JPS62277879A

JPS62277879A - 色分離フイルタ

Info

Publication number: JPS62277879A
Application number: JP61120289A
Authority: JP
Inventors: Masao Hiramoto; 政夫平本
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-05-27
Filing date: 1986-05-27
Publication date: 1987-12-02
Anticipated expiration: 2012-09-03
Also published as: JP2649037B2

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】３、発明の詳細な説明（産業上の利用分野）本発明は、単板式カラー固体カメラに用いることのでき
る色分離フィルタ（以下、色フィルタと略す）に関する
ものである。

（従来の技術）最近実用化された単板式カラー固体カメラは。

一層の画質改菩が図られている。例えば、既に実用化さ
れている単板式カラー固体カメラ用の色フィルタ（曽根
他：゛フィールド蓄積モードＣＣＤの単板カラー化方式
′″、ＴＶ学会誌、３７．１０．　ＰＰ。

８５５〜８’６２．　Ｏｃｔ、、　１９８３）に関して
、垂直相関色誤差を低減する色フィルタ分光特性の提案
がある。

（河野他：″完全色差線順次単板カラー化方式″、ＴＶ
学技報、　ＴＥ　Ｂ　５ＩＯＩ−１１９８５）上記新提
案の色フィルタについて第５図により説明する。第５図
は色フィルタの色要素構成回で。

２列４行を基本構成としてマゼンタ（Ｍｇ）、緑（Ｇ）
。

シアン（Ｃｙ）及び黄（Ｙｅ）の４色要素から成ってい
る。

ただし、緑はシアンと黄要素の重ね合わせで造ら才ｔて
いる６それら色要素の分光特性を第６図に示す。第６図
には従来の色フィルタの色要素の分光特性を示す。第７
図と第６図から、新提案の色フィルタでは基本色構成は
従来構成と変わらず、各色要素の分光特性のみが改良さ
れていることがわかる。

さらに新提案の色フィルタについて説明すると、垂直相
関色誤差を低減するため、光＠３２００°にで一様な無
彩色被写体を撮像した場合に１次の条件が成り立つよう
に各色要素の分光特性が決定されている。

Ｍｇｓ：Ｇｓ、　　　Ｃｙｓ与Ｙｅｓ　　・・・・・・
・・・・・・・・・　（１）ただし、Ｍｇｓ、　Ｇｓ、
　Ｃｙｓ、　Ｙｅｓはそれぞれマゼンタ、緑、シアン、
黄要素を透過した光が撮像素子の各光感知セルで光電変
換され、１７６０秒間に蓄積された信号量を示す。

（発明が解決しようとする問題点）新提案の色フィルタでは１分光特性が第７図のようにな
っており、従来の色フィルタより透過率が全般的に高く
感度が向上している。また、条件（１）を満足している
ため、垂直相関色誤差が低減される。しかし、各色要素
の分光透過率を全般的に高くしているので、光選択性が
低下している。

例えば、黄では本来、波長４００ｎｗ〜４６０ｎｍの青
色は透過させないが、新提案の色フィルタでは青色も１
０％〜２０％も透過させ、黄色の選択性を低下させてい
る。

そのため、新提案の色フィルタを使った場合は、大幅に
色Ｓ／Ｎが低下するという問題点を有していた。

（問題点を解決するための手段）上記問題点を解決するために１本発明の色フィルタは２
列４行の基本構成を有し、第１行と第３行がマゼンタ要
素と線要素の繰り返しで、マゼンタ要素の分光特性が、
波長４００ｒ＋Ｉｍ〜５００ｎｍの間で透過率７０％以
上の最大値を有し、波長５４０ｎｍにおいて透過率が５
％以下の最小値を有する特性を備えるものである。

（作　用）上記構成により、本発明の色フィルタは、前記条件（１
）を満足するようにシアン、黄の分光特性を容易に決定
でき、従って垂直相関色誤差を低減でき、且つその時の
色Ｓ／Ｎ及び輝度感度を従来の色フィルタの場合と同程
度以上にすることができる。

（実施例）本発明の色フィルタの一実施例について説明する１本発
明の色フィルタは、色要素配置については従来の色フィ
ルタと同じで、マゼンタ、緑、黄及びシアンの要素を使
用している。第１図に本発明の一実施例における色要素
の分光特性を示す。

本発明の色フィルタの最大の特徴は、マゼンタ要ｊヨの
分光透過率を波長４００ｎｍ〜４６０ｎｍの間で最大値
８０％、波長５４０ｒ＋１１１で１％、波長６２０ｎｆ
ｆｌ〜７００ｎＩ１１で９０％以上にしていることであ
る。

このような特徴を備えることによって、前記の条件（］
）を満たすためにシアン、黄の分光透過率を上げても色
Ｓ／Ｎは確保できる。

この内容について、以下に詳述する。

説明の便宜上、まず従来の色フィルタから説明する。従
来の色フィルタでは、光源３２００″にで無彩色の被写
体を撮像した場合、Ｍｇｓ、　Ｇｓ、　Ｃｙｓ。

Ｙｅｓの比率は次のようになっている。

阿ｇｓ：Ｇｓ　　＝９　　：　　６Ｃｙｓ　：　Ｙｅｓ＝９．５　：　１２．５しかし、上
記のような比率では前記条件（１）を満足しないので、
垂直相関色誤差が大きく発生し、画質を劣化させる。そ
こで新♂案の色フィルタでは、Ｍｇｓ　”＝　Ｇｓとす
るため線要素の透過率を上げることになった。線要素は
シアン要素と黄要素の重ね合わせで造られているので、
シアン及び黄の透過率を上げることになる。そこで色再
現性を考慮し、シアンと黄の透過率を第７図のように決
めている。

その結果、Ｃｙｓ　：　Ｙｅｓ＝＝１３．５　：　１４
　となり、はぼＣｙｓ与Ｙｅｓとなる。

その場合、Ｃｙｓ　：　Ｙｅｓ　：　Ｇｓ＝　１３．５
　：　１４　：　１０となるので、緑の透過光量に合わ
せてマゼンタの透過率も上げることになるので、マゼン
タの分光特性が第６図に示すように決められた。

その時、Ｍｇｓ　：　Ｇｓ＝　１０　：　１０となる。

しかし、第７図からも見られるように、マゼンタ要素の
光選択性が従来の色フィルタのそれより大きく低下して
いる。　。

通常の固体カメラでは、水晶フィルタ、赤外カットフィ
ルタを使用しているので色フィルタを使用せず、光源３
２００’　Ｋで無彩色の被写体を撮像した場合、撮像素
子の受光特性（分光特性）は第２図のようになる。第２
図からもわかるように、波長４８０ｎｍ〜６３０ｎｏ＋
における受光率が高いので、特に前記波長間でほぼ特性
が決定しているマゼンタでは。

光選択性が低下することは色Ｓ／Ｎに大きな影響を及ぼ
すことになる。新提案の色フィルタでは、Ｗｉｌｌ定結
果によると、従来の色フィルタに対して色Ｓ／Ｎが一４
ｄＢ〜−５ｄＢも低下していた。

そこで本発明の色フィルタでは１次の手順により分光特
性を決定した。

第１に、従来の色フィルタの分光特性を参考にしてシア
ンと黄を比較した場合。

Ｃｙｓ　：　Ｙｅｓ：９．５　：　１２．５より黄の分
光特性は基本的に変えず、シアンの分光透過率を上げて
、Ｃｙｓ弁Ｙｅｓとなるようにした。

この状態でシアン、黄、緑の分光特性が決ったことにな
る。

第２に、上記のシアン、黄、緑の分光特性にＭｇｓ　”
＝　Ｇｓの条件を満たすように分光特性を変化させたマ
ゼンタを加え、色Ｓ／Ｎ、輝度感度のシミュレーション
計算を行った。

その結果、マゼンタの分光透過率を波長４００ｎｍ〜５
００ｎｍで７０％以上の最大値を有し、波長５４０ｎｍ
で５％以下の透過率であれば、従来の色フィルタと同レ
ベル以上の色Ｓ／Ｎ及び輝度感度を確保できることがわ
かった。逆に上記マゼンタを使用すれば、色Ｓ／Ｎを大
きく取れるので、多少シアン。

黄の分光特性を変えても、実用レベルの色Ｓ／Ｎを確保
できることがわかった。

因みに波長４３０ｎｍで最大透過率７０％、波長５４０
ｎｍで透過率５％のマゼンタを用いた本シミュレーショ
ンの色フィルタの場合と、従来の色フィルタを用いた場
合の色再現性を示す色ベクトル図を第３図に示す。同図
かられかるように、従来の色フィルタに比べて、本シミ
ュレーションの色フィルタはシアン及び緑の色質調度が
約１０％低下しているが、これは実用上問題ない。

そこで、本発明の色フィルタの実施例では、マゼンタの
分光透過率を波長４３５ｎｍで８０％、波長５４０ｎｌ
Ｉで透過率１％にするとともに、シアンの分光透過率５
０％の波長の値を５８７ｎｍにまで上げて透過率を高め
、黄の分光透過率５０％の波長の値を５０５ｎｍにした
色フィルタを造り、それを固体撮像素子に装着して評価
した。

その結果、Ｍｇｓ　：　Ｇｓ　＝７，５　：　７，５Ｃ
ｙｓ　：　Ｙｅｓ＝　１２　：　１２とすることができ
、垂直相関色誤差が低減し、また、従来の色フィルタの
場合と比べて、色Ｓ／Ｎの低下及び輝度感度の低下のな
い色フィルタを実現できた。この場合の色ベクトル図を
第４図に示す。

以上のように、本発明の実施例によれば、各色要素が２
列４行に配列された基本構成を有し、第１行と第３行が
マゼンタ要素と緑要素の繰り返し。

第２行及び第４行がシアン要素と黄要素の繰り返しから
成り、前記マゼンタ要素の分光特性が波長４００ｎｍ〜
５００ｎｍの間で透過率７０％以上の最大値を有し、波
長５４０ｎｒｎにおいて透過率が５％以下である色フィ
ルタを用いることによって垂直相関色誤差が低減できる
上、従来の色フィルタを用いた場合と同レベル以上の色
Ｓ／Ｎ及び輝度感度を確保できる。

（発明の効果）本発明の色フィルタによれば、垂直相関色誤差を低減で
き、しかも、従来の色再現性の良い色フィルタの場合と
比べて色Ｓ／Ｎ及び輝度感度を同レベル以上にすること
ができ、その実用的効果は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における色フィルタの各色要
素の分光特性図、第２図は光源３２００°にで赤外カッ
トフィルタ（ＣＳ　−５００，ｔ　＝２．５冊）、水晶
フィルタを用い、一様な無彩色被写体を撮像した場合の
撮像素子の受光特性図、第３図は本発明の他の実施例に
ついての色ベクトルシミュレーション図、第４図は本発
明の一実施例の色フィルタを用いた場合の色再現性を示
す色ベクトルシミュレーション図、第５図は従来の色フ
ィルタの基本色要素構成図、第６図は従来の色フィルタ
の各色要素の分光特性図、第７図は新提案の色フィルタ
の各色要素の分光特性図である。ＰＥ・・・画素、　Ｍｇ・・・マゼンタ、　Ｇ・・・緑
、Ｃｙ・・・シアン、　Ｙｅ・・・黄。特許出願人　松下電子工業株式会社第１１（’／、）第２０ノノペ、　；【峻’　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　（ｎｍ）第３図（色■クトル図）０、捩米のきフィルタと用いΔＭｅ第４図（色■ワトル１１２１）０　イえ米の色フィＩし夕と用（・々賜合第　５　図Ｅ第　６　図第　７　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）色フィルタ要素が２列４行に配列された基本構成
を有し、第１行と第３行がマゼンタ要素と緑要素の繰り
返しから成り、前記マゼンタ要素の分光特性が、波長４
００ｎｍ〜５００ｎｍの間で透過率７０％以上の極大値
を有し、波長５４０ｎｍにおいて透過率が５％以下であ
ることを特徴とする色分離フィルタ。
（２）第２行及び第４行がシアン要素と黄要素の繰り返
しから成ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
記載の色分離フィルタ。