(57)【要約】【課題】  現行の正の値の３原色で表される色空間を拡張する目的で，負の値を含む色信号を測定できる撮像装置（カラーテレビジョンカメラ等）を実現する．特に，従来の撮像装置を活用出来るようにする．【解決手段】かつての４管式カラーカメラのように輝度Ｙと３原色ＲＧＢに色分解して，光電変換して得た信号を基に，輝度Ｙと２つの色から残る色の成分を計算する．これによって，負の場合でも撮像することが出来る．【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
撮像すべき被写体からの入射光を，輝度成分Ｙ，赤成分Ｒ，緑成分Ｇ，青成分Ｂに分割する光学手段を有し，ＲＧＢの３個の色成分と輝度成分Ｙの関係を定義する式によって，輝度成分と２個の色成分信号から残る色成分信号を得ることを特徴とする拡張色空間画像の撮像装置．
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細の説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は，拡張色空間の色成分を対象として撮像するテレビジョンカメラ，いわゆるデジカメ，あるいは読取装置（これらを撮像装置と総称する）に関する．特に，従来の撮像装置の光学系をほぼそのまま利用して拡張色空間の色成分を得る新しい信号処理方式に関する．
【背景技術】
【０００２】  周知の色度図を図２に示す．ここに，○印は国際機関ＣＩＥが定めた３原色Ｒ，Ｇ，Ｂであり，３角形は実際のテレビ方式の３原色で表現できる色の範囲である．この外側の色は正の３原色では表現できない．特に大きくはみ出すのは，青緑色などの色（波長λ≒４８０〜５１０ｎｍ程度の色．以下，シアン系と記す）である．これは，この色では  赤Ｒ＜０となる．なお，ここに，「負の成分」と述べたが，現実に負の光があるわけではない．測色学で周知のように，あくまで，３原色で表すには負の成分があるということである．【０００３】  最近，より正確な色再現のために，上記三角形で限定された色空間をその外まで拡張する試みがある．この実用化には，これに対応する撮像装置が必要である．【０００４】  従来提案されている方法の一つは，Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色に代って，測色学の分野で理論的に存在する３原色，即ち，ｘ，ｙ，ｚの定める分光特性のフィルタを用いて撮像する方法である．原理から明らかなように，全ての波長λにおいて，ｘ，ｙ，ｚの分光特性≧０であるので，撮像は物理的に可能である．この方法では，上記の分光特性を有する特殊な光学フィルタが必要である．このような分光特性を持つフィルタの製作は困難である．
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  前記のように，物理的に負の色は存在せず，また測定できない．課題は負の色成分を得る方法であり，さらに，通常の撮像装置の光学系をなるべくそのまま用いて新しい信号処理方法によってそれを得る撮像装置を実現することにある．
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明における光学系としては，ＹＲＧＢに色分解する周知の４管式カラーカメラや，固体撮像素子による４板式カラーカメラ，または同等の機能を果す撮像装置の光学系を想定する．これを新規な信号処理方式によって処理する．４板式は実用化されてはいないが，動作は４管式から容易に類推されるので説明を省く．なお，ＹＲＧＢ分離色フィルタのうちのＲＧＢ色分解は，現行の３管式あるいは３板式のそれと同じものでよい．単板式固体撮像素子では，現在，ＲＧＢ３色（ただし，Ｇのみは素子数が倍）のものが広く実用化されているが，ＹＲＧＢを同数配置した素子を考えればよい．
【０００７】  まず，入射光が，赤Ｒ成分が大きく負になるシアン系の場合の考え方を述べる．本発明では，上記のＹ，Ｒ，Ｇ，Ｂ出力のうち，Ｒを除くＹ，Ｇ，Ｂ出力を利用する．
【０００８】  ここで輝度Ｙについて考えると，その分光特性ｙ（λ）は，全ての波長λで＞０．０である．
【０００９】（ｉ）入射光がシアン系の場合，その波長λにおいて，赤の分光スペクトルｒ（λ）＜０．０となり，直接的には物理的に測定できない．一方，このシアン系の波長については，緑Ｇと青Ｂの分光特性は，ｇ（λ）＞０．０，ｂ（λ）＞０．０であって，負の要素は何処にもない．したがって，入射光がシアン系の場合であっても，輝度Ｙ，緑Ｇ，青Ｂの３つとも，当然正であって正しい値を示している．
【００１０】  一般に，輝度Ｙならびに色信号ＲＧＢの間には，      Ｙ＝０．３０Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ                            （１）なる周知の関係がある．そして，Ｙ，Ｇ，Ｂは上述のように全て正しく測定（撮像）できる．したがって，赤成分Ｒは，式（１）から，      ０．３０Ｒ＝Ｙ−０．５９Ｇ−０．１１Ｂ                            （２）として得られる．シアン系の色の場合，計算した結果はＲ＜０．０となり，これから，シアン方向の拡張色空間の色であることが判る．Ｒ≧０．０の場合は通常のＲＧＢの３角形の中の色である．
【００１１】  カラー撮像装置としては，シアン系に限らず，拡張色空間の他の色について機能しなければならない．上記（ｉ）の判定の他，下記の判定（ｉｉ）（ｉｉｉ）も行う．ただし，上記の判定（１）を含め，負となる色は１つのみの場合を説明する．
【００１２】（ｉｉ）同様に，マゼンタ系の入射光の場合，Ｙ，Ｒ，Ｂ出力を用いて，      ０．５９Ｇ＝Ｙ−０．３０Ｒ−０．１１Ｂ                            （３）によって緑Ｇ成分を計算する．ここでＧ＜０．０ならマゼンタ方向の拡張色空間であることが判る．
【００１３】（ｉｉｉ）入射光が黄色方向の拡張色空間の場合，Ｙ，Ｒ，Ｇ出力を用いて，      ０．１１Ｂ＝Ｙ−０．３０Ｒ−０．５９Ｇ                            （４）により青Ｂ成分を求める．ここで，Ｂ＜０．０なら，黄方向拡張色空間であることが判る．
【００１４】  次に，上記で説明を残した「２つの色が負となる色空間」の場合について述べる．図２からも明らかなように，２つの色で負となる空間は，空間２２空間２３空間２４のみで，極めて狭い．特に，Ｒ＜０．０とＧ＜０．０の双方を満たす空間２２，あるいは，Ｂ＜０．０とＧ＜０．０の双方を満たす空間２３はほとんどない．したがって，これらを何れか一方が負の場合に包含させて，実用的に障害となることは極めて少なく，具体的な手段における処理例は後述する．
【００１５】  因みに，３色で負となることはありえない．
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】  図１を用いて実施例における具体的動作を説明する．ただし，前述のように，入射光に含まれる負となる色は１個とする．また，黄色方向の拡張色空間の効果は比較的薄いので，実施例では拡張を省略するものとする．【００１７】  レンズや絞りを経てカメラへの入射光はハーフミラー１１によって分割され，１つは輝度Ｙセンサ２で輝度電気信号７に変換される．残りの半分はＲＧＢセンサ３に導かれる．全体は４管式であり，ＲＧＢセンサは現在の３管式や３板式のカメラと同様である．そして，各々，Ｒ，Ｇ，Ｂの各電気信号に変換される．【００１８】  式（２）に従って，回路５で０．５９Ｇが，また回路６で０．１１Ｇが計算され，これを輝度信号７から減算し，回路８に導かれる．ここで，これに（１／０．３０）を乗じて赤Ｒ出力９を得る．同様に，式（３）に従って，輝度信号７，回路４出力，回路６出力から，０．５９Ｇが求められ，回路１０に加えられ，緑Ｇ出力１１を得る．【００１９】  ここで，Ｇ判定回路１２においてＧ＜０．０が検出されれば，これは上記（ｉｉ）の場合と判定され，電子スイッチ１３，１４が全て下方に動く．この結果，輝度Ｙ７，赤Ｒ１６，緑Ｇ１１，青Ｂ１６からなる信号の組合せが出力される．これは図２の色空間２２，２３，２５に対応する．【００２０】  もし，Ｇ判定回路でＧ＜０．０でなければ，電子スイッチ１３，１４は上の方に接続され，輝度Ｙ７，赤Ｒ９，縁Ｇ１５，青Ｂ１６からなる信号の組合せが得られる．これは，赤Ｒが負となる色空間２４，２６，の他，負の成分が存在しない通常の色空間２１の場合を包含する．【００２１】  このように，上記のＧ判定回路の結果によって採用を決定を行う場合，空間２２，２３，２５は判定（ｉｉ）で処理され，空間２１，２４，２６は（ｉ）で判定される．ただし，前述のように，色空間２２，２３，２４の場合は極めて少なく，このように判定されても特に支障はない．本実施例においては，黄色方向の拡張を省略したため，空間２７は空間２１に包含されて判定される．【００２２】  なお，本実施例では上記のようにＧ判定回路１２で判定したが，２つの判定で負成分が得られたら，両方の負値を採用して改めてもう一つの色を計算する方法，あるいは，絶対値の大きな方を採用する等の変形も考えられる．【００２３】  一般にテレビジョン信号では輝度Ｙに較べて色信号ＲＧＢは狭帯域でよい．本発明のようにＹＲＧＢ色分解による場合，式（２）式（３）を計算する回路には，狭帯域のＲ，Ｇ，Ｂ信号と輝度信号Ｙの低域成分を与えても良い．
【発明の効果】
【００２４】  上記のように，本発明によれば，新しい信号処理方式により，かつて用いられた機器やシステムの光学系をほぼそのまま用いて拡張色空間信号を得ることが出来るので，実用に際して極めて有効である．
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撮像装置における構成図である．
【図２】色度の関係を示す説明図である．
【符号の説明】
１  ハーフミラー，        ２  輝度成分の光電変換センサ，        ３  ＲＧＢ色分解回路，      １２  緑Ｇ成分の正負判定回路，      ２１  通常のカメラにおける色範囲      ２２  赤Ｒ成分と緑Ｇ成分の双方が負となる色空間      ２６  赤Ｒ成分のみが負となる色空間
【図１】
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【図２】
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