JPS6123488A - カラ−固体撮像装置 - Google Patents

カラ−固体撮像装置

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JPS6123488A
JPS6123488A JP59145124A JP14512484A JPS6123488A JP S6123488 A JPS6123488 A JP S6123488A JP 59145124 A JP59145124 A JP 59145124A JP 14512484 A JP14512484 A JP 14512484A JP S6123488 A JPS6123488 A JP S6123488A
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JP
Japan
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signal
imaging device
signals
horizontal
green
Prior art date
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Pending
Application number
JP59145124A
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English (en)
Inventor
Yasushi Watanabe
恭志 渡辺
Yoshiharu Hayashi
義治 林
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Publication of JPS6123488A publication Critical patent/JPS6123488A/ja
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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〉 本発明は色分解機能を備えた固体撮像装置の改良に関し
、偽信号の発生を抑えた高品位のカラー画像を得るカラ
ー固体撮像装置に関するものである。
〈発明の技術的背景とその問題点〉 2次元面体撮像素子を1枚用いてカラービデオ信号を得
る単枚カラー撮像装置は、少くとも3色の色分解機能を
備える必要があり、通常は色フィルタを撮像素子上に配
置して被写体像を各色成分毎に空間サンプリングする方
法が採られている。
この場合限られた画素を有効に用いてサンプリングの効
率を高めることが望ましく、色フィルタの配列に関して
従来よシ種々の手法が提案されている。例えば輝度信号
は高い解像度を必要とするのに対し、色信号は相対的に
低い解像度で可能であるというビデオ信号の特質を利用
し、輝度成分の大半を占める緑色(G)フィルタのみ豊
水平列で1素子おきに配置し、その間の位置に赤色(R
)フィルタ及び青色(B)フィルタを1水平走査期間(
IH)毎に交互に配置する手段は効率が高く、従来より
第6図(a)、 (b)、 (c)及び(d)に示す配
列が知られている。ここで0.F、は奇数フィールドで
の、E、、F、は偶数フィールドでの読み出し列を示す
特に第6図(b)及び(d)では各垂直列において常に
G。
R,B各色とも存在するから、縦縞模様のような水平方
向に輝度変化の大きい入射光像に対しても偽色信号を生
じない利点を有している。
しかしながら第6図の配列はすべてR信号及びB信号が
全画面上において2水平列おきに存在しない。従って通
常はIHH延信号による画素間補間によって補っている
ため、横縞模様のような垂直方向に輝度変化の大きい入
射光像に対しては強い偽色信号が発生し、垂直解像度も
劣化させることとなる。
この対策として本出願人は、先に例えば特開昭58−9
0884として以下の方法を提案している。
即ち第7図におい七、実時間G信号(Go)からIH遅
遅延倍信号G1)を減算することにより垂直輪郭信号G
o  G+ を形成する。この信号をRないしB信号の
うちIH遅延されている側へ加算すると、第7図破線で
示すように正しいR信号及びB第8図において、1は第
6図に示す配列の色フィルタを備えた固体撮像素子、2
はIHH延回路、3.4.5及び6はサンプルホールド
回路、7及び9は信号に同期したIH毎の切換えスイッ
チ、8は白バランスを調整する増幅器であり、偽色対策
の施されたR、B及びG信号が出力される。
しかしながらこの方法では、垂直輪郭信号をIH毎に切
換えてRないしB信号に加算する必要があった。さらに
この方法では特に第6図(c)及び(d)の配列の色フ
ィルタと組合わせた場合輝度信号に問題が生じる。即ち
、水平方向に2画素周期で輝度変化する縦縞模様の入射
光像(水平ナイキスト限界周波数の輝度光像)において
垂直輪郭信号Go  G+が0とならず、これが輝度信
号の低域成分において走査線ごとに異なった値をもたら
し、偽の横縞模様を発生させる。
〈発明の目的〉 本発明は以上の問題点に鑑みて成されたものであり、横
縞模様における偽色信号を抑えた色信号を容易な信号処
理により得るとともに、縦縞模様における偽解像信号を
抑えた輝度信号を得ることを可能にしたカラー固体撮像
装置を提供することを目的とし、この目的を達成するた
め、本発明のカラー固体撮像装置は、多数の受光素子が
面状に配列されてなる2次元面体撮像装置であって、緑
色帯域に感応する第1の素子と赤色帯域に感応する第2
の素子が水平方向に1素子毎に交互に配列された第1の
水平列と、上記の第1の素子と青色帯域に感応する第3
の素子が水平方向1素子毎に交互に配列された第2の水
平列とが、1水平走査期間毎に交互に繰返し配列されて
なるカラー固体撮像装置において撮像装置出力信号とと
の撮像装置出力信号を1水平走査期間遅延した信号とか
ら常時上記の第2の素子からの第1の信号、この第2の
素子と同一水平列上にある上記の第1の素子からの第2
の信号、上記の第3の素子からの第3の信号、この第3
の素子と同一水平列上にある上記の第1の素子からの第
4の信号を得る手段と、上記の第1の素子からの実時間
の信号のみからなる第5の信号及び上記の第1の素子か
らの1水平走査期間遅延された信号のみからなるM6の
信号を得る手段と、上記の第5及、び第6の信号の線型
結合により緑信号を形成する手段と、上記の第1の信号
から第2の信号を減算し更に上記の緑信号を加算して赤
信号を形成する手段と、上記の第3の信号から第4の信
号を減算し更に上記の緑信号を加算して青信号を形成す
る手段とを含んでなるカラー映像信号形成手段とを備え
るように構成されている。
〈発明の実施例〉 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
上記した第7図及び第8図に示す従来技術ではR及びB
信号は次の形となっている。
これは以下のように変形できる。
即ちRないしB信号からその信号と同一水平列上のG信
号を減算し、さらにGo信号を加算したことと同じであ
る。従って第8図の信号処理の回路ブロック図は第1図
のように変換することかできる。ここで第8図における
構成要素1〜6までは変更なく、第1図はそれ以降の構
成を示している。                 
            ′1第1図においてサンプル
ホールドされたGo及びG1信号は切換えスイッチ7と
同期したIHスイッチ10によりIH毎に切換えられ、
R画素のある水平列上のG信号GRとB画素のある水平
列上のG信号GBに分離される。次にR+’ B + 
G RIGB及びGo信号は白バランス調整回路11に
よって白バランス調整された後、加減算回路21゜22
により以下の演算が行なわれる。
こうして偽色補正されたR′及びB′信号が得られる。
なお緑信号は第8図と同じである( G ’ = Go
 )結局スイッチング操作をG信号に対して白バランス
の前に行なっておくことにより各色信号に対して加減演
算は1回で済むことになり、また特に白バランス前まで
をIC化する場合は外部スイッチングが不要となる。
第1図は第8図に示す回路ブロックを信号処理が容易に
なるように改善し牟回路ブロックを示したものであり、
得られる信号は同等であった。
この場合以下の問題点が存在する。
即ち、この場合の輝度信号Yは、上記G/ 、 R/。
B′信号から正規の比率で形成されるから次のようにな
る。
Y=0.59G’ +0.3OR’ +0.11B’=
 Go +0.30 (R−GR)+0.11 (B 
 GB )     (4)上記Y信号は水平方向に輝
度変化する入射光像に対し偽応答信号を生じる。その関
係を第2図に示す。ここで(a)は色フィルタと入射光
像の関係を、(b)は上記Y信号の応答を示したもので
ある。
これより明らかなように輝度信号が水平方向ナイキスト
限界周波数(fN)で変動する入射光像に対し、Y信号
は垂直方向に2水平列周期で変動する偽応答となり、そ
の振幅は入射信号振幅の1.38倍にもなる。これは本
来縦縞模様であるものが2水平列周期の強い横縞模様に
変換されることであり、画素を大幅に劣化させる。
この対策として一般に考えられるのは光学ローパスフィ
ルタを用いて、水平方向fN付近の周波数の光像を結像
しないよ弓にする方法であるが、この場合必然的に水平
解像度の劣化をもたらすことになる。
本発明では以上の問題に対し、水平解像度を劣化させる
ことなく偽解像信号を低減するようにしたカラー固体撮
像装置を提供する。
まず第1図において、G′信号をGoから次式で示すG
o とG+の線型結合に変換する。
G ’ = 0.69 Go + 0.31 Gt  
         (51従ってR′及びB′信号も次
式のように変換されるO R’=R−GR+G’              (
61B’=B−CB十G’             
    (71このときの輝度信号Y′は次のようにな
る。
Y’ = (0,69Go + 0.31Gt ) +
0.30 (R−GR)十o、1t(B−GB)   
         (81Y′信号の第2図(a)の場
合における応答を第2図(c)に示す。
これより明らかなようにY′信号が垂直方向で変化する
のは4水平列のうち隣接2水平列間のみであシ、振幅も
従来の場合の半分近くであって、特に受像機及び視覚の
垂直方向周波数応答(MTF)が高域で減少する場合は
ほとんど問題にならない程度となる。また水平方向には
何ら操作しないから水平解像度の劣化を招くことはない
なお、G′信号に以上の操作を行なっても色調に変化の
ないことは明らかである。即ち前記(51、(61゜(
7)式で規定されるG’ 、 R’ 、 B’倍信号シ
形成される色差信号は、 R−Y= (R−GR十G’)−Y’ =o、’yo(R−G、)−o、tl(B−CB)  
  (91B−Y=(B−GB+G’) −Y’ =0.89(B−GB)−0,30(R−GR)   
 QO)となシ、G′信号を含まないから変化がない。
従って偽色対策は第1図の場合と全く同様に十分節され
た形となっている。
上記G′信号の操作は垂直解像度において若干の劣化を
もたらす。
即ち、第3図(a)に示すような垂直方向にナイキスト
限界の1/2の周波数(f N/2 )で輝度変化があ
る場合、第1図に示すG’=Goの場合は第3図(b)
に示すように解像度に劣化はないが、G’= 0.69
G。
十0.31G*の場合は第゛3図(c)に示すように解
像度は38%に低下する。しかしながらこの場合にも応
答は相似形に保たれ、偽色信号の発生もなく、かつ第4
図に示すように像の垂直方向空間周波数がfa/2を越
えると再び応答は高くなるから、実際上影響は小さい。
第5図は以上に示した本発明の手法を実現するための回
路ブロック図を示したものである。第5図に示す本発明
の実施例においては、第1図に対してまず線型加算器1
2を付加し、GL=(1−α)G。
+αGs信号を形成する点が異なる。ここでαは上記の
ように0.31程度であるが、輝度信号の縦縞模様にお
ける偽信号と横縞模様における解像度低下の兼ね合いよ
り定められる。次に加算器ないし選択加算器13におい
て、R,B 、 GR+ GB倍信号り輝度信号高域成
分YHが形成され、ノ・イパスフィルタ14によりYH
の高域成分が抽出されて、加減算回路23によシ前記G
L信号に加算することによシ、広帯域緑信号Gwを得る
ように構成される。この選択加算器13及びバイパスフ
ィルタ14がない場合はGL倍信号ままである。
Gw倍信号場合はR及びB信号もそれぞれ広帯域信号R
w、Bwとなる。
こうして得られたR W I B w+ G W (な
いしRL。
B L I G L )信号はガンマ補正等を行なうプ
ロセス回路15.16及び17を介してR,B及びG信
号が出力される。
ここでガンマ補正は偽色補正を行なった後行なうのが望
ましい。即ち、受像機で最終的に表示される画像を調べ
ると、ガンマ補正を行なう位置により次のような差が生
じる。
即ち第5図に示すように偽色補正後にガンマ補正を行な
う方がよシ正しい色再現性の画像を得ることが出来る。
〈発明の効果〉 以上説明してきたように本発明によれば横縞模様におけ
る偽色が消去され、縦縞模様における偽解像信号が抑圧
される上、水平及びi直方向の解像度が高く、再生画像
の色再現性も高い映像信号が得られる。さらに本発明に
おいては、この場合の信号処理はきわめて容易であり、
回路構成が簡単となる等の種々の利点を肴するものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のカラー固体撮像装置の特徴部分の構成
例を示すブロック図、第2図は縦縞模様における偽応答
を説明するだめの図であシ、同図(a)は色フィルタと
入射光像の関係を示す図、同図(b)は従来におけるY
信号の偽応答信号を示す図、同図(c)は本発明におけ
るY′信号の応答を示す図、第3図は横縞模様における
正規の応答を示す図、第4図は垂直方向空間周波数応答
を示す図、第5図は本発明の特徴的部分の他の実施例の
構成を示すブロック図、第6図は本発明を適用し得る色
フィルタ配列の例を示す図、第7図は従来の横縞模様時
の偽色信号の消去方法を説明するための図、第8図は従
来装置の構成例を示すブロック図である0 1・・・固体撮像素子、2・・・IH遅延回路、3,4
゜5.6・・・サンプルホールド回路、7.10・・・
スイッチ回路、11・・・白バランス調整回路、12・
・・線型加算器、13・・・加算器ないし選択加算器、
14・・・ハイハスフィルタ、15,16.17・・・
プロセス回路、21,22.23・・・加減算回路。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦(他2名)第1図 Y (に’−Go)   Y’(G/−+2691jメ
JIGF)<a>     (b)(C) 第2図 YL(GL”Go)      YL(GL=0.69
GO+0.31G/ )(a)(b)(c) 第3図 第4図 (り cq  cz (り  (り (り  cz (
りα   CO(り

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、多数の受光素子が面状に配列されてなる2次元固体
    撮像装置であって、緑色帯域に感応する第1の素子と赤
    色帯域に感応する第2の素子が水平方向に1素子毎に交
    互に配列された第1の水平列と、前記第1の素子と青色
    帯域に感応する第3の素子が水平方向1素子毎に交互に
    配列された第2の水平列とが、1水平走査期間毎に交互
    に繰返し配列されてなるカラー固体撮像装置において、 撮像装置出力信号と該撮像装置出力信号を1水平走査期
    間遅延した信号とから常時前記第2の素子からの第1の
    信号、該第2の素子と同一水平列上にある前記第1の素
    子からの第2の信号、前記第3の素子からの第3の信号
    、該第3の素子と同一水平列上にある前記第1の素子か
    らの第4の信号を得る手段と、 前記第1の素子からの実時間の信号のみからなる第5の
    信号及び前記第1の素子からの1水平走査期間遅延され
    た信号のみからなる第6の信号を得る手段と、 前記第5及び第6の信号の線型結合により緑信号を形成
    する手段と、前記第1の信号から第2の信号を減算しさ
    らに前記緑信号を加算して赤信号を形成する手段と、前
    記第3の信号から第4の信号を減算しさらに前記緑信号
    を加算して青信号を形成する手段とを含んでなるカラー
    映像信号形成手段と を備えたことを特徴とするカラー固体撮像装置。 2、前記緑信号形成手段は前記第5及び第6の信号の線
    型結合に別途形成した輝度信号高域信号を加算すること
    によって広帯域信号として形成する手段を含み、該緑信
    号を加算の形で含む前記赤信号及び青信号も広帯域信号
    として形成されるように成したことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載のカラー固体撮像装置。 3、前記カラー映像信号形成手段は、前記緑信号、赤信
    号及び青信号をそれぞれ形成した後、各々の信号にガン
    マ補正を行なう手段を含んでなることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項もしくは第2項記載のカラー固体撮像
    装置。
JP59145124A 1984-07-11 1984-07-11 カラ−固体撮像装置 Pending JPS6123488A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6296530U (ja) * 1985-12-04 1987-06-19

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6296530U (ja) * 1985-12-04 1987-06-19

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