JPH0746609A - カラー撮像素子 - Google Patents

カラー撮像素子

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Publication number
JPH0746609A
JPH0746609A JP19134093A JP19134093A JPH0746609A JP H0746609 A JPH0746609 A JP H0746609A JP 19134093 A JP19134093 A JP 19134093A JP 19134093 A JP19134093 A JP 19134093A JP H0746609 A JPH0746609 A JP H0746609A
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JP
Japan
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spectral sensitivity
color
wavelength
sensitivity characteristic
white
Prior art date
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Pending
Application number
JP19134093A
Other languages
English (en)
Inventor
Eiji Machijima
栄治 町島
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPH0746609A publication Critical patent/JPH0746609A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光の利用率を高くし、絶対感度を向上するよ
うにすることを目的とする。 【構成】 補色市松配列カラーフィルタを有するカラー
撮像素子において、白黒状態での分光感度特性として波
長500〜570nmでピークを持つようにしたもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は例えばビデオカメラに適
用する補色市松配列CCD撮像素子に適用して好適なカ
ラー撮像素子に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、図13に示す如く補色市松配列C
CD撮像素子を使用したビデオカメラが提案されてい
る。この図13において、1は補色市松配列CCD撮像
素子を示し、この補色市松配列CCD撮像素子1よりの
撮像信号を前置増幅回路2を介して相関二重サンプリン
グ回路(CDS回路)3に供給し、このCDS回路3の
出力信号をオートゲインコントローラ4を介して特定の
色信号S1 及びS2 を取り出すサンプルホールド回路5
a及び5bに供給する。
【0003】また図13の6,7,8はこのサンプルホ
ールド回路5a及び5bの出力信号S1 及びS2 を加算
あるいは減算して色信号Cr,Cb及び輝度信号Yを形
成するための加算又は減算回路である。また図13中、
11,12及び13は夫々1水平期間遅延回路である。
【0004】この補色市松配列CCD撮像素子1はCC
D撮像素子の表面に例えば図14に示すような補色市松
配列のカラーフィルタを設けたもので、この補色市松配
列CCD撮像素子1の出力信号より赤、緑及び青の原色
信号R,G及びBを取り出すには、その前提としてある
色信号と別の色信号とを加算したり、あるいは減算した
りする必要がある。
【0005】例えば図14に示すような補色市松配列の
カラーフィルタの場合、即ち偶数走査ライン2nのカラ
ーフィルタが横方向に配列したイエローYe、シアンC
y部と、このイエローYe、シアンCy部に並列にその
下側に配列されたマゼンタMg、グリーンG部とからな
る4画素の繰り返しパターンにより構成され、奇数の走
査ライン2n+1のカラーフィルタが横方向に配列した
イエローYe、シアンCy部と、このイエローYe、シ
アンCy部と並列にその下側に配列されたグリーンG、
マゼンタMg部とからなる4画素の繰り返しパターンに
より構成されているときは、下記の式により信号Y,C
r,Cbを得る。
【0006】 Y=Ye+Cy+Mg+G=2R+3G+2B Cr=(Ye+Mg)−(Cy+G)=2R−G −Cb=(Ye+G)−(Cy+Mg)=−(2B−G)
【0007】そして、この各信号Y,Cr,Cbを原色
分離回路14に供給し、この原色分離回路14において
例えば下記の演算式の演算処理をして原色信号である
赤、緑及び青信号R,G及びBを得る。
【0008】 2.5R=Cr+1/4(Y−Cb)=1.5Ye+Mg−Cy−0.5G 5G=(Y−Cr−Cb)=Ye+Cy+3G−Mg 2.5B=Cb+1/4(Y−Cr)=1.5Cy+Mg−Ye−0.5G
【0009】ところで、この原色分離回路14に入力す
る信号Cr,Cb,Yを形成するための加減演算をする
場合、加数、被加数あるいは減数、被減数が信号として
同時に補色市松配列CCD撮像素子1より供給されるわ
けではない。従ってライン相関性を活かして1水平期間
前の信号と今の信号とを同時化したうえで加算あるいは
減算する必要があり、その1水平期間前の信号を形成す
る役割を担うのが、この1水平期間遅延回路11〜13
である。
【0010】この原色分離回路14よりの原色信号であ
る赤、緑及び青色信号R,G及びBを夫々ホワイトバラ
ンス回路15に供給する。このホワイトバランス回路1
5においては色温度検出手段16で、この入力される
赤、緑及び青色信号により被写体の色温度を判定し、そ
の判定結果に基づいて赤色信号Rと青色信号Bとの信号
系の利得を制御し、ホワイトバランスを取るようにす
る。
【0011】このホワイトバランス回路15の出力側に
得られる赤色信号R、緑色信号G及び青色信号Bを夫々
ガンマ補正回路17aを介して色差マトリックス回路1
7に供給する如くする。この色差マトリックス回路17
においては、この原色信号である赤色信号R、緑色信号
G及び青色信号Bより色差信号R−Y及びB−Yを得る
ようにしたものである。
【0012】この色差マトリックス回路17よりの色差
信号R−Y及びB−Yを変調回路18に供給する。この
変調回路18においては、この色差信号R−Y及びB−
Yを夫々変調してから重畳するもので、この変換回路1
8の出力信号を色信号抑圧回路19に供給する。
【0013】この色信号抑圧回路19においては、ゲイ
ンコントロール可能な増幅回路からなり、垂直エッジ検
出信号により色信号抑圧を行うようにしたものである。
この垂直エッジ検出信号は、垂直輪郭補正回路10の出
力信号にCDS回路3の出力信号を加算回路9により加
算することにより形成される。
【0014】即ち、垂直輪郭補正回路10は垂直方向に
おける輪郭を強調するものであり、これらの出力信号を
利用して垂直エッジの検出を行い、色信号抑圧を行うの
である。
【0015】この図13において20は1水平期間遅延
した信号を得るための1水平期間遅延回路、21はロー
パスフィルタ、22は加算回路、23はバンドパスフィ
ルタ、24は色信号と輝度信号及び同期信号とを加算す
る加算回路である。
【0016】また、図13において、25は輝度信号系
においてガンマ補正を行うガンマ補正回路、26は1水
平期間遅延した信号を得るための1水平期間遅延回路、
27はローパスフィルタ、28は加算回路、29は水平
輪郭補正回路、30は加算回路で之等により輝度信号を
形成し、回路31によりホワイトクリップ、同期信号付
加等を行い、この回路31の出力信号を加算回路24に
供給し、この加算回路24の出力側にNTSC方式のカ
ラービデオ信号を得るようにしたものである。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このカラー
フィルタの一般例としての透過分光感度特性は図2に示
す如くであり、このカラーフィルタのどの波長域が最も
光を通すかを見たカラーフィルタの総合透過分光感度特
性は図3に示す如きてある。
【0018】この図3はイエローYe、シアンCy、グ
リーンG及びマゼンタMgの各カラーフィルタの光の透
過量各波長毎に足したものであり、波長が500数10
nmで最大の光透過量を持つことがわかる。
【0019】この補色市松配列CCD撮像素子において
は従来はこの分光感度特性は、輝度及び色再現特性の面
から種々検討されていたが、未だ光の利用率の面からは
検討されていなかった。
【0020】本発明は斯る点に鑑み、この光の利用率を
高くし、絶対感度を向上するようにすることを目的とす
る。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明カラー撮像素子は
例えば図1に示す如く補色市松配列カラーフィルタを有
するカラー撮像素子において、白黒状態での分光感度特
性として波長500〜570nmでピークを持つように
したものである。
【0022】
【作用】本発明によれば白黒状態での分光感度特性とし
て波長500〜570nmでピークを持つようにしたの
で、カラーフィルタの透過分光感度特性が最も高くなる
波長に白黒分光感度特性のピークがあり、光の利用率が
高くなり、絶対感度を向上することができる。
【0023】
【実施例】以下、図面を参照して本発明カラー撮像素子
の一実施例につき説明する。本例によるカラー撮像素子
も、図13に示す如きビデオカメラに使用する補色市松
配列CCD撮像素子1であり、この補色市松配列CCD
撮像素子のカラーフィルタの配列は図14に示す通りで
あり、斯る補色市松配列CCD撮像素子を用いたビデオ
カメラの輝度信号Yは前述の如く Y=Ye+Cy+G+Mg である。
【0024】このイエローYe、シアンCy、グリーン
G及びマゼンタMg の各信号レベルは、例えば図5に
示す如き補色市松配列CCD撮像素子の分光感度特性か
ら決まり、この補色市松配列CCD撮像素子の分光感度
特性はこの撮像素子の白黒分光感度特性と図2に示す如
きカラーフィルタの透過分光感度特性とから決まる。こ
のビデオカメラの輝度信号Yも以下のように分光感度特
性であらわすことができる。
【0025】Y=(白黒分光感度特性)×(Ye,C
y,G,Mg各カラーフィルタ透過分光感度特性の和)
【0026】これはカラーフィルタの透過分光感度特性
が同じであっても、この白黒分光感度特性に差があれ
ば、輝度信号レベルに差ができることを表している。言
い換えれば、カラーフィルタの透過が最大の波長の白黒
分光感度特性のピークを合わせることができれば輝度信
号レベルを大きくできる。
【0027】ところでこの補色市松配列のカラーフィル
タの透過分光感度特性は前述の如く図2に示す如くであ
り、このカラーフィルタのどの波長域が最も光を通すか
を見た補色市松配列のカラーフィルタの総合透過分光感
度特性は図3に示す如きである。
【0028】この図3はイエローYe、シアンCy、グ
リーンG及びマゼンタMgの各カラーフィルタの光の透
過量を各波長毎に足したものであり、この補色市松配列
のカラーフィルタは波長が500数10nmで最大の光
透過量を持っている。
【0029】そこで、この補色市松配列CCD撮像素子
の白黒分光感度特性を図1に示す如くそのピークが波長
510〜540nmにあるもの(以下撮像素子Aとい
う。)図6に示す如くそのピークがこれより短波長の波
長460〜470nmにあるもの(以下撮像素子Bとい
う。)、図7に示す如くそのピークが、これより長波長
の波長610〜620nmにあるもの(以下撮像素子C
という。)につき検討する。
【0030】この場合白黒分光感度特性のピーク波長を
コントロールするのにこの補色市松配列CCD撮像素子
の図4に示す如き保護膜(例えばナイトライド膜)40
の厚さをコントロールし、多重干渉効果を利用して行な
った。
【0031】この図4は補色市松配列CCD撮像素子の
単位画素の断面図を示し、41はセンサー部、42は転
送部、43は平坦化膜、44は補色市松配列カラーフィ
ルタ、45はマイクロレンズである。
【0032】この撮像素子Aの分光感度特性は図5に示
す如くであり、輝度信号の分光感度特性は図8に示す如
くであった。また撮像素子Bの分光感度特性は図9に示
す如きであり、輝度信号の分光感度特性は図10に示す
如きであった。また撮像素子Cの分光感度特性は図11
に示す如きであり、輝度信号の分光感度特性は図12に
示す如きであった。
【0033】この輝度信号の分光感度特性である図8、
図10及び図12を比較してわかるように図1に示す如
く白黒分光感度特性のピークの波長が510〜540n
mである補色市松配列CCD撮像素子Aが、面積が最も
大きく(感度が高く)なっている。図12は長波長の感
度が高く見えるが、長波長はIRカットフィルタで落と
される領域なので実際には輝度信号レベルを上げること
にあまり寄与しない。
【0034】之等の分光データを基に色温度3200K
及び9000Kのときの白い被写体の輝度信号レベルを
比較してみる(撮像素子Aで正規化)と次表の如くであ
る。
【0035】
【表1】
【0036】以上述べた如く、補色市松配列CCD撮像
素子の白黒分光感度特性のピーク波長が500〜570
nmにあるもの、すなわち、カラーフィルタの透過率が
最も高い波長の近傍に白黒分光感度特性のピーク波長が
あるものが、色温度にかかわらず感度が高い。
【0037】従って本例においてはこの補色市松配列C
CD撮像素子の白黒分光感度特性を波長500〜570
nmでピークを持つようにする。
【0038】本例によれば白黒分光感度特性として波長
500〜570nmでピークを持つようにしたので、補
色市松配列のカラーフィルタの透過分光感度特性が最も
高くなる波長の近傍に白黒分光感度特性のピークがあ
り、光の利用率が高くなり、絶対感度を向上することが
できる利益かある。
【0039】尚本発明は上述実施例に限らず本発明の要
旨を逸脱することなく、その他種々の構成が採り得るこ
とは勿論である。
【0040】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば白黒状
態での分光感度特性として波長500〜570nmでピ
ークを持つようにしたので、補色市松配列のカラーフィ
ルタの透過分光感度特性が最も高くなる波長の近傍に白
黒分光感度特性のピークがあり、光の利用率が高くな
り、絶対感度を向上することができる利益がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による白黒分光感度特性の例を示す線図
である。
【図2】補色市松配列のカラーフィルタの透過分光感度
特性の例を示す線図である。
【図3】補色市松配列のカラーフィルタの総合透過分光
感度特性の例を示す線図である。
【図4】補色市松配列CCD撮像素子の単位画素の例を
示す断面図である。
【図5】補色市松配列CCD撮像素子の分光感度特性の
例を示す線図である。
【図6】白黒分光感度特性の例を示す線図である。
【図7】白黒分光感度特性の例を示す線図である。
【図8】輝度信号分光感度特性の例を示す線図である。
【図9】補色市松配列CCD撮像素子の分光感度特性の
例を示す線図である。
【図10】輝度信号分光感度特性の例を示す線図であ
る。
【図11】補色市松配列CCD撮像素子の分光感度特性
の例を示す線図である。
【図12】輝度信号分光感度特性の例を示す線図であ
る。
【図13】ビデオカメラの例を示す構成図である。
【図14】補色市松配列カラーフィルタの例を示す線図
である。
【符号の説明】
1 補色市松配列CCD撮像素子 40 保護膜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 補色市松配列カラーフィルタを有するカ
    ラー撮像素子において、 白黒状態での分光感度特性として波長500〜570n
    mでピークを持つようにしたことを特徴とするカラー撮
    像素子。
JP19134093A 1993-08-02 1993-08-02 カラー撮像素子 Pending JPH0746609A (ja)

Priority Applications (1)

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JP19134093A JPH0746609A (ja) 1993-08-02 1993-08-02 カラー撮像素子

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JP19134093A JPH0746609A (ja) 1993-08-02 1993-08-02 カラー撮像素子

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ID=16272941

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JP19134093A Pending JPH0746609A (ja) 1993-08-02 1993-08-02 カラー撮像素子

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100818987B1 (ko) * 2006-09-19 2008-04-04 삼성전자주식회사 이미지 촬상 장치 및 상기 이미지 촬상 장치의 동작 방법

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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