JPH07193826A - 固体撮像素子の色フィルタ及び固体撮像素子の信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ビデオカメラなどに用いられる固体撮像素子
の色フィルタ及び固体撮像素子の信号処理装置に関する
もので、ダイナミックレンジを拡大することを目的とす
るものである。 【構成】 ４種類以上のフィルタが固体撮像素子の画素
上に配置された色フィルタであって、基準の白色を撮像
したときに、少なくとも３種類のフィルタの画素から出
力される出力信号量が概等しくなるように分光特性を構
成するために、透過率が最大となる画素が飽和する光量
が大きくなり、ダイナミックレンジが拡大する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はビデオカメラなどに用い
られる固体撮像素子の色フィルタ及び固体撮像素子の信
号処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、固体撮像素子の色フィルタには様
々な種類の物がある。この中でも単板カメラの色フィル
タに関しては感度とダイナミックレンジの関係を考慮し
て設計していく必要がある。以下図面を参照しながら、
従来の固体撮像素子の色フィルタの一例について説明す
る。図１３は従来の固体撮像素子の色フィルタの分光特
性を示す模式図である。

【０００３】色フィルタはホワイト（Ｗ）、グリーン
（Ｇ）、シアン（Ｃｙ）、イェロー（Ｙｅ）の４種類と
する。ここで横軸は波長で単位は［ｎｍ］、縦軸は任意
の単位である。この分光特性には光学系及び固体撮像素
子の分光特性を含んでいる。また、説明の理解を助ける
ために各分光特性は模式的に直線で表しているが、実際
には滑らかな曲線で表される。

【０００４】Ｗフィルタの画素に関して、基準の白色を
撮像した場合の４００ｎｍから５００ｎｍの範囲の分光
特性による出力信号成分をｂ、５００ｎｍから６００ｎ
ｍの範囲の分光特性による出力信号成分を２ｇ、６００
ｎｍから７００ｎｍの範囲の分光特性による出力信号成
分をｒとする。このときＷフィルタの画素の出力信号Ｗ
ｏはｂ＋２ｇ＋ｒで、Ｇフィルタの画素の出力信号Ｇｏ
は２ｇで、Ｃｙフィルタの画素の出力信号Ｃｙｏはｂ＋
２ｇで、Ｙｅフィルタの画素の出力信号Ｙｅｏは２ｇ＋
ｒで表される。これらの信号から（数１）によってｒ，
ｇ，ｂの原色信号が得られる。

【０００５】（数１） ｒ＝（ Ｗｏ−Ｇｏ−Ｃｙｏ＋Ｙｅｏ）／２ ｇ＝（−Ｗｏ＋Ｇｏ＋Ｃｙｏ＋Ｙｅｏ）／４ ｂ＝（ Ｗｏ−Ｇｏ＋Ｃｙｏ−Ｙｅｏ）／２ このときの各フィルタの画素の光電変換特性を図１４に
示す。図１４で横軸は光量、縦軸は出力信号量である。
ｒ，ｇ，ｂの原色の信号量が等しい値ａになるように各
色フィルタの分光特性を決めると、基準白色撮像時の各
色フィルタの出力信号はそれぞれ、Ｗｏ＝４ａ，Ｇｏ＝
２ａ，Ｃｙｏ＝３ａ，Ｙｅｏ＝３ａとなる。

【０００６】図１４において、Ｇフィルタの画素の光電
変換特性を実線で、Ｃｙ，Ｙｅフィルタの画素の光電変
換特性を破線で、Ｗフィルタの画素の光電変換特性を一
点鎖線で示す。各フィルタの画素の光電変換特性は各フ
ィルタの分光特性に依存し、その傾きはＧフィルタの画
素の傾きを２とした場合、Ｗフィルタの画素の傾きは
４、Ｃｙ，Ｙｅフィルタの画素の傾きは３となる。すな
わち、同じ光量でも出力信号量の大きいＷフィルタの画
素は光電変換特性の傾きが急で、少ない光量Ｌ３で飽和
する。それに対して同じ光量でも出力信号量の小さいＧ
は光電変換特性の傾きがゆるやかで、大きい光量Ｌ１で
飽和する。このときのＬ１とＬ２，Ｌ３の比は、Ｌ１：
Ｌ２：Ｌ３＝１／２：１／３：１／４となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の構成では、この固体撮像素子は透過率が最
大であるＷフィルタの画素が飽和するＬ３という光量以
上の光量では、Ｗフィルタの画素の信号が飽和している
ために正確な色信号が得られないので使用することがで
きず、このＷフィルタの画素が飽和する光量Ｌ３でダイ
ナミックレンジが規定されるという問題がある。

【０００８】本発明はかかる点に鑑み、透過率が最大で
あるフィルタの画素の透過率を低下させることによりダ
イナミックレンジを拡大することができる固体撮像素子
の色フィルタ及び固体撮像素子の信号処理装置を提供す
ることを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達す
るため、４種類以上のフィルタが固体撮像素子の画素上
に配置された色フィルタであって、基準の白色を撮像し
たときに、少なくとも３種類のフィルタの画素から出力
される出力信号量が概等しくなるような分光特性を有す
る構成である。

【００１０】

【作用】基準の白色を撮像したときに、少なくとも３種
類のフィルタの画素から出力される出力信号量が概等し
くなるように分光特性を構成するために、透過率が最大
となる画素が飽和する光量が大きくなり、ダイナミック
レンジが拡大する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例の固体撮像素子
の色フィルタについて、図面を参照しながら説明する。
本実施例の目的は、透過率が最大であるフィルタの画素
の透過率を低下させることによりダイナミックレンジを
拡大しようというものである。

【００１２】図１は本発明の第１の実施例の固体撮像素
子の色フィルタの分光特性を示す模式図である。色フィ
ルタはホワイト（Ｗ）、グリーン（Ｇ）、シアン（Ｃ
ｙ）、イェロー（Ｙｅ）の４種類とする。ここで横軸は
波長で単位は［ｎｍ］、縦軸は任意の単位である。この
分光特性には光学系及び固体撮像素子の分光特性を含ん
でいる。また、説明の理解を助けるために各分光特性は
模式的に直線で表しているが、実際には滑らかな曲線で
表される。

【００１３】Ｃｙフィルタの画素に関して、基準の白色
を撮像した場合の４００ｎｍから５００ｎｍの範囲の分
光特性による出力信号成分をｂ、５００ｎｍから６００
ｎｍの範囲の分光特性による出力信号成分を２ｇ、Ｙｅ
フィルタの画素に関して、６００ｎｍから７００ｎｍの
範囲の分光特性による出力信号成分をｒとする。このと
きＧフィルタの画素の出力信号Ｇｏは２ｇで、Ｃｙフィ
ルタの画素の出力信号Ｃｙｏはｂ＋２ｇで、Ｙｅフィル
タの画素の出力信号Ｙｅｏは２ｇ＋ｒで表される。さら
にＷフィルタの画素の出力信号Ｗｏは３（ｂ＋２ｇ＋
ｒ）／４で表されるようにＷフィルタの分光特性を構成
する。すなわち図１３における従来の固体撮像素子の色
フィルタのＷの分光特性のみ３／４倍した構成となる。

【００１４】図２は本発明の第１の実施例の固体撮像素
子の色フィルタの信号処理装置の回路構成を示すブロッ
ク図である。図２において、１は固体撮像素子、２は増
幅器、３は増幅率切換手段、４は色分離回路である。

【００１５】固体撮像素子１から出力された各フィルタ
の出力信号Ｗｏ，Ｇｏ，Ｃｙｏ，Ｙｅｏは増幅器２に入
力され、それぞれ増幅率切換手段３で切り換えられる増
幅率Ａｗ，Ａｇ，Ａｃｙ，Ａｙｅで各フィルタの画素毎
に増幅されてＷｏ’，Ｇｏ’，Ｃｙｏ’，Ｙｅｏ’とし
て出力される。すなわちＷｏ，Ｇｏ，Ｃｙｏ，Ｙｅｏと
Ｗｏ’，Ｇｏ’，Ｃｙｏ’，Ｙｅｏ’の関係は（数２）
で表される。

【００１６】（数２） Ｗｏ’ ＝ Ａｗ ・Ｗｏ Ｇｏ’ ＝ Ａｇ ・Ｇｏ Ｃｙｏ’＝ Ａｃｙ・Ｃｙｏ Ｙｅｏ’＝ Ａｙｅ・Ｙｅｏ 本実施例ではＡｗ＝４／３，Ａｇ＝１，Ａｃｙ＝１，Ａ
ｙｅ＝１である。

【００１７】次に増幅器２から出力された信号は色分離
回路４に入力され、これらの信号から（数３）によって
ｒ，ｇ，ｂの原色信号が得られる。

【００１８】（数３） ｒ＝（ Ｗｏ’−Ｇｏ’−Ｃｙｏ’＋Ｙｅｏ’）／２ ｇ＝（−Ｗｏ’＋Ｇｏ’＋Ｃｙｏ’＋Ｙｅｏ’）／４ ｂ＝（ Ｗｏ’−Ｇｏ’＋Ｃｙｏ’−Ｙｅｏ’）／２ このときの各フィルタの画素の光電変換特性を図３に示
す。図３で横軸は光量、縦軸は出力信号量である。ｒ，
ｇ，ｂの原色の信号量が等しい値ａになるように各色フ
ィルタの分光特性を決めると、基準白色撮像時の各色フ
ィルタの出力信号はそれぞれ、Ｗｏ＝３ａ，Ｇｏ＝２
ａ，Ｃｙｏ＝３ａ，Ｙｅｏ＝３ａとなる。図３でＧフィ
ルタの画素の光電変換特性を実線で、Ｃｙ，Ｙｅ、Ｗフ
ィルタの画素の光電変換特性を破線で示す。各フィルタ
の画素の光電変換特性は各フィルタの分光特性に依存
し、その傾きはＧフィルタの画素の傾きを２とした場
合、Ｗ、Ｃｙ，Ｙｅフィルタの画素の傾きは３となる。
ここで、基準の白色撮像時のＣｙ，Ｙｅ，Ｗフィルタの
出力信号は等しいので飽和光量Ｌ２も等しくなる。この
ときのＬ１とＬ２の比は、Ｌ１：Ｌ２＝１／２：１／３
となる。

【００１９】以上のように本実施例によれば、Ｗフィル
タの透過率を出力信号がＣｙ，Ｙｅと概等しくなるよう
に構成したのでダイナミックレンジはＬ２となり、図１
４で示した従来の固体撮像素子の色フィルタによるダイ
ナミックレンジＬ３に対して４／３倍飽和光量が拡大
し、ダイナミックレンジが拡大できる。

【００２０】以下、本発明の第２の実施例の固体撮像素
子の色フィルタについて、図面を参照しながら説明す
る。図４は本発明の第２の実施例の固体撮像素子の色フ
ィルタの分光特性を示す模式図である。色フィルタはホ
ワイト（Ｗ）、グリーン（Ｇ）、シアン（Ｃｙ）、イェ
ロー（Ｙｅ）の４種類とする。ここで図４に示された分
光特性は、図１３に示された従来の固体撮像素子の色フ
ィルタの分光特性に対し、Ｗは１／２倍、Ｃｙ、Ｙｅは
２／３倍した場合の特性である。

【００２１】このときＧフィルタの画素の出力信号Ｇｏ
は２ｇで、Ｃｙフィルタの画素の出力信号Ｃｙｏは２
（ｂ＋２ｇ）／３で、Ｙｅフィルタの画素の出力信号Ｙ
ｅｏは２（２ｇ＋ｒ）／３で表される。さらにＷフィル
タの画素の出力信号Ｗｏは（ｂ＋２ｇ＋ｒ）／２で表さ
れるように各フィルタの分光特性を構成する。

【００２２】固体撮像素子の出力信号の処理方法は第１
の実施例に準じるので省略するが、本実施例では（数
２）における増幅率はＡｗ＝２，Ａｇ＝１，Ａｃｙ＝３
／２，Ａｙｅ＝３／２である。

【００２３】このときの各フィルタの画素の光電変換特
性を図５に示す。図５で横軸は光量、縦軸は出力信号量
である。ｒ，ｇ，ｂの原色の信号量が等しい値ａになる
ように各色フィルタの分光特性を決めると、基準白色撮
像時の各色フィルタの出力信号はそれぞれ、Ｗｏ＝２
ａ，Ｇｏ＝２ａ，Ｃｙｏ＝２ａ，Ｙｅｏ＝２ａとなる。
図５でＧ，Ｃｙ，Ｙｅ、Ｗフィルタの画素の光電変換特
性を実線で示す。各フィルタの画素の光電変換特性は各
フィルタの分光特性に依存し、その傾きはＧフィルタの
画素の傾きを２とした場合、Ｗ、Ｃｙ，Ｙｅフィルタの
画素の傾きも２となる。ここで、基準の白色撮像時の
Ｗ，Ｇ，Ｃｙ，Ｙｅフィルタの出力信号は等しいので飽
和光量Ｌ１も等しくなる。

【００２４】以上のように本実施例によれば、Ｗ，Ｃ
ｙ，Ｙｅフィルタの透過率を出力信号がＧと概等しくな
るように構成したので、ダイナミックレンジはＬ１とな
り、図１４で示した従来の固体撮像素子の色フィルタに
よるダイナミックレンジＬ３に対して２倍飽和光量が拡
大し、ダイナミックレンジが拡大できる。

【００２５】以下、本発明の第３の実施例の固体撮像素
子の色フィルタについて、図面を参照しながら説明す
る。図６は本発明の第３の実施例の固体撮像素子の色フ
ィルタの分光特性を示す模式図である。色フィルタはホ
ワイト（Ｗ）、グリーン（Ｇ）、シアン（Ｃｙ）、イェ
ロー（Ｙｅ）の４種類とする。

【００２６】このときＧフィルタの画素の出力信号Ｇｏ
はｇで、Ｃｙフィルタの画素の出力信号Ｃｙｏは（ｂ＋
ｇ）で、Ｙｅフィルタの画素の出力信号Ｙｅｏは（ｇ＋
ｒ）で表される。さらにＷフィルタの画素の出力信号Ｗ
ｏは２（ｂ＋ｇ＋ｒ）／３で表されるように各フィルタ
の分光特性を構成する。

【００２７】固体撮像素子の出力信号の処理方法は第１
の実施例に準じるので省略するが、本実施例では（数
２）における増幅率はＡｗ＝３／２，Ａｇ＝Ａｃｙ＝Ａ
ｙｅ＝１である。

【００２８】このときの各フィルタの画素の光電変換特
性を図７に示す。図７で横軸は光量、縦軸は出力信号量
である。ｒ，ｇ，ｂの原色の信号量が等しい値ａになる
ように各色フィルタの分光特性を決めると、基準白色撮
像時の各色フィルタの出力信号はそれぞれ、Ｗｏ＝２
ａ，Ｇｏ＝ａ，Ｃｙｏ＝２ａ，Ｙｅｏ＝２ａとなる。図
７でＧフィルタの画素の光電変換特性を実線で、Ｗ，Ｃ
ｙ，Ｙｅフィルタの画素の光電変換特性を破線で示す。
各フィルタの画素の光電変換特性は各フィルタの分光特
性に依存し、その傾きはＧフィルタの画素の傾きを１と
した場合、Ｗ、Ｃｙ，Ｙｅフィルタの画素の傾きは２と
なる。ここで、基準の白色撮像時のＷ，Ｃｙ，Ｙｅフィ
ルタの出力信号は等しいので飽和光量Ｌ２も等しくな
る。このときのＬ１とＬ２の比は、Ｌ１：Ｌ２＝２：１
となる。

【００２９】以上のように本実施例によれば、Ｗ，Ｃ
ｙ，Ｙｅフィルタの透過率を出力信号が概等しくなるよ
うに構成したので、ダイナミックレンジが拡大できる。

【００３０】以下、本発明の第４の実施例の固体撮像素
子の色フィルタについて、図面を参照しながら説明す
る。図８は本発明の第４の実施例の固体撮像素子の色フ
ィルタの分光特性を示す模式図である。色フィルタはホ
ワイト（Ｗ）、グリーン（Ｇ）、シアン（Ｃｙ）、イェ
ロー（Ｙｅ）の４種類とする。

【００３１】このときＧフィルタの画素の出力信号Ｇｏ
は２ｇで、Ｃｙフィルタの画素の出力信号Ｃｙｏは（ｂ
＋ｇ）で、Ｙｅフィルタの画素の出力信号Ｙｅｏは（ｇ
＋ｒ）で表される。さらにＷフィルタの画素の出力信号
Ｗｏは２（ｂ＋ｇ＋ｒ）／３で表されるように各フィル
タの分光特性を構成する。

【００３２】固体撮像素子の出力信号の処理方法は第１
の実施例に準じるので省略するが、本実施例では（数
２）における増幅率はＡｗ＝３／２，Ａｇ＝１／２，Ａ
ｃｙ＝Ａｙｅ＝１である。

【００３３】このときの各フィルタの画素の光電変換特
性は図５と同様になる。ｒ，ｇ，ｂの原色の信号量が等
しい値ａになるように各色フィルタの分光特性を決める
と、基準白色撮像時の各色フィルタの出力信号はそれぞ
れ、Ｗｏ＝２ａ，Ｇｏ＝２ａ，Ｃｙｏ＝２ａ，Ｙｅｏ＝
２ａとなる。図５でＷ，Ｇ，Ｃｙ，Ｙｅフィルタの画素
の光電変換特性を実線で示す。各フィルタの画素の光電
変換特性は各フィルタの分光特性に依存し、その傾きは
Ｇフィルタの画素の傾きを２とした場合、Ｗ、Ｃｙ，Ｙ
ｅフィルタの画素の傾きは２となる。ここで、基準の白
色撮像時のＷ，Ｃｙ，Ｙｅフィルタの出力信号は等しい
ので飽和光量Ｌ１も等しくなる。

【００３４】以上のように本実施例によれば、Ｗ，Ｃ
ｙ，Ｙｅフィルタの透過率を出力信号がＧと概等しくな
るように構成したので、ダイナミックレンジが拡大でき
る。

【００３５】以下、本発明の第５の実施例の固体撮像素
子の色フィルタについて、図面を参照しながら説明す
る。図９は本発明の第５の実施例の固体撮像素子の色フ
ィルタの分光特性を示す模式図である。色フィルタはホ
ワイト（Ｗ）、グリーン（Ｇ）、シアン（Ｃｙ）、イェ
ロー（Ｙｅ）の４種類とする。

【００３６】このときＧフィルタの画素の出力信号Ｇｏ
は２ｇで、Ｃｙフィルタの画素の出力信号Ｃｙｏは（ｂ
＋２ｇ）で、Ｙｅフィルタの画素の出力信号Ｙｅｏは
（２ｇ＋ｒ）で表される。さらにＷフィルタの画素の出
力信号Ｗｏは（ｂ＋ｇ＋ｒ）で表されるように各フィル
タの分光特性を構成する。

【００３７】固体撮像素子の出力信号の処理方法は第１
の実施例に準じるので省略するが、本実施例では（数
２）における増幅率はＡｗ＝１，Ａｇ＝１／２，Ａｃｙ
＝Ａｙｅ＝１である。

【００３８】このときの各フィルタの画素の光電変換特
性は図３と同様になる。ｒ，ｇ，ｂの原色の信号量が等
しい値ａになるように各色フィルタの分光特性を決める
と、基準白色撮像時の各色フィルタの出力信号はそれぞ
れ、Ｗｏ＝３ａ，Ｇｏ＝２ａ，Ｃｙｏ＝３ａ，Ｙｅｏ＝
３ａとなる。図３でＧフィルタの画素の光電変換特性を
実線で、Ｗ，Ｃｙ，Ｙｅフィルタの画素の光電変換特性
を破線で示す。各フィルタの画素の光電変換特性は各フ
ィルタの分光特性に依存し、その傾きはＧフィルタの画
素の傾きを２とした場合、Ｗ、Ｃｙ，Ｙｅフィルタの画
素の傾きは３となる。ここで、基準の白色撮像時のＷ，
Ｃｙ，Ｙｅフィルタの出力信号は等しいので飽和光量Ｌ
２も等しくなる。

【００３９】以上のように本実施例によれば、Ｗ，Ｃ
ｙ，Ｙｅフィルタの透過率を出力信号が概等しくなるよ
うに構成したので、ダイナミックレンジが拡大できる。

【００４０】以下、本発明の第６の実施例の固体撮像素
子の色フィルタについて、図面を参照しながら説明す
る。本実施例の目的は、透過率が最大であるフィルタの
画素の透過率を低下させることにより、ダイナミックレ
ンジを拡大しようというものである。図１０は本発明の
第６の実施例の固体撮像素子の色フィルタの分光特性を
示す模式図である。色フィルタはマゼンタ（Ｍｇ）、グ
リーン（Ｇ）、シアン（Ｃｙ）、イェロー（Ｙｅ）の４
種類とする。

【００４１】ここで横軸は波長で単位は［ｎｍ］、縦軸
は任意の単位である。この分光特性には光学系及び固体
撮像素子の分光特性を含んでいる。また、説明の理解を
助けるために各分光特性は模式的に直線で表している
が、実際には滑らかな曲線で表される。Ｃｙフィルタの
画素に関して、基準の白色を撮像した場合の４００ｎｍ
から５００ｎｍの範囲の分光特性による出力信号成分を
ｂ、５００ｎｍから６００ｎｍの範囲の分光特性による
出力信号成分をｇ、Ｙｅフィルタの画素に関して、６０
０ｎｍから７００ｎｍの範囲の分光特性による出力信号
成分をｒとする。

【００４２】このときＧフィルタの画素の出力信号Ｇｏ
は２ｇで、Ｃｙフィルタの画素の出力信号Ｃｙｏはｂ＋
ｇで、Ｙｅフィルタの画素の出力信号Ｙｅｏはｇ＋ｒで
表される。さらにＭｇフィルタの画素の出力信号Ｍｇｏ
は（ｂ＋ｒ）で表されるようにＭｇフィルタの分光特性
を構成する。

【００４３】図１２は本発明の第６の実施例の固体撮像
素子の色フィルタの信号処理装置の回路構成を示すブロ
ック図である。図１２において、１は固体撮像素子、２
は増幅器、３は増幅率切換手段、４は色分離回路であ
る。

【００４４】固体撮像素子１から出力された各フィルタ
の出力信号Ｍｇｏ，Ｇｏ，Ｃｙｏ，Ｙｅｏは増幅器２に
入力され、それぞれ増幅率切換手段３で切り換えられる
増幅率Ａｍｇ，Ａｇ，Ａｃｙ，Ａｙｅで各フィルタの画
素毎に増幅されてＭｇｏ’，Ｇｏ’，Ｃｙｏ’，Ｙｅ
ｏ’として出力される。すなわちＭｇｏ，Ｇｏ，Ｃｙ
ｏ，ＹｅｏとＭｇｏ’，Ｇｏ’，Ｃｙｏ’，Ｙｅｏ’の
関係は（数４）で表される。

【００４５】（数４） Ｍｇｏ’＝Ａｍｇ・Ｗｏ Ｇｏ’ ＝Ａｇ ・Ｇｏ Ｃｙｏ’＝Ａｃｙ・Ｃｙｏ Ｙｅｏ’＝Ａｙｅ・Ｙｅｏ 本実施例ではＡｍｇ＝１，Ａｇ＝１／２，Ａｃｙ＝１，
Ａｙｅ＝１である。

【００４６】次に増幅器２から出力された信号は色分離
回路４に入力され、これらの信号から（数５）によって
ｒ，ｇ，ｂの原色信号が得られる。

【００４７】（数５） ｒ＝（ Ｍｇｏ’ −Ｃｙｏ’＋Ｙｅｏ’）／２ ｇ＝（−Ｍｇｏ’＋Ｇｏ’＋Ｃｙｏ’＋Ｙｅｏ’）／４ ｂ＝（ Ｍｇｏ’ ＋Ｃｙｏ’−Ｙｅｏ’）／２ このときの各フィルタの画素の光電変換特性を図１１に
示す。図１１で横軸は光量、縦軸は出力信号量である。
ｒ，ｇ，ｂの原色の信号量が等しい値ａになるように各
色フィルタの分光特性を決めると、基準白色撮像時の各
色フィルタの出力信号はそれぞれ、Ｍｇｏ＝２ａ，Ｇｏ
＝２ａ，Ｃｙｏ＝２ａ，Ｙｅｏ＝２ａとなる。図１１で
Ｍｇ，Ｇ，Ｃｙ，Ｙｅフィルタの画素の光電変換特性を
実線で示す。各フィルタの画素の光電変換特性は各フィ
ルタの分光特性に依存し、その傾きはＧフィルタの画素
の傾きを２とした場合、Ｍｇ、Ｃｙ，Ｙｅフィルタの画
素の傾きも２となる。ここで、基準の白色撮像時のＭ
ｇ，Ｇ，Ｃｙ，Ｙｅフィルタの出力信号は等しいので飽
和光量Ｌ１も等しくなる。

【００４８】以上のように本実施例によれば、Ｍｇフィ
ルタの透過率を出力信号がＧ，Ｃｙ，Ｙｅと概等しくな
るように構成したのでダイナミックレンジはＬ１とな
り、図１４で示した従来の固体撮像素子の色フィルタに
よるダイナミックレンジＬ３に対して２倍飽和光量が拡
大し、ダイナミックレンジが拡大できる。

【００４９】なお、第１から第６の実施例で示したよう
に、本発明を実現するためのフィルタの分光特性の組合
せはかなりの自由度を持って構成することができる。

【００５０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、最大透過
率の色フィルタの透過率を出力信号が他の色フィルタと
概等しくなるように構成したので、従来の固体撮像素子
の色フィルタによるダイナミックレンジに対して飽和光
量が拡大し、ダイナミックレンジが拡大できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の固体撮像素子の色フィ
ルタの分光特性を表す模式図

【図２】第１の実施例の固体撮像素子の色フィルタの信
号処理装置のブロック図

【図３】第１の実施例の固体撮像素子の色フィルタの光
電変換特性図

【図４】本発明の第２の実施例の固体撮像素子の色フィ
ルタの分光特性を表す模式図

【図５】第２の実施例の固体撮像素子の色フィルタの光
電変換特性図

【図６】本発明の第３の実施例の固体撮像素子の色フィ
ルタの分光特性を表す模式図

【図７】本発明の第３の実施例の固体撮像素子の色フィ
ルタの光電変換特性図

【図８】本発明の第４の実施例の固体撮像素子の色フィ
ルタの分光特性を表す模式図

【図９】本発明の第５の実施例の固体撮像素子の色フィ
ルタの分光特性を表す模式図

【図１０】本発明の第６の実施例の固体撮像素子の色フ
ィルタの分光特性を表す模式図

【図１１】第６の実施例の固体撮像素子の色フィルタの
光電変換特性図

【図１２】第６の実施例の固体撮像素子の色フィルタの
信号処理装置のブロック図

【図１３】従来の固体撮像素子の色フィルタの分光特性
を表す模式図

【図１４】従来の固体撮像素子の色フィルタの光電変換
特性図

【符号の説明】

１ 固体撮像素子 ２ 増幅器 ３ 増幅率切換手段 ４ 色分離回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】４種類以上のフィルタが固体撮像素子の画
   素上に配置された色フィルタであって、基準の白色を撮
   像したときに、少なくとも３種類のフィルタの画素から
   出力される出力信号量が概等しくなる分光特性を有する
   ことを特徴とする固体撮像素子の色フィルタ。
2. 【請求項２】基準の白色を撮像したときに、少なくとも
   ３種類のフィルタの画素から出力される出力信号量が概
   等しくなる分光特性を持つ色フィルタを有する固体撮像
   素子と、前記固体撮像素子の出力信号を入力とする増幅
   器とを備え、 前記増幅器は、前記４種類以上の色フィルタの画素の出
   力信号のうち、同種類の色フィルタの画素の出力信号に
   対しては増幅率を等しくし、異なる種類の色フィルタの
   画素の出力信号に対しては増幅率を変化させて増幅する
   ことを特徴とする固体撮像素子の信号処理装置。