JP2006165037A - 撮像装置及び固体撮像素子の信号処理方法、並びにデジタルカメラ及びその制御方法 - Google Patents
撮像装置及び固体撮像素子の信号処理方法、並びにデジタルカメラ及びその制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006165037A JP2006165037A JP2004349891A JP2004349891A JP2006165037A JP 2006165037 A JP2006165037 A JP 2006165037A JP 2004349891 A JP2004349891 A JP 2004349891A JP 2004349891 A JP2004349891 A JP 2004349891A JP 2006165037 A JP2006165037 A JP 2006165037A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pixel
- signal
- photoelectric conversion
- conversion layer
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims abstract description 174
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 56
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims description 45
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 166
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 92
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims abstract description 43
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 37
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 27
- 238000005375 photometry Methods 0.000 claims description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 5
- 238000004148 unit process Methods 0.000 claims 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 18
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 abstract description 15
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 37
- 239000000463 material Substances 0.000 description 19
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 7
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 7
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- -1 polyphenylene Chemical class 0.000 description 2
- BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N pyrene Chemical compound C1=CC=C2C=CC3=CC=CC4=CC=C1C2=C43 BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- PCCVSPMFGIFTHU-UHFFFAOYSA-N tetracyanoquinodimethane Chemical compound N#CC(C#N)=C1C=CC(=C(C#N)C#N)C=C1 PCCVSPMFGIFTHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- IYDMICQAKLQHLA-UHFFFAOYSA-N 1-phenylnaphthalene Chemical class C1=CC=CC=C1C1=CC=CC2=CC=CC=C12 IYDMICQAKLQHLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GKWLILHTTGWKLQ-UHFFFAOYSA-N 2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxine Chemical class O1CCOC2=CSC=C21 GKWLILHTTGWKLQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GOLORTLGFDVFDW-UHFFFAOYSA-N 3-(1h-benzimidazol-2-yl)-7-(diethylamino)chromen-2-one Chemical compound C1=CC=C2NC(C3=CC4=CC=C(C=C4OC3=O)N(CC)CC)=NC2=C1 GOLORTLGFDVFDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003026 Acene Polymers 0.000 description 1
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 241000579895 Chlorostilbon Species 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004985 Discotic Liquid Crystal Substance Substances 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 description 1
- 229920000265 Polyparaphenylene Chemical class 0.000 description 1
- 229920000292 Polyquinoline Polymers 0.000 description 1
- 239000004990 Smectic liquid crystal Substances 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- XBDYBAVJXHJMNQ-UHFFFAOYSA-N Tetrahydroanthracene Natural products C1=CC=C2C=C(CCCC3)C3=CC2=C1 XBDYBAVJXHJMNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical group C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 150000004996 alkyl benzenes Chemical class 0.000 description 1
- 229940045714 alkyl sulfonate alkylating agent Drugs 0.000 description 1
- 150000008052 alkyl sulfonates Chemical class 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N anthracene Chemical class C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C21 MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- IOJUPLGTWVMSFF-UHFFFAOYSA-N benzothiazole Chemical class C1=CC=C2SC=NC2=C1 IOJUPLGTWVMSFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 229920000547 conjugated polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 125000000118 dimethyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 229910052876 emerald Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010976 emerald Substances 0.000 description 1
- SEACYXSIPDVVMV-UHFFFAOYSA-L eosin Y Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1C1=C2C=C(Br)C(=O)C(Br)=C2OC2=C(Br)C([O-])=C(Br)C=C21 SEACYXSIPDVVMV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 125000005678 ethenylene group Chemical class [H]C([*:1])=C([H])[*:2] 0.000 description 1
- GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N fluoranthrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=C22)=C3C2=CC=CC3=C1 GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RBTKNAXYKSUFRK-UHFFFAOYSA-N heliogen blue Chemical class [Cu].[N-]1C2=C(C=CC=C3)C3=C1N=C([N-]1)C3=CC=CC=C3C1=NC([N-]1)=C(C=CC=C3)C3=C1N=C([N-]1)C3=CC=CC=C3C1=N2 RBTKNAXYKSUFRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- SLIUAWYAILUBJU-UHFFFAOYSA-N pentacene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC4=CC5=CC=CC=C5C=C4C=C3C=C21 SLIUAWYAILUBJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002080 perylenyl group Chemical group C1(=CC=C2C=CC=C3C4=CC=CC5=CC=CC(C1=C23)=C45)* 0.000 description 1
- CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N peryrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=3C2=C2C=CC=3)=C3C2=CC=CC3=C1 CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical class [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical compound N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000553 poly(phenylenevinylene) Chemical class 0.000 description 1
- 229920001197 polyacetylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 1
- 229920000128 polypyrrole Chemical class 0.000 description 1
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 description 1
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N rhodamine B Chemical compound [Cl-].C=12C=CC(=[N+](CC)CC)C=C2OC2=CC(N(CC)CC)=CC=C2C=1C1=CC=CC=C1C(O)=O PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940043267 rhodamine b Drugs 0.000 description 1
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- IFLREYGFSNHWGE-UHFFFAOYSA-N tetracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC4=CC=CC=C4C=C3C=C21 IFLREYGFSNHWGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005580 triphenylene group Chemical group 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
【解決手段】 緑色の波長域の光を吸収して信号電荷を発生するG感光層17と、緑色の波長域とは異なる波長域の光を主に吸収して信号電荷を発生するB感光層19,R感光層21と、G感光層17とB感光層19,R感光層21からの信号電荷に応じて画素信号を生成するときに、G感光層17の1画素に対して、この1画素に対応する位置のB感光層19,R感光層21の対応画素及び該対応画素に隣接する周辺画素の各信号電荷の処理(合算)に応じた値と、G感光層17の1画素の信号電荷に応じた値とに基づいて、上記1画素の位置に対する画素信号を生成するようにした。
【選択図】 図1
Description
(1) 複数の画素を有する光電変換層を複数層使用し、これら光電変換層の各画素から各々の信号電荷を画素信号として読み出す固体撮像素子を備えた撮像装置であって、緑色の波長域の光を吸収して信号電荷を発生する第1光電変換層と、前記緑色の波長域とは異なる波長域の光を主に吸収して信号電荷を発生する少なくとも1層の第2光電変換層と、前記第1光電変換層と前記第2光電変換層からの信号電荷に応じて画素信号を生成する画素信号生成手段とを具備し、前記画素信号生成手段が、前記第1光電変換層の1画素に対して、この1画素に対応する位置の前記第2光電変換層の対応画素及び該対応画素に隣接する周辺画素の各信号電荷の処理に応じた値と、前記第1光電変換層の前記1画素の信号電荷に応じた値とに基づいて、前記1画素の位置に対する画素信号を生成することを特徴とする撮像装置。
図1は、本発明の固体撮像装置の一実施形態に係る多層構造の固体撮像素子における1画素分の断面模式図である。この実施形態では、光電変換層を3層積層して、赤色(R),緑色(G),青色(B)の3原色に対応する電気信号を取り出す構成、即ち、カラー画像を撮像する構成になっているが、さらに、これ以外の色(例えば中間色であるエメラルド色GB)に対応する光電変換層を追加して、色再現性を向上した構成としてもよい。
光電変換部15は、G光を吸収してG信号電荷を発生するG光光電変換層17(以降はG感光層と称する)、B光を吸収してB信号電荷を発生するB光光電変換層19(以降はB感光層と称する)、R光を吸収してR信号電荷を発生するR光光電変換層21(以降R感光層と称する)で構成され、各感光層17,19,21は、透明電極23g、23b、23rと透明対向電極25g,25b,25rとの間に挟まれている。
また、G感光層17はR(赤)光とB(青)光を透過し、B感光層19はG光とR光を透過し、R感光層21はB光とG光を透過する。これにより、各感光層17,19,21が積層された状態でも、感光層自体に起因して下層側の感光層への光到達量が減少することはない。
固体撮像素子100は、上述の光電変換部15が水平・垂直方向に複数配列されてなり、入射光量に応じて各光電変換部15に蓄積される信号電荷を、光電変換部15の下層に配置した垂直転送路31g,31b,31rに送り、送り出した信号電荷を垂直転送路31g,31b,31rによって順次転送して水平転送路35に送り、さらに水平転送路35によって順次転送してフローティングディフィージョンアンプ37に送り、画素信号を出力する。出力された画素信号は、アナログ信号処理部39で所定のアナログ信号処理が施され、A/D変換部41でデジタル信号に変換された後、デジタル信号処理部43等に送られる。ここで、垂直転送路31g,31b,31rと水平転送路35による信号電荷の転送は、撮像素子駆動部45からの駆動信号によりなされる。なお、光電変換部15の配列パターンは、図示のような正方格子配列の他、この正方格子配列を45゜回転させた配列パターンとしてもよい。
図3は固体撮像素子の画素を模式的に示した説明図である。
G感光層17、B感光層19、R感光層21の3層構造である固体撮像素子100は、例えば3×3画素分の画素領域を各層毎に示すと、3×3の画素領域が上下方法に重なった画素配列を呈する。
そこで、本発明においては、人間の視覚解像度特性がG光の波長域に対しては高く、B光、R光の波長域に対しては低いことを利用して、G光に対しては通常通りに1画素単位で画素信号を生成し、B光とR光に対しては、B感光層19とR感光層21の画素からの信号電荷を複数画素で合算してS/Nを高めて画素信号を生成するようにしている。
この方法では、B画素とR画素に対しては、生成する画像がボケを生じることとなるが、人間の視覚解像度特性は、元々RやBに対しては低いので、B画素とR画素に対してそれぞれ画素同士を合算しても実質的に画質が劣化することは殆どない。つまり、視覚的な色解像度やS/Nを下げることなく、撮影対象が低輝度であっても良好な光検出が可能となる。
以下の処理は、図2におけるデジタル信号処理部43によりなされる。
いま、水平方向位置をm、垂直方向位置をnで表し、画素(m,n)の位置に対する画素加算の手順を説明する。ここでは、G信号は画素加算なし、B信号及びR信号は、隣接8画素を中心画素に加算する処理を行う。
画素加算処理後のG信号をG(m,n)、画素加算処理後のB信号をB(m,n)、画素加算処理後のR信号をR(m,n)として、具体的な処理内容を(1)〜(3)式に示した。
G(m,n)信号=g(m,n) ・・・(1)
B(m,n)信号=
k(-1,1)×b(m-1,n-1)+k(0,1)×b(m,n-1)+k(1,1)×b(m+1,n-1)
+k(-1,0)×b(m-1,n) +k(0,0)×b(m,n) +k(1,0)×b(m+1,n)
+k(-1,-1)×b(m-1,n+1)+k(0,-1)×b(m,n+1)+k(1,-1)×b(m+1,n+1)
・・・(2)
R(m,n)信号=
k(-1,1)×r(m-1,n-1)+k(0,1)×r(m,n-1)+k(1,1)×r(m+1,n-1)
+k(-1,0)×r(m-1,n) +k(0,0)×r(m,n) +k(1,0)×r(m+1,n)
+k(-1,-1)×r(m-1,n+1)+k(0,-1)×r(m,n+1)+k(1,-1)×r(m+1,n+1)
・・・(3)
但し、
g(m,n):画素加算処理前のG信号
b(m,n):画素加算処理前のB信号
r(m,n):画素加算処理前のR信号
k:重み係数
である。
図6(a)の左側に示す画素(m,n)に対するG信号をG(m,n)信号として表すと、B(m,n)信号及びR(m,n)信号は、図6(b)、(c)に示すように、G画素(m,n)に対応する対応画素(m,n)と、この対応画素(m,n)に隣接する周辺画素とを画素加算した信号となる。そして、処理対象点である画素(m,n)を水平方向隣(図中右側)に移動して、画素(m+1,n)に対する画素信号を求めるには、G信号では、図6(a)の右側に示すG(m+1,n)信号となる。また、B信号、R信号では、図6(b)、(c)の右側に示すように、対応画素(m+1,n)と、この対応画素(m+1,n)に隣接する周辺画素とを画素加算した信号となる。このようにして、処理対象点を水平方向、垂直方向に移動させていくことで、画面全体の画素加算処理を行う。
なお、加算する画素数が多いほど、色信号のS/Nが向上するが、その一方で色解像度が低下する。つまり、加算する隣接画素数は、色信号のS/Nと色解像度のトレードオフとなる。また、マスクパターンは3×3画素を例示しているが、これに限らず更に大きなサイズであってもよい。そして、本構成ではデジタル信号処理部43が重み付け手段として機能して、最適な重み係数が記憶されている。
このようなCMOSイメージセンサでも上述のCCDイメージセンサと同様の処理が行え、同様の作用効果が得られる。
本実施形態における各画素の信号電荷の合算は、図2におけるアナログ信号処理部39によりなされる。
ここでは、フローティングディフィージョンアンプ37から出力されてくるアナログ信号のうち、B信号とR信号に対して、信号電荷に応じたアナログ信号を増幅(或いは減衰)させて、所定の画素同士を加算することに相当する画素加算処理を行う。また、信号増幅する以外にも、出力されたアナログ信号をローパスフィルタLPFを通過させて、平均化することでもよい。この方法ではアナログ回路をより簡単な構成にできる。
本実施形態における画素の信号電荷の合算は、感光層の各画素に蓄積される信号電荷を混合する電荷混合によるものである。
この場合にはCCDイメージセンサが用いられる。電荷混合の手法としては、前述した画素信号の加算を固体撮像素子100内で電荷読み出しの際の電荷移送ライン(垂直転送路31g,31b,31r、水平転送路35)での混合等が挙げられる。また場合によっては、水平転送路35に電荷の蓄積部を介装して、この蓄積部で混合することもできる。つまり、電荷読み出し方法としては、ラインアドレス(line address)型、フレーム転送(frame transfer)型やインターライン転送(interline transfer)型、フレームインターライン転送(frame interline transfer)型等のいずれの方式であってもよい。
このように、G信号に対しては、画素単位で各画像信号を生成し、B信号、R信号に対しては、3×3のブロック内の画素に対して電荷混合を行い、その結果をブロック内の画素に対して共通に用いて画素信号を生成している。
図8に本実施形態に係る撮像装置の一例としての構成図を示した。
本実施形態の撮像装置300は、所謂、デジタルカメラであって、静止画撮影と動画撮影とを可能に構成している。以下に撮像装置300の構成を説明する。
撮像装置300は、固体撮像素子100とレンズや絞り等の光学系を搭載した撮像部71、アナログ信号処理部39、A/D変換部41、撮像素子駆動部45と光学系駆動部73を有する駆動部75、デジタル信号処理部43、記録メディア77を着脱可能に備える記録部79、撮像画像の輝度情報を抽出して積分することにより測光を行う測光手段としての測光部81、表示部83、内部メモリ85、各部を制御するシステム制御部87、システム制御部87に必要情報を入力する操作部89を含んで構成される。
測光部81は、予め設定された検出範囲に対応する撮像画像の輝度を抽出して積分することにより測光を行い、この測光によって取得した検出値をシステム制御部87に送信する。システム制御部87は、この検出値に基づいて、露光時間T(電荷蓄積時間)と絞り値等を算出し駆動部75に送信する。
本実施形態の撮像装置300は、設定された撮影モードに応じて前述した各実施形態の画素加算又は電荷混合の処理を選択的に実施することができる。なお、ここでは第1実施形態で説明した画素加算を例にとり説明する。
図9は撮影モードに応じて画素加算を行う手順を示すフローチャートである。
図9に沿って手順を説明すると、まず、操作部89からの入力によりシステム制御部87において撮影モードを設定する(ステップ11、以降はS11と略記する)。次に、設定された撮影モードが高感度撮影モードであるか判定する(S12)。例えば、夜景撮影モードが選択された場合やストロボ撮影時では高感度撮影モードとなっている。その他、全自動撮影モードにおいては、測光部81によって撮影対象が輝度の低いと判定された場合に、撮影条件が自動的に高感度設定に変更される。この場合も高感度撮影モードが選択されたものとする。
ここでの撮像装置300は、静止画撮影モードか動画撮影モードかに応じて、前述した各実施形態の画素加算又は電荷混合の処理を選択的に実施するものである。動画撮影モードでは、高速駆動が可能な電荷混合を例に取り説明する。
図10は撮影モードに応じて電荷混合を行う手順を示すフローチャートである。
図10に沿って説明すると、まず、操作部89からの入力によりシステム制御部87において撮影モードを設定する(S21)。次に、設定された撮影モードが動画撮影モードであるか判定する(S22)。
11 Pウェル層
13 転送路層
15 光電変換部
17 G感光層
19 B感光層
21 R感光層
23r,23g,23b 透明電極
25r,25g,25b 透明対向電極
27r,27g,27b コンタクト電極
29r,29g,29b 信号電荷蓄積ダイオード
30 回路層
31r,31g,31b 垂直転送路
33 絶縁・遮光膜
35 水平転送路
37 フローティングディフィージョンアンプ
39 アナログ信号処理部
41 A/D変換部
43 デジタル信号処理部
51 垂直アドレス回路
53 光電変換部
55 電荷検出増幅アンプ
57 単位セル
59 ノイズキャンセラ
61 水平アドレス回路
63 水平読み出し回路
65 垂直信号線
71 撮像部
73 光学系駆動部
75 駆動部
77 記録メディア
79 記録部
81 測光部
100 固体撮像素子
200,300 撮像装置
Claims (27)
- 複数の画素を有する光電変換層を複数層使用し、これら光電変換層の各画素から各々の信号電荷を画素信号として読み出す固体撮像素子を備えた撮像装置であって、
緑色の波長域の光を吸収して信号電荷を発生する第1光電変換層と、
前記緑色の波長域とは異なる波長域の光を主に吸収して信号電荷を発生する少なくとも1層の第2光電変換層と、
前記第1光電変換層と前記第2光電変換層からの信号電荷に応じて画素信号を生成する画素信号生成手段とを具備し、
前記画素信号生成手段が、前記第1光電変換層の1画素に対して、この1画素に対応する位置の前記第2光電変換層の対応画素及び該対応画素に隣接する周辺画素の各信号電荷の処理に応じた値と、前記第1光電変換層の前記1画素の信号電荷に応じた値とに基づいて、前記1画素の位置に対する画素信号を生成することを特徴とする撮像装置。 - 前記第1受光層と前記少なくとも1層の第2受光層とが積層されてなり、前記第1受光層が、光入射側に配置されて前記緑色の波長域以外の光を透過することを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
- 複数の画素を有する光電変換層が複数積層され、これら光電変換層の各画素から各々の信号電荷を読み出す多層構造の固体撮像素子を備えた撮像装置であって、
光入射側となる最上層に配置され、G(緑)光を吸収して該G光の光量に対応するG信号電荷を発生し、R(赤)光とB(青)光を透過するG光光電変換層と、
B光を吸収して該B光の光量に対応するB信号電荷を発生し、R光を透過するB光光電変換層と、
R光を吸収して該R光の光量に対応するR信号電荷を発生するR光光電変換層と、
前記G光光電変換層、B光光電変換層、R光光電変換層の各層の画素からの信号電荷をそれぞれ読み出して画素信号を生成する信号処理部と、を具備し、
前記信号処理部が、前記G光光電変換層の1画素に対して、この1画素に対応する位置における他の光電変換層の対応画素及び該対応画素に隣接する周辺画素の各信号電荷の処理に応じた値と、前記G光光電変換層の前記1画素の信号電荷に応じた値とに基づいて、前記1画素の位置に対する画素信号を生成することを特徴とする撮像装置。 - 前記他の光電変換層が、B光光電変換層を含むことを特徴とする請求項3記載の撮像装置。
- 前記他の光電変換層が、R光光電変換層を含むことを特徴とする請求項3又は請求項4記載の撮像装置。
- 前記信号電荷の処理が、前記光電変換層の各画素に蓄積される電荷を混合する処理であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項記載の撮像装置。
- 前記信号電荷の処理が、前記光電変換層の各画素の信号電荷に基づいて生成した画素信号を加算する処理であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項記載の撮像装置。
- 前記画素信号をアナログ信号処理により加算するアナログ回路を備えたことを特徴とする請求項7記載の撮像装置。
- 前記画素信号を通過させるローパスフィルタを備えたことを特徴とする請求項7又は請求項8記載の撮像装置。
- 前記画素信号をデジタル信号処理により加算するデジタル回路を備えたことを特徴とする請求項7記載の撮像装置。
- 前記信号電荷の処理において、処理対象とする画素に対する相対画素位置に応じて重み付けを行う重み付け手段を備えたことを特徴とする請求項6〜請求項10のいずれか1項記載の撮像装置。
- 被写体の明るさを検出する測光手段と、
前記測光手段による明るさの検出結果に応じて前記重み係数を設定する重み係数設定手段とを備えたことを特徴とする請求項11記載の撮像装置。 - 高感度撮影と通常撮影のいずれかの撮影モードを設定する撮影モード設定手段と、
前記撮影モード設定手段により設定された撮影モードに応じて前記重み係数を設定する重み係数設定手段とを備えたことを特徴とする請求項11記載の撮像装置。 - 静止画撮影と動画撮影のいずれかの撮影モードを設定する撮影モード設定手段と、
前記撮影モード設定手段により設定された撮影モードに応じて前記重み係数を設定する重み係数設定手段とを備えたことを特徴とする請求項11記載の撮像装置。 - 請求項1〜請求項14のいずれか1項記載の撮像装置を用いて、撮像することを特徴とするデジタルカメラ。
- 複数の画素を有する光電変換層を複数層使用し、これら光電変換層の各画素から各々の信号電荷を画素信号として読み出す固体撮像素子であって、緑色の波長域の光を吸収して信号電荷を発生する第1光電変換層と、前記緑色の波長域とは異なる波長域の光を主に吸収して信号電荷を発生する少なくとも1層の第2光電変換層を有した固体撮像素子を用い、多色の画素信号を生成する固体撮像素子の信号処理方法であって、
前記第1光電変換層の1画素の信号電荷と、この1画素に対応する位置の前記第2光電変換層の対応画素及び該対応画素に隣接する周辺画素の各信号電荷とをそれぞれ読み出し、
前記第1光電変換層の1画素の信号電荷に応じた値と、前記第2光電変換層の前記対応画素及び前記周辺画素の各信号電荷に応じた値とに基づいて、前記1画素に対する多色の画素信号を生成することを、全画素位置に対して行うことを特徴とする固体撮像素子の信号処理方法。 - 複数の画素を有する光電変換層が積層され、これら光電変換層の各画素からの信号電荷を読み出して多色の画素信号を生成する多層構造の固体撮像素子の信号処理方法であって、
光入射側となる最上層に配置され、G(緑)光を吸収して該G光の光量に対応するG信号電荷を発生するG光光電変換層と、B(青)光を吸収して該B光の光量に対応するB信号電荷を発生するB光光電変換層と、R(赤)光を吸収して該R光の光量に対応するR信号電荷を発生するR光光電変換層とを有する固体撮像素子を用い、
前記G光光電変換層の1画素の信号電荷と、この1画素に対応する位置の他の光光電変換層の対応画素及び該対応画素に隣接する周辺画素の各信号電荷とをそれぞれ読み出し、
前記G光光電変換層の1画素の信号電荷に応じた値と、前記他の光電変換層の前記対応画素及び前記周辺画素の各信号電荷に応じた値とに基づいて、前記1画素に対する多色の画素信号を生成することを、全画素位置に対して行うことを特徴とする固体撮像素子の信号処理方法。 - 前記信号電荷の処理が、2次元配列された前記G光光電変換層の画素G(m,n)(但し、m,nは整数)に対して、この画素G(m,n)の位置に対応する前記B光光電変換層の対応画素B(m,n)及び周辺画素B(m+a,n+b)(但し、a,bは正又は負の整数)の各信号電荷を最終的に合算する処理を含むことを特徴とする請求項17記載の固体撮像素子の信号処理方法。
- 前記信号電荷の処理が、2次元配列された前記G光光電変換層の画素G(m,n)(但し、m,nは整数)の画素位置に対して、このG(m,n)の位置に対応する前記R光光電変換層の対応画素R(m,n)及び周辺画素R(m+a,n+b)(但し、a,bは正又は負の整数)の各信号電荷を最終的に合算する処理を含むことを特徴とする請求項17又は請求項18記載の固体撮像素子の信号処理方法。
- 前記信号電荷を合算する処理が、前記光電変換層の各画素に蓄積される電荷を混合する処理であることを特徴とする請求項17〜請求項19のいずれか1項記載の固体撮像素子の信号処理方法。
- 前記信号電荷を合算する処理が、前記光電変換層の各画素の信号電荷に基づいて生成した画素信号を加算する処理であることを特徴とする請求項17〜請求項19のいずれか1項記載の固体撮像素子の信号処理方法。
- 前記信号電荷の処理が、前記対応画素と前記周辺画素のそれぞれに対して、画素位置に応じた重み係数を乗じる処理を含むことを特徴とする請求項17〜請求項21のいずれか1項記載の固体撮像素子の信号処理方法。
- 前記重み係数を、撮影用途に応じて設定することを特徴とする請求項22記載の固体撮像素子の信号処理方法。
- 前記重み係数を、前記対応画素に対しては大きく、前記周辺画素に対しては小さく設定することを特徴とする請求項22又は請求項23記載の固体撮像素子の信号処理方法。
- 前記重み係数が、撮影対象の輝度が高いほど前記対応画素の重み係数を前記周辺画素の重み係数より大きく設定し、撮影対象の輝度が低いほど前記対応画素の重み係数と前記周辺画素の重み係数との差を小さく設定することを特徴とする請求項22又は請求項23記載の固体撮像素子の信号処理方法。
- 前記重み係数が、静止画撮影の場合に前記対応画素の重み係数を前記周辺画素の重み係数より大きく設定し、動画撮影の場合に前記対応画素の重み係数と前記周辺画素の重み係数との差を小さく設定することを特徴とする請求項22又は請求項23記載の固体撮像素子の信号処理方法。
- 請求項16〜請求項26のいずれか1項記載の固体撮像素子の信号処理方法を用いて撮像することを特徴とするデジタルカメラの制御方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004349891A JP4815124B2 (ja) | 2004-12-02 | 2004-12-02 | 撮像装置及び固体撮像素子の信号処理方法、並びにデジタルカメラ及びその制御方法 |
US11/292,349 US20060119724A1 (en) | 2004-12-02 | 2005-12-02 | Imaging device, signal processing method on solid-state imaging element, digital camera and controlling method therefor and color image data generating method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004349891A JP4815124B2 (ja) | 2004-12-02 | 2004-12-02 | 撮像装置及び固体撮像素子の信号処理方法、並びにデジタルカメラ及びその制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006165037A true JP2006165037A (ja) | 2006-06-22 |
JP4815124B2 JP4815124B2 (ja) | 2011-11-16 |
Family
ID=36666734
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004349891A Expired - Fee Related JP4815124B2 (ja) | 2004-12-02 | 2004-12-02 | 撮像装置及び固体撮像素子の信号処理方法、並びにデジタルカメラ及びその制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4815124B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011187725A (ja) * | 2010-03-09 | 2011-09-22 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
JP2014007549A (ja) * | 2012-06-25 | 2014-01-16 | Sony Corp | 固体撮像装置およびその制御方法、並びに、電子機器 |
JP2014236226A (ja) * | 2013-05-30 | 2014-12-15 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置および画像処理方法 |
JPWO2015119039A1 (ja) * | 2014-02-05 | 2017-03-23 | 東レ株式会社 | 光電変換素子およびイメージセンサ |
CN114125240A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-01 | 维沃移动通信有限公司 | 图像传感器、摄像模组、电子设备及拍摄方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003332551A (ja) * | 2002-05-08 | 2003-11-21 | Canon Inc | カラー撮像素子及びカラー受光素子 |
JP2004273952A (ja) * | 2003-03-11 | 2004-09-30 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | Ccd型カラー固体撮像装置 |
JP2004335626A (ja) * | 2003-05-06 | 2004-11-25 | Sony Corp | 固体撮像素子 |
-
2004
- 2004-12-02 JP JP2004349891A patent/JP4815124B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003332551A (ja) * | 2002-05-08 | 2003-11-21 | Canon Inc | カラー撮像素子及びカラー受光素子 |
JP2004273952A (ja) * | 2003-03-11 | 2004-09-30 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | Ccd型カラー固体撮像装置 |
JP2004335626A (ja) * | 2003-05-06 | 2004-11-25 | Sony Corp | 固体撮像素子 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011187725A (ja) * | 2010-03-09 | 2011-09-22 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
US8481908B2 (en) | 2010-03-09 | 2013-07-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid-state imaging device |
JP2014007549A (ja) * | 2012-06-25 | 2014-01-16 | Sony Corp | 固体撮像装置およびその制御方法、並びに、電子機器 |
JP2014236226A (ja) * | 2013-05-30 | 2014-12-15 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置および画像処理方法 |
JPWO2015119039A1 (ja) * | 2014-02-05 | 2017-03-23 | 東レ株式会社 | 光電変換素子およびイメージセンサ |
CN114125240A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-01 | 维沃移动通信有限公司 | 图像传感器、摄像模组、电子设备及拍摄方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4815124B2 (ja) | 2011-11-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11706535B2 (en) | Digital cameras with direct luminance and chrominance detection | |
US20060119724A1 (en) | Imaging device, signal processing method on solid-state imaging element, digital camera and controlling method therefor and color image data generating method | |
US7663682B2 (en) | Variable sensitivity imaging device including a voltage applying section, and imaging apparatus including the same | |
US7667755B2 (en) | Variable sensitivity imaging device including a pulse voltage applying section, and imaging apparatus including the same | |
KR101863366B1 (ko) | 고체 촬상 장치 및 그 구동 방법 및 전자 기기 | |
JP4536072B2 (ja) | 撮像装置 | |
KR100827238B1 (ko) | 고화질 영상을 위한 영상 표시 방법 및 장치 | |
RU2490715C1 (ru) | Устройство захвата изображения | |
KR20100056968A (ko) | 고체 촬상 장치 및 촬상 장치 | |
US9918027B2 (en) | Solid-state imaging device and electronic apparatus | |
JP2009049525A (ja) | 撮像装置及び信号処理方法 | |
JP4815124B2 (ja) | 撮像装置及び固体撮像素子の信号処理方法、並びにデジタルカメラ及びその制御方法 | |
JP2009005061A (ja) | 固体撮像素子およびそれを用いる撮像装置 | |
JP2019097058A (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器 | |
JP2009049524A (ja) | 撮像装置及び信号処理方法 | |
JP7525586B2 (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器 | |
JP7496406B1 (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器 | |
TW202428038A (zh) | 固體攝像裝置、固體攝像裝置的製造方法、以及電子機器 | |
US20240259710A1 (en) | Image sensor element and imaging device | |
US7456869B2 (en) | Imaging device and imaging device adjusting method | |
KR20230055626A (ko) | 촬영 장치 | |
TW202402039A (zh) | 固態攝像裝置、固態攝像裝置的製造方法、以及電子機器 | |
JP2024089273A (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器 | |
JP2012178765A (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法、及びカメラシステム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060327 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20061124 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070621 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20071108 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20071115 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20071122 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110614 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20110705 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110712 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110802 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110829 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140902 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |