(57)【要約】  本発明のカラー撮像素子及び撮像装置によれば、透明に対応する第１のフィルタが、カラーフィルタ配列の第１の方向から第４の方向の各方向の画素ライン内に１画素以上配置されるので、高周波領域での輝度情報を精度良く取得して、偽色（色モワレ）の発生を低減し、解像度に優れた画像データを得ることが可能となる。また、透明に対応する第１のフィルタを第１の方向から第４の方向の各方向の画素ライン内に１画素以上配置されるため、光感度に優れたカラーフィルタを実現することができる。また、カラーフィルタ配列は、所定の基本配列パターンが第１の方向及び第２の方向に繰り返し配置されるため、後段のデモザイク処理を行う際に、繰り返しパターンに従って処理を行うことができ、従来のランダム配列に比べて後段の処理を簡略化することができる。
2014006931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向及び当該第１の方向に垂直な第２の方向に配列された光電変換素子で構成される複数の画素上にカラーフィルタが配設されてなる単板式のカラー撮像素子であって、
前記カラーフィルタの配列は、前記カラーフィルタが前記第１の方向及び前記第２の方向にＭ×Ｎ（Ｍは４以上の整数、及びＮは４以上の整数）画素に対応する配列パターンで配列されてなる基本配列パターンを含み、かつ当該基本配列パターンが前記第１の方向及び前記第２の方向に繰り返されて配置されてなり、
前記カラーフィルタは、透明に対応する第１のフィルタと、可視光波長域中の第１の可視光波長域に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つ第２のフィルタと、可視光波長域中の前記第１の可視光波長域とは異なる第２の可視光波長域に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つ第３のフィルタと、可視光波長域中の前記第１の可視光波長域及び前記第２の可視光波長域とは異なる第３の可視光波長域に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つ第４のフィルタとを少なくとも含み、
前記基本配列パターンにおいて、前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ、前記第３のフィルタ及び前記第４のフィルタの各々が少なくとも１画素配置され、
前記第１の可視光波長域に対応する色は、前記第２の可視光波長域に対応する色及び前記第３の可視光波長域に対応する色よりも、輝度信号を得るための寄与率が高く、
前記カラーフィルタの配列において、前記第１の方向に延在する各画素ライン上、前記第２の方向に延在する各画素ライン上、及び前記第１の方向及び前記第２の方向に対して傾いた第３の方向及び第４の方向の各々に延在する各画素ライン上に少なくとも１画素に対応する前記第１のフィルタが配置され、前記第１の方向に延在する各画素ライン上及び前記第２の方向に延在する各画素ライン上に少なくとも１画素に対応する前記第２のフィルタが配置され、前記第３のフィルタ及び前記第４のフィルタの各々は前記第２のフィルタと隣接して配置されるカラー撮像素子。
【請求項２】
第１の方向及び当該第１の方向に垂直な第２の方向に配列された光電変換素子で構成される複数の画素上にカラーフィルタが配設されてなる単板式のカラー撮像素子であって、
前記カラーフィルタの配列は、前記カラーフィルタが前記第１の方向及び前記第２の方向にＭ×Ｎ（Ｍは４以上の整数、及びＮは４以上の整数）画素に対応する配列パターンで配列されてなる基本配列パターンを含み、かつ当該基本配列パターンが前記第１の方向及び前記第２の方向に繰り返されて配置されてなり、
前記カラーフィルタは、透明に対応する第１のフィルタと、可視光波長域中の第１の可視光波長域に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つ第２のフィルタと、可視光波長域中の前記第１の可視光波長域とは異なる第２の可視光波長域に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つ第３のフィルタと、可視光波長域中の前記第１の可視光波長域及び前記第２の可視光波長域とは異なる第３の可視光波長域に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つ第４のフィルタとを少なくとも含み、
前記基本配列パターンにおいて、前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ、前記第３のフィルタ及び前記第４のフィルタの各々が少なくとも１画素配置され、
前記第２のフィルタの透過率のピークが波長４８０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の範囲内にあり、前記第３のフィルタ及び前記第４のフィルタの透過率のピークが前記範囲外にあり、
前記カラーフィルタの配列において、前記第１の方向に延在する各画素ライン上、前記第２の方向に延在する各画素ライン上、及び前記第１の方向及び前記第２の方向に対して傾いた第３の方向及び第４の方向の各々に延在する各画素ライン上に少なくとも１画素に対応する前記第１のフィルタが配置され、前記第１の方向に延在する各画素ライン上及び前記第２の方向に延在する各画素ライン上に少なくとも１画素に対応する前記第２のフィルタが配置され、前記第３のフィルタ及び前記第４のフィルタの各々は前記第２のフィルタと隣接して配置されるカラー撮像素子。
【請求項３】
第１の方向及び当該第１の方向に垂直な第２の方向に配列された光電変換素子で構成される複数の画素上にカラーフィルタが配設されてなる単板式のカラー撮像素子であって、
前記カラーフィルタの配列は、前記カラーフィルタが前記第１の方向及び前記第２の方向にＭ×Ｎ（Ｍは４以上の整数、及びＮは４以上の整数）画素に対応する配列パターンで配列されてなる基本配列パターンを含み、かつ当該基本配列パターンが前記第１の方向及び前記第２の方向に繰り返されて配置されてなり、
前記カラーフィルタは、透明に対応する第１のフィルタと、可視光波長域中の第１の可視光波長域に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つ第２のフィルタと、可視光波長域中の前記第１の可視光波長域とは異なる第２の可視光波長域に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つ第３のフィルタと、可視光波長域中の前記第１の可視光波長域及び前記第２の可視光波長域とは異なる第３の可視光波長域に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つ第４のフィルタとを少なくとも含み、
前記基本配列パターンにおいて、前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ、前記第３のフィルタ及び前記第４のフィルタの各々が少なくとも１画素配置され、
前記第１の可視光波長域は、可視光波長５００ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の範囲内であり、
前記カラーフィルタの配列において、前記第１の方向に延在する各画素ライン上、前記第２の方向に延在する各画素ライン上、及び前記第１の方向及び前記第２の方向に対して傾いた第３の方向及び第４の方向の各々に延在する各画素ライン上に少なくとも１画素に対応する前記第１のフィルタが配置され、前記第１の方向に延在する各画素ライン上及び前記第２の方向に延在する各画素ライン上に少なくとも１画素に対応する前記第２のフィルタが配置され、前記第３のフィルタ及び前記第４のフィルタの各々は前記第２のフィルタと隣接して配置されるカラー撮像素子。
【請求項４】
第１の方向及び当該第１の方向に垂直な第２の方向に配列された光電変換素子で構成される複数の画素上にカラーフィルタが配設されてなる単板式のカラー撮像素子であって、
前記カラーフィルタの配列は、前記カラーフィルタが前記第１の方向及び前記第２の方向にＭ×Ｎ（Ｍは４以上の整数、及びＮは４以上の整数）画素に対応する配列パターンで配列されてなる基本配列パターンを含み、かつ当該基本配列パターンが前記第１の方向及び前記第２の方向に繰り返されて配置されてなり、
前記カラーフィルタは、透明に対応する第１のフィルタと、可視光波長域中の第１の可視光波長域に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つ第２のフィルタと、可視光波長域中の前記第１の可視光波長域とは異なる第２の可視光波長域に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つ第３のフィルタと、可視光波長域中の前記第１の可視光波長域及び前記第２の可視光波長域とは異なる第３の可視光波長域に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つ第４のフィルタとを少なくとも含み、
前記基本配列パターンにおいて、前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ、前記第３のフィルタ及び前記第４のフィルタの各々が少なくとも１画素配置され、
前記第１の可視光波長域は、３原色のうち最も輝度信号に寄与する色に対応する可視光波長域と前記３原色とは異なる色に対応する可視光波長域を含み、前記第２のフィルタは、前記３原色のうち最も輝度信号に寄与する色に対応する可視光波長域に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つフィルタと、前記３原色とは異なる色に対応する前記可視光波長域に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つフィルタとを含み、
前記カラーフィルタの配列において、前記第１の方向に延在する各画素ライン上、前記第２の方向に延在する各画素ライン上、及び前記第１の方向及び前記第２の方向に対して傾いた第３の方向及び第４の方向の各々に延在する各画素ライン上に少なくとも１画素に対応する前記第１のフィルタが配置され、前記第１の方向に延在する各画素ライン上及び前記第２の方向に延在する各画素ライン上に少なくとも１画素に対応する前記第２のフィルタが配置され、前記第３のフィルタ及び前記第４のフィルタの各々は前記第２のフィルタと隣接して配置されるカラー撮像素子。
【請求項５】
前記カラーフィルタの配列において、前記第１のフィルタが配置される画素、前記第３のフィルタが配置される画素及び前記第４のフィルタが配置される画素の各々の周辺隣接８画素のうち２画素以上に、前記第２のフィルタが配置される請求項１から４のいずれか１項に記載のカラー撮像素子。
【請求項６】
前記カラーフィルタの配列において、前記第２のフィルタが配置される画素の各々の周辺隣接８画素のうち１画素以上に、前記第２のフィルタが配置される請求項５に記載のカラー撮像素子。
【請求項７】
前記基本配列パターンにおいて、前記第１の方向に延在する各画素ライン上及び前記第２の方向に延在する各画素ライン上に、少なくとも１画素に対応する前記第３のフィルタ及び少なくとも１画素に対応する前記第４のフィルタが配置される請求項１から６のいずれか１項に記載のカラー撮像素子。
【請求項８】
前記基本配列パターンにおいて、
第１のフィルタが配置される画素の数≧第２のフィルタが配置される画素の数≧第３のフィルタが配置される画素の数、
及び、
第１のフィルタが配置される画素の数≧第２のフィルタが配置される画素の数≧第４のフィルタが配置される画素の数、
という関係を満たす請求項１から７のいずれか１項に記載のカラー撮像素子。
【請求項９】
前記カラーフィルタの配列において、前記第１のフィルタが配置される画素は前記第２のフィルタが配置される画素に隣接して配置される請求項１から８のいずれか１項に記載のカラー撮像素子。
【請求項１０】
前記基本配列パターンは、前記カラーフィルタが前記第１の方向及び前記第２の方向にＭ×Ｎ（Ｍは６以上の整数、及びＮは６以上の整数）画素に対応する配列パターンで配列されてなり、
前記基本配列パターンは、前記カラーフィルタが（Ｍ／２）×（Ｎ／２）画素に対応する配列パターンで配列された２種類のサブ配列である第１のサブ配列及び第２のサブ配列であって、前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ、前記第３のフィルタ及び前記第４のフィルタの各々が少なくとも１画素配置される第１のサブ配列及び第２のサブ配列をそれぞれ２つずつ含む請求項１から９のいずれか１項に記載のカラー撮像素子。
【請求項１１】
前記基本配列パターンは、前記カラーフィルタが前記第１の方向及び前記第２の方向にＭ×Ｎ（Ｍは６以上の整数、及びＮは６以上の整数）画素に対応する配列パターンで配列されてなり、
前記基本配列パターンは、前記カラーフィルタが（Ｍ／２）×（Ｎ／２）画素に対応する配列パターンで配列された４種類のサブ配列である第１のサブ配列、第２のサブ配列、第３のサブ配列及び第４のサブ配列であって、前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ、前記第３のフィルタ及び前記第４のフィルタの各々が少なくとも１画素配置される第１のサブ配列、第２のサブ配列、第３のサブ配列及び第４のサブ配列をそれぞれ１つずつ含む請求項１から９のいずれか１項に記載のカラー撮像素子。
【請求項１２】
前記基本配列パターンを構成する前記サブ配列は、各サブ配列における前記第３のフィルタの位置と前記第４のフィルタの位置とが逆転した位置関係にあるサブ配列のペアを含む請求項１０又は１１に記載のカラー撮像素子。
【請求項１３】
前記第１のフィルタは、前記第１の可視光波長域、前記第２の可視光波長域及び前記第３の可視光波長域において、５０％以上の透過率を有する請求項１から１２のいずれか１項に記載のカラー撮像素子。
【請求項１４】
前記第１の可視光波長域、前記第２の可視光波長域及び前記第３の可視光波長域は３原色に対応し、
前記カラーフィルタは、前記３原色とは異なる色に対応する可視光波長域に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つ第５のフィルタを更に含む請求項１から１３のいずれか１項に記載のカラー撮像素子。
【請求項１５】
前記第１の可視光波長域は緑に対応し、前記第２の可視光波長域は赤に対応し、前記第３の可視光波長域は青に対応する請求項１から１４のいずれか１項に記載のカラー撮像素子。
【請求項１６】
撮影光学系と、
前記撮影光学系を介して被写体像が結像するカラー撮像素子と、
前記結像した被写体像を示す画像データを生成する画像データ生成部と、
を備え、
前記カラー撮像素子は請求項１から１５のいずれか１項に記載のカラー撮像素子である、
撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカラー撮像素子および撮像装置に係り、特に色モワレの発生の低減及び高解像度化が可能なカラー撮像素子、およびそのようなカラー撮像素子を用いた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
単板式のカラー撮像素子では、各画素上にそれぞれ単色のカラーフィルタが設けられるので各画素が単色の色情報しか持たない。このため、単板カラー撮像素子の出力画像はＲＡＷ画像（モザイク画像）となるので、欠落している色の画素を、周囲の画素から補間する処理（モザイク処理）により多チャンネル画像を得ている。この場合に問題となるのが、高周波の画像信号の再現特性であり、カラー撮像素子は白黒用の撮像素子と比較して、撮像した画像にエリアシングが発生し易いため、色モワレ（偽色）の発生を抑圧しつつ再現帯域を広げて高解像化するということが重要な課題である。【０００３】
単板式のカラー撮像素子で最も広く用いられているカラーフィルタの色配列である原色系ベイヤー配列は、緑（Ｇ）画素を市松状に、赤（Ｒ）、青（Ｂ）を線順次に配置しているため、Ｇ信号は斜め方向で、Ｒ、Ｂ信号は水平、垂直方向の高周波信号を生成する際の再現精度が問題である。【０００４】
図１６（Ａ）に示すような白黒の縦縞模様（高周波画像）が、図１６（Ｂ）に示すベイヤー配列のカラーフィルタを有するカラー撮像素子に入射した場合、これをベイヤーの色配列に振り分けて色毎に比較すると、図１６（Ｃ）から（Ｅ）に示すようにＲは薄い平坦、Ｂは濃い平坦、Ｇは濃淡のモザイク状の色画像となり、本来、白黒画像であるのに対し、ＲＧＢ間に濃度差（レベル差）は起きないものが、色配列と入力周波数によっては色が付いた状態となってしまう。【０００５】
同様に、図１７（Ａ）に示すような斜めの白黒の高周波画像が、図１７（Ｂ）に示すベイヤー配列のカラーフィルタを有する撮像素子に入射した場合、これをベイヤーの色配列に振り分けて色毎に比較すると、図１７（Ｃ）から（Ｅ）に示すようにＲとＢは薄い平坦、Ｇは濃い平坦の色画像となり、仮に黒の値を０、白の値を２５５とすると、斜めの白黒の高周波画像は、Ｇのみ２５５となるため、緑色になってしまう。このようにベイヤー配列では、斜めの高周波画像を正しく再現することができない。【０００６】
一般に単板式のカラー撮像素子を使用する撮像装置では、水晶などの複屈折物質からなる光学ローパスフィルタをカラー撮像素子の前面に配置し、高周波を光学的に落とすことで回避していた。しかし、この方法では、高周波信号の折り返りによる色付は軽減できるが、その弊害で解像度が落ちてしまうという問題がある。【０００７】
このような問題を解決するために、カラー撮像素子のカラーフィルタ配列を、任意の着目画素が着目画素の色を含む３色と着目画素の４辺のいずれかにおいて隣接する配列制限条件を満たす３色ランダム配列としたカラー撮像素子が提案されている（特許文献１）。【０００８】
また、分光感度が異なる複数のフィルタ（受光素子）を有し、そのうち第１のフィルタと第２のフィルタが、画像センサの画素格子の一方の対角方向に第１の所定の周期で交互に配置されているとともに、他方の対角方向に第２の所定の周期で交互に配置されているカラーフィルタ配列の画像センサ（カラー撮像素子）が提案されている（特許文献２）。【０００９】
更に、ＲＧＢの３原色のカラー固体撮像素子において、Ｒ、Ｇ、Ｂを水平に配置した３画素のセットを垂直方向にジグザグにずらしながら配置することによって、ＲＧＢそれぞれの出現確率を均等にし、かつ撮像面上の任意の直線（水平、垂直、斜めの直線）が全ての色を通過するようにした色配列が提案されている（特許文献３）。【００１０】
更にまた、ＲＧＢの３原色のうちのＲ、Ｂを水平方向及び垂直方向にそれぞれ３画素置きに配置し、これらのＲ、Ｂの間にＧを配置したカラー撮像素子が提案されている（特許文献４）。【００１１】
その他にも、特許文献５〜８において、各種のカラーフィルタが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−３０８０８０号公報
【特許文献２】特開２００５−１３６７６６号公報
【特許文献３】特開平１１−２８５０１２号公報
【特許文献４】特開平８−２３５４３号公報
【特許文献５】特表２０１０−５１２０４８号公報
【特許文献６】特開２００８−０２２５２１号公報
【特許文献７】特開２００７−２８８４０３号公報
【特許文献８】特開２０１０−１５４４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述のように、一般のカラーフィルタでは、高周波成分に起因する色モアレ等の画質不良に対し、全く対処していなかったり、光学ローパスフィルタ等によって対処したりしていた。したがって、一般のカラーフィルタには、色再現性の改質や高周波成分に起因する画質不良の防止を、カラーフィルタ配列の工夫によって図るという考えはそもそもなかった。【００１４】
特許文献１に記載のカラー撮像素子は、フィルタ配列がランダムとなるため後段でのデモザイク処理を行う際に、ランダムパターン毎に最適化する必要があり、デモザイク処理が煩雑になるという問題がある。また、ランダム配列では、低周波の色モアレには有効であるが、高周波部の偽色に対しては有効でない。ここで、デモザイク処理とは、単板式のカラー撮像素子のカラーフィルタ配列に伴うＲＧＢのモザイク画像から画素毎にＲＧＢの全ての色情報を算出（同時式に変換）する処理であって、デモザイキング処理、又は同時化処理とも言われる（本明細書内において同じ）。【００１５】
また、特許文献２に記載のカラー撮像素子は、Ｇ画素（輝度画素）が市松状に配置されているため、限界解像度領域（特に斜め方向）での画素再現精度が良くないという問題がある。【００１６】
特許文献３に記載のカラー撮像素子は、任意の直線上に全ての色のフィルタが存在するため、偽色の発生を抑えることができる利点があるが、ＲＧＢの画素数の比率が等しいため、高周波再現性がベイヤー配列に比べて低下するという問題がある。なお、ベイヤー配列の場合、輝度信号を得るために最も寄与するＧの画素数の比率が、Ｒ、Ｂそれぞれの画素数の２倍になっている。【００１７】
一方、特許文献４に記載のカラー撮像素子は、Ｒ、Ｂそれぞれの画素数に対するＧの画素数の比率が６倍とベイヤー配列と比較しても非常に高く、色再現性が低下してしまう。【００１８】
また、特許文献５〜８には、透明画素（ホワイト画素）を含むカラーフィルタ配列に関して様々な配置について開示されているが、透明画素（ホワイト画素）によってサンプリング周波数を向上させることについては開示も示唆もされておらず、色再現性の改質や高周波成分に起因する画質不良をカラーフィルタ配列によって防ぐことの提案はまったくなされていない。【００１９】
特に、特許文献５に開示のカラーフィルタ配列が利用される場合、いわゆるデモザイク処理を精度良く実施する観点からは、Ｇ（緑）画素間の配置間隔が大きい。すなわち、人間の視覚の感度特性からすると、色再現精度（デモザイク処理の精度）におけるＧ画素の影響が大きい。しかしながら、特許文献５のカラー撮像素子では、例えばＲ画素の存在する４×４画素領域やＢ画素の存在する４×４画素領域におけるＧ画素間隔が大きいため、デモザイク処理の精度が非常に低くなる。また、Ｇ画素が存在する４×４画素領域においても、Ｒ画素／Ｂ画素の間隔が大きくなるため、デモザイク処理の精度が非常に低くなる。【００２０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、透明画素（ホワイト画素）によるサンプリング周波数を向上しつつ、現実的に色再現性の精度の高いカラー撮像素子を提供することを目的とする。また本発明は、そのようなカラー撮像素子を用いた撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の一態様は、第１の方向及び第１の方向に垂直な第２の方向に配列された光電変換素子で構成される複数の画素上にカラーフィルタが配設されてなる単板式のカラー撮像素子であって、カラーフィルタの配列は、カラーフィルタが第１の方向及び第２の方向にＭ×Ｎ（Ｍは４以上の整数、及びＮは４以上の整数）画素に対応する配列パターンで配列されてなる基本配列パターンを含み、かつ基本配列パターンが第１の方向及び第２の方向に繰り返されて配置されてなり、カラーフィルタは、透明に対応する第１のフィルタと、可視光波長域中の第１の可視光波長域に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つ第２のフィルタと、可視光波長域中の第１の可視光波長域とは異なる第２の可視光波長域に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つ第３のフィルタと、可視光波長域中の第１の可視光波長域及び第２の可視光波長域とは異なる第３の可視光波長域に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つ第４のフィルタとを少なくとも含み、基本配列パターンにおいて、第１のフィルタ、第２のフィルタ、第３のフィルタ及び第４のフィルタの各々が少なくとも１画素配置され、第１の可視光波長域に対応する色は、第２の可視光波長域に対応する色及び第３の可視光波長域に対応する色よりも、輝度信号を得るための寄与率が高く、カラーフィルタ配列において、第１の方向に延在する各画素ライン上、第２の方向に延在する各画素ライン上、及び第１の方向及び第２の方向に対して傾いた第３の方向及び第４の方向の各々に延在する各画素ライン上に少なくとも１画素に対応する第１のフィルタが配置され、第１の方向に延在する各画素ライン上及び第２の方向に延在する各画素ライン上に少なくとも１画素に対応する第２のフィルタが配置され、第３のフィルタ及び第４のフィルタの各々は第２のフィルタと隣接して配置されるカラー撮像素子に関する。【００２２】
本発明の別の態様は、第１の方向及び第１の方向に垂直な第２の方向に配列された光電変換素子で構成される複数の画素上にカラーフィルタが配設されてなる単板式のカラー撮像素子であって、カラーフィルタの配列は、カラーフィルタが第１の方向及び第２の方向にＭ×Ｎ（Ｍは４以上の整数、及びＮは４以上の整数）画素に対応する配列パターンで配列されてなる基本配列パターンを含み、かつ基本配列パターンが第１の方向及び第２の方向に繰り返されて配置されてなり、カラーフィルタは、透明に対応する第１のフィルタと、可視光波長域中の第１の可視光波長域に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つ第２のフィルタと、可視光波長域中の第１の可視光波長域とは異なる第２の可視光波長域に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つ第３のフィルタと、可視光波長域中の第１の可視光波長域及び第２の可視光波長域とは異なる第３の可視光波長域に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つ第４のフィルタとを少なくとも含み、基本配列パターンにおいて、第１のフィルタ、第２のフィルタ、第３のフィルタ及び第４のフィルタの各々が少なくとも１画素配置され、第２のフィルタの透過率のピークが波長４８０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の範囲内にあり、第３のフィルタ及び第４のフィルタの透過率のピークが範囲外にあり、カラーフィルタ配列において、第１の方向に延在する各画素ライン上、第２の方向に延在する各画素ライン上、及び第１の方向及び第２の方向に対して傾いた第３の方向及び第４の方向の各々に延在する各画素ライン上に少なくとも１画素に対応する第１のフィルタが配置され、第１の方向に延在する各画素ライン上及び第２の方向に延在する各画素ライン上に少なくとも１画素に対応する第２のフィルタが配置され、第３のフィルタ及び第４のフィルタの各々は第２のフィルタと隣接して配置されるカラー撮像素子に関する。【００２３】
本発明の別の態様は、第１の方向及び第１の方向に垂直な第２の方向に配列された光電変換素子で構成される複数の画素上にカラーフィルタが配設されてなる単板式のカラー撮像素子であって、カラーフィルタの配列は、カラーフィルタが第１の方向及び第２の方向にＭ×Ｎ（Ｍは４以上の整数、及びＮは４以上の整数）画素に対応する配列パターンで配列されてなる基本配列パターンを含み、かつ基本配列パターンが第１の方向及び第２の方向に繰り返されて配置されてなり、カラーフィルタは、透明に対応する第１のフィルタと、可視光波長域中の第１の可視光波長域に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つ第２のフィルタと、可視光波長域中の第１の可視光波長域とは異なる第２の可視光波長域に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つ第３のフィルタと、可視光波長域中の第１の可視光波長域及び第２の可視光波長域とは異なる第３の可視光波長域に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つ第４のフィルタとを少なくとも含み、基本配列パターンにおいて、第１のフィルタ、第２のフィルタ、第３のフィルタ及び第４のフィルタの各々が少なくとも１画素配置され、第１の可視光波長域は、可視光波長５００ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の範囲内であり、カラーフィルタ配列において、第１の方向に延在する各画素ライン上、第２の方向に延在する各画素ライン上、及び第１の方向及び第２の方向に対して傾いた第３の方向及び第４の方向の各々に延在する各画素ライン上に少なくとも１画素に対応する第１のフィルタが配置され、第１の方向に延在する各画素ライン上及び第２の方向に延在する各画素ライン上に少なくとも１画素に対応する第２のフィルタが配置され、第３のフィルタ及び第４のフィルタの各々は第２のフィルタと隣接して配置されるカラー撮像素子に関する。【００２４】
本発明の別の態様は、第１の方向及び第１の方向に垂直な第２の方向に配列された光電変換素子で構成される複数の画素上にカラーフィルタが配設されてなる単板式のカラー撮像素子であって、カラーフィルタの配列は、カラーフィルタが第１の方向及び第２の方向にＭ×Ｎ（Ｍは４以上の整数、及びＮは４以上の整数）画素に対応する配列パターンで配列されてなる基本配列パターンを含み、かつ基本配列パターンが第１の方向及び第２の方向に繰り返されて配置されてなり、カラーフィルタは、透明に対応する第１のフィルタと、可視光波長域中の第１の可視光波長域に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つ第２のフィルタと、可視光波長域中の第１の可視光波長域とは異なる第２の可視光波長域に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つ第３のフィルタと、可視光波長域中の第１の可視光波長域及び第２の可視光波長域とは異なる第３の可視光波長域に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つ第４のフィルタとを少なくとも含み、基本配列パターンにおいて、第１のフィルタ、第２のフィルタ、第３のフィルタ及び第４のフィルタの各々が少なくとも１画素配置され、第１の可視光波長域は、３原色のうち最も輝度信号に寄与する色に対応する可視光波長域と３原色とは異なる色に対応する可視光波長域を含み、第２のフィルタは、３原色のうち最も輝度信号に寄与する色に対応する可視光波長域に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つフィルタと、３原色とは異なる色に対応する可視光波長域に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つフィルタとを含み、カラーフィルタ配列において、第１の方向に延在する各画素ライン上、第２の方向に延在する各画素ライン上、及び第１の方向及び第２の方向に対して傾いた第３の方向及び第４の方向の各々に延在する各画素ライン上に少なくとも１画素に対応する第１のフィルタが配置され、第１の方向に延在する各画素ライン上及び第２の方向に延在する各画素ライン上に少なくとも１画素に対応する第２のフィルタが配置され、第３のフィルタ及び第４のフィルタの各々は第２のフィルタと隣接して配置されるカラー撮像素子に関する。【００２５】
これらの態様によれば、透明に対応する第１のフィルタが、カラーフィルタの配列の第１の方向から第４の方向の各方向の画素ライン内に１画素以上配置されるので、高周波領域での輝度情報を精度良く取得することができる。これにより、偽色（色モワレ）の発生を低減して、解像度に優れた画像データを得ることが可能となる。また、透明に対応する第１のフィルタを第１の方向から第４の方向の各方向の画素ライン内に１画素以上配置することで、光感度に優れたカラー撮像素子を実現することができる。また、第２のフィルタが第１の方向の各画素ライン上及び第２の方向の各画素ライン上に少なくとも配置されるため、第２のフィルタを第１の方向及び第２の方向に関して効率良く分散配置することができる。また第３のフィルタ及び第４のフィルタの各々も、第２のフィルタと隣接して配置されるため、第１の方向及び第２の方向に関して効率良く分散配置することができる。【００２６】
ここでいうフィルタ間の「隣接」とは、例えばフィルタ同士が第１の方向及び第２の方向に関して隣り合う場合のみならず、第３の方向及び第４の方向に関して隣り合う場合も含まれる。【００２７】
また、カラーフィルタの配列は、基本配列パターンが第１の方向及び第２の方向に繰り返し配置されるため、後段のデモザイク処理を行う際に、繰り返しパターンに従って処理を行うことができ、従来のランダム配列に比べて後段の処理を簡略化することができる。【００２８】
望ましくは、カラーフィルタの配列において、第１のフィルタが配置される画素、第３のフィルタが配置される画素及び第４のフィルタが配置される画素の各々の周辺隣接８画素のうち２画素以上に、第２のフィルタが配置される。【００２９】
本態様によれば、第２のフィルタを他のフィルタの周辺に効率良く多数分散配置することができ、第２のフィルタに対応する色に関する色再現精度を向上させることができる。ここでいう「周辺隣接８画素」とは、例えば、注目画素に対して第１の方向及び第２の方向に関して隣り合う画素（計４画素）と第３の方向及び第４の方向に関して隣り合う画素（計４画素）とから構成される。【００３０】
望ましくは、カラーフィルタの配列において、第２のフィルタが配置される画素の各々の周辺隣接８画素のうち１画素以上に、第２のフィルタが配置される。【００３１】
本態様によれば、第２のフィルタの周辺に効率良く第２のフィルタを多数分散配置することができ、第２のフィルタに対応する色に関する色再現精度を向上させることができる。【００３２】
望ましくは、基本配列パターンにおいて、第１の方向に延在する各画素ライン上及び第２の方向に延在する各画素ライン上に、少なくとも１画素に対応する第３のフィルタ及び少なくとも１画素に対応する第４のフィルタが配置される。【００３３】
本態様によれば、第３のフィルタ及び第４のフィルタの各々を、第１の方向及び第２の方向に関して効率良く分散配置することができ、第３のフィルタ及び第４のフィルタに対応する色に関する色再現精度を向上させることができる。【００３４】
望ましくは、基本配列パターンにおいて、第１のフィルタが配置される画素の数≧第２のフィルタが配置される画素の数≧第３のフィルタが配置される画素の数、  及び、第１のフィルタが配置される画素の数≧第２のフィルタが配置される画素の数≧第４のフィルタが配置される画素の数、という関係を満たす。【００３５】
本態様によれば、透明に対応する第１のフィルタを最も多く配置することができ、また第２のフィルタを第３のフィルタ及び第４のフィルタよりも多く配置することができる。【００３６】
望ましくは、カラーフィルタの配列において、第１のフィルタが配置される画素は第２のフィルタが配置される画素に隣接して配置される。【００３７】
本態様によれば、第１のフィルタと第２のフィルタとを隣接配置することができ、透明に対応する第１のフィルタの画素位置に対する画像データ補間処理等を行う際に、第２のフィルタを介して得られる画像データを効果的に活用することができる。【００３８】
望ましくは、基本配列パターンは、カラーフィルタが第１の方向及び第２の方向にＭ×Ｎ（Ｍは６以上の整数、及びＮは６以上の整数）画素に対応する配列パターンで配列されてなり、基本配列パターンは、カラーフィルタが（Ｍ／２）×（Ｎ／２）画素に対応する配列パターンで配列された２種類のサブ配列である第１のサブ配列及び第２のサブ配列であって、第１のフィルタ、第２のフィルタ、第３のフィルタ及び第４のフィルタの各々が少なくとも１画素配置される第１のサブ配列及び第２のサブ配列をそれぞれ２つずつ含む。【００３９】
望ましくは、基本配列パターンは、カラーフィルタが第１の方向及び第２の方向にＭ×Ｎ（Ｍは６以上の整数、及びＮは６以上の整数）画素に対応する配列パターンで配列されてなり、基本配列パターンは、カラーフィルタが（Ｍ／２）×（Ｎ／２）画素に対応する配列パターンで配列された４種類のサブ配列である第１のサブ配列、第２のサブ配列、第３のサブ配列及び第４のサブ配列であって、第１のフィルタ、第２のフィルタ、第３のフィルタ及び第４のフィルタの各々が少なくとも１画素配置される第１のサブ配列、第２のサブ配列、第３のサブ配列及び第４のサブ配列をそれぞれ１つずつ含む。【００４０】
望ましくは、基本配列パターンを構成するサブ配列は、各サブ配列における第３のフィルタの位置と第４のフィルタの位置とが逆転した位置関係にあるサブ配列のペアを含む。【００４１】
本態様によれば、第３のフィルタ及び第４のフィルタに規則性を持たせて、両者を分散配置することができるとともに、基本配列パターンのサイズが大きくなってもデモザイク処理が複雑化することを軽減できる。【００４２】
望ましくは、第１のフィルタは、第１の可視光波長域、第２の可視光波長域及び第３の可視光波長域において、５０％以上の透過率を有する。【００４３】
望ましくは、第１の可視光波長域、第２の可視光波長域及び第３の可視光波長域は３原色に対応し、カラーフィルタは、３原色とは異なる色に対応する可視光波長域に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つ第５のフィルタを更に含む。【００４４】
望ましくは、第１の可視光波長域は緑に対応し、第２の可視光波長域は赤に対応し、第３の可視光波長域は青に対応する。【００４５】
本発明の目的を達成するための撮像装置は、撮影光学系と、撮影光学系を介して被写体像が結像するカラー撮像素子と、結像した被写体像を示す画像データを生成する画像データ生成部と、を備え、カラー撮像素子は上記態様のいずれかに係るカラー撮像素子である。
【発明の効果】
【００４６】
本発明のカラー撮像素子及び撮像装置によれば、透明に対応する第１のフィルタが、カラーフィルタ配列の第１の方向から第４の方向の各方向の画素ライン内に１画素以上配置されるので、高周波領域での輝度情報を精度良く取得して、偽色（色モワレ）の発生を低減し、解像度に優れた画像データを得ることが可能となる。また、透明に対応する第１のフィルタを第１の方向から第４の方向の各方向の画素ライン内に１画素以上配置されるため、光感度に優れたカラーフィルタを実現することができる。【００４７】
また、カラーフィルタ配列は、基本配列パターンが第１の方向及び第２の方向に繰り返し配置されるため、後段のデモザイク処理を行う際に、繰り返しパターンに従って処理を行うことができ、従来のランダム配列に比べて後段の処理を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は、デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、カラー撮像素子の撮像面の正面図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係るカラーフィルタ配列を示す図であり、（ａ）は１つの基本配列パターンを示し、（ｂ）は（ａ）の基本配列パターンを水平方向及び垂直方向に３つずつ計９つ配置した状態を示す。
【図４】図４は、第２実施形態に係るカラーフィルタ配列を示す図であり、（ａ）は１つの基本配列パターンを示し、（ｂ）は（ａ）の基本配列パターンを水平方向及び垂直方向に３つずつ計９つ配置した状態を示す。
【図５】図５は、第３実施形態に係るカラーフィルタの基本配列パターンを示す図であり、（ａ）は１つの基本配列パターンを示し、（ｂ）は（ａ）の基本配列パターンを水平方向及び垂直方向に３つずつ計９つ配置した状態を示す。
【図６】図６は、第４実施形態に係るカラーフィルタの基本配列パターンを示す図であり、（ａ）は１つの基本配列パターンを示し、（ｂ）は（ａ）の基本配列パターンを水平方向及び垂直方向に３つずつ計９つ配置した状態を示す。
【図７】図７は、第５実施形態に係るカラーフィルタの基本配列パターンを示す図である。
【図８】図８は、第６実施形態に係るカラーフィルタの基本配列パターンを示す図である。
【図９】図９は、第７実施形態に係るカラーフィルタの基本配列パターンを示す図である。
【図１０】図１０は、第８実施形態に係るカラーフィルタの基本配列パターンを示す図であり、（ａ）は１つの基本配列パターンを示し、（ｂ）は（ａ）の基本配列パターンを水平方向及び垂直方向に２つずつ計４つ配置した状態を示す。
【図１１】図１１は、第９実施形態に係るカラーフィルタの基本配列パターンを示す図であり、（ａ）は１つの基本配列パターンを示し、（ｂ）は（ａ）の基本配列パターンを水平方向及び垂直方向に２つずつ計４つ配置した状態を示す。
【図１２】図１２は、Ｒフィルタ（赤フィルタ）、Ｇ１フィルタ（第１の緑フィルタ）、Ｇ２フィルタ（第２の緑フィルタ）及びＢフィルタ（青フィルタ）が配置される受光素子の分光感度特性を示すグラフである。
【図１３】図１３は、Ｒフィルタ、Ｇフィルタ、Ｂフィルタ及びＷフィルタ（透明フィルタ）が配置される受光素子の分光感度特性を示すグラフである。
【図１４】図１４は、Ｒフィルタ、Ｇフィルタ、Ｂフィルタ及びＥフィルタ（エメラルドフィルタ）が配置される受光素子の分光感度特性を示すグラフである。
【図１５】図１５は、ハニカム配置のカラーフィルタ配列の一例を示す正面図である。
【図１６】図１６は、従来のベイヤー配列のカラーフィルタを有するカラー撮像素子の課題を説明するために使用した図である。
【図１７】図１７は、従来のベイヤー配列のカラーフィルタを有するカラー撮像素子の課題を説明するために使用した他の図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
［デジタルカメラの全体構成］
図１は本発明に係るカラー撮像素子を備えるデジタルカメラ９のブロック図である。デジタルカメラ９は、大別して、撮影光学系１０、カラー撮像素子１２、撮影処理部１４、画像処理部１６、駆動部１８、制御部２０などを備えている。
【００５０】
撮影光学系１０は、被写体像をカラー撮像素子１２の撮像面上に結像する。カラー撮像素子１２は、その撮像面上に図中水平方向及び垂直方向に配列（二次元配列）された光電変換素子で構成される複数の画素と、各画素の受光面の上方に設けられたカラーフィルタとを備えた、いわゆる単板式のカラー撮像素子である。ここで、「〜上」や「上方」とは、カラー撮像素子１２の撮像面に対して被写体光が入射してくる側の方向を指す。
【００５１】
カラー撮像素子１２に結像された被写体像は、各画素の光電変換素子によって入射光量に応じた信号電荷に変換される。各光電変換素子に蓄積された信号電荷は、制御部２０の指令に従って駆動部１８から与えられる駆動パルスに基づいて信号電荷に応じた電圧信号（画像信号）としてカラー撮像素子１２から順次読み出される。カラー撮像素子１２から読み出される画像信号は、カラー撮像素子１２のカラーフィルタ配列に対応した色のモザイク画像を示す信号である。なお、カラー撮像素子１２は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）型撮像素子、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型撮像素子などの他の種類の撮像素子であってもよい。
【００５２】
カラー撮像素子１２から読み出された画像信号は、撮影処理部１４に入力される。撮影処理部１４は、画像信号に含まれるリセットノイズを除去するための相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）、画像信号を増幅し、一定レベルの大きさにコントロールするためのＡＧＣ回路、及びＡ／Ｄ変換器を有している。この撮影処理部１４は、入力された画像信号を相関二重サンプリング処理するとともに増幅した後、デジタルの画像信号に変換してなるＲＡＷデータを画像処理部１６に出力する。なお、カラー撮像素子１２がＭＯＳ型撮像素子である場合は、Ａ／Ｄ変換器は撮像素子内に内蔵されていることも多く、また上記相関二重サンプリングは必要としない場合もある。
【００５３】
画像処理部１６は、ホワイトバランス補正回路、ガンマ補正回路、デモザイク処理回路（単板式のカラー撮像素子１２のカラーフィルタ配列に伴うＲＧＢのモザイク画像から画素毎にＲＧＢの全ての色情報を算出（同時式に変換）する処理回路）、輝度・色差信号生成回路、輪郭補正回路、色補正回路等を有している。画像処理部１６は、制御部２０からの指令に従い、撮影処理部１４から入力したモザイク画像のＲＡＷデータに所要の信号処理を施して、画素毎にＲＧＢ全ての色情報を有するＲＧＢ画素信号を生成し、これに基づいて輝度データ（Ｙデータ）と色差データ（Ｃｒ、Ｃｂデータ）とからなる画像データ（ＹＵＶデータ）を生成する。
【００５４】
画像処理部１６で生成された画像データは、圧縮／伸張処理回路により静止画に対しては、ＪＰＥＧ規格に準拠した圧縮処理が施され、動画に対してはＭＰＥＧ２規格に準拠した圧縮処理が施された後、図示しない記録メディア（例えばメモリカード）に記録され、また、液晶モニタ等の表示手段（図示せず）に出力されて表示される。なお本実施形態において、記録メディアはデジタルカメラ９に着脱可能なものに限られず内蔵式の光磁気記録メディアでもよく、表示手段もデジタルカメラ９に備えられたものに限られずデジタルカメラ９に接続された外部のディスプレイでもよい。
【００５５】
［カラー撮像素子］
図２に示すように、カラー撮像素子１２の撮像面には、水平方向及び垂直方向に２次元配列された光電変換素子ＰＤで構成される複数の画素２１が設けられている。ここで、水平方向は本発明の第１の方向及び第２の方向のうちの一方向に相当し、垂直方向は本発明の第１の方向及び第２の方向のうちの他方向に相当する。
【００５６】
カラー撮像素子１２の撮像面上には、各画素２１上に配設されたカラーフィルタにより構成されるカラーフィルタ配列２２が設けられる（図３（ａ）参照）。
【００５７】
本例のカラーフィルタは、透明に対応するＷフィルタ（第１のフィルタ）と、可視波長域中の緑の可視光波長域（第１の可視光波長域）に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つＧフィルタ（第２のフィルタ）と、可視波長域中の緑の可視光波長域とは異なる赤の可視光波長域（第２の可視光波長域）に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つＲフィルタ（第３のフィルタ）と、可視波長域中の緑の可視光波長域及び赤の可視光波長域とは異なる青の可視光波長域（第３の可視光波長域）に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つＢフィルタ（第４のフィルタ）とを含む。
【００５８】
すなわち、カラーフィルタ配列２２は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色のカラーフィルタ（以下、Ｒフィルタ、Ｇフィルタ、Ｂフィルタという）２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂと透明フィルタ（Ｗフィルタ）２３Ｗとにより構成され、各画素２１上には、ＲＧＢＷフィルタ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ、２３Ｗのいずれかが配置される。以下、Ｒフィルタ２３Ｒが配置された画素を「Ｒ画素」、Ｇフィルタ２３Ｇが配置された画素を「Ｇ画素」、Ｂフィルタ２３Ｂが配置された画素を「Ｂ画素」、透明フィルタ２３Ｗが配置された画素を「Ｗ画素」という。
【００５９】
各フィルタと透過可視波長域の関係については後述する（図１２参照）。
【００６０】
［第１実施形態］
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２は、下記の特徴を有する。
【００６１】
〔特徴（１）〕
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、カラーフィルタ配列２２は、水平方向及び垂直方向に関し４×４画素（Ｍ×Ｎ画素）に対応する正方配列パターンとなる基本配列パターンＰ１を含み、この基本配列パターンＰ１が水平方向及び垂直方向に繰り返し配置される。この基本配列パターンＰ１は、Ｒフィルタ２３Ｒ、Ｇフィルタ２３Ｇ、Ｂフィルタ２３Ｂ、透明フィルタ２３Ｗの各色のフィルタを含む。したがって、カラーフィルタ配列２２では、Ｒフィルタ２３Ｒ、Ｇフィルタ２３Ｇ、Ｂフィルタ２３Ｂ、透明フィルタ２３Ｗが周期性をもって配列される。
【００６２】
このため、カラー撮像素子１２から読み出されるＲ、Ｇ、Ｂ信号のデモザイク処理等を行う際に、繰り返しパターンに従って処理を行うことができる。その結果、従来のランダム配列に比べて後段の処理を簡略化することができる。また、基本配列パターンＰ１の単位で間引き処理して画像を縮小する場合に、間引き処理後のカラーフィルタ配列は、間引き処理前のカラーフィルタ配列と同じにすることができ、共通の処理回路を使用することができる。
【００６３】
〔特徴（２）〕
基本配列パターンＰ１では、水平方向に平行に延在する４種類の画素ライン（第１のフィルタ水平列２５ａ、第２のフィルタ水平列２５ｂ、第３のフィルタ水平列２５ｃ、第４のフィルタ水平列２５ｄ）が、垂直方向に順次配列される（図３（ａ）参照）。第１のフィルタ水平列２５ａは「水平方向に透明フィルタ２３Ｗ、Ｒフィルタ２３Ｒ、透明フィルタ２３Ｗ及びＧフィルタ２３Ｇが並置されるフィルタ列（画素ライン）」であり、第２のフィルタ水平列２５ｂは「水平方向に透明フィルタ２３Ｗ、Ｇフィルタ２３Ｇ、透明フィルタ２３Ｗ及びＲフィルタ２３Ｒが並置されるフィルタ列」であり、第３のフィルタ水平列２５ｃは「水平方向にＢフィルタ２３Ｂ、透明フィルタ２３Ｗ、Ｇフィルタ２３Ｇ及び透明フィルタ２３Ｗが並置されるフィルタ列」であり、第４のフィルタ水平列２５ｄは「水平方向にＧフィルタ２３Ｇ、透明フィルタ２３Ｗ、Ｂフィルタ２３Ｂ及び透明フィルタ２３Ｗが並置されるフィルタ列」である。このフィルタ配列により、本実施形態に係る基本配列パターンＰ１では、垂直方向に平行に延在する４種類の画素ライン（第１のフィルタ垂直列２７ａ、第２のフィルタ垂直列２７ｂ、第３のフィルタ垂直列２７ｃ、第４のフィルタ垂直列２７ｄ）が形成される。
【００６４】
この基本配列パターンＰ１において、透明フィルタ２３Ｗは、全てのフィルタ水平列及びフィルタ垂直列に２画素ずつ存在し、垂直方向に隣接する２画素の透明フィルタ２３Ｗが４セット形成される。第１のフィルタ垂直列２７ａ及び第３のフィルタ垂直列２７ｃにおける透明フィルタ２３Ｗの隣接セットと、第２のフィルタ垂直列２７ｂ及び第４のフィルタ垂直列２７ｄにおける透明フィルタ２３Ｗの隣接セットとは、垂直方向に関して千鳥状に互い違いに配置される。
【００６５】
またＧフィルタ２３Ｇは、水平方向及び垂直方向に分散して配置され、全てのフィルタ水平列及びフィルタ垂直列に１画素ずつ存在する。
【００６６】
またＲフィルタ２３Ｒ及びＢフィルタ２３Ｂも、水平方向及び垂直方向に分散して配置され、全てのフィルタ水平列及びフィルタ垂直列に、Ｒフィルタ２３Ｒ及びＢフィルタ２３Ｂのうちのいずれかが１画素存在する。
【００６７】
したがって、基本配列パターンＰ１における各フィルタ水平列及び各フィルタ垂直列は、２画素の透明フィルタ２３Ｗと、１画素のＧフィルタ２３Ｇと、１画素のＲフィルタ２３Ｒ又はＢフィルタ２３Ｂとから構成される。
【００６８】
この基本配列パターンＰ１が複数並置されて構成されるカラーフィルタ配列２２では、その水平方向（Ｈ）、垂直方向（Ｖ）、及び斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）の各画素ライン（フィルタライン）内に透明フィルタ２３Ｗが配置される。
【００６９】
ここで、ＮＥは斜め右上（左下）方向を意味し、本発明の第３の方向及び第４の方向のうちの一方向に相当する。また、ＮＷは斜め右下（左上）方向を意味し、本発明の第３の方向及び第４の方向のうちの他方向に相当する。ＲＧＢＷフィルタ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ、２３Ｗは正方形状であるので、ＮＥ方向及びＮＷ方向は水平方向、垂直方向に対してそれぞれ４５°の方向となる。なお、この角度は、ＲＧＢＷフィルタ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ、２３Ｗの水平方向や垂直方向の各辺の長さの増減に応じて増減し得る。例えば、正方形状以外の矩形状のカラーフィルタを用いた場合には、その対角線方向が斜め（ＮＥ、ＮＷ方向）となる。なお、カラーフィルタが正方形状以外の矩形状であっても、このカラーフィルタあるいは画素を正方格子状に配置した場合には、ＮＥ方向及びＮＷ方向は水平方向、垂直方向に対してそれぞれ４５°の方向となる。
【００７０】
このように、カラーフィルタ配列２２において透明フィルタ２３Ｗが、カラーフィルタ配列２２の水平方向（Ｈ）、垂直方向（Ｖ）、及び斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）の各画素ライン内に配置されることで、入力像において高周波となる方向によらず高周波領域での輝度情報をサンプリングすることができる。すなわち、高周波の輝度情報をサンプリングすることができるので、光学ローパスフィルタを不要とすることも可能であり、また相対的に多数存在する透明フィルタ画素（Ｗ画素）により感度を向上することができる。
【００７１】
したがって、偽色（色モワレ）の発生を低減して、解像度に優れた画像データを得ることが可能となり、偽色の発生を低減（抑制）するための光学ローパスフィルタを省略することができる。なお、光学ローパスフィルタを適用する場合でも偽色の発生を防止するための高周波数成分をカットする働きの弱いものを適用することができ、解像度を損なわないようにすることができる。
【００７２】
〔特徴（３）〕
また、本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２の基本配列パターンＰ１では、水平方向に延在する各画素ライン（フィルタ水平列）上及び垂直方向に延在する各画素ライン（フィルタ垂直列）上に、１画素分に対応するＧフィルタ２３Ｇ（第２のフィルタ）が配置される。
【００７３】
Ｇ色は、輝度（Ｙ）信号を得るための寄与率がＲ色、Ｂ色よりも高い。すなわち、Ｇ色よりもＲ色及びＢ色の方の寄与率が低く、Ｇ色が３原色のうち最も輝度信号に寄与する色となる。このようなＧフィルタ２３Ｇが、カラーフィルタ配列２２の水平方向（Ｈ）及び垂直方向（Ｖ）の各画素ライン内に配置されるため、水平方向及び垂直方向に関する高周波領域でのデモザイク処理の色再現精度を向上させることができる。なお、一例として下記式（１）に従って、上述の画像処理部１６は、画素毎にＲＧＢ全ての色情報を有するＲＧＢＷ画素信号からＹ信号を生成することができる。
【００７４】
Ｙ=０．５Ｗ＋０．５（０．３Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ）        式（１）
このように、Ｇ色（第１の可視光波長域に対応する色）は、Ｒ色及びＢ色（第２の可視光波長域に対応する色及び第３の可視光波長域に対応する色）よりも、輝度信号を得るための寄与率が高い。
【００７５】
このように、人間の目の感度特性に起因して色再現性に与える影響の大きいＧ画素を  水平方向及び垂直方向に延在する各画素ラインに配置することで、色再現性を高めることができる。
【００７６】
〔特徴（４）〕
基本配列パターンＰ１内のＲＧＢＷフィルタ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ、２３Ｗに対応するＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素、Ｗ画素の画素数は、それぞれ２画素、４画素、２画素、８画素になり、ＲＧＢＷ画素の各画素数の比率は１：２：１：４になる（Ｗ画素数≧Ｇ画素数≧Ｒ画素数；Ｗ画素数≧Ｇ画素数≧Ｂ画素数）。したがって、本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２は、Ｒフィルタ２３Ｒ及びＢフィルタ２３Ｂの２倍のＧフィルタ２３Ｇを含み、またＧフィルタ２３Ｇの２倍（Ｒフィルタ２３Ｒ及びＢフィルタ２３Ｂの４倍）の透明フィルタ２３Ｗを含む。ＲＧＢＷ画素のうち、輝度信号を得るために相対的に大きく寄与する画素はＷ画素及びＧ画素である。したがって、カラーフィルタ配列２２では、これらのＷ画素及びＧ画素の画素数の比率が全体の１２／１６（３／４）を占めるため、デモザイク処理時におけるエリアシングを効果的に抑制することができ、かつ高周波再現性も良好になる。
【００７７】
〔特徴（５）〕
図３（ｂ）に示す基本配列パターンＰ１には、ＮＷ方向及びＮＥ方向に関して、「透明フィルタ２３Ｗ及びＧフィルタ２３Ｇが配列される画素ライン」と、「透明フィルタ２３Ｗ、Ｇフィルタ２３Ｇ及びＲフィルタ２３Ｒが配列される画素ライン」と、「透明フィルタ２３Ｗ、Ｒフィルタ２３Ｒ及びＢフィルタ２３Ｂが配列される画素ライン」と、「透明フィルタ２３Ｗ、Ｇフィルタ２３Ｇ及びＢフィルタ２３Ｂが配列される画素ライン」とが１：１：１：１の割合で含まれる。
【００７８】
すなわち、ＮＷ方向及びＮＥ方向に延在する画素ライン（斜め画素ライン）であって相互に隣接する４つの画素ラインのうち、透明フィルタ２３Ｗは全ての斜め画素ラインに含まれ、Ｇフィルタ２３Ｇは３／４の斜め画素ラインに含まれ、Ｒフィルタ２３Ｒ及びＢフィルタ２３Ｂは２／４の斜め画素ラインに含まれる。特に、Ｒフィルタ２３Ｒ及びＢフィルタ２３Ｂを含む各斜め画素ラインは一方に隣接する位置に同色のＲフィルタ２３Ｒ及びＢフィルタ２３Ｂを含む他の斜め画素ラインが配置される。ここで、斜め方向において画素ラインが隣接するとは、１辺の長さが１の正方形であるフィルタを使用した場合、画素ラインと画素ラインの間が√２／２画素間隔であることを意味する。なお、一般的に、画素間隔とは、基準画素の中心点から隣接画素の中心点まで画素間隔（ピッチ）をいう。
【００７９】
このような配置特性を有するＲＧＢＷフィルタ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ、２３Ｗをカラーフィルタ配列２２内に配置した場合には、斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）に延在する近接画素ラインにＲＧＢフィルタ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂはそれぞれ配置されるので、斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）に高周波成分を有する入力像によって発生しうる色モワレ（偽色）を効果的に抑制することができる。特に本例では透明フィルタ２３Ｗが全ての斜め画素ラインに含まれるため、より鮮明な画像データを得ることができる。
【００８０】
〔特徴（６）〕
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２によれば、Ｒフィルタ（Ｒ画素）及びＢフィルタ（Ｂ画素）の各々は、Ｇフィルタ（Ｇ画素）と隣接配置される。すなわち、Ｒ画素及びＢ画素の各々は、上下左右（垂直方向／水平方向）或いは斜め方向のいずれかに隣接する画素位置（本実施形態では垂直方向及び斜め方向に隣接する位置）にＧ画素が配置される。これにより、Ｒ画素及びＢ画素がカラーフィルタ配列２２内（基本配列パターンＰ１内）において均等に配置され、デモザイク処理の精度を向上することができ、色再現性を良好にすることができる。
【００８１】
すなわち、デモザイク処理の対象画素位置において補間する色が周辺に存在しない場合には色再現性（デモザイク処理精度）が悪くなるため、カラーフィルタ配列２２においてＲ画素、Ｇ画素及びＢ画素の各々が均等にばらけて配置されることが好ましい。したがって、水平方向及び垂直方向の各画素ラインに１画素以上存在するように配置されたＧ画素に対して、Ｒ画素及びＢ画素を隣接して配置することで、Ｒ画素及びＢ画素は効率良くばらけた状態で配置され、デモザイク処理の精度を向上することができる。
【００８２】
〔特徴（７）〕
また本実施形態のカラーフィルタ配列２２において、Ｇ画素以外の画素（Ｗ画素、Ｒ画素及びＢ画素）の各々を取り囲む周辺隣接８画素のうち２画素以上に、Ｇフィルタ（Ｇ画素）が配置される。これにより、色再現性に対して影響の大きいＧ画素が均等にばらけた状態で配置され、 Ｇ画素以外の補間対象画素（Ｗ画素、Ｒ画素及びＢ画素）の周辺隣接８画素のうち２画素以上存在するＧ画素によって、 デモザイク処理（補間処理）における色再現の精度を高くすることができる。
【００８３】
また本実施形態のカラーフィルタ配列２２において、Ｇ画素の各々を取り囲む周辺隣接８画素のうち１画素以上（本実施形態では斜め位置の１画素）に、Ｇ画素が配置される。これにより、Ｇ画素についても、Ｇ画素とその周辺隣接８画素からなる９画素内にＧ画素が２画素配置されるため、デモザイク処理における色再現の精度をより高くすることができる。
【００８４】
〔特徴（８）〕
また本実施形態のカラーフィルタ配列２２において、Ｗ画素は「輝度への寄与率の大きなＧ画素」に隣接して配置されるため、Ｗ画素の色補間処理（デモザイク処理）において、Ｗ画素位置における色再現の精度を高めることができる。
【００８５】
なお図３（ｂ）に示したカラーフィルタ配列２２を構成することができる基本配列パターンは、図３（ａ）に示す基本配列パターンＰ１以外にも複数存在する。すなわち、図３（ａ）に示す基本配列パターンから水平方向及び／又は垂直方向にシフトした４×４画素に対応する配列パターンを基本配列パターンとしても、図３（ｂ）に示したカラーフィルタ配列２２と同等の配列を有するカラーフィルタを構成することができる。
【００８６】
上述のように本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２は、上記特徴を有するので、後段のデモザイク処理の簡略化と、高周波領域でのデモザイク処理の色再現精度の向上と、デモザイク処理時におけるエリアシングの抑制及び高周波再現性の向上と、高解像度化と高感度化とが可能となる。
【００８７】
［第２実施形態］
図４は、第２実施形態に係るカラーフィルタの基本配列パターンを示す図であり、（ａ）は１つの基本配列パターンＰ２を示し、（ｂ）は基本配列パターンＰ２を水平方向及び垂直方向に３つずつ計９つ配置した状態を示す。
【００８８】
本実施形態において、上述の第１実施形態と同一又は類似の内容については、その説明を省略する。
【００８９】
本実施形態のカラーフィルタの配列は、図１に示す第１実施形態に係るカラーフィルタのＲフィルタ２３ＲとＢフィルタ２３Ｂとが入れ替えられた配列となっている。すなわち、第１実施形態に係るカラーフィルタ配列におけるＲフィルタ２３Ｒの位置と第２実施形態に係るカラーフィルタ配列におけるＢフィルタ２３Ｂの位置とが対応し、第１実施形態に係るカラーフィルタ配列におけるＢフィルタ２３Ｂの位置と第２実施形態に係るカラーフィルタ配列におけるＲフィルタ２３Ｒの位置とが対応する。
【００９０】
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２は、下記の特徴を有する。
【００９１】
〔特徴（１）〕
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２も、水平方向及び垂直方向に関し４×４画素（Ｍ×Ｎ画素）に対応する正方配列パターンとなる基本配列パターンＰ２を含み、この基本配列パターンＰ２が水平方向及び垂直方向に繰り返し配置される。したがって、カラーフィルタ配列２２では、Ｒフィルタ２３Ｒ、Ｇフィルタ２３Ｇ、Ｂフィルタ２３Ｂ、透明フィルタ２３Ｗが周期性をもって配列される。そのため、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号のデモザイク処理等を行う際に繰り返しパターンに従って処理を行うことができ、また基本配列パターンＰ２の単位で間引き処理して画像を縮小する場合に、間引き処理前後において共通の処理回路を使用することができる。
【００９２】
〔特徴（２）〕
基本配列パターンＰ２でも、水平方向に平行に延在する４種類のフィルタ水平列が、垂直方向に順次配列される（図４（ａ）参照）。第１のフィルタ水平列２５ａは「水平方向に透明フィルタ２３Ｗ、Ｂフィルタ２３Ｂ、透明フィルタ２３Ｗ及びＧフィルタ２３Ｇが並置されるフィルタ列」であり、第２のフィルタ水平列２５ｂは「水平方向に透明フィルタ２３Ｗ、Ｇフィルタ２３Ｇ、透明フィルタ２３Ｗ及びＢフィルタ２３Ｂが並置されるフィルタ列」であり、第３のフィルタ水平列２５ｃは「水平方向にＲフィルタ２３Ｒ、透明フィルタ２３Ｗ、Ｇフィルタ２３Ｇ及び透明フィルタ２３Ｗが並置されるフィルタ列」であり、第４のフィルタ水平列２５ｄは「水平方向にＧフィルタ２３Ｇ、透明フィルタ２３Ｗ、Ｒフィルタ２３Ｒ及び透明フィルタ２３Ｗが並置されるフィルタ列」である。したがって、本例の基本配列パターンＰ２では、垂直方向に平行に延在する４種類のフィルタ垂直列が形成される。
【００９３】
この基本配列パターンＰ２においても、透明フィルタ２３Ｗは、全てのフィルタ水平列及びフィルタ垂直列に２画素ずつ存在する。またＧフィルタ２３Ｇは、全てのフィルタ水平列及びフィルタ垂直列に１画素ずつ存在する。また、全てのフィルタ水平列及びフィルタ垂直列に、Ｒフィルタ２３Ｒ及びＢフィルタ２３Ｂのうちのいずれかが１画素存在する。したがって、基本配列パターンＰ２における各フィルタ水平列及び各フィルタ垂直列は、２画素の透明フィルタ２３Ｗと、１画素のＧフィルタ２３Ｇと、１画素のＲフィルタ２３Ｒ又はＢフィルタ２３Ｂとから構成される。
【００９４】
この基本配列パターンＰ２が複数並置されて構成されるカラーフィルタ配列２２では、その水平方向（Ｈ）、垂直方向（Ｖ）、及び斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）の各画素ライン（フィルタライン）内に透明フィルタ２３Ｗが配置される。これにより、入力像において高周波となる方向によらず高周波領域での輝度情報をサンプリングすることができ、偽色（色モワレ）の発生を低減して、解像度に優れた画像データを得ることが可能となる。
【００９５】
〔特徴（３）〕
また、本実施形態に係る基本配列パターンＰ２でも、各フィルタ水平列上及び各フィルタ垂直列上に、１画素分に対応するＧフィルタ２３Ｇ（第２のフィルタ）が配置されるため、水平方向及び垂直方向に関する高周波領域でのデモザイク処理の色再現精度を向上させることができる。
【００９６】
〔特徴（４）〕
基本配列パターンＰ２内のＲＧＢＷフィルタ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ、２３Ｗに対応するＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素、Ｗ画素の画素数は、それぞれ２画素、４画素、２画素、８画素になり、ＲＧＢＷ画素の各画素数の比率は１：２：１：４になる。このように、本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２でも、Ｗ画素及びＧ画素の画素数の比率が全体の１２／１６（３／４）を占めるため、デモザイク処理時におけるエリアシングを抑制することができ、かつ高周波再現性も良好になる。
【００９７】
〔特徴（５）〕
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２においても、ＮＷ方向及びＮＥ方向に延在する画素ライン（斜め画素ライン）であって相互に隣接する４つの画素ラインのうち、透明フィルタ２３Ｗは全ての斜め画素ラインに含まれ、Ｇフィルタ２３Ｇは３／４の斜め画素ラインに含まれ、Ｒフィルタ２３Ｒ及びＢフィルタ２３Ｂは２／４の斜め画素ラインに含まれる。特に、Ｒフィルタ２３Ｒ及びＢフィルタ２３Ｂを含む各斜め画素ラインは一方に隣接する位置に同色のＲフィルタ２３Ｒ及びＢフィルタ２３Ｂを含む他の斜め画素ラインが配置される。したがって、斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）に延在する近接画素ラインにＲＧＢフィルタ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂはそれぞれ配置されるので、斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）に高周波成分を有する入力像によって発生しうる色モワレ（偽色）を効果的に抑制することができる。特に本例では透明フィルタ２３Ｗが全ての斜め画素ラインに含まれるため、より鮮明な画像データを得ることができる。
【００９８】
〔特徴（６）〕
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２においても、Ｒフィルタ（Ｒ画素）及びＢフィルタ（Ｂ画素）の各々は、上下左右（垂直方向／水平方向）或いは斜め方向のいずれかに隣接する画素位置（本実施形態では垂直方向及び斜め方向に隣接する位置）にＧ画素が配置される。これにより、Ｒ画素及びＢ画素がカラーフィルタ配列２２内（基本配列パターンＰ２内）において均等に配置され、デモザイク処理の精度を向上することができ、色再現性を良好にすることができる。
【００９９】
〔特徴（７）〕
また本実施形態のカラーフィルタ配列２２においても、Ｇ画素以外の画素（Ｗ画素、Ｒ画素及びＢ画素）の各々を取り囲む周辺隣接８画素のうち２画素以上に、Ｇフィルタ（Ｇ画素）が配置され、Ｇ画素が均等にばらけた状態で配置される。Ｇ画素の各々を取り囲む周辺隣接８画素のうち１画素以上（本実施形態では斜め位置の１画素）に、Ｇ画素が配置される。これにより、デモザイク処理における色再現の精度をより高くすることができる。
【０１００】
〔特徴（８）〕
また本実施形態のカラーフィルタ配列２２においても、Ｗ画素は「輝度への寄与率の大きなＧ画素」に隣接して配置されるため、Ｗ画素の色補間処理（デモザイク処理）において、Ｗ画素位置における色再現の精度を高めることができる。
【０１０１】
なお図４（ｂ）に示したカラーフィルタ配列２２を構成することができる基本配列パターンは、図４（ａ）に示す基本配列パターンＰ２以外にも複数存在する。すなわち、図４（ａ）に示す基本配列パターンから水平方向及び／又は垂直方向にシフトした４×４画素に対応する配列パターンを基本配列パターンとしてもよい。
【０１０２】
上述のように本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２は、上記特徴を有するので、後段のデモザイク処理の簡略化と、高周波領域でのデモザイク処理の色再現精度の向上と、デモザイク処理時におけるエリアシングの抑制及び高周波再現性の向上と、高解像度化と高感度化が可能となる。
【０１０３】
［第３実施形態］
図５は、第３実施形態に係るカラーフィルタの基本配列パターンを示す図であり、（ａ）は１つの基本配列パターンＰ３を示し、（ｂ）は基本配列パターンＰ２を水平方向及び垂直方向に３つずつ計９つ配置した状態を示す。
【０１０４】
本実施形態において、上述の第１実施形態と同一又は類似の内容については、その説明を省略する。
【０１０５】
本実施形態の基本配列パターンＰ３では、水平方向に平行に延在する４種類の画素ライン（第１のフィルタ水平列２５ａ、第２のフィルタ水平列２５ｂ、第３のフィルタ水平列２５ｃ、第４のフィルタ水平列２５ｄ）が、垂直方向に順次配列される（図５（ａ）参照）。第１のフィルタ水平列２５ａは「水平方向に透明フィルタ２３Ｗ、Ｂフィルタ２３Ｂ、透明フィルタ２３Ｗ及びＧフィルタ２３Ｇが並置されるフィルタ列」であり、第２のフィルタ水平列２５ｂは「水平方向に透明フィルタ２３Ｗ、Ｇフィルタ２３Ｇ、透明フィルタ２３Ｗ及びＲフィルタ２３Ｒが並置されるフィルタ列」であり、第３のフィルタ水平列２５ｃは「水平方向にＲフィルタ２３Ｒ、透明フィルタ２３Ｗ、Ｇフィルタ２３Ｇ及び透明フィルタ２３Ｗが並置されるフィルタ列」であり、第４のフィルタ水平列２５ｄは「水平方向にＧフィルタ２３Ｇ、透明フィルタ２３Ｗ、Ｂフィルタ２３Ｂ及び透明フィルタ２３Ｗが並置されるフィルタ列」である。このフィルタ配列により、本実施形態に係る基本配列パターンＰ３では、垂直方向に平行に延在する４種類の画素ライン（第１のフィルタ垂直列２７ａ、第２のフィルタ垂直列２７ｂ、第３のフィルタ垂直列２７ｃ、第４のフィルタ垂直列２７ｄ）が形成される。
【０１０６】
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２は、下記の特徴を有する。
【０１０７】
〔特徴（１）〕
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２も、水平方向及び垂直方向に関し４×４画素（Ｍ×Ｎ画素）に対応する正方配列パターンとなる基本配列パターンＰ３を含み、この基本配列パターンＰ３が水平方向及び垂直方向に繰り返し配置される。したがって、カラーフィルタ配列２２では、Ｒフィルタ２３Ｒ、Ｇフィルタ２３Ｇ、Ｂフィルタ２３Ｂ、透明フィルタ２３Ｗが周期性をもって配列される。そのため、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号のデモザイク処理等を行う際に繰り返しパターンに従って処理を行うことができ、また基本配列パターンＰ３の単位で間引き処理して画像を縮小する場合に、間引き処理前後において共通の処
理回路を使用することができる。
【０１０８】
〔特徴（２）〕
本実施形態の基本配列パターンＰ３においても、透明フィルタ２３Ｗは、全てのフィルタ水平列及びフィルタ垂直列に２画素ずつ存在する。またＧフィルタ２３Ｇは、全てのフィルタ水平列及びフィルタ垂直列に１画素ずつ存在する。また、全てのフィルタ水平列及びフィルタ垂直列に、Ｒフィルタ２３Ｒ及びＢフィルタ２３Ｂのうちのいずれかが１画素存在する。したがって、基本配列パターンＰ３における各フィルタ水平列及び各フィルタ垂直列は、２画素の透明フィルタ２３Ｗと、１画素のＧフィルタ２３Ｇと、１画素のＲフィルタ２３Ｒ又はＢフィルタ２３Ｂとから構成される。
【０１０９】
この基本配列パターンＰ３が複数並置されて構成されるカラーフィルタ配列２２では、その水平方向（Ｈ）、垂直方向（Ｖ）、及び斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）の各画素ライン（フィルタライン）内に透明フィルタ２３Ｗが配置される。これにより、入力像において高周波となる方向によらず高周波領域での輝度情報をサンプリングすることができ、偽色（色モワレ）の発生を低減して、解像度に優れた画像データを得ることが可能となる。
【０１１０】
〔特徴（３）〕
また、本実施形態に係る基本配列パターンＰ３でも、各フィルタ水平列上及び各フィルタ垂直列上に、１画素分に対応するＧフィルタ２３Ｇ（第２のフィルタ）が配置されるため、水平方向及び垂直方向に関する高周波領域でのデモザイク処理の色再現精度を向上させることができる。
【０１１１】
〔特徴（４）〕
基本配列パターンＰ３内のＲＧＢＷフィルタ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ、２３Ｗに対応するＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素、Ｗ画素の画素数は、それぞれ２画素、４画素、２画素、８画素になり、ＲＧＢＷ画素の各画素数の比率は１：２：１：４になる。このように、本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２でも、Ｗ画素及びＧ画素の画素数の比率が全体の１２／１６（３／４）を占めるため、デモザイク処理時におけるエリアシングを抑制することができ、かつ高周波再現性も良好になる。
【０１１２】
〔特徴（５）〕
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２においても、ＮＷ方向及びＮＥ方向に延在する画素ライン（斜め画素ライン）であって相互に隣接する４つの画素ラインのうち、透明フィルタ２３Ｗは全ての斜め画素ラインに含まれ、Ｇフィルタ２３Ｇは３／４の斜め画素ラインに含まれ、Ｒフィルタ２３Ｒ及びＢフィルタ２３Ｂは２／４の斜め画素ライン又は１／４の斜め画素ラインに含まれる。したがって、斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）に延在する近接画素ラインにＲＧＢフィルタ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂはそれぞれ配置されるので、斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）に高周波成分を有する入力像によって発生しうる色モワレ（偽色）を効果的に抑制することができる。特に本例では透明フィルタ２３Ｗが全ての斜め画素ラインに含まれるため、より鮮明な画像データを得ることができる。
【０１１３】
〔特徴（６）〕
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２においても、Ｒフィルタ（Ｒ画素）及びＢフィルタ（Ｂ画素）の各々は、上下左右（垂直方向／水平方向）或いは斜め方向のいずれかに隣接する画素位置（本実施形態では垂直方向及び斜め方向に隣接する位置）にＧ画素が配置される。これにより、Ｒ画素及びＢ画素がカラーフィルタ配列２２内（基本配列パターンＰ３内）において均等に配置され、デモザイク処理の精度を向上することができ、色再現性を良好にすることができる。
【０１１４】
〔特徴（７）〕
また本実施形態のカラーフィルタ配列２２においても、Ｇ画素以外の画素（Ｗ画素、Ｒ画素及びＢ画素）の各々を取り囲む周辺隣接８画素のうち２画素以上に、Ｇフィルタ（Ｇ画素）が配置され、Ｇ画素が均等にばらけた状態で配置される。また、Ｇ画素の各々を取り囲む周辺隣接８画素のうち１画素以上（本実施形態では斜め位置の１画素）に、Ｇ画素が配置される。これにより、デモザイク処理における色再現の精度をより高くすることができる。
【０１１５】
〔特徴（８）〕
また本実施形態のカラーフィルタ配列２２においても、Ｗ画素は「輝度への寄与率の大きなＧ画素」に隣接して配置されるため、Ｗ画素の色補間処理（デモザイク処理）において、Ｗ画素位置における色再現の精度を高めることができる。
【０１１６】
なお図５（ｂ）に示したカラーフィルタ配列２２を構成することができる基本配列パターンは、図５（ａ）に示す基本配列パターンＰ３以外にも複数存在する。すなわち、図５（ａ）に示す基本配列パターンから水平方向及び／又は垂直方向にシフトした４×４画素に対応する配列パターンを基本配列パターンとしてもよい。
【０１１７】
上述のように本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２は、上記特徴を有するので、後段のデモザイク処理の簡略化と、高周波領域でのデモザイク処理の色再現精度の向上と、デモザイク処理時におけるエリアシングの抑制及び高周波再現性の向上と、高解像度化と高感度化とが可能となる。
【０１１８】
［第４実施形態］
図６は、第４実施形態に係るカラーフィルタの基本配列パターンを示す図であり、（ａ）は１つの基本配列パターンＰ４を示し、（ｂ）は基本配列パターンＰ２を水平方向及び垂直方向に３つずつ計９つ配置した状態を示す。
【０１１９】
本実施形態において、上述の実施形態と同一又は類似の内容については、その説明を省略する。
【０１２０】
本実施形態のカラーフィルタの配列は、図５に示す第３実施形態に係るカラーフィルタのＲフィルタ２３ＲとＢフィルタ２３Ｂとが入れ替えられた配列となっている。したがって、第３実施形態に係るカラーフィルタ配列におけるＲフィルタ２３Ｒの位置と第４実施形態に係るカラーフィルタ配列におけるＢフィルタ２３Ｂの位置とが対応し、第３実施形態に係るカラーフィルタ配列におけるＢフィルタ２３Ｂの位置と第４実施形態に係るカラーフィルタ配列におけるＲフィルタ２３Ｒの位置とが対応する。
【０１２１】
すなわち本実施形態の基本配列パターンＰ４では、水平方向に平行に延在する４種類の画素ライン（第１のフィルタ水平列２５ａ、第２のフィルタ水平列２５ｂ、第３のフィルタ水平列２５ｃ、第４のフィルタ水平列２５ｄ）が、垂直方向に順次配列される（図６（ａ）参照）。第１のフィルタ水平列２５ａは「水平方向に透明フィルタ２３Ｗ、Ｒフィルタ２３Ｒ、透明フィルタ２３Ｗ及びＧフィルタ２３Ｇが並置されるフィルタ列」であり、第２のフィルタ水平列２５ｂは「水平方向に透明フィルタ２３Ｗ、Ｇフィルタ２３Ｇ、透明フィルタ２３Ｗ及びＢフィルタ２３Ｂが並置されるフィルタ列」であり、第３のフィルタ水平列２５ｃは「水平方向にＢフィルタ２３Ｂ、透明フィルタ２３Ｗ、Ｇフィルタ２３Ｇ及び透明フィルタ２３Ｗが並置されるフィルタ列」であり、第４のフィルタ水平列２５ｄは「水平方向にＧフィルタ２３Ｇ、透明フィルタ２３Ｗ、Ｒフィルタ２３Ｒ及び透明フィルタ２３Ｗが並置されるフィルタ列」である。このフィルタ配列により、本実施形態に係る基本配列パターンＰ４では、垂直方向に平行に延在する４種類の画素ライン（第１のフィルタ垂直列２７ａ、第２のフィルタ垂直列２７ｂ、第３のフィルタ垂直列２７ｃ、第４のフィルタ垂直列２７ｄ）が形成される。
【０１２２】
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２は、下記の特徴を有する。
【０１２３】
〔特徴（１）〕
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２も、水平方向及び垂直方向に関し４×４画素（Ｍ×Ｎ画素）に対応する正方配列パターンとなる基本配列パターンＰ４を含み、この基本配列パターンＰ４が水平方向及び垂直方向に繰り返し配置される。したがって、カラーフィルタ配列２２では、Ｒフィルタ２３Ｒ、Ｇフィルタ２３Ｇ、Ｂフィルタ２３Ｂ、透明フィルタ２３Ｗが周期性をもって配列される。そのため、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号のデモザイク処理等を行う際に繰り返しパターンに従って処理を行うことができ、また基本配列パターンＰ４の単位で間引き処理して画像を縮小する場合に、間引き処理前後において共通の処理回路を使用することができる。
【０１２４】
〔特徴（２）〕
本実施形態の基本配列パターンＰ４においても、透明フィルタ２３Ｗは、全てのフィルタ水平列及びフィルタ垂直列に２画素ずつ存在する。またＧフィルタ２３Ｇは、全てのフィルタ水平列及びフィルタ垂直列に１画素ずつ存在する。また、全てのフィルタ水平列及びフィルタ垂直列に、Ｒフィルタ２３Ｒ及びＢフィルタ２３Ｂのうちのいずれかが１画素存在する。したがって、基本配列パターンＰ４における各フィルタ水平列及び各フィルタ垂直列は、２画素の透明フィルタ２３Ｗと、１画素のＧフィルタ２３Ｇと、１画素のＲフィルタ２３Ｒ又はＢフィルタ２３Ｂとから構成される。
【０１２５】
この基本配列パターンＰ４が複数並置されて構成されるカラーフィルタ配列２２では、その水平方向（Ｈ）、垂直方向（Ｖ）、及び斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）の各画素ライン（フィルタライン）内に透明フィルタ２３Ｗが配置される。これにより、入力像において高周波となる方向によらず高周波領域での輝度情報をサンプリングすることができ、偽色（色モワレ）の発生を低減して、解像度に優れた画像データを得ることが可能となる。
【０１２６】
〔特徴（３）〕
また、本実施形態に係る基本配列パターンＰ４でも、各フィルタ水平列上及び各フィルタ垂直列上に、１画素分に対応するＧフィルタ２３Ｇ（第２のフィルタ）が配置されるため、水平方向及び垂直方向に関する高周波領域でのデモザイク処理の色再現精度を向上させることができる。
【０１２７】
〔特徴（４）〕
基本配列パターンＰ４内のＲＧＢＷフィルタ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ、２３Ｗに対応するＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素、Ｗ画素の画素数は、それぞれ２画素、４画素、２画素、８画素になり、ＲＧＢＷ画素の各画素数の比率は１：２：１：４になる。このように、本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２でも、Ｗ画素及びＧ画素の画素数の比率が全体の１２／１６（３／４）を占めるため、デモザイク処理時におけるエリアシングを抑制することができ、かつ高周波再現性も良好になる。
【０１２８】
〔特徴（５）〕
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２においても、ＮＷ方向及びＮＥ方向に延在する画素ライン（斜め画素ライン）であって相互に隣接する４つの画素ラインのうち、透明フィルタ２３Ｗは全ての斜め画素ラインに含まれ、Ｇフィルタ２３Ｇは３／４の斜め画素ラインに含まれ、Ｒフィルタ２３Ｒ及びＢフィルタ２３Ｂは２／４の斜め画素ライン又は１／４の斜め画素ラインに含まれる。したがって、斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）に延在する近接画素ラインにＲＧＢフィルタ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂはそれぞれ配置されるので、斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）に高周波成分を有する入力像によって発生しうる色モワレ（偽色）を効果的に抑制することができる。特に本例では透明フィルタ２３Ｗが全ての斜め画素ラインに含まれるため、より鮮明な画像データを得ることができる。
【０１２９】
〔特徴（６）〕
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２においても、Ｒフィルタ（Ｒ画素）及びＢフィルタ（Ｂ画素）の各々は、上下左右（垂直方向／水平方向）或いは斜め方向のいずれかに隣接する画素位置（本実施形態では垂直方向及び斜め方向に隣接する位置）にＧ画素が配置される。これにより、Ｒ画素及びＢ画素がカラーフィルタ配列２２内（基本配列パターンＰ４内）において均等に配置され、デモザイク処理の精度を向上することができ、色再現性を良好にすることができる。
【０１３０】
〔特徴（７）〕
また本実施形態のカラーフィルタ配列２２においても、Ｇ画素以外の画素（Ｗ画素、Ｒ画素及びＢ画素）の各々を取り囲む周辺隣接８画素のうち２画素以上に、Ｇフィルタ（Ｇ画素）が配置され、Ｇ画素が均等にばらけた状態で配置される。また、Ｇ画素の各々を取り囲む周辺隣接８画素のうち１画素以上（本実施形態では斜め位置の１画素）に、Ｇ画素が配置される。これにより、デモザイク処理における色再現の精度をより高くすることができる。
【０１３１】
〔特徴（８）〕
また本実施形態のカラーフィルタ配列２２においても、Ｗ画素は「輝度への寄与率の大きなＧ画素」に隣接して配置されるため、Ｗ画素の色補間処理（デモザイク処理）において、Ｗ画素位置における色再現の精度を高めることができる。
【０１３２】
なお図６（ｂ）に示したカラーフィルタ配列２２を構成することができる基本配列パターンは、図６（ａ）に示す基本配列パターンＰ４以外にも複数存在する。すなわち、図６（ａ）に示す基本配列パターンから水平方向及び／又は垂直方向にシフトした４×４画素に対応する配列パターンを基本配列パターンとしてもよい。
【０１３３】
上述のように本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２は、上記特徴を有するので、後段のデモザイク処理の簡略化と、高周波領域でのデモザイク処理の色再現精度の向上と、デモザイク処理時におけるエリアシングの抑制及び高周波再現性の向上と、高解像度化と高感度化が可能となる。
【０１３４】
［第５実施形態］
図７は、第５実施形態に係るカラーフィルタの基本配列パターンＰ５を示す図である。
【０１３５】
本実施形態において、上述の実施形態と同一又は類似の内容については、その説明を省略する。
【０１３６】
本実施形態に係るカラーフィルタ配列の基本配列パターンＰ５は、第１実施形態に係る基本配列パターンＰ１（図３（ａ）参照）を第１のサブ配列（Ａ配列）とし、第２実施形態に係る基本配列パターンＰ２（図４（ａ）参照）を第２のサブ配列（Ｂ配列）とし、これら２種類の第１のサブ配列及び第２のサブ配列をそれぞれ２つずつ含む。したがって、第１のサブ配列におけるＲフィルタ２３Ｒの位置と第２のサブ配列におけるＢフィルタ２３Ｂの位置とが対応し、第１のサブ配列におけるＢフィルタ２３Ｂの位置と第２のサブ配列におけるＲフィルタ２３Ｒの位置とが対応する。
【０１３７】
基本配列パターンＰ５において、第１のサブ配列（Ａ配列）と第２のサブ配列（Ｂ配列）とは水平方向及び垂直方向の各々の方向に関して隣接配置されており、全体として水平方向及び垂直方向に関して８×８画素に対応する基本配列パターンＰ５となっている。
【０１３８】
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２は、下記の特徴を有する。
【０１３９】
〔特徴（１）〕
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２は、水平方向及び垂直方向に関し８×８画素（Ｍ×Ｎ画素）に対応する正方配列パターンとなる基本配列パターンＰ５を含み、この基本配列パターンＰ５が水平方向及び垂直方向に繰り返し配置される。したがって、カラーフィルタ配列２２では、Ｒフィルタ２３Ｒ、Ｇフィルタ２３Ｇ、Ｂフィルタ２３Ｂ、透明フィルタ２３Ｗが周期性をもって配列される。そのため、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号のデモザイク処理等を行う際に繰り返しパターンに従って処理を行うことができ、また基本配列パターンＰ５の単位で間引き処理して画像を縮小する場合に、間引き処理前後において共通の処理回路を使用することができる。
【０１４０】
〔特徴（２）〕
本実施形態に係る基本配列パターンＰ５では、水平方向に平行に延在する８種類のフィルタ水平列が垂直方向に順次配列され、垂直方向に平行に延在するフィルタ垂直列も８種類形成される。
【０１４１】
この基本配列パターンＰ５において、透明フィルタ２３Ｗは、全てのフィルタ水平列及びフィルタ垂直列に４画素ずつ存在する。またＧフィルタ２３Ｇは、全てのフィルタ水平列及びフィルタ垂直列に２画素ずつ存在する。またＲフィルタ２３Ｒは、全てのフィルタ水平列及びフィルタ垂直列に１画素ずつ存在する。またＢフィルタ２３Ｂは、全てのフィルタ水平列及びフィルタ垂直列に１画素ずつ存在する。したがって、基本配列パターンＰ５における各フィルタ水平列及び各フィルタ垂直列は、４画素の透明フィルタ２３Ｗと、２画素のＧフィルタ２３Ｇと、１画素のＲフィルタ２３Ｒと、１画素のＢフィルタ２３Ｂとから構成される。
【０１４２】
この基本配列パターンＰ５が複数並置されて構成されるカラーフィルタ配列２２では、その水平方向（Ｈ）、垂直方向（Ｖ）、及び斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）の各画素ライン（フィルタライン）内に透明フィルタ２３Ｗが配置される。これにより、入力像において高周波となる方向によらず高周波領域での輝度情報をサンプリングすることができ、偽色（色モワレ）の発生を低減して、解像度に優れた画像データを得ることが可能となる。
【０１４３】
〔特徴（３）〕
また、本実施形態に係る基本配列パターンＰ５では、各フィルタ水平列上及び各フィルタ垂直列上に、２画素分に対応するＧフィルタ２３Ｇ（第２のフィルタ）が配置されるため、水平方向及び垂直方向に関する高周波領域でのデモザイク処理の色再現精度を向上させることができる。
【０１４４】
特に本実施形態に係る基本配列パターンＰ５では、各フィルタ水平列上及び各フィルタ垂直列上に、１画素分に対応するＲフィルタ２３Ｒ（第３のフィルタ）及びＢフィルタ２３Ｂ（第４のフィルタ）が配置される。したがって、Ｇフィルタ２３Ｇに対応するＧ色だけではなく、Ｒフィルタ（Ｒ画素）及びＢフィルタ（Ｂ画素）に対応するＲ色及びＢ色についても、水平方向及び垂直方向に関する高周波領域でのデモザイク処理の色再現精度を向上させることができる。したがって、３原色の全ての色に関して高周波領域における色再現性精度を向上させることができるため、非常に解像度の高い鮮明な画像のデータを取得することが可能となる。
【０１４５】
〔特徴（４）〕
基本配列パターンＰ５内のＲＧＢＷフィルタ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ、２３Ｗに対応するＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素、Ｗ画素の画素数は、それぞれ８画素、１６画素、８画素、３２画素になり、ＲＧＢＷ画素の各画素数の比率は１：２：１：４になる（Ｗ画素数≧Ｇ画素数≧Ｒ画素数；Ｗ画素数≧Ｇ画素数≧Ｂ画素数）。このように、本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２でも、Ｗ画素及びＧ画素の画素数の比率が全体の４８／６４（３／４）を占めるため、デモザイク処理時におけるエリアシングを抑制することができ、かつ高周波再現性も良好になる。
【０１４６】
〔特徴（５）〕
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２においても、ＮＷ方向及びＮＥ方向に延在する画素ライン（斜め画素ライン）であって相互に隣接する８つの画素ラインのうち、透明フィルタ２３Ｗは全ての斜め画素ラインに含まれ、Ｇフィルタ２３Ｇは６／８の斜め画素ラインに含まれる。また、Ｒフィルタ２３Ｒ及びＢフィルタ２３Ｂを含む各斜め画素ラインは少なくとも一方に隣接する位置に同色のＲフィルタ２３Ｒ及びＢフィルタ２３Ｂを含む他の斜め画素ラインが配置される。したがって、斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）に延在する近接画素ラインにＲＧＢフィルタ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂはそれぞれ配置されるので、斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）に高周波成分を有する入力像によって発生しうる色モワレ（偽色）を効果的に抑制することができる。特に本例では透明フィルタ２３Ｗが全ての斜め画素ラインに含まれるため、より鮮明な画像データを得ることができる。
【０１４７】
〔特徴（６）〕
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２においても、Ｒフィルタ（Ｒ画素）及びＢフィルタ（Ｂ画素）の各々は、上下左右（垂直方向／水平方向）或いは斜め方向のいずれかに隣接する画素位置（本実施形態では垂直方向及び斜め方向に隣接する位置）にＧ画素が配置される。これにより、Ｒ画素及びＢ画素がカラーフィルタ配列２２内（基本配列パターンＰ５内）において均等に配置され、デモザイク処理の精度を向上することができ、色再現性を良好にすることができる。また、基本配列パターンにおいて、第１のサブ配列におけるＲフィルタ２３Ｒの位置と第２のサブ配列におけるＢフィルタ２３Ｂの位置とが対応し、第１のサブ配列におけるＢフィルタ２３Ｂの位置と第２のサブ配列におけるＲフィルタ２３Ｒの位置とが対応するとともに、第１のサブ配列と第２のサブ配列との間においてＷフィルタ２３ＷとＧフィルタ２３Ｇとが同じ位置となるように配置されている。このため、基本配列パターンのサイズが大きくなっても、デモザイク処理が複雑化することを軽減することができる。
【０１４８】
〔特徴（７）〕
また本実施形態のカラーフィルタ配列２２においても、Ｇ画素以外の画素（Ｗ画素、Ｒ画素及びＢ画素）の各々を取り囲む周辺隣接８画素のうち２画素以上に、Ｇフィルタ（Ｇ画素）が配置され、Ｇ画素が均等にばらけた状態で配置される。また、Ｇ画素の各々を取り囲む周辺隣接８画素のうち１画素以上（本実施形態では斜め位置の１画素）に、Ｇ画素が配置される。これにより、デモザイク処理における色再現の精度をより高くすることができる。
【０１４９】
〔特徴（８）〕
また本実施形態のカラーフィルタ配列２２においても、Ｗ画素は「輝度への寄与率の大きなＧ画素」に隣接して配置されるため、Ｗ画素の色補間処理（デモザイク処理）において、Ｗ画素位置における色再現の精度を高めることができる。
【０１５０】
なお図７に示した基本配列パターンＰ５によって構成されるカラーフィルタ配列２２は他の基本配列パターンによっても構成可能であり、図７に示す基本配列パターンから水平方向及び／又は垂直方向にシフトした８×８画素に対応する配列パターンを基本配列パターンとしてもよい。
【０１５１】
上述のように本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２は、上記特徴を有するので、後段のデモザイク処理の簡略化と、高周波領域でのデモザイク処理の色再現精度の向上と、デモザイク処理時におけるエリアシングの抑制及び高周波再現性の向上と、高解像度化と高感度化とが可能となる。とりわけ本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２は、Ｒフィルタ２３Ｒ及びＢフィルタ２３Ｂも各フィルタ水平列及び各フィルタ垂直列に配置されるため、水平方向及び垂直方向に関する高周波再現性に優れる。
【０１５２】
［第６実施形態］
図８は、第６実施形態に係るカラーフィルタの基本配列パターンＰ６を示す図である。
【０１５３】
本実施形態において、上述の実施形態と同一又は類似の内容については、その説明を省略する。
【０１５４】
本実施形態に係るカラーフィルタ配列の基本配列パターンＰ６は、第４実施形態に係る基本配列パターンＰ４（図６（ａ）参照）を第１のサブ配列（Ａ配列）とし、第３実施形態に係る基本配列パターンＰ３（図５（ａ）参照）を第２のサブ配列（Ｂ配列）とし、これら２種類の第１のサブ配列及び第２のサブ配列をそれぞれ２つずつ含む。したがって、第１のサブ配列におけるＲフィルタ２３Ｒの位置と第２のサブ配列におけるＢフィルタ２３Ｂの位置とが対応し、第１のサブ配列におけるＢフィルタ２３Ｂの位置と第２のサブ配列におけるＲフィルタ２３Ｒの位置とが対応する。
【０１５５】
基本配列パターンＰ６において、第１のサブ配列（Ａ配列）と第２のサブ配列（Ｂ配列）とは水平方向及び垂直方向の各々の方向に関して隣接配置されており、全体として水平方向及び垂直方向に関して８×８画素に対応する基本配列パターンＰ６となっている。
【０１５６】
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２は、下記の特徴を有する。
【０１５７】
〔特徴（１）〕
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２は、水平方向及び垂直方向に関し８×８画素（Ｍ×Ｎ画素）に対応する正方配列パターンとなる基本配列パターンＰ６を含み、この基本配列パターンＰ６が水平方向及び垂直方向に繰り返し配置される。したがって、カラーフィルタ配列２２では、Ｒフィルタ２３Ｒ、Ｇフィルタ２３Ｇ、Ｂフィルタ２３Ｂ、透明フィルタ２３Ｗが周期性をもって配列される。そのため、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号のデモザイク処理等を行う際に繰り返しパターンに従って処理を行うことができ、また基本配列パターンＰ６の単位で間引き処理して画像を縮小する場合に、間引き処理前後において共通の処理回路を使用することができる。
【０１５８】
〔特徴（２）〕
本実施形態に係る基本配列パターンＰ６では、水平方向に平行に延在する８種類のフィルタ水平列が垂直方向に順次配列され、垂直方向に平行に延在するフィルタ垂直列も８種類形成される。
【０１５９】
この基本配列パターンＰ６において、透明フィルタ２３Ｗは、全てのフィルタ水平列及びフィルタ垂直列に４画素ずつ存在する。またＧフィルタ２３Ｇは、全てのフィルタ水平列及びフィルタ垂直列に２画素ずつ存在する。またＲフィルタ２３Ｒは、全てのフィルタ水平列及びフィルタ垂直列に１画素ずつ存在する。またＢフィルタ２３Ｂは、全てのフィルタ水平列及びフィルタ垂直列に１画素ずつ存在する。したがって、基本配列パターンＰ６における各フィルタ水平列及び各フィルタ垂直列は、４画素の透明フィルタ２３Ｗと、２画素のＧフィルタ２３Ｇと、１画素のＲフィルタ２３Ｒと、１画素のＢフィルタ２３Ｂとから構成される。
【０１６０】
この基本配列パターンＰ６が複数並置されて構成されるカラーフィルタ配列２２では、その水平方向（Ｈ）、垂直方向（Ｖ）、及び斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）の各画素ライン（フィルタライン）内に透明フィルタ２３Ｗが配置される。これにより、入力像において高周波となる方向によらず高周波領域での輝度情報をサンプリングすることができ、偽色（色モワレ）の発生を低減して、解像度に優れた画像データを得ることが可能となる。
【０１６１】
〔特徴（３）〕
また、本実施形態に係る基本配列パターンＰ６では、各フィルタ水平列上及び各フィルタ垂直列上に、２画素分に対応するＧフィルタ２３Ｇ（第２のフィルタ）が配置されるため、水平方向及び垂直方向に関する高周波領域でのデモザイク処理の色再現精度を向上させることができる。
【０１６２】
特に本実施形態に係る基本配列パターンＰ６では、各フィルタ水平列上及び各フィルタ垂直列上に、１画素分に対応するＲフィルタ２３Ｒ（第３のフィルタ）及びＢフィルタ２３Ｂ（第４のフィルタ）が配置される。したがって、Ｇフィルタ２３Ｇに対応するＧ色だけではなく、Ｒフィルタ（Ｒ画素）及びＢフィルタ（Ｂ画素）に対応するＲ色及びＢ色についても、水平方向及び垂直方向に関する高周波領域でのデモザイク処理の色再現精度を向上させることができる。したがって、３原色の全ての色に関して高周波領域における色再現性精度を向上させることができるため、非常に解像度の高い鮮明な画像のデータを取得することが可能となる。
【０１６３】
〔特徴（４）〕
基本配列パターンＰ６内のＲＧＢＷフィルタ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ、２３Ｗに対応するＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素、Ｗ画素の画素数は、それぞれ８画素、１６画素、８画素、３２画素になり、ＲＧＢＷ画素の各画素数の比率は１：２：１：４になる（Ｗ画素数≧Ｇ画素数≧Ｒ画素数；Ｗ画素数≧Ｇ画素数≧Ｂ画素数）。このように、本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２でも、Ｗ画素及びＧ画素の画素数の比率が全体の４８／６４（３／４）を占めるため、デモザイク処理時におけるエリアシングを抑制することができ、かつ高周波再現性も良好になる。
【０１６４】
〔特徴（５）〕
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２においても、ＮＷ方向及びＮＥ方向に延在する画素ライン（斜め画素ライン）であって相互に隣接する４つの画素ラインのうち、透明フィルタ２３Ｗは全ての斜め画素ラインに含まれ、Ｇフィルタ２３Ｇは６／８の斜め画素ラインに含まれる。また、Ｒフィルタ２３Ｒ及びＢフィルタ２３Ｂを含む各斜め画素ラインは少なくとも一方に隣接する位置に同色のＲフィルタ２３Ｒ及びＢフィルタ２３Ｂを含む他の斜め画素ラインが配置される。したがって、斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）に延在する近接画素ラインにＲＧＢフィルタ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂはそれぞれ配置されるので、斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）に高周波成分を有する入力像によって発生しうる色モワレ（偽色）を効果的に抑制することができる。特に本例では透明フィルタ２３Ｗが全ての斜め画素ラインに含まれるため、より鮮明な画像データを得ることができる。
【０１６５】
〔特徴（６）〕
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２においても、Ｒフィルタ（Ｒ画素）及びＢフィルタ（Ｂ画素）の各々は、上下左右（垂直方向／水平方向）或いは斜め方向のいずれかに隣接する画素位置（本実施形態では垂直方向及び斜め方向に隣接する位置）にＧ画素が配置される。これにより、Ｒ画素及びＢ画素がカラーフィルタ配列２２内（基本配列パターンＰ６内）において均等に配置され、デモザイク処理の精度を向上することができ、色再現性を良好にすることができる。また、基本配列パターンにおいて、第１のサブ配列におけるＲフィルタ２３Ｒの位置と第２のサブ配列におけるＢフィルタ２３Ｂの位置とが対応し、第１のサブ配列におけるＢフィルタ２３Ｂの位置と第２のサブ配列におけるＲフィルタ２３Ｒの位置とが対応するとともに、第１のサブ配列と第２のサブ配列においてＷフィルタ２３ＷとＧフィルタ２３Ｇとが同じ位置となるように配置されている。このため、基本配列パターンのサイズが大きくなってもデモザイク処理が複雑化することを軽減することができる。
【０１６６】
〔特徴（７）〕
また本実施形態のカラーフィルタ配列２２においても、Ｇ画素以外の画素（Ｗ画素、Ｒ画素及びＢ画素）の各々を取り囲む周辺隣接８画素のうち２画素以上に、Ｇフィルタ（Ｇ画素）が配置され、Ｇ画素が均等にばらけた状態で配置される。また、Ｇ画素の各々を取り囲む周辺隣接８画素のうち１画素以上（本実施形態では斜め位置の１画素）に、Ｇ画素が配置される。これにより、デモザイク処理における色再現の精度をより高くすることができる。
【０１６７】
〔特徴（８）〕
また本実施形態のカラーフィルタ配列２２においても、Ｗ画素は「輝度への寄与率の大きなＧ画素」に隣接して配置されるため、Ｗ画素の色補間処理（デモザイク処理）において、Ｗ画素位置における色再現の精度を高めることができる。
【０１６８】
なお図８に示した基本配列パターンＰ６によって構成されるカラーフィルタ配列２２は他の基本配列パターンによっても構成可能であり、図８に示す基本配列パターンから水平方向及び／又は垂直方向にシフトした８×８画素に対応する配列パターンを基本配列パターンとしてもよい。
【０１６９】
上述のように本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２は、上記特徴を有するので、後段のデモザイク処理の簡略化と、高周波領域でのデモザイク処理の色再現精度の向上と、デモザイク処理時におけるエリアシングの抑制及び高周波再現性の向上と、高解像度化と高感度化とが可能となる。とりわけ本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２は、Ｒフィルタ２３Ｒ及びＢフィルタ２３Ｂも各フィルタ水平列及び各フィルタ垂直列に配置されるため、水平方向及び垂直方向に関する高周波再現性に優れる。
【０１７０】
［第７実施形態］
図９は、第７実施形態に係るカラーフィルタの基本配列パターンＰ７を示す図である。
【０１７１】
本実施形態において、上述の実施形態と同一又は類似の内容については、その説明を省略する。
【０１７２】
本実施形態に係るカラーフィルタ配列の基本配列パターンＰ７は、第１実施形態に係る基本配列パターンＰ１（図３（ａ）参照）を９０度回転した配列パターンを第１のサブ配列（Ａ配列）とし、第２実施形態に係る基本配列パターンＰ２（図４（ａ）参照）を９０度回転した配列パターンを第２のサブ配列（Ｂ配列）とし、これら２種類の第１のサブ配列及び第２のサブ配列をそれぞれ２つずつ含む。
【０１７３】
すなわち、第１のサブ配列は、「水平方向にＧフィルタ２３Ｇ、Ｂフィルタ２３Ｂ、透明フィルタ２３Ｗ及び透明フィルタ２３Ｗが並置されるフィルタ水平列」と、「水平方向に透明フィルタ２３Ｗ、透明フィルタ２３Ｗ、Ｇフィルタ２３Ｇ及びＲフィルタ２３Ｒが並置されるフィルタ水平列」と、「水平方向にＢフィルタ２３Ｂ、Ｇフィルタ２３Ｇ、透明フィルタ２３Ｗ及び透明フィルタ２３Ｗが並置されるフィルタ水平列」と、「水平方向に透明フィルタ２３Ｗ、透明フィルタ２３Ｗ、Ｒフィルタ２３Ｒ及びＧフィルタ２３Ｇが並置されるフィルタ水平列」とが垂直方向に順次配列される。また第２のサブ配列は、「水平方向にＧフィルタ２３Ｇ、Ｒフィルタ２３Ｒ、透明フィルタ２３Ｗ及び透明フィルタ２３Ｗが並置されるフィルタ水平列」と、「水平方向に透明フィルタ２３Ｗ、透明フィルタ２３Ｗ、Ｇフィルタ２３Ｇ及びＢフィルタ２３Ｂが並置されるフィルタ水平列」と、「水平方向にＲフィルタ２３Ｒ、Ｇフィルタ２３Ｇ、透明フィルタ２３Ｗ及び透明フィルタ２３Ｗが並置されるフィルタ水平列」と、「水平方向に透明フィルタ２３Ｗ、透明フィルタ２３Ｗ、Ｂフィルタ２３Ｂ及びＧフィルタ２３Ｇが並置されるフィルタ水平列」とが垂直方向に順次配列される。
【０１７４】
したがって、第１のサブ配列におけるＲフィルタ２３Ｒの位置と第２のサブ配列におけるＢフィルタ２３Ｂの位置とが対応し、第１のサブ配列におけるＢフィルタ２３Ｂの位置と第２のサブ配列におけるＲフィルタ２３Ｒの位置とが対応する。
【０１７５】
基本配列パターンＰ７において、第１のサブ配列（Ａ配列）と第２のサブ配列（Ｂ配列）とは水平方向及び垂直方向の各々の方向に関して隣接配置されており、全体として水平方向及び垂直方向に関して８×８画素に対応する基本配列パターンＰ７となっている。
【０１７６】
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２は、下記の特徴を有する。
【０１７７】
〔特徴（１）〕
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２は、水平方向及び垂直方向に関し８×８画素（Ｍ×Ｎ画素）に対応する正方配列パターンとなる基本配列パターンＰ７を含み、この基本配列パターンＰ７が水平方向及び垂直方向に繰り返し配置される。したがって、カラーフィルタ配列２２では、Ｒフィルタ２３Ｒ、Ｇフィルタ２３Ｇ、Ｂフィルタ２３Ｂ、透明フィルタ２３Ｗが周期性をもって配列される。そのため、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号のデモザイク処理等を行う際に繰り返しパターンに従って処理を行うことができ、また基本配列パターンＰ７の単位で間引き処理して画像を縮小する場合に、間引き処理前後において共通の処理回路を使用することができる。
【０１７８】
〔特徴（２）〕
本実施形態に係る基本配列パターンＰ７では、水平方向に平行に延在する８種類のフィルタ水平列が垂直方向に順次配列され、垂直方向に平行に延在するフィルタ垂直列も８種類形成される。
【０１７９】
この基本配列パターンＰ７において、透明フィルタ２３Ｗは、全てのフィルタ水平列及びフィルタ垂直列に４画素ずつ存在する。またＧフィルタ２３Ｇは、全てのフィルタ水平列及びフィルタ垂直列に２画素ずつ存在する。またＲフィルタ２３Ｒは、全てのフィルタ水平列及びフィルタ垂直列に１画素ずつ存在する。またＢフィルタ２３Ｂは、全てのフィルタ水平列及びフィルタ垂直列に１画素ずつ存在する。したがって、基本配列パターンＰ７における各フィルタ水平列及び各フィルタ垂直列は、４画素の透明フィルタ２３Ｗと、２画素のＧフィルタ２３Ｇと、１画素のＲフィルタ２３Ｒと、１画素のＢフィルタ２３Ｂとから構成される。
【０１８０】
この基本配列パターンＰ７が複数並置されて構成されるカラーフィルタ配列２２では、その水平方向（Ｈ）、垂直方向（Ｖ）、及び斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）の各画素ライン（フィルタライン）内に透明フィルタ２３Ｗが配置される。これにより、入力像において高周波となる方向によらず高周波領域での輝度情報をサンプリングすることができ、偽色（色モワレ）の発生を低減して、解像度に優れた画像データを得ることが可能となる。
【０１８１】
〔特徴（３）〕
また、本実施形態に係る基本配列パターンＰ７では、各フィルタ水平列上及び各フィルタ垂直列上に、２画素分に対応するＧフィルタ２３Ｇ（第２のフィルタ）が配置されるため、水平方向及び垂直方向に関する高周波領域でのデモザイク処理の色再現精度を向上させることができる。
【０１８２】
特に本実施形態に係る基本配列パターンＰ７では、各フィルタ水平列上及び各フィルタ垂直列上に、１画素分に対応するＲフィルタ２３Ｒ（第３のフィルタ）及びＢフィルタ２３Ｂ（第４のフィルタ）が配置される。したがって、Ｇフィルタ２３Ｇに対応するＧ色だけではなく、Ｒフィルタ（Ｒ画素）及びＢフィルタ（Ｂ画素）に対応するＲ色及びＢ色についても、水平方向及び垂直方向に関する高周波領域でのデモザイク処理の色再現精度を向上させることができる。したがって、３原色の全ての色に関して高周波領域における色再現性精度を向上させることができるため、非常に解像度の高い鮮明な画像のデータを取得することが可能となる。
【０１８３】
〔特徴（４）〕
基本配列パターンＰ７内のＲＧＢＷフィルタ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ、２３Ｗに対応するＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素、Ｗ画素の画素数は、それぞれ８画素、１６画素、８画素、３２画素になり、ＲＧＢＷ画素の各画素数の比率は１：２：１：４になる（Ｗ画素数≧Ｇ画素数≧Ｒ画素数；Ｗ画素数≧Ｇ画素数≧Ｂ画素数）。このように、本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２でも、Ｗ画素及びＧ画素の画素数の比率が全体の４８／６４（３／４）を占めるため、デモザイク処理時におけるエリアシングを抑制することができ、かつ高周波再現性も良好になる。
【０１８４】
〔特徴（５）〕
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２においても、ＮＷ方向及びＮＥ方向に延在する画素ライン（斜め画素ライン）であって相互に隣接する４つの画素ラインのうち、透明フィルタ２３Ｗは全ての斜め画素ラインに含まれ、Ｇフィルタ２３Ｇは６／８の斜め画素ラインに含まれる。このように、斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）に延在する近接画素ラインにＲＧＢフィルタ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂはそれぞれ配置されるので、斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）に高周波成分を有する入力像によって発生しうる色モワレ（偽色）を効果的に抑制することができる。特に本例では透明フィルタ２３Ｗが全ての斜め画素ラインに含まれるため、より鮮明な画像データを得ることができる。
【０１８５】
〔特徴（６）〕
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２においても、Ｒフィルタ（Ｒ画素）及びＢフィルタ（Ｂ画素）の各々は、上下左右（垂直方向／水平方向）或いは斜め方向のいずれかに隣接する画素位置（本実施形態では水平方向及び斜め方向に隣接する位置）にＧ画素が配置される。これにより、Ｒ画素及びＢ画素がカラーフィルタ配列２２内（基本配列パターンＰ７内）において均等に配置され、デモザイク処理の精度を向上することができ、色再現性を良好にすることができる。また、基本配列パターンにおいて、第１のサブ配列におけるＲフィルタ２３Ｒの位置と第２のサブ配列におけるＢフィルタ２３Ｂの位置とが対応し、第１のサブ配列におけるＢフィルタ２３Ｂの位置と第２のサブ配列におけるＲフィルタ２３Ｒの位置とが対応するとともに、第１のサブ配列と第２のサブ配列においてＷフィルタ２３ＷとＧフィルタ２３Ｇとが同じ位置となるように配置されている。このため、基本配列パターンのサイズが大きくなってもデモザイク処理が複雑化することを軽減することができる。
【０１８６】
〔特徴（７）〕
また本実施形態のカラーフィルタ配列２２においても、Ｇ画素以外の画素（Ｗ画素、Ｒ画素及びＢ画素）の各々を取り囲む周辺隣接８画素のうち２画素以上に、Ｇフィルタ（Ｇ画素）が配置され、Ｇ画素が均等にばらけた状態で配置される。また、Ｇ画素の各々を取り囲む周辺隣接８画素のうち１画素以上（本実施形態では斜め位置の１画素）に、Ｇ画素が配置される。これにより、デモザイク処理における色再現の精度をより高くすることができる。
【０１８７】
〔特徴（８）〕
また本実施形態のカラーフィルタ配列２２においても、Ｗ画素は「輝度への寄与率の大きなＧ画素」に隣接して配置されるため、Ｗ画素の色補間処理（デモザイク処理）において、Ｗ画素位置における色再現の精度を高めることができる。
【０１８８】
なお図９に示した基本配列パターンＰ７によって構成されるカラーフィルタ配列２２は他の基本配列パターンによっても構成可能であり、図９に示す基本配列パターンから水平方向及び／又は垂直方向にシフトした８×８画素に対応する配列パターンを基本配列パターンとしてもよい。
【０１８９】
上述のように本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２は、上記特徴を有するので、後段のデモザイク処理の簡略化と、高周波領域でのデモザイク処理の色再現精度の向上と、デモザイク処理時におけるエリアシングの抑制及び高周波再現性の向上と、高解像度化と高感度化とが可能となる。とりわけ本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２は、Ｒフィルタ２３Ｒ及びＢフィルタ２３Ｂも各フィルタ水平列及び各フィルタ垂直列に配置されるため、水平方向及び垂直方向に関する高周波再現性に優れる。
【０１９０】
［第８実施形態］
図１０は、第８実施形態に係るカラーフィルタの基本配列パターンを示す図であり、（ａ）は１つの基本配列パターンＰ８を示し、（ｂ）は基本配列パターンＰ８を水平方向及び垂直方向に２つずつ計４つ配置した状態を示す。
【０１９１】
本実施形態において、上述の実施形態と同一又は類似の内容については、その説明を省略する。
【０１９２】
本実施形態に係るカラーフィルタ配列は、２種類のサブ配列（第１のサブ配列（Ａ配列）及び第２のサブ配列（Ｂ配列））をそれぞれ２つずつ含んで基本配列パターンＰ８が構成される。
【０１９３】
第１のサブ配列（Ａ配列）は、水平方向及び垂直方向に関する３×３画素（（Ｍ／２）×（Ｎ／２）画素）に対応し、四隅の画素及び中央の画素に透明フィルタ２３Ｗが配置される。また、中央の透明フィルタ２３Ｗの上下（垂直方向）に隣接する画素位置の各々にＧフィルタ２３Ｇが配置され、中央の透明フィルタ２３Ｗの左右（水平方向）に隣接する画素位置の一方（図１０では左位置）にＢフィルタ２３Ｂが配置され、他方（図１０では右位置）にＲフィルタ２３Ｒが配置される。
【０１９４】
また第２のサブ配列（Ｂ配列）は、水平方向及び垂直方向に関する３×３画素に対応し、四隅の画素及び中央の画素に透明フィルタ２３Ｗが配置される。また、中央の透明フィルタ２３Ｗの左右（水平方向）に隣接する画素位置の各々にＧフィルタ２３Ｇが配置され、中央の透明フィルタ２３Ｗの上下（垂直方向）に隣接する画素位置の一方（図１０では上位置）にＢフィルタ２３Ｂが配置され、他方（図１０では下位置）にＲフィルタ２３Ｒが配置される。
【０１９５】
第１のサブ配列と第２のサブ配列とは水平方向及び垂直方向の各々の方向に関して隣接配置されており、全体として水平方向及び垂直方向に関して６×６画素に対応する基本配列パターンＰ８となっている。
【０１９６】
したがって、この基本配列パターンＰ８を複数含むカラーフィルタ配列では、水平方向に延在する各画素ライン上及び第２の方向に延在する各画素ライン上に、透明フィルタ２３Ｗが配置される。また、水平方向及び垂直方向と４５°を成す斜め方向の各々に延在する各画素ラインであって３以上の画素から成る各画素ライン上にも透明フィルタ２３Ｗが配置される。また第１のサブ配列及び第２のサブ配列の各々には、２画素分のＧフィルタ２３Ｇ及び１画素分のＲフィルタ２３Ｒ及びＢフィルタ２３Ｂが配置される。
【０１９７】
また、第１のサブ配列におけるＧフィルタ２３Ｇの位置と第２のサブ配列におけるＢフィルタ２３Ｂ及びＲフィルタ２３Ｒの位置とが対応し、第１のサブ配列におけるＲフィルタ２３Ｒ及びＢフィルタ２３Ｂの位置と第２のサブ配列におけるＧフィルタ２３Ｇの位置とが対応する。
【０１９８】
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２は、下記の特徴を有する。
【０１９９】
〔特徴（１）〕
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２は、水平方向及び垂直方向に関し６×６画素（Ｍ×Ｎ画素）に対応する正方配列パターンとなる基本配列パターンＰ８を含み、この基本配列パターンＰ８が水平方向及び垂直方向に繰り返し配置される。したがって、カラーフィルタ配列２２では、Ｒフィルタ２３Ｒ、Ｇフィルタ２３Ｇ、Ｂフィルタ２３Ｂ、透明フィルタ２３Ｗが周期性をもって配列される。そのため、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号のデモザイク処理等を行う際に繰り返しパターンに従って処理を行うことができ、また基本配列パターンＰ８の単位で間引き処理して画像を縮小する場合に、間引き処理前後において共通の処理回路を使用することができる。
【０２００】
〔特徴（２）〕
本実施形態に係る基本配列パターンＰ８では、水平方向に平行に延在する６種類のフィルタ水平列が垂直方向に順次配列され、垂直方向に平行に延在するフィルタ垂直列も６種類形成される。
【０２０１】
この基本配列パターンＰ８において、透明フィルタ２３Ｗは、全てのフィルタ水平列及びフィルタ垂直列に１画素分以上存在し、第１のフィルタ水平列２５ａ、第３のフィルタ水平列２５ｃ、第４のフィルタ水平列２５ｄ、第６のフィルタ水平列２５ｆ、第１のフィルタ垂直列２７ａ、第３のフィルタ垂直列２７ｃ、第４のフィルタ垂直列２７ｄ及び第６のフィルタ垂直列２７ｆには透明フィルタ２３Ｗが４画素分存在し、第２のフィルタ水平列２５ｂ、第５のフィルタ水平列２５ｅ、第２のフィルタ垂直列２７ｂ及び第５のフィルタ垂直列２７ｅには透明フィルタ２３Ｗが２画素分存在する。
【０２０２】
この基本配列パターンＰ８が複数並置されて構成されるカラーフィルタ配列２２では、その水平方向（Ｈ）及び垂直方向（Ｖ）の各画素ライン、及び斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）の３以上の画素によって構成される各画素ライン内に透明フィルタ２３Ｗが配置される。これにより、入力像において高周波となる方向によらず高周波領域での輝度情報をサンプリングすることができ、偽色（色モワレ）の発生を低減して、解像度に優れた画像データを得ることが可能となる。
【０２０３】
〔特徴（３）〕
また、本実施形態に係る基本配列パターンＰ８でも、各フィルタ水平列上及び各フィルタ垂直列上に、１画素分又は２画素分に対応するＧフィルタ２３Ｇが配置されるため、水平方向及び垂直方向に関する高周波領域でのデモザイク処理の色再現精度を向上させることができる。
【０２０４】
〔特徴（４）〕
基本配列パターンＰ８内のＲＧＢＷフィルタ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ、２３Ｗに対応するＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素、Ｗ画素の画素数は、それぞれ４画素、８画素、４画素、２０画素になり、ＲＧＢＷ画素の各画素数の比率は１：２：１：５になる（Ｗ画素数≧Ｇ画素数≧Ｒ画素数；Ｗ画素数≧Ｇ画素数≧Ｂ画素数）。このように、本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２でも、Ｗ画素及びＧ画素の画素数の比率が全体の２８／３６（７／９）を占めるため、デモザイク処理時におけるエリアシングを抑制することができ、かつ高周波再現性も良好になる。
【０２０５】
〔特徴（５）〕
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２においても、ＮＷ方向及びＮＥ方向に延在する画素ライン（斜め画素ライン）であって相互に隣接する６つの画素ラインのうち、透明フィルタ２３Ｗは全ての斜め画素ラインに含まれ、Ｇフィルタ２３Ｇは４／６の斜め画素ラインに含まれる。また、Ｒフィルタ２３Ｒ及びＢフィルタ２３Ｂを含む各斜め画素ラインは一方に隣接する位置に同色のＲフィルタ２３Ｒ及びＢフィルタ２３Ｂを含む他の斜め画素ラインが配置される。したがって、斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）に延在する近接画素ラインにＲＧＢフィルタ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂはそれぞれ配置されるので、斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）に高周波成分を有する入力像によって発生しうる色モワレ（偽色）を効果的に抑制することができる。特に本例では透明フィルタ２３Ｗが全ての斜め画素ラインに含まれるため、より鮮明な画像データを得ることができる。
【０２０６】
〔特徴（６）〕
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２においても、Ｒフィルタ（Ｒ画素）及びＢフィルタ（Ｂ画素）の各々は、上下左右（垂直方向／水平方向）或いは斜め方向のいずれかに隣接する画素位置にＧ画素が配置される。これにより、Ｒ画素及びＢ画素がカラーフィルタ配列２２内（基本配列パターンＰ８内）において均等に配置され、デモザイク処理の精度を向上することができ、色再現性を良好にすることができる。また、基本配列パターンにおいて、第１のサブ配列と第２のサブ配列が回転対称の関係にあるため、基本配列パターンのサイズが大きくなってもデモザイク処理が複雑化することを軽減することができる。
【０２０７】
〔特徴（７）〕
また本実施形態のカラーフィルタ配列２２においても、Ｇ画素以外の画素（Ｗ画素、Ｒ画素及びＢ画素）の各々を取り囲む周辺隣接８画素のうち２画素以上に、Ｇフィルタ（Ｇ画素）が配置され、Ｇ画素が均等にばらけた状態で配置される。これにより、デモザイク処理における色再現の精度をより高くすることができる。
【０２０８】
〔特徴（８）〕
また本実施形態のカラーフィルタ配列２２においても、Ｗ画素は「輝度への寄与率の大きなＧ画素」に隣接して配置されるため、Ｗ画素の色補間処理（デモザイク処理）において、Ｗ画素位置における色再現の精度を高めることができる。
【０２０９】
なお図１０（ａ）に示した基本配列パターンＰ８によって構成されるカラーフィルタ配列２２は他の基本配列パターンによっても構成可能であり、図１０（ａ）に示す基本配列パターンから水平方向及び／又は垂直方向にシフトした６×６画素に対応する配列パターンを基本配列パターンとしてもよい。
【０２１０】
上述のように本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２は、上記特徴を有するので、後段のデモザイク処理の簡略化と、高周波領域でのデモザイク処理の色再現精度の向上と、デモザイク処理時におけるエリアシングの抑制及び高周波再現性の向上と、高解像度化と高感度化とが可能となる。
【０２１１】
［第９実施形態］
図１１は、第９実施形態に係るカラーフィルタの基本配列パターンを示す図であり、（ａ）は１つの基本配列パターンＰ９を示し、（ｂ）は基本配列パターンＰ９を水平方向及び垂直方向に２つずつ計４つ配置した状態を示す。
【０２１２】
本実施形態において、上述の実施形態と同一又は類似の内容については、その説明を省略する。
【０２１３】
〔特徴（１）〕
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２は、水平方向及び垂直方向に関し６×６画素（Ｍ×Ｎ画素）に対応する正方配列パターンとなる基本配列パターンＰ９を含み、この基本配列パターンＰ９が水平方向及び垂直方向に繰り返し配置される。この基本配列パターンＰ９は、カラーフィルタが３×３画素（（Ｍ／２）×（Ｎ／２）画素）に対応する配列パターンで配列された４種類の第１のサブ配列（Ａ配列）、第２のサブ配列（Ｂ配列）、第３のサブ配列（Ｃ配列）及び第４のサブ配列（Ｄ配列）をそれぞれ１つずつ含む。
【０２１４】
第１のサブ配列（Ａ配列）は、「水平方向に透明フィルタ２３Ｗ、Ｒフィルタ２３Ｒ及び透明フィルタ２３Ｗが並置されるフィルタ水平列」と、「水平方向にＢフィルタ２３Ｂ、透明フィルタ２３Ｗ及びＧフィルタ２３Ｇが並置されるフィルタ水平列」と、「水平方向に透明フィルタ２３Ｗ、Ｇフィルタ２３Ｇ及び透明フィルタ２３Ｗが並置されるフィルタ水平列」とが垂直方向に順次配列される。また第２のサブ配列（Ｂ配列）は、「水平方向に透明フィルタ２３Ｗ、Ｇフィルタ２３Ｇ及び透明フィルタ２３Ｗが並置されるフィルタ水平列」と、「水平方向にＲフィルタ２３Ｒ、透明フィルタ２３Ｗ及びＧフィルタ２３Ｇが並置されるフィルタ水平列」と、「水平方向に透明フィルタ２３Ｗ、Ｂフィルタ２３Ｂ及び透明フィルタ２３Ｗが並置されるフィルタ水平列」とが垂直方向に順次配列される。また第３のサブ配列（Ｃ配列）は、「水平方向に透明フィルタ２３Ｗ、Ｂフィルタ２３Ｂ及び透明フィルタ２３Ｗが並置されるフィルタ水平列」と、「水平方向にＧフィルタ２３Ｇ、透明フィルタ２３Ｗ及びＲフィルタ２３Ｒが並置されるフィルタ水平列」と、「水平方向に透明フィルタ２３Ｗ、Ｇフィルタ２３Ｇ及び透明フィルタ２３Ｗが並置されるフィルタ水平列」とが垂直方向に順次配列される。また第４のサブ配列（Ｄ配列）は、「水平方向に透明フィルタ２３Ｗ、Ｇフィルタ２３Ｇ及び透明フィルタ２３Ｗが並置されるフィルタ水平列」と、「水平方向にＧフィルタ２３Ｇ、透明フィルタ２３Ｗ及びＢフィルタ２３Ｂが並置されるフィルタ水平列」と、「水平方向に透明フィルタ２３Ｗ、Ｒフィルタ２３Ｒ及び透明フィルタ２３Ｗが並置されるフィルタ水平列」とが垂直方向に順次配列される。
【０２１５】
これらのサブ配列のうち、第１のサブ配列（Ａ配列）と第４のサブ配列（Ｄ配列）とが一方の対角線方向に配置され、第２のサブ配列（Ｂ配列）と第３のサブ配列（Ｃ配列）とが他方の対角線方向に配置される。
【０２１６】
したがって、カラーフィルタ配列２２では、Ｒフィルタ２３Ｒ、Ｇフィルタ２３Ｇ、Ｂフィルタ２３Ｂ、透明フィルタ２３Ｗが周期性をもって配列される。そのため、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号のデモザイク処理等を行う際に繰り返しパターンに従って処理を行うことができ、また基本配列パターンＰ９の単位で間引き処理して画像を縮小する場合に、間引き処理前後において共通の処理回路を使用することができる。
【０２１７】
〔特徴（２）〕
本実施形態に係る基本配列パターンＰ９では、水平方向に平行に延在する６種類のフィルタ水平列が垂直方向に順次配列され、垂直方向に平行に延在するフィルタ垂直列も６種類形成される。
【０２１８】
この基本配列パターンＰ９において、透明フィルタ２３Ｗは、全てのフィルタ水平列及びフィルタ垂直列に１画素分以上存在し、第１のフィルタ水平列２５ａ、第３のフィルタ水平列２５ｃ、第４のフィルタ水平列２５ｄ、第６のフィルタ水平列２５ｆ、第１のフィルタ垂直列２７ａ、第３のフィルタ垂直列２７ｃ、第４のフィルタ垂直列２７ｄ及び第６のフィルタ垂直列２７ｆには透明フィルタ２３Ｗが４画素分存在し、第２のフィルタ水平列２５ｂ、第５のフィルタ水平列２５ｅ、第２のフィルタ垂直列２７ｂ及び第５のフィルタ垂直列２７ｅには透明フィルタ２３Ｗが２画素分存在する。
【０２１９】
この基本配列パターンＰ９が複数並置されて構成されるカラーフィルタ配列２２では、その水平方向（Ｈ）及び垂直方向（Ｖ）の各画素ライン、及び斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）の３以上の画素によって構成される各画素ライン内に透明フィルタ２３Ｗが配置される。これにより、入力像において高周波となる方向によらず高周波領域での輝度情報をサンプリングすることができ、偽色（色モワレ）の発生を低減して、解像度に優れた画像データを得ることが可能となる。
【０２２０】
〔特徴（３）〕
また、本実施形態に係る基本配列パターンＰ９でも、各フィルタ水平列上及び各フィルタ垂直列上に、１画素分又は２画素分に対応するＧフィルタ２３Ｇが配置されるため、水平方向及び垂直方向に関する高周波領域でのデモザイク処理の色再現精度を向上させることができる。
【０２２１】
〔特徴（４）〕
基本配列パターンＰ９内のＲＧＢＷフィルタ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ、２３Ｗに対応するＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素、Ｗ画素の画素数は、それぞれ４画素、８画素、４画素、２０画素になり、ＲＧＢＷ画素の各画素数の比率は１：２：１：５になる（Ｗ画素数≧Ｇ画素数≧Ｒ画素数；Ｗ画素数≧Ｇ画素数≧Ｂ画素数）。このように、本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２でも、Ｗ画素及びＧ画素の画素数の比率が全体の２８／３６（７／９）を占めるため、デモザイク処理時におけるエリアシングを抑制することができ、かつ高周波再現性も良好になる。
【０２２２】
〔特徴（５）〕
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２においても、ＮＷ方向及びＮＥ方向に延在する画素ライン（斜め画素ライン）であって相互に隣接する６つの画素ラインのうち、透明フィルタ２３Ｗは全ての斜め画素ラインに含まれ、Ｇフィルタ２３Ｇは４／６の斜め画素ラインに含まれる。また、Ｒフィルタ２３Ｒ及びＢフィルタ２３Ｂを含む各斜め画素ラインは一方に隣接する位置に同色のＲフィルタ２３Ｒ及びＢフィルタ２３Ｂを含む他の斜め画素ラインが配置される。したがって、斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）に延在する近接画素ラインにＲＧＢフィルタ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂはそれぞれ配置されるので、斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）に高周波成分を有する入力像によって発生しうる色モワレ（偽色）を効果的に抑制することができる。特に本例では透明フィルタ２３Ｗが全ての斜め画素ラインに含まれるため、より鮮明な画像データを得ることができる。
【０２２３】
〔特徴（６）〕
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２においても、Ｒフィルタ（Ｒ画素）及びＢフィルタ（Ｂ画素）の各々は、上下左右（垂直方向／水平方向）或いは斜め方向のいずれかに隣接する画素位置にＧ画素が配置される。これにより、Ｒ画素及びＢ画素がカラーフィルタ配列２２内（基本配列パターンＰ９内）において均等に配置され、デモザイク処理の精度を向上することができ、色再現性を良好にすることができる。また、基本配列パターンにおいて、第１のサブ配列から第４のサブ配列がそれぞれ回転対称の関係にあるため、基本配列パターンのサイズが大きくなってもデモザイク処理が複雑化することを軽減することができる。
【０２２４】
〔特徴（７）〕
また本実施形態のカラーフィルタ配列２２においても、Ｇ画素以外の画素（Ｗ画素、Ｒ画素及びＢ画素）の各々を取り囲む周辺隣接８画素のうち２画素以上に、Ｇフィルタ（Ｇ画素）が配置され、Ｇ画素が均等にばらけた状態で配置される。また、Ｇ画素の各々を取り囲む周辺隣接８画素のうち１画素以上（本実施形態では斜め位置の１画素）に、Ｇ画素が配置される。特に本実施形態では、（Ｇ画素を含む）３×３画素の領域内において２画素以上のＧ画素が存在する。これにより、デモザイク処理における色再現の精度をより高くすることができる。
【０２２５】
〔特徴（８）〕
また本実施形態のカラーフィルタ配列２２においても、Ｗ画素は「輝度への寄与率の大きなＧ画素」に対して上下左右（垂直方向／水平方向）或いは斜め方向のいずれかに隣接して配置されるため、Ｗ画素の色補間処理（デモザイク処理）において、Ｗ画素位置における色再現の精度を高めることができる。
【０２２６】
なお図１１（ａ）に示した基本配列パターンＰ９によって構成されるカラーフィルタ配列２２は他の基本配列パターンによっても構成可能であり、図１１（ａ）に示す基本配列パターンから水平方向及び／又は垂直方向にシフトした６×６画素に対応する配列パターンを基本配列パターンとしてもよい。
【０２２７】
上述のように本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２は、上記特徴を有するので、後段のデモザイク処理の簡略化と、高周波領域でのデモザイク処理の色再現精度の向上と、デモザイク処理時におけるエリアシングの抑制及び高周波再現性の向上と、高解像度化と高感度化とが可能となる。
【０２２８】
［変形例］
上述の各実施形態では、「第１のフィルタ：透明フィルタ」、「第１の可視光波長域：緑の波長域、第２のフィルタ：Ｇフィルタ」、「第２の可視光波長域：赤の波長域、第３のフィルタ：Ｒフィルタ」及び「第３の可視光波長域：青の波長域、第４のフィルタ：Ｂフィルタ」とした例について説明したが、カラーフィルタで使用しうる色はこれらの色に限定されるものではなく、以下の条件を満たす色に対応するカラーフィルタを用いることもできる。
【０２２９】
＜第２のフィルタの条件＞
上記各実施形態では、本発明の第２のフィルタとしてＧ色のＧフィルタ２３Ｇを例に挙げて説明を行ったが、Ｇフィルタ２３Ｇの代わりに、あるいはＧフィルタ２３Ｇの一部に代えて、下記条件のいずれかを満たすフィルタを用いてもよい。
【０２３０】
〔条件（１）〕
輝度信号を得るための寄与率が、透明（ホワイト）フィルタ（Ｗフィルタ）を除く、他のカラーフィルタに対応する色（第２の可視光波長域に対応する色及び第３の可視光波長域に対応する色）よりも高い色に対応するカラーフィルタを、第２のフィルタとしてＧフィルタ２３Ｇの代わりに用いることができる。例えば、透明フィルタ（Ｗフィルタ）を除いたフィルタ色のうちで、輝度信号を得るための寄与率が５０％以上である色フィルタを第２のフィルタとして使用することができ、上述の実施形態では式（１）で示されるように、Ｇ（緑）色の寄与率が、Ｗ（透明）以外の色（ＲＧＢ）のうちで５９％を占めるため、Ｇフィルタを第２のフィルタとして使用している。なお、Ｇ色以外の色の寄与率についても実験やシミュレーションにより取得可能である。
【０２３１】
〔条件（２）〕
条件（２）は、フィルタの透過率のピークが波長４８０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の範囲内にあることである。フィルタの透過率は、例えば分光光度計で測定された値が用いられる。この波長範囲は、本発明の第１の可視光波長域と、第２の可視光波長域及び第３の可視光波長域とを区別するために定められた範囲であって、前述の寄与率が相対的に低くなるＲ色、Ｂ色などのピークが含まれず、かつ寄与率が相対的に高くなるＧ色などのピークが含まれるように定められた範囲である。したがって、透過率のピークが波長４８０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の範囲内にあるフィルタを第２のフィルタとして用いることができる。なお、透過率のピークが波長４８０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の範囲外となるフィルタが本発明の第３のフィルタ及び第４のフィルタ（Ｒフィルタ２３Ｒ、Ｂフィルタ２３Ｂ等）となる。
【０２３２】
〔条件（３）〕
条件（３）は、波長５００ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の範囲内での透過率が第３のフィルタ及び第４のフィルタ（Ｒフィルタ２３ＲやＢフィルタ２３Ｂ）の透過率よりも高いことである。この条件（３）においても、フィルタの透過率は例えば分光光度計で測定された値が用いられる。この条件（３）の波長範囲も、本発明の第１の可視光波長域と、第２の可視光波長域及び第３の可視光波長域とを区別するために定められた範囲であって、Ｒ色やＢ色などよりも前述の寄与率が相対的に高くなる色を有するフィルタの透過率が、ＲＢフィルタ２３Ｒ、２３Ｂなどの透過率よりも高くなる範囲である。したがって、透過率が波長５００ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の範囲内で相対的に高いフィルタを第２のフィルタとして用い、透過率が相対的に低いフィルタを第３のフィルタ及び第４のフィルタとして用いることができる。
【０２３３】
〔条件（４）〕
条件（４）は、３原色のうち最も輝度信号に寄与する色（例えばＲＧＢのうちのＧ色）と、この３原色とは異なる色とを含む２色以上のフィルタを、第２のフィルタとして用いることである。この場合には、第２のフィルタの各色以外の色に対応するフィルタが第３のフィルタ及び第４のフィルタとなる。
【０２３４】
なお、第１の可視光波長域、第２の可視光波長域及び第３の可視光波長域が３原色（例えばＲＢＧ）に対応し、カラーフィルタは、３原色に対応するカラーフィルタに加えて、３原色とは異なる色に対応する可視光波長域に対して他の可視光波長域よりも高い透過率を持つカラーフィルタを更に含んでもよい。また、第１の可視光波長域、第２の可視光波長域及び第３の可視光波長域の各々が複数の波長域を含むため、これらの複数の波長域に対応する複数色が第１の可視光波長域、第２の可視光波長域及び第３の可視光波長域の各々に対応するものと扱うこともできる。
【０２３５】
＜複数種類のＧフィルタ＞
したがって、第２のフィルタとしてのＧ色のＧフィルタ２３Ｇは一種類に限定されるものではなく、例えば複数種類のＧフィルタ２３Ｇを第２のフィルタとして用いることもできる。すなわち上述の各実施形態に係るカラーフィルタ（基本配列パターン）のＧフィルタ２３Ｇが、第１Ｇフィルタ２３Ｇ１又は第２Ｇフィルタ２３Ｇ２に適宜置き換えられてもよい。第１Ｇフィルタ２３Ｇ１は第１の波長帯域のＧ光を透過し、第２Ｇフィルタ２３Ｇ２は第１Ｇフィルタ２３Ｇ１と相関の高い第２の波長帯域のＧ光を透過する（図１２参照）。
【０２３６】
第１Ｇフィルタ２３Ｇ１としては、現存のＧフィルタ（例えば第１実施形態のＧフィルタ２３Ｇ）を用いることができる。また、第２Ｇフィルタ２３Ｇ２としては、第１Ｇフィルタ２３Ｇ１と相関の高いフィルタを用いることができる。この場合に、第２Ｇフィルタ２３Ｇ２が配置される受光素子の分光感度曲線のピーク値は、例えば波長５００ｎｍから５３５ｎｍの範囲（現存のＧフィルタが配置される受光素子の分光感度曲線のピーク値の近傍）にあることが望ましい。なお、４色（Ｒ、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ）のカラーフィルタを決定する方法は、例えば特開２００３−２８４０８４号に記載されている方法が用いられる。
【０２３７】
このようにカラー撮像素子により取得される画像の色を４種類とし、取得される色情報を増やすことにより、３種類の色（ＲＧＢ）のみが取得される場合と較べて、より正確に色を表現することができる。すなわち、眼で違うものに見える色は違う色に、同じものに見える色は同じ色にそれぞれ再現すること（「色の判別性」を向上させること）ができる。
【０２３８】
また、カラーフィルタ配列（受光素子）の分光感度特性を示す図１３において、各Ｇフィルタ２３Ｇ１、２３Ｇ２の透過率のピーク（各Ｇ画素の感度のピーク）は波長４８０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の範囲内にある。各Ｇフィルタ２３Ｇ１、２３Ｇ２の透過率は波長５００ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の範囲内で、ＲＢフィルタ２３Ｒ、２３Ｂの透過率よりも高くなる。このため、各Ｇフィルタ２３Ｇ１、２３Ｇ２は前述の条件（２）、（３）も満たしている。
【０２３９】
なお、各Ｇフィルタ２３Ｇ１、２３Ｇ２の配置や個数は適宜変更してもよい。また、Ｇフィルタ２３Ｇの種類を３種類以上に増加してもよい。
【０２４０】
＜透明フィルタ（Ｗフィルタ）＞
透明フィルタ２３Ｗは、透明色のフィルタであり、ホワイトフィルタ等、他の呼称で呼ばれることもある。透明フィルタ２３Ｗは、可視光の波長域に対応する光を透過可能であり、例えばＲＧＢの各色の光（第１の可視光波長域、第２の可視光波長域及び第３の可視光波長域における光）の透過率が５０％以上となるフィルタである。一般には、透明フィルタはＲＧＢの各波長帯域において透過率が高く、実際には透明に近い色特性を有するフィルタであること多い。
【０２４１】
カラーフィルタ配列（受光素子）の分光感度特性を示す図１３において、透明フィルタ２３Ｗの透過率のピーク（白色画素の感度のピーク）は波長４８０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の範囲内にある。また、透明フィルタ２３Ｗの透過率は波長５００ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の範囲内で、ＲＢフィルタ２３Ｒ、２３Ｂの透過率よりも高くなる。
【０２４２】
＜エメラルドフィルタ（Ｅフィルタ）＞
上述の実施形態では、主としてＲＧＢＷ色に対応する色フィルタから成るカラーフィルタが示されているが、これらの色フィルタ（ＲＧＢフィルタ）の一部を他の色フィルタとしてもよく、例えばエメラルドフィルタＥ（第５のフィルタ、エメラルド画素）としてもよい。特に第２のフィルタ（Ｇフィルタ２３Ｇ）の一部に代えてエメラルドフィルタを配置することが好ましい。このようにＧフィルタ２３Ｇの一部をエメラルドフィルタで置き換えた４色のカラーフィルタ配列を用いることで、輝度の高域成分の再現を向上させ、ジャギネスを低減させるとともに、解像度感の向上を可能とすることができる。
【０２４３】
カラーフィルタ配列（受光素子）の分光感度特性を示す図１４において、エメラルドフィルタＥの透過率のピーク（Ｅ画素の感度のピーク）は波長４８０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の範囲内にある。また、エメラルドフィルタＥの透過率は波長５００ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の範囲内で、ＲＢフィルタ２３Ｒ、２３Ｂの透過率よりも高くなる。このため、エメラルドフィルタＥは前述の条件（２）、（３）を満たしている。
【０２４４】
なお、図１４に示した分光特性では、エメラルドフィルタＥがＧフィルタ２３Ｇよりも短波長側にピークを持つが、Ｇフィルタ２３Ｇよりも長波長側にピークを持つ（少し黄色よりの色に見える）場合もある。このようにエメラルドフィルタＥとしては、本発明の各条件を満たすものを選択可能であり、例えば、条件（１）を満たすようなエメラルドフィルタＥを選択することもできる。
【０２４５】
＜他の色の種類＞
上述の各実施形態では、原色ＲＧＢに関するカラーフィルタで構成されるカラーフィルタ配列について説明したが、例えば原色ＲＧＢの補色であるＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）に、Ｇを加えた４色の補色系のカラーフィルタと透明フィルタ２３Ｗとによって構成されるカラーフィルタ配列にも本発明を適用することができる。この場合も上記条件のいずれかを満たすカラーフィルタを本発明の第２のフィルタとし、他のカラーフィルタを第３のフィルタ、第４のフィルタ、及び第５のフィルタとする。
【０２４６】
＜ハニカム配置＞
上記各実施形態の各カラーフィルタ配列は、各色のカラーフィルタが水平方向（Ｈ）及び垂直方向（Ｖ）に２次元配列されてなる基本配列パターンを含み、かつこの基本配列パターンが水平方向（Ｈ）及び垂直方向（Ｖ）に繰り返し配置されてなるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０２４７】
例えば、上述の各実施形態の基本配列パターンを光軸回りに４５°回転させた所謂ハニカム配列状の基本配列パターンを用いて、基本配列パターンを斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）に繰り返し配置してなる配列パターンによってカラーフィルタを構成してもよい。この場合には、斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）が本発明の第１及び第２の方向になり、水平・垂直方向が本発明の第３及び第４の方向となる。
【０２４８】
図１５は、上述の第１実施形態に係る基本配列パターンＰ１をハニカム状に配列したものを基本配列パターンＰ１０とするカラーフィルタ配列を示す。
【０２４９】
＜基本配列パターンを構成する画素数＞
上述の実施形態では、４×４画素に対応する基本配列パターン、６×６画素に対応する基本配列パターン、及び８×８画素に対応する基本配列パターンについて説明したが、基本配列パターンの対応画素数はこれらに限定されるものではない。
【０２５０】
すなわち、カラーフィルタ配列において、「第１の方向に延在する各画素ライン、第２の方向に延在する各画素ライン、及び第１の方向及び第２の方向と斜めを成す第３の方向及び第４の方向の各々に延在する各画素ライン上に、少なくとも１画素分に対応する第１のフィルタ（Ｗフィルタ等）が配置され」、「第１の方向に延在する各画素ライン上及び第２の方向に延在する各画素ライン上に少なくとも１画素に対応する第２のフィルタ（Ｇフィルタ等）が配置され、第３のフィルタ及び第４のフィルタ（Ｒフィルタ、Ｂフィルタ等）の各々は第２のフィルタと隣接し」、「基本配列パターン又はサブ配列において、第１のフィルタ、第２のフィルタ、第３のフィルタ及び第４のフィルタの各々が少なくとも１画素分配置される」のであれば、基本配列パターンの対応画素数は特に限定されない。
【０２５１】
なお、基本配列パターンは他の画素数に対応する配列パターンで配列させてもよいが、基本配列パターンの画素数が増加するとデモザイク処理等の信号処理が複雑化するのに対し、基本配列パターンのサイズを大きくすることによる格別な効果が得られない。したがって、信号処理の複雑化を防止する観点からは、基本配列パターンのサイズは大きすぎない１０×１０画素以下が好ましく、６×６画素や４×４画素に対応する基本配列パターンが信号処理を単純化させる観点からより好ましい。
【０２５２】
なお、本発明のカラー撮像素子のカラーフィルタ配列は上述した実施形態に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。例えば上記各実施形態及び各変形例のカラーフィルタ配列を適宜組み合わせてもよい。
【０２５３】
また上記各実施形態では、デジタルカメラに搭載されるカラー撮像素子について説明したが、例えばスマートフォン、携帯電話機、ＰＤＡなどの撮影機能を有する各種の電子機器（撮像装置）に搭載されるカラー撮像素子についても本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【０２５４】
９…デジタルカメラ、１０…撮影光学系、１２…カラー撮像素子、１４…撮影処理部、１６…画像処理部、１８…駆動部、２０…制御部、２１…画素、２２…カラーフィルタ配列、２３Ｂ…Ｂフィルタ、２３Ｇ…Ｇフィルタ、２３Ｇ１…第１Ｇフィルタ、２３Ｇ２…第２Ｇフィルタ、２３Ｒ…Ｒフィルタ、２３Ｗ…透明フィルタ、２５ａ〜２５ｆ…フィルタ水平列、２７ａ〜２７ｆ…フィルタ垂直列、Ｐ１〜Ｐ１０…基本配列パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年12月26日(2014.12.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６４】
〔特徴（５）〕
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２においても、ＮＷ方向及びＮＥ方向に延在する画素ライン（斜め画素ライン）であって相互に隣接する８つの画素ラインのうち、透明フィルタ２３Ｗは全ての斜め画素ラインに含まれ、Ｇフィルタ２３Ｇは６／８の斜め画素ラインに含まれる。また、Ｒフィルタ２３Ｒ及びＢフィルタ２３Ｂを含む各斜め画素ラインは少なくとも一方に隣接する位置に同色のＲフィルタ２３Ｒ及びＢフィルタ２３Ｂを含む他の斜め画素ラインが配置される。したがって、斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）に延在する近接画素ラインにＲＧＢフィルタ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂはそれぞれ配置されるので、斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）に高周波成分を有する入力像によって発生しうる色モワレ（偽色）を効果的に抑制することができる。特に本例では透明フィルタ２３Ｗが全ての斜め画素ラインに含まれるため、より鮮明な画像データを得ることができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８４】
〔特徴（５）〕
本実施形態に係るカラーフィルタ配列２２においても、ＮＷ方向及びＮＥ方向に延在する画素ライン（斜め画素ライン）であって相互に隣接する８つの画素ラインのうち、透明フィルタ２３Ｗは全ての斜め画素ラインに含まれ、Ｇフィルタ２３Ｇは６／８の斜め画素ラインに含まれる。このように、斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）に延在する近接画素ラインにＲＧＢフィルタ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂはそれぞれ配置されるので、斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）に高周波成分を有する入力像によって発生しうる色モワレ（偽色）を効果的に抑制することができる。特に本例では透明フィルタ２３Ｗが全ての斜め画素ラインに含まれるため、より鮮明な画像データを得ることができる。
【国際調査報告】
2014006931.tif 000020
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