JPH025355B2 - - Google Patents
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- JPH025355B2 JPH025355B2 JP55079553A JP7955380A JPH025355B2 JP H025355 B2 JPH025355 B2 JP H025355B2 JP 55079553 A JP55079553 A JP 55079553A JP 7955380 A JP7955380 A JP 7955380A JP H025355 B2 JPH025355 B2 JP H025355B2
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- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 15
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 7
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/10—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は固体撮像素子を用いてカラー画像を得
るカラー固体撮像装置に関するものであり、光の
利用率を高めて感度をできるだけ高めることので
きるカラー固体撮像装置を得ることを目的とする
ものである。
るカラー固体撮像装置に関するものであり、光の
利用率を高めて感度をできるだけ高めることので
きるカラー固体撮像装置を得ることを目的とする
ものである。
固体撮像素子は、多数の例えばフオトダイオー
ド等の光感応素子を２次元に配し、この光感応素
子を順次走査することで映像信号を得るものであ
る。このため被写体像は、光感応素子による画素
によつて空間的にサンプリングされることにな
り、再生画像の解像度は画素の密度で決定され
る。また、画素の密度は、製造上の問題として、
高密度とすることは容易ではない。このため、単
一の固体撮像素子を用いるカラー固体撮像装置で
は、画素の密度で決まる解像度を低下させること
無くカラー化する事が重要な問題となつている。
ド等の光感応素子を２次元に配し、この光感応素
子を順次走査することで映像信号を得るものであ
る。このため被写体像は、光感応素子による画素
によつて空間的にサンプリングされることにな
り、再生画像の解像度は画素の密度で決定され
る。また、画素の密度は、製造上の問題として、
高密度とすることは容易ではない。このため、単
一の固体撮像素子を用いるカラー固体撮像装置で
は、画素の密度で決まる解像度を低下させること
無くカラー化する事が重要な問題となつている。
単板カラー撮像装置は、原理的には画素上に異
なる色光を透過する色フイルタを配し、これによ
つて得られる異なる色光による画素信号に基き、
被写体像の色情報を得るものである。
なる色光を透過する色フイルタを配し、これによ
つて得られる異なる色光による画素信号に基き、
被写体像の色情報を得るものである。
単板式カラーカメラでは、その安定性及び信号
処理系の簡便さから考慮すると撮像板出力信号か
ら直接色差信号を得る方式が良い。水平・垂直解
像度をできるだけ多く得るためには、水平方向の
色フイルタの組み合せの数を少なくし、輝度成分
については、垂直相関を用いない事が望ましい。
処理系の簡便さから考慮すると撮像板出力信号か
ら直接色差信号を得る方式が良い。水平・垂直解
像度をできるだけ多く得るためには、水平方向の
色フイルタの組み合せの数を少なくし、輝度成分
については、垂直相関を用いない事が望ましい。
従つて、第１の水平走査により第１の色差信号
例えばＲ−Ｙ信号を得、続く第２の水平走査によ
り第２の色差信号例えばＢ−Ｙ信号を得、輝度信
号は各水平走査毎に取出すようにする。
例えばＲ−Ｙ信号を得、続く第２の水平走査によ
り第２の色差信号例えばＢ−Ｙ信号を得、輝度信
号は各水平走査毎に取出すようにする。
ここで、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ信号を得るための受光
部と色フイルタの関係を第１図、第２図ａ〜ｄを
用いて説明するが、説明を簡単にする為、撮像板
受光部の分光感度特性は可視光域内で平坦とす
る。
部と色フイルタの関係を第１図、第２図ａ〜ｄを
用いて説明するが、説明を簡単にする為、撮像板
受光部の分光感度特性は可視光域内で平坦とす
る。
第１図において１は受光部、２は赤透過フイル
タＲ、青透過フイルタＢ、及び開口部を狭くした
全色透過フイルタＷの各色フイルタエレメントよ
り構成されたモザイク状色フイルタであり、両者
は１受光部に対して１個の色フイルタエレメント
が対応するように配置されている。このような色
フイルタと撮像板の組み合せにおいて白色光を受
光すれば、各水平走査により得られる受光部出力
信号の分光特性は第２図ａ〜ｄに示すようにな
る。すなわち、Ｎ(H)の水平走査においてＲの色フ
イルタエレメントに対応する受光素子出力信号の
レスポンスは第２図ａ、Ｗの色フイルタエレメン
トに対応する受光素子出力信号は同図ｂ、同様に
＋１(H)の水平走査においては、Ｂ及びＷの色フイ
ルタエレメントに対応する受光部出力信号は、
各々同図ｃ，ｄに示すようになる。
タＲ、青透過フイルタＢ、及び開口部を狭くした
全色透過フイルタＷの各色フイルタエレメントよ
り構成されたモザイク状色フイルタであり、両者
は１受光部に対して１個の色フイルタエレメント
が対応するように配置されている。このような色
フイルタと撮像板の組み合せにおいて白色光を受
光すれば、各水平走査により得られる受光部出力
信号の分光特性は第２図ａ〜ｄに示すようにな
る。すなわち、Ｎ(H)の水平走査においてＲの色フ
イルタエレメントに対応する受光素子出力信号の
レスポンスは第２図ａ、Ｗの色フイルタエレメン
トに対応する受光素子出力信号は同図ｂ、同様に
＋１(H)の水平走査においては、Ｂ及びＷの色フイ
ルタエレメントに対応する受光部出力信号は、
各々同図ｃ，ｄに示すようになる。
ここで、Ｗの色フイルタエレメントは、その開
口部を受光部面積の1/3程度とし、残る2/3程度は
光学的に遮光している。これは、無彩色の被写体
を撮像した時にＲ、Ｂ及びＷの各フイルタエレメ
ントに対応する受光部よりの出力信号を各々等し
くして、ホワイトバランスをとるためのものであ
る。
口部を受光部面積の1/3程度とし、残る2/3程度は
光学的に遮光している。これは、無彩色の被写体
を撮像した時にＲ、Ｂ及びＷの各フイルタエレメ
ントに対応する受光部よりの出力信号を各々等し
くして、ホワイトバランスをとるためのものであ
る。
ここで、Ｒ、Ｂ、Ｗの各フイルタエレメントに
対応する受光部よりの出力信号を各々Ｒ、Ｂ、Ｙ
信号と呼ぶ。
対応する受光部よりの出力信号を各々Ｒ、Ｂ、Ｙ
信号と呼ぶ。
このようにすれば、第１図に示したＮ(H)，Ｎ＋
１(H)の各出力信号は、色フイルタをかけない場合
の１つの受光部よりの出力信号を１とすれば、第
２図ａ〜ｄより明らかなように、Ｎ(H)の走査によ
る出力信号So，Ｎ＋１(H)の走査による出力信号
So+1は、 So＝１／３（Ｒ＋Ｙ）＋１／３Rsinωt ＋１／３Ysin（ωt＋π） ＝１／３（Ｒ＋Ｙ）＋１／３（Ｒ−Ｙ）sinωt So+1＝１／３（Ｂ＋Ｙ）＋１／３Bsinωt ＋１／３Ysin（ωt＋π） ＝１／３（Ｂ＋Ｙ）＋１／３（Ｂ−１）sinωt と表わす事ができる。
１(H)の各出力信号は、色フイルタをかけない場合
の１つの受光部よりの出力信号を１とすれば、第
２図ａ〜ｄより明らかなように、Ｎ(H)の走査によ
る出力信号So，Ｎ＋１(H)の走査による出力信号
So+1は、 So＝１／３（Ｒ＋Ｙ）＋１／３Rsinωt ＋１／３Ysin（ωt＋π） ＝１／３（Ｒ＋Ｙ）＋１／３（Ｒ−Ｙ）sinωt So+1＝１／３（Ｂ＋Ｙ）＋１／３Bsinωt ＋１／３Ysin（ωt＋π） ＝１／３（Ｂ＋Ｙ）＋１／３（Ｂ−１）sinωt と表わす事ができる。
したがつて、輝度信号として、Soからは１／３
（Ｒ＋Ｙ）、So+1からは１／３（Ｂ＋Ｙ）が得られる
が、So、So+1の低減成分は異なるため水平走査線
毎に信号量が異なりライン濃淡が生じる。このラ
イン濃淡を防止するにはＹ信号のみをサンプリン
グすればよいが、サンプリングにより輝度信号を
得れば、水平解像度は1/2となる。
毎に信号量が異なりライン濃淡が生じる。このラ
イン濃淡を防止するにはＹ信号のみをサンプリン
グすればよいが、サンプリングにより輝度信号を
得れば、水平解像度は1/2となる。
しかしながら、色差信号は色フイルタにより空
間変調された基本波成分を同期検波する事により
Soからは１／６（Ｒ−Ｙ）、So+1からは１／６（Ｂ−Ｙ
） の色差信号を得る事ができる。
間変調された基本波成分を同期検波する事により
Soからは１／６（Ｒ−Ｙ）、So+1からは１／６（Ｂ−Ｙ
） の色差信号を得る事ができる。
以上述べたようにこのような構成においては、
一つの受光部に対して、単一の原色を選択する
為、カメラとしての感度は、白黒テレビカメラの
感度の1/3となり、非常に不利である。また各水
平走査毎に直流成分が異なる為にライン濃淡現象
が表われる等の欠点を有している。
一つの受光部に対して、単一の原色を選択する
為、カメラとしての感度は、白黒テレビカメラの
感度の1/3となり、非常に不利である。また各水
平走査毎に直流成分が異なる為にライン濃淡現象
が表われる等の欠点を有している。
本発明は以上のような問題点にかんがみなされ
たもので、モザイク状色フイルタの構成により、
入射光が受光部へ多く照射され、光利用率を高く
して、カメラとしての感度を高くすることができ
るとともに、各水平走査毎の直流成分を同じにし
てライン濃淡現象を無くすことのできる固体撮像
装置を提供するものである。
たもので、モザイク状色フイルタの構成により、
入射光が受光部へ多く照射され、光利用率を高く
して、カメラとしての感度を高くすることができ
るとともに、各水平走査毎の直流成分を同じにし
てライン濃淡現象を無くすことのできる固体撮像
装置を提供するものである。
以下に本発明を図面を用いて実施例とともに説
明する。
明する。
第３図は本願の第１の発明の一実施例を示す色
フイルタの構成図であつて、１は撮像板の分割さ
れた受光部、３は赤透過フイルタＲ、シアン透過
フイルタCY、青透過フイルタＢ、黄透過フイル
タYe及び全色透過フイルタＷの各色フイルタエ
レメントより構成されたモザイク状色フイルタで
あり、受光部１と各色フイルタエレメントは１つ
の受光部に対してCY、Ｗ、Ｂ、Ｗ、Ye、Ｗの組
み合せが対応するように配置され、Ｒ、Ｗ、CY、
Ｂ、Yeの各色フイルタエレメントの受光部に対
する面積はＷ部分の面積を全て等しくして配列す
る。即ち１つの受光部に対応させる２種類のフイ
ルタエレメントは任意に選択可能である。ここで
は説明の便宜上、１つの受光部に対応する２つの
フイルタエレメントを各々1/2として説明する。
フイルタの構成図であつて、１は撮像板の分割さ
れた受光部、３は赤透過フイルタＲ、シアン透過
フイルタCY、青透過フイルタＢ、黄透過フイル
タYe及び全色透過フイルタＷの各色フイルタエ
レメントより構成されたモザイク状色フイルタで
あり、受光部１と各色フイルタエレメントは１つ
の受光部に対してCY、Ｗ、Ｂ、Ｗ、Ye、Ｗの組
み合せが対応するように配置され、Ｒ、Ｗ、CY、
Ｂ、Yeの各色フイルタエレメントの受光部に対
する面積はＷ部分の面積を全て等しくして配列す
る。即ち１つの受光部に対応させる２種類のフイ
ルタエレメントは任意に選択可能である。ここで
は説明の便宜上、１つの受光部に対応する２つの
フイルタエレメントを各々1/2として説明する。
受光部と、各色フイルタエレメントを前述の如
き組み合せにすれば、Ｎ(H)の水平走査における
Ｒ、Ｗ色フイルタエレメントに対応する受光部か
らは第４図ａ、CY、Ｗ色フイルタエレメントに
対応する受光部からは第４図ｂ、Ｎ＋１(H)の水平
走査におけるＢ、Ｗ色フイルタエレメントに対応
する受光部からは第４図ｃ、Ye、Ｗ色フイルタ
エレメントに対応する受光部からは第４図ｄに
各々示した分光感度特性を有する撮像出力信号が
得られる。
き組み合せにすれば、Ｎ(H)の水平走査における
Ｒ、Ｗ色フイルタエレメントに対応する受光部か
らは第４図ａ、CY、Ｗ色フイルタエレメントに
対応する受光部からは第４図ｂ、Ｎ＋１(H)の水平
走査におけるＢ、Ｗ色フイルタエレメントに対応
する受光部からは第４図ｃ、Ye、Ｗ色フイルタ
エレメントに対応する受光部からは第４図ｄに
各々示した分光感度特性を有する撮像出力信号が
得られる。
即ち、第３図及び第４図ａ〜ｄに示した各受光
部よりの各出力信号を各々Sa，Sb，Sc，Sdとし、
色フイルタをかけない場合の１つの受光部よりの
出力信号を１とすれば白色光の赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂ
の構成はＲ：Ｇ：Ｂ＝１／３：１／３：１／３であるか
ら、 Sa＝１／３（１／２Ｂ＋１／２Ｇ＋Ｒ） Sb＝１／３（Ｂ＋Ｇ＋１／２Ｒ） Sc＝１／３（Ｂ＋１／２Ｇ＋１／２Ｒ） Sd＝１／３（１／２Ｂ＋Ｇ＋Ｒ） と表わす事ができる。
部よりの各出力信号を各々Sa，Sb，Sc，Sdとし、
色フイルタをかけない場合の１つの受光部よりの
出力信号を１とすれば白色光の赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂ
の構成はＲ：Ｇ：Ｂ＝１／３：１／３：１／３であるか
ら、 Sa＝１／３（１／２Ｂ＋１／２Ｇ＋Ｒ） Sb＝１／３（Ｂ＋Ｇ＋１／２Ｒ） Sc＝１／３（Ｂ＋１／２Ｇ＋１／２Ｒ） Sd＝１／３（１／２Ｂ＋Ｇ＋Ｒ） と表わす事ができる。
また、第４図ａ〜ｄからわかるように、Ｎ(H)に
関しては第４図ａ，ｂからCY成分を各々差し引
くとＲ、Ｗ成分となる。
関しては第４図ａ，ｂからCY成分を各々差し引
くとＲ、Ｗ成分となる。
即ち、Ｎ(H)においてはＲ−Ｗ、Ｎ＋１(H)におい
てはＢ−Ｗ信号を得る事ができる。他の表現方法
として、Ｎ(H)に関しては第４図ａ，ｂから共通の
大きさを有するＷ成分を各々差し引くことにより
Ｒ、Ｗ成分が残る。即ちＮ(H)においては（Ｒ−
CY）、Ｎ＋１(H)においては（Ｂ−Ye）信号を得る
ことができる。但し、第４図においてわかるよう
に、Ｎ(H)においてはＲ成分とＷ成分、Ｎ＋１(H)に
おいてはＢ成分とＷ成分が同一の信号量でない為
にホワイトバランスのとれていない色差信号とな
る。しかし、Ｗ成分はSy＝Ｒ＋Ｇ＋Ｂであり、か
つ、各水平走査の低域成分はＲ：Ｇ：Ｂ＝１：
１：１である為、各水平走査の低域成分で補正す
る事ができる。
てはＢ−Ｗ信号を得る事ができる。他の表現方法
として、Ｎ(H)に関しては第４図ａ，ｂから共通の
大きさを有するＷ成分を各々差し引くことにより
Ｒ、Ｗ成分が残る。即ちＮ(H)においては（Ｒ−
CY）、Ｎ＋１(H)においては（Ｂ−Ye）信号を得る
ことができる。但し、第４図においてわかるよう
に、Ｎ(H)においてはＲ成分とＷ成分、Ｎ＋１(H)に
おいてはＢ成分とＷ成分が同一の信号量でない為
にホワイトバランスのとれていない色差信号とな
る。しかし、Ｗ成分はSy＝Ｒ＋Ｇ＋Ｂであり、か
つ、各水平走査の低域成分はＲ：Ｇ：Ｂ＝１：
１：１である為、各水平走査の低域成分で補正す
る事ができる。
第３図におけるＮ(H)，Ｎ＋１(H)による撮像素子
の出力信号So，So+1は So＝１／３（１／２Ｂ＋１／２Ｇ＋Ｒ）＋１／３（１／
２Ｂ＋１／２Ｇ＋Ｒ）sinωt＋１／３（Ｂ＋Ｇ＋１／２
Ｒ） ＋１／３（Ｂ＋Ｇ＋１／２Ｒ）sin（ωt＋π）＝１／
２（Ｂ＋Ｇ＋Ｒ）＋１／３（Ｒ−Ｒ＋Ｇ＋Ｂ／２）sin
ωt So+1＝１／３（Ｂ＋１／２Ｇ＋１／２Ｒ）＋１／３（Ｂ
＋１／２Ｇ＋１／２Ｒ）sinωt＋１／３（１／２Ｂ＋Ｇ
＋Ｒ） ＋１／３（１／２Ｂ＋Ｇ＋Ｒ）sin（ωt＋π）＝１／
２（Ｂ＋Ｇ＋Ｒ）＋１／３（Ｂ−Ｒ＋Ｇ＋Ｂ／２）sin
ωt と表わすこともできる。
の出力信号So，So+1は So＝１／３（１／２Ｂ＋１／２Ｇ＋Ｒ）＋１／３（１／
２Ｂ＋１／２Ｇ＋Ｒ）sinωt＋１／３（Ｂ＋Ｇ＋１／２
Ｒ） ＋１／３（Ｂ＋Ｇ＋１／２Ｒ）sin（ωt＋π）＝１／
２（Ｂ＋Ｇ＋Ｒ）＋１／３（Ｒ−Ｒ＋Ｇ＋Ｂ／２）sin
ωt So+1＝１／３（Ｂ＋１／２Ｇ＋１／２Ｒ）＋１／３（Ｂ
＋１／２Ｇ＋１／２Ｒ）sinωt＋１／３（１／２Ｂ＋Ｇ
＋Ｒ） ＋１／３（１／２Ｂ＋Ｇ＋Ｒ）sin（ωt＋π）＝１／
２（Ｂ＋Ｇ＋Ｒ）＋１／３（Ｂ−Ｒ＋Ｇ＋Ｂ／２）sin
ωt と表わすこともできる。
従つて輝度信号は低域成分（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）成分
をローパスフイルタにより高調波成分を除去して
得る。ここでＮ(H)，Ｎ＋１(H)共その低域成分は等
しい為ライン濃淡は発生しない。色差信号はモザ
イク状色フイルタにより空間変調された基本波成
分のみを同期検波する事によりＲ−Ｒ＋Ｇ＋Ｂ／２、 Ｂ−Ｒ＋Ｇ＋Ｂ／２が得られる。この信号は（Ｒ− Cy）、（Ｂ−Ye）信号でありこれら２種類の信号
は略直交している。
をローパスフイルタにより高調波成分を除去して
得る。ここでＮ(H)，Ｎ＋１(H)共その低域成分は等
しい為ライン濃淡は発生しない。色差信号はモザ
イク状色フイルタにより空間変調された基本波成
分のみを同期検波する事によりＲ−Ｒ＋Ｇ＋Ｂ／２、 Ｂ−Ｒ＋Ｇ＋Ｂ／２が得られる。この信号は（Ｒ− Cy）、（Ｂ−Ye）信号でありこれら２種類の信号
は略直交している。
また、本発明によれば、従来例と比較してカメ
ラとしての感度は2.2倍向上する。このとき、Ｒ、
CY、Ｂ、Yeの各フイルタエレメントの大きさを
大きくすると色信号の変調度を大きくすることが
でき、その結果色信号のSN比を向上させること
ができる。またＲ、CY、Ｂ、Yeの各フイルタエ
レメントの大きさを小さくすると色信号の変調度
が小さくなり、その結果、輝信号のSN比が良く
なる。つまり本発明では、色信号成分の変調度を
任意に設定することができる。
ラとしての感度は2.2倍向上する。このとき、Ｒ、
CY、Ｂ、Yeの各フイルタエレメントの大きさを
大きくすると色信号の変調度を大きくすることが
でき、その結果色信号のSN比を向上させること
ができる。またＲ、CY、Ｂ、Yeの各フイルタエ
レメントの大きさを小さくすると色信号の変調度
が小さくなり、その結果、輝信号のSN比が良く
なる。つまり本発明では、色信号成分の変調度を
任意に設定することができる。
次に本願の第２の発明の一実施例を第５図、第
６図ａ〜ｄを用いて説明する。
６図ａ〜ｄを用いて説明する。
第５図において、１は撮像板の分割された受光
部、４は赤透過フイルタＲ、シアン透過フイルタ
CY、青透過フイルタＢ、黄透過フイルタYe、全
色透過フイルタＷ及び視感度特性を有するフイル
タＹの各フイルタエレメントより構成されたモザ
イク状色フイルタであり、受光部１と各色フイル
タエレメントは、１つの受光部に対して、Ｒ、
Ｗ、CY、Ｙ、Ｂ、Ｗ、Ye、Ｙの組み合せが対応
するように配置され、Ｒ、Ｗ、CY、Ｂ、Ye、Ｙ
の各色フイルタエレメントの受光部に対する面積
は面積はＷ部分相互、Ｙ部分相互部分の面積を
各々等しくして配列する。即ち、１つの受光部に
対応させる２種類のフイルタエレメントは任意に
選択可能である。ここでは説明の便宜上１つの受
光部に対応する２つの色フイルタエレメントを
各々1/2として説明する。
部、４は赤透過フイルタＲ、シアン透過フイルタ
CY、青透過フイルタＢ、黄透過フイルタYe、全
色透過フイルタＷ及び視感度特性を有するフイル
タＹの各フイルタエレメントより構成されたモザ
イク状色フイルタであり、受光部１と各色フイル
タエレメントは、１つの受光部に対して、Ｒ、
Ｗ、CY、Ｙ、Ｂ、Ｗ、Ye、Ｙの組み合せが対応
するように配置され、Ｒ、Ｗ、CY、Ｂ、Ye、Ｙ
の各色フイルタエレメントの受光部に対する面積
は面積はＷ部分相互、Ｙ部分相互部分の面積を
各々等しくして配列する。即ち、１つの受光部に
対応させる２種類のフイルタエレメントは任意に
選択可能である。ここでは説明の便宜上１つの受
光部に対応する２つの色フイルタエレメントを
各々1/2として説明する。
ここで視感度特性のフイルタの分光特性は赤：
緑：青＝0.3：0.6：0.1とする。
緑：青＝0.3：0.6：0.1とする。
受光部と、各色フイルタエレメントを前述の如
き組み合せにすれば、Ｎ(H)の水平走査における
Ｒ、Ｗ色フイルタエレメントに対する受光部から
は第６図ａ、CY、Ｙ色フイルタエレメントに対
応する受光部からは第６図ｂ、Ｎ＋１(H)の水平走
査におけるＢ、Ｗ色フイルタエレメントに対応す
る受光部からは第６図ｃ、Ye、Ｙ色フイルタエ
レメントに対応する受光部からは第６図ｄに各々
示した分光感度特性を有する撮像出力信号が得ら
れる。
き組み合せにすれば、Ｎ(H)の水平走査における
Ｒ、Ｗ色フイルタエレメントに対する受光部から
は第６図ａ、CY、Ｙ色フイルタエレメントに対
応する受光部からは第６図ｂ、Ｎ＋１(H)の水平走
査におけるＢ、Ｗ色フイルタエレメントに対応す
る受光部からは第６図ｃ、Ye、Ｙ色フイルタエ
レメントに対応する受光部からは第６図ｄに各々
示した分光感度特性を有する撮像出力信号が得ら
れる。
第５図及び第６図ａ〜ｄに示した各受光部より
の出力信号を各々Sa，Sb，Sc，Sdとし、色フイル
タをかけない場合の１つの受光部よりの出力信号
を１とすれば、白色光の赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの構成
はＲ：Ｇ：Ｂ＝１／３：１／３：１／３であるから、 Sa＝１／３（１／２Ｂ＋１／２Ｇ＋Ｒ） Sb＝１／３（７／12Ｂ＋Ｇ＋１／４Ｒ） Sc＝１／３（Ｂ＋Ｇ＋１／２Ｒ） Sd＝１／３（１／12Ｂ＋Ｇ＋３／４Ｒ） と表わせる。
の出力信号を各々Sa，Sb，Sc，Sdとし、色フイル
タをかけない場合の１つの受光部よりの出力信号
を１とすれば、白色光の赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの構成
はＲ：Ｇ：Ｂ＝１／３：１／３：１／３であるから、 Sa＝１／３（１／２Ｂ＋１／２Ｇ＋Ｒ） Sb＝１／３（７／12Ｂ＋Ｇ＋１／４Ｒ） Sc＝１／３（Ｂ＋Ｇ＋１／２Ｒ） Sd＝１／３（１／12Ｂ＋Ｇ＋３／４Ｒ） と表わせる。
また、第５図におけるＮ(H)，Ｎ＋１(H)による撮
像素子出力信号So，So+1は So＝１／３（１／２Ｂ＋１／２Ｇ＋Ｒ）＋１／３（１／
２Ｂ＋１／２Ｇ＋Ｒ）sinωt＋１／２（７／12Ｂ＋Ｇ＋
１／４Ｒ）＋１／３（７／12Ｂ
＋Ｇ ＋１／４Ｒ）sin（ωt＋π）＝１／12（13B＋18G＋15
R）＋１／12（12R−（3R＋6G＋Ｂ））sinωt So+1＝１／３（Ｂ＋Ｇ＋１／２Ｒ）＋１／３（Ｂ＋Ｇ＋
１／２Ｒ）sinωt＋１／３（１／12Ｂ＋Ｇ＋３／４Ｒ）
＋１／３（１／12Ｂ＋Ｇ ＋３／４Ｒ）sin（ωt＋π）＝１／12（13B＋18G＋15
R）＋１／12（12B−（3R＋6G＋Ｂ））sinωt と表わすことができる。
像素子出力信号So，So+1は So＝１／３（１／２Ｂ＋１／２Ｇ＋Ｒ）＋１／３（１／
２Ｂ＋１／２Ｇ＋Ｒ）sinωt＋１／２（７／12Ｂ＋Ｇ＋
１／４Ｒ）＋１／３（７／12Ｂ
＋Ｇ ＋１／４Ｒ）sin（ωt＋π）＝１／12（13B＋18G＋15
R）＋１／12（12R−（3R＋6G＋Ｂ））sinωt So+1＝１／３（Ｂ＋Ｇ＋１／２Ｒ）＋１／３（Ｂ＋Ｇ＋
１／２Ｒ）sinωt＋１／３（１／12Ｂ＋Ｇ＋３／４Ｒ）
＋１／３（１／12Ｂ＋Ｇ ＋３／４Ｒ）sin（ωt＋π）＝１／12（13B＋18G＋15
R）＋１／12（12B−（3R＋6G＋Ｂ））sinωt と表わすことができる。
従つて輝度信号は前述の低域成分１／12（13B＋
18G＋15R）をローパスフイルタにより高調波成
分を除去して得る。ここでＮ(H)，Ｎ＋１(H)共その
低域成分は等しい為、ライン濃淡は発生しない。
分を除去して得る。ここでＮ(H)，Ｎ＋１(H)共その
低域成分は等しい為、ライン濃淡は発生しない。
色差信号は、モザイク状色フイルタにより空間
変調された基本波成分のみを同期検波する事によ
りＮ(H)から１／24（12R−（3R＋6G＋Ｂ））、Ｎ＋１ (H)から１／24（12B−（3R＋6G＋Ｂ））信号を得る事 ができる。
変調された基本波成分のみを同期検波する事によ
りＮ(H)から１／24（12R−（3R＋6G＋Ｂ））、Ｎ＋１ (H)から１／24（12B−（3R＋6G＋Ｂ））信号を得る事 ができる。
ここで色差信号は（12R−（3R＋6G＋Ｂ））、
（12B−（3R＋6G＋Ｂ））であり、ホワイトバラン
スが少しずれているが、このホワイトバランスは
各水平走査により得た低域の輝度信号（13B＋
18G＋15R）で補正する。現実には、撮像素子の
青感度は赤感度に比べて低いため単板式カラーカ
メラ等においては実用上問題はない。
（12B−（3R＋6G＋Ｂ））であり、ホワイトバラン
スが少しずれているが、このホワイトバランスは
各水平走査により得た低域の輝度信号（13B＋
18G＋15R）で補正する。現実には、撮像素子の
青感度は赤感度に比べて低いため単板式カラーカ
メラ等においては実用上問題はない。
本実施例によれば、前述のようにＲ−Ｙ、Ｂ−
Ｙ信号を得る事ができるので、カラーテレビ信号
に変換する際変調軸を直交する事ができるので、
良質な色再現性を得る事ができる。さらに従来例
と比較してカメラとしての感度は２倍向上する。
Ｙ信号を得る事ができるので、カラーテレビ信号
に変換する際変調軸を直交する事ができるので、
良質な色再現性を得る事ができる。さらに従来例
と比較してカメラとしての感度は２倍向上する。
次に本発明によるモザイク状色フイルタと撮像
素子を用いてカラーテレビ信号を得る方法を第７
図を用いて説明する。
素子を用いてカラーテレビ信号を得る方法を第７
図を用いて説明する。
第７図において５は第３図、第５図で示したモ
ザイク状色フイルタと固体撮像素子の組み合せで
あり、その出力信号をローパスフイルタ６を介し
て高周波成分を除去し輝度信号とする。同時に撮
像板出力信号は前記モザイク状色フイルタの配列
周期に対応する周波数を中心とするバンドパスフ
イルタ７を介してモザイク状色フイルタで空間変
調された基本波成分（Ｒ−Ｙ）sinωtもしくは
（Ｂ−Ｙ）sinωtのみを分離し、周期検波する事に
より、後述のように水平ライン毎に色差信号Ｒ−
ＹとＢ−Ｙを得、この信号はローパスフイルタ９
を介した後、１水平期間遅延線１０を介してスイ
ツチ回路１１に供給される。スイツチ回路１１に
は遅延されない信号も同時に供給され１水平期間
毎に入力信号を切り換える。以上の操作により線
順次色差信号を連続した２つの色差信号に変換し
た後に、輝度信号を、前述の色差信号に加算器１
２，１３により加算しホワイトバランスを得る。
ザイク状色フイルタと固体撮像素子の組み合せで
あり、その出力信号をローパスフイルタ６を介し
て高周波成分を除去し輝度信号とする。同時に撮
像板出力信号は前記モザイク状色フイルタの配列
周期に対応する周波数を中心とするバンドパスフ
イルタ７を介してモザイク状色フイルタで空間変
調された基本波成分（Ｒ−Ｙ）sinωtもしくは
（Ｂ−Ｙ）sinωtのみを分離し、周期検波する事に
より、後述のように水平ライン毎に色差信号Ｒ−
ＹとＢ−Ｙを得、この信号はローパスフイルタ９
を介した後、１水平期間遅延線１０を介してスイ
ツチ回路１１に供給される。スイツチ回路１１に
は遅延されない信号も同時に供給され１水平期間
毎に入力信号を切り換える。以上の操作により線
順次色差信号を連続した２つの色差信号に変換し
た後に、輝度信号を、前述の色差信号に加算器１
２，１３により加算しホワイトバランスを得る。
ここで、ホワイトバランスの調整に輝度信号を
用いる事は前記の計算式により明らかなように問
題はない。
用いる事は前記の計算式により明らかなように問
題はない。
ホワイトバランスの調整された２種類の色差信
号をカラーエンコーダ１４に供給し、輝度信号と
演算し標準カラーテレビジヨン信号を得る。な
お、パルス発生器１５からの出力信号を固体撮像
板に加えて駆動させると共に、これと同期関係に
あるパルスを同期検波器８、スイツチ回路１１、
カラーエンコーダ１４にも供給している。
号をカラーエンコーダ１４に供給し、輝度信号と
演算し標準カラーテレビジヨン信号を得る。な
お、パルス発生器１５からの出力信号を固体撮像
板に加えて駆動させると共に、これと同期関係に
あるパルスを同期検波器８、スイツチ回路１１、
カラーエンコーダ１４にも供給している。
以上のように本願発明によれば、まず第１の発
明は、複数の画素からなる固体撮像素子と、前記
固体撮像素子上に設置される色フイルタとからな
り、第１の水平ラインに沿つて第１と第２の受光
素子を配置し、前記第１の受光素子に対して第１
と第２の色フイルタを配置し、前記第２の受光素
子に対して第１と第３の色フイルタを配置し、第
２の水平ラインに沿つて第３と第４の受光素子を
配置し、前記第３の受光素子に対して第１と第４
の色フイルタを配置し、前記第４の受光素子に対
して第１と第５の色フイルタを配置し、前記第１
の色フイルタは全色光透過もしくは輝度特性を有
する色フイルタとし、前記第２と第３及び第４と
第５の色フイルタは相互に補色関係を有する色フ
イルタとし、前記第１の色フイルタは前記第１か
ら第４の受光素子に等しい面積で配置されること
を特徴とする構成とし、また第２の発明は、複数
の画素からなる固体撮像素子と、前記固体撮像素
子上に設置される色フイルタとからなり、第１の
水平ラインに沿つて第１と第２の受光素子を配置
し、前記第１の受光素子に対して第１と第２の色
フイルタを配置し、前記第２の受光素子に対して
第３と第４の色フイルタを配置し、第２の水平ラ
インに沿つて第３と第４の受光素子を配置し、前
記第３の受光素子に対して第１と第５の色フイル
タを配置し、前記第４の受光素子に対して第３と
第６の色フイルタを配置し、前記第１の色フイル
タは全色光透過フイルタとし、前記第３の色フイ
ルタは輝度特性を有する色フイルタとし、前記第
２と第４及び第５と第６の色フイルタは相互に補
色関係を有する色フイルタとし、前記第１の色フ
イルタは前記第１と第３の受光素子に等しい面積
で配置され、前記第３の色フイルタは前記第２と
第４の受光素子に等しい面積で配置することを特
徴とする構成によつて、前記第１の色フイルタ以
外の色フイルタは相互に補色関係を有し、その結
果得られる色差信号は略直交し、色再現性の良効
な画像が得られるものである。また各画素は全色
光透過フイルタまたは輝度特性を有するフイルタ
を備えるために、被写体よりの光の利用率が高
く、したがつてカメラとしての感度が高くとれる
ものである。また、色信号を得るための色フイル
タは補色関係を有するため、色差信号は略直交し
色再現性の良好な画像が得られる。
明は、複数の画素からなる固体撮像素子と、前記
固体撮像素子上に設置される色フイルタとからな
り、第１の水平ラインに沿つて第１と第２の受光
素子を配置し、前記第１の受光素子に対して第１
と第２の色フイルタを配置し、前記第２の受光素
子に対して第１と第３の色フイルタを配置し、第
２の水平ラインに沿つて第３と第４の受光素子を
配置し、前記第３の受光素子に対して第１と第４
の色フイルタを配置し、前記第４の受光素子に対
して第１と第５の色フイルタを配置し、前記第１
の色フイルタは全色光透過もしくは輝度特性を有
する色フイルタとし、前記第２と第３及び第４と
第５の色フイルタは相互に補色関係を有する色フ
イルタとし、前記第１の色フイルタは前記第１か
ら第４の受光素子に等しい面積で配置されること
を特徴とする構成とし、また第２の発明は、複数
の画素からなる固体撮像素子と、前記固体撮像素
子上に設置される色フイルタとからなり、第１の
水平ラインに沿つて第１と第２の受光素子を配置
し、前記第１の受光素子に対して第１と第２の色
フイルタを配置し、前記第２の受光素子に対して
第３と第４の色フイルタを配置し、第２の水平ラ
インに沿つて第３と第４の受光素子を配置し、前
記第３の受光素子に対して第１と第５の色フイル
タを配置し、前記第４の受光素子に対して第３と
第６の色フイルタを配置し、前記第１の色フイル
タは全色光透過フイルタとし、前記第３の色フイ
ルタは輝度特性を有する色フイルタとし、前記第
２と第４及び第５と第６の色フイルタは相互に補
色関係を有する色フイルタとし、前記第１の色フ
イルタは前記第１と第３の受光素子に等しい面積
で配置され、前記第３の色フイルタは前記第２と
第４の受光素子に等しい面積で配置することを特
徴とする構成によつて、前記第１の色フイルタ以
外の色フイルタは相互に補色関係を有し、その結
果得られる色差信号は略直交し、色再現性の良効
な画像が得られるものである。また各画素は全色
光透過フイルタまたは輝度特性を有するフイルタ
を備えるために、被写体よりの光の利用率が高
く、したがつてカメラとしての感度が高くとれる
ものである。また、色信号を得るための色フイル
タは補色関係を有するため、色差信号は略直交し
色再現性の良好な画像が得られる。
更に、１つの受光部に対応させる２種類の色フ
イルタエレメントの比率を任意に設定できるため
撮像素子出力信号の色変調度を任意に設定でき、
輝度信号と色信号のSN比のバランスを任意に変
えることができる。
イルタエレメントの比率を任意に設定できるため
撮像素子出力信号の色変調度を任意に設定でき、
輝度信号と色信号のSN比のバランスを任意に変
えることができる。
第１図は従来の固体撮像装置の色フイルタ構成
を示す図、第２図ａ〜ｄは第１図における各受光
部の出力信号の分光特性と信号量を示す図、第３
図は本発明の一実施例を示す色フイルタの構成
図、第４図ａ〜ｄは第３図における各受光部の出
力信号の分光特性と信号量を示す図、第５図は本
発明の他の実施例を示す色フイルタの構成図、第
６図ａ〜ｄは第５図における各受光部の出力信号
の分光特性と信号量を示す図、第７図は本発明の
固体撮像装置からの撮像出力信号をカラーテレビ
信号に変換するブロツク図である。 １……受光部、３，４……モザイク状色フイル
タ。
を示す図、第２図ａ〜ｄは第１図における各受光
部の出力信号の分光特性と信号量を示す図、第３
図は本発明の一実施例を示す色フイルタの構成
図、第４図ａ〜ｄは第３図における各受光部の出
力信号の分光特性と信号量を示す図、第５図は本
発明の他の実施例を示す色フイルタの構成図、第
６図ａ〜ｄは第５図における各受光部の出力信号
の分光特性と信号量を示す図、第７図は本発明の
固体撮像装置からの撮像出力信号をカラーテレビ
信号に変換するブロツク図である。 １……受光部、３，４……モザイク状色フイル
タ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数の画素からなる固体撮像素子と、前記固
体撮像素子上に設置される色フイルタとからな
り、第１の水平ラインに沿つて第１と第２の受光
素子を配置し、前記第１の受光素子に対して第１
と第２の色フイルタを配置し、前記第２の受光素
子に対して第１と第３の色フイルタを配置し、第
２の水平ラインに沿つて第３と第４の受光素子を
配置し、前記第３の受光素子に対して第１と第４
の色フイルタを配置し、前記第４の受光素子に対
して第１と第５の色フイルタを配置し、前記第１
の色フイルタは全色光透過もしくは輝度特性を有
する色フイルタとし、前記第２と第３及び第４と
第５の色フイルタは相互に補色関係を有する色フ
イルタとし、前記第１の色フイルタは前記第１か
ら第４の受光素子に対しそれぞれ等しい面積で配
置されることを特徴とするカラー固体撮像装置。 ２ 複数の画素からなる固体撮像素子と、前記固
体撮像素子上に設置される色フイルタとからな
り、第１の水平ラインに沿つて第１と第２の受光
素子を配置し、前記第１の受光素子に対して第１
と第２の色フイルタを配置し、前記第２の受光素
子に対して第３と第４の色フイルタを配置し、第
２の水平ラインに沿つて第３と第４の受光素子を
配置し、前記第３の受光素子に対して第１と第５
の色フイルタを配置し、前記第４の受光素子に対
して第３と第６の色フイルタを配置し、前記第１
の色フイルタは全色光透過フイルタとし、前記第
３の色フイルタは輝度特性を有する色フイルタと
し、前記第２と第４及び第５と第６の色フイルタ
は相互に補色関係を有する色フイルタとし、前記
第１の色フイルタは前記第１と第３の受光素子に
等しい面積で配置され、前記第３の色フイルタは
前記第２と第４の受光素子に等しい面積で配置さ
れることを特徴とするカラー固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7955380A JPS574679A (en) | 1980-06-11 | 1980-06-11 | Color solid-state pickup device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7955380A JPS574679A (en) | 1980-06-11 | 1980-06-11 | Color solid-state pickup device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS574679A JPS574679A (en) | 1982-01-11 |
| JPH025355B2 true JPH025355B2 (ja) | 1990-02-01 |
Family
ID=13693193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7955380A Granted JPS574679A (en) | 1980-06-11 | 1980-06-11 | Color solid-state pickup device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS574679A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4630106A (en) * | 1982-02-15 | 1986-12-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Color solid-state imager with color filter having an overlapping segmented filter arrangement |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5350923A (en) * | 1976-10-20 | 1978-05-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Color solid state pickup device |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54115827U (ja) * | 1978-02-01 | 1979-08-14 |
-
1980
- 1980-06-11 JP JP7955380A patent/JPS574679A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5350923A (en) * | 1976-10-20 | 1978-05-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Color solid state pickup device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS574679A (en) | 1982-01-11 |
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