JP3728075B2

JP3728075B2 - Imaging method and imaging apparatus

Info

Publication number: JP3728075B2
Application number: JP29284597A
Authority: JP
Inventors: 見寺澤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-10-24
Filing date: 1997-10-24
Publication date: 2005-12-21
Anticipated expiration: 2017-10-24
Also published as: JPH11127445A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、全画素順次読み出しＣＣＤを複数枚用いた垂直画素ずらし撮像方法及びこの方法を利用した撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体技術の進歩はめざましく、高密度で安価な素子が生産されるようになってきた。ビデオカメラなどに使用されるＣＣＤも、小型化、多画素化へと向かっている。
【０００３】
放送方式についても、ＥＤＴＶIIやＨＤＴＶなど、次世代のものが普及し始め、それに対応したＣＣＤも開発が進められている。中でも、垂直に２画素加算をせずにノンインターレースで出力できる全画素順次読み出しＣＣＤ（以下、「全画素ＣＣＤ」と呼ぶ。）は、これから有望視される素子の一つである。
【０００４】
こうした状況の中、安価で高解像度、色再現の良いビデオカメラを作るための技術として、画素ずらし撮像方式がある。特に、垂直方向の画素ずらしに関しては、全画素ＣＣＤの登場によって、垂直解像度の向上に大いに貢献すると考えられる、例えば、ＥＤＴＶIIの全画素ＣＣＤを用いてＨＤＴＶの信号を得ることが可能となる。これは、特に民生用として安価にビデオカメラを提供する上で有用である。
【０００５】
ここで、３枚の全画素ＣＣＤを用いた場合の従来の垂直画素ずらし撮像方式について説明する。
【０００６】
図６はＲＧＢ撮像方式における、垂直方向に半画素ずらして配置された３枚の全画素ＣＣＤ、ＧＣＣＤ１０１、ＢＣＣＤ１０２、ＲＣＣＤ１０３を用いて得られた信号を処理する信号処理回路である。これら３枚の全画素ＣＣＤはそれぞれＧ、Ｂ、Ｒの単色フィルタに覆われており、図２に示すように、Ｂ、Ｒフィルタで覆われたＢＣＣＤ１０２及びＲＣＣＤ１０３の画素位置は、Ｇフィルタで覆われたＧＣＣＤ１０１の画素位置に対して、１／２画素だけ垂直方向にずれるように設置されている。
【０００７】
以下、信号の流れに沿って説明する。
【０００８】
撮像装置に入力した被写体の光学画像は、不図示のプリズムによって分割されて異なる３方向の光路を進み、ＧＣＣＤ１０１、ＢＣＣＤ１０２、ＲＣＣＤ１０３のそれぞれに結像する。各ＣＣＤは結像した光学像を電気信号に変換して出力する。各ＣＣＤからの出力信号は、それぞれＣＤＳ回路１０４，ＡＧＣ回路１０５で処理された後に、Ａ／Ｄ変換器１０６によりディジタル信号に変換される。
【０００９】
Ｇ信号処理のための処理ラインには、ｅｖｅｎフィールドとｏｄｄフィールドとで異なるラインの組み合わせでＢ、Ｒ信号と垂直加算を行って輝度信号を得るために、１Ｈディレー回路１０７と、フィールド周期で切り替わるライン切り替えスイッチ１０８が挿入される。これは、ＣＣＤのための不図示のタイミングジェネレータ（ＴＧ）により、ｅｖｅｎフィールドとｏｄｄフィールドとで読み出しラインを切り替えることでも実現できる。上記ラインの組み合わせについては、後で図３を参照にして説明する。
【００１０】
これらのＧ、Ｂ、Ｒ信号は、水平、垂直方向のＬＰＦ１０９、１１０、１１１によって、それぞれ帯域を制限される。ＬＰＦ１０９によってフィルタリングされたＧ（ＧＬ）信号は、低域輝度信号および色差信号を得るためのマトリックス変換処理を行うマトリックス変換回路（ＹＣ−ＭＡＴ）１１３に直接入力される。また、Ｂ（ＢＬ）信号およびＲ（ＲＬ）信号は、ホワイトバランス回路１１２でホワイトバランスを調整された後、ＹＣ−ＭＡＴ回路１１３に入力される。ＹＣ−ＭＡＴ回路１１３は、入力したＧＬ信号、ＢＬ信号、ＲＬ信号から、低域輝度信号ＹＬおよび色差信号Ｐｂ、Ｐｒを生成する。
【００１１】
また、Ａ／Ｄ変換回路１０６によりＡ／Ｄ変換されたＧ、Ｂ、Ｒ信号は、無彩色で折り返しのない輝度信号Ｙ’を得るためのマトリックス変換処理を行うマトリックス変換回路（Ｙ’−ＭＡＴ）６１４に入力する。Ｙ’−ＭＡＴ回路６１４内においては、ライン切り替えスイッチ回路１０８によりフィールド毎に選択されたＧ信号を用いることにより、図３に示すようなｅｖｅｎフィールドとｏｄｄフィールドとで異なる組み合わせの、垂直方向に隣接する２画素のデータを使って輝度信号Ｙ’を生成する。図３に示す例では、ｅｖｅｎフィールド時には、スイッチ回路１０８は１Ｈディレー回路１０７を介して入力する信号を選択し、ｏｄｄフィールド時には、Ａ／Ｄ回路１０６から直接入力する信号を選択する。
【００１２】
このようにして入力したＧ、Ｂ、Ｒ信号を用いて、
【数１】
Ｙ’＝０．５Ｇ＋０．２５Ｂ＋０．２５Ｒ
に基づいて合成した後、水平、垂直のＨＰＦ１１５により高周波数領域を抽出して、高域信号Ｙ’Ｈを生成する。
【００１３】
この高域信号Ｙ’Ｈを低域輝度信号ＹＬに加算することにより、垂直方向の高域に折り返しのない広帯域なＹ信号を得ることができる。
【００１４】
こうして得られた信号では、ＣＣＤの垂直画素ずらし配置により垂直方向の輝度の解像度が向上しており、かつ無彩色時には折り返しのないものである。
【００１５】
この時、垂直方向については図５のグラフｏｌｄ．ｄａｔに示す周波数特性となる。これは垂直方向に上述のＣＣＤの２倍の画素数を有するＣＣＤ３枚を用いて画素ずらしせずに配置して得られた同図のグラフｓｔｄ．ｄａｔに示す周波数特性と比べると、劣っている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上記の従来の垂直画素ずらし撮像方式では、垂直方向の２画素を加算して高域輝度信号Ｙ’を生成しているために垂直画素ずらし配置によって得られた高域におけるＹ’のレスポンスが落ちてしまい、垂直画素ずらしの効果が薄れてしまうという欠点があった。
【００１７】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は垂直方向に画素ずらし配置した複数のＣＣＤからの出力を用いて、レスポンスの高い高域輝度信号を生成する撮像方法及びこの方法を用いた撮像装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、全画素順次読み出し撮像素子を３枚用い、それぞれのＣＣＤは単色のＲ、Ｇ、Ｂフィルタによって覆われており、Ｇフィルタで覆われているＣＣＤを他のＣＣＤと比較して垂直方向に半画素分画素をずらして配置した垂直画素ずらし配置における撮像方法であって、前記半画素分配置位置をずらしたＣＣＤから得られる信号と、それ以外のＣＣＤから得られる信号とをフィールド毎に交互に利用して高域輝度信号を生成する。
【００１９】
また、本発明によれば全画素順次読み出し撮像素子を３枚用い、それぞれのＣＣＤは単色のＲ、Ｇ、Ｂフィルタによって覆われており、Ｇフィルタで覆われているＣＣＤを他のＣＣＤと比較して垂直方向に半画素分画素をずらして配置した垂直画素ずらし配置における撮像装置であって、前記半画素分配置位置をずらしたＣＣＤから得られる信号と、それ以外のＣＣＤから得られる信号とをフィールド毎に交互に利用して高域輝度信号を生成する高域輝度信号生成手段を有する。
【００２０】
上記構成によれば、垂直画素ずらし配置により３枚の全画素ＣＣＤを用いて撮像した時の輝度の解像度及びレスポンスが改善され、走査線分の画素数を持つ３板ＣＣＤに近い性能を実現することができる撮像方法及び撮像装置をより安価に提供できるようになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２２】
図１はＲＧＢ撮像方式における、垂直方向に半画素ずらして配置された３枚の全画素ＣＣＤ、ＧＣＣＤ１０１、ＢＣＣＤ１０２、ＲＣＣＤ１０３を用いて得られた信号を処理するための信号処理回路である。これら３枚の全画素ＣＣＤはそれぞれＧ、Ｂ、Ｒの単色フィルタに覆われており、図２に示すように、ＢＣＣＤ１０２，ＲＣＣＤ１０３は、ＧＣＣＤ１０３の画素位置に対して１／２画素だけ垂直方向にずらされて配置されている。
【００２３】
以下、信号の流れに沿って説明する。
【００２４】
撮像装置に入力した被写体の光学画像は、不図示のプリズムによって分割されて異なる３方向の光路を進み、ＧＣＣＤ１０１、ＢＣＣＤ１０２、ＲＣＣＤ１０３のそれぞれに結像する。各ＣＣＤは結像した光学像を電気信号に変換して出力する。各ＣＣＤからの出力信号は、それぞれＣＤＳ回路１０４、ＡＧＣ回路１０５で処理された後に、Ａ／Ｄ変換器１０６によりディジタル信号に変換される。
【００２５】
これらのＧ、Ｂ、Ｒ信号は、水平、垂直方向のＬＰＦ１０９、１１０、１１１によって、それぞれ帯域を制限される。ＬＰＦ１０９によってフィルタリングされたＧ（ＧＬ）信号は、低域輝度信号および色差信号を得るためのマトリックス変換処理を行うマトリックス変換回路（ＹＣ−ＭＡＴ）１１３に直接入力される。また、Ｂ（ＢＬ）信号およびＲ（ＲＬ）信号は、ホワイトバランス回路１１２でホワイトバランスを調整された後、ＹＣ−ＭＡＴ回路１１３に入力される。ＹＣ−ＭＡＴ回路１１３は、入力したＧＬ信号、ＢＬ信号、ＲＬ信号から、輝度信号ＹＬおよび色差信号Ｐｂ、Ｐｒを生成する。
【００２６】
また、Ａ／Ｄ変換回路１０６によりＡ／Ｄ変換されたＧ、Ｂ、Ｒ信号は、無彩色で折り返しのない輝度信号Ｙ’を得るためのマトリックス変換処理を行うマトリックス変換回路（Ｙ’−ＭＡＴ）１１４に入力する。そして、本実施の形態においては、次式により入力したＧ、Ｂ、Ｒ信号を用いて２種類の輝度信号Ｙ１’，Ｙ２’を生成する。
【００２７】
【数２】
Ｙ１’＝Ｇ
Ｙ２’＝０．５Ｂ＋０．５Ｒ
Ｙ’−ＭＡＴ回路１１４内には、フィールド周期のライン切り替えスイッチ１１４−１が挿入されており、フィールド毎にＹ１’及びＹ２’を交互に輝度信号Ｙ’として出力するように切り換えられる。図４に示す例では、ｅｖｅｎフィールドの時にはＹ１’を、ｏｄｄフィールドの時にはＹ２’を選択するようにライン切り換えスイッチ１１４−１を切り換える。ライン切り換えスイッチ１１４−１により選択され、出力された輝度信号Ｙ’は水平、垂直のＨＰＦ１１５により高域周波数領域を抽出して、高域信号Ｙ’Ｈを生成する。
【００２８】
この高域輝度信号Ｙ’Ｈを低域輝度信号ＹＬに加算し、垂直方向の高域に折り返しのない高帯域な輝度信号Ｙとする。
【００２９】
また、垂直のサンプリング周波数をヌル点とする光学水晶ＬＰＦを挿入することにより、高域での折り返し信号をあらかじめ除去することができる。
【００３０】
こうして得られた信号は、図５のグラフｎｅｗ．ｄａｔに示したように、従来のｏｌｄ．ｄａｔに比べて垂直画素ずらしにより垂直方向の輝度の解像度、レスポンスが向上しており、かつ無彩色時には折り返しのないものを得ることができる。
【００３１】
また、輝度信号Ｙ’は、単色で低周波の画像部分にフリッカを起こす原因となるが、低輝度信号が正規の輝度式によって生成されているのでこの問題は生じない。
【００３２】
この時、垂直方向において図５のｎｅｗ．ｄａｔの周波数特性となるが、これは図５のｓｔｄ．ｄａｔの周波数特性となる、走査線分の画素数を持つ３板ＣＣＤのもの比べても遜色のないものであると同時に、上述のように従来と比べて高域のレスポンスが高いのがわかる。
【００３３】
【他の実施形態】
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ，インタフェイス機器，カメラヘッドなど）から構成される撮像システムに適用しても、一つの機器からなる撮像装置（例えば、ビデオカメラなど）に適用してもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上実施の形態にて説明したように、垂直画素ずらし配置により３枚の全画素ＣＣＤを用いて撮像した時の輝度の解像度及びレスポンスが改善され、走査線分の画素数を持つ３板ＣＣＤに近い性能を実現することができる撮像方法及び撮像装置をより安価に提供できるようになる。
【００３５】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるカメラ信号処理回路の構成を示すブロック図である。
【図２】垂直画素ずらし配置を説明する図である。
【図３】従来例の輝度信号生成方式を示す図である。
【図４】実施例の輝度信号生成方式を示す図である。
【図５】周波数特性の比較図である。
【図６】従来例のカメラ信号処理回路の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０１ＧＣＣＤ
１０２ＢＣＣＤ
１０３ＲＣＣＤ
１０４ＣＤＳ回路
１０５ＡＧＣ回路
１０６Ａ／Ｄ変換器
１０７、１１４−１１Ｈディレー回路
１０８ライン切り替えスイッチ
１０９、１１０、１１１ＬＰＦ
１１２ホワイトバランス回路
１１３、１１４、６１４マトリックス変換回路
１１５ＨＰＦ１１５[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vertical pixel shift imaging method using a plurality of all-pixel sequential readout CCDs and an imaging apparatus using this method.
[0002]
[Prior art]
In recent years, progress in semiconductor technology has been remarkable, and high-density and inexpensive elements have been produced. CCDs used in video cameras and the like are also becoming smaller and more pixels.
[0003]
As for broadcasting systems, next-generation ones such as EDTVII and HDTV are beginning to spread, and CCDs corresponding to the next generation are also being developed. Among them, an all-pixel sequential readout CCD (hereinafter referred to as “all-pixel CCD”) that can be output non-interlaced without adding two pixels vertically is one of promising elements.
[0004]
Under such circumstances, there is a pixel shift imaging method as a technique for making a video camera that is inexpensive, has high resolution, and has good color reproduction. In particular, with regard to vertical pixel shifting, it is possible to obtain an HDTV signal using, for example, an EDTVII all-pixel CCD, which is considered to greatly contribute to the improvement of the vertical resolution by the appearance of the all-pixel CCD. This is particularly useful for providing a video camera at low cost for consumer use.
[0005]
Here, a conventional vertical pixel shift imaging method using three all-pixel CCDs will be described.
[0006]
FIG. 6 shows a signal processing circuit for processing signals obtained by using three all-pixel CCDs, GCCD 101, BCCD 102, and RCCD 103, which are shifted by half a pixel in the vertical direction in the RGB imaging system. These three all-pixel CCDs are respectively covered with G, B, and R monochromatic filters. As shown in FIG. 2, the pixel positions of the BCCD 102 and RCCD 103 covered with the B and R filters are covered with the G filter. It is installed so as to be shifted in the vertical direction by 1/2 pixel with respect to the pixel position of the GCCD 101.
[0007]
Hereinafter, description will be given along the flow of signals.
[0008]
The optical image of the subject input to the imaging device is divided by a prism (not shown), travels in three different optical paths, and forms an image on each of the GCCD 101, the BCCD 102, and the RCCD 103. Each CCD converts the formed optical image into an electrical signal and outputs it. The output signal from each CCD is processed by the CDS circuit 104 and AGC circuit 105, respectively, and then converted into a digital signal by the A / D converter 106.
[0009]
The processing line for the G signal processing is switched with the 1H delay circuit 107 in the field period in order to obtain a luminance signal by performing vertical addition with the B and R signals by a combination of different lines in the even field and odd field. A line changeover switch 108 is inserted. This can also be realized by switching the readout line between the even field and odd field by a timing generator (TG) (not shown) for the CCD. The combination of the lines will be described later with reference to FIG.
[0010]
Bands of these G, B, and R signals are limited by LPFs 109, 110, and 111 in the horizontal and vertical directions, respectively. The G (GL) signal filtered by the LPF 109 is directly input to a matrix conversion circuit (YC-MAT) 113 that performs matrix conversion processing to obtain a low-frequency luminance signal and a color difference signal. The B (BL) signal and the R (RL) signal are input to the YC-MAT circuit 113 after the white balance circuit 112 adjusts the white balance. The YC-MAT circuit 113 generates a low-frequency luminance signal YL and color difference signals Pb and Pr from the input GL signal, BL signal, and RL signal.
[0011]
The G, B, and R signals A / D converted by the A / D conversion circuit 106 are subjected to matrix conversion processing (Y′-MAT) for performing a matrix conversion process for obtaining a luminance signal Y ′ that is achromatic and has no aliasing. ) Input to 614. In the Y′-MAT circuit 614, by using the G signal selected for each field by the line changeover switch circuit 108, different combinations of the even field and odd field as shown in FIG. 3 are adjacent in the vertical direction. The luminance signal Y ′ is generated using the data of the two pixels. In the example shown in FIG. 3, in the even field, the switch circuit 108 selects a signal input via the 1H delay circuit 107, and in the odd field, selects a signal input directly from the A / D circuit 106.
[0012]
Using the G, B, and R signals input in this way,
[Expression 1]
Y '= 0.5G + 0.25B + 0.25R
Then, the high frequency region is extracted by the horizontal and vertical HPF 115 to generate the high frequency signal Y′H.
[0013]
By adding this high-frequency signal Y′H to the low-frequency luminance signal YL, it is possible to obtain a wide-band Y signal that is not folded back in the vertical high frequency region.
[0014]
In the signal obtained in this way, the resolution of the luminance in the vertical direction is improved by the vertical pixel shift arrangement of the CCD, and there is no aliasing when achromatic.
[0015]
At this time, in the vertical direction, the graph old. The frequency characteristic indicated by dat is obtained. This is a graph std. Of the same figure obtained by arranging three CCDs having the number of pixels twice as large as that of the CCD in the vertical direction without shifting the pixels. It is inferior compared with the frequency characteristic indicated by dat.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional vertical pixel shifting imaging method, since the high frequency luminance signal Y ′ is generated by adding two pixels in the vertical direction, Y ′ in the high frequency obtained by the vertical pixel shifting arrangement is obtained. The response of the image sensor drops, and the effect of shifting the vertical pixels is reduced.
[0017]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an imaging method for generating a high-frequency luminance signal with high response by using outputs from a plurality of CCDs arranged in a vertically shifted manner. It is providing the imaging device using.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, using three all pixels sequentially reading image sensor, compares each of the CCD monochromatic R, G, is covered by a B filter, a CCD covered with G filters and other CCD An imaging method in a vertical pixel shift arrangement in which pixels are shifted by half a pixel in the vertical direction, and a signal obtained from a CCD in which the half pixel placement position is shifted and a signal obtained from another CCD. A high luminance signal is generated by alternately using each field.
[0019]
Further, according to the present invention, all the pixels are sequentially read out and three image sensors are used, and each CCD is covered with a single color R, G, B filter, and the CCD covered with the G filter is compared with other CCDs. An image pickup apparatus having a vertical pixel shift arrangement in which pixels are shifted by half a pixel in the vertical direction, and a signal obtained from a CCD in which the half pixel placement position is shifted, and a signal obtained from another CCD. Are used alternately for each field to have a high-frequency luminance signal generating means for generating a high-frequency luminance signal.
[0020]
According to the above configuration, the resolution and response of the brightness when the image is picked up by using all the three pixel CCDs by the vertical pixel shifting arrangement are improved, and the performance close to that of a three-plate CCD having the number of pixels for the scanning line is realized. An imaging method and an imaging apparatus that can be provided can be provided at a lower cost.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[0022]
FIG. 1 shows a signal processing circuit for processing signals obtained using three all-pixel CCDs, GCCD 101, BCCD 102, and RCCD 103 arranged by shifting by half a pixel in the vertical direction in the RGB imaging system. These three all-pixel CCDs are covered with G, B, and R monochromatic filters, respectively, and as shown in FIG. It is shifted and arranged.
[0023]
Hereinafter, description will be given along the flow of signals.
[0024]
The optical image of the subject input to the imaging device is divided by a prism (not shown), travels in three different optical paths, and forms an image on each of the GCCD 101, the BCCD 102, and the RCCD 103. Each CCD converts the formed optical image into an electrical signal and outputs it. The output signal from each CCD is processed by the CDS circuit 104 and AGC circuit 105, respectively, and then converted into a digital signal by the A / D converter 106.
[0025]
Bands of these G, B, and R signals are limited by LPFs 109, 110, and 111 in the horizontal and vertical directions, respectively. The G (GL) signal filtered by the LPF 109 is directly input to a matrix conversion circuit (YC-MAT) 113 that performs matrix conversion processing to obtain a low-frequency luminance signal and a color difference signal. The B (BL) signal and the R (RL) signal are input to the YC-MAT circuit 113 after the white balance circuit 112 adjusts the white balance. The YC-MAT circuit 113 generates a luminance signal YL and color difference signals Pb and Pr from the input GL signal, BL signal, and RL signal.
[0026]
The G, B, and R signals A / D converted by the A / D conversion circuit 106 are subjected to matrix conversion processing (Y′-MAT) for performing a matrix conversion process for obtaining a luminance signal Y ′ that is achromatic and has no aliasing. ) 114. In the present embodiment, two types of luminance signals Y1 ′ and Y2 ′ are generated using the G, B, and R signals input by the following equation.
[0027]
[Expression 2]
Y1 '= G
Y2 '= 0.5B + 0.5R
In the Y′-MAT circuit 114, a line cycle switch 114-1 having a field period is inserted, and switching is performed so that Y1 ′ and Y2 ′ are alternately output as the luminance signal Y ′ for each field. In the example shown in FIG. 4, the line selector switch 114-1 is switched so that Y1 'is selected in the even field and Y2' is selected in the odd field. The luminance signal Y ′ selected and output by the line changeover switch 114-1 extracts a high frequency region by the horizontal and vertical HPF 115 to generate a high frequency signal Y′H.
[0028]
This high-frequency luminance signal Y′H is added to the low-frequency luminance signal YL to obtain a high-band luminance signal Y that is not folded back in the vertical high frequency range.
[0029]
Further, by inserting an optical crystal LPF having a vertical sampling frequency as a null point, a folding signal at a high frequency can be removed in advance.
[0030]
The signal thus obtained is the graph new. As shown in dat, the conventional old. Compared with dat, vertical pixel resolution improves the resolution and response of the luminance in the vertical direction, and it is possible to obtain a non-returned one when achromatic.
[0031]
Further, the luminance signal Y ′ causes flicker in a single color and low frequency image portion, but this problem does not occur because the low luminance signal is generated by a normal luminance expression.
[0032]
At this time, the new. The frequency characteristics of dat are shown in FIG. It can be seen that the frequency response of dat is comparable to that of a three-plate CCD having the number of pixels corresponding to the scanning line, and at the same time, the high frequency response is higher than the conventional one as described above.
[0033]
[Other Embodiments]
Note that the present invention can be applied to an imaging apparatus (for example, a video camera) including a single device even if the present invention is applied to an imaging system including a plurality of devices (for example, a host computer, an interface device, a camera head, etc.). May be.
[0034]
【The invention's effect】
As described above in the embodiment, the resolution and response of luminance when the image is picked up by using all the three pixel CCDs are improved by the vertical pixel shift arrangement, and the three-plate CCD having the number of pixels for the scanning line is improved. An imaging method and an imaging apparatus capable of realizing close performance can be provided at a lower cost.
[0035]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a camera signal processing circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a vertical pixel shift arrangement;
FIG. 3 is a diagram illustrating a conventional luminance signal generation method.
FIG. 4 is a diagram illustrating a luminance signal generation method according to an embodiment.
FIG. 5 is a comparison diagram of frequency characteristics.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional camera signal processing circuit.
[Explanation of symbols]
101 GCCD
102 BCCD
103 RCCD
104 CDS circuit 105 AGC circuit 106 A / D converter 107, 114-1 1H delay circuit 108 Line changeover switch 109, 110, 111 LPF
112 White balance circuit 113, 114, 614 Matrix conversion circuit 115 HPF115

Claims

全画素順次読み出し撮像素子を３枚用い、それぞれのＣＣＤは単色のＲ、Ｇ、Ｂフィルタによって覆われており、Ｇフィルタで覆われているＣＣＤを他のＣＣＤと比較して垂直方向に半画素分画素をずらして配置した垂直画素ずらし配置における撮像方法において、前記半画素分配置位置をずらしたＣＣＤから得られる信号と、それ以外のＣＣＤから得られる信号とをフィールド毎に交互に利用して高域輝度信号を生成することを特徴とする撮像方法。All three pixels are sequentially read out and three image sensors are used. Each CCD is covered with a single color R, G, B filter, and the CCD covered with the G filter is half a pixel in the vertical direction compared to other CCDs. In the imaging method in the vertical pixel shift arrangement in which the divided pixels are shifted, the signal obtained from the CCD with the shifted half pixel position and the signal obtained from the other CCD are alternately used for each field. An imaging method characterized by generating a high-frequency luminance signal.

Ｇフィルタで覆われているＣＣＤから得られる信号を用いた場合、Ｇをその信号、Ｙ’を高域輝度信号を求めるための信号としたとき、Ｙ’＝Ｇであることを特徴とする請求項１に記載の撮像方法。When a signal obtained from a CCD covered with a G filter is used, Y ′ = G, where G is the signal and Y ′ is a signal for obtaining a high-frequency luminance signal. Item 2. The imaging method according to Item 1 .

Ｒ及びＢフィルタで覆われているＣＣＤから得られる信号を用いた場合、ＲをＲフィルタで覆われたＣＣＤから得られる信号、ＢをＢフィルタで覆われたＣＣＤから得られる信号、Ｙ’を高域輝度信号を求めるための信号としたとき、Ｙ’＝０．５Ｒ＋０．５Ｂであることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像方法。When a signal obtained from a CCD covered with R and B filters is used, R is a signal obtained from a CCD covered with an R filter, B is a signal obtained from a CCD covered with a B filter, and Y ′ when a signal for obtaining a high-frequency luminance signal, Y '= 0.5R + imaging method according to claim 1 or 2, characterized in that it is 0.5B.

前記信号Ｙ’の高域周波数を抽出することにより高域輝度信号を求めることを特徴とする請求項２または３に記載の撮像方法。The imaging method according to claim 2 or 3, wherein the determination of the high-frequency luminance signal by extracting the high frequency of the signal Y '.

垂直方向の低域輝度信号を生成し、前記低域輝度信号に、前記高域輝度信号を付加することによって輝度信号を生成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の撮像方法。Generates a low-frequency luminance signal in the vertical direction, to the low-frequency luminance signal, imaging according to any one of claims 1 to 3, wherein generating a luminance signal by adding the high-frequency luminance signal Method.

全画素順次読み出し撮像素子を３枚用い、それぞれのＣＣＤは単色のＲ、Ｇ、Ｂフィルタによって覆われており、Ｇフィルタで覆われているＣＣＤを他のＣＣＤと比較して垂直方向に半画素分画素をずらして配置した垂直画素ずらし配置における撮像装置において、
前記半画素分配置位置をずらしたＣＣＤから得られる信号と、それ以外のＣＣＤから得られる信号とをフィールド毎に交互に利用して高域輝度信号を生成する高域輝度信号生成手段を有することを特徴とする撮像装置。All three pixels are sequentially read out and three image sensors are used. Each CCD is covered with a single color R, G, B filter, and the CCD covered with the G filter is half a pixel in the vertical direction compared to other CCDs. In the imaging device in the vertical pixel shift arrangement in which the minute pixels are shifted,
High-frequency luminance signal generating means for generating a high-frequency luminance signal by alternately using a signal obtained from a CCD whose half-pixel arrangement position is shifted and a signal obtained from another CCD for each field; An imaging apparatus characterized by the above.

Ｇフィルタで覆われているＣＣＤから得られる信号を用いた場合、Ｇをその信号、Ｙ’を高域輝度信号を求めるための信号としたとき、Ｙ’＝Ｇであることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。When a signal obtained from a CCD covered with a G filter is used, Y ′ = G, where G is the signal and Y ′ is a signal for obtaining a high-frequency luminance signal. Item 7. The imaging device according to Item 6 .

Ｒ及びＢフィルタで覆われているＣＣＤから得られる信号を用いた場合、ＲをＲフィルタで覆われたＣＣＤから得られる信号、ＢをＢフィルタで覆われたＣＣＤから得られる信号、Ｙ’を高域輝度信号を求めるための信号としたとき、Ｙ’＝０．５Ｒ＋０．５Ｂであることを特徴とする請求項６または７に記載の撮像装置。When a signal obtained from a CCD covered with R and B filters is used, R is a signal obtained from a CCD covered with an R filter, B is a signal obtained from a CCD covered with a B filter, and Y ′ The imaging apparatus according to claim 6 or 7 , wherein when a signal for obtaining a high-frequency luminance signal is used, Y '= 0.5R + 0.5B.

前記高域輝度信号生成手段は、前記信号Ｙ’の高域周波数を抽出することにより高域輝度信号を求めることを特徴とする請求項７または８に記載の撮像装置。The imaging apparatus according to claim 7 or 8 , wherein the high-frequency luminance signal generation unit obtains a high-frequency luminance signal by extracting a high frequency of the signal Y '.

垂直方向の低域輝度信号を生成し、前記低域輝度信号に、前記高域輝度信号を付加することによって輝度信号を生成する輝度信号生成手段を更に有することを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の撮像装置。Generates a low-frequency luminance signal in the vertical direction, to the low-frequency luminance signal, to claim 6, characterized by further comprising a luminance signal generation means for generating a luminance signal by adding the high-frequency luminance signal 8 The imaging device according to any one of the above.

垂直方向のサンプリング周波数がヌル点となるように構成したローパスフィルタを更に有することを特徴とする請求項６乃至１０のいずれかに記載の撮像装置。Imaging device according to any one of claims 6 to 10 in the vertical direction sampling frequency, characterized by further comprising a low-pass filter configured as a null point.

前記ローパスフィルタは光学水晶ローパスフィルタであることを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。The imaging apparatus according to claim 11 , wherein the low-pass filter is an optical crystal low-pass filter.