JPH09294269A - カラー撮像装置 - Google Patents

カラー撮像装置

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JPH09294269A
JPH09294269A JP8129058A JP12905896A JPH09294269A JP H09294269 A JPH09294269 A JP H09294269A JP 8129058 A JP8129058 A JP 8129058A JP 12905896 A JP12905896 A JP 12905896A JP H09294269 A JPH09294269 A JP H09294269A
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light
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JP8129058A
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Hiroki Katono
浩樹 上遠野
Katsuichi Machida
克一 町田
Masuhiro Shoji
益宏 庄司
Takeo Ogiwara
武男 荻原
Teruo Sakagami
輝夫 阪上
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Kureha Corp
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Kureha Corp
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/40Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
    • H04N25/44Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled by partially reading an SSIS array
    • H04N25/447Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled by partially reading an SSIS array by preserving the colour pattern with or without loss of information
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/11Scanning of colour motion picture films, e.g. for telecine

Abstract

(57)【要約】 【課題】 色分解されたカラー画像の各色成分の光を高
純度化して電気信号に光電変換させることが出来、ま
た、その結果、色相および彩度の再現性に優れた鮮やか
なカラー画像を再現することが出来るカラー撮像装置を
提供する。 【解決手段】 カラー画像を色分解して各色成分の光を
それぞれ電気信号に光電変換するカラー撮像装置(1)
において、各色成分の光のうちピーク波長間の所定波長
範囲の光を選択的に吸収してその透過量を低減する色純
度補正フィルタ(2)を光学系(3)に介設する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラー撮像装置に
関し、詳しくは、色分解されたカラー画像の各色成分の
光を高純度化して電気信号に光電変換させることが出
来、また、その結果、色相および彩度の再現性に優れた
鮮やかなカラー画像を再現することが出来るカラー撮像
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】カラー画像を処理する機器、例えば、ビ
デオカメラ、テレビカメラ、ディジタルカメラ、カラー
コピー機、カラーファックス機、カラースキャナー等に
は、カラー画像を赤、緑、青の3原色(以下、RGBと
略称する)の光に色分解し、そのRGBの光をそれぞれ
電気信号に光電変換するカラー撮像装置が組み込まれて
いる。
【0003】上記のカラー撮像装置は、カラー画像の撮
像レンズ、カラー画像をRGBの各色成分の光に色分解
するRGBカラーフィルタ(又はダイクロイックミラ
ー、プリズム)の他、光学的ノイズ成分を除去するため
のローパスフィルタ、近赤外線カットフィルタ等を光学
系として備えている。また、このカラー撮像装置は、色
分解されたカラー画像のRGBの各色成分の光をそれぞ
れRGBの電気信号に光電変換するCCD撮像素子(又
は撮像管)を備えている。
【0004】カラー撮像装置により光電変換されたカラ
ー画像のRGB信号は、例えばテレビカメラの場合、記
録、編集用に各種の電気的変換処理を受けた後、カラー
受像機に伝送される。そして、カラー受像機がRGB信
号に基づく各色成分の画像を再合成することにより、カ
ラー画像が再現される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したカ
ラー撮像装置において、RGBカラーフィルタ等により
単に色分解されただけのRGBの各色成分の光は、一般
に広い波長分布を有し、ピーク波長から離れた波長域も
含んでいる。即ち、赤色光は緑色光の成分を含み、緑色
光は赤色光及び青色光の成分を含み、青色光は緑色光の
成分を含んでいる。このため、光電変換されるRGB信
号の純度は高いとは言えず、このRGB信号に基づいて
カラー受像機に再現されるカラー画像は、鮮やかさに欠
ける色のくすんだものとなる。
【0006】本発明は、前記の実情に鑑みなされたもの
であり、その目的は、色分解されたカラー画像の各色成
分の光を高純度化して電気信号に光電変換させることが
出来、また、その結果、色相および彩度の再現性に優れ
た鮮やかなカラー画像を再現することが出来るカラー撮
像装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成する手
段として、本発明は、カラー画像を色分解して各色成分
の光をそれぞれ電気信号に光電変換するカラー撮像装置
において、各色成分の光のうちピーク波長間の所定波長
範囲の光を選択的に吸収してその透過量を低減する色純
度補正フィルタが光学系に介設されていることを特徴と
する。この場合、色純度補正フィルターは、光学系の最
前段または最後段に介設するのが好ましく、また、撮像
レンズとして光学系に介設させてもよい。
【0008】本発明において、前記の色純度補正フィル
タは、例えば、透明合成樹脂またはガラスから成る母材
中に希土類の金属イオンを所定量含有する光学フィルタ
から成る。そして、色純度補正フィルタは、RGBの各
色成分の光のうちピーク波長間の所定波長範囲の光を選
択的に吸収してその透過量を低減する特性を有する。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
カラー撮像装置につき、図面を参照して説明する。図1
はカラー撮像装置の概略構造を示す模式図、図2はカラ
ー撮像装置からカラー受像機に至るRGB信号の経路を
示すブロック図、図3はカラー撮像装置における色純度
補正フィルタの吸収波長範囲を示すグラフ、図4は色純
度補正フィルタの光透過率特性を示すグラフ、図5は実
施例に記載した他の色純度補正フィルタの光透過率特性
を示すグラフである。
【0010】本発明のカラー撮像装置(1)は、カラー
画像を色分解して各色成分の光をそれぞれ電気信号に光
電変換するものであり、各色成分の光のうちピーク波長
間の所定波長範囲の光を選択的に吸収してその透過量を
低減する色純度補正フィルタ(2)が光学系(3)に介
設されていることを特徴とする(図1参照)。
【0011】カラー撮像装置(1)の光学系(3)は、
一般的に、カラー画像を取り込む撮像レンズ(3a)、
(3b)の後段に、光学的ノイズ成分を除去するための
ローパスフィルタ(3c)、近赤外線カットフィルタ
(3d)、ローパスフィルタ(3e)を配置し、当該ロ
ーパスフィルタ(3e)の後段に、取り込まれたカラー
画像をRGBの各色成分に色分解するRGBカラーフィ
ルタ(3f)を配置して構成される。斯かる構成の光学
系(3)は、市販のカラー撮像装置(1)に既に採用さ
れているのでこれを利用するのが簡便である。そして、
光学系(3)のRGBカラーフィルタ(3f)により色
分解されたカラー画像のRGBの各色成分の光は、CC
D撮像素子(4)によりそれぞれRGBの電気信号に光
電変換される。
【0012】色純度補正フィルタ(2)は、撮像レンズ
(3a)の前段に配置されて光学系(3)と一体化され
ている。この色純度補正フィルタ(2)は、透明合成樹
脂またはガラスから成る母材中に希土類の金属イオンを
所定量含有する光学フィルタから成る。
【0013】透明合成樹脂としては、アクリル系樹脂、
カーボネート系樹脂、ウレタン系樹脂、オレフィン系樹
脂などが挙げられる。そして、希土類の金属イオンとの
相溶性の観点から、リン酸基とアミド基との官能基の合
計量が0.5〜60質量%(但し、アミド基量は官能基
の合計量の95質量%以下)である官能基含有透明合成
樹脂が好適に使用される。上記リン酸基は、PO(O
H)n −(nは1または2)で表される形態で合成樹脂
分子構造中に化学的に結合しているのが好ましい。ま
た、上記アミド基は、=N−CO−で表される形態で、
リン酸基同様、合成樹脂分子構造中に化学的に結合して
いるのが好ましい。特に、好ましい透明合成樹脂は、両
官能基を分子構造中に化学的に結合したアクリル系樹脂
である。
【0014】上記のアクリル系樹脂としては、PO(O
H)n 3-n (nは1または2)で表されるリン酸基含
有単量体から得られる樹脂、または、上記リン酸基が結
合したアクリル系単量体とアミド基が結合した単量体と
から得られる樹脂が好ましい。ここで、上記のRはCH
2 =CXCOO(C2 4 O)m−(Xは水素原子また
はメチル基を示し、mは0〜5の整数)を表す。
【0015】希土類の金属イオンとしては、ネオジムイ
オン、プラセオジムイオン、エルビウムイオン、ホルミ
ウムイオン等の1種または2種以上が挙げられるが、少
なくとも、ネオジムイオンを必須イオンとして使用する
のが好ましい。なお、これらのイオンとしては、通常3
価のイオンが使用される。そして、金属イオンの含有量
は、母材の100質量部に対し、通常0.01〜40質
量部、好ましくは0.04〜30質量部の範囲から選択
される。
【0016】前記の色純度補正フィルタ(2)は、RG
Bの各色成分の光のうちピーク波長間の所定波長範囲の
光を選択的に吸収してその透過量を低減する特性を有す
る。即ち、色純度補正フィルタ(2)は、RGBの各色
成分の光のピーク波長をそれぞれ620nm、530n
m、450nmとすると、560〜600nmの波長域
および490nm〜520nmの波長域の光を吸収して
その透過率をそれぞれ40〜95%(好ましくは50〜
95%)に低減する。
【0017】次に、以上の様に構成されたカラー撮像装
置(1)につき、その使用例と共に作用を説明する。カ
ラー撮像装置(1)は、ビデオカメラ、テレビカメラ、
ディジタルカメラ、カラーコピー機、カラーファックス
機、カラースキャナー等に組み込まれる。例えば、テレ
ビカメラに組み込まれたカラー撮像装置(1)は、図2
に示す様に、カラー画像の記録、編集用の電気的変換処
理を行う変換装置(5)にカラー画像のRGB信号を出
力する。そして、変換装置(5)から伝送系(6)を介
してRGB信号が入力されたカラー受像機(7)は、R
GB信号に基づく各色成分の画像を合成することによ
り、カラー画像を再現する。
【0018】ここで、カラー撮像装置(1)において
は、図1に示す様に、被写体のカラー画像が色純度補正
フィルタ(2)、撮像レンズ(3a)、(3b)、ロー
パスフィルタ(3c)、近赤外線カットフィルタ(3
d)、ローパスフィルタ(3e)を順次透過してRGB
カラーフィルタ(3f)によりRGBの各色成分の光に
色分解される。
【0019】この場合、色純度補正フィルタ(2)がカ
ラー画像におけるRGBの各色成分の光のピーク波長間
の所定波長範囲の光、即ち、図3に示す560〜600
nmの波長域および490nm〜520nmの波長域の
光を予め吸収してその透過量をそれぞれ40〜95%
(好ましくは50〜95%)に低減している。このた
め、RGBカラーフィルタ(3f)により色分解された
RGBの各色成分において、図4に示す様に、赤色光は
緑色光の成分が低減され、緑色光は赤色光及び青色光の
成分が低減され、青色光は緑色光の成分が低減される。
従って、色分解されたRGBの各色成分の光は、それぞ
れ純度の高いものとなり、この純度の高いRGBの各色
成分の光がそれぞれCCD撮像素子(4)により光電変
換されるため、純度の高いR信号、G信号、B信号が得
られる。これにより、カラー受像機(7)においては、
色相および彩度の再現性に優れた鮮やかなカラー画像が
再現される。
【0020】なお、本発明において、前記色純度補正フ
ィルタ(2)は、光学系(3)の最後段であるCCD撮
像素子(4)の直前に介設してもよい。いずれの場合に
おいても、高純度化されたカラー画像のRGBの各色成
分の光がCCD撮像素子(4)によりRGB信号に光電
変換されるため、鮮やかなカラー画像を再現することが
出来る。
【0021】また、色純度補正フィルタ(2)を使用せ
ず、これと同一の光学材料で撮像レンズ(3a)又は撮
像レンズ(3b)を構成して光学系(3)に介設しても
よい。この場合、カラー撮像装置(1)の光学系(3)
をコンパクトに構成することが出来る。
【0022】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。この実施例において
は、色純度補正フィルタ(2)を取り付けた状態および
取り外した状態でそれぞれカラー撮像装置(1)により
被写体を撮像し、図2に示したカラー受像機(7)上に
再現されたそれぞれのカラー画像の色度を分光計測計で
測定し、XYZ表色系にて比較した。
【0023】なお、カラー撮像装置として松下電子工業
(株)製「カラーCCDカメラモジュールB737
0」、分光計測計としてミノルタ(株)製「CRT用カ
ラーアナライザーCA100」、カラー受像機として松
下電器産業(株)製「CRTディスプレイTH33A2
型」を使用した。
【0024】色純度補正フィルタ(2)は、アクリル系
樹脂から成る母材100質量部中に、ネオジムイオンを
4.25質量%含有する厚さ2mmの光学フィルタとし
た。この色純度補正フィルタ(2)は、以下の表1に記
載の組成分を混合溶解した後、厚さ2mm用のガラスモ
ールド中に注入し、以下の表1に記載の温度プログラム
により重合を行って得た。この色純度補正フィルタ
(2)のRGBの透過率特性は図5に示す通りであっ
た。
【0025】
【表1】 <組成分> 酢酸ネオジム1水和物 :10質量部 ビス(メタクリロイルオキシエチル)リン酸エステル:31.5質量部 メタクリロイルオキシエチルリン酸 :18.5質量部 n−ブチルメタクリレート :18質量部 メチルメタクリレート :10質量部 フェノキシエチルメタクリレート :20質量部 α−メチルスチレン :2質量部 t−ブチルパーオキシオクタノエート(重合開始剤):2質量部 <温度プログラム>45°C/2時間→50°C/2時
間→(50→60°C)/6時間→(60→80°C)
/5時間→(80→100°C)/3時間→100°C
で2時間。
【0026】測定結果は以下の表2に示す通りであり、
色純度補正フィルタ(2)を有する実施例では、色純度
補正フィルタ(2)を有しない比較例に較べて、R
(赤)、G(緑)、B(青)の各色ともXYZ表色系の
白色中心点から遠ざかり、色純度が高くなったことが判
明した。
【0027】
【表2】 実施例 比較例 R(赤) x=0.600 x=0.570 y=0.325 y=0.340 G(緑) x=0.300 x=0.310 y=0.550 y=0.540 B(青) x=0.170 x=0.180 y=0.130 y=0.150
【0028】
【発明の効果】以上説明した通り、請求項1記載の発明
によれば、光学系に色純度正フィルタが介設されている
ため、カラー画像の各色成分を高純度化して電気信号に
光電変換させることが出来、また、その結果、色相およ
び彩度の再現性に優れた鮮やかなカラー画像を再現する
ことが出来る。
【0029】また、請求項2記載の発明によれば、色純
度補正フィルタが光学系の最前段または最後段に介設さ
れているため、当該光学系として既存のもの利用するこ
とが出来、本発明のカラー撮像装置を容易に製作するこ
とが出来る。
【0030】さらに、請求項3記載の発明によれば、色
純度補正フィルターが撮像レンズに兼用されて光学系に
介設されているため、カラー撮像装置の光学系をコンパ
クトに構成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るカラー撮像装置の概
略構造を示す模式図である。
【図2】カラー撮像装置からカラー受像機に至るRGB
信号の経路を示すブロック図である。
【図3】カラー撮像装置における色純度補正フィルタの
吸収波長範囲を示すグラフである。
【図4】色純度補正フィルタの光透過率特性を示すグラ
フである。
【図5】実施例に記載した他の色純度補正フィルタの光
透過率特性を示すグラフである。
【符号の説明】
1 :カラー撮像装置 2 :色純度補正フィルタ 3 :光学系 3a:撮像レンズ 3b:撮像レンズ 3c:ローパスフィルタ 3d:近赤外線カットフィルタ 3e:ローパスフィルタ 3f:RGBカラーフィルタ 4 :CCD撮像素子 5 :変換装置 6 :伝送系 7 :カラー受像機

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カラー画像を色分解して各色成分の光を
    それぞれ電気信号に光電変換するカラー撮像装置におい
    て、各色成分の光のうちピーク波長間の所定波長範囲の
    光を選択的に吸収してその透過量を低減する色純度補正
    フィルタが光学系に介設されていることを特徴とするカ
    ラー撮像装置。
  2. 【請求項2】 前記色純度補正フィルタが、光学系の最
    前段または最後段に介設されている請求項1記載のカラ
    ー撮像装置。
  3. 【請求項3】 前記色純度補正フィルタが、撮像レンズ
    として光学系に介設されている請求項1記載のカラー撮
    像装置。
  4. 【請求項4】 前記色純度補正フィルタが、透明合成樹
    脂またはガラスから成る母材中にネオジムイオン、プラ
    セオジムイオン、エルビウムイオン、ホルミウムイオン
    等の金属イオンを所定量含有する光学フィルタにて構成
    されている請求項1ないし3項の何れかに記載のカラー
    撮像装置。
JP8129058A 1996-04-25 1996-04-25 カラー撮像装置 Withdrawn JPH09294269A (ja)

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