[发明专利]摄像单元

说明书

本申请是申请号为2006800000715，申请日为2006年1月12日， 发明名称为“摄像装置及摄像单元”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及摄像单元。

背景技术

近年来，图像输入装置的摄像单元的像素数量的增长令人注 目，摄像单元的分辨率已经达到用人眼无法判断的光滑粒度的水 平。在这种状况下，对于图像质量的要求正从析像感向确保色彩再 现性、噪声降低性、以及更宽的动态范围过渡。本发明就提供一种 将图像质量、尤其是色彩再现性及噪声特性保持在容许范围内、同 时还实现了扩大可扫描的亮度动态范围的单元和装置。

专利文献1(日本特开2003-284084号公报)已披露了一种既 能更真实地再现色彩、又能降低噪声的图像处理装置。

下面，对该专利文献1中披露的装置进行描述。在摄像单元的 前面设有如图1所示的色彩排列的四色滤色器1。如虚线所示，四 色滤色器1具有将共计四个滤色器作为最小单位的构成，该四个滤 色器包括：只透过红色(R)光的R滤色器、只透过蓝色(B)光 的B滤色器、只透过第一波长频带的绿色光的G1滤色器、以及只 透过第二波长频带的绿色光的G2滤色器。

图2A及图2B中示出一个对通过摄像单元例如CCD(电荷耦 合装置)获得的摄像信号实施信号处理的信号处理部的构成例，其 中该摄像单元包括这种滤色器1。受制图空间的限制，分成图2A 及图2B示出信号处理部的构成。附图标记10表示被输入来自图像 传感器的四种色彩信号(R信号、G1信号、G2信号、B信号)的 前端。前端10对来自图像传感器的色彩信号实施剔除噪声成分的 相关双重采样处理、增益控制处理、以及数字转换处理等处理。来 自前端10的图像数据提供给由LSI(Large Scale Integrated Circuit， 大规模集成电路)构成的信号处理部11。

信号处理部11通过微型机算机接口12与未图示的微型计算机 相连。微型计算机按照规定的程序例如控制数码相机的整体动作。 再有，微型计算机通过微型机算机接口12控制构成信号处理部11 的各模块。

信号处理部11对从前端10输入的四种色彩信号执行内插处 理、滤色处理、矩阵运算处理、亮度信号生成处理、色差信号生成 处理。通过信号处理部11生成的图像信号被提供给未图示的显示 器并显示摄像图像。并且，来自信号处理部11的图像数据经压缩 后存储在内部存储介质、外部存储介质等中。

下面，对信号处理部11的各模块进行描述。偏移校正处理部 21剔除包含在由前端10提供的图像信号中的噪声成分(偏移成分)。 偏移校正处理部21输出的图像信号输出到白平衡校正处理部22， 并进行白平衡校正。即，校正由被拍摄对象的色温环境的不同、以 及传感器上的滤色器(R、G1、G2、B)的灵敏度的不同所引起的 各色彩间的不平衡。

将白平衡校正处理部22的输出提供给垂直方向同步化处理部 23。为进行垂直方向的内插处理和滤色处理，垂直方向同步化处理 部23使用延迟单元，例如小规模存储器，以使时间上不同的垂直 方向的图像数据同步化。

通过垂直方向同步化处理部23同步化的多个图像信号被提供 给进行内插处理、滤色处理、高频补偿处理及噪声处理的处理部24， 进行在同一空间的相位中内插滤色器(R、G1、G2、B)的最小单 位2×2像素的色彩信号的内插处理、适当限制信号带宽的滤色处 理、校正信号带宽的高频成分的高频补偿处理、剔除信号的噪声成 分的噪声处理等。

在处理部24中获得的图像信号、例如RG1G2B四色的信号被 提供给线性矩阵处理部25。在线性矩阵处理部25中，进行四输入 三输出的矩阵运算。通过提供3×4矩阵的矩阵系数，可从输入的 RG1G2B四色的图像信息中求出RGB色彩输出。

来自线性矩阵处理部25的RGB输出分别提供给伽玛校正处理 部26R、26G、26B。通过伽玛校正处理部26R、26G、26B预先进 行显示装置所具有的非线性特性的逆校正，最终实现线性特性。

伽玛校正处理部26R、26G、26B的输出信号分别提供给亮度 (Y)信号生成处理部27和色差(C)信号生成处理部28。亮度信 号生成处理部27通过以规定的合成比合成伽玛校正后的RGB信号 而生成亮度信号。色差信号生成处理部28通过以规定的合成比合 成伽玛校正后的RGB信号而生成色差信号。