JPH0974571A

JPH0974571A - 撮像装置及び画像信号処理装置

Info

Publication number: JPH0974571A
Application number: JP8073791A
Authority: JP
Inventors: Kosuke Kinoshita; 浩介木下; Seiji Yoshida; 政二吉田; Tetsuya Suwa; 哲也諏訪; Hiroyuki Kitamura; 宏行北村
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1995-06-26
Filing date: 1996-03-28
Publication date: 1997-03-18
Anticipated expiration: 2016-03-28
Also published as: JP3344202B2

Abstract

(57)【要約】【課題】使用する固体撮像素子が標準テレビジョン方
式画像信号用かそれに近い構造であるため、構成がやや
高価であり、フィールドメモリを用いて垂直高域成分を
得ているため、動画の場合は妨害又は画質劣化につなが
る可能性がある。【解決手段】Ｒ／Ｂ用固体撮像素子４６ＲＢとＧ用固
体撮像素子４６Ｇは、ＰＡＬ方式用の市販の手振れ補正
された固体撮像素子で、Ｇ用固体撮像素子４６Ｇに対し
て垂直方向に相対的に１／２画素ピッチ分ずらした配置
とされている。色フィルタ４５は、ＢとＲの光成分を選
択透過するフィルタ部が水平方向に１画素ピッチずつ交
互に配列された構成である。ダイクロイック膜４１ａ
は、プリズム４１の入射光のＲ及びＢの光成分を反射
し、Ｇの光成分を透過する。また、動領域を撮像信号あ
るいは輝度信号から判別して、動領域のときは垂直方向
の高域周波数信号を輝度信号に加算しないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は撮像装置及び画像信
号処理装置に係り、特にＮＴＳＣ方式やＰＡＬ方式等の
標準テレビジョン方式画像信号用固体撮像素子を利用し
て、ハイビジョン方式などの高精細度の画像信号を得る
撮像装置及び画像信号処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＮＴＳＣ方式やＰＡＬ方式等の標準テレ
ビジョン方式画像信号に比し高精細度のハイビジョン方
式画像信号を得る撮像装置として、専用の撮像装置は
信号処理速度に高速度が要求され、また高消費電力で周
辺の使用デバイスも高度の精度が要求され、極めて高価
である。このため、本出願人は、先に標準テレビジョン
方式画像信号用固体撮像素子を利用してハイビジョン方
式画像信号を得る撮像装置及び画像信号処理装置を提案
した（例えば、特願平５−１５２８５０号、特願平６−
２５７５８３号など）。

【０００３】この本出願人の提案になる撮像装置及び画
像信号処理装置では、図２４に示す如き色分解光学系を
有し、図２５に示す如き固体撮像素子の配置関係とされ
て、画面上の画素配置が図２６に示す如き構成とされ、
図２７に示す如き信号処理回路を有する。

【０００４】この撮像装置の色分解光学系は、図２４に
示すように、入射光から青色（Ｂ）光成分を取り出すた
めのＢプリズム１０と、Ｂプリズム１０からダイクロイ
ック膜１０ａを透過した光から赤色（Ｒ）光成分を取り
出すためのＲプリズム１２と、Ｒプリズム１２の透過光
から緑色（Ｇ）光成分を取り出すためのＧプリズム１４
と、Ｇプリズム１４に設けられたハーフミラー１６と、
Ｂプリズム１０からダイクロイック膜１０ａ及びＢプリ
ズム１０の入射面でそれぞれ反射されて取り出された青
色光がＢトリミングフィルタ１３を通して入射される青
色用固体撮像素子１９Ｂと、Ｒプリズム１２のダイクロ
イック膜１２ａ及びＲプリズム１２の入射面でそれぞれ
反射されて取り出された赤色光がＲトリミングフィルタ
１５を通して入射される赤色用固体撮像素子１９Ｒと、
ハーフミラー１６で反射され、Ｇトリミングフィルタ１
７を通して緑色光が入射される第１の緑色用固体撮像素
子１９Ｇ１と、ハーフミラー１６及びＧトリミングフィ
ルタ１８をそれぞれ透過した緑色光が入射される第２の
緑色光用固体撮像素子１９Ｇ２とより構成されている。

【０００５】固体撮像素子１９Ｂ、１９Ｒ、１９Ｇ１及
び１９Ｇ２はそれぞれ電荷結合素子（ＣＣＤ）により構
成されており、ハイビジョン方式のアスペクト比１６：
９に相当する例えばＰＡＬ方式撮像素子のエリアに含ま
れる８０４×５１６画素からそれぞれ構成されている。

【０００６】また、Ｇ用の固体撮像素子１９Ｇ１及び１
９Ｇ２は、図２５に示すように、垂直方向に一画素ピッ
チずらして配置する。同図中、実線で示す水平ラインの
画素の信号を奇数フィールドで、点線で示す水平ライン
の画素の信号を偶数フィールドで読み出す。しかし、こ
れでは１９Ｇ１及び１９Ｇ２の持つ画素相当の解像力し
か得られないため、解像力向上のために、Ｂ用及びＲ用
の固体撮像素子１９Ｂ及び１９Ｒを、Ｇ用の固体撮像素
子１９Ｇ１及び１９Ｇ２に対してそれぞれ１／２画素ピ
ッチ垂直方向にずらして配置し、図２６に示す如き信号
を得る。

【０００７】同図は固体撮像素子１９Ｂ、１９Ｒ、１９
Ｇ１及び１９Ｇ２により得られる画面上における各画素
の信号を示しており、丸印は固体撮像素子１９Ｇ１から
読み出された画素の信号、四角印は固体撮像素子１９Ｇ
２から読み出された画素の信号であり、三角印は固体撮
像素子１９Ｂ及び１９Ｒからそれぞれ読み出された画素
の信号であり、同一位置に重複している。また、白印は
奇数フィールドの信号、黒印は偶数フィールドの信号を
示す。また、数字はハイビジョン画像として見た走査線
番号で、走査線番号”４１”から”５５８”はハイビジ
ョン画像の奇数フィールドであり、走査線番号”６０
３”から”１１２０”はハイビジョン画像の偶数フィー
ルドである。

【０００８】各固体撮像素子１９Ｇ１、１９Ｇ２、１９
Ｂ、１９Ｒからの撮像信号の読み出し処理は、図２７に
示す信号処理回路によって行われる。すなわち、固体撮
像素子１９Ｇ１、１９Ｇ２、１９Ｂ及び１９Ｒから出力
された撮像信号は図示しないＡ／Ｄ変換器によりディジ
タル信号Ｇ１（ｇ１）、Ｇ２（ｇ２）、Ｂ（ｂ）及びＲ
（ｒ）にそれぞれ変換されて、フィールドメモリ２１、
２２及びフレーム合成回路２３、２４を用いたフレーム
合成、垂直高域フィルタ２５、２６や加算器２７〜２
９、３１、３３、遅延回路３０、乗算器３２などによる
高域付加信号Ｇ１^*、Ｇ２^* を求める処理が行われる。

【０００９】なお、大文字で記した入力ディジタル信号
（画素データ）Ｇ１、Ｇ２、Ｂ及びＲは奇数フィール
ド、小文字で記した入力ディジタル信号（画素データ）
ｇ１、ｇ２、ｂ及びｒは偶数フィールドの信号である
（以下、同じ）。

【００１０】垂直高域フィルタ２５、２６及び加算器２
７、２８は信号Ｂ、ｂ及び信号Ｒ、ｒに基づいて数１の
（１）式、（２）式で表される演算を行って、垂直高域
周波数信号ＶＨ１，ＶＨ２を生成する。なお、（１）及
び（２）式中、水平ｍ画素、垂直ｎラインとしている。

【００１１】

【数１】加算器２８から取り出された垂直高域周波数信号ＶＨ１
は遅延回路３０に１サンプリング周期遅延された遅延信
号と加算器３１で加算され、更に乗算器３２で１／２倍
された後、加算器３３に入力されて信号Ｇ１又はｇ１と
加算され、次式で表される高域付加信号Ｇ１^* とされ
る。

【００１２】Ｇ１^* m,n＝Ｇ１m,n＋｛（ＶＨ１m,n＋ＶＨ１m+1,n）／２｝（３）また、加算器２７から取り出された垂直高域周波数信号
ＶＨ２は加算器２９に入力され、信号Ｇ２又はｇ２と次
式で表される加算が行われて、高域付加信号Ｇ２^*とさ
れる。

【００１３】Ｇ２^*m,n＝Ｇ２m,n＋ＶＨ２m,n （４）これら高域付加信号Ｇ１^*及びＧ２^*と固体撮像素子出力
信号Ｇ１（ｇ１）及びＧ２（ｇ２）は、切換スイッチ３
４及び３５により、フィールド毎に交互に選択され、緑
色信号Ｇ３、Ｇ４として固体撮像素子１９Ｂ、１９Ｒの
出力信号のディジタル変換信号とともに出力される。こ
れらの出力信号はラインメモリやマトリクス回路などを
用いてハイビジョン信号に変換される。

【００１４】このように、本出願人の提案になる撮像装
置及び画像信号処理装置によれば、垂直方向に１画素ピ
ッチずらしたＧ用の固体撮像素子を２枚用意すると共
に、これらに対して垂直方向に１／２画素ピッチずらし
てＢ、Ｒ用の固体撮像素子を配置し、これらＢ、Ｒの固
体撮像素子の出力撮像信号からＧ画像の垂直方向高域成
分を抽出し、これをＧ撮像信号に加えて高解像度のハイ
ビジョン用画像信号を得ている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の本出
願人の提案になる撮像装置及び画像信号処理装置では、
使用する固体撮像素子がハイビジョン方式画像信号用で
はなく標準テレビジョン方式画像信号用かそれに近い構
造であるため、ハイビジョン方式画像信号専用の固体撮
像素子よりも安価であるものの、使用する固体撮像素子
が青色（Ｂ）光用と赤色（Ｒ）光用にそれぞれ１枚、緑
色（Ｇ）光用に２枚の計４枚が必要であるため、やはり
構成が高価であるという問題がある。

【００１６】また、図２７に示したように従来の画像信
号処理装置においては、高域付加信号Ｇ２^* を生成する
加算器２９は、１０ビットの垂直高域周波数信号ＶＨ２
と１０ビットの固体撮像素子出力信号Ｇ２（ｇ２）とを
加算し、同様に、高域付加信号Ｇ１^*を生成する加算器
３３は、１０ビットの垂直高域周波数信号ＶＨ１と１０
ビットの固体撮像素子出力信号Ｇ１（ｇ１）とを加算す
る構成であるため、加算器２９及び３３の構成が若干複
雑であるという問題がある。

【００１７】また、上記の本出願人の提案になる画像信
号処理装置では、フィールドメモリ２１、２２とフレー
ム合成回路２３、２４を用いて生成したフレーム合成信
号から、垂直高域フィルタ２５、２６により垂直高域成
分を得ているため、静止画や動きの少ない動画の場合は
問題ないが、動きの大きな動画の場合はフィールド間で
画像情報が大きく異なるために、垂直高域成分が正しい
値にならない場合が生じる。すなわち、動領域では正し
い垂直高域成分が得られない可能性があり、このような
垂直高域成分を信号Ｇ１（ｇ１）、Ｇ２（ｇ２）等に加
算すると、妨害又は画質劣化につながる。

【００１８】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
安価な構成で高品質な高精細度の画像信号を出力し得る
撮像装置及び画像信号処理装置を提供することを目的と
する。

【００１９】また、本発明の他の目的は、動画に対して
も画質劣化のない高品質な高精細度の画像信号を出力し
得る撮像装置及び画像信号処理装置を提供することを目
的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明の撮像装置は、上
記の前者の目的を達成するため、入射光を青色光及び赤
色光からなる第１の光と緑色光からなる第２の光に色分
解する色分解光学系と、第１の光が入射されて青色光と
赤色光の撮像信号を出力する青色光及び赤色光共用で標
準テレビジョン方式の解像度の第１の固体撮像素子と、
第２の光が入射されて緑色光の撮像信号を出力すると共
に、その画素位置が第１の固体撮像素子の画素位置に対
して相対的に垂直方向にずれるように配置された緑色光
用で標準テレビジョン方式の解像度の第２の固体撮像素
子とを有する構成としたものである。

【００２１】また、本発明の撮像装置は、入射光を青色
光及び赤色光からなる第１の光と、緑色光からなる第２
及び第３の光にそれぞれ色分解する色分解光学系と、第
１の光が入射されて青色光と赤色光の撮像信号を出力す
る青色光及び赤色光共用で標準テレビジョン方式の解像
度の第１の固体撮像素子と、第２、第３の光が入射され
る標準テレビジョン方式の解像度の第２、第３の固体撮
像素子とを有し、第１の固体撮像素子の画素位置を、第
３の固体撮像素子の画素位置に対して相対的に垂直方向
にずらした配置とすると共に、第２の固体撮像素子の画
素位置を第３の固体撮像素子の画素位置に対して少なく
とも垂直方向及び水平方向の一方向にずらした配置とし
たものである。

【００２２】また、本発明の画像信号処理装置は上記の
前者の目的を達成するため、請求項１記載の撮像装置の
第１の固体撮像素子の出力撮像信号をフレーム合成する
第１の合成手段と、第１の合成手段の出力フレーム合成
信号から垂直方向の高域周波数信号を抽出する抽出手段
と、第２の固体撮像素子の出力撮像信号に抽出手段から
の垂直方向の高域周波数信号を合成する第２の合成手段
と、第２の固体撮像素子の出力撮像信号と第２の合成手
段よりの合成信号とを１フィールド毎に交互に選択する
選択手段と、第１の固体撮像素子の出力撮像信号及び前
記選択手段の出力信号とに基づいて輝度信号と色差信号
とを生成するマトリクス手段とを有する構成とするか、
あるいはこのマトリクス手段に代えて第１及び第２の固
体撮像素子の両出力撮像信号に基づいて輝度信号と色差
信号とを生成して出力するマトリクス回路と、マトリク
ス回路の出力輝度信号に抽出手段からの垂直方向の高域
周波数信号を合成する第２の合成手段と、マトリクス回
路の出力輝度信号と前記第２の合成手段よりの合成信号
とを１フィールド毎に交互に選択する選択手段とを有す
る構成としたものである。

【００２３】また、本発明の画像信号処理装置は青色光
及び赤色光共用の第１の固体撮像素子と緑色光用の第２
及び第３の固体撮像素子のうち、第１の固体撮像素子の
出力撮像信号をフレーム合成する第１の合成手段と、第
１の合成手段の出力フレーム合成信号から垂直方向の第
１及び第２の高域周波数信号を抽出する抽出手段と、撮
像装置の第２の固体撮像素子の出力撮像信号に抽出手段
からの第１の高域周波数信号をそれぞれ合成する第２の
合成手段と、撮像装置の第３の固体撮像素子の出力撮像
信号に抽出手段からの第２の高域周波数信号を合成する
第３の合成手段と、第２の固体撮像素子の出力撮像信号
と第２の合成手段よりの合成信号とを１フィールド毎に
交互に選択する第１の選択手段と、第３の固体撮像素子
の出力撮像信号と前記第３の合成手段よりの合成信号と
を１フィールド毎に交互に選択する第２の選択手段と、
第１の固体撮像素子の出力撮像信号と第１及び第２の選
択手段の出力信号とに基づいて輝度信号と色差信号とを
生成するマトリクス手段とを有する構成としたものであ
る。

【００２４】また、前記第２及び第３の合成手段を、マ
トリクス回路から出力された第１、第２の輝度信号に、
前記抽出手段からの第１の高域周波数信号、第２の高域
周波数信号をそれぞれ合成する第２、第３の合成手段と
し、マトリクス回路から出力された第１の輝度信号と第
２の合成手段よりの合成信号とを１フィールド毎に交互
に選択する第１の選択手段と、マトリクス回路から出力
された第２の輝度信号と前記第３の合成手段よりの合成
信号とを１フィールド毎に交互に選択する第２の選択手
段とを有する構成としたものである。

【００２５】更に、青色光、赤色光のそれぞれに専用の
標準テレビジョン方式の解像度の第１、第２の固体撮像
素子と、緑色光用の標準テレビジョン方式の解像度の第
３及び第４の固体撮像素子とを有し、第１、第２の固体
撮像素子の出力撮像信号をフレーム合成する第１、第２
の合成手段と、第１、第２の合成手段の出力フレーム合
成信号から垂直方向の第１及び第２の高域周波数信号を
抽出する抽出手段と、第１乃至第４の固体撮像素子より
それぞれ取り出される撮像信号に基づいて色差信号と第
１及び第２の輝度信号を生成するマトリクス回路と、マ
トリクス回路から出力された第１の輝度信号に抽出手段
からの第１の高域周波数信号を合成する第３の合成手段
と、マトリクス回路から出力された第２の輝度信号に抽
出手段からの第２の高域周波数信号を合成する第４の合
成手段と、マトリクス回路から出力された第１の輝度信
号と第３の合成手段よりの合成信号とを１フィールド毎
に交互に選択する第１の選択手段と、マトリクス回路か
ら出力された第２の輝度信号と第４の合成手段よりの合
成信号とを１フィールド毎に交互に選択する第２の選択
手段とを有する構成としたものである。

【００２６】ここで、上記の第１乃至第４の固体撮像素
子のうち第１の固体撮像素子の画素位置を、第２の固体
撮像素子の画素位置に対して垂直方向に相対的に１画素
ピッチずらして配置することが、第１及び第２の合成手
段を同一の合成回路により構成できる点で望ましい。

【００２７】本発明の撮像装置及び画像信号処理装置で
は、青色光及び赤色光共用で標準テレビジョン方式の解
像度の第１の固体撮像素子と、緑色光の撮像信号を出力
する第２の固体撮像素子の２枚で構成されており、か
つ、第２の固体撮像素子の画素位置が第１の固体撮像素
子の画素位置に対して相対的に垂直方向にずれるように
配置されているため、標準テレビジョン方式の解像度よ
りも垂直方向の解像度が高い撮像装置及び画像信号処理
装置を２枚の固体撮像素子により構成することができ
る。

【００２８】また、本発明の撮像装置及び画像信号処理
装置では、青色光及び赤色光共用で標準テレビジョン方
式の解像度の第１の固体撮像素子と、緑色光用で標準テ
レビジョン方式の解像度の第２及び第３の固体撮像素子
の３枚で構成されており、第１の固体撮像素子の画素位
置を、第３の固体撮像素子の画素位置に対して相対的に
垂直方向にずらした配置とすると共に、第２の固体撮像
素子の画素位置を第３の固体撮像素子の画素位置に対し
て少なくとも垂直方向及び水平方向の一方向にずらした
配置としたため、標準テレビジョン方式の解像度よりも
垂直方向の解像度が高い撮像装置及び画像信号処理装置
を３枚の固体撮像素子により構成することができる。

【００２９】更に、上記の３枚の固体撮像素子を用いた
本発明の画像信号処理装置では、第１の固体撮像素子の
出力撮像信号をフレーム合成して得た信号から垂直方向
の第１及び第２の高域周波数信号を抽出し、第１の高域
周波数信号を第２の固体撮像素子の出力撮像信号に合成
すると共に、第２の高域周波数信号を第３の固体撮像素
子の出力撮像信号に合成するようにしたため、緑（Ｇ）
信号の高域付加信号を生成してマトリクス手段に入力す
ることができる。

【００３０】また、上記の上記の３枚の固体撮像素子を
用いた本発明の画像信号処理装置では、第１の固体撮像
素子の出力撮像信号をフレーム合成して得た信号から垂
直方向の第１及び第２の高域周波数信号を抽出し、一
方、第１乃至第３の固体撮像素子の出力撮像信号に基づ
いてマトリクス回路で生成した第１及び第２の輝度信号
のうち、第１の輝度信号に上記の第１の高域周波数信号
を合成し、第２の輝度信号に第２の高域周波数信号を合
成するようにしたため、第１乃至第３の固体撮像素子の
出力撮像信号のビット数よりもビット数が少ないマトリ
クス回路より出力された第１及び第２の輝度信号を上記
の第１及び／又は第２の高域周波数信号に合成できる。

【００３１】更に、青色光、赤色光のそれぞれに専用の
標準テレビジョン方式の解像度の第１、第２の固体撮像
素子と、緑色光用の標準テレビジョン方式の解像度の第
３及び第４の固体撮像素子とを有する本発明の画像信号
処理装置では、第１、第２の固体撮像素子の出力撮像信
号のフレーム合成信号から抽出した垂直方向の高域周波
数信号を、第１乃至第４の固体撮像素子よりそれぞれ取
り出される撮像信号に基づいて色差信号と第１及び第２
の輝度信号を生成するマトリクス回路から出力された第
１、第２の輝度信号に合成するようにしたため、第１乃
至第４の固体撮像素子の出力撮像信号のビット数よりも
ビット数が少ないマトリクス回路より出力された第１及
び第２の輝度信号を上記の第１及び／又は第２の高域周
波数信号に合成できる。

【００３２】また、前記目的を達成するため、本発明の
画像信号処理装置は、第２及び第３の固体撮像素子の各
出力撮像信号又はマトリクス回路から出力された第１及
び第２の輝度信号に基づいて動領域判別信号を生成出力
する動領域判別回路と、第１の高域周波数信号の第１の
輝度信号への合成動作を動領域判別回路の出力動領域判
別信号に基づいて動領域判別時に制限する第１の制限手
段と、第２の高域周波数信号の第２の輝度信号への合成
動作を動領域判別回路の出力動領域判別信号に基づいて
動領域判別時に制限する第２の制限手段とを更に有する
ことを特徴とする。

【００３３】また、本発明の画像信号処理装置は、合成
信号とマトリクス回路から出力された第１の輝度信号の
一方を動領域判別回路の出力動領域判別信号に基づいて
選択して、第１の選択手段へ出力する第３の選択手段
と、合成信号とマトリクス回路から出力された第２の輝
度信号の一方を動領域判別回路の出力動領域判別信号に
基づいて選択して第２の選択手段へ出力する第４の選択
手段とを更に有することを特徴とする。

【００３４】更に、本発明の画像信号処理装置は、第１
及び第２の選択手段を１フィールド毎に選択動作させる
フィールドパルスに、動領域判別回路からの動領域判別
信号を重畳して重畳信号を生成し、この重畳信号により
第１及び第２の選択手段を選択動作させると共に、動領
域判別時は強制的にマトリクス回路から出力された第１
及び第２の輝度信号を選択させる重畳手段とを更に有す
ることを特徴とする。

【００３５】これにより、本発明は動領域判別信号によ
り動領域と判別されたときは、最終的に垂直方向の第１
及び第２の高域周波数信号と合成されていない第１及び
第２の輝度信号を得ることができる。

【００３６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。図１は本発明になる撮像装置の
第１の実施の形態の構成図を示す。同図に示すように、
本実施の形態の撮像装置は、第１のプリズム４１、第２
のプリズム４２、ＲＢトリミングフィルタ４３、Ｇトリ
ミングフィルタ４４、色フィルタ４５などの色分解光学
系と、Ｒ信号とＢ信号共用のＲ／Ｂ用固体撮像素子４６
ＲＢ及びＧ用固体撮像素子４６Ｇとからなる。すなわ
ち、この実施の形態の固体撮像素子は４６ＲＢと４６Ｇ
の２枚である。第１のプリズム４１はダイクロイック膜
４１ａを有している。

【００３７】ここで、Ｒ／Ｂ用固体撮像素子４６ＲＢと
Ｇ用固体撮像素子４６Ｇは、それぞれＰＡＬ方式用の市
販の手振れ補正された固体撮像素子（水平方向８５８画
素、垂直方向７２６画素）であり、これをハイビジョン
方式に利用する場合、ハイビジョン方式のフレーム当り
の有効走査線数１０３５本を確保することは不可能であ
るので、その１／２、すなわち５１７．５本を切り上げ
た５１８本を有効走査線数とすることとし、かつ、ハイ
ビジョン方式のアスペクト比１６：９に対応して有効水
平画素数を８０８画素とする（後述の各固体撮像素子も
同様）。

【００３８】次に、垂直方向にハイビジョン方式に相当
する解像度を得るための手法について説明する。ハイビ
ジョン方式の垂直方向の解像度はＮＴＳＣ方式やＰＡＬ
方式の標準方式のそれの約２倍であるが、上述したよう
に本実施の形態の固体撮像素子４６ＲＢ及び４６Ｇのそ
れぞれの有効走査線数は５１８本（垂直方向５１８画
素）であり、ハイビジョン方式の１／２である。

【００３９】そこで、本実施の形態では前記した本出願
人が先に提案した撮像装置と同様に、Ｇ用固体撮像素子
４６Ｇに対してＲ／Ｂ用固体撮像素子４６ＲＢを、図２
に示すように垂直方向に相対的に１／２画素ピッチ分ず
らした位相とする。画像の垂直解像度を決定する輝度信
号Ｙは、ハイビジョン方式では、Ｙ＝０．２１２Ｒ＋０．７０１Ｇ＋０．０８７Ｂで表されるため、Ｇ信号に主として決定されるが、Ｒ信
号及びＢ信号にも依存している。このため、Ｒ／Ｂ用固
体撮像素子４６ＲＢを有効利用して輝度信号Ｙを生成す
ることにより、垂直解像度の向上を図ることができる。

【００４０】Ｒ／Ｂ用固体撮像素子４６ＲＢの光入射側
に設けられた色フィルタ４５は、図３に示すように、赤
色（Ｒ）光の波長の光成分を選択透過する、垂直方向７
２６画素のフィルタ部４５Ｒと、青色（Ｂ）光の波長の
光成分を選択透過する、垂直方向７５６画素のフィルタ
部４５Ｂとが水平方向に１画素ピッチずつ交互に配列さ
れた構成である。

【００４１】次に、上記の構成の本実施の形態の動作に
ついて説明する。図１において、被写体（図示せず）か
らの光は、第１のプリズム４１に入射され、ダイクロイ
ック膜４１ａでＲ及びＢの光波長帯の光成分が反射さ
れ、Ｇの光波長帯の光成分が透過される。Ｒ及びＢの光
成分は第１のプリズム４１の光入射面で反射され、更に
ＲＢトリミングフィルタ４３を透過して色フィルタ４５
を介してＲ／Ｂ用固体撮像素子４６ＲＢに入射される。
色フィルタ４５の作用によって、光をＲ，Ｂ成分に分解
する。

【００４２】また、ダイクロイック膜４１ａを透過した
Ｇの光成分は、第２のプリズム４２の後端面で反射さ
れ、更にＧトリミングフィルタ４４を透過してＧ用固体
撮像素子４６Ｇに入射される。

【００４３】次に、図１の撮像装置を用いた画像信号処
理装置の実施の形態について説明する。図４は図１の撮
像装置を用いた画像信号処理装置の第１の実施の形態の
ブロック図を示す。同図において、固体撮像素子４６Ｒ
Ｂ及び４６Ｇから出力された撮像信号は、図示しないＡ
／Ｄ変換器によりディジタル信号（画素データ）ＤＲＢ
及びＤＧに変換され、ディジタル信号ＤＲＢはフィール
ドメモリ４８及びフレーム合成回路４９によりフレーム
合成された後、垂直高域フィルタ５１及び５２にそれぞ
れ供給される。

【００４４】垂直高域フィルタ５１及び５２はフレーム
合成信号ＤＲＢに基づいて、奇数フィールドの青信号Ｂ
ｍ，ｎと偶数フィールドの青信号ｂｍ，ｎについては数
２の（５）式及び（６）式で、奇数フィールドの赤信号
Ｒｍ＋１，ｎと偶数フィールドの赤信号ｒｍ＋１，ｎに
ついては（７）式及び（８）式でそれぞれ表される演算
を行って、垂直高域周波数信号ＶＨ１，ＶＨ２を生成す
る。なお、（５）式〜（８）式及び後述の各式では、水
平ｍ画素、垂直ｎラインとしている。

【００４５】

【数２】垂直高域周波数信号ＶＨ１は加算器５４に供給され、こ
こで信号ＤＧと加算され、広帯域の高域付加信号Ｇ^*と
される。垂直高域周波数信号ＶＨ２は加算器５５に供給
され、ここでディジタル信号ＤＧを垂直補間回路５３で
補間して得られた信号ＤＧ′と加算され、広帯域の高域
付加信号Ｇ′^*とされる。切換スイッチ８０、８１はフ
ィールドパルスに基づいて、奇数フィールドは高域付加
信号Ｇ^*、Ｇ′^*を選択し、偶数フィールドは固体撮像素
子出力信号ＤＧ及びＤＧ′をそのまま選択する。

【００４６】マトリクス回路５７はこれら切換スイッチ
５６の出力信号と、信号ＤＲＢからＲＢ分解回路５０に
より分解されたＲ信号及びＢ信号に基づいて輝度信号Ｙ
及び色差信号Ｂ−Ｙ及びＲ−Ｙをそれぞれ生成して倍速
変換回路５８へ出力する。倍速変換回路５８は入力信号
に基づいてハイビジョン方式の輝度信号Ｙ（ＧＨ）、色
差信号Ｒ−Ｙ（ＲＨ）及びＢ−Ｙ（ＢＨ）をそれぞれ生
成して出力する。

【００４７】図５は図１の撮像装置を用いた画像信号処
理装置の第２の実施の形態のブロック図を示す。同図
中、図４と同一構成部分には同一符号を付し、その説明
を省略する。図５において、マトリクス回路５９は、固
体撮像素子４６ＲＢ及び４６Ｇから出力された撮像信号
を図示しないＡ／Ｄ変換器を通して得られた１０ビット
のディジタル信号（画素データ）ＤＲＢ及びＤＧが入力
され、これらに基づいてそれぞれ８ビットの輝度信号Ｙ
及び色差信号Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙを生成する。

【００４８】マトリクス回路５９の入力信号が必要とす
る８ビットよりもデータ長が長いのは、マトリクス演算
による誤差をできるだけ少なくして必要とする８ビット
の輝度信号Ｙ及び色差信号Ｒ−Ｙ及びＢ−Ｙを得るため
である。

【００４９】一方、垂直高域周波数信号ＶＨ１は加算器
６２に供給され、ここでマトリクス回路５９よりの８ビ
ットの輝度信号Ｙと加算され、広帯域の高域付加輝度信
号Ｙ^* とされる。また、垂直高域周波数信号ＶＨ２は加
算器６３に供給され、ここでディジタル輝度信号Ｙを垂
直補間回路６１で補間して得られた信号Ｙ′と加算さ
れ、広帯域の高域付加輝度信号Ｙ′^*とされる。切換ス
イッチ７０、７１はフィールドパルスに基づいて、上記
の輝度信号Ｙ及びＹ′と高域付加輝度信号Ｙ^* 及びＹ′^*
とを１フィールド毎に交互に選択する。

【００５０】倍速変換回路５８はこれら切換スイッチ７
０、７１の出力信号と、マトリクス回路５９の出力色差
信号（Ｒ−Ｙ）及び（Ｂ−Ｙ）からＲ−Ｙ、Ｂ−Ｙ分解
回路６０により分解されたＲ−Ｙ信号及びＢ−Ｙ信号と
に基づいてハイビジョン方式の輝度信号Ｙ（ＧＨ）、色
差信号Ｒ−Ｙ（ＲＨ）及びＢ−Ｙ（ＢＨ）をそれぞれ生
成して出力する。

【００５１】このように、本実施の形態によれば、２枚
の固体撮像素子を用いた安価な構成で高解像度の画像信
号を出力することができる。

【００５２】次に、本発明の撮像装置の第２の実施の形
態について説明する。図６は、本発明の撮像装置の第２
実施の形態の構成図を示す。同図中、図１と同一構成部
分には同一符号を付してある。本実施の形態は、第１の
プリズム４１、ＲＢトリミングフィルタ４３、第２のプ
リズム６５、第３のプリズム６６、Ｇトリミングフィル
タ６７、６８、色フィルタ４５からなる色分解光学系
と、３枚の固体撮像素子４６ＲＢ、６９Ｇ１及び６９Ｇ
２からなる。

【００５３】固体撮像素子６９Ｇ１及び６９Ｇ２の画素
配列は固体撮像素子４６ＲＢと同一である。従って、ハ
イビジョン方式に相当する有効水平走査線数を得るため
に、図７（Ａ）に示すように、Ｇ用固体撮像素子６９Ｇ
２に対してＲ／Ｂ用固体撮像素子４６ＲＢを、垂直方向
に相対的に１／２画素ピッチ分ずらした位相とすると共
に、Ｇ用固体撮像素子６９Ｇ２とＧ用固体撮像素子６９
Ｇ１とを、図７（Ｂ）に示すように、垂直方向に１画素
ピッチずらして配置することで画像の垂直解像度を向上
する。

【００５４】なお、本実施の形態では、Ｇ用固体撮像素
子６９Ｇ２とＧ用固体撮像素子６９Ｇ１とは、それぞれ
水平方向にも１／２画素ピッチずらして配置されてお
り、これにより水平方向の解像度の向上も図っている。

【００５５】次に、上記の構成の撮像装置の動作につい
て説明する。図６において、被写体（図示せず）からの
光は、第１のプリズム４１に入射され、ダイクロイック
膜４１ａでＲ及びＢの光波長帯の光成分が反射され、Ｇ
の光波長帯の光成分が透過される。Ｒ及びＢの光成分は
第１のプリズム４１の光入射面で反射され、更にＲＢト
リミングフィルタ４３を透過して色フィルタ４５を介し
てＲ／Ｂ用固体撮像素子４６ＲＢに入射される。色フィ
ルタ４５の作用によって、光をＲ，Ｂ成分に分解する。

【００５６】また、ダイクロイック膜４１ａを透過した
Ｇの光成分は、第２のプリズム６５のハーフミラー６５
ａで一部が反射され、更にＧトリミングフィルタ６７を
透過してＧ用固体撮像素子６９Ｇ１に入射される。ま
た、ハーフミラー６５ａで残りが透過されて第３のプリ
ズム６６及びＧトリミングフィルタ６８を透過してＧ用
固体撮像素子６９Ｇ２に入射される。

【００５７】このようにして３枚の固体撮像素子４６Ｒ
Ｂ、６９Ｇ１及び６９Ｇ２により得られた撮像信号を後
述する信号処理回路により処理して得られた画像信号を
画面上で見たときの画素の配列を図８に示す。同図にお
いて、丸印はＧ用固体撮像素子６９Ｇ１から出力された
Ｇ信号の画素Ｇ１、四角印はＧ用固体撮像素子６９Ｇ２
から出力されたＧ信号の画素Ｇ２、上向きの三角印がＲ
／Ｂ用固体撮像素子４６ＲＢから出力されたＲ信号の画
素、下向きの三角印がＲ／Ｂ用固体撮像素子４６ＲＢか
ら出力されたＢ信号の画素をそれぞれ示す。また、白印
は奇数フィールドの画素、黒印は偶数フィールドの画素
をそれぞれ示す。更に、数字はハイビジョン画像におけ
る走査線番号を示す。

【００５８】前記したように、固体撮像素子６９Ｇ１及
び６９Ｇ２はそれぞれ水平方向に１／２画素ピッチずら
して配置されているために、それらの画素Ｇ１、Ｇ２の
表示位置は図８に丸印及び四角印で示すように同一走査
線上では交互に配置され、また、垂直方向には１画素ピ
ッチずらして配置されているために、水平方向の隣接画
素のフィールドは異なる。すなわち、画素Ｇ１及びＧ２
は図８に示すように、水平方向に白、黒交互に配列され
ることとなる。

【００５９】また、垂直方向では、奇数フィールドと偶
数フィールドとが交互に現われるから、上記の丸印の画
素Ｇ１及び四角印の画素のそれぞれは、交互に白と黒が
配列される。これらの画素は、ハイビジョン画像の偶数
フィールドである水平走査線番号６０３から１１２０の
各走査線に位置するが、各固体撮像素子６９Ｇ１及び６
９Ｇ２の読み出しは、あくまで白印の画素が奇数フィー
ルド、黒印が偶数フィールドである。

【００６０】一方、Ｒ／Ｂ用固体撮像素子４６ＲＢはＧ
用固体撮像素子６９Ｇ２に対して垂直方向に１／２画素
ピッチずらして配置されているから、図８に示すよう
に、三角印で示されるＲ／Ｂ用固体撮像素子４６ＲＢか
ら出力された信号の画素の表示位置は、丸印及び四角印
で示されるＧ用固体撮像素子６９Ｇ１及び６９Ｇ２の画
素の表示位置に対して垂直方向に１／２画素ピッチずら
して配置される。また、Ｒ／Ｂ用固体撮像素子４６ＲＢ
の光入射側に設けられた色フィルタ４５がフィルタ部４
５Ｒとフィルタ部４５Ｂとが水平方向に１画素ピッチず
つ交互に配列された構成であるから、Ｒ／Ｂ用固体撮像
素子４６ＲＢから出力された上向きの三角印で示すＲ信
号の画素と、Ｒ／Ｂ用固体撮像素子４６ＲＢから出力さ
れた下向きの三角印で示すＢ信号の画素とは、それぞれ
水平方向に１画素ピッチずつ交互に配列される。

【００６１】更に、垂直方向では、奇数フィールドと偶
数フィールドとが交互に現われるから、上記の上向きの
三角印で示すＲ信号の画素と、下向きの三角印で示すＢ
信号の画素のそれぞれは、交互に白と黒が配列される。
これらの画素は、ハイビジョン画像の奇数フィールドで
ある水平走査線番号４１から５５７の各走査線に位置す
るが、固体撮像素子４６ＲＢの読み出しは、あくまで白
印の画素が奇数フィールド、黒印が偶数フィールドであ
る。

【００６２】このようにして得られる画素の位置は図９
のようにも示すことができる。すなわち、上記の図８中
の任意の位置（水平ｍ画素、垂直ｎライン）の画素をと
り、その番号付けを行うと図９に示すようになる。同図
中、大文字Ｇ、Ｂ、Ｒは奇数フィールド、小文字ｇ、
ｂ、ｒは偶数フィールドでそれぞれ読み出される画素を
示している。なお、「Ｇ」及び「ｇ」は緑信号、「Ｒ」
及び「ｒ」は赤信号、「Ｂ」及び「ｂ」は青信号をそれ
ぞれ示している。また、大文字の「１」、「２」は、固
体撮像素子６９Ｇ１、６９Ｇ２からそれぞれ読み出され
た画素であることを示している。

【００６３】そして、３つの固体撮像素子は同時駆動さ
れるから、（ｍ，ｎ）の同じ画素が同時に読み出され
る。例えば、Ｇ１m,n、Ｇ２m,n、Ｂm,nの３つは奇数フ
ィールドで同時に読み出され、ｇ１m,n、ｇ２m,n、ｂm,
nの３つは偶数フィールドで同時に読み出される。ま
た、この１画素前あるいは１画素後には、奇数フィール
ド及び偶数フィールドのいずれの場合も、青信号Ｂ，ｂ
に代えて赤信号Ｒ，ｒが読み出される（例えば、Ｇ１m-
1,n、Ｇ２m-1,nと共にＲm-1,nが読み出される。）。

【００６４】ここでＲ、ｒとＢ、ｂの画素の位置に着目
すると、奇数及び偶数いずれのフィールドにおいても、
これらの画素が交互に配列されている。これは、固体撮
像素子４６ＲＢの光入射側に設けられた色フィルタ４５
がフィルタ部４５Ｒとフィルタ部４５Ｂとが水平方向に
１画素ピッチずつ交互に配列された短冊状フィルタ構成
としたためで、図８では上向きの三角印と下向きの三角
印が、それぞれ水平方向に１画素ピッチずつ交互に配列
されていることに対応する。

【００６５】次に、上記の３枚の固体撮像素子４６Ｒ
Ｂ、６９Ｇ１及び６９Ｇ２から出力される画像信号処理
回路の構成について説明する。図１０は本発明になる画
像信号処理装置の第３の実施の形態のブロック図を示
す。同図中、図４と同一構成部分には同一符号を付し、
その説明を省略する。この実施の形態は図６の撮像装置
を用いた画像信号処理装置である。

【００６６】図１０において、３枚の固体撮像素子４６
ＲＢ、６９Ｇ１及び６９Ｇ２から出力された撮像信号
は、図示しないＡ／Ｄ変換器によりディジタル信号ＤＲ
Ｂ（すなわち、Ｂ（ｂ），Ｒ（ｒ））、ＤＧ１（すなわ
ちＧ１，ｇ１）及びＤＧ２（すなわち、Ｇ２，ｇ２）に
それぞれ変換される。

【００６７】一方、垂直高域フィルタ５１及び５２の各
出力垂直高域周波数信号ＶＨ１は加算器７８に入力され
て信号ＤＧ１と加算され、次式で表される広帯域の高域
付加信号Ｇ１^* とされる。

【００６８】Ｇ１^*m,n＝Ｇ１m,n＋ＶＨ１m,n （９）また、垂直高域フィルタ５２から取り出された垂直高域
周波数信号ＶＨ２は加算器７９に入力され、信号ＤＧ２
と次式で表される加算が行われて、広帯域の高域付加信
号Ｇ２^*とされる。

【００６９】Ｇ２^*m,n＝Ｇ２m,n＋ＶＨ２m,n （１０）切換スイッチ８０はフィールドパルスに基づいて、奇数
フィールドは高域付加信号Ｇ１^*を選択し、偶数フィー
ルドは固体撮像素子出力信号ＤＧ１をそのまま選択す
る。同様に、切換スイッチ８１はフィールドパルスに基
づいて、奇数フィールドは高域付加信号Ｇ２^*を選択
し、偶数フィールドは固体撮像素子出力信号ＤＧ２をそ
のまま選択する。マトリクス回路８２はこれら切換スイ
ッチ８０及び８１の各出力信号と、信号ＤＲＢからＲＢ
分解回路５０により分解されたＲ信号及びＢ信号に基づ
いて輝度信号Ｙ１、Ｙ２及び色差信号Ｂ−Ｙ及びＲ−Ｙ
をそれぞれ生成して倍速変換回路８３へ出力する。

【００７０】倍速変換回路８３は入力信号に基づいてハ
イビジョン方式の輝度信号Ｙ（ＧＨ）、色差信号Ｒ−Ｙ
（ＲＨ）及びＢ−Ｙ（ＢＨ）をそれぞれ生成して出力す
る。この倍速変換回路８３自体は公知の回路で、例えば
図１１に示す如き構成とされている。同図において、マ
トリクス回路８２からの輝度信号Ｙ１、Ｙ２及び色差信
号Ｂ−Ｙ及びＲ−Ｙはそれぞれラインメモリ９１、９
３、９６及び１００に入力されて１ライン分の画素デー
タが格納される。これらの入力信号の水平走査周波数
は、ハイビジョン方式の場合の水平走査周波数ｆ_Hの１
／２倍の周波数の１６．８７５ｋＨｚである。ＰＡＬ方
式の固体撮像素子の信号読み出し走査周波数は１５．６
２５ｋＨｚであるが、この値はｆ_H／２と概略同じであ
るので、格別な対策を講ずることなく使用できる。

【００７１】ラインメモリ９１、９３、９６及び１００
はそれぞれ１ライン分の入力画素データを格納した時点
で、次段のラインメモリ９２、９４、９７及び９８、１
０１及び１０２にそれぞれ高速で出力して格納させる。
出力制御部１０４の出力制御信号に基づいてラインメモ
リ９２、９４、９７及び９８、１０１及び１０２に格納
された信号は、ハイビジョン方式の水平走査周波数ｆ_H
で読み出される。

【００７２】ラインメモリ９２及び９４から読み出され
た画素データは切換スイッチ９５に入力され、ラインメ
モリ９７及び９８から読み出された画素データは切換ス
イッチ９９に入力され、ラインメモリ１０１及び１０２
から読み出された画素データは切換スイッチ１０３に入
力される。切換スイッチ９５、９９及び１０３は、それ
ぞれ出力制御部１０４からの制御信号により、入力画素
データをハイビジョン方式の走査の順番となるように１
ライン毎に交互に選択出力して走査変換を行う。

【００７３】このようにして切換スイッチ９５、９９及
び１０３から得られた信号は、次式で表されるハイビジ
ョン方式の画像信号Ｙ、ＰＢ、ＰＲである。

【００７４】Y=0.715G+0.0721B+0.2125R PB=0.5389(-0.7154G+0.9279B-0.2125R) PR=0.6749(-0.7154G+0.0721B-0.7875R) 本実施の形態によれば、固体撮像素子は３枚であるので
前記した本出願人の提案になる撮像装置及び画像信号処
理装置よりも安価な構成とすることができる。また、本
実施の形態ではＲ／Ｂ用固体撮像素子４６ＲＢの出力撮
像信号からＧ画像の垂直方向高域成分を抽出し、これを
Ｇ撮像信号に加えているため、高解像度のハイビジョン
用画像信号を得ることができる。

【００７５】図１２は本発明になる画像信号処理装置の
第４の実施の形態のブロック図を示す。同図中、図１０
と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略す
る。この実施の形態は図６の撮像装置を用いた画像信号
処理装置である。

【００７６】図１２において、固体撮像素子４６ＲＢか
ら出力され、図示しないＡ／Ｄ変換器を通して得られた
１０ビットのディジタル信号ＤＲＢと、固体撮像素子６
９Ｇ１及び６９Ｇ２から出力され、図示しないＡ／Ｄ変
換器を通して得られた、各１０ビットのディジタル信号
ＤＧ１及びＤＧ２は、それぞれマトリクス回路１０９に
供給されて次の（１１）式〜（１４）式で示される８ビ
ットの輝度信号Ｙ１、ｙ１、Ｙ２、ｙ２と、（１５）式
〜（１８）式で示される８ビットの色差信号Ｒ−Ｙ、ｒ
−ｙ、Ｂ−Ｙ、ｂ−ｙとされる。

【００７７】Ｙ１m,n＝0.701Ｇ１m,n＋0.212Ｒm+1,n＋0.087Ｂm,n （１１）Ｙ２m,n＝0.701Ｇ２m,n＋{0.212（Ｒm-1,n＋Ｒm+1,n)/２｝＋0.087Ｂm,n （１２）ｙ１m,n＝0.701ｇ１m,n＋0.212ｒm+1,n＋0.087ｂm,n （１３）ｙ２m,n＝0.701ｇ２m,n+{0.212（ｒm-1,n＋ｒm+1,n）/２｝＋0.087ｂm,n （１４）（Ｒ−Ｙ）m+1,n＝Ｒm+1,n−Ｙm+1,n （１５）（Ｂ−Ｙ）m,n＝Ｂm,n−Ｙm,n （１６）（ｒ−ｙ）m+1,n＝ｒ m+1,n −ｙ m+1,n （１７）（ｂ−ｙ）m,n＝ｂm,n−ｙm,n （１８）マトリクス回路１０９には前記色フィルタ４５の縞状配
置に従って、１画素毎に交互にＲ信号とＢ信号が前記信
号ＤＲＢとして入力されるため、マトリクス回路１０９
からは１画素毎に交互に色差信号（Ｒ−Ｙ）と（Ｂ−
Ｙ）とが出力される。この色差信号（Ｒ−Ｙ）と（Ｂ−
Ｙ）は、Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ分解回路１１０によりそれぞれ
同時化及び分解されて並列に倍速変解回路１１５へ供給
される。

【００７８】また、マトリクス回路１０９より出力され
た輝度信号Ｙ１及びｙ１は加算器１１１に供給されて、
垂直高域フィルタ５１よりの信号と加算されることによ
り（１９）式で表される広帯域の高域付加信号Ｙ１^*と
される。

【００７９】Ｙ１^*m,n＝Ｙ１m,n＋ＶＨ１m,n （１９）また、マトリクス回路１０９より出力された輝度信号Ｙ
２及びｙ２は加算器１１２に供給されて、垂直高域フィ
ルタ５２よりの信号と加算されることにより（２０）式
で表される広帯域の高域付加信号Ｙ２^*とされる。

【００８０】Ｙ２^*m,n＝Ｙ２m,n＋ＶＨ２m,n （２０）切換スイッチ１１３はフィールドパルスに基づいて、奇
数フィールドは高域付加信号Ｙ１^*を選択し、偶数フィ
ールドはマトリクス回路１０９の８ビットの出力信号ｙ
１をそのまま選択する。同様に、切換スイッチ１１４は
フィールドパルスに基づいて、奇数フィールドは高域付
加信号Ｙ２^*を選択し、偶数フィールドはマトリクス回
路１０９の出力信号ｙ２をそのまま選択する。

【００８１】倍速変換回路１１５はこれら切換スイッチ
１１３及び１１４の出力信号とマトリクス回路１０９の
出力色差信号とに基づいてハイビジョン方式の輝度信号
Ｙ（ＧＨ）、色差信号Ｒ−Ｙ（ＲＨ）及びＢ−Ｙ（Ｂ
Ｈ）をそれぞれ生成して出力する。この倍速変換回路１
１５の構成は前記倍速変換回路８３と同様にラインメモ
リとスイッチ回路により構成されている。

【００８２】本実施の形態によれば、マトリクス回路１
０９から取り出された８ビットの輝度信号Ｙ１（ｙ１）
を乗算器５４の出力信号と加算器１１１で加算し、ま
た、加算器１１２で垂直高域周波数信号ＶＨ２と輝度信
号Ｙ２（ｙ２）とを加算しているため、マトリクスする
前の１０ビットの信号同士を加算する本出願人の先の提
案装置よりも加算器１１１、１１２の構成を簡略化でき
る。

【００８３】次に、垂直方向に１画素ピッチずらし、か
つ、水平方向に１／２画素ピッチずらしたＧ用の固体撮
像素子を２枚用意すると共に、一方のＧ用の固体撮像素
子に対して垂直方向に１／２画素ピッチずらしてＢ、Ｒ
用の固体撮像素子を配置した、計４枚の固体撮像素子を
用いた色分解光学系を有する場合の実施の形態について
説明する。図１３は上記の４枚の固体撮像素子を用いた
色分解光学系を有する場合の画素配置の一実施の形態、
図１４はこの場合の本発明の画像信号処理装置の第５の
実施の形態のブロック図を示す。図１４中、図１２と同
一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。

【００８４】図１３において、大文字Ｇ、Ｂ、Ｒは奇数
フィールド、小文字ｇ、ｂ、ｒは偶数フィールドでそれ
ぞれ読み出される画素であり、また、「Ｇ」及び「ｇ」
は緑信号、「Ｒ」及び「ｒ」は赤信号、「Ｂ」及び
「ｂ」は青信号をそれぞれ示している。また、大文字の
「１」、「２」は、２枚のＧ用固体撮像素子からそれぞ
れ読み出された画素であることを示している。更に「ｒ
ｂ」及び「ＲＢ」はＲ信号とＢ信号が同時に、かつ、別
々にそれぞれの固体撮像素子から読み出された画素であ
る。

【００８５】４つの固体撮像素子は従来と同様に同時駆
動されるから、（ｍ，ｎ）の同じ画素が同時に読み出さ
れる。例えば、Ｇ１m,n、Ｇ２m,n、ＲＢm,n（＝Ｒm,n、
Ｂm,n）の４つは奇数フィールドで同時に読み出され
る。ここでＲ、ｒとＢ、ｂの画素の位置に着目すると、
奇数及び偶数いずれのフィールドにおいても、これらの
画素の対が配列されている。これは、Ｒ用固体撮像素子
とＢ用固体撮像素子とが同一ピッチで垂直方向にずらす
ことなく配置した構成であることによる。

【００８６】次に、これら４枚の固体撮像素子から出力
された撮像信号の処理装置について図１４のブロック図
と共に説明する。同図において、Ｂ用とＲ用の各固体撮
像素子から取り出され、図示しないＡ／Ｄ変換器を通し
て得られたＢ画素データＤＢ及びＲ画素データＤＲは、
フィールドメモリ１２１、１２２とフレーム合成回路１
２３、１２４によりフレーム合成されて、対応する垂直
高域フィルタ１２５、１２６へ入力される。垂直高域フ
ィルタ１２５、１２６より取り出された垂直高域成分
は、それぞれ加算器１２７、１２８に供給されて、次式
により加算演算されて垂直高域周波数信号ＶＨ１、ＶＨ
２が生成される。

【００８７】

【数３】一方、各１０ビットの入力ディジタル信号（画素デー
タ）ＤＢ、ＤＲ、ＤＧ１及びＤＧ２はマトリクス回路１
２９に供給されて、以下の（２３）式〜（２６）式のマ
トリクス演算により８ビットの輝度信号Ｙ１、Ｙ２、ｙ
１及びｙ２が生成される。

【００８８】Ｙ１m,n＝0.701Ｇ１m,n＋{0.212(Ｒm,n+Ｒm+1,n)/2} ＋0.087(Ｂm,n+Ｂm+1,n)／２（２３）Ｙ2m,n＝0.701Ｇ２m,n＋0.212Ｒm,n+0.087Ｂm,n （２４）ｙ1m,n＝0.701ｇ１m,n＋{0.212(ｒm,n＋ｒm+1,n)/2} ＋0.087(ｂm,n+ｂm+1,n)／２（２５）ｙ２m,n＝0.701ｇ２m,n＋0.212ｒm,n＋0.087ｂm,n （２６）また、マトリクス回路１２９は前記（１５）式〜（１
８）式により色差信号（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）、（ｒ−
ｙ）及び（ｂ−ｙ）を生成出力する。マトリクス回路１
２９より出力された輝度信号Ｙ１及びｙ１は加算器１１
１に供給されて、加算器１２７よりの信号と加算される
ことにより（１９）式で表される広帯域の高域付加信号
Ｙ１^*とされる。また、マトリクス回路１２９より出力
された輝度信号Ｙ２及びｙ２は加算器１１２に供給され
て、加算器１２８よりの信号と加算されることにより
（２０）式で表される広帯域の高域付加信号Ｙ２^*とさ
れる。

【００８９】本実施の形態も、図１２の実施の形態と同
様にマトリクス回路１２９から取り出された８ビットの
輝度信号を加算器１１１、１１２で他の８ビットの信号
と加算しているため、加算器１１１、１１２の構成を本
出願人が先に提案した前記装置よりも簡略化できる。

【００９０】次に、前記した本出願人が先に提案した撮
像装置のように、垂直方向に１画素ピッチずらし、か
つ、水平方向に１／２画素ピッチずらしたＧ用の固体撮
像素子を２枚用意すると共に、一方のＧ用の固体撮像素
子に対して垂直方向に１／２画素ピッチずらし、かつ、
互いに垂直方向に１画素ピッチずらしたＢ、Ｒ用の固体
撮像素子を配置した、計４枚の固体撮像素子を用いた色
分解光学系を有する場合の実施の形態について説明す
る。

【００９１】図１５は上記の４枚の固体撮像素子を用い
た色分解光学系を有する場合の画素配置の一実施の形
態、図１６はこの場合の本発明の画像信号処理装置の第
６の実施の形態のブロック図を示す。図１５、図１６
中、図１４、図１５と同一構成部分には同一符号を付
し、その説明を省略する。本実施の形態では、図１５に
示すように、どの画素位置でも「Ｒとｂ」、「ｒとＢ」
の組合せになっており、奇数フィールド及び偶数フィー
ルドのうちの一方のフィールドのＲ信号の画素位置と他
方のフィールドのＢ信号の画素位置とが重ね合わされ
る。

【００９２】これは、Ｂ、Ｒ用の固体撮像素子がそれぞ
れ垂直方向に光学的に１画素ピッチずらして配置されて
いるためである。これにより、図１６に示すように、入
力信号ＤＢ及びＤＲはフィールドメモリを用いることな
く単純にフレーム合成回路１３１に入力されることでフ
レーム合成ができる。

【００９３】垂直高域フィルタ１３２は数４の（２７）
式に示す演算を行って垂直高域周波数信号ＶＨ１を生成
し、垂直高域フィルタ１３３は数４の（２８）式に示す
演算を行って垂直高域周波数信号ＶＨ２を生成する。

【００９４】

【数４】一方、各１０ビットの入力ディジタル信号（画素デー
タ）ＤＢ、ＤＲ、ＤＧ１及びＤＧ２はマトリクス回路１
３４に供給されて、以下の（２９）式〜（３２）式のマ
トリクス演算により８ビットの輝度信号Ｙ１、Ｙ２、ｙ
１及びｙ２が生成される。

【００９５】Ｙ１m,n＝0.701Ｇ１m,n＋{0.212(Ｒm,n-1＋Ｒm+1,n-1)／２} ＋0.087(Ｂm,n＋Ｂm+1,n)／２（２９）Ｙ２m,n＝0.701Ｇ２m,n＋0.212Ｒm,n＋0.087Ｂm,n （３０）ｙ１m,n＝0.701ｇ１m,n+{0.212(ｒm,n-1 ＋ｒm+1,n-1)／２} ＋0.087(ｂm,n＋ｂm+1,n)／２（３１）ｙ２m,n＝0.701ｇ２m,n＋0.212ｒm,n＋0.087ｂm,n （３２）また、マトリクス回路１３４は前記（１５）式〜（１
８）式により色差信号（Ｒ−Ｙ）（Ｂ−Ｙ）、（ｒ−
ｙ）及び（ｂ−ｙ）を生成出力する。マトリクス回路１
３４より出力された輝度信号Ｙ１及びｙ１は加算器１１
１に供給されて、垂直高域フィルタ１３２よりの信号と
加算されることにより（１９）式で表される広帯域の高
域付加信号Ｙ１^*とされる。また、マトリクス回路１３
４より出力された輝度信号Ｙ２及びｙ２は加算器１１２
に供給されて、垂直高域フィルタ１３３よりの信号と加
算されることにより（２０）式で表される広帯域の高域
付加信号Ｙ２^*とされる。

【００９６】本実施の形態も、図１２及び図１４の実施
の形態と同様にマトリクス回路１３４から取り出された
８ビットの輝度信号を加算器１１１、１１２で他の８ビ
ットの信号と加算しているため、加算器１１１、１１２
の構成を本出願人が先に提案した前記装置よりも簡略化
できる。また、図１４の実施の形態に比べてフィールド
メモリ１２１、１２２などが不要で回路構成を簡略化で
きる。

【００９７】ところで、以上の画像信号処理装置のう
ち、図１６の第６の実施の形態を除く第１乃至第５の実
施の形態では、前記したように本出願人の提案になる画
像信号処理装置と同様に、フィールドメモリと垂直高域
フィルタを用いて垂直高域成分を得ているため、動領域
では正しい垂直高域成分が得られない可能性がある。こ
の問題は動領域においてフィールド間の画像情報が異な
ってしまうことが原因なので、その動領域を判別し、そ
の場合の最終出力輝度信号に垂直高域成分が加算されな
いようにすれば解決できる。すなわち、上記の問題を解
決するためには、動領域を判別する判別回路と、その動
領域判別信号に基づいて垂直高域成分を加算した信号と
加算しない信号の一方を選択する選択手段を画像信号処
理装置内に設けることにより解決することができる。

【００９８】そこで、まず動領域判別回路の各例につい
て説明する。図１７は動領域判別回路の第１の例のブロ
ック図を示す。入力１及び入力２はそれぞれ前記固体撮
像素子出力信号（撮像信号）ＤＧ１及びＤＧ２、あるい
はマトリクス回路８２、１０９、１２９の出力輝度信号
Ｙ１及びＹ２で、その組み合わせは、（ＤＧ１，ＤＧ
２），（ＤＧ２，ＤＧ１），（Ｙ１，Ｙ２），（Ｙ２，
Ｙ１）の４組あり、そのいずれでもかまわない。

【００９９】これらの２入力信号は水平方向に１／２画
素ピッチずらして配置されたＧ用の固体撮像素子から得
られているので、どちらかの信号を水平補間して差分を
とらなければ正しい動領域を判別できない。そのため、
図１７の動領域判別回路では、第１の入力信号は１サン
プリング周期の遅延時間を持つ遅延回路１４１を通して
加算器１４２に供給される一方、直接加算器１４２に供
給されて加算された後、乗算器１４３に供給されてその
レベルが１／２倍にされる。

【０１００】すなわち、遅延回路１４１と加算器１４２
により現在の第１の入力信号が得られる画素とその１画
素前の画素の信号とが加算され、その加算信号が乗算器
１４３により平均化されるので、乗算器１４３からは第
１の入力信号に対して水平方向に１／２画素ピッチずら
した画素位置からの信号と等価な撮像信号あるいは輝度
信号ＩＤ１が得られる。

【０１０１】一方、第２の入力信号はフィールドメモリ
１４４に供給され、ここでほぼ１フィールド遅延された
後、遅延信号ＩＤ２として減算器１４５に供給され、こ
こで上記信号ＩＤ１と減算される。すなわち、減算器１
４５に入力される信号ＩＤ１とＩＤ２は互いに１フィー
ルド異なり、かつ、水平方向では同一画素位置の信号で
あり、減算器１４５はこれらの信号ＩＤ１とＩＤ２の差
分値を得て、次段の閾値回路１４６に供給する。

【０１０２】閾値回路１４６は入力差分値の絶対値をと
った後、予め設定された閾値と大小比較してその比較結
果に応じて論理１又は０の２値信号を動領域判別信号Ｍ
ＶＤとして出力端子１４７へ出力する。ここで、上記差
分値の絶対値が閾値よりも大きいときは１フィールド間
の画像情報が大きく変化していると判断し、動領域と判
定する。なお、減算器１４５は入力された信号ＩＤ１と
ＩＤ２の差分をとるが、閾値回路１４６で差分値の絶対
値をとるので、減算の方向はどちらでもかまわない。

【０１０３】図１８は動領域判別回路の第２の例のブロ
ック図を示す。同図中、図１７と同一構成部分には同一
符号を付し、その説明を省略する。図１８において、フ
ィールドメモリ１４４でほぼ１フィールド遅延された第
２の入力信号は、更に１サンプリング周期遅延する遅延
回路１５０と、遅延回路１５０の入力信号と出力信号を
加算する加算器１５１と、加算器１５１の出力信号レベ
ルを１／２倍する乗算器１５２からなる回路部により、
水平方向に１／２画素ピッチずらした画素からの信号Ｉ
Ｄ２’とされて減算器１５３に供給され、ここで第１の
入力信号ＩＤ１’と減算される。

【０１０４】すなわち、図１７に示した例では第１の入
力信号の方を第２の入力信号に一致するように水平補間
しているのに対し、この図１８に示す例は第２の入力信
号の方を第１の入力信号に一致するように水平補間して
いる。この場合も、図１８の出力端子１４７には図１７
とと同様の動領域判別信号ＭＶＤ’が出力される。

【０１０５】図１９は動領域判別回路の第３の例のブロ
ック図を示す。図１７及び図１８に示す例では、１フィ
ールド異なる同一画素位置情報の差分から動領域を判別
しているが、閾値の設定が非常に微妙になることが多
い。つまり、動領域の判定を行う信号に高周波数成分が
含まれていると、その動領域周辺部で誤判定する可能性
がある。

【０１０６】そこで、図１９に示す動領域判別回路で
は、第１の入力信号に対して高周波数成分を除去する第
１の低域フィルタ（ＬＰＦ）１５５を設けると共に、第
２の入力信号をほぼ１フィールド遅延するフィールドメ
モリ１５６の出力信号に対して高周波数成分を除去する
第２の低域フィルタ（ＬＰＦ）１５７を設け、これらＬ
ＰＦ１５５、１５７の出力信号ＩＤ１”、ＩＤ２”を減
算器１５８で減算して差分をとる。なお、ＬＰＦ１５５
及び１５７は遅延時間を有するから水平補間の効果も持
つので、周波数特性と画像上での位置を揃えることが可
能である。

【０１０７】減算器１５８より取り出された差分値は、
閾値回路１５９で絶対値をとられた後所定の閾値と大小
比較され、その比較結果に応じた閾値判別信号ＭＶＤ”
として出力端子１６０へ出力される。

【０１０８】図２０は動領域判別回路の第４の例のブロ
ック図を示す。同図中、図１９と同一構成部分には同一
符号を付し、その説明を省略する。図２０において、閾
値回路１５９の出力信号は領域拡大回路１６１に供給さ
れ、ここで、差分値が閾値よりも大であり動領域である
と判定された信号ＭＶＤ”に対して水平方向と垂直方向
にそれぞれ領域を設定幅分拡大した信号とされ、この信
号が動領域判別信号ＭＶＤ'''として出力端子１６２へ
出力される。

【０１０９】図１９に示した動領域判別回路では、ＬＰ
Ｆ１５５、１５７の特性や回路規模による制限などの原
因により、動領域と判別した領域周辺部で誤判定する可
能性がある。例えば、２次元フィルタを実現しようとす
ると、数ビット語のラインメモリを何個か使用しなけれ
ばならない。これに対し、図２０に示した動領域判定回
路では、領域拡大回路１６１により動領域と判別した領
域周辺部も動領域と判別しているので、上記の問題を解
決でき、また領域拡大回路１６１は閾値回路１５９から
の１ビットの出力信号に対する処理なので、２次元的に
拡大しても回路規模はそれほど大きくならない。

【０１１０】なお、図１８〜図２０に示した動領域判別
回路の各例において、フィールドメモリ１４４と水平補
間のための回路部（１５０〜１５２）の接続順序、及び
フィールドメモリ１５６とＬＰＦ１５７の接続順序は逆
になっていてもかまわない。

【０１１１】次に、動領域において、最終出力輝度信号
に垂直高域成分が加算されないようにする輝度信号処理
回路の各例を備えた本発明の画像信号処理装置について
説明する。

【０１１２】図２１は上記の輝度信号処理回路を備えた
本発明の画像信号処理装置の第７の実施の形態の要部の
ブロック図を示す。同図中、入力端子１６５、１６６は
輝度信号あるいは撮像信号入力端子で、図１２及び図１
４の実施の形態に適用する場合は、マトリクス回路１０
９、１２９の出力輝度信号Ｙ１、Ｙ２であり、図１０に
示した実施の形態に適用する場合は、撮像信号ＤＧ１、
ＤＧ２が入力される。

【０１１３】また、図２１の入力端子１６７、１６８は
垂直高域周波数信号ＶＨ１、ＶＨ２入力端子で、図１０
及び図１２の実施の形態に適用する場合は、垂直高域フ
ィルタ５１、５２の出力垂直高域周波数信号ＶＨ１、Ｖ
Ｈ２が入力され、図１４に示した実施の形態に適用する
場合は、加算器１２７、１２８の出力垂直高域周波数信
号ＶＨ１、ＶＨ２が入力される。

【０１１４】また、図２１の入力端子１６９はフィール
ドパルス入力端子、入力端子１７０は前記図１７〜２０
に示した動領域判別回路のいずれかより出力される動領
域判別信号ＭＶＤ（又はＭＶＤ’、ＭＶＤ”、ＭＶ
Ｄ'''のいずれか）が入力される。

【０１１５】更に、図２１の加算器１７１、１７２は図
１２及び図１４の実施の形態に適用する場合は、加算器
１１１、１１２に相当し、図１０に示した実施の形態に
適用する場合は、加算器７８、７９に相当する。また、
図２１の切換スイッチ１７５、１７６は図１２及び図１
４の実施の形態に適用する場合は、切換スイッチ１１
３、１１４に相当し、図１０に示した実施の形態に適用
する場合は、切換スイッチ８０、８１に相当する。この
ように、この図２１の実施の形態は図１０、図１２、図
１４のいずれかに適用でき、これらの実施の形態のいず
れかに切換スイッチ１７３、１７４を設けたものであ
る。

【０１１６】この実施の形態では、入力端子１７０に入
力される動領域判別信号ＭＶＤが切換スイッチ１７３及
び１７４にスイッチング信号として印加され、通常は切
換スイッチ１７３及び１７４をそれぞれ端子ａ側に接続
して入力端子１６７、１６８を介して入力される垂直高
域周波数信号ＶＨ１、ＶＨ２を選択させて加算器１７
１、１７２へ供給させるが、動領域判別信号ＭＶＤが動
領域を示す論理値であるときには、切換スイッチ１７３
及び１７４をそれぞれ端子ｂ側に切換接続し、入力端子
１６７、１６８を介して入力される垂直高域周波数信号
ＶＨ１、ＶＨ２の加算器１７１、１７２への供給を強制
的に遮断する。

【０１１７】これにより、出力端子１７７、１７８から
図１２あるいは図１４の倍速変換回路１１５へ出力され
る最終出力輝度信号、あるいは図１０のマトリクス回路
８２へ出力される輝度信号に、動領域では垂直高域周波
数信号ＶＨ１及びＶＨ２を加算しないようにでき、画質
劣化を防止することができる。

【０１１８】図２２は上記の輝度信号処理回路を備えた
本発明の画像信号処理装置の第８の実施の形態の要部の
ブロック図を示す。同図中、図２１と同一構成部分には
同一符号を付し、その説明を省略する。図２２に示す実
施の形態では、加算器１７１、１７２の入力信号と出力
信号の一方を、動領域判別信号ＭＶＤで選択して切換ス
イッチ１７５、１７６へ出力する切換スイッチ１８１、
１８２を設けたものである。

【０１１９】この実施の形態では、通常は切換スイッチ
１８１及び１８２をそれぞれ端子ａ側に接続して垂直高
域周波数信号ＶＨ１、ＶＨ２が輝度信号Ｙ１、Ｙ２（あ
るいは撮像信号ＤＧ１、ＤＧ２）に加算された加算器１
７１、１７２の出力信号を選択させて加算器１７５、１
７６へ供給させるが、動領域判別信号ＭＶＤが動領域を
示す論理値であるときには、切換スイッチ１８１及び１
８２をそれぞれ端子ｂ側に切換接続し、加算器１７１、
１７２の入力信号である、垂直高域周波数信号ＶＨ１、
ＶＨ２が加算されていない輝度信号Ｙ１、Ｙ２（あるい
は撮像信号ＤＧ１、ＤＧ２）を選択させて加算器１７
５、１７６へ供給させる。

【０１２０】これにより、この実施の形態も図２１の実
施の形態と同様に出力端子１７７、１７８から図１２あ
るいは図１４の倍速変換回路１１５へ出力される最終出
力輝度信号、あるいは図１０のマトリクス回路８２へ出
力される輝度信号に、動領域では垂直高域周波数信号Ｖ
Ｈ１及びＶＨ２を加算しないようにでき、画質劣化を防
止することができる。

【０１２１】図２３は上記の輝度信号処理回路を備えた
本発明の画像信号処理装置の第９の実施の形態の要部の
ブロック図を示す。同図中、図２１と同一構成部分には
同一符号を付し、その説明を省略する。図２３に示す実
施の形態では、入力端子１６９を介して入力されるフィ
ールドパルスと入力端子１７０を介して入力される動領
域判別信号ＭＶＤとを乗算する乗算器１８５を設け、こ
の乗算器１８５の出力信号で、切換スイッチ１８６及び
１８７を切換制御する構成とした点に特徴がある。切換
スイッチ１８６及び１８７は切換スイッチ１７５、１７
６に相当するスイッチである。

【０１２２】この実施の形態では、乗算器１８５からフ
ィールドパルスに動領域判別信号が重畳された信号が取
り出され、切換スイッチ１８６及び１８７を切換制御す
る。すなわち、切換スイッチ１８６は動領域でないとき
には、フィールドパルスに基づいて、奇数フィールドは
加算器１７１の出力高域付加信号を選択し、偶数フィー
ルドは加算器１７１の入力信号をそのまま選択する。同
様に、切換スイッチ１１８７はフィールドパルスに基づ
いて、奇数フィールドは加算器１７２の出力高域付加信
号を選択し、偶数フィールドは加算器１７２の入力信号
をそのまま選択する。

【０１２３】しかし、動領域のときには切換スイッチ１
８６及び１８７はフィールドに関係なく強制的に加算器
１７１、１７２の入力信号を選択するように切換制御さ
れる。これにより、この実施の形態も図２１及び図２２
の実施の形態と同様に出力端子１７７、１７８から図１
２あるいは図１４の倍速変換回路１１５へ出力される最
終出力輝度信号、あるいは図１０のマトリクス回路８２
へ出力される輝度信号に、動領域では垂直高域周波数信
号ＶＨ１及びＶＨ２を加算しないようにでき、画質劣化
を防止することができる。

【０１２４】なお、本発明は以上の各実施の形態に限定
されるものではなく、例えば使用する固体撮像素子はＰ
ＡＬ方式用固体撮像素子ではなく、ＮＴＳＣ方式等の他
の標準テレビジョン方式の固体撮像素子も用いることも
できる。

【０１２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
標準テレビジョン方式の解像度よりも垂直方向の解像度
が高い撮像装置及び画像信号処理装置を、青色光及び赤
色光共用で標準テレビジョン方式の解像度の第１の固体
撮像素子と緑色光の撮像信号を出力する第２の固体撮像
素子の計２枚の固体撮像素子、あるいは青色光及び赤色
光共用で標準テレビジョン方式の解像度の第１の固体撮
像素子と緑色光用で標準テレビジョン方式の解像度の第
２及び第３の固体撮像素子の計３枚の固体撮像素子によ
り構成するようにしたため、撮像装置及び画像信号処理
装置を、本出願人が先に提案した４枚の固体撮像素子を
用いた装置に比べて簡単な構造で安価な構成とすること
ができる。

【０１２６】また、本発明によれば、３枚の固体撮像素
子を用いた装置において、緑（Ｇ）信号の高域付加信号
を生成してマトリクス手段に入力するようにしたため、
固体撮像素子の解像度よりも高解像度の画像信号を得る
ことができる。

【０１２７】また、３枚の固体撮像素子を用いた本発明
の画像信号処理装置、あるいは青色光、赤色光のそれぞ
れに専用の標準テレビジョン方式の解像度の第１、第２
の固体撮像素子と、緑色光用の標準テレビジョン方式の
解像度の第３及び第４の固体撮像素子とを有する本発明
の画像信号処理装置によれば、マトリクス回路で生成し
た第１及び第２の輝度信号のうち、第１の輝度信号に垂
直方向の第１の高域周波数信号を合成し、第２の輝度信
号に垂直方向第２の高域周波数信号を合成することによ
り、第１乃至第３の固体撮像素子の出力撮像信号のビッ
ト数よりもビット数が少ないマトリクス回路より出力さ
れた第１及び第２の輝度信号を上記の第１及び第２の高
域周波数信号に合成するようにしたため、合成手段の回
路構成を入力ビット数の少ない簡略な構成とすることが
できる。

【０１２８】更に、本発明によれば、動領域判別信号に
より動領域と判別されたときは、最終的に垂直方向の第
１及び第２の高域周波数信号と合成されていない第１及
び第２の輝度信号を得ることができるため、フィールド
間で画像情報が異なる動画像に適用した場合に正しく垂
直方向の高域周波数信号が得られなくても、それによる
妨害や画質劣化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる撮像装置の第１の実施の形態の構
成図である。

【図２】図１の撮像装置における固体撮像素子間の画素
位置関係を示す図である。

【図３】図１の撮像装置における色フィルタの構成を示
す図である。

【図４】図１の撮像装置を使用した本発明になる画像信
号処理装置の第１の実施の形態のブロック図である。

【図５】図１の撮像装置を使用した本発明になる画像信
号処理装置の第２の実施の形態のブロック図である。

【図６】本発明になる撮像装置の第２の実施の形態の構
成図である。

【図７】図６の撮像装置における固体撮像素子間の画素
位置関係を示す図である。

【図８】図６の撮像装置における各固体撮像素子のハイ
ビジョン画面での画素位置を示す図である。

【図９】図６の撮像装置における各固体撮像素子のハイ
ビジョン画面での画素位置の一実施の形態を符号を用い
て示す図である。

【図１０】本発明になる画像信号処理装置の第３の実施
の形態のブロック図である。

【図１１】図１０中の倍速変換回路の一例のブロック図
である。

【図１２】本発明になる画像信号処理装置の第４の実施
の形態のブロック図である。

【図１３】４枚の固体撮像素子を用いた本発明撮像装置
における各固体撮像素子のハイビジョン画面での画素位
置の第１実施の形態を符号を用いて示す図である。

【図１４】本発明になる画像信号処理装置の第５の実施
の形態のブロック図である。

【図１５】４枚の固体撮像素子を用いた本発明撮像装置
における各固体撮像素子のハイビジョン画面での画素位
置の第２実施の形態を符号を用いて示す図である。

【図１６】本発明になる画像信号処理装置の第６の実施
の形態のブロック図である。

【図１７】動領域判別回路の第１の例のブロック図であ
る。

【図１８】動領域判別回路の第２の例のブロック図であ
る。

【図１９】動領域判別回路の第３の例のブロック図であ
る。

【図２０】動領域判別回路の第４の例のブロック図であ
る。

【図２１】本発明になる画像信号処理装置の第７の実施
の形態の要部のブロック図である。

【図２２】本発明になる画像信号処理装置の第８の実施
の形態の要部のブロック図である。

【図２３】本発明になる画像信号処理装置の第９の実施
の形態の要部のブロック図である。

【図２４】本出願人が先に提案した撮像装置の一例の構
成図である。

【図２５】図２４の２枚の緑色光用固体撮像素子の画素
配置関係を説明する図である。

【図２６】図２６の撮像装置における各固体撮像素子の
ハイビジョン画面での画素位置を示す図である。

【図２７】本出願人が先に提案した画像信号処理装置の
一例を示すブロック図である。

【符号の説明】

４１第１のプリズム４２、６５第２のプリズム４５色フィルタ４６ＲＢ青色光及び赤色光共用固体撮像素子４６Ｇ、６９Ｇ１、６９Ｇ２緑色光用固体撮像素子６６第３のプリズム４８、１２１、１２２フィールドメモリ４９、１２３フレーム合成回路（第１の合成手段）５０ＲＢ分解回路５１、５２、１２５、１２６、１３２、１３３垂直高
域フィルタ（抽出手段）５４、５５、６２、６３加算器（第２の合成手段）５６、７０、７１切換スイッチ（選択手段）５７、８２マトリクス回路（マトリクス手段）５８、８３、１１５倍速変換回路５９、１０９、１２９、１３４マトリクス回路６０、１１０Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ分解回路７８、１１１加算器（第２の合成手段）７９、１１２加算器（第３の合成手段）８０、１１３切換スイッチ（第１の選択手段）８１、１１４切換スイッチ（第２の選択手段）１２４フレーム合成回路（第２の合成手段）１３１フレーム合成回路（第１、第２の合成手段）１４１、１５０遅延回路１４２、１５１加算器１４３、１５２乗算器１４４、１５６フィールドメモリ１４５、１５８減算器１４６、１５９閾値回路１４７、１５４、１６０、１６２動領域判別信号出力
端子１５５、１５７低域フィルタ（ＬＰＦ）１６１領域拡大回路１６５、１６６輝度信号入力端子１６７、１６８垂直方向の高域周波数信号入力端子１６９フィールドパルス入力端子１７０動領域判別信号入力端子１７１、１７２加算器１７３、１７４切換スイッチ（第１、第２の制限手
段）１７５、１７６切換スイッチ（第１、第２の選択手
段）１８１、１８２切換スイッチ（第３、第４の選択手
段）１８５乗算器（重畳手段）１８６、１８７切換スイッチ（第１、第２の選択手
段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者諏訪哲也神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番地日本ビクター株式会社内 (72)発明者北村宏行神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番地日本ビクター株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入射光を青色光及び赤色光からなる第１
の光と、緑色光からなる第２の光に色分解する色分解光
学系と、前記第１の光が入射されて青色光と赤色光の撮像信号を
出力する青色光及び赤色光共用で標準テレビジョン方式
の解像度の第１の固体撮像素子と、前記第２の光が入射されて緑色光の撮像信号を出力する
と共に、その画素位置が前記第１の固体撮像素子の画素
位置に対して相対的に垂直方向にずれるように配置され
た緑色光用で標準テレビジョン方式の解像度の第２の固
体撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】入射光を青色光及び赤色光からなる第１
の光と、緑色光からなる第２及び第３の光にそれぞれ色
分解する色分解光学系と、前記第１の光が入射されて青色光と赤色光の撮像信号を
出力する青色光及び赤色光共用で標準テレビジョン方式
の解像度の第１の固体撮像素子と、前記第２の光が入射されて緑色光の撮像信号を出力する
標準テレビジョン方式の解像度の第２の固体撮像素子
と、前記第３の光が入射されて緑色光の撮像信号を出力する
標準テレビジョン方式の解像度の第３の固体撮像素子と
を有し、前記第１の固体撮像素子の画素位置を、前記第３の固体
撮像素子の画素位置に対して相対的に垂直方向にずらし
た配置とすると共に、前記第２の固体撮像素子の画素位
置を前記第３の固体撮像素子の画素位置に対して少なく
とも垂直方向及び水平方向の一方向にずらした配置とし
たことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】請求項１記載の撮像装置の第１の固体撮
像素子の出力撮像信号をフレーム合成する第１の合成手
段と、前記第１の合成手段の出力フレーム合成信号から垂直方
向の高域周波数信号を抽出する抽出手段と、前記撮像装置の第２の固体撮像素子の出力撮像信号に前
記抽出手段からの垂直方向の高域周波数信号を合成する
第２の合成手段と、前記第２の固体撮像素子の出力撮像信号と前記第２の合
成手段よりの合成信号とを１フィールド毎に交互に選択
する選択手段と、前記第１の固体撮像素子の出力撮像信号及び前記選択手
段の出力信号とに基づいて輝度信号と色差信号とを生成
するマトリクス手段とを有することを特徴とする画像信
号処理装置。
【請求項４】請求項１記載の撮像装置の第１の固体撮
像素子の出力撮像信号をフレーム合成する第１の合成手
段と、前記第１の合成手段の出力フレーム合成信号から垂直方
向の高域周波数信号を抽出する抽出手段と、前記撮像装置の第１及び第２の固体撮像素子の両出力撮
像信号とに基づいて輝度信号と色差信号とを生成して出
力するマトリクス回路と、前記マトリクス回路の出力輝度信号に前記抽出手段から
の垂直方向の高域周波数信号を合成する第２の合成手段
と、前記マトリクス回路の出力輝度信号と前記第２の合成手
段よりの合成信号とを１フィールド毎に交互に選択する
選択手段とを有することを特徴とする画像信号処理装
置。
【請求項５】請求項２記載の撮像装置の第１の固体撮
像素子の出力撮像信号をフレーム合成する第１の合成手
段と、前記第１の合成手段の出力フレーム合成信号から垂直方
向の第１及び第２の高域周波数信号を抽出する抽出手段
と、前記撮像装置の第２の固体撮像素子の出力撮像信号に、
前記抽出手段からの第１の高域周波数信号を合成する第
２の合成手段と、前記撮像装置の第３の固体撮像素子の出力撮像信号に、
前記抽出手段からの第２の高域周波数信号を合成する第
３の合成手段と、前記第２の固体撮像素子の出力撮像信号と前記第２の合
成手段よりの合成信号とを１フィールド毎に交互に選択
する第１の選択手段と、前記第３の固体撮像素子の出力撮像信号と前記第３の合
成手段よりの合成信号とを１フィールド毎に交互に選択
する第２の選択手段と、前記第１の固体撮像素子の出力撮像信号と前記第１及び
第２の選択手段の出力信号とに基づいて輝度信号と色差
信号とを生成するマトリクス手段とを有することを特徴
とする画像信号処理装置。
【請求項６】請求項２記載の撮像装置の第１の固体撮
像素子の出力撮像信号をフレーム合成する第１の合成手
段と、前記第１の合成手段の出力フレーム合成信号から垂直方
向の第１及び第２の高域周波数信号を抽出する抽出手段
と、前記撮像装置の第１乃至第３の固体撮像素子よりそれぞ
れ取り出される撮像信号に基づいて色差信号と第１及び
第２の輝度信号を生成するマトリクス回路と、前記マトリクス回路から出力された第１の輝度信号に、
前記抽出手段からの第１の高域周波数信号を合成する第
２の合成手段と、前記マトリクス回路から出力された第２の輝度信号に、
前記抽出手段からの第２の高域周波数信号を合成する第
３の合成手段と、前記マトリクス回路から出力された第１の輝度信号と前
記第２の合成手段よりの合成信号とを１フィールド毎に
交互に選択する第１の選択手段と、前記マトリクス回路から出力された第２の輝度信号と前
記第３の合成手段よりの合成信号とを１フィールド毎に
交互に選択する第２の選択手段とを有することを特徴と
する画像信号処理装置。
【請求項７】前記第２及び第３の固体撮像素子の各出
力撮像信号又は前記マトリクス回路から出力された前記
第１及び第２の輝度信号に基づいて動領域判別信号を生
成出力する動領域判別回路と、前記第２の合成手段によ
る前記第１の高域周波数信号の前記第１の輝度信号への
合成動作を前記動領域判別回路の出力動領域判別信号に
基づいて動領域判別時に制限する第１の制限手段と、前
記第３の合成手段による前記第２の高域周波数信号の前
記第２の輝度信号への合成動作を前記動領域判別回路の
出力動領域判別信号に基づいて動領域判別時に制限する
第２の制限手段とを更に有することを特徴とする請求項
６記載の画像信号処理装置。
【請求項８】前記第２及び第３の固体撮像素子の各出
力撮像信号又は前記マトリクス回路から出力された前記
第１及び第２の輝度信号に基づいて動領域判別信号を生
成出力する動領域判別回路と、前記第２の合成手段の出
力合成信号と前記マトリクス回路から出力された第１の
輝度信号の一方を前記動領域判別回路の出力動領域判別
信号に基づいて選択して、前記第２の合成手段よりの合
成信号として前記第１の選択手段へ出力する第３の選択
手段と、前記第３の合成手段の出力合成信号と前記マト
リクス回路から出力された第２の輝度信号の一方を前記
動領域判別回路の出力動領域判別信号に基づいて選択し
て前記第３の合成手段よりの合成信号として前記第２の
選択手段へ出力する第４の選択手段とを更に有すること
を特徴とする請求項６記載の画像信号処理装置。
【請求項９】前記第２及び第３の固体撮像素子の各出
力撮像信号又は前記マトリクス回路から出力された前記
第１及び第２の輝度信号に基づいて動領域判別信号を生
成出力する動領域判別回路と、前記第１及び第２の選択
手段を１フィールド毎に選択動作させるフィールドパル
スに、前記動領域判別回路からの動領域判別信号を重畳
して重畳信号を生成し、この重畳信号により前記第１及
び第２の選択手段を選択動作させると共に、動領域判別
時は強制的に前記マトリクス回路から出力された第１及
び第２の輝度信号を選択させる重畳手段とを更に有する
ことを特徴とする請求項６記載の画像信号処理装置。
【請求項１０】前記動領域判別回路は、前記第２及び
第３の固体撮像素子の各出力撮像信号を互いに１フィー
ルド異なる撮像信号とする遅延手段と、前記遅延手段か
ら出力された２つの撮像信号の差分値を得る差分手段
と、前記差分手段の出力差分値を閾値と大小比較して前
記動領域判別信号を生成する閾値回路とからなることを
特徴とする請求項７乃至９のうちいずれか一項記載の画
像信号処理装置。
【請求項１１】前記動領域判別回路は、前記マトリク
ス回路から出力された第１及び第２の輝度信号を互いに
１フィールド異なる撮像信号とする遅延手段と、前記遅
延手段から出力された２つの輝度信号の差分値を得る差
分手段と、前記差分手段の出力差分値を閾値と大小比較
して前記動領域判別信号を生成する閾値回路とからなる
ことを特徴とする請求項７乃至９のうちいずれか一項記
載の画像信号処理装置。
【請求項１２】入射光を青色光からなる第１の光と、
赤色光からなる第２の光と、緑色光からなる第３及び第
４の光にそれぞれ色分解する色分解光学系と、前記第１の光が入射されて青色光の撮像信号を出力する
青色光用で標準テレビジョン方式の解像度の第１の固体
撮像素子と、前記第２の光が入射されて赤色光の撮像信号を出力する
赤色光用で標準テレビジョン方式の解像度の第２の固体
撮像素子と、前記第３の光が入射されて緑色光の撮像信号を出力する
緑色光用で標準テレビジョン方式の解像度の第３の固体
撮像素子と、前記第４の光が入射されて緑色光の撮像信号を出力する
と共に、その画素位置が前記第１及び第２の固体撮像素
子の画素位置に対して相対的に垂直方向にずれるように
配置され、かつ、前記第３の固体撮像素子の画素位置に
対して少なくとも垂直方向及び水平方向の一方向にずれ
るように配置された緑色光用で標準テレビジョン方式の
解像度の第４の固体撮像素子とを有し、前記第１、第２の固体撮像素子の出力撮像信号をフレー
ム合成する第１、第２の合成手段と、前記第１、第２の合成手段の出力フレーム合成信号から
垂直方向の第１及び第２の高域周波数信号を抽出する抽
出手段と、前記第１乃至第４の固体撮像素子よりそれぞれ取り出さ
れる撮像信号に基づいて色差信号と第１及び第２の輝度
信号を生成するマトリクス回路と、前記マトリクス回路から出力された第１の輝度信号に、
前記抽出手段からの第１の高域周波数信号を合成する第
３の合成手段と、前記マトリクス回路から出力された第２の輝度信号に、
前記抽出手段からの第２の高域周波数信号を合成する第
４の合成手段と、前記マトリクス回路から出力された第１の輝度信号と前
記第３の合成手段よりの合成信号とを１フィールド毎に
交互に選択する第１の選択手段と、前記マトリクス回路から出力された第２の輝度信号と前
記第４の合成手段よりの合成信号とを１フィールド毎に
交互に選択する第２の選択手段とを有することを特徴と
する画像信号処理装置。
【請求項１３】前記第１の固体撮像素子の画素位置
を、前記第２の固体撮像素子の画素位置に対して垂直方
向に相対的に１画素ピッチずらして配置し、前記第１及
び第２の合成手段を同一の合成回路により前記第１及び
第２の固体撮像素子の出力撮像信号を合成する構成とし
たことを特徴とする請求項１２記載の画像信号処理装
置。
【請求項１４】前記第３及び第４の固体撮像素子の各
出力輝度信号又は前記マトリクス回路から出力された前
記第１及び第２の輝度信号に基づいて動領域判別信号を
生成出力する動領域判別回路と、前記第３の合成手段に
よる前記第１の高域周波数信号の前記第１の輝度信号へ
の合成動作を前記動領域判別回路の出力動領域判別信号
に基づいて動領域判別時に制限する第１の制限手段と、
前記第４の合成手段による前記第２の高域周波数信号の
前記第２の輝度信号への合成動作を前記動領域判別回路
の出力動領域判別信号に基づいて動領域判別時に制限す
る第２の制限手段とを更に有することを特徴とする請求
項１２記載の画像信号処理装置。
【請求項１５】前記第３及び第４の固体撮像素子の各
出力輝度信号又は前記マトリクス回路から出力された前
記第１及び第２の輝度信号に基づいて動領域判別信号を
生成出力する動領域判別回路と、前記第３の合成手段の
出力合成信号と前記マトリクス回路から出力された第１
の輝度信号の一方を前記動領域判別回路の出力動領域判
別信号に基づいて選択して、前記第３の合成手段よりの
合成信号として前記第１の選択手段へ出力する第３の選
択手段と、前記第４の合成手段の出力合成信号と前記マ
トリクス回路から出力された第２の輝度信号の一方を前
記動領域判別回路の出力動領域判別信号に基づいて選択
して前記第４の合成手段よりの合成信号として前記第２
の選択手段へ出力する第４の選択手段とを更に有するこ
とを特徴とする請求項１２記載の画像信号処理装置。
【請求項１６】前記第３及び第４の固体撮像素子の各
出力輝度信号又は前記マトリクス回路から出力された前
記第１及び第２の輝度信号に基づいて動領域判別信号を
生成出力する動領域判別回路と、前記第１及び第２の選
択手段を１フィールド毎に選択動作させるフィールドパ
ルスに、前記動領域判別回路からの動領域判別信号を重
畳して重畳信号を生成し、この重畳信号により前記第１
及び第２の選択手段を選択動作させると共に、動領域判
別時は強制的に前記マトリクス回路から出力された第１
及び第２の輝度信号を選択させる重畳手段とを更に有す
ることを特徴とする請求項１２記載の画像信号処理装
置。
【請求項１７】前記動領域判別回路は、前記第３及び
第４の固体撮像素子の各出力撮像信号を互いに１フィー
ルド異なる撮像信号とする遅延手段と、前記遅延手段か
ら出力された２つの撮像信号の差分値を得る差分手段
と、前記差分手段の出力差分値を閾値と大小比較して前
記動領域判別信号を生成する閾値回路とからなることを
特徴とする請求項１４乃至１６のうちいずれか一項記載
の画像信号処理装置。
【請求項１８】前記動領域判別回路は、前記マトリク
ス回路から出力された第１及び第２の輝度信号を互いに
１フィールド異なる撮像信号とする遅延手段と、前記遅
延手段から出力された２つの輝度信号の差分値を得る差
分手段と、前記差分手段の出力差分値を閾値と大小比較
して前記動領域判別信号を生成する閾値回路とからなる
ことを特徴とする請求項１４乃至１６のうちいずれか一
項記載の画像信号処理装置。