JPH065959B2 - 固体カラ−撮像装置 - Google Patents

固体カラ−撮像装置

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JPH065959B2
JPH065959B2 JP59211030A JP21103084A JPH065959B2 JP H065959 B2 JPH065959 B2 JP H065959B2 JP 59211030 A JP59211030 A JP 59211030A JP 21103084 A JP21103084 A JP 21103084A JP H065959 B2 JPH065959 B2 JP H065959B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、被写体を撮像するイメージャとして電荷結合
素子(CCD:Charge Coupled Device)等の固体イメージ
センサを用いた固体カラー撮像装置に関し、特に撮像光
学系で生ずる各色の画像の重ね合せ(所謂レジストレー
ション)誤差を電気的な信号処理により補正するように
したものに関する。
[従来の技術] 一般に、カラー撮像用のテレビジョンカメラでは、被写
体像を赤・緑・青・の3色の光学像に分解して撮像し、
各色の画像を重ね合せることによりカラー画像を再現す
るようになっている。従って、各色の画像の重ね合せ誤
差は、再現したカラー画像に色ずれとなって現われてし
まうので、極めて小さくする必要がある。
従来、撮像管を用いたカラーテレビジョンカメラでは、
上記画像の重ね合せ誤差を無くすため所謂レジストレー
ション調整を各撮像面の機械的な位置調整と偏向系の電
気的な調整により行なっていた。また、CCD等の固体
イメージセンサを用いた固体カラーテレビジョンカメラ
では、撮像管式カメラのように偏向系による撮像領域の
調整ができないので、機械的なレジストレーション調整
を高精度に行なうようにしていた。さらに、固体カラー
テレビジョンカメラのレジストレーション調整を電気的
に行なう方法として、固体イメージセンサの駆動パルス
の周波数を制御するようにした技術が例えば特開昭58
−59690号公報等に示されている。
[発明が解決しようとする問題点] 一般にカラー撮像装置では撮像光学系の色倍率差に起因
する各色の画像の重ね合せ誤差すなわちレジストレーシ
ョン誤差が存在する。そして上記色倍率収差による重ね
合せ誤差は、画面の中央で誤差量が零であるとすると、
画面中央から離れるに従って誤差量が増大する傾向があ
る。従って、機械的なレジストレーション調整により画
面中央の重ね合せ誤差を無にしただけでは、上記色倍率
収差に起因する重ね合せ誤差を無くすことはできないと
いう問題点がある。
また、固体カラー撮像装置では、固体イメージセンサの
駆動パルスの周波数を制御してレジストレーション調整
を行なうと、上記固体イメージセンサから読出される撮
像出力の時間軸が変動することになるので信号処理が難
しくなってしまうという問題点がある。さらに、離散的
な絵素構造を有する固体イメージセンサでは被写体像を
空間サンプリングして撮像出力を得ているので、単に時
間軸の操作だけでは固体カラー撮像装置の正しいレジス
トレーション調整を行なうことはできないという問題点
がある。
そこで、本発明は、上述の如き従来の問題点に鑑み、固
体イメージセンサにて得られる撮像出力に対する電気的
な信号処理によって、色倍率収差に起因する重ね合せ誤
差等に対する高精度なレジストレーション調整を可能に
し、高品位のカラー撮像を行ない得るようにした新規な
構成の固体カラー撮像装置を提供するものである。
[問題点を解決するための手段] そこで、本発明は、上述の問題点を解決するために、色
分解プリズムと、この色分解プリズムで色分解された各
色の撮像光による画像を撮像し、各色の色信号を出力す
る複数の固体イメージセンサと、上記色信号をディジタ
ル色信号に変換するアナログ・デジタル変換器と、上記
ディジタル色信号のうち、基準となる1のディジタル色
信号と他のディジタル色信号との間の差を検出した結果
により、他のディジタル色信号の個々の色データに対し
てその色データの近傍に位置する複数の色データより補
間処理を行うための補正データを記憶する記憶手段と、
この記憶手段から読み出される補正データに基づいて、
上記他の色のディジタル色信号の個々の色データに対し
て、その色の近傍に位置する複数の色データより補間に
よるレジストレーション補正処理を施すレジストレーシ
ョン補正回路とを備えた固体カラー撮像装置の構成を特
徴としている。
[作用] 本発明に係る固体カラー撮像装置は、予じめ補間処理に
より形成しておいた補正データを実際の撮像動作時に記
憶手段から読出しながら該補正データに基いて補間処理
により各色信号にレジストレーション補正処理を施こ
す。
[実施例] 以下、本発明に係る固体カラー撮像装置の一実施例につ
いて図面に従い詳細に説明する。
第1図のブロック図に示す実施例は、本発明を所謂3C
CDデジタルテレビジョンカメラに適用したもので、被
写体からの撮像光が撮像レンズ1から色分解プリズム2
を介して導びかれ照射される3枚のCCDイメージセン
サ3R,3G,3Bにて、被写体を撮像部3が構成され
ている。
この実施例において、上記撮像レンズ1から色分解プリ
ズム2を介して上記CCDイメージセンサ3R,3G,
3Bに導びかれる上記撮像光は、上記色分解プリズム2
により三原色成分すなわち赤色光R,緑色光G,青色光
Bに分解され、上記三原色光R,G,Bによる各光学像
を上記撮像部3の各CCDイメージセンサ3R,3G,
3Bの各撮像面上に結像するようになっている。
上記撮像部3は、上記三原色光R,G,Bによる各光学
像を上記各CCDイメージセンサ3R,3G,3Bにて
撮影し、その撮影出力として三原色信号すなわち赤色信
号Er,緑色信号Eg,青色信号Ebを出力する。そして、上
記撮像部3にて得られる三原色信号Er,Eg,Ebは、それぞ
れ前置増幅器4R,4G,4Bを介してアナログ・デジ
タル(A/D)変換部5に供給される。上記A/D変換
部5は、上記三原色信号Er,Eg,Ebを、三個のA/D変換
部5R,5G,5Bにてデジタル化して各色データDr,D
g,Dbを形成する。このA/D変換部5にて得られる各色
データDr,Dg,Dbは、レジストレーション補正処理部6を
介してプロセス処理部7に供給れ、このプロセス処理部
7の三個のプロセス処理回路7R,7G,7Bによって
ガンマ補正やクランプ処理等のプロセス処理等のプロセ
ス処理が施こされてから、カラーエンコーダ8により例
えばNTSC方式のカラー画像データDoutに変換されて
出力端子9から出力されるようになっている。
上記A/D変換部5から供給される各色データDr,Dg,Db
に対してレジストレーション補正処理を行なうレジスト
レーション補正処理部6は、上記撮像部3の緑色光学像
撮影用のCCDイメージセンサ3Gにて得られる緑色信
号Egを基準として、他の赤色信号Er及び青色信号E
bにレジストレーション補正処理の施こすもので、上記
A/D変換部5にて上記三原色信号Er,Eg,Ebをデジタル
化して得られる各色データDr,Dg,Dbについて、緑色デー
タDgを所定時間だけ遅延させる遅延回路6Gと、赤色
データDrおよび青色データDbに補正処理を施こす二
個の補正回路6R,6Bにて構成されている。
この実施例のレジストレーション補正処理部6におい
て、上記緑色データDgを遅延させる上記遅延回路6G
は、後述するCCDイメージセンサの絵素ピッチPy,Px
に相当する遅延量を有する二個の遅延回路6gy,6gxを直
列接続した第2図に示すような構成になっている。上記
緑色データDgを遅延させることにより、進相の時間軸
処理を可能にしてある。また、赤色データDrおよび青
色データDbに補正処理を施こす二個の補正回路6R,
6Bは、第3図に示すように、近傍処理を実行する前段
階としてデータセレクタ部60と上記近傍処理を実行す
る演算処理部61から成る。
上記レジストレーション補正処理部6のデータセレクト
部60は、CCDイメージセンサの絵素ピッチPyに相
当する遅延量を有する二個の遅延回路DLya,DLybと、上
記CCDイメージセンサの絵素ピッチPxに相当する遅
延量を有する六個の遅延回路DLxa,DLxb,DLxc,DLxd,DLx
e,DLxfと2回路2接点のセレクタスイッチSWbおよび
3回路2接点のセレクタスイッチSWaにて構成されて
いる。上記各セレクタスイッチSWa,SWbは後述するよう
に接続部10にて与えられる係数a,bに応じて制御さ
れる。
また、上記レジストレーション補正処理部6の演算処理
部61は、上記データセレクタ部60によって選択され
た各データが供給される4個の掛算器MPh,MPi,MPj,MPk
と、後述する制御部10により係数h,i,j,kが与
えられる4個のラッチ回路LCh,LCi,LCj,LCkと、上記各
掛算器MPh,MPi,MPj,MPkによる各掛算出力を加算する加
算器ADDにて構成されている。上記4個の掛算器MPh,
MPi,MPj,MPkは、上記データセレクタ部60からの各デ
ータに上記ラッチ回路LCh,LCi,LCj,LCkを介して供給さ
れる上記各係数h,i,j,kを掛けて重み付けを行な
う。
また、上記A/D変換部5にて上記三原色信号Er,Eg,Eb
をデジタル化して得られる各色データDr,Dg,Dbは、上記
レジストレーション補正処理部6の動作制御を行なうた
めの制御部10にも供給されている。
上記制御部10は、上記A/D変換部5から供給される
各色データDr,Dg,Dbを記憶する三個の画像メモリ11,
12,13を備えている。上記画像メモリ11,12,
13には、レジストレーション調整操作時に所定のテス
トテャートTCを上記撮像部3により撮影して得られる
三原色信号Er,Eg,Ebを上記A/D変換部5にてデジタル
化した各色データDr,Dg,Dbが記憶される。
また、上記制御部10は、上記画像メモリ11,12,
13に記憶された各色データDr,Dg,Dbに基いて、上記緑
色データDgを基準として他の赤色データDrおよび青
色データDbにレジストレーション補正処理を上記レジ
ストレーション補正処理部6の各補正回路6R,6Bに
て施こすための各色レジストレーション補正データDcr,
Dcb補正処理により算出する中央演算装置(CPU)1
4と、このCPU14にて算出される各色レジストレー
ション補正データDcr,Dcbをそれぞれ記憶する各補正デ
ータメモリ15,16を備えている。
そして、上記制御部10は、実際の撮影動作時に、上記
各補正データメモリ15,16から各色レジストレーシ
ョン補正データDcr,Dcbを読出して、それぞれデコーダ
17,18を介して上記レジストレーション補正処理部
6に供給して、上記レジストレーション補正処理部6の
動作制御を行なうようになっている。なお、上記各補正
データメモリ15,16および上記各デコーダ17,1
8は、メモリコントローラ19によって動作制御される
ようになっている。
ここで、この実施例におけるレジストレーション補正処
理の基本原理について、赤色光Rと緑色光Gによる二つ
の光学像のレジストレーション誤差およびその補正の概
念を説明する。
第4図Aおよび第4図Bは撮像光学系の色倍率収差に起
因する各色の画像の重ね合せ誤差すなわちレジストレー
ション誤差およびその補正処理の概念を一次元モデルで
示している。
この一次元モデルにおいて、点光源PSからの光は、第
4図Aに示すように撮像光学系Lの色倍率収差によっ
て、撮像面SC上で緑色光Gによる決像点Pg(以下、
単にG像点という。)と赤色R成分による結像点Pr
(以下、単にR像点という。)との間にΔのレジストレ
ーション誤差が生じているものとする。また、離散的な
絵素構造を有するCCD等の固体イメージセンサは、第
4図Bのように絵素ピッチP毎に被写体像空間サンプリ
ングを行ない、また、上記点光源PSからの光のG像点
Pgは、上記固体イメージセンサの撮像面SC上の標本
点Pmに一致するようになっているものとする。
そして、上記標本点Pmにおける赤色光R成分の標本値
をR(Pm)とすると、上記撮像面SC上のR像点Prすな
わち(Pm−Δ)における推定値R″(Pm−Δ)は、 R″(Pm−Δ)=α・R(Pm-1)+(1-α)・R(Pm) (ただし、α=Δ/P) なる式で直線補間により与えることができる。そこで、
レジストレーション補正処理は、上記G像点Pgを基準
とすれば上記R像点Prにおける推定値R″(Pm−Δ)
を遅延させて上記標本点Pmにおける標本値として置換
えることによって行なうことができる。
すなわち、レジストレーション補正処理後の信号R′(P
m)は、 R′(Pm)=R″(Pm−Δ) =α・R(Pm-1)+(1−α)・R(Pm) なる式に与えることができる。
さらに、上述の一次元モデルによるレジストレーション
補正の概念は、例えば第5図に示すように、二次元モデ
ルの拡張することができ、この二次元モデルでは、レジ
ストレーション補正処理後の信号R′(m,n)を、 R′(m,n)=α・β・R(m-1,n-1)+(1−α)・β・R
(m,n-1)+α・(1−β)・R(m-1,n)+(1−α)・
(1−β)・R(m,n) (ただし、α=Δx/Px,β=Δy/Py) なる式で与えることができる。
ここで、撮像光学系の色倍率収差に起因するレジストレ
ーション誤差は、画面の中央で誤差量が零であるとする
と、画面中央から離れるに従って誤差量Δが増大する傾
向があり、 Δ(r,θ)=Δ(r)・exp(jθ) なる式にて表わすことができる。
そこで、直線補間を行なうための演算は、 として、 R′(m+1,n+1)=h・R(m,n)+i・R{m,n+(-1)b}+j・R{m+(-1)a,
n}+k・R{m+(-1)a,n+(-1)b} ただし、h=(1−|α|)・(1−|β|) i=(1−|α|) j=α・(1−|β|) k=|α|・|β| なる式にて与えられる。この演算式において、係数a,
bは、補間演算に用いる標本点P(m,n)をα,βの符号
に応じて第6図に示すように選択することを意味してい
る。
そこで、この実施例では、上記制御部10により上記係
数a,bおよびh,i,j,kを全ての標本点について
上記各色レジストレーション補正データDcr,Dcbとして
上記CPU14にて算出して上記各補正データメモリ1
5,16にそれぞれ記憶しておくようになっている。そ
して、上記制御部10は、実際の撮影動作時に、上記各
係数a,bおよびh,i,j,kとして、上記各補正デ
ータメモリ15,16から各色レジストレーション補正
データDcr,Dcbを読出して各デコーダ17,18を介し
て上記レジストレーション補正処理部6に供給し、この
レジストレーション補正処理部6を働かせるようになっ
ている。
上述の如き構成の実施例では、上記制御部10にて与え
られる上記各係数a,bおよびh,i,j,kに応じて
上記レジストレーション補正処理部6を動作させること
により、上記撮像部3の各CCDイメージセンサ3R,
3G,3Bにて得られる撮像出力に対して、実際の撮影
動作時に、電気的な信号処理によって高精度なレジスト
レーション調整を行ない高品位のカラー撮像を行なうこ
とができる。
[発明の効果] 本発明に係る固体カラー撮像装置では、予じめ補間処理
により形成しておいた補正データを実際の撮像動作時に
記憶手段から読出しながら該補正データに基づいて、レ
ジストレーション補正回路において、個々の色データに
対して、その色の近傍に位置する複数の色データより補
間によるレジストレーション補正処理を施すので、固体
イメージセンサにて得られる撮像出力に対する電気的な
信号処理によって高精度なレジストレーション調整を可
能となり、高品位のカラー撮像を行なうことができ、所
期の目的を十分に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る固体カラー撮像装置の一実施例の
構成を示すブロック図あり、第2図は上記実施例におけ
るレジストレーション補正処理部の遅延回路の構成を示
すブロック図あり、第3図は同じく上記レジストレーシ
ョン補正処理部の補正回路の構成を示すブロック図あ
る。 第4図Aおよび第4図Bは撮像光学系の色倍率収差に起
因する各色の画像の重ね合せ誤差およびその補正処理の
概念を一次元モデルで示す各模式図である。第5図は上
記レジストレーション誤差の補正処理の概念を二次元モ
デルに拡張した場合の模式図である。第6図は上記実施
例におけるレジストレーション誤差の補正処理の動作原
理を上記二次元モデルにて示す模式図である。 1……撮像レンズ 3……撮像部 3R,3G,3B……CCDイメージセンサ 6……レジストレーション補正処理部 6R,6B……補正回路 6G……遅延回路 7……プロセス処理部 7R,7G,7B・・プロセス処理回路 8……カラーエンコーダ 9……出力端子 60……データセレクタ部 61……演算処理部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】色分解プリズムと、 この色分解プリズムで色分解された各色の撮像光による
    画像を撮像し、各色の色信号を出力する複数の固体イメ
    ージセンサと、 上記色信号をディジタル色信号に変換するアナログ・デ
    ジタル変換器と、 上記ディジタル色信号のうち、基準となる1のディジタ
    ル色信号と他のディジタル色信号との間の差を検出した
    結果により、他のディジタル色信号の個々の色データに
    対してその色データの近傍に位置する複数の色データよ
    り補間処理を行うための補正データを記憶する記憶手段
    と、 この記憶手段から読み出される補正データに基づいて、
    上記他の色のディジタル色信号の個々の色データに対し
    て、その色の近傍に位置する複数の色データより補間に
    よるレジストレーション補正処理を施すレジストレーシ
    ョン補正回路とを備えて成ることを特徴とする固体カラ
    ー撮像装置。
JP59211030A 1984-10-08 1984-10-08 固体カラ−撮像装置 Expired - Lifetime JPH065959B2 (ja)

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JPS6189791A JPS6189791A (ja) 1986-05-07
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