JP2023121120A - Solid-state imaging element, camera module, image processing device, and imaging method - Google Patents
Solid-state imaging element, camera module, image processing device, and imaging method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023121120A JP2023121120A JP2022174889A JP2022174889A JP2023121120A JP 2023121120 A JP2023121120 A JP 2023121120A JP 2022174889 A JP2022174889 A JP 2022174889A JP 2022174889 A JP2022174889 A JP 2022174889A JP 2023121120 A JP2023121120 A JP 2023121120A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pixels
- pixel
- solid
- state imaging
- imaging device
- 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
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims abstract description 114
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims description 78
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 35
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 43
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 12
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 17
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Abstract
Description
本発明は、固体撮像素子、カメラモジュール、画像処理装置、および撮像方法に関する。 The present invention relates to solid-state imaging devices, camera modules, image processing apparatuses, and imaging methods.
従来、輝度信号および色信号を合成して、撮像画像を得る固体撮像素子が知られている。 Conventionally, a solid-state imaging device is known that obtains a captured image by synthesizing a luminance signal and a color signal.
従来の固体撮像素子においては、分光感度特性が互いに異なる複数の画素からの出力信号を用いて、輝度信号を生成している。これにより、従来の固体撮像素子においては、固体撮像素子に対して集光する撮像レンズの色収差に起因して、撮像画像の周辺部にジャギーが生じる。結果として、従来の固体撮像素子は、低解像度である。このジャギーは、局所的なホワイトバランス調整処理において、赤色画素および青色画素それぞれからの出力信号のレベルを緑色画素からの出力信号のレベルに規格化する際に、換言すれば、赤色画素および青色画素を緑色画素(輝度信号)として用いる際に発生し得る。 In a conventional solid-state imaging device, a luminance signal is generated using output signals from a plurality of pixels having different spectral sensitivity characteristics. As a result, in the conventional solid-state imaging device, jaggies occur in the peripheral portion of the captured image due to the chromatic aberration of the imaging lens that collects light on the solid-state imaging device. As a result, conventional solid-state imaging devices have low resolution. This jaggy occurs when normalizing the level of the output signal from each of the red and blue pixels to the level of the output signal from the green pixel in the local white balance adjustment process. can occur when using as a green pixel (luminance signal).
本発明の一態様に係る固体撮像素子は、輝度信号および色信号を合成して、撮像画像を得る固体撮像素子であって、複数の第1画素および複数の第2画素を備えており、前記複数の第2画素それぞれの分光感度特性が白色にあり、前記複数の第1画素からの出力信号を用いて、前記色信号を生成し、前記複数の第1画素からの出力信号を用いることなく、前記複数の第2画素からの出力信号を用いて、前記輝度信号を生成する。 A solid-state imaging device according to an aspect of the present invention is a solid-state imaging device that obtains a captured image by synthesizing a luminance signal and a color signal, comprising a plurality of first pixels and a plurality of second pixels, The spectral sensitivity characteristic of each of the plurality of second pixels is white, the color signal is generated using the output signals from the plurality of first pixels, and the output signals from the plurality of first pixels are not used. and generating the luminance signal using output signals from the plurality of second pixels.
本発明の一態様によれば、高解像度の固体撮像素子を実現することができる。 According to one aspect of the present invention, a high-resolution solid-state imaging device can be realized.
本発明を実施するための形態について、以下に説明する。説明の便宜上、先に説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない場合がある。 Modes for carrying out the present invention will be described below. For convenience of explanation, members having the same functions as those previously explained may be denoted by the same reference numerals, and the explanation thereof may not be repeated.
〔実施形態1〕
図1は、本発明の実施形態1に係る固体撮像素子100の概略構成を示すブロック図である。図2は、固体撮像素子100を備えているカメラモジュール300の概略図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a solid-
カメラモジュール300は、固体撮像素子100、および固体撮像素子100に対して集光する撮像レンズ200を備えている。カメラモジュール300は例えば、監視カメラモジュールである。監視カメラモジュールにおいては、感度が重要視される。感度とは、撮像場所の明るさに対する出力に係る指標、換言すれば、暗所での撮像における撮像画像の鮮明さに係る指標である。
The
固体撮像素子100は、撮像レンズ200を通過した光を受ける画素部1、および画像処理部2を備えている。画像処理部2は、画素部1からの出力信号を用いて、輝度信号および色信号を生成し、これらを合成して撮像画像を得る。輝度信号および色信号を合成して撮像画像を得ることは、画像処理部2以外の部材で行われてもよい。画素部1からの出力信号とは、映像信号であり、さらなる具体例を挙げると、RAWデータに対応する映像信号である。
The solid-
画素部1は、第1画素グループ3および第2画素グループ4を含んでいる。第1画素グループ3は、複数の第1画素5からなっている。第2画素グループ4は、複数の第2画素6からなっている。複数の第1画素5および複数の第2画素6の配置の具体例については、後述する。
The
複数の第1画素5および複数の第2画素6が行列状に配置されている場合、固体撮像素子100は、当該行列のうち少なくとも1行を選択する行選択回路を備えていてもよいし、当該行列のうち少なくとも1列を選択する列選択回路を備えていてもよい。固体撮像素子100は、画素部1からの出力信号を電流電圧変換する定電流源回路を備えていてもよい。固体撮像素子100は、画素部1からの出力信号から得られた信号に対してアナログデジタル変換を施して画像処理部2に対して供給するアナログデジタル変換回路を備えていてもよい。
When the plurality of
固体撮像素子100は、複数の第1画素5からの出力信号を用いて、色信号を生成する。複数の第1画素5それぞれの分光感度特性のピークは、原色(例:光の三原色および色料の三原色)にあることが好ましいが、これに限定されず、例えば当該原色に対する補色にあってもよい。複数の第1画素5からの出力信号とは、画素部1からの出力信号のうち、複数の第1画素5に対応するものである。
The solid-
本発明の各実施形態において、複数の第1画素5それぞれの分光感度特性のピークは、光の三原色にあるものとする。換言すれば、複数の第1画素5それぞれは、赤色画素、緑色画素、および青色画素のいずれかである。赤色画素は、分光感度特性のピークが赤色にある第1画素5である。緑色画素は、分光感度特性のピークが緑色にある第1画素5である。青色画素は、分光感度特性のピークが青色にある第1画素5である。
In each embodiment of the present invention, it is assumed that the peaks of the spectral sensitivity characteristics of the plurality of
複数の第2画素6それぞれの分光感度特性は、白色にある。分光感度特性が白色にあるとは、可視光領域(波長360nm以上かつ700nm以下)の全域またはほぼ全域に亘って特定波長を遮るカラーフィルタが介在しない分光感度を持っていることを意味する。
The spectral sensitivity characteristics of each of the plurality of
第2画素6の分光感度特性が白色にある構成を実現するために、第2画素6は、その通過帯域が前記可視光領域の全域またはほぼ全域であるフィルタを有していてもよいし、当該フィルタを有していなくてもよい。
In order to realize a configuration in which the spectral sensitivity characteristic of the
固体撮像素子100は、複数の第1画素5からの出力信号を用いることなく、複数の第2画素6からの出力信号を用いて、輝度信号を生成する。複数の第2画素6からの出力信号とは、画素部1からの出力信号のうち、複数の第2画素6に対応するものである。
The solid-
図3は、画像処理部2の概略構成を示すブロック図である。画像処理部2は、黒減算部13、ホワイトバランス調整部14、カラー化補間処理部15、モノクロ補間処理部17、合成部18、コントラスト強調処理部7、およびガンマ補正処理部8を有している。
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the
黒減算部13は、画素部1からの出力信号から得られた信号に対して、黒減算処理(ダーク減算処理とも言う)を施す。
The
ホワイトバランス調整部14は、黒減算部13からの出力信号のうち、複数の第1画素5からの出力信号から得られた信号に対してホワイトバランス調整処理を施す。ホワイトバランス調整部14は、黒減算部13からの出力信号のうち、複数の第2画素6からの出力信号から得られた信号に対してホワイトバランス調整処理を施さない。
The white
ホワイトバランス調整部14は例えば、ホワイトバランス調整処理として、緑色画素に対応する信号のレベルを基準として、赤色画素に対応する信号のレベルおよび青色画素に対応する信号のレベルを調整する。これにより、固体撮像素子100の撮像画像において白色を適切に表現することができる。
For example, as white balance adjustment processing, the white
カラー化補間処理部15は、ホワイトバランス調整部14からの出力信号に対して、光の三原色成分に基づく補間処理を施す。カラー化補間処理部15からの出力信号が、色信号に相当する。カラー化補間処理部15からの出力信号は、RGB表色系で表されてもよいが、UV座標系で表されてもよい。
The colorization
モノクロ補間処理部17は、黒減算部13からの出力信号のうち、複数の第2画素6からの出力信号から得られた信号に対してモノクロ補間処理を施す。モノクロ補間処理部17は、黒減算部13からの出力信号のうち、複数の第1画素5からの出力信号から得られた信号に対してモノクロ補間処理を施さない。
The monochrome
モノクロ補間処理部17は、いわゆる適応型処理補正方法に基づく処理を行う。適応型処理補正方法においては、縦横パターンから縦線および横線を判別して周辺画素からの情報を重み付けする。複数の第1画素5および複数の第2画素6が斜め格子配列で配置されている場合、モノクロ補間処理部17は、斜め格子配列から正方格子配列への補間処理を行ってもよい。モノクロ補間処理部17からの出力信号が、輝度信号に相当する。この輝度信号は、モノクロの信号である。
The monochrome
合成部18は、輝度信号(モノクロ補間処理部17からの出力信号)、および、色信号(カラー化補間処理部15からの出力信号)を合成して、固体撮像素子100の撮像画像を形成する。合成部18は、輝度信号が示す輝度情報に対して、色信号が示す色情報をマッピングすることによって、固体撮像素子100の撮像画像を形成する。
コントラスト強調処理部7は、合成部18からの出力信号に対して、コントラスト強調処理を施す。ガンマ補正処理部8は、コントラスト強調処理部7からの出力信号に対して、ガンマ補正処理を施す。
The contrast
画像処理部2は、カラー化補間処理部15からの出力信号または合成部18にて輝度信号に対して色信号をマッピングした合成信号に対して、カラーマトリクス処理を実施するカラーマトリクス(図示しない)を有していてもよい。当該カラーマトリクスは、入力信号に対して、固体撮像素子100の撮像画像における色の濃淡および/または色相等を決定するための処理を施す。色再現度は、カラーノイズ量とトレードオフの関係となる。
The
固体撮像素子100においては、赤色画素と緑色画素と青色画素とで分光感度特性が互いに異なる複数の第1画素5からの出力信号を用いることなく、輝度信号を生成している。これにより、固体撮像素子100においては、撮像レンズ200の色収差に起因して、撮像画像の周辺部にジャギーが生じるおそれを低減することができる。結果として、固体撮像素子100は、高解像度である。
In the solid-
人間の目は一般的に、輝度信号によって規定される輝度の解像度に対して敏感である一方、色信号によって規定される色の解像度に対しては鈍感である。このような人間の目の特性を考慮すると、輝度の解像度が低いことに比べると、色の解像度が低いことは許容可能である。固体撮像素子100は、色の解像度と引き換えに輝度の解像度を高くすることで、固体撮像素子100の感度を高めることを図っているものであると言える。
The human eye is generally sensitive to the luminance resolution defined by the luminance signal and insensitive to the color resolution defined by the chrominance signal. Considering these characteristics of the human eye, low color resolution is acceptable compared to low luminance resolution. It can be said that the solid-
輝度信号がモノクロ信号である場合、色信号(カラー信号)に対応するホワイトバランス調整処理と、輝度信号に対応するホワイトバランス調整処理とで、異なる技術が適用される場合がある。この場合、ホワイトバランス調整処理を担う構成が複雑になるおそれがある。一方、画像処理部2のホワイトバランス調整部14は、色信号に対応するホワイトバランス調整処理ができれば十分なので、簡素な構成で実現することができる。
When the luminance signal is a monochrome signal, different techniques may be applied for the white balance adjustment processing corresponding to the color signal and the white balance adjustment processing corresponding to the luminance signal. In this case, there is a risk that the configuration responsible for white balance adjustment processing will become complicated. On the other hand, the white
〔実施形態2〕
図1は、本発明の実施形態2に係る固体撮像素子100の概略構成を示すブロック図でもある。図4は、本発明の実施形態2に係る、複数の第1画素5および複数の第2画素6の配置を示す平面図である。以下、この配置を画素配置101と称する。
[Embodiment 2]
FIG. 1 is also a block diagram showing a schematic configuration of a solid-
画素配置101においては、複数の第1画素5それぞれをR、G、またはBで示している。具体的に、画素配置101においては、赤色画素をRで、緑色画素をGで、青色画素をBで、示している。画素配置101においては、複数の第2画素6それぞれをWで示している。
In the
複数の第1画素5それぞれは、正方形状である。複数の第2画素6それぞれは、正方形状である。画素配置101において、複数の第1画素5および複数の第2画素6は、行列状に配置されている。画素配置101において、複数の第1画素5および複数の第2画素6は、正方格子配列で配置されている。画素配置101における解像度のピッチは、図4中解像度のピッチ19で表される。画素とは、複数の第1画素5のうち1個および複数の第2画素6のうち1個の総称である。
Each of the plurality of
画素配置101を構成する正方格子配列における、行方向および列方向それぞれに関し、複数の第1画素5のうち隣り合う2個の間に、複数の第2画素6のうち1個が配置されている。
One of the plurality of
画素配置101において、第2画素6の個数は、第1画素5の個数に対して非常に多い。画素配置101において、複数の第1画素5における、赤色画素の個数と、緑色画素の個数と、青色画素の個数との比率は例えば、1:2:1である。
In the
〔実施形態3〕
図1は、本発明の実施形態3に係る固体撮像素子100の概略構成を示すブロック図でもある。図5は、本発明の実施形態3に係る、複数の第1画素5および複数の第2画素6の配置を示す平面図である。以下、この配置を画素配置102と称する。画素配置102と画素配置101とは、以下の点で相違し、その他の点で同一である。
[Embodiment 3]
FIG. 1 is also a block diagram showing a schematic configuration of a solid-
画素配置102において、複数の第1画素5および複数の第2画素6は、斜め格子配列で配置されている。画素配置101の画素に対する画素配置102の画素の回転角度θは、例えば45°であるが、これに限定されない。
In the
画素配置102における解像度のピッチは、図5中解像度のピッチ20で表される。回転角度θが45°であり、解像度のピッチ19と解像度のピッチ20とが同一であるとすると、画素配置102における画素のサイズは、最大で、画素配置101における画素のサイズの√2倍とすることができる。すなわち、画素配置102(斜め配列)によれば、画素配置101(正方配列)と比較して、出力画像としての「解像度のピッチ」を維持したまま物理的な画素サイズを大きくできる(画素数を減らせる)ので感度を高くすることができる。
The resolution pitch in the
画素配置102を構成する斜め格子配列において、複数の第1画素5のうち隣り合う2個の間に、複数の第2画素6のうち1個が配置されている。ただし、この「複数の第2画素6のうち1個」は、複数の第1画素5のうち隣り合う2個を同一行(または同一列)とみなした場合に、当該同一行(または同一列)に属することが前提である。
In the oblique grid arrangement forming the
画素配置102において、第2画素6の個数は、第1画素5の個数に対して非常に多い。
In the
図6は、比較例1に係る複数の第1画素5の配置、ならびに、比較例2に係る複数の第1画素5の配置を示す平面図である。以下、比較例1に係る複数の第1画素5の配置を画素配置104と称し、比較例2に係る複数の第1画素5の配置を画素配置105と称する。
FIG. 6 is a plan view showing the arrangement of the plurality of
画素配置104においては、複数の第1画素5それぞれをR、G、またはBで示している。具体的に、画素配置104においては、赤色画素をRで、緑色画素をGで、青色画素をBで、示している。
In the
複数の第1画素5それぞれは、正方形状である。画素配置104において、複数の第1画素5は、行列状に配置されている。画素配置104において、複数の第1画素5は、正方格子配列で配置されている。画素配置104における解像度のピッチは、図6中解像度のピッチ19で表される。
Each of the plurality of
画素配置105と画素配置104とは、複数の第1画素5が斜め格子配列で配置されている点で相違し、その他の点で同一である。画素配置105における解像度のピッチは、図6中解像度のピッチ20で表される。
The
図7は、画素配置104と、画素配置105と、画素配置102とを対比する表である。図7によれば、画素配置104に対応する固体撮像素子100の感度をSとすると、画素配置105に対応する固体撮像素子100の感度は2Sであり、画素配置102に対応する固体撮像素子100の感度は3Sである。複数の第1画素5の配置を正方格子配列から斜め格子配列へと変更することにより、固体撮像素子100の感度はおよそ2倍となる。複数の第1画素5に加えて、複数の第2画素6を適用することにより、固体撮像素子100の感度はおよそ1.5倍となる。これは、複数の第2画素6による光の吸収が、複数の第1画素5による光の吸収より十分小さいことに起因する。
FIG. 7 is a table comparing the
〔実施形態4〕
図1は、本発明の実施形態4に係る固体撮像素子100の概略構成を示すブロック図でもある。図8は、本発明の実施形態4に係る、複数の第1画素5および複数の第2画素6の配置を示す平面図である。以下、この配置を画素配置103と称する。画素配置103と画素配置102とは、以下の点で相違し、その他の点で同一である。
[Embodiment 4]
FIG. 1 is also a block diagram showing a schematic configuration of a solid-
画素配置103を構成する斜め格子配列において、複数の第1画素5のうち隣り合う2個の間に、複数の第2画素6のうち2個以上(ここでは、2個)が配置されている。ただし、この「複数の第2画素6のうち2個以上」は、複数の第1画素5のうち隣り合う2個を同一行(または同一列)とみなした場合に、当該同一行(または同一列)に属することが前提である。
In the oblique lattice arrangement forming the
画素配置103において、第2画素6の個数は、第1画素5の個数に対して非常に多い。
In the
〔実施形態5〕
図1は、本発明の実施形態5に係る固体撮像素子100の概略構成を示すブロック図でもある。図9は、本発明の実施形態5に係る、複数の第1画素5および複数の第2画素6の配置を示す平面図である。以下、この配置を画素配置106と称する。画素配置106と画素配置103とは、以下の点で相違している。
[Embodiment 5]
FIG. 1 is also a block diagram showing a schematic configuration of a solid-
画素配置106において、複数の第1画素5は、分光感度特性のピークが赤色(第1色)にある複数の第3画素21、分光感度特性のピークが緑色(第2色)にある複数の第4画素22、および分光感度特性のピークが青色(第3色)にある複数の第5画素23を含んでいる。画素配置106においては、第3画素21をRで、第4画素22をGで、第5画素23をBで、示している。
In the
固体撮像素子100が含んでいる、複数の第1画素5および複数の第2画素6の配置を示す画素配置106は、第3画素21と、第4画素22と、第5画素23と、を互いに同数含んでいる矩形領域24を有している。画素配置106において、矩形領域24は、その一例として、12個の第3画素21と、12個の第4画素22と、12個の第5画素23と、を含んでいる。矩形領域24に含まれる、第3画素21、第4画素22、および第5画素23それぞれの個数は12個に限定されない。
A
画素配置106における縦方向および横方向の両方に、第3画素21、第4画素22、および第5画素23がこの順に繰り返し配置されている。図9の一点鎖線内に注目すると、当該縦方向の下から上に、第3画素21、第4画素22、および第5画素23がこの順に繰り返し配置されている。図9の二点鎖線内に注目すると、当該横方向の左から右に、第3画素21、第4画素22、および第5画素23がこの順に繰り返し配置されている。当該縦方向および/または当該横方向の第3画素21、第4画素22、および第5画素23がこの順に繰り返し配置されていなくてもよい。またこの画素配置106において当該縦方向および/または当該横方向の第3画素21、第4画素22、および第5画素23の繰り返し配置順は、着目する場所によって異なってもよい。
A
画素配置106によれば、複数の第3画素21、複数の第4画素22、および複数の第5画素23の分布の偏りを抑制することができる。従って、画素配置106によれば、画像処理部2による処理に伴う固体撮像素子100の解像度の劣化を抑制しつつ、固体撮像素子100における偽色の発生を抑制することができる。
According to the
〔実施形態6〕
図1は、本発明の実施形態6に係る固体撮像素子100の概略構成を示すブロック図でもある。図10は、本発明の実施形態6に係る、複数の第1画素5および複数の第2画素6の配置を示す平面図である。以下、この配置を画素配置107と称する。画素配置107は、複数の第1画素5および複数の第2画素6が正方格子配列で配置されている点で画素配置106と相違している。画素配置107において、矩形領域24は、その一例として、6個の第3画素21と、6個の第4画素22と、6個の第5画素23と、を含んでいる。
[Embodiment 6]
FIG. 1 is also a block diagram showing a schematic configuration of a solid-
〔実施形態7〕
図1は、本発明の実施形態7に係る固体撮像素子100の概略構成を示すブロック図でもある。図11および図12それぞれは、本発明の実施形態7に係る、複数の第1画素5および複数の第2画素6の配置を示す平面図である。以下、これらの配置それぞれを画素配置108と称する。画素配置108と画素配置106とは、以下の点で相違している。
[Embodiment 7]
FIG. 1 is also a block diagram showing a schematic configuration of a solid-
画素配置108における複数の第1画素5および複数の第2画素6が配列されている方向(図11中第1方向、図12中第2方向)に、複数の画素群25を含んでいる。複数の画素群25それぞれは、第3画素21、第4画素22、および第5画素23がこの順に配置されている。複数の画素群25それぞれにおいては、第3画素21、第4画素22、および第5画素23のうち隣り合う2個の間に、第2画素6が配置されていない。
A plurality of
画素配置108によれば、第3画素21、第4画素22、および第5画素23を互いにできるだけ近づけて色変化の予測を簡易化することで、固体撮像素子100における偽色の発生を抑制することができる。
According to the
図11および図12に、計2例の画素配置108を示している。いずれの例においても、同様の作用効果を奏する。
11 and 12 show a total of two examples of
画素配置108における縦方向および/または横方向に、第3画素21、第4画素22、および第5画素23がこの順に繰り返し配置されていなくてもよい。
The
〔実施形態8〕
図1は、本発明の実施形態8に係る固体撮像素子100の概略構成を示すブロック図でもある。図13および図14それぞれは、本発明の実施形態8に係る、複数の第1画素5および複数の第2画素6の配置を示す平面図である。以下、これらの配置それぞれを画素配置109と称する。画素配置109は、複数の第1画素5および複数の第2画素6が正方格子配列で配置されている点で画素配置108と相違している。
[Embodiment 8]
FIG. 1 is also a block diagram showing a schematic configuration of a solid-
図13および図14に、計2例の画素配置109を示している。いずれの例においても、同様の作用効果を奏する。
13 and 14 show a total of two examples of
〔実施形態9〕
図1は、本発明の実施形態9に係る固体撮像素子100の概略構成を示すブロック図でもある。図15~図17それぞれは、本発明の実施形態9に係る、複数の第1画素5および複数の第2画素6の配置を示す平面図である。以下、これらの配置それぞれを画素配置110と称する。画素配置110と画素配置108とは、以下の点で相違している。
[Embodiment 9]
FIG. 1 is also a block diagram showing a schematic configuration of a solid-
複数の画素群25のうち隣り合う2個の間に、複数の第2画素6のうち少なくとも1個が配置されている。また、互いに平行な2個の画素群25の間に、これら2個の画素群25と直交する別の画素群25が存在している。
At least one of the plurality of
図15~図17に、計3例の画素配置110を示している。図15には複数の画素群25のうち隣り合う2個の間に複数の第2画素6のうち1個が配置されている例を、図16には同複数の第2画素6のうち2個が配置されている例を、図17には同複数の第2画素6のうち3個が配置されている例を、示している。
15 to 17 show a total of three examples of
〔実施形態10〕
図1は、本発明の実施形態10に係る固体撮像素子100の概略構成を示すブロック図でもある。図18は、本発明の実施形態10に係る、複数の第1画素5および複数の第2画素6の配置を示す平面図である。以下、この配置を画素配置111と称する。画素配置111は、複数の第1画素5および複数の第2画素6が正方格子配列で配置されている点で画素配置110と相違している。
[Embodiment 10]
FIG. 1 is also a block diagram showing a schematic configuration of a solid-
〔実施形態11〕
図1は、本発明の実施形態11に係る固体撮像素子100の概略構成を示すブロック図でもある。図19および図20それぞれは、本発明の実施形態11に係る、複数の第1画素5および複数の第2画素6の配置を示す平面図である。以下、これらの配置それぞれを画素配置112と称する。画素配置112と画素配置108とは、以下の点で相違している。
[Embodiment 11]
FIG. 1 is also a block diagram showing a schematic configuration of a solid-
画素配置112においては、画素配置106と同様に、画素配置112における縦方向および横方向に、第3画素21、第4画素22、および第5画素23がこの順に繰り返し配置されていてもよい。図19および図20それぞれの一点鎖線内に注目すると、当該縦方向の下から上または上から下に、第3画素21、第4画素22、および第5画素23がこの順に繰り返し配置されていてもよい。図19および図20それぞれの二点鎖線内に注目すると、当該横方向の左から右または右から左に、第3画素21、第4画素22、および第5画素23がこの順に繰り返し配置されていてもよい。当該縦方向および横方向において、第3画素21、第4画素22、および第5画素23がこの順に繰り返し配置されていなくてもよい。
In the
図19および図20に、計2例の画素配置112を示している。いずれの例においても、同様の作用効果を奏する。
19 and 20 show a total of two examples of the
〔実施形態12〕
図1は、本発明の実施形態12に係る固体撮像素子100の概略構成を示すブロック図でもある。図21~図23それぞれは、本発明の実施形態12に係る、複数の第1画素5および複数の第2画素6の配置を示す平面図である。以下、これらの配置それぞれを画素配置113と称する。画素配置113と画素配置110とは、以下の点で相違している。
[Embodiment 12]
FIG. 1 is also a block diagram showing a schematic configuration of a solid-
画素配置113においては、画素配置106と同様に、画素配置113における縦方向および横方向に、第3画素21、第4画素22、および第5画素23がこの順に繰り返し配置されていてもよい。図21~図23それぞれの一点鎖線内に注目すると、当該縦方向の下から上または上から下に、第3画素21、第4画素22、および第5画素23がこの順に繰り返し配置されていてもよい。図21~図23それぞれの二点鎖線内に注目すると、当該横方向の左から右または右から左に、第3画素21、第4画素22、および第5画素23がこの順に繰り返し配置されていてもよい。当該縦方向および横方向において、第3画素21、第4画素22、および第5画素23がこの順に繰り返し配置されていなくてもよい。
In the
図21~図23に、計3例の画素配置113を示している。図21には複数の画素群25のうち隣り合う2個の間に複数の第2画素6のうち1個が配置されている例を、図22には同複数の第2画素6のうち2個が配置されている例を、図23には同複数の第2画素6のうち3個が配置されている例を、示している。
21 to 23 show a total of three examples of
〔実施形態13〕
画像処理部2を備えた画像処理装置についても、本発明の範疇に含まれる。当該画像処理装置は、輝度信号および色信号を合成して、撮像画像を得る固体撮像素子100に対して設けられる画像処理装置であって、固体撮像素子100は、複数の第1画素5および複数の第2画素6を備えており、複数の第2画素6それぞれの分光感度特性が白色にあり、画像処理装置は、複数の第1画素5からの出力信号を用いて、色信号を生成し、複数の第1画素5からの出力信号を用いることなく、複数の第2画素6からの出力信号を用いて、輝度信号を生成する画像処理装置である。
[Embodiment 13]
An image processing apparatus including the
固体撮像素子100に対応する撮像方法についても、本発明の範疇に含まれる。当該撮像方法は、輝度信号および色信号を合成して、撮像画像を得る固体撮像素子100における撮像方法であって、固体撮像素子100は、複数の第1画素5および複数の第2画素6を備えており、複数の第2画素6それぞれの分光感度特性が白色にあり、撮像方法にて、複数の第1画素5からの出力信号を用いて、色信号を生成し、複数の第1画素5からの出力信号を用いることなく、複数の第2画素6からの出力信号を用いて、輝度信号を生成する撮像方法である。
An imaging method corresponding to the solid-
〔変形例〕
先に触れたが、本発明の各実施形態において、複数の第1画素5それぞれの分光感度特性のピークは、光の三原色に対する補色にあるものとしてもよい。換言すれば、複数の第1画素5それぞれは、シアン色画素、マゼンタ色画素、およびイエロー色画素のいずれかであってもよい。シアン色画素は、分光感度特性のピークがシアン色にある第1画素5である。マゼンタ色画素は、分光感度特性のピークがマゼンタ色にある第1画素5である。イエロー色画素は、分光感度特性のピークがイエロー色にある第1画素5である。第3画素21、第4画素22、および第5画素23についても同様である。
[Modification]
As mentioned above, in each embodiment of the present invention, the peak of the spectral sensitivity characteristic of each of the plurality of
〔まとめ〕
本発明の態様1に係る固体撮像素子は、輝度信号および色信号を合成して、撮像画像を得る固体撮像素子であって、複数の第1画素および複数の第2画素を備えており、前記複数の第2画素それぞれの分光感度特性が白色にあり、前記複数の第1画素からの出力信号を用いて、前記色信号を生成し、前記複数の第1画素からの出力信号を用いることなく、前記複数の第2画素からの出力信号を用いて、前記輝度信号を生成する。
〔summary〕
A solid-state imaging device according to
前記の構成によれば、分光感度特性が互いに異なる複数の第1画素からの出力信号を用いることなく、輝度信号を生成している。これにより、前記の構成によれば、固体撮像素子に対して集光する撮像レンズの色収差に起因して、撮像画像の周辺部にジャギーが生じるおそれを低減することができる。結果として、前記の構成によれば、高解像度の固体撮像素子を実現することができる。 According to the above configuration, the luminance signal is generated without using output signals from the plurality of first pixels having different spectral sensitivity characteristics. Thus, according to the above configuration, it is possible to reduce the risk of jaggies occurring in the peripheral portion of the captured image due to the chromatic aberration of the imaging lens that collects light on the solid-state imaging device. As a result, according to the above configuration, a high-resolution solid-state imaging device can be realized.
本発明の態様2に係る固体撮像素子は、前記態様1において、前記複数の第1画素および前記複数の第2画素は、斜め格子配列で配置されている。
In the solid-state imaging device according to
本発明の態様3に係る固体撮像素子は、前記態様2において、前記複数の第1画素のうち隣り合う2個の間に、前記複数の第2画素のうち1個が配置されている。
In the solid-state imaging device according to
本発明の態様4に係る固体撮像素子は、前記態様2において、前記複数の第1画素のうち隣り合う2個の間に、前記複数の第2画素のうち2個以上が配置されている。
In the solid-state imaging device according to
本発明の態様5に係る固体撮像素子は、前記態様1において、前記複数の第1画素は、分光感度特性のピークが第1色にある複数の第3画素、分光感度特性のピークが第2色にある複数の第4画素、および分光感度特性のピークが第3色にある複数の第5画素を含んでおり、前記複数の第1画素および前記複数の第2画素の配置を示す画素配置は、前記第3画素と、前記第4画素と、前記第5画素と、を互いに同数含んでいる矩形領域を有している。
In the solid-state imaging device according to
本発明の態様6に係る固体撮像素子は、前記態様5において、前記画素配置における縦方向および横方向に、前記第3画素、前記第4画素、および前記第5画素がこの順に繰り返し配置されている。
A solid-state imaging device according to
本発明の態様7に係る固体撮像素子は、前記態様5または6において、前記画素配置における前記複数の第1画素および前記複数の第2画素が配列されている方向に、前記第3画素、前記第4画素、および前記第5画素がこの順に配置されている画素群を複数含んでおり、前記画素群は、前記第3画素、前記第4画素、および前記第5画素のうち隣り合う2個の間に、前記第2画素が配置されていない。
In the solid-state imaging device according to
本発明の態様8に係る固体撮像素子は、前記態様7において、複数の画素群のうち隣り合う2個の間に、前記複数の第2画素のうち少なくとも1個が配置されている。
In the solid-state imaging device according to
本発明の態様9に係る固体撮像素子は、前記態様1から8のいずれかにおいて、前記複数の第1画素からの出力信号から得られた信号に対してホワイトバランス調整処理を施して、前記複数の第2画素からの出力信号から得られた信号に対してホワイトバランス調整処理を施さないホワイトバランス調整部と、前記複数の第2画素からの出力信号から得られた信号に対してモノクロ補間処理を施して、前記複数の第1画素からの出力信号から得られた信号に対してモノクロ補間処理を施さないモノクロ補間処理部と、を備えている。
The solid-state imaging device according to
本発明の態様10に係るカメラモジュールは、前記態様1から9のいずれかの固体撮像素子を備えている。
A camera module according to aspect 10 of the present invention includes the solid-state imaging device according to any one of
本発明の態様11に係る画像処理装置は、輝度信号および色信号を合成して、撮像画像を得る固体撮像素子に対して設けられる画像処理装置であって、前記固体撮像素子は、複数の第1画素および複数の第2画素を備えており、前記複数の第2画素それぞれの分光感度特性が白色にあり、前記画像処理装置は、前記複数の第1画素からの出力信号を用いて、前記色信号を生成し、前記複数の第1画素からの出力信号を用いることなく、前記複数の第2画素からの出力信号を用いて、前記輝度信号を生成する。 An image processing device according to aspect 11 of the present invention is an image processing device provided for a solid-state imaging device that obtains a captured image by synthesizing a luminance signal and a color signal, wherein the solid-state imaging device includes a plurality of second The image processing device includes one pixel and a plurality of second pixels, wherein the spectral sensitivity characteristics of each of the plurality of second pixels are white, and the image processing device uses output signals from the plurality of first pixels to perform the A color signal is generated, and the luminance signal is generated using the output signals from the plurality of second pixels without using the output signals from the plurality of first pixels.
本発明の態様12に係る撮像方法は、輝度信号および色信号を合成して、撮像画像を得る固体撮像素子における撮像方法であって、前記固体撮像素子は、複数の第1画素および複数の第2画素を備えており、前記複数の第2画素それぞれの分光感度特性が白色にあり、前記撮像方法にて、前記複数の第1画素からの出力信号を用いて、前記色信号を生成し、前記複数の第1画素からの出力信号を用いることなく、前記複数の第2画素からの出力信号を用いて、前記輝度信号を生成する。 An imaging method according to aspect 12 of the present invention is an imaging method in a solid-state imaging device for synthesizing a luminance signal and a color signal to obtain a captured image, wherein the solid-state imaging device includes a plurality of first pixels and a plurality of second pixels. comprising two pixels, wherein each of the plurality of second pixels has a spectral sensitivity characteristic of white, and in the imaging method, using output signals from the plurality of first pixels to generate the color signal; The luminance signal is generated using the output signals from the plurality of second pixels without using the output signals from the plurality of first pixels.
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be modified in various ways within the scope of the claims, and can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. is also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, new technical features can be formed by combining the technical means disclosed in each embodiment.
1 画素部
2 画像処理部
3 第1画素グループ
4 第2画素グループ
5 第1画素
6 第2画素
7 コントラスト強調処理部
8 ガンマ補正処理部
13 黒減算部
14 ホワイトバランス調整部
15 カラー化補間処理部
17 モノクロ補間処理部
18 合成部
19、20 解像度のピッチ
21 第3画素
22 第4画素
23 第5画素
24 矩形領域
25 画素群
100 固体撮像素子
101~113 画素配置
200 撮像レンズ
300 カメラモジュール
θ 回転角度
1
Claims (12)
複数の第1画素および複数の第2画素を備えており、
前記複数の第2画素それぞれの分光感度特性が白色にあり、
前記複数の第1画素からの出力信号を用いて、前記色信号を生成し、
前記複数の第1画素からの出力信号を用いることなく、前記複数の第2画素からの出力信号を用いて、前記輝度信号を生成する固体撮像素子。 A solid-state imaging device that obtains a captured image by synthesizing a luminance signal and a color signal,
comprising a plurality of first pixels and a plurality of second pixels;
the spectral sensitivity characteristics of each of the plurality of second pixels are white;
generating the color signal using output signals from the plurality of first pixels;
A solid-state imaging device that generates the luminance signal using output signals from the plurality of second pixels without using output signals from the plurality of first pixels.
前記複数の第1画素および前記複数の第2画素の配置を示す画素配置は、前記第3画素と、前記第4画素と、前記第5画素と、を互いに同数含んでいる矩形領域を有している請求項1に記載の固体撮像素子。 The plurality of first pixels includes a plurality of third pixels having a spectral sensitivity characteristic peak in a first color, a plurality of fourth pixels having a spectral sensitivity characteristic peak in a second color, and a spectral sensitivity characteristic peak having a second color. contains a plurality of fifth pixels in three colors,
A pixel arrangement indicating the arrangement of the plurality of first pixels and the plurality of second pixels has a rectangular area including the same number of the third pixels, the fourth pixels, and the fifth pixels. 2. The solid-state imaging device according to claim 1.
前記画素群は、前記第3画素、前記第4画素、および前記第5画素のうち隣り合う2個の間に、前記第2画素が配置されていない請求項5に記載の固体撮像素子。 a pixel group in which the third pixel, the fourth pixel, and the fifth pixel are arranged in this order in the direction in which the plurality of first pixels and the plurality of second pixels in the pixel arrangement are arranged; contains multiple
6. The solid-state imaging device according to claim 5, wherein said pixel group does not include said second pixel between two adjacent ones of said third pixel, said fourth pixel and said fifth pixel.
前記複数の第2画素からの出力信号から得られた信号に対してモノクロ補間処理を施して、前記複数の第1画素からの出力信号から得られた信号に対してモノクロ補間処理を施さないモノクロ補間処理部と、を備えている請求項1から8のいずれか1項に記載の固体撮像素子。 A signal obtained from the output signals from the plurality of first pixels is subjected to white balance adjustment processing, and a signal obtained from the output signals from the plurality of second pixels is subjected to white balance adjustment processing. with no white balance adjustment section;
Monochrome in which a signal obtained from the output signals from the plurality of second pixels is subjected to monochrome interpolation processing, and a signal obtained from the output signals from the plurality of first pixels is not subjected to monochrome interpolation processing. The solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 8, further comprising an interpolation processing section.
前記固体撮像素子は、
複数の第1画素および複数の第2画素を備えており、
前記複数の第2画素それぞれの分光感度特性が白色にあり、
前記画像処理装置は、
前記複数の第1画素からの出力信号を用いて、前記色信号を生成し、
前記複数の第1画素からの出力信号を用いることなく、前記複数の第2画素からの出力信号を用いて、前記輝度信号を生成する画像処理装置。 An image processing device provided for a solid-state imaging device for synthesizing a luminance signal and a color signal to obtain a captured image,
The solid-state imaging device is
comprising a plurality of first pixels and a plurality of second pixels;
the spectral sensitivity characteristics of each of the plurality of second pixels are white;
The image processing device is
generating the color signal using output signals from the plurality of first pixels;
An image processing device that generates the luminance signal using output signals from the plurality of second pixels without using output signals from the plurality of first pixels.
前記固体撮像素子は、
複数の第1画素および複数の第2画素を備えており、
前記複数の第2画素それぞれの分光感度特性が白色にあり、
前記撮像方法にて、
前記複数の第1画素からの出力信号を用いて、前記色信号を生成し、
前記複数の第1画素からの出力信号を用いることなく、前記複数の第2画素からの出力信号を用いて、前記輝度信号を生成する撮像方法。 An imaging method in a solid-state imaging device for synthesizing a luminance signal and a color signal to obtain a captured image,
The solid-state imaging device is
comprising a plurality of first pixels and a plurality of second pixels;
the spectral sensitivity characteristics of each of the plurality of second pixels are white;
In the imaging method,
generating the color signal using output signals from the plurality of first pixels;
An imaging method for generating the luminance signal using output signals from the plurality of second pixels without using output signals from the plurality of first pixels.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310100387.7A CN116668657A (en) | 2022-02-18 | 2023-02-07 | Solid-state imaging element, camera module, image processing device, and imaging method |
US18/110,827 US20230269352A1 (en) | 2022-02-18 | 2023-02-16 | Solid-state imaging element, camera module, image processing device, and imaging method |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022024271 | 2022-02-18 | ||
JP2022024271 | 2022-02-18 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023121120A true JP2023121120A (en) | 2023-08-30 |
Family
ID=87797576
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022174889A Pending JP2023121120A (en) | 2022-02-18 | 2022-10-31 | Solid-state imaging element, camera module, image processing device, and imaging method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023121120A (en) |
-
2022
- 2022-10-31 JP JP2022174889A patent/JP2023121120A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7400332B2 (en) | Hexagonal color pixel structure with white pixels | |
US9160935B2 (en) | Sensor arrangement for transforming color space representation in a digital color image | |
US5889554A (en) | Process and system for generating a full color image of multispectral image from the image data of a CCD image sensor with a mosaic color filter | |
JP5118047B2 (en) | System and method for high performance color filter mosaic array | |
EP2642757B1 (en) | Imaging systems with clear filter pixels | |
CN101467444B (en) | Solid-state image sensor | |
JP4517493B2 (en) | Solid-state imaging device and signal processing method thereof | |
US7256828B2 (en) | Weighted gradient based and color corrected interpolation | |
US8605164B2 (en) | Image processing apparatus, control method therefor, and storage medium | |
US9210387B2 (en) | Color imaging element and imaging device | |
US20080239088A1 (en) | Extended depth of field forming device | |
TW200926797A (en) | Imaging device and imaging element | |
CN101335900A (en) | Image processing device, image processing method, program, and imaging device | |
US20070292022A1 (en) | Weighted gradient based and color corrected interpolation | |
JP4725520B2 (en) | Image processing device, non-imaging color signal calculation device, and image processing method | |
EP4117282A1 (en) | Image sensor, imaging apparatus, electronic device, image processing system and signal processing method | |
JP5843566B2 (en) | Multi-primary color display device | |
JP2023121120A (en) | Solid-state imaging element, camera module, image processing device, and imaging method | |
CN112042185B (en) | Image sensor and related electronic device | |
US20230269352A1 (en) | Solid-state imaging element, camera module, image processing device, and imaging method | |
JPH0378388A (en) | Color solid state image pickup element | |
JP2022535292A (en) | Color filter array device | |
CN116668657A (en) | Solid-state imaging element, camera module, image processing device, and imaging method | |
JP2014110507A (en) | Image processing device and image processing method | |
US11696041B2 (en) | Image sensor, control method, camera component and mobile terminal with raised event adaptability and phase detection auto focus |