JPS63288575A - Image pickup device - Google Patents

Image pickup device

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JPS63288575A
JPS63288575A JP62083208A JP8320887A JPS63288575A JP S63288575 A JPS63288575 A JP S63288575A JP 62083208 A JP62083208 A JP 62083208A JP 8320887 A JP8320887 A JP 8320887A JP S63288575 A JPS63288575 A JP S63288575A
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JP
Japan
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color
signal
circuit
clip
color temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP62083208A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ichiro Kojima
一朗 小島
Atsushi Morimura
淳 森村
Yoshinori Kitamura
北村 好徳
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent a false color generating in a chrominance signal and to enlarge the dynamic range of the chrominance signal by controlling the dynamic range of the respective element signals of an image pick-up element before a color separation according to a color temperature. CONSTITUTION:By using a color temperature signal STC obtained from a color temperature detecting circuit 47, clip values SCW-SCYe optimum to the color temperature at that time are obtained with a clip operating circuit 48. By these optimum clip values, respective element signals SG-SYe are clipped 37-40. Thus, when a white subject is photographed and an incident light quantity is over an L2, a false color is not generated in signals SR3-SB3 color-separated 41. Thus the false color is not generated in a chrominance signal and the dynamic range of the chrominance signal can be enlarged.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、カラービデオカメラやテレビジョンカメラ等
として用いられている撮像装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to an imaging device used as a color video camera, television camera, or the like.

従来の技術 撮像装置における光電変換器(すなわち撮像素子)とし
ては、主として撮像管や、近年では固体撮像素子などが
多く用いられている。これらの撮像素子を用いてカラー
の画像信号を得ようとすれば、レンズ等によって収束し
た被写体像をプリズムとダイクロイック・ミラーで三原
色に分解し、それぞれを異なる撮像素子を用いて光電変
換して三原色信号を得る方式(三管式・三板式)と、一
つの撮像素子の受光面上にモザイク状の色フィルターを
設け、受光面上に結像する被与体像に空間的な色の変調
を与え、その撮像素子の出力信号を処理することにより
、三原色あるいは色差などの色信号を得る方式(単管式
/単板式)が主に採られていた。
BACKGROUND OF THE INVENTION As a photoelectric converter (that is, an image sensor) in a conventional imaging device, an image pickup tube and, in recent years, a solid-state image sensor are often used. To obtain color image signals using these image sensors, the subject image focused by a lens is separated into three primary colors using a prism and a dichroic mirror, and each is photoelectrically converted using a different image sensor to produce the three primary colors. A method for obtaining signals (three-tube type, three-plate type) and a mosaic color filter are provided on the light-receiving surface of one image sensor, and spatial color modulation is applied to the image of the object formed on the light-receiving surface. A method (single tube type/single plate type) was mainly adopted in which color signals such as the three primary colors or color differences are obtained by processing the output signal of the image sensor.

単管式や単板式で用いられる色フィルターには様々な方
式のものがあるが、大きく分類すると、原色方式のもの
と補色方式のものとがある。これは、色フィルターに原
色を用いるか補色を用いるかの違いであり、それぞれ、
原色フィルターは色再現がよい、補色フィルターは感度
がよく、輝度の解像度がよい等の特徴を法っている。し
かしいずれの方式においても、高輝度の被写体を撮像し
たときに、各色の画素のダイナミック・レンジに差があ
るために、偽色が発生することがある。つまシ、ある色
の画素は飽和しているが別の色の画素は飽和していない
という場合、これらの画素信号から分離した色信号は、
本来の色とは異なった信号になってしまうという不都合
のあるものであった。
There are various types of color filters used in single-tube and single-plate types, but they can be broadly classified into primary color type and complementary color type. This is the difference between using primary colors or complementary colors in the color filter, and each
Primary color filters have good color reproduction, and complementary color filters have good sensitivity and brightness resolution. However, in either method, when a high-brightness subject is imaged, false colors may occur due to differences in the dynamic range of pixels of each color. If a pixel of one color is saturated but a pixel of another color is not, the color signal separated from these pixel signals is
This was inconvenient in that it resulted in a signal that was a different color from the original color.

この偽色を低減するためにホワイトクリップを備えた従
来の撮像装置としては、例えば特開昭61−19898
9号公報に示された構成が知られている。
As a conventional imaging device equipped with a white clip to reduce this false color, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-19898
The configuration shown in Publication No. 9 is known.

第9図は、この従来の撮像装置の構成を示すブロック図
であり、1は撮像光学系、2は撮像素子(以下CODと
称す)、3〜6はサンプルホールド回路、7Fi輝度帯
域のローパスフィルタC以下LPFと称す)、8〜1o
は色帯域のローノ(スフィルタ(以下LPFと称す)、
11は輝度(Y)プロセス回路、12は赤色(R)プロ
セス回路、13は緑色(G)プロセス回路、14は青色
(B)プロセス回路、16は色差信号を合成するマトリ
クス回路、16は複合テレビジョン信号を合成するエン
コーダである。
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of this conventional imaging device, in which 1 is an imaging optical system, 2 is an imaging device (hereinafter referred to as COD), 3 to 6 are sample and hold circuits, and a 7Fi brightness band low-pass filter. (hereinafter referred to as LPF), 8 to 1o
is a color band ronos filter (hereinafter referred to as LPF),
11 is a luminance (Y) process circuit, 12 is a red (R) process circuit, 13 is a green (G) process circuit, 14 is a blue (B) process circuit, 16 is a matrix circuit for synthesizing color difference signals, and 16 is a composite television This is an encoder that synthesizes video signals.

色温度検出回路17は、被写体周辺の光を検出し、その
中の赤色成分と青色成分の比に基づいて色温度信号ST
Cを発生するものであり、この色温度信号STCは、R
プロセス回路12.Bプロ上2回路14に加えられ、ホ
ワイトバランスが行なわれる。また、レベル変換回路1
8は、色温度信号STCから、Rプロセス回路12.G
プロセス回路13.Bプロ上2回路14のホワイトクリ
ップレベルを設定する信号SWCを発生するものである
The color temperature detection circuit 17 detects light around the subject and generates a color temperature signal ST based on the ratio of the red component to the blue component therein.
This color temperature signal STC is
Process circuit 12. It is added to the B-pro upper 2 circuit 14 to perform white balance. In addition, the level conversion circuit 1
8 is the R process circuit 12.8 from the color temperature signal STC. G
Process circuit 13. It generates a signal SWC for setting the white clip level of the B-pro upper 2 circuit 14.

このように構成された従来の撮像装置について、以下に
その動作を説明する。
The operation of the conventional imaging device configured in this manner will be described below.

被写体像は撮像光学系1を介してC0D2に結像され、
光電変換されて順次読み出される。読み出された出力か
ら得られた撮像信号SCCは、4つのサンプルホールド
回路3〜6によりサンプルホールドされる。その結果、
輝度信号SY、赤色信号SR,緑色信号SG、青色信号
SHに分離される。輝度信号SYはLPF7を通り、Y
プロセス回路11により処理されて、輝度信号SY1と
してエンコーダ16に入力される。赤色信号SR。
The subject image is formed on C0D2 via the imaging optical system 1,
It is photoelectrically converted and read out sequentially. The image signal SCC obtained from the read output is sampled and held by four sample and hold circuits 3 to 6. the result,
It is separated into a luminance signal SY, a red signal SR, a green signal SG, and a blue signal SH. The luminance signal SY passes through LPF7 and Y
It is processed by the process circuit 11 and input to the encoder 16 as a luminance signal SY1. Red signal SR.

緑色信号SG、青色信号SBもそれぞれ対応するLPF
8〜10を通り、Rプロセス回路12.Gプロセス回路
13.Bプロ上2回路14によりプロセス処理された後
、新たな赤色信号SR1,緑色信号SG1.青色信号S
B1としてマトリクス回路15に供給される。このマト
リクス回路16により、(R−Y)および(B−Y)の
2つの色差信号5DRYおよび!9DBYが合成されて
エンコーダ16に入力される。エンコーダ16によって
輝度信号SY1.同色差信号5DRY、5DBYより同
期信号に基づいて複合テレビジョン信号SVDが合成さ
れ、ビデオ出力端子TVDより出力される。
LPF corresponding to green signal SG and blue signal SB respectively
8 to 10, and the R process circuit 12. G process circuit 13. After being processed by the B-pro upper two circuits 14, the new red signal SR1, green signal SG1. Blue signal S
It is supplied to the matrix circuit 15 as B1. This matrix circuit 16 generates two color difference signals 5DRY and ! of (RY) and (B-Y). 9 DBY are combined and input to the encoder 16. The encoder 16 outputs the luminance signal SY1. A composite television signal SVD is synthesized from the same color difference signals 5DRY and 5DBY based on a synchronization signal, and is output from a video output terminal TVD.

@10図は、第9図におけるC0D2の構成図である。@Figure 10 is a configuration diagram of C0D2 in Figure 9.

ここで21はRGBストライプ配列のカラーフィルタ、
22は光電変換を行う画素、23は垂直転送CCD、2
4は画素22中の電荷を垂直転送CCD23に移す第1
の転送ゲート、25は水平転送COD、26は垂直転送
CCD23の電荷を水平転送C0D2tsに移す第2の
転送ゲート、27は電荷を電圧に変換するアンプである
Here, 21 is a color filter with an RGB stripe arrangement.
22 is a pixel that performs photoelectric conversion, 23 is a vertical transfer CCD, 2
4 transfers the charge in the pixel 22 to the vertical transfer CCD 23;
25 is a horizontal transfer COD, 26 is a second transfer gate that transfers the charge of the vertical transfer CCD 23 to the horizontal transfer C0D2ts, and 27 is an amplifier that converts the charge into a voltage.

カラーフィルタ21がR,G・Bストライプ配列なので
アンプ27の出力からはR・G、Bの11順で取り出さ
れる。
Since the color filter 21 has an R, G, and B stripe arrangement, the output from the amplifier 27 is taken out in 11 order of R, G, and B.

第11図は、白色被写体を撮像した時に得られるC0D
2の各色出力と、被写体を照明する光源の色温度との関
係を示す特性図である。白色被写体から得られる光の各
色成分の比は、図中のR・G、Bの各曲線に示されるよ
うに変化する。しかし、通常の撮像素子ではBの感度が
低く、図中のR、G 、 B’の各曲線の出力が得られ
る。各色のダイナミックレンジは、それぞれの感度に逆
比例するため、特に低い色温度、例えばT。以下でHの
ダイナミックレンジが低下する。
Figure 11 shows the C0D obtained when imaging a white subject.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between each color output of No. 2 and the color temperature of a light source illuminating a subject. The ratio of each color component of light obtained from a white object changes as shown by the R, G, and B curves in the figure. However, in a normal image sensor, the sensitivity of B is low, and outputs of the R, G, and B' curves in the figure are obtained. The dynamic range of each color is inversely proportional to its respective sensitivity, so especially at low color temperatures, e.g. The dynamic range of H decreases below.

第12図はレベル変換回路18の入出力特性図である。FIG. 12 is an input/output characteristic diagram of the level conversion circuit 18.

色温度信号STCはおおむね次の式で与えられし 5TC=に/Tc  (kは定数)  −・−・−−−
−(1)ここで、kは定数、To は色温度をそれぞれ
表す。
The color temperature signal STC is roughly given by the following formula: 5TC=/Tc (k is a constant) −・−・−−−
-(1) where k is a constant and To is a color temperature.

従って、’ro=’ro、!:6低い色温度の場合、ホ
ワイトクリップ信号SWCのレベルを下げて、色のダイ
ナミックレンジを下げることによって偽色の発生を防止
することができる。
Therefore, 'ro='ro,! :6 When the color temperature is low, the generation of false colors can be prevented by lowering the level of the white clip signal SWC and lowering the color dynamic range.

第13図はRプロセス回N12の構成を示すブロック図
である。ここで121はクランプ回路、122けホワイ
トバランスを行う可変利得アンプ、123はガンマ補正
回路、124はホワイトクリップ回路、126はブラン
キング回路である。
FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the R process circuit N12. Here, 121 is a clamp circuit, 122 is a variable gain amplifier that performs white balance, 123 is a gamma correction circuit, 124 is a white clip circuit, and 126 is a blanking circuit.

LPF8からの出力による入力信号は、まずクランプ回
路121でクランプされ、可変利得アンプ122におい
て色温度信号STCに応じて利得が制御され、ホワイト
バランスが行われる。次段のガンマ補正回路123でガ
ンマ補正後、ホワイトクリップ回路124でホワイトク
リップ信号SWCに応じた電圧でホワイトクリップされ
る。
The input signal output from the LPF 8 is first clamped by a clamp circuit 121, and the gain is controlled by a variable gain amplifier 122 according to the color temperature signal STC to perform white balance. After gamma correction in the gamma correction circuit 123 at the next stage, white clipping is performed in the white clip circuit 124 with a voltage according to the white clip signal SWC.

しかる後、ブランキング回路126でブランキングされ
て赤色信号SR1として出力される。Bプロ上2回路1
4についても同様に構成されている。
Thereafter, the blanking circuit 126 blanks the signal and outputs it as a red signal SR1. B Pro upper 2 circuits 1
4 is similarly configured.

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のように、R,G、Bに色分離を行っ
た後にホワイトクリップを行う構成では次のような問題
点を有していた1) なお、第14図は原色フィルタ方式の撮像素子を用いた
単板方式カラーカメラにおける入射光は七Y、R,G、
Bの出力りの1′A係を、第15図は補色フィルタ方式
の撮像素子を用いた単板方式カラーカメラにおける入射
光量とY、R,G、Bの出力りの関係をそれぞれ示す特
性図である1)原色フィルタ方式では、R,Q、Bの画
素信号は、入射光量がそれぞれのダイナミックレンジを
越えると飽和してしまう。従って色プロセス回路のホワ
イトクリップレベルを入射光@Lより低いレベルに設定
すれば、偽色の発生を防ぐことができる。
Problems to be Solved by the Invention However, as described above, the configuration in which white clipping is performed after color separation into R, G, and B has the following problems1) Furthermore, Fig. 14 The incident light in a single-chip color camera using a primary color filter type image sensor is seven Y, R, G,
Figure 15 is a characteristic diagram showing the relationship between the amount of incident light and the output of Y, R, G, and B in a single-chip color camera using a complementary color filter type image sensor. 1) In the primary color filter method, R, Q, and B pixel signals become saturated when the amount of incident light exceeds their respective dynamic ranges. Therefore, by setting the white clip level of the color processing circuit to a level lower than the incident light @L, it is possible to prevent the occurrence of false colors.

しかし、第15図に示すように、補色フィルタ方式の撮
像素子を用いた単板方式カラーカメラでは、入射光量が
ある入射光量り。を越えると、色分離された色信号は逆
に減少してしまう。このような場合に、色プロセス回路
のホワイトクリップレベルを入射光量り。より低い値に
設定しても、入射光量がさらに大きくなれば、R,B信
号はホワイトクリップレベルよりも小さくなるのでクリ
ップすることができず、偽色が発生することになる。
However, as shown in FIG. 15, in a single-chip color camera using a complementary color filter type image sensor, the amount of incident light is limited. If it exceeds , the color-separated color signal will conversely decrease. In such cases, the white clip level of the color process circuit is measured by the incident light level. Even if it is set to a lower value, if the amount of incident light becomes larger, the R and B signals will become smaller than the white clip level, and therefore cannot be clipped, resulting in false color.

本発明は、かかる問題点に鑑み、高輝度信号に対しても
偽色が発生せず、しかも色信号系のダイナミックレンジ
の大きい撮像装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of these problems, it is an object of the present invention to provide an imaging device that does not generate false colors even for high-luminance signals and has a large dynamic range of color signal system.

問題点を解決するだめの手段 上記目的を達成するために本発明の撮像装置は、被写体
照明の色温度を検出する色温度検出回路と、撮像素子の
画素信号から色信号を分離する以前の前記画素信号のレ
ベルを制限するクリップ回路を備え、前記色温度検出回
路の出力信号によって前記クリップ回路のクリップ値を
制御することを特徴とするものである。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the imaging device of the present invention includes a color temperature detection circuit that detects the color temperature of object illumination, and a color temperature detection circuit that detects the color temperature of the object illumination, and a color temperature detection circuit that detects the color temperature of the object illumination. The present invention is characterized in that it includes a clip circuit that limits the level of a pixel signal, and the clip value of the clip circuit is controlled by the output signal of the color temperature detection circuit.

作  用 上記構成により、色温度に応じて撮像素子の各画素信号
のダイナミックレンジを、色分離する前に制御すること
により、各画素信号を分離して得られる色信号に偽色が
発生せず、同時に広範な色温度に対して、色信号のダイ
ナミックレンジを拡大するものである。
Effect With the above configuration, by controlling the dynamic range of each pixel signal of the image sensor according to the color temperature before color separation, false colors do not occur in the color signal obtained by separating each pixel signal. At the same time, it expands the dynamic range of color signals over a wide range of color temperatures.

実施例 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。
EXAMPLES Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の第1の実施例における撮像装置の構成
を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an imaging device according to a first embodiment of the present invention.

第1図において、31は撮像素子32に被写体(図示せ
ず)の光学像を結像させる光学系、33〜36はサンプ
ルホールド回路で、撮像素子320色フィルタ配列に対
応して、撮像素子32の出力信号SCCのそれぞれの色
の画素信号をサンプルホールドするものである。37〜
40は、サンプルホールド回路33〜36の出力信号S
W、SG。
In FIG. 1, reference numeral 31 is an optical system that forms an optical image of a subject (not shown) on the image sensor 32, and 33 to 36 are sample and hold circuits. The pixel signal of each color of the output signal SCC is sampled and held. 37~
40 is the output signal S of the sample and hold circuits 33 to 36
W, S.G.

SCy、SYeを:ムリ御側に入力された制御信号に応
、じたクリップ値でクリップするクリップ回路である。
This is a clipping circuit that clips SCy and SYe at a clip value according to a control signal input to the control side.

41はクリップ回路37〜4oの出力信号SW1゜S 
G 1 、 5Cy1 、5Ye1から色信号を分離す
る色分離回路である。42は撮像素子32の出力信号b
CCからベースバンドの輝度信号を分離する輝度信号帯
域のローパスフィルタ、43は輝度信号にγ補正等を行
う輝度(Y)プロセス回路、44は色分離回路41の出
力信号SR2,SG2.SB2に、ホワイトバランスや
γ補正等の処理を行う色プロセス回路、45は色プロセ
ス回路44の出力信号SR3,SG3.SB3から色差
信号を生成するマトリクス回路、46は輝度(Y)プロ
セス回路43の出力信号SYと、マトリクス回路45の
出力信号5DRY(R−Y)、5DBY(B−Y)から
複合テレビジョン信号SVDを合成し、ビデオ出力端子
に出力するエンコーダである。47は被写体(図示せず
)を照明する光源の色温度を検出する色温度検出回路、
48は色温度検出回路47の出力信号STCから、W(
ホワイト)、G(グリーン)、  c7 (シアン)、
  Ye  (イエロー)のそれぞれ色のクリップ値を
演算するクリップ値演算回路で、このクリップ値演算回
路48の出力信号SCW、SCG、5CCy、5CYe
はそれぞれクリップ回路37〜4oの制御側に入力され
る。
41 is the output signal SW1°S of the clip circuits 37 to 4o
This is a color separation circuit that separates color signals from G1, 5Cy1, and 5Ye1. 42 is the output signal b of the image sensor 32
43 is a luminance (Y) process circuit that performs gamma correction etc. on the luminance signal; 44 is the output signal SR2, SG2 . . . of the color separation circuit 41; SB2 is a color processing circuit that performs processing such as white balance and γ correction, and 45 is an output signal SR3, SG3 . A matrix circuit 46 generates a color difference signal from SB3, and a composite television signal SVD is generated from the output signal SY of the luminance (Y) process circuit 43 and the output signals 5DRY (R-Y) and 5DBY (B-Y) of the matrix circuit 45. This is an encoder that synthesizes the video and outputs it to the video output terminal. 47 is a color temperature detection circuit that detects the color temperature of a light source illuminating a subject (not shown);
48 is W(
white), G (green), c7 (cyan),
This is a clip value calculation circuit that calculates clip values for each color of Ye (yellow), and the output signals SCW, SCG, 5CCy, and 5CYe of this clip value calculation circuit 48 are
are input to the control side of the clip circuits 37 to 4o, respectively.

第2図に撮像素子32の色フィルタ配列を示す。FIG. 2 shows the color filter array of the image sensor 32.

この色フィルタによれば、奇数走査線ではW、 G、偶
数走査線ではCy、Yeが交互に出力される。この色フ
ィルタから輝度信号を分離するには、画素のサンプリン
グ周波数の%の帯域のLPF42を用いいれば良い。ま
た、R,G、  Hの色信号を分離するには、次の式の
演算を色分離回路41で行う。
According to this color filter, W and G are alternately output on odd-numbered scanning lines, and Cy and Ye are output on even-numbered scanning lines. In order to separate the luminance signal from this color filter, it is sufficient to use an LPF 42 having a band of % of the pixel sampling frequency. Further, in order to separate the R, G, and H color signals, the color separation circuit 41 calculates the following equation.

R=W−C7・・・・・・・・・ (2)B=W−Ye
  ・・・・・・・・ (3)第3図はマイクロプロセ
ッサを用いて構成したクリップ値演算回路48の構成を
示すブロック図である。
R=W-C7... (2) B=W-Ye
(3) FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a clip value calculation circuit 48 constructed using a microprocessor.

第3図において、51は色温度信号STCをディジタル
量に変換するA/D変換器、52はA/D変換された色
温度信号によシ、各画素信号のクリップレベルを演算す
るマイクロプロセッサ、63はマイクロプロセッサ62
で演算したクリップレベルをアナログ量SCW、SCG
、5CCy、5CYeに変換してクリップ回路37〜4
0へ出力するD/A変換器である。
In FIG. 3, 51 is an A/D converter that converts the color temperature signal STC into a digital quantity; 52 is a microprocessor that calculates the clip level of each pixel signal based on the A/D converted color temperature signal; 63 is a microprocessor 62
The clip level calculated by is converted into analog amounts SCW and SCG.
, 5CCy, 5CYe and clip circuits 37 to 4
This is a D/A converter that outputs to 0.

以上のように構成されたクリップ値演算回路48の動作
を、等価な働きをするブロック図を用いて説明する。第
4図はクリップ値演算回路の等価ブロック図であり、6
1は色温度信号STCを入力として、STCに応じたW
(ホワイト)の画素のクリップ値を出力するW関数テー
ブルである。62〜64はW関数テーブルe1と同様に
、それぞれG(グリーン)、Cy(シアン)、Ye(イ
エロー)の画素のクリップ値を出力するGt’A数テー
ブル。
The operation of the clip value calculation circuit 48 configured as described above will be explained using a block diagram showing an equivalent function. FIG. 4 is an equivalent block diagram of the clip value calculation circuit.
1 takes the color temperature signal STC as input and outputs W according to the STC.
This is a W function table that outputs the clip value of a (white) pixel. 62 to 64 are Gt'A number tables that output clip values of G (green), Cy (cyan), and Ye (yellow) pixels, respectively, similar to the W function table e1.

cy関数テーブル、Ye関数テーブルである。第6図は
、これらの関数テーブルの入出力の関係を示す特性図で
ある。これは白色被写体を撮影した場合の、Wが飽和し
たときの各画素出力値である。
They are a cy function table and a Ye function table. FIG. 6 is a characteristic diagram showing the input/output relationship of these function tables. This is the output value of each pixel when W is saturated when a white subject is photographed.

たたしこれらの曲線は、色フィルタの分光特性や、撮像
素子の光電変換素子の分光感度特性により異なるもので
ある。関数テーブル61〜64に第6図のような特性を
持たせることにより、色温度信号STCに応じて、ダイ
ナミックレンジが最も広く、そして偽色の発生しないよ
うな各画素のクリップレベルSCW、SCG、5CCy
、5CYeが出力される。
However, these curves differ depending on the spectral characteristics of the color filter and the spectral sensitivity characteristics of the photoelectric conversion element of the image sensor. By providing the function tables 61 to 64 with the characteristics shown in FIG. 6, the clip levels SCW, SCG, 5CCy
, 5CYe are output.

これらの関数テーブル参照の処理を、第3図に示すマイ
クロプロセッサ52で行えば、極めて容易に、且つ再現
性良くクリップレベルの演算を精密に行なうことができ
る。
If the processing of referring to these function tables is performed by the microprocessor 52 shown in FIG. 3, clip level calculations can be performed very easily and accurately with good reproducibility.

以上のように構成された本実施例の撮像装置について、
以下にその動作を説明する。
Regarding the imaging device of this embodiment configured as described above,
The operation will be explained below.

第6図に撮像素子32の、入射光量と画素出力の関係を
示す。(&)は被写体照明の色温度が低い場合、(C)
は色温度が高い場合、(b)は(−)と(c)の中間の
色温度の場合である。
FIG. 6 shows the relationship between the amount of incident light and the pixel output of the image sensor 32. (&) indicates (C) when the color temperature of the subject illumination is low.
(b) is a case where the color temperature is between (-) and (c).

前述したように、感度の高い画素は逆にダイナミックレ
ンジが狭(、Wが最もはやく飽和する。
As mentioned above, pixels with high sensitivity have a narrow dynamic range (W saturates most quickly).

Wが飽和すると、 (2)、 (3)式から分かるよう
に、分離したRやBは誤った値をとることになり、従っ
て偽色が発生する。つまり、Wが飽和する入射光景L2
 で各色の画素信号をクリップすれば偽色は発生しない
。しかしこのクリップ値は被写体照明の色温度によって
変化するので、色温度検出回路47から得られる色温度
信号STCを用いて、そのときの色温度に最適なりリッ
プ値5CW−5CYsをクリップ値演算回路48で求め
て、各画素信号をクリップしてやれば、白色被写体を撮
影した場合に、色分離した(ホワイトバランス後の)信
号SR3〜SB3は第8図のようになり、入射光量がL
2を越えても偽色が発生しない。
When W becomes saturated, as can be seen from equations (2) and (3), the separated R and B will take on incorrect values, thus causing false color. In other words, the incident scene L2 where W is saturated
If the pixel signals of each color are clipped with , false colors will not occur. However, since this clip value changes depending on the color temperature of the subject illumination, the clip value calculation circuit 48 uses the color temperature signal STC obtained from the color temperature detection circuit 47 to determine the lip value 5CW-5CYs that is optimal for the color temperature at that time. If you clip each pixel signal, the color-separated (after white balance) signals SR3 to SB3 will be as shown in Figure 8 when a white subject is photographed, and the incident light amount will be L.
Even if it exceeds 2, false color does not occur.

以上のように本実施例によれば、撮像素子の画素信号の
クリップレベルを色温度に応じて、各画素の感度を求め
て最適のクリップレベルの演算しかつ制御することにな
り、補助フィルタ方式のもので高輝度被写体を撮像した
場合でも、色信号のダイナミックレンジが最も広く、そ
して偽色の発生しないような色信号を得ることができる
As described above, according to this embodiment, the clip level of the pixel signal of the image sensor is calculated and controlled by determining the sensitivity of each pixel according to the color temperature, and the auxiliary filter method is used. Even when capturing images of high-brightness objects with a camera, it is possible to obtain color signals with the widest dynamic range and without false colors.

なお上記実施例において、撮像素子32の色フィルタは
第2図に示したタイプのものについて説明しだが、他の
色を用いたフィルタでもよい。もちろん撮像素子32は
固体撮像素子でも撮像管でもよい。また、輝度信号は撮
像素子32の出力信号SCCを用いだが、クリップ回路
37〜40の出力信号SW1〜5Ye1を用いてもよい
。壕だ、色温度を色温度検出回路により検出するように
しているが、色差信号の平均値がOとなるように制御す
る方式のホワイトバランス回路の利得制御信号を用いて
もよい。さらに、偽色の発生が視覚上問題のない範囲で
、各画素信号のクリップレベルを素子のダイナミックレ
ンジL2  よりもやや高く設定してもよい。またW(
ホワイト)のクリップ回路37.W関数テーブル61は
各色のクリップあるいは演算の基準をW(ホワイト)に
した構成とすることで省略することが可能となる。
In the above embodiment, the color filter of the image sensor 32 is of the type shown in FIG. 2, but a filter using other colors may be used. Of course, the image sensor 32 may be a solid-state image sensor or an image pickup tube. Further, although the output signal SCC of the image sensor 32 is used as the brightness signal, the output signals SW1 to 5Ye1 of the clip circuits 37 to 40 may be used. Although the color temperature is detected by a color temperature detection circuit, a gain control signal of a white balance circuit that controls the average value of color difference signals to be O may also be used. Furthermore, the clip level of each pixel signal may be set slightly higher than the dynamic range L2 of the element, within a range where the occurrence of false colors does not cause any visual problem. Also W(
White) clip circuit 37. The W function table 61 can be omitted by using W (white) as the reference for clipping or calculation of each color.

発明の効果 本発明によれば、被写体照明の色温度を検出する色温度
検出回路と、制御信号にもとづいて色信号を分離する以
前の撮像素子の画素信号のレベルを制限するクリップ回
路と、前記色温度検出回路の出力信号にもとづいて前記
クリップ回路のクリップ値を可変制御する制御信号を出
力するクリップ値演算回路とを備えた構成としたために
、補助フィルタ方式の撮像素子を用いたとしても、各画
素信号のダイナミックレンジは制御されて、各画素信号
を分離して得られる色信号には偽色が発生しないもので
ある。また同時に広範な色温度に対して色信号のダイナ
ミックレンジを拡大することが可能となるものである。
Effects of the Invention According to the present invention, there is provided a color temperature detection circuit that detects the color temperature of object illumination, a clip circuit that limits the level of a pixel signal of an image sensor before separating color signals based on a control signal, and Since the configuration includes a clip value calculation circuit that outputs a control signal that variably controls the clip value of the clip circuit based on the output signal of the color temperature detection circuit, even if an auxiliary filter type image sensor is used, The dynamic range of each pixel signal is controlled so that false colors do not occur in the color signal obtained by separating each pixel signal. At the same time, it is possible to expand the dynamic range of color signals over a wide range of color temperatures.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例の撮像装置の構成を示すブロ
ック図、第2図は同撮像装置の撮像素子の色フィルタ配
列を示す構成図、第3図は同撮像装置のクリップ値演算
回路の構成を示すブロック図、第4図は第3図に示した
クリップ値演算回路の動作を説明する等価ブロック図、
第6図は第4図における関数テーブルの入出力特性を示
す図、第6図(、)、 (b)、 (e)は同撮像装置
の撮像素子における入射光量と画素出力レベルとの関係
を示す特性図、第7図は同撮像装置の撮像素子の入射光
量とクリップ回路出力の関係を示す特性ワ、第8[図は
入射光量と色分離された三原色信号との関係を示す特性
図、第9図は従来の撮像装置の構成を示すブロック図、
第10図は従来の撮像装着におけるCODの構成図、第
11図は同CODの白色被写体を撮影したときに得られ
る各色出力と被写体照明の色温度との関係を示す特性図
、第12図は従来の撮像装置におけるレベル変換回路の
入出力特性図、第13図は従来の撮像装置におけるRプ
ロセス回路の構成図を示すブロック図、第141’Kl
は原色フィルタの撮像素子の入射光量と色分離された三
原色信号との関係を示す特性図、第151図は補色2イ
ルタの撮像素子の入射光量と色分離された三原色信号と
の関係を示す特性図である。 31・・・・・・光学系、32・・・・・・撮像素子、
33〜34・・・・・・サンプルホールド回路、37〜
4o・・・・・・クリップ回路、41・・・・・・色分
離回路、42・・・・・・輝度ローパスフィルタ、43
・・・・・輝度プロセス1[!1路、44・・・・・・
色プロセス回路、45・・・・・・マトリクス回路、4
6・・・・・・エンコーダ、47・・・・・・色温度検
出(i11路、48・・・・・・クリップ値演算回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが1名第2
図 第3図 L−−−−−J 第4図 第5図 第6図 “′   へ戴i量 第7図
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an imaging device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram showing a color filter arrangement of an image sensor of the imaging device, and FIG. 3 is a clip value calculation of the imaging device. A block diagram showing the configuration of the circuit; FIG. 4 is an equivalent block diagram explaining the operation of the clip value calculation circuit shown in FIG. 3;
Fig. 6 is a diagram showing the input/output characteristics of the function table in Fig. 4, and Figs. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the incident light amount of the image sensor of the imaging device and the output of the clipping circuit, and FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the incident light amount and the color-separated three primary color signals. FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of a conventional imaging device;
Fig. 10 is a configuration diagram of a COD in a conventional imaging device, Fig. 11 is a characteristic diagram showing the relationship between each color output obtained when photographing a white subject with the same COD and the color temperature of the subject illumination, and Fig. 12 is a FIG. 13 is an input/output characteristic diagram of a level conversion circuit in a conventional imaging device; FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of an R process circuit in a conventional imaging device;
151 is a characteristic diagram showing the relationship between the incident light amount of the image sensor of the primary color filter and the color-separated three primary color signals, and FIG. It is a diagram. 31...Optical system, 32...Image sensor,
33~34...Sample hold circuit, 37~
4o... Clip circuit, 41... Color separation circuit, 42... Luminance low pass filter, 43
...Brightness process 1 [! 1st road, 44th...
Color process circuit, 45...Matrix circuit, 4
6...Encoder, 47...Color temperature detection (i11 path, 48...Clip value calculation circuit. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao, 1st person) 2
Fig. 3 L -----J Fig. 4 Fig. 5 Fig. 6 Amount of charge to "' Fig. 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 被写体照明の色温度を検出する色温度検出回路と、制御
信号にもとづいて色信号分離する以前の撮像素子の画像
信号のレベルを制限するクリップ回路と、前記色温度検
出回路の出力信号にもとづいて前記クリップ回路のクリ
ップ値を可変制御する制御信号を出力するクリップ値演
算回路とを備えた撮像装置。
a color temperature detection circuit that detects the color temperature of object illumination; a clip circuit that limits the level of the image signal of the image sensor before color signal separation based on the control signal; and a clip circuit that limits the level of the image signal of the image sensor before color signal separation based on the control signal; An imaging device comprising: a clip value calculation circuit that outputs a control signal that variably controls a clip value of the clip circuit.
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