TW416236B - Photographing apparatus - Google Patents

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416236 五、發明說明（1) [發明所屬的技術領域] 本發明係有關能切換彩色攝像與高解像度黑白攝像的 攝像裝置者 [習用技術] 於電腦機器取入畫像資訊的手段，習用上有已知的影 像掃招（iwage scanner)裝置，而於近年，有使用能直接取 得立體被攝體畫像資訊的電子靜態攝像機。一般電子靜態 攝像機含有攝像元件，驅動電路及訊號處理電路，係將攝像 元件攝得之被攝體畫像做為電氣訊號，以每1畫面單位輸 出。 第7圖為表示電子靜態攝像機之構成方塊圖，第8圖為 說明其動作的時序（timing)圖° 攝像元件1有如CCD(enarge coupled device)影像感 測器，係包含：以行列配置之複數的受光畫素，及將儲存於 各受光畫素之資訊電荷以預定順序傳送之複數個移位暫存 器。複數個移位暫存器係由對應於受光畫素各列的複數垂 直移位暫存器及配置在該複數垂直移位暫存器輸出側之i 個水平移位暫存器所構成。而於色分離過濾器2係將光的 二原色或具有該補色的複數片段（segment)以預定規則配 列並裝置在攝像元件1的受光面，以使各受光畫素對應於特 定色成分。該色分離過濾器2係於半導體構成之攝像元件1 的晶片上沉積着色層，而可構成所謂的晶片過濾器（〇n chip i i lte)。透鏡3則配置在色分離過濾器2與被攝體間， 將被攝體的光線介由色分離過濾器2導至攝像元件1受先 C:\ProgramFiles\Patent\310672.ptd 第 4 頁 416236 五、發明說明（2) 面。 驅動電路4為對應於後述時序控制電路8的指干 垂直傳送時脈（clock) 0 v及水平傳送時 ’產生 送時脈0 V及水平傳送時脈0 H驅使攝像元件?:該垂直傳 依排出時脈^暫時將受光畫素之資气 例如 垂直傳送時議由各受光畫素讀於 輸 出 後，由各垂直移位暫存器以每一行轉送垂直方向，並依水^ 傳送時脈0H以每一畫素傳送於水平方向。因此可由攝 π件1將1畫面的畫像資訊，以行單位連續將畫像訊號 類比處理電路5連接於攝像元件〗，以對由攝像元件1輪 入之畫像訊號A。⑴進行抽樣保持（sam pie hold)，位準補償 (cevel compensation)等處理以作成符合所定格式 (forma t)的畫像訊號Ακυ ^ A/D變換電路6則接於類比處理 電路5,對由類比處理電路5輸入的畫像訊號^⑴以每一畫素 變換為數位訊號作成畫像數據D1(n) ^數位處理電路7係連接 於A/D變換電路6，對由A/D變換電路6輸入之畫像數據〇1⑻實 施色分離及矩陣（watrix)演算等處理，以作成表示亮度資 訊的亮度數據Y及表示色差資訊之2種色差數據U，V。例如 由色分離作成的三原色光（红：R，綠：G，藍：B)以 0. 3R + 0. 6G + 0. 1B示以合成為亮度數據Y，而由該亮度數據γ 分別減去红色成分R及藍色成分B即可作成色差數據U，V。 時序控制電路8係依基準時脈CK控制各部動作。例如：

C:\Progratn Files\Patent\310672.ptd 第 5 頁 41623C _ 五、發明說明（3) 對驅動電路4係對應於攝像元件1的露光狀態，設定資訊電 荷的儲存時間L，以便於獲得適當位準之畫像訊號Υβ⑴^又 於類比處理電路5及數位處理電路7係將攝像元件1之動作 同步於各處理的時序，同時，進行各處理條件的設定。 上述作成的亮度數據Υ及色差數據U，V係以每一畫面單 位傳送於電腦機器c [發明所欲解決的課題] 輪入於電腦機器的畫像資訊包含攝取時記載之文字及 圖形原稿之單色畫像（《nonochrome mage)。因此，於電子靜 態攝像機中，希望能有：攝取一般被攝體的彩色攝像模式 及僅攝取被攝體濃淡的單色攝像模式。因於單色攝像 不必色資訊處理，可優先處理亮度資訊而可較彩色攝像提 高其解像度。 攝像模式的切換可由變更數位處理電路7内的演算處 理而達成。然而為使優先處理亮度資訊以提高解像度則 有須對被色分離的色成分數據實施複雜的過遽程序 (filtering procedure)，由而使數位處理電路7的電路 成複雜。 因此，本發明係以提供不致構成複雜電路而能易於七 換彩色攝像與單色攝像裝置為目的。 [解決課題的手段] 本發明係為解決上述課題，係於攝得被攝體畫像 像資訊以每畫面單位輪出之攝像裝置中，具備：將以.雷^ 換產生之資訊電荷分別予以獨立儲存之複數受光畫素=變 C:\Program Fil^\Patent\3l0672,ptd 第 β 頁 —- 416236 五、發明說明（4) ——— 列配置之固體攝像元件；配置自三原色光選擇之第1色及 去除第1色成為三原色光補色的第2及第3色之複數片段對 應於上述固體攝像元件之各丨受光畫素並將各受光畫素分 別對應於特定色成分分配的色分離過濾器裝卸自如配置刀 照射上述固體攝像元件之各受光畫素的光路上而具有上 f第1色的單色過濾器以及將儲存於上述固體攝像元件各 文光畫素的資訊電荷以預定順序傳送輸出獲得畫像訊沪 驅動電路。 〜J 為如本發明，可於卸除單色過濾器時，係於攝像元件之各 受光^素’分別儲存對應於色分離過濾器的各色成分之資 訊電荷。而於裝配單色過濾器時，則對全受光畫素儲存對 應於同一色成分的資訊電荷。因此，可於裝配單色過遽器 時’攝像元件能進行與未裝色分離過濾器時相等的攝像。 [發明的實施形態] 第1圖為表示本發明攝像裝置的構成方塊圖^圖中之 攝像元件丨，色分離過濾器2,透鏡3,驅動電路4及時序控制 電路8係與第7圖所示之習用攝像裝置各部分相同。 本發明的特徵係將單色過濾器〗丨以裝卸自如地配置， 由切換電路13進行該單色過濾器1丨之裝着及訊號處理系的 動作選擇。又於訊號處理系的類比處理電路5 &Α/1)變換電 路係與第7圖所示之習用裝置相同，唯數位處理電路12與習 用裝置不同》 單色過濾器11係裝卸自如地配置在光線達過透鏡3射 入攝像元件1的光路上，經由色分離過濾器2將射入攝像元

C:\Program Files\Patent\310672.ptd 第 7 頁 416236 五、發明說明（5) 受光面的光線限制於特定色成分K色分離過㈣ ^之各片段選擇透過共通特定色成分之組合，且單色過渡器 11之色係選擇能透過色分離過濾器2全片段的色成分。 數位處理電路12構成為可切換於彩色攝像與單色攝 之處理動作。於彩色攝像時，對自A/D變換電路δ輸入的畫 像數據D:⑷實施色分離及矩陣演算等處理作成亮度數據 色差數據U，V。上述亮度數據γ及色差數據u，v的產生處理 係與第2圖所示之數位處理電路7相同。然而，於單色攝像， 則不進行色分離，而對全數據實施反差係數（gafflma)修正及 輪廓修正等處理以作成亮度數據γ β該單色攝像時，色差數 據U，V均以固定值「0」輸出。 由切換控制電路13指示單色過濾器丨丨的裝卸，並選擇 數位處理電路12的處理動作，以進行彩色攝像與單色攝像 模式的切換。亦即於進行彩色攝像時，將單色過濾器】丨卸 去，以使全色成分的光射入色分離過濾器2，並於數位處理 電路12中，選擇對應於採色攝像的處理。而於進行單色攝 像時，則裝上單色過濾器11，僅將特定色成分的光線射入色 分離過濾器2，同時，於數位處理電路12選擇對應於單色攝 像的處理》 如上述的攝像裝置，係以單色過濾器U的裝卸及數位 處理電路12的動作選擇，能使彩色攝像或單色攝像模式的 切換容易。 第2圖為表示色分離過濾器2之各片段色成分組合，及 對應於該組合之單色過濾器11的色成分關係圖。色分離過 1^^ ΗΗΗΙ C:\Prograin Files\Patent\310672.ptd 第 8 頁 416236 五、發明說明（6) -- 濾器2之各片段係由三原色光（R，GB)中選擇的^色與對選 擇色以外的二原色成為補色的2色形成組合。又因(白）可 透過全部的色成分，因此，可追加於任一的组合。缺後單 色過遽器"使用構成色分離過渡器2的月段所用之、三原色 中的1色。例如；色分離過濾器2為條型（stripe)時，則如第 3圖U)所示，將Ye(黃），G(綠），Cy(藍綠，cyan)以一定順序 重複配列形成。又如色分離過濾器2為鑲嵌（m〇saic)型時， 則如第3圖（b)所示，於奇數行將(白）及G交叉配列，而於偶 數行將Ye及Cy交叉配列而成。 第4圖係表示透過色分離過濾器2及/或單色過濾器^ 之先的色成分模式圖，第5圖係表示畫像數據D]⑷所示色成 分之示意圈》此處色分離過濾器2係表示使用第3囷（3)所 示之條型狀態者。 彩色攝像時，係如第4圖（a)所示，在射入攝像元件1之 光線的光路上，僅配置色分離過濾器2 β此時若於色分離器 2之各片段射入光的3原色（R，G，B)時，由Ye過濾器透過R及G 成分，而於G過濾器僅透過G成分，在cy過濾器則透過G及β成 分。因此，於攝像元件1之各受光畫素，將射AR + G( = Ye)，（J， G+B(=Cy)之任一成分。其結果在畫像數據係如第5圈 (3)所示，將以〇(=¥6)，6,6 + 8( = (^)之各成分，以1畫素單位 重複。對上述畫像數據DKn)，若由Ye成分減去g成分即可作 成R成分，並於Cy成分減去G成分作成β成分之後，施以色差 演算等的處理，即可作成亮度數據γ及色差數據U，V。 單色攝像時，係如第4圖（b)所示，在射入攝光元件1之

C:\Program Files\Patent\310672.ptd 第 9 頁 416236 * 五、發明說明（7) 光線的光路上，配設色分離過濾器2及單色過濾器11。此 時，即使含有3原色光線射入，由於單色過濾器u僅透過G成 分，因此，對色分離過濾器2的各片段僅射入G成分。因色分 離過滅器2之各片段為Ye過濾器，G過濾器及Cy過濾器，因 此，G成分可直接透過。由而，於攝像元件1之各受光畫素僅 射入G成分，畫像數據Di⑷係如第5圖（b)所示，僅以g成分連 續°對上述畫像數據DUn)，可忽略其色成分，以實施與單色 畫像數據同樣處理，即可作成亮度數據γ ^ 第6圖係表示數位處理電路13構成的方塊圖。 數位處理電路12係由第1亮度處理部21，第2亮度處理 部22，色分離部23，色處理部24及第1至第3切換開關25至27 構成。第i切換開關25連接於畫像數據DUn)的輸入，將對應 於切換控制電路13的指示，將畫像資料D1(n)供於第1亮度處 理部21或色分離部23之任何一方。第1亮度處理部21用於 對顯示單色畫像的畫像數據Di⑷進行處理以忽略色成分施 予反差係數修正及輪廓修正等的演算處理作成亮度數據 Y。色分離部23係將畫像數據D1⑷分離為各色成分作成色成 分數據。例如；對第5圖（a)所示之畫像數據01(1〇，將1畫素單 位分成3部分，以作成對應於Ye，g及Cy各色成分之3種色成 分數據。第2亮度處理電路22係對由色分離部23輸入的色 成分數據，實施預定的過濾處理，作成亮度數據γ ^例如； 將Ye，G，Cy各色成分予以均等的合成作成亮度數據γ。該亮 度數據Y係自色成分之合成而得，其解像度較自第1亮度處 理部21所得的亮度數據為差，色處理部24,係對由色分離

C:\Program Files\Patettt\310672.ptd 第 10 頁 416236 五、發明說明（8) 部23輸入的色成分數據，實施色差矩陣處理，以作成色差數 據U，V。例如，Ye成分減去g成分而得R成分，由Cy成分減去G 成分而得B成分後，依r, G, B各成分作成色差數據U，V。第2 切換開關26連接於第}亮度處理部21及第2亮度處理部22， 對應於切換控制電路13的指示選擇其任何一方輸出亮度數 據Υ。第3切換開關27連接於色處理部24及固定數據「0」， 對應於切換控制電路13的指示選擇其任何一方輸出色差數 據U，V。 由切換控制電路13獲得彩色攝像之指示時，第1切換開 關25首先選擇色分離部23，而由第2切換開關26選擇第2亮 度處理部22，又以第3切換開關27選擇色處理部24 »如上 述，自A/D變換電路6輸入的畫像數據〇1([1)作成可能為彩色畫 像顯示的亮度數Y及色差數據ϋ，ν。假如，由切換控制電路 13指示為單色攝像時，則於第1切換開關25選擇第1亮度處 理部21，而於第2切換開關26選擇第1亮度處理部21，又以第 3切換開關27選擇固定資料「〇」。如上，對自A/D變換電路 6輸入的畫像數據D!⑴可獲得能以高解像度顯示的單色畫像 亮度數據Υ。此時之色差數據U，V均固定於「〇」。 於上述數位處理電路12，可於第1亮度處理部21忽略色 成分進行處理，又能於第2亮度處理部22犧牲高解像度進行 處理。因此得以將電路之構成予以簡略化。 [發明的效果] 如依本發明，可將一般彩色攝像與提高解像度之單色 攝像，予以切換實行β因此能將攝像元件的解像度予以有

C:\Progr^n FiIes\Patent\310672.ptd 第 11 頁 五、發明說明（9) 效活用。 [圖面的簡單說明] 第1圖為表示本發明攝像裝置的構成方塊圖。 第2圖為表示各過濾器色成分的選擇例之示意圏 第3圖為表示各色分離過濾器構成例的平面圖。 第4圖為表示透過各過濾器色成分之狀態模式圖 第5圖為表示畫像資料色成分的示意圖。 第6圖為表示數位處理電路構成的方塊圖。 第7圖為表示習用攝像裝置構成的方塊圖。 第8圖為說明習用攝像裝置動作之時序圈。 [符號的說明] I 攝像元件 3 透鏡 5 類比處理電路 7, 12 數位處理電路 II 單色過濾器 21,22亮度處理部 24 色處理部 2 色分離過濾器 4 驅動電路 6 A/D變換電路 8 時序控制電路 13 切換控制電路 23 色分離部 24至25切換開關

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Claims (1)

1. 416236 - — ----^- ________ 六、申請專利範圍 -------- 1. I ί，像裝置，係以攝得被攝體畫像，將畫像資訊以每 畫2早位輪出的攝像裝置中，具備：將以光電變換產生 之*訊電何分別予以獨立儲存之複數受光畫素為行列 配之固體攝像元件；配置自三原色光選擇的第丨色及 去除第1色成為二原色光補色的第2及第3色之複數片段 對應於上述固體攝像元件之各受光畫素並將上述各受 光畫素分別對應於特定色成分分配的色分離過濾器装 卸自如地於照射上述固體攝像元件之各受光畫素光路 上’具有上述第1色的單色過濾器，以及將儲存於上述固 艘攝像元件各受光畫素的資訊電荷以預定順序傳送輸 出，而獲得畫像訊號的驅動電路者。 2. 如申請專利範圍第1項記載的攝像裝置，該攝像裝置係： 再具備：對上述畫像訊號實施預定的訊號處理，以 作成亮度資訊及色資訊的訊號處理電路者。 3. 如申請專利範圍第2項記載的攝像裝置，該攝像裝置係， 於上述訊號處理電路，具備：對上述畫像訊號實施第1處 理以產生第1亮度訊號的第1亮度處理部；將上述畫像訊 號依各色成分分離以產生色成分訊號的色分離部；對上 述色成分訊號實施第2處理以產生第2亮度訊號的第2亮 度處理部及對上述色成分訊號實施第3處理以產生色訊 的色處理部者》 4. 如申請專利範圍第3項記載的攝像裝置，該攝像裝置係， 於裝置上述單色過濾器時，由上述訊號處理電路選擇上 述第1亮度訊號輸出，而於未裝置上述單色過濾器時，由

   C:\ProgramFUes\PatentA310672.ptd 第 13 頁 供236 Λ ' 六'申請專利範圍 上述訊號處理電路選擇上述第2亮度訊號及上述色訊號 輸出者。

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