JPS59158691A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JPS59158691A
JPS59158691A JP58033978A JP3397883A JPS59158691A JP S59158691 A JPS59158691 A JP S59158691A JP 58033978 A JP58033978 A JP 58033978A JP 3397883 A JP3397883 A JP 3397883A JP S59158691 A JPS59158691 A JP S59158691A
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JP
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signal
circuit
color
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image pickup
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JP58033978A
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Seiji Hashimoto
誠二 橋本
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Canon Inc
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/10Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は撮像デバイスを利用した撮像装置に関し、特に
折り返し歪を軽減する為の信号処理回路のである。
(従来技術) 従来この独のカラー撮像装置には、異なる分光特性を有
する複数の色分解フィルタを例えばストライプ状に備え
た撮像デバイス(COD等) カ利用される。
例えば第1図示の様に赤色光(R)透過フィルタ。
緑色光(G)透過フィルタ、tt色光(B)透過フィル
タ(以後単にRフィルタ、Gフィルタ、Bフィルタと呼
ぶ)が順次撮像デバイヌ面上に配列されている場合を考
えて見る。この様なフィルタ蒸び光学系を経て撮像デバ
イスに入射した光は、上述の色ストライプフィルタ及び
撮像デバイスにより、空間的にサンプリングされるが、
この場合、撮像デバイスの絵素数又は色ストライプフィ
ルターのピッチで決まる空間サンプリング周波数の7以
上に相当する入射光の空間周波数成分は、折返し歪の原
因となる。これを第2図を用いて説明する。
図示(A> 、 (Bl 、 (qはいずれも横軸は周
波数を、縦軸は信号レベルを表わすものとす込。
撮像デバイス上でサンプリングされた入射光は、光電変
換作用等により撮像デバイスから撮像信号として読出さ
れるが、ここで、この撮像信号のRのみ(あるいはGの
み、Bのみ)に注目するとその繰返し周波数は、胱出し
周波数の了となる。この繰返し周波数をfCとすれば、
サンプリングによる入射光のベースバンド成分と側帯波
成分は図示(A)の様になり、図示の斜線部分が折返し
歪成分と呼ばれる。この信号を図示(B)のような特性
を南するローバヌフィルタを通すと、この折返し成分が
ベースバンド成分に混って残る事になり、この成分がデ
ィスプレイ上で非常゛に画質を劣化させる原因となる。
この様な折返し歪を軽減する方法として、特開昭56−
120281号公報に一方法が述べられている。即ち同
図(C)に示す如く無彩色被写体像を撮影したとき、撮
像デバイスから出力される点順次信号のレベルを1:1
:1になる様に色分解フィルタの設剖を行なえは、サイ
ドバンド成分が打ち消し合って、折返し歪が軽減出来る
というものである。
この方法によれば少なくとも無彩色の画面に関しては折
返し歪を低減できる。
勿論色飽和度の高い画面に関してはこの様な効果は得ら
れないが、人間の視感度は色に関しては高域側で低いか
ら無視して良い。
しかし上述の場合、撮影の目的あるいは場所によって、
撮影光源の色温度が異なると、点順次信号L/ベベルア
ンバランスになって、結局折返し歪が発生してしまう。
第3図は色温度として例えば3200’にと6000°
Kにおける分光エネルギーを示し、第4図は例えば32
00’Kに於て点順次の出力信号レベルが一定になる様
に色分解フィルタを設計した場合の欠点を示す図である
0色温度3200’KK於てR,G、Bが1=1=1に
なる様にフィルタを設定すると、第4図に示す如< 6
000’にでは長波長側即ちR側が弱く、B側が強くな
ってしまうので、サイドバンドのベクトルが第4図示の
如くシアン(Cy)側に偏ってしまい、折返し歪が発生
する。
更に又、撮像デバイスは一般に赤外光に対して感度が高
く、視感度とはずれが出てしまう為、これを防ぐ為に赤
外カットフィルタを撮像デノ(イスへの光入射ツ(、路
中に設けるが、この赤外カットフィルタの製造工程で生
じる厚みのムラによってこのフィルタの分光感度特性に
・くうつきが生じ、結果としてR信号レベルの変動を起
こす場合がある0この様な欠点を除く方法として次の方
法が知られている。
即ちメカ的な色温度抽圧フィルタを利用する方法でおる
0この方法は通當太ざつばに、例えば昼光用、螢光旋用
、タングステン用と色温度補正フィルタを準備し、撮影
場jヅrに応じて上記の補止フィルタを切替えるもので
ある。この方法の欠点としては補正用のフィルタが何種
類か必要である事、又点順次信号のレベル合せが粗い参
により折返し歪の発生1に光音には防止できない点であ
る。
また従来の撮像装置では雑音が太きく画像のS/Nが悪
(・という欠点があった。例えば特公昭55−5139
5号公報に述べられている6電極力式の撮像管を用いた
テレビジョンカメラではR,G、B信号を加算する事に
より高域の輝度信号を得て℃・る。即ち6電極の出力信
号R,G、Bは電子ビームの走査により、第5図示R,
G、Bの様になり、各色信号を合成すると輝度信号Yが
イ)Iられる○この場合、撮像管において発生する雑音
は信号成分領域と無効成分領域の双方に一様に発生する
ので合成された輝度信号の雑音は約5倍になり、 S/
Nはその分だけ低下してしまう欠点があったQまた、こ
の様な撮像装置では、小型化、低消費電力化のために、
信号処理回路の電源電圧をより低電圧化する傾向があり
、現在は5■電源が一般的である。このような低′邂源
を使用して画質の良い映像信′8′を発生させるには信
号レベルを適当に処理し等測的に信号処理回路のダイナ
ミックレンジを拡大する必要がある。一般に映像信号処
理に路が知られている。しかし、とのKNEE回路を撮
像デバイヌから読み出された信号にそのままノ窃用する
と、輝度信号には折り返し歪が増し、また、カラー信号
ではホワイトバランスの誤差が発生し、画質を著しく低
下させる欠点があった○第6図(A) 、 (B)は上
述の従来技術の欠点の説明図である。(C1は本発明の
詳細な説明図であるが内容は後述する。
まず図示fA)を説明する。撮像デバイスの各色信号出
力レベルは、前述の様に撮影時の光源の色温度により異
なる場合が多い。ここでは説明の一例として、無彩色の
被写体を想定し、その時のRとG信号レベルは同レベル
とし、またB (N g L=ペルi−j少し低いレベ
ルであると仮定する。即ち光景の増加に対し各信号レベ
ルは図示のR,G、Bの実線で示される特性を示すもの
とする。その時、信号の飽和信号レベルをVsatの記
号で表わすと、通常Ff、G、Bの飽和レベルは同じで
あるので、RlGはa点で、Bはb点で示す光景で飽オ
lしてしまう0この状態で回路のダイナミックレンジを
拡げるために、R,JB倍信号所定の信号レベルVKN
EEでKNEE%性を施すと、R,CT、B′?!r信
シ多は破線で示すR’、G’、B’の伯−号となる。次
にこれらRLlσlB′の信号のホワイトバランス、即
ちレベル合せを行うと図示(B)の様に、H’ 、 G
’とαB′の信号レベル(αはレベル合せのための係叙
)はVKNEEレベル以上では、一致しなくなる。(こ
こではVWCViホワイトクリップレベルで、こ)し以
」−二の信号は回路的に辿にノFされる。) その結果、図示の夕1線部分における信号レベルでtよ
、輝度化ぢレベルが合わなくなり、折り返し歪が発生す
るノ」↓になる。また、カラー4’L ”iに対しては
ホワイトバランスがとれなくなってしまう欠点があった
(目 的) 本発明は上述の様な欠点を除去し、容易に点順次信号レ
ベルの調整ができる信号処理回路を備えた撮像装置を提
供する事を目的とするものである。
(実施例) 本発明の実施例を第7図に示す、CCD型の撮像素子を
利用した撮像装置を例にとり説す」する。
第7図の撮像素子は7レームトランスフア型CODであ
る。まずストライプフィルタの各色フィルタに対応して
撮像部1で光電変換された情報電荷は駆動パルスφP1
とφPSにより、TV同期の垂直帰線期間にメモリ一部
2に高速転送さiする〇又、メモリ一部2に蓄積された
情報電荷は1水平フィン分の垂直転送につき、各ストラ
イプフィルタに対応した情報が水平シフトレンスタSR
1、SR2。
SR3に分配して転送される。
即ち第8図示の如く本実施例ではメモリ一部2の1水平
ライン分の情報は各色情報毎にシフトレジy、 l S
R1〜SR3K夫々分配され、水平シフトレジスタSR
I 、S]’(2、SR3からはおのおのR,C,B信
号が出力される。従ってレジスタSR1、882、81
(3U 色信号を分離する為の分離手段を構成している
第9図は前記CODから読み出された信号の(f4号処
理回路ブロック図である。クロックI C30゜ドライ
バー20 Kより駆動された撮像デバイス10(本実施
例ではcap)の表面には例えば第1図示フィルタが貼
付けられており、その出力信号に線色分解フィルタに対
応したR、G、B信号が別々に得られる。この信号はク
ランプ回路40において直流再生がなされ、次段のレベ
ル制御手段としてのゲ・fンコントμmル回路5oに専
がれ、不図示のレベル調整回路の制御(5号により、上
く、G。
B信号は同一レベルになされる。クランプ回路としては
スーrツナ回b’ir 6 Qの入力信号の面?i、:
 ′−位をクランパに帰還させるフィードバノククラン
グ回路を使えばさらに良い。このゲインコントロールに
より、輝度信号合成時のilFり返し歪を最低限に抑制
する串が出来る。次にこのゲインコントロール回路50
の出力信号は、本発す」に係る次段の輝度信号形成用の
順次化手段であるスイッチ回路6゜と、通常のガンマ補
正あるいはホワイトクリップ等の信号処理とNTSC信
号に変換する回路が集積されたプロセスエンコーダ回路
70に晦がれる。
次にスイッチ回路60の動作を第10図に基づき説明す
る。図示Sl、S2.83は第7図CCDの出力信号で
ある。この例では水平シフトレジヌタの駆動パルスが第
10図示の信号波形と等価な6相駆動パルスであるとす
る。
この信号S1.S2.S3′ii−スイッチ回路のi′
bり御信号5W−R,5W−G、Si’+’−B )y
、イッfハhスT抜きとり、抜きとった信号を加算する
と図示Yに示す輝度信号が得られる0即ち色分解フィル
タの空間的→Jングリングと同一の信号Yが得られ、解
像度は非常に良くなる。この様にスイッチングにより輝
度信号として必要な部分だけを抜きとり加ν、して輝度
信号を発生させるとノイズの加杯はなくなり、S/Nの
劣化はない。
尚第9図示の55はホワイトバラン7回路であり、ここ
では輝度信号のR・G、B信号レベルをほぼ一致させる
目的の回路であれば艮い〇一般的にカラー信号のホワイ
トバランスは5〜6ビント情報が必要であるが、この実
施例ではプロセス・エンコーダ回路に内蔵しである。こ
の様に構成すれば色フィルタを補色フィルタにした時、
・回路を輝度系とカラー系に別々に考える事が出来、結
果的に簡単な回路となる。
第11図の実施例は第5図GGDの水平シフトレジスタ
を同相のパルスで駆動した時の回路ブロック図である。
この場合、輝度信号を合成するとき、)?、G、B信号
を色分解フィルタの空間サンプリンブト同一にするため
、R信号に対し、0.B(ば号e」、遅延する必要があ
る。遅延回路としては通常の遅延線でも良いし、サンプ
ルボールド回路であっても良い。
この様に駆動法が各水平シフトレジスタ間で異なれば、
元の空間づンプリング状態にする回路手段が必要となる
。この回路手段は輝度信号を合成する手段の前段であれ
ば、どの位置にあっても良い。
である○この実施例の様にKNlilE回路を、RoG
・B(8号のレベルを一致させた後に挿入すると、第6
図(C1に示すごとくホワイトクリップレベル■WCよ
り低い信号レベル、即ち利用する信うレベルの間では、
R’、G’、αB′の信号レベルが一致するのでルIL
度信号やカラー信号に不都合は生じない。
第12図実施例はスイッチ回路60の後段にKflKF
回路65を挿入した例であるが、第16図はゲインコン
トロール回路50の後段にKNEEl路65を挿入した
例を示す図である。この場合にはKNE:E回路が1系
統だけで済むので構成が簡単になる。
(効 果) 以上説明した様に撮像デ・くイスの出力信号のレベル合
せを行なった後、信号成分より輝度信号を合成する事に
より次の効果が得られる。
第1に色温度補正フィルタを使わ−なくてもよいので、
構成が簡単になる。
第2に輝度信号を為す各色信号レベル合せを行う事によ
り折り返し歪が大幅に低減出来、その結果高帯域の映像
信号が得られる0 第6に、輝度信号は各色信号の有効成分だけをスイッチ
ングして点順次化する事により輝度信号を合成している
のでS/Nが良くなる。
更にまた、KNEE特性を容色信号のレベル合せを行っ
た後施すのでダイナミックレンジの広℃1シかも偽信号
のない映像信号が得られる。
尚、本芙流側では固体撮像水子を用〜・て説明したが、
これは撮像管タイプでも良く、また6本出力方式ではな
くその他の複数出力方式にて構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
第1図は色分解フィルタの模式図、第2図(N山(qは
折り返し歪の説ル」図、第6図は撮像光源の違いによる
分光エネルギー図、第4図は点順次信号レベルのアンバ
ランスによる折り返し歪の説明図、第5図は従来方式の
輝度信号合成方法の説明図、第6図(ん、(B)は従来
方式のKNEE特性付加による問題点の説明図、第6図
(C)は本発明のKNEE特性付加による信号説明図、
第7図は本発明の実施例に利用したCODの概略図、第
8図は各色信号の水平シフトレジスフへの転送説明図、
第9図は本発明の撮像装置の第1笑施例図、第10図は
第9図における輝度信号合成方法の説明図、第11図は
本発明の第2の実施例図、第12図、第16図はKNh
、E回路を線入した本発明の実施例図である。 10は撮像デバイス、40はクランプ回路、50はゲイ
ンコントロール回路、60はスイッチ回路、45と46
は遅延回路、65はKNEE回路である0追う霞 も40 L (C) 男60 方10 回 5I11/−8 男110

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 異lヨった色分光特性を有する複数の色分解フィルタと
    組み合わされた撮像手段と、前記各色分解フィルタに対
    応した色信号のレベルを夫々制御する制御手段と、該制
    御手段により制御された各色信号の出力を順次切換えて
    順次化する順次化手段と、該順次化手段に関連して設け
    られ、前記制御手段により制御された各色信号のレベル
    を非線形に抑圧する抑圧手段とを有する撮像#ciit
JP58033978A 1982-12-07 1983-03-01 撮像装置 Granted JPS59158691A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58033978A JPS59158691A (ja) 1983-03-01 1983-03-01 撮像装置
DE19833344082 DE3344082A1 (de) 1982-12-07 1983-12-06 Bildaufnahme-einrichtung
US07/246,025 US4935808A (en) 1982-12-07 1988-09-14 Low-noise image pickup device having readout transfer paths for divided image information

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58033978A JPS59158691A (ja) 1983-03-01 1983-03-01 撮像装置

Publications (2)

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JPS59158691A true JPS59158691A (ja) 1984-09-08
JPH05914B2 JPH05914B2 (ja) 1993-01-07

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ID=12401572

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4926247A (en) * 1986-10-15 1990-05-15 Olympus Optical Co., Ltd. Color imaging apparatus including a means for electronically non-linearly expanding and compressing dynamic range of an image signal

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JPS5661876A (en) * 1979-10-25 1981-05-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Automatic white balance regulator of color television camera
JPS5721387A (en) * 1980-07-11 1982-02-04 Paamakemu Asia:Kk Preparation of oxazolidinone derivative

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JPH05914B2 (ja) 1993-01-07

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