JPH01280975A - 固体撮像装置の信号処理装置 - Google Patents

固体撮像装置の信号処理装置

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JPH01280975A
JPH01280975A JP62267860A JP26786087A JPH01280975A JP H01280975 A JPH01280975 A JP H01280975A JP 62267860 A JP62267860 A JP 62267860A JP 26786087 A JP26786087 A JP 26786087A JP H01280975 A JPH01280975 A JP H01280975A
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    • HELECTRICITY
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、COD等の固体撮像装置の出力信号をディ
ジタル化して処理するのに適用される固体撮像装置の信
号処理装置に関する。
〔発明の概要〕
この発明では、固体撮像素子と固体撮像素子の出力信号
をA/D変換するA/D変換器と、A/D変換器の出力
ディジタル信号を処理するディジタル信号処理回路とを
有する固体撮像装置の信号処理装置において、固体撮像
素子のサンプリング周波数である第1の周波数f1とデ
ィジタル信号処理回路で処理されるディジタル信号のク
ロック周波数である第2の周波数f2との関係を(fl
〉f2)に設定し、光学的ローパスフィルタによて、入
力光学像(7) (f 1  ’A f 2 )とfl
(7)間の周波数成分を抑圧し、ディジタル信号処理回
路で処理される信号の’Af2よりも高い周波数成分を
電気的ローパスフィルタで抑圧することにより、ディジ
タル信号処理回路の入力信号中の折り返しくAlias
ing )成分を十分に抑圧できると共に、高域のMT
F特性が良好とできる。
〔従来の技術〕
従来、3チップ方式の固体撮像装置では、解像度の向上
のために、2絵素ずらし法(空間絵素ずらし法とも称さ
れる)が用いられている。これは、緑のCCDチップに
対して、絵素のサンプリング周期の2だけ青のCCDチ
ップ及び赤のCCDチップをずらして配するものである
。第6図は、%絵素ずらし法を用いたCCDの出力信号
の周波数スペクトラムを示し、rlがCCDのサンプリ
ング周波数である。CCDの出力信号は、光学的ローパ
スフィルタによってその帯域が制限されている。第6図
において、31が固体撮像素子の出力信号のベースバン
ド成分を示し、破線で示す32Gが緑成分の1次のサイ
ドバンド成分を示し、破線で示す32RBが赤及び青成
分の1次のサイドバンド成分を示す。これらのサイドバ
ンド成分は、位相が逆となり互いに打ち消し合い、サイ
ドバンド成分による折り返しが防止される。
しかしながら、ディジタル処理が適用されるディジタル
カメラや、白黒若しくはカラー画像入力処理装置等にお
いては、2絵素ずらし法の適用が困難で、同相サンプリ
ングが主体となる。同相サンプリングでは、第7図に示
されるように、サイドバンド成分33が3チツプの出力
信号に関して同相となり、ベースバンド成分31にサイ
ドバンド成分が入り込み、斜線で示すような折り返しひ
ずみが発生する。この点を改善するため、第8図Aにお
いて34Aで示すように、撮像信号のベースバンド成分
の高域側を抑圧するような光学的ローパスフィルタが使
用されていた。この光学的ローパスフィルタに依れば、
第8図Aにおいて、34Bで示すように、サイドバンド
成分の(0〜′A[1)の帯域が充分に抑圧され、折り
返しひずみの発生を防止することができる。ディジタル
信号処理の場合には、第8図Bにおいて、35で示すよ
うなローパスフィルタ(ブリフィルタ)により、信号帯
域が制限される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述の第8図Aに示すように、撮像出力信号の帯域を制
限する光学的ローパスフィルタに依れば、折り返しひず
みの発生を防止することができる。
しかしながら、光学的ローパスフィルタは、急峻な遮断
特性を持たないために、有効帯域(0〜+Afl)の高
域成分が減衰するために、高域におけるMT F (M
odulation Transfer Functi
on)が劣化する欠点がある。
従って、この発明の目的は、後段のディジタル系への入
力信号のスペクトル中の折り返し成分を充分に抑圧でき
、また、高域におけるMTF特性を良好とできる固体撮
像装置の信号処理装置を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明では、固体撮像素子と、固体撮像素子の出力信
号をA/D変換するA/D変換器と、A/D変換器の出
力ディジタル信号を処理するディジタル信号処理回路と
を有する固体撮像装置の信号処理装置において、 固体撮像素子のサンプリング周波数である第1の周波数
(fl)がディジタル信号処理回路で処理されるディジ
タル信号のクロック周波数である第2の周波数(f2)
よりも大に設定され、固体撮像素子に設けた光学的ロー
パスフィルタによって、人力光学像の(fl−′Af2
)とflの間の周波数帯域の成分が抑圧され、ディジタ
ル信号処理回路で処理されるディジタル信号の[1/2
]f2よりも高い周波数成分が電気的ローパスフィルタ
で抑圧される。
〔作用〕
固体撮像素子のサンプリング周波数である第1の周波数
f1とディジタル信号のクロック周波数である第2の周
波数f2とが(f 1>f 2)と設定されているので
、有効帯域(0〜IAr 1)における高域成分の減衰
が小となる。従って、高域におけるMTFを良好とでき
る。また、(fl〜IAf2)とflの間の帯域の信号
が光学的ローパスフィルタによって抑圧されるので、折
り返しひずみの発生が防止できる。更に、電気的ローパ
スフィルタによって、[1/2]f2よりも高い周波数
成分が抑圧されるので、A/D変換或いはダウンサンプ
リングした場合に、折り返しひずみが発生することが防
止できる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例について第1図、第2図及び
第3図を参照して説明する。
第1図において、1はレンズ、2は光学的ローパスフィ
ルタ、3はダイクロインク・プリズムである。ダイクロ
イック・プリズム3により、入力光学像が赤、緑、青の
3原色光に分解される。各色の入力光を受光するCCD
4R,4G、4Bが設けられている。これらのCCD4
R,4G、4Bには、CCDドライバ5が周波数fl(
例えば20.25MHz)のクロック信号を供給する。
CCDドライバ5は、タイミングジェネレータ6の出力
信号からCCDに対するクロック信号を生成する。
CCD4R,4G、4Bの夫々には、A/D及び信号処
理回路7R,IG、7Bが接続されている。A/D及び
信号処理回路7R,7G、7Bは、互いに同一の構成を
有しているので、第1図では、A/D及び信号処理回路
7Gに関してのみ、その構成が示されている。即ち、C
CD4Gの出力信号がプリアンプ8及びローパスフィル
タ9を介してアナログ処理回路10に供給され、アナロ
グ処理回路10の出力信号がA/D変換器11に供給さ
れる。A/D変換器11からのディジタル撮像信号がデ
ィジタル処理系12に供給される。ディジタル処理系1
2には、他のA/D及び信号処理回路7R及び7Bから
のディジタル撮像信号が供給される。
アナログ処理回路10は、ゲインコントロール回路、プ
リニー回路等から構成されている。ディジタル処理系1
2は、γ補正、イメージエンハンサ、エンコーダ等から
構成されている。ディジタルVTR,ディジタルスイッ
チャがディジタル処理系12に含まれる場合もある。
A/D変換器11には、タイミングジェネレータ6から
周波数f2(例えば13.5MHz)のサンプリングク
ロックが供給される。このサンプリングクロックは、デ
ィジタル処理系12に供給され、ディジタル信号処理に
用いられる。ローパスフィルタ9は、(0〜′/2f2
)のバス帯域を有している。
上述の光学的ローパスフィルタ2は、第2図において、
実線で示すように、(0〜[2)の帯域を通過させると
共に、周波数f2より高い帯域の成分を充分に抑圧する
特性21を有している。CODのサンプリング周波数f
1は、(1,5f2=20.25MHz)であり、撮像
出力信号のサイドバンド成分は、第2図において破線で
示す周波数スペクトル22を有する。従って、有効帯域
(0〜zf2)に入り込み、折り返しひずみを生じさせ
る成分23が充分に抑圧される。また、光学的ローパス
フィルタ2の特性21は、上記の有効帯域における高域
成分を減衰させないので、高域におけるMTF特性を良
好とできる。
光学的ローパスフィルタ21が急峻なロールオフ特性を
持つことは困難なため、A/D変換によって折り返しひ
ずみが発生することを防止する目的で、急峻なロールオ
フ特性を持つローパスフィルタ9が設けられている。ロ
ーパスフィルタ9は、第2図において、24で示すロー
パス特性を有し、撮像信号の帯域が(0〜′Af2)に
制限される。
撮像信号のベースバンド成分25がA/D変換器11に
おいてサンプリング周波数f 2 (= 13.5MH
z)でA/D変換される。第2図において、−点鎖線で
示すように、A/D変換によって、サイドバンド成分2
6が発生する。このサイドバンド成分26は、有効帯域
内に入り込まず、折り返しひずみが生じない。
第3図は、この発明の一実施例におけるCCDのサンプ
リング周波数f1及びA/D変換のサンプリング周波数
の他のいくつかの例を示す。第3図Aは、(f 1 =
 21.5MHz= 6 fsc、 fsc :カラー
サブキャリア周波数)(f 2 = 13.5MHz)
の例である。第3図Bは、(f 1 =20.25MH
z)(f 2 =14.32MHz= 4 fsc )
の例である。第3図Cは、(fl= 27MHz)(f
 2 = 13.5M)Iz)の例である。第3図りは
、Cf 1 = 28.6M)lz= 8fsc )(
f 1 = 13.5MHz)の例である。
上述の例からも理解されるように、CODのサンプリン
グ周波数f1は、A/D変換のサンプリング周波数f2
の1.5倍以上とされ、また、光学的ローパスフィルタ
2の特性21は、(fl−′Af2)〜(fl+%f2
)の帯域を有効に抑圧するものとされる。
第4図は、この発明の他の実施例を示す。前述の一実施
例と同様に3チップ式〇〇CDカラーカメラにおいて、
各CODに対してA/D及び信号処理回路が接続される
。第4図では、簡単のため緑のCCD4Gに対して接続
されるA/D及び信号処理回路7Gのみが示されている
C0D4Gからの描像出力信号は、プリアンプ8を介し
てアナログ処理回路10に供給される。
アナログ処理回路10の出力信号がA/D変換器11に
よりディジタル信号に変換される。A/D変換器11の
出力信号がディジタルローパスフィルタ13によって帯
域制限され、次段のダウンサンプリング回路14に供給
される。ダウンサンプリング回路14の出力信号がディ
ジタル処理系12に供給される。ディジタル処理系12
には、図示せずも、他の赤及び青のチャンネルのA/D
及び信号処理回路の出力信号も供給される。
A/D変換器11及びディジタルローパスフィルタ13
には、周波数f3のクロック信号が供給され、ダウンサ
ンプリング回路14及びディジタル処理系12には、周
波数f4のクロック信号が供給される。ダウンサンプリ
ング回路14は、サンプリング周波数f3(>f4)の
ディジタル撮像信号を周波数f4のディジタル撮像信号
に変換するサンプリングレート変換回路である。CCD
0サンブリ、ング周波数f1は、周波数f4の整数倍に
選定され、(fl=f3)と選定される。例えば、(f
 1 = f 3 = 27M)Iz)(f 4 = 
13.5MHz)とされる。
第5図は、この発明の他の実施例の周波数スペクトラム
であり、第5図Aは光学的ローパスフィルタの特性21
及び撮像信号のサイドバンド成分22を示す。前述の一
実施例と同様に、光学的ローパスフィルタは、(fl−
+Af4)〜(f1+’A r 4 )の帯域を有効に
抑圧するものとされる。
第5図Bは、ディジタルローパスフィルタ13のローパ
ス特性27を示す、(f 1=f 3= 27MHz)
とされているので、ベースバンド成分25に入り込む折
り返し成分23は、充分に抑圧される。
この第5図Bに示すスペクトルを持つディジクル信号が
ダウンサンプリング回路14に供給されるので、ダウン
サンプリング回路14からは、第5図Cに示す周波数ス
ペクトルを有するディジタル撮像信号が得られる。この
ダウンサンプリング回路14から得られるディジタル撮
像信号は、折り返し成分を含まないものである。
〔発明の効果〕
この発明に依れば、光学的ローパスフィルタの特性が有
効帯域の高域成分をも充分に通過させると共に、折り返
しひずみの周波数成分を充分に抑圧するものとされてい
るので、高域のMTF特性の劣化を防止できると共に、
折り返しひずみを防止することができる。また、この発
明では、ディジタル処理系で処理される信号のサンプリ
ング周波数[2(又はf4)の乙よりも高い周波数成分
を電気的ローパスフィルタにより抑圧するので、A/D
変換或いはダウンサンプリングによって折り返しひずみ
が発生することが防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例のブロック図、第2図はこ
の発明の一実施例の説明に用いる周波数スペクトラム、
第3図はこの発明の一実施例における周波数の具体例の
いくつかを示す周波数スペクトラム、第4図はこの発明
の他の実施例のブロック図、第5図はこの発明の他の実
施例の説明に用いる周波数スペクトラム、第6図、第7
図及び第8図は従来の固体撮像装置の説明に用いる周波
数スペクトラムである。 図面における主要な符号の説明 2:光学的ローパスフィルタ、 4R,4G、4B:CCD。 7R,7G、7B:A/D及び信号処理回路、9:ロー
バスフィルタ、  11 : A/D変換器、12:デ
ィジタル処理系、 13:ディジタルローパスフィルタ、 14:ダウンサンプリング回路。 代理人   弁理士 杉 浦 正 知

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 固体撮像素子と、上記固体撮像素子の出力信号をA/D
    変換するA/D変換器と、上記A/D変換器の出力ディ
    ジタル信号を処理するディジタル信号処理回路とを有す
    る固体撮像装置の信号処理装置において、 上記固体撮像素子のサンプリング周波数である第1の周
    波数(f1)を上記ディジタル信号処理回路で処理され
    るディジタル信号のクロック周波数である第2の周波数
    (f2)よりも大に設定し、上記固体撮像素子に設けた
    光学的ローパスフィルタによって、入力光学像の(f1
    −[1/2]f2)とf1の間の周波数帯域の成分を抑
    圧し、上記ディジタル信号処理回路で処理されるディジ
    タル信号の(1/2)f2よりも高い周波数成分を電気
    的ローパスフィルタで抑圧するようにしたことを特徴と
    する固体撮像装置の信号処理装置。
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