JPS6246113B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6246113B2 JPS6246113B2 JP53021985A JP2198578A JPS6246113B2 JP S6246113 B2 JPS6246113 B2 JP S6246113B2 JP 53021985 A JP53021985 A JP 53021985A JP 2198578 A JP2198578 A JP 2198578A JP S6246113 B2 JPS6246113 B2 JP S6246113B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- color
- signal
- color light
- solid
- imaging device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Color Television Image Signal Generators (AREA)
- Processing Of Color Television Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は色ストライプフイルタと固体撮像デ
バイスを用いたカラーテレビジヨン撮像装置に係
り、特に少ない画素の固体撮像デバイスを用いて
比較的解像度の高い鮮明な画像が得られるように
したカラーテレビジヨン撮像装置に関する。
バイスを用いたカラーテレビジヨン撮像装置に係
り、特に少ない画素の固体撮像デバイスを用いて
比較的解像度の高い鮮明な画像が得られるように
したカラーテレビジヨン撮像装置に関する。
最近固体撮像デバイスを用いたカラーテレビカ
メラの研究開発が盛んに行われ実用化が間近かに
迫つている。固体撮像デバイスにはMOS電界効
果トランジスタを集積化したもの、CCD
（Charge Coupled Device）またはBBD（Bucket
Brigade Device）などの電荷転送素子を用いた
ものなどがあり、通常これらのデバイスを複数個
用いてカラーテレビカメラが作られている。
メラの研究開発が盛んに行われ実用化が間近かに
迫つている。固体撮像デバイスにはMOS電界効
果トランジスタを集積化したもの、CCD
（Charge Coupled Device）またはBBD（Bucket
Brigade Device）などの電荷転送素子を用いた
ものなどがあり、通常これらのデバイスを複数個
用いてカラーテレビカメラが作られている。
しかしこの方法では入射光を３色光に分割して
結像させるために色分解光学系が必要となり、更
に３個のデバイスから得られた画像を正確に重ね
合せることが必要となるため装置が複雑で高価に
なるという欠点があつた。そこで３原色に相当す
る赤、緑、青の各色光が透過する色フイルタを幅
30μｍ程度に細かく配列させた色ストライプフイ
ルタを用いて固体撮像デバイス１個でカラーテレ
ビカメラを構成することが試みられている。しか
しこの方法では赤緑青の３色で一画素を形成する
から解像度の不足が問題となる。日本、アメリカ
などで現在標準となつているカラーテレビジヨン
方式では水平の解像度は300TV本程度であり、こ
のためには水平方向に400画素、３色で１画素と
すると固体撮像デバイスでは1200画素が水平方向
に形成されなければならない。このような大きな
画素をもつ固体撮像デバイスを完全に作ることは
非常に難かしい。すなわち半導体基板の不均一製
造過程中でのゴミの付着などのために固体撮像デ
バイスのどこかに細かい欠陥が生じることが多
く、これが受像機の画面ではキズとなつて現われ
著しく画質を劣化することになる。したがつてで
きるだけ少ない画素数の固体撮像デバイスを用い
て解像度のよいカラー画像を得る必要がある。撮
像管を用いたカラーテレビカメラでは赤透過、緑
透過、青透過の三つの部分を順次配列させた３色
ストライプフイルタを用い、各色ごとに対応した
電極を分割させ３色信号を独立して得るようにし
た三電極方式の単管式カラーテレビカメラがあ
る。この方式では例えば水平方向に660本赤、
緑、青を１組とすると220組の３色ストライプフ
イルタを用いて300TV本の解像度を得ている。こ
れは赤緑青の３色で１画素とせず各色で輝度を表
現するようにして輝度信号のLPFのカツトオフ周
波数を高くしているためである。ところがこの方
式を固体撮像デバイスを用いたカラーテレビカメ
ラに通用することはできない。なぜなら、固体撮
像デバイスでは青感度が非常に悪いため、青の部
分の信号が極度に小さくなつてしまう。したがつ
て、Ｒ、Ｇ、Ｂの色ストライプフイルタを介した
固体撮像デバイスに無彩色光を入射すると、出力
信号ではＢ信号のみ小さいから３個に１個の出力
が小さくなり、色ストライプフイルタのピツチで
決まる搬送波の1/3の周波数のところにも搬送波
成分が生じてしまう。こうなると、本来の搬送波
のカツトオフ周波数を有するLPFでは上記1/3周
波数の搬送波成分が除去できず輝度信号に残つ
て、画面上では縦縞の妨害が現われ著しく画質を
損うことになる。
結像させるために色分解光学系が必要となり、更
に３個のデバイスから得られた画像を正確に重ね
合せることが必要となるため装置が複雑で高価に
なるという欠点があつた。そこで３原色に相当す
る赤、緑、青の各色光が透過する色フイルタを幅
30μｍ程度に細かく配列させた色ストライプフイ
ルタを用いて固体撮像デバイス１個でカラーテレ
ビカメラを構成することが試みられている。しか
しこの方法では赤緑青の３色で一画素を形成する
から解像度の不足が問題となる。日本、アメリカ
などで現在標準となつているカラーテレビジヨン
方式では水平の解像度は300TV本程度であり、こ
のためには水平方向に400画素、３色で１画素と
すると固体撮像デバイスでは1200画素が水平方向
に形成されなければならない。このような大きな
画素をもつ固体撮像デバイスを完全に作ることは
非常に難かしい。すなわち半導体基板の不均一製
造過程中でのゴミの付着などのために固体撮像デ
バイスのどこかに細かい欠陥が生じることが多
く、これが受像機の画面ではキズとなつて現われ
著しく画質を劣化することになる。したがつてで
きるだけ少ない画素数の固体撮像デバイスを用い
て解像度のよいカラー画像を得る必要がある。撮
像管を用いたカラーテレビカメラでは赤透過、緑
透過、青透過の三つの部分を順次配列させた３色
ストライプフイルタを用い、各色ごとに対応した
電極を分割させ３色信号を独立して得るようにし
た三電極方式の単管式カラーテレビカメラがあ
る。この方式では例えば水平方向に660本赤、
緑、青を１組とすると220組の３色ストライプフ
イルタを用いて300TV本の解像度を得ている。こ
れは赤緑青の３色で１画素とせず各色で輝度を表
現するようにして輝度信号のLPFのカツトオフ周
波数を高くしているためである。ところがこの方
式を固体撮像デバイスを用いたカラーテレビカメ
ラに通用することはできない。なぜなら、固体撮
像デバイスでは青感度が非常に悪いため、青の部
分の信号が極度に小さくなつてしまう。したがつ
て、Ｒ、Ｇ、Ｂの色ストライプフイルタを介した
固体撮像デバイスに無彩色光を入射すると、出力
信号ではＢ信号のみ小さいから３個に１個の出力
が小さくなり、色ストライプフイルタのピツチで
決まる搬送波の1/3の周波数のところにも搬送波
成分が生じてしまう。こうなると、本来の搬送波
のカツトオフ周波数を有するLPFでは上記1/3周
波数の搬送波成分が除去できず輝度信号に残つ
て、画面上では縦縞の妨害が現われ著しく画質を
損うことになる。
この発明は斯かる点に鑑みてなされたもので前
述したような比較的画素の少ない固体撮像デバイ
スを用いて特殊な色ストライプフイルタと組み合
せることにより解像度の高い鮮明な画像の得られ
るカラーテレビジヨン撮像装置を提供することを
目的とするものである。
述したような比較的画素の少ない固体撮像デバイ
スを用いて特殊な色ストライプフイルタと組み合
せることにより解像度の高い鮮明な画像の得られ
るカラーテレビジヨン撮像装置を提供することを
目的とするものである。
以下この発明の一実施例を図面を参照して詳細
に説明する。
に説明する。
第１図はこの発明に係るカラーテレビジヨン撮
像装置の構成を示したもので被写体１１の光学像
は撮像レンズ１２、色ストライプフイルタ１３を
介してCCD１４の感光面上に結像される。CCD
１４は同期発生回路１５の信号をもとに駆動回路
１６で発生された駆動パルスで駆動される。
CCD１４で光電変換された信号は増幅回路１７
で増幅された後LPF１８に加えられる。一方増幅
回路１７の出力は第１〜第３の検波回路１９〜２
１に加えられ、同期発生回路１５の信号をもとに
ゲート信号発生回路２２で発生されたゲート信号
によつて各色信号が検波される。そして第３の検
波回路２１の出力は引算回路２３に加えられ、第
２の検波回路２０の出力信号と引算されて青信号
となる。
像装置の構成を示したもので被写体１１の光学像
は撮像レンズ１２、色ストライプフイルタ１３を
介してCCD１４の感光面上に結像される。CCD
１４は同期発生回路１５の信号をもとに駆動回路
１６で発生された駆動パルスで駆動される。
CCD１４で光電変換された信号は増幅回路１７
で増幅された後LPF１８に加えられる。一方増幅
回路１７の出力は第１〜第３の検波回路１９〜２
１に加えられ、同期発生回路１５の信号をもとに
ゲート信号発生回路２２で発生されたゲート信号
によつて各色信号が検波される。そして第３の検
波回路２１の出力は引算回路２３に加えられ、第
２の検波回路２０の出力信号と引算されて青信号
となる。
次にこの動作を説明する。CCD１４は垂直512
画素、水平320画素から成る２次元CCDで、この
感光面上には第２図ａに示すような色ストライプ
フイルタ１３が形成されている。すなわち赤透過
部分２５、縁透過部分２６、青と緑、すなわちシ
アン透過部分２７がストライプ状に幅30μｍで多
数配列されたもので、これがCCD１４の各画素
に対応して設けられている。したがつてCCD１
４からの出力信号は第２図ｂのように色ストライ
プフイルタ１３に対応した赤、緑、シアンの３色
信号が順次変化した形となり、いわゆる点順次信
号となつている。一方同期発生回路１５からの信
号によつてゲート信号発生回路２２が駆動される
が、ここではカウンタが形成され第２図ｃ〜ｅに
示すように色ストライプフイルタ１３の各部分に
相当する３相の信号が得られる。第２図ｃは赤信
号、ｄは緑信号、ｅはシアン信号に対応した位相
関係となつている。したがつてこれらの信号は第
１〜第３の検波回路１９〜２１に加えられ、色ス
トライプフイルタ１３の各部分に対応した信号が
検波されることになる。ここでシアン信号には緑
信号が含まれているから引算回路２３で緑成分を
除去することにより青信号が得られ、このように
して赤、緑、青の３原色信号が得られる。一方輝
度信号は3MHzのカツトオフ周波数を有するLPF
１８で分離されて得られる。この輝度信号には、
1MHzの搬送波成分はほとんど含まれていない。
即ち、通常のカラーカメラに用いられる固体撮像
デバイスでは最大感度が得られる波長は550nｍ
〜650nｍの緑から赤の付近にある。したがつ
て、色ストライプフイルタのＧとＲの部分に対応
する撮像デバイス出力信号は大きい。一方、色ス
トライプフイルタのＣの部分は本来のＢの光の他
にＧの光が加算された分光特性を有しているた
め、他のＲまたはＧの部分からの出力信号とほぼ
等しい値の信号（正確にはＧの部分の信号より少
し大きい信号）が得られ、被写体が白黒の無彩色
の場合にはバランスのとれた出力となる。色スト
ライプフイルタのピツチが搬送波となるので、水
平320画素のこの実施例の場合搬送波は2.9MHz
となる。
画素、水平320画素から成る２次元CCDで、この
感光面上には第２図ａに示すような色ストライプ
フイルタ１３が形成されている。すなわち赤透過
部分２５、縁透過部分２６、青と緑、すなわちシ
アン透過部分２７がストライプ状に幅30μｍで多
数配列されたもので、これがCCD１４の各画素
に対応して設けられている。したがつてCCD１
４からの出力信号は第２図ｂのように色ストライ
プフイルタ１３に対応した赤、緑、シアンの３色
信号が順次変化した形となり、いわゆる点順次信
号となつている。一方同期発生回路１５からの信
号によつてゲート信号発生回路２２が駆動される
が、ここではカウンタが形成され第２図ｃ〜ｅに
示すように色ストライプフイルタ１３の各部分に
相当する３相の信号が得られる。第２図ｃは赤信
号、ｄは緑信号、ｅはシアン信号に対応した位相
関係となつている。したがつてこれらの信号は第
１〜第３の検波回路１９〜２１に加えられ、色ス
トライプフイルタ１３の各部分に対応した信号が
検波されることになる。ここでシアン信号には緑
信号が含まれているから引算回路２３で緑成分を
除去することにより青信号が得られ、このように
して赤、緑、青の３原色信号が得られる。一方輝
度信号は3MHzのカツトオフ周波数を有するLPF
１８で分離されて得られる。この輝度信号には、
1MHzの搬送波成分はほとんど含まれていない。
即ち、通常のカラーカメラに用いられる固体撮像
デバイスでは最大感度が得られる波長は550nｍ
〜650nｍの緑から赤の付近にある。したがつ
て、色ストライプフイルタのＧとＲの部分に対応
する撮像デバイス出力信号は大きい。一方、色ス
トライプフイルタのＣの部分は本来のＢの光の他
にＧの光が加算された分光特性を有しているた
め、他のＲまたはＧの部分からの出力信号とほぼ
等しい値の信号（正確にはＧの部分の信号より少
し大きい信号）が得られ、被写体が白黒の無彩色
の場合にはバランスのとれた出力となる。色スト
ライプフイルタのピツチが搬送波となるので、水
平320画素のこの実施例の場合搬送波は2.9MHz
となる。
被写体が無彩色の場合Ｒ、Ｇ、Ｃの色ストライ
プフイルタを介した固体撮像デバイスの出力が、
アンバランスとなり、例えばＣだけの出力が小さ
いと仮定すると、３個に１個の出力が小さくなつ
てしまうので、本来の2.9MHz搬送波の他に
2.9MHz／３＝0.97MHz、即ち約1MHzのところ
に搬送波成分が生じてしまう。こうなると、カツ
トオフ周波数が3MHzのLPFを通しただけでは上
記1MHzの成分を完全には除去できず良質の輝度
信号を得ることができなく、画質の劣化を生ず
る。
プフイルタを介した固体撮像デバイスの出力が、
アンバランスとなり、例えばＣだけの出力が小さ
いと仮定すると、３個に１個の出力が小さくなつ
てしまうので、本来の2.9MHz搬送波の他に
2.9MHz／３＝0.97MHz、即ち約1MHzのところ
に搬送波成分が生じてしまう。こうなると、カツ
トオフ周波数が3MHzのLPFを通しただけでは上
記1MHzの成分を完全には除去できず良質の輝度
信号を得ることができなく、画質の劣化を生ず
る。
ところが、上述のように本発明のこの実施例で
は、Ｒ、Ｇ、Ｃ色ストライプフイルタを用いた固
体撮像デバイスの出力はバランスがとれた出力と
なるので、上記1MHzの成分はほとんど生じない
から、3MHzのカツトオフ周波数を有するLPF１
８によつて搬送波成分をほぼ完全に除去した輝度
信号が得られる。結局、上述のような画質の劣化
はほとんど生じない。
は、Ｒ、Ｇ、Ｃ色ストライプフイルタを用いた固
体撮像デバイスの出力はバランスがとれた出力と
なるので、上記1MHzの成分はほとんど生じない
から、3MHzのカツトオフ周波数を有するLPF１
８によつて搬送波成分をほぼ完全に除去した輝度
信号が得られる。結局、上述のような画質の劣化
はほとんど生じない。
以上説明したようにこの発明によれば比較的画
素数の少ないCCDを１個用いて解像度の高い鮮
明なカラー画像を得ることができるという大きな
特徴がある。即ち、第１又は第２の色光と第３の
色光から成る第４の色光透過部分を有する色スト
ライプを用い、一次的には第１、第２の色光信号
と共に第４の色光信号を得る。したがつて、第
１、第２の色光に比して第３の色光に対する感度
が低い固体撮像デバイスを用いるにも拘らず、出
力信号の振幅差が比較的少なくそろつた信号が得
られるために縦感度の差に起因する縦縞が画面に
発生することなく輝度信号の周波数帯域を広くと
れ、したがつて解像力の高いカラー画像が得られ
る。
素数の少ないCCDを１個用いて解像度の高い鮮
明なカラー画像を得ることができるという大きな
特徴がある。即ち、第１又は第２の色光と第３の
色光から成る第４の色光透過部分を有する色スト
ライプを用い、一次的には第１、第２の色光信号
と共に第４の色光信号を得る。したがつて、第
１、第２の色光に比して第３の色光に対する感度
が低い固体撮像デバイスを用いるにも拘らず、出
力信号の振幅差が比較的少なくそろつた信号が得
られるために縦感度の差に起因する縦縞が画面に
発生することなく輝度信号の周波数帯域を広くと
れ、したがつて解像力の高いカラー画像が得られ
る。
また色ストライプフイルタの構成が簡単である
ため製造がしやすい上に簡単な引算回路を付加す
るだけで簡単に３原色信号を得ることができるた
めに色分離回路の構成が簡単で、しかも調整がし
やすい利点がある。
ため製造がしやすい上に簡単な引算回路を付加す
るだけで簡単に３原色信号を得ることができるた
めに色分離回路の構成が簡単で、しかも調整がし
やすい利点がある。
また検波回路はＲ、Ｇ、Ｃとも全く同じものが
使用できるから色分離がしやすく色バランスのよ
いカラー画像が得られる利点がある。
使用できるから色分離がしやすく色バランスのよ
いカラー画像が得られる利点がある。
上記実施例では色ストライプフイルタの構成で
Ｒ、Ｇ、Ｃの場合を示したが、Ｃの代わりにマゼ
ンタ（青、赤透過）Ｍを用いてもよい。この場合
には青信号を得るためにマゼンタ信号から赤信号
を引算することによつて前述したと同様に簡単に
色分離を行うことができる。
Ｒ、Ｇ、Ｃの場合を示したが、Ｃの代わりにマゼ
ンタ（青、赤透過）Ｍを用いてもよい。この場合
には青信号を得るためにマゼンタ信号から赤信号
を引算することによつて前述したと同様に簡単に
色分離を行うことができる。
また固体撮像デバイスとして２次元のCCDを
用いる場合を示してきたが、BBDなどの電荷転
送デバイス、MOS型FETなどの固体撮像デバイ
スの場合にも同様に適用できることは勿論であ
る。
用いる場合を示してきたが、BBDなどの電荷転
送デバイス、MOS型FETなどの固体撮像デバイ
スの場合にも同様に適用できることは勿論であ
る。
なお輝度信号を分離するために増幅回路１７の
出力信号を直接LPF１８に加えたが、その間にサ
ンプルホールド回路などの検波回路を設けること
もできる。
出力信号を直接LPF１８に加えたが、その間にサ
ンプルホールド回路などの検波回路を設けること
もできる。
第１図はこの発明のカラーテレビジヨン撮像装
置の一実施例の構成図、第２図ａはこの発明のカ
ラーテレビジヨン撮像装置に用いる色ストライプ
フイルタの構成図、第２図ｂは第１図に示した
CCDから得られる信号波形図、第２図ｃ〜ｅは
第１図の検波回路に加えられる色分離のためのゲ
ート信号波形図である。 １３……色ストライプフイルタ、１４……
CCD、１５……同期発生回路、１８……LPF、
１９〜２１……検波回路、２２……ゲート信号発
生回路、２３……引算回路。
置の一実施例の構成図、第２図ａはこの発明のカ
ラーテレビジヨン撮像装置に用いる色ストライプ
フイルタの構成図、第２図ｂは第１図に示した
CCDから得られる信号波形図、第２図ｃ〜ｅは
第１図の検波回路に加えられる色分離のためのゲ
ート信号波形図である。 １３……色ストライプフイルタ、１４……
CCD、１５……同期発生回路、１８……LPF、
１９〜２１……検波回路、２２……ゲート信号発
生回路、２３……引算回路。
Claims (1)
- １ 被写体に含まれる第１の色光を透過する部
分、第２の色光を透過する部分、および第１又は
第２の色光と第３の色光から成る第４の色光を透
過する部分を順次ストライプ状に配列して成る色
ストライプフイルタと、第３の色光に対する感度
が第１の色光および第２の色光に対する感度より
も低く前記色ストライプフイルタを介して結像さ
れた被写体の光学像を電気信号に変換する固体撮
像デバイスと、この固体撮像デバイスの出力信号
をローパスフイルタに通して輝度信号を得る手段
と、前記固体撮像デバイスの出力信号からそれぞ
れ第１、第２および第４の色光信号を分離すると
ともにこの分離された第４の色光信号からこの信
号に含まれる第１又は第２の色光信号を減算する
手段とを備えることを特徴とするカラーテレビジ
ヨン撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2198578A JPS54116128A (en) | 1978-03-01 | 1978-03-01 | Color television pick up unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2198578A JPS54116128A (en) | 1978-03-01 | 1978-03-01 | Color television pick up unit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54116128A JPS54116128A (en) | 1979-09-10 |
| JPS6246113B2 true JPS6246113B2 (ja) | 1987-09-30 |
Family
ID=12070309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2198578A Granted JPS54116128A (en) | 1978-03-01 | 1978-03-01 | Color television pick up unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54116128A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5775084A (en) * | 1980-10-29 | 1982-05-11 | Nec Home Electronics Ltd | Solid-state image pickup device |
-
1978
- 1978-03-01 JP JP2198578A patent/JPS54116128A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54116128A (en) | 1979-09-10 |
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