JPH0139273B2 - - Google Patents
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- JPH0139273B2 JPH0139273B2 JP57072103A JP7210382A JPH0139273B2 JP H0139273 B2 JPH0139273 B2 JP H0139273B2 JP 57072103 A JP57072103 A JP 57072103A JP 7210382 A JP7210382 A JP 7210382A JP H0139273 B2 JPH0139273 B2 JP H0139273B2
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/10—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、単板カラーカメラに用いられる固体
カラー撮像装置に関し、その性能向上をはかり、
低照度の被写体に対してもＳ／Ｎ特性の良い画像
を撮像することができ高性能な固体カラー撮像装
置を提供するものである。
カラー撮像装置に関し、その性能向上をはかり、
低照度の被写体に対してもＳ／Ｎ特性の良い画像
を撮像することができ高性能な固体カラー撮像装
置を提供するものである。
基本的な単板カラーカメラの一例として第１図
ａに示すような方式のものがある。これは、撮像
素子の受光画素１０１に対し、緑色光を透過する
フイルタ（以下Ｇフイルタ）１０２、赤色光を透
過するフイルタ（以下Ｒフイルタ）１０３、青色
光を透過するフイルタ（以下Ｂフイルタ）１０４
を順次水平方向に配置し、垂直方向に同一のフイ
ルタを配置し、ストライプフイルタとしたもので
ある。このものでは、水平方向に対し、ストライ
プフイルタの繰返し周期が３画素に対して１回で
あるため、ストライプフイルタにより空間変調さ
れる色信号のキヤリアCは、第１図ｂに示す様
に、固体撮像素子のサンプリング周波数Sの1/3
の所に発生し、サンプリング周波数Sで定まる信
号帯域1/2Sまで利用することが出来ず解像度が
悪い欠点がある。
ａに示すような方式のものがある。これは、撮像
素子の受光画素１０１に対し、緑色光を透過する
フイルタ（以下Ｇフイルタ）１０２、赤色光を透
過するフイルタ（以下Ｒフイルタ）１０３、青色
光を透過するフイルタ（以下Ｂフイルタ）１０４
を順次水平方向に配置し、垂直方向に同一のフイ
ルタを配置し、ストライプフイルタとしたもので
ある。このものでは、水平方向に対し、ストライ
プフイルタの繰返し周期が３画素に対して１回で
あるため、ストライプフイルタにより空間変調さ
れる色信号のキヤリアCは、第１図ｂに示す様
に、固体撮像素子のサンプリング周波数Sの1/3
の所に発生し、サンプリング周波数Sで定まる信
号帯域1/2Sまで利用することが出来ず解像度が
悪い欠点がある。
また、第２図に示す従来例では、撮像素子の受
光画素２０１に対し、Ｇフイルタ２０２を千鳥状
に配置し、nHラインの他の画素に対してＲフイ
ルタ２０３、（ｎ＋１）Ｈラインの他の画素に対
してＢフイルタ２０４を配置したものである。こ
の方式は、輝度信号を緑色信号で近似し、合せて
垂直相関を利用することにより第１図に示した例
のような変調色信号のキヤリアによる輝度信号の
帯域制限はなく、解像度の点では問題がない。し
かし垂直相関を利用しているため、垂直相関のな
い被写体に対しては、歪の発生があり、画質を低
下させる。また、各ラインからの出力信号は第２
図bcに示す様にnHラインからはＲ成分とＧ成分
が（ｎ＋１）ＨラインからはＧ成分とＢ成分が出
力されるため、各ライン毎の信号成分が異なり、
ローパスフイルタ（LPF）のみを用いて輝度信
号を分離するとライン濃淡を生じる。
光画素２０１に対し、Ｇフイルタ２０２を千鳥状
に配置し、nHラインの他の画素に対してＲフイ
ルタ２０３、（ｎ＋１）Ｈラインの他の画素に対
してＢフイルタ２０４を配置したものである。こ
の方式は、輝度信号を緑色信号で近似し、合せて
垂直相関を利用することにより第１図に示した例
のような変調色信号のキヤリアによる輝度信号の
帯域制限はなく、解像度の点では問題がない。し
かし垂直相関を利用しているため、垂直相関のな
い被写体に対しては、歪の発生があり、画質を低
下させる。また、各ラインからの出力信号は第２
図bcに示す様にnHラインからはＲ成分とＧ成分
が（ｎ＋１）ＨラインからはＧ成分とＢ成分が出
力されるため、各ライン毎の信号成分が異なり、
ローパスフイルタ（LPF）のみを用いて輝度信
号を分離するとライン濃淡を生じる。
さらに、第３図ａに示す従来例のものでは、撮
像素子の受光画素３０１に対し、nHラインでは
２／３の面積をＲフイルタ３０３と、残り1/3の面積
にはＧフイルタ３０５を配置し、水平方向の次の
画素に対しては、2/3の面積をＢフイルタ３０４
と残り1/3の面積にＧフイルタを配置し、この２
画素の繰返しで水平方向に順次配置する。ｎ＋１
ラインでは2/3の面積をＢフイルタ、残り1/3の面
積をＲフイルタを配置し、水平方向の次の画素に
２／３の面積をＧフイルタ、残り1/3の面積をＲフイ
ルタを配置し、この２画素の繰返しで水平方向に
順次配置する。この方式では各水平ラインの輝度
信号成分は第３図ｂ，ｃに示す様になり、これを
式で表わすと Sn＝（２／３Ｒ＋１／３Ｇ）＋（２／３Ｂ＋１／３
Ｇ）＝２／３（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ） Sn＋１＝（２／３Ｂ＋１／３Ｒ）＋（２／３Ｇ＋１
／３Ｒ）＝２／３（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ） となり、一致するため、第２図に示した方式のよ
うにサンプリングなどの手法を用いなくとも、
LPFを通すだけで簡単に輝度信号を得ることが
できる。
像素子の受光画素３０１に対し、nHラインでは
２／３の面積をＲフイルタ３０３と、残り1/3の面積
にはＧフイルタ３０５を配置し、水平方向の次の
画素に対しては、2/3の面積をＢフイルタ３０４
と残り1/3の面積にＧフイルタを配置し、この２
画素の繰返しで水平方向に順次配置する。ｎ＋１
ラインでは2/3の面積をＢフイルタ、残り1/3の面
積をＲフイルタを配置し、水平方向の次の画素に
２／３の面積をＧフイルタ、残り1/3の面積をＲフイ
ルタを配置し、この２画素の繰返しで水平方向に
順次配置する。この方式では各水平ラインの輝度
信号成分は第３図ｂ，ｃに示す様になり、これを
式で表わすと Sn＝（２／３Ｒ＋１／３Ｇ）＋（２／３Ｂ＋１／３
Ｇ）＝２／３（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ） Sn＋１＝（２／３Ｂ＋１／３Ｒ）＋（２／３Ｇ＋１
／３Ｒ）＝２／３（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ） となり、一致するため、第２図に示した方式のよ
うにサンプリングなどの手法を用いなくとも、
LPFを通すだけで簡単に輝度信号を得ることが
できる。
しかし、この方式は色フイルタにおいて、撮像
素子の一画素の中で2/3と1/3の面積比で分割した
構成となるため、フイルタの製作が困難であると
共に、変調される色信号Scは SCo＝K1｛（２／３Ｒ＋１／３Ｇ）−（２／３Ｂ＋
１／３Ｇ）｝sin2πCｔ＋ ＝K1２／３（Ｒ−Ｇ）sin2πCｔ＋…… SCo+1＝K1｛（２／３Ｂ＋１／３Ｒ）−（２／３Ｇ
＋１／３Ｒ）｝sin2πCｔ＋… ＝K1２／３（Ｂ−Ｇ）sin2πCｔ＋… K1：定数 となり、変調される原色光（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は2/3
となる。したがつて色信号のＳ／Ｎ比が低くなる
という欠点がある。
素子の一画素の中で2/3と1/3の面積比で分割した
構成となるため、フイルタの製作が困難であると
共に、変調される色信号Scは SCo＝K1｛（２／３Ｒ＋１／３Ｇ）−（２／３Ｂ＋
１／３Ｇ）｝sin2πCｔ＋ ＝K1２／３（Ｒ−Ｇ）sin2πCｔ＋…… SCo+1＝K1｛（２／３Ｂ＋１／３Ｒ）−（２／３Ｇ
＋１／３Ｒ）｝sin2πCｔ＋… ＝K1２／３（Ｂ−Ｇ）sin2πCｔ＋… K1：定数 となり、変調される原色光（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は2/3
となる。したがつて色信号のＳ／Ｎ比が低くなる
という欠点がある。
そこで、本発明は、単一の固体撮像素子を用い
カラー画像を得る単板式固体撮像装置において、
撮像素子の画奪数で定まる解像度を低下させず、
かつ色信号のＳ／Ｎ特性を改善し、各ラインより
色信号は色差信号で順次読み出し、輝度信号にお
いてはLPEのみの簡単な方法により輝度信号成
分を分離しても各ラインよりのレベル差がなく輝
度信号、色信号ともその信号処理が簡単であり、
小形化に適しかつ解像度や色信号のＳ／Ｎ特性な
どが良い高性能な、単板カラー撮像装置を得るこ
とを目的とするものである。
カラー画像を得る単板式固体撮像装置において、
撮像素子の画奪数で定まる解像度を低下させず、
かつ色信号のＳ／Ｎ特性を改善し、各ラインより
色信号は色差信号で順次読み出し、輝度信号にお
いてはLPEのみの簡単な方法により輝度信号成
分を分離しても各ラインよりのレベル差がなく輝
度信号、色信号ともその信号処理が簡単であり、
小形化に適しかつ解像度や色信号のＳ／Ｎ特性な
どが良い高性能な、単板カラー撮像装置を得るこ
とを目的とするものである。
本発明の固体カラー撮像装置に使用するカラー
モザイクフイルタの構成例を第４図ａに示す。撮
像素子の受光画素４０１に対して1/2の分割を行
ない、nHラインの第１の画素に対してマゼンタ
色光を透過するフイルタ（以下Ｍフイルタ）４０
２と赤色光を透過するフイルタ（以下Ｒフイル
タ）４０４とを1/2づつ配置し、第１の色フイル
タとする。ここでＲフイルタはＭフイルタと黄色
光を透過するフイルタ（以下Yeフイルタ）の重
ね合せで合成する。nHラインの第２の画素に対
してシアン色光を透過するフイルタ（以下Cyフ
イルタ）４０３と緑色光を透過するフイルタ（以
下Ｇフイルタ）４０６とを1/2づつ配置し、第２
の色フイルタとする。ここでＧフイルタはYeフ
イルタとCyフイルタの重ね合せで合成する。こ
のような第１と第２の色フイルタを水平方向に順
次繰返し、第１の色フイルタ列とする。
モザイクフイルタの構成例を第４図ａに示す。撮
像素子の受光画素４０１に対して1/2の分割を行
ない、nHラインの第１の画素に対してマゼンタ
色光を透過するフイルタ（以下Ｍフイルタ）４０
２と赤色光を透過するフイルタ（以下Ｒフイル
タ）４０４とを1/2づつ配置し、第１の色フイル
タとする。ここでＲフイルタはＭフイルタと黄色
光を透過するフイルタ（以下Yeフイルタ）の重
ね合せで合成する。nHラインの第２の画素に対
してシアン色光を透過するフイルタ（以下Cyフ
イルタ）４０３と緑色光を透過するフイルタ（以
下Ｇフイルタ）４０６とを1/2づつ配置し、第２
の色フイルタとする。ここでＧフイルタはYeフ
イルタとCyフイルタの重ね合せで合成する。こ
のような第１と第２の色フイルタを水平方向に順
次繰返し、第１の色フイルタ列とする。
（ｎ＋１）Ｈラインにおいては第１の画素に対
してＭフイルタと青色光を透過するフイルタ（以
下Ｂフイルタ）４０５とを1/2づつ配置し、第３
の色フイルタとする。ここでＢフイルタはＭフイ
ルタとCyフイルタの重ね合せで合成する。（ｎ＋
１）Ｈラインの第２の画素には、黄色光を透過す
るフイルタ（以下Yeフイルタ）４０７とＧフイ
ルタとを1/2づつ配置し、第４の色フイルタとす
る。ここでＧフイルタはYeフイルタとCyフイル
タの重ね合せにより第３と第４の色フイルタを水
平方向に順次繰返し、第２の色フイルタ列とす
る。第１のフイルタ列と第２のフイルタ列を垂直
方向に順次配置した構成とする。この例において
はnHラインよりの輝度信号成分をSoとすると、 So＝１／２（Ｍ＋Ｒ）＋１／２（Cy＋Ｇ） ＝１／２（Ｒ＋Ｂ＋Ｒ）＋１／２（Ｇ＋Ｂ＋Ｇ） ＝Ｒ＋Ｇ＋Ｂ （ｎ＋１）Ｈラインよりの輝度信号成分をSo+1
とすると、 So+1＝１／２（Ｍ＋Ｂ）＋１／２（Ye＋Ｇ） ＝１／２（Ｒ＋Ｂ＋Ｂ）＋１／２（Ｒ＋Ｇ＋Ｇ） ＝Ｒ＋Ｇ＋Ｂ となる。この様子を第４図ｂ，ｃに示す。
してＭフイルタと青色光を透過するフイルタ（以
下Ｂフイルタ）４０５とを1/2づつ配置し、第３
の色フイルタとする。ここでＢフイルタはＭフイ
ルタとCyフイルタの重ね合せで合成する。（ｎ＋
１）Ｈラインの第２の画素には、黄色光を透過す
るフイルタ（以下Yeフイルタ）４０７とＧフイ
ルタとを1/2づつ配置し、第４の色フイルタとす
る。ここでＧフイルタはYeフイルタとCyフイル
タの重ね合せにより第３と第４の色フイルタを水
平方向に順次繰返し、第２の色フイルタ列とす
る。第１のフイルタ列と第２のフイルタ列を垂直
方向に順次配置した構成とする。この例において
はnHラインよりの輝度信号成分をSoとすると、 So＝１／２（Ｍ＋Ｒ）＋１／２（Cy＋Ｇ） ＝１／２（Ｒ＋Ｂ＋Ｒ）＋１／２（Ｇ＋Ｂ＋Ｇ） ＝Ｒ＋Ｇ＋Ｂ （ｎ＋１）Ｈラインよりの輝度信号成分をSo+1
とすると、 So+1＝１／２（Ｍ＋Ｂ）＋１／２（Ye＋Ｇ） ＝１／２（Ｒ＋Ｂ＋Ｂ）＋１／２（Ｒ＋Ｇ＋Ｇ） ＝Ｒ＋Ｇ＋Ｂ となる。この様子を第４図ｂ，ｃに示す。
以上示したようにライン各による信号レベルの
差は発生せず、撮像素子よりの信号をLPFに通
過させる簡単な構成でライン濃淡のない輝度信号
が分離できる。
差は発生せず、撮像素子よりの信号をLPFに通
過させる簡単な構成でライン濃淡のない輝度信号
が分離できる。
また、色フイルタの繰返しは２画素につき、１
周期であるので、第４図ｄに示す様に色フイルタ
により空間変調を受ける色信号のキヤリアcはサ
ンプリング周波数sの1/2の点に発生する。した
がつて、第１図に示した例の様に、輝度信号の帯
域を1/3sの点で制限することなく、撮像素子の
画素数で定まる1/2露光ｓの点までとすることが
可能であり、撮像素子の持つている解像度の特性
を充分発揮することができる。
周期であるので、第４図ｄに示す様に色フイルタ
により空間変調を受ける色信号のキヤリアcはサ
ンプリング周波数sの1/2の点に発生する。した
がつて、第１図に示した例の様に、輝度信号の帯
域を1/3sの点で制限することなく、撮像素子の
画素数で定まる1/2露光ｓの点までとすることが
可能であり、撮像素子の持つている解像度の特性
を充分発揮することができる。
次に、色信号について述べる。空間変調を受け
た色信号成分のnHラインの信号Scoは Sco＝K1｛１／２（Ｍ＋Ｒ）−１／２（Cy＋Ｇ）｝sin2
πCｔ＋ ＝K1｛１／２（Ｒ＋Ｂ＋Ｒ）−１／２（Ｇ＋Ｂ＋Ｇ）
｝sin2πCｔ＋ ＝K1（Ｒ−Ｇ）sin2πCｔ＋… K1：定数C ：色信号のキヤリア周波数 （ｎ＋１）Ｈラインの信号SCo+1は SCo+1＝K1｛１／２（Ｍ＋Ｂ）−１／２（Ye＋Ｇ）｝sin
2πCｔ＋ ＝K1｛１／２（Ｒ＋Ｂ＋Ｂ）−１／２（Ｒ＋Ｇ＋Ｇ）
）｝sin2πCｔ＋ ＝K1（Ｂ−Ｇ）sin2πCｔ… K1：定数 c：色信号のキヤリア周波数 となる。この変調される色信号成分を第４図ｅ，
ｆに示す。したがつてこの変調色信号を復調した
ときの色信号は、nHラインでＲ−Ｇであり、（ｎ
＋１）ＨラインでＢ−Ｇとなり第３図に示した例
に比較して1.5倍の出力を得ることが出来、色信
号のＳ／Ｎが良い固体単板カラー撮像装置とする
ことができる。
た色信号成分のnHラインの信号Scoは Sco＝K1｛１／２（Ｍ＋Ｒ）−１／２（Cy＋Ｇ）｝sin2
πCｔ＋ ＝K1｛１／２（Ｒ＋Ｂ＋Ｒ）−１／２（Ｇ＋Ｂ＋Ｇ）
｝sin2πCｔ＋ ＝K1（Ｒ−Ｇ）sin2πCｔ＋… K1：定数C ：色信号のキヤリア周波数 （ｎ＋１）Ｈラインの信号SCo+1は SCo+1＝K1｛１／２（Ｍ＋Ｂ）−１／２（Ye＋Ｇ）｝sin
2πCｔ＋ ＝K1｛１／２（Ｒ＋Ｂ＋Ｂ）−１／２（Ｒ＋Ｇ＋Ｇ）
）｝sin2πCｔ＋ ＝K1（Ｂ−Ｇ）sin2πCｔ… K1：定数 c：色信号のキヤリア周波数 となる。この変調される色信号成分を第４図ｅ，
ｆに示す。したがつてこの変調色信号を復調した
ときの色信号は、nHラインでＲ−Ｇであり、（ｎ
＋１）ＨラインでＢ−Ｇとなり第３図に示した例
に比較して1.5倍の出力を得ることが出来、色信
号のＳ／Ｎが良い固体単板カラー撮像装置とする
ことができる。
さらに第５図ａに示す構成のフイルタを用いて
も同様な効果を得ることができる。撮像素子の受
光画素５０１に対し、nHラインの第１の画素の
１／２のそれぞれの面積にYeフイルタ５０２とＲフ
イルタ５０３とを配置して第１の色フイルタと
し、水平方向にとなり合う第２の画素の1/2のそ
れぞれの面積にＢフイルタ５０４とCyフイルタ
５０５を配置し、第２の色フイルタとし、第２と
第２の色フイルタを水平方向に順次配置して第１
の色フイルタ列とする。ここでＲフイルタはYe
フイルタとＭフイルタの重ね合せで合成し、Ｂフ
イルタはcyフイルタとＭフイルタの重ね合せに
より合成する。（ｎ＋１）Ｈラインの第１の画素
にはＭフイルタ５０６を配置して第３の色フイル
タとし、水平方向にとなり合う第２の画素はＧフ
イルタ５０７を配置して第４の色フイルタとし、
第３と第４の色フイルタを水平方向に順次配置し
て第２の色フイルタ列とする。ここでＧフイルタ
はYeフイルタとCyフイルタの重ね合せにより合
成する。そして第１と第２の色フイルタ列を垂直
方向に順次配置し、モザイク色フイルタを構成す
る。
も同様な効果を得ることができる。撮像素子の受
光画素５０１に対し、nHラインの第１の画素の
１／２のそれぞれの面積にYeフイルタ５０２とＲフ
イルタ５０３とを配置して第１の色フイルタと
し、水平方向にとなり合う第２の画素の1/2のそ
れぞれの面積にＢフイルタ５０４とCyフイルタ
５０５を配置し、第２の色フイルタとし、第２と
第２の色フイルタを水平方向に順次配置して第１
の色フイルタ列とする。ここでＲフイルタはYe
フイルタとＭフイルタの重ね合せで合成し、Ｂフ
イルタはcyフイルタとＭフイルタの重ね合せに
より合成する。（ｎ＋１）Ｈラインの第１の画素
にはＭフイルタ５０６を配置して第３の色フイル
タとし、水平方向にとなり合う第２の画素はＧフ
イルタ５０７を配置して第４の色フイルタとし、
第３と第４の色フイルタを水平方向に順次配置し
て第２の色フイルタ列とする。ここでＧフイルタ
はYeフイルタとCyフイルタの重ね合せにより合
成する。そして第１と第２の色フイルタ列を垂直
方向に順次配置し、モザイク色フイルタを構成す
る。
このモザイク色フイルタにおいても、第４図に
示したものと同様に、各ライン毎における信号量
は第５図ｂ，ｃに示した様に同一であり、構成の
簡単なLPFを用いた輝度信号分離を用いてもＨ
の信号レベルの差はなくライン濃淡は発生しな
い。また、色フイルタの水平方向の繰返しは２画
素につき１回の割合であるので、色フイルタによ
る空間変調で発生する色信号のキヤリアcは撮像
素子の画素によるサンプリング周波数sの1/2の
点に発生する。したがつて、撮像素子の画素数で
定まる1/2sの点まで帯域を広げることができ、
撮像素子の持つている解像度の特性を十分発揮さ
すことがでる。
示したものと同様に、各ライン毎における信号量
は第５図ｂ，ｃに示した様に同一であり、構成の
簡単なLPFを用いた輝度信号分離を用いてもＨ
の信号レベルの差はなくライン濃淡は発生しな
い。また、色フイルタの水平方向の繰返しは２画
素につき１回の割合であるので、色フイルタによ
る空間変調で発生する色信号のキヤリアcは撮像
素子の画素によるサンプリング周波数sの1/2の
点に発生する。したがつて、撮像素子の画素数で
定まる1/2sの点まで帯域を広げることができ、
撮像素子の持つている解像度の特性を十分発揮さ
すことがでる。
色信号についても第４図に示したものと同様に
大きな出力を得ることができる。nHラインより
の色信号Scoは Sco＝K1｛１／２（Ye＋Ｒ）−１／２（Ｂ＋Cy）｝s
in2πCｔ＋… ＝K1｛１／２（Ｒ＋Ｇ＋Ｒ）−１／２（Ｂ＋Ｇ＋
Ｂ）｝sin2πCｔ＋… ＝K1（Ｒ−Ｂ）sin2πCｔ＋… K1：定数 （ｎ＋１）Ｈラインよりの色信号Sco+1は SCo+1＝K1（Ｍ−Ｇ）sin2πCｔ＋… ＝K1（Ｒ＋Ｂ−Ｇ）sin2πCｔ＋… K1：定数 となる。この変調される色信号成分を第５図ｅ，
ｆに示す。第３図に示した例に比較して大きな出
力を取出すことができ、色信号のＳ／Ｎの良い撮
像装置とすることが可能である。
大きな出力を得ることができる。nHラインより
の色信号Scoは Sco＝K1｛１／２（Ye＋Ｒ）−１／２（Ｂ＋Cy）｝s
in2πCｔ＋… ＝K1｛１／２（Ｒ＋Ｇ＋Ｒ）−１／２（Ｂ＋Ｇ＋
Ｂ）｝sin2πCｔ＋… ＝K1（Ｒ−Ｂ）sin2πCｔ＋… K1：定数 （ｎ＋１）Ｈラインよりの色信号Sco+1は SCo+1＝K1（Ｍ−Ｇ）sin2πCｔ＋… ＝K1（Ｒ＋Ｂ−Ｇ）sin2πCｔ＋… K1：定数 となる。この変調される色信号成分を第５図ｅ，
ｆに示す。第３図に示した例に比較して大きな出
力を取出すことができ、色信号のＳ／Ｎの良い撮
像装置とすることが可能である。
なお以上の説明では、理解を容易にするためイ
ンタレースを行わないで説明した。しかし通常の
インタレースを行うときは、nHライン及びｎ＋
1Hラインに相当する色フイルタをそれぞれ２ラ
インずつ配置すれば良い。また同時２ライン読出
しの撮像素子に適用する場合は、同時に読出す縦
方向に隣接する２つの画素を等価的な１画素とみ
なし、４図ａで１画素に分割して配置したそれぞ
れの色素を同時に読出す２つの画素に配置すれば
良い。
ンタレースを行わないで説明した。しかし通常の
インタレースを行うときは、nHライン及びｎ＋
1Hラインに相当する色フイルタをそれぞれ２ラ
インずつ配置すれば良い。また同時２ライン読出
しの撮像素子に適用する場合は、同時に読出す縦
方向に隣接する２つの画素を等価的な１画素とみ
なし、４図ａで１画素に分割して配置したそれぞ
れの色素を同時に読出す２つの画素に配置すれば
良い。
次に、信号処理回路の具体例を第６図に示す。
固体撮像素子６０１は第４図ａ又は第５図ａに示
すような色フイルタを配置したものであり、その
信号をLPF６０２により輝度信号を分離する。
固体撮像素子６０１の信号をcを中心周波数とす
るBPF６０３により色フイルタにより空間変調
を受けた変調色信号を分離する。この変調色信号
を検波器６０５により検波する。本方式において
は、色信号は各水平走査ライルより順次出力され
るため、これを同時化回路６０８により同時化さ
れた２種の色信号とする。同時化回路６０８は
1H遅延線６０６と切換スイツチ６０７により構
成されnHラインと（ｎ＋１）Ｈラインの色信号
を順次切換え２つの色信号として出力する。この
色信号の帯域に合せて輝度信号の帯域を制限した
低域の輝度信号を、ホワイトバランス補正装置６
０９に入力し同時化された色信号のホワイトバラ
ンスの補正を行ない、エンコーダ６１０に入力す
る。合せてLPF６０２によりの輝度信号をエン
コーダ６１０に入力し、NTSCカラー信号として
出力する。
固体撮像素子６０１は第４図ａ又は第５図ａに示
すような色フイルタを配置したものであり、その
信号をLPF６０２により輝度信号を分離する。
固体撮像素子６０１の信号をcを中心周波数とす
るBPF６０３により色フイルタにより空間変調
を受けた変調色信号を分離する。この変調色信号
を検波器６０５により検波する。本方式において
は、色信号は各水平走査ライルより順次出力され
るため、これを同時化回路６０８により同時化さ
れた２種の色信号とする。同時化回路６０８は
1H遅延線６０６と切換スイツチ６０７により構
成されnHラインと（ｎ＋１）Ｈラインの色信号
を順次切換え２つの色信号として出力する。この
色信号の帯域に合せて輝度信号の帯域を制限した
低域の輝度信号を、ホワイトバランス補正装置６
０９に入力し同時化された色信号のホワイトバラ
ンスの補正を行ない、エンコーダ６１０に入力す
る。合せてLPF６０２によりの輝度信号をエン
コーダ６１０に入力し、NTSCカラー信号として
出力する。
以上述べた様に、本発明の色フイルタを用いた
固体カラー撮像装置により、輝度信号においては
撮像素子の画素数で定まる解像度の特性を十分発
揮さすことができる。さらに、LPFのみを用い
る簡単な構成の輝度信号分離によつても各ライン
毎の信号量が一致し、ライン濃淡の発生がない。
固体カラー撮像装置により、輝度信号においては
撮像素子の画素数で定まる解像度の特性を十分発
揮さすことができる。さらに、LPFのみを用い
る簡単な構成の輝度信号分離によつても各ライン
毎の信号量が一致し、ライン濃淡の発生がない。
色信号においては、空間変調を受ける信号量が
多く、色信号のＳ／Ｎ特性が非常に良い撮像装置
とすることができる。また、色信号は各ラインと
も色差信号として得られるため、色信号が原色で
得られる方式に比較して信号処理を容易に行なう
ことができる。したがつて、輝度信号、色信号と
も信号処理が容易で小型化に適し、かつ解像度、
Ｓ／Ｎ特性など高性能な固体撮像装置とすること
が可能である。
多く、色信号のＳ／Ｎ特性が非常に良い撮像装置
とすることができる。また、色信号は各ラインと
も色差信号として得られるため、色信号が原色で
得られる方式に比較して信号処理を容易に行なう
ことができる。したがつて、輝度信号、色信号と
も信号処理が容易で小型化に適し、かつ解像度、
Ｓ／Ｎ特性など高性能な固体撮像装置とすること
が可能である。
第１図ａ，ｂは従来のRGBストライプ方式の
固体カラー撮像装置を示す構成図およびスペクト
ル図、第２図ａ，ｂ，ｃは従来のベイヤー方式の
固体撮像装置を示す構成図および波形図、第３図
ａ，ｂ，ｃは従来の改良形である色差順次方式の
固体カラー撮像装置を示す構成図およびスペクト
ル図、第４図ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆおよび第５
図ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆは本発明の一実施例に
おける固体カラー撮像装置の色フイルタの構成
図、各ラインの信号出力レベル図、スペクトラム
分布図および分光特性図、第６図は本発明の一実
施例の固体カラー撮像装置のブロツク図である。 ４０１…固体撮像素子の画素、４０２〜４０７
…色フイルタ、６０１…固体撮像素子、６０２，
６０４…LPF、６０３…BPF、６０５…検波器、
６０６…1H遅延線、６０７…スイツチング回路、
６０８…同時化回路、６０９…ホワイトバランス
補正装置、６１０…エンコーダ。
固体カラー撮像装置を示す構成図およびスペクト
ル図、第２図ａ，ｂ，ｃは従来のベイヤー方式の
固体撮像装置を示す構成図および波形図、第３図
ａ，ｂ，ｃは従来の改良形である色差順次方式の
固体カラー撮像装置を示す構成図およびスペクト
ル図、第４図ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆおよび第５
図ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆは本発明の一実施例に
おける固体カラー撮像装置の色フイルタの構成
図、各ラインの信号出力レベル図、スペクトラム
分布図および分光特性図、第６図は本発明の一実
施例の固体カラー撮像装置のブロツク図である。 ４０１…固体撮像素子の画素、４０２〜４０７
…色フイルタ、６０１…固体撮像素子、６０２，
６０４…LPF、６０３…BPF、６０５…検波器、
６０６…1H遅延線、６０７…スイツチング回路、
６０８…同時化回路、６０９…ホワイトバランス
補正装置、６１０…エンコーダ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 固体撮像素子と、この固体撮像素子の受光画
素に対応させた色フイルタを設け、前記色フイル
タとして、第１の色光と第２の色光を前記色フイ
ルタにより空間変調する第１の水平列と、第２の
色光と第３の色光を前記色フイルタにより空間変
調する第２の水平列とを垂直方向に順次配列し、
前記第１の水平列と第２の水平列より得られるそ
れぞれの色光信号の低域成分が一致する様に構成
し、第１の色光を赤色光、第２の色光を緑色光、
第３の色光を青色光としたモザイク状色フイルタ
を用い、第１の水平列は第１と第２の色フイルタ
を水平方向に繰返し配置した構成とし、第１の色
フイルタは固体撮像素子の１回の水平走査で順次
信号を読出す一つの等価的な受光画素全体にマゼ
ンタ色光を透過するマゼンタフイルタと前記受光
画素の1/2の面積に黄色光を透過する黄色フイル
タを重ねて配置し、第２の色光フイルタは一つの
等価的な受光画素全体にシアン色光を透過するシ
アンフイルタと前記受光画素の1/2の面積に黄色
光を透過する黄色フイルタを重ねて配置し、第２
の水平列は第３と第４の色フイルタを水平方向に
繰返し配置した構成とし、第３の色フイルタは一
つの等価的な受光画素全体にマゼンタ色光を透過
するマゼンタフイルタと前記受光画素の1/2の面
積にシアン色光を透過するシアンフイルタを重ね
て配置し、第４の色フイルタは一つの等価的な受
光画素全体に黄色光を透過する黄色フイルタと前
記受光画素の1/2の面積にシアン色光を透過する
シアンフイルタを重ねて配置し、前記第１と第２
の水平列を順次垂直方向に繰返し配置するモザイ
ク状色フイルタを用いることを特徴とする固体カ
ラー撮像装置。 ２ 固体撮像素子と、この固体撮像素子の受光画
素に対応させた色フイルタを設け、前記色フイル
タとして、第１の色光と第３の色光とを色フイル
タにより空間変調する第１の水平列と、第２の色
光と、前記第１の色光と第３の色光を合成した色
光とを前記色フイルタにより空間変調する第２の
水平列とを垂直方向に順次配列し、前記第１の水
平列と第２の水平列とより得られるそれぞれの色
光信号の低域成分が一致するように構成し、第１
の色光を赤色光、第２の色光を緑色光、第３の色
光を青色光としたモザイク状色フイルタを用い、
第１の水平列は第１と第２の色フイルタを水平方
向に繰返し配置した構成とし、第１の色フイルタ
は固体撮像素子の１回の水平走査で順次信号を読
出す等価的な受光画素全体に黄色光を透過する黄
色フイルタと前記受光画素の1/2の面積にマゼン
タ色光を透過するマゼンタフイルタを重ねて配置
し、第２の色フイルタは等価的な受光画素全体に
シアン色光を透過するシアンフイルタと前記受光
画素の1/2の面積にマゼンタ色光を透過するマゼ
ンタフイルタを重ねて配置し、第２の水平列は第
３と第４の色フイルタを水平方向に繰返し配置し
た構成とし、第３の色フイルタは固体撮像素子の
１回の水平走査で順次信号を読出す一つの等価的
な受光画素全体にマゼンタ色光を透過するマゼン
タフイルタを配置し、第４の色フイルタは一つの
等価的な受光画素全体に黄色光を透過する黄色フ
イルタとシアン色光を透過するシアンフイルタを
重ねて配置し、前記第１と第２の水平列を順次垂
直方向に繰返し配置するモザイク状色フイルタを
用いることを特徴とする固体カラー撮像装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57072103A JPS58188983A (ja) | 1982-04-28 | 1982-04-28 | 固体カラ−撮像装置 |
| US06/463,666 US4630106A (en) | 1982-02-15 | 1983-02-04 | Color solid-state imager with color filter having an overlapping segmented filter arrangement |
| DE8383101203T DE3379021D1 (en) | 1982-02-15 | 1983-02-08 | Solid state color imaging apparatus |
| EP83101203A EP0086447B1 (en) | 1982-02-15 | 1983-02-08 | Solid state color imaging apparatus |
| CA000421558A CA1203893A (en) | 1982-02-15 | 1983-02-14 | Solid state color imaging apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57072103A JPS58188983A (ja) | 1982-04-28 | 1982-04-28 | 固体カラ−撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58188983A JPS58188983A (ja) | 1983-11-04 |
| JPH0139273B2 true JPH0139273B2 (ja) | 1989-08-18 |
Family
ID=13479726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57072103A Granted JPS58188983A (ja) | 1982-02-15 | 1982-04-28 | 固体カラ−撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58188983A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0822066B2 (ja) * | 1986-09-25 | 1996-03-04 | 株式会社東芝 | カラー回体撮像装置 |
| JP2511704Y2 (ja) * | 1991-03-20 | 1996-09-25 | ホシデン株式会社 | 電源ジャック用コネクタ |
-
1982
- 1982-04-28 JP JP57072103A patent/JPS58188983A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58188983A (ja) | 1983-11-04 |
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