JPS5918909B2 - カラ−撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電荷結合素子などの半導体素子を撮像体として
使用したカラー撮像装置に係り、特に絵素数を増すこと
なく解像度の向上を図ると共に、輝度成分中に生ずる側
波帯成分を除去して画質の劣化を防止したものである。

以下図面を参照して本発明によるカラー撮像装置を詳細
に説明する。

第１図は本発明装置に使用して好適な電荷結合素子（Ｃ
ＣＤ）による固体撮像体（以下単にＣＣＤと云う）の一
例を示す。図はフレーム（又はフィールド）トランスフ
ァ方式であつて、ＩＡは被写体が投影される撮像部で、
縦横に配列形成された絵素となる複数の受光部２を有す
る。

τＨは水平走査方向における配列ピッチ、τＶは同様に
垂直走査方向における配列ピッチである。ＩＢは撮像部
ＩＡと同様構成の蓄積部を示し、被写体像の光情報に応
じたキャリヤが対応する位置に転送されて蓄積される。
ＩＣはＩＨ（Ｈは１水平走査期間）分のキャリヤを読出
すための読出しレジスタで、３は出力端子を示す。なお
、４はチャンネルストッパで、ギヤリヤの転送方向に延
長して形成される。本発明は例えばこのようなＣＣＤを
２個用いて撮像装置を構成するものであるが、これら２
個のＣＣＤＩ、２の空間的な配列関係は、第２図で示す
如ぐ一方が他方のＣＣＤに対して垂直方向に−τＶだけ
平行にずれるように配置されるものである。

第１図で示したように、複数の絵素２が縦横に平行に配
列形成されたＣＣＤ（平行型ＣＣＤ）を使用する場合に
あつては、垂直方向と共に、水平方向にも絵素２の配列
ピッチτＨの一だけ相対的にずらして配置されるもので
ある。従つて、第３図で示すように被写体５を光学系６
及び例えばハーフミラー７ａとミラーＴｂとからなる分
光系７を介してＣＣＤＩ、２に投影すれば、投影像その
ものも一（τＨ、τり）だけ相対的にずれる。

本発明はこの状態で被写体の光情報に基づく電気信号を
読出すものであるが、この場合、本発明では特に夫々の
信号をフイールド毎に順次交互に読出すように構成する
。

それがため、ＣＣＤｌ，２の出力側にはフイールド毎に
反転する制御スイツチ８が設けられ、ＣＣＤｌ，２から
の出力Ｓｌ，Ｓ２が交互に順次読出される。例えば、Ｓ
１−Ｓ２一Ｓ１ −・・・・・・の如く読出される。す
なわち、本発明ではインターレース的な走査方式が採用
されている。このように、２個のＣＣＤｌ，２を用い、
かつインターレース走査方式を採用すれば、従来よりも
少ない絵素数で水平及び垂直方向における解像度の向上
を図りうる。

従来の一程度の絵素数ならりば、解像度は十分である。

従来の解像度と同様な解像度を得ようとするには水平、
垂直部とも従来の絵素数の一でよいことは勿論である。
ところで、被写体像に応じた光情報は絵素毎にサンプリ
ングされた状態で電気信号に変換されるから、今サンプ
リング周波数をＦｃとすれば、各絵素２を水平走査区間
毎に走査することにより、第４図で示す如く、輝度成分
となる直流成分ＳＹと共に、サンプリング周波数Ｆｃを
中心とする側波帯成分（交流成分）ＳＭが得られる。

この側波帯成分ＳＭが直流成分ＳＹ中に混入したままの
出力Ｓを使用すると、その詳細な説明は省略するも画像
が劣化する欠点がある。そこで、今画像劣化に係りのあ
る側波帯成分ＳＭに注目すると、ＣＣＤｌと２とは空間
的にだけずれているので、その空間的な位相関係を満足
して出力Ｓｌ，Ｓ２を読出せば、時間的にも−τＨに相
当する位相差、すなわち１８０にだけ位相がずれた状態
で得られることになる。

依つて、第４図Ａで示す如くＣＣＤｌから得られる側波
帯成分ＳＭｌを基準にした場合、他方の側波帯成分ＳＭ
２は同図Ｂで示す如く逆相になつて得られる。このよう
に、側波帯成分ＳＭｌ，ＳＭ２がフイールド毎に逆相に
なつて得られる場合には、夫々の出力Ｓｌ，Ｓ２を連続
的に再生すれば、側波帯成分Ｑ−一 Ｑ−一 ｃ
＋白ｎ）壬ムＬＶ〃μ目１）ｆ トｈラ日〜ｈ＾ム）２
↓ロメルされることになる。ここで、水平方向の絵素数
ＮＨは水平方向における有効走査時間（′−１／ＦＨ）
とサンプリング周波数Ｆｃとの積で求められるから、本
例では水平方向の絵素数ＮＨを増すことなく側波帯成分
を相殺でき、それに伴つて画質の劣化を防止できる。と
ころで、今まで説明してきた例は白黒像を対象とするも
のであるが、カラーの場合は以下の如く構成すればよい
。

まず、本例において使用することのできる色フイルタか
ら説明するも、色フイルタ１０，１１としては例えば第
５図で示すように、Ｒ−Ｂの各原色光を透過光とする縦
型ストライプ状のものが使用される。透過光の配列順序
は、一方の色フイルタ１０が図のように水平走査方向に
向つてＲ，Ｇ，Ｂの如く選定されている場合には、他方
の色フイルタ１１にあつては、Ｂ，Ｒ，Ｇの順となるよ
うにその透過光が選定されるものである。

透過光の配列順序がこのように選ばれた一対の色フイル
タ１０，１１を使用して被写体を撮像した場合、夫々の
ＣＣＤｌ，２から得られる撮像出力Ｓｌ，Ｓ２のうち側
波帯成分の位相は、第６図で示すようになる。

すなわち、Ｒ，Ｇ，Ｂの繰返しパターンからなる色フイ
ルタ１０，１１を使用する場合では、Ｒ−Ｂに関する色
成分ＳＲ−ＲＢは互に１２０、の位相差をもつて得られ
ることになる。この場合、一方の色フイルタ１１は他方
の色フて配置されるものであるから、その詳細な説明は
省略するもＣＣＤｌ，２における各色成分ＳＲ〜ＳＢは
図で示すように夫々に関して逆相関係であり、依つて、
カラーの場合でもフイールド毎に交互に順次信号を読出
せば、側波帯成分を有効に除去することができるもので
ある。

色フイルタ１０，１１を使用した回路系の一例を第７図
を参照して説明するも、フイールド毎に交互に順次読出
された出力ＳＯは復調系１５に供給され、色信号の復調
が行なわれる。

本例ではＲ〜Ｂの各原色信号を得るようにした場合であ
つて、それがため復調系１５としては、Ｒ−Ｂの各色成
分の復調回路１５Ｒ〜１５Ｂが設けられる。復調回路１
５Ｒ〜１５Ｂには夫々所望とした副１ライン）に存する
絵素を２ｂとしたとき絵素２ａと２ｂとは一τＨだけ隔
てられ、受光領域は一τＨに制限される。空間的に一τ
Ｈだけずらした場合には、信号読出時における時間関係
も一τＨを満足させる必要がある。

そのため、この市松型ＣＣＤを使用する場合にあつては
１Ｈ毎に、該当する信号を遅延させた上で第３図又は第
７図で示すような信号処理を施せばよい。この場合、第
９図Ａで示すような透過領域と透過光とが選定された色
フイルタ１０を使用した場合には、同図Ｂで示すような
透過光に選定された色フイルタ１１が使用されるものが
あるが、このようにした場合にはＣＣＤそれ自体、水平
方向に関して一τＨだけずれているので、垂直方向のみ
一τァだけずらしてやれば前述したと同様の効果を奏し
うるものである。

なお、一方の色フイルタ１１に関するＣＣＤ２は第８図
のような絵素配列でなく、偶数番目（Ｎ＋１ライン）の
受光領域をもつた絵素が奇数番目にあるようなＣＣＤを
使用するは勿論である。

白黒の場合も同様であるのでその説明は省略する。

【図面の簡単な説明】 第１図はＣＣＤを用いた固体撮像体の一例を示す構成図
、第２図は本発明装置に使用される固体撮像体の配置関
係の一例を示す図、第３図は本発明装置の一例の系統図
、第４図は撮像出力の周波数スペクトル図、第５図は色
フイルタの一例の構成図、第６図はこの色フイルタを使
用した場合の周波数スペクトル図、第７図は本発明装置
の他の例を示す系統図、第８図は固体撮像体の他の例を
示す要部の構成図、第９図はその場合の色フイルタの構
成図である。 １，２はＣＣＤ、２は絵素、１０，１１は色フイルタ、
τＨは水平方向の、τｖは垂直方向の絵素の配列ピツチ
、８はフイールド毎に反転するスイツチである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ２個の固体撮像素子と、これらの前面に夫々配され
   、単一のフィルタより赤、緑及び青の各色分解像が得ら
   れるようになされた２枚の色フィルタとを有し、一方の
   固体撮像素子に投影される被写体像が他方の固体撮像素
   子に投影される同一の被写体像に対し、垂直方向にはこ
   の垂直方向における絵素の配列ピッチの１／２だけずれ
   、水平方向にはこの水平方向における絵素の配列ピッチ
   の１／２だけずれるように、その相対位置関係が選定さ
   れると共に、上記夫々の色フィルタから得られる同一の
   色分解像が逆相関係となるように上記固体撮像素子の前
   面に配される色フィルタの位置関係が選定され、夫々の
   固体撮像素子からはフィールド毎に順次交互撮像出力が
   読出されるようにしたことを特徴とするカラー撮像装置
   。