JP2008172506A

JP2008172506A - イメージセンサ

Info

Publication number: JP2008172506A
Application number: JP2007003453A
Authority: JP
Inventors: Yasutsugu Shirakawa; 泰嗣白川
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2007-01-11
Filing date: 2007-01-11
Publication date: 2008-07-24

Abstract

【課題】携帯情報端末のカメラモジュールにおいて、電子ズーム時と非ズーム時の解像度を均一にする。
【解決手段】イメージセンサは、複数の第１の画素１と、所定の分割数で前記第１の画素１を分割した面積の複数の第２の画素２とを備え、第１の動作モードにおいて、前記複数の第１の画素１と、前記分割数について画素結合した前記複数の第２の画素２とを用いるように構成され、第２の動作モードにおいて、前記複数の第２の画素２を用いるように構成される。
【選択図】図１

Description

本発明はイメージセンサに関し、特に電子ズーム機能を備えたカメラモジュールに搭載されるイメージセンサに関する。

デジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の携帯情報端末に使用されるカメラモジュールに対し、低背化（薄型化）が求められている。例えば、３．２メガカメラでは、イメージセンサ、メカシャッタ、ＩｒＣＦ、回路基板の全てを重ねた際の厚みが６ｍｍ程度のものが登場している。

これらのカメラモジュールには、通常、光学ズーム機能と電子ズーム（デジタルズームともいう。）機能が搭載されている。

光学ズーム機能は、従来から、光学式カメラに搭載されてきた機能であり、カメラのレンズを動かして焦点距離を変えることによって実現される。しかし、光学ズームのみに基づいて高倍率のズームを行う場合には、大型のレンズや非球面レンズをはじめとする複雑な形状のレンズが必要とされる。したがって、薄型の携帯情報端末におけるズーム機能は、光学ズームと電子ズームとを組み合わせることによって実現される。

電子ズーム機能は、画面の一部の区画を切り出して拡大することによって実現される。例えば、画像の記録サイズを１６００ｘ１２００ドットに設定している場合、２倍の電子ズームを行うと、画面の一部に相当する８００ｘ６００ドット分が２倍（面積比にすると４倍）に拡大される。画像を拡大する際にデータの補間や補正が行われるものの、画質が劣化するため、拡大率を大きくするにつれて次第に画素の粗さが目立つようになる。

図２は、従来のイメージセンサにおける電子ズームを説明するための図である。四角いマスは、所定のサイズの画素１１を表し、マトリクス状に配置されている。破線は、電子ズーム時の使用範囲１３を示している。図２に示す例では、非ズーム時において８ｘ８の解像度であった画像が、電子ズーム時において４ｘ４の解像度に低下する。

このように、従来の電子ズームにおいては、一部の画素を切り出し、補間処理して引き延ばしていたため、光学ズームに比べて解像度が低下する問題がある。

また、イメージセンサにおける、画像の解像度を変更する手法として、画素結合ないし画素混合（ビンニング）が知られている。図３は、従来のイメージセンサにおける画素結合を説明するための図である。四角いマスは、マトリクス配置された画素１１を表す。破線は、画素結合される画素の範囲１４を示す。図３には、隣接する４つの画素を画素結合する場合を例示した。イメージセンサにおける、このような画素結合は、例えば特許文献１に開示されている。

特開平０９−２００６２５号公報

カメラモジュールにおいて、電子ズーム時に発生する、画像の解像度の低下を防ぐことが課題となる。

本発明の第１の視点によれば、複数の第１の画素と、所定の分割数で前記第１の画素を分割した面積の複数の第２の画素とを備え、第１の動作モードにおいて、前記複数の第１の画素と、前記分割数について画素結合した前記複数の第２の画素とを用いるように構成され、第２の動作モードにおいて、前記複数の第２の画素を用いるように構成されたことを特徴とするイメージセンサが提供される。

第１の展開形態のイメージセンサは、前記複数の第１の画素と前記複数の第２の画素とが、直線配置されたことを特徴とする。

第２の展開形態のイメージセンサは、前記複数の第１の画素と前記複数の第２の画素とが、マトリクス配置されたことを特徴とする。

第３の展開形態のイメージセンサは、前記複数の第２の画素が、前記マトリクス配置の中央部に配置され、前記複数の第１の画素が、前記マトリクス配置の周縁部に配置されたことを特徴とする。

第４の展開形態において、前記イメージセンサを備えたことを特徴とするカメラモジュールが提供される。

イメージセンサにおいて、電子ズーム時にも非ズーム時と画素数を同一にすることが可能となる。したがって、電子ズーム時にも非ズーム時における解像度を保つことが可能となる。

本発明の実施形態に係るイメージセンサを、図１を参照して説明する。図１においてマトリクス状に配置された四角は、複数の第１の画素１と、第１の画素を４つに分割した面積の複数の第２の画素２とを示している。破線は、電子ズーム時に使用される画素の範囲３を示し、ここでは全体の１／４の範囲としたが、電子ズームの倍率に応じ、異なる比率としてもよい。また、第２の画素２の面積は、第１の画素１の面積の１／４としたが、同様に、電子ズームの倍率に応じ、異なる比率としてもよい。

第２の画素２を４つ一組にして画素結合することで、第１の画素１と同一の感度とすることができる。非ズーム時には、第１の画素１とこのように画素結合される第２の画素２とを用いて撮像が行われる。一方、ズーム時には、第２の画素２のみを用いた撮像が行われる。したがって、非ズーム時とズーム時の解像度を同一にすることが可能となる。

なお、マトリクス配置した画素の中心部分におけるレンズ性能は、周辺部分における性能と比較して一般に優れている。したがって、図１に示すように、中心部分に、面積の小さい第２の画素２を配置することが好ましい。

本発明に係るイメージセンサは、カメラモジュールならびにそれを搭載した携帯情報端末およびイメージセンサにおいて利用することができる。

本発明に係るイメージセンサにおける、電子ズームを説明するための図である。従来のイメージセンサにおける、電子ズームを説明するための図である。従来のイメージセンサにおける、画素結合を説明するための図である。

符号の説明

１第１の画素
２第２の画素
３、１３電子ズーム時に使用される画素の範囲
１１画素
１４画素結合される画素の範囲

Claims

複数の第１の画素と、
所定の分割数で前記第１の画素を分割した面積の複数の第２の画素とを備え、
第１の動作モードにおいて、前記複数の第１の画素と、前記分割数について画素結合した前記複数の第２の画素とを用いるように構成され、
第２の動作モードにおいて、前記複数の第２の画素を用いるように構成されたことを特徴とするイメージセンサ。
前記複数の第１の画素と前記複数の第２の画素とが、直線配置されたことを特徴とする、請求項１に記載のイメージセンサ。
前記複数の第１の画素と前記複数の第２の画素とが、マトリクス配置されたことを特徴とする、請求項１に記載のイメージセンサ。
前記複数の第２の画素が、前記マトリクス配置の中央部に配置され、
前記複数の第１の画素が、前記マトリクス配置の周縁部に配置されたことを特徴とする、請求項３に記載のイメージセンサ。
請求項１〜４のいずれかに記載のイメージセンサを備えたことを特徴とするカメラモジュール。