彩色摄像元件的制作方法
【专利摘要】彩色摄像元件(26)的滤色器排列通过将RGB滤光片(23R、23G、23B)以对应于6×6像素的排列图案排列而成的基本排列图案(P1)沿水平方向及垂直方向重复配置而构成。基本排列图案(P1)由具有与3×3像素对应的排列图案的第一A排列(27a)、第二A排列(27b)、第一B排列(28a)、第二B排列(28b)构成。将G滤光片(23G)配置于第一及第二A排列(27a、27b)的外周部，并配置于第一及第二B排列(28a、28b)的中央部。使RB滤光片(23R、23B)以在基本排列图案(P1)内在滤色器排列的水平、垂直方向的各行内分别设置1个以上的方式配置于各排列(27a、27b、28a、28b)。
【专利说明】彩色摄像元件
【技术领域】
[0001]本发明涉及彩色摄像元件，尤其是涉及能够降低彩色莫尔条纹的发生及实现高分辨率化的彩色摄像元件。
【背景技术】
[0002]在单板式的彩色摄像元件中，由于在各像素上分别设有单色的滤色器，因此各像素仅具有单色的颜色信息。因此，单板彩色摄像元件的输出图像成为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)而得到多通道图像。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。
[0003]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。
[0004]在单板彩色摄 像元件中应用最广泛的滤色器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。
[0005]在图25的A部分所示的黑白的纵条纹花样(高频图像)入射到图25的B部分所示的具有拜耳排列的滤色器的彩色摄像元件的情况下，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25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。
[0006]同样地，在图26的A部分所示的倾斜的黑白的高频图像入射到图26的B部分所示的具有拜耳排列的滤色器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26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。
[0007]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。
[0008]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形成为三种颜色随机排列的彩色摄像元件，该三种颜色随机排列满足以下的排列限制条件:任意的关注像素与包含关注像素的颜色在内的三种颜色在关注像素的四边中的任一边相邻(专利文献I)。[0009]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对角方向以第一预定的周期交替配置，并且沿着另一对角方向以第二预定的周期交替配置(专利文献2)。
[0010]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)。
[0011]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)。
[0012]专利文献1:日本特开2000-308080号公报
[0013]专利文献2:日本特开2005-136766号公报
[0014]专利文献3:日本特开平11-285012号公报
[0015]专利文献4:日本特开平8-23543号公报
【发明内容】
[0016]发明要解决的课题
[0017]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。
[0018]另外，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。
[0019]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。
[0020]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。
[0021]本发明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。
[0022]用于解决课题的方案
[0023]为了实现上述目的，本发明的一方案的发明涉及一种彩色摄像元件，是在由排列于水平方向及垂直方向的光电转换元件构成的多个像素上配置滤色器而成的单板式的彩色摄像元件，上述滤色器的排列包含上述滤色器在水平方向及垂直方向上以与MXN像素对应的排列图案排列而成的基本排列图案，且该基本排列图案在水平方向及垂直方向上重复配置，其中M、N为6以上的偶数，上述基本排列图案中上述滤色器以与(M/2) X (N/2)像素对应的排列图案排列而成的两个种类的第一子排列和第二子排列分别各包含两个，上述第一及子排列第二子排列在上述水平方向及垂直方向上相互相邻地配置，上述滤色器包括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上述第一色低的两种颜色以上的第二色对应的第二滤光片，而且，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，上述第一滤光片呈矩形状地配置于上述第一子排列的外周部，并且配置于上述第二子排列的中央部，与上述第二色的各色对应的上述第二滤光片在上述基本排列图案内在上述滤色器排列的水平、垂直方向的各滤光片行各滤光片行内配置I个以上。
[0024]根据本发明的一方案的发明，基本排列图案由水平方向及垂直方向上相互相邻地配置而成的两个种类的第一子排列及第二子排列构成，将第一滤光片呈矩形状地配置于第一子排列的外周部，并配置于第二子排列的中央部，由此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滤光片行内配置I个以上，因此能够提高高频区域中的去马赛克算法处理的再现精度。
[0025]另外，滤色器的排列中，由于基本排列图案沿水平方向及垂直方向重复配置，因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。
[0026]另外，关于与第一色以外的两种颜色以上的第二色的各色对应的第二滤光片，也在基本排列图案内在滤色器的排列的水平及垂直方向的各滤光片行内配置I个以上，因此能够抑制彩色莫尔条纹(伪色)的发生而实现高分辨率化。
[0027]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两种颜色以上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素数的比率，因此能够抑制混淆且使高频再现性良好。
[0028]此外，基本排列图案由与M(偶数)XN(偶数)像素对应的排列图案构成，因此在例如彩色摄像元件为CM OS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)摄像元件的情况下，也能够使偶数个(例如4个)像素共有I个放大电路。
[0029]在本发明的另一方案的彩色摄像元件中，优选的是，第二滤光片在滤色器的排列的斜右上及斜右下方向的行内配置I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。
[0030]在本发明的又一方案的彩色摄像元件中，在基本排列图案内的两个第一子排列的中央部分别配置有不同的第二色的第二滤光片。由此，在基本排列图案内在两个第一子排列的通过中央部的滤色器的排列的斜右上及斜右下方向的行内配置各色的第二滤光片。[0031 ] 在本发明的又一方案的彩色摄像元件中，基本排列图案内的两个第二子排列中与第二色的各色对应的第二滤光片的配置互不相同。由此，能够将各色的第二滤光片在基本排列图案内，在滤色器的排列的水平、垂直、斜右上及斜右下方向的各滤光片行内配置I个以上。
[0032]在本发明的又一方案的彩色摄像元件中，第二子排列内的与第二色的各色对应的第二滤光片分别相对于第二子排列的中心配置成点对称。由此，能够将各色的第二滤光片在基本排列图案内，在滤色器的排列的水平、垂直、斜右上及斜右下方向的各滤光片行内配置。
[0033]在本发明的又一方案的彩色摄像元件中，第一色为绿色(G)，第二色为红色(R)及蓝色(B)，以滤色器排列的包含任意的滤色器的水平行及垂直行为基准，滤色器的排列的水平方向上以(M/2)行间隔配置的垂直行与垂直方向上以(N/2)行间隔配置的水平行交叉的位置所配置的第一滤光片及第二滤光片成为拜耳排列。由此，在对彩色摄像元件进行间拔读出并驱动时，能够进行周知的拜耳排列所对应的去马赛克算法处理等，因此能防止去马赛克算法处理等复杂化。
[0034]在本发明的又一方案的彩色摄像元件中，在M和N分别为8以上的情况下，在第二子排列的中央部包含由第一滤光片构成的与2X2像素对应的正方排列。由此，能够使用2X2像素的像素值，判别水平、垂直、斜右上及斜右下方向中的相关性高的方向。
[0035]在本发明的又一方案的彩色摄像元件中，M和N分别优选为10以下。这是因为，在M和N超过10时(Μ、N>10)，去马赛克算法处理等信号处理变得复杂化，相对于此，无法得到增大基本排列图案的大小所产生的额外的效果。
[0036]在本发明的又一方案的彩色摄像元件中，M和N优选满足M = N。而且，在本发明的又一方案的彩色摄像元件中，M和N优选满足M古N。另外，具备上述的彩色摄像元件的摄像装置也包含于本发明。
[0037]发明效果
[0038]根据本发明，将用于获得亮度信号的贡献率高的第一色所对应的第一滤光片在滤色器的排列的水平、垂直、斜右上及斜右下方向的各滤光片行内配置I个以上，并且第一滤光片所对应的第一色的像素数的比率大于第一色以外的两种颜色以上的第二滤光片所对应的第二色的各色的像素数的比率，因此能够提高高频区域的去马赛克算法处理的再现精度，且能够抑制混淆。
[0039]另外，将第一色以外的两种颜色以上的第二色的各色所对应的第二滤光片在基本排列图案内，在滤色器的 排列的水平及垂直方向的各滤光片行内配置I个以上，因此能够抑制彩色莫尔条纹(伪色)的发生而实现高分辨率化。
[0040]此外，本发明的滤色器的排列使基本排列图案沿水平方向及垂直方向重复，因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。
【专利附图】
【附图说明】
[0041]图1是表示具备本发明的单板式的彩色摄像元件的数码相机的图。
[0042]图2是表示本发明的单板式的彩色摄像元件的像素的图。
[0043]图3是表示本发明的单板式的彩色摄像元件的第一实施方式的图。
[0044]图4是表示第一实施方式的彩色摄像元件的滤色器排列中包含的基本排列图案的图。
[0045]图5是表示将第一实施方式的彩色摄像元件的滤色器排列中包含的6X6像素的基本排列图案分割成3X3像素的A排列和B排列并对它们进行配置的情况的图。
[0046]图6是为了说明根据第一实施方式的彩色摄像元件的滤色器排列中包含的2X2像素的G像素的像素值来判别相关方向的方法而使用的图。
[0047]图7是为了说明彩色摄像元件的滤色器排列中含有的基本排列图案的概念而使用的图。
[0048]图8是表示本发明的单板式的彩色摄像元件的第二实施方式的图。
[0049]图9是表示第二实施方式的彩色摄像元件的滤色器排列中包含的基本排列图案的图。
[0050]图10是将图9中的第一 A排列及第二 A排列放大的图。
[0051]图11是将图9中的第一 B排列及第二 B排列放大的图。
[0052]图12是仅显示滤色器排列的G滤光片的图。
[0053]图13是仅显示滤色器排列的R、B滤光片的图。
[0054]图14是用于说明对第二实施方式的彩色摄像元件进行间拔读出并驱动时的滤色器排列的图。
[0055]图15是用于说明对第二实施方式的彩色摄像元件进行与图14所示的例子不同的间拔读出并驱动时的滤色器排列的图。
[0056]图16是表示本发明的单板式的彩色摄像元件的第三实施方式的图。
[0057]图17是表示第三实施方式的彩色摄像元件的滤色器排列中包含的基本排列图案的图。 [0058]图18是用于说明对第三实施方式的彩色摄像元件进行间拔读出并驱动时的滤色器排列的图。
[0059]图19是表示本发明的单板式的彩色摄像元件的第四实施方式的图。
[0060]图20是表示第四实施方式的彩色摄像元件的滤色器排列中包含的基本排列图案的图。
[0061]图21是用于说明对第四实施方式的彩色摄像元件进行间拔读出并驱动时的滤色器排列的图。
[0062]图22是表示配置有R滤光片(红色滤光片)、Gl滤光片(第一绿色滤光片)、G2滤光片(第二绿色滤光片)及B滤光片(蓝色滤光片)的受光元件的分光灵敏度特性的坐标图。
[0063]图23是表不配置有R滤光片、G滤光片、B滤光片及W滤光片(透明滤光片)的受光元件的分光灵敏度特性的坐标图。
[0064]图24是表示配置有R滤光片、G滤光片、B滤光片及翠绿色滤光片E (E滤光片)的受光元件的分光灵敏度特性的坐标图。
[0065]图25是为了说明以往的具有拜耳排列的滤色器的彩色摄像元件的课题而使用的图。
[0066]图26是为了说明以往的具有拜耳排列的滤色器的彩色摄像元件的课题而使用的
另一图。
【具体实施方式】
[0067]以下，根据附图，详细说明本发明的优选的实施方式。
[0068][彩色摄像装置的整体结构]
[0069]图1是具备本发明的彩色摄像元件的数码相机9的框图。数码相机9大体具备摄影光学系统10、彩色摄像元件12、摄影处理部14、图像处理部16、驱动部18、控制部20等。
[0070]通过摄影光学系统10来拍摄被摄体，并将表示被摄体像的光像成像于彩色摄像元件12 (第一实施方式的彩色摄像元件)的受光面上。
[0071]彩色摄像元件12是具备由在其摄像面上排列(二维排列)于图2中水平方向及垂直方向的光电转换元件构成的多个像素和在各像素的受光面的上方配置的特定的滤色器排列的滤色器的、所谓单板式的彩色摄像元件。在此，“上方”是指被摄体光相对于彩色摄像元件12的摄像面入射的一侧的方向。
[0072]成像于彩色摄像元件12的被摄体像由各像素的光电转换元件转换成与入射光量对应的信号电荷。蓄积于各光电转换元件的信号电荷按照控制部20的指令，基于从驱动部18施加的驱动脉冲而作为与信号电荷对应的电压信号(图像信号)从彩色摄像元件12依次读出。从彩色摄像元件12读出的图像信号是表示与彩色摄像元件12的滤色器排列对应的红(R)、绿(G)、蓝⑶的马赛克图像的R、G、B信号。另外，彩色摄像元件12并不局限于(XD (Charge Coupled Device)彩色摄像元件,也可以是CMOS摄像元件等其他种类的摄像元件。
[0073]从彩色摄像元件12读出的图像信号向摄影处理部14输入。摄影处理部14具有用于将图像信号中含有的复位噪声除去的相关双重采样电路(CDS)、用于将图像信号放大且控制成一定电平的大小的AGC电路及A/D转换器。该摄影处理部14在对输入的图像信号进行相关双重采样处理并放大之后，将转换成数字的图像信号而成的RAW数据向图像处理部16输出。
[0074]图像处理部16具有白平衡校正电路、伽玛校正电路、去马赛克算法处理电路(根据与单板式的彩色摄像元件12的滤色器排列相伴的RGB的马赛克图像，对应各像素算出(以去马赛克算法的方式转换)RGB的全部颜色信息的处理电路)、亮度/色差信号生成电路、轮廓校正电路、颜色校正电路等。图像处理部16按照来自控制部20的指令，对从摄影处理部14输入的马赛克图像的RAW数据施加所需的信号处理，生成由亮度数据(Y数据)和色差数据(Cr、Cb数据)构 成的图像数据(YUV数据)。
[0075]由图像处理部16生成的图像数据通过压缩/扩展处理电路而对静止图像实施遵照JPEG规格的压缩处理并对动画实施遵照MPEG2规格的压缩处理之后，记录于未图示的记录媒介(例如存储卡)中，而且，向液晶监视器等显示单元(未图示)输出而显示。
[0076][彩色摄像元件的第一实施方式]
[0077]图2及图3是表示本发明的单板式的彩色摄像元件的第一实施方式的图，图2示出了设于彩色摄像元件12的像素的像素排列，图3示出了滤色器的滤色器排列。
[0078]如图2所示，彩色摄像元件12包括:由排列(二维排列)于水平方向及垂直方向的光电转换元件22构成的多个像素；及配置于各像素的受光面上的图3所示的滤色器排列的滤色器。在各像素上配置RGB三原色的滤色器(以下，称为R滤光片、G滤光片、B滤光片)23R、23G、23B中的任一个。以下，将配置有R滤光片23R的像素称为“R像素”、将配置有G滤光片23G的像素称为“G像素”,将配置有B滤光片23B的像素称为“B像素”。
[0079]〈滤色器排列的特征〉
[0080]第一实施方式的彩色摄像元件12的滤色器排列具有下述的特征(I)、(2)、(3)、(4)、(5)及(6)。
[0081]〔特征(I)〕
[0082]图3所示的滤色器排列包含由对应于6X6像素的正方排列图案构成的基本排列图案P(图中的由粗框表示的图案)，该基本排列图案P沿水平方向及垂直方向重复配置。SP，该滤色器排列中，R、G、B各色的R滤光片23R、G滤光片23G、B滤光片23B具有周期性而排列。
[0083]这样一来，R滤光片23R、G滤光片23G、B滤光片23B具有周期性而排列，因此在进行从彩色摄像元件12读出的R、G、B信号的去马赛克算法处理等时，能够按照重复图案进行处理。
[0084]另外，在以基本排列图案P为单位进行间拔处理而缩小图像时，间拔处理后的滤色器排列能够与间拔处理前的滤色器排列相同，能够使用通用的处理电路。
[0085]〔特征⑵〕
[0086]图3所示的滤色器排列中，最有助于获得亮度信号的颜色(在本实施方式中为G色)所对应的G滤光片23G配置于滤色器排列的水平、垂直及倾斜(NE、NW)方向的各滤光片行内。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况下，斜右上及斜右下方向成为相对于水平方向分别呈45°的方向，但若是长方形的像素的排列，则是长方形的对 角线的方向，其角度根据长边/短边的长度而改变。
[0087]与亮度系像素对应的G滤光片23G在滤色器排列的水平、垂直及倾斜(NE、NW)方向的各滤光片行内配置一个以上，因此无论成为高频的方向如何，都能够提高高频区域的去马赛克算法处理的再现精度。
[0088]〔特征⑶〕
[0089]图3所示的滤色器排列的基本排列图案P中，该基本排列图案P内的与RGB滤光片23R、23G、23B对应的R像素、G像素、B像素的像素数分别为8像素、20像素、8像素。SP，RGB像素的各像素数的比率为2:5:2，最有助于获得亮度信号的G像素的像素数的比率大于其他颜色的R像素、B像素各自的像素数的比率。
[0090]如上述那样，G像素的像素数与R、B像素的像素数的比率不同，尤其是最有助于获得亮度信号的G像素的像素数的比率大于R、B像素的像素数的比率，因此能够抑制去马赛克算法处理时的混淆现象,并且也能够使高频再现性良好。
[0091]〔特征⑷〕
[0092]图3所示的滤色器排列中，上述G色以外的两种颜色以上的其他颜色(在本实施方式中，为R、B色)所对应的R滤光片23R、B滤光片23B分别在基本排列图案P内，在滤色器排列的水平及垂直方向的各滤光片行内配置一个以上。
[0093]R滤光片23R及B滤光片23B分别配置于滤色器排列的水平及垂直方向的各滤光片行内，因此能够抑制彩色莫尔条纹(伪色)的发生。由此，能够不将用于抑制伪色的发生的光学低通滤波器配置于从光学系统的入射面到摄像面的光路上，或者即使在应用光学低通滤波器的情况下，也能够应用用于防止伪色的发生的、切断高频成分的作用较弱的光学低通滤波器，从而能够不损害分辨率。
[0094]图4示出了将图3所示的基本排列图案P分割成四个3X3像素的状态。
[0095]如图4所示，基本排列图案P也可以被当作由图中的实线框围成的3X3像素的A排列24a和图中的虚线框围成的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。
[0096]A排列24a及B排列24b中，作为亮度系像素的G滤光片23G分别配置于四角和中央，配置于两对角线上。而且，A排列24a中，隔着中央的G滤光片23G在水平方向上排列有R滤光片23R，垂直方向上排列有B滤光片23B。另一方面，B排列24b中，隔着中央的G滤光片23G在水平方向上排列有B滤光片23B,垂直方向上排列有R滤光片23R。即，A排列24a和B排列24b中，R滤光片23R和B滤光片23B的位置关系颠倒，但是其他配置相同。
[0097]另外，A排列24a和B排列24b的四角的G滤光片23G如图5所示，A排列和B排列在水平、垂直方向上交替配置，由此成为与2X2像素对应的正方排列的G滤光片23G。
[0098]这是因为，作为亮度系像素的G滤光片23G在A排列24a或B排列24b的3X3像素中配置于四角和中央，该3X3像素在水平方向、垂直方向上交替配置，由此形成与2X2像素对应的正方排列的G滤光片23G。另外，通过形成为这样的排列，满足前述的特征(I)、
(2)、(3)及后述的特征(5)。
[0099]〔特征(5)〕
[0100]图3所示的滤色器排列包含设有G滤光片23G的对应于2X2像素的正方排列25 (以下,简称为G正方排列25,参照图6)。
[0101]如图6所示，将设有G滤光片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绝对值、垂直方向的G像素的像素值的差的绝对值、倾斜方向(右上斜、左上斜)的G像素的像素值的差的绝对值，由此能够判断为在水平方向、垂直方向及倾斜方向中的、差的绝对值小的方向上存在相关性。
[0102]即，根据该滤色器排列，使用最小像素间隔的G像素的信息，能够进行水平方向、垂直方向及倾斜方向中的相关性高的方向判别。该方向判别结果能够使用于从周围的像素进行插值的处理(去马赛克算法处理)。由此，能够执行基于图像处理部16的去马赛克算法处理。
[0103]另外，如图5所示，将3X3像素的A排列24a或B排列24b的像素作为去马赛克算法处理的对象像素，在以A排列24a或B排列24b为中心而提取5X 5像素(马赛克图像的局部区域)时，在5X5像素的四角存在2X2像素的G像素。通过使用上述的2X2像素的G像素的像素值，能够使用最小像素间隔的G像素的信息来高精度地进行四个方向的相关方向的判别。
[0104]〔特征(6)〕
[0105]图3所示的滤色器排列的基本排列图案P相对于其中心(四个G滤光片23G的中心)形成点对称。而且，如图4所示，基本排列图案P内的A排列24a及B排列24b也分别相对于中心的G滤光片23G形成点对称。
[0106]通过这样的对称性，能够减小或简化后段的处理电路的电路规模。
[0107]如图7所示，在由粗框表示的基本排列图案P中，水平方向的第一至第六行中的第一及第三行的滤色器排列是GBGGRG，第二行的滤色器排列是RGRBGB，第四及第六行的滤色器排列是GRGGBG，第五行的滤色器排列为BGBRGR。
[0108]目前，在图7中，当将基本排列图案P沿水平方向及垂直方向分别各移动一个像素而得到的基本排列图案设为Pa且将分别各移动两个像素而得到的基本排列图案设为Pb时，即使将这些基本排列图案Pa、Pb沿水平方向及垂直方向重复配置，也成为相同的滤色器排列。
[0109]即，通过将基本排列图案沿水平方向及垂直方向重复配置，能够构成图7所示的滤色器排列的基本排列图案存在多个。在第一实施方式中，为了简便起见，将基本排列图案形成点对称的基本排列图案P称为基本排列图案。[0110]另外，在后述的其他实施方式的滤色器排列中，也相对于各滤色器排列而存在多个基本排列图案，但是将其代表性的基本排列图案称为该滤色器排列的基本排列图案。
[0111][彩色摄像元件的第二实施方式]
[0112]图8是表示本发明的单板式的彩色摄像元件的第二实施方式的图，尤其示出了彩色摄像元件的滤色器排列。另外，第二实施方式的彩色摄像元件除了滤色器排列不同这一点之外，与上述第一实施方式基本上为相同结构。因此，关于与上述第一实施方式在功能/结构上相同的部件，标注同一附图标记而省略其说明。而且，在以下的说明中，将滤色器排列的水平、垂直及倾斜(NE、NW)方向的各滤光片行分别简称为“水平行”、“垂直行”、“倾斜(NE、NW)行”。
[0113]彩色摄像元件26的滤色器排列(以下，简称为滤色器排列)包含将RGB滤光片23R、23G、23B以对应于6X6像素的排列图案排列而成的基本排列图案Pl，该基本排列图案Pl沿水平方向及垂直方向重复配置。因此，滤色器排列具有前述的特征(I)。
[0114]如图9所示，基本排列图案Pl由具有与3X3像素对应的排列图案的四个种类的子排列构成。这四个种类的子排列是相当于本发明的第一子排列的两个种类的第一A排列27a及第二 A排列27b、相当于本发明的第二子排列的两个种类的第一 B排列28a及第二 B排列28b ο
[0115]第一及第二 A排列27a、27b与第一及第二 B排列28a、28b在滤色器排列的水平方向及垂直方向上相互相邻而配置成正方行列状。具体而言，第一 A排列27a与第一 B排列28a、第二 A排列27b与第二 B排列28b分别在水平方向上相邻。而且，第一 A排列27a与第二 B排列28b、第二 A排列27b与第一 B排列28a分别在垂直方向上相邻。此外，第一 A排列27a与第二 A排列27 b、第一 B排列28a与第二 B排列28b沿倾斜方向相邻。
[0116]如图10所示，G滤光片23G呈矩形状地配置于第一 A排列27a的外周部。而且，在由第一 A排列27a的G滤光片23G包围的中央部配置有R滤光片23R。另一方面,第二 A排列27b是将第一 A排列27a的R滤光片23R置换成B滤光片23B所得到的排列。
[0117]如图11所示，在第一 B排列28a的中央部配置有G滤光片23G。而且，在第一 B排列28a的外周部以包围G滤光片23G的方式配置有R滤光片23R及B滤光片23B。具体而言，从第一 B排列28a的图中左上角沿着图中逆时针方向将B滤光片23B和R滤光片23R分别每隔两个像素地交替配置(BBRRBBRR)。
[0118]通过这样的排列，在第一 B排列28a中，B滤光片23B的配置与R滤光片23R的配置相对于第一 B排列28a的中心形成点对称。而且，在第一 B排列28a中，在第一 A排列27a的通过R滤光片23R的水平行上配置B滤光片23B，在第二 A排列27b的通过B滤光片23B的垂直行上配置R滤光片23R(参照图8)。而且，在第一 B排列28a的通过四角部(R滤光片23R或B滤光片23B)的水平、垂直行上分别配置I个以上的RB滤光片23R、23B。
[0119]另一方面，第二 B排列28b具有使第一 B排列28a的B滤光片23B与R滤光片23R的位置关系颠倒而得到的排列。因此，在第二 B排列28b中，B滤光片23B的配置与R滤光片23R的配置相对于第二 B排列28b的中心形成点对称。而且，在第二 B排列28b中，在第一 A排列27a的通过R滤光片23R的垂直行上配置B滤光片23B，在第二 A排列27b的通过B滤光片23B的水平行上配置R滤光片23R。而且，在第二 B排列28b的通过四角部的水平、垂直行上分别配置I个以上的RB滤光片23R、23B。[0120]如图12所示，在将上述结构的基本排列图案Pl沿滤色器排列的水平方向及垂直方向排列配置时，第一及第二 B排列28a、28b内的G滤光片23G位于第一及第二 B排列28a、28b的沿着对角线的倾斜(NE、NW)行上。而且，第一及第二 A排列27a、27b内的任一个G滤光片23G位于其他水平、垂直及倾斜(NE、NW)行上。因此，G滤光片23G配置于水平、垂直及倾斜(NE、NW)行内。由此，滤色器排列具有前述的特征(2)。
[0121]如图13所示，在各基本排列图案Pl内的各排列27a、27b、28a、28b的通过中央部及四角部的水平、垂直行上、即基本排列图案Pl内的水平、垂直行上分别配置I个以上的RB滤光片23R、23B。由此，滤色器排列具有前述的特征(4)。
[0122]〔特征(7)〕
[0123]另外，在将上述结构的基本排列图案Pl沿着滤色器排列的水平方向及垂直方向排列配置时，第一 A排列27a与第二 A排列27b、第一 B排列28a与第二 B排列28b各自的RB滤光片23R、23B的位置关系颠倒，因此在滤色器排列的倾斜(NE、NW)行上也分别配置有I个以上的RB滤光片23R、23B (特征(7))。
[0124]RB滤光片23R、23B也分别配置于倾斜(NE、NW)行内，因此相对于仅满足前述的特征(4)的情况，能够抑制由于沿倾斜方向(NE、NW)具有高频成分的输入图像而产生的彩色莫尔条纹(伪色)。由此，即使不将具有倾斜(NE、NW)方向的各向异性的光学低通滤波器配置于从光学系统的入射面到摄像面的光路上，也能够抑制由于沿倾斜方向具有高频成分的输入图像而产生的彩色莫尔条纹(伪色)，或者即使在应用光学低通滤波器的情况下，也能够以用于防止伪色的发生的、切断高频成分的作用较弱的装置来抑制特定的彩色莫尔条纹(伪色)。其结果是，能够避免损害倾斜方向的分辨率。 [0125]〔特征⑶〕
[0126]如图14的A部分所示，例如将图中左上角的第一 B排列28a的通过G滤光片23G的水平行、垂直行分别称为“水平行LFs”、“垂直行LVs”。而且，以水平行LFs为基准而将滤色器排列的垂直方向上以3行间隔配置的水平行设为“水平行LF”。而且，以垂直行LVs为基准而将滤色器排列的水平方向上以3行间隔配置的垂直行设为“垂直行LV”。
[0127]如图14的B部分、C部分所示，各水平行LFs、LF与各垂直行LVs、LV交叉的位置所配置的RGB滤光片23R、23G、23B成为拜耳排列。因此，在动画摄影时等对彩色摄像元件26的各水平、垂直行LFs、LF、LVs、LV所对应的行进行间拔读出并驱动(1/3间拔驱动)时，能够进行与周知的拜耳排列对应的去马赛克算法处理等。其结果是，即使在进行彩色摄像元件26的间拔读出并驱动的情况下，去马赛克算法处理等也不会复杂化。
[0128]另外，如图15的A部分~C部分所示，将图中左上角的第一 B排列28a的通过B滤光片23B的水平行、垂直行分别设为水平行LFsa、垂直行LVsa。即使在这种情况下，以水平行LFsa为基准在滤色器排列的垂直方向上以3行间隔配置的水平行LF与以垂直行LVsa为基准在滤色器排列的水平方向上以3行间隔配置的垂直行LV交叉的位置所配置的RGB滤光片23R、23G、23B也成为拜耳排列。
[0129]这样一来，上述结构的滤色器排列中，将通过任意的滤色器的水平行、垂直行分别作为基准，滤色器排列的垂直、水平方向上分别以3行间隔配置的水平行LF与垂直行LV交叉的位置所配置的RGB滤光片23R、23G、23B成为拜耳排列(特征(8))。因此，在对彩色摄像元件26进行1/3间拔并驱动的情况下，能够进行与周知的拜耳排列对应的去马赛克算法处理等。
[0130]返回到图8，基本排列图案Pl内的与RGB滤光片23R、23B、23R对应的R像素、G像素、B像素的像素数(以下,适当简称为RGB像素的各像素数)为9像素、18像素、9像素。因此，RGB像素的各像素数的比率为1:2:1，因此滤色器排列具有前述的特征(3)。
[0131]另外，在第二实施方式中，基本排列图案Pl相对于其中心未形成点对称，而且，在滤色器排列中未包含G正方排列25。
[0132]如上述那样，第二实施方式的滤色器排列除了具有与第一实施方式的滤色器排列的特征(I)、(2)、(3)、(4)相同的特征之外，还具有前述的特征(7)及(8)。
[0133]另外，基本排列图案Pl由与“偶数X偶数”像素对应的排列图案构成，因此在彩色摄像元件26为CMOS摄像元件的情况下，例如在呈正方行列状配置的4个像素中也可以共有I个放大电路(其他实施方式也同样)。
[0134][彩色摄像元件的第三实施方式]
[0135]图16是表示本发明的单板式的彩色摄像元件的第三实施方式的图，尤其是示出了彩色摄像元件的滤色器排列。在上述第二实施方式中，基本排列图案Pl是与6X6像素对应的正方排列图案，各A、B排列27a、27b、28a、28b成为与3X3像素对应的正方排列。相对于此，在第三实施方式的彩色摄像元件30中，基本排列图案及各A、B排列的大小比第二实施方式大。 [0136]另外，第三实施方式除了基本排列图案及各A、B排列的大小不同这一点之外，与上述第二实施方式基本上为相同结构，因此对于与第二实施方式在功能/结构上相同的部件，标注同一附图标记而省略其说明(关于第四实施方式也同样)。
[0137]彩色摄像元件30的滤色器排列(以下，简称为滤色器排列)包含RGB滤光片23R、23G、23B以与8X8像素对应的排列图案排列而成的基本排列图案P2，该基本排列图案P2沿水平方向及垂直方向重复配置。因此，滤色器排列具有前述的特征(I)。
[0138]如图17所示，基本排列图案P2由第一 A排列31a及第二 A排列31b、第一 B排列32a及第二 B排列32b构成。各排列31a、31b、32a、32b是将第二实施方式的各A、B排列27a、27b、28a、28b扩大至对应于4X4像素的排列图案的排列。另外，基本排列图案P2内的各A、B排列31a、31b、32a、32b的配置与图9所示的第二实施方式的各A、B排列27a、27b、28a、28b 相同。
[0139]G滤光片23G呈矩形状地配置于第一 A排列31a的外周部。而且，在第一 A排列31a的由G滤光片23G包围的中央部以对应于2 X 2像素的正方排列图案配置有R滤光片23R。另一方面，第二 A排列31b是将第一 A排列31a的R滤光片23R置换成B滤光片23B而得到的排列。
[0140]在第一 B排列32a的中央部设有将G滤光片23G以对应于2 X 2像素的正方排列图案配置而成的G正方排列25。由此，滤色器排列具有前述的特征(5)。
[0141]另外，在第一 B排列32a的外周部以包围G滤光片23G的方式配置有RB滤光片23R、23B。具体而言，从第一 B排列32a的图中左上角沿图中逆时针方向将B滤光片23B和R滤光片23R分别每隔3个像素地交替配置(BBBRRRBBBRRR)。另一方面，第二 B排列32b具有使第一 B排列32a的B滤光片23B与R滤光片23R的位置关系颠倒而得到的排列。
[0142]关于这样的第一及第二 B排列32a、32b，也与第二实施方式同样地，相对于各自的中心将B滤光片23B和R滤光片23R配置成点对称。而且,在第一 A排列31a的通过R滤光片23R的水平、垂直行上配置B滤光片23B，在第二 A排列31b的通过B滤光片23B的水平、垂直行上配置R滤光片23R。此外，在各B排列32a、32b的通过四角部的水平、垂直行上分别配置I个以上的RB滤光片23R、23B。由此，在基本排列图案P2内的水平、垂直行上分别配置I个以上的RB滤光片23R、23B。其结果是，滤色器排列具有前述的特征(4)。
[0143]返回到图16，即使在将上述结构的基本排列图案P2沿滤色器排列的水平方向及垂直方向排列配置的情况下，也与第二实施方式同样地，G滤光片23G配置于滤色器排列的水平、垂直及倾斜(NE、NW)行内。而且，在滤色器排列的倾斜(NE、NW)行上分别配置I个以上的RB滤光片23R、23B。由此，滤色器排列具有前述的特征(2)、(7)。
[0144]另外，基本排列图案P2内的与RGB滤光片23R、23B、23R对应的RGB像素的各像素数为16像素、32像素、16像素。因此，RGB像素的各像素数的比率为1:2:1,因此滤色器排列具有前述的特征(3)。
[0145]此外，如图18的A部分所示，将滤色器排列的通过任意的滤色器的水平行LFs、垂直行LVs分别作为基准，将滤色器排列的垂直、水平方向上分别以4行间隔配置的水平行、垂直行设为“水平行LF”、“垂直行LV”。如图18的B部分、C部分所示，水平行LF与垂直行LV交叉的位置所配置的RGB滤光片23R、23G、23B成为拜耳排列。由此，滤色器排列具有前述的特征⑶。
[0146]另外，基本排列图案P2相对于其中心未形成点对称。
[0147]如上述那样，第三实施方式的滤色器排列除了具有第一实施方式的滤色器排列的特征(I)、(2)、(3)、(4)、(5)之外，还具有与第二实施方式的滤色器排列的特征(7)、(8)相同的特征。
[0148][彩色摄像元件的第四实施方式]
[0149]图19是表示本发明的单板式的彩色摄像元件的第四实施方式的图，尤其是示出了彩色摄像元件的滤色器排列。在上述第二及第三实施方式中，基本排列图案具有正方排列图案，但是在第四实施方式的彩色摄像元件35中，基本排列图案具有对应于M X N (在第四实施方式中，M#N，且均为6以上的偶数)像素的排列图案。
[0150]彩色摄像元件35的滤色器排列(以下，简称为滤色器排列)包含将RGB滤光片23R、23G、23B以与8 X 6像素对应的排列图案排列而成的基本排列图案P3，该基本排列图案P3沿水平方向及垂直方向重复配置。因此，滤色器排列具有前述的特征(I)。
[0151]如图20所示，基本排列图案P3由第一 A排列36a及第二 A排列36b、第一 B排列37a及第二 B排列37b构成。上述各A、B排列36a、36b、37a、37b是将第二及第三实施方式的各A、B排列变更为对应于3X4像素的排列图案的排列。
[0152]G滤光片23G呈矩形状地配置于第一 A排列36a的外周部。而且，在第一 A排列36a的中央部两个R滤光片23R并列地配置于水平方向。另一方面，第二 A排列36b与第二及第三实施方式同样地是将第一 A排列36a的R滤光片23R置换成B滤光片23B而得到的排列。
[0153]在第一 B排列37a的中央部G滤光片23G并列地配置于水平方向。而且，在第一 B排列37a的外周部以包围G滤光片23G的方式配置有RB滤光片23R、23B。具体而言，从第一 B排列37a的图中左上角沿着图中逆时针方向将两个B滤光片23B与3个R滤光片23R交替配置(BBRRRBBRRR)。另一方面，第二 B排列37b具有使第一 B排列37a的B滤光片23B与R滤光片23R的位置关系颠倒而得到的排列。
[0154]这样一来，各A、B排列36a、36b、37a、37b除了大小不同这一点之外，具有与第二及第三实施方式的各A、B排列基本上相同的排列图案。因此，与第二及第三实施方式同样地，在基本排列图案P3内的水平、垂直行上分别配置I个以上的RB滤光片23R、23B。由此，滤色器排列具有前述的特征(4)。
[0155]返回到图19，即使在将上述结构的基本排列图案P3沿滤色器排列的水平方向及垂直方向排列配置的情况下，也与第二及第三实施方式同样地，将G滤光片23G配置于滤色器排列的水平、垂直及倾斜(NE、NW)行内。而且，在滤色器排列的倾斜(NE、NW)行上分别配置I个以上的RB滤光片23R、23B。由此，滤色器排列具有前述的特征(2)、(7)。
[0156]另外，基本排列图案P3内的与RGB滤光片23R、23B、23R对应的RGB像素的各像素数为12像素、24像素、12 像素。因此，RGB像素的各像素数的比率为1:2:1,因此滤色器排列具有前述的特征(3)。
[0157]此外，如图21A部分、B部分、C部分所示，关于第四实施方式的滤色器排列，各水平行LF与各垂直行LV交叉的位置所配置的RGB滤光片23R、23G、23B也成为拜耳排列。各水平行LF以通过任意的滤色器的水平行LFs为基准而在滤色器排列的垂直方向上以3行间隔配置。而且，各垂直行LV以通过该滤色器的垂直行LVs为基准而在滤色器排列的水平方向上以4行间隔配置。由此，滤色器排列具有前述的特征(8)。
[0158]另外,基本排列图案P3相对于其中心未形成点对称,而且,在滤色器排列中未包含G正方排列25。
[0159]如上述那样，第四实施方式的滤色器排列除了具有第一实施方式的滤色器排列的特征(I)、(2)、(3)、(4)之外，还具有与第二实施方式的滤色器排列的特征(7)、(8)相同的特征。
[0160][其他]
[0161 ] 在上述第二实施方式至第四实施方式中，基本排列图案Pl~P3具有分别与6 X 6像素、8X8像素、6X8像素对应的排列图案，但是基本排列图案也可以具有与上述以外的MXN像素(M、N为6以上的偶数，且M = N或M关N均可，而且在M关N时，哪一方大均可)对应的排列图案。在这种情况下，第一及第二 A排列、第一及第二 B排列分别具有对应于(M/2) X (N/2)像素的排列图案。而且，各排列内的RGB滤光片23R、23G、23B的配置与上述各实施方式基本上相同。
[0162]此外，将通过任意的滤色器的水平行LFs、垂直行LVs分别作为基准，滤色器排列的垂直方向上以(M/2)行间隔配置的水平行LF与水平方向上以(N/2)行间隔配置的垂直行LV交叉的位置所配置的RGB滤光片23R、23G、23B成为拜耳排列。
[0163]另外，M和N优选为10以下。这是因为，在M和N超过10时(M、N>10)，去马赛克算法处理等信号处理变得复杂化，相对于此，无法得到增大基本排列图案的大小所产生的额外的效果。
[0164]上述各实施方式的R滤光片23R及B滤光片23B的配置并未限定为图3~图21所示的配置，在至少满足前述的特征(4)的范围内可以适当变更。而且，可以更换第一 A排列与第二 A排列、第一 B排列与第二 B排列各自的配置，而且，也可以更换第一及第二 A排列与第一及第二 B排列的配置。
[0165][变形例]
[0166]另外，在上述的各实施方式中，说明了采用绿(G)作为第一色并采用红(R)及蓝(B)作为第二色的例子，但是在滤色器中可使用的颜色并未限定为这些颜色，也可以使用与满足以下条件的颜色对应的滤色器。
[0167]〈第一滤光片(第一色)的条件〉
[0168]在上述各实施方式中，作为本发明的具有第一色的第一滤光片，列举G色的G滤光片为例进行了说明，但是也可以取代G滤光片，或者取代G滤光片的一部分，使用满足下述条件(I)至条件(4)中的任一个的滤光片。
[0169]〔条件(I)〕
[0170]条件(I)是用于获得亮度信号的贡献率为50%以上。该贡献率50%是为了对本发明的第一色(G色等)与第二色(R、B色等)进行区别而确定出的值，是以用于获得亮度数据的贡献率相对地比R色、B色等高的颜色包含于“第一色”的方式确定出的值。
[0171]另外，贡献率小于50%的颜色成为本发明的第二色(R色、B色等)，具有该颜色的滤光片成为本发明的第二滤光片。 [0172]〔条件⑵〕
[0173]条件(2)是滤光片的透过率的峰值处于波长480nm以上且570nm以下的范围内。滤光片的透过率使用例如由分光光度计测定出的值。该波长范围是为了将本发明的第一色(G色等)与第二色(R、B色等)进行区别而确定出的范围，是以不包含前述的贡献率相对降低的R色、B色等的峰值且包含贡献率相对升高的G色等的峰值的方式确定出的范围。因此，可以使用透过率的峰值处于波长480nm以上且570nm以下的范围内的滤光片作为第一滤光片。另外，透过率的峰值为波长480nm以上且570nm以下的范围外的滤光片成为本发明的第二滤光片(R滤光片、B滤光片)。
[0174]〔条件⑶〕
[0175]条件(3)是波长500nm以上且560nm以下的范围内的透过率比第二滤光片(R滤光片或B滤光片)的透过率高。在该条件(3)下，滤光片的透过率也使用例如由分光光度计测定出的值。该条件(3)的波长范围也是为了对本发明的第一色(G色等)与第二色(R、B色等)进行区别而确定出的范围，是具有前述的贡献率相对地比R色或B色等高的颜色的滤光片的透过率高于RB滤光片等的透过率的范围。因此，可以使用在透过率为波长500nm以上且560nm以下的范围内相对高的滤光片作为第一滤光片，并使用透过率相对低的滤光片作为第二滤光片。
[0176]〔条件⑷〕
[0177]条件(4)是使用包含三原色中的最有助于亮度信号的颜色(例如RGB中的G色)和与这三原色不同的颜色的两种颜色以上的滤光片作为第一滤光片。在这种情况下，第一滤光片的各色以外的颜色所对应的滤光片成为第二滤光片。
[0178]<多个种类的第一滤光片(G滤光片)>
[0179]因此，作为第一滤光片的G色的G滤光片并未限定为一个种类，也可以使用例如多个种类的G滤光片(Gl滤光片、G2滤光片)作为第一滤光片。即上述的各实施方式的滤色器(基本排列图案)的G滤光片可以适当置换成Gl滤光片或G2滤光片。Gl滤光片使第一波长带域的G光透过，G2滤光片使与Gl滤光片相关性高的第二波长带域的G光透过(参照图22)。
[0180]作为Gl滤光片,可以使用现存的G滤光片(例如第一实施方式的G滤光片)。而且，作为G2滤光片，可以使用与Gl滤光片相关性高的滤光片。在这种情况下，配置G2滤光片的受光元件的分光灵敏度曲线的峰值优选处于例如波长500nm至535nm的范围(配置现存的G滤光片的受光元件的分光灵敏度曲线的峰值的附近)。另外，决定四种颜色(R、G1、G2、B)的滤色器的方法使用例如日本特开2003-284084号记载的方法。
[0181]将如此通过彩色摄像元件而取得的图像的颜色分为四个种类，并使取得的颜色信息增加，由此与仅取得三个种类的颜色(RGB)的情况相比，能够更准确地表现出颜色。即，能够将眼睛看起来不同的颜色再现为不同的颜色，并将眼睛看起来相同的颜色再现为相同的颜色(提高“颜色的判别性”)。
[0182]另外，G1、G2滤光片的透过率与第一实施方式的G滤光片的透过率基本相同，因此用于获得亮度信号的贡献率高于50%。因此，G1、G2滤光片满足前述的条件(I)。
[0183]另外，在表示滤色器排列(受光元件)的分光灵敏度特性的图22中，各Gl、G2滤光片的透过率的峰值(各G像素的灵敏度的峰值)处于波长480nm以上且570nm以下的范围内。各G1、G2滤光片的透过率在波长500nm以上且560nm以下的范围内，高于RB滤光片的透过率。因此，各Gl、G2滤光片也满足前述的条件(2)、(3)。
[0184]另外，各G1、G2滤光片的配置、个数可以适当变更。而且，也可以将G滤光片的种类增加为三个种类以上。
[0185]<透明滤光片(W 滤光片)>
[0186]在上述的实施方式中，主要示出了由与RGB色对应的彩色滤光片构成的滤色器，但是也可以将这些彩色滤光片的一部分设为透明滤光片W(白色像素)。尤其是优选取代第一滤光片(G滤光片)的一部分而配置透明滤光片W。通过如此将G像素的一部分置换成白色像素，即使像素大小微小化也能抑制颜色再现性的劣化。
[0187]透明滤光片W是透明色(第一色)的滤光片。透明滤光片W能够使与可见光的波长域对应的光透过，例如是RGB的各色的光的透过率为50%以上的滤光片。透明滤光片W的透过率比G滤光片高，因此用于获得亮度信号的贡献率也比G色(60% )高，满足前述的条件⑴。
[0188]在表示滤色器排列(受光元件)的分光灵敏度特性的图23中，透明滤光片W的透过率的峰值(白色像素的灵敏度的峰值)处于波长480nm以上且570nm以下的范围内。而且，透明滤光片W的透过率处于波长500nm以上且560nm以下的范围内，比RB滤光片的透过率高。因此，透明滤光片W也满足前述的条件(2)、(3)。另外，关于G滤光片也与透明滤光片W同样地满足前述的条件(I)~(3)。
[0189]这样一来，透明滤光片W满足前述的条件⑴~(3)，因此可以作为本发明的第一滤光片使用。另外，在滤色器排列中，将RGB三原色中的最有助于亮度信号的G色所对应的G滤光片的一部分置换成透明滤光片W，因此也满足前述的条件(4)。
[0190]<翠绿色滤光片(E滤光片)>
[0191]在上述的实施方式中，主要示出了由与RGB色对应的彩色滤光片构成的滤色器，但也可以将这些彩色滤光片的一部分设为其他彩色滤光片，例如与翠绿(E)色对应的滤光片E (翠绿色像素)。尤其是可以取代第一滤光片(G滤光片)的一部分而配置翠绿色滤光片(E滤光片)。通过如此使用将G滤光片的一部分由E滤光片置换后的四种颜色的滤色器排列，能够提闻売度闻的区域成分的再现，减少银齿，并提闻分辨率感。
[0192]在表示滤色器排列(受光元件)的分光灵敏度特性的图24中，翠绿色滤光片E的透过率的峰值(E像素的灵敏度的峰值)处于波长480nm以上且570nm以下的范围内。而且，翠绿色滤光片E的透过率在波长500nm以上且560nm以下的范围内，高于RB滤光片的透过率。因此，翠绿色滤光片E满足前述的条件(2)、(3)。而且，在滤色器排列中，将RGB三原色中的最有助于亮度信号的G色所对应的G滤光片的一部分置换成翠绿色滤光片E，因此也满足前述的条件(4)。
[0193]另外，在图26所示的分光特性中，翠绿色滤光片E在比G滤光片靠短波长的一侧具有峰值，但有时也在比G滤光片靠长波长的一侧具有峰值(看起来稍接近黄色的颜色)。这样一来，作为翠绿色滤光片E，能够选择满足本发明的各条件的翠绿色滤光片，例如，也可以选择满足条件(I)那样的翠绿色滤光片E。
[0194]<其他颜色的种类>
[0195]在上述的各实施方式中，说明了由原色RGB的滤色器构成的滤色器排列，但是本发明也可以应用于例如向原色RGB的互补色即C(青色)、M(品红色)、Y(黄色)添加了 G的四种颜色的互补色系的滤色器的滤色器排列。在这种情况下，也将满足上述条件(I)~
(4)中的任一个的滤色器作为本发明的第一滤光片，并将其他滤色器作为第二滤光片。
[0196]〈蜂窝配置〉 [0197]上述各实施方式的各滤色器排列包含各色的滤色器沿水平方向(H)及垂直方向(V) 二维排列而成的基本排列图案，且该基本排列图案沿水平方向(H)及垂直方向(V)重复配置，但是本发明没有限定于此。
[0198]例如，也可以使用将上述的各实施方式的基本排列图案绕光轴旋转了 45°而得到的所谓蜂窝排列状的基本排列图案，并由将基本排列图案沿倾斜方向(NE、NW)重复配置而成的排列图案构成滤色器。
[0199]此外，本发明没有限定为上述的实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内能够进行各种变形，这是不言而喻的。
[0200]附图标记说明
[0201]9…数码相机，12、26、30、35…彩色摄像元件，23R…R滤光片，23G…G滤光片，23B…B 滤光片，27a、3la、36a…第一 A 排列，27b、3lb、36b…第二 A 排列，28a、32a、37a…第一 B排列，28b、32b、37b…第二 B排列，P、P1、P2、P3…基本排列图案。
【权利要求】
1.一种彩色摄像元件，是在由排列于水平方向及垂直方向的光电转换元件构成的多个像素上配置滤色器而成的单板式的彩色摄像元件， 上述滤色器的排列包含上述滤色器在水平方向及垂直方向上以与MXN像素对应的排列图案排列而成的基本排列图案，且该基本排列图案在水平方向及垂直方向上重复配置，其中M、N为6以上的偶数， 上述基本排列图案中，上述滤色器以与(M/2)X(N/2)像素对应的排列图案排列而成的两个种类的第一子排列和第二子排列分别各包含两个，上述第一子排列及第二子排列在上述水平方向及垂直方向上相互相邻地配置， 上述滤色器包括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上述第一色低的两种颜色以上的第二色对应的第二滤光片，而且，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， 上述第一滤光片呈矩形状地配置于上述第一子排列的外周部，并且配置于上述第二子排列的中央部， 与上述第二色的各色对应的上述第二滤光片在上述基本排列图案内在上述滤色器排列的水平、垂直方向的各滤光片行各滤光片行内配置I个以上。
2.根据权利要求1所述的彩色摄像元件，其中， 上述第二滤光片在上述滤色器的排列的斜右上及斜右下方向的行内配置I个以上。
3.根据权利要求2所述的彩色摄像元件，其中， 在上述基本排列图案内的两个上述第一子排列的中央部分别配置有不同的上述第二色的上述第二滤光片。
4.根据权利要求2或3所述的彩色摄像元件，其中， 上述基本排列图案内的两个上述第二子排列中与上述第二色的各色对应的上述第二滤光片的配置互不相同。
5.根据权利要求2~4中任一项所述的彩色摄像元件，其中， 上述第二子排列内的与上述第二色的各色对应的上述第二滤光片分别相对于上述第二子排列的中心配置成点对称。
6.根据权利要求4或5所述的彩色摄像元件，其中， 上述第一色为绿色(G)，上述第二色为红色(R)及蓝色(B)， 以上述滤色器排列的包含任意的滤色器的水平行及垂直行为基准，上述滤色器的排列的上述水平方向上以(M/2)行间隔配置的垂直行与上述垂直方向上以(N/2)行间隔配置的水平行交叉的位置所配置的上述第一滤光片及第二滤光片成为拜耳排列。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的彩色摄像元件，其中， 在上述M和N分别为8以上的情况下，在上述第二子排列的中央部包含由上述第一滤光片构成的与2X2像素对应的正方排列。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的彩色摄像元件，其中， 上述M和N分别为10以下。
9.根据权利要求1~8中 任一项所述的彩色摄像元件，其中， 上述M和N满足M = N。
10.根据权利要求1~8中任一项所述的彩色摄像元件，其中，上述M和N满足M关N。
11.一种摄像装置 ，具备权利要求1~10中任一项所述的彩色摄像元件。
【文档编号】H04N9/07GK104025582SQ201280065335
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2012年12月27日 优先权日:2011年12月27日
【发明者】田中诚二, 河合智行, 林健吉 申请人:富士胶片株式会社