JPS62104290A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JPS62104290A
JPS62104290A JP60242697A JP24269785A JPS62104290A JP S62104290 A JPS62104290 A JP S62104290A JP 60242697 A JP60242697 A JP 60242697A JP 24269785 A JP24269785 A JP 24269785A JP S62104290 A JPS62104290 A JP S62104290A
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明はI L−COD、 X−Yアドレス型MO8
1あるいは非破壊読出し可能な撮像素子(以下SITと
いう)等に適用可能な撮像装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来の固体カメラ等の撮像装置においては、CCDでイ
ンタレースに各水平ラインの信号を読出し、この信号を
1水平ラインまたは2水平ライン遅延させて、画像の垂
直相関性を利用することにより、輝度信号、色信号を得
る場合が多い。また、MOS型では、前記の遅延線を設
けることなく、各水平ライン、を同時に読出して輝度信
号、色信号を得ていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のような従来の撮像装置において、IL−CODや
MO8型センサーでは、インクレース読出しの場合、垂
直相関距離が速くなるので、モアレや偽信号が多くなっ
たり、また、IH遅延線を多用するので、周辺回路の規
模が大きくなり・、そのためコスト高になる等の問題点
があった。
また、IL−CCDでフレーム残像を少くするために、
フィールド蓄積モードにする場合には、撮像方式を変調
方式としているために、色再現性が悪くなったり、2水
平ラインを加算して読出すために垂直解像度が悪くなっ
たり、また、色差信号が線順次にしか得られないために
、色差信号の同時化に際して色差信号の低域成分と輝度
信号の低域成分が異なることによる偽信号が発生する等
の問題点があった。
この発明は上述の従来の問題点を解決することを目的と
し、水平、垂直解像度が高く偽信号の少ない撮像装置を
提供することを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る撮像装置は固体撮像素子の画素上に第1
の色分解フィルタを市松状に配置し、第2及び第3の色
分解フィルタを前記第1の色分解フィルタの間に線順次
に配置し、複数の水平ライン同時読出しを行うと共に、
色差信号を形成する為の低域の輝度信号は1つの水平ラ
インから形成し、高域の輝度信号は複数の水平ラインか
ら形成するようにしたものである。
〔作 用〕
この発明においては、複数の水平ライン同時読出しを行
うと共に1つの水平ライン信号により低域輝度信号を形
成し、複数の水平ライン信号により高域輝度信号を形成
している。
〔実施例〕
この発明はCCD、MOSまたはSIT等に利用可能で
あるが、MOSの各水平ラインの同時読出しは一般に公
知である。また、CCDにおいてもフィールド蓄積モー
ドで加gΣせずに、2水平ラインを2つの水平読出しシ
フトレジスタで転送すれば可能である。
この発明の実施例では、以下SITを用いて、静止画撮
像に応用する場合について説明する。
第1図はこの発明の一実施例の色分解フィルタの配置と
、フィールド毎の信号の読出し方法を説明するための色
分解フィルタであり、図において、nl、n2.  ・
・・は各水平ラインを示し、また奇数フィールド01,
02.  ・・・は奇数フィールドでの各水平走査ライ
ンを示しており、例えば水平走査ライン01では水平ラ
インn1とn2が同時に処理されて輝度信号と色信号が
得られることを示している。同様に偶数フィールドel
、e2・・・も偶数フィールドでの各水平ラインを意味
している。又、ここでは水平走査ラインはテレビジョン
の1水平走査線を意味しており、水平ラインはマトリク
ス状に配置された画素の水平方向の一行を意味している
この実施例での色フィルタは金色透過フィルタ(W)が
市松状に配置され、また光透過フィルタ(R)と青透過
フィルタ(B)が2画素毎の線順次配置になっている。
即ち1水平ライン毎にRフィルタとBフィルタが交互に
配置されている。
上述の各水平ラインの同時処理と色フィルタ配置により
、輝度信号は2水平ラインのW信号より形成され、また
色差信号は各水平ラインの色信号とW信号より形成され
る。以下これを詳述する。
第2図はSITの購造例の概略図で、図において、R,
B、 Wは各画素と画素上の色フィルタを意味しており
、v−8Rは垂直のシフトレジスタ、H−SRは水平の
レジスタ、φV−R3,φH・R8はそれぞ゛れ垂直と
各ビット毎の電荷リフレッシュパルスを示している。
この実施例の信号配線方法では2水平ラインを同時に読
み出すと共に出力S2からはR−Bの色信号が1画素毎
に交互に、SlからはWの信号が1画素ずつ連続して読
出される。
第3図は第2図のSITを利用した信号処理回路の1例
を示すブロック図、第41図はSITから読出される信
号とサンプルホールド回路40.7 uのサンプルタイ
ミングを示す波形図である。
第3寵において、10はSIT、20はクロックジェネ
レータ、30はシステムコントローラ、40.70はサ
ンプルホールド回路(S/l()、50.80はローパ
スフィルタ(LPF’)、6υハハンドパスフイルタ(
BPF)、90はホワイトバランス回路、100はプロ
セス回i、l 1υ。
120.141Jは加′蕗器、130はFM変調塔、1
50はアンプ、160はヘッド、170は記・碌媒体を
駆動させるモータである。
上記のように14ノ戎された装酋において、浜接2水平
ラインを同時に玩み出すといま5ITIIJの出力、J
IllSlからは2水半ラインのW(N号が交互にかつ
点1lIL1次に読出され、また、出力&S2からはl
水平走査ライン毎にR,Bの点n直次jd号とB、Hの
点順次信号が交互に読出される。SV倍信号上述のSI
T出力S1から形成される。まず高域がト可信号はSI
T出力S1をそのまま利用するので高解像の帯域が確保
される。即ち、SlからのW信号の繰返し周波数は、例
えば5ITIOの水平画素数が510画素であれば、そ
の読出し周波数は約9.5MH2となり、従ってそれを
ナイキスト周波数とすれば約4.7MH2が輝度帯域と
なる。
その場合、BPF60の帯域は約IMHz 〜4.7M
H2のバンドパス特性となる。
次に、輝度用の低域成分と色差用の低域成分及び色信号
はサンプルホールド回路40.70によりSIT出力の
Sl、S2から分離される。第1図及び第4図を参照し
て説明すると、奇数フィールドの01水平走査ラインで
は水平ラインn1に対応するW信号をサンプルホールド
回路40により第4図のようなタイミングでサンプルホ
ールドして低域輝度信号YLとしてプロセス回路に導ひ
く。
一方色信号については01の水平走査ラインではnlの
水平ラインだけから形成する。
これが本発明の主要な特徴の1つである。
uIIち、低域輝度信号YLを抽出する為の水平ライン
と同じ水平ラインの色信号Rを第4図示のようなタイミ
ングでサンプルホールドし、その水平走査ラインの色信
号としている。
この低域輝度信号YLと色信号とは夫々プロセス回路に
入力され色差信号が形成される。同様に02の水平走査
ラインの色差信号を形成する際にはn3の水平ラインか
ら低域輝度信号YI、及び色信号を抽出することにより
B−Y信号を形成する。
又、次のフィールド(偶数フィールド)では例えば水平
走査ラインelO色差信号は水平ラインn2の低域輝度
信号YL及び色信号Bから形成され、e2の色差信号は
水平ラインn4の低域輝度信号YI、及び色信号Rから
形成される。
この為互いにインターレースした関係にある2つのフィ
ールド信号は相関距離が近く低域輝度信号YL及び色成
分についての垂直解像度は充分に保たれる。
一方、高域輝度信号YHについては2水平ラインを使っ
て形成しているので水平方向の解像度は極めて高くなる
さて第3図に戻ると、上記のようにして得られた低域輝
度信号と、色信号は次段のLPF50゜80で約IMH
2程度に帯域制限される。色信号はさらに次段のホワイ
トバランス回路90で線順次に制御されるコントロール
電圧(不図示)でホワイトバランス動作が行われる。こ
のホワイトバランスされたR、  Hの線順次色信号と
前記低域輝度信号YLはプロセス回路100で1処理が
なきれ、低域輝度信号Yルと線順次色差信号RI  Y
、T(B /  y、/ )が出力される。そして低域
輝度信号Y′は高域輝度信号YHと加算器110で加算
り されて擬似輝度信号Yとなる。このY信号は加算器12
0で同期信号と加算され、FM変調器130に入力され
る。また、線順次色差信号もFM変調器130に入力さ
れ、これらの信号は互いに異なるキャリアでFM変調さ
れて加算器140で加算され、アンプ150、ヘッド1
60を経て記録媒体171に記録される。
以上第1図の色分解フィルタを中心に第1の実施例を述
べたが、その特徴は2水平ラインから高域輝度信号を得
るので、高解像度が得られる事、又垂直相関距離が短か
いのでモアレ等の発生も少ない。
また低域輝度信号は1つの水平ラインより形成するので
垂直解像度も良い。さらに色差信号は1つの水平ライン
で形成するので偽信号の発生は非常に少ない利点がある
。また、色分解フィルタがS■応用に都合が良い。即ち
奇、偶数フィールドともに低域輝度信号を形成する水平
ラインから色差線順次信号を発生させる事が可能である
またSIT等の非破壊読出し可能なセンサーを利用すれ
ばシャッターを使った1回の撮影(露光)で前述の実施
例の様に奇数、偶数フィールドと同じ信号を複数回読出
して、処理する事により、上記のような効果に加えてフ
レーム画像が得られるという利点がある。
次に第5図(a)はこの発明の第2の実施例の色分解フ
ィルタ配置図である。
第51N(a)では第1図示のR,G、  Bフイルタ
−の代わりにy、嘉cYフィルターを夫々使ったもe のでW信号からY。信号を減算することによってB信号
が得られ、またW信号からCY倍信号減算することによ
ってR信号を得る。その時の信号処理回路ブロック図は
減算器190aを第3図の信号処理回路ブロック図に付
加した第6図のような回路構成となる。即ち、5ITI
Oの出力線SlからのW信号によって高域輝度信号YH
1低域輝度信号YI、を得る点は第4図の場合と同じで
あるが、R,Bの色信号はYe、CYO線順次色信号を
81からのW信号から減算して得ている。
この第2実施例の場合には第1実施例の構成に比べ補色
フィルターを導入しているので透過率が向上し感度が高
くなる。しかも補色を用いることによりM T F (
Modulation ’l’ransfer pun
ction)が垂直方向に向上しモアレが発生しにくく
なる効果がある。
次に第5[M(b)は本発明の第3実施例で第1図示の
RフィルターとBフィルターの代わりに0フイルターを
使い、第1図示の0フイルターの代わりにCY又はYe
フィルターを使う。そしてCYフィルターとYeフィル
ターは水平ライン毎に交互に配置されている。Y8信号
からG信号を減算することによってR信号が得られ、又
、CY倍信号らG信号を減算することによってB信号を
得る。
その時の信号処理回路ブロック図は第7図に示すように
なり、上述の減算処理は減算器190bでなされ、高域
輝度信号YHは加算器180で2水平ラインからの信号
の加算により形成し、また低域輝度成分Y はSlの出
力であるYe、CYの点順次信号の低域成分で近似させ
る。
第8図は第4実施例を示す図でSITの信号出力線の配
線方法を第2図の実施例と違ったものにした場合の例を
示す。この方法はSIT出力S1からは2水平ラインの
W信号が得られるが、色信号は奇数フィールドでは偶数
水平ラインに対応する水平スイッチ(181,185・
・・)をオフに保持するようにしている。これによりS
IT出力S2からは1水平走査ライン毎にRとBの色信
号が線順次に出力されるので第3図の色分離のサンプル
ホールド回路70を省略することが可能となる。
第9図は第8図のSITの水平駆動シフトレジスタの駆
動パルスのタイミングを示したものである。図において
5l(W/W)はWnの駆動パルスで、φR3Iは5L
(W/W)のビットリフレッシュパルスである。これに
対して52(R/B)はon、enの駆動パルスで5l
(W/W)の十の繰返しパルスとなり、水平2画素毎に
スイッチされることがわかる。また、そのときのビット
リフレッシュパルスは同シく+の繰返シパルスφR82
となる。前述のように奇数フィールド時には、Onの線
に上述の駆動パルスが印加され、enの線はオフになる
電圧が印加される。また、偶数フィールド時には逆の駆
動条件になる。  次に、第10図はこの発明の第5実
施例を示すSITの構成概略図であり、図中、W信号関
係は上述の実施例と同じで、色信号出力線の配線をかえ
たものである。即ち、色信号の奇数フィールド川の出力
線と偶数フィールドの出力線を夫々S2゜S3の如く別
々にし、同時に読み出される2水平ラインの信号の内R
信号とB信号とを、例えばS2からRを、S3からBを
出力するように分離したものである。第11図はそのと
きの信号処理回路ブロック図で、SIT出力のS2,8
3をフィールド毎に切換すれば色信号R,Bが各フィー
ルド毎に線順次に得られる。このように本実施例によれ
ば第3図示のサンプルホールド回路70が不要となる。
次に、この発明をビデオカメラへ用いた場合について述
べると、ビデオカメラに用いた場合、色差信号としてR
−YとB−Yの同時信号が必要である。上述の実施例に
おいても信号処理方式を一部変更すればその適用は容易
であるが、第12図に示すようなビデオカメラに好適な
色フィルタを用いて、以下に説明する。
第12図はこのビデオカメラに用いた場合の第6実施例
の色分解フィルタの配置図であり、第13図は第12図
の信号処理回路ブロック図である。
第12図の色分解フィルタではWが市松状に配置され、
色フィルタR,Bは垂直方向−画素毎の線順次配置とな
っており、図から明らかなように、奇数、偶数フィール
ドの複数水平ラインの同時読出しにおけるどの水平走査
ラインにも、2つの色信号が存在するので、各水平ライ
ンで得られる色信号R(B)と輝度用信号Wから色差信
号を形成することができる。
第13図は本実施例の信号処理回路の構成例を示す図で
、本実施例での5ITIOの内部配線及び駆動方法は第
2図の実施例と同じであり、SIT出力S1からは常に
W信号が、またSIT出力S2からはR,B点順次信号
が交互に得られる。色差信号を各水平ラインから形成す
るために、色信号及び低域輝度信号分離のためにサンプ
ルホールド回路4ob、7obとLPF50b、80b
、  ホワイトバランス回路90b及びプロセス回路1
00bが第4図実施列に対して追加される。サンプルホ
ールド回路40b、70bの駆動タイミングは40a、
70aと1800位相がずれている。又、サンプルホー
ルド回路40aと70aとは180゜位相がずれており
、サンプルホールド回路40aと40bもやはり180
0位相がずれている。
又、第3図示構成と違い本実施例では2水平ラインを同
時読み出しすることにより得られる水平走査ラインの信
号のうち、両水平ラインから夫々異なる色信号を形成す
るようにし又、夫々の色信号についてホワイトバランス
制御をするようにしている。
本実施例では更に同じ水平ラインの色信号及び対応する
低域輝度信号から色差信号を形成しているので偽信号が
少ない。
また、第7実施例としてSITに第10図のものを利用
すればR,Bは独立にSETから出力されるので、その
場合は第13図における色分離のためのサンプルホール
ド回路70a、70bはいらない。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したとおり、固体撮像素子の画素上
に、第1の色分解フィルタを市松状に配置し、第2及び
第3の色分解フィルタをそれぞれtjq記第lの色分解
フィルタの闇に線順次に配直し、複数の水平ライン同時
読出しを行うと共に色差信号を形成する為の輝度信号は
1水平ラインから形成し、高域の輝度信号は複数の水平
ラインから形成するようにしているので、モアレ等の発
生も少く、高解像度が得られ、また、色差信号における
偽信号の発生は非常に少いという利点がある。
さらに、また奇数、偶数フィールド共に低域輝度(g@
E形成する水平ラインから色差線順次信号を発生させる
ことか可能な為に、色分解フィルタをSVにf)6用す
るのに都合がよいという利息がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の色分解フィルタの89.
明図、第2図はSITの駆動概略図、第3図は第2図の
信号処理ブロック図、第4図は第2図のSITの出力(
,7号とサンプルタイミングを示す波形図、第5図はこ
のづ6明の第2の実施例の色分)1拌フィルタ図、第6
図、第7図は第5図の実施例における要部のIJ号焙処
理回路ブロック図第8図は力2の実地例であるSITの
脳動概111.i図、第9図は第8図のパルスの波形図
、第10図は第3の実施例におけるSITの駆動概略図
、第11図は第10図の信号処理回路ブロック図、第1
2図は第4の実施例の色分解フィルタの配置図、第13
図は第12図の信号処理回路ブロック図である。 図において、10はSIT、20はクロックジェネレー
タ、30はシステムコントローラ、40゜40 a、 
 40 b、  70. 70 a、  70 bはサ
ンプルホールド回路、50. 50 a、  50 b
、  80゜80a、80bはローパスフィルタ(LP
F)、60はバンドパスフィルタ(BPF)、90,9
0a、90b、はホワイトバランス回路、100はプロ
セス回路、110,120,140,180じ加算器、
130はFM変調器、150はアンプ、160はヘッド
、170はモータ、190a、190bは減算器である
。 代理人 弁理士 1)北 嵩 晴 52  RB  RB  RB BRBRBR 5IWWWWWW (a)           (b) 第5図 第6図 第11図 第12図 第13図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)固体撮像素子の画素上に第1の色分解フィルタを
    市松状に配置し、第2の色分解フィルタ、第3の色分解
    フィルタをそれぞれ前記第1の色分解フィルタの間に線
    順次に配置し、複数の水平ライン同時読出しを行うと共
    に色差信号を形成する為の低域の輝度信号は1つの水平
    ラインから形成し、高域の輝度信号は複数の水平ライン
    から形成することを特徴とする撮像装置。
JP60242697A 1985-10-31 1985-10-31 撮像装置 Expired - Lifetime JP2617293B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60242697A JP2617293B2 (ja) 1985-10-31 1985-10-31 撮像装置
US07/290,802 US4907074A (en) 1985-10-31 1988-12-23 Image pickup apparatus having color separation filters and forming line-sequential luminance and color-difference signals
US07/456,966 US5018006A (en) 1985-10-31 1989-12-26 Multi-plate type image pickup apparatus having picture elements for producing color and luminance signals

Applications Claiming Priority (1)

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Cited By (2)

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