JP2016213740A - Imaging apparatus and imaging system - Google Patents
Imaging apparatus and imaging system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016213740A JP2016213740A JP2015097382A JP2015097382A JP2016213740A JP 2016213740 A JP2016213740 A JP 2016213740A JP 2015097382 A JP2015097382 A JP 2015097382A JP 2015097382 A JP2015097382 A JP 2015097382A JP 2016213740 A JP2016213740 A JP 2016213740A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pixel
- pixels
- signal
- output
- imaging
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、撮像装置及び撮像システムに関する。 The present invention relates to an imaging apparatus and an imaging system.
固体撮像装置には、カラー映像を得るために特定の波長成分(R,G,B)の光を透過するカラーフィルタ(CF)が画素毎に設けられている。カラーフィルタの色配列としては、いわゆるベイヤ配列と呼ばれる配列を有するものが多く利用されている。 In the solid-state imaging device, a color filter (CF) that transmits light of specific wavelength components (R, G, B) is provided for each pixel in order to obtain a color image. As a color array of color filters, a color filter having a so-called Bayer array is often used.
一方、固体撮像装置の感度を向上するために、輝度の情報を得やすい画素の割合を増やす構成が提案されている。その中でも、可視光域の光を広く透過するホワイト画素(W画素、White画素、クリア画素等と表記する場合もある)を用いた固体撮像装置は特に高感度であり、S/N比の高い画像を得ることができる。 On the other hand, in order to improve the sensitivity of the solid-state imaging device, a configuration has been proposed in which the ratio of pixels that easily obtain luminance information is increased. Among them, a solid-state imaging device using white pixels (sometimes referred to as W pixels, White pixels, clear pixels, etc.) that transmit light in the visible light range widely has particularly high sensitivity and a high S / N ratio. An image can be obtained.
ところが、広波長領域成分を検出するホワイト画素は高感度であるため、R,G,Bの分光画素に比べて飽和しやすく、高照度下における撮影が困難となる。これは、同じ光量の撮影条件でも飽和しやすくなることによりダイナミックレンジが低減することを意味しており、非分光信号や広波長領域成分信号の検出による高感度化を達成する上での共通の課題である。 However, white pixels that detect wide wavelength region components have high sensitivity, and therefore are more likely to be saturated than R, G, and B spectral pixels, making it difficult to shoot under high illuminance. This means that the dynamic range is reduced by being easily saturated even under shooting conditions with the same amount of light, and this is common in achieving high sensitivity by detecting non-spectral signals and wide wavelength region component signals. It is a problem.
この課題に対し、特許文献1には、カラー画素であるR画素及びB画素と2種類の感度のW画素からなるRBW1W2配列を有する固体撮像装置が提案されている。撮像面照度に合わせて低感度/高感度の輝度信号を選択することで、高感度で広ダイナミックレンジの画像を撮像でき、高照度下でも撮影が可能となる。
In response to this problem,
特許文献1に記載の固体撮像装置のカラーフィルタは、カラー画素R、カラー画素B、高感度のホワイト画素W1及び低感度のホワイト画素W2を周期的に配列することにより構成されている。ホワイト画素W1とホワイト画素W2の画素数の比は、1:1の関係になっている。実際にカラー画像を形成する際には、カラー画素部分におけるホワイトの情報(輝度情報)を周囲のホワイト画素W1,W2の画素値から補間して生成する。そして、補間した画素において、色データと補間した輝度データとの比を求め、周囲のホワイト画素においてはその比を画素値と積算し、その画素の色情報を算出する。
The color filter of the solid-state imaging device described in
しかしながら、高照度下においてホワイト画素W1が飽和している状態では、カラー画素に隣接する2つのホワイト画素W2のみを用いて当該カラー画素の輝度値を補間により算出する必要があった。このため、高照度下においては高精度な補間が構成できずに補間エラーが発生し、モワレが発生することがあった。 However, when the white pixel W1 is saturated under high illuminance, it is necessary to calculate the luminance value of the color pixel by interpolation using only the two white pixels W2 adjacent to the color pixel. For this reason, under high illuminance, high-precision interpolation cannot be configured, an interpolation error occurs, and moire occurs.
本発明の目的は、高照度下においてもダイナミックレンジが広く解像感の高い撮像が可能な撮像装置及び撮像システムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an imaging apparatus and an imaging system capable of imaging with a wide dynamic range and high resolution even under high illuminance.
本発明の一観点によれば、複数行及び複数列に渡って配された複数の画素を有する撮像装置であって、前記複数の画素は、色情報を出力する第1の画素と、輝度情報を出力する第2の画素と、前記第2の画素とは異なる感度を有し、輝度情報を出力する第3の画素と、含み、それぞれの前記第1の画素は、前記第2の画素及び前記第3の画素によって周囲を囲まれていることを特徴とする撮像装置が提供される。 According to an aspect of the present invention, there is provided an imaging device having a plurality of pixels arranged in a plurality of rows and a plurality of columns, wherein the plurality of pixels includes a first pixel that outputs color information, and luminance information. And a third pixel having a sensitivity different from that of the second pixel and outputting luminance information, and each of the first pixels includes the second pixel and the second pixel. There is provided an imaging apparatus characterized by being surrounded by the third pixel.
また、本発明の他の一観点によれば、複数行及び複数列に渡って配された複数の画素と、前記複数の画素から信号を読み出す読み出し回路部と、を有し、前記複数の画素は、色情報を出力する第1の画素と、輝度情報を出力する第2の画素及び第3の画素と、を含み、それぞれの前記第1の画素は、前記第2の画素及び前記第3の画素によって周囲を囲まれており、前記読み出し回路部は、第1の蓄積期間の後、前記第2の画素から信号を読み出し、前記第1の蓄積期間とは異なる第2の蓄積期間の後、前記第3の画素から信号を読み出すように構成されていることを特徴とする撮像装置が提供される。 According to another aspect of the present invention, the pixel includes a plurality of pixels arranged in a plurality of rows and a plurality of columns, and a readout circuit unit that reads a signal from the plurality of pixels. Includes a first pixel that outputs color information, and a second pixel and a third pixel that output luminance information, and each of the first pixels includes the second pixel and the third pixel. The readout circuit unit reads out a signal from the second pixel after the first accumulation period, and after a second accumulation period different from the first accumulation period. An imaging apparatus is provided that is configured to read a signal from the third pixel.
本発明によれば、高照度下においてもダイナミックレンジが広く解像感の高い撮像が可能な撮像装置及び撮像システムを実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize an imaging device and an imaging system capable of imaging with a wide dynamic range and high resolution even under high illuminance.
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態による撮像装置及びその駆動方法について、図1乃至図9を用いて説明する。
[First Embodiment]
An imaging apparatus and a driving method thereof according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
はじめに、本実施形態による撮像装置301の概略構成について、図1乃至図4を用いて説明する。図1は、本実施形態による撮像装置の概略構成を示すブロック図である。図2は、撮像素子101の構成例を示すブロック図である。図3は、撮像素子101の構成例を示す回路図である。図4は、撮像素子101に用いられるカラーフィルタ配列を示す模式図である。
First, a schematic configuration of the
本実施形態による撮像装置301は、図1に示すように、撮像素子101と、信号処理部102とを有している。なお、撮像素子101及び信号処理部102は、同一チップに設けられていてもよいし、別のチップや装置に設けられていてもよい。
As illustrated in FIG. 1, the
撮像素子101は、図示しない光学系を介して入射した光信号(被写体像)を電気信号に変換して出力するものである。撮像素子101は、例えば、CMOSイメージセンサ又はCCDイメージセンサ上にカラーフィルタ(以下、「CF」とも表記する)が配置された、いわゆる単板式のカラーセンサにより構成される。図1に記載の「RGBW12配列」は、本実施形態の撮像素子101において使用するカラーフィルタ配列を表している。RGBW12配列の詳細については、後述する。
The
信号処理部102は、撮像素子101から出力された信号に対して、後述する信号処理を行うためのものである。信号処理部102は、RGBW12信号処理部103と、画像処理システム部106とを有している。RGBW12信号処理部103は、前段処理部104と、高精度補間部105とを有している。
The
RGBW12信号処理部103は、RGBW12配列のカラーフィルタ配列を有する撮像素子101からの出力信号を処理するためのものである。前段処理部104は、撮像素子101からの出力信号に対して、信号処理の前処理、すなわち各信号のオフセット補正やゲイン補正等の補正処理を適宜実施する。高精度補間部105は、前段処理部104からの出力信号に対して、高精度の補間処理を実施する。
The RGBW12
画像処理システム部106は、RGBW12信号処理部103からの出力を用いて、出力画像を作成する。画像処理システム部106は、RGBのカラー画像を作成する機能ブロックであることから、RGB信号処理部と呼ぶこともできる。画像処理システム部106では、撮像素子101からの出力をカラー画像にするために、デモザイク処理、カラーマトリクス演算、ホワイトバランス処理、デジタルゲイン、ガンマ処理、ノイズリダクション処理等を適宜実施する。これらの処理のうち、解像度情報にとってはデモザイク処理が特に重要であり、ベイヤ配列のCFを想定して高度な補間処理がなされる。
The image
次に、本実施形態による撮像装置301の撮像素子101の構成例について、図2乃至図4を用いて説明する。
Next, a configuration example of the
撮像素子101は、図2に示すように、撮像領域10と、垂直走査回路20と、列増幅部40と、水平走査回路70と、出力部80とを有する。
As illustrated in FIG. 2, the
撮像領域10には、複数の画素12が複数行及び複数列に渡って配された画素アレイが設けられている。撮像領域10の画素アレイの各行には、行方向に延在して、駆動信号線14がそれぞれ配されている。各駆動信号線14は、行方向に並ぶ画素12に共通の信号線をなしている。また、撮像領域10の画素アレイの各列には、列方向に延在して、垂直信号線16がそれぞれ配されている。各垂直信号線16は、列方向に並ぶ画素12に共通の信号線をなしている。
The
駆動信号線14は、垂直走査回路20に接続されている。これにより、垂直走査回路20から画素12のトランジスタをオン(導通状態)又はオフ(非導通状態)に制御するための制御信号を、それぞれの駆動信号線14に供給できるようになっている。また、垂直信号線16は、列増幅部40が接続されている。列増幅部40には、水平走査回路70と、出力部80とが接続されている。これにより、所定の行の複数の画素12からの出力信号を列毎に読み出すことができるようになっている。列増幅器40から出力部80を介して出力される信号は、撮像素子101の外部の信号処理部102(図1参照)に入力され、アナログ/デジタル変換、入力データの補正などの処理が行われる。
The
それぞれの画素12は、図3に示すように、フォトダイオード(以下、「PD」と表記する)22、転送トランジスタ24、リセットトランジスタ26、増幅トランジスタ28、選択トランジスタ32を有する。PD22のアノードは、基準電圧線(VSS)に接続されている。PD22のカソードは、転送トランジスタ24のソースに接続されている。転送トランジスタ24のドレインは、リセットトランジスタ26のソース及び増幅トランジスタ28のゲートに接続されている。転送トランジスタ24のドレイン、リセットトランジスタ26のソース及び増幅トランジスタ28のゲートの接続ノードは、フローティングディフュージョン部(以下、「FD部」と表記する)を構成する。図3には、FD部の寄生容量を、浮遊拡散容量30により表している。リセットトランジスタ26のドレイン及び増幅トランジスタ28のドレインは、電源電圧線(VDD)に接続されている。増幅トランジスタ28のソースは、選択トランジスタ32のドレインに接続されている。画素12の出力ノードPDOUTである選択トランジスタ32のソースは、垂直信号線16に接続されている。垂直信号線16には、電流源18が接続されている。
As shown in FIG. 3, each
PD22は、光電変換により入射光に基づく電荷を生成し蓄積する光電変換部である。転送トランジスタ24は、PD22から浮遊拡散容量30への電荷の転送を制御するためのスイッチである。転送トランジスタ24は、ゲートに入力される信号PTXにより駆動され、信号PTXがHighレベル(以下、「Hレベル」と表記する)のときにオン状態となる。浮遊拡散容量30は、PD22から転送される電荷を保持可能である。リセットトランジスタ26は、浮遊拡散層30の電位を電源電圧VDDに基づく電位にリセットするためのリセット動作を制御するためのスイッチである。転送トランジスタ24は、ゲートに入力される信号PRESにより駆動され、信号PRESがHレベルのときにオン状態となる。増幅トランジスタ28は、ゲートに接続された、浮遊拡散容量30に蓄積された信号電荷に基づく信号を増幅して出力するためのものである。増幅トランジスタ28は、ドレインに電源電圧VDDが供給され、ソースに選択トランジスタ32及び垂直信号線16を介して電流源18からバイアス電流が供給されることで、ソースフォロワ回路を構成する。選択トランジスタ32は、増幅トランジスタ28から垂直信号線16への信号の出力を制御するためのスイッチである。選択トランジスタ32は、ゲートに入力される信号PSELにより駆動され、信号PSELがHレベルのときにオン状態となる。
The
なお、それぞれの駆動信号線14は、信号PTXを供給する信号線と、信号PRESを供給する信号線と、信号PSELを供給する信号線とを含む。信号PTX,PRES,PSELは、駆動信号線14を介して、垂直走査回路20から画素12へと出力される。
Each
列増幅部40は、図3に示すように、各列に、列増幅器42、容量C0,C1,CTN,CTS、スイッチ44,46,50,52,54、トランジスタ56,58を有している。列増幅器42の反転入力端子は、容量C0及び信号PLによって駆動されるスイッチ44を介して、垂直信号線16に接続されている。列増幅器42の非反転入力端子は、基準電圧電源VREFに接続されている。列増幅器42の反転入力端子と出力端子との間には、信号φC1によって駆動されるスイッチ46と容量C1との直列接続体で構成される第1の帰還路と、信号φCによって駆動されるスイッチ50で構成される第2の帰還路とが設けられている。列増幅器42の出力端子には、また、スイッチ52を介して容量CTN及びトランジスタ56の一方の主ノードが、スイッチ54を介して容量CTS及びトランジスタ58の一方の主ノードが、それぞれ接続されている。スイッチ52,54は、それぞれ信号φCTN,φCTS1によって駆動される。トランジスタ56の他方の主ノードは、水平出力線60に接続されている。また、トランジスタ58の他方の主ノードは、水平出力線62に接続されている。水平出力線60,62は、各列のトランジスタ56,58の他方の主ノードにそれぞれ接続されている。
As shown in FIG. 3, the
水平走査回路70は、列増幅部40のトランジスタ56,58の制御ノードに、信号φHnを出力する。出力部80は、出力増幅器82を有する。出力増幅器82は、水平出力線60に出力される信号と水平出力線62に出力される信号との差分を増幅して出力する。
The
2次元行列状に配列された各画素12上には、図4に示すカラーフィルタ配列(以下、「CF配列」と表記する)で、所定の分光感度特性を有するカラーフィルタがそれぞれ配置されている。図4において、矩形状の領域のそれぞれが、1つの画素12に対応する。すなわち、図4は、8行×8列の画素アレイに対応したCF配列を示したものである。本実施形態で用いるカラーフィルタは、赤色フィルタRと、緑色フィルタGと、青色フィルタBと、白色フィルタW1と、白色フィルタW2とを含む。以後の説明では、赤色フィルタRが設けられた画素12を「R画素」、緑色フィルタGが設けられた画素12を「G画素」、青色フィルタBが設けられた画素12を「B画素」と、それぞれ表記する。R画素、G画素及びB画素は、主に色情報を出力するための画素であり、「カラー画素」或いは「RGB画素」と呼ぶこともある。また、白色フィルタW1が設けられた画素12を「W1画素」、白色フィルタW2が設けられた画素12を「W2画素」と、それぞれ表記する。W1画素及びW2画素は、主に輝度情報を出力するための画素であり、「ホワイト画素」と呼ぶこともある。
On each
なお、ホワイト画素は、入射光を色分離せず直接検出する画素である。ホワイト画素は、R画素、G画素及びB画素と比べ、分光感度特性における透過波長域が広く感度が高いことが特徴であり、例えば分光感度特性における透過波長域の波長半値幅は、ホワイト画素が最も広い。典型的には、W1画素及びW2画素の分光感度特性における透過波長域は、R画素、G画素及びB画素の分高感度特性における透過波長域を包括している。また、W1画素は第1の輝度信号を検出する画素であり、W2画素は第2の輝度信号を検出する画素である。W2画素は、W1画素よりも可視光に対して低感度化されている。 The white pixel is a pixel that directly detects incident light without color separation. The white pixel is characterized by a wide transmission wavelength range in the spectral sensitivity characteristic and high sensitivity compared to the R pixel, G pixel, and B pixel. For example, the half-value width of the transmission wavelength range in the spectral sensitivity characteristic is that of the white pixel. Widest. Typically, the transmission wavelength range in the spectral sensitivity characteristics of the W1 pixel and the W2 pixel includes the transmission wavelength ranges in the high sensitivity characteristics of the R pixel, the G pixel, and the B pixel. The W1 pixel is a pixel that detects the first luminance signal, and the W2 pixel is a pixel that detects the second luminance signal. The W2 pixel is less sensitive to visible light than the W1 pixel.
図4に示すCF配列において、4行×4列のブロックが、最小の繰り返し単位である。この単位ブロックに含まれる16個の画素12中、R画素、G画素、B画素、W1画素、W2画素の比率は、R:G:B:W1:W2=1:2:1:8:4となっている。4行×4列の単位ブロックの中に12個のホワイト画素を有するCF配列を、本明細書では「RGBW12配列」と表記する。RGBW12配列において、カラー画素とホワイト画素との比率、RGB:Wは1:3であり、特許文献1に記載されたCF配列(図9参照、RGB:W=1:1)と比較すると、ホワイト画素の比率が3倍である。RGBW12配列の特徴としては、R画素、G画素及びB画素のいずれのカラー画素もホワイト画素で囲まれていること、ホワイト画素が全画素に占める割合が3/4であること、が挙げられる。また、W1画素間の最小間隔と、W2画素間の最小間隔とは、互いに異なっている。
In the CF array shown in FIG. 4, a block of 4 rows × 4 columns is the minimum repeating unit. Among the 16
換言すると、RGBW12配列は、第1の画素としてカラー画素を有し、第2の画素としてホワイト画素を有しており、第2の画素群の総数が第1の画素群の総数の3倍(2倍以上)である。なお、撮像素子101には、有効な画素以外に、オプティカルブラック、ダミー画素、ヌル画素など、画像を形成するための信号を出力しない画素を有する場合もあるが、これらは前述の第1の画素及び第2の画素には含まれない。
In other words, the RGBW12 array has color pixels as the first pixels and white pixels as the second pixels, and the total number of second pixel groups is three times the total number of first pixel groups ( 2 times or more). In addition to the effective pixels, the
RGBW12配列を用いた場合、カラー画素がホワイト画素のみによって周囲を囲まれているために、カラー画素部のWの値(輝度値)を補間により算出する際の精度が向上する。カラー画素部の輝度値を高精度で補間できるため、解像度の高い画像を得ることができる。ここで、カラー画素がホワイト画素で周囲を囲まれている、とは、画素を模式的に示した場合に、カラー画素の周囲の辺と頂点で接する総ての隣接画素がホワイト画素であることを示している。つまり、カラー画素の4つの辺と4つの頂点が、それぞれホワイト画素Wに接している状態である。例えば、図4においてG画素を例に説明すると、G画素は、4つの辺においてW1画素に接し、4つの頂点においてW2画素に接している。また、別の観点で見れば、カラー画素から見て、平面視における右方向、左方向、上方向、下方向、右斜め上方向、右斜め下方向、左斜め上方向、左斜め下方向のそれぞれにおいて、ホワイト画素が隣接しているとも言える。さらに言えば、カラー画素に対し、平面視における上、下、右、左のそれぞれの方向にそれぞれ隣接するホワイト画素は、平面視における右斜め上、右斜め下方向、左斜め上方向、左斜め下のそれぞれの方向にそれぞれ隣接するホワイト画素よりも感度が低い。この「感度が低い」とは、ここでは同一光量の光がそれぞれの画素に仮に入射した場合に、ある画素の出力する信号が他の画素が出力する信号に対して振幅が小さいことを指す。詳細は後述する。 When the RGBW12 array is used, since the color pixels are surrounded by only white pixels, the accuracy in calculating the W value (luminance value) of the color pixel portion is improved. Since the luminance value of the color pixel portion can be interpolated with high accuracy, an image with high resolution can be obtained. Here, a color pixel is surrounded by white pixels. When pixels are schematically shown, all adjacent pixels that touch the sides and vertices of the color pixel are white pixels. Is shown. That is, the four sides and four vertices of the color pixel are in contact with the white pixel W, respectively. For example, taking the G pixel as an example in FIG. 4, the G pixel is in contact with the W1 pixel at four sides and is in contact with the W2 pixel at four vertices. From another viewpoint, when viewed from the color pixel, the right direction, the left direction, the upper direction, the lower direction, the upper right direction, the lower right direction, the upper left direction, and the lower left direction in plan view. It can be said that the white pixels are adjacent to each other. Furthermore, white pixels that are adjacent to the color pixels in the top, bottom, right, and left directions in plan view are diagonally right up, diagonally down right, diagonally up left, and diagonally left. Sensitivity is lower than white pixels adjacent to each of the lower directions. Here, “low sensitivity” means that the signal output from one pixel has a smaller amplitude than the signal output from another pixel when the same amount of light is incident on each pixel. Details will be described later.
カラー画像を取得する際に用いられるCF配列としては、いわゆるベイヤ配列が知られている。ベイヤ配列は、図5に示すように、最小の繰り返し単位である2行×2列の画素ブロックにおいて、一方の対角位置に2つのG画素を配置し、他方の対角位置にR画素とB画素とを配置したものである。このベイヤ配列を用いた単板のエリアセンサにおいてカラー画像を形成する際にも、所定の補間処理が行われる。例えば、R画素の部分にはGとBの情報がない。したがって、R画素の周囲のG画素及びB画素の情報をもとに、R画素部分のGとBの値を補間する。ベイヤ配列では、最も数の多い、市松模様状に配置されたG画素により、解像度が決まる。 A so-called Bayer array is known as a CF array used when acquiring a color image. As shown in FIG. 5, in the Bayer array, two G pixels are arranged at one diagonal position and two R pixels are arranged at the other diagonal position in a pixel block of 2 rows × 2 columns which is the smallest repeating unit. B pixels are arranged. A predetermined interpolation process is also performed when a color image is formed in a single-plate area sensor using this Bayer array. For example, there is no information about G and B in the R pixel portion. Therefore, the values of G and B in the R pixel portion are interpolated based on information on the G pixel and B pixel around the R pixel. In the Bayer array, the resolution is determined by the largest number of G pixels arranged in a checkered pattern.
RGBW12配列では、解像度を決めるホワイト画素の比率が多いため、上述のベイヤ配列や特許文献1に記載のCF配列のように解像度を決める画素が市松模様状に配置されたCF配列の場合よりも解像度の高い画像を取得することができる。すなわち、解像度を決める画素が市松模様状に配置されたCF配列の場合よりも、空間周波数の高い(つまりピッチが細かい)情報まで取得することができる。したがって、ホワイト画素がない部分(つまり、カラー画素がある部分)の値を、近傍の8つの画素の平均から求めるだけでも、十分に解像度の高い画像が得られる。
In the RGBW12 array, since the ratio of white pixels that determine resolution is large, the resolution is higher than in the CF array in which pixels that determine resolution are arranged in a checkered pattern, such as the Bayer array described above and the CF array described in
CFの配置は様々取りうるが、単板イメージセンサにおいて解像度をより高くした画像を取得するためには、解像度を主に作り出す画素(ベイヤ配列ではG画素)をより多くすることが好ましい。特に、ベイヤ配列では解像度を作り出すG画素が市松模様状に配置されており、補間のエラーが生じる場合があった。この点、RGBW12配列では、より多くの解像度を作り出す画素(ホワイト画素)を有しているため、前記補間エラーを極力小さくすることができる。 Although various arrangements of CF are possible, in order to acquire an image with higher resolution in a single-plate image sensor, it is preferable to increase the number of pixels (G pixels in the Bayer array) that mainly create the resolution. In particular, in the Bayer array, G pixels that generate resolution are arranged in a checkered pattern, and interpolation errors may occur. In this regard, since the RGBW12 array has pixels (white pixels) that produce more resolution, the interpolation error can be minimized.
また、本実施形態による撮像素子101におけるCF配列では、ホワイト画素として、単位ブロック内に、4つのW1画素と、W1画素よりも可視光に対して低感度化された4つのW2画素とを設けている。これは、高照度時における補間精度を確保するためである。すなわち、ホワイト画素は、カラー画素と比較して感度が高い一方、高照度時には飽和しやすい特徴がある。感度の異なるホワイト画素を設けることで、一方のホワイト画素(W1画素)が飽和した場合でも、他方のホワイト画素(W2画素)が飽和していなければ、このホワイト画素(W2画素)を用いて補間処理が可能である。特に、図4に示す本実施形態のCF配列では、カラー画素の周りにWの値を補間する4つのW2画素が配置されているため、高い精度で補間処理が可能である。
In the CF array of the
なお、W1画素とW2画素とで感度を変える方法としては、特に限定されるものではないが、例えば以下の方法が挙げられる。第1の方法は、W2画素のPD22の上部に、可視光を吸収して各波長を均等に減衰させる光減衰フィルタ(NDフィルタ:ニュートラル・デンシティー(Neutral Density)フィルタともいう)を配置する方法である。W1画素及びW2画素の上部に、減衰量の異なる光減衰フィルタを配置してもよい。これらの場合、W1画素のフィルタとW2画素のフィルタとは、互いに異なる透過率を有することになる。第2の方法は、W2画素の浮遊拡散容量30の容量値を、W1画素の浮遊拡散容量30の容量値よりも大きくし、PD22からの電荷を電圧に変換する際に電圧値を小さくする方法である。第3の方法は、W2画素のPD22上の光入射のための開口部を、W1画素のPD22上の光入射のための開口部よりも狭くし、PD22に入射する光信号を少なくする方法である。この場合、W1画素の開口部とW2画素の開口部とは、互いに異なる開口率を有することになる。これらの方法を用いてW2画素の感度をW1画素の感度よりも低減することで、ダイナミックレンジを広くすることが可能になり、高照度下においても高解像度の撮影が可能になる。
The method of changing the sensitivity between the W1 pixel and the W2 pixel is not particularly limited, and examples thereof include the following methods. The first method is a method of arranging an optical attenuation filter (ND filter: also called a neutral density filter) that absorbs visible light and attenuates each wavelength evenly above the
次に、本実施形態による撮像装置の駆動方法について、図1乃至図9を用いて説明する。図6は、本実施形態による撮像装置のRGBW12信号処理部の動作を示す概略図である。図7は、本実施形態による撮像装置の高精度補間部における動作を示す概略図である。図8は、本実施形態による撮像装置における入射光量と信号出力及び解像度との関係を示すグラフである。図5及び図9は、従来のカラーフィルタ配列を示す模式図である。 Next, the driving method of the imaging apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a schematic diagram illustrating the operation of the RGBW12 signal processing unit of the imaging apparatus according to the present embodiment. FIG. 7 is a schematic diagram illustrating the operation of the high-precision interpolation unit of the imaging apparatus according to the present embodiment. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the amount of incident light, the signal output, and the resolution in the imaging apparatus according to the present embodiment. 5 and 9 are schematic diagrams showing a conventional color filter array.
PD22に光が入射すると、光電変換によって電子(電荷)が発生する。転送トランジスタ24は、ゲートに供給される信号PTXがHレベルになるとオン状態となり、PD22に発生した電荷を浮遊拡散容量30に転送する。リセットトランジスタ26は、ゲートに供給される信号PRESがHレベルになるとオン状態となり、浮遊拡散容量30の電圧をリセット電圧VDDにリセットする。転送トランジスタ24とリセットトランジスタ26とを同時にオンにすることで、フォトダイオードPDの電位がリセットされる。選択トランジスタ32は、ゲートに供給される信号PSELがHレベルになるとオン状態となり、増幅トランジスタ28がソースフォロワ回路を構成する。これにより、画素12の出力ノードPDOUTには、浮遊拡散容量30の電位に基づく信号が出力される。
When light enters the
垂直走査回路20は、画素12に供給する信号PTX、信号PRES、信号PSELの信号レベルを制御することによって、撮像領域10の画素12に対して、行単位での読み出し動作である垂直走査を行う。この垂直走査回路20による垂直走査によって、リセット電圧に基づく信号と、PD22から浮遊拡散容量30に転送された電荷に基づく信号とが、各画素12から行単位で順次、垂直信号線16に出力される。
The
信号PLがHレベルとなりスイッチ44がオンになると、画素12からの出力信号が容量C0を介して列増幅器42の反転入力端子に入力される。信号φC1及び信号φCによりスイッチ46,50を適宜制御することにより、列増幅器42の反転入力端子に入力された信号が、C0/C1の容量比で表される利得で増幅されて、列増幅器42の出力端子から出力される。
When the signal PL becomes H level and the
画素12からリセット電圧に基づく信号が出力されるタイミングに応じてスイッチ52をオンにすることで、この信号(N信号と表記する場合もある)が容量CTNにサンプルホールドされる。また、PD22から浮遊拡散容量30に電荷が転送されたときの電圧に基づく信号が出力されるタイミングに応じてスイッチ54をオンにすることで、この信号(S信号と表記する場合もある)が容量CTSにサンプルホールドされる。
By turning on the
水平走査回路70から列毎に順次、Hレベルの信号φHnを出力することにより、容量CTNに保持されたN信号と容量CTSに保持されたS信号とが、出力増幅器82に順次転送される。出力増幅器82は、入力されたS信号とN信号の差分を増幅及び出力することにより、リセット時のノイズ成分が除去された画素信号を出力する。
By sequentially outputting the H level signal φHn from the
これにより、撮像素子101に入力された光信号を、電気信号として読み出すことができる。
Thereby, the optical signal input into the image pick-up
撮像素子101から出力された画素信号は、信号処理部102において、図6に示すフローに従って処理される。
The pixel signal output from the
信号処理部102に入力された画素信号は、まず、RGBW12信号処理部103の前段処理部104に入力される。前段処理部104では、入力信号Dinのオフセット(OFFSET)補正、ゲイン(GAIN)補正等の補正(前段処理)を適宜実施して、補正後の出力信号Doutを作成する(ステップS101)。この処理は、典型的には以下の式で表わされる。
Dout=(Din−OFFSET)×GAIN
The pixel signal input to the
Dout = (Din−OFFSET) × GAIN
この補正は、さまざまな単位で行うことが可能である。例えば、画素12毎に補正を行う場合、列増幅器42毎に補正を行う場合、アナログデジタル変換(ADC)部毎に行う場合、出力増幅器80毎に補正を行う場合、等が挙げられる。補正を行うことで、いわゆる固定パターンノイズを低減することができ、より高品質な画像を得ることができる。
This correction can be performed in various units. For example, when correction is performed for each
前段処理部104で処理された出力信号Doutは、高精度補間部105に入力される。高精度補間部105では、図6に示すように、データ分離処理(ステップS102)、補間処理(ステップS103)及び合成処理(ステップS104)が順次行われる。ステップS102のデータ分離処理では、前段処理部104により処理されたデータを、解像度用のデータDresと、カラー用のデータDcolとに分離する。ステップS103の補間処理では、解像度用のデータDresに対して補間処理を行う。ステップS104の合成処理では、補間処理を行った解像度用のデータDintと、ステップS102で分離したカラー用のデータDcolとを合成し、RGBデータDrgbを生成する。
The output signal Dout processed by the
高精度補間部105における処理について、図7を用いてより具体的に説明する。図7(a)は、RGBW12配列の最小の繰り返し単位である4行×4列の画素ブロックからの出力データを模式的に示したものである。ここでは、この画素ブロックからの出力データが高精度補間部105に入力され、ステップS102〜ステップS104の処理が行われる場合を例に挙げる。なお、実際には、撮像領域10を構成する総ての画素12からの出力データが、同様の手順により処理される。
The processing in the high-
ステップS102では、図7(a)のデータDoutを、ホワイト画素(W1画素及びW2画素)のデータからなる解像度用のデータDresと、カラー画素(R画素、G画素、B画素)のデータからなるカラー用のデータDcolとに分離する。分離後の解像度用のデータDresは、図7(b)に示すように、4行×4列の16個の画素のうち、もともとカラー画素が配置されていた4つの画素12の画素値(輝度情報に関するデータ)が不明(図中、「?」で表す)の状態になる。また、分離後のカラー用のデータDcolは、図7(d)に示すように、4行×4列の16個の画素から抜き出した2行×2列の4個の画素のデータであり、解像度の低い(空間的に粗い)データとなる。なお、図7(d)中、「Gr」,「Gb」は、ともにG画素のデータを表している。異なるG画素からのデータであることを区別するため、「Gr」,「Gb」と表記を変えている。
In step S102, the data Dout in FIG. 7A includes resolution data Dres composed of white pixel (W1 pixel and W2 pixel) data and color pixel (R pixel, G pixel, B pixel) data. Separated into color data Dcol. As shown in FIG. 7B, the resolution data Dres after separation includes pixel values (luminances) of four
ステップS103では、分離した解像度用のデータDresに対して補間処理を行い、画素値が不明な4個の画素(図中、「?」)の画素値を補填する。画素値を補間する方法には、さまざまな方法を採用しうる。例えば、周囲8画素の平均を算出する方法、上下左右の4画素の平均を算出する方法(バイリニア法)等が挙げられる。ここでは、一例として、周囲8画素の平均を算出する方法を述べる。補間の方法の説明の便宜上、図7(c)には、X座標とY座標とを付記している。例えば、iWbと表記した画素は、(3,3)の座標に位置するWのデータであるため、iWb(3,3)と表記する。なお、図7(c)中、「iW」は、補間により算出したWのデータであることを意味し、「iW」に付記した「r」,「gr」,「gb」,「b」は、元々のカラー画素との対応関係を表している。 In step S103, interpolation processing is performed on the separated resolution data Dres to compensate for the pixel values of four pixels ("?" In the figure) whose pixel values are unknown. Various methods can be adopted as a method of interpolating pixel values. For example, a method of calculating the average of the surrounding 8 pixels, a method of calculating the average of the upper, lower, left, and right 4 pixels (bilinear method) can be used. Here, as an example, a method for calculating the average of eight surrounding pixels will be described. For convenience of explanation of the interpolation method, FIG. 7C shows the X coordinate and the Y coordinate. For example, a pixel represented as iWb is represented as iWb (3, 3) because it is W data located at the coordinates of (3, 3). In FIG. 7C, “iW” means W data calculated by interpolation, and “r”, “gr”, “gb”, “b” appended to “iW” are This represents the correspondence with the original color pixels.
W1画素及びW2画素の両方ともに飽和していない場合には、W1画素及びW2画素の両方の画素値を使用して補間データを求めることができる。その際、W1画素に対してW2画素は感度が低いため、W1画素の感度とW2画素の感度との比で表される係数A(A=(W1画素の感度)/(W2画素の感度))を、W2画素のデータに乗算する。例えば、座標(3,3)の画素のデータiWb(3,3)は、以下のように算出される。
一方、W2画素は飽和していないがW1画素が飽和している場合、W1画素の画素値は最大値を取りうるが、補間用のデータとしては使用しない。すなわち、座標(3,3)の画素のデータiWb(3,3)は、W2画素のデータのみを使用して、以下のように算出される。
ステップS103では、図7(c)に示した補間後のデータDintと、図7(d)に示したカラー用のデータDcolとを合成して、RGBデータDrgbを生成する。例えば、R画素の画素値とiWrの画素値からRの色比情報を、B画素の画素値とiWbの画素値からBの色比情報を、Gr画素及びGb画素の画素値とiWgr及びiWgbの画素値からG画素の色比情報を算出する。そして、このように算出したRGBの色比情報と、各画素の画素値W1,W2,iWr,iWb,iWgr,iWgbとを用いて、各画素のRGBデータを算出する。 In step S103, the interpolated data Dint shown in FIG. 7C and the color data Dcol shown in FIG. 7D are synthesized to generate RGB data Drgb. For example, R color ratio information from the pixel value of the R pixel and the pixel value of iWr, B color ratio information from the pixel value of the B pixel and the pixel value of iWb, the pixel value of the Gr pixel and Gb pixel, and iWgr and iWgb The color ratio information of the G pixel is calculated from the pixel values. Then, using the RGB color ratio information calculated in this way and the pixel values W1, W2, iWr, iWb, iWgr, iWgb of each pixel, RGB data of each pixel is calculated.
図8(a)は、ホワイト画素(W1画素及びW2画素)における光量[lx・sec]と信号出力(ガンマ処理後)との関係を示すグラフである。また、図8(b)は、ホワイト画素(W1画素及びW2画素)における光量[lx・sec]と解像度との関係を示すグラフである。図中、太い実線が、図4に示す本実施形態のRGBW12配列を用いた場合(以下、「実施例1」と呼ぶ)であり、細い実線が、図9に示すCF配列を用いた場合(以下、「比較例」と呼ぶ)である。光量は、周囲の照度[lx]と露出時間[sec]との積で表され、画素が信号を出力するために蓄積する光の積分値に相当する。ここで、実施例1及び比較例の撮像素子は、いずれも、光量(i)において飽和するW1画素と、光量(ii)において飽和するW2画素とを有しているものとする。また、これらを加味したガンマ処理を行うことで、両者におけるダイナミックレンジはほぼ同等であるものとする。 FIG. 8A is a graph showing the relationship between the light amount [lx · sec] and the signal output (after gamma processing) in the white pixel (W1 pixel and W2 pixel). FIG. 8B is a graph showing the relationship between the light amount [lx · sec] and the resolution in the white pixel (W1 pixel and W2 pixel). In the figure, the thick solid line is the case where the RGBW12 array of this embodiment shown in FIG. 4 is used (hereinafter referred to as “Example 1”), and the thin solid line is the case where the CF array shown in FIG. 9 is used ( Hereinafter, it is referred to as a “comparative example”. The amount of light is represented by the product of ambient illuminance [lx] and exposure time [sec], and corresponds to an integrated value of light accumulated by the pixel to output a signal. Here, it is assumed that the imaging elements of Example 1 and the comparative example both have a W1 pixel that is saturated at the light amount (i) and a W2 pixel that is saturated at the light amount (ii). In addition, by performing gamma processing in consideration of these, it is assumed that the dynamic ranges are almost the same.
入射光量が光量(i)未満、すなわちW1画素が飽和するまでは、W1画素及びW2画素のデータから画像を形成することができる。したがって、実施例1のCF配列では、光量(i)未満の場合に使用されるW1画素及びW2画素の総数が、比較例のCF配列の場合の12/8倍となる。このため、実施例1のCF配列を用いた場合、比較例のCF配列を用いた場合よりも、解像度は12/8倍向上する。 Until the incident light amount is less than the light amount (i), that is, until the W1 pixel is saturated, an image can be formed from the data of the W1 pixel and the W2 pixel. Therefore, in the CF array of Example 1, the total number of W1 pixels and W2 pixels used when the amount of light is less than (i) is 12/8 times that of the CF array of the comparative example. For this reason, when the CF array of Example 1 is used, the resolution is improved 12/8 times as compared with the case of using the CF array of the comparative example.
入射光量が光量(i)から光量(ii)の間では、W1画素が飽和してしまうため、W2画素のデータのみを補間に使用する。実施例1のCF配列及び比較例のCF配列において、W2画素の数は同数である。ところが、比較例のCF配列では、R画素401の輝度値を周囲のホワイト画素から補間しようとしても、その周囲には、上下に位置するW2画素402とW2画素403しか存在しない。また、B画素404の輝度値を周囲のホワイト画素から補間しようとしても、その周囲には、左右に位置するW2画素405とW2画素406しか存在しない。このことは、補間できる画素が色画素によって上下、左右に偏ることになり、モワレによる偽色が発生しやすくなることを意味し、解像度を下げる原因になる。この点、実施例1のCF配列では、総ての色画素の周囲に4個のW2画素が配置されているため、上下方向及び左右方向の双方において補間の精度を向上することが可能である。
Since the W1 pixel is saturated when the incident light amount is between the light amount (i) and the light amount (ii), only the data of the W2 pixel is used for interpolation. In the CF array of Example 1 and the CF array of the comparative example, the number of W2 pixels is the same. However, in the CF array of the comparative example, even if the luminance value of the
また、実施例1のCF配列のように、上下及び左右に補間用の画素が存在すると、縦方向及び横方向のそれぞれに対して周波数解析を行うことができる。その結果、補間データを算出する際に、「上下の平均」「左右の平均」「4画素の平均」のどの平均を用いると「ノイズ的」「解像度的」に画質に有利か、を判断することができる。これにより、カラー画素部の輝度値(Wの値)を適切に補間することができ、良好な解像度を得ることができる。これに対し、比較例のCF配列では、上下のみに補間用の画素が存在する場合は「上下の平均」、左右のみに補間用の画素が存在する場合は「左右の平均」のみの情報を使うしかなく、選択の余地がない。これでは必ずしも適切な補間を行うことはできず、良好な解像度を得ることはできない。 Further, as in the CF array of the first embodiment, if there are interpolation pixels on the top and bottom and the left and right, frequency analysis can be performed in each of the vertical direction and the horizontal direction. As a result, when calculating the interpolation data, it is determined which one of “average of top and bottom”, “average of left and right”, and “average of four pixels” is advantageous in terms of image quality in terms of “noise” and “resolution”. be able to. Thus, the luminance value (W value) of the color pixel portion can be appropriately interpolated, and a good resolution can be obtained. On the other hand, in the CF array of the comparative example, information on only “upper and lower average” when interpolation pixels exist only in the upper and lower sides, and only “left and right average” information when interpolation pixels exist only on the left and right sides. There is no choice but to use. In this case, it is not always possible to perform appropriate interpolation, and good resolution cannot be obtained.
このように、本実施形態によれば、ダイナミックレンジを確保したうえで、色画素部の輝度値の補間精度を向上することができ、解像度を高めることができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to improve the interpolation accuracy of the luminance value of the color pixel unit and increase the resolution after securing the dynamic range.
[第2実施形態]
本発明の第2実施形態による撮像装置及びその駆動方法について、図10乃至図12を用いて説明する。図1乃至図9に示す第1実施形態による撮像装置及びその駆動方法と同様の構成要素には同様の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。
[Second Embodiment]
An imaging apparatus and a driving method thereof according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Constituent elements similar to those of the image pickup apparatus and its driving method according to the first embodiment shown in FIGS.
はじめに、本実施形態による撮像装置301の構造について、図10を用いて説明する。図10は、本実施形態による撮像装置の撮像素子に用いられるカラーフィルタ配列を示す模式図である。
First, the structure of the
本実施形態による撮像装置301は、撮像素子101のCF配列が異なるほかは、第1実施形態による撮像装置と同様である。すなわち、本実施形態による撮像素子101のCF配列は、第1実施形態による撮像素子101と同じRGBW12配列ではあるが、W1画素とW2画素の比率が逆転している。すなわち、単位領域に含まれる16個の画素12中、R画素、G画素、B画素、W1画素、W2画素の比率は、R:G:B:W1:W2=1:2:1:4:8となっている。本実施形態による撮像素子101のCF配列においても、R画素、G画素及びB画素のいずれのカラー画素もホワイト画素で囲まれており、ホワイト画素が全画素に占める割合が3/4になっている。したがって、第1実施形態の場合と同様、ホワイト画素によって感度を向上できるとともに、カラー画素部のWの値を補間する際の精度を向上することができる。
The
次に、本実施形態による撮像装置の駆動方法について、図11及び図12を用いて説明する。図11は、本実施形態による撮像装置の高精度補間部における動作を示す概略図である。図12は、本実施形態による撮像装置における入射光量と信号出力及び解像度との関係を示すグラフである。なお、本実施形態による撮像装置の駆動方法は、高精度補間部105における処理が異なるほかは、第1実施形態による撮像装置の駆動方法と同様である。
Next, the driving method of the imaging apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a schematic diagram illustrating the operation of the high-precision interpolation unit of the imaging apparatus according to the present embodiment. FIG. 12 is a graph showing the relationship between the amount of incident light, the signal output, and the resolution in the imaging apparatus according to the present embodiment. Note that the driving method of the imaging apparatus according to the present embodiment is the same as the driving method of the imaging apparatus according to the first embodiment except that the processing in the high-
図11(a)は、RGBW12配列の最小の繰り返し単位である4行×4列の画素ブロックからの出力データを模式的に示したものである。ここでは、この画素ブロックからの出力データが高精度補間部105に入力され、ステップS102〜ステップS104の処理が行われる場合を例に挙げる。なお、実際には、撮像領域10を構成する総ての画素12からの出力データが、同様の手順により処理される。
FIG. 11A schematically shows output data from a 4 × 4 pixel block, which is the smallest repeating unit of the RGBW12 array. Here, an example in which output data from the pixel block is input to the high-
ステップS102では、図11(a)のデータDoutを、ホワイト画素(W1画素及びW2画素)のデータからなる解像度用のデータDresと、カラー画素(R画素、G画素、B画素)のデータからなるカラー用のデータDcolとに分離する。分離後の解像度用のデータDresは、図11(b)に示すように、4行×4列の16個の画素のうち、もともとカラー画素が配置されていた4つの画素のデータ(画素値)が不明(図中、「?」で表す)の状態になる。また、分離後のカラー用のデータDcolは、図11(d)に示すように、4行×4列の16個の画素から抜き出した2行×2列の4個の画素のデータであり、解像度の低い(空間的に粗い)データとなる。 In step S102, the data Dout in FIG. 11A is composed of resolution data Dres composed of data of white pixels (W1 pixel and W2 pixel) and data of color pixels (R pixel, G pixel, B pixel). Separated into color data Dcol. The data Dres for resolution after separation is data (pixel values) of four pixels in which color pixels are originally arranged among 16 pixels of 4 rows × 4 columns, as shown in FIG. 11B. Becomes unknown (indicated by "?" In the figure). The color data Dcol after separation is data of 4 pixels of 2 rows × 2 columns extracted from 16 pixels of 4 rows × 4 columns, as shown in FIG. This results in low resolution (spatial coarse) data.
ステップS103では、分離した解像度用のデータDresに対して補間処理を行い、画素値が不明な4個の画素(図中、「?」)の画素値を補填する。画素値を補間する方法には、第1実施形態で説明した種々の方法を適用可能であるが、ここでは一例として、周囲8画素の平均を算出する方法を述べる。補間の方法の説明の便宜上、図11(c)には、X座標とY座標とを付記している。例えば、iWbと表記した画素は、(3,3)の座標に位置するWのデータであるため、iWb(3,3)と表記する。なお、図11(c)中、「iW」は、補間により算出したWのデータであることを意味し、「iW」に付記した「r」,「gr」,「gb」,「b」は、元々のカラー画素の色を表している。 In step S103, interpolation processing is performed on the separated resolution data Dres to compensate for the pixel values of four pixels ("?" In the figure) whose pixel values are unknown. Various methods described in the first embodiment can be applied to the method of interpolating the pixel values. Here, as an example, a method of calculating the average of the surrounding eight pixels will be described. For convenience of explanation of the interpolation method, FIG. 11C shows the X coordinate and the Y coordinate. For example, a pixel represented as iWb is represented as iWb (3, 3) because it is W data located at the coordinates of (3, 3). In FIG. 11C, “iW” means W data calculated by interpolation, and “r”, “gr”, “gb”, “b” appended to “iW” are Represents the color of the original color pixel.
W1画素及びW2画素の両方ともに飽和していない場合には、W1画素及びW2画素の両方の画素値を使用して補間データを求めることができる。その際、W1画素に対してW2画素は感度が低いため、W1画素の感度とW2画素の感度との比で表される係数A(A=(W1画素の感度)/(W2画素の感度))を、W2画素のデータに乗算する。例えば、座標(3,3)の画素のデータiWb(3,3)は、以下のように算出される。
一方、W2画素は飽和していないがW1画素が飽和している場合、W1画素の画素値は最大値を取りうるが、補間用のデータとしては使用しない。すなわち、座標(3,3)の画素のデータiWb(3,3)は、W2画素のデータのみを使用して、以下のように算出される。
ステップS103では、図11(c)に示した補間後のデータDintと、図11(d)に示したカラー用のデータDcolとを合成して、RGBデータDrgbを生成する。例えば、R画素の画素値とiWrの画素値からRの色比情報を、B画素の画素値とiWbの画素値からBの色比情報を、Gr画素及びGb画素の画素値とiWgr及びiWgbの画素値からG画素の色比情報を算出する。そして、このように算出したRGBの色比情報と、各画素の画素値W1,W2,iWr,iWb,iWgr,iWgbとを用いて、各画素のRGBデータを算出する。 In step S103, the interpolated data Dint shown in FIG. 11C and the color data Dcol shown in FIG. 11D are combined to generate RGB data Drb. For example, R color ratio information from the pixel value of the R pixel and the pixel value of iWr, B color ratio information from the pixel value of the B pixel and the pixel value of iWb, the pixel value of the Gr pixel and Gb pixel, and iWgr and iWgb The color ratio information of the G pixel is calculated from the pixel values. Then, using the RGB color ratio information calculated in this way and the pixel values W1, W2, iWr, iWb, iWgr, iWgb of each pixel, RGB data of each pixel is calculated.
図12(a)は、ホワイト画素(W1画素及びW2画素)における光量[lx・sec]と信号出力(ガンマ処理後)との関係を示すグラフである。また、図12(b)は、ホワイト画素(W1画素及びW2画素)における光量[lx・sec]と解像度との関係を示すグラフである。図中、太い実線が、図10に示す本実施形態のRGBW12配列を用いた場合(以下、「実施例2」と呼ぶ)であり、細い実線が、図9に示すCF配列を用いた場合(以下、「比較例」と呼ぶ)である。ここで、実施例2及び比較例の撮像素子は、いずれも、光量(i)において飽和するW1画素と、光量(ii)において飽和するW2画素とを有しているものとする。また、これらを加味したガンマ処理を行うことで、両者におけるダイナミックレンジはほぼ同等であるものとする。 FIG. 12A is a graph showing the relationship between the light amount [lx · sec] and the signal output (after gamma processing) in the white pixels (W1 pixel and W2 pixel). FIG. 12B is a graph showing the relationship between the light amount [lx · sec] and the resolution in the white pixel (W1 pixel and W2 pixel). In the figure, the thick solid line is the case where the RGBW12 array of this embodiment shown in FIG. 10 is used (hereinafter referred to as “Example 2”), and the thin solid line is the case where the CF array shown in FIG. 9 is used ( Hereinafter, it is referred to as a “comparative example”. Here, it is assumed that the imaging elements of Example 2 and the comparative example both have W1 pixels that are saturated with the light amount (i) and W2 pixels that are saturated with the light amount (ii). In addition, by performing gamma processing in consideration of these, it is assumed that the dynamic ranges are almost the same.
入射光量が光量(i)未満、すなわちW1画素が飽和するまでは、W1画素及びW2画素のデータから画像を形成することができる。したがって、実施例2のCF配列では、光量(i)未満の場合に使用されるW1画素及びW2画素の総数が、比較例のCF配列の場合の12/8倍となる。このため、実施例2のCF配列を用いた場合、比較例のCF配列を用いた場合よりも、解像度は12/8倍向上する。 Until the incident light amount is less than the light amount (i), that is, until the W1 pixel is saturated, an image can be formed from the data of the W1 pixel and the W2 pixel. Therefore, in the CF array of Example 2, the total number of W1 pixels and W2 pixels used when the amount of light is less than (i) is 12/8 times that of the CF array of the comparative example. For this reason, when the CF array of Example 2 is used, the resolution is improved 12/8 times compared to the case of using the CF array of the comparative example.
入射光量が光量(i)から光量(ii)の間では、W1画素が飽和してしまうため、W2画素のデータのみを補間に使用する。ここで、実施例2のCF配列におけるW2画素の総数は、比較例のCF配列におけるW2画素の総数の8/4倍である。また、比較例のCF配列では、R画素401の輝度値を周囲のホワイト画素から補間しようとしても、その周囲には、上下に位置するW2画素402とW2画素403しか存在しない。また、B画素404の輝度値を周囲のホワイト画素から補間しようとしても、その周囲には、左右に位置するW2画素405とW2画素406しか存在しない。このことは、補間できる画素が色画素によって上下、左右に偏ることになり、モワレによる偽色が発生しやすくなることを意味し、解像度を下げる原因になる。この点、実施例2のCF配列では、色画素の周囲には必ず4個のW2画素が存在している。つまり、上下方向及び左右方向の双方において補間の精度を向上することが可能である。
Since the W1 pixel is saturated when the incident light amount is between the light amount (i) and the light amount (ii), only the data of the W2 pixel is used for interpolation. Here, the total number of W2 pixels in the CF array of Example 2 is 8/4 times the total number of W2 pixels in the CF array of the comparative example. Further, in the CF array of the comparative example, even if the luminance value of the
したがって、入射光量が光量(i)から光量(ii)の間において、実施例2のCF配列は、比較例のCF配列の場合よりも8/4倍以上、解像度が高いといえる。 Therefore, when the incident light quantity is between the light quantity (i) and the light quantity (ii), the CF array of Example 2 can be said to have a resolution that is 8/4 times or higher than that of the CF array of the comparative example.
このように、本実施形態によれば、ダイナミックレンジを確保したうえで、色画素部の輝度値の補間精度を向上することができ、解像度を高めることができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to improve the interpolation accuracy of the luminance value of the color pixel unit and increase the resolution after securing the dynamic range.
[第3実施形態]
本発明の第3実施形態による撮像装置及びその駆動方法について、図13及び図14を用いて説明する。図1乃至図12に示す第1及び第2実施形態による撮像装置及びその駆動方法と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。
[Third Embodiment]
An imaging apparatus and a driving method thereof according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Constituent elements similar to those of the imaging apparatus and the driving method thereof according to the first and second embodiments shown in FIGS.
図13は、本実施形態による撮像装置の撮像素子の構成例を示す回路図である。図14は、本実施形態による撮像装置の駆動方法を示すタイミングチャートである。 FIG. 13 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the imaging element of the imaging apparatus according to the present embodiment. FIG. 14 is a timing chart illustrating the driving method of the imaging apparatus according to the present embodiment.
第1及び第2実施形態では、W1画素の構造とW2画素の構造を変えることによってW2画素の感度をW1画素の感度よりも低くしたが、W1画素とW2画素の構造が同じでも駆動方法を変えることによってこれら画素の感度を見かけ上変えることもできる。本実施形態では、W1画素とW2画素の感度が同じ場合に第1及び第2実施形態と同様の効果を実現しうる撮像装置の駆動方法について説明する。 In the first and second embodiments, the sensitivity of the W2 pixel is made lower than the sensitivity of the W1 pixel by changing the structure of the W1 pixel and the structure of the W2 pixel. However, even if the structures of the W1 pixel and the W2 pixel are the same, a driving method is used. The sensitivity of these pixels can be changed apparently by changing them. In the present embodiment, a driving method of an imaging apparatus that can realize the same effect as in the first and second embodiments when the sensitivities of the W1 pixel and the W2 pixel are the same will be described.
図13は、本実施形態による撮像装置301における撮像素子101の第n列と第n+1列の読み出し回路部の回路構成を示したものである。各列の読み出し回路部の回路構成は、図3に示す第1実施形態による撮像装置301の撮像素子101の読み出し回路部の回路構成と同様である。図には、第n列の構成要素と第n+1列の構成要素とを区別するために、第n列の各構成要素の符号の末尾に「a」を付記し、第n+1列の各構成要素の符号の末尾に「b」を付記している。
FIG. 13 shows a circuit configuration of the readout circuit sections of the n-th column and the (n + 1) -th column of the
図14(a)は、読み出し動作及びリセット動作を含めた撮像素子の読み出し回路全体のタイミングチャートを示したものである。図14(a)において、横軸は時間を示し、縦軸は行位置を示している。図14(a)のタイミングチャートでは、第0行から第N行までのN+1行の画素12a,12bから順次、信号を読み出すことを想定している。なお、画素12aがW1画素に対応し、画素12bがW2画素に対応している。
FIG. 14A shows a timing chart of the entire readout circuit of the image sensor including the readout operation and the reset operation. In FIG. 14A, the horizontal axis indicates time and the vertical axis indicates the row position. In the timing chart of FIG. 14A, it is assumed that signals are sequentially read from the
時刻T0において、第0行目の画素12a,12bからの読み出し動作が開始し、第0行目の画素12a,12bからの読み出し動作が完了後、第1行目の画素12a,12bからの読み出し動作に移行する。同様にして、第2行目から第N行目までの読み出し動作を行い、第N行の画素12a,12bからの読み出し動作が時刻T3から開始する。また、時刻T1において、第0行目の画素12aのリセット動作が行われる。画素12aのリセット動作についても、読み出し動作と同様に行順次で行われ、第N行の画素12aのリセット動作は時刻T5において行われる。また、時刻T2において、第0行目の画素12bのリセット動作が行われる。画素12bのリセット動作についても、読み出し動作と同様に行順次で行われ、第N行の画素12bのリセット動作は時刻T6において行われる。また、時刻T4において、次フレームの読み出し動作に移行し、同様の動作が繰り返し行われる。
At time T0, the readout operation from the
なお、画素12aのリセット動作の完了後から次フレームの読み出し動作の開始までの期間(第0行目では時刻T1〜時刻T4)が、画素12aの蓄積期間(図中、蓄積期間1)である。また、画素12bのリセット動作の完了後から次フレームの読み出し動作の開始までの期間(第0行目では時刻T2〜時刻T4)が、画素12bの蓄積期間(図中、蓄積期間2)である。
Note that the period from the completion of the reset operation of the
次に、画素12a,12bからの読み出し動作について、図14(b)を用いてより具体的に説明する。なお、図14(b)のタイミングチャートは、一水平期間内における読み出し動作を示しており、第0行目の画素12a,12bからの読み出し動作においては、図14(a)の時刻T0から時刻T1の期間における動作に対応する。
Next, the read operation from the
まず、時刻t0において、垂直走査回路20は、信号PRESをHレベルとし、リセットトランジスタ26a,26bをオンにする。これにより、FD部がリセットトランジスタ26a,26bを介して電源電圧(VDD)に接続され、画素12aの浮遊拡散容量30a及び画素12bの浮遊拡散容量30bの電位がリセットされる。
First, at time t0, the
また、同じく時刻t0において、垂直走査回路20は、信号PSELをHレベルとし、選択トランジスタ32a,32bをオンにする。これにより、増幅トランジスタ28aは、リセットされている浮遊拡散容量30aの電位に基づく信号を、選択トランジスタ32aを介して垂直信号線16aに出力する。同様に、増幅トランジスタ28bは、リセットされている浮遊拡散容量30bの電位に基づく信号を、選択トランジスタ32bを介して垂直信号線16bに出力する。
Similarly, at time t0, the
また、同じく時刻t0において、信号PLをHレベルとし、スイッチ44a,44bを導通状態とする。これにより、垂直信号線16aが容量C0aに接続され、垂直信号線16bが容量C0bに接続される。
Similarly, at time t0, the signal PL is set to H level, and the
また、同じく時刻t0において、信号φC1,φC,φCTN,φCTSをHレベルとし、スイッチ46a,46b,50a,50b,52a,52b,54a,54bを導通状態とする。これにより、容量C1a,C1b,CTNa,CTNb,CTSa,CTSbは、リセット状態となる。容量CTNa,CTNb,CTSa,CTSbの電位は、VREFとなる。
Similarly, at time t0, the signals φC1, φC, φCTN, and φCTS are set to the H level, and the
次いで、時刻t1において、信号φCTN,φCTSをLレベルとし、スイッチ52a,52b,54a,54bを非導通状態とする。これにより、容量CTNa,CTNb,CTSa,CTSbのリセットを解除する。
Next, at time t1, signals φCTN and φCTS are set to L level, and
次いで、時刻t2において、垂直走査回路20は、信号PRESをLレベルとし、リセットトランジスタ26a,26bをオフにする。これにより、浮遊拡散容量30a,30bの電位のリセットを解除する。浮遊拡散容量30a,30bには、リセットノイズ(kTCノイズ)が混入した電位が保持される。なお、浮遊拡散容量30a,30bの電位(リセット電位)に基づく画素12a,12bからの出力信号をN信号と呼ぶ。
Next, at time t2, the
次いで、時刻t3において、信号φCをLレベルとし、スイッチ50a,50bを非導通状態とする。これにより、列増幅器42a,42bがN信号によってリセットされた状態で、リセットが解除される。これにより、列増幅器42aは画素12aからの信号を、列増幅器42bは画素12bからの信号を、それぞれN信号との差分をC0/C1で決まる利得G1で増幅して出力する状態となる。また、容量C0には、N信号に対応した電位が、電圧VREFによりクランプされる。
Next, at time t3, signal φC is set to L level, and switches 50a and 50b are turned off. Thereby, the reset is released in a state where the
次いで、時刻t4において、信号φCTNをHレベルとし、スイッチ52a,52bを導通状態とする。これにより、列増幅器42aの出力端子が容量CTNaに接続され、列増幅器42bの出力端子が容量CTNbに接続される。
Next, at time t4, the signal φCTN is set to the H level, and the
次いで、時刻t5において、信号φCTNをLレベルとし、スイッチ52a,52bを非導通状態とする。これにより、列増幅器42a,42bによってN信号を増幅した信号が、容量素子CTNa,CTNbにそれぞれサンプルホールドされる。なお、この際に、列増幅器42a,42bのオフセットも同時に保持される。
Next, at time t5, the signal φCTN is set to the L level, and the
次いで、時刻t6から時刻t7の期間において、垂直走査回路20は、信号PTXa,PTXbをHレベルとし、転送トランジスタ24a,24bをオンにする。これにより、PD22aに蓄積されている電荷が浮遊拡散容量30aに転送され、増幅トランジスタ28aは、浮遊拡散容量30aの電位に基づく信号を、選択トランジスタ32aを介して垂直信号線16aに出力する。また、PD22bに蓄積されている電荷が浮遊拡散容量30bに転送され、増幅トランジスタ28bは、浮遊拡散容量30bの電位に基づく信号を、選択トランジスタ32bを介して垂直信号線16bに出力する。増幅トランジスタ28a,28bが出力する信号は、PD22a,22bに蓄積されていた電荷に基づく信号である。増幅トランジスタ28a,28bが、PD22a,22bに蓄積されていた電荷に基づいて出力する信号を、光信号(S信号と表記する場合もある)と呼ぶ。出力された光信号は、第1のCDS回路にて、浮遊拡散容量30a、浮遊拡散容量30bのリセットノイズに基づくN信号が差し引かれる。
Next, in the period from time t6 to time t7, the
次いで、時刻t8から時刻t9の期間において、信号φCTSをHレベルとし、スイッチ54a,54bを導通状態とする。これにより、列増幅器42aが出力する光信号が利得G1で増幅された信号S1を、容量CTSaにサンプルホールドする。また、列増幅器42bが出力する光信号が利得G1で増幅された信号S1を、容量CTSbにサンプルホールドする。
Next, in the period from time t8 to time t9, the signal φCTS is set to the H level, and the
次いで、時刻t10において、垂直走査回路20は、信号PSELをLレベルにして選択トランジスタ32a,32bをオフにすることで、画素12a,12bを、垂直信号線16a,16bから切り離す。また、信号PLをLレベルにしてスイッチ44a,44bを非導通状態にすることで、列増幅器42a,42bの入力を切り離す。また、信号φC1をLレベルにしてスイッチ46a,46bを非導通状態とし、列増幅器42a,42bの増幅動作を停止する。
Next, at time t10, the
次いで、時刻t11から時刻t12の期間において、水平走査回路70は、列増幅部40の各列に順次、信号φHnを出力する動作、すなわち水平走査を行う。これにより、出力増幅器82は、容量CTNa,CTNb,CTSa,CTSbに保持した信号に基づく信号を、順次外部に出力する。また、ここで出力増幅器82の出力信号は、第2のCDS回路にて、列増幅器42a,42bの利得G1におけるオフセット成分が差し引かれる。
Next, during a period from time t11 to time t12, the
次に、画素12aのリセット動作について、図14(c)を用いてより具体的に説明する。なお、図14(c)のタイミングチャートは、一水平期間内におけるリセット動作を示しており、第0行目の画素12aのリセット動作においては、図14(a)の時刻T1のタイミングで実行される。
Next, the reset operation of the
まず、時刻t20において、垂直走査回路20は、信号PRESをHレベルとし、リセットトランジスタ26aをオンにする。これにより、FD部がリセットトランジスタ26aを介して電源電圧(VDD)に接続され、浮遊拡散容量30aの電位がリセットされる。これにより、FD部がリセットトランジスタ26a,26bを介して電源電圧(VDD)に接続され、画素12aの浮遊拡散容量30a及び画素12bの浮遊拡散容量30bの電位がリセットされる。
First, at time t20, the
次いで、時刻t21から時刻t22の期間において、垂直走査回路20は、信号PTXaをHレベルとし、転送トランジスタ24aをオンにする。これにより、PD22aのカソードが、浮遊拡散容量30aと同電位、すなわち電圧VDDにリセットされる。
Next, in the period from time t21 to time t22, the
次いで、時刻t23において、垂直走査回路20は、信号PRESをLレベルとし、リセットトランジスタ26aをオフにする。これにより、リセット状態が解除される。
Next, at time t23, the
その他の信号、すなわち、信号PSEL,PL,φC,φC1,φCTN,φCTS,φHnは、時刻t20から時刻t23のリセット期間中はLレベルに維持する。また、信号PTXbも、時刻t20から時刻t23のリセット期間中はLレベルに維持し、画素12bのリセット動作は行わない。
Other signals, that is, signals PSEL, PL, φC, φC1, φCTN, φCTS, and φHn are maintained at the L level during the reset period from time t20 to time t23. The signal PTXb is also maintained at the L level during the reset period from the time t20 to the time t23, and the reset operation of the
画素12bのリセット動作は、第0行目の画素12bのリセット動作においては、図14(a)の時刻T2のタイミングで実行されるほかは、画素12aのリセット動作と同様である。画素12bのリセット動作では、時刻t21から時刻t22の期間において、信号PTXbをHレベルとし、信号PTXaはLレベルとする。
The reset operation of the
第1及び第2実施形態で説明したW1画素を本実施形態の画素12aで構成し、第1及び第2実施形態で説明したW2画素を本実施形態の画素12bで構成することにより、第1及び第2実施形態と同様の効果を得ることができる。この場合、W1画素の感度とW2画素の感度との比で表される係数Aは、蓄積期間1と蓄積期間2との比で表される係数で置き換えればよい。
The W1 pixel described in the first and second embodiments is configured by the
このように、本実施形態によれば、ダイナミックレンジを確保したうえで、色画素部の輝度値の補間精度を向上することができ、解像度を高めることができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to improve the interpolation accuracy of the luminance value of the color pixel unit and increase the resolution after securing the dynamic range.
[第4実施形態]
本発明の第4実施形態による撮像装置及びその駆動方法について、図15及び図16を用いて説明する。図1乃至図14に示す第1乃至第3実施形態による撮像装置及びその駆動方法と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。
[Fourth Embodiment]
An imaging apparatus and a driving method thereof according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 15 and 16. Constituent elements similar to those of the image pickup apparatus and its driving method according to the first to third embodiments shown in FIGS. 1 to 14 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.
図15は、本実施形態による撮像装置の撮像素子の構成例を示す回路図である。図16は、本実施形態による撮像装置の駆動方法を示すタイミングチャートである。 FIG. 15 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the imaging element of the imaging apparatus according to the present embodiment. FIG. 16 is a timing chart illustrating the driving method of the imaging apparatus according to the present embodiment.
本実施形態による撮像装置301における撮像素子101は、図15に示すように、画素12a,12bの回路構成が異なるほかは、図13に示す第3実施形態による撮像装置の撮像素子の読み出し回路部の回路構成と同様である。すなわち、本実施形態の撮像素子101では、画素12aのリセットトランジスタ26aと浮遊拡散容量30aとの間に、信号Cexaで駆動するトランジスタ34aが設けられている。また、画素12bのリセットトランジスタ26bと浮遊拡散容量30bとの間に、信号Cexbで駆動するトランジスタ34bが設けられている。トランジスタ34a,34bには、それぞれ容量36a,36bが設けられている。容量36a,36bは、トランジスタ34a,34bがオンになったときに浮遊拡散容量30a,30bにそれぞれ接続されるように構成されている。
As shown in FIG. 15, the
図16(a)は、読み出し動作及びリセット動作を含めた撮像素子の読み出し回路全体のタイミングチャートを示したものである。図16(a)において、横軸は時間を示し、縦軸は行位置を示している。図14(a)のタイミングチャートでは、第0行から第N行までのN+1行の画素12a,12bから順次、信号を読み出すことを想定している。
FIG. 16A shows a timing chart of the entire readout circuit of the image sensor including the readout operation and the reset operation. In FIG. 16A, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the row position. In the timing chart of FIG. 14A, it is assumed that signals are sequentially read from the
時刻T0において、第0行目の画素12a,12bからの読み出し動作が開始し、第0行目の画素12a,12bからの読み出し動作が完了後、第1行目の画素12a,12bからの読み出し動作に移行する。同様にして、第2行目から第N行目までの読み出し動作を行い、第N行の画素12a,12bからの読み出し動作が時刻T2から開始する。また、時刻T1において、第0行目の画素12a,12bのリセット動作が行われる。画素12a,12bのリセット動作についても、読み出し動作と同様に行順次で行われ、第N行の画素12aのリセット動作は時刻T4において行われる。また、時刻T3において、次フレームの読み出し動作に移行し、同様の動作が繰り返し行われる。なお、画素12a,12bのリセット動作の完了後から次フレームの読み出し動作の開始までの期間(第0行目では時刻T1〜時刻T3)が、画素12a,12bの蓄積期間である。
At time T0, the readout operation from the
次に、画素12a,12bからの読み出し動作について、図16(b)を用いてより具体的に説明する。なお、図16(b)のタイミングチャートは、一水平期間内における読み出し動作を示しており、第0行目の画素12a,12bからの読み出し動作においては、図16(a)の時刻T0から時刻T1の期間における動作に対応する。
Next, the read operation from the
まず、時刻t0において、垂直走査回路20は、信号PRESをHレベルとし、リセットトランジスタ26a,26bをオンにする。また、信号Cexa,CexbをHレベルとし、トランジスタ34a,34bをオンにする。これにより、画素12aの浮遊拡散容量30a及び容量36aの電位がリセットされる。また、画素12bの浮遊拡散容量30b及び容量36bの電位がリセットされる。
First, at time t0, the
また、同じく時刻t0において、垂直走査回路20は、信号PSELをHレベルとし、選択トランジスタ32a,32bをオンにする。これにより、増幅トランジスタ28aは、リセットされている浮遊拡散容量30a及び容量36aの電位に基づく信号を、選択トランジスタ32aを介して垂直信号線16aに出力する。同様に、増幅トランジスタ28bは、リセットされている浮遊拡散容量30b及び容量36bの電位に基づく信号を、選択トランジスタ32bを介して垂直信号線16bに出力する。
Similarly, at time t0, the
また、同じく時刻t0において、信号PLをHレベルとし、スイッチ44a,44bを導通状態とする。これにより、垂直信号線16aが容量C0aに接続され、垂直信号線16bが容量C0bに接続される。
Similarly, at time t0, the signal PL is set to H level, and the
また、同じく時刻t0において、信号φC1,φC,φCTN,φCTSをHレベルとし、スイッチ46a,46b,50a,50b,52a,52b,54a,54bを導通状態とする。これにより、容量C1a,C1b,CTNa,CTNb,CTSa,CTSbは、リセット動作となる。容量CTNa,CTNb,CTSa,CTSbの電位は、VREFとなる。
Similarly, at time t0, the signals φC1, φC, φCTN, and φCTS are set to the H level, and the
次いで、時刻t1において、信号φCTN,φCTSをLレベルとし、スイッチ52a,52b,54a,54bを非導通状態とする。これにより、容量CTNa,CTNb,CTSa,CTSbのリセットを解除する。
Next, at time t1, signals φCTN and φCTS are set to L level, and
次いで、時刻t2において、垂直走査回路20は、信号PRES及び信号CexaをLレベルとし、リセットトランジスタ26a,26b及びトランジスタ34aをオフにする。画素12aでは、信号CexaがLレベルであり、浮遊拡散容量30aにリセットノイズ(kTCノイズ)が混入された電位が保持される。また画素12bでは、信号CexbがHレベルのため、トランジスタ34bのゲート下の容量36bと浮遊拡散容量30bとの合成容量に、リセットノイズ(kTCノイズ)が混入した電位が保持される。なお、浮遊拡散容量30aの電位に基づく画素12aの出力信号、並びに、浮遊拡散容量30bと容量36bとの合成容量の電位に基づく画素12bからの出力信号を、N信号と呼ぶ。
Next, at time t2, the
次いで、時刻t3において、信号φCをLレベルとし、スイッチ50a,50bを非導通状態とする。これにより、列増幅器42a,42bがN信号によってリセットされた状態で、リセットが解除される。これにより、列増幅器42aは画素12aからの信号を、列増幅器42bは画素12bからの信号を、それぞれN信号との差分をC0/C1で決まる利得G1で増幅して出力する状態となる。また、容量C0には、N信号に対応した電位が、Vrefによりクランプされる。
Next, at time t3, signal φC is set to L level, and switches 50a and 50b are turned off. Thereby, the reset is released in a state where the
次いで、時刻t4において、信号φCTNをHレベルとし、スイッチ52a,52bを導通状態とする。これにより、列増幅器42aの出力端子が容量CTNaに接続され、列増幅器42bの出力端子が容量CTNbに接続される。
Next, at time t4, the signal φCTN is set to the H level, and the
次いで、時刻t5において、信号φCTNをLレベルとし、スイッチ52a,52bを非導通状態とする。これにより、列増幅器42a,42bによってN信号を増幅した信号が、容量素子CTNa,CTNbにそれぞれサンプルホールドされる。なお、この際に、列増幅器42a,42bのオフセットも同時に保持される。
Next, at time t5, the signal φCTN is set to the L level, and the
次いで、時刻t6から時刻t7の期間において、垂直走査回路20は、信号PTXa,PTXbをHレベルとし、転送トランジスタ24a,24bをオンにする。これにより、PD22aに蓄積されている電荷が浮遊拡散容量30aに転送され、増幅トランジスタ28aは、浮遊拡散容量30aの電位に基づく信号を、選択トランジスタ32aを介して垂直信号線16aに出力する。また、PD22bに蓄積されている電荷が浮遊拡散容量30bと容量36bとの合成容量に転送され、増幅トランジスタ28bは、合成容量の電位に基づく信号を、選択トランジスタ32bを介して垂直信号線16bに出力する。増幅トランジスタ28a,28bが出力する信号は、PD22a,22bに蓄積されていた電荷に基づく信号である。増幅トランジスタ28a,28bが、PD22a,22bに蓄積されていた電荷に基づいて出力する信号を、光信号と呼ぶ。出力された光信号は、第1のCDS回路にて、浮遊拡散容量30a及び浮遊拡散容量30bと容量36bとの合成容量のリセットノイズに基づくN信号が差し引かれる。
Next, in the period from time t6 to time t7, the
次いで、時刻t8から時刻t9の期間において、信号φCTSをHレベルとし、スイッチ54a,54bを導通状態とする。これにより、列増幅器42aが出力する光信号が利得G1で増幅された信号S1を、容量CTSaでサンプルホールドする。また、列増幅器42bが出力する光信号が利得G1で増幅された信号S1を、容量CTSbにサンプルホールドする。
Next, in the period from time t8 to time t9, the signal φCTS is set to the H level, and the
次いで、時刻t10において、垂直走査回路20は、信号PSELをLレベルにして選択トランジスタ32a,32bをオフにすることで、画素12a,12bを、垂直信号線16a,16bから切り離す。また、信号PLをLレベルにしてスイッチ44a,44bを非導通状態にすることで、列増幅器42a,42bの入力を切り離す。また、信号φC1をLレベルにしてスイッチ46a,46bを非導通状態とし、列増幅器42a,42bの増幅動作を停止する。また、信号CexbをLレベルにしてトランジスタ34bをオフにすることで、次のフレームの読み出し動作の準備を行う。
Next, at time t10, the
次いで、時刻t11から時刻t12の期間において、水平走査回路70は、列増幅部40の各列に順次、信号φHnを出力する動作、すなわち水平走査を行う。これにより、出力増幅器82は、容量CTNa,CTNb,CTSa,CTSbに保持した信号に基づく信号を、順次外部に出力する。また、ここで出力増幅器82の出力信号は、第2のCDS回路にて、列増幅器42a,42bの利得G1におけるオフセット成分が差し引かれる。
Next, during a period from time t11 to time t12, the
次に、画素12a,12bのリセット動作について、図16(c)を用いてより具体的に説明する。なお、図16(c)に示すタイミングチャートは、一水平期間におけるリセット動作を示しており、第0行目の画素12a,12bのリセット動作においては、図16(a)の時刻T1のタイミングで実行される。
Next, the reset operation of the
まず、時刻t20において、垂直走査回路20は、信号PRESをHレベルとし、リセットトランジスタ26a,26bをオンにする。
First, at time t20, the
次いで、時刻t21から時刻t22の期間において、垂直走査回路は、信号Cexa,Cexb,PTXa,PTXbをHレベルとし、トランジスタ34a,34b及び転送トランジスタ24a,24bをオンにする。これにより、PD22a,22bのカソード、浮遊拡散容量30a,30b、容量36a,36bが、電圧VDDにリセットされる。
Next, in the period from time t21 to time t22, the vertical scanning circuit sets the signals Cexa, Cexb, PTXa, and PTXb to the H level, and turns on the
次いで、時刻t23において、垂直走査回路20は、信号PRESをLレベルとし、リセットトランジスタ26a,26bをオフにする。これにより、リセット状態が解除される。
Next, at time t23, the
その他の信号、すなわち、信号PSEL,PL,φC,φC1,φCTN,φCTS,φHnは、時刻t20から時刻t23のリセット期間中はLレベルに維持する。 Other signals, that is, signals PSEL, PL, φC, φC1, φCTN, φCTS, and φHn are maintained at the L level during the reset period from time t20 to time t23.
図16(a)に示した蓄積時間において、画素12aのPD22aと、画素12bのPD22bとに、同じ電荷が蓄積される。電荷転送時、画素12aにおいては、浮遊拡散容量30aに応じた電位に変換される。一方、画素12bにおいては、浮遊拡散容量30bと容量36bとの合成容量に応じた電位に変換される。フォトダイオードに蓄積された電荷を電圧変換する際には、静電容量と電圧の積算値で決まる。したがって、電圧値の大きさは静電容量の大きさに反比例することから、画素12aの信号値の方が画素12bの信号値よりも大きくなる。
In the accumulation time shown in FIG. 16A, the same charge is accumulated in the
したがって、第1及び第2実施形態で説明したW1画素を本実施形態の画素12aで構成し、第1及び第2実施形態で説明したW2画素を本実施形態の画素12bで構成することにより、第1及び第2実施形態と同様の効果を得ることができる。
Therefore, by configuring the W1 pixel described in the first and second embodiments with the
このように、本実施形態によれば、ダイナミックレンジを確保したうえで、色画素部の輝度値の補間精度を向上することができ、解像度を高めることができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to improve the interpolation accuracy of the luminance value of the color pixel unit and increase the resolution after securing the dynamic range.
[第5実施形態]
本発明の第5実施形態による撮像システムについて、図17を用いて説明する。図17は、本実施形態による撮像システムの概略構成を示すブロック図である。図1乃至図16に示す第1乃至第4実施形態による撮像装置と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し或いは簡潔にする。
[Fifth Embodiment]
An imaging system according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the imaging system according to the present embodiment. Constituent elements similar to those of the imaging device according to the first to fourth embodiments shown in FIGS. 1 to 16 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.
本実施形態による撮像システム300は、特に限定されるものではないが、例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルカムコーダ、監視カメラなどに適用可能である。図17に、撮像システムの例として、デジタルスチルカメラに第1乃至第4実施形態の撮像装置を適用した場合のブロック図を示す。
The
撮像システム300は、被写体の光学像を撮像装置301に結像させるレンズ302、レンズ302の保護のためのバリア303及びレンズ302を通った光量を調整するための絞り304を有する。また、撮像システムは、撮像装置301より出力される出力信号の処理を行う出力信号処理部305を有する。撮像装置301には、第1乃至第4実施形態で説明した撮像装置が用いられる。
The
出力信号処理部305は、デジタル信号処理部を有し、撮像装置301から出力される信号を、必要に応じて各種の補正、圧縮を行って信号を出力する動作を行う。撮像装置301から出力される信号がアナログ信号である場合、出力信号処理部305はアナログ/デジタル変換回路をデジタル信号処理部の前段に備えてもよい。
The output
また、撮像システム300は、画像データを一時的に記憶するためのバッファメモリ部306、記録媒体への記録又は読み出しを行うための記憶媒体制御インターフェース(I/F)部307を有する。さらに撮像システムは、撮像データの記録又は読み出しを行うための半導体メモリ等の、着脱可能な、又は撮像システムに内蔵された、記録媒体309を有する。さらに、撮像システム300は、外部のコンピュータ等と通信するための外部インターフェース(I/F)部308、各種演算とデジタルスチルカメラ全体を制御する全体制御・演算部310を有する。さらに撮像システム300は、出力信号処理部305に、各種タイミング信号を出力するタイミング発生部311を有する。なお、タイミング信号などの制御信号は、タイミング発生部311ではなく外部から入力されてもよい。すなわち、撮像システム300は、少なくとも撮像装置301と、撮像装置301から出力された出力信号を処理する出力信号処理部305とを有すればよい。
In addition, the
このようにして、第1乃至第4実施形態による撮像装置を適用した撮像システム300を構成することにより、ダイナミックレンジの広い高品質の画像を取得しうる高性能の撮像システムを実現することができる。
In this way, by configuring the
[変形実施形態]
本発明は、上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
[Modified Embodiment]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
例えば、上記実施形態では、PD22が生成する信号電荷が電子である撮像素子101を例にして説明したが、PD22が生成する信号電荷が正孔である撮像素子101の場合においても同様に適用することができる。また、上記実施例で示した画素12及び列増幅部40の回路構成は、典型的なものであり、適宜変更が可能である。
For example, in the above-described embodiment, the
また、上記実施形態では、カラー画素をR画素、G画素及びB画素により構成した例を示したが、カラー画素をC画素、M画素及びY画素により構成してもよい。また、必ずしも3種類のカラー画素により構成する必要はなく、任意の複数種類の色画素により構成してもよい。 In the above embodiment, an example in which the color pixel is configured by the R pixel, the G pixel, and the B pixel has been described. However, the color pixel may be configured by the C pixel, the M pixel, and the Y pixel. In addition, it is not always necessary to configure with three types of color pixels, and it may be configured with arbitrary plural types of color pixels.
また、上記第1及び第2実施形態では、W1画素の感度とW2画素の構造を変えることによって、これら画素の感度を変えた例を示した。また、第3及び第4実施形態では、W1画素及びW2画素の構造は同じであるが、これらの駆動方法を変えることによってこれら画素の感度を見かけ上変えた例を示した。しかしながら、これらを適宜組み合わせて、W1画素の感度とW2画素の感度とを変えるように構成してもよい。 In the first and second embodiments, the sensitivity of these pixels is changed by changing the sensitivity of the W1 pixel and the structure of the W2 pixel. In the third and fourth embodiments, although the structures of the W1 pixel and the W2 pixel are the same, an example is shown in which the sensitivity of these pixels is apparently changed by changing these driving methods. However, these may be combined as appropriate to change the sensitivity of the W1 pixel and the sensitivity of the W2 pixel.
また、同じ感度のW1画素及びW2画素の出力信号に差を設けるために、上記第3実施形態では蓄積時間を変え、上記第4実施形態では電荷量を電圧に変換する際の容量の容量値を変えた。しかしながら、出力信号の差を実現する手段は、これらに限定されるものではない。例えば、図15の容量C1aと容量C1b(若しくは容量C0aと容量C0b)の大きさを変えることにより、増幅器42aと増幅器42bの利得の変えるようにしてもよい。
Further, in order to provide a difference between the output signals of the W1 pixel and the W2 pixel having the same sensitivity, the accumulation time is changed in the third embodiment, and the capacitance value of the capacitance when the charge amount is converted into the voltage in the fourth embodiment. Changed. However, the means for realizing the difference between the output signals is not limited to these. For example, the gains of the
また、上記第4実施形態では、浮遊拡散容量30a,30bに負荷する容量36a,36bを、リセットトランジスタ26a,26bとFD部との間に設けたが、必ずしもリセットトランジスタ26a,26bとFD部との間に設ける必要はない。例えば、FD部に、スイッチを介して容量を接続するようにしてもよい。
In the fourth embodiment, the
また、上記第1乃至第4では、撮像素子101が格子状の画素配列を有する場合を例にして説明したが、撮像素子101の画素配列は、必ずしも格子状である必要はない。例えば、図18(a)に示すようなハニカム構造の画素においても、色画素の周囲をW1画素及びW2画素により囲むことで、同様の効果を得ることができる。また、図14(b)に示すように、格子状の画素配置を45度回転させたクリアビット配列においても、色画素の周囲をW1画素及びW2画素により囲むことで、同様の効果を得ることができる。
In the first to fourth embodiments, the case where the
また、第1乃至第4実施形態による撮像装置を適用しうる撮像システムは、図17に示した構成の撮像システムに限定されるものではない。 The imaging system to which the imaging device according to the first to fourth embodiments can be applied is not limited to the imaging system having the configuration shown in FIG.
本発明は、上記実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。 The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiment to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program It can also be realized by processing. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
なお、上記実施形態は、何れも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ものである。すなわち、本発明はその技術思想、又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できる。 The above-described embodiments are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.
10 撮像領域
12 画素
14 駆動信号線
16 垂直信号線
18 電流源
20 垂直走査回路
22 フォトダイオード
24 転送トランジスタ
26 リセットトランジスタ
28 増幅トランジスタ
30 浮遊拡散容量
32 選択トランジスタ
40 列増幅部
42 列増幅器
44,46,50,52,54 スイッチ
56,58 トランジスタ
60,62 水平出力線
70 水平走査回路
80 出力部
82 出力増幅器
101 撮像素子
102 信号処理部
104 前段処理部
105 高精度補間部
106 画像処理システム部
301 撮像装置
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記複数の画素は、
色情報を出力する第1の画素と、
輝度情報を出力する第2の画素と、
前記第2の画素とは異なる感度を有し、輝度情報を出力する第3の画素と、含み、
それぞれの前記第1の画素は、前記第2の画素及び前記第3の画素によって周囲を囲まれている
ことを特徴とする撮像装置。 An imaging apparatus having a plurality of pixels arranged in a plurality of rows and columns,
The plurality of pixels are:
A first pixel that outputs color information;
A second pixel that outputs luminance information;
A third pixel that has a sensitivity different from that of the second pixel and outputs luminance information;
Each of the first pixels is surrounded by the second pixel and the third pixel. An imaging apparatus, wherein:
前記第2の画素の前記容量と、前記第3の画素の前記容量とは、互いに異なる容量値を有する
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 Each of the plurality of pixels includes a photoelectric conversion unit, a capacitor that holds the signal charge generated by the photoelectric conversion unit, and an amplification unit that amplifies and outputs a signal based on the signal charge held in the capacitor Have
The imaging device according to claim 1, wherein the capacitance of the second pixel and the capacitance of the third pixel have different capacitance values.
前記第2の画素の前記フィルタと、前記第3の画素のフィルタとは、互いに異なる透過率を有する
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 Each of the second pixel and the third pixel includes a photoelectric conversion unit and a filter provided on the photoelectric conversion unit,
The imaging device according to claim 1, wherein the filter of the second pixel and the filter of the third pixel have different transmittances.
前記第2の画素の開口率と、前記第3の画素の開口率とが互いに異なっている
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 Each of the second pixel and the third pixel has a photoelectric conversion unit, and an opening for light incidence provided on the photoelectric conversion unit,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein an aperture ratio of the second pixel and an aperture ratio of the third pixel are different from each other.
前記複数の画素から信号を読み出す読み出し回路部と、を有し、
前記複数の画素は、
色情報を出力する第1の画素と、
輝度情報を出力する第2の画素及び第3の画素と、を含み、
それぞれの前記第1の画素は、前記第2の画素及び前記第3の画素によって周囲を囲まれており、
前記読み出し回路部は、第1の蓄積期間の後、前記第2の画素から信号を読み出し、前記第1の蓄積期間とは異なる第2の蓄積期間の後、前記第3の画素から信号を読み出すように構成されている
ことを特徴とする撮像装置。 A plurality of pixels arranged across a plurality of rows and columns;
A readout circuit unit that reads out signals from the plurality of pixels,
The plurality of pixels are:
A first pixel that outputs color information;
A second pixel and a third pixel that output luminance information;
Each of the first pixels is surrounded by the second pixel and the third pixel,
The readout circuit unit reads a signal from the second pixel after a first accumulation period, and reads a signal from the third pixel after a second accumulation period different from the first accumulation period. It is comprised as follows. The imaging device characterized by the above-mentioned.
前記読み出し回路部は、前記第2の画素の前記容量と、前記第3の画素の前記容量とを、異なるタイミングでリセットするように構成されている
ことを特徴とする請求項5記載の固体撮像装置。 Each of the plurality of pixels amplifies a photoelectric conversion unit, a capacitor that holds the charge generated by the photoelectric conversion unit, a reset unit that resets the capacitor, and a signal based on the charge held in the capacitor And output the amplification unit,
The solid-state imaging according to claim 5, wherein the readout circuit unit is configured to reset the capacitance of the second pixel and the capacitance of the third pixel at different timings. apparatus.
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の撮像装置。 The all pixels with which each said 1st pixel touches by a side or a vertex are said 2nd pixel or said 3rd pixel. The one of Claim 1 thru | or 6 characterized by the above-mentioned. Imaging device.
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の撮像装置。 Around each of the first pixels, four second pixels that are in contact with the first pixel at the sides and four third pixels that are in contact with the first pixel at the apex are arranged. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the image pickup apparatus is an image pickup apparatus.
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の撮像装置。 9. The imaging device according to claim 1, wherein the total number of the second pixels and the third pixels is twice or more the total number of the first pixels.
ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1, wherein a minimum interval between the second pixels and a minimum interval between the third pixels are different from each other.
ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の撮像装置。 Based on the luminance information output from the second pixel adjacent to the first pixel and / or the luminance information output from the signal of the third pixel adjacent to the first pixel, The imaging apparatus according to claim 1, further comprising a signal processing unit that generates luminance information at the position of one pixel.
ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1, comprising a plurality of types of the first pixels that output the color information of different colors.
ことを特徴とする請求項12記載の撮像装置。 The said 2nd pixel and the said 3rd pixel output the brightness | luminance information which included the wavelength range of the color corresponding to the said color information which the said several types of said 1st pixel outputs. 12. The imaging device according to 12.
ことを特徴とする請求項12又は13記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 12 or 13, wherein the plurality of types of the first pixels include an R pixel, a G pixel, and a B pixel.
ことを特徴とする請求項12又は13記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 12 or 13, wherein the plurality of types of the first pixels include C pixels, M pixels, and Y pixels.
前記撮像装置が出力する信号を処理する出力信号処理部と
を有することを特徴とする撮像システム。 The imaging device according to any one of claims 1 to 15,
An imaging system comprising: an output signal processing unit that processes a signal output from the imaging device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015097382A JP2016213740A (en) | 2015-05-12 | 2015-05-12 | Imaging apparatus and imaging system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015097382A JP2016213740A (en) | 2015-05-12 | 2015-05-12 | Imaging apparatus and imaging system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016213740A true JP2016213740A (en) | 2016-12-15 |
Family
ID=57549807
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015097382A Pending JP2016213740A (en) | 2015-05-12 | 2015-05-12 | Imaging apparatus and imaging system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016213740A (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019106574A (en) * | 2017-12-08 | 2019-06-27 | キヤノン株式会社 | Imaging apparatus and imaging system |
WO2020039909A1 (en) * | 2018-08-23 | 2020-02-27 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Solid-state imaging element and electronic device |
JP2020092353A (en) * | 2018-12-06 | 2020-06-11 | キヤノン株式会社 | Photoelectric conversion device and imaging system |
WO2021187223A1 (en) * | 2020-03-17 | 2021-09-23 | ソニーグループ株式会社 | Image sensor, and camera |
WO2021229983A1 (en) * | 2020-05-15 | 2021-11-18 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Image capturing device and program |
WO2023045764A1 (en) * | 2021-09-22 | 2023-03-30 | 华为技术有限公司 | Image sensor, camera module, electronic device, and image processing method |
US11974054B2 (en) | 2020-03-17 | 2024-04-30 | Sony Group Corporation | Image sensor and camera having high sensitivity and high color reproducibility |
-
2015
- 2015-05-12 JP JP2015097382A patent/JP2016213740A/en active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019106574A (en) * | 2017-12-08 | 2019-06-27 | キヤノン株式会社 | Imaging apparatus and imaging system |
WO2020039909A1 (en) * | 2018-08-23 | 2020-02-27 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Solid-state imaging element and electronic device |
JP2020092353A (en) * | 2018-12-06 | 2020-06-11 | キヤノン株式会社 | Photoelectric conversion device and imaging system |
JP7353752B2 (en) | 2018-12-06 | 2023-10-02 | キヤノン株式会社 | Photoelectric conversion device and imaging system |
WO2021187223A1 (en) * | 2020-03-17 | 2021-09-23 | ソニーグループ株式会社 | Image sensor, and camera |
US11974054B2 (en) | 2020-03-17 | 2024-04-30 | Sony Group Corporation | Image sensor and camera having high sensitivity and high color reproducibility |
WO2021229983A1 (en) * | 2020-05-15 | 2021-11-18 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Image capturing device and program |
WO2023045764A1 (en) * | 2021-09-22 | 2023-03-30 | 华为技术有限公司 | Image sensor, camera module, electronic device, and image processing method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10021358B2 (en) | Imaging apparatus, imaging system, and signal processing method | |
JP6584131B2 (en) | Imaging apparatus, imaging system, and signal processing method | |
US8350940B2 (en) | Image sensors and color filter arrays for charge summing and interlaced readout modes | |
JP4611296B2 (en) | Charge binning image sensor | |
JP5106092B2 (en) | Solid-state imaging device and camera | |
EP2832090B1 (en) | Cmos image sensors implementing full frame digital correlated double sampling with global shutter | |
JP6239975B2 (en) | Solid-state imaging device and imaging system using the same | |
JP5988744B2 (en) | Imaging device, control method thereof, and control program | |
JP2016213740A (en) | Imaging apparatus and imaging system | |
CN110944126B (en) | Imaging system and method for performing black level correction on image sensor | |
US20100245628A1 (en) | Imaging apparatus and imaging system | |
US10229475B2 (en) | Apparatus, system, and signal processing method for image pickup using resolution data and color data | |
US8582006B2 (en) | Pixel arrangement for extended dynamic range imaging | |
JP6938352B2 (en) | Imaging device and imaging system | |
JP2019106576A (en) | Imaging apparatus and imaging system | |
JP5607265B2 (en) | IMAGING DEVICE, IMAGING DEVICE CONTROL METHOD, AND CONTROL PROGRAM | |
US9894288B2 (en) | Image forming method for forming a high-resolution image, and a related image forming apparatus and image forming program | |
JPWO2008133145A1 (en) | Solid-state imaging device | |
JP2015050604A (en) | Signal processing method for solid-stage image pickup device | |
JP2010178168A (en) | Correcting method for acquired image by solid-state imaging element, and electronic camera | |
KR20080007851A (en) | Cmos image sensor having color correction block and method there-of |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD05 | Notification of revocation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425 Effective date: 20171214 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20180126 |