JPH0712217B2 - カラ−固体撮像装置 - Google Patents
カラ−固体撮像装置Info
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- JPH0712217B2 JPH0712217B2 JP62057048A JP5704887A JPH0712217B2 JP H0712217 B2 JPH0712217 B2 JP H0712217B2 JP 62057048 A JP62057048 A JP 62057048A JP 5704887 A JP5704887 A JP 5704887A JP H0712217 B2 JPH0712217 B2 JP H0712217B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、水平，垂直に複数個の受光素子を配列し、
その受光素子各々に対応して色フィルタをモザイク状に
配置したカラー固体撮像装置に関するものである。
その受光素子各々に対応して色フィルタをモザイク状に
配置したカラー固体撮像装置に関するものである。
第17図は例えば特開昭51−112228号公報に示されたモザ
イク状の色フィルタ配列であり、緑色透過の色フィルタ
（以下単に緑色透過フィルタと称す）が水平，垂直方向
に１つおきの受光素子位置に配置されており、赤色透過
の色フィルタ（以下単に赤色透過フィルタと称す）、青
色透過の色フィルタ（以下単に青色透過フィルタと称
す）はそれぞれ緑色透過フィルタと交互に一列おきに配
置されている。
イク状の色フィルタ配列であり、緑色透過の色フィルタ
（以下単に緑色透過フィルタと称す）が水平，垂直方向
に１つおきの受光素子位置に配置されており、赤色透過
の色フィルタ（以下単に赤色透過フィルタと称す）、青
色透過の色フィルタ（以下単に青色透過フィルタと称
す）はそれぞれ緑色透過フィルタと交互に一列おきに配
置されている。
この構成においては、緑色透過フィルタは市松状に並ん
でおり、緑色光像に対する斜め方向の解像度は低い。赤
色成分、青色成分について見ると、それぞれの透過フィ
ルタの水平，垂直方向の並びの間隔は緑色透過フィルタ
の場合の倍であり、赤色光像、青色光像に対する解像度
は緑色光像に対する解像度よりもさらに低い。
でおり、緑色光像に対する斜め方向の解像度は低い。赤
色成分、青色成分について見ると、それぞれの透過フィ
ルタの水平，垂直方向の並びの間隔は緑色透過フィルタ
の場合の倍であり、赤色光像、青色光像に対する解像度
は緑色光像に対する解像度よりもさらに低い。
従って、このモザイク状の色フィルタを用いたカラー固
体撮像装置では、解像度の低さによるモアレの発生が多
く、また、入射した光のうち実際に受光素子に入射する
光は少なく光利用率が悪い。その為に感度の低い撮像装
置となるなどの問題点があった。
体撮像装置では、解像度の低さによるモアレの発生が多
く、また、入射した光のうち実際に受光素子に入射する
光は少なく光利用率が悪い。その為に感度の低い撮像装
置となるなどの問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、十分な解像度を有し、モアレの発生が少な
く、しかも光利用率が高く感度の良いカラー固体撮像装
置を得ることを目的とする。
たもので、十分な解像度を有し、モアレの発生が少な
く、しかも光利用率が高く感度の良いカラー固体撮像装
置を得ることを目的とする。
この発明に係るカラー固体撮像装置は、受光素子に対応
する色フィルタを、水平，垂直両方向に４画素毎の繰り
返しとなる様にモザイク状に配置し、その色フィルタと
しては、第１の色フィルタとして全色透過フィルタと、
第２の色フィルタとして特定のスペクトル領域のみを透
過させる色フィルタと、第3,第４の色フィルタとして第
２の色フィルタで透過する成分を透過させ、且つ互いに
異なる透過成分を有する補色の色フィルタとを用いる様
にしたものである。
する色フィルタを、水平，垂直両方向に４画素毎の繰り
返しとなる様にモザイク状に配置し、その色フィルタと
しては、第１の色フィルタとして全色透過フィルタと、
第２の色フィルタとして特定のスペクトル領域のみを透
過させる色フィルタと、第3,第４の色フィルタとして第
２の色フィルタで透過する成分を透過させ、且つ互いに
異なる透過成分を有する補色の色フィルタとを用いる様
にしたものである。
上記第２の色フィルタとは好適には赤色透過フィルタ
（Ｒフィルタ）、緑色透過フィルタ（Ｇフィルタ）、及
び青色透過フィルタ（Ｂフィルタ）のいずれかを意味
し、第3,第４の色フィルタとは黄色透過フィルタ（Yeフ
ィルタ）、シアン色透過フィルタ（Cyフィルタ）、マゼ
ンダ色透過フィルタ（Mgフィルタ）を意味する。また、
全色透過フィルタ（Ｗフィルタ）は実質的にフィルタが
配置されていない状態を含んでいる。
（Ｒフィルタ）、緑色透過フィルタ（Ｇフィルタ）、及
び青色透過フィルタ（Ｂフィルタ）のいずれかを意味
し、第3,第４の色フィルタとは黄色透過フィルタ（Yeフ
ィルタ）、シアン色透過フィルタ（Cyフィルタ）、マゼ
ンダ色透過フィルタ（Mgフィルタ）を意味する。また、
全色透過フィルタ（Ｗフィルタ）は実質的にフィルタが
配置されていない状態を含んでいる。
本発明においては、画素フィルタの並びの繰り返しの単
位である垂直４画素×水平４画素の16画素の画素位置を
Ｃi,j;i,j＝１〜４（ｉは水平方向を示し、ｊは垂直方
向を示す）とするとき、Ｃ1,4,C2,2,C3,3,C4,1には第１
の色フィルタが、Ｃ1,1,C2,3,C3,2,C4,4には第２の色フ
ィルタが、Ｃ1,2,C2,4,C3,1,C4,3には第３の色フィルタ
が、Ｃ1,3,C2,1,C3,4,C4,2には第４の色フィルタが配置
されており、これによって、第２の色フィルタで透過す
る色成分は、全画素で透過し、この第２の色フィルタで
透過する色成分以外で第3,第４の色フィルタで透過する
色成分は、水平，垂直の方向で見ると、全画素で透過す
るに等しく、充分に高い解像度が得られるわけである。
また、第２の色フィルタで透過する色成分は全画素で透
過し、第1,第3,第４の色フィルタでは他の色成分がさら
に透過するので、光の利用率が高く、感度の良いものと
なる。
位である垂直４画素×水平４画素の16画素の画素位置を
Ｃi,j;i,j＝１〜４（ｉは水平方向を示し、ｊは垂直方
向を示す）とするとき、Ｃ1,4,C2,2,C3,3,C4,1には第１
の色フィルタが、Ｃ1,1,C2,3,C3,2,C4,4には第２の色フ
ィルタが、Ｃ1,2,C2,4,C3,1,C4,3には第３の色フィルタ
が、Ｃ1,3,C2,1,C3,4,C4,2には第４の色フィルタが配置
されており、これによって、第２の色フィルタで透過す
る色成分は、全画素で透過し、この第２の色フィルタで
透過する色成分以外で第3,第４の色フィルタで透過する
色成分は、水平，垂直の方向で見ると、全画素で透過す
るに等しく、充分に高い解像度が得られるわけである。
また、第２の色フィルタで透過する色成分は全画素で透
過し、第1,第3,第４の色フィルタでは他の色成分がさら
に透過するので、光の利用率が高く、感度の良いものと
なる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は、本発明の一実施例によるカラー固体撮像装置の色
フィルタの並びの単位となる16画素の配列を示してお
り、図において、Ｗは全色透過の色フィルタ（以下単に
Ｗフィルタと称す）、Ｇは緑色透過の色フィルタ（以下
単にＧフィルタと称す）、Yeは黄色透過の色フィルタ
（以下単にYeフィルタと称す）、Cyはシアン色透過の色
フィルタ（以下単にCyフィルタと称す）である。本実施
例は第１の色フィルタがＷフィルタで、第２の色フィル
タがＧフィルタで、第３の色フィルタがCyフィルタで、
第４の色フィルタがYeフィルタのものを示している。
図は、本発明の一実施例によるカラー固体撮像装置の色
フィルタの並びの単位となる16画素の配列を示してお
り、図において、Ｗは全色透過の色フィルタ（以下単に
Ｗフィルタと称す）、Ｇは緑色透過の色フィルタ（以下
単にＧフィルタと称す）、Yeは黄色透過の色フィルタ
（以下単にYeフィルタと称す）、Cyはシアン色透過の色
フィルタ（以下単にCyフィルタと称す）である。本実施
例は第１の色フィルタがＷフィルタで、第２の色フィル
タがＧフィルタで、第３の色フィルタがCyフィルタで、
第４の色フィルタがYeフィルタのものを示している。
まず初めに、第１図に示した色フィルタ配列がいかに優
れたものであるかを見る。色フィルタを透過した光成分
は受光素子により光電変換され、その光成分に応じた電
気信号が出力されるので、入射した光像はこの色フィル
タの配列によって２次元的にサンプリングされているわ
けである。Yeフィルタは赤色成分と緑色成分とを透過
し、Cyフィルタは青色成分と緑色成分とを透過するの
で、入射光の色フィルタによるサンプリングを緑色成
分，赤色成分，青色成分で見ると、第２図の様になる。
図において、G,R,Bはそれぞれ緑色，赤色，青色の各成
分がサンプリングされることを示し、０はサンプリング
されないことを示している。
れたものであるかを見る。色フィルタを透過した光成分
は受光素子により光電変換され、その光成分に応じた電
気信号が出力されるので、入射した光像はこの色フィル
タの配列によって２次元的にサンプリングされているわ
けである。Yeフィルタは赤色成分と緑色成分とを透過
し、Cyフィルタは青色成分と緑色成分とを透過するの
で、入射光の色フィルタによるサンプリングを緑色成
分，赤色成分，青色成分で見ると、第２図の様になる。
図において、G,R,Bはそれぞれ緑色，赤色，青色の各成
分がサンプリングされることを示し、０はサンプリング
されないことを示している。
この様に、水平，垂直平面（xy平面）で示されたサンプ
リングを、そのフーリエ変換を求めることにより水平，
垂直方向の２次元周波数平面（fxfy平面）で表すと第３
図のようになる。同図において、矢印は各色のキャリア
を表しており、矢印の長さはキャリアの大きさを、向き
は所定の位相を基準とした時の位相関係を示している。
緑色のキャリア（Ｇキャリア）は０≦fx≦π,0≦fy≦π
においては（fx,fy）＝（0,0）の位置以外には無く、最
高の解像度を持っていることがわかる。赤色のキャリア
（Ｒキャリア）、青色のキャリア（Ｂキャリア）はそれ
ぞれfx軸上,fy軸上には0,2π以外にキャリアはなく、水
平，垂直の解像度は緑色と同等の高い解像度を有する。
そして、斜め方向についてもキャリア間の距離が充分に
あるので、水平，垂直方向に比べ著しい解像度の劣化は
生じない。第17図に示した従来の色フィルタは配列のキ
ャリアの配置を示す第18図と比べれば、このことはより
明らかである。
リングを、そのフーリエ変換を求めることにより水平，
垂直方向の２次元周波数平面（fxfy平面）で表すと第３
図のようになる。同図において、矢印は各色のキャリア
を表しており、矢印の長さはキャリアの大きさを、向き
は所定の位相を基準とした時の位相関係を示している。
緑色のキャリア（Ｇキャリア）は０≦fx≦π,0≦fy≦π
においては（fx,fy）＝（0,0）の位置以外には無く、最
高の解像度を持っていることがわかる。赤色のキャリア
（Ｒキャリア）、青色のキャリア（Ｂキャリア）はそれ
ぞれfx軸上,fy軸上には0,2π以外にキャリアはなく、水
平，垂直の解像度は緑色と同等の高い解像度を有する。
そして、斜め方向についてもキャリア間の距離が充分に
あるので、水平，垂直方向に比べ著しい解像度の劣化は
生じない。第17図に示した従来の色フィルタは配列のキ
ャリアの配置を示す第18図と比べれば、このことはより
明らかである。
次に、この第１図に示した色フィルタを用いたカラー固
体撮像装置の実施例を説明する。撮像装置は用いられる
システムによりその処理内容は異なるが、本例ではイン
ターレース走査を行なうもので、固体撮像素子としては
１フレーム分の信号を、２行ずつ独立に１フィールド内
で読出すものとした。第４図にそのブロック図を示す。
体撮像装置の実施例を説明する。撮像装置は用いられる
システムによりその処理内容は異なるが、本例ではイン
ターレース走査を行なうもので、固体撮像素子としては
１フレーム分の信号を、２行ずつ独立に１フィールド内
で読出すものとした。第４図にそのブロック図を示す。
図において、１はレンズ光学系、２は本発明の一実施例
による色フィルタを有する固体撮像素子、３は１水平走
査時間だけ信号を遅延させる1H遅延線、４は減算器、５
はハイパスフィルタ、６は上記1H遅延線3,減算器4,ハイ
パスフィルタ５からなる２次元フィルタのブロック、７
は減算器、８はバンドパスフィルタ、９は上記減算器7,
バンドパスフィルタ８からなる２次元フィルタのブロッ
ク、10は加算器、11はローパスフィルタ、12は上記加算
器10,ローパスフィルタ11からなる２次元フィルタのブ
ロック、13,14は変調器、15は所定のテレビジョン方式
の映像信号を出力するエンコーダ、16は出力端子であ
る。
による色フィルタを有する固体撮像素子、３は１水平走
査時間だけ信号を遅延させる1H遅延線、４は減算器、５
はハイパスフィルタ、６は上記1H遅延線3,減算器4,ハイ
パスフィルタ５からなる２次元フィルタのブロック、７
は減算器、８はバンドパスフィルタ、９は上記減算器7,
バンドパスフィルタ８からなる２次元フィルタのブロッ
ク、10は加算器、11はローパスフィルタ、12は上記加算
器10,ローパスフィルタ11からなる２次元フィルタのブ
ロック、13,14は変調器、15は所定のテレビジョン方式
の映像信号を出力するエンコーダ、16は出力端子であ
る。
この実施例の動作を第５図，第６図を用いて説明する。
まず第５図は或るフィールドでの各所の信号を示したも
のである。第５図に示したフィールドではｍ番目の走査
ラインでは、ｎ番目とｎ＋１番目の行の画素の信号が
S2,S1の信号ラインから同時に読出される。このとき、
減算器４の出力について見ると、減算器４の入力はｍ番
目のS1とｍ−１番目のS1で、その出力は図の様に赤色成
分の信号（Ｒ信号）が１画素毎に正負が反転する形とな
る。
まず第５図は或るフィールドでの各所の信号を示したも
のである。第５図に示したフィールドではｍ番目の走査
ラインでは、ｎ番目とｎ＋１番目の行の画素の信号が
S2,S1の信号ラインから同時に読出される。このとき、
減算器４の出力について見ると、減算器４の入力はｍ番
目のS1とｍ−１番目のS1で、その出力は図の様に赤色成
分の信号（Ｒ信号）が１画素毎に正負が反転する形とな
る。
このｍ番目の信号S1からｍ−１番目の信号S1を減じると
いうことは、２行前の画素の信号を現時刻の画素の信号
から減じることであり、それは、第３図の座標系で言え
ば、fy＝π/2で最大となる垂直方向のバンドパスフィル
タを構成したことに等しい。１画素毎に正負が繰り返す
周波数は、π周波数に相当し、減算器４に続くハイパス
フィルタ５はπ周波数で最大となるものを用いる。従っ
て、1H遅延線３と減算器４とから成るfy＝π/2で最大と
なる垂直方向フィルタと、fx＝πで最大となるハイパス
フィルタ５とから構成される２次元フィルタのブロック
６は（fx,fy）＝（π，π/2）近傍の成分だけを通過さ
せるフィルタとなっている。そして、この２次元フィル
タのブロック６を通過したＲ信号は、変調器13により復
調されたベースバンドのＲ信号となる。
いうことは、２行前の画素の信号を現時刻の画素の信号
から減じることであり、それは、第３図の座標系で言え
ば、fy＝π/2で最大となる垂直方向のバンドパスフィル
タを構成したことに等しい。１画素毎に正負が繰り返す
周波数は、π周波数に相当し、減算器４に続くハイパス
フィルタ５はπ周波数で最大となるものを用いる。従っ
て、1H遅延線３と減算器４とから成るfy＝π/2で最大と
なる垂直方向フィルタと、fx＝πで最大となるハイパス
フィルタ５とから構成される２次元フィルタのブロック
６は（fx,fy）＝（π，π/2）近傍の成分だけを通過さ
せるフィルタとなっている。そして、この２次元フィル
タのブロック６を通過したＲ信号は、変調器13により復
調されたベースバンドのＲ信号となる。
次に減算器７の出力を見ると、それは青色成分の信号
（Ｂ信号）が２画素毎に符号が反転したものとなってお
り、その周波数はπ/2に相当する。従って、減算器７に
続くバンドパスフィルタはfx＝π/2で応答が最大となる
ものが用いられる。減算器７の動作は、１行前の画素の
信号を現在の画素の信号から減じることであり、それ
は、fy＝πで応答が最大となる垂直方向のハイパスフィ
ルタである。従って、減算器７、バンドパスフィルタ８
からなる２次元フィルタのブロック９は（fx,fy）＝
（π，π/2）で応答が最大となるフィルタである。そし
て、この２次元フィルタのブロック９を通過したＢ信号
は、変調器14によりベースバンドのＢ信号となる。
（Ｂ信号）が２画素毎に符号が反転したものとなってお
り、その周波数はπ/2に相当する。従って、減算器７に
続くバンドパスフィルタはfx＝π/2で応答が最大となる
ものが用いられる。減算器７の動作は、１行前の画素の
信号を現在の画素の信号から減じることであり、それ
は、fy＝πで応答が最大となる垂直方向のハイパスフィ
ルタである。従って、減算器７、バンドパスフィルタ８
からなる２次元フィルタのブロック９は（fx,fy）＝
（π，π/2）で応答が最大となるフィルタである。そし
て、この２次元フィルタのブロック９を通過したＢ信号
は、変調器14によりベースバンドのＢ信号となる。
加算器10の出力は、2G＋Ｂと2G＋Ｂ＋2Rが交互に現れて
おり、そしてこの信号は次に続くローパスフィルタによ
り平滑化され2G＋Ｂ＋Ｒ信号となる。この加算器10の動
作は１行前の画素の信号と現在の画素の信号とを加算す
ることでfy＝０で応答が最大となる垂直方向のローパス
フィルタと等価である。
おり、そしてこの信号は次に続くローパスフィルタによ
り平滑化され2G＋Ｂ＋Ｒ信号となる。この加算器10の動
作は１行前の画素の信号と現在の画素の信号とを加算す
ることでfy＝０で応答が最大となる垂直方向のローパス
フィルタと等価である。
従って、加算器10及びローパスフィルタ11からなる２次
元フィルタのブロック12は（fx,fy）＝（0,0）で応答が
最大となる２次元ローパスフィルタである。
元フィルタのブロック12は（fx,fy）＝（0,0）で応答が
最大となる２次元ローパスフィルタである。
以上の様にして抽出されたR,B,2G＋Ｒ＋Ｂの各信号より
エンコーダ15により所定の映像信号として出力端子10よ
り出力される。
エンコーダ15により所定の映像信号として出力端子10よ
り出力される。
次に第６図を用いて、もう１つのフィールドの場合につ
いて見る。このフィールドでは、ｍ番目の走査ラインで
は、ｎ−１番目とｎ番目の行の画素の信号がS2,S1の信
号ラインから同時に読み出される。このとき減算器７の
出力を見ると、Ｒ信号は１画素毎にＢ信号は２画素毎に
符号が反転している。即ちＲ信号はπ周波数、Ｂ信号は
π/2周波数となっており、減算器７に続く中心周波数π
/2のバンドパスフィルタ８によってＲ信号は遮断されＢ
信号だけが次の変調器14に入力される。２次元フィルタ
のブロック6,11の出力は第５図のフィールドの場合と同
様にＲ信号と2G＋Ｒ＋Ｂが得られる。そして第５図のフ
ィールドの場合と同様にして出力端子16より映像信号が
出力される。
いて見る。このフィールドでは、ｍ番目の走査ラインで
は、ｎ−１番目とｎ番目の行の画素の信号がS2,S1の信
号ラインから同時に読み出される。このとき減算器７の
出力を見ると、Ｒ信号は１画素毎にＢ信号は２画素毎に
符号が反転している。即ちＲ信号はπ周波数、Ｂ信号は
π/2周波数となっており、減算器７に続く中心周波数π
/2のバンドパスフィルタ８によってＲ信号は遮断されＢ
信号だけが次の変調器14に入力される。２次元フィルタ
のブロック6,11の出力は第５図のフィールドの場合と同
様にＲ信号と2G＋Ｒ＋Ｂが得られる。そして第５図のフ
ィールドの場合と同様にして出力端子16より映像信号が
出力される。
なお、上記実施例と同一の性能を有する色フィルタ配列
として第７図に示したものがあるが、これは第１図の色
フィルタ配列と全く同一のものである。第８図に、第１
図の色フィルタ配列を繰り返し表示した。この様な画素
フィルタの繰り返しにおいて、図中の破線で囲んだ16画
素を繰り返し単位とすれば、それは第７図に示した配列
であり、結局第１図の色フィルタ配列と第７図の色フィ
ルタ配列とは同一であることが分かる。この様な色フィ
ルタ配列は他にも14通り存在するが、全てその繰り返し
を考えれば、第１図の配列と同じである。
として第７図に示したものがあるが、これは第１図の色
フィルタ配列と全く同一のものである。第８図に、第１
図の色フィルタ配列を繰り返し表示した。この様な画素
フィルタの繰り返しにおいて、図中の破線で囲んだ16画
素を繰り返し単位とすれば、それは第７図に示した配列
であり、結局第１図の色フィルタ配列と第７図の色フィ
ルタ配列とは同一であることが分かる。この様な色フィ
ルタ配列は他にも14通り存在するが、全てその繰り返し
を考えれば、第１図の配列と同じである。
次に第１図に示した色フィルタ配列のYeフィルタとCyフ
ィルタとを入替えた実施例について考える。この色フィ
ルタ配列は第９図に示したもので、第２図と同様に各色
成分毎のサンプリングとして表すと第10図の様になる。
第２図と第10図とを比べれば明らかな様に、Ｒのサンプ
ル位置とＢのサンプル位置とが入れ換わったものとなっ
ている。従って、第９図に示した色フィルタ配列では、
（fx,fy）＝（π，π/2）の位置にはＢキャリアがあ
り、（fx,fy）＝（π/2,π）の位置にはＲキャリアがあ
る。そして、第４図において、固体撮像素子２に設ける
色フィルタ配列を第９図に示した色フィルタ配列とする
と、２次元フィルタのブロック６からはＢ号が出力さ
れ、２次元フィルタのブロック９からはＲ信号が出力さ
れることになる。
ィルタとを入替えた実施例について考える。この色フィ
ルタ配列は第９図に示したもので、第２図と同様に各色
成分毎のサンプリングとして表すと第10図の様になる。
第２図と第10図とを比べれば明らかな様に、Ｒのサンプ
ル位置とＢのサンプル位置とが入れ換わったものとなっ
ている。従って、第９図に示した色フィルタ配列では、
（fx,fy）＝（π，π/2）の位置にはＢキャリアがあ
り、（fx,fy）＝（π/2,π）の位置にはＲキャリアがあ
る。そして、第４図において、固体撮像素子２に設ける
色フィルタ配列を第９図に示した色フィルタ配列とする
と、２次元フィルタのブロック６からはＢ号が出力さ
れ、２次元フィルタのブロック９からはＲ信号が出力さ
れることになる。
次に、本発明の色フィルタ配列を、複数個の固体撮像素
子を光学的にずらして配した撮像装置に適用する場合に
ついて説明する。第11図は固体撮像素子を２つ用いた撮
像装置のブロック図であり、図において、１はレンズ、
20はレンズ１を透過した入射光を２分するハーフミラ
ー、21はミラー、22,23は固体撮像素子であり、ハーフ
ミラー20,ミラー21により２つの固体撮像素子22,23には
同一の光像が入射する。24は前記２つの固体撮像素子2
2,23の出力を合成し、映像信号に処理する信号合成処理
回路、25は前記２つの固体撮像素子22,23を駆動するパ
ルスを発生する駆動信号発生器である。
子を光学的にずらして配した撮像装置に適用する場合に
ついて説明する。第11図は固体撮像素子を２つ用いた撮
像装置のブロック図であり、図において、１はレンズ、
20はレンズ１を透過した入射光を２分するハーフミラ
ー、21はミラー、22,23は固体撮像素子であり、ハーフ
ミラー20,ミラー21により２つの固体撮像素子22,23には
同一の光像が入射する。24は前記２つの固体撮像素子2
2,23の出力を合成し、映像信号に処理する信号合成処理
回路、25は前記２つの固体撮像素子22,23を駆動するパ
ルスを発生する駆動信号発生器である。
前記２つの固体撮像素子22,23の位置関係が、相対的に
水平方向の画素ピッチPhの1/2だけ水平方向にずれたも
のである場合（以下、水平画素ずらしと称する）、入射
光像側から見たときの２つの固体撮像素子22,23の受光
画素は、第12図に示した様な水平方向に１画素毎に異な
る固体撮像素子の画素が並んでいることになる。この様
な場合に、第１図に示した本発明の色フィルタ配列を適
用するには第13図に示した色フィルタ配列をそれぞれの
固体撮像素子に設ければ良い。このとき、第13図に示し
た固体撮像素子22の色フィルタの並びと、固体撮像素子
23の色フィルタの並びとは、垂直方向に２画素だけずれ
ただけであり、これらが繰り返し並べられる色フィルタ
配列としては全く同一のものであり、同一のプロセス
で、固体撮像素子22の色フィルタと固体撮像素子23の色
フィルタとを作れるという効果も生む。
水平方向の画素ピッチPhの1/2だけ水平方向にずれたも
のである場合（以下、水平画素ずらしと称する）、入射
光像側から見たときの２つの固体撮像素子22,23の受光
画素は、第12図に示した様な水平方向に１画素毎に異な
る固体撮像素子の画素が並んでいることになる。この様
な場合に、第１図に示した本発明の色フィルタ配列を適
用するには第13図に示した色フィルタ配列をそれぞれの
固体撮像素子に設ければ良い。このとき、第13図に示し
た固体撮像素子22の色フィルタの並びと、固体撮像素子
23の色フィルタの並びとは、垂直方向に２画素だけずれ
ただけであり、これらが繰り返し並べられる色フィルタ
配列としては全く同一のものであり、同一のプロセス
で、固体撮像素子22の色フィルタと固体撮像素子23の色
フィルタとを作れるという効果も生む。
また第13図（ａ）に示された色フィルタ配列を持つ固体
撮像素子22を２つ用いて、互いの位置関係を水平方向に
水平画素ピッチの1/2だけずらし、垂直方向には、垂直
画素ピッチの２倍だけずれる様にすることで、第14図に
示した様に入射光像側から見た色フィルタの並びは、第
１図に示した色フィルタ配列と同じになる。この場合
は、垂直方向にずらした分だけ２つの固体撮像素子の駆
動タイミングをずらすか、或いは、第14図において破線
で示した色フィルタ配列を有する固体撮像素子の出力信
号を垂直方向にずらした分だけ遅延させることによっ
て、第14図に示した同一行にある色フィルタに対応する
信号が同じタイミングで得られるので、２種類の固体撮
像素子を製造する必要が無く、装置を安価にできる効果
もある。これは第13図（ｂ）の色フィルタ配列を持つ固
体撮像素子23を２つ用いても全く同様に構成出来る。
撮像素子22を２つ用いて、互いの位置関係を水平方向に
水平画素ピッチの1/2だけずらし、垂直方向には、垂直
画素ピッチの２倍だけずれる様にすることで、第14図に
示した様に入射光像側から見た色フィルタの並びは、第
１図に示した色フィルタ配列と同じになる。この場合
は、垂直方向にずらした分だけ２つの固体撮像素子の駆
動タイミングをずらすか、或いは、第14図において破線
で示した色フィルタ配列を有する固体撮像素子の出力信
号を垂直方向にずらした分だけ遅延させることによっ
て、第14図に示した同一行にある色フィルタに対応する
信号が同じタイミングで得られるので、２種類の固体撮
像素子を製造する必要が無く、装置を安価にできる効果
もある。これは第13図（ｂ）の色フィルタ配列を持つ固
体撮像素子23を２つ用いても全く同様に構成出来る。
２つの固体撮像素子22,23の位置関係が、相対的に垂直
方向の画素ピッチの1/2だけ垂直方向にずれたものであ
る場合には、入射光像側から見たときの２つの固体撮像
素子22,23の受光画素は、第15図に示した様な垂直方向
に１画素毎に異なる固体撮像素子の画素が並んでいるこ
とになる。この様な場合に、第１図に示した本発明の色
フィルタ配列を適用するには、第16図に示した色フィル
タ配列をそれぞれの固体撮像素子に設ければ良い。そし
てこの第16図に示した２つの色フィルタの並びは、第13
図に示した水平画素ずらしの色フィルタの並びと同様
に、それらの並びが繰り返される色フィルタ配列として
は全く同一のものであり、２つの固体撮像素子22,23の
色フィルタを同一のプロセスで作れるという効果を生
む。また、第16図に示したいずれか一方の色フィルタ配
列を持つ固体撮像素子を２つ用いて、互いの位置関係
を、垂直方向には垂直画素ピッチの1/2だけ、水平方向
には水平画素ピッチの２倍だけずれる様にすることで、
第１図に示した本発明の色フィルタ配列を構成すること
ができ、２種類の固体撮像素子を製造する必要がなく装
置を安価にできる効果がある。
方向の画素ピッチの1/2だけ垂直方向にずれたものであ
る場合には、入射光像側から見たときの２つの固体撮像
素子22,23の受光画素は、第15図に示した様な垂直方向
に１画素毎に異なる固体撮像素子の画素が並んでいるこ
とになる。この様な場合に、第１図に示した本発明の色
フィルタ配列を適用するには、第16図に示した色フィル
タ配列をそれぞれの固体撮像素子に設ければ良い。そし
てこの第16図に示した２つの色フィルタの並びは、第13
図に示した水平画素ずらしの色フィルタの並びと同様
に、それらの並びが繰り返される色フィルタ配列として
は全く同一のものであり、２つの固体撮像素子22,23の
色フィルタを同一のプロセスで作れるという効果を生
む。また、第16図に示したいずれか一方の色フィルタ配
列を持つ固体撮像素子を２つ用いて、互いの位置関係
を、垂直方向には垂直画素ピッチの1/2だけ、水平方向
には水平画素ピッチの２倍だけずれる様にすることで、
第１図に示した本発明の色フィルタ配列を構成すること
ができ、２種類の固体撮像素子を製造する必要がなく装
置を安価にできる効果がある。
以上は、第１図に示した本発明の一実施例を複数個の固
体撮像素子をずらして配置した撮像装置に適用する場合
であるが、第９図に示した本発明の他の実施例を適用し
た場合も全く同様に構成でき同様の効果が得られること
は明らかである。
体撮像素子をずらして配置した撮像装置に適用する場合
であるが、第９図に示した本発明の他の実施例を適用し
た場合も全く同様に構成でき同様の効果が得られること
は明らかである。
以上のように、この発明に係るカラー固体撮像装置によ
れは、色フィルタの並びの繰り返しの単位を垂直４画
素，水平４画素の16画素とし、その16画素の画素位置を
Ｃi,j（i,j＝１〜４）とするとき、Ｃ1,4,C2,2,C3,3,C
4,1には全色透過の色フィルタ、Ｃ1,1,C2,3,C3,2,C4,4
には第２の色フィルタ、Ｃ1,2,C2,4,C3,1,C4,3とＣ1,3,
C2,1,C3,4,C4,2にはそれぞれ異なる補色のフィルタを配
置したので、垂直、水平の周波数軸上以外で、広い間隔
でキャリアが発生するのでモアレの少ない解像度の高い
撮像装置が得られ、また光利用率が高く感度の良いもの
が出来る効果がある。
れは、色フィルタの並びの繰り返しの単位を垂直４画
素，水平４画素の16画素とし、その16画素の画素位置を
Ｃi,j（i,j＝１〜４）とするとき、Ｃ1,4,C2,2,C3,3,C
4,1には全色透過の色フィルタ、Ｃ1,1,C2,3,C3,2,C4,4
には第２の色フィルタ、Ｃ1,2,C2,4,C3,1,C4,3とＣ1,3,
C2,1,C3,4,C4,2にはそれぞれ異なる補色のフィルタを配
置したので、垂直、水平の周波数軸上以外で、広い間隔
でキャリアが発生するのでモアレの少ない解像度の高い
撮像装置が得られ、また光利用率が高く感度の良いもの
が出来る効果がある。
また本発明を２つの固体撮像素子を互いにずらして配置
した固体撮像装置に適用した場合、２つの固体撮像素子
の色フィルタは同じ配列となり同一のプロセスで色フィ
ルタを作れる効果があり、また、全く同じ固体撮像素子
を２つ用いても構成でき装置を安価にできる効果もあ
る。
した固体撮像装置に適用した場合、２つの固体撮像素子
の色フィルタは同じ配列となり同一のプロセスで色フィ
ルタを作れる効果があり、また、全く同じ固体撮像素子
を２つ用いても構成でき装置を安価にできる効果もあ
る。
第１図，第２図，第３図はこの発明の一実施例を示す
図、第４図は本発明の色フィルタ配列を用いた撮像装置
の一例を示すブロック図、第５図及び第６図は第４図の
撮像装置の動作の説明図、第７図，第８図は第１図の他
の表示例を示す図、第９図及び第10図は本発明の他の実
施例を示す図、第11図は２つの固体撮像素子をずらして
配置した撮像装置を示すブロック図、第12図は２つの固
体撮像素子を水平方向にずらしたときの受光画素の位置
関係を示す図、第13図及び第14図は、第12図の画素位置
に本発明を適用した図、第15図は２つの固体撮像素子を
垂直方向にずらしたときの受光画素の位置関係を示す
図、第16図は第15図の画素配置に本発明を適用した図、
第17図及び第18図は従来の色フィルタ配置を示す図であ
る。 図において、Ｗは全色透過の色フィルタ（第１の色フィ
ルタ）、Ｇは緑色透過の色フィルタ（第２の色フィル
タ）、Cyはシアン色透過の色フィルタ（第3,第４の色フ
ィルタ）、Yeは黄色透過の色フィルタ（第4,第３の色フ
ィルタ）である。
図、第４図は本発明の色フィルタ配列を用いた撮像装置
の一例を示すブロック図、第５図及び第６図は第４図の
撮像装置の動作の説明図、第７図，第８図は第１図の他
の表示例を示す図、第９図及び第10図は本発明の他の実
施例を示す図、第11図は２つの固体撮像素子をずらして
配置した撮像装置を示すブロック図、第12図は２つの固
体撮像素子を水平方向にずらしたときの受光画素の位置
関係を示す図、第13図及び第14図は、第12図の画素位置
に本発明を適用した図、第15図は２つの固体撮像素子を
垂直方向にずらしたときの受光画素の位置関係を示す
図、第16図は第15図の画素配置に本発明を適用した図、
第17図及び第18図は従来の色フィルタ配置を示す図であ
る。 図において、Ｗは全色透過の色フィルタ（第１の色フィ
ルタ）、Ｇは緑色透過の色フィルタ（第２の色フィル
タ）、Cyはシアン色透過の色フィルタ（第3,第４の色フ
ィルタ）、Yeは黄色透過の色フィルタ（第4,第３の色フ
ィルタ）である。
Claims (7)
- 【請求項１】水平、垂直方向に複数個の受光素子を配列
してなる固体撮像素子に設けられ各受光素子に対応させ
て配置したモザイク状色フィルタを備えたカラー固体撮
像装置において、 同一色の色フィルタを水平方向に４画素毎に繰り返しか
つ垂直方向にも４画素毎に繰り返しとなるように配置
し、 かつその繰り返しの単位である垂直、水平４画素づつの
16画素の画素単位をＣi,j;i,j＝１〜４（ｉは水平方向
を示し、ｊは垂直方向を示す） で表したとき、 全色透過の色フィルタを第１の色フィルタとし、 特定のスペクトル領域の光成分のみを透過させる色フィ
ルタを第２の色フィルタとし、 第２の色フィルタで透過する成分を透過させ、かつ互い
に異なる透過成分を有する２つの補色の色フィルタを第
3,第４の色フィルタとすると、 Ｃ1,4,C2,2,C3,3,C4,1には第１の色フィルタを、 Ｃ1,1,C2,3,C3,2,C4,4には第２の色フィルタを、 Ｃ1,2,C2,4,C3,1,C4,3には第３の色フィルタを、 Ｃ1,3,C2,1,C3,4,C4,2には第４の色フィルタを、 それぞれ配置したことを特徴とするカラー固体撮像装
置。 - 【請求項２】上記第２の色フィルタが緑色透過フィルタ
であり、上記第３の色フィルタがシアン色透過フィルタ
であり、上記第４の色フィルタが黄色透過フィルタであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラー
固体撮像装置。 - 【請求項３】上記第２の色フィルタが緑色透過フィルタ
であり、上記第３の色フィルタが黄色透過フィルタであ
り、上記第４の色フィルタがシアン色透過フィルタであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラー
固体撮像装置。 - 【請求項４】前記固体撮像素子は同一の光像が入射され
る第1,第２の固体撮像素子からなり、 該第1,第２の固体撮像素子にはそれぞれ水平方向２画素
毎に垂直方向４画素毎に繰り返しとなるように同一色の
色フィルタを配置し、 かつその繰り返しの単位である水平方向２画素、垂直方
向４画素の８画素の画素位置を Ｂi,j;i＝１、２、ｊ＝１〜４で表したとき 上記第１の固体撮像素子では画素位置Ｂ1,j,B2,jにそれ
ぞれ上記画素位置Ｃ1,j,C3,jと同一の色フィルタを配置
し、 上記第２の固体撮像素子では画素位置Ｂ1,j,B2,jにそれ
ぞれ上記画素位置Ｃ2,j,C4,jと同一の色フィルタを配置
し、 上記第1,第２の固体撮像素子を水平方向に1/2画素ピッ
チ分相対的にずらせて配置したことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のカラー固体撮像装置。 - 【請求項５】上記固体撮像素子は同一の光像が入射され
る第1,第２の固体撮像素子からなり、 該第1,第２の固体撮像素子にはそれぞれ水平方向２画素
毎に垂直方向４画素毎に繰り返しとなるように同一の色
フィルタを配置し、 かつその繰り返しの単位である水平方向２画素、垂直方
向４画素の８画素の画素位置を Ｂi,j;i＝1,2、ｊ＝１〜４で表したとき 上記第１の固体撮像素子では画素位置Ｂ1,j,B2,jにそれ
ぞれ上記画素位置Ｃ1,j,C3,jまたはＣ2,j,C4,jのいずれ
か一方と同一の色フィルタを配置し、 上記第1,第２の固体撮像素子を垂直方向に２画素ピッチ
分、水平方向に1/2画素ピッチ分相対的にずらせて配置
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラ
ー固体撮像装置。 - 【請求項６】前記固体撮像素子は同一の光像が入射され
る第1,第２の固体撮像素子からなり、 該第1,第２の固体撮像素子にはそれぞれ水平方向４画素
毎に垂直方向２画素毎に繰り返しとなるように同一色の
色フィルタを配置し、 かつその繰り返しの単位である水平方向４画素、垂直方
向２画素の８画素の画素位置を Ｂi,j;i＝１〜4.j＝1,2で表したとき 上記第１の固体撮像素子では画素位置Ｂi,1,Bi,2にそれ
ぞれ上記画素位置Ｃi,1,Ci,3と同一の色フィルタを配置
し、 上記第２の固体撮像素子では画素位置Ｂi,1,Bi,2にそれ
ぞれ上記画素位置Ｃi,2,Ci,4と同一の色フィルタを配置
し、 上記第1,第２の固体撮像素子を垂直方向に1/2画素ピッ
チ分相対的にずらせて配置したことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のカラー固体撮像装置。 - 【請求項７】上記固体撮像素子は同一の光像が入射され
る第1,第２の固体撮像素子からなり、 該第1,第２の固体撮像素子にはそれぞれ水平方向４画素
毎に垂直方向２画素毎に繰り返しとなるように同一色の
色フィルタを配置し、 かつその繰り返しの単位である水平方向４画素、垂直方
向２画素の８画素の画素位置を Ｂi,j;i＝１〜４、ｊ＝1,2で表したとき 上記第1,第２の固体撮像素子では画素位置Ｂi,1,Bi,2に
それぞれ上記画素位置Ｃi,1,Ci,3またはＣi,2,Ci,4のい
ずれか一方と同一の色フィルタを配置し、 上記第1,第２の固体撮像素子を垂直方向に1/2画素ピッ
チ分、水平方向に２画素ピッチ分相対的にずらせて配置
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラ
ー固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62057048A JPH0712217B2 (ja) | 1987-03-12 | 1987-03-12 | カラ−固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62057048A JPH0712217B2 (ja) | 1987-03-12 | 1987-03-12 | カラ−固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63222594A JPS63222594A (ja) | 1988-09-16 |
| JPH0712217B2 true JPH0712217B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=13044560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62057048A Expired - Fee Related JPH0712217B2 (ja) | 1987-03-12 | 1987-03-12 | カラ−固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0712217B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0570204B1 (en) * | 1992-05-13 | 1996-07-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Solid state image pickup device using a colour filter array |
| US9706116B2 (en) * | 2013-10-31 | 2017-07-11 | Ricoh Co., Ltd. | Plenoptic color imaging system with enhanced resolution |
| CN114125242A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-03-01 | Oppo广东移动通信有限公司 | 图像传感器、摄像模组、电子设备、图像生成方法和装置 |
-
1987
- 1987-03-12 JP JP62057048A patent/JPH0712217B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63222594A (ja) | 1988-09-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |