JPH0456494A - カラー固体撮像素子の信号処理回路 - Google Patents

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】 以下の順序に従って本発明を説明する。

Ａ、産業上の利用分野 Ｂ０発明の概要 Ｃ１従来技術［第３図、第４図］ Ｄ０発明が解決しようとする問題点 Ｅ１問題点を解決するための手段 Ｆ９作用 Ｇ、実施例［第１図、第２図］ ａ、一つの実施例［第１図］ ｂ、他の実施例「第２図」 Ｈ１発明の効果 （Ａ、産業上の利用分野） 本発明はカラー固体撮像素子の信号処理回路、特に輝度
信号のＳ／Ｎの劣化を伴うことな（目障りなスミアの発
生を防止することができるようにしたカラー固体撮像素
子の信号処理回路に関する。

（Ｂ、発明の概要） 本発明は、カラー固体撮像素子の信号処理回路において
、 輝度信号のＳ／Ｎの劣化を伴うことな（スミアの色を消
すことによりスミアを目立たないようにするため、 スミア補正回路を原色分離された原色信号の経路のロウ
パスフィルタの後段に設けたものである。

（Ｃ，従来技術）［第３図、第４図］ ＣＣＤ形のカラー固体撮像素子は高輝度被写体撮像時に
スミアが発生する。これは高輝度の光を受光した部分の
近傍を信号電荷が垂直レジスタによって転送される過程
で本来持っていなかった余計な信号電荷を上記高輝度光
受光部分から受けとってしまうことにより発生するもの
で、縦縞となって現われる。

このスミア発生量は、スミア発生原因がＣＯＤ素子自身
に存在しているために、色フィルタ配列によってそれ程
の差異はないが、スミアの色は色フィルタ配列、原色分
離方式の違いによって大きく異なる。ちなみに、Ｙｅ（
黄）Ｇ（緑）、Ｃｙ（シアン）配列の場合は、補色フィ
ルタを用いながら原色分離を正確に行うことができ色再
現性に優れるという長所を持つがスミアの色が緑（Ｇ）
になり、人が見て不自然に感じとても目立つのである。

スミアはあっても無色だとさして目立たないが、色があ
ると目立ち、特に緑の場合非常に目立つ。

そこで、ＣＣＤの出力にスミア補正回路を設けて映像信
号中からスミア信号を除去することが試みられた。第３
図及び第４図はかかるスミア信号除去技術を説明するも
ので、第３図はスミア補正回路の回路図、第４図はＣＣ
Ｄの出力波形図である。

１はスミア補正回路で、１水平走査期間分の映像信号を
記憶するラインメモリ２と、ラインメモリ２から読み出
した映像信号をＣＯＤから出力されている映像信号から
減算する減算回路３からなる。

該スミア補正回路１は垂直ブランキング期間中にライン
メモリ２によってＣＣＤの出力信号をスミア信号として
１水平走査期間分読み込む（このときスイッチは実線で
示す状態になっている。）。というのは、垂直ブランキ
ング期間はオプチカルブラックの受光素子からの信号が
出力されるので、その間に出力される映像信号は第４図
に示すようにスミア信号のみである。従って、垂直ブラ
ンキング期間のＣＣＤの出力信号をスミア信号として１
水平走査期間分ラインメモリ２に記憶するのである。尚
、この場合、Ｓ／Ｎを良くするために垂直ブランキング
期間中の複数水平走査期間同期加算して１水平走査期間
分のスミア信号を得る場合もある。そして、垂直ブラン
キング期間が終了して映像信号期間が始まるとラインメ
モリ２をＣＣＤ出力ラインから切り離し、減算回路３に
接続しくこのときスイッチは破線に示す状態になる）、
該減算回路３により各水平走査期間毎にラインメモリ２
から読み出されるスミア信号をＣＣＤの出力信号から減
算する処理を行う。そして、該減算回路３の出力信号は
スミア補正済の映像信号として各色のサンプルホールド
回路４ａ〜４ｃへ伝送されるのである。

（Ｄ、発明が解決しようとする問題点）ところで、第３
図に示すようなスミア補正方式には、輝度信号のＳ／Ｎ
の劣化が生じるという問題があった。というのは、ＣＣ
Ｄの出力を直ちにスミア補正するため、映像信号からス
ミア信号を減算する際にノイズが映像信号中に入り込ん
でしまい、これが輝度信号のＳ／Ｎの劣化につながって
しまうからである。

そして、このようなＳ／Ｎの劣化は、映像中に現われた
縦縞がフィールド毎に微妙に変化する現象となって現わ
れ、あたかも雨が降ったような映像を生ぜしめ、そのた
め非常に画像の品位が低下するのである。

本発明はこのような問題点を解決すべく為されたもので
あり、輝度信号のＳ／Ｎの劣化を伴うことなくスミアの
色を消すことによりスミアを目立たないようにすること
を目的とする。

（Ｅ、問題点を解決するための手段） 請求項（１）のカラー固体撮像素子の信号処理回路は上
記問題点を解決するため、スミア補正回路を原色分離さ
れた原色信号の経路のロウパスフィルタの後段に設けた
ことを特徴とする請求項（２）のカラー固体撮像素子の
信号処理回路は、原色分離の過程でスミア信号がキャン
セルされる原色信号のある色分離方式のカラー固体撮像
素子の信号処理回路において、スミア補正回路をスミア
信号がキャンセルされない原色信号の経路にのみ設けた
ことを特徴とする。

（Ｆ、作用） 請求項（１）のカラー固体撮像素子の信号処理回路によ
れば、原色分離された原色信号に対してスミア補正回路
によってスミア信号を除去するので、輝度信号に全く影
響することなく、即ち、輝度信号のＳ／Ｎの劣化を伴う
ことなくスミアの色を？肖し取ることができ、スミアを
目立たなくすることができる。この場合、色なしのスミ
アが生じるが、スミアは色がなければほとんど目立たず
、画質低下がほとんど生じないので問題はない。

請求項（２）のカラー固体撮像素子の信号処理回路によ
れば、原色分離の過程でスミア信号がキャンセルされる
原色信号に対してはスミア補正回路を設けないのでスミ
ア補正回路の数を少なくすることができる。

（Ｇ、実施例）［第１図、第２図］ 以下、本発明カラー固体撮像素子の信号処理回路を図示
実施例に従って詳細に説明する。

（ａ、一つの実施例）［第１図］ 第１図は本発明カラー固体撮像素子の信号処理回路の一
つの実施例を示す回路ブロック図である。

本実施例は色フィルターがＲＧＢ配列のカラー固体撮像
素子の信号処理回路に本発明を適用したものである。４
ｒ、４ｇ、４ｂは赤、緑、青の各信号をサンプリングす
るサンプルホールド回路、５は各サンプルホールド回路
４ｒ、４ｇ、４ｂの出力から輝度信号Ｙをっ（る輝度マ
トリックス、６．６．６は各サンプルホールド回路４ｒ
、４ｇ、４ｂの出力側に設けられたロウパスフィルタ、
１．１．１はロウパスフィルタ６．６．６の出力側（後
段）に設けられたスミア補正回路で、すべて第３図に示
したスミア補正回路と全（同じ回路構成を有している（
赤の原色信号のスミア補正回路１について具体的回路を
示したが緑及び青の原色信号のスミア補正回路１．１に
ついては同じ回路構成なので具体的回路の図示はせずブ
ラックボックスにして示した。）。但し、ロウパスフィ
ルタ６．６．６を通過した低い周波数帯域の信号を１水
平走査期間分記憶すれば良いので、第３図に示すスミア
補正回路よりもラインメモリ２の記憶容量は小さ（て済
む。

各スミア補正回路１１．１．１の出力信号はそれぞれア
ンプ７及びガンマ補正回路８を経て色差マトリックス９
に入力され、該色差マトリックス９により２つの色差信
号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙがつくられる。

本カラー固体撮像素子の信号処理回路は、サンプルホー
ルド回路４ｒ、４ｇ、４ｂ及びロウパスフィルタ６．６
．６を経て原色分離された原色信号Ｒ，Ｇ、Ｂに対して
のみスミア補正回路１．１．１によってスミア信号を除
去するのでスミア補正回路１．１．１は輝度信号に全く
影響を与えない。従って、スミア補正を輝度信号のＳ／
Ｎの劣化を伴うことなく行うことができる。

しかして、輝度信号のＳ／Ｎの劣化によって雨が降った
ように縦縞が生じるという不都合を伴うことなくスミア
の色を消すことができる。そして、スミアは色さえ消せ
ばほとんど目立たなくなるので問題はない。

また、第３図に示すようにＣＣＤの出力信号に対してス
ミア補正するのではなく、ロウバスフィルタ６を通過し
た原色信号に対してスミア補正をするので、ラインメモ
リの記憶容量は小さ（で済む。

（ｂ、他の実施例）［第２図〕 第２図は本発明カラー固体撮像素子の信号処理回路の他
の実施例を示す回路ブロック図である。

本実施例は、カラーフィルターアレイがＹｅ（黄）、Ｇ
（緑）、Ｃｙ（シアン）配列のカラー固体撮像素子の信
号処理回路に本発明を適用したものであるが、緑（Ｇ）
の原色信号に対してのみスミア補正を施している。これ
は、赤（Ｒ）、青（Ｂ）の原色信号については原色分離
の段階でスミア信号がキャンセル（補正）されてしまっ
ており、スミア補正回路を設けてスミア補正をする必要
がないからである。この理由について説明すると下記の
とおりである。

Ｙｅ、Ｇ、Ｃｙ配列のカラー固体撮像素子は、Ｙｅから
Ｇを減算することにより（１０ａはその減算をする減算
回路）原色信号Ｒを得ると共に、ＣｙからＧを減算する
ことにより（１０ｂはその減算をする減算回路）Ｂを得
る。また、Ｇはそのまま原色信号Ｇとして使用される。

ところで、スミアが発生すると、各画素信号Ｙｅ、Ｃｙ
、Ｇに同じレベルのスミア量△が重畳される。このスミ
ア量△はＣＣＤの出力に比例しない。ここで、画素信号
Ｙｅ、Ｃｙ、Ｇにスミア量△が重畳した信号をＹｅ’　
、Ｃｙ’　、Ｇ”　とすると、 Ｙｅ’　　＝＝Ｙｅ＋△、ｃｙ　　＝ｃｙ十△、Ｇ　　
＝Ｇ＋△ となる。

ここで原色分離式を考えると下記の式が成立する。

Ｒ＝Ｙｅ”　　−Ｇ’　　＝　　ＣＹｅ＋△）−（Ｇ＋
△）＝Ｙｅ−Ｇ Ｂ＝Ｃｙ’　　−Ｇ’　　＝　　ＣＣｙ＋△）−（Ｇ＋
△）＝Ｃｙ−Ｇ Ｇ＝Ｇ＋△ 従って、赤の原色信号Ｒ１青の原色信号Ｂについてはス
ミア信号がキャンセルされており、緑の原色信号Ｇにつ
いてのみスミア信号が重畳されたままになっているとい
えるのである。そして、実際に前（Ｃ，従来技術の項）
にも述べたようにスミアが緑色で画像に現われるのであ
る。

しかして、緑の原色信号Ｇの経路のロウバスフィルタの
出力側にスミア補正回路１を設け、他の原色信号Ｒ，Ｂ
の経路にはスミア補正回路を設けなくて済むのである。

尚、仮に、必要もないのにスミア補正回路を設けるとた
だＳ／Ｎ等を悪くするだけになってしまうことになると
いえる。

このように、原色分離によりスミア信号がキャンセルさ
れてしまう原色信号がある原色分離方式の場合はすべて
スミアがキャンセルされる原色信号についてはスミア補
正回路を設けなくても良い。

（Ｈ，発明の効果） 以上に述べたように、請求項（１）のカラー固体撮像素
子の信号処理回路は、垂直ブランキング期間中における
１水平走査期間分の映像信号をスミア信号として記憶す
るラインメモリと、映像期間に各水平走査期間毎に映像
信号から上記ラインメモリに記憶されたスミア信号を減
算する減算回路からなるスミア補正回路を、原色分離さ
れた原色信号経路のロウバスフィルタの後段に設けたこ
とを特徴とするものである。

従って、本発明カラー固体撮像素子の信号処理回路によ
れば、原色分離された原色信号に対してスミア補正回路
によってスミア信号を除去するので、輝度信号に全く影
響することな（、即ち、輝度信号のＳ／Ｎの劣化を伴う
ことなくスミアの色を消し取ることができ、スミアを目
立たなくすることができる。

また、ロウバスフィルタを通った原色信号に対してスミ
ア補正するので、ラインメモリの記憶容量は小さくて済
む。

請求項（２）のカラー固体撮像素子の信号処理回路は、
原色分離の過程でスミア信号がキャンセルされる原色信
号のある色分離方式のカラー固体撮像素子の信号処理回
路において、垂直ブランキング期間中における水平走査
期間分の映像信号なスミア信号として記憶するラインメ
モリと、映像期間に各水平走査期間毎に映像信号から上
記ラインメモリに記憶されたスミア信号を減算する減算
回路からなるスミア補正回路を、スミア信号がキャンセ
ルされない原色信号の経路にのみ設けたことを特徴とす
るものである。

従って、請求項（２）のカラー固体撮像素子の信号処理
回路によれば、原色分離の過程でスミア信号がキャンセ
ルされる原色信号に対してはスミア補正回路を設けない
のでスミア補正回路の数を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明カラー固体搬像素子の信号処理回路の一
つの実施例を示す回路ブロック図、第２図は本発明カラ
ー固体撮像素子の信号処理回路の他の実施例を示す回路
ブロック図、第３図は従来例を示す回路ブロック図、第
４図はＣＣＤの出力信号の波形図である。 符号の説明 １・・・スミア補正回路、 ２・・・ラインメモリ、 ３・・・減算回路、 ６　（ＬＰＦ）　　・・・ロウパスフィルタ。 ス 杓 幻 第１図 従来４７１ｊの回路図 第３図 ＣＣＤの出力波形図 第　４図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）垂直ブランキング期間中における１水平走査期間
   分の映像信号をスミア信号として記憶するラインメモリ
   と、映像期間に、上記ラインメモリに記憶され各水平走
   査期間毎に読み出されたスミア信号を映像信号から減算
   する減算回路と、からなるスミア補正回路を、原色分離
   された原色信号経路のロウパスフィルタの後段に設けた ことを特徴とするカラー固体撮像素子の信号処理回路
2. （２）原色分離の過程でスミア信号がキャンセルされる
   原色信号のある色分離方式のカラー固体撮像素子の信号
   処理回路において、 垂直ブランキング期間中における水平走査期間分の映像
   信号をスミア信号として記憶するラインメモリと、映像
   期間に、上記ラインメモリに記憶され各水平走査期間毎
   に読み出されたスミア信号を映像信号から減算する減算
   回路と、からなるスミア補正回路を、スミア信号がキャ
   ンセルされない原色信号経路のロウパスフィルタの後段
   にのみ設けた ことを特徴とするカラー固体撮像素子の信号処理回路