JPS6019382A - カラ−テレビジヨン撮像装置 - Google Patents

カラ−テレビジヨン撮像装置

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JPS6019382A
JPS6019382A JP58127281A JP12728183A JPS6019382A JP S6019382 A JPS6019382 A JP S6019382A JP 58127281 A JP58127281 A JP 58127281A JP 12728183 A JP12728183 A JP 12728183A JP S6019382 A JPS6019382 A JP S6019382A
Authority
JP
Japan
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color
signals
signal
row
scanning line
Prior art date
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Pending
Application number
JP58127281A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiyori Takizawa
義順 瀧澤
Hiroaki Kotaki
小滝 弘昭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS6019382A publication Critical patent/JPS6019382A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/40Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
    • H04N25/44Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled by partially reading an SSIS array
    • H04N25/447Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled by partially reading an SSIS array by preserving the colour pattern with or without loss of information

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 本発明はCOD等の固体撮像素子を用いたカラーテレビ
シロン撮像装置に係り、特に残像現象および偽色信号の
発生が少なく色再現性に@、h。
たカラーテレビジョン撮像装置に巳IIする。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
近時、CCD型、MOS型等の固体撮像素子を用いたカ
ラーテレビジョン撮像装置の開発に力が注がれている。
家庭向はカラーテレビジョン撮像装置においても、小型
化、低価格化全図るうえで、従来の単管式の装置と対応
した所謂単板式の装置が開発されている。
単板式のカラーテレビジョン撮像装置は、固体撮像素子
の受光面上に、例えば第1図に示すようなモザイク状の
色フイルタアレイを画素と対応させて設置し、周波数分
離方式で色信号成分のみ全抽出して各原色信号金得るも
のである。
ところが、このような単板式の装置は、奇数フィールド
では奇数行の画素から、偶数フィールドでは偶数行の画
素からそれぞれ信号電荷が読み出されるインターレース
を行うため、各画素の電荷蓄相時間が1フレ一ム時間と
なってしまう。このため、前のフィールドの信号電荷が
残ってしまう所謂フィールド残像と呼ばれる現象が発生
するという問題があった。
また、このような装置、では、撮像素子の垂直方向の感
光部アノヤーチャが1画素分と狭いため、垂直方向の限
界解像度刊近におけるMTFが置くなる。この結果、モ
アレの発生や被写体の乎向エツジのフリッカ発生等が問
題りなることもあったO 〔発明の目的〕 本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであシ、そ
の目的とするところは、フィールド残像、モアレ、垂直
エツジのフリッカ等の発生を防止し画質の良好なカラー
テレビジョン掃イS′装置金捉供することにある。
〔発明の概歇〕
本発明は本発明者等が先に特願昭56−88248号で
提案したカラーテレビジョン撮像装置の更に改良を図っ
たものである@すなわち、本発明は単位色フイルタ群が
周期的に配列された色フイルタアレイと、この合フィル
タアレイにより変調された光学像全受光する固体撮像デ
バイスと、この固体撮像デバイスから得られる前記各色
フィルタに対応した信号のうち、第1f丁目及び第2を
丁目の色フィルタに対応する信号を同時に読み出して第
1@目の走査線信号とし、第3行目及び第4行目の色フ
ィルタに対応する信号全同時に読み出して第n+1番目
の走査線信号とし、インターレースフィールドでは第2
行目及び第3行目の色フィルタに対応する信号を同時に
読み出して第n+1番目の走査線信号とし、第4行目及
び次の第1行目の色フィルタに対応する信−1f同時に
読み出して第n +’l + 1番目の走査線信号とし
て得る手段と、この手段により得られた走査線信号から
第1及び第2の色(mlを得る手段とを具備し、前記色
フイルタアレイの配列を以下の如く構成したこと全特徴
としている。
つまり、本発明における色フイルタアレイは、第1の原
色光の透過部または遮断部と第2の原色光の透過部また
は遮断部とt−特定の位置に配置した2列を1単位とす
る第1、第2の単位配列が1または複数本ずつ水平方向
に交互に配j道されている。第1の単位配列は、たとえ
ば第2図り、に余)線で示すように、第1の原色光の透
過部またけ遮断部を片側の列の1行おきに配置するとと
もに、第3図L1 に余1紐で示すように、第2の原色
光の透過部または遮l!1部全1行おきに第1列と第2
列とに振り分は配置して構成されている。一方、第2の
単位配列は、たとえは第2図Lmおよび第3図L!に余
I線で示すように、上記第1の単位配列の前記第1の原
色光の透過部tたけ遮断部を1行分ずらして構成されて
いる。さらに、この色フイルタアレイ―°、全領域もし
くは、たとえば第4図(、)乃至(c)にel線で示す
ように、相11Jj接する2行の各列についていずれか
一方に第3の原色光の透過部を配置したものとなってい
る。
〔発明の効果〕 本発明によれば、1水平走介信号を2行の画X列の加算
によって得ているので、12イ一ルド期間内に全画素の
情報が読み出きれる。このため、従来問題となっていた
フィールド残像の発生を防止することが可能となる。
また、本発明によれば、撮像素子の垂直方向の感光部ア
ノ9−チャが2画素分と拡大づれるので、垂直方向の限
界14度伺近でのMTF’が減少し、結局、モアレや、
被写体の垂直エツジのフリッカ等の発生を防止すること
ができる。
さらには、本発明における色フイルタアレイの第1の原
色光の透過部または遮断部は各行について必ず同一面1
tj ’r占めるよ−うにでき、各行で第1の原色光を
透過する割合は全て等しくなる。したがって、インター
レースの効果は極めて良好となシ、鮮明なカラー伸1仇
を得ることができる。
〔発明の実励例〕
以下、本発明の詳細を図示の実施例に基づき1(r′明
する。
第5図は本発明の一実施例に係るカラーテレビジョン撮
像装置の概略構成を示した図である。
第5図において、1はCCD型の固体撮像素子であり、
たとえば6.6 X 8.8祁2の面積の受光面に49
2X380画素が配列されたものとなっている。この撮
像素子1の受光面上には色フイルタアレイ2が配置され
ている。この色フイルタアレイは、たとえば13X22
μIM2 の面積金1単位とするW(全色光)、G(緑
色光)、Ye(*色光)、Cy (シアン光)の各色光
透過部が第6図に示すような配列でモザイク状に配置さ
れたものである。すなわち、この色フイルタアレイ2は
2列を1即位とする第1の単位配列Ll と第2の単位
配列り、とが水3V方向に交互に配置されて構成される
。第jのJ1位配列L+iJ:、図中左側の列にW 、
 W 、 W 、 Yeの名色透jD光金、才だ図中右
側の列にW、G、W、りの各色透堝光葡イれぞれこの1
1「l序で垂1r]方向に繰り返した配列となっている
。一方、第2の単位配列り、は、図中左側の列にW 、
 W 、 W 、 )’、eの各色透過光音、甘た図中
右側(の列にC)’ % Y@、cy、wの各色透鍋光
をそれぞれこの順序で垂直方向に繰り返した配列となっ
ている。
ところで、いま、Wでは第1の原f1光であるR(赤色
光)、第2の原色光である11(’f色光)および第3
の原色光であるG(緑色光)の全てを透過し、Yeでは
RとGとを透過し、cyではBとGとを透過すること全
考慮すると、R透過部およびB透過部はそれぞれ第7図
Rで示す配列および第8図Bで示す配列となる。つまり
、第7図に示ずBg勧部は、第1の単位配列L+および
第2の単位配列し、の図中右側の列に1行おきで且つ第
1の単位配列り、と第2の単位配列り、とて丁度1行分
ずれた位@に配置されている。また、第8図に示すB遮
断部I″i第1の単位配列Ll および第2の単位Cr
j・Jll L 1における図中左右両列ic i (
jおきに振p分は配置さねている。
なお、この色フイルタアレイ2I′i全領域において、
第3の原色光であるGを透過するものとなっている。
しかして、第5図の撮像レンズ3を介して入躬埒れた光
学像は、上記色フイルタアレイ2を通して撮像素子1の
受光面上に結像°される。撮像素子1は駆動パルス発生
回路4からの駆1jlJ・ぐル、2によって駆腸11さ
れ、各画素の信号をインターライン転送によって出力す
る。このとき、撮像素子1の出力信号は垂直方向に内払
する2 ii1+i素の信号を同時に出力したものとな
る。っま9、第6図に示す如く、奇数フィールドでVi
第第1十+第1′、第2行+gr、 27行、第3竹子
第3′行。
・・・の各加算信号を1水平走査信号として順次読み出
し、偶数フィールドでは第1′行十第2行、第2′行十
第3行、・・・の各加算信号tl水平走査信号として順
次読み出(2ていく。つまり、奇数フィールドと偶数フ
ィールドとでは加重する画素列の組合せを異ならせたイ
ンターレースを行う。加算信号の生成方法としては、た
とえばインターライン転送の場合、次のような方法が考
えられる。すなわち、加讐、シたい2行の画素列のうち
、第1の画素・列の信号孕この1irii素列の各画素
と1隣接する各垂直転送部へ送り出す。この垂直転送部
では上記各画素の信号の転送を開始する。上記各画素の
信号が第2の画素列の各画素と隣接する各垂直転送部に
送勺込聾れたら上記第2の画素列の各画素の信号をこの
垂直転送部へ送り込み、上記第1の画素列の信号と加算
するという方法である。
このような方法により、いま第6図の第1行と第1′行
との加算信号であるn木目の水平走査信号が読み出され
たとする。この水平走査信号はWとw、wとG、Wとw
、、cyとYe (D各色光透過部をこの順序で繰り返
し透過した光の強度に応じた信号である。したがって、
この水平走査信号は各列毎に得られる信号に含有する各
原色成分の割合が第9図(a) VC示すように2R+
2B+2G 、R+B+2G 、2R+2B+2G 。
R+B+2G 、・・・の繰り返し信号となる。
しかして、この水平走査イa号は、第5図に示す増幅器
5Vc送られる。この増幅器5の出力は画素の大きさ、
画素θ等で法定される周波数、たとえば3.58 MH
zでパルス振幅変調された信号となっている。この信号
は3 MHzのLPF(ローパヌフィルタ)7.0.5
 MHzのLPF Bおよび3〜4^4HzのBPF 
(バンドパヌフィルタ)9Vcそれぞ力、供給される。
3 MHzのLPF 7に力えられた信号は変調成分の
除去ネれたll’F度信号Yとなシ、カラーエンコーダ
l o K 力+!えうり、 ル。
また、0.5MH7のLPF 8 K −/j、 、f
−られた信号は3 TR+2G+TBの成分からkる低周波色信号となり、
減算回路11に加えられる。さらに、上記BPF 9に
力えらハた信号はB+Rの変R1・に成分のみが抽出さ
れた信号となシ、加算回路12.1)I遅延回路ノ3お
よび沖p回wT14にそ第1ぞ九供給される。
一方、第6図の第2行と第2′行との加y借上−である
n+]本目0水平走査信号も上記n木目の水平走査信号
に引き続き読み出される。このn+]本目0水平走査信
号は第9図(b)に示ずようvc2R+B+20.R+
211+2G、2R十B+2G、R+2B+2G 、・
・・の経シ返し信号となる。この信号l−1:増幅器6
を介してBPFに力えられ変調成分であるR−Hの信号
が抽出される。このため、上記加算回路ノ2では、との
R−BとI H遅延された前記R’ −1−Bとが加算
されて第9図(c)に示ブような2Rの信号が得らtし
ることになる。この信号は変調回路16によシ後調され
R信号として、カラーエンコーダ1θに加えられる。一
方、減9回路J4では、R−BとR十Bとの減算か行わ
れ第9図(d)に示すようが2Bの信号が得られる。こ
の信号は彼調回路16により変調でれ、B信号としてカ
ラーエンコーダ10に加えられる。なお、これらR,B
信号は前記汲咎回路1ノにも加えられている。
そこで低周波色信号はR,B成分だけが除去されたG信
号となり、力′ラーエンコーダ10に加えられる。かく
して、カラーエンコーダIOK加えられたY、G、R,
Bの各信号はNTSCのテレビジョン信号として出力さ
れる。以下、(2+2’)と(3+3’)、(3+3’
)と(4+4’)、・・・、(1’+ 2 )と(2′
−ト3)、(2’+3)と(3’+4)、・・・ の各
ラインの組合せについても全く同様の(iFr M成分
が得られ、連続したテレビジョン信号の生成が可能とな
る。
このように本実施例によれば、l水平走査41号を2行
の画素列から得ているので、1フィールド期間内に全て
の1ijii累の信号が跨Inみ出されるため、フィー
ルド残像の発生を防止することができる。また、感光部
ア/?−チャが2画素分と拡大でれているのでモアレや
フリッカ等の問題も解消されることになる。さらには、
本実MII例・で用いた色フイルタアレイ2のR透3が
部は第7図に示す如く、各行について必ず同一面積とな
るように配列されているので、各行でRを透過する割合
は全て等しくなり、インターレースが効果的に行え、鮮
明なu11像を得ることができる。
また、このようK 2 +i!ii累分の信号を同時に
読み出す方式では、色フイルタアレイ2と撮像素子1の
画素との相対位置に多少すヵ、が生じたとしても、これ
による影q!が少なくなるという利点も有する。このた
め、従来、素子の感光部に設けられていた縛光用のマス
クもその大半が不禦となる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。
たとえば前記色フイルタアレイ2のR透過部とB透過部
とを入れ替えてもよい。また、この状態でB透過部とB
g断部と全入れ替えた第10図に示すような色フイルタ
アレイを用いるものであってもよい。さらには第11図
に示すように各原色フィルタが可能な限り配列するよう
な色フイルタアレイを用い、各原色フィルタの分光特性
をそのまま活かすようにしたものであってもよい。更に
は単位配列LllL1も複数本ずつ交互に配置してもよ
い。要するに、本発明における色フイルタアレイの色配
列は発明の概要で述べた要旨?逸脱しない範囲で釉々の
組合せが可能である・ 捷だ、本発明はインターライン転送CCD型に限らず、
フレーム転送CCD型の固体撮像素子を用いたカラーテ
レビジョン撮像装置に適用可能であることはいう壕でも
ない。
【図面の簡単な説明】
II 1図は従来の単板式カラーテレビジョン撮像装f
i’jKおける色フイルタアレイを示した換式喝、第2
図乃至第4図は本発明のカラーテレビジョン撮像装置:
における色フイルタアレイの名原色光の透過部配列の例
全示した模式図であり、第2図は第1の原色光の透過部
を示す図、第3図は第2の原色光の透過部を示す図、第
4図(8)(b) (c)は第3の原色光の透過部を示
す図、第5図は本発明の一実施例に係るカラーテレビジ
ョン撮像装置の構成を示すブロック図、n’s (’i
 Ic/I tj、同装置における色フイルタアレイを
示した模式図、第7図は同色フィルタアレイのR透過部
を示1模式図、第81ン1は同色フィルタアレイのB透
:i/4!部を示す模式図、第9図(a) (b) (
c) (d) 1−12.4r 6図における要部の信
号波形rコ含まれる原色JiZ分の割合を示した模式図
、第10図およびt14111・XI &J−オ発明の
他の実施例装置における3色フィルタアレイをそれぞれ
示す図である。 1・・・撮像素子、2・・・色フイルタアレイ。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第11.1 第51,4 5c 11! 2 L=−1第3「1 第4図 (C) 第91”1 第1011

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)単位色フイルタ群が周期的に配列された色フイル
    タアレイと、 この色フイルタアレイによシ変調された光学@を受光す
    る固体撮像デバイスと、 この固体撮像デバイスから得られる前記各色フィルタに
    対応した信号のうち、第1行目及び第2行目の色フィル
    タに対応する信号全同時に読み出して第1番目の走査線
    信号とし、第3行目及び第4行目の色フィルタに対応す
    る信号全同時に読み出して第1+1番目の走査線信号と
    し、インターレーヌフィールドでは第2行目及び第3行
    目の色フィルタに対応する信号を同時する信号を同時に
    読み出して第n+1+1番目の走査線信号として得る手
    段と、 この手段によシ待られた走捨・P「信号から第1及び第
    2の色信号を得る回設と全具備し、前言シ1°色フィル
    タアレイは、2列を1単位として第jの原色光の透遍部
    または遮断部を片1111の列に1行おきに配置すると
    ともに、第2の原色光の透jハ部または遮断部を1行お
    きに第1列と第2列とに振り分は配置してなる第1の単
    位配列と、この第1の単位配列におりる前d1−1第1
    の原色光の透溝部または遮断部を1行分1らしてなる第
    2の単位配列と′ff:1または複数本ずつ水平方向に
    交互に配置するとともに、第3の原色光の透過部全色フ
    ィルタアレイの全領域または相隣材する2行の各列につ
    いていずれか一方に配置したことを特徴とするカラーテ
    レビジョン撮像装置σ0
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