JPH0720248B2 - 固体撮像素子のフィルタ色割当て方法 - Google Patents
固体撮像素子のフィルタ色割当て方法Info
- Publication number
- JPH0720248B2 JPH0720248B2 JP62142371A JP14237187A JPH0720248B2 JP H0720248 B2 JPH0720248 B2 JP H0720248B2 JP 62142371 A JP62142371 A JP 62142371A JP 14237187 A JP14237187 A JP 14237187A JP H0720248 B2 JPH0720248 B2 JP H0720248B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- color
- pixel
- solid
- aperture ratio
- image sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、高感度出力が得られるカラー画像用の固体撮
像素子のフィルタ色割当て方法に関する。
像素子のフィルタ色割当て方法に関する。
（従来技術） 従来より、MOS型固体撮像素子を計測用センサとして用
いる事は良く知られている。例えば、最近のカラープリ
ンタでは、カラー原画（カラーネガフイルム等）を複数
のシーンに分類し、各シーンに応じて色補正フイルタの
光路への挿入量を調節することにより色補正を行ない、
カラーバランスの良好なプリント写真を作成している。
このシーン分類のために、カラー画像用の固体撮像素子
が用いられ、プリント前にカラー原画の各点の三色濃度
を測定している。
いる事は良く知られている。例えば、最近のカラープリ
ンタでは、カラー原画（カラーネガフイルム等）を複数
のシーンに分類し、各シーンに応じて色補正フイルタの
光路への挿入量を調節することにより色補正を行ない、
カラーバランスの良好なプリント写真を作成している。
このシーン分類のために、カラー画像用の固体撮像素子
が用いられ、プリント前にカラー原画の各点の三色濃度
を測定している。
カラー画像を読み取る場合には、３個のイメージセンサ
を用いる所謂３板式と、１個のイメージセンサを用いる
所謂単板式があることは周知のとおりである。後者は、
イメージセンサの受光面の上に、各画素に対応して例え
ば青色（Ｂ），緑色（Ｇ），赤色（Ｒ）をモザイク状に
配列したカラーフイルタを取り付けたものであり、前者
の３板式に較べコストが安いという利点から、多く用い
られている。
を用いる所謂３板式と、１個のイメージセンサを用いる
所謂単板式があることは周知のとおりである。後者は、
イメージセンサの受光面の上に、各画素に対応して例え
ば青色（Ｂ），緑色（Ｇ），赤色（Ｒ）をモザイク状に
配列したカラーフイルタを取り付けたものであり、前者
の３板式に較べコストが安いという利点から、多く用い
られている。
なお、イメージセンサと固体撮像素子は本来同義語であ
るが、ここでは便宜的に半導体装置のみをイメージセン
サと称し、マイクロフイルタを含んだものを固体撮像素
子と称する。
るが、ここでは便宜的に半導体装置のみをイメージセン
サと称し、マイクロフイルタを含んだものを固体撮像素
子と称する。
本発明者等は、先に、受光部内の隣接するｍ×ｎ個の複
数画素を１ユニツトとし、かつこの１ユニツト内の画素
にR,G,Bを均等に振り分け、同色の画素の信号を加算し
て出力する単板式の固体撮像素子を提案した（特願昭61
-071299号）。
数画素を１ユニツトとし、かつこの１ユニツト内の画素
にR,G,Bを均等に振り分け、同色の画素の信号を加算し
て出力する単板式の固体撮像素子を提案した（特願昭61
-071299号）。
処で、このような単板式の固体撮像素子においては、測
光条件、光源バランス、センサの感度バランスに応じて
R,G,Bの各開口率は適宜設定されており、例えばRGBの相
対開口率比は、R:G:B＝40％:50％:60％に設定されてい
た。従つて、この場合の１ユニツト当りの単純平均開口
率は50％が得られていた。
光条件、光源バランス、センサの感度バランスに応じて
R,G,Bの各開口率は適宜設定されており、例えばRGBの相
対開口率比は、R:G:B＝40％:50％:60％に設定されてい
た。従つて、この場合の１ユニツト当りの単純平均開口
率は50％が得られていた。
（発明が解決しようとする問題点） 然るに、計測用センサとしては、システムサイドの要求
で３色の色バランスを大きく崩さなければ都合の悪い場
合がある。例えばRGBの相対開口率比を、R:G:B＝40％:2
5％:60％としたい場合である。この場合、前述の構成と
同じく１ユニツト内における画素の色配分をR,G,B均等
に振り分けたとすると、１ユニツト当りの単純平均開口
率は42％に低下してしまい、感度が下げられた状態に設
けられてしまう。即ち、システム要求は色バランスの変
更であつて、感度低下は望ましくない。
で３色の色バランスを大きく崩さなければ都合の悪い場
合がある。例えばRGBの相対開口率比を、R:G:B＝40％:2
5％:60％としたい場合である。この場合、前述の構成と
同じく１ユニツト内における画素の色配分をR,G,B均等
に振り分けたとすると、１ユニツト当りの単純平均開口
率は42％に低下してしまい、感度が下げられた状態に設
けられてしまう。即ち、システム要求は色バランスの変
更であつて、感度低下は望ましくない。
本発明の目的は、上記事情に鑑みなされたもので、シス
テム仕様に合わせてユニツト内の画素の色配分を最適化
することにより、平均開口率が向上できるカラー画像用
の固体撮像素子のフィルタ色割当て方法を提供すること
にある。
テム仕様に合わせてユニツト内の画素の色配分を最適化
することにより、平均開口率が向上できるカラー画像用
の固体撮像素子のフィルタ色割当て方法を提供すること
にある。
（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明の固体撮像素子のフ
ィルタ色割当て方法は次のことを示している。すなわ
ち、隣接するｍ行ｎ列（m,n２で、かつｍ＝ｎ＝２以
外の整数）の画素を１ユニツトとし、カラーフイルタの
ｌ色（ｌは３以上の整数）をそれぞれの要求開口率D1，
D2，……，Dlに合わせて画素に配置する場合に、Max（D
1，D2，……，Dl）−Min（D1，D2，……，Dl）≦２×
（D1＋D2＋・・・Dl）/mnの関係を満たすように各色へ
の画素数割り当てを行う。
ィルタ色割当て方法は次のことを示している。すなわ
ち、隣接するｍ行ｎ列（m,n２で、かつｍ＝ｎ＝２以
外の整数）の画素を１ユニツトとし、カラーフイルタの
ｌ色（ｌは３以上の整数）をそれぞれの要求開口率D1，
D2，……，Dlに合わせて画素に配置する場合に、Max（D
1，D2，……，Dl）−Min（D1，D2，……，Dl）≦２×
（D1＋D2＋・・・Dl）/mnの関係を満たすように各色へ
の画素数割り当てを行う。
本発明の好ましい実施例では、マトリクス状に配列され
た光電変換素子は、ｍ×ｎ、例えば３×３すなわち９個
づつ１ユニツトにまとめられている。これら９個の光電
変換素子には、ｌ色例えば（それぞれ）３原色、例えば
R,G,Bのうちの１つの色のフイルタが付属している。光
電変換素子に組合わせるフイルタの色は、１ユニツト内
でどのように配列されていてもよい。しかし例えば９個
の光電変換素子の色配分は、初期設定において例えば３
つの色に対して均当に振り分けておき、各色への画素配
分の最適化に応じて配分が変更される。なお、初期設定
において各色への画素の振り分けが均等に行えない場合
には、略均等に振り分けておく。１ユニツト内では、同
色の信号電荷を加算することが必要であるが、信号読出
し後に特別な加算回路を用いて加算をしなくてもよいよ
うにするため、本発明に適用の固体撮像素子では各画素
の信号読出し時に、同じ色の光電変換素子に蓄積された
信号電荷を加算して取り出すようにしている。この加算
は、色々な方法が考えられるが、その１つとしては、色
数に対応した個数の垂直MOSスイツチを各ユニツト毎に
設け、各垂直MOSスイツチのソースに、対応した色の光
電変換素子を接続すればよい。そして、この垂直MOSス
イツチのゲートには対応した色の水平線を接続し、また
ドレインには対応した色の垂直線を接続する。こうする
と、例えばR,G,Bの３色を用い、それぞれ３個づつ組み
合わせた３×３の光電変換素子により１ユニツトを構成
する場合には、マトリクスの各列各行毎に１本の信号線
を配置するだけでよい。これは光電変換素子毎に垂直MO
Sスイツチを設けたものに比べて信号線が１本少なくな
つている。
た光電変換素子は、ｍ×ｎ、例えば３×３すなわち９個
づつ１ユニツトにまとめられている。これら９個の光電
変換素子には、ｌ色例えば（それぞれ）３原色、例えば
R,G,Bのうちの１つの色のフイルタが付属している。光
電変換素子に組合わせるフイルタの色は、１ユニツト内
でどのように配列されていてもよい。しかし例えば９個
の光電変換素子の色配分は、初期設定において例えば３
つの色に対して均当に振り分けておき、各色への画素配
分の最適化に応じて配分が変更される。なお、初期設定
において各色への画素の振り分けが均等に行えない場合
には、略均等に振り分けておく。１ユニツト内では、同
色の信号電荷を加算することが必要であるが、信号読出
し後に特別な加算回路を用いて加算をしなくてもよいよ
うにするため、本発明に適用の固体撮像素子では各画素
の信号読出し時に、同じ色の光電変換素子に蓄積された
信号電荷を加算して取り出すようにしている。この加算
は、色々な方法が考えられるが、その１つとしては、色
数に対応した個数の垂直MOSスイツチを各ユニツト毎に
設け、各垂直MOSスイツチのソースに、対応した色の光
電変換素子を接続すればよい。そして、この垂直MOSス
イツチのゲートには対応した色の水平線を接続し、また
ドレインには対応した色の垂直線を接続する。こうする
と、例えばR,G,Bの３色を用い、それぞれ３個づつ組み
合わせた３×３の光電変換素子により１ユニツトを構成
する場合には、マトリクスの各列各行毎に１本の信号線
を配置するだけでよい。これは光電変換素子毎に垂直MO
Sスイツチを設けたものに比べて信号線が１本少なくな
つている。
（実施例） 本発明の実施例を以下図面により説明する。第１図及び
第２図は、受光部の１部を構成する３行３列の光電変換
素子を１ユニツト10として、これら９個の光電変換素子
上に、画素１に対応してR,G,Bの色のフイルタがそれぞ
れ配置されている様子を示している。また、R,G,Bの記
号の下に小さく示した各数字はそれぞれの画素の開口率
（％）を示している。
第２図は、受光部の１部を構成する３行３列の光電変換
素子を１ユニツト10として、これら９個の光電変換素子
上に、画素１に対応してR,G,Bの色のフイルタがそれぞ
れ配置されている様子を示している。また、R,G,Bの記
号の下に小さく示した各数字はそれぞれの画素の開口率
（％）を示している。
いま、システム要求により、１ユニツトにおける３色の
要求開口率の比がDR：DG：DB＝40％:25％:60％となる様
に、色バランスが設定される場合について述べる。
要求開口率の比がDR：DG：DB＝40％:25％:60％となる様
に、色バランスが設定される場合について述べる。
なお、前記DR，DG，DBは各色に対応する画素の要求開口
率を示す。
率を示す。
第２図は、R,G,Bの各色が３個づつの画素に均等に割り
振られ、かつ図示する色配列を有して３行×３列を１ユ
ニツトとした従来例を示しており、各画素はR,G,Bに対
応してそれぞれ所定の要求開口率に設定されている。
振られ、かつ図示する色配列を有して３行×３列を１ユ
ニツトとした従来例を示しており、各画素はR,G,Bに対
応してそれぞれ所定の要求開口率に設定されている。
次に、この第２図に基づいて、各色への画素配分を最適
化した場合の１ユニットを、第１図に示す。この最適化
は以下の手法により行われる。
化した場合の１ユニットを、第１図に示す。この最適化
は以下の手法により行われる。
但し、上式において、Max（DR，DG，DB）−Min（DR，
DG，DB）は、最大を示す要求開口率の値から最小を示す
要求開口率の値を減算することを意味し、m,nは１ユニ
ツトを構成する行及び列の数、すなわち、本実施例では
ｍ＝ｎ＝３が代入される。
DG，DB）は、最大を示す要求開口率の値から最小を示す
要求開口率の値を減算することを意味し、m,nは１ユニ
ツトを構成する行及び列の数、すなわち、本実施例では
ｍ＝ｎ＝３が代入される。
上記（１）式にそれぞれ所定値を代入して、（１）式の
等号関係が成立した場合には、最小要求開口率に対応す
る色の画素、すなわち、本実施例では色Ｇの画素を１個
減らし、最大要求開口率に対応する色の画素、すなわ
ち、色Ｂの画素を１個殖す。そして、画素配分変更後の
各色の開口率の相対比率を計算仕直す。
等号関係が成立した場合には、最小要求開口率に対応す
る色の画素、すなわち、本実施例では色Ｇの画素を１個
減らし、最大要求開口率に対応する色の画素、すなわ
ち、色Ｂの画素を１個殖す。そして、画素配分変更後の
各色の開口率の相対比率を計算仕直す。
変更後の画素配分は、 R:B:G＝3a:2b:4c （２） の関係に設けられている。
上記（２）式のa,b,cは、画素配分変更後の各色に対応
した１画素当りの要求開口率の補正値を示しており、 により求められ、ａ＝0.96,b＝0.90,c＝1.08がそれぞれ
得られる。そして、各色の変更後の開口率は、素子製作
上の観点から１画素の開口率上限を例えば色Ｂの60％と
したとき、Ｒの画素の開口率は、 Ｇの画素の開口率は、 Ｂの画素の開口率は、 DB′＝DB＝60（％） をそれぞれ得る。
した１画素当りの要求開口率の補正値を示しており、 により求められ、ａ＝0.96,b＝0.90,c＝1.08がそれぞれ
得られる。そして、各色の変更後の開口率は、素子製作
上の観点から１画素の開口率上限を例えば色Ｂの60％と
したとき、Ｒの画素の開口率は、 Ｇの画素の開口率は、 Ｂの画素の開口率は、 DB′＝DB＝60（％） をそれぞれ得る。
次に、上記変更後の開口率を用いて、前記（１）式の等
号関係を再び確認する。この際、（１）式の等号関係が
不変であれば、すなわち、左項＞右項の関係であれば、
更に最小開口率の色を１画素減らし、かつ最大開口率の
色を１画素殖して、再び上記方法に基づいて画素枚割り
当て変更後の開口率を計算仕直す。そして、前記（１）
式の左項≦右項になるまで、上記手法を繰り返す。本実
施例では１回の画素数割り振り変更で、上記（１）式の
等号が変る。この際、画素数配分の最適化が得られたこ
とを意味する。従つて、本実施例では、各色への画素数
配分の最適化は、R:3画素、G:2画素、B:4画素にそれぞ
れ変更し、かつそれぞれの１画素当りの開口率の比を、
R:G:B＝53％:50％:60％に設定することにより得られ
る。このように構成することにより、１ユニツト当りの
平均開口率は、第２図に示す従来例の42％に対し、本発
明に適用の素子は55％と、約1.3倍に向上される。しか
も１ユニツト当りの要求開口率の比は、システム要求で
あるDR：DG：DB＝40％:25％:60％を達成している。
号関係を再び確認する。この際、（１）式の等号関係が
不変であれば、すなわち、左項＞右項の関係であれば、
更に最小開口率の色を１画素減らし、かつ最大開口率の
色を１画素殖して、再び上記方法に基づいて画素枚割り
当て変更後の開口率を計算仕直す。そして、前記（１）
式の左項≦右項になるまで、上記手法を繰り返す。本実
施例では１回の画素数割り振り変更で、上記（１）式の
等号が変る。この際、画素数配分の最適化が得られたこ
とを意味する。従つて、本実施例では、各色への画素数
配分の最適化は、R:3画素、G:2画素、B:4画素にそれぞ
れ変更し、かつそれぞれの１画素当りの開口率の比を、
R:G:B＝53％:50％:60％に設定することにより得られ
る。このように構成することにより、１ユニツト当りの
平均開口率は、第２図に示す従来例の42％に対し、本発
明に適用の素子は55％と、約1.3倍に向上される。しか
も１ユニツト当りの要求開口率の比は、システム要求で
あるDR：DG：DB＝40％:25％:60％を達成している。
次に、第２図の従来例から第１図に図示した本発明の好
ましい色配列を得るためには、第２図に図示した１ユニ
ツトのうち、１画素のＧをＢに変更すれば良い訳けであ
る。その際、色信号の重み付けに応じた色配分が行われ
る必要がある。このため、１つの手法として、第１列第
３行目のＧをＢに変更した後、第１列と第３列の第３行
目を入れ替えることにより、第１図の画素配列が得られ
る。
ましい色配列を得るためには、第２図に図示した１ユニ
ツトのうち、１画素のＧをＢに変更すれば良い訳けであ
る。その際、色信号の重み付けに応じた色配分が行われ
る必要がある。このため、１つの手法として、第１列第
３行目のＧをＢに変更した後、第１列と第３列の第３行
目を入れ替えることにより、第１図の画素配列が得られ
る。
なお、本発明は画素配列が前記第１図の実施例に限定さ
れるものでなく、例えば、一般的に知られているベイヤ
配列或いはストライプ配列に適用したものであつてもよ
い。
れるものでなく、例えば、一般的に知られているベイヤ
配列或いはストライプ配列に適用したものであつてもよ
い。
（発明の効果） 以上記載したとおり、本発明の固体撮像素子にフィルタ
色割当て方法によれば、システム仕様に合わせて、各ユ
ニツトにおける画素のフイルタ各色への色配分を最適化
することにより、平均開口率を向上させて、感度増加が
はかれる。
色割当て方法によれば、システム仕様に合わせて、各ユ
ニツトにおける画素のフイルタ各色への色配分を最適化
することにより、平均開口率を向上させて、感度増加が
はかれる。
第１図は、本発明の１実施例での１ユニットにおけるカ
ラーフィルタの、色配列及び開口率を示す図、第２図は
第１図と比較のために用いた従来例を説明する図であ
る。 １……画素、10……１ユニツト
ラーフィルタの、色配列及び開口率を示す図、第２図は
第１図と比較のために用いた従来例を説明する図であ
る。 １……画素、10……１ユニツト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−42690（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−3485（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−86982（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−135816（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】マトリクス状に配置した光電変換素子上に
画素に対応してモザイク状のカラーフィルタを配置して
なるカラー画像用の固体撮像素子のフィルタ色割当て方
法において、 隣接するｍ行ｎ列（m,n≧２で、かつｍ＝ｎ＝２以外の
整数）の画素を１ユニットとし、カラーフイルタのｌ色
（ｌは３以上の整数）をそれぞれの要求開口率D1，D2，
・・・，Dlに合わせて画素に配置する場合に、 Max（D1，D2，・・・，Dl）−Min（D1，D2，・・・，
Dl）≦２×（D1＋D2＋・・・Dl）/mnの関係を満たすよ
うに各色への画素数割り当てを行うことを特徴とする固
体撮像素子のフィルタ色割当て方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62142371A JPH0720248B2 (ja) | 1987-06-09 | 1987-06-09 | 固体撮像素子のフィルタ色割当て方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62142371A JPH0720248B2 (ja) | 1987-06-09 | 1987-06-09 | 固体撮像素子のフィルタ色割当て方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63306790A JPS63306790A (ja) | 1988-12-14 |
| JPH0720248B2 true JPH0720248B2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=15313827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62142371A Expired - Fee Related JPH0720248B2 (ja) | 1987-06-09 | 1987-06-09 | 固体撮像素子のフィルタ色割当て方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0720248B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100871687B1 (ko) * | 2004-02-11 | 2008-12-05 | 삼성전자주식회사 | 서브 샘플링 모드에서 디스플레이 품질을 개선한 고체촬상 소자 및 그 구동 방법 |
-
1987
- 1987-06-09 JP JP62142371A patent/JPH0720248B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63306790A (ja) | 1988-12-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4567510A (en) | Solid state color imaging apparatus | |
| US5631703A (en) | Particular pattern of pixels for a color filter array which is used to derive luminance and chrominance values | |
| US6330029B1 (en) | Particular pattern of pixels for a color filter array which is used to derive luminance and chrominance values | |
| US7750950B2 (en) | Image pickup apparatus and image processing method | |
| EP1908302B1 (en) | Image sensor with improved lightsensitivity | |
| US6075889A (en) | Computing color specification (luminance and chrominance) values for images | |
| US8164651B2 (en) | Concentric exposure sequence for image sensor | |
| EP0757496B1 (en) | Colour image pickup apparatus | |
| JPH03135184A (ja) | カラー固体撮像素子 | |
| US6963674B2 (en) | Image sensing device, image processing apparatus and method, and memory medium | |
| EP0494677B1 (en) | Chroma signal matrix circuit for a color CCD camera | |
| US20140307122A1 (en) | Image processing device and method, and imaging device | |
| US6034724A (en) | Imaging device utilizing a line-crawling correction coefficient | |
| EP0547697B1 (en) | Solid state imaging device and camera provided with such an imaging device | |
| GB2161671A (en) | Color encoding filter for a camera and a decoding scheme therefor | |
| EP0185498A2 (en) | Imaging sensing and processing apparatus and method | |
| EP0185487B1 (en) | Electronic image scanner with colour matrix image enhancement | |
| JPH1126737A (ja) | 固体撮像素子 | |
| US7256827B1 (en) | Image reading device with thinned pixel data | |
| JPH10189930A (ja) | 固体撮像素子 | |
| JPH0720248B2 (ja) | 固体撮像素子のフィルタ色割当て方法 | |
| JP4309505B2 (ja) | 撮像素子及び撮像装置 | |
| JPH09312848A (ja) | 撮像装置 | |
| JP3075018B2 (ja) | オートホワイトバランス装置 | |
| KR900006466B1 (ko) | 고체컬러 촬상장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |