JP5572960B2

JP5572960B2 - 撮像装置およびその画素加算方法

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Publication number: JP5572960B2
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Inventors: 英明計良
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Description

本発明は、原色フィルタを有した撮像装置およびその画素加算方法に関する。

近年、デジタルスチルカメラにおいては、暗所での撮影時に、撮像素子内部で画素加算を行い撮影感度を高くすることで、シャッター速度を速めて、手振れの発生を防止する機能を備えたものが一般化している。また、デジタルビデオカメラにおいては、撮像素子内部で画素加算を行うことにより、高フレームレートで高画質の動画を撮影可能としたものが一般化している。

しかし、画素加算（画素混合）を行うと、ナイキスト周波数が下がってしまい、結果として、撮影された画像にはモアレ（ナイキスト周波数を超えた周波数成分による折り返しノイズ）が発生してしまう。

そこで、画素加算により発生するモアレを低減するため、例えば、特許文献１には、加算後におけるＲ、Ｇ、Ｂの各画素グループの重心が、撮像素子の画素領域内で偏在することなく均一に配置されるように画素加算を行うという手法が開示されている。

特開２００８−９８９７１号公報

しかしながら、従来技術は、隣接の同色画素同士を加算する手法であるため、撮影された画像には依然としてモアレが発生してしまい、改善の余地があった。

本発明は、上記従来技術の課題を解決するためのものである。本発明の目的は、画素加算により発生するモアレを低減することができる撮像装置およびその画素加算方法を提供することである。

本発明を例示する撮像装置の一態様は、第１分光特性を有する第１フィルタを介して入射した光に応じた第１信号を出力する第１受光素子と第１分光特性を有する第２フィルタを介して入射した光に応じた第２信号を出力する第２受光素子と第１分光特性を有する第３フィルタを介して入射した光に応じた第３信号を出力する第３受光素子と第１分光特性を有する第４フィルタを介して入射した光に応じた第４信号を出力する第４受光素子と第１分光特性を有する第５フィルタを介して入射した光に応じた第５信号を出力する第５受光素子と第１分光特性を有する第６フィルタを介して入射した光に応じた第６信号を出力する第６受光素子とを有し、第１方向に沿って第１受光素子、第２受光素子、第３受光素子及び第４受光素子の順に配置され、かつ第１方向と垂直な第２方向に沿って第１受光素子、第５受光素子及び第６受光素子の順に配置された撮像素子と、第１信号、第２信号、第３信号、第４信号、第５信号及び第６信号をそれぞれ入力し、第１信号、第３信号及び第６信号を加算して第１加算信号を生成するとともに第２信号及び第４信号を加算して第２加算信号を生成する加算手段と、を備える。

本発明を例示する画素加算方法の一態様は、第１分光特性を有する第１フィルタを介して入射した光に応じた第１信号を出力する第１受光素子と第１分光特性を有する第２フィルタを介して入射した光に応じた第２信号を出力する第２受光素子と第１分光特性を有する第３フィルタを介して入射した光に応じた第３信号を出力する第３受光素子と第１分光特性を有する第４フィルタを介して入射した光に応じた第４信号を出力する第４受光素子と第１分光特性を有する第５フィルタを介して入射した光に応じた第５信号を出力する第５受光素子と第１分光特性を有する第６フィルタを介して入射した光に応じた第６信号を出力する第６受光素子とを有し、第１方向に沿って第１受光素子、第２受光素子、第３受光素子及び第４受光素子の順に配置され、かつ第１方向と垂直な第２方向に沿って第１受光素子、第５受光素子及び第６受光素子の順に配置された撮像素子の第１信号、第２信号、第３信号、第４信号、第５信号及び第６信号をそれぞれ入力し、第１信号、第３信号及び第６信号を加算して第１加算信号を生成するとともに第２信号及び第４信号を加算して第２加算信号を生成する加算手順を備える。

本発明では、予め定められた種類の画素が含まれる領域をグループの単位としてセンサアレイ上の二次元状に配列された複数の受光素子を複数のグループに分割し、センサアレイ上で相互にｎグループ離れた位置にある４つのグループに含まれる画素から出力された画像信号を前記画素の種類毎に加算する。

なお、加算対象のグループ間の距離を定める「ｎグループ」の値は、例えば、１グループであり、また、前記画素の種類は、例えば、原色フィルタの配列方法であるベイヤー配列によって定められる、赤色（Ｒ）、第１の緑色（Ｇｒ）、第２の緑色（Ｇｂ）、青色（Ｂ）の４種類である。

つまり、この場合、加算される同色画素同士は、隣接しておらず、４つのグループ間において、縦、横、斜めのいずれの方向にも相互に位置が１グループ分離れているので、画素加算により生成される画像信号は、ぼかし効果が程よく加えられたものとなる。

したがって、本発明を利用すれば、画素加算により発生するモアレを低減することが可能になる。

実施形態のデジタルカメラの構成を示すブロック図である。固体撮像素子１０３の原色フィルタの配列方法を説明する図である。デジタルカメラの画素加算の動作を示す流れ図である。画素加算部１１１が行う画素加算の処理を説明する図（１／２）である。画素加算部１１１が行う画素加算の処理を説明する図（２／２）である。固体撮像素子１０３の内部で画素加算を行う場合の説明図である。

以下、本発明の実施形態を説明する。本実施形態は、デジタルカメラの実施形態である。

図１は、本実施形態のデジタルカメラの構成を示すブロック図である。

デジタルカメラは、固体撮像装置１０１と、撮像レンズ１０２と、レンズ駆動部１０２ａと、画像処理部１０５と、モニタ１０６と、デジタルカメラを統括制御するＣＰＵ１０７とから構成される。ここで、固体撮像装置１０１は、固体撮像素子１０３と、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）１０４と、画素加算部１１１とを有している。また、ＡＦＥ１０４は、ＣＤＳ（Correlated Double Sampling：相関二重サンプリング）回路１０８と、アナログゲイン回路１０９と、Ａ／Ｄ変換回路１１０と、タイミング発生回路１１２とを有している。

撮像レンズ１０２は、フォーカスレンズやズームレンズを含む複数のレンズ群で構成されている。なお、簡単のため、図１では撮像レンズ１０２を１枚のレンズとして図示している。

レンズ駆動部１０２ａは、ＣＰＵ１０７の指示に応じてレンズ駆動信号を発生し、撮像レンズ１０２を光軸方向に移動させてフォーカス調整やズーム調整を行うと共に、撮像レンズ１０２を通過した光束による被写体像を固体撮像素子１０３の受光面に形成する。

固体撮像素子１０３は、ＣＣＤ型やＣＭＯＳ型のエリアイメージセンサであり、撮像レンズ１０２の像空間側に配置されている。固体撮像素子１０３は、受光面に形成された被写体像を光電変換してアナログ画像信号を生成する。

なお、固体撮像素子１０３の受光面には、複数のフォトダイオード（受光素子）が二次元状に配列されている。また、その受光面には、被写体像をカラー撮影するために、各フォトダイオードに対応して、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の原色フィルタが、例えば、ベイヤー（Bayer）配列などの所定の配列構造で配置されている。これにより、固体撮像素子１０３が出力するアナログ画像信号には、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラー信号成分が含まれることになる。さらに、固体撮像素子１０３の受光面全体には、光学ローパスフィルタや赤外光カットフィルタなどが設けられている。

ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路１０８は、固体撮像素子１０３が生成するアナログ画像信号のリセット時（露光前）の信号と、データ転送時（露光後）の信号との両方をサンプリングし、データ転送時の信号値からリセット時の信号値を減算することによって、アナログ画像信号から暗電流によるノイズを除去する。

アナログゲイン回路１０９は、ＣＰＵ１０７の指示に基づき、アナログ画像信号のゲイン調整量を設定する。これにより、ＣＤＳ回路１０８が出力するノイズ除去後のアナログ画像信号に対してＩＳＯ感度に相当する撮影感度の調整を行う。

Ａ／Ｄ変換回路１１０は、アナログゲイン回路１０９が出力するアナログ画像信号をデジタルデータ（画像データ）に変換して、画素加算部１１１に出力する。

タイミング発生回路１１２は、ＣＰＵ１０７の指示に基づき固体撮像装置１０１内の各部にタイミングパルスを供給する。固体撮像素子１０３、ＣＤＳ回路１０８、アナログゲイン回路１０９およびＡ／Ｄ変換回路１１０の駆動タイミングは、そのタイミングパルスによって制御される。例えば、固体撮像素子１０３では、受光面のフォトダイオードから電荷を読み出すタイミングなどが制御され、またＣＤＳ回路１０７では、固体撮像素子１０３が生成するアナログ画像信号をサンプリングするタイミングなどが制御される。

画素加算部１１１は、ＣＰＵ１０７の指示に応じて、Ａ／Ｄ変換回路１１０が出力する画像データを基に画素加算の処理を行うと共に、その処理によって生成した画像データを固体撮像装置１０１の出力として出力する。なお、画素加算部１１１が行う画素加算の処理については、後で詳しく説明する。

画像処理部１０５は、ＣＰＵ１０７の指示に応じて、固体撮像装置１０１が出力する画像データに対し、ホワイトバランス調整、色分離（補間）、輪郭強調、ガンマ補正などの画像処理を施す。なお、画像処理部１０５は、ＡＳＩＣなどとして構成される。

モニタ１０６は、デジタルカメラ筐体の背面などに設けられたＬＣＤモニタや、接眼部を備えた電子ファインダなどであり、ＣＰＵ１０７の指示に応じて各種の画像を表示する。

ここで、固体撮像素子１０３の受光面に配置される原色フィルタの配列方法について、図２を参照して説明する。

固体撮像素子１０３の受光面の各フォトダイオード（Photo Diode：ＰＤ）には、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の原色フィルタがベイヤー（Bayer）配列で配置される。具体的に説明すると、ＰＤ１１には赤（Ｒ）、ＰＤ１２には緑（Ｇr）、ＰＤ２１には緑（Ｇb）、そしてＰＤ２２には青（Ｂ）とのように、「Ｒ、Ｇr、Ｇb、Ｂ」の配列パターンを繰り返す並びで原色フィルタが配置される。なお、ＰＤ１２とＰＤ２１には、どちらにも緑（Ｇ）のフィルタが配置されるが、フィルタがどちらに配置されたものであるかを区別するため、前記のように、ＰＤ１２の方を「Ｇr」、ＰＤ２１の方を「Ｇb」と表記している。

このように、原色フィルタの配列方法によって、受光面の各フォトダイオードの画素の種類が定められることとなる。例えば、上記ベイヤー配列の場合には、Ｒ（赤色）、Ｇr（第１の緑色）、Ｇb（第２の緑色）、Ｂ（青色）という４つの種類が定められる。

なお、固体撮像装置１０１の画素加算部１１１は、その４種類の画素を単位としたグループ毎に画素加算の処理を行う。

以下、本実施形態のデジタルカメラが行う画素加算の動作を、図３のフローチャートを用いて説明する。なお、図３のフローチャートは、ユーザーがレリーズ釦を押下してデジタルカメラに撮影の開始を指示した場合に実行されるものである。

ステップ１０１：ユーザーによりレリーズ釦が半押しされると、ＣＰＵ１０７は、撮影に先立ち、レンズ駆動部１０２ａと協働して撮像レンズ１０２の焦点調節制御（ＡＦ）を行う。

ステップ１０２：ユーザーによりレリーズ釦が全押しされると、ＣＰＵ１０７は、不図示の測光部に算出させた評価値に基づき撮影条件（絞り値、シャッター速度、ストロボ発光の有無など）を決定する。

そして、ＣＰＵ１０７は、決定した撮影条件の下でレンズ駆動部１０２ａ、ＡＦＥ１０４およびタイミング発生回路１１２を駆動して撮影を実施する。このとき、固体撮像素子１０３によって生成されたアナログ画像信号は、ＡＦＥ１０４のＣＤＳ回路１０８、アナログゲイン回路１０９およびＡ／Ｄ変換回路１１０を介してデジタルデータ（画像データ）に変換されて画素加算部１１１へ出力される。

ステップ１０３：ＣＰＵ１０７は、画素加算部１１１を駆動して、画素加算の処理を実行する。

ここで、画素加算部１１１が行う画素加算の処理について、図４及び図５を参照して説明する。

なお、以下では、画素加算部１１１が、図４（１）の（ａ）に示すように、縦８画素×横８画素の合計６４画素から成る画像データに基づき画素加算を行うものとする。但し、これはあくまで一例であり、画素の構成は、これに限定されない。

また、画像データ中の画素は、固体撮像素子１０３の受光面に配列されるフォトダイオード（受光素子）と１対１に対応しているものとする。

画素加算部１１１は、Ｒ、Ｇr、Ｇb、Ｂの４種類の画素を単位としたグループについて、画像データ中で１つ置きとなる位置、即ち、受光素子が二次元状に配列されたセンサアレイ（固体撮像素子１０３の受光面）上で相互に１グループ離れた位置にある４つのグループの画素の画像信号を、画素の種類毎に加算して、４画素加算による画像信号を生成する。

先ず、画素加算部１１１は、図４（１）の（ａ）の「Ｒ１１、Ｇｒ１２、Ｇｂ２１、Ｂ２２」のグループを画素加算の基点にとる。

ここで、そうした場合に画像データ中で１つ置きとなる位置にあるグループは、横方向にある「Ｒ１５、Ｇｒ１６、Ｇｂ２５、Ｂ２６」のグループと、縦方向にある「Ｒ５１、Ｇｒ５２、Ｇｂ６１、Ｂ６２」のグループと、斜め方向にある「Ｒ５５、Ｇｒ５６、Ｇｂ６５、Ｂ６６」のグループとの３つである。

よって、画素加算部１１１は、それら３つのグループと基点のグループとの４つのグループの画素の画像信号を、画素の種類毎に加算して、４画素加算による画像信号を生成する。

具体的には、画素加算部１１１は、基点のグループの「Ｒ１１」、横方向のグループの「Ｒ１５」、縦方向のグループの「Ｒ５１」、斜め方向のグループの「Ｒ５５」との４つの画素の画像信号を加算して、図４（１）の（ｂ）に示す画像データ、即ち、画素加算により生成される画像データ中の「Ｒ１１’」の画素の画像信号を生成する。なお、画素加算により生成される図４（１）の（ｂ）の画像データは、不図示のメモリにおいて、画素加算の基データとして使用する図４（１）の（ａ）の画像データとは別の領域に格納される。

また、画素加算部１１１は、基点のグループの「Ｇｒ１２」、横方向のグループの「Ｇｒ１６」、縦方向のグループの「Ｇｒ５２」、斜め方向のグループの「Ｇｒ５６」との４つの画素の画像信号を加算して、図４（１）の（ｂ）に示す画像データ中の「Ｇｒ１２’」の画素の画像信号を生成する。

また、画素加算部１１１は、基点のグループの「Ｇｂ２１」、横方向のグループの「Ｇｂ２５」、縦方向のグループの「Ｇｂ６１」、斜め方向のグループの「Ｇｂ６５」との４つの画素の画像信号を加算して、図４（１）の（ｂ）に示す画像データ中の「Ｇｂ２１’」の画素の画像信号を生成する。

そして、画素加算部１１１は、基点のグループの「Ｂ２２」、横方向のグループの「Ｂ２６」、縦方向のグループの「Ｂ６２」、斜め方向のグループの「Ｂ６６」との４つの画素の画像信号を加算して、図４（１）の（ｂ）に示す画像データ中の「Ｂ２２’」の画素の画像信号を生成する。

次に、画素加算部１１１は、図４（２）の（ａ）の「Ｒ１３、Ｇｒ１４、Ｇｂ２３、Ｂ２４」のグループを画素加算の基点にとる。そして、この基点のグループと、画像データ中で１つ置きとなる位置にあるグループ、即ち、横方向にある「Ｒ１７、Ｇｒ１８、Ｇｂ２７、Ｂ２８」のグループと、縦方向にある「Ｒ５３、Ｇｒ５４、Ｇｂ６３、Ｂ６４」のグループと、斜め方向にある「Ｒ５７、Ｇｒ５８、Ｇｂ６７、Ｂ６８」のグループとの４つのグループの画素の画像信号を、画素の種類毎に加算して、４画素加算による画像信号を生成する。

具体的には、画素加算部１１１は、基点のグループの「Ｒ１３」、横方向のグループの「Ｒ１７」、縦方向のグループの「Ｒ５３」、斜め方向のグループの「Ｒ５７」との４つの画素の画像信号を加算して、図４（２）の（ｂ）に示す画像データ中の「Ｒ１３’」の画素の画像信号を生成する。

また、画素加算部１１１は、基点のグループの「Ｇｒ１４」、横方向のグループの「Ｇｒ１８」、縦方向のグループの「Ｇｒ５４」、斜め方向のグループの「Ｇｒ５８」との４つの画素の画像信号を加算して、図４（２）の（ｂ）に示す画像データ中の「Ｇｒ１４’」の画素の画像信号を生成する。

また、画素加算部１１１は、基点のグループの「Ｇｂ２３」、横方向のグループの「Ｇｂ２７」、縦方向のグループの「Ｇｂ６３」、斜め方向のグループの「Ｇｂ６７」との４つの画素の画像信号を加算して、図４（２）の（ｂ）に示す画像データ中の「Ｇｂ２３’」の画素の画像信号を生成する。

そして、画素加算部１１１は、基点のグループの「Ｂ２４」、横方向のグループの「Ｂ２８」、縦方向のグループの「Ｂ６４」、斜め方向のグループの「Ｂ６８」との４つの画素の画像信号を加算して、図４（２）の（ｂ）に示す画像データ中の「Ｂ２４’」の画素の画像信号を生成する。

次に、画素加算部１１１は、図５（１）の（ａ）の「Ｒ３１、Ｇｒ３２、Ｇｂ４１、Ｂ４２」のグループを画素加算の基点にとる。そして、この基点のグループと、画像データ中で１つ置きとなる位置にあるグループ、即ち、横方向にある「Ｒ３５、Ｇｒ３６、Ｇｂ４５、Ｂ４６」のグループと、縦方向にある「Ｒ７１、Ｇｒ７２、Ｇｂ８１、Ｂ８２」のグループと、斜め方向にある「Ｒ７５、Ｇｒ７６、Ｇｂ８５、Ｂ８６」のグループとの４つのグループの画素の画像信号を、画素の種類毎に加算して、４画素加算による画像信号を生成する。

具体的には、画素加算部１１１は、基点のグループの「Ｒ３１」、横方向のグループの「Ｒ３５」、縦方向のグループの「Ｒ７１」、斜め方向のグループの「Ｒ７５」との４つの画素の画像信号を加算して、図５（１）の（ｂ）に示す画像データ中の「Ｒ３１’」の画素の画像信号を生成する。

また、画素加算部１１１は、基点のグループの「Ｇｒ３２」、横方向のグループの「Ｇｒ３６」、縦方向のグループの「Ｇｒ７２」、斜め方向のグループの「Ｇｒ７６」との４つの画素の画像信号を加算して、図５（１）の（ｂ）に示す画像データ中の「Ｇｒ３２’」の画素の画像信号を生成する。

また、画素加算部１１１は、基点のグループの「Ｇｂ４１」、横方向のグループの「Ｇｂ４５」、縦方向のグループの「Ｇｂ８１」、斜め方向のグループの「Ｇｂ８５」との４つの画素の画像信号を加算して、図５（１）の（ｂ）に示す画像データ中の「Ｇｂ４１’」の画素の画像信号を生成する。

そして、画素加算部１１１は、基点のグループの「Ｂ４２」、横方向のグループの「Ｂ４６」、縦方向のグループの「Ｂ８２」、斜め方向のグループの「Ｂ８６」との４つの画素の画像信号を加算して、図５（１）の（ｂ）に示す画像データ中の「Ｂ４２’」の画素の画像信号を生成する。

次に、画素加算部１１１は、図５（２）の（ａ）の「Ｒ３３、Ｇｒ３４、Ｇｂ４３、Ｂ４４」のグループを画素加算の基点にとる。そして、この基点のグループと、画像データ中で１つ置きとなる位置にあるグループ、即ち、横方向にある「Ｒ３７、Ｇｒ３８、Ｇｂ４７、Ｂ４８」のグループと、縦方向にある「Ｒ７３、Ｇｒ７４、Ｇｂ８３、Ｂ８４」のグループと、斜め方向にある「Ｒ７７、Ｇｒ７８、Ｇｂ８７、Ｂ８８」のグループとの４つのグループの画素の画像信号を、画素の種類毎に加算して、４画素加算による画像信号を生成する。

具体的には、画素加算部１１１は、基点のグループの「Ｒ３３」、横方向のグループの「Ｒ３７」、縦方向のグループの「Ｒ７３」、斜め方向のグループの「Ｒ７７」との４つの画素の画像信号を加算して、図５（２）の（ｂ）に示す画像データ中の「Ｒ３３’」の画素の画像信号を生成する。

また、画素加算部１１１は、基点のグループの「Ｇｒ３４」、横方向のグループの「Ｇｒ３８」、縦方向のグループの「Ｇｒ７４」、斜め方向のグループの「Ｇｒ７８」との４つの画素の画像信号を加算して、図５（２）の（ｂ）に示す画像データ中の「Ｇｒ３４’」の画素の画像信号を生成する。

また、画素加算部１１１は、基点のグループの「Ｇｂ４３」、横方向のグループの「Ｇｂ４７」、縦方向のグループの「Ｇｂ８３」、斜め方向のグループの「Ｇｂ８７」との４つの画素の画像信号を加算して、図５（２）の（ｂ）に示す画像データ中の「Ｇｂ４３’」の画素の画像信号を生成する。

そして、画素加算部１１１は、基点のグループの「Ｂ４４」、横方向のグループの「Ｂ４８」、縦方向のグループの「Ｂ８４」、斜め方向のグループの「Ｂ８８」との４つの画素の画像信号を加算して、図５（２）の（ｂ）に示す画像データ中の「Ｂ４４’」の画素の画像信号を生成する。

このように、画素加算部１１１は、画像データ中で１つ置きとなる位置、即ち、相互に１グループ離れた位置にある４つのグループの画素の画像信号を、画素の種類毎に加算して、４画素加算による画像信号を生成する。

そして、画素加算部１１１は、上記の画素加算の処理によって生成した画像データを固体撮像装置１０１の出力として出力する。なお、この場合、縦４画素×横４画素の合計１６画素から成る画像データ、つまり４画素加算により解像度が元の１／４に縮小された画像データが出力される。

ステップ１０４：ＣＰＵ１０７は、画像処理部１０５を駆動して、固体撮像装置１０１から出力された画像データ、つまり、画素加算部１１１での画素加算処理によって生成された画像データに対して各種の画像処理を施す。

ステップ１０５：ＣＰＵ１０７は、モニタ１０６を駆動して、その画像処理後の画像データをＬＣＤモニタ等に表示する。

ステップ１０６：ＣＰＵ１０７は、画像処理後の画像データに対して圧縮処理を施し、その圧縮処理後の画像データを不図示の記録媒体等へ記録する。なお、圧縮処理は、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）形式などによって行われる。また、ＣＰＵ１０７は、デジタルカメラが非圧縮記録モードに設定されている場合には、画像処理後の画像データを、圧縮処理を施すことなく非圧縮のまま不図示の記録媒体等へ記録する。

（実施形態の補足事項）
なお、上記では、例えば図４（１）の（ａ）の画像データにおいて、先ず「Ｒ１１、Ｇｒ１２、Ｇｂ２１、Ｂ２２」、次に「Ｒ１３、Ｇｒ１４、Ｇｂ２３、Ｂ２４」、その次に「Ｒ３１、Ｇｒ３２、Ｇｂ４１、Ｂ４２」、そして「Ｒ３３、Ｇｒ３４、Ｇｂ４３、Ｂ４４」のグループとのように横に移動する順序で基点をとりながら画素加算の処理を行うように説明した。

しかし、その順序は、これに限定されない。例えば、先ず「Ｒ１１、Ｇｒ１２、Ｇｂ２１、Ｂ２２」、次に「Ｒ３１、Ｇｒ３２、Ｇｂ４１、Ｂ４２」、その次に「Ｒ１３、Ｇｒ１４、Ｇｂ２３、Ｂ２４」、そして「Ｒ３３、Ｇｒ３４、Ｇｂ４３、Ｂ４４」のグループとのように縦に移動する順序で基点をとりながら画素加算の処理を行うようにしてもよい。また、例えば、先ず「Ｒ１１、Ｇｒ１２、Ｇｂ２１、Ｂ２２」、次に「Ｒ３３、Ｇｒ３４、Ｇｂ４３、Ｂ４４」、その次に「Ｒ１３、Ｇｒ１４、Ｇｂ２３、Ｂ２４」、そして「Ｒ３１、Ｇｒ３２、Ｇｂ４１、Ｂ４２」のグループとのように斜めに移動する順序で基点をとりながら画素加算の処理を行うようにしてもよい。

また、上記では、画素加算部１１１が、画像データ中で１つ置きとなる位置、即ち、相互に１グループ離れた位置にある４つのグループの画素の画像信号を、画素の種類毎に加算して、４画素加算による画像信号を生成するように説明した。しかし、例えば、画像データ中で２つ置きとなる位置、即ち、相互に２グループ離れた位置にある４つのグループの画素の画像信号を、画素の種類毎に加算して、４画素加算による画像信号を生成するようにしてもよい。つまり、加算対象のグループ間の距離（ｎグループ）は、モアレが低減され、かつ、画素加算による生成画像の画質を劣化させない範囲であれば、１グループであっても２グループであっても、或いは３グループ以上であってもよい。

また、上記では、固体撮像素子１０３の外部に設けられた画素加算部１１１によって画素加算の処理が行われるうように説明した。しかし、その画素加算は、固体撮像素子１０３の内部で行うようにしてもよい。つまり、電荷の読み出しや転送の際に画素加算を行うようにしてもよい。

その場合、例えば、先ず、図６に示すセンサアレイ（固体撮像素子１０３の受光面）上の「Ｒ１１、Ｇｒ１２、Ｇｂ２１、Ｂ２２」のグループを画素加算の基点にとる。なお、センサアレイには、図６に示すとおり、縦８画素×横８画素の合計６４画素の受光素子が配列されているものとする。但し、これはあくまで一例であり、画素の構成は、これに限定されない。そして、この基点のグループと、センサアレイ上で１つ置きとなる位置にあるグループ、即ち、横方向にある「Ｒ１５、Ｇｒ１６、Ｇｂ２５、Ｂ２６」のグループと、縦方向にある「Ｒ５１、Ｇｒ５２、Ｇｂ６１、Ｂ６２」のグループと、斜め方向にある「Ｒ５５、Ｇｒ５６、Ｇｂ６５、Ｂ６６」のグループとの４つのグループの画素の画像信号を、画素の種類毎に加算して、４画素加算による画像信号を生成する。

具体的には、基点のグループの「Ｒ１１」、横方向のグループの「Ｒ１５」、縦方向のグループの「Ｒ５１」、斜め方向のグループの「Ｒ５５」との４つの画素の画像信号を読み出して加算する。そして、その４画素加算により生成した画像信号を、図６に示す「Ｒ３３」の画素の画像信号として出力するようにする。但し、このときには、その「Ｒ３３」の画素に蓄積されているオリジナルの電荷（画像信号）は未だ読み出さずに保持しておくようにする。

また、続けて、基点のグループの「Ｇｒ１２」、横方向のグループの「Ｇｒ１６」、縦方向のグループの「Ｇｒ５２」、斜め方向のグループの「Ｇｒ５６」との４つの画素の画像信号を読み出して加算する。そして、その４画素加算により生成した画像信号を、図６に示す「Ｇｒ３４」の画素の画像信号として出力するようにする。但し、このときには、その「Ｇｒ３４」の画素に蓄積されているオリジナルの電荷（画像信号）は未だ読み出さずに保持しておくようにする。

また、続けて、基点のグループの「Ｇｂ２１」、横方向のグループの「Ｇｂ２５」、縦方向のグループの「Ｇｂ６１」、斜め方向のグループの「Ｇｂ６５」との４つの画素の画像信号を読み出して加算する。そして、その４画素加算により生成した画像信号を、図６に示す「Ｇｂ４３」の画素の画像信号として出力するようにする。但し、このときには、その「Ｇｂ４３」の画素に蓄積されているオリジナルの電荷（画像信号）は未だ読み出さずに保持しておくようにする。

また、続けて、基点のグループの「Ｂ２２」、横方向のグループの「Ｂ２６」、縦方向のグループの「Ｂ６２」、斜め方向のグループの「Ｂ６６」との４つの画素の画像信号を読み出して加算する。そして、その４画素加算により生成した画像信号を、図６に示す「Ｂ４４」の画素の画像信号として出力するようにする。但し、このときには、その「Ｂ４４」の画素に蓄積されているオリジナルの電荷（画像信号）は未だ読み出さずに保持しておくようにする。

次に、例えば、図６に示すセンサアレイ上の「Ｒ３３、Ｇｒ３４、Ｇｂ４３、Ｂ４４」のグループを画素加算の基点にとる。

そして、この基点のグループと、センサアレイ上で１つ置きとなる位置にあるグループ、即ち、横方向にある「Ｒ３７、Ｇｒ３８、Ｇｂ４７、Ｂ４８」のグループと、縦方向にある「Ｒ７３、Ｇｒ７４、Ｇｂ８３、Ｂ８４」のグループと、斜め方向にある「Ｒ７７、Ｇｒ７８、Ｇｂ８７、Ｂ８８」のグループとの４つのグループの画素の画像信号を、画素の種類毎に加算して、４画素加算による画像信号を生成する。

具体的には、基点のグループの「Ｒ３３」、横方向のグループの「Ｒ３７」、縦方向のグループの「Ｒ７３」、斜め方向のグループの「Ｒ７７」との４つの画素の画像信号を読み出して加算する。「Ｒ３３」の画素の画像信号は、この時点で読み出される。そして、その４画素加算により生成した画像信号を、図６に示す「Ｒ５５」の画素の画像信号として出力するようにする。

また、続けて、基点のグループの「Ｇｒ３４」、横方向のグループの「Ｇｒ３８」、縦方向のグループの「Ｇｒ７４」、斜め方向のグループの「Ｇｒ７８」との４つの画素の画像信号を読み出して加算する。「Ｇｒ３４」の画素の画像信号は、この時点で読み出される。そして、その４画素加算により生成した画像信号を、図６に示す「Ｇｒ５６」の画素の画像信号として出力するようにする。

また、続けて、基点のグループの「Ｇｂ４３」、横方向のグループの「Ｇｂ４７」、縦方向のグループの「Ｇｂ８３」、斜め方向のグループの「Ｇｂ８７」との４つの画素の画像信号を読み出して加算する。「Ｇｂ４３」の画素の画像信号は、この時点で読み出される。そして、その４画素加算により生成した画像信号を、図６に示す「Ｇｂ６５」の画素の画像信号として出力するようにする。

また、続けて、基点のグループの「Ｂ４４」、横方向のグループの「Ｂ４８」、縦方向のグループの「Ｂ８４」、斜め方向のグループの「Ｂ８８」との４つの画素の画像信号を読み出して加算する。「Ｂ４４」の画素の画像信号は、この時点で読み出される。そして、その４画素加算により生成した画像信号を、図６に示す「Ｂ６６」の画素の画像信号として出力するようにする。

この後、上記と同様の手順で、さらに、「Ｒ１３、Ｇｒ１４、Ｇｂ２３、Ｂ２４」を基点とする、「Ｒ１７、Ｇｒ１８、Ｇｂ２７、Ｂ２８」（横方向）、「Ｒ５３、Ｇｒ５４、Ｇｂ６３、Ｂ６４」（縦方向）、「Ｒ５７、Ｇｒ５８、Ｇｂ６７、Ｂ６８」（斜め方向）の４つのグループの画素の画像信号を読み出して、画素の種類毎に加算（４画素加算）する。そして、その４画素加算により生成された画素の種類毎の画像信号を、図６に示す「Ｒ３５」、「Ｇｒ３６」、「Ｇｂ４５」、「Ｂ４６」の画素の画像信号として出力するようにする。但し、このときには、それら「Ｒ３５」、「Ｇｒ３６」、「Ｇｂ４５」、「Ｂ４６」の画素に蓄積されているオリジナルの電荷（画像信号）は未だ読み出さずに保持しておくようにする。

また、続けて、同様の手順により、「Ｒ３１、Ｇｒ３２、Ｇｂ４１、Ｂ４２」を基点とする、「Ｒ３５、Ｇｒ３６、Ｇｂ４５、Ｂ４６」（横方向）、「Ｒ７１、Ｇｒ７２、Ｇｂ８１、Ｂ８２」（縦方向）、「Ｒ７５、Ｇｒ７６、Ｇｂ８５、Ｂ８６」（斜め方向）の４つのグループの画素の画像信号を読み出して、画素の種類毎に加算（４画素加算）する。なお、「Ｒ３５」、「Ｇｒ３６」、「Ｇｂ４５」、「Ｂ４６」の画素の画像信号は、この時点で読み出される。そして、その４画素加算により生成された画素の種類毎の画像信号を、図６に示す「Ｒ５３」、「Ｇｒ５４」、「Ｇｂ６３」、「Ｂ６４」の画素の画像信号として出力するようにする。

この画素加算の結果、固体撮像素子１０３からは、縦４画素×横４画素の合計１６画素から成るアナログ画像信号が出力される。

このようにして、固体撮像素子１０３の内部で画素加算を行うようするとよい。なお、ここでは、斜めに移動する順序で基点をとりながら画素加算を行うようにしたが、その順序はこれに限定されず、横に移動する順序で、或いは、縦に移動する順序で基点をとりながら画素加算を行うようにしてもよい。

（実施形態の作用効果）
以上、本実施形態のデジタルカメラでは、センサアレイ上または画像データ中で、例えば１つ置きとなる位置、即ち、相互に１グループ離れた位置にある４つのグループの画素の画像信号が、画素の種類毎に加算されて、４画素加算による画像信号が生成される。

図４（１）の例では、（ａ）の画像データ中で１つ置きとなる位置にある４つのグループ、即ち、基点のグループの「Ｒ１１、Ｇｒ１２、Ｇｂ２１、Ｂ２２」と、横方向のグループの「Ｒ１５、Ｇｒ１６、Ｇｂ２５、Ｂ２６」と、縦方向のグループの「Ｒ５１、Ｇｒ５２、Ｇｂ６１、Ｂ６２」と、斜め方向のグループの「Ｒ５５、Ｇｒ５６、Ｇｂ６５、Ｂ６６」の画素の画像信号が、画素の種類毎に加算される。

この場合、加算される同色画素同士は、隣接しておらず、それらのグループ間において、縦、横、斜めのいずれの方向にも相互に位置が１グループ分離れている。

そのため、画素加算により生成される画像信号は、ぼかし効果が程よく加えられたものとなる。

したがって、本実施形態のデジタルカメラによれば、画素加算により発生するモアレを低減することができる。特に、本実施形態のデジタルカメラは、色モアレの低減に効果を発揮する。

１０１…固体撮像装置，１０２…撮像レンズ，１０２ａ…レンズ駆動部，１０３…固体撮像素子，１０４…アナログフロントエンド（ＡＦＥ），１０５…画像処理部，１０６…モニタ，１０７…ＣＰＵ，１０８…ＣＤＳ回路，１０９…アナログゲイン回路，１１０…Ａ／Ｄ変換回路，１１１…画素加算部，１１２…タイミング発生回路

Claims

第１分光特性を有する第１フィルタを介して入射した光に応じた第１信号を出力する第１受光素子と前記第１分光特性を有する第２フィルタを介して入射した光に応じた第２信号を出力する第２受光素子と前記第１分光特性を有する第３フィルタを介して入射した光に応じた第３信号を出力する第３受光素子と前記第１分光特性を有する第４フィルタを介して入射した光に応じた第４信号を出力する第４受光素子と前記第１分光特性を有する第５フィルタを介して入射した光に応じた第５信号を出力する第５受光素子と前記第１分光特性を有する第６フィルタを介して入射した光に応じた第６信号を出力する第６受光素子とを有し、第１方向に沿って前記第１受光素子、前記第２受光素子、前記第３受光素子及び前記第４受光素子の順に配置され、かつ第１方向と垂直な第２方向に沿って前記第１受光素子、前記第５受光素子及び前記第６受光素子の順に配置された撮像素子と、
前記第１信号、前記第２信号、前記第３信号、前記第４信号、前記第５信号及び前記第６信号をそれぞれ入力し、前記第１信号、前記第３信号及び前記第６信号を加算して第１加算信号を生成するとともに前記第２信号及び前記第４信号を加算して第２加算信号を生成する加算手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
請求項１に記載の撮像装置において、
前記撮像素子は、前記第１分光特性を有する第７フィルタを介して入射した光に応じた第７信号を出力する第７受光素子と前記第１分光特性を有する第８フィルタを介して入射した光に応じた第８信号を出力する第８受光素子とが前記第２方向に沿って前記第２受光素子、前記第７受光素子及び前記第８受光素子の順に配置され、
前記加算手段は、前記第７信号及び前記第８信号をそれぞれ入力し、前記第２信号、前記第４信号及び前記第８信号を加算して第２加算信号を生成する
ことを特徴とする撮像装置。
請求項２に記載の撮像装置において、
前記撮像素子は、前記第１分光特性を有する第９フィルタを介して入射した光に応じた第９信号を出力する第９受光素子と前記第１分光特性を有する第１０フィルタを介して入射した光に応じた第１０信号を出力する第１０受光素子とが前記第２方向に沿って前記第３受光素子、前記第９受光素子及び前記第１０受光素子の順に配置され、かつ前記第１分光特性を有する第１１フィルタを介して入射した光に応じた第１１信号を出力する第１１受光素子と前記第１分光特性を有する第１２フィルタを介して入射した光に応じた第１２信号を出力する第１２受光素子とが前記第２方向に沿って前記第４受光素子、前記第１１受光素子及び前記第１２受光素子の順に配置され、
前記加算手段は、前記第９信号、前記第１０信号、前記第１１信号及び前記第１２信号をそれぞれ入力し、前記第１信号、前記第３信号、前記第６信号及び前記第１０信号を加算して第１加算信号を生成するとともに前記第２信号、前記第４信号、前記第８信号及び前記第１２信号を加算して第２加算信号を生成することを特徴とする撮像装置。
請求項３に記載の撮像装置において、
前記撮像素子は、前記第１方向において、前記第１受光素子及び前記第２受光素子の間と前記第２受光素子及び前記第３受光素子の間と前記第３受光素子及び前記第４受光素子の間とにはいずれも前記第１分光特性と異なる第２分光特性を有するフィルタを介して入射した光に応じた信号を出力する受光素子が配置され、かつ前記第２方向において、前記第１受光素子及び前記第５受光素子の間と前記第５受光素子及び前記第６受光素子の間と前記第２受光素子及び前記第７受光素子の間と前記第７受光素子及び前記第８受光素子の間と前記第３受光素子及び前記第９受光素子の間と前記第９受光素子及び前記第１０受光素子の間と前記第４受光素子及び前記第１１受光素子の間と前記第１１受光素子及び前記第１２受光素子の間とにはいずれも前記第１分光特性及び前記第２分光特性と異なる第３分光特性を有するフィルタを介して入射した光に応じた信号を出力する受光素子が配置されていることを特徴とする撮像装置。
第１分光特性を有する第１フィルタを介して入射した光に応じた第１信号を出力する第１受光素子と前記第１分光特性を有する第２フィルタを介して入射した光に応じた第２信号を出力する第２受光素子と前記第１分光特性を有する第３フィルタを介して入射した光に応じた第３信号を出力する第３受光素子と前記第１分光特性を有する第４フィルタを介して入射した光に応じた第４信号を出力する第４受光素子と前記第１分光特性を有する第５フィルタを介して入射した光に応じた第５信号を出力する第５受光素子と前記第１分光特性を有する第６フィルタを介して入射した光に応じた第６信号を出力する第６受光素子とを有し、第１方向に沿って前記第１受光素子、前記第２受光素子、前記第３受光素子及び前記第４受光素子の順に配置され、かつ第１方向と垂直な第２方向に沿って前記第１受光素子、前記第５受光素子及び前記第６受光素子の順に配置された撮像素子の前記第１信号、前記第２信号、前記第３信号、前記第４信号、前記第５信号及び前記第６信号をそれぞれ入力し、前記第１信号、前記第３信号及び前記第６信号を加算して第１加算信号を生成するとともに前記第２信号及び前記第４信号を加算して第２加算信号を生成する加算手順を備える
ことを特徴とする画素加算方法。
請求項５に記載の画素加算方法において、
前記撮像素子は、前記第１分光特性を有する第７フィルタを介して入射した光に応じた第７信号を出力する第７受光素子と前記第１分光特性を有する第８フィルタを介して入射した光に応じた第８信号を出力する第８受光素子とが前記第２方向に沿って前記第２受光素子、前記第７受光素子及び前記第８受光素子の順に配置され、
前記加算手順は、前記第７信号及び前記第８信号をそれぞれ入力し、前記第２信号、前記第４信号及び前記第８信号を加算して第２加算信号を生成する
ことを特徴とする画素加算方法。
請求項６に記載の画素加算方法において、
前記撮像素子は、前記第１分光特性を有する第９フィルタを介して入射した光に応じた第９信号を出力する第９受光素子と前記第１分光特性を有する第１０フィルタを介して入射した光に応じた第１０信号を出力する第１０受光素子とが前記第２方向に沿って前記第３受光素子、前記第９受光素子及び前記第１０受光素子の順に配置され、かつ前記第１分光特性を有する第１１フィルタを介して入射した光に応じた第１１信号を出力する第１１受光素子と前記第１分光特性を有する第１２フィルタを介して入射した光に応じた第１２信号を出力する第１２受光素子とが前記第２方向に沿って前記第４受光素子、前記第１１受光素子及び前記第１２受光素子の順に配置され、
前記加算手順は、前記第９信号、前記第１０信号、前記第１１信号及び前記第１２信号をそれぞれ入力し、前記第１信号、前記第３信号、前記第６信号及び前記第１０信号を加算して第１加算信号を生成するとともに前記第２信号、前記第４信号、前記第８信号及び前記第１２信号を加算して第２加算信号を生成する
ことを特徴とする画素加算方法。