JPH09247689A - カラー撮像装置 - Google Patents

カラー撮像装置

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JPH09247689A
JPH09247689A JP8052904A JP5290496A JPH09247689A JP H09247689 A JPH09247689 A JP H09247689A JP 8052904 A JP8052904 A JP 8052904A JP 5290496 A JP5290496 A JP 5290496A JP H09247689 A JPH09247689 A JP H09247689A
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color
pixels
image pickup
signal
reading
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Eiju Fukuda
英寿 福田
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    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/745—Circuitry for generating timing or clock signals

Abstract

(57)【要約】 【課題】撮像素子を、高解像度の静止画撮像用としても
動画撮像用としても使用可能なカラー撮像装置を提供す
ること。 【解決手段】前面に光学的カラーフィルタを配置した撮
像素子２の出力信号は、モード選択手段７の出力信号に
従い、間引かずに読み出された場合は信号処理回路４に
より所定の信号処理が行なわれたのち静止画用信号とし
て高精細画出力装置５に出力され、間引いて読み出され
た場合は信号処理回路４により所定の信号処理が行なわ
れたのち動画用信号として動画出力装置６に出力され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、撮像素子の各画素
に光学的カラーフィルタ（以下、カラーフィルタと略記
する。）を設けた固体撮像素子の出力信号の読み出し動
作を切り替え可能な単板式のカラー撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】カラー固体撮像素子（以下、撮像素子と
略記する。）は動画を撮影するビデオカメラや静止画を
撮影する電子スチルカメラ等、各種映像機器で利用され
ている。
【０００３】近年、半導体技術の進歩により数百万画素
の撮像素子が開発され、高解像度が要求される電子スチ
ルカメラ等において実用化されているが、画素数がその
ような数百万画素を超える高解像度のカメラであって
も、動画（必ずしも高解像度である必要はない）を撮影
できることが要求される場合がある。しかしながら、そ
のような高解像度のカメラは静止画用であり、動画を撮
影することができない。これは、画素数が多くなればそ
れに比例して撮像素子の信号を読み出すのに要する時間
が増大してしまうことによる。
【０００４】この問題を解決するため従来、動画を撮像
する場合には撮像素子の信号の読み出し周波数を静止画
を撮像する場合の読み出し周波数よりも高くしたり、撮
像素子の信号を間引く等により実質的に画素数を少なく
して読み出す等の技術が提案されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記撮
像素子の信号の読み出し周波数を切り替えて高い周波数
で読み出す技術では、要求される解像度が高くなり駆動
周波数が高くなると回路の応答性や消費電力等実用化の
上で多くの課題がある。
【０００６】例えば、ハイビジョン用の画素数２百万画
素（2000×1000）の撮像素子の駆動周波数は７４ＭＨZ
であり、画素数が４百万画素（2000×2000）の撮像素子
の場合の駆動周波数は１４８ＭＨZ という極めて高い周
波数になる。
【０００７】また、カラーフィルタの配列で一般的な色
差順次方式やベイヤ方式は２（水平）×４（垂直）の８
画素を基本単位として配列を繰り返しているために、例
えば、水平・垂直に１／２n （ｎ：自然数）に間引いた
場合には特定の色の信号しか読み出されずカラー撮像が
できない。
【０００８】本発明は、上述したような従来技術の問題
点に着目しなされたものであり、画素数の多い撮像素子
をその出力信号の読み出し方式を切り替えることによ
り、高解像度の静止画撮像用として使用するとともに、
動画撮像用としても使用可能なカラー撮像装置を提供す
ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の請求項１記載のカラー撮像装置は、マト
リクス状に配列した複数の画素からなる撮像素子と、こ
の撮像素子の前面に配置し、複数の色を前記各画素に対
応させたカラーフィルタと、上記複数の画素の信号を上
記カラーフィルタのそれぞれの色に対応して読み出す読
み出し手段と、上記複数の画素から間引いて読み出す
か、間引かずに読み出すかを選択するモード選択手段と
を具備し、読み出した信号に対応する画素の前面に配置
した上記カラーフィルタの色の順序が、間引いて読み出
した場合と間引かず読み出した場合とで同じであること
を特徴とする。
【００１０】ここで、上記請求項１記載のカラー撮像装
置は次のような構成を付加することができる。
【００１１】間引いて読み出すモードを選択した場合、
近接する同色の上記カラーフィルタに対応する上記画素
の出力信号を加算することを特徴とする。
【００１２】上記光学的カラーフィルタの配列はベイヤ
配列であることを特徴とする。
【００１３】上記光学的カラーフィルタの配列は色差順
次配列であることを特徴とする。
【００１４】また、本発明の請求項５記載のカラー撮像
装置は、マトリクス状に配列した複数の画素からなる撮
像素子と、この撮像素子の前面に配置し、複数の色を上
記各画素に対応させた原色のカラーフィルタと、上記複
数の画素の信号を前記カラーフィルタのそれぞれの色に
対応して読み出す読み出し手段と、前記複数の画素から
間引いて読み出すか、間引かずに読み出すかを選択する
モード選択手段とを具備し、間引いて読み出すモードを
選択した場合は、近接する異なる色の前記カラーフィル
タに対応する上記画素の出力信号を加算することにより
補色の信号を出力し、間引かずに読み出す場合は原色の
信号を出力することを特徴とする。
【００１５】ここで、上記請求項５記載のカラー撮像装
置は次のような構成を付加することができる。
【００１６】上記カラーフィルタの配列はインタライン
配列であることを特徴とする。
【００１７】また、上記請求項１及び請求項５記載のカ
ラー撮像装置は次のような構成を付加することができ
る。
【００１８】上記静止画を撮影する場合には上記撮像素
子の出力を間引かずに読み出し、動画を撮影する場合に
は前記撮像素子の出力を間引いて読み出すことを特徴と
する。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態のカラ
ー撮像装置は、マトリクス状に配列した複数の画素から
なる撮像素子の前面に、複数の色を前記各画素に対応さ
せたカラーフィルタを配置し、上記複数の画素に蓄積さ
れた電荷を前記カラーフィルタのそれぞれの色に対応し
て読み出すとき、前記複数の画素から間引いて読み出す
か、間引かずに読み出すかを選択するモード選択手段を
設け、読みだした信号に対応する画素の前面に配置した
前記カラーフィルタの色の順序が、間引いて読み出した
場合と間引かずに読み出した場合とで同じであるように
読み出す。
【００２０】上記第１の実施の形態のカラー撮像装置に
おいて、間引いて読み出すモードを選択した場合は、近
接する同色の前記カラーフィルタに対応する前記画素の
出力信号を加算すると、実質的に開口のレスポンスを低
下させ折り返し歪の発生を抑制することができる。
【００２１】また、カラーフィルタの配列は一般的に２
（水平）×４（垂直）の８画素を基本単位として配列を
繰り返しているが、この場合、上記撮像素子として、任
意の画素の信号を読み出すことができるいわゆるＸＹア
ドレス方式のものを用いると共に、上記カラーフィルタ
の配列をベイヤ配列叉は色差順次配列にすると、上記基
本単位に属する複数の画素の中から上記のように同色の
画素の信号のみを選択して加算するための制御回路を簡
単にすることができる。
【００２２】本発明の第２の実施の形態のカラー撮像装
置は、マトリクス状に配列した複数の画素からなる撮像
素子の前面に、複数の色を前記各画素に対応させた原色
のカラーフィルタを配置し、上記複数の画素に蓄積され
た電荷を上記カラーフィルタのそれぞれの色に対応して
読み出すとき、上記複数の画素から間引いて読み出す
か、間引かずに読み出すかを選択するモード選択手段を
設け、間引いて読み出すモードが選択された場合は、近
接する異なる色の前記カラーフィルタに対応する上記画
素の出力信号を加算することにより補色の信号を出力
し、間引かずに読み出す場合は原色の信号を出力する。
【００２３】この場合、撮像素子としてＸＹアドレス方
式のものを用いると共に、上記カラーフィルタの配列を
インタライン配列とすれば、上記近接する異なる色のカ
ラーフィルタに対応する画素の出力信号を加算するため
の制御回路を簡単にすることができる。
【００２４】また、上記第１叉は第２の実施の形態のカ
ラー撮像装置において、静止画を撮影する場合には撮像
素子の出力を間引かずに読み出し、動画を撮影する場合
には撮像素子の出力を間引いて読み出すことにより、画
素数の多い撮像素子を高解像度の静止画撮像用として使
用するとともに、動画撮像用としても使用可能なカラー
撮像装置を提供することができる。
【００２５】
【実施例】次に、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて説明する。図１は、本発明の第１及び第２の実施
の形態に係るカラー撮像装置の構成を示す図である。
【００２６】同図において、被写体光を結像するための
撮影レンズ１の後方には、前面にカラーフィルタを配置
し、マトリクス状に配列した複数の画素からなる撮像素
子２が配置されている。駆動制御回路３は、上記撮像素
子２に接続され、撮像素子２の駆動に必要な各種信号を
供給する。また、上記撮像素子の出力は、所望の画像信
号に変換するための信号処理回路４に接続される。信号
処理回路４の出力は、静止画である高解像度モニタ等の
高精細画出力装置５とＮＴＳＣモニタ等の動画出力装置
６に接続される。モード選択手段７は、上記信号処理回
路７と上記駆動制御回路３に接続され、静止画／動画の
切り替えを行う。ここで、静止画を選択した場合は、上
記信号処理回路４の出力信号は上記高精細画出力装置５
に出力され、動画を選択した場合は、上記信号処理回路
４の出力信号は上記動画出力装置６に出力される。
【００２７】上記のように構成されたカラー撮像装置に
おいて、モード選択手段７により静止画が選択された場
合は、駆動制御回路３は、間引かずに読み出すように撮
像素子２を駆動制御し、その出力信号を信号処理回路４
に出力する。信号処理回路４においては、上記出力信号
を所望の映像信号に変換し高精細画出力装置５に出力し
静止画を表示する。
【００２８】一方、モード選択手段７により動画が選択
された場合は、駆動制御回路３は、間引いて読み出すよ
うに撮像素子２を駆動制御し、その出力信号を信号処理
回路４に出力する。信号処理回路４においては、上記出
力信号を所望の映像信号に変換し動画出力装置６に出力
し動画を表示する。
【００２９】図２は、上記撮像素子２の構成を示す図で
ある。撮像素子には、画素の信号を所定の順序で読み出
すＣＣＤ（Charge Coupled Device ）の他に、複数の画
素の中から任意の位置の画素を選択して信号を読み出す
ことができる、いわゆるＸＹアドレス方式のものがあ
る。本発明に用いる上記撮像素子２はこのＸＹアドレス
方式のものである。
【００３０】同図において、マトリクス状に配列した各
画素８は図示しない半導体スイッチと該半導体スイッチ
の一方の端子に接続された光ダイオードとからなる。同
列の、各画素に設けられた上記半導体スイッチのそれぞ
れの制御端子は互いに接続され、列ごとに垂直走査シフ
トレジスタ９の垂直信号出力線ｙ１、ｙ２、ｙ３、・・
・に接続される。また、同行の、各画素に設けられた上
記スイッチのそれぞれの他方の端子は互いに接続され、
行ごとに水平走査シフトレジスタ９の水平信号出力線ｘ
１、ｘ２、ｘ３、・・・によって制御される半導体スイ
ッチｓｗ１、ｓｗ２ｓｗ３、・・・の一方の端子に接続
される。上記半導体スイッチｓｗ１、ｓｗ２、ｓｗ３、
・・・の他方の端子は出力信号線１１に接続される。
【００３１】上記のように構成された撮像素子２おい
て、垂直走査シフトレジスタ９からの出力信号で、上記
各画素に設けられた半導体スイッチがオンした行の画素
の信号が、その画素が接続されているそれぞれの列の出
力線に読み出される。この信号は、水平走査シフトレジ
スタ１０により駆動される上記スイッチｓｗ１、ｓｗ
２、ｓｗ３、・・・を介して出力端子から順次読み出さ
れる。この時に、垂直走査シフトレジスタ９と水平走査
シフトレジスタ１０のどちらか一方叉は両者で複数の画
素を選択して、複数の画素の信号を混合して読み出すこ
とも可能である。例えば、垂直走査シフトレジスタ９で
１行と３行を選択し、水平走査シフトレジスタ１０で４
列と６列を選択すれば、（４（列）、１（行））、
（４、３）、（６、１）、（６、３）の４画素の信号が
加算されて読み出される。
【００３２】図３に、本発明の第１の実施の形態に係る
撮像素子２のカラーフィルタの一実施例を示す。
【００３３】同図に示すカラーフィルタの配列は周知の
ベイヤ配列である。同図に示すようにＲＧＢの市松模様
の半分はＧで残りを半分ずつ等分にＲとＢに分けられて
いる。このような配列のカラーフィルタを前面に配置し
た撮像素子２の出力信号を水平・垂直共に１／４に間引
いて、読み出す画素数を１／１６とする。この場合、単
純に間引いて、（ｘ列、ｙ行）の信号を（１、１）、
（５、１）（９、１）、・・・；（１、５）、（５、
５）、（９、５）、・・・；（１、９）、（５、９）、
（９、９）、・・・の順に読み出したのではＧの信号し
か出力されないのでカラー撮像を行うことができない。
そこで、水平方向に４画素、垂直方向に４画素の１６画
素を基本単位として、該基本単位の中から指定された色
の信号を読み出すようにした。読み出す信号の数は単純
に間引いた場合と同じであり、１画面の信号を得るのに
要する時間は１／１６に短縮される。
【００３４】ここで、水平方向にＸ番目、垂直方向にＹ
番目の基本単位を［Ｘ、Ｙ］とする。
【００３５】［１、１］の基本単位の信号を読み出す場
合には垂直走査シフトレジスタ９の出力信号のうち１行
と３行を同時に選択する。この状態で、水平走査シフト
レジスタ１０の出力信号により１列と３列を同時に選択
する。これにより、（１、１）、（３、１）、（１、
３）、（３、３）のＧのカラーフィルタに対応した画像
信号のみが４画素加算されて読み出される。次に、
［２、１］の基本単位の信号を読み出すために、垂直走
査シフトレジスタ９の出力信号のうち１行と３行を同時
に選択したままの状態で、水平走査シフトレジスタ１０
の出力信号により６列と８列を同時に選択する。これに
より、（６、１）、（８、１）、（６、３）、（８、
３）のＲのカラーフィルタに対応した画素の信号のみが
４画素加算されて読み出される。
【００３６】以下同様に、ＧとＲのカラーフィルタに対
応する画像信号が交互に４画素分加算されて読み出され
るように、垂直走査シフトレジスタ９の出力信号と水平
走査シフトレジスタ１０の出力信号とが制御される。
【００３７】次に、［１、２］の基本単位の信号を読み
出す場合には垂直走査シフトレジスタ９の出力信号のう
ち６行と８行を同時に選択した状態で、水平走査シフト
レジスタ１０の出力信号により１列と３列を同時に選択
する。これにより、（１、６）、（３、６）、（１、
８）、（３、８）のＢのカラーフィルタに対応した画像
信号のみが４画素加算されて読み出される。次に、
［２、２］の基本単位の信号を読み出すために、垂直走
査シフトレジスタ９の出力信号のうち６行と８行を同時
に選択したままの状態で、水平走査シフトレジスタ１０
の出力信号により６列と８列を同時に選択する。これに
より、（６、６）、（８、６）、（６、８）、（８、
８）のＧのカラーフィルタに対応した画像信号のみが４
画素加算されて読み出される。
【００３８】以下同様に、ＢとＧのカラーフィルタに対
応する画像信号が交互に４画素分加算されて読み出され
るように垂直走査シフトレジスタ９の出力信号と水平走
査シフトレジスタ１０の出力信号が制御される。
【００３９】上記のように、垂直方向に奇数番目の基本
単位の信号を読み出す場合には、垂直方向に１番目の基
本単位の信号を読み出す場合と同様にして、ＧとＲを交
互に４画素加算して読み出すように、垂直走査シフトレ
ジスタ９の出力信号と水平走査シフトレジスタ１０の出
力信号が制御される。また、垂直方向に偶数番目の基本
単位の信号を読み出す場合には、垂直方向に２番目の基
本単位の信号を読み出す場合と同様にして、ＢとＧを交
互に４画素加算して読み出すように、垂直走査シフトレ
ジスタ９の出力信号と水平走査シフトレジスタ１０の出
力信号とが制御される。
【００４０】上記により読み出された撮像素子２の出力
信号は、図３（ｂ）に図示するようなカラーフィルタの
配列を有する撮像素子の出力信号と等価になる。図３
（ｂ）のカラーフィルタの配列は図３（ａ）に図示する
ものと相似形となるので、全画素を読み出した場合と同
一の信号処理回路を使用してカラー画像を得ることがで
きる。
【００４１】また、画素数が１／１６に減少したのと等
価であるので、１画面の信号を得るのに要する時間は１
／１６に短縮される。従って、全画素を読み出した場合
には信号の読み出しに時間を要し、動画撮影が不可能な
カメラであっても動画の撮影が可能となる。例えば、画
素数が４百万画素（2000×2000）の撮像素子を２０ＭＨ
Z で駆動する場合、全画素を読み出すのに必要な時間は （２０００×２０００）／（２０×１０6 ）＝０．２秒 であるから、５画面／秒であり動画は撮影できない。し
かし、上記のように画素を間引くことにより８０画面／
秒の撮影が可能となる。実際にはＮＴＳＣ等の規格に合
うように駆動周波数を決めて、モニタ等に表示するよう
にすればよい。
【００４２】また、上記の図３に示す実施例では、水平
方向に４画素、垂直方向に４画素の１６画素からなる基
本単位の中から４画素分の画像信号を加算して読み出し
ているが、加算する画素数は４画素に限定されない。但
し、画像を間引いて出力する場合は、画像のサンプリン
グ間隔が広くなるので、折り返し歪の発生を防止するた
めに上記の実施例のように複数画素を加算して、開口の
レスポンスを低下させることが望ましい。
【００４３】また、上記の図３に示す実施例におけるカ
ラーフィルタの配列をベイヤ配列とすることにより、上
記の通り、後述するインタライン配列の場合に比べ画素
の信号の加算制御が簡単になる。
【００４４】図４に、本発明の第１の実施の形態に係る
撮像素子２のカラーフィルタの他の実施例を示す。
【００４５】同図（ａ）に示すカラーフィルタの配列は
周知の色差順次配列であり、Ｙｅ（Yellow）Ｍｇ（Mage
nta ）Ｃｙ（Cyan）Ｇ（Green ）の各カラーフィルタは
それぞれ等分に分けて配置されている。このような配列
のカラーフィルタを前面に配置した撮像素子２の出力信
号を水平・垂直共に１／４に間引いて、読み出す画素数
を１／１６とする。この場合、単純に間引いて、（ｘ
列、ｙ行）の画像信号を（１、１）、（５、１）（９、
１）、・・・；（１、５）、（５、５）、（９、５）、
・・・；（１、９）、（５、９）、（９、９）、・・・
の順に読み出したのではＹｅのカラーフィルタに対応し
た画像信号しか出力されないのでカラー撮像を行うこと
ができない。そこで、水平方向に４画素、垂直方向に４
画素の１６画素を基本単位として、該基本単位の中から
指定された色の信号を読み出すようにした。読み出す信
号の数は単純に間引いた場合と同じであり、１画面の信
号を得るのに要する時間は１／１６に短縮される。
【００４６】［１、１］の基本単位の信号を読み出す場
合には垂直走査シフトレジスタ９の出力信号のうち３行
を選択する。この状態で、水平走査シフトレジスタ１０
の出力信号により１列と３列を同時に選択する。これに
より、（１、３）、（３、３）の、Ｙｅのカラーフィル
タに対応した画素の信号のみが２画素加算されて読み出
される。次に、［２、１］の基本単位の信号を読み出す
ために、垂直走査シフトレジスタ９の出力信号のうち３
行は選択したままの状態で、水平走査シフトレジスタ１
０の出力信号により６列と８列を同時に選択する。これ
により、（６、３）、（８、３）の、Ｃｙのカラーフィ
ルタに対応した画素の信号のみが２画素加算されて読み
出される。
【００４７】以下同様に、ＹｅとＣｙのカラーフィルタ
に対応する画像信号が交互に２画素分加算されて読み出
されるように垂直走査シフトレジスタ９の出力信号と水
平走査シフトレジスタ１０の出力信号が制御される。
【００４８】次に、［１、２］の基本単位の信号を読み
出す場合には垂直走査シフトレジスタ９の出力信号のう
ち６行を選択した状態で、水平走査シフトレジスタ１０
の出力信号により１列と３列を同時に選択する。これに
より、（１、６）、（３、６）の、Ｍｇのカラーフィル
タに対応した画像信号のみが２画素分加算されて読み出
される。次に、［２、２］の基本単位の信号を読み出す
ために、垂直走査シフトレジスタ９の出力信号のうち６
行は選択したままの状態で、水平走査シフトレジスタ１
０の出力信号により６列と８列を同時に選択する。これ
により、（６、６）、（８、６）のＧのカラーフィルタ
に対応した画像信号のみが２画素分加算されて読み出さ
れる。
【００４９】以下同様に、ＭｇとＧのカラーフィルタに
対応する画像信号が交互に２画素分加算されて読み出さ
れるように、垂直走査シフトレジスタ９の出力信号と水
平走査シフトレジスタ１０の出力信号が制御される。
【００５０】上記と同様にして、垂直方向に３番目の基
本単位の信号は、１番目と同様にＹｅとＣｙが交互に２
画素加算されて読み出されるように、また、垂直方向に
４番目の基本単位の信号は、ＧとＭｇが交互に２画素加
算されて読み出されるように垂直走査シフトレジスタ９
の出力信号と水平走査シフトレジスタ１０の出力信号が
制御される。
【００５１】上記のようにして、垂直方向に１番目から
４番目の基本単位の信号の読み出し方を繰り返すことに
より、読み出された撮像素子２の出力信号は、図４
（ｂ）に図示するようなカラーフィルタの配列を有する
撮像素子の出力信号と等価になる。図４（ｂ）のカラー
フィルタの配列は図４（ａ）に図示するものと相似形と
なるので、上記のベイヤ配列の実施例の場合と全く同様
な効果を奏する。
【００５２】図５に、本発明の第２の実施の形態に係る
撮像素子２のカラーフィルタの実施例を示す。
【００５３】同図（ａ）に示すカラーフィルタの配列は
周知のインタライン配列である。インタライン配列で
は、ＮＴＳＣ信号のように水平走査方向は連続で、垂直
走査方向は不連続な走査方式の場合に、Ｒ、Ｇ、Ｂの３
色を分担するそれぞれの画素は光学像からテレビ信号に
変換される過程で、光学像と検出されたＲ、Ｇ、Ｂの３
原色画像信号とが相似的に一致するように配置されてい
る。したがって、３原色映像信号間に色ずれが全く生じ
ない特徴をもっている。
【００５４】上記のように配置されたカラーフィルタを
前面に配置した撮像素子２の出力信号を水平・垂直共に
１／４に間引いて、読み出す画素数を１／１６とする場
合、上記図３及び図４の実施例のところで説明したのと
同様に、水平方向に４画素、垂直方向に４画素の１６画
素を基本単位として、該基本単位の中から指定された色
の信号を読み出すようにすると、読み出す信号の数は単
純に間引いた場合と同じであり、１画面の信号を得るの
に要する時間は１／１６に短縮される。
【００５５】ここで、水平方向にＸ番目、垂直方向にＹ
番目の基本単位を［Ｘ、Ｙ］とする。［１、１］の基本
単位の信号を読み出す場合には垂直走査シフトレジスタ
９の出力信号のうち１行と３行を同時に選択する。この
状態で、水平走査シフトレジスタ１０の出力信号により
１列と２列を同時に選択する。これにより、（１、
１）、（１、３）のＧのカラーフィルタに対応する画像
信号と、（２、１）、（２、３）のＲのカラーフィルタ
に対応した画像信号のみが４画素分加算されてＹｅのカ
ラーフィルタに対応する画像信号として読み出される。
【００５６】次に、［２、１］の基本単位の信号を読み
出すために、垂直走査シフトレジスタ９の出力信号のう
ち１行と３行を同時に選択したままの状態で、水平走査
シフトレジスタ１０の出力信号により７列と８列を同時
に選択する。これにより、（７、１）、（７、３）のＧ
のカラーフィルタに対応した画像信号と、（８、１）、
（８、３）のＢのカラーフィルタに対応した画像信号が
４画素分加算されＣｙの画像信号として読み出される。
【００５７】以下同様に、ＹｅとＣｙのカラーフィルタ
に対応する画像信号が交互に読み出されるように垂直走
査シフトレジスタ９の出力信号と水平走査シフトレジス
タ１０の出力信号が制御される。
【００５８】次に、［１、２］の基本単位の信号を読み
出す場合には垂直走査シフトレジスタ９の出力信号のう
ち６行と８行を同時に選択した状態で、水平走査シフト
レジスタ１０の出力信号により１列と３列を同時に選択
する。これにより、（１、６）、（１、８）のＲのカラ
ーフィルタに対応する画像信号と、（３、６）、（３、
８）のＢのカラーフィルタに対応した画像信号のみが４
画素分加算されてＭｇのカラーフィルタに対応する画像
信号として読み出される。
【００５９】次に、［２、２］の基本単位の信号を読み
出すために、垂直走査シフトレジスタ９の出力信号のう
ち６行と８行を同時に選択したままの状態で、水平走査
シフトレジスタ１０の出力信号により６列と８列を同時
に選択する。これにより、（７、１）、（７、３）のＧ
のカラーフィルタに対応した画像信号と、（６、６）、
（６、８）、（８、６）、（８、８）のＧのカラーフィ
ルタに対応した画像信号が４画素分加算されて読み出さ
れる。
【００６０】以下同様に、ＭｇとＧのカラーフィルタに
対応する画像信号が交互に読み出されるように垂直走査
シフトレジスタ９の出力信号と水平走査シフトレジスタ
１０の出力信号が制御される。
【００６１】また、同様の制御により、垂直方向に３番
目の基本単位においては、ＹｅとＣｙのカラーフィルタ
に対応する画像信号が、また、垂直方向に４番目の基本
単位においては、ＧとＭｇのカラーフィルタに対応する
画像信号がそれぞれ交互に読み出される。
【００６２】上記のような、垂直方向に１番目から４番
目の基本単位の信号の読み出し方を繰り返すことによ
り、撮像素子２の出力信号は、図５（ｂ）に図示するよ
うな補色の色差順次方式のカラーフィルタの配列を有す
る撮像素子の出力信号と等価になる。
【００６３】上記のように画素を間引くことにより、画
素数が実質的に１／１６に減少するので、１画面の信号
を得るのに要する時間は１／１６に短縮される。従っ
て、全画素を読み出した場合には信号の読み出しに時間
を要し、動画撮影が不可能なカメラであっても動画の撮
影が可能となる。
【００６４】また、上記図５に示す実施例では水平方向
に４画素、垂直方向に４画素の１６画素からなる基本単
位の中から４画素分の画像信号を加算して読み出してい
るが、加算する画素数は４画素に限定されない。但し、
画像を間引いて出力する場合は、画像のサンプリング間
隔が広くなるので、折り返し歪の発生を防止するために
上記の実施例のように複数画素を加算して、開口のレス
ポンスを低下させることが望ましい。
【００６５】また、上記図５に示す実施例においては色
再現性に有利なＲＧＢ原色のカラーフィルタを高解像度
の静止画として使用しながら、ＮＴＳＣ出力信号を得る
ための信号処理回路が簡単な色差順次方式のカラーフィ
ルタを動画として使用することができる。
【００６６】また、上記図５に示す実施例に適用するカ
ラーフィルタの配列をインタライン配列とすることによ
り、ベイヤ配列等に比べ画素の信号の加算制御が簡単に
なる。
【００６７】また、基本単位を水平方向にｍ、垂直方向
ｎのｍ×ｎ画素で構成したとき、上記図３〜図５の実施
例に示すようにｍ及びｎをそれぞれ２a 、２b （ａ、ｂ
は自然数）とすると、図２の垂直走査シフトレジスタ９
及び水平走査シフトレジスタ１０の中の画素を選択する
ための回路を、基本的に２進数を単位とした回路により
構成することができるので、回路構成が簡単になる。
【００６８】以上詳述した図３〜図５の実施例において
は、ノンインターレースにより信号を読み出しているが
この方式に限定されることなく、インターレースにより
読み出してもよい。
【００６９】また、上記図３及び図４の実施例において
は、画素を間引いて読み出す場合のカラーフィルタの各
色に対応した画像信号の読み出し順序を、全画素の画像
信号を読み出す場合と同一としたが、順序を変えて読み
出してもよい。
【００７０】
【発明の効果】本発明によれば、以上詳述したような形
態で使用され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００７１】読み出した画素の前面に配置した上記光学
的カラーフィルタの色の順序が、間引いて読み出した場
合と間引かず読み出した場合とで同じであるようにする
ことにより、信号処理回路を共用化することができ簡単
な回路構成で上記本発明の目的を達成できる。
【００７２】また、間引いて読み出す場合は、近接する
異なる色の前記光学的カラーフィルタに対応する上記画
素の出力信号を加算することにより補色の信号を出力
し、間引かずに読み出す場合は、原色の信号を出力する
ことにより、間引いた場合は簡単な信号処理回路によ
り、色差順次方式のカラーフィルタを用いた場合と同様
なＮＴＳＣ出力信号が得られ、間引かない場合は色再現
性に有利なＲＧＢ原色のカラーフィルタを使用しながら
高解像度の静止画を得ることができる。
【００７３】また、間引いて読み出す場合は、撮像素子
の各画素の出力信号を加算することにより、折り返し歪
の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る撮像装置の構成図である。
【図２】本発明に係る撮像素子２の構成図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るカラーフィル
タの実施例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るカラーフィル
タの実施例を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るカラーフィル
タの実施例を示す図である。
【符号の説明】
１ 撮影レンズ ２ 撮像素子 ３ 駆動制御回路 ４ 信号処理回路 ５ 高精細画出力装置 ６ 動画出力装置 ７ モード選択手段

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】マトリクス状に配列した複数の画素からな
    る撮像素子と、この撮像素子の前面に配置し、複数の色
    を前記各画素に対応させたカラーフィルタと、上記複数
    の画素の信号を上記カラーフィルタのそれぞれの色に対
    応して読み出すための読み出し手段と、前記複数の画素
    から間引いて読み出すか、間引かずに読み出すかを選択
    するモード選択手段とを具備し、 読み出した信号に対応する画素の前面に配置した上記カ
    ラーフィルタの色の順序が、間引いて読み出した場合と
    間引かずに読み出した場合とで同じであることを特徴と
    するカラー撮像装置。
  2. 【請求項２】上記間引いて読み出すモードを選択した場
    合、近接する同色のカラーフィルタに対応する画素の信
    号を加算して読み出すことを特徴とする請求項１に記載
    のカラー撮像装置。
  3. 【請求項３】上記カラーフィルタの配列はベイヤ配列で
    あることを特徴とする請求項１に記載のカラー撮像装
    置。
  4. 【請求項４】上記カラーフィルタの配列は色差順次配列
    であることを特徴とする請求項１に記載のカラー撮像装
    置。
  5. 【請求項５】マトリクス状に配列した複数の画素からな
    る撮像素子と、この撮像素子の前面に配置し、複数の色
    を上記各画素に対応させた原色のカラーフィルタと、上
    記複数の画素の信号を前記カラーフィルタのそれぞれの
    色に対応して読み出す読み出し手段と、上記読み出し手
    段が前記複数の画素から間引いて読み出すか、間引かず
    に読み出すかを選択するモード選択手段とを具備し、 間引いて読み出すモードを選択した場合は、近接する異
    なる色の前記カラーフィルタに対応する上記画素の出力
    信号を加算することにより補色の信号を出力し、間引か
    ずに読み出す場合は原色の信号を出力することを特徴と
    するカラー撮像装置。
  6. 【請求項６】上記カラーフィルタの配列はインタライン
    配列であることを特徴とする請求項５に記載のカラー撮
    像装置。
  7. 【請求項７】上記静止画を撮影する場合には上記撮像素
    子の出力を間引かず読み出し、動画を撮影する場合には
    上記撮像素子の出力を間引いて読み出すことを特徴とす
    る請求項１叉は請求項５に記載のカラー撮像装置。
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