JP5066476B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板上の垂直方向とこれに直交する水平方向に二次元状に配列された多数の光電変換素子を含む撮像素子を有する撮像装置に関する。

動画を高画質で高速に更新する方法として補色色差線順次方式によるインターレース読み出しがあるが、補色フィルタを用いているため、原色フィルタと比較して色再現性が劣ってしまう。更に、垂直に電荷を加算することでコントラストが低下する。

又、原色フィルタを用いて動画撮影を行う方法が特許文献１に開示されているが、この方法ではカラーフィルタ配列がストライプ配列となり、フィールド毎の色配列が等方的ではなくなるため、動いている被写体の像構造の情報を均一に得ることができない。

又、静止画撮影を目的としたインターレース読み出しでは、２つのフィールドの各々で得られる情報が同一露光期間に得られたものが前提となるため、異なる露光期間でのフィールド情報では被写体の速い動きにより像ずれや色ずれが発生し、画質が低下する。

特開２０００−３０８０７５号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高画質の動画撮影を行うことが可能な撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の撮像装置は、基板上の垂直方向とこれに直交する水平方向に二次元状に配列された多数の光電変換素子を含む撮像素子を有する撮像装置であって、前記多数の光電変換素子が、第１の光電変換素子からなる第１の光電変換素子群と、第２の光電変換素子からなる第２の光電変換素子群とに分けられ、前記第１の光電変換素子と前記第２の光電変換素子とは互いに隣接して配置され、前記第１の光電変換素子群と前記第２の光電変換素子群は、それぞれ独立に信号を読み出すことが可能であり、前記第１の光電変換素子群から読み出された第１の信号と前記第２の光電変換素子群から読み出された第２の信号は、それぞれ、それだけで被写体の輝度情報を得ることが可能な信号となっており、更に、前記第１の信号と前記第２の信号の少なくとも一方は、それだけでＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、及びＢ（青色）の原色のカラー情報を得ることが可能な信号となっており、動画撮影時、前記第１の光電変換素子群のみから信号を読み出すフィールドと前記第２の光電変換素子群のみから信号を読み出すフィールドとを、１フレーム期間毎に交互に繰り返して前記固体撮像素子を駆動する駆動手段と、任意のフィールドで前記撮像素子から得られた撮像信号と、前記任意のフィールドの隣接フィールドで前記撮像素子から得られた撮像信号とを組み合わせて、前記光電変換素子の総数と同じ数の信号からなる全画素信号を生成する全画素信号生成手段と、前記全画素信号に基づいて画像データを生成する画像データ生成手段と、前記画像データに対し、前記第１の光電変換素子と、それに隣接する前記第２の光電変換素子との間隔に対する応答がゼロとなるフィルタ処理を行うフィルタ処理手段と、を備える。

本発明の撮像装置は、前記全画素信号生成手段が、前記任意のフィールドで前記撮像素子から得られた撮像信号と、前記任意のフィールドの直前のフィールドで前記撮像素子から得られた撮像信号とを組み合わせて前記全画素信号を生成し、前記画像データ生成手段が、前記全画素信号に基づいて、前記任意のフィールドが実施されたフレーム期間に対応するフレーム分の画像データを生成する。

本発明の撮像装置は、前記第１の光電変換素子群の各光電変換素子の上方に設けられるフィルタ配列が等方的になっている。

本発明の撮像装置は、前記第１の光電変換素子群の各光電変換素子の上方に設けられるフィルタ配列及び前記第２の光電変換素子群の各光電変換素子の上方に設けられるフィルタ配列がそれぞれ等方的になっている。

本発明の撮像装置は、前記第１の光電変換素子の配列と前記第２の光電変換素子の配列がそれぞれ同一配列ピッチの正方配列であり、前記第１の光電変換素子群と前記第２の光電変換素子群とが、それぞれに含まれる光電変換素子配列ピッチの１／２だけ前記垂直方向及び前記水平方向にずれて配置されている。

本発明の撮像装置は、前記第１の光電変換素子群が、Ｒ光を検出するＲ光電変換素子と、Ｇ光を検出するＧ光電変換素子と、Ｂ光を検出するＢ光電変換素子とで構成され、前記第２の光電変換素子群が、光の輝度成分を検出するＷ光電変換素子で構成されている。

本発明の撮像装置は、前記第１の光電変換素子群と前記第２の光電変換素子群が、それぞれ、Ｒ光を検出するＲ光電変換素子と、Ｇ光を検出するＧ光電変換素子と、Ｂ光を検出するＢ光電変換素子で構成されている。

本発明の撮像装置は、前記多数の光電変換素子の配列が正方配列であり、前記第１の光電変換素子と前記第２の光電変換素子とが互いに市松状に配置されている。

本発明の撮像装置は、前記第１の光電変換素子群が、Ｒ光を検出するＲ光電変換素子と、Ｇ光を検出するＧ光電変換素子と、Ｂ光を検出するＢ光電変換素子とで構成され、前記第２の光電変換素子群が、光の輝度成分を検出するＷ光電変換素子で構成されている。

本発明の撮像装置は、前記第１の光電変換素子群と前記第２の光電変換素子群が、それぞれ、Ｒ光を検出するＲ光電変換素子と、Ｇ光を検出するＧ光電変換素子と、Ｂ光を検出するＢ光電変換素子とで構成されている。

本発明の撮像装置は、前記多数の光電変換素子の配列が正方配列であり、奇数行にある光電変換素子が前記第１の光電変換素子群であり、偶数行にある光電変換素子が前記第２の光電変換素子群となっている。

本発明の撮像装置は、前記第１の光電変換素子群と前記第２の光電変換素子群が、それぞれ、Ｒ光を検出するＲ光電変換素子と、Ｇ光を検出するＧ光電変換素子と、Ｂ光を検出するＢ光電変換素子と、光の輝度成分を検出するＷ光電変換素子とで構成されている。

本発明の撮像装置は、前記第１の光電変換素子群の露光時と前記第２の光電変換素子群の露光時とで、露光条件を変更する露光制御手段を備える。

本発明の撮像装置は、前記第１の光電変換素子群の露光時と前記第２の光電変換素子群の露光時とで、前記撮像素子に入射させる光の成分を変化させる手段を備える。

本発明の撮像装置は、前記撮像素子から出力される信号を増幅する信号増幅手段と、前記第１の光電変換素子群から出力される信号と、前記第２の光電変換素子群から出力される信号とで、前記信号増幅手段による信号の増幅率を変更する増幅率制御手段とを備える。

本発明によれば、高画質の動画撮影を行うことが可能な撮像装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態である撮像装置に搭載される撮像素子の部分平面模式図である。
図１に示す固体撮像素子５は、半導体基板上の水平方向とこれに直交する垂直方向とに正方格子状に配列されたＲ光を検出する光電変換素子５１Ｒ（図中に“Ｒ”の文字を付してある）、Ｇ光を検出する光電変換素子５１Ｇ（図中に“Ｇ”の文字を付してある）、Ｂ光を検出する光電変換素子５１Ｂ（図中に“Ｂ”の文字を付してある）からなる第１の光電変換素子群と、半導体基板上の水平方向とこれに直交する垂直方向とに正方格子状に配列された光の輝度成分を検出する光電変換素子５１Ｗ（図中に“Ｗ”の文字を付してある）からなる第２の光電変換素子群とを備え、これらが、それぞれの光電変換素子配列ピッチの略１／２だけ、水平方向及び垂直方向にずれた位置に配置されている。尚、第１の光電変換素子群の各光電変換素子と第２の光電変換素子群の各光電変換素子の配列ピッチは同じである。

第１の光電変換素子群の各光電変換素子の配列は、垂直方向Ｙに並ぶ光電変換素子５１Ｇと光電変換素子５１Ｒとからなる列であるＧＲ光電変換素子列と、垂直方向Ｙに並ぶ光電変換素子５１Ｂと光電変換素子５１Ｇとからなる列であるＢＧ光電変換素子列とを、水平方向に交互に配列したものと言うことができる。又、第１の光電変換素子群の各光電変換素子の配列は、水平方向に並ぶ光電変換素子５１Ｇと光電変換素子５１Ｂとからなる行であるＧＢ光電変換素子行と、水平方向に並ぶ光電変換素子５１Ｒと光電変換素子５１Ｇとからなる行であるＲＧ光電変換素子行とを、垂直方向に交互に配列したものと言うこともできる。

第２の光電変換素子群の各光電変換素子の配列は、垂直方向Ｙに並ぶ光電変換素子５１Ｗからなる列であるＷ光電変換素子列を水平方向に複数配列したものと言うことができる。又、第２の光電変換素子群の各光電変換素子の配列は、水平方向に並ぶ光電変換素子５１Ｗからなる行であるＷ光電変換素子行を、垂直方向に複数配列したものと言うこともできる。

各光電変換素子列の右側部には、各光電変換素子列に対応させて、各光電変換素子列を構成する光電変換素子に蓄積された電荷を垂直方向に転送するための垂直電荷転送部（不図示）が形成されている。垂直電荷転送部の終端には、ここを転送されてきた電荷を水平方向に転送するための水平電荷転送部（不図示）が接続され、この水平電荷転送部の終端には、該水平電荷転送部を転送されてきた電荷に応じた撮像信号を出力する出力アンプ（不図示）が設けられている。

第１の光電変換素子群の各光電変換素子の上方にはカラーフィルタが設けられており、このカラーフィルタの配列はベイヤー配列となっている。これにより、第１の光電変換素子群から読み出された撮像信号であるＲＧＢ信号により、Ｒ、Ｇ、及びＢの原色のカラー情報と、被写体の輝度情報とを得ることが可能となっている。

第２の光電変換素子群の各光電変換素子の上方には、光の輝度情報と相関のある分光特性を持ったフィルタすなわち輝度フィルタが設けられている。この輝度フィルタは、ＮＤフィルタや、透明フィルタ、白色フィルタ、グレーのフィルタ等が該当するが、光電変換素子の受光面上方に何も設けずに光が直接該受光面に入射する構成も、輝度フィルタを設けたということができる。これにより、第２の光電変換素子群の各光電変換素子を、光の輝度成分を検出する光電変換素子として機能させることができる。又、第２の光電変換素子群から読み出された撮像信号であるＷ信号により、被写体の輝度情報を得ることが可能となっている。

第１の光電変換素子群と第２の光電変換素子群は、それぞれ独立に信号を読み出すことが可能となるように、各光電変換素子から垂直電荷転送部に電荷を読み出すための読み出し電極の配置等が決められている。

図２は、図１に示す固体撮像素子を搭載する撮像装置の一例であるデジタルカメラの概略構成を示す図である。
図示するデジタルカメラの撮像系は、撮影レンズ１と、図１に示す固体撮像素子５と、この両者の間に設けられた絞り２と、赤外線カットフィルタ３と、光学ローパスフィルタ４とを備える。

デジタルカメラの電気制御系全体を統括制御するシステム制御部１１は、フラッシュ発光部１２及び受光部１３を制御し、レンズ駆動部８を制御して撮影レンズ１の位置をフォーカス位置に調整したりズーム調整を行ったりし、絞り駆動部９を介し絞り２の開口量を制御して露光量調整を行う。

又、システム制御部１１は、撮像素子駆動部１０を介して固体撮像素子５を駆動し、撮影レンズ１を通して撮像した被写体画像を撮像信号として出力させる。システム制御部１１には、操作部１４を通してユーザからの指示信号が入力される。

デジタルカメラの電気制御系は、更に、固体撮像素子５の出力に接続された相関二重サンプリング処理や信号増幅処理等のアナログ信号処理を行うアナログ信号処理部６と、このアナログ信号処理部６から出力された撮像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路７とを備え、これらはシステム制御部１１によって制御される。

撮像素子駆動部１０は、動画撮影時、第１の光電変換素子群のみから撮像信号を読み出すフィールドと第２の光電変換素子群のみから撮像信号を読み出すフィールドとを、１フレーム期間毎に交互に繰り返して固体撮像素子５を駆動する。１フレーム期間とは、垂直同期信号の立ち上がりから次の垂直同期信号の立ち上がりまでの期間であり、この期間内に、光電変換素子に蓄積された電荷に応じた撮像信号の読み出しが行われる。

例えば、撮像素子駆動部１０は、あるフレーム期間の露光期間が終了すると、その露光期間によって第１の光電変換素子群の各光電変換素子に蓄積された電荷に応じた撮像信号のみを読み出すフィールドを該フレーム期間内に実施し、その後、次のフレーム期間の露光期間を開始して、その露光期間が終了すると、その露光期間によって第２の光電変換素子群の各光電変換素子に蓄積された電荷に応じた撮像信号のみを読み出すフィールドを該次のフレーム期間内に実施するといったことを繰り返す。
尚、光電変換素子を露光する露光期間は、フレーム期間毎に終了させなくても良い。例えば、隣接するフレーム期間で露光期間を重複させても良い。この場合、露光期間が長くなり、電荷量の増加が期待できる。

以下の説明では、撮像素子駆動部１０が、動画撮影時、第１の光電変換素子群のみから撮像信号を読み出すフィールドを最初に実施するものとし、奇数回目に実施するフィールドを奇数フィールドといい、偶数回目に実施するフィールドを偶数フィールドという。

デジタルカメラの電気制御系は、メインメモリ１６と、メインメモリ１６に接続されたメモリ制御部１５と、Ａ／Ｄ変換回路７から出力された隣接する２つのフィールドで得られた２つの撮像信号を合成するフィールド合成部１９と、フィールド合成部１９で合成して得られた撮像信号に補間演算やガンマ補正演算，ＲＧＢ／ＹＣ変換処理等を行ってカラー画像データを生成するデジタル信号処理部（ＤＳＰ）１７と、デジタル信号処理部１７で生成されたカラー画像データをＪＰＥＧ形式に圧縮したり圧縮画像データを伸張したりする圧縮伸張処理部１８と、着脱自在の記録媒体２１が接続される外部メモリ制御部２０と、カメラ背面等に搭載された液晶表示部２３が接続される表示制御部２２とを備え、これらは、制御バス２４及びデータバス２５によって相互に接続され、システム制御部１１からの指令によって制御される。

図３及び図４は、図２に示すフィールド合成部１９の機能を説明するための図である。
図３に示すように、撮像素子駆動部１０の駆動によって固体撮像素子５から１フレーム期間毎に出力されてくる撮像信号はメインメモリ１６に一旦記憶される。図４には、動画撮影によって固体撮像素子５から出力されてくる撮像信号が、通し番号を付けて図示されている。図４の例では、１回目のフィールドで得られた撮像信号（１）、２回目のフィールドで得られた撮像信号（２）、３回目のフィールドで得られた撮像信号（３）、４回目のフィールドで得られた撮像信号（４）、５回目のフィールドで得られた撮像信号（５）、６回目のフィールドで得られた撮像信号（６）がこの順にメインメモリ１６に記憶されていくことを示している。

フィールド合成部１９は、図４に示すように、動画撮影時のフレーム期間毎に実施されるフィールドのうち、任意のフィールドで得られた撮像信号と、その任意のフィールドの隣接フィールドで得られた撮像信号を組み合わせて、固体撮像素子５に含まれる光電変換素子の総数と同じ数の信号からなる全画素信号を生成する。

例えば、フィールド合成部１９は、図４に示すように、任意のフィールドである２回目のフィールドで得られた撮像信号（２）と、該任意のフィールドの直前に実施された１回目のフィールドで得られた撮像信号（１）とを合成して全画素信号を生成し、これをデジタル信号処理部１７に入力する。

図５は、撮像信号（２）と撮像信号（１）を合成して全画素信号を生成する流れを示した模式図である。図５において、“Ｒ”，“Ｇ”，“Ｂ”，“Ｗ”を付した丸印は、それぞれ、光電変換素子５１Ｒ，光電変換素子５１Ｇ，光電変換素子５１Ｂ，光電変換素子５１Ｗから得られた撮像信号を示している。

１回目のフィールドでは、図５に示すように第１の光電変換素子群のみから撮像信号（１）が得られる。又、２回目のフィールドでは、図５に示すように、第２の光電変換素子群のみから撮像信号（２）が得られる。このため、メインメモリ１６上において、撮像信号（１）を、その生成元となった光電変換素子５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂの位置に対応する領域に配置し、撮像信号（２）を、その生成元となった光電変換素子５１Ｗの位置に対応する領域に配置することで、図５に示したような全画素信号を得ることができる。

デジタル信号処理部１７では、フィールド合成部１９から入力された、任意のフィールドで得られた撮像信号（図５の例では撮像信号（２））と該任意のフィールドの直前のフィールドで得られた撮像信号（図５の例では撮像信号（１））からなる全画素信号に信号処理を施してカラー画像データを生成し、このカラー画像データを、該任意のフィールドが実施されたフレーム期間に対応するフレームとして記録媒体２１に記録する。又は、このカラー画像データを、該任意のフィールドに対応するフィールド画像として記録する。この場合でも、全画素信号からフィールド画像が生成されるため、高画質なフィールド画像を得ることができる。

以下、デジタル信号処理部１７によるカラー画像データ生成処理の具体例を説明する。ここでは、図５に示すように、全画素信号が撮像信号（１）と撮像信号（２）で構成されている場合を例にして説明する。

まず、デジタル信号処理部１７は、全画素信号の撮像信号（１）が配置された位置に、その位置には存在しない色信号を、その周囲の撮像信号（１）から補間して、Ｒ信号、Ｇ信号、及びＢ信号を生成する。そして、このＲ信号、Ｇ信号、及びＢ信号から、撮像信号（１）が配置された位置に輝度信号と色差信号を生成する。

次に、デジタル信号処理部１７は、全画素信号の撮像信号（２）が配置された位置に、その周囲の撮像信号（１）が配置された位置にある色差信号を用いて色差信号を補間して生成する。又、撮像信号（２）が配置された位置の輝度信号については、この位置にあるＷ信号をそのまま輝度信号とする。

これにより、全画素信号の各信号の位置には、輝度信号と色差信号とが存在することになり、固体撮像素子５の光電変換素子の総数と同じ画素数のカラー画像データが生成される。

尚、撮像信号（１）と撮像信号（２）は、異なる露光期間で得られたものであるため、このままでは、被写体が動いていたときに像ずれが発生する可能性があるが、撮像信号（１）と撮像信号（２）は隣接する光電変換素子から得られたものであり、像ずれは１画素毎なので高周波成分となり、この像ずれはあまり目立たないため、問題にはならない。

好ましくは、この像ずれを更に目立たなくするために、デジタル信号処理部１７は、上記のように生成したカラー画像データの各画素位置の輝度信号に対し、第１の光電変換素子群の各光電変換素子と、それに隣接する第２の光電変換素子群の各光電変換素子との距離（図１中の垂直方向又は水平方向に４５°で交差する方向で隣接する第１の光電変換素子群の光電変換素子と第２の光電変換素子群の光電変換素子との距離）に対する応答がゼロとなるフィルタ処理を行う。

図１中の垂直方向又は水平方向に４５°で交差する方向（以下、４５°方向という）の、第１の光電変換素子群の各光電変換素子と第２の光電変換素子群の各光電変換素子のそれぞれの配列ピッチ（周波数）をＢとすると、４５°方向で隣接する第１の光電変換素子群の各光電変換素子と、それに隣接する第２の光電変換素子群の各光電変換素子との距離はナイキスト周波数に相当するＢ／２となっている。このため、４５°方向で隣接する２つの光電変換素子から得られた撮像信号の平均をとるような図５の符号Ａに示したフィルタ係数を持つフィルタ処理を、カラー画像データの各画素位置の輝度信号に施すことで、解像を維持しながら、像ずれを打ち消すことが可能となる。

以上のように、本実施形態のデジタルカメラによれば、全画素信号の各信号の位置に生成する輝度信号を、その全画素信号を構成する２フィールドのそれぞれで得られた撮像信号から生成しているため、静止している被写体に対しては、全画素読み出しと同等の画質を実現することができる。

又、本実施形態のデジタルカメラによれば、第１の光電変換素子群の各光電変換素子と第２の光電変換素子群の各光電変換素子とが隣接しているため、隣接する光電変換素子間でのサンプリングポイントの差が最小となる。このため、動いている被写体による像ずれは高周波成分となり、目立ち難くなる。又、カラー画像データの輝度信号に対して、隣接する２つの光電変換素子の間隔に対するレスポンスがゼロとなるフィルタ処理を行うことで、解像を維持しながら像ずれを打ち消すことが可能となり、更なる高画質化が可能となる。

又、本実施形態のデジタルカメラによれば、フレーム毎のカラー画像データの輝度信号が、異なるフィールドで得られた輝度信号の組み合わせによって構成されているため、被写体の輝度情報をフレーム毎に更新することができる。又、固体撮像素子５に含まれる光電変換素子の半数からの信号の読み出しで輝度情報を更新することができるため、輝度情報の更新を高速に行うことができる。このように、フレーム毎の輝度情報の更新を高速に行うことができるため、動いている被写体に追従することが可能となり、像ずれの低減と併せて、更なる高画質化が実現される。

又、本実施形態のデジタルカメラによれば、第１の光電変換素子群の各光電変換素子の上方に設けられるカラーフィルタの配列が、色の配置に方向の偏りがなく等方的となっているため、第１の光電変換素子群の各光電変換素子の配列も等方的なものとなっている。したがって、第１の光電変換素子群からは等方的に色情報を得ることができ、動いている被写体の像構造に左右されずに色再現が可能となる。又、奇数フィールドのみでＲＧＢの色情報が得られると共に、この奇数フィールドで得られた撮像信号はカラー画像データの生成に必ず用いられるため、動きによる色情報の欠落がなく、色ずれを抑えることができる。

（第二実施形態）
図６は、本発明の第二実施形態であるデジタルカメラに搭載される撮像素子の部分平面模式図である。
図６に示す固体撮像素子は、図１に示す固体撮像素子５の第２の光電変換素子群を、第１の光電変換素子群と同じ素子配列に変更した構成となっている。図６に示す固体撮像素子を搭載するデジタルカメラの構成は図２と同じであるため、説明を省略する。尚、メインメモリ１６に記憶される情報は図４に示した通りとする。

以下、図６に示す固体撮像素子を搭載するデジタルカメラのデジタル信号処理部１７によるカラー画像データ生成処理の具体例を説明する。ここでは、図７に示すように、全画素信号が撮像信号（１）と撮像信号（２）で構成されている場合を例にして説明する。

まず、デジタル信号処理部１７は、全画素信号の撮像信号（１）が配置された位置に、その位置には存在しない色信号を、その周囲の撮像信号（１）から補間して、Ｒ信号、Ｇ信号、及びＢ信号を生成する。そして、このＲ信号、Ｇ信号、及びＢ信号から、撮像信号（１）が配置された位置に輝度信号と色差信号を生成する。

次に、デジタル信号処理部１７は、全画素信号の撮像信号（２）が配置された位置に、その位置には存在しない色信号を、その周囲の撮像信号（２）から補間して、Ｒ信号、Ｇ信号、及びＢ信号を生成する。そして、このＲ信号、Ｇ信号、及びＢ信号から、撮像信号（２）が配置された位置に輝度信号と色差信号を生成する。

これにより、全画素信号の各信号の位置には、輝度信号と色差信号とが存在することになり、固体撮像素子５の光電変換素子の総数と同じ画素数のカラー画像データが生成される。

デジタル信号処理部１７は、このようにして生成したカラー画像データの各画素位置にある輝度信号及び色差信号に対し、第１の光電変換素子群の各光電変換素子と、それに隣接する第２の光電変換素子群の各光電変換素子との距離に対する応答がゼロとなるフィルタ処理を行って、カラー画像データの生成を完了する。

このように、本実施形態のような固体撮像素子の構成であっても、全画素信号の各信号の位置に生成する輝度信号を、その全画素信号を構成する２フィールドのそれぞれで得られた撮像信号から生成することができる。このため、静止している被写体に対しては、全画素読み出しと同等の画質にすることができる。又、動いている被写体による像ずれも高周波成分となることで目立ち難く、更に上記フィルタ処理を行うことで、解像を維持しながら像ずれを打ち消すことができる。又、フレーム毎の輝度情報の更新を高速に行うことができるため、動いている被写体に追従することが可能となり、像ずれの低減と併せて、更なる高画質化が実現される。

又、本実施形態のデジタルカメラによれば、第１の光電変換素子群及び第２の光電変換素子群の各光電変換素子の上方に設けられるカラーフィルタの配列が、色の配置に方向の偏りがなく等方的となっているため、第１の光電変換素子群及び第２の光電変換素子群の各光電変換素子の配列も等方的なものとなっている。したがって、いずれのフィールドからも等方的に色情報を得ることができ、動いている被写体の像構造に左右されずに色再現が可能となる。又、動きによる色情報の欠落がなく、色ずれを抑えることができる。

尚、本実施形態において第一実施形態で述べたフィルタ処理を行う場合には、全画素信号の各信号の位置にＲＧＢの色信号を生成後、この色信号に対してフィルタ処理を行い、フィルタ処理後のＲＧＢの色信号から輝度信号と色差信号を生成するようにしても良い。これにより、動きによる像ずれを打ち消すことができると共に、色の変化を、フィルタ処理によるブレンド効果で目立たなくすることができる。

尚、第一実施形態及び第二実施形態では、固体撮像素子がＣＣＤ型の例としたが、これはＭＯＳ型であっても良い。

（第三実施形態）
図８は、本発明の第三実施形態であるデジタルカメラに搭載される撮像素子の部分平面模式図である。
図８に示す固体撮像素子は、半導体基板上の垂直方向とこれに直交する水平方向に正方格子状に配列された多数の光電変換素子を含む。

この多数の光電変換素子は、Ｒ光を検出する光電変換素子５１Ｒ（図中に“Ｒ”の文字を付してある）と、Ｇ光を検出する光電変換素子５１Ｇ（図中に“Ｇ”の文字を付してある）と、Ｂ光を検出する光電変換素子５１Ｂ（図中に“Ｂ”の文字を付してある）との３種類の光電変換素子を含む。

多数の光電変換素子は、光電変換素子５１Ｒを先頭に、光電変換素子５１Ｒと光電変換素子５１Ｂをそれぞれ２つずつ水平方向に交互に配置したＲＲＢＢ光電変換素子行と、光電変換素子５１Ｇを水平方向に配置したＧ光電変換素子行と、光電変換素子５１Ｂを先頭に、光電変換素子５１Ｂと光電変換素子５１Ｒをそれぞれ２つずつ水平方向に交互に配置したＢＢＲＲ光電変換素子行とを含み、ＲＲＢＢ光電変換素子行と、ＢＢＲＲ光電変換素子行とが、Ｇ光電変換素子行を挟んで垂直方向に交互に配列された構成となっている。

これら多数の光電変換素子は、図８中のハッチングを付していない光電変換素子からなる第１の光電変換素子群と、図８中のハッチングを付した光電変換素子からなる第２の光電変換素子群とに分けられる。

第１の光電変換素子群の各光電変換素子と第２の光電変換素子群の各光電変換素子とは、それぞれに異なる色を付したときに、これらの色が市松模様となるように、互いに市松状に配置されている。

図８に示す固体撮像素子は、ＭＯＳ型であり、多数の光電変換素子の各々に蓄積された電荷に応じた撮像信号を、各々の光電変換素子の近傍に設けられたＭＯＳトランジスタからなるＭＯＳ回路によって、それぞれ独立に出力させることができるようになっている。図８に示す固体撮像素子を搭載するデジタルカメラの構成は図２と同様である。

本実施形態のデジタルカメラの撮像素子駆動部１０は、第一実施形態と同様に、動画撮影時、第１の光電変換素子群の各光電変換素子のみから撮像信号を読み出すフィールドと、第２の光電変換素子群の各光電変換素子のみから撮像信号を読み出すフィールドとを、フレーム期間毎に交互に繰り返して固体撮像素子を駆動する。以下では、第１の光電変換素子群の各光電変換素子のみから撮像信号を読み出すフィールドを最初に実施するものとして説明する。

以下、以下、デジタル信号処理部１７によるカラー画像データ生成処理の具体例を説明する。尚、メインメモリ１６に記憶される情報は図４に示した通りとする。ここでは、図９に示すように、全画素信号が撮像信号（１）と撮像信号（２）で構成されている場合を例にして説明する。

まず、デジタル信号処理部１７は、全画素信号の撮像信号（１）が配置された位置に、その位置には存在しない色信号を、その周囲の撮像信号（１）から補間して、Ｒ信号、Ｇ信号、及びＢ信号を生成する。そして、このＲ信号、Ｇ信号、及びＢ信号から、撮像信号（１）が配置された位置に輝度信号と色差信号を生成する。

次に、デジタル信号処理部１７は、全画素信号の撮像信号（２）が配置された位置に、その位置には存在しない色信号を、その周囲の撮像信号（２）から補間して、Ｒ信号、Ｇ信号、及びＢ信号を生成する。そして、このＲ信号、Ｇ信号、及びＢ信号から、撮像信号（２）が配置された位置に輝度信号と色差信号を生成する。

これにより、全画素信号の各信号の位置には、輝度信号と色差信号とが存在することになり、固体撮像素子の光電変換素子の総数と同じ画素数のカラー画像データが生成される。

デジタル信号処理部１７は、このようにして生成したカラー画像データの各画素位置の輝度信号及び色差信号に対し、第１の光電変換素子群の各光電変換素子と、それに隣接する第２の光電変換素子群の各光電変換素子との距離に対する応答がゼロとなるフィルタ処理を行って、カラー画像データの生成を完了する。

例えば、垂直方向に隣接する２つの信号の平均を取るようなフィルタ（図９の符号Ｃに示したようなフィルタ係数を持つフィルタ）で、カラー画像データの各画素位置にある輝度信号及び色差信号に対してフィルタ処理を行う。

このように、本実施形態のような固体撮像素子の構成であっても、全画素信号の各信号の位置に生成する輝度信号を、その全画素信号を構成する２フィールドのそれぞれ得られた撮像信号から生成することができるため、静止している被写体に対しては、全画素読み出しと同等の画質にすることができる。

又、本実施形態のデジタルカメラによれば、第１の光電変換素子群の各光電変換素子と第２の光電変換素子群の各光電変換素子とが隣接しているため、隣接する光電変換素子間でのサンプリングポイントの差が最小となる。このため、動いている被写体による像ずれが高周波成分となり、目立ち難くなる。又、カラー画像データに対して、隣接する２つの光電変換素子の間隔に対するレスポンスがゼロとなるフィルタ処理を行うことで、解像を維持しながら像ずれを打ち消すことが可能となり、更なる高画質化が可能となる。又、フレーム毎の輝度情報の更新を高速に行うことができるため、動いている被写体に追従することが可能となり、像ずれの低減と併せて、更なる高画質化が実現される。

又、本実施形態のデジタルカメラによれば、第１の光電変換素子群の各光電変換素子と第２の光電変換素子群の各光電変換素子のそれぞれの上方に設けられるカラーフィルタの配列が、色の配置に方向の偏りがなく等方的となっているため、それぞれの配列も等方的なものとなっている。したがって、第１の光電変換素子群と第２の光電変換素子群のそれぞれからは等方的に色情報を得ることができ、動いている被写体の像構造に左右されずに色再現が可能となる。又、動きによる色情報の欠落がなく、色ずれを抑えることができる。

尚、本実施形態においては、カラー画像データに対して、隣接する２つの光電変換素子の間隔に対するレスポンスがゼロとなるフィルタ処理を行う場合、全画素信号の各信号の位置にＲＧＢの色信号を生成後、この色信号に対してフィルタ処理を行い、フィルタ処理後のＲＧＢの色信号から輝度信号と色差信号を生成するようにしても良い。これにより、動きによる像ずれを打ち消すことができると共に、色の変化を、フィルタ処理によるブレンド効果で目立たなくすることができる。

（第四実施形態）
図１０は、本発明の第四実施形態であるデジタルカメラに搭載される撮像素子の部分平面模式図である。
図１０に示す固体撮像素子５は、図８に示す固体撮像素子の第２の光電変換素子群の各光電変換素子を、第一実施形態で説明した光電変換素子５１Ｗに置換した構成となっている。図１０に示す固体撮像素子を搭載するデジタルカメラの構成は図２と同じであるため、説明を省略する。尚、メインメモリ１６に記憶される情報は図４に示した通りとする。

以下、図１０に示す固体撮像素子を搭載するデジタルカメラのデジタル信号処理部１７によるカラー画像データ生成処理の具体例を説明する。ここでは、図１１に示すように、全画素信号が撮像信号（１）と撮像信号（２）で構成されている場合を例にして説明する。

まず、デジタル信号処理部１７は、全画素信号の撮像信号（１）が配置された位置に、その位置には存在しない色信号を、その周囲の撮像信号（１）から補間して、Ｒ信号、Ｇ信号、及びＢ信号を生成する。そして、このＲ信号、Ｇ信号、及びＢ信号から、撮像信号（１）が配置された位置に輝度信号と色差信号を生成する。

次に、デジタル信号処理部１７は、全画素信号の撮像信号（２）が配置された位置に、その周囲の撮像信号（１）が配置された位置にある色差信号を用いて色差信号を補間して生成する。又、撮像信号（２）が配置された位置の輝度信号については、この位置にあるＷ信号をそのまま輝度信号とする。

これにより、全画素信号の各信号の位置には、輝度信号と色差信号とが存在することになり、固体撮像素子５の光電変換素子の総数と同じ画素数のカラー画像データが生成される。

デジタル信号処理部１７は、このようにして生成したカラー画像データの各画素位置にある輝度信号に対し、第１の光電変換素子群の各光電変換素子と、それに隣接する第２の光電変換素子群の各光電変換素子との距離に対する応答がゼロとなるフィルタ処理を行って、カラー画像データの生成を完了する。

このように、本実施形態のような固体撮像素子の構成であっても、全画素信号の各信号の位置に生成する輝度信号を、その全画素信号を構成する２フィールドのそれぞれで得られた撮像信号から生成することができるため、静止している被写体に対しては、全画素読み出しと同等の画質にすることができる。又、動いている被写体による像ずれも高周波成分となることで目立ち難く、更に、第１の光電変換素子群の各光電変換素子と、それに隣接する第２の光電変換素子群の各光電変換素子との距離に対する応答がゼロとなるフィルタ処理を行うことで、解像を維持しながら像ずれを打ち消すことができる。又、フレーム毎の輝度情報の更新を高速に行うことができるため、動いている被写体に追従することが可能となり、像ずれの低減と併せて、更なる高画質化が実現される。

又、本実施形態のデジタルカメラによれば、第１の光電変換素子群の各光電変換素子の上方に設けられるカラーフィルタの配列が、色の配置に方向の偏りがなく等方的となっているため、第１の光電変換素子群の各光電変換素子の配列も等方的なものとなっている。したがって、第１の光電変換素子群からは等方的に色情報を得ることができ、動いている被写体の像構造に左右されずに色再現が可能となる。又、奇数フィールドのみでＲＧＢの色情報が得られると共に、この奇数フィールドで得られた撮像信号はフレームの生成に必ず用いられるため、動きによる色情報の欠落がなく、色ずれを抑えることができる。

（第五実施形態）
図１２は、本発明の第五実施形態であるデジタルカメラに搭載される撮像素子の部分平面模式図である。
図１２に示す固体撮像素子は、半導体基板上の垂直方向とこれに直交する水平方向に正方格子状に配列された多数の光電変換素子を含む。

この多数の光電変換素子は、Ｒ光を検出する光電変換素子５１Ｒ（図中に“Ｒ”の文字を付してある）と、Ｇ光を検出する光電変換素子５１Ｇ（図中に“Ｇ”の文字を付してある）と、Ｂ光を検出する光電変換素子５１Ｂ（図中に“Ｂ”の文字を付してある）との３種類の光電変換素子と、第一実施形態で説明した光電変換素子５１Ｗとを含む。

多数の光電変換素子は、光電変換素子５１Ｒを先頭に、光電変換素子５１Ｒと光電変換素子５１Ｇを光電変換素子５１Ｗを挟んで水平方向に交互に配置したＲＷＧＷ光電変換素子行と、光電変換素子５１Ｗを先頭に、光電変換素子５１Ｇと光電変換素子５１Ｒを光電変換素子５１Ｗを挟んで水平方向に交互に配置したＷＧＷＲ光電変換素子行と、光電変換素子５１Ｇを先頭に、光電変換素子５１Ｇと光電変換素子５１Ｂを光電変換素子５１Ｗを挟んで水平方向に交互に配置したＧＷＢＷ光電変換素子行と、光電変換素子５１Ｗを先頭に、光電変換素子５１Ｂと光電変換素子５１Ｇを光電変換素子５１Ｗを挟んで水平方向に交互に配置したＷＢＷＧ光電変換素子行とを含み、ＲＷＧＷ光電変換素子行と、ＷＧＷＲ光電変換素子行とが、ＧＷＢＷ光電変換素子行と、ＷＢＷＧ光電変換素子行とが、この順番に、垂直方向に繰り返し配列された構成となっている。

これら多数の光電変換素子は、図１２中のハッチングを付していない奇数行にある光電変換素子からなる第１の光電変換素子群と、図１２中のハッチングを付してある偶数行にある光電変換素子からなる第２の光電変換素子群とに分けられる。

図１２に示す固体撮像素子を搭載するデジタルカメラの構成は図２と同じであるため、説明を省略する。尚、メインメモリ１６に記憶される情報は図４に示した通りとする。

以下、図１２に示す固体撮像素子を搭載するデジタルカメラのデジタル信号処理部１７によるカラー画像データ生成処理の具体例を説明する。ここでは、図１３に示すように、全画素信号が撮像信号（１）と撮像信号（２）で構成されている場合を例にして説明する。

まず、デジタル信号処理部１７は、全画素信号の撮像信号（１）のうちＲＧＢの色信号が配置された位置に、その位置には存在しない色信号を、その周囲の撮像信号（１）から補間して、Ｒ信号、Ｇ信号、及びＢ信号を生成する。そして、このＲ信号、Ｇ信号、及びＢ信号から、撮像信号（１）のうちＲＧＢの色信号が配置された位置に輝度信号と色差信号を生成する。

次に、デジタル信号処理部１７は、全画素信号の撮像信号（１）のうちＷ信号が配置された位置に、その周囲の撮像信号（１）のうちＲＧＢの色信号が配置された位置にある色差信号を用いて色差信号を補間して生成する。又、撮像信号（１）のうちＷ信号が配置された位置の輝度信号については、この位置にあるＷ信号をそのまま輝度信号とする。

次に、デジタル信号処理部１７は、全画素信号の撮像信号（２）のうちＲＧＢの色信号が配置された位置に、その位置には存在しない色信号を、その周囲の撮像信号（２）から補間して、Ｒ信号、Ｇ信号、及びＢ信号を生成する。そして、このＲ信号、Ｇ信号、及びＢ信号から、撮像信号（２）のうちＲＧＢの色信号が配置された位置に輝度信号と色差信号を生成する。

次に、デジタル信号処理部１７は、全画素信号の撮像信号（２）のうちＷ信号が配置された位置に、その周囲の撮像信号（２）のうちＲＧＢの色信号が配置された位置にある色差信号を用いて色差信号を補間して生成する。又、撮像信号（２）のうちＷ信号が配置された位置の輝度信号については、この位置にあるＷ信号をそのまま輝度信号とする。

これにより、全画素信号の各信号の位置には、輝度信号と色差信号とが存在することになり、固体撮像素子５の光電変換素子の総数と同じ画素数のカラー画像データが生成される。

デジタル信号処理部１７は、上述のように生成したカラー画像データの各画素位置の輝度信号及び色差信号に、第１の光電変換素子群の各光電変換素子と、それに隣接する第２の光電変換素子群の各光電変換素子との距離に対する応答がゼロとなるフィルタ処理を行って、カラー画像データの生成を完了する。

このように、本実施形態のような固体撮像素子の構成であっても、全画素信号の各信号の位置に生成する輝度信号を、その全画素信号を構成する２フィールドのそれぞれで得られた撮像信号から生成することができるため、静止している被写体に対しては、全画素読み出しと同等の画質にすることができる。

又、本実施形態のデジタルカメラによれば、第１の光電変換素子群の各光電変換素子と第２の光電変換素子群の各光電変換素子とが隣接しているため、隣接する光電変換素子間でのサンプリングポイントの差が最小となる。このため、動いている被写体による像ずれが高周波成分となり、目立ち難くなる。更に、カラー画像データに対して、隣接する２つの光電変換素子の間隔に対するレスポンスがゼロとなるフィルタ処理を行うことで、解像を維持しながら像ずれを打ち消すと共に、色の変化をフィルタ処理によるブレンド効果で目立たなくすることができる。又、フレーム毎の輝度情報の更新を高速に行うことができるため、動いている被写体に追従することが可能となり、像ずれの低減と併せて、更なる高画質化が実現される。

（第六実施形態）
本実施形態では、図１に示す固体撮像素子を搭載する第一実施形態で説明したデジタルカメラと、図１０に示す固体撮像素子を搭載する第四実施形態で説明したデジタルカメラにおいて、より好ましい形態について説明する。

光電変換素子５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂと光電変換素子５１Ｗとでは、光電変換素子５１Ｗの方が感度が高くなってしまうため、図１及び図１０に示す固体撮像素子において、第１の光電変換素子群と第２の光電変換素子群を同じ条件で駆動してしまうと、ダイナミックレンジを有効に活用できないとう課題が発生する。そこで、この課題を解決するための手段を以下に列挙する。

（ａ）第１の光電変換素子群の露光時（奇数フィールドを実施するフレーム期間における露光期間）と、第２の光電変換素子群の露光時（偶数フィールドを実施するフレーム期間における露光期間）とで露光条件を変更する。
例えば、第２の光電変換素子群の露光時間を第１の光電変換素子群の露光時間よりも短くすることにより、光電変換素子５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂと光電変換素子５１Ｗそれぞれのダイナミックレンジに最適な露光とすることができる。

又、暗時で撮影する場合や内視鏡用途としてデジタルカメラを用いた場合等で被写体を照明して撮影を行う場合に、第２の光電変換素子群の露光時の照明光量を、第１の光電変換素子群の露光時の照明光量よりも少なくすることで、光電変換素子５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂと光電変換素子５１Ｗそれぞれのダイナミックレンジに最適な露光とすることができる。

又は、被写体を照明して撮影を行う場合に、第２の光電変換素子群の露光時の照明時間を、第１の光電変換素子群への照明時間よりも少なくすることで、光電変換素子５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂと光電変換素子５１Ｗそれぞれのダイナミックレンジに最適な露光とすることができる。

又は、被写体を照明して撮影を行う場合で、被写体に光を間欠的にあてる場合に、その間隔を制御することで、光電変換素子５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂと光電変換素子５１Ｗそれぞれのダイナミックレンジに最適な露光とすることができる。

又は、被写体を照明して撮影を行う場合に、第１の光電変換素子群の露光時と、第２の光電変換素子群の露光時とで、被写体に照明する光を発する光源を変更することで、光電変換素子５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂと光電変換素子５１Ｗそれぞれのダイナミックレンジに最適な露光とすることができる。

又、第１の光電変換素子群の露光時と第２の光電変換素子群の露光時とで絞り２の絞り値を変更することで、光電変換素子５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂと光電変換素子５１Ｗそれぞれのダイナミックレンジに最適な露光とすることができる。

又、固体撮像素子５の前面にＮＤフィルタ等の光学フィルタを出し入れ可能な構成としておき、第１の光電変換素子群の露光時にはＮＤフィルタを固体撮像素子５前面から退避させておき、第２の光電変換素子群の露光時にはＮＤフィルタを固体撮像素子５前面に挿入することで、光電変換素子５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂと光電変換素子５１Ｗそれぞれのダイナミックレンジに最適な露光とすることができる。

（ｂ）第１の光電変換素子群の露光時と第２の光電変換素子群の露光時とで、固体撮像素子５に入射させる光の成分を変化させる。
光電変換素子５１Ｗは、それ自体で輝度情報を取得できるが、光電変換素子５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂは、それぞれ１つの色情報しか得られない。このため、色当たりの素子ピッチは、光電変換素子５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂの方が光電変換素子５１Ｗよりも広くなる。そこで、第１の光電変換素子群の露光時と第２の光電変換素子群の露光時とにそれぞれ適した光学ローパスフィルタ処理を施して光を固体撮像素子５に入射させることで、サンプリング特性の最適化を図ることが可能となる。

例えば、光学ローパスフィルタ４を、固体撮像素子５の前面に挿入した状態と、この前面から退避させた状態とを切り替え可能な可動式としておき、システム制御部１１が、第１の光電変換素子群の露光時にのみ光学ローパスフィルタ４を固体撮像素子５の前面に挿入するようにする。これにより、光電変換素子５１Ｗからの情報はそのままで、色信号を補間した場合による偽信号を低減することができる。

（ｃ）システム制御部１１が、第１の光電変換素子群から出力される撮像信号と第２の光電変換素子群から出力される撮像信号とで、アナログ信号処理部６に含まれる信号増幅手段であるＶＧＡ（可変利得増幅器）による撮像信号の増幅率を変更する。
撮像信号のダイナミックレンジは、Ａ／Ｄ変換での量子化によっても変化する。このため、撮像信号をＡ／Ｄ変換する前のアナログゲインを制御することで、量子化を最適化することができる。

本発明の第一実施形態である撮像装置に搭載される撮像素子の部分平面模式図 図１に示す固体撮像素子を搭載する撮像装置の一例であるデジタルカメラの概略構成を示す図 図２に示すフィールド合成部１９の機能を説明するための図 図２に示すフィールド合成部１９の機能を説明するための図 図４の撮像信号（２）と撮像信号（１）を合成して全画素信号を生成する流れを示した模式図 本発明の第二実施形態であるデジタルカメラに搭載される撮像素子の部分平面模式図 図６に示す固体撮像素子を搭載するデジタルカメラのフィールド合成部で生成された全画素信号を示す図 本発明の第三実施形態であるデジタルカメラに搭載される撮像素子の部分平面模式図 図８に示す固体撮像素子を搭載するデジタルカメラのフィールド合成部で生成された全画素信号を示す図 本発明の第四実施形態であるデジタルカメラに搭載される撮像素子の部分平面模式図 図１０に示す固体撮像素子を搭載するデジタルカメラのフィールド合成部で生成された全画素信号を示す図 本発明の第五実施形態であるデジタルカメラに搭載される撮像素子の部分平面模式図 図１２に示す固体撮像素子を搭載するデジタルカメラのフィールド合成部で生成された全画素信号を示す図

符号の説明

５ 固体撮像素子
５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂ，５１Ｗ 光電変換素子
１０ 撮像素子駆動部
１７ デジタル信号処理部
１９ フィールド合成部

Claims (15)

1. 基板上の垂直方向とこれに直交する水平方向に二次元状に配列された多数の光電変換素子を含む撮像素子を有する撮像装置であって、
   前記多数の光電変換素子が、第１の光電変換素子からなる第１の光電変換素子群と、第２の光電変換素子からなる第２の光電変換素子群とに分けられ、
   前記第１の光電変換素子と前記第２の光電変換素子とは互いに隣接して配置され、
   前記第１の光電変換素子群と前記第２の光電変換素子群は、それぞれ独立に信号を読み出すことが可能であり、
   前記第１の光電変換素子群から読み出された第１の信号と前記第２の光電変換素子群から読み出された第２の信号は、それぞれ、それだけで被写体の輝度情報を得ることが可能な信号となっており、
   更に、前記第１の信号と前記第２の信号の少なくとも一方は、それだけでＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、及びＢ（青色）の原色のカラー情報を得ることが可能な信号となっており、
   動画撮影時、前記第１の光電変換素子群のみから信号を読み出すフィールドと前記第２の光電変換素子群のみから信号を読み出すフィールドとを、１フレーム期間毎に交互に繰り返して前記固体撮像素子を駆動する駆動手段と、
   任意のフィールドで前記撮像素子から得られた撮像信号と、前記任意のフィールドの隣接フィールドで前記撮像素子から得られた撮像信号とを組み合わせて、前記光電変換素子の総数と同じ数の信号からなる全画素信号を生成する全画素信号生成手段と、
   前記全画素信号に基づいて画像データを生成する画像データ生成手段と、
   前記画像データに対し、前記第１の光電変換素子と、それに隣接する前記第２の光電変換素子との間隔に対する応答がゼロとなるフィルタ処理を行うフィルタ処理手段と、を備える撮像装置。
2. 請求項１記載の撮像装置であって、
   前記全画素信号生成手段が、前記任意のフィールドで前記撮像素子から得られた撮像信号と、前記任意のフィールドの直前のフィールドで前記撮像素子から得られた撮像信号とを組み合わせて前記全画素信号を生成し、
   前記画像データ生成手段が、前記全画素信号に基づいて、前記任意のフィールドが実施されたフレーム期間に対応するフレーム分の画像データを生成する撮像装置。
3. 請求項１又は２記載の撮像装置であって、
   前記第１の光電変換素子群の各光電変換素子の上方に設けられるフィルタ配列が等方的になっている撮像装置。
4. 請求項１又は２記載の撮像装置であって、
   前記第１の光電変換素子群の各光電変換素子の上方に設けられるフィルタ配列及び前記第２の光電変換素子群の各光電変換素子の上方に設けられるフィルタ配列がそれぞれ等方的になっている撮像装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項記載の撮像装置であって、
   前記第１の光電変換素子の配列と前記第２の光電変換素子の配列がそれぞれ同一配列ピッチの正方配列であり、
   前記第１の光電変換素子群と前記第２の光電変換素子群とが、それぞれに含まれる光電変換素子配列ピッチの１／２だけ前記垂直方向及び前記水平方向にずれて配置されている撮像装置。
6. 請求項５記載の撮像装置であって、
   前記第１の光電変換素子群が、Ｒ光を検出するＲ光電変換素子と、Ｇ光を検出するＧ光電変換素子と、Ｂ光を検出するＢ光電変換素子とで構成され、
   前記第２の光電変換素子群が、光の輝度成分を検出するＷ光電変換素子で構成されている撮像装置。
7. 請求項５記載の撮像装置であって、
   前記第１の光電変換素子群と前記第２の光電変換素子群が、それぞれ、Ｒ光を検出するＲ光電変換素子と、Ｇ光を検出するＧ光電変換素子と、Ｂ光を検出するＢ光電変換素子で構成されている撮像装置。
8. 請求項１〜４のいずれか１項記載の撮像装置であって、
   前記多数の光電変換素子の配列が正方配列であり、
   前記第１の光電変換素子と前記第２の光電変換素子とが互いに市松状に配置されている撮像装置。
9. 請求項８記載の撮像装置であって、
   前記第１の光電変換素子群が、Ｒ光を検出するＲ光電変換素子と、Ｇ光を検出するＧ光電変換素子と、Ｂ光を検出するＢ光電変換素子とで構成され、
   前記第２の光電変換素子群が、光の輝度成分を検出するＷ光電変換素子で構成されている撮像装置。
10. 請求項８記載の撮像装置であって、
    前記第１の光電変換素子群と前記第２の光電変換素子群が、それぞれ、Ｒ光を検出するＲ光電変換素子と、Ｇ光を検出するＧ光電変換素子と、Ｂ光を検出するＢ光電変換素子とで構成されている撮像装置。
11. 請求項１、２、及び３のいずれか１項記載の撮像装置であって、
    前記多数の光電変換素子の配列が正方配列であり、
    奇数行にある光電変換素子が前記第１の光電変換素子群であり、
    偶数行にある光電変換素子が前記第２の光電変換素子群となっている撮像装置。
12. 請求項１１記載の撮像装置であって、
    前記第１の光電変換素子群と前記第２の光電変換素子群が、それぞれ、Ｒ光を検出するＲ光電変換素子と、Ｇ光を検出するＧ光電変換素子と、Ｂ光を検出するＢ光電変換素子と、光の輝度成分を検出するＷ光電変換素子とで構成されている撮像装置。
13. 請求項６又は９記載の撮像装置であって、
    前記第１の光電変換素子群の露光時と前記第２の光電変換素子群の露光時とで、露光条件を変更する露光制御手段を備える撮像装置。
14. 請求項６又は９記載の撮像装置であって、
    前記第１の光電変換素子群の露光時と前記第２の光電変換素子群の露光時とで、前記撮像素子に入射させる光の成分を変化させる手段を備える撮像装置。
15. 請求項６又は９記載の撮像装置であって、
    前記撮像素子から出力される信号を増幅する信号増幅手段と、
    前記第１の光電変換素子群から出力される信号と、前記第２の光電変換素子群から出力される信号とで、前記信号増幅手段による信号の増幅率を変更する増幅率制御手段とを備える撮像装置。

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