JP3123415B2 - 単板カラー固体撮像装置 - Google Patents
単板カラー固体撮像装置Info
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- JP3123415B2 JP3123415B2 JP07337328A JP33732895A JP3123415B2 JP 3123415 B2 JP3123415 B2 JP 3123415B2 JP 07337328 A JP07337328 A JP 07337328A JP 33732895 A JP33732895 A JP 33732895A JP 3123415 B2 JP3123415 B2 JP 3123415B2
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims description 31
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 20
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 13
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 241000370685 Arge Species 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
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- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、感度を向上させた
単板カラー固体撮像装置に関する。
単板カラー固体撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、固体撮像装置は、特にＣＣＤ（ch
arge coupled device）素子を一つ使用した単板カラー
撮像装置では、図５のようにＣＣＤ素子の各感光部に対
しカラーフィルタを配置し、カラー映像信号を合成して
いる。即ち、上下隣合った画素の信号を足し合せながら
読み出す。
arge coupled device）素子を一つ使用した単板カラー
撮像装置では、図５のようにＣＣＤ素子の各感光部に対
しカラーフィルタを配置し、カラー映像信号を合成して
いる。即ち、上下隣合った画素の信号を足し合せながら
読み出す。
【０００３】上記従来例１の手順を図５に示した色フィ
ルタアレイの色配列例に基づいて以下に説明する。例え
ば、ＡフィールドではＡ１，Ａ２の様なペアで電荷の混
合が行われ、ＢフィールドではＢの様なペアとなる。従
って、Ａ１ラインでは、（Ｇ＋Ｃｙ），（Ｍｇ＋Ｙｅ）
が順番に取り出され、Ａ２ラインでは、（Ｃｙ＋Ｍ
ｇ），（Ｇ＋Ｙｅ）の順に取り出される。
ルタアレイの色配列例に基づいて以下に説明する。例え
ば、ＡフィールドではＡ１，Ａ２の様なペアで電荷の混
合が行われ、ＢフィールドではＢの様なペアとなる。従
って、Ａ１ラインでは、（Ｇ＋Ｃｙ），（Ｍｇ＋Ｙｅ）
が順番に取り出され、Ａ２ラインでは、（Ｃｙ＋Ｍ
ｇ），（Ｇ＋Ｙｅ）の順に取り出される。
【０００４】取り出されたこれらに信号の隣り同士の画
素を加減算することにより、輝度信号（Ｙ）および色差
信号（Ｒ−Ｙ）と（Ｂ−Ｙ）を得ることができる。演算
式を以下に示す。
素を加減算することにより、輝度信号（Ｙ）および色差
信号（Ｒ−Ｙ）と（Ｂ−Ｙ）を得ることができる。演算
式を以下に示す。
【０００５】 Ｙ＝｛（Ｇ＋Ｃｙ）＋（Ｍｇ＋Ｙｅ）｝×（１／２） ＝｛（Ｇ＋Ｙｅ）＋（Ｃｙ＋Ｍｇ）｝×（１／２） ＝（１／２）（２Ｂ＋３Ｇ＋２Ｒ） Ｒ−Ｙ＝｛（Ｍｇ＋Ｙｅ）−（Ｇ＋Ｃｙ）｝＝２Ｒ−Ｇ Ｂ−Ｙ＝｛（Ｇ＋Ｙｅ）−（Ｍｇ＋Ｃｙ）｝＝２Ｂ−Ｇ
【０００６】上記の演算式から解るように、輝度信号Ｙ
は、Ａ１，Ａ２ラインで同一となる。また、色差信号Ｒ
−Ｙ，Ｂ−Ｙは、一ラインおきに得られる。Ｂフィール
ドにおいても同様である。
は、Ａ１，Ａ２ラインで同一となる。また、色差信号Ｒ
−Ｙ，Ｂ−Ｙは、一ラインおきに得られる。Ｂフィール
ドにおいても同様である。
【０００７】ところで、撮像装置の感度を上げる方法と
して、水平方向に並んだ２つの画素の信号を足し合わせ
る方法がある。これは、特にＣＣＤ素子をＲ，Ｇ，Ｂ三
チャンネル使用した撮像装置で用いられる方法で、水平
解像度を犠牲にして感度を２倍にするものである。
して、水平方向に並んだ２つの画素の信号を足し合わせ
る方法がある。これは、特にＣＣＤ素子をＲ，Ｇ，Ｂ三
チャンネル使用した撮像装置で用いられる方法で、水平
解像度を犠牲にして感度を２倍にするものである。
【０００８】ところが、上記従来例１においては、感度
を２倍にするために水平方向に並んだ２画素の信号を足
し合わせる方法を用いることができない。その理由は、
前述のように単板カラー用ＣＣＤ素子では各画素毎に違
った４種のカラーフィルタを配置しているため、水平方
向の画素を足し合せてしまうと正確な色分離ができなく
なるからである。
を２倍にするために水平方向に並んだ２画素の信号を足
し合わせる方法を用いることができない。その理由は、
前述のように単板カラー用ＣＣＤ素子では各画素毎に違
った４種のカラーフィルタを配置しているため、水平方
向の画素を足し合せてしまうと正確な色分離ができなく
なるからである。
【０００９】単板カラー用ＣＣＤ素子を用いて画素間の
独立した信号を得る下記の方法が提案されている。従来
例２の特開昭６３−２６７０６８号「固体撮像装置」で
は、単板色カラーカメラにおいて複数の読出しレジスタ
を設け、この複数の読出しレジスタによって複数の水平
ラインの信号電荷を同時化して読み出すことを行ってい
る。
独立した信号を得る下記の方法が提案されている。従来
例２の特開昭６３−２６７０６８号「固体撮像装置」で
は、単板色カラーカメラにおいて複数の読出しレジスタ
を設け、この複数の読出しレジスタによって複数の水平
ラインの信号電荷を同時化して読み出すことを行ってい
る。
【００１０】また、従来例３の特開昭６１−１８９７８
７号「カラー固体撮像装置」では、所定の色フィルタ配
列を用いた固体撮像素子をフィールド蓄積モードで読出
し、さらに１水平走査期間の遅延線を用いることによ
り、演算なしで画素間の３種の独立信号を得ている。
７号「カラー固体撮像装置」では、所定の色フィルタ配
列を用いた固体撮像素子をフィールド蓄積モードで読出
し、さらに１水平走査期間の遅延線を用いることによ
り、演算なしで画素間の３種の独立信号を得ている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
２および３は、回路構成が複雑となる。特に、撮像時間
を長期化した場合、従来例２では撮像時間の長期化に比
例してレジスタの容量が増大化する。また、従来例３で
は遅延線の時定数を大きく構成する必要が生じる。
２および３は、回路構成が複雑となる。特に、撮像時間
を長期化した場合、従来例２では撮像時間の長期化に比
例してレジスタの容量が増大化する。また、従来例３で
は遅延線の時定数を大きく構成する必要が生じる。
【００１２】本発明は、回路構成の複雑化を抑え感度を
向上させた単板カラー固体撮像装置を提供することを目
的とする。
向上させた単板カラー固体撮像装置を提供することを目
的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明の単板カラー固体撮像装置は、各感光部に異
なる分光感度特性を有するカラーフィルタを配置した単
板カラー固体撮像素子と、単板カラー固体撮像素子によ
り撮像された画像信号をＹ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの画像信号
に色分離を行う色分離回路と、色分離後の異なる画素の
画像信号を水平加算し補間処理する演算回路とを有し、
複数画素の画素信号を水平加算することにより高感度の
撮像を可能としたことを特徴とする。
め、本発明の単板カラー固体撮像装置は、各感光部に異
なる分光感度特性を有するカラーフィルタを配置した単
板カラー固体撮像素子と、単板カラー固体撮像素子によ
り撮像された画像信号をＹ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの画像信号
に色分離を行う色分離回路と、色分離後の異なる画素の
画像信号を水平加算し補間処理する演算回路とを有し、
複数画素の画素信号を水平加算することにより高感度の
撮像を可能としたことを特徴とする。
【００１４】
【００１５】さらに、単板カラー固体撮像装置はスイッ
チを有し、このスイッチの設定により加算の条件を変化
させ、撮像感度の変更を可能とするとよい。
チを有し、このスイッチの設定により加算の条件を変化
させ、撮像感度の変更を可能とするとよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に添付図面を参照して本発明に
よる単板カラー固体撮像装置の実施の形態を詳細に説明
する。図１〜図４を参照すると本発明の単板カラー固体
撮像装置の一実施形態が示されている。図１は実施形態
のブロック構成図、図２〜図４は演算回路のタイミング
チャートであり、図２が入力信号、図３が感度アップＯ
ＦＦ時の出力信号レベル、図４が感度アップＯＮ時の出
力信号レベルである。
よる単板カラー固体撮像装置の実施の形態を詳細に説明
する。図１〜図４を参照すると本発明の単板カラー固体
撮像装置の一実施形態が示されている。図１は実施形態
のブロック構成図、図２〜図４は演算回路のタイミング
チャートであり、図２が入力信号、図３が感度アップＯ
ＦＦ時の出力信号レベル、図４が感度アップＯＮ時の出
力信号レベルである。
【００１７】図１において、本実施形態の単板カラー固
体撮像装置は、光電変換素子である撮像素子１、サンプ
ルホールド回路２、色分離回路３、Ａ／Ｄ変換回路４、
演算回路５、Ｄ／Ａ変換回路６、プロセスエンコーダ回
路７、制御回路８および感度アップＯＮ／ＯＦＦを切替
えるスイッチ９を有して構成される。
体撮像装置は、光電変換素子である撮像素子１、サンプ
ルホールド回路２、色分離回路３、Ａ／Ｄ変換回路４、
演算回路５、Ｄ／Ａ変換回路６、プロセスエンコーダ回
路７、制御回路８および感度アップＯＮ／ＯＦＦを切替
えるスイッチ９を有して構成される。
【００１８】上記により構成される単板カラー固体撮像
装置の各構成部において、撮像素子１から出力される撮
像信号は、サンプルホールド回路２および色分離回路３
により輝度信号Ｙおよび色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙに変換
される。
装置の各構成部において、撮像素子１から出力される撮
像信号は、サンプルホールド回路２および色分離回路３
により輝度信号Ｙおよび色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙに変換
される。
【００１９】次にＡ／Ｄ変換回路４によってディジタル
信号に変換され、さらに演算回路５に入力される。演算
回路５では水平加算と補間が行われ処理後の信号が出力
される。この演算回路５の出力信号Ｙ’，Ｒ−Ｙ’，Ｂ
−Ｙ’は、Ｄ／Ａ変換回路６によってアナログ信号にも
どされて出力される。
信号に変換され、さらに演算回路５に入力される。演算
回路５では水平加算と補間が行われ処理後の信号が出力
される。この演算回路５の出力信号Ｙ’，Ｒ−Ｙ’，Ｂ
−Ｙ’は、Ｄ／Ａ変換回路６によってアナログ信号にも
どされて出力される。
【００２０】演算回路５の出力信号は、プロセスエンコ
ーダ回路７へ入力される。プロセスエンコーダ回路７に
おいて、アナログ化された信号は、ガンマ補正・ホワイ
トクリップ・ブラッククリップ等の処理が行われ、通常
の復号映像信号として出力される。制御回路８は、演算
回路５における水平加算および補間処理動作を制御す
る。
ーダ回路７へ入力される。プロセスエンコーダ回路７に
おいて、アナログ化された信号は、ガンマ補正・ホワイ
トクリップ・ブラッククリップ等の処理が行われ、通常
の復号映像信号として出力される。制御回路８は、演算
回路５における水平加算および補間処理動作を制御す
る。
【００２１】次に、本実施形態の単板カラー固体撮像装
置の動作について図２〜図４を参照して説明する。図２
〜図４は図１の演算回路５の入出力の関係を示してい
る。これらのうちの図２は、輝度信号Ｙおよび色差信号
Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙの入力信号レベルを示している。制御回
路８によって感度アップ“ＯＦＦ”の設定時に、通常モ
ードが選択されている場合には、演算回路５の出力は図
３、即ち図２と同一の入出力信号がそのまま出力され
る。
置の動作について図２〜図４を参照して説明する。図２
〜図４は図１の演算回路５の入出力の関係を示してい
る。これらのうちの図２は、輝度信号Ｙおよび色差信号
Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙの入力信号レベルを示している。制御回
路８によって感度アップ“ＯＦＦ”の設定時に、通常モ
ードが選択されている場合には、演算回路５の出力は図
３、即ち図２と同一の入出力信号がそのまま出力され
る。
【００２２】感度アップ“ＯＮ”の設定時に、２倍モー
ドが選択されている場合には、演算回路５の出力は図４
となる。つまり２倍モードでは、水平方向の信号が加算
され、さらにその信号を２画素信号期間保持している。
よって、感度は約２倍となり、水平解像度は１／２倍と
なる。こうした処理をすることにより、水平解像度は落
ちるが感度を約２倍とすることが可能となる。
ドが選択されている場合には、演算回路５の出力は図４
となる。つまり２倍モードでは、水平方向の信号が加算
され、さらにその信号を２画素信号期間保持している。
よって、感度は約２倍となり、水平解像度は１／２倍と
なる。こうした処理をすることにより、水平解像度は落
ちるが感度を約２倍とすることが可能となる。
【００２３】上記の実施形態によれば、色分離回路から
出力された信号Ｙ，ＲーＹ，Ｂ−Ｙは、それぞれＡ／Ｄ
変換される。演算回路において水平方向に並んだ２画素
が加算され、さらに２画素分の補間が行われる。さらに
Ｄ／Ａ変換回路によりアナログ信号にもどり、後段の回
路で通常の映像信号となる。よって、単板カラー固体撮
像装置において水平画素加算による感度向上が行える。
それは、色分離回路の直後に、水平画素加算と補間を行
う演算回路を有しているからである。また、感度アップ
の条件は２倍にこだわらない。この条件の変更は容易に
行い得る。
出力された信号Ｙ，ＲーＹ，Ｂ−Ｙは、それぞれＡ／Ｄ
変換される。演算回路において水平方向に並んだ２画素
が加算され、さらに２画素分の補間が行われる。さらに
Ｄ／Ａ変換回路によりアナログ信号にもどり、後段の回
路で通常の映像信号となる。よって、単板カラー固体撮
像装置において水平画素加算による感度向上が行える。
それは、色分離回路の直後に、水平画素加算と補間を行
う演算回路を有しているからである。また、感度アップ
の条件は２倍にこだわらない。この条件の変更は容易に
行い得る。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明より明かなように、本発明の
単板カラー固体撮像装置は、単板カラー固体撮像素子の
各感光部に異なる分光感度特性を有するカラーフィルタ
を配置し、撮像された画像信号の色分離を行い、色分離
後の異なる画素の画像信号を加算し補間処理する。よっ
て、単板カラー固体像装置において複数画素信号の加算
により、感度向上が可能となる。
単板カラー固体撮像装置は、単板カラー固体撮像素子の
各感光部に異なる分光感度特性を有するカラーフィルタ
を配置し、撮像された画像信号の色分離を行い、色分離
後の異なる画素の画像信号を加算し補間処理する。よっ
て、単板カラー固体像装置において複数画素信号の加算
により、感度向上が可能となる。
【図１】本発明の単板カラー固体撮像装置の実施形態を
示すブロック構成図である。
示すブロック構成図である。
【図２】演算回路のタイミングチャート１である。
【図３】演算回路のタイミングチャート２である。
【図４】演算回路のタイミングチャート３である。
【図５】従来の色フィルタアレイの色配列例を示した図
である。
である。
１ 撮像素子 ２ サンプルホールド回路 ３ 色分離回路 ４ Ａ／Ｄ変換回路 ５ 演算回路 ６ Ｄ／Ａ変換回路 ７ プロセスエンコーダ回路 ８ 制御回路
Claims (2)
- 【請求項１】 各感光部に異なる分光感度特性を有する
カラーフィルタを配置した単板カラー固体撮像素子と、 前記単板カラー固体撮像素子により撮像された画像信号
をＹ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの画像信号に色分離を行う色分離
回路と、 前記色分離後の異なる画素の画像信号を水平加算し補間
処理する演算回路とを有し、 複数画素の画素信号を水平加算することにより高感度の
撮像を可能としたことを特徴とする単板カラー固体撮像
装置。 - 【請求項２】 前記単板カラー固体撮像装置は、スイッ
チを有し、 該スイッチの設定により水平加算の条件を変化させ、撮
像感度の変更を可能としたことを特徴とする請求項１記
載の単板カラー固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07337328A JP3123415B2 (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 単板カラー固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07337328A JP3123415B2 (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 単板カラー固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09182090A JPH09182090A (ja) | 1997-07-11 |
| JP3123415B2 true JP3123415B2 (ja) | 2001-01-09 |
Family
ID=18307597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07337328A Expired - Fee Related JP3123415B2 (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 単板カラー固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3123415B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0595411U (ja) * | 1992-05-26 | 1993-12-27 | オクス工業株式会社 | コンパクト |
| KR102540144B1 (ko) | 2021-09-08 | 2023-06-05 | (주)티에이치케이컴퍼니 | 등받이 각도 조절이 용이한 목욕 의자 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2991180B2 (ja) | 1998-01-28 | 1999-12-20 | 日本電気株式会社 | 画素補間方法及び画素補間回路並びに画素補間プログラムを記録した記録媒体 |
| JP4013236B2 (ja) * | 1999-08-06 | 2007-11-28 | 株式会社デンソー | 噴霧検査装置及び噴霧検査方法 |
| JP4228947B2 (ja) | 2003-05-20 | 2009-02-25 | 日産自動車株式会社 | 撮像装置 |
| JP2006340100A (ja) * | 2005-06-02 | 2006-12-14 | Fujifilm Holdings Corp | 撮影装置 |
-
1995
- 1995-12-25 JP JP07337328A patent/JP3123415B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0595411U (ja) * | 1992-05-26 | 1993-12-27 | オクス工業株式会社 | コンパクト |
| KR102540144B1 (ko) | 2021-09-08 | 2023-06-05 | (주)티에이치케이컴퍼니 | 등받이 각도 조절이 용이한 목욕 의자 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09182090A (ja) | 1997-07-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000926 |
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