JPS59153391A - 固体カラ−撮像装置 - Google Patents
固体カラ−撮像装置Info
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- JPS59153391A JPS59153391A JP58028076A JP2807683A JPS59153391A JP S59153391 A JPS59153391 A JP S59153391A JP 58028076 A JP58028076 A JP 58028076A JP 2807683 A JP2807683 A JP 2807683A JP S59153391 A JPS59153391 A JP S59153391A
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- circuits
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 14
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 9
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 13
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 abstract description 10
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/40—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
- H04N25/44—Extracting 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
- H04N25/447—Extracting 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
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/10—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
- H04N25/11—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
- H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
Landscapes
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- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
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- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (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】
く技術分野〉
本発明C1、固体撮像素子を1個用いてカラー映像信号
を得る単板カラー撮像装置に関し、特に高照度時の偽値
−じの発生を抑える手法に関するものである。
を得る単板カラー撮像装置に関し、特に高照度時の偽値
−じの発生を抑える手法に関するものである。
〈従来技術〉
2次元固体撮像素子を屯板にてカラー化するには、通常
色フィルタを撮像素子上に配置して被写体像を各色成分
毎に空間サンプリングする方法が採られている。この場
合限られた画素を有効に用いてサンプリングの効率を高
めることが重重しく、色フィルタの配列に関して従来よ
り伸ノzの手法が提唱されている。これら色フィルタ配
列のうち赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の三原色
を用いる配列に比べ、黄色(Ye=R→−G)、777
色(Cy−=B+G)等の補色と透明色(W=R+G+
B) ないし緑色とを糾合せた配列は光の利用率が高
く、感度及び解像度の点でより優れた特性をもたらす可
能性がある。
色フィルタを撮像素子上に配置して被写体像を各色成分
毎に空間サンプリングする方法が採られている。この場
合限られた画素を有効に用いてサンプリングの効率を高
めることが重重しく、色フィルタの配列に関して従来よ
り伸ノzの手法が提唱されている。これら色フィルタ配
列のうち赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の三原色
を用いる配列に比べ、黄色(Ye=R→−G)、777
色(Cy−=B+G)等の補色と透明色(W=R+G+
B) ないし緑色とを糾合せた配列は光の利用率が高
く、感度及び解像度の点でより優れた特性をもたらす可
能性がある。
例えば第1図(a)は実願昭55−181152で、第
1図(b)は実願昭56−114985で各々提案さ、
71ている配列であって、各水平列においてW画素が1
素子おきに存在し残り位置にYe 画素とcy画素が1
水平走査期間毎に交互に存在している。あるいはこれら
配列においてW画素をG画素に置換した第2図(a)
、 (b)に示す配列も同様の範鴫である。これらの配
列においては、各画素ともG色に感応するため撮像素子
信号のベースバンド信号から広帯域G信号が得られる。
1図(b)は実願昭56−114985で各々提案さ、
71ている配列であって、各水平列においてW画素が1
素子おきに存在し残り位置にYe 画素とcy画素が1
水平走査期間毎に交互に存在している。あるいはこれら
配列においてW画素をG画素に置換した第2図(a)
、 (b)に示す配列も同様の範鴫である。これらの配
列においては、各画素ともG色に感応するため撮像素子
信号のベースバンド信号から広帯域G信号が得られる。
まだ(W、Cy)ないしくG。
Ye )水平列ではR信号が変調され、(W、Ye)
な〜いしくG、Cy)水平列ではB信号が変調されてい
るため、変調帯域成分を抽出することによりB信号及び
R信号かI水平走査期間(IH)毎に交互に得られる。
な〜いしくG、Cy)水平列ではB信号が変調されてい
るため、変調帯域成分を抽出することによりB信号及び
R信号かI水平走査期間(IH)毎に交互に得られる。
従ってこれら色信号をIH遅延線等により同時化すれば
高解像度のG、 R,B信号が得られることとなる。
高解像度のG、 R,B信号が得られることとなる。
1〜かしながら固体撮像素子では各画素は同一の飽和値
を持っている。従ってW、Ye、Cyフィルタの場合白
色光により受光部にの光量が増大するのに伴ない、W画
素は最初に飽和しそれ以降信号が一定となるから、B信
号及びR信号の変調成分は次第に減少じYe 画素及び
cy画素が各々飽和に達し、だ時点てついに0となる。
を持っている。従ってW、Ye、Cyフィルタの場合白
色光により受光部にの光量が増大するのに伴ない、W画
素は最初に飽和しそれ以降信号が一定となるから、B信
号及びR信号の変調成分は次第に減少じYe 画素及び
cy画素が各々飽和に達し、だ時点てついに0となる。
即ち、B及びR信号出力はOとなって画像は強い緑色の
偽信号となる。G、Ye、Cyフィルタの場合も同様で
、全画素飽和した時点においてR及びB信号は0となり
やはり強い緑色の偽、信号となる。
偽信号となる。G、Ye、Cyフィルタの場合も同様で
、全画素飽和した時点においてR及びB信号は0となり
やはり強い緑色の偽、信号となる。
〈発明の目的〉
本発明はこの高輝度画像撮(象時における偽信州を信号
処理により解消する手法を提供するものである。
処理により解消する手法を提供するものである。
〈実施例ン
固体撮像素子では出力信号中の各画素信号は正画に分別
可能である。従って、本発明では色信号を得るのに周波
数分離による変調成分の抽出という手法は用いず、出力
信号よりW、Ye、CyないじG、Ye、Cyの各色信
号を各々独立に抽出する手法を採用する。
可能である。従って、本発明では色信号を得るのに周波
数分離による変調成分の抽出という手法は用いず、出力
信号よりW、Ye、CyないじG、Ye、Cyの各色信
号を各々独立に抽出する手法を採用する。
W、Y6.Cyフィルタの」場合の各偽信州の白色光量
に対する応答を第3図(a)に示す。同図に示すように
、各色信号は夫々異なる白色光計で応答が飽和している
か、これに対して本実施例&j、各伯号別に飽和特性を
持つ増幅回路を通すことにより増幅し、同図(b)に示
すように各信号とも同−白色光計にて飽和するようにす
る。その後W、Ye、Cy各信号に対I〜前記飽和型増
幅回路の増幅率と逆比関係となる増幅率を備える増幅回
路により増幅し、第3図(C)に示すように本来の信号
比の関係に戻す。
に対する応答を第3図(a)に示す。同図に示すように
、各色信号は夫々異なる白色光計で応答が飽和している
か、これに対して本実施例&j、各伯号別に飽和特性を
持つ増幅回路を通すことにより増幅し、同図(b)に示
すように各信号とも同−白色光計にて飽和するようにす
る。その後W、Ye、Cy各信号に対I〜前記飽和型増
幅回路の増幅率と逆比関係となる増幅率を備える増幅回
路により増幅し、第3図(C)に示すように本来の信号
比の関係に戻す。
この操作によりW、Ye、Cy各画素の信号比を正しく
保ったままW画素が飽和する白色光量ないしそれ以下に
て各画素すべてが同時に飽和するから、すべての光量に
わたり各画素の信号比は正しく保たれることどなる。即
ち、偽色信号は生じない。
保ったままW画素が飽和する白色光量ないしそれ以下に
て各画素すべてが同時に飽和するから、すべての光量に
わたり各画素の信号比は正しく保たれることどなる。即
ち、偽色信号は生じない。
色フィルタがG、Ye、Cyの場合も同様に議論するこ
とが可能である。即ち、第4図(a)〜(c)に示すよ
うに、白色光量の増大に対し最初に飽和する光量ないし
それ以下の一定光量にて全画素飽和する特性を持たせた
後、信号比を元に戻し、全光量領域にわたり各画素の信
号比を正しく保たせ、偽色信号の発生を抑える。
とが可能である。即ち、第4図(a)〜(c)に示すよ
うに、白色光量の増大に対し最初に飽和する光量ないし
それ以下の一定光量にて全画素飽和する特性を持たせた
後、信号比を元に戻し、全光量領域にわたり各画素の信
号比を正しく保たせ、偽色信号の発生を抑える。
第5図は以上に述べた本発明の手法を実現するだめの回
路ブロック図の一例である。第1図(a)ないしくb)
に示す配列の色フィルタを備えだ固体撮像素子1からの
信号は分岐され一方は直接、他方はI H遅延回路2を
介してサンプルホールド回路3゜4.5,6.7へ導か
れる。サンプルホールド回路4ではCyないしYe画素
信号、サンプルホールド回路6ではyeないしcy画素
信号が抽出され、各々IH毎に交互す〜るスイッチ回路
8によりCy倍信号み及びYe倍信号みに振り分けられ
、飽和特性を持つ増幅回路11.+2へ導かれる。丑だ
サンプルホールド回路5ではW画素信号、サンプルホー
ルド回路7でもW画素信号が抽出され、各々がスイッチ
回路8と同期するスイッチ回路9により振り分けられて
、飽和特性を持つ増幅回路13゜14へ導かれる。上記
増幅回路+1.12.13.14ではすべて同一の白色
光量にて飽和するように増幅率が設定される。さらに増
幅回路11 、12,13゜14の各出力は上記増幅回
路II〜14と増幅率が逆比関係に設定された増幅回路
+6.17.18.19によって元の信号比の関係に戻
される。増幅回路16の信号は回路18の信号と、回路
17の信号は回路19の信号とそれぞれ同時間係にある
から、回路18の出力信号からは回路16の出力信号が
、回路19の出力信号からは回路17の出力信号がそれ
ぞれ減算されて、R信号出力及びB信号出力が得られる
。
路ブロック図の一例である。第1図(a)ないしくb)
に示す配列の色フィルタを備えだ固体撮像素子1からの
信号は分岐され一方は直接、他方はI H遅延回路2を
介してサンプルホールド回路3゜4.5,6.7へ導か
れる。サンプルホールド回路4ではCyないしYe画素
信号、サンプルホールド回路6ではyeないしcy画素
信号が抽出され、各々IH毎に交互す〜るスイッチ回路
8によりCy倍信号み及びYe倍信号みに振り分けられ
、飽和特性を持つ増幅回路11.+2へ導かれる。丑だ
サンプルホールド回路5ではW画素信号、サンプルホー
ルド回路7でもW画素信号が抽出され、各々がスイッチ
回路8と同期するスイッチ回路9により振り分けられて
、飽和特性を持つ増幅回路13゜14へ導かれる。上記
増幅回路+1.12.13.14ではすべて同一の白色
光量にて飽和するように増幅率が設定される。さらに増
幅回路11 、12,13゜14の各出力は上記増幅回
路II〜14と増幅率が逆比関係に設定された増幅回路
+6.17.18.19によって元の信号比の関係に戻
される。増幅回路16の信号は回路18の信号と、回路
17の信号は回路19の信号とそれぞれ同時間係にある
から、回路18の出力信号からは回路16の出力信号が
、回路19の出力信号からは回路17の出力信号がそれ
ぞれ減算されて、R信号出力及びB信号出力が得られる
。
一方、サンプルホールド回路3では全画素信号が抽出さ
れ、この信号とサンプルホールド回路5の出力より分岐
された信号とは各々飽和特性を持つ増幅回路10.20
へ導かれる。増幅回路1o及び20でd:上記増幅回路
II、+2.13.14と同一の白色光量にて飽和する
ようにされた後、増幅回路15.2+により元の信号比
の関係に戻される。
れ、この信号とサンプルホールド回路5の出力より分岐
された信号とは各々飽和特性を持つ増幅回路10.20
へ導かれる。増幅回路1o及び20でd:上記増幅回路
II、+2.13.14と同一の白色光量にて飽和する
ようにされた後、増幅回路15.2+により元の信号比
の関係に戻される。
増幅回路21の出力信号はW画素抽出信号であるから低
域通過フィルタ22を介して輝度信号の低域成分とされ
る。これにより(W、Cy)水平列と(W、Ye)水平
列とも同一の信号レベルとなる。
域通過フィルタ22を介して輝度信号の低域成分とされ
る。これにより(W、Cy)水平列と(W、Ye)水平
列とも同一の信号レベルとなる。
寸だ、増幅回路15の出力信号は全画素抽出信号である
から、帯域通過フィルタ23を介すことに」:す、信号
レベル変動のある低域成分と色の変調成分が混在する高
域成分とを除去して、輝度信号の高域成分とされる。し
かる後、フィルタ22及び23の出力信号を加算して、
広帯域の輝度信号Yを得る。
から、帯域通過フィルタ23を介すことに」:す、信号
レベル変動のある低域成分と色の変調成分が混在する高
域成分とを除去して、輝度信号の高域成分とされる。し
かる後、フィルタ22及び23の出力信号を加算して、
広帯域の輝度信号Yを得る。
以上に述べた本発明の手法には、特願昭56−1886
96 にて提案される垂直方向の偽色信号消去法を併用
することも可能である。これを第6図に示す。ここで色
信号を得るだめの増幅回路+6゜17.18,194で
の手法と輝度信号を得る手法とは第5図と同じである。
96 にて提案される垂直方向の偽色信号消去法を併用
することも可能である。これを第6図に示す。ここで色
信号を得るだめの増幅回路+6゜17.18,194で
の手法と輝度信号を得る手法とは第5図と同じである。
第6図で、サンプルホールド回路5及び7の出力より分
岐された各信号はそれぞれ飽和特性を持つ増幅回路20
.24へ導かれ、増幅回路I3及び14と同一の飽和特
性が付与される。しかる後両信号は増幅回路21.25
により元の信号比の関係に戻され、回路21の出力から
回路25の出力が減算されて垂直輪郭信号が形成される
。この信号はI H毎に交互するスイッチ回路26によ
り振り分けられ、増幅回路18の出力から増幅回路16
の出力を減算しだR信号ないし増幅回路19の出力から
増幅回路17の出力を減算しだB信号に加算される。こ
れにより垂直方向に輝度変化の大きい光像においても偽
色信号のないR信号及びB信号が得られる。
岐された各信号はそれぞれ飽和特性を持つ増幅回路20
.24へ導かれ、増幅回路I3及び14と同一の飽和特
性が付与される。しかる後両信号は増幅回路21.25
により元の信号比の関係に戻され、回路21の出力から
回路25の出力が減算されて垂直輪郭信号が形成される
。この信号はI H毎に交互するスイッチ回路26によ
り振り分けられ、増幅回路18の出力から増幅回路16
の出力を減算しだR信号ないし増幅回路19の出力から
増幅回路17の出力を減算しだB信号に加算される。こ
れにより垂直方向に輝度変化の大きい光像においても偽
色信号のないR信号及びB信号が得られる。
第5図及び第6図においては第1図(a)ないしくb)
に示す配列の色フィルタの場合についてであったが、第
2図(a)ないしくb)の配列の色フィルタの場合にも
同様に議論することが可能である。即ち第5図、第6図
において全く同一の信号処理が可能であり、ただ最後の
出力信号においてY−+G、’R→−B 、 T3→−
■?の置き換えが必要となるのみである0 く効 果〉 以上説明してきたように本発明によれば、補色型の色フ
ィルタにより単板カラー化しているにもかかわらず、高
輝度光像を撮像しても偽色信号の発生を抑えることがで
きる。しかも回路上の信号処理のみで可能であり、光学
系ないし撮像素子への負担増を招くことがなく非常に利
用し易い偽信号抑制手法である。
に示す配列の色フィルタの場合についてであったが、第
2図(a)ないしくb)の配列の色フィルタの場合にも
同様に議論することが可能である。即ち第5図、第6図
において全く同一の信号処理が可能であり、ただ最後の
出力信号においてY−+G、’R→−B 、 T3→−
■?の置き換えが必要となるのみである0 く効 果〉 以上説明してきたように本発明によれば、補色型の色フ
ィルタにより単板カラー化しているにもかかわらず、高
輝度光像を撮像しても偽色信号の発生を抑えることがで
きる。しかも回路上の信号処理のみで可能であり、光学
系ないし撮像素子への負担増を招くことがなく非常に利
用し易い偽信号抑制手法である。
第1図(a) 、 (b)及び第2図(a) 、 (b
)は色フィルタ配列の例を示す図、第3図及び第4図は
本発明による実施例を説明するだめの光量・応答特性図
、第5図は本発明の一実施例を説明するだめの回路ブ0
−yり図、第6図は他の実施例を説明するための回路ブ
ロック図である。 l:固体カラー撮隊素子、2 =I H遅延回路、3.
4,5,6.7 :サンプルボールド回路、8゜9□
26:スインチ回路、10.I +、+2.13,14
゜20.24 :飽和型増幅回路、+5.16.17.
18゜19.21.25 :増幅回路、22:低域通過
フィルタ、23:帯域通過フィルタ。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦(他2名)第 I 図 (U) 第 2 図 (b) (a)(り 第 3 図 (0) (b) (
り第 4 図
)は色フィルタ配列の例を示す図、第3図及び第4図は
本発明による実施例を説明するだめの光量・応答特性図
、第5図は本発明の一実施例を説明するだめの回路ブ0
−yり図、第6図は他の実施例を説明するための回路ブ
ロック図である。 l:固体カラー撮隊素子、2 =I H遅延回路、3.
4,5,6.7 :サンプルボールド回路、8゜9□
26:スインチ回路、10.I +、+2.13,14
゜20.24 :飽和型増幅回路、+5.16.17.
18゜19.21.25 :増幅回路、22:低域通過
フィルタ、23:帯域通過フィルタ。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦(他2名)第 I 図 (U) 第 2 図 (b) (a)(り 第 3 図 (0) (b) (
り第 4 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)各々分光特性の異なる3種の光電変換素子が水S(
L・化1a方向に配列されてなる撮像装置であって、第
1の光電変換素子は各水平列において1素子おきの位置
を占め、残余の位置に第2の六二電変換素子及び第3の
光電変換素子が1水平走査ル]間毎に交互に1水平列を
占め繰返し配列さ才]てなるカラー撮像装置において、
撮像装置出力信号から全ての素子信号を抽出する第1の
抽出回路、前記第1の光電変換素子に対応する43号を
抽出する第2の抽出回路、前記第2及び第3の光電変換
素子に対応する信号を抽出する第3のil、l+ l:
tj回路を備えると共に、前記撮像装置出力信号を1水
平走査期間仔延した信号から前記第1の光電変換素子に
対応する信号を抽出する第4の抽出回路1前記第2及び
第3の光電変換素子に対応する信号を抽出する第5の抽
出回路を備え、さらに前記第1.第2.第3.第・1゜
第5の抽出回路の各々に飽和特性を有する増幅回路と、
該増幅回路出力を元の信号比に戻す回路を備えることを
特徴とする固体カラー撮像装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の増幅回路出力を元の信
号比に戻す回路は、第2と第4の抽出回路の各々の出力
信号間、及び第3と第5の抽出回路の各々の出力信号間
で、それぞれ1水平走査期間毎に交互に切換える装置を
含み、該各々の切換装置出力信号に飽和特性を有する増
幅回路を備えることを特徴とする固体カラー撮像装置。 3)特許請求の範囲第1項ないし第2項記載の固体カラ
ー撮像装置において、第1の光電変換素子は第1スペク
トル帯域、第2スペクトル帯域及び第3スペクトル帯域
に感応し、第2の光電変換素子は第1スペクトル帯域ど
第3スペクトル帯域に感応し、第3の光電変換素子は第
1スペクトル帯域と第2スペクトル帯域に感応すること
を特徴とする固体カラー撮像装置。 4)特許請求の範囲第1項ないし第2項記載の固体カラ
ー撮像装置において、第1の光電変換素子は第1スペク
トル帯域に感応し、第20光電変換素子は第1スペクト
ル帯域と第2スペクトル帯域に感応し、第3の光電変換
素子は第1スペクトル帯域と第3スペクトル帯域に感応
することを特徴とする固体カラー撮像装置。 5)特許請求の範囲第3項ないし第4項記載の固体カラ
ー撮像装置において、第1スペクトル帯域は緑色帯域、
第2スペクトル帯域は赤色帯域、第3スペクトル帯域は
青色帯域であることを特徴とする固体カラー撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58028076A JPS59153391A (ja) | 1983-02-21 | 1983-02-21 | 固体カラ−撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58028076A JPS59153391A (ja) | 1983-02-21 | 1983-02-21 | 固体カラ−撮像装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59153391A true JPS59153391A (ja) | 1984-09-01 |
Family
ID=12238676
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58028076A Pending JPS59153391A (ja) | 1983-02-21 | 1983-02-21 | 固体カラ−撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59153391A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4697208A (en) * | 1985-06-13 | 1987-09-29 | Olympus Optical Co., Ltd. | Color image pickup device with complementary color type mosaic filter and gamma compensation means |
US4794448A (en) * | 1984-03-16 | 1988-12-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid-state color imaging apparatus for preventing color alias |
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1983
- 1983-02-21 JP JP58028076A patent/JPS59153391A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US4794448A (en) * | 1984-03-16 | 1988-12-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid-state color imaging apparatus for preventing color alias |
US4697208A (en) * | 1985-06-13 | 1987-09-29 | Olympus Optical Co., Ltd. | Color image pickup device with complementary color type mosaic filter and gamma compensation means |
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