彩色摄像元件以及摄像装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供能够提高去马赛克算法处理时的高频图像信号的再现特性并且与以往相比能够简化后段处理的彩色摄像元件、以及采用了这种彩色摄像元件的摄像装置。滤色器排列(22)由沿水平以及垂直方向重复配置的3×3的基本排列图案(P1)构成。基本排列图案(P1)由将G滤光片(23G)沿水平方向配置而成的G滤光片排列(25)、将RGB滤光片(23R、23G、23B)沿水平方向配置而成的第一以及第二RGB滤光片排列(26、27)构成。使G色的像素数的比率大于RB的各颜色像素数的比率。将G滤光片(23G)配置在滤色器排列(22)的水平、垂直以及倾斜方向的各滤光片行内。在基本排列图案(P1)的垂直方向的一个滤光片行内分别配置有RB滤光片(23R、23B)，在其他滤光片行内配置有RB滤光片(23R、23B)中的任一个。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】彩色摄像元件以及摄像装置
本专利技术涉及在像素上配置滤色器而成的单板式彩色摄像元件以及具有这种彩色摄像元件的摄像装置。
技术介绍
在单板式彩色摄像元件中，分别在各像素上设有单色的滤色器，所以各像素只具有单色的颜色信息。因此，单板式彩色摄像元件的输出图像是图像(马赛克图像)，所以通过根据周围的像素对缺失颜色的像素进行插值的处理(去马赛克算法处理)而获得多通道图像。在该情况下成为问题的是高频的图像信号的再现特性。 作为单板式彩色摄像元件中最广泛采用的滤色器的颜色排列的原色系拜耳排列将绿色(￠)像素配置成棋盘式格纹状，并按线顺序配置红色(?、蓝色(8),因此，生成6信号为倾斜方向且18信号为水平、垂直方向的高频信号时的再现精度成为问题。 在图21(4)部所不的黑白的纵条纹图案(闻频图像)入射到具有图21 (8)部所不的拜耳排列的滤色器的彩色摄像元件的情况下，若将其分配成拜耳颜色排列并对各颜色进行比较，则如图21(0部至⑶部所示，I？成为较淡的均匀的马赛克状的彩色图像，8成为较浓的均匀的马赛克状的彩色图像，6成为浓淡的马赛克状的彩色图像。即，本来为黑白图像，在如8之间没有浓度差(电平差)，但根据颜色排列与输入频率而成为在图像上着色的状态。 同样，在将图22⑷部所不的倾斜的黑白闻频图像入射到具有图22⑶部所不的拜耳排列的滤色器的摄像元件的情况下，若将其分配成拜耳颜色排列并对各颜色进行比较，则如图22(0部至(￡)部所示，8与8成为较淡的均匀的彩色图像，成为较浓的均匀的彩色图像。若将黑色值设为0、将白色值设为255，则由于倾斜的黑白高频图像中仅6为255，因此会变成绿色。如此，在拜耳排列中无法正确地再现倾斜的高频图像。 一般而言，在使用单板式彩色摄像元件的摄像装置中，将由水晶等双折射物质构成的光学低通滤光片配置在彩色摄像元件的前表面上，通过光学性地降低高频而进行回避。但是，在该方法中存在如下问题:虽然能够减轻因高频信号的重叠而产生的着色，但分辨率会因该弊端而下降。 为了解决这种问题，提出有一种将彩色摄像元件的滤色器排列设为三色随机排列的彩色摄像元件，其中上述三色随机排列满足下述排列限制条件:任意关注像素与含有关注像素的颜色的三种颜色在关注像素的四边中的任一边相邻(专利文献1)。 另外，提出有一种滤色器排列的图像传感器(彩色摄像元件)，上述滤色器排列具有分光灵敏度不同的多个滤光片，其中第一滤光片与第二滤光片以第一预定周期交替地配置在图像传感器的像素格子的一对角线方向上，并且以第二预定周期交替地配置在图像传感器的像素格子的另一对角线方向上(专利文献2)。 此外，提出有一种下述颜色排列:在的三原色的彩色固体摄像元件(彩色摄像元件)中，通过将水平地配置有118的三个像素的组交错地配置在垂直方向上，使1--各自的出现概率均等，并且使摄影面上的任意直线(水平、垂直、倾斜的直线)通过全部的颜色(专利文献3)。 此外，提出有一种下述彩色摄像元件:RGB的三原色中的R、B分别在水平方向以及垂直方向上隔着三个像素而配置，并在这些R、B之间配置G (专利文献4)。 专利文献1:日本特开2000 - 308080号公报 专利文献2:日本特开2005 - 136766号公报 专利文献3:日本特开平11 - 285012号公报 专利文献4:日本特开平8 - 23543号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题 专利文献I所记载的彩色摄像元件存在如下问题:由于滤色器排列是随机的，因此在进行后段的去马赛克算法处理时，需要对每个随机图案进行最优化，去马赛克算法处理变得复杂。在此，去马赛克算法处理是指根据与单板式彩色摄像元件的滤色器排列相伴的RGB的马赛克图像对应每个像素算出(以去马赛克算法的方式转换)RGB的全部的颜色信息的处理，也称为去马赛克算法(7 ?)处理或者去马赛克算法(同時化)处理(在本说明书中相同)。 另外，专利文献2所记载的彩色摄像元件中，由于G像素(亮度像素)配置成棋盘式格纹状，因此存在边界分辨率区域(尤其是倾斜方向)的像素再现精度不良的问题。 专利文献3所记载的彩色摄像元件中，由于RGB的像素数的比率相等，所以有高频再现性与拜耳排列相比下降的问题。另外，在拜耳排列的情况下，为了得到亮度信号贡献最多的G像素数的比率是R、B各自的像素数的2倍。 另一方面，专利文献4所记载的彩色摄像元件中，G像素数相对于R、B各自的像素数的比率为6倍，与拜耳排列相比也非常高，颜色再现性会下降。另外，由于专利文献4所记载的彩色摄像元件的滤色器排列将对应于6X4像素的排列图案重复配置在水平方向上，所以在进行后段的去马赛克算法处理时，能够按照重复排列图案进行处理。因此，与专利文献I的滤色器排列相比，能够简化后段的处理。 但是，构成专利文献4的滤色器排列的重复排列图案是6X4的比较大的尺寸，该重复排列图案的尺寸越大，则去马赛克算法等的信号处理越复杂化。其结果是，即使采用专利文献4的彩色摄像元件，后段的处理的简化也有局限性。 本专利技术鉴于上述情况而作出，其目的是提供一种彩色摄像元件，能够提高去马赛克算法处理时的高频图像信号的再现特性，并且与以往相比能够简化后段的处理。另外，本专利技术的目的是提供采用这种彩色摄像元件的摄像装置。 用于解决课题的手段 用于达到本专利技术的目的的彩色摄像元件是在多个像素上配置滤色器而成的单板式彩色摄像元件，多个像素由排列在第一方向以及与第一方向垂直的第二方向上的光电转换元件构成，滤色器的排列包含将滤色器沿第一方向以及第二方向以对应于ΝΧΝ(Ν为3以上的自然数)像素的排列图案进行排列而成的基本排列图案，并且基本排列图案在第一方向以及第二方向上重复配置，滤色器包含:与一种颜色以上的第一颜色对应的第一滤光片；以及与用于获得亮度信号的贡献率比第一颜色低的两种颜色以上的第二颜色对应的第二滤光片，并且对应于第一滤光片的第一颜色的总像素数的比率大于对应于第二滤光片的第二颜色的各颜色的像素数的比率，基本排列图案包含:使第一滤光片沿着第一方向排列而成的一列第一滤光片排列；以及使第一滤光片及与第二颜色的各颜色对应的第二滤光片沿着第一方向排列而成的两列以上的第二滤光片排列，第一滤光片在包含滤色器的排列的第一方向、第二方向以及相对于第一方向及第二方向而倾斜的第三方向及第四方向在内的各方向的滤光片行内配置有一个以上，第二颜色的各颜色中的至少一种颜色的第二滤光片在基本排列图案的第二方向的滤光片行内配置有一个以上。 另外，用于达到本专利技术的目的的彩色摄像元件是在多个像素上配置滤色器而成的单板式彩色摄像元件，多个像素由排列在第一方向以及与第一方向垂直的第二方向上的光电转换元件构成，滤色器的排列包含将滤色器沿第一方向以及第二方向以对应于XXX⑶为3以上的自然数)像素的排列图案进行排列而成的基本排列图案，并且基本排列图案在第一方向以及第二方向上重复配置，滤色器包含:透过率的峰值处于波长为480=0以上且57011111以下的范围内的与一种颜色以上的第一颜色对应的第一滤光片；以及透过率的峰值处于范围外的与两种颜色以上的第二颜色对应的第二滤光片，并且对应于第一滤光片的第一颜色的总像素数的比率大于对应于第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种彩色摄像元件，是在多个像素上配置滤色器而成的单板式彩色摄像元件，所述多个像素由排列在第一方向以及与第一方向垂直的第二方向上的光电转换元件构成，所述滤色器的排列包含将所述滤色器沿所述第一方向以及第二方向以对应于N×N像素的排列图案进行排列而成的基本排列图案，并且该基本排列图案在所述第一方向以及第二方向上重复配置，其中N为3以上的自然数，所述滤色器包含：与一种颜色以上的第一颜色对应的第一滤光片；以及与用于获得亮度信号的贡献率比所述第一颜色低的两种颜色以上的第二颜色对应的第二滤光片，并且对应于所述第一滤光片的所述第一颜色的总像素数的比率大于对应于所述第二滤光片的所述第二颜色的各颜色的像素数的比率，所述基本排列图案包含：使所述第一滤光片沿着所述第一方向排列而成的一列第一滤光片排列；以及使所述第一滤光片及与所述第二颜色的各颜色对应的所述第二滤光片沿着所述第一方向排列而成的两列以上的第二滤光片排列，所述第一滤光片在包含所述滤色器的排列的所述第一方向、所述第二方向以及相对于所述第一方向及第二方向而倾斜的第三方向及第四方向在内的各方向的滤光片行内配置有一个以上，所述第二颜色的各颜色中的至少一种颜色的所述第二滤光片在所述基本排列图案的所述第二方向的滤光片行内配置有一个以上。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.06 JP 2012-1526801.一种彩色摄像元件，是在多个像素上配置滤色器而成的单板式彩色摄像元件，所述多个像素由排列在第一方向以及与第一方向垂直的第二方向上的光电转换元件构成， 所述滤色器的排列包含将所述滤色器沿所述第一方向以及第二方向以对应于NXN像素的排列图案进行排列而成的基本排列图案，并且该基本排列图案在所述第一方向以及第二方向上重复配置，其中N为3以上的自然数， 所述滤色器包含:与一种颜色以上的第一颜色对应的第一滤光片；以及与用于获得亮度信号的贡献率比所述第一颜色低的两种颜色以上的第二颜色对应的第二滤光片，并且对应于所述第一滤光片的所述第一颜色的总像素数的比率大于对应于所述第二滤光片的所述第二颜色的各颜色的像素数的比率， 所述基本排列图案包含:使所述第一滤光片沿着所述第一方向排列而成的一列第一滤光片排列；以及使所述第一滤光片及与所述第二颜色的各颜色对应的所述第二滤光片沿着所述第一方向排列而成的两列以上的第二滤光片排列， 所述第一滤光片在包含所述滤色器的排列的所述第一方向、所述第二方向以及相对于所述第一方向及第二方向而倾斜的第三方向及第四方向在内的各方向的滤光片行内配置有一个以上， 所述第二颜色的各颜色中的至少一种颜色的所述第二滤光片在所述基本排列图案的所述第二方向的滤光片行内配置有一个以上。2.一种彩色摄像元件，是在多个像素上配置滤色器而成的单板式彩色摄像元件，所述多个像素由排列在第一方向以及与第一方向垂直的第二方向上的光电转换元件构成， 所述滤色器的排列包含将所述滤色器沿所述第一方向以及第二方向以对应于NXN像素的排列图案进行排列而成的基本排列图案，并且该基本排列图案在所述第一方向以及第二方向上重复配置，其中N为3以上的自然数， 所述滤色器包含:透过率的峰值处于波长为480nm以上且570nm以下的范围内的与一种颜色以上的第一颜色对应的第一滤光片；以及透过率的峰值处于所述范围外的与两种颜色以上的第二颜色对应的第二滤光片，并且对应于所述第一滤光片的第一颜色的总像素数的比率大于对应于所述第二滤光片的第二颜色的各颜色的像素数的比率， 所述基本排列图案包含:使所述第一滤光片沿着所述第一方向排列而成的一列第一滤光片排列；以及使所述第一滤光片及与所述第二颜色的各颜色对应的所述第二滤光片沿着所述第一方向排列而成的两列以上的第二滤光片排列， 所述第一滤光片在包含所述滤色器的排列的所述第一方向、所述第二方向以及相对于所述第一方向及第二方向而倾斜的第三方向及第四方向在内的各方向的滤光片行内配置有一个以上， 所述第二颜色的各颜色中的至少一种颜色的所述第二滤光片在所述基本排列图案的所述第二方向的滤光片行内配置有一个以上。3.一种彩色摄像元件，是在多个像素上配置滤色器而成的单板式彩色摄像元件，所述多个像素由排列在第一方向以及与第一方向垂直的第二方向上的光电转换元件构成， 所述滤色器的排列包含将所述滤色器沿所述第一方向以及第二方向以对应于NXN像素的排列图案进行排列而成的基本排列图案，并且该基本排列图案在所述第一方向以及第二方向上重复配置，其中N为3以上的自然数， 所述滤色器包含:与一种颜色以上的第一颜色对应的第一滤光片；以及在波长为500nm以上且560nm以下的范围内透过率比所述第一滤光片低的与两种颜色以上的第二颜色对应的第二滤光片，并且对应于所述第一滤光片的第一颜色的总像素数的比率大于对应于所述第二滤光片的第二颜色的各颜色的像素数的比率， 所述基本排列图案包含:使所述第一滤光片沿着所述第一方向排列而成的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中诚二，林健吉，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP