JP2010278664A - Solid-state imaging sensor and imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばCCD型イメージャやCMOS型イメージャなどの各種撮像素子に適用して好適な固体撮像素子、及びその固体撮像素子を備えた撮像装置に関する。 The present invention relates to a solid-state imaging device suitable for application to various imaging devices such as a CCD type imager and a CMOS type imager, and an imaging device including the solid-state imaging device.
従来、CCD(Charge Coupled Device)型イメージャやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型イメージャなどの固体撮像素子は、画素を一定間隔で均一な状態で配置してある。即ち、例えば図7に示したように、固体撮像素子90の画素配置部91に、水平方向の画素間隔を一定にすると共に、垂直方向の画素間隔についても一定にして、それぞれの画素をマトリクス状に連続して配置してある。ここでの画素とは、入射光を受光する受光素子が配置された箇所である。なお、図7では説明を簡単にするために、水平・垂直のいずれの方向も十数個程度の画素数で簡略化して示してあるが、実際には、画像信号を得る固体撮像素子の画素数は、数十万画素から数百万画素、或いはそれ以上の画素数で構成される。
Conventionally, a solid-state imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device) type imager or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) type imager has pixels arranged in a uniform state at regular intervals. That is, for example, as shown in FIG. 7, in the pixel arrangement portion 91 of the solid-
このような固体撮像素子の各画素で受光した信号を、所定の順序で転送して読み出すことで、1枚(1フレーム)の撮像信号が得られる。1つの固体撮像素子内に配置されたそれぞれの画素のサイズは、従来、基本的に同じサイズであった。 A signal received by each pixel of such a solid-state imaging device is transferred and read out in a predetermined order, thereby obtaining one (one frame) imaging signal. Conventionally, the size of each pixel arranged in one solid-state imaging device is basically the same size.
ところで、このような固体撮像素子を使って撮像して得た撮像信号は、撮像装置が備えるレンズなどの問題から、1枚の画像の周辺が暗くなる問題があった。即ち、レンズを介して撮像を行う場合、そのレンズの中心の光軸とのなす角度θを決めた場合、コサイン4乗則[cos4θ]で、入射角と照度の関係から周辺光量が低下することが知られている。周辺光量の低下は、そのまま固体撮像素子で撮像して得られる画像の周辺の明るさ低下につながり、撮像画像の品質低下につながる。
例えばθを10°とすると、cos10°≒98で、cosθ=0.94となり、それだけの低下があることが知られている。
By the way, the imaging signal obtained by imaging using such a solid-state imaging device has a problem that the periphery of one image becomes dark due to a problem such as a lens provided in the imaging apparatus. That is, when imaging is performed through a lens, when the angle θ formed with the optical axis at the center of the lens is determined, the peripheral light quantity is reduced by the cosine fourth law [cos 4 θ] due to the relationship between the incident angle and the illuminance. It is known to do. The decrease in the amount of ambient light leads to a decrease in the brightness of the periphery of the image obtained by imaging with the solid-state image sensor as it is, leading to a decrease in the quality of the captured image.
For example, when θ is 10 °,
従来、この周辺光量の低下を固体撮像素子で補正する技術として、例えば各画素の受光部に微小なレンズを配置するいわゆるオンチップレンズ(OCL)構成として、周辺部の画素に配置されたレンズをずらして、周辺部での受光光量を確保する技術がある。
また別の技術としては、固体撮像素子に光を導くレンズ系で、故意に歪曲収差を発生させて、周辺スポットの面積を小さくし、光量を増加させる技術が知られている。
Conventionally, as a technique for correcting the decrease in the peripheral light amount with a solid-state imaging device, for example, as a so-called on-chip lens (OCL) configuration in which a minute lens is disposed in a light receiving portion of each pixel, a lens disposed in a peripheral pixel is used. There is a technique for ensuring the amount of received light at the periphery by shifting.
As another technique, a technique is known in which a lens system that guides light to a solid-state imaging device intentionally generates distortion, thereby reducing the area of a peripheral spot and increasing the amount of light.
これらの技術は、それぞれ最適化が難しいという問題がある。即ち、オンチップレンズ構成で、レンズをずらして周辺部の光量を増やすのは、最適化が非常に難しいとともに、けられる光線が発生し、感度均一性の手法として不十分である。
レンズ系で故意に歪曲収差を発生させる場合にも、上述したコサイン4乗則での現実の周辺光量落ち込みに歪曲収差をマッチングさせるのは非常に困難であり、最適化が難しいという問題がある。
Each of these technologies has a problem that optimization is difficult. In other words, with an on-chip lens configuration, it is very difficult to optimize the shift of the lens to increase the amount of light at the peripheral portion, and a scattered light beam is generated, which is insufficient as a method for uniformity of sensitivity.
Even when distortion is intentionally generated in the lens system, it is very difficult to match the distortion to the actual decrease in the amount of peripheral light according to the cosine fourth law described above, and optimization is difficult.
また、周辺光量の低下を固体撮像素子の画素サイズで補正する技術として、例えば特許文献1,2,3に記載されたものが提案されている。
特許文献1には、固体撮像素子の各画素の受光領域である開口の大きさを、周辺部から中心に向かうに従って徐々に小さく構成させて、シェーディング補正を行う点についての記載がある。
特許文献2には、電子撮像デバイスの画素レイアウトとして、中心から周辺になるに従って徐々に画素面積が増える構成のものが記載されている。
特許文献3には、レンズの歪曲収差による糸巻状の像歪みを補正するために、撮像素子の画素を糸巻状に配置すると共に、1つ1つの面積を中心から周辺部へ行くに従って大きくすることが記載されている。
Further, as a technique for correcting the decrease in the amount of peripheral light with the pixel size of the solid-state imaging device, for example, those described in
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 describes that shading correction is performed by gradually reducing the size of the opening, which is the light receiving region of each pixel of the solid-state imaging device, from the peripheral part toward the center.
In
これら各特許文献に記載のように、画素面積を中心から周辺になるに従って徐々に大きくすることで、周辺部の各画素への受光光量を、中心部よりも増やすようにして、画像の周辺部の光量低下を補うアイデアは既に各種提案されている。
しかしながら、1つ1つの画素面積を、中心から周辺部へ行くに従って徐々に大きくするということは、1つ1つの画素の配置間隔が水平方向と垂直方向のそれぞれで異なることになり、撮像素子から出力される撮像信号の画素間隔が一定ではなくなる。
As described in each of these patent documents, by gradually increasing the pixel area from the center to the periphery, the amount of received light to each pixel in the peripheral part is increased from the central part, so that the peripheral part of the image Various ideas have already been proposed to compensate for the decrease in light intensity.
However, gradually increasing the area of each pixel as it goes from the center to the peripheral part means that the arrangement interval of each pixel is different between the horizontal direction and the vertical direction. The pixel interval of the output imaging signal is not constant.
一方、撮像素子で撮像して得た撮像信号を、ディスプレイなどに表示させるための画像信号とする際には、画素の間隔を一定の画像信号とする必要がある。このため、撮像素子上の全ての画素が、異なる間隔で配置されていると、画素間隔が一定の画像信号に変換するための回路で、ほぼ全ての画素の信号について補間などの画素位置変換の処理が必要になる。このような変換回路は大規模な変換処理が必要で、回路系の負担が非常に大きいという問題がある。 On the other hand, when an image signal obtained by imaging with an image sensor is used as an image signal for display on a display or the like, it is necessary to set the interval between pixels to a constant image signal. For this reason, if all the pixels on the image sensor are arranged at different intervals, a circuit for converting the image signals to a constant pixel interval is used to perform pixel position conversion such as interpolation for almost all pixel signals. Processing is required. Such a conversion circuit requires a large-scale conversion process, and there is a problem that the burden on the circuit system is very large.
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、比較的簡単な構成で、撮像画像の周辺部の光量低下を防ぐようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to prevent a decrease in the amount of light at the peripheral portion of a captured image with a relatively simple configuration.
本発明の撮像素子は、受光素子等間隔配置部と、受光素子拡大配置部と、両配置部に配置された受光素子に蓄積した受光信号を撮像信号として出力させる出力部とを備えた。
受光素子等間隔配置部は、受光素子が水平方向に一定間隔で配置されると共に垂直方向にも一定間隔で配置され、ぞれぞれの受光素子の受光領域の面積が第1の面積で等しく、撮像素子を構成する基板のほぼ中央に配置される。
受光素子拡大配置部は、受光素子等間隔配置部を中心として対称となる周辺位置に配置される。その受光素子拡大配置部の構成としては、受光素子等間隔配置部での一定間隔よりも広い間隔で配置され、各受光素子の受光領域の面積を、受光素子等間隔配置部から離れるに従って第1の面積よりも徐々に大きい面積とした。
The imaging device of the present invention includes a light receiving element equidistant arrangement unit, a light receiving element expansion arrangement unit, and an output unit that outputs a light reception signal accumulated in the light receiving elements arranged in both arrangement units as an imaging signal.
The light receiving element equidistant arrangement portion is arranged with the light receiving elements arranged at a constant interval in the horizontal direction and at a constant interval in the vertical direction, and the area of the light receiving region of each light receiving element is equal to the first area. , And is arranged at substantially the center of the substrate constituting the image sensor.
The light receiving element expansion arrangement portion is arranged at a peripheral position that is symmetrical about the light receiving element equal interval arrangement portion. As the configuration of the light receiving element expansion arrangement portion, the light receiving elements are arranged at intervals wider than the constant interval in the light receiving element equal interval arrangement portion. The area was gradually larger than the area.
また本発明の撮像装置は、上述した本発明の撮像素子を備える。そして、撮像素子から出力される撮像信号の内の、受光素子等間隔配置部内の受光素子から読み出した撮像信号と、受光素子拡大配置部から読み出した撮像信号とを、一定の画素間隔の撮像信号に変換する変換部を備える。さらに、その変換部で変換された撮像信号を処理する撮像信号処理部を備えた。 Moreover, the imaging device of this invention is provided with the image pick-up element of this invention mentioned above. Then, among the imaging signals output from the imaging element, the imaging signal read from the light receiving element in the light receiving element equidistant arrangement portion and the imaging signal read from the light receiving element expansion arrangement portion are taken as an imaging signal having a constant pixel interval. The conversion part which converts into is provided. Furthermore, the imaging signal processing part which processes the imaging signal converted by the conversion part was provided.
本発明によると、受光素子の受光領域の面積が拡大した受光素子拡大配置部を配置したことで、撮像素子の周辺部では、受光光量が増加して、レンズ系の問題に起因した周辺光量の低下を補正することができる。
この場合、受光素子等間隔配置部から読出した信号については、一定間隔の画素間隔の信号となり、出力部から出力される信号を、通常の撮像素子の出力撮像信号と同様に処理できる。そして、撮像素子の周辺の受光素子拡大配置部から読出して出力部から出力される信号については、その間隔の変化に対応して補間などの補正処理が必要になる。従って、出力撮像信号に対して補正処理を行う領域が、周辺の受光素子拡大配置部だけに限定されるようになる。
According to the present invention, by arranging the light receiving element expansion arrangement portion in which the area of the light receiving region of the light receiving element is enlarged, the amount of received light increases in the peripheral portion of the image sensor, and the amount of peripheral light caused by the problem of the lens system is increased. The decrease can be corrected.
In this case, the signal read from the light receiving element equidistant arrangement section becomes a signal having a constant pixel interval, and the signal output from the output section can be processed in the same manner as the output image pickup signal of a normal image pickup element. Then, correction processing such as interpolation is required for signals output from the output unit after being read from the light receiving element enlargement / arrangement unit around the image sensor in accordance with the change in the interval. Therefore, the region where the correction process is performed on the output imaging signal is limited only to the peripheral light receiving element enlarged arrangement portion.
本発明によると、撮像素子の出力部から出力される撮像信号に対して補正処理を行う領域が、周辺の受光素子拡大配置部だけに限定されるようになり、等間隔配置部では特別な処理が不要になる。従って、画素間隔を変換する処理系の負担が少ない構成で、レンズ系の問題に起因した周辺光量の低下を補正することができる。 According to the present invention, the area where correction processing is performed on the image pickup signal output from the output unit of the image pickup device is limited to only the peripheral light receiving element enlarged arrangement unit, and special processing is performed in the equally spaced arrangement unit. Is no longer necessary. Accordingly, it is possible to correct a decrease in the amount of peripheral light caused by the problem of the lens system with a configuration in which the burden on the processing system for converting the pixel interval is small.
以下、本発明の実施の形態の例を、以下の順序で説明する。
1.第1の実施の形態の撮像装置全体の構成例(図2)
2.第1の実施の形態の撮像素子の画素配置例(図1)
3.第1の実施の形態で画素サイズを決める条件についての説明(図3〜図5)
4.第2の実施の形態の撮像素子の画素配置例(図6)
5.各実施の形態の変形例
Hereinafter, examples of embodiments of the present invention will be described in the following order.
1. Configuration example of entire imaging apparatus according to first embodiment (FIG. 2)
2. Pixel arrangement example of the image sensor of the first embodiment (FIG. 1)
3. Description of conditions for determining the pixel size in the first embodiment (FIGS. 3 to 5)
4). Pixel arrangement example of the image sensor of the second embodiment (FIG. 6)
5). Modification of each embodiment
[1.第1の実施の形態の撮像装置全体の構成例(図2)]
本発明の第1の実施の形態の例は、撮像素子としてCCD(Charge Coupled Device)型イメージャを使用した撮像装置としたものである。撮像装置は、主として動画撮像を行うビデオカメラや、主として静止画の撮像を行うデジタルスチルカメラなど、種々の撮像を行う撮像装置が適用可能である。
[1. Configuration example of entire imaging apparatus according to first embodiment (FIG. 2)]
The example of the first embodiment of the present invention is an imaging apparatus using a CCD (Charge Coupled Device) type imager as an imaging element. As the imaging apparatus, an imaging apparatus that performs various imaging such as a video camera that mainly captures moving images and a digital still camera that mainly captures still images can be applied.
図2は、本実施の形態の例の撮像装置全体の概要を示した図である。
複数枚のレンズで構成されるレンズ系1を介して得た像光を、撮像素子であるCCDイメージセンサ10の画素配列部11に結像させる。レンズ系1の途中には、絞り2が配置してある。画素配列部11の画素構成については後述する。
FIG. 2 is a diagram illustrating an overview of the entire imaging apparatus according to the example of the present embodiment.
The image light obtained through the lens system 1 composed of a plurality of lenses is imaged on the
CCDイメージセンサ10の画素配列部11で得られた各画素の受光信号は、駆動回路26から供給される駆動信号に同期して、イメージセンサ10内のレジスタ(図示せず)で順に転送されて、出力回路21から撮像信号として出力される。出力回路21にも駆動回路26から駆動用クロックが供給されて、そのクロックに同期したタイミングで処理される。出力回路21から出力された撮像信号は、遅延回路22及び補間回路23に供給する。補間回路23では、後述する画素位置補正のための補間処理が行われる。遅延回路22は、補間回路23での補間処理とタイミングを同期させるためのものである。
The light reception signal of each pixel obtained in the
そして、遅延回路22で遅延された撮像信号と、補間回路23で補間された撮像信号を、切換スイッチ24に供給して、いずれか一方の信号を選択して、撮像信号処理部25に供給する。切換スイッチ24での切換えについては、駆動回路26から供給されるクロックに同期して行われる。切換スイッチ24で切換えられる処理状態の詳細は後述する。
撮像信号処理部25では、供給される撮像信号を処理して、所定のフォーマットの画像信号(映像信号)に変換する。撮像信号処理部25で変換された画像信号は、記録系回路27に供給して各種媒体に記録(記憶)させる。或いは、撮像信号処理部25で変換された画像信号を、表示系回路28に供給してディスプレイなどに表示させる。或いはまた、撮像信号処理部25で変換された画像信号を、出力端子部29に供給して外部に出力させる。
Then, the image pickup signal delayed by the
The imaging
[2.第1の実施の形態の撮像素子の画素配置例(図1)]
次に、CCDイメージセンサ10の画素配列部11の画素配列状態を、図1を参照して説明する。なお、図1に図示した画素配列は、本実施の形態の原理を説明するために強調して図示したものであり、また画素数についても、簡略化して示してある。また、図1では2つの画素の状態を拡大して示してある。
図1に示したように、CCDイメージセンサ10の画素配列部11には、それぞれの画素を構成する受光素子の受光部が縦横それぞれ所定個で配置してある。各画素を構成する受光部の脇には、転送レジスタが配置してあり、その転送レジスタに受光部で受光して得た信号電荷を送り、用意された転送レジスタ内を駆動回路26(図2)から供給されるクロックに同期して転送させ、出力回路21まで供給する。
[2. Example of Pixel Arrangement of Image Sensor of First Embodiment (FIG. 1)]
Next, the pixel arrangement state of the
As shown in FIG. 1, in the
本実施の形態においては、図1に示すように、画素配列部11は、中心画素部11aと周辺画素部11bとに別れている。中心画素部11aは、これから説明するように受光素子等間隔配置部である。周辺画素部11bは、受光素子が一定でない間隔で配置された受光素子拡大配置部である。
図1では、中心画素部11aの画素の領域に斜線を付与して示してあり、中心画素部11aの上下左右の周囲に配列された画素が周辺画素部11bである。周辺画素部11bは、中心画素部11a側から見て、左右対称な位置関係に配置してあると共に、上下方向にも対称な位置関係に配置してある。この例では、画素配列部11の中心位置から縁部までの長さの1/3から1/2程度までで設定した範囲を中心画素部11aとしてあり、受光素子を等間隔に配置してある。そして、残りの領域を、周辺画素部11bとしてある。この周辺画素部11bは、後述する開口効率などの点である程度以下に受光光量が落ちる周辺部である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the
In FIG. 1, the pixel area of the central pixel portion 11a is indicated by hatching, and the pixels arranged around the top, bottom, left, and right of the central pixel portion 11a are the
中心画素部11a内の各画素は、画素の配置間隔が水平方向で一定の間隔であり、垂直方向でも一定の間隔である。そして、それぞれ画素が備える受光素子の受光領域の面積についても、中心画素部11a内では等しい面積としてある。即ち、図1に示すように、中心画素部11a内の各画素は、画素のサイズとして、垂直方向の幅v1及び水平方向の幅h1としてある。 Each pixel in the center pixel portion 11a has a constant pixel arrangement interval in the horizontal direction and a constant interval in the vertical direction. The areas of the light receiving regions of the light receiving elements included in the pixels are also equal in the center pixel portion 11a. That is, as shown in FIG. 1, each pixel in the central pixel portion 11a has a vertical width v1 and a horizontal width h1 as the pixel size.
図1では、その中心画素部11a内の1つの画素を拡大して示してある。中心画素部11a内の1つの画素の垂直方向の幅v1×水平方向の幅h1の内で、水平方向の幅v0については、転送レジスタ13の幅である。残りの水平方向の幅h1′と垂直方向の幅v1とで、各画素の受光領域12aの面積が決まる。中心画素部11aについては、画素配置間隔が一定であり、中心画素部11a内の全ての画素の受光領域12aの面積は等しい。
In FIG. 1, one pixel in the central pixel portion 11a is shown enlarged. Of the width v1 in the vertical direction of one pixel in the central pixel portion 11a × the width h1 in the horizontal direction, the width v0 in the horizontal direction is the width of the
周辺画素部11bについては、中心画素部11aと接する位置から、画素配列部11の縁部になるに従って、徐々に1つの画素の面積を増やす構成としてある。具体的には、図1に示すように、中心画素部11aの左右の端部と接する画素については、水平方向の幅を、幅h1よりも広い幅h2としてあり、その画素位置から1画素ずつ進むに従って、水平方向の幅h3,h4となるようにしてある。ここで、h1<h2<h3<h4である。
また、中心画素部11aの上下の端部と接する画素については、垂直方向の幅を、幅v1よりも広い幅v2としてあり、その画素位置から1画素ずつ進むに従って、垂直方向の幅が拡がって、幅v3となるようにしてある。ここで、v1<v2<v3である。
The
In addition, the pixels in contact with the upper and lower ends of the central pixel portion 11a have a width in the vertical direction that is wider than the width v1, and the width in the vertical direction increases as the pixel position advances from the pixel position. , Width v3. Here, v1 <v2 <v3.
図1では、周辺画素部11b内の1つの画素についても拡大して示してある。図1に示した拡大表示した周辺画素部11b内の1つの画素は、左側の端部の画素であり、垂直方向の幅v4×水平方向の幅h1の画素であり、水平方向の幅v0については、転送レジスタ13の幅である。残りの水平方向の幅h4′と垂直方向の幅v1とで、その画素の受光領域12bの面積が決まる。
ここでは、転送レジスタ13の幅は、中心画素部11a内の画素と、周辺画素部11b内の画素とで等しい。
なお、図1に示した転送レジスタ13は垂直転送レジスタであり、その垂直転送レジスタの端部には、図示しない水平転送レジスタが接続してあり、その水平転送レジスタで、出力回路21まで信号電荷が転送される。
In FIG. 1, one pixel in the
Here, the width of the
The transfer register 13 shown in FIG. 1 is a vertical transfer register, and a horizontal transfer register (not shown) is connected to the end of the vertical transfer register. Is transferred.
この図1に示した画素配列の各画素の受光素子の受光領域に蓄積した信号電荷は、図2に示した出力回路21で撮像信号として読出される。ここで、中心画素部11a内の各画素の撮像信号については、一定間隔で画素が配置された信号であるので、駆動回路26からの一定周期のクロックに同期してそのまま出力させればよい。このため、図2の撮像装置の構成で示した切換スイッチ24については、中心画素部11a内の各画素の信号が出力される区間では、遅延回路23の出力をそのまま撮像信号処理部25に供給すればよい。
The signal charge accumulated in the light receiving region of the light receiving element of each pixel in the pixel array shown in FIG. 1 is read out as an imaging signal by the
一方、周辺画素部11b内の各画素の撮像信号については、間隔が異なる画素配置で得た信号であるので、補間回路22の隣接画素信号どうしを、そのときの画素位置に対応した比率で加算して、中心画素部11aと同じ画素間隔の撮像信号に変換する。隣接した画素の信号としては、例えば水平方向に隣接した画素の信号と、垂直方向に隣接した画素の信号を使用して行う。垂直方向に隣接した画素の信号を使う必要がない画素位置の場合には、水平方向に隣接した画素の信号だけを使って補間してもよい。そして、その補間回路22で補間された撮像信号を切換スイッチ24で選択させる。補間回路22での補間処理のタイミング及び切換スイッチ24での切換タイミングについては、例えば駆動回路26内で周辺画素部11bでの非等間隔の画素配列に対応した非等間隔の画素クロックを生成させて、その画素クロックに同期して行う。
On the other hand, since the imaging signals of the respective pixels in the
[3.第1の実施の形態で画素サイズを決める条件についての説明(図3〜図5)]
次に、図1に示した中心画素部11aと周辺画素部11bを有する撮像素子の、画素サイズを決める条件について説明する。
既に説明したように、周辺画素部11b内の画素の受光領域の面積を拡大するのは、レンズ系の影響で周辺部への入射光量が低下するのを補うためである。
本例の場合には、次式に基づいて周辺部の受光部への光量を求める。
周辺光量=中心光量×開口効率×cos4θ ・・・(1)
ここで、θはレンズ系を通過する光の入射角である。
[3. Description of conditions for determining the pixel size in the first embodiment (FIGS. 3 to 5)]
Next, conditions for determining the pixel size of the imaging device having the central pixel portion 11a and the
As described above, the reason why the area of the light receiving region of the pixel in the
In the case of this example, the amount of light to the peripheral light receiving part is obtained based on the following equation.
Peripheral light quantity = Center light quantity × Aperture efficiency × cos 4 θ (1)
Here, θ is an incident angle of light passing through the lens system.
この(1)式から求めた光量の不足分を補うように、周辺画素部11bにおいて、各画素の受光領域の面積を拡大するように設定する。
具体的には、例えば入射角を10°とすると、
cos10°≒0.98となり、
cos4θ=0.94となる。
さらに、開口効率を90%として、(1)式を求めると、周辺光量は85%まで低下する。
従って、周辺光量85%で15%の低下を補うように、該当する画素位置での受光領域の面積を約15%程度拡大することで、受光光量を中心部の画素とほぼ等しくすることができる。この約15%程度n拡大は、画素のサイズで示すと、縦横双方を拡大する場合には、1つの辺の4%程度の拡大でよい。これは、例えば中心画素部11aでの1つの画素の1辺のサイズ(間隔)が例えば1.55umであるとすると、周辺画素部11bでは、1つの画素の1辺のサイズを1.60um強に拡大することで対処可能である。
In the
Specifically, for example, if the incident angle is 10 °,
cos10 ° ≈0.98
cos 4 θ = 0.94.
Furthermore, when the aperture efficiency is set to 90% and the expression (1) is obtained, the peripheral light amount is reduced to 85%.
Therefore, by increasing the area of the light receiving region at the corresponding pixel position by about 15% so as to compensate for the 15% decrease at the peripheral light amount of 85%, the received light amount can be made substantially equal to the central pixel. . The enlargement of about 15% is expressed by the size of the pixel. When both the vertical and horizontal directions are enlarged, the enlargement may be about 4% of one side. For example, if the size (interval) of one side of one pixel in the central pixel unit 11a is 1.55 μm, for example, the size of one side of one pixel is slightly over 1.60 μm in the
ここで開口効率について図3を参照して説明する。
図3に示すようにCCDイメージセンサ10の画素配列部11の前面に、レンズと絞りが配置されていた場合に、画素配列部11の中心位置の画素Pcに入射する光は、開口量S0の光であるとする。このとき、画素配列部11の縁部の画素Peに入射する光は、開口量S0よりも絞られた開口量S1の光になる。この開口量S0と開口量S1との比が、開口効率になる。先に説明したように開口量S0を100%としたとき、入射角θが10°の場合の開口量S1は90%程度まで低下する。
本実施の形態の場合には、従来一般的に周辺部の光量減少の原因と言われていたcosθの4乗則だけでなく、開口効率による周辺光量の低下まで含めて、レンズ系による光量変化の補正を行う構成としてある。このため、より正確な周辺部の光量補正が可能となる。
Here, the aperture efficiency will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 3, when a lens and a diaphragm are arranged in front of the
In the case of the present embodiment, not only the cos θ fourth law, which is generally said to be the cause of the decrease in the amount of light in the peripheral portion, but also the change in the amount of light due to the lens system, including the decrease in the amount of peripheral light due to the aperture efficiency. The correction is performed as follows. For this reason, it is possible to more accurately correct the amount of light at the peripheral portion.
また、本実施の形態の場合にはCCDイメージセンサ10の画素配列部11の中心画素部11aについては、水平・垂直のいずれの方向にも一定間隔で各画素を配置してあり、光量変化の補正を行わない構成としてある。このため、画素配列部11の中心画素部11aではレンズ系による光量減少の補正が行われないが、中心画素部11aは光量変化の低下が少ない領域であり、受光量を増やすことによる補正をしなくても、光量低下が撮像画像から目立つことはない。
なお、図1に示した中心画素部11aと周辺画素部11bとの境界部は、例えば上述した(1)式で得られる周辺光量が、予め決めた一定の値より低下した位置を基準にして設定してもよい。
Further, in the case of the present embodiment, the central pixel portion 11a of the
The boundary between the central pixel portion 11a and the
このように構成した本実施の形態のCCDイメージセンサ10は、非球面レンズを備えた光学系と組み合わせた場合にも、高い効果が得られる。即ち、例えば図4に示したように、CCDイメージセンサ10の画素配列部11の前面に配置した光学系として、複数枚のレンズ1a〜1fを備えた場合に、そのレンズ1a〜1fの内の1枚又は複数枚のレンズを非球面レンズを備えた構成とする場合がある。この非球面レンズは、主として球面収差を是正するためのものであり、少ない枚数のレンズで収差を低減するようにしてある。しかしながら、非球面レンズは、光軸上の1点から出た光に対する補正であり、光軸外の1点から出た光に対する補正はなされていない。つまり、周辺光量が低下する方向に対する補正は行えていない。
The
従って、図4に示すように非球面レンズを備えたレンズ系1a〜1fを使用した撮像装置に、本実施の形態のCCDイメージセンサ10を組み合わせることで、非球面レンズを使うことによる周辺光量補正をイメージセンサ10で行え、補正効果が高い。即ち、上述した(1)式で求まる周辺光量に、さらに非球面レンズによる周辺光量補正を加えて、周辺部の画素の受光面積を拡大する処理を行うことで、より精度の高い周辺光量補正処理が行える。
Therefore, as shown in FIG. 4, the peripheral light quantity correction by using the aspheric lens by combining the
また、撮像装置が備えるレンズ系として、歪曲収差が発生する場合がある。この歪曲収差について図5を参照して説明すると、歪曲収差としては、図5(a)に示したように樽型の歪曲収差が発生する場合と、図5(b)に示したように糸巻き型の歪曲収差が発生する場合がある。
歪曲収差が発生するレンズ系を使用した撮像装置に、本実施の形態のCCDイメージセンサ10を組み合わせた場合にも、その歪曲収差による周辺光量補正をイメージセンサ10で行え、補正効果が高い。即ち、上述した(1)式で求まる周辺光量に、さらに歪曲収差による周辺光量補正を加えて、周辺部の画素の受光面積を拡大する処理を行うことで、より精度の高い周辺光量補正処理が行える。なお、歪曲収差の場合には、図5(b)に示した糸巻き型の歪曲収差では、周辺光量が低下する方向に発生するので、より周辺部の画素の受光面積を拡大することになる。これに対して、図5(a)に示した樽型の歪曲収差では、周辺光量が増加する方向に発生するので、周辺部の画素の受光面積を、(1)式で得られた補正量から減らすことになる。
In addition, distortion may occur as a lens system included in the imaging apparatus. This distortion will be described with reference to FIG. 5. As the distortion, a barrel-shaped distortion occurs as shown in FIG. 5 (a), and a pincushion as shown in FIG. 5 (b). Mold distortion may occur.
Even when the
[4.第2の実施の形態の撮像素子の画素配置例(図6)]
次に、本発明の第2の実施の形態の例を、図6を参照して説明する。
第2の実施の形態においても、上述した第1の実施の形態の例と同様に、撮像素子としてCCD型イメージャを使用した撮像装置としたものであり、種々の撮像を行う撮像装置が適用可能である。撮像装置全体の構成ついては、例えば図2に示した構成が適用可能である。
[4. Example of Pixel Arrangement of Image Sensor of Second Embodiment (FIG. 6)]
Next, an example of the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
Also in the second embodiment, as in the example of the first embodiment described above, an imaging device using a CCD type imager as an imaging device is used, and an imaging device that performs various imaging can be applied. It is. For example, the configuration illustrated in FIG. 2 can be applied to the configuration of the entire imaging apparatus.
本実施の形態においては、第1の実施の形態で説明したCCDイメージセンサ10の画素配列部を、図6に示した画素配列部31としたものである。なお、図6に図示した画素配列は、本実施の形態の原理を説明するために強調して図示したものであり、また画素数についても、簡略化して示してある。また、図6では2つの画素の状態を拡大して示してある。
図6に示したように、CCDイメージセンサの画素配列部31には、それぞれの画素を構成する受光素子の受光部が縦横それぞれ所定個で配置してある。各画素を構成する受光部の脇には、転送レジスタが配置してあり、その転送レジスタに受光部で受光して得た信号電荷を送り、用意された転送レジスタ内を駆動回路26(図2)から供給されるクロックに同期して転送させ、出力回路21まで供給する。
In the present embodiment, the pixel array section of the
As shown in FIG. 6, in the pixel array part 31 of the CCD image sensor, a predetermined number of light receiving parts of the light receiving elements constituting the respective pixels are arranged. A transfer register is arranged beside the light receiving unit constituting each pixel, and signal charges obtained by receiving light from the light receiving unit are sent to the transfer register, and a drive circuit 26 (FIG. 2) is provided in the prepared transfer register. ) In synchronization with the clock supplied from () and supplied to the
本実施の形態においては、図6に示すように、画素配列部31は、中心画素部31aと周辺画素部31bとに別れている。中心画素部31aは受光素子等間隔配置部である。周辺画素部31bは、受光素子が一定でない間隔で配置された受光素子拡大配置部である。
図6では、中心画素部11aの画素の領域に斜線を付与して示してあり、中心画素部31aの左右の周囲に配列された画素が周辺画素部31bである。周辺画素部31bは、中心画素部31a側から見て、左右対称な位置関係に配置してある。本例の場合には、図1の例と異なり、中心画素部31aの上下方向には、周辺画素部31bを配置していない。中心画素部31aは、画素配列部31の内の中心部の比較的大きな領域としてあり、周辺画素部31bは、開口効率などの点である程度以下に受光光量が落ちる周辺部の比較的小さな領域としてある。
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the pixel array unit 31 is divided into a central pixel unit 31a and a
In FIG. 6, the pixel area of the central pixel portion 11a is indicated by hatching, and the pixels arranged around the left and right of the central pixel portion 31a are the
中心画素部31a内の各画素は、画素の配置間隔が水平方向で一定の間隔であり、垂直方向でも一定の間隔である。そして、それぞれ画素が備える受光素子の受光領域の面積についても、中心画素部31a内では等しい面積としてある。即ち、図6に示すように、中心画素部31a内の各画素は、画素のサイズとして、垂直方向の幅v11及び水平方向の幅h11としてある。 Each pixel in the central pixel portion 31a has a constant pixel arrangement interval in the horizontal direction and a constant interval in the vertical direction. The areas of the light receiving regions of the light receiving elements included in the pixels are also equal in the central pixel portion 31a. That is, as shown in FIG. 6, each pixel in the central pixel portion 31a has a vertical width v11 and a horizontal width h11 as the pixel size.
図6では、その中心画素部31a内の1つの画素を拡大して示してある。中心画素部31a内の1つの画素の垂直方向の幅v11×水平方向の幅h11の内で、水平方向の幅v0については、転送レジスタ33の幅である。残りの水平方向の幅h11′と垂直方向の幅v11とで、各画素の受光領域32aの面積が決まる。中心画素部31aについては、画素配置間隔が一定であり、中心画素部31a内の全ての画素の受光領域32aの面積は等しい。
FIG. 6 shows an enlarged view of one pixel in the central pixel portion 31a. Of the vertical width v11 × horizontal width h11 of one pixel in the central pixel portion 31a, the horizontal width v0 is the width of the
周辺画素部31bについては、中心画素部31aと接する位置から、画素配列部31の縁部になるに従って、水平方向に徐々に1つの画素の面積を増やす構成としてある。具体的には、図1に示すように、中心画素部31aの左右の端部と接する画素については、水平方向の幅を、幅h11よりも広い幅h12としてあり、その画素位置から1画素ずつ進むに従って、水平方向の幅h13,h14となるようにしてある。ここで、h11<h12<h13<h14である。
また、中心画素部31aと周辺画素部31bの双方で、それぞれの画素の垂直方向の幅は、幅v11として等しくしてある。
The
Further, in both the central pixel portion 31a and the
図6では、周辺画素部31b内の1つの画素についても拡大して示してある。図6に示した拡大表示した周辺画素部31b内の1つの画素は、左側の端部の画素であり、垂直方向の幅v11×水平方向の幅h14の画素であり、水平方向の幅v0については、転送レジスタ33の幅である。残りの水平方向の幅h14′と垂直方向の幅v11とで、その画素の受光領域32bの面積が決まる。
転送レジスタ33の幅は、中心画素部31a内の画素と、周辺画素部31b内の画素とで等しい。
In FIG. 6, one pixel in the
The width of the
この周辺画素部31b内の画素内の受光領域の面積を水平方向に徐々に増やす処理は、各画素位置の光量を、上述した(1)式の周辺光量から得て、その周辺光量の減少を補正するような面積とすればよい。従って、開口効率を考慮した上で補正が行われる。
In the process of gradually increasing the area of the light receiving region in the pixel in the
この図6に示した画素配列の各画素の受光素子の受光領域に蓄積した信号電荷は、例えば図2に示した出力回路21で撮像信号として読出される。ここで、中心画素部31a内の各画素の撮像信号については、一定間隔で画素が配置された信号であるので、駆動回路26からの一定周期のクロックに同期してそのまま出力させればよい。このため、図2の撮像装置の構成で示した切換スイッチ24については、中心画素部31a内の各画素の信号が出力される区間では、遅延回路23の出力をそのまま撮像信号処理部25に供給すればよい。
Signal charges accumulated in the light receiving region of the light receiving element of each pixel in the pixel array shown in FIG. 6 are read out as an imaging signal by the
一方、周辺画素部31b内の各画素の撮像信号については、間隔が異なる画素配置で得た信号であるので、補間回路22で隣接画素信号どうしを、そのときの画素位置に対応した比率で加算して、中心画素部31aと同じ画素間隔の撮像信号に変換する。隣接した画素の信号としては、例えば水平方向に隣接した画素の信号だけを使ってもよいが、垂直方向に隣接した画素の信号についても使用して、補間して得た信号の精度を向上させてもよい。そして、その補間回路22で補間された撮像信号を切換スイッチ24で選択させる。補間回路22での補間処理のタイミング及び切換スイッチ24での切換タイミングについては、例えば駆動回路26内で周辺画素部11bでの非等間隔の画素配列に対応した非等間隔の画素クロックを生成させて、その画素クロックに同期して行う。
On the other hand, since the imaging signals of the respective pixels in the
このように構成した第2の実施の形態によると、上述した第1の実施の形態の撮像素子と同様に、周辺画素の光量低下を補正することが可能となる。図6に示した第2の実施の形態の場合には、左右の端部での光量低下だけが行われて、上下の端部では補正が行われないが、ビデオカメラ用などの撮像素子は、撮像面(画面)の縦横比が9:16のように比較的横長であるため、良好な補正が可能である。即ち、レンズ系による周辺の光量低下は、中心位置から等距離の円を描いて発生するため、上下の端部ではそれほど光量低下が発生せず、左右の端部で比較的大きな光量低下が発生する可能性が高い。従って、図6に示した構成で補正することで、その比較的大きな光量低下が補正され、良好な撮像が可能となる。
そして、本実施の形態の場合には、水平方向に画素を配置する間隔だけを変化させてあるので、垂直方向の画素間隔は全ての画素で同じであり、それだけ撮像素子として構成が簡単であると共に、その撮像素子の出力撮像信号を処理する処理系も簡単になる。
According to the second embodiment configured as described above, it is possible to correct a decrease in the amount of light of the peripheral pixels as in the image sensor of the first embodiment described above. In the case of the second embodiment shown in FIG. 6, only the light amount is reduced at the left and right ends, and correction is not performed at the upper and lower ends. Since the aspect ratio of the imaging surface (screen) is relatively long like 9:16, good correction is possible. In other words, the peripheral light intensity drop due to the lens system occurs by drawing a circle equidistant from the center position, so the light quantity reduction does not occur so much at the top and bottom edges, and a relatively large light quantity reduction occurs at the left and right edges. There is a high possibility of doing. Therefore, by correcting with the configuration shown in FIG. 6, the relatively large light amount decrease is corrected, and good imaging can be performed.
In the case of the present embodiment, since only the interval in which the pixels are arranged in the horizontal direction is changed, the pixel interval in the vertical direction is the same for all the pixels, and the configuration as an image sensor is simple accordingly. In addition, the processing system for processing the output image pickup signal of the image pickup device is simplified.
[5.各実施の形態の変形例]
なお、上述した第1及び第2の実施の形態では、CCDイメージセンサに適用した例について説明したが、CMOS型イメージャなど他の構成の固体撮像素子に、本発明を適用してもよいことは勿論である。即ち、固体撮像素子に配置される各画素を構成する受光素子として、図1又は図6に示した原理で配置することが可能であれば、各種方式の撮像素子に適用可能である。
[5. Modification of each embodiment]
In the first and second embodiments described above, the example applied to the CCD image sensor has been described. However, the present invention may be applied to a solid-state imaging device having another configuration such as a CMOS imager. Of course. In other words, as long as the light receiving element constituting each pixel arranged in the solid-state image sensor can be arranged according to the principle shown in FIG. 1 or FIG. 6, it can be applied to various types of image sensors.
また、第2の実施の形態では、中心画素部の左右方向だけに周辺画素部を配置して、その周辺画素部で受光領域の面積を拡大するようにしたが、中心画素部の上下方向だけに周辺画素部を配置して、その周辺画素部で受光領域の面積を拡大するようにしてもよい。但し一般的な撮像素子は撮像領域が横長であるため、第2の実施の形態で説明した中心画素部の左右方向だけに周辺画素部を配置する構成の方が好ましい。 In the second embodiment, the peripheral pixel portion is arranged only in the left-right direction of the central pixel portion, and the area of the light receiving region is enlarged in the peripheral pixel portion, but only in the vertical direction of the central pixel portion. A peripheral pixel portion may be arranged in the peripheral pixel portion, and the area of the light receiving region may be enlarged in the peripheral pixel portion. However, since a general imaging element has a horizontally long imaging region, the configuration in which the peripheral pixel portion is arranged only in the left-right direction of the central pixel portion described in the second embodiment is preferable.
1…レンズ系、2…絞り、10…CCDイメージセンサ、11…画素配列部、11a…中心画素部、11b…周辺画素部、12a,12b…受光領域、13…転送レジスタ部、21…出力回路、22…遅延回路、23…補間回路、24…切換スイッチ、25…撮像信号処理部、26…駆動回路、27…記録系回路、28…表示系回路、29…出力端子部、31…画素配列部、31a…中心画素部、31b…周辺画素部、32a,32b…受光領域、33…転送レジスタ部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lens system, 2 ... Diaphragm, 10 ... CCD image sensor, 11 ... Pixel arrangement part, 11a ... Center pixel part, 11b ... Peripheral pixel part, 12a, 12b ... Light-receiving area, 13 ... Transfer register part, 21 ... Output circuit , 22 ... delay circuit, 23 ... interpolation circuit, 24 ... changeover switch, 25 ... imaging signal processing unit, 26 ... drive circuit, 27 ... recording system circuit, 28 ... display system circuit, 29 ... output terminal unit, 31 ... pixel array Part, 31a ... center pixel part, 31b ... peripheral pixel part, 32a, 32b ... light receiving area, 33 ... transfer register part
Claims (10)
前記受光素子等間隔配置部を中心として対称となる周辺位置に配置され、前記受光素子等間隔配置部での前記水平方向の一定間隔及び/又は前記垂直方向の一定間隔よりも広い間隔で配置され、それぞれの受光素子の受光領域の面積を、前記受光素子等間隔配置部から離れるに従って前記第1の面積よりも徐々に大きい面積とした受光素子拡大配置部と、
前記受光素子等間隔配置部に配置された受光素子に蓄積した受光信号と、前記受光素子拡大配置部に配置された受光素子に蓄積した受光信号とを撮像信号として出力させる出力部とを備えた
撮像素子。 The light receiving elements are arranged at regular intervals in the horizontal direction and at regular intervals in the vertical direction, and the areas of the light receiving regions of the respective light receiving elements are equal to each other in the first area, and A light receiving element equidistantly arranged portion disposed substantially at the center;
Arranged at peripheral positions that are symmetric with respect to the light receiving element equidistant arrangement part, and arranged at a wider interval than the constant interval in the horizontal direction and / or the constant interval in the vertical direction in the light receiving element equidistant arrangement part. A light receiving element expansion arrangement portion in which the area of the light receiving region of each light receiving element is gradually larger than the first area as the distance from the light receiving element equal interval arrangement portion increases;
A light receiving signal accumulated in the light receiving elements arranged in the light receiving element equidistantly arranged portion and an output unit for outputting the light received signals accumulated in the light receiving elements arranged in the light receiving element enlarged arrangement portion as imaging signals; Image sensor.
受光素子に到達する光を透過させるレンズ系の開口効率と、前記レンズ系の中心光軸と周辺光とのなす角度をθとしたときのcos4θとを、中心光量に乗算して得られる光量低下を補正するに相当する面積拡大である
請求項1記載の撮像素子。 Increasing the area of the light receiving region of the light receiving element in the light receiving element expansion arrangement portion,
It is obtained by multiplying the central light quantity by the aperture efficiency of the lens system that transmits the light that reaches the light receiving element and cos 4 θ when the angle between the central optical axis of the lens system and the peripheral light is θ. The image pickup device according to claim 1, wherein the image pickup element is an area expansion corresponding to correcting a light amount decrease.
請求項1記載の撮像素子。 The width of a register for transferring only a light receiving region of the light receiving element and transferring a light receiving signal accumulated in the light receiving element is not changed in response to an increase in an arrangement interval of the light receiving elements of the light receiving element expanding arrangement portion. Image sensor.
請求項1記載の撮像素子。 The light receiving element expansion arrangement part is arranged at the upper, lower, left and right peripheral positions of the light receiving element equidistant arrangement part, and the area of the light receiving region of each light receiving element is separated from the light receiving element equidistant arrangement part in the vertical direction. The imaging device according to claim 1, wherein the area is gradually larger than the first area, and is gradually larger than the first area as the distance from the light receiving element equidistant arrangement portion is increased in the horizontal direction.
前記受光素子等間隔配置部の上下の周辺位置には前記受光素子拡大配置部を配置しない構成とした
請求項1記載の撮像素子。 The light receiving element expansion arrangement portion is arranged at the left and right peripheral positions of the light receiving element equal interval arrangement portion, and the area of the light receiving region of each light receiving element is increased as the distance from the light receiving element equal interval arrangement portion increases in the horizontal direction. Make the area gradually larger than the first area,
The imaging device according to claim 1, wherein the light receiving element enlarged arrangement portion is not arranged at upper and lower peripheral positions of the light receiving element equal interval arrangement portion.
前記受光素子等間隔配置部を中心として対称となる周辺位置に配置され、前記受光素子等間隔配置部での前記水平方向の一定間隔及び/又は前記垂直方向の一定間隔よりも広い間隔で配置され、それぞれの受光素子の受光領域の面積を、前記受光素子等間隔配置部から離れるに従って前記第1の面積よりも徐々に大きい面積とした受光素子拡大配置部と、
前記受光素子等間隔配置部に配置された受光素子に蓄積した受光信号と、前記受光素子拡大配置部に配置された受光素子に蓄積した受光信号とを撮像信号として出力させる出力部とを有する撮像素子と、
前記撮像素子の出力部から出力される撮像信号の内の、前記受光素子等間隔配置部内の受光素子から読み出した撮像信号と、前記受光素子拡大配置部から読み出した撮像信号とを、一定の画素間隔の撮像信号に変換する変換部と、
前記変換部で変換された撮像信号を処理する撮像信号処理部とを備えた
撮像装置。 The light receiving elements are arranged at regular intervals in the horizontal direction and at regular intervals in the vertical direction, and the areas of the light receiving regions of the respective light receiving elements are equal to each other in the first area, and A light receiving element equidistantly arranged portion disposed substantially at the center;
Arranged at peripheral positions that are symmetric with respect to the light receiving element equidistant arrangement part, and arranged at a wider interval than the constant interval in the horizontal direction and / or the constant interval in the vertical direction in the light receiving element equidistant arrangement part. A light receiving element expansion arrangement portion in which the area of the light receiving region of each light receiving element is gradually larger than the first area as the distance from the light receiving element equal interval arrangement portion increases;
Imaging having a light receiving signal accumulated in a light receiving element arranged in the light receiving element equidistantly arranged portion and an output unit for outputting the light receiving signal accumulated in the light receiving element arranged in the light receiving element enlarged arrangement portion as an imaging signal Elements,
Among the imaging signals output from the output unit of the imaging element, an imaging signal read from the light receiving element in the light receiving element equidistantly arranged portion and an imaging signal read from the light receiving element enlarged arrangement portion are fixed pixels. A conversion unit for converting to an imaging signal at an interval;
An imaging apparatus comprising: an imaging signal processing unit that processes the imaging signal converted by the conversion unit.
受光素子に到達する光を透過させるレンズ系の開口効率と、前記レンズ系の中心光軸と周辺光とのなす角度をθとしたときのcos4θとを、中心光量に乗算して得られる光量低下を補正するに相当する面積拡大である
請求項6記載の撮像装置。 Increasing the area of the light receiving region of the light receiving element in the light receiving element enlarged arrangement portion of the image pickup element,
It is obtained by multiplying the central light quantity by the aperture efficiency of the lens system that transmits the light that reaches the light receiving element and cos 4 θ when the angle between the central optical axis of the lens system and the peripheral light is θ. The imaging apparatus according to claim 6, wherein the area is enlarged corresponding to correcting a light amount decrease.
請求項6記載の撮像装置。 The imaging element expands only the light receiving area of the light receiving element in response to the increase in the arrangement interval of the light receiving elements in the light receiving element expanding arrangement portion, and does not change the width of the register for transferring the light receiving signal accumulated in the light receiving element. The imaging device according to claim 6.
請求項6記載の撮像装置。 The light receiving element expansion arrangement portion of the imaging element is arranged at the upper, lower, left and right peripheral positions of the light receiving element equidistant arrangement portion, and the area of the light receiving area of each light receiving element is perpendicular to the light receiving element equidistant arrangement portion. The area gradually larger than the first area as the distance from the first area increases, and the area gradually larger than the first area as the distance from the light receiving element equidistantly arranged portion in the horizontal direction increases. Imaging device.
前記受光素子等間隔配置部の上下の周辺位置には前記受光素子拡大配置部を配置しない構成とした
請求項6記載の撮像装置。 The image pickup element and the light receiving element expansion arrangement portion are arranged at the left and right peripheral positions of the light receiving element equal interval arrangement portion, and the areas of the light receiving regions of the respective light receiving elements are separated from the light receiving element equal interval arrangement portion in the horizontal direction. And gradually increasing the area to be larger than the first area,
The imaging apparatus according to claim 6, wherein the light receiving element enlarged arrangement portion is not arranged at upper and lower peripheral positions of the light receiving element equal interval arrangement portion.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014097884A1 (en) * | 2012-12-18 | 2014-06-26 | 富士フイルム株式会社 | Solid-state image pickup device |
JP2015230950A (en) * | 2014-06-04 | 2015-12-21 | 住友電気工業株式会社 | Array type photodetector |
JP2017225665A (en) * | 2016-06-23 | 2017-12-28 | 株式会社ユニバーサルエンターテインメント | Game machine |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05207383A (en) * | 1992-01-29 | 1993-08-13 | Toshiba Corp | Solid-state image pickup device |
JPH06197288A (en) * | 1992-12-25 | 1994-07-15 | Canon Inc | Picture information processing unit |
JPH07143411A (en) * | 1993-11-16 | 1995-06-02 | Sony Corp | Solid-state image pickup element |
JPH08116041A (en) * | 1994-10-13 | 1996-05-07 | Olympus Optical Co Ltd | Manufacture of solid-state image sensing device |
JPH11150254A (en) * | 1997-11-17 | 1999-06-02 | Asahi Optical Co Ltd | Solid-state image-pickup element |
JP2000036587A (en) * | 1998-07-21 | 2000-02-02 | Sony Corp | Solid-state image pickup element |
JP2001189442A (en) * | 1999-12-28 | 2001-07-10 | Nikon Corp | Solid-state image pickup device, manufacturing method therefor, and digital camera |
JP2002040145A (en) * | 2000-07-25 | 2002-02-06 | Shimadzu Corp | X-ray detector |
JP2003101884A (en) * | 2001-09-21 | 2003-04-04 | Fuji Photo Film Co Ltd | Shading correcting device and method |
JP2004064796A (en) * | 2002-07-29 | 2004-02-26 | Hewlett-Packard Development Co Lp | Electronic imaging device |
JP2006324354A (en) * | 2005-05-17 | 2006-11-30 | Fujifilm Holdings Corp | Imaging device and imaging apparatus |
JP2009088382A (en) * | 2007-10-02 | 2009-04-23 | Dainippon Printing Co Ltd | Solid state image sensing element and image pick-up device using the same |
-
2009
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Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05207383A (en) * | 1992-01-29 | 1993-08-13 | Toshiba Corp | Solid-state image pickup device |
JPH06197288A (en) * | 1992-12-25 | 1994-07-15 | Canon Inc | Picture information processing unit |
JPH07143411A (en) * | 1993-11-16 | 1995-06-02 | Sony Corp | Solid-state image pickup element |
JPH08116041A (en) * | 1994-10-13 | 1996-05-07 | Olympus Optical Co Ltd | Manufacture of solid-state image sensing device |
JPH11150254A (en) * | 1997-11-17 | 1999-06-02 | Asahi Optical Co Ltd | Solid-state image-pickup element |
JP2000036587A (en) * | 1998-07-21 | 2000-02-02 | Sony Corp | Solid-state image pickup element |
JP2001189442A (en) * | 1999-12-28 | 2001-07-10 | Nikon Corp | Solid-state image pickup device, manufacturing method therefor, and digital camera |
JP2002040145A (en) * | 2000-07-25 | 2002-02-06 | Shimadzu Corp | X-ray detector |
JP2003101884A (en) * | 2001-09-21 | 2003-04-04 | Fuji Photo Film Co Ltd | Shading correcting device and method |
JP2004064796A (en) * | 2002-07-29 | 2004-02-26 | Hewlett-Packard Development Co Lp | Electronic imaging device |
JP2006324354A (en) * | 2005-05-17 | 2006-11-30 | Fujifilm Holdings Corp | Imaging device and imaging apparatus |
JP2009088382A (en) * | 2007-10-02 | 2009-04-23 | Dainippon Printing Co Ltd | Solid state image sensing element and image pick-up device using the same |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014097884A1 (en) * | 2012-12-18 | 2014-06-26 | 富士フイルム株式会社 | Solid-state image pickup device |
JP2015230950A (en) * | 2014-06-04 | 2015-12-21 | 住友電気工業株式会社 | Array type photodetector |
JP2017225665A (en) * | 2016-06-23 | 2017-12-28 | 株式会社ユニバーサルエンターテインメント | Game machine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5402249B2 (en) | 2014-01-29 |
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