JP4051780B2

JP4051780B2 - Image pickup device driving method and image pickup apparatus

Info

Publication number: JP4051780B2
Application number: JP31789698A
Authority: JP
Inventors: 政央鈴木
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1998-11-09
Filing date: 1998-11-09
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2018-11-09
Also published as: JP2000152260A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像素子の駆動方法および撮像装置に関し、特にカラー画像とモノトーン画像とを効率的に得ることができる撮像素子の駆動方法および該方法を用いた撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）の色成分をもつ原色系カラーフィルタを介して撮像を行ないカラー画像を得ることができる撮像素子が知られている。このような撮像素子を用いて高解像のモノトーン画像を得るためには、一度得られた各色成分の画素信号に対して種々の補間処理を施してモノトーン画像出力を得ていた。
【０００３】
例えば、ホワイトバランス処理後の赤色（Ｒ）の画素信号と青色（Ｂ）の画素信号とを加算平均したり、緑色（Ｇ）の画素信号のみで上下左右の隣接画素の加算平均する補間処理を行って高解像のモノトーン画像出力を得ていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した補間処理を施して得た高解像のモノトーン画像出力には、補間処理の特性によって画像上の細線部分や色の境界部分等がギザギザになる、いわゆるジャギーが顕著に発生する場合があった。また、ホワイトバランスのずれによってもジャギーが発生する場合があり、いずれの場合にもジャギーを有する見づらいモノトーン画像を出力するという問題点があった。
【０００５】
また、上述した補間処理を行って高解像のモノトーン画像を得るためには、この補間処理のための専用の信号処理回路を設けたり、あるいは専用のソフトウェアを搭載する必要がある。このため、いずれの場合にも回路規模の増大、ソフトウェアの増加を招き、労力と時間がかかるとともに、撮像装置の小型軽量化を阻害するという問題点があった。
【０００６】
そこで、本発明はかかる問題点を解決し、カラー画像出力とモノトーン画像出力を同一の撮像素子を用いて得ることができるとともに、高解像かつ高品質のモノトーン画像を効率的にかつ簡単な回路構成で得ることができる撮像素子の駆動方法および撮像装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、ａ，ｂ，ｍ，ｎを自然数とするとき、それぞれ光電変換素子を備えマトリクス状に配置され水平２ａｍ個、垂直２ｂｎ個の画素を有し、隣接する水平２ａ個、垂直２ｂ個の画素群ごとに同色のカラーフィルタを搭載し、かつ各画素群ごとのカラーフィルタの色配列が緑を市松模様状に、赤および青を線順次に配列したカラーフィルタアレイをもつ撮像素子の駆動方法において、カラー画像モードまたはモノトーン画像モードを選択し、カラー画像モードが選択された場合、前記画素群の各画素を加算して順次読み出す駆動を行ない、モノトーン画像モードが選択された場合、前記画素群の配置位置に対して水平にａ画素および垂直にｂ画素シフトした画素群ごとに加算して順次読み出す駆動を行なうことを特徴とする。
第１の発明では、カラーフィルタの色配列の特性を利用し、同一の撮像素子から、カラー画像に対応した撮像信号を加算出力してカラー画像出力することができるとともに、モノトーン画像に対応した撮像信号を直接撮像素子から加算出力してモノトーン画像出力することができる。
【０００８】
第２の発明では、それぞれ光電変換素子を備えマトリクス状に配置された複数の画素を有し、上下左右に隣接する４画素に同色のカラーフィルタを搭載し、かつそれぞれ４画素ごとのカラーフィルタの色配列が緑を市松模様状に、赤および青を線順次に配列したカラーフィルタアレイをもつ撮像素子の駆動方法において、カラー画像モードまたはモノトーン画像モードを選択し、カラー画像モードが選択された場合、前記４画素を加算して順次読み出す駆動を行ない、モノトーン画像モードが選択された場合、前記４画素の配置位置に対して水平および垂直に１画素シフトした４画素ごとに加算して順次読み出す駆動を行なうことを特徴とする。
第２の発明では、第１の発明における作用効果を最小の画素群配置で実現することができ、特に高解像のモノトーン画像を得ることができる。
【０００９】
第３の発明は、撮像装置において、ａ，ｂ，ｍ，ｎを自然数とするとき、それぞれ光電変換素子を備えマトリクス状に配置され水平２ａｍ個、垂直２ｂｎ個の画素を有し、隣接する水平２ａ個、垂直２ｂ個の画素群ごとに同色のカラーフィルタを搭載し、かつ各画素群ごとのカラーフィルタの色配列が緑を市松模様状に、赤および青を線順次に配列したカラーフィルタアレイをもつ撮像素子と、カラー画像モードとモノトーン画像モードとを切り換える切換手段と、カラー画像モードに切り換えられた場合に、前記画素群の各画素を加算して順次読み出す駆動制御を行ない、モノトーン画像モードに切り換えられた場合に、前記画素群の配置位置に対して水平にａ画素および垂直にｂ画素シフトした画素群ごとに加算して順次読み出す駆動制御を行なう駆動制御手段とを具備することを特徴とする。これにより、第１の発明と同様な作用効果を奏する撮像装置を得ることができる。
【００１０】
第４の発明では、撮像装置において、それぞれ光電変換素子を備えマトリクス状に配置された複数の画素を有し、上下左右に隣接する４画素に同色のカラーフィルタを搭載し、かつそれぞれ４画素ごとのカラーフィルタの色配列が緑を市松模様状に、赤および青を線順次に配列したカラーフィルタアレイをもつ撮像素子と、カラー画像モードとモノトーン画像モードとを切り換える切換手段と、カラー画像モードに切り換えられた場合に、前記４画素を加算して順次読み出す駆動制御を行ない、モノトーン画像モードに切り換えられた場合に、前記４画素の配置位置に対して水平および垂直に１画素シフトした４画素ごとに加算して順次読み出す駆動を行なう駆動制御手段とを具備することを特徴とする。
これにより、第２の発明と同様な作用効果を奏する撮像装置を得ることができる。
【００１１】
第５の発明は、撮像装置において、カラー画像モードに切り換えられた場合、前記撮像素子からの出力信号をもとにカラー画像情報を生成するカラー画像生成手段と、モノトーン画像モードに切り換えられた場合、前記撮像素子からの出力信号をもとにモノトーン画像情報を生成するモノトーン画像生成手段とをさらに具備することを特徴とする。
これにより、カラー画像モードに対応するカラー画像出力とモノトーン画像モードに対応するモノトーン画像出力とを特別な信号処理回路あるいはソフトウェアを搭載せずに、モード切換のみによって実現することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係わる撮像素子の構成を示す説明図である。撮像素子１０は、水平方向（行方向）の２ｍ個および垂直方向（列方向）２ｎ個の複数の画素１が配列されたカラー画素マトリクスを構成している。このカラー画素マトリクスは、それぞれ上下左右に隣接する２×２の４つの同色の画素からなるｍ×ｎ個のカラー画素群６で構成されている。
【００１３】
カラー画素マトリクスを、このｍ×ｎのカラー画素群６の単位でみると、ＲＧＢベイヤー配列となっている。例えば、２ｍ×２ｎのカラー画素マトリクスにおけるＭ（１，１）、Ｍ（１，２）、Ｍ（２，１）、Ｍ（２，２）の４つの各画素は、色成分Ｇのカラーフィルタをもつ画素として配列され、Ｍ（１，３）、Ｍ（１，４）、Ｍ（２，３）、Ｍ（２，４）の４つの各画素は、色成分Ｒのカラーフィルタをもつ画素として配列され、Ｍ（３，１）、Ｍ（３，２）、Ｍ（４，１）、Ｍ（４，２）の４つの各画素は、色成分Ｂのカラーフィルタをもつ画素として配列され、さらにＭ（３，３）、Ｍ（３，４）、Ｍ（４，３）、Ｍ（４，４）の４つの各画素は、色成分Ｇのカラーフィルタをもつ画素として配列されている。ここで、画素Ｍ（ｉ，ｊ）はｉ行ｊ列の画素を表わすものとする。
【００１４】
フォトダイオード等の光電変換素子としてのこれらの画素１は、それぞれＲ，Ｇ，Ｂの色成分の画素として機能する。この機能は、各画素１の上面に各Ｒ，Ｇ，Ｂの色成分の光を透過させる上述したカラーフィルタを施すことによって達成される。したがって、例えばカラー画素マトリクスＭ（１，１）の画素１は、Ｇ（緑）の色成分のみの光を透過させ、受光し、光電変換することになる。なお、ｍ，ｎは自然数である。
【００１５】
ここで、図２に示すように、各カラー画素群６内の４つの各画素に蓄積された電荷は、撮像素子１０上で加算され、この加算された１つの電荷が順次転送出力されて出力信号５が得られる。
【００１６】
この結果、図３に示すように、各カラー画素群６を単位とするＲＧＢベイヤー配列の画素配置を得ることができる。
【００１７】
撮像素子１０上における加算態様としては次のようなものがある。
その第１は、カラー画素群６内の縦１列の２つの画素１ａ，１ｂあるいは２つの画素１ｃ，１ｄを垂直転送回路２上で加算し、この加算された画素をＦＤＡ（フローティング・ディフュージョン・アンプ）である出力増幅器４上で加算するようにしたものである。
【００１８】
その第２は、カラー画素群６内の縦１列の２つの画素１ａ，１ｂあるいは２つの画素１ｃ，１ｄを垂直転送回路２上に順次転送し、水平転送回路３で転送する際に水平転送回路３上でそれぞれ縦１列の２つの画素を加算し、この加算した画素を出力増幅器４上でさらに加算するようにしたものである。
【００１９】
その第３は、カラー画素群６内の４画素の縦２列の間（画素１ａ，１ｂと画素１ｃ，１ｄとの間）に存在する垂直転送回路２のみに各４画素の電荷を出力し、垂直転送回路２上で横１行の２つの画素１ａ，１ｃを加算し、さらに、垂直転送回路２上でこの加算された縦１列の画素を加算するようにしたものである。
【００２０】
このような撮像素子１０上の加算は、撮像素子１０に対する電荷転送の駆動を制御することによって容易に達成することができる。
【００２１】
このように、撮像素子１０上で出力信号５として出力される段階で、各カラー画素群６内の４画素を加算する場合、各カラー画素群６内のＲ，Ｇ，Ｂ色成分に対する電荷量は単一画素の電荷量の４倍となって感度を向上させることができる。
【００２２】
次に、図４に示すように、撮像素子１０のカラー画素マトリクスのＭ（２，２）、Ｍ（２，３）、Ｍ（３，２）、Ｍ（３，３）の４つの画素に注目する。このような４つの画素からなるカラー画素群７は、ＲＧＢベイヤー配列（Ｇ×２，Ｒ×１，Ｂ×１）となり、その隣接するカラー画素群もそれぞれ同じ組合せの画素配列である。そこで、２ｍ×２ｎのカラー画素マトリクスの最上行、最下行、最左列、最右列を除き、図５に示すように、各カラー画素群７内の４つの画素７ａ〜７ｄの電荷をそれぞれ加算するようにすると、輝度信号Ｙに対応した加算画素９を直接、撮像素子１０から得ることができる。
【００２３】
この場合、撮像素子１０に対する電荷転送の駆動制御は、垂直転送パルスおよび水平転送パルスを共に１画素分ずらすことによって行うことができる。また、カラー画素群７の加算処理は、カラー画素群６の加算処理を適用することによって容易に実現することができるのは明らかである。
【００２４】
但し、得られる加算画素９は、図６に示すように、（ｍ−１）×（ｎ−１）の画素マトリクスであり、垂直転送パルスおよび水平転送パルスは、この点に留意する必要がある。
【００２５】
これにより、加算画素９のみによって生成されるモノトーン画像は、加算画素６をもとにして生成されるモノトーン画像に比較して高解像度となり、しかも、直接、撮像素子１０から輝度信号を得ることができる。
【００２６】
なお、輝度信号は、本来、
【数１】
Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１４４Ｂ
の関係をもたせる必要があるが、近似的に
【数２】
Ｙ＝Ｒ＋２Ｇ＋Ｂ
としても問題がない。
【００２７】
次に、図１および図４に示す撮像素子１０を用いた撮像装置としての電子カメラについて説明する。
【００２８】
図７は、撮像素子１０を用いた電子カメラの構成を示すブロック図である。図４において、撮像素子１０は、光学系１１を介して入力された被写体２８の像を電気信号に変換する。この光学系１１は、赤外カットフィルタを有する。
【００２９】
ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１２は、撮像素子１０からの出力信号に対して、相関二重サンプリング等によってノイズ成分を低減するＣＤＳ作用と感度に応じた自動増幅を行うＡＧＣ作用とを施してＡ／Ｄ変換器１３に出力する。
【００３０】
Ａ／Ｄ変換器１３は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１２からのアナログ信号を１０ビットのディジタル信号に変換して、ディジタル信号処理部（ＤＳＰ）１４に出力する。なお、Ａ／Ｄ変換器１３は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１２からのアナログ信号を１０ビット以上のディジタル信号に変換してもよいことは言うまでもない。
【００３１】
ＤＳＰ１４は、入力された１０ビットのディジタルデータに対し、画像の補間処理、黒レベル調整、ガンマ補正、ニー補正等の処理を行い、１０ビットから８ビットに変換したディジタルデータに対してマトリクス、輪郭補正等の処理を施し、８ビットの輝度成分と８ビットの色差成分からなる１６ビットのディジタルデータの生成等の処理を行う信号処理回路である。ＤＳＰ１４はディジタル信号処理用のワンチップＬＳＩで構成できる。また、ＤＳＰ１４は、撮像素子１０の駆動用タイミングパルス生成処理も行っている。
【００３２】
圧縮／伸長部１５は、静止画に対する国際規格であるＪＰＥＧ規格に基づく圧縮／伸長処理を行い、具体的には、離散コサイン変換（ＤＣＴ）、逆ＤＣＴ、ハフマン符号化／復号化等の論理処理を行うワンチップデコーダである。また、圧縮／伸長部１５は、バッファメモリ１６へのデータ取り込み、データアクセスを行い、ＤＲＡＭで構成されるバッファメモリ１６に対するリフレッシュをも行う。
【００３３】
バッファメモリ１６は、圧縮／伸長部１５によって圧縮する前の１フレームの画像データを一時保持するメモリであり、上述したようにＤＲＡＭで構成される。
【００３４】
ＳＲＡＭ２２は、圧縮／伸長部１５によって圧縮された画像データに対して、ＪＰＥＧファイルとしてのヘッダ情報を付加し、フラッシュメモリ２６への記憶前のバッファメモリとしての機能を有する。
【００３５】
フラッシュメモリ２６は、ヘッダ情報が付加されたＪＰＥＧファイルである画像ファイルを最終格納する不揮発性メモリである。
【００３６】
外部インターフェース２７は、パーソナルコンピュータ等の外部処理装置とこの電子カメラ本体との間のデータ転送等を行うためのインターフェースである。
【００３７】
ディジタルエンコーダ１７は、ディジタルデータをアナログのビデオ信号に変調するチップである。
【００３８】
表示器１８は、ＬＣＤ等で実現され、ディジタルエンコーダ１７が生成したビデオ信号を表示出力する。
【００３９】
スピードライト部２４は、単独で外部調光制御する機能を有する。すなわち、スピードライト部２４は、後述するＣＰＵ２１によって発光、チャージ等が制御され、発光量制御は、このスピードライト部単独で外部調光が行われる。
【００４０】
ＬＣＤ２３は、各種撮影モード、残コマ、イレーズ（消去）、バッテリー検出等の状態を液晶表示する。
【００４１】
ＣＰＵ２１は、例えばマイクロプロセッサにより構成され上述した各部を全体制御する。
【００４２】
タイミング生成器２０は、撮像素子１０を駆動する各種パルスおよび上述した各部の各種タイミングパルスを生成する。
【００４３】
撮像素子１０は、上述したＤＳＰ１４からの駆動用タイミングパルスによって制御される。撮像素子１０の水平電荷転送のための水平転送パルスは、ＤＳＰ１４からタイミング生成器２０を介して直接撮像素子１０を駆動し、垂直電荷転送のための垂直転送パルスは、タイミング生成器２０に入力され、駆動部１９を介して電圧変換された信号によって撮像素子１０を駆動する。
【００４４】
ここで、操作部２５は、各種の撮影モードを切り換える撮影モード切換スイッチと各種のコマンドを設定するコマンドダイヤルとを含む。
【００４５】
すなわち、この操作部２５の撮影モード切換スイッチによって、カラー画像モードと、高解像のモノトーン画像モードとに切換指示される。
【００４６】
このようなカラー画像モードとモノトーン画像モードとの切換指示に従って、上述したカラー画像モード時の撮像素子１０の駆動制御とモノトーン画像モード時の撮像素子１０の駆動制御とが行なわれる。
【００４７】
カラー画像モードが指示された場合、ＣＰＵ２１は、ＤＳＰ１４にカラー画像モードが設定されたことを指示し、ＤＳＰ１４は各カラー画素群６内の４つの画素を加算させる駆動用タイミングパルスを生成し、タイミング生成器２０を介して撮像素子１０を駆動させる。また、Ａ／Ｄ変換器１３を介して入力された撮像信号に対してカラー画像出力に対応する信号処理を施す。また、ＣＰＵ２１は、カラー画像モードに対応したその他の各部に対する指示制御も行う。
【００４８】
モノトーン画像モードが指示された場合、ＣＰＵ２１は、ＤＳＰ１４にモノトーン画像モードが設定されたことを指示し、ＤＳＰ１４は、各カラー画素群７内の４つの画素を加算させる駆動用タイミングパルスを生成し、タイミング生成器２０を介して撮像素子１０を駆動させる。また、Ａ／Ｄ変換器１３を介して入力された撮像信号に対する信号処理を施す。また、ＣＰＵ２１は、モノトーン画像モードに対応したその他の各部に対する指示制御も行う。
【００４９】
次に、図８を参照してＤＳＰ１４の詳細な機能構成について説明する。
図８において、ＤＳＰ１４は、２つの切換スイッチ３１，３９を有し、カラー画像モードが選択された場合、スイッチ３１は端子３１ａに接続されるとともに、スイッチ３９は端子３９ａに接続される。一方、モノトーン画像モードが選択された場合、スイッチ３１は端子３１ｂに接続されるとともに、スイッチ３９は端子３１ｂに接続される。
【００５０】
カラー画像モードが選択された場合、Ａ／Ｄ変換器１３からは、上述したようにカラー画素群６の加算画素８に対応する撮像信号が入力され、この撮像信号は、スイッチ３１の端子３１ａを介して補間処理部３３に入力され、所定の補間処理が行われる。補間処理された色成分信号Ｇ，Ｒ，Ｂは、マトリクス変換され、ＹＣｂＣｒを生成し、ローパスフィルタ３５を介して出力線Ｌから圧縮／伸長部１５に出力する。この際、補間処理部３３から出力された色成分信号Ｇは、バンドパスフィルタ３６を介して画像の輪郭を抽出し、この抽出した信号をアンプ３７で増幅した信号を加算器３８を介して輝度信号Ｙに加算する。これにより、輝度信号Ｙは画像の輪郭が強調された信号となる。
【００５１】
もちろん、最終的にＲＧＢ表色系で画像出力を行う場合には、ＹＣｂＣｒ変換部３４を設けず、そのまま色成分信号Ｇ，Ｒ，Ｂをローパスフィルタ３５を介して出力線Ｌから圧縮／伸長部１５に出力するようにしてもよい。
【００５２】
一方、モノトーン画像モードが選択された場合、Ａ／Ｄ変換器１３からは、上述したようにカラー画素群７の加算画素９に対応する輝度信号としての撮像信号が入力され、この撮像信号は、スイッチ３１の端子３１ｂからローパスフィルタ３２を介してスイッチ３９の端子３９ｂに出力される。端子３９ｂは、カラー画像モードが選択された場合の輝度信号Ｙを出力する出力線に接続され、輝度信号Ｙとしてそのまま圧縮／伸長部１５に出力される。
【００５３】
ここで、図９は、上述した電子カメラの平面図を示している。電子カメラ本体４１には、撮影モード切換スイッチ４２、コマンドダイヤル４３、ＬＣＤ４４、およびレリーズスイッチ４５が配置されている。撮影モード切換スイッチ４２、コマンドダイヤル４３、およびレリーズスイッチ４５は、図７における操作部２５の一部であり、ＬＣＤ４４は、図７におけるＬＣＤ２３に相当する。撮影モード切換スイッチ４２は、カラー画像モードとモノトーン画像モードとを切り換えるスイッチであり、そのモード状態はＬＣＤ４４内に表示される。また、コマンドダイヤル４３は、シャッタスピード、絞り値等の設定操作に用いられるダイヤルであり、その設定結果等はＬＣＤ４４内に表示される。
【００５４】
このようにして、図７〜図９に示す電子カメラでは、同一の撮像素子１０を用い、カラー画素信号からモノトーン画素信号に補間処理するための信号処理回路やソフトウェアを搭載することなく、撮像素子１０の駆動制御を切り換えるのみで、直接、撮像素子１０からカラー画像と高解像のモノトーン画像とを切換出力することができ、効率的な撮像装置を実現することができる。
【００５５】
なお、上述した撮像素子１０の各カラー画素群６は２×２の４画素であったが、これに限らず、（偶数）×（偶数）のカラー画素群であってもよい。例えば、４×６の２４画素としたカラー画素群であってもよい。偶数としたのは、モノトーン画像を得る場合にカラー画素群６を容易に区分してカラー画素群７を得るためである。例えば、４×６の２４画素としたカラー画素群は、上下左右に２×３の画素群に区分することができ、この区分された画素群をもとにカラー画素群７に対応した４×６のカラー画素群を構成すればよい。また、この場合、垂直転送パルスは３画素分、水平転送パルスは２画素分ずらすことになる。
【００５６】
また、図７〜図９において図１および図４に示す撮像素子１０を用いた電子カメラを示したが、もちろん電子ビデオカメラに適用できることは言うまでもない。
【００５７】
さらに、上述した撮像素子１０は、ＣＣＤ固体撮像素子を前提として説明したが、これに限らず、各画素１をスイッチング処理により各画素１内に蓄積した電荷を掃き出す増幅型固体撮像素子であっても適用できるのは言うまでもない。
【００５８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、カラーフィルタの色配列の特性を好適に利用し、モノトーン画像を得るための特別な信号処理回路あるいはソフトウェアを必要とせずに、同一の撮像素子を用いてカラー画像出力とモノトーン画像出力とを切換によって得ることができるという効果を有する。
【００５９】
また、モノトーン画像を得る場合、撮像素子上で直接加算された輝度信号に相当する加算画素を用いているので、モノトーン画像を得るための特別な信号処理回路あるいはソフトウェアを搭載する必要がないとともに、色成分画素からモノトーン画像に信号処理する際に生じるジャギーの発生をなくすことができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わる撮像素子の構成を示す説明図である。
【図２】カラー画素群の電荷の加算によってカラー画像を得る原理を示す説明図である。
【図３】カラー画素群の電荷の加算によるカラー画像用の画素配列を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係わる撮像素子の構成を示す説明図である。
【図５】カラー画素群の電荷の加算によってモノトーン画像を得る原理を示す説明図である。
【図６】カラー画素群の電荷の加算によるモノトーン画像用の画素配列を示す説明図である。
【図７】図１および図４に示す撮像素子を用いた電子カメラの構成を示すブロック図である。
【図８】図７に示すＤＳＰの詳細な機能構成を示すブロック図である。
【図９】図７に示す電子カメラの外観を示す概略平面図である。
【符号の説明】
１画素
２垂直転送回路
３水平転送回路
４出力増幅器
５出力信号
６，７カラー画素群
８，９加算画素
１０撮像素子
１４ディジタル信号処理部（ＤＳＰ）
２０タイミング生成器
２１ＣＰＵ
２５操作部
３１，３９スイッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging element driving method and an imaging apparatus, and more particularly, to an imaging element driving method capable of efficiently obtaining a color image and a monotone image and an imaging apparatus using the method.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an image pickup element that can pick up an image through a primary color filter having color components of green (G), red (R), and blue (B) to obtain a color image. In order to obtain a high-resolution monotone image using such an image sensor, a monotone image output is obtained by performing various interpolation processes on the pixel signals of each color component obtained once.
[0003]
For example, an interpolation process that averages the red (R) pixel signal and the blue (B) pixel signal after white balance processing, or adds and averages the upper, lower, left, and right adjacent pixels only with the green (G) pixel signal. To obtain high resolution monotone image output.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the high-resolution monotone image output obtained by performing the above-described interpolation processing, so-called jaggies, in which fine line portions and color boundary portions on the image become jagged due to the characteristics of the interpolation processing, occur significantly. was there. In addition, jaggy may occur due to a deviation in white balance, and in any case, there is a problem in that it is difficult to see a monotone image having jaggy.
[0005]
Further, in order to obtain a high resolution monotone image by performing the above-described interpolation processing, it is necessary to provide a dedicated signal processing circuit for this interpolation processing or to install dedicated software. For this reason, in any case, there has been a problem that the circuit scale and software are increased, which requires labor and time, and obstructs the reduction in size and weight of the imaging apparatus.
[0006]
Therefore, the present invention solves such problems and can obtain a color image output and a monotone image output by using the same imaging device, and can efficiently and easily produce a high-resolution and high-quality monotone image. An object of the present invention is to provide an imaging element driving method and an imaging apparatus that can be obtained with the configuration.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In the first invention, when a, b, m, and n are natural numbers, photoelectric conversion elements are provided and arranged in a matrix, each having 2 horizontal pixels and 2 vertical pixels, and adjacent horizontal 2a pixels and vertical pixels. An image sensor having a color filter array in which color filters of the same color are mounted for every 2b pixel groups, and the color arrangement of the color filters for each pixel group is a green checkered pattern, and red and blue are line-sequentially arranged In the driving method, when the color image mode or the monotone image mode is selected and the color image mode is selected, each pixel of the pixel group is added and sequentially read, and when the monotone image mode is selected, The pixel group is shifted and added sequentially for each pixel group shifted a pixel and b pixel vertically with respect to the arrangement position of the pixel group.
In the first invention, using the characteristics of the color arrangement of the color filter, an image signal corresponding to a color image can be added and output from the same image sensor to output a color image, and an image corresponding to a monotone image can be output. It is possible to output a monotone image by adding and outputting signals directly from the image sensor.
[0008]
In the second aspect of the present invention, each pixel has a plurality of pixels arranged in a matrix with photoelectric conversion elements, the same color filter is mounted on four pixels adjacent in the vertical and horizontal directions, and the color filter for each of the four pixels is provided. When the color image mode or monotone image mode is selected and the color image mode is selected in the driving method of an image sensor having a color filter array in which the color arrangement is green in a checkered pattern and red and blue are arranged in a line sequence When the monotone image mode is selected, the four pixels are added and sequentially read out, and the four pixels shifted one pixel horizontally and vertically with respect to the arrangement position of the four pixels are sequentially read out. It is characterized by performing.
In the second invention, the operational effects of the first invention can be realized with the minimum pixel group arrangement, and in particular, a high-resolution monotone image can be obtained.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, when a, b, m, and n are natural numbers in the imaging apparatus, each pixel has photoelectric conversion elements and is arranged in a matrix and has 2 horizontal pixels and 2 bn vertical pixels. A color filter array in which color filters of the same color are mounted for each of the 2a and 2b vertical pixel groups, and the color arrangement of the color filters for each pixel group is a checkered pattern of green, and red and blue are line-sequentially arranged An image pickup device, switching means for switching between a color image mode and a monotone image mode, and, when switched to the color image mode, drive control for adding and sequentially reading each pixel of the pixel group is performed, and the monotone image mode When the pixel group is switched to the drive position, the pixel group is shifted and added sequentially for each pixel group shifted horizontally by a pixel and vertically by b pixel. Characterized by comprising a drive control means for performing. As a result, an imaging device that exhibits the same effects as the first invention can be obtained.
[0010]
In the fourth invention, the imaging apparatus includes a plurality of pixels each having a photoelectric conversion element and arranged in a matrix, the same color filter is mounted on four pixels adjacent vertically and horizontally, and every four pixels. The color filter of the color filter has an image sensor having a color filter array in which green is arranged in a checkered pattern and red and blue are line-sequentially arranged, switching means for switching between a color image mode and a monotone image mode, and a color image mode. When switched, drive control is performed to add and sequentially read the four pixels. When switched to the monotone image mode, every four pixels shifted by one pixel horizontally and vertically with respect to the arrangement position of the four pixels. And a drive control means for performing a drive to sequentially read out.
As a result, an imaging device that exhibits the same effects as the second invention can be obtained.
[0011]
According to a fifth aspect of the present invention, in the image pickup apparatus, when the color image mode is switched, color image generation means for generating color image information based on an output signal from the image pickup device, and when the mode is switched to the monotone image mode And monotone image generating means for generating monotone image information based on an output signal from the image sensor.
Thereby, a color image output corresponding to the color image mode and a monotone image output corresponding to the monotone image mode can be realized only by mode switching without installing a special signal processing circuit or software.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of an image sensor according to an embodiment of the present invention. The image sensor 10 constitutes a color pixel matrix in which a plurality of pixels 1 of 2m in the horizontal direction (row direction) and 2n in the vertical direction (column direction) are arranged. This color pixel matrix is composed of m × n color pixel groups 6 each consisting of 4 × 2 pixels of the same color that are adjacent in the vertical and horizontal directions.
[0013]
When the color pixel matrix is viewed in units of the m × n color pixel group 6, an RGB Bayer arrangement is obtained. For example, each of four pixels M (1,1), M (1,2), M (2,1), and M (2,2) in a 2m × 2n color pixel matrix is a color filter of a color component G And each of the four pixels M (1,3), M (1,4), M (2,3), and M (2,4) has a color component R color filter. The four pixels M (3,1), M (3,2), M (4,1), and M (4,2) are arranged as pixels having a color component B color filter. Further, each of the four pixels M (3, 3), M (3,4), M (4, 3), and M (4, 4) is arranged as a pixel having a color component G color filter. . Here, it is assumed that the pixel M (i, j) represents a pixel in i row and j column.
[0014]
These pixels 1 as photoelectric conversion elements such as photodiodes function as R, G, and B color component pixels, respectively. This function is achieved by applying the above-described color filter that transmits light of R, G, and B color components to the upper surface of each pixel 1. Therefore, for example, the pixel 1 of the color pixel matrix M (1, 1) transmits, receives, and photoelectrically converts only the light of the G (green) color component. Note that m and n are natural numbers.
[0015]
Here, as shown in FIG. 2, the charges accumulated in each of the four pixels in each color pixel group 6 are added on the image sensor 10, and the added one charge is sequentially transferred and output. Signal 5 is obtained.
[0016]
As a result, as shown in FIG. 3, an RGB Bayer array pixel arrangement with each color pixel group 6 as a unit can be obtained.
[0017]
There are the following addition modes on the image sensor 10.
The first is to add two vertical columns of pixels 1a, 1b or two pixels 1c, 1d in the color pixel group 6 on the vertical transfer circuit 2, and add the added pixels to an FDA (floating diffusion. The output is added on the output amplifier 4 which is an amplifier).
[0018]
Second, two pixels 1a, 1b or two pixels 1c, 1d in one vertical column in the color pixel group 6 are sequentially transferred onto the vertical transfer circuit 2 and then transferred horizontally when the horizontal transfer circuit 3 transfers them. Two pixels in one vertical column are added on the circuit 3, and the added pixels are further added on the output amplifier 4.
[0019]
Third, the charge of each four pixels is output only to the vertical transfer circuit 2 existing between two vertical columns of four pixels in the color pixel group 6 (between the pixels 1a and 1b and the pixels 1c and 1d). The two pixels 1a and 1c in one horizontal row are added on the vertical transfer circuit 2, and the added vertical column of pixels is added on the vertical transfer circuit 2.
[0020]
Such addition on the image sensor 10 can be easily achieved by controlling the drive of charge transfer to the image sensor 10.
[0021]
As described above, when the four pixels in each color pixel group 6 are added at the stage of being output as the output signal 5 on the image sensor 10, the charge amount for the R, G, B color components in each color pixel group 6. Can be four times the charge amount of a single pixel to improve sensitivity.
[0022]
Next, as shown in FIG. 4, four pixels M (2, 2), M (2, 3), M (3, 2), and M (3, 3) of the color pixel matrix of the image sensor 10 are arranged. Focus on it. The color pixel group 7 composed of such four pixels is an RGB Bayer array (G × 2, R × 1, B × 1), and the adjacent color pixel groups are also pixel arrays of the same combination. Therefore, except for the uppermost row, the lowermost row, the leftmost column, and the rightmost column of the 2m × 2n color pixel matrix, the charges of the four pixels 7a to 7d in each color pixel group 7 are respectively shown in FIG. When the addition is performed, the addition pixel 9 corresponding to the luminance signal Y can be obtained directly from the image sensor 10.
[0023]
In this case, drive control of charge transfer for the image sensor 10 can be performed by shifting both the vertical transfer pulse and the horizontal transfer pulse by one pixel. Further, it is apparent that the addition process of the color pixel group 7 can be easily realized by applying the addition process of the color pixel group 6.
[0024]
However, the obtained addition pixel 9 is a pixel matrix of (m−1) × (n−1) as shown in FIG. 6, and it is necessary to pay attention to this point for the vertical transfer pulse and the horizontal transfer pulse. .
[0025]
Thereby, the monotone image generated only by the addition pixel 9 has a higher resolution than the monotone image generated based on the addition pixel 6, and the luminance signal can be directly obtained from the image sensor 10. it can.
[0026]
The luminance signal is originally
[Expression 1]
Y = 0.299R + 0.587G + 0.144B
It is necessary to have the relationship of
Y = R + 2G + B
There is no problem.
[0027]
Next, an electronic camera as an imaging device using the imaging device 10 shown in FIGS. 1 and 4 will be described.
[0028]
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of an electronic camera using the image sensor 10. In FIG. 4, the image sensor 10 converts an image of a subject 28 input via the optical system 11 into an electrical signal. The optical system 11 has an infrared cut filter.
[0029]
The CDS / AGC circuit 12 performs A / D conversion on the output signal from the image sensor 10 by performing a CDS action for reducing noise components by correlated double sampling and an AGC action for performing automatic amplification according to sensitivity. Output to the device 13.
[0030]
The A / D converter 13 converts the analog signal from the CDS / AGC circuit 12 into a 10-bit digital signal and outputs it to a digital signal processing unit (DSP) 14. Needless to say, the A / D converter 13 may convert the analog signal from the CDS / AGC circuit 12 into a digital signal of 10 bits or more.
[0031]
The DSP 14 performs processing such as image interpolation processing, black level adjustment, gamma correction, knee correction, etc. on the input 10-bit digital data, and a matrix, contour, etc. on the digital data converted from 10 bits to 8 bits. This is a signal processing circuit that performs processing such as correction and performs processing such as generation of 16-bit digital data composed of an 8-bit luminance component and an 8-bit color difference component. The DSP 14 can be composed of a one-chip LSI for digital signal processing. The DSP 14 also performs timing pulse generation processing for driving the image sensor 10.
[0032]
The compression / decompression unit 15 performs compression / decompression processing based on the JPEG standard, which is an international standard for still images. Specifically, logical processing such as discrete cosine transform (DCT), inverse DCT, Huffman encoding / decoding, etc. Is a one-chip decoder. In addition, the compression / decompression unit 15 performs data fetching and data access to the buffer memory 16 and also refreshes the buffer memory 16 composed of DRAM.
[0033]
The buffer memory 16 is a memory that temporarily holds one frame of image data before being compressed by the compression / decompression unit 15, and is configured by a DRAM as described above.
[0034]
The SRAM 22 adds header information as a JPEG file to the image data compressed by the compression / decompression unit 15 and has a function as a buffer memory before being stored in the flash memory 26.
[0035]
The flash memory 26 is a non-volatile memory that finally stores an image file that is a JPEG file to which header information is added.
[0036]
The external interface 27 is an interface for transferring data between an external processing device such as a personal computer and the electronic camera body.
[0037]
The digital encoder 17 is a chip that modulates digital data into an analog video signal.
[0038]
The display 18 is realized by an LCD or the like, and displays and outputs the video signal generated by the digital encoder 17.
[0039]
The speedlight unit 24 has a function of independently controlling external light control. That is, the speedlight unit 24 is controlled to emit light, charge, and the like by a CPU 21 to be described later, and the light emission control is performed by external light control by the speedlight unit alone.
[0040]
The LCD 23 displays various shooting modes, remaining frames, erase (erase), battery detection, and other states on a liquid crystal display.
[0041]
The CPU 21 is configured by, for example, a microprocessor and controls the above-described units as a whole.
[0042]
The timing generator 20 generates various pulses for driving the image sensor 10 and various timing pulses for the above-described units.
[0043]
The image sensor 10 is controlled by the driving timing pulse from the DSP 14 described above. The horizontal transfer pulse for horizontal charge transfer of the image pickup device 10 drives the image pickup device 10 directly from the DSP 14 via the timing generator 20, and the vertical transfer pulse for vertical charge transfer is input to the timing generator 20. Then, the image sensor 10 is driven by the voltage-converted signal via the drive unit 19.
[0044]
Here, the operation unit 25 includes a shooting mode changeover switch for switching various shooting modes and a command dial for setting various commands.
[0045]
That is, an instruction to switch between the color image mode and the high resolution monotone image mode is given by the photographing mode changeover switch of the operation unit 25.
[0046]
In accordance with such a switching instruction between the color image mode and the monotone image mode, the drive control of the image sensor 10 in the color image mode and the drive control of the image sensor 10 in the monotone image mode are performed.
[0047]
When the color image mode is instructed, the CPU 21 instructs the DSP 14 that the color image mode has been set, and the DSP 14 generates a driving timing pulse for adding four pixels in each color pixel group 6 to obtain the timing. The image sensor 10 is driven via the generator 20. In addition, signal processing corresponding to color image output is performed on the imaging signal input via the A / D converter 13. The CPU 21 also performs instruction control for other units corresponding to the color image mode.
[0048]
When the monotone image mode is instructed, the CPU 21 instructs the DSP 14 that the monotone image mode has been set, and the DSP 14 generates a driving timing pulse for adding four pixels in each color pixel group 7, The image sensor 10 is driven via the timing generator 20. In addition, signal processing is performed on the imaging signal input via the A / D converter 13. The CPU 21 also performs instruction control for other units corresponding to the monotone image mode.
[0049]
Next, a detailed functional configuration of the DSP 14 will be described with reference to FIG.
In FIG. 8, the DSP 14 has two changeover switches 31 and 39. When the color image mode is selected, the switch 31 is connected to the terminal 31a and the switch 39 is connected to the terminal 39a. On the other hand, when the monotone image mode is selected, the switch 31 is connected to the terminal 31b and the switch 39 is connected to the terminal 31b.
[0050]
When the color image mode is selected, the A / D converter 13 receives an imaging signal corresponding to the addition pixel 8 of the color pixel group 6 as described above, and this imaging signal is input to the terminal 31a of the switch 31. To the interpolation processing unit 33, and a predetermined interpolation process is performed. The interpolated color component signals G, R, and B are subjected to matrix conversion to generate YCbCr, which is output from the output line L to the compression / expansion unit 15 via the low-pass filter 35. At this time, the color component signal G output from the interpolation processing unit 33 extracts the contour of the image through the band-pass filter 36, and a luminance obtained by amplifying the extracted signal by the amplifier 37 through the adder 38. Add to signal Y. Thereby, the luminance signal Y becomes a signal in which the contour of the image is emphasized.
[0051]
Of course, when the image is finally output in the RGB color system, the YCbCr converter 34 is not provided, and the color component signals G, R, and B are directly compressed from the output line L via the low-pass filter 35. 15 may be output.
[0052]
On the other hand, when the monotone image mode is selected, the A / D converter 13 receives an imaging signal as a luminance signal corresponding to the addition pixel 9 of the color pixel group 7 as described above. The signal is output from the terminal 31 b of the switch 31 to the terminal 39 b of the switch 39 through the low pass filter 32. The terminal 39b is connected to an output line that outputs a luminance signal Y when the color image mode is selected, and is directly output to the compression / decompression unit 15 as the luminance signal Y.
[0053]
Here, FIG. 9 shows a plan view of the electronic camera described above. The electronic camera body 41 is provided with a photographing mode changeover switch 42, a command dial 43, an LCD 44, and a release switch 45. The shooting mode changeover switch 42, the command dial 43, and the release switch 45 are a part of the operation unit 25 in FIG. 7, and the LCD 44 corresponds to the LCD 23 in FIG. The shooting mode switch 42 is a switch for switching between a color image mode and a monotone image mode, and the mode state is displayed in the LCD 44. The command dial 43 is a dial used for setting operations such as a shutter speed and an aperture value, and the setting result is displayed on the LCD 44.
[0054]
As described above, in the electronic camera shown in FIGS. 7 to 9, the same image pickup device 10 is used, and the image pickup device is installed without mounting a signal processing circuit or software for performing interpolation processing from a color pixel signal to a monotone pixel signal. The color image and the high-resolution monotone image can be switched and output directly from the image sensor 10 only by switching the drive control of 10, and an efficient imaging device can be realized.
[0055]
In addition, although each color pixel group 6 of the image sensor 10 described above is 4 pixels of 2 × 2, it is not limited to this, and may be a color pixel group of (even number) × (even number). For example, a color pixel group having 24 pixels of 4 × 6 may be used. The reason for the even number is to obtain the color pixel group 7 by easily dividing the color pixel group 6 when obtaining a monotone image. For example, a color pixel group having 24 pixels of 4 × 6 can be divided into 2 × 3 pixel groups in the vertical and horizontal directions, and 4 × corresponding to the color pixel group 7 based on the divided pixel groups. Six color pixel groups may be configured. In this case, the vertical transfer pulse is shifted by 3 pixels and the horizontal transfer pulse is shifted by 2 pixels.
[0056]
7 to 9 show the electronic camera using the image pickup device 10 shown in FIGS. 1 and 4. Needless to say, the electronic camera can be applied to the electronic video camera.
[0057]
Furthermore, the above-described imaging device 10 has been described on the assumption of a CCD solid-state imaging device. However, the imaging device 10 is not limited to this, and is an amplification type solid-state imaging device that sweeps out charges accumulated in each pixel 1 by switching processing. It goes without saying that can also be applied.
[0058]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the same image pickup device can be used without any special signal processing circuit or software for obtaining a monotone image by suitably utilizing the characteristics of the color arrangement of the color filter. Can be used to obtain a color image output and a monotone image output by switching.
[0059]
In addition, when obtaining a monotone image, since an addition pixel corresponding to the luminance signal added directly on the image sensor is used, it is not necessary to install a special signal processing circuit or software for obtaining a monotone image, There is an effect that it is possible to eliminate the occurrence of jaggy that occurs when signal processing from a color component pixel to a monotone image.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of an image sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a principle of obtaining a color image by adding charges of a color pixel group.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a pixel arrangement for a color image by adding charges of a color pixel group.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration of an image sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the principle of obtaining a monotone image by adding charges of a color pixel group.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a pixel arrangement for a monotone image by adding charges of a color pixel group.
7 is a block diagram showing a configuration of an electronic camera using the image sensor shown in FIGS. 1 and 4. FIG.
8 is a block diagram showing a detailed functional configuration of the DSP shown in FIG. 7. FIG.
9 is a schematic plan view showing an appearance of the electronic camera shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pixel 2 Vertical transfer circuit 3 Horizontal transfer circuit 4 Output amplifier 5 Output signal 6, 7 Color pixel group 8, 9 Addition pixel 10 Image pick-up element 14 Digital signal processing part (DSP)
20 Timing generator 21 CPU
25 Operation unit 31, 39 Switch

Claims

ａ，ｂ，ｍ，ｎを自然数とするとき、それぞれ光電変換素子を備えマトリクス状に配置され水平２ａｍ個、垂直２ｂｎ個の画素を有し、隣接する水平２ａ個、垂直２ｂ個の画素群ごとに同色のカラーフィルタを搭載し、かつ各画素群ごとのカラーフィルタの色配列が緑を市松模様状に、赤および青を線順次に配列したカラーフィルタアレイをもつ撮像素子の駆動方法において、
カラー画像モードまたはモノトーン画像モードを選択し、
カラー画像モードが選択された場合、前記画素群の各画素を加算して順次読み出す駆動を行ない、
モノトーン画像モードが選択された場合、前記画素群の配置位置に対して水平にａ画素および垂直にｂ画素シフトした画素群ごとに加算して順次読み出す駆動を行なう、
ことを特徴とする撮像素子の駆動方法。When a, b, m, and n are natural numbers, photoelectric conversion elements are provided and arranged in a matrix, each having a horizontal 2am pixel and a vertical 2bn pixel, and adjacent horizontal 2a pixel and vertical 2b pixel groups. In the driving method of the image sensor having the color filter of the same color and the color filter array of each pixel group having a color filter array in which red and blue are line-sequentially arranged in a checkered pattern of green,
Select color image mode or monotone image mode,
When the color image mode is selected, the pixels in the pixel group are added and sequentially read out,
When the monotone image mode is selected, the pixel group is shifted and added sequentially for each pixel group shifted a pixel and b pixel vertically with respect to the arrangement position of the pixel group.
An image sensor driving method characterized by the above.

それぞれ光電変換素子を備えマトリクス状に配置された複数の画素を有し、上下左右に隣接する４画素に同色のカラーフィルタを搭載し、かつそれぞれ４画素ごとのカラーフィルタの色配列が緑を市松模様状に、赤および青を線順次に配列したカラーフィルタアレイをもつ撮像素子の駆動方法において、
カラー画像モードまたはモノトーン画像モードを選択し、
カラー画像モードが選択された場合、前記４画素を加算して順次読み出す駆動を行ない、
モノトーン画像モードが選択された場合、前記４画素の配置位置に対して水平および垂直に１画素シフトした４画素ごとに加算して順次読み出す駆動を行なう、
ことを特徴とする撮像素子の駆動方法。Each pixel has a plurality of pixels arranged in a matrix with photoelectric conversion elements, the same color filter is mounted on four pixels adjacent vertically and horizontally, and the color arrangement of the color filters for each of the four pixels is green. In a driving method of an image sensor having a color filter array in which red and blue are line-sequentially arranged in a pattern,
Select color image mode or monotone image mode,
When the color image mode is selected, the four pixels are added and sequentially read out,
When the monotone image mode is selected, driving is performed in which each pixel is added and sequentially read out every four pixels shifted by one pixel horizontally and vertically with respect to the arrangement position of the four pixels.
An image sensor driving method characterized by the above.

ａ，ｂ，ｍ，ｎを自然数とするとき、それぞれ光電変換素子を備えマトリクス状に配置され水平２ａｍ個、垂直２ｂｎ個の画素を有し、隣接する水平２ａ個、垂直２ｂ個の画素群ごとに同色のカラーフィルタを搭載し、かつ各画素群ごとのカラーフィルタの色配列が緑を市松模様状に、赤および青を線順次に配列したカラーフィルタアレイをもつ撮像素子と、
カラー画像モードとモノトーン画像モードとを切り換える切換手段と、
カラー画像モードに切り換えられた場合に、前記画素群の各画素を加算して順次読み出す駆動制御を行ない、モノトーン画像モードに切り換えられた場合に、前記画素群の配置位置に対して水平にａ画素および垂直にｂ画素シフトした画素群ごとに加算して順次読み出す駆動制御を行なう駆動制御手段と、
を具備することを特徴とする撮像装置。When a, b, m, and n are natural numbers, photoelectric conversion elements are provided and arranged in a matrix, each having a horizontal 2am pixel and a vertical 2bn pixel, and adjacent horizontal 2a pixel and vertical 2b pixel groups. An image sensor having a color filter array in which the color filters of the same color are mounted and the color filters of each pixel group are arranged in a green checkered pattern and red and blue are line-sequentially arranged;
Switching means for switching between color image mode and monotone image mode;
When switching to the color image mode, drive control for adding and sequentially reading out each pixel of the pixel group is performed, and when switching to the monotone image mode, the a pixel horizontally with respect to the arrangement position of the pixel group Drive control means for performing drive control for adding and sequentially reading for each pixel group shifted by b pixels vertically;
An imaging apparatus comprising:

それぞれ光電変換素子を備えマトリクス状に配置された複数の画素を有し、上下左右に隣接する４画素に同色のカラーフィルタを搭載し、かつそれぞれ４画素ごとのカラーフィルタの色配列が緑を市松模様状に、赤および青を線順次に配列したカラーフィルタアレイをもつ撮像素子と、
カラー画像モードとモノトーン画像モードとを切り換える切換手段と、
カラー画像モードに切り換えられた場合に、前記４画素を加算して順次読み出す駆動制御を行ない、モノトーン画像モードに切り換えられた場合に、前記４画素の配置位置に対して水平および垂直に１画素シフトした４画素ごとに加算して順次読み出す駆動を行なう駆動制御手段と、
を具備することを特徴とする撮像装置。Each pixel has a plurality of pixels arranged in a matrix with photoelectric conversion elements, the same color filter is mounted on four pixels adjacent vertically and horizontally, and the color arrangement of the color filters for each of the four pixels is green. An image sensor having a color filter array in which red and blue are arranged in a line-sequential manner in a pattern;
Switching means for switching between color image mode and monotone image mode;
When switched to the color image mode, drive control is performed to add and sequentially read the four pixels, and when switched to the monotone image mode, one pixel shift is performed horizontally and vertically with respect to the arrangement position of the four pixels. Drive control means for performing drive to add and read sequentially every 4 pixels,
An imaging apparatus comprising:

カラー画像モードに切り換えられた場合、前記撮像素子からの出力信号をもとにカラー画像情報を生成するカラー画像生成手段と、
モノトーン画像モードに切り換えられた場合、前記撮像素子からの出力信号をもとにモノトーン画像情報を生成するモノトーン画像生成手段と、
をさらに具備することを特徴とする請求項３または４に記載の撮像装置。Color image generating means for generating color image information based on an output signal from the image sensor when switched to the color image mode;
Monotone image generation means for generating monotone image information based on an output signal from the image sensor when switched to the monotone image mode;
The imaging apparatus according to claim 3, further comprising: