彩色攝像元件及攝像裝置制造方法
【專利摘要】在彩色攝像元件(41)的攝像面上，將第一組像素(46A)以預(yù)定間距p沿著水平及垂直方向排列成矩陣狀。將第二組像素(46B)排列于相對于第一組像素(46A)沿水平及垂直方向分別錯開1/2p的位置。將RGB濾光片(34R、34G、34B)以同一濾色器排列排列于第一組及第二組像素上。濾色器排列通過將濾光片(34R、34G、34B)排列而成的基本排列圖案(P1)沿著水平方向及垂直方向重復(fù)配置而構(gòu)成。將G濾光片(34G)配置于濾色器排列的水平、垂直及傾斜方向的各行內(nèi)。將R、B濾光片(34R、34B)在基本排列圖案(P1)內(nèi)，在濾色器排列的水平、垂直方向的各行內(nèi)分別配置1個以上。
【專利說明】彩色攝像元件及攝像裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及彩色攝像元件及攝像裝置，尤其涉及能夠降低彩色莫爾條紋的發(fā)生及實現(xiàn)高分辨率化的彩色攝像元件及攝像裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]具備CCD彩色攝像元件或CMOS彩色攝像元件等彩色攝像元件并取得數(shù)字圖像的數(shù)碼相機(攝像裝置)正在普及。近年來，數(shù)碼相機根據(jù)彩色攝像元件的種類而能夠生成各種圖像數(shù)據(jù)。
[0003]例如，在專利文獻I至3記載的數(shù)碼相機中，包括:將彩色攝像元件的全部像素以預(yù)定圖案排列的第一組RGB像素；及具有與第一組RGB像素相同的排列圖案且以與第一組RGB像素分別相鄰的方式配置的第二組像素。具體而言，第二組RGB像素相對于第一組RGB像素分別沿水平、垂直方向錯開1/2像素間隔地配置。由此，能得到由第一組或第二組中的一方的RGB像素構(gòu)成的普通攝影圖像、由第一組及第二組雙方的RGB像素構(gòu)成的高分辨率圖像。而且，通過使第一組及第二組RGB像素的信號電荷蓄積時間(電氣性的曝光時間)不同而能得到靈敏度不同的圖像，因此基于這些靈敏度不同的兩個種類的圖像能得到動態(tài)范圍(DR)擴展(擴大)后的寬DR圖像。
[0004]另外，在專利文獻4至8記載的數(shù)碼相機中，通過使第一組RGB像素與第二組RGB像素的面積不同而能得到靈敏度不同的圖像，因此能得到寬DR圖像。
[0005]此外，將第一組像素和第二組像素分別作為對來自不同方向的入射光靈敏度變高的相位差像素，由此能得到由具有視差的兩個視點的視點圖像構(gòu)成的能夠體視的視差圖像。
[0006]在這樣的各種數(shù)碼相機中多設(shè)有單板式的彩色攝像元件。在單板式的彩色攝像元件中，由于在各像素上分別設(shè)有單色的濾色器，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為RAW圖像(馬賽克圖像)，因此通過從周圍的像素對缺失的顏色的像素進行插值的處理(去馬賽克算法處理)而得到多通道圖像。在這種情況下成為問題的是高頻的圖像信號的再現(xiàn)特性，彩色攝像元件與黑白的攝像元件相比，拍攝到的圖像容易產(chǎn)生混淆現(xiàn)象，因此抑制彩色莫爾條紋(偽色)的發(fā)生并且擴寬再現(xiàn)帶域而實現(xiàn)高分辨率化這樣的情況是重要的課題。
[0007]去馬賽克算法處理是根據(jù)單板式的彩色攝像元件的濾色器排列所對應(yīng)的馬賽克圖像而對應(yīng)各像素來算出全部的顏色信息的處理，也稱為去馬賽克算法處理。例如，在由RGB三種顏色的濾色器構(gòu)成的攝像元件的情況下，是根據(jù)由RGB構(gòu)成的馬賽克圖像而對應(yīng)各像素來算出RGB全部的顏色信息的處理。
[0008]在單板彩色攝像元件中應(yīng)用最廣泛的濾色器的顏色排列即原色系拜耳排列中，將綠(G)像素配置成棋盤式格紋狀，并將紅(R)、藍(B)配置成線型順序，因此生成G信號為傾斜方向且R、B信號為水平、垂直方向的高頻信號時的再現(xiàn)精度成為問題。
[0009]在圖35的A部分所示的黑白的縱條紋花樣(高頻圖像)入射到圖35的B部分所示的具有拜耳排列的濾色器的彩色攝像元件的情況下，當(dāng)將其向拜耳的顏色排列分配而對應(yīng)各顏色進行比較時，如圖35的C部分至E部分所示，R成為淺且平坦的馬賽克狀的顏色圖像，B成為深且平坦的馬賽克狀的顏色圖像，G成為深淺的馬賽克狀的顏色圖像，本來為黑白圖像，相對于此，在RGB間未產(chǎn)生深度差(等級差)，但是通過顏色排列和輸入頻率而成為著色的狀態(tài)。
[0010]同樣地，在圖36的A部分所示的傾斜的黑白的高頻圖像入射到圖36B部分所示的具有拜耳排列的濾色器的攝像元件的情況下，當(dāng)將其向拜耳的顏色排列分配而對應(yīng)各顏色進行比較時，如圖36的C部分至E部分所示，R和B成為淺且平坦的顏色圖像，G成為深且平坦的顏色圖像，假設(shè)黑色的值為O且白色的值為255時，傾斜的黑白的高頻圖像中，僅G為255，因此成為綠色。這樣一來，在拜耳排列中，無法使傾斜的高頻圖像準確地再現(xiàn)。
[0011]通常在使用單板式的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)低通濾波器配置于彩色攝像元件的前表面，通過光學(xué)性地使高頻減低而回避。然而，在該方法中，雖然由高頻信號的折返引起的著色能夠減輕，但是其弊端中存在分辨率下降這樣的問題。
[0012]為了解決這樣的問題，提出了將彩色攝像元件的濾色器排列形成為三種顏色隨機排列的彩色攝像元件，該三種顏色隨機排列滿足以下的排列限制條件:任意的關(guān)注像素與包含關(guān)注像素的顏色在內(nèi)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9)。
[0013]另外，提出了一種濾色器排列的圖像傳感器，具有分光靈敏度不同的多個濾光片，其中的第一濾光片和第二濾光片沿著圖像傳感器的像素格子的一對角方向以第一預(yù)定的周期交替配置，并且 沿著另一對角方向以第二預(yù)定的周期交替配置(專利文獻10)。
[0014]而且，在RGB三原色的彩色固體攝像元件中，提出了如下的顏色排列:將R、G、B水平配置的三個像素沿著垂直方向呈鋸齒狀地錯開配置，由此使RGB各自的出現(xiàn)概率均等，且攝像面上的任意的直線(水平、垂直、傾斜的直線)通過全部的顏色(專利文獻11)。
[0015]此外，提出了將RGB三原色中的R、B沿著水平方向及垂直方向分別隔開三個像素配置且在上述的R、B之間配置有G的彩色攝像元件(專利文獻12)。
[0016]專利文獻1:日本特開2004-55786號公報
[0017]專利文獻2:日本特開2004-336468號公報
[0018]專利文獻3:日本特開2008-160674號公報
[0019]專利文獻4:日本特開2004-336468號公報
[0020]專利文獻5:日本特開2005-286104號公報
[0021]專利文獻6:日本特開2007-306064號公報
[0022]專利文獻7:日本特開2007-325145號公報
[0023]專利文獻8:日本特開2008-193714號公報
[0024]專利文獻9:日本特開2000-308080號公報
[0025]專利文獻10:日本特開2005-136766號公報
[0026]專利文獻11:日本特開平11-285012號公報
[0027]專利文獻12:日本特開平8-23543號公報

【發(fā)明內(nèi)容】
[0028]發(fā)明要解決的課題
[0029]專利文獻9記載的彩色攝像元件由于濾光片排列隨機，因此在進行后段的去馬賽克算法處理時，需要對應(yīng)各隨機圖案進行最優(yōu)化，存在去馬賽克算法處理變得煩雜這樣的問題。而且，在隨機排列中，對于低頻的彩色莫爾條紋有效，但是對于高頻部的偽色無效。
[0030]另外，專利文獻10記載的圖像傳感器將G像素(亮度像素)配置成棋盤式格紋狀，因此存在極限分辨率區(qū)域(尤其是傾斜方向)中的像素再現(xiàn)精度不良這樣的問題。
[0031]專利文獻11記載的彩色固體攝像元件由于在任意的直線上存在全部顏色的濾光片，因此存在能夠抑制偽色的發(fā)生的優(yōu)點，但是RGB的像素數(shù)的比率相等，因此存在高頻再現(xiàn)性比拜耳排列低這樣的問題。另外，在拜耳排列的情況下，最有助于獲得亮度信號的G的像素數(shù)的比率成為R、B各自的像素數(shù)的2倍。
[0032]另一方面，專利文獻12記載的彩色攝像元件的G的像素數(shù)相對于R、B各自的像素數(shù)的比率高于拜耳排列，但是水平或垂直方向上僅存在G像素的行，因此在水平或垂直方向上對于聞頻部的偽色無效。
[0033]本發(fā)明鑒于這樣的情況而作出，目的在于提供能夠抑制偽色的發(fā)生及實現(xiàn)高分辨率化并且與以往的隨機排列相比能夠簡化后段的處理的彩色攝像元件及攝像裝置。
[0034]用于解決課題的方案
[0035]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一方案的發(fā)明涉及一種彩色攝像元件，具備:第一組像素，由沿水平方向及垂 直方向分別以預(yù)定像素間隔排列成矩陣狀的光電轉(zhuǎn)換元件構(gòu)成；第二組像素，由相對于第一組像素的各光電轉(zhuǎn)換元件沿水平方向及垂直方向分別錯開預(yù)定像素間隔的一半的位置所排列的光電轉(zhuǎn)換元件構(gòu)成；及在第一及第二像素組上分別以同一特定的濾色器排列進行排列而成的濾色器，濾色器排列包含基本排列圖案，該基本排列圖案排列有與一種顏色以上的第一色對應(yīng)的第一濾光片和與用于獲得亮度信號的貢獻率比第一色低的兩種顏色以上的第二色對應(yīng)的第二濾光片，該基本排列圖案沿水平方向及垂直方向重復(fù)配置，第一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(nèi)配置I個以上，與第二色的各色對應(yīng)的第二濾光片在基本排列圖案內(nèi)在濾色器排列的水平及垂直方向的各行內(nèi)配置I個以上，第一濾光片所對應(yīng)的第一色的像素數(shù)的比率大于第二濾光片所對應(yīng)的第二色的各色的像素數(shù)的比率。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的一方案的發(fā)明，與用于獲得亮度信號的貢獻率高的第一色對應(yīng)的第一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的各濾光片行內(nèi)，因此能夠提高高頻區(qū)域的去馬賽克算法處理的再現(xiàn)精度。而且，關(guān)于第一色以外的兩種顏色以上的第二色的各色所對應(yīng)的第二濾光片，也在濾色器排列的水平及垂直方向的各濾光片行內(nèi)配置I個以上，因此能夠抑制彩色莫爾條紋(偽色)的發(fā)生而實現(xiàn)高分辨率化。
[0037]另外，濾色器排列中，基本排列圖案沿水平方向及垂直方向重復(fù)配置，因此在進行后段的去馬賽克算法處理時，能夠按照重復(fù)圖案進行處理，與以往的隨機排列相比，能夠簡化后段的處理。
[0038]另外，使第一濾光片所對應(yīng)的第一色的像素數(shù)與第二濾光片所對應(yīng)的兩種顏色以上的第二色的各色的像素數(shù)的比率不同，尤其是用于獲得亮度信號的貢獻率高的第一色的像素數(shù)的比率大于第二濾光片所對應(yīng)的第二色的各色的像素數(shù)的比率，因此能夠抑制混淆且使高頻再現(xiàn)性良好。[0039]在本發(fā)明的另一方案的彩色攝像元件中，第一組像素選擇性地接收透過了攝影光學(xué)系統(tǒng)的互不相同的兩個區(qū)域中的一方的被攝體光，第二組像素選擇性地接收透過了兩個區(qū)域中的另一方的被攝體光。由此，得到能夠體視的視差圖像。
[0040]在本發(fā)明的又一方案的彩色攝像元件中，優(yōu)選的是，兩個區(qū)域是相對于攝影光學(xué)系統(tǒng)的光軸而對稱的區(qū)域。由此，得到能夠體視的視差圖像。
[0041]在本發(fā)明的又一方案的彩色攝像元件中，第二組像素的靈敏度低于第一組像素的靈敏度。由此，基于由來自第一組像素的輸出信號構(gòu)成的圖像和由來自第二組像素的輸出信號構(gòu)成的圖像，能得到動態(tài)范圍擴展的圖像。
[0042]在本發(fā)明的又一方案的彩色攝像元件中，第二組像素的面積小于第一組像素的面積。由此，基于由來自第一組像素的輸出信號構(gòu)成的圖像和由來自第二組像素的輸出信號構(gòu)成的圖像，能得到動態(tài)范圍擴展的圖像。
[0043]在本發(fā)明的又一方案的彩色攝像元件中，第二組像素上的濾色器的透光率低于第一組像素上的濾色器的透光率。由此，基于由來自第一組像素的輸出信號構(gòu)成的圖像和由來自第二組像素的輸出信號構(gòu)成的圖像，能得到動態(tài)范圍擴展的圖像。
[0044]在第一濾光片及第二濾光片的上方分別設(shè)有微透鏡，位于第二組像素上的微透鏡比位于第一組像素上的微透鏡小。由此，基于由來自第一組像素的輸出信號構(gòu)成的圖像和由來自第二組像素的輸出信號構(gòu)成的圖像，能得到動態(tài)范圍擴展的圖像。
[0045]在本發(fā)明 的一方案的攝像裝置中，具備:本發(fā)明的一方案的彩色攝像元件；及攝影光學(xué)系統(tǒng)，使被攝體光成像于彩色攝像元件的攝像面。由此，能夠抑制偽色的發(fā)生及實現(xiàn)高分辨率化，并且與以往的隨機排列相比，能夠簡化后段的處理。
[0046]在本發(fā)明的另一方案的攝像裝置中，具備第一圖像生成單元，該第一圖像生成單元對從在斜右上方向或斜右下方向上相互相鄰且配置于同色的濾色器的下方的第一組像素和第二組像素分別輸出的輸出信號進行加算而生成圖像。由此，能得到低噪聲的高靈敏度圖像。
[0047]在本發(fā)明的又一方案的攝像裝置中，具備第二圖像生成單元，該第二圖像生成單元基于來自第一組像素的輸出信號和來自第二組像素的輸出信號，生成具有比第一組像素及第二組像素各自的像素數(shù)大的像素數(shù)的圖像。由此，能得到高分辨率圖像。
[0048]在本發(fā)明的又一方案的攝像裝置中，具備:電荷蓄積時間調(diào)整單元，使第二組像素的電荷蓄積時間短于第一組像素的電荷蓄積時間；及第三圖像生成單元，基于由來自第一組像素的輸出信號構(gòu)成的圖像和由來自第二組像素的輸出信號構(gòu)成的圖像，生成動態(tài)范圍擴展的圖像。由此，能得到動態(tài)范圍擴展的圖像而無需使第一組像素與第二組像素的面積不同。
[0049]在本發(fā)明的又一方案的攝像裝置中，其特征在于，具備:本發(fā)明的另一方案的彩色攝像元件，具有選擇性地接收分別透過了攝影光學(xué)系統(tǒng)的兩個區(qū)域的被攝體光的第一組像素及第二組像素；攝影光學(xué)系統(tǒng)，使被攝體光成像于彩色攝像元件的攝像面；及第四圖像生成單元，生成包含由來自第一組像素的輸出信號構(gòu)成的第一圖像和由來自第二組像素的輸出信號構(gòu)成的第二圖像的視差圖像。由此，得到能夠體視的視差圖像。
[0050]在本發(fā)明的又一方案的攝像裝置中，具備:本發(fā)明的又一方案的彩色攝像元件，具有高靈敏度像素及低靈敏度像素；攝影光學(xué)系統(tǒng)，使被攝體光成像于彩色攝像元件的攝像面；及第三圖像生成單元，基于由來自第一組像素的輸出信號構(gòu)成的圖像和由來自第二組像素的輸出信號構(gòu)成的圖像，生成動態(tài)范圍擴展的圖像。
[0051]發(fā)明效果
[0052]根據(jù)本發(fā)明，將用于獲得亮度信號的貢獻率高的第一色所對應(yīng)的第一濾光片在濾色器的排列的水平、垂直、斜右上及斜右下方向的各濾光片行內(nèi)配置I個以上，并且第一濾光片所對應(yīng)的第一色的像素數(shù)的比率大于第一色以外的兩種顏色以上的第二濾光片所對應(yīng)的第二色的像素數(shù)的比率，因此能夠提高高頻區(qū)域的去馬賽克算法處理的再現(xiàn)精度，且能夠抑制混淆。
[0053]另外，將第一色以外的兩種顏色以上的第二色的各色所對應(yīng)的第二濾光片在基本排列圖案內(nèi)在濾色器排列的水平及垂直方向的各濾光片行內(nèi)配置I個以上，因此能夠抑制彩色莫爾條紋(偽色)的發(fā)生而實現(xiàn)高分辨率化。
[0054]此外，本發(fā)明的濾色器的排列中基本排列圖案沿水平方向及垂直方向重復(fù)，因此在進行后段的去馬賽克算法處理時，能夠按照重復(fù)圖案進行處理，與以往的隨機排列相比，能夠簡化后段的處理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0055]圖1是表示具備本發(fā)明的單板式的彩色攝像元件的數(shù)碼相機的第I實施方式的圖。
[0056]圖2是表示第I實施方式的數(shù)碼相機的彩色攝像元件的像素排列的圖。 [0057]圖3是表示第I實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列的圖。
[0058]圖4是表示第I實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列中包含的基本排列圖案的圖。
[0059]圖5是表示將第I實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列中包含的6X6像素的基本排列圖案分割成3X3像素的A排列和B排列并對它們進行配置的情況的圖。
[0060]圖6是為了說明根據(jù)第I實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列中包含的2X2像素的G像素的像素值而判別相關(guān)方向的方法而使用的圖。
[0061]圖7是為了說明彩色攝像元件的濾色器排列中含有的基本排列圖案的概念而使用的圖。
[0062]圖8是表示具備本發(fā)明的單板式的彩色攝像元件的數(shù)碼相機的第2實施方式的圖。
[0063]圖9是表示第2實施方式的數(shù)碼相機的彩色攝像元件的像素排列的圖。
[0064]圖10是表示第2實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列的圖。
[0065]圖11是表示第2實施方式的彩色攝像元件的A面濾色器排列的圖。
[0066]圖12是表示第2實施方式的彩色攝像元件的B面濾色器排列的圖。
[0067]圖13是表示第2實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列中包含的基本排列圖案的圖。
[0068]圖14是表示需要配置光學(xué)低通濾波器的以往的濾色器排列的圖。
[0069]圖15是用于說明寬DR圖像攝影模式時的第2實施方式的彩色攝像元件的控制的說明圖。[0070]圖16是用于說明高靈敏度圖像生成部進行的高靈敏度圖像數(shù)據(jù)生成處理的圖。
[0071]圖17是用于說明高靈敏度圖像數(shù)據(jù)生成處理(像素混合)的說明圖。
[0072]圖18是用于說明高分辨率圖像生成部進行的高分辨率圖像數(shù)據(jù)生成處理的圖。
[0073]圖19是用于說明寬DR圖像生成部進行的寬DR圖像數(shù)據(jù)生成處理的圖。
[0074]圖20是用于說明第2實施方式的數(shù)碼相機的作用的圖。
[0075]圖21是表示具備本發(fā)明的單板式的彩色攝像元件的數(shù)碼相機的第3實施方式的圖。
[0076]圖22是表示第3實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列的圖。
[0077]圖23是表示沿著圖22中的AA線的截面的圖。
[0078]圖24是表示沿著圖22中的BB線的截面的圖。
[0079]圖25是用于說明視差圖像生成部進行的視差圖像數(shù)據(jù)(R、L視點圖像數(shù)據(jù))生成處理的圖。
[0080]圖26是用于說明第3實施方式的數(shù)碼相機的作用的圖。
[0081]圖27是表示具備本發(fā)明的單板式的彩色攝像元件的數(shù)碼相機的第4實施方式的圖。
[0082]圖28是表示第4實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列的圖。
[0083]圖29是表示第4-1實施方式的彩色攝像元件的濾色器排列的圖。
[0084]圖30是表示沿著圖29中的CC線的截面的圖。
[0085]圖31是表示第4-2實施方式的彩色攝像元件的截面的圖。
[0086]圖32是表示配置有R濾光片(紅色濾光片)、Gl濾光片(第一綠色濾光片)、G2濾光片(第二綠色濾光片)及B濾光片(藍色濾光片)的受光元件的分光靈敏度特性的坐標圖。
[0087]圖33是表示配置有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坐標圖。
[0088]圖34是表示配置有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坐標圖。
[0089]圖35是為了說明以往的具有拜耳排列的濾色器的彩色攝像元件的課題而使用的圖。
[0090]圖36是為了說明以往的具有拜耳排列的濾色器的彩色攝像元件的課題而使用的
另一圖。
【具體實施方式】
[0091]以下，按照附圖，詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式。
[0092][第I實施方式的數(shù)碼相機的整體結(jié)構(gòu)]
[0093]圖1是具備本發(fā)明的彩色攝像元件的第I實施方式的數(shù)碼相機(攝像裝置)10的框圖。數(shù)碼相機10的CPUll基于來自包括快門按鈕、各種操作按鈕的操作部12的控制信號，依次執(zhí)行從未圖示的存儲器讀出的各種程序、數(shù)據(jù)，統(tǒng)一控制數(shù)碼相機10的各部。
[0094]向透鏡單元(攝影光學(xué)系統(tǒng))13裝入變焦透鏡14、聚焦透鏡15、機械快門16等。變焦透鏡14及聚焦透鏡15分別由變焦機構(gòu)17、聚焦機構(gòu)18驅(qū)動，沿光軸01前后移動。[0095]機械快門16具有可動部(圖示省略)，該可動部在阻止被攝體光向彩色攝像元件20的入射的關(guān)閉位置與容許被攝體光的入射的打開位置之間移動。機械快門16通過使可動部向各位置移動，而打開/截斷從各透鏡14、15至彩色攝像元件20的光路。另外，機械快門16包含對向彩色攝像元件20入射的被攝體光的光量進行控制的光圈。機械快門16、變焦機構(gòu)17及聚焦機構(gòu)18經(jīng)由透鏡驅(qū)動器21而由CPUll進行動作控制。
[0096]在透鏡單元13的背后配置有彩色攝像元件20。彩色攝像元件20將來自各透鏡
14、15的被攝體光轉(zhuǎn)換成電輸出信號而輸出。攝像元件驅(qū)動器23在CPUl I的控制下對彩色攝像元件20的驅(qū)動進行控制。
[0097]圖像處理電路22對從彩色攝像元件20輸入的輸出信號實施灰度變換、白平衡校正、Y校正處理等各種處理而生成圖像數(shù)據(jù)。以下，將在普通的攝影模式時(以下，稱為普通攝影模式)圖像處理電路22生成的圖像數(shù)據(jù)稱為普通攝影圖像數(shù)據(jù)。 [0098]壓縮擴展處理電路29對由圖像處理電路22處理過的各圖像數(shù)據(jù)實施壓縮處理。而且，壓縮擴展處理電路29對經(jīng)由媒介I/F30從存儲卡31獲得的壓縮圖像數(shù)據(jù)實施擴展處理。媒介I/F30進行對于存儲卡31的各圖像數(shù)據(jù)的記錄及讀出等。顯示部32使用液晶顯示器等，顯示實時取景圖像、再生圖像等。
[0099]另外，雖然圖示省略，但是在數(shù)碼相機10設(shè)有自動聚焦用的AF檢測電路、AE檢測電路等。CPUll基于AF檢測電路的檢測結(jié)果，經(jīng)由透鏡驅(qū)動器21來驅(qū)動聚焦機構(gòu)18，由此執(zhí)行AF處理。而且，CPUll基于AE檢測電路的檢測結(jié)果，經(jīng)由透鏡驅(qū)動器21來驅(qū)動機械快門16，由此執(zhí)行AE處理。
[0100][彩色攝像元件的第I實施方式]
[0101]圖2及圖3是表示本發(fā)明的單板式的彩色攝像元件的第I實施方式的圖，圖2示出了設(shè)于彩色攝像元件20的像素的像素排列，圖3示出了濾色器的濾色器排列。另外，彩色攝像元件 20 可以是 CO) (Charge Coupled Device)彩色攝像元件、CMOS (ComplementaryMetal Oxide Semiconductor)彩色攝像元件等各種類的攝像元件。
[0102]如圖2所示，彩色攝像元件20包括:具有排列(二維排列)于水平方向及垂直方向的光電轉(zhuǎn)換元件ro的多個像素33 ;及在各像素的受光面的上方配置的圖3所示的濾色器排列的濾色器。在各像素的上方配置有RGB三原色的濾色器(以下，稱為R濾光片、G濾光片、B濾光片)34R、34G、34B中的任一個。以下，將配置有R濾光片34R的像素稱為“R像素”，將配置有G濾光片34G的像素稱為“G像素”，將配置有B濾光片34B的像素稱為“B像素”。在此，“上方”是指被攝體光相對于彩色攝像元件20的攝像面入射的一側(cè)的方向。
[0103]〈濾色器排列的特征〉
[0104]第I實施方式的彩色攝像元件20的濾色器排列具有下述的特征(I)、(2)、(3)、
(4)、(5)及(6)。
[0105]〔特征(I)〕
[0106]圖3所示的濾色器排列包含由對應(yīng)于6X6像素的正方排列圖案構(gòu)成的基本排列圖案P(圖中的由粗框表示的圖案)，該基本排列圖案P沿水平方向及垂直方向重復(fù)配置。SP，該濾色器排列中，R、G、B各色的R濾光片34R、G濾光片34G、B濾光片34B具有周期性而排列。
[0107]這樣一來，R濾光片34R、G濾光片34G、B濾光片34B具有周期性而排列，因此在進行從彩色攝像元件20讀出的R、G、B信號的去馬賽克算法處理等時，能夠按照重復(fù)圖案進行處理。
[0108]另外，在以基本排列圖案P為單位進行間拔處理而縮小圖像時，間拔處理后的濾色器排列能夠與間拔處理前的濾色器排列相同，能夠使用通用的處理電路。
[0109]〔特征⑵〕
[0110]圖3所示的濾色器排列中，最有助于獲得亮度信號的顏色(在本實施方式中為G色)所對應(yīng)的G濾光片34G配置于濾色器排列的水平、垂直及傾斜(NE、NW)方向的各濾光片行內(nèi)。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況下，斜右上及斜右下方向成為相對于水平方向分別呈45°的方向，但若是長方形的像素的排列，則是長方形的對角線的方向，其角度根據(jù)長邊/短邊的長度而改變。
[0111]與亮度系像素對應(yīng)的G濾光片34G配置于濾色器排列的水平、垂直及傾斜(NE、NW)方向的各濾光片行內(nèi)，因此無論成為高頻的方向如何，都能夠提高高頻區(qū)域的去馬賽克算法處理的再現(xiàn)精度。
[0112]〔特征⑶〕
[0113]圖3所示的濾色器排列的基本排列圖案P中，該基本排列圖案P內(nèi)的與RGB濾光片34R、34G、34B對應(yīng)的R像素、G像素、B像素的像素數(shù)分別為8像素、20像素、8像素。SP，RGB像素的各像素數(shù)的比率為2:5:2，最有助于獲得亮度信號的G像素的像素數(shù)的比率大于其他顏色的R像素、B像 素各自的像素數(shù)的比率。
[0114]如上述那樣，G像素的像素數(shù)與R、B像素的像素數(shù)的比率不同，尤其是最有助于獲得亮度信號的G像素的像素數(shù)的比率大于R、B像素的像素數(shù)的比率，因此能夠抑制去馬賽克算法處理時的混淆現(xiàn)象,并且也能夠使高頻再現(xiàn)性良好。
[0115]〔特征⑷〕
[0116]圖3所示的濾色器排列中，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，為R、B色)所對應(yīng)的R濾光片34R、B濾光片34B分別在基本排列圖案P內(nèi)，在濾色器排列的水平及垂直方向的各濾光片行內(nèi)配置一個以上。
[0117]R濾光片34R及B濾光片34B分別配置于濾色器排列的水平及垂直方向的各濾光片行內(nèi)，因此能夠抑制彩色莫爾條紋(偽色)的發(fā)生。由此，能夠不將用于抑制偽色的發(fā)生的光學(xué)低通濾波器配置于從光學(xué)系統(tǒng)的入射面到攝像面的光路上，或者即使在應(yīng)用光學(xué)低通濾波器的情況下，也能夠應(yīng)用用于防止偽色的發(fā)生的、切斷高頻成分的作用較弱的光學(xué)低通濾波器，從而能夠不損害分辨率。
[0118]圖4示出了將圖3所示的基本排列圖案P分割成四個3X3像素的狀態(tài)。
[0119]如圖4所示，基本排列圖案P也可以被當(dāng)作由圖中的實線框圍成的3X3像素的A排列35a和圖中的虛線框圍成的3X3像素的B排列35b沿著水平、垂直方向交替排列而成的排列。
[0120]A排列35a及B排列35b中，作為亮度系像素的G濾光片34G分別配置于四角和中央，配置于兩對角線上。而且，A排列35a中，隔著中央的G濾光片34G沿水平方向排列有R濾光片34R，沿垂直方向排列有B濾光片34B。另一方面，B排列35b中，隔著中央的G濾光片34G沿水平方向排列有B濾光片34B，沿垂直方向排列有R濾光片34R。即，A排列35a和B排列35b中，R濾光片34R和B濾光片34B的位置關(guān)系顛倒，但是其他配置相同。[0121]另外，A排列35a和B排列35b的四角的G濾光片34G如圖5所示，A排列和B排列沿水平、垂直方向交替配置，由此成為與2X2像素對應(yīng)的正方排列的G濾光片34G。
[0122]這是因為，作為亮度系像素的G濾光片34G在A排列35a或B排列35b的3X 3像素中配置于四角和中央，該3X3像素在水平方向、垂直方向上交替配置，由此形成與2X2像素對應(yīng)的正方排列的G濾光片34G。另外，通過形成為這樣的排列，滿足前述的特征(I)、
(2)、(3)及后述的特征(5)。
[0123]〔特征(5)〕
[0124]圖3所示的濾色器排列包含設(shè)有G濾光片34G的對應(yīng)于2X2像素的正方排列36 (以下,簡稱為G正方排列36,參照圖6)。
[0125]如圖6所示，將設(shè)有G濾光片34G的2X 2像素取出，求出水平方向的G像素的像素值的差的絕對值、垂直方向的G像素的像素值的差的絕對值、傾斜方向(右上斜、左上斜)的G像素的像素值的差的絕對值，由此能夠判斷為在水平方向、垂直方向及傾斜方向中的、差的絕對值小的方向上存在相關(guān)性。
[0126]即，根據(jù)該濾色器排列，使用最小像素間隔的G像素的信息，能夠進行水平方向、垂直方向及傾斜方向中的相關(guān)性高的方向判別。該方向判別結(jié)果能夠使用于從周圍的像素進行插值的處理(去馬賽克算法處理)。由此，能夠執(zhí)行基于圖像處理部22的去馬賽克算法處理。
[0127]另外，如圖5所示，將3X3像素的A排列35a或B排列35b的像素作為去馬賽克算法處理的對象像素，在以A排列35a或B排列35b為中心而提取5X5像素(馬賽克圖像的局部區(qū)域)時，在5X5像素的四角存在2X2像素的G像素。通過使用上述的2X2像素的G像素的像素值，能夠使用最小像素間隔的G像素的信息來高精度地進行四個方向的相關(guān)方向的判別。
[0128]〔特征(6)〕
[0129]圖3所示的濾色器排列的基本排列圖案P相對于其中心(四個G濾光片34G的中心)形成點對稱。而且，如圖4所示，基本排列圖案P內(nèi)的A排列35a及B排列35b也分別相對于中心的G濾光片34G形成點對稱。
[0130]通過這樣的對稱性，能夠減小或簡化后段的處理電路的電路規(guī)模。
[0131]如圖7所示，在由粗框表示的基本排列圖案P中，水平方向的第一至第六行中的第一及第三行的濾色器排列是GBGGRG，第二行的濾色器排列是RGRBGB，第四及第六行的濾色器排列是GRGGBG，第五行的濾色器排列為BGBRGR。
[0132]目前，在圖7中，當(dāng)將基本排列圖案P沿水平方向及垂直方向分別各移動一個像素而得到的基本排列圖案設(shè)為Pa且將分別各移動兩個像素而得到的基本排列圖案設(shè)為Ρβ時，即使將這些基本排列圖案Pa、Ρβ沿水平方向及垂直方向重復(fù)配置，也成為相同的濾色器排列。
[0133]即，通過將基本排列圖案沿水平方向及垂直方向重復(fù)配置，能夠構(gòu)成圖7所示的濾色器排列的基本排列圖案存在多個。在第一實施方式中，為了簡便起見，將基本排列圖案形成點對稱的基本排列圖案P稱為基本排列圖案。
[0134]另外，在后 述的其他實施方式的濾色器排列中，也相對于各濾色器排列而存在多個基本排列圖案，但是將其代表性的基本排列圖案稱為該濾色器排列的基本排列圖案。[0135][第2實施方式的數(shù)碼相機的整體結(jié)構(gòu)]
[0136]圖8是具備本發(fā)明的彩色攝像元件的第2實施方式的數(shù)碼相機(攝像裝置)39的框圖。在上述第I實施方式中，說明了具有一個種類的攝影模式(普通攝影模式)的數(shù)碼相機10，但是數(shù)碼相機39具有多個種類的攝影模式。
[0137]數(shù)碼相機39除了具有前述的普通攝影模式之外，還具有生成噪聲少且進行高靈敏度攝影的圖像(以下，稱為高靈敏度圖像)的高靈敏度圖像攝影模式、生成比普通攝影圖像的分辨率高(像素數(shù)大)的圖像(以下，稱為高分辨率圖像)的高分辨率圖像攝影模式、生成比普通攝影圖像的動態(tài)范圍擴展(擴大)的圖像(以下，稱為寬DR圖像)的寬DR圖像攝影模式。各攝影模式的切換由操作部12進行。
[0138]另外，數(shù)碼相機39具有與第I實施方式的數(shù)碼相機10不同的彩色攝像元件41及圖像處理電路43，且CPUll作為電荷蓄積時間調(diào)整部(電荷蓄積時間調(diào)整單元)44發(fā)揮功能，除此之外基本上與第I實施方式相同。因此，對于與第I實施方式在功能/結(jié)構(gòu)上相同的部件，標注同一附圖標記而省略其說明。
[0139][彩色攝像元件的第2實施方式]
[0140]如圖9所示，在彩色攝像元件41的攝像面上設(shè)有第一組像素46A和第二組像素46B。第一組像素46A由沿水平及垂直方向分別以預(yù)定像素間隔P排列成矩陣狀的光電轉(zhuǎn)換元件PDa構(gòu)成。而且，第二組像素46B由以與第一組像素46A相同的像素間隔P排列成矩陣狀的光電轉(zhuǎn)換元件PDb構(gòu)成。
[0141]第一組像素46A(光電轉(zhuǎn)換元件PDa)排列于彩色攝像元件41的奇數(shù)像素行上。另一方面，第二組像素46B(光電轉(zhuǎn)換元件PDb)排列于彩色攝像元件41的偶數(shù)像素行上。而且，各光電轉(zhuǎn)換元件PDb相對于各光電轉(zhuǎn)換元件PDa，排列于沿水平及垂直方向分別錯開l/2p (預(yù)定像素間隔的一半)的位置。另外，光電轉(zhuǎn)換元件PDA、PDJ*了排列位置之外基本上相同。以下，將彩色攝像元件41的攝像面中的第一組像素46A排列的區(qū)域稱為“A面”，將第二組像素46B排列的區(qū)域稱為“B面”。
[0142]從第一組像素46A及第二組像素46B分別輸出的輸出信號向圖像處理電路43輸入。
[0143]如圖10所示，R、G、B濾光片34R、34G、34B分別以同一濾色器排列排列于第一組像素46A及第二組像素46B的上方。因此，彩色攝像元件41的濾色器排列具有將同一濾色器排列沿水平、垂直方向分別錯開l/2p配置而成的排列圖案(以下，稱為特殊排列圖案)。
[0144]以下，將A面上的R、G、B濾光片34R、34G、34B稱為“RA、Ga、Ba濾光片34R、34G、34B”，將 B 面上的 R、G、B 濾光片 34R、34G、34B 稱為“Rb、Gb、Bb 濾光片 34R、34G、34B”。而且，將A面上的Ra、Ga、Ba濾光片34R、34G、34B的濾色器排列稱為“A面濾色器排列”，將B面上的Rb、Gb、Bb濾光片34R、34G、34B的濾色器排列稱為“B面濾色器排列”。
[0145]如圖11及圖12所示，A面濾色器排列和B面濾色器排列分別是與第I實施方式的濾色器排列基本上相同的排列。因此，A面濾色器排列包含與6X6像素對應(yīng)的正方排列圖案即基本排列圖案PA，B面濾色器排列也包含相同的正方排列圖案即基本排列圖案Pb。并且，A面、B面濾色器排列各自的基本排列圖案Pa、基本排列圖案Pb沿水平方向及垂直方向重復(fù)配置。
[0146]基本排列圖案PA、PB是與第I實施方式的基本排列圖案P基本上相同的排列圖案。因此，如第I實施方式中敘述那樣，A面及B面濾色器排列分別具有前述的特征(I)、(2)、
(3)、(4)、(5)及(6)。
[0147]返回到圖10，彩色攝像元件41的濾色器排列由A面濾色器排列和B面濾色器排列構(gòu)成。A面及B面濾色器排列具有前述的特征(2)及(3)，因此彩色攝像元件41的濾色器排列也同樣地具有前述的特征(2)及(3)。
[0148]此外，A面及B面濾色器排列中，基本排列圖案PA、PB分別沿水平方向及垂直方向重復(fù)配置。因此，彩色攝像元件41的濾色器排列包含基本排列圖案P1，該基本排列圖案Pl沿水平方向及垂直方向重復(fù)配置。因此，彩色攝像元件41的濾色器排列也具有前述的特征⑴。
[0149]如圖13所不,基本排列圖案Pl由基本排列圖案Pa和處于相對于該基本排列圖案Pa沿水平及垂直方向錯開l/2p的位置處的基本排列圖案Pb構(gòu)成。A面及B面濾色器排列具有前述的特征(4)，因此彩色攝像元件41的濾色器排列也同樣地具有前述的特征(4)。
[0150]另外,在第2實施方式中,基本排列圖案Pl相對于其中心未形成點對稱。
[0151]如上述那樣，彩色攝像元件41的濾色器排列具有與第I實施方式的濾色器排列的特征(I)、(2)、(3)、(4)相同的特征。
[0152]〔特征(7)〕
[0153]另外，在彩色攝像元件41的濾色器排列中，在傾斜(NE、NW)方向的各濾光片行(除一部分行之外)分別配置I個以上的Ra、b濾光片34R、Ga、b濾光片34G、Ba、b濾光片34B。因此，傾斜(NE、NW)方向的分辨率變高。
[0154]另一方面，如表示比較例的圖14那樣，濾色器排列具有與第2實施方式同樣的“特殊排列圖案”，但是當(dāng)A面及B面排列圖案分別為拜耳排列時，傾斜(NE)方向的分辨率下降。具體而言，濾色器排列成為僅G濾光片34G的傾斜(NW)方向的行Le與僅R、B濾光片34R、34B的傾斜(NW)方向的行Lkb沿傾斜(NE)方向交替配置的圖案，因此例如G濾光片34G的傾斜(NE)方向的像素間隔比水平、垂直方向的像素間隔大。另外，關(guān)于R、B濾光片34R、34B也同樣。因此，濾色器排列的傾斜(NE)方向的分辨率下降，因此優(yōu)選另行設(shè)置沿傾斜(NE)方向具有各向異性的光學(xué)低通濾波器。
[0155]相對于此，在彩色攝像元件41的濾色器排列中，傾斜(NE、NW)方向的分辨率變高，因此即使未配置沿傾斜(NE)方向具有各向異性的光學(xué)低通濾波器，也能夠抑制因沿傾斜方向具有高頻成分的輸入圖像而產(chǎn)生的彩色莫爾條紋(偽色)。
[0156]〔特征(5，)〕
[0157]此外，彩色攝像元件41的濾色器排列取代第I實施方式的G正方排列36，而具有將Ga，Gb濾光片34G沿水平、垂直及傾斜方向以最小間隔配置4個而成的G排列48 (參照圖
10、圖13)。因此，將設(shè)有G排列48的4個像素取出，求出水平方向的G像素的像素值的差的絕對值、垂直方向的G像素的像素值的差的絕對值、傾斜方向(NE、NW)的G像素的像素值的差的絕對值，由此能夠判斷為差的絕對值小的方向存在相關(guān)性。由此，彩色攝像元件41的濾色器排列具有與前述的特征(5)大致相同的特征。
[0158][第2實施方式的數(shù)碼相機的各結(jié)構(gòu)]
[0159]電荷蓄積時間調(diào)整部44 (參照圖8)獨立地控制第一組像素46A(A面)和第二組像素46B(B面)的電荷蓄積時間(曝光時間)。電荷蓄積時間調(diào)整部44在寬DR圖像攝影模式以外的攝影模式時，將第一組像素46A與第二組像素46B的電荷蓄積時間設(shè)定為相同。
[0160]另外，如圖15所示，電荷蓄積時間調(diào)整部44在寬DR圖像攝影模式時，將第二組像素46B的電荷蓄積時間設(shè)定為比第一組像素46A的電荷蓄積時間短(相反也可)。由此，第一組像素46A相對地成為“高靈敏度像素”，第二組像素46B相對地成為“低靈敏度像素”。其結(jié)果是，從第一組像素46A得到靈敏度高的圖像(以下，稱為高靈敏度圖像)，從第二組像素46B得到靈敏度低的圖像(以下，稱為低靈敏度圖像)。
[0161]返回到圖8，圖像處理電路43基本上與第I實施方式的圖像處理電路22相同，但是在普通攝影模式時，生成普通攝影圖像數(shù)據(jù)，在高靈敏度圖像攝影模式時，生成高靈敏度圖像數(shù)據(jù)，在高分辨率圖像攝影模式時，生成高分辨率圖像數(shù)據(jù)，在寬DR圖像攝影模式時，生成寬DR圖像數(shù)據(jù)。該圖像處理電路43具備普通圖像生成部50、高靈敏度圖像生成部(第一圖像生成單元)51、高分辨率圖像生成部(第二圖像生成單元)52、寬DR圖像生成部(第三圖像生成單元)53。
[0162]普通圖像生成部50在普通攝影模式時，基于例如從第一組像素46A(第二組像素46B也可)輸出的輸出信號，生成普通攝影圖像數(shù)據(jù)。
[0163]如圖16所示，高靈敏度圖像生成部51在高靈敏度圖像攝影模式時，進行將來自第一組像素46A的輸出信號與來自第二組像素46B的輸出信號進行混合(加算)的所謂像素混合，該第一組像素46A與第二組像素46B為同色且在傾斜方向(在本實施方式中為NW方向)上相互相鄰。由此，如圖17所示，能夠?qū)A斜方向(NW)上相鄰的同色的第一組像素及第二組像素46A、46B視為I個像素而進行信號處理。通過這樣的像素混合，靈敏度相當(dāng)于2倍，因此能得到高靈敏度圖像數(shù)據(jù)。不進行增益放大而能得到該高靈敏度圖像數(shù)據(jù)，因此噪聲也減少。另外，雖然圖示省略，但是即使同色的第一組像素46A與第二組像素46B在傾斜方向(NE)上相鄰的情況下， 也能同樣地得到高靈敏度圖像數(shù)據(jù)。
[0164]如圖18所示，高分辨率圖像生成部52在高分辨率圖像攝影模式時，基于從第一組像素46A和第二組像素46B雙方分別輸出的輸出信號，生成高分辨率圖像數(shù)據(jù)。高分辨率圖像數(shù)據(jù)使用普通攝影圖像數(shù)據(jù)生成時的2倍的像素而生成，因此與普通攝影圖像數(shù)據(jù)相比成為高分辨率的圖像數(shù)據(jù)。
[0165]如圖19所示，寬DR圖像生成部53在寬DR圖像攝影模式時，基于信號電荷蓄積時間不同的第一組像素及第二組像素46A、46B各自的輸出信號，生成高靈敏度圖像數(shù)據(jù)、低靈敏度圖像數(shù)據(jù)。接下來，寬DR圖像生成部53基于高靈敏度圖像數(shù)據(jù)和低靈敏度圖像數(shù)據(jù)而生成寬DR圖像數(shù)據(jù)。另外，使用靈敏度不同的圖像數(shù)據(jù)而生成寬DR圖像數(shù)據(jù)的方法為周知技術(shù)，因此這里省略具體的說明。
[0166][第2實施方式的數(shù)碼相機的作用]
[0167]接下來，使用圖20說明上述結(jié)構(gòu)的數(shù)碼相機39的作用。當(dāng)利用操作部12將攝影模式設(shè)定為普通攝影模式、高靈敏度圖像攝影模式、高分辨率圖像攝影模式、寬DR圖像攝影模式中的任一個時，CPUll經(jīng)由透鏡驅(qū)動器21來控制機械快門16的動作，并經(jīng)由攝像元件驅(qū)動器23來驅(qū)動彩色攝像元件41。
[0168]以預(yù)定的快門速度將機械快門16開閉，向彩色攝像元件41的各像素46A、46B蓄積信號電荷。此時，電荷蓄積時間調(diào)整部44在寬DR圖像攝影模式以外的攝影模式時，將第一組像素46A和第二組像素46B的電荷蓄積時間調(diào)整為相同，在寬DR圖像攝影模式時使兩者的電荷蓄積時間不同。并且，在攝像元件驅(qū)動器23的控制下，將各像素46A、46B的輸出信號向圖像處理電路43輸出。
[0169][普通攝影模式]
[0170]在設(shè)定普通攝影模式作為攝影模式時，普通圖像生成部50工作。普通圖像生成部50基于來自第一組像素46A的輸出信號，生成普通攝影圖像數(shù)據(jù)，并將其在一定的時機向顯示部32輸出。由此，在顯示部32顯示實時取景圖像。而且，也可以同時進行AF處理、AE處理等攝影準備處理。
[0171]當(dāng)通過操作部12作出攝影指示時，利用普通圖像生成部50生成I幀量的普通攝影圖像數(shù)據(jù)。該普通攝影圖像數(shù)據(jù)在由壓縮擴展處理電路29進行了壓縮之后，經(jīng)由媒介I/F30記錄于存儲卡31中。
[0172][高靈敏度圖像、高分辨率圖像、寬DR圖像攝影模式]
[0173]在設(shè)定高靈敏度圖像攝影模式作為攝影模式時，高靈敏度圖像生成部51工作，如圖16所示，通過進行所謂像素混合而生成高靈敏度圖像數(shù)據(jù)。而且，在設(shè)定高分辨率圖像攝影模式作為攝影模式時，高分辨率圖像生成部52工作，如圖18所示，基于來自全部像素46A、46B的輸出信號，生成高分辨率圖像數(shù)據(jù)。
[0174]此外，在設(shè)定寬DR圖像攝影模式作為攝影模式時，寬DR圖像生成部53工作，如圖19所示，基于由來自全部像素46A、46B各自的輸出信號所構(gòu)成的高靈敏度、低靈敏度圖像數(shù)據(jù)，生成寬DR圖像數(shù)據(jù)。以下，與普通攝影模式時同樣地，在通過操作部12作出了攝影指示時，將高靈敏度 圖像數(shù)據(jù)、高分辨率圖像數(shù)據(jù)及寬DR圖像數(shù)據(jù)分別進行了壓縮處理之后記錄于存儲卡31中。
[0175]彩色攝像元件41具有圖10等所示的濾色器排列，因此在普通攝影圖像數(shù)據(jù)、高靈敏度圖像數(shù)據(jù)、高分辨率圖像數(shù)據(jù)及寬DR圖像數(shù)據(jù)中的任一者都能抑制彩色莫爾條紋(偽色)的產(chǎn)生，能得到高畫質(zhì)的圖像數(shù)據(jù)。而且，能夠應(yīng)用未配置光學(xué)低通濾波器或切斷高頻成分的作用較弱的結(jié)構(gòu)，因此不會損害各圖像數(shù)據(jù)的分辨率。由此，能得到高分辨率的圖像數(shù)據(jù)。此外，濾色器排列中，基本排列圖案Pl沿水平方向及垂直方向重復(fù)配置，因此在進行圖像處理電路等的后段的去馬賽克算法處理時，能夠按照重復(fù)圖案進行處理，與以往的隨機排列相比，能夠簡化后段的處理。
[0176][第3實施方式的數(shù)碼相機的整體結(jié)構(gòu)]
[0177]圖21是具備本發(fā)明的彩色攝像元件的第3實施方式的數(shù)碼相機(攝像裝置)55的框圖。在上述第2實施方式中，說明了能夠生成高靈敏度圖像、高分辨率圖像及寬DR圖像的數(shù)碼相機39，但是在數(shù)碼相機55中生成能夠體視的視差圖像。
[0178]數(shù)碼相機55取代前述的高靈敏度圖像攝影模式、高分辨率圖像攝影模式及寬DR圖像攝影模式而具有生成視差圖像的3D攝影模式。而且，數(shù)碼相機55是除了具有與第2實施方式的數(shù)碼相機39不同的彩色攝像元件58、圖像處理電路59及顯示部60這一點之外基本上與第2實施方式相同的結(jié)構(gòu),關(guān)于與第2實施方式在功能/結(jié)構(gòu)上相同的部件，標注同一附圖標記而省略其說明。
[0179][彩色攝像元件的第3實施方式]
[0180]如圖22所示，彩色攝像元件58的像素排列及濾色器排列與第2實施方式的彩色攝像元件41的像素排列、濾色器排列相同。但是，在彩色攝像元件58中，第一組像素46A、第二組像素46B以相對于分別從不同的方向入射的被攝體光而靈敏度變高的方式構(gòu)成。
[0181 ] 在表示沿著圖22中的AA線的截面的圖23及表示沿著BB線的截面的圖24中，在半導(dǎo)體基板(sub) 62的表層分別形成有分別構(gòu)成各像素46A、46B的光電轉(zhuǎn)換元件PDA、PDB。另外，雖然圖不省略，但是在半導(dǎo)體基板62設(shè)有在各像素46A、46B的驅(qū)動、信號輸出中使用的各種電路。
[0182]在半導(dǎo)體基板62上設(shè)有例如由氧化硅形成的透光性的絕緣膜63。在絕緣膜63上設(shè)有例如由鎢形成的遮光膜64。遮光膜64具有在光電轉(zhuǎn)換元件PDa上形成的第一偏心開口 64a和在光電轉(zhuǎn)換元件PDbI形成的第二偏心開口 64b。
[0183]第一偏心開口 64a形成于相對于光電轉(zhuǎn)換元件PDa的中心而偏向圖中左方的位置。由此，光電轉(zhuǎn)換元件PDa的大致右半部分的區(qū)域(以下，簡稱為右區(qū)域)由遮光膜64覆蓋，反之大致左半部分的區(qū)域(以下，簡稱為左區(qū)域)露出。另一方面，第二偏心開口 64b形成于相對于光電轉(zhuǎn)換元件PDb的中心而偏向圖中右方的位置。由此，光電轉(zhuǎn)換元件PDb的左區(qū)域由遮光膜64覆蓋，反之右區(qū)域露出。
[0184]在遮光膜64上設(shè)有表面平坦的透光性的平坦化層65。在平坦化層65上以圖22所示的濾色器排列分別設(shè)有各濾光片34R、34G、34B。
[0185]在各濾光片34R、34G、34B上，在各光電轉(zhuǎn)換元件PDa、PDb的正上方位置分別設(shè)有微透鏡66。另外，圖中的附圖標記02是微透鏡66的光軸。微透鏡66的光軸02位于各光電轉(zhuǎn)換元件PDa、PDb的中心上。
[0186]從圖中右斜方向 入射到微透鏡66的被攝體光67R通過微透鏡66經(jīng)由第一偏心開口 64a向光電轉(zhuǎn)換元件PDa的左區(qū)域聚光，但是在由遮光膜64覆蓋的光電轉(zhuǎn)換元件PDb的左區(qū)域未聚光。反之，從圖中右斜方向入射到微透鏡66的被攝體光67L通過微透鏡66經(jīng)由第二偏心開口 64b而向光電轉(zhuǎn)換兀件PDb的右區(qū)域聚光,但是在由遮光膜64覆蓋的光電轉(zhuǎn)換元件PDa的右區(qū)域未聚光。
[0187]這樣一來，光電轉(zhuǎn)換元件PDa (第一組像素46A)相對于被攝體光67R而靈敏度變高，光電轉(zhuǎn)換元件PDb (第二組像素46B)相對于被攝體光67L而靈敏度變高。另外，被攝體光67R、67L分別通過相對于透鏡單元13 (變焦透鏡14及聚焦透鏡15)的光軸01而對稱的區(qū)域及相對于微透鏡66的光軸02而對稱的區(qū)域。另外，相對于透鏡單元13的光軸01而對稱的區(qū)域是利用與光軸01正交且與像素排列的垂直方向(參照圖9)平行的線段對透鏡單元13進行分割而成的區(qū)域(透鏡單元13的左右區(qū)域)。
[0188][第3實施方式的數(shù)碼相機的各結(jié)構(gòu)]
[0189]返回到圖21，圖像處理電路59在普通攝影模式時生成普通攝影圖像數(shù)據(jù)，在3D攝影模式時生成由2視點(R視點、L視點)的視點圖像構(gòu)成的視差圖像數(shù)據(jù)。該圖像處理電路59取代高靈敏度圖像生成部51、高分辨率圖像生成部52及寬DR圖像生成部53而設(shè)有視差圖像生成部(第四圖像生成單元)69，除此之外與第2實施方式的圖像處理電路43基本上相同。
[0190]如圖25所示，視差圖像生成部69在3D攝影模式時基于來自第一組像素46A的輸出信號，生成從R視點側(cè)觀察被攝體時的R視點圖像數(shù)據(jù)(第一圖像)，并基于來自第二組像素46B的輸出信號，生成從L視點側(cè)觀察被攝體時的L視點圖像數(shù)據(jù)(第二圖像)。在R視點圖像數(shù)據(jù)與L視點圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生視差，因此能夠進行體視。[0191]顯示部60(參照圖21)基于R視點圖像數(shù)據(jù)及L視點圖像數(shù)據(jù)，使用能夠進行立體圖像的觀察的各種監(jiān)視器。另外，立體圖像的顯示方式可以使用柱面透鏡方式、視差屏障方式、視差屏障(parallax barrier)方式、立體照片方式、幀順序方式、光照方向方式等周知的各種方式。
[0192][第3實施方式的數(shù)碼相機的作用]
[0193]接下來，使用圖26，說明上述結(jié)構(gòu)的數(shù)碼相機55的作用。另外，攝影模式被設(shè)定為普通攝影模式時的處理的流程與第2實施方式相同，因此這里省略具體的說明。
[0194][3D攝影模式]
[0195]在設(shè)定3D攝影模式作為攝影模式時，視差圖像生成部69工作，如圖25所示，基于分別來自第一組像素46A及第二組像素46B的輸出信號，生成R視點圖像數(shù)據(jù)、L視點圖像數(shù)據(jù)。視差圖像生成部69將R視 點圖像數(shù)據(jù)及L視點圖像數(shù)據(jù)中的至少一方在一定的時機向顯示部60輸出。由此，在顯示部60顯示實時取景圖像。
[0196]當(dāng)通過操作部12作出攝影指示時，利用視差圖像生成部69生成I幀量的R視點圖像數(shù)據(jù)、L視點圖像數(shù)據(jù)。上述R視點圖像數(shù)據(jù)及L視點圖像數(shù)據(jù)在由壓縮擴展處理電路29壓縮作為視差圖像數(shù)據(jù)之后，經(jīng)由媒介I/F30而記錄于存儲卡31中。另外，記錄于存儲卡31中的視差圖像數(shù)據(jù)通過將數(shù)碼相機55的動作模式切換成再生模式，而能夠體視地顯示于顯示部60。
[0197]通過前述的結(jié)構(gòu)的濾色器排列，與第2實施方式同樣地能得到高畫質(zhì)且高分辨率的圖像數(shù)據(jù)。而且，與以往的隨機排列相比，能夠簡化后段的去馬賽克算法處理等。
[0198]另外，通過對設(shè)于機械快門16的光圈進行光圈縮小，而R視點圖像數(shù)據(jù)與L視點圖像數(shù)據(jù)的視差量減小，因此與第2實施方式同樣地，可以生成高靈敏度圖像數(shù)據(jù)、高分辨率圖像數(shù)據(jù)、寬DR圖像數(shù)據(jù)。
[0199]另外，在上述第3實施方式中，通過形成于遮光膜64的第一及第二偏心開口 64a、64b，第一組像素及第二組像素46A、46B相對于分別從不同方向入射的被攝體光而靈敏度變高，但也可以使用其它方法。例如可以取代在遮光膜形成偏心開口，而使第一組像素及第二組像素46A、46B上的微透鏡的位置分別向不同方向偏心。
[0200][第4實施方式的數(shù)碼相機的整體結(jié)構(gòu)]
[0201]圖27是具備本發(fā)明的彩色攝像元件的第4實施方式的數(shù)碼相機(攝像裝置)71的框圖。在上述第2實施方式中，在寬DR攝影模式時，獨立地控制第一組像素46A(A面)和第二組像素46B(B面)的電荷蓄積時間，由此生成寬DR圖像數(shù)據(jù)(高靈敏度圖像數(shù)據(jù)、低靈敏度圖像數(shù)據(jù))。相對于此，在數(shù)碼相機71中，不改變A面和B面的電荷蓄積時間而生成寬DR圖像數(shù)據(jù)。
[0202]數(shù)碼相機71具有與第2實施方式的數(shù)碼相機39不同的彩色攝像元件72及圖像處理電路73，除此之外基本上是與第2實施方式相同的結(jié)構(gòu)，對于與第2實施方式在功能/結(jié)構(gòu)上相同的部件，標注同一附圖標記而省略其說明。
[0203][彩色攝像元件的第4實施方式]
[0204]如圖28所示，彩色攝像元件72的像素排列與第2實施方式的彩色攝像元件41的像素排列相同。但是，在彩色攝像元件72中，第二組像素46B (光電轉(zhuǎn)換元件PDb)的面積小于第一組像素46A(光電轉(zhuǎn)換元件PDa)的面積。因此，第二組像素46B的信號電荷的蓄積量小于第一組像素46A的信號電荷的蓄積量。由此，第一組像素46A相對地成為“高靈敏度像素”，第二組像素46B相對地成為“低靈敏度像素”。
[0205]另外，Rb,Gb, Bb 濾光片 34Rs、34Gs、34Bs 的面積小于 RA、GA、BA 濾光片 34R、34G、34B的面積。因此，彩色攝像元件72的濾色器排列除了 Rb、Gb、Bb濾光片34Rs、34Gs、34Bs的面積形成得較小這一點之外，與第2實施方式的濾色器排列基本上相同。因此，彩色攝像元件72的濾色器排列在具有與第I實施方式的濾色器排列的特征(I)、(2)、(3)、(4)相同的特征的基礎(chǔ)上，還具有第2實施方式的濾色器排列的特征(7)。
[0206]這樣一來，在彩色攝像元件72中，不改變A面和B面的電荷蓄積時間，而基于來自第一組像素46A的輸出信號能得到高靈敏度圖像，并基于來自第二組像素46B的輸出信號能得到低靈敏度圖像。
[0207]返回到圖27，圖像處理電路73的寬DR圖像生成部53在寬DR圖像生成模式時工作，基于第一組像素及第二組像素46A、46B各自的輸出信號，生成高靈敏度圖像數(shù)據(jù)和低靈敏度圖像數(shù)據(jù)，基于這兩個圖像數(shù)據(jù)而生成寬DR圖像數(shù)據(jù)。通過上述結(jié)構(gòu)的濾色器排列，與第2實施方式同樣地能得到高畫質(zhì)且高分辨率的圖像數(shù)據(jù)。而且，與以往的隨機排列相比，能夠簡化后段的去馬賽克算法處理等。
[0208]另外，關(guān)于數(shù)碼相機71的作用，與第2實施方式的數(shù)碼相機39基本上相同，因此這里省略說明。
[0209][彩色攝像元件的第4-1實施方式]
[0210]在上述第4實施方式的數(shù)碼相機71中，通過使第一組像素及第二組像素46A、46B的面積不同而生成寬DR 圖像數(shù)據(jù)，但是也可以利用使面積不同的以外的方法來使向第一組像素及第二組像素46A、46B入射的被攝體光的光量不同。
[0211]例如，在圖29及表示沿著圖29中的CC線的截面的圖30中，彩色攝像元件75是與第2實施方式的彩色攝像元件41基本相同的結(jié)構(gòu)。但是，在彩色攝像元件75中，位于第二組像素46B(光電轉(zhuǎn)換元件PDb)的上方的微透鏡76的大小比位于第一組像素46A(光電轉(zhuǎn)換元件PDa)的上方的微透鏡66的大小形成得小。
[0212]通過較小地形成微透鏡76，聚光于第二組像素46B的被攝體光的光量比聚光于第一組像素46A的被攝體光的光量少。因此，第二組像素46B的信號電荷的蓄積量小于第一組像素46A的信號電荷的蓄積量。由此,與第4實施方式同樣地,第一組像素46A相對地成為“高靈敏度像素”，第二組像素46B相對地成為“低靈敏度像素”。
[0213]這樣一來，即使在將第4實施方式的彩色攝像元件72置換成彩色攝像元件75的情況下，也與第4實施方式同樣地能得到寬DR圖像數(shù)據(jù)。而且，由于濾色器排列是與第2及第3實施方式相同的排列，因此能得到高畫質(zhì)且高分辨率的寬DR圖像數(shù)據(jù)，而且能夠簡化后段的去馬賽克算法處理等。
[0214][彩色攝像元件的第4_2實施方式]
[0215]另外，在上述第4-1實施方式的彩色攝像元件75中，通過使微透鏡66、76的大小不同而能得到寬DR圖像數(shù)據(jù)，但也可以例如如圖31所示的彩色攝像元件77那樣，使Ra、Ga、Ba濾光片34R、34G、34B與Rb、Gb、Bb濾光片34R、34G、34B的透光率不同。
[0216]具體而言，Rb、Gb、Bb濾光片34R、34G、34B的透光率比RA、GA、BA濾光片34R、34G、34B的透光率低。另外，在圖31中，以G濾光片34G為代表例進行了圖示，但是關(guān)于其他R濾光片34R、B濾光片34B也同樣。
[0217]通過降低Rb、Gb、Bb濾光片34R、34G、34B的透光率，能夠使聚光于第二組像素46B的被攝體光的光量比聚光于第一組像素46A的被攝體光的光量少。因此,與第4-1實施方式同樣地，第一組像素46A相對地成為“高靈敏度像素”，第二組像素46B相對地成為“低靈敏度像素”。
[0218]這樣一來，即使在將第4實施方式的彩色攝像元件72置換成彩色攝像元件77的情況下，也與第四及第4-1實施方式同樣地，能得到高畫質(zhì)且高分辨率的寬DR圖像數(shù)據(jù)，而且能夠簡化后段的去馬賽克算法處理等。
[0219][其他]
[0220]在上述第2實施方式至上述第4-2實施方式中，基本排列圖案Pl具有與12 X 12像素(基本排列圖案？八、？￡1分別為6X6像素)對應(yīng)的排列圖案，但是濾色器排列在至少滿足前述的特征⑴至⑷的范圍內(nèi)也可以使基本排列圖案Pl具有與任意的MXN(M = N，M#N均可)像素對應(yīng)的排列圖案。在這種情況下，基本排列圖案？八、？￡1成為對應(yīng)于(M/2) X (N/2)像素的排列圖案。
[0221]另外，M和N優(yōu)選為20以下。這是因為，在M和N超過20時，去馬賽克等信號處理變得復(fù)雜化，相對于此無法得到增大基本排列圖案的大小所產(chǎn)生的額外的效果。 [0222]上述各實施方式的R濾光片34R及B濾光片34B的配置并未限定為前述的各圖所示的配置，至少在滿足前述的特征(4)的范圍內(nèi)可以適當(dāng)變更。而且，在上述各實施方式中，同色的第一組像素和第二組像素(同色的濾色器)沿傾斜方向(NW)相鄰配置，但也可以沿傾斜方向(NE)相鄰配置。
[0223][變形例]
[0224]另外，在上述的各實施方式中，說明了采用綠(G)作為第一色并采用紅(R)及藍(B)作為第二色的例子，但是在濾色器中可使用的顏色并未限定為這些顏色，也可以使用與滿足以下條件的顏色對應(yīng)的濾色器。
[0225]<第一濾光片(第一色)的條件>
[0226]在上述各實施方式中，作為本發(fā)明的具有第一色的第一濾光片，列舉G色的G濾光片為例進行了說明，但是也可以取代G濾光片，或者取代G濾光片的一部分，使用滿足下述條件(I)至條件(4)中的任一個的濾光片。
[0227]〔條件⑴〕
[0228]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%是為了對本發(fā)明的第一色(G色等)與第二色(R、B色等)進行區(qū)別而確定出的值，是以用于獲得亮度數(shù)據(jù)的貢獻率相對地比R色、B色等高的顏色包含于“第一色”的方式確定出的值。
[0229]另外，貢獻率小于50%的顏色成為本發(fā)明的第二色(R色、B色等)，具有該顏色的濾光片成為本發(fā)明的第二濾光片。
[0230]〔條件⑵〕
[0231]條件⑵是濾光片的透過率的峰值處于波長480nm以上且570nm以下的范圍內(nèi)。濾光片的透過率使用例如由分光光度計測定出的值。該波長范圍是為了將本發(fā)明的第一色(G色等)與第二色(R、B色等)進行區(qū)別而確定出的范圍，是以不包含前述的貢獻率相對降低的R色、B色等的峰值且包含貢獻率相對升高的G色等的峰值的方式確定出的范圍。因此，可以使用透過率的峰值處于波長480nm以上且570nm以下的范圍內(nèi)的濾光片作為第一濾光片。另外，透過率的峰值為波長480nm以上且570nm以下的范圍外的濾光片成為本發(fā)明的第二濾光片(R濾光片、B濾光片)。
[0232]〔條件⑶〕
[0233]條件(3)是波長500nm以上且560nm以下的范圍內(nèi)的透過率比第二濾光片(R濾光片或B濾光片)的透過率高。在該條件(3)下，濾光片的透過率也使用例如由分光光度計測定出的值。該條件(3)的波長范圍也是為了對本發(fā)明的第一色(G色等)與第二色(R、B色等)進行區(qū)別而確定出的范圍，是具有前述的貢獻率相對地比R色或B色等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，可以使用在透過率為波長500nm以上且560nm以下的范圍內(nèi)相對高的濾光片作為第一濾光片，并使用透過率相對低的濾光片作為第二濾光片。
[0234]〔條件⑷〕
[0235]條件(4)是使用包含三原色中的最有助于亮度信號的顏色(例如RGB中的G色)和與這三原色不同的顏色的兩種顏色以上的濾光片作為第一濾光片。在這種情況下，第一濾光片的各色以外的顏色所對應(yīng)的濾光片成為第二濾光片。
[0236]<多個種類的第一濾光片(G濾光片)>
[0237]因此，作為第 一濾光片的G色的G濾光片并未限定為一個種類，也可以使用例如多個種類的G濾光片(Gl濾光片、G2濾光片)作為第一濾光片。即上述的各實施方式的濾色器(基本排列圖案)的G濾光片可以適當(dāng)置換成Gl濾光片或G2濾光片。Gl濾光片使第一波長帶域的G光透過，G2濾光片使與Gl濾光片相關(guān)性高的第二波長帶域的G光透過(參照圖32)。
[0238]作為Gl濾光片，可以使用現(xiàn)存的G濾光片(例如第一實施方式的G濾光片)。而且，作為G2濾光片，可以使用與Gl濾光片相關(guān)性高的濾光片。在這種情況下，配置G2濾光片的受光元件的分光靈敏度曲線的峰值優(yōu)選處于例如波長500nm至535nm的范圍(配置現(xiàn)存的G濾光片的受光元件的分光靈敏度曲線的峰值的附近)。另外，決定四種顏色(R、G1、G2、B)的濾色器的方法使用例如日本特開2003-284084號記載的方法。
[0239]將如此通過彩色攝像元件而取得的圖像的顏色分為四個種類，并使取得的顏色信息增加，由此與僅取得三個種類的顏色(RGB)的情況相比，能夠更準確地表現(xiàn)出顏色。即，能夠?qū)⒀劬雌饋聿煌念伾佻F(xiàn)為不同的顏色，并將眼睛看起來相同的顏色再現(xiàn)為相同的顏色(提高“顏色的判別性”)。
[0240]另外，G1、G2濾光片的透過率與第一實施方式的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濾光片滿足前述的條件(I)。
[0241]另外，在表示濾色器排列(受光元件)的分光靈敏度特性的圖32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480nm以上且570nm以下的范圍內(nèi)。各G1、G2濾光片的透過率在波長500nm以上且560nm以下的范圍內(nèi)，高于RB濾光片的透過率。因此，各Gl、G2濾光片也滿足前述的條件(2)、(3)。
[0242]另外，各Gl、G2濾光片的配置、個數(shù)可以適當(dāng)變更。而且，也可以將G濾光片的種類增加為三個種類以上。
[0243]〈透明濾光片(W濾光片)>[0244]在上述的實施方式中，主要示出了由與RGB色對應(yīng)的彩色濾光片構(gòu)成的濾色器，但是也可以將這些彩色濾光片的一部分設(shè)為透明濾光片W(白色像素)。尤其是優(yōu)選取代第一濾光片(G濾光片)的一部分而配置透明濾光片W。通過如此將G像素的一部分置換成白色像素，即使像素大小微小化也能抑制顏色再現(xiàn)性的劣化。
[0245]透明濾光片W是透明色(第一色)的濾光片。透明濾光片W能夠使與可見光的波長域?qū)?yīng)的光透過，例如是RGB的各色的光的透過率為50%以上的濾光片。透明濾光片W的透過率比G濾光片高，因此用于獲得亮度信號的貢獻率也比G色(60% )高，滿足前述的條件⑴。
[0246]在表示濾色器排列(受光元件)的分光靈敏度特性的圖33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480nm以上且570nm以下的范圍內(nèi)。而且，透明濾光片W的透過率處于波長500nm以上且560nm以下的范圍內(nèi)，比RB濾光片的透過率高。因此，透明濾光片W也滿足前述的條件(2)、(3)。另外，關(guān)于G濾光片也與透明濾光片W同樣地滿足前述的條件(I)~(3)。
[0247]這樣一來，透明濾光片W滿足前述的條件⑴~(3)，因此可以作為本發(fā)明的第一濾光片使用。另外，在濾色器排列中，將RGB三原色中的最有助于亮度信號的G色所對應(yīng)的G濾光片的一部分置換成透明濾光片W，因此也滿足前述的條件(4)。
[0248]<翠綠色濾光片(E濾光片)>
[0249]在上述的實施方式中，主要示出了由與RGB色對應(yīng)的彩色濾光片構(gòu)成的濾色器，但也可以將這些彩色濾光片的一部分設(shè)為其他彩色濾光片，例如與翠綠(E)色對應(yīng)的濾光片E (翠綠色像素)。尤其是可以取代第一濾光片(G濾光片)的一部分而配置翠綠色濾光片(E濾光片)。通過如此使用將G濾光片的一部分由E濾光片置換后的四種顏色的濾色器排列，能夠提聞売度聞的區(qū)域成分的再現(xiàn)，減少銀齒，并提聞分辨率感。
[0250]在表示濾色器排列(受光元件)的分光靈敏度特性的圖34中，翠綠色濾光片E的透過率的峰值(E像素的靈敏度的峰值)處于波長480nm以上且570nm以下的范圍內(nèi)。而且，翠綠色濾光片E的透過率在波長500nm以上且560nm以下的范圍內(nèi)，高于RB濾光片的透過率。因此，翠綠色濾光片E滿足前述的條件(2)、(3)。而且，在濾色器排列中，將RGB三原色中的最有助于亮度信號的G色所對應(yīng)的G濾光片的一部分置換成翠綠色濾光片E，因此也滿足前述的條件(4)。
[0251]另外，在圖26所示的分光特性中，翠綠色濾光片E在比G濾光片靠短波長的一側(cè)具有峰值，但有時也在比G濾光片靠長波長的一側(cè)具有峰值(看起來稍接近黃色的顏色)。這樣一來，作為翠綠色濾光片E，能夠選擇滿足本發(fā)明的各條件的翠綠色濾光片，例如，也可以選擇滿足條件(I)那樣的翠綠色濾光片E。
[0252]<其他顏色的種類>
[0253]在上述的各實施方式中，說明了由原色RGB的濾色器構(gòu)成的濾色器排列，但是本發(fā)明也可以應(yīng)用于例如向原色RGB的互補色即C(青色)、M(品紅色)、Y(黃色)添加了 G的四種顏色的互補色系的濾色器的濾色器排列。在這種情況下，也將滿足上述條件(I)~
(4)中的任一個的濾色器作為本發(fā)明的第一濾光片，并將其他濾色器作為第二濾光片。
[0254]<蜂窩配置>
[0255] 上述各實施方式的各濾色器排列包含各色的濾色器沿水平方向(H)及垂直方向(V) 二維排列而成的基本排列圖案，且該基本排列圖案沿水平方向(H)及垂直方向(V)重復(fù)配置，但是本發(fā)明沒有限定于此。
[0256]例如，也可以使用將上述的各實施方式的基本排列圖案繞光軸旋轉(zhuǎn)了 45°而得到的所謂蜂窩排列狀的基本排列圖案，并由將基本排列圖案沿傾斜方向(NE、NW)重復(fù)配置而成的排列圖案構(gòu)成濾色器。
[0257]在上述的各實施方式中，作為具備本發(fā)明的彩色攝像元件的攝像裝置而舉例說明了數(shù)碼相機，但是本發(fā)明也可以應(yīng)用于例如內(nèi)窺鏡等各種攝像裝置。
[0258]此外，本發(fā)明沒有限定為上述的實施方式，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)能夠進行各種變形，這是不言而喻的。
[0259]附圖標記說明
[0260]10、55、71…數(shù)碼相機，20、41、58、72、75、77…彩色攝像元件，22、43、59、73…圖像處理電路，33...像素，34R、34G、34B…R、G、B濾光片，44…電荷蓄積時間調(diào)整部，46A…第一組像素，46B…第二組像素，51…高靈敏度圖像生成部，52…高分辨率圖像生成部，53…寬DR圖像生成部，66、7 6...微透鏡，69...視差圖像生成部，P、P1...基本排列圖案
【權(quán)利要求】
1.一種彩色攝像元件，具備:第一組像素，由沿水平方向及垂直方向分別以預(yù)定像素間隔排列成矩陣狀的光電轉(zhuǎn)換元件構(gòu)成；第二組像素，由相對于上述第一組像素的各光電轉(zhuǎn)換元件沿上述水平方向及垂直方向分別錯開上述預(yù)定像素間隔的一半的位置所排列的光電轉(zhuǎn)換元件構(gòu)成；及在上述第一及第二像素組上分別以同一特定的濾色器排列進行排列而成的濾色器， 上述濾色器排列包含基本排列圖案，該基本排列圖案排列有與一種顏色以上的第一色對應(yīng)的第一濾光片和與用于獲得亮度信號的貢獻率比上述第一色低的兩種顏色以上的第二色對應(yīng)的第二濾光片，該基本排列圖案在水平方向及垂直方向上重復(fù)配置， 上述第一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(nèi)配置I個以上， 與上述第二色的各色對應(yīng)的上述第二濾光片在上述基本排列圖案內(nèi)在上述濾色器排列的水平及垂直方向的各行內(nèi)配置I個以上， 上述第一濾光片所對應(yīng)的第一色的像素數(shù)的比率大于上述第二濾光片所對應(yīng)的第二色的各色的像素數(shù)的比率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色攝像元件，其中， 上述第一組像素選擇性地接收透過了攝影光學(xué)系統(tǒng)的互不相同的兩個區(qū)域中的一方的被攝體光，上述第二組像素選擇性地接收透過了上述兩個區(qū)域中的另一方的被攝體光。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述 的彩色攝像元件，其中， 上述兩個區(qū)域是相對于上述攝影光學(xué)系統(tǒng)的光軸而對稱的區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色攝像元件，其中， 上述第二組像素的靈敏度低于上述第一組像素的靈敏度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的彩色攝像元件，其中， 上述第二組像素的面積小于上述第一組像素的面積。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的彩色攝像元件，其中， 上述第二組像素上的上述濾色器的透光率低于上述第一組像素上的上述濾色器的透光率。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的彩色攝像元件，其中， 在上述第一濾光片及第二濾光片的上方分別設(shè)有微透鏡， 位于上述第二組像素上的上述微透鏡比位于上述第一組像素上的上述微透鏡小。
8.一種攝像裝置，具備: 權(quán)利要求1所述的彩色攝像元件；及 攝影光學(xué)系統(tǒng)，使被攝體光成像于上述彩色攝像元件的攝像面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的攝像裝置，其中， 具備第一圖像生成單元，該第一圖像生成單元對從在上述斜右上方向或斜右下方向上相互相鄰且配置于同色的上述濾色器的下方的上述第一組像素和第二組像素分別輸出的輸出信號進行加算而生成圖像。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的攝像裝置，其中， 具備第二圖像生成單元，該第二圖像生成單元基于來自上述第一組像素的輸出信號和來自上述第二組像素的輸出信號，生成具有比上述第一組像素和第二組像素各自的像素數(shù)大的像素數(shù)的圖像。
11.根據(jù)權(quán)利要求8~10中任一項所述的攝像裝置，其中， 具備: 電荷蓄積時間調(diào)整單元，使上述第二組像素的電荷蓄積時間短于上述第一組像素的電荷蓄積時間；及 第三圖像生成單元，基于由來自上述第一組像素的輸出信號構(gòu)成的圖像和由來自上述第二組像素的輸出信號構(gòu)成的圖像，生成動態(tài)范圍擴展的圖像。
12.—種攝像裝置，具備: 權(quán)利要求2或3所述的彩色攝像元件； 攝影光學(xué)系統(tǒng)，使被攝體光成像于上述彩色攝像元件的攝像面；及第四圖像生成單元，生成包含由來自上述第一組像素的輸出信號構(gòu)成的第一圖像和由來自上述第二組像素的輸出信號構(gòu)成的第二圖像的視差圖像。
13.一種攝 像裝置，具備: 權(quán)利要求4~7中任一項所述的彩色攝像元件； 攝影光學(xué)系統(tǒng)，使被攝體光成像于上述彩色攝像元件的攝像面；及第三圖像生成單元，基于由來自上述第一組像素的輸出信號構(gòu)成的圖像和由來自上述第二組像素的輸出信號構(gòu)成的圖像，生成動態(tài)范圍擴展的圖像。
【文檔編號】H04N9/07GK104025580SQ201280065014
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月27日
【發(fā)明者】田中誠二, 河合智行, 林健吉 申請人:富士膠片株式會社