JP2009021985A

JP2009021985A - 撮像装置及び撮像装置の駆動方法

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Publication number: JP2009021985A
Application number: JP2008136505A
Authority: JP
Inventors: Satoru Wada; 和田　　哲
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2007-06-13
Filing date: 2008-05-26
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2028-05-26
Also published as: JP5033711B2; US8031234B2; US20080316326A1

Abstract

【課題】高いフレームレートで画像データを読み出しつつ、間引きを行わず高画質を実現できる撮像装置及び撮像装置の駆動方法を提供する。
【解決手段】３原色の入射光量を検出する、第１色〜第３色の色画素と、色画素のそれぞれに隣接して輝度検出画素とが設けられた撮像素子を搭載した撮像装置であって、縮小画像のデータを生成するとき、第１の色画素と、隣接する第２の色画素のデータとを加算して第１の補色情報を生成し、第２の色画素と、隣接する第３の色画素のデータとを加算して第２の補色情報を生成し、隣接する輝度検出画素のデータ同士を加算して輝度情報を生成し、第１の補色情報と第２の補色情報と輝度情報を信号処理して撮像画像を再生する信号処理手段とを備え、撮像素子が、第１と第２の色画素とを繰り返し並べた列と、第２と第３の色画素とを繰り返し並べた列と、輝度検出画素のみを並べた列とからなる画素配列を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、撮像装置及び撮像装置の駆動方法に関し、特に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色検出用画素と、Ｗ（白）の輝度検出用画素を有する撮像素子を備えた撮像装置及びその駆動方法に関する。

デジタルカメラに搭載されるカラー画像撮影用の固体撮像素子は、例えばベイヤー配列されたＲ，Ｇ，Ｂの３原色のカラーフィルタを持っているが、Ｒ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタだけでは、被写体の色が偏っていた場合、撮像画像の輝度解像度が劣化してしまうという問題がある。

このため、従来では、固体撮像素子を構成する各画素のうち、市松状に配置された画素を輝度検出用の画素とし、残りの市松配置位置の各画素の上にＲ，Ｇ，Ｂの３原色のカラーフィルタのいずれかを形成し、撮像画像の輝度解像度が被写体の色に依存しないようにしている。

また、輝度検出用画素が形成されたカラー画像撮影用固体撮像素子を搭載したデジタルカメラで、例えば動画を撮影するときなど、フレームレートを高めるために、縮小した画像データを固体撮像素子から読み出す場合がある。この場合、輝度検出用画素からは画像データを読み出さず、Ｒ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタを持つ色検出用画素からのみ画像データを読み出し、画像解像度を精度良く縦横共に１／２にしている。しかし、近年の固体撮像素子は高画素化が技術的限界にまで達しており、１画素で受光できる信号電荷量は非常に小さい。このため、画素間引きを行って画像データを固体撮像素子から読み出すと、輝度感度が小さくなってしまうという問題がある。

この問題を解決するため、下記特許文献１は、縮小した画像データを固体撮像素子から読み出す場合、間引きを行わずに画素データを読み出すことで、輝度感度を低下させることなく、１／２の縮小画像を得ることを実現している。

特開２００６−１５７６００号公報

ところで、上記特許文献１の固体撮像素子は、縦横に配列形成された個々の画素の表面に、輝度検出用のフィルタＹとカラーフィルタＲ，Ｇ，Ｂとが設けられている。フィルタＹは、縦横に配列された個々の画素のうち、市松状の配置位置となっている画素の表面に設けられ、カラーフィルタＲ，Ｇ，Ｂは、残りの市松状の配置位置となっている画素の表面に設けられている。偶数行の画素の個々の表面に「Ｙ，Ｇ，Ｙ，Ｇ，…」とフィルタが並び、奇数行の画素の個々の表面には、「Ｒ，Ｙ，Ｂ，Ｙ，Ｒ，…」と並ぶ行と、「Ｂ，Ｙ，Ｒ，Ｙ，Ｂ，…」と並ぶ行とが交互に配置される。そして、固体撮像素子で撮像した画像データを用い、縦横ともに１／２の解像度の縮小画像を生成する場合には、本実施形態では、縦方向（垂直方向）に隣接する２画素の画像データを加算して固体撮像素子から読み出している。ここで、縦方向の２画素のペアは、フィルタＹを持つ画素であるＹ画素と、カラーフィルタＲ，Ｇ，Ｂのいずれかを持つ画素とからなり、Ｒ画素とＹ画素とからなるペアに対して縦方向に隣り合うペアはＢ画素とＹ画素とからなるペアとなる。すると、画像データを読み出す際に更にフレームレートを高めるため、１／２より小さい比率で縮小画像を生成しようとする場合には、縦方向において画素データの間引きをしなくてはならず、高いフレームレートによる読み出し速度の高速性と高画質との両立を図る点で更なる改善の余地があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、高いフレームレートで画像データを読み出しつつ、間引きを行わず高画質を実現できる撮像装置及び撮像装置の駆動方法を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記構成によって達成される。
（１）３原色の第１色の入射光量を検出する第１の色画素と、３原色の第２色の入射光量を検出する第２の色画素と、３原色の第３色の入射光量を検出する第３の色画素と、前記色画素のそれぞれに隣接して設けられ輝度情報を検出する輝度検出画素とが設けられた撮像素子を搭載した撮像装置であって、
前記撮像素子の全画素分の解像度より解像度を縮小した縮小画像のデータを生成するとき、前記第１の色画素のデータと、該第１の色画素と隣接する前記第２の色画素のデータとを加算して第１の補色情報を生成し、前記第２の色画素のデータと該第２の色画素に隣接する前記第３の色画素のデータとを加算して第２の補色情報を生成し、隣接する前記輝度検出画素のデータ同士を加算して輝度情報を生成する制御手段と、
前記第１の補色情報と前記第２の補色情報と前記輝度情報を信号処理して撮像画像を再生する信号処理手段とを備え、
前記撮像素子が、前記第１の色画素と前記第２の色画素とを繰り返し並べた列と、前記第２の色画素と前記第３の色画素とを繰り返し並べた列と、前記輝度検出画素のみを並べた列とからなる画素配列を有することを特徴とする撮像装置。
（２）前記撮像素子は、前記色画素が縦方向及び横方向に対して同じピッチで市松状に配列され、前記輝度検出画素が前記色画素の前記縦方向及び前記横方向に対して１／２ピッチずれた位置に市松状に配列されたことを特徴とする上記（１）に記載の撮像装置。
（３）前記撮像素子は、複数の画素が正方格子状に配列され、前記複数の画素のうち市松状の配置位置にある画素を前記輝度検出画素とし、残りの市松状の配置位置にある各画素を前記色画素とすることを特徴とする上記（１）に記載の撮像装置。
（４）前記撮像素子はＣＣＤ型であり、前記撮像素子の各画素からデータを読み出すときに、前記色画素のデータを加算と、前記輝度情報画素同士のデータの加算とを行って読み出す加算読出手段を備えることを特徴とする上記（１）から（３）のいずれか１つに記載の撮像装置。
（５）前記撮像素子はＣＭＯＳ型であり、前記撮像素子の各画素からデータを読み出した後に、前記色画素のデータを加算と、前記輝度情報画素同士のデータの加算とを行って読み出すデータ加算手段を備えることを特徴とする上記（１）から（３）のいずれか１つに記載の撮像装置。
（６）３原色の第１色の入射光量を検出する第１の色画素と、３原色の第２色の入射光量を検出する第２の色画素と、３原色の第３色の入射光量を検出する第３の色画素と、前記色画素のそれぞれに隣接して設けられ輝度情報を検出する輝度検出画素とが設けられた撮像素子を搭載した撮像装置の駆動方法であって、
前記撮像素子の全画素分の解像度より解像度を縮小した縮小画像のデータを生成するとき、前記第１の色画素のデータと、該第１の色画素と隣接する前記第２の色画素のデータとを加算して第１の補色情報を生成し、前記第２の色画素のデータと該第２の色画素に隣接する前記第３の色画素のデータとを加算して第２の補色情報を生成し、隣接する前記輝度検出画素のデータ同士を加算して輝度情報を生成する工程と、
前記第１の補色情報と前記第２の補色情報と前記輝度情報を信号処理して撮像画像を再生する工程とを備え、
前記撮像素子が、前記第１の色画素と前記第２の色画素とを繰り返し並べた列と、前記第２の色画素と前記第３の色画素とを繰り返し並べた列と、前記輝度検出画素のみを並べた列とからなる画素配列を有することを特徴とする撮像装置の駆動方法。
（７）前記撮像素子は、前記色画素が縦方向及び横方向に対して同じピッチで市松状に配列され、前記輝度検出画素が前記色画素の前記縦方向及び前記横方向に対して１／２ピッチずれた位置に市松状に配列されたことを特徴とする上記（６）に記載の撮像装置の駆動方法。
（８）前記撮像素子は、複数の画素が正方格子状に配列され、前記複数の画素のうち市松状の配置位置にある画素を前記輝度検出画素とし、残りの市松状の配置位置にある各画素を前記色画素とすることを特徴とする上記（６）に記載の撮像装置の駆動方法。
（９）前記撮像素子はＣＣＤ型であり、前記撮像素子の各画素からデータを読み出すときに、前記色画素のデータを加算と、前記輝度情報画素同士のデータの加算とを行って読み出す工程を備えることを特徴とする上記（６）から（８）のいずれか１つに記載の撮像装置の駆動方法。
（１０）前記撮像素子はＣＭＯＳ型であり、前記撮像素子の各画素からデータを読み出した後に、前記色画素のデータを加算と、前記輝度情報画素同士のデータの加算とを行って読み出す工程を備えることを特徴とする上記（６）から（８）のいずれか１つに記載の撮像装置の駆動方法。

本発明は、撮像素子は、第１の色画素と第２の色画素とを繰り返し並べた列と、第２の色画素と第３の色画素とを繰り返し並べた列と、輝度検出画素のみを並べた列とからなる画素配列を有する。このような画素配列において、間引くことなく読み出しを行うため、第１の補色情報を生成する際に、第１の色画素と第２の色画素とを繰り返し並べた列から第１の色画素のデータと第２の色画素のデータとのペアを所定の数だけ読み出す。このとき、第１の色画素と第２の色画素とが、同じ列において繰り返し配置されているため、間引きをすることなく読み出すことができる。同様に、第２の補色情報を生成する際に、第２の色画素と第３の色画素とを繰り返し並べた列から第２の色画素のデータと第３の色画素のデータとのペアを所定の数だけ間引きすることなく読み出すことができる。また、輝度検出画素のみからなる列が形成されているため、該輝度検出画素同士のペアのデータを読み出す場合には間引きすることなく読み出すことができる。こうすれば、高いフレームレートで画像データを読み出すために、撮像素子の全画素分の解像度より解像度を縮小した縮小画像のデータを生成するときに、前記色画素のデータ及び前記輝度情報画素のデータを加算させるペアの数が増えても、間引くことなく読み出すことができ、１／２の縮小画像だけでなく所定の縮小比の縮小画像を高画質で再生することができる。

本発明によれば、高いフレームレートで画像データを読み出しつつ、間引きを行わず高画質を実現できる撮像装置及び撮像装置の駆動方法を提供できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る撮像装置の構成図である。この実施形態ではデジタルスチルカメラを例に説明するが、デジタルビデオカメラや携帯電話機等の小型電子機器に搭載されたカメラ等の他の種類のデジタルカメラにも本発明を適用可能である。

図１に示すデジタルスチルカメラは、撮影レンズ１０と、ＣＣＤ型の撮像素子１１と、この両者の間に設けられた絞り１２と、赤外線カットフィルタ１３と、光学ローパスフィルタ１４とを備える。デジタルスチルカメラ全体を制御するＣＰＵ１５は、フラッシュ用の発光部１６及び受光部１７を制御し、また、レンズ駆動部１８を制御して撮影レンズ１０の位置をフォーカス位置に調整し、絞り駆動部１９を介し絞りの開口量を制御して露光量が適正露光量となるように調整する。

撮像素子１１は、本実施形態では、赤色（Ｒ）の入射光量に応じた信号を検出する色画素と、緑色（Ｇ）の入射光量に応じた信号を検出する色画素と、青色（Ｂ）の入射光量に応じた信号を検出する色画素の他に、輝度検出信号（Ｗ）を検出する輝度検出画素とが設けられている。尚、撮像素子１１は、ＣＣＤ型でなくＣＭＯＳ型などの他の形式のものでもよい。

また、ＣＰＵ１５は、撮像素子駆動部２０を介して、撮像素子１１を詳細は後述するようにして駆動し、撮影レンズ１０を通して撮像した被写体画像を色信号として出力させる。ＣＰＵ１５には、操作部２１を通してユーザの指示信号が入力され、ＣＰＵ１５はこの指示に従って各種制御を行う。

操作部２１はシャッタボタンを含み、シャッタボタンが半押し状態（スイッチＳ１）になったときにフォーカス調整が為され、シャッタボタンが全押し状態（スイッチＳ２）になると、撮像が行われる。

デジタルスチルカメラの電気制御系は、撮像素子１１の出力に接続されたアナログ信号処理部２２と、このアナログ信号処理部２２から出力されたＲ，Ｇ，Ｂの各色信号及び輝度検出信号Ｙをそれぞれデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路２３とを備え、これらはＣＰＵ１５によって制御される。

更に、このデジタルスチルカメラの電気制御系は、メインメモリ（フレームメモリ）２４に接続されたメモリ制御部２５と、詳細は後述する信号処理を行うデジタル信号処理部２６と、撮像画像をＪＰＥＧ画像に圧縮したり圧縮画像を伸張したりする圧縮伸張処理部２７と、測光データを積算してホワイトバランスのゲインを調整させる積算部２８と、着脱自在の記録媒体２９が接続される外部メモリ制御部３０と、カメラ背面等に搭載された液晶表示部３１が接続される表示制御部３２とを備え、これらは、制御バス３３及びデータバス３４によって相互に接続され、ＣＰＵ１５からの指令によって制御される。

図２は、図１に示すデジタル信号処理部２６の詳細構成図である。このデジタル信号処理部２６は、Ａ／Ｄ変換回路２３から出力されるデジタルのＲＧＢ色信号及び輝度検出信号Ｙを取り込んでオフセット処理を行うオフセット補正回路４１と、ホワイトバランスをとるゲイン補正回路４２と、ホワイトバランス補正後の色信号に対してガンマ補正を行うガンマ補正回路４３を備える。オフセット補正後の信号に対してリニアマトリクス処理やニー補正を行う場合には、ゲイン補正回路４２とガンマ補正回路４３との間で行う。

このデジタル信号処理部２６は更に、ガンマ補正後のＲＧＢ色信号を補間演算して各画素位置におけるＲＧＢ３色の信号を求めるＲＧＢ補間演算部４４と、ＲＧＢ信号及び輝度検出信号Ｗから輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃｒ，Ｃｂを求めるＲＧＢ／ＹＣ変換部４５と、変換部４５から出力される輝度信号Ｙからノイズを低減するノイズフィルタ４６と、ノイズ低減後の輝度信号Ｙに対して輪郭補正を行う輪郭補正回路４７と、色差信号Ｃｒ，Ｃｂに対して色差マトリクスを乗算して色調補正を行う色差マトリクス回路４８とを備える。

ＲＧＢ補間演算部４４は、３板式の撮像素子であれば不要であるが、本実施形態で使用する撮像素子１１は単板式の撮像素子であり、各画素からは、Ｒ，Ｇ，Ｂのうちの一色の信号または輝度検出信号Ｙしか出力されないため、出力しない色、即ち、Ｒを出力する画素では、この画素位置においてＧ，Ｂの色信号がどの程度になるかを、周りの画素のＧ，Ｂ信号から補間演算により求めるものである。

図３は、本実施形態で使用する撮像素子１１の画素配列を示す表面模式図である。図４は、画素のデータを加算して読み出しときの処理を説明する撮像素子の表面模式図である。固体撮像素子１１には、多数の画素が正方格子状に配列されており、そのうちの５×５＝２５の画素部分を図３に示している。

図３に示すように、撮像素子１１は、偶数行の画素の個々の表面に「Ｗ，Ｇ，Ｗ，Ｇ，…」とフィルタが並び、奇数行の画素の個々の表面には、「Ｒ，Ｗ，Ｂ，Ｗ，Ｒ，…」と並ぶ行と、「Ｂ，Ｗ，Ｒ，Ｗ，Ｂ，…」と並ぶ行とが交互に配置されている。

フィルタＷは、輝度情報と相関のある分光特性を持ったフィルタすなわち輝度フィルタといえるものであり、ＮＤフィルタや、透明フィルタ、白色フィルタ、グレーのフィルタ等が該当するが、画素表面に何もフィルタを設けずに光が直接画素表面に入射する構成も、輝度フィルタを設けたということができる。

以下、フィルタＲを持つ画素を「Ｒ画素」、フィルタＧを持つ画素を「Ｇ画素」、フィルタＢを持つ画素を「Ｂ画素」、フィルタＷを持つ画素を「Ｗ画素」として説明する。

本実施形態では、撮像素子１１は、Ｒ画素とＧ画素とを斜め方向に繰り返し並べた列と、Ｇ画素とＢ画素とを斜め方向に繰り返し並べた列と、Ｗ画素のみを斜め方向に並べた列とからなる画素配列である。ここで、斜め方向とは、図３における上下方向を時計回りの反対回りに４５°傾けた状態で、Ｒ，Ｇ画素とかならる列、Ｇ、Ｂ画素とかなる列、Ｗ画素のみからなる列のそれぞれの列が延びている方向をいう。また、撮像素子１１は、２つのＷ画素に対してＲ，Ｇ，Ｂ画素が１つの割合で形成され、言い換えると、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗの画素数の比率は、１：２：１：４となる。

上述した構成の撮像素子１１で撮像した画像データを用い、例えば最大解像度の静止画像を生成する場合には、従来と同様に撮像素子１１の個々の画素から個別にＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗの画像データを読み出し、デジタル信号処理部２６で画像処理する。

これに対し、撮像素子１１で撮像した画像データを用い、低解像度の縮小画像を生成する場合には、本実施形態では、図４に破線で囲んで示すように、斜め方向に隣接する２画素を加算ペアとして画像データを加算して撮像素子１１から読み出すように、ＣＰＵ１５が撮像素子駆動部２０を制御する。ＣＣＤ型の撮像素子１１であれば、垂直転送路上で画像データ（信号電荷量）を加算してもよいし、ＣＭＯＳ型の撮像素子１１であれば、各画素の信号電荷量に応じて信号読出用トランジスタが読み出した信号量を加算すればよい。

本実施形態では、加算ペアを形成する際に、斜め方向に全て画素が加算に使用することができるため、従来のように加算ペアに含まれず画素の信号量が読み出されずに掃きだされてしまうことを回避することができる。

以下、撮像素子の全画素分の解像度より解像度を縮小した縮小画像のデータを生成する場合に、Ｒ，Ｇ，Ｂの色画素のデータ及びＷの輝度検出画素のデータに基づいて撮像画像を再生する手段を説明する。ここで、撮像素子１１から読み出した本来のＲ信号を「Ｒ」、本来のＧ信号を「Ｇ」、本来のＢ信号を「Ｂ」、本来のＷ信号を「Ｗ」と表す。

図４の撮像素子１１を斜め方向に加算すると、下記式のようになる。下記式においてＹｅはＲＧＢ三原色に対する補色のイエローを表し、Ｃｙは、補色のシアンを表している。

上記式のように、本実施形態では、３原色の色画素のデータのうち、配置の隣り合う２つの色画素のデータから補色情報を生成している。具体的には、Ｒ（第１の色画素のデータ）と、当該Ｒと隣接するＧ（第２の色画素のデータ）とを加算してＹｅ（第１の補色情報）を生成し、Ｇと当該Ｇに隣接するＢ（第３の色画素のデータ）とを加算してＣｙ（第２の補色情報）を生成している。

上記式より、下記の近似式を求めることができる。

この結果、ＲＧＢを下記の一般式により求めることができる。なお、下記式において、Ａ（ｒ），Ａ（ｇ），Ａ（ｂ）は各ＲＧＢごとに設定された定数項を表している。

このように、Ｒ，Ｇ，Ｂは、Ｗ，Ｙｅ，Ｃｙと定数項Ａをマトリクス演算することで算出することができ、算出されたＲ，Ｇ，ＢがそれぞれＲＧＢ／ＹＣ変換部４５に出力される。

本実施形態の撮像装置は、撮像素子１１が、斜めの方向に対して、Ｒ画素とＧ画素とを繰り返し並べた列と、Ｇ画素とＢ画素とを繰り返し並べた列と、Ｗ画素のみを並べた列とからなる画素配列を有している。このため、Ｒ画素とＧ画素とを繰り返し並べた列からＲ，Ｇ画素のデータからなる加算ペアを所定の数だけ読み出し、補色情報Ｙｅを生成することができる。このとき、Ｒ画素とＧ画素とが、同じ列において繰り返し配置されているため、間引きをすることなく読み出すことができる。同様に、補色情報Ｃｙを生成する際に、Ｇ画素とＢ画素とを繰り返し並べた列からＧ，Ｂ画素からなる加算ペアを所定の数だけ、間引きすることなく読み出すことができる。また、Ｗ画素のみからなる列が形成されているため、Ｗ画素のデータを読み出す場合には間引きすることなく読み出すことができる。そして、得られた補色情報Ｙｅ，Ｃｙと輝度情報Ｗより、近似的にＲＧＢを得ることができる。こうすれば、動画撮像時のように高いフレームレートで画像データを読み出す際に、撮像素子の全画素分の解像度より解像度を縮小した縮小画像のデータを生成するため、色画素のデータ及び輝度情報画素のデータを加算させるペアの数が増えても間引くことなく読み出すことができ、１／２の縮小画像だけでなく所定の縮小比の縮小画像を高画質で再生することができる。

本実施形態の画素配列における加算読み出しのパターンは、図４に示すものに限定されない。例えば、図５に示すように、Ｒ画素，Ｗ画素，Ｂ画素，Ｗ画素，Ｒ画素、と並べられた第１の列の各画素と、第１の列に下方に配列された、Ｗ画素，Ｇ画素，Ｗ画素，Ｇ画素，Ｗ画素とを有する第２の列のうち、第１の列の各画素とそれぞれの右斜め下に位置する画素とをペアで加算し、読み出してもよい。こうすれば、画素配列に対して加算されるペアの位置関係が整然となるため、加算による画像の劣化を抑えることができる。

次に、本発明にかかる撮像装置の別の実施形態を示す。なお、以下に説明する実施形態において、すでに説明した部材などと同等な構成・作用を有する部材等については、図中に同一符号又は相当符号を付すことにより、説明を簡略化或いは省略する。

図６は、他の実施形態にかかる撮像素子１１の画素配列を示す表面模式図である。図６に示すように、撮像素子１１は、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素が縦方向及び横方向に対して同じピッチで市松状に配列（所謂、ベイヤー配列）され、これら色画素の縦方向及び横方向に対して１／２ピッチずれた位置に、Ｗ画素が市松状に配列されている。Ｗ画素は、縦方向及び横方向に対して色画素と同じピッチで配置されている。

撮像素子１１は、Ｒ画素（第１の色画素）とＧ画素（第２の色画素）とを縦方向に繰り返し並べた列と、Ｇ画素とＢ画素（第３の色画素）とを縦方向に繰り返し並べた列と、Ｗ画素のみを縦方向に並べた列とからなる画素配列である。

撮像素子１１で撮像した画像データを用い、解像度の縮小画像を生成する場合には、本実施形態では、図６において長方形で囲んで示すように、列の延びる方向に隣接する２画素を加算ペアとして画像データを加算して撮像素子１１から読み出すように、ＣＰＵ１５が撮像素子駆動部２０を制御する。ＣＣＤ型の撮像素子１１であれば、垂直転送路上で画像データ（信号電荷量）を加算してもよいし、ＣＭＯＳ型の撮像素子１１であれば、各画素の信号電荷量に応じて信号読出用トランジスタが読み出した信号量を加算すればよい。本実施形態では、縦方向に繰り返し加算ペアを形成する際に、全て画素が加算に使用することができるため、従来のように加算ペアに含まれない画素の信号量が、読み出されずに掃きだされてしまうことを回避することができる。

このとき、ＲＧＢの色画素のデータ及び輝度検出画素のデータに基づき、上記実施形態と同様の演算式によって、補色情報Ｙｅ，Ｃｙ及び輝度情報Ｗを算出し、近似によってＲＧＢの画素データを得ることができる。

本発明の一実施形態に係る撮像装置の構成図である。信号処理部の詳細構成図である。撮像素子の画素配列を示す表面模式図である。画素のデータを加算して読み出しときの処理を説明する撮像素子の表面模式図である。図４に示す撮像素子において、他の加算読み出しの例を示す表面模式図である。別実施形態の撮像素子の画素配列を示す表面模式図である。

符号の説明

１１撮像素子
２６デジタル信号処理部

Claims

３原色の第１色の入射光量を検出する第１の色画素と、３原色の第２色の入射光量を検出する第２の色画素と、３原色の第３色の入射光量を検出する第３の色画素と、前記色画素のそれぞれに隣接して設けられ輝度情報を検出する輝度検出画素とが設けられた撮像素子を搭載した撮像装置であって、
前記撮像素子の全画素分の解像度より解像度を縮小した縮小画像のデータを生成するとき、前記第１の色画素のデータと、該第１の色画素と隣接する前記第２の色画素のデータとを加算して第１の補色情報を生成し、前記第２の色画素のデータと該第２の色画素に隣接する前記第３の色画素のデータとを加算して第２の補色情報を生成し、隣接する前記輝度検出画素のデータ同士を加算して輝度情報を生成する制御手段と、
前記第１の補色情報と前記第２の補色情報と前記輝度情報を信号処理して撮像画像を再生する信号処理手段とを備え、
前記撮像素子が、前記第１の色画素と前記第２の色画素とを繰り返し並べた列と、前記第２の色画素と前記第３の色画素とを繰り返し並べた列と、前記輝度検出画素のみを並べた列とからなる画素配列を有することを特徴とする撮像装置。
前記撮像素子は、前記色画素が縦方向及び横方向に対して同じピッチで市松状に配列され、前記輝度検出画素が前記色画素の前記縦方向及び前記横方向に対して１／２ピッチずれた位置に市松状に配列されたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記撮像素子は、複数の画素が正方格子状に配列され、前記複数の画素のうち市松状の配置位置にある画素を前記輝度検出画素とし、残りの市松状の配置位置にある各画素を前記色画素とすることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記撮像素子はＣＣＤ型であり、前記撮像素子の各画素からデータを読み出すときに、前記色画素のデータを加算と、前記輝度情報画素同士のデータの加算とを行って読み出す加算読出手段を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の撮像装置。
前記撮像素子はＣＭＯＳ型であり、前記撮像素子の各画素からデータを読み出した後に、前記色画素のデータを加算と、前記輝度情報画素同士のデータの加算とを行って読み出すデータ加算手段を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の撮像装置。
３原色の第１色の入射光量を検出する第１の色画素と、３原色の第２色の入射光量を検出する第２の色画素と、３原色の第３色の入射光量を検出する第３の色画素と、前記色画素のそれぞれに隣接して設けられ輝度情報を検出する輝度検出画素とが設けられた撮像素子を搭載した撮像装置の駆動方法であって、
前記撮像素子の全画素分の解像度より解像度を縮小した縮小画像のデータを生成するとき、前記第１の色画素のデータと、該第１の色画素と隣接する前記第２の色画素のデータとを加算して第１の補色情報を生成し、前記第２の色画素のデータと該第２の色画素に隣接する前記第３の色画素のデータとを加算して第２の補色情報を生成し、隣接する前記輝度検出画素のデータ同士を加算して輝度情報を生成する工程と、
前記第１の補色情報と前記第２の補色情報と前記輝度情報を信号処理して撮像画像を再生する工程とを備え、
前記撮像素子が、前記第１の色画素と前記第２の色画素とを繰り返し並べた列と、前記第２の色画素と前記第３の色画素とを繰り返し並べた列と、前記輝度検出画素のみを並べた列とからなる画素配列を有することを特徴とする撮像装置の駆動方法。
前記撮像素子は、前記色画素が縦方向及び横方向に対して同じピッチで市松状に配列され、前記輝度検出画素が前記色画素の前記縦方向及び前記横方向に対して１／２ピッチずれた位置に市松状に配列されたことを特徴とする請求項６に記載の撮像装置の駆動方法。
前記撮像素子は、複数の画素が正方格子状に配列され、前記複数の画素のうち市松状の配置位置にある画素を前記輝度検出画素とし、残りの市松状の配置位置にある各画素を前記色画素とすることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置の駆動方法。
前記撮像素子はＣＣＤ型であり、前記撮像素子の各画素からデータを読み出すときに、前記色画素のデータを加算と、前記輝度情報画素同士のデータの加算とを行って読み出す工程を備えることを特徴とする請求項６から８のいずれか１つに記載の撮像装置の駆動方法。
前記撮像素子はＣＭＯＳ型であり、前記撮像素子の各画素からデータを読み出した後に、前記色画素のデータを加算と、前記輝度情報画素同士のデータの加算とを行って読み出す工程を備えることを特徴とする請求項６から８のいずれか１つに記載の撮像装置の駆動方法。