JP6437766B2 - Imaging apparatus and imaging method - Google Patents
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Description
本発明は、撮像素子からの映像信号を変換して出力する機能を有する撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus having a function of converting and outputting a video signal from an imaging element.
近年、テレビジョンカメラシステムのデジタル技術の進歩により、撮像装置の画素数が、1920x1080画素(2Kと略称される)から、概略4000x2000画素(4Kと略称される)や概略8000x4000画素(8Kと略称される)が要求されている。
そこで、画素ずらしによる高解像度化として、空間画素ずらしをした多板式カラーカメラにおいて、空間画素ずらしによりサンプリング位相が相互に反転したR信号とG信号とを、上記サンプリング周波数の互いに逆位相でスイッチングして交互にR信号とG信号とが切り替わる信号を生成し、さらにR信号を混合してからバンドパスフイルタで帯域制限した後に、マトリクス回路出力の輝度信号と合成している。(特許文献1参照)。
さらに、空間画素ずらしをした多板式カラーカメラにおいて、 輝度信号(Y)はR,G,B信号から固体撮像素子のサンプリング周期(1/fs)の半分の周期ごとに倍速クロックのマトリクス演算で生成し、倍速サンプリングで出力し、マトリクス演算前に、R, B信号の高域を定格より増幅させR,B信号の位相より、G信号の高域位相を所定の周期(1/fs)のほぼ半分遅延させる(特許文献2参照)。
ところで、G(緑)1の撮像素子をG2の撮像素子に対して水平方向に1/2画素ピッチずらし垂直方向に1/2画素ピッチずらして配置する。そして、得られたG1,G2の信号から垂直方向と水平方向の高域成分を演算し、これをGの信号に加算して垂直方向と水平方向の解像度の向上を図る(特許文献3参照)。
また、撮像装置をB(青),R(赤),G(緑)1,G2の撮像素子による4板構成とする。B,Rの撮像素子をG2の撮像素子に対して垂直方向に1/2画素ピッチずらして配置する。そして、得られたB,Rの信号から垂直方向の高域成分を演算し、これをGの信号に加算して垂直方向の解像度の向上を図る。また、G1,G2の撮像素子を水平方向に1/2画素ピッチずらして配置し、水平方向の解像度の向上を図る(特許文献4参照)。
また、撮像装置をB(青),R(赤),G(緑)1,G2の撮像素子による4板構成とする。Rの撮像素子をG2の撮像素子に対して垂直方向に1/2画素ピッチずらして配置する。Bの撮像素子をRの撮像素子に対して垂直方向に1画素ピッチずらして配置する。そして、得られたB及びRの信号から垂直方向の高域成分を演算し、これをGの信号に加算して垂直方向の解像度の向上を図る。同一フィールドの信号から高域成分が得られるので、偽の信号発生が防止される。(特許文献5参照)。
In recent years, with the advancement of digital technology of television camera systems, the number of pixels of the imaging device has changed from 1920 × 1080 pixels (abbreviated as 2K) to approximately 4000 × 2000 pixels (abbreviated as 4K) and approximately 8000 × 4000 pixels (abbreviated as 8K). Is required.
Therefore, in order to increase the resolution by shifting pixels, in a multi-panel color camera with shifted spatial pixels, the R signal and G signal whose sampling phases are inverted with each other by shifting the spatial pixels are switched at opposite phases of the sampling frequency. Then, a signal in which the R signal and the G signal are alternately switched is generated, and after the R signal is mixed, the band is limited by a band pass filter, and then combined with the luminance signal output from the matrix circuit. (See Patent Document 1).
Furthermore, in a multi-panel color camera with spatial pixel shifting, the luminance signal (Y) is generated from the R, G, B signals by a matrix calculation of a double-speed clock every half the sampling period (1 / fs) of the solid-state imaging device. Output at double speed sampling, and before the matrix calculation, the high frequencies of the R and B signals are amplified from the rated values, and the high frequency phase of the G signal is set to a predetermined cycle (1 / fs) from the phase of the R and B signals. Delay half (see Patent Document 2).
By the way, the G (green) 1 image sensor is arranged with a 1/2 pixel pitch shift in the horizontal direction and a 1/2 pixel pitch shift in the vertical direction with respect to the G2 image sensor. Then, high frequency components in the vertical direction and the horizontal direction are calculated from the obtained G1 and G2 signals and added to the G signal to improve the vertical and horizontal resolutions (see Patent Document 3). .
In addition, the imaging apparatus has a four-plate configuration with B (blue), R (red), G (green) 1 and G2 imaging elements. The B and R image sensors are arranged with a 1/2 pixel pitch shift in the vertical direction with respect to the G2 image sensor. Then, the high frequency component in the vertical direction is calculated from the obtained B and R signals and added to the G signal to improve the vertical resolution. Further, the G1 and G2 image sensors are arranged with a ½ pixel pitch shift in the horizontal direction to improve the resolution in the horizontal direction (see Patent Document 4).
In addition, the imaging apparatus has a four-plate configuration with B (blue), R (red), G (green) 1 and G2 imaging elements. The R image sensor is arranged with a 1/2 pixel pitch shift in the vertical direction with respect to the G2 image sensor. The B image sensor is arranged with a one-pixel pitch shift in the vertical direction with respect to the R image sensor. Then, a high frequency component in the vertical direction is calculated from the obtained B and R signals and added to the G signal to improve the resolution in the vertical direction. Since a high frequency component can be obtained from signals in the same field, generation of false signals is prevented. (See Patent Document 5).
色分解光学系と撮像素子を3枚用いるテレビジョンカメラは、ズームレンズの製作を容易にするため、軸上色収差の典型値分、赤の撮像素子と青の撮像素子の軸上位置を緑の撮像素子の軸上位置からオフセットさせて色分解光学系に貼り合せてある。
そのため、3枚用ズームレンズを色分解光学系分のダミーガラス付のアダプタを介して、単板カラー撮像素子と組み合わせると、軸上色収差の典型値分、赤の撮像素子と青の撮像素子の軸上位置を緑の撮像素子の軸上位置が異なり、赤と青の変調度が劣化する。
また、ギローバルシャッタと呼ばれるフォトダイオードから映像信号電荷を一斉に読出すCMOS撮像素子は、高価である。フォーカルプレーンシャッタまたはローリングシャッタと呼ばれるフォトダイオードから映像信号電荷を順次読出すCMOS撮像素子は低価格で低消費電力で高速読出し可能であるが、被写体が動くと、フォトダイオードから映像信号電荷を順次読出す時間分、被写体の画面位置で読出す時間が異なり、動く被写体が変形する。
In a television camera using three color separation optical systems and three image sensors, the axial positions of the red image sensor and the blue image sensor are set to green for the typical value of axial chromatic aberration in order to facilitate the production of a zoom lens. The image is offset from the axial position of the image sensor and bonded to the color separation optical system.
For this reason, when a zoom lens for three lenses is combined with a single-plate color image sensor via an adapter with a dummy glass for the color separation optical system, the red image sensor and the blue image sensor are equivalent to the typical value of axial chromatic aberration. The on-axis position is different from the on-axis position of the green image sensor, and the red and blue modulation degrees deteriorate.
Also, a CMOS image sensor that reads video signal charges all at once from photodiodes called gyroval shutters is expensive. CMOS image sensors that sequentially read out video signal charges from photodiodes called focal plane shutters or rolling shutters can be read at high speed with low power consumption and low cost. However, when the subject moves, video signal charges are read sequentially from the photodiodes. The reading time differs depending on the screen position of the subject, and the moving subject is deformed.
本発明は、上記のような従来の事情に鑑みて為されたものであり、3枚用ズームレンズと組み合わせ、モアレが少なく解像度と変調度が高いカメラシステムを、(高速読出しが容易なCMOS撮像素子を活用し、)簡易な構成により実現することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described conventional circumstances, and is combined with a three-lens zoom lens to provide a camera system with low moiré and high resolution and modulation degree (CMOS imaging that facilitates high-speed readout). The purpose is to use a device to achieve a simple structure.
本発明では、色分解光学系とR(赤)とG(緑)1とG2とB(青)との撮像素子による4板構成とする撮像装置において、G1の撮像素子に対してG2の撮像素子を垂直方向に1/2画素ピッチ水平方向に1/2画素ピッチずらして配置し、
Rの撮像素子を垂直方向にG1の撮像素子と同一位置で水平方向にG2の撮像素子と同一位置に配置しBの撮像素子を垂直方向にG2の撮像素子と同一位置で水平方向にG1の撮像素子と同一位置に配置するか、Rの撮像素子を垂直方向にG2の撮像素子と同一位置で水平方向にG1の撮像素子と同一位置に配置しBの撮像素子を垂直方向にG1の撮像素子と同一位置で水平方向にG2の撮像素子と同一位置に配置するかのどちらか一方とし、
R出力映像信号の低域成分はRの撮像素子の信号とし、B出力映像信号の低域成分はBの撮像素子の信号とし、G出力映像信号の低域成分はG1の撮像素子の信号とG2の撮像素子の信号との平均値とし、
少なくとも(−3dB、−6dB、−9dB、−12dB等スタジオ用途でRB共に高S/Nの)低感度設定、電気的に(6800K、5600K、4800K等の)高色温度または(周囲の)B/(G1+G2)の平均比が(0.5以上等と)小さくない場合はG2の撮像素子の信号とBの撮像素子の信号と交互の信号を偶数走査線の高域信号とし、周囲の)R/(G1+G2)の平均比が(0.5以上等と)小さくない場合はとG1の撮像素子の信号とRの撮像素子の信号と交互の信号を奇数走査線の高域信号とし、少なくとも(+18dB、+24dB、+36dB、+48dB、+60dB等監視用途の)高感度設定、電気的に(3200K、2800K等の)低色温度または(周囲の)B/(G1+G2)の平均比が(0.5以下等と)小さい場合はG1の撮像素子の信号とG2の撮像素子の信号の交互の信号を偶数走査線の高域信号とし、R/(G1+G2)の平均比が(0.5以下等と)小さい、または画面左右端の場合はG1の撮像素子の信号とG2の撮像素子の信号の交互の信号を奇数走査線の高域信号とすることを特徴とする撮像方法である。
In the present invention, in an imaging apparatus having a four-plate configuration with a color separation optical system and imaging elements of R (red), G (green) 1, G2, and B (blue), imaging of G2 with respect to the imaging element of G1 The elements are arranged with a 1/2 pixel pitch in the vertical direction and a 1/2 pixel pitch in the horizontal direction,
The R image sensor is arranged at the same position as the G1 image sensor in the vertical direction at the same position as the G2 image sensor in the vertical direction, and the B image sensor is arranged at the same position as the G2 image sensor in the vertical direction at the same position as the G1 image sensor. Arrange the image sensor at the same position as the image sensor, or arrange the R image sensor in the same position as the G2 image sensor in the vertical direction and the same position as the G1 image sensor in the horizontal direction, and image the B image sensor in the vertical direction. Either the same position as the element or the same position as the G2 image sensor in the horizontal direction,
The low frequency component of the R output video signal is the signal of the R image sensor, the low frequency component of the B output video signal is the signal of the B image sensor, and the low frequency component of the G output video signal is the signal of the G1 image sensor. Let it be the average value with the signal of the image sensor of G2,
Low sensitivity setting at least (-3dB, -6dB, -9dB, -12dB, etc. for studio use, both RB high S / N), electrically high color temperature (6800K, 5600K, 4800K, etc.) or B (ambient) If the average ratio of / (G1 + G2) is not small (such as 0.5 or more), the signal of the G2 image sensor and the signal of the B image sensor are used as the high-frequency signal of the even-numbered scanning line, and the surroundings) When the average ratio of R / (G1 + G2) is not small (such as 0.5 or more), the signal of the G1 image sensor and the signal of the R image sensor are alternately set as the high frequency signal of the odd scanning line, and at least High sensitivity setting (for monitoring applications such as +18 dB, +24 dB, +36 dB, +48 dB, +60 dB), electrically low color temperature (such as 3200K, 2800K) or average ratio of (ambient) B / (G1 + G2) (0.5 Less than If it is small, the alternating signal of the G1 image sensor signal and the G2 image sensor signal is the high-frequency signal of the even scanning line, and the average ratio of R / (G1 + G2) is small (such as 0.5 or less). Alternatively, in the case of the left and right ends of the screen, the imaging method is characterized in that an alternating signal of a signal from the G1 imaging device and a signal from the G2 imaging device is used as a high-frequency signal of an odd scanning line.
さらに、上記撮像方法において、上記RとG1とG2とBとの撮像素子を順次走査し、上記偶数走査線の高域信号と上記奇数走査線の高域信号との加算信号を、飛越走査の出力映像信号の高域信号とすることを特徴とする撮像方法である。 Further, in the imaging method, the R, G1, G2, and B imaging elements are sequentially scanned, and an addition signal of the high-frequency signal of the even-numbered scanning line and the high-frequency signal of the odd-numbered scanning line is used for the interlaced scanning. An imaging method characterized in that a high frequency signal of an output video signal is used.
また、色分解光学系とR(赤)とG(緑)1とG2とB(青)との撮像素子による4板構成とする撮像装置において、
G1の撮像素子とG1の撮像素子に対して垂直方向に1/2画素ピッチ水平方向に1/2画素ピッチずらして配置したG2の撮像素子と、G1の撮像素子の信号とG2の撮像素子の信号とを(撮像素子画素クロックの1/2分周クロックにより)交互に選択する第1の選択器と、第1の選択器の出力信号の低域成分を通過させる第1の低域通過濾波器(以下LPF)と、第1のLPFの出力信号を二値化させる第1の判定器と、第1の選択器の出力信号を遅延させる第1の遅延器と、を有し、
G1の撮像素子に対して垂直方向に同一位置で水平方向に1/2画素ピッチずらして配置したRの撮像素子とG1の撮像素子に対して垂直方向に1/2画素ピッチ水平方向に同一位置に配置したBの撮像素子と、G1の撮像素子の信号とRの撮像素子の信号との交互に選択する第2の選択器と、第2の選択器の出力信号を遅延させる第2の遅延器と、G2の撮像素子の信号とBの撮像素子の信号との交互に選択する第2の選択器と、第2の選択器の出力信号を遅延させる第3の遅延器と、を有するか又は
G1の撮像素子に対して垂直方向に同一位置で水平方向に1/2画素ピッチずらして配置したBの撮像素子とG1の撮像素子に対して垂直方向に1/2画素ピッチ水平方向に同一位置に配置したRの撮像素子と、G1の撮像素子の信号とBの撮像素子の信号との交互に選択する第2の選択器と、第2の選択器の出力信号を遅延させる第2の遅延器と、G2の撮像素子の信号とRの撮像素子の信号との交互に選択する第2の選択器と、第2の選択器の出力信号を遅延させる第3の遅延器とを有するかのどちらか一方を有し、
Rの撮像素子の信号の低域成分を通過させる第2のLPFと、Bの撮像素子の信号の低域成分を通過させる第3のLPFと、第1のLPFの出力と第2のLPFの出力との差を計算する第1の減算器と、前記第1の減算器の出力にR/(G1+G2)の平均比での選択をオフセットさせるR/(G1+G2)の平均比オフセット信号を加算する第1の加算器と、を有し、
第1のLPFの出力と第3のLPFの出力との差を計算する第2の減算器と前記第2の減算器の出力にB/(G1+G2)の平均比での選択をオフセットさせるB/(G1+G2)の平均比オフセット信号を加算する第2の加算器の組合せ又は、Bの撮像素子信号のゲイン又はB映像信号のゲインを制御するBゲイン制御信号とGの撮像素子信号のゲイン又はG映像信号のゲインを制御するGゲイン制御信号と、前記Bゲイン制御信号と前記Gゲイン制御信号との差を計算する減算器と前記減算器出力にゲインでの選択をオフセットさせるゲインオフセット信号を加算する第2の加算器の組合せ、または第2の加算器の出力に画面左右端信号を加算する第3の加算器の組合せ、の少なくとも一方の組合せを有し、
第1の加算器の出力信号により第1の遅延器の(G1+G2)出力信号と第2の遅延器の(G1+R)出力信号とを選択する第5の選択器と、第2の加算器の出力信号または第3の加算器の出力信号により第1の遅延器の(G1+G2)出力信号と第3の遅延器の(G2+B)出力信号とを選択する第6の選択器と、走査線奇数偶数フラグ信号により第5の選択器の出力信号と第6の選択器の出力信号とを選択する第7の選択器と、第7の選択器の出力信号の高域成分を通過させる高域通過濾波器(以下HPF)とを有し、
前記HPFの出力信号を前記第1のLPFの出力信号と前記第2のLPFの出力信号と前記第3のLPFの出力信号とに加算する第4の加算器と第5の加算器と第6の加算器とを有することを特徴とする撮像装置である。
In addition, in an imaging apparatus having a four-plate configuration with a color separation optical system and imaging elements of R (red), G (green) 1, G2, and B (blue),
The G1 image sensor and the G1 image sensor are arranged with a ½ pixel pitch shift in the vertical direction and a ½ pixel pitch in the horizontal direction, the G1 image sensor signal, and the G2 image sensor. A first selector that alternately selects a signal (by a 1/2 frequency-divided clock of the image sensor pixel clock) and a first low-pass filter that passes a low-frequency component of the output signal of the first selector. A first determination unit that binarizes the output signal of the first LPF, and a first delay unit that delays the output signal of the first selector,
R image sensor arranged at the same position in the vertical direction with respect to the G1 image sensor and shifted by 1/2 pixel pitch in the horizontal direction, and the same position in the horizontal direction with 1/2 pixel pitch in the vertical direction relative to the G1 image sensor. A second selector that alternately selects a signal from the G image sensor and a signal from the R image sensor, and a second delay that delays the output signal from the second selector. A second selector that alternately selects a signal from the G2 image sensor and a signal from the B image sensor, and a third delayer that delays the output signal of the second selector Alternatively, the B image sensor disposed at the same position in the vertical direction with respect to the G1 image sensor and shifted by ½ pixel pitch in the horizontal direction is the same as the G1 image sensor in the ½ pixel pitch horizontal direction in the vertical direction. R image sensor arranged at the position, G1 image sensor signal and B A second selector that alternately selects a signal of the image pickup device, a second delay device that delays an output signal of the second selector, a signal of the image pickup device of G2, and a signal of the image pickup device of R A second selector that alternately selects and a third delayer that delays the output signal of the second selector, and
The second LPF that passes the low-frequency component of the signal of the R image sensor, the third LPF that passes the low-frequency component of the signal of the B image sensor, the output of the first LPF, and the second LPF A first subtractor for calculating a difference from the output, and an R / (G1 + G2) average ratio offset signal for offsetting selection at an average ratio of R / (G1 + G2) to the output of the first subtractor. A first adder,
A second subtractor that calculates the difference between the output of the first LPF and the output of the third LPF and the output of the second subtractor that offsets the selection at an average ratio of B / (G1 + G2) B / A combination of a second adder that adds an average ratio offset signal of (G1 + G2), or a B gain control signal that controls the gain of the B image sensor signal or the gain of the B video signal and the gain of the G image sensor signal or G A G gain control signal that controls the gain of the video signal, a subtractor that calculates the difference between the B gain control signal and the G gain control signal, and a gain offset signal that offsets the selection in gain to the subtractor output are added. A combination of second adders that perform or a combination of third adders that add the screen left and right edge signals to the output of the second adder, and
A fifth selector for selecting the (G1 + G2) output signal of the first delay device and the (G1 + R) output signal of the second delay device according to the output signal of the first adder; A sixth selection for selecting the (G1 + G2) output signal of the first delay device and the (G2 + B) output signal of the third delay device by the output signal of the adder or the output signal of the third adder A seventh selector for selecting the output signal of the fifth selector and the output signal of the sixth selector by the scanning line odd / even flag signal, and the high frequency component of the output signal of the seventh selector And a high-pass filter (HPF) that passes the
A fourth adder, a fifth adder, and a sixth adder that add the output signal of the HPF to the output signal of the first LPF, the output signal of the second LPF, and the output signal of the third LPF. And an adder.
さらに、上記撮像装置において、上記RとG1とG2とBとの撮像素子を順次走査する手段と、上記偶数走査線の高域信号と上記奇数走査線の高域信号とを加算する手段と、上記加算する手段の出力信号を飛越走査の出力映像信号に加算する手段とを有することを特徴とする撮像装置である。 Furthermore, in the imaging apparatus, means for sequentially scanning the imaging elements of R, G1, G2, and B, means for adding the high-frequency signal of the even-numbered scanning line and the high-frequency signal of the odd-numbered scanning line, An image pickup apparatus comprising means for adding the output signal of the adding means to the output video signal of the interlaced scanning.
ここで、59.94Hz(約60Hz)の総走査線1125本のプログレッシブ映像信号とは、一般的に1080/60p(或いは60P)と表記されるフォーマット形式の映像信号を指す。すなわち、有効走査線1080本(総走査線1125本)、毎秒(約)60フレーム、プログレッシブ方式の映像信号である。 Here, the progressive video signal of 1125 total scanning lines of 59.94 Hz (about 60 Hz) indicates a video signal in a format generally expressed as 1080 / 60p (or 60P). That is, it is a progressive video signal of 1080 effective scanning lines (1125 total scanning lines), 60 frames per second (about).
また、23.98Hz(約24Hz)の総走査線1125本のプログレッシブ映像信号とは、一般的に1080/24p(或いは24P)と表記されるフォーマット形式の映像信号を指す。すなわち、有効走査線1080本(総走査線1125本)、毎秒24(約)フレーム、プログレッシブ方式の映像信号である。 The progressive video signal of 1125 total scanning lines of 23.98 Hz (about 24 Hz) refers to a video signal in a format generally expressed as 1080 / 24p (or 24P). That is, it is a progressive video signal with 1080 effective scanning lines (total scanning line 1125), 24 (about) frames per second.
ここで、59.94Hz(約60Hz)の総走査線1125本のインタレース映像信号とは、一般的に1080/60i(或いは60I)と表記されるフォーマット形式の映像信号を指す。すなわち、有効走査線1080本(総走査線1125本)、毎秒60(約)フレーム、インタレース方式の映像信号である。
また、74.175MHzクロックは、1080/60iの映像信号における1画素分のタイミングに相当する。
また、29.97MHzのフレームパルスは、1080/60pの映像信号における2フレーム分、及び、1080/60iの映像信号における1フレーム分のタイミングに相当する。つまり、29.97MHzのフレームパルスによって、1080/60pと1080/60iのフレームの開始タイミングを同期させることができる。
Here, the interlaced video signal of 1125 total scanning lines of 59.94 Hz (about 60 Hz) refers to a video signal in a format generally expressed as 1080 / 60i (or 60I). That is, 1080 effective scanning lines (1125 total scanning lines), 60 (about) frames per second, and an interlaced video signal.
The 74.175 MHz clock corresponds to the timing of one pixel in the 1080 / 60i video signal.
The 29.97 MHz frame pulse corresponds to the timing of two frames in the 1080 / 60p video signal and one frame in the 1080 / 60i video signal. That is, the start timings of the 1080 / 60p and 1080 / 60i frames can be synchronized by the 29.97 MHz frame pulse.
ここで、59.94Hz(約60Hz)の総走査線525本のインタレース映像信号とは、一般的に480/60i(或いは60I)と表記されるフォーマット形式の映像信号を指す。すなわち、有効走査線480本(総走査線525本)、毎秒60(約)フレーム、インタレース方式の映像信号である。
また、27MHzクロックは、480/60iの映像信号における1画素分のタイミングに相当する。
Here, the interlaced video signal of 525 total scanning lines of 59.94 Hz (about 60 Hz) indicates a video signal in a format generally expressed as 480 / 60i (or 60I). That is, 480 effective scanning lines (total scanning line 525), 60 (about) frames per second, and an interlaced video signal.
The 27 MHz clock corresponds to the timing of one pixel in the 480 / 60i video signal.
本発明によれば、(放送局が購入済の高倍率超望遠等の多彩な2KのHDTV用の)3枚用ズームレンズと組み合わせ、モアレが少なく解像度と変調度が高い(4Kテレビの)カメラシステムを、簡易な構成により実現することができる。 According to the present invention, a camera having a high resolution and modulation degree (4K television) with little moire combined with a three-lens zoom lens (for various 2K HDTVs such as a high-magnification super telephoto purchased by a broadcasting station) The system can be realized with a simple configuration.
本発明の一実施例に係る撮像装置について図面を参照して説明する。
なお、以下の説明において、クロックやパルスの周波数等を表す各数値は小数以下を所定桁で丸めて表現したものであり、これらの数値に厳密に一致することを求めるものではない。
An imaging apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the following description, each numerical value indicating the frequency of the clock or pulse is expressed by rounding a decimal fraction to a predetermined digit, and it is not required to exactly match these numerical values.
図1には、本発明の一実施例に係る撮像装置の構成例を示すブロック図を示してある。
撮像装置2は、RとG1とG2とBとの4組の毎秒60フレームのプログレッシブ走査で有効画素数1920×1080の撮像素子を動作させて得られる1080/60pの撮像信号を選択と周波数成分選択と加算とにより、2160/60pまたは2160/60iの映像信号を生成する。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
The
図2Aには、2160/60p(順次走査出力)の本発明の一実施例に係る信号処理の例を示すブロック図を示してある。
図2Bには、2160/60i(飛越走査出力)の本発明の一実施例に係る信号処理の例を示すブロック図を示してある。
FIG. 2A is a block diagram showing an example of signal processing according to an embodiment of the present invention of 2160 / 60p (sequential scanning output).
FIG. 2B is a block diagram showing an example of signal processing according to an embodiment of the present invention of 2160 / 60i (interlaced scanning output).
図3Aには、2160/60p(順次走査出力)の本発明の一実施例に係る信号処理の例を示すフローチャートを示してある。
図3Bには、2160/60i(飛越走査出力)の本発明の一実施例に係る信号処理の例を示すフローチャートを示してある。
FIG. 3A is a flowchart showing an example of signal processing according to an embodiment of the present invention of 2160 / 60p (sequential scanning output).
FIG. 3B is a flowchart showing an example of signal processing according to an embodiment of the present invention of 2160 / 60i (interlaced scanning output).
図4には、本発明の一実施例に係る撮像装置の撮像素子の貼り合せ位置を示す模式図を示してある。(a)が4板の撮像素子の各画素の重なり具合、(b)が4板の撮像素子の各画素中心の相対位置である。(b)の4板の撮像素子の各画素中心の相対位置単板のベイヤー配列と同等であり、相違点は4板で半画素重なる事である。
なお(c) (d) (e) (f) (g)は4板の撮像素子の各画素の重なり具合である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the bonding position of the image pickup element of the image pickup apparatus according to the embodiment of the present invention. (a) is the degree of overlap of each pixel of the four-plate image sensor, and (b) is the relative position of each pixel center of the four-plate image sensor. This is equivalent to the Bayer arrangement of the single-plate relative positions at the center of each pixel of the four-plate image sensor in (b), and the difference is that the four plates overlap by half pixels.
Note that (c), (d), (e), (f), and (g) are the degree of overlap of the pixels of the four-plate image sensor.
本発明の一実施例に係る撮像装置の構成例を示すブロック図の図1において、1はレンズ、2は撮像装置、3G1は第1の緑の(G1)撮像素子(周辺回路を集積したCMOS撮像素子又は周辺回路を集積したCCD撮像素子)、3G2は第2の緑の(G2)撮像素子、3Rは赤の(R)撮像素子、3Bは青の(B)撮像素子であり、4はFPGAで構成される補間処理回路含む映像信号処理回路、5は(4板用の)色分解光学系であり、7はCPU、である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of the configuration of an image pickup apparatus according to an embodiment of the present invention.
2160/60p(順次走査出力)の本発明の一実施例に係る信号処理の例を示すブロック図の図2Aと、2160/60i(飛越走査出力)の本発明の一実施例に係る信号処理の例を示すブロック図の図2Bにおいて、11は補間処理回路であり、21,22,23は低域通過濾波器(LPF)であり、24は高域通過濾波器(HPF)であり、25,26,27,28,29,30は加算器であり、31,32,33は減算器であり、34,35,36,37,38は画素遅延器であり、39はビットシフト部、41,42,43,44,45,46,47は選択器である。
FIG. 2A is a block diagram showing an example of signal processing according to an embodiment of the present invention of 2160 / 60p (sequential scanning output) and signal processing according to an embodiment of the present invention of 2160 / 60i (interlaced scanning output). In FIG. 2B, which is an example block diagram, 11 is an interpolation processing circuit, 21, 22 and 23 are low-pass filters (LPF), 24 is a high-pass filter (HPF), 26, 27, 28, 29, 30 are adders, 31, 32, 33 are subtractors, 34, 35, 36, 37, 38 are pixel delay units, 39 is a bit shift unit, 41,
以下詳細な構成と動作を説明する。本発明の一実施例に係る撮像装置の構成例を示すブロック図の図1において、レンズ1で収束された入射光は撮像装置2の4板用の色分解光学系5でR(赤)とG(緑)1とG2とB(青)とに色分解光学され、周辺回路を集積したCMOS撮像素子又は周辺回路を集積したCCD撮像素子の第1の緑の(G1)撮像素子3G1と、第2の緑の(G2)撮像素子3G2と、赤の(R)撮像素子3Rと、青の(B)撮像素子3Bとにより、4組の1080/60pの撮像信号となり、CPU7で制御されるFPGAで構成される補間処理回路含む映像信号処理回路4で、2160/60p(順次走査出力)又は図2160/60i(飛越走査出力)に変換される。
The detailed configuration and operation will be described below. In FIG. 1 of the block diagram illustrating the configuration example of the imaging apparatus according to an embodiment of the present invention, incident light converged by the
本発明の一実施例に係る撮像装置の構成例を示すブロック図の図1と、本発明の一実施例に係る撮像装置の撮像素子の貼り合せ位置を示す模式図の図4と、2160/60p(順次走査出力)の本発明の一実施例に係る信号処理の例を示すブロック図の図2Aと、2160/60i(飛越走査出力)の本発明の一実施例に係る信号処理の例を示すブロック図の図2Bにおいて、補間処理回路11では、40は1/2分周器であり撮像素子画素クロックを分周する。
そして、補間処理回路11では、G1の撮像素子3G1とG1の撮像素子に対して垂直方向に1/2画素ピッチ水平方向に1/2画素ピッチずらして配置したG2の撮像素子3G2と、G1の撮像素子の信号とG2の撮像素子の信号とを(撮像素子画素クロックの1/2分周クロックにより)交互に選択する第1の選択器の41と、第1の選択器の41の出力信号の低域成分を通過させる第1の低域通過濾波器(以下LPF)と、第1のLPFの21の出力信号を二値化させる第1の判定器と、第1の選択器の41の出力信号を遅延させる第1の画素遅延器の34と、を有する。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a bonding position of an imaging element of the imaging apparatus according to an embodiment of the present invention, and 2160 / FIG. 2A is a block diagram showing an example of signal processing according to an embodiment of the present invention of 60p (sequential scanning output), and an example of signal processing according to an embodiment of the present invention of 2160 / 60i (interlaced scanning output). In the block diagram shown in FIG. 2B, in the
In the
G1の撮像素子3G1に対して垂直方向に同一位置で水平方向に1/2画素ピッチずらして配置したRの撮像素子3RとG1の撮像素子に対して垂直方向に1/2画素ピッチ水平方向に同一位置に配置したBの撮像素子3Bと、G1の撮像素子3G1の信号とRの撮像素子3Rの信号との交互に選択する第2の選択器の42と、第2の選択器の42の出力信号を遅延させる第2の画素遅延器の35と、G2の撮像素子3G2の信号とBの撮像素子3Bの信号との交互に選択する第2の選択器の42と、第2の選択器の42の出力信号を遅延させる第3の画素遅延器の36と、を有するか又は
G1の撮像素子3G1に対して垂直方向に同一位置で水平方向に1/2画素ピッチずらして配置したBの撮像素子3BとG1の撮像素子に対して垂直方向に1/2画素ピッチ水平方向に同一位置に配置したRの撮像素子3Rと、G1の撮像素子3G1の信号とBの撮像素子3Bの信号との交互に選択する第2の選択器の42と、第2の選択器の42の出力信号を遅延させる第2の遅延器の35と、G2の撮像素子3G2の信号とRの撮像素子3Rの信号との交互に選択する第2の選択器の42と、第2の選択器の出力信号を遅延させる第3の画素遅延器の37とを有するかのどちらか一方を有し、
Rの撮像素子3Rの信号の低域成分を通過させる第2のLPFの22と、Bの撮像素子3Bの信号の低域成分を通過させる第3のLPFの23と、第1のLPFの21の出力と第2のLPFの22の出力との差を計算する第1の減算器の31と、前記第1の減算器の31の出力にR/(G1+G2)の平均比での選択をオフセットさせるR/(G1+G2)の平均比オフセット信号を加算する第1の加算器の25と、を有する。
ここで、LPFの21と22と23の様に同様の処理のFPGA実装時は、消費電力の少なくなる低速の並列処理でもゲート数が少なくなる時分割処理でもよい
The
Here, when the same processing FPGA is installed as in
第1のLPFの出力と第3のLPFの出力との差を計算する第2の減算器の32と前記第2の減算器の32の出力にB/(G1+G2)の平均比での選択をオフセットさせるB/(G1+G2)の平均比オフセット信号を加算する第2の加算器の26の組合せ又は、Bの撮像素子信号のゲイン又はB映像信号のゲインを制御するBゲイン制御信号とGの撮像素子信号のゲイン又はG映像信号のゲインを制御するGゲイン制御信号と、前記Bゲイン制御信号と前記Gゲイン制御信号との差を計算する減算器と前記減算器出力にゲインでの選択をオフセットさせるゲインオフセット信号を加算する第2の加算器の26の組合せの少なくとも一方の組合せを有し、
第1の加算器の出力信号により第1の遅延器の34の(G1+G2)出力信号と第2の遅延器の35の(G1+R)出力信号とを選択する第5の選択器の45と、第2の加算器の26の出力信号により第1の遅延器の(G1+G2)出力信号と第3の遅延器の36の(G2+B)出力信号とを選択する第6の選択器の46と、走査線奇数偶数フラグ信号により第5の選択器の45の出力信号と第6の選択器の46の出力信号とを選択する第7の選択器の47と、第7の選択器の47の出力信号の高域成分を通過させる高域通過濾波器(以下HPF)24とを有し、
前記HPFの出力信号を前記第1のLPFの出力信号と前記第2のLPFの出力信号と前記第3のLPFの出力信号とに加算する第4の加算器の28と第5の加算器の29と第6の加算器の30とを有する。
The
A fifth selector for selecting the (G1 + G2) output signal of the first delay unit and the (G1 + R) output signal of the second delay unit according to the output signal of the first adder; 45, and the output signal of 26 of the second adder selects the (G1 + G2) output signal of the first delay and the (G2 + B) output signal of 36 of the third delay. The selector 46, the
The
また、本発明の一実施例に係る信号処理の例を示すブロック図の図2Aと図2Bの補間処理回路の11内の21,22,23の低域通過濾波器(LPF)において、LPF21の様に、画素遅延器38と加算器の26のビットシフト部の39で、低域通過濾波を実現している。
さらに、本発明の一実施例に係る信号処理の例を示すブロック図の図2Aと図2Bの補間処理回路の11内の高域通過濾波器(HPF)の24において、画素遅延器36と減算器の33で、高域通過濾波を実現している。
Further, in the low-pass filter (LPF) of 21, 22 and 23 in the
Further, in the block diagram of the high-pass filter (HPF) 24 in the
2160/60p(順次走査出力)の本発明の一実施例に係る信号処理の例を示すブロック図の図2Aにおいて、33,50は減算器であり、51,の52は比較器であり、の53,の54は論理和であり、BゲインがBゲイン制限信号以下ならGゲインに関わらず、G2+B信号を偶数走査線の高域信号にしている。 2A of the block diagram showing an example of signal processing according to an embodiment of the present invention of 2160 / 60p (sequential scan output), 33 and 50 are subtracters, 51 and 52 are comparators, 53 and 54 are logical sums. If the B gain is equal to or less than the B gain limit signal, the G2 + B signal is used as a high-frequency signal for even-numbered scanning lines regardless of the G gain.
さらに、本発明の一実施例に係る撮像装置の撮像素子の貼り合せ位置を示す模式図の図4(a)の様に貼り合せしたRとG1とG2とBとの撮像素子を順次走査させる。そして、2160/60i(飛越走査出力)の本発明の一実施例に係る信号処理の例を示すブロック図の図2Bにおいて、上記偶数走査線の高域信号と上記奇数走査線の高域信号とを加算する手段の加算器の47と高域通過濾波器(HPF)の24と、上記加算する手段の出力信号を飛越走査の出力映像信号に加算する手段の加算器の27と28と29とを有する。
Furthermore, the R, G1, G2, and B imaging elements bonded together are sequentially scanned as shown in FIG. 4A, which is a schematic diagram showing the bonding position of the imaging elements of the imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. . 2B of the block diagram illustrating an example of signal processing according to an embodiment of the present invention of 2160 / 60i (interlaced scanning output), and the high-frequency signal of the even-numbered scanning line and the high-frequency signal of the odd-numbered scanning line. 47, a high-pass filter (HPF) 24, and
本発明の一実施例に係る信号処理の例を示すフローチャートの図3Aと図3Bにおいて、60は「開始」であり、61は「Bゲインが十分低いか」であり、62は「 (色温度は4800K以上等)BゲインがGゲインと大差ないか」であり、63は「(芝生でない等)平均のRレベルが平均のGレベルと大差ないか」であり、64は「G2とBと交互にした信号の高域信号を偶数数走査線の高域信号にする」であり、65は「G1とG2と交互にした信号の高域信号を偶数走査線の高域信号にする」であり、66は「(芝生でない等)平均のRレベルが平均のGレベルと大差ないか」であり、67は「G1とRと交互にした信号の高域信号を奇数走査線の高域信号にする」であり、68は「G1とRと交互にした信号の高域信号を奇数走査線の高域信号にする」であり、72は「終了」である。
ここで、フローチャートの図3Aと図3Bにおいて、61,62,63,64,65の処理と66,67,68の処理とはどちらが先でもよい。
3A and 3B of the flowchart showing an example of signal processing according to an embodiment of the present invention, 60 is “start”, 61 is “B gain is sufficiently low”, and 62 is “(color temperature)”. Is 4800K or more) B gain is not much different from G gain ", 63 is" whether the average R level is not very different from the average G level ", 64 is" G2 and B `` Make the high-frequency signal of the alternate signal the high-frequency signal of the even-numbered scanning line '', 65 is `` Make the high-frequency signal of the alternating signal of G1 and G2 the high-frequency signal of the even-numbered scanning line '' Yes, 66 is “whether the average R level is not significantly different from the average G level” (for example, it is not lawn), and 67 is “the high-frequency signal of the odd scan line is the high-frequency signal alternated with G1 and R” 68 is “to make the high-frequency signal alternated with G1 and R the high-frequency signal of the odd scanning line”, and 72 is “end”.
Here, in FIGS. 3A and 3B of the flowchart, either the processing of 61, 62, 63, 64, 65 or the processing of 66, 67, 68 may be performed first.
2160/60p(順次走査出力)の本発明の一実施例に係る信号処理の例を示すフローチャートの図3Aでは、69は「奇数走査線か」であり、70は「RGBの低域信号に奇数走査線の高域信号を加算した信号をRGBの映像信号にする」であり、71は「RGBの低域信号に偶数走査線の高域信号を加算した信号をRGBの映像信号にする」である。 In FIG. 3A of the flowchart showing an example of signal processing according to an embodiment of the present invention of 2160 / 60p (sequential scan output), 69 is “odd scan line” and 70 is “odd for RGB low-frequency signal? “A signal obtained by adding the high-frequency signal of the scanning line is converted into an RGB video signal”, and 71 is “a signal obtained by adding the high-frequency signal of the even-numbered scanning line to the RGB low-frequency signal is converted into an RGB video signal”. is there.
2160/60i(飛越走査出力)の本発明の一実施例に係る信号処理の例を示すフローチャートの図3Bでは、73は「RGBの低域信号に偶数走査線の高域信号と奇数走査線の高域信号とを加算した信号をRGBの映像信号にする」てある。 In FIG. 3B of the flowchart showing an example of signal processing according to one embodiment of the present invention of 2160 / 60i (interlaced scanning output), 73 is “the high-frequency signal of the even-numbered scanning line and the odd-numbered scanning line of the RGB low-frequency signal. The signal obtained by adding the high-frequency signal is used as an RGB video signal. "
実施例1との相違点のみ説明する。
実施例2では、レンズのRGBの残収差の光学設計情報または実測値に基づいて、高域輝度信号生成式をG1R、BG2とG1G2とを切り替える。具体的には、3つの波長で色収差が補正され、2つの波長で球面収差・コマ収差が補正されているレンズ(アッベが命名したアポクロマート)に残存する紫のg線435nmのコマ収差を避けるため、実施例2では、画面左右端では、B+G2は高域信号に使わないで、G1+RとG1+G2を高域信号に使用するために、フローチャートの図3Bに、69の「画面左右端か」を追加した、図3Cが、本発明の一実施例に係る信号処理の例を示すフローチャートとなる。
本発明の一実施例に係る信号処理の例を示すブロック図の図2Cは、図2Bに、画面左右端信号を追加してあるため、実施例1と共通である。
Only differences from the first embodiment will be described.
In the second embodiment, the high-frequency luminance signal generation formula is switched between G1R, BG2 and G1G2 based on optical design information or actual measurement values of the RGB residual aberration of the lens. Specifically, in order to avoid the purple g-line 435nm coma that remains on a lens (apochromat named by Abbe) whose chromatic aberration has been corrected at three wavelengths and spherical aberration and coma corrected at two wavelengths. In Example 2, at the left and right edges of the screen, B + G2 is not used for the high frequency signal, and G1 + R and G1 + G2 are used for the high frequency signal. FIG. 3C to which “right or left end” is added is a flowchart showing an example of signal processing according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2C, which is a block diagram illustrating an example of signal processing according to an embodiment of the present invention, is common to
具体的には、第1のLPFの出力と第3のLPFの出力との差を計算する第2の減算器と前記第2の減算器の出力にB/(G1+G2)の平均比での選択をオフセットさせるB/(G1+G2)の平均比オフセット信号を加算する第2の加算器の組合せ又は、Bの撮像素子信号のゲイン又はB映像信号のゲインを制御するBゲイン制御信号とGの撮像素子信号のゲイン又はG映像信号のゲインを制御するGゲイン制御信号と、前記Bゲイン制御信号と前記Gゲイン制御信号との差を計算する減算器と前記減算器出力にゲインでの選択をオフセットさせるゲインオフセット信号を加算する第2の加算器の組合せ、または第2の加算器の出力に画面左右端信号を加算する第3の加算器の組合せ、の少なくとも一方の組合せを有する。
そして、第1の加算器の出力信号により第1の遅延器の(G1+G2)出力信号と第2の遅延器の(G1+R)出力信号とを選択する第5の選択器と、第2の加算器の出力信号または第3の加算器の出力信号により第1の遅延器の(G1+G2)出力信号と第3の遅延器の(G2+B)出力信号とを選択する第6の選択器と、走査線奇数偶数フラグ信号により第5の選択器の出力信号と第6の選択器の出力信号とを選択する第7の選択器と、第7の選択器の出力信号の高域成分を通過させる高域通過濾波器(以下HPF)とを有する。
Specifically, the second subtractor for calculating the difference between the output of the first LPF and the output of the third LPF and the output of the second subtractor are selected with an average ratio of B / (G1 + G2). A combination of a second adder that adds an average ratio offset signal of B / (G1 + G2) that offsets the B, or a B gain control signal that controls the gain of the B image sensor signal or the gain of the B video signal and the G image sensor G gain control signal for controlling signal gain or G video signal gain, subtractor for calculating the difference between the B gain control signal and the G gain control signal, and offsetting the selection by gain to the subtractor output It has at least one combination of a second adder combination for adding the gain offset signal or a third adder combination for adding the screen left and right edge signals to the output of the second adder.
A fifth selector for selecting the (G1 + G2) output signal of the first delay device and the (G1 + R) output signal of the second delay device according to the output signal of the first adder; A sixth (G1 + G2) output signal of the first delay device and a (G2 + B) output signal of the third delay device are selected by the output signal of the second adder or the output signal of the third adder. , A seventh selector that selects the output signal of the fifth selector and the output signal of the sixth selector by the scanning line odd / even flag signal, and the output signal of the seventh selector And a high-pass filter (hereinafter referred to as HPF) that passes the band component.
なお、配置そのものはベイヤー配列から容易類推されるとしても、3枚用ズームレンズの軸上色収差の典型値分が軸上ではGに対しRBがオフセットされて撮像素子が色分解光学系に張り合わせ、倍率色収差と画素面内での貼り合せ誤差とが補正されることにより、軸上色収差と倍率色収差が残存するレンズでも、G1G2だけでなく、RBも解像度と変調度が高いことを活用することで本発明はより有効となる。
さらに、スタジオ用途の低感度設定、電気的に高色温度または高輝度の画素ではG1の撮像素子の信号とRの撮像素子の信号と交互の信号として、水平方向と垂直の解像度と解像度と変調度を高くするだけでなく、斜め方向の解像度と解像度と変調度を高くすることでより有効は発明とすることができる。
Even if the arrangement itself can be easily inferred from the Bayer arrangement, the typical value of the axial chromatic aberration of the three-lens zoom lens is offset on the axis with respect to G, and the image pickup device is attached to the color separation optical system. By correcting the lateral chromatic aberration and the bonding error in the pixel plane, it is possible to utilize not only G1G2 but also RB with high resolution and degree of modulation even in a lens in which axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration remain. The present invention becomes more effective.
In addition, for low-sensitivity settings for studio use, in the case of electrically high color temperature or high-brightness pixels, horizontal and vertical resolutions, resolutions, and modulations are used as signals alternating with G1 image sensor signals and R image sensor signals. In addition to increasing the degree, it is possible to make the invention more effective by increasing the oblique resolution, resolution, and modulation degree.
本発明によれば、例えば放送局が購入済の高倍率超望遠等の多彩な2KのHDTV用の3枚用ズームレンズと組み合わせ、モアレが少なく解像度と変調度が高い(4Kテレビの)カメラシステムを、簡易な構成により実現することができる。特に、撮像素子の軸上オフセット貼り合せにより軸上色収差を低減し、倍率色収差と貼合誤差との補正により軸上色収差を低減し、モアレが少なく解像度と変調度が高くすることが容易になる。
それに対し、スーパー35mmサイズの4K解像度のオンチップカラーフィルタ付撮像素子を用いた単板カラーカメラでは、本発明と異なり、軸上色収差と倍率色収差とを補正できない。軸上色収差と倍率色収差とを光学的に補正した大型で高価な専用レンズが必要となっている。
そのため、本発明によれば、1920x1080画素(2K)の2/3型撮像素子を3枚と色分解光学系とを用いるHDTVカメラ用に広く普及しているB4マウントレンズを利用して、1920x1080画素(2K)の2/3型撮像素子を4枚と色分解光学系とを用いて、3840x2160画素等の4Kカメラの高解像度化と高変調度化につながる。また、3840x2160画素等の4Kの2/3型撮像素子を4枚と色分解光学系とを用いて、7680x4320画素等の8Kカメラの高解像度化と高変調度化につながる。
さらに、以前の3枚HDTVカメラ用の1型マウントレンズも、以前の3管HDTVカメラ用の1+1/4型マウントレンズにも、適用することができる。
また、本発明では、低感度ではG1RとBG2を映像の高域成分とし芝生はG1G2を映像の高域成分とするカメラとすることができる。
According to the present invention, for example, a camera system having a high resolution and modulation degree (4K television) with little moire, combined with various 3K zoom lenses for 2K HDTV such as a high-magnification super telephoto purchased by a broadcasting station. Can be realized with a simple configuration. In particular, axial chromatic aberration is reduced by axial offset bonding of the image sensor, axial chromatic aberration is reduced by correcting chromatic aberration of magnification and bonding error, and it becomes easy to increase resolution and modulation with less moire. .
On the other hand, a single-plate color camera using a super 35 mm size 4K resolution on-chip color filter-equipped imaging device cannot correct axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration unlike the present invention. A large and expensive dedicated lens that optically corrects axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration is required.
Therefore, according to the present invention, using a B4 mount lens widely used for HDTV cameras using three 1920 × 1080 pixel (2K) 2/3 type image sensors and a color separation optical system, 1920 × 1080 pixels are used. Using four (2K) 2/3 type image sensors and a color separation optical system leads to higher resolution and higher modulation degree of a 4K camera such as 3840 × 2160 pixels. In addition, using four
Furthermore, the
Further, according to the present invention, G1R and BG2 can be high-frequency components of the video with low sensitivity, and the lawn can be a camera with G1G2 as the high-frequency components of the video.
1:レンズ、2:撮像装置、
3G1:第1の緑の(G1)撮像素子(周辺回路を集積したCMOS撮像素子又は周辺回路を集積したCCD撮像素子)、
3G2:第2の緑の(G2)撮像素子、3R:赤の(R)撮像素子、
3B:青の(B)撮像素子、
4:FPGAで構成される補間処理回路含む映像信号処理回路、5:色分解光学系、
7:CPU、11:補間処理回路、
21,22,23:低域通過濾波器(LPF)、24:高域通過濾波器(HPF)、
25,26,27,28,29,30,47:加算器、
31,32,33,50:減算器、
34,35,36,37,38:画素遅延器、
39:ビットシフト部、
41,42,43,44,45,46:選択器、
51,52:比較器、53,54:論理和
1: lens, 2: imaging device,
3G1: first green (G1) image pickup device (a CMOS image pickup device in which peripheral circuits are integrated or a CCD image pickup device in which peripheral circuits are integrated),
3G2: second green (G2) image sensor, 3R: red (R) image sensor,
3B: Blue (B) image sensor,
4: Video signal processing circuit including interpolation processing circuit composed of FPGA, 5: Color separation optical system,
7: CPU, 11: interpolation processing circuit,
21, 22, 23: Low-pass filter (LPF), 24: High-pass filter (HPF),
25, 26, 27, 28, 29, 30, 47: adder,
31, 32, 33, 50: subtractor,
34, 35, 36, 37, 38: pixel delay device,
39: Bit shift part,
41, 42, 43, 44, 45, 46: selector,
51, 52: comparator, 53, 54: logical OR
Claims (4)
Rの撮像素子を垂直方向にG1の撮像素子と同一位置で水平方向にG2の撮像素子と同一位置に配置しBの撮像素子を垂直方向にG2の撮像素子と同一位置で水平方向にG1の撮像素子と同一位置に配置するか、Rの撮像素子を垂直方向にG2の撮像素子と同一位置で水平方向にG1の撮像素子と同一位置に配置しBの撮像素子を垂直方向にG1の撮像素子と同一位置で水平方向にG2の撮像素子と同一位置に配置するかのどちらか一方とし、
少なくとも低感度設定、電気的に高色温度またはB/(G1+G2)の平均比が小さくない場合はG2の撮像素子の信号とBの撮像素子の信号と交互の信号を偶数走査線の高域信号とし、R/(G1+G2)の平均比が小さくない場合はとG1の撮像素子の信号とRの撮像素子の信号と交互の信号を奇数走査線の高域信号とし、少なくとも高感度設定、電気的に低色温度、B/(G1+G2)の平均比が小さい、または画面左右端の場合はG1の撮像素子の信号とG2の撮像素子の信号の交互の信号を偶数走査線の高域信号とし、R/(G1+G2)の平均比が小さい場合はG1の撮像素子の信号とG2の撮像素子の信号の交互の信号を奇数走査線の高域信号とすることを特徴とする撮像方法。 In an image pickup apparatus having a four-plate configuration with a color separation optical system and R (red), G (green) 1, G2, and B (blue) image sensors, the G2 image sensor is perpendicular to the G1 image sensor. ½ pixel pitch horizontally and shifted by ½ pixel pitch,
The R image sensor is arranged at the same position as the G1 image sensor in the vertical direction at the same position as the G2 image sensor in the vertical direction, and the B image sensor is arranged at the same position as the G2 image sensor in the vertical direction at the same position as the G1 image sensor. Arrange the image sensor at the same position as the image sensor, or arrange the R image sensor in the same position as the G2 image sensor in the vertical direction and the same position as the G1 image sensor in the horizontal direction, and image the B image sensor in the vertical direction. Either the same position as the element or the same position as the G2 image sensor in the horizontal direction,
If at least the low sensitivity setting and the electrically high color temperature or the average ratio of B / (G1 + G2) are not small, the signal of the G2 image sensor and the signal of the B image sensor are alternately used as the high-frequency signal of the even scanning line. When the average ratio of R / (G1 + G2) is not small, the signal of the G1 image sensor and the signal of the R image sensor are alternately set as the high-frequency signal of the odd scanning line, and at least high sensitivity setting, electrical In the case of the low color temperature, the average ratio of B / (G1 + G2) is small, or the left and right edges of the screen, the alternating signal of the G1 image sensor signal and the G2 image sensor signal is set as the high-frequency signal of the even scanning line, An imaging method characterized in that when the average ratio of R / (G1 + G2) is small, an alternating signal of a signal of the G1 image sensor and a signal of the G2 image sensor is used as a high-frequency signal of an odd scanning line.
上記偶数走査線の高域信号と上記奇数走査線の高域信号との加算信号を、飛越走査の出力映像信号の高域信号とすることを特徴とする撮像方法。 The imaging method according to claim 1, wherein the R, G1, G2, and B imaging elements are sequentially scanned,
An imaging method, wherein an addition signal of the high-frequency signal of the even-numbered scanning line and the high-frequency signal of the odd-numbered scanning line is used as a high-frequency signal of an output video signal of interlaced scanning.
Rの撮像素子を垂直方向にG1の撮像素子と同一位置で水平方向にG2の撮像素子と同一位置に配置しBの撮像素子を垂直方向にG2の撮像素子と同一位置で水平方向にG1の撮像素子と同一位置に配置するか、Rの撮像素子を垂直方向にG2の撮像素子と同一位置で水平方向にG1の撮像素子と同一位置に配置しBの撮像素子を垂直方向にG1の撮像素子と同一位置で水平方向にG2の撮像素子と同一位置に配置するかのどちらか一方とする手段と、The R image sensor is arranged at the same position as the G1 image sensor in the vertical direction at the same position as the G2 image sensor in the vertical direction, and the B image sensor is arranged at the same position as the G2 image sensor in the vertical direction at the same position as the G1 image sensor. Arrange the image sensor at the same position as the image sensor, or arrange the R image sensor in the same position as the G2 image sensor in the vertical direction and the same position as the G1 image sensor in the horizontal direction, and image the B image sensor in the vertical direction. Means that is arranged at the same position as the G2 image pickup element in the horizontal direction at the same position as the element;
少なくとも低感度設定、電気的に高色温度またはB/(G1+G2)の平均比が小さくない場合はG2の撮像素子の信号とBの撮像素子の信号と交互の信号を偶数走査線の高域信号とし、R/(G1+G2)の平均比が小さくない場合はとG1の撮像素子の信号とRの撮像素子の信号と交互の信号を奇数走査線の高域信号とし、少なくとも高感度設定、電気的に低色温度、B/(G1+G2)の平均比が小さい、または画面左右端の場合はG1の撮像素子の信号とG2の撮像素子の信号の交互の信号を偶数走査線の高域信号とし、R/(G1+G2)の平均比が小さい場合はG1の撮像素子の信号とG2の撮像素子の信号の交互の信号を奇数走査線の高域信号とする手段を備えたことを特徴とする撮像装置。If at least the low sensitivity setting and the electrically high color temperature or the average ratio of B / (G1 + G2) are not small, the signal of the G2 image sensor and the signal of the B image sensor are alternately used as the high-frequency signal of the even scanning line. When the average ratio of R / (G1 + G2) is not small, the signal of the G1 image sensor and the signal of the R image sensor are alternately set as the high-frequency signal of the odd scanning line, and at least high sensitivity setting, electrical In the case of the low color temperature, the average ratio of B / (G1 + G2) is small, or the left and right edges of the screen, the alternating signal of the G1 image sensor signal and the G2 image sensor signal is the high-frequency signal of the even scanning line An image pickup apparatus comprising means for converting an alternating signal of a G1 image pickup element signal and a G2 image pickup element signal into a high-frequency signal of an odd scanning line when the average ratio of R / (G1 + G2) is small .
上記偶数走査線の高域信号と上記奇数走査線の高域信号との加算信号を、飛越走査の出力映像信号の高域信号とする手段を備えたことを特徴とする撮像装置。An imaging apparatus comprising: means for converting a sum signal of the high-frequency signal of the even-numbered scanning line and the high-frequency signal of the odd-numbered scanning line into a high-frequency signal of an output video signal of interlaced scanning.
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