(57)【要約】【課題】  静止画カラーカメラ装置の画素ずらし時間および撮像時間を短縮し、画素数に比して高解像度など高品質の画素データを生成し、静止画カラーカメラ装置を効率よく開発および生産する。【解決手段】  ベイヤーの画素配列に対し、基準位置の各画素に対するずらし位置を隣接画素の位置および対角の４画素との間の中央位置とする。これによりハニカム配列状の画素データを得る。この画素データに対して色データの抽出および補間処理を施す。【選択図】  図１
2005143031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズによる光学像を色フィルタを配設した画素配列面に結像する固体撮像素子と、
前記光学像と基準位置の各画素との相対位置を前記画素配列面に沿うずらし位置に移動する画素ずらし手段と
を備え、
前記画素配列は色の構成要素を含み水平および垂直方向に各２画素の互いに隣接する４画素を基本単位とした繰り返しのベイヤー配列であり、
前記画素ずらし手段は、前記基準位置の各画素に対するずらし位置を隣接画素の位置および対角の４画素との間の中央位置とする手段を備えた
ことを特徴とする静止画カラーカメラ装置。
【請求項２】
同一光学像を前記基準位置およびずらし位置でそれぞれ撮像した撮像信号を走査作用で読み出す手段と、
この読み出す手段により読み出された撮像信号を信号処理して画素データを出力する信号処理手段と、
この信号処理手段により出力された画素データの中で前記基準位置および前記隣接画素へのずらし位置でそれぞれ撮像した画素データを選択して前記基準位置の画素配列に基づく画素データが全てＧ（緑）である第一の画素データを出力する手段と、
前記信号処理手段により出力された画素データの中で前記基準位置および前記対角の４画素との間の中央位置でそれぞれ撮像した画素データを選択して前記基準位置の画素配列に基づく画素データが水平および垂直方向にＲ（赤）とＢ（青）とが交互に配列される第二の画素データを出力する手段と、
この出力する手段により出力された前記第一および第二の画素データを合成して前記基準位置の画素配列に基づく画素データは全てＧ（緑）であり前記対角の４画素との間のずらし位置よりなる画素配列に基づく画素データは水平および垂直方向にＲ（赤）とＢ（青）とが交互に配列されるハニカム配列状の画素配列による画素データを生成する手段と
を備えた請求項１記載の静止画カラーカメラ装置。
【請求項３】
前記ハニカム配列状の画素配列は前記ベイヤー配列の画素配列を４５度回転した状態と同様の配列順序である請求項２記載の静止画カラーカメラ装置。
【請求項４】
前記走査作用で読み出す手段は、前記走査作用はインターレース方式であって、前記対角の４画素との間のずらし位置で撮像した撮像信号の読み出しは奇数または偶数番目のいずれかの走査フィールドを選択して間引き走査する走査作用による手段を備えた請求項１記載の静止画カラーカメラ装置。
【請求項５】
固体撮像素子によりレンズによる光学像を色フィルタを配設した画素配列面に結像させるステップと、
前記光学像と基準位置の各画素との相対位置を前記画素配列面に沿うずらし位置に移動する画素ずらしステップと
を実行し、
前記画素配列は色の構成要素を含み水平および垂直方向に各２画素の互いに隣接する４画素を基本単位とした繰り返しのベイヤー配列であり、
前記画素ずらしステップとして、前記基準位置の各画素に対するずらし位置を隣接画素の位置および対角の４画素との間の中央位置とするステップを実行する
ことを特徴とする静止カラー画像撮像方法。
【請求項６】
同一光学像を前記基準位置およびずらし位置でそれぞれ撮像した撮像信号を走査作用で読み出すステップと、
この読み出すステップにより読み出された撮像信号を信号処理して画素データを出力する信号処理ステップと、
この信号処理ステップにより出力された画素データの中で前記基準位置および前記隣接画素へのずらし位置でそれぞれ撮像した画素データを選択して前記基準位置の画素配列に基づく画素データが全てＧ（緑）である第一の画素データを出力するステップと、
前記信号処理ステップにより出力された画素データの中で前記基準位置および前記対角の４画素との間の中央位置でそれぞれ撮像した画素データを選択して前記基準位置の画素配列に基づく画素データが水平および垂直方向にＲ（赤）とＢ（青）とが交互に配列される第二の画素データを出力するステップと、
この出力するステップにより出力された前記第一および第二の画素データを合成して前記基準位置の画素配列に基づく画素データは全てＧ（緑）であり前記対角の４画素との間のずらし位置よりなる画素配列に基づく画素データは水平および垂直方向にＲ（赤）とＢ（青）とが交互に配列されるハニカム配列状の画素配列による画素データを生成するステップと
を実行する請求項５記載の静止カラー画像撮像方法。
【請求項７】
前記ハニカム配列状の画素配列は前記ベイヤー配列の画素配列を４５度回転した状態と同様の配列順序である請求項６記載の静止カラー画像撮像方法。
【請求項８】
前記走査作用で読み出すステップとして、前記走査作用はインターレース方式であって、前記対角の４画素との間のずらし位置で撮像した撮像信号の読み出しは奇数または偶数番目のいずれかの走査フィールドを選択して間引き走査する走査作用によるステップを実行する請求項５記載の静止カラー画像撮像方法。
【請求項９】
情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、
固体撮像素子を制御することによりレンズによる光学像を色フィルタを配設した画素配列面に結像させるための制御機能と、
前記光学像と基準位置の各画素との相対位置を前記画素配列面に沿うずらし位置に移動するための画素ずらし制御機能と
を実現させ、
前記画素配列は色の構成要素を含み水平および垂直方向に各２画素の互いに隣接する４画素を基本単位とした繰り返しのベイヤー配列であり、
前記画素ずらし制御機能として、前記基準位置の各画素に対するずらし位置を隣接画素の位置および対角の４画素との間の中央位置とするための制御機能を実現させる
ことを特徴とするプログラム。
【請求項１０】
同一光学像を前記基準位置およびずらし位置でそれぞれ撮像した撮像信号を走査作用で読み出すための制御機能と、
この読み出す制御機能により読み出された撮像信号を信号処理して画素データを出力する信号処理機能と、
この信号処理機能により出力された画素データの中で前記基準位置および前記隣接画素へのずらし位置でそれぞれ撮像した画素データを選択して前記基準位置の画素配列に基づく画素データが全てＧ（緑）である第一の画素データを出力するための制御機能と、
前記信号処理機能により出力された画素データの中で前記基準位置および前記対角の４画素との間の中央位置でそれぞれ撮像した画素データを選択して前記基準位置の画素配列に基づく画素データが水平および垂直方向にＲ（赤）とＢ（青）とが交互に配列される第二の画素データを出力するための制御機能と、
この出力する制御機能により出力された前記第一および第二の画素データを合成して前記基準位置の画素配列に基づく画素データは全てＧ（緑）であり前記対角の４画素との間のずらし位置よりなる画素配列に基づく画素データは水平および垂直方向にＲ（赤）とＢ（青）とが交互に配列されるハニカム配列状の画素配列による画素データを生成するための制御機能と
を実現させる請求項９記載のプログラム。
【請求項１１】
前記走査作用で読み出す制御機能として、前記走査作用はインターレース方式であって、前記対角の４画素との間のずらし位置で撮像した撮像信号の読み出しは奇数または偶数番目のいずれかの走査フィールドを選択して間引き走査する走査作用によるとするための制御機能を実現させる請求項９記載のプログラム。
【請求項１２】
請求項９ないし１１のいずれかに記載のプログラムが記録された前記情報処理装置読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子を用いた単板式の静止画カラーカメラ装置に係り、画素ずらしにより色の分解能および解像度を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、多くの単板式カラーカメラ用の固定撮像素子（以降は単に固体撮像素子と記載する）の格子状の画素配列面には、モザイク状の色フィルタが配設され、これは色の構成要素を含み水平および垂直方向に各２画素の互いに隣接する４画素を基本単位として繰り返し配列される。この配列は、例えば原色系の色の構成要素であるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）または補色系のＣｙ、Ｙｅ、Ｍｇ（シアン、イエロー、マゼンダ）およびＧよりなり、一例として２画素のＧと各１画素のＲおよびＢを基本単位とするベイヤー配列の模式図を図２（ａ）に示す。図２は本発明の画素ずらしを説明する図である。
【０００３】
また、図５は固体撮像素子のハニカム配列の模式図であるが、近年は、図５（説明の便宜上、図のＲには数字を附加）の模式図のように、画素の中心を水平方向および垂直方向にピッチの半分ずらし、ハニカム状に配列したハニカム配列などと呼ばれる固体撮像素子が用いられている。この配列は、単に画素数を上げて高解像度を追求する従来手段と異なり、新たな発想による高解像度など高画質化の特徴を有する（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
これらの固体撮像素子で撮像し、その撮像信号を走査作用で読み出して信号処理したそれぞれの画素データは単色の色データであって、一つの画素に係るその単色以外の色データは、その隣接画素など周囲の画素の画素データからの補間処理により生成される。また、通常のビデオカメラに用いるベイヤー配列等の固体撮像素子は、インターレース方式の走査作用によるものが多い。
【０００５】
ここで、業者等の固体撮像素子の開発において、画素配列に係る開発はその画素データの抽出および補間等の処理手段も考慮されて開発される。
【０００６】
そして、例えばベイヤー配列の固体撮像素子では、その補間等の回路手段としてコンボリュウションフィルタ（畳み込み演算補間）等のＬＳＩ（大規模集積回路）が部品として供給されることにより、効率よくカメラ装置の開発または生産ができる。同様に、前記ハニカム配列の固体撮像素子の場合も、同様の回路手段を備えたＬＳＩが供給される。
【０００７】
ところで、動きの無い被写体用の静止画カラーカメラ装置では、画素配列に結像した被写体の光学像と各画素との相対位置を移動して撮像する画素ずらし手段が知られている。
【０００８】
これは、基準位置における各画素を、これに隣接する画素の位置に移動し、または隣接画素との間隙の位置に移動し、それぞれ該各画素に係る３原色データを生成したり、または前記隣接画素との間隙の位置に新たな画素データを生成する。
【０００９】
例えば、ベイヤー配列の各画素において、水平および垂直方向ならびに対角の４方向に隣接する画素との間隙の、その画素間隔の２／３の距離の位置に画素ずらしすれば、それぞれ３倍の密度の新たな画素配列による画素データが生成でき、しかも、この新たな画素配列もベイヤー配列の画素の配列順序と同じである。
【００１０】
したがって、この画素データの補間処理は、前述のコンボリュウションフィルタのＬＳＩを利用できる。本願出願人は、このように高解像度の静止画カラーカメラ装置を容易に提供できる画素ずらし手段を提案した（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−２２４５９８号公報
【特許文献２】特開２００１−８２１７号公報
【特許文献３】特開平１１−１８０９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前述のように、特許文献２のカメラ装置は３倍密度の画素データを生成できるが、極めて精密な画素ずらしを要し、また、画素配列の一部が互いに重なり合ったりして、実質的には３倍密度の画素データ数に基づく解像度は得られない欠点がある。
【００１２】
また、この一連のずらし位置は８箇所であって、該位置毎の画素ずらしおよび撮像信号の読み出しの処理に時間がかかり、これは次の撮影までにかなりの時間を要した。同様の課題を有する先行技術としては、特許文献３に開示された撮像装置がある。この撮像装置は、１６箇所の画素ずらしを行うことにより、高解像度を得ている。
【００１３】
本発明は、このような背景になされたものであって、物理的に容易でしかも実質的効果のある画素ずらしを用い、またそのための処理時間が減り、生成された画素データは画素数に比して高解像度など高品質の特徴のあるハニカム配列状の画素配列に基づくことにより、その補間等の処理はハニカム配列の固体撮像素子用に供給されるＬＳＩを利用できて効率よく開発および生産できる高品質の静止画カラーカメラ装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第一の観点は、静止画カラーカメラ装置であって、本発明の特徴とするところは、レンズによる光学像を色フィルタを配設したその画素配列面に結像する固体撮像素子と、前記光学像と基準位置の各画素との相対位置を前記画素配列面に沿うずらし位置に移動する画素ずらし手段とを備え、前記画素配列は色の構成要素を含み水平および垂直方向に各２画素の互いに隣接する４画素を基本単位とした繰り返しのベイヤー配列であり、前記画素ずらし手段は、前記基準位置の各画素に対するずらし位置を隣接画素の位置および対角の４画素との間の中央位置とする手段を備えたところにある（請求項１）。
【００１５】
これにより、従来と比較すると、ずらし位置の数が減ることによりずらし時間および撮像信号の読み出し時間が減少する。また、互いに隣接する４画素の中央位置は画素間の空隙が広く、ずらし位置による画素の配列が無理なく形成でき、実質的に効果のある画素ずらしが容易に可能となる。
【００１６】
さらに、同一光学像を前記基準位置およびずらし位置でそれぞれ撮像した撮像信号を走査作用で読み出す手段と、この読み出す手段により読み出された撮像信号を信号処理して画素データを出力する信号処理手段と、この信号処理手段により出力された画素データの中で前記基準位置および前記隣接画素へのずらし位置でそれぞれ撮像した画素データを選択して前記基準位置の画素配列に基づく画素データが全てＧ（緑）である第一の画素データを出力する手段と、前記信号処理手段により出力された画素データの中で前記基準位置および前記対角の４画素との間の中央位置でそれぞれ撮像した画素データを選択して前記基準位置の画素配列に基づく画素データが水平および垂直方向にＲ（赤）とＢ（青）とが交互に配列される第二の画素データを出力する手段と、この出力する手段により出力された前記第一および第二の画素データを合成して前記基準位置の画素配列に基づく画素データは全てＧ（緑）であり前記対角の４画素との間のずらし位置よりなる画素配列に基づく画素データは水平および垂直方向にＲ（赤）とＢ（青）とが交互に配列されるハニカム配列状の画素配列による画素データを生成する手段とを備えることができる（請求項２）。このときに、前記ハニカム配列状の画素配列は前記ベイヤー配列の画素配列を４５度回転した状態と同様の配列順序であるようにすることが望ましい（請求項３）。
【００１７】
これにより、ずらし位置は５箇所となり従来（例えば８箇所）と比較してずらし時間および撮像信号の読み出し時間が減ると共に、ハニカム配列状の画素データを生成することにより、固体撮像素子の画素数に比して高解像度高品質などの優れた特徴のあるハニカム配列を利用して高解像度高品質の静止画カラーカメラ装置を容易に提供できる。また、既成のハニカム配列の固体撮像素子用に供給される前記ＬＳＩを利用して開発および生産がより効率よくできる。
【００１８】
さらに、前記走査作用で読み出す手段は、前記走査作用はインターレース方式であって、前記対角の４画素との間のずらし位置で撮像した撮像信号の読み出しは奇数または偶数番目のいずれかの走査フィールドを選択して間引き走査する走査作用による手段を備えることができる（請求項４）。このような間引き走査により、前記読み出しの時間を半減できる。
【００１９】
本発明の第二の観点は、静止カラー画像撮像方法であって、本発明の特徴とするところは、固体撮像素子によりレンズによる光学像を色フィルタを配設した画素配列面に結像させるステップと、前記光学像と基準位置の各画素との相対位置を前記画素配列面に沿うずらし位置に移動する画素ずらしステップとを実行し、前記画素配列は色の構成要素を含み水平および垂直方向に各２画素の互いに隣接する４画素を基本単位とした繰り返しのベイヤー配列であり、前記画素ずらしステップとして、前記基準位置の各画素に対するずらし位置を隣接画素の位置および対角の４画素との間の中央位置とするステップを実行するところにある（請求項５）。
【００２０】
さらに、同一光学像を前記基準位置およびずらし位置でそれぞれ撮像した撮像信号を走査作用で読み出すステップと、この読み出すステップにより読み出された撮像信号を信号処理して画素データを出力する信号処理ステップと、この信号処理ステップにより出力された画素データの中で前記基準位置および前記隣接画素へのずらし位置でそれぞれ撮像した画素データを選択して前記基準位置の画素配列に基づく画素データが全てＧ（緑）である第一の画素データを出力するステップと、前記信号処理ステップにより出力された画素データの中で前記基準位置および前記対角の４画素との間の中央位置でそれぞれ撮像した画素データを選択して前記基準位置の画素配列に基づく画素データが水平および垂直方向にＲ（赤）とＢ（青）とが交互に配列される第二の画素データを出力するステップと、この出力するステップにより出力された前記第一および第二の画素データを合成して前記基準位置の画素配列に基づく画素データは全てＧ（緑）であり前記対角の４画素との間のずらし位置よりなる画素配列に基づく画素データは水平および垂直方向にＲ（赤）とＢ（青）とが交互に配列されるハニカム配列状の画素配列による画素データを生成するステップとを実行することができる（請求項６）。
【００２１】
また、前記ハニカム配列状の画素配列は前記ベイヤー配列の画素配列を４５度回転した状態と同様の配列順序であることが望ましい（請求項７）。
【００２２】
さらに、前記走査作用で読み出すステップとして、前記走査作用はインターレース方式であって、前記対角の４画素との間のずらし位置で撮像した撮像信号の読み出しは奇数または偶数番目のいずれかの走査フィールドを間引き選択して走査する走査作用によるステップを実行することができる（請求項８）。
【００２３】
本発明の第三の観点はプログラムであって、本発明の特徴とするところは、情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、固体撮像素子を制御することによりレンズによる光学像を色フィルタを配設した画素配列面に結像させるための制御機能と、前記光学像と基準位置の各画素との相対位置を前記画素配列面に沿うずらし位置に移動するための画素ずらし制御機能とを実現させ、前記画素配列は色の構成要素を含み水平および垂直方向に各２画素の互いに隣接する４画素を基本単位とした繰り返しのベイヤー配列であり、前記画素ずらし制御機能として、前記基準位置の各画素に対するずらし位置を隣接画素の位置および対角の４画素との間の中央位置とするための制御機能を実現させるところにある（請求項９）。
【００２４】
さらに、同一光学像を前記基準位置およびずらし位置でそれぞれ撮像した撮像信号を走査作用で読み出すための制御機能と、この読み出す制御機能により読み出された撮像信号を信号処理して画素データを出力する信号処理機能と、この信号処理機能により出力された画素データの中で前記基準位置および前記隣接画素へのずらし位置でそれぞれ撮像した画素データを選択して前記基準位置の画素配列に基づく画素データが全てＧ（緑）である第一の画素データを出力するための制御機能と、前記信号処理機能により出力された画素データの中で前記基準位置および前記対角の４画素との間の中央位置でそれぞれ撮像した画素データを選択して前記基準位置の画素配列に基づく画素データが水平および垂直方向にＲ（赤）とＢ（青）とが交互に配列される第二の画素データを出力するための制御機能と、この出力する制御機能により出力された前記第一および第二の画素データを合成して前記基準位置の画素配列に基づく画素データは全てＧ（緑）であり前記対角の４画素との間のずらし位置よりなる画素配列に基づく画素データは水平および垂直方向にＲ（赤）とＢ（青）とが交互に配列されるハニカム配列状の画素配列による画素データを生成するための制御機能とを実現させることができる（請求項１０）。
【００２５】
さらに、前記走査作用で読み出す制御機能として、前記走査作用はインターレース方式であって、前記対角の４画素との間のずらし位置で撮像した撮像信号の読み出しは奇数または偶数番目のいずれかの走査フィールドを選択して間引き走査する走査作用によるとするための制御機能を実現させることができる（請求項１１）。
【００２６】
本発明の第四の観点は、本発明のプログラムが記録された前記情報処理装置読取可能な記録媒体である（請求項１２）。本発明のプログラムは本発明の記録媒体に記録されることにより、前記情報処理装置は、この記録媒体を用いて本発明のプログラムをインストールすることができる。あるいは、本発明のプログラムを保持するサーバからネットワークを介して直接前記情報処理装置に本発明のプログラムをインストールすることもできる。
【００２７】
これにより、汎用の情報処理装置を用いて、画素ずらし時間および撮像時間を短縮することができ、また、画素数に比して高解像度など高品質の画素データを生成することができる静止画カラーカメラ装置の制御機能を実現することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、静止画カラーカメラ装置の画素ずらし時間および撮像時間を短縮することができ、また、画素数に比して高解像度など高品質の画素データを生成することができ、また、静止画カラーカメラ装置を効率よく開発および生産できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するための実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。図１は、本発明実施例の静止画カラーカメラ装置のブロック構成図である。図２および図３は本発明の画素ずらしを説明する模式図である。図４は本発明の画素配列に基づく画素データを説明する図である。図５は固体撮像素子のハニカム配列の模式図である。図６はハニカム配列の補間処理を説明する図である。
【００３０】
図１においては、１はレンズ、２は固体撮像素子、３は端子、４は選択回路、５は信号回路、６は画像メモリ、７は処理回路、８は圧電変位素子、９は制御回路である。
【００３１】
本実施例の静止画カラーカメラ装置は、図１に示すように、レンズ１による光学像を色フィルタを配設したその画素配列面に結像する固体撮像素子２と、前記光学像と基準位置の各画素との相対位置を前記画素配列面に沿うずらし位置に移動する圧電変位素子８とを備え、前記画素配列は、図２（ａ）に示すように、色の構成要素を含み水平および垂直方向に各２画素の互いに隣接する４画素を基本単位とした繰り返しのベイヤー配列であり、圧電変位素子８は、前記基準位置の各画素に対するずらし位置を隣接画素の位置および対角の４画素との間の中央位置とする手段を備えたことを特徴とする（請求項１）。
【００３２】
さらに、同一光学像を前記基準位置およびずらし位置でそれぞれ撮像した撮像信号を走査作用で読み出す制御回路９と、この制御回路９の出力を信号処理して画素データを出力する信号回路５とを備え、この信号回路５により出力された画素データの中で前記基準位置および前記隣接画素へのずらし位置でそれぞれ撮像した画素データを選択して前記基準位置の画素配列に基づく画素データが全てＧ（緑）である第一の画素データを出力する手段と、信号回路５により出力された画素データの中で前記基準位置および前記対角の４画素との間の中央位置でそれぞれ撮像した画素データを選択して前記基準位置の画素配列に基づく画素データが水平および垂直方向にＲ（赤）とＢ（青）とが交互に配列される第二の画素データを出力する手段と、この出力する手段により出力された前記第一および第二の画素データを合成し、図５に示すように、前記基準位置の画素配列に基づく画素データは全てＧ（緑）であり前記対角の４画素との間のずらし位置よりなる画素配列に基づく画素データは水平および垂直方向にＲ（赤）とＢ（青）とが交互に配列されるハニカム配列状の画素配列による画素データを生成する選択回路４とを備える（請求項２）。なお、前記ハニカム配列状の画素配列は前記ベイヤー配列の画素配列を４５度回転した状態と同様の配列順序である（請求項３）。
【００３３】
さらに、制御回路９は、前記走査作用はインターレース方式であって、前記対角の４画素との間のずらし位置で撮像した撮像信号の読み出しは奇数または偶数番目のいずれかの走査フィールドを選択して間引き走査する走査作用による手段を備える（請求項４）。
【００３４】
画像メモリ６は、選択回路４から出力されたハニカム配列状の画素データを記憶する。処理回路７は、このハニカム配列状の画素データに基づき色データの抽出および補間処理を施し、または、さらに信号処理してカラー画像信号を生成して端子３を介し出力する。
【００３５】
上記構成の動作を図１を参照して説明する。画素ずらし手段である圧電変位素子８は、固体撮像素子２を水平または垂直にそれぞれ移動できる。そこで、レンズ１により固体撮像素子２の画素配列面に結像した被写体の光学像と画素配列との相対位置を、基準位置の各画素に対するずらし位置である隣接する画素の位置および対角の４画素との間の中央位置（以降は対角の４画素との間のずらし位置と記載する）に対し一連の画素ずらしをする。
【００３６】
そして上記画素配列面は、色の構成要素を含み水平および垂直方向に各２画素の互いに隣接する４画素を基本単位に繰り返し配列される。また、固体撮像素子２は、制御回路９で制御されて同一光学像について基準位置および一連の画素ずらしのずらし位置でそれぞれ撮像し、走査作用により読み出されたその撮像信号は信号回路５に入力し、信号処理された画素データが出力される。
【００３７】
この出力は、選択回路４で所定の画素データが選択出力されてハニカム配列状の画素配列に基づく画素データとして画像メモリ６に記憶される。このメモリから読み出した画素データは、処理回路７により該画素配列に基づき色データの抽出および補間処理をして、または、さらに信号処理してカラー画像信号を生成して端子３を介し出力することができる。
【００３８】
本発明の特徴は、基準位置の各画素に対するずらし位置は、隣接画素の位置および対角の４画素との間のずらし位置であって、画素データは選択回路４で所定の画素データが選択された画像メモリ６に記憶されハニカム配列状の画素配列に基づく画素データを生成することにある（請求項５）。
【００３９】
ここで、本発明の画素ずらしの一例を図を参照して説明する。図２において、図２（ａ）は前記基準位置における画素配列の一部であり、ベイヤー配列の例を示す。これは水平および垂直方向に各２画素の色の構成要素を含み互いに隣接する４画素を基本単位として画素配列面に繰り返し配列される。いま、図２（ａ）の各画素を矢示の方向に１画素ずらして撮像すれば、図２（ａ）の点線部分に該当する光学像は図２（ｂ）の点線部分の画素配列によって撮像される。
【００４０】
図２（ａ）と図２（ｂ）とで撮像した各画素データのうち、図１の選択回路４で前記Ｇ（緑）の画素データのみを所定の画素データとして選択し、画像メモリ６に記憶して図２（ｃ）のような画素配列に基づく画素データを生成する。
【００４１】
一方、図２（ａ）の画素配列の各画素は、図３（ｄ）〜（ｇ）にそれぞれ矢示する対角の４画素との間のずらし位置に画素ずらしされて撮像される。このずらし位置はすなわち互いに隣接する４画素の中央位置であって画素間の空隙が最も広く、物理的に画素ずらしが容易である。上記それぞれの位置における撮像により、新たな画素配列とこれに基づく画素データが得られる。
【００４２】
図３（ｄ）〜（ｇ）において、点線で囲んで示したＢまたはＲの画素データは、図１の選択回路４で前記所定の画素データとして選択され、画像メモリ６に記憶されるものであり、これを一つの画素配列にまとめて図示すれば図３（ｈ）のようになる。
【００４３】
そして、図３（ｈ）および図２（ｃ）に示すそれぞれの画素配列に基づき画像メモリ６に記憶された画素データは、図４に示すハニカム配列状の新たな画素配列に基づく画素データとして生成される。
【００４４】
ここで、前記ハニカム配列状の画素配列は、ベイヤー配列の画素配列を４５度回転した状態と同様の配列順序である（請求項７）。また、基準位置および隣接画素へのずらし位置でそれぞれ撮像した画素データを選択して基準位置の画素配列に基づく画素データが全てＧ（緑）である第一の画素データを生成し、基準位置および対角の４画素との間の中央位置でそれぞれ撮像した画素データを選択して基準位置の画素配列に基づく画素データが水平および垂直方向にＲ（赤）とＢ（青）とが交互に配列される第二の画素データを生成し、この第一および第二の画素データを合成して基準位置の画素配列に基づく画素データは全てＧ（緑）であり対角の４画素との間のずらし位置よりなる画素配列に基づく画素データは水平および垂直方向にＲ（赤）とＢ（青）とが交互に配列されるハニカム配列状の画素配列による画素データを生成することができる（請求項６）。
【００４５】
すなわち、ベイヤー配列の固体撮像素子は通常一般のビデオカメラに用いられ、近年のデジタルカメラ等には高解像度高品質などの優れた特徴のあるハニカム配列の固体撮像素子がよく用いられる。ところで、このハニカム配列は、ベイヤー配列を４５度回転した状態と同様の配列順序であるという関連性がある。
【００４６】
したがって、この二つの配列の組み合わせは本発明の画素ずらしに好都合であって、水平方向へのずらし位置に各対角方向のずらし位置を加えた５箇所のずらし位置でハニカム配列状の新たな画素配列に基づく画素データを容易に生成でき、補間等の処理のための既成のＬＳＩも容易に入手できて、固体撮像素子の画素数に比して高解像度高品質などの優れた特徴のあるハニカム配列を利用した静止画カラーカメラ装置の開発および生産が効率よくできる。
【００４７】
また、図３（ｄ）〜（ｇ）のずらし位置において、前記所定の画素データとして選択出力する点線で囲んだＢまたはＲの画素データは、上記それぞれのずらし位置に係り、奇数または偶数番目のどちらかの走査ラインにしか存在しない。
【００４８】
ここで、通常のビデオカメラ用のベイヤー配列等の固体撮像素子の走査作用は、インターレース方式によるものが多い。そこで、それぞれのずらし位置毎の撮像信号の読み出しは奇数または偶数のどちらかの走査フィールドを選択して間引き走査する走査作用により、読み出し時間を半減できる（請求項８）。
【００４９】
なお、前述のハニカム配列状の画素配列に基づく画素データの前記ＬＳＩによる補間処理の一例を説明する。図５において、前述したようにハニカム配列は画素の中心を行方向および列方向にピッチの半分ずらして配列されるので、画素が配列されない部分があり、この部分を含めて補間処理すれば解像度が向上する。
【００５０】
そこで、図５に示した画素配列のＲの画素の一部であるＲ１〜Ｒ４で囲まれた部分を、この画素配列に基づく画素データの配列として図６（ｊ）に上記画素が配列されない部分を含めた補間部分を点線で示す。この部分は、図に示したＲのようにＲ１〜Ｒ４の画素データによって容易に補間処理できる。
【００５１】
また、Ｂの画素についても上記と同様にできる。さらに、図６（ｋ）に示すＧの画素についても同様であり、点線で示した補間部分はその周囲のＧの画素データによって容易に補間できる。このように、前記ハニカム配列状の新たな画素配列に基づく画素データの前記画素が配列されない部分も含めた画素配列に基づき、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの画素データが生成できる。
【００５２】
本発明は、汎用の情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に本発明の静止画カラーカメラ装置の制御機能または信号処理機能に相応する機能を実現させるプログラムとして実現することができる（請求項９〜１１）。このプログラムは、記録媒体に記録されて情報処理装置にインストールされ（請求項１２）、あるいは通信回線を介して情報処理装置にインストールされることにより当該情報処理装置に、固体撮像素子２、圧電変位素子８、制御回路９、選択回路４、画像メモリ６の制御機能または信号回路５、処理回路７の信号処理機能にそれぞれ相応する機能を実現させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
書類などの高精細なカラー画像信号を、画素ずらし手段による撮像でありながら高速に撮像できるので、多量の書類などの画像データを順次迅速にコンピュータに取り込んで処理するなどの装置に適応できる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明実施例の静止画カラーカメラ装置の要部ブロック構成図。
【図２】本発明の画素ずらしを説明する図。
【図３】本発明の画素ずらしを説明する図。
【図４】本発明の画素配列に基づく画素データを説明する図。
【図５】固体撮像素子のハニカム配列の模式図。
【図６】ハニカム配列の補間処理を説明する図。
【符号の説明】
【００５５】
１  レンズ
２  固体撮像素子
３  端子
４  選択回路
５  信号回路
６  画像メモリ
７  処理回路
８  圧電変位素子
９  制御回路
【図１】
2005143031.tif 000003
【図２】
2005143031.tif 000004
【図３】
2005143031.tif 000005
【図４】
2005143031.tif 000006
【図５】
2005143031.tif 000007
【図６】
2005143031.tif 000008