JPH02288578A - カラーテレビカメラにおける輝度信号作成装置 - Google Patents

カラーテレビカメラにおける輝度信号作成装置

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JPH02288578A
JPH02288578A JP1107755A JP10775589A JPH02288578A JP H02288578 A JPH02288578 A JP H02288578A JP 1107755 A JP1107755 A JP 1107755A JP 10775589 A JP10775589 A JP 10775589A JP H02288578 A JPH02288578 A JP H02288578A
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signal
luminance signal
primary color
color
amplifier
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JP1107755A
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Kyohiko Kawada
教彦 川田
Shoichi Ioka
井岡 昇一
Takayoshi Hiruma
蛭間 位吉
Yuuki Degawa
雄己 出川
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Ikegami Tsushinki Co Ltd
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Ikegami Tsushinki Co Ltd
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    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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    • H04N23/80—Camera processing pipelines; Components thereof
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/10—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
    • H04N25/11—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
    • H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
    • H04N25/134—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on three different wavelength filter elements

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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〉 本発明はカラーテレビカメラにおける輝度信号作成装置
に関し、特に固体撮像素子を複数備え、かつ、空間画素
すらしの撮像方式を用いたカラーテレビカメラにおいて
輝度信号の解像度を向上させた輝度信号作成装置に関す
る。
〈従来の技術〉 カラーテレビカメラとしては、撮像レンズの後ろに3色
分解プリズム(グイクロイック・プリズム)を設け、こ
のプリズムで分割される3原色(赤R3緑G、青B)を
、それぞれに対応したCOD等の固体撮像素子で電気信
号に変換して、3原色信号を得るようにした3板式のも
のが広く知られている。
ところで、上記のように3板の固体撮像素子を用いたカ
ラーテレビカメラでは、固体撮像素子が離散的な画素の
集合であり、また、その画素は一定の間隔で周期的に配
列された有限の開口部を持っている構成であるため、空
間画素(絵素)ずらしと一般に呼ばれている手法を用い
、解像度を向上させるようにしているものがある。
即ち、例えば第2図に゛示すように、緑Gの信号を取り
出す固体撮像素子の画素に対して、赤R用の固体撮像素
子及び青B用の固体撮像素子の画素が水平方向に3画素
だけずれるように機械的に配置することにより、赤R又
は青Bの信号と緑Gの信号とを交互に取り出すと等価的
に画素が2倍に増加した信号が得られ、解像度が向上す
るものである。
ここで、第2図に示すような空間画素ずらしを行った場
合に、3原色信号を加算して得られる輝度信号の解像度
が最良となる加算比は、赤R及び青Bを取り出す固体撮
像素子の画素が、緑Gを取り出す固体撮像素子の画素に
対して水平方向に%画素だけずれているから、緑G信号
に対して赤R及び青B信号が180°の位相遅れとなっ
て(第5図参照) 、G=R+Bとなる。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、前記3原色(緑G、赤R2青B)で標準
白色(カラーテレビの送信側の基準として使用される白
色で、色度座標がx =0.310 、  )’ =0
.316で与えられる6740にの黒体放射光の白色)
を再生する各原色の輝度の比は、0.30R: 0.5
9G :0.11Bで表されるため、輝度信号と色差信
号とを伝送するNT S C(National Te
1evision SystemCommittee)
方式のカラーテレビ放送では、この比率に基づいて各原
色信号を加算して輝度信号を作成することが規定されて
いる。このため、前述のように空間画素すらしか行われ
るものでも、前記規定に基づいて0.30R70,59
G : O,lIBの加算比で輝度信号が作成されてお
り、輝度信号の限界解像レベルを最良に得ることができ
ず、また、偽信号を発生するという問題があった。
ところが、標準白色の再生に準拠した前記加算比0.3
0R70,59G : 0.11Bの規定は、NTSC
方式における映像帯域幅4.2MHz内で規定されるも
のであって、テレビ信号として送信される前の段階では
、映像帯域幅4.2MHzを越える帯域で標準白色に対
応した前記加算比を遵守する必要はない。
本発明は上記のような実情に鑑みなされたものであり、
所定の映像帯域(例えばNTSC方式の映像帯域幅4.
2MHz内)では、輝度信号作成を標準白色の再生に対
応した3原色比で行いつつ、前記所定の映像帯域以外(
例えばNTSC方式における映像帯域幅4 、2MHz
を越える高域)では空間画素ずらし量に対応した最良解
像度の輝度信号が得られるようにして、送信前のカラー
テレビ信号における輝度信号の解像度を向上させること
を目的とする。
く課題を解決するための手段〉 そのため本発明では、複数の固体撮像素子を空間的に画
素がずれるようにして配置し、これらの複数の固体撮像
素子に対応する色系統に分割された入射光線を前記複数
の固体撮像素子それぞれで電気信号に変換して3原色信
号を得る構成のカラーテレビカメラにおいて、所定の映
像帯域では標準白色の再生に対応した3原色比で各原色
信号を加算して輝度信号を作成し、前記所定の映像帯域
以外では前記画素ずらし量に対応した時間関係比の3原
色比で各原色信号を加算して輝度信号を作成するように
して輝度信号作成装置を構成した。
く作用〉 かかる構成によると、所定の映像帯域では、標準白色の
再生に応じた3原色の比で各原色信号を加算して輝度信
号が作成され、前記標準白色に対応した輝度信号が得ら
れるのに対し、前記所定の映像帯域以外では、複数の固
体撮像素子の画素ずらし量に対応した時間関係比の3原
色比で各原色信号を加算して輝度信号が作成され、画素
ずらしにおける最良解像度の輝度信号が作成される。
即ち、例えばNTSC方式では、カラーテレビ信号とし
て送信される映像帯域幅が4.2Lflzに規定され、
この映像帯域幅では標準白色に応じた加算比(0,30
R: 0.59G : 0.11 B ’)で3原色を
加算して輝度信号が作成され、この輝度信号がそのまま
カラーテレビ信号として出力されるが、送信される前の
段階おいては、映像帯域幅を越える高域での輝度信号の
作成を規定するものがないから、空間画素ずらし量に対
応する時間関係比で各原色信号を加算して、映像帯域幅
に対して輝度再現誤差を生じるものの、高域で最良の輝
度信号解像度が得られるようにした。
また、空間画素ずらし量に対応する時間関係比で各原色
信号を加算して輝度信号を作成することは、空間画素ず
らしによって解像度を向上させた帯域について特に有効
であるから、NTSC方式における映像帯域幅4.2M
Hz以上から行うのではなく、もっと高い周波数から行
っても効果があり、PAL方式、SECAM方式、高品
位方式(ハイビジョン)においても実施可能である。
〈実施例〉 以下に本発明の詳細な説明する。
第1図は、カラーテレビカメラからの3原色信号(R,
G、B)に基づいて輝度信号Yを作成する本発明にかか
る輝度信号作成装置の一実施例を示す。
この第1図において、撮像レンズ1の後ろにダイクロイ
ック・プリズム2が設けられ、このダイクロインク・プ
リズム2で、入射光線が赤R1緑G、青Bの3原色に色
系統に分割される。そして、これらの独立した3原色の
光路の結像位置に、それぞれ固体撮像素子として3板の
CCD3,4゜5を配置してあり、これらの3板のC0
D3,4゜5により3原色がそれぞれ電気信号に変換さ
れる。
NTSC方式のカラーテレビにおいては、カメラから取
り出した3原色信号をそのままの形で送信するのではな
く、明るさを表す輝度信号Yと色あいを表す色差信号に
作り変え、白黒テレビと同じ伝送系で送信するようにし
ている。このため、第1図では、C0D3,4.5から
出力される3原色信号に基づいて輝度信号Yを作成する
ハードウェア構成のみを示しであるが、NTSC方弐の
カラーテレビにおいては、この他に輝度信号Yと赤R1
青Bの信号とから色差信号を作り出す構成を備えている
。
第1図に示す輝度信号作成装置では、R,G。
Bの3原色信号を、NTSC方式で規定されている所定
の加算比(0,30R: 0.59G : 0.11B
 )で加えて通常の輝度信号Yを作り出す第1ミツクス
アンプ6が設けられている。前記加算比0.30R: 
0.59G:0.11Bは、標準白色(カラーテレビの
送信側の基準として使用される白色で、色度座標がX=
0.310. y =0.316で与えられる6740
にの黒体放射光の白色)を再生する各原色の輝度の比に
対応するものであり、NTSC方式のカラーテレビでは
、映像帯域幅4.2MHzでこの加算比で輝度信号Yを
作成することが規定されている。
しかしながら、映像帯域幅4.2MHzを越える高域は
実際のテレビ送信には用いられないため、輝度信号Yを
作成するための加算比が規定されてなく、0.3OR:
 0.59G : 0.11Bの比で輝度信号Yを作成
する必要はない。このため、映像帯域幅4.2MHzを
越える高域で、前記0.30R: 0.59G 70.
11Bの加算比とは異なる加算比で輝度信号Yを作成し
て最良の解像度を得るための構成として、第2ミツクス
アンプ7、バイパスフィルター8.第3ミツクスアンプ
9を設けである。
前記第2ミツクスアンプ7は、第1ミツクスアンプと異
なる加算比で3原色信号を加算して輝度信号Y”を作成
するものであり、前記バイパスフィルター8は、4 、
2MHzを越えるときには第2ミツクスアンプ7で作成
された輝度信号Y′を通過させ、4.2MHz以下では
第2ミツクスアンプ7からの輝度信号Y′を通過させな
いものである。また、第3ミツクスアンプ9は、第1ミ
ツクスアンプ6で作成された輝度信号Yと、バイパスフ
ィルター8を通過した第2ミツクスアンプ7で作成され
た輝度信号Y′とを加算するものである。
従って、上記構成の輝度信号作成装置によると、NTS
C方式の映像帯域幅4.2M)lz内であるときには、
第1ミツクスアンプ6で0.30R: 0.590 :
 0.11Bの加算比で作成された輝度信号Yがそのま
ま出力されるのに対し、映像帯域幅4 、2MHzを越
えるときには、第2ミツクスアンプ7における加算比で
第1ミツクスアンプ6での加算比が補正されて最終的な
輝度信号Yが出力されることになる。
ここで、3原色に対応して設けられたCCD3゜4.5
は、空間画素(絵素)ずらしと一般に呼ばれている手法
を用い、解像度を向上させるようにしている。即ち、例
えば第2図に示すように、緑G信号を取り出すCCD4
の画素に対し、赤R用のCCD3及び青B用のCCD5
の画素が、水平方向に3画素だけずれるように機械的に
配置することにより、赤R又は青Bの信号と緑Gの信号
とを交互に取り出すと等価的に画素が2倍に増加した信
号が得られ、解像度が向上するようにしている。
第2図に示すように、空間画素ずらしを行っている場合
には、緑Gの信号用のCCD4の出力に対し、赤R用の
CCD3及び青B用のCCD5の出力は、画素周期をX
とするとX/2だけ遅れることになる(緑G信号に対し
て180°だけ遅れることになる)から、各CCD3,
4.5の出力をE、、E、、E、とすると、第3図に示
すような時間関係となる。
従って、第2図の空間画素ずらしの場合には、0.25
R:0.50G =0.258 (G=R+B)の加算
比で輝度信号Yを作成すれば、画素ずらしによる時間誤
差を吸収することができ、輝度信号Yの解像度を最良に
得ることができる。
但し、前記加算比0.25R: 0.50G : 0.
25Bは、NTSC方式で規定される輝度信号の加算比
0.30R: 0.59G : 0.11Bと異なるた
め、この加算比で作成した輝度信号Yを映像帯域幅4.
2MHz内で出力させることはできないが、送信前の段
階で映像帯域幅4.2MIIzを越える帯域では、前記
加算比0.25R: 0.50G : 0.25Bで輝
度信号Yを作成することはNTSC方式の規定に反する
ものではない。
このため、本実施例における輝度信号作成装置では、N
TSC方式の映像帯域幅4.2M)12内では、Y =
0.3OR+0.59G+0.11Bで輝度信号Yを作
成し、映像帯域幅4.2MHz越える高域では、前記加
算比0.25R: 0.50G : 0.25Bで輝度
信号Yを作成して、NTSC方式の規定に対応しつつ、
高域で最良の解像度が得られるようにしている。
具体的には、映像帯域幅4.2NH4を越える帯域であ
って、第2ミツクスアンプ7からの輝度信号Y。
が第3ミツクスアンプ9に入力されるときに、第3ミツ
クスアンプ9においてY =0.25R+0.50G+
0.25Bなる関係が成立すれば良いから、第1ミツク
スアンプ6からの輝度信号Yと第2ミツクスアンプ7か
らの輝度信号Y°との加算値がY=0゜25R: 0.
50G : 0.25Bとなれば良いことになる。
第1ミツクスアンプ6におけるY =0.3OR+0.
59G+0.11Bは変更できないので、第2ミツクス
アンプ7における輝度信号Y゛を、Y’ =−0,05
R−0,09G +0.14Bなる加算比で作成すれば
、第3ミツクスアンプ9でY =0.3OR+0.59
G +0.118とY’ =−0,05R−0,09G
+0.14Bとを加算した結果が、Y = 0.25 
R+ 0.50 G + 0.25 Bとなって、第2
図に示すような空間画素ずらしを行ったときの映像帯域
幅4.2NH4を越える高域で輝度信号が最良解像度と
なる。
但し、Y =0.25R+0.50G +0.25Bに
よって輝度信号Yを作成すると、通常の映像帯域幅4.
2NH4内の輝度に対して映像帯域幅4.2MHzを越
えると再現誤差を生ずるので、Y =0.3OR+0.
59G +0.11Bに近い、例えばY =0.33R
+0.50G +0.17Bで映像帯域幅4.2NH4
を越えるときの輝度信号Yが作成されるように第2ミツ
クスアンプ7の加算比を変更しても良い。
また、3板のCCD3,4.5の空間画素ずらしとして
は、第4図に示すように、1/3画素周期Xずつずらし
て配置される場合もある。この場合は、第5図に示すよ
うに、緑G信号用のCCD4の出力Elに対し、赤R用
CCD3の出力E2が、画素周期をXとするとX/3だ
け遅れ、更にこの赤R用CCD3の出力E2に対し、青
B信号用のCCD5の出力E、がX/3だけ遅れる。従
って、この場合、第5図に示すような時間関係となり、
0.33R: 0.33G : 0.33Bの加算比で
輝度信号Yを作成すれば、画素ずらしによる時間誤差を
吸収して輝度信号Yの解像度を最良に得ることができる
。
このため、この場合には、映像帯域幅4.2MHzを越
えるときに0.33R+0.33G +0.33Bで輝
度信号Yが作成されるように第2ミツクスアンプ7にお
ける加算比を設定すれば良い。
尚、本実施例では、固体撮像素子を3板備えたカラーテ
レビカメラについて述べたが、プリズムによって入射光
線を赤・青と緑との2系統に色分割し、2板の固体撮像
素子を用い、一方の固体撮像素子から緑信号を得て、赤
・青の色ストライプフィルタを備えた他方の固体撮像素
子により赤・青の2つの信号を点順次信号として取り出
すように構成された2板弐のものであっても良い。
また、本実施例では、NTSC方式の映像帯域幅4.2
MHzを越える高域で、空間画素ずらし量に対応する時
間関係比で各原色信号を加算して輝度信号を作成するよ
うにしたが、かかる輝度信号の作成は空間画素ずらしに
よって解像度を向上させた帯域(例えば4.2MHzよ
りも高い6〜7 MHz以上の周波数域)について特に
有効であるから、NTSC方式における映像帯域幅4.
2MH2以上の周波数から行うのではなく、もっと高い
周波数から行っても効果があり、PAL方式、SECA
M方式、高品位方式(ハイビジョン)においても実施可
能である。
〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によると、所定の映像帯域
(例えばNTSC方式の映像帯域幅4.2MHz)では
、標準白色の再生に対応した3原色比(NTSC方式で
は0.30R: 0.59G : 0.11B )で各
原色信号を加算して輝度信号を作成し、前記所定の映像
帯域以外では、空間画素ずらし量に対応した時間関係比
で輝度信号を作成するようにしたので、カラーテレビの
方式に従った輝度信号の作成を行いつつ、映像帯域幅を
越える高域については最良の解像度が得られる加算比で
輝度信号が作成することが可能となり、テレビ信号とし
て送信される前の高域での解像度が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すシステムブロック図、
第2図は空間画素すらしの一例を示す状態図、第3図は
第2図示の画素ずらしにおける出力の時間関係を示す線
図、第4図は空間画素ずらしの他の例を示す状態図、第
5図は第4図示の画素ずらしにおける出力の時間関係を
示す線図である。 3.4.5・・・CCD (固体撮像素子)  6゜7
.9・・・ミックスアンプ  8・・・バイパスフィル
ター 特許出願人  池上通信機株式会社 代理人 弁理士 笹 島  冨二雄

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 複数の固体撮像素子を空間的に画素がずれるようにして
    配置し、該複数の固体撮像素子に対応する色系統に分割
    された入射光線を前記複数の固体撮像素子それぞれで電
    気信号に変換して3原色信号を得る構成のカラーテレビ
    カメラにおいて、所定の映像帯域では標準白色の再生に
    対応した3原色比で各原色信号を加算して輝度信号を作
    成し、前記所定の映像帯域以外では前記画素ずらし量に
    対応した時間関係比の3原色比で各原色信号を加算して
    輝度信号を作成するように構成したことを特徴とするカ
    ラーテレビカメラにおける輝度信号作成装置。
JP1107755A 1989-04-28 1989-04-28 カラーテレビカメラにおける輝度信号作成装置 Pending JPH02288578A (ja)

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PCT/JP1990/000569 WO1990013977A1 (en) 1989-04-28 1990-04-27 Device for forming brightness signals in a color tv camera

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