JPH0630429A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH0630429A JPH0630429A JP4182409A JP18240992A JPH0630429A JP H0630429 A JPH0630429 A JP H0630429A JP 4182409 A JP4182409 A JP 4182409A JP 18240992 A JP18240992 A JP 18240992A JP H0630429 A JPH0630429 A JP H0630429A
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Links
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Landscapes
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
- Processing Of Color Television Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】簡易な構成でかつ可及的に高解像度効果の低下
を補償することができるようにする。 【構成】基準位置の固体撮像素子31の各画素の内の無
感光部に対応する位置に、他の固体撮像素子32、33
の感光部がくるように互いにずらして配置した固体撮像
装置において、輝度信号高域成分合成回路50は、固体
撮像素子30、31、32から得られる出力信号の輝度
信号の高域成分を合成するが、この場合、固体撮像素子
31と他の固体撮像素子との間の空間的位置合せ誤差に
起因する輝度信号の高域成分の周波数特性の劣化を補償
する信号処理手段を備える。そして高域成分は、LPF
41、42、43を通過した各固体撮像素子30、3
1、32からの出力と加算器44、45、46において
合成される。
を補償することができるようにする。 【構成】基準位置の固体撮像素子31の各画素の内の無
感光部に対応する位置に、他の固体撮像素子32、33
の感光部がくるように互いにずらして配置した固体撮像
装置において、輝度信号高域成分合成回路50は、固体
撮像素子30、31、32から得られる出力信号の輝度
信号の高域成分を合成するが、この場合、固体撮像素子
31と他の固体撮像素子との間の空間的位置合せ誤差に
起因する輝度信号の高域成分の周波数特性の劣化を補償
する信号処理手段を備える。そして高域成分は、LPF
41、42、43を通過した各固体撮像素子30、3
1、32からの出力と加算器44、45、46において
合成される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば電荷結合撮像
素子等の固体撮像素子を用いてなる固体撮像装置に関す
る。
素子等の固体撮像素子を用いてなる固体撮像装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の固体撮像装置の例を、図6を参照
して説明する。
して説明する。
【0003】レンズ11を通過した光学像は色分解プリ
ズム12で赤色(以下、Rと記す)光、緑色(以下、G
と記す)光、青色(以下、Bと記す)光に分解された
後、例えば電荷結合撮像素子(以下、CCD撮像素子1
3、14、15と記す)等の固体撮像素子に入力され
る。同時にこれらのCCD撮像素子13〜15は、駆動
回路17からの駆動パルスにより駆動され、光学情報を
それぞれ電気信号に変換している。駆動回路17は、パ
ルス発生回路16のパルスを用いて駆動パルスを発生し
ている。CCD撮像素子13〜15からの各電気信号は
増幅器18、19、20で所定のレベルに増幅されて白
バランス調整がなされた後、プロセス回路21、22、
23でガンマ補正等の非線型処理が施される。そして得
られたER ,EG ,EB 信号はNTSCエンコーダ回路
24に入力され、出力端子25から標準テレビジョン信
号の1つであるNTSC信号として出力される。
ズム12で赤色(以下、Rと記す)光、緑色(以下、G
と記す)光、青色(以下、Bと記す)光に分解された
後、例えば電荷結合撮像素子(以下、CCD撮像素子1
3、14、15と記す)等の固体撮像素子に入力され
る。同時にこれらのCCD撮像素子13〜15は、駆動
回路17からの駆動パルスにより駆動され、光学情報を
それぞれ電気信号に変換している。駆動回路17は、パ
ルス発生回路16のパルスを用いて駆動パルスを発生し
ている。CCD撮像素子13〜15からの各電気信号は
増幅器18、19、20で所定のレベルに増幅されて白
バランス調整がなされた後、プロセス回路21、22、
23でガンマ補正等の非線型処理が施される。そして得
られたER ,EG ,EB 信号はNTSCエンコーダ回路
24に入力され、出力端子25から標準テレビジョン信
号の1つであるNTSC信号として出力される。
【0004】ここで上記CCD撮像素子13,14,1
5はその水平解像度が従来の高性能の撮像管に比して劣
るために、それらの水平方向に関する空間的設置方式と
して、ある基準位置のCCD撮像素子の各画素の無感光
部に対応する位置に、他のCCD撮像素子の感光部が位
置するように相対的に半画素ピッチだけずらした、いわ
ゆる空間画素ずらし法が採用されている。例えばCCD
撮像素子14を基準位相すなわち零位相に、13,1
4,15を相対的に半画素ピッチずらした位相すなわち
π位相に設置する。そしてNTSCエンコーダ回路24
にて輝度信号が、ER ,EG ,EB 信号より0.30E
R +0.59EG +0.11EB の混合比で合成され
る。この輝度信号は基準位相のEG は0.59の比で、
π位相のER,EB は合わせて0.41の比で構成され
る。
5はその水平解像度が従来の高性能の撮像管に比して劣
るために、それらの水平方向に関する空間的設置方式と
して、ある基準位置のCCD撮像素子の各画素の無感光
部に対応する位置に、他のCCD撮像素子の感光部が位
置するように相対的に半画素ピッチだけずらした、いわ
ゆる空間画素ずらし法が採用されている。例えばCCD
撮像素子14を基準位相すなわち零位相に、13,1
4,15を相対的に半画素ピッチずらした位相すなわち
π位相に設置する。そしてNTSCエンコーダ回路24
にて輝度信号が、ER ,EG ,EB 信号より0.30E
R +0.59EG +0.11EB の混合比で合成され
る。この輝度信号は基準位相のEG は0.59の比で、
π位相のER,EB は合わせて0.41の比で構成され
る。
【0005】NTSC方式の輝度信号としての制約上、
基準位相とπ位相の信号量比を1:1にはできないが、
これは水平方向の画素数が見掛け上約2倍となったこと
に対応する信号処理であるので、高解像度化されるので
ある。
基準位相とπ位相の信号量比を1:1にはできないが、
これは水平方向の画素数が見掛け上約2倍となったこと
に対応する信号処理であるので、高解像度化されるので
ある。
【0006】上記の固体撮像装置は以下のような問題点
がある。すなわち高解像度化が達成されるのは、あくま
でも基準位相の位置にあるCCD撮像素子と他のCCD
撮像素子との空間的位置関係が正確に半画素ピッチずれ
て設置されている場合である。CCD間の空間的位置関
係が上記の理想の場合からずれてくると光電変換素子の
空間的補間が不完全となってしまう。さらに信号処理回
路の各CCD撮像素子に対応するチャネル間の遅延時間
の相互関係は、CCD撮像素子同志が互いに半画素ピッ
チずれているものとして設定されているので、CCD撮
像素子間の空間的ずれ量と、信号処理回路の各CCD撮
像素子に対応するチャネル間の遅延時間との対応が崩
れ、高解像度効果が急速に劣化してしまうのである。そ
してこのCCD撮像素子が固着されているプリズムロッ
クの不良はカメラ全体としての歩留まりを劣化させるこ
とになり、製造上の問題ともなっていた。
がある。すなわち高解像度化が達成されるのは、あくま
でも基準位相の位置にあるCCD撮像素子と他のCCD
撮像素子との空間的位置関係が正確に半画素ピッチずれ
て設置されている場合である。CCD間の空間的位置関
係が上記の理想の場合からずれてくると光電変換素子の
空間的補間が不完全となってしまう。さらに信号処理回
路の各CCD撮像素子に対応するチャネル間の遅延時間
の相互関係は、CCD撮像素子同志が互いに半画素ピッ
チずれているものとして設定されているので、CCD撮
像素子間の空間的ずれ量と、信号処理回路の各CCD撮
像素子に対応するチャネル間の遅延時間との対応が崩
れ、高解像度効果が急速に劣化してしまうのである。そ
してこのCCD撮像素子が固着されているプリズムロッ
クの不良はカメラ全体としての歩留まりを劣化させるこ
とになり、製造上の問題ともなっていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように従来
の固体撮像装置においては、基準位相の位置にあるCC
D撮像素子と他のCCD撮像素子との空間的位置関係が
半画素ピッチからずれてくると、これらのCCD撮像素
子の相互の作用による光電変換素子の空間的補間が不完
全となってしまう。またCCD撮像素子間の空間的ずれ
量と、信号処理回路の各CCD撮像素子に対応するチャ
ネル間の遅延時間との対応が崩れ、高解像度効果が急速
に劣化してしまうという問題点があった。
の固体撮像装置においては、基準位相の位置にあるCC
D撮像素子と他のCCD撮像素子との空間的位置関係が
半画素ピッチからずれてくると、これらのCCD撮像素
子の相互の作用による光電変換素子の空間的補間が不完
全となってしまう。またCCD撮像素子間の空間的ずれ
量と、信号処理回路の各CCD撮像素子に対応するチャ
ネル間の遅延時間との対応が崩れ、高解像度効果が急速
に劣化してしまうという問題点があった。
【0008】そしてこのプリズムロックの不良はカメラ
全体としての歩留まりを劣化させることになり、製造上
の問題ともなっていた。この不具合を改善するために、
プリズムに固着されているCCD撮像素子をいったん取
り外し、空間的位置関係が正常になるように再び位置合
せと固着作業をするという手法も考えられる。しかし光
学的に清浄度を保たなければならない色分解プリズムと
CCD撮像素子の表面を傷つけてしまう場合も多く、プ
リズムロックはそのままで、信号処理回路だけによる対
応が望まれていた。
全体としての歩留まりを劣化させることになり、製造上
の問題ともなっていた。この不具合を改善するために、
プリズムに固着されているCCD撮像素子をいったん取
り外し、空間的位置関係が正常になるように再び位置合
せと固着作業をするという手法も考えられる。しかし光
学的に清浄度を保たなければならない色分解プリズムと
CCD撮像素子の表面を傷つけてしまう場合も多く、プ
リズムロックはそのままで、信号処理回路だけによる対
応が望まれていた。
【0009】この発明は上記の従来技術に見られる、高
解像度効果が低下する問題点を解決するためになされた
もので、簡易な構成でかつ可及的に高解像度効果の低下
を補償することができる固体撮像装置を提供することを
目的とする。
解像度効果が低下する問題点を解決するためになされた
もので、簡易な構成でかつ可及的に高解像度効果の低下
を補償することができる固体撮像装置を提供することを
目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明は、基準位置に配置されている第1の固体撮
像素子の各画素の内の無感光部に対応する位置に、少な
くとも1個の他の固体撮像素子の感光部がくるように互
いにずらして配置した固体撮像装置において、上記第1
の固体撮像素子から得られる出力信号と、他の固体撮像
素子から得られる出力信号とから輝度信号の高域成分を
合成する際に、上記第1の固体撮像素子と他の固体撮像
素子との間の空間的位置合せ誤差に起因する輝度信号の
高域成分の周波数特性の劣化を補償する信号処理手段を
具備することを特徴とする。
にこの発明は、基準位置に配置されている第1の固体撮
像素子の各画素の内の無感光部に対応する位置に、少な
くとも1個の他の固体撮像素子の感光部がくるように互
いにずらして配置した固体撮像装置において、上記第1
の固体撮像素子から得られる出力信号と、他の固体撮像
素子から得られる出力信号とから輝度信号の高域成分を
合成する際に、上記第1の固体撮像素子と他の固体撮像
素子との間の空間的位置合せ誤差に起因する輝度信号の
高域成分の周波数特性の劣化を補償する信号処理手段を
具備することを特徴とする。
【0011】また上記信号処理手段は、上記他(または
第1)の固体撮像素子の出力信号を、上記第1(または
他)の固体撮像素子の出力信号とそれぞれの画素出力単
位で線形演算処理した後に、第1(または他)の固体撮
像素子の出力信号と輝度信号の高域成分を合成する。さ
らに上記空間的位置合せ誤差の量に応じて線形演算処理
の係数を最適化することを特徴とする。
第1)の固体撮像素子の出力信号を、上記第1(または
他)の固体撮像素子の出力信号とそれぞれの画素出力単
位で線形演算処理した後に、第1(または他)の固体撮
像素子の出力信号と輝度信号の高域成分を合成する。さ
らに上記空間的位置合せ誤差の量に応じて線形演算処理
の係数を最適化することを特徴とする。
【0012】
【作用】上記構成によれば、CCD撮像素子の出力信号
を、基準位相の位置にあるCCD撮像素子の出力信号と
それぞれの画素出力単位で線形演算処理した後に、基準
位相の位置にあるCCD撮像素子の出力信号と輝度信号
の高域成分を合成する。また空間的位置合せ誤差の量に
応じて線形演算処理の係数を最適化しているので、高解
像度効果の劣化を効果的に補償することができる。
を、基準位相の位置にあるCCD撮像素子の出力信号と
それぞれの画素出力単位で線形演算処理した後に、基準
位相の位置にあるCCD撮像素子の出力信号と輝度信号
の高域成分を合成する。また空間的位置合せ誤差の量に
応じて線形演算処理の係数を最適化しているので、高解
像度効果の劣化を効果的に補償することができる。
【0013】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を詳
細に説明する。図1にこの発明による固体撮像装置の一
実施例のブロック構成図を示す。
細に説明する。図1にこの発明による固体撮像装置の一
実施例のブロック構成図を示す。
【0014】図1において、撮像レンズ26を介して入
射された光学像は、分光特性調整用フィルタ27、光学
低域通過フィルタ28を介して色分解光学系29に入光
される。この色分解光学系29は入射光を3原色である
R(赤)、G(緑)、B(青)光に分解し、それぞれの
原色光をCCD撮像素子30、31、32の感光面上に
結像せしめる。
射された光学像は、分光特性調整用フィルタ27、光学
低域通過フィルタ28を介して色分解光学系29に入光
される。この色分解光学系29は入射光を3原色である
R(赤)、G(緑)、B(青)光に分解し、それぞれの
原色光をCCD撮像素子30、31、32の感光面上に
結像せしめる。
【0015】CCD撮像素子30、31、32には、例
えば垂直方向500画素、水平方向800画素が配列さ
れている。そして各CCD撮像素子相互の空間的位置関
係は、水平方向に関してはG用のCCD撮像素子31が
R、B用の各CCD撮像素子30、32に対して半画素
ピッチずれるように配置されている。つまりCCD撮像
素子31の不感光領域部には、CCD撮像素子30、3
2の受光素子部が、逆にCCD撮像素子30、32の不
感光領域部には、CCD撮像素子31の受光素子部が空
間的に対応するようになっている。そしてこれらのCC
D撮像素子30、31、32には、パルス発生回路33
からの信号により駆動回路34が発生するCCD撮像素
子駆動用の垂直および水平転送パルスが加えられる。こ
のときG用の水平転送パルスはR、B用の水平転送パル
スに対して時間的に半画素分(約35ns)ずれてお
り、それは上記3つのCCD撮像素子の空間的位置関係
に対応するものである。
えば垂直方向500画素、水平方向800画素が配列さ
れている。そして各CCD撮像素子相互の空間的位置関
係は、水平方向に関してはG用のCCD撮像素子31が
R、B用の各CCD撮像素子30、32に対して半画素
ピッチずれるように配置されている。つまりCCD撮像
素子31の不感光領域部には、CCD撮像素子30、3
2の受光素子部が、逆にCCD撮像素子30、32の不
感光領域部には、CCD撮像素子31の受光素子部が空
間的に対応するようになっている。そしてこれらのCC
D撮像素子30、31、32には、パルス発生回路33
からの信号により駆動回路34が発生するCCD撮像素
子駆動用の垂直および水平転送パルスが加えられる。こ
のときG用の水平転送パルスはR、B用の水平転送パル
スに対して時間的に半画素分(約35ns)ずれてお
り、それは上記3つのCCD撮像素子の空間的位置関係
に対応するものである。
【0016】上記CCD撮像素子30、31、32から
の各出力信号SR ,SG ,SB は、それぞれ第1〜第3
の増幅器35、36、37で所定のレベルに増幅され、
無彩色被写体を撮像したときの出力レベルが互いに等し
くなるように制御され、白バランス調整がなされる。そ
して第1〜第3のプロセス回路38、39、40に導か
れてガンマ補正等の非線形処理が施される。このプロセ
ス回路38、39、40の出力ER ,EG ,EB は、そ
の一部がそれぞれ遮断周波数が7MHzの第1〜第3の
低域通過フィルタ(LPF)41、42、43を通り、
ナイキスト限界(約7.2MHz)以上の成分が除去さ
れた後、第1〜第3の加算回路44、45、46に加え
られる。
の各出力信号SR ,SG ,SB は、それぞれ第1〜第3
の増幅器35、36、37で所定のレベルに増幅され、
無彩色被写体を撮像したときの出力レベルが互いに等し
くなるように制御され、白バランス調整がなされる。そ
して第1〜第3のプロセス回路38、39、40に導か
れてガンマ補正等の非線形処理が施される。このプロセ
ス回路38、39、40の出力ER ,EG ,EB は、そ
の一部がそれぞれ遮断周波数が7MHzの第1〜第3の
低域通過フィルタ(LPF)41、42、43を通り、
ナイキスト限界(約7.2MHz)以上の成分が除去さ
れた後、第1〜第3の加算回路44、45、46に加え
られる。
【0017】一方、プロセス回路38、39、40の出
力信号ER ,EG ,EB の他の一部は、輝度信号の高域
成分合成回路50内の第1の広帯域輝度信号合成及び位
置合せ誤差補償回路51に導かれて、空間的位置合せ誤
差に起因する高解像度効果の劣化が補償された広帯域輝
度信号YW に合成される。
力信号ER ,EG ,EB の他の一部は、輝度信号の高域
成分合成回路50内の第1の広帯域輝度信号合成及び位
置合せ誤差補償回路51に導かれて、空間的位置合せ誤
差に起因する高解像度効果の劣化が補償された広帯域輝
度信号YW に合成される。
【0018】図2は、第1の広帯域輝度信号合成及び位
置合せ誤差補償回路51を具体的に示している。端子6
1、62、63に対してEG ,ER ,EB 信号が供給さ
れる。また、端子64、65にはサンプルホールド(以
下S/Hと記す)パルスPS1、PS2が、また端子66、
67にはそれぞれゲートパルスPG ,PRBが後述の図3
〜図5に示す所定のタイミングで供給される。
置合せ誤差補償回路51を具体的に示している。端子6
1、62、63に対してEG ,ER ,EB 信号が供給さ
れる。また、端子64、65にはサンプルホールド(以
下S/Hと記す)パルスPS1、PS2が、また端子66、
67にはそれぞれゲートパルスPG ,PRBが後述の図3
〜図5に示す所定のタイミングで供給される。
【0019】このうちER ,EB 信号は第4、5の増幅
回路68,69でレベル調整された後、第4の加算回路
70で加算され、そのときの照明下で無彩色被写体を撮
像したときに得られるEG 信号と同じレベルに調整され
ている。
回路68,69でレベル調整された後、第4の加算回路
70で加算され、そのときの照明下で無彩色被写体を撮
像したときに得られるEG 信号と同じレベルに調整され
ている。
【0020】このために第4、5の増幅回路68、69
の利得制御については以下の制限がある。すなわち増幅
回路68,69の利得をそれぞれkR ,kB とすると、
そのときの照明下で無彩色被写体を撮像したときに、 kR ER +kB EB =EG (1) kR +kB =1 (2) が満足されるように利得kR ,kB が決定される。
の利得制御については以下の制限がある。すなわち増幅
回路68,69の利得をそれぞれkR ,kB とすると、
そのときの照明下で無彩色被写体を撮像したときに、 kR ER +kB EB =EG (1) kR +kB =1 (2) が満足されるように利得kR ,kB が決定される。
【0021】例えばテレビジョンカメラを調整するとき
によく用いられるハロゲン光源下では、R及びB用CC
D撮像素子30、32の出力信号SR ,SB のレベル比
は概ね、 SR :SB =3:1 (3)
によく用いられるハロゲン光源下では、R及びB用CC
D撮像素子30、32の出力信号SR ,SB のレベル比
は概ね、 SR :SB =3:1 (3)
【0022】であり、これに起因する信号処理回路内で
の増幅度のチャネル間の違いによりB信号はR信号に比
して一般的にS/Nが劣化している。このS/Nの劣化
しているB信号を用いると、図2の構成からもわかるよ
うに広帯域輝度信号YW のSN比も劣化してしまう。ま
た基準位相の位置にあるG用CCD撮像素子との空間的
位置関係の管理もR,B用CCD撮像素子双方に必要と
なることもあり、 kR =1、kB =0 (4)
の増幅度のチャネル間の違いによりB信号はR信号に比
して一般的にS/Nが劣化している。このS/Nの劣化
しているB信号を用いると、図2の構成からもわかるよ
うに広帯域輝度信号YW のSN比も劣化してしまう。ま
た基準位相の位置にあるG用CCD撮像素子との空間的
位置関係の管理もR,B用CCD撮像素子双方に必要と
なることもあり、 kR =1、kB =0 (4)
【0023】と設定することも多い。すなわち輝度信号
の高域成分はG信号とR信号のみから合成する方法であ
る。輝度信号の高域成分についてはそのR、G、Bの混
合比が標準テレビジョン方式の1つであるNTSC方式
の輝度信号の混合比とずれていても視覚的には目立ちに
くく、実用上は問題はない。
の高域成分はG信号とR信号のみから合成する方法であ
る。輝度信号の高域成分についてはそのR、G、Bの混
合比が標準テレビジョン方式の1つであるNTSC方式
の輝度信号の混合比とずれていても視覚的には目立ちに
くく、実用上は問題はない。
【0024】第4の加算回路70の出力は第3のS/H
回路73にてパルスPS2でS/HされてEMaとなり、そ
の一部は第2のスイッチ回路77の一方の入力端子であ
る80に入力される。第3のS/H回路73の出力EMa
の他の一部は一画素分の遅延時間を持つ第2の遅延線7
5を経てEMad となり、第2のスイッチ回路77の他方
の入力端子である81に与えられる。第2のスイッチ回
路77の出力信号は、第7の増幅回路83にてCCD撮
像素子相互間の位置合せ誤差に見合うだけの利得調整
(kY )が成された後、第5の加算回路84に入力され
る。
回路73にてパルスPS2でS/HされてEMaとなり、そ
の一部は第2のスイッチ回路77の一方の入力端子であ
る80に入力される。第3のS/H回路73の出力EMa
の他の一部は一画素分の遅延時間を持つ第2の遅延線7
5を経てEMad となり、第2のスイッチ回路77の他方
の入力端子である81に与えられる。第2のスイッチ回
路77の出力信号は、第7の増幅回路83にてCCD撮
像素子相互間の位置合せ誤差に見合うだけの利得調整
(kY )が成された後、第5の加算回路84に入力され
る。
【0025】一方、端子61から入力されるEG 信号
は、第1のS/H回路71にてパルスPS1でS/Hされ
てEGa信号となる。このEGa信号の一部は第2のS/H
回路72に入力され、パルスPS2でS/HされてEGb信
号となる。そしてこのEGb信号は、第6の増幅回路82
にてCCD撮像素子相互間の位置合せ誤差に見合うだけ
の利得調整(kx )が成された後、第5の加算回路84
に入力され、第7の増幅回路83を経てkY だけの利得
調整が成された信号と加算混合される。またEGa信号の
他の一部は、第1のスイッチ回路76の一方の入力端子
78に与えられる。さらにEGa信号の残りの他の一部
は、一画素分の遅延時間を持つ第1の遅延線74を経て
EGad となり、第1のスイッチ回路76の他方の入力端
子79に与えられる。なおスイッチ回路76,77の切
換え動作については後述する。
は、第1のS/H回路71にてパルスPS1でS/Hされ
てEGa信号となる。このEGa信号の一部は第2のS/H
回路72に入力され、パルスPS2でS/HされてEGb信
号となる。そしてこのEGb信号は、第6の増幅回路82
にてCCD撮像素子相互間の位置合せ誤差に見合うだけ
の利得調整(kx )が成された後、第5の加算回路84
に入力され、第7の増幅回路83を経てkY だけの利得
調整が成された信号と加算混合される。またEGa信号の
他の一部は、第1のスイッチ回路76の一方の入力端子
78に与えられる。さらにEGa信号の残りの他の一部
は、一画素分の遅延時間を持つ第1の遅延線74を経て
EGad となり、第1のスイッチ回路76の他方の入力端
子79に与えられる。なおスイッチ回路76,77の切
換え動作については後述する。
【0026】第1のスイッチ回路76の出力信号と、第
5の加算回路84の出力信号は、広帯域輝度信号を合成
するためのゲート加算回路85に入力される。上記の説
明より、第1のスイッチ回路76の出力信号はスイッチ
の切換え状態の違いにより、EGaまたはEGad 信号とし
て表わされる。また第5の加算回路84の出力信号は、 kx ・EGb+kY ・(EMaまたはEMad ) (5)
5の加算回路84の出力信号は、広帯域輝度信号を合成
するためのゲート加算回路85に入力される。上記の説
明より、第1のスイッチ回路76の出力信号はスイッチ
の切換え状態の違いにより、EGaまたはEGad 信号とし
て表わされる。また第5の加算回路84の出力信号は、 kx ・EGb+kY ・(EMaまたはEMad ) (5)
【0027】で表わされる。図2のゲート加算回路85
は、EGb用とkY ・(EMaまたはEMad )用の2つのゲ
ート回路が並列接続されており、これら2つのゲート回
路の加算結果がトランジスタ86を介して出力端子87
に導出されるという構成になっている。
は、EGb用とkY ・(EMaまたはEMad )用の2つのゲ
ート回路が並列接続されており、これら2つのゲート回
路の加算結果がトランジスタ86を介して出力端子87
に導出されるという構成になっている。
【0028】ここでスイッチ回路76,77の切換え動
作と、第6,7の増幅回路82、83の利得制御kx ,
kY と、広帯域輝度信号YW が得られる仕組みについ
て、図3〜5を参照して詳細に説明する。
作と、第6,7の増幅回路82、83の利得制御kx ,
kY と、広帯域輝度信号YW が得られる仕組みについ
て、図3〜5を参照して詳細に説明する。
【0029】まず図3は、CCD撮像素子の位置合せ誤
差がない場合である。被写体が水平方向にA〜Jの空間
周波数を持っているものとする。図3での空間周波数は
CCD撮像素子の画素ピッチで決まる繰返し周波数の倍
の周波数である。これに対応して基準位相の位置にある
CCD撮像素子1(本実施例ではG用)と、他のCCD
撮像素子2(本実施例ではRまたはB用)が互いに水平
画素ピッチのちょうど半分だけずれて位置合せが成され
ている。また説明の簡易化のために、各画素内において
感光部であるフォトダイオードの水平方向の長さは1画
素ピッチのちょうど半分であるものとする。このとき各
CCD撮像素子からの出力信号は、信号1は被写体のう
ちのA,C,E,G,Iを受光したときの信号として、
信号2はB,D,F,H,Jを受光したときの信号とし
て得られる。このうち信号1については第1のS/H回
路にてS/Hパルス1(PS1)でS/Hされて信号1a
(EGa)となる。このときスイッチ回路76は端子78
側と接続されているので、このEGa信号の一部はゲート
加算回路85に入力される。EGa信号の他の一部は第2
のS/H回路にてS/Hパルス(PS2)でS/Hされて
信号1b(EGb)となる。第6の増幅回路82はこの時
kx =0と設定されているので、このEGb信号は影響を
与えない。
差がない場合である。被写体が水平方向にA〜Jの空間
周波数を持っているものとする。図3での空間周波数は
CCD撮像素子の画素ピッチで決まる繰返し周波数の倍
の周波数である。これに対応して基準位相の位置にある
CCD撮像素子1(本実施例ではG用)と、他のCCD
撮像素子2(本実施例ではRまたはB用)が互いに水平
画素ピッチのちょうど半分だけずれて位置合せが成され
ている。また説明の簡易化のために、各画素内において
感光部であるフォトダイオードの水平方向の長さは1画
素ピッチのちょうど半分であるものとする。このとき各
CCD撮像素子からの出力信号は、信号1は被写体のう
ちのA,C,E,G,Iを受光したときの信号として、
信号2はB,D,F,H,Jを受光したときの信号とし
て得られる。このうち信号1については第1のS/H回
路にてS/Hパルス1(PS1)でS/Hされて信号1a
(EGa)となる。このときスイッチ回路76は端子78
側と接続されているので、このEGa信号の一部はゲート
加算回路85に入力される。EGa信号の他の一部は第2
のS/H回路にてS/Hパルス(PS2)でS/Hされて
信号1b(EGb)となる。第6の増幅回路82はこの時
kx =0と設定されているので、このEGb信号は影響を
与えない。
【0030】一方上述したように、第4、5の増幅回路
68、69の利得制御は、kR =1、kB =0と設定さ
れているので、第4の加算回路70を経て第3のS/H
回路73に入力されるのは図3の信号2と同位相であ
る。第3のS/H回路73はパルスPS2でS/Hされる
ので信号2a(EMa)となる。ここで第2のスイッチ回
路77は端子80側と接続されており、さらに第7の増
幅回路83の利得制御はkY =1と設定されているの
で、このEMa信号がゲート加算回路85に入力される。
そしてゲート加算回路内においてゲートパルス1
(PG )とゲートパルス2(PRB)でゲート加算され
て、最終的な広帯域輝度信号YW である合成信号1が得
られる。図3からわかるようにこの合成信号1は被写体
の空間周波数を再現しており、高解像度化されている。
68、69の利得制御は、kR =1、kB =0と設定さ
れているので、第4の加算回路70を経て第3のS/H
回路73に入力されるのは図3の信号2と同位相であ
る。第3のS/H回路73はパルスPS2でS/Hされる
ので信号2a(EMa)となる。ここで第2のスイッチ回
路77は端子80側と接続されており、さらに第7の増
幅回路83の利得制御はkY =1と設定されているの
で、このEMa信号がゲート加算回路85に入力される。
そしてゲート加算回路内においてゲートパルス1
(PG )とゲートパルス2(PRB)でゲート加算され
て、最終的な広帯域輝度信号YW である合成信号1が得
られる。図3からわかるようにこの合成信号1は被写体
の空間周波数を再現しており、高解像度化されている。
【0031】次にCCD撮像素子で位置合せ誤差がある
場合を図4、図5を用いて説明する。まず図4は他のC
CD撮像素子2が図3の正規の位置に対して、左側に1
/4画素だけずれた場合の例である。この場合第6,7
の増幅回路の利得を図3の場合と同じに設定しておく
と、信号1と信号2がそのまま合成されるために、図4
の合成信号1が得られてしまう。例えば被写体のうち
A,C,E,G,Iが白レベル、B,D,F,H,Jが
黒レベルとすると、図4の合成信号1は白レベルと中間
(灰色)レベルの繰返しとなり、図3と比較して明らか
にそのMTFが劣化している。そこで第6,7の増幅回
路82、83の利得を、 kY =2、kX =−1 (6)
場合を図4、図5を用いて説明する。まず図4は他のC
CD撮像素子2が図3の正規の位置に対して、左側に1
/4画素だけずれた場合の例である。この場合第6,7
の増幅回路の利得を図3の場合と同じに設定しておく
と、信号1と信号2がそのまま合成されるために、図4
の合成信号1が得られてしまう。例えば被写体のうち
A,C,E,G,Iが白レベル、B,D,F,H,Jが
黒レベルとすると、図4の合成信号1は白レベルと中間
(灰色)レベルの繰返しとなり、図3と比較して明らか
にそのMTFが劣化している。そこで第6,7の増幅回
路82、83の利得を、 kY =2、kX =−1 (6)
【0032】と設定すると、第5の加算回路84の出力
は図4の信号3となる(信号1a側の成分がキャンセル
されている)。この信号3は、図3の位置合せ誤差がな
い場合の信号2aと同じであり、合成信号2からわかる
ように、上述と同じ動作により被写体の空間周波数が再
現され、MTF劣化の補償がなされていることが分か
る。
は図4の信号3となる(信号1a側の成分がキャンセル
されている)。この信号3は、図3の位置合せ誤差がな
い場合の信号2aと同じであり、合成信号2からわかる
ように、上述と同じ動作により被写体の空間周波数が再
現され、MTF劣化の補償がなされていることが分か
る。
【0033】次に図5に示すように、他のCCD撮像素
子2が図3の正規の位置に対して、右側に1/4画素だ
けずれた場合を考える。この場合も第6,7の増幅回路
の利得を図3の場合と同じに設定しておくと、図5の合
成信号1が得られてしまい、図4のときと同様に図3と
比較してそのMTFが劣化している。そこでまず第1、
2のスイッチ回路76、77をそれぞれ端子79,81
と接続し、第1のスイッチ回路76の出力としては信号
1c(EGad )が得られ、第2のスイッチ回路77の出
力としては信号2b(EMad )が得られるようにする。
したがって第6の増幅器82の入力は図5の信号1b
(EGb)となり、第7の増幅器83の入力は信号2b
(EMad )となる。さらに図4のときと同様に、第6,
7の増幅回路の利得を、 kY =2、kX =−1 (7)
子2が図3の正規の位置に対して、右側に1/4画素だ
けずれた場合を考える。この場合も第6,7の増幅回路
の利得を図3の場合と同じに設定しておくと、図5の合
成信号1が得られてしまい、図4のときと同様に図3と
比較してそのMTFが劣化している。そこでまず第1、
2のスイッチ回路76、77をそれぞれ端子79,81
と接続し、第1のスイッチ回路76の出力としては信号
1c(EGad )が得られ、第2のスイッチ回路77の出
力としては信号2b(EMad )が得られるようにする。
したがって第6の増幅器82の入力は図5の信号1b
(EGb)となり、第7の増幅器83の入力は信号2b
(EMad )となる。さらに図4のときと同様に、第6,
7の増幅回路の利得を、 kY =2、kX =−1 (7)
【0034】と設定すると、第5の加算回路84の出力
は図5の信号3となる。これは図3の位置合せ誤差がな
い場合の信号2aと同じであり、合成信号2から分かる
ように、上述と同じ動作により被写体の空間周波数が再
現され、MTF劣化の補償がなされていることが分か
る。
は図5の信号3となる。これは図3の位置合せ誤差がな
い場合の信号2aと同じであり、合成信号2から分かる
ように、上述と同じ動作により被写体の空間周波数が再
現され、MTF劣化の補償がなされていることが分か
る。
【0035】なお実際のカメラにおいては位置合せ誤差
の方向が図4のように左側にずれる場合と、図5のよう
に右側にずれる場合とで最初から分かっているわけでは
なく、またずれ量についても決まっているわけではな
い。そこでカメラの製造時や運用時に図3〜図5の信号
処理を切換えて、最もMTFの高くなるようにスイッチ
の設定や増幅回路の利得を設定すれば良い。
の方向が図4のように左側にずれる場合と、図5のよう
に右側にずれる場合とで最初から分かっているわけでは
なく、またずれ量についても決まっているわけではな
い。そこでカメラの製造時や運用時に図3〜図5の信号
処理を切換えて、最もMTFの高くなるようにスイッチ
の設定や増幅回路の利得を設定すれば良い。
【0036】さてこの様にして得られた広帯域輝度信号
YW は第1から第3のLPF41、42、43と同じ遮
断周波数の第4のLPF52を通過することにより、7
MHz以上の高域成分が除去されてYWL信号となり、減
算回路54に導かれる。同時に広帯域輝度信号YW は、
第4のLPF52と同じ遅延時間を有した第3の遅延器
53を介して上記の減算回路54に導かれ、ここで上記
のYWL信号が減算されて輝度信号の高域成分YH (YW
−YWL)を得る。そしてこのYH 信号は第1から第3の
加算回路44、45、46に導かれ、広帯域の3原色で
あるEBW(=EBL+YH )、EGW(=EBL+YH )、E
RW(=EBL+YH )が得られる。
YW は第1から第3のLPF41、42、43と同じ遮
断周波数の第4のLPF52を通過することにより、7
MHz以上の高域成分が除去されてYWL信号となり、減
算回路54に導かれる。同時に広帯域輝度信号YW は、
第4のLPF52と同じ遅延時間を有した第3の遅延器
53を介して上記の減算回路54に導かれ、ここで上記
のYWL信号が減算されて輝度信号の高域成分YH (YW
−YWL)を得る。そしてこのYH 信号は第1から第3の
加算回路44、45、46に導かれ、広帯域の3原色で
あるEBW(=EBL+YH )、EGW(=EBL+YH )、E
RW(=EBL+YH )が得られる。
【0037】これらERW,EGW,EBW信号はその一部が
第2の広帯域輝度信号合成回路49に導かれ、NTSC
方式の輝度信号の混合比である0.30:0.59:
0.11で混合されて輝度信号Yとなる。第4の遅延器
57は後述の変調色信号Cと時間位相を合わせるための
ものである。また上記ERW,EGW,EBW信号の他の一部
はQ信号合成回路48とI信号合成回路47に導かれ、
それぞれ0.21:−0.28:0.31及び0.6
0:−0.28:−0.32の混合比で混合され、NT
SC方式のQ信号及びI信号が生成される。このQ信号
及びI信号はそれぞれ遮断周波数が0.5MHzの第5
のLPF56及び遮断周波数が1.5MHzの第6のL
PF55で帯域制限された後、変調・合成回路58で直
交変調されて変調色信号Cが生成される。そして上記輝
度信号Y及び変調色信号CはNTSC合成回路59で所
望の標準テレビジョン方式におけるカラー映像信号に合
成され、端子60に導出されるという構成になってい
る。
第2の広帯域輝度信号合成回路49に導かれ、NTSC
方式の輝度信号の混合比である0.30:0.59:
0.11で混合されて輝度信号Yとなる。第4の遅延器
57は後述の変調色信号Cと時間位相を合わせるための
ものである。また上記ERW,EGW,EBW信号の他の一部
はQ信号合成回路48とI信号合成回路47に導かれ、
それぞれ0.21:−0.28:0.31及び0.6
0:−0.28:−0.32の混合比で混合され、NT
SC方式のQ信号及びI信号が生成される。このQ信号
及びI信号はそれぞれ遮断周波数が0.5MHzの第5
のLPF56及び遮断周波数が1.5MHzの第6のL
PF55で帯域制限された後、変調・合成回路58で直
交変調されて変調色信号Cが生成される。そして上記輝
度信号Y及び変調色信号CはNTSC合成回路59で所
望の標準テレビジョン方式におけるカラー映像信号に合
成され、端子60に導出されるという構成になってい
る。
【0038】以上説明したように上記固体撮像装置は、
いわゆる空間画素ずらし方式を採用している多板式カメ
ラにおいて、基準位相の位置にあるCCD撮像素子とそ
れとπ位相の位置にあるCCD撮像素子との位置合せ誤
差に応じて、広帯域輝度信号の信号処理方法を変化させ
ることにより、位置合せ誤差に起因する輝度信号のMT
F劣化を補償している。
いわゆる空間画素ずらし方式を採用している多板式カメ
ラにおいて、基準位相の位置にあるCCD撮像素子とそ
れとπ位相の位置にあるCCD撮像素子との位置合せ誤
差に応じて、広帯域輝度信号の信号処理方法を変化させ
ることにより、位置合せ誤差に起因する輝度信号のMT
F劣化を補償している。
【0039】なお上記の実施例では、固体撮像素子31
からの信号SG が固体撮像素子30、32からの信号S
R ,SB に対して半面画素分ずれるように駆動回路34
から出力される水平転送系のパルスの位相を設定した
が、これに限ることなく、3つの固体撮像素子30、3
1、32を同一位相のパルスで駆動し、SG 信号の経路
中に固体撮像素子間の空間的配置に対応するように、半
画素ピッチの時間に相当する遅延線を挿入するという構
成にしても良い。
からの信号SG が固体撮像素子30、32からの信号S
R ,SB に対して半面画素分ずれるように駆動回路34
から出力される水平転送系のパルスの位相を設定した
が、これに限ることなく、3つの固体撮像素子30、3
1、32を同一位相のパルスで駆動し、SG 信号の経路
中に固体撮像素子間の空間的配置に対応するように、半
画素ピッチの時間に相当する遅延線を挿入するという構
成にしても良い。
【0040】また上記の実施例では、固体撮像素子31
を固体撮像素子30、32に対して水平方向に半画素ピ
ッチずらして配置するとしたが、これに限ることなく、
これら固体撮像素子30、31、32のうち少なくとも
1個を他の2個に対して半画素ピッチずらして配置する
ことで同様の効果を期待できる。またCCD撮像素子の
枚数は3枚に限定されるものではない。
を固体撮像素子30、32に対して水平方向に半画素ピ
ッチずらして配置するとしたが、これに限ることなく、
これら固体撮像素子30、31、32のうち少なくとも
1個を他の2個に対して半画素ピッチずらして配置する
ことで同様の効果を期待できる。またCCD撮像素子の
枚数は3枚に限定されるものではない。
【0041】また上記の実施例では、第1の広帯域輝度
信号合成及び位置合せ誤差補償回路51の入力を、プロ
セス回路38,39,40の出力であるER ,EG ,E
B 信号から求めたが、これに限ることなく、例えば増幅
器35、36、37の出力信号から求めることも可能で
ある。ただしこの場合には輝度信号の高域成分合成回路
50内に新たなプロセス回路を付加する必要がある。
信号合成及び位置合せ誤差補償回路51の入力を、プロ
セス回路38,39,40の出力であるER ,EG ,E
B 信号から求めたが、これに限ることなく、例えば増幅
器35、36、37の出力信号から求めることも可能で
ある。ただしこの場合には輝度信号の高域成分合成回路
50内に新たなプロセス回路を付加する必要がある。
【0042】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
いわゆる空間画素ずらし法を採用した多板式固体撮像装
置において、水平方向に関し基準位相の位置に設置され
た固体撮像素子から得られる信号と、それとπ位相の位
置に設置された他の固体撮像素子から得られる2つの信
号とから輝度信号の高域成分を合成する際に、上記2者
の位置合せ誤差に応じて、広帯域輝度信号の信号処理方
法を変化させている。したがって位置合せ誤差に起因す
る輝度信号のMTF劣化を効果的に補償することができ
る。
いわゆる空間画素ずらし法を採用した多板式固体撮像装
置において、水平方向に関し基準位相の位置に設置され
た固体撮像素子から得られる信号と、それとπ位相の位
置に設置された他の固体撮像素子から得られる2つの信
号とから輝度信号の高域成分を合成する際に、上記2者
の位置合せ誤差に応じて、広帯域輝度信号の信号処理方
法を変化させている。したがって位置合せ誤差に起因す
る輝度信号のMTF劣化を効果的に補償することができ
る。
【図1】この発明の一実施例に係わる固体撮像装置のブ
ロック構成図。
ロック構成図。
【図2】図1に示される第1の広帯域輝度信号合成及び
位置合せ誤差補償回路を示す回路構成図。
位置合せ誤差補償回路を示す回路構成図。
【図3】図1の広帯域輝度信号合成及び位置合せ誤差補
償回路の動作を説明するために示したタイミング図。
償回路の動作を説明するために示したタイミング図。
【図4】同じく図1の広帯域輝度信号合成及び位置合せ
誤差補償回路の動作を説明するために示したタイミング
図。
誤差補償回路の動作を説明するために示したタイミング
図。
【図5】同じく図1の広帯域輝度信号合成及び位置合せ
誤差補償回路の動作を説明するために示したタイミング
図。
誤差補償回路の動作を説明するために示したタイミング
図。
【図6】従来の固体撮像装置のブロック構成図。
30、31、32…固体撮像素子、38、39、40…
プロセス回路、41、42、43…低域通過フィルタ、
44、45、46…加算回路、47…I信号合成回路、
48…Q信号合成回路、49…広帯域輝度信号合成回
路、50…輝度信号の高域成分合成回路、51…広帯域
輝度信号合成及び位置合せ誤差補償回路、52…低域通
過フィルタ、53…遅延器、54…減算器、55、56
…低域通過フィルタ、57…遅延器、58…変調・合成
回路、59…NTSC合成回路。
プロセス回路、41、42、43…低域通過フィルタ、
44、45、46…加算回路、47…I信号合成回路、
48…Q信号合成回路、49…広帯域輝度信号合成回
路、50…輝度信号の高域成分合成回路、51…広帯域
輝度信号合成及び位置合せ誤差補償回路、52…低域通
過フィルタ、53…遅延器、54…減算器、55、56
…低域通過フィルタ、57…遅延器、58…変調・合成
回路、59…NTSC合成回路。
Claims (2)
- 【請求項1】 基準位置に配置されている第1の固体撮
像素子の各画素の内の無感光部に対応する位置に、少な
くとも1個の他の固体撮像素子の感光部がくるように互
いにずらして複数の固体撮像素子が配置された固体撮像
装置において、 上記第1の固体撮像素子から得られる出力信号と、他の
固体撮像素子から得られる出力信号とから輝度信号の高
域成分を合成する際に、 上記第1の固体撮像素子と他の固体撮像素子との間の空
間的位置合せ誤差に起因する、輝度信号の高域成分の周
波数特性の劣化を補償する信号処理手段を具備すること
を特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項2】 上記信号処理手段は、上記他(または第
1)の固体撮像素子の出力信号を、上記第1(または
他)の固体撮像素子の出力信号とそれぞれの画素出力単
位で線形演算処理した後に、第1(または他)の固体撮
像素子の出力信号と輝度信号の高域成分を合成し、さら
に上記空間的位置合せ誤差に応じて線形演算処理の係数
を最適化することを特徴とする請求項1記載の固体撮像
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4182409A JPH0630429A (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4182409A JPH0630429A (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0630429A true JPH0630429A (ja) | 1994-02-04 |
Family
ID=16117796
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4182409A Pending JPH0630429A (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0630429A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011166547A (ja) * | 2010-02-10 | 2011-08-25 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 映像信号送信装置および伝送用映像信号生成プログラム、映像信号受信装置および伝送用映像信号変換プログラム、並びに、映像信号伝送システム |
JP2011171801A (ja) * | 2010-02-16 | 2011-09-01 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 送信信号変換装置および送信信号変換プログラム、並びに、受信信号変換装置および受信信号変換プログラム |
-
1992
- 1992-07-09 JP JP4182409A patent/JPH0630429A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011166547A (ja) * | 2010-02-10 | 2011-08-25 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 映像信号送信装置および伝送用映像信号生成プログラム、映像信号受信装置および伝送用映像信号変換プログラム、並びに、映像信号伝送システム |
JP2011171801A (ja) * | 2010-02-16 | 2011-09-01 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 送信信号変換装置および送信信号変換プログラム、並びに、受信信号変換装置および受信信号変換プログラム |
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