JP2002010276A

JP2002010276A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2002010276A
Application number: JP2000188029A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Mori; 圭一森; Hideaki Yoshida; 英明吉田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2000-06-22
Filing date: 2000-06-22
Publication date: 2002-01-11

Abstract

(57)【要約】【課題】加算読み出しによる高速フレームレートを維
持しつつ、モノクロ撮影時に関しては、従来の処理より
も単純な信号処理で、従来に比して疑似信号の少ない均
質で解像度の高い良好な画像が得られる。【解決手段】カラー撮像素子を用いてカラーとモノク
ロの両方の撮像を行う撮像装置において、２×２の４画
素ブロックが同色で、ブロックを単位とした場合の配列
がベイヤ配列であるような複ベイヤ配列の撮像素子を用
い、画素加算を行う際に、カラー撮影時には同色加算読
み出しを行い、モノクロ撮影時には異色加算読み出しを
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー撮像素子を
用いた撮像装置に係わり、特にカラーとモノクロの両方
の撮像を行う撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、色配列としてベイヤ配列を用いた
単板式カラー撮像装置は広く用いられている。ここで扱
うベイヤ配列とは、２×２の４画素を単位配列とする周
期配列で、その単位配列の４画素中２画素が同色であ
り、この同色の２画素が対角配置されたものである。代
表的なＲＧＢベイヤ配列の一例を、図６に示す。

【０００３】図６に示すようなＲＧＢベイヤ配列を用い
てコンポーネント色信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ或いはＹ，Ｒ−
Ｙ，Ｂ−Ｙ）を生成する信号処理方式には各種あるが、
その一例を以下に示す。

【０００４】なお以下では、原画素点及び着目点（生成
画素点）の座標を（ｉ,ｊ）とし、また簡単のために
Ｒ，Ｇ，Ｂ毎にインデックス関数ｅＧ，ｅＲ，ｅＢを導
入することにする。。図６の左端と上端に示すように原
画素点と生成画素点では格子位相が半ピッチずれている
から、同じ数値の座標の場合にも空間位置がその分だけ
異なっている。また、インデックス関数ｅＧはある信号
処理領域の中からＧ成分のみを抽出するための関数であ
り、Ｇの画素領域に対しては“１”、他の色の画素領域
に対しては“０”となる。例えば図６のＲ００，Ｇ０
１，Ｇ１０，Ｂ１１の４画素に対してインデックス関数
ｅＧを適用すると、“０”，“１”，“１”，“０”が
得られることになる。ｅＲ，ｅＢについても同様であ
る。

【０００５】高域輝度信号ＨＹ（ｉ，ｊ）は、共有画素
を含むように１画素ずつずらして組み合わせを変えた４
画素単位｛(R00,G01,G10,B11),(G01,R02,B11,G12),(R0
2,G03,G12,B13),(G03,R04,B13,G14),(R04,G05,G14,B1
5),…｝でそこに含まれるＧのみを用いて生成される。

【０００６】 HY(i,j)=Σ[2×2(i,j)]eG×P(i’,j’)/2 … ここで、記号Σ［2×2(i,j)］は着目点（ｉ,ｊ）の隣接
する２×２の（原画素の）４画素領域に関する（画素座
標を変数とする）総和を意味し、またＰ（ｉ’,ｊ’）
は座標（ｉ’,ｊ’）の原画素の信号出力値を示してい
る。よって、図６の（ｉ，ｊ）＝（０，０）に対応する
高域輝度信号ＨＹ（ｉ，ｊ）｛＝ＨＹ（０，０）｝は、
近接する４画素Ｒ００，Ｇ０１，Ｇ１０，Ｂ１１の中
の、Ｇ０１とＧ１０の画像信号の和から生成されること
になる。同様にして、Ｇ０１とＧ１２の画像信号の和か
らＨＹ（０，１）が、Ｇ１２とＧ０３の画像信号の和か
らＨＹ（０，２）が生成される。

【０００７】このようにして求めた各高域輝度信号ＨＹ
（ｉ，ｊ）に関して、それぞれ隣接する座標の高域輝度
信号ＨＹ（ｉ−１，ｊ），ＨＹ（ｉ，ｊ−１），ＨＹ
（ｉ，ｊ＋１），ＨＹ（ｉ＋１，ｊ）との差分信号を求
め、これを輝度エッジ信号ＡＰ（アパーチャ信号）とす
る。

【０００８】また、低域原色信号ＬＲ，ＬＧ，ＬＢについては、高域
輝度信号ＨＹよりも大きな領域、例えば着目点（ｉ,
ｊ）の周囲の４×４＝１６画素の平均値、即ちＧについ
ては１６画素中に含まれる８画素の画素信号の平均値、
Ｒ，Ｂについては１６画素中に含まれる対応する４画素
の画素信号の平均値を用いて算出される。上記と同様の
表記を用いれば、 LR(i,j)=Σ[4×4(i,j)]eR×P(i’,j’)/4 …Ｒ LG(i,j)=Σ[4×4(i,j)]eG×P(i’,j’)/8 …Ｇ LB(i,j)=Σ[4×4(i,j)]eB×P(i’,j’)/4 …Ｂ低域輝度信号ＬＹは、0.3Ｒ＋0.59Ｇ＋0.11Ｂのマトリ
クス演算を低域原色信号ＬＲ，ＬＧ，ＬＢに対して施す
ことにより、 LY(i,j)=0.3LR(i,j)+0.59LG(i,j)+0.11LB(i,j) … によって求められる。

【０００９】広帯域の輝度信号Ｙ、及び色差信号Ｒ−
Ｙ，Ｂ−Ｙは、 Y(i,j)=LY(i,j)+k×AP(i,j) R-Y(i,j)=LR(i,j)-LY(i,j) B-Y(i,j)=LB(i,j)-LY(i,j) … によって算出される。ｋは所定の計数である。式を
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号で表すと、 R(i,j)=LR(i,j)+k×AP(i,j) ：G(i,j)=LG(i,j)+k×AP(i,j) ：B(i,j)=LB(i,j)+k×AP(i,j)） … となる。この式は式と全く等価なものである。但
し、式におけるｋはエッジ高域特性調整用の係数で
ある。

【００１０】つまり、式によって低域色信号を求め、
式によって低域輝度信号を得る。式によって求め
た輝度エッジ信号（高域輝度信号）を式に加えること
で広帯域の輝度信号を得ることができるが、色差信号は
低域のみで処理することで、式のような低域色信号の
上にＲＧＢ同じで、（従って無彩色の）高域信号が重畳
される形となるのでエッジ部の偽色が生じにくい信号処
理となっている。（例えばこのような帯域別処理を行な
わずベイヤの単位４画素のみの情報からそのまま（広帯
域の）輝度信号を算出し、単純にマトリクス演算を行う
と、エッジ部に偽色が顕著に生じて不都合である。）ま
た、式により高域輝度信号はＧのみから求めているか
ら、色エッジ部による輝度信号のギザも抑えられてい
る。

【００１１】即ち、式を書き下せば、 HY(i,j)= G(i,j+1)+G(i+1,j) 〜 i+jが偶数の場合 G(i,j)+G(i+1,j+1) 〜 i+jが奇数の場合となり、原画素の情報は、隣接する４生成点に広がって
はいるものの、１生成点に対する寄与は１／２であっ
て、隣接する同色Ｇの原画素点の情報と平均されるから
スムージング効果によってギザは目立たない。

【００１２】この点補足すれば、高域輝度信号をＧのみ
から求めるということはＲＢの情報を捨てていることに
なるから、その分ＳＮの低下を招いているものである
が、もしＲＢも加算すると色エッジ部による輝度信号の
ギザが強く生じるため好ましくないものである。即ち、
式の代わりに HY(i,j)=Σ[2×2(i,j)]×P(i’,j’) …’ とした場合、これを書き下せば HY(i,j)= R(i,j)+G(i,j+1)+G(i+1,j)+B(i+1,j+1) 〜ｉ、ｊが共に偶数の場合 G(i,j)+R(i,j+1)+B(i+1,j)+G(i+1,j+1) 〜ｉが偶数、ｊが奇数の場合 G(i,j)+B(i,j+1)+R(i+1,j)+G(i+1,j+1) 〜ｉが奇数、ｊが偶数の場合 B(i,j)+G(i,j+1)+G(i+1,j)+R(i+1,j+1) 〜ｉ、ｊが共に奇数の場合となり、Ｒ又はＢの原画素情報は隣接する４生成点に、
寄与１で広がっている。即ち、Ｒ又はＢに関しては各々
の隣接４生成点に関して言えば全く同じ情報となってい
るものである。従って、例えばＧ，Ｂ情報を含まない赤
のエッジ部或いはＲ，Ｇ情報を含まない青のエッジ部や
赤と青のエッジ部では実質的に画素密度が１／４に下が
ったのと同じ状態となるので、上記ギザが生じるもので
ある。特にこれは局所的に生じるため、画像全体の一様
な解像度低下よりもより一層顕著に目立つものであっ
た。

【００１３】このような事情から、ＳＮの低下を含んで
もなお、上記Ｇのみを用いた処理が用いられているもの
であった。そして、上記のような処理により、撮像素子
の画素数（被写体に対する画素密度）と同じ画素数（画
素密度）の高解像度な画像生成が可能となっている。

【００１４】一方、近年の撮像素子の高画素化によっ
て、画像の記録に際して撮像素子の画素数と同数の記録
は必ずしも適当では無くなりつつある。この点では、特
に画素加算を行う記録モードを設定し、感度とフレーム
レートを向上する技術が知られており、特にカラー撮像
素子を用いた場合にも、読み出し方を工夫して同色画素
の加算を行うことによって加算カラー撮像を行う技術を
本出願人自身も出願している（特願２０００−１７３９
４７号）。即ち、少なくともカラー撮像に関しては、画
素加算を行った場合にも上記従来の信号処理をそのまま
用いている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したよう
な従来の技術は、カラー撮像時の総合画質を最適にする
ことを前提としており、輝度信号のみに着目すれば上記
したようなＳＮの低下或いは擬似信号（色エッジ部のギ
ザ）の他に、解像度もかなり低いものであった。即ち、
同色４画素加算を行った時点で、式において加算され
る２つのＧの、元の撮像素子上での分布を考えれば、こ
れは４×４＝１６画素領域に広がっていることになる。
これは１／４画素数（画素密度）の撮像素子と比較した
場合にはその撮像素子の２×２画素領域に相当している
から決して劣るものでは無いが、高画素撮像素子におい
てはまだ改善の余地もの有り得ると言う意味で、画質劣
化要因と見ることができる。

【００１６】従って、白黒撮影（被写体は白黒に限らな
い一般のカラー被写体であるが、画像としての利用目的
が白黒写真）を行う場合には、式の輝度信号Ｙ（ｉ，
ｊ）のみを記録（或いは外部に出力）すれば一応の目的
は達せられるものの、本来無用な色情報に関する信号処
理を行う必要がある上、上記画質劣化を含んだ信号しか
得られないという不具合があった。

【００１７】また、カラー撮影に関しては、上記した本
出願人の先願に見るとおり、同色画素の加算を実現する
ために、何らかの工夫を伴う特殊な読み出し方法を採用
する必要があった。具体的には、上記先願の技術では使
用可能な撮像素子がインターレース走査型のものに限ら
れ、かつメカシャッタを併用する必要があった。或いは
これとは別に、特開平１０−３２２６０１号公報に記載
のような画素信号読み出しに際して画素順の並べ替えを
行う技術も利用し得るが、これにしても特殊な駆動系を
準備する必要が有るばかりでなく、画素（ライン）毎に
露光終了タイミングが僅かに異なるという不具合をも有
するものであった。

【００１８】本発明は、上記事情を考慮して成されたも
ので、その目的とするところは、加算読み出しによる高
フレームレートを維持しつつ、少なくとも白黒撮影時に
は、従来に比して簡単な信号処理で且つ画質劣化のない
良好な画像を得ることが可能な撮像装置を提供すること
にある。さらには、カラー撮影に際して、特殊な信号読
み出しを不要とする撮像装置を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】（構成）上記課題を解決
するために本発明は、次のような構成を採用している。

【００２０】即ち本発明は、被写体を撮像するカラー撮
像素子と、この撮像素子を駆動して撮像信号を読み出す
駆動手段と、前記撮像信号を処理して所定フォーマット
のカラー画像信号又はモノクロ画像信号を選択的に生成
可能な画像信号生成手段と、前記画像信号生成手段が生
成する画像をカラーであるカラーモード又はモノクロで
あるモノクロモードに選択的に指定するモード制御手段
とを有した撮像装置であって、前記駆動手段は、前記モ
ード制御手段が指定したモードがカラーモードである場
合には第１の読み出し駆動を、モノクロモードである場
合には第１の読み出し駆動とは異なる第２の読み出し駆
動を行うように構成されたものであることを特徴とす
る。

【００２１】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は次のものが挙げられる。

【００２２】(1) 第１の読み出し駆動は、撮像素子にお
ける同色画素の電荷を加算しつつ読み出す同色加算読み
出し駆動であり、第２の読み出し駆動は、撮像素子にお
ける異色画素の電荷を加算しつつ読み出す異色加算読み
出し駆動であること。

【００２３】(2) カラー撮像素子は、画素の縦２×横２
の正方４画素を単位ブロックとするブロック配列を構成
し、撮像素子の色配列は、該ブロック内の４画素が同色
であり、ブロック配列がベイヤ配列であるところの複ベ
イヤ配列であり、第１及び第２の読み出し駆動における
加算読み出し駆動は、撮像素子の垂直転送路から水平転
送路への電荷転送に際して、毎回の水平ブランキング期
間に２画素（２転送単位）分の電荷転送を行う２加算駆
動を用いるものであって、駆動手段は、第１の読み出し
駆動においては同色の画素信号電荷が２画素分加算さ
れ、第２の読み出し駆動においては、異色の画素信号電
荷が２画素分加算されるように、第１と第２の読み出し
駆動における加算位相を反転させるように構成されたも
のであること。

【００２４】(3) 複ベイヤ配列は、ブロック配列がＲＧ
Ｂベイヤ配列であるところの複ＲＧＢベイヤ配列である
こと。

【００２５】また本発明は、被写体を撮像するカラー撮
像素子と、この撮像素子を駆動して撮像信号を読み出す
駆動手段と、生成する画像の画素密度が前記撮像素子の
画素密度よりも小さい場合に前記生成画像の画素密度に
対応した画素密度の単位画素情報を生成する画素密度整
合手段と、前記画素密度整合手段の出力に基づいて所定
フォーマットのカラー画像信号又はモノクロ画像信号を
選択的に生成可能な画像信号生成手段と、前記画像信号
生成手段が生成する画像をカラーであるカラーモード又
はモノクロであるモノクロモードに選択的に指定するモ
ード制御手段と、を有した撮像装置であって、前記画素
密度整合手段は、前記モード制御手段が指定したモード
がカラーモードである場合には、同色の画素信号情報を
加算することにより前記画像信号生成手段における前記
カラー画像信号生成のための単位画素情報を生成し、前
記モード制御手段が指定したモードがモノクロモードで
ある場合には、全色の画素信号情報を加算することによ
り画像信号生成手段における前記モノクロ画像信号生成
のための単位画素情報を生成するものであることを特徴
とする。

【００２６】（作用）本発明によれば、カラー撮像時と
モノクロ撮像時とで、各々に適した読み出し駆動を行
い、カラーは同色加算、モノクロは異色加算によって単
位画素を生成するから、無駄な画素点生成や色処理が不
要となる。

【００２７】特に複ベイヤ配列を使用した場合は、高い
フレームレートを確保しつつ、モノクロ撮影に関しては
信号にＲＢ情報を含むことでＳＮが向上し、また各原画
素は生成画素１つにしか対応しないから、擬似信号（色
エッジ部のギザ）も発生しない。つまり、色生成を考慮
することなく、モノクロ画像の画質向上に最適な画素同
士の加算を行うことができるので、加算読み出しによる
高フレームレートを維持しつつ、従来に比し簡単な信号
処理で且つ画質劣化のない良好なモノクロ画像を得るこ
とが可能となる。また、カラー撮影においては、隣接す
る同色４画素加算となることから、特殊な駆動方法（画
素電荷の並べ替え）などが不要であり、これに起因する
不具合を生じない。

【００２８】よって、４００万画素、６００万画素或い
はそれ以上の多画素化されたカラー撮像素子により得ら
れた信号から画素密度１／４のモノクロ画像を生成する
に際しての最適な信号処理を実現でき、少ない信号処理
数で、記録画像の画質の向上をはかることが可能とな
る。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示の実施
形態によって説明する。

【００３０】図１は、本発明の一実施形態に係わるデジ
タルカメラの回路構成を示すブロック図である。

【００３１】図中１０１は各種レンズからなるレンズ
系、１０２はレンズ系１０１を駆動するためのレンズ駆
動機構、１０３はレンズ系１０１の絞りを制御するため
の露出制御機構、１０４はローパス及び赤外カット用の
フィルタ系、１０５はＣＣＤカラー撮像素子、１０６は
撮像素子１０５を駆動するためのＣＣＤドライバ、１０
７はゲインコントロールアンプ，Ａ／Ｄ変換器等を含む
プリプロセス回路、１０８は色信号生成処理，マトリッ
クス変換処理，その他各種のデジタル処理を行うための
デジタルプロセス回路、１０９はカードインターフェー
ス、１１０はＣＦ等のメモリカード、１１１はＬＣＤ画
像表示系を示している。

【００３２】また、図中の１１２は各部を統括的に制御
するためのシステムコントローラ（ＣＰＵ）、１１３は
各種ＳＷからなる操作スイッチ系、１１４は操作状態及
びモード状態等を表示するための操作表示系、１１５は
レンズ駆動機構１０２を制御するためのレンズドライ
バ、１１６は発光手段としてのストロボ、１１７は露出
制御機構１０３及びストロボ１１６を制御するための露
出制御ドライバ、１１８は各種設定情報等を記憶するた
めの不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）を示している。

【００３３】本実施形態のデジタルカメラにおいては、
システムコントローラ１１２が全ての制御を統括的に行
っており、特に露出制御機構１０３とＣＣＤドライバ１
０６によるＣＣＤ撮像素子１０５の駆動を制御して露光
（電荷蓄積）及び信号の読み出しを行い、それをプリプ
ロセス回路１０７を介してデジタルプロセス回路１０８
に取込んで、各種信号処理を施した後にカードインター
フェース１０９を介してメモリカード１１０に記録する
ようになっている。なお、ＣＣＤ撮像素子１０５は、例
えば縦型オーバーフロードレイン構造のインターライン
型でプログレッシブ（順次）走査型のものである。

【００３４】図２は、ＣＣＤ撮像素子１０５の素子構造
を示す平面図である。受光素子としてフォトダイオード
２０１がマトリクス配置され、フォトダイオード２０１
間に縦列方向に複数本の垂直ＣＣＤ２０２が配置され、
垂直ＣＣＤ２０２の端部に横列方向に１本の水平ＣＣＤ
２０３が配置されている。そして、フォトダイオード２
０１に蓄積された信号電荷は電荷移送パルスＴＧにより
垂直ＣＣＤ２０２に読み出され、垂直ＣＣＤ２０２内を
紙面下方向に転送される。垂直ＣＣＤ２０２を転送した
信号電荷は水平ＣＣＤ２０３に移送され、この水平ＣＣ
Ｄ２０３を紙面左方向に転送され、最終的に読み出しア
ンプ２０４を介して出力されるようになっている。

【００３５】図３は、本実施形態に用いる撮像素子にお
けるフィルタ配列を示す平面図である。画素３０１の縦
２×横２の正方４画素を単位ブロック３０２とし、単位
ブロック３０２内の４画素は同じ色となっている。そし
て、各々のブロック３０２はＧを市松状に配置し、残り
の部分にＲ，Ｇを配置した、いわゆるベイヤ配列となっ
ている。このような配列を以下では、複ベイヤ配列と称
する。

【００３６】なお、本実施形態に用いる撮像素子１０５
は先にも説明したように順次走査型であり、４画素（水
平２画素と垂直２画素）加算することを前提に、比較対
象である従来の素子の２倍の画素密度を有しているとす
る。撮像モードとしては、カラー撮影モードとモノクロ
撮影モードを手動操作で選択可能に構成されている。ま
た、非加算モードは無く、常に２ライン加算駆動（Ｈブ
ランキング期間に２転送単位のＶクロックを出力）で、
撮像素子の１／４画素数の画像が記録される。従って、
フレームレートは標準（非加算）駆動の２倍に向上して
いる。水平加算は、後述のように素子外部で実行され
る。

【００３７】次に、本実施形態の動作をカラー撮影モー
ドとモノクロ撮影モードに分けて説明する。

【００３８】（カラーモード）図４（ａ）に示すような
４画素加算処理によって画素密度１／４の単位画素（位
置を黒丸で図示）を生成する。生成された単位画素は、
ＲＧＢベイヤ配列を為している。

【００３９】加算の具体的実現方法は、垂直加算は２ラ
イン加算駆動を行う。駆動パターンは図５（ａ）に示す
ようなもので、毎回の水平ブランキング期間に２画素
（２行）分のＶ転送クロックが出力される。その際に出
力されるクロック位相は、偶数番目の画素（行）とその
次の奇数番目の画素（行）に対応する転送パルスが連続
して（同じＨブランキング内に）出力されるから、水平
転送路内では上下の同色２画素の電荷が加算される。

【００４０】水平加算については、撮像素子から信号を
読み出した後にデジタル演算で隣接２画素加算を行う。
この場合の加算は、偶数番目の列の画素データとその次
の奇数番目の列の画素データとを加算するように行う。
従って、この場合も同色の加算となり、先の読み出し時
の垂直加算と合わせて、上記した通りの図４（ａ）に示
すような同色の４画素加算となる。

【００４１】加算後の信号、即ち１／４画素数のベイヤ
単位画素データに対して従来のベイヤ処理（〜）を
行い、得られたコンポーネントカラー画像信号を、必要
に応じて圧縮を含む記録処理を施し、媒体に記録する。

【００４２】このように本実施形態では、従来の（画素
数の少ない）ベイヤカラー撮像素子と全く同等のカラー
画像が得られる。フレームレートも加算駆動によって低
下せず、加算は単純で画素順入替え等も無いから特に不
具合を生じることも無い。

【００４３】（モノクロモード）図４（ｂ）に示すよう
な４画素加算処理によって画素密度１／４の単位画素
（位置を黒丸で図示）を生成する。ここで、図４（ａ）
との違いは、ブロックの境界（図中の実線）を水平及び
垂直方向に１画素分ずらしたことにある。生成された単
位画素は、全ての画素が同じくＲ＋２Ｇ＋Ｂの情報を有
しており、従って分光特性が均一な、モノクロ撮像素子
と事実上等価な配列を為している。

【００４４】加算の具体的実現方法は、垂直加算は２ラ
イン加算駆動を行う。駆動パターンは図５（ｂ）に示す
ようなもので、毎回の水平ブランキング期間に２画素
（２行）分のＶ転送クロックが出力される。その際に出
力されるクロック位相は、奇数番目の画素（行）とその
次の偶数番目の画素（行）に対応する転送パルスが連続
して（同じＨブランキング内に）出力されるから、水平
転送路内では、上下の異色２画素の電荷が加算される。

【００４５】即ち、クロック出力或いは加算の位相はカ
ラー時に対して反転している。

【００４６】水平加算については、撮像素子から信号を
読み出した後にデジタル演算で隣接２画素加算を行う。
この場合の加算は、奇数番目の列の画素データとその次
の偶数番目の列の画素データとを加算するように行う。
この場合も加算の位相はカラー時に対して反転してお
り、従って異色（Ｒ＋ＧとＧ＋Ｂで、Ｇという共通部分
はあるが同一ではない）の加算となり、先の読み出し時
の垂直加算と合わせて、上記した通りの図４（ｂ）に示
すような全色（Ｒ＋２Ｇ＋Ｂ）の４画素加算となる。

【００４７】得られた輝度画像信号をモノクロ画像信号
として（ただし、ガンマやＫｎｅｅ、セットアップなど
の一般的な信号処理が、必要に応じて適宜施されること
は無論である）、必要に応じて圧縮を含む記録処理を施
し、媒体に記録する。

【００４８】このように本実施形態では、画素密度が生
成画像の画素密度と同じであるモノクロ撮像素子とほぼ
同等の（解像度に関しては完全に同等の）モノクロ画像
が得られる。従って、従来の撮像装置におけるモノクロ
（即ちカラーモード時の輝度信号）に比しては、次のよ
うな効果が得られる。

【００４９】(1) 解像度が極めて高くなる。

【００５０】(2) 信号処理が単純で無駄が無い。

【００５１】(3) 画像の均一性が高い。（Ｒ、Ｂの１画
素がいずれも生成１画素のみに対応しているので色エッ
ジ部におけるギザも生じ無い。） (4) フレームレートも加算駆動によって低下せず、加算
は単純で画素順入替え等も無いから特に不具合を生じる
ことも無い。また、カラー・モノクロいずれの場合も記
録処理以前の画像信号処理においては、例えば階調処理
（γ、ニー、セットアップ）や色バランス処理など従来
公知の任意の信号処理が適用され得ることは、勿論であ
る。

【００５２】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではない。撮像素子の色配列は、複ベイヤに限
らず任意の配列で良い。例えば、画素順入替え駆動技術
を用いるなど駆動方法を工夫すれば、或いは加算読み出
しではなく通常読み出し後のデジタル演算のみで処理す
れば、従来のベイヤ配列で画素密度の高い撮像素子を用
いることで、カラー用の同色加算とモノクロ用の全色加
算をそれぞれ実現することが可能である。この場合にも
単純な隣接４画素の加算によってモノクロ単位画素を生
成すれば、少なくともモノクロ時の画質を向上する効果
や処理の単純化効果は得られる。そして、このような一
般の場合は、４画素加算に限らずそのカラー配列と生成
目的の画像の画素密度が許す限りにおいて、任意数の加
算を用いることが可能である。

【００５３】また、実施形態ではプログレッシブ型のＣ
ＣＤ撮像素子を用いたが、ＣＣＤに限らず各種の固体撮
像素子を用いることができる。さらに、本発明は必ずし
もデジタルカメラに限るものではなく、ムービーカメラ
に適用することも可能である。その他、本発明の要旨を
逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができ
る。

【００５４】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、カ
ラー撮影時とモノクロ撮影時で、異なる読み出し駆動
（例えば、カラー撮影時は同色加算読み出し、モノクロ
撮影時は異色加算読み出し）を行うようにしているの
で、少なくともモノクロ撮影時には、信号処理の無駄を
無くしかつ従来に比して画質が向上した撮像装置を得る
ことができる。さらに、カラー撮影に際しては、特殊な
信号読み出しを不要とする撮像装置を得ることができ
る。また、これらを加算読み出しによる高速フレームレ
ートを維持しつつ実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係わるデジタルカメラの
回路構成を示すブロック図。

【図２】ＣＣＤ撮像素子の素子構造を示す平面図。

【図３】ＣＣＤ撮像素子におけるフィルタ配列を示す平
面図。

【図４】ＣＣＤ撮像素子の色配列及び加算による単位画
素生成を示す模式図。

【図５】加算駆動のパルス位相を示すタイミングチャー
ト。

【図６】従来の撮像素子におけるベイヤ配列及び高域輝
度信号ＨＹ生成点を示す模式図。

【符号の説明】

１０１…レンズ系１０２…レンズ駆動機構１０３…露出制御機構１０４…フィルタ系１０５…ＣＣＤカラー撮像素子１０６…ＣＣＤドライバ１０７…プリプロセス部１０８…デジタルプロセス部１０９…カードインターフェース１１０…メモリカード１１１…ＬＣＤ画像表示系１１２…システムコントローラ（ＣＰＵ）１１３…操作スイッチ系１１４…操作表示系１１５…レンズドライバ１１６…ストロボ１１７…露出制御ドライバ１１８…不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）２０１…フォトダイオード２０２…垂直ＣＣＤ２０３…水平ＣＣＤ２０４…読み出しアンプ３０１…画素３０２…単位ブロック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｈ０１Ｌ 27/14 ＤＦターム(参考） 2H054 AA01 4M118 AA10 AB01 BA10 BA13 CA03 DA01 FA06 FA13 GC01 GC08 5C024 AX01 CX03 CX11 DX01 GY04 GZ24 GZ29 JX36 5C065 AA01 BB22 BB48 CC01 DD01 DD02 DD07 GG49

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体を撮像するカラー撮像素子と、この
撮像素子を駆動して撮像信号を読み出す駆動手段と、前
記撮像信号を処理して所定フォーマットのカラー画像信
号又はモノクロ画像信号を選択的に生成可能な画像信号
生成手段と、前記画像信号生成手段が生成する画像がカ
ラーであるカラーモード及びモノクロであるモノクロモ
ードのいずれかを選択的に指定するモード制御手段とを
有した撮像装置であって、前記駆動手段は、前記モード制御手段が指定したモード
がカラーモードである場合には第１の読み出し駆動を、
モノクロモードである場合には第１の読み出し駆動とは
異なる第２の読み出し駆動を行うように構成されたもの
であることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】第１の読み出し駆動は、前記撮像素子にお
ける同色画素の電荷を加算しつつ読み出す同色加算読み
出し駆動であり、第２の読み出し駆動は、前記撮像素子
における異色画素の電荷を加算しつつ読み出す異色加算
読み出し駆動であることを特徴とする請求項１記載の撮
像装置。
【請求項３】前記カラー撮像素子は、画素の縦２×横２
の正方４画素を単位ブロックとするブロック配列を構成
し、前記撮像素子の色配列は、該ブロック内の４画素が
同色であり、ブロック配列がベイヤ配列であるところの
複ベイヤ配列であり、第１及び第２の読み出し駆動における加算読み出し駆動
は、前記撮像素子の垂直転送路から水平転送路への電荷
転送に際して、毎回の水平ブランキング期間に２画素
（２転送単位）分の電荷転送を行う２加算駆動を用いる
ものであって、前記駆動手段は、第１の読み出し駆動においては同色の
画素信号電荷が２画素分加算され、第２の読み出し駆動
においては、異色の画素信号電荷が２画素分加算される
ように、第１と第２の読み出し駆動における加算位相を
反転させるように構成されたものであることを特徴とす
る請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】前記複ベイヤ配列は、前記ブロック配列が
ＲＧＢベイヤ配列であるところの複ＲＧＢベイヤ配列で
あることを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】被写体を撮像するカラー撮像素子と、この
撮像素子を駆動して撮像信号を読み出す駆動手段と、生
成する画像の画素密度が前記撮像素子の画素密度よりも
小さい場合に前記生成画像の画素密度に対応した画素密
度の単位画素情報を生成する画素密度整合手段と、前記
画素密度整合手段の出力に基づいて所定フォーマットの
カラー画像信号又はモノクロ画像信号を選択的に生成可
能な画像信号生成手段と、前記画像信号生成手段が生成
する画像をカラーであるカラーモード又はモノクロであ
るモノクロモードに選択的に指定するモード制御手段と
を有した撮像装置であって、前記画素密度整合手段は、前記モード制御手段が指定し
たモードがカラーモードである場合には、同色の画素信
号情報を加算することにより前記画像信号生成手段にお
ける前記カラー画像信号生成のための単位画素情報を生
成し、前記モード制御手段が指定したモードがモノクロ
モードである場合には、全色の画素信号情報を加算する
ことにより画像信号生成手段における前記モノクロ画像
信号生成のための単位画素情報を生成するものであるこ
とを特徴とする撮像装置。