JPS60162202A - 色分解モザイクフイルタ付撮像装置 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は単一撮像素子カラーテレビジョンカメラ用色分
解フィルタ付撮像装置に係わり、特に色分解フィルタ面
積比の構成に関するものである。

〔発明の背景〕

一般に色分解フィルタとして、三原色光のうち例えば赤
および背色先の２色光をそれぞれ透過しないシアンおよ
び黄色透明ストライプ状フィルタ群を光電変換面の直前
に配置した撮像管紘広く知られ、実用化されている。こ
の撮像管線、例えば一つの原色光として赤色茜に注目し
て構成を説明すると、他の原色、すなわち青および緑色
光を透過し、赤色光ｔ′遮断するシアン色透明フィルタ
を所定の周期で金色光透過部と交互に配列し、シアンフ
ィルタは配列周期のｌ／２となるように配列されている
。これによって光電変換面上に形成された第１図に示す
対応図形電荷パターンを電子ビームで走査するとき、周
期構造を電子ビームが横断するにしたがってフィルタ配
列周期と電子ビーム走査速度とに応じた周波数を有する
光電信号が得られる。そして、この光電信号から脈動信
号成分を抽出し、その振巾をもって赤色光に対応するテ
レビ信号とするシステムは周波数分離方式と称されてい
る。なお、第１図において、１はシアン色ストライプフ
ィルタ２のみが形成された部位、３鉱量色ストライプフ
ィルタ４のみの部位、５は両ストライプフィルタ２，４
が重畳した部位、６は両ストライプフィルタ２，４の存
在しない部位でるる。

従来では前述したような脈動信号成分の振巾を最大とし
、色信号のＳ／Ｎ比を最大とするため、両ストライプフ
ィルタ２，４の各巾は各々周期の１／２　としたものが
もっばら用いられている。通常、テレビ信号中の輝度信
号ＹＬは緑■、赤（６）。

青（Ｂ）の各成分からなり、その構成を一般的にめられ
すと、 ＹＬ　＝　ＩＱ　＋　ｒＲ十　ｂＢ　＊　・　・　・　
（１）ただし、’１ｒｌｂ社各々緑、赤、青色元寄与率
全示し、ｆ　＋　ｒ　十ｂ　＝　１となる。ここで、第
１図に示すように従来の周波数分離方式では緑色光成分
はフィルタ１，３，５．６に対応した電荷パターンに、
赤色光成分はフィルタ１，５に対応した電荷パターンに
、青色光成分はフィルタ３，５に対応した電荷パターン
にそれぞれ存在するので、その各色光寄与率の比は？＝
０．５　、　ｒ＝０．２５　、　ｂ＝０．２５　、すな
わち第１式は、 ＹＬ＝０．５Ｇ　＋　０．２５１＋０．２５Ｂ　会　φ
　・（２）となっている。これに対してカラーテレビ放
送方式は視感度データに基いて ＹＬ　＝　０．５９Ｇ　＋　０．３　Ｒ＋　０．１１Ｂ
　＋１＠・（３）でめるべきでめり、この構成比が異な
っていることがカラーテレビ色再現性および輝度再現性
を損なう一つの要因となっている。一方、現実に使用さ
れているシアンおよび黄色フィル、りの色分解特性が理
想色分解特性とは異なっていることも他の一つの要因で
るるか、これに対しては前述したように色分解特性を改
善しようとする試みが多くなされており、例えば本発明
者らによって数多く提案されている。

〔発明の目的〕

したがって本発明は、前述した従来の問題に鑑みてなさ
れたものでロシ、その目的とするところは、カラーテレ
ビ色再現性および色信号のＳ／Ｎ比を向上させた単一撮
像素子カラーテレビジョンカメラ用色分解フィルタを提
供することにらる。

〔発明の概要〕

このような目的を達成するために本発明は、輝度信号構
成比をフィルタ配列法によって変更するものである。

すなわち、テレビカメラ感度１色再現性お、よびその画
面のむもをはじめとする８／Ｎ比、再現光量領域、光量
に対する色再現性変動９画面内の均一性などのテレビ再
現画像の忠実度ないし好ましさ等を改善するには必ずし
も前述した輝度信号の各色光成分構成比を、基本規定の
如く構成することが最良でるるとは限らず、色分解特性
やテレビ観視者の好みによるもので、−概に定義するこ
とはできないが、撮像素子光電変換面の分光感度特性１
色分解フィルタの色調に応じて前述した輝度信号中の色
光別構成比全変更することが必要となる。

〔発明の実施例〕

次に図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

第２図は本発明による単一撮像素子カラーテレビジョン
カメラ用色分解フィルタの一例を示す要部平面構成図で
るり、第１図と同一部分は同一符号を付す。同図におい
て、２１　ｐ　２２　Ｈ２３”・嗜はシアン色ストライ
プフィルタ、４１ｒ４ｘｒ４ｓψ・−は黄色ストライプ
フィルタでるり、各フィルタ２，４の配列ピッチ’ｅＡ
ｘ＊Ａ２、　また各フィルタ２，４の巾をＢ１．Ｂ２と
したとき、シアン各ストライプフィルタ２ｒ　＋　２２
　、２３　・・・の線巾率ａは、 ”　＝Ａ”／Ａ　ｓ　＊　ｅ　ｍ　ａ　（４）黄色スト
ライプフィルタ’１＋４２＋４ｓ　豐・・の線巾率す鉱
、 ｂ＝Ｂ怠／Ｂ１１＠１１（５） でるり、輝度信号Ｙｔｉｊ、 ・・・・（６） となる。

一方、単一撮像素子として例えば単管式撮像管の光電変
換面にＳｅ　−Ａｓ　−Ｔｅ　ｆ：主成分とするサチコ
ン（商品名）として知られている撮像管の分光感度分布
は、テレビジョン撮像の標準的照明光源でるる３０００
に近辺の赤熱電球を照明光源として使用すると、人間視
覚の分光感度分布、すなわち視感度分布特性に極めて類
似しており、その見地から色再現力は優れている。この
ような撮像管を用いて前述した赤および青の信号を、ス
トライプフィルタ２，４により空間変調された赤および
背色元像による電荷パターン全貌み出して得られた高周
波成分を分離検波して得、また緑の信号はストライプフ
ィルタ２，４では変調されないので高周波分以外の低周
線信号よジ得ているた＾周波数分離方式では緑の信号が
もつとも　Ｓ／Ｎ比が良好てめジ、赤、青の信号はＳ／
Ｎ比が低い。

そこで、赤、ｆの信号のＳ／Ｎ比を向上させるには、前
述した高周波成分を大とすることおよび輝度信号中の赤
また蝶青色光に起因する成分を相対的に大とすることの
２つの手段が考えられるが、両手段のうち、輝度信号中
の赤または青色光遮断部を大とすることで、目的を達成
するものである。

また併せて感度の上昇を達成することができる。

このためには赤、青両信号のうち、両者を改良対象とす
るかまたはいずれかを対象とするかは好みの問題もめる
が、視覚解像度の色特性を考慮して赤信号の改善を先行
すべきでろり、また色再現性、輝度再現性の見地からも
赤色系領域を重要視すべきでるる。この見地からまず前
述した赤色光寄与率ｒを０．２５以上とするためにシア
ン色ストライプフィルタ２１，２□２ｓ串・・の巾を小
とする必要がめる。これに対応して各色光寄与率２゜ｒ
、ｂｔｊ：それぞれ０．４≦９≦０．６　、０．２５　
＜ｒり０．４　、０．１５≦ｂ≦０．３０程度としたと
き、良好な色再現性が得られる。この場合、色信号のＳ
／Ｎ比の見地からすると、ストライプフィルタの線巾率
が０．５から逸脱することで高周波成分は低下するので
、好ましくは０．５であるが、近年の低雑音の信号増巾
方式の改良によシ、比較的少ない信号でも実用できるよ
うになってきており、赤または青色光遮断部が全有効光
電変換面に対して約３０チ以上約７０％以下程度に設定
できる。すなわち、線巾率で表現すれば、０．３≦ａ、
ｂ≦０．７となる。

また、感度については、光電変換面の所定照明光下での
分光感度と各色分解フィルタの分光透過率の積和との和
で与えられ、その値は大でるるｔｌど望ましいが、他の
特性との対比を考慮して現行に比べて約９０チ以上は確
保する必要がろる。したがって、前述したシアン色スト
ライプフィルタ２、黄色ストライプフィルタ４の線巾率
ａ、ｂに対しての前記諸特性の状況線第３図に示すよう
になる。すなわち同図において、輝度信号ＹＬ中のＧ光
寄与率ｆの見地から線ＧＩＧｌ’の左下側、線Ｇ＊　Ｇ
ｚ’の右下側、またＲ光寄与率ｒの見地から線ＲＩＲ□
ｌの右下側、＋！！Ｒ２Ｒ２’の左上側、またＢ光寄与
率すの見地から線Ｂ、Ｂ、’　の上側、線Ｂ！Ｉｈ’の
下側、さらに感度の見地から線ＬＩＬＩ’の下側、高周
波レスポンスの大きさの見地から枠ＡＲに囲まれた領域
において、従来のＸ点に比べて良好な撮像特性が得られ
た。さらに感度を増大させるという効果をも付加して限
定するならば、好ましく　＃′ｉ１ｍ　Ｌｘ　Ｌｓ　’
　の下側の領域に限定される。

なお、前述した実施例においては、シアン色および黄色
ストライプフィルタを使用した単管式撮像管べ、ついて
説明したが、光電変換部が固体撮像素子からなる場合に
おいても本発明は適用できる。

この場合、前述した高周波成分とした代りに例えば、赤
色信号ならば白色フィルタ部および黄色フィルタ部の出
力信号の和からシアン色および緑色信号部の出力信号和
を差引いた値の大小を固体撮像素子の諸特性と対比して
決定すれば良い。ま几、感度および輝度信号の色光別構
成比は、シアン。

黄、緑および白色のそザイクフィルタ部の面積比から決
定すれば良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、輝度信号中の赤色
光成分構成比ｔ−２Ｌ％以上としたことにより、赤色光
領域の色信号Ｓ／Ｎ比が向上できるとともに、テレビ色
および輝度再現性が向上できるので、色忠実度の高いテ
レビ再現画像が得られるという極めて優れた効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の色分解ストライプフィルタの一例を示す
要部平面図、第２図は本発明による色分解ストライプフ
ィルタの一例を示ｔｉ部平面図、第３図は本発明による
色分解ストライプフィルタの線巾率を示す図でめる。 ”　ｊ２ｚ　Ｈ２３・・・拳シアン色ストライプフィル
タ、４１Ｔ　４２　ｐ　４ｓ　・・争・黄色ストライプ
フィルタ。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シアン色光、黄色光、緑色光および白色光をそれぞれ透
   過せしむる４種類の色分解フィルタモザイクを備えたカ
   ラーテレビ撮像用色分解フィルタ付撮像装置において、
   前記４８類のモザイクフィルタの面積の和に対して赤色
   光透過部位の構成比が５０％以上となるように前記各色
   分解フィルタモザイクの占有面積比を異ならせたことを
   特徴とする色分解モザイクフィルタ付撮像装置。