JPH04170884A - Image pickup device - Google Patents

Image pickup device

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JPH04170884A
JPH04170884A JP2297071A JP29707190A JPH04170884A JP H04170884 A JPH04170884 A JP H04170884A JP 2297071 A JP2297071 A JP 2297071A JP 29707190 A JP29707190 A JP 29707190A JP H04170884 A JPH04170884 A JP H04170884A
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color
pitch
offset
horizontal
pass filter
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Akihiko Shiraishi
白石 昭彦
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Abstract

PURPOSE:To suppress a color moire in an image pickup element by setting specified offset sampling structure where an image element pitch in a horizontal direction is PH, an image element pitch in a vertical direction is PV and an image offset quantity in a horizontal direction is PH/2. CONSTITUTION:The image pickup element 2 of offset sampling structure where the image element pitch in the horizontal direction is PH, the image element pitch in the vertical direction is PV and the image element offset quantity in the horizontal direction is PH/2 is given. An optical low pass filter 1 which has more than three kinds of color filters, in which the pitch in the horizontal direction is 2PH, the pitch in the vertical direction is 2PV and the offset quantity in the horizontal direction is PH in respective filters, which has a color filter array 2a provided for the image pickup element and two specified optical members, which is provided for an image pickup optical system and which satisfies the condition of an inequality I is provided. Thus, a color carrier generated by the color filter array 2a is removed by the optical low pass filter 1 and the occurrence of the color moire can be suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ビデオカメラ、電子スチルカメラ等に好適な
、オフセットサンプリング構造の撮像素子と、光学的ロ
ーパスフィルタを有するカラー撮像装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a color imaging device having an image sensor with an offset sampling structure and an optical low-pass filter, suitable for video cameras, electronic still cameras, and the like.

(従来の技術) 単板式カラービデオカメラにおいてカラー信号を得るた
めには、例えば第7図に示すようなストライブ状の色フ
イルタ配列構成を用いる。このとき、ある特定の色につ
いては水平方向の空間的サンプリングの位置か3画素に
1回になることによって色のモアレが生してしまう。こ
れを防ぐためにカラービデオカメラでは、1枚の複屈折
板より構成される光学的ローパスフィルタを用いて水平
に1.5画素ずれた位置に同じ光線が分割されて入射す
るようにしている。
(Prior Art) In order to obtain a color signal in a single-chip color video camera, a stripe-like color filter array configuration as shown in FIG. 7, for example, is used. At this time, for a particular color, color moiré occurs because the spatial sampling position in the horizontal direction is once every three pixels. To prevent this, color video cameras use an optical low-pass filter made up of a single birefringent plate so that the same light beam is split and incident on positions horizontally shifted by 1.5 pixels.

このようにすると、光学的ローパスフィルタの水平方向
の周波数特性(伝達特性MTF)は第8図に示すように
CO5の形になり、fs/3の所でOになる。一方、色
モアレはここから折り返ってくるので、そのような光学
的ローパスフィルタはモアレの抑制に効果がある。ここ
てfsは一画素当りのサンプリング周波数であり、f、
=1/dである。dは一画素のピッチである。
In this way, the horizontal frequency characteristic (transfer characteristic MTF) of the optical low-pass filter takes the form of CO5, as shown in FIG. 8, and becomes O at fs/3. On the other hand, since color moiré returns from this point, such an optical low-pass filter is effective in suppressing moiré. Here, fs is the sampling frequency per pixel, and f,
=1/d. d is the pitch of one pixel.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

一方、近来固体撮像素子の各画素をオフセットサンプリ
ング構造に構成し、この各画素に第3図(a)、(b)
に示すような色の色フィルタを配列したものが注目され
ている。
On the other hand, in recent years, each pixel of a solid-state image sensor has been configured to have an offset sampling structure, and each pixel has a
An arrangement of colored filters as shown in the figure is attracting attention.

第3図(a)において、固体撮像素子は、水平方向の画
素ピッチPH1垂直方向の画素ピッチPV、水平方向の
画素オフセットjlpH/2のオフセットサンブリンク
構造となっており、マゼンタ、緑色、シアン、黄色各光
透過フィルタMg。
In FIG. 3(a), the solid-state image sensor has an offset sunblink structure with a horizontal pixel pitch PH1, a vertical pixel pitch PV, and a horizontal pixel offset jlpH/2, and has magenta, green, cyan, Yellow light transmission filter Mg.

Gr、Cy、Yeが各画素に対応する位置に配列されて
いる。各々の色フィルタは、水平2P、。
Gr, Cy, and Ye are arranged at positions corresponding to each pixel. Each color filter is 2P horizontally.

垂直2PV、水平方向のオフセット量がPI(のオフセ
ットサンプリング構造とな)ている。
The vertical offset amount is 2 PV, and the horizontal offset amount is PI (offset sampling structure).

また、第3図(b)において、固体撮像素子は、水平方
向の画素ピッチPI4.垂直方向の画素ピッチPV+水
平方向の画素オフセット量PM/2のオフセットサンプ
リング構造となっており、赤色、緑色、青色各光透過フ
ィルタR1G、Bが各画素に対応する位置に配列されて
いる。同図に示すように、RとBの色フィルタは水平2
P8゜垂直2PV、水平方向のオフセット量がP□のオ
フセットサンプリング構造となっている。一方Gの色フ
ィルタは斜め方向にストライブ状となっているが、これ
も、水平2P、4.垂直2PV、水平方向のオフセット
量PHのオフセットサンプリング構造が水平方向にPH
/2.垂直方向にPVだけ互いにずれて重なり合フたも
のと見ることができる。
Further, in FIG. 3(b), the solid-state image sensor has a horizontal pixel pitch of PI4. It has an offset sampling structure of vertical pixel pitch PV+horizontal pixel offset amount PM/2, and red, green, and blue light transmission filters R1G and B are arranged at positions corresponding to each pixel. As shown in the figure, the R and B color filters are
It has an offset sampling structure of P8° vertical 2 PV and horizontal offset amount P□. On the other hand, the G color filter has a diagonal stripe shape, which also has horizontal 2P, 4. Offset sampling structure with vertical 2 PV and horizontal offset amount PH
/2. It can be seen that they overlap each other by being shifted by PV in the vertical direction.

この場合、色フィルタの配置は従来のストライプの場合
のように単純な1次元ではなく、2次元的に配置されて
いるため、色モアレを防ぐ光学的ローパスフィルタも、
ある特別な2次元的な条件を満たすように設計されなけ
ればならず、従来のとの光学的ローパスフィルタでも所
望の効果が得られなかった。
In this case, the color filters are arranged two-dimensionally, rather than simply one-dimensionally as in the case of conventional stripes, so the optical low-pass filter that prevents color moiré is also
It must be designed to meet certain special two-dimensional conditions, and even conventional optical low-pass filters could not achieve the desired effect.

本発明は、このような事情のもとでなされたもので、前
記第3図(a)、(b)のようなオフセット構造の色フ
ィルタ配列を用いた撮像素子に、色モアレ抑制に効果的
な光学的ローパスフィルタを組合せた撮像装置を提供す
ることを目的とするものである。
The present invention was made under these circumstances, and is effective in suppressing color moiré in an image sensor using a color filter array with an offset structure as shown in FIGS. 3(a) and 3(b). The object of the present invention is to provide an imaging device that combines optical low-pass filters.

〔B題を解決するための手段〕[Means for solving Problem B]

本発明は、第3図(a)、(b)のような色フィルタ配
置をとったときのサンブリンク構造を2次元的に注意深
く解析し、色モアレ防止のための最適な光学的ローパス
フィルタの条件を導出することによってなされた。
The present invention carefully analyzes the sunblink structure two-dimensionally when the color filters are arranged as shown in FIGS. This was done by deriving the conditions.

まず、第4図のように水平方向、垂直方向のピッチか各
々p、、pvであって、水平方向のオフセット量がPH
/Zであるようなオフセットサンプリング構造を考える
。この場合のサンプリング構造は、2次元周波数平面上
で第5図のように、水平方向、垂直方向のピッチが2/
PH。
First, as shown in Fig. 4, the horizontal and vertical pitches are p, pv, respectively, and the horizontal offset amount is PH.
Consider an offset sampling structure such that /Z. In this case, the sampling structure has a horizontal and vertical pitch of 2/2 on a two-dimensional frequency plane, as shown in Figure 5.
P.H.

1/PVで水平方向のオフセット量が1 /P、である
オフセット構造であることが知られている。
It is known that the offset structure has an offset amount of 1/P in the horizontal direction at 1/PV.

この導出は、例えば吹坂敬彦著“画像のデジタル信号処
理”日刊工業新聞社(1985)PH317に述べられ
ている。
This derivation is described, for example, in "Digital Signal Processing of Images" by Takahiko Fukisaka, Nikkan Kogyo Shimbunsha (1985) PH317.

従って、第3図(a)、(b)のような色フィルタ配列
を用いた撮像素子において、各画素の色フィルタによる
色信号を等価的に輝度信号とみなす、いわゆるスイッチ
−Y方式によって輝度信号を得るとすると、輝度信号の
サンプリング構造は、第6図(a)に・印で示すように
なる。又、各色信号についてみれば、例えば第3図(a
)のMgでは水平方向、垂直方向のピッチは各々2P)
1.2Pνて、水平方向のオフセットがPMのやはりオ
フセットサンプリング構造をもフていることがわかる。
Therefore, in an image sensor using a color filter array as shown in FIGS. 3(a) and 3(b), the luminance signal is processed using the so-called switch-Y method, in which the color signal from the color filter of each pixel is equivalently regarded as a luminance signal. Assuming that the sampling structure of the luminance signal is obtained, the sampling structure of the luminance signal becomes as shown in FIG. 6(a). Also, if we look at each color signal, for example, Fig. 3 (a
), the horizontal and vertical pitches are 2P each)
1.2Pν, it can be seen that the horizontal offset also affects the offset sampling structure of the PM.

従って、色信号のサンプリング構造は、第6図(a)中
の0印のようになる。
Therefore, the sampling structure of the color signal is as indicated by the 0 mark in FIG. 6(a).

従って、色モアレを防止する上で最適な光学ローパスフ
ィルタは、第6図(a)中に実線で示した附近で、周波
数特性が0又は最小になるようなひし型となる。
Therefore, the optimal optical low-pass filter for preventing color moiré is a diamond-shaped filter in which the frequency characteristic becomes 0 or minimum near the solid line in FIG. 6(a).

本発明は、以上のような考察のもとに、前記目的を達成
するため、撮像装置をつぎの(1)のとおりに構成する
ものである。
Based on the above considerations, the present invention configures an imaging device as follows (1) in order to achieve the above object.

(1)つぎのa、b、cの構成要素を備えた撮像装置。(1) An imaging device including the following components a, b, and c.

a、水平方向の画素ピッチがP、4.垂直方向の画素ピ
ッチがPVで水平方向の画素オフセット量がPM /2
であるオフセットサンプリング構造を有する撮像素子。
a, horizontal pixel pitch is P, 4. The vertical pixel pitch is PV and the horizontal pixel offset is PM /2
An image sensor having an offset sampling structure.

b、3種類似上の色フィルタを有し、各色フィルタの、
水平方向のピッチが2PH,垂直方向のピッチが2 P
 vで水平方向のオフセット量がPHであって、前記撮
像素子に設けたオフセット構造の色フイルタアレイ。
b. There are three types of similar color filters, and each color filter has a
Horizontal pitch is 2PH, vertical pitch is 2P
A color filter array having an offset structure provided in the image sensor, wherein the offset amount in the horizontal direction is PH at v.

C1入射した光線を前記撮像素子の水平走査の向きに対
し反時計回りに45°または一45゛の方向で距離PI
だけmiた2本の光線に分割する第1の光学部材と、入
射した光線を第1の光学部材の分割方向に対し90°の
方向で距11P2だけ1lIFした2本の光線に分割す
る第2の光学部材とを有し、撮像光学系に設けられ、つ
きの条件を満たす光学的ローパスフィルタ。
C1 The incident light ray is measured at a distance PI in the direction of 45° or 145° counterclockwise with respect to the horizontal scanning direction of the image sensor.
a first optical member that splits the incident light ray into two light rays separated by a distance of 11P2, and a second optical member that splits the incident light ray into two light rays separated by a distance 11P2 in a direction 90° to the splitting direction of the first optical member. An optical low-pass filter having an optical member provided in an imaging optical system and satisfying the following conditions.

2.12PHPV    3.54PHPV−<p 、
 < − PH+2PV    PH◆2PV 2、l2P)IPV    3.54P、PV−<P 
2 < − Ps ” 2PV    PHφ2PH(作用) 前記(1)の構成により、色フイルタアレイにより生ず
る色キャリアが光学的ローパスフィルタにより除去され
、色モアレの発生が抑制される。
2.12PHPV 3.54PHPV-<p,
< - PH+2PV PH◆2PV 2, l2P) IPV 3.54P, PV-<P
2<-Ps'' 2PV PHφ2PH (Function) With the configuration (1) above, the color carriers generated by the color filter array are removed by the optical low-pass filter, and the occurrence of color moiré is suppressed.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明を実施例により詳しく説明する。説明中“方
向”は180°異なる2つの方向を指し、”向き“は一
方向を指すものとする。
The present invention will be explained in detail below with reference to Examples. In the description, "direction" refers to two directions that differ by 180 degrees, and "direction" refers to one direction.

前述のように、理想的にはひし型特性か良いが、実際に
複屈折板等を用いて光学的ローパスフィルタを構成する
には、第6図(b)に実線で示すように、原点から最も
近い色のキャリア周波数(±x/2PI4.±1/4P
V)を通り、fX軸と±45°の角度をなす4本の直線
1.。
As mentioned above, ideally, a diamond-shaped characteristic is good, but in order to actually construct an optical low-pass filter using a birefringent plate, etc., it is necessary to Carrier frequency of the closest color (±x/2PI4.±1/4P
Four straight lines passing through V) and forming an angle of ±45° with the fX axis 1. .

x、’、x□、1□′上で周波数特性がOになるように
するのが最も簡易なものである。そのためには、入射し
た光線を水平走査の向きに対し反時計回りに45°また
は一45°の方向でPlの間隔の2本の光線に分割する
第1の光学部材と、入射した光線を第1の光学部材の分
割方向に対し90°の方向でP2の間隔の2本の光線に
分割する第2の光学部材とで光学的ローパスフィルタを
構成すればよい。このとき光学ローパスフィルタの周波
数特性である2次元MTF値は次のものとなる。
The simplest method is to make the frequency characteristic O on x,', x□, 1□'. To do this, a first optical member that splits the incident light beam into two light beams with an interval of Pl in a direction of 45° or -45° counterclockwise with respect to the horizontal scanning direction, and An optical low-pass filter may be configured with a second optical member that divides the first optical member into two light beams with an interval of P2 in a direction 90° with respect to the dividing direction of the first optical member. At this time, the two-dimensional MTF value, which is the frequency characteristic of the optical low-pass filter, is as follows.

これより、MTF値は、水平と±45°をなす方向にそ
わぞれコサイン関数の形で変化し、水平、垂直方向には
両者がかけ合わさったコサインの2乗の形となり、水平
、垂直および斜め方向からの折り返し歪の抑制が良好に
行われる。
From this, the MTF value changes in the form of a cosine function in the direction making ±45 degrees from the horizontal direction, and in the form of the square of the cosine, which is the product of both in the horizontal and vertical directions. The aliasing distortion from the diagonal direction is well suppressed.

さらに、この光学的ローパスフィルタが充分な性能を発
揮するためには、第6図(b)に示す4本の直線が(±
1/2PH,±1 / 4 P v )の近傍を通るこ
とが?ましい。そのためには、これら4本の直線の原点
からの距離が it + 、 11 I’ : 1 / 2 P I4
22、j!□’: 1/2P2 となるので、この値が、 を中心にプラスマイナス25%以内にあればよい。ここ
で、h、は4本の直線f、、j2.’。
Furthermore, in order for this optical low-pass filter to exhibit sufficient performance, the four straight lines shown in Figure 6(b) must be
Can it pass near 1/2PH, ±1/4 Pv)? Delicious. To do this, the distances of these four straight lines from the origin are it +, 11 I': 1/2 P I4
22, j! □': 1/2P2, so this value should be within plus or minus 25% around . Here, h is four straight lines f, , j2 . '.

u2.I12°が(±1/2P、4.±t 74 P 
V )を通フだときの原点から直線まての距離である。
u2. I12° is (±1/2P, 4.±t 74P
V ) is the distance from the origin to the straight line when it is turned off.

このためには、分離(或は分割)幅p、、p2が以下の
条件を満足すればよい。
For this purpose, the separation (or division) widths p, , p2 should satisfy the following conditions.

2.12Pル’<p2<”−■j飄 −=(3)PH+
 2PV    PH” 2PVいずれの式も、上限を
越えると色モアレの量が増大し、下限を越えると光学的
ローパスフィルタと撮像素子より成る系全体の解像度が
低下し、好ましくない。
2.12Pru'<p2<”−■j飄 −=(3)PH+
2PV PH'' 2PVFor both formulas, if the upper limit is exceeded, the amount of color moiré increases, and if the lower limit is exceeded, the resolution of the entire system consisting of the optical low-pass filter and the image sensor decreases, which is not preferable.

第1図に本発明の第1実施例である“撮像装置”の要部
構成を示す。図中1は光学的ローノ\スフィルタ、2は
第3図(a)、(b)に示す色フィルタ配列の色フイル
タアレイ2aを設けたオフセットサンプリング構造をも
つカラー撮像素子である。
FIG. 1 shows the main part configuration of an "imaging device" which is a first embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes an optical low-noise filter, and reference numeral 2 denotes a color image sensor having an offset sampling structure provided with a color filter array 2a having the color filter arrangement shown in FIGS. 3(a) and 3(b).

光学的ローパスフィルタ1は、複屈折板5.6よりなる
第1の光学部材3と、複屈折板7よりなる第2の光学部
材4より構成されてしする。図中の複屈折板5,6.7
の分離の向きは、それぞわ水平走査の向きに対し、反時
計回りに90°。
The optical low-pass filter 1 is composed of a first optical member 3 consisting of a birefringent plate 5.6 and a second optical member 4 consisting of a birefringent plate 7. Birefringent plates 5, 6.7 in the figure
The separation direction is 90° counterclockwise with respect to the horizontal scanning direction.

0°、45°であり、分離幅の大きさはp+/、/7.
P、/−r丁、P2である。第2図は、第1図の光学的
ローパスフィルタ1により光線か分離してゆく様子を示
したものである。同図(a)に示すように、入射光は複
屈折板5により同図実線の矢印に示す方向に偏光成分を
持つ等しい強度の常光線8と異常光線9の2本の直線偏
光として射出される。次に複屈折板5に対し90°光軸
が傾いた複屈折板6に入射するが、複屈折板6に対し光
線9は常光線となるため、そのまま直進して射出され、
光線8は異常光線となるため屈折して10の位置に射出
される。この様子を示したのが同図(b)である。結局
複屈折板5.6より成る光学部材3からは、図より分離
幅P、で水平走査の向きに対し反時計向きで一45゛の
方向に分離した2本の光線9.10が得られる。これら
はそれぞれ水平走査の向きに対し、反時計回りで90°
と0°に偏光しているため、第2図(C)に示すように
複屈折板7により等しい強度の4本の光線に分離される
。複屈折板7による分離幅はP2である。そしてp、、
P2の値を(2)、(3)式を満足するようにし、所望
の性能を得ている。
0°, 45°, and the size of the separation width is p+/, /7.
P, /-r, P2. FIG. 2 shows how the optical low-pass filter 1 shown in FIG. 1 separates light rays. As shown in Figure (a), the incident light is emitted by the birefringent plate 5 as two linearly polarized lights, an ordinary ray 8 and an extraordinary ray 9, of equal intensity and having polarization components in the direction shown by the solid arrow in the figure. Ru. Next, the ray 9 enters the birefringent plate 6 whose optical axis is tilted by 90 degrees with respect to the birefringent plate 5, but since the ray 9 becomes an ordinary ray with respect to the birefringent plate 6, it continues straight and exits.
Since the light ray 8 becomes an extraordinary ray, it is refracted and emitted to the position 10. This situation is shown in FIG. 4(b). In the end, from the optical member 3 consisting of the birefringent plate 5.6, two light rays 9.10 are obtained which are separated in the direction of -45° counterclockwise with respect to the horizontal scanning direction by a separation width P as shown in the figure. . Each of these is 90° counterclockwise relative to the horizontal scanning direction.
Since the light is polarized at 0°, the birefringent plate 7 separates the light into four beams of equal intensity, as shown in FIG. 2(C). The separation width by the birefringent plate 7 is P2. And p...
The desired performance is obtained by setting the value of P2 to satisfy equations (2) and (3).

第9図は本発明の第2実施例の要部構成を示す図である
。カラー撮像素子2及びこれに設けた色フイルタアレイ
2aは第1実施例と同じ構成のものである。光学的ロー
パスフィルタ90は、直線偏光を円偏光にする位相板9
4と複屈折板95よりなる第1の光学部材92と、複屈
折板93よりなる第2の光学部材91とで構成されてい
る。
FIG. 9 is a diagram showing the main part configuration of a second embodiment of the present invention. The color image sensor 2 and the color filter array 2a provided therein have the same configuration as in the first embodiment. The optical low-pass filter 90 is a phase plate 9 that converts linearly polarized light into circularly polarized light.
4 and a birefringent plate 95, and a second optical member 91 consisting of a birefringent plate 93.

第1の光学部材92と第2の光学部材91は必ずしもこ
の順で撮像素子2側からならんでいる必要はなく、逆の
順序でもよい。複屈折板93の分離幅はP2で、分離さ
れた常光線、異常光線の2本の直線偏光は、位相板94
で円偏光になおされ、分離幅P1の複屈折板95により
第2図(c)と同様の等しい強度の4本の光線に分離さ
れる。
The first optical member 92 and the second optical member 91 do not necessarily have to be arranged in this order from the image sensor 2 side, and may be arranged in the reverse order. The separation width of the birefringent plate 93 is P2, and the two linearly polarized lights, the ordinary ray and the extraordinary ray, are separated by the phase plate 94.
The light is converted into circularly polarized light by a birefringent plate 95 with a separation width of P1, and is separated into four light beams of equal intensity as shown in FIG. 2(c).

菓10図は本発明の第3実施例の要部構成を示す図であ
る。ここでは光学的ローパスフィルタ100は、第9図
の光学的ローパスフィルタ90で位相板94のかわりに
、2枚の複屈折板93゜95に比べ充分分離幅の小さい
水平走査の向きに対し反時計回りに0°の方向に分離方
向を持つ複屈折板96を用いている。この分離幅をd3
とすると、光学的ローパスフィルタ100より射出され
る光線は、第11図に示すように、第2図(c)の光線
が45°方向にd3だけずれて重なった合計8本の光線
となるが、d3が充分小さいため、第2図(C)のもの
と周波数特性はほとんど変わらない。また、このように
すると位相板94を用いたときに比べ周波数特性の波長
依存性が少なく、かつ全体の厚さを薄くコンパクトにで
きるので好ましい。
FIG. 10 is a diagram showing the main structure of a third embodiment of the present invention. Here, an optical low-pass filter 100 is used instead of the phase plate 94 in the optical low-pass filter 90 of FIG. A birefringent plate 96 having a separation direction in the 0° direction is used. This separation width is d3
Then, as shown in FIG. 11, the light rays emitted from the optical low-pass filter 100 are a total of eight light rays, in which the light rays in FIG. 2(c) are shifted by d3 in the 45° direction and overlapped. , d3 are sufficiently small, the frequency characteristics are almost the same as those in FIG. 2(C). Furthermore, this is preferable because the frequency characteristics have less wavelength dependence than when the phase plate 94 is used, and the overall thickness can be made thinner and more compact.

なお以上の各実施例においては、各光学部材は、複屈折
板1枚または複数板、あるいはそれらと位相板とを組み
合わせて構成しているが、本発明はこれらに限定される
ものではなく、例えば光学系中にプリズムを置くなど光
を2方向に分割するものてあれば何を用いてもよい。
In each of the above embodiments, each optical member is configured by one or more birefringent plates, or a combination of these and a phase plate, but the present invention is not limited to these. For example, any device that splits light into two directions, such as a prism placed in the optical system, may be used.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によればオフセットサンプ
リング構造を持ったカラー単板撮像素子に用いて有効に
色モアレを防止できる。
As described above, according to the present invention, color moiré can be effectively prevented when used in a color single-chip image sensor having an offset sampling structure.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1実施例の要部構成図、第2図は光
学的ローパスフィルタ1の作用を説明する図、第3図は
色フイルタ配列例を示す図、第4図、第5図はオフセッ
トサンプリング構造を説明する図、第6図(a)は理想
的な光学的ローパスフィルタの2次元周波数特性を示す
図、第6図(b)は第1実施例で用いる光学的ローパス
フィルタの2次元周波数特性を示す図、第7図は従来の
色フィルタ配列を示す図、第8図は第7図の色フィルタ
配列の周波数特性を示す図、第9図は本発明の第2実施
例の要部構成図、第10図は本発明の第3実施例の要部
構成図である。 1−−−−−−光学的ローパスフィルタ2−−−−−カ
ラー撮像素子 2a−=−色フイルタアレイ 3−−−−第1の光学部材 4−−・−第2の光学部材
FIG. 1 is a block diagram of the main parts of the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram explaining the action of the optical low-pass filter 1, FIG. 3 is a diagram showing an example of color filter arrangement, FIGS. Figure 5 is a diagram explaining the offset sampling structure, Figure 6 (a) is a diagram showing the two-dimensional frequency characteristics of an ideal optical low-pass filter, and Figure 6 (b) is a diagram showing the optical low-pass used in the first embodiment. FIG. 7 is a diagram showing the two-dimensional frequency characteristics of the filter. FIG. 7 is a diagram showing the conventional color filter array. FIG. 8 is a diagram showing the frequency characteristics of the color filter array of FIG. FIG. 10 is a block diagram of main parts of a third embodiment of the present invention. 1------Optical low pass filter 2------Color image sensor 2a---Color filter array 3---First optical member 4---Second optical member

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)つぎのa、b、cの構成要素を備えたことを特徴
とする撮像装置。 a、水平方向の画素ピッチがP_H、垂直方向の画素ピ
ッチがP_Vで水平方向の画素オフセット量がP_H/
Zであるオフセットサンプリング構造を有する撮像素子
。 b、3種類似上の色フィルタを有し、各色フィルタの、
水平方向のピッチが2P_H、垂直方向のピッチが2P
_Vで水平方向のオフセット量がP_Hであって、前記
撮像素子に設けたオフセット構造の色フィルタアレイ。 c、入射した光線を前記撮像素子の水平走査の向きに対
し反時計回りに45゜または−45゜の方向で距離P_
1だけ離れた2本の光線に分割する第1の光学部材と、
入射した光線を第1の光学部材の分割方向に対し90゜
の方向で距離P_2だけ離れた2本の光線に分割する第
2の光学部材とを有し、撮像光学系に設けられ、つぎの
条件を満たす光学的ローパスフィルタ。 (2.12P_HP_V)/(P_H+2P_V)<P
_1<(3.54P_HP_V)/(P_H+2P_V
)(2.12P_HP_V)/(P_H+2P_V)<
P_2<(3.54P_HP_V)/(P_H+2P_
V)
(1) An imaging device characterized by comprising the following components a, b, and c. a, the horizontal pixel pitch is P_H, the vertical pixel pitch is P_V, and the horizontal pixel offset amount is P_H/
An image sensor having a Z offset sampling structure. b. There are three types of similar color filters, and each color filter has a
Horizontal pitch is 2P_H, vertical pitch is 2P
A color filter array having an offset structure provided in the image sensor, wherein the offset amount in the horizontal direction is P_H at _V. c. Direct the incident light beam at a distance P_ of 45° or -45° counterclockwise with respect to the horizontal scanning direction of the image sensor.
a first optical member that splits into two light beams separated by 1;
a second optical member that splits the incident light ray into two light rays separated by a distance P_2 in a direction of 90 degrees with respect to the dividing direction of the first optical member, and is provided in the imaging optical system, and Optical low-pass filter that meets the requirements. (2.12P_HP_V)/(P_H+2P_V)<P
_1<(3.54P_HP_V)/(P_H+2P_V
)(2.12P_HP_V)/(P_H+2P_V)<
P_2<(3.54P_HP_V)/(P_H+2P_
V)
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