彩色攝像元件的制作方法
【專利摘要】彩色攝像元件(26)的濾色器排列通過(guò)將子排列組(28)沿垂直方向重復(fù)配置而構(gòu)成。子排列組(28)通過(guò)將A排列(27a)、B排列(27b)沿水平方向交替配置而構(gòu)成，該A排列(27a)、B排列(27b)通過(guò)將RGB濾光片(23R、23G、23B)以對(duì)應(yīng)于4×4像素的排列圖案排列而成。垂直方向上相互相鄰的子排列組(28)彼此沿水平方向錯(cuò)開1像素間隔量地配置。沿著各排列(27a、27b)的兩條對(duì)角線配置G濾光片(23G)。在各排列(27a、27b)內(nèi)，將RB濾光片(23R、23B)配置于濾色器排列的水平、垂直方向的各濾光片行內(nèi)。
【專利說(shuō)明】彩色攝像元件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及彩色攝像元件，尤其是涉及能夠減少彩色莫爾條紋的發(fā)生及實(shí)現(xiàn)高分辨率化的彩色攝像元件。
【背景技術(shù)】
[0002]在單板式的彩色攝像元件中，由于在各像素上分別設(shè)有單色的濾色器，因此各像素僅具有單色的顏色信息。因此，單板彩色攝像元件的輸出圖像為RAW圖像(馬賽克圖像)，通過(guò)從周圍的像素對(duì)缺失的顏色的像素進(jìn)行插值的處理(去馬賽克算法處理)而得到多通道圖像。在這種情況下成為問(wèn)題的是高頻的圖像信號(hào)的再現(xiàn)特性，彩色攝像元件與黑白的攝像元件相比，拍攝到的圖像容易產(chǎn)生混淆現(xiàn)象，因此抑制彩色莫爾條紋(偽色)的發(fā)生并且擴(kuò)寬再現(xiàn)帶域而實(shí)現(xiàn)高分辨率化這樣的情況是重要的課題。
[0003]去馬賽克算法處理是根據(jù)單板式的彩色攝像元件的濾色器排列所對(duì)應(yīng)的馬賽克圖像而對(duì)應(yīng)各像素來(lái)算出全部的顏色信息的處理，也稱為去馬賽克算法處理。例如，在由RGB三種顏色的濾色器構(gòu)成的攝像元件的情況下，是根據(jù)由RGB構(gòu)成的馬賽克圖像而對(duì)應(yīng)各像素來(lái)算出RGB全部的顏色信息的處理。
[0004]在單板彩色攝像元件中應(yīng)用最廣泛的濾色器的顏色排列即原色系拜耳排列中，將綠(G)像素配置成棋盤式格紋狀，并將紅(R)、藍(lán)(B)配置成線型順序，因此生成G信號(hào)為傾斜方向且R、B信號(hào)為水平、垂直方向的高頻信號(hào)時(shí)的再現(xiàn)精度成為問(wèn)題。 [0005]在圖27的A部分所示的黑白的縱條紋花樣(高頻圖像)入射到圖27的B部分所示的具有拜耳排列的濾色器的彩色攝像元件的情況下，當(dāng)將其向拜耳的顏色排列分配而對(duì)應(yīng)各顏色進(jìn)行比較時(shí)，如圖27的C部分至E部分所示，R成為淺且平坦的馬賽克狀的顏色圖像，B成為深且平坦的馬賽克狀的顏色圖像，G成為深淺的馬賽克狀的顏色圖像。本來(lái)為黑白圖像，相對(duì)于此，在RGB間未產(chǎn)生深度差(等級(jí)差)，但是通過(guò)顏色排列和輸入頻率而成為著色的狀態(tài)。
[0006]同樣地，在圖28的A部分所示的傾斜的黑白的高頻圖像入射到圖28的B部分所示的具有拜耳排列的濾色器的攝像元件的情況下，當(dāng)將其向拜耳的顏色排列分配而對(duì)應(yīng)各顏色進(jìn)行比較時(shí)，如圖28的C部分至E部分所示，R和B成為淺且平坦的顏色圖像，G成為深且平坦的顏色圖像。假設(shè)黑色的值為O且白色的值為255時(shí)，傾斜的黑白的高頻圖像中，僅G為255，因此成為綠色。這樣一來(lái)，在拜耳排列中，無(wú)法使傾斜的高頻圖像準(zhǔn)確地再現(xiàn)。
[0007]通常在使用單板式的彩色攝像元件的攝像裝置中，將由水晶等雙折射物質(zhì)構(gòu)成的光學(xué)低通濾波器配置于彩色攝像元件的前表面，通過(guò)光學(xué)性地使高頻減低而回避。然而，在該方法中，雖然由高頻信號(hào)的折返引起的著色能夠減輕，但是其弊端中存在分辨率下降這樣的問(wèn)題。
[0008]為了解決這樣的問(wèn)題，提出了將彩色攝像元件的濾色器排列設(shè)為滿足以下排列限制條件的三色隨機(jī)排列的彩色攝像元件的方案:任意的關(guān)注像素在關(guān)注像素的四邊中的任一邊與包含關(guān)注像素的顏色在內(nèi)的三種顏色相鄰的(專利文獻(xiàn)I)。[0009]另外，提出了一種濾色器排列的圖像傳感器，具有分光靈敏度不同的多個(gè)濾光片，其中的第一濾光片和第二濾光片沿著圖像傳感器的像素格子的一個(gè)對(duì)角方向以第一預(yù)定的周期交替配置，并且沿著另一個(gè)對(duì)角方向以第二預(yù)定的周期交替配置(專利文獻(xiàn)2)。
[0010]而且，在RGB三原色的彩色固體攝像元件中，提出了如下的顏色排列:將R、G、B水平配置的三個(gè)像素沿著垂直方向呈鋸齒狀地錯(cuò)開配置，由此使RGB各自的出現(xiàn)概率均等，且攝像面上的任意的直線(水平、垂直、傾斜的直線)通過(guò)全部的顏色(專利文獻(xiàn)3)。
[0011]此外，提出了將RGB三原色中的R、B沿著水平方向及垂直方向分別隔開三個(gè)像素配置且在上述的R、B之間配置有G的彩色攝像元件(專利文獻(xiàn)4)。 [0012]專利文獻(xiàn)1:日本特開2000-308080號(hào)公報(bào)
[0013]專利文獻(xiàn)2:日本特開2005-136766號(hào)公報(bào)
[0014]專利文獻(xiàn)3:日本特開平11-285012號(hào)公報(bào)
[0015]專利文獻(xiàn)4:日本特開平8-23543號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]發(fā)明要解決的課題
[0017]專利文獻(xiàn)I記載的彩色攝像元件由于濾光片排列隨機(jī)，因此在進(jìn)行后段的去馬賽克算法處理時(shí)，需要對(duì)應(yīng)各隨機(jī)圖案進(jìn)行最優(yōu)化，存在去馬賽克算法處理變得煩雜這樣的問(wèn)題。而且，在隨機(jī)排列中，對(duì)于低頻的彩色莫爾條紋有效，但是對(duì)于高頻部的偽色無(wú)效。
[0018]專利文獻(xiàn)2記載的圖像傳感器將G像素(亮度像素)配置成棋盤式格紋狀，因此存在極限分辨率區(qū)域(尤其是傾斜方向)中的像素再現(xiàn)精度不良這樣的問(wèn)題。
[0019]專利文獻(xiàn)3記載的彩色固體攝像元件由于在任意的直線上存在全部顏色的濾光片，因此存在能夠抑制偽色的發(fā)生的優(yōu)點(diǎn)，但是RGB的像素?cái)?shù)的比率相等，因此存在高頻再現(xiàn)性比拜耳排列低這樣的問(wèn)題。另外，在拜耳排列的情況下，最有助于獲得亮度信號(hào)的G的像素?cái)?shù)的比率為R、B各自的像素?cái)?shù)的2倍。
[0020]另一方面，專利文獻(xiàn)4記載的彩色攝像元件的G的像素?cái)?shù)相對(duì)于R、B各自的像素?cái)?shù)的比率高于拜耳排列，但是水平或垂直方向上僅存在G像素的行，因此在水平或垂直方向上對(duì)于高頻部的偽色無(wú)效。
[0021]本發(fā)明鑒于這樣的情況而作出，目的在于提供一種能夠抑制偽色的發(fā)生及實(shí)現(xiàn)高分辨率化并且與以往的隨機(jī)排列相比能夠簡(jiǎn)化后段的處理的彩色攝像元件。
[0022]用于解決課題的方案
[0023]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一方案的發(fā)明涉及一種彩色攝像元件，是在由排列于水平方向及垂直方向的光電轉(zhuǎn)換元件構(gòu)成的多個(gè)像素上配置濾色器而成的單板式的彩色攝像元件，濾色器的排列包含濾色器以與NXN(N為偶數(shù))像素對(duì)應(yīng)的排列圖案排列而成的子排列，將子排列在水平方向及垂直方向中的任一方向上排列而成的子排列組在水平方向及垂直方向中的另一方向上重復(fù)配置，且在另一方向上相互相鄰的子排列組彼此沿一方向錯(cuò)開M(M小于N)像素間隔量地配置，濾色器包含與一種顏色以上的第一色對(duì)應(yīng)的第一濾光片和與用于獲得亮度信號(hào)的貢獻(xiàn)率低于第一色的兩種顏色以上的第二色對(duì)應(yīng)的第二濾光片，而且第一濾光片所對(duì)應(yīng)的第一色的像素?cái)?shù)的比率大于第二濾光片所對(duì)應(yīng)的第二色的各色的像素?cái)?shù)的比率，第一濾光片沿著子排列的至少對(duì)角線配置，與第二色的各色對(duì)應(yīng)的第二濾光片在濾色器的排列內(nèi)的水平方向及垂直方向上重復(fù)配置的基本排列圖案內(nèi)，即在濾色器的排列中包含的任意的2NX 2N像素所對(duì)應(yīng)的基本排列圖案內(nèi)，在濾色器的排列的水平、垂直方向的各濾光片行內(nèi)配置一個(gè)以上，M被設(shè)定為第一濾光片在濾色器的排列的水平、垂直、斜右上及斜右下方向的各濾光片行內(nèi)配置一個(gè)以上的值。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的一方案的發(fā)明，將子排列在水平方向及垂直方向中的任一方向上排列而成的子排列組在水平方向及垂直方向中的另一方向上重復(fù)配置，并且在各子排列的至少對(duì)角線上配置用于獲得亮度信號(hào)的貢獻(xiàn)率高的第一濾光片，而且，以第一濾光片在濾色器排列的水平、垂直、斜右上及斜右下方向的各濾光片行內(nèi)配置一個(gè)以上的方式，將相互相鄰的子排列組彼此錯(cuò)開地配置，因此能夠提高高頻區(qū)域的去馬賽克算法處理的再現(xiàn)精度。
[0025]另外，濾色器排列中由于特定的基本排列圖案在水平方向及垂直方向上重復(fù)配置，因此在進(jìn)行后段的去馬賽克算法處理時(shí)，能夠按照重復(fù)圖案進(jìn)行處理，與以往的隨機(jī)排列相比能夠簡(jiǎn)化后段的處理。
[0026]另外，關(guān)于第一色以外的兩種顏色以上的第二色的各色所對(duì)應(yīng)的第二濾光片，也在基本排列圖案內(nèi)在濾色器排列的水平及垂直方向的各濾光片行內(nèi)配置一個(gè)以上，因此能夠抑制彩色莫爾條紋(偽色)的發(fā)生而實(shí)現(xiàn)高分辨率化。
[0027]另外，使第一濾光片所對(duì)應(yīng)的第一色的像素?cái)?shù)與第二濾光片所對(duì)應(yīng)的兩種顏色以上的第二色的各色的像素?cái)?shù)的比率不同，尤其是用于獲得亮度信號(hào)的貢獻(xiàn)率高的第一色的像素?cái)?shù)的比率大于第二濾光片所對(duì)應(yīng)的第二色的各色的像素?cái)?shù)的比率，因此能夠抑制混淆且使高頻再現(xiàn)性良好。
[0028]此外，基本排列圖案由與2NX2N像素對(duì)應(yīng)的排列圖案構(gòu)成，因此在例如彩色攝像兀件為CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)攝像兀件的情況下，也能夠使偶數(shù)個(gè)(例如四個(gè))像素共有一個(gè)放大電路。
[0029]在本發(fā)明的另一方案的彩色攝像元件中，優(yōu)選的是，基本排列圖案中，相互相鄰的子排列組分別所含的子排列分別包含一個(gè)以上。在進(jìn)行后段的去馬賽克算法處理時(shí)，能夠按照重復(fù)圖案進(jìn)行處理，與以往的隨機(jī)排列相比能夠簡(jiǎn)化后段的處理。
[0030]在本發(fā)明的另一方案的彩色攝像元件中，優(yōu)選的是，N為4以上的偶數(shù)，第一濾光片沿著子排列的至少兩條對(duì)角線配置。由此，第一濾光片至少在濾色器排列的水平及垂直方向的各濾光片行內(nèi)配置一個(gè)以上。
[0031]在本發(fā)明的又一方案的彩色攝像元件中，優(yōu)選的是，第二色的各色的第二濾光片在子排列內(nèi)在濾色器的排列的水平及垂直方向的各濾光片行內(nèi)配置一個(gè)以上。由此，在基本排列圖案內(nèi)也將與兩種顏色以上的第二色對(duì)應(yīng)的第二濾光片在濾色器的排列的水平、垂直方向的各濾光片行內(nèi)配置一個(gè)以上。
[0032]在本發(fā)明的又一方案的彩色攝像元件中，優(yōu)選的是，濾色器的排列包含由第一濾光片構(gòu)成的與2X2像素對(duì)應(yīng)的正方排列。由此，使用2X2像素的像素值，能夠判別水平、垂直、斜右上及斜右下方向中的相關(guān)性高的方向。
[0033] 在本發(fā)明的又一方案的彩色攝像元件中，優(yōu)選的是，在N為2時(shí)，第一濾光片沿著子排列的一條對(duì)角線配置。由此，第一濾光片在濾色器的排列的水平及垂直方向的各濾光片行內(nèi)配置一個(gè)以上。
[0034]在本發(fā)明的又一方案的彩色攝像元件中，優(yōu)選的是，在另一方向上配置成第偶數(shù)個(gè)的子排列組相對(duì)于在另一方向上配置成第奇數(shù)個(gè)的子排列組沿同方向錯(cuò)開M像素間隔量地配置。由此，第一濾光片在濾色器的排列的水平、垂直、斜右上及斜右下方向的各濾光片行內(nèi)配置一個(gè)以上。
[0035]在本發(fā)明的又一方案的彩色攝像元件中，優(yōu)選的是，N為10以下。這是因?yàn)?，在N超過(guò)10時(shí)(N>10)，去馬賽克算法等信號(hào)處理變得復(fù)雜化，相對(duì)于此，無(wú)法獲得增大基本排列圖案的大小所產(chǎn)生的額外的效果。
[0036]在本發(fā)明的又一方案的彩色攝像元件中，優(yōu)選的是，第一色為綠色(G)，第二色為紅色(R)及藍(lán)色(B)。另外，具備上述的彩色攝像元件的攝像裝置也包含于本發(fā)明。
[0037]發(fā)明效果
[0038]根據(jù)本發(fā)明，將為了獲得亮度信號(hào)而貢獻(xiàn)率高的第一色所對(duì)應(yīng)的第一濾光片在濾色器的排列的水平、垂直、斜右上及斜右下方向的各濾光片行內(nèi)配置一個(gè)以上，并且第一濾光片所對(duì)應(yīng)的第一色的像素?cái)?shù)的比率大于第一色以外的兩種顏色以上的第二色的各色所對(duì)應(yīng)的第二濾光片的像素?cái)?shù)的比率，因此能夠提高高頻區(qū)域的去馬賽克算法處理的再現(xiàn)精度，且能夠抑制混淆。
[0039]另外，將第一色以外的兩種顏色以上的第二色的各色所對(duì)應(yīng)的第二濾光片在基本排列圖案內(nèi)，在濾色器的排列的水平及垂直方向的各濾光片行內(nèi)配置一個(gè)以上，因此能夠抑制彩色莫爾條紋(偽色)的發(fā)生而實(shí)現(xiàn)高分辨率化。
[0040]此外，本發(fā)明的濾色器的排列中特定的基本排列圖案在水平方向及垂直方向上重復(fù)，因此在進(jìn)行后段的去馬賽克算法處理時(shí)，能夠按照重復(fù)圖案進(jìn)行處理，與以往的隨機(jī)排列相比，能夠簡(jiǎn)化后段的處理。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0041]圖1是表示具備本發(fā)明的單板式的彩色攝像元件的數(shù)碼相機(jī)的圖。
[0042]圖2是表示本發(fā)明的單板式的彩色攝像元件的像素的圖。
[0043]圖3是表示本發(fā)明的單板式的彩色攝像元件的第一實(shí)施方式的圖。
[0044]圖4是表示第一實(shí)施方式的彩色攝像元件的濾色器排列中包含的基本排列圖案的圖。
[0045]圖5是表示將第一實(shí)施方式的彩色攝像元件的濾色器排列中包含的6X6像素的基本排列圖案分割成3X3像素的A排列和B排列并對(duì)它們進(jìn)行配置的情況的圖。
[0046]圖6是為了說(shuō)明根據(jù)第一實(shí)施方式的彩色攝像元件的濾色器排列中包含的2X2像素的G像素的像素值而判別相關(guān)方向的方法而使用的圖。
[0047]圖7是為了說(shuō)明彩色攝像元件的濾色器排列中含有的基本排列圖案的概念而使用的圖。
[0048]圖8是表示本發(fā)明的單板式的彩色攝像元件的第二實(shí)施方式的圖。
[0049]圖9是用于說(shuō)明通過(guò)將基本排列圖案沿著水平/垂直方向重復(fù)配置而得到圖8所示的濾色器排列的圖。
[0050]圖10是用于說(shuō)明即使將與圖9所示的基本排列圖案不同的基本排列圖案沿水平/垂直方向重復(fù)配置的情況下也能得到圖8所示的濾色器排列的圖。
[0051]圖11是表示未將相互相鄰的子排列組彼此錯(cuò)開地配置的比較例的濾色器排列的圖。
[0052]圖12是為了說(shuō)明在第二實(shí)施方式的彩色攝像元件的濾色器排列中不產(chǎn)生未配置G濾光片的斜右上(NE)及斜右下(NW)方向的行的情況而使用的圖。
[0053]圖13是表示本發(fā)明的單板式的彩色攝像元件的第三實(shí)施方式的圖。
[0054]圖14是表示本發(fā)明的單板式的彩色攝像元件的第四實(shí)施方式的圖。
[0055]圖15是表示本發(fā)明的單板式的彩色攝像元件的第五實(shí)施方式的圖。
[0056]圖16是表示本發(fā)明的單板式的彩色攝像元件的第六實(shí)施方式的圖。
[0057]圖17是用于說(shuō)明對(duì)第六實(shí)施方式的彩色攝像元件進(jìn)行間拔讀出并驅(qū)動(dòng)時(shí)的濾色器排列的說(shuō)明圖。
[0058]圖18是表示本發(fā)明的單板式的彩色攝像元件的第七實(shí)施方式的圖。
[0059]圖19是用于說(shuō)明對(duì)第七實(shí)施方式的彩色攝像元件進(jìn)行間拔讀出并驅(qū)動(dòng)時(shí)的濾色器排列的說(shuō)明圖。 [0060]圖20是表示本發(fā)明的單板式的彩色攝像元件的第八實(shí)施方式的圖。
[0061]圖21是表示本發(fā)明的單板式的彩色攝像元件的第九實(shí)施方式的圖。
[0062]圖22是表示本發(fā)明的單板式的彩色攝像元件的第十實(shí)施方式的圖。
[0063]圖23是表示本發(fā)明的單板式的彩色攝像元件的第十一實(shí)施方式的圖。
[0064]圖24是表示配置R濾光片(紅色濾光片)、Gl濾光片(第一綠色濾光片)、G2濾光片(第二綠色濾光片)及B濾光片(藍(lán)色濾光片)的受光元件的分光靈敏度特性的坐標(biāo)圖。
[0065]圖25是表不配置R濾光片、G濾光片、B濾光片及W濾光片(透明濾光片)的受光元件的分光靈敏度特性的坐標(biāo)圖。
[0066]圖26是表示配置R濾光片、G濾光片、B濾光片及翠綠色濾光片E (E濾光片)的受光元件的分光靈敏度特性的坐標(biāo)圖。
[0067]圖27是為了說(shuō)明以往的具有拜耳排列的濾色器的彩色攝像元件的課題而使用的圖。
[0068]圖28是為了說(shuō)明以往的具有拜耳排列的濾色器的彩色攝像元件的課題而使用的
另一圖。
【具體實(shí)施方式】
[0069]以下，根據(jù)附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式。
[0070][彩色攝像裝置的整體結(jié)構(gòu)]
[0071]圖1是具備本發(fā)明的彩色攝像元件的數(shù)碼相機(jī)9的框圖。數(shù)碼相機(jī)9大體具備攝影光學(xué)系統(tǒng)10、彩色攝像元件12、攝影處理部14、圖像處理部16、驅(qū)動(dòng)部18、控制部20等。
[0072]通過(guò)攝影光學(xué)系統(tǒng)10來(lái)拍攝被攝體，并將表示被攝體像的光像成像于彩色攝像元件12 (第一實(shí)施方式的彩色攝像元件)的受光面上。
[0073]彩色攝像元件12是具備由在其攝像面上排列(二維排列)于圖2中水平方向及垂直方向上的光電轉(zhuǎn)換元件構(gòu)成的多個(gè)像素和在各像素的受光面的上方配置的特定的濾色器排列的濾色器的、所謂單板式的彩色攝像元件。在此，“上方”是指被攝體光相對(duì)于彩色攝像元件12的攝像面入射的一側(cè)的方向。[0074]成像于彩色攝像元件12的被攝體像由各像素的光電轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換成與入射光量對(duì)應(yīng)的信號(hào)電荷。蓄積于各光電轉(zhuǎn)換元件的信號(hào)電荷按照控制部20的指令，基于從驅(qū)動(dòng)部18施加的驅(qū)動(dòng)脈沖而作為與信號(hào)電荷對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)(圖像信號(hào))從彩色攝像元件12依次讀出。從彩色攝像元件12讀出的圖像信號(hào)是表示與彩色攝像元件12的濾色器排列對(duì)應(yīng)的紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)的馬賽克圖像的R、G、B信號(hào)。
[0075]從彩色攝像元件12讀出的圖像信號(hào)向攝影處理部14輸入。攝影處理部14具有用于將圖像信號(hào)中含有的復(fù)位噪聲除去的相關(guān)雙重采樣電路(CDS)、用于將圖像信號(hào)放大且控制成一定電平的大小的AGC電路及A/D轉(zhuǎn)換器。該攝影處理部14在對(duì)輸入的圖像信號(hào)進(jìn)行相關(guān)雙重采樣處理并放大之后，將轉(zhuǎn)換成數(shù)字的圖像信號(hào)而成的RAW數(shù)據(jù)向圖像處理部16輸出。
[0076]圖像處理部16具有白平衡校正電路、伽瑪校正電路、去馬賽克算法處理電路(根據(jù)與單板式的彩色攝像元件12的濾色器排列相伴的RGB的馬賽克圖像，對(duì)應(yīng)各像素算出(以去馬賽克算法的方式轉(zhuǎn)換)RGB的全部顏色信息的處理電路)、亮度/色差信號(hào)生成電路、輪廓校正電路、顏色校正電路等。圖像處理部16按照來(lái)自控制部20的指令，對(duì)從攝影處理部14輸入的馬賽克圖像的RAW數(shù)據(jù)施加所需的信號(hào)處理，生成由亮度數(shù)據(jù)(Y數(shù)據(jù))和色差數(shù)據(jù)(Cr、Cb數(shù)據(jù))構(gòu)成的圖像數(shù)據(jù)(YUV數(shù)據(jù))。
[0077]由圖像處理部16生成的圖像數(shù)據(jù)通過(guò)壓縮/擴(kuò)展處理電路而對(duì)靜止圖像實(shí)施遵照J(rèn)PEG規(guī)格的壓縮處理并對(duì)動(dòng)畫實(shí)施遵照MPEG2規(guī)格的壓縮處理之后，記錄于未圖示的記錄媒介(例如存儲(chǔ)卡)中，而且，向液晶監(jiān)視器等顯示單元(未圖示)輸出而顯示。
[0078][彩色攝像元件的第一實(shí)施方式]
[0079]圖2及圖3是表示本發(fā)明的單板式的彩色攝像元件的第一實(shí)施方式的圖，圖2示出了設(shè)于彩色攝像元件12的像素的像素排列，圖3示出了濾色器的濾色器排列。
[0080]如圖2所示，彩色攝像元件12包括:由排列(二維排列)于水平方向及垂直方向上的光電轉(zhuǎn)換元件22構(gòu)成的多個(gè)像素；及配置于各像素的受光面上的圖3所示的濾色器排列的濾色器。在各像素上配置RGB三原色的濾色器(以下，稱為R濾光片、G濾光片、B濾光片)23R、23G、23B中的任一個(gè)。以下，將配置有R濾光片23R的像素稱為“R像素”、將配置有G濾光片23G的像素稱為“G像素”,將配置有B濾光片23B的像素稱為“B像素”。
[0081]另外，彩色攝像元件12并不局限于CO) (Charge Coupled Device)彩色攝像元件，也可以是CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)攝像兀件等其他種類的攝像元件。
[0082]〈濾色器排列的特征〉
[0083]第一實(shí)施方式的彩色攝像元件12的濾色器排列具有下述的特征(I)、(2)、(3)、
(4)、(5)及(6)。
[0084]〔特征⑴〕
[0085]圖3所示的濾色器排列包含由對(duì)應(yīng)于6X6像素的正方排列圖案構(gòu)成的基本排列圖案P(圖中的由粗框表示的圖案)，該基本排列圖案P在水平方向及垂直方向上重復(fù)配置。SP，該濾色器排列中，R、G、B各色的R濾光片23R、G濾光片23G、B濾光片23B具有周期性而排列。
[0086]這樣一來(lái)，R濾光片23R、G濾光片23G、B濾光片23B具有周期性而排列，因此在進(jìn)行從彩色攝像元件12讀出的R、G、B信號(hào)的去馬賽克算法處理等時(shí)，能夠按照重復(fù)圖案進(jìn)行處理。
[0087]另外，在以基本排列圖案P為單位進(jìn)行間拔處理而縮小圖像時(shí)，間拔處理后的濾色器排列能夠與間拔處理前的濾色器排列相同，能夠使用通用的處理電路。
[0088]〔特征⑵〕
[0089]圖3所示的濾色器排列中，最有助于獲得亮度信號(hào)的顏色(在本實(shí)施方式中為G色)所對(duì)應(yīng)的G濾光片23G在濾色器排列的水平、垂直及傾斜(NE、NW)方向的各濾光片行內(nèi)配置一個(gè)以上。在此，NE表示斜右上方向，NW表示斜右下方向。例如，在正方形的像素的排列的情況下，斜右上及斜右下方向成為相對(duì)于水平方向分別呈45°的方向，但若是長(zhǎng)方形的像素的排列，則是長(zhǎng)方形的對(duì)角線的方向，其角度根據(jù)長(zhǎng)邊/短邊的長(zhǎng)度而改變。
[0090]與亮度系像素對(duì)應(yīng)的G濾光片23G在濾色器排列的水平、垂直及傾斜(NE、NW)方向的各濾光片行內(nèi)配置一個(gè)以上，因此無(wú)論成為高頻的方向如何，都能夠提高高頻區(qū)域的去馬賽克算法處理的再現(xiàn)精度。
[0091]〔特征⑶〕
[0092]圖3所示的濾色器排列的基本排列圖案P中，該基本排列圖案P內(nèi)的與RGB濾光片23R、23G、23B對(duì)應(yīng)的R像素、G像素、B像素的像素?cái)?shù)分別為8像素、20像素、8像素。SP，RGB像素的各像素?cái)?shù)的比率為2:5:2，最有助于獲得亮度信號(hào)的G像素的像素?cái)?shù)的比率大于其他顏色的R像素、B像素各自的像素?cái)?shù)的比率。
[0093] 如上述那樣，G像素的像素?cái)?shù)與R、B像素的像素?cái)?shù)的比率不同，尤其是最有助于獲得亮度信號(hào)的G像素的像素?cái)?shù)的比率大于R、B像素的像素?cái)?shù)的比率，因此能夠抑制去馬賽克算法處理時(shí)的混淆現(xiàn)象,并且也能夠使高頻再現(xiàn)性良好。
[0094]〔特征⑷〕
[0095]圖3所示的濾色器排列中，上述G色以外的兩種顏色以上的其他顏色(在本實(shí)施方式中，為R、B色)所對(duì)應(yīng)的R濾光片23R、B濾光片23B分別在基本排列圖案P內(nèi)，在濾色器排列的水平及垂直方向的各濾光片行內(nèi)配置一個(gè)以上。
[0096]R濾光片23R及B濾光片23B分別配置于濾色器排列的水平及垂直方向的各濾光片行內(nèi)，因此能夠抑制彩色莫爾條紋(偽色)的發(fā)生。由此，能夠不將用于抑制偽色的發(fā)生的光學(xué)低通濾波器配置于從光學(xué)系統(tǒng)的入射面到攝像面的光路上，或者即使在應(yīng)用光學(xué)低通濾波器的情況下，也能夠應(yīng)用用于防止偽色的發(fā)生的、切斷高頻成分的作用較弱的光學(xué)低通濾波器，從而能夠不損害分辨率。
[0097]圖4示出了將圖3所示的基本排列圖案P分割成四個(gè)3X3像素的狀態(tài)。
[0098]如圖4所示，基本排列圖案P也可以被當(dāng)作由圖中的實(shí)線框圍成的3X3像素的A排列24a和圖中的虛線框圍成的3X3像素的B排列24b在水平、垂直方向上交替排列而成的排列。
[0099]A排列24a及B排列24b中，作為亮度系像素的G濾光片23G分別配置于四角和中央，配置于兩對(duì)角線上。而且，A排列24a中，隔著中央的G濾光片23G在水平方向上排列有R濾光片23R，垂直方向上排列有B濾光片23B。另一方面，B排列24b中，隔著中央的G濾光片23G在水平方向上排列有B濾光片23B,垂直方向上排列有R濾光片23R。即，A排列24a和B排列24b中，R濾光片23R和B濾光片23B的位置關(guān)系顛倒，但是其他配置相同。[0100]另外，A排列24a和B排列24b的四角的G濾光片23G如圖5所示，A排列和B排列在水平、垂直方向上交替配置，由此成為與2X2像素對(duì)應(yīng)的正方排列的G濾光片23G。
[0101]這是因?yàn)?，作為亮度系像素的G濾光片23G在A排列24a或B排列24b的3X 3像素中配置于四角和中央，該3X3像素在水平方向、垂直方向上交替配置，由此形成與2X2像素對(duì)應(yīng)的正方排列的G濾光片23G。另外，通過(guò)形成為這樣的排列，滿足前述的特征(I)、 (2)、(3)及后述的特征(5)。
[0102]〔特征(5)〕
[0103]圖3所示的濾色器排列包含設(shè)有G濾光片23G的對(duì)應(yīng)于2X2像素的正方排列25 (以下,簡(jiǎn)稱為G正方排列25,參照?qǐng)D6)。
[0104]如圖6所示，將設(shè)有G濾光片23G的2X 2像素取出，求出水平方向的G像素的像素值的差的絕對(duì)值、垂直方向的G像素的像素值的差的絕對(duì)值、傾斜方向(右上斜、左上斜)的G像素的像素值的差的絕對(duì)值，由此能夠判斷為在水平方向、垂直方向及傾斜方向中的、差的絕對(duì)值小的方向上存在相關(guān)性。
[0105]即，根據(jù)該濾色器排列，使用最小像素間隔的G像素的信息，能夠進(jìn)行水平方向、垂直方向及傾斜方向中的相關(guān)性高的方向判別。該方向判別結(jié)果能夠使用于從周圍的像素進(jìn)行插值的處理(去馬賽克算法處理)。由此，能夠執(zhí)行基于圖像處理部16的去馬賽克算法處理。
[0106]另外，如圖5所示，將3X3像素的A排列24a或B排列24b的像素作為去馬賽克算法處理的對(duì)象像素，在以A排列24a或B排列24b為中心而提取5X 5像素(馬賽克圖像的局部區(qū)域)時(shí)，在該5X5像素的四角存在2X2像素的G像素。通過(guò)使用上述的2X2像素的G像素的像素值，能夠使用最小像素間隔的G像素的信息來(lái)高精度地進(jìn)行四個(gè)方向的相關(guān)方向的判別。
[0107]〔特征(6)〕
[0108]圖3所示的濾色器排列的基本排列圖案P相對(duì)于其中心(四個(gè)G濾光片23G的中心)形成點(diǎn)對(duì)稱。而且，如圖4所示，基本排列圖案P內(nèi)的A排列24a及B排列24b也分別相對(duì)于中心的G濾光片23G形成點(diǎn)對(duì)稱。
[0109]通過(guò)這樣的對(duì)稱性，能夠減小或簡(jiǎn)化后段的處理電路的電路規(guī)模。
[0110]如圖7所示，在由粗框表示的基本排列圖案P中，水平方向的第一至第六行中的第一及第三行的濾色器排列是GBGGRG，第二行的濾色器排列是RGRBGB，第四及第六行的濾色器排列是GRGGBG，第五行的濾色器排列為BGBRGR。
[0111]目前，在圖7中，當(dāng)將基本排列圖案P沿水平方向及垂直方向分別各移動(dòng)一個(gè)像素而得到的基本排列圖案設(shè)為Pa且將分別各移動(dòng)兩個(gè)像素而得到的基本排列圖案設(shè)為Pb時(shí)，即使將這些基本排列圖案Pa、Pb在水平方向及垂直方向上重復(fù)配置，也成為相同的濾色器排列。
[0112]即，通過(guò)將基本排列圖案沿水平方向及垂直方向重復(fù)配置，能夠構(gòu)成圖7所示的濾色器排列的基本排列圖案存在多個(gè)。在第一實(shí)施方式中，為了簡(jiǎn)便起見，將基本排列圖案形成點(diǎn)對(duì)稱的基本排列圖案P稱為基本排列圖案。
[0113]另外，在后述的其他實(shí)施方式的濾色器排列中，也相對(duì)于各濾色器排列而存在多個(gè)基本排列圖案，但是將其代表性的基本排列圖案稱為該濾色器排列的基本排列圖案。[0114][彩色攝像元件的第二實(shí)施方式]
[0115]圖8是表示本發(fā)明的單板式的彩色攝像元件的第二實(shí)施方式的圖，尤其示出了彩色攝像元件的濾色器排列。另外，第二實(shí)施方式的彩色攝像元件除了濾色器排列不同這一點(diǎn)之外，與上述第一實(shí)施方式基本上為相同結(jié)構(gòu)。因此，關(guān)于與上述第一實(shí)施方式在功能/結(jié)構(gòu)上相同的部件，標(biāo)注同一附圖標(biāo)記而省略其說(shuō)明。
[0116]第二實(shí)施方式的彩色攝像元件26的濾色器排列(以下，簡(jiǎn)稱為濾色器排列)由RGB濾光片23R、23G、23B按照對(duì)應(yīng)于4X4像素的排列圖案排列而成的子排列構(gòu)成。本實(shí)施方式的子排列存在A排列27a及B排列27b這兩個(gè)種類。另外，圖8是提取了濾色器排列的一部分的附圖(圖9以后也同樣)。
[0117]濾色器排列包括多個(gè)將A排列27a及B排列27b沿水平方向交替配置而成的子排列組28，并將各子排列組28沿垂直方向重復(fù)配置而成。而且，在該濾色器排列中，沿垂直方向相互相鄰的子排列組28沿水平方向錯(cuò)開I像素間隔量地配置。
[0118]另外，在本實(shí)施方式中，相對(duì)于垂直方向上配置成第奇數(shù)個(gè)的子排列組28，配置成第偶數(shù)個(gè)的子排列組28沿同方向錯(cuò)開I像素間隔量地配置。由此，各子排列組28的錯(cuò)開方向在濾色器排列的垂直方向上交替地相互不同。具體而言，例如在垂直方向上第二個(gè)子排列組28相對(duì)于第一個(gè)子排列組28向圖中右方向錯(cuò)開，第三個(gè)子排列組28相對(duì)于該第二個(gè)子排列組28向圖中左方向錯(cuò)開，以下同樣地，將錯(cuò)開方向切換成右、左、右...。
[0119]在A排列27a中，沿著其兩條對(duì)角線配置有G濾光片23G。而且，在A排列27a中，將R濾光片23R及B濾光片23B在濾色器排列的水平/垂直方向的各濾光片行內(nèi)各配置一個(gè)。另一方面，B排列27b是除了 R濾光片23R與B濾光片23B的位置關(guān)系顛倒這一點(diǎn)以外與A排列27a基本相同的排列圖案。
[0120]這樣的濾色器排列也可以被當(dāng)作由對(duì)應(yīng)于8X8像素的正方排列圖案構(gòu)成的基本排列圖案Pl (圖中的由粗框表示的圖案)沿水平/垂直方向分別排列而成的排列。該基本排列圖案Pl分別包含相互相鄰的子排列組28中分別包含的子排列(A排列27a及B排列27b中的至少一方)。
[0121]如圖9所示，通過(guò)將基本排列圖案Pl沿水平/垂直方向重復(fù)配置，能得到圖8所示的濾色器排列。因此，濾色器排列具有前述的特征(I)。
[0122]此時(shí)，濾色器排列的基本排列圖案沒(méi)有限定為圖9所示的基本排列圖案P1，只要是對(duì)應(yīng)于8X8像素的正方排列圖案即可，沒(méi)有特別限定。例如，即使在將圖8所示的基本排列圖案Pl沿水平方向、垂直方向分別移動(dòng)兩個(gè)像素、一個(gè)像素而得到的基本排列圖案Pla (圖8中的由虛線框表示)如圖10所示沿水平/垂直方向重復(fù)配置的情況下，也能得到圖8所示的濾色器排列。這樣一來(lái)，濾色器排列通過(guò)將任意的對(duì)應(yīng)于8X8像素的基本排列圖案沿水平/垂直方向重復(fù)配置而成。以下，在第二實(shí)施方式中，對(duì)基本排列圖案標(biāo)注附圖標(biāo)記“P1”。
[0123]返回到圖8，A排列27a及B排列27b在具有對(duì)應(yīng)于NXN(N為4以上的偶數(shù)、另外，N = 2的情況在后文敘述)像素的排列圖案(條件I)、在兩排列27a、27b的至少兩條對(duì)角線上配置G濾光片23G(條件2)以及相互相鄰的子排列組28錯(cuò)開I像素間隔量而配置(條件3)時(shí)，G濾光片23G配置于濾色器排列的水平、垂直及傾斜(NE、NW)方向的各濾光片行內(nèi)。[0124]另一方面，例如如圖11所示的比較例那樣，在條件I及條件2滿足但條件3不滿足時(shí)，濾色器排列雖然可以看作將基本排列圖案P1C排列而成的排列，但是各子排列(兩排列27a、27b)的未配置G濾光片23G的像素(以下，稱為G空白像素)位于同一傾斜(NE、NW)方向的行上。其結(jié)果是，在濾色器排列中產(chǎn)生未配置G濾光片23G的傾斜行(以下，稱為G空白行)L。
[0125]相對(duì)于此，如圖12所示，在本實(shí)施方式中，相互相鄰的子排列組28沿水平方向錯(cuò)開I像素間隔量地配置，因此在一個(gè)子排列組28的子排列的G空白行L的延長(zhǎng)線上，其他子排列組28的子排列的G濾光片23G配置有至少一個(gè)。其結(jié)果是，不產(chǎn)生圖11所示的比較例那樣的G空白行L。
[0126]另外，G濾光片23G以滿足前述的條件2的方式排列，因此在濾色器排列的水平、垂直方向的各濾光片行上配置一個(gè)以上的G濾光片23G。這樣一來(lái),在第二實(shí)施方式中，以滿足前述的條件I~3的方式排列G濾光片23G，由此G濾光片23G配置于濾色器排列的水平、垂直及傾斜(NE、NW)方向的各濾光片行內(nèi)。由此，濾色器排列具有前述的特征(2)。
[0127]而且，在滿足前述的條件2時(shí)，濾色器排列包含G正方排列25。由此，濾色器排列具有前述的特征(5)。
[0128]返回到圖8，R濾光片23R及B濾光片23B在各子排列(兩排列27a、27b)內(nèi)，配置于濾色器排列的水平、垂直方向的各濾光片行內(nèi)。因此，R濾光片23R及B濾光片23B即使在任意的基本排列圖案Pl內(nèi)，也配置于濾色器排列的水平、垂直方向的各濾光片行內(nèi)。因此，濾色器排列具有前述的特征(4)。
[0129]此外，在第二實(shí)施方式中，基本排列圖案Pl內(nèi)的對(duì)應(yīng)于RGB濾光片23R、23B、23R的R像素、G像素、B像素 的像素?cái)?shù)(以下，適當(dāng)簡(jiǎn)稱為RGB像素的各像素?cái)?shù))為16像素、32像素、16像素。因此，RGB像素的各像素?cái)?shù)的比率為1:2:1,因此濾色器排列具有前述的特征⑶。
[0130]另外，基本排列圖案Pl相對(duì)于其中心未形成點(diǎn)對(duì)稱。
[0131]如上述那樣，第二實(shí)施方式的濾色器排列具有與第一實(shí)施方式的濾色器排列的特征⑴、(2)、(3)、⑷及(5)相同的特征。
[0132]另外，基本排列圖案Pl由對(duì)應(yīng)于“偶數(shù)X偶數(shù)”像素的排列圖案構(gòu)成，因此在彩色攝像元件26為CMOS攝像元件的情況下，例如也可以使配置成正方行列狀的四個(gè)像素共有一個(gè)放大電路(其他實(shí)施方式也同樣)。
[0133][彩色攝像元件的第三實(shí)施方式]
[0134]圖13是表示本發(fā)明的單板式的彩色攝像元件的第三實(shí)施方式的圖，尤其示出了彩色攝像元件的濾色器排列。在上述第二實(shí)施方式中，將相互相鄰的子排列組28沿水平方向錯(cuò)開I像素間隔量地配置。相對(duì)于此，在第三實(shí)施方式的彩色攝像元件30中，將相互相鄰的子排列組28沿水平方向錯(cuò)開2像素間隔量地配置。
[0135]另外，第三實(shí)施方式是除了相互相鄰的子排列組28的錯(cuò)開量不同這一點(diǎn)之外與上述第一及第二實(shí)施方式基本上相同的結(jié)構(gòu)，因此關(guān)于與上述各實(shí)施方式在功能/結(jié)構(gòu)上相同的部件，標(biāo)注相同附圖標(biāo)記而省略其說(shuō)明(關(guān)于第四實(shí)施方式以后的各實(shí)施方式也同樣)。
[0136]關(guān)于彩色攝像元件30的濾色器排列(以下，簡(jiǎn)稱為濾色器排列)，也與第二實(shí)施方式同樣地，可以被當(dāng)作由對(duì)應(yīng)于8X8像素的正方排列圖案構(gòu)成的基本排列圖案P2沿水平/垂直方向分別排列而成的排列。另外，基本排列圖案P2沒(méi)有限定為圖13所示的排列圖案，可以將對(duì)應(yīng)于8X8像素的任意的正方排列圖案作為基本排列圖案。其結(jié)果是，濾色器排列具有前述的特征(I)。
[0137]即使在將相互相鄰的子排列組28錯(cuò)開2像素間隔量地配置的情況下(條件3A)，在濾色器排列中也不會(huì)產(chǎn)生未配置G濾光片23G的傾斜(NE、NW)行。而且，由于滿足前述的條件2，因此在濾色器排列中也不會(huì)產(chǎn)生未配置G濾光片23G的水平、垂直行。而且，在濾色器排列中包含G正方排列25。由此，濾色器排列具有前述的特征(2)及特征(5)。
[0138]R濾光片23R及B濾光片23B與第二實(shí)施方式同樣地，在各子排列內(nèi)，配置于濾色器排列的水平、垂直方向的各濾光片行內(nèi)。因此，R濾光片23R及B濾光片23B在任意的基本排列圖案P2中也配置于濾色器排列的水平、垂直方向的各濾光片行內(nèi)。由此，濾色器排列具有前述的特征(4)。而且，RGB像素的各像素?cái)?shù)的比率與第二實(shí)施方式相同，因此濾色器排列滿足前述的特征(3)。
[0139]另外，與第二實(shí)施方式同樣地，基本排列圖案P2相對(duì)于其中心未形成點(diǎn)對(duì)稱。
[0140]如上述那樣，第三實(shí)施方式的濾色器排列具有與第一實(shí)施方式的濾色器排列的特征⑴、(2)、(3)、⑷及(5)相同的特征。
[0141][彩色攝像元件的第四實(shí)施方式]
[0142]圖14是表示本發(fā)明的單板式的彩色攝像元件的第四實(shí)施方式的圖，尤其是示出了彩色攝像元件的濾色器排列。在上述第二及第三實(shí)施方式中，將垂直方向上相互相鄰的子排列組28沿水平方向錯(cuò) 開地配置。相對(duì)于此，在第四實(shí)施方式的彩色攝像元件32中，將水平方向上相互相鄰的子排列組沿垂直方向錯(cuò)開地配置。
[0143]彩色攝像元件32的濾色器排列(以下，簡(jiǎn)稱為濾色器排列)包含多個(gè)將A排列27a及B排列27b沿垂直方向交替排列而成的子排列組33，各子排列組33沿水平方向重復(fù)配置。
[0144]另外，在濾色器排列中，將水平方向上相互相鄰的子排列組33沿垂直方向錯(cuò)開I像素間隔量地配置。具體而言，相對(duì)于水平方向上配置成第奇數(shù)個(gè)的子排列組33，配置成第偶數(shù)個(gè)的子排列組33沿垂直方向錯(cuò)開I像素間隔量。由此，各子排列組33的錯(cuò)開方向在濾色器排列的水平方向上交替地相互不同。
[0145]關(guān)于這樣的濾色器排列，也可以被當(dāng)作對(duì)應(yīng)于8 X 8像素的正方排列圖案的基本排列圖案P3沿水平/垂直方向分別排列而成的排列。另外，基本排列圖案P3并未限定為圖14所示的排列圖案，可以將對(duì)應(yīng)于8X8像素的任意的正方排列圖案設(shè)為基本排列圖案。其結(jié)果是，濾色器排列具有前述的特征(I)。
[0146]另外，濾色器排列中雖然相互相鄰的子排列組33的錯(cuò)開方向與第二實(shí)施方式不同，但是在相互相鄰的子排列組錯(cuò)開I像素間隔量這一點(diǎn)上與第二實(shí)施方式相同。因此，濾色器排列滿足前述的條件1、條件2及條件3，因此G濾光片23G配置于濾色器排列的水平、垂直及傾斜(NE、NW)方向的各濾光片行內(nèi)。而且，濾色器排列包含G正方排列25。由此，濾色器排列具有前述的特征(2)及特征(5)。
[0147]R濾光片23R及B濾光片23B與第二實(shí)施方式同樣地，在各子排列(A排列27a及B排列27b)內(nèi)，配置于濾色器排列的水平、垂直方向的各濾光片行內(nèi)，因此在任意的基本排列圖案P3內(nèi)也配置于濾色器排列的水平、垂直方向的各濾光片行內(nèi)。由此，濾色器排列具有前述的特征(4)。而且，RGB像素的各像素?cái)?shù)的比率與第二實(shí)施方式相同，因此濾色器排列滿足前述的特征(3)。
[0148]另外，基本排列圖案P3相對(duì)于其中心未形成點(diǎn)對(duì)稱。
[0149]如上述那樣，第四實(shí)施方式的濾色器排列具有與第一實(shí)施方式的濾色器排列的特征⑴、(2)、(3)、⑷及(5)相同的特征。
[0150][彩色攝像元件的第五實(shí)施方式]
[0151]圖15是表示本發(fā)明的單板式的彩色攝像元件的第五實(shí)施方式的圖，尤其示出了彩色攝像元件的濾色器排列。在上述的第四實(shí)施方式中，將水平方向上相互相鄰的子排列組33彼此沿垂直方向錯(cuò)開I像素間隔量地配置。相對(duì)于此，在第五實(shí)施方式的彩色攝像元件36中，將相互相鄰的子排列組33彼此沿垂直方向錯(cuò)開2像素間隔量地配置。
[0152]關(guān)于彩色攝像元件36的濾色器排列(以下，簡(jiǎn)稱為濾色器排列)，與第四實(shí)施方式同樣地，也可以被當(dāng)作由對(duì)應(yīng)于8 X 8像素的任意的正方排列圖案構(gòu)成的基本排列圖案P4沿水平/垂直方向分別排列而成的排列。其結(jié)果是，濾色器排列具有前述的特征(I)。
[0153]另外，濾色器排列除了將相互相鄰的子排列組33彼此沿水平方向錯(cuò)開2像素間隔量這一點(diǎn)之外基本上與第四實(shí)施方式的濾色器排列相同。因此，濾色器排列包含G正方排列25，并且在任意的基 本排列圖案P4內(nèi)的濾色器排列的水平、垂直方向的各濾光片行內(nèi)分別配置R濾光片23R及B濾光片23B。而且，RGB像素的各像素?cái)?shù)的比率為1:2:1。由此，濾色器排列具有前述的特征(5)、(4)及(3)。
[0154]另外，濾色器排列中雖然相互相鄰的子排列組33的錯(cuò)開方向與第三實(shí)施方式不同，但是在相互相鄰的子排列組彼此錯(cuò)開2像素間隔量這一點(diǎn)上與第三實(shí)施方式相同。因此，濾色器排列滿足前述的條件1、條件2及條件3A，因此G濾光片23G配置于濾色器排列的水平、垂直及傾斜(NE、NW)方向的各濾光片行內(nèi)。由此，濾色器排列具有前述的特征(2)。
[0155]另外，基本排列圖案P4相對(duì)于該中心未形成點(diǎn)對(duì)稱。
[0156]如上述那樣，第五實(shí)施方式的濾色器排列具有與第一實(shí)施方式的濾色器排列的特征⑴、(2)、(3)、⑷及(5)相同的特征。
[0157][彩色攝像元件的第六實(shí)施方式]
[0158]圖16是表示本發(fā)明的單板式的彩色攝像元件的第六實(shí)施方式的圖，尤其是示出了彩色攝像元件的濾色器排列。上述第二實(shí)施方式至第五實(shí)施方式的濾色器排列由具有對(duì)應(yīng)于4X4像素的正方排列圖案的子排列(A排列27a及B排列27b)構(gòu)成。相對(duì)于此，第六實(shí)施方式的彩色攝像元件39的濾色器排列(以下，簡(jiǎn)稱為濾色器排列)由具有對(duì)應(yīng)于2X2像素的正方排列圖案的子排列構(gòu)成。
[0159]濾色器排列包括將A排列40a及B排列40b沿水平方向交替地排列而成的子排列組41a和將C排列40c及D排列40d沿水平方向交替地排列而成的子排列組41b，且子排列組41a與子排列組41b沿垂直方向交替配置。此外，在該濾色器排列中，垂直方向上相互相鄰的子排列組41a與子排列組41b沿水平方向相互錯(cuò)開I像素間隔量地配置。
[0160]在A排列40a中，沿著其兩條對(duì)角線中的左斜(NW)方向的對(duì)角線配置有G濾光片23G，沿著右斜(NE)方向的對(duì)角線配置有B濾光片23B。而且，B排列40b是將A排列40a的B濾光片23B置換成R濾光片23R所得到的結(jié)構(gòu)。[0161]在C排列40c中，沿著左斜(NW)方向的對(duì)角線配置有G濾光片23G，沿著右斜(NE)方向的對(duì)角線分別各配置有一個(gè)B濾光片23B、R濾光片23R。而且，D排列40d是使C排列40c的R濾光片23R與B濾光片23B的位置關(guān)系顛倒所得到的結(jié)構(gòu)。
[0162]上述結(jié)構(gòu)的濾色器排列也可以被當(dāng)作對(duì)應(yīng)于4X4像素的正方排列圖案的基本排列圖案P5沿水平/垂直方向分別排列而成的排列。另外，與上述第二實(shí)施方式等同樣地，基本排列圖案P5沒(méi)有限定為圖16所示的排列圖案，可以將對(duì)應(yīng)于4X4像素的任意的正方排列圖案設(shè)為基本排列圖案。其結(jié)果是，濾色器排列具有前述的特征(I)。
[0163]另外，濾色器排列滿足:各排列40a~40d具有對(duì)應(yīng)于2X2像素的排列圖案的條件1A、在各排列40a~40d的兩條對(duì)角線的一方上配置G濾光片23G的條件2A、相互相鄰的子排列組41a與子排列組41b錯(cuò)開I像素間隔量地配置的前述的條件3。
[0164]通過(guò)滿足條件IA及條件2A，在各排列40a~40d的水平/垂直方向的行上分別各配置一個(gè)G濾光片23G，因此G濾光片23G配置于濾色器排列的水平、垂直方向的各濾光片行內(nèi)。此時(shí)，僅僅是滿足條件IA及條件2A的話，G濾光片23G配置成棋盤式格紋狀，因此在濾色器排列中產(chǎn)生未配置G濾光片23G的傾斜方向(NE、NW)的行，但是通過(guò)還滿足條件3，G濾光片23G配置于濾色器排列的傾斜(NE、NW)方向的各濾光片行內(nèi)。由此，濾色器排列具有前述的特征(2)。
[0165]此外，在上述結(jié)構(gòu)的濾色器排列中，R濾光片23R及B濾光片23B分別配置于任意的基本排列圖案P5內(nèi)的濾色器排列的水平、垂直方向的各濾光片行內(nèi)。由此，濾色器排列具有前述的特征(4)。而且，任意的基本排列圖案P5內(nèi)的對(duì)應(yīng)于RGB濾光片23R、23B、23R的RGB像素的各像素?cái)?shù)為4像素、8像素、4像素。因此,RGB像素的各像素?cái)?shù)的比率為1:2:1,因此濾色器排列具有前述的特征(3)。
[0166]另外，基本排列圖案P5相對(duì)于其中心未形成點(diǎn)對(duì)稱，而且，在濾色器排列中不包含G正方排列25。
[0167]如上述那樣，第六實(shí)施方式的濾色器排列具有與第一實(shí)施方式的特征(I)、(2)、
(3)及⑷相同的特征。
[0168] 另外，第六實(shí)施方式的濾色器排列如圖17的A部分、B部分所示那樣在對(duì)彩色攝像元件39的奇數(shù)(也可以是偶數(shù))行進(jìn)行間拔讀出并驅(qū)動(dòng)時(shí)，如圖17的C部分所示，成為基本排列圖案P5a沿水平/垂直方向重復(fù)配置的排列。因此，即使在動(dòng)畫攝影時(shí)等對(duì)彩色攝像元件39進(jìn)行間拔讀出并驅(qū)動(dòng)的情況下，也能夠按照RGB濾光片23R、23G、23B的重復(fù)圖案進(jìn)行去馬賽克算法處理等。
[0169][彩色攝像元件的第七實(shí)施方式]
[0170]圖18是表示本發(fā)明的單板式的彩色攝像元件的第七實(shí)施方式的圖，尤其示出了彩色攝像元件的濾色器排列。在上述第六實(shí)施方式中，沿著各排列40a~40d的左斜(NW)方向的對(duì)角線配置有G濾光片23G，但是也可以如第七實(shí)施方式的彩色攝像元件45那樣沿著A、B、C、D排列46a~46d的右斜(NE)方向的對(duì)角線配置有G濾光片23G。
[0171]各排列46a~46d分別具有與將上述第六實(shí)施方式的各排列40a~40d在圖16中沿著順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)90°時(shí)的排列相同的圖案。由這樣的各排列46a~46d構(gòu)成的濾色器排列是除了 G濾光片23G的配置顛倒這一點(diǎn)之外與第六實(shí)施方式的濾色器排列基本上相同的排列圖案。[0172]另外，關(guān)于濾色器排列中包含的基本排列圖案P6，也是除了 G濾光片23G的配置顛倒這一點(diǎn)之外與第六實(shí)施方式的基本排列圖案P5基本上相同的排列圖案。因此，第七實(shí)施方式的濾色器排列也具有與第一實(shí)施方式的特征(I)、(2)、(3)及(4)相同的特征。
[0173]此外，如圖19的A部分~C部分所示，在對(duì)彩色攝像元件45的奇數(shù)(也可以為偶數(shù))行進(jìn)行間拔讀出并驅(qū)動(dòng)時(shí)，與第六實(shí)施方式同樣地，濾色器排列成為將基本排列圖案P6a沿水平/垂直方向重復(fù)配置而成的排列。
[0174][彩色攝像元件的第八實(shí)施方式]
[0175]圖20是表示本發(fā)明的單板式的彩色攝像元件的第八實(shí)施方式的圖，尤其是示出了彩色攝像元件的濾色器排列。上述第二實(shí)施方式至第五實(shí)施方式的濾色器排列由具有對(duì)應(yīng)于4X4像素的正方排列圖案的子排列構(gòu)成，但是在第八實(shí)施方式的彩色攝像元件48中，進(jìn)一步擴(kuò)大了子排列的大小。
[0176]彩色攝像元件48的濾色器排列(以下，簡(jiǎn)稱為濾色器排列)由具有對(duì)應(yīng)于6X6像素的正方排列圖案的子排列構(gòu)成，具體而言由A排列49a和B排列49b構(gòu)成。該濾色器排列是將第二實(shí)施方式的濾色器排列的A排列28a和B排列28b分別置換為A排列49a和B排列49b所得到的結(jié)構(gòu)。因此，濾色器排列將A排列49a及B排列49b沿水平方向交替排列而成的子排列組50沿垂直方向重復(fù)配置而成。而且，與第二實(shí)施方式同樣地，相互相鄰的子排列組50沿水平方向錯(cuò)開I像素間隔量地配置。
[0177]在A排列49a及B排列49b中，沿著兩條對(duì)角線配置G濾光片23G，并且R濾光片23R及B濾光片23B在濾色器排列的水平/垂直方向的各濾光片行內(nèi)各配置一個(gè)。此時(shí)，A排列49a及B排列49b在對(duì)角線上以外的部位也配置有G濾光片23G，以使G濾光片23G的個(gè)數(shù)多于R、B濾光片23R、23B各自的個(gè)數(shù)。
[0178]關(guān)于這樣的濾色器排列，也與上述第二實(shí)施方式等同樣地，也可以被當(dāng)作由對(duì)應(yīng)于12 X 12像素的正方排列圖案構(gòu)成的基本排列圖案P7沿水平/垂直方向分別排列而成的排列。而且，該濾色器排列除了擴(kuò)大了子排列(A排列49a及B排列49b)的大小這一點(diǎn)之外，基本上與第二實(shí)施方式的濾色器排列相同，因此與第二實(shí)施方式的濾色器排列同樣地具有前述的特征⑴、⑵、⑷及(5)。
[0179]此外，基本排列圖案P7內(nèi)的對(duì)應(yīng)于RGB濾光片23R、23B、23R的RGB像素的各像素?cái)?shù)為32像素、80像素、32像素。因此，RGB像素的各像素?cái)?shù)的比率為2:5:2,因此濾色器排列具有前述的特征(3)。
[0180]另外，基本排列圖案P7相對(duì)于其中心未形成點(diǎn)對(duì)稱。
[0181]如上述那樣，第八實(shí)施方式的濾色器排列具有與第一實(shí)施方式的濾色器排列的特征⑴、(2)、(3)、⑷及(5)相同的特征。
[0182]另外，即使在濾色器排列由具有對(duì)應(yīng)于8X8像素以上的NXN(N為偶數(shù))像素的排列圖案的子排列構(gòu)成的情況下，在將垂直方向上或水平方向上相互相鄰的子排列組彼此沿水平方向或垂直方向相互錯(cuò)開M像素間隔量地配置時(shí)，也具有與上述第二實(shí)施方式同樣的特征。在這種情況下，基本排列圖案成為對(duì)應(yīng)于任意的2NX2N像素的正方排列圖案。在此，M以將G濾光片23G配置于濾色器排列的水平、垂直及傾斜(NE、NW)方向的各濾光片行內(nèi)的方式根據(jù)子排列的大小適當(dāng)確定。
[0183]另外，在擴(kuò)大子排列的大小時(shí)，N優(yōu)選為10以下。這是因?yàn)?，?dāng)N超過(guò)10時(shí)(N>10)，去馬賽克算法等信號(hào)處理變得復(fù)雜化，相對(duì)于此無(wú)法得到增加基本排列圖案的大小所產(chǎn)生的額外的效果。
[0184][彩色攝像元件的第九實(shí)施方式]
[0185]圖21是表示本發(fā)明的單板式的彩色攝像元件的第九實(shí)施方式的圖，尤其是示出了彩色攝像元件的濾色器排列。在上述第二實(shí)施方式至第八實(shí)施方式中，將垂直方向上或水平方向上相鄰的子排列組錯(cuò)開M像素間隔量地配置，由此濾色器排列至少具有第一實(shí)施方式的濾色器排列的特征(I)、(2)、(3)及(4)。相對(duì)于此，在第九實(shí)施方式的彩色攝像元件52中，通過(guò)使相互相鄰的子排列內(nèi)的G濾光片23G的位置錯(cuò)開，能得到與上述第二實(shí)施方式至第八實(shí)施方式同樣的效果。
[0186]彩色攝像元件52的濾色器排列(以下，簡(jiǎn)稱為濾色器排列)包含將RGB濾光片23R、23G、23B以對(duì)應(yīng)于8 X 8像素的排列圖案排列而成的基本排列圖案P8，該基本排列圖案P8沿水平方向及垂直方向重復(fù)配置。因此，濾色器排列具有前述的特征(I)。
[0187]基本排列圖案P8由具有對(duì)應(yīng)于4X4像素的排列圖案的四個(gè)種類的子排列構(gòu)成。這四個(gè)種類的子排列是A排列53a、B排列53b、C排列53c、D排列53d，各排列53a~53d以相互沿水平/垂直方向相鄰的方式配置成行列狀。具體而言，A排列53a與B排列53b、C排列53c與D排列53d分別沿垂直方向相鄰。而且，A排列53a與C排列53c、B排列53b與D排列53d分別沿水平方向相鄰。
[0188]A排列53a及D排列53d與第二實(shí)施方式的B排列27b (也可以是A排列27a)相同。在B排列53b及C排列53c中，在從兩條對(duì)角線上沿垂直方向錯(cuò)開I像素間隔量的位置配置有G濾光片23 G。而且，在B排列53b及C排列53c中，R濾光片23R及B濾光片23B在濾色器排列的水平/垂直方向的各濾光片行內(nèi)配置一個(gè)以上。
[0189]這樣一來(lái)，在各排列53a~53d滿足上述條件1、而且G濾光片23G沿著在水平方向或垂直方向上相互相鄰的各排列53a~53d的一方的至少兩條對(duì)角線配置(條件4)、并且另一方的G濾光片23G的配置相對(duì)于該一方的G濾光片23G的配置而配置于錯(cuò)開Q (Q〈N)像素間隔量的位置時(shí)(條件5)，G濾光片23G配置于濾色器排列的水平、垂直及傾斜(NE、NW)方向的各濾光片行內(nèi)。由此，濾色器排列具有前述的特征(2)。
[0190]另外，在滿足前述的條件4時(shí)，在濾色器排列中含有G正方排列25。由此，濾色器排列具有前述的特征(5)。
[0191]R濾光片23R及B濾光片23B在各子排列(各排列53a~53d)內(nèi)，配置于濾色器排列的水平、垂直方向的各濾光片行內(nèi)。因此，R濾光片23R及B濾光片23B在基本排列圖案P8內(nèi)，也配置于濾色器排列的水平、垂直方向的各濾光片行內(nèi)。因此，濾色器排列具有前述的特征⑷。
[0192]此外，在第九實(shí)施方式中，基本排列圖案P8內(nèi)的對(duì)應(yīng)于RGB濾光片23R、23B、23R的RGB像素的各像素?cái)?shù)為18像素、28像素、18像素。因此，RGB像素的各像素?cái)?shù)的比率為1: 1.6:1，因此濾色器排列具有前述的特征(3)。
[0193]另外，基本排列圖案P8相對(duì)于其中心未形成點(diǎn)對(duì)稱。
[0194]如上述那樣，第九實(shí)施方式的濾色器排列具有與第一實(shí)施方式的濾色器排列的特征⑴、(2)、(3)、⑷及(5)相同的特征。
[0195]另外，在上述第九實(shí)施方式的濾色器排列中，相對(duì)于A排列53a及D排列53d內(nèi)的G濾光片23G的配置，將B排列53b及C排列53c內(nèi)的G濾光片23G的配置向圖中上方錯(cuò)開I像素間隔量，但也可以向圖中下方或圖中左右方向(水平方向)錯(cuò)開I像素間隔量地配置。
[0196][彩色攝像元件的第十實(shí)施方式]
[0197]圖22是表示本發(fā)明的單板式的彩色攝像元件的第十實(shí)施方式的圖，尤其示出了彩色攝像元件的濾色器排列。在上述第九實(shí)施方式中，相對(duì)于A排列53a及D排列53d內(nèi)的G濾光片23G的配置,將B排列53b及C排列53c的G濾光片23G的配置分別向同方向錯(cuò)開。相對(duì)于此，在第十實(shí)施方式的彩色攝像元件55中，使B排列及C排列內(nèi)的G濾光片23G的配置的錯(cuò)開方向不同。
[0198]彩色攝像元件55的濾色器排列(以下，簡(jiǎn)稱為濾色器排列)包含將RGB濾光片23R、23G、23B以對(duì)應(yīng)于8 X 8像素的排列圖案排列而成的基本排列圖案P9，該基本排列圖案P9沿水平方向及垂直方向重復(fù)配置。因此，濾色器排列具有前述的特征(I)。
[0199]基本排列圖案P9是與第九實(shí)施方式的基本排列圖案P8基本上相同的圖案。但是，基本排列圖案P9具有與基本排列圖案P8的B排列53b及C排列53c分別不同的B排列53bl及C排列53cl。
[0200]B排列53bl內(nèi)的G濾光片23G的配置相對(duì)于A排列53a及D排列53d的G濾光片23G的配置，向圖中右方(水平方向)錯(cuò)開I像素間隔量。另一方面，C排列53cl內(nèi)的G濾光片23G的配置相對(duì)于 A排列53a及D排列53d內(nèi)的G濾光片23G的配置，向圖中左方(水平方向)錯(cuò)開I像素間隔量。
[0201]這樣一來(lái)，即使在各排列53a、53bl、53cl、53d滿足上述條件I及條件4、且B排列53b及C排列53c內(nèi)的G濾光片23G的配置相對(duì)于A排列53a及D排列53d內(nèi)的G濾光片23G的配置而分別沿不同的方向配置于錯(cuò)開Q(Q〈N)像素間隔量的位置時(shí)(條件5A)，G濾光片23G也配置于濾色器排列的水平、垂直及傾斜(NE、NW)方向的各濾光片行內(nèi)。由此，濾色器排列具有前述的特征(2)。而且，濾色器排列由于包含G正方排列25，因此具有前述的特征(5)。
[0202]R濾光片23R及B濾光片23B與第九實(shí)施方式同樣地，在基本排列圖案P9內(nèi)，配置于濾色器排列的水平、垂直方向的各濾光片行內(nèi)。因此，濾色器排列具有前述的特征(4)。
[0203]另外，RGB像素的各像素?cái)?shù)的比率由于與第九實(shí)施方式相同，因此濾色器排列具有前述的特征⑶。
[0204]另外，基本排列圖案P9相對(duì)于其中心未形成點(diǎn)對(duì)稱。
[0205]如上述那樣，第十實(shí)施方式的濾色器排列具有與第一實(shí)施方式的濾色器排列的特征⑴、(2)、(3)、⑷及(5)相同的特征。
[0206]另外，在上述第十實(shí)施方式的濾色器排列中，相對(duì)于A排列53a及D排列53d內(nèi)的G濾光片23G的配置，B排列53bl及C排列53cI內(nèi)的G濾光片23G的配置向圖中右方向、圖中左方向分別錯(cuò)開I像素間隔量，但是各配置的錯(cuò)開方向可以在濾色器排列具有前述的特征(2)的范圍內(nèi)適當(dāng)變更。而且，可以將B排列53bl及C排列53cl中的一方的G濾光片23G的配置沿水平方向錯(cuò)開，并將另一方的G濾光片23G的配置沿垂直方向錯(cuò)開。
[0207][彩色攝像元件的第十一實(shí)施方式]
[0208]圖23是表示本發(fā)明的單板式的彩色攝像元件的第十一實(shí)施方式的圖，尤其是示出了彩色攝像元件的濾色器排列。上述第九及第十實(shí)施方式的基本排列圖案P8、P9由具有對(duì)應(yīng)于4X4像素的正方排列圖案的子排列構(gòu)成，但是在第十一實(shí)施方式的彩色攝像元件57中，進(jìn)一步擴(kuò)大了子排列的大小。
[0209]彩色攝像元件57的濾色器排列(以下，簡(jiǎn)稱為濾色器排列)包含將RGB濾光片23R、23G、23B以對(duì)應(yīng)于12 X 12像素的排列圖案排列而成的基本排列圖案P10，該基本排列圖案PlO沿水平方向及垂直方向重復(fù)配置。因此，濾色器排列具有前述的特征(I)。
[0210]基本排列圖案PlO與上述第九 及第十實(shí)施方式同樣地，由以相互沿水平/垂直方向相鄰的方式配置成行列狀的A排列58a、B排列58b、C排列58c及D排列58d構(gòu)成。各排列58a~58d通過(guò)將RGB濾光片23R、23G、23B以對(duì)應(yīng)于6X6像素的排列圖案排列而成。
[0211]這樣的各排列58a~58d除了將各自的大小擴(kuò)大且在A排列58a及D排列58d內(nèi)的對(duì)角線上以外的部位也配置G濾光片23G而且將B排列58b的錯(cuò)開方向變更為圖中上方向這幾點(diǎn)之外，與第十實(shí)施方式的各排列53a、53bl、53cl、53d基本相同。因此,濾色器排列與第十實(shí)施方式同樣地具有前述的特征(2)、(4)及(5)。
[0212]另外，基本排列圖案PlO內(nèi)的對(duì)應(yīng)于RGB濾光片23R、23B、23R的RGB像素的各像素?cái)?shù)為36像素、72像素、36像素。因此，RGB像素的各像素?cái)?shù)的比率為1:2:1,因此濾色器排列具有前述的特征(3)。
[0213]另外，基本排列圖案PlO相對(duì)于其中心未形成點(diǎn)對(duì)稱。
[0214]如上述那樣，第十一實(shí)施方式的濾色器排列具有與第一實(shí)施方式的濾色器排列的特征⑴、(2)、(3)、⑷及(5)相同的特征。
[0215]另外，雖然圖示省略，但是即使在基本排列圖案由具有對(duì)應(yīng)于8X8像素以上的NXN(N為偶數(shù))像素的排列圖案的子排列構(gòu)成的情況下，也具有與上述第九或第十實(shí)施方式同樣的特征。在此，也如上述那樣當(dāng)N超過(guò)10時(shí)，去馬賽克算法等信號(hào)處理變得復(fù)雜化，而且無(wú)法得到增大基本排列圖案的大小所產(chǎn)生的額外的效果，因此N優(yōu)選為10以下。
[0216]另外，在第九實(shí)施方式至第十一實(shí)施方式中，相對(duì)于A排列及D排列內(nèi)的G濾光片23G的配置，將B排列及C排列內(nèi)的G濾光片23G的配置分別錯(cuò)開I像素間隔量，但是在濾色器排列具有前述的特征(2)的范圍內(nèi)，可以使G濾光片23G的配置的錯(cuò)開量在2~Q像素間隔的范圍內(nèi)變化。而且，也可以使濾色器排列內(nèi)的、A排列及D排列的位置與B排列及C排列的位置顛倒。
[0217][其他]
[0218]上述各實(shí)施方式的R濾光片23R及B濾光片23B的配置并未限定為圖3~圖23所示的配置，在至少滿足前述的特征(4)的范圍內(nèi)可以適當(dāng)變更。
[0219]在上述第二實(shí)施方式至第八實(shí)施方式中，相對(duì)于沿垂直方向或水平方向配置為第奇數(shù)個(gè)的子排列組，將配置為第偶數(shù)個(gè)的子排列組沿同方向錯(cuò)開，由此使各子排列組的錯(cuò)開方向沿濾色器排列的垂直方向或水平方向交替地互不相同，但是在濾色器排列具有前述的特征(2)的范圍內(nèi)，可以適當(dāng)變更各子排列組的錯(cuò)開方向。
[0220][變形例]
[0221]另外，在上述的各實(shí)施方式中，說(shuō)明了采用綠(G)作為第一色并采用紅(R)及藍(lán)(B)作為第二色的例子，但是在濾色器中可使用的顏色并未限定為這些顏色，也可以使用與滿足以下的條件的顏色對(duì)應(yīng)的濾色器。[0222]<第一濾光片(第一色)的條件>
[0223]在上述各實(shí)施方式中，作為本發(fā)明的具有第一色的第一濾光片，列舉G色的G濾光片為例進(jìn)行了說(shuō)明，但是也可以取代G濾光片，或者取代G濾光片的一部分，使用滿足下述條件(I)至條件(4)中的任一個(gè)的濾光片。
[0224]〔條件(I)〕
[0225]條件(I)是用于獲得亮度信號(hào)的貢獻(xiàn)率為50%以上。該貢獻(xiàn)率50%是為了對(duì)本發(fā)明的第一色(G色等)與第二色(R、B色等)進(jìn)行區(qū)別而確定出的值，是以用于獲得亮度數(shù)據(jù)的貢獻(xiàn)率相對(duì)地比R色、B色等高的顏色包含于“第一色”的方式確定出的值。
[0226]另外，貢獻(xiàn)率小于50%的顏色成為本發(fā)明的第二色(R色、B色等)，具有該顏色的濾光片成為本發(fā)明的第二濾光片。
[0227]〔條件⑵〕
[0228]條件⑵是濾光片的透過(guò)率的峰值處于波長(zhǎng)480nm以上且570nm以下的范圍內(nèi)。濾光片的透過(guò)率使用例如由分光光度計(jì)測(cè)定出的值。該波長(zhǎng)范圍是為了將本發(fā)明的第一色(G色等)與第二色(R、B色等)進(jìn)行區(qū)別而確定出的范圍，是以不包含前述的貢獻(xiàn)率相對(duì)降低的R色、B色等的峰值且包含貢獻(xiàn)率相對(duì)升高的G色等的峰值的方式確定出的范圍。因此，可以使用透過(guò)率的峰值處于波長(zhǎng)480nm以上且570nm以下的范圍內(nèi)的濾光片作為第一濾光片。另外，透過(guò)率的峰值為波長(zhǎng)480nm以上且570nm以下的范圍外的濾光片成為本發(fā)明的第二濾光片(R濾光片、B濾光片)。
[0229]〔條件⑶〕
[0230]條件(3)是波長(zhǎng)500nm以上且560nm以下的范圍內(nèi)的透過(guò)率比第二濾光片(R濾光片或B濾光片)的透過(guò)率高。在該條件(3)下，濾光片的透過(guò)率也使用例如由分光光度計(jì)測(cè)定出的值。該條件(3)的波長(zhǎng)范圍也是為了對(duì)本發(fā)明的第一色(G色等)與第二色(R、B色等)進(jìn)行區(qū)別而確定出的范圍，是具有前述的貢獻(xiàn)率相對(duì)地比R色或B色等高的顏色的濾光片的透過(guò)率高于RB濾光片等的透過(guò)率的范圍。因此，可以使用在透過(guò)率為波長(zhǎng)500nm以上且560nm以下的范圍內(nèi)相對(duì)高的濾光片作為第一濾光片，并使用透過(guò)率相對(duì)低的濾光片作為第二濾光片。
[0231]〔條件⑷〕
[0232]條件(4)是使用包含三原色中的最有助于亮度信號(hào)的顏色(例如RGB中的G色)和與這三原色不同的顏色的兩種顏色以上的濾光片作為第一濾光片。在這種情況下，第一濾光片的各色以外的顏色所對(duì)應(yīng)的濾光片成為第二濾光片。
[0233]<多個(gè)種類的第一濾光片(G濾光片)>
[0234]因此，作為第一濾光片的G色的G濾光片并未限定為一個(gè)種類，也可以使用例如多個(gè)種類的G濾光片(Gl濾光片、G2濾光片)作為第一濾光片。即上述的各實(shí)施方式的濾色器(基本排列圖案)的G濾光片可以適當(dāng)置換成Gl濾光片或G2濾光片。Gl濾光片使第一波長(zhǎng)帶域的G光透過(guò)，G2濾光片使與Gl濾光片相關(guān)性高的第二波長(zhǎng)帶域的G光透過(guò)(參照?qǐng)D24)。
[0235]作為Gl濾光片，可以使用現(xiàn)存的G濾光片(例如第一實(shí)施方式的G濾光片)。而且，作為G2濾光片，可以使用與Gl濾光片相關(guān)性高的濾光片。在這種情況下，配置G2濾光片的受光元件的分光靈敏度曲線的峰值優(yōu)選處于例如波長(zhǎng)500nm至535nm的范圍(配置現(xiàn)存的G濾光片的受光元件的分光靈敏度曲線的峰值的附近)。另外，決定四種顏色(R、G1、G2、B)的濾色器的方法使用例如日本特開2003-284084號(hào)記載的方法。
[0236]將如此通過(guò)彩色攝像元件而取得的圖像的顏色分為四個(gè)種類，并使取得的顏色信息增加，由此與僅取得三個(gè)種類的顏色(RGB)的情況相比，能夠更準(zhǔn)確地表現(xiàn)出顏色。即，能夠?qū)⒀劬雌饋?lái)不同的顏色再現(xiàn)為不同的顏色，并將眼睛看起來(lái)相同的顏色再現(xiàn)為相同的顏色(提高“顏色的判別性”)。
[0237]另外，Gl、G2濾光片的透過(guò)率與第一實(shí)施方式的G濾光片的透過(guò)率基本相同，因此用于獲得亮度信號(hào)的貢獻(xiàn)率高于50%。因此，G1、G2濾光片滿足前述的條件(I)。
[0238]另外，在表示濾色器排列(受光元件)的分光靈敏度特性的圖24中，各Gl、G2濾光片的透過(guò)率的峰值(各G像素的靈敏度的峰值)處于波長(zhǎng)480nm以上且570nm以下的范圍內(nèi)。各G1、G2濾光片的透過(guò)率在波長(zhǎng)500nm以上且560nm以下的范圍內(nèi)，高于RB濾光片的透過(guò)率。因此，各Gl、G2濾光片也滿足前述的條件(2)、(3)。
[0239]另外，各Gl、G2濾光片的配置、個(gè)數(shù)可以適當(dāng)變更。而且，也可以將G濾光片的種類增加為三個(gè)種類以上。
[0240]〈透明濾光片(W濾光片)>
[0241]在上述的實(shí)施方式中，主要示出了由與RGB色對(duì)應(yīng)的彩色濾光片構(gòu)成的濾色器，但是也可以將這些彩色 濾光片的一部分設(shè)為透明濾光片W(白色像素)。尤其是優(yōu)選取代第一濾光片(G濾光片)的一部分而配置透明濾光片W。通過(guò)如此將G像素的一部分置換成白色像素，即使像素大小微小化也能抑制顏色再現(xiàn)性的劣化。
[0242]透明濾光片W是透明色(第一色)的濾光片。透明濾光片W能夠使與可見光的波長(zhǎng)域?qū)?yīng)的光透過(guò)，例如是RGB的各色的光的透過(guò)率為50%以上的濾光片。透明濾光片W的透過(guò)率比G濾光片高，因此用于獲得亮度信號(hào)的貢獻(xiàn)率也比G色(60% )高，滿足前述的條件⑴。
[0243]在表示濾色器排列(受光元件)的分光靈敏度特性的圖25中，透明濾光片W的透過(guò)率的峰值(白色像素的靈敏度的峰值)處于波長(zhǎng)480nm以上且570nm以下的范圍內(nèi)。而且，透明濾光片W的透過(guò)率處于波長(zhǎng)500nm以上且560nm以下的范圍內(nèi)，比RB濾光片的透過(guò)率高。因此，透明濾光片W也滿足前述的條件(2)、(3)。另外，關(guān)于G濾光片也與透明濾光片W同樣地滿足前述的條件(I)~(3)。
[0244]這樣一來(lái)，透明濾光片W滿足前述的條件⑴~(3)，因此可以作為本發(fā)明的第一濾光片使用。另外，在濾色器排列中，將RGB三原色中的最有助于亮度信號(hào)的G色所對(duì)應(yīng)的G濾光片的一部分置換成透明濾光片W，因此也滿足前述的條件(4)。
[0245]<翠綠色濾光片(E濾光片)>
[0246]在上述的實(shí)施方式中，主要示出了由與RGB色對(duì)應(yīng)的彩色濾光片構(gòu)成的濾色器，但也可以將這些彩色濾光片的一部分設(shè)為其他彩色濾光片，例如與翠綠(E)色對(duì)應(yīng)的濾光片E (翠綠色像素)。尤其是可以取代第一濾光片(G濾光片)的一部分而配置翠綠色濾光片(E濾光片)。通過(guò)如此使用將G濾光片的一部分由E濾光片置換后的四種顏色的濾色器排列，能夠提聞売度聞的區(qū)域成分的再現(xiàn)，減少銀齒，并提聞分辨率感。
[0247]在表示濾色器排列(受光元件)的分光靈敏度特性的圖26中，翠綠色濾光片E的透過(guò)率的峰值(E像素的靈敏度的峰值)處于波長(zhǎng)480nm以上且570nm以下的范圍內(nèi)。而且，翠綠色濾光片E的透過(guò)率在波長(zhǎng)500nm以上且560nm以下的范圍內(nèi)，高于RB濾光片的透過(guò)率。因此，翠綠色濾光片E滿足前述的條件(2)、(3)。而且，在濾色器排列中，將RGB三原色中的最有助于亮度信號(hào)的G色所對(duì)應(yīng)的G濾光片的一部分置換成翠綠色濾光片E，因此也滿足前述的條件(4)。
[0248]另外，在圖26所示的分光特性中，翠綠色濾光片E在比G濾光片靠短波長(zhǎng)的一側(cè)具有峰值，但有時(shí)也在比G濾光片靠長(zhǎng)波長(zhǎng)的一側(cè)具有峰值(看起來(lái)稍接近黃色的顏色)。這樣一來(lái)，作為翠綠色濾光片E，能夠選擇滿足本發(fā)明的各條件的翠綠色濾光片，例如，也可以選擇滿足條件(I)那樣的翠綠色濾光片E。
[0249]<其他顏色的種類>
[0250]在上述的各實(shí)施方式中，說(shuō)明了由原色RGB的濾色器構(gòu)成的濾色器排列，但是本發(fā)明也可以應(yīng)用于例如向原色RGB的互補(bǔ)色即C(青色)、M(品紅色)、Y(黃色)添加了 G的四種顏色的互補(bǔ)色系的濾色器的濾色器排列。在這種情況下，也將滿足上述條件(I)~
(4)中的任一個(gè)的濾色器作為本發(fā)明的第一濾光片，并將其他濾色器作為第二濾光片。
[0251]〈蜂窩配置〉
[0252]上述各實(shí)施方式的各濾色器排列包含各色的濾色器沿水平方向(H)及垂直方向(V) 二維排列而成的基本排列圖案，且該基本排列圖案沿水平方向(H)及垂直方向(V)重復(fù)配置，但是本發(fā)明沒(méi)有限定于此。
[0253]例如，也可以使用將上述的各實(shí)施方式的基本排列圖案繞光軸旋轉(zhuǎn)了 45°而得到的所謂蜂窩排列狀的基本排列圖案，并由將基本排列圖案沿傾斜方向(NE、NW)重復(fù)配置而成的排列圖案構(gòu)成濾色器。
[0254]此外，本發(fā)明沒(méi)有限定為上述的實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種變形，這是不言而喻的。
[0255]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0256] 9…數(shù)碼相機(jī)，12、26、30、32、36、39、45、48、52、55、57…彩色攝像元件，23R…R濾光片，23G…G 濾光片，23B…B 濾光片，24a、27a、40a、46a、49a、53a、58a…A 排列，24b、27b、40b、46b、49b、53b、53b 1、58b …B 排列，40c、46c、53c、53c 1、58c...C 排列，40d、46d、53d、58cl...D 排列，28、33、41a、41b、50…子排列組，P、Pl、Pla、P2、P3、P4、P5、P5a、P6、P6a、P7、P8、P9、P10...基本排列圖案。
【權(quán)利要求】
1.一種彩色攝像元件，是在由排列于水平方向及垂直方向的光電轉(zhuǎn)換元件構(gòu)成的多個(gè)像素上配置濾色器而成的單板式的彩色攝像元件， 上述濾色器的排列包含上述濾色器以與NXN像素對(duì)應(yīng)的排列圖案排列而成的子排列，將上述子排列沿上述水平方向及垂直方向中的任一方向排列而成的子排列組在上述水平方向及垂直方向中的另一方向上重復(fù)地配置，且在上述另一方向上相互相鄰的上述子排列組彼此沿上述一方向錯(cuò)開M像素間隔量地配置，N為偶數(shù)，M小于N， 上述濾色器包含與一種顏色以上的第一色對(duì)應(yīng)的第一濾光片和與用于獲得亮度信號(hào)的貢獻(xiàn)率低于上述第一色的兩種顏色以上的第二色對(duì)應(yīng)的第二濾光片，而且上述第一濾光片所對(duì)應(yīng)的第一色的像素?cái)?shù)的比率大于上述第二濾光片所對(duì)應(yīng)的第二色的各色的像素?cái)?shù)的比率， 上述第一濾光片沿著上述子排列的至少對(duì)角線配置， 與上述第二色的各色對(duì)應(yīng)的上述第二濾光片在上述濾色器的排列內(nèi)的沿上述水平方向及垂直方向重復(fù)配置的基本排列圖案內(nèi)，即在上述濾色器的排列所含的任意的2NX2N像素所對(duì)應(yīng)的基本排列圖案內(nèi)，在上述濾色器的排列的水平、垂直方向的各濾光片行內(nèi)配置一個(gè)以上， 上述M被設(shè)定為上述第一濾光片在上述濾色器的排列的水平、垂直、斜右上及斜右下方向的各濾光片行內(nèi)配置一個(gè)以上的值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色攝像元件，其中， 上述基本排列圖 案中，相互相鄰的上述子排列組分別所含的上述子排列分別包含一個(gè)以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的彩色攝像元件，其中， 上述N為4以上的偶數(shù)，上述第一濾光片沿著上述子排列的至少兩條對(duì)角線配置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的彩色攝像元件，其中， 上述第二色的各色的上述第二濾光片在上述子排列內(nèi)在上述濾色器的排列的水平及垂直方向的各濾光片行內(nèi)配置一個(gè)以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的彩色攝像元件，其中， 上述濾色器的排列包含由上述第一濾光片構(gòu)成的與2X2像素對(duì)應(yīng)的正方排列。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色攝像元件，其中， 在上述N為2時(shí)，上述第一濾光片沿著上述子排列的一條對(duì)角線配置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~6中任一項(xiàng)所述的彩色攝像元件，其中， 在上述另一方向上配置成第偶數(shù)個(gè)的上述子排列組相對(duì)于在上述另一方向上配置成第奇數(shù)個(gè)的上述子排列組沿同方向錯(cuò)開上述M像素間隔量地配置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1~7中任一項(xiàng)所述的彩色攝像元件，其中， 上述N為10以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求1~8中任一項(xiàng)所述的彩色攝像元件，其中， 上述第一色為綠色(G)，上述第二色為紅色(R)及藍(lán)色(B)。
10.一種攝像裝置，具備權(quán)利要求1~9中任一項(xiàng)所述的彩色攝像元件。
【文檔編號(hào)】H04N9/07GK104025578SQ201280065005
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月27日
【發(fā)明者】田中誠(chéng)二, 河合智行, 林健吉 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社