JPH0457266B2

JPH0457266B2 -

Info

Publication number: JPH0457266B2
Application number: JP60028188A
Authority: JP
Inventors: Kenji Suzuki
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1985-02-18
Filing date: 1985-02-18
Publication date: 1992-09-11
Also published as: DE3604964A1; DE3604964C2; JPS61189064A; FR2577734A1; FR2577734B1; US4692794A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、三原色光をそれぞれ測定する三種類
の光電変換部を複数個ずつ組み合わせて一画素を
構成し、一画素中の同色の色信号は加算して取り
出すようにした蓄積型イメージセンサーに関する
ものである。

〔従来の技術〕

最近のカラープリンタでは、カラー原画（カラ
ーネガフイルム等）を複数のシーンに分類し、各
シーンに応じて所定のカラーフイルタを選択して
色補正を行ない、カラーバランスの良好なプリン
ト写真を得るようにしている。このシーン分類に
は、カラー原画の透過光を平均測光した時の三色
濃度（青色濃度、緑色濃度、赤色濃度）と、各点
の透過光の三色濃度とが用いられる。そして、平
均透過光の三色濃度がほぼ一定のものを標準タイ
プとし、これに対してはカラー原画を透過したプ
リント光の三色光成分を積算したものがグレイに
なるように制御する。平均透過光の三色濃度が異
常に偏つたものは、色欠陥のあるものと判定し、
画素の色味、画面位置と色味（三色濃度のバラン
ス）との関係等を特性値として用い、カラーフエ
リアを起こすもの、蛍光灯下で撮影したもの、タ
ングステン光下で撮影したもの、色温度が低いも
の、色温度が高いもの、経時変化したもの等に分
類し、各シーンに適した色補正を行う。

前述したシーン分類のために、写真画像濃度情
報収録装置が用いられ、カラー原画を100〜200程
度の画素に分割し、それぞれの画素の色味を測定
する。したがつて、画素の色味を測定する場合
に、色レジストレーシヨンがないようにすること
が重要である。

ところで、蓄積型イメージセンサーとしては、
CCD固体撮像装置、MOS型固体撮像装置、CPD
固体撮像装置等が知られている。また、各光電変
換部の上に青色フイルタ、緑色フイルタ、赤色フ
イルタを取り付けて１枚の蓄積型イメージセンサ
ーで三色光を光電変換するものも知られている。
しかし、この１枚の蓄積型イメージセンサーで三
色光を測定する場合には、各光電変換部が画像の
異なつた位置を測光するために、本質的に色レジ
ストレーシヨンが発生する。この色レジストレー
シヨンをなくすには、青色光を光電変換すね青色
用光電変換部と、緑色光を光電変換する緑色用光
電変換部と、赤色光を光電変換する赤色用光電変
換部とを複数個ずつ組み合わせて一画素とし、同
じ画素内では同色の色信号を加算すればよい。し
かし、蓄積型イメージセンサーは、水平ライン毎
に信号（時系列信号）が取り出されるから、異な
つた行と列とを加算するには、蓄積型イメージセ
ンサーから出力された複数の列の信号を同時に記
憶するためのアナログデータメモリと加算器とを
設けなければならず、構造がかなり複雑なものに
なる。

蓄積型イメージセンサーは、例えば特開昭59−
54384号に開示されているように、信号電荷の蓄
積時間を変えることにより、ダイナミツクレンジ
を広くすることができるため、カラーにおいては
色毎に蓄積時間を変えて測定するとノイズの少な
い信号を得ることができる。しかし、前述した従
来のものでは、各色信号がミツクスした形で水平
ライン毎に取り出されるから、色毎に蓄積時間を
変えることはできなかつた。また、対数変換等の
信号処理や、システムのタイミングに余裕を持た
せることによる安定した出力の取出し等を考慮す
ると、色信号の取出しをなるべくゆつくりと行う
方がよい。特に、色信号の取出し速度を遅くする
と、処理速度の遅い安価な信号処理回路を利用す
ることができるのでコスト的に有利である。した
がつて、信号電荷の蓄積時間と取出し開始時を他
の色の影響をうけないで自由に決定できることが
望ましいのである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、色レジストレーシヨンの影響を受け
ることなく、各画素の三色光成分を測定すること
ができるようにした蓄積型イメージセンサーを提
供することを目的とするものである。

本発明の別の目的は、簡単な構造により、同一
画素内では同色の色信号を加算して取り出すこと
ができるようにした蓄積型イメージセンサーを提
供することにある。

本発明のもう一つの目的は、信号電荷の蓄積時
間と取出し開始時とを色毎に自由に設定すること
ができるようにした蓄積型イメージセンサーを提
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明では、三原
色光をそれぞれ光電変換して蓄積する三種類の光
電変換部を交互にマトリツクス状に配列し、この
三種類の光電変換部を複数個ずつ組み合わせて１
画素を構成している。電荷蓄積の終了と、色信号
の取出しを色毎に独立して行えるようにするため
に、各光電変換部毎にCCDが設けられている。
これらのCCDに記憶された信号は、同じ画素内
では同色の信号が加算されてから取り出される。
この加算には、CCDによる加算と、MOSによる
加算とがある。

前記CCDで加算する場合には、各画素の信号
電荷をそれぞれ記憶する蓄積部が設けられ、カラ
ーセレクト信号により選択された色の信号電荷が
CCDから蓄積部に転送される。この蓄積部は、
同じ画素に属する同色のCCDに記憶された信号
電荷を加算して記憶し、そして画素毎に読み出さ
れる。この読出しは、水平走査信号発生器と垂直
信号発生器とで走査されるアナログスイツチを用
いて行う他に、蓄積部をCCDアナログシフトレ
ジスタで構成し、クロツクパルスで信号電荷を読
出し部に転送することにより行うことができる。

前記MOSタイプでは、各光電変換部毎に設け
たCCDが水平走査信号発生器と垂直走査信号発
生器とで走査可能になつており、かつ同じ色のも
のは同じ垂直出力線で結線するとともに、カラー
セレクト信号でONするカラーセレクト用スイツ
チを介して出力線に接続されている。前記水平走
査信号発生器と垂直走査信号発生器とによつて画
素が選択され、そしてカラーセレクト信号によつ
てその画素内の色が指定され、一画素内の色信号
が加算された状態で出力線を介して取り出され
る。

前記三原色は、青色、緑色、赤色の組合せと、
シアン、マゼンタ、イエローとの組合せとがあ
り、本発明はこのいずれの組合せに対しても利用
することができるものである。

以下、CCDに記憶された信号電荷の加算を
MOSで行う実施例について図面を参照して詳細
に説明する。

〔実施例〕

第２図は本発明の蓄積型イメージセンサーを利
用したカラープリンタを示すものである。光源１
０から放出された白色光は、イエローフイルタ１
１、マゼンタフイルタ１２、シアンフイルタ１３
を順次経て拡散板１４に達する。この拡散板１４
で拡散された光によりカラー原画１５が照明さ
れ、これを透過した光がレンズ１６を経てから、
シヤツタ１７が開いている間に印画紙１８に達す
る。前記レンズ１６は、引伸し倍率に応じてその
位置が変化し、カラー原画１５に記録されたカラ
ー画像を印画紙１８に結像する。

前記レンズ１６の光路から外れた位置にレンズ
２０が配置されており、カラー原画１５に記録さ
れたカラー画像を蓄積型イメージセンサー２１に
結像する。この蓄積型イメージセンサー２１は、
後で詳しく説明するように、入射した光を光電変
換し、得られた信号を写真画像濃度情報収録部２
２に送る。この写真画像濃度情報収録部２２は、
各画素の三色濃度をそれぞれ積算して三色毎に平
均透過濃度を算出する。この平均透過濃度と、各
画素の色味（青色濃度、緑色濃度、赤色濃度のバ
ランス）等から、カラー原画を標準シーンと色欠
陥のあるシーン、濃度欠陥のあるシーンとに分類
し、この分類結果がコントローラ２３に送られ
る。このコントローラ２３は、分類結果に基づい
て、色欠陥のあるシーンに対しては、そのシーン
の色欠陥に応じてフイルタ切換え部２４を制御
し、所望のイエローフイルタ１１、マゼンタフイ
ルタ１２、シアンフイルタ１３を選択する。そし
て、濃度欠陥のあるシーンに対しては、シヤツタ
制御部２５を制御してシヤツタの開口時間を調節
する。なお、標準シーンに対しては、周知の
LATD方式により制御するものである。

第３図は写真画像濃度情報収録部の構成を示す
ものである。ドライバ３０は、基本クロツク信号
を入力してドライブ信号を前記蓄積型イメージセ
ンサー２１に送るとともに、同期信号（水平同期
信号、垂直同期信号、読出し用クロツク信号）を
コントローラ３１に送る。このコントローラ３１
は、光電変換部の蓄積を終了させる蓄積終了信号
（シフト信号）と、取り出すべき色を指定するカ
ラーセレクト信号とを蓄積型イメージセンサー２
１に送る。

前記蓄積型イメージセンサー２１は、カラーセ
レクト信号で指定された色毎に各画素の色信号を
順次読み出す。この読み出された信号は、増幅器
３２で増幅されてからアナログスイツチ３３を介
してＡ／Ｄコンバータ３４に送られる。このアナ
ログスイツチ３３は、蓄積型イメージセンサー２
１から信号を高速で読出してこれをリセツトする
場合にのみOFFにする。

前記Ａ／Ｄコンバータ３４は、データを８ビツ
トのデジタル信号に変換してから、これを対数変
換テーブル３５に送る。この対数変換テーブル３
５は、15個のテーブルを持つており、カラー原画
１５のベース濃度、すなわち蓄積型イメージセン
サー２１の蓄積時間に応じたテーブルを選択し、
このテーブルを参照することにより対数変換して
濃度値を算出する。得られた濃度値は、色毎のテ
ーブルを持つたルツクアツプテーブル３６に送ら
れ、ここで色に応じたテーブルを参照して、印画
紙１８の三色の感度曲線が一致するように規格化
する。この規格化されたデータは、バスライン３
７を介してRAM３８に送られ、アドレスカウン
タ３９で指定されたRAM３８のメモリ番地に直
接書き込まれる。なお、CPU４０は、ROM４１
に書き込まれたプログラムに従つて作動して各部
をコントロールする。

第４図は本発明の蓄積型イメージセンサーの光
電変換部の配列の一例を示すものである。蓄積型
イメージセンサー２１は、青色光を光電変換して
蓄積する青色用光電変換部４５、緑色光を光電変
換して蓄積する緑色用光電変換部４６、赤色光を
光電変換して蓄積する赤色用光電変換部４７が交
互に規則正しく配列されている。そして、色レジ
ストレーシヨンをなくすために、Ｍ行Ｎ列毎にグ
ループ化され、各グループで一画素を構成する。
この実施例では、３行３列毎にグループ化され、
各色毎に３個ずつ、計９個の光電変換部で一画素
が構成されている。図面では、１個の光電変換部
が点線で囲んであり、そして一画素が実線で囲ん
である。

本発明の要部を示す第１図において、前記青色
用光電変換部４５、緑色用光電変換部４６、赤色
用光電変換部４７は、マトリツクス状に配列さ
れ、その横にシフト電極５０と、CCD５１とが
それぞれ設けられており、シフト電極５０に蓄積
終了信号が印加された時に、光電変換部に蓄積さ
れた信号電荷がCCD５１に転送される。各光電
変換部の蓄積時間を色毎に変えるために、３本の
信号線５３〜５５が設けられており、これらにシ
フト電極５０が色毎に接続されている。

１画素内に含まれる３行の光電変換部を同時に
走査するために、上から３本の水平走査線５７ａ
〜５７ｃは、それぞれ結線されて垂直走査信号発
生器６０の第１段目の出力端子Ｄ１に接続されて
いる。同様に、その下にある１画素に含まれる３
行の光電変換部を同時に走査するために、４本目
から６本目の水平走査線５８ａ〜５８ｃは、結線
されてから垂直走査信号発生器６０の第２段目の
出力端子Ｄ２に接続されている。

第１列目の光電変換部の横に、青色用垂直出力
線６２ａと、緑色用垂直出力線６２ｂと、赤色用
垂直出力線６２ｃが配線され、これらに対応した
色のCCDがMOS型の信号取出し用スイツチ６５
を介してそれぞれ接続されている。同様に第２列
目の光電変換部の横に３本の垂直出力線６３ａ〜
６３ｃが配線され、また第３列目の光電変換部の
横に３本の垂直出力線６４ａ〜６４ｃが配線さ
れ、各垂直出力線に信号取出し用スイツチ６５を
介してCCD５１が色毎に接続されている。

同じ画素内に含まれている同色の色信号を加算
して取り出すために、青色用垂直出力線６２ａと
６３ａと６４ａは結線され、これにカラーセレク
ト用スイツチ６７が接続されている。同様に緑色
用垂直出力線６２ｂ，６３ｂ，６４ｂとが結線さ
れ、これにカラーセレクト用スイツチ６８が接続
され、また赤色用垂直出力線６２ｃ，６３ｃ，６
４ｃとが結線され、これにカラーセレクト用スイ
ツチ６９が接続されている。これらのカラーセレ
クト用スイツチ６７〜６９は、そのゲートが信号
線７１〜７３にそれぞれ接続されており、またこ
れらに水平走査信号発生器７４の第１段目の出力
端子Ｄ１にゲートが接続された垂直走査用スイツ
チ７５が直列に接続されている。なお、その他の
列の信号線の接続は、前記説明から容易に類推で
きるものであるから、その詳細な説明は省略す
る。

第５図は信号電荷の蓄積と、色信号の取出しの
一例を示すものである。最初は、各光電変換部に
信号電荷が蓄積されているから、これを高速で取
り出してリセツトすることが必要である。この高
速信号取出しは、信号線５３〜５５に蓄積終了信
号を同時供給する。この直後に、信号線７１〜７
３にカラーセレクト信号を同時に供給し、この状
態で水平走査信号発生器７４を高速で走査する。
そして、水平走査信号発生器７４の一回の走査が
終了したときに、垂直走査信号発生器６０を一段
走査する。こうして水平ライン毎に色信号を取出
し、垂直走査信号発生器６０の一回の走査が終了
するまで行う。この高速信号取出しは、時間t0〜
t1の間に行われ、そして取り出した色信号は不要
なものであるから、アナログスイツチ３３を
OFFにしてＡ／Ｄコンバータ３４に入力されな
いようにする。

各光電変換部に蓄積された信号電荷を空にして
から、時間t2まで入射光を光電変換して蓄積す
る。そして時間t2に達した時に、蓄積終了信号を
信号線５３〜５５に同時に供給し、各色のシフト
電極５０に蓄積終了信号を印加し、各光電変換部
に蓄積されていた信号電荷をCCD５１にそれぞ
れ転送する。

次に、信号線７２にカラーセレクト信号を供給
して赤色信号の取出しを指定する。垂直走査信号
発生器６０と水平走査信号発生器７４は、３行３
列ずつ走査され、画素マトリツクスを水平ライン
（行）毎に行なう。したがつて、まず第一行目の
うち第一列目の画素が走査されるが、しかし赤色
用のスイツチ６９だけがONしているから、赤色
用垂直出力線６２ｃ，６３ｃ，６４ｃが導通す
る。これらの赤色用垂直出力線６２ｃ，６３ｃ，
６４ｃには、第一番目の画素に属している３個の
赤色用光電変換部４７のCCDがそれぞれ接続さ
れているから、これらに記憶された色信号が加算
された状態で出力線７６から取り出される。

第一行第一列の画素の赤色信号の取出しが終了
すると、水平走査信号発生器７４は第２番目の出
力端子Ｄ２に接続された垂直出力線を走査するか
ら、第一行第二列目の画素の赤色信号が取り出さ
れる。以下、同様にして第一行目の画素が順次走
査され、この行の全ての画素の赤色信号の取出し
が終了すると、次は第二行目の画素の赤色信号の
取出しを開始する。このようにして、時間t2〜t3
の間で全画素の赤色信号を取り出し、この取り出
した赤色信号は、Ａ／Ｄコンバータ３４、対数変
換テーブル３５、ルツクアツプテーブル３６によ
つて信号処理されてから、RAM３８に格納され
る。

赤色信号の取出しが終了すると、今度は信号線
７３にカラーセレクト信号が供給され、前述した
手順により時間t3〜t4の間で緑色信号の取出しが
行われる。また、時間t4〜t5の間で青色信号の取
出しが行われる。

RAM３８に格納した各色毎に、データの最大
値（カラー原画上で一番明るい所）を調べて、ダ
イナミツクレンジを決定し、このダイナミツクレ
ンジに応じて15通りの蓄積時間の一つを選択す
る。この蓄積時間の決定は、時間t5〜t6の間で行
われる。

各色毎の蓄積時間の決定後に、時間t6〜t7の間
で、各光電変換部に蓄積された信号電荷を取出し
てこれらを空にし、時間t7からt8の間で赤色用光
電変換部４７に信号電荷を蓄積させる。そして、
時間t8に達した時に赤色のシフト電極に蓄積終了
信号を印加して、蓄積した信号電荷をCCDに転
送する。この直後に赤色信号を各画素毎に加算し
てから取り出す。

赤色信号の取出し中に、時間t9に達すると、緑
色のシフト電極に蓄積終了信号を印加して、緑色
用光電変換部４６の蓄積を終了させる。この場合
には、まだ赤色信号の取出し中であるから、緑色
信号の取出しは時間t10まで待機される。そして、
時間t10から緑色信号の取出しが開始され、その
間において時間t11に達すると、青色用光電変換
部の蓄積が停止される。この青色信号は、緑色信
号の取出しが終了する時間t12まで、その取出し
が待機された後、時間t12〜t13の間で行われる。

一般的に、信号電荷の蓄積時間は１〜500mmｓ
程度であるが、単に信号を取り出すだけならば、
１mmｓ程度あればよい。したがつて、高速信号取
出しは、実際には瞬間的に行われるものである。
更に高速で信号電荷を外へ吐き出すには、第６図
に示すように、例えば青色用光電変換部４５の横
にリセツト用シフト電極８０と、リセツトドイン
８１とを設け、リセツト用シフト電極８０にリセ
ツト信号を印加した時に、青色用光電変換部４５
に蓄積された信号電荷をリセツトドレイン８１に
吐き出す。また、このリセツト用シフト電極８０
を色毎に接続すれば、色毎に光電変換部をリセツ
トすることができる。この場合には、信号取出し
の待ち時間が発生しないように、色毎に蓄積開始
時を設定することができるから、信号取出しの待
ち時間中において暗電流の影響によつて時間とと
もに増大するノイズをなくすことができる。

〔発明の効果〕

上記構成を有する本発明は、三原色光のうち一
種類の色光を光電変換して蓄積する光電変換部を
複数個ずつ組合せて一画素を構成したから、色レ
ジストレーシヨンを発生することなく、画素の色
味を測定することができる。また、同一画素内で
は同色の色信号を加算して取り出すから、ライン
毎に色信号を取り出して加算する場合に比べて回
路構成が簡単になる。更に、光電変換部で蓄積さ
れた信号電荷を記憶するCCDを各光電変換部毎
に設けたから、他の色に影響されることなく、信
号電荷の蓄積時間と取出し開始時を設定すること
ができる。この信号電荷の蓄積時間を自由に設定
することにより、ダイナミツクレンジを広げるこ
とが可能となり、それによりノイズの少ない信号
を得ることができる。また、色信号の取出し開始
時を自由に設定することができるから、色毎の信
号取出しが可能になる。これは、色信号の取出し
をゆつくりと行うことを可能にするから、システ
ムのタイミングに余裕を持たせ、安定した状態の
色信号を取り出すことができるようになり、また
処理速度の遅い安価な処理回路を用いることがで
きるから、システムのコストを大幅に下げること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の要部を示す回路図である。第
２図は本発明を利用したプリンタを示す説明図で
ある。第３図は本発明を用いた写真画像濃度情報
収録装置を示すブロツク図である。第４図は本発
明の蓄積型イメージセンサーの画素構成を示す説
明図である。第５図は信号電荷の蓄積と、色信号
の取出しのタイミングの一例を示す説明図であ
る。第６図はリセツト用シフト電極を設けた蓄積
型イメージセンサーの一部を示す説明図である。３６……ルツクアツプテーブル、４５……青色
用光電変換部、４６……緑色用光電変換部、４７
……赤色用光電変換部、５０……シフト電極、５
１……CCD、５７ａ〜５７ｃ，５８ａ〜５８ｃ
……水平走査線、６２ａ，６３ａ，６４ａ……青
色用垂直出力線、６２ｂ，６３ｂ，６４ｂ……緑
色用垂直出力線、６２ｃ，６３ｃ，６４ｃ……赤
色用垂直出力線、６５……信号取出し用スイツ
チ、６７〜６９……カラーセレクト用スイツチ、
７５……垂直走査用スイツチ、８０……リセツト
用シフト電極。

Claims

【特許請求の範囲】１三原色を構成する色光のうち一種類をそれぞ
れ光電変換し、得られた信号電荷を蓄積する三種
類の光電変換部を交互にマトリツクス状に配置
し、このマトリツクス状に配列した各光電変換部
をＭ行Ｎ列（Ｍ，Ｎは、一方が２以上で他方が３
以上の整数）毎にグループ化してこれを１画素と
し、シフト電極に蓄積終了信号を印加した時に、
光電変換部に蓄積された信号電荷を受け取つて記
憶するCCDと、前記各画素に対応するように設
けられており、カラーセレクト信号で指定された
色のCCDに記憶された信号電荷を同じ画素内で
加算して記憶する蓄積部とを備えたことを特徴と
する蓄積型イメージセンサー。２前記蓄積部は、記憶した信号電荷を転送する
CCDアナログシフトレジスタであることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の蓄積型イメー
ジセンサー。３三原色を構成する色光のうち一種類をそれぞ
れ光電変換し、得られた信号電荷を蓄積する三種
類の光電変換部を交互にマトリツクス状に配置
し、シフト電極に蓄積終了信号を印加した時に、
光電変換部に蓄積された信号電荷を受け取つて記
憶するCCDと、このCCDに記憶された信号を取
り出すための信号取出し用スイツチとを光電変換
部毎に設け、垂直出力線を色毎に設け、これらの
垂直出力線に同じ色の信号取出し用スイツチをそ
れぞれ接続し、前記マトリツクス状に配列した各
光電変換部をＭ行Ｎ列（Ｍ，Ｎは、一方が２以上
で他方が３以上の整数）毎にグループ化してこれ
を１画素とし、Ｍ行毎に信号取出し用スイツチを
ONさせる垂直走査信号発生器を設け、前記色毎
に設けた垂直出力線を各Ｎ列内では色毎に結線し
てからカラーセレクト信号でONする３個のカラ
ーセレクト用スイツチを各垂直出力線にそれぞれ
接続し、これらのカラーセレクト用スイツチに水
平走査信号発生器でONして信号を出力線に取り
出すため走査スイツチを直列に接続し、カラーセ
レクト信号で指定した色の信号を一画素内で加算
してから取り出すようにしたことを特徴とする蓄
積型イメージセンサー。４前記三種類の光電変換部は、青色光を光電変
換して蓄積する青色用光電変換部と、緑色光を光
電変換して蓄積する緑色用光電変換部と、赤色光
を光電変換して蓄積する赤色用光電変換部である
ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の蓄
積型イメージセンサー。５前記整数ＭとＮは３であり、３個の青色用光
電変換部と、３個の緑色用光電変換部と、３個の
赤色用光電変換部とにより一画素が構成されるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の蓄積
型イメージセンサー。６前記シフト電極は色毎に結線されており、異
なつたタイミングで蓄積終了信号を印加すること
により、蓄積時間を色毎に変えるようにしたこと
を特徴とする特許請求の範囲第３項記載の蓄積型
イメージセンサー。