JP4460751B2

JP4460751B2 - 撮像素子および撮像装置

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Publication number: JP4460751B2
Application number: JP2000358150A
Authority: JP
Inventors: 圭一森; 英明吉田
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2000-11-24
Filing date: 2000-11-24
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2020-11-24
Also published as: JP2002165226A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＣＣＤ等の撮像素子およびそれを用いて被写体像の撮像を行なう撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
単板カラー撮像素子を用いた撮像装置は広く普及して各方面で用いられている。一方で、ダイナミックレンジの不足も指摘されており、さまざまな解決策が提案されている。
【０００３】
同色で感度絶対値（フィルタ濃度）が異なる画素情報からダイナミックレンジの拡大した画像を得る技術は公知であり、特に複ベイヤ配列の同色ブロック内の画素に適用したものが特開２０００−０６９４９１号に記載されている。これは縦横各２画素からなる４画素ブロックを単位画素と見做し（このような見做し単位画素を、本明細書では複画素と称し、複画素によって構成される行や列を複行、複列と称する）、この複画素がＲＧＢベイヤ配列を構成した撮像素子において、複画素を構成する４画素の同色フィルタを全て異なる濃度にしたり、あるいは縦または横２列ずつに高低２つの濃度の同色フィルタを配置して、複画素内に異なる感度の画素を設けることでダイナミックレンジの広い画素情報を得るものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記したような従来の構成はその効果はあるものの、以下に述べるような不具合を有する。すなわち濃度の異なる画素は、同色とはいえその有意に機能する露光量レンジが異なっているから、結局は画素情報サンプリング点としては異なるものである。従って、そのサンプリング周波数に対して高周波な画像情報が入力された場合にはエリアシング（モアレ）による偽信号を生じる。
【０００５】
原理的な難点を見出しやすくするために議論を単純化して、縦２列ずつに露光量レンジがオーバーラップしない高低２つの感度の画素が配されている場合を取り上げ、被写体入力として黒（０レベル）と露光量レンジのクロスオーバーポイントに相当するグレイレベル（ＣＯＧレベル）とが原画素の画素ピッチｐで並んでいる縦縞を考える。これは周期２ｐすなわち周波数１／２ｐの１次元波である。この様子を図６に示す。
【０００６】
図６（ａ）はフィルタ配列を示しており、Ｌはフィルタ濃度の低い高感度（ｌｉｇｈｔ）の画素、またｄはフィルタ濃度の高い低感度ｄ（ｄａｒｋ）の画素を示している。縦横各２画素からなるどの複画素についても高感度Ｌの画素と低感度ｄの画素の並びは同じである。前述のように高感度Ｌの画素と低感度ｄの画素の露光量レンジがオーバーラップしない場合を想定すると、それら高低２つの感度の画素それぞれの光電変換特性は図６（ｃ）のようになる。
【０００７】
この場合、被写体輝度に対応する露光量が０レベルである場合は高感度Ｌ，低感度ｄのいずれの画素でも有意な出力を生じない（ノイズレベル以下となる。以下においては簡単のためこれを０レベル出力と称する）が、ＣＯＧレベルの場合は高感度Ｌ側では飽和レベル出力を生じるが、低感度ｄ側の出力レベルは０レベルとなることによって、ＣＯＧレベルであることが検出される。従ってこの場合、サンプリング位相のずれによって各複画素の出力は０レベルからＣＯＧレベルまで異なることになり偽信号（モアレ）となる。例えば、図６（ｂ）に示すように、高感度Ｌ側に黒、低感度ｄ側にグレイが重なる場合はＬ，ｄいずれの画素でも有意な出力を生じないため複画素の出力は０レベルであるので黒ベタ出力となってしまい、逆に黒とグレイの位相が反転している場合はＬ画素で飽和レベルを生じることから、複画素の出力はＣＯＧレベルと検出されてしまいグレイベタ出力となってしまう。
【０００８】
なお、上記では露光量レンジにオーバーラップが無いと単純化したが、オーバーラップがあっても２つの画素のダイナミックレンジが同一でない限り（この技術の目的から同一では有り得ないことは自明）、一方のレンジを逸脱した領域での上記高周波入力に対しては同様の偽信号が発生することは明らかである。また横２列の場合は横縞を考えれば同じであり、また４画素とも異なる濃度の場合はサンプリング点がさらに減少することになる（同一特性画素は複画素あたり１画素のみ）から縦縞、横縞のいずれに対しても同様の現象を生じることになる。
【０００９】
また、複ベイヤ配列を使用している関係から、別途色コーディングに基づくサンプリングモアレが発生し、これを防止するため水晶などの光学ＬＰＦが使用されることは前提であるが、このトラップ周波数は色サンプリング周波数に対応して設計されるものであるから、光線分離幅（ずらし量）は縦横とも２ｐ（トラップ周波数１／４ｐ）であり、上記問題となる入力周波数近傍には無効である。
【００１０】
本発明は上述の事情を考慮してなされたみのであり、その目的とするところは、偽信号の発生を招くことなくダイナミックレンジを拡大できるようにし、十分な画質向上を図ることが可能な撮像素子および撮像装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、本発明は、隣接する複数の画素からなる単位画素ブロックたる複画素に対して同色の相対分光感度を付与するとともに、前記各複画素に対しては所定数の異色の相対分光感度を付与することによって色コーディングを成した単板カラー撮像素子であって、前記各複画素内の複数の同色画素に対しては高低２種類の感度を付与しこれらを市松配置させ、前記撮像素子の色配列は、前記複画素が縦２×横２の正方４画素ブロックであり且つ前記色コーディング配列がベイヤ配列である複ベイヤ配列であって、前記複画素内における前記高低２感度の市松配置たる対角配置の交差パターンを各複画素毎に変化させたことを特徴とする。
【００１２】
このように複画素内に高低２種類の感度の画素を市松配置することにより、縦および横のどちらの方向についても感度の異なる同色画素が隣接して配置されることになる。このため、上述したような高周波の縦縞や横縞が入力された場合でも高低２種類の画素出力を平均化して得ることができるので、偽信号（モアレ）は生じない。また斜め方向については同感度の画素が並んで配置されることになるものの、正方画素であれば斜め方向から見た高低２種類の画素間の画素ピッチは縦または横方向から見た高低２種類の画素間の画素ピッチよりも狭くなるため、斜め方向に入力される縞に対してもある程度の周波数までは偽信号の発生を抑制することができる。よって、モアレ等の偽信号の発生を招くことなく、高低２種類の感度の画素を利用して複画素のダイナミックレンジ拡大を図ることが可能となる。
【００１３】
また、前記複画素が縦２×横２の正方４画素ブロックであり且つ前記色コーディング配列がベイヤ配列である複ベイヤ配列を使用する場合は、前記複画素内における前記高低２感度の市松配置たる対角配置の交差パターンを各複画素毎に変化させることが好ましい。この場合、交差パターンは同一の複行に関しては同一で、隣接する複行毎に変化するように構成したり、あるいは同一の複列に関しては同一であり、隣接する複列毎に変化するように構成することができる。これら構成により、斜め方向から見た場合でも複画素毎に高低２種類の感度の並びを交互に変えることができ同感度の画素が連続するのを１複画素内に留めることが可能となるので、縦縞、横縞の場合と同じく、斜め方向に入力される縞に対しても複画素間のサンプリング位相のずれによる偽信号の発生を十分に抑制することができる。
【００１４】
また、複ベイヤ配列としては、前記色コーディング配列がＲＧＢベイヤ配列であるところのＲＧＢ複ベイヤ配列を用いることができる。
【００１５】
また、本発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の撮像素子と、前記撮像素子を駆動して撮像信号を読み出す駆動手段と、前記撮像信号に基づいて所定フォーマットの画像信号を生成可能な画像信号生成手段であって、前記複画素内の高低２種類の感度の画素情報に基づいて、当該複画素に関する広ダイナミックレンジ情報を生成するように構成された画像信号生成手段とを具備することを特徴とする。この撮像装置によれば、高低２種類の感度の画素情報を用いることにより各複画素の情報のダイナミックレンジを拡大でき、高画質の画像を得ることができる。この場合、画像信号生成に際しては、複画素内の高低２種類の感度の画素情報の加算結果を利用することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１には、本発明の一実施形態に係わる撮像装置の構成が示されている。ここでは、デジタルカメラとして実現した場合を例示して説明することにする。
【００１７】
図中１０１は各種レンズからなる撮像レンズ系、１０２はレンズ系１０１を駆動するためのレンズ駆動機構、１０３はレンズ系１０１の絞りを制御するための露出制御機構、１０４はローパスおよび赤外カット用の光学フィルタ、１０５は色フィルタを内蔵したＣＣＤカラー撮像素子、１０６は撮像素子１０５を駆動するためのＣＣＤドライバ、１０７はＡ／Ｄ変換器等を含むプリプロセス回路、１０８は色信号生成処理，マトリックス変換処理，その他各種のデジタル処理を行なうためのデジタルプロセス回路、１０９はカードインターフェース、１１０は撮影画像を記録するためのメモリカード、１１１はＬＣＤ画像表示系を示している。
【００１８】
また、図中の１１２は各部を統括的に制御するためのシステムコントローラ（ＣＰＵ）、１１３は各種ＳＷからなる操作スイッチ系、１１４は操作状態及びモード状態等を表示するための操作表示系、１１５はレンズ駆動機構１０２を制御するためのレンズドライバ、１１６は発光手段としてのストロボ、１１７は露出制御機構１０３およびストロボ１１６を制御するための露出制御ドライバ、１１８は各種設定情報等を記憶するための不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）を示している。
【００１９】
ＣＣＤ撮像素子１０５としては、プログレッシブスキャン（順次走査）型でインターライン構造のものが使用される。このＣＣＤ撮像素子１０５においては、フォトダイオードからなる光電変換領域（画素部）が行及び列のマトリクス状に配置されており、かつ垂直方向の１列分の画素部毎に垂直転送路が設けられ、また垂直転送路それぞれに共通の水平転送路が設けられている。各画素部からの信号はまず垂直転送路に移送された後、垂直転送路を介して水平転送路に転送され、そして出力アンプ（フローティングディフュージョンアンプＦＤＡ：Floating
Diffusion Amplifier）を通して読み出される。
【００２０】
ＣＣＤ撮像素子１０５の色フィルタの構造は図２以降で詳述するが、２×２の４画素ブロックが同色で、ブロックを単位とした場合の配列がベイヤ配列であるような複ベイヤ配列が用いられている。この場合、本実施形態では、偽信号（モアレ）の発生を招くことなくダイナミックレンジ（Ｄレンジ）の拡大を図るために、４画素ブロックからなる各複画素内に高低２つの濃度の同色フィルタを市松状に、すなわち対角配置している。
【００２１】
本実施形態のデジタルカメラにおいては、システムコントローラ１１２が全ての制御を統括的に行っており、ＣＣＤドライバ１０６によりＣＣＤ撮像素子１０５の駆動を制御して露光（電荷蓄積）及び信号の読み出しを行い、それをプリプロセス回路１０７を介してディジタルプロセス回路１０８に取込んで所定フォーマットの記録用の画像信号を生成した後にカードインターフェース１０９を介してメモリカード１１０に記録するようになっている。
【００２２】
システムコントローラ１１２には、画素加算駆動制御部１１２ａと広Ｄレンジ情報生成制御部１１２ｂが設けられている。画素加算駆動制御部１１２ａはＣＣＤドライバ１０６を用いてＣＣＤ撮像素子１０５の駆動を制御して同色加算読み出しを実行するためのものであり、この同色加算読み出しにより複画素内の高低２種類の感度の画素情報を加算してＣＣＤ撮像素子１０５から読み出すことができる。広Ｄレンジ情報生成制御部１１２ｂは、同色加算読み出しで得られた加算信号、または非加算読み出しにより各複画素から個別に読み出された高低２種類の感度の画素情報を用いて、各複画素に関する広ダイナミックレンジ情報を生成する。
【００２３】
次に、図２を参照して、ＣＣＤ撮像素子１０５のフィルタ配列について説明する。
【００２４】
図２（ａ）は本実施形態で用いられるフィルタ配列の第１の例を示している。このフィルタ配列は２×２の４画素ブロックから成る複画素を単位としたＲＧＢ複ベイヤ配列であり、各複画素（同色単位画素ブロック）内に高低２感度を市松（図示のように４画素の場合は対角）配置した構成となっている。
【００２５】
Ｒの複画素はＲの分光感度特性を持つ２×２の４画素から構成されるが、このうちの対角配置された２画素はフィルタ濃度の低い高感度画素（ＬＲ）であり、別の対角配置された２画素はフィルタ濃度の高い低感度画素（ｄＲ）である。同様に、Ｇの複画素についても同じＧの分光感度特性を持つ２×２の４画素から構成され、このうちの対角配置された２画素はフィルタ濃度の低い高感度画素（ＬＧ）であり、別の対角配置された２画素はフィルタ濃度の高い低感度画素（ｄＧ）である。さらに、Ｂの複画素についても同様であり、対角配置された２つの高感度画素（ＬＢ）と別の対角配置された２つの低感度画素（ｄＢ）とから構成されている。複画素を単位とした場合の配列はＲＧＢのベイヤ配列であるので、複画素の色の違いを無視して考えれば、画素配列全体にわたって高低２種類の感度の画素（Ｌ，ｄ）が市松配置された形式となっている。
【００２６】
図２（ａ）では２感度対角配置の交差パターンは全ての複画素で共通となっており、低感度の２画素（ｄ）は左下および右上に配置され、高感度の２画素（Ｌ）は左上および右下に配置されている。
【００２７】
このように高低２種類の感度の画素（Ｌ，ｄ）を市松配置することにより、縦および横のどちらの方向についても各画素内では感度の異なる同色画素（Ｌ，ｄ）が隣接して配置されることになる。このため、図６で説明したような高周波の縦縞や横縞が入力された場合でもサンプリング位相のずれによらずに高低２種類の画素出力を各複画素毎に平均化して得ることができるので、偽信号（モアレ）は生じない。また斜め方向については同感度の画素が並んで配置されることになるものの、図２（ａ）に示すように斜め方向から見た高低２種類の画素間の画素ピッチＰ’は縦または横方向から見た高低２種類の画素間の画素ピッチＰよりも狭くなる（Ｐ’＝Ｐ／２^１／２）ため、斜め方向に入力される縞に対してもある程度の周波数までは偽信号の発生を抑制することができる。よって、モアレ等の偽信号の発生を招くことなく、高低２種類の感度の画素を利用して複画素のダイナミックレンジ拡大を図ることが可能となる。
【００２８】
図２（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれ本実施形態で用いられるフィルタ配列の別の例を示している。これら配列は斜め方向に入力される縞に対しても複画素間のサンプリング位相のずれによる偽信号の発生を十分に抑制できるように２感度対角配置の交差パターンを複画素によって変化させた場合の例である。
【００２９】
すなわち、図２（ｂ）は、２感度対角配置の交差パターンを同一の複行に関しては同一で、隣接する複行単位で変化させた場合を示している。この図２（ｂ）では、奇数番目の複行（１，３，５，…）では２感度対角配置の交差パターンは図２（ａ）と同じであるが（左下および右上が低感度ｄで、左上および右下が高感度Ｌ）、偶数番目の複行（２，４，６，…）では２感度対角配置の交差パターンは図２（ａ）とは逆のパターン（左下および右上が高感度Ｌで、左上および右下が低感度ｄ）になっている。図２（ｃ）も２感度対角配置の交差パターンを複行単位で変化させた例であり、ここでは図２（ｂ）とは逆に、偶数番目の複行では２感度対角配置の交差パターンを図２（ａ）と同じにし、奇数番目の複行では２感度対角配置の交差パターンを図２（ａ）とは逆のパターンにしている。
【００３０】
図２（ｄ）は２感度対角配置の交差パターンを同一の複列に関しては同一で、隣接する複列単位で変化させた場合を示している。この図２（ｄ）では、奇数番目の複列（１，３，５，…）では２感度対角配置の交差パターンは図２（ａ）と同じであるが（左下および右上が低感度ｄで、左上および右下が高感度Ｌ）、偶数番目の複列（２，４，６，…）では２感度対角配置の交差パターンは図２（ａ）とは逆のパターン（左下および右上が高感度Ｌで、左上および右下が低感度ｄ）になっている。図２（ｅ）も２感度対角配置の交差パターンを複列単位で変化させた例であり、ここでは図２（ｄ）とは逆に、偶数番目の複列では２感度対角配置の交差パターンを図２（ａ）と同じにし、奇数番目の複列では２感度対角配置の交差パターンを図２（ａ）とは逆のパターンにしている。
【００３１】
次に、図２のようなフィルタ配列を有する撮像素子１０５で得られる撮像信号に対する信号処理について説明する。
【００３２】
ここでは説明を簡単にするために、高感度Ｌの画素と低感度ｄの画素の露光量レンジがオーバーラップしない場合を想定する。この場合、高低２つの感度の画素Ｌ，ｄのそれぞれの光電変換特性は図３のようになる。これら高低２つの感度の画素Ｌ，ｄからの信号を用いることにより、例えば図３に点線で示すように、撮像可能な被写体の輝度レベル（露光量）のレンジが広がり、各複画素に関して広ダイナミックレンジの画素情報を生成することができる。広ダイナミックレンジ情報の生成は、大別して、同色加算読み出しを利用する場合と、非加算読み出しにより各複画素から個別に読み出された高低２種類の感度の画素情報を利用する場合の２通りがある。
【００３３】
まず、図４を参照して、同色加算読み出しを利用する場合の信号処理動作を説明する。
まず、画素加算駆動制御部１１２ａがＣＣＤドライバ１０６を用いてＣＣＤ撮像素子１０５の駆動を制御して同色加算読み出しを実行することにより、各複画素毎にそれを構成する垂直・水平各２画素の計４画素の加算読み出しが行われる（ステップＳ１０１）。この加算読み出しでは、通常の２倍の速度で垂直転送路を駆動することにより、１水平ブランキング期間に２ライン分の垂直転送が行われる。これにより、各複画素における縦２画素が水平転送路上で加算される。垂直加算後の画素情報（加算平均情報）は水平転送路を介して出力アンプ（ＦＤＡ）に送られる。そして、通常はＦＤＡには１画素当たり１パルスの割合でリセットパルスが供給されるが、１リセットパルスに対して２画素分の水平転送が行われるように水平転送駆動またはリセットパルスの供給タイミングを制御することにより、水平方向に隣接する垂直加算後の２画素同士がＦＤＡにて加算されて読み出される。このようにして、各複画素毎に２×２の４画素の加算結果（加算平均）がＣＣＤ撮像素子１０５から撮像信号として読み出される。
【００３４】
この加算後の撮像信号はＡ／Ｄ変換された後にデジタルプロセス回路１０８に送られる。加算後の撮像信号に対して直接的に例えば階調処理（γ、ニー、セットアップ）や色バランス処理など従来公知の任意の信号処理を適用して記録用の画像を生成してもよいが、本例では、通常のγ補正処理（ステップＳ１０３）に先だって、階調適正化のための処理（ステップＳ１０２）が広Ｄレンジ情報生成制御部１１２ｂの制御の下にデジタルプロセス回路１０８内で行われる。階調適正化処理（ステップＳ１０２）は、加算信号を通常のγ補正処理に入力する前に行なわれる前処理であり、ここでは加算信号のレベルから元の入力露光量レベル（被写体輝度）が推定され、それに基づいて加算信号の階調補正が行われる。
【００３５】
すなわち、高低2感度の画素情報を加算しているため、高感度のＬ画素が飽和する領域とそうでない領域では光電変換特性が異なり、全体としては折れ線状の非線型特性となってしまうため、出力信号レベルの大きさによる場合分け処理を行なうことで入力露光量に比例した信号（線形信号）を算出するものである。処理の一例を挙げれば、撮像素子出力をＳ_０（ただし飽和レベル＝最大値をＳ_ＭＡＸとする）、補正後の線形信号をＳ、Ｌ画素に対するｄ画素の感度比をｒ（＜１）としたとき例えば、
Ｓ＝Ｓ_０／（１＋ｒ）：ただしＳ_０≦（１＋ｒ）・Ｓ_ＭＡＸ／２のとき
＝（Ｓ_０−Ｓ_ＭＡＸ／２）／ｒ：ただしＳ_０≧（１＋ｒ）・Ｓ_ＭＡＸ／２のとき
とすれば良い。
【００３６】
なお、通常、感度の異なる高低２つの画素の露光量レンジは一部オーバーラップさせるのが望ましいが、上述の階調適正化処理（ステップＳ１０２）を行うことにより、露光量レンジをオーバーラップさせた場合でも入力露光量に比例した線形信号を正しく求め、それをγ補正処理（ステップＳ１０３）のγ補正テーブルにかけることが可能となる。
【００３７】
次に、図５を参照して、非加算読み出しを利用する場合の信号処理動作を説明する。
まず、画素加算駆動制御部１１２ａがＣＣＤドライバ１０６を用いてＣＣＤ撮像素子１０５の駆動を制御して各画素それぞれを個別に読み出すための通常の非加算読み出しが行われる（ステップＳ１１１）。ＣＣＤ撮像素子１０５から読み出された撮像信号はＡ／Ｄ変換された後にデジタルプロセス回路１０８に送られ、そこで複画素毎に広Ｄレンジ情報を得るための演算処理が広Ｄレンジ情報生成制御部１１２ｂの制御の下に実行される。
【００３８】
すなわち、各複画素毎に、対角配置された同感度の２画素からの信号同士をデジタル加算する処理が行われ（ステップＳ１１２）、これにより低感度画素ｄ同士の加算信号と、高感度画素Ｌ同士の加算信号とが得られる。次いで、複画素毎に低感度画素ｄ同士の加算信号と高感度画素Ｌ同士の加算信号を合成する処理が行われる（ステップＳ１１３）。この合成処理では、例えば高感度画素Ｌ同士の加算信号である高感度出力側を主として用い、その飽和レベル近傍以上の高輝度領域の信号については低感度画素ｄ同士の加算信号である低感度出力側を用いて補完するという処理が行われる。またこの合成処理では、前述したステップＳ１０２と同様に線形信号を得る目的で、ゲイン補正処理が必要に応じて高感度出力および低感度出力に対してそれぞれ行われる。すなわち、Ｌ、ｄの感度比ｒを考慮して低感度出力に対しては高感度出力よりも高いゲイン（相対的に１／ｒ倍）を与えるようになっている。そして、合成後の信号に対して通常のγ補正処理（ステップＳ１１４）が実行され、さらにニー、セットアップや色バランス処理などの必要な各信号処理を経て記録画像が生成される。
【００３９】
なお、この他にも次のような様々な実施形態が考えられる。
【００４０】
撮像素子の色配列は、複ベイヤに限らず任意の複カラー配列で良い。また複画素の構成画素数は４画素に限らずそのカラー配列と生成目的の画像の画素密度が許す限りにおいて、任意数を用いることが可能である。
【００４１】
また、高低２種類の感度の画素情報の加算に際しては、例えば垂直方向の２画素の加算のみを素子内で行い、水平加算は素子外でデジタル演算によって行うようにしてもよい。
【００４２】
また、本発明のフィルタ配列および広Ｄレンジ情報生成のための信号処理はデジタルスチルカメラに限らず、デジタルムービーにも適用することが可能である。
【００４３】
また、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、偽信号の発生を招くことなくダイナミックレンジを拡大することができ、十分な画質向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態で使用される固体撮像素子のフィルタ構造を示す図。
【図３】同実施形態で使用される高濃度フィルタと低濃度フィルタの輝度レンジ特性の一例を示す図。
【図４】同実施形態に適用される広Ｄレンジ情報生成のための信号処理の例を説明するための図。
【図５】同実施形態に適用される広Ｄレンジ情報生成のための信号処理の他の例を説明するための図。
【図６】従来のフィルタ配置とその問題点を説明するための図。
【符号の説明】
１０１…レンズ系
１０２…レンズ駆動機構
１０３…露出制御機構
１０４…フィルタ
１０５…ＣＣＤカラー撮像素子
１０６…ＣＣＤドライバ
１０７…プリプロセス部
１０８…デジタルプロセス部
１０９…カードインターフェース
１１０…メモリカード
１１１…ＬＣＤ画像表示系
１１２…システムコントローラ（ＣＰＵ）
１１２ａ…画素加算駆動制御部
１１２ｂ…広Ｄレンジ情報生成制御部
１１８…不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）
ＬＲ，ＬＧ，ＬＢ…低濃度フィルタ（高感度画素）
ｄＲ，ｄＧ，ｄＢ…高濃度フィルタ（低感度画素）

Claims

隣接する複数の画素からなる単位画素ブロックたる複画素に対して同色の相対分光感度を付与するとともに、前記各複画素に対しては所定数の異色の相対分光感度を付与することによって色コーディングを成した単板カラー撮像素子であって、前記各複画素内の複数の同色画素に対しては高低２種類の感度を付与しこれらを市松配置させ、前記撮像素子の色配列は、前記複画素が縦２×横２の正方４画素ブロックであり且つ前記色コーディング配列がベイヤ配列である複ベイヤ配列であって、前記複画素内における前記高低２感度の市松配置たる対角配置の交差パターンを各複画素毎に変化させたことを特徴とする撮像素子。
前記交差パターンは同一の複行に関しては同一であり、隣接する複行毎に変化するように構成されたものであることを特徴とする請求項１記載の撮像素子。
前記交差パターンは同一の複列に関しては同一であり、隣接する複列毎に変化するように構成されたものであることを特徴とする請求項１記載の撮像素子。
前記複ベイヤ配列は、前記色コーディング配列がＲＧＢベイヤ配列であるところのＲＧＢ複ベイヤ配列であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の撮像素子。
請求項１乃至４のいずれか１項記載の撮像素子と、前記撮像素子を駆動して撮像信号を読み出す駆動手段と、前記撮像信号に基づいて所定フォーマットの画像信号を生成可能な画像信号生成手段であって、前記複画素内の高低２種類の感度の画素情報に基づいて、当該複画素に関する広ダイナミックレンジ情報を生成するように構成された画像信号生成手段とを具備することを特徴とする撮像装置。
前記複画素内の高低２種類の感度の画素情報を加算する画素加算手段をさらに具備し、前記画像信号生成手段は、前記画素加算手段によって加算された画素情報に基づいて前記広ダイナミックレンジ情報を生成するように構成されたものであることを特徴とする請求項５記載の撮像装置。