JPH0668586B2 - Color solid-state imaging device - Google Patents
Color solid-state imaging deviceInfo
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- JPH0668586B2 JPH0668586B2 JP59086584A JP8658484A JPH0668586B2 JP H0668586 B2 JPH0668586 B2 JP H0668586B2 JP 59086584 A JP59086584 A JP 59086584A JP 8658484 A JP8658484 A JP 8658484A JP H0668586 B2 JPH0668586 B2 JP H0668586B2
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B27/0018—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means for preventing ghost images
Landscapes
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、CCD形、MOS型等の固体撮像素子を用いてテ
レビジョン映像信号を得るカラー固体撮像装置に関する
ものである。Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a color solid-state image pickup device for obtaining a television image signal by using a CCD-type, MOS-type, or other solid-state image pickup device.
従来、光情報を電気情報に変換する光電変換装置は、一
般に撮像管を使用していたが、生産性の悪さ、寿命の短
命、残像の焼付等の欠点があり、これらの欠点を解決で
きる固体撮像素子が近年注目されている。しかし、撮像
管は、ある広がりを持つ電子ビームが直線的に移動して
電気情報を得るのに比較し、固体撮像素子は一定の開口
を持つ感光部が離散的に空間に配置されているので空間
サンプリングによる電気情報を得ることになる。空間サ
ンプリングの場合、ナイキスト周波数以上の再現はでき
ず、かつその周波数における空間周波数応答(MTF)は
感光部の開口により決定され、通過帯域には折返し歪成
分が多く含まれるという欠点がある。特に、家庭用ビデ
オカメラで採用されるカラーモザイクフィルタを用いた
単板式の場合、画素ピッチによる折返し歪に加えて、色
情報のサンプリングによる折返し歪も存在するため、複
雑な偽信号が発生する。Conventionally, a photoelectric conversion device for converting optical information into electrical information generally uses an image pickup tube, but it has drawbacks such as poor productivity, short life, and image sticking. Recently, image pickup devices have been receiving attention. However, in the image pickup tube, as compared with the case where an electron beam having a certain spread moves linearly to obtain electric information, in the solid-state image pickup element, the photosensitive parts having a fixed aperture are discretely arranged in space. Electrical information will be obtained by spatial sampling. In the case of spatial sampling, there is a drawback in that the frequency above the Nyquist frequency cannot be reproduced, the spatial frequency response (MTF) at that frequency is determined by the aperture of the photosensitive section, and the pass band contains many aliasing distortion components. In particular, in the case of the single plate type using a color mosaic filter adopted in a home video camera, in addition to aliasing distortion due to pixel pitch, aliasing distortion due to sampling of color information is present, and thus a complicated false signal is generated.
この発明では、画素ピッチによる折返し歪と、2つの色
信号に関する折返し歪を発生する撮像方式に着目し、そ
の折返し歪による偽信号を光学的に軽減する方式を考え
るものである。In the present invention, attention is paid to an imaging method that causes aliasing distortion due to a pixel pitch and aliasing distortion related to two color signals, and a method for optically reducing a false signal due to the aliasing distortion is considered.
第1図は、2つの色折返し歪の発生する撮像方式におけ
る色フィルタ配列、第2図は、その色フィルタ配列にお
ける折返し歪を説明する空間周波数領域を空間サンプリ
ング周波数軸ωx,ωyを基準にして示す図である。第
1図においては、飛び越し走査を可能にする如く、2×
4画素を基色配列として示している。またW,G,Ye,
Cyの各記号は以下のように定義する。FIG. 1 is a color filter array in an imaging method in which two color aliasing distortions are generated, and FIG. 2 is a spatial frequency domain that describes aliasing distortions in the color filter array, with spatial sampling frequency axes ω x and ω y as a reference. FIG. In FIG. 1, 2 × is used to enable interlaced scanning.
Four pixels are shown as a basic color array. Also W, G, Ye,
Each symbol of Cy is defined as follows.
W;全色光透過=R+G+B G;緑色光透過=G Ye;黄光透過=R+G Cy;シアン光透過=G+B ここで、R,G,Bは光の3原色赤光、緑光、青光を示
す。したがって、第1図の色フィルタ配列11を3原色
光に分解すると、分解フィルタ12,13,14として
みることができる。この色フィルタ配列11は、単管式
の周波数インターリーブ方式を固体撮像素子に応用した
もので、特開昭57−203389号公報においてすでに公知
のものである。第1図からわかるように、赤光Rに関し
ては、水平ライン間で位相が反転しており、青光Bは同
相である。従って、1水平ラインH遅延回路を用いたく
し形フィルタを用いて信号の加減算を行なうことによ
り、R,B信号が分離される。W: All color light transmission = R + G + B G; Green light transmission = G Ye; Yellow light transmission = R + G Cy; Cyan light transmission = G + B Here, R, G, and B represent three primary colors of light: red light, green light, and blue light. . Therefore, when the color filter array 11 of FIG. 1 is decomposed into three primary color lights, it can be seen as separation filters 12, 13, and 14. The color filter array 11 is an application of a single tube frequency interleave method to a solid-state image pickup element, and is already known in Japanese Patent Laid-Open No. 57-203389. As can be seen from FIG. 1, the phase of the red light R is inverted between the horizontal lines, and the phase of the blue light B is the same. Therefore, the R and B signals are separated by adding and subtracting the signals using the comb filter using the 1 horizontal line H delay circuit.
次に第2図を用いて折返し歪について説明する。水平方
向の画素ピッチをPx,垂直方向の画素ピッチをPyとする
と、画素くり返しピッチによる水平、垂直方向のナイキ
スト限界は、△印で示す1/2Px,1/2Pyとなり、これ以上
の空間周波数は、体周波に折り返し、水平、垂直方向の
±1/Px,±1/Pyの点で零ビートとなり、最も強い偽信号
を発生する。この点は、第2図では、×印により示され
ている。この折返し歪は、再生画面上では、輝度信号に
偽信号として現れる。色信号に関しては、同一フィール
ド内の2×2画素ピッチのくり返しによる基本配列から
得た信号の相関処理が行なわれるために、輝度信号より
も低い点で零ビート点を生じる。青信号は、そのサンプ
リングピッチが2Pxのため、その零ビート点である水平
方向±1/2Pxの位置に青又はその補色の強い色偽信号を
発生する。垂直方向については2ライン相関を用いるた
めに垂直解像度は輝度信号の1/2となり、±1/2Pyの位置
に零ビート点を発生する。これらの点を第2図に△印で
示している。次に赤信号については、2Px,2Py周期の市
松模様となっており、水平方向解像度が改善されている
ものの、斜め方向の解像度が落ちる。この赤信号に関す
る零ビート点は、(±1/2Px,±1/4Py)の位置であり、
赤又はその補色の強い色偽信号が発生する。赤,青信号
とも垂直方向の零ビート点は、気空間周波数軸ωy上で
1/2Pyの点に発生する。これは、色信号処理に2ライン
相関を用いるためで、輝度信号に関する零ビート点の1/
2の位置である。Next, the folding distortion will be described with reference to FIG. If the pixel pitch in the horizontal direction is P x and the pixel pitch in the vertical direction is P y , the horizontal and vertical Nyquist limits due to the pixel repetition pitch are 1 / 2P x and 1 / 2P y indicated by the triangle, and more The spatial frequency of is turned back to the body frequency, becomes a zero beat at the points of ± 1 / P x and ± 1 / P y in the horizontal and vertical directions, and generates the strongest spurious signal. This point is indicated by a cross mark in FIG. This aliasing distortion appears as a false signal in the luminance signal on the reproduction screen. With respect to the color signal, the correlation processing of the signal obtained from the basic array by repeating the 2 × 2 pixel pitch in the same field is performed, so that the zero beat point is generated at a point lower than the luminance signal. Green light, the sampling pitch for 2P x, generates a blue or complementary strong color false signal that the position in the horizontal direction ± 1 / 2P x is the zero beat point. Since the two-line correlation is used in the vertical direction, the vertical resolution is 1/2 of the luminance signal, and the zero beat point is generated at the position of ± 1 / 2P y . These points are indicated by marks in FIG. Next, the red signal has a checkerboard pattern of 2P x and 2P y periods, and although the horizontal resolution is improved, the diagonal resolution is reduced. The zero beat point for this red signal is the position of (± 1 / 2P x , ± 1 / 4P y ),
A false color signal of red or its complementary color is generated. The zero beat point in the vertical direction for both red and green signals is on the air-spatial frequency axis ω y .
It occurs at the point 1 / 2P y . This is because 2-line correlation is used for color signal processing, and 1/0 of the zero beat point for the luminance signal is used.
Position 2
上述した折返し歪による零ビート点の偽信号を軽減させ
るために、光学的フィルタ手段を用いることが従来知ら
れている。空間周波数軸ωy上の±1/2Pxを通る垂直線
上に零点をもつ光学的帯域制限フィルタ、±1/Pxを通る
垂直線上に零点をもつ光学的帯域制限フィルタ及び空間
周波数軸ωy上の±1/2Pyを通る水平線上に零点を持つ
光学的帯域制限フィルタの3つのフィルタを用い、偽信
号を抑えることが行なわれる。これらフィルタによる制
限位置は、第2図に点線で示される。It is conventionally known to use an optical filter means in order to reduce the false signal at the zero beat point due to the aliasing distortion. An optical band-limiting filter having a zero on a vertical line passing through ± 1 / 2P x on a spatial frequency axis ω y , an optical band-limiting filter having a zero on a vertical line passing through ± 1 / P x , and a spatial frequency axis ω y False filters are suppressed by using three filters, an optical band limiting filter having a zero on a horizontal line passing through the above ± 1/2 P y . The restricted position by these filters is shown by the dotted line in FIG.
光学的帯域制限フィルタは、水晶等の複屈折効果を有す
る物質の常光と、複屈折光の干渉効果を利用したもの
で、その空間周波数特性は余弦波状となることが知られ
ている。上記した3つの光学的帯域制限フィルタの水
平、垂直方向の空間周波数特性は、第3図のようにな
る。即ち、第3図(a)の特性は、輝度信号の偽信号を抑
えるための特性、同図(b)は、赤、青信号の色偽信号を
抑えるための特性である。The optical band limiting filter utilizes the interference effect of birefringent light and ordinary light of a substance having a birefringent effect such as quartz, and its spatial frequency characteristic is known to be a cosine wave shape. The spatial frequency characteristics in the horizontal and vertical directions of the above three optical band limiting filters are as shown in FIG. That is, the characteristic of FIG. 3A is a characteristic for suppressing the false signal of the luminance signal, and the characteristic of FIG. 3B is a characteristic for suppressing the color false signal of the red and blue signals.
これらの空間周波数をテレビジョン信号に対応づける
と、現在一般に使用されている水平380画素、垂直4
80画素程度の固体撮像素子については、次のようにな
る。When these spatial frequencies are associated with television signals, horizontal 380 pixels and vertical 4 pixels, which are commonly used at present, are used.
The solid-state image sensor with about 80 pixels is as follows.
1/2Px;周波数インターリーブ方式における色キャリア
周波数で3.56MHz 1/Px;水平画素転送周波数で7.16MHz 1/2Px;垂直方向限界解像度で480TV本 したがって、第2図に示す△,○印位置の折返し歪み
は、テレビジョン信号の帯域内であり、視覚的に非常に
劣化した画質を与えることになる。1 / 2P x ; color carrier frequency in frequency interleave system 3.56 MHz 1 / P x ; horizontal pixel transfer frequency 7.16 MHz 1 / 2P x ; vertical limit resolution 480 TV lines Therefore, as shown in FIG. The aliasing distortion at the position marked with ∘ is within the band of the television signal, which gives a visually very deteriorated image quality.
上述したように、固体撮像素子の感光部による空間サン
プリングにおいて、その空間周波数における折返し歪成
分の零ビート点の偽信号は、余弦波特性を有する光学的
帯域制限フィルタにより軽減される。しかしこの帯域制
限フィルタは、あくまで余弦波特性であるため、零ビー
ト点では完全に信号を打ち消すことができても、この零
ビート点より少し離れた周波数位置の成分に対しては完
全な抑圧効果がない。特に、色偽信号の場合、色のない
部分に色がつくという現像が画面上にあらわれるため、
この点の改善が強く望まれていた。As described above, in the spatial sampling by the photosensitive portion of the solid-state image sensor, the false signal at the zero beat point of the aliasing distortion component at the spatial frequency is reduced by the optical band limiting filter having the cosine wave characteristic. However, since this band-limiting filter has a cosine-wave characteristic, it can completely cancel the signal at the zero beat point, but it can completely suppress the components at the frequency positions slightly apart from the zero beat point. has no effect. In particular, in the case of color false signals, the development that colors are added to the non-colored parts appears on the screen,
There has been a strong demand for improvement in this respect.
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、固体撮
像素子の画素による空間サンプリングにより発生する折
返し歪を大幅に減少させることにより、偽信号のない高
画質のカラー再生画像の得られるカラー固体撮像装置を
提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and by significantly reducing aliasing distortion caused by spatial sampling by pixels of a solid-state image sensor, a color solid image that can obtain a high-quality color reproduction image without false signals is obtained. An object is to provide an imaging device.
この発明は、第4図に破線で示す減衰周波数ライン4a
〜4fを実現し、かつ空間周波数特性が余弦の二乗であ
らわせる光学的フィルタを設けることにより、上記目的
を達成するものである。This invention is based on the attenuation frequency line 4a shown by the broken line in FIG.
The object described above is achieved by providing an optical filter that realizes 4f and has a spatial frequency characteristic represented by the square of the cosine.
以上この発明の実施例を図面を参照して説明する。 The embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、空間周波数帯域上で、光学的に帯域制限を行なう
方向、およびその特性を示し、次にこれを実現するため
の複屈折板による光学的帯域制限フィルタの構成例を示
す。First, the direction in which the band is optically limited in the spatial frequency band and its characteristics are shown. Next, a configuration example of an optical band limiting filter using a birefringent plate for realizing this is shown.
第4図は、本発明に係る帯域制限の方向を示す図であ
る。つまり、点線で示す方向が光学的帯域制限方向であ
り、空間周波数位置(0,±1/2Py),(±1/2Px,0)
を通る従来の光学的帯域制限をやめて、(0,±1/2
Py),(±1/2Px,±1/4Py)、(±1/Px,0)を結ぶひ
し形の線上の帯域制限を行なうものである。FIG. 4 is a diagram showing the direction of band limitation according to the present invention. That is, the direction indicated by the dotted line is the optical band limiting direction, and the spatial frequency positions (0, ± 1 / 2P y ), (± 1 / 2P x , 0)
Stop the conventional optical band limitation that passes through (0, ± 1/2
P y ), (± 1/2 P x , ± 1/4 P y ), (± 1 / P x , 0), and band limitation on a rhombic line.
ここで、従来のフィルタの帯域制限特性と本発明の帯域
制限特性の式を比較して示すと次のようになる。Here, the formulas of the band limiting characteristic of the conventional filter and the band limiting characteristic of the present invention are compared and shown as follows.
空間周波数軸(ωx)方向 従来;MTF(ωx)=cos(πPxωx)・cos(π/2Pxωx) 本発明;MTF(ωx)=cos(πPxωx)・cos2(π/2
Pxωx) 空間周波数軸(ωy)方向 従来;MTF(ωy)=cos(πPyωy) 本発明;MTF(ωy)=cos2(π/2Pyωy) 空間周波数軸(ωs)方向 上記の式にみられるように、(1/Px,0)に発生する輝
度信号の零ビートおよび(0,1/2Py)、(1/2Px,1/4P
y)に発生する色信号は、その近傍において、余弦二乗
特性となる。即ち、軸ωy,軸ωs,軸ωx方向の各帯
異制限フィルタの特性は、第5図(a),(b),(c)に点線
で示すようになる。実線は従来のものによる特性であ
る。この特性図からもわかるように、零ビート点付近に
おける折返し歪成分は、余弦二乗特性によって、従来に
比べて格段と抑圧できる。(1/2Px,0)の位置に発生
する零ビートについては、その内側ではほとんど変化は
ないが、外側については、余弦二乗特性によりピークで
約1/2に減少できる。内側については輝度信号の帯域内
であるため減衰させないことが望ましく不要な外側の折
り返し歪のみを減衰させる本方式は非常に有効な手段で
ある。このように、本発明では、離散的に配列される画
素の空間サンプリング時に発生する折返し歪を全体とし
て大幅に減少できる。Spatial frequency axis (ω x ) direction Conventional; MTF (ω x ) = cos (πP x ω x ) ・ cos (π / 2P x ω x ) The present invention; MTF (ω x ) = cos (πP x ω x ) ・cos 2 (π / 2
P x ω x ) Spatial frequency axis (ω y ) direction Conventional; MTF (ω y ) = cos (πP y ω y ) The present invention; MTF (ω y ) = cos 2 (π / 2P y ω y ) Spatial frequency axis (Ω s ) direction As seen in the above equation, the zero beat of the luminance signal generated at (1 / P x , 0) and (0, 1 / 2P y ), (1 / 2P x , 1 / 4P
The color signal generated in y ) has a cosine square characteristic in its vicinity. That is, the characteristic of each band difference limiting filter in the directions of the axis ω y , the axis ω s , and the axis ω x is as shown by the dotted line in FIGS. 5 (a), (b), and (c). The solid line is the characteristic of the conventional one. As can be seen from this characteristic diagram, the aliasing distortion component in the vicinity of the zero beat point can be remarkably suppressed by the cosine square characteristic as compared with the conventional case. The zero beat occurring at the position of (1 / 2P x , 0) has almost no change inside, but the outside can be reduced to about 1/2 at the peak due to the cosine square characteristic. Since the inside is within the band of the luminance signal, it is desirable that it is not attenuated, and this method of attenuating only unnecessary aliasing distortion on the outside is a very effective means. As described above, according to the present invention, aliasing distortion that occurs when spatially sampling pixels that are discretely arranged can be significantly reduced as a whole.
第6図は上述した特性の光学フィルタを得る構成説明図
である。S1〜S5は、水晶等の複屈折物質を用いた光
学的櫛形フィルタである。またRhは、偏光解消板であ
り、両側のフィルタ部の特性が干渉しないように設けら
れている。FIG. 6 is a structural explanatory view for obtaining an optical filter having the above-mentioned characteristics. S 1 to S 5 are optical comb filters using a birefringent material such as quartz. Further, R h is a depolarizing plate and is provided so that the characteristics of the filter parts on both sides do not interfere with each other.
第6図(b)は、各光学櫛形フィルタS1〜S5の光の分
離方向を矢印にて示している。して、S1+S2は、光
学櫛形フィルタS1,S2の合成特性による光の分離方
向を示している。また、S3+S4は、光学櫛形フィル
タS3,S4の合成特性による光の分離方向を示してい
る。In FIG. 6 (b), the light separating directions of the respective optical comb filters S 1 to S 5 are indicated by arrows. Then, S 1 + S 2 indicates the light separation direction due to the combined characteristics of the optical comb filters S 1 and S 2 . Further, S 3 + S 4 indicates a light separating direction due to the combined characteristic of the optical comb filters S 3 and S 4 .
光学櫛形フィルタS1,S3は、撮像素子の水平のサン
プリング周波数が第1の減衰周波数となるように、また
光学櫛形フィルタS2,S4は、垂直のサンプリング周
波数が第1の減衰周波数となるように、更に、光学櫛形
フィルタS5は水平のサンプリング周波数の1/2の周波
数が第1の減衰周波数となるように、各々の光学的櫛形
フィルタの厚さが選定されている。The optical comb filters S 1 and S 3 are arranged so that the horizontal sampling frequency of the image sensor is the first attenuation frequency, and the optical comb filters S 2 and S 4 are arranged such that the vertical sampling frequency is the first attenuation frequency. Furthermore, in the optical comb filter S 5 , the thickness of each optical comb filter S 5 is selected such that the half of the horizontal sampling frequency becomes the first attenuation frequency.
上記のように、直交した光の分離方向の軸を持つフィル
タを直接貼合せることにより、それぞれのフィルタ特性
のベトクル和の特性が得られる。光学櫛形フィルタ
S1,S2の合成によって、第4図の斜め方向の光学的
櫛形フィルタ特性を得る。このフィルタ特性は、破線4
a,4bで示す空間周波数に第1の減衰周波数を有す
る。また光学櫛形フィルタS3,S4の合成特性は、破
線4c,4dで示す空間周波数に第1の減衰周波数を有
する。破線4a,4b,4c,4dで示す減衰周波数位
置は、いずれも色信号に関して折返し歪があらわれる○
印の位置を通る。As described above, by directly bonding the filters having the axes of the orthogonal light separation directions, the characteristic of the vector sum of the respective filter characteristics can be obtained. By combining the optical comb filters S 1 and S 2 , the oblique optical comb filter characteristics shown in FIG. 4 are obtained. This filter characteristic is shown by broken line 4
The spatial frequencies indicated by a and 4b have a first attenuation frequency. The combined characteristics of the optical comb filters S 3 and S 4 have the first attenuation frequency at the spatial frequencies indicated by the broken lines 4c and 4d. At the attenuation frequency positions shown by the broken lines 4a, 4b, 4c, and 4d, aliasing distortion appears with respect to the color signal.
Pass through the marked position.
また、光学櫛形フィルタS5は、破線4e,4fで示す
空間周波数に第1の減衰周波数を有する。このフィルタ
S5による減衰周波数は、水平のサンプリング周波数の
1/2の周波数であり、±1/2Pxの位置を含み○、△印の零
ビート点を通る。Further, the optical comb filter S 5 has the first attenuation frequency at the spatial frequencies indicated by the broken lines 4e and 4f. The attenuation frequency of this filter S 5 is the horizontal sampling frequency.
It has a frequency of 1/2 and passes through the zero beat points marked with ○ and △, including the position of ± 1 / 2P x .
第7図は、光学的帯域制限フィルタの他の構成例であ
る。光学櫛形フィルムS11,S13は、水平に対して45
°の角度の軸を持つフィルタであり、先の光学櫛形フィ
ルタS1,S2を合成したもの及び光学櫛形フィルタS
3,S4を合成したものにそれぞれ対応する。また、光
学櫛形フィルタS12は、先の光学櫛形フィルタS5に対
応する。これによって、それぞれのフィルタのたたみ込
み特性、つまり第4図に示した特性を得ることができ
る。この実施例の場合、第6図のフィルタよりも少ない
枚数のフィルタ板で本発明に係る光学的帯域制限フィル
タを実現できる。FIG. 7 shows another configuration example of the optical band limiting filter. The optical comb films S 11 and S 13 are 45
A filter having an axis of an angle of °, which is a combination of the above optical comb filters S 1 and S 2 and the optical comb filter S.
It corresponds to the composite of 3 and S 4 . The optical comb filter S 12 corresponds to the optical comb filter S 5 described above. As a result, the convolution characteristic of each filter, that is, the characteristic shown in FIG. 4 can be obtained. In the case of this embodiment, the optical band limiting filter according to the present invention can be realized with a smaller number of filter plates than the filter of FIG.
上記の実施例で、光学櫛形フィルタS11,S13の水平方
向に対する偏光軸の傾きを45°としたのは、水晶フィ
ルタの偏光特性を考えた場合、光学特性を十分に発揮で
きるのが最も容易であるからである。この場合、輝度の
偽信号よりも色の偽信号が視覚的に目立つことを考える
と、フィルタ特性の零点が、赤色に関する斜方向の零ビ
ート点を通過するように光学フィルタを構成する方が望
ましい。現在一般に使用されている380×480画素
の固体撮像素子の場合、水平方向の輝度信号に関する零
ビート点より内側に、この実施例ではずれるが実用上は
全く問題なく、むしろ△印で示す色偽信号側によるため
に、視覚的に目立つ、色偽信号を減衰する結果となり、
よりよい効果を示す。In the above-mentioned embodiment, the inclination of the polarization axis of the optical comb filters S 11 and S 13 with respect to the horizontal direction is set to 45 °, which is most effective in view of the polarization characteristics of the crystal filter. Because it is easy. In this case, considering that the false signal of the color is visually more conspicuous than the false signal of the luminance, it is preferable to configure the optical filter so that the zero point of the filter characteristic passes through the zero beat point in the oblique direction for red. . In the case of a 380 × 480 pixel solid-state image sensor which is generally used at present, there is no problem in practical use at the inside of the zero beat point related to the luminance signal in the horizontal direction, but there is no problem in practical use. This is due to the signal side, resulting in the attenuation of the color artifacts that are visually noticeable,
Show better effect.
この発明はさらに上記の実施例に限定されるものではな
く、フイルタ板の枚数、軸の方向等は種々の変形実施が
可能である。The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made to the number of filter plates, the axial direction, and the like.
また、フィルタ配列に関しても、第8図、第9図に示す
ような色フィルタ配列に対して適用可能である。これら
の色フィルタ配列8a又は9aを用いた固体撮像装置で
は、上下2ラインの水平走査ライン信号を加算読み出
し、その出力信号を先の実施例のように周波数インター
リーブ方式の信号処理方式等で色信号分離が行なわれ
る。Further, the filter array can also be applied to the color filter arrays as shown in FIGS. In a solid-state image pickup device using these color filter arrays 8a or 9a, horizontal scanning line signals of upper and lower two lines are added and read out, and the output signals are color signals by the signal processing method of the frequency interleave method as in the previous embodiment. Separation takes place.
この色フィルタ配列8a,9aの場合、等価的に、赤、
青に関する空間サンプリング点は、先の実施例と同じに
なる。したがって、偽信号の零ビート発生点は、先の色
フィルタ配列11と同じであり、上述した光学的帯域制
限フィルタにより大幅に偽信号を抑圧することができ
る。In the case of the color filter arrays 8a and 9a, equivalently, red,
The spatial sampling points for blue are the same as in the previous example. Therefore, the zero beat generation point of the false signal is the same as that of the color filter array 11 described above, and the false signal can be significantly suppressed by the optical band limiting filter described above.
上記したようにこの発明によれば、空間的に離散した感
光部により空間サンプリングが行なわれることで発生す
る、輝度信号、色信号の折返し歪を、光学的帯域制限の
方向を変えてその特性を余弦の二乗特性とすることで、
大幅に減少でき、偽信号のない高品位画質のカラー再生
画像を得ることができる。As described above, according to the present invention, the aliasing distortion of the luminance signal and the chrominance signal, which is caused by the spatial sampling performed by the spatially discrete photosensitive portions, is changed by changing the direction of the optical band limitation. By taking the cosine squared characteristic,
It is possible to greatly reduce the number, and it is possible to obtain a high-quality color reproduction image without false signals.
第1図は周波数インターリーブ方式を利用したカラー固
体撮像装置に用いられる色フィルタ配列の例を示す図、
第2図は従来の光学的帯域制限特性を説明した特性図、
第3図も従来の光学的帯域制限特性を空間周波数軸毎に
分けて示した特性図、第4図はこの発明に係る光学的帯
域制限特性を示す特性図、第5図は、この発明に係る光
学的帯域制限特性を空間周波数軸毎に分けて示した特性
図、第6図は、第4図,第5図の特性を得るための光学
的帯域制限フィルタの一実施例を示す説明図、第7図は
第6図の光学的帯域制限フィルタの他の例を示す説明
図、第8図,第9図は、それぞれこの発明を適用できる
色フィルタ配列の他の例を示す図である。 S1〜S5,S11〜S13…光学的櫛形フィルタ。FIG. 1 is a diagram showing an example of a color filter array used in a color solid-state imaging device using a frequency interleave method,
FIG. 2 is a characteristic diagram for explaining the conventional optical band limiting characteristic,
FIG. 3 is also a characteristic diagram showing conventional optical band limiting characteristics divided for each spatial frequency axis, FIG. 4 is a characteristic diagram showing optical band limiting characteristics according to the present invention, and FIG. FIG. 6 is a characteristic diagram showing the optical band limiting characteristics divided for each spatial frequency axis, and FIG. 6 is an explanatory diagram showing an embodiment of an optical band limiting filter for obtaining the characteristics of FIGS. 4 and 5. FIG. 7 is an explanatory view showing another example of the optical band limiting filter shown in FIG. 6, and FIGS. 8 and 9 are views showing other examples of color filter arrays to which the present invention can be applied. . S 1 to S 5 , S 11 to S 13 ... Optical comb filter.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−203389(JP,A) 特開 昭59−75222(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── --Continued from the front page (56) References JP-A-57-203389 (JP, A) JP-A-59-75222 (JP, A)
Claims (1)
された固体撮像素子の同一フィールド内での垂直、水平
方向の2×2画素を基本色配列とし、すくなくとも第1
の色に対する情報を得る画素を市松状に、第2の色に対
する情報を得る画素をストライプ状に配してカラー映像
信号を得るカラー固体撮像装置において、 光学的空間周波数領域上のすくなくとも、前記第1の色
の空間サンプリングにより斜め方向に4つ発生する零ビ
ート点を光学的帯域制限フィルタの零点が通過するよう
に当該零点がひし形になるように2組の光学的帯域制限
フィルタ部材を前記固体撮像素子の前に設け、また、上
記第1の色の空間サンプリングにより発生する零ビート
点と前記第2の色の空間サンプリングにより水平方向に
生じる2つの零ビート点を結ぶように光学的帯域制限フ
ィルタの零点が水平軸に対して直角に通過するように1
組の光学的帯域制限フィルタ部材を前記固体撮像素子の
前に設けたことを特徴とするカラー固体撮像装置。1. A basic color array of 2 × 2 pixels in the vertical and horizontal directions within the same field of a solid-state image sensor in which photosensitive units are arranged two-dimensionally in the vertical and horizontal directions, and at least the first
In a color solid-state imaging device for obtaining a color video signal by arranging pixels for obtaining information on the color of a checkerboard pattern and pixels for obtaining information of a second color on a stripe pattern, Two sets of optical band-limiting filter members are provided so that the zero-points of the optical band-limiting filter are rhombic so that the zero-points of the optical band-limiting filter pass through four zero-beat points diagonally generated by spatial sampling of one color. An optical band limit is provided in front of the image pickup element, and connects a zero beat point generated by the spatial sampling of the first color and two zero beat points generated in the horizontal direction by the spatial sampling of the second color. 1 so that the zero of the filter passes at a right angle to the horizontal axis
A color solid-state image pickup device comprising a pair of optical band-limiting filter members provided in front of the solid-state image pickup device.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59086584A JPH0668586B2 (en) | 1984-04-28 | 1984-04-28 | Color solid-state imaging device |
| DE19853515020 DE3515020A1 (en) | 1984-04-28 | 1985-04-25 | LOCAL FREQUENCY FILTER |
| US06/727,914 US4807981A (en) | 1984-04-28 | 1985-04-26 | Spatial frequency filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59086584A JPH0668586B2 (en) | 1984-04-28 | 1984-04-28 | Color solid-state imaging device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60230116A JPS60230116A (en) | 1985-11-15 |
| JPH0668586B2 true JPH0668586B2 (en) | 1994-08-31 |
Family
ID=13891056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59086584A Expired - Lifetime JPH0668586B2 (en) | 1984-04-28 | 1984-04-28 | Color solid-state imaging device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0668586B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06100733B2 (en) * | 1984-05-17 | 1994-12-12 | 株式会社東芝 | Spatial frequency filter |
| JP7207883B2 (en) * | 2017-08-10 | 2023-01-18 | キヤノン株式会社 | Optical low-pass filter and imager |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5739683A (en) * | 1980-08-21 | 1982-03-04 | Sony Corp | Color image sensor |
| JPS57203389A (en) * | 1981-06-10 | 1982-12-13 | Toshiba Corp | Solid-state color image pickup device |
| JPS59279A (en) * | 1982-06-26 | 1984-01-05 | Sony Corp | Image pickup device |
| JPS5975222A (en) * | 1982-10-22 | 1984-04-27 | Victor Co Of Japan Ltd | Optical filter |
-
1984
- 1984-04-28 JP JP59086584A patent/JPH0668586B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60230116A (en) | 1985-11-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |