JPH11262022A

JPH11262022A - 単板式カラーカメラ

Info

Publication number: JPH11262022A
Application number: JP10058394A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Kanda; 武彦神田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1998-03-10
Filing date: 1998-03-10
Publication date: 1999-09-24
Anticipated expiration: 2018-03-10
Also published as: US6822680B1; KR100552016B1; KR19990077724A; JP3609606B2

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６
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

【発明の詳細な説明】

【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、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。

【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。

【０００４】［インターライン転送ＣＣＤの構成］図２
４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。

【０００６】図２４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。

【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φ_V1，
φ_V2，φ_V3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φ_H1，φ_H2，φ_H3
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。

【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。

【００１０】［従来の単板式カラーカメラの構成］図２
５は、従来の単板式カラーカメラ２０００の主要部の構
成を示す概略ブロック図である。

【００１１】単板式カラーカメラ２０００は、大きく
は、被写体から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２１０２と、ＣＣＤ１０からの出力信号を受け
て、各画素に対応する三原色信号Ｒ、Ｇ、Ｂを出力する
色分離回路２１０１とを含む。

【００１２】色分離回路２１０１は、ＣＣＤ１０の出力
信号を受けて、輝度信号Ｃ_Lならびに色差信号Ｃ_Rおよ
びＣ_Bを生成するＣ_LＣ_RＣ_B生成回路２１０４と、Ｃ
_LＣ _RＣ_B生成回路２１０４との間で、ＣＣＤ１０から
の読出信号Ｄ（ｘ，ｙ）、輝度信号Ｃ_L、色差信号Ｃ_R
およびＣ_Bの授受を行ない、少なくとも１走査線分以上
のこれらの信号を保持することが可能なランダムアクセ
スメモリ２１０６（以下、ＲＡＭと呼ぶ）と、Ｃ_LＣ_R
Ｃ_B生成回路２１０４からの信号を受けて、所定の演算
により三原色信号ＲＧＢを分離して出力するマトリクス
回路２１０８とを含む。

【００１３】図２５に示した単板式カラーカメラ２００
０においては、ＣＣＤ１０は、上述したとおり、全画素
独立読出動作を行なう。すなわち、駆動回路２１０２
は、ＣＣＤ１０内での垂直方向２画素の混合を行なわな
い駆動パルスを発生する。

【００１４】［色差信号の分離方式］図２６は、本実施
の形態における色フィルタアレイの配列とこの配列を有
する色フィルタアレイを含むＣＣＤ１０からの信号読出
を説明する模式図である。

【００１５】図２６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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】［偽色信号の発生］図
２６に示すように、垂直方向（ｙ方向）０番目の第０ラ
インについては、水平方向（ｘ方向）に色フィルタＭｇ
およびＧが交互に配置されることに対応して、ＣＣＤ２
０１０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、ＭｇとＧとが交互に出力される信号とな
る。次の第１ライン（ｙ＝１に相当）については、信号
Ｙｅと信号Ｃｙとが交互に出力される。

【００１９】以上述べたような、ＣＣＤ出力信号におけ
る各画素（ｘ，ｙ）とフィルタ色との関係は、ｎを自然
数とするとき、以下のような関係になる。

【００２０】ｉ）ｙ＝４ｎ−３または４ｎ−１の場合
（すなわち、ｙ＝１，３，５…）ｘが偶数であれば、色
フィルタの色はＹｅであり、ｘが奇数であれば、色フィ
ルタの色はＣｙである。

【００２１】ｉｉ）ｙ＝４ｎ−４の場合（すなわち、
ｙ＝０，４，８，…）ｘが奇数であれば、色フィルタの
色はＭｇであり、ｘが偶数であれば、色フィルタの色は
Ｇである。

【００２２】ｉｉｉ）ｙ＝４ｎ−２の場合（すなわ
ち、ｙ＝２，６，１０，…）ｘが奇数であれば、色フィ
ルタの色はＧであり、ｘが偶数であれば、色フィルタの
色はＭｇである。

【００２３】なお、上記の説明では、説明の便宜上、Ｍ
ｇおよびＧの色フィルタの属する行が偶数行であり、Ｙ
ｅおよびＣｙの色フィルタの属する行が奇数行であると
したが、以下の説明で明らかとなるように、たとえば、
上記の配列が１行分ずれた色フィルタの配列について
も、同様な考察が可能である。

【００２４】［画素（ｘ，ｙ）に対して固定された４画
素からの色差信号の生成］上述したとおり、ＣＣＤ１０
から全画素独立して出力信号が読出され、これらの信号
が、ＲＡＭ２１０６に保持される。

【００２５】したがって、以下に説明するとおり、各画
素（ｘ，ｙ）ごとに輝度信号Ｃ_L（ｘ，ｙ）ならびに第
１の色差信号Ｃ_R（ｘ，ｙ）および第２の色差信号Ｃ_B
（ｘ，ｙ）をそれぞれ以下の演算により生成することが
可能である。

【００２６】以下では、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Ｄ（ｘ，ｙ）
で表わすことにする。

【００２７】このとき、画素（ｘ，ｙ）を含む２行２列
の画素（ｘ，ｙ）、（ｘ＋１，ｙ）、（ｘ，ｙ＋１）、
（ｘ＋１，ｙ＋１）からの出力信号に対する線形演算に
より、輝度信号および２つの色差信号を抽出することが
可能である。

【００２８】すなわち、一般には、式で表わすと、以下
のようになる。Ｃｃ（ｘ，ｙ）＝Ｋｃ（ｘ，ｙ）・Ｄ（ｘ，ｙ）＋Ｋｃ（ｘ＋１，ｙ）・Ｄ（ｘ＋１，ｙ）＋Ｋｃ（ｘ，ｙ＋１）・Ｄ（ｘ，ｙ＋１）＋Ｋｃ（ｘ＋１，ｙ＋１）・Ｄ（ｘ＋１，ｙ＋１） …（４）（ここで、ｃは、_L，_R，_Bのいずれかである）このと
き、画素（Ｘ，Ｙ）のフィルタの色とＣ_LＣ_RＣ_B信号
を作成するための係数Ｋ_L（Ｘ，Ｙ）、Ｋ_R（Ｘ，
Ｙ）、Ｋ_B（Ｘ，Ｙ）とは以下の関係があるものとす
る。ここで、Ｘ＝ｘ，ｘ＋１、Ｙ＝ｙ，ｙ＋１である。

【００２９】i ）画素（Ｘ，Ｙ）のフィルタの色がＣ
ｙである場合Ｋ_L（Ｘ，Ｙ）＝１、Ｋ_R（Ｘ，Ｙ）＝−１、Ｋ
_B（Ｘ，Ｙ）＝１ ii）画素（Ｘ，Ｙ）のフィルタの色がＹｅである場合Ｋ_L（Ｘ，Ｙ）＝１、Ｋ_R（Ｘ，Ｙ）＝１、Ｋ_B（Ｘ，
Ｙ）＝−１ iii ）画素（Ｘ，Ｙ）のフィルタの色がＭｇである場
合Ｋ_L（Ｘ，Ｙ）＝１、Ｋ_R（Ｘ，Ｙ）＝１、Ｋ_B（Ｘ，
Ｙ）＝１ iv）画素（Ｘ，Ｙ）のフィルタの色がＧである場合Ｋ_L（Ｘ，Ｙ）＝１、Ｋ_R（Ｘ，Ｙ）＝−１、Ｋ
_B（Ｘ，Ｙ）＝−１以上のフィルタの色と係数Ｋ_L、Ｋ_R、Ｋ_Bとの関係に
基づいて、実際に輝度信号および色差信号が生成される
過程をより具体的に説明する。

【００３０】以下では、一例として、図２において、画
素（０，０）に対応する輝度信号押色差信号を求めるこ
とにする。

【００３１】式（１）〜（３）が成り立つことに注意す
ると、輝度信号Ｃ_L（０，０）は以下の式（１４）に表
わされる。

【００３２】Ｃ_L（０，０）＝Ｄ（０，０）＋Ｄ（１，０）＋Ｄ（０，１）＋Ｄ（１，１）＝Ｍｇ＋Ｇ＋Ｙｅ＋Ｃｙ＝（Ｒ＋Ｂ）＋Ｇ＋（Ｒ＋Ｇ）＋（Ｂ＋Ｇ）＝２Ｒ＋３Ｇ＋２Ｂ …（５）さらに、第１の色差信号Ｃ_R（０，０）は、以下の式
（６）から算出される。

【００３３】Ｃ_R（０，０）＝Ｄ（０，０）＋Ｄ（０，１）−Ｄ（１，０）−Ｄ（１，１）＝Ｍｇ＋Ｙｅ−Ｇ−Ｃｙ＝（Ｒ＋Ｂ）＋（Ｒ＋Ｇ）−Ｇ−（Ｂ＋Ｇ）＝２Ｒ−Ｇ …（６）一方、第２の色差信号Ｃ_B（０，０）は、以下の式
（７）により算出される。

【００３４】Ｃ_B（０，０）＝Ｄ（０，０）＋Ｄ（１，１）−Ｄ（０，１）−Ｄ（１，０）＝Ｍｇ＋Ｃｙ−Ｙｅ−Ｇ＝（Ｒ＋Ｂ）＋（Ｂ＋Ｇ）−（Ｒ＋Ｇ）−Ｇ＝２Ｂ−Ｇ …（７）すなわち、画素（０，０）に対する輝度信号および２つ
の色差信号は、画素（０，０），（１，０），（０，
１），（１，１）からの出力信号を用いて算出すること
ができる。

【００３５】上記の例では、注目する画素（０，０）が
マゼンタ色フィルタに対応している場合を示している
が、注目する画素が他の色フィルタである場合にも、そ
の画素（ｘ，ｙ）を含む２行２列の画素（ｘ，ｙ），
（ｘ＋１，ｙ），（ｘ，ｙ＋１），（ｘ＋１，ｙ＋１）
からの出力信号の線形演算により輝度信号および色差信
号を求めることができる。

【００３６】［固定された４画素からの色差信号の生成
の問題点］しかしながら、上記のような色分離方式に
は、以下に述べるような問題点がある。

【００３７】ｉ）水平方向に輝度が変化する場合すなわち、図２６中に示したように、ＣＣＤ画素配列状
に入力する光強度に、水平方向の輝度レベルの変化Ｈ１
（画面の左から右で輝度レベルが変化するエッジ）部分
がある場合を考える。

【００３８】以下では、説明を簡単にするために、この
エッジ部分には色成分がない無彩色の光信号が入力し、
輝度レベルだけが変化しているものとする。

【００３９】このエッジ部分で、水平方向（ｘ軸）に向
かって、輝度レベルがｂ／ａ（ｂ＞ａ）だけ変化したも
のとする。

【００４０】以下でも、一例として、画素（０，０）に
対応する輝度信号および色信号を、上記の場合について
算出すると以下のようになる。

【００４１】まず、輝度信号Ｃ_L（０，０）について
は、以下のようになる。Ｃ_L（０，０）＝Ｄ（０，０）＋Ｄ（１，０）＋Ｄ（０，１）＋Ｄ（１，１）＝ａ×Ｍｇ＋ｂ×Ｇ＋ａ×Ｙｅ＋ｂ×Ｃｙ＝ａ×（Ｒ＋Ｂ＋Ｒ＋Ｇ）＋ｂ×（２Ｇ＋Ｂ） …（８）次に、第１の色差信号Ｃ_R（０，０）については以下の
ようになる。

【００４２】Ｃ_R（０，０）＝Ｄ（０，０）＋Ｄ（０，１）−Ｄ（１，０）−Ｄ（１，１）＝ａ×Ｍｇ＋ａ×Ｙｅ−ｂ×Ｇ−ｂ×Ｃｙ＝ａ×（Ｒ＋Ｂ＋Ｒ＋Ｇ）−ｂ×（２Ｇ＋Ｂ） …（９）次に、第２の色差信号Ｃ_B（０，０）については以下の
ようになる。

【００４３】Ｃ_B（０，０）＝Ｄ（０，０）＋Ｄ（１，１）−Ｄ（０，１）−Ｄ（１，０）＝ａ×Ｍｇ＋ｂ×Ｃｙ−ａ×Ｙｅ−ｂ×Ｇ＝ａ×（Ｒ＋Ｂ−Ｒ−Ｇ）＋ｂ×Ｂ …（１０）ここで、色成分がないと仮定したので、以下の２つの式
が成り立つ。

【００４４】２Ｒ−Ｇ＝０２Ｂ−Ｇ＝０したがって、２Ｒ＝２Ｂ＝Ｇ＝２Ｓとおいて、Ｒ＝Ｓ，
Ｂ＝Ｓ，Ｇ＝２Ｓを上記式（１７）〜（１９）に代入す
ると、第１および第２の色差信号について、以下の結果
が得られる。

【００４５】Ｃ_R（０，０）＝−５Ｓ（ｂ−ａ） …（１１）Ｃ_B（０，０）＝Ｓ（ｂ−ａ） …（１２）したがって、本来色成分のない画素（０，０）に色差信
号が発生してしまう。この結果、画面上には偽色が現
れ、画質劣化に要因になる。

【００４６】同様にして、図２に示した水平方向の輝度
レベルの変化Ｈ２がある場合に、画素（１，０）につい
ての色差信号を算出すると以下のようになる。

【００４７】Ｃ_R（１，０）＝５Ｓ（ｂ−ａ） …（１３）Ｃ_B（１，０）＝−Ｓ（ｂ−ａ） …（１４）したがって、輝度レベルの変化Ｈ２が存在する場合も、
画素（１，０）において偽色が発生する。

【００４８】水平方向に輝度変化のエッジが存在するす
べての画素について同様のことがいえる。

【００４９】ｉｉ）垂直方向に輝度が変化する場合次に、図２に示すように、垂直方向の輝度変化Ｖ１が存
在する場合について、同様に画素（０，２）について、
色差信号を算出すると以下のようになる。

【００５０】色差信号Ｃ_R（０，２）については以下の
ようになる。Ｃ_R（０，２）＝Ｄ（１，２）＋Ｄ（０，３）−Ｄ（０，２）−Ｄ（１，３）＝ｂ×Ｍｇ＋ａ×Ｙｅ−ｂ×Ｇ−ａ×Ｃｙ＝ａ×（Ｒ＋Ｇ−Ｇ−Ｂ）＋ｂ×（Ｒ＋Ｂ−Ｇ）…（１５）色差信号Ｃ_B（０，２）については以下のようになる。

【００５１】Ｃ_B（０，２）＝Ｄ（１，２）＋Ｄ（１，３）−Ｄ（０，２）−Ｄ（０，３）＝ｂ×Ｍｇ＋ａ×Ｃｙ−ｂ×Ｇ−ａ×Ｙｅ＝ａ×（Ｇ＋Ｂ−Ｒ−Ｇ）＋ｂ×（Ｒ＋Ｂ−Ｇ）…（１６）ここでも同様に、２Ｒ＝２Ｂ＝Ｇ＝２Ｓとおくことによ
り、Ｃ_R（０，２）＝０およびＣ_B（０，２）＝０が得
られる。

【００５２】したがって、垂直方向には偽色が発生しな
いことがわかる。同様にして、図２６に示した垂直方向
の輝度信号の変化Ｖ２が存在する場合も、そのエッジ部
分の画素については、色差信号の値はともに０となり、
垂直方向のエッジに対しては偽色が発生しないことがわ
かる。

【００５３】したがって、以上説明したように、画素
（ｘ，ｙ）に対して、それを含む２行２列の画素（ｘ，
ｙ），（ｘ＋１，ｙ），（ｘ，ｙ＋１），（ｘ＋１，ｙ
＋１）からの出力信号に基づいて色差信号を演算する方
法では、水平方向に著しい輝度変化（エッジ）があるよ
うな場合に、偽色が発生する。このため画面上に画像を
再生した場合、本来色のない部分に偽色があらわれ画質
を劣化させてしまう。

【００５４】また、信号ＣＬ，Ｃ_R，Ｃ_Bから３原色の
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を生成する過程で、偽色信号成分により
偽輝度信号が発生してしまい輝度信号の劣化につながっ
てしまう。

【００５５】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、有効画素数
に対して、解像度を劣化させることなく高い解像度で輝
度信号および色差信号を再生するこが可能な単板式カラ
ーカメラを提供することである。

【００５６】この発明のさらに他の目的は、ＣＣＤから
全画素独立読出された出力信号に基づいて、画素ごとに
対応する輝度信号および色差信号を生成することが可能
な色分離方法を提供することである。

【００５７】

【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、色フィルタアレイは、任意の（２×ｍ）行（２×
ｎ）列（ｍ，ｎ：自然数）の画素に対応して、１行ごと
に交互に配置されるｍ個の第１の行と、ｍ個の第２の行
とを含み、各第１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、各第２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、（２×
ｍ）行（２×ｎ）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の補色ごとに、（２×ｍ）
行（２×ｎ）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に対して、少なくとも列方向および
行方向のいずれか一方について、低域透過フィルタとし
ての処理を行う色補間手段と、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
演算手段とを含む。

【００５８】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、自然
数ｍの値が２であり、自然数ｎの値が３である。

【００５９】請求項３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、色補間手段は、低域透過フィルタ処理を行うデジタ
ルフィルタリング手段を含み、４行６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〜
５、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、デジタルフィルタリング手段は、ｗ（０，１）＝
３，ｗ＝（０，３）＝１，ｗ（２，１）＝６, ｗ（２，
３）＝２，ｗ＝（４，１）＝３，ｗ（４，３）＝１とす
る第１の加重平均処理、ｗ（１，１）＝３，ｗ＝（１，
３）＝１，ｗ（３，１）＝６, ｗ（３，３）＝２，ｗ＝
（５，１）＝３，ｗ（５，３）＝１とする第２の加重平
均処理、ｗ（０，０）＝１，ｗ＝（０，２）＝３，ｗ
（２，０）＝２, ｗ（２，２）＝６，ｗ＝（４，０）＝
１，ｗ（４，２）＝３とする第３の加重平均処理および
ｗ（１，０）＝１，ｗ＝（１，２）＝３，ｗ（３，１）
＝２, ｗ（３，３）＝６，ｗ＝（５，０）＝１，ｗ
（５，２）＝３とする第４の加重平均処理のいずれかを
４行６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。

【００６０】請求項４の単板式カラーカメラは、請求項
２または３記載の単板式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。

【００６１】

【発明の実施の形態】［実施の形態１］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ＣＣＤ１０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１００
０の構成を示す概略ブロック図である。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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５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、
フレームメモリ５０からの信号および２次元レジスタア
レイ３０からの信号ならびに走査線遅延器１８〜２２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６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。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】［補間処理および色分離処理］図２は、実
施の形態１における補間処理動作を説明するための色フ
ィルタアレイの配列の模式図である。

【００７０】図３は、図２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４
は、図２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５は、図２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６は、図２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。

【００７１】以下では、フィルタアレイの配置の指定に
おいて、ＣＣＤ１０から順次データが読み出される方向
をｙ方向とし、これに垂直な方向をｘ方向とする。

【００７２】すなわち、実施の形態１においては、以下
の加重平均による補間処理により、４行６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。

【００７３】Ｍｇ＝３×Ｍｇ１０＋Ｍｇ３０＋６×Ｍｇ１２＋２×Ｍｇ３２＋３×Ｍｇ１４＋Ｍｇ３４ …（１７）Ｇ＝３×Ｇ１１＋Ｇ３１＋６×Ｇ１３＋２×Ｇ３３＋３×Ｇ１５＋Ｇ３５ …（１８）Ｃｙ＝Ｃｙ００＋３×Ｃｙ２０＋２×Ｃｙ０２＋６×Ｃｙ２２＋Ｃｙ０４＋３×Ｃｙ２４ …（１９）Ｙｅ＝Ｙｅ０１＋３×Ｙｅ２１＋２×Ｙｅ０３＋６×Ｙｅ２３＋Ｙｅ０５＋３×Ｙｅ２５ …（２０）なお、４行６列の画素に対応した色フィルタの配列は、
図２に示したもののほかに、図２に示した配列を１行だ
けずらせたものと、列方向に１列だけずらせたものと、
行および列方向に１行および１列ずらせたものの４種類
あり、図２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３〜図
６の中の他の配列にそれぞれ対応することになる。

【００７４】前述したとおり、実施の形態１では、ＣＣ
Ｄ１０は全画素独立読出動作を行なう。すなわち、図２
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Ｙｅおよ
びＣｙが交互に配置されることに対応して、ＣＣＤ１０
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。

【００７５】図７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。

【００７６】２次元レジスタアレイ３０は、Ａ／Ｄ変換
器４８からの出力信号を保持するフレームメモリ５０か
らの出力信号ｄ００を受け、１クロック分遅延した信号
を出力するレジスタ３００と、レジスタ３００の出力を
受けて１クロック分遅延して信号ｄ０２を出力するレジ
スタ３０２と、信号ｄ０２を受けて１クロック分遅延し
て信号を出力するレジスタ３０４と、レジスタ３０４の
出力を受けて１クロック分遅延して信号ｄ０４を出力す
るレジスタ３０６とを含む。

【００７７】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
分遅延した信号を出力するレジスタ３０８と、レジスタ
３０８の出力を受けて１クロック分遅延して信号ｄ１２
を出力するレジスタ３１０と、信号ｄ１２を受けて１ク
ロック分遅延した信号を出力するレジスタ３１２と、レ
ジスタ３１２の出力を受けて１クロック分遅延して信号
ｄ１４を出力するレジスタ３１４と、走査線遅延器２０
からの信号ｄ２０を受けて、１クロック分遅延した信号
を出力するレジスタ３１６と、レジスタ３１６の出力を
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３１８と、信号ｄ２２を受けて１クロック分遅延し
た信号を出力するレジスタ３２０と、レジスタ３２０の
出力を受けて１クロック分遅延して信号ｄ２４を出力す
るレジスタ３２２と、走査線遅延器２２からの信号ｄ３
０を受けて、１クロック分遅延した信号を出力するレジ
スタ３２４と、レジスタ３２４の出力を受けて１クロッ
ク分遅延して信号ｄ３２を出力するレジスタ３２６と、
信号ｄ３２を受けて１クロック分遅延した信号を出力す
るレジスタ３２８と、レジスタ３２８の出力を受けて１
クロック分遅延して信号ｄ３４を出力するレジスタ３３
０とを含む。

【００７８】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５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。

【００７９】つまり、上述した信号ｄ００〜ｄ３４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。

【００８０】図３〜図６から明らかなように、４行６列
の画素群の中央位置におけるマゼンダ色信号、緑色信
号、シアン色信号、黄色信号をそれぞれ算出するには、
上記４行６列の画素群中の４行５列の画素からの信号を
用いればよいため、二次元レジスタアレイとしては、４
行６列分のレジスタではなく、図７に示したような４行
４列のレジスタ３００〜３３０で構成することが可能で
ある。

【００８１】図８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。

【００８２】補間処理回路３４は、信号ｄ００，ｄ０
２，ｄ０４を受けて第１の補間信号ＳＩ１を出力する補
間演算部３４２と、信号ｄ２０，ｄ２２，ｄ２４を受け
て第２の補間信号ＳＩ２を出力する補間演算部３４４
と、信号ｄ１０，ｄ１２，ｄ１４を受けて第３の補間信
号ＳＩ３を出力する補間演算部３４６と、信号ｄ３０，
ｄ３２，ｄ３４を受けて第４の補間信号ＳＩ４を出力す
る補間演算部３４８と、信号ＳＩ１とＳＩ２を受けて第
５の補間信号ＳＩ５を出力する補間演算部３５０と、信
号ＳＩ５を受けて１クロック分遅延した第６の補間信号
ＳＩ６を出力するレジスタ３５４と、信号ＳＩ３とＳＩ
４を受けて第７の補間信号ＳＩ７を出力する補間演算部
３５２と、信号ＳＩ７を受けて１クロック分遅延した第
８の補間信号ＳＩ８を出力するレジスタ３５６と、制御
回路４２に制御されて、第５〜第８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３５８
とを含む。

【００８３】ここで、補間演算部３４２は、信号ｄ０２
を受けてその強度を２倍にして出力する乗算器３４２２
と、信号ｄ００および信号ｄ０４の加算結果を出力する
加算器３４２４と、加算器３４２４と乗算器３４２２の
加算結果を第１の補間信号ＳＩ１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３
４８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。

【００８４】補間演算部３５０は、信号ＳＩ２の強度を
３倍にして出力する乗算器３５０２と、乗算器３５０２
の出力と信号ＳＩ１との加算結果を信号ＳＩ５として出
力する加算器３５０４とを含む。

【００８５】補間演算部３５２は、信号ＳＩ３の強度を
３倍にして出力する乗算器３５２２と、乗算器３５２２
の出力と信号ＳＩ４との加算結果を信号ＳＩ７として出
力する加算器３５２４とを含む。

【００８６】したがって、色フィルタの配置が図２に示
した配置である場合、補間演算部３５０は、第１のクロ
ックタイミングで図６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、この時の補間演算結
果はレジスタ３５４に保持され信号ＳＩ６として選択回
路３５８に与えられる。

【００８７】第１のクロックタイミングに続く第２のク
ロックタイミングでは、補間演算部３５０は、図５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、この時の補間演算結果は信号ＳＩ５として選択
回路３５８に与えられる。

【００８８】同様にして、色フィルタの配置が図２に示
した配置である場合、補間演算部３５２は、上記第１の
クロックタイミングで図４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、この時の補間演
算結果はレジスタ３５６に保持され信号ＳＩ８として選
択回路３５８に与えられる。

【００８９】上記第２のクロックタイミングでは、補間
演算部３５２は、図３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、この時の補間演算結
果は信号ＳＩ７として選択回路３５８に与えられる。

【００９０】選択回路３５８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５〜第８の補間信号ＳＩ５〜ＳＩ８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。

【００９１】たとえば、色フィルタの配置が図２に示し
た配置である場合は、第５の補間信号ＳＩ５がシアン色
信号Ｃｙに、第６の補間信号ＳＩ６が黄色信号Ｙｅに、
第７の補間信号ＳＩ７がマゼンダ色信号Ｍｇに、第８の
補間信号ＳＩ８が緑色信号Ｇにそれぞれ対応するため、
選択回路３５８は、このような対応づけとなるように信
号を出力する。

【００９２】信号を読み出す４行６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３５８は上述した対応づけを変化させる。

【００９３】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６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６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。

【００９４】図９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。

【００９５】図９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。

【００９６】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。

【００９７】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。

【００９８】Ｃｂ＝（Ｃｙ＋Ｍｇ）−（Ｙｅ＋Ｇ）＝（Ｒ＋Ｇ＋２Ｂ）−（Ｒ＋２Ｇ）＝２Ｂ−Ｇ …（２１）Ｃｒ＝（Ｙｅ＋Ｍｇ）−（Ｇ＋Ｃｙ）＝（２Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）−（Ｂ＋２Ｇ）＝２Ｒ−Ｇ …（２２）後に説明するように、図３〜図６に示したような重み付
け係数に応じて加重平均処理を行うことは、行方向およ
び列方向についてローパスフィルタによるフィルタ処理
を行うことに相当し、このようにして生成された信号
Ｇ，Ｍｇ，Ｙｅ，Ｃｙにより色差信号を生成すること
で、偽色の発生を抑制することが可能となる。

【００９９】［輝度信号生成の生成］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Ｙ
ｅ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。

【０１００】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。

【０１０１】補間処理を行うことで、偽色の発生を抑制
することが可能であるが、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。

【０１０２】図１０は、上述したような輝度信号Ｙの生
成を行うための輝度信号生成回路３２の構成を示す概略
ブロック図である。

【０１０３】輝度信号生成回路３２は、信号ｄ１２およ
び信号ｄ２２を加算する加算器３２２と、加算器３２２
の出力を受けて保持する３２４と、加算器３２２とレジ
スタ３２４との出力を受けて、加算結果を輝度信号Ｙと
して出力する加算器３２６とを含む。

【０１０４】すなわち、たとえば、色フィルタの配置が
図２に示される配置である場合、まず、第１のクロック
タイミングにおいて、加算器３２２からは信号Ｇ１３と
信号Ｙ２３との加算結果が出力され、この値はレジスタ
３２４に保持される。

【０１０５】つづいて、第１のクロックタイミングに続
く第２のクロックタイミングにおいて、加算器３２２か
らは信号Ｍｇ１２と信号Ｃｙ２２との加算結果が出力さ
れる。したがって、加算器３２６からは、第２のクロッ
クタイミングにおいて、以下の式（２３）であらわされ
る輝度信号が出力される。

【０１０６】Ｙ＝Ｇ１３＋Ｙｅ２３＋Ｍｇ１２＋Ｃｙ２２ …（２３）以上のような構成とすることで、輝度信号Ｙは、４行６
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て生成されるた
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。

【０１０７】図１１は、図４に示すような重み付け係数
によるデジタルフィルタにより補間処理を実現した場合
の水平方向の周波数に対する利得の関係を示す図であ
る。

【０１０８】また、図１２は、図４に示すような重み付
け係数によるデジタルフィルタにより補間処理を実現し
た場合の垂直方向の周波数に対する利得の関係を示す図
である。

【０１０９】横軸は、この場合、画素に対応した空間周
波数を表し、縦軸は利得をデシベル（ｄＢ）表示したも
のである。

【０１１０】ここで、横軸の周波数Ｎｑは、ナイキスト
周波数を表す。いずれの利得の周波数依存性もローパス
フィルタとしての特性を示しており、上述したとおり、
このような特性のフィルタ処理により信号Ｇ，Ｍｇ，Ｙ
ｅ，Ｃｙにより色差信号を生成することで、偽色の発生
を抑制することが可能となる。

【０１１１】なお、本発明は、色信号について、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ＹＭ、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。

【０１１２】さらに、以上の説明で明らかなように、本
発明は、緑色フィルタと３つの補色フィルタとからなる
色フィルタが色差順次方式で配列されている場合にも必
ずしも限定されない。

【０１１３】［実施の形態２］実施の形態１では、色フ
ィルタアレイの配列が図２に示した配列となっている場
合について説明した。

【０１１４】しかしながら、信号Ｍｇ，Ｇ，Ｙｅ，Ｃｙ
に基づく、色フィルタアレイの配列方法としては、図２
に示した配列以外に図１３に示したような配列方法も存
在する。

【０１１５】すなわち、図２に示した色フィルタの配列
では、ｘ＝２の行およびｘ＝４の行のマゼンダ色フィル
タと緑色フィルタとは、ｙ方向について、まったく同様
な配列となっていた。

【０１１６】これに対して、図１３に示す配列では、ｘ
＝２の行とｘ＝４の行とでは、マゼンダ色フィルタと緑
色フィルタとは、ｙ方向に１画素分ずれた配置となって
いる。

【０１１７】図１４は、図１３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
１５は、図１３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１６は、図１３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１７は、図１３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。

【０１１８】実施の形態１の図７に示した二次元レジス
タアレイを実施の形態２では４行５列とし、これに応じ
て、実施の形態１の図８に示した補間処理回路の構成を
変更することで、このような重み付け係数にる補間処理
を行うことが可能である。

【０１１９】この場合も、すくなくとも水平方向（ｙ方
向）についてはローパスフィルタとしてのフィルタ処理
をしたことに相当するので、実施の形態１と同様に、こ
のようなフィルタ処理により信号Ｇ，Ｍｇ，Ｙｅ，Ｃｙ
により色差信号を生成することで、偽色の発生を抑制す
ることが可能となる。

【０１２０】［実施の形態３］実施の形態１において
は、補間処理を行って、その中央位置における色信号を
生成する画素ブロックとして、４行６列の画素ブロック
をもちいた。

【０１２１】しかしながら、画素ブロックの大きさとし
ては、このような構成に限定されず、より大きな画素群
からなる画素ブロックを用いることも可能である。

【０１２２】実施の形態３では、このような画素ブロッ
クとして６行６列の画素ブロックを用いた場合を示す。

【０１２３】図１８は、このような６行６列の画素ブロ
ックに対応する色フィルタアレイの配列を示す図であ
る。

【０１２４】図１９は、図１８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
２０は、図１８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２１は、図１８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２２は、図１８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。

【０１２５】図２３は、実施の形態３の場合の２次元レ
ジスタアレイの構成を示す概略ブロック図である。

【０１２６】実施の形態１の図７に示した二次元レジス
タアレイと異なる点は、レジスタを６行４列の配置とし
た点である。

【０１２７】これに応じて、実施の形態１の図８に示し
た補間処理回路の構成を変更することで、このような重
み付け係数にる補間処理を行うことも可能である。

【０１２８】この場合も、水平方向（ｙ方向）および垂
直方向（ｘ方向）について、ローパスフィルタとしての
フィルタ処理をしたことに相当するので、実施の形態１
と同様に、このようなフィルタ処理により信号Ｇ，Ｍ
ｇ，Ｙｅ，Ｃｙにより色差信号を生成することで、偽色
の発生を抑制することが可能となる。

【０１２９】なお、以上の説明では、４行６列または６
行６列の色フィルタに対応す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、ｍ，ｎを自
然数とするとき、（２×ｍ）行（２×ｎ）列の画素であ
ってもかまわない。

【０１３０】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれ
ば、、輝度信号については高い解像度を維持したまま
で、被写体の明度が変化し輝度レベルが急激に変化する
エッジが存在する場合も、偽色信号の発生を抑えること
ができ、画質劣化のない高画質な画像を再現することが
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の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。

【図２】実施の形態１の色フィルタアレイの配列を示す
模式図である。

【図３】図２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す図である。

【図４】図２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す図である。

【図５】図２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す図である。

【図６】図１２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図である。

【図７】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。

【図８】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。

【図９】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。

【図１０】輝度信号生成回路３２の構成を説明する概略
ブロック図である。

【図１１】実施の形態１の補間処理の水平方向周波数に
対する利得の変化を示す図である。

【図１２】実施の形態１の補間処理の垂直方向周波数に
対する利得の変化を示す図である。

【図１３】実施の形態２の色フィルタアレイの配列を示
す模式図である。

【図１４】図１３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す図である。

【図１５】図１３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す図である。

【図１６】図１３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す図である。

【図１７】図１３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図である。

【図１８】実施の形態３の色フィルタアレイの配列を示
す模式図である。

【図１９】図１８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す図である。

【図２０】図１８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す図である。

【図２１】図１８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す図である。

【図２２】図１８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図である。

【図２３】実施の形態３の２次元レジスタアレイ３１の
構成を示すブロック図である。

【図２４】ＣＣＤ１０の構成を示す概略ブロック図であ
る。

【図２５】従来の単板式カラーカメラ２０００の構成を
示す概略ブロック図である。

【図２６】色フィルタアレイの配列と全画素独立読出の
動作を説明するための模式図である。

【符号の説明】

２光学系１０ＣＣＤ１２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、３１２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４４ＣＤＳ回路４６ＡＧＣ回路４８Ａ／Ｄ変換回路１００色分離回路１０００単板式カラーカメラ

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

【手続補正書】

【提出日】平成１１年４月１２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

Claims

【特許請求の範囲】

【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、前記色フィルタアレイは、任意の（２×ｍ）行（２×ｎ）列（ｍ，ｎ：自然数）の
画素に対応して、１行ごとに交互に配置されるｍ個の第
１の行と、ｍ個の第２の行とを含み、各前記第１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、各前記第２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（２×ｍ）行
（２×ｎ）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の補色ごとに、前記（２×
ｍ）行（２×ｎ）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に対して、少なくとも列方向お
よび行方向のいずれか一方について、低域透過フィルタ
としての処理を行う色補間手段と、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の演算手段とを含む、単
板式カラーカメラ。
【請求項２】前記自然数ｍの値が２であり、前記自然
数ｎの値が３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、前記色補間手段は、前記低域透過フィルタ処理を行うデジタルフィルタリン
グ手段を含み、前記４行６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＝０〜５、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、前記デジタルフィルタリング手段は、ｗ（０，１）＝３，ｗ＝（０，３）＝１，ｗ（２，１）
＝６, ｗ（２，３）＝２，ｗ＝（４，１）＝３，ｗ
（４，３）＝１とする第１の加重平均処理、ｗ（１，１）＝３，ｗ＝（１，３）＝１，ｗ（３，１）
＝６, ｗ（３，３）＝２，ｗ＝（５，１）＝３，ｗ
（５，３）＝１とする第２の加重平均処理、ｗ（０，０）＝１，ｗ＝（０，２）＝３，ｗ（２，０）
＝２, ｗ（２，２）＝６，ｗ＝（４，０）＝１，ｗ
（４，２）＝３とする第３の加重平均処理およびｗ
（１，０）＝１，ｗ＝（１，２）＝３，ｗ（３，１）＝
２, ｗ（３，３）＝６，ｗ＝（５，０）＝１，ｗ（５，
２）＝３とする第４の加重平均処理のいずれかを前記４
行６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。