JPS6342478B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカラー撮像装置の改良に関する。

従来、例えば第１図に示される様にＲ（赤），
Cy（シアン），Ｇ（緑）の繰り返し配列から成るス
トライプ・フイルターを固体撮像素子の受光部前
面に設けると共に、撮像素子の画素ピツチに各色
フイルターを１対１に対応させたものが知られて
いる。

この様なフイルターを用いた撮像素子の水平読
み出しクロツク周波数を_Rとすると、各色信号の
キヤリアは第２図に示される如く同じ1/3_Rの位
置に2/3πずつ位相がずれた状態で存在する。

そして色飽和度ゼロの被写体を撮像した時に、
撮像素子出力が各色成分について均等に得られる
様に撮像素子、色フイルター等から成る系の総合
的分光特性を設定すれば、第２図示の1/3_Rに存
在する各色の側波帯信号のベクトルは互いに打ち
消される事になり、輝度信号として用いるベース
バンド成分に対する側波帯成分の混入、所謂「折
り返し歪」が無くなる。

本来この様なバランス効果は無彩色の被写体に
対してのみ得られるものであるが、通常撮像され
る被写体は色飽和度の低いものが多いので、実用
上は各色信号のナイキスト周波数以上の周波数帯
域で信号処理を行つている。

然し乍ら色飽和度の高い被写体が画面に入つて
来た場合には、サンプリング周波数が1/3_Rに落
ち込んでしまうのでナイキスト周波数も1/6_R迄
低下する。従つてこの1/6_R以上の空間周波数成
分を有する被写体像に対しては折り返し歪が生じ
画質の劣化が著しい。

一方視覚的には色飽和度の高い被写体に対して
はそれ程高い解像度は必要ない事が知られてい
る。

これに対し従来例えば特開昭53―88522号公報、
特公昭56―54115号公報、特公昭56―40546号公
報、特開昭54―116128号公報等があるがこれらは
極めて複雑な構成を必要としていた。

本発明はこの様な背景に鑑み為されたもので、
色飽和度の高い被写体に対してもモアレ等の発生
しない改良された撮像装置を提供する事を目的と
している。

その為に本発明のカラー撮像装置では被写体像
を電気信号に変換するカラー撮像素子と、カラー
撮像素子で変換された電気信号から複数のベース
バンド信号を分離する色分離手段と、色分離手段
により分離された複数のベースバンド色信号の
内、赤色信号成分のレベルと輝度に相当する信号
のレベルの差又は比を演算する演算手段と、演算
手段の演算結果に応じて被写体像の輝度信号帯域
を制限するローパスフイルター手段と、を有す
る。

即ち例えば、色飽和度が高い場合には輝度信号
帯域が狭くなる様に制御する事により側波帯成分
の混入を防止し得る。しかも、色飽和度を検出す
る為に色分離手段により分離された複数のベース
バンド色信号の内、赤色信号成分のレベルと輝度
に相当する信号のレベルの差又は比を演算する演
算手段を設けているので、特定の周波数成分を検
出するものに比べて撮像装置内のカラー信号処理
系で得られたベースバンド色信号や色差信号をそ
のまま用いることができる。又全ての色信号の相
対的な大きさを検出して輝度信号帯域を制御せず
に赤色成分についての色飽和度に応じて輝度信号
帯域を制御するようにしたので実質的に十分な効
果を極めて簡単な構成で得ることができる。

又、輝度信号の帯域を制限する為の帯域制御手
段として、例えばカツト・オフ周波数をコントロ
ールし得るロー・パス・フイルターを用いること
により、簡単な構成で帯域制御を行い得る。更に
又、通常撮像素子出力から輝度信号を分離する為
に用いられるロー・パス・フイルターと本発明の
帯域制御手段としての可変ロー・パス・フイルタ
ーとを兼用させることができ、更に構成が簡単に
なる。

以下本発明を第３図示の実施例に基づき詳述す
る。

図中１は固体撮像素子であつて、CCDやMOS
型XYアドレス方式のものなどを適用可能であ
る。

２は本発明に係る帯域制御手段としての可変ロ
ー・パス・フイルターである。同フイルターは制
御入力信号レベルの増大に応じてそのカツト・オ
フ周波数が低くなる様制御される。

３は本発明に係る可変遅延回路であつて、前記
可変ロー・パス・フイルターによる輝度信号の位
相ずれを補正し、クロマ信号に対する輝度信号の
位相関係を常に一定に保つ為のものである。

同遅延回路は制御入力信号レベルの増大に応じ
て遅延量が減少する様構成されており、可変ロ
ー・パス・フイルター及び遅延回路による遅延量
が後述のロー・パス・フイルター１８，１９によ
る遅延量と一致する様制御する。

４はγ補正回路であつて、凝似Ｙ信号に対して
γ補正をかける為のものである。５は輪郭補償回
路で高域特性を立ち上げる為の強調を行う。

６，７，８は夫々Ｒ，Ｇ，Cyの色信号を分離
する為のサンプル・ホールド回路、１２は（Cy
―Ｇ）の減算を行う事によりＢ（青）の信号を得
る為の減算器、９〜１１は夫々R.G，Ｂの各色信
号についてホワイト・バランスをとる為のホワイ
ト・バランス回路、13〜15はγ補正回路であつて
各色信号に対してγ補正をかける。

１６，１７は減算器であつて、夫々Ｒ―Ｇ，Ｂ
―Ｇ信号を形成する。１８，１９はロー・パス・
フイルターであつて、色差信号帯域を例えば
500KHz以下に制限する為のものである。２０は
輝度信号、色差信号、同期信号等からNTSC信号
を形成する為のエンコーダである。

２１は色飽和度検出回路であつて、例えば第４
図ａ，ｂ，ｃに示す様な構成を有する。同図ａ中
２２はＧ信号とCy信号とを加算する加算器で、
２３はＲ信号からこの（Ｇ＋Cy）信号を減算す
る減算器、２４は増巾回路である。

従つて増巾回路２４の出力にはＲ信号と他の色
信号との差信号（Ｒ―Ｇ―Cy）＝（Ｒ−2G−Ｂ）
が得られる。

尚、ここでＲ信号と残りの色信号との差をもつ
て色飽和度レベルとしているのは以下に示す様な
理由による。即ち、一般にカラー・フイルターの
Ｇフイルターの占める割合はＲフイルターやＢフ
イルターに対し２倍になつている。これは視感度
がＧ成分に対して高い為である。

従つてＧフイルターの空間周波数はＲやＢフイ
ルターの空間周波数の略２倍となつているから、
撮像素子をスキヤンした場合にＧサンプリング周
波数はＲのサンプリング周波数の略２倍となり、
Ｇ信号についてのナイキスト周波数もＲ信号のそ
れの２倍となる。

即ち、前述した如き折り返し歪はＲ成分に対し
て最も目立ち易く、低い空間周波数のものに対し
ても発生し易い。

尚、Ｂ成分は視感度が低くモアレ等に関しては
比較的目立ちにくいので無視し得る。

この様な考えから、色飽和度の目安としては、
Ｒ成分のＹ成分に占める割合又は（Ｒ―Ｙ）のレ
ベルを検出すれば良い事になる。

これを更に簡略化すれば、Ｒ成分とＧ成分の比
又は差であつても良い事は以上の理由からも明ら
かである。

要はＲ成分と他の主たる色成分とを比較すれば
良い。

第４図ｂ，ｃも夫々この様な観点からの実施例
である。同図ｂは（Ｒ―Ｇ）信号のレベルをもつ
て色飽和度とする例であり、２５は減算器であ
る。同図ｃは加算器２６によつて一旦（Ｒ＋Ｇ＋
Cy）信号を作り、この全体の色信号に対するＲ
信号の割合を割算器２７で比較する事により、色
飽和度信号を得ている。

尚、第３図示のブロツク図では色飽和度検出回
路２１は各色信号のサンプル・ホールド回路の出
力信号を入力としているが、例えば第４図ｂの例
では（Ｒ―Ｇ）信号をもつて色飽和度信号として
いるから、第３図中の減算器１６の出力を利用し
て色飽和度信号としても良い。又第３図示実施例
では色差信号をＲ―Ｇ，Ｂ―Ｇとしているが、色
差信号としてＲ―Ｙ，Ｂ―Ｙを利用するシステム
では、この内の（Ｒ―Ｙ）信号をもつて色飽和度
信号としても良い事は第４図ｃの原理からも明ら
かである。

又、第３図示実施例ではＲ，Ｇ，Cyフイルタ
ーを用いた例を示しているが、ＲとＧとＢのフイ
ルターを用いた場合も第４図ａ，ｃの色飽和度検
出方式は成り立つ。

又、本発明の帯域制御手段としては構成を簡単
とする為、カツト・オフ周波数を制御し得るロ
ー・パス・フイルターを用いているが、本発明は
この様なものだけに限定されない事は明らかであ
る。

図示はしないが、例えば所定の周波数周辺のゲ
インを低下させるトラツプ回路であつても良く、
このトラツプ回路の周波数特性を色飽和度レベル
に応じて変化させる様にしても良い。

この場合例えばトラツプ周波数をＲフイルター
の空間周波数、即ち第２図中の1/3_R周辺に設定
し、色飽和度レベルが高くなるのに応じてこのト
ラツプ巾を広げる様なものであつても良い。

又、色飽和度レベルが或る値を越えた時に帯域
を制限させる様な制御態様であつても良いし、色
飽和度レベルに応じてステツプ状に帯域を切換え
る様な制御態様であつても良い事は言う迄もな
い。

以上詳述した如く、本発明によれば、カラー・
ストライプ・フイルターの如く周期的に色フイル
ターが配置されたカラー・フイルターを用いた固
体撮像装置において、色飽和度の高い被写体を撮
像しても折り返し歪が発生せず、常に良好な画質
を得る事ができる。

又、構成が簡単であつて従来の信号プロセス回
路の一部（例えばロー・パス・フイルター、色分
離回路等）と兼用できるから都合が良い。

又、帯域制御手段として可変ロー・パス・フイ
ルターを使つた場合に、可変遅延回路等により位
相ずれを補正しているので色ずれが起きない。

又、色飽和度検出方法が極めて簡単なものであ
るから製造が容易であり、信号プロセス回路の一
部出力をそのまま利用できる等多くの効果を有す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るストライプ・フイルター
の構成例を示す図、第２図はバランス効果を説明
する図、第３図は本発明の一実施例の構成を示す
ブロツク図、第４図ａ，ｂ，ｃは本発明に係る色
飽和度検出回路の構成例を示す図である。 １……撮像素子、２……帯域制御手段としての
ロー・パス・フイルター、３……可変遅延回路、
２１……色飽和度検出回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被写体像を電気信号に変換するカラー撮像素
   子と、カラー撮像素子で変換された電気信号から
   複数のベースバンド信号を分離する色分離手段
   と、色分離手段により分離された複数のベースバ
   ンド色信号の内、赤色信号成分のレベルと輝度に
   相当する信号のレベルの差又は比を演算する演算
   手段と、演算手段の演算結果に応じて被写体像の
   輝度信号帯域を制限するローパスフイルター手段
   と、を有するカラー撮像装置。