彩色攝像元件的制作方法

彩色攝像元件的制作方法
【專利摘要】一種在由排列成傾斜格子狀的光電轉換元件構成的多個像素上配置規定的濾色器排列的濾色器而成的單板式彩色攝像元件。該彩色攝像元件的濾色器排列包括傾斜格子狀的6×6像素的規定的基本排列圖案(P)，該基本排列圖案(P)中，對獲得亮度信號的貢獻率較高的綠(G)所對應的G濾光片排列得分別多于G以外的對獲得亮度信號的貢獻率較低的紅(R)、藍(B)所對應的R、B濾光片，該基本排列圖案(P)以傾斜格子狀重復配置。G濾光片在濾色器排列的水平、垂直、斜右上、及斜右下方向的各行內配置一個以上，R、B濾光片在基本排列圖案(P)內的斜右上方向及斜右下方向的各行內配置一個以上。
【專利說明】彩色攝像元件
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種彩色攝像元件，尤其涉及一種可降低彩色莫爾條紋產生及實現高分辨率的彩色攝像元件。
【背景技術】
[0002]單板彩色攝像元件的輸出圖像是RAW圖像(馬賽克圖像)，因此通過對丟失的顏色的像素從周圍像素進行插值的處理(去馬賽克處理)，來獲得多通道圖像。此時成問題的是高頻的圖像信號的再現特性，彩色攝像元件和黑白攝像元件相比，在所拍攝到的圖像中易發生混淆，所以在降低彩色莫爾條紋(偽色)產生的同時擴大再現頻帶并實現高分辨率化，是重要的課題。
[0003]去馬賽克處理是指，根據單板式的彩色攝像元件的濾色器排列所對應的馬賽克圖像而按照各像素計算出所有的顏色信息的處理，也稱為同時化處理。例如，在由RGB三種顏色的濾色器構成的攝像元件的情況下，是根據由RGB構成的馬賽克圖像而按照各像素計算出RGB所有的顏色信息的處理。
[0004]作為在單板相機攝像元件中最廣泛使用的顏色排列的原色系拜耳排列中，將綠(G)像素配置成顏色相間方格狀、將紅(R)、藍(B)按線序配置，因此生成G信號在傾斜方向、R、B信號在水平、垂直方向上的高頻信號時，再現精度產生問題。
[0005]在圖19的㈧部分所示的黑白的豎條花紋(高頻圖像)入射到圖19的⑶部分所示的拜耳排列的攝像元件上的情況下，將其分配到拜耳顏色排列并按照各顏色進行比較時，如圖19的(C)部分至(E)部分所示，成為R淺平、B深平、G深淡的馬賽克狀的彩色圖像，本來是黑白圖像，RGB之間不產生濃度差(電平差)，但因顏色排列和輸入頻率而變為帶有顏色的狀態。
[0006]同樣，在圖20的㈧部分所示的傾斜的黑白的高頻圖像入射到圖20的⑶部分所示的拜耳排列的攝像元件上的情況下，將其分配到拜耳顏色排列并按照各顏色進行比較時，如圖20的(C)部分至(E)部分所示，成為R和B淺平、G深平的彩色圖像，假設黑色的值為O、白色的值為255，則傾斜的黑白高頻圖像中，僅G變為255，所以變成綠色。這樣一來，在拜耳排列中，無法正確地再現傾斜的高頻圖像。
[0007]一般情況下，在使用單板式的彩色攝像元件的攝像裝置中，將水晶等由多折射物質構成的光學低通濾波器配置于彩色攝像元件的前面，通過光學性去除來避免高頻。但在該方法中，高頻信號的折返造成的帶色可以減輕，但因其不利影響而存在分辨率下降的問題。
[0008]為解決這一問題，提出了下述彩色攝像元件(專利文獻I):使彩色攝像元件的濾色器排列設為三色隨機排列，該三色隨機排列滿足任意關注像素與包括該關注像素的顏色在內的三種顏色、及在該關注像素的四邊的任一邊上相鄰的排列限制條件。
[0009]并且，提出了下述濾色器排列的圖像傳感器(專利文獻2):具有分光靈敏度不同的多個濾光片，其中，第I濾光片和第2濾光片在圖像傳感器的像素格子的一個對角方向上以第I規定周期交替配置，并且在另一個對角方向上以第2規定周期交替配置。
[0010]進一步，在RGB三原色的彩色固體攝像元件中，提出了下述顏色排列(專利文獻3):將水平配置了 R、G、B的三個像素的組合，在垂直方向上呈Z字形錯開的同時進行配置，從而使RGB各自的出現概率均等，且使攝像面上的任意直線(水平、垂直、傾斜的直線)通過所有顏色。
[0011]進一步，還提出了下述彩色攝像元件(專利文獻4):將RGB三原色中的R、B在水平方向及垂直方向上分別隔三個像素而配置，在這些R、B像素之間配置G。
[0012]并且，提出了下述彩色攝像元件(專利文獻5):各像素被配置成傾斜格子狀(彼此相鄰的水平方向的行上的像素各錯開1/2像素間距地配置)，并且，只有G像素的行和與重復R、B像素或B、R像素的行交替地排列。
[0013]進一步，提出了下述彩色攝像元件(專利文獻6):是包括由配置成正方格子狀的光電轉換元件構成的多個像素的彩色攝像元件，具有分別配置成顏色相間方格狀的第I像素組和第2像素組，對于上述第I像素組及第2像素組，分別配置和上述專利文獻5相同的濾色器排列的濾色器。根據該攝像元件，能夠改變曝光條件地同時取得與第I像素組對應的圖像和與第2像素組對應的圖像，通過合成這些圖像，可生成較大動態范圍的圖像。
[0014]專利文獻1:日本特開2000-308080號公報
[0015]專利文獻2:日本特開2005-136766號公報
[0016]專利文獻3:日本特開平11-285012號公報
[0017]專利文獻4:日本特開平8-23543號公報
[0018]專利文獻5:日本特開平10-136391號公報
[0019]專利文獻6:日本特開2009-60342號公報

【發明內容】

[0020]發明要解決的問題
[0021]專利文獻I所述的彩色攝像元件存在以下問題:濾光片排列是隨機的，因此在進行后段的去馬賽克處理時，需要按照各隨機圖案進行最優化，去馬賽克處理變得復雜。并且，在隨機排列中，對低頻的彩色莫爾條紋有效，但對高頻部的偽色并非有效。
[0022]并且，專利文獻2所述的圖像傳感器存在以下問題:G像素(亮度像素)被配置成顏色相間方格狀，因此邊界分辨率區域(尤其是傾斜方向)的像素再現精度不佳。
[0023]專利文獻3所述的彩色固體攝像元件中，在任意的直線上存在所有顏色的濾光片，因此具有可抑制偽色發生的優點，但因RGB的像素數的比率相等，因此存在高頻再現性和拜耳排列相比降低的問題。此外，在拜耳排列的情況下，最有助于獲得亮度信號的G像素數的比率分別是R、B的像素數的2倍。
[0024]另一方面，專利文獻4所述的彩色攝像元件中，與拜耳排列相比，G像素數分別相對R、B像素數的比率高，但在水平或垂直方向上存在只有G像素的行，因此在水平或垂直方向上對高頻部的偽色并非有效。
[0025]并且，專利文獻5、6所述的彩色攝像元件的濾色器排列與將普通的拜耳排列旋轉45度而得到的排列相對應。因此，原樣保留了在圖19及圖20中說明的拜耳排列所引起的問題。[0026]本發明鑒于以上情況而提出，其目的在于提供一種可實現偽色發生的降低及高分辨率化并且與現有的隨機排列相比可簡化后段的處理的彩色攝像元件。
[0027]用于解決問題的方法
[0028]為實現上述目的，本發明的一個方式涉及的發明是在由排列成傾斜格子狀的光電轉換元件構成的多個像素上配置特定的濾色器排列的濾色器而成的單板式彩色攝像元件，上述濾色器排列包括排列有第I濾光片和第2濾光片的基本排列圖案,該第I濾光片與一種顏色以上的第I色對應，該第2濾光片與用于獲得亮度信號的貢獻率低于上述第I色的兩種顏色以上的第2色對應，該基本排列圖案以傾斜格子狀重復地配置，上述第I濾光片在上述濾色器排列的水平、垂直、斜右上、及斜右下方向上的各行內配置一個以上，與上述第2色的各顏色對應的上述第2濾光片在上述基本排列圖案內在上述濾色器排列的斜右上方向及斜右下方向上的各行內配置一個以上，與上述第I濾光片對應的第I色的像素數的比率大于與上述第2濾光片對應的第2色的各顏色的像素數的比率。
[0029]根據本發明的一個方式涉及的彩色攝像元件，將與用于獲得亮度信號的貢獻率高的第I色對應的第I濾光片配置于濾色器排列的水平、垂直、斜右上、及斜右下方向上的各行內，因此可提高高頻區域中的去馬賽克處理的再現精度，并且對于與上述第I色以外的兩種顏色以上的第2色對應的第2濾光片，也在濾色器排列的斜右上方向及斜右下方向上的各行內配置一個以上，因此可降低彩色莫爾條紋(偽色)的發生，實現高分辨率化。
[0030]并且，上述濾色器排列中，基本排列圖案以傾斜格子狀重復地配置，因此在進行后段的去馬賽克處理時，可按照重復圖案進行處理，與現有的隨機排列相比，可簡化后段的處理。
[0031]進一步，使與上述第I濾光片對應的第I色的像素數和與上述第2濾光片對應的第2色的各色像素數的比率不同，尤其使對獲得亮度信號的貢獻率高的第I色的像素數的比率大于與上述第2濾光片對應的第2色的各色像素數的比率，因此可抑制混淆，高頻再現性也較好。
[0032]本發明的其他方式涉及的發明是如下配置而成的單板式的彩色攝像元件:將由配置成正方格子狀的光電轉換元件構成的多個像素劃分為分別排列成顏色相間方格狀的第I像素組和第2像素組，對上述第I像素組及第2像素組分別配置相同的特定的濾色器排列的濾色器，上述濾色器排列包括排列有第I濾光片和第2濾光片的基本排列圖案，該第I濾光片與一種顏色以上的第I色對應，該第2濾光片與用于獲得亮度信號的貢獻率低于上述第I色的兩種顏色以上的第2色對應，該基本排列圖案以傾斜格子狀重復地配置，上述第I濾光片在上述濾色器排列的水平、垂直、斜右上、及斜右下方向上的各行內配置一個以上，與上述第2色的各顏色對應的上述第2濾光片在上述基本排列圖案內在上述濾色器排列的斜右上方向及斜右下方向上的各行內配置一個以上，與上述第I濾光片對應的第I色的像素數的比率大于與上述第2濾光片對應的第2色的各顏色的像素數的比率。
[0033]配置了上述第I像素組和第2像素組的彩色攝像元件的像素組被配置成正方格子狀，但上述第I像素組和第2像素組分別被配置成顏色相間方格狀(傾斜格子狀)。
[0034]上述第I像素組上的濾色器和第2像素組上的濾色器以在水平方向或垂直方向上錯開一個像素間距的關系進行配置，但分別配置相同的濾色器排列的濾色器。并且，各濾色器排列和本發明的一個方式具有相同的排列，因此可提高高頻區域中的去馬賽克處理的再現精度，并且可降低彩色莫爾條紋(偽色)的發生而實現高分辨率化。此外，能夠改變曝光條件地同時取得由第I像素組構成的圖像(第I圖像)和由第2像素組構成的圖像(第2圖像)，通過合成這些第1、第2圖像，可生成較大動態范圍的圖像。
[0035]在本發明進一步的其他方式涉及的彩色攝像元件中，優選為，上述濾色器排列包括以下部分:上述第I濾光片在水平、垂直、斜右上及斜右下方向上的各行內連續兩個像素以上。
[0036]由此，可通過最小像素間隔來進行水平、垂直、斜右上及斜右下方向上的亮度變化小的方向(相關度大的方向)的判斷。
[0037]在本發明進一步的其他方式涉及的彩色攝像元件中，優選為，上述濾色器排列包括:由上述第I濾光片構成的四個像素上下左右相鄰的十字狀的排列。使用上述十字狀排列的四個像素的像素值，可判斷水平、垂直、斜右上及斜右下方向中的相關度大的方向。
[0038]在本發明進一步的其他方式涉及的彩色攝像元件中，優選為，上述基本排列圖案內的濾色器排列相對于該基本排列圖案的中心呈點對稱。這樣一來，可減小后段的處理電路的電路規模。
[0039]在本發明進一步的其他方式涉及的彩色攝像元件中，優選為，上述基本排列圖案是與NXN(N:4以上8以下的整數)像素對應的傾斜格子排列圖案。
[0040]此處，與NXN像素對應的傾斜格子排列圖案是傾斜方向上的像素分別為N像素的菱形形狀的排列圖案。這是因為，當該傾斜格子排列圖案的傾斜方向上的像素數N小于4時，不滿足本發明涉及的濾色器排列的條件，當N超過8時，去馬賽克處理等信號處理復雜化，無法獲得增大基本排列圖案的尺寸所起到的特別效果。
[0041]在本發明進一步的其他方式涉及的彩色攝像元件中，優選為，上述基本排列圖案是與6X6像素對應的傾斜格子排列圖案。
[0042]如上所述，基本排列圖案是NXN像素對應的傾斜格子排列圖案，N優選4以上8以下的整數，但與N為奇數相比，N為偶數的情況下，在去馬賽克處理時有利，并且當N為4時，由于在上述基本排列圖案內不包括上述第I濾光片在水平、垂直、斜右上及斜右下方向上的各行內連續兩個像素以上的部分，因此不利于亮度變化小的方向的判斷，當N是8時，與N為6時相比信號處理變得復雜。因此，作為上述基本排列圖案，優選N為6，S卩，優選與6X6像素對應的傾斜格子排列圖案。
[0043]在本發明進一步的其他方式涉及的彩色攝像元件中，優選為，上述濾色器排列中，上述第I濾光片在3X3像素的傾斜格子排列中配置于中心和四角，該3X3像素的傾斜格子排列以傾斜格子狀重復地配置。在上述3X3像素組的四角配置有上述第I濾光片，因此當該3 X 3像素組以傾斜格子狀重復配置時，上述濾色器排列將包含與由上述第I濾光片構成的2 X 2像素對應的傾斜格子排列，使用該2 X 2像素的像素值，可判斷水平、垂直、斜右上及斜右下方向中的相關性大的方向。
[0044]在本發明進一步的其他方式涉及的彩色攝像元件中，上述第2濾光片可以配置于上述濾色器的水平、垂直、斜右上、及斜右下方向上的各行內。這樣一來，可提高水平、垂直方向上的顏色再現性。
[0045]在本發明進一步的其他方式涉及的彩色攝像元件中，上述第I色是綠(G)色，上述第2色是紅(R)色及藍⑶色。[0046]在本發明進一步的其他方式涉及的彩色攝像元件中，優選為，上述基本排列圖案是與6 X 6像素對應的傾斜格子排列圖案，上述傾斜格子排列圖案由第I傾斜格子排列和第2傾斜格子排列彼此交錯地排列而構成，上述第I傾斜格子排列是與3X3像素對應的第I傾斜格子排列，G濾光片配置于中心和四角，B濾光片隔著中心的G濾光片配置于斜右上方向，R濾光片隔著中心的G濾光片排列于斜右下方向，上述第2傾斜格子排列是與3X3像素對應的第2傾斜格子排列，G濾光片配置于中心和四角，R濾光片隔著中心的G濾光片配置于斜右上方向，B濾光片隔著中心的G濾光片排列于斜右下方向。
[0047]該基本排列圖案包括與2X2像素對應的傾斜格子排列的G濾光片，并且，是相對于基本排列圖案的中心呈點對稱的最小尺寸的基本排列圖案。進一步，根據上述構成的濾色器排列，以上述第I傾斜格子排列或第2傾斜格子排列為中心提取了傾斜格子狀的5X5像素(馬賽克圖像的局部區域)時，在上述5X5像素的四角存在傾斜格子狀的2X2像素的G像素。這些2X2像素的G像素的像素值可用于四個方向的相關方向的判斷。此外，具備上述彩色攝像元件的攝像裝置也包括在本發明中。
[0048]發明效果
[0049]根據本發明，將與對獲得亮度信號的貢獻率高的第I色對應的第I濾光片配置于濾色器排列的水平、垂直、斜右上、及斜右下方向上的各行內，并且使與上述第I濾光片對應的第I色的像素數的比率大于與上述第I色以外的兩種顏色以上的第2濾光片對應的第2色的各色像素數的比率，因此可提高高頻區域中的去馬賽克處理的再現精度，且能夠抑制混淆。
[0050]并且，與上述第I色以外的兩種顏色以上的第2色對應的第2濾光片在上述基本排列圖案內在濾色器排列的斜右上及斜右下方向上的各行內配置一個以上，因此可降低彩色莫爾條紋(偽色)的發生，實現高分辨率化。
[0051]進一步，本發明涉及的濾色器排列中，基本排列圖案以傾斜格子狀重復，因此在進行后段的去馬賽克處理時，可根據重復圖案進行處理，與現有的隨機排列相比，可簡化后段的處理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0052]圖1是表示彩色攝像元件的第I實施方式的圖。
[0053]圖2是表示第I實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列中所包含的基本排列圖案的圖。
[0054]圖3是表示將第I實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列中所包含的6X6像素的基本排列圖案分割為3X3像素的A排列和B排列并對它們進行了配置的情況的圖。
[0055]圖4是用于說明根據第I實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列中所包含的2X2像素的G像素的像素值，判斷相關方向的圖。
[0056]圖5是用于說明彩色攝像元件的濾色器排列中所包含的基本排列圖案的概念的圖。
[0057]圖6是表示彩色攝像元件的第2實施方式的圖。
[0058]圖7是表示彩色攝像元件的第3實施方式的圖。
[0059]圖8是表示彩色攝像元件的第4實施方式的圖。[0060]圖9是表示彩色攝像元件的第5實施方式的圖。
[0061]圖10是表示彩色攝像元件的第6實施方式的圖。
[0062]圖11是表示彩色攝像元件的第7實施方式的圖。
[0063]圖12是表示彩色攝像元件的第8實施方式的圖。
[0064]圖13是表示彩色攝像元件的第9實施方式的圖。
[0065]圖14是表示第9實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列中所包含的基本排列圖案的圖。
[0066]圖15是表示彩色攝像元件的第10實施方式的圖。
[0067]圖16是表示配置了 R濾光片(紅色濾光片)、Gl濾光片(第I綠色濾光片)、G2濾光片(第2綠色濾光片)及B濾光片(藍色濾光片)的受光元件的分光靈敏度特性的曲線圖。
[0068]圖17是表示配置了 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曲線圖。
[0069]圖18是表示配置了 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曲線圖。
[0070]圖19是用于說明具有現有的拜耳排列的濾色器的彩色攝像元件的問題的圖。
[0071]圖20是用于說明具有現有的拜耳排列的濾色器的彩色攝像元件的問題的圖。
【具體實施方式】
[0072]以下根據附圖詳細說明本發明的優選實施方式。
[0073](彩色攝像元件的第I實施方式)
[0074]圖1是表示彩色攝像元件的第I實施方式的圖，尤其表示設于彩色攝像元件上的濾色器的濾色器排列。
[0075]該彩色攝像元件由多個像素(未圖示)和配置在各像素的受光面上的圖1所示的濾色器排列的濾色器構成，上述多個像素由在水平方向及垂直方向上排列(二維正方格子狀排列)的光電轉換元件構成，在各像素上配置紅(R)、綠(G)、藍(B)三原色濾色器中的任一種。
[0076]此外,彩色攝像元件不限于CCD(Charge Coupled Device/電荷稱合器件)彩色攝像兀件，也可是CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor/互補金屬氧化物半導體)攝像元件等其他種類的攝像元件。
[0077](濾色器排列的特征)
[0078]第I實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列具有下述特征(I)、(2)、(3)、(4)、(5)及(6)。
[0079](特征(I))
[0080]圖1所示的濾色器排列包括由與6X6像素對應的正方排列圖案構成的基本排列圖案P(粗框所示的圖案)，該基本排列圖案P在水平方向及垂直方向上重復配置。即，該濾色器排列中，R、G、B各色濾光片(R濾光片、G濾光片、B濾光片)以特定的周期性排列。
[0081]這樣一來，由于R濾光片、G濾光片、B濾光片以特定的周期性排列，所以進行從彩色攝像元件讀出的R、G、B信號的去馬賽克處理等時，可按照重復圖案進行處理。[0082]并且，以基本排列圖案P的單位進行間拔處理以縮小圖像時，被間拔處理的縮小圖像的濾色器排列可與間拔處理前的濾色器排列相同，可使用通用的處理電路。
[0083](特征⑵)
[0084]圖1所示的濾色器排列中，最有助于獲得亮度信號的顏色(在本實施方式中是G色)所對應的G濾光片配置于濾色器排列的水平、垂直、斜右上(NE)及斜右下(NW)方向上的各行內。
[0085]NE是指斜右上方向，NW是指斜右下方向。例如，當是正方形的像素排列時，斜右上及斜右下方向是相對水平方向分別成45度的方向，如果是長方形的像素排列，則是長方形的對角線的方向，該角度可能根據長邊/短邊的長度而發生變化。
[0086]與亮度系像素對應的G濾光片配置于濾色器排列的水平、垂直、及傾斜(NE、NW)方向上的各行內，因此可不依靠變為高頻的方向而提高高頻區域中的去馬賽克處理的再現精度。
[0087](特征⑶)
[0088]圖1所示的濾色器排列的基本排列圖案中，該基本排列圖案內的R、G、B濾光片所對應的R像素、G像素、B像素的像素數分別是8像素、20像素、8像素。S卩，RGB像素的各像素數的比率是2:5:2，最有助于獲得亮度信號的G像素的像素數的比率大于其他顏色的R像素、B像素的像素數的各自的比率。
[0089]如上所述，G像素的像素數和R、B像素的像素數的比率不同，尤其是使最有助于獲得亮度信號的G像素的像素數的比率大于R、B像素的像素數的比率，所以可抑制去馬賽克處理時的混淆,并且可使高頻再現性良好。
[0090](特征⑷)
[0091]圖1所示的濾色器排列中，在基本排列圖案P內，在濾色器排列的水平、及垂直方向上的各行內配置一個以上的除上述G色以外的兩種顏色以上的其他顏色(在本實施方式中是R、B的顏色)所對應的R濾光片、B濾光片。
[0092]R濾光片、B濾光片配置于濾色器排列的水平、及垂直方向上的各行內，因此可抑制彩色莫爾條紋(偽色)的產生。由此，可省略用于抑制偽色產生的光學低通濾波器，或者在適用光學低通濾波器的情況下，也可適用對用于防止偽色產生的高頻成分的切斷作用弱的裝置，可避免損壞分辨率。
[0093]圖2表示將圖1所示的基本排列圖案P四分為3X3像素的狀態。
[0094]如圖2所示，基本排列圖案P中，實線框包圍的3X3像素的A排列(正方排列)和虛線框包圍的3X3像素的B排列(正方排列)在水平、垂直方向上交替排列。
[0095]A排列及B排列中，分別作為亮度系像素的G濾光片配置于四角和中央，并配置于兩條對角線上。并且，A排列中，R濾光片隔著中央的G濾光片排列于水平方向，B濾光片隔著中央的G濾光片排列于垂直方向，另一方面，B排列中，B濾光片隔著中央的G濾光片排列于水平方向，R濾光片隔著中央的G濾光片排列于垂直方向。即，A排列和B排列中，R濾光片和B濾光片的位置關系相反，其他配置相同。
[0096]并且，如圖13所示，A排列和B排列在水平、垂直方向上交替配置，由此，A排列和B排列的四角的G濾光片成為與2X2像素對應的正方排列的G濾光片。
[0097]這是因為，作為亮度系像素的G濾光片在A排列或B排列中的3X3像素上配置于四角和中央，通過在水平方向、垂直方向上交替配置該3X3像素而形成與2X2像素對應的正方排列的G濾光片。此外，通過這樣的排列，滿足上述特征(I)、(2)、(3)、及下述特征
(5)。
[0098](特征(5))
[0099]圖1所示的濾色器排列包括與由G濾光片構成的2X2像素對應的正方排列。
[0100]如圖4所示，取出由G濾光片構成的2X2像素，求出水平方向上的G像素的像素值的差分絕對值、垂直方向上的G像素的像素值的差分絕對值、傾斜(NE、NW)方向上的G像素的像素值的差分絕對值，由此可判斷為水平、垂直、及傾斜(NE、NW)方向中、與差分絕對值小的方向存在相關性。
[0101]S卩，根據該濾色器排列，可使用最小像素間隔的G像素的信息來判斷水平、垂直、及傾斜(NE、NW)方向中的相關性大的方向。該方向判斷結果可用于從周圍像素進行插值的處理(去馬賽克處理)。
[0102]并且，如圖3所示，將3X3像素的A排列或B排列的像素作為去馬賽克處理的對象像素，以A排列或B排列為中心而提取出5X5像素(馬賽克圖像的局部區域)時，在上述5X5像素的四角，存在2X2像素的G像素。通過使用這些2X2像素的G像素的像素值，可使用最小像素間隔的G像素的信息而對四個方向的相關方向的判斷高精度地進行。
[0103](特征(6))
[0104]圖1所示的濾色器排列的基本排列圖案相對于該基本排列圖案的中心(四個G濾光片的中心)呈點對稱。并且，如圖2所示，基本排列圖案內的A排列及B排列也分別相對于中心的G濾光片呈點對稱。
[0105]通過這樣的對稱性，可減小或簡化后段的處理電路的電路規模。
[0106]如圖5所示，在粗框所示的基本排列圖案P中，水平方向的第I至第6行中的第I及第3行的濾色器排列是GBGGRG，第2行的濾色器排列是RGRBGB，第4及第6行的濾色器排列是GRGGBG，第5行的濾色器排列是BGBRGR。
[0107]現在，在圖5中，假設將基本排列圖案P在水平方向及垂直方向上分別移位I像素而得到的基本排列圖案是P’，分別移位2像素而得到的基本排列圖案是P”，則在水平方向及垂直方向上重復配置這些基本排列圖案P’、P”時，也變為相同的濾色器排列。
[0108]即，在水平方向及垂直方向上重復配置基本排列圖案，從而存在多個可構成圖5所示的濾色器排列的基本排列圖案。在第I實施方式中，為便于說明，將基本排列圖案呈點對稱的基本排列圖案P稱為基本排列圖案。
[0109]此外，在下述其他實施方式的濾色器排列中，對于各濾色器排列存在多個基本排列圖案，但將其代表性的圖案稱為該濾色器排列的基本排列圖案。
[0110](彩色攝像元件的第2實施方式)
[0111]圖6是表示彩色攝像元件的第2實施方式的圖，尤其表示設于彩色攝像元件上的濾色器的濾色器排列。
[0112]第2實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列包括由與4X4像素對應的正方排列圖案構成的基本排列圖案(粗框所示的圖案)，在水平方向及垂直方向上重復配置該基本排列圖案。
[0113]該濾色器排列中，與第I實施方式同樣地，G濾光片配置于濾色器排列的水平、垂直及傾斜(NE、NW)方向上的各行內，且R濾光片、B濾光片配置于濾色器排列的水平及垂直方向上的各行內。
[0114]并且，基本排列圖案相對于該基本排列圖案的中心呈點對稱。
[0115]另一方面，該濾色器排列不包括與由G濾光片構成的2X2像素對應的正方排列，但具有水平方向上相鄰的G濾光片，并且，具有傾斜方向(NE、NW)方向上相鄰的G濾光片。
[0116]在垂直方向上，存在隔著R濾光片或B濾光片的G濾光片，因此可在判斷垂直方向的相關性時使用與這些G濾光片對應的G像素的像素值。
[0117]并且，圖6所示的濾色器排列的基本排列圖案中，該基本排列圖案內的R、G、B濾光片所對應的R像素、G像素、B像素的像素數分別是4像素、8像素、4像素。S卩，RGB像素的各像素數的比率是1:2:1，最有助于獲得亮度信號的G像素的像素數的比率大于其他顏色的R像素、B像素各自的像素數的比率。
[0118]如上所述，第2實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列具有與第I實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列的特征(1)、⑵、⑶、⑷及(6)相同的特征。
[0119](彩色攝像元件的第3實施方式)
[0120]圖7是表示彩色攝像元件的第3實施方式的圖，尤其表示設于彩色攝像元件上的濾色器的濾色器排列。
[0121]第3實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列包括由5X5像素對應的正方排列圖案構成的基本排列圖案(粗框所示的圖案)，在水平方向及垂直方向上重復配置該基本排列圖案。
[0122]該濾色器排列中，與第I實施方式同樣地，G濾光片配置于濾色器排列的水平、垂直及傾斜(NE、NW)方向上的各行內，且R濾光片、B濾光片配置于濾色器排列的水平及垂直方向上的各行內。
[0123]并且，圖7所示的濾色器排列的基本排列圖案中，該基本排列圖案內的R、G、B濾光片所對應的R像素、G像素、B像素的像素數分別是7像素、11像素、7像素。S卩，RGB像素的各像素數的比率是7:11:7，最有助于獲得亮度信號的G像素的像素數的比率大于其他顏色的R像素、B像素各自的像素數的比率。
[0124]此外，基本排列圖案并非點對稱，并且不包括與由G濾光片構成的2X2像素對應的正方排列。
[0125]該第3實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列具有與第I實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列的特征(I)、(2)、(3)、(4)相同的特征。
[0126](彩色攝像元件的第4實施方式)
[0127]圖8是表示彩色攝像元件的第4實施方式的圖，尤其表示設于彩色攝像元件上的濾色器的濾色器排列。
[0128]第4實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列中，與第3實施方式同樣地，包括由與5X5像素對應的正方排列圖案構成的基本排列圖案(粗框所示的圖案)，在水平方向及垂直方向上重復配置該基本排列圖案。
[0129]該濾色器排列中，與第I實施方式同樣地，G濾光片配置于濾色器排列的水平、垂直及傾斜(NE、NW)方向上的各行內，且R濾光片、B濾光片配置于濾色器排列的水平及垂直方向上的各行內。[0130]并且，圖8所示的濾色器排列的基本排列圖案中，該基本排列圖案內的R、G、B濾光片所對應的R像素、G像素、B像素的像素數分別是6像素、13像素、6像素。S卩，RGB像素的各像素數的比率是6:13:6，最有助于獲得亮度信號的G像素的像素數的比率大于其他顏色的R像素、B像素各自的像素數的比率。
[0131]并且，該濾色器排列不包括與由G濾光片構成的2X2像素對應的正方排列，但存在G濾光片彼此相鄰的四個像素的塊，根據這四個像素的像素值，可以最小像素間隔來判斷水平、垂直及傾斜(NE、NW)方向上的相關性。此外，基本排列圖案并非點對稱。
[0132]該第4實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列具有與第I實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列的特征(I)、(2)、(3)、(4)及(5)相同的特征。
[0133](彩色攝像元件的第5實施方式)
[0134]圖9是表示彩色攝像元件的第5實施方式的圖，尤其表示設于彩色攝像元件上的濾色器的濾色器排列。
[0135]第5實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列中，與第3實施方式同樣地，包括由與5X5像素對應的正方排列圖案構成的基本排列圖案(粗框所示的圖案)，在水平方向及垂直方向上重復配置該基本排列圖案。
[0136]該濾色器排列中，G濾光片配置于濾色器排列的水平、垂直及傾斜(NE、NW)方向上的各行內，同樣地R濾光片、B濾光片也配置于濾色器排列的水平、垂直及傾斜(NE、NW)方向上的各行內。
[0137]S卩，該濾色器排列中，R、G、B濾光片全部配置于濾色器排列的水平、垂直、及傾斜(NE、NW)方向上的各行內，由此，在能提高傾斜方向的顏色再現性這一點上，具有與第I實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列所不具備的特征。
[0138]并且，圖9所示的濾色器排列的基本排列圖案中，該基本排列圖案內的R、G、B濾光片所對應的R像素、G像素、B像素的像素數分別是8像素、9像素、8像素。S卩，RGB像素的各像素數的比率是8:9:8，最有助于獲得亮度信號的G像素的像素數的比率大于其他顏色的R像素、B像素各自的像素數的比率。
[0139]另一方面，該濾色器排列不包括與由G濾光片構成的2X2像素對應的正方排列，并且，基本排列圖案并非點對稱。
[0140]該第5實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列具有與第I實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列的特征(I)、(2)、(3)及(4)相同的特征。
[0141](彩色攝像元件的第6實施方式)
[0142]圖10是表示彩色攝像元件的第6實施方式的圖，尤其表示設于彩色攝像元件上的濾色器的濾色器排列。
[0143]第6實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列包括由與7X7像素對應的正方排列圖案構成的基本排列圖案(粗框所示的圖案)，在水平方向及垂直方向上重復配置該基本排列圖案。
[0144]該濾色器排列中，與第I實施方式同樣地，G濾光片配置于濾色器排列的水平、垂直及傾斜(NE、NW)方向上的各行內，且R濾光片、B濾光片配置于濾色器排列的水平及垂直方向上的各行內。
[0145]并且，圖10所示的濾色器排列的基本排列圖案中，該基本排列圖案內的R、G、B濾光片所對應的R像素、G像素、B像素的像素數分別是12像素、25像素、12像素。S卩，RGB像素的各像素數的比率是12:25:12，最有助于獲得亮度信號的G像素的像素數的比率大于其他顏色的R像素、B像素各自的像素數的比率。
[0146]并且，該濾色器排列包括與由G濾光片構成的2 X 2像素對應的正方排列，進一步，基本排列圖案相對于該基本排列圖案的中心呈點對稱。
[0147]該第6實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列具有與第I實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列的特征(I)、(2)、(3)、(4)、(5)及(6)相同的特征。
[0148](彩色攝像元件的第7實施方式)
[0149]圖11是表示彩色攝像元件的第7實施方式的圖，尤其表示設于彩色攝像元件上的濾色器的濾色器排列。
[0150]第7實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列包括由與8X8像素對應的正方排列圖案構成的基本排列圖案(粗框所示的圖案)，在水平方向及垂直方向上重復配置該基本排列圖案。
[0151]該濾色器排列中，與第I實施方式同樣地，G濾光片配置于濾色器排列的水平、垂直及傾斜(NE、NW)方向上的各行內，且R濾光片、B濾光片配置于濾色器排列的水平及垂直方向上的各行內。
[0152]并且，圖11所示的濾色器排列的基本排列圖案中，該基本排列圖案內的R、G、B濾光片所對應的R像素、G像素、B像素的像素數分別是16像素、32像素、16像素。S卩，RGB像素的各像素數的比率是1:2:1，最有助于獲得亮度信號的G像素的像素數的比率大于其他顏色的R像素、B像素各自的像素數的比率。
[0153]并且，該濾色器排列包括與由G濾光片構成的2 X 2像素對應的正方排列，進一步，基本排列圖案相對于該基本排列圖案的中心呈點對稱。
[0154]將該基本排列圖案四分為4 X 4像素時，對角的4 X 4像素的排列變得相同，在水平方向或垂直方向上相鄰的4X4像素的排列與R濾光片和B濾光片的位置關系相反，但其他配置相同。
[0155]該第7實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列具有與第I實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列的特征(I)、(2)、(3)、(4)、(5)及(6)相同的特征。
[0156](彩色攝像元件的第8實施方式)
[0157]圖12是表示彩色攝像元件的第8實施方式的圖，尤其表示設于彩色攝像元件上的濾色器的濾色器排列。
[0158]上述第I至第7實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列均是RGB三原色的濾色器的濾色器排列，但第8實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列是除了 RGB濾光片之外還追加了翠綠(E)的E濾光片的四色濾色器的濾色器排列，在這點上不相同。
[0159]第8實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列中，與第7實施方式同樣地，包括由與8X8像素對應的正方排列圖案構成的基本排列圖案(粗框所示的圖案)，在水平方向及垂直方向上重復配置該基本排列圖案。
[0160]該濾色器排列中，G濾光片配置于濾色器排列的水平、垂直及傾斜(NE、NW)方向上的各行內，另一方面，R濾光片、B濾光片、E濾光片配置于濾色器排列的水平及垂直方向上的各行內。[0161]并且，圖12所示的濾色器排列的基本排列圖案中，該基本排列圖案內的R、G、B濾光片所對應的R像素、G像素、B像素的像素數分別是16像素、24像素、16像素、8像素。SP，RGB像素的各像素數的比率是2:3:2:1，最有助于獲得亮度信號的G像素的像素數的比率大于其他顏色的R像素、B像素、E像素各自的像素數的比率。
[0162]并且，該濾色器排列包括與由G濾光片構成的2 X 2像素對應的正方排列，進一步，基本排列圖案相對于該基本排列圖案的中心呈點對稱。
[0163]該第8實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列具有與第I實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列的特征(I)、(2)、(3)、(4)、(5)及(6)相同的特征。
[0164](彩色攝像元件的第9實施方式)
[0165]圖13是表示彩色攝像元件的第9實施方式的圖，尤其表示設于彩色攝像元件上的濾色器的濾色器排列。
[0166]上述第I至第8實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列均適用于多個像素排列成正方格子狀的攝像元件，但第9實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列適用于多個像素排列成傾斜格子狀的攝像元件，在這點上不相同。
[0167]S卩，圖13所示的彩色攝像元件的二維排列的多個像素排列成傾斜格子狀。由此，彼此相鄰的水平方向的行上的像素按照各行分別錯開1/2像素間距地配置。
[0168]并且，圖13所示的彩色攝像元件的濾色器排列包括由與6X6像素對應的傾斜格子排列圖案構成的基本排列圖案P (粗框所示的圖案)，該基本排列圖案P被配置成傾斜格子狀。即，該濾色器排列中，R、G、B各色濾光片(R濾光片、G濾光片、B濾光片)以特定的周期性排列。
[0169]圖14是表示圖9所示的濾色器排列中所包含的基本排列圖案的圖。
[0170]圖14所示的第9實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列與將圖2所示的第I實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列旋轉45度而得到的排列對應。
[0171]因此，第9實施方式的濾色器排列與第I實施方式的濾色器排列的相同點是，最有助于獲得亮度信號的顏色(在本實施方式中是G色)所對應的G濾光片配置于濾色器排列的水平、垂直、傾斜(NE、NW)方向上的各行內。
[0172]與亮度系像素對應的G濾光片配置于濾色器排列的水平、垂直及傾斜(NE、NW)方向上的各行內，因此可不依靠變為高頻的方向地提高高頻區域中的去馬賽克處理的再現精度。
[0173]并且，如圖14所示，第9實施方式的濾色器排列與將圖2所示的第I實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列旋轉45度而得到的排列對應，因此該基本排列圖案內的R、G、B濾光片所對應的R像素、G像素、B像素的像素數與第I實施方式的基本排列圖案同樣地，分別是8像素、20像素、8像素。即，RGB像素的各像素數的比率是2:5:2，最有助于獲得亮度信號的G像素的像素數的比率大于其他顏色的R像素、B像素各自的像素數的比率。
[0174]另一方面，圖1所示的第I實施方式的濾色器排列中，在基本排列圖案P內，在濾色器排列的水平及垂直方向上的各行內配置一個以上的R濾光片、B濾光片，但如圖14所示，第9實施方式的濾色器排列與將第I實施方式的濾色器排列旋轉45度而得到的排列對應，因此，在基本排列圖案內，在濾色器排列的排列傾斜(NE、NW)方向上的各行內配置一個以上的R濾光片、B濾光片。[0175]這樣一來，R濾光片、B濾光片配置于濾色器排列的傾斜(NE、NW)方向上的各行內，因此可抑制彩色莫爾條紋(偽色)的產生。由此，可省略用于抑制偽色產生的光學低通濾波器，或者在適用光學低通濾波器的情況下，也可適用對用于防止偽色產生的高頻成分的切斷作用弱的裝置，可避免損壞分辨率。
[0176]并且，如圖14所示，可知基本排列圖案P中，3X3像素的A排列(傾斜格子排列)和3X3像素的B排列(傾斜格子排列)彼此交錯地排列而構成。
[0177]A排列及B排列中，分別作為亮度系像素的G濾光片配置于四角和中央，并配置于3X3像素的兩條對角線上。并且，A排列中，R濾光片隔著中央的G濾光片排列于斜右下方向上，B濾光片隔著中央的G濾光片排列于斜右上方向上，另一方面，B排列中，B濾光片隔著中央的G濾光片排列于斜右下方向上，R濾光片隔著中央的G濾光片排列于斜右上方向上。即，A排列和B排列中，R濾光片和B濾光片的位置關系相反，其他配置相同。
[0178]A排列和B排列以傾斜格子狀彼此交錯地配置，從而A排列和B排列的四角的G濾光片成為與2X2像素對應的傾斜格子排列(四個像素在上下左右相鄰的十字狀排列)的G濾光片。
[0179]這是因為，作為亮度系像素的G濾光片在A排列或B排列中的3 X 3像素中配置于四角和中央，通過將該3X3像素配置成傾斜格子狀而形成與2X2像素對應的傾斜格子排列的G濾光片。
[0180]進一步，圖14所示的濾色器排列的基本排列圖案，相對于該基本排列圖案的中心(四個G濾光片的中心)呈點對稱。并且，基本排列圖案內的A排列及B排列也分別相對于中心的G濾光片呈點對稱。
[0181]通過這種對稱性，可減小或簡化后段的處理電路的規模。
[0182]因此，第9實施方式的濾色器排列與將設于第I實施方式的彩色攝像元件上的濾色器的濾色器排列旋轉45度而得到的排列對應，因此與第I實施方式相比，在R濾光片、B濾光片配置于基本濾色器排列的傾斜(NE、NW)方向上的各行內這點上不相同，但具有與第I實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列的特征(I)、(2)、(3)、(4)、(5)及(6)相同的特征。
[0183]并且，多個像素排列成傾斜格子狀的攝像元件與排列成正方格子狀的攝像元件相t匕，水平及垂直方向上的可再現頻帶變為^ 2倍，人的視覺頻率特性符合水平及垂直方向
上高于傾斜方向上的特性，因此可以說是有利于視覺的構造。
[0184](第9實施方式的變形例)
[0185]不限于第9實施方式的彩色攝像元件，也可是下述構成的彩色攝像元件:將多個像素配置成傾斜格子狀，并且將圖6至圖12所示的第2實施方式至第8實施方式的濾色器排列旋轉45度而得到的排列配置于上述配置成傾斜格子狀的像素上。
[0186]這種情況下的各彩色攝像元件分別具有與第2實施方式至第8實施方式的彩色攝像元件相同的特征。
[0187](彩色攝像元件的第10實施方式)
[0188]圖15的(A)部分是表示彩色攝像元件的第10實施方式的圖，尤其表示設于彩色攝像元件上的濾色器的濾色器排列。
[0189] 第10實施方式的彩色攝像元件中，多個像素排列成正方格子狀、并且如圖15的(B)部分及(C)部分所示地劃分為分別排列成顏色相間方格狀的第I像素組和第2像素組時，對第I像素組及第2像素組分別配置相同的濾色器排列的濾色器。
[0190]S卩，排列成正方格子狀的多個像素與棋盤格標志的白或黑的位置的像素對應時，圖15的(B)部分及(C)部分所示的第I像素組及第2像素組分別是與棋盤格標志的白或黑的位置對應的像素組，是配置成傾斜格子狀的像素組。
[0191]并且，配置于圖15的(B)部分及(C)部分所示的第I像素組及第2像素組上的濾色器排列分別是與圖13所示的第9實施方式的濾色器排列相同的排列，包括由與6X6像素對應的傾斜格子排列圖案構成的基本排列圖案P(粗框所示的圖案)，以傾斜格子狀重復配置該基本排列圖案P。
[0192]進一步，圖15的(B)部分所示的濾色器排列和圖15的(C)部分所示的濾色器排列，以圖15的(A)部分所示的排列成正方格子狀的各像素的I像素間距的距離在垂直方向上錯開的關系配置。
[0193]根據該第10實施方式的彩色攝像元件，可同時取得圖15的(B)部分所示的第I像素組(以下稱為“A面”)所對應的圖像和圖15的(C)部分所示的第2像素組(以下稱為“B面”)所對應的圖像。
[0194]此時，A面的馬賽克圖像及B面的馬賽克圖像分別是與從第9實施方式的彩色攝像元件取得的馬賽克圖像相同的構成，因此第10實施方式的彩色攝像元件具有與第9實施方式的彩色攝像元件同樣的特征。
[0195]并且，第10實施方式的彩色攝像元件通過獨立控制A面、B面的曝光(電荷積蓄時間)，可獲得在A面和B面上靈敏度不同的圖像，通過合成這些圖像，可生成較大動態范圍的圖像。并且，通過使A面、B面的電荷積蓄時間(快門速度)相同并對A面、B面進行加法運算的圖像，可取得低噪點的圖像，進一步，不進行像素加法運算也能夠取得高分辨率的圖像。
[0196]此外，圖15所示的第10實施方式的彩色攝像元件中，A面的濾色器排列和B面的濾色器排列在垂直方向上錯開一個像素間距，但不限于此，也可以構成為，在水平方向上錯開一個像素間距。此時的濾色器排列與將圖15的(A)部分所示的濾色器旋轉90度而得到的排列對應。
[0197](第10實施方式的變形例)
[0198]不限于第10實施方式的彩色攝像元件，也可是如下彩色攝像元件:將多個像素排列成正方格子狀，并且將圖6至圖12所示的第2實施方式至第8實施方式的濾色器排列旋轉了 45度而得到的排列在水平或垂直方向上錯開地排列、且與第10實施方式同樣地在A面、B面的像素上配置而成。
[0199]此時的各彩色攝像元件分別具有與第2實施方式至第8實施方式的彩色攝像元件相同的特征，且可同時取得A面、B面兩張圖像。
[0200](其他)
[0201]在上述實施方式中，說明了 RGB三原色的濾色器的濾色器排列、及RGB三原色+其他顏色(例如翠綠(E))的四色濾色器的濾色器排列，但濾色器的種類不限于上述實施方式。
[0202](變形例)[0203]并且，在上述各實施方式中，說明了采用綠(G)作為第I色、采用紅(R)及藍(B)作為第2色的例子，但濾色器中可使用的顏色不限于這些顏色，也可使用與滿足以下條件的顏色對應的濾色器。
[0204](第I濾光片(第I色)的條件)
[0205]在上述各實施方式中，作為具有本發明的第I色的第I濾光片，以G色的G濾光片為例進行了說明，但也可替代G濾光片，或者替代G濾光片的一部分，而使用滿足以下條件
(I)至條件(4)中的任一條件的濾光片。
[0206](條件(I))
[0207]條件(I)是:用于獲得亮度信號的貢獻率為50%以上。該貢獻率50%是為了區別本發明的第I色(G色等)和第2色(R、B色等)而確定的值，是為了使和R色、B色等相比用于獲得亮度數據的貢獻率相對較高的顏色包含在“第I色”中而確定的值。
[0208]此外，貢獻率小于50%的顏色成為本發明的第2色(R色、B色等)，具有該顏色的濾光片成為本發明的第2濾光片。
[0209](條件⑵)
[0210]條件(2)是:濾光片的透過率的峰值處于波長為480nm以上570nm以下的范圍內。濾光片的透過率例如使用由分光光度計測定的值。該波長范圍是為了區別本發明的第I色(G色等)和第2色(R、B色等)而確定的范圍，是為了不包含上述貢獻率相對低的R色、B色等的峰值、且包含貢獻率相對高的G色等的峰值而確定的范圍。因此，可將透過率的峰值處于波長為480nm以上570nm以下的范圍內的濾光片用作第I濾光片。此外，透過率的峰值處于波長480nm以上570nm以下的范圍外的濾光片成為本發明的第2濾光片(R濾光片、B濾光片)。
[0211](條件⑶)
[0212]條件(3)是，波長為500nm以上560nm以下的范圍內的透過率高于第2濾光片(R濾光片、B濾光片)的透過率。在該條件(3)中，濾光片的透過率例如也可使用由分光光度計所測定的值。該條件(3)的波長范圍是為了區別本發明的第I色(G色等)和第2色(R、B色等)而確定的范圍，是具有與R色、B色等相比上述貢獻率相對高的顏色的濾光片的透過率高于RB濾光片等的透過率的范圍。因此，可將透過率處于波長為500nm以上560nm以下的范圍內相對高的濾光片用作第I濾光片，將透過率相對低的濾光片用作第2濾光片。
[0213](條件⑷)
[0214]條件(4)是:將包括三原色中最有助于亮度信號的顏色(例如RGB中的G色)、及與該三原色不同的顏色的兩種顏色以上的濾光片用作第I濾光片。此時，第I濾光片的各色以外的顏色所對應的濾光片成為第2濾光片。
[0215](多種第I濾光片(G濾光片))
[0216]因此，作為第I濾光片的G色的G濾光片不限于一種，例如可將多種G濾光片(Gl濾光片、G2濾光片)用作第I濾光片。即，上述各實施方式涉及的濾色器(基本排列圖案)的G濾光片也可適當置換為Gl濾光片或G2濾光片。Gl濾光片透過第I波長頻帶的G光，G2濾光片透過與Gl濾光片相關性高的第2波長頻帶的G光(參照圖16)。
[0217]作為Gl濾光片，可使用現存的G濾光片(例如第I實施方式的G濾光片)。并且，作為G2濾光片，可使用與G濾光片相關性高的濾光片。此時，配置了 G2濾光片的受光元件的分光靈敏度曲線的峰值優選在例如波長為500nm到535nm范圍(配置現存的G濾光片的受光元件的分光靈敏度曲線的峰值附近)內。此外，對于決定四色(R、G1、G2、B)的濾色器的方法，例如可使用日本特開2003-284084號所述的方法。
[0218]這樣一來，使通過彩色攝像元件取得的圖像的顏色為四種、并增加所取得的顏色信息，從而與僅取得三種顏色(RGB)時相比，可更加正確地顯現顏色。即，可將眼睛看得出不同的再現為不同的顏色、將眼睛看得出相同的再現為相同的顏色(提高“顏色的判別性”)。
[0219]此外，G1、G2濾光片的透過率與第I實施方式的G濾光片的透過率基本相同，因此用于獲得亮度信號的貢獻率高于50%。因此，G1、G2濾光片滿足上述條件(I)。
[0220]并且，在表示濾色器排列(受光元件)的分光靈敏度特性的圖16中，各Gl、G2濾光片的透過率的峰值(各G像素的靈敏度的峰值)處于波長為480nm以上、570nm以下的范圍內。各G1、G2濾光片的透過率在處于波長為500nm以上、560nm以下范圍內時高于RB濾光片的透過率。因此，各Gl、G2濾光片也滿足上述條件(2)、(3)。
[0221]此外，各Gl、G2濾光片的配置、個數也可適當變更。并且，G濾光片的種類也可增加為二種以上。
[0222](透明濾光片(W濾光片))
[0223]在上述實施方式中，主要表示了由與RGB色對應的彩色濾光片構成的濾色器，但這些彩色濾光片的一部分也可以是透明濾光片W(白色像素)。尤其優選替代第I濾光片(G濾光片)的一部分而配置透明濾光片W。這樣一來，通過將G像素的一部分置換為白色像素，即使像素尺寸細微 化，也可抑制顏色再現性的退化。
[0224]透明濾光片W是透明色(第I色)的濾光片。透明濾光片W可透過與可視光的波長區域對應的光，例如是RGB各色光的透過率為50%以上的濾光片。透明濾光片W的透過率高于G濾光片，因此用于獲得亮度信號的貢獻率也高于G色(60%)，滿足上述條件(I)。
[0225]在表示濾色器排列(受光元件)的分光靈敏度特性的圖17中，透明濾光片W的透過率的峰值(白色像素的靈敏度的峰值)處于波長為480nm以上、570nm以下的范圍內。并且，透明濾光片W的透過率在處于波長為500nm以上、560nm以下的范圍內時高于RB濾光片的透過率。因此，透過濾光片也滿足上述條件(2)、(3)。此外，對于G濾光片，也與透明濾光片W同樣地，滿足上述條件⑴~⑶。
[0226]因此，透明濾光片W滿足上述條件(I)~(3)，因此可作為本發明的第I濾光片使用。此外，在濾色器排列中，將RGB三原色中最有助于亮度信號的G色所對應的G濾光片的一部分置換為透明濾光片W，因此也滿足上述條件(4)。
[0227](翠綠濾光片(E濾光片))
[0228]在上述實施方式中，主要表示了由與RGB色對應的彩色濾光片構成的濾色器，但這些顏色濾光片的一部分也可以是其他顏色濾光片，例如可以是與翠綠(E)色對應的濾光片E (翠綠像素)。尤其優選替代第I濾光片(G濾光片)的一部分而配置翠綠濾光片(E濾光片)。這樣一來，使用將G像素的一部分置換為E濾光片而得到的四色濾色器排列，可提高亮度的高的區域成分的再現性，降低鋸齒狀(^ W彳、7 )，并且可提高分辨率。
[0229]在表示濾色器排列(受光元件)的分光靈敏度特性的圖18中，翠綠濾光片E的透過率的峰值(E像素的靈敏度的峰值)處于波長為480nm以上、570nm以下的范圍內。并且，翠綠濾光片E的透過率在處于波長為500nm以上、560nm以下的范圍內時高于RB濾光片的透過率。因此，翠綠濾光片E滿足上述條件(2)、(3)。并且，在濾色器排列中，將RGB三原色中最有助于亮度信號的G色所對應的G濾光片的一部分置換為翠綠濾光片E，因此也滿足上述條件⑷。
[0230]此外，在圖18所示的分光特性中，翠綠濾光片E與G濾光片相比而在短波長一側具有峰值，但也存在與G濾光片相比而在長波長一側具有峰值的情況(看上去略接近黃色的顏色)。這樣一來，作為翠綠濾光片E，可選擇滿足本發明的各條件的結構，例如也可選擇滿足條件(I)的翠綠濾光片E。
[0231](其他顏色的 種類)
[0232]在上述各實施方式中，說明了由原色RGB的濾色器構成的濾色器排列，例如在對作為原色RGB的補色的C (青色)、M (洋紅)、Y (黃)中添加了 G的四色補色系的濾色器的濾色器排列中，也可適用本發明。這種情況下，將滿足上述條件(I)~(4)中的任一條件的濾色器作為本發明的第I濾光片，將其他濾色器作為第2濾光片。
[0233]進一步，本實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列中，與NXN(N:4以上的整數)像素對應的正方格子或傾斜格子基本排列圖案重復配置于水平垂直方向或重復配置成傾斜格子狀，但其構成也可是，與NXM(N、M:4以上的整數，N^M)像素對應的基本排列圖案重復配置于水平垂直方向或重復配置成傾斜格子狀。
[0234]進一步，本發明不限于上述實施方式，在不脫離本發明主旨的范圍內，當然可進行各種變形。
【權利要求】
1.一種彩色攝像元件，是在由排列成傾斜格子狀的光電轉換元件構成的多個像素上配置特定的濾色器排列的濾色器而成的單板式彩色攝像元件， 上述濾色器排列包括排列有第I濾光片和第2濾光片的基本排列圖案，該第I濾光片與一種顏色以上的第I色對應，該第2濾光片與用于獲得亮度信號的貢獻率低于上述第I色的兩種顏色以上的第2色對應，該基本排列圖案以傾斜格子狀重復地配置， 上述第I濾光片在上述濾色器排列的水平、垂直、斜右上及斜右下方向的各行內配置一個以上， 與上述第2色的各顏色對應的上述第2濾光片在上述基本排列圖案內在上述濾色器排列的斜右上方向及斜右下方向的各行內配置一個以上， 與上述第I濾光片對應的第I色的像素數的比率大于與上述第2濾光片對應的第2色的各顏色的像素數的比率。
2.一種彩色攝像元件，是如下配置而成的單板式的彩色攝像元件:將由配置成正方格子狀的光電轉換元件構成的多個像素劃分為分別排列成顏色相間方格狀的第I像素組和第2像素組，對上述第I像素組及第2像素組分別配置相同的特定的濾色器排列的濾色器， 上述濾色器排列包括排列有第I濾光片和第2濾光片的基本排列圖案，該第I濾光片與一種顏色以上的第I色對應，該第2濾光片與用于獲得亮度信號的貢獻率低于上述第I色的兩種顏色以上的第2色對應，該基本排列圖案以傾斜格子狀重復地配置， 上述第I濾光片在上 述濾色器排列的水平、垂直、斜右上及斜右下方向的各行內配置一個以上， 與上述第2色的各顏色對應的上述第2濾光片在上述基本排列圖案內在上述濾色器排列的斜右上方向及斜右下方向的各行內配置一個以上， 與上述第I濾光片對應的第I色的像素數的比率大于與上述第2濾光片對應的第2色的各顏色的像素數的比率。
3.根據權利要求1或2所述的彩色攝像元件，其中， 上述濾色器排列包括以下部分:上述第I濾光片在水平、垂直、斜右上及斜右下方向的各行內連續兩個像素以上。
4.根據權利要求1或2所述的彩色攝像元件，其中， 上述濾色器排列包括:由上述第I濾光片構成的四個像素上下左右相鄰的十字狀的排列。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的彩色攝像元件，其中， 上述基本排列圖案內的濾色器排列相對于該基本排列圖案的中心而點對稱。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的彩色攝像元件，其中， 上述基本排列圖案是與NXN像素對應的傾斜格子排列圖案，N為4以上8以下的整數。
7.根據權利要求6所述的彩色攝像元件，其中， 上述基本排列圖案是與6 X 6像素對應的傾斜格子排列圖案。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的彩色攝像元件，其中， 上述濾色器排列中，上述第I濾光片在3X3像素的傾斜格子排列中配置于中心和四角，該3 X 3像素的傾斜格子排列以傾斜格子狀重復地配置。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的彩色攝像元件，其中，上述第2濾光片配置于上述濾色器排列的水平、垂直、斜右上及斜右下方向的各行內。
10.根據權利要求1至9中任一項所述的彩色攝像元件，其中， 上述第I色是綠(G)色，上述第2色是紅(R)色及藍⑶色。
11.根據權利要求10所述的彩色攝像元件，其中， 上述基本排列圖案是與6X6像素對應的傾斜格子排列圖案， 上述傾斜格子排列圖案由第I傾斜格子排列和第2傾斜格子排列彼此交錯地排列而構成，上述第I傾斜格子排列與3X3像素對應，G濾光片配置于中心和四角，B濾光片隔著中心的G濾光片配置于斜右上方向,R濾光片隔著中心的G濾光片排列于斜右下方向，上述第2傾斜格子排列與3X3像素對應，G濾光片配置于中心和四角，R濾光片隔著中心的G濾光片配置于斜右上方向，B濾光片隔著中心的G濾光片排列于斜右下方向。
12.—種攝像裝置 ，具備權利要求1~11中任一項所述的彩色攝像元件。
【文檔編號】H04N9/07GK104012085SQ201280064976
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年12月27日 優先權日:2011年12月27日
【發明者】林健吉, 田中誠二, 河合智行 申請人:富士膠片株式會社