JPH05347766A - 画像入力装置 - Google Patents
画像入力装置Info
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- JPH05347766A JPH05347766A JP3065785A JP6578591A JPH05347766A JP H05347766 A JPH05347766 A JP H05347766A JP 3065785 A JP3065785 A JP 3065785A JP 6578591 A JP6578591 A JP 6578591A JP H05347766 A JPH05347766 A JP H05347766A
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- Japan
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- solid
- signal
- color
- color filter
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- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 各画素の露光面上に色フィルタを形成した固
体撮像素子と、前記固体撮像素子を移動させる移動装置
と、前記固体撮像素子に像を結ばせる光学系と、前記固
体撮像素子からの信号を処理する処理装置と、前記処理
装置からの信号を記録する記録媒体と、前記固体撮像素
子、前記移動装置及び前記処理装置を制御する制御装置
とからなる画像入力装置であって、前記移動装置による
固体撮像素子の移動を伴う画像取り込みモードと前記移
動装置による固体撮像装置の移動を伴わない画像取り込
みモードとを切り替える画像取り込みモード切り替え装
置を備えたことを特徴とする画像入力装置。 【効果】 本発明においては、画像取り込み条件の異な
る画像記録に対して、応用範囲が広く、適応性のよい画
像入力装置を提供することができる。
体撮像素子と、前記固体撮像素子を移動させる移動装置
と、前記固体撮像素子に像を結ばせる光学系と、前記固
体撮像素子からの信号を処理する処理装置と、前記処理
装置からの信号を記録する記録媒体と、前記固体撮像素
子、前記移動装置及び前記処理装置を制御する制御装置
とからなる画像入力装置であって、前記移動装置による
固体撮像素子の移動を伴う画像取り込みモードと前記移
動装置による固体撮像装置の移動を伴わない画像取り込
みモードとを切り替える画像取り込みモード切り替え装
置を備えたことを特徴とする画像入力装置。 【効果】 本発明においては、画像取り込み条件の異な
る画像記録に対して、応用範囲が広く、適応性のよい画
像入力装置を提供することができる。
Description
【発明の詳細な説明】 [発明の目的]
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体メモリ、磁気デ
ィスク、光ディスク、光磁気ディスク、バブルメモリ等
の記録媒体を用いて、画像を一時記録する画像入力装置
に関する。
ィスク、光ディスク、光磁気ディスク、バブルメモリ等
の記録媒体を用いて、画像を一時記録する画像入力装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、DTP(デスクトップパブリッシ
ング)システム、ハードコピーによるプレゼンテーショ
ンなど印刷、出版関連分野では高解像度画像処理装置の
要求が高まりつつある。これに用いる高解像度画像入力
装置では、画素密度を高めた固体撮像素子を用いて高画
質の画像情報を得ることができる。例えばハイビジョン
用の撮像素子では200万画素相当の固体撮像素子が開
発されており、この素子を用いた出版システムも開発さ
れている。しかし、価格が高いため一般業務システムと
して採用するまでには至っておらず、限定した業務分野
に限られている。
ング)システム、ハードコピーによるプレゼンテーショ
ンなど印刷、出版関連分野では高解像度画像処理装置の
要求が高まりつつある。これに用いる高解像度画像入力
装置では、画素密度を高めた固体撮像素子を用いて高画
質の画像情報を得ることができる。例えばハイビジョン
用の撮像素子では200万画素相当の固体撮像素子が開
発されており、この素子を用いた出版システムも開発さ
れている。しかし、価格が高いため一般業務システムと
して採用するまでには至っておらず、限定した業務分野
に限られている。
【0003】一方、家庭用カメラ一体型VTR等に用い
られる数十万画素の固体撮像素子を用いて高解像度を得
る方法がある。これは固体撮像素子を機械的に変位させ
て微少位置の異なる画像情報をメモリーに蓄積し、同一
の被写体について複数の画像情報を処理することによ
り、高解像度の画像情報を得る方法である。この例を、
カラー画像を一時記憶する電子スチルカメラの例に説明
する。ある物体をカラー撮影する場合は、以下の動作に
より撮影を行なう。電子スチルカメラには固体撮像素子
である単板のCCDの前に3原色(R、G、B)のカラ
ーフィルタが備えられている。撮影状態になるとカラー
フィルタを機械的に回転させ、各色フィルタごとの色情
報をメモリに蓄積する。そしてこれらの色情報を処理回
路で処理することによりカラーの画像信号を得る。
られる数十万画素の固体撮像素子を用いて高解像度を得
る方法がある。これは固体撮像素子を機械的に変位させ
て微少位置の異なる画像情報をメモリーに蓄積し、同一
の被写体について複数の画像情報を処理することによ
り、高解像度の画像情報を得る方法である。この例を、
カラー画像を一時記憶する電子スチルカメラの例に説明
する。ある物体をカラー撮影する場合は、以下の動作に
より撮影を行なう。電子スチルカメラには固体撮像素子
である単板のCCDの前に3原色(R、G、B)のカラ
ーフィルタが備えられている。撮影状態になるとカラー
フィルタを機械的に回転させ、各色フィルタごとの色情
報をメモリに蓄積する。そしてこれらの色情報を処理回
路で処理することによりカラーの画像信号を得る。
【0004】しかし、機械的に色フィルタを回転させて
3原色に対応する色情報を得るため、撮影終了するまで
に最大1.0秒程度の時間がかかってしまう。そのため
被写体は時間的に変化のない静止物等に限られ、時間的
に変動する被写体をカラーで撮影することが困難であっ
た。また高解像度を得るために固体撮像装置を微少量移
動させてカラー撮影を行なうためには、さらに時間を要
する。
3原色に対応する色情報を得るため、撮影終了するまで
に最大1.0秒程度の時間がかかってしまう。そのため
被写体は時間的に変化のない静止物等に限られ、時間的
に変動する被写体をカラーで撮影することが困難であっ
た。また高解像度を得るために固体撮像装置を微少量移
動させてカラー撮影を行なうためには、さらに時間を要
する。
【0005】これでは画像読み出し時間内に変化する高
速移動物体を画像として読み出すことができず、不便で
ある。また緊急性を要する場合等、シャッターチャンス
を逃さず画像を得るための、記録条件の変化に対応した
画像記録を行なうことができない等の問題点があった。
速移動物体を画像として読み出すことができず、不便で
ある。また緊急性を要する場合等、シャッターチャンス
を逃さず画像を得るための、記録条件の変化に対応した
画像記録を行なうことができない等の問題点があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
高解像度を有する画像入力装置では、時間的に変動する
被写体のカラー画像を読み出すことが困難であった。
高解像度を有する画像入力装置では、時間的に変動する
被写体のカラー画像を読み出すことが困難であった。
【0007】本発明は、従来静止画像しか入力すること
ができなかった高解像度の画像入力装置においても、時
間的に変化する被写体の画像情報を得ることができる画
像記録モードをもつ画像入力装置を提供することを目的
とする。
ができなかった高解像度の画像入力装置においても、時
間的に変化する被写体の画像情報を得ることができる画
像記録モードをもつ画像入力装置を提供することを目的
とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明においては、前記
固体撮像素子を移動させる移動装置と、前記固体撮像素
子に像を結ばせる光学系と、前記固体撮像素子からの信
号を処理する処理装置と、前記処理装置からの信号を記
録する記録媒体と、前記固体撮像素子、前記移動装置及
び前記処理装置を制御する制御装置とからなる画像入力
装置において、前記移動装置によって固体撮像素子が移
動する場合の画像読み出しモードと前記固体撮像装置が
移動しない画像読み出しモードとを切り替えるスイッチ
を設けたことを特徴とする。
固体撮像素子を移動させる移動装置と、前記固体撮像素
子に像を結ばせる光学系と、前記固体撮像素子からの信
号を処理する処理装置と、前記処理装置からの信号を記
録する記録媒体と、前記固体撮像素子、前記移動装置及
び前記処理装置を制御する制御装置とからなる画像入力
装置において、前記移動装置によって固体撮像素子が移
動する場合の画像読み出しモードと前記固体撮像装置が
移動しない画像読み出しモードとを切り替えるスイッチ
を設けたことを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明による画像入力装置は複数の画像読み出
しモードを有し、撮像者は任意に画像記録モードを選択
する。高解像度を要求される場合には、高解像度記録モ
ードにより画像記録を行なう。高解像度記録モードで
は、固体撮像素子を微少量移動させることにより解像度
を向上し、画質に優れる画像情報が得られる。また緊急
性を要する画像記録の場合や高速に移動する被写体を記
録する場合は、簡易記録モードにより画像記録を行な
う。簡易記録モードは固体撮像素子の移動を要せず、一
回の画像情報の読み出しにより記録を完了する。したが
って広範な要求や記録条件の変化に対応して記録モード
を選択可能な画像入力装置を提供することができる。
しモードを有し、撮像者は任意に画像記録モードを選択
する。高解像度を要求される場合には、高解像度記録モ
ードにより画像記録を行なう。高解像度記録モードで
は、固体撮像素子を微少量移動させることにより解像度
を向上し、画質に優れる画像情報が得られる。また緊急
性を要する画像記録の場合や高速に移動する被写体を記
録する場合は、簡易記録モードにより画像記録を行な
う。簡易記録モードは固体撮像素子の移動を要せず、一
回の画像情報の読み出しにより記録を完了する。したが
って広範な要求や記録条件の変化に対応して記録モード
を選択可能な画像入力装置を提供することができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面をもとに説明す
る。なお、ここでは半導体メモリを記憶媒体として用い
た画像入力装置について説明する。
る。なお、ここでは半導体メモリを記憶媒体として用い
た画像入力装置について説明する。
【0011】(実施例1)図1は画像入力装置(電子ス
チルカメラ)の基本構成を示す図である。固体撮像装置
は単板のCCD素子を用いる。レンズ21から入射した
光はCCD26で電気信号に変換され、前処理装置2
7、A/D変換器、信号処理回路31等からなる処理装
置でデジタル画像信号に変換され、記録媒体であるメモ
リカード15に記録される。各構成部の動作を簡単に説
明する。
チルカメラ)の基本構成を示す図である。固体撮像装置
は単板のCCD素子を用いる。レンズ21から入射した
光はCCD26で電気信号に変換され、前処理装置2
7、A/D変換器、信号処理回路31等からなる処理装
置でデジタル画像信号に変換され、記録媒体であるメモ
リカード15に記録される。各構成部の動作を簡単に説
明する。
【0012】画像を入力する場合には、まずユーザの操
作によりレリーズボタン11が半分押し込まれると、電
源23から各電子回路部に電源電圧が供給される。露出
センサ19により入射光量が測定され、制御回路24は
絞り22を調整する。同時にホワイトバランスセンサ1
7により外部色温度が計測され、制御回路24はホワイ
トバランス制御信号を発生する。レリーズ11がさらに
押し込まれると、制御回路24がシャッタパルスを発生
する。駆動回路25はシャッタパルスに応じて制御信号
を発生し、固体撮像素子26、前処理回路27、A/D
変換器28及び信号処理回路31を動作させる。固体撮
像素子26から出力されるアナログ信号からなる映像信
号は、前処理回路27を介してA/D変換器28に与え
られデジタル信号に変換される。デジタル化された信号
はさらに信号処理回路31により所定の信号処理が行な
われる。信号処理回路31から出力されるデジタル画像
情報信号は、情報制御のための制御信号とともにメモリ
カード15に格納される。このようにして、撮影された
画像情報の画像映像信号はデジタル信号としてメモリカ
ードに格納される。
作によりレリーズボタン11が半分押し込まれると、電
源23から各電子回路部に電源電圧が供給される。露出
センサ19により入射光量が測定され、制御回路24は
絞り22を調整する。同時にホワイトバランスセンサ1
7により外部色温度が計測され、制御回路24はホワイ
トバランス制御信号を発生する。レリーズ11がさらに
押し込まれると、制御回路24がシャッタパルスを発生
する。駆動回路25はシャッタパルスに応じて制御信号
を発生し、固体撮像素子26、前処理回路27、A/D
変換器28及び信号処理回路31を動作させる。固体撮
像素子26から出力されるアナログ信号からなる映像信
号は、前処理回路27を介してA/D変換器28に与え
られデジタル信号に変換される。デジタル化された信号
はさらに信号処理回路31により所定の信号処理が行な
われる。信号処理回路31から出力されるデジタル画像
情報信号は、情報制御のための制御信号とともにメモリ
カード15に格納される。このようにして、撮影された
画像情報の画像映像信号はデジタル信号としてメモリカ
ードに格納される。
【0013】これを高解像度の画像データを入力する画
像入力装置として使用する場合は、まず撮影モードにつ
いてスイッチ12で高解像度モードを選択する。画像を
取り込む際には、固体撮像素子の位置を微少量移動させ
る機能をもつ圧電素子によって、固体撮像素子の位置を
画面に対して水平方向若しくは垂直方向に移動させる。
各移動位置における画像情報は前処理回路を介してA/
D変換器に入力され、デジタル信号に変換されてから信
号処理回路内にあるバッファメモリに蓄えられる。そし
て所定回数の画像情報の読み出しと固体撮像素子の移動
を繰り返し、必要枚数の画像情報をバッファメモリに蓄
積すると、これらのバッファメモリのデータを読みだし
て、さらに信号処理回路により信号処理が施される。最
終的な高解像度のデータとしての画像信号をメモリーカ
ードに記録する。
像入力装置として使用する場合は、まず撮影モードにつ
いてスイッチ12で高解像度モードを選択する。画像を
取り込む際には、固体撮像素子の位置を微少量移動させ
る機能をもつ圧電素子によって、固体撮像素子の位置を
画面に対して水平方向若しくは垂直方向に移動させる。
各移動位置における画像情報は前処理回路を介してA/
D変換器に入力され、デジタル信号に変換されてから信
号処理回路内にあるバッファメモリに蓄えられる。そし
て所定回数の画像情報の読み出しと固体撮像素子の移動
を繰り返し、必要枚数の画像情報をバッファメモリに蓄
積すると、これらのバッファメモリのデータを読みだし
て、さらに信号処理回路により信号処理が施される。最
終的な高解像度のデータとしての画像信号をメモリーカ
ードに記録する。
【0014】このように二つの記録モードを合わせもつ
電子スチルカメラでは、撮影者は必要に応じて撮影モー
ドを選択することが可能である。例えば高品質の画像情
報を記録したい場合には、高解像度記録モードを選択す
ることができる。一方、それほど画質が要求されない画
像情報を記録する場合には、簡易記録モードを選択して
画像記録することができる。特に被写体が高速に移動す
る物体であるときには、本実施例に示す固体撮像素子の
移動を伴わない簡易記録モードにより、鮮明な画像を記
録することができる。
電子スチルカメラでは、撮影者は必要に応じて撮影モー
ドを選択することが可能である。例えば高品質の画像情
報を記録したい場合には、高解像度記録モードを選択す
ることができる。一方、それほど画質が要求されない画
像情報を記録する場合には、簡易記録モードを選択して
画像記録することができる。特に被写体が高速に移動す
る物体であるときには、本実施例に示す固体撮像素子の
移動を伴わない簡易記録モードにより、鮮明な画像を記
録することができる。
【0015】また夜間の画像記録の場合にはフラッシュ
を用いて撮影しなければならない場合もあるが、高解像
度記録モードでは固体撮像素子の移動位置ごとにフラッ
シュ発光を要し、たいへん不都合である。固体撮像素子
の移動には有限時間を必要とするため、被写体が高速に
移動する場合等、フラッシュ発光との同期がとれず画像
記録できない場合等が生ずる。この場合にも固体撮像素
子の移動を要しない記録モードにより撮影を行なえば、
フラッシュ発光は1回で済むので、緊急性を要するとき
でも、シャッターチャンスを逃すことなく画像撮影がで
きる。
を用いて撮影しなければならない場合もあるが、高解像
度記録モードでは固体撮像素子の移動位置ごとにフラッ
シュ発光を要し、たいへん不都合である。固体撮像素子
の移動には有限時間を必要とするため、被写体が高速に
移動する場合等、フラッシュ発光との同期がとれず画像
記録できない場合等が生ずる。この場合にも固体撮像素
子の移動を要しない記録モードにより撮影を行なえば、
フラッシュ発光は1回で済むので、緊急性を要するとき
でも、シャッターチャンスを逃すことなく画像撮影がで
きる。
【0016】以上のような複数の画像記録モードをもつ
カラー画像記録装置では、固体撮像装置の移動を伴わな
い記録状態をもつことにより、静止画像のみならず、時
間的に変動するカラー画像も記録することが可能とな
る。また撮影者の選択により、高解像度を必要とするカ
ラー画像を記録することも可能である。
カラー画像記録装置では、固体撮像装置の移動を伴わな
い記録状態をもつことにより、静止画像のみならず、時
間的に変動するカラー画像も記録することが可能とな
る。また撮影者の選択により、高解像度を必要とするカ
ラー画像を記録することも可能である。
【0017】固体撮像素子を移動させることなく、高解
像度を得るために光学系のプリズム等を用いて光路を移
動させることにより、高解像度の画像を得る方法があ
る。これを図2に示す。レンズ21と固体撮像素子26
の間に光路を変更させる屈折板を設け、光情報を変位さ
せることも可能である。この方法でも、固体撮像素子を
用いて色情報を取り込むのと同様の効果を得ることがで
きる。
像度を得るために光学系のプリズム等を用いて光路を移
動させることにより、高解像度の画像を得る方法があ
る。これを図2に示す。レンズ21と固体撮像素子26
の間に光路を変更させる屈折板を設け、光情報を変位さ
せることも可能である。この方法でも、固体撮像素子を
用いて色情報を取り込むのと同様の効果を得ることがで
きる。
【0018】また高解像度記録モードの撮影中にカメラ
本体が移動してしまうと、正確な色信号を取り込むこと
ができない。そこで図3に示すような振動検出センサを
取り付けることにより、撮影者に警告を与えたり、記録
媒体に記録する画像データの撮影条件データの中に警告
を示すデータを付加する。これにより画像信号を再生し
た場合に警告を表示したり、画像記録自体を禁止する等
の操作を行なうことも可能である。
本体が移動してしまうと、正確な色信号を取り込むこと
ができない。そこで図3に示すような振動検出センサを
取り付けることにより、撮影者に警告を与えたり、記録
媒体に記録する画像データの撮影条件データの中に警告
を示すデータを付加する。これにより画像信号を再生し
た場合に警告を表示したり、画像記録自体を禁止する等
の操作を行なうことも可能である。
【0019】(実施例2)本発明は、固体撮像素子の露
光面上に色フィルタを設け、これを移動装置により微少
量移動させることにより、高解像度を有するカラー画像
記録装置を実現することができる。以下に固体撮像素子
に設けられた色フィルタの配列と色信号取り込み時の固
体撮像装置の移動方法について説明する。なお色フィル
タには、原色からなるフィルタと補色からなるフィルタ
があるが、ここでは原色について説明するものとする。
光面上に色フィルタを設け、これを移動装置により微少
量移動させることにより、高解像度を有するカラー画像
記録装置を実現することができる。以下に固体撮像素子
に設けられた色フィルタの配列と色信号取り込み時の固
体撮像装置の移動方法について説明する。なお色フィル
タには、原色からなるフィルタと補色からなるフィルタ
があるが、ここでは原色について説明するものとする。
【0020】固体撮像素子を移動させることなく画像情
報を記録するモードでは、一回の撮影で一回のみ固体撮
像素子から画像情報を読み出す。この信号は前処理回路
により、CDS処理、ホワイトバランス、ガンマ補正等
の処理を受け、A/D変換器によりデジタルデータとな
る。このデータは輝度信号と色差信号に変換して記録媒
体であるメモリーカードに記録される。図4にRGBス
トライプの色フィルタの配列の様子を示す。一角がそれ
ぞれ一画素を表わし、Rは赤、Gは緑、Bは青のフィル
タが各画素上に形成されている。この色フィルタ配列の
場合、斜線の画素について着目すると、データの変換式
は以下のようになる。
報を記録するモードでは、一回の撮影で一回のみ固体撮
像素子から画像情報を読み出す。この信号は前処理回路
により、CDS処理、ホワイトバランス、ガンマ補正等
の処理を受け、A/D変換器によりデジタルデータとな
る。このデータは輝度信号と色差信号に変換して記録媒
体であるメモリーカードに記録される。図4にRGBス
トライプの色フィルタの配列の様子を示す。一角がそれ
ぞれ一画素を表わし、Rは赤、Gは緑、Bは青のフィル
タが各画素上に形成されている。この色フィルタ配列の
場合、斜線の画素について着目すると、データの変換式
は以下のようになる。
【0021】
【数1】
【0022】このようにして変換された信号はこのま
ま、またはこのデータの一部、さらにはデータ圧縮等の
信号処理を受けた上でメモリーカードに記録される。な
お、以上の説明で用いたデータ変換形式の他に、色フィ
ルタ配列そのままの形式、信号処理回路によりR・G・
Bの各信号に変換した形式、輝度信号と色差信号に変換
した形式、さらにはそれらをデータ圧縮した形式等、い
ずれの方式を用いたデータによらずデータの記録を行な
うことが可能である。
ま、またはこのデータの一部、さらにはデータ圧縮等の
信号処理を受けた上でメモリーカードに記録される。な
お、以上の説明で用いたデータ変換形式の他に、色フィ
ルタ配列そのままの形式、信号処理回路によりR・G・
Bの各信号に変換した形式、輝度信号と色差信号に変換
した形式、さらにはそれらをデータ圧縮した形式等、い
ずれの方式を用いたデータによらずデータの記録を行な
うことが可能である。
【0023】次に固体撮像素子を移動させることにより
解像度の高い画像を得るカラー画像記録方式について説
明する。まず固体撮像素子上に形成された色フィルタ配
列と固体撮像素子の移動方法について述べる。
解像度の高い画像を得るカラー画像記録方式について説
明する。まず固体撮像素子上に形成された色フィルタ配
列と固体撮像素子の移動方法について述べる。
【0024】図5は一画素の全面に一つの色フィルタが
形成され、かつこれらがライン上に並んで形成されてい
る場合である。この場合は図面向かって横方向に一画素
ずつ移動させることにより、各色信号を取り込む。すな
わち図5(a)を移動前の固体撮像素子の位置として、
図5(b)はこれを右方向に一画素移動させ、図5
(c)はさらに右方向に一画素移動させるものである。
これら(a)、(b)、(c)各位置について色信号を
取り出すと、図5(d)に示す通り、各画素位置につい
てR・G・Bの各色信号を得ることができる。これらの
色データを変換、あるいはデータ圧縮するときは、各位
置での色データを信号処理内のバッファメモリ、記録媒
体であるメモリーカードの一部に作業領域を設け、ここ
に一時的に格納する。そしてメモリーカードには、撮像
素子の読み出し順に色データを記録する方式、色別にデ
ータを変換する方式、信号処理を施して輝度信号、色差
信号に変換する方式等により記録を行なう。さらにこれ
らのデータに圧縮操作を行なうこともできる。固体撮像
素子の一画素のうち、ある一部分に光電変換を行なう部
分を設け、この部分に色フィルタを形成して、色データ
を取り込む方法を説明する。
形成され、かつこれらがライン上に並んで形成されてい
る場合である。この場合は図面向かって横方向に一画素
ずつ移動させることにより、各色信号を取り込む。すな
わち図5(a)を移動前の固体撮像素子の位置として、
図5(b)はこれを右方向に一画素移動させ、図5
(c)はさらに右方向に一画素移動させるものである。
これら(a)、(b)、(c)各位置について色信号を
取り出すと、図5(d)に示す通り、各画素位置につい
てR・G・Bの各色信号を得ることができる。これらの
色データを変換、あるいはデータ圧縮するときは、各位
置での色データを信号処理内のバッファメモリ、記録媒
体であるメモリーカードの一部に作業領域を設け、ここ
に一時的に格納する。そしてメモリーカードには、撮像
素子の読み出し順に色データを記録する方式、色別にデ
ータを変換する方式、信号処理を施して輝度信号、色差
信号に変換する方式等により記録を行なう。さらにこれ
らのデータに圧縮操作を行なうこともできる。固体撮像
素子の一画素のうち、ある一部分に光電変換を行なう部
分を設け、この部分に色フィルタを形成して、色データ
を取り込む方法を説明する。
【0025】図6に、固体撮像素子の一画素の開口面の
一例を示す。開口面は(a)開口部、(b)ゲート部、
(c)CCD転送部、(d)分離帯等から構成されてお
り、信号電荷を発生するのは(a)開口部である。通常
の固体撮像素子の一画素は、その開口面全体で光を電荷
に変換する動作を行なっているわけではなく、その一部
で光電変換を行なっているのみである。これは(a)開
口部以外の部分に入射した光が電荷情報として取り込ま
れていないことを意味する。そこでこの画像情報の欠損
を補うため、(a)開口部を一画素以下の移動距離で移
動させ、一角の画素面積内で複数回の色情報を取り込む
方法を説明する。
一例を示す。開口面は(a)開口部、(b)ゲート部、
(c)CCD転送部、(d)分離帯等から構成されてお
り、信号電荷を発生するのは(a)開口部である。通常
の固体撮像素子の一画素は、その開口面全体で光を電荷
に変換する動作を行なっているわけではなく、その一部
で光電変換を行なっているのみである。これは(a)開
口部以外の部分に入射した光が電荷情報として取り込ま
れていないことを意味する。そこでこの画像情報の欠損
を補うため、(a)開口部を一画素以下の移動距離で移
動させ、一角の画素面積内で複数回の色情報を取り込む
方法を説明する。
【0026】図7は、カラー画像取り込み方法の一例を
示す図である。ここで用いる固体撮像素子の画素は、図
6に示すように開口部が画素面積の1/2以下であると
する。図7(a)には撮像を始める前の固体撮像素子の
位置を示している。撮像を開始するときは、まず固体撮
像素子が(a)の位置で色信号の取り込みを行なう。次
に1/2画素ずつ図面横方向に移動させて、図7(b)
の位置での色信号を取り込む。一画素のピッチで移動さ
せる場合と比較して、一角の画素面積あたり2倍の情報
を得ることが可能となる。R・G・Bの各ラインについ
て2回ずつ色情報の取り込みを行なうことにより、この
実施例についての一回の撮影動作が完了する。
示す図である。ここで用いる固体撮像素子の画素は、図
6に示すように開口部が画素面積の1/2以下であると
する。図7(a)には撮像を始める前の固体撮像素子の
位置を示している。撮像を開始するときは、まず固体撮
像素子が(a)の位置で色信号の取り込みを行なう。次
に1/2画素ずつ図面横方向に移動させて、図7(b)
の位置での色信号を取り込む。一画素のピッチで移動さ
せる場合と比較して、一角の画素面積あたり2倍の情報
を得ることが可能となる。R・G・Bの各ラインについ
て2回ずつ色情報の取り込みを行なうことにより、この
実施例についての一回の撮影動作が完了する。
【0027】このような撮影を可能とするためには、必
ずしも一画素の開口部が一画素の開口面積の1/2であ
る必要はない。ただし開口部が重複した位置で色信号の
取り込みが行なわれると、色情報が二重に記憶されるこ
ととなり、かえって解像度特性が低下する場合がある。
そこで解像度の劣化を防止する観点からは、画素上の開
口部が重複しないように固体撮像素子の移動を行なうこ
とが望ましい。
ずしも一画素の開口部が一画素の開口面積の1/2であ
る必要はない。ただし開口部が重複した位置で色信号の
取り込みが行なわれると、色情報が二重に記憶されるこ
ととなり、かえって解像度特性が低下する場合がある。
そこで解像度の劣化を防止する観点からは、画素上の開
口部が重複しないように固体撮像素子の移動を行なうこ
とが望ましい。
【0028】一画素の開口部の大きさをさらに小さくし
て、固体撮像素子全体の移動距離を小さくすることによ
り、一画素面を小さく分割して色情報を取り出すことが
可能である。色信号を取り出す一単位を小さくすればす
るほど解像度が上がるので、よりきめの細かい画像情報
を得ることができる。本実施例の場合、色フィルタがR
・G・Bのライン状に並んでおり、3画素で一つの色情
報を構成するので、色フィルタのラインに垂直方向に固
体撮像素子を移動させる回数は3m回(mは自然数)と
なる。
て、固体撮像素子全体の移動距離を小さくすることによ
り、一画素面を小さく分割して色情報を取り出すことが
可能である。色信号を取り出す一単位を小さくすればす
るほど解像度が上がるので、よりきめの細かい画像情報
を得ることができる。本実施例の場合、色フィルタがR
・G・Bのライン状に並んでおり、3画素で一つの色情
報を構成するので、色フィルタのラインに垂直方向に固
体撮像素子を移動させる回数は3m回(mは自然数)と
なる。
【0029】また一画素の開口部を色フィルタのライン
と平行方向に縮小して作成することもできる。この場合
は、ライン方向に同色の色信号を得ることとなるため、
移動の回数に制約はなく、理論的にはn回(nは自然
数)の移動により一画素面を分割した色信号を取り出す
ことができる。このようにしても解像度の高い画像記録
を実現できる。
と平行方向に縮小して作成することもできる。この場合
は、ライン方向に同色の色信号を得ることとなるため、
移動の回数に制約はなく、理論的にはn回(nは自然
数)の移動により一画素面を分割した色信号を取り出す
ことができる。このようにしても解像度の高い画像記録
を実現できる。
【0030】(実施例3)各画素上に設けられる開口部
の配置に特徴をもつ固体撮像素子を用いた場合の高解像
度のカラー画像入力方法について説明する。図8にR・
G・Bストライプ状の色フィルタを設けた固体撮像素子
の開口面を表わす図を示す。本実施例はR・G・Bの各
色フィルタを設けた画素内で、光電変換を行なう開口部
の位置がそれぞれ図8(a)に示す位置に設けられてい
ることを特徴とする。すなわちRフィルタを設けた画素
では図面向かって左1/3の領域内に、Gフィルタを設
けた画素では中央1/3の領域内に、またBフィルタを
設けた画素では右1/3の領域内にそれぞれ開口部を配
置する。
の配置に特徴をもつ固体撮像素子を用いた場合の高解像
度のカラー画像入力方法について説明する。図8にR・
G・Bストライプ状の色フィルタを設けた固体撮像素子
の開口面を表わす図を示す。本実施例はR・G・Bの各
色フィルタを設けた画素内で、光電変換を行なう開口部
の位置がそれぞれ図8(a)に示す位置に設けられてい
ることを特徴とする。すなわちRフィルタを設けた画素
では図面向かって左1/3の領域内に、Gフィルタを設
けた画素では中央1/3の領域内に、またBフィルタを
設けた画素では右1/3の領域内にそれぞれ開口部を配
置する。
【0031】このような開口部の配置をもつ固体撮像素
子を用いて高解像度の画像入力を得る場合は、図8
(b)、(c)に示すとおり一画素ずつ移動させて、各
位置で色信号の取り込みを行ない、画像を形成する。固
体撮像素子のそれぞれの移動位置で取り込んだ色信号を
重ね合わせると、図8(d)のような合成色信号を得る
ことができる。この方法によれば、各画素を3分割した
3倍の画素数をもつ固体撮像素子で得た画像と同等の解
像度を有するカラー画像を得ることができる。
子を用いて高解像度の画像入力を得る場合は、図8
(b)、(c)に示すとおり一画素ずつ移動させて、各
位置で色信号の取り込みを行ない、画像を形成する。固
体撮像素子のそれぞれの移動位置で取り込んだ色信号を
重ね合わせると、図8(d)のような合成色信号を得る
ことができる。この方法によれば、各画素を3分割した
3倍の画素数をもつ固体撮像素子で得た画像と同等の解
像度を有するカラー画像を得ることができる。
【0032】特に本実施例と先の実施例2とは、一回の
撮影を終了した時点で取り込んだ色信号フレームを重ね
合わせたときに、顕著な違いを生ずる。この様子を図9
に示す。
撮影を終了した時点で取り込んだ色信号フレームを重ね
合わせたときに、顕著な違いを生ずる。この様子を図9
に示す。
【0033】図9(a)は一画素上に一色の色フィルタ
を形成し、一画素ピッチで固体撮像素子を移動させて、
各移動位置で色信号を取り込む方式である。同図(b)
は一画素面積の1/2の領域に開口部を設けた固体撮像
素子を用いて一画素上に一色の色フィルタを形成し、1
/2画素ピッチで固体撮像素子を移動させて、各移動位
置で色信号を取り込む方式である。同図(c)は一画素
面積の1/3の領域に1/3画素ずつ変位させた位置に
開口部を設けた固体撮像素子を用いて一画素上に一色の
色フィルタを形成し、一画素ピッチで固体撮像素子を移
動させて、各移動位置で色信号を取り込む方式である。
を形成し、一画素ピッチで固体撮像素子を移動させて、
各移動位置で色信号を取り込む方式である。同図(b)
は一画素面積の1/2の領域に開口部を設けた固体撮像
素子を用いて一画素上に一色の色フィルタを形成し、1
/2画素ピッチで固体撮像素子を移動させて、各移動位
置で色信号を取り込む方式である。同図(c)は一画素
面積の1/3の領域に1/3画素ずつ変位させた位置に
開口部を設けた固体撮像素子を用いて一画素上に一色の
色フィルタを形成し、一画素ピッチで固体撮像素子を移
動させて、各移動位置で色信号を取り込む方式である。
【0034】これらを比較すると、一回の撮影に取り込
むべき色信号のフレーム枚数は(a)、(c)では3
枚、(b)では6枚である。これらの色信号のフレーム
を重ね合わせると、(a)、(b)では3枚、6枚の色
信号フレームが重なり、これらは同一画素面内にそれぞ
れのフレームでの色信号が重なりあっている。一方
(c)では色信号のフレームを重ね合わせても、同一画
素面内にそれぞれのフレームでの色信号は重なり合わな
い。
むべき色信号のフレーム枚数は(a)、(c)では3
枚、(b)では6枚である。これらの色信号のフレーム
を重ね合わせると、(a)、(b)では3枚、6枚の色
信号フレームが重なり、これらは同一画素面内にそれぞ
れのフレームでの色信号が重なりあっている。一方
(c)では色信号のフレームを重ね合わせても、同一画
素面内にそれぞれのフレームでの色信号は重なり合わな
い。
【0035】この(c)に示した方式を用いると、見か
け上は一画素面内に3分割された画素から画像信号が取
り込まれており、画素数が3倍の色信号を取り込み信号
処理を行なうことができる。これによりさらに解像度の
高いカラー画像情報を得ることができる。
け上は一画素面内に3分割された画素から画像信号が取
り込まれており、画素数が3倍の色信号を取り込み信号
処理を行なうことができる。これによりさらに解像度の
高いカラー画像情報を得ることができる。
【0036】また(a)、(b)の方式では一画素面内
に取り込まれたR・G・Bの色信号を用いてカラーの画
像信号を形成する。これは一画素面内について3原色の
色情報を取り込むことができるので,一画素あたり一色
情報を取り込む従来法よりも、きめの細かい画像情報を
得ることができる。
に取り込まれたR・G・Bの色信号を用いてカラーの画
像信号を形成する。これは一画素面内について3原色の
色情報を取り込むことができるので,一画素あたり一色
情報を取り込む従来法よりも、きめの細かい画像情報を
得ることができる。
【0037】一方、同図(c)に示す画素構成をもつ固
体撮像素子では,固体撮像素子の移動を伴わない記録モ
ードと固体撮像素子を移動させて記録するモードとにつ
いて、色信号の取り込み法を比べると次のような共通点
がある。これを図10をもとに説明する。
体撮像素子では,固体撮像素子の移動を伴わない記録モ
ードと固体撮像素子を移動させて記録するモードとにつ
いて、色信号の取り込み法を比べると次のような共通点
がある。これを図10をもとに説明する。
【0038】図10(a)は固体撮像素子の移動を伴わ
ない記録モード(簡易記録モード)にて色信号を取り込
んだときの、信号処理の順序を示した図である。R、
G、Bの色信号が順序よく並んで取り込まれており、一
画素ずつシフトさせて信号処理を行なう。一方図10
(b)には、固体撮像素子を移動させて記録するモード
(高解像度記録モード)にて色信号を取り込んだときの
信号処理の順序を示す。一画素面内に3つの色信号を取
り込んでおり、これらの並び順は簡易記録モードのR・
G・Bの色信号の並び順と同じである。したがって高解
像度記録モードで取り込んだ色信号を簡易記録モードと
同様に、一色信号ずつシフトさせて信号処理を行なうこ
とができる。
ない記録モード(簡易記録モード)にて色信号を取り込
んだときの、信号処理の順序を示した図である。R、
G、Bの色信号が順序よく並んで取り込まれており、一
画素ずつシフトさせて信号処理を行なう。一方図10
(b)には、固体撮像素子を移動させて記録するモード
(高解像度記録モード)にて色信号を取り込んだときの
信号処理の順序を示す。一画素面内に3つの色信号を取
り込んでおり、これらの並び順は簡易記録モードのR・
G・Bの色信号の並び順と同じである。したがって高解
像度記録モードで取り込んだ色信号を簡易記録モードと
同様に、一色信号ずつシフトさせて信号処理を行なうこ
とができる。
【0039】これらの色信号取り込み方法によると、簡
易記録モードと高解像度記録モードとで共通の信号処理
を行なうことができる。図9(a)、(b)の場合には
簡易記録モードと高解像度記録モードとの信号取り込み
方が異なるため、色信号の信号処理系が独立して設ける
必要があるが、図10に示す信号取り込み法では信号処
理回路を共通化して、システム構成を簡略化することが
可能である以上色フィルタがR・G・Bのライン状に設
けられた場合について説明した。次に色フィルタがモザ
イク状に形成されている場合について説明する。
易記録モードと高解像度記録モードとで共通の信号処理
を行なうことができる。図9(a)、(b)の場合には
簡易記録モードと高解像度記録モードとの信号取り込み
方が異なるため、色信号の信号処理系が独立して設ける
必要があるが、図10に示す信号取り込み法では信号処
理回路を共通化して、システム構成を簡略化することが
可能である以上色フィルタがR・G・Bのライン状に設
けられた場合について説明した。次に色フィルタがモザ
イク状に形成されている場合について説明する。
【0040】図11にモザイク状に設けられた色フィル
タの例を示す。縦、横2画素の枠の中に、Rの画素が一
つ、Gの画素が二つ、Bの画素が一つ設けられている。
各色信号の重み付けを変えて信号処理を行なうことによ
り、先に説明したライン状の色フィルタと同様にカラー
画像を記録することができる。ここでは先の例に対応し
た輝度信号と二つの色差信号の形式についてのデータ処
理について記載する。前述のライン状の色フィルタの場
合とは、信号処理回路の処理方式が異なる。
タの例を示す。縦、横2画素の枠の中に、Rの画素が一
つ、Gの画素が二つ、Bの画素が一つ設けられている。
各色信号の重み付けを変えて信号処理を行なうことによ
り、先に説明したライン状の色フィルタと同様にカラー
画像を記録することができる。ここでは先の例に対応し
た輝度信号と二つの色差信号の形式についてのデータ処
理について記載する。前述のライン状の色フィルタの場
合とは、信号処理回路の処理方式が異なる。
【0041】
【数2】
【0042】他の画素についても同様の処理を行なうこ
とにより、画像信号の処理を行なう。このようにして信
号処理回路31によって輝度信号と色差信号に変換され
た信号は、そのデータを記録媒体であるメモリーカード
に記録する。また信号記録はその信号の一部を保存する
方式でも記録を行なうことができ、あるいはデータ圧縮
を施した形で記録する方式を採用してもよい。
とにより、画像信号の処理を行なう。このようにして信
号処理回路31によって輝度信号と色差信号に変換され
た信号は、そのデータを記録媒体であるメモリーカード
に記録する。また信号記録はその信号の一部を保存する
方式でも記録を行なうことができ、あるいはデータ圧縮
を施した形で記録する方式を採用してもよい。
【0043】モザイク状の色フィルタを用いて固体撮像
素子の移動を行なうためには、これに対応した画素の開
口部パターンを構成することが必要である。固体撮像素
子の移動による画素の開口部の重なり部分が存在する
と、その部分で解像度特性が劣化するため、移動により
各画素の開口部が重なり合うことのない開口部パターン
を設計しなければならない。図12にこれらの構成例を
示す。図12に示すいずれの開口部パターンを用いて
も、固体撮像素子の移動による画素の開口部が重複する
ことはなく、取り込む画像の画質の改善を行なうことが
可能である。
素子の移動を行なうためには、これに対応した画素の開
口部パターンを構成することが必要である。固体撮像素
子の移動による画素の開口部の重なり部分が存在する
と、その部分で解像度特性が劣化するため、移動により
各画素の開口部が重なり合うことのない開口部パターン
を設計しなければならない。図12にこれらの構成例を
示す。図12に示すいずれの開口部パターンを用いて
も、固体撮像素子の移動による画素の開口部が重複する
ことはなく、取り込む画像の画質の改善を行なうことが
可能である。
【0044】次にモザイク状の色フィルタを用いて高解
像度のカラー画像を記録する場合の、固体撮像素子の移
動方法について以下に説明する。図13にモザイク状の
色フィルタの移動方法の例を示す。このモザイク状の色
フィルタを形成した固体撮像素子は、開口面が図13
(a)に示す構造をとる。水平方向に2倍、垂直方向に
2倍の解像度を実現するために、各画素の開口率を水平
方向1/2、垂直方向1/2に選定したものである。水
平・垂直各2画素の区画内にある4画素一単位として、
図13の(a)〜(d)まで移動しながら、各移動位置
で色信号の取り込みを行なう。この例では四つの移動場
所に移動しながら色信号を取り込むことにより、一回の
撮影が終了する。そして各移動位置での取り込み画像を
重ね合わせると、同図(e)に示すように各色信号が重
なることなく取り込まれている様子が確認できる。この
操作で得たデータにより信号処理を加えると、見かけ上
画素密度が4倍の撮像素子で画像記録したのと同様の、
等価的に一画素面内で開口部の異なる4つの色信号を得
た解像度の高い画像信号を得られる。
像度のカラー画像を記録する場合の、固体撮像素子の移
動方法について以下に説明する。図13にモザイク状の
色フィルタの移動方法の例を示す。このモザイク状の色
フィルタを形成した固体撮像素子は、開口面が図13
(a)に示す構造をとる。水平方向に2倍、垂直方向に
2倍の解像度を実現するために、各画素の開口率を水平
方向1/2、垂直方向1/2に選定したものである。水
平・垂直各2画素の区画内にある4画素一単位として、
図13の(a)〜(d)まで移動しながら、各移動位置
で色信号の取り込みを行なう。この例では四つの移動場
所に移動しながら色信号を取り込むことにより、一回の
撮影が終了する。そして各移動位置での取り込み画像を
重ね合わせると、同図(e)に示すように各色信号が重
なることなく取り込まれている様子が確認できる。この
操作で得たデータにより信号処理を加えると、見かけ上
画素密度が4倍の撮像素子で画像記録したのと同様の、
等価的に一画素面内で開口部の異なる4つの色信号を得
た解像度の高い画像信号を得られる。
【0045】画像信号を記録する方法としては、色フィ
ルタ配列の色信号をそのまま記録する方式、前述した変
換式等により輝度信号、色差信号に変換して記録する方
式、信号処理回路によりR・G・Bの各色信号に変換し
て記録する方式、さらにこれらにデータ圧縮を加えて記
録する方式があり、いずれの方式を用いても記録するこ
とが可能である。
ルタ配列の色信号をそのまま記録する方式、前述した変
換式等により輝度信号、色差信号に変換して記録する方
式、信号処理回路によりR・G・Bの各色信号に変換し
て記録する方式、さらにこれらにデータ圧縮を加えて記
録する方式があり、いずれの方式を用いても記録するこ
とが可能である。
【0046】以上の説明では水平方向2画素、垂直方向
2画素を一つの周期として色フィルタを構成し、これを
備えた固体撮像素子を4回移動させることにより、それ
ぞれの色信号を取り込み、信号処理を行なう。これを発
展的に解釈すると、色フィルタが水平方向の画素数Pと
垂直方向の画素数Q(P、Qは自然数)の周期で構成さ
れている場合、水平方向mP画素、垂直方向nQ画素の
見かけ上の画素増加が可能である。(m、nは自然
数)。先の水平方向2画素、垂直方向2画素で構成され
る実施例はP=2、Q=2、m=1、n=1とした場合
について説明したものである。
2画素を一つの周期として色フィルタを構成し、これを
備えた固体撮像素子を4回移動させることにより、それ
ぞれの色信号を取り込み、信号処理を行なう。これを発
展的に解釈すると、色フィルタが水平方向の画素数Pと
垂直方向の画素数Q(P、Qは自然数)の周期で構成さ
れている場合、水平方向mP画素、垂直方向nQ画素の
見かけ上の画素増加が可能である。(m、nは自然
数)。先の水平方向2画素、垂直方向2画素で構成され
る実施例はP=2、Q=2、m=1、n=1とした場合
について説明したものである。
【0047】またP=2、Q=2、m=2、n=2の例
を図14に示す。この例では一画素での開口面の開口率
を水平方向1/4、垂直方向1/4以内に形成し、水平
方向4画素、垂直方向4画素を一単位として、色信号の
取り込みを行なう。この方法によれば一画素面内を16
分割した色信号を取り込むことができるので、等価的に
画素数を16倍にした固体撮像素子による解像度の高い
画像を取り込むことができる。
を図14に示す。この例では一画素での開口面の開口率
を水平方向1/4、垂直方向1/4以内に形成し、水平
方向4画素、垂直方向4画素を一単位として、色信号の
取り込みを行なう。この方法によれば一画素面内を16
分割した色信号を取り込むことができるので、等価的に
画素数を16倍にした固体撮像素子による解像度の高い
画像を取り込むことができる。
【0048】R・G・Bモザイクフィルタの場合にも、
高解像度を有するカラー画像を取り込む方法として、P
=3、Q=3として開口部を形成し、9回撮像素子の移
動を行ない、それぞれの移動位置で色信号を取り込む方
法を用いることもできる(図15(a)参照)。また1
画素面積内に水平方向に移動し、重ね合わせたときに一
画素内に重複する複数の色信号を読み込む方法を用いる
ことも可能である(図15(b)参照)。同様に垂直方
向に移動することにより、重ね合わせたときに一画素内
に重複する複数の色信号を取り込むこともできる(図1
5(c)参照)。以上いずれの方法を用いても、一画素
あたりの等価的な画素数を増加して、解像度の高いカラ
ー画像を得られる。
高解像度を有するカラー画像を取り込む方法として、P
=3、Q=3として開口部を形成し、9回撮像素子の移
動を行ない、それぞれの移動位置で色信号を取り込む方
法を用いることもできる(図15(a)参照)。また1
画素面積内に水平方向に移動し、重ね合わせたときに一
画素内に重複する複数の色信号を読み込む方法を用いる
ことも可能である(図15(b)参照)。同様に垂直方
向に移動することにより、重ね合わせたときに一画素内
に重複する複数の色信号を取り込むこともできる(図1
5(c)参照)。以上いずれの方法を用いても、一画素
あたりの等価的な画素数を増加して、解像度の高いカラ
ー画像を得られる。
【0049】(実施例4)以上説明してきたカラー画像
記録装置は、固体撮像素子を微少量移動させることによ
り、等価的に一画素面積あたりの画素数を増加し、解像
度の高いカラー画像を記録することができる。また同一
の画像記録装置で、固体撮像素子を移動させることなく
カラー画像を記録するモードを備えておくことにより、
それほど解像度を必要とされないカラー画像記録手段と
して用いることもできる。先の実施例では、固体撮像素
子の一つの画素の開口部の位置を画素ごとにずらすこと
により、高解像度を得る方法を説明した。
記録装置は、固体撮像素子を微少量移動させることによ
り、等価的に一画素面積あたりの画素数を増加し、解像
度の高いカラー画像を記録することができる。また同一
の画像記録装置で、固体撮像素子を移動させることなく
カラー画像を記録するモードを備えておくことにより、
それほど解像度を必要とされないカラー画像記録手段と
して用いることもできる。先の実施例では、固体撮像素
子の一つの画素の開口部の位置を画素ごとにずらすこと
により、高解像度を得る方法を説明した。
【0050】しかし固体撮像素子の一つの画素の開口部
の位置が適切でなく、固体撮像素子を移動させて取り込
んだ色信号フレームを重ねたときに、画素内での信号の
重なり部分があると、解像度が劣化してしまう。また設
定された開口部の面積比により一回の撮影に取り込むこ
とができる色信号フレームの数が制限されてしまうた
め、カラー画像の解像度は限定される。また固体撮像素
子の一画素は、開口部、電荷転送部、分離帯等から構成
され、その構造的制約から開口部の位置、形状は制限さ
れている。そこで本発明を実現するために光導電膜積層
型撮像素子を用いて、画素の開口部の設計に自由度をも
たせる方法がある。
の位置が適切でなく、固体撮像素子を移動させて取り込
んだ色信号フレームを重ねたときに、画素内での信号の
重なり部分があると、解像度が劣化してしまう。また設
定された開口部の面積比により一回の撮影に取り込むこ
とができる色信号フレームの数が制限されてしまうた
め、カラー画像の解像度は限定される。また固体撮像素
子の一画素は、開口部、電荷転送部、分離帯等から構成
され、その構造的制約から開口部の位置、形状は制限さ
れている。そこで本発明を実現するために光導電膜積層
型撮像素子を用いて、画素の開口部の設計に自由度をも
たせる方法がある。
【0051】光導電膜積層型撮像素子の断面図を図16
に示す。信号電荷の走査にはインターラインCCD(I
T−CCD)を用い、IT−CCDの上部に形成した画
素電極51とSi基板表面に形成した蓄積ダイオード5
2は、Moポリサイドを使った電極53によって結ばれ
ている。アモルファスSi膜の上にはITO(IndiumTi
n Oxide)膜を用いた透明電極54を形成する。透明電
極を介して光が入射すると、アモルファスSi膜内で電
子正孔対が形成される。透明電極と画素電極の間に形成
された電界により、正孔は透明電極側へ、電子は画素電
極側へと移動する。画素電極へ到達した電子はMoポリ
サイド電極を通じて蓄積ダイオードへ蓄えられる。垂直
ブランキング期間中に蓄積された信号電子は垂直転送C
CD55へ移された後、水平CCDへ転送され信号検出
部へ送られる。光電変換部に用いるアモルファスSi膜
は高抵抗を実現しているので、信号電荷は透明電極と画
素電極の間にしたがって移動し、アモルファスSi膜中
で水平方向の画素分離を行なう必要はない。このことに
よって光学開口率をほぼ100%とすることができる。
に示す。信号電荷の走査にはインターラインCCD(I
T−CCD)を用い、IT−CCDの上部に形成した画
素電極51とSi基板表面に形成した蓄積ダイオード5
2は、Moポリサイドを使った電極53によって結ばれ
ている。アモルファスSi膜の上にはITO(IndiumTi
n Oxide)膜を用いた透明電極54を形成する。透明電
極を介して光が入射すると、アモルファスSi膜内で電
子正孔対が形成される。透明電極と画素電極の間に形成
された電界により、正孔は透明電極側へ、電子は画素電
極側へと移動する。画素電極へ到達した電子はMoポリ
サイド電極を通じて蓄積ダイオードへ蓄えられる。垂直
ブランキング期間中に蓄積された信号電子は垂直転送C
CD55へ移された後、水平CCDへ転送され信号検出
部へ送られる。光電変換部に用いるアモルファスSi膜
は高抵抗を実現しているので、信号電荷は透明電極と画
素電極の間にしたがって移動し、アモルファスSi膜中
で水平方向の画素分離を行なう必要はない。このことに
よって光学開口率をほぼ100%とすることができる。
【0052】そこで、この固体撮像素子の透明電極の上
に光の入射を遮断する遮光膜を設けることにより、開口
部の面積比、形状あるいは配置を設定することができ
る。この部分は他の部分と独立な構造であるため、自由
に設定可能である。開口面の配置を任意に設定したに例
を図17に示す。これは撮像素子の画素について開口面
の配置を水平方向の開口率を1/3、垂直方向の開口率
を1/2に設定したものである。また開口面の形状も、
長方形に限らずひし形等任意に設定することが可能であ
り、開口部での光学的なフィルタリングを設定する場合
にも有効なものである。
に光の入射を遮断する遮光膜を設けることにより、開口
部の面積比、形状あるいは配置を設定することができ
る。この部分は他の部分と独立な構造であるため、自由
に設定可能である。開口面の配置を任意に設定したに例
を図17に示す。これは撮像素子の画素について開口面
の配置を水平方向の開口率を1/3、垂直方向の開口率
を1/2に設定したものである。また開口面の形状も、
長方形に限らずひし形等任意に設定することが可能であ
り、開口部での光学的なフィルタリングを設定する場合
にも有効なものである。
【0053】上記実施例では、光導電膜積層型撮像装置
の上部に遮光膜を設けることにより、開口部を設ける
が、この他にも開口部を透明電極で作成し、開口部以外
の部分を光を遮断する電極で作成することにより、実現
することができる(図17(b)参照)。また開口部に
電極を設けることなく、開口部以外の部分を光を遮断す
る電極で作成することによっても、構成することが可能
である(図18(c)参照)。
の上部に遮光膜を設けることにより、開口部を設ける
が、この他にも開口部を透明電極で作成し、開口部以外
の部分を光を遮断する電極で作成することにより、実現
することができる(図17(b)参照)。また開口部に
電極を設けることなく、開口部以外の部分を光を遮断す
る電極で作成することによっても、構成することが可能
である(図18(c)参照)。
【0054】(実施例5)本発明の画像入力装置で画像
の取り込みを行なう際に、補助照明装置を用いることが
ある。ハロゲンライトのような大がかりな照明装置は主
にスタジオ等の撮影で使用される。また携帯性に優れる
ストロボ、フラッシュのような補助照明装置等を用いる
場合もある。
の取り込みを行なう際に、補助照明装置を用いることが
ある。ハロゲンライトのような大がかりな照明装置は主
にスタジオ等の撮影で使用される。また携帯性に優れる
ストロボ、フラッシュのような補助照明装置等を用いる
場合もある。
【0055】ここで本発明の画像記録装置をフラッシュ
を用いた高解像度画像記録に応用するためには、次のよ
うな問題がある。高解像度画像撮影では固体撮像素子を
移動させて等価的に画素数を増加したと同様の効果を得
るため、一つの画像信号を記録するのに固体撮像素子の
移動位置により複数の画像信号を取り込まなければなら
ない。これを実現するためには画像信号の取り込みごと
にフラッシュの照射を行なう必要がある。ところが画像
信号の読み取りの方法によって照射回数やタイミングが
異なるため、的確な照明照射を行なわないと正確な画像
信号を取り込むことができず、画質の劣化につながる。
を用いた高解像度画像記録に応用するためには、次のよ
うな問題がある。高解像度画像撮影では固体撮像素子を
移動させて等価的に画素数を増加したと同様の効果を得
るため、一つの画像信号を記録するのに固体撮像素子の
移動位置により複数の画像信号を取り込まなければなら
ない。これを実現するためには画像信号の取り込みごと
にフラッシュの照射を行なう必要がある。ところが画像
信号の読み取りの方法によって照射回数やタイミングが
異なるため、的確な照明照射を行なわないと正確な画像
信号を取り込むことができず、画質の劣化につながる。
【0056】そこで先の実施例の電子スチルカメラで高
解像度画像記録モードにより撮影を行なうときには、固
体撮像素子の移動信号に同期したフラッシュ発光をさせ
る機能を設ける実施例を説明する。
解像度画像記録モードにより撮影を行なうときには、固
体撮像素子の移動信号に同期したフラッシュ発光をさせ
る機能を設ける実施例を説明する。
【0057】図18には電子スチルカメラの基本構成図
を示す。撮影者は操作スイッチ上のスイッチで高解像度
撮影モードを選択すると、そのモードに応じた処理手続
きが処理回路の信号に基づいて行なわれる。フラッシュ
撮影をするときは、固体撮像素子の移動信号に同期した
フラッシュ発光パルスを処理回路から発生する。これに
より各移動位置でフラッシュ発光した色信号取り込みを
実現する。
を示す。撮影者は操作スイッチ上のスイッチで高解像度
撮影モードを選択すると、そのモードに応じた処理手続
きが処理回路の信号に基づいて行なわれる。フラッシュ
撮影をするときは、固体撮像素子の移動信号に同期した
フラッシュ発光パルスを処理回路から発生する。これに
より各移動位置でフラッシュ発光した色信号取り込みを
実現する。
【0058】フラッシュ発光を伴う高解像度画像取り込
みの手続きをフローチャートとして図19に示す。まず
フラッシュ撮影開始前にフラッシュのチャージを行な
い、チャージ完了後に初期位置でのフラッシュ発光し、
画像信号を取り出し、信号処理を行なう。次に予定した
画像信号の取り込みをすべて終了したかどうかを判断
し、終了していればこれらの画像信号を記録形式に処理
して記録媒体へと記録する。必要な数の画像信号の取り
込みが終了していないならば、固体撮像素子を次の位置
へ移動させ、フラッシュのチャージを完了まで待機す
る。そして前の画像信号の信号処理が終了して、フラッ
シュのチャージが完了したならば、フラッシュの発光を
して画像信号を取り込む。この動作は所定の画像信号の
取り込みが終了するまで繰り返される。
みの手続きをフローチャートとして図19に示す。まず
フラッシュ撮影開始前にフラッシュのチャージを行な
い、チャージ完了後に初期位置でのフラッシュ発光し、
画像信号を取り出し、信号処理を行なう。次に予定した
画像信号の取り込みをすべて終了したかどうかを判断
し、終了していればこれらの画像信号を記録形式に処理
して記録媒体へと記録する。必要な数の画像信号の取り
込みが終了していないならば、固体撮像素子を次の位置
へ移動させ、フラッシュのチャージを完了まで待機す
る。そして前の画像信号の信号処理が終了して、フラッ
シュのチャージが完了したならば、フラッシュの発光を
して画像信号を取り込む。この動作は所定の画像信号の
取り込みが終了するまで繰り返される。
【0059】補助照明装置は電子スチルカメラの外部に
設けられることもあるので、図20に示すような外部同
期端子を設け、フラッシュ発光の同期信号を出力するこ
とも可能である。外部の補助照明装置を制御できる機能
をもたせることにより、複数の発光源を用いた画像記録
が可能となる。
設けられることもあるので、図20に示すような外部同
期端子を設け、フラッシュ発光の同期信号を出力するこ
とも可能である。外部の補助照明装置を制御できる機能
をもたせることにより、複数の発光源を用いた画像記録
が可能となる。
【0060】また外部同期端子は、フラッシュだけでな
く他の装置との同期にも応用することができる。図21
はその一例を示す。フィルムに記録された画像を電子ス
チルカメラへ入力するためのフィルムアダプターを接続
する構成図である。フィルムアダプターはネガあるいは
ポジのフィルムを装着し、フィルムの後方から光を照射
することにより画像情報を取り出すものである。電子ス
チルカメラの外部同期端子からフィルムアダプター内部
のライトを制御する信号を送出して、ライトの点灯時
間、フィルムの切り替え等の制御を電子スチルカメラと
同期させた画像記録を行なうこともできる。
く他の装置との同期にも応用することができる。図21
はその一例を示す。フィルムに記録された画像を電子ス
チルカメラへ入力するためのフィルムアダプターを接続
する構成図である。フィルムアダプターはネガあるいは
ポジのフィルムを装着し、フィルムの後方から光を照射
することにより画像情報を取り出すものである。電子ス
チルカメラの外部同期端子からフィルムアダプター内部
のライトを制御する信号を送出して、ライトの点灯時
間、フィルムの切り替え等の制御を電子スチルカメラと
同期させた画像記録を行なうこともできる。
【0061】(実施例6)以上の実施例では、単板のC
CDの開口面に直に色フィルタを形成することを特徴と
する画像入力装置について説明した。次に単板のCCD
の開口面の前面に回転する色フィルタを備えた画像入力
装置について説明する。
CDの開口面に直に色フィルタを形成することを特徴と
する画像入力装置について説明した。次に単板のCCD
の開口面の前面に回転する色フィルタを備えた画像入力
装置について説明する。
【0062】本発明の画像入力装置の基本構成を図22
に示す。制御回路24により絞り22が制御され、光学
系22により集められた入射光は白黒の固体撮像素子2
6の結像面に集束される。固体撮像素子の前面には色フ
ィルタ60を設けており、それぞれの色フィルタに応じ
た色情報が取り込まれる。例えば、固体撮像素子の前面
にRの色フィルタが配置されている場合には、Rの色情
報が固体撮像素子により電気信号に変換される。所定の
処理が施され、Rの信号が記録媒体に記録されたら、複
数個の異なるフィルタ(例えばR、G、B)からなる色
フィルタ円盤が制御回路からの制御信号により回転し、
次の色フィルタ(例えばGの色フィルタ)が固体撮像素
子の前面に配置される。そして次の色フィルタの回転が
終了したら、制御回路から駆動回路に制御信号が送ら
れ、固体撮像素子が駆動し、この色フィルタによる色信
号を読み出す。この色信号は所定の処理を施された後、
記録媒体に記録される。以上各色フィルタ全てについて
色信号を取り込みを終了すると、1回の撮影を終了す
る。
に示す。制御回路24により絞り22が制御され、光学
系22により集められた入射光は白黒の固体撮像素子2
6の結像面に集束される。固体撮像素子の前面には色フ
ィルタ60を設けており、それぞれの色フィルタに応じ
た色情報が取り込まれる。例えば、固体撮像素子の前面
にRの色フィルタが配置されている場合には、Rの色情
報が固体撮像素子により電気信号に変換される。所定の
処理が施され、Rの信号が記録媒体に記録されたら、複
数個の異なるフィルタ(例えばR、G、B)からなる色
フィルタ円盤が制御回路からの制御信号により回転し、
次の色フィルタ(例えばGの色フィルタ)が固体撮像素
子の前面に配置される。そして次の色フィルタの回転が
終了したら、制御回路から駆動回路に制御信号が送ら
れ、固体撮像素子が駆動し、この色フィルタによる色信
号を読み出す。この色信号は所定の処理を施された後、
記録媒体に記録される。以上各色フィルタ全てについて
色信号を取り込みを終了すると、1回の撮影を終了す
る。
【0063】ここでホワイトバランス係数とS/Nの関
係について説明する。一般に照明光源はそれぞれ特有の
分光特性を示し、固体撮像素子から得られる信号はこの
照明光源に依存する。例えば、同一の被写体を撮影して
も、照明が赤みを帯びた光源の場合は赤っぽい白として
撮影され、青みを帯びた光源の場合は青っぽい白として
撮影される。これを補正するために、カメラではそれぞ
れの照明光源について白い被写体は白に再現されるよう
に、取り込まれた電気信号についてホワイトバランスの
補正を行なう。
係について説明する。一般に照明光源はそれぞれ特有の
分光特性を示し、固体撮像素子から得られる信号はこの
照明光源に依存する。例えば、同一の被写体を撮影して
も、照明が赤みを帯びた光源の場合は赤っぽい白として
撮影され、青みを帯びた光源の場合は青っぽい白として
撮影される。これを補正するために、カメラではそれぞ
れの照明光源について白い被写体は白に再現されるよう
に、取り込まれた電気信号についてホワイトバランスの
補正を行なう。
【0064】これについて図23の前処理回路の回路構
成図を用いて説明する。ある赤みを帯びた照明条件にお
いて白い被写体を撮影したとき、R、G、Bの出力信号
の振幅比が3:2:1であるとする。固体撮像素子から
読み出された色信号はプリアンプ271により所定の大
きさに増幅され、最も大きい色信号の振幅に他の色信号
の振幅を合わせることにより、ホワイトバランス272
の調整が行なわれる。補正の基準とするホワイトバラン
ス係数の設定は、被写体の撮影前に予め白い被写体を撮
影することにより、または色温度センサを用いることに
より行なうことができる。この例においてR、G、Bそ
れぞれのホワイトバランス係数(色信号の増幅率)をK
r、Kg、Kbとするとその値は次の各式によって与え
られる。
成図を用いて説明する。ある赤みを帯びた照明条件にお
いて白い被写体を撮影したとき、R、G、Bの出力信号
の振幅比が3:2:1であるとする。固体撮像素子から
読み出された色信号はプリアンプ271により所定の大
きさに増幅され、最も大きい色信号の振幅に他の色信号
の振幅を合わせることにより、ホワイトバランス272
の調整が行なわれる。補正の基準とするホワイトバラン
ス係数の設定は、被写体の撮影前に予め白い被写体を撮
影することにより、または色温度センサを用いることに
より行なうことができる。この例においてR、G、Bそ
れぞれのホワイトバランス係数(色信号の増幅率)をK
r、Kg、Kbとするとその値は次の各式によって与え
られる。
【0065】
【数3】
【0066】数1に示す係数分増幅することにより、白
い被写体を撮影したときにR、G、Bの色信号の振幅が
等しくなり、白色が再現される。一般に用いられるビデ
オカメラでは基準出力信号は飽和電荷量の1/4 〜1/6 程
度に設定しているが、静止画入力装置では照明光源の光
量がある程度一定しており、反射型の被写体の撮影のみ
に限定使用すれば基準出力信号をほぼ飽和電荷量に設定
することができる。このようにすれば光電変換による電
気信号を最大限利用することができるため、S/N比の
高い信号処理を行なうことが可能となる。
い被写体を撮影したときにR、G、Bの色信号の振幅が
等しくなり、白色が再現される。一般に用いられるビデ
オカメラでは基準出力信号は飽和電荷量の1/4 〜1/6 程
度に設定しているが、静止画入力装置では照明光源の光
量がある程度一定しており、反射型の被写体の撮影のみ
に限定使用すれば基準出力信号をほぼ飽和電荷量に設定
することができる。このようにすれば光電変換による電
気信号を最大限利用することができるため、S/N比の
高い信号処理を行なうことが可能となる。
【0067】上記の例でRの色信号の基準出力信号を飽
和電荷量(Ssat )設定すると、G、Bの色信号の基準
電荷量はそれぞれ2/3Ssat 、1/3Ssat となる。
入射光の雑音が光ショットノイズに支配されていると仮
定し(光ショットノイズは入射光量の1/2乗に比
例)、Rの色信号が基準出力信号のときの雑音をNrと
すると、G、Bの色信号に対する雑音Ng、Nbの大き
さは次の値となる。
和電荷量(Ssat )設定すると、G、Bの色信号の基準
電荷量はそれぞれ2/3Ssat 、1/3Ssat となる。
入射光の雑音が光ショットノイズに支配されていると仮
定し(光ショットノイズは入射光量の1/2乗に比
例)、Rの色信号が基準出力信号のときの雑音をNrと
すると、G、Bの色信号に対する雑音Ng、Nbの大き
さは次の値となる。
【0068】
【数4】 ホワイトバランス補正を施した後は雑音成分も増幅され
るので、それぞれの雑音成分Nrw、Ngw、Nbwは
以下の式で表わされる。
るので、それぞれの雑音成分Nrw、Ngw、Nbwは
以下の式で表わされる。
【0069】
【数5】
【0070】ホワイトバランス補正を施した後は、ガン
マ補正回路によりガンマ補正を施しA/D変換回路によ
りデジタル信号に変換される。デジタル変換回路では所
定の信号処理及び記録媒体とのインターフェース等の処
理を行なう。このホワイトバランス、ガンマ補正はA/
D変換した後でデジタル信号を処理することも考えられ
る。
マ補正回路によりガンマ補正を施しA/D変換回路によ
りデジタル信号に変換される。デジタル変換回路では所
定の信号処理及び記録媒体とのインターフェース等の処
理を行なう。このホワイトバランス、ガンマ補正はA/
D変換した後でデジタル信号を処理することも考えられ
る。
【0071】上記R、G、Bの色信号を等しくする実施
例を説明する。図22には色フィルタの前にNDフィル
タ(ニュートラル・デンシティーフィルタ)を設ける方
法がある。
例を説明する。図22には色フィルタの前にNDフィル
タ(ニュートラル・デンシティーフィルタ)を設ける方
法がある。
【0072】先の例ではBの色フィルタの前面にはフィ
ルタを設けることなく、Rの色フィルタの前面には透過
率33%(1/3)のNDフィルタ、Gの色フィルタの
前面には透過率50%(1/2)のNDフィルタを設け
る。この状態で白い被写体を撮影すると、R、G、Bそ
れぞれの状態で等しい電荷量が得られ、信号処理による
ホワイトバランス補正を行なうことなくホワイトバラン
スのとれた画像を得ることができる。このことによりS
/N比の向上を図ることができる。
ルタを設けることなく、Rの色フィルタの前面には透過
率33%(1/3)のNDフィルタ、Gの色フィルタの
前面には透過率50%(1/2)のNDフィルタを設け
る。この状態で白い被写体を撮影すると、R、G、Bそ
れぞれの状態で等しい電荷量が得られ、信号処理による
ホワイトバランス補正を行なうことなくホワイトバラン
スのとれた画像を得ることができる。このことによりS
/N比の向上を図ることができる。
【0073】前の実施例では色フィルタとNDフィルタ
とを対応させて設ける場合について述べたが、これは照
明条件が固定の場合に限るので、次のようにして一般性
をもたせることも可能である。透過率が異なるNDフィ
ルタを複数枚準備しておき、それぞれに独立に稼働でき
るものとする。これにより照明状態を観測しながら照明
条件に応じたNDフィルタを選択する方法である。この
NDフィルタの選択方法は、マニュアルにより行なう方
法でも、色温度センサを設け、そのセンサ出力に応じて
自動的に選択するでもよい。
とを対応させて設ける場合について述べたが、これは照
明条件が固定の場合に限るので、次のようにして一般性
をもたせることも可能である。透過率が異なるNDフィ
ルタを複数枚準備しておき、それぞれに独立に稼働でき
るものとする。これにより照明状態を観測しながら照明
条件に応じたNDフィルタを選択する方法である。この
NDフィルタの選択方法は、マニュアルにより行なう方
法でも、色温度センサを設け、そのセンサ出力に応じて
自動的に選択するでもよい。
【0074】(実施例7)電子スチルカメラの画像読み
出し時に、色フィルタ別に固体撮像素子の電荷蓄積時間
を変化させる方法を説明する。この方法はフレームイン
ターライン形CCD固体撮像素子(FIT−CCD)
等、電子シャッターの機能をもつ固体撮像素子であれば
適用可能である。
出し時に、色フィルタ別に固体撮像素子の電荷蓄積時間
を変化させる方法を説明する。この方法はフレームイン
ターライン形CCD固体撮像素子(FIT−CCD)
等、電子シャッターの機能をもつ固体撮像素子であれば
適用可能である。
【0075】この実施例の説明を図24をもとに説明す
る。これはFIT−CCDの構成を示す図である。この
CCDはフォトダイオードのような光電変換素子からな
る画素受光部101の列に隣接して垂直転送部102が
設けられる。各画素受光部の電荷は、フィールドシフト
パルスV1に対応する垂直転送部に転送され、トランス
ファーゲート103を介してパルスTによりアナログメ
モリである電荷蓄積部104に転送される。電荷蓄積部
104の信号電荷はパルスV2により水平転送部105
を経てパルスHにより出力回路106から電気信号とし
て出力端子より出力される。垂直転送部の他端には電荷
掃き出し部107が設けられる。この固体撮像素子で
は、画素受光部に蓄えられた電荷がフィールドシフトパ
ルスV1により垂直転送部102に移された時(時刻T
1とする)から(この電荷は掃き出し部に吐き出され
る)、画素受光部に電荷に蓄積が始まり、色フィルタが
Rの時はTrの時間だけ電荷の蓄積が行なわれる。(T
1+Tr)の時間になったらフィールドシフトパルスV
1により垂直転送部に移され、トランスファーゲートを
介してパルスTによりアナログメモリである電荷蓄積部
に転送される。
る。これはFIT−CCDの構成を示す図である。この
CCDはフォトダイオードのような光電変換素子からな
る画素受光部101の列に隣接して垂直転送部102が
設けられる。各画素受光部の電荷は、フィールドシフト
パルスV1に対応する垂直転送部に転送され、トランス
ファーゲート103を介してパルスTによりアナログメ
モリである電荷蓄積部104に転送される。電荷蓄積部
104の信号電荷はパルスV2により水平転送部105
を経てパルスHにより出力回路106から電気信号とし
て出力端子より出力される。垂直転送部の他端には電荷
掃き出し部107が設けられる。この固体撮像素子で
は、画素受光部に蓄えられた電荷がフィールドシフトパ
ルスV1により垂直転送部102に移された時(時刻T
1とする)から(この電荷は掃き出し部に吐き出され
る)、画素受光部に電荷に蓄積が始まり、色フィルタが
Rの時はTrの時間だけ電荷の蓄積が行なわれる。(T
1+Tr)の時間になったらフィールドシフトパルスV
1により垂直転送部に移され、トランスファーゲートを
介してパルスTによりアナログメモリである電荷蓄積部
に転送される。
【0076】同様にGの色フィルタの時はTg(=2*
Tr)、Bの色フィルタの時はTb(=3*Tr)の時
間だけ電荷の蓄積が行なわれる。これらの電荷蓄積時間
の制御は駆動回路25により固体撮像素子に所望のパル
スが送られることにより、行なわれる。図25にこの蓄
積時間との関係を示す。このような動作をさせることに
より、ホワイトバランスがとれるようになる。
Tr)、Bの色フィルタの時はTb(=3*Tr)の時
間だけ電荷の蓄積が行なわれる。これらの電荷蓄積時間
の制御は駆動回路25により固体撮像素子に所望のパル
スが送られることにより、行なわれる。図25にこの蓄
積時間との関係を示す。このような動作をさせることに
より、ホワイトバランスがとれるようになる。
【0077】上記照明条件のもとでは、Rの蓄積時間を
T(sec)とすると、Gの蓄積時間を1.5T(se
c)、Bの蓄積時間を3.0T(sec)に設定するこ
とにより、ホワイトバランスの調整を行なうことができ
る。
T(sec)とすると、Gの蓄積時間を1.5T(se
c)、Bの蓄積時間を3.0T(sec)に設定するこ
とにより、ホワイトバランスの調整を行なうことができ
る。
【0078】(実施例8)静止画入力装置内にフラッシ
ュを内蔵する場合、あるいは外部照明同期端子を有する
場合のフラッシュ撮影のホワイトバランス補正の方法に
ついて説明する。図26にフラッシュ内蔵型の画像入力
装置の構成図を示す。
ュを内蔵する場合、あるいは外部照明同期端子を有する
場合のフラッシュ撮影のホワイトバランス補正の方法に
ついて説明する。図26にフラッシュ内蔵型の画像入力
装置の構成図を示す。
【0079】固体撮像素子の前面にRの色フィルタが配
置されている。この状態でフラッシュ16へチャージを
行ない、チャージ完了後固体撮像素子の駆動と同期させ
て画像取り込みを行なう。Rの色信号の読み込みが終了
した後、色フィルタ円盤60の回転を行ない、固体撮像
素子の前面にGの色フィルタを配置する。
置されている。この状態でフラッシュ16へチャージを
行ない、チャージ完了後固体撮像素子の駆動と同期させ
て画像取り込みを行なう。Rの色信号の読み込みが終了
した後、色フィルタ円盤60の回転を行ない、固体撮像
素子の前面にGの色フィルタを配置する。
【0080】フラッシュ光源の分光特性を考慮したR、
G、Bの出力信号比(白色被写体撮影時)が3:2:1
である場合は、Rの色信号の取り込み時に比べGの色フ
ィルタでの色信号の取り込み時にフラッシュの照度を
1.5倍になるように光量を変化させる。チャージが完
了したら、固体撮像素子の駆動と同期させてフラッシュ
撮影を行なう。同様にBの色フィルタを用いて色信号を
取り込む場合には、Rの色信号の取り込み時と比較して
フラッシュの照度が3倍となるように光量を変化させ
る。
G、Bの出力信号比(白色被写体撮影時)が3:2:1
である場合は、Rの色信号の取り込み時に比べGの色フ
ィルタでの色信号の取り込み時にフラッシュの照度を
1.5倍になるように光量を変化させる。チャージが完
了したら、固体撮像素子の駆動と同期させてフラッシュ
撮影を行なう。同様にBの色フィルタを用いて色信号を
取り込む場合には、Rの色信号の取り込み時と比較して
フラッシュの照度が3倍となるように光量を変化させ
る。
【0081】このようにフラッシュの光量を制御するこ
とにより、白色の被写体を撮影したときにR、G、Bの
出力信号が等しくなり、ホワイトバランスを調整する必
要がなくなる。この光量によるホワイトバランス制御方
法はフラッシュの照度を変化させるため、この照度変化
による分光特性が変化する場合がある。したがってフラ
ッシュの光量変更によるホワイトバランス調整は信号処
理によるホワイトバランス制御等に方法を併用すること
によりさらに有効な処理を行なうことができる。
とにより、白色の被写体を撮影したときにR、G、Bの
出力信号が等しくなり、ホワイトバランスを調整する必
要がなくなる。この光量によるホワイトバランス制御方
法はフラッシュの照度を変化させるため、この照度変化
による分光特性が変化する場合がある。したがってフラ
ッシュの光量変更によるホワイトバランス調整は信号処
理によるホワイトバランス制御等に方法を併用すること
によりさらに有効な処理を行なうことができる。
【0082】本実施例ではデジタル記録媒体を用いた場
合について説明したが、同様の処理はアナログ信号の記
録媒体を用いた信号処理についても用いることが可能で
ある。また高解像度の画像処理するために、固体撮像素
子を移動させて等価的に画素数を増やす方法を用いても
応用が可能である。
合について説明したが、同様の処理はアナログ信号の記
録媒体を用いた信号処理についても用いることが可能で
ある。また高解像度の画像処理するために、固体撮像素
子を移動させて等価的に画素数を増やす方法を用いても
応用が可能である。
【0083】(実施例9)本発明の画像入力装置には通
常のエリアCCDが用いられている。この撮像素子によ
る撮像画像はモニターに出画することを前提としている
ため、画面に対して横長の画像入力範囲をもっている。
そこで記録画像をモニターに出力するときは、以下の処
理が行なわれる。画面の左上から右下に画像信号の出力
処理を行なう。これに対応してエリアCCDによる画像
取り込みの信号処理も、画面向かって左上から右下に信
号の読み出しを行なう(図27(a)参照)。このため
記録媒体への信号書き込みを行なう場合にも、画面の左
上から右下に信号処理を行なうことが通例である(同図
(b)参照)。これによりモニターに出力される画像
も、画面の左上から右下に画像信号の出力処理を行なう
(同図(c)参照)。
常のエリアCCDが用いられている。この撮像素子によ
る撮像画像はモニターに出画することを前提としている
ため、画面に対して横長の画像入力範囲をもっている。
そこで記録画像をモニターに出力するときは、以下の処
理が行なわれる。画面の左上から右下に画像信号の出力
処理を行なう。これに対応してエリアCCDによる画像
取り込みの信号処理も、画面向かって左上から右下に信
号の読み出しを行なう(図27(a)参照)。このため
記録媒体への信号書き込みを行なう場合にも、画面の左
上から右下に信号処理を行なうことが通例である(同図
(b)参照)。これによりモニターに出力される画像
も、画面の左上から右下に画像信号の出力処理を行なう
(同図(c)参照)。
【0084】ところが被写体により縦長の構図で撮影を
行なう場合があるが、そのときには同図(d)のように
カメラを90°傾けて撮影することになる。この撮影画
像を通常のモニター画面に再生させると、モニター側で
は画像の向きを検出する手段をもたない場合には、同図
(e)のように90°傾いた画像を出力する。
行なう場合があるが、そのときには同図(d)のように
カメラを90°傾けて撮影することになる。この撮影画
像を通常のモニター画面に再生させると、モニター側で
は画像の向きを検出する手段をもたない場合には、同図
(e)のように90°傾いた画像を出力する。
【0085】このような不都合を解消するため、画像情
報を記録する際に画像の水平、垂直情報を併せて記録し
ておく方法が考えられる(図28参照)。画像データ1
の一部にヘッダを準備しておき、ここに画像信号の縦横
のデータ数、あるいは画像信号の一画素の縦横比等を記
録することにより、適切な方向にモニター出力、プリン
ト出力を行なうことができる。
報を記録する際に画像の水平、垂直情報を併せて記録し
ておく方法が考えられる(図28参照)。画像データ1
の一部にヘッダを準備しておき、ここに画像信号の縦横
のデータ数、あるいは画像信号の一画素の縦横比等を記
録することにより、適切な方向にモニター出力、プリン
ト出力を行なうことができる。
【0086】画像情報の向きを情報として記録しておけ
ば、その後の画像処理は画像入力装置内で行なっても良
いし、画像入力装置の外の画像処理装置において行なう
ことも可能である。画像入力装置で行なう場合には、図
29に示すようにバッファメモリを設けて、デジタル信
号処理回路内で処理する。また外部の信号処理装置で行
なう場合には、画像処理のための情報をヘッダに記録し
ておき、画像情報を記録媒体に取り込んでおくことによ
り、画像処理を行なう。
ば、その後の画像処理は画像入力装置内で行なっても良
いし、画像入力装置の外の画像処理装置において行なう
ことも可能である。画像入力装置で行なう場合には、図
29に示すようにバッファメモリを設けて、デジタル信
号処理回路内で処理する。また外部の信号処理装置で行
なう場合には、画像処理のための情報をヘッダに記録し
ておき、画像情報を記録媒体に取り込んでおくことによ
り、画像処理を行なう。
【0087】なお、プリント出力するだけならば記録画
像の出力方向によらず出力してもかまわないので、水
平、垂直変換処理を行なうことなく、プリント出力する
処理を行なうように、システムを構成することも可能で
ある。このシステムならば記録画像の出力方向を考慮す
る必要がないため、面倒な信号処理を施すことなく、出
力処理が可能である。また記録画像の処理の応用とし
て、図30に示す構成を用いる方法がある。これは上述
の画像入力装置に傾きセンサを取り付けたものである。
像の出力方向によらず出力してもかまわないので、水
平、垂直変換処理を行なうことなく、プリント出力する
処理を行なうように、システムを構成することも可能で
ある。このシステムならば記録画像の出力方向を考慮す
る必要がないため、面倒な信号処理を施すことなく、出
力処理が可能である。また記録画像の処理の応用とし
て、図30に示す構成を用いる方法がある。これは上述
の画像入力装置に傾きセンサを取り付けたものである。
【0088】この画像入力装置は、画像撮影時にカメラ
が傾いていた場合に、この傾き情報を画像情報と併せて
記憶しておくことにより、図31に示すように再生画像
の傾きを補正するものである。例えば、傾きセンサは図
32に示す構造のXYスイッチを用いることにより構成
できる。これは水平、垂直それぞれの傾き検出用にHg
を内包したセルを90°傾けた方向にセットする(図3
2(a))。セルの壁面には一列に並んだピンが設けら
れており、これを電極としてピンとHgの接触の有無を
検知する。カメラが水平状態にある場合には、図32
(a)に示すように水平検出セルの全てのピンがHgに
接触している。一方カメラが傾いているときには(図3
2(b)参照)、水銀の上面は水平に保たれるため、水
平検出セルの一部のピンがHgと非接触となる。これに
よりカメラの傾き状態を検出することができる。この傾
き情報により記録画像の回転変換を施すことにより、記
録画像の水平、垂直方向を適正な向きに調整して、画像
処理を行なうことが可能である。以上の方法により、記
録画像の水平垂直方向によらず、適切な向きで画像処理
をして、出力することが可能となる。
が傾いていた場合に、この傾き情報を画像情報と併せて
記憶しておくことにより、図31に示すように再生画像
の傾きを補正するものである。例えば、傾きセンサは図
32に示す構造のXYスイッチを用いることにより構成
できる。これは水平、垂直それぞれの傾き検出用にHg
を内包したセルを90°傾けた方向にセットする(図3
2(a))。セルの壁面には一列に並んだピンが設けら
れており、これを電極としてピンとHgの接触の有無を
検知する。カメラが水平状態にある場合には、図32
(a)に示すように水平検出セルの全てのピンがHgに
接触している。一方カメラが傾いているときには(図3
2(b)参照)、水銀の上面は水平に保たれるため、水
平検出セルの一部のピンがHgと非接触となる。これに
よりカメラの傾き状態を検出することができる。この傾
き情報により記録画像の回転変換を施すことにより、記
録画像の水平、垂直方向を適正な向きに調整して、画像
処理を行なうことが可能である。以上の方法により、記
録画像の水平垂直方向によらず、適切な向きで画像処理
をして、出力することが可能となる。
【0089】
【発明の効果】本発明においては、画像取り込み条件の
異なる画像記録に対して、応用範囲が広く、適応性のよ
い画像入力装置を提供することができる。
異なる画像記録に対して、応用範囲が広く、適応性のよ
い画像入力装置を提供することができる。
【図1】 本発明の画像入力装置の構成図
【図2】 本発明の画像入力装置の応用例を示す図
【図3】 本発明の画像入力装置の応用例を示す図
【図4】 色フィルタ配列(RGBストライプ型)の一
例を示す図
例を示す図
【図5】 撮像素子の移動の様子を表わす図
【図6】 CCDの一画素の構成を示す図
【図7】 撮像素子の移動の様子を表わす図
【図8】 撮像素子の移動の様子を表わす図
【図9】 色フィルタ配列と画像信号の関係を示す図
【図10】 2種類の記録モードによる信号処理方法を
示す図
示す図
【図11】 色フィルタ配列(モザイク型)の一例を示
す図
す図
【図12】 色フィルタ配列(モザイク型)の構成パタ
ーンを示す図
ーンを示す図
【図13】 撮像素子の移動の様子を表わす図
【図14】 色フィルタ配列(モザイク型)の別の構成
パターンを示す図
パターンを示す図
【図15】 撮像素子の移動を様子を表わす図
【図16】 光導電膜積層型撮像素子の断面構造を示す
図
図
【図17】 光導電膜積層型撮像素子の開口面の構成を
示す図
示す図
【図18】 フラッシュ撮影に本発明の画像入力装置を
用いる場合の応用例を示す図
用いる場合の応用例を示す図
【図19】 フラッシュ撮影を行なう場合の手順を示す
図
図
【図20】 フラッシュ撮影に本発明の画像入力装置を
用いる場合の応用例を示す図
用いる場合の応用例を示す図
【図21】 他の画像出力装置と本発明の画像入力装置
とを組み合わせて用いる場合の応用例を示す図
とを組み合わせて用いる場合の応用例を示す図
【図22】 色フィルタ装置を備えた画像入力装置の構
造を示す図
造を示す図
【図23】 前処理回路の回路構成図
【図24】 フレームインターライン形固体撮像素子の
構造を示す図
構造を示す図
【図25】 固体撮像素子の電荷蓄積時間の変更方法を
表わす図
表わす図
【図26】 フィルタ変更に同期した絞り変更装置を備
えた画像入力装置の構成図
えた画像入力装置の構成図
【図27】 撮像方向と画像の出力方向の関係を示す図
【図29】 1画像データの構造を示す図
【図30】 画像処理用バッファを備えた画像入力装置
の構成図
の構成図
【図31】 撮影画像の傾き補正の例を示す図
【図32】 傾きセンサの構成を示す図
10 画像入力装置 15 メモリーカード 26 固体撮像素子
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年4月15日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の画像入力装置の構成図
【図2】 本発明の画像入力装置の応用例を示す図
【図3】 本発明の画像入力装置の応用例を示す図
【図4】 色フィルタ配列(RGBストライプ型)の一
例を示す図
例を示す図
【図5】 撮像素子の移動の様子を表わす図
【図6】 CCDの一画素の構成を示す図
【図7】 撮像素子の移動の様子を表わす図
【図8】 撮像素子の移動の様子を表わす図
【図9】 色フィルタ配列と画像信号の関係を示す図
【図10】 2種類の記録モードによる信号処理方法を
示す図
示す図
【図11】 色フィルタ配列(モザイク型)の一例を示
す図
す図
【図12】 色フィルタ配列(モザイク型)の構成パタ
ーンを示す図
ーンを示す図
【図13】 撮像素子の移動の様子を表わす図
【図14】 色フィルタ配列(モザイク型)の別の構成
パターンを示す図
パターンを示す図
【図15】 撮像素子の移動を様子を表わす図
【図16】 光導電膜積層型撮像素子の断面構造を示す
図
図
【図17】 光導電膜積層型撮像素子の開口面の構成を
示す図
示す図
【図18】 フラッシュ撮影に本発明の画像入力装置を
用いる場合の応用例を示す図
用いる場合の応用例を示す図
【図19】 フラッシュ撮影を行なう場合の手順を示す
図
図
【図20】 フラッシュ撮影に本発明の画像入力装置を
用いる場合の応用例を示す図
用いる場合の応用例を示す図
【図21】 他の画像出力装置と本発明の画像入力装置
とを組み合わせて用いる場合の応用例を示す図
とを組み合わせて用いる場合の応用例を示す図
【図22】 色フィルタ装置を備えた画像入力装置の構
造を示す図
造を示す図
【図23】 前処理回路の回路構成図
【図24】 フレームインターライン形固体撮像素子の
構造を示す図
構造を示す図
【図25】 固体撮像素子の電荷蓄積時間の変更方法を
表わす図
表わす図
【図26】 フィルタ変更に同期した絞り変更装置を備
えた画像入力装置の構成図
えた画像入力装置の構成図
【図27】 撮像方向と画像の出力方向の関係を示す図
【図28】 1画像データの構造を示す図
【図29】 画像処理用バッファを備えた画像入力装置
の構成図
の構成図
【図30】 傾きセンサを備えた画像入力装置の構成図
【図31】 撮影画像の傾き補正の例を示す図
【図32】 傾きセンサの構成を示す図
【符号の説明】 10 画像入力装置 15 メモリーカード 26 固体撮像素子
Claims (8)
- 【請求項1】 固体撮像素子を移動させる移動装置と、
前記固体撮像素子に像を結ばせる光学系と、前記固体撮
像素子からの信号を処理する処理装置と、前記処理装置
からの信号を記録する記録媒体と、前記固体撮像素子、
前記移動装置及び前記処理装置を制御する制御装置とか
らなる画像入力装置において、前記移動装置によって固
体撮像素子が移動する場合の画像読み出しモードと前記
固体撮像装置が移動しない場合の画像読み出しモードと
を切り替えるスイッチを備えたことを特徴とする画像入
力装置。 - 【請求項2】 前記固体撮像素子は、各画素の露光面上
に色フィルタを形成してなることを特徴とする請求項1
記載の画像入力装置。 - 【請求項3】 前記固体撮像素子と前記光学系の間に色
フィルタ装置を設け、この色フィルタ装置を切り替える
ことにより色信号を読み出すことを特徴とする請求項1
記載の画像入力装置。 - 【請求項4】 前記移動装置によって固体撮像素子が移
動する場合の画像読み出しモードにおいて、信号読み出
し位置の色データが一つの位置について複数であること
を特徴とする請求項1記載の画像入力装置。 - 【請求項5】 前記移動装置によって固体撮像素子が移
動する場合の画像読み出しモードにおいて、信号読み出
し位置の色データが一つの位置について1つであること
を特徴とする請求項1記載の画像入力装置。 - 【請求項6】 固体撮像素子と記録媒体を備え、固体撮
像素子によって読み込んだ画像を記録媒体に記録する画
像入力装置において、前記固体撮像素子を移動させて等
価的に画素数を増やす手段を有し、少なくとも一つの発
光手段を内蔵するか、外部接続端子を通じて外部発光素
子と接続するかにより、固体撮像素子の移動に同期させ
て前記発光素子若しくは前記外部発光素子を発光させる
ことを特徴とする画像入力装置。 - 【請求項7】 単板若しくは単管の撮像素子と、前記撮
像素子の前面に設けられた色フィルタと、前記色フィル
タを切り替える色フィルタ切り替え装置と、前記色フィ
ルタからの種類に対応して前記撮像素子への入射光量を
制御する光量制御装置と、前記撮像素子に像を結ばせる
光学系と、前記撮像素子からの信号を処理する処理装置
と、前記処理装置からの信号を記録する記録媒体と、前
記撮像素子、前記色フィルタ切り替え装置、前記光量制
御装置、及び前記処理装置を制御する制御装置とからな
る画像入力装置。 - 【請求項8】 前記光量制御装置は、各色信号取り込み
時の色フィルタの種類に対応して前記撮像素子への入射
光の透過率が異なるフィルタ群を備え、所定の色フィル
タに対応して前記フィルタを切り替えることを特徴とす
る請求項7記載の画像入力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3065785A JPH05347766A (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 画像入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3065785A JPH05347766A (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 画像入力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05347766A true JPH05347766A (ja) | 1993-12-27 |
Family
ID=13297038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3065785A Pending JPH05347766A (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 画像入力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05347766A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6577341B1 (en) | 1996-10-14 | 2003-06-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Imaging apparatus |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP3065785A patent/JPH05347766A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6577341B1 (en) | 1996-10-14 | 2003-06-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Imaging apparatus |
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