JP3068114B2 - 固体撮像素子の色フィルタ - Google Patents
固体撮像素子の色フィルタInfo
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 7
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- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
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- Optical Filters (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Description
フィルタに関し、特に、固体撮像素子のホワイト
(W)、グリーン(G)、シアン(Cy)、および、イ
エロ(Ye)のモザイク状色フィルタを構成している、
CyとYeの色フィルタにおける透過率の和と、WとG
の色フィルタにおける透過率の和とを一致または略一致
させることで、水平走査に対応した1行出力からなる各
輝度信号の差を縮小するようにした固体撮像素子の色フ
ィルタに関する。
て、一般的に行われている重ね合わせ処理は、図2に示
すように、CyとYeの色フィルタを重ね合わせてGの
色フィルタを形成することである。
置した1行と、CyとYeの色フィルタを交互に配置し
た1行とを交互に配列したモザイク状色フィルタの例を
図3と図4に示す。このときの、水平走査に対応する1
行出力YA(W,G),YB(Cy,Ye)を考える。
y、および、Yeの各色フィルタに対する信号を別個に
取り出すことが可能である。1行出力YA(W,G)
は、Wの色フィルタに対する信号とGの色フィルタに対
する信号との和で表され、1行出力YB(Cy,Ye)
は、Cyの色フィルタに対する信号とYeの色フィルタ
に対する信号との和で表される。この1行出力YA
(W,G),YB(Cy,Ye)により輝度信号が求め
られる(「電子画像のはなし」、87頁〜88頁、木内
雄二著、日刊工業新聞社、昭和57年11月25日初版
1刷発行)。
おける透過率の和と、CyとYeの色フィルタにおける
透過率の和とが一致または略一致する場合は、1行出力
YA(W,G)と1行出力YB(Cy,Ye)との差を
小さくできる。
では、無色透明なWの色フィルタを使用していたので、
WとGの色フィルタにおける透過率の和と、CyとYe
の色フィルタにおける透過率の和とを一致または略一致
させるのが困難であった。
nm近傍〜700nm近傍で透過率が1のWの色フィル
タを使用していたので、1行出力YA(W,G)と1行
出力YB(Cy,Ye)との差を小さくできず、これら
の1行出力からなる輝度信号が一致しなかった。
が500nm近傍で最大値をとり、この最大値より低い
値を波長400nm近傍でとり、Yeの色フィルタにお
ける透過率が波長400nm近傍から波長700nm近
傍へと増大する場合は、波長400nm近傍ではWとG
の色フィルタにおける透過率の和と、CyとYeの色フ
ィルタにおける透過率の和とを一致させることができな
いからである。
するためになされたものであって、その目的は、WとG
の色フィルタを交互に配置した1行と、CyとYeの色
フィルタを交互に配置した1行とを交互に配列したモザ
イク状色フィルタに関して、水平走査に対応した1行出
力からなる各輝度信号の差が小さい固体撮像素子の色フ
ィルタを提供することにある。本発明者は、Wの色フィ
ルタの透過率が必ずしも1である必要はない、という点
に着目して、以下の解決手段に想到した。
素子の色フィルタは、波長400nm近傍〜700nm
近傍の透過率が一様ではないWの色フィルタとGの色フ
ィルタとを交互に配置した1行と、CyとYeの色フィ
ルタを交互に配置した1行とを交互に配列したモザイク
状色フィルタからなる固体撮像素子の色フィルタにおい
て、WとGの色フィルタにおける波長400nm近傍〜
700nm近傍での透過率の和が、CyとYeの色フィ
ルタにおける波長400nm近傍〜700nm近傍での
透過率の和に一致または略一致してなることを特徴とす
る。
過率が一様ではないWの色フィルタ、すなわち、無色透
明でないWの色フィルタを使用することで、WとGの色
フィルタにおける波長400nm近傍〜700nm近傍
での透過率の和を、CyとYeの色フィルタにおける波
長400nm近傍〜700nm近傍での透過率の和に一
致または略一致させることが可能となる。
は、波長400nm近傍〜700nm近傍の透過率が一
様ではないWの色フィルタとGの色フィルタとを交互に
配置した1行と、CyとYeの色フィルタを交互に配置
した1行とを交互に配列したモザイク状色フィルタから
なる固体撮像素子の色フィルタにおいて、Wの色フィル
タにおける透過率が、波長が400nm近傍ではCyの
色フィルタにおける透過率と一致または略一致し、波長
が700nm近傍ではYeの色フィルタにおける透過率
と一致または略一致してなることを特徴とする。
0nm近傍をピークとし、波長400nm近傍と波長7
00nm近傍ではほぼ透過率0%となるので、Wの色フ
ィルタにおける透過率を、波長400nm近傍ではCy
の色フィルタにおける透過率と一致または略一致させ、
波長700nm近傍ではYeの色フィルタにおける透過
率と一致または略一致させることで、WとGの色フィル
タにおける波長400nm近傍〜700nm近傍での透
過率の和を、CyとYeの色フィルタにおける波長40
0nm近傍〜700nm近傍での透過率の和に一致また
は略一致させることが可能となる。
は、波長400nm近傍〜700nm近傍の透過率が一
様ではないWの色フィルタとGの色フィルタとを交互に
配置した1行と、CyとYeの色フィルタを交互に配置
した1行とを交互に配列したモザイク状色フィルタを構
成しているCyとYeのいずれか一方または双方の色フ
ィルタに対して、WとGの色フィルタにおける波長40
0nm近傍〜700nm近傍での透過率の和と、Cyと
Yeの色フィルタにおける波長400nm近傍〜700
nm近傍での透過率の和とを一致または略一致させるよ
うなフィルタを重ねてなることを特徴とする。
過率が一様ではないWの色フィルタと、所定の透過率を
有するフィルタとの組合せにより、WとGの色フィルタ
における透過率の和と、CyとYeの色フィルタにおけ
る透過率の和とを一致または略一致させるので、W、
G、Cy、および、Yeの色フィルタの自由度を広げる
ことができる。
が、CyとYeの色フィルタにおける透過率の和とほぼ
等しいか小さい場合にこのフィルタを重ねることで、結
果的に、モザイク状色フィルタを構成する各色フィルタ
の透過率を調整することができる。
は、WとGの色フィルタを交互に配置した1行と、Cy
とYeの色フィルタを交互に配置した1行とを交互に配
列したモザイク状色フィルタを構成している、Wの色フ
ィルタと共に、CyとYeのいずれか一方または双方の
色フィルタに対して、WとGの色フィルタにおける波長
400nm近傍〜700nm近傍での透過率の和と、C
yとYeの色フィルタにおける波長400nm近傍〜7
00nm近傍での透過率の和とを一致または略一致させ
るようなフィルタを重ねてなることを特徴とする。
ィルタを重ねることで、波長400nm近傍〜700n
m近傍の透過率が一様ではないWの色フィルタを形成す
ることができる。
するフィルタと、CyとYeのいずれか一方または双方
の色フィルタに重ねる所定の透過率を有するフィルタと
の組合せにより、WとGの色フィルタにおける透過率の
和と、CyとYeの色フィルタにおける透過率の和とを
一致または略一致させるので、W、G、Cy、および、
Yeの色フィルタの自由度を更に広げることができる。
れか一方または双方の色フィルタに対して所定の透過率
を有するフィルタを重ねることで、結果的に、モザイク
状色フィルタを構成する各色フィルタの透過率を調整す
ることができる。
固体撮像素子の色フィルタにおいて、Wの色フィルタに
対して、波長400nm近傍〜700nm近傍で一様ま
たは略一様な透過率を有する減衰フィルタを重ねてなる
ことを特徴とする。
のモワレ成分は、Wの色フィルタに対する信号とGの色
フィルタに対する信号との差に応じて発生するが、Wの
色フィルタに対して減衰フィルタを重ねることで、この
モワレ成分を減少させることができる。
態に基づいて説明する。図1は、本発明に係る固体撮像
素子の色フィルタの説明図である。
は、WとGの色フィルタを交互に配置した1行と、Cy
とYeの色フィルタを交互に配置した1行とを交互に配
列した、W、G、Cy、および、Yeのモザイク状色フ
ィルタに関連する。
W、G、Cy、および、Yeのモザイク状色フィルタ3
を構成している、W、Cy、および、Yeの色フィルタ
に対して、Wの色フィルタ2を重ねたものである。この
Wの色フィルタ2は、W、G、Cy、および、Yeのモ
ザイク状色フィルタ3を構成しているGの色フィルタに
対応する部分を切り欠いている。すなわち、本発明に係
る固体撮像素子の色フィルタは、図1では、W、G、C
y、および、Yeのモザイク状色フィルタ3とWの色フ
ィルタ2とからなる。
色フィルタ3を構成する4色の各色フィルタは、各々固
体撮像素子1の受光素子1aに対応しており、また、そ
のように、W、G、Cy、および、Yeのモザイク状色
フィルタ3と固体撮像素子1とが位置合わせされてい
る。
イク状色フィルタ3を構成しているW、Cy、および、
Yeの色フィルタにWの色フィルタ2を重ねているが、
固体撮像素子1上にW、G、Cy、および、Yeのモザ
イク状色フィルタ3を形成して、更にWの色フィルタ2
を重ねて形成するか、もしくは、Wの色フィルタ2を形
成して、その上にW、G、Cy、および、Yeのモザイ
ク状色フィルタ3を形成するとよい。
色フィルタにおける分光特性の一例を図5に示す。W、
Cy、および、Yeの色フィルタの透過率を、各々W
(λ)、G(λ)、Cy(λ)、および、Ye(λ)で
表している。
傍〜700nm近傍の透過率が一様ではない。また、W
とGの色フィルタにおける波長400nm近傍〜700
nm近傍での透過率の和が、CyとYeの色フィルタに
おける波長400nm近傍〜700nm近傍での透過率
の和に一致(または略一致)している。
Yeの色フィルタにおける透過率の和が100%に満た
ないが、Wの色フィルタにおける波長400nm近傍の
透過率を100%未満として減衰させることで、透過率
の和を一致させている。このような場合は、図1のWの
色フィルタ2は設けなくてもよい。
波長が400nm近傍ではCyの色フィルタにおける透
過率と一致し、波長が700nm近傍ではYeの色フィ
ルタにおける透過率と一致している。
0nm近傍をピークとし、波長400nm近傍と波長7
00nm近傍ではほぼ透過率0となるので、Wの色フィ
ルタの透過率を、波長400nm近傍ではCyの色フィ
ルタの透過率と一致させ、波長700nm近傍ではYe
の色フィルタの透過率と一致させることで、透過率の和
を一致させている。このような場合も、図1のWの色フ
ィルタ2は設けなくてもよい。
における分光特性の他の一例を図6に示す。このWの色
フィルタは、波長400nm近傍で透過率が減衰してい
る。WとCyの色フィルタの透過率を波長400nm近
傍で一致させ、WとYeの色フィルタの透過率を波長7
00nm近傍で一致させる場合を考える。このWの色フ
ィルタを請求項3または請求項4記載のフィルタとす
る。
y、および、Yeの色フィルタの透過率は、図7のよう
に変化する。Wの色フィルタを重ねた場合の、W、G、
Cy、および、Yeの色フィルタの透過率を、各々W1
(λ)、G1(λ)、Cy1(λ)、および、Ye1
(λ)で表している。
の色フィルタにおける透過率の差Zωを、数1に示す。
但し、図6のWとCyの色フィルタにおける透過率の差
Zを、Z=Cy(λ)−W(λ)としている。
ω|<|Z|となり、Wの色フィルタをフィルタとして
重ねることで、WとCyの色フィルタにおける透過率の
差を縮小できることが判る。これによって、WとCyの
色フィルタの透過率を一致または略一致させることがで
きる。WとYeの色フィルタについても同様である。
400nm近傍〜700nm近傍での透過率の和と、C
yとYeの色フィルタにおける波長400nm近傍〜7
00nm近傍での透過率の和とを結果的に一致または略
一致させることができる。
Wの色フィルタをフィルタとして重ねたが、必要に応じ
てGとCyとYeの色フィルタのうちのいずれか1つま
たは2つに重ねてもよく、あるいは3つ全部に重ねても
よい。その判断は、W、G、Cy、および、Yeのモザ
イク状色フィルタを構成している4色の各色フィルタ
と、それに重ねるWの色フィルタの透過率に基づいて行
い、最適な特性が得られるように決定すればよい。フィ
ルタを重ねない部分に対しては、図1のWの色フィルタ
2でその対応部分を無色透明としてもよい。
イク状色フィルタにおけるWの色フィルタと同じ透過率
を有するWの色フィルタをフィルタとして重ねてもよ
く、あるいは、他の透過率を有するWの色フィルタをフ
ィルタとして重ねてもよい。
色フィルタにおけるWの色フィルタに対してフィルタを
重ねる場合は、Cy、Ye、または、Gの色フィルタに
重ねるフィルタを重ねてもよく、あるいは、他の透過率
を有するフィルタを重ねてもよい。
て、波長400nm近傍〜700nm近傍で一様または
略一様な透過率を有する減衰フィルタを重ねると、図8
のように変化する。この減衰フィルタを重ねた場合のW
の色フィルタにおける透過率をW2(λ)で表してい
る。
のモワレ成分は、Wの色フィルタに対する信号とGの色
フィルタに対する信号との差に応じて発生するが、Wの
色フィルタに対して減衰フィルタを重ねることで、この
モワレ成分を減少させることができる。
フィルタに対する信号を、各々W0、G0、Cy0、お
よび、Ye0とする。そして、数2に示す信号Ym,Y
sで輝度信号Yを構成する場合、信号Ym,Ysにおけ
るW0とG0で発生するモワレ成分を減少させることが
できる。
0)と(Cy0+Ye0)とを一致させるための補正係
数である。WとGの色フィルタにおける透過率の和と、
CyとYeの色フィルタにおける透過率の和とを一致ま
たは略一致させ、そのWの色フィルタに減衰フィルタを
重ねているので、輝度差分である信号Ysを構成する際
は、W0に定数kを乗算すればよい。
とYeの色フィルタを重ねて形成してもよい。
色フィルタ3を構成する各色フィルタの数や、固体撮像
素子1の受光素子1aの数については、必要に応じて増
減すればよい。なお、本発明は上記実施形態の他に種々
の実施形態が考えられるが、それらはすべて本発明に含
まれるものである。
タによれば、上記のように、波長400nm近傍〜70
0nm近傍の透過率が一様ではないWの色フィルタ、す
なわち、無色透明でないWの色フィルタを使用すること
で、WとGの色フィルタにおける波長400nm近傍〜
700nm近傍での透過率の和を、CyとYeの色フィ
ルタにおける波長400nm近傍〜700nm近傍での
透過率の和に一致または略一致させることが可能になる
と共に、ダイナミックレンジ等で有利な特性を得ること
ができる。
によれば、上記のように、Gの色フィルタにおける透過
率は波長550nm近傍をピークとし、波長400nm
近傍と波長700nm近傍ではほぼ透過率0%となるの
で、Wの色フィルタにおける透過率を、波長400nm
近傍ではCyの色フィルタにおける透過率と一致または
略一致させ、波長700nm近傍ではYeの色フィルタ
における透過率と一致または略一致させることで、Wと
Gの色フィルタにおける波長400nm近傍〜700n
m近傍での透過率の和を、CyとYeの色フィルタにお
ける波長400nm近傍〜700nm近傍での透過率の
和に一致または略一致させることが可能になると共に、
ダイナミックレンジ等で有利な特性を得ることができ
る。
によれば、上記のように、波長400nm近傍〜700
nm近傍の透過率が一様ではないWの色フィルタと、所
定の透過率を有するフィルタとの組合せにより、WとG
の色フィルタにおける透過率の和と、CyとYeの色フ
ィルタにおける透過率の和とを一致または略一致させる
ので、ダイナミックレンジ等で有利な特性を得ることが
できると共に、W、G、Cy、および、Yeの色フィル
タの自由度を広げることができる。
が、CyとYeの色フィルタにおける透過率の和とほぼ
等しいか小さい場合にこのフィルタを重ねることで、結
果的に、モザイク状色フィルタを構成する各色フィルタ
の透過率を調整することができる。
によれば、上記のように、Wの色フィルタに所定の透過
率を有するフィルタを重ねることで、波長400nm近
傍〜700nm近傍の透過率が一様ではないWの色フィ
ルタを形成することができる。
するフィルタと、CyとYeのいずれか一方または双方
の色フィルタに重ねる所定の透過率を有するフィルタと
の組合せにより、WとGの色フィルタにおける透過率の
和と、CyとYeの色フィルタにおける透過率の和とを
一致または略一致させるので、ダイナミックレンジ等で
有利な特性を得ることができると共に、W、G、Cy、
および、Yeの色フィルタの自由度を更に広げることが
できる。
れか一方または双方の色フィルタに対して所定の透過率
を有するフィルタを重ねることで、結果的に、モザイク
状色フィルタを構成する各色フィルタの透過率を調整す
ることができる。
によれば、上記のように、1行出力からなる輝度信号の
モワレ成分は、Wの色フィルタに対する信号とGの色フ
ィルタに対する信号との差に応じて発生するが、Wの色
フィルタに対して減衰フィルタを重ねることで、このモ
ワレ成分を減少させることができる。
らなる各輝度信号の差を縮小するようにした固体撮像素
子の色フィルタを得ることができる。
図
タを形成する説明図
ィルタの構成図
ィルタの構成図
光特性図
光特性図
タにWの色フィルタを重ねた場合の分光特性図
タに減衰フィルタを重ねた場合の分光特性図
タの分光特性図
タ、3…W、G、Cy、および、Yeのモザイク状色フ
ィルタ、W…ホワイト、G…グリーン、Cy…シアン、
Ye…イエロ。
Claims (5)
- 【請求項1】 波長400nm近傍〜700nm近傍の
透過率が一様ではないホワイトの色フィルタとグリーン
の色フィルタとを交互に配置した1行と、シアンとイエ
ロの色フィルタを交互に配置した1行とを交互に配列し
たモザイク状色フィルタからなる固体撮像素子の色フィ
ルタにおいて、 前記ホワイトと前記グリーンの色フィルタにおける波長
400nm近傍〜700nm近傍での透過率の和が、前
記シアンと前記イエロの色フィルタにおける波長400
nm近傍〜700nm近傍での透過率の和に一致または
略一致してなる固体撮像素子の色フィルタ。 - 【請求項2】 波長400nm近傍〜700nm近傍の
透過率が一様ではないホワイトの色フィルタとグリーン
の色フィルタとを交互に配置した1行と、シアンとイエ
ロの色フィルタを交互に配置した1行とを交互に配列し
たモザイク状色フィルタからなる固体撮像素子の色フィ
ルタにおいて、 前記ホワイトの色フィルタにおける透過率が、波長が4
00nm近傍では前記シアンの色フィルタにおける透過
率と一致または略一致し、波長が700nm近傍では前
記イエロの色フィルタにおける透過率と一致または略一
致してなる固体撮像素子の色フィルタ。 - 【請求項3】 波長400nm近傍〜700nm近傍の
透過率が一様ではないホワイトの色フィルタとグリーン
の色フィルタとを交互に配置した1行と、シアンとイエ
ロの色フィルタを交互に配置した1行とを交互に配列し
たモザイク状色フィルタを構成している前記シアンと前
記イエロのいずれか一方または双方の色フィルタに対し
て、 前記ホワイトと前記グリーンの色フィルタにおける波長
400nm近傍〜700nm近傍での透過率の和と、前
記シアンと前記イエロの色フィルタにおける波長400
nm近傍〜700nm近傍での透過率の和とを一致また
は略一致させるようなフィルタを重ねてなる固体撮像素
子の色フィルタ。 - 【請求項4】 ホワイトとグリーンの色フィルタを交互
に配置した1行と、シアンとイエロの色フィルタを交互
に配置した1行とを交互に配列したモザイク状色フィル
タを構成している、前記ホワイトの色フィルタと共に、
前記シアンと前記イエロのいずれか一方または双方の色
フィルタに対して、 前記ホワイトと前記グリーンの色フィルタにおける波長
400nm近傍〜700nm近傍での透過率の和と、前
記シアンと前記イエロの色フィルタにおける波長400
nm近傍〜700nm近傍での透過率の和とを一致また
は略一致させるようなフィルタを重ねてなる固体撮像素
子の色フィルタ。 - 【請求項5】 前記ホワイトの色フィルタに対して、波
長400nm近傍〜700nm近傍で一様または略一様
な透過率を有する減衰フィルタを重ねてなる請求項1〜
請求項4記載の固体撮像素子の色フィルタ。
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---|---|---|---|
JP25064895A JP3068114B2 (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | 固体撮像素子の色フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25064895A JP3068114B2 (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | 固体撮像素子の色フィルタ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0990118A JPH0990118A (ja) | 1997-04-04 |
JP3068114B2 true JP3068114B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=17210989
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25064895A Expired - Lifetime JP3068114B2 (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | 固体撮像素子の色フィルタ |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100784391B1 (ko) | 2006-09-06 | 2007-12-11 | 삼성전자주식회사 | 칼라 필터 어레이 그리고 그것을 포함하는 씨모스 이미지 센서 |
KR101441432B1 (ko) * | 2008-02-11 | 2014-09-17 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서 |
KR101534547B1 (ko) | 2008-11-24 | 2015-07-08 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서 및 이를 포함하는 시스템 |
WO2019065143A1 (ja) * | 2017-09-26 | 2019-04-04 | 富士フイルム株式会社 | 積層体、及び、固体撮像素子 |
-
1995
- 1995-09-28 JP JP25064895A patent/JP3068114B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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---|---|
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