彩色摄像元件制造技术

对上下左右相邻的四个光电转换元件配置有相同颜色的滤色器，对该配置有相同颜色的滤色器的四个光电转换元件配置有一个微透镜(L)。当将对通过了一个微透镜(L)的被摄体光入射的四个光电转换元件所配置的相同颜色的滤色器设为单位块时，滤色器排列包含由与3×3块对应的正方排列图案构成的基本排列图案(P1)(由粗框表示的图案)，该基本排列图案(P1)在水平方向及垂直方向上重复配置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】彩色摄像元件
本专利技术涉及彩色摄像元件，尤其是涉及能够抑制彩色莫尔条纹的发生及实现高分辨率化的彩色摄像元件。
技术介绍
单板彩色摄像元件的输出图像是RAW图像(马赛克图像)，因此通过从周围的像素对缺失的颜色的像素进行插值的处理(去马赛克算法处理)而能得到多通道图像。去马赛克算法处理是根据单板式的彩色摄像元件的滤色器排列所对应的马赛克图像而对应各像素来算出全部的颜色信息的处理，也称为去马赛克算法处理。例如，在由RGB三种颜色的滤色器构成的摄像元件的情况下，是根据由RGB构成的马赛克图像而对应各像素来算出RGB全部的颜色信息的处理。在这种情况下成为问题的是高频的图像信号的再现特性，彩色摄像元件与黑白的摄像元件相比，拍摄到的图像容易产生混淆现象，因此抑制彩色莫尔条纹(伪色)的发生并且扩宽再现带域而实现高分辨率化这样的情况是重要的课题。在单板彩色摄像元件中应用最广泛的颜色排列即原色系拜耳排列中，将绿(G)像素配置成棋盘式格纹状，并将红(R)、蓝(B)配置成线型顺序，因此生成G信号为倾斜方向且R、B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的㈧部分所示的黑白的纵条纹花样(高频图像)入射到图21的⑶部分所示的拜耳排列的摄像元件的情况下，当将其向拜耳的颜色排列分配而对应各颜色进行比较时，如图21的(C)部分至(E)部分所示，R成为浅且平坦的马赛克状的颜色图像，B成为深且平坦的马赛克状的颜色图像，G成为深浅的马赛克状的颜色图像，本来为黑白图像，相对于此，在RGB间未产生深度差(等级差)，但是通过颜色排列和输入频率而成为着色的状态。同样地，在图22的㈧部分所示的倾斜的黑白的高频图像入射到图22的(B)部分所示的拜耳排列的摄像元件的情况下，当将其向拜耳的颜色排列分配而对应各颜色进行比较时，如图22的(C)部分至(E)部分所示，R和B成为浅且平坦的颜色图像，G成为深且平坦的颜色图像，假设黑色的值为O且白色的值为255时，倾斜的黑白的高频图像中，仅G为255,因此成为绿色。这样一来，在拜耳排列中，无法使倾斜的高频图像准确地再现。通常在使用单板式的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波器配置于彩色摄像元件的前表面，通过光学性地使高频减低而回避。然而，在该方法中，虽然由高频信号的折返引起的着色能够减轻，但是其弊端中存在分辨率下降这样的问题。为了解决这样的问题，提出了将彩色摄像元件的滤色器排列设为满足以下排列限制条件的三色随机排列的彩色摄像元件:任意的关注像素在该关注像素的四边中的任一边与包含该关注像素的颜色在内的三色相邻(专利文献I)。另外，提出了一种滤色器排列的图像传感器，具有分光灵敏度不同的多个滤光片，其中的第一滤光片和第二滤光片沿着图像传感器的像素格子的一个对角方向以第一预定的周期交替配置，并且沿着另一个对角方向以第二预定的周期交替配置(专利文献2)。而且，在RGB三原色的彩色固体摄像元件中，提出了如下的颜色排列:将R、G、B水平配置的三个像素沿着垂直方向呈锯齿状地错开配置，由此使RGB各自的出现概率均等，且摄像面上的任意的直线(水平、垂直、倾斜的直线)通过全部的颜色(专利文献3)。此外，提出了将RGB三原色中的R、B沿着水平方向及垂直方向分别隔开三个像素配置且在上述的R、B之间配置有G的彩色摄像元件(专利文献4)。另外，提出了将G像素沿着水平方向及垂直方向每两个像素进行排列而进行四像素配置且对于该四像素组设有一个单片透镜的摄像元件(专利文献5)。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号公报专利文献5:日本特开2011-29379号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题专利文献I记载的彩色摄像元件由于滤光片排列随机，因此在进行后段的去马赛克算法处理时，需要对应各随机图案进行最优化，存在去马赛克算法处理变得烦杂这样的问题。而且，在随机排列中，对于低频的彩色莫尔条纹有效，但是对于高频部的伪色无效。专利文献2记载的图像传感器将G像素(亮度像素)配置成棋盘式格纹状，因此存在极限分辨率区域(尤其是倾斜方向)中的像素再现精度不良这样的问题。专利文献3记载的彩色固体摄像元件由于在任意的直线上存在全部颜色的滤光片，因此存在能够抑制伪色的发生的优点，但是RGB的像素数的比率相等，因此存在高频再现性比拜耳排列低这样的问题。另外，在拜耳排列的情况下，最有助于获得亮度信号的G的像素数的比率成为R、B各自的像素数的2倍。另一方面，专利文献4记载的彩色摄像元件的G的像素数相对于R、B各自的像素数的比率高于拜耳排列，但是水平或垂直方向上仅存在G像素的行，因此在水平或垂直方向上对于高频部的伪色无效。专利文献4记载的摄像元件将四像素排列的G像素与沿着对角各配置两个像素的B像素及R像素的组交替排列，对于伪色的发生的抑制无效。本专利技术鉴于这样的情况而作出，目的在于提供一种能够抑制伪色的发生及实现高分辨率化并且与以往的随机排列相比能够简化后段的处理的彩色摄像元件。用于解决课题的方案为了实现上述目的，本专利技术的一方案的彩色摄像元件是在由光电转换元件构成的多个像素上配置包括第一滤光片和第二滤光片的特定的滤色器排列的滤色器而成的单板式的彩色摄像元件，上述第一滤光片与一种颜色以上的第一色对应，上述第二滤光片与用于获得亮度信号的贡献率比第一色低的两种颜色以上的第二色对应，在上下左右相邻的预定数的光电转换元件配置相同颜色的滤色器，当将在上下左右相邻的预定数的光电转换元件配置的滤色器设为单位块时，滤色器排列由多个单位块构成，单位块包含排列成正方格子状的基本排列图案，该基本排列图案在水平方向及垂直方向上重复地配置，第一滤光片在滤色器排列的水平、垂直斜右上及斜右下方向的各行内配置一个以上，与第二色的各色对应的第二滤光片在滤色器排列的水平及垂直方向的各行内配置一个以上，第一滤光片所对应的第一色的像素数的比率大于第二滤光片所对应的第二色的各色的像素数的比率。根据本专利技术的一方案的彩色摄像元件，与一种颜色以上的第一色对应的第一滤光片和与用于获得亮度信号的贡献率比第一色低的两种颜色以上的第二色对应的第二滤光片中的预定的一种颜色的滤色器配置于上下左右相邻的预定数的光电转换元件，当将该在上下左右相邻的预定数的光电转换元件配置的滤色器设为单位块时，滤色器排列包含多个单位块排列成正方格子状的基本排列图案，基本排列图案在水平方向及垂直方向上重复地配置。由此，在进行后段的去马赛克算法处理时，能够按照重复图案进行处理，与以往的随机排列相比能够简化后段的处理。另外，由于第一滤光片在滤色器排列的水平、垂直、斜右上及斜右下方向的各行内配置一个以上，因此能够提高高频区域的去马赛克算法处理的再现精度。而且，第二滤光片在基本排列图案内在滤色器排列的水平及垂直方向的各行内配置一个以上。由此，能够抑制彩色莫尔条纹(伪色)的发生而实现高分辨率化。另外,使第一滤光片所对应的第一色的像素数与第二滤光片所对应的第二色的各色的像素数的比率不同，尤其是用于获得亮度信号的贡献率高的第一色的像素数的比率大于第二滤光片所对应的第二色的各色的像本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种彩色摄像元件，是在由光电转换元件构成的多个像素上配置包括第一滤光片和第二滤光片的特定的滤色器排列的滤色器而成的单板式的彩色摄像元件，上述第一滤光片与一种颜色以上的第一色对应，上述第二滤光片与用于获得亮度信号的贡献率比上述第一色低的两种颜色以上的第二色对应，在上下左右相邻的预定数的光电转换元件配置相同颜色的滤色器，当将在上下左右相邻的预定数的光电转换元件配置的上述滤色器设为单位块时，上述滤色器排列由多个上述单位块构成，上述单位块包含排列成正方格子状的基本排列图案，该基本排列图案在水平方向及垂直方向上重复地配置，上述第一滤光片在上述滤色器排列的水平、垂直、斜右上及斜右下方向的各行内配置一个以上，与上述第二色的各色对应的上述第二滤光片在上述滤色器排列的水平及垂直方向的各行内配置一个以上，上述第一滤光片所对应的第一色的像素数的比率大于上述第二滤光片所对应的第二色的各色的像素数的比率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.27 JP 2011-2860101.一种彩色摄像元件，是在由光电转换元件构成的多个像素上配置包括第一滤光片和第二滤光片的特定的滤色器排列的滤色器而成的单板式的彩色摄像元件，上述第一滤光片与一种颜色以上的第一色对应，上述第二滤光片与用于获得亮度信号的贡献率比上述第一色低的两种颜色以上的第二色对应， 在上下左右相邻的预定数的光电转换元件配置相同颜色的滤色器， 当将在上下左右相邻的预定数的光电转换元件配置的上述滤色器设为单位块时，上述滤色器排列由多个上述单位块构成，上述单位块包含排列成正方格子状的基本排列图案，该基本排列图案在水平方向及垂直方向上重复地配置， 上述第一滤光片在上述滤色器排列的水平、垂直、斜右上及斜右下方向的各行内配置一个以上， 与上述第二色的各色对应的上述第二滤光片在上述滤色器排列的水平及垂直方向的各行内配置一个以上， 上述第一滤光片所对应的第一色的像素数的比率大于上述第二滤光片所对应的第二色的各色的像素数的比率。2.一种彩色摄像元件，是在由相邻的元件的中心沿水平方向及垂直方向各错开1/2像素间距的排列成斜格子状的光电转换元件构成的多个像素上配置包括第一滤波片和第二滤光片的特定的滤色器排列的滤色器而成的单板式的彩色摄像元件，上述第一滤光片与一种颜色以上的第一色对应 ，上述第二滤光片与用于获得亮度信号的贡献率比上述第一色低的两种颜色以上的第二色对应， 在斜右上及斜右下方向上相邻的预定数的光电转换元件上配置相同颜色的滤色器，当将在斜右上及斜右下方向上相邻的预定数的光电转换元件所配置的上述滤色器设为单位块时，上述滤色器排列由多个上述单位块构成，上述单位块包含排列成斜格子状的基本排列图案，该基本排列图案在斜右上及斜右下方向上重复地配置， 上述第一滤光片在上述滤色器排列的水平、垂直、斜右上及斜右下方向的各行内配置一个以上， 配置有与上述第二色的各色对应的上述第二滤光片的单位块在上述滤色器排列的的斜右上及斜右下方向的各行内配置一个以上， 上述第一滤光片所对应的第一色的像素数的比率大于上述第二滤光片所对应的第二色的各色的像素数的比率。3.根据权利要求1或2所述的彩色摄像元件，其中， 上述预定数的光电转换元件是4X4像素或9X9像素。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：河合智行，林健吉，田中诚二，
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