同様に、垂直方向に大きな周波数成分
を持つ被写体では第３の差信号Ｂ−Ｇｂを、水平方向に
大きな周波数成分を持つ被写体では第４の差信号Ｂ−Ｇ
ｃを採用した方が色モアレが発生しづらい。この、Ｒ−
ＧａとＲ−Ｇｃのどちらを、あるいはＢ−ＧｂとＢ−Ｇ
ｃのどちらを採用するかの判定は、被写体のバンドパス
成分を検知することで実現できる。あるいはＲ−Ｇａと
Ｒ−Ｇｃの両者の大きさおよびＢ−ＧｂとＢ−Ｇｃの両
者の大きさを比較して判定を行っても良い。また、判定
の結果両者の重みを１と０にするのではなく、色モアレ
の少ない信号の方に、より大きな重みをかけて加えるよ
うな判定および信号処理方法であっても良い。このよう
にして、判定回路１１９−３からはキャリアの発生の少
ない差信号Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇが出力される。
【００４８】これらは色差信号処理回路１１７−２に入
力され、次の変換
力され、次の変換
【００４９】
【数１】
【００５０】により色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙに変換さ
れ、色差信号処理回路１１７−２でローパスフィルタ，
ゲイン調整等の処理により、所望の特性を持つ色差信号
Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙが生成される。
れ、色差信号処理回路１１７−２でローパスフィルタ，
ゲイン調整等の処理により、所望の特性を持つ色差信号
Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙが生成される。
【００５１】さらにγ変換部１０４より出力されたＲ，
Ｇａ，Ｇｂ，Ｂ信号はスイッチ回路１０６により、読み
出し順に並べられ高域成分を含む輝度信号として出力さ
れる。この輝度信号は、輝度信号処理回路１１６−３で
合成され、適切なローパスフィルタリング，エンハンス
メント等が行われ、輝度信号として出力される。さらに
加算器１１５で、輝度補正信号形成回路１１８からの出
力 Ｃ１（Ｒ−Ｇ）＋Ｃ２（Ｂ−Ｇ） ……（２） が加算される。このＣ１，Ｃ２の値は例えば次のもので
ある。
Ｇａ，Ｇｂ，Ｂ信号はスイッチ回路１０６により、読み
出し順に並べられ高域成分を含む輝度信号として出力さ
れる。この輝度信号は、輝度信号処理回路１１６−３で
合成され、適切なローパスフィルタリング，エンハンス
メント等が行われ、輝度信号として出力される。さらに
加算器１１５で、輝度補正信号形成回路１１８からの出
力 Ｃ１（Ｒ−Ｇ）＋Ｃ２（Ｂ−Ｇ） ……（２） が加算される。このＣ１，Ｃ２の値は例えば次のもので
ある。
【００５２】 Ｃ１＝０．１７５，Ｃ２＝−０．０１５ ……（３） これらは前述した差信号Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇより形成され
る。輝度補正信号形成回路１１８はこれらの信号に対す
る定数乗算器および加算器で構成されている。この輝度
補正信号（２）を加算することにより、輝度信号の分光
特性が補正され、視感度にあった良好なＹ信号を得るこ
とができる。
る。輝度補正信号形成回路１１８はこれらの信号に対す
る定数乗算器および加算器で構成されている。この輝度
補正信号（２）を加算することにより、輝度信号の分光
特性が補正され、視感度にあった良好なＹ信号を得るこ
とができる。
【００５３】このようにして、本実施例においても実施
例１と同様の効果が得られる。
例１と同様の効果が得られる。
【００５４】（実施例４）図１１は実施例４である“撮
像装置”のブロック図であり、図１０はこの実施例でも
用いる色フィルタアレイにおける色フィルタの配置を示
す図である。
像装置”のブロック図であり、図１０はこの実施例でも
用いる色フィルタアレイにおける色フィルタの配置を示
す図である。
【００５５】本実施例は、実施例２におけるＹフィルタ
のかわりにＧフィルタを用いた例である。図１２は図１
０におけるＧフィルタに、説明の都合上、その位置に応
じた符号をつけた図である。本実施例で用いる色フィル
タアレイにおける色フィルタの配置の根拠は実施例１と
同様である。
のかわりにＧフィルタを用いた例である。図１２は図１
０におけるＧフィルタに、説明の都合上、その位置に応
じた符号をつけた図である。本実施例で用いる色フィル
タアレイにおける色フィルタの配置の根拠は実施例１と
同様である。
【００５６】図１１，図１２により信号処理について説
明する。本実施例の処理は実施例３の処理と同様である
が、３つの信号Ｇｄ，Ｇｅ，Ｇｆの分離は図１２に示す
ようにＧ信号をＲ，Ｂ信号と同じサンプリング構造を持
つ６つの信号Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６に分
類すると次のように行われる。
明する。本実施例の処理は実施例３の処理と同様である
が、３つの信号Ｇｄ，Ｇｅ，Ｇｆの分離は図１２に示す
ようにＧ信号をＲ，Ｂ信号と同じサンプリング構造を持
つ６つの信号Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６に分
類すると次のように行われる。
【００５７】Ｇｄ＝Ｇ１＋Ｇ２ Ｇｅ＝Ｇ４＋Ｇ６ Ｇｆ＝Ｇ３＋Ｇ５ このときＧｄはＲとＢと同じ行にある信号、ＧｅはＲと
Ｂと同じ列にある信号、ＧｆはＲ，Ｂいずれの行，列に
もない信号となる。
Ｂと同じ列にある信号、ＧｆはＲ，Ｂいずれの行，列に
もない信号となる。
【００５８】γ変換部１０４より出力されたＧｄ，Ｇｅ
信号はＲ，Ｇ信号とともに補間フィルタ１０７−２，１
０８−２，１０９−２，１１０−２で同時化された後、
Ｇｄ信号は加算器１１１でＲとの差が取られ第１の差信
号Ｒ−Ｇｄとなりまた、加算器１１４でＢとの差が取ら
れ第３の差信号Ｂ−Ｇｄとなる。Ｇｅ信号は加算器１１
３でＲとの差が取られ第２の差信号Ｒ−Ｇｅとなりま
た、加算器１１２でＢとの差が取られ第４の差信号Ｂ−
Ｇｅとなる。
信号はＲ，Ｇ信号とともに補間フィルタ１０７−２，１
０８−２，１０９−２，１１０−２で同時化された後、
Ｇｄ信号は加算器１１１でＲとの差が取られ第１の差信
号Ｒ−Ｇｄとなりまた、加算器１１４でＢとの差が取ら
れ第３の差信号Ｂ−Ｇｄとなる。Ｇｅ信号は加算器１１
３でＲとの差が取られ第２の差信号Ｒ−Ｇｅとなりま
た、加算器１１２でＢとの差が取られ第４の差信号Ｂ−
Ｇｅとなる。
【００５９】第１の差信号および第２の差信号と、第３
の差信号および第４の差信号から差信号Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇ
を生成する処理、および色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ、輝度
補正信号を生成する処理は実施例３と同様である。
の差信号および第４の差信号から差信号Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇ
を生成する処理、および色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ、輝度
補正信号を生成する処理は実施例３と同様である。
【００６０】輝度信号を生成する処理は、実施例３では
Ｇｃ信号が重複するため用いられていなかったが、本実
施例ではＧｄ，Ｇｅ，Ｇｆ信号間で重複がないため、こ
れらの信号はすべて用いることができる。
Ｇｃ信号が重複するため用いられていなかったが、本実
施例ではＧｄ，Ｇｅ，Ｇｆ信号間で重複がないため、こ
れらの信号はすべて用いることができる。
【００６１】このようにして、本実施例においても実施
例１と同様の効果が得られる。
例１と同様の効果が得られる。
【００６２】（変形）実施例１，実施例３では、オフセ
ット構造の色フィルタどうしを垂直方向に隣合うように
配置しているが、本発明はこれに限らず、水平方向に隣
合うように配置する形で実施することができる。
ット構造の色フィルタどうしを垂直方向に隣合うように
配置しているが、本発明はこれに限らず、水平方向に隣
合うように配置する形で実施することができる。
【００６３】また、以上の実施例では、オフセット構造
の色フィルタにＲ，Ｂを用い、残りをＹまたはＧとして
いるが、本発明はこれに限らず、他の色フィルタの組合
せで実施することができる。
の色フィルタにＲ，Ｂを用い、残りをＹまたはＧとして
いるが、本発明はこれに限らず、他の色フィルタの組合
せで実施することができる。
【００６４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
良好な色再現を保ちつつ、色モアレのない、感度の良い
撮像装置を提供することができる。
良好な色再現を保ちつつ、色モアレのない、感度の良い
撮像装置を提供することができる。
【図１】 実施例１で用いる色フィルタアレイにおける
色フィルタの配列を示す図
色フィルタの配列を示す図
【図２】 実施例１のブロック図
【図３】 実施例１における信号処理の説明図
【図４】 実施例２で用いる色フィルタアレイにおける
色フィルタの配列を示す図
色フィルタの配列を示す図
【図５】 実施例２のブロック図
【図６】 実施例２における信号処理の説明図
【図７】 実施例３で用いる色フィルタアレイにおける
色フィルタの配列を示す図
色フィルタの配列を示す図
【図８】 実施例３のブロック図
【図９】 実施例３における信号処理の説明図
【図１０】 実施例４で用いる色フィルタアレイにおけ
る色フィルタの配列を示す図
る色フィルタの配列を示す図
【図１１】 実施例４のブロック図
【図１２】 実施例４における信号処理の説明図
【図１３】 従来例１の色フィルタアレイを示す図
【図１４】 従来例２の色フィルタアレイを示す図
１００−１ 色フィルタアレイ １００ 撮像素子 １０７−１，１０８−１，１０９−１，１１０−１，１
２０−１ 補間フィルタ １１７−１ 色差信号処理回路 １１９−１ 判定回路
２０−１ 補間フィルタ １１７−１ 色差信号処理回路 １１９−１ 判定回路
Claims (3)
- 【請求項１】 次のＡ〜Ｅの構成要素を備えたことを特
徴とする撮像装置。 Ａ．被写体の光学像を感光面に受けて電気信号に変換す
る撮像素子。 Ｂ．前記感光面上に設けられ、前記撮像素子の各画素に
対応する位置に個々の色フィルタが配置される色フィル
タアレイであって、前記色フィルタは分光感度特性の異
なる３種類の色フィルタからなり、そのうちの２種類の
色フィルタである第２の色フィルタ，第３の色フィルタ
は水平方向，垂直方向それぞれ３画素おきにオフセット
構造に配置され、もう１種類の色フィルタである第１の
色フィルタは残りの画素に配置されている色フィルタア
レイ。 Ｃ．前記第１の色フィルタ，第２の色フィルタ，第３の
色フィルタに対応する画素から出力される第１の信号，
第２の信号，第３の信号にもとづいて、次のａ〜ｄの差
信号を生成する差信号生成手段。 ａ．前記第１の信号のうち前記第２の信号の画素と同じ
行の画素による信号のみを同時化して加え、前記第２の
信号との差をとった第１の差信号。 ｂ．前記第１の信号のうち前記第２の信号の画素と同じ
列の画素による信号のみを同時化して加え、前記第２の
色信号との差をとった第２の差信号。 ｃ．前記第１の信号のうち前記第３の信号の画素と同じ
行の画素による信号のみを同時化して加え、前記第３の
信号との差をとった第３の差信号。 ｄ．前記第１の信号のうち前記第３の信号の画素と同じ
列の画素による信号のみを同時化して加え、前記第３の
信号との差をとった第４の差信号。 Ｄ．前記被写体の周波数成分等にもとづく判定手段。 Ｅ．前記判定手段の出力にもとづいて、前記第１の差信
号，前記第２の差信号のいずれか一方の信号またはこの
両信号に重みづけをして加えた信号を、および前記第３
の差信号，前記第４の差信号のいずれか一方の信号また
はこの両信号に重みづけをして加えた信号を色情報信号
として出力する色情報信号処理手段。 - 【請求項２】 色フィルタアレイは、第２の色フィルタ
と第３の色フィルタとが水平方向または垂直方向で隣合
っているものであることを特徴とする請求項１記載の撮
像装置。 - 【請求項３】 色フィルタアレイは、第２の色フィルタ
と第３の色フィルタとが水平方向および垂直方向に１画
素おいて配置されているものであることを特徴とする請
求項１記載の撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6158680A JPH0823542A (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6158680A JPH0823542A (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | 撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0823542A true JPH0823542A (ja) | 1996-01-23 |
Family
ID=15677020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6158680A Withdrawn JPH0823542A (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0823542A (ja) |
Cited By (38)
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| JP2011004318A (ja) * | 2009-06-22 | 2011-01-06 | Sony Corp | 撮像素子、電荷読み出し方法、撮像装置 |
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| WO2012124183A1 (ja) | 2011-03-11 | 2012-09-20 | 富士フイルム株式会社 | 撮像装置およびその動作制御方法 |
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1994
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