(57)【要約】【課題】  色再現性の優れた撮影を行うことができるようにしながら、ノイズの少ない高感度撮影を可能とする。【解決手段】イメージセンサの撮像部には、原色系の色フィルタを有するＲ用画素，Ｇ用画素，Ｂ用画素と、補色系の色フィルタを有するＭｇ用画素，Ｃｙ用画素，Ｙｅ用画素，Ｇｒ用画素とがマトリクス状に配列されている。撮影感度がＩＳＯ８００未満のときには、原色系の色フィルタを有する各画素の信号電荷だけを転送して画像信号として出力し、撮影感度がＩＳＯ８００以上のときには、補色系の色フィルタを有する各画素の信号電荷だけを転送して画像信号として出力する。出力された画像信号を用いて、色情報の補間処理、画素補間処理を行い、１画面分の画像データを生成する。【選択図】        図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を複数の色成分に分解する第１の色系の各色フィルタとこの第１の色系の色フィルタを透過した光を受光して信号電荷に変換する受光素子とから多数の第１の色系の各色の画素、及び第１の色系とは異なる複数色の色成分に分解する第２の色系の各色フィルタとこの第２の色系の色フィルタを透過した光を受光して信号電荷に変換する受光素子とからなる多数の第２の色系の各色の画素をマトリクス状に配列した１画面分の撮像部を有し、この撮像部での被写体像の撮影後に各画素に蓄積された信号電荷を順次に読み出して電気的な画像信号に変換して出力するイメージセンサと、
第１の色系を選択する第１モードと第２の色系を選択する第２モードとのいずれか一方のモードを設定するモード設定手段と、イメージセンサによる撮影後に、第１モード時には第１の色系の各色の画素の信号電荷を読み出して画像信号を出力させ、第２モード時には第２の色系の各色の画素の信号電荷を読み出して画像信号を出力させる出力制御手段とを備えたことを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
画像信号に対して、第１モード時には第１の色系の色フィルタを用いた撮影としての信号処理を行い、第２モード時には第２の色系の色フィルタを用いた撮影としての信号処理を行なう信号処理手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
【請求項３】
被写体像を複数の色成分に分解する第１の色系の各色フィルタとこの第１の色系の色フィルタを透過した光を受光して信号電荷に変換する受光素子とからなる多数の第１の色系の各色の画素、及び第１の色系とは異なる複数色の色成分に分解する第２の色系の各色フィルタとこの第２の色系の色フィルタを透過した光を受光して信号電荷に変換する受光素子とからなる多数の第２の色系の各色の画素をマトリクス状に配列した１画面分の撮像部を有し、この撮像部での被写体像の撮影後に各画素に蓄積された信号電荷を順次に読み出して電気的な画像信号に変換して出力するイメージセンサと、第１の色系を選択する第１モードと第２の色系を選択する第２モードとのいずれか一方のモードを設定するモード設定手段と、イメージセンサによる撮影後に、全画素の信号電荷を読み出して画像信号を出力させる出力制御手段と、第１モード時には画像信号から第１の色系の各色の画素に対応する信号成分のみを取り出し、第２モード時には画像信号から第２の色系の各色の画素に対応する信号成分のみを取り出す取出し手段とを備えたことを特徴とする撮影装置。
【請求項４】
前記取出し手段で取り出した画像信号の成分に対して、第１モード時には第１の色系の色フィルタを用いた撮影としての信号処理を行い、第２モード時には第２の色系の色フィルタを用いた撮影としての信号処理を行なう信号処理手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の撮影装置。
【請求項５】
前記信号処理手段は、第１モード時には、第２の色系の各色の画素に対応する部分の画素補間を行い、第２モード時には、第１の色系の各色の画素に対応する部分の画素補間を行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の撮影装置。
【請求項６】
撮影感度を設定するために外部から操作される感度設定操作手段を備え、前記モード設定手段は、前記感度設定操作手段によって設定された撮影感度に応じて第１モードと第２モードのいずれかを設定することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の撮影装置。
【請求項７】
被写体輝度に応じて撮影感度を自動的に設定する自動感度設定手段を備え、前記モード設定手段は、前記自動感度設定手段によって設定された撮影感度に応じて第１モードと第２モードのいずれかを設定することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の撮影装置。
【請求項８】
前記第１の色系は、原色系であり、第２の色系は、補色系であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の撮影装置。
【請求項９】
前記モード設定手段は、設定された撮影感度が所定感度未満のときには第１モードに設定し、所定感度以上の場合に第２モードに設定することを特徴とする請求項８記載の撮影装置。
【請求項１０】
前記第１の色系の色フィルタは、赤色光を透過する赤色フィルタ，緑色光を透過する緑色フィルタ，青色光を透過する青色フィルタであり、前記第２の色系の色フィルタは、赤色光及び緑色光を透過するイエローフィルタ，赤色光及び青色光を透過するマゼンタフィルタ，緑光及び青色光を透過するシアンフィルタ，緑色光を透過する緑色フィルタであることを特徴とする請求項８または９記載の撮影装置。
【請求項１１】
前記イメージセンサは、第１の色系の画素からなる２ラインと第２の色系の画素からなる２ラインとが垂直方向に交互に配列され、第１の色系の画素からなる各ライン及び第２の色系の画素からなる各ラインについてそれぞれ色フィルタがベイヤー配列としてあることを特徴とする請求項１０記載の撮影装置。
【請求項１２】
前記イメージセンサの前面に配置され、入射光束を水平方向，垂直方向にそれぞれ分離して４本の平行な光束として射出する光学的ローパスフィルタを備え、前記イメージセンサは、画素が方形格子配列されており、このイメージセンサの水平方向の前記画素の配列ピッチをＰｈ、垂直方向の前記画素の配列ピッチをＰｈとし、前記光学的ローパスフィルタによる水平方向の分離幅をｄｈ、垂直方向の分離幅をｄｖとしたときに、「Ｐｈ≒ｄｈ」、「Ｐｖ≒ｄｖ」をそれぞれ満たすことを特徴とする請求項１１記載の撮影装置。
【請求項１３】
前記イメージセンサは、第１の色系の画素からなる１ラインと第２の色系の画素からなる１ラインとが垂直方向に交互に配列され、第１の色系の画素からなる各ライン及び第２の色系の画素からなる各ラインについてそれぞれ色フィルタがベイヤー配列としてあることを特徴とする請求項１０記載の撮影装置。
【請求項１４】
前記イメージセンサの前面に配置され、入射光束を水平方向，垂直方向にそれぞれ分離した４本の平行な光束として射出する光学的ローパスフィルタを備え、前記イメージセンサは、前記画素が方形格子配列されており、このイメージセンサの水平方向の前記画素の配列ピッチをＰｈ、垂直方向の前記画素の配列ピッチをＰｖとし、前記光学的ローパスフィルタによる水平方向の分離幅をｄｈ、垂直方向の分離幅をｄｖとしたときに、「Ｐｈ≒ｄｈ」、「２・Ｐｖ≒ｄｖ」または「Ｐｖ＜ｄｖ≦２・Ｐｖ」をそれぞれ満たすことを特徴とする請求項１１記載の撮影装置。
【請求項１５】
前記イメージセンサの前面に配置され、入射光束を水平方向，垂直方向にそれぞれ分離した４本の平行な光束として射出する光学的ローパスフィルタを備え、前記イメージセンサは、水平方向の前記画素の配列ピッチがＰｈ、垂直方向の前記画素の配列ピッチがＰｖであり、垂直方向に隣接する各ラインの画素を水平方向に「Ｐｈ／２」ずらしたハニカム配列とされ、前記光学的ローパスフィルタによる水平方向の分離幅をｄｈ、垂直方向の分離幅をｄｖとしたときに、「Ｐｈ≒ｄｈ」、「２・Ｐｖ≒ｄｖ」をそれぞれ満たすことを特徴とする請求項１１記載の撮影装置。
【請求項１６】
前記イメージセンサは、前記画素が方形格子配列され、第１の色系の赤色フィルタと青色フィルタと第２の色系のうちの２色の各色フィルタとが異なる色系の色フィルタに隣接するようにそれぞれ一定のピッチで配された第１のラインと、第１の色系の緑色フィルタと第２の色系の他の２色の各色フィルタとが水平及び垂直方向に異なる色系の色フィルタに隣接するようにそれぞれ一定のピッチで配された第２のラインとを撮像部に交互に配列したことを特徴とする請求項１０記載の撮影装置。
【請求項１７】
前記イメージセンサの前面に配置され、入射光束を前記イメージセンサの水平方向に対して＋４５度及び−４５度の各方向に分離した平行な４本の光束を射出する光学的ローパスフィルタを備え、前記イメージセンサは、前記画素が方形格子配列され、前記画素の水平方向及び垂直方向の配列ピッチをそれぞれ「Ｐ」とし、前記光学的ローパスフィルタによる各方向への分離幅をｄとしたときに、「ｄ≒２1/2・Ｐ」を満たすことを特徴とする請求項１６記載の撮影装置。
【請求項１８】
前記イメージセンサは、垂直方向に隣接する各ラインの画素を水平方向の配列ピッチの半分だけ水平方向にずらしたハニカム配列であり、第１の色系の赤色フィルタと青色フィルタとが交互に配したラインと第１の色系の緑色フィルタを配列したラインとを隣接して配し、第２の色系の第１の色系の２ラインと第２の色系の２ラインとを撮像部に交互に配列したことを特徴とする請求項１０記載の撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イメージセンサで撮影を行う撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤイメージセンサやＭＯＳ型イメージセンサ等のイメージセンサで画像を撮影する撮影装置としてデジタルカメラが知られている。イメージセンサは、多数の画素がマトリクス状に設けられており、各画素は画素で受光した光を光電変換し、その光量に応じた信号電荷を蓄積する。そして、その各画素の信号電荷を電気的な画像信号に変換して出力している。
【０００３】
上記のようなイメージセンサを１個だけ用いてカラー画像の撮影を行う単板式の撮影装置が知られている。このような撮影装置では、イメージセンサの受光面側に複数色のカラーフィルタを設け、色ごとの光量を信号電荷に変換している。カラーフィルタとしては、例えば特許文献１等で知られるように、赤色，青色，緑色の光を透過する各色フィルタからなる原色フィルタと、マゼンタ，シアン，イエローの光を透過する各色フィルタ、もしくはこれらに視覚感度の高い緑色の光を透過する色フィルタを加えた補色フィルタとがある。
【特許文献１】特開２００１−６９５１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、補色フィルタは、原色フィルタに比べて各色のフィルタの透過光量が高くＳ／Ｎ比が高い信号が得られるので高感度化に適しているが、直接に光の３原色の各色成分（赤色，緑色，青色）を取得できず、また表現できる色の範囲が狭いことから色再現性の点で劣るという問題があった。他方、原色フィルタは、色再現性に優れるが、補色フィルタに比べて透過率が低いためＳ／Ｎ比が低い。このため撮影感度を高くすると撮影された画像にノイズが目立つため高感度撮影に適していなかった。
【０００５】
本発明は上記問題を解消するためになされたもので、種々の撮影シーンや撮影意図に最適な撮影を行なうことができ、特にノイズの少ない高感度撮影が可能であるとともに、色再現性の優れた撮影を行うことができる撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１記載の撮影装置では、被写体像を複数の色成分に分解する第１の色系の各色フィルタとこの第１の色系の色フィルタを透過した光を受光して信号電荷に変換する受光素子とからなる多数の第１の色系の各色の画素、及び第１の色系とは異なる複数色の色成分に分解する第２の色系の各色フィルタとこの第２の色系の色フィルタを透過した光を受光して信号電荷に変換する受光素子とからなる多数の第２の色系の各色の画素をマトリクス状に配列した１画面分の撮像部を有し、この撮像部での被写体像の撮影後に各画素に蓄積された信号電荷を読み出して電気的な画像信号に変換して出力するイメージセンサと、第１の色系を選択する第１モードと第２の色系を選択する第２モードとのいずれか一方のモードを設定するモード設定手段と、イメージセンサによる撮影後に、第１モード時には第１の色系の各色の画素の信号電荷を読み出して画像信号を出力させ、第２モード時には第２の色系の各色の画素の信号電荷を読み出して画像信号を出力させる出力制御手段とを備えたものである。
【０００７】
請求項２記載の撮影装置では、画像信号に対して、第１モード時には第１の色系の色フィルタを用いた撮影としての信号処理を行い、第２モード時には第２の色系の色フィルタを用いた撮影としての信号処理を行なう信号処理手段を備えたものである。
【０００８】
請求項３記載の撮影装置では、被写体像を複数の色成分に分解する第１の色系の各色フィルタとこの第１の色系の色フィルタを透過した光を受光して信号電荷に変換する受光素子とからなる多数の第１の色系の各色の画素、及び第１の色系とは異なる複数色の色成分に分解する第２の色系の各色フィルタとこの第２の色系の色フィルタを透過した光を受光して信号電荷に変換する受光素子とからなる多数の第２の色系の各色の画素をマトリクス状に配列した１画面分の撮像部を有し、この撮像部での被写体像の撮影後に各画素に蓄積された信号電荷を読み出して電気的な画像信号に変換して出力するイメージセンサと、第１の色系を選択する第１モードと第２の色系を選択する第２モードとのいずれか一方のモードを設定するモード設定手段と、イメージセンサによる撮影後に、全画素の信号電荷を読み出して画像信号を出力させる出力制御手段と、第１モード時には画像信号から第１の色系の各色の画素に対応する信号成分のみを取り出し、第２モード時には画像信号から第２の色系の各色の画素に対応する信号成分のみを取り出す取出し手段とを備えたものである。
【０００９】
請求項４記載の撮影装置では、取出し手段で取り出した画像信号の成分に対して、第１モード時には第１の色系の色フィルタを用いた撮影としての信号処理を行い、第２モード時には第２の色系の色フィルタを用いた撮影としての信号処理を行なう信号処理手段を備えたものである。
【００１０】
請求項５記載の撮影装置では、第１モード時には、第２の色系の各色の画素に対応する部分の画素補間を行い、第２モード時には、第１の色系の各色の画素に対応する部分の画素補間を信号処理手段が行うようにしたものでる。
【００１１】
請求項６記載の撮影装置では、撮影感度を設定するために外部から操作される感度設定操作手段を備え、モード設定手段を、前記感度設定操作手段によって設定された撮影感度に応じて第１モードと第２モードのいずれかを設定するようにしたものである。
【００１２】
請求項７記載の撮影装置では、被写体輝度に応じて撮影感度を自動的に設定する自動感度設定手段を備え、モード設定手段を、前記自動感度設定手段によって設定された撮影感度に応じて第１モードと第２モードのいずれかを設定するものである。
【００１３】
請求項８記載の撮影装置では、第１の色系を原色系とし、第２の色系を補色系としたものである。また、請求項９記載の撮影装置では、モード設定手段を、設定された撮影感度が所定感度未満のときには第１モードに設定し、所定感度以上の場合に第２モードに設定するようにしたものである。さらに、請求項１０記載の撮影装置では、第１の色系の色フィルタを、赤色光を透過する赤色フィルタ，緑色光を透過する緑色フィルタ，青色光を透過する青色フィルタとし、第２の色系の色フィルタを、赤色光及び緑色光を透過するイエローフィルタ，赤色光及び青色光を透過するマゼンタフィルタ，緑光及び青色光を透過するシアンフィルタ，緑色光を透過する緑色フィルタとしたものである。
【００１４】
請求項１１記載の撮影装置では、イメージセンサは、第１の色系の画素からなる２ラインと第２の色系の画素からなる２ラインとを垂直方向に交互に配列し、第１の色系の画素からなる各ライン及び第２の色系の画素からなる各ラインについてそれぞれ色フィルタをベイヤー配列としたものである。
【００１５】
請求項１２記載の撮影装置では、イメージセンサの前面に配置され、入射光束を水平方向，垂直方向にそれぞれ分離して４本の平行な光束として射出する光学的ローパスフィルタを備え、前記イメージセンサは、画素を方形格子配列し、このイメージセンサの水平方向の前記画素の配列ピッチをＰｈ、垂直方向の前記画素の配列ピッチをＰｈとし、前記光学的ローパスフィルタによる水平方向の分離幅をｄｈ、垂直方向の分離幅をｄｖとしたときに、「Ｐｈ≒ｄｈ」、「Ｐｖ≒ｄｖ」をそれぞれ満たすようにしたものである。
【００１６】
請求項１３記載の撮影装置では、イメージセンサは、第１の色系の画素からなる１ラインと第２の色系の画素からなる１ラインとを垂直方向に交互に配列し、第１の色系の画素からなる各ライン及び第２の色系の画素からなる各ラインについてそれぞれ色フィルタをベイヤー配列としたものである。
【００１７】
請求項１４記載の撮影装置では、イメージセンサの前面に配置され、入射光束を水平方向，垂直方向にそれぞれ分離した４本の平行な光束として射出する光学的ローパスフィルタを備え、前記イメージセンサは、画素を方形格子配列し、このイメージセンサの水平方向の前記画素の配列ピッチをＰｈ、垂直方向の前記画素の配列ピッチをＰｖとし、前記光学的ローパスフィルタによる水平方向の分離幅をｄｈ、垂直方向の分離幅をｄｖとしたときに、「Ｐｈ≒ｄｈ」、「２・Ｐｖ≒ｄｖ」または「Ｐｖ＜ｄｖ≦２・Ｐｖ」をそれぞれ満たすようにしたものである。
【００１８】
請求項１５記載の撮影装置では、イメージセンサの前面に配置され、入射光束を水平方向，垂直方向にそれぞれ分離した４本の平行な光束として射出する光学的ローパスフィルタを備え、前記イメージセンサは、水平方向の前記画素の配列ピッチがＰｈ、垂直方向の前記画素の配列ピッチがＰｖであり、垂直方向に隣接する各ラインの画素を水平方向に「Ｐｈ／２」ずらしたハニカム配列とされ、前記光学的ローパスフィルタによる水平方向の分離幅をｄｈ、垂直方向の分離幅をｄｖとしたときに、「Ｐｈ≒ｄｈ」、「２・Ｐｖ≒ｄｖ」をそれぞれ満たすようにしたものである。
【００１９】
請求項１６記載の撮影装置では、イメージセンサは、画素を方形格子配列し、第１の色系の赤色フィルタと青色フィルタと第２の色系のうちの２色の各色フィルタとが異なる色系の色フィルタに隣接するようにそれぞれ一定のピッチで配された第１のラインと、第１の色系の緑色フィルタと第２の色系の他の２色の各色フィルタとが水平及び垂直方向に異なる色系の色フィルタに隣接するようにそれぞれ一定のピッチで配された第２のラインとを撮像部に交互に配列したものである。
【００２０】
請求項１７記載の撮影装置では、イメージセンサの前面に配置され、入射光束を前記イメージセンサの水平方向に対して＋４５度及び−４５度の各方向に分離した平行な４本の光束を射出する光学的ローパスフィルタを備え、前記イメージセンサは、画素を方形格子配列し、前記画素の水平方向及び垂直方向の配列ピッチをそれぞれ「Ｐ」とし、前記光学的ローパスフィルタによる各方向への分離幅をｄとしたときに、「ｄ≒２1/2・Ｐ」を満たすようにしたものである。
【００２１】
請求項１８記載の撮影装置では、イメージセンサを、垂直方向に隣接する各ラインの画素を水平方向の配列ピッチの半分だけ水平方向にずらしたハニカム配列とし、第１の色系の赤色フィルタと青色フィルタとが交互に配したラインと第１の色系の緑色フィルタを配列したラインとを隣接して配し、第２の色系の第１の色系の２ラインと第２の色系の２ラインとを撮像部に交互に配列したものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、第１の色系の色フィルタを有する各色の画素と第２の色系の色フィルタを有する第２の色系の各色の画素をマトリクス状に配列して１画面分の撮像部を構成するとともに、第１の色系の色フィルタを用いた第１モードと第２の色系の色フィルタを用いた第２モードとを設定するモード設定手段を設け、第１モード時には第１の色系の各色の画素の信号電荷から得られる画像信号またはその成分を取得し、第２モード時には第２の色系の各色の画素の信号電荷から得られる画像信号またはその成分を取得するようにしたから、撮影シーン、撮影意図等に応じた最適な色系の色フィルタを用いた撮影を行なうことができる。特に第１の色系を原色系とし、第２の色系を補色系とすることにより、色再現性の高い撮影と、撮影感度を高くしながら低ノイズの画像を得ることができる撮影とができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の第１実施形態について説明する。図１にデジタルカメラの正面を、図２に背面をそれぞれ示す。デジタルカメラ２の前面には、撮影レンズ３，レリーズボタン４，ストロボ発光部５を設けてある。また、背面には、各種操作ボタン６ａ，カーソルキー６ｂからなる操作部６と、ＬＣＤ７とを設けてある。
【００２４】
レリーズボタン４を押圧操作することにより、撮影レンズ３の奥に設けられたイメージセンサ１０（図３参照）によって静止画の撮影が行われる。カメラ本体２には、メモリスロット（図示せず）を設けてあり、このメモリスロットに装着したメモリカード１１（図５参照）に撮影した静止画の画像データを書き込んで保存する。ストロボ発光部５は、静止画の撮影に同期してストロボ光を被写体に向けて照射する。
【００２５】
操作部６は、これを操作することでデジタルカメラ２の各種設定を行うことができる。この操作部６の操作により、撮影モードと再生モードを選択できる。また、撮影モード下では、操作部６を操作することにより、撮影者が撮影感度を設定することができる。この撮影感度の設定に応じて、被写体像を複数の色成分に分解する色フィルタとして、赤色，緑色，青色の原色系の各色フィルタ（以下、これらを総称して原色フィルタという）を用いて撮影を行う原色モードと、シアン，マゼンタ，イエロー，緑色の補色系の各色フィルタ（以下、これらを総称して補色フィルタという）を用いて撮影を行う補色モードとのいずれかのモードで撮影を行う。この例では、設定された撮影感度がＩＳＯ８００未満のときに原色モードとなり、撮影感度がＩＳＯ８００以上のときに補色モードとなる。
【００２６】
ＬＣＤ７は、スルー画像表示を行ういわゆる電子ビューファインダとして機能するとともに、画像の再生等に使用される。また、ＬＣＤ７は、カメラの機能設定に関するメニュー画面が表示される。このメニュー画面を見ながら操作部６を操作することによって、撮影感度を含む各種設定を行うことができる。
【００２７】
イメージセンサ１０としては、例えばＣＣＤイメージセンサを用いているが、ＭＯＳ型のイメージセンサ等を用いてもよい。図３に示すように、イメージセンサ１０には、多数の画素１４をマトリクス状に配列した１画面分の撮像部１５が設けられている。画素１４には、原色系のＲ（赤色）用画素１４ａ，Ｇ（緑色）用画素１４ｂ，Ｂ（青色）用画素１４ｃと、補色系のＭｇ（マゼンタ）用画素１４ｄ，Ｃｙ（シアン）用画素１４ｅ，Ｙｅ（イエロー）用画素１４ｆ，Ｇｒ（緑色）用画素１４ｇとがある。
【００２８】
なお、図３では、Ｒ，Ｇ，Ｂ用画素１４ａ〜１４ｃに記号Ｒ，Ｇ，Ｂを、Ｍｇ，Ｃｙ，Ｙｅ，Ｇｒ用画素１４ｄ〜１４ｇに記号Ｍｇ，Ｃｙ，Ｙｅ，Ｇｒをそれぞれ付して各色画素１４ａ〜１４ｇの配列を示してある。
【００２９】
水平方向（矢線Ｈ方向）に並んだ複数の画素１４によって１ラインが形成され、ラインを垂直方向（矢線Ｖ方向）に複数配列することにより、多数の画素１４を方形格子状に配列してあり、例えば１個の画素１４が画像の１個の画素に対応する。画素１４の配列ピッチは、水平方向がＰｈ，垂直方向がＰｖとなっており、この例では「Ｐｈ＝Ｐｖ」であり、正方形格子配列となっている。
【００３０】
画素１４は、図４に示すように、受光した光を光電変換し、受光量に応じた信号電荷を蓄積するフォトダイオード１７と、このフォトダイオード１７の前面に配され特定の色の光を透過する色フィルタ１８と、光を集光するマイクロレンズ１９とからなる。
【００３１】
色フィルタ１８は、Ｒ用画素１４ａのものは赤色光だけを透過する赤色フィルタであり、Ｇ用画素１４ｂのものは緑色光だけを透過する緑色フィルタであり、Ｂ用画素１４ｃのものは青色光だけを透過する青色フィルタである。また、Ｍｇ用画素１４ｄの色フィルタ１８は、マゼンタ色の光（赤色光及び青色光）を透過するマゼンタフィルタであり、Ｃｙ用画素１４ｅのものはシアン色の光（緑光及び青色光）を透過するシアンフィルタ、Ｙｅ用画素１４ｆのものはイエローの光（赤色光及び緑色光）を透過するイエローフィルタ，Ｇｒ用画素１４ｇのものは緑色光だけを透過する緑色フィルタとなっている。
【００３２】
Ｒ，Ｇ，Ｂ用画素１４ａ〜１４ｃに用いられる各色フィルタ１８が原色系の色フィルタであり、Ｍｇ，Ｃｙ，Ｙｅ，Ｇｒ用画素１４ｄ〜１４ｇに用いられる色フィルタ１８が補色系の色フィルタである。
【００３３】
なお、この例では、補色系の画素として、マゼンタ，シアン，イエローに視覚感度の高い緑色を加えた４色の補色系の画素１４ｄ〜１４ｇを用いているが、マゼンタ，シアン，イエローの３色の画素とすることもできる。
【００３４】
「Ｎ」を０，１，２・・・・としたときに、図３に示すように、撮像部１５の第（４Ｎ＋１）ライン（第１ライン，第５ライン，・・・・）には、原色系のＲ用画素１４ａとＧ用画素１４ｂとを交互に繰り返し配列してある。また、第（４Ｎ＋２）ライン（第２ライン，第６ライン，・・・・）には、原色系のＢ用画素１４ｃとＧ用画素１４ｂとを交互に繰り返し、かつ第（４Ｎ＋１）ラインと第（４Ｎ＋２）ラインの各Ｇ用画素１４ｂが１画素分ずれるように配列してある。
【００３５】
第（４Ｎ＋３）ライン（第３ライン，第７ライン，・・・）には、補色系のＭｇ用画素１４ｄとＧｒ用画素１４ｇとを交互に繰り返し配列してあり、第（４Ｎ＋４）ライン（第４ライン，第８ライン，・・・）には、補色系のＣｙ用画素１４ｅとＹｅ用画素１４ｂとを交互に繰り返し配列してある。
【００３６】
上記のような配列は、原色系の色フィルタについてベイヤー配列であり、補色系の色フィルタについてもベイヤー配列となっている。したがって、原色系の画素からなる２ラインと補色系の２ラインとを垂直方向に交互に配列し、原色系の各ラインについて色フィルタをベイヤー配列とし、補色系の各ラインについても色フィルタをベイヤー配列とした構成になっている。
【００３７】
図５に上記デジタルカメラ２の構成を示す。ＣＰＵ２１は、レリーズボタン４，操作部６からの操作に応じた操作信号に応答してデジタルカメラ２の各部を制御する。ＣＰＵ２１は、操作部６の操作で撮影感度がＩＳＯ８００未満に設定されたときには原色モードとし、撮影感度がＩＳＯ８００以上のときに補色モードとする。このＣＰＵ２１には、ＲＯＭ２１ａ，ＲＡＭ２１ｂが接続されている。ＲＯＭ２１ａには、各種シーケンスを実行するためのプログラム等を書き込んであり、このプログラムにしたがってＣＰＵ２１は各部を制御する。ＲＡＭ２１ｂは、撮影シーケンスなどを実行する際に必要なデータを一時的に記憶するワークメモリとして利用される。
【００３８】
撮影レンズ３は、ピント調節機構等を内蔵しており、モータドライバ２２を介してＣＰＵ２１によって制御される。撮影レンズ３の背後にイメージセンサ１０を配してあり、撮影レンズ３によってイメージセンサ１０の撮像部１５に被写体像が結像される。タイミングジェネレータ（ＴＧ）２４は、ＣＰＵ２１とともに出力制御手段を構成しており、ＣＰＵ２１の制御の下で各種の駆動信号をイメージセンサ１０に供給することで、イメージセンサ１０を駆動し、各画素１４ａ〜１４ｇに蓄積された信号電荷を順次に読み出して電気的な画像信号に変換して出力する。原色モードでは、イメージセンサ１０の原色系の各色画素１４ａ〜１４ｃの信号電荷だけを読み出し、補色モードでは、補色系の各色用画素１４ｄ〜１４ｇの信号電荷だけを読み出し、読み出した信号電荷を画像信号に変換して出力する。
【００３９】
また、イメージセンサ１０は、タイミングジェネレータ２４からの電子シャッタパルスの入力により、それまでに蓄積した電荷を掃き出して消去することで電荷蓄積時間を調節する電子シャッタ機能を有しており、電子シャッタパルスの入力期間を調節することで電子シャッタ速度を調節することができる。
【００４０】
撮影レンズ３とイメージセンサ１０との間に、赤外線域の光をカットし可視光域の光を透過する赤外線カットフィルタ２５と、モアレ縞や偽色の発生を防止するための光学的ローパスフィルタ（以下、ＯＬＰＦという）２６とを配してある。
【００４１】
イメージセンサ１０からの画像信号は、アナログ信号処理部２７に送られる。アナログ信号処理部２７は、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路２７ａ，増幅器（ＡＭＰ）２７ｂ，Ａ／Ｄ変換器２７ｃから構成してある。相関二重サンプリング回路２７ａは、入力される画像信号に対してノイズを除去するための相関二重サンプリング処理を行う。増幅器２７ｂは、撮影感度に相当するゲインで画像信号を増幅する。ＣＰＵ２１は、操作部６の操作で選択された撮影感度に応じたゲインをセットする。
【００４２】
Ａ／Ｄ変換器２７ｃは、増幅器２７ｂからの画像信号を画素ごとの画像データに変換するデジタル変換処理を行う。このデジタル変換処理により、原色モード時では、Ｒ用画素１４ａに対応して赤色画像データが，Ｇ用画素１４ｂに対応して緑色画像データが，Ｂ用画素１４ｃに対応して青色画像データが得られる。また、補色モード時では、Ｍｇ用画素１４ｄに対応してマゼンタ画像データが，Ｃｙ用画素１４ｅに対応してシアン画像データが，Ｙｅ用画素１４ｆに対応してイエロー画像データが，Ｇｒ用画素緒１４ｇに対応して緑色画像データが得られる。
【００４３】
Ａ／Ｄ変換器２７ｃからの画像データは、画像入力コントローラ２８に送られる。画像入力コントローラ２８は、バス３１への画像データの入力を制御する。バス３１には、ＣＰＵ２１，ＡＦ検出回路３２，ＡＥ／ＡＷＢ検出回路３３，ＳＤＲＡＭ３４，原色画像信号処理部３５，補色画像信号処理部３６，圧縮伸長処理回路３７，メディアコントローラ３８，ＶＲＡＭ３９，ＬＣＤドライバ４０が接続されており、これら各部はバス３１を介してＣＰＵ２１に制御されるとともに、相互間でデータの授受が可能になっている。
【００４４】
ＡＦ検出部３２は、撮影レンズ３のピント合せのために、画像入力コントローラ２８からの画像データを用いて画像のコントラストを検出し、そのコントラスト情報をＣＰＵ２１に送る。ＣＰＵ２１は、コントラスト情報を参照し、画像のコントラストが最大となるように、モータドライバ２２を介して撮影レンズ３のピント調節機構を駆動する。
【００４５】
ＡＥ／ＡＷＢ検出部３３は、画像入力コントローラ２８からの画像データに基づいて、撮影中の被写体画像の被写体輝度の検出と、光源の種類の検出を行い、それらの被写体輝度情報，光源情報をＣＰＵ２１に送る。ＣＰＵ２１は、光源情報に基づいて、各画像信号処理部３５，３６のホワイトバランスのパラメータを設定する。また、ＣＰＵ２１は、被写体輝度情報に基づいて、設定されている撮影感度の下で適正露出となる電子シャッタ速度を決定し、その電子シャッタ速度でイメージセンサ１０による撮影が行われるようにタイミングジェネレータ２４を制御する。なお、原色モードと補色モードとでは画像データの色が異なるから、補色モードでは、後述するように変換された赤色，緑色，青色の画像データを用いて被写体輝度の検出等を行うようにしてもよい。
【００４６】
ＳＤＲＡＭ３４は、処理すべき画像データや処理済みの画像データを一時的に記憶するために用いられる。例えば、原色モード時では画像入力コントローラ２８からの赤色，緑色，青色の各画像データからなる原色画像データをＳＤＲＡＭ３４に書き込み、その原色画像データを原色画像信号処理部３５が読み出す。また、補色モードでは画像入力コントローラ２８からのマゼンタ，シアン，イエロー，緑色の各画像データからなる補色画像データがＳＤＲＡＭ３４に書き込まれ、その補色画像データを補色画像信号処理部３６が読み出す。
【００４７】
原色画像信号処理部３５は、原色モード時に、ＳＤＲＡＭ３４から読み出した原色画像データを用いて、赤色，緑色，青色の各１画面分の画像データを生成する第１信号処理を行う。例えば第１信号処理は、第（４Ｎ＋１）ライン，第（４Ｎ＋２）ラインの各画素のそれぞれについて、欠落している２色の色情報を補間して原色系の３色の画像データとする色情報補間処理と、補色系の各画素に対応する部分を補間する画素補間処理を行なう。画素補間処理では、補色系のラインの各画素について、例えばその前後の原色系のラインの各画像データを用いて赤色，緑色，青色の各画像データを生成することにより行なう。
【００４８】
補色画像信号処理部３６は、補色モード時に、ＳＤＲＡＭ３４から読み出した４色の補色画像データを用いて、赤色，緑色，青色の各１画面分の画像データを生成する第２信号処理を行う。第２信号処理は、第（４Ｎ＋３）ラインと第（４Ｎ＋４）ラインの各画素について、色情報を補間しながら補色系の４色の画像データを原色系の３色の画像データに変換する色変換処理と、原色系のラインの各画素を、その前後のラインの画像データに基づいて生成する画素補間処理とからなる。
【００４９】
各画像信号処理部３５，３６は、上記の信号処理を行った後に、得られる原色系の各色画像データに対して、γ補正，ホワイトバランス補正等の処理を行い、処理済みの画像データをＳＤＲＡＭ３４に書き込む。
【００５０】
なお、この例では、最終的に赤色，緑色，青色の画像データを得るようしているが、輝度及び各色差のデータを得るように、各画像信号処理部３５，３６で画像データを変換してもよい。また、イメージセンサ１０の１個の画素１４と画像の１個の画素とが対応するように信号処理を行っているが、例えば複数個の画素による受光結果を１個の画素となるように信号処理を行ってもよい。
【００５１】
圧縮伸長処理回路３７は、撮影モード下ではＳＤＲＡＭ３４から原色画像信号処理部３５または補色画像信号処理部３６で各種処理が施された各色について１画面分の画像データを読出し、これを例えばＪＰＥＧ形式でデータ圧縮する。また、再生モード下では、圧縮伸長処理回路３７は、メモリカード１１から読み出した画像データの伸長を行い、ＶＲＡＭ３９に書き込む。
【００５２】
メディアコントローラ３８は、メモリカード１１のデータの書き込み及び読み出しを制御する。メディアコントローラ３８は、撮影モード下では圧縮伸長処理回路３７で圧縮された画像データの伸長をメモリカード１１に書き込み、再生モード下では、メモリカード１１に記録されている画像データを読み出し、圧縮伸長処理回路３７に送る。
【００５３】
ＶＲＡＭ３９には、ＬＣＤ７に表示すべき画像の画像データが書き込まれる。ＬＣＤドライバ４０は、ＶＲＡＭ３９から画像データを読み出して、これに基づいてＬＣＤ７を駆動することにより、ＬＣＤ７に画像を表示する。
【００５４】
図６に示すよう、ＯＬＰＦ２６は、それぞれ所定の傾きの結晶軸を有する３枚の複屈折板２６ａ〜２６ｃを貼り合わせたものである。このＯＬＰＦ２６に入射した光束Ｌ０１は、ＯＬＰＦ２６によって水平方向に分離した２つの光束Ｌ１１，Ｌ１２とされ、さらに光束Ｌ１１，Ｌ１２がそれぞれ垂直方向（矢線Ｖ方向）に２つに分離されて光束Ｌ２１〜Ｌ２４とされて、撮像部１５に入射する。ＯＬＰＦ２６の水平方向の分離幅はｄｈ，垂直方向の分離幅はｄｖとなっている。
【００５５】
ＯＬＰＦ２６による分離幅は、画素１４の配列ピッチとほぼ同じにしてある。すなわち、図７に示すように、水平方向の分離幅ｄｈと水平方向の配列ピッチＰｈとがほぼ同じであり、垂直方向の分離幅ｄｖと垂直方向の配列ピッチＰｖとがほぼ同じである。このようにすることにより、偽色の発生を低減している。なお、配列ピッチに対する分離幅の差が１５％以内であれば、ほぼ同じとしている。
【００５６】
次に上記構成の作用について図８を参照しながら説明する。撮影を行う場合には、デジタルカメラ２を撮影モードとした後に、操作部６を操作して撮影感度を設定する。この撮影感度の設定で、ＩＳＯ８００未満の撮影感度が設定されると原色モードとなり、ＩＳＯ８００以上の撮影感度が設定されると補色モードとなる。
【００５７】
撮影感度の設定後、撮影者は、スルー画像像表示が行われているＬＣＤ７を観察しながらフレーミングを決定し、レリーズボタン４を押圧操作して静止画の撮影を行う。なお、スルー画像像表示の際に、静止画と同様に、設定された原色モードまたは補色モードでイメージセンサ１０の信号電荷の読み出しを行ってもよく、常に同じ態様で信号電荷の読み出しを行ってもよい。
【００５８】
レリーズボタン４が押圧されると、ＡＦ検出部３２からのコントラスト情報に基づいて撮影レンズのピント合せを行うＡＦ処理が行なわれ、この後にＡＥ処理が行なわれて、設定されている撮影感度とその時点での被写体輝度情報とに基づいてイメージセンサ１０の電子シャッタ速度がＣＰＵ２１によって決定される。
【００５９】
ＡＥ処理で電子シャッタ速度が決まると、その電子シャッタ速度でイメージセンサ１０の駆動が行われ、被写体像が信号電荷に変換されて蓄積される。このときに撮像部１５の全画素１４ａ〜１４ｇが光を受光し、その受光量に応じた信号電荷を蓄積する。
【００６０】
このようにしてイメージセンサ１０による信号電荷の蓄積の完了後、信号電荷の転送が開始されて画像信号として出力される。この信号電荷の転送の際に、原色モードが設定されている場合には、原色系の各Ｒ，Ｇ，Ｂ用画素１４ａ〜１４ｃに蓄積されている信号電荷だけが転送され、その信号電荷が画像信号に変換されて出力される。他方、補色モードが設定されている場合には、補色系の各Ｍｇ，Ｃｙ，Ｙｅ，Ｇｒ用画素１４ｄ〜１４ｇに蓄積されている信号電荷だけが転送され、その信号電荷が画像信号に変換されて出力される。
【００６１】
例えば、ＩＳＯ８００よりも感度が低い撮影感度が選択されているときには、原色モードが設定されることにより、原色系のラインである第（４Ｎ＋１）ライン，第（４Ｎ＋２）ラインの各Ｒ，Ｇ，Ｂ用画素１４ａ〜１４ｃの信号電荷を転送することにより得られる画像信号がイメージセンサ１０から出力される。そして、この画像信号が相関二重サンプリング回路２７ａで相関二重サンプリング処理が施された後に、増幅器２７ｂによって選択されている撮影感度に応じたゲインで増幅される。光の利用効率があまり高くない原色系の色フィルタを通して受光を行っても、撮影感度があまり高くはないので、画像信号を増幅するゲインをあまり高くする必要がない。したがって、画像信号のＳ／Ｎ比を高くできる。
【００６２】
増幅器２７ｂで増幅された画像信号がＡ／Ｄ変換器２７ｃに入力され、原色画像データ、すなわち赤色画，緑色，青色画像データにそれぞれ変換される。これら原色画像データは、画像入力コントローラ２８を介してＳＤＲＡＭ３４にいったん書き込まれた後に、原色画像信号処理部３５に読み出される。そして、この原色画像データを用いて、原色画像信号処理部３５による色情報補間処理で第（４Ｎ＋１）ライン，第（４Ｎ＋２）ラインの各画素のそれぞれについて、欠落している２色の色情報を補間して原色系の３色の画像データが生成され、この後に第（４Ｎ＋３）ライン，第（４Ｎ＋４）ラインの各画素についての赤色，緑色，青色の各画像データを生成する画素補間処理が行われる。そして、この後にホワイトバランスやγ補正等の処理を行う。
【００６３】
このようにして、１画面分の全画素について赤色，緑色，青色の画像データを生成し、その画像データを圧縮伸長処理回路３７に送って所定形式に圧縮する。そして、この圧縮後に画像データがメディアコントローラ３８に送られて、メモリカード１１に記録される。
【００６４】
一方、ＩＳＯ８００以上の撮影感度が選択されているときには、補色モードが設定される。このため、補色系のラインである第（４Ｎ＋３）ライン，第（４Ｎ＋４）ラインの各Ｍｇ，Ｃｙ，Ｙｅ，Ｇｒ用画素１４ｄ〜１４ｇの信号電荷を転送することにより得られる画像信号がイメージセンサ１０から出力される。原色モードと同様に、画像信号は相関二重サンプリング処理された後に撮影感度に応じたゲインで増幅されるが、このときに補色系の色フィルタは光の利用効率が高いので、撮影感度を高く設定したとしても画像信号を増幅するゲインをあまり高くする必要がない。したがって、原色モード時と同様に、画像信号のＳ／Ｎ比を高くできる。
【００６５】
増幅された画像信号は、Ａ／Ｄ変換器２７ｃでデジタル変換され、補色画像データ、すなわちマゼンタ，シアン，イエロー，緑色画像データに変換される。このようにして得られる補色画像データは、画像入力コントローラ２８，ＳＤＲＡＭ３４を介して原色画像信号処理部３５に入力され、第2画像処理の色変換処理によって、第（４Ｎ＋３）ラインと第（４Ｎ＋４）ラインの各画素について色情報を補間しながら補色系の４色の画像データを原色系の３色の画像データに変換するとともに、第（４Ｎ＋１）ライン，第（４Ｎ＋２）ラインの各画素のそれぞれについて、原色系の３色の画像データを画素補間処理で生成する。そして、この後にホワイトバランスやγ補正等の処理を行う。
【００６６】
このようにして、補色モードにおいて１画面分の全画素について赤色，緑色，青色の画像データを生成する。得られる画像データは、圧縮伸長処理回路３７，メディアコントローラ３８を介してメモリカード１１に記録される。
【００６７】
以上のように、デジタルカメラ２では低い撮影感度で高い色再現性を得つつ、高い撮影感度では低ノイズの撮影を行うことができる。また、原色モード，補色モードのいずれでも、イメージセンサ１０の半分の画素を用いて撮影画像を得ることになるが、画素数の多いイメージセンサ１０を用いることにより、十分に実用的な解像度の撮影画像を得ることできる。
【００６８】
次に色フィルタの配列パターンが異なる第２実施形態について説明する。なお、以下に説明する他は、第１実施形態と同様であり、同じ構成部材には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００６９】
この例では、原色系の画素からなるラインと補色系の画素からなるラインとを１ラインずつ垂直方向に交互に配列し、各色系の画素からなる各ラインについてそれぞれ色フィルタをベイヤー配列としてある。具体的には、図９に示すように、撮影レンズ３によって被写体像が結像されるイメージセンサ４５は、その撮像部４６の第（４Ｎ＋１）ラインと第（４Ｎ＋３）ラインが原色系のラインとしてあり、第（４Ｎ＋２）ラインと第（４Ｎ＋４）ラインが補色系のラインとしてある。
【００７０】
第（４Ｎ＋１）ラインには、原色系のＲ用画素１４ａとＧ用画素１４ｂとを交互に繰り返し配列してあり、第（４Ｎ＋３）ラインには、原色系のＢ用画素１４ｃとＧ用画素１４ｂとを交互に繰り返してある。また、第（４Ｎ＋２）ラインには、補色系のＭｇ用画素１４ｄとＧｒ用画素１４ｇとを交互に繰り返し配列してあり、第（４Ｎ＋４）ラインには、補色系のＣｙ用画素１４ｅとＹｅ用画素１４ｂとを交互に繰り返し配列してある。このように各画素１４ａ〜１４ｇの配列は、第１実施形態と同様に、原色系の色フィルタについてベイヤー配列であり、補色系の色フィルタについてもベイヤー配列となっている。
【００７１】
図１０に示すよう、ＯＬＰＦ２６の水平方向の分離幅ｄｈと水平方向の配列ピッチＰｈとをほぼ同じとしてある（Ｐｈ≒ｄｈ）。一方、垂直方向の分離幅ｄｖは、配列ピッチＰｖの２倍とほぼ同じにしてある（ｄｖ≒２・Ｐｖ）。なお、垂直方向の分離幅ｄｖを配列ピッチＰｖよりも大きくし、配列ピッチＰｖの２倍以下とするようにしてもよい（Ｐｖ＜ｄｖ≦２Ｐｖ）。
【００７２】
この例によれば、原色モード時では、原色系の第（４Ｎ＋１）ラインと第（４Ｎ＋３）ラインの信号電荷を転送し、原色画像信号処理部３５によって、第（４Ｎ＋１）ライン，第（４Ｎ＋３）ラインの各画素のそれぞれについて色情報補間処理を行ってから、第（４Ｎ＋２）ライン，第（４Ｎ＋４）ラインの各画素についての赤色，緑色，青色の各画像データを生成する画素補間処理を行う。
【００７３】
補色モード時では、補色系の第（４Ｎ＋２）ラインと第（４Ｎ＋４）ラインの信号電荷を転送し、補色画像信号処理部３６によって、第（４Ｎ＋２）ライン，第（４Ｎ＋４）ラインの各画素のそれぞれについて色情報補間処理を行ってから、第（４Ｎ＋１）ライン，第（４Ｎ＋３）ラインの各画素についての画素補間処理を行う。
【００７４】
次に画素の配列をハニカム配列としたイメージセンサを用いた第３実施形態について説明する。なお、以下に説明する他は、第１実施形態と同様であり、同じ構成部材には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００７５】
図１１にイメージセンサ５０を示す。イメージセンサ５０の撮像面５１には、撮影レンズ３で被写体像が結像される。この撮像面５１には、水平方向に並んだ複数の画素５２によって形成されるラインを垂直方向に複数配列してある。図１２に示すように、画素５２は、水平方向に配列ピッチＰｈで配されるが、各ラインの各画素５２がその前後のラインの画素５２に対して水平方向に「Ｐｈ／２」だけずらしたハニカム配列としてある。また、ラインは、垂直方向の画素ピッチＰｖで配列してあり、この例では「Ｐｈ／２＝Ｐｖ」となっている。
【００７６】
画素５２は、原色系のＲ用画素５２ａ，Ｇ用画素５２ｂ，Ｂ用画素５２ｃと、補色系のＭｇ用画素５２ｄ，Ｃｙ用画素５２ｅ，Ｙｅ用画素５２ｆ，Ｇｒ用画素５２ｇとがあり、それらの構成は、各画素の受光面の形状が８角形となっている他は、図４に示される画素１４と同様である。
【００７７】
第（４Ｎ＋１）ラインに、原色系のＲ用画素５２ａとＧ用画素５２ｂとを交互に繰り返し配列してあり、第（４Ｎ＋３）ラインに、原色系のＢ用画素５２ｃとＧ用画素５２ｂとを交互に繰り返してある。また、第（４Ｎ＋２）ラインに、補色系のＣｙ用画素５２ｅとＹｅ用画素５２ｆとを交互に繰り返し配列してあり、第（４Ｎ＋４）ラインに、補色系のＭｇ用画素５２ｄとＧｒ用画素５２ｇとを交互に繰り返し配列してある。このようにして、各画素５２ａ〜５２ｇの配列を、原色系の色フィルタについてベイヤー配列とし、補色系の色フィルタについてもベイヤー配列としている。また、原色系の画素からなる１ラインと補色系の画素からなる１ラインとを垂直方向に交互に配列してある。
【００７８】
上記メージセンサ５０で撮影を行った際には、図１２に示すように、水平方向及び垂直方向に並んだ画素５２と画素５２の間には、補間処理によって画像上の画素５４が生成される。このため、画像上の画素の水平方向の配列ピッチが「Ｐｈ／２」となり、前述のように「Ｐｈ／２＝Ｐｖ」であるから、画素が正方格子配列の画像を得ることができる。
【００７９】
図１３に示すよう、ＯＬＰＦ２６の水平方向の分離幅ｄｈは、水平方向の配列ピッチＰｈとほぼ同じであり（ｄｈ≒Ｐｈ）、垂直方向の分離幅ｄｖは、垂直方向の配列ピッチＰｖの２倍とほぼ同じ（ｄｖ≒２・Ｐｖ）としてある。これにより解像度を確保しつつ偽色の発生を低減する。
【００８０】
原色モード時では、原色系の第（４Ｎ＋１）ラインと第（４Ｎ＋３）ラインの信号電荷の転送を行い、これらラインの各画素についての色情報補間処理、画素５４に対応する原色系の３色の画像データの生成処理，補色系の第（４Ｎ＋２）ラインと第（４Ｎ＋４）ラインの各画素の原色系の３色の画像データを生成する画素補間処理を原色画像信号処理部３５で行う。
【００８１】
補色モード時では、原色系の第（４Ｎ＋２）ラインと第（４Ｎ＋４）ラインの信号電荷の転送を行い、これらラインの各画素について色情報を補間しながら補色系の４色の画像データを原色系の３色の画像データに変換する色変換処理と、仮想的な画素５４に対応する原色系の３色の画像データの生成処理，原色系の第（４Ｎ＋１）ラインと第（４Ｎ＋３）ラインの各画素の原色系の３色の画像データを生成する画素補間処理を補色画像信号処理部３６で行う。
【００８２】
図１４に示す第４実施形態では、イメージセンサ５６の撮像部５７は、第（４Ｎ＋１）ラインに原色系のＲ用画素５２ａとＢ用画素５２ｃとを交互に繰り返し配列し、第（４Ｎ＋２）ラインに原色系のＧ用画素５２ｂを配してある。また、第（４Ｎ＋３）ラインに補色系のＣｙ用画素５２ｅとＹｅ用画素５２ｆとを交互に繰り返し配列し、第（４Ｎ＋４）ラインに補色系のマゼンタ用画素５２ｄとＧｒ用画素５２ｇとを交互に繰り返し配列してある。なお、第（４Ｎ＋３）ラインと第（４Ｎ＋４）ラインにおける補色系の色フィルタの組み合せを他の組み合せとしてもよい。例えば第（４Ｎ＋３）ラインに補色系のＣｙ用画素５２ｅとＧｒ用画素５２ｇとを交互に繰り返し配列し、第（４Ｎ＋４）ラインにＹｅ用画素５２ｆとマゼンタ用画素５２ｄとを交互に繰り返し配列してもよい。
【００８３】
この例では原色モード時では、原色系の第（４Ｎ＋１）ラインと第（４Ｎ＋２）ラインの信号電荷の転送を行い、補色モード時では、原色系の第（４Ｎ＋３）ラインと第（４Ｎ＋４）ラインの信号電荷の転送を行う。
【００８４】
図１５は、ＡＥ処理よって自動的に決められる撮影感度に応じて原色モード，補色モードのいずれかを設定するように制御する第５実施形態を示すものである。なお、以下に説明する他は、第１実施形態と同じであり、同じ構成部材には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。なお、第１実施形態の構成に沿って説明をするが、他の実施形態にも利用できる。
【００８５】
この例では、レーズボタン４の押圧操作に応答して行われるＡＥ処理の際に、ＣＰＵ２１は、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路３３からの被写体輝度情報に基づいて、撮影しようとしている被写体の輝度を求める。次に、ＣＰＵ２１は、図１６に一例を示す被写体輝度に対する電子シャッタ速度（ＴＶ）と撮影感度（ＳＶ）との組み合せを規定するプログラム線図に、求めた被写体輝度を適用することによって、適正露出となる電子シャッタ速度と撮影感度との組み合せを得る。そして、このように得られる撮影感度がＩＳＯ８００未満のときには原色モードとし、ＩＳＯ８００以上のときには補色モードとする。
【００８６】
図１７はイメージセンサの全画素の信号電荷の読み出しを行う第６実施形態を示すものである。なお、以下に説明する他は、第１実施形態と同様であり、同じ構成部材には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００８７】
この例では、レリーズボタン４の押圧操作に応答したイメージセンサ１０による露光完了後に、原色系及び補色系の各ライン、すなわち各色用画素１４ａ〜１４ｇの信号電荷の転送が行われ、それによって出力される画像信号が画素ごとの画像データに変換される。したがって、原色系のＲ，Ｇ，Ｂ用画素１４ａ〜１４ｃに対応して赤色，緑色，青色の画像データが得られ、補色系のＭｇ，Ｃｙ，Ｙｅ，Ｇｒ用画素１４ｄ〜１４ｇに対応したマゼンタ，シアン，イエロー，緑色の補色画像データが得られる。各画像データは、画像入力コントローラ２８によってＳＤＲＡＭ３４に書き込まれる。
【００８８】
ＳＤＲＡＭ３４に全画像データが書き込まれた後、設定されている原色モードまたは補色モードに応じた色の画像データがＳＤＲＡＭ３４から読み出される。すなわち、撮影時の撮影感度がＩＳＯ８００未満のときには、原色画像信号処理部３５によって、ＳＤＲＡＭ３４に記録されている赤色，緑色，青色の原色画像データを読み出し、撮影時の撮影感度がＩＳＯ８００以上のときには、補色画像信号処理部３６によって、ＳＤＲＡＭ３４に記録されているマゼンタ，シアン，イエロー，緑色の補色画像データを読み出す。このようにすることにより、原色モード時には画像信号の原色系の各色の画素に対応する信号成分（画像データ）が取り出され、補色モード時には画像信号の補色系の各色の画素に対応する信号成分（画像データ）が取り出される。原色モードまたは補色モードに応じた色の画像データを読み出した後には、色情報補間処理と画素補間処理、または色変換処理と画素補間処理が行なわれる。
【００８９】
上記構成によれば、イメージセンサ１０の信号電荷の読み出しの制御が簡単になるほか、上記各実施形態で説明したようなラインを選択して読み出すような制御が行うことができないイメージセンサやタイミングジェネレータを用いることができる。
【００９０】
なお、撮像部の構成は第１実施形態のものに限らず、他の実施形態のようにしてもよい。また、図１８に示すように、第５実施形態と同様にＡＥ処理よって自動的に決められる撮影感度に応じて原色モード，補色モードのいずれかを選択する場合にも利用できる。
【００９１】
また、全画素を読み出す場合では、図１９に示すように、水平方向，垂直方向に原色系のＲ，Ｇ，Ｂ用画素１４ａ〜１４ｃと、補色系のＭｇ，Ｃｙ，Ｙｅ，Ｇｒ用画素１４ｄ〜１４ｇが混在して並んでいてもかまわない。この例では、Ｒ用画素１４ａ，Ｃｙ用画素１４ｅ，Ｂ用画素１４ｃ，Ｙｅ用画素１４ｆを繰り返し配列したラインと、Ｍｇ用画素１４ｄ，Ｇ用画素１４ｂ，Ｇｒ用画素１４ｇを繰り返し配列したラインとから撮像部６１を構成してある。
【００９２】
図１９のように各色用画素１４ａ〜１４ｇを配列した場合では、図２０に示すように、ＯＬＰＦ２６による光束の分離方向を水平，垂直方向に対して所定の角度で回転させたものとする。例えば水平方向の画素１４の配列ピッチＰｈ，垂直方向の配列ピッチをＰｖとして、これらが同じ配列ピッチ「Ｐ」である場合には、光束の各分離方向と水平方向とのなす角度θが４５度となるように、すなわち入射光束を水平方向に対して＋４５度及び−４５度の各方向に分離した４本の光束とすればよい。そして「Ｐｈ＝Ｐｖ」である場合には、その２方向の分離幅ｄnw，ｄneは、「ｄ≒２1/2・Ｐ」を満たす同じ幅「ｄ」とする。このようにして、解像度を確保しつつ偽色の発生を低減する。なお、水平方向，垂直方向の各ピッチＰｈ，Ｐｖが等しくない場合には、それらピッチＰｈ，Ｐｖで決まる分離方向と水平方向とのなす角度θ（＝tan-1(Pv／Ph)）とし、分離幅を「ｄ≒（Ｐｖ2＋Ｐｈ2）1/2」とすればよい。
【００９３】
上記各実施形態では、イメージセンサとしてＣＣＤイメージセンサを用いたがＭＯＳ型のイメージセンサ等を用いてもよい。また、撮影装置としては、静止画を撮影するデジタルカメラに限らず、イメージセンサを用いてカラー撮影を行うビデオカメラ等にも利用できる。さらに、ユーザが直接に原色モードと補色モードとのいずれかを選択できるようにしてもよい。
【００９４】
また、ＭＯＳ型のイメージセンサのように個々の画素を選択して電荷の読出しを行なうことができるイメージセンサを用いた場合では、図１９に示されるように１ライン中に各色系の画素を配列して、必要な色系の画素の電荷だけを読み出すこともできる。また、上記各実施形態では、原色系を第１の色系とし、原色に対する補色を用いた補色系を第２の色系とした例について説明したが、色系としては、被写体像の色再現できるものであればその他の色の組み合せで被写体像を各種の色成分に分解してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明を実施したデジタルカメラの外観を示す正面図である。
【図２】デジタルカメラの外観を示す背面図である。
【図３】イメージセンサの画素の配列を示す説明図である。
【図４】画素の構成を示す断面図である。
【図５】デジタルカメラの電気的な構成を示すブロック図である。
【図６】光学的ローパスフィルタによる光束の分離状態を示す分解斜視図である。
【図７】画素ピッチと光学的ローパスフィルタの分離幅の関係を示す説明図である。
【図８】撮影手順を示すフローチャートである。
【図９】色の配列パターンが異なるイメージセンサの画素の配列を示す説明図である。
【図１０】図９の例における画素ピッチと光学的ローパスフィルタの分離幅の関係を示す説明図である。
【図１１】画素の配列パターンが異なる例におけるイメージセンサの画素の配列を示す説明図である。
【図１２】図１１の例における画素ピッチを説明する説明図である。
【図１３】図１１の例における画素ピッチと光学的ローパスフィルタの分離幅の関係を示す説明図である。
【図１４】画素及び色の配列パターンが異なるイメージセンサの画素の配列を示す説明図である。
【図１５】ＡＥ処理によって決定される撮影感度に応じて原色または補色モードを設定する例を示す撮影手順のフローチャートである。
【図１６】図１６の例における被写体輝度から撮影感度を決めるためのプログラム線図の一例を示すものである。
【図１７】全画素の信号電荷を読み出す撮影手順を示すフローチャートである。
【図１８】全画素の信号電荷を読み出すとともに、ＡＥ処理によって決定される撮影感度に応じて原色または補色モードを設定する撮影手順を示すフローチャートである。
【図１９】全画素の信号電荷を読み出す際の画素及び色の配列パターンの一例を示すものである。
【図２０】図２０の配列パターンを用いた際の画素ピッチと光学的ローパスフィルタの分離幅の関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００９６】
２  デジタルカメラ
１０，４５，５０，５６，６０  イメージセンサ
１４，５２  画素
１８  色フィルタ
２１  ＣＰＵ
２６  光学的ローパスフィルタ
３５  原色画像信号処理部
３６  補色画像信号処理部
【図１】
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【図２】
2006340100.tif 000004
【図３】
2006340100.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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