JPH0488781A - 撮像素子 - Google Patents
撮像素子Info
- Publication number
- JPH0488781A JPH0488781A JP2204775A JP20477590A JPH0488781A JP H0488781 A JPH0488781 A JP H0488781A JP 2204775 A JP2204775 A JP 2204775A JP 20477590 A JP20477590 A JP 20477590A JP H0488781 A JPH0488781 A JP H0488781A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light shielding
- sensitivity
- brightness
- shielding film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 15
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
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- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野］
本発明は単板カラービデオカメラや電子スチルカメラ等
に用いる撮像素子に関する。
に用いる撮像素子に関する。
（従来の技術］
従来この種の撮像素子のカラーフィルタの配列は、第４
図（ａ）のようなストライブフィルタや第４図（ｂ）の
ようなモザイクフィルタなどがよく知られている０例え
ば“今井邦雄 民生用ビデオムービーにおける良い画質
の現状技術エレクトロニクスエッセンシャルズＰ、６
１９８９゜７”にも述べられているように、同じ画素数
のＣＣＤを用いた場合、一般にストライブフィルタの場
合よりもモザイクフィルタを用いた場合の方が高い水平
解像力が得られる。このため最近のビデオカメラにおい
ては、はとんどこのモザイクフィルタ方式が採用されて
いる。
図（ａ）のようなストライブフィルタや第４図（ｂ）の
ようなモザイクフィルタなどがよく知られている０例え
ば“今井邦雄 民生用ビデオムービーにおける良い画質
の現状技術エレクトロニクスエッセンシャルズＰ、６
１９８９゜７”にも述べられているように、同じ画素数
のＣＣＤを用いた場合、一般にストライブフィルタの場
合よりもモザイクフィルタを用いた場合の方が高い水平
解像力が得られる。このため最近のビデオカメラにおい
ては、はとんどこのモザイクフィルタ方式が採用されて
いる。
これに対してＵＳＰ３９７１０６５に開示されているよ
うに、いわゆるＢａｙｅｒ配列の色フィルタを装着した
撮像素子を用いても、上述のような単板ビデオカメラが
構成できることは明らかである。
うに、いわゆるＢａｙｅｒ配列の色フィルタを装着した
撮像素子を用いても、上述のような単板ビデオカメラが
構成できることは明らかである。
このような配列を用いた場合、ＵＳＰ３９７１０６５に
説明されているように、輝度Ｙが２次元的にオフセット
サンプリングされているので、サンプリング効率が高く
、従つて、このようにして得られた輝度信号Ｙを用いて
撮像すれば、非常に品位の高い画像が得られる。
説明されているように、輝度Ｙが２次元的にオフセット
サンプリングされているので、サンプリング効率が高く
、従つて、このようにして得られた輝度信号Ｙを用いて
撮像すれば、非常に品位の高い画像が得られる。
［発明が解決しようとしている課題１
従って、同じ画素数の撮像素子を用いるのであれば、ス
トライブフィルタやモザイクフィルタよりも、例えば第
２図のようなりａｙｅｒ配列を用いた方がよりよい画質
が得られる。
トライブフィルタやモザイクフィルタよりも、例えば第
２図のようなりａｙｅｒ配列を用いた方がよりよい画質
が得られる。
しかし、このような配列を用いた場合、次に述べるよう
な色ごとの感度の違いが問題となる。
な色ごとの感度の違いが問題となる。
第３図の３０１に示すように通常Ｙに対応する画素は、
輝度情報をとるので、何もフィルタを付けないか、又は
広い波長透過率を持った色フィルタが装着されているの
で、第３図の３０２に示すＲ又は３０３に示すＢのフィ
ルタを装着した画素よりも光電変換された電荷が早く飽
和してしまい、ダイナミックレンジの広い被写体におい
て高輝度部で色バランスがくずれたり、低輝度部でＲや
ＢのＳ／Ｎが悪いという問題を引き起こしていた。
輝度情報をとるので、何もフィルタを付けないか、又は
広い波長透過率を持った色フィルタが装着されているの
で、第３図の３０２に示すＲ又は３０３に示すＢのフィ
ルタを装着した画素よりも光電変換された電荷が早く飽
和してしまい、ダイナミックレンジの広い被写体におい
て高輝度部で色バランスがくずれたり、低輝度部でＲや
ＢのＳ／Ｎが悪いという問題を引き起こしていた。
［課題を解決するための手段（及び作用）１本発明にお
いては、Ｙの開口率を変えるために遮光部を設け、Ｙの
感度を他のフィルタの感度と同等のものにする。これに
より、Ｂａｙｅｒ配列等の輝度信号のサンプリングの効
率の良さを生かしたまま、Ｙと他の色フィルタの感度差
による画質劣化のない撮像素子の構成を提供するもので
ある。
いては、Ｙの開口率を変えるために遮光部を設け、Ｙの
感度を他のフィルタの感度と同等のものにする。これに
より、Ｂａｙｅｒ配列等の輝度信号のサンプリングの効
率の良さを生かしたまま、Ｙと他の色フィルタの感度差
による画質劣化のない撮像素子の構成を提供するもので
ある。
［実施例］
以下本発明を用いて説明する。
第１図（ａ）〜（ｄ）は、撮像素子において、輝度信号
Ｙの情報を得る画素例を夫々示している。第２図のより
なりａｙｅｒ配列をもつフィルタを装着した撮像素子に
おいて、Ｙの部分の画素に対して第１図の斜線部のよう
な遮光部を設けると、等価的にＹの分光感度をＲやＢの
分光感度に近づけることが出来る。
Ｙの情報を得る画素例を夫々示している。第２図のより
なりａｙｅｒ配列をもつフィルタを装着した撮像素子に
おいて、Ｙの部分の画素に対して第１図の斜線部のよう
な遮光部を設けると、等価的にＹの分光感度をＲやＢの
分光感度に近づけることが出来る。
具体的には撮像素子のＹの部分の構造は例えば第５図の
ようにする。第５図において、５０１はアルミ（ＡＪ２
）等の遮光膜であり、感光部（画素）を覆う事によりＹ
の感度を下げるようにしている。５０２は電荷転送部を
遮光するＡａ遮光膜、５０３はポリシリコン（Ｐｏｌｙ
−３ｉ）電極、５０４はチャンネルストップ、５０５は
画素、５０６は埋め込みチャンネル、５０７はＰ型つニ
ル、５０８は基板、５０９は保護膜を示す。
ようにする。第５図において、５０１はアルミ（ＡＪ２
）等の遮光膜であり、感光部（画素）を覆う事によりＹ
の感度を下げるようにしている。５０２は電荷転送部を
遮光するＡａ遮光膜、５０３はポリシリコン（Ｐｏｌｙ
−３ｉ）電極、５０４はチャンネルストップ、５０５は
画素、５０６は埋め込みチャンネル、５０７はＰ型つニ
ル、５０８は基板、５０９は保護膜を示す。
また、上記例の他の第６図のように保護膜５０９上に感
光部を覆うように遮光（黒）フィルタ６０１を装着して
もＹの感度を下げることができる。
光部を覆うように遮光（黒）フィルタ６０１を装着して
もＹの感度を下げることができる。
尚、撮像素子のＭＴＦ （ＭｏｃｌｕｌａｔｉｏｎＴｒ
ａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）はａを画素上の遮
光膜により得られる開口比（０≦α≦１）、ｆＮをサン
プリング周波数ｆｓに対するネイキスト周波数（＝ｆ、
／２）とすると、ｆ：任意の周波数 で表わされるので、 遮光膜のない時、すなわち開口率１００％（α＝１）の
ときは、第７図の７０３でＭＴＦは表わされる。
ａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）はａを画素上の遮
光膜により得られる開口比（０≦α≦１）、ｆＮをサン
プリング周波数ｆｓに対するネイキスト周波数（＝ｆ、
／２）とすると、ｆ：任意の周波数 で表わされるので、 遮光膜のない時、すなわち開口率１００％（α＝１）の
ときは、第７図の７０３でＭＴＦは表わされる。
また、画素を完全に遮光した時、すなわち開口率Ｏ％（
α＝０）のとき、ＭＴＦは第７図７０１で表わされ、開
口率５０％（α＝Ｑ、５）のときＭＴＦは第７図７０２
で表わされる。
α＝０）のとき、ＭＴＦは第７図７０１で表わされ、開
口率５０％（α＝Ｑ、５）のときＭＴＦは第７図７０２
で表わされる。
このように、画素を遮光する程、ＭＴＦの値が大きくな
るため、遮光膜を設けることにより、ナイキスト周波数
以上の周波数成分が低域に折り返る量が増え、いわゆる
モアレによる画像劣化が激しくなる。したがって、第１
図（ａ）のように画素水平方向のみに遮光膜を設けると
、Ｙの感度は下げることができるが、モアレ量が増える
ため、第１図（ｂ）〜（ｄ）のように、（ａ）の遮光膜
と同面積で、画素斜め方向を遮光するようにすると、斜
め方向のモアレ量は増えるが、水平、垂直方向のＭＴＦ
値は遮光膜のないときと同等で、しかもＹの感度も（ａ
）の場合と同様撮像素子から適正レベルに調整された出
力Ｙが得られる。
るため、遮光膜を設けることにより、ナイキスト周波数
以上の周波数成分が低域に折り返る量が増え、いわゆる
モアレによる画像劣化が激しくなる。したがって、第１
図（ａ）のように画素水平方向のみに遮光膜を設けると
、Ｙの感度は下げることができるが、モアレ量が増える
ため、第１図（ｂ）〜（ｄ）のように、（ａ）の遮光膜
と同面積で、画素斜め方向を遮光するようにすると、斜
め方向のモアレ量は増えるが、水平、垂直方向のＭＴＦ
値は遮光膜のないときと同等で、しかもＹの感度も（ａ
）の場合と同様撮像素子から適正レベルに調整された出
力Ｙが得られる。
また、本発明は第１図に示す構成に限らず、遮光部を設
けるものであれば様々な変形が考えられることは言うま
でもない。
けるものであれば様々な変形が考えられることは言うま
でもない。
また、Ｂａｙｅｒ配列に限らず、Ｙと純色又は補色フィ
ルタの組み合わせの配列でも本発明は有効である。
ルタの組み合わせの配列でも本発明は有効である。
［発明の効果］
以上のように、Ｙの部分に遮光部を設けることにより、
Ｙと純色フィルタ等との感度差をなくすことができるの
で、ダイナミックレンジの広い被写体においても、高輝
度部での色バランスのくずれや、低輝度部でのＲやＢの
Ｓ／Ｎ比の劣化といった問題を解決できる。
Ｙと純色フィルタ等との感度差をなくすことができるの
で、ダイナミックレンジの広い被写体においても、高輝
度部での色バランスのくずれや、低輝度部でのＲやＢの
Ｓ／Ｎ比の劣化といった問題を解決できる。
第１図（ａ）〜（ｄ）は遮光部を設けた画素の例を示す
図、 第２図はＢａｙｅｒ配列を示す図、 第３図はＹと純色フィルタの入射光量に対する撮像素子
の出力を示す図、 第４図（ａ）はストライブフィルタ配列を示す図、 第４図（ｂ）はモザイクフィルタ配列を示す図、 第５図は遮光部としてＡρ遮光膜を用いた撮像素子の断
面図、 第６図は遮光部として色フィルタを用いた撮像素子の断
面図、 第７図は撮像素子のＭＴＦを示す図、 である。 ５０１・・・Ａβ遮光膜 ６０１・・・色フィルタ （ａン （しン ＜Ｃ） （Ｊ） λ射影ｌ ｖ、４−口（し）
図、 第２図はＢａｙｅｒ配列を示す図、 第３図はＹと純色フィルタの入射光量に対する撮像素子
の出力を示す図、 第４図（ａ）はストライブフィルタ配列を示す図、 第４図（ｂ）はモザイクフィルタ配列を示す図、 第５図は遮光部としてＡρ遮光膜を用いた撮像素子の断
面図、 第６図は遮光部として色フィルタを用いた撮像素子の断
面図、 第７図は撮像素子のＭＴＦを示す図、 である。 ５０１・・・Ａβ遮光膜 ６０１・・・色フィルタ （ａン （しン ＜Ｃ） （Ｊ） λ射影ｌ ｖ、４−口（し）
Claims (2)
- （１）色分離フィルタを装着した撮像素子において、輝
度または白色光に反応する画素部を備え、該画素部の上
部に輝度または白色光を遮光する遮光部を設けたことを
特徴とする撮像素子。 - （２）色分離フィルタを装着した撮像素子において、輝
度または白色光に反応する画素部と、該画素部の上部に
輝度または白色光を遮光する遮光部とを備え、 該遮光部を画素の斜め方向に対称に設けたことを特徴と
する撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2204775A JPH0488781A (ja) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | 撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2204775A JPH0488781A (ja) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | 撮像素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0488781A true JPH0488781A (ja) | 1992-03-23 |
Family
ID=16496144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2204775A Pending JPH0488781A (ja) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | 撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0488781A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5449226A (en) * | 1992-08-28 | 1995-09-12 | Nippondenso Co., Ltd. | Braking system actuator |
| EP0954032A3 (en) * | 1998-04-30 | 2000-12-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensing apparatus and system including same |
| WO2006064564A1 (ja) * | 2004-12-16 | 2006-06-22 | Fujitsu Limited | 撮像装置、撮像素子および画像処理方法 |
-
1990
- 1990-07-31 JP JP2204775A patent/JPH0488781A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5449226A (en) * | 1992-08-28 | 1995-09-12 | Nippondenso Co., Ltd. | Braking system actuator |
| EP0954032A3 (en) * | 1998-04-30 | 2000-12-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensing apparatus and system including same |
| US6977684B1 (en) | 1998-04-30 | 2005-12-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Arrangement of circuits in pixels, each circuit shared by a plurality of pixels, in image sensing apparatus |
| US7663680B2 (en) | 1998-04-30 | 2010-02-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Arrangement of circuits in pixels, each circuit shared by a plurality of pixels, in image sensing apparatus |
| US8115844B2 (en) | 1998-04-30 | 2012-02-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Arrangement of circuits in pixels, each circuit shared by a plurality of pixels, in image sensing apparatus |
| US8614757B2 (en) | 1998-04-30 | 2013-12-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Arrangement of circuits in pixels, each circuit shared by a plurality of pixels, in image sensing apparatus |
| US8836834B2 (en) | 1998-04-30 | 2014-09-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Arangement of circuits in pixels, each circuit shared by a plurality of pixels, in image sensing appratus |
| US9123610B2 (en) | 1998-04-30 | 2015-09-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Arrangement of circuits in pixels, each circuit shared by a plurality of pixels, in image sensing apparatus |
| WO2006064564A1 (ja) * | 2004-12-16 | 2006-06-22 | Fujitsu Limited | 撮像装置、撮像素子および画像処理方法 |
| JPWO2006064564A1 (ja) * | 2004-12-16 | 2008-06-12 | 富士通株式会社 | 撮像装置、撮像素子および画像処理方法 |
| US7773137B2 (en) | 2004-12-16 | 2010-08-10 | Fujitsu Semiconductor Limited | Imaging apparatus, imaging element, and image processing method |
| JP4536072B2 (ja) * | 2004-12-16 | 2010-09-01 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 撮像装置 |
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