JP2623084B2 - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JP2623084B2
JP2623084B2 JP60242701A JP24270185A JP2623084B2 JP 2623084 B2 JP2623084 B2 JP 2623084B2 JP 60242701 A JP60242701 A JP 60242701A JP 24270185 A JP24270185 A JP 24270185A JP 2623084 B2 JP2623084 B2 JP 2623084B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は複数の水平ラインから輝度信号及び色差信
号を形成する撮像装置に関するものである。
〔従来の技術〕
第8図は従来の色分解フイルタの配置図である。
図において、n1,n2,n3・・・は各水平ラインを意味し
ており、また、01,02,03・・・は奇数フイールドでの各
水平走査ラインを意味している。各水平走査ラインの輝
度信号及び色信号は2つの水平走査ラインの垂直相関性
を利用して形成される。
まず、2水平走査ラインの画素信号をそれぞれ加算す
ると、 W+G=R+2G+B,Ye+CY=R+2G+B となり、両者共にR+2G+Bとなり、これを簡易的に輝
度信号Yとする。
次に2水平走査ラインの信号の差分をとるとW−Gは
R+Bであり、また、Ye−CYはR−Bであるので両者を
加算するとRが、また、減算するとBを得ることができ
る。
以上のように上記の方法は加減算により輝度信号Yと
色信号R,Bを得ることができるので信号処理が簡単な割
には解像度がよく、補色フイルタを利用したにも拘らず
偽色信号の発生は少い。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の色分解フイルタを用いた信号処理方式では低域
輝度信号を2水平ラインから得ているために垂直解像度
があまりよくない上に、垂直相関性の悪い被写体を撮像
した場合、まず第1に水平方向画素の繰返しが4画素毎
であるので、サンプリング間隔を大きくとるためサンプ
リング周波数が低下して画像帯域内にラインクロールが
発生してしまうという点、第2に補色減算処理を行うこ
とによつて偽信号が大きく発生するという点等の問題点
があつた。
上記のような従来の撮像装置において、IL−CCDやMOS
型センサでは、インタレース読出しの場合、垂直相関距
離が遠くなるので、モアレや偽信号が多くなつたり、ま
た、1H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つた。
また、IL−CCDでフレーム残像を少くするために、フ
イ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、色再現性が悪くなつたり、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つた
り、また、色差信号が線順次にしか得らてないために、
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
問題点があつた。
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色再現性
の良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〕
本願発明によれば、複数の画素からなる固体撮像素子
と、 該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
次に配置した色フィルタと、 前記固体撮像素子の主水平ラインの信号と、副水平ラ
インの信号を各水平走査毎に同時に読出すと共に、フィ
ールド毎に各水平走査の読出し位置をずらす事によりイ
ンターレースさせる読出し手段と、 色差信号を形成する為の色信号を上記主水平ラインの
信号から形成すると共に、前記色差信号を形成するため
の低域の輝度信号も前記主水平ラインから形成し、高域
の輝度信号は前記主水平ライン及び副水平ラインの両方
から形成する信号処理手段と、 を有する事を特徴とする。
〔作用〕
本願発明によれば、主水平ラインと副水平ラインとを
同時に読出すと共にフィールド毎に各水平走査の読出し
位置をずらす事によりインターレースさせるようにして
いるので、1H遅延線等を用いることなく高画質の画像信
号を得ることができる。又、色差信号を形成する際には
色信号は前記主水平ラインの信号から形成しているので
偽色信号の発生が非常に少なく、一方高域の輝度信号は
主水平ライン及び副水平ラインの信号から形成している
ので高解像度が得られる。
〔実施例〕
第1図はこの発明の一実施例の色分解フイルタの配置
を示す図で、図においてn1,n2,・・・は各水平ラインを
示し、また奇数フイールド01,02,・・・は奇数フイール
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
フイールドのe1,e2,・・・も偶数フイールドでの各水平
走査ラインを意味している。又、ここで水平走査ライン
はテレビジヨンの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イルタは全色透過フイルタ(W)
が市松状に配置され、また赤透過フイルタ(R)と青透
過フイルタ(B)が2画素毎の線順次配置になつてい
る。即ち1水平ライン毎にRフイルタとBフイルタが交
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イルタ配置によ
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。
さらに輝度信号と色差信号の低域輝度成分は奇数フイ
ールドでは主水平ラインとして奇数の水平ラインから、
偶数フイールドでは主水平ラインとして偶数の水平ライ
ンからそれぞれ形成される。尚、同時に読み出される他
の水平ラインを副水平ラインと定義する。
第2図はセンサの駆動概略図で、R,B,Wは各画素と画
素上の色フイルタを意味しており、V・SRは垂直のシフ
トレジスタ、H・SRは水平のシフトレジスタ、φV・R
S、φH・RSはそれぞれ垂直と各ビツト毎の電荷リフレ
ツシユ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S1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図のセンサで読出された信号のサンプリ
ングタイミング図である。S2のR,B点順次信号を図示の
タイミングでR,B分離し、また、S1のW,W点順次信号を奇
数フイールドではRの存在する水平ラインからのW信号
を分離し、偶数フイールドではBの存在する水平ライン
からのW信号を分離して輝度信号と色差信号の低域輝度
成分とする。
第4図は信号処理ブロツク図であり、図において、10
は非破壊読出し可能な撮像素子(以下SITという)、20
はクロツクジエネレータ、40,70a,70bはサンプルホール
ド回路(S/H)、50,80a,80bはローパスフイルタ(LP
F)、60はバンドパスフイルタ(BPF)、90a,90bはホワ
イトバランス回路、100はプロセス回路、110は加算器で
ある。
上記のように構成された装置において、いま、隣接2
水平ラインを同時に読出すとSIT10の出力線S1からは2
水平ラインのW信号が交互にかつ点順次に読出され、ま
た、出力線S2からはR,Bの点順次信号が交互に読出され
る。輝度信号は上述のSIT出力S1から形成される。まず
高域輝度信号はSIT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S1からのW信号の繰返し周波数は、例えばSIT10
の水平画素数が510画素であれば、その読出し周波数は
約9.5MHZとなり、従ってそれをナイキスト周波数とすれ
ば約4.7MHZが輝度帯域となる。その場合、BPF60の帯域
は約1MHZ〜4.7MHZ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40,70a,70bによりSIT出力のS
1,S2から分離される。第1図を参照して説明すると、奇
数フイールドの01水平走査ラインでは水平ラインn1に対
応するW信号とR信号が分離されると共に水平ラインn2
に対応するW信号とB信号が分離される。又、低域輝度
信号はn1ラインのW信号から形成される。次に02水平走
査ラインでは水平ラインn3に対応するW信号とR信号が
分離されると共にラインn4に対応するW信号とB信号が
分離され、しかも低域輝度信号はn3ラインのW信号から
形成される。又、奇数フイールドでは各水平ラインの奇
数水平ラインから低域輝度信号を形成し、偶数フイール
ドでは各水平ラインの偶数水平ラインから低域輝度信号
を形成する。そのため垂直解像度の劣化はない。
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LPF50,80a,80bで約1MHZ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90a,90b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,B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γ処理がなされ、低域輝度信号▲Y
と線順次色差信号R′−▲Y ▼,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で加算されてY信号となりエンコー
ダ200に入力される。
上記の様に信号処理を行う事によつて、色信号は純色
色フイルタから得たため、色再現性が良く、RとBの垂
直1画素分の誤差は色信号の帯域からみて問題にならな
い。
又、輝度信号の帯域は2つの水平ラインのWを用いる
ために広い。
又、色差信号の輝度成分と輝度信号の低域成分は同一
信号としたために、元の原色信号に戻す時、輝度信号に
起因する偽色信号は発生しない。
又、輝度信号の低域成分は1水平ラインから形成して
いるので垂直解像度は劣化しない。
等の効果を有する。
第5図はこの発明の第2の実施例の色分解フイルタ配
置図である。
第5図(a)ではW信号からYe信号を減算するとによ
つてB信号が得られ、またW信号からCY信号を減算する
ことによつてR信号を得る。その時の信号処理回路ブロ
ツク図は減算器190a,190bを第4図の信号処理回路ブロ
ツク図に付加した第6図(a),(b),(c)のよう
な回路構成となる。即ち、第6図(a)において、SIT1
0の出力線S1からのW信号によつて高域輝度信号YY,低域
輝度信号YL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,CYの線順次色信号をS1からのW信号から
減算して得ている。
第6図(b)は第6図(a)に対して輝度信号Yを出
力線S1の出力を直接ローパスフイルター210を介するこ
とによつて形成するようにしたものある。
第5図(b)ではYe信号からG信号を減算することに
よつてR信号が得られ、またCY信号からG信号を減算す
ることによつてB信号を得る。その時の信号処理回路ブ
ロツク図は例えば第6図(b)に示すようになり、上述
の減算処理は減算器190c,190dでなされる。輝度信号に
はSIT10の出力S1をそのまま輝度信号とするものであ
る。即ちS1にはYe,CYが点順次で出力され、S2にはG信
号が点順次で出力されるのでS1の出力Ye,CYをLPF210に
通すことによりY≒Ye+CY=R+2G+Bが形成される。
また、第6図(c)ではSITの出力S1と出力S2の信号を
加算して輝度信号とするものである。
第7図は、輝度信号はSIT10の出力S1をそのまま輝度
信号とするものであり、また、SIT10の出力S2からはR,B
点順次信号が得られる。その他の処理は第4図の場合と
同じである。
上記のような信号処理を行うことによつて、この発明
は、色差信号と輝度信号の低域成分を同一信号としたた
めに、元の原色信号に戻す時、輝度誤差に起因する偽色
信号は発生しない。
また、この出願の別の発明は、高域輝度信号の帯域を
2つの水平ラインのWを合成しているので広く、かつ色
信号は純色を得るためのフイルタから得たために、色再
現性が良い。尚、RとBの垂直1画素分の誤差は色信号
の帯域からみて問題にならず無視し得る。
〔発明の効果〕
本願発明によれば、主水平ラインと副水平ラインとを
同時に読出すと共にフィールド毎に各水平走査の読出し
位置をずらす事によりインターレースさせるようにして
いるので、1H遅延線等を用いることなく高画質の画像信
号を得ることができる。又、色差信号を形成する際には
色信号は前記主水平ラインの信号から形成しているので
偽色信号の発生が非常に少なく、一方高域の輝度信号は
主水平ライン及び副水平ラインの信号から形成している
ので高解像度が得られる。
【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イルタの配置を
示す図、第2図はセンサの駆動概略図、第3図は第2図
のセンサの出力信号とサンプルタイミングを示す波形
図、第4図は第2図の信号処理ブロツク図、第5図はこ
の発明の第2の実施例の色分解フイルタ配置図、第6図
は実施例における要部の信号処理のブロック図、第7図
は第5図の別の信号処理回路のブロツク図、第8図は従
来の色分解フイルタの配置図である。 図において、10はSIT、20はクロツクジエネレータ、40,
70a,70bはサンプルホールド回路、50,80a,80b,210はロ
ーパスフイルタ(LPF)、60はバンドパスフイルタ(BP
F)、90a,90bはホワイトバランス回路、100はプロセス
回路、110,120は加算器、190a,190b,190c,190d,190e,19
0fは減算器、200はエンコーダである。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の画素からなる固体撮像素子と、 該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
    に配置した色フィルタと、 前記固体撮像素子の主水平ラインの信号と、副水平ライ
    ンの信号を各水平走査毎に同時に読出すと共に、フィー
    ルド毎に各水平走査の読出し位置をずらす事によりイン
    ターレースさせる読出し手段と、 色差信号を形成する為の色信号を上記主水平ラインの信
    号から形成すると共に、前記色差信号を形成する為の低
    域の輝度信号も前記主水平ラインから形成し、高域の輝
    度信号は前記主水平ライン及び副水平ラインの両方から
    形成する信号処理手段と、 を有する事を特徴とする撮像装置。
JP60242701A 1985-10-31 1985-10-31 撮像装置 Expired - Lifetime JP2623084B2 (ja)

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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

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JPS5962275A (ja) * 1982-10-01 1984-04-09 Hitachi Ltd 固体撮像装置の駆動方法
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