JPH01198703A - 固体撮像カラーカメラ用色分離フィルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、固体撮像カラーカメラ用色分離フィルターに
関し、更に詳しくは１個の固体撮像素子から２種以上の
色信号を取り出す単板方式あるいは２機力式の固体撮像
カラーカメラ用色分離フィルターに関する。

固体撮像カラーカメラはＣＣＤ、　　ＭＯＳ、　　ＪＦ
３ＢＤ等の固体撮像素子の各画素に対向させてモザイク
状あるいはストライプ状の色分離フィルター、例えば赤
、緑、青（以後、それぞれＲ，Ｇ、Ｂと略記する）の各
フィルター素子を配置することによりＲ，Ｇ、Ｂのカラ
ー信号を取り出している。固体撮像素子はＳｉ面上に複
雑な電極構造があり各電極の吸収等により、たとえば第
１図に示すごとく分光感度特性は可視域の短波長領域の
分光感度が悪いという傾向がある。第１図はＣＣＤの分
光感度特性であるが、ｃｃｎ以外のＭＯＳ。

ＢＢＤ等でもＳｉを使用しているので短波長領域に吸収
を生じ分光感度は第１図に示したものと同様の傾向を示
す。

このような固体撮像素子を用いてカラーカメラを構成す
るには色分離フィルターを介してカラー信号を得る必要
があるが、たとえばＲ，Ｇ、Ｂの各フィルター素子を配
置した色分離フィルターの各フィルター素子の分光特性
は一般に第２図に示す特性をもつ。このような色分離フ
ィルターとしては有機系樹脂を染料で着色した有機染色
フィルター、ダイクロイツタフィルター等がある。

第３図に固体カラーカメラの光学系の一例を示すが撮像
レンズ１により被写体を固体撮像素子４の感光部領域に
結像させる。色分離フィルター層３の各フィルター素子
は固体撮像素子４の各画素に対応させて配置する。色分
離フィルター層の配置法としては、色分離フィルター層
を透明基板上に形成した色分離フィルターと固体撮像素
子の間にリレーレンズを介して対応させる方法（以下、
リレーレンズ法という）、色分離フィルター層を透明支
持体上に形成した色分離フィルターを固体撮像素子の各
画素に対応して接着剤により貼り合せる方法（以下、貼
合せ法という）及び固体撮像素子上に直接色分離フィル
ター層を加工配置する方法（以下、直接法という）があ
る。第３図は貼合せ法の例を示す。第３図において色分
離フィルター層３は透明基板５上に設けられ、接着剤６
を介して固体撮像素子４に貼り合わされる。

また、固体撮像素子では特に近赤外部での感度が大きい
ことと、色分離フィルターが近赤外部で透過特性を有す
ることのために、不要信号の重畳となって輝度及び色度
誤差を生じることを防ぐため通常赤外線カットフィルタ
ー２を色分離フィルター３と損保レンズｌの間に配置す
る。第４図に赤外線カットフィルターの分光透過率特性
を示す。

以上より固体撮像カラーカメラの固体撮像素子の各カラ
ー信号の総合感度は第５図に示すようになる。さらに、
第６図に固体撮像素子から得られる各カラー信号の出力
を示す。

このように各カラー信号の出力レベルが大きく異なって
しまう。例えばＢ信号はＧ信号の１７３〜１／４の出力
となる。このような場合Ｒ信号あるいはＧ信号がＢ信号
へ混入したり、Ｂ信号が相対的に小さいために生じるＢ
信号のＳ／Ｎ劣化が生じカラーカメラとしての色再現性
を著しく劣化させる。

本発明の目的は、上記のような各カラー信号出力レベル
が大きく異なる問題を改善した固体撮像カラーカメラ用
色分離フィルターの提供、すなわち、出力レベルを揃え
るようにした固体撮像カラーカメラ用色分離フィルター
の提供にある。

本発明は、総合感度特性が各カラーの出力レベルが一定
になるようにするため一定のたとえば第２図に示す色分
離フィルター分光透過率特性をもつフィルター素子の全
面をおおうように補正フィルター層を色分離フィルター
層の上または下に層設することを特徴とする。

以下、上記の本発明について詳細に説明する。

まず、第７図（ａ）〜（Ｃ）は、本発明に係る色分離フ
ィルターの構造例を示す模式断面図である。第７図（ａ
）に示す色分離フィルターは透明支持体１１の上に色分
離フィルター層１２（−例としてＲｌＧ、Ｂの各色素子
を設けた場合を示す）を設け、さらにその上に補正フィ
ルター層１３を設けた構造をもつ。又、第７図（ｂ）に
示す色分離フィルターは透明支持体１１の上に補正フィ
ルター層１３を設け、さらにその上に色分離フィルター
層１２を設けた構造をもつ。又さらに、第７図（Ｃ）に
示す色分離フィルターは色分離フィルター層１２の上下
に補正フィルターＩＪ１３を有する。

上述の例において、色分離フィルター層は第８図（ａ）
に示す分光透過率特性を有し、さらに上記補正フィルタ
ー層が第８図（ａ）においてＰで示す如き分光透過率特
性を有するような淡いシアン色であるとすると、該色分
離フィルターの分光透過率特性は第８図ら）に示すよう
になる。

従って、このような分光透過率特性を有する本発明の色
分離フィルターを固体撮像素子の各画素に対応するよう
にリレーレンズ法あるいは貼合せ法により配置し、赤外
線カットフィルターを介して被写体を撮像すると、総合
感度は第９図に示すようになり、固体撮像素子から得ら
れるＲ、Ｇ、Ｂの各カラー信号は第１０図のようになり
、各出力信号が均一化し出力レベルの高い信号が低出力
レベル信号へ混入する等の問題を改善でき、高品質のカ
ラー画像が得られる。

本発明の色分離フィルターを製造する方法としては、ガ
ラスなどの透明基板上にカゼイン、ゼラチン、グリユー
等の有機樹脂を製版し有機染料により着色して各分光特
性を有するフィルター素子形成後、同様の方法で被着色
性有機樹脂を形成後、日本化薬味製、染料であるカヤノ
ールミーリングターキスブルー３Ｇ、カヤノールミーリ
ングウルトラスカイＳＦ、カヤジオンターキスＰＧＦあ
るいは三菱化成工業■製ダイアシトブリリアントスカイ
ブルー訃、ダイアシトライトブルー２Ａ等により染色し
て補正フィルター層を形成すると良い。あるいは補正フ
ィルター層を形成後各フィルター素子を形成する方法を
とっても良い。ただし色分離フィルターは各色の分光特
性を有するように着色する場合には通常分光透過率特性
を測定しながら着色するため、補正フィルター層を形成
後各フィルター層を形成する方が製造しやすい。

上記においては有機染色フィルターについて説明したが
、色分離フィルター層又は補正フィルター層を多層干渉
薄膜により形成することも可能であることは明らかであ
り、多層干渉薄膜で色分離フィルター層を形成し、補正
フィルター層を有機染色フィルターで形成することも、
この逆も可能である。また、補正フィルター層をフタロ
シアニン等の顔料を蒸着して形成することも可能である
。

以下、実施例を示して本発明につきさらに具体的に説明
する。尚、以下の文中の「部」は「重量部」を示す。

実施例 透明支持体（バイレックガラス）上にカゼイン−重クロ
ム酸アンモニウムからなる水性感光液を０．４μの膜厚
に塗布した後、乾燥、露光、現像後カヤジオンターキス
ＰＧＦの０．０４％水溶液（６０°Ｃ）で２分間染色し
て補正フィルター層を形成後、タンニン酸及び酒石酸ア
ンチモニルカリウム溶液で防染処理後、各フィルター素
子を形成する。各フィルター層の形成法として上記と同
様の水性感光液を０．８μの膜厚に上記補正フィルター
層上に塗布した後、・乾燥させ、マスクによる密着露光
、現像後、Ｒフィルター素子の染色、防染処理を行ない
、以下同様の工程をくり返し、Ｇフィルター素子、Ｂフ
ィルター素子を形成する。最後に保護膜として１μの膜
厚を有する透明なアクリル樹脂を塗布後加熱硬化させ本
発明の固体撮像カラーカメラ用色分離フィルターを作製
した。各フィルター素子の染色浴組成は下記の通りであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はＣＣＯ固体撮像素子の分光感度特性を示すグラ
フ、第２図はＲ，Ｇ、Ｂの各フィルター素子を配置した
色分離フィルターの分光透過率特性を示すグラフ、第３
図は固体撮像カラーカメラの光学系の一例を示す説明図
、第４図は赤外線カットフィルターの分光透過率特性を
示すグラフ、第５図は、固体描像カラーカメラの固体撮
像素子の各カラー信号の総合感度を示すグラフ、さらに
第６図はこのような固体撮像素子から得られる各カラー
信号の出力を示すグラフ、第７図は本発明に係る固体撮
像カラーカメラ用色分離フィルターの構造例を示す模式
断面図、第８［ｆｆ１（ａ）は本発明に係る固体撮像カ
ラーカメラ用色分離フィルターの色分離フィルター層と
補正フィルター層の分光透過率特性を別々に示すグラフ
、同じく第８図［有］）は総合して示すグラフ、第９図
は上記色分離フィルターを用いた場合の固体撮像素子の
各カラー信号の総合感度を示すグラフ、さらに第１０図
はこのような固体撮像素子から得られる各カラー信号の
出力を示すグラフである。 １１・・・透明基板 １２・・・色分離フィルター層 １３・・・補正フィルター層 特許出願人　大日本印刷株式会社 代理人　弁理士　平　木　祐　輔 同　　弁理士　石　井　貞　次 第５図　　　　　第６図 第７図 ｖＡ款ぐ・岬 蝦叡４Ｖ−？ 殻チ埼・４ト　ミニ 第８図 （ａ）　　　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）第９図
　　第１０図 ＝２七Ｌ＆　（ｎｍ）　　　　　　　　　　　　　　　
　Ｉｔ輌（會）昭和６３年１１月　５日 特許庁長官　　吉　１）文　毅　　殿 ２、発明の名称 固体撮像カラーカメラ用色分離フィルター３、補正をす
る者 事件との関係　　　　　特許出願人 柱　所　東京都新宿区市谷加賀町工丁目１番１号名称（
２８９）大日本印刷株式会社 代表者北島義俊 ４、代　理　人 住　所　東京都港区虎ノ門１丁目１５番７号住所同　上 ６、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ７、補正の内容 （１）明細書第５頁第１１行〜１２行「上または」を削
除する。 （２）明細書第５頁第１４行「（ａ）〜（Ｃ）」を削除
する。 （３）明細書第５頁第１５行〜２０行「第７図・・・・
・・・・・・構造をもつ。又、」を削除する。 （４）明細書第５頁第２０行「第７図（ハ）」とあるを
「第７図」と補正する。 （５）明細書第６頁第２行「フィルター層１２を」とあ
るを「フィルター層１２（−例として、Ｒ，Ｇ、Ｂ各色
素子を設けた場合を示す）を」と補正する。 （６）明細書第６頁第３行〜５行「又さらに、・・・・
・・・・・・を有する。」とあるを削除する。 （７）明細書第６頁第６行「フィルター層は」とあるを
「フィルター層１２は」と補正する。 （８）明細書第６頁第８行「フィルター層が」とあるを
「フィルター層１３が」と補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 透明基板上に、色分離フィルター層を有し、かつ該色分
   離フィルター層￥の下に、￥上記色分離フィルター層を
   構成する各色フィルター素子の分光透過率特性を固体撮
   像素子の分光感度特性による出力レベルの変化に応じた
   ものにさせる分光透過率特性をもつ淡いシアン色の全体
   に一様な材質の補正フィルター層が前記色分離フィルタ
   ー層を構成する各色フィルター素子の全面をおおうよう
   に層設されていることを特徴とする固体撮像カラーカメ
   ラ用色分離フィルター。