(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ，ｂ，ｍ，ｎを自然数とするとき、それぞれ光電変換素子を備えマトリクス状に配置され水平２ａｍ個、垂直２ｂｎ個の画素を有し、隣接する水平２ａ個、垂直２ｂ個の画素群ごとに同色のカラーフィルタを搭載し、かつ各画素群ごとのカラーフィルタの色配列が緑を市松模様状に、赤および青を線順次に配列したカラーフィルタアレイをもつ撮像素子の駆動方法において、
カラー画像モードまたはモノトーン画像モードを選択し、
カラー画像モードが選択された場合、前記画素群の各画素を加算して順次読み出す駆動を行ない、
モノトーン画像モードが選択された場合、前記画素群の配置位置に対して水平にａ画素および垂直にｂ画素シフトした画素群ごとに加算して順次読み出す駆動を行なう、
ことを特徴とする撮像素子の駆動方法。
【請求項２】
それぞれ光電変換素子を備えマトリクス状に配置された複数の画素を有し、上下左右に隣接する４画素に同色のカラーフィルタを搭載し、かつそれぞれ４画素ごとのカラーフィルタの色配列が緑を市松模様状に、赤および青を線順次に配列したカラーフィルタアレイをもつ撮像素子の駆動方法において、
カラー画像モードまたはモノトーン画像モードを選択し、
カラー画像モードが選択された場合、前記４画素を加算して順次読み出す駆動を行ない、
モノトーン画像モードが選択された場合、前記４画素の配置位置に対して水平および垂直に１画素シフトした４画素ごとに加算して順次読み出す駆動を行なう、
ことを特徴とする撮像素子の駆動方法。
【請求項３】
ａ，ｂ，ｍ，ｎを自然数とするとき、それぞれ光電変換素子を備えマトリクス状に配置され水平２ａｍ個、垂直２ｂｎ個の画素を有し、隣接する水平２ａ個、垂直２ｂ個の画素群ごとに同色のカラーフィルタを搭載し、かつ各画素群ごとのカラーフィルタの色配列が緑を市松模様状に、赤および青を線順次に配列したカラーフィルタアレイをもつ撮像素子と、
カラー画像モードとモノトーン画像モードとを切り換える切換手段と、
カラー画像モードに切り換えられた場合に、前記画素群の各画素を加算して順次読み出す駆動制御を行ない、モノトーン画像モードに切り換えられた場合に、前記画素群の配置位置に対して水平にａ画素および垂直にｂ画素シフトした画素群ごとに加算して順次読み出す駆動制御を行なう駆動制御手段と、
を具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
それぞれ光電変換素子を備えマトリクス状に配置された複数の画素を有し、上下左右に隣接する４画素に同色のカラーフィルタを搭載し、かつそれぞれ４画素ごとのカラーフィルタの色配列が緑を市松模様状に、赤および青を線順次に配列したカラーフィルタアレイをもつ撮像素子と、
カラー画像モードとモノトーン画像モードとを切り換える切換手段と、
カラー画像モードに切り換えられた場合に、前記４画素を加算して順次読み出す駆動制御を行ない、モノトーン画像モードに切り換えられた場合に、前記４画素の配置位置に対して水平および垂直に１画素シフトした４画素ごとに加算して順次読み出す駆動を行なう駆動制御手段と、
を具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
カラー画像モードに切り換えられた場合、前記撮像素子からの出力信号をもとにカラー画像情報を生成するカラー画像生成手段と、
モノトーン画像モードに切り換えられた場合、前記撮像素子からの出力信号をもとにモノトーン画像情報を生成するモノトーン画像生成手段と、
をさらに具備することを特徴とする請求項３または４に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像素子の駆動方法および撮像装置に関し、特にカラー画像とモノトーン画像とを効率的に得ることができる撮像素子の駆動方法および該方法を用いた撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）の色成分をもつ原色系カラーフィルタを介して撮像を行ないカラー画像を得ることができる撮像素子が知られている。このような撮像素子を用いて高解像のモノトーン画像を得るためには、一度得られた各色成分の画素信号に対して種々の補間処理を施してモノトーン画像出力を得ていた。
【０００３】
例えば、ホワイトバランス処理後の赤色（Ｒ）の画素信号と青色（Ｂ）の画素信号とを加算平均したり、緑色（Ｇ）の画素信号のみで上下左右の隣接画素の加算平均する補間処理を行って高解像のモノトーン画像出力を得ていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した補間処理を施して得た高解像のモノトーン画像出力には、補間処理の特性によって画像上の細線部分や色の境界部分等がギザギザになる、いわゆるジャギーが顕著に発生する場合があった。また、ホワイトバランスのずれによってもジャギーが発生する場合があり、いずれの場合にもジャギーを有する見づらいモノトーン画像を出力するという問題点があった。
【０００５】
また、上述した補間処理を行って高解像のモノトーン画像を得るためには、この補間処理のための専用の信号処理回路を設けたり、あるいは専用のソフトウェアを搭載する必要がある。このため、いずれの場合にも回路規模の増大、ソフトウェアの増加を招き、労力と時間がかかるとともに、撮像装置の小型軽量化を阻害するという問題点があった。
【０００６】
そこで、本発明はかかる問題点を解決し、カラー画像出力とモノトーン画像出力を同一の撮像素子を用いて得ることができるとともに、高解像かつ高品質のモノトーン画像を効率的にかつ簡単な回路構成で得ることができる撮像素子の駆動方法および撮像装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、ａ，ｂ，ｍ，ｎを自然数とするとき、それぞれ光電変換素子を備えマトリクス状に配置され水平２ａｍ個、垂直２ｂｎ個の画素を有し、隣接する水平２ａ個、垂直２ｂ個の画素群ごとに同色のカラーフィルタを搭載し、かつ各画素群ごとのカラーフィルタの色配列が緑を市松模様状に、赤および青を線順次に配列したカラーフィルタアレイをもつ撮像素子の駆動方法において、カラー画像モードまたはモノトーン画像モードを選択し、カラー画像モードが選択された場合、前記画素群の各画素を加算して順次読み出す駆動を行ない、モノトーン画像モードが選択された場合、前記画素群の配置位置に対して水平にａ画素および垂直にｂ画素シフトした画素群ごとに加算して順次読み出す駆動を行なうことを特徴とする。
第１の発明では、カラーフィルタの色配列の特性を利用し、同一の撮像素子から、カラー画像に対応した撮像信号を加算出力してカラー画像出力することができるとともに、モノトーン画像に対応した撮像信号を直接撮像素子から加算出力してモノトーン画像出力することができる。
【０００８】
第２の発明では、それぞれ光電変換素子を備えマトリクス状に配置された複数の画素を有し、上下左右に隣接する４画素に同色のカラーフィルタを搭載し、かつそれぞれ４画素ごとのカラーフィルタの色配列が緑を市松模様状に、赤および青を線順次に配列したカラーフィルタアレイをもつ撮像素子の駆動方法において、カラー画像モードまたはモノトーン画像モードを選択し、カラー画像モードが選択された場合、前記４画素を加算して順次読み出す駆動を行ない、モノトーン画像モードが選択された場合、前記４画素の配置位置に対して水平および垂直に１画素シフトした４画素ごとに加算して順次読み出す駆動を行なうことを特徴とする。
第２の発明では、第１の発明における作用効果を最小の画素群配置で実現することができ、特に高解像のモノトーン画像を得ることができる。
【０００９】
第３の発明は、撮像装置において、ａ，ｂ，ｍ，ｎを自然数とするとき、それぞれ光電変換素子を備えマトリクス状に配置され水平２ａｍ個、垂直２ｂｎ個の画素を有し、隣接する水平２ａ個、垂直２ｂ個の画素群ごとに同色のカラーフィルタを搭載し、かつ各画素群ごとのカラーフィルタの色配列が緑を市松模様状に、赤および青を線順次に配列したカラーフィルタアレイをもつ撮像素子と、カラー画像モードとモノトーン画像モードとを切り換える切換手段と、カラー画像モードに切り換えられた場合に、前記画素群の各画素を加算して順次読み出す駆動制御を行ない、モノトーン画像モードに切り換えられた場合に、前記画素群の配置位置に対して水平にａ画素および垂直にｂ画素シフトした画素群ごとに加算して順次読み出す駆動制御を行なう駆動制御手段とを具備することを特徴とする。これにより、第１の発明と同様な作用効果を奏する撮像装置を得ることができる。
【００１０】
第４の発明では、撮像装置において、それぞれ光電変換素子を備えマトリクス状に配置された複数の画素を有し、上下左右に隣接する４画素に同色のカラーフィルタを搭載し、かつそれぞれ４画素ごとのカラーフィルタの色配列が緑を市松模様状に、赤および青を線順次に配列したカラーフィルタアレイをもつ撮像素子と、カラー画像モードとモノトーン画像モードとを切り換える切換手段と、カラー画像モードに切り換えられた場合に、前記４画素を加算して順次読み出す駆動制御を行ない、モノトーン画像モードに切り換えられた場合に、前記４画素の配置位置に対して水平および垂直に１画素シフトした４画素ごとに加算して順次読み出す駆動を行なう駆動制御手段とを具備することを特徴とする。
これにより、第２の発明と同様な作用効果を奏する撮像装置を得ることができる。
【００１１】
第５の発明は、撮像装置において、カラー画像モードに切り換えられた場合、前記撮像素子からの出力信号をもとにカラー画像情報を生成するカラー画像生成手段と、モノトーン画像モードに切り換えられた場合、前記撮像素子からの出力信号をもとにモノトーン画像情報を生成するモノトーン画像生成手段とをさらに具備することを特徴とする。
これにより、カラー画像モードに対応するカラー画像出力とモノトーン画像モードに対応するモノトーン画像出力とを特別な信号処理回路あるいはソフトウェアを搭載せずに、モード切換のみによって実現することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係わる撮像素子の構成を示す説明図である。撮像素子１０は、水平方向（行方向）の２ｍ個および垂直方向（列方向）２ｎ個の複数の画素１が配列されたカラー画素マトリクスを構成している。このカラー画素マトリクスは、それぞれ上下左右に隣接する２×２の４つの同色の画素からなるｍ×ｎ個のカラー画素群６で構成されている。
【００１３】
カラー画素マトリクスを、このｍ×ｎのカラー画素群６の単位でみると、ＲＧＢベイヤー配列となっている。例えば、２ｍ×２ｎのカラー画素マトリクスにおけるＭ（１，１）、Ｍ（１，２）、Ｍ（２，１）、Ｍ（２，２）の４つの各画素は、色成分Ｇのカラーフィルタをもつ画素として配列され、Ｍ（１，３）、Ｍ（１，４）、Ｍ（２，３）、Ｍ（２，４）の４つの各画素は、色成分Ｒのカラーフィルタをもつ画素として配列され、Ｍ（３，１）、Ｍ（３，２）、Ｍ（４，１）、Ｍ（４，２）の４つの各画素は、色成分Ｂのカラーフィルタをもつ画素として配列され、さらにＭ（３，３）、Ｍ（３，４）、Ｍ（４，３）、Ｍ（４，４）の４つの各画素は、色成分Ｇのカラーフィルタをもつ画素として配列されている。ここで、画素Ｍ（ｉ，ｊ）はｉ行ｊ列の画素を表わすものとする。
【００１４】
フォトダイオード等の光電変換素子としてのこれらの画素１は、それぞれＲ，Ｇ，Ｂの色成分の画素として機能する。この機能は、各画素１の上面に各Ｒ，Ｇ，Ｂの色成分の光を透過させる上述したカラーフィルタを施すことによって達成される。したがって、例えばカラー画素マトリクスＭ（１，１）の画素１は、Ｇ（緑）の色成分のみの光を透過させ、受光し、光電変換することになる。なお、ｍ，ｎは自然数である。
【００１５】
ここで、図２に示すように、各カラー画素群６内の４つの各画素に蓄積された電荷は、撮像素子１０上で加算され、この加算された１つの電荷が順次転送出力されて出力信号５が得られる。
【００１６】
この結果、図３に示すように、各カラー画素群６を単位とするＲＧＢベイヤー配列の画素配置を得ることができる。
【００１７】
撮像素子１０上における加算態様としては次のようなものがある。
その第１は、カラー画素群６内の縦１列の２つの画素１ａ，１ｂあるいは２つの画素１ｃ，１ｄを垂直転送回路２上で加算し、この加算された画素をＦＤＡ（フローティング・ディフュージョン・アンプ）である出力増幅器４上で加算するようにしたものである。
【００１８】
その第２は、カラー画素群６内の縦１列の２つの画素１ａ，１ｂあるいは２つの画素１ｃ，１ｄを垂直転送回路２上に順次転送し、水平転送回路３で転送する際に水平転送回路３上でそれぞれ縦１列の２つの画素を加算し、この加算した画素を出力増幅器４上でさらに加算するようにしたものである。
【００１９】
その第３は、カラー画素群６内の４画素の縦２列の間（画素１ａ，１ｂと画素１ｃ，１ｄとの間）に存在する垂直転送回路２のみに各４画素の電荷を出力し、垂直転送回路２上で横１行の２つの画素１ａ，１ｃを加算し、さらに、垂直転送回路２上でこの加算された縦１列の画素を加算するようにしたものである。
【００２０】
このような撮像素子１０上の加算は、撮像素子１０に対する電荷転送の駆動を制御することによって容易に達成することができる。
【００２１】
このように、撮像素子１０上で出力信号５として出力される段階で、各カラー画素群６内の４画素を加算する場合、各カラー画素群６内のＲ，Ｇ，Ｂ色成分に対する電荷量は単一画素の電荷量の４倍となって感度を向上させることができる。
【００２２】
次に、図４に示すように、撮像素子１０のカラー画素マトリクスのＭ（２，２）、Ｍ（２，３）、Ｍ（３，２）、Ｍ（３，３）の４つの画素に注目する。このような４つの画素からなるカラー画素群７は、ＲＧＢベイヤー配列（Ｇ×２，Ｒ×１，Ｂ×１）となり、その隣接するカラー画素群もそれぞれ同じ組合せの画素配列である。そこで、２ｍ×２ｎのカラー画素マトリクスの最上行、最下行、最左列、最右列を除き、図５に示すように、各カラー画素群７内の４つの画素７ａ〜７ｄの電荷をそれぞれ加算するようにすると、輝度信号Ｙに対応した加算画素９を直接、撮像素子１０から得ることができる。
【００２３】
この場合、撮像素子１０に対する電荷転送の駆動制御は、垂直転送パルスおよび水平転送パルスを共に１画素分ずらすことによって行うことができる。また、カラー画素群７の加算処理は、カラー画素群６の加算処理を適用することによって容易に実現することができるのは明らかである。
【００２４】
但し、得られる加算画素９は、図６に示すように、（ｍ−１）×（ｎ−１）の画素マトリクスであり、垂直転送パルスおよび水平転送パルスは、この点に留意する必要がある。
【００２５】
これにより、加算画素９のみによって生成されるモノトーン画像は、加算画素６をもとにして生成されるモノトーン画像に比較して高解像度となり、しかも、直接、撮像素子１０から輝度信号を得ることができる。
【００２６】
なお、輝度信号は、本来、
【数１】
Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１４４Ｂ
の関係をもたせる必要があるが、近似的に
【数２】
Ｙ＝Ｒ＋２Ｇ＋Ｂ
としても問題がない。
【００２７】
次に、図１および図４に示す撮像素子１０を用いた撮像装置としての電子カメラについて説明する。
【００２８】
図７は、撮像素子１０を用いた電子カメラの構成を示すブロック図である。図４において、撮像素子１０は、光学系１１を介して入力された被写体２８の像を電気信号に変換する。この光学系１１は、赤外カットフィルタを有する。
【００２９】
ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１２は、撮像素子１０からの出力信号に対して、相関二重サンプリング等によってノイズ成分を低減するＣＤＳ作用と感度に応じた自動増幅を行うＡＧＣ作用とを施してＡ／Ｄ変換器１３に出力する。
【００３０】
Ａ／Ｄ変換器１３は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１２からのアナログ信号を１０ビットのディジタル信号に変換して、ディジタル信号処理部（ＤＳＰ）１４に出力する。なお、Ａ／Ｄ変換器１３は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１２からのアナログ信号を１０ビット以上のディジタル信号に変換してもよいことは言うまでもない。
【００３１】
ＤＳＰ１４は、入力された１０ビットのディジタルデータに対し、画像の補間処理、黒レベル調整、ガンマ補正、ニー補正等の処理を行い、１０ビットから８ビットに変換したディジタルデータに対してマトリクス、輪郭補正等の処理を施し、８ビットの輝度成分と８ビットの色差成分からなる１６ビットのディジタルデータの生成等の処理を行う信号処理回路である。ＤＳＰ１４はディジタル信号処理用のワンチップＬＳＩで構成できる。また、ＤＳＰ１４は、撮像素子１０の駆動用タイミングパルス生成処理も行っている。
【００３２】
圧縮／伸長部１５は、静止画に対する国際規格であるＪＰＥＧ規格に基づく圧縮／伸長処理を行い、具体的には、離散コサイン変換（ＤＣＴ）、逆ＤＣＴ、ハフマン符号化／復号化等の論理処理を行うワンチップデコーダである。また、圧縮／伸長部１５は、バッファメモリ１６へのデータ取り込み、データアクセスを行い、ＤＲＡＭで構成されるバッファメモリ１６に対するリフレッシュをも行う。
【００３３】
バッファメモリ１６は、圧縮／伸長部１５によって圧縮する前の１フレームの画像データを一時保持するメモリであり、上述したようにＤＲＡＭで構成される。
【００３４】
ＳＲＡＭ２２は、圧縮／伸長部１５によって圧縮された画像データに対して、ＪＰＥＧファイルとしてのヘッダ情報を付加し、フラッシュメモリ２６への記憶前のバッファメモリとしての機能を有する。
【００３５】
フラッシュメモリ２６は、ヘッダ情報が付加されたＪＰＥＧファイルである画像ファイルを最終格納する不揮発性メモリである。
【００３６】
外部インターフェース２７は、パーソナルコンピュータ等の外部処理装置とこの電子カメラ本体との間のデータ転送等を行うためのインターフェースである。
【００３７】
ディジタルエンコーダ１７は、ディジタルデータをアナログのビデオ信号に変調するチップである。
【００３８】
表示器１８は、ＬＣＤ等で実現され、ディジタルエンコーダ１７が生成したビデオ信号を表示出力する。
【００３９】
スピードライト部２４は、単独で外部調光制御する機能を有する。すなわち、スピードライト部２４は、後述するＣＰＵ２１によって発光、チャージ等が制御され、発光量制御は、このスピードライト部単独で外部調光が行われる。
【００４０】
ＬＣＤ２３は、各種撮影モード、残コマ、イレーズ（消去）、バッテリー検出等の状態を液晶表示する。
【００４１】
ＣＰＵ２１は、例えばマイクロプロセッサにより構成され上述した各部を全体制御する。
【００４２】
タイミング生成器２０は、撮像素子１０を駆動する各種パルスおよび上述した各部の各種タイミングパルスを生成する。
【００４３】
撮像素子１０は、上述したＤＳＰ１４からの駆動用タイミングパルスによって制御される。撮像素子１０の水平電荷転送のための水平転送パルスは、ＤＳＰ１４からタイミング生成器２０を介して直接撮像素子１０を駆動し、垂直電荷転送のための垂直転送パルスは、タイミング生成器２０に入力され、駆動部１９を介して電圧変換された信号によって撮像素子１０を駆動する。
【００４４】
ここで、操作部２５は、各種の撮影モードを切り換える撮影モード切換スイッチと各種のコマンドを設定するコマンドダイヤルとを含む。
【００４５】
すなわち、この操作部２５の撮影モード切換スイッチによって、カラー画像モードと、高解像のモノトーン画像モードとに切換指示される。
【００４６】
このようなカラー画像モードとモノトーン画像モードとの切換指示に従って、上述したカラー画像モード時の撮像素子１０の駆動制御とモノトーン画像モード時の撮像素子１０の駆動制御とが行なわれる。
【００４７】
カラー画像モードが指示された場合、ＣＰＵ２１は、ＤＳＰ１４にカラー画像モードが設定されたことを指示し、ＤＳＰ１４は各カラー画素群６内の４つの画素を加算させる駆動用タイミングパルスを生成し、タイミング生成器２０を介して撮像素子１０を駆動させる。また、Ａ／Ｄ変換器１３を介して入力された撮像信号に対してカラー画像出力に対応する信号処理を施す。また、ＣＰＵ２１は、カラー画像モードに対応したその他の各部に対する指示制御も行う。
【００４８】
モノトーン画像モードが指示された場合、ＣＰＵ２１は、ＤＳＰ１４にモノトーン画像モードが設定されたことを指示し、ＤＳＰ１４は、各カラー画素群７内の４つの画素を加算させる駆動用タイミングパルスを生成し、タイミング生成器２０を介して撮像素子１０を駆動させる。また、Ａ／Ｄ変換器１３を介して入力された撮像信号に対する信号処理を施す。また、ＣＰＵ２１は、モノトーン画像モードに対応したその他の各部に対する指示制御も行う。
【００４９】
次に、図８を参照してＤＳＰ１４の詳細な機能構成について説明する。
図８において、ＤＳＰ１４は、２つの切換スイッチ３１，３９を有し、カラー画像モードが選択された場合、スイッチ３１は端子３１ａに接続されるとともに、スイッチ３９は端子３９ａに接続される。一方、モノトーン画像モードが選択された場合、スイッチ３１は端子３１ｂに接続されるとともに、スイッチ３９は端子３１ｂに接続される。
【００５０】
カラー画像モードが選択された場合、Ａ／Ｄ変換器１３からは、上述したようにカラー画素群６の加算画素８に対応する撮像信号が入力され、この撮像信号は、スイッチ３１の端子３１ａを介して補間処理部３３に入力され、所定の補間処理が行われる。補間処理された色成分信号Ｇ，Ｒ，Ｂは、マトリクス変換され、ＹＣｂＣｒを生成し、ローパスフィルタ３５を介して出力線Ｌから圧縮／伸長部１５に出力する。この際、補間処理部３３から出力された色成分信号Ｇは、バンドパスフィルタ３６を介して画像の輪郭を抽出し、この抽出した信号をアンプ３７で増幅した信号を加算器３８を介して輝度信号Ｙに加算する。これにより、輝度信号Ｙは画像の輪郭が強調された信号となる。
【００５１】
もちろん、最終的にＲＧＢ表色系で画像出力を行う場合には、ＹＣｂＣｒ変換部３４を設けず、そのまま色成分信号Ｇ，Ｒ，Ｂをローパスフィルタ３５を介して出力線Ｌから圧縮／伸長部１５に出力するようにしてもよい。
【００５２】
一方、モノトーン画像モードが選択された場合、Ａ／Ｄ変換器１３からは、上述したようにカラー画素群７の加算画素９に対応する輝度信号としての撮像信号が入力され、この撮像信号は、スイッチ３１の端子３１ｂからローパスフィルタ３２を介してスイッチ３９の端子３９ｂに出力される。端子３９ｂは、カラー画像モードが選択された場合の輝度信号Ｙを出力する出力線に接続され、輝度信号Ｙとしてそのまま圧縮／伸長部１５に出力される。
【００５３】
ここで、図９は、上述した電子カメラの平面図を示している。電子カメラ本体４１には、撮影モード切換スイッチ４２、コマンドダイヤル４３、ＬＣＤ４４、およびレリーズスイッチ４５が配置されている。撮影モード切換スイッチ４２、コマンドダイヤル４３、およびレリーズスイッチ４５は、図７における操作部２５の一部であり、ＬＣＤ４４は、図７におけるＬＣＤ２３に相当する。撮影モード切換スイッチ４２は、カラー画像モードとモノトーン画像モードとを切り換えるスイッチであり、そのモード状態はＬＣＤ４４内に表示される。また、コマンドダイヤル４３は、シャッタスピード、絞り値等の設定操作に用いられるダイヤルであり、その設定結果等はＬＣＤ４４内に表示される。
【００５４】
このようにして、図７〜図９に示す電子カメラでは、同一の撮像素子１０を用い、カラー画素信号からモノトーン画素信号に補間処理するための信号処理回路やソフトウェアを搭載することなく、撮像素子１０の駆動制御を切り換えるのみで、直接、撮像素子１０からカラー画像と高解像のモノトーン画像とを切換出力することができ、効率的な撮像装置を実現することができる。
【００５５】
なお、上述した撮像素子１０の各カラー画素群６は２×２の４画素であったが、これに限らず、（偶数）×（偶数）のカラー画素群であってもよい。例えば、４×６の２４画素としたカラー画素群であってもよい。偶数としたのは、モノトーン画像を得る場合にカラー画素群６を容易に区分してカラー画素群７を得るためである。例えば、４×６の２４画素としたカラー画素群は、上下左右に２×３の画素群に区分することができ、この区分された画素群をもとにカラー画素群７に対応した４×６のカラー画素群を構成すればよい。また、この場合、垂直転送パルスは３画素分、水平転送パルスは２画素分ずらすことになる。
【００５６】
また、図７〜図９において図１および図４に示す撮像素子１０を用いた電子カメラを示したが、もちろん電子ビデオカメラに適用できることは言うまでもない。
【００５７】
さらに、上述した撮像素子１０は、ＣＣＤ固体撮像素子を前提として説明したが、これに限らず、各画素１をスイッチング処理により各画素１内に蓄積した電荷を掃き出す増幅型固体撮像素子であっても適用できるのは言うまでもない。
【００５８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、カラーフィルタの色配列の特性を好適に利用し、モノトーン画像を得るための特別な信号処理回路あるいはソフトウェアを必要とせずに、同一の撮像素子を用いてカラー画像出力とモノトーン画像出力とを切換によって得ることができるという効果を有する。
【００５９】
また、モノトーン画像を得る場合、撮像素子上で直接加算された輝度信号に相当する加算画素を用いているので、モノトーン画像を得るための特別な信号処理回路あるいはソフトウェアを搭載する必要がないとともに、色成分画素からモノトーン画像に信号処理する際に生じるジャギーの発生をなくすことができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わる撮像素子の構成を示す説明図である。
【図２】カラー画素群の電荷の加算によってカラー画像を得る原理を示す説明図である。
【図３】カラー画素群の電荷の加算によるカラー画像用の画素配列を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係わる撮像素子の構成を示す説明図である。
【図５】カラー画素群の電荷の加算によってモノトーン画像を得る原理を示す説明図である。
【図６】カラー画素群の電荷の加算によるモノトーン画像用の画素配列を示す説明図である。
【図７】図１および図４に示す撮像素子を用いた電子カメラの構成を示すブロック図である。
【図８】図７に示すＤＳＰの詳細な機能構成を示すブロック図である。
【図９】図７に示す電子カメラの外観を示す概略平面図である。
【符号の説明】
１  画素
２  垂直転送回路
３  水平転送回路
４  出力増幅器
５  出力信号
６，７  カラー画素群
８，９  加算画素
１０  撮像素子
１４  ディジタル信号処理部（ＤＳＰ）
２０  タイミング生成器
２１  ＣＰＵ
２５  操作部
３１，３９  スイッチ
【図１】
0004051780.tif 000002
【図２】
0004051780.tif 000003
【図３】
0004051780.tif 000004
【図４】
0004051780.tif 000005
【図５】
0004051780.tif 000006
【図６】
0004051780.tif 000007
【図７】
0004051780.tif 000008
【図８】
0004051780.tif 000009
【図９】
0004051780.tif 000010