JPS58100802A - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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Publication number
JPS58100802A
JPS58100802A JP56198521A JP19852181A JPS58100802A JP S58100802 A JPS58100802 A JP S58100802A JP 56198521 A JP56198521 A JP 56198521A JP 19852181 A JP19852181 A JP 19852181A JP S58100802 A JPS58100802 A JP S58100802A
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JP
Japan
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solid
pitch
signal
horizontal
imaging device
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Pending
Application number
JP56198521A
Other languages
English (en)
Inventor
Masanori Sato
正典 佐藤
Kenji Takahashi
健二 高橋
Shusaku Nagahara
長原 脩策
Yohei Saito
斎藤 陽平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS58100802A publication Critical patent/JPS58100802A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/80—Camera processing pipelines; Components thereof
    • H04N23/84—Camera processing pipelines; Components thereof for processing colour signals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Filters (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、固体撮像装置に関するものであり、更に詳し
くは、ドツト状色分解フィルタを有するカラービデオカ
メラの如き撮像装置において、被写体の儂のもつ空間周
波数のピッチと前記分解フィルタのピッチとの差に起因
して発生する擬似信号の軽減VC@するものである。
従来の単管式の撮像管は被写体の儂を第1図に示す如き
ストライブ状色分解フィルタで各色に分解し各色の信号
またはそれらの演算にLvクロマ信号を得ている。第1
図はRGHの3原色を用いたフィルタを示す、被写体の
像が上記ストライプ状色分解フィルタ上に形成された時
、この儂の持つ空間周波数のピッチとストライプ状色分
解フィルタのピッチの差かビートとして低域に発生し、
特に色信号帯域内に現われる。このビートで現われた色
信号は本来の色とは異なる擬似信号で画質を劣化させる
。
ストライブ状色分解フィルタを用いる場合、色信号は水
平方向にのみ変幽され、擬似信号は水平方向の空間周波
数とのビートによジ発生する。したがってこの擬似信号
を抑えるには水平方向の空間開波数のうち、仁のビート
を発生させる高域成分を抑圧すればよい。
この従来技術として、水晶等の複屈折板を使用して空間
周波数の高域をあらかじめ光学系で抑える方法が行なわ
れている。また回折格子を用いた回折格子空間周波数フ
ィルタなどが使わtている。
−万、固体撮像素子では、ドツト状色分解フィルタが用
いらn1色は水平お工び垂直の両方向の搬送波として変
調されている。このドツト状色分解フィルタの1例を第
2図に示す。第2図ではフィルタはホワイトW1グリー
ンQ、(、pアンC3!。
イエローY・より表っている。
第3図にこの内の4ikt素分を示す。これを用い1赤
信号Rおよび青信号Bを求める演算方法を示し、色が水
平および垂直方向に変調されていることを説明する。第
2図に示し声ホワイトはRGBの3色を透過させ、グリ
ーンはG%VアンはBと01イエローはRとBをそれぞ
れ透過させる0次式にRとBを求める演算式を示す。
R悶W + Ya −Cy −G       (1)
B=W+Cr−Y、 −G         (2)R
信号を求める(1)式を例にとれば、演算は#!3図の
4画素の中のWとY、O和よ1)CyとGO和を減算し
ている。さらKこの演算はWからCyを引く水平方向の
演算、WからGを引く垂直方向の演算Y、からCyを引
く垂直方向の演算、Y、からGを引く水平方向の演算1
り成る。このようにドツト状の色分解フィルタでは色信
号は水平お1ひ垂直方向に変調され、擬似信号は水平方
向お1び垂直方向の空間周波数とのビートにエフ発生す
る。
したがって従来の工うに一方向のみの空間周波数とのビ
ートを抑えるたけでは擬似信号を抑圧することはできな
い。
本発明は上記従来技術における問題点を解決するために
なされrc奄のであり、従って本発明の目的は、水平方
向およびilに方向の空間周波数とのビートにより発生
する擬似信号を軽減することのできる固体撮像装置を提
供することKある。
本発明の散点は、単板式固体撮像素子に対して2枚の水
晶フィルタを受光面とレンズ間に置くことによV*似倍
信号除くようにした点にある。
以下、本発明につき実施例を用いて詳細忙説明する。本
実施例の説明は第2図に示したドツト状色分解フィルタ
を有する固体撮像素子を用いて行なう、この固体素子は
信号を耽み出す時に12線同時読み出しという方法を取
っている。2iI[r#J時読み出しとは1回の走査で
、第2図に示すライン1とライン2の2!Iを同時に読
み、次の走査でライン3とライン4の2線と次々に2線
づつ同時に読み出す方法である。
以上に述ぺた211MM読み出し式でない1線読み出し
の場合奄遅延素子等を用いて、例えば第1図に示したラ
イン1の信号を1H(1水平走査期間)′j!延させラ
イン2との空間的対応をとる処理を行なえばよい。
これらの方法で読み出した2線の信号のうちの41ii
11素を第5−に示してToり、これエフの赤および青
信号の復調方法は(1)式および(2)弐に示した。
さらに、この後MK際して擬似信号が水平方向画素間ピ
ッチすなわち水平方向サンプリング周期と水平方向の空
間周波数とのビートにより発生し、さらに僑厘方向すン
プリング周期ζfi1方向の9間周波数のビートによっ
ても発生する。このため擬似信号抑圧には空間周波数に
水平方向のみでなく垂直方向にも低減フィルタをかける
必費がある。
この方法としては、2枚の水晶板を用いて4重像を結は
せ、ビートを生じる9間周波数を抑圧する方法が効果が
ある。ここで水晶板にLる4重像について第4図を用い
て説明する。水晶板5は複屈折という性質を有し、入射
光6が自然光である場合、これを光軸Kii[K振動す
るiiM偏光(正常jt7)と平行に振動する直線偏光
(異常光B)の2つに分ける。水晶の屈折率は正常光7
と異常光8の2つ忙対して異なり、光路が2本に分かれ
るため健は21忙なる。この水晶板を2枚重ね合わせる
と1枚目で2っに分かれた光路が2枚目の水晶板でさら
に4つく分かれ4重像が形成される。
この4重像のピッチと儂の強度につい1以下に説明する
。
4重像の各点の強度は、第5図に示すように1枚目の水
晶による儂のすれ方向と2枚目の水晶による儂のすれ方
向の角度な0とすると、A1 =に2 # B1”B2 A1: B1= 1cos帽:113INθ1(3)と
なる、ここでAlh A2 r B1 * B2は第5
図に示す各点の強度である。
本5j!施例で使用した固体撮像素子の画素間ピッチは
第7図に示すようであり、横方向ピッチ23μlI+%
縦方向ピッIIF−145μIである。なお9は画素を
示す、4重像の結ばせ万は対称性の良さを考えて、第5
図のようなひし形とし、この対角線の長さaおよびbを
上記の画素間ピッチに合わせる。
これは像のズレ距離を画素間ピッチに合わせ、空間周波
とのビートを効果的に抑えるためである。
この時、すれ方向の角度θは6α8@である。1枚の水
晶板によるずれ距離はひし形の1辺に等しく1五3μ−
でこれだけずれた21f像を結ばせるためには水晶の厚
さは約2.3諺となる。
この時の4点強度は(3)式より、 A1 :  81=1 : 1−7 となる。
仁の4重像の強度は4点のうち垂直方向に2A強くなる
。さらに、ひし形の対角線は同じ長さで各点の強度分布
を変えることができる。第6図に示+!5K、#=18
0°−6(L8@= 11 a2’ トすれば、A、 
: B1=1 : 1.7の4重像となる。これを90
゜回転すnh儂の位置は第5図と同じであるが、水平方
向2点の強度の強い4重像ができる。この2組みで、水
平方向および垂直方向の空間周波数とのビートに対する
抑圧効果が異なる。
次に41倫のピッチおよび各点の儂の強度にエフ中間局
波数フィルタの特性がどのようKf化するか説明する。
まず4m11のピッチと画素間ピッチを合わせる効果に
ついて説明を行なう。4重像を結ばせることKよる水平
方向空間周波数に対するフィルタ特性を第8図に示す。
fa、ハはトラップ周波数、A、Bはfatfbにおけ
る振幅を示し、 A= 18INθ1(4) B= 18INθ−CO2O3(6) と表わされる。ここで、第5図に示す対角線b=251
1mとすると%  fa=&5BMHz% fb=7.
16MHzとなる。水平方向空間周波数による擬似信号
は458MHE% 7.16MHz と空間周波数との
ビートで生じ、特に色の擬似信号は五5BMHz±50
0KH!S および116MHI±500XHz内の9
間周波数かビートKL9色帯域$500KHg以内に折
り返ったものである。したがってトラップ周波数f、は
五5aMHg±500KHE内に設電する。実験により
トラップ周波数の値を上記の値以外忙設電すると、擬似
信号抑圧効果か急激に減少することを確認した。
垂直方向の空間周波数特性を、第9図に示す。
foはトラップ周波数、Cはトラップ周波数における振
幅であり、 C= 1cO8θ1(6) と表わされる。ここで第5図に示す対角線1=1ム5μ
mとすると、 faは垂直方向525’rV本に当たる
周波数となる。垂直方向擬似信号は垂1方向525TV
本に当たる9間周波数のビートによる低域への折り返9
であり、f、を上記の値に設電すること、すなわちピッ
チを合わせることVCLり抑圧できる。
次に4重像の強度分布と擬似信号抑圧効果について説明
する。4重像には、その配置を変えずに強度分布を変え
た2組があることを示した。この2組で、水平方向お工
び垂直方向の空間周波数に対するフィルタ特性が異なる
。これはトラップ周波数f、における振幅が(4)式で
与えられ水平方向2点の強度の強い時、すなわちθが小
さい時は、1BINθ1の値が小さくなji)1 f、
における9関周波数抑圧効果大となるからである。垂直
方向忙2点強度の強い時は% fa での抑圧効果は小
さくなるが、垂直方向の空間周波数の抑圧効果大となる
。これは、トラップ周波数f、での振−が(6)式で示
される値になるからである。
以下21a類のドツトフィルタを例にとり、2組の4重
像のうちどちらが擬似信号抑圧効果が太きいかを例示す
る。ドツトフィルタは第10図と第11図に示す2種類
であり第10−では横方向にホワイトWLクシアンC7
を減算してR信号を得てWよりイエローY、を減算する
ことによりB信号を得ている。第11図では縦方向に演
算を行ないRj?!びB信号を得る。第10図のフィル
タは水平方向の空間周波数とのビートによる擬似信号が
大きくなり、第11図では垂直方向の空間周波数とのビ
ー)Kよる擬似信号か大きくなる。よって第10図のフ
ィルタに対しては水平方向4C2点強度の強い41儂を
結ばせる水晶板の組み合わせがよく、第11図に対して
は垂直方向に2点強贋の強い水晶板の組み合わせがよい
。
次に色信号が水平おLび華直にfvI4されたフィルタ
、たとえば第2−に示すドツト状色分解フィルタに上記
空間フィルタを適用する方法を説明する。このためKは
、第1にビートによる擬似信号発生の様子を明らかにす
る必要があり、水平垂直方向に各周波数を持つ被写体を
写す。
この被写体として第12図に示す同心円パターンがよい
。これは同心円のピッチが外側はど密になり2次元的に
各方向に、外側に行くほど高い9間周波数を持っている
からである。このパターンを実際Ilc撮像した時の信
号を第12図に機成的に示した。同心円パターン10を
撮像し、モニター上で観測する時同心円の本来の信号と
ともにビートによる擬似信号が見られる。このビデオ信
号を水平軸X−X’11にそって見ると、本来O慣号1
3のほかに擬似信号14.15が観測される0図中の擬
似信号14.15は水平方向9間周波数のうち5−58
MH,および7.16MHz付近の周波数がビートによ
り低減KfTり返ったものである。さら〈ビデオ信号を
!&直軸Y−Y’にそって見ると本来の信号16の11
かに擬似信号17か見られる。擬似信号17は垂直方向
525TV本付近の空間周波数のビートによる折り返し
で壱る。
第2図に示すフィルタでは、擬似信号14 、15にく
らべて擬似信号17が大きく、この擬似信号17の抑圧
効果を上けることにLり全体としての擬似信号抑圧効果
を大きくできる。したがってこの場合は垂直方向に2A
強度の強いaX像となる2枚の水晶を用いる。
本発明によれば、水平方向、垂直方向の空間周U数によ
るビートを動車よく抑圧、できるので、擬似信号発生に
多大な効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はストライプ状色分解フィルタ′を示す説明図、
第2囚はドツト状色分解フィルタを示す説明図、第3−
は第2囚に示すフィルタのうち4ii1素分から成るフ
ィルタを示す説明図、第4図は複屈折板による複屈折状
況を示す斜視図、第5図お工び第6囚はそtぞれ2枚の
複屈折板により形成された41偉の説明図、第7図は画
素間の横方向ピッチと縦方向ピッチの一例を示す説明図
、第8図は水平方向空間周波数フィルタ特性を示す特性
図、第9図は垂直方向空間周波数フィルタ特性を示す特
性図、第10図および第11図はそれぞれビー’v )
秋色分解フィルターの一例を示す説明図。 g12囚(a)〜(0)は被写体及びその撮像信号の一
例を示す説明図であり、(a)はパターンの平面図、(
b)(o)は信号の模式図である。 符号説明 5・・・水晶板、6・・・入射光、7・・・正常光、8
・・・異常光、9・・・画素、10・・・同心円ノくタ
ーン、15゜16・・・本来の信号、  14,15.
17・・・擬似信号。 代理人弁理士 薄 1)慢、甲 )X l  図 才2囚 貧 5 図 B。 t2 牙6 因 才 7 囚 才 8 図 Lfb 才 ? 囚 りto ffJ    才//囚 才 /2  rA

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 リ ドツト状色分解フィルタを有し、その透過光を電気
    信号に変換する光電変換素子を2次元マトリクス状に配
    置し、その電気信号を順次読み出す走査系を有して成る
    固体撮像装置において、光路に2枚の複屈折板を重ねて
    配置することにより、被写体の儂のもつ空間周波数のピ
    ッチと前記分解フィルタのピッチとの差に起因して現わ
    れる擬似信号の発生を軽減するようにしたことを特徴と
    する固体撮像装置。 2、特許請求の範囲第1項に記載の固体撮像装置におい
    て、上記2枚の複屈折板により結偉される4重像の各点
    を結ぶ平行四辺形を、上記光電変換素子の画素間ピッチ
    でできる長方形上あるいはその円に入いる大きさとする
    ことを特徴とする固体撮像装置。〇
JP56198521A 1981-12-11 1981-12-11 固体撮像装置 Pending JPS58100802A (ja)

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JP56198521A JPS58100802A (ja) 1981-12-11 1981-12-11 固体撮像装置

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JP56198521A JPS58100802A (ja) 1981-12-11 1981-12-11 固体撮像装置

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JPS58100802A true JPS58100802A (ja) 1983-06-15

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ID=16392516

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JP56198521A Pending JPS58100802A (ja) 1981-12-11 1981-12-11 固体撮像装置

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6010204A (ja) * 1983-06-30 1985-01-19 Toshiba Corp カラ−固体撮像装置
US4575193A (en) * 1984-04-06 1986-03-11 Eastman Kodak Company Optical spatial frequency filter
US5471343A (en) * 1992-11-30 1995-11-28 Olympus Optical Co., Ltd. Imaging device
JP2010030419A (ja) * 2008-07-29 2010-02-12 Fiber Cup:Kk ホイールカバー

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51127746A (en) * 1975-04-29 1976-11-08 Sony Corp Optical filter

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