JPS6048953B2 - カラ−固体撮像装置 - Google Patents
カラ−固体撮像装置Info
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- JPS6048953B2 JPS6048953B2 JP54111371A JP11137179A JPS6048953B2 JP S6048953 B2 JPS6048953 B2 JP S6048953B2 JP 54111371 A JP54111371 A JP 54111371A JP 11137179 A JP11137179 A JP 11137179A JP S6048953 B2 JPS6048953 B2 JP S6048953B2
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- spectral sensitivity
- sensitivity characteristic
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/10—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/80—Camera processing pipelines; Components thereof
- H04N23/84—Camera processing pipelines; Components thereof for processing colour signals
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/10—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
- H04N25/11—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
- H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
- H04N25/134—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on three different wavelength filter elements
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は１個の２次元固体撮像素子を用いたカラー固
体撮像装置に関する。
体撮像装置に関する。
１個の２次元固体撮像素子を用いたカラー固体撮像装
置として同一出願人より特願昭５３−１２９２４４号（
特開昭５５−５５６８６号公報）としてモザイク状色フ
ィルターを用いて水平方向，垂直方向とも色すれの生じ
ない方法として提案したが、輝度信号、色信号ともＩＨ
遅延線を用いてＩＨ遅延しない原信号とＩＨ遅延信号と
から合成しているため、水平方向の解像度は固体撮像素
子の水平方向の画素数に対応する解像度まで得られるが
、垂直方向の解像度は通常のテレビジョン方式ではイン
ターレース走査を行なつているので、全走査線数の２分
の１の解像度、すなわち２４０ＴＶ本程度の解像度しか
得られない。
置として同一出願人より特願昭５３−１２９２４４号（
特開昭５５−５５６８６号公報）としてモザイク状色フ
ィルターを用いて水平方向，垂直方向とも色すれの生じ
ない方法として提案したが、輝度信号、色信号ともＩＨ
遅延線を用いてＩＨ遅延しない原信号とＩＨ遅延信号と
から合成しているため、水平方向の解像度は固体撮像素
子の水平方向の画素数に対応する解像度まで得られるが
、垂直方向の解像度は通常のテレビジョン方式ではイン
ターレース走査を行なつているので、全走査線数の２分
の１の解像度、すなわち２４０ＴＶ本程度の解像度しか
得られない。
本発明の目的はモザイク状色フィルターを用いた単板カ
ラー固体撮像装置の垂直方向の解像度を改善し、なおか
つ水平方向はもちろん垂直方向にも輪部を強調した画像
を得ることができるカラー撮像装置を提供することにあ
る。
ラー固体撮像装置の垂直方向の解像度を改善し、なおか
つ水平方向はもちろん垂直方向にも輪部を強調した画像
を得ることができるカラー撮像装置を提供することにあ
る。
本発明は固体撮像素子の各画素が３種類の分光感度特性
を有し、第１の分光感度特性は視覚的に高解像度を必要
とする特性、たとえば緑色光あるいは輝度特性を有する
色光と等しい特性で、第２および第３の分光感度特性は
視覚的に高解像度を必要としない特性、たとえば赤色光
および青色光と等しい特性である。
を有し、第１の分光感度特性は視覚的に高解像度を必要
とする特性、たとえば緑色光あるいは輝度特性を有する
色光と等しい特性で、第２および第３の分光感度特性は
視覚的に高解像度を必要としない特性、たとえば赤色光
および青色光と等しい特性である。
以後簡単のためそれぞれ緑色光に感応する画素、赤色光
に感応する画素、青−色光に惑応する画素と表現して説
明していく。もちろんこれに限定されることはなく、第
１の分光感度特性は可視域で平担、すなわち白色光、第
２および第３の分光感度特性はそれぞれ黄色光、シアン
色光であつても同様の効果が得られることは；容易に理
解できる。各画素の配列は第１図に示したとおりで水平
方向には１画素毎、垂直方向には一走査線毎に交互に、
すなわち市松模様状に緑色光に感応する画素が配列され
、残りの画素は水平走査線毎に赤色光上に惑応する画素
と青色光に感応する画素とを交互に間をうめていくよう
に配列されている。
に感応する画素、青−色光に惑応する画素と表現して説
明していく。もちろんこれに限定されることはなく、第
１の分光感度特性は可視域で平担、すなわち白色光、第
２および第３の分光感度特性はそれぞれ黄色光、シアン
色光であつても同様の効果が得られることは；容易に理
解できる。各画素の配列は第１図に示したとおりで水平
方向には１画素毎、垂直方向には一走査線毎に交互に、
すなわち市松模様状に緑色光に感応する画素が配列され
、残りの画素は水平走査線毎に赤色光上に惑応する画素
と青色光に感応する画素とを交互に間をうめていくよう
に配列されている。
この固体撮像素子の出力信号から緑色光に惑応する画素
に対応する信号を検出する回路から狭帯域の緑信号を、
緑色光以外の色光に惑応する画素に対応す４る信号（Ｉ
Ｈ毎に赤信号と青信号が交互に切換わる信号）を検出す
る回路と前記２次元固体撮像素子の出力信号をＩＨ遅延
した信号から緑色光以外の色光に惑応する画素に対応す
る信号（ＩＨ毎に青信号と赤信号が交互に切換わる信号
）を検出する回路との２つの回路の出力信号を相互にＩ
Ｈ毎に切換えて間欠しない狭帯域の赤信号と青信号を得
る。また前述の２次元固体撮像素子の出力信号とこの出
力信号をＩＨ遅延した信号との２つの信号から緑色光に
感応する画素に対応する信号を１画素毎に交互に検出し
て広帯域の緑信号を分離している。本発明はこの広帯域
の緑信号から前記狭帯域の緑信号を減算した信号を輝度
信号の高域成フ分としてカラーエンコーダーで、前述の
狭帯域の三原色信号から合成した輝度信号の低域成分と
混合して広帯域の輝度信号を合成するとき、輝度信号の
高域成分のレベルを低域成分のレベルより大きくする。
このような構成をとることによつて水平方向の解像度は
ＩＨ遅延信号を利用し見かけ上縁色光に惑応する水平方
向の画素数を固体撮像素子の画素数まで増大させたこと
になり、垂直方向については狭帯域の緑信号にて処理し
ていることからＩＨ・遅延信号を使用していないので、
原理的には走査線数まで限界解像度は向上する。
に対応する信号を検出する回路から狭帯域の緑信号を、
緑色光以外の色光に惑応する画素に対応す４る信号（Ｉ
Ｈ毎に赤信号と青信号が交互に切換わる信号）を検出す
る回路と前記２次元固体撮像素子の出力信号をＩＨ遅延
した信号から緑色光以外の色光に惑応する画素に対応す
る信号（ＩＨ毎に青信号と赤信号が交互に切換わる信号
）を検出する回路との２つの回路の出力信号を相互にＩ
Ｈ毎に切換えて間欠しない狭帯域の赤信号と青信号を得
る。また前述の２次元固体撮像素子の出力信号とこの出
力信号をＩＨ遅延した信号との２つの信号から緑色光に
感応する画素に対応する信号を１画素毎に交互に検出し
て広帯域の緑信号を分離している。本発明はこの広帯域
の緑信号から前記狭帯域の緑信号を減算した信号を輝度
信号の高域成フ分としてカラーエンコーダーで、前述の
狭帯域の三原色信号から合成した輝度信号の低域成分と
混合して広帯域の輝度信号を合成するとき、輝度信号の
高域成分のレベルを低域成分のレベルより大きくする。
このような構成をとることによつて水平方向の解像度は
ＩＨ遅延信号を利用し見かけ上縁色光に惑応する水平方
向の画素数を固体撮像素子の画素数まで増大させたこと
になり、垂直方向については狭帯域の緑信号にて処理し
ていることからＩＨ・遅延信号を使用していないので、
原理的には走査線数まで限界解像度は向上する。
ただし、赤信号と青信号とはＩＨ遅延した信号と遅延し
ない信号とがＩＨ毎に切換えて連続した信号にしている
ので、赤信号と青信号とは緑信号に対して垂直方向に色
ずれを起こしているが、赤色，青色とも視覚的に高解像
度を必要としないので、この色ずれはその意味である程
度許容できる。本発明では以上のように高解像度の画像
を得ることができるが、さらに前述のように輝度信号の
高域成分のレベルを低域成分のレベルより大きくするこ
とによつて水平方向には２次微分の輪部信号が付加され
ると同時に垂直方向の輪部信号も付加されるという利点
がある。
ない信号とがＩＨ毎に切換えて連続した信号にしている
ので、赤信号と青信号とは緑信号に対して垂直方向に色
ずれを起こしているが、赤色，青色とも視覚的に高解像
度を必要としないので、この色ずれはその意味である程
度許容できる。本発明では以上のように高解像度の画像
を得ることができるが、さらに前述のように輝度信号の
高域成分のレベルを低域成分のレベルより大きくするこ
とによつて水平方向には２次微分の輪部信号が付加され
ると同時に垂直方向の輪部信号も付加されるという利点
がある。
以下図面にて詳細に説明する。
第１図は固体撮像素子とモザイク状色フィルターを組合
せたときの配列図である。１つのフィルターエレメント
には水平方向に１個、垂直方向に２個の受光素子２が対
応するように配列している。
せたときの配列図である。１つのフィルターエレメント
には水平方向に１個、垂直方向に２個の受光素子２が対
応するように配列している。
これは標準のテレビジョン方式はインターレース走査を
しているので、１つのフィールドでは走査すべき画素は
垂直方向には１つおきに飛んで読み出す必要があるため
である。図において、１は固体撮像素子、２は受光素子
、３はモザイク状色フィルター、４は緑色光透過フィル
タ、５は赤色光透過フィルタ一、６は青色光透過フィル
ターを示している。第２図は第１図のフィルター配列の
固体撮像素子より得られた信号から三原色信号に分離し
、カラーテレビジョン信号を合成するまでの従来のカラ
ー固体撮像装置のブロック図を示す。第１図のＺ色フィ
ルターを組合せた固体撮像素子１１の出力信号はＩＨ遅
延線１２に送られ、このＩＨ遅延線１２の出力と固体撮
像素子１１の出力とから緑信号検出回路１３にて広帯域
の緑信号を得る。そしてナイキスト周波数を遮断周波数
とする低域炉波器Ｊｌ４にて連続な映像信号に変換する
。一方固体撮像素子１１の出力信号は緑信号以外の信号
（赤信号あるいは青信号）を検出する回路２０に送られ
ると同時に、ＩＨ遅延線１２の出力信号は緑信号以外の
信号（青信号あるいは赤信号）を検出する回路２１に送
られる。検出回路２０と２１の出力信号は第１図の配列
から容易に理解できるように、一方の信号が赤信号なら
、他方は青信号となる。したがつて切換回路２２ａ，２
２ｂにて、ＩＨ毎に切換えることによつて２２ａの出力
は常に赤信号、２２ｂの出力は常に青信号とする。この
赤信号および青信号はそれぞれ低域炉波器２３と２４に
送られ、ガンマ補正回路、白クリップ，黒クリップ回路
等を含むプロセス増幅器２５，２６を通つてカラーエン
コーダー２７に送られる。一方、先に説明した低域戸波
器１４の出力は低域枦波器２３，２４と同じ特性の低域
戸波器１８と遅延線１５に送られる。遅延線１５は低域
胛波器１８の遅延時間と等しい遅延時間を有し、減算器
１６にて位相が一致するように置かれている。低域戸波
器１８の出力の狭帯域の緑信号はプロセス増幅器１９を
通り、カラーエンコーダー２７に送られ、減算器１６の
出力は高域の緑信号として増幅器１７にて適当なレベル
にしてカラーエンコーダー２７に送られる。カラーエン
コーダー２７に ノ加えられた狭帯域の赤信号，緑信号
，青信号から狭帯域の輝度信号と２種類の色差信号を合
成し、高域の緑信号を高域の輝度信号として、広帯域の
カラーテレビジョン信号を合成し、出力端子２８から送
り出す。この第２図の従来の方式では緑信 ι号を合成
する方法としてＩＨ遅延Ｌ，た信号と遅延しない信号と
から相関を利用した信号であることと、赤信号，青信号
，は連続した２ラインが同じ信号であることから、垂直
方向の解像度は有効走査線数の半分以下に落ちる。本発
明は以上の欠点をなくし、同じ色フィルターの配列にて
垂直解像度を大幅に改善する方式のカラー固体撮像装置
を提供する。
しているので、１つのフィールドでは走査すべき画素は
垂直方向には１つおきに飛んで読み出す必要があるため
である。図において、１は固体撮像素子、２は受光素子
、３はモザイク状色フィルター、４は緑色光透過フィル
タ、５は赤色光透過フィルタ一、６は青色光透過フィル
ターを示している。第２図は第１図のフィルター配列の
固体撮像素子より得られた信号から三原色信号に分離し
、カラーテレビジョン信号を合成するまでの従来のカラ
ー固体撮像装置のブロック図を示す。第１図のＺ色フィ
ルターを組合せた固体撮像素子１１の出力信号はＩＨ遅
延線１２に送られ、このＩＨ遅延線１２の出力と固体撮
像素子１１の出力とから緑信号検出回路１３にて広帯域
の緑信号を得る。そしてナイキスト周波数を遮断周波数
とする低域炉波器Ｊｌ４にて連続な映像信号に変換する
。一方固体撮像素子１１の出力信号は緑信号以外の信号
（赤信号あるいは青信号）を検出する回路２０に送られ
ると同時に、ＩＨ遅延線１２の出力信号は緑信号以外の
信号（青信号あるいは赤信号）を検出する回路２１に送
られる。検出回路２０と２１の出力信号は第１図の配列
から容易に理解できるように、一方の信号が赤信号なら
、他方は青信号となる。したがつて切換回路２２ａ，２
２ｂにて、ＩＨ毎に切換えることによつて２２ａの出力
は常に赤信号、２２ｂの出力は常に青信号とする。この
赤信号および青信号はそれぞれ低域炉波器２３と２４に
送られ、ガンマ補正回路、白クリップ，黒クリップ回路
等を含むプロセス増幅器２５，２６を通つてカラーエン
コーダー２７に送られる。一方、先に説明した低域戸波
器１４の出力は低域枦波器２３，２４と同じ特性の低域
戸波器１８と遅延線１５に送られる。遅延線１５は低域
胛波器１８の遅延時間と等しい遅延時間を有し、減算器
１６にて位相が一致するように置かれている。低域戸波
器１８の出力の狭帯域の緑信号はプロセス増幅器１９を
通り、カラーエンコーダー２７に送られ、減算器１６の
出力は高域の緑信号として増幅器１７にて適当なレベル
にしてカラーエンコーダー２７に送られる。カラーエン
コーダー２７に ノ加えられた狭帯域の赤信号，緑信号
，青信号から狭帯域の輝度信号と２種類の色差信号を合
成し、高域の緑信号を高域の輝度信号として、広帯域の
カラーテレビジョン信号を合成し、出力端子２８から送
り出す。この第２図の従来の方式では緑信 ι号を合成
する方法としてＩＨ遅延Ｌ，た信号と遅延しない信号と
から相関を利用した信号であることと、赤信号，青信号
，は連続した２ラインが同じ信号であることから、垂直
方向の解像度は有効走査線数の半分以下に落ちる。本発
明は以上の欠点をなくし、同じ色フィルターの配列にて
垂直解像度を大幅に改善する方式のカラー固体撮像装置
を提供する。
第３図に本発明の実施例を示す。第３図にて第２図と同
じ番号を付したものは第２図の同じ番号のものとまつた
く同じ働きをする回路であることを示す。すなわち広帯
域の緑信号と狭帯域の赤信号，青信号とは第２図の従来
のものとまつたく同じである。異なつているのて狭帯域
の緑信号を合成するときであり、第３図のように固体撮
像素子１１の出力の録画素に相当するところだけを検出
した緑信号を狭帯域の緑信号としている。したがつて減
算器１６に加える狭帯域の緑信号が異なり、その結果と
して高域の緑信号の内容も異なつているということにな
る。このように第３図の構成を採用すると緑信号の垂直
方向の解像度は狭帯域の緑信号が支配的となるため、走
査線の数まて原理的には得られる。第４図には第３図の
構成のカラー撮像装置の各信号系路の周波数帯域を示す
。第４図ｂには狭帯域の緑信号の帯域を示し、第４図ｃ
には狭帯域の赤信号と青信号の帯域を示す。第４図ａは
広帯域の緑信号から狭帯域の緑信号を減算した高域の緑
信号の帯域を示している。この図にて点線３１で示した
ことは、２つの隣り合つた走査線間で相関をとるとき、
輝度の変化の境界か水平方向と平行になれば、相関がま
つたくなくなる。したがつて、この境界の後側の走査線
の信号はその広帯域信号として、固体撮像素子１１の水
平のクロツクフ周波数の１１２の周波数、すなわちナイ
キスト周波数の信号となり、低域戸波器１４のために、
標準レベルの１１２のレベルの直流信号に変換されるの
で、第４図ａに点線３１で示した。この点線３１の成分
は走査線間で輝度の変化があつた場合に発５生する成分
といえる。第４図において、Ｆｃはクロック周波数Ｆｃ
ｗ。は広帯域の緑信号のサンプル周波数ＦｃＮ．は狭帯
域の緑信号のサンプル周波数、ＦＲｓは赤信号のサンプ
ル周波数ＦＢｓは青信号のサンプル周波数を表わす。０
第５図は第３図の構成の撮像装置で、同一のフィール
ドにおいて、走査線の位置が白黒パターンのそれぞれの
位置と１対１で対応しているような場合についての撮像
装置の出力信号の様子を示す図である。
じ番号を付したものは第２図の同じ番号のものとまつた
く同じ働きをする回路であることを示す。すなわち広帯
域の緑信号と狭帯域の赤信号，青信号とは第２図の従来
のものとまつたく同じである。異なつているのて狭帯域
の緑信号を合成するときであり、第３図のように固体撮
像素子１１の出力の録画素に相当するところだけを検出
した緑信号を狭帯域の緑信号としている。したがつて減
算器１６に加える狭帯域の緑信号が異なり、その結果と
して高域の緑信号の内容も異なつているということにな
る。このように第３図の構成を採用すると緑信号の垂直
方向の解像度は狭帯域の緑信号が支配的となるため、走
査線の数まて原理的には得られる。第４図には第３図の
構成のカラー撮像装置の各信号系路の周波数帯域を示す
。第４図ｂには狭帯域の緑信号の帯域を示し、第４図ｃ
には狭帯域の赤信号と青信号の帯域を示す。第４図ａは
広帯域の緑信号から狭帯域の緑信号を減算した高域の緑
信号の帯域を示している。この図にて点線３１で示した
ことは、２つの隣り合つた走査線間で相関をとるとき、
輝度の変化の境界か水平方向と平行になれば、相関がま
つたくなくなる。したがつて、この境界の後側の走査線
の信号はその広帯域信号として、固体撮像素子１１の水
平のクロツクフ周波数の１１２の周波数、すなわちナイ
キスト周波数の信号となり、低域戸波器１４のために、
標準レベルの１１２のレベルの直流信号に変換されるの
で、第４図ａに点線３１で示した。この点線３１の成分
は走査線間で輝度の変化があつた場合に発５生する成分
といえる。第４図において、Ｆｃはクロック周波数Ｆｃ
ｗ。は広帯域の緑信号のサンプル周波数ＦｃＮ．は狭帯
域の緑信号のサンプル周波数、ＦＲｓは赤信号のサンプ
ル周波数ＦＢｓは青信号のサンプル周波数を表わす。０
第５図は第３図の構成の撮像装置で、同一のフィール
ドにおいて、走査線の位置が白黒パターンのそれぞれの
位置と１対１で対応しているような場合についての撮像
装置の出力信号の様子を示す図である。
第５図においては緑信号のみに着目して説明している。
第５図ａは被写体の白黒パターンて、画面の上下方向が
、第５図では横方向に表現している。第５図ａの白黒パ
ターンの山および谷が同一フィールドにおいてそれぞれ
１本の走査線に対応している場合について考える。第５
図ｂは広帯域の緑信号の信号レベルである。これは隣合
つた２走査線の信号は一方が白で一方が黒となつている
ため、クロック周波数の１１２の周波数の信号、すなわ
ちナイキスト周波数となるが、低域枦波器１４にて、直
流信号に変換され、そのレベ ，ルは白の１１２のレベ
ルとなる。そのことを図に示すと第５図ｂのようになり
、実際のパターン第５図ａよソー走査線分下の方に拡が
つた中間レベルの一様な画像となる。次に第５図ｃに示
したものは固体撮像素子１１の出力を直接サンプルした
狭帯域の緑信号であるから、第５図ａの白黒パターンと
同じ信号となる。ここで高域の緑信号を合成するために
減算器１６を通過した信号は第５図ｄのようになる。こ
れらの信号からカラーエンコーダーにて広帯域の輝度信
号を合成するとき、緑信号のみ着目すると、そのレベル
は０．６ＧＮ＋αＧＨとなる。ここでαはアパーチャ補
正のための係数で一般に１より大きい。α＝１．４とし
たときの波形が第５図ｅに点線で示されている。第５図
ｅの実線はα＝１のときの波形である。第５図でわか．
るように緑信号および輝度信号は実際のパターンより、
一走査線分下方向にずれた画像信号が得られる。第６図
は同一フィールドの４走査線分に相当する幅の白パター
ンについて本発明の撮像装置の出−力の輝度信号がどの
ようになるかを説明する図である。
第５図ａは被写体の白黒パターンて、画面の上下方向が
、第５図では横方向に表現している。第５図ａの白黒パ
ターンの山および谷が同一フィールドにおいてそれぞれ
１本の走査線に対応している場合について考える。第５
図ｂは広帯域の緑信号の信号レベルである。これは隣合
つた２走査線の信号は一方が白で一方が黒となつている
ため、クロック周波数の１１２の周波数の信号、すなわ
ちナイキスト周波数となるが、低域枦波器１４にて、直
流信号に変換され、そのレベ ，ルは白の１１２のレベ
ルとなる。そのことを図に示すと第５図ｂのようになり
、実際のパターン第５図ａよソー走査線分下の方に拡が
つた中間レベルの一様な画像となる。次に第５図ｃに示
したものは固体撮像素子１１の出力を直接サンプルした
狭帯域の緑信号であるから、第５図ａの白黒パターンと
同じ信号となる。ここで高域の緑信号を合成するために
減算器１６を通過した信号は第５図ｄのようになる。こ
れらの信号からカラーエンコーダーにて広帯域の輝度信
号を合成するとき、緑信号のみ着目すると、そのレベル
は０．６ＧＮ＋αＧＨとなる。ここでαはアパーチャ補
正のための係数で一般に１より大きい。α＝１．４とし
たときの波形が第５図ｅに点線で示されている。第５図
ｅの実線はα＝１のときの波形である。第５図でわか．
るように緑信号および輝度信号は実際のパターンより、
一走査線分下方向にずれた画像信号が得られる。第６図
は同一フィールドの４走査線分に相当する幅の白パター
ンについて本発明の撮像装置の出−力の輝度信号がどの
ようになるかを説明する図である。
第６図では第５図と同様緑信号のみに着目して説明して
いる。第６図ａは被写体の白黒パターンで、画面の上下
方向が、第６図では横方向に表現している。第５図ｂは
広帯域の緑信号の信号ニレベルである。すなわち隣合つ
た２走査線の信号が白と黒となつている場合はクロック
周波数の１１２の周波数、ナイキスト周波数、の信号と
なり、低域枦波器１４にて直流信号に変換され、そのレ
ベルは白の１１２のレベルとなつている。上下方向１に
おいて、白黒の境界部の次の走査線の信号が白および黒
レベルの中間レベルに変換されることを表わしている。
次に第６図ｃに示したものは固体撮像素子１１の出力を
直接サンプルした狭帯域の緑信号であるから第６図ａの
白黒パターンと同じ信号となる。ここで高域の緑信号を
合成するために減算器１６を通過した信号は第６図ｄの
ようになる。これらの信号からカラーエンコーダーにて
広帯域の輝度信号を合成するとき、緑信号のみ着目する
と、そのレベルは０．６ＧＮ＋αＧＨとなる。ここでα
はアパーチャ補正のための係数で、一般に１より大きい
。α＝１．６としたときの波形が第６図ｅに点線で示さ
れている。第６図ｅの実線はα＝１のときの波形である
。第６図てもわかるように緑信号および輝度信号は実際
のパターンより、一走査線分下方向にずれた画像信号と
なることは第５図と同様てある。そして第６図の点線で
示されているようにαを１より大きい値に選ぶと、垂直
方向にプリシュートといわれる輪部強調の効果が得られ
ることが明らかである。すなわち、本発明は輝度信号の
高域成分を広帯域信号から狭帯域信号を減算して合成し
ているため、水平方向の輪部強調が２次微分の形で付加
されることは当然な上、第５図，第６図に示したように
、垂直相関をとつているにもかかわらす垂直方向の解像
度は走査線数近くまて得られると同時に垂直方向の輪部
補正も行なえるという大きな効果がある。すなわち、２
次元固体撮像素子１個しか使用していないのに、垂直，
水平とも撮像素子の画素数によつて決まる限界解像度ま
て得られるはかりでなく、水平，垂直とも輪部補正がで
きることになり、鮮鋭度の良い画像が得られるという画
期的なりラー固体撮像装置を提供できる。
いる。第６図ａは被写体の白黒パターンで、画面の上下
方向が、第６図では横方向に表現している。第５図ｂは
広帯域の緑信号の信号ニレベルである。すなわち隣合つ
た２走査線の信号が白と黒となつている場合はクロック
周波数の１１２の周波数、ナイキスト周波数、の信号と
なり、低域枦波器１４にて直流信号に変換され、そのレ
ベルは白の１１２のレベルとなつている。上下方向１に
おいて、白黒の境界部の次の走査線の信号が白および黒
レベルの中間レベルに変換されることを表わしている。
次に第６図ｃに示したものは固体撮像素子１１の出力を
直接サンプルした狭帯域の緑信号であるから第６図ａの
白黒パターンと同じ信号となる。ここで高域の緑信号を
合成するために減算器１６を通過した信号は第６図ｄの
ようになる。これらの信号からカラーエンコーダーにて
広帯域の輝度信号を合成するとき、緑信号のみ着目する
と、そのレベルは０．６ＧＮ＋αＧＨとなる。ここでα
はアパーチャ補正のための係数で、一般に１より大きい
。α＝１．６としたときの波形が第６図ｅに点線で示さ
れている。第６図ｅの実線はα＝１のときの波形である
。第６図てもわかるように緑信号および輝度信号は実際
のパターンより、一走査線分下方向にずれた画像信号と
なることは第５図と同様てある。そして第６図の点線で
示されているようにαを１より大きい値に選ぶと、垂直
方向にプリシュートといわれる輪部強調の効果が得られ
ることが明らかである。すなわち、本発明は輝度信号の
高域成分を広帯域信号から狭帯域信号を減算して合成し
ているため、水平方向の輪部強調が２次微分の形で付加
されることは当然な上、第５図，第６図に示したように
、垂直相関をとつているにもかかわらす垂直方向の解像
度は走査線数近くまて得られると同時に垂直方向の輪部
補正も行なえるという大きな効果がある。すなわち、２
次元固体撮像素子１個しか使用していないのに、垂直，
水平とも撮像素子の画素数によつて決まる限界解像度ま
て得られるはかりでなく、水平，垂直とも輪部補正がで
きることになり、鮮鋭度の良い画像が得られるという画
期的なりラー固体撮像装置を提供できる。
次に本発明のひとつの変形として、第１図の色フィルタ
ー配列にして第７図の構成の撮像装置を作ると、第３図
の場合について垂直方向の変調度特性が若干悪くなるが
、第３図の構成のときの次のような欠点は若干改善され
る。すなわち、第３図では緑信号の低域成分は固体撮像
素子１１の出力を直接サンプルして得ているので、例え
ば水平方向の画素間隔と白黒が１対１で対応する空間周
波数（ナイキスト周波数）の被写体を撮像すると、第２
図の従来方式の撮像装置のときは一様に中間レベルの値
となるが、第３図の本発明の方式の撮像装置では、画素
にしてひとつおきに白と黒が交互に対応することとなり
、録画素を市松模様にしているから、このことは垂直方
向には走査線毎に白信号のみと黒信号のみとなり、実際
の被写体が縦じまにもかかわらず撮像画像は横しまに変
換されるという現象がある。したがつてこの現象を軽減
しようとしたのが第７図の構成した撮像装置である。す
なわち緑信号の低域成分を隣合つた２走査線分の信号か
ら相関をとつた低域成分（低域濾波器２３と同じ特性を
有する低域戸波器３２の出力信号）と固体撮像素子１１
の出力を直接サンプルして得られた低域成分とを混合器
３３にて和が常に一定になるように適当な混合比で混合
した信号にすることによつて、横しまに変換される度合
を軽減している。以上図面の実施例について説明したが
、本発明は上記実施例に限定されることはなく、第３図
において点線で示したように、緑信号の高域成分を輝度
信号の高域成分として混合する場所を、カラーエンコー
ダー内部ではなく、赤信号，緑信号，青信号のプロセス
増幅器の入力側で、Ξ信号に等振幅の高域信号を混合す
ることによつても同様の効果が得られる。
ー配列にして第７図の構成の撮像装置を作ると、第３図
の場合について垂直方向の変調度特性が若干悪くなるが
、第３図の構成のときの次のような欠点は若干改善され
る。すなわち、第３図では緑信号の低域成分は固体撮像
素子１１の出力を直接サンプルして得ているので、例え
ば水平方向の画素間隔と白黒が１対１で対応する空間周
波数（ナイキスト周波数）の被写体を撮像すると、第２
図の従来方式の撮像装置のときは一様に中間レベルの値
となるが、第３図の本発明の方式の撮像装置では、画素
にしてひとつおきに白と黒が交互に対応することとなり
、録画素を市松模様にしているから、このことは垂直方
向には走査線毎に白信号のみと黒信号のみとなり、実際
の被写体が縦じまにもかかわらず撮像画像は横しまに変
換されるという現象がある。したがつてこの現象を軽減
しようとしたのが第７図の構成した撮像装置である。す
なわち緑信号の低域成分を隣合つた２走査線分の信号か
ら相関をとつた低域成分（低域濾波器２３と同じ特性を
有する低域戸波器３２の出力信号）と固体撮像素子１１
の出力を直接サンプルして得られた低域成分とを混合器
３３にて和が常に一定になるように適当な混合比で混合
した信号にすることによつて、横しまに変換される度合
を軽減している。以上図面の実施例について説明したが
、本発明は上記実施例に限定されることはなく、第３図
において点線で示したように、緑信号の高域成分を輝度
信号の高域成分として混合する場所を、カラーエンコー
ダー内部ではなく、赤信号，緑信号，青信号のプロセス
増幅器の入力側で、Ξ信号に等振幅の高域信号を混合す
ることによつても同様の効果が得られる。
エンコーダー出力の画像にて自；然惑の得られる画像と
しては第３図の点線の場合の方が若干優れている。回路
の簡素化の点ではカラーエンコーダー内で混合した方が
優れている。本発明に用いることのできる固体撮像素子
は各受光素子がフィールドの違いを含めて分離独立して
いるものであればよい。たとえばＭＯＳトランジスタ形
、ＣＩＤ形、インターライン転送ＣＣＤ形等の撮像素子
であれば可能であることは明らかである。
しては第３図の点線の場合の方が若干優れている。回路
の簡素化の点ではカラーエンコーダー内で混合した方が
優れている。本発明に用いることのできる固体撮像素子
は各受光素子がフィールドの違いを含めて分離独立して
いるものであればよい。たとえばＭＯＳトランジスタ形
、ＣＩＤ形、インターライン転送ＣＣＤ形等の撮像素子
であれば可能であることは明らかである。
第１図は本発明の撮像装置の色フィルター配列の実施例
、第２図は従来の撮像装置のブロック図、第３図は本発
明の一実施例のブロック図、第４図は第３図の実施例の
各信号の周波数帯域を説明するための図、第５図，第６
図は被写体像に対する出力信号の垂直方向の波形図、第
７図は本発明の他の実施例のブロック図を示す。 図において、１は固体撮像素子、２は受光素子、３は色
フィルター、４は緑フィルター、５は赤フィルター、６
は青フィルター、１１は固体撮像素子、１２はＩＨ遅延
線、１３，２０，２１，２９はサンプルホールド回路、
１４，１８，２３，２４，３２は低域戸波器、１５は遅
延線、１６は減算器、１７は増幅器、１９，２５，２６
はプロセス増幅器、２２は切換器、２７はカラーエンコ
ーダー、２８は出力端子、３１は高域成分に現われる低
域成分、３３は混合器を表わす。
、第２図は従来の撮像装置のブロック図、第３図は本発
明の一実施例のブロック図、第４図は第３図の実施例の
各信号の周波数帯域を説明するための図、第５図，第６
図は被写体像に対する出力信号の垂直方向の波形図、第
７図は本発明の他の実施例のブロック図を示す。 図において、１は固体撮像素子、２は受光素子、３は色
フィルター、４は緑フィルター、５は赤フィルター、６
は青フィルター、１１は固体撮像素子、１２はＩＨ遅延
線、１３，２０，２１，２９はサンプルホールド回路、
１４，１８，２３，２４，３２は低域戸波器、１５は遅
延線、１６は減算器、１７は増幅器、１９，２５，２６
はプロセス増幅器、２２は切換器、２７はカラーエンコ
ーダー、２８は出力端子、３１は高域成分に現われる低
域成分、３３は混合器を表わす。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 行および列構成からなる２次元固体撮像素子を１個
用いたカラー固体撮像装置において、行方向には１画素
毎に、列方向には一走査線毎に交互に、視覚的に高解像
度を必要とする第１の分光感度特性を有する画素と、残
りの画素が視覚的に高解像度を必要としない第２の分光
感度特性を有する画素と第３の分光感度特性を有する画
素とによつて行毎に交互に置かれた画素とを有する２次
元固体撮像素子と、この２次元固体撮像素子の出力信号
から第１の分光感度特性を有する画素に対応する信号を
検出する第１の検出回路と、前記２次元固体撮像素子の
出力信号から前記第１の分光感度特性以外の分光感度特
性を有する画素に対応する信号を検出する第２の検出回
路と、前記２次元固体撮像素子の出力信号を１走査線分
に相当する時間遅延させる１Ｈ遅延線と、この１Ｈ遅延
線の出力信号から前記第１の分光感度特性以外の分光感
度特性を有する画素に対応する信号を検出する第３の検
出回路と、前記２次元固体撮像素子の出力信号と前記１
Ｈ遅延線の出力信号との２つの信号から前記第１の分光
感度特性を有する画素に対応する信号を１画素毎に交互
に検出する第４の検出回路と、前記第２の検出回路の出
力信号と前記第３の検出回路の出力信号との２つの信号
から１走査線毎に相互に切換えて前記第２の分光感度特
性を有する画素に対応する信号と前記第３の分光感度特
性を有する画素に対応する信号とを合成する切換回路と
を備え、前記第１の検出回路の出力信号と前記切換回路
の２つの出力信号とをそれぞれ狭帯域の第１および第２
および第３の分光感度特性の信号とし、三原色信号の低
域成分として輝度信号の低域成分と２種類の色差信号を
合成し、一方前記第４の検出回路の出力信号であるとこ
ろの広帯域の第１の分光感度特性の信号から前記第１の
検出回路の出力を減算した信号を輝度信号の高域成分と
したことを特徴とするカラー固体撮像装置。 ２ 前記狭帯域の第１の分光特性の信号と前記広帯域の
第１の分光感度特性の信号の低域成分の信号とをある混
合比で混合せしめて、前記第１の分光感度特性に対応す
るひとつの原色信号の低域成分とする特許請求の範囲第
１項に記載のカラー固体撮像装置。 ３ 前記広帯域の第１の分光感度特性の信号から前記狭
帯域の第１の分光感度特性の信号を減算した信号を輝度
信号の高域成分として、前記狭帯域の三原色信号から合
成した輝度信号の低域成分より若干大きい振幅とする特
許請求の範囲第１項および第２項に記載のカラー固体撮
像装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54111371A JPS6048953B2 (ja) | 1979-08-31 | 1979-08-31 | カラ−固体撮像装置 |
| GB8028021A GB2062399B (en) | 1979-08-31 | 1980-08-29 | Solid-state colour television camera |
| DE3032886A DE3032886C2 (de) | 1979-08-31 | 1980-09-01 | Festkörper-Farbbild-Abtastvorrichtung |
| US06/183,394 US4339771A (en) | 1979-08-31 | 1980-09-02 | Solid-state color imaging apparatus having an excellent resolution |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54111371A JPS6048953B2 (ja) | 1979-08-31 | 1979-08-31 | カラ−固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5636285A JPS5636285A (en) | 1981-04-09 |
| JPS6048953B2 true JPS6048953B2 (ja) | 1985-10-30 |
Family
ID=14559491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54111371A Expired JPS6048953B2 (ja) | 1979-08-31 | 1979-08-31 | カラ−固体撮像装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4339771A (ja) |
| JP (1) | JPS6048953B2 (ja) |
| DE (1) | DE3032886C2 (ja) |
| GB (1) | GB2062399B (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5763983A (en) * | 1980-10-07 | 1982-04-17 | Toshiba Corp | Color image pickup device |
| JPS57203389A (en) * | 1981-06-10 | 1982-12-13 | Toshiba Corp | Solid-state color image pickup device |
| JPS5925489A (ja) * | 1982-07-31 | 1984-02-09 | Nec Home Electronics Ltd | 単板式カラ−カメラ |
| FR2542956B1 (fr) * | 1983-03-14 | 1989-08-18 | Rca Corp | Camera electronique a circuits integres avec filtre de codage des couleurs, dispositif de traitement d'un signal derive d'un imageur et dispositif de production d'un signal representatif d'une scene |
| US4642678A (en) * | 1984-09-10 | 1987-02-10 | Eastman Kodak Company | Signal processing method and apparatus for producing interpolated chrominance values in a sampled color image signal |
| JP2595207B2 (ja) * | 1986-01-29 | 1997-04-02 | 富士写真フイルム株式会社 | 映像信号の形成装置 |
| JPS63290091A (ja) * | 1987-05-22 | 1988-11-28 | Olympus Optical Co Ltd | 内視鏡用画像デ−タ圧縮装置 |
| US4962419A (en) * | 1989-02-13 | 1990-10-09 | Eastman Kodak Company | Detail processing method and apparatus providing uniform processing of horizontal and vertical detail components |
| US5523786A (en) * | 1993-12-22 | 1996-06-04 | Eastman Kodak Company | Color sequential camera in which chrominance components are captured at a lower temporal rate than luminance components |
| US6690418B1 (en) * | 1995-12-26 | 2004-02-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensing apparatus image signal controller and method |
| US7012643B2 (en) * | 2002-05-08 | 2006-03-14 | Ball Aerospace & Technologies Corp. | One chip, low light level color camera |
| CA2588225A1 (en) * | 2004-11-23 | 2006-06-01 | Classy Custom Inc. | Pet door having removable decorative frames |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3971065A (en) * | 1975-03-05 | 1976-07-20 | Eastman Kodak Company | Color imaging array |
| JPS5334417A (en) * | 1976-09-10 | 1978-03-31 | Sony Corp | Solid state color pick up unit |
| JPS5336140A (en) * | 1976-09-16 | 1978-04-04 | Sony Corp | Solid color image pickup equipment |
| JPS5455324A (en) * | 1977-10-13 | 1979-05-02 | Sony Corp | Color pickup unit |
-
1979
- 1979-08-31 JP JP54111371A patent/JPS6048953B2/ja not_active Expired
-
1980
- 1980-08-29 GB GB8028021A patent/GB2062399B/en not_active Expired
- 1980-09-01 DE DE3032886A patent/DE3032886C2/de not_active Expired
- 1980-09-02 US US06/183,394 patent/US4339771A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5636285A (en) | 1981-04-09 |
| DE3032886C2 (de) | 1985-10-31 |
| GB2062399A (en) | 1981-05-20 |
| DE3032886A1 (de) | 1981-04-09 |
| US4339771A (en) | 1982-07-13 |
| GB2062399B (en) | 1984-05-31 |
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