JP2016208139A5 - - Google Patents
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Description
本発明の一観点によれば、１つのマイクロレンズと複数の光電変換素子とを含む光電変換ユニットと、前記複数の光電変換素子のうちの一の光電変換素子が蓄積した電荷に基づく第１の信号と、前記複数の光電変換素子のうちの他の一の光電変換素子が蓄積した電荷に基づく第２の信号とを読み出す読み出し回路部と、前記第１の信号が所定の飽和信号レベル及び前記第２の信号よりも大きい場合、前記第１の信号と前記第２の信号とを加算した第３の信号の光量に対する変化率が、前記第１の信号が前記所定の飽和信号レベルよりも小さい場合の前記第３の信号の光量に対する変化率に近づくように、前記第１の信号を、前記第２の信号に基づく所定の信号レベルに補正する信号処理部とを有する固体撮像装置が提供される。
また、本発明の他の一観点によれば、１つのマイクロレンズと複数の光電変換素子とを含む光電変換ユニットを有する固体撮像装置における信号処理方法であって、前記複数の光電変換素子のうちの一の光電変換素子が蓄積した電荷に基づく第１の信号を読み出し、前記複数の光電変換素子のうちの他の一の光電変換素子が蓄積した電荷に基づく第２の信号を読み出し、前記第１の信号が所定の飽和信号レベル及び前記第２の信号よりも大きい場合に、前記第１の信号と前記第２の信号とを加算した第３の信号の光量に対する変化率が、前記第１の信号が前記所定の飽和信号レベルよりも小さい場合の前記第３の信号の光量に対する変化率に近づくように、前記第１の信号を、前記第２の信号に基づく所定の信号レベルに補正する信号処理方法が提供される。
また、本発明の更に他の一観点によれば、１つのマイクロレンズと複数の光電変換素子とを含む光電変換ユニットと、前記複数の光電変換素子のうちの一の光電変換素子が蓄積した電荷に基づく第１の信号及び前記複数の光電変換素子のうちの他の一の光電変換素子が蓄積した電荷に基づく第２の信号を読み出す読み出し回路部と、を有する固体撮像装置と、前記第１の信号が所定の飽和信号レベル及び前記第２の信号よりも大きい場合に、前記第１の信号と前記第２の信号とを加算した第３の信号の光量に対する変化率が、前記第１の信号が前記所定の飽和信号レベルよりも小さい場合の前記第３の信号の光量に対する変化率に近づくように、前記第１の信号を前記第２の信号に基づく所定の信号レベルに補正し、補正後の前記第１の信号と前記第２の信号とを加算した前記第３の信号に基づき画像データを生成する信号処理部とを有する撮像システムが提供される。
図５は、図３の入出力特性に対して本実施形態の信号処理方法を実施した後の入出力特性を示すグラフである。図５に示す入出力特性において、光電変換素子２０３からの出力がＡＤ飽和する光量Ｉａ以下の特性は、図３に示す入出力特性と同等である。しかしながら、光量Ｉａ以上では、光電変換素子２０３からの出力信号は、光電変換素子２０４からの出力のデジタルデータのｋ倍の信号レベルに補正され、入出力特性３０１′となる。このことは、光電変換素子２０３からの出力について、ＡＤ飽和する信号レベルＶ１よりもｋ倍大きい信号レベルＶ３まで間接的に測定が可能であることを意味する。この結果、入出力特性３０１′と入出力特性３０２とを合成した入出力特性３０３′の傾きは光量Ｉｃまで一定となり、入出力特性の線形性が改善される。また、入出力特性３０３′の飽和信号レベルも、補正前の信号レベルＶ２より大きな信号レベルＶ４（＝Ｖ１＋Ｖ３）となり、ダイナミックレンジを拡大する効果も得られる。
タイミング発生部１０１０は、固体撮像装置１００１及び信号処理部１００８に、各種タイミング信号を出力するためのものである。全体制御・演算部１０１２は、撮像システム１０００の全体の駆動や演算処理を司る制御部である。ここで、タイミング信号などは撮像システム１０００の外部から入力されてもよく、撮像システム１０００は、少なくとも固体撮像装置１００１と、固体撮像装置１００１から出力された信号を処理する信号処理部１００８とを有していればよい。
Claims (13)
- １つのマイクロレンズと複数の光電変換素子とを含む光電変換ユニットと、
前記複数の光電変換素子のうちの一の光電変換素子が蓄積した電荷に基づく第１の信号と、前記複数の光電変換素子のうちの他の一の光電変換素子が蓄積した電荷に基づく第２の信号とを読み出す読み出し回路部と、
前記第１の信号が所定の飽和信号レベル及び前記第２の信号よりも大きい場合、前記第１の信号と前記第２の信号とを加算した第３の信号の光量に対する変化率が、前記第１の信号が前記所定の飽和信号レベルよりも小さい場合の前記第３の信号の光量に対する変化率に近づくように、前記第１の信号を、前記第２の信号に基づく所定の信号レベルに補正する信号処理部と
を有することを特徴とする固体撮像装置。 - 前記飽和信号レベルは、前記読み出し回路部の飽和信号レベルである
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。 - 前記信号処理部は、補正後の前記第１の信号が前記光電変換素子の飽和電荷量に対応する信号レベルを越えているときは、前記第１の信号を、前記飽和電荷量に対応する前記信号レベルに設定する
ことを特徴とする請求項２記載の固体撮像装置。 - 前記飽和信号レベルは、前記光電変換素子の飽和電荷量に対応する信号レベルである
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。 - 前記信号処理部は、前記第１の信号と前記第２の信号とを加算した前記第３の信号を出力する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。 - 前記第１の信号は、欠陥画素の出力信号である
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の固体撮像装置。 - 前記信号処理部は、前記第２の信号の信号レベルを変数とする１次式により前記第３の信号の信号レベルを補正する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の固体撮像装置。 - 前記１次式の傾き係数は、前記光電変換素子の像高を変数とする多項式に基づいて算出される
ことを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。 - 前記多項式の係数は、前記光電変換素子の水平像高、前記光電変換素子の垂直像高、撮像レンズの射出瞳距離、撮像レンズのＦ値のうちの少なくとも１つに基づいて算出される
ことを特徴とする請求項８記載の固体撮像装置。 - 複数の前記光電変換ユニットを有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
- １つのマイクロレンズと複数の光電変換素子とを含む光電変換ユニットを有する固体撮像装置における信号処理方法であって、
前記複数の光電変換素子のうちの一の光電変換素子が蓄積した電荷に基づく第１の信号を読み出し、
前記複数の光電変換素子のうちの他の一の光電変換素子が蓄積した電荷に基づく第２の信号を読み出し、
前記第１の信号が所定の飽和信号レベル及び前記第２の信号よりも大きい場合に、前記第１の信号と前記第２の信号とを加算した第３の信号の光量に対する変化率が、前記第１の信号が前記所定の飽和信号レベルよりも小さい場合の前記第３の信号の光量に対する変化率に近づくように、前記第１の信号を、前記第２の信号に基づく所定の信号レベルに補正する
ことを特徴とする信号処理方法。 - １つのマイクロレンズと複数の光電変換素子とを含む光電変換ユニットと、前記複数の光電変換素子のうちの一の光電変換素子が蓄積した電荷に基づく第１の信号及び前記複数の光電変換素子のうちの他の一の光電変換素子が蓄積した電荷に基づく第２の信号を読み出す読み出し回路部と、を有する固体撮像装置と、
前記第１の信号が所定の飽和信号レベル及び前記第２の信号よりも大きい場合に、前記第１の信号と前記第２の信号とを加算した第３の信号の光量に対する変化率が、前記第１の信号が前記所定の飽和信号レベルよりも小さい場合の前記第３の信号の光量に対する変化率に近づくように、前記第１の信号を前記第２の信号に基づく所定の信号レベルに補正し、補正後の前記第１の信号と前記第２の信号とを加算した前記第３の信号に基づき画像データを生成する信号処理部と
を有することを特徴とする撮像システム。 - 前記信号処理部は、前記第１の信号及び前記第２の信号に基づき、被写体までの距離情報を生成する
ことを特徴とする請求項１２記載の撮像システム。
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