特許 6932053 撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6932053

(24)【登録日】2021年8月19日

(45)【発行日】2021年9月8日

(54)【発明の名称】撮像装置

(51)【国際特許分類】

   H04N 9/09 20060101AFI20210826BHJP

   H04N 7/01 20060101ALI20210826BHJP

【ＦＩ】

   H04N9/09 A

   H04N7/01

【請求項の数】4

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2017-179918(P2017-179918)

(22)【出願日】2017年9月20日

(65)【公開番号】特開2019-57776(P2019-57776A)

(43)【公開日】2019年4月11日

【審査請求日】2020年5月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001122

【氏名又は名称】株式会社日立国際電気

(74)【代理人】

【識別番号】100093104

【弁理士】

【氏名又は名称】船津 暢宏

(72)【発明者】

【氏名】中村 和彦

【審査官】 大室 秀明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−０４６８１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３０３７７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２８９０９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１６／０４７３８３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｔ １／００−１／４０

Ｇ０６Ｔ ３／００−５／５０

Ｇ０６Ｔ ９／００−９／４０

Ｈ０４Ｎ ５／１４−５／２５７

Ｈ０４Ｎ ５／３０−５／３７８

Ｈ０４Ｎ ７／００−７／０８８

Ｈ０４Ｎ ９／０４−９／１１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

画素ピッチが撮像光の中心波長の５倍以下である、赤色、青色及び２つの緑色のＣＭＯＳ撮像素子を用い、前記２つの緑色のＣＭＯＳ撮像素子で斜め画素ずらしを行う撮像装置であって、
入力光を色毎に分解する色分解光学系と、前記色分解光学系で分解された光を色毎に光電変換して映像信号を出力する前記赤色、青色及び２つの緑色のＣＭＯＳ撮像素子とを有する色分解部と、
前記色分解部からの信号に基づいて補間処理を行う補間処理部と、
前記補間処理部からの映像信号について、輪郭補正を行った後、ダウンコンバートして出力するダウンコンバータ部とを有し、
前記ダウンコンバータ部が、輪郭補正を施す補正対象の画素の映像信号と、当該補正対象の画素からの間隔が、３画素以上となる複数の画素の映像信号との差分を算出し、当該複数の差分を加算した差分加算信号に基づいて輪郭補正信号を生成し、前記補正対象の画素の映像信号に前記輪郭補正信号を加算して輪郭補正を行う輪郭補正部を備えることを特徴とする撮像装置。

【請求項2】

輪郭補正部が、補正対象の画素からの間隔が２画素以内の画素の映像信号を、前記補正対象の画素の映像信号に加算して、前記加算された信号と、前記補正対象の画素からの間隔が３画素以上となる複数の画素の映像信号との差分を算出して、輪郭補正を行うことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。

【請求項3】

輪郭補正部が、垂直方向の輪郭を補正する垂直輪郭補正部と、水平方向の輪郭を補正する水平輪郭補正部と、右上斜め方向の輪郭及び左上斜め方向の輪郭を補正する斜め輪郭補正部とを備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。

【請求項4】

輪郭補正部が、差分加算信号の生成において、補正対象画素からの間隔が６８画素までの画素を用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、撮像装置に係り、特に画素ピッチが小さいＣＭＯＳ撮像素子を用いた４板型の撮像装置において、ダウンコンバートの際に、低域における変調度を改善すると共に、高域における変調度を相対的に低減できる撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

［先行技術の説明］
ＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像素子から出力された信号から雑音を除去するＣＤＳ（Correlated Double Sampling）と、暗電流補正と、利得可変増幅回路（Automatic Gain Control、以下ＡＧＣ）と、表示装置に出力するためデジタル映像信号Ｖｉに変換するＡＤＣ（Analog Digital Converter）とを内蔵したＡＦＥ（Analog Front End）が普及し、従来１０ビットだったＡＦＥのＡＤＣ階調は、１２ビットや１４ビットが一般的となった。
また、駆動回路や読み出し回路を統合し高速読み出しを可能にしたＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）撮像素子の改良も進んできた。

【0003】

更に、デジタル信号処理回路の集積化が進み、映像専用のメモリ集積ＤＳＰ（Digital Signal Processor）だけでなく、安価な汎用のＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)でも、複数ラインの出力信号を記憶し算術処理することが容易に実現できるようになった。

【0004】

それにより、画素数が百万以上のメガピクセルカメラ、ＨＤＴＶ（High Definition TeleVision；高精細テレビ）カメラ、高速撮像ＨＤＴＶカメラ、記録部付ＨＤＴＶカメラ、Internet Protocol（以下ＩＰ）伝送部付ＨＤＴＶ（１０８０×１９２０）カメラ、より高精細の４Ｋ（２１６０×３８４０）カメラ、８Ｋ（４３２０×７６８０）カメラ等が製品化され、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）を用いた非圧縮の記録装置も製品化されている。

【0005】

［撮像素子の構成：図１７］
ここで、撮像素子の構成について図１７用いて説明する。図１７は、撮像素子の構成を示す断面説明図であり、（ａ）はＣＣＤセンサー（撮像素子）、（ｂ）は従来型ＣＭＯＳセンサー（表面照射型ＣＭＯＳ撮像素子）、（ｃ）はＢＳＩ（Back Side Illumination）型ＣＭＯＳセンサー（裏面照射型ＣＭＯＳ撮像素子）を示している。
図１７（ａ）に示すように、ＣＣＤセンサーは、マイクロレンズ９１と、カラーフィルタ９２と、フォトダイオード９３とが積層され、フォトダイオード９３とカラーフィルタ９２との間にメタル配線層９４が形成されている。

【0006】

マイクロレンズ９１によって集光された入射光は、カラーフィルタ９２を通過して、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の成分に分解され、フォトダイオード９３に入射されて電荷が発生し、垂直方向及び水平方向に転送されて画素毎の電圧に変換される。
ＣＣＤセンサーは、感度は高いものの、消費電力が大きく、ＣＭＯＳ撮像素子に比べて周辺回路の集積が困難である。

【0007】

図１７（ｂ）に示す表面照射型ＣＭＯＳ撮像素子は、画素毎にトランジスタ等が設けられた構成であり、低消費電力、集積化が容易であるものの、感度は低い。
図１７（ｃ）に示す裏面照射型ＣＭＯＳ撮像素子は、メタル配線層９３がフォトダイオード９３の裏面側に設けられており、高感度で、低消費電力、集積化が容易である。

【0008】

特に、一般的な低価格の表面照射型ＣＭＯＳ撮像素子（８Ｋで１．２５型を含め４／３型以下、４Ｋで２／３型以下）は、５波長以下の画素ピッチで、フォトダイオード９３とマイクロレンズ（オンチップレンズ）９１との間にメタル配線層９４が積層されているため、低域の変調度が低い。

【0009】

更に、２つの緑色撮像素子（Ｇ１）（Ｇ２）で斜め画素ずらしを行うＲＧ１Ｇ２Ｂの撮像素子を有し、フレームメモリを有する４板カメラでは、斜めの変調度が低い。
また、対域外の高域成分の折り返しの偽信号のモアレを抑圧するために光学低域通過フィルタ（Ｏ−ＬＰＦ；Optical Low Pass Filter）を挿入すると、更に変調度が低くなる。

【0010】

更にまた、２／３型４Ｋと１．２５型８Ｋにおいては、撮像素子の画素ピッチが約２．５μｍと緑波長０．５５μｍの約４．５倍となり、高倍率ズームレンズの収差を光学的に補正しきれず、低域での変調度（変調伝達関数特性：ＭＴＦ；Modulation Transfer Function）が低下する。

【0011】

また、従来の映像信号処理装置には、映像信号の輪郭部の傾斜方向を判定する。輪郭部の傾斜方向の判定結果に応じて映像信号における複数の原画素データを用いて補間画素データを生成し、画素数を増加させた映像信号を生成するものがある。

【0012】

ところで、ＵＨＤＴＶ（Ultra High Definition TeleVision；超高精細テレビ）カメラの映像を１Ｋ×２ＫのＨＤＴＶにダウンコンバートする場合は、２Ｋの飛越走査のＨＤＴＶの１ＭＨｚを１００％として定義される２ＫのＨＤＴＶの２７．５ＭＨｚ変調度を５０％に低下させることが要求されている。
また、低域の変調度の改善は常に放送局から求められている。

【0013】

また、表面照射型ＣＭＯＳ撮像素子を用いたＵＨＤＴＶカメラにおいては、画素ピッチが撮像光の中心波長の５波長以下になると、低周波数におけるＭＴＦが低下することが知られている。
例えば、２／３型４Ｋと１．２５型８Ｋの撮像素子では、画素ピッチが約２．５ｕｍであり、緑波長０．５５ｕｍの約４．５倍となり、高倍率ズームレンズの収差が光学的に補正しきれないで低域変調度が低下する。

【0014】

［関連技術］
尚、撮像装置に関する従来技術としては、特開２０１３−２０７６７３号公報「映像信号処理装置及び方法」（特許文献１）、特開２００７−３３６３８４号公報「画像処理装置及び方法」（特許文献２）、国際公開第２０１６／０３１７６４号公報「撮像装置及び撮像方法」（特許文献３）がある。

【0015】

特許文献１には、輪郭部の傾斜方向の判定結果に応じて高域周波数信号成分を生成する特性を異ならせることが記載されている。
特許文献２には、斜めアパーチャ補正のモアレを抑圧している画像処理装置が記載されている。
特許文献３には、ＲＧＧＢの４板で斜め輪郭補正を行う撮像装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0016】

【特許文献1】特開２０１３−２０７６７３号公報

【特許文献2】特開２００７−３３６３８４号公報

【特許文献3】国際公開第２０１６／０３１７６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0017】

上述したように、画素ピッチが５波長以下の撮像素子を用いた従来の撮像装置では、ＵＨＤＴＶカメラの映像をダウンコンバートする場合、低域の変調度に対して、高域の変調度を相対的に低下させることが困難であるという問題点があった。
また、従来の撮像装置では、低域の変調度が低いという問題点があった。

【0018】

本発明は上記実状に鑑みて為されたもので、画素ピッチが５波長以下の撮像素子を用いたＵＨＤＴＶカメラの映像をダウンコンバートする際に、低域の変調度に対して、高域の変調度を相対的に低下させると共に、低域の変調度を改善することができる撮像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】

【0019】

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、画素ピッチが撮像光の中心波長の５倍以下である、赤色、青色及び２つの緑色のＣＭＯＳ撮像素子を用い、２つの緑色のＣＭＯＳ撮像素子で斜め画素ずらしを行う撮像装置であって、入力光を色毎に分解する色分解光学系と、色分解光学系で分解された光を色毎に光電変換して映像信号を出力する赤色、青色及び２つの緑色のＣＭＯＳ撮像素子とを有する色分解部と、色分解部からの信号に基づいて補間処理を行う補間処理部と、補間処理部からの映像信号について、輪郭補正を行った後、ダウンコンバートして出力するダウンコンバータ部とを有し、ダウンコンバータ部が、輪郭補正を施す補正対象の画素の映像信号と、当該補正対象の画素からの間隔が、３画素以上となる複数の画素の映像信号との差分を算出し、当該複数の差分を加算した差分加算信号に基づいて輪郭補正信号を生成し、補正対象の画素の映像信号に輪郭補正信号を加算して輪郭補正を行う輪郭補正部を備えることを特徴としている。

【0020】

また、本発明は、上記撮像装置において、輪郭補正部が、補正対象の画素からの間隔が２画素以内の画素の映像信号を、補正対象の画素の映像信号に加算して、当該加算された信号と、補正対象の画素からの間隔が３画素以上となる複数の画素の映像信号との差分を算出して、輪郭補正を行うことを特徴としている。

【0021】

また、本発明は、上記撮像装置において、輪郭補正部が、垂直方向の輪郭を補正する垂直輪郭補正部と、水平方向の輪郭を補正する水平輪郭補正部と、右上斜め方向の輪郭及び左上斜め方向の輪郭を補正する斜め輪郭補正部とを備えたことを特徴としている。

【0022】

また、本発明は、上記撮像装置において、輪郭補正部が、差分加算信号の生成において、補正対象画素からの間隔が６８画素までの画素を用いることを特徴としている。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、画素ピッチが撮像光の中心波長の５倍以下である、赤色、青色及び２つの緑色のＣＭＯＳ撮像素子を用い、２つの緑色のＣＭＯＳ撮像素子で斜め画素ずらしを行う撮像装置であって、入力光を色毎に分解する色分解光学系と、色分解光学系で分解された光を色毎に光電変換して映像信号を出力する赤色、青色及び２つの緑色のＣＭＯＳ撮像素子とを有する色分解部と、色分解部からの信号に基づいて補間処理を行う補間処理部と、補間処理部からの映像信号について、輪郭補正を行った後、ダウンコンバートして出力するダウンコンバータ部とを有し、ダウンコンバータ部が、輪郭補正を施す補正対象の画素の映像信号と、当該補正対象の画素からの間隔が、３画素以上となる複数の画素の映像信号との差分を算出し、当該複数の差分を加算した差分加算信号に基づいて輪郭補正信号を生成し、補正対象の画素の映像信号に輪郭補正信号を加算して輪郭補正を行う輪郭補正部を備える撮像装置としているので、超低域を増強し、高域輪郭補正を行わないことにより、低域の変調度を改善し、高域の相対的な変調度を低減することができる効果がある。

【0024】

また、本発明によれば、輪郭補正部が、補正対象の画素からの間隔が２画素以内の画素の映像信号を、補正対象の画素の映像信号に加算して、当該加算された信号と、補正対象の画素からの間隔が３画素以上となる複数の画素の映像信号との差分を算出して、輪郭補正を行う上記撮像装置としているので、低域の相対的な変調度を一層低減することができる効果がある。

【0025】

また、本発明によれば、輪郭補正部が、垂直方向の輪郭を補正する垂直輪郭補正部と、水平方向の輪郭を補正する水平輪郭補正部と、右上斜め方向の輪郭及び左上斜め方向の輪郭を補正する斜め輪郭補正部とを備えた上記撮像装置としているので、垂直及び水平に加えて、４板カメラにおいて変調度の低い斜めの輪郭補正を行って、良好な映像信号を出力できる効果がある。

【0026】

また、本発明によれば、輪郭補正部が、差分加算信号の生成において、補正対象画素からの間隔が６８画素までの画素を用いる上記撮像装置としているので、回路規模を増大させることなく、低コストで、低域の変調度を改善し、高域の相対的な変調度を低減することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本撮像装置の概略構成を示す構成ブロック図である。

【図2】図１に示した撮像装置における撮像素子の貼り合わせ位置の各画素の重なり具合を示す模式説明図である。

【図3】４板の撮像素子の各画素のＧ１とＧ２との斜め補間による斜め解像と縦横解像の違いを示す模式説明図である。

【図4】映像信号処理部１０４の構成を示す構成ブロック図である。

【図5】第１の垂直輪郭補正部の構成図である。

【図6】第１の水平輪郭補正部の構成図である。

【図7】斜め輪郭補正の概略を示す模式説明図であり、（ａ）は右上斜め輪郭補正、（ｂ）は左上斜め輪郭補正を示している。

【図8】第１の右上斜め輪郭補正部の構成図である。

【図9】第１の左上斜め輪郭補正部の構成図である。

【図10】第１の撮像装置の輪郭補正部の一般的な構成図である。

【図11】第２の垂直輪郭補正部の構成図である。

【図12】第２の水平輪郭補正部の構成図である。

【図13】第２の右上斜め輪郭補正部の構成図である。

【図14】第２の左上斜め輪郭補正部の構成図である。

【図15】第１、第２の撮像装置における輪郭補正後信号の説明図である。

【図16】第１、第２の撮像装置における変調度を示す説明図であり、（ａ）は第１の撮像装置、（ｂ）は第２の撮像装置の補正前信号と輪郭補正後信号の変調度を示している。

【図17】撮像素子の構成を示す断面説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る撮像装置は、画素ピッチが撮像光の中心波長の５波長以下のＣＭＯＳ撮像素子を用い、２つの緑色撮像素子が斜め画素ずらしを行う撮像装置において、輪郭補正を施す補正対象の画素の映像信号と、当該補正対象の画素からの間隔（隔たり、距離）が３画素以上となる複数の周辺画素の映像信号との差分を算出する周辺画素差分処理を行い、当該複数の差分を加算した差分加算信号に基づいて輪郭補正信号を生成し、補正対象画素の映像信号に輪郭補正信号を加算して、ダウンコンバートするようにしているので、低域の変調度を改善すると共に、低域の変調度に対して高域の変調度を相対的に低減することができるものである。

【0029】

例えば、４ＫのＵＨＤＴＶを２ＫのＨＤＴＶにダウンコンバートする場合、２Ｋの飛越走査のＨＤＴＶの１ＭＨｚ以下の超低域の変調度を増強すると共に、２Ｋの飛越走査のＨＤＴＶの１ＭＨｚを１００％として定義される２ＫのＨＤＴＶの２７．５ＭＨｚ変調度を相対的に低下させることができるものである。

【0030】

また、本発明の実施の形態に係る撮像装置は、更に、輪郭補正を施す補正対象の画素の映像信号に、補正対象の画素からの間隔が２画素以内となる画素の映像信号を加算して、当該加算された信号と、補正対象の画素からの間隔が３画素以上となる複数の周辺画素の映像信号との差分を算出する周辺画素差分処理を行うようにしているので、超低域の変調度を改善すると共に、高域の変調度を一層低減することができるものである。

【0031】

［実施の形態に係る撮像装置の概略構成：図１］
本発明の実施の形態に係る撮像装置（本撮像装置）の概略構成について図１を用いて説明する。図１は、本撮像装置の概略構成を示す構成ブロック図である。
図１に示すように、本撮像装置１０２は、色分解光学系１０５、第１緑色（Ｇ１、Green1）撮像素子１０３Ｇ１、第２緑色（Ｇ２、Green2）撮像素子１０３Ｇ２、赤色（Ｒ、Red）撮像素子１０３Ｒ、青色（Ｂ、Blue）撮像素子１０３Ｂ、映像信号処理部１０４、ＣＰＵ（Central Processing Unit）部１０６を備えた４板型の撮像装置である。
また、本撮像装置にはレンズ１０１が取り付けられている。

【0032】

本撮像装置１０２の各部について説明する。
色分解光学系１０５は、レンズ１０１から入射された入射光を赤色（Ｒ）と、緑色（Ｇ１，Ｇ２）と、青色（Ｂ）に色分解する。
撮像素子１０３は、ＣＭＯＳ撮像素子であり、撮像素子１０３Ｒは赤色光を光電変換し、撮像素子１０３Ｇ１，１０３Ｇ２は緑色光を光電変換し、撮像素子１０３Ｂは青色光を光電変換して、各色の光の強弱に応じた電荷を発生する。
ここで、撮像素子１０３は、撮像光の中心波長となる緑色光の波長（０．５５μｍ）を基準として５波長以下の画素ピッチで画素が配列されている。
色分解光学系１０５及び撮像素子１０３は、請求項に記載した色分解部に相当している。

【0033】

映像信号処理部１０４は、輪郭補正やダウンコンバート等の各種信号処理を行う。
ＣＰＵ部１０６は、撮像装置全体の制御を行うものであり、特に、本撮像装置１０２では、後述するダウンコンバータ部の制御を行って適切な輪郭補正を実現する。

【0034】

そして、本撮像装置１０２では、入射光がレンズ１０１で結像され、色分解光学系１０５で４板用に色分解され、第１緑色（Ｇ１）撮像素子１０３Ｇ１と、第２緑色（Ｇ２）撮像素子１０３Ｇ２と、赤色（Ｒ）撮像素子１０３Ｒ及び青色（Ｂ）撮像素子１０３Ｂで光電変換され、映像信号処理部１０４で各種信号処理が施され、ＨＤ−ＳＤＩ（High Definition Serial Digital Interface）信号を出力する。
尚、本撮像装置１０２から出力する映像信号は、ＨＤ−ＳＤＩに限定するものではなく、圧縮や暗号化等も問わない。

【0035】

本撮像装置の動作について簡単に説明する。
レンズ１０１から入力された光は、色分解光学系１０５においてＧ１，Ｇ２，Ｒ，Ｂの成分に分離され、それぞれ、撮像素子１０３Ｇ１，１０３Ｇ２，１０３Ｒ，１０３Ｂで光電変換されて電気信号となる。
そして、各色の信号は、映像信号処理部１０４において、ガンマ色補正や輪郭補正処理が施され、ダウンコンバートされて、ＨＤ−ＳＤＩの映像信号として外部に出力される。
４板型の撮像装置では、２つの緑色光Ｇ１，Ｇ２を用いて斜め画素ずらしを行って補間処理を行うことにより、解像度を上げている。

【0036】

［撮像素子の貼り合わせ位置と解像：図２、図３］
次に、本撮像装置における撮像素子の貼り合わせ位置と解像について図２及び図３を用いて説明する。
図２は、図１に示した撮像装置における撮像素子の貼り合わせ位置の各画素の重なり具合を示す模式説明図であり、図３は、４板の撮像素子の各画素のＧ１とＧ２との斜め補間による斜め解像と縦横解像の違いを示す模式説明図である。

【0037】

図２（ａ）は、本撮像素子における第１緑色（Ｇ１）撮像素子１０３Ｇ１と第２緑色（Ｇ２）撮像素子１０３Ｇ２の画素の貼り合わせ位置の一例を示している。また、図２（ｂ）は、ベイヤー配列相当の画素の貼り合わせ位置の一例を示している。
図２（ａ）（ｂ）の画素の貼り合わせ位置において、一般的な画像処理では、図３に示すように、（ａ）の左上がりの画像及び（ｂ）の右上がりの画像は、Ｇ１Ｇ２補間で解像できず、（ｃ）の縦線画像及び（ｄ）の横線画像は、Ｇ１Ｇ２補間で解像できる。

【0038】

［映像信号処理部１０４の構成：図４］
次に、本撮像装置の映像信号処理部１０４の構成について、図４を用いて説明する。図４は、映像信号処理部１０４の構成を示す構成ブロック図である。
図４に示すように、映像信号処理部は、倍率色収差と貼合誤差補正部１０７と、補間処理部１０８と、信号処理部１１０と、ダウンコンバータ部１１４と、映像信号出力部１８０とを備え、撮像素子駆動部１９０に接続されている。

【0039】

倍率色収差と貼合誤差補正部１０７は、入力されたＧ１信号、Ｇ２信号、Ｒ信号、Ｂ信号に対して、レンズ１０１で発生する倍率色収差の補正と、撮像素子１０３と色分解光学系１０５の貼り合わせ誤差の補正を行い、補間処理部１０８に出力する。

【0040】

補間処理部１０８は、選択部１１５、ＬＰＦ（Low Pass Filter）部１１１、ＬＰＦ部１１２、ＬＰＦ部１１３、減算部１１６、加算部１１８、加算部１１９を備えている。
選択部１１５は、撮像素子駆動部１９０からのクロック信号に従って、Ｇ１信号とＧ２信号とを交互に選択して出力することで、Ｇ１＋Ｇ２信号を生成する。

【0041】

そして、補間処理部１０８のＬＰＦ部１１１では、選択部１１５からのＧ１＋Ｇ２信号を、ＬＰＦ部１１１の画素遅延部２０９で遅延させ、加算部１１７で遅延していないＧ１＋Ｇ２信号と遅延させたＧ１＋Ｇ２信号とを加算する。
また、画素遅延部２０９の出力を更に画素遅延部２１１で遅延させ、加算部２１２で、加算部２０９の出力に加算し、加算した信号をビットシフト部２１０で感度を揃える。
そして、補間処理部１０８の減算部１１６で、ビットシフト部２１０の出力から画素遅延部２０９の出力を減算して、Ｇ差分信号を生成する。

【0042】

ＬＰＦ部１１２，１１３は、ＬＰＦ部１１１で発生する遅延時間に相当する遅延を行う遅延部と、感度を揃えるビットシフト部とを備えており、それぞれ、Ｒ信号、Ｂ信号について処理を行う。
加算部１１８はＲ信号をＬＰＦ部１１２で処理した信号にＧ差分信号を加算する。
加算部１１９はＧ信号をＬＰＦ部１１３で処理した信号にＧ差分信号を加算する。

【0043】

信号処理部１１０は、画像の階調を補正するガンマ色補正等の信号処理を行意、４Ｋ映像信号を出力する。
ダウンコンバータ部１１４は、本撮像装置の特徴部分であり、輪郭補正を行い、ダウンコンバートした信号を出力する。

【0044】

具体的には、ダウンコンバータ部１１４は、Ｇ，Ｒ，Ｂの各信号毎に、垂直輪郭補正を行う垂直輪郭補正部、水平輪郭補正を行う水平輪郭補正部、斜めの輪郭補正を行う斜め輪郭補正部を備えており、本撮像装置の特徴となる輪郭補正を行った後、４Ｋを２Ｋにダウンコンバートする。
特に、本撮像装置のダウンコンバータ部１１４は、ＵＨＤＴＶカメラのフレームメモリを備え、周辺６８画素以上の差分処理によって輪郭補正信号を生成するようにしている。
各輪郭補正部については、後述する。

【0045】

映像信号出力部１８０は、映像信号をインタフェースに応じて変換して出力する。ここでは、２ＫのＨＤ−ＳＤＩ信号を出力する。
撮像素子駆動部１９０は、撮像素子画素クロック信号を生成する。

【0046】

［第１、第２の撮像装置］
本撮像装置の輪郭補正部について具体的に説明する。本撮像装置としては、輪郭補正部の構成が異なる第１の撮像装置と、第２の撮像装置とがある。

【0047】

［第１の撮像装置］
第１の撮像装置は、各輪郭補正部において、補正対象画素に近い画素の映像信号と、補正対象画素の映像信号との差分を算出せず、輪郭補正信号に高域成分を含まないようにすることにより、低域の変調度を改善し、相対的に高域の変調度を低減させるものである。

【0048】

［第１の撮像装置の垂直輪郭補正部：図５］
次に、第１の撮像装置の特徴部分である、ダウンコンバータ部１１４の垂直輪郭補正部（第１の垂直輪郭補正部）の構成について図５を用いて説明する。図５は、第１の垂直輪郭補正部の構成図である。
尚、第１の撮像装置において、第１の垂直輪郭補正部１４は、Ｇ，Ｒ，Ｂ信号のそれぞれに対応して設けられている（第１の垂直輪郭補正部１４Ｇ，１４Ｒ，１４Ｂ）が、いずれも同じ構成であるため、ここでは共通する第１の垂直輪郭補正部１４として説明する。

【0049】

第１の垂直輪郭補正部１４は、垂直方向に複数配列されたライン（Ｈ）において、垂直に配列されている画素間の映像信号を比較して、垂直方向の輪郭を補正するものである。
図５に示すように、第１の垂直輪郭補正部１４は、フレームメモリ部Ｍ０と、複数の負の乗算器Ｎ０〜Ｎ３１及びＮ３７〜Ｎ６８と、正の乗算器Ｐ４と、複数の加算器３００〜３６７と、映像レベル判定器（映像レベル判定部）２８と、乗算器２９，３２と、小振幅大振幅圧縮制限器（小振幅大振幅圧縮制限部）３１と、補正信号加算部３３とを備えている。

【0050】

ここで、フレームメモリ部Ｍ０と、負の乗算器Ｎ０〜Ｎ３１及びＮ３７〜Ｎ６８と、正の乗算器Ｐ４と、複数の加算器３００〜３６７とが請求項に記載した差分加算部に相当し、映像レベル判定器２８と、乗算器２９，３２が輪郭補正信号生成部に相当している。

【0051】

第１の垂直輪郭補正部の各部について説明する。
フレームメモリ部Ｍ０は、補正対象となるライン（３４Ｈとする）の映像信号と、０Ｈ〜３１Ｈ、３７Ｈ〜６８Ｈのラインの映像信号との差分を求めるために、映像信号を保持してクロックに応じて１ラインずつ負の乗算器Ｎ０〜Ｎ３１及びＮ３７〜Ｎ６８に出力するものである。

【0052】

第１の撮像装置の特徴として、補正対象となるラインの映像信号と、補正対象ラインから垂直方向に１画素又は２画素だけ離れたラインの映像信号との差分は算出しない。
つまり、第１の垂直輪郭補正部１４のフレームメモリ部Ｍ０は、３２Ｈ，３３Ｈ，３５Ｈ，３６Ｈの映像データは読み出さない。
すなわち、第１の撮像装置では、補正対象ライン（画素）から３画素以上離れた複数のライン（画素）を用いて補正対象画素との差分を算出するものである。

【0053】

また、フレームメモリ部Ｍ０は、補正対象ライン（３４Ｈ）を正の乗算器Ｐ４、映像レベル判定器２８、及び輪郭補正信号加算部３３に出力する。

【0054】

負の乗算器Ｎ０〜Ｎ３１は、フレームメモリ部Ｍ０から出力された映像信号に負の係数を乗算し、それぞれ、加算器３００〜３３１に出力する。
負の乗算器Ｎ３７〜Ｎ６８は、フレームメモリ部Ｍ０から出力された映像信号に負の係数を乗算し、それぞれ、加算器３３７〜３６７に出力する。
正の乗算器Ｐ４は、フレームメモリＭ０から出力された補正対象ライン（３４Ｈ）の映像信号に、正の係数を乗算する。

【0055】

加算器３００〜３６７は、負の乗算器Ｎ０〜Ｎ３１、Ｎ３７〜Ｎ６８と、正の乗算器Ｐ４の出力を加算して、加算器３００から差分加算信号を出力する。加算器３００〜３６９は、請求項における差分加算部に相当している。

【0056】

ここで、加算器３００から出力される差分加算信号が、各負の乗算器からの出力と正の乗算器Ｐ４からの出力との差分の合計に基づく適切な信号となるよう、ＣＰＵ１０６からの指示により、正の乗算器Ｐ４の係数又は／及び負の乗算器Ｎ０〜Ｎ３１、Ｎ３７〜Ｎ６８の係数が調整されている。
尚、負の乗算器Ｎ０〜Ｎ３１及びＮ３７〜Ｎ６８には、１より小さい係数が設定されており、除算器と称してもよい。

【0057】

つまり、加算器３００から出力される差分加算信号は、補正対象ライン（３４Ｈ）の映像信号と、補正対象ラインからの距離が２画素以内となる４ラインを除く周辺６８ライン（補正対象ラインを中心として±３４ライン）までの映像信号との差分の合計となる。
このように、第１の撮像装置では、補正対象ラインから２画素以内のラインとの差分を含まない（５Ｈ３Ｈを含まない）垂直輪郭補正信号を生成することにより、高域輪郭補正を行わないようにしている。

【0058】

映像レベル判定器２８は、補正対象ラインの映像信号のレベルを判定して、しきい値判定により暗部を検出する。
乗算器２９は、暗部の輪郭補正信号を減衰させるため、正負及び増幅度を可変調整する。

【0059】

ＣＰＵ１０６は、各負の乗算器Ｎ０〜Ｎ３１，Ｎ３７〜Ｎ６８と正の乗算器Ｐ４の係数を制御すると共に、乗算器２９で乗算される増幅値の正負及び増幅度をレベル制御信号によって制御する。

【0060】

つまり、ＣＰＵ１０６は、加算器３００からの出力が、補正対象ライン（３４Ｈ）の映像信号と、補正対象ラインから２画素以内のラインを除く周辺６８ラインまでの映像信号との差分の合計となるよう、係数を制御し、垂直輪郭補正信号のレベルが適切となるよう制御する。

【0061】

小振幅大振幅圧縮制限器３１は、差分加算信号が大振幅であれば圧縮し、小振幅の場合には圧縮を制限する。
乗算器３２は、小振幅大振幅圧縮制限器３１からの出力に乗算器２９からの係数を乗算して、適切な極性及びレベルの垂直輪郭補正信号を生成する。
補正信号加算部３３は、フレームメモリ部Ｍ０から出力される補正対象ラインの映像信号（３４Ｈ）に、垂直輪郭補正信号を加算して垂直輪郭補正を行い、補正後信号を出力する。

【0062】

このように、第１の撮像装置では、補正対象ラインから２画素以内のラインの映像信号との周辺画素差分処理を行わないため、超低域の変調度を増強でき、高域変調度を相対的に低下させるものである。
つまり、第１の垂直輪郭補正部１５では、５Ｈ３Ｈによる高域輪郭補正を行わないようにして、高域の変調度を低減するようにしている。

【0063】

［第１の垂直輪郭補正部の動作：図５］
第１の垂直輪郭補正部１４の動作について図５を用いて説明する。
補正前信号は、フレームメモリ部Ｍ０に入力され、クロックのタイミングで蓄積されると共に１ラインずつ負の乗算器Ｎ０〜Ｎ３１，Ｎ３７〜Ｎ６８、及び正の乗算器Ｐ４に出力される。

【0064】

具体的には、フレームメモリ部Ｍ０から出力される補正対象ラインを３４Ｈとすると、負の乗算器Ｎ０〜Ｎ３４には、それぞれ、０Ｈ，１Ｈ，…３１Ｈが入力され、正の乗算器Ｐ４にはＨ３４が入力され、負の乗算器Ｎ３７〜Ｎ６８には、それぞれ３７Ｈ，３８Ｈ，…６８Ｈが入力される。
補正対象ラインから２画素以内の３２Ｈ，３３Ｈ，３５Ｈ，３６Ｈはフレームメモリ部Ｍ０から出力されない。

【0065】

そして、各負の乗算器Ｎ０〜Ｎ３１、Ｎ３７〜Ｎ６８、正の乗算器Ｐ４において負又は正の係数が乗算され、加算器３００〜３６７で加算されて、補正対象ラインの映像信号と他のラインの映像信号との差分の合計が算出されて、加算器３００から差分加算信号として出力される。

【0066】

差分加算信号は、小振幅大振幅圧縮制限器３１で振幅調整が施され、更に乗算器３２において映像レベルに応じた適切なレベルとなるよう増幅又は減衰されて、垂直輪郭補正信号が生成され、補正信号加算部３３において、補正対象ラインの映像信号と垂直輪郭補正信号とが加算されて、垂直方向の輪郭補正が行われる。
このようにして第１の垂直輪郭補正部１４の動作が行われるものである。

【0067】

尚、本実施の形態においては、補正対象ラインからの間隔（隔たり、距離）が３画素以上３４画素までのラインを用いて周辺画素差分処理を行って垂直輪郭補正信号を生成するようにしているが、補正対象ラインからの間隔が３４画素より大きいラインの画素も用いるようにすることも可能である。
いずれの場合にも、補正対象ラインからの間隔が２画素以内となるラインとの差分を算出しないことにより、超低域の変調度を増強した垂直輪郭補正信号を生成できるものである。

【0068】

［第１の水平輪郭補正部の構成：図６］
次に、第１の撮像装置の水平輪郭補正部（第１の水平輪郭補正部）の構成について図６を用いて説明する。図６は、第１の水平輪郭補正部の構成図である。
第１の水平輪郭補正部は、同一ラインにおいて水平方向に配列された複数の画素間の映像信号を比較して、水平方向の輪郭を補正するものである。
尚、第１の水平輪郭補正部１５も、上述した第１の垂直輪郭補正部と同様に、Ｇ，Ｒ，Ｂ信号のそれぞれに対応して設けられているが、ここでは共通の構成の第１の水平輪郭補正部１５として説明する。

【0069】

図６に示すように、第１の水平輪郭補正部１５は、複数の画素遅延部Ｄ０〜Ｄ６７と、複数の負の乗算器Ｎ１００〜Ｎ１３１及びＮ１３７〜Ｎ１６８と、正の乗算器Ｐ１４と、複数の加算器２００〜２６７と、映像レベル判定器４８と、乗算器４９，４２と、小振幅大振幅圧縮制限器４１と、補正信号加算部４３とを備えている。

【0070】

つまり、第１の水平輪郭補正部１５は、図２に示した第１の垂直輪郭補正部のフレームメモリ部Ｍ０の代わりに、画素遅延部Ｄ０〜Ｄ３０，Ｄ３１３，Ｄ３４３，Ｄ３６〜Ｄ６７が設けられ、水平方向に配列された画素について処理を行う点が異なるが、その他の基本的な構成及び動作は第１の垂直輪郭補正部１４と同等であるため、詳細な説明は省略する。

【0071】

第１の水平輪郭補正部１５においては、画素遅延部Ｄ３１３及びＤ３４３は、３画素遅延部となっており、これにより、補正対象画素（３４ｄとする）の前後２画素は出力されず、周辺画素差分処理に用いられない。
これにより、５画素３画素による高域輪郭補正は行わず、高域の変調度を低減するものである。

【0072】

つまり、第１の水平輪郭補正部１５では、補正対象画素の映像信号と、当該補正対象画素から水平方向に３画素以上離れた複数の画素の映像信号との差分の合計が加算器２００から加算差分信号として出力され、小振幅大振幅圧縮制限器４１において、加算差分信号の振幅補正が行われ、映像レベル判定器４８での判定結果に基づいて乗算器４２で調整されて水平輪郭補正信号が生成され、補正信号加算部４３において、補正対象画素（３４ｄ）の映像信号と水平輪郭補正信号とが加算されて、水平方向の輪郭補正が行われる。

【0073】

水平方向の輪郭補正においても、補正対象画素からの隔たりが２画素以内となる画素との周辺画素差分処理を行わないため、超低域の変調度を増強でき、高域変調度を相対的に低下させるものである。

【0074】

［斜め輪郭補正の概略：図７］
次に、本撮像装置のダウンコンバータ部１１４の斜め輪郭補正部で行われる斜め輪郭補正の概略について図７を用いて説明する。図７は、斜め輪郭補正の概略を示す模式説明図であり、（ａ）は右上斜め輪郭補正、（ｂ）は左上斜め輪郭補正を示している。
斜め輪郭補正部は、右上斜め輪郭補正部と左上斜め輪郭補正部とを備え、それぞれが、補正対象の画素に対して右上斜め輪郭補正、左上斜め輪郭補正を行い、それらを加算して斜め輪郭補正後の信号として出力する。

【0075】

図７（ａ）に示すように、補正対象画素を４Ｈの４ｄとすると、右上斜め補正では、８Ｈの０ｄ，７Ｈの１ｄ，６Ｈの２ｄ，５Ｈの３ｄ，３Ｈの５ｄ，２Ｈの６ｄ，１Ｈの７ｄ，０Ｈの８ｄの画素を用いて周辺画素差分処理を行って、右斜め上輪郭補正信号を生成する。

【0076】

また、図７（ｂ）に示すように、左上斜め補正では、０Ｈの０ｄ，１Ｈの１ｄ，２Ｈの２ｄ，３Ｈの３ｄ，５Ｈの５ｄ，６Ｈの６ｄ，７Ｈの７ｄ，８Ｈの８ｄの画素を用いて周辺画素差分処理を行って、左斜め上輪郭補正信号を生成する。

【0077】

［第１の右上斜め輪郭補正部の構成：図８］
次に、第１の撮像装置の右上斜め輪郭補正部（第１の右上斜め輪郭補正部）の構成について図８を用いて説明する。図８は、第１の右上斜め輪郭補正部の構成図である。
図８に示すように、第１の右上斜め輪郭補正部１６ａは、フレームメモリＭ８と、複数の負の乗算器Ｎ２００〜Ｎ２３１及びＮ２３７〜Ｎ２６８と、正の乗算器Ｐ５４と、複数の加算器４００〜４６７と、映像レベル判定器５８と、乗算器５９，５２と、小振幅大振幅圧縮制限器５１と、補正信号加算部５３とを備えている。

【0078】

そして、第１の右上斜め輪郭補正部１６ａでは、フレームメモリ部Ｍ８が、補正対象画素（３４Ｈの３４ｄ）の映像信号を正の乗算器Ｐ５４に出力すると共に、図７（ａ）に示したように、補正対象画素の左下から右上に配列されている画素を、各負の乗算器Ｎ２００〜Ｎ２３１及びＮ２３７〜Ｎ２６８に出力して、加算器４００〜４６７で差分の合計を算出する。

【0079】

ここで、第１の右上斜め輪郭補正部１６ａの特徴として、第１の垂直輪郭補正部１４、第１の水平輪郭補正部１５と同様に、補正対象画素から２画素以内となる画素は周辺画素差分処理に用いない。
つまり、３６Ｈの３２ｄと、３５Ｈの３３ｄと、３３Ｈの３５ｄと、３２Ｈの３６ｄは、フレームメモリ部Ｍ８から出力されない。

【0080】

すなわち、第１の右上斜め輪郭補正部１６ａでは、補正対象画素から３画素以上離れた画素の映像信号と補正対象画素の映像信号との差分を算出して、右斜め上輪郭補正信号を生成する。
これにより、超低域の変調度を増強して、相対的に高域の変調度を低減することができるものである。

【0081】

［第１の左斜め上輪郭補正部の構成：図９］
次に、第１の撮像装置の左上斜め輪郭補正部（第１の左上斜め輪郭補正部）の構成について図９を用いて説明する。図９は、第１の左上斜め輪郭補正部の構成図である。
左上斜め輪郭補正部１６ｂの構成は、図８に示した右上斜め輪郭補正部１６ａと同等であり、フレームメモリＭ８から出力される画素が、補正対象画素（３４Ｈの３４ｄ）の左上から右下に配列されている画素である点が異なっている。

【0082】

第１の左斜め輪郭補正部１６ｂにおいても、補正対象画素から２画素以内となる画素は周辺画素差分処理に用いず、補正対象画素から３画素以上離れた画素の映像信号と補正対象画素の映像信号との差分を算出して、左斜め上輪郭補正信号を生成する。

【0083】

［第１の撮像装置の輪郭補正部の一般的な構成：図１０］
ここで、これまでに説明した第１の撮像装置の輪郭補正部の一般的な構成について図１０を用いて説明する。図１０は、第１の撮像装置の輪郭補正部の一般的な構成図である。
図１０に示すように、第１の撮像装置の輪郭補正部１８は、垂直輪郭補正部、水平輪郭補正部、右斜め上輪郭補正部、左斜め上輪郭補正部の全てを表現するものであり、補正対象画素から３画素以上離れた複数の画素を用いて補正対象画素との差分を算出して、それに基づいて輪郭補正信号を生成する構成である。

【0084】

図１０の構成において、補正対象画素を３４Ｈの０ｄとした場合に、フレームメモリ部Ｍ８から読み出される画素を、（３４−３４ｍ）Ｈの−３４ｎｄ〜（３４−３ｍ）Ｈの−３ｎｄ、（３４＋３ｍ）Ｈの３ｎｄ〜６８Ｈの３４ｎｄと記載することができる。

【0085】

ｍ、ｎは、それぞれ、＋１，０、−１のいずれかを取る定数であり、ｍ＝１，ｎ＝０の場合には、図１０の構成は垂直輪郭補正部となり、ｍ＝０，ｎ＝１の場合には、水平輪郭補正部となる。
同様に、ｍ＝−１，ｎ＝１の場合には右上斜め輪郭補正部となり、ｍ＝１，ｎ＝−１の場合には左上斜め輪郭補正部となる。

【0086】

ここで、第１の撮像装置における各輪郭補正部では、周辺画素差分処理を行う画素の範囲を、補正対象画素からの間隔（距離）が３画素以上６８画素までとなる画素としたが、これより少なくても多くても構わない。
但し、斜め輪郭補正部においては、補正対象画素からの間隔が６８画素以上、例えば１３６画素となるように周辺画素差分処理の範囲を設定し、それに応じて負の乗算器及び加算器を設けることが望ましい。

【0087】

［第２の撮像装置］
第２の撮像装置は、第１の撮像装置の構成に加えて、各輪郭補正部において、補正対象画素に近い画素の映像信号を補正対象画素の映像信号に加算することによって、低域通過成分を増強し、低域の輪郭補正を強く行って、高域の相対的な変調度をより低減させるものである。

【0088】

［第２の垂直輪郭補正部の構成：図１１］
次に、第２の撮像装置の垂直輪郭補正部（第２の垂直輪郭補正部）の構成について、図１１を用いて説明する。図１１は、第２の垂直輪郭補正部の構成図である。
図１１に示すように、第２の垂直輪郭補正部２４は、図５に示した第１の垂直輪郭補正部１４の構成に加えて、補正対象ラインからの隔たりが２画素以内となるラインの映像信号を、補正対象ラインの映像信号に加算する構成を備えたものである。
第１の垂直輪郭補正部と同等の構成部分には同一の符号を付している。

【0089】

具体的には、第２の垂直輪郭補正部２４は、第１の垂直輪郭補正部１４の構成に、更に、正の乗算器Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３５，Ｐ３６と、加算器３３２，３３３，３３５，３３６とを備えている。

【0090】

そして、第２の垂直輪郭補正部２４では、フレームメモリ部Ｍ０が、補正対象ライン（３４Ｈ）からの距離が２画素以内となる３２Ｈ，３３Ｈ，３５Ｈ，３６Ｈを読み出して、それぞれ、正の乗算器Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３５，Ｐ３６に出力する。
各正の乗算器Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３５，Ｐ３６では、ＣＰＵ部１０６からの制御により適切な正の係数が乗算されて、それぞれ、加算器３３２，３３３，３３５，３３６に出力される。

【0091】

つまり、第２の垂直輪郭補正部２４では、補正対象ラインの映像信号に、補正対象ラインから２画素以内のラインの映像信号を適切なレベルで加算した加算信号と、補正対象ラインからの距離が３画素以上となる複数のラインの映像信号との差分を算出して、垂直輪郭補正信号を生成するものである。

【0092】

これにより、第２の垂直輪郭補正部２４では、５Ｈ３Ｈを加算して低域通過成分を生成し、低域の輪郭を一層補正（強調）することができると共に、高域の変調度を相対的に低下させることができるものである。

【0093】

［第２の水平輪郭補正部の構成：図１２］
次に、第２の撮像装置の水平輪郭補正部（第２の水平輪郭補正部）の構成について図１２を用いて説明する。図１２は、第２の水平輪郭補正部の構成図である。
図１２に示すように、第２の水平輪郭補正部２５は、第１の水平輪郭補正部１５の構成に加えて、正の乗算器Ｐ１３２，Ｐ１３３，Ｐ１３５，Ｐ１３６と、加算器２３２，２３３，２３５，２３６を備えている。
また、第１の水平輪郭補正部１５に設けられていた３画素遅延部である画素遅延部Ｄ３１３及びＤ３４３の代わりに、１画素遅延を行う画素遅延部Ｄ３１〜Ｄ３６が設けられている。

【0094】

そして、第２の水平輪郭補正部２５では、画素遅延部Ｄ３１,Ｄ３２，Ｄ３５，Ｄ３６が、補正対象画素（３４ｄ）からの距離が２画素以内となる３２ｄ，３３ｄ，３５ｄ，３６ｄを、それぞれ、正の乗算器Ｐ１３２，Ｐ１３３，Ｐ１３５，Ｐ１３６に出力してレベル調整後、加算器２３２，２３３，２３５，２３６に出力する。

【0095】

そして、第２の水平輪郭補正部２５は、補正対象画素の映像信号に、補正対象画素からの距離が２画素以内となる画素の映像信号を適切なレベルで加算して、当該加算信号と、補正対象画素からの距離が３画素以上となる複数の画素の映像信号との差分を算出して、水平輪郭補正信号を生成する。
これにより、水平輪郭補正においても低域の変調度を一層増強して、高域の変調度を相対的に低下させるものである。

【0096】

［第２の右上斜め輪郭補正部の構成：図１３］
第２の右上斜め輪郭補正部の構成について図１３を用いて説明する。図１３は、第２の右上斜め輪郭補正部の構成図である。
図１３に示すように、第２の右上斜め輪郭補正部２６ａは、図８に示した第１の右上斜め輪郭補正部１６ａの構成に加えて、正の乗算器Ｐ２３２，Ｐ２３３，Ｐ２３５，Ｐ２３６と、加算器４３２，４３３，４３５，４３６とを備えている。

【0097】

そして、第２の垂直輪郭補正部２４、第２の水平輪郭補正部２５と同様に、補正対象画素（３４Ｈの３４ｄ）の映像信号に、補正対象画素からの距離が２画素以内となる画素の映像信号を、適切なレベルで加算した加算信号と、補正対象画素からの距離が３画素以上となる複数の画素の映像信号との差分を算出して、垂直輪郭補正信号を生成するものである。

【0098】

［第２の左上斜め輪郭補正部の構成：図１４］
第２の左上斜め輪郭補正部の構成について図１４を用いて説明する。図１４は、第２の左上斜め輪郭補正部の構成図である。
図１４に示すように、第２の右上斜め輪郭補正部２６ｂは、図９に示した第１の左上斜め輪郭補正部２６ｂの構成に加えて、正の乗算器Ｐ３３２，Ｐ３３３，Ｐ３３５，Ｐ３３６と、加算器５３２，５３３，５３５，５３６とを備えている。

【0099】

そして、第２の右上斜め輪郭補正部２６ａと同様に、補正対象画素（３４Ｈの３４ｄ）からの距離が２画素以内となる画素の映像信号を、補正対象画素の映像信号に加算した加算信号と、補正対象画素からの距離が３画素以上となる複数の画素の映像信号との差分を算出して、垂直輪郭補正信号を生成するものである。

【0100】

［第１、第２の撮像装置の輪郭補正後信号：図１５］
次に、第１、第２の撮像装置における輪郭補正後の信号（輪郭補正後信号）について図１５を用いて説明する。
図１５は、第１、第２の撮像装置における輪郭補正後信号の説明図であり、（ａ）は、補正前信号、（ｂ）は、７Ｈ成分／７画素成分による輪郭補正信号、（ｃ）は、９Ｈ成分／９画素成分による輪郭補正信号、（ｄ）は、１１Ｈ成分／１１画素成分による輪郭補正信号、（ｅ）は、１３Ｈ成分／１３画素成分による輪郭補正信号、（ｆ）は、第１の撮像装置の輪郭補正後信号、（ｇ）は第２の撮像装置の輪郭補正後信号、（ｈ）は、５Ｈ成分／５画素成分による輪郭補正信号、（ｉ）は、３Ｈ成分／３画素成分による輪郭補正信号を示している。

【0101】

尚、（ｉ）の３Ｈ成分／３画素成分による輪郭補正信号は、補正対象画素から１画素だけ離れたライン／画素の映像信号と、補正対象画素との差分に基づく輪郭補正信号であり、第１，第２の撮像装置では生成されないものである。
同様に、（ｈ）の５Ｈ成分／５画素成分による輪郭補正信号は、補正対象画素から２画素だけ離れたライン／画素の映像信号と、補正対象画素との差分に基づく輪郭補正信号であり、第１，第２の撮像装置では生成されない。

【0102】

（ｆ）に示した第１の撮像装置の輪郭補正後信号は、６８Ｈ６７Ｈ・・・１３Ｈ１１Ｈ９Ｈ７Ｈ成分／６８画素６７画素・・・１３画素１１画素９画素７画素成分による輪郭補正信号で補正された輪郭補正後信号である。
当該輪郭補正信号には、５Ｈ３Ｈ成分／５画素３画素成分は含まれず、超低域輪郭を強調するものである。

【0103】

そして、第１の撮像装置のダウンコンバータ部１１４では、生成された（ｆ）の信号を１つおきに出力してダウンコンバートする。１０ｋＨｚを基準とした場合の２７．５ＭＨｚ変調度を３５％とし、補正前と比べて増大させず一定としている。

【0104】

また、（ｇ）に示した第２の撮像装置の輪郭補正後信号は、５Ｈ３Ｈ成分／５画素３画素成分を補正対象画素成分に加算して、輪郭補正を行ったものである。つまり、５Ｈ３Ｈ成分／５画素３画素成分ＬＰＦ出力を含み、６８Ｈ６７Ｈ・・・１３Ｈ１１Ｈ９Ｈ７Ｈ成分／６８画素６７画素・・・１３画素１１画素９画素７画素成分による輪郭補正信号で補正された輪郭補正後信号である。
５Ｈ３Ｈ成分／５画素３画素成分の低域通過補正を行うことで、一層超低域の輪郭を強調できるものである。

【0105】

第２の撮像装置のダウンコンバータ部１１４では、生成された（ｇ）の信号を１つおきに出力してダウンコンバートすることで、１０ｋＨｚ基準の２７．５ＭＨｚの変調度を１５％に低減している。

【0106】

［第１、第２の撮像装置における変調度：図１６］
次に、第１、第２の撮像装置における変調度について図１６を用いて説明する。図１６は、第１、第２の撮像装置における変調度を示す説明図であり、（ａ）は第１の撮像装置、（ｂ）は第２の撮像装置の補正前信号と輪郭補正後信号の変調度を示している。
図１６（ａ）に示すように、第１の撮像装置では、３Ｈ５Ｈ成分／３画素５画素成分による輪郭補正を行わない場合であり、１０ｋＨｚ基準の１ＭＨｚのＭＴＦが、補正前の６５％から補正後には７０％に向上し、１ＭＨｚ基準の２７．５ＭＨｚのＭＴＦが３５／６５＝５４％から３５／７０＝５０％に低下する。
すなわち、第１の撮像装置では、低域の変調度を改善し、高域の相対的な変調度を十分低減できるものである。

【0107】

図１６（ｂ）は、３Ｈ５Ｈ成分／３画素５画素成分ＬＰＦ出力を補正対象画素の映像信号に加算した場合であり、１０ｋＨｚ基準の１ＭＨｚのＭＴＦが補正前の６５％から補正後には７０％に向上し、１ＭＨｚ基準の２７．５ＭＨｚのＭＴＦが３５／６５＝５４％から１５/７０＝２１％に低下する。
第２の撮像装置においては、第１の撮像装置と同様に低域の変調度を改善すると共に、高域における相対的なＭＴＦを大幅に低減できるものである。

【0108】

［実施の形態の効果］
本発明の実施の形態に係る第１，第２の撮像装置によれば、画素ピッチが撮像光の中心波長の５波長以下のＣＭＯＳ撮像素子を用い、２つの緑色撮像素子が斜め画素ずらしを行う４板撮像装置において、ダウンコンバータ部１１４が、輪郭補正を施す補正対象の画素の映像信号と、当該補正対象の画素からの間隔（隔たり、距離）が３画素以上となる複数の周辺画素の映像信号との差分を算出する周辺画素差分処理を行い、当該複数の差分を加算した差分加算信号に基づいて輪郭補正信号を生成し、補正対象画素の映像信号に輪郭補正信号を加算して、ダウンコンバートするようにしているので、視覚的に重要な低域の輪郭及び変調度を改善すると共に、高域輪郭補正を行わないことにより、高域の変調度を相対的に低減することができる効果がある。

【0109】

特に、第１，第２の撮像装置によれば、４ＫのＵＨＤＴＶを２ＫのＨＤＴＶにダウンコンバートする際に、２Ｋの飛越走査のＨＤＴＶの１ＭＨｚ以下の超低域を増強して、２Ｋの飛越走査のＨＤＴＶの１ＭＨｚを１００％として定義される２ＫのＨＤＴＶの２７．５ＭＨｚ変調度を５０％にまで低下させることができる効果がある。

【0110】

また、第２の撮像装置によれば、輪郭補正を施す補正対象の画素の映像信号に、補正対象の画素からの間隔が２画素以内となる画素の映像信号を加算して低域通過信号を生成し、当該低域通過信号と、補正対象の画素からの間隔が３画素以上となる複数の周辺画素の映像信号との差分を算出する周辺画素差分処理を行うようにしているので、超低域の輪郭補正信号を増強して、超低域の変調度を改善すると共に、高域の変調度を大幅に低減することができる効果がある。

【0111】

また、第１、第２の撮像装置によれば、ダウンコンバータにおいて、垂直輪郭補正、水平輪郭補正に加えて、右上斜め輪郭補正及び左上斜め輪郭補正を行うようにしているので、４板カメラにおいて変調殿低い右斜めと左斜めの輪郭補正を強く行うことができ、視覚的に重要な斜めの輪郭を改善することができる効果がある。

【0112】

更に、第１及び第２の撮像装置によれば、低域ＭＴＦが高いものの、高価で大型のスーパー３５mmサイズの大型撮像素子を使用することなく、電子的に低域ＭＴＦを補正するようにしているので、８Ｋ４Ｋ２Ｋの映像制作の自由度を低コストで増加させることができる効果がある。

【0113】

第１及び第２の撮像装置によれば、ダウンコンバータ１１４の各輪郭補正部における周辺画素差分処理を行う画素の範囲を、補正対象画素からの間隔（隔たり）が３画素以上６８画素までとなる画素としているので、回路構成を大規模にすることなく、低域の変調度を改善し、高域の変調度を低減できる効果がある。

【0114】

尚、周辺画素差分処理を行う範囲はこれに限るものではなく、補正対象画素からの間隔が６８画素を超え、例えば１３６画素等、より遠くの画素まで含むようにしてもよく、低域の変調度を更に改善し、高域の変調度を低減できる効果がある。

【0115】

また、報道用２／３型４Ｋ撮像素子と、中継用１．２５型８Ｋ撮像素子は、２．５μｍの同一画素間隔で、緑波長の約４．５倍の画素ピッチとなっており、超望遠での収差が大きく、絞りが暗く、ＭＴＦが低い状態になるが、第１、第２の撮像装置によれば、それらの特性を許容して、低周波でのＭＴＦを改善することができ、撮像装置の低価格化を実現できる効果がある。

【産業上の利用可能性】

【0116】

本発明は、画素ピッチが小さいＣＭＯＳ撮像素子を用いた４板型の撮像装置において、ダウンコンバートの際に、低域における変調度を改善すると共に、高域における変調度を相対的に低減できる撮像装置に適している。

【符号の説明】

【0117】

１４，２４…垂直輪郭補正部、 １５，２５…水平輪郭補正部、 １６ａ，２６ａ…右上斜め輪郭補正部、 １６ｂ，２６ｂ…左上斜め輪郭補正部、 １８…輪郭補正部、 ２８，４８，５８，６８…映像レベル判定器、 ２９，３２，４２，４９，５２，５９，６２，６９…乗算器、 ３１，４１，５１，６１…小振幅大振幅圧縮制限器、 ３３，４３，６３…補正信号加算部、 １０１…レンズ、 １０２…撮像装置、 １０３，１０３Ｇ１，１０３Ｇ２，１０３Ｒ，１０３Ｂ…撮像素子、 １０４…映像信号処理部、 １０５……色分解光学系、 １０６…ＣＰＵ部、 １０７…倍率色収差と貼合誤差補正部、 １０８…補間処理部、 １１０…信号処理部、 １１４…ダウンコンバータ部、 １８０…映像信号出力部、 １９０…撮像素子駆動部、 １１１，１１２，１１３…ＬＰＦ部、 １１６…減算器、 １１７，１１８，１１９，２１２，２００〜２６７，３００〜３６７、４００〜４６７、５００〜５６７…加算器、 ２０９，２１１…画素遅延部、 ２１０…ビットシフト部、 Ｍ０，Ｍ８…フレームメモリ部、 Ｎ０〜Ｎ６８，Ｎ１００〜Ｎ１６８，Ｎ２００〜Ｎ２６８，Ｎ３００〜Ｎ３６８…負の乗算器、 Ｐ４，Ｐ１４、Ｐ５４，Ｐ６４，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３５，Ｐ３６，Ｐ１３２，Ｐ１３３，Ｐ１３５，Ｐ１３６、Ｐ２３２、Ｐ２３３，Ｐ２３５，Ｐ２３６，Ｐ３３２，Ｐ３３３，Ｐ３３５，Ｐ３３６…正の乗算器、 Ｄ０〜Ｄ６７…画素遅延部、 ９１…マイクロレンズ、 ９２…カラーフィルタ、 ９３…フォトダイオード、 ９４…メタル配線層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】