JPH10234047A - 単板式カラーカメラ - Google Patents
単板式カラーカメラInfo
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- JPH10234047A JPH10234047A JP9036203A JP3620397A JPH10234047A JP H10234047 A JPH10234047 A JP H10234047A JP 9036203 A JP9036203 A JP 9036203A JP 3620397 A JP3620397 A JP 3620397A JP H10234047 A JPH10234047 A JP H10234047A
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- H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
- H04N25/135—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on four or more different wavelength filter elements
- H04N25/136—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on four or more different wavelength filter elements using complementary colours
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- H04N2209/04—Picture signal generators
- H04N2209/041—Picture signal generators using solid-state devices
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 偽色信号の発生を抑制することが可能な色分
離回路を有する単板式カラーカメラを提供する。 【解決手段】 ＣＣＤ１０は、駆動回路４０により駆動
され、全画素独立読出駆動が行なわれる。走査線遅延器
１８〜２２により４ライン分のデータが並列に２次元レ
ジスタアレイ３０に入力し、補間処理回路３４で４行４
列の画素に対応するデータに基づいて色信号Ｇ、Ｍｇ、
Ｃｙ、Ｙｅごとに補間処理が行われる。色差信号生成回
路３６は、補間処理された色信号をもとに色分離処理を
行う。
離回路を有する単板式カラーカメラを提供する。 【解決手段】 ＣＣＤ１０は、駆動回路４０により駆動
され、全画素独立読出駆動が行なわれる。走査線遅延器
１８〜２２により４ライン分のデータが並列に２次元レ
ジスタアレイ３０に入力し、補間処理回路３４で４行４
列の画素に対応するデータに基づいて色信号Ｇ、Ｍｇ、
Ｃｙ、Ｙｅごとに補間処理が行われる。色差信号生成回
路３６は、補間処理された色信号をもとに色分離処理を
行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、カラーカメラに
関し、特に、色差順次方式によりアレイ状に配列された
色フィルタに対応して、アレイ状に配置される光電変換
素子を含む固体撮像デバイスからの信号を処理する色分
離回路を有する単板式カラーカメラに関する。
関し、特に、色差順次方式によりアレイ状に配列された
色フィルタに対応して、アレイ状に配置される光電変換
素子を含む固体撮像デバイスからの信号を処理する色分
離回路を有する単板式カラーカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】カラーカメラにおいて、現在撮像デバイ
スとして広く用いられているＣＣＤ（Charge Coupled D
evice ）は、受けた光の明暗に応じて出力する信号の振
幅を変化させるだけで、その出力信号にはカラー情報が
含まれない。したがって、カラー情報を得るためには光
学的な手段を用いて、ＣＣＤに入射する光にフィルタを
かける等の工夫が必要となる。
スとして広く用いられているＣＣＤ（Charge Coupled D
evice ）は、受けた光の明暗に応じて出力する信号の振
幅を変化させるだけで、その出力信号にはカラー情報が
含まれない。したがって、カラー情報を得るためには光
学的な手段を用いて、ＣＣＤに入射する光にフィルタを
かける等の工夫が必要となる。
【０００３】家庭用のカラーカメラにおいては、単一の
ＣＣＤから三原色信号を取出す、いわゆる単板式方式が
採用され、このＣＣＤの受光面側に色フィルタアレイを
用いた、いわゆる同時式のカラー撮像方式が採用されて
いる。
ＣＣＤから三原色信号を取出す、いわゆる単板式方式が
採用され、このＣＣＤの受光面側に色フィルタアレイを
用いた、いわゆる同時式のカラー撮像方式が採用されて
いる。
【０００４】［インターライン転送ＣＣＤの構成］図１
０は、家庭用カラーカメラにおけるＣＣＤの構成とし
て、一般に用いられているインターライン転送ＣＣＤ１
０の構成を示す概略ブロック図である。
０は、家庭用カラーカメラにおけるＣＣＤの構成とし
て、一般に用いられているインターライン転送ＣＣＤ１
０の構成を示す概略ブロック図である。
【０００５】インターライン転送ＣＣＤ１０は、アレイ
状に配置されたｐｎ接合型フォトダイオードからなる感
光部１２と、ＣＣＤにより構成されるアナログシフトレ
ジスタを含む転送部１４と、転送部１４により転送され
た電荷を受けて、順次転送された信号電荷を電圧に変換
した信号を水平方向に転送して出力する水平転送レジス
タ１６とを含む。
状に配置されたｐｎ接合型フォトダイオードからなる感
光部１２と、ＣＣＤにより構成されるアナログシフトレ
ジスタを含む転送部１４と、転送部１４により転送され
た電荷を受けて、順次転送された信号電荷を電圧に変換
した信号を水平方向に転送して出力する水平転送レジス
タ１６とを含む。
【０００６】図１０においては、簡単のためｐｎ接合型
フォトダイオードは、垂直水平とも３画素が配置された
構成としている。実際に、カラーカメラに使用されるＣ
ＣＤでは、たとえば、垂直方向に５００画素、水平方向
には５００〜８００画素に対応するフォトダイオードが
アレイ状に配置されている。
フォトダイオードは、垂直水平とも３画素が配置された
構成としている。実際に、カラーカメラに使用されるＣ
ＣＤでは、たとえば、垂直方向に５００画素、水平方向
には５００〜８００画素に対応するフォトダイオードが
アレイ状に配置されている。
【０００７】次に、その動作について簡単に説明する。
フォトダイオードに光が入射すると電荷が発生し、ダイ
オード内に蓄積されていく。次に、シフトゲートに所定
の電圧を印加することにより、蓄積された電荷は一斉に
アナログシフトレジスタ１４に転送される。ＣＣＤアナ
ログシフトレジスタ１４は、クロックパルス電圧φV1，
φV2，φV3が印加されることにより、電荷を順次水平転
送レジスタ１６に向かって転送していく。水平転送レジ
スタ１６では、送られてきた信号電荷を電圧に変換した
後、外部から与えられる水平駆動信号φH1，φH2，φH3
に駆動されて、順次撮像信号出力として外部に出力す
る。
フォトダイオードに光が入射すると電荷が発生し、ダイ
オード内に蓄積されていく。次に、シフトゲートに所定
の電圧を印加することにより、蓄積された電荷は一斉に
アナログシフトレジスタ１４に転送される。ＣＣＤアナ
ログシフトレジスタ１４は、クロックパルス電圧φV1，
φV2，φV3が印加されることにより、電荷を順次水平転
送レジスタ１６に向かって転送していく。水平転送レジ
スタ１６では、送られてきた信号電荷を電圧に変換した
後、外部から与えられる水平駆動信号φH1，φH2，φH3
に駆動されて、順次撮像信号出力として外部に出力す
る。
【０００８】［インターライン転送ＣＣＤの駆動方式］
インターライン転送ＣＣＤの駆動方法としては、一般に
フレーム蓄積方式とフィールド蓄積方式の２つのモード
が存在する。カラーカメラにおいては、色差順次方式の
色フィルタアレイに対応しても、全画素読み出し動作を
前提としたフレーム蓄積方式が用いられる場合がある。
インターライン転送ＣＣＤの駆動方法としては、一般に
フレーム蓄積方式とフィールド蓄積方式の２つのモード
が存在する。カラーカメラにおいては、色差順次方式の
色フィルタアレイに対応しても、全画素読み出し動作を
前提としたフレーム蓄積方式が用いられる場合がある。
【０００９】以下では、インターライン転送ＣＣＤは、
１画素ごとに読み出すことが可能なフレーム蓄積モード
で動作している場合について考えることにする。
１画素ごとに読み出すことが可能なフレーム蓄積モード
で動作している場合について考えることにする。
【００１０】［色差信号の分離方式］図１１は、色差順
次方式で配列されている色フィルタアレイの構成を示す
模式図である。
次方式で配列されている色フィルタアレイの構成を示す
模式図である。
【００１１】図１１に示すように、色差順次方式の色フ
ィルタにおいては、色フィルタとしてマゼンダ（以下、
Ｍｇで表わす），緑色（以下、Ｇで表わす），シアン
（以下、Ｃｙで表わす），黄色（以下、Ｙｅで表わす）
の色フィルタがモザイク状に配置されている。
ィルタにおいては、色フィルタとしてマゼンダ（以下、
Ｍｇで表わす），緑色（以下、Ｇで表わす），シアン
（以下、Ｃｙで表わす），黄色（以下、Ｙｅで表わす）
の色フィルタがモザイク状に配置されている。
【００１２】ここで、光の色の混合においては、いわゆ
る加色法が成り立つので、三原色である赤（Ｒ），緑
（Ｇ），青（Ｂ）に対して、補色関係にあるＭｇ，Ｙ
ｅ，Ｃｙとの間には以下の関係が成り立つ。
る加色法が成り立つので、三原色である赤（Ｒ），緑
（Ｇ），青（Ｂ）に対して、補色関係にあるＭｇ，Ｙ
ｅ，Ｃｙとの間には以下の関係が成り立つ。
【００１３】Ｍｇ＝Ｒ＋Ｂ …（１） Ｙｅ＝Ｒ＋Ｇ …（２） Ｃｙ＝Ｂ＋Ｇ …（３） したがって、色フィルタの色として、上記のＭｇ，Ｇ，
Ｙｅ，Ｃｙを用いることで、三原色のＲ，Ｇ，Ｂのうち
輝度信号に対して大きな比重を有するＧ信号の強度をＲ
信号およびＢ信号よりも大きくとることが可能となる。
Ｙｅ，Ｃｙを用いることで、三原色のＲ，Ｇ，Ｂのうち
輝度信号に対して大きな比重を有するＧ信号の強度をＲ
信号およびＢ信号よりも大きくとることが可能となる。
【００１４】図１１に示した例においては、色差順次方
式の色フィルタアレイのうち、４行４列のアレイ部分を
抜き出して示している。奇数番目の行（ｘ＝１、３）に
おいてはＧの色フィルタとＭｇの色フィルタが水平方向
（ｙ方向）に交互に配置されている。
式の色フィルタアレイのうち、４行４列のアレイ部分を
抜き出して示している。奇数番目の行（ｘ＝１、３）に
おいてはＧの色フィルタとＭｇの色フィルタが水平方向
（ｙ方向）に交互に配置されている。
【００１５】一方、偶数番目の行（ｘ＝０、２）におい
てはＹｅの色フィルタとＣｙの色フィルタとが水平方向
に交互に配置される構成となっている。
てはＹｅの色フィルタとＣｙの色フィルタとが水平方向
に交互に配置される構成となっている。
【００１６】図１２は、図１１に示した４行４列の色フ
ィルタの配列が、水平方向に１画素分だけずれた場合の
色フィルタの配列を示す。
ィルタの配列が、水平方向に１画素分だけずれた場合の
色フィルタの配列を示す。
【００１７】たとえば、光電変換素子からの出力をｙ方
向に順次読み出す場合、ある時点でＣＣＤから読み出さ
れた４行４列分の光電変換素子からの出力は、図１１に
示す色フィルタアレイからの出力に対応する場合と、図
１２に示す色フィルタアレイからの出力に対応する場合
とが交互に繰り返されることになる。図１１に示すよう
な色差順次方式の色フィルタの配列では、任意の４行４
列の色フィルタの配列は図１１または図１２に示した場
合のほか、図１１または図１２の配置をそれぞれｘ方向
に１画素分ずらせた場合とを合わせた４通りの配列のい
づれかとなる。
向に順次読み出す場合、ある時点でＣＣＤから読み出さ
れた４行４列分の光電変換素子からの出力は、図１１に
示す色フィルタアレイからの出力に対応する場合と、図
１２に示す色フィルタアレイからの出力に対応する場合
とが交互に繰り返されることになる。図１１に示すよう
な色差順次方式の色フィルタの配列では、任意の４行４
列の色フィルタの配列は図１１または図１２に示した場
合のほか、図１１または図１２の配置をそれぞれｘ方向
に１画素分ずらせた場合とを合わせた４通りの配列のい
づれかとなる。
【００１８】図１３は、従来の色分離方式を説明するた
めの概念図である。図１３では、図１１に示した４行４
列の配列のうち２行２列を抜き出して示す。従来の色分
離方式においては、ＣＣＤから全画素読み出しにより得
られた信号のうち、このような２行２列の画素に対応す
る信号から、２行２列の画素の中央位置についての輝度
信号Ｙ、第１の色差信号Ｃｂ、第２の色差信号Ｃｒを生
成する。
めの概念図である。図１３では、図１１に示した４行４
列の配列のうち２行２列を抜き出して示す。従来の色分
離方式においては、ＣＣＤから全画素読み出しにより得
られた信号のうち、このような２行２列の画素に対応す
る信号から、２行２列の画素の中央位置についての輝度
信号Ｙ、第１の色差信号Ｃｂ、第２の色差信号Ｃｒを生
成する。
【００１９】ここで、輝度信号Ｙ、第１の色差信号Ｃ
ｂ、第２の色差信号Ｃｒは、三原色に対応する信号強度
をそれぞれＲ、Ｇ、Ｂとするとき、以下の式で表現され
る信号である。
ｂ、第２の色差信号Ｃｒは、三原色に対応する信号強度
をそれぞれＲ、Ｇ、Ｂとするとき、以下の式で表現され
る信号である。
【００２０】 Ｙ ＝（Ｃｙ＋Ｍｇ）＋（Ｙｅ＋Ｇ） ＝（Ｒ＋Ｇ＋２Ｂ）＋（Ｒ＋２Ｇ）＝２Ｒ＋３Ｇ＋２Ｂ …（４） Ｃｂ＝（Ｃｙ＋Ｍｇ）−（Ｙｅ＋Ｇ） ＝（Ｒ＋Ｇ＋２Ｂ）−（Ｒ＋２Ｇ）＝２Ｂ−Ｇ …（５） Ｃｒ＝（Ｙｅ＋Ｍｇ）−（Ｇ＋Ｃｙ） ＝（２Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）−（Ｂ＋２Ｇ）＝２Ｒ−Ｇ …（６） したがって、図１３に示した２行２列の光電変換素子か
らの信号さえ得られれば、原理的に輝度信号Ｙ、第１の
色差信号Ｃｂ、第２の色差信号Ｃｒを得ることができ、
これにもとづいて以下に示すような演算により３原色信
号を分離することも可能である。
らの信号さえ得られれば、原理的に輝度信号Ｙ、第１の
色差信号Ｃｂ、第２の色差信号Ｃｒを得ることができ、
これにもとづいて以下に示すような演算により３原色信
号を分離することも可能である。
【００２１】 Ｇ＝（２Ｙ−２Ｃｒ−２Ｃｂ）／１０ …（７） Ｒ＝（Ｙ＋４Ｃｒ−Ｃｂ）／１０ …（８） Ｂ＝（Ｙ−Ｃｒ＋４Ｃｂ）／１０ …（９）
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような色分離方式では以下に説明するような問題点が
存在する。
たような色分離方式では以下に説明するような問題点が
存在する。
【００２３】図１４は、図１３に示すような従来の色分
離方式をデジタルフィルタにより実現した場合の出力信
号Ｙｅ＋Ｇ，Ｃｙ＋Ｍｇ，Ｇ＋Ｃｙ，Ｙｅ＋Ｍｇの水平
方向の周波数特性を示す図である。
離方式をデジタルフィルタにより実現した場合の出力信
号Ｙｅ＋Ｇ，Ｃｙ＋Ｍｇ，Ｇ＋Ｃｙ，Ｙｅ＋Ｍｇの水平
方向の周波数特性を示す図である。
【００２４】図１３において、ＣＣＤからの信号の読み
出しが、ｙ方向に順次行われるとすると、信号Ｙｅ＋
Ｇ，Ｃｙ＋Ｍｇについては同一時点でサンプリングされ
た信号から生成されるのに対し、信号Ｇ＋Ｃｙ，Ｙｅ＋
Ｍｇについては、１サンプリング時間だけ信号をホール
ドすることが必要となる。
出しが、ｙ方向に順次行われるとすると、信号Ｙｅ＋
Ｇ，Ｃｙ＋Ｍｇについては同一時点でサンプリングされ
た信号から生成されるのに対し、信号Ｇ＋Ｃｙ，Ｙｅ＋
Ｍｇについては、１サンプリング時間だけ信号をホール
ドすることが必要となる。
【００２５】このため、信号Ｙｅ＋Ｇ，Ｃｙ＋Ｍｇの利
得は周波数依存性を持たないのに対し、信号Ｇ＋Ｃｙ，
Ｙｅ＋Ｍｇはナイキスト周波数に近づくにしたがって、
単調に利得が減少するという特性を示す。
得は周波数依存性を持たないのに対し、信号Ｇ＋Ｃｙ，
Ｙｅ＋Ｍｇはナイキスト周波数に近づくにしたがって、
単調に利得が減少するという特性を示す。
【００２６】このような第１および第２の色差信号Ｃ
ｂ、Ｃｒを生成するもととなる信号の水平方向の周波数
特性が異なると、偽色信号が発生し、画質を損なってし
まうという問題があった。
ｂ、Ｃｒを生成するもととなる信号の水平方向の周波数
特性が異なると、偽色信号が発生し、画質を損なってし
まうという問題があった。
【００２７】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであって、その目的は、各色成分信
号の帯域をそろえ、偽色信号の発生を抑制して画質を向
上させることが可能な単板式カラーカメラを提供するこ
とである。
ためになされたものであって、その目的は、各色成分信
号の帯域をそろえ、偽色信号の発生を抑制して画質を向
上させることが可能な単板式カラーカメラを提供するこ
とである。
【００２８】この発明の他の目的は、各色信号成分の帯
域をそろえた場合でも、解像度の低下を抑制するするこ
とが可能な単板式カラーカメラを提供することである。
域をそろえた場合でも、解像度の低下を抑制するするこ
とが可能な単板式カラーカメラを提供することである。
【００２９】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の単板式カ
ラーカメラは、画素に各々対応する光電変換素子が、ア
レイ状に配列された固体撮像手段を備え、固体撮像手段
は、受光面側に、対応する光電変換素子に対して色差順
次方式で色フィルタがモザイク状に配列される色フィル
タアレイを含み、任意のｋ行ｋ列（ｋ：偶数）の画素に
対応して、色フィルタアレイのｋ行ｋ列の偶数番目の行
は、交互に配置される緑色フィルタおよび第１の補色フ
ィルタを有し、ｋ行ｋ列の奇数番目の行は、交互に配置
される第２の補色フィルタおよび第３の補色フィルタを
有し、固体撮像手段の出力を受けて、ｋ行ｋ列の画素の
中央位置に対応する色データを生成する色分離手段をさ
らに備え、色分離手段は、緑色ならびに第１ないし第３
の補色のそれぞれについて、ｋ行ｋ列の画素に対応する
複数の光電変換素子からの出力のうち、対応する色フィ
ルタの配置された光電変換素子からの出力を加重平均し
て出力する色補間手段と、色補間手段からの出力を受け
て、中央位置に対応する色データを分離する第１の演算
手段とを含み、色補間手段の加重平均処理においては、
加重平均を行う対象となる複数の光電変換素子の出力に
対する重み付け係数の配置は、緑色ならびに第１ないし
第３の補色のそれぞれについて中央位置を中心として９
０度ごとに回転した配置となっている。
ラーカメラは、画素に各々対応する光電変換素子が、ア
レイ状に配列された固体撮像手段を備え、固体撮像手段
は、受光面側に、対応する光電変換素子に対して色差順
次方式で色フィルタがモザイク状に配列される色フィル
タアレイを含み、任意のｋ行ｋ列（ｋ：偶数）の画素に
対応して、色フィルタアレイのｋ行ｋ列の偶数番目の行
は、交互に配置される緑色フィルタおよび第１の補色フ
ィルタを有し、ｋ行ｋ列の奇数番目の行は、交互に配置
される第２の補色フィルタおよび第３の補色フィルタを
有し、固体撮像手段の出力を受けて、ｋ行ｋ列の画素の
中央位置に対応する色データを生成する色分離手段をさ
らに備え、色分離手段は、緑色ならびに第１ないし第３
の補色のそれぞれについて、ｋ行ｋ列の画素に対応する
複数の光電変換素子からの出力のうち、対応する色フィ
ルタの配置された光電変換素子からの出力を加重平均し
て出力する色補間手段と、色補間手段からの出力を受け
て、中央位置に対応する色データを分離する第１の演算
手段とを含み、色補間手段の加重平均処理においては、
加重平均を行う対象となる複数の光電変換素子の出力に
対する重み付け係数の配置は、緑色ならびに第１ないし
第３の補色のそれぞれについて中央位置を中心として９
０度ごとに回転した配置となっている。
【００３０】請求項２記載の単板式カラーカメラは、請
求項１記載の単板式カラーカメラの構成において、偶数
ｋの値が４である。
求項１記載の単板式カラーカメラの構成において、偶数
ｋの値が４である。
【００３１】請求項３記載の単板式カラーカメラは、請
求項２記載の単板式カラーカメラの構成において、第１
ないし第３の補色は、それぞれマゼンダ、黄色、シアン
であり、４行４列の画素に対応する光電変換素子からの
出力をＤ（ｘ、ｙ）（ｘ＝０〜３、ｙ＝０〜３）とし、
加重平均処理において、Ｄ（ｘ、ｙ）に対応する重み係
数をｗ（ｘ、ｙ）とするとき、補間手段は、ｗ（１，
２）＝２，ｗ＝（１，０）＝１およびｗ（３，２）＝１
とする第１の加重平均処理、ｗ（１，１）＝２，ｗ＝
（３，１）＝１およびｗ（１，３）＝１とする第２の加
重平均処理、ｗ（２，１）＝２，ｗ＝（２，３）＝１お
よびｗ（０，１）＝１とする第３の加重平均処理および
ｗ（２，２）＝２，ｗ＝（０，２）＝１およびｗ（２，
０）＝１とする第４の加重平均処理のいずれかを４行４
列の画素に対応する色フィルタの配列に応じて選択して
実行する。
求項２記載の単板式カラーカメラの構成において、第１
ないし第３の補色は、それぞれマゼンダ、黄色、シアン
であり、４行４列の画素に対応する光電変換素子からの
出力をＤ（ｘ、ｙ）（ｘ＝０〜３、ｙ＝０〜３）とし、
加重平均処理において、Ｄ（ｘ、ｙ）に対応する重み係
数をｗ（ｘ、ｙ）とするとき、補間手段は、ｗ（１，
２）＝２，ｗ＝（１，０）＝１およびｗ（３，２）＝１
とする第１の加重平均処理、ｗ（１，１）＝２，ｗ＝
（３，１）＝１およびｗ（１，３）＝１とする第２の加
重平均処理、ｗ（２，１）＝２，ｗ＝（２，３）＝１お
よびｗ（０，１）＝１とする第３の加重平均処理および
ｗ（２，２）＝２，ｗ＝（０，２）＝１およびｗ（２，
０）＝１とする第４の加重平均処理のいずれかを４行４
列の画素に対応する色フィルタの配列に応じて選択して
実行する。
【００３２】請求項４記載の単板式カラーカメラは、請
求項２または３記載の単板色カラーカメラの構成におい
て、色分離手段は、４行４列の画素に対応する光電変換
素子からの出力のうち、中央位置を囲む２行２列の光電
変換素子からの出力を加算することで輝度信号を出力す
る第２の演算手段を含む。
求項２または３記載の単板色カラーカメラの構成におい
て、色分離手段は、４行４列の画素に対応する光電変換
素子からの出力のうち、中央位置を囲む２行２列の光電
変換素子からの出力を加算することで輝度信号を出力す
る第２の演算手段を含む。
【００３３】請求項５記載の単板式カラーカメラは、請
求項３記載の単板式カラーカメラの構成において、４行
４列の画素に対応する光電変換素子からの出力をＤ
（ｘ、ｙ）（ｘ＝０〜３、ｙ＝０〜３）とするとき、４
行４列の画素に対応する光電変換素子からの出力のう
ち、Ｄ（０，１）、Ｄ（０，２）、Ｄ（１，１）および
Ｄ（１，２）の和である第１の信号と、Ｄ（１，０）、
Ｄ（１，１）、Ｄ（２，０）およびＤ（２，１）の和で
ある第２の信号と、Ｄ（２，１）、Ｄ（２，２）、Ｄ
（３，１）およびＤ（３，２）の和である第３の信号
と、Ｄ（１，２）、Ｄ（１，３）、Ｄ（２，２）および
Ｄ（２，３）の和である第４の信号と、輝度信号（Ｙ１
１）とに基づいてアパーチャ信号を出力するアパーチャ
信号生成手段と、アパーチャ信号に応じて、アパーチャ
補正を行う補正手段とをさらに備える。
求項３記載の単板式カラーカメラの構成において、４行
４列の画素に対応する光電変換素子からの出力をＤ
（ｘ、ｙ）（ｘ＝０〜３、ｙ＝０〜３）とするとき、４
行４列の画素に対応する光電変換素子からの出力のう
ち、Ｄ（０，１）、Ｄ（０，２）、Ｄ（１，１）および
Ｄ（１，２）の和である第１の信号と、Ｄ（１，０）、
Ｄ（１，１）、Ｄ（２，０）およびＤ（２，１）の和で
ある第２の信号と、Ｄ（２，１）、Ｄ（２，２）、Ｄ
（３，１）およびＤ（３，２）の和である第３の信号
と、Ｄ（１，２）、Ｄ（１，３）、Ｄ（２，２）および
Ｄ（２，３）の和である第４の信号と、輝度信号（Ｙ１
１）とに基づいてアパーチャ信号を出力するアパーチャ
信号生成手段と、アパーチャ信号に応じて、アパーチャ
補正を行う補正手段とをさらに備える。
【００３４】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態の単
板式カラーカメラの構成のうち、撮像素子であるＣＣＤ
１０に撮像対象の光学像を結ぶ光学系２から色分離回路
１００までを含む色信号処理系１０００の構成を示す概
略ブロック図である。
板式カラーカメラの構成のうち、撮像素子であるＣＣＤ
１０に撮像対象の光学像を結ぶ光学系２から色分離回路
１００までを含む色信号処理系１０００の構成を示す概
略ブロック図である。
【００３５】色信号処理系１０００は、撮像対象の光を
受ける光学系２と、光学系２により結像された光学像を
電気信号に変換するＣＣＤ１０と、ＣＣＤ１０に対して
全画素独立読出駆動を行なう駆動回路４０と、ＣＣＤ１
０の出力信号を受けて、撮像信号から周知の方法でノイ
ズ除去を行う相関２重サンプリング回路（以下、ＣＤＳ
回路と呼ぶ）４４と、ＣＤＳ回路４４の出力を増幅する
オートゲインコントロール回路（以下、ＡＧＣ回路と呼
ぶ）４６と、ＡＧＣ回路４６の出力をデジタル信号に変
換するＡ／Ｄ変換回路４８と、Ａ／Ｄ変換回路４８から
のＣＣＤ１０の偶数ラインの出力信号と奇数ラインの出
力信号を入れ子状に保持するフレームメモリ５０と、駆
動回路４０からのＣＣＤ駆動信号を受けて、出力信号が
読み出される画素の水平アドレスＨＡ，垂直アドレスＶ
Ａを出力する制御回路４２を含む。
受ける光学系２と、光学系２により結像された光学像を
電気信号に変換するＣＣＤ１０と、ＣＣＤ１０に対して
全画素独立読出駆動を行なう駆動回路４０と、ＣＣＤ１
０の出力信号を受けて、撮像信号から周知の方法でノイ
ズ除去を行う相関２重サンプリング回路（以下、ＣＤＳ
回路と呼ぶ）４４と、ＣＤＳ回路４４の出力を増幅する
オートゲインコントロール回路（以下、ＡＧＣ回路と呼
ぶ）４６と、ＡＧＣ回路４６の出力をデジタル信号に変
換するＡ／Ｄ変換回路４８と、Ａ／Ｄ変換回路４８から
のＣＣＤ１０の偶数ラインの出力信号と奇数ラインの出
力信号を入れ子状に保持するフレームメモリ５０と、駆
動回路４０からのＣＣＤ駆動信号を受けて、出力信号が
読み出される画素の水平アドレスＨＡ，垂直アドレスＶ
Ａを出力する制御回路４２を含む。
【００３６】色信号処理系１０００は、さらに、フレー
ムメモリ５０からの第１入力信号を１走査線時間分だけ
遅延して第２入力信号を出力する走査線遅延器１８と、
第２入力信号を１走査線時間分だけ遅延して第３入力信
号を出力する走査線遅延器２０と、第３入力信号を１走
査線時間分だけ遅延して第４入力信号を出力する走査線
遅延器２２と、第１〜第４入力信号を受けて、輝度信号
Ｙ、第１の色差信号Ｃｂ、第２の色差信号Ｃｒを出力す
る２次元非巡回型デジタルフィルタである色分離回路１
００とを含む。
ムメモリ５０からの第１入力信号を１走査線時間分だけ
遅延して第２入力信号を出力する走査線遅延器１８と、
第２入力信号を１走査線時間分だけ遅延して第３入力信
号を出力する走査線遅延器２０と、第３入力信号を１走
査線時間分だけ遅延して第４入力信号を出力する走査線
遅延器２２と、第１〜第４入力信号を受けて、輝度信号
Ｙ、第１の色差信号Ｃｂ、第２の色差信号Ｃｒを出力す
る２次元非巡回型デジタルフィルタである色分離回路１
００とを含む。
【００３７】色分離回路１００は、第１〜第４入力信号
を並列に順次受けて、４行４列分の画素からのデータ
（その時点で信号の読み出されたＣＣＤの色フィルタの
配列に対応して、緑色、黄色、シアン、マゼンダの色信
号を含む。）を保持する２次元レジスタアレイ３０と、
２次元レジスタアレイ３０からの信号を受けて、緑色、
黄色、シアン、マゼンダの各色信号ごとに加重平均処理
を行うことで、４行４列の画素の中央位置に対応する色
信号を補間生成する補間処理回路３４と、補間により生
成された色信号から色差信号Ｃｂ、Ｃｒを生成する色差
信号生成回路３６と、２次元レジスタアレイ３０からの
信号を受けて、輝度信号Ｙを生成する輝度信号生成回路
３２と、輝度信号Ｙおよび２次元レジスタアレイ３０か
らの信号を受けてアパーチャ信号ＡＰを出力するアパー
チャ信号生成回路３８とを含む。
を並列に順次受けて、４行４列分の画素からのデータ
（その時点で信号の読み出されたＣＣＤの色フィルタの
配列に対応して、緑色、黄色、シアン、マゼンダの色信
号を含む。）を保持する２次元レジスタアレイ３０と、
２次元レジスタアレイ３０からの信号を受けて、緑色、
黄色、シアン、マゼンダの各色信号ごとに加重平均処理
を行うことで、４行４列の画素の中央位置に対応する色
信号を補間生成する補間処理回路３４と、補間により生
成された色信号から色差信号Ｃｂ、Ｃｒを生成する色差
信号生成回路３６と、２次元レジスタアレイ３０からの
信号を受けて、輝度信号Ｙを生成する輝度信号生成回路
３２と、輝度信号Ｙおよび２次元レジスタアレイ３０か
らの信号を受けてアパーチャ信号ＡＰを出力するアパー
チャ信号生成回路３８とを含む。
【００３８】ここで、光学系２に含まれる撮像レンズ
は、通常、絞り、フォーカス、ズーム等の可変機構を備
える。
は、通常、絞り、フォーカス、ズーム等の可変機構を備
える。
【００３９】色信号処理系１０００は、さらに、アパー
チャ信号に応じてアパーチャ補正（輪郭強調処理）を行
うアパーチャ補正回路（図示せず）を含む。
チャ信号に応じてアパーチャ補正（輪郭強調処理）を行
うアパーチャ補正回路（図示せず）を含む。
【００４０】以上の構成において、第１から第４の４種
類の入力信号は、４走査線分（４ライン分）の撮像信号
に該当し、これらの信号は４ライン１まとめにして色分
離回路１００に入力されることになる。
類の入力信号は、４走査線分（４ライン分）の撮像信号
に該当し、これらの信号は４ライン１まとめにして色分
離回路１００に入力されることになる。
【００４１】こうして、色分離回路１００と３個の走査
線遅延器１８〜２２により、ＦＩＲ（Finite Impulse R
esponse ）フィルタが実現される。
線遅延器１８〜２２により、ＦＩＲ（Finite Impulse R
esponse ）フィルタが実現される。
【００４２】［補間処理および色分離処理］図２は、本
実施の形態における補間処理動作を説明するための模式
図である。図２（ａ）は、４行４列の色フィルタアレイ
の配列の一例を示し、図２（ｂ）は、図２（ａ）のマゼ
ンダ色フィルタの配列の場合の補間処理時の重付け係数
の配置を示し、図２（ｃ）は、図２（ａ）の緑色フィル
タの配列の場合の補間処理時の重付け係数の配置を示
し、図２（ｄ）は、図２（ａ）のシアン色フィルタの配
列の場合の補間処理時の重付け係数の配置を示し、図２
（ｅ）は、図２（ａ）の黄色フィルタの配列の場合の補
間処理時の重付け係数の配置を示す。
実施の形態における補間処理動作を説明するための模式
図である。図２（ａ）は、４行４列の色フィルタアレイ
の配列の一例を示し、図２（ｂ）は、図２（ａ）のマゼ
ンダ色フィルタの配列の場合の補間処理時の重付け係数
の配置を示し、図２（ｃ）は、図２（ａ）の緑色フィル
タの配列の場合の補間処理時の重付け係数の配置を示
し、図２（ｄ）は、図２（ａ）のシアン色フィルタの配
列の場合の補間処理時の重付け係数の配置を示し、図２
（ｅ）は、図２（ａ）の黄色フィルタの配列の場合の補
間処理時の重付け係数の配置を示す。
【００４３】すなわち、本実施の形態においては、以下
の加重平均による補間処理により、４行４列の画素の中
央位置に対応するマゼンダ色信号成分、緑色信号成分、
シアン色信号成分および黄色信号成分を生成する。
の加重平均による補間処理により、４行４列の画素の中
央位置に対応するマゼンダ色信号成分、緑色信号成分、
シアン色信号成分および黄色信号成分を生成する。
【００４４】 Ｍｇ＝２×Ｍｇ１１＋Ｍｇ１３＋Ｍｇ３１ …（１０） Ｇ ＝２×Ｇ１２ ＋Ｇ１０ ＋Ｇ３２ …（１１） Ｃｙ＝２×Ｃｙ２１＋Ｃｙ０１＋Ｃｙ２３ …（１２） Ｙｅ＝２×Ｙｅ２２＋Ｙｅ０２＋Ｙｅ２０ …（１３） なお、図１１および図１２において説明したとおり、４
行４列の画素に対応した色フィルタの配列は４種類あ
り、図２（ａ）以外の配列の場合は、それに応じて、各
色フィルタに対する加重平均の重付け係数の配列も図２
（ｂ）〜（ｅ）の中の他の配列にそれぞれ対応すること
になる。
行４列の画素に対応した色フィルタの配列は４種類あ
り、図２（ａ）以外の配列の場合は、それに応じて、各
色フィルタに対する加重平均の重付け係数の配列も図２
（ｂ）〜（ｅ）の中の他の配列にそれぞれ対応すること
になる。
【００４５】前述したとおり、本実施の形態では、ＣＣ
Ｄ１０は全画素独立読出動作を行なう。すなわち、図２
（ａ）に示すように、垂直方向（ｘ方向）０番目の第０
ラインについては、水平方向（ｙ方向）に色フィルタＹ
ｅおよびＣｙが交互に配置されることに対応して、ＣＣ
Ｄ１０からの読出信号は、このラインに対応する走査線
については、ＹｅとＣｙとが交互に出力される信号とな
る。次の第１ライン（ｘ＝１に相当）については、信号
Ｍｇと信号Ｇとが交互に出力される。
Ｄ１０は全画素独立読出動作を行なう。すなわち、図２
（ａ）に示すように、垂直方向（ｘ方向）０番目の第０
ラインについては、水平方向（ｙ方向）に色フィルタＹ
ｅおよびＣｙが交互に配置されることに対応して、ＣＣ
Ｄ１０からの読出信号は、このラインに対応する走査線
については、ＹｅとＣｙとが交互に出力される信号とな
る。次の第１ライン（ｘ＝１に相当）については、信号
Ｍｇと信号Ｇとが交互に出力される。
【００４６】図３は、図１に示した構成のうち、このよ
うなＣＣＤ１０からの読み出し信号を受ける走査線遅延
回路１８、２０、２２および２次元レジスタアレイ３０
の構成をさらに詳しく示すブロック図である。
うなＣＣＤ１０からの読み出し信号を受ける走査線遅延
回路１８、２０、２２および２次元レジスタアレイ３０
の構成をさらに詳しく示すブロック図である。
【００４７】２次元レジスタアレイ３０は、Ａ／Ｄ変換
器１６からの出力信号を保持するフレームメモリ５０か
らの出力を受け、１クロック分遅延して信号ｄ０１を出
力するレジスタ３０２と、信号ｄ０１を受けて１クロッ
ク分遅延して信号ｄ０１を出力するレジスタ３０２とを
含む。
器１６からの出力信号を保持するフレームメモリ５０か
らの出力を受け、１クロック分遅延して信号ｄ０１を出
力するレジスタ３０２と、信号ｄ０１を受けて１クロッ
ク分遅延して信号ｄ０１を出力するレジスタ３０２とを
含む。
【００４８】２次元アレイレジスタ３０は、さらに、走
査線遅延器１８からの信号ｄ１０を受けて、１クロック
分遅延して信号ｄ１１を出力するレジスタ３０６と、信
号ｄ１１を受けて１クロック分遅延して信号ｄ１２を出
力するレジスタ３０８と、信号ｄ１２を受けて１クロッ
ク分遅延して信号ｄ１３を出力するレジスタ３１０と、
走査線遅延器２０からの信号ｄ２０を受けて、１クロッ
ク分遅延して信号ｄ２１を出力するレジスタ３１２と、
信号ｄ２１を受けて１クロック分遅延して信号ｄ２２を
出力するレジスタ３１４と、信号ｄ２２を受けて１クロ
ック分遅延して信号ｄ２３を出力するレジスタ３１６
と、走査線遅延器２２からの信号を受けて、１クロック
分遅延して信号ｄ３１を出力するレジスタ３１８と、信
号ｄ３１を受けて１クロック分遅延して信号ｄ３２を出
力するレジスタ３２０とを含む。
査線遅延器１８からの信号ｄ１０を受けて、１クロック
分遅延して信号ｄ１１を出力するレジスタ３０６と、信
号ｄ１１を受けて１クロック分遅延して信号ｄ１２を出
力するレジスタ３０８と、信号ｄ１２を受けて１クロッ
ク分遅延して信号ｄ１３を出力するレジスタ３１０と、
走査線遅延器２０からの信号ｄ２０を受けて、１クロッ
ク分遅延して信号ｄ２１を出力するレジスタ３１２と、
信号ｄ２１を受けて１クロック分遅延して信号ｄ２２を
出力するレジスタ３１４と、信号ｄ２２を受けて１クロ
ック分遅延して信号ｄ２３を出力するレジスタ３１６
と、走査線遅延器２２からの信号を受けて、１クロック
分遅延して信号ｄ３１を出力するレジスタ３１８と、信
号ｄ３１を受けて１クロック分遅延して信号ｄ３２を出
力するレジスタ３２０とを含む。
【００４９】すなわち、二次元レジスタアレイ３０によ
り、シリアルに読み出されたＣＣＤ１０からの信号は、
４行４列の画素に対応する光電変換素子からの信号がそ
れぞれ並列に出力されるように変換される。
り、シリアルに読み出されたＣＣＤ１０からの信号は、
４行４列の画素に対応する光電変換素子からの信号がそ
れぞれ並列に出力されるように変換される。
【００５０】つまり、上述した信号ｄ０１〜ｄ３２は、
ＣＣＤ１０中の画素（ｘ，ｙ）に対応する光電変換素子
からの出力信号を、記号ｄｘｙで表わしたことに相当す
る。
ＣＣＤ１０中の画素（ｘ，ｙ）に対応する光電変換素子
からの出力信号を、記号ｄｘｙで表わしたことに相当す
る。
【００５１】図４は、図１に示した補間処理回路３４の
構成をより詳しく示すブロック図である。
構成をより詳しく示すブロック図である。
【００５２】補間処理回路３４は、信号ｄ１２，ｄ１
０，ｄ３２を受けて第１の補間信号を出力する補間演算
部３４２と、信号ｄ１１，ｄ１３，ｄ３１を受けて第２
の補間信号を出力する補間演算部３４４と、信号ｄ２
１，ｄ０１，ｄ２３を受けて第３の補間信号を出力する
補間演算部３４６と、信号ｄ２２，ｄ０２，ｄ２０を受
けて第４の補間信号を出力する補間演算部３４８と、制
御回路４２に制御されて、第１〜第４の補間信号のそれ
ぞれを、緑色信号Ｇ、シアン色信号Ｃｙ、マゼンダ色信
号Ｍｇおよび黄色信号Ｙｅとして出力する選択回路３５
０とを含む。
０，ｄ３２を受けて第１の補間信号を出力する補間演算
部３４２と、信号ｄ１１，ｄ１３，ｄ３１を受けて第２
の補間信号を出力する補間演算部３４４と、信号ｄ２
１，ｄ０１，ｄ２３を受けて第３の補間信号を出力する
補間演算部３４６と、信号ｄ２２，ｄ０２，ｄ２０を受
けて第４の補間信号を出力する補間演算部３４８と、制
御回路４２に制御されて、第１〜第４の補間信号のそれ
ぞれを、緑色信号Ｇ、シアン色信号Ｃｙ、マゼンダ色信
号Ｍｇおよび黄色信号Ｙｅとして出力する選択回路３５
０とを含む。
【００５３】ここで、補間演算部３４２は、信号ｄ１２
を受けて２倍にして出力する乗算器３４２２と、信号ｄ
１０および信号ｄ３２の加算結果を出力する加算器３４
２４と、加算器３４２４と乗算器３４２２の加算結果を
第１の補間信号として出力する加算器３４２６とを含
む。補間演算部３４４、３４６および３４８の構成も、
受ける信号が異なる以外、基本的に補間演算部３４２の
構成と同様である。
を受けて２倍にして出力する乗算器３４２２と、信号ｄ
１０および信号ｄ３２の加算結果を出力する加算器３４
２４と、加算器３４２４と乗算器３４２２の加算結果を
第１の補間信号として出力する加算器３４２６とを含
む。補間演算部３４４、３４６および３４８の構成も、
受ける信号が異なる以外、基本的に補間演算部３４２の
構成と同様である。
【００５４】したがって、補間演算部３４２は、色フィ
ルタの配置が図２（ａ）である場合、図２（ｃ）に示し
た重付け係数の配置による加重平均処理を行うことに対
応し、補間演算部３４４は図２（ｂ）に示した重付け係
数の配置による加重平均処理を行うことに、補間演算部
３４６は図２（ｄ）に示した重付け係数の配置による加
重平均処理を行うことに、補間演算部３４８は図２
（ｅ）に示した重付け係数の配置による加重平均処理を
行うことに、それぞれ対応する。
ルタの配置が図２（ａ）である場合、図２（ｃ）に示し
た重付け係数の配置による加重平均処理を行うことに対
応し、補間演算部３４４は図２（ｂ）に示した重付け係
数の配置による加重平均処理を行うことに、補間演算部
３４６は図２（ｄ）に示した重付け係数の配置による加
重平均処理を行うことに、補間演算部３４８は図２
（ｅ）に示した重付け係数の配置による加重平均処理を
行うことに、それぞれ対応する。
【００５５】選択回路３５０は、制御回路４２から出力
されるＣＣＤ１０からの現在の読み出し位置を示す水平
アドレスＨＡの最下位ビットｈ−ａｄｄＬＳＢおよび垂
直アドレスＶＡの最下位ビットｖ−ａｄｄＬＳＢに応じ
て、第１〜第４の補間信号と緑色信号Ｇ、シアン色信号
Ｃｙ、マゼンダ色信号Ｍｇおよび黄色信号Ｙｅとの対応
づけを切り換えて出力する。
されるＣＣＤ１０からの現在の読み出し位置を示す水平
アドレスＨＡの最下位ビットｈ−ａｄｄＬＳＢおよび垂
直アドレスＶＡの最下位ビットｖ−ａｄｄＬＳＢに応じ
て、第１〜第４の補間信号と緑色信号Ｇ、シアン色信号
Ｃｙ、マゼンダ色信号Ｍｇおよび黄色信号Ｙｅとの対応
づけを切り換えて出力する。
【００５６】たとえば、色フィルタが図２（ａ）である
場合は、第１の補間信号が緑色信号Ｇに、第２の補間信
号がマゼンダ色信号Ｍｇに、第３の補間信号がシアン色
信号Ｃｙに、第４の補間信号が黄色信号Ｙｅにそれぞれ
対応するため、選択回路３５０は、このような対応づけ
となるように信号を出力する。
場合は、第１の補間信号が緑色信号Ｇに、第２の補間信
号がマゼンダ色信号Ｍｇに、第３の補間信号がシアン色
信号Ｃｙに、第４の補間信号が黄色信号Ｙｅにそれぞれ
対応するため、選択回路３５０は、このような対応づけ
となるように信号を出力する。
【００５７】信号を読み出す４行４列の画素に対応する
色フィルタの配列が変化した場合は、それに応じて、選
択回路３５０は上述した対応づけを変化させる。
色フィルタの配列が変化した場合は、それに応じて、選
択回路３５０は上述した対応づけを変化させる。
【００５８】以上の補間処理回路３４の動作により、緑
色信号Ｇ、シアン色信号Ｃｙ、マゼンダ色信号Ｍｇおよ
び黄色信号Ｙｅのそれぞれについて、４行４列の画素に
対応する光電変換素子からの読み出し信号に対する所定
の加重平均処理により、４行４列の画素の中央位置に対
応した信号が生成されることになる。
色信号Ｇ、シアン色信号Ｃｙ、マゼンダ色信号Ｍｇおよ
び黄色信号Ｙｅのそれぞれについて、４行４列の画素に
対応する光電変換素子からの読み出し信号に対する所定
の加重平均処理により、４行４列の画素の中央位置に対
応した信号が生成されることになる。
【００５９】図５は、図４に示すようなデジタルフィル
タにより補間処理を実現した場合の出力信号Ｙｅ＋Ｇ，
Ｃｙ＋Ｍｇ，Ｇ＋Ｃｙ，Ｙｅ＋Ｍｇの周波数特性を示す
図であり、図１４と対比される図である。
タにより補間処理を実現した場合の出力信号Ｙｅ＋Ｇ，
Ｃｙ＋Ｍｇ，Ｇ＋Ｃｙ，Ｙｅ＋Ｍｇの周波数特性を示す
図であり、図１４と対比される図である。
【００６０】補間処理により、出力信号Ｙｅ＋Ｇ，Ｃｙ
＋Ｍｇ，Ｇ＋Ｃｙ，Ｙｅ＋Ｍｇの周波数特性が１／２ナ
イキスト周波数付近までそろっている。このため、これ
らの信号に基づいて色分離処理を行い色差信号Ｃｂおよ
びＣｒを得た場合、偽色の発生を抑制することが可能
で、画質を向上させることができる。
＋Ｍｇ，Ｇ＋Ｃｙ，Ｙｅ＋Ｍｇの周波数特性が１／２ナ
イキスト周波数付近までそろっている。このため、これ
らの信号に基づいて色分離処理を行い色差信号Ｃｂおよ
びＣｒを得た場合、偽色の発生を抑制することが可能
で、画質を向上させることができる。
【００６１】なお、以上の説明では、４行４列の画素に
対応する光電変換素子からの出力信号に対して図２
（ｂ）〜（ｅ）で示される重付け係数の配置の加重平均
による補間処理を行う場合について説明したが、本発明
はこのような場合に限定されない。たとえば、補間処理
を行う対象となる画素は、より一般に、ｋを偶数とする
とき、ｋ行ｋ列の画素であってもかまわない。また、重
付け係数の配置も、４つの色信号、すなわち緑色信号、
シアン色信号、マゼンダ色信号および黄色信号のそれぞ
れに対応する重付け係数の配置が、中央位置に対して相
互に９０度づつ回転した関係となっていればよい。
対応する光電変換素子からの出力信号に対して図２
（ｂ）〜（ｅ）で示される重付け係数の配置の加重平均
による補間処理を行う場合について説明したが、本発明
はこのような場合に限定されない。たとえば、補間処理
を行う対象となる画素は、より一般に、ｋを偶数とする
とき、ｋ行ｋ列の画素であってもかまわない。また、重
付け係数の配置も、４つの色信号、すなわち緑色信号、
シアン色信号、マゼンダ色信号および黄色信号のそれぞ
れに対応する重付け係数の配置が、中央位置に対して相
互に９０度づつ回転した関係となっていればよい。
【００６２】さらに、色信号についても、必ずしも、緑
色信号、シアン色信号、マゼンダ色信号および黄色信号
に限定されることなく、他の色信号の組み合わせ、たと
えばフレーム色差順次方式の色フィルタで用いられるＹ
Ｍ、ＣＧ、ＹＧ、ＣＭの組み合わせに対して適用するこ
とも可能である。
色信号、シアン色信号、マゼンダ色信号および黄色信号
に限定されることなく、他の色信号の組み合わせ、たと
えばフレーム色差順次方式の色フィルタで用いられるＹ
Ｍ、ＣＧ、ＹＧ、ＣＭの組み合わせに対して適用するこ
とも可能である。
【００６３】図６は、図１に示した色差信号生成回路３
６の構成をより詳しく示すブロック図である。
６の構成をより詳しく示すブロック図である。
【００６４】図６を参照して、色差信号生成回路３６
は、黄色信号Ｙｅとマゼンダ信号Ｍｇを受けて加算する
加算器３６２と、緑信号Ｇとシアン信号Ｃｙとを受けて
加算する加算器３６８と、加算器３６８の出力に−１を
乗算する乗算器３７４と、加算器３６２の出力と乗算器
３７４の出力を加算して信号Ｃｒを出力する加算機３７
６とを含む。
は、黄色信号Ｙｅとマゼンダ信号Ｍｇを受けて加算する
加算器３６２と、緑信号Ｇとシアン信号Ｃｙとを受けて
加算する加算器３６８と、加算器３６８の出力に−１を
乗算する乗算器３７４と、加算器３６２の出力と乗算器
３７４の出力を加算して信号Ｃｒを出力する加算機３７
６とを含む。
【００６５】色差信号生成回路３６は、さらに、マゼン
ダ信号Ｍｇとシアン色信号Ｃｙとを受けて加算する加算
器３６４と、緑信号Ｇと黄色信号Ｙｅとを受けて加算す
る加算器３６６と、加算器３６６の出力に−１を乗算す
る乗算器３７２と、加算器３６４の出力と乗算器３７２
の出力を加算して信号Ｃｂを出力する加算機３７０とを
含む。
ダ信号Ｍｇとシアン色信号Ｃｙとを受けて加算する加算
器３６４と、緑信号Ｇと黄色信号Ｙｅとを受けて加算す
る加算器３６６と、加算器３６６の出力に−１を乗算す
る乗算器３７２と、加算器３６４の出力と乗算器３７２
の出力を加算して信号Ｃｂを出力する加算機３７０とを
含む。
【００６６】すなわち、 色差信号生成回路３６は、以
下に示す演算処理により、緑色信号Ｇ、シアン色信号Ｃ
ｙ、マゼンダ色信号Ｍｇおよび黄色信号Ｙｅから色差信
号ＣｂおよびＣｒを生成する。
下に示す演算処理により、緑色信号Ｇ、シアン色信号Ｃ
ｙ、マゼンダ色信号Ｍｇおよび黄色信号Ｙｅから色差信
号ＣｂおよびＣｒを生成する。
【００６７】 Ｃｂ＝（Ｃｙ＋Ｍｇ）−（Ｙｅ＋Ｇ） ＝（Ｒ＋Ｇ＋２Ｂ）−（Ｒ＋２Ｇ）＝２Ｂ−Ｇ …（１４） Ｃｒ＝（Ｙｅ＋Ｍｇ）−（Ｇ＋Ｃｙ） ＝（２Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）−（Ｂ＋２Ｇ）＝２Ｒ−Ｇ …（１５） ［輝度信号生成およびアパーチャ信号生成］ここで、輝
度信号としては、上記補間処理により得られた緑色信号
Ｇ、シアン色信号Ｃｙ、マゼンダ色信号Ｍｇおよび黄色
信号Ｙｅから以下の演算により、生成する構成とするこ
とも可能である。
度信号としては、上記補間処理により得られた緑色信号
Ｇ、シアン色信号Ｃｙ、マゼンダ色信号Ｍｇおよび黄色
信号Ｙｅから以下の演算により、生成する構成とするこ
とも可能である。
【００６８】 Ｙ ＝（Ｃｙ＋Ｍｇ）＋（Ｙｅ＋Ｇ） ＝（Ｒ＋Ｇ＋２Ｂ）＋（Ｒ＋２Ｇ）＝２Ｒ＋３Ｇ＋２ …（１６） しかしながら、輝度信号としては、４行４列の画素に対
応する光電変換素子からの信号のうち、中央位置を囲む
２行２列の画素に対応する信号から直接上記の式に基づ
いて演算し、生成する構成とすることも可能である。す
なわち、この場合は、輝度信号Ｙの生成に関しては、図
１３で説明した従来の色分離方式と同様の方法で行うこ
とになる。
応する光電変換素子からの信号のうち、中央位置を囲む
２行２列の画素に対応する信号から直接上記の式に基づ
いて演算し、生成する構成とすることも可能である。す
なわち、この場合は、輝度信号Ｙの生成に関しては、図
１３で説明した従来の色分離方式と同様の方法で行うこ
とになる。
【００６９】補間処理を行うことで、偽色の発生を抑制
するが可能であるが、同時に補間により解像度は低下し
てしまう。人間の目の感度は、色情報に比べて輝度情報
に対して高いので、輝度信号Ｙについては補間処理を行
わない信号を直接用いることで、人間の感じる解像度の
低下を抑制することが可能となる。
するが可能であるが、同時に補間により解像度は低下し
てしまう。人間の目の感度は、色情報に比べて輝度情報
に対して高いので、輝度信号Ｙについては補間処理を行
わない信号を直接用いることで、人間の感じる解像度の
低下を抑制することが可能となる。
【００７０】このことは、たとえば、アパーチャ補正を
行うためのアパーチャ信号の生成にも同様に当てはま
る。すなわち、アパーチャ信号を生成する基礎となる輝
度信号は、なるべく高い解像度を持つことが望ましく、
補間処理等を行った後の信号を用いたのでは、やはり解
像度の低下を招いてしまう。
行うためのアパーチャ信号の生成にも同様に当てはま
る。すなわち、アパーチャ信号を生成する基礎となる輝
度信号は、なるべく高い解像度を持つことが望ましく、
補間処理等を行った後の信号を用いたのでは、やはり解
像度の低下を招いてしまう。
【００７１】図７は、上述したような輝度信号Ｙの生成
とアパーチャ信号ＡＰの第１の生成過程を説明するため
の図である。また、図８は、アパーチャ信号ＡＰの第２
の生成課程を示す図である。
とアパーチャ信号ＡＰの第１の生成過程を説明するため
の図である。また、図８は、アパーチャ信号ＡＰの第２
の生成課程を示す図である。
【００７２】図７を参照して、まず、以下に示す演算に
よって、信号Ｙ０１、Ｙ１０、Ｙ１１、Ｙ１２、Ｙ２１
を生成する。
よって、信号Ｙ０１、Ｙ１０、Ｙ１１、Ｙ１２、Ｙ２１
を生成する。
【００７３】 Ｙ０１＝Ｙｅ０２＋Ｃｙ０１＋Ｍｇ１１＋Ｇ１２ …（１７） Ｙ１０＝Ｙｅ２０＋Ｃｙ２１＋Ｍｇ１１＋Ｇ１０ …（１８） Ｙ１１＝Ｙｅ２２＋Ｃｙ２１＋Ｍｇ１１＋Ｇ１２ …（１９） Ｙ１２＝Ｙｅ２２＋Ｃｙ２３＋Ｍｇ１３＋Ｇ１２ …（２０） Ｙ２１＝Ｙｅ２２＋Ｃｙ２１＋Ｍｇ３１＋Ｇ３２ …（２１） すなわち、Ｙ１１は輝度信号Ｙに対応する。また、信号
Ｙ０１、Ｙ１０、Ｙ１２、Ｙ２１は、それぞれＹ１１を
生成するのに用いた中央の２行２列の画素のうち、２つ
を含む２行２列の画素に対応する光電変換素子からの信
号から生成されることになる。
Ｙ０１、Ｙ１０、Ｙ１２、Ｙ２１は、それぞれＹ１１を
生成するのに用いた中央の２行２列の画素のうち、２つ
を含む２行２列の画素に対応する光電変換素子からの信
号から生成されることになる。
【００７４】つづいて、図８を参照して、以上のように
して生成された信号Ｙ０１、Ｙ１０、Ｙ１１、Ｙ１２、
Ｙ２１に基づいて、以下の式による演算でアパーチャ信
号ＡＰが生成される。
して生成された信号Ｙ０１、Ｙ１０、Ｙ１１、Ｙ１２、
Ｙ２１に基づいて、以下の式による演算でアパーチャ信
号ＡＰが生成される。
【００７５】 ＡＰ＝４×Ｙ１１−Ｙ０１−Ｙ１０−Ｙ１２−Ｙ２１ …（２２） 図９は、図１に示した輝度信号生成回路３２およびアパ
ーチャ信号３８の構成をより詳しく説明するための模式
図である。
ーチャ信号３８の構成をより詳しく説明するための模式
図である。
【００７６】輝度信号生成回路３２は、信号ｄ１１およ
びｄ２１を受けて加算する加算器３２２と、信号ｄ１２
およびｄ２２を受けて加算する加算器３２４と、加算器
３２２および３２４の出力を受けて加算し輝度信号Ｙ
（Ｙ１１）を出力する加算器３２６とを含む。
びｄ２１を受けて加算する加算器３２２と、信号ｄ１２
およびｄ２２を受けて加算する加算器３２４と、加算器
３２２および３２４の出力を受けて加算し輝度信号Ｙ
（Ｙ１１）を出力する加算器３２６とを含む。
【００７７】アパーチャ信号生成回路３８は、信号ｄ０
１およびｄ１１を受けて加算する加算器３８２と、信号
ｄ０２およびｄ１２を受けて加算する加算器３８６と、
加算器３８２および３８６の出力を受けて加算する加算
器３８４と、信号ｄ１０およびｄ２０を受けて加算する
加算器３８８と、加算器３８８および輝度信号生成回路
３２中の加算器３２２の出力を受けて加算する加算器３
９２と、加算器３８４および３９２の出力を加算する加
算器３９０とを含む。
１およびｄ１１を受けて加算する加算器３８２と、信号
ｄ０２およびｄ１２を受けて加算する加算器３８６と、
加算器３８２および３８６の出力を受けて加算する加算
器３８４と、信号ｄ１０およびｄ２０を受けて加算する
加算器３８８と、加算器３８８および輝度信号生成回路
３２中の加算器３２２の出力を受けて加算する加算器３
９２と、加算器３８４および３９２の出力を加算する加
算器３９０とを含む。
【００７８】アパーチャ信号生成回路３８は、さらに、
信号ｄ２１およびｄ３１を受けて加算する加算器３９８
と、信号ｄ２２およびｄ３２を受けて加算する加算器４
０２と、加算器３９８および４０２の出力を受けて加算
する加算器４００と、信号ｄ１３およびｄ２３を受けて
加算する加算器３９６と、加算器３９６および輝度信号
生成回路３２中の加算器３２４の出力を受けて加算する
加算器３９４と、加算器３９４および４００の出力を加
算する加算器４０４と、加算器３９０および４０４の出
力を加算する加算器４０６と、加算器４０６の出力に−
１を乗算する乗算器４１０と、輝度信号Ｙと４とを乗算
する乗算器４０８と、乗算器４０８および４１０の出力
を受けて加算し、信号ＡＰを出力する加算器４１２とを
含む。
信号ｄ２１およびｄ３１を受けて加算する加算器３９８
と、信号ｄ２２およびｄ３２を受けて加算する加算器４
０２と、加算器３９８および４０２の出力を受けて加算
する加算器４００と、信号ｄ１３およびｄ２３を受けて
加算する加算器３９６と、加算器３９６および輝度信号
生成回路３２中の加算器３２４の出力を受けて加算する
加算器３９４と、加算器３９４および４００の出力を加
算する加算器４０４と、加算器３９０および４０４の出
力を加算する加算器４０６と、加算器４０６の出力に−
１を乗算する乗算器４１０と、輝度信号Ｙと４とを乗算
する乗算器４０８と、乗算器４０８および４１０の出力
を受けて加算し、信号ＡＰを出力する加算器４１２とを
含む。
【００７９】すなわち、輝度信号生成回路３２は、式
（１９）に示した演算により輝度信号Ｙを出力し、アパ
ーチャ信号生成回路３８は式（１７）〜（２２）に示し
た演算によりアパーチャ信号ＡＰを生成して出力する。
（１９）に示した演算により輝度信号Ｙを出力し、アパ
ーチャ信号生成回路３８は式（１７）〜（２２）に示し
た演算によりアパーチャ信号ＡＰを生成して出力する。
【００８０】以上のような構成とすることで、アパーチ
ャ信号ＡＰを生成する際には、４行４列の中央位置に対
して、それを囲む２行２列の画素に対応する光電変換素
子からの信号に基づいた輝度信号Ｙを用いるため、補間
処理による解像度の低下を抑制することが可能となる。
ャ信号ＡＰを生成する際には、４行４列の中央位置に対
して、それを囲む２行２列の画素に対応する光電変換素
子からの信号に基づいた輝度信号Ｙを用いるため、補間
処理による解像度の低下を抑制することが可能となる。
【００８１】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
色分離処理を行う前に、補間処理することで各色成分の
帯域をそろえることで、信号Ｙｅ＋Ｇ，Ｃｙ＋Ｍｇと信
号Ｇ＋Ｃｙ，Ｙｅ＋Ｍｇの帯域が１／２ナイキスト周波
数付近まで非常に近くなるため、結果として１／２ナイ
キスト周波数付近の色偽信号を大幅に減らすことが可能
である。さらに、アパーチャ信号の生成に対しては、補
間処理による解像度低下を抑制することが可能である。
色分離処理を行う前に、補間処理することで各色成分の
帯域をそろえることで、信号Ｙｅ＋Ｇ，Ｃｙ＋Ｍｇと信
号Ｇ＋Ｃｙ，Ｙｅ＋Ｍｇの帯域が１／２ナイキスト周波
数付近まで非常に近くなるため、結果として１／２ナイ
キスト周波数付近の色偽信号を大幅に減らすことが可能
である。さらに、アパーチャ信号の生成に対しては、補
間処理による解像度低下を抑制することが可能である。
【図１】本発明の色信号処理系１０００の構成を示す概
略ブロック図である。
略ブロック図である。
【図２】本発明の補間処理を説明するための模式図であ
り、図２（ａ）は、色差順次方式の色フィルタアレイの
配列を、図２（ｂ）〜（ｅ）は、各色信号成分に対する
補間処理時の重付け係数の配置を説明するための模式図
である。
り、図２（ａ）は、色差順次方式の色フィルタアレイの
配列を、図２（ｂ）〜（ｅ）は、各色信号成分に対する
補間処理時の重付け係数の配置を説明するための模式図
である。
【図３】図１に示した色信号処理系１０００の２次元レ
ジスタアレイ３０の構成を示すブロック図である。
ジスタアレイ３０の構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示した色信号処理系１０００の補間処理
回路３４の構成を示すブロック図である。
回路３４の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の色信号の周波数特性を示す図である。
【図６】図１に示した色信号処理系１０００の色分離回
路３６の構成を示すブロック図である。
路３６の構成を示すブロック図である。
【図７】アパーチャ信号の生成過程を説明する第１の模
式図である。
式図である。
【図８】アパーチャ信号の生成過程を説明する第２の模
式図である。
式図である。
【図９】図１に示した色信号処理系１０００の輝度信号
生成回路３２およびアパーチャ信号生成回路３８の構成
を示すブロック図である。
生成回路３２およびアパーチャ信号生成回路３８の構成
を示すブロック図である。
【図１０】ＣＣＤ１０の構成を示す概略ブロック図であ
る。
る。
【図１１】色差順次方式の色フィルタ配列中の４行４列
の色フィルタの配列の一例を示す模式図である。
の色フィルタの配列の一例を示す模式図である。
【図１２】色差順次方式の色フィルタ配列中の４行４列
の色フィルタの配列の他の例を示す模式図である。
の色フィルタの配列の他の例を示す模式図である。
【図１３】従来の色分離方式を説明する概念図である。
【図１４】従来の色分離方式の出力信号の周波数特性を
示す図である。
示す図である。
１０ ＣＣＤ １２ 感光部 １４ 転送部 １６ 水平転送レジスタ １８、２０、２２ 走査線遅延器 ３０ ２次元レジスタアレイ ３２ 輝度信号生成回路 ３４ 補間処理回路 ３６ 色差信号生成回路 ３８ アパーチャ信号生成回路 ４０ 駆動回路 ４２ 制御回路 ４４ ＣＤＳ回路 ４６ ＡＧＣ回路 ４８ Ａ／Ｄ変換回路 １００ 色分離回路
Claims (5)
- 【請求項１】 単板式デジタルカラーカメラであって、 画素に各々対応する光電変換素子が、アレイ状に配列さ
れた固体撮像手段を備え、 前記固体撮像手段は、 受光面側に、対応する前記光電変換素子に対して色差順
次方式で色フィルタがモザイク状に配列される色フィル
タアレイを含み、 任意のｋ行ｋ列（ｋ：偶数）の画素に対応して、前記色
フィルタアレイの前記ｋ行ｋ列の偶数番目の行は、交互
に配置される緑色フィルタおよび第１の補色フィルタを
有し、前記ｋ行ｋ列の奇数番目の行は、交互に配置され
る第２の補色フィルタおよび第３の補色フィルタを有
し、 前記固体撮像手段の出力を受けて、前記ｋ行ｋ列の画素
の中央位置に対応する色データを生成する色分離手段を
さらに備え、 前記色分離手段は、 緑色ならびに第１ないし第３の補色のそれぞれについ
て、前記ｋ行ｋ列の画素に対応する複数の前記光電変換
素子からの出力のうち、対応する色フィルタの配置され
た光電変換素子からの出力を加重平均して出力する色補
間手段と、 前記色補間手段からの出力を受けて、前記中央位置に対
応する色データを分離する第１の演算手段とを含み、 前記色補間手段の加重平均処理においては、 前記加重平均を行う対象となる複数の光電変換素子の出
力に対する重み付け係数の配置は、前記緑色ならびに前
記第１ないし第３の補色のそれぞれについて前記中央位
置を中心として９０度ごとに回転した配置となってい
る、単板式カラーカメラ。 - 【請求項２】 前記偶数ｋの値が４である、請求項１
記載の単板式カラーカメラ。 - 【請求項３】 前記第１ないし第３の補色は、それぞれ
マゼンダ、黄色、シアンであり、 前記４行４列の画素に対応する光電変換素子からの出力
をＤ（ｘ、ｙ）（ｘ＝０〜３、ｙ＝０〜３）とし、加重
平均処理において、前記Ｄ（ｘ、ｙ）に対応する重み係
数をｗ（ｘ、ｙ）とするとき、 前記補間手段は、 ｗ（１，２）＝２，ｗ＝（１，０）＝１およびｗ（３，
２）＝１とする第１の加重平均処理、 ｗ（１，１）＝２，ｗ＝（３，１）＝１およびｗ（１，
３）＝１とする第２の加重平均処理、 ｗ（２，１）＝２，ｗ＝（２，３）＝１およびｗ（０，
１）＝１とする第３の加重平均処理およびｗ（２，２）
＝２，ｗ＝（０，２）＝１およびｗ（２，０）＝１とす
る第４の加重平均処理のいずれかを前記４行４列の画素
に対応する色フィルタの配列に応じて選択して実行す
る、請求項２記載の単板式カラーカメラ。 - 【請求項４】 前記色分離手段は、 前記４行４列の画素に対応する前記光電変換素子からの
出力のうち、前記中央位置を囲む２行２列の前記光電変
換素子からの出力を加算することで輝度信号を出力する
第２の演算手段を含む、請求項２または３記載の単板式
カラーカメラ。 - 【請求項５】 前記４行４列の画素に対応する光電変換
素子からの出力をＤ（ｘ、ｙ）（ｘ＝０〜３、ｙ＝０〜
３）とするとき、 前記４行４列の画素に対応する前記光電変換素子からの
出力のうち、Ｄ（０，１）、Ｄ（０，２）、Ｄ（１，
１）およびＤ（１，２）の和である第１の信号と、Ｄ
（１，０）、Ｄ（１，１）、Ｄ（２，０）およびＤ
（２，１）の和である第２の信号と、Ｄ（２，１）、Ｄ
（２，２）、Ｄ（３，１）およびＤ（３，２）の和であ
る第３の信号と、Ｄ（１，２）、Ｄ（１，３）、Ｄ
（２，２）およびＤ（２，３）の和である第４の信号
と、前記輝度信号とに基づいてアパーチャ信号を出力す
るアパーチャ信号生成手段と、 前記アパーチャ信号に応じて、アパーチャ補正を行う補
正手段とをさらに備える、請求項３記載の単板式カラー
カメラ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03620397A JP3649841B2 (ja) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | 単板式カラーカメラ |
| US09/021,481 US6133953A (en) | 1997-02-20 | 1998-02-10 | Color camera having a single imaging element and capable of restricting unwanted false color signal |
| KR10-1998-0004914A KR100468169B1 (ko) | 1997-02-20 | 1998-02-18 | 위색(僞色)신호발생이억제가능한단판식컬러카메라 |
| EP98102903A EP0861005A3 (en) | 1997-02-20 | 1998-02-19 | One-chip color camera capable of restricting unwanted false color signal |
| CNB981057500A CN1171465C (zh) | 1997-02-20 | 1998-02-20 | 具有单-摄像元件、可抑制伪彩色信号的彩色摄象机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03620397A JP3649841B2 (ja) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | 単板式カラーカメラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10234047A true JPH10234047A (ja) | 1998-09-02 |
| JP3649841B2 JP3649841B2 (ja) | 2005-05-18 |
Family
ID=12463191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03620397A Expired - Fee Related JP3649841B2 (ja) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | 単板式カラーカメラ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6133953A (ja) |
| EP (1) | EP0861005A3 (ja) |
| JP (1) | JP3649841B2 (ja) |
| KR (1) | KR100468169B1 (ja) |
| CN (1) | CN1171465C (ja) |
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