JP2000299873A - カラー撮像素子及びカラー撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 周期的色コーディング配列に伴う色モアレの
発生等の問題を本質的に解決し、小型低コストで高解像
度を確保すると共に、孤立的画素欠陥が存在しても解像
度の劣化が実質的に生じさせず、更に配列の自由度が高
くより高いランダム効果を有するランダム色コーディン
グ配列を備えたカラー撮像素子及びカラー撮像装置を提
供する。 【解決手段】 色コーディング配列が任意の着目画素が
該着目画素の色以外の他の２色とは該着目画素の４辺の
いずれかにおいて隣接し、該着目画素と同色の色とは該
着目画素の４辺又は４角のいずれかにおいて隣接する配
列制限条件を満たす３色ランダム配列としたＣＣＤ撮像
素子４と、ランダム色コーディング配列に基づく色分離
処理を行うディジタルプロセス回路７と、ランダム色コ
ーディング配列に関する配列データを記憶するマスクＲ
ＯＭ又はＥＥＰＲＯＭ17からなる記憶手段とを備えてカ
ラー撮像装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、色モアレの発生
を防止できるようにしたカラー撮像素子及びそのカラー
撮像素子を用いたカラー撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、撮像管及び固体撮像素子に代表
される撮像素子は、撮像装置に広く用いられている。特
に、単管又は単板（Single Sensor)カラー撮像装置に使
用されるカラー撮像素子は、１つの撮像素子でカラー撮
像装置を構成できるため、色分離プリズムが不要でレン
ズの小型化が可能であり、またレジストレーションに代
表される多板式の各種調整の必要がなく、更に消費電力
が小さいなど多くの特徴を有し、カラー撮像装置の小型
化・消電力化に多くの貢献を果しており、特に固体撮像
素子であるカラーＣＣＤ撮像素子を用いた単板カラーカ
メラは、撮像装置の主流となっている。

【０００３】上記カラー撮像素子は、いずれも一つの受
光面で色情報を得るため、ストライプフィルタ又はモザ
イクフィルタなどと称される色フィルタを用いて、受光
平面内で色変調（色コーディング）を行っている。すな
わち、例えばＲＧＢ３色のフィルタを所定の規則的配列
で各光電変換素子（画素）上に張り付けることで、各画
素毎に異なる分光感度を持たせている。従って、被写体
撮像によって得られた映像信号には、このフィルタ配列
にしたがった点順次の色情報が含まれているから、上記
所定の配列にしたがって各色フィルタに対応した信号毎
に分離して、その分離した信号を取り出すことにより色
情報が取り出せる。輝度信号（Ｙ信号）を得るためには
ＲＧＢ情報が全て必要であるから、１画素の輝度情報を
得るためには最低３画素（ＲＧＢ各１画素ずつ）を必要
とし、輝度解像度は犠牲になるものの一つの撮像素子で
カラー撮像を行うことができるようになっている。

【０００４】上記フィルタ配列には、ＲＧＢストライ
プ、ベイヤ型ＲＧＢモザイク（各種あり）などの３原色
フィルタ、ＹｅＭｇＣｙストライプ、ＹｅＭｇＣｙＷ４
色モザイク、ＹｅＭｇＣｙＧ４色モザイクなどの補色フ
ィルタ等、多種多様の色コーディングパターンが提案さ
れて実用化されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記カラー
撮像素子の電気的構成（撮像管か固体撮像素子か、ある
いはＣＣＤか他のタイプかなど）や色コーディングの種
類（原色か補色か、あるいは３色か４色かなど）につい
ては、関わりなく有する本質的問題点を指摘し、その解
決手段を示すものであるから、以下の説明においては特
にことわらないない限り、その一例についてのみ取り上
げ、説明を行うこととする。

【０００６】上記従来の色コーディング配列の中、ＲＧ
Ｂベイヤ配列の一例を図３の（Ａ），（Ｂ）に基づいて
説明する。ＲＧＢベイヤ配列は、図３の（Ａ）に示す２
×２の４画素を基本配列とし、この基本配列を図３の
（Ｂ）に示すように順次並べて平面を埋めつくすように
配列するものであって、ＲＧＢの各色への画素数の配分
比率を１：２：１として、輝度信号に対する寄与の大き
いＧの密度を高めることで輝度解像度を高くした点に特
徴があるものである。また、垂直及び水平の２方向に等
方的に配置しているので、ストライプフィルタと異なり
等方的な解像度が得られるようになっている。なお、図
３の（Ｂ）は任意の８×８＝64画素に関して例示してい
る。

【０００７】しかしながら、ベイヤ配列においては上記
のように規則的な配列を用いているため、その配列によ
る空間サンプリングに基づいた偽解像、いわゆる色モア
レの発生を伴うという大きな問題を有していた。すなわ
ち、本来色のない白黒被写体において上記配列周期と同
じ周期の輝度変化（白黒パターン）を有する周期的被写
体が存在した場合、例えば１水平ラインとしてＲＧ行に
着目しＲで白、Ｇで黒であったとすると、輝度変化のな
い赤い被写体から得られる信号と同等の信号が出力され
るため、本来は存在しない色出力を生じてしまう。この
ような縞模様状の繰り返しパターンによって生じた偽色
信号すなわち色モアレは、いわゆる周波数折り返し（エ
リアジング）によって低周波域に生ずるため、後段の色
帯域抑圧を含めた電気的フィルタ処理等によっても取り
除くことができない。

【０００８】このため、従来の単板カラー撮像装置は、
画質確保のためには光学系に水晶などの光学ローパスフ
ィルタを必須としており、これが小型化や低コスト化の
大きな制約となるばかりか、それでもなお残存する色モ
アレによる画質劣化は避けられなかった。

【０００９】本発明は、従来のカラー撮像装置における
上記周期的色コーディング配列に伴う問題を本質的に解
決するためになされたもので、小型低コストで高画質な
カラー撮像の可能な撮像装置を提供すること、及びそれ
を可能とするカラー撮像素子を提供することを目的とす
る。請求項毎の目的を述べると、請求項１に係る発明
は、規則性を有しないランダムな色コーディング配列に
よる被写体撮像を行うことを可能とし、且つ全撮像領域
に亘って所定値以上の高解像度を確保することができる
と同時に、孤立的画素欠陥が存在しても解像度の劣化を
実質的に生じさせず、更にランダムな色コーディング配
列の自由度が高くより高いランダム効果を生じさせるよ
うにしたカラー撮像素子を提供することを目的とする。
請求項２に係る発明は、請求項１に係るカラー撮像素子
を用いて、該撮像素子のランダム色コーディング配列情
報に基づく色分離を行えるようにしたカラー撮像装置を
提供することを目的とする。請求項３に係る発明は、ラ
ンダム色コーディング配列情報に基づく色分離を容易に
且つ確実に行うことができるカラー撮像装置を提供する
ことを目的とする。請求項４に係る発明は、低コストで
大量製造することができるランダム色コーディング配列
データを記憶する手段を備えたカラー撮像装置を提供す
ることを目的とする。請求項５に係る発明は、色コーデ
ィング配列の異なるカラー撮像素子の色分離処理にも容
易に対応することが可能なカラー撮像装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に係る発明は、光電変換素子からなる画素
を複数個配列してなる画素群を有するカラー撮像素子で
あって、該カラー撮像素子の色コーディング配列は、任
意の着目画素が該着目画素の色以外の他の２色とは該着
目画素の４辺のいずれかにおいて隣接し、該着目画素と
同色の色とは該着目画素の４辺又は４角のいずれかにお
いて隣接する配列制限条件を満たす３色ランダム配列と
してカラー撮像素子を構成するものである。このように
構成したカラー撮像素子においては、周期性を有しない
ランダムな色コーディング配列で被写体を撮像すること
ができ、したがって周期的な輝度変化をもつ被写体でも
色モアレの発生を防止することができる。そして、任意
の着目画素が該着目画素の色以外の他の２色とは該着目
画素の４辺のいずれかにおいて隣接し、該着目画素と同
色の色とは該着目画素の４辺又は４角のいずれかにおい
て隣接するという配列制限条件を満たす色コーディング
配列としているため、ランダムでありながらも全ての撮
像領域に亘って所定値以上の高解像度を確保することが
できると同時に、孤立的画素欠陥が存在しても解像度の
劣化を実質的に阻止することができる。またランダムな
色コーディング配列の自由度が高く、より高いランダム
効果をもたせることができる。

【００１１】請求項２に係る発明は、前記請求項１に係
るカラー撮像素子を備え、該カラー撮像素子の出力信号
に対して該カラー撮像素子のランダム色コーディング配
列に基づく色分離処理を行う色分離手段を設けてカラー
撮像装置を構成するものである。このように構成するこ
とにより、色モアレを発生させず所定値以上の高解像度
を備え、且つ孤立的欠陥画素が存在しても解像度の劣化
を実質的に生じさせず、更にランダムな色コーディング
配列の自由度が高くより高いランダム効果を備えたカラ
ー撮像素子の色コーディング配列情報に基づく色分離
を、確実に行うことができるカラー撮像装置を実現する
ことができる。

【００１２】請求項３に係る発明は、請求項２に係るカ
ラー撮像装置において、前記色分離手段で色分離処理を
行うための、前記カラー撮像素子のランダム色コーディ
ング配列に関する配列データを記憶する記憶手段を備え
ていることを特徴とするものである。このようにカラー
撮像素子の色コーディング配列データを記憶する記憶手
段を備えることにより、ランダム色コーディング配列情
報に基づく色分離を容易に且つ確実に行うことができ
る。

【００１３】請求項４に係る発明は、請求項３に係るカ
ラー撮像装置において、前記記憶手段をマスクＲＯＭで
構成することを特徴とするものである。このように色コ
ーディング配列データの記憶手段としてマスクＲＯＭを
用いることにより、記憶手段をひいてはカラー撮像装置
を低コストで大量製造することが可能となる。

【００１４】請求項５に係る発明は、請求項３に係るカ
ラー撮像装置において、前記記憶手段をＥＥＰＲＯＭで
構成することを特徴とするものである。このように色コ
ーディング配列データの記憶手段としてＥＥＰＲＯＭを
用いることにより、色コーディング配列の異なるカラー
撮像素子の色分離処理にも容易に対応することが可能と
なる。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に実施の形態について説明す
る。図１は、本発明に係るカラー撮像素子を用いたカラ
ー撮像装置（ディジタルカメラ）の実施の形態を示すブ
ロック構成図である。図１において、１はレンズ系、２
はレンズ駆動機構、３は露出制御機構、４はＣＣＤ撮像
素子、５はＣＣＤドライバ、６はＡ／Ｄ変換器を含むプ
リプロセス回路、７はディジタルプロセス回路で、ハー
ドとしてメモリを含み、全てのディジタルプロセス処理
を行うものである。８はメモリカードインターフェー
ス、９はメモリカード、10はＬＣＤ画像表示系、11は主
たる構成としてマイコンを含むシステムコントローラ、
12は操作スイッチ系、13は操作表示系、14はストロボ、
15はレンズドライバ、16は露出制御ドライバ、17はＥＥ
ＰＲＯＭである。

【００１６】図１に示した実施の形態においてカラー撮
像素子として用いているＣＣＤ撮像素子４のランダム配
列の色フィルタ配列例を図２に示す。このＣＣＤ撮像素
子の画素数は、任意ではあるが仮に 100万画素程度を想
定しており、図２においては、中央部分の８×８＝64画
素に対応するフィルタ配列だけを表示している。以下の
説明では、このようなランダム配列を得るための手順を
具体的に説明するものであり、図示はあくまでもこの理
解を助けるためのものであり、この程度の領域の図示で
充分理解されるであろう。（また、ランダム配列が本発
明の本質であるから、全領域のパターンを例示すること
は無意味且つ不可能でもある。）本実施の形態における
フィルタの種類は、いわゆるＲＧＢ３原色を使用したも
ので、そのコーディングはＲＧＢランダムフィルタコー
ディングとなっている。

【００１７】次に、このようなコーディングを得るため
の手順例について説明する。このコーディングはランダ
ムコーディングであるから、各画素の色フィルタを決定
するためにＲＧＢにそれぞれ２面を割り当てたサイコロ
を使用してもよいのは勿論であるが、その煩雑さを減じ
るため表計算ソフトウェア等を用いて、全画素配列に相
当する表配列を準備する。そして、配列の各セルに数式
ＭＯＤ（ＲＮＤ／３）（但し、ＲＮＤは適当な桁数の乱
数関数、ＭＯＤ（ｎ／ｄ）はｎをｄで除した剰余関数）
を割り当てて得られた数値に対して、例えば０→Ｒ，１
→Ｇ，２→Ｂを適用すればよい。

【００１８】このようにして得られた配列は、統計学的
には通常は特に大きな偏りは持たないが、ただ１回の試
行によって得たものは確率的に低いとはいえ、極端に色
による画素数の多寡があったり、大面積にわたる特定色
の集中があったりする可能性を有している。あるいは、
従来例のような周期性を有したパターンになる可能性も
極めて低いが０ではない。従って、上記手法によって数
回の試行を行い複数の配列サンプルを得た上で、実写に
よる撮像試験（現実にはシミュレーションを用いるのが
好適）を行って、評価結果のよいものを採用することが
望ましい。

【００１９】しかしながら、このような試行的なやり方
は、最終的な配列選択に際しては避けられないものであ
るとしても、設計当初から全て試行のみによることは、
一般的には設計効率を著しく低下させるものであって好
ましくない。あるいは試行によって得られた配列を評価
するに当たっても、良い撮像画質を得るためには、必須
となるような配列自体に要求される客観的な要件といっ
たものがあるはずで（極端な例として、全てが一つの色
の画素のみになってはならないことは自明である）、こ
のような条件を具体的に見出し、これを制限条件（判定
基準）として採用することが極めて有効である。

【００２０】具体的には、本実施の形態におけるＣＣＤ
撮像素子のＲＧＢ３色ランダム配列は、任意の着目画素
が該着目画素のフィルタの色（自己の色）以外の他の２
色とは該着目画素の４辺のいずれかにおいて隣接し、該
着目画素のフィルタの色（自己の色）と同じ色とは該着
目画素の４辺又は４角のいずれかにおいて隣接するとい
うことを制約条件として採用している。すなわち、前段
の制約条件は、仮に着目画素のフィルタがＲであったと
すると、その上下左右の隣接４画素のうちにＧとＢが少
なくともそれぞれ１画素ずつは含まれているという条件
である。この条件は、後述の色分離処理における最近接
画素情報による補完が、必ず上下左右いずれかの隣接画
素によってなされることを保証するものであって、その
結果として一定値以上の高解像度の確保を保証するもの
である。なお且つ、後段の制約条件によれば、仮に画素
欠陥（但し孤立的なものを想定している）が生じても、
着目画素のフィルタの色（自己の色）と同じ色が上下左
右及び斜め方向の隣接８画素のうちに必ず存在している
から、これによってその画素欠陥を補完すれば解像度の
劣化が事実上生じないものである。また、本発明による
上記ＲＧＢ３色ランダム配列の制約条件によれば、同様
に孤立的画素欠陥が存在しても解像度の劣化を実質的に
生じさせない３色とも４辺で隣接させるランダム配列制
約条件に比べて、ランダムな色コーディング配列の自由
度が高く、より高いランダム効果を生じさせることがで
きる。図２に示した配列例においては、周辺各１列の画
素は見かけ上上記配列制約条件を満たしていないものも
あるが、これは図示されてない更に外側の画素の存在に
よって条件を満たしているものである。このような事情
から、撮像素子の光電変換面は、有効画像領域よりも４
周それぞれにつき１〜数行（列）の余裕を見て、いわゆ
る捨て画素領域（画像信号生成に関与するが、有効画像
領域ではない領域）を設けてある。

【００２１】なお、このような制約条件を満たす配列
は、上記完全にランダムな配列を試行により多数用意
し、それを上記条件で検定することによっても、あるい
は例えば表計算等のソフトウェア処理による配列生成に
当たって、予め制約条件を課した上で生成することによ
っても、いずれでも得ることができる。

【００２２】さて、このようなランダムカラーフィルタ
配列を備えたＣＣＤ撮像素子４を用いたカラー撮像装置
（ディジタルカメラ）においては、従来のカメラと同様
に信号を読み出して処理し、撮像画像をメモリカード９
に記録、あるいはＬＣＤ画像表示系10に表示する。従来
と異なる動作は色分離処理であるが、その処理は、ディ
ジタルプロセス回路７がシステムコントローラ11の制御
下において行うようになっている。無論、色分離処理と
は、基本的には対応色信号の存在しない画素（例えばＢ
信号生成処理におけるＲフィルタ画素など）に対する近
隣画素情報等を用いた信号補完処理であって、この点に
関しては従来と何等変わるところはない。しかしながら
従来の色分離が、ＣＣＤ撮像素子の規則的色コーディン
グに対応して、順列に基づいた規則的サンプリングを行
いホールド回路等を用いた単純な補完や、更に必要に応
じて画素間の加算減算等を行っていた（具体的な処理に
ついてはアナグロ処理、ディジタル処理、混成処理等多
種にわたる）のに対して、本発明において適用するラン
ダムコーディングは規則性がないので、このような処理
はできない。そこで、使用するＣＣＤ撮像素子の各画素
に関してのフィルタコーディングデータ（上記図２に相
当する全画素のフィルタテーブル）を参照して、色分離
処理を行う。このコーディングデータはＥＥＰＲＯＭ17
に記憶されており、使用するＣＣＤ撮像素子の色コーデ
ィングが異なる場合にも対応できるようになっている。

【００２３】具体的な本実施の形態の色分離（各色信号
生成）処理は、次のようにして行われる。すなわち、
「着目する処理対象画素に関して、まずコーディングデ
ータを参照し、その画素自身のフィルタの色に関する色
信号については、その画素の信号レベルをそのまま信号
として出力し、他の色信号についてはコーディングデー
タに基づき近傍の画素の中で最近接の対応する色フィル
タの画素を探して、該当する画素の信号レベルをその色
信号として出力する。」という処理を行う。

【００２４】着目する処理対象画素のフィルタがＲであ
る場合に関して、その色分離処理を例示すると、次のと
おりである。 Ｒ信号：コーディングデータの参照結果がＲであるの
で、その画素の信号レベルをそのままＲ信号として出力
する。 Ｇ信号：参照結果がＧでないので、コーディングデータ
に基づき近傍の画素の中で最近接のＧ画素を探して、該
当する画素の信号レベルをＧ信号として出力する。 Ｂ信号：参照結果がＢでないので、コーディングデータ
に基づき近傍の画素の中で最近接のＢ画素を探して、該
当する画素の信号レベルをＢ信号として出力する。

【００２５】上記色分離処理例において、例えば着目す
るＲフィルタ画素の（上、下、左、右）に（Ｒ、Ｇ、
Ｂ、Ｂ）フィルタ画素が並んでいたとすると、「最近接
のＢ」画素は左右に２つ存在することになるが、このよ
うな場合はどちらか一方のみを採用するようにしても、
双方の平均値を採用するようにしてもよい。

【００２６】上記のような色分離処理の結果得られた色
信号は、全画素に関する同時化されたＲＧＢ３原色信号
として、従来のＲＧＢ３原色信号と同様に後段の回路で
処理され、最終的にメモリカード９に記録、あるいはＬ
ＣＤ画像表示系10に表示される。なお、この後段の回路
における処理は、その必要に応じて適宜使用されるそれ
自体は公知の、例えば色バランス処理、マトリクス演算
による輝度−色差信号への変換あるいはその逆変換処
理、帯域制限等による偽色除去あるいは低減処理、γ変
換に代表される各種非線型処理、各種情報圧縮処理、等
々である。

【００２７】その際生じる偽色に関して考察すると、白
黒のナイフエッジや孤立的な白点（線）等の被写体に関
しては、当然ながら平面的なカラーコーディングの影響
で従来のコーディングと同様に偽色を生じる。しかしな
がら、これらはいずれも孤立的に発生する（偽の）色点
や色線であって、その主要エネルギーは高周波域に分布
しているから、従来公知の電気的フィルタ処理等の手法
で除去あるいは低減することが可能である。そして、従
来最大の問題であった縞模様状の繰り返しパターンの撮
像に関しては、コーディングがランダムであるため、少
なくとも低周波に折返った低域の偽色（色モアレ）は発
生せず、本実施の形態においては上記除去あるいは低減
可能な孤立的な偽色の発生にとどまるものである。従っ
て本実施の形態においては、従来この種のディジタルカ
メラにおいて必須であった光学ローパスフィルタを使用
していないにも関わらず、視覚的に問題となる偽色がほ
とんど発生せず高画質が得られる。

【００２８】しかも、色分離処理における最近接画素情
報による補完が、必ず上下左右いずれかの隣接画素によ
ってなされるから、画素のぼけの最大値すなわちＰＳＦ
（点像分布関数）の幅の最大値は３画素にとどまり、
「従来のベイヤ配列で色分離の際の補完に１画素でなく
周辺画素の平均値を用いた場合」と比較して、Ｇで同程
度、ＲＢに関しては２倍程度の色解像度を確保すること
ができる。また、孤立画素欠陥が存在した場合の補完を
考えると、ベイヤ配列の場合はＰＳＦの幅を最大５画素
まで許容せざるを得ないのに対して、本実施の形態では
上下左右及び斜めの４方向の隣接８画素のうちのいずれ
かに存在する着目画素の色（自己の色）によって孤立画
素欠陥の補完を行うことができるから、ＰＳＦの最大幅
は少なくとも水平及び垂直方向に関しては３画素で変化
しない。しかも、これは純粋な画素サンプリングによる
効果のみの比較であるが、更に光学ローパスフィルタを
使用していないから、これによるレスポンスの低下がな
く、従来解像不可能であった周波数領域にまで解像度を
拡大することが可能になる。

【００２９】以上本発明について上記実施の形態に基づ
いて説明を行ったが、上記実施の形態には様々な変形例
が考えられる。まず、上記実施の形態では、コーディン
グデータはＥＥＰＲＯＭ17に記憶されており、使用する
ＣＣＤ撮像素子のコーディングが異なる場合にも対応で
きるようになっていたものを示した。ＣＣＤ撮像素子は
量産ばらつきに起因して１個毎に異なる画素欠陥データ
等を必要とする場合も多いから、このためのメモリを兼
用する上からも、ＥＥＰＲＯＭを用いることは利点とな
り得るが、一方通常一つの撮像装置本体に対して適用さ
れる撮像素子は一種（量産ばらつきを除けば同一）であ
り、特にカラーコーディングを変える必要もないから、
コーディングデータ自身は全て同じデータを用いること
ができる。この点に着目すれば、上記ＥＥＰＲＯＭはマ
スクＲＯＭに置き換えることが可能である。マスクＲＯ
Ｍに置き換えた場合、より低コストに構成することがで
きる。そしてまた、いずれの態様の場合も、システムコ
ントローラ11の有するマイクロコンピュータのプログラ
ム格納メモリと兼用することが可能であることは言うま
でもない。

【００３０】また冒頭でも述べたように、本発明は撮像
素子の電気的構成（撮像管か固体撮像素子か、あるいは
ＣＣＤか他のタイプかなど）や、色コーディングの種類
（原色か補色か、あるいは３色か４色かなど）について
は、関わりなく有する本質的な問題点を取り上げ解決し
ようとするものであるから、上記実施の形態に限られ
ず、これらを含む全てのカラー撮像素子及びそれを用い
たカラー撮像装置に応用できる。例えば、多板カメラに
応用してもよい。例えばＧ，Ｒ／Ｂ式２板カラーカメラ
のＲ／Ｂセンサにはそのまま応用することができる。

【００３１】更に、上記実施の形態において示した「ラ
ンダムコーディングを得るための手順」は、あくまでも
一例に過ぎず、ランダムコーディング自体は任意の方法
によって得ることができる。すなわち、当該カラーコー
ディング配列が、従来公知であった規則的配列とは異な
り、光電変換素子配列の少なくとも数画素〜数十画素以
上の所定の領域に着目したときに顕著な規則的（周期
的）構造を有しておらず、その結果として従来の規則的
配列によって生じる縞模様状の繰り返しパターン入力に
対する低域偽色の発生が低減したならば、その配列は本
発明におけるランダム色コーディング配列となる。

【００３２】

【発明の効果】以上実施の形態に基づいて説明したよう
に、本発明によれば周期的色コーディング配列に伴う問
題を本質的に解決し、周期的な輝度変化をもった被写体
でも色モアレを発生しない小型低コストで高画質なカラ
ー撮像の可能なカラー撮像素子及びカラー撮像装置を得
ることができ、特に請求項１に係る発明によれば、周期
性を有しないランダムな色コーディング配列による被写
体撮像を行うことを可能とし、しかも任意の着目画素が
該着目画素の色以外の他の２色とは該着目画素の４辺の
いずれかにおいて隣接し、該着目画素と同色の色とは該
着目画素の４辺又は４角のいずれかにおいて隣接すると
いう配列制限条件を満たす３色ランダム配列としている
ので、色モアレを発生させず且つ所定値以上の高解像度
を確保できると同時に、孤立的画素欠陥が存在しても解
像度の劣化を実質的に生じさせず、更にランダムな色コ
ーディング配列の自由度が高くより高いランダム効果を
備えたカラー撮像素子を実現することができる。また請
求項２に係る発明によれば、色モアレを発生させず所定
値以上の高解像度を備え、且つ孤立的画素欠陥が存在し
ても解像度の劣化を生じさせず、更にランダムな色コー
ディング配列の自由度が高くより高いランダム効果を備
えたカラー撮像素子の色コーディング配列情報に基づく
色分離を確実に行うことができるカラー撮像装置を実現
することができる。また請求項３に係る発明によれば、
カラー撮像素子のランダム色コーディング配列データを
記憶する記憶手段を備えているので、ランダム色コーデ
ィング配列情報に基づく色分離を容易に且つ確実に行う
ことができる。また請求項４に係る発明によれば、色コ
ーディング配列データの記憶手段としてマスクＲＯＭを
用いているので、記憶手段をひいてはカラー撮像装置を
低コストで大量製造することが可能となる。また請求項
５に係る発明によれば、色コーディング配列データの記
憶手段としてＥＥＰＲＯＭを用いているので、色コーデ
ィング配列の異なるカラー撮像素子の色分離処理にも容
易に対応することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカラー撮像素子及びカラー撮像装
置の実施の形態を示すブロック構成図である。

【図２】図１に示した実施の形態におけるＣＣＤ撮像素
子のランダム色フィルタ配列の一例を示す図である。

【図３】ＲＧＢベイヤ配列の基本配列と全体配列の一例
を示す図である。

【符号の説明】

１ レンズ系 ２ レンズ駆動機構 ３ 露出制御機構 ４ ＣＣＤ撮像素子 ５ ＣＣＤドライバ ６ プリプロセス回路 ７ ディジタルプロセス回路 ８ メモリカードインターフェース ９ メモリカード 10 ＬＣＤ画像表示系 11 システムコントローラ 12 操作スイッチ系 13 操作表示系 14 ストロボ 15 レンズドライバ 16 露出制御ドライバ 17 ＥＥＰＲＯＭ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光電変換素子からなる画素を複数個配列
   してなる画素群を有するカラー撮像素子であって、該カ
   ラー撮像素子の色コーディング配列は、任意の着目画素
   が該着目画素の色以外の他の２色とは該着目画素の４辺
   のいずれかにおいて隣接し、該着目画素と同色の色とは
   該着目画素の４辺又は４角のいずれかにおいて隣接する
   配列制限条件を満たす３色ランダム配列であることを特
   徴とするカラー撮像素子。
2. 【請求項２】 前記請求項１に係るカラー撮像素子を備
   え、該カラー撮像素子の出力信号に対して該カラー撮像
   素子のランダム色コーディング配列に基づく色分離処理
   を行う色分離手段を有していることを特徴とするカラー
   撮像装置。
3. 【請求項３】 前記色分離手段で色分離処理を行うため
   の、前記カラー撮像素子のランダム色コーディング配列
   に関する配列データを記憶する記憶手段を備えているこ
   とを特徴とする請求項２に係るカラー撮像装置。
4. 【請求項４】 前記記憶手段は、マスクＲＯＭで構成さ
   れていることを特徴とする請求項３に係るカラー撮像装
   置。
5. 【請求項５】 前記記憶手段は、ＥＥＰＲＯＭで構成さ
   れているこを特徴とする請求項３に係るカラー撮像装
   置。