[发明专利]彩色摄像元件

说明书

技术领域

本发明涉及彩色摄像元件，尤其是涉及能够减少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

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为RAW图像(马赛克图像)，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。

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。

在图27的A部分所示的黑白的纵条纹花样(高频图像)入射到图27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27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28的A部分所示的倾斜的黑白的高频图像入射到图28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28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0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的方案：任意的关注像素在关注像素的四边中的任一边与包含关注像素的颜色在内的三种颜色相邻的(专利文献1)。

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)。

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

发明内容

发明要解决的课题

专利文献1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。