JP3613071B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＮＴＳＣ、ＰＡＬ等の従来の標準テレビジョン方式、あるいは、コンピュータのビデオフォーマットであるＶＧＡ等に対応した通常画素数の固体撮像素子を３枚あるいは４枚使用して、固体撮像素子の画素数の４倍の画素数に相当する高精細度の画像信号を出力することができる撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタルスチルカメラとして１００万画素を越える有効画素数を持つデジタルスチルカメラが商品化されている。このような高精細度の画像信号の撮影が容易になり、その利用も急速に進んでいる。
３板式の撮像装置において、緑用の固体撮像素子の空間位置に対して斜めにずらした赤用および青用固体撮像素子を配置し、これらの固体撮像素子からの出力信号を補間した信号に基づいて低域輝度信号および高域輝度信号を生成し、この低域輝度信号と高域輝度信号とから輝度信号を合成することにより、固体撮像素子の解像度を２倍以上にすることができる撮像装置が提案されている。（特開平６−２１７３３０号公報、特開平６−３１５１１５号公報）このような撮像装置では汎用の固体撮像素子を利用して高解像度の映像信号を得ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特に、パソコン（ＰＣ）用の高精細度ディスプレィモニタへの表示に適した高精細度プログレッシブスキャン（順次走査）方式の撮像装置を実現する場合は、上述した１００万画素を越える固体撮像素子は静止画撮影用であり、最大でも１秒あたり１５フレーム以下の出力であり、動画の出力は不可能であった。
また、有効画素数が１００万画素以上の動画撮影装置としてはＨＤＴＶ（ハイビジョン）方式の撮像装置が実用化されているが、ＨＤＴＶの場合は、出力信号がインターレース（飛び越し走査）であり、垂直高周波成分が存在する画像の場合はラインフリッカーによるちらつきが見えるたり、パソコン（ＰＣ）用ディスプレィモニターとして普及してきている液晶ディスプレィモニターへの表示には適さないという問題点を有していた。
さらに、特開平６−２１７３３０号公報、特開平６−３１５１１５号公報に開示されている撮像装置は低域輝度信号の各画素の通過帯域特性が大きく異なっていることと、高域輝度信号に低域輝度信号成分が含まれているため、低域輝度信号と高域輝度信号とから広帯域輝度信号を生成する際に、図６に示されるように低域輝度信号および高域輝度信号をさらに各ローパスフィルター（ＬＰＦ）を通過させ、前記高域輝度信号から前記高域輝度信号を前記ＬＰＦを通過させた信号を減算して信号に、前記低域信号を前記ＬＰＦを通過させた信号を加算させるという複雑な信号処理が必要になり、回路規模のコスト増大の要因となるという問題点も有していた。
【０００４】
本発明はこの点に着目してなされたものであり、現在安価に入手可能な汎用のＶＧＡ対応の全画素読み出し方式の固体撮像素子を３枚あるいは４枚使用することにより、ＶＧＡの４倍の画素数に相当する高精細度なプログレッシブスキャン（順次走査）方式のパソコン（ＰＣ）用の液晶ディスプレィへの表示に適した動画の撮像ができる撮像装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、本発明にかかる撮像装置は、入射光を色分解して緑（Ｇ）、赤（Ｒ）、青（Ｂ）の各色光を得る色分解光学系と、全画素読み出し方式の前記緑（Ｇ）光を受光し光電変換してＧ信号を出力する第１の固体撮像素子と、全画素読み出し方式の前記赤（Ｒ）光を受光し光電変換してＲ信号を出力する第２の固体撮像素子と、全画素読み出し方式の前記青（Ｂ）画像を受光し光電変換してＢ信号を出力する第３の固体撮像素子とを備え、前記第１の固体撮像素子の空間位置に対して前記第２の固体撮像素子および第３の固体撮像素子の少なくとも一方、もしくは両方を水平方向および垂直方向に関して、それぞれ前記固体撮像素子の画素ピッチの１／２倍の距離だけずらした位置に配置し、前記第１の固体撮像素子、前記第２の固体撮像素子、および前記第３の固体撮像素子からそれぞれ出力された各色の信号より生成した低周波信号と、前記各色の信号を補間して生成した補間低周波信号とを合成して前記第１の固体撮像素子、前記第２の固体撮像素子、および前記第３の固体撮像素子のそれぞれの有効画素の４倍の各色の低周波信号を生成する
第１の信号処理部と、前記第１の固体撮像素子、前記第２の固体撮像素子、および前記第３の固体撮像素子からそれぞれ出力された各色の信号より生成した高周波信号と、前記高周波信号を補間して生成した補間高周波信号とを合成して前記第１の固体撮像素子、前記第２の固体撮像素子、および前記第３の固体撮像素子のそれぞれの有効画素の４倍の高周波輝度信号を生成する第２の信号処理部と、前記第１の信号生成部より出力される前記各色の低周波信号を所定の比率で加算して低周波輝度信号を生成し、前記第２の信号生成部から出力される前記高周波輝度信号と前記低周波輝度信号とを加算して広帯域輝度信号を生成する広帯域輝度信号生成手段と、前記第１の信号生成部から出力される前記各色の低周波信号に前記第２の信号生成部から出力される前記高周波輝度信号加算して広帯域色信号を生成する広帯域色信号生成手段と、を有するように構成したことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の撮像装置の第１の実施例を示す図である。図１において、１はレンズ、２は入射光をＲＧＢ各色に色分解するプリズム、３、４、５はそれぞれＲ用の固体撮像素子、Ｇ用の固体撮像素子、Ｂ用の固体撮像素子、６はアナログ信号処理回路部、３０１、４０１、５０１は相関二重サンプリング部（ＣＤＳ）、３０２、４０２、５０２はＣＤＳ３０１、４０１、５０１の出力信号のレベルを調整するＡＧＣ回路、３０３、４０３、５０３はＡＤ変換器、７はデジタル信号処理部、３０４、４０４、５０４はガンマ（γ）補正部、３０５、４０５、５０５は各色の低周波信号生成部（ＲＬ生成部、ＧＬ生成部、ＢＬ生成部）、７０１は高周波輝度信号生成部（ＹＨ生成部）、７０２は輝度信号処理部（Ｙ処理部）、３０６、４０６、５０６はＤＡ変換器、７０３は低周波輝度信号生成部（ＹＬ生成部）、７０４は色差信号処理部、８は出力回路部、３０７、４０７、５０７はローパスフィルタ（ＬＰＦ）、３０８、４０８、５０８は７５Ωドライバ部、５０９は輝度信号出力端子（Ｙ）、３０９、４０９はコンポーネント形式の色信号出力端子（ＰＲ、ＰＢ）である。
【０００７】
入射光はレンズ１を通過した後、プリズム２にてＲＧＢの３色に分離され、撮像素子３、４、５に入射する。固体撮像素子３、４、５は、例えば、全画素をそのままノンインターレース走査で読み出す、全画素独立読み出しが可能な、例えば、ＶＧＡ対応（水平有効画素数６４０画素、垂直有効画素数４８０画素）のものである。
【０００８】
ＶＧＡ対応の固体撮像素子は安価であるが画素数が少ないため、３つの固体撮像素子３、４、５を空間斜めずらしに配置して解像度を向上させる。具体的には、図２（ａ）（ｂ）に示すように各色の固体撮像素子の画素ピッチをＰｘ、垂直方向の画素ピッチをＰｙとした場合に、Ｇ用の固体撮像素子４の各画素に対してＲ用の固体撮像素子３の各画素およびＢ用の固体撮像素子５の各画素を、水平方向に１／２Ｐｘ（図２（ａ））、垂直方向に１／２Ｐｙ（図２（ｂ））だけずらして配置する。
【０００９】
Ｇ用の固体撮像素子４の各画素に対してＲ用の固体撮像素子３の各画素およびＢ用の固体撮像素子５の各画素をずらすのは、輝度信号を生成する際におけるＧ信号の寄与する比率（例えば、ＮＴＳＣ方式では０．５９）と、Ｒ信号の寄与する比率（例えば、ＮＴＳＣ方式では０．３０）およびＢ信号の寄与する比率（例えば、ＮＴＳＣ方式では０．１１）とが同程度であるためであり、さらに、上述したように３枚の固体撮像素子を画素ずらして配置して、さらに、後述するような補間処理、つまり、に各色の映像信号の画素数を水平方向および垂直方向にそれぞれ２倍に拡大して全体として４倍の画素数となるような補間処理を行うことで解像度の向上を実現できる。
【００１０】
上述したそれぞれの固体撮像素子の画素数の４倍の画素数に当てはめた場合、ＲＧＢそれぞれの色の画素が実際に存在するそれぞれの画素を示したのが図３（ａ）（ｂ）（ｃ）で、これらを合成した画素を示したのが、図３（ｄ）である。図３（ｄ）に示すようにＲ用の実在する画素とＢ用の実在する画素とは空間的に同一な位置に別個に存在している。
【００１１】
以下に、実在する画素を用いての補間について説明する。プリズム２で色分解されたＲＧＢ各色の光線は撮像素子３、４、５にてそれぞれ光電変換されＲＧＢ信号としてアナログ信号処理部６にそれぞれ入力される。
アナログ信号処理部６ではＲＧＢ信号はそれぞれＣＤＳ３０１、４０１、５０１にて相関二重サンプリング処理によりＳ／Ｎが改善され、その後ＡＧＣ回路３０２、４０２、５０２にて所定のレベルに調整され、図示せぬホワイトバランス処理部にてホワイトバランスに関する処理が施された後、ＡＤ変換器３０３、４０３、５０３に入力されてそれぞれデジタル信号に変換されたＲＧＢ信号はそれぞれデジタル信号処理部７に入力される。
【００１２】
上述したホワイトバランスに関する信号処理については、後述するデジタル信号処理部にて行うことも可能である。
【００１３】
デジタル信号処理部７ではガンマ（γ）補正部３０４、４０４、５０４にて、固体撮像素子３、４、５の光電変換特性による階調（色調）の非直線性を改善するための係数を各色信号に乗算するガンマ補正を施された後、垂直有効画素数４８０画素（実際の画素数は４９４画素程度）の各色信号はそれぞれ、ＲＬ生成部３０５、ＧＬ生成部４０５、ＢＬ生成部５０５にそれぞれ入力されて、以下に示す式（１）〜（１２）に従って、Ｒの低周波信号ＲＬ、Ｇの低周波信号ＧＬ、およびＢの低周波信号ＢＬが生成される。
ＧＬ（２，２）＝（Ｇ（０，２）＋２Ｇ（２，２）＋Ｇ（４，２）＋Ｇ（２，０）＋２Ｇ（２，２）＋Ｇ（２，４））／８ （１）
ＧＬ（３，２）＝（Ｇ（２，０）＋２Ｇ（２，２）＋Ｇ（２，４）＋Ｇ（４，０）＋２Ｇ（４，２）＋Ｇ（４，４））／８ （２）
ＧＬ（２，３）＝（Ｇ（０，２）＋２Ｇ（２，２）＋Ｇ（４，２）＋Ｇ（０，４）＋２Ｇ（２，４）＋Ｇ（４，４））／８ （３）
ＧＬ（３，３）＝（Ｇ（２，２）＋Ｇ（４，２）＋Ｇ（２，４）＋Ｇ（４，４））／４ （４）
ＲＬ（２，２）＝（Ｒ（１，１）＋Ｒ（３，１）＋Ｒ（１，３）＋Ｒ（３，３））／４ （５）
ＲＬ（３，２）＝（Ｒ（１，１）＋２Ｒ（３，１）＋Ｒ（５，１）＋Ｒ（１，３）＋２Ｒ（３，３）＋Ｒ（５，３））／８ （６）
ＲＬ（２，３）＝（Ｒ（１，１）＋２Ｒ（１，３）＋Ｒ（１，５）＋Ｒ（３，１）＋２Ｒ（３，３）＋Ｒ（３，５））／８ （７）
ＲＬ（３，３）＝（Ｒ（１，３）＋２Ｒ（３，３）＋Ｒ（５，３）＋Ｒ（３，１）＋２Ｒ（３，３）＋Ｒ（３，５））／８ （８）
ＢＬ（２，２）＝（Ｂ（１，１）＋Ｂ（３，１）＋Ｂ（１，３）＋Ｂ（３，３））／４ （９）
ＢＬ（３，２）＝（Ｂ（１，１）＋２Ｂ（３，１）＋Ｂ（５，１）＋Ｂ（１，３）＋２Ｂ（３，３）＋Ｂ（５，３））／８ （１０）
ＢＬ（２，３）＝（Ｂ（１，１）＋２Ｂ（１，３）＋Ｂ（１，５）＋Ｂ（３，１）＋２Ｂ（３，３）＋Ｂ（３，５））／８ （１１）
ＢＬ（３，３）＝（Ｂ（１，３）＋２Ｂ（３，３）＋Ｂ（５，３）＋Ｂ（３，１）＋２Ｂ（３，３）＋Ｂ（３，５））／８ （１２）
【００１４】
ここで式（１）（８）（１２）は画像が実在する位置での低周波信号の生成を示しており、残りの式は画素が実在しない位置での低周波信号の生成、つまり、実在する周囲の画素を用いた補間による生成を示している。式（１）〜（１２）に従って、低周波信号を生成することにより画素が実在する位置と画素が実在しない位置において、ほぼ等しい周波数の低周波数信号が生成される。
【００１５】
次に、色差信号について説明する。まず、ＲＬ生成部３０５、ＧＬ生成部４０５、ＢＬ生成部５０５より出力される各信号は低周波輝度信号生成部（ＹＬ生成部）７０３に入力され、式（１３）に従って輝度低周波信号（ＹＬ）信号が生成される。式（１３）はＨＤＴＶスタジオ規格のＩＴＵ−Ｒ勧告７０９に示されている輝度・色差信号方程式である。
ＹＬ＝０．７１５４ＧＬ＋０．０７２１ＢＬ＋０．２１２５ＲＬ （１３）
【００１６】
γ補正部３０４、４０４、５０４にてγ補正されたＲＧＢ信号は高周波輝度信号生成部（ＹＨ生成部）７０１にそれぞれ入力されて、以下に示す式（１４）〜（２２）に従って高周波輝度信号ＹＨが生成される。ＹＨＨは水平高周波輝度信号を示し、ＹＶＨは垂直高周波輝度信号を示し、高周波輝度信号ＹＨは式（１４）に示されるようにＹＨＨとＹＶＨとの加算により求められる。式（１５）〜（１８）は画素が実在する位置での高周波輝度信号生成式であり、（１９）〜（２２）は画素が実在しない位置での高周波輝度信号生成式であり、式（１５）〜（１８）で求めた高周波輝度信号より補間処理することで生成される。
ＹＨ（ｘ，ｙ）＝（ＹＨＨ（ｘ，ｙ）＋ＹＶＨ（ｘ，ｙ））／２ （１４）
ＹＨＨ（２，２）＝（２Ｇ（２，２）−Ｇ（０，２）−Ｇ（４，２））／４ （１５）
ＹＶＨ（２，２）＝（２Ｇ（２，２）−Ｇ（２，０）−Ｇ（２，４））／４ （１６）
ＹＨＨ（３，３）＝（２Ｒ（３，３）−Ｒ（１，３）−Ｒ（５，３）＋２Ｂ（３，３）−Ｂ（１，３）−Ｂ（５，３））／８ （１７）
ＹＶＨ（３，３）＝（２Ｒ（３，３）−Ｒ（３，１）−Ｒ（３，５）＋２Ｂ（３，３）−Ｂ（３，１）−Ｂ（３，５））／８ （１８）
ＹＨＨ（３，２）＝ＹＨＨ（３，１）／２＋ＹＨＨ（３，３）／２ （１９）
ＹＶＨ（３，２）＝ＹＶＨ（２，２）／２＋ＹＶＨ（４，２）／２ （２０）
ＹＨＨ（２，３）＝ＹＨＨ（２，２）／２＋ＹＨＨ（２，４）／２ （２１）
ＹＶＨ（２，３）＝ＹＶＨ（１，３）／２＋ＹＶＨ（３，３）／２ （２２）
【００１７】
次に高周波輝度信号生成部（ＹＨ生成部）７０１の出力信号と低周波輝度信号生成部（ＹＬ生成部）７０３の出力信号とが輝度信号処理部（Ｙ処理部）７０２に供給され、輝度信号処理部（Ｙ処理部）７０２では式（２３）に従って広帯域（高精細）輝度信号ＹＷを生成する。Ｙ処理部７０２の一例を図５に示す。
ＹＷ＝ＹＬ＋ｋ１ＹＨ （２３）
式（２３）の係数ｋ１は通常１以上の数値であり、ｋ１が大きいほど高周波成分が強調されシャープな画像が得られる。但しｋ１を大きくしすぎると高周波のノイズも強調されることになるので、ユーザの好みに応じて可変できるように構成することも可能である。また、ノイズは信号レベルが小さいほど目立つ特徴を有しているので、ｋ１を信号のレベルに応じて可変できるように構成してもよい。
【００１８】
次に、低周波輝度信号生成部（ＹＬ生成部）７０３より出力される低周波輝度信号ＹＬは、ＲＬ生成部３０５より出力されるＲの低周波信号ＲＬ、およびＢＬ生成部５０５より出力されるＢの低周波信号ＢＬと共に色差信号処理部７０４にも供給される。色差信号処理部７０４では
ＢＬ−ＹＬ、
ＲＬ−ＹＬ、
の演算により色差信号ＢＬ−ＹＬおよびＲＬ−ＹＬが生成される。
【００１９】
上述した広帯域（高精細）輝度信号（ＹＷ信号）、色差信号（ＢＬ−ＹＬ信号、ＲＬ−ＹＬ信号）はＤ／Ａコンバータ５０６、４０６、３０６にそれぞれ入力され、それぞれアナログ信号にデジタル／アナログ変換された後に、出力回路部８に供給される。
【００２０】
出力回路部８では、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３０７、４０７、５０７により信号帯域外の高周波ノイズを除去した後、７５Ωドライバ３０８、４０８、５０８にて出力インピーダンスの整合やレベル調整を行った後、出力端子３０９、４０９、５０９より図示しない表示装置や記録装置に出力される。
【００２１】
通常、出力回路部８に入力されるＢＬ−ＹＬ信号、ＲＬ−ＹＬ信号は図示しないレベル調整回路において、式（２４）（２５）に従って、ＰＢ信号、ＰＲ信号に変換される。
ＰＢ＝０．５３８９（ＢＬ−ＹＬ） （２４）
ＰＲ＝０．６３４９（ＲＬ−ＹＬ） （２５）
【００２２】
なお、ＢＬ−ＹＬ信号、ＲＬ−ＹＬ信号よりＰＢ信号、ＰＲ信号への変換は、必ずしも出力回路部８にて行う必要はなく、例えば、デジタル信号処理部７において変換処理を実行してもよい。
【００２３】
また通常、出力回路部８の出力端子５０９、４０９、３０９より出力されるＹ信号、ＰＢ信号、ＰＲ信号には図示しない同期信号発生回路において生成された同期信号が画像信号のブランキング期間に付加されて出力される。この際に付加される同期信号は順次走査に対応したものである。
【００２４】
結果としてγ補正部３０４、４０４、５０４からそれぞれ読み出された水平有効画素数６４０画素、垂直有効画素数４８０画素のそれぞれ水平方向２倍の画素数、垂直方向２倍の画素数である水平有効画素数１２８０画素、垂直有効画素数９６０画素の信号の映像信号が出力される。
【００２５】
図１に示した撮像装置では、各色の広帯域信号ＲＷ、ＧＷ、ＢＷがアナログ信号の形式で出力されるように構成された例を説明したが、デジタル信号携帯で適当なデジタルインターフェース規格に準じた形態の信号に変換して出力することも可能である。
【００２６】
図４は本発明になる撮像装置の他の実施例を示す図で、図４に示した撮像装置はＧ信号、Ｒ信号、Ｂ信号を出力信号として出力する場合のブロック図である。図４において、デジタル信号処理部７１への入力までの構成や動作については図１と同一であるので、その説明を省略する。また、図４において図１との部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２７】
図４においてデジタル信号処理部７１に入力されたＲＧＢ信号は、γ補正部３０４、４０４、５０４にてガンマ補正された垂直有効画素４８０（通常は４９４画素程度）の信号はＲＬ生成部３０５、ＧＬ生成部４０５、ＢＬ生成部５０５および高周波輝度信号生成部（ＹＨ生成部）７０１にそれぞれ入力される。この際には図１で説明した場合と同様に生成式（１）から（１２）および式（１４）から（２２）に従ってＹＨ生成部７０１より高周波輝度信号、およびＧＬ生成部４０５、ＲＬ生成部３０５、ＢＬ生成部５０５よりそれぞれＲの低周波信号ＲＬ、Ｇの低周波信号ＧＬ、およびＢの低周波信号ＢＬが出力される。高周波輝度信号と各色の低周波信号とは、それぞれ図４に示すようにＲの広帯域（高精細）信号生成部（ＲＷ生成部）３１０、Ｇの広帯域（高精細）信号生成部（ＧＷ生成部）４１０、Ｂの広帯域（高精細）信号生成部（ＢＷ生成部）５１０にそれぞれ供給されて式（２６）から（２８）に従って各色の広帯域（高精細）色信号ＧＷ、ＢＷ、ＲＷが生成される。
ＧＷ＝ＧＬ＋ｋ２ＹＨ （２６）
ＢＷ＝ＢＬ＋ｋ２ＹＨ （２７）
ＲＷ＝ＲＬ＋ｋ２ＹＨ （２８）
上式のｋ２に関しては式（２３）のｋ１と同様に決定される。
【００２８】
このようにして生成されたＧＷ、ＲＷ、ＢＷ信号はＤＡ変換器３０６、４０６、５０６それぞれにおいてデジタル・アナログ変換された後、出力回路部８を介して図示しない図示しない表示装置や記録装置等に出力される。また、図示していない同期信号発生回路部にて生成された同期信号（ＨＤ、ＶＤ）も同時に出力される。
【００２９】
図４に示した撮像装置では、各色の広帯域信号ＲＷ、ＧＷ、ＢＷがアナログ信号の形式で出力されるように構成された例を説明したが、デジタル信号形態で適当なデジタルインターフェース規格に準じた形態の信号に変換して出力することも可能である。
【００３０】
動画出力を実現するためには映画が毎秒２４コマであることから、通常は毎秒２４コマ以上に対応するフレーム数が必要とされる。一方、上述したように現在安価に入手可能な動画撮像用の全画素読み出し固体撮像素子は、水平有効画素数６４０、垂直有効画素数４８０のＶＧＡ対応の固体撮像素子であり、このＶＧＡ対応の固体撮像素子は通常余裕を持つように設計されており、水平６５９，垂直４９４位の画素を有している。従って、通常のＶＧＡ対応の固体撮像素子を使用して本発明になる撮像装置のを構成すると、最大水平有効画素数１３１８、最大有効垂直画素数９８８となる。この画素数をパソコン（ＰＣ）のビデオ仕様と対比した場合、最も近い画素数のものとしては水平有効画素数１２８０、垂直有効画素数１０２４のＳＸＧＡがある。
【００３１】
ＳＸＧＡには数種類のバリエーションがあるので、このうちから適当なものを選択してその同期信号に基づいて撮像した画像信号を出力するように構成することで、ＳＸＧＡ対応の液晶ディスプレィモニターに最適な動画の画質を得ることができる。ＳＸＧＡの有効垂直画素数に対して表示信号の画素数が足りない場合は、画面上部あるいは下部に日付、時間。コメント等の各種情報を出力表示するように構成することも可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明になる撮像装置は、現在安価に入手可能な汎用の解像度の全画素読み出し方式の固体撮像素子を３枚使用して、汎用の解像度の固体撮像素子の４倍の画素数に相当する高精細度な信号を撮像して出力可能であり、液晶ディスプレィ等への表示に適した順次走査の動画像を撮像出力できるという利点を有する。
【００３３】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の撮像装置の実施例を示す図である。
【図２】図２は図１に示した撮像装置に使用される固体撮像素子の画素ずらし配置の一例を示す図である。
【図３】図３は図１に示した撮像装置に使用される固体撮像素子の画素配置の一例を示す図である。
【図４】図４は本発明の撮像装置の他の実施例を示す図である。
【図５】図５は本発明の撮像装置の輝度信号処理部（Ｙ処理部）の一例を示す図である。
【図６】図６は従来の撮像装置の輝度信号処理部を示す図である。
【符号の説明】
１…レンズ、
２…プリズム、
３、４、５…固体撮像素子
６…アナログ信号処理部、
７、７１…デジタル信号処理部、
８…出力回路部
３０１、４０１、５０１…ＣＤＳ（相関二重サンプリング部）、
３０２、４０２、５０２…ＡＧＣ回路、
３０３、４０３、５０３…ＡＤ変換器、
３０４、４０４、５０４…γ補正部、
３０５、４０５、５０５…低周波信号生成部（ＲＬ生成部、ＧＬ生成部、ＢＬ生成部）、
３０６、４０６、５０６…ＤＡ変換器、
３０７、４０７、５０７、３１１、４１１…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、
３０８、４０８、５０８…７５オームドライバ部、
３０９、４０９…色差信号出力端子
５０９…輝度信号出力端子、
３１０，４１０，５１０…広帯域（高精細）信号生成部（ＲＷ生成部、ＧＷ生成部、ＢＷ生成部）、
７０１…高周波輝度信号生成部（ＹＨ生成部）、
７０２…輝度信号処理部（Ｙ処理部）、
７０３…低周波輝度信号生成部（ＹＬ生成部）、
７０４…色差信号処理部、
【発明の属する技術分野】
本発明はＮＴＳＣ、ＰＡＬ等の従来の標準テレビジョン方式、あるいは、コンピュータのビデオフォーマットであるＶＧＡ等に対応した通常画素数の固体撮像素子を３枚あるいは４枚使用して、固体撮像素子の画素数の４倍の画素数に相当する高精細度の画像信号を出力することができる撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタルスチルカメラとして１００万画素を越える有効画素数を持つデジタルスチルカメラが商品化されている。このような高精細度の画像信号の撮影が容易になり、その利用も急速に進んでいる。
３板式の撮像装置において、緑用の固体撮像素子の空間位置に対して斜めにずらした赤用および青用固体撮像素子を配置し、これらの固体撮像素子からの出力信号を補間した信号に基づいて低域輝度信号および高域輝度信号を生成し、この低域輝度信号と高域輝度信号とから輝度信号を合成することにより、固体撮像素子の解像度を２倍以上にすることができる撮像装置が提案されている。（特開平６−２１７３３０号公報、特開平６−３１５１１５号公報）このような撮像装置では汎用の固体撮像素子を利用して高解像度の映像信号を得ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特に、パソコン（ＰＣ）用の高精細度ディスプレィモニタへの表示に適した高精細度プログレッシブスキャン（順次走査）方式の撮像装置を実現する場合は、上述した１００万画素を越える固体撮像素子は静止画撮影用であり、最大でも１秒あたり１５フレーム以下の出力であり、動画の出力は不可能であった。
また、有効画素数が１００万画素以上の動画撮影装置としてはＨＤＴＶ（ハイビジョン）方式の撮像装置が実用化されているが、ＨＤＴＶの場合は、出力信号がインターレース（飛び越し走査）であり、垂直高周波成分が存在する画像の場合はラインフリッカーによるちらつきが見えるたり、パソコン（ＰＣ）用ディスプレィモニターとして普及してきている液晶ディスプレィモニターへの表示には適さないという問題点を有していた。
さらに、特開平６−２１７３３０号公報、特開平６−３１５１１５号公報に開示されている撮像装置は低域輝度信号の各画素の通過帯域特性が大きく異なっていることと、高域輝度信号に低域輝度信号成分が含まれているため、低域輝度信号と高域輝度信号とから広帯域輝度信号を生成する際に、図６に示されるように低域輝度信号および高域輝度信号をさらに各ローパスフィルター（ＬＰＦ）を通過させ、前記高域輝度信号から前記高域輝度信号を前記ＬＰＦを通過させた信号を減算して信号に、前記低域信号を前記ＬＰＦを通過させた信号を加算させるという複雑な信号処理が必要になり、回路規模のコスト増大の要因となるという問題点も有していた。
【０００４】
本発明はこの点に着目してなされたものであり、現在安価に入手可能な汎用のＶＧＡ対応の全画素読み出し方式の固体撮像素子を３枚あるいは４枚使用することにより、ＶＧＡの４倍の画素数に相当する高精細度なプログレッシブスキャン（順次走査）方式のパソコン（ＰＣ）用の液晶ディスプレィへの表示に適した動画の撮像ができる撮像装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、本発明にかかる撮像装置は、入射光を色分解して緑（Ｇ）、赤（Ｒ）、青（Ｂ）の各色光を得る色分解光学系と、全画素読み出し方式の前記緑（Ｇ）光を受光し光電変換してＧ信号を出力する第１の固体撮像素子と、全画素読み出し方式の前記赤（Ｒ）光を受光し光電変換してＲ信号を出力する第２の固体撮像素子と、全画素読み出し方式の前記青（Ｂ）画像を受光し光電変換してＢ信号を出力する第３の固体撮像素子とを備え、前記第１の固体撮像素子の空間位置に対して前記第２の固体撮像素子および第３の固体撮像素子の少なくとも一方、もしくは両方を水平方向および垂直方向に関して、それぞれ前記固体撮像素子の画素ピッチの１／２倍の距離だけずらした位置に配置し、前記第１の固体撮像素子、前記第２の固体撮像素子、および前記第３の固体撮像素子からそれぞれ出力された各色の信号より生成した低周波信号と、前記各色の信号を補間して生成した補間低周波信号とを合成して前記第１の固体撮像素子、前記第２の固体撮像素子、および前記第３の固体撮像素子のそれぞれの有効画素の４倍の各色の低周波信号を生成する
第１の信号処理部と、前記第１の固体撮像素子、前記第２の固体撮像素子、および前記第３の固体撮像素子からそれぞれ出力された各色の信号より生成した高周波信号と、前記高周波信号を補間して生成した補間高周波信号とを合成して前記第１の固体撮像素子、前記第２の固体撮像素子、および前記第３の固体撮像素子のそれぞれの有効画素の４倍の高周波輝度信号を生成する第２の信号処理部と、前記第１の信号生成部より出力される前記各色の低周波信号を所定の比率で加算して低周波輝度信号を生成し、前記第２の信号生成部から出力される前記高周波輝度信号と前記低周波輝度信号とを加算して広帯域輝度信号を生成する広帯域輝度信号生成手段と、前記第１の信号生成部から出力される前記各色の低周波信号に前記第２の信号生成部から出力される前記高周波輝度信号加算して広帯域色信号を生成する広帯域色信号生成手段と、を有するように構成したことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の撮像装置の第１の実施例を示す図である。図１において、１はレンズ、２は入射光をＲＧＢ各色に色分解するプリズム、３、４、５はそれぞれＲ用の固体撮像素子、Ｇ用の固体撮像素子、Ｂ用の固体撮像素子、６はアナログ信号処理回路部、３０１、４０１、５０１は相関二重サンプリング部（ＣＤＳ）、３０２、４０２、５０２はＣＤＳ３０１、４０１、５０１の出力信号のレベルを調整するＡＧＣ回路、３０３、４０３、５０３はＡＤ変換器、７はデジタル信号処理部、３０４、４０４、５０４はガンマ（γ）補正部、３０５、４０５、５０５は各色の低周波信号生成部（ＲＬ生成部、ＧＬ生成部、ＢＬ生成部）、７０１は高周波輝度信号生成部（ＹＨ生成部）、７０２は輝度信号処理部（Ｙ処理部）、３０６、４０６、５０６はＤＡ変換器、７０３は低周波輝度信号生成部（ＹＬ生成部）、７０４は色差信号処理部、８は出力回路部、３０７、４０７、５０７はローパスフィルタ（ＬＰＦ）、３０８、４０８、５０８は７５Ωドライバ部、５０９は輝度信号出力端子（Ｙ）、３０９、４０９はコンポーネント形式の色信号出力端子（ＰＲ、ＰＢ）である。
【０００７】
入射光はレンズ１を通過した後、プリズム２にてＲＧＢの３色に分離され、撮像素子３、４、５に入射する。固体撮像素子３、４、５は、例えば、全画素をそのままノンインターレース走査で読み出す、全画素独立読み出しが可能な、例えば、ＶＧＡ対応（水平有効画素数６４０画素、垂直有効画素数４８０画素）のものである。
【０００８】
ＶＧＡ対応の固体撮像素子は安価であるが画素数が少ないため、３つの固体撮像素子３、４、５を空間斜めずらしに配置して解像度を向上させる。具体的には、図２（ａ）（ｂ）に示すように各色の固体撮像素子の画素ピッチをＰｘ、垂直方向の画素ピッチをＰｙとした場合に、Ｇ用の固体撮像素子４の各画素に対してＲ用の固体撮像素子３の各画素およびＢ用の固体撮像素子５の各画素を、水平方向に１／２Ｐｘ（図２（ａ））、垂直方向に１／２Ｐｙ（図２（ｂ））だけずらして配置する。
【０００９】
Ｇ用の固体撮像素子４の各画素に対してＲ用の固体撮像素子３の各画素およびＢ用の固体撮像素子５の各画素をずらすのは、輝度信号を生成する際におけるＧ信号の寄与する比率（例えば、ＮＴＳＣ方式では０．５９）と、Ｒ信号の寄与する比率（例えば、ＮＴＳＣ方式では０．３０）およびＢ信号の寄与する比率（例えば、ＮＴＳＣ方式では０．１１）とが同程度であるためであり、さらに、上述したように３枚の固体撮像素子を画素ずらして配置して、さらに、後述するような補間処理、つまり、に各色の映像信号の画素数を水平方向および垂直方向にそれぞれ２倍に拡大して全体として４倍の画素数となるような補間処理を行うことで解像度の向上を実現できる。
【００１０】
上述したそれぞれの固体撮像素子の画素数の４倍の画素数に当てはめた場合、ＲＧＢそれぞれの色の画素が実際に存在するそれぞれの画素を示したのが図３（ａ）（ｂ）（ｃ）で、これらを合成した画素を示したのが、図３（ｄ）である。図３（ｄ）に示すようにＲ用の実在する画素とＢ用の実在する画素とは空間的に同一な位置に別個に存在している。
【００１１】
以下に、実在する画素を用いての補間について説明する。プリズム２で色分解されたＲＧＢ各色の光線は撮像素子３、４、５にてそれぞれ光電変換されＲＧＢ信号としてアナログ信号処理部６にそれぞれ入力される。
アナログ信号処理部６ではＲＧＢ信号はそれぞれＣＤＳ３０１、４０１、５０１にて相関二重サンプリング処理によりＳ／Ｎが改善され、その後ＡＧＣ回路３０２、４０２、５０２にて所定のレベルに調整され、図示せぬホワイトバランス処理部にてホワイトバランスに関する処理が施された後、ＡＤ変換器３０３、４０３、５０３に入力されてそれぞれデジタル信号に変換されたＲＧＢ信号はそれぞれデジタル信号処理部７に入力される。
【００１２】
上述したホワイトバランスに関する信号処理については、後述するデジタル信号処理部にて行うことも可能である。
【００１３】
デジタル信号処理部７ではガンマ（γ）補正部３０４、４０４、５０４にて、固体撮像素子３、４、５の光電変換特性による階調（色調）の非直線性を改善するための係数を各色信号に乗算するガンマ補正を施された後、垂直有効画素数４８０画素（実際の画素数は４９４画素程度）の各色信号はそれぞれ、ＲＬ生成部３０５、ＧＬ生成部４０５、ＢＬ生成部５０５にそれぞれ入力されて、以下に示す式（１）〜（１２）に従って、Ｒの低周波信号ＲＬ、Ｇの低周波信号ＧＬ、およびＢの低周波信号ＢＬが生成される。
ＧＬ（２，２）＝（Ｇ（０，２）＋２Ｇ（２，２）＋Ｇ（４，２）＋Ｇ（２，０）＋２Ｇ（２，２）＋Ｇ（２，４））／８ （１）
ＧＬ（３，２）＝（Ｇ（２，０）＋２Ｇ（２，２）＋Ｇ（２，４）＋Ｇ（４，０）＋２Ｇ（４，２）＋Ｇ（４，４））／８ （２）
ＧＬ（２，３）＝（Ｇ（０，２）＋２Ｇ（２，２）＋Ｇ（４，２）＋Ｇ（０，４）＋２Ｇ（２，４）＋Ｇ（４，４））／８ （３）
ＧＬ（３，３）＝（Ｇ（２，２）＋Ｇ（４，２）＋Ｇ（２，４）＋Ｇ（４，４））／４ （４）
ＲＬ（２，２）＝（Ｒ（１，１）＋Ｒ（３，１）＋Ｒ（１，３）＋Ｒ（３，３））／４ （５）
ＲＬ（３，２）＝（Ｒ（１，１）＋２Ｒ（３，１）＋Ｒ（５，１）＋Ｒ（１，３）＋２Ｒ（３，３）＋Ｒ（５，３））／８ （６）
ＲＬ（２，３）＝（Ｒ（１，１）＋２Ｒ（１，３）＋Ｒ（１，５）＋Ｒ（３，１）＋２Ｒ（３，３）＋Ｒ（３，５））／８ （７）
ＲＬ（３，３）＝（Ｒ（１，３）＋２Ｒ（３，３）＋Ｒ（５，３）＋Ｒ（３，１）＋２Ｒ（３，３）＋Ｒ（３，５））／８ （８）
ＢＬ（２，２）＝（Ｂ（１，１）＋Ｂ（３，１）＋Ｂ（１，３）＋Ｂ（３，３））／４ （９）
ＢＬ（３，２）＝（Ｂ（１，１）＋２Ｂ（３，１）＋Ｂ（５，１）＋Ｂ（１，３）＋２Ｂ（３，３）＋Ｂ（５，３））／８ （１０）
ＢＬ（２，３）＝（Ｂ（１，１）＋２Ｂ（１，３）＋Ｂ（１，５）＋Ｂ（３，１）＋２Ｂ（３，３）＋Ｂ（３，５））／８ （１１）
ＢＬ（３，３）＝（Ｂ（１，３）＋２Ｂ（３，３）＋Ｂ（５，３）＋Ｂ（３，１）＋２Ｂ（３，３）＋Ｂ（３，５））／８ （１２）
【００１４】
ここで式（１）（８）（１２）は画像が実在する位置での低周波信号の生成を示しており、残りの式は画素が実在しない位置での低周波信号の生成、つまり、実在する周囲の画素を用いた補間による生成を示している。式（１）〜（１２）に従って、低周波信号を生成することにより画素が実在する位置と画素が実在しない位置において、ほぼ等しい周波数の低周波数信号が生成される。
【００１５】
次に、色差信号について説明する。まず、ＲＬ生成部３０５、ＧＬ生成部４０５、ＢＬ生成部５０５より出力される各信号は低周波輝度信号生成部（ＹＬ生成部）７０３に入力され、式（１３）に従って輝度低周波信号（ＹＬ）信号が生成される。式（１３）はＨＤＴＶスタジオ規格のＩＴＵ−Ｒ勧告７０９に示されている輝度・色差信号方程式である。
ＹＬ＝０．７１５４ＧＬ＋０．０７２１ＢＬ＋０．２１２５ＲＬ （１３）
【００１６】
γ補正部３０４、４０４、５０４にてγ補正されたＲＧＢ信号は高周波輝度信号生成部（ＹＨ生成部）７０１にそれぞれ入力されて、以下に示す式（１４）〜（２２）に従って高周波輝度信号ＹＨが生成される。ＹＨＨは水平高周波輝度信号を示し、ＹＶＨは垂直高周波輝度信号を示し、高周波輝度信号ＹＨは式（１４）に示されるようにＹＨＨとＹＶＨとの加算により求められる。式（１５）〜（１８）は画素が実在する位置での高周波輝度信号生成式であり、（１９）〜（２２）は画素が実在しない位置での高周波輝度信号生成式であり、式（１５）〜（１８）で求めた高周波輝度信号より補間処理することで生成される。
ＹＨ（ｘ，ｙ）＝（ＹＨＨ（ｘ，ｙ）＋ＹＶＨ（ｘ，ｙ））／２ （１４）
ＹＨＨ（２，２）＝（２Ｇ（２，２）−Ｇ（０，２）−Ｇ（４，２））／４ （１５）
ＹＶＨ（２，２）＝（２Ｇ（２，２）−Ｇ（２，０）−Ｇ（２，４））／４ （１６）
ＹＨＨ（３，３）＝（２Ｒ（３，３）−Ｒ（１，３）−Ｒ（５，３）＋２Ｂ（３，３）−Ｂ（１，３）−Ｂ（５，３））／８ （１７）
ＹＶＨ（３，３）＝（２Ｒ（３，３）−Ｒ（３，１）−Ｒ（３，５）＋２Ｂ（３，３）−Ｂ（３，１）−Ｂ（３，５））／８ （１８）
ＹＨＨ（３，２）＝ＹＨＨ（３，１）／２＋ＹＨＨ（３，３）／２ （１９）
ＹＶＨ（３，２）＝ＹＶＨ（２，２）／２＋ＹＶＨ（４，２）／２ （２０）
ＹＨＨ（２，３）＝ＹＨＨ（２，２）／２＋ＹＨＨ（２，４）／２ （２１）
ＹＶＨ（２，３）＝ＹＶＨ（１，３）／２＋ＹＶＨ（３，３）／２ （２２）
【００１７】
次に高周波輝度信号生成部（ＹＨ生成部）７０１の出力信号と低周波輝度信号生成部（ＹＬ生成部）７０３の出力信号とが輝度信号処理部（Ｙ処理部）７０２に供給され、輝度信号処理部（Ｙ処理部）７０２では式（２３）に従って広帯域（高精細）輝度信号ＹＷを生成する。Ｙ処理部７０２の一例を図５に示す。
ＹＷ＝ＹＬ＋ｋ１ＹＨ （２３）
式（２３）の係数ｋ１は通常１以上の数値であり、ｋ１が大きいほど高周波成分が強調されシャープな画像が得られる。但しｋ１を大きくしすぎると高周波のノイズも強調されることになるので、ユーザの好みに応じて可変できるように構成することも可能である。また、ノイズは信号レベルが小さいほど目立つ特徴を有しているので、ｋ１を信号のレベルに応じて可変できるように構成してもよい。
【００１８】
次に、低周波輝度信号生成部（ＹＬ生成部）７０３より出力される低周波輝度信号ＹＬは、ＲＬ生成部３０５より出力されるＲの低周波信号ＲＬ、およびＢＬ生成部５０５より出力されるＢの低周波信号ＢＬと共に色差信号処理部７０４にも供給される。色差信号処理部７０４では
ＢＬ−ＹＬ、
ＲＬ−ＹＬ、
の演算により色差信号ＢＬ−ＹＬおよびＲＬ−ＹＬが生成される。
【００１９】
上述した広帯域（高精細）輝度信号（ＹＷ信号）、色差信号（ＢＬ−ＹＬ信号、ＲＬ−ＹＬ信号）はＤ／Ａコンバータ５０６、４０６、３０６にそれぞれ入力され、それぞれアナログ信号にデジタル／アナログ変換された後に、出力回路部８に供給される。
【００２０】
出力回路部８では、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３０７、４０７、５０７により信号帯域外の高周波ノイズを除去した後、７５Ωドライバ３０８、４０８、５０８にて出力インピーダンスの整合やレベル調整を行った後、出力端子３０９、４０９、５０９より図示しない表示装置や記録装置に出力される。
【００２１】
通常、出力回路部８に入力されるＢＬ−ＹＬ信号、ＲＬ−ＹＬ信号は図示しないレベル調整回路において、式（２４）（２５）に従って、ＰＢ信号、ＰＲ信号に変換される。
ＰＢ＝０．５３８９（ＢＬ−ＹＬ） （２４）
ＰＲ＝０．６３４９（ＲＬ−ＹＬ） （２５）
【００２２】
なお、ＢＬ−ＹＬ信号、ＲＬ−ＹＬ信号よりＰＢ信号、ＰＲ信号への変換は、必ずしも出力回路部８にて行う必要はなく、例えば、デジタル信号処理部７において変換処理を実行してもよい。
【００２３】
また通常、出力回路部８の出力端子５０９、４０９、３０９より出力されるＹ信号、ＰＢ信号、ＰＲ信号には図示しない同期信号発生回路において生成された同期信号が画像信号のブランキング期間に付加されて出力される。この際に付加される同期信号は順次走査に対応したものである。
【００２４】
結果としてγ補正部３０４、４０４、５０４からそれぞれ読み出された水平有効画素数６４０画素、垂直有効画素数４８０画素のそれぞれ水平方向２倍の画素数、垂直方向２倍の画素数である水平有効画素数１２８０画素、垂直有効画素数９６０画素の信号の映像信号が出力される。
【００２５】
図１に示した撮像装置では、各色の広帯域信号ＲＷ、ＧＷ、ＢＷがアナログ信号の形式で出力されるように構成された例を説明したが、デジタル信号携帯で適当なデジタルインターフェース規格に準じた形態の信号に変換して出力することも可能である。
【００２６】
図４は本発明になる撮像装置の他の実施例を示す図で、図４に示した撮像装置はＧ信号、Ｒ信号、Ｂ信号を出力信号として出力する場合のブロック図である。図４において、デジタル信号処理部７１への入力までの構成や動作については図１と同一であるので、その説明を省略する。また、図４において図１との部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２７】
図４においてデジタル信号処理部７１に入力されたＲＧＢ信号は、γ補正部３０４、４０４、５０４にてガンマ補正された垂直有効画素４８０（通常は４９４画素程度）の信号はＲＬ生成部３０５、ＧＬ生成部４０５、ＢＬ生成部５０５および高周波輝度信号生成部（ＹＨ生成部）７０１にそれぞれ入力される。この際には図１で説明した場合と同様に生成式（１）から（１２）および式（１４）から（２２）に従ってＹＨ生成部７０１より高周波輝度信号、およびＧＬ生成部４０５、ＲＬ生成部３０５、ＢＬ生成部５０５よりそれぞれＲの低周波信号ＲＬ、Ｇの低周波信号ＧＬ、およびＢの低周波信号ＢＬが出力される。高周波輝度信号と各色の低周波信号とは、それぞれ図４に示すようにＲの広帯域（高精細）信号生成部（ＲＷ生成部）３１０、Ｇの広帯域（高精細）信号生成部（ＧＷ生成部）４１０、Ｂの広帯域（高精細）信号生成部（ＢＷ生成部）５１０にそれぞれ供給されて式（２６）から（２８）に従って各色の広帯域（高精細）色信号ＧＷ、ＢＷ、ＲＷが生成される。
ＧＷ＝ＧＬ＋ｋ２ＹＨ （２６）
ＢＷ＝ＢＬ＋ｋ２ＹＨ （２７）
ＲＷ＝ＲＬ＋ｋ２ＹＨ （２８）
上式のｋ２に関しては式（２３）のｋ１と同様に決定される。
【００２８】
このようにして生成されたＧＷ、ＲＷ、ＢＷ信号はＤＡ変換器３０６、４０６、５０６それぞれにおいてデジタル・アナログ変換された後、出力回路部８を介して図示しない図示しない表示装置や記録装置等に出力される。また、図示していない同期信号発生回路部にて生成された同期信号（ＨＤ、ＶＤ）も同時に出力される。
【００２９】
図４に示した撮像装置では、各色の広帯域信号ＲＷ、ＧＷ、ＢＷがアナログ信号の形式で出力されるように構成された例を説明したが、デジタル信号形態で適当なデジタルインターフェース規格に準じた形態の信号に変換して出力することも可能である。
【００３０】
動画出力を実現するためには映画が毎秒２４コマであることから、通常は毎秒２４コマ以上に対応するフレーム数が必要とされる。一方、上述したように現在安価に入手可能な動画撮像用の全画素読み出し固体撮像素子は、水平有効画素数６４０、垂直有効画素数４８０のＶＧＡ対応の固体撮像素子であり、このＶＧＡ対応の固体撮像素子は通常余裕を持つように設計されており、水平６５９，垂直４９４位の画素を有している。従って、通常のＶＧＡ対応の固体撮像素子を使用して本発明になる撮像装置のを構成すると、最大水平有効画素数１３１８、最大有効垂直画素数９８８となる。この画素数をパソコン（ＰＣ）のビデオ仕様と対比した場合、最も近い画素数のものとしては水平有効画素数１２８０、垂直有効画素数１０２４のＳＸＧＡがある。
【００３１】
ＳＸＧＡには数種類のバリエーションがあるので、このうちから適当なものを選択してその同期信号に基づいて撮像した画像信号を出力するように構成することで、ＳＸＧＡ対応の液晶ディスプレィモニターに最適な動画の画質を得ることができる。ＳＸＧＡの有効垂直画素数に対して表示信号の画素数が足りない場合は、画面上部あるいは下部に日付、時間。コメント等の各種情報を出力表示するように構成することも可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明になる撮像装置は、現在安価に入手可能な汎用の解像度の全画素読み出し方式の固体撮像素子を３枚使用して、汎用の解像度の固体撮像素子の４倍の画素数に相当する高精細度な信号を撮像して出力可能であり、液晶ディスプレィ等への表示に適した順次走査の動画像を撮像出力できるという利点を有する。
【００３３】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の撮像装置の実施例を示す図である。
【図２】図２は図１に示した撮像装置に使用される固体撮像素子の画素ずらし配置の一例を示す図である。
【図３】図３は図１に示した撮像装置に使用される固体撮像素子の画素配置の一例を示す図である。
【図４】図４は本発明の撮像装置の他の実施例を示す図である。
【図５】図５は本発明の撮像装置の輝度信号処理部（Ｙ処理部）の一例を示す図である。
【図６】図６は従来の撮像装置の輝度信号処理部を示す図である。
【符号の説明】
１…レンズ、
２…プリズム、
３、４、５…固体撮像素子
６…アナログ信号処理部、
７、７１…デジタル信号処理部、
８…出力回路部
３０１、４０１、５０１…ＣＤＳ（相関二重サンプリング部）、
３０２、４０２、５０２…ＡＧＣ回路、
３０３、４０３、５０３…ＡＤ変換器、
３０４、４０４、５０４…γ補正部、
３０５、４０５、５０５…低周波信号生成部（ＲＬ生成部、ＧＬ生成部、ＢＬ生成部）、
３０６、４０６、５０６…ＤＡ変換器、
３０７、４０７、５０７、３１１、４１１…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、
３０８、４０８、５０８…７５オームドライバ部、
３０９、４０９…色差信号出力端子
５０９…輝度信号出力端子、
３１０，４１０，５１０…広帯域（高精細）信号生成部（ＲＷ生成部、ＧＷ生成部、ＢＷ生成部）、
７０１…高周波輝度信号生成部（ＹＨ生成部）、
７０２…輝度信号処理部（Ｙ処理部）、
７０３…低周波輝度信号生成部（ＹＬ生成部）、
７０４…色差信号処理部、
Claims (1)
- 入射光を色分解して緑（Ｇ）、赤（Ｒ）、青（Ｂ）の各色光を得る色分解光学系と、
全画素読み出し方式の前記緑（Ｇ）光を受光し光電変換してＧ信号を出力する第１の固体撮像素子と、
全画素読み出し方式の前記赤（Ｒ）光を受光し光電変換してＲ信号を出力する第２の固体撮像素子と、
全画素読み出し方式の前記青（Ｂ）画像を受光し光電変換してＢ信号を出力する第３の固体撮像素子とを備え、
前記第１の固体撮像素子の空間位置に対して前記第２の固体撮像素子および第３の固体撮像素子の少なくとも一方、もしくは両方を水平方向および垂直方向に関して、それぞれ前記固体撮像素子の画素ピッチの１／２倍の距離だけずらした位置に配置し、
前記第１の固体撮像素子、前記第２の固体撮像素子、および前記第３の固体撮像素子からそれぞれ出力された各色の信号より生成した低周波信号と、前記各色の信号を補間して生成した補間低周波信号とを合成して前記第１の固体撮像素子、前記第２の固体撮像素子、および前記第３の固体撮像素子のそれぞれの有効画素の４倍の各色の低周波信号を生成する第１の信号処理部と、
前記第１の固体撮像素子、前記第２の固体撮像素子、および前記第３の固体撮像素子からそれぞれ出力された各色の信号より生成した高周波信号と、前記高周波信号を補間して生成した補間高周波信号とを合成して前記第１の固体撮像素子、前記第２の固体撮像素子、および前記第３の固体撮像素子のそれぞれの有効画素の４倍の高周波輝度信号を生成する第２の信号処理部と、
前記第１の信号生成部より出力される前記各色の低周波信号を所定の比率で加算して低周波輝度信号を生成し、前記第２の信号生成部から出力される前記高周波輝度信号と前記低周波輝度信号とを加算して広帯域輝度信号を生成する広帯域輝度信号生成手段と、
前記第１の信号生成部から出力される前記各色の低周波信号に前記第２の信号生成部から出力される前記高周波輝度信号加算して広帯域色信号を生成する広帯域色信号生成手段と、
を有する撮像装置。
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