JPS58178689A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JPS58178689A
JPS58178689A JP57060819A JP6081982A JPS58178689A JP S58178689 A JPS58178689 A JP S58178689A JP 57060819 A JP57060819 A JP 57060819A JP 6081982 A JP6081982 A JP 6081982A JP S58178689 A JPS58178689 A JP S58178689A
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JP
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color
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complementary
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Application number
JP57060819A
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English (en)
Inventor
Seiji Hashimoto
誠二 橋本
Takao Kinoshita
貴雄 木下
Tsutomu Takayama
勉 高山
Toshio Kaji
敏雄 鍛冶
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/10Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
    • H04N25/11Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
    • H04N25/13Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
    • H04N25/133Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements including elements passing panchromatic light, e.g. filters passing white light
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/10Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
    • H04N25/11Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
    • H04N25/13Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
    • H04N25/135Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on four or more different wavelength filter elements
    • H04N25/136Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on four or more different wavelength filter elements using complementary colours

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • 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j&判#i改棗され九色分層フィルター構成を有する
俺書装置に@する。
k来、例えば水平万両684素子、II[方向490素
子の画体amデバイスを白黒カメラに適用した02価の
2fmC= 7.16 Mki厘に植蟲する。そしてこ
の水平続出しタロツタ崗畝畝により、レンズ等のト屑I
IL歇f’4 (L!−= 158 Mklm )に1
蟲する分まで優ることができ、m在の受像機を増重する
と水平Jg1鎗fKついては元号である。
このよう1に雑像デバイスを赤(R)、縁(G)l(B
)の各色KWして1枚ずつ設ける事により5板式力ラー
カメツを構成すれば撮像管t3本用いた6管式鳶チーカ
メラのように高−質の解會度・色再挑注を得る事かで龜
る。
しかし3板式力夛−澹メッ/ri3色分解光学系の構成
、調整が複雑で小製化が困−であり、また低価格化が期
待できない等の欠点がある。このような堀由で家庭用力
う〜カメラとしては画体JIlllI像デバイスを一枚
だけ用いる単板武力う−カメラf:開発する車装がある
然しそのためKは以下の様な多くの間組点を克服しなけ
ればならない。まず解像度について考えてみると、カラ
ーカメラでは轟然ながらSm色、卸ち赤信号、青信号、
緑信号【会費とする。従って単板式ではこの3原色をj
轟に配分しなければならない。
3原色の配分の方法としては色分@フィルタが用いられ
るが、これには大別してベイヤー配!44E呼ばれるモ
ずイタフィルタ方式と固体撮像デバイスのfI直力方向
同一色のフィルタを配ターするストライブ方式がある。
ここでは以後の話を簡単にするためKl(、G 、 B
ストライプ方式の色分#11フイに!を考えてみる。
この場合水平方向の各色のナンプリンダJ11献数は]
fc二2.4MHMとなり色信号電域@ u 約1.2
 MHzとなる。従ってこの色信号から輝度信号を作れ
ば水JPm嫌f#i白黒カメラのl/′3の低画質とな
ってしまう。
この様な)i、t、;、Bストライプ方式でNT、SC
方弐に対応した水平層111ft褥るためには、畑律デ
バイスの水平息子鋏を大幅に増すことが必要となっ(<
ル。しかし蕗1幽の装置デバイスにおいても約584’
 X 490’ %(約20万個沖本子数に遍しており
、現在のLSI技(lItもってしても、これを約3倍
の菓子aKする事は#llK1m−である〇そこで考え
られ友のが特開−56−120281号公報に示される
ilK水平累子菓子約5割増して約57L]傭とし、こ
れに謳1図に示す色分離フィルタを利用し友方法である
この方法の41黴は色分層フィルタをR,に、BからR
,G、シアンOy (Or二B十G )の組み合わせか
ら成るストライプフィルJK変え、また白の被写体を鍮
影したとき撮像デバイスから得られる911号のR74
#りFR,G74に7FQ、 CyフィhpFcyを透
過し走光に対応する信号レベルが各々1:1:1になる
ように構成すると共にこの信号から直接的にstW号を
得るようにして、水平解當寂を向上させたことにめる0
然しこの塩論は一般の被与体に扛低彩度のものが多いと
一゛う畢をlll1lK成り立っている。
坤ち論3図(1)に示す如く低彩皺の被写体glt白黒
の被与体像とは#′filLいとみなし色(11号につ
いて出来るものとしている。しかし、この方式によれば
彩度の高い被与体像では折り返し歪が生じる欠点がめる
〇 卸ちある単一色の複写体(鉤えd赤い花)を撮像した場
合、周llLaスペクトル分布を一艙ムとし、gM号蕾
城は第2図(1)の帯域フィルタLPF1で1鎖され九
ものとすると、賃ンプダンダ周波数は赤信号のみに依存
するから、tングダンダ周藏数は1fC1となる。
そうすると、固体撮像デバイスの出力信号にはベースバ
ンドの信号(−纏ム)と3 /e 1のところに生じ友
第−次幽献帯値号B等が発生する。
ところが輝度信号を得るための低域フィルタLPif’
1の置載FiiE2al!11切に示す如く広帯域なの
で第2図(麺中斜線で員わした肯波膏部分とフィルタL
PF又、上述の方式における色再樵性について考えてみ
ると、第6図(a) K示す如(y イ# p 11m
、Fm、Fcyで*威すれたストフイグフィルタの分光
感度→性は赤色光に対しては赤外カットフィルタの分光
感嵐脅性によって一鎖されシアン色光に対する感度はG
GDの分光感度骨性によって一鎖を受けるので、この撮
gI装置の総合的な分光感度分布を赤。
緑、シアン共にほば均一な感度分布となる様に各色フィ
ルタの透過率を予め設足しなければならな(ゝ0 ここで、両速のR,G、C,方式の撮II装置ではシア
ン色のフィルタFC7を過つ九光に対応する信号Scy
から緑色フィルタy−を過つ九光に対応する塙号S・を
差し引く事によって青の色信号Ssを袴ているので、シ
アン色フィルタの分光JIIli[分布は諏6図(1)
Jに示す徐に、縫合の感度が赤、緑と均一となる様な青
色フ仁りの感度分布と縁フィルタの感度分布とを合成し
たものにしなければならない0ところが従来のシアン色
のフィルタは第6図(&)の様なW&度分布を有する為
前述の様な相関処理により得られる青の色gi号Saは
本来實色フイルクから得られるべ′き信号とは真なって
しまい、色再蝿性が著しく劣化するという欠点がある。
次に撮像デバイスと色分離フィルタとの貼合せ精度を考
えてみる。
撮像デバイスとしてはインターライン!!1oCD(I
L型)、7レームトランス7ア薯G(3D(F’l’m
)、MOS[等が46が1.:、 、: テd F T
IjlGC;Dを用いてa94する〇 第4図はFT型(3GDの撮像部(光を変換部)の一部
分の拡大図であり、(#1!Jii1俵連する)6は水
平方向素子間の電萄の拡散を防ぐチャンネル2トソバの
略称である。これ1cjlL1図示の色分#1!フィル
タを貼合せるものとする。LS#′i人射光を透過させ
ない總光鋤であり、ay、 R,G 株各々ay光・R
光・G光を透過させる色分jliフィルタ廊でbる0づ チャンネルストッパ@4は一般に2〜6戸の輪でめり1
光層LSij通富チャンネルストツマトlIIJImK
形域されており、この6とLSが完全に一欽するように
貼合ゼを打う。
しかし、真際貼会せ精度を上げるには非常に−かしい問
題がToる。
卸も、貼合ゼのメカ稽直中通像素子の寸法N表。
ルタの移−による貼合(誤差が生じる事でるる。
貼合せX*により角え&fGフィルタSがRフィルタ部
のm像菓子部に重なる橡な事崖になれは電絡的に慢られ
る色信号に混色が生じ、色再渦性が龜艙出米る臘り狭い
幅にしたいと(・う畳求がある。
これは、チャンネルストッパ6にもめるatの受光感度
があるので、撮g11s子の(受光)開口率を大きくし
て総合的にカメラの感[を上げ九い友めである0 以上述べて1i友ように繊状の色分離フィルタFi解創
1色P4楓性、貼合せ?IIj等を改良する車装が6る
0 本発明はこの様な従来技術の諸欠点を解消し優る抜書さ
れたフィルター構成を有するJail輌置を装供するも
のであるQ この橡な目的を連成する為に本発明では色フィル!−と
して補色を形成する為のフィルターを多用する事によっ
て、色飽和度の高い被写体に対しても実質的&1ンプリ
ンダ周#l数【高め、折り返し歪を低減させると共に、
この補色を形成する為のフィルターを複数の純色フイに
ターの組み合わせによって構成し九点にその主ate像
を有する。
即ち、例えdCyのフィルターの代わりKBフィルター
と0フイルターとtXじImjlO異なる領域に対して
配置するj#により補色フィルターの分光II#性を任
意に設定し得るから倫の画素からの信号との相関処理を
施す場合に正しい色^風ができる。
又、本発明の実施例によれば補色用フィルタを複数の細
かく分割された純色フィルターにより形成して(・るり
で空間周波数の^い被4体成分に対しても偽信号が発生
し難い。
又、この様に褐色フイkl−を複数の純色フィルターで
構成するにTo丸り、各純色フィルクーの補色用フィル
ターに占める画積比率を適宜設定する事により麹の画素
との相関性をII/kj1にものにする事ができる、等
の特徴を有する。
更に又本発gA5Ili1の実施例によれば所定の画素
のIIIJlilK補色用フィルターを配置するに番た
り、この補色用のフィルターを複数の純色フィルターで
構成すると共に、該l1ill!の周辺部のうち互いに
対向する少なくとも一対の端部又はその近傍に同じ色の
フィルターを配置する様に為しているのでフィルターの
撮像素子に対する貼り合わせ誤差をこのii累周辺部に
設けられ友岡色フィルターにより相殺する事かで龜る。
又、この様に画票の所定方向の境界又はその近傍の#向
に同色フィルターを配置しているので−本の開口率が向
上し感度がアップする0又被写体の高周波成分を比較的
カットする様になるので折り返し命の練歩に役立つ。
以下本発明を実施例に基づI詳述する〇絨4図は本発明
に係る固体撮*素十のm−としてのフレーム・トランス
ファーgoODolI部11/ 数例【示す図で、1i1ポリ・シダコン(Po1l−3
i)から成る転送用の透鴫亀他、2は光電変換部、3は
チャンネル・ストッパーでるる。このass子ノ水平方
向の谷チャンネル・ストップ上K[1fi示の透光部L
Sが配置される橡にフィルターと各111&lIXとの
位置合わせが鳥される。
絽5図(IL)〜−は本発明の色分@フィルターの構成
例を夫々示した図で、これら実施例の内(帽−(・)は
R、G 、 ay方式につい、て本発明を適用したもの
てあり、補色用フィルターとしてシアン・フィルター1
’c7 t B フィルターと0フイルターの組み奮わ
せにより構成した例を示している。
Faは育フィルター、rθ′、F・は同じ分光感度を有
する縁フィルター、Fllti赤フィルターであり、図
示の如き組み合わせ−fi−期的に配置されている。
つまりシアン色フィルターFcy に(用(・る代わり
に分布を持つ言色フィル!−?ピとt同一#11R上に
配している。疵ってこのy・′とFi’が組み合わされ
てJll!威されるフィに!−の分光感Ftri性は嗣
5図(alの緑色フィル!−の分光感度特性と宵色フィ
ル!−の分光感度特性を?・′とFs’の1積の比率で
合成した形となり容易に菖5m!1(b)の様な履層釣
なシアン色に対する感度分布を得ることができる。
値ってこのカラーフィルターを撮gI装置に用いた場合
、Jl#j111に色再楓性の良いカラーl1l−俟置
虻擾供することができる。
向、フィルターIcy、 Fs、 F膚の願書は図示の
像な−のに@定されない事は言う迄もない。
IK5図(lel〜(・)はシアン用フィルターを多数
のGノイルターとBフィルターとによって構成した場け
の例で6つてSl!iI!I(1M4はm直方間のスト
ライプ状とし友釣、X tl!A(c)は水平方向のス
トライプ状とした例、−図((1)はモザイク状とした
例、同図(θ)aこれを更に細分化した例を不す図であ
る。又−図(fld本発明を例えばインターライン型C
OD等に用いられるモザイク・フィルターに適用し友釣
を示ス図であり、該毫ずイタフィルターのシアン用フィ
ルターfByイルメーと0フイルターとによって構成し
ている。
尚、これらの例ではシアン・フィルターを純色のBフィ
ルターと純色のGフィルターとにヨッテ榊成した例のみ
を示したが、本発明はこの様な色に限定されるものでは
なく、あらゆる補色フィルターに対して適用可能である
Q 例えば透明フィルターを用いる代わりKRフィルタ〜、
Gフィルター、Bフィルターの適宜の組み合わせに置き
換えるものをも含む。
第5図(―はこの様な透明フィルター【含むフィルター
榊威ガ【示すものでXはシアン用フィルター 、YVi
Gフィルター、Zはホワイト毛フィルターである。
これらの例に示す様に本発明によれFi補色ンイルター
の分光特性を−めて簡単に設定する事ができるから隣接
する一本の出力の相関処理を行なった場合に色感#4性
が極めて向上する。
次に*6図は本発明の他の実施例を示す図で、−色層フ
イルター【複数の純色フィルターで構成すると共K、こ
の補色用フィルターの隣接スる他のフィルターとの境界
又はその近傍を同一色にし友ものである0この例ではO
y用フィルターJj(Ye)用フィルター、G用フィル
ターとの組み合わせから成るストライプ式の色分離フィ
ルターについて考える。
図中C61〜C34は夫々フィルター後方に配置され7
5GCDのチャンネルストツ*tt表bf。
図示り様にチャンネルストツV 081とC8zの間の
自軍にはBとGのフィルターがかけられ、結果E?] 
K ay フィルターをかけ良のとけぼ轡価な出力が仰
られる。
又、ガえばこの(381とCs2の間の一本について考
えてみると、この−票の水平方向のN岡する端jill
lち(A31とC82及びその近傍P、Qが同一色とし
てのGフィルターにより覆われているのて、仮に色分離
フィルターが矢印り方向にずれ九としても、−素の周辺
部P及びQ上のGフィルターの論向槓#′i変化しない
従ってフィルターを嫌砿嵩子−幽に配置する場合に、多
少のずれがあっても例ら影ef及ばず事がない。
この拳は図中のY・用フィルター11についても51!
!にtd G フィルター赫についても言える。
即ちG 74 k /−ノ4gG33 ト0E34 r
J上K 4 Gフィルターがかかって(・るから、フィ
ル!−の位置ずれがあった場合にもチャンネルストツY
μs1とGS4との間の−IIA餉城の出力には何ら影
響が出ない。従って製造プロ竜スにおいて色分111フ
イル又撮影レンズの線位置を接近させても混色がお龜な
い。
これFi従来ではフィルターをCOD等に後着鋼で貼り
付ける場合にこの接着鋼層の厚み【10声鳳根度以下に
抑えないと、フィルターとCODとの間隔が空き、−位
置の層れた大口径レンズを使わなければりpストークが
生じてしまうという問題がめつえが1本慟明の襲m轡に
よればタロスト−夕は発生しないからよりl」・型の撮
影レンズを使用でき、又後着鋼の硬化#における引張力
の非均一性によるフィルターと嫌像票子との貼り合せ1
差に対しでもこれを無視し得る+4+二#6又、フィル
!−の貼付精度も従来0.5声1以下迄賛求されていた
ものが例えば3〜4声鳳のm囲迄軒容される事が確めら
れた。従って量産性が向上すると共に歩賀りが向上し、
かつ1色、中バランスずれも発生し−い構造が得られる
0 @m7図示実Jl1例は色分離フィルターの各フィルタ
ーの境界を全て共通の色とし九ものでるり。
この様にすれば水平方向だけでなくfK直力方向対して
もフィルターのずれを相殺できる。
尚、これらの構成は後着鋼による後着の代わりにフイル
ターをm*m*累子上菓子ンチツ1で形成するものにお
いても有効である事Fi舊う迄−ない。又、この場合更
に量産性が向上する0ツY上の1光部の代わりに色フィ
ルターを配置しているから開口率が向上し#Ift高め
る事ができる0 又、チャンネルストップの感ft%−10に利用でき心
0 又、チャンネルストラダ上の色フイルメーIGフィルタ
ーとしているので全体のフィルI−に占めるG成分の1
111合が増大し解像度は非電に良いO又罰述の如く色
F4現性にも嚢れているOo   向以上の肱明ではフ
レームトランスファー(FT)皺のGODKついて収用
したがインターライン(IL)gcGDてめってもMO
S型のものであっても何ら差し支えない0
【図面の簡単な説明】
#!1tWU従来の8. G 、 ay方式ストライプ
フィルターの構成−、第2図(a) 、 (klJ #
i第第1不不フイルター折返し自虻収明する図、藤6図
(at 、 (麹は色フィルターの分光特注f:収明す
る図、属4図は不発@Kj用町馳なJlll素像の構成
の一例を示す図、第5区(a)〜(glは本発倒のフィ
ルター#I成−を不す図、第6図蝶不発−のフィルター
の他の夾り愕をボす図、wJZ図は更に他の贅−例を示
す因でろるOLS■・・・遮光s、  Fa・・・9縁
フイルターFIII  ・・・・#フィルター、  r
ay・・・・シアンフィルター飼11人 今ヤノン株式
会社 t″? 代思人 丸島儀−゛(t E、L褐 第2目(Q) 第2園(b) jN2=j斤     B             
                 fc = +0.
7Ml−IZ斤 劃 悼 、−11

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)所定の画素の前面に複数の純色フィルタを配置し
    た撮像装置において、 該ldj素の所定方向の境界又はその近傍のM面に同じ
    色のフィルターを配置した事な特徴とする撮像に置。 (′2J純色信号を形成する画素と、補色信号を形成す
    る画素とを有し、該純色信号と補色信号とを相関処理す
    る事により所定の色信号を得る[像装置において、 前記補色信号を形成する画素の光入射面に、該補色を形
    成する為のII数の純色フィルターな配置すると共に、
    該画素の互いに対向する少なくとも一対の端部近傍に同
    じ色の純色フィルターを配置した事を特徴とする撮像装
    置。
JP57060819A 1982-04-12 1982-04-12 撮像装置 Pending JPS58178689A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57060819A JPS58178689A (ja) 1982-04-12 1982-04-12 撮像装置
DE19833312962 DE3312962A1 (de) 1982-04-12 1983-04-11 Bildaufnahmevorrichtung
US07/259,428 US4922334A (en) 1982-04-12 1988-10-17 Color filter arrangement for an image pickup device having complementary color elements which overlap at boundaries between picture elements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57060819A JPS58178689A (ja) 1982-04-12 1982-04-12 撮像装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS58178689A true JPS58178689A (ja) 1983-10-19

Family

ID=13153334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57060819A Pending JPS58178689A (ja) 1982-04-12 1982-04-12 撮像装置

Country Status (1)

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JP (1) JPS58178689A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6170502A (ja) * 1984-09-14 1986-04-11 Matsushita Electronics Corp 色分離用フイルタ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6170502A (ja) * 1984-09-14 1986-04-11 Matsushita Electronics Corp 色分離用フイルタ

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