JPH04170885A - Image pickup device - Google Patents

Image pickup device

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JPH04170885A
JPH04170885A JP2297072A JP29707290A JPH04170885A JP H04170885 A JPH04170885 A JP H04170885A JP 2297072 A JP2297072 A JP 2297072A JP 29707290 A JP29707290 A JP 29707290A JP H04170885 A JPH04170885 A JP H04170885A
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offset
pitch
horizontal
color
pass filter
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Akihiko Shiraishi
白石 昭彦
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Abstract

PURPOSE:To suppress a 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 element offset quantity in the horizontal direction is PH/2. CONSTITUTION:The image pickup element 2 having 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 is PH/2 is given. Then, an optical low pass filter 1 which has more than three kinds of color filters, in which 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 color filters, which has the color filter array 2a of offset structure provided for the image pickup element, and the three specified optical members 3-5, which is provided for an image pickup optical system and which satisfies the condition of an inequality is provided. Thus, a carrier generated by the color filter array 2a is removed by the optical low pass filter 1 and the occurrence of the 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〕[Conventional technology]

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し入る。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か生してしまう。
In order to obtain a color signal in a single-chip color video camera, a striped color filter arrangement 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.

これを防ぐためにカラービデオカメラては、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。
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0になる。一方、色
モアレはここから折り返ってくるのて、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
でf3は一画素当りのサンプリング周波数であり、fs
=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 0 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, f3 is the sampling frequency per pixel, and fs
=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か注目され
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
The arrangement of color filters shown in the image 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P、4.垂直方向の画素ピッチPV、水平方向
の画素オフセットNP H/ 2のオフセットサンプリ
ング構造となっており、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 a pixel pitch P in the horizontal direction, 4. It has an offset sampling structure with a vertical pixel pitch PV and a horizontal pixel offset NPH/2, and magenta, green, cyan, and yellow light transmission filters 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2PH。
Gr, Cy, and Ye are arranged at positions corresponding to each pixel. Each color filter is horizontal 2PH.

垂直2PV、水平方向のオフセット量がPHのオフセッ
トサンプリング構造となっている。
The offset sampling structure is 2 PV in the vertical direction and PH in the horizontal direction.

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P。、垂直方向の画素ピッチPV、水平
方向の画素オフセット量P。/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R,G、Bか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2P
H。
Further, in FIG. 3(b), the solid-state image sensor has a pixel pitch P in the horizontal direction. , vertical pixel pitch PV, and horizontal pixel offset amount P. /2 offset sampling structure, and red, green, and blue light transmission filters R, G, and B are arranged at positions corresponding to each pixel. As shown in the figure, the R and B color filters are horizontal 2P.
H.

垂直2PV、水平方向のオフセット量がPMのオフセッ
トサンプリング構造となっている。〜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2PH,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P H/ 2
 、垂直方向にPVだけ互いにずれて重なり合ったもの
と見ることができる。
The offset sampling structure is 2 PV in the vertical direction and PM in the horizontal direction. The color filter in direction G has a stripe shape in the diagonal direction, and this also has an offset sampling structure of 2 PH horizontally, 2 PV vertically, and an offset amount PH in the horizontal direction.
, can be seen as overlapping objects that are shifted from each other 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ブの場合
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、従来のど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 any conventional optical low-pass filter 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、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 moiré in an image sensor using a color filter array with an offset structure as shown in FIGS. 3(a) and 3(b). It is an object of the present invention to provide an imaging device that combines an optical low-pass filter.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

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プリング構造を2次元的に注意深
く解析し、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 sampling structure two-dimensionally when the color filter arrangement as shown in FIGS. This was done by deriving.

まず、第4図のように水平方向、垂直方向のピッチが各
々p、、pvてあって、水平方向のオフセット量がPH
/2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27
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 /2. In this case, the sampling structure has a horizontal and vertical pitch of 27 on a two-dimensional frequency plane, as shown in Figure 5.
P.H.

1/Pν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 is 1/Pν and the offset amount in the horizontal direction is 1/P□.

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)P。
This derivation is described, for example, in "Digital Signal Processing of Images" by Takahiko Fukisaka, Nikkan Kogyo Shimbunsha (1985), p.

317に述べられている。317.

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・印て示すように
なる。又、各色信号についてみわば、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2PH
,2PVで、水平方向のオフセットがP、4のやはりオ
フセットサンプリング構造をもっ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 is as shown in FIG. 6(a). Also, regarding each color signal, for example, Fig. 3 (a
), the horizontal and vertical pitches are 2PH each.
, 2PV, and the horizontal offset is P, 4, which also has an offset sampling structure.

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

a、水平方向の画素ピッチがPH1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P、4/2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, An image sensor having an offset sampling structure in which the horizontal pixel pitch is PH1, the vertical pixel pitch is PV, and the horizontal pixel offset amount is P, 4/2.

b、3色類以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P、4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. It has color filters of three or more colors, and each color filter has,
Horizontal pitch is 2PH, vertical pitch is 2P
A color filter array having an offset structure and having an offset amount of P and 4 in the horizontal direction at v and provided in the image sensor.

C3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P1
だけ離れた2本の光線に分割する第1の光学部材と、入
射した光線を水平走査の向きに対し平行の方向で距離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、
入射した光線を第1の光学部材の光線分割方向に対し9
0°の方向で距離P3だけ離れた2本の光線に分割する
第3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。
C3 The incident light beam is moved at a distance P1 in a 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 beam into two light beams separated by a distance of P in a direction parallel to the horizontal scanning direction.
a second optical member that splits into two light beams separated by 2;
The incident light ray is 9
an optical low-pass filter that is provided in an imaging optical system and satisfies the following conditions, the third optical member splitting into two light beams separated by a distance P3 in the 0° direction.

0.375PH<P2<0.825PH(作用) 前記(1)の構成により、色フイルタアレイにより生ず
るキャリアが光学的ローパスフィルタにより除去され、
モアレの発生が抑制される。
0.375PH<P2<0.825PH (Function) With the configuration (1) above, carriers generated by the color filter array are removed by the optical low-pass filter,
The occurrence of 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.

前述したように、理想的にはひし型特性が良いが、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(±1/2PH,±1/4P
V)を通り、第8軸と±45°の角度をなす4本の直線
II。
As mentioned above, ideally, the 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 (±1/2PH, ±1/4P
Four straight lines II pass through V) and make an angle of ±45° with the 8th axis.

11°、 Jls 、 j23’とf、軸に平行な2本
の直線n、、u、’上で周波数特性が0になるようにす
るのが簡易に構成できる手法である。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°の方向にPlの間隔で2本の光線に分割
する第1の光学部材と、入射した光線を水平走査の向き
に平行の方向にP2の間隔の2本の光線に分割する第2
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°の方向にP3の間隔で2本の光線に分割
する第3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。このとき光学的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。
An easy configuration method is to make the frequency characteristic zero on two straight lines n, , u,' parallel to the axes 11°, Jls, j23' and f. To do this, the incident light beam must be rotated 45° counterclockwise with respect to the horizontal scanning direction.
Alternatively, there is a first optical member that splits the incident light beam into two light beams at an interval of Pl in the -45° direction, and a second optical member that splits the incident light beam into two light beams at an interval of P2 in a direction parallel to the horizontal scanning direction. 2
If an optical low-pass filter is constructed by the optical member and a third optical member that splits the incident light beam into two light beams at an interval of P3 in a direction 90° with respect to the dividing direction of the first optical member. good. At this time, the two-dimensional MTF value, which is the frequency characteristic of the optical low-pass filter, is as follows.

MTF (fx、fy) = 1cosπP2f、−c
osπP、f−!゛!’f丁 fll−f。
MTF (fx, fy) = 1cosπP2f, -c
osπP, f-!゛! 'f ding full-f.

−cosycP° ご’  −−−−−(1)これによ
り、MTF値は色信号キャリアの発生も水平解像度を劣
化させることはなく、かつ、輝度信号キャリアの発生す
る(±[、±17)近傍をトラップでき、原点から最も
近い色信号、輝度信号キャリアのすべてを抑制すること
ができる。
-cosycP° ----(1) As a result, the MTF value is set close to (±[, ±17) where the luminance signal carrier occurs, without degrading the horizontal resolution even when the chrominance signal carrier occurs. can be trapped, and all of the color signal and luminance signal carriers closest to the origin can be 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)に示す直線u+ 、 j
Qr”、 Il* 、 Its”の原点から距離がil
 、JLr’:  1/2P+ It 3  、 113 ’ :  1 / 2 P 
3となるので、この値が、 h・=−’T (2Ps ”4P、) を中心にプラスマイナス25%以内で、がっ原点からi
2.IL2°までの距離 1/2P。
Furthermore, in order for this optical low-pass filter to exhibit sufficient performance, the straight lines u+ and j shown in FIG. 6(b) must be
The distance from the origin of Qr”, Il*, Its” is il
, JLr': 1/2P+ It 3, 113': 1/2P
3, so this value is within plus or minus 25% around h・=-'T (2Ps ``4P,), from the origin to i
2. Distance 1/2P to IL2°.

が1/PHを中心にプラスマイナス25%以内であれば
よい。ここで前記り、の値は、4本の直線J2..f、
“、f、、  i、’が(±□、±□)2P、   4
PV を通ったときの原点から直線までの距離である。
It is sufficient if it is within plus or minus 25% around 1/PH. Here, the above values are the values of the four straight lines J2. .. f,
“,f,,i,' is (±□,±□)2P, 4
It is the distance from the origin to the straight line when passing through PV.

以上の条件を満足するために、分離(分割)輻p、、p
、、p、が満足すべき条件は、以下のものとなる。
In order to satisfy the above conditions, the separation (split) congestion p,,p
,,p, should satisfy the following conditions.

いずわの式も、上限を越えると輝度2色1’H’5−キ
ャリアによる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。
In the above formula, when the upper limit is exceeded, the amount of moiré due to the luminance two-color 1'H'5-carrier increases, and when the lower limit is exceeded, the resolution of the entire system consisting of the optical low-pass filter and the image sensor decreases. Undesirable.

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は光学的ローパスフィルタ、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
つカラー固体撮像素子である。
FIG. 1 shows the main part configuration of an "imaging device" which is a first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is an optical low-pass filter, and 2 is a color solid-state 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6゜7.8より
なる第1.第2.第3の光学部材3.4.5より構成さ
れている。複屈折板6゜7.8の分離方向は、それぞれ
水平走査の向きにより光線が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6により水平走査の向きに対し反時計回りに45°の
方向で分割され、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9と異常光線10の2本の直
線偏光として射出される。
The optical low-pass filter 1 includes a first filter consisting of a birefringent plate of 6° 7.8°. Second. It consists of a third optical member 3.4.5. The separation direction of the birefringent plate 6°7.8 shows how the light rays are separated depending on the direction of horizontal scanning. As shown in the figure (a), the incident light is divided by the birefringent plate 6 at an angle of 45 degrees counterclockwise with respect to the horizontal scanning direction, and the incident light is divided into equal parts having polarization components in the direction indicated by the solid line arrows in the figure. The light is emitted as two linearly polarized lights, an ordinary ray 9 and an extraordinary ray 10 of high intensity.

次に同図(b)に示すように複屈折板6より射出した光
線9,10は複屈折板7により水平走査の向きに平行に
分割され、4本の光線9,10゜11.12となる。偏
光方向は同図実線の矢印に示す方向である。次に同図(
C)に示すように、複屈折板7より射出した光線9,1
0,11゜12は複屈折板8により水平走査に向きに対
し反時計回りに一45°の方向に分割され、8本の光線
9,10.11.12.13.14.15゜16となり
、結局この8本の光線が光学的ローパスフィルタ1より
射出される。このときの光学的ローパスフィルタの伝達
特性のMTF値は、。。syrμム旦賢旦1 −−−(
5)PM”2PV となり、第6図(b)に示すように輝度キャリア、色信
号キャリアによるモアレの抑制をよ良好に行っている。
Next, as shown in FIG. 6(b), the light rays 9 and 10 emitted from the birefringence plate 6 are divided by the birefringence plate 7 in parallel to the horizontal scanning direction, resulting in four light rays 9 and 10°11.12. Become. The polarization direction is the direction shown by the solid arrow in the figure. Next, the same figure (
As shown in C), the light rays 9 and 1 emitted from the birefringent plate 7
0,11°12 is divided by the birefringent plate 8 in a direction of 145° counterclockwise with respect to the horizontal scanning direction, resulting in eight light beams 9,10, 11, 12, 13, 14, 15°16. , these eight light beams are ultimately emitted from the optical low-pass filter 1. The MTF value of the transfer characteristic of the optical low-pass filter at this time is: . syrμmudankendan1 ---(
5) PM"2PV, and as shown in FIG. 6(b), moiré caused by the luminance carrier and the color signal carrier is suppressed better.

第9図は本発明の第2実施例の“撮像装置“の要部構成
を示す。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、複屈折板94と直線偏光を
円偏光にする位相板95よりなる第1の光学部材91と
、複屈折板96と位相板97よりなる菓2の光学部材9
2と、複屈折板98よりなる第3の光学部材93とて構
成されている。複屈折板94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°の方向で距離Plだ
け分割し、射出された常光線と異常光線の2本の光線は
位相板95により直線偏光から円偏光に変換され、これ
により射出した光線は複屈折板96により水平走査の向
きに平行に距離P2だけ分割され、位相板97により直
線偏光から円偏光に変換され、これにより射出した光線
は複屈折板98により水平走査の向きに対し反時計回り
に一45°の方向で距離P3だけ分割さt、結局光学的
ローパスフィルタ9oより射出する光線は第2図(c)
に示すのと同様68本の光線となる。このため、光学的
ローパスフィルタ90のMTF値は(1)式に示すもの
となり、第1実施例と同し周波数特性を得ることができ
る。
FIG. 9 shows the main structure of an "imaging device" according to 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 includes a first optical member 91 consisting of a birefringent plate 94 and a phase plate 95 that converts linearly polarized light into circularly polarized light, and a second optical member 9 consisting of a birefringent plate 96 and a phase plate 97.
2, and a third optical member 93 made of a birefringent plate 98. The birefringent plate 94 divides the incident light beam by a distance Pl in a direction of 45° counterclockwise with respect to the horizontal scanning direction, and the two emitted light beams, the ordinary ray and the extraordinary ray, are divided into straight lines by the phase plate 95. The polarized light is converted to circularly polarized light, and the emitted light ray is divided by a distance P2 in parallel to the horizontal scanning direction by the birefringent plate 96. The linearly polarized light is converted to circularly polarized light by the phase plate 97, and the emitted light ray is is divided by a distance P3 in a direction of 145° counterclockwise with respect to the horizontal scanning direction by a birefringent plate 98, and the light rays finally exiting from the optical low-pass filter 9o are shown in FIG. 2(c).
There are 68 rays as shown in . Therefore, the MTF value of the optical low-pass filter 90 is as shown in equation (1), and the same frequency characteristics as in the first embodiment can be obtained.

なお、以上の実施例において第1.第2.第3の光学部
材は必ずしもこの順序で被写体側からならんでいる必要
はなく、光学的ローパスフィルタの周波数特性が(1)
式のものとなるものであれば、いかなる順序でもよい。
Note that in the above embodiments, the first. Second. The third optical member does not necessarily have to be arranged in this order from the subject side, and the frequency characteristic of the optical low-pass filter is (1).
Any order is acceptable as long as it satisfies the formula.

また、各実施例において、光学部材は複屈折板を1枚、
または位相板との組み合わせにより構成したが、本発明
はこわに限定されるものではなく、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であれば何を用
いてもよい。
In each example, the optical member includes one birefringent plate,
Alternatively, the present invention is configured by combining it with a phase plate, but the present invention is not limited to a rigid structure, and any device may be used as long as it splits the light into two directions, such as placing a prism in the optical system.

〔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
モアレを防止できる。
As described above, according to the present invention, 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 drawings]

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
オフセット構造の色フィールタ配列例を示す図、′!J
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である。 1・−一光学的ローパスフィルタ 2−−−−カラー撮像素子 2 a −−=色フィルタアレイ 3−−第1の光学部材 4−−−−1g2の光学部材 5−−−−−第3の光学部材
FIG. 1 is a diagram showing the main part of the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram explaining the function of the optical low-pass filter 1, and FIG. 3 is a diagram showing an example of an offset structure color filter arrangement.'! J
Figures 4 and 5 are diagrams 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 the diagram of the first embodiment. Figure 7 shows the two-dimensional frequency characteristics of the optical low-pass filter used; Figure 7 shows the conventional color filter array; Figure 8 shows the conventional color filter array;
This figure is a diagram showing the frequency characteristics of the color filter array of FIG. 7, and FIG. 9 is a diagram showing the main part configuration of a second embodiment of the present invention. 1.--One optical low-pass filter 2----Color image sensor 2a---=Color filter array 3---First optical member 4----1g2 optical member 5----Third optical components

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/
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
。 b、3色類以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、
入射した光線を水平走査の向きに対し平行の方向で距離
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、入射した光線を第1の光学部材の光線分割方向に対
し90゜の方向で距離P_3だけ離れた2本の光線に分
割する第3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
)0.375P_H<P_2<0.625P_H(2.
12P_HP_V)/(P_H+2P_V)<P_3<
(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 imaging device having an offset sampling structure of 2. b. It has color filters of three or more colors, and each color filter has,
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 beam into two light beams separated by a distance P_2 in a direction parallel to the horizontal scanning direction; and a second optical member that splits the incident light beam into two light beams separated by a distance P_2; an optical low-pass filter that is provided in an imaging optical system and satisfies the following conditions. (2.12P_HP_V)/(P_H+2P_V)<P
_1<(3.54P_HP_V)/(P_H+2P_V
)0.375P_H<P_2<0.625P_H(2.
12P_HP_V)/(P_H+2P_V)<P_3<
(3.54P_HP_V)/(P_H+2P_V)
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