[發(fā)明專利]彩色攝像元件和攝像裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380036089.0
• 申請日: 2013-07-03
• 公開（公告）號(hào): CN104429061A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田中誠二;林健吉;河村典子
• 申請（專利權(quán)）人: 富士膠片株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H04N9/07
• 分類號(hào): H04N9/07
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 熊傳芳;蘇卉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及彩色攝像元件和攝像裝置，特別是涉及能夠降低彩色莫爾條紋的發(fā)生和實(shí)現(xiàn)高分辨率化的彩色攝像元件以及使用了那樣的彩色攝像元件的攝像裝置。

背景技術(shù)

在單板式彩色攝像元件中，在各像素上分別設(shè)置單色的濾色器，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成為RAW圖像(馬賽克圖像)，因此通過根據(jù)周圍的像素對欠缺的顏色的像素進(jìn)行插值的處理(去馬賽克算法處理)而得到多通道圖像。在該情況下成為問題的是高頻的圖像信號(hào)的再現(xiàn)特性，彩色攝像元件與白黑用的攝像元件相比，在所攝像的圖像中容易發(fā)生混淆，因此降低彩色莫爾條紋(偽色)的產(chǎn)生并擴(kuò)展再現(xiàn)頻帶而進(jìn)行高分辨率化是重要的課題。

在單板式彩色攝像元件中最為廣泛使用的濾色器的顏色排列即原色系拜耳排列將綠色(G)像素以交錯(cuò)相間棋盤格紋狀配置，并線性地依次配置紅色(R)、藍(lán)色(B)，因此在G信號(hào)生成傾斜方向的高頻信號(hào)時(shí)，R、B信號(hào)生成水平、垂直方向的高頻信號(hào)時(shí)的再現(xiàn)精度成為問題。

在圖14(A)所示的白黑的縱條紋圖案(高頻圖像)入射到圖14(B)所示的具有拜耳排列的濾色器的彩色攝像元件的情況下，如果將其分成拜耳顏色排列而對每色進(jìn)行比較，則如圖14(C)至(E)所示成為R為淺且平坦、B為濃且平坦、G為濃淡的馬賽克狀的彩色圖像，與本來是白黑圖像相對，盡管是RGB間未出現(xiàn)濃度差(電平差)的圖像，但根據(jù)顏色排列和輸入頻率會(huì)成為著了色的狀態(tài)。

同樣，在圖15(A)所示的傾斜的白黑的高頻圖像入射到圖15(B)所示的具有拜耳排列的濾色器的攝像元件的情況下，如果將其分成拜耳顏色排列而對每色進(jìn)行比較，則如圖15(C)至(E)所示成為R和B為淺且平坦、G為濃且平坦的彩色圖像，假設(shè)黑的值為0，白的值為255，則傾斜的白黑的高頻圖像中，僅G為255，因此會(huì)成為綠色。如此，在拜耳排列中，無法準(zhǔn)確地對傾斜的高頻圖像進(jìn)行再現(xiàn)。

通常，在使用單板式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)低通濾光片配置于彩色攝像元件的前表面，通過對高頻光學(xué)性地進(jìn)行降低而回避。可是，在該方法中，存在如下問題：雖然能夠降低因高頻信號(hào)的重疊而引起的著色，但是分辨率會(huì)因該弊端而降低。

為了解決這種問題，提出了將彩色攝像元件的濾色器排列設(shè)為三色隨機(jī)排列的彩色攝像元件，該三色隨機(jī)排列滿足下述排列限制條件：任意的關(guān)注像素與包含關(guān)注像素的顏色的三種顏色在關(guān)注像素的四邊中的任一邊相鄰(專利文獻(xiàn)1)。

另外，提出了如下的濾色器排列的圖像傳感器(彩色攝像元件)：具有分光靈敏度不同的多個(gè)濾光片，其中第一濾光片和第二濾光片在圖像傳感器的像素格子的一對角方向上以第一周期交替地配置并且在另一對角方向上以第二周期交替地配置(專利文獻(xiàn)2)。

此外，提出了如下的顏色排列：在RGB的三原色的彩色固體攝像元件(彩色攝像元件)中，將水平地配置有R、G、B的三個(gè)像素的組在垂直方向上鋸齒形地錯(cuò)開而配置，從而使RGB各自的出現(xiàn)頻率均等，且使攝像面上的任意的直線(水平、垂直、傾斜的直線)通過全部顏色(專利文獻(xiàn)3)。

此外，另外，提出了如下的彩色攝像元件：將RGB的三原色中的R、B在水平方向和垂直方向上分別隔著三個(gè)像素而配置，在這些R、B之間配置G(專利文獻(xiàn)4)。

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2000－308080號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2005－136766號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開平11－285012號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：日本特開平8－23543號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的課題

專利文獻(xiàn)1記載的彩色攝像元件存在如下問題：由于濾色器排列變得隨機(jī)，因此在進(jìn)行后段的去馬賽克算法處理時(shí)，需要對應(yīng)每個(gè)隨機(jī)圖案成為最佳，去馬賽克算法處理變得復(fù)雜。在此，所謂去馬賽克算法處理是根據(jù)與單板式彩色攝像元件的濾色器排列相伴的RGB的馬賽克圖像對應(yīng)每個(gè)像素算出(以去馬賽克算法的方式轉(zhuǎn)換)RGB的全部的顏色信息的處理，也稱作去馬賽克化處理、或去馬賽克算法處理(在本說明書內(nèi)相同)。

另外，專利文獻(xiàn)2記載的彩色攝像元件中，將G像素(亮度像素)配置成交錯(cuò)相間的棋盤格紋狀，因此存在極限分辨率區(qū)域(特別是傾斜方向)中的像素再現(xiàn)精度不良的問題。