JP2015005880A - Imaging element and imaging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は特にビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等に用いられる撮像素子に関し、特に撮像素子の画素配列からの信号読み出し構成部に関する。 The present invention particularly relates to an image sensor used in a video camera, a digital still camera, and the like, and more particularly to a signal readout component from a pixel array of the image sensor.
一般的に撮像素子からの信号は暗電流の増大などにより、被写体光の受光信号に加えオフセット成分を含んで出力される。この出力の中から被写体光による信号のみを取り出すために、撮像素子の一部の画素を金属遮光膜で覆うことで、感光しない基準画素(OB画素)を配置している。撮像素子からの信号を画像信号として取り込む際、特許文献1に記載のように、前記基準画素(OB画素)が所定のレベルになるように、OBクランプと呼ばれる動作を行う。 In general, a signal from an image sensor is output including an offset component in addition to a light reception signal of subject light due to an increase in dark current or the like. In order to extract only the signal from the subject light from the output, a reference pixel (OB pixel) that is not photosensitive is arranged by covering a part of the pixels of the image sensor with a metal light shielding film. When a signal from the image sensor is captured as an image signal, an operation called an OB clamp is performed so that the reference pixel (OB pixel) is at a predetermined level as described in Patent Document 1.
図8は撮像素子の画素配置を示しており、同図を用いて前記OBクランプ動作を説明する。感光部である開口部の画素群(有効画素)に対して図の上方部分に基準画素VOB画素群、左側部分に基準画素HOB画素群を配置している。
画素からの信号は同図左上から右方向へ1行ずつ出力され、1行目の信号出力が終了すると2行目の信号を左から右方向へ順次出力する。(図中矢印)
FIG. 8 shows the pixel arrangement of the image sensor, and the OB clamping operation will be described with reference to FIG. The reference pixel VOB pixel group is arranged in the upper part of the drawing and the reference pixel HOB pixel group is arranged on the left side of the pixel group (effective pixel) of the opening as the photosensitive part.
Signals from the pixels are output line by line from the upper left to the right in the figure, and when the signal output for the first line is completed, the signals for the second line are sequentially output from the left to the right. (Arrow in the figure)
この時、撮像素子の後段処理部により複数のVOB領域の画素信号に基づいてVOB領域の出力が所定のレベルになるようにクランプ動作を行う。続いて有効画素領域を含む行においては、複数のHOB領域の画素信号に基づいてHOB領域の出力が所定のレベルになるように、行毎にクランプ動作を行う。こうしてクランプされた信号は、クランプレベルを差し引くことで被写体光による受光信号にすることができる。 At this time, a clamping operation is performed by the subsequent processing unit of the image sensor so that the output of the VOB area becomes a predetermined level based on the pixel signals of the plurality of VOB areas. Subsequently, in the row including the effective pixel region, the clamping operation is performed for each row so that the output of the HOB region becomes a predetermined level based on the pixel signals of the plurality of HOB regions. The signal clamped in this way can be converted into a light reception signal by subject light by subtracting the clamp level.
一方近年では立体的な画像の取得方法や表示方法として、特許文献2に記載のようなさまざまな方法が提案されている。
On the other hand, in recent years, various methods as described in
図9は、視差のある2つの画像を取得する方法を説明する図である。同図において、91は撮影レンズの射出瞳、92は撮像素子の受光素子の直上に配置されたマイクロレンズ、93はA像受光素子、94はB像受光素子であり、夫々撮影レンズの射出瞳51のA像瞳95で示される光束とB像瞳96で示される光束を受光できる。また、A像受光素子93、B像受光素子94の2つの受光素子及び受光素子直上のマイクロレンズ92で単位画素を構成し、この単位画素を格子状に配置することで撮像素子の受光部を形成している。
FIG. 9 is a diagram illustrating a method for acquiring two images with parallax. In the figure, 91 is an exit pupil of the photographing lens, 92 is a microlens disposed immediately above the light receiving element of the image sensor, 93 is an A image light receiving element, and 94 is a B image light receiving element. The light beam indicated by 51
このような構成でA像受光素子93からの出力のみで生成した画像とB像受光素子94からの出力のみで生成した画像は、A像瞳とB像瞳の重心間距離Mの視差を持った画像となる。
In such a configuration, an image generated only from the output from the A image
ここで96はA像受光素子93への光の入射角とその強度分布を、97はB像受光素子94への光の入射角とその強度分布を示しており、横軸の左側が同図左方向からの入射角、右側が同図右方向からの入射角を示し、縦軸は入射光強度を示している。
Here, 96 indicates the incident angle of light to the A image
図9の例では、A像受光素子93、B像受光素子94の2つの受光素子で単位画素を構成しているが、更に多数の受光素子で単位画素を構成させた例もある。
In the example of FIG. 9, the unit pixel is composed of two light receiving elements, the A image
上記のようなOBクランプ動作は、特に低輝度被写体からの受光信号を正しく得るために厳しい精度が要求される。一般的には、複数の基準画素(OB画素)出力の平均値からクランプ目標値を算出してクランプ動作を行うことで、画素部のノイズの影響や基準画素の画素欠陥の影響などをなくすようにしている。特に高温環境下では暗電流が増大するとともにノイズや欠陥画素出力異常も増加するので、多くの基準画素数を平均化に用いてクランプ誤差を防止することは重要である。 In the OB clamping operation as described above, strict accuracy is required in order to correctly obtain a light reception signal from a low-luminance subject. Generally, the clamp target value is calculated from the average value of the output of a plurality of reference pixels (OB pixels) and the clamp operation is performed to eliminate the influence of noise in the pixel portion and the influence of pixel defects in the reference pixel. I have to. In particular, in a high temperature environment, dark current increases and noise and defective pixel output abnormalities also increase. Therefore, it is important to prevent a clamping error by using a large number of reference pixels for averaging.
しかしながら、基準画素を多く配置すると、半導体撮像素子のサイズが大きくなることによる装置のコストアップ、レイアウトの自由度が制限されるなどの問題がある。更に、図9で説明したような複数の受光素子によって単位画素を構成した撮像素子においては、A像信号とB像信号は別々に処理される。そのため、基準画素(OB画素)もA像受光素子用とB像受光素子用と別々に設ける必要があり、更なるコストアップやレイアウト自由度の制限につながる。 However, when a large number of reference pixels are arranged, there are problems such as an increase in the cost of the apparatus due to an increase in the size of the semiconductor image sensor and a restriction on the degree of freedom of layout. Further, in the image sensor in which the unit pixel is configured by a plurality of light receiving elements as described in FIG. 9, the A image signal and the B image signal are processed separately. Therefore, it is necessary to provide the reference pixel (OB pixel) separately for the A image light receiving element and the B image light receiving element, which leads to further cost increase and restriction on the degree of layout freedom.
上記課題を解決するため、少なくとも一つの光電変換素子を含む単位画素が、第1の画素領域と第2の画素領域に二次元に配列された画素配列を有する撮像素子は、画素配列の光電変換素子の信号を単位画素の行ごとに読み出す第1の読み出し手段と第2の読み出し手段とを備え、第1の画素領域の光電変換素子の信号が第1の読み出し手段または第2の読み出し手段によって読み出され、第2の画素領域の光電変換素子の信号が第1の読み出し手段及び第2の読み出し手段によって読み出されるよう構成される。また、OBクランプ等に必要な第2の画素領域の受光素子の信号を、第1および第2の読み出し手段で読み出された第1の画素領域の光電変換素子の信号について兼用する。 In order to solve the above problem, an image sensor having a pixel array in which unit pixels including at least one photoelectric conversion element are two-dimensionally arranged in a first pixel region and a second pixel region is a photoelectric conversion of the pixel array. First reading means and second reading means for reading the signal of the element for each row of unit pixels, and the signal of the photoelectric conversion element in the first pixel region is transmitted by the first reading means or the second reading means. The signal is read and the signal of the photoelectric conversion element in the second pixel region is read by the first reading unit and the second reading unit. Further, the signal of the light receiving element in the second pixel area necessary for the OB clamp or the like is also used as the signal of the photoelectric conversion element in the first pixel area read by the first and second reading means.
本発明によれば、基準画素である光電変換素子からの出力を、複数の有効画素で兼用できるため、必要な画素数を十分確保しつつ総画素数つまり撮像素子のサイズを減らすことが可能である。そのため撮像素子を構成するパッケージサイズも小さくでき、撮像装置を構成した場合においてレイアウトの自由度が増すとともに、撮像素子のサイズが小さいため大幅なコストダウンが可能である。 According to the present invention, since the output from the photoelectric conversion element that is the reference pixel can be shared by a plurality of effective pixels, it is possible to reduce the total number of pixels, that is, the size of the image sensor while ensuring a sufficient number of necessary pixels. is there. Therefore, the size of the package constituting the image sensor can be reduced, and when the image pickup apparatus is configured, the degree of freedom in layout increases, and the size of the image sensor is small, so that the cost can be significantly reduced.
[実施例]
図1は、本発明の実施例に係るCMOS型撮像素子の画素部を説明するための図であり、例えば視差を持ったA画像(第1の画像)とB画像(第2の画像)を生成する複数の受光素子(画素)によって単位画素が構成されるCMOS型撮像素子の画素構造を示している。具体的には、A像受光素子(第1の受光素子)またはB像受光素子(第2の受光素子)の画素構成を示している。
[Example]
FIG. 1 is a diagram for explaining a pixel portion of a CMOS image sensor according to an embodiment of the present invention. For example, an A image (first image) and a B image (second image) having parallax are shown. The pixel structure of the CMOS type image pick-up element in which a unit pixel is comprised by the several light receiving element (pixel) to produce | generate is shown. Specifically, the pixel configuration of an A image light receiving element (first light receiving element) or a B image light receiving element (second light receiving element) is shown.
同図において、光信号電荷を発生するフォトダイオード102pは、この例ではアノード側が接地されている。フォトダイオード102pのカソード側は、転送MOSトランジスタ102を介して不図示のフローティングディフュージョン(Cfd)に接続されている。フローティングディフュージョンは、増幅MOSトランジスタ104のゲートに接続されている。また、上記増幅MOSトランジスタ104のゲートには、フローティングデフュージョンをリセットするためのリセットMOSトランジスタ103のソースが接続されている。リセットMOSトランジスタ103のドレインは、電源電圧VDDに接続されている。さらに、上記増幅MOSトランジスタ104は、ドレインが電源電圧VDDに接続され、ソースが選択MOSトランジスタ105のドレインに接続されている。
In this figure, the
上記転送MOSトランジスタ102のゲート端子はPtx信号により駆動され、フォトダイオード102pの信号をフローティングディフュージョン及び増幅MOSトランジスタ104のゲートに転送する。リセットMOSトランジスタ103のゲート端子はPres信号により駆動され、フローティングディフュージョン及びフォトダイオード102pをリセットする。選択MOSトランジスタ105のゲート端子はPsel信号により駆動され、信号はVout端子から出力される。Vout端子は不図示の垂直出力線に接続され、増幅MOSトランジスタ104は選択MOSトランジスタ105を介して垂直出力線負荷と接続されることで、ソースフォロワアンプとして機能する。
The gate terminal of the
図2は、図1で説明した受光素子(画素)をA像受光素子、B像受光素子とし、これら2つの受光素子で、図9に示すように単位画素を構成し、この単位画素を水平方向に4画素、垂直方向に3画素を配置したときの撮像素子の構成を示している。図において、a00〜a23はそれぞれA像受光素子、b00〜b23はそれぞれB像受光素子であり、例えば、画素a00とb00とによって単位画素が構成されている。また、画素a00〜b21は金属遮光膜(遮光手段)に覆われた感光しない基準画素(HOB画素)、a02〜b23は感光する有効画素である。各受光素子(画素)には垂直シフトレジスタ240から、行毎にpres信号、ptx信号、psel信号が供給され、行単位で順次走査される。
In FIG. 2, the light receiving element (pixel) described in FIG. 1 is an A image light receiving element and a B image light receiving element, and these two light receiving elements constitute a unit pixel as shown in FIG. The configuration of the image sensor when four pixels are arranged in the direction and three pixels are arranged in the vertical direction is shown. In the figure, a00 to a23 are A image light receiving elements, and b00 to b23 are B image light receiving elements, respectively. For example, a unit pixel is constituted by pixels a00 and b00. The pixels a00 to b21 are non-photosensitive reference pixels (HOB pixels) covered with a metal light shielding film (light shielding means), and a02 to b23 are photosensitive effective pixels. Each light receiving element (pixel) is supplied with a pres signal, a ptx signal, and a psel signal from the
各受光素子出力は、電流源負荷200が接続された垂直出力線を介して、列回路内の容量(c0)201a、201bに入力される。203a、203bはオペアンプで、帰還容量(cf)202a、202bと容量(c0)201a、201bにより反転増幅アンプを構成している。不図示のアナログスイッチにより帰還容量(cf)202a、202bの両端をショートすることにより、容量c0、cfのリセットおよび後段の容量cts、ctnのリセットを行う。オペアンプ203a、203bの出力は、パルスpts,ptnで駆動されるアナログスイッチ208a、208b、209a、209bを介して、夫々保持容量(cts)210a、210b、(ctn)211a、211bに保持される。なおここでは、前述の受光素子部のフローティングディフュージョン(Cfd)をリセットした直後の信号を保持容量(ctn)211a、211bに保持する。また、その後画素からの信号をフローティングディフュージョン(Cfd)に転送した直後の信号を保持容量(cts)210a、210bに保持するものとする。
Each light receiving element output is input to the capacitors (c0) 201a and 201b in the column circuit via a vertical output line to which the
1行分の画素信号が列毎に保持容量(cts)210a、210b、(ctn)211a、211bに保持されると、水平走査部230a、230bによりパルスph(n)が順次駆動される。これにより、アナログスイッチ214a、214b、215a、215bが順次開閉される。これにより、1行分の画素信号が後段の差動型読み出しアンプ216a、216bに入力され外部に出力される。
When the pixel signals for one row are held in the holding capacitors (cts) 210a, 210b, (ctn) 211a, 211b for each column, the pulses ph (n) are sequentially driven by the
ここで、本実施例の撮像素子は、有効画素a02〜b23(第1の画素領域)のうちA像受光素子a02〜a23の出力は同図下方向、B像受光素子b02〜b23(第21の画素領域)の出力は同図上方向に読み出される構成になっている。従って、差動型読み出しアンプ216aからはA像受光素子からの有効画素信号が、差動型読み出しアンプ216bからはB像受光素子からの有効画素信号がそれぞれ出力される。
Here, in the image sensor of this embodiment, the outputs of the A image light receiving elements a02 to a23 out of the effective pixels a02 to b23 (first pixel region) are downward in the figure, and the B image light receiving elements b02 to b23 (21st pixel). The output of the pixel region) is read out in the upward direction of the figure. Accordingly, the effective pixel signal from the A image light receiving element is output from the differential read amplifier 216a, and the effective pixel signal from the B image light receiving element is output from the
一方、基準画素(HOB画素)a00〜b21(第2の画素領域)の出力については、同図上下方向から同時に読み出される構成になっている。この場合、増幅MOSトランジスタ104の負荷容量(c0)が201a、201bの2つになるため時定数が若干増えるが、信号出力レベルの問題はない。
On the other hand, the outputs of the reference pixels (HOB pixels) a00 to b21 (second pixel regions) are simultaneously read from the vertical direction in the figure. In this case, since the load capacitance (c0) of the
つまり、差動型読み出しアンプ216aからは、基準画素信号がA像受光素子/B像受光素子の区別なく読み出されるとともに、A像受光素子からの有効画素信号が読み出される。また、差動型読み出しアンプ216bからは、基準画素信号がA像受光素子/B像受光素子の区別なく読み出されるとともに、B像受光素子からの有効画素信号が読み出される。
That is, from the differential read amplifier 216a, the reference pixel signal is read without distinction of the A image light receiving element / B image light receiving element, and the effective pixel signal from the A image light receiving element is read. Further, from the
図3〜図4は、図2の本実施例に係る撮像素子の二次元の画素配列とそれからの出力を示しており、図3は、撮像素子上の水平4画素、垂直3画素の受光素子配列を示し、これらは図2の画素a00〜b23に相当する。このような受光素子の配列を有する撮像素子の出力信号を示したのが図4(a)、(b)である。図4の(a)は差動型読み出しアンプ216aからの出力画像を、図4の(b)は差動型読み出しアンプ216bからの出力画像を示している(図2についての説明参照)。
3 to 4 show a two-dimensional pixel array of the image pickup device according to the present embodiment of FIG. 2 and an output from the two-dimensional pixel array. FIG. 3 shows a light receiving device of four horizontal pixels and three vertical pixels on the image pickup device. The arrangement is shown, and these correspond to the pixels a00 to b23 in FIG. FIGS. 4A and 4B show the output signals of the image sensor having such an array of light receiving elements. 4A shows an output image from the differential read amplifier 216a, and FIG. 4B shows an output image from the
図5は、図2〜3に示した本実施例に係る撮像素子の読み出し構成の概要を、画素a00、b00〜a03、b03の1行分の画素配列について示した図である。図において、506は単位画素、505は単位画素の受光面に配置されたマイクロレンズであり、単位画素の複数の受光素子が一つのマイクロレンズに対応している。図では、4つの単位画素が配置されて1行を構成している。また、画素a00、b00、a01、b01はHOB部であるので、A像用画素読み出し部508とB像用画素読み出し部507の両方に読出し、画素a02、a03はA像用画素読み出し部508(第1の読み出し手段)へ読み出す。また、画素b02、b03はB像用画素読み出し部507(第2の読み出し手段)へ読み出す。
FIG. 5 is a diagram illustrating an outline of the readout configuration of the image sensor according to the present embodiment illustrated in FIGS. 2 to 3 with respect to the pixel arrangement for one row of the pixels a00, b00 to a03, and b03. In the figure,
図4(a)、(b)に示すように、水平方向の有効画素信号は2画素だが、基準画素(HOB画素)信号は4画素分あることがわかる。これは、図2のように基準画素(HOB画素)の出力は上下2方向に出力し、有効画素信号は上下どちらか1方向にのみ出力するように構成しているためである。 As shown in FIGS. 4A and 4B, there are two effective pixel signals in the horizontal direction, but there are four reference pixel (HOB pixel) signals. This is because the output of the reference pixel (HOB pixel) is output in two directions, as shown in FIG. 2, and the effective pixel signal is output only in one direction, either up or down.
このような出力構成にすることで基準画素(HOB画素)信号を増やすことができ(この場合2倍)、平均化に用いる基準画素の数を増やせるのでクランプ動作を精度良く行うことができる。言い換えれば、A像受光素子用の基準画素とB像受光素子用の基準画素を独立に配置し、上下どちらか1方向に読み出す場合に比べて、基準画素数を十分確保しつつ総画素数を減らすことが可能である。 With such an output configuration, the reference pixel (HOB pixel) signal can be increased (in this case, doubled), and the number of reference pixels used for averaging can be increased, so that the clamping operation can be performed with high accuracy. In other words, the reference pixel for the A image light receiving element and the reference pixel for the B image light receiving element are arranged independently, and the total number of pixels can be increased while ensuring a sufficient number of reference pixels as compared with the case of reading in one of the upper and lower directions. It is possible to reduce.
クランプ動作は前述のように、被写体光による光電変換信号に加わる暗電流などによるオフセット変動を除去するための補正であるが、A像受光素子とB像受光素子の暗電流差が一般的にほとんどないことから、本実施例の兼用する構成が効果的である。 As described above, the clamp operation is correction for removing offset fluctuation due to dark current applied to the photoelectric conversion signal caused by the subject light. Generally, the dark current difference between the A image light receiving element and the B image light receiving element is almost the same. Therefore, the configuration shared by this embodiment is effective.
[実施例の応用例]
図6は、図1〜5を用いて説明した本実施例に係る撮像素子を用いた撮像装置のブロック構成図である。
[Application example of the embodiment]
FIG. 6 is a block diagram of an imaging apparatus using the imaging device according to the present embodiment described with reference to FIGS.
同図において、601はCMOS型撮像素子であり、その構成は図2と同等であるとする。撮像素子は、不図示の撮影レンズを含む光学系で形成された被写体の光学像を、有効画素により撮像して画素信号を出力する。
In the figure,
602aは撮像素子601からのA像受光素子信号を基準画素(HOB画素)でクランプして補正した後、信号増幅してAD変換等を行う信号処理部であるAFE(Analog Front End)である。602bは撮像素子601からのB像受光素子信号を基準画素(HOB画素)でクランプした後、信号増幅してAD変換等を行う信号処理部であるAFEである。信号処理部602a、602bは、それぞれ後述するタイミング発生部604からタイミング信号を受け取り、それに従って動作する。603a、603bはDSP(Digital Signal Proseccer)であり、信号処理部602a、602bからの各データに対して各種補正処理等を行なう。また、後述する605CPUからの制御により、ROM606a、606b、RAM607a、607b等の各種メモリの制御、記録媒体608への映像データの書き込み処理を行なう。
604は、撮像素子601、信号処理部602a、602b、DSP603a、603bにクロック信号や制御信号を供給するタイミング発生部であるTG(Timing Generator)であり、後述するCPU605により制御される。605はDSP603a、603b、TG604の制御、及び測距部613、測光部614などの各部を使ったカメラ機能の制御を行なうCPUである。CPU605には609〜611の各スイッチが接続され、それぞれの状態に応じた処理が実行される。
606a、606bは、カメラの制御プログラムや補正テーブルなどを記憶するROMである。607a、607bは、DSP603a、603bで処理される映像データや補正データを一時的に記憶するRAMである。RAM607a,bは、ROM606a,bより高速アクセスが可能である。608は、撮影された映像を保存するコンパクトフラッシュカード等の記録媒体であり、不図示のコネクタを介してカメラと接続される。
609はカメラを起動させるための電源スイッチ、610は測光処理、測距処理、被写体映像をリアルタイムに外部に表示する所謂EVF動作等の撮影準備動作開始を指示するシャッタースイッチSW1である。また、611は不図示のミラー及びシャッターを駆動し、撮像素子601から読み出した信号を信号処理部602a,b、DSP603a,bを介して記録媒体608に書き込む一連の撮像動作の開始を指示するシャッタースイッチSW2である。612はカメラの撮影モード(例えば通常モード、3Dモード、動画モードなど)を指示するためのモードダイアルスイッチ、613は被写体までの距離を検出し、被写体の光学像を形成する不図示の撮影レンズの焦点調節を行わせるための測距部である。614は、被写体輝度を測定し撮像素子への露光量を決定するための測光部、615は撮影した映像を外部に表示するための表示装置である。
Reference numeral 609 denotes a power switch for activating the camera, and reference numeral 610 denotes a shutter switch SW1 for instructing the start of a photographing preparation operation such as a so-called EVF operation in which photometry processing, distance measurement processing, and subject video are displayed in real time. A
ここで、破線で示した651aは、撮像素子601から出力されたA像受光素子信号を処理する処理ブロック(第1の信号処理手段)、651bは撮像素子601から出力されたB像受光素子信号を処理する処理ブロック(第2の信号処理手段)である。これら処理ブロックによりA像画像とB像画像をそれぞれ生成して立体画像を形成することができる。
Here, 651 a indicated by a broken line is a processing block (first signal processing means) for processing the A image light receiving element signal output from the
以上、図1乃至図6を用いて説明した本発明の構成によれば、クランプに使用する基準画素数を十分確保しつつ総画素数を減らすことが可能となる。図7(a)、(b)はこの効果を説明するための図であり、図7(a)は、A像受光素子用の基準画素とB像受光素子用の基準画素を独立に配置し、上下どちらか1方向に読み出す構成の撮像素子での画素配列を示す。一方、図7(b)は基準画素(HOB画素)の出力を上下2方向に出力する本発明に係る画素読み出し構成を有する撮像素子の画素の配列であり、図7(a)に比べて基準画素配列の水平方向のサイズを小さくできる。そのため、撮像素子を構成するパッケージサイズも小さくでき、図7(b)のような画素配列の撮像装置を構成した場合において、レイアウトの自由度が増すとともに撮像素子のサイズが小さいため大幅なコストダウンが可能となる。 As described above, according to the configuration of the present invention described with reference to FIGS. 1 to 6, it is possible to reduce the total number of pixels while sufficiently securing the number of reference pixels used for clamping. FIGS. 7A and 7B are diagrams for explaining this effect. In FIG. 7A, a reference pixel for the A image light receiving element and a reference pixel for the B image light receiving element are arranged independently. The pixel arrangement in an image sensor configured to read in one direction, either up or down, is shown. On the other hand, FIG. 7B is an array of pixels of an image sensor having a pixel readout configuration according to the present invention that outputs the output of a reference pixel (HOB pixel) in two directions, and is a reference compared to FIG. 7A. The horizontal size of the pixel array can be reduced. Therefore, the size of the package constituting the image sensor can be reduced, and when an image pickup apparatus having a pixel arrangement as shown in FIG. 7B is configured, the degree of freedom in layout increases and the size of the image sensor is small, resulting in significant cost reduction. Is possible.
尚、図1〜図7では、受光素子(画素)をA像受光素子とB像受光素子とし、これら2つの受光素子で単位画素を構成した場合を説明したが、本発明はこの例に限定されるものではない。例えば、一つの受光素子を単位画素として構成した通常の画像を生成する撮像素子においても適用可能であり、同様の効果を得ることが可能である。つまり、有効画素の一つの信号の読み出しに対して基準画素からの出力を複数出力させることで同様の効果を得ることが可能である。 Although FIGS. 1 to 7 illustrate the case where the light receiving element (pixel) is an A image light receiving element and a B image light receiving element, and the unit pixel is configured by these two light receiving elements, the present invention is limited to this example. Is not to be done. For example, the present invention can also be applied to an image sensor that generates a normal image in which one light receiving element is configured as a unit pixel, and the same effect can be obtained. That is, it is possible to obtain the same effect by outputting a plurality of outputs from the reference pixel for reading one signal of the effective pixel.
上記実施例は、本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならない。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することが可能である。 The above-described embodiments are merely examples of embodiments for carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed as being limited thereto. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.
Claims (6)
前記画素配列の受光素子の信号を単位画素の行ごとに読み出す第1の読み出し手段と第2の読み出し手段とを備え、
前記第1の画素領域の受光素子の信号が前記第1の読み出し手段または第2の読み出し手段によって読み出され、前記第2の画素領域の受光素子の信号が前記第1の読み出し手段及び第2の読み出し手段によって読み出されるよう構成されていることを特徴とする撮像素子。 In an imaging device having a pixel array in which unit pixels including at least one light receiving element are two-dimensionally arranged in a first pixel region and a second pixel region,
First reading means and second reading means for reading the signals of the light receiving elements of the pixel array for each row of unit pixels,
The signal of the light receiving element in the first pixel region is read by the first reading means or the second reading means, and the signal of the light receiving element in the second pixel region is read by the first reading means and the second reading means. An image pickup device configured to be read by the reading means.
前記第1の読み出し手段は、前記第1の画素領域の第1の受光素子の信号および前記第2の画素領域の第1および第2の受光素子の信号を読み出すよう構成され、
前記第2の読み出し手段は、前記第1の画素領域の第2の受光素子の信号および前記第2の画素領域の第1および第2の受光素子の信号を読み出すよう構成されていることを特徴とする請求項1に記載の撮像素子。 The unit pixel includes a first light receiving element and a second light receiving element,
The first reading means is configured to read a signal of the first light receiving element of the first pixel region and a signal of the first and second light receiving elements of the second pixel region,
The second reading means is configured to read a signal of the second light receiving element in the first pixel region and a signal of the first and second light receiving elements in the second pixel region. The imaging device according to claim 1.
前記光学像を撮像する請求項1乃至4のいずれか一項に記載の撮像素子と、
前記第1の読み出し手段が読み出した信号に基づいて第1の画像を生成する第1の信号処理手段と、
前記第2の読み出し手段が読み出した信号に基づいて第2の画像を生成する第2の信号処理手段と
を備えることを特徴とする撮像装置。 A photographic lens that forms an optical image of the subject;
The image sensor according to any one of claims 1 to 4, which captures the optical image;
First signal processing means for generating a first image based on the signal read by the first reading means;
An image pickup apparatus comprising: a second signal processing unit that generates a second image based on the signal read by the second reading unit.
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JP2016220078A (en) * | 2015-05-21 | 2016-12-22 | キヤノン株式会社 | Image processing apparatus and method, and imaging device |
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- 2013-06-20 JP JP2013130010A patent/JP2015005880A/en active Pending
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