JPS61224691A - 2次元カラ−固体撮像装置 - Google Patents

2次元カラ−固体撮像装置

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JPS61224691A
JPS61224691A JP60063867A JP6386785A JPS61224691A JP S61224691 A JPS61224691 A JP S61224691A JP 60063867 A JP60063867 A JP 60063867A JP 6386785 A JP6386785 A JP 6386785A JP S61224691 A JPS61224691 A JP S61224691A
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JP
Japan
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horizontal
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JP60063867A
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Shinichi Yamaguchi
進一 山口
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は、色フィルタ及び固体撮像素子から成る2次元
カラー固体撮像装置に係り、特に色フィルタの配列構成
に関する。
[発明の技術的背景] 第3図(A)はベイヤー配列の色フィルタを有する従来
この種の2次元カラー固体W&像装置の一例を示した図
である。固体撮像素子1は水平方向周期下 、垂直方向
周期TYで格子状に配列された水平800画素、垂直5
00画素を有している。この固体撮像素子1に密着され
ている色フィルタには、上記各画素に対して緑色透過フ
ィルタGが垂直方向2画素に対して市松状に配列され、
赤色透過フィルタRが垂直2画素に対して水平方向周期
2T工、垂直方向周期4TXで配列され、青色透過フィ
ルタBが赤色透過フィルタRと同周期で位相を水平方向
に周期TX、垂直方向に周期2T。
ずらして配列されている。
第3図(B)は上記色フィルタのベイヤー配列を空間周
波数平面上で表わしたものでおる。図中fXは水平方向
空間周波数、fyは垂直方向空間周波数、黒丸は緑色透
過フィルタGの配列によるサンプリング点、Xは赤色透
過フィルタRあるいは青色透過フィルタBの配列による
サンプリング点である。また、(0,0>に位置する黒
丸とXは基本波成分、その他の黒丸と×はサンプリング
による高周波成分のキャリアの位置である。ここで、赤
色、緑色、青色透過フィルタの透過完全てについて、基
本波成分と高周波成分との干渉を発生させないためには
、赤色、緑色、青色透過フィルタR,G、Bのそれぞれ
の透過光の空間周波数をナイキスト限界以内に帯域制限
する必要がある。
ところで上記色フィルタがベイヤー配列を有している一
合は、赤色透過フィルタRあるいは青色透過フィルタB
のナイキスト限界の方が緑色透過フィルタGのそれより
狭いため、赤色透過フィルタRF)るいは青色透過フィ
ルタBのナイキスト限界によって、上記空間周波数が制
限される。この赤色透過フィルタRあるいは青色透過フ
ィルタBによるナイキスト限界は第3図(B)の1点鎖
線で囲まれた領域310となり、水平方向の周波数は±
1/4TX、垂直方向の周波数は±1 /8TYで示さ
れる範囲に制限される。なお、第3図(B)で示した破
線で囲まれた領域は緑色透過フィルタGのナイキスト限
界を示しており、これ以降筒1.2.4図(B)におい
ても同様である。
第4図(A)はインターライン配列の色フィルタを有す
る2次元カラー固体躍像装置の他の例を示した図である
。固体llil素像1は水平方向周期T 、垂直方向周
期TYで格子状に配列された水平800画素、垂直50
0画素を有している。この固体撮像素子1に密着される
色フィルタには、緑色透過フィルタGが垂直2画素に対
して市松状に配列され、赤色透過フィルタRが赤色フィ
ルタR1゜R2、R3,R4を繰り返しの単位として水
平方向周期4TX、垂直方向周期4TXとなるように配
列され、青色透過フィルタBは、青色フィルタB1.B
2 、R3、R4を繰り返しの単位として水平方向周期
4TX、垂直方向周期4TXとなるように配列、されて
いる。但し、赤色フィルタRと青色フィルタBのザフイ
クスによる区別は各フィルタの位置を明確にするもので
あり、各フィルタは同一のものである。
第4図(B)は上記色フィルタのインターライン配列を
空間周波数平面で示した図である。図中、黒丸は緑色透
過フィルタGの配列によるサンプリング点を示し、×は
赤色透過フィルタRの配列あるいは青色透過フィルタB
の配列によるサンプリング点を示している。ここで、緑
色透過フィルタG、赤色透過フィルタR1青色透過フィ
ルタBを透過する透過完全てについて基本波成分と高周
波成分との干渉を発生させないためには、赤色透過フィ
ルタRあるいは青色透過フィルタBの透過光の空間周波
数でのナイキスト限界410によって、全透過光の空間
周波数が制限される。
[背景技術の問題点] 上記第3図(A>に示したベイヤー配列の色フィルタを
有する固体ti像装置では、赤色透過フィルタRあるい
は青色透過フィルタBの透過光におけるナイキスト限界
は、第3図(B)の310で示した範囲、即ち水平方向
は±1/4TX、垂直方向は±1/8丁 の範囲に制限
される。そこで、固体撮像素子1が水平800、垂直5
00画素を有する場ム T  = 1 /4fsc、 
Ty = 1 / (2x52S TV本)0為 X と選ぶと、固体撮像装置から得られる映像信号の限界解
像度は水平280、垂直131となり、垂直方向の解像
度が不足して画質の劣化を招く欠点があった。なお、上
記限界解像度として、理想的には水平250、垂直45
0以上あれば良好な画質を得ることができる。
一方、第4図(A)に示したインターライン配列の色フ
ィルタを有する固体撮像装置では、第4図(B)に示す
如く、符号410で示す範囲に、即ち水平方向は±1/
8T  垂直方向は±1 /2’T。
X’ のナイキスト限界にて空間周波数が制限される。
従って、この場合もTX = 1 /4fsc、 Ty
 = 1 /2x525と選ぶと固体撮像装置から得ら
れる映像信号の限界解像度は水平1/l0fV本、垂直
119OTV本となり、この場合は水平方向の解像度不
足となって、同様に画質の劣化を招く欠点があった。な
お上記f8oは副搬送波周波数を示し、NTSC方式の
場合は3.58)IHlである。
[発明の目的] 本発明の目的は、上記の欠点に鑑み、水平、垂直両方向
とも十分な解像度が得られる色フィルタ配列を有する固
体撮像装置を提供することにある。
[発明の概要] 本発明は、水平方向に周期TXで800画素以上、垂直
方向に周期TYで500画素以上を有する固体撮像素子
と、この固体撮像素子の感光面に密着される色フィルタ
とを有する2次元カラー固体撮像装置において、前記色
フィルタは各々異なる分光特性を有する第1、第2、第
3の色フィルタを配列して成り、且つ、各色フィルタの
位置より決まる色フィルタ透過光の空間周波数平面にお
けるナイキスト限界が、水平方向周波数で±1/4TX
程度以上、垂直方向周波数が±1/2■Y程度以上の範
囲となるように、前記第1、第2、第3の色フィルタを
前記各画素に割当てることにより、以上目的を達成する
ものである。
[発明の実施例] 以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第1
図は(A)は本発明の2次元カラー固体瞳像装置の一実
施例を示した図である。固体撮像装置は色フィルタと固
体撮像素子から成っており、固体撮像素子1は水平方向
周期TX、垂直方向周期T で格子状に配列された水平
800画素、垂直500画素を有している。上記色フィ
ルタは緑色、赤色、青色透過フィルタG、R,Bを配列
したちのから成り、この色フィルタを固体撮像素子1の
感光面に密着することにより、上記各画素に各色フィル
タを割当て、各画素の感度に分光特性を持たせている。
上記色フィルタにおける緑色透過フィルタGの配列は、
水平方向周期2TX、垂直方向周期TYの格子配列とな
っている。赤色透過フィルタRの配列は、水平方向周期
4TX、垂直力向周期2TVの格子配列に、この格子配
列に対し水平方向2TX、垂直方向TYの位相差がある
格子配列を重ね合わせた市松配列となっている。青色透
過フィルタBの配列は、赤色透過フィルタRの市松配列
に対し垂直方向にTYの位相差がある市松配列となって
いる。なお、図中G、R,Bの符号が記された部分は、
E記録色、赤色、青色フィルタの配置に対応した固体撮
像素子を構成する画素を示している。
第1図(B)は第1図(A)で示した色フィルタ配列を
空間周波数平面上で示したものである。図中黒丸は緑色
透過フィルタGの配列によるサンプリング点、Xが赤色
透過フィルタR又は青色透過フィルタBの配列によるサ
ンプリング点である。この場合の緑色、赤色、青色透過
フィルタの全透過光における基本波成分と高周波成分と
の干渉を発生させないためには、緑色、赤色、青色透過
フィルタのそれぞれの空間周波数をナイキスト限界内に
帯域制限する必要がある。この場合も、このナイキスト
限界は赤色透過フィルタR又は青色透過フィルタBの配
列によって決まり、空間周波数平面上の(1/4TX 
、 O)、(0,−1/2TY >(−1/4T  O
)、(0,1/2TY )を結ぶ菱l 形110となる。
本実施例によれば上記のようなナイキスト限界110に
おいて、TX = 1 /4fcs、 Ty = 1 
/ (2X490TV本)と選ぶと、固体撮像装置から
得られるカラー映像信号の限界解像度は水平方向280
TV本程度、垂直方向4901V本程度となり、水平、
垂直両方向とも十分なWl像度が得られ、良好な画質を
得ることができる。
2図(A)は本発明の2次元カラー固体撮像装置の他の
実施例を示した図である。固体撮像素子1は、水平方向
周期TX、垂直方向周期TYで水平800画素、垂直5
00画素を有している。この固体撮像素子1に密着され
る色フィルタのうち、緑色透過フィルタGは、水平方向
周期4TX、垂直方向周期2TYの第1の格子配列と、
これと水平方向でTXの位相差がある第2の格子配列と
、前記第1の格子配列と水平、垂直でそれぞれ2TX、
TYの位相差がある第3の格子配列と、前記第1の格子
配列と水平方向、垂直方向それぞれ3TX、TVの位相
差がある第4の格子配列とを重ね合わせた市松配列を有
している。また、上記色フィルタにおいて、赤色透過フ
ィルタRは、上記録色透過フィルタGの第1の格子配列
と垂直方向でT。
の位相差がある第5の格子配列と、上記録色透過フィル
タGの第2の格子配列と水平方向でTXの位相差がある
第6の格子配列とを重ね合わせた市松配列を有し、青色
透過フィルタBの配列は赤色透過フィルタRの配列と水
平方向でTXの位相差がある市松配列を有している。
第2図(8)は上記色フィルタの配列を空間周波数平面
上で表わした図である。図中黒丸は緑色透過フィルタG
の配列によるサンプリング点、Xは赤色透過フィルタR
あるいは青色透過フィルタBの配列によるサンプリング
点である。この配列では上記色フィルタの透過光の空間
周波数のナイキスト限界は、赤色透過フィルタRあるい
は青色透過フィルタBの透過光が有する空間周波数のナ
イキスト限界で制限され、水平方向、垂直方向(±4T
X、±2王、)で限定される菱形210となる。
従って、本実施例によってもTX = 1 /4fsc
、TY = 1 / (2X525TV本)ト31フト
、固体*像装置から得られるカラー映像信号の限界解像
度は水平280TV本、垂直490TV本となり、水平
、垂直両方向にて十分な解像度が得られ、良好な画質を
得ることができる。
[発明の効果] 以上記述した如く本発明の2次元カラー固体撮像装置に
よれば、第1の分光特性を有する第1の色フィルタと、
第2の分光特性を有する第2の色フィルタと、第3の分
光特性を有する第3の色フィルタをそれぞれの色フィル
タの位置から決まる透過光の空間周波数におけるナイキ
スト限界が水平方向周波数で±1 / 4TX  以上
、垂直方向周波数で±1 /2丁、2王、範囲となるよ
うに前記第1、第2、第3の色フィルタを前記各画素に
割り当てるように配列した構成を有する色フィルタを用
いることにより、水平、垂直方向共十分な解像度を得る
ことができ、良好な画質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)は本発明の2次元カラー固体撮像装置の一
実施例を示した図、第1図(B)は第1図(A)で示し
た色フィルタの配列を空間周波数平面上で示した図、第
2図(A)は本発明の2次元カラー固体撮像装置の他の
実施例を示した図、第2図(B)は第2図(A)で示し
た装置に用いられる色フィルタの配列を空間周波数平面
上で示した図、第3図(A)は従来の2次元カラー固体
躍像装置の一例を示した図、第3図(B)は第3図(A
)で示した装置に用いられる色フィルタの配列を空間周
波数平面上で示した図、第4図(A)は従来の2次元カ
ラー固体踊像装置の他の例を示した図、第4図(B)は
第4図(A)で示した装置に用いられる色フィルタの配
列を空間周波数平面上で示した図である。 1・・・固体撮像素子 110 、210・・・ナイキスト限界代理人 弁理士
 則近憲佑(ばか1名)第1図 (A) 第2図 (A) 第3図 (A)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)、水平方向に周期T_Xで800画素以上、垂直方
    向に周期T_Yで500画素以上を有する固体撮像素子
    と、この固体撮像素子の感光面に密着される色フィルタ
    とを有する2次元カラー固体撮像装置において、前記色
    フィルタは各々異なる分光特性を有する第1、第2、第
    3の色フィルタを配列して成り、且つ、各色フィルタの
    位置より決まる色フィルタ透過光の空間周波数平面にお
    けるナイキスト限界が、水平方向周波数で±1/4T_
    X以上、垂直方向周波数で±1/2T_Y以上の範囲と
    なるように、前記第1、第2、第3の色フィルタを前記
    各画素に割当てたことを特徴とする2次元カラー固体撮
    像装置。 2)、前記第1、第2、第3の色フィルタを緑色、赤色
    、青色透過フィルタとし、緑色透過フィルタを水平方向
    周期2T_X、垂直方向周期T_Yの格子配列とし、赤
    色透過フィルタを、水平方向周期4T_X、垂直方向周
    期2T_Yの格子配列に、この格子配列に対して水平方
    向、垂直方向でそれぞれ2T_X、2T_Yの位相差が
    ある格子配列を重ね合わせた市松配列とし、青色透過フ
    ィルタを、前記市松配列に対し垂直方向でT_Yの位相
    差がある市松配列として、前記色フィルタを構成したこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の2次元カラ
    ー固体撮像装置。 3)、前記第1、第2、第3の色フィルタを緑色、赤色
    、青色色フィルタとし、緑色透過フィルタを、水平方向
    周期4T_X、垂直方向周期2T_Yの第1の格子配列
    と、これと水平方向でT_Xの位相差がある第2の格子
    配列と、前記第1の格子配列と水平、垂直方向でそれぞ
    れ2T_X、T_Yの位相差がある第3の格子配列と、
    前記第1の格子配列と水平、垂直方向でそれぞれ3T_
    X、T_Yの位相差がある第4の格子配列とを重ね合わ
    せて成る市松配列とし、赤色透過フィルタを、前記緑色
    透過フィルタの第1の格子配列と垂直方向でT_Yの位
    相差がある第5の格子配列と、前記緑色透過フィルタの
    第2の格子配列と水平方向でT_Xの位相差がある第6
    の格子配列とを重ね合わせて成る市松配列とし、青色透
    過フィルタを、前記赤色透過フィルタの市松配列に対し
    水平方向でT_Xの位相差がある市松配列としたことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の2次元カラー固
    体撮像装置。
JP60063867A 1985-03-29 1985-03-29 2次元カラ−固体撮像装置 Pending JPS61224691A (ja)

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