JP2007028080A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】点滅信号を読み取る動作に影響されずに画像を撮像することができるようにする。
【解決手段】 輝度信号を出力する画素４３Ｗの周囲に、カラー画像信号を出力する画素４３Ｇ，４３Ｒ，４３Ｂを配置する。画素４３Ｗは、画素４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂに対して縦方向と横方向のそれぞれに半画素分ずらして配置する。カラー画像信号を出力する画素４３Ｇ，４３Ｒ，４３ＢはＶデコーダ８１とＨデコーダ７１により駆動される。輝度信号を出力する画素４３ＷはＶデコーダ１０１とＨデコーダ９３により、画素４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂより高速に駆動される。本発明は撮像装置に適用することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は撮像装置に関し、特に、点滅信号を読み取る動作に影響されずに、画像を撮像することができるようにした撮像装置に関する。

本出願人は、LED（Light Emitting Diode）を点滅させてコード化された信号が送信されている場合において、このLEDを撮像素子により撮像し、撮像して得られた画像からLEDの点滅信号を復号する装置に用いられる撮像素子について先に提案した（例えば特許文献１）。

これにより１つの撮像素子によりLEDの光の検出と画像の取得の両方が可能となるため、光通信により得られた情報を撮像画像に重ねて表示することが可能となる。このような使い方をすることにより、さまざまなアプリケーションへの展開が期待される。

特開２００３−１６９２５１号公報

しかしながら先の提案においては、光検出のモードと画像取得のモードが切り替えられる。すなわちLEDの点滅信号を検出する場合には、画像取得が行われず、LEDの点滅信号の取得処理が完了した後、画像の取得処理が行われる。

従って点滅信号を検出している期間の画像が欠落してしまい、得られた画像が不自然な画像となってしまう問題があった。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、画像を撮像することができるようにするものである。特に本発明は、点滅信号を読み取る動作に影響されずに、画像を撮像することができるようにするものである。

本発明の一側面は、被写体からの光に対応する信号を出力する複数個の第１の画素と、
被写体からの光に対応する信号を出力する、前記第１の画素に対して縦方向または横方向のうちの少なくとも一方の方向に位相的にずれて配置されている複数個の第２の画素と、
前記第１の画素を第１の速度で駆動するとともに、前記第２の画素を前記第１の速度と異なる第２の速度で駆動する駆動手段と
を備える撮像装置である。

前記第１の画素は、被写体の色に対応するカラー信号を出力し、
前記第２の画素は、被写体の輝度に対応する輝度信号を出力し、
前記駆動手段は、前記第１の画素を前記第１の速度で駆動し、前記第２の画素を前記第１の速度より速い前記第２の速度で駆動することができる。

前記第１の画素には、赤、緑、または青の波長帯域の成分の光だけを通過するカラーフィルタが配置されており、
前記第２の画素には、前記カラーフィルタが配置されていないことができる。

前記第２の画素の前記第１の画素に対する位相的なずれは半画素分であることができる。

前記第１の画素と前記第２の画素は、それぞれの辺が斜め４５度の方向に平行に配置されていることができる。

１個の赤の前記第１の画素、２個の緑の前記第１の画素、および１個の青の前記第１の画素に囲まれた位置に、１個の前記第２の画素が配置されていることができる。

前記第２の画素は前記第１の画素より面積が小さく形成されていることができる。

前記第１の画素と前記第２の画素は、それぞれの辺が横または縦の方向に平行に配置されていることができる。

緑の前記第１の画素と赤の前記第１の画素が交互に配置されている第１の行と、
青の前記第１の画素と緑の前記第１の画素が交互に配置されている第２の行と、
前記第２の画素が前記第１の画素に対して半画素分だけ横方向にずれて配置されている第３の行とを備え、
前記第３の行が前記第１の行と前記第２の行の間に配置されていることができる。

緑の前記第１の画素と赤の前記第１の画素が交互に配置されている第１の列と、
青の前記第１の画素と緑の前記第１の画素が交互に配置されている第２の列と、
前記第２の画素が前記第１の画素に対して半画素分だけ縦方向にずれて配置されている第３の列とを備え、
前記第３の列が前記第１の列と前記第２の列の間に配置されていることができる。

本発明の一側面においては、複数個の第１の画素と、第１の画素に対して縦方向または横方向のうちの少なくとも一方の方向に位相的にずれて配置されている複数個の第２の画素が、異なる速度で駆動される。

以上のように、本発明の一側面によれば、画像を撮像することができる。特に本発明の一側面によれば、点滅信号を読み取る動作に影響されずに、画像を撮像することができる。

以下に本発明の実施の形態を説明するが、本発明の構成要件と、発明の詳細な説明に記載の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本発明をサポートする実施の形態が、発明の詳細な説明に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の詳細な説明中には記載されているが、本発明の構成要件に対応する実施の形態として、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。

本発明の一側面は、
被写体からの光に対応する信号を出力する複数個の第１の画素（例えば、図５の画素４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂ）と、
被写体からの光に対応する信号を出力する、前記第１の画素に対して縦方向または横方向のうちの少なくとも一方の方向に位相的にずれて配置されている複数個の第２の画素（例えば、図５の画素４３Ｗ）と、
前記第１の画素を第１の速度で駆動するとともに、前記第２の画素を前記第１の速度と異なる第２の速度で駆動する駆動手段（例えば、図５のＶデコーダ８１，１０１）と
を備える撮像装置（例えば、図１の携帯端末１）である。

前記第１の画素は、被写体の色に対応するカラー信号（例えば、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）を出力し、
前記第２の画素は、被写体の輝度に対応する輝度信号（例えばＹ信号）を出力し、
前記駆動手段は、前記第１の画素を前記第１の速度で駆動し（例えば、図５のＶデコーダ８１による駆動）、前記第２の画素を前記第１の速度より速い前記第２の速度で駆動することができる（例えば、図５のＶデコーダ１０１による駆動）。

前記第１の画素と前記第２の画素は、それぞれの辺が斜め４５度の方向に平行に配置させることができる（例えば、図５と図１１の配列）。

１個の赤の前記第１の画素、２個の緑の前記第１の画素、および１個の青の前記第１の画素に囲まれた位置に、１個の前記第２の画素が配置させることができる（例えば、図５と図１１の画素４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂの配置）。

前記第２の画素は前記第１の画素より面積が小さく形成することができる（例えば、図１１の画素の配列）。

前記第１の画素と前記第２の画素は、それぞれの辺が横または縦の方向に平行に配置させることができる（例えば、図１２と図１３の配列）。

緑の前記第１の画素と赤の前記第１の画素が交互に配置されている第１の行（例えば、図１２の画素４３Ｇ，４３Ｒを含む行）と、
青の前記第１の画素と緑の前記第１の画素が交互に配置されている第２の行（例えば、図１２の画素４３Ｂ，４３Ｇを含む行）と、
前記第２の画素が前記第１の画素に対して半画素分だけ横方向にずれて配置されている第３の行（例えば、図１２の画素４３Ｗを含む行）とを備え、
前記第３の行が前記第１の行と前記第２の行の間に配置されていることができる。

緑の前記第１の画素と赤の前記第１の画素が交互に配置されている第１の列（例えば、図１３の画素４３Ｇ，４３Ｒを含む列）と、
青の前記第１の画素と緑の前記第１の画素が交互に配置されている第２の列（例えば、図１３の画素４３Ｂ，４３Ｇを含む列）と、
前記第２の画素が前記第１の画素に対して半画素分だけ縦方向にずれて配置されている第３の列（例えば、図１３の画素４３Ｗを含む列）とを備え、
前記第３の列が前記第１の列と前記第２の列の間に配置されていることができる。

以下、図を参照して本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の実施の形態としての携帯端末１の構成を示している。この携帯端末１は、カメラ部１１を有している。このカメラ部１１は被写体の画像を撮像する。DSP（Digital Signal Processor）１２は、カメラ部１１により撮像された画像信号を取得し、これを処理して表示部１３に出力し、表示させる。表示部１３は、例えばLCD（Liquid Crystal Display）などにより構成される。

制御部１５は、例えばマイクロコンピュータなどにより構成され、入力部１４より入力されるユーザの指示に基づいて各部を制御する。入力部１４は各種のスイッチやボタンなどにより構成される。

図２は携帯端末１の使用の原理を表している。同図に示されるようにオブジェクト５１−１はLED５２−１を有し、オブジェクト５１−２はLED５２−２を有している。LED５２−１，５２−２は、例えば、図３に示されるように、論理０に対応して、光のオフ状態からオン状態に遷移する立ち上がりエッジを出力し、論理１に対応して光の点灯状態からオフ状態に遷移する立ち下がりエッジを出力するマンチェスタ符号化処理によりデータを符号化する。これにより、「０１００１１」のデータ列は、図４に示されるように出力されている。

携帯端末１のカメラ部１１は、レンズ４１とイメージセンサ４２を内蔵している。カメラ部１１が例えばLED５２−１，５２−２を撮像すると、それらより出力された点滅信号がレンズ４１によりイメージセンサ４２上の画素４３に結像する。従って、画素４３上の光の変化を分析することで、LED５２−１，５２−２が出力するマンチェスタ符号化によるデータ列を復号することができる。

図５はイメージセンサ４２の平面的構成を表している。同図にされるように、このイメージセンサ４２は被写体の色に対応するカラー信号を出力する画素４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂと、被写体の輝度に対応する輝度信号Ｙを出力する画素４３Ｗとにより構成されている。画素４３Ｒの上面には赤の光の波長帯域の成分のみを通過するカラーフィルタが配置されている。画素４３Ｂの上面には青の波長帯域の光のみを通過するカラーフィルタが配置されている。画素４３Ｇには緑の波長帯域の成分の光のみを通過するカラーフィルタが配置されている。これにより、画素４３Ｒ，４３Ｂ，４３Ｇはそれぞれ被写体の色に対応するカラー信号を出力する。

それに対して画素４３Ｗには、このようなカラーフィルタが配置されていない。その結果、すべての波長帯域の光が、この画素４３Ｗに入射され、その光の輝度に対応する輝度信号が出力されることになる。

各画素４３は、各辺が右４５度斜め方向または左４５度斜め方向に平行になるように配置されている。そしてこの実施の形態の場合、１個の画素の面積の大きさはすべて同一とされる。そして１個の画素４３Ｗの４つの隣接する方向のうち、第１の方向とその逆の第３の方向に、２個の緑の画素４３Ｇが、第２の方向に１個の赤の画素４３Ｒが、そして第４の方向に１個の青の画素４３Ｂが、それぞれ配置される。換言すれば、これによりベイヤマトリクスの配列が確保されることになる。その結果、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色信号の割合として適切な割合の信号を得ることが可能となる。

また画素４３Ｗは、画素４３Ｒ，４３Ｇ、並びに画素４３Ｂ，４３Ｇに対して横方向に半画素分だけ位相的にずれて配置されるとともに、縦方向にも半画素分だけずれて配置されている。これにより、カラー信号を横方向に読み出すための信号線SEL１_１乃至SEL１_４と平行に、輝度信号を独立に横方向に読み出す線SEL２_１乃至SEL２_３を形成することができる。

同様に、画素４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂからの色信号を縦方向に読み出すための線SIG１_１乃至SIG１_４と平行に、画素４３Ｗからの輝度信号Ｙを、垂直方向に独立に読み出すための信号線SIG２_１乃至SIG２_５を配置することができる。

この実施の形態の場合、横方向（行方向）に着目すると、画素４３Ｇ，４３Ｒが交互に配列された行の下に、画素４３Ｗのみが配置された行が配置され、さらにその下に、画素４３Ｂと画素４３Ｇが交互に配列された行が配置される。そしてその行の下には、再び画素４３Ｗのみが配列された行が配置されている。

同様に、縦方向（列方向）に着目すると、画素４３Ｒと画素４３Ｇが交互に配列された列の次に、画素４３Ｗのみからなる列が配置され、その次に画素４３Ｇと画素４３Ｂが交互に配列された列が形成される。そしてその次には、再び画素４３Ｗのみからなる列が形成されていることになる。

横方向の線SEL１_１乃至SEL１_４は、Ｖデコーダ８１に接続されており、線SEL２_１乃至SEL２_３は、Ｖデコーダ１０１に接続されている。垂直方向の線SIG１_１乃至SIG１_４は、図中上方に示されているCDS回路７３−１乃至７３−４にそれぞれ接続されている。同様に、垂直方向の線SIG２_１乃至SIG２_５は、図中下方に示されているコンパレータ９２−１乃至９２−５に接続されている。

CDS（Correlated Double Sampling）回路７３−１乃至７３−４は、タイミング発生部（図示せず）を内蔵しており、そこからサンプルホールドパルス（S/H信号）とクランプパルス（CLP信号）が供給されている。また、CDS回路７３−１乃至７３−４は、それぞれトランジスタ７２−１乃至７２−４を介して線HL１に接続されている。トランジスタ７２−１乃至７２−４のゲートには、Ｈデコーダ７１が接続されている。

コンパレータ９２−１乃至９２−５は、タイミング発生部（図示せず）を内蔵しており、そこから初期化パルス（INI信号）とデータラッチ信号（DCK信号）が供給されている。またコンパレータ９２−１乃至９２−５には、トランジスタ９１−１乃至９１−５を介して線HL２に接続されている。トランジスタ９１−１乃至９１−５のゲートはＨデコーダ９３に接続されている。

CDS回路７３は（以下CDS回路７３−１乃至７３−４を個々に区別する必要がない場合、単にCDS回路７３と記述する。他の回路についても同様とする）、図６に示されてように構成されている。

すなわち、CDS回路７３は、線SIG１がコンデンサＣ１を介してノードＮ１に接続されている。ノードＮ１にはトランジスタ１２１のソースも接続されている。トランジスタ１２１のゲートにはクランプパルスCLPが供給されている。

またノードＮ１にはトランジスタ１２２のドレインが接続されており、そのソースはノードＮ２に接続されている。トランジスタ１２２のゲートには、サンプルホールドパルスが供給されている。ノードＮ２にはコンデンサＣ２が接続されているとともに、増幅器１２３を介してトランジスタ７２に接続されている。

図７は、コンパレータ９２の構成を表している。このコンパレータ９２は、チョッパ型のコンパレータとされ、そのコンデンサＣ１１の一端は線SIG２に接続され、その他端はトランジスタ１４３とインバータ１４１の並列回路に接続されている。トランジスタ１４３とインバータ１４１の出力は、コンデンサＣ１２の一端に接続され、コンデンサＣ１２の他端は、トランジスタ１４４とインバータ１４２の並列回路に接続されている。トランジスタ１４４とインバータ１４２の出力は、増幅器１４５を介してＤ型フリップフロップ１４６の端子Ｄに接続されている。Ｄ型フリップフロップ１４６のクロック端子には、データをラッチするクロックパルス（DCK信号）が供給されている。Ｄ型ＦＦフリップフロップ１４６の出力端子Ｑはトランジスタ９１に接続されている。トランジスタ１４３，１４４のゲートには初期化パルス（INI信号）が供給されている。

図８は、画素４３の内部の回路の構成を表している。その構成は各画素４３において共通している。例えば、画素４３Ｇについて説明すると、その内部には、被写体からの光に対応する電荷を蓄積するフォトダイオードPD１が形成されており、フォトダイオードPD１の出力は、電荷転送用のトランジスタＴ１を介してフローティングディフュージョン（Floating Diffusion）FD１に転送され、蓄積される。

FD１は、リセット用のトランジスタＴ２を介して所定の基準電位にクランプされるように構成されている。またFD１は増幅用のトランジスタＴ３のゲートに接続されている。トランジスタＴ３のソースは選択用のトランジスタＴ４のドレインに接続されている。トランジスタＴ４のソースは線SIG１_２に接続されており、ゲートは線SEL１_２に接続されている。

画素４３Ｗにおいても、画素４３ＧにおけるトランジスタＴ１乃至Ｔ４、フォトダイオードPD１、フローティングディフュージョンFD１と同様に、トランジスタＴ１１乃至Ｔ１４、フォトダイオードPD１１、並びにフローティングディフュージョンFD１１により構成されている。

次にこのイメージセンサ４２からカラー画像信号を読み出す場合の動作について、図９のタイミングチャートを参照して説明する。

最初に全体的な動作について説明すると、Ｖデコーダ８１は、例えば画面上の１番上の信号線SEL１_１に高レベルの信号を出力し、さらに線SIG１_１，SIG１_２，SIG１_３，SIG１_４に高レベルの信号を出力し、その行に対応する画素４３Ｇ，４３Ｂのデータを読み出す。CDS回路７３−１乃至７３−４の内部のタイミング発生部はクランプパルスとサンプルホールドパルスを出力して、線SIG１_１乃至SIG１_４に読み出されたデータを、CDS回路７３−１乃至７３−４にラッチさせる。Ｈデコーダ７１は、トランジスタ７２−１乃至７２−４を順次オンし、CDS回路７３−１乃至７３−４にラッチされた信号を線HL１上に順番に読み出させる。この信号は、線HL１からDSP１２に出力される。

このようにして１行分の信号が読み出されると、次に２番目の行、例えば線SEL１_２の行について同様に読み出しが行われる。以下、その読み出される行が線SEL１_３，SEL１_４と下の行に順次移行されることになる。

そしてすべての行の読み出しが完了したとき、１フレーム（１画面）分のカラー画像信号が読み出されたことになる。以下、同様の処理が行われ、カラー画像が動画像として表示部１３に表示されることになる。

次に、１つの画素４３Ｇからのデータの読み出しについて説明する。線SEL１_２に高レベルの信号（図９Ａ）が供給されると、電荷転送用のトランジスタＴ４がオンする。さらに線RST１_２に高レベルのリセットパルス（図９Ｂ）が供給され、リセット用のトランジスタＴ２がオンする。これにより、フローティングディフュージョンFD１が基準電位にクランプされる。このときのフローティングディフュージョンFD１のレベルがトランジスタＴ３により増幅され、トランジスタＴ４を介して線SIG１_２に読み出され（図９Ｆ）、CDS回路７３−２に供給される。

CDS回路７３−２においては、線SIG１_２を介して供給されてきた信号の電荷がコンデンサＣ１に蓄積される。トランジスタ１２１のゲートに内部のタイミング発生部からクランプパルス（図９Ｄ）が供給されると、トランジスタ１２１がオンする。これにより、ノードＮ１が基準電位にクランプされる。

次にＶデコーダ８１は、線TRS１_２に高レベルの遷移パルス（図９Ｃ）を出力し、トランジスタＴ１をオンする。これにより、フォトダイオードPD１に蓄積されていた電荷がフローティングディフュージョンFD１に転送される。

フローティングディフュージョンFD１の電位は、トランジスタＴ３により増幅され、トランジスタＴ４を介して、線SIG１_２に読み出される（図９Ｆ）。CDS回路７３−２においては、Ｖデコーダ８１によりサンプルホールドパルス（図９Ｅ）が供給され、トランジスタ１２２がオンされる。これにより、コンデンサＣ１に蓄積された画素ごとのばらつき、ノイズ成分が減殺された後のカラー画像信号の電位がコンデンサＣ２にサンプルホールドされる。そして、その電位が増幅器１２３により増幅され、トランジスタ７２−２を介して線HL１に読み出される。

以上のようにして１フレーム分の画像データが１／３０秒ごとに１回読み出され、１秒間に３０フレームの画像データが読み出される。

次に画素４３Ｗの輝度信号を読み出す処理について説明する。なお、この処理は、上述した画素４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂのカラー画像信号の読み出し処理とは独立に行われることになる。

最初に、Ｖデコーダ１０１は画面上の１番上の線SEL２_１を選択する。これにより、その行の画素４３ＷのフローティングディフュージョンFD１１に蓄積されている前のフレームの輝度信号が線SIG２_１乃至SIG２_５に読み出され、コンパレータ９２−１乃至９２−５に供給され、蓄積される。

次に画素４３ＷのフローティングディフュージョンFD１１のリセットが行われ、その後さらにフォトダイオードPD１１に蓄積された現在のフレームの電荷がフローティングディフュージョンFD１１に転送され、これが読み出され、コンパレータ９２に供給される。これにより、コンパレータ９２において、現在のフレームの輝度信号と前回のフレームの輝度信号が比較され、その比較結果（例えば今回のフレームの輝度信号のレベルが前回のフレームの輝度信号のレベルより大きければ論理１、小さければ論理０）が出力される。

次に、Ｈデコーダ９３は、トランジスタ９１−１乃至９１−５を順次オンし、各コンパレータ９２−１乃至９２−５に保持されている比較結果を線HL２に順番に読み出す。

以上のような処理が１つの行について行われた後、次の行が線SEL２_２により選択され、同様の処理が実行される。以下同様にして、各行の比較結果が読み出される。すべての行の読み出しが行われたとき、１フレーム（１画面）分の読み出しが完了したことになる。DSP１２はこの読み出された比較結果に基づいて、点滅信号（マンチェスタ符号）を復号する。

以上のような読み出しが、１秒間当たりに、例えばLED５２の点滅周期の４倍以上のサンプリング速度で行われる。カラー画像信号の読み出しは１秒間に３０フレームの速度で行われるが、光点滅信号の検出は、１秒間に数１０００フレームの速度で行われる。

次に画素４３Ｗからの読み出しの詳細ついて、図１０のタイミングチャートを参照して説明する。

例えば、図８の画素４３Ｗからデータを読み出すとき、Ｖデコーダ１０１は線SEL２_２に高レベルの信号を出力する（図１０Ａ）。これによりトランジスタＴ１４がオンし、フローティングディフュージョンFD１１に保持されている前のフレームの電荷がトランジスタＴ１３により増幅され、トランジスタＴ１４を介して線SIG２_２に読み出される。コンパレータ９２の内部のタイミング発生部は初期化パルス（図１０Ｄ）を出力し，コンパレータ９２のトランジスタ１４３，１４４をオンし、その後オフする（なお、より詳細には前段のトランジスタ１４３の方を、後段のトランジスタ１４４より先にオフする）。これにより、インバータ１４１，１４２の出力と入力の電位が、論理１（高レベル）と論理０（低レベル）の中間の電位に設定される。また、線SIG２を介して供給される電荷がコンデンサＣ１１，Ｃ１２に保持される（図１０Ｅ）。

次にＶデコーダ１０１は線RTS２_２に高レベルのリセットパルス（図１０Ｂ）を出力する。これによりトランジスタＴ１２がオンし、フローティングディフュージョンFD１１が基準電位にクランプされる。Ｖデコーダ１０１は、さらに線TRS２_２に高レベルの遷移パルス（図１０Ｃ）を出力し、トランジスタＴ１１をオンする。これによりフォトダイオードPD１１に蓄積された今回のフレームの電荷がトランジスタＴ１１を介してフローティングディフュージョンFD１１に転送され、保持される。この電位がトランジスタＴ１３により増幅され、トランジスタＴ１４を介して線SIG２_３に読み出され、コンパレータ９２−３に供給される。

コンパレータ９２においては、コンデンサＣ１１，Ｃ１２に前のフレームの電荷が保持されているので、いま入力された電位が保持されている電位より大きい場合には、インバータ１４１の出力が高レベルに反転し、それに伴ってインバータ１４２の出力は低レベルに反転する。逆にいま入力された電位が保持されている電位より小さい場合、インバータ１４１の出力は低レベルに反転し、インバータ１４２の出力は高レベルに反転する。インバータ１４２の出力が増幅器１４５により増幅され、Ｄ型フリップフロップ１４６に端子Ｄに供給される。Ｄ型フリップフロップ１４６は、内部のタイミング発生部よりクロックパルス（図１０Ｇ）が供給されると、端子Ｄに入力されているレベルに対応する論理の信号を端子Ｑから出力する（図１０Ｆ）。結局、今回のフレームの電位が前回のフレームの電位より大きい場合、Ｄ型フリップフロップ１４６は論理１を出力し、小さい場合、論理０を出力する。

コンパレータ９２から読み出されたデータは、トランジスタ９１を介して線HL２に読み出され、後段のDSP１２に供給される。DSP１２でこのデータを読み取ることで、LEDの点滅信号（マンチェスタ符号）を復号することが可能となる。

図５の実施の形態においては、カラー画像信号を出力する画素４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂと、輝度信号を出力する画素４３Ｗは同じ大きさとされている。また各画素４３の各辺の大きさは同じ長さ（正方形）とされている。従ってイメージセンサの全体の大きさを一定とした場合、画素４３Ｗが形成されておらず、画素４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂだけが形成されている従来のイメージセンサに較べて、図５のイメージセンサ４２ではフォトダイオードが光を検出することが可能な面積がそれだけ少ないことになる。その結果、カラー画像信号の出力レベルが小さくなることが考えられる。

そこで図１１に示されるようにカラー画像信号を出力する画素４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂの右４５度斜め方向の辺の長さを左４５度斜めの方向に較べて長くし（長方形とし）、輝度信号を出力する画素４３Ｗの左４５度斜め方向の辺の長さを画素４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂの左４５度斜め方向の辺の長さと同一とし、画素４３Ｗの右４５度斜め方向の辺の長さを左４５度斜め方向の辺の長さより短くする（長方形とする）ことができる（勿論、長辺と短辺の方向は逆であってもよい）。すなわち、カラー画像信号を出力する画素４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂの大きさを、輝度信号を出力する画素４３Ｗに比べて大きくすることができる。これにより、カラー画像信号を出力する画素４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂの受光面積を、図５に示される場合より大きくすることができ（開口率を向上することができ）、より高感度のイメージセンサを実現することができる。

図１１の実施の形態においても、画素４３Ｗは画素４３Ｇ，４３Ｒ、あるいは画素４３Ｂ，４３Ｇに較べて、半画素分だけその重心位置が位相的にずれて配置されている。

図５と図１１の実施の形態では、画素４３の辺を左４５度斜め方向と右４５度斜め方向に平行に配置したが、図１２と図１３に示されるように、横方向と縦方向に平行にすることもできる。

図１２の実施の形態においては、画素４３Ｂ，４３Ｇが交互に配置されている行の下に、画素４３Ｗが配置されており、その下に画素４３Ｂ，４３Ｇが交互に配置されている行が形成されており、その下に画素４３Ｗのみが形成されている行が配置されている。

すなわちこの実施の形態においては、画素４３Ｗは、画素４３Ｇ，４３Ｒ（または画素４３Ｂ，４３Ｇ）に比べて横方向にだけ半画素分だけ位相的にずれて配置されているが、縦方向には１画素分だけずれて配置されている。

図１３はイメージセンサ４２のさらに他の実施の形態を表している。この実施の形態においては、画素４３Ｒ，４３Ｇが交互に縦方向に配置されている列の次に画素４３Ｗだけからなる列が形成され、その次に画素４３Ｇと画素４３Ｂが交互に配列されている列が形成され、その次に画素４３Ｗだけからなる列が形成されている。そして画素４３Ｗは、画素４３Ｒ，４３Ｇ（または画素４３Ｂ，４３Ｇ）に対して半画素分だけ列方向にずれている。画素４３Ｗは横方向には画素４３Ｇ，４３Ｒ（または画素４３Ｂ，４３Ｇ）に対して１画素分だけずれている。

図５と図１１に示されるように構成した場合はもとより、図１２または図１３に示されるように構成した場合においても、画素４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂのカラー画像信号を出力する縦方向の線SIG１と横方向の線SEL１とは独立に、画素４３Ｗの輝度信号を出力する縦方向の線SEG２と横方向の線SEL２を形成することが可能となる。従ってカラー画像信号を出力する画素４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂを、輝度信号を出力する画素４３Ｗと独立して駆動することが可能となる。その結果、点滅信号を読み取る動作に影響されずに、画像を撮像することが可能となる。

図１２と図１３の実施の形態においては、各画素４３の辺と線SIG１，SIG２，SEL１，SEL２は、いずれも横方向または縦方向に平行とされている。従ってレイアウトや加工が容易となる。

以上においては、携帯端末１に本発明を適用した場合を説明したが、本発明は携帯端末以外の画像を撮像する装置に適用することが可能である。

なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

本発明を適用した携帯端末の実施の形態の構成を示す図である。 LEDを撮像する原理を説明する図である。 マンチェスタ符号を説明する図である。 マンチェスタ符号化の符号列を示す図である。 イメージセンサの構成を示す平面図である。 CDS回路の構成を示す回路図である。 コンパレータの構成を示す回路図である。 画素の内部の回路の構成を示す回路図である。 カラー画像信号を出力する場合の動作を説明するタイミングチャートである。 光点滅を検出する場合の動作を説明するタイミングチャートである。 イメージセンサの他の実施の形態の構成を示す平面図である。 イメージセンサのさらに他の実施の形態の構成を示す平面図である。 イメージセンサの他の実施の形態の構成を示す平面図である。

符号の説明

１ 携帯端末， １１ カメラ部， １２ デジタルシグナルプロセッサ， １３ 表示部， １４ 入力部， １５ 制御部， ４１ レンズ， ４２ イメージセンサ， ４３ 画素， ５１−１，５１−２ オブジェクト， ５２−１，５２−２ LED

Claims (10)

1. 被写体からの光に対応する信号を出力する複数個の第１の画素と、
   被写体からの光に対応する信号を出力する、前記第１の画素に対して縦方向または横方向のうちの少なくとも一方の方向に位相的にずれて配置されている複数個の第２の画素と、
   前記第１の画素を第１の速度で駆動するとともに、前記第２の画素を前記第１の速度と異なる第２の速度で駆動する駆動手段と
   を備える撮像装置。
2. 前記第１の画素は、被写体の色に対応するカラー信号を出力し、
   前記第２の画素は、被写体の輝度に対応する輝度信号を出力し、
   前記駆動手段は、前記第１の画素を前記第１の速度で駆動し、前記第２の画素を前記第１の速度より速い前記第２の速度で駆動する
   請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記第１の画素には、赤、緑、または青の波長帯域の成分の光だけを通過するカラーフィルタが配置されており、
   前記第２の画素には、前記カラーフィルタが配置されていない
   請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記第２の画素の前記第１の画素に対する位相的なずれは半画素分である
   請求項１に記載の撮像装置。
5. 前記第１の画素と前記第２の画素は、それぞれの辺が斜め４５度の方向に平行に配置されている
   請求項１に記載の撮像装置。
6. １個の赤の前記第１の画素、２個の緑の前記第１の画素、および１個の青の前記第１の画素に囲まれた位置に、１個の前記第２の画素が配置されている
   請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記第２の画素は前記第１の画素より面積が小さく形成されている
   請求項５に記載の撮像装置。
8. 前記第１の画素と前記第２の画素は、それぞれの辺が横または縦の方向に平行に配置されている
   請求項１に記載の撮像装置。
9. 緑の前記第１の画素と赤の前記第１の画素が交互に配置されている第１の行と、
   青の前記第１の画素と緑の前記第１の画素が交互に配置されている第２の行と、
   前記第２の画素が前記第１の画素に対して半画素分だけ横方向にずれて配置されている第３の行とを備え、
   前記第３の行が前記第１の行と前記第２の行の間に配置されている
   請求項８に記載の撮像装置。
10. 緑の前記第１の画素と赤の前記第１の画素が交互に配置されている第１の列と、
    青の前記第１の画素と緑の前記第１の画素が交互に配置されている第２の列と、
    前記第２の画素が前記第１の画素に対して半画素分だけ縦方向にずれて配置されている第３の列とを備え、
    前記第３の列が前記第１の列と前記第２の列の間に配置されている
    請求項８に記載の撮像装置。

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