JP5066476B2 - Imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、基板上の垂直方向とこれに直交する水平方向に二次元状に配列された多数の光電変換素子を含む撮像素子を有する撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus having an imaging element including a large number of photoelectric conversion elements arranged two-dimensionally in a vertical direction on a substrate and in a horizontal direction perpendicular thereto.
動画を高画質で高速に更新する方法として補色色差線順次方式によるインターレース読み出しがあるが、補色フィルタを用いているため、原色フィルタと比較して色再現性が劣ってしまう。更に、垂直に電荷を加算することでコントラストが低下する。 As a method of updating a moving image with high image quality at high speed, there is interlaced readout by a complementary color difference line sequential method. However, since a complementary color filter is used, color reproducibility is inferior compared with a primary color filter. Furthermore, contrast is lowered by adding charges vertically.
又、原色フィルタを用いて動画撮影を行う方法が特許文献1に開示されているが、この方法ではカラーフィルタ配列がストライプ配列となり、フィールド毎の色配列が等方的ではなくなるため、動いている被写体の像構造の情報を均一に得ることができない。
In addition, a method of taking a moving image using a primary color filter is disclosed in
又、静止画撮影を目的としたインターレース読み出しでは、2つのフィールドの各々で得られる情報が同一露光期間に得られたものが前提となるため、異なる露光期間でのフィールド情報では被写体の速い動きにより像ずれや色ずれが発生し、画質が低下する。 In addition, interlaced readout for the purpose of still image shooting is based on the premise that information obtained in each of the two fields is obtained during the same exposure period. Image misalignment and color misregistration occur, and image quality deteriorates.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高画質の動画撮影を行うことが可能な撮像装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an imaging device capable of performing high-quality moving image shooting.
本発明の撮像装置は、基板上の垂直方向とこれに直交する水平方向に二次元状に配列された多数の光電変換素子を含む撮像素子を有する撮像装置であって、前記多数の光電変換素子が、第1の光電変換素子からなる第1の光電変換素子群と、第2の光電変換素子からなる第2の光電変換素子群とに分けられ、前記第1の光電変換素子と前記第2の光電変換素子とは互いに隣接して配置され、前記第1の光電変換素子群と前記第2の光電変換素子群は、それぞれ独立に信号を読み出すことが可能であり、前記第1の光電変換素子群から読み出された第1の信号と前記第2の光電変換素子群から読み出された第2の信号は、それぞれ、それだけで被写体の輝度情報を得ることが可能な信号となっており、更に、前記第1の信号と前記第2の信号の少なくとも一方は、それだけでR(赤色)、G(緑色)、及びB(青色)の原色のカラー情報を得ることが可能な信号となっており、動画撮影時、前記第1の光電変換素子群のみから信号を読み出すフィールドと前記第2の光電変換素子群のみから信号を読み出すフィールドとを、1フレーム期間毎に交互に繰り返して前記固体撮像素子を駆動する駆動手段と、任意のフィールドで前記撮像素子から得られた撮像信号と、前記任意のフィールドの隣接フィールドで前記撮像素子から得られた撮像信号とを組み合わせて、前記光電変換素子の総数と同じ数の信号からなる全画素信号を生成する全画素信号生成手段と、前記全画素信号に基づいて画像データを生成する画像データ生成手段と、前記画像データに対し、前記第1の光電変換素子と、それに隣接する前記第2の光電変換素子との間隔に対する応答がゼロとなるフィルタ処理を行うフィルタ処理手段と、を備える。 An image pickup apparatus according to the present invention is an image pickup apparatus having an image pickup element including a large number of photoelectric conversion elements arranged two-dimensionally in a vertical direction on a substrate and in a horizontal direction perpendicular thereto. Are divided into a first photoelectric conversion element group consisting of a first photoelectric conversion element and a second photoelectric conversion element group consisting of a second photoelectric conversion element, and the first photoelectric conversion element and the second photoelectric conversion element. Are arranged adjacent to each other, and the first photoelectric conversion element group and the second photoelectric conversion element group can read signals independently from each other, and the first photoelectric conversion element The first signal read from the element group and the second signal read from the second photoelectric conversion element group are signals that can obtain the luminance information of the subject by themselves. And the first signal and the second signal. At least one of them is a signal that can obtain color information of primary colors of R (red), G (green), and B (blue) by itself, and at the time of moving image shooting, the first photoelectric conversion element A field for reading a signal only from a group and a field for reading a signal only from the second photoelectric conversion element group, and alternately driving the solid-state imaging element every frame period; An image signal obtained from the image sensor and an image signal obtained from the image sensor in the adjacent field of the arbitrary field are combined to generate an entire pixel signal composed of the same number of signals as the total number of the photoelectric conversion elements. and the total pixel signal generating means for, an image data generation means for generating image data based on the all pixel signals, to said image data, said first photoelectric conversion elements, Comprising the response to a distance between the second photoelectric conversion element adjacent to Le and a filtering means for performing filtering becomes zero, the.
本発明の撮像装置は、前記全画素信号生成手段が、前記任意のフィールドで前記撮像素子から得られた撮像信号と、前記任意のフィールドの直前のフィールドで前記撮像素子から得られた撮像信号とを組み合わせて前記全画素信号を生成し、前記画像データ生成手段が、前記全画素信号に基づいて、前記任意のフィールドが実施されたフレーム期間に対応するフレーム分の画像データを生成する。 In the imaging apparatus of the present invention, the all-pixel signal generation means includes an imaging signal obtained from the imaging element in the arbitrary field, and an imaging signal obtained from the imaging element in a field immediately before the arbitrary field. Are combined to generate the all-pixel signal, and the image data generating means generates image data for a frame corresponding to a frame period in which the arbitrary field is implemented based on the all-pixel signal.
本発明の撮像装置は、前記第1の光電変換素子群の各光電変換素子の上方に設けられるフィルタ配列が等方的になっている。 In the image pickup apparatus of the present invention, the filter array provided above each photoelectric conversion element of the first photoelectric conversion element group is isotropic.
本発明の撮像装置は、前記第1の光電変換素子群の各光電変換素子の上方に設けられるフィルタ配列及び前記第2の光電変換素子群の各光電変換素子の上方に設けられるフィルタ配列がそれぞれ等方的になっている。 The imaging device of the present invention includes a filter array provided above each photoelectric conversion element of the first photoelectric conversion element group and a filter array provided above each photoelectric conversion element of the second photoelectric conversion element group. Isotropic.
本発明の撮像装置は、前記第1の光電変換素子の配列と前記第2の光電変換素子の配列がそれぞれ同一配列ピッチの正方配列であり、前記第1の光電変換素子群と前記第2の光電変換素子群とが、それぞれに含まれる光電変換素子配列ピッチの1/2だけ前記垂直方向及び前記水平方向にずれて配置されている。 In the imaging apparatus of the present invention, the first photoelectric conversion element array and the second photoelectric conversion element array are square arrays having the same array pitch, and the first photoelectric conversion element group and the second photoelectric conversion element group The photoelectric conversion element groups are arranged so as to be shifted in the vertical direction and the horizontal direction by ½ of the photoelectric conversion element arrangement pitch included in each.
本発明の撮像装置は、前記第1の光電変換素子群が、R光を検出するR光電変換素子と、G光を検出するG光電変換素子と、B光を検出するB光電変換素子とで構成され、前記第2の光電変換素子群が、光の輝度成分を検出するW光電変換素子で構成されている。 In the imaging apparatus of the present invention, the first photoelectric conversion element group includes an R photoelectric conversion element that detects R light, a G photoelectric conversion element that detects G light, and a B photoelectric conversion element that detects B light. The second photoelectric conversion element group is configured by a W photoelectric conversion element that detects a luminance component of light.
本発明の撮像装置は、前記第1の光電変換素子群と前記第2の光電変換素子群が、それぞれ、R光を検出するR光電変換素子と、G光を検出するG光電変換素子と、B光を検出するB光電変換素子で構成されている。 In the imaging apparatus of the present invention, the first photoelectric conversion element group and the second photoelectric conversion element group each include an R photoelectric conversion element that detects R light, a G photoelectric conversion element that detects G light, It is composed of a B photoelectric conversion element that detects B light.
本発明の撮像装置は、前記多数の光電変換素子の配列が正方配列であり、前記第1の光電変換素子と前記第2の光電変換素子とが互いに市松状に配置されている。 In the imaging device of the present invention, the arrangement of the plurality of photoelectric conversion elements is a square arrangement, and the first photoelectric conversion elements and the second photoelectric conversion elements are arranged in a checkered pattern.
本発明の撮像装置は、前記第1の光電変換素子群が、R光を検出するR光電変換素子と、G光を検出するG光電変換素子と、B光を検出するB光電変換素子とで構成され、前記第2の光電変換素子群が、光の輝度成分を検出するW光電変換素子で構成されている。 In the imaging apparatus of the present invention, the first photoelectric conversion element group includes an R photoelectric conversion element that detects R light, a G photoelectric conversion element that detects G light, and a B photoelectric conversion element that detects B light. The second photoelectric conversion element group is configured by a W photoelectric conversion element that detects a luminance component of light.
本発明の撮像装置は、前記第1の光電変換素子群と前記第2の光電変換素子群が、それぞれ、R光を検出するR光電変換素子と、G光を検出するG光電変換素子と、B光を検出するB光電変換素子とで構成されている。 In the imaging apparatus of the present invention, the first photoelectric conversion element group and the second photoelectric conversion element group each include an R photoelectric conversion element that detects R light, a G photoelectric conversion element that detects G light, It is comprised with the B photoelectric conversion element which detects B light.
本発明の撮像装置は、前記多数の光電変換素子の配列が正方配列であり、奇数行にある光電変換素子が前記第1の光電変換素子群であり、偶数行にある光電変換素子が前記第2の光電変換素子群となっている。 In the imaging apparatus of the present invention, the array of the plurality of photoelectric conversion elements is a square array, the photoelectric conversion elements in the odd rows are the first photoelectric conversion element group, and the photoelectric conversion elements in the even rows are the first ones. 2 photoelectric conversion element groups.
本発明の撮像装置は、前記第1の光電変換素子群と前記第2の光電変換素子群が、それぞれ、R光を検出するR光電変換素子と、G光を検出するG光電変換素子と、B光を検出するB光電変換素子と、光の輝度成分を検出するW光電変換素子とで構成されている。 In the imaging apparatus of the present invention, the first photoelectric conversion element group and the second photoelectric conversion element group each include an R photoelectric conversion element that detects R light, a G photoelectric conversion element that detects G light, It is composed of a B photoelectric conversion element that detects B light and a W photoelectric conversion element that detects a luminance component of light.
本発明の撮像装置は、前記第1の光電変換素子群の露光時と前記第2の光電変換素子群の露光時とで、露光条件を変更する露光制御手段を備える。 The imaging apparatus according to the present invention includes an exposure control unit that changes an exposure condition between exposure of the first photoelectric conversion element group and exposure of the second photoelectric conversion element group.
本発明の撮像装置は、前記第1の光電変換素子群の露光時と前記第2の光電変換素子群の露光時とで、前記撮像素子に入射させる光の成分を変化させる手段を備える。 The image pickup apparatus of the present invention includes means for changing a component of light incident on the image pickup element between exposure of the first photoelectric conversion element group and exposure of the second photoelectric conversion element group.
本発明の撮像装置は、前記撮像素子から出力される信号を増幅する信号増幅手段と、前記第1の光電変換素子群から出力される信号と、前記第2の光電変換素子群から出力される信号とで、前記信号増幅手段による信号の増幅率を変更する増幅率制御手段とを備える。 The imaging apparatus of the present invention is a signal amplifying means for amplifying a signal output from the imaging element, a signal output from the first photoelectric conversion element group, and output from the second photoelectric conversion element group. And a gain control means for changing a signal gain by the signal amplifying means.
本発明によれば、高画質の動画撮影を行うことが可能な撮像装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the imaging device which can perform high-quality moving image photography can be provided.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第一実施形態)
図1は、本発明の第一実施形態である撮像装置に搭載される撮像素子の部分平面模式図である。
図1に示す固体撮像素子5は、半導体基板上の水平方向とこれに直交する垂直方向とに正方格子状に配列されたR光を検出する光電変換素子51R(図中に“R”の文字を付してある)、G光を検出する光電変換素子51G(図中に“G”の文字を付してある)、B光を検出する光電変換素子51B(図中に“B”の文字を付してある)からなる第1の光電変換素子群と、半導体基板上の水平方向とこれに直交する垂直方向とに正方格子状に配列された光の輝度成分を検出する光電変換素子51W(図中に“W”の文字を付してある)からなる第2の光電変換素子群とを備え、これらが、それぞれの光電変換素子配列ピッチの略1/2だけ、水平方向及び垂直方向にずれた位置に配置されている。尚、第1の光電変換素子群の各光電変換素子と第2の光電変換素子群の各光電変換素子の配列ピッチは同じである。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic partial plan view of an image sensor mounted on the image pickup apparatus according to the first embodiment of the present invention.
A solid-
第1の光電変換素子群の各光電変換素子の配列は、垂直方向Yに並ぶ光電変換素子51Gと光電変換素子51Rとからなる列であるGR光電変換素子列と、垂直方向Yに並ぶ光電変換素子51Bと光電変換素子51Gとからなる列であるBG光電変換素子列とを、水平方向に交互に配列したものと言うことができる。又、第1の光電変換素子群の各光電変換素子の配列は、水平方向に並ぶ光電変換素子51Gと光電変換素子51Bとからなる行であるGB光電変換素子行と、水平方向に並ぶ光電変換素子51Rと光電変換素子51Gとからなる行であるRG光電変換素子行とを、垂直方向に交互に配列したものと言うこともできる。
The arrangement of the photoelectric conversion elements of the first photoelectric conversion element group is as follows: a GR photoelectric conversion element array that is a line composed of
第2の光電変換素子群の各光電変換素子の配列は、垂直方向Yに並ぶ光電変換素子51Wからなる列であるW光電変換素子列を水平方向に複数配列したものと言うことができる。又、第2の光電変換素子群の各光電変換素子の配列は、水平方向に並ぶ光電変換素子51Wからなる行であるW光電変換素子行を、垂直方向に複数配列したものと言うこともできる。
The arrangement of the photoelectric conversion elements of the second photoelectric conversion element group can be said to be a plurality of W photoelectric conversion element arrays that are arrays of
各光電変換素子列の右側部には、各光電変換素子列に対応させて、各光電変換素子列を構成する光電変換素子に蓄積された電荷を垂直方向に転送するための垂直電荷転送部(不図示)が形成されている。垂直電荷転送部の終端には、ここを転送されてきた電荷を水平方向に転送するための水平電荷転送部(不図示)が接続され、この水平電荷転送部の終端には、該水平電荷転送部を転送されてきた電荷に応じた撮像信号を出力する出力アンプ(不図示)が設けられている。 On the right side of each photoelectric conversion element array, a vertical charge transfer unit (for transferring charges accumulated in the photoelectric conversion elements constituting each photoelectric conversion element array in the vertical direction corresponding to each photoelectric conversion element array ( (Not shown) is formed. A horizontal charge transfer unit (not shown) for transferring the charges transferred here in the horizontal direction is connected to the end of the vertical charge transfer unit, and the horizontal charge transfer is connected to the end of the horizontal charge transfer unit. An output amplifier (not shown) that outputs an imaging signal corresponding to the charge transferred through the unit is provided.
第1の光電変換素子群の各光電変換素子の上方にはカラーフィルタが設けられており、このカラーフィルタの配列はベイヤー配列となっている。これにより、第1の光電変換素子群から読み出された撮像信号であるRGB信号により、R、G、及びBの原色のカラー情報と、被写体の輝度情報とを得ることが可能となっている。 A color filter is provided above each photoelectric conversion element of the first photoelectric conversion element group, and the arrangement of the color filters is a Bayer arrangement. As a result, it is possible to obtain color information of the primary colors of R, G, and B and luminance information of the subject from the RGB signals that are the imaging signals read from the first photoelectric conversion element group. .
第2の光電変換素子群の各光電変換素子の上方には、光の輝度情報と相関のある分光特性を持ったフィルタすなわち輝度フィルタが設けられている。この輝度フィルタは、NDフィルタや、透明フィルタ、白色フィルタ、グレーのフィルタ等が該当するが、光電変換素子の受光面上方に何も設けずに光が直接該受光面に入射する構成も、輝度フィルタを設けたということができる。これにより、第2の光電変換素子群の各光電変換素子を、光の輝度成分を検出する光電変換素子として機能させることができる。又、第2の光電変換素子群から読み出された撮像信号であるW信号により、被写体の輝度情報を得ることが可能となっている。 Above each photoelectric conversion element of the second photoelectric conversion element group, a filter having a spectral characteristic correlated with light luminance information, that is, a luminance filter is provided. This luminance filter corresponds to an ND filter, a transparent filter, a white filter, a gray filter, or the like, but the configuration in which light is directly incident on the light receiving surface without providing anything above the light receiving surface of the photoelectric conversion element is also possible. It can be said that a filter is provided. Thereby, each photoelectric conversion element of a 2nd photoelectric conversion element group can be functioned as a photoelectric conversion element which detects the luminance component of light. Further, it is possible to obtain luminance information of the subject from the W signal that is an imaging signal read from the second photoelectric conversion element group.
第1の光電変換素子群と第2の光電変換素子群は、それぞれ独立に信号を読み出すことが可能となるように、各光電変換素子から垂直電荷転送部に電荷を読み出すための読み出し電極の配置等が決められている。 Arrangement of readout electrodes for reading out charges from each photoelectric conversion element to the vertical charge transfer section so that the first photoelectric conversion element group and the second photoelectric conversion element group can read signals independently of each other. Etc. are decided.
図2は、図1に示す固体撮像素子を搭載する撮像装置の一例であるデジタルカメラの概略構成を示す図である。
図示するデジタルカメラの撮像系は、撮影レンズ1と、図1に示す固体撮像素子5と、この両者の間に設けられた絞り2と、赤外線カットフィルタ3と、光学ローパスフィルタ4とを備える。
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a digital camera that is an example of an imaging apparatus in which the solid-state imaging device illustrated in FIG. 1 is mounted.
The imaging system of the illustrated digital camera includes a
デジタルカメラの電気制御系全体を統括制御するシステム制御部11は、フラッシュ発光部12及び受光部13を制御し、レンズ駆動部8を制御して撮影レンズ1の位置をフォーカス位置に調整したりズーム調整を行ったりし、絞り駆動部9を介し絞り2の開口量を制御して露光量調整を行う。
A system control unit 11 that performs overall control of the electrical control system of the digital camera controls the flash
又、システム制御部11は、撮像素子駆動部10を介して固体撮像素子5を駆動し、撮影レンズ1を通して撮像した被写体画像を撮像信号として出力させる。システム制御部11には、操作部14を通してユーザからの指示信号が入力される。
Further, the system control unit 11 drives the solid-
デジタルカメラの電気制御系は、更に、固体撮像素子5の出力に接続された相関二重サンプリング処理や信号増幅処理等のアナログ信号処理を行うアナログ信号処理部6と、このアナログ信号処理部6から出力された撮像信号をデジタル信号に変換するA/D変換回路7とを備え、これらはシステム制御部11によって制御される。
The electric control system of the digital camera further includes an analog
撮像素子駆動部10は、動画撮影時、第1の光電変換素子群のみから撮像信号を読み出すフィールドと第2の光電変換素子群のみから撮像信号を読み出すフィールドとを、1フレーム期間毎に交互に繰り返して固体撮像素子5を駆動する。1フレーム期間とは、垂直同期信号の立ち上がりから次の垂直同期信号の立ち上がりまでの期間であり、この期間内に、光電変換素子に蓄積された電荷に応じた撮像信号の読み出しが行われる。
The imaging
例えば、撮像素子駆動部10は、あるフレーム期間の露光期間が終了すると、その露光期間によって第1の光電変換素子群の各光電変換素子に蓄積された電荷に応じた撮像信号のみを読み出すフィールドを該フレーム期間内に実施し、その後、次のフレーム期間の露光期間を開始して、その露光期間が終了すると、その露光期間によって第2の光電変換素子群の各光電変換素子に蓄積された電荷に応じた撮像信号のみを読み出すフィールドを該次のフレーム期間内に実施するといったことを繰り返す。
尚、光電変換素子を露光する露光期間は、フレーム期間毎に終了させなくても良い。例えば、隣接するフレーム期間で露光期間を重複させても良い。この場合、露光期間が長くなり、電荷量の増加が期待できる。
For example, when the exposure period of a certain frame period ends, the imaging
Note that the exposure period for exposing the photoelectric conversion element does not have to be ended for each frame period. For example, the exposure periods may overlap in adjacent frame periods. In this case, the exposure period becomes longer, and an increase in charge amount can be expected.
以下の説明では、撮像素子駆動部10が、動画撮影時、第1の光電変換素子群のみから撮像信号を読み出すフィールドを最初に実施するものとし、奇数回目に実施するフィールドを奇数フィールドといい、偶数回目に実施するフィールドを偶数フィールドという。
In the following description, it is assumed that the imaging
デジタルカメラの電気制御系は、メインメモリ16と、メインメモリ16に接続されたメモリ制御部15と、A/D変換回路7から出力された隣接する2つのフィールドで得られた2つの撮像信号を合成するフィールド合成部19と、フィールド合成部19で合成して得られた撮像信号に補間演算やガンマ補正演算,RGB/YC変換処理等を行ってカラー画像データを生成するデジタル信号処理部(DSP)17と、デジタル信号処理部17で生成されたカラー画像データをJPEG形式に圧縮したり圧縮画像データを伸張したりする圧縮伸張処理部18と、着脱自在の記録媒体21が接続される外部メモリ制御部20と、カメラ背面等に搭載された液晶表示部23が接続される表示制御部22とを備え、これらは、制御バス24及びデータバス25によって相互に接続され、システム制御部11からの指令によって制御される。
The electric control system of the digital camera uses the
図3及び図4は、図2に示すフィールド合成部19の機能を説明するための図である。
図3に示すように、撮像素子駆動部10の駆動によって固体撮像素子5から1フレーム期間毎に出力されてくる撮像信号はメインメモリ16に一旦記憶される。図4には、動画撮影によって固体撮像素子5から出力されてくる撮像信号が、通し番号を付けて図示されている。図4の例では、1回目のフィールドで得られた撮像信号(1)、2回目のフィールドで得られた撮像信号(2)、3回目のフィールドで得られた撮像信号(3)、4回目のフィールドで得られた撮像信号(4)、5回目のフィールドで得られた撮像信号(5)、6回目のフィールドで得られた撮像信号(6)がこの順にメインメモリ16に記憶されていくことを示している。
3 and 4 are diagrams for explaining the function of the
As shown in FIG. 3, the image signal output from the solid-
フィールド合成部19は、図4に示すように、動画撮影時のフレーム期間毎に実施されるフィールドのうち、任意のフィールドで得られた撮像信号と、その任意のフィールドの隣接フィールドで得られた撮像信号を組み合わせて、固体撮像素子5に含まれる光電変換素子の総数と同じ数の信号からなる全画素信号を生成する。
As shown in FIG. 4, the
例えば、フィールド合成部19は、図4に示すように、任意のフィールドである2回目のフィールドで得られた撮像信号(2)と、該任意のフィールドの直前に実施された1回目のフィールドで得られた撮像信号(1)とを合成して全画素信号を生成し、これをデジタル信号処理部17に入力する。
For example, as shown in FIG. 4, the
図5は、撮像信号(2)と撮像信号(1)を合成して全画素信号を生成する流れを示した模式図である。図5において、“R”,“G”,“B”,“W”を付した丸印は、それぞれ、光電変換素子51R,光電変換素子51G,光電変換素子51B,光電変換素子51Wから得られた撮像信号を示している。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a flow of generating all pixel signals by synthesizing the imaging signal (2) and the imaging signal (1). In FIG. 5, circles with “R”, “G”, “B”, and “W” are obtained from the
1回目のフィールドでは、図5に示すように第1の光電変換素子群のみから撮像信号(1)が得られる。又、2回目のフィールドでは、図5に示すように、第2の光電変換素子群のみから撮像信号(2)が得られる。このため、メインメモリ16上において、撮像信号(1)を、その生成元となった光電変換素子51R,51G,51Bの位置に対応する領域に配置し、撮像信号(2)を、その生成元となった光電変換素子51Wの位置に対応する領域に配置することで、図5に示したような全画素信号を得ることができる。
In the first field, the imaging signal (1) is obtained only from the first photoelectric conversion element group as shown in FIG. Further, in the second field, as shown in FIG. 5, the imaging signal (2) is obtained only from the second photoelectric conversion element group. For this reason, on the
デジタル信号処理部17では、フィールド合成部19から入力された、任意のフィールドで得られた撮像信号(図5の例では撮像信号(2))と該任意のフィールドの直前のフィールドで得られた撮像信号(図5の例では撮像信号(1))からなる全画素信号に信号処理を施してカラー画像データを生成し、このカラー画像データを、該任意のフィールドが実施されたフレーム期間に対応するフレームとして記録媒体21に記録する。又は、このカラー画像データを、該任意のフィールドに対応するフィールド画像として記録する。この場合でも、全画素信号からフィールド画像が生成されるため、高画質なフィールド画像を得ることができる。
In the digital
以下、デジタル信号処理部17によるカラー画像データ生成処理の具体例を説明する。ここでは、図5に示すように、全画素信号が撮像信号(1)と撮像信号(2)で構成されている場合を例にして説明する。
Hereinafter, a specific example of color image data generation processing by the digital
まず、デジタル信号処理部17は、全画素信号の撮像信号(1)が配置された位置に、その位置には存在しない色信号を、その周囲の撮像信号(1)から補間して、R信号、G信号、及びB信号を生成する。そして、このR信号、G信号、及びB信号から、撮像信号(1)が配置された位置に輝度信号と色差信号を生成する。
First, the digital
次に、デジタル信号処理部17は、全画素信号の撮像信号(2)が配置された位置に、その周囲の撮像信号(1)が配置された位置にある色差信号を用いて色差信号を補間して生成する。又、撮像信号(2)が配置された位置の輝度信号については、この位置にあるW信号をそのまま輝度信号とする。
Next, the digital
これにより、全画素信号の各信号の位置には、輝度信号と色差信号とが存在することになり、固体撮像素子5の光電変換素子の総数と同じ画素数のカラー画像データが生成される。
Thereby, the luminance signal and the color difference signal exist at the position of each signal of all the pixel signals, and color image data having the same number of pixels as the total number of photoelectric conversion elements of the solid-
尚、撮像信号(1)と撮像信号(2)は、異なる露光期間で得られたものであるため、このままでは、被写体が動いていたときに像ずれが発生する可能性があるが、撮像信号(1)と撮像信号(2)は隣接する光電変換素子から得られたものであり、像ずれは1画素毎なので高周波成分となり、この像ずれはあまり目立たないため、問題にはならない。 Note that since the image pickup signal (1) and the image pickup signal (2) are obtained in different exposure periods, there is a possibility that an image shift occurs when the subject is moving. (1) and the imaging signal (2) are obtained from adjacent photoelectric conversion elements, and the image shift is a high-frequency component because it is every pixel, and this image shift is not so noticeable, so it is not a problem.
好ましくは、この像ずれを更に目立たなくするために、デジタル信号処理部17は、上記のように生成したカラー画像データの各画素位置の輝度信号に対し、第1の光電変換素子群の各光電変換素子と、それに隣接する第2の光電変換素子群の各光電変換素子との距離(図1中の垂直方向又は水平方向に45°で交差する方向で隣接する第1の光電変換素子群の光電変換素子と第2の光電変換素子群の光電変換素子との距離)に対する応答がゼロとなるフィルタ処理を行う。
Preferably, in order to make the image shift more inconspicuous, the digital
図1中の垂直方向又は水平方向に45°で交差する方向(以下、45°方向という)の、第1の光電変換素子群の各光電変換素子と第2の光電変換素子群の各光電変換素子のそれぞれの配列ピッチ(周波数)をBとすると、45°方向で隣接する第1の光電変換素子群の各光電変換素子と、それに隣接する第2の光電変換素子群の各光電変換素子との距離はナイキスト周波数に相当するB/2となっている。このため、45°方向で隣接する2つの光電変換素子から得られた撮像信号の平均をとるような図5の符号Aに示したフィルタ係数を持つフィルタ処理を、カラー画像データの各画素位置の輝度信号に施すことで、解像を維持しながら、像ずれを打ち消すことが可能となる。 Each photoelectric conversion element of the first photoelectric conversion element group and each photoelectric conversion element of the second photoelectric conversion element group in a direction crossing the vertical direction or horizontal direction in FIG. 1 at 45 ° (hereinafter referred to as 45 ° direction). When the arrangement pitch (frequency) of each element is B, each photoelectric conversion element of the first photoelectric conversion element group adjacent in the 45 ° direction, and each photoelectric conversion element of the second photoelectric conversion element group adjacent thereto This distance is B / 2 corresponding to the Nyquist frequency. For this reason, the filter processing having the filter coefficient indicated by reference symbol A in FIG. 5 that averages the imaging signals obtained from two photoelectric conversion elements adjacent in the 45 ° direction is performed at each pixel position of the color image data. By applying it to the luminance signal, it is possible to cancel the image shift while maintaining the resolution.
以上のように、本実施形態のデジタルカメラによれば、全画素信号の各信号の位置に生成する輝度信号を、その全画素信号を構成する2フィールドのそれぞれで得られた撮像信号から生成しているため、静止している被写体に対しては、全画素読み出しと同等の画質を実現することができる。 As described above, according to the digital camera of the present embodiment, the luminance signal generated at the position of each signal of all the pixel signals is generated from the imaging signals obtained in each of the two fields constituting the all pixel signals. Therefore, the image quality equivalent to the all-pixel readout can be realized for a stationary subject.
又、本実施形態のデジタルカメラによれば、第1の光電変換素子群の各光電変換素子と第2の光電変換素子群の各光電変換素子とが隣接しているため、隣接する光電変換素子間でのサンプリングポイントの差が最小となる。このため、動いている被写体による像ずれは高周波成分となり、目立ち難くなる。又、カラー画像データの輝度信号に対して、隣接する2つの光電変換素子の間隔に対するレスポンスがゼロとなるフィルタ処理を行うことで、解像を維持しながら像ずれを打ち消すことが可能となり、更なる高画質化が可能となる。 Moreover, according to the digital camera of this embodiment, since each photoelectric conversion element of the first photoelectric conversion element group and each photoelectric conversion element of the second photoelectric conversion element group are adjacent to each other, adjacent photoelectric conversion elements The difference in sampling points between them is minimized. For this reason, the image shift due to the moving subject becomes a high-frequency component and is not noticeable. In addition, by performing a filter process in which the response to the interval between two adjacent photoelectric conversion elements is zero with respect to the luminance signal of color image data, it is possible to cancel the image shift while maintaining the resolution. High image quality can be achieved.
又、本実施形態のデジタルカメラによれば、フレーム毎のカラー画像データの輝度信号が、異なるフィールドで得られた輝度信号の組み合わせによって構成されているため、被写体の輝度情報をフレーム毎に更新することができる。又、固体撮像素子5に含まれる光電変換素子の半数からの信号の読み出しで輝度情報を更新することができるため、輝度情報の更新を高速に行うことができる。このように、フレーム毎の輝度情報の更新を高速に行うことができるため、動いている被写体に追従することが可能となり、像ずれの低減と併せて、更なる高画質化が実現される。
Further, according to the digital camera of this embodiment, the luminance signal of the color image data for each frame is composed of a combination of luminance signals obtained in different fields, so the luminance information of the subject is updated for each frame. be able to. In addition, since the luminance information can be updated by reading signals from half of the photoelectric conversion elements included in the solid-
又、本実施形態のデジタルカメラによれば、第1の光電変換素子群の各光電変換素子の上方に設けられるカラーフィルタの配列が、色の配置に方向の偏りがなく等方的となっているため、第1の光電変換素子群の各光電変換素子の配列も等方的なものとなっている。したがって、第1の光電変換素子群からは等方的に色情報を得ることができ、動いている被写体の像構造に左右されずに色再現が可能となる。又、奇数フィールドのみでRGBの色情報が得られると共に、この奇数フィールドで得られた撮像信号はカラー画像データの生成に必ず用いられるため、動きによる色情報の欠落がなく、色ずれを抑えることができる。 Further, according to the digital camera of this embodiment, the arrangement of the color filters provided above the photoelectric conversion elements of the first photoelectric conversion element group is isotropic with no color deviation in the direction of the colors. Therefore, the arrangement of the photoelectric conversion elements in the first photoelectric conversion element group is also isotropic. Therefore, color information can be isotropically obtained from the first photoelectric conversion element group, and color reproduction can be performed regardless of the image structure of the moving subject. In addition, RGB color information can be obtained only in the odd field, and the imaging signal obtained in the odd field is always used for generating color image data, so that color information is not lost due to movement and color shift is suppressed. Can do.
(第二実施形態)
図6は、本発明の第二実施形態であるデジタルカメラに搭載される撮像素子の部分平面模式図である。
図6に示す固体撮像素子は、図1に示す固体撮像素子5の第2の光電変換素子群を、第1の光電変換素子群と同じ素子配列に変更した構成となっている。図6に示す固体撮像素子を搭載するデジタルカメラの構成は図2と同じであるため、説明を省略する。尚、メインメモリ16に記憶される情報は図4に示した通りとする。
(Second embodiment)
FIG. 6 is a schematic partial plan view of an image sensor mounted on a digital camera according to the second embodiment of the present invention.
The solid-state imaging device shown in FIG. 6 has a configuration in which the second photoelectric conversion element group of the solid-
以下、図6に示す固体撮像素子を搭載するデジタルカメラのデジタル信号処理部17によるカラー画像データ生成処理の具体例を説明する。ここでは、図7に示すように、全画素信号が撮像信号(1)と撮像信号(2)で構成されている場合を例にして説明する。
Hereinafter, a specific example of color image data generation processing by the digital
まず、デジタル信号処理部17は、全画素信号の撮像信号(1)が配置された位置に、その位置には存在しない色信号を、その周囲の撮像信号(1)から補間して、R信号、G信号、及びB信号を生成する。そして、このR信号、G信号、及びB信号から、撮像信号(1)が配置された位置に輝度信号と色差信号を生成する。
First, the digital
次に、デジタル信号処理部17は、全画素信号の撮像信号(2)が配置された位置に、その位置には存在しない色信号を、その周囲の撮像信号(2)から補間して、R信号、G信号、及びB信号を生成する。そして、このR信号、G信号、及びB信号から、撮像信号(2)が配置された位置に輝度信号と色差信号を生成する。
Next, the digital
これにより、全画素信号の各信号の位置には、輝度信号と色差信号とが存在することになり、固体撮像素子5の光電変換素子の総数と同じ画素数のカラー画像データが生成される。
Thereby, the luminance signal and the color difference signal exist at the position of each signal of all the pixel signals, and color image data having the same number of pixels as the total number of photoelectric conversion elements of the solid-
デジタル信号処理部17は、このようにして生成したカラー画像データの各画素位置にある輝度信号及び色差信号に対し、第1の光電変換素子群の各光電変換素子と、それに隣接する第2の光電変換素子群の各光電変換素子との距離に対する応答がゼロとなるフィルタ処理を行って、カラー画像データの生成を完了する。
The digital
このように、本実施形態のような固体撮像素子の構成であっても、全画素信号の各信号の位置に生成する輝度信号を、その全画素信号を構成する2フィールドのそれぞれで得られた撮像信号から生成することができる。このため、静止している被写体に対しては、全画素読み出しと同等の画質にすることができる。又、動いている被写体による像ずれも高周波成分となることで目立ち難く、更に上記フィルタ処理を行うことで、解像を維持しながら像ずれを打ち消すことができる。又、フレーム毎の輝度情報の更新を高速に行うことができるため、動いている被写体に追従することが可能となり、像ずれの低減と併せて、更なる高画質化が実現される。 As described above, even in the configuration of the solid-state imaging device as in the present embodiment, the luminance signal generated at the position of each signal of all the pixel signals was obtained in each of the two fields constituting the all pixel signals. It can be generated from the imaging signal. For this reason, the image quality equivalent to the all-pixel readout can be obtained for a stationary subject. In addition, image shift due to a moving subject is not noticeable because it becomes a high-frequency component, and further, by performing the above filter processing, it is possible to cancel the image shift while maintaining resolution. In addition, since the luminance information for each frame can be updated at high speed, it is possible to follow a moving subject, and a higher image quality can be achieved together with a reduction in image shift.
又、本実施形態のデジタルカメラによれば、第1の光電変換素子群及び第2の光電変換素子群の各光電変換素子の上方に設けられるカラーフィルタの配列が、色の配置に方向の偏りがなく等方的となっているため、第1の光電変換素子群及び第2の光電変換素子群の各光電変換素子の配列も等方的なものとなっている。したがって、いずれのフィールドからも等方的に色情報を得ることができ、動いている被写体の像構造に左右されずに色再現が可能となる。又、動きによる色情報の欠落がなく、色ずれを抑えることができる。 Further, according to the digital camera of the present embodiment, the arrangement of the color filters provided above the photoelectric conversion elements of the first photoelectric conversion element group and the second photoelectric conversion element group is biased toward the color arrangement. Therefore, the arrangement of the photoelectric conversion elements in the first photoelectric conversion element group and the second photoelectric conversion element group is also isotropic. Therefore, color information can be obtained isotropically from any field, and color reproduction can be performed regardless of the image structure of the moving subject. In addition, color information is not lost due to movement, and color misregistration can be suppressed.
尚、本実施形態において第一実施形態で述べたフィルタ処理を行う場合には、全画素信号の各信号の位置にRGBの色信号を生成後、この色信号に対してフィルタ処理を行い、フィルタ処理後のRGBの色信号から輝度信号と色差信号を生成するようにしても良い。これにより、動きによる像ずれを打ち消すことができると共に、色の変化を、フィルタ処理によるブレンド効果で目立たなくすることができる。 In the present embodiment, when the filter processing described in the first embodiment is performed, an RGB color signal is generated at the position of each signal of all pixel signals, and then the filter processing is performed on the color signal. A luminance signal and a color difference signal may be generated from the RGB color signals after processing. As a result, image shift due to motion can be canceled and color change can be made inconspicuous by the blending effect by the filter processing.
尚、第一実施形態及び第二実施形態では、固体撮像素子がCCD型の例としたが、これはMOS型であっても良い。 In the first embodiment and the second embodiment, the solid-state imaging device is an example of a CCD type, but this may be a MOS type.
(第三実施形態)
図8は、本発明の第三実施形態であるデジタルカメラに搭載される撮像素子の部分平面模式図である。
図8に示す固体撮像素子は、半導体基板上の垂直方向とこれに直交する水平方向に正方格子状に配列された多数の光電変換素子を含む。
(Third embodiment)
FIG. 8 is a schematic partial plan view of an image sensor mounted on a digital camera according to the third embodiment of the present invention.
The solid-state imaging device shown in FIG. 8 includes a large number of photoelectric conversion elements arranged in a square lattice pattern in the vertical direction on the semiconductor substrate and in the horizontal direction perpendicular thereto.
この多数の光電変換素子は、R光を検出する光電変換素子51R(図中に“R”の文字を付してある)と、G光を検出する光電変換素子51G(図中に“G”の文字を付してある)と、B光を検出する光電変換素子51B(図中に“B”の文字を付してある)との3種類の光電変換素子を含む。
The large number of photoelectric conversion elements include a
多数の光電変換素子は、光電変換素子51Rを先頭に、光電変換素子51Rと光電変換素子51Bをそれぞれ2つずつ水平方向に交互に配置したRRBB光電変換素子行と、光電変換素子51Gを水平方向に配置したG光電変換素子行と、光電変換素子51Bを先頭に、光電変換素子51Bと光電変換素子51Rをそれぞれ2つずつ水平方向に交互に配置したBBRR光電変換素子行とを含み、RRBB光電変換素子行と、BBRR光電変換素子行とが、G光電変換素子行を挟んで垂直方向に交互に配列された構成となっている。
A large number of photoelectric conversion elements include a RRBB photoelectric conversion element row in which two
これら多数の光電変換素子は、図8中のハッチングを付していない光電変換素子からなる第1の光電変換素子群と、図8中のハッチングを付した光電変換素子からなる第2の光電変換素子群とに分けられる。 These many photoelectric conversion elements include a first photoelectric conversion element group composed of photoelectric conversion elements not hatched in FIG. 8 and a second photoelectric conversion element composed of photoelectric conversion elements hatched in FIG. It is divided into element groups.
第1の光電変換素子群の各光電変換素子と第2の光電変換素子群の各光電変換素子とは、それぞれに異なる色を付したときに、これらの色が市松模様となるように、互いに市松状に配置されている。 Each of the photoelectric conversion elements of the first photoelectric conversion element group and each of the photoelectric conversion elements of the second photoelectric conversion element group have a checkered pattern so that these colors have a checkered pattern when they are given different colors. It is arranged in a checkered pattern.
図8に示す固体撮像素子は、MOS型であり、多数の光電変換素子の各々に蓄積された電荷に応じた撮像信号を、各々の光電変換素子の近傍に設けられたMOSトランジスタからなるMOS回路によって、それぞれ独立に出力させることができるようになっている。図8に示す固体撮像素子を搭載するデジタルカメラの構成は図2と同様である。 The solid-state imaging device shown in FIG. 8 is of the MOS type, and a MOS circuit composed of MOS transistors provided in the vicinity of each photoelectric conversion device that outputs an imaging signal corresponding to the charge accumulated in each of the many photoelectric conversion devices. Can be output independently of each other. The configuration of the digital camera equipped with the solid-state imaging device shown in FIG. 8 is the same as that in FIG.
本実施形態のデジタルカメラの撮像素子駆動部10は、第一実施形態と同様に、動画撮影時、第1の光電変換素子群の各光電変換素子のみから撮像信号を読み出すフィールドと、第2の光電変換素子群の各光電変換素子のみから撮像信号を読み出すフィールドとを、フレーム期間毎に交互に繰り返して固体撮像素子を駆動する。以下では、第1の光電変換素子群の各光電変換素子のみから撮像信号を読み出すフィールドを最初に実施するものとして説明する。
Similarly to the first embodiment, the image
以下、以下、デジタル信号処理部17によるカラー画像データ生成処理の具体例を説明する。尚、メインメモリ16に記憶される情報は図4に示した通りとする。ここでは、図9に示すように、全画素信号が撮像信号(1)と撮像信号(2)で構成されている場合を例にして説明する。
Hereinafter, a specific example of color image data generation processing by the digital
まず、デジタル信号処理部17は、全画素信号の撮像信号(1)が配置された位置に、その位置には存在しない色信号を、その周囲の撮像信号(1)から補間して、R信号、G信号、及びB信号を生成する。そして、このR信号、G信号、及びB信号から、撮像信号(1)が配置された位置に輝度信号と色差信号を生成する。
First, the digital
次に、デジタル信号処理部17は、全画素信号の撮像信号(2)が配置された位置に、その位置には存在しない色信号を、その周囲の撮像信号(2)から補間して、R信号、G信号、及びB信号を生成する。そして、このR信号、G信号、及びB信号から、撮像信号(2)が配置された位置に輝度信号と色差信号を生成する。
Next, the digital
これにより、全画素信号の各信号の位置には、輝度信号と色差信号とが存在することになり、固体撮像素子の光電変換素子の総数と同じ画素数のカラー画像データが生成される。 As a result, the luminance signal and the color difference signal exist at the positions of the signals of all the pixel signals, and color image data having the same number of pixels as the total number of photoelectric conversion elements of the solid-state imaging device is generated.
デジタル信号処理部17は、このようにして生成したカラー画像データの各画素位置の輝度信号及び色差信号に対し、第1の光電変換素子群の各光電変換素子と、それに隣接する第2の光電変換素子群の各光電変換素子との距離に対する応答がゼロとなるフィルタ処理を行って、カラー画像データの生成を完了する。
The digital
例えば、垂直方向に隣接する2つの信号の平均を取るようなフィルタ(図9の符号Cに示したようなフィルタ係数を持つフィルタ)で、カラー画像データの各画素位置にある輝度信号及び色差信号に対してフィルタ処理を行う。 For example, a luminance signal and a color difference signal at each pixel position of color image data using a filter that takes an average of two signals adjacent in the vertical direction (a filter having a filter coefficient as indicated by reference symbol C in FIG. 9). Filter processing for.
このように、本実施形態のような固体撮像素子の構成であっても、全画素信号の各信号の位置に生成する輝度信号を、その全画素信号を構成する2フィールドのそれぞれ得られた撮像信号から生成することができるため、静止している被写体に対しては、全画素読み出しと同等の画質にすることができる。 As described above, even in the configuration of the solid-state imaging device as in the present embodiment, the luminance signals generated at the positions of the signals of all the pixel signals are obtained from each of the two fields constituting the all pixel signals. Since it can be generated from the signal, the image quality equivalent to the all-pixel readout can be obtained for a stationary subject.
又、本実施形態のデジタルカメラによれば、第1の光電変換素子群の各光電変換素子と第2の光電変換素子群の各光電変換素子とが隣接しているため、隣接する光電変換素子間でのサンプリングポイントの差が最小となる。このため、動いている被写体による像ずれが高周波成分となり、目立ち難くなる。又、カラー画像データに対して、隣接する2つの光電変換素子の間隔に対するレスポンスがゼロとなるフィルタ処理を行うことで、解像を維持しながら像ずれを打ち消すことが可能となり、更なる高画質化が可能となる。又、フレーム毎の輝度情報の更新を高速に行うことができるため、動いている被写体に追従することが可能となり、像ずれの低減と併せて、更なる高画質化が実現される。 Moreover, according to the digital camera of this embodiment, since each photoelectric conversion element of the first photoelectric conversion element group and each photoelectric conversion element of the second photoelectric conversion element group are adjacent to each other, adjacent photoelectric conversion elements The difference in sampling points between them is minimized. For this reason, the image shift due to the moving subject becomes a high-frequency component and is not noticeable. In addition, by performing a filter process that eliminates the response to the interval between two adjacent photoelectric conversion elements for color image data, it is possible to cancel the image shift while maintaining the resolution. Can be realized. In addition, since the luminance information for each frame can be updated at high speed, it is possible to follow a moving subject, and a higher image quality can be achieved together with a reduction in image shift.
又、本実施形態のデジタルカメラによれば、第1の光電変換素子群の各光電変換素子と第2の光電変換素子群の各光電変換素子のそれぞれの上方に設けられるカラーフィルタの配列が、色の配置に方向の偏りがなく等方的となっているため、それぞれの配列も等方的なものとなっている。したがって、第1の光電変換素子群と第2の光電変換素子群のそれぞれからは等方的に色情報を得ることができ、動いている被写体の像構造に左右されずに色再現が可能となる。又、動きによる色情報の欠落がなく、色ずれを抑えることができる。 Further, according to the digital camera of the present embodiment, the arrangement of the color filters provided above the respective photoelectric conversion elements of the first photoelectric conversion element group and the respective photoelectric conversion elements of the second photoelectric conversion element group, Since the color arrangement is isotropic with no direction bias, each arrangement is also isotropic. Accordingly, isotropic color information can be obtained from each of the first photoelectric conversion element group and the second photoelectric conversion element group, and color reproduction is possible without being influenced by the image structure of the moving subject. Become. In addition, color information is not lost due to movement, and color misregistration can be suppressed.
尚、本実施形態においては、カラー画像データに対して、隣接する2つの光電変換素子の間隔に対するレスポンスがゼロとなるフィルタ処理を行う場合、全画素信号の各信号の位置にRGBの色信号を生成後、この色信号に対してフィルタ処理を行い、フィルタ処理後のRGBの色信号から輝度信号と色差信号を生成するようにしても良い。これにより、動きによる像ずれを打ち消すことができると共に、色の変化を、フィルタ処理によるブレンド効果で目立たなくすることができる。 In the present embodiment, when color image data is subjected to filter processing in which the response to the interval between two adjacent photoelectric conversion elements is zero, RGB color signals are placed at the positions of the signals of all the pixel signals. After generation, filter processing may be performed on the color signal, and a luminance signal and a color difference signal may be generated from the RGB color signal after the filter processing. As a result, image shift due to motion can be canceled and color change can be made inconspicuous by the blending effect by the filter processing.
(第四実施形態)
図10は、本発明の第四実施形態であるデジタルカメラに搭載される撮像素子の部分平面模式図である。
図10に示す固体撮像素子5は、図8に示す固体撮像素子の第2の光電変換素子群の各光電変換素子を、第一実施形態で説明した光電変換素子51Wに置換した構成となっている。図10に示す固体撮像素子を搭載するデジタルカメラの構成は図2と同じであるため、説明を省略する。尚、メインメモリ16に記憶される情報は図4に示した通りとする。
(Fourth embodiment)
FIG. 10 is a schematic partial plan view of an image sensor mounted on a digital camera according to the fourth embodiment of the present invention.
The solid-
以下、図10に示す固体撮像素子を搭載するデジタルカメラのデジタル信号処理部17によるカラー画像データ生成処理の具体例を説明する。ここでは、図11に示すように、全画素信号が撮像信号(1)と撮像信号(2)で構成されている場合を例にして説明する。
Hereinafter, a specific example of color image data generation processing by the digital
まず、デジタル信号処理部17は、全画素信号の撮像信号(1)が配置された位置に、その位置には存在しない色信号を、その周囲の撮像信号(1)から補間して、R信号、G信号、及びB信号を生成する。そして、このR信号、G信号、及びB信号から、撮像信号(1)が配置された位置に輝度信号と色差信号を生成する。
First, the digital
次に、デジタル信号処理部17は、全画素信号の撮像信号(2)が配置された位置に、その周囲の撮像信号(1)が配置された位置にある色差信号を用いて色差信号を補間して生成する。又、撮像信号(2)が配置された位置の輝度信号については、この位置にあるW信号をそのまま輝度信号とする。
Next, the digital
これにより、全画素信号の各信号の位置には、輝度信号と色差信号とが存在することになり、固体撮像素子5の光電変換素子の総数と同じ画素数のカラー画像データが生成される。
Thereby, the luminance signal and the color difference signal exist at the position of each signal of all the pixel signals, and color image data having the same number of pixels as the total number of photoelectric conversion elements of the solid-
デジタル信号処理部17は、このようにして生成したカラー画像データの各画素位置にある輝度信号に対し、第1の光電変換素子群の各光電変換素子と、それに隣接する第2の光電変換素子群の各光電変換素子との距離に対する応答がゼロとなるフィルタ処理を行って、カラー画像データの生成を完了する。
The digital
このように、本実施形態のような固体撮像素子の構成であっても、全画素信号の各信号の位置に生成する輝度信号を、その全画素信号を構成する2フィールドのそれぞれで得られた撮像信号から生成することができるため、静止している被写体に対しては、全画素読み出しと同等の画質にすることができる。又、動いている被写体による像ずれも高周波成分となることで目立ち難く、更に、第1の光電変換素子群の各光電変換素子と、それに隣接する第2の光電変換素子群の各光電変換素子との距離に対する応答がゼロとなるフィルタ処理を行うことで、解像を維持しながら像ずれを打ち消すことができる。又、フレーム毎の輝度情報の更新を高速に行うことができるため、動いている被写体に追従することが可能となり、像ずれの低減と併せて、更なる高画質化が実現される。 As described above, even in the configuration of the solid-state imaging device as in the present embodiment, the luminance signal generated at the position of each signal of all the pixel signals was obtained in each of the two fields constituting the all pixel signals. Since it can be generated from the imaging signal, the image quality equivalent to the all-pixel readout can be obtained for a stationary subject. Further, the image shift due to the moving subject is also inconspicuous because it becomes a high frequency component, and furthermore, each photoelectric conversion element of the first photoelectric conversion element group and each photoelectric conversion element of the second photoelectric conversion element group adjacent to the first photoelectric conversion element group By performing the filtering process in which the response to the distance to is zero, it is possible to cancel the image shift while maintaining the resolution. In addition, since the luminance information for each frame can be updated at high speed, it is possible to follow a moving subject, and a higher image quality can be achieved together with a reduction in image shift.
又、本実施形態のデジタルカメラによれば、第1の光電変換素子群の各光電変換素子の上方に設けられるカラーフィルタの配列が、色の配置に方向の偏りがなく等方的となっているため、第1の光電変換素子群の各光電変換素子の配列も等方的なものとなっている。したがって、第1の光電変換素子群からは等方的に色情報を得ることができ、動いている被写体の像構造に左右されずに色再現が可能となる。又、奇数フィールドのみでRGBの色情報が得られると共に、この奇数フィールドで得られた撮像信号はフレームの生成に必ず用いられるため、動きによる色情報の欠落がなく、色ずれを抑えることができる。 Further, according to the digital camera of this embodiment, the arrangement of the color filters provided above the photoelectric conversion elements of the first photoelectric conversion element group is isotropic with no color deviation in the direction of the colors. Therefore, the arrangement of the photoelectric conversion elements in the first photoelectric conversion element group is also isotropic. Therefore, color information can be isotropically obtained from the first photoelectric conversion element group, and color reproduction can be performed regardless of the image structure of the moving subject. In addition, RGB color information can be obtained only in the odd field, and the image signal obtained in the odd field is always used for generating a frame, so that color information is not lost due to movement and color shift can be suppressed. .
(第五実施形態)
図12は、本発明の第五実施形態であるデジタルカメラに搭載される撮像素子の部分平面模式図である。
図12に示す固体撮像素子は、半導体基板上の垂直方向とこれに直交する水平方向に正方格子状に配列された多数の光電変換素子を含む。
(Fifth embodiment)
FIG. 12 is a schematic partial plan view of an image sensor mounted on a digital camera according to the fifth embodiment of the present invention.
The solid-state imaging device shown in FIG. 12 includes a large number of photoelectric conversion elements arranged in a square lattice pattern in the vertical direction on the semiconductor substrate and in the horizontal direction perpendicular thereto.
この多数の光電変換素子は、R光を検出する光電変換素子51R(図中に“R”の文字を付してある)と、G光を検出する光電変換素子51G(図中に“G”の文字を付してある)と、B光を検出する光電変換素子51B(図中に“B”の文字を付してある)との3種類の光電変換素子と、第一実施形態で説明した光電変換素子51Wとを含む。
The large number of photoelectric conversion elements include a
多数の光電変換素子は、光電変換素子51Rを先頭に、光電変換素子51Rと光電変換素子51Gを光電変換素子51Wを挟んで水平方向に交互に配置したRWGW光電変換素子行と、光電変換素子51Wを先頭に、光電変換素子51Gと光電変換素子51Rを光電変換素子51Wを挟んで水平方向に交互に配置したWGWR光電変換素子行と、光電変換素子51Gを先頭に、光電変換素子51Gと光電変換素子51Bを光電変換素子51Wを挟んで水平方向に交互に配置したGWBW光電変換素子行と、光電変換素子51Wを先頭に、光電変換素子51Bと光電変換素子51Gを光電変換素子51Wを挟んで水平方向に交互に配置したWBWG光電変換素子行とを含み、RWGW光電変換素子行と、WGWR光電変換素子行とが、GWBW光電変換素子行と、WBWG光電変換素子行とが、この順番に、垂直方向に繰り返し配列された構成となっている。
The large number of photoelectric conversion elements include a RWGW photoelectric conversion element row in which the
これら多数の光電変換素子は、図12中のハッチングを付していない奇数行にある光電変換素子からなる第1の光電変換素子群と、図12中のハッチングを付してある偶数行にある光電変換素子からなる第2の光電変換素子群とに分けられる。 These many photoelectric conversion elements are in the first photoelectric conversion element group composed of the photoelectric conversion elements in the odd-numbered rows not shown in FIG. 12 and in the even-numbered rows in FIG. It is divided into a second photoelectric conversion element group consisting of photoelectric conversion elements.
図12に示す固体撮像素子を搭載するデジタルカメラの構成は図2と同じであるため、説明を省略する。尚、メインメモリ16に記憶される情報は図4に示した通りとする。
The configuration of the digital camera equipped with the solid-state imaging device shown in FIG. 12 is the same as that in FIG. The information stored in the
以下、図12に示す固体撮像素子を搭載するデジタルカメラのデジタル信号処理部17によるカラー画像データ生成処理の具体例を説明する。ここでは、図13に示すように、全画素信号が撮像信号(1)と撮像信号(2)で構成されている場合を例にして説明する。
Hereinafter, a specific example of color image data generation processing by the digital
まず、デジタル信号処理部17は、全画素信号の撮像信号(1)のうちRGBの色信号が配置された位置に、その位置には存在しない色信号を、その周囲の撮像信号(1)から補間して、R信号、G信号、及びB信号を生成する。そして、このR信号、G信号、及びB信号から、撮像信号(1)のうちRGBの色信号が配置された位置に輝度信号と色差信号を生成する。
First, the digital
次に、デジタル信号処理部17は、全画素信号の撮像信号(1)のうちW信号が配置された位置に、その周囲の撮像信号(1)のうちRGBの色信号が配置された位置にある色差信号を用いて色差信号を補間して生成する。又、撮像信号(1)のうちW信号が配置された位置の輝度信号については、この位置にあるW信号をそのまま輝度信号とする。
Next, the digital
次に、デジタル信号処理部17は、全画素信号の撮像信号(2)のうちRGBの色信号が配置された位置に、その位置には存在しない色信号を、その周囲の撮像信号(2)から補間して、R信号、G信号、及びB信号を生成する。そして、このR信号、G信号、及びB信号から、撮像信号(2)のうちRGBの色信号が配置された位置に輝度信号と色差信号を生成する。
Next, the digital
次に、デジタル信号処理部17は、全画素信号の撮像信号(2)のうちW信号が配置された位置に、その周囲の撮像信号(2)のうちRGBの色信号が配置された位置にある色差信号を用いて色差信号を補間して生成する。又、撮像信号(2)のうちW信号が配置された位置の輝度信号については、この位置にあるW信号をそのまま輝度信号とする。
Next, the digital
これにより、全画素信号の各信号の位置には、輝度信号と色差信号とが存在することになり、固体撮像素子5の光電変換素子の総数と同じ画素数のカラー画像データが生成される。
Thereby, the luminance signal and the color difference signal exist at the position of each signal of all the pixel signals, and color image data having the same number of pixels as the total number of photoelectric conversion elements of the solid-
デジタル信号処理部17は、上述のように生成したカラー画像データの各画素位置の輝度信号及び色差信号に、第1の光電変換素子群の各光電変換素子と、それに隣接する第2の光電変換素子群の各光電変換素子との距離に対する応答がゼロとなるフィルタ処理を行って、カラー画像データの生成を完了する。
The digital
このように、本実施形態のような固体撮像素子の構成であっても、全画素信号の各信号の位置に生成する輝度信号を、その全画素信号を構成する2フィールドのそれぞれで得られた撮像信号から生成することができるため、静止している被写体に対しては、全画素読み出しと同等の画質にすることができる。 As described above, even in the configuration of the solid-state imaging device as in the present embodiment, the luminance signal generated at the position of each signal of all the pixel signals was obtained in each of the two fields constituting the all pixel signals. Since it can be generated from the imaging signal, the image quality equivalent to the all-pixel readout can be obtained for a stationary subject.
又、本実施形態のデジタルカメラによれば、第1の光電変換素子群の各光電変換素子と第2の光電変換素子群の各光電変換素子とが隣接しているため、隣接する光電変換素子間でのサンプリングポイントの差が最小となる。このため、動いている被写体による像ずれが高周波成分となり、目立ち難くなる。更に、カラー画像データに対して、隣接する2つの光電変換素子の間隔に対するレスポンスがゼロとなるフィルタ処理を行うことで、解像を維持しながら像ずれを打ち消すと共に、色の変化をフィルタ処理によるブレンド効果で目立たなくすることができる。又、フレーム毎の輝度情報の更新を高速に行うことができるため、動いている被写体に追従することが可能となり、像ずれの低減と併せて、更なる高画質化が実現される。 Moreover, according to the digital camera of this embodiment, since each photoelectric conversion element of the first photoelectric conversion element group and each photoelectric conversion element of the second photoelectric conversion element group are adjacent to each other, adjacent photoelectric conversion elements The difference in sampling points between them is minimized. For this reason, the image shift due to the moving subject becomes a high-frequency component and is not noticeable. Further, the color image data is subjected to a filter process in which the response to the interval between two adjacent photoelectric conversion elements becomes zero, thereby canceling the image shift while maintaining the resolution and changing the color change by the filter process. It can be made inconspicuous by blend effect. In addition, since the luminance information for each frame can be updated at high speed, it is possible to follow a moving subject, and a higher image quality can be achieved together with a reduction in image shift.
(第六実施形態)
本実施形態では、図1に示す固体撮像素子を搭載する第一実施形態で説明したデジタルカメラと、図10に示す固体撮像素子を搭載する第四実施形態で説明したデジタルカメラにおいて、より好ましい形態について説明する。
(Sixth embodiment)
In the present embodiment, the digital camera described in the first embodiment on which the solid-state imaging device shown in FIG. 1 is mounted and the digital camera described in the fourth embodiment on which the solid-state imaging device shown in FIG. Will be described.
光電変換素子51R,51G,51Bと光電変換素子51Wとでは、光電変換素子51Wの方が感度が高くなってしまうため、図1及び図10に示す固体撮像素子において、第1の光電変換素子群と第2の光電変換素子群を同じ条件で駆動してしまうと、ダイナミックレンジを有効に活用できないとう課題が発生する。そこで、この課題を解決するための手段を以下に列挙する。
In the
(a)第1の光電変換素子群の露光時(奇数フィールドを実施するフレーム期間における露光期間)と、第2の光電変換素子群の露光時(偶数フィールドを実施するフレーム期間における露光期間)とで露光条件を変更する。
例えば、第2の光電変換素子群の露光時間を第1の光電変換素子群の露光時間よりも短くすることにより、光電変換素子51R,51G,51Bと光電変換素子51Wそれぞれのダイナミックレンジに最適な露光とすることができる。
(A) At the time of exposure of the first photoelectric conversion element group (exposure period in the frame period in which the odd field is implemented), and at the time of exposure of the second photoelectric conversion element group (exposure period in the frame period in which the even field is implemented) To change the exposure condition.
For example, by making the exposure time of the second photoelectric conversion element group shorter than the exposure time of the first photoelectric conversion element group, it is optimal for the dynamic ranges of the
又、暗時で撮影する場合や内視鏡用途としてデジタルカメラを用いた場合等で被写体を照明して撮影を行う場合に、第2の光電変換素子群の露光時の照明光量を、第1の光電変換素子群の露光時の照明光量よりも少なくすることで、光電変換素子51R,51G,51Bと光電変換素子51Wそれぞれのダイナミックレンジに最適な露光とすることができる。
Also, when shooting in the dark or when using a digital camera as an endoscope to shoot a subject and shooting, the amount of illumination light at the time of exposure of the second photoelectric conversion element group is set to By reducing the amount of illumination light at the time of exposure of the photoelectric conversion element group, it is possible to achieve exposure optimal for the dynamic ranges of the
又は、被写体を照明して撮影を行う場合に、第2の光電変換素子群の露光時の照明時間を、第1の光電変換素子群への照明時間よりも少なくすることで、光電変換素子51R,51G,51Bと光電変換素子51Wそれぞれのダイナミックレンジに最適な露光とすることができる。
Alternatively, when the subject is illuminated for shooting, the photoelectric conversion element 51 </ b> R is obtained by reducing the illumination time during exposure of the second photoelectric conversion element group to be shorter than the illumination time for the first photoelectric conversion element group. , 51G, 51B and
又は、被写体を照明して撮影を行う場合で、被写体に光を間欠的にあてる場合に、その間隔を制御することで、光電変換素子51R,51G,51Bと光電変換素子51Wそれぞれのダイナミックレンジに最適な露光とすることができる。
Alternatively, when shooting is performed by illuminating the subject, and the light is intermittently applied to the subject, the dynamic range of each of the
又は、被写体を照明して撮影を行う場合に、第1の光電変換素子群の露光時と、第2の光電変換素子群の露光時とで、被写体に照明する光を発する光源を変更することで、光電変換素子51R,51G,51Bと光電変換素子51Wそれぞれのダイナミックレンジに最適な露光とすることができる。
Alternatively, when shooting with the subject illuminated, the light source that emits light to illuminate the subject is changed between the exposure of the first photoelectric conversion element group and the exposure of the second photoelectric conversion element group. Thus, it is possible to perform exposure optimal for the dynamic ranges of the
又、第1の光電変換素子群の露光時と第2の光電変換素子群の露光時とで絞り2の絞り値を変更することで、光電変換素子51R,51G,51Bと光電変換素子51Wそれぞれのダイナミックレンジに最適な露光とすることができる。
Further, by changing the aperture value of the
又、固体撮像素子5の前面にNDフィルタ等の光学フィルタを出し入れ可能な構成としておき、第1の光電変換素子群の露光時にはNDフィルタを固体撮像素子5前面から退避させておき、第2の光電変換素子群の露光時にはNDフィルタを固体撮像素子5前面に挿入することで、光電変換素子51R,51G,51Bと光電変換素子51Wそれぞれのダイナミックレンジに最適な露光とすることができる。
In addition, an optical filter such as an ND filter can be inserted into and removed from the front surface of the solid-
(b)第1の光電変換素子群の露光時と第2の光電変換素子群の露光時とで、固体撮像素子5に入射させる光の成分を変化させる。
光電変換素子51Wは、それ自体で輝度情報を取得できるが、光電変換素子51R,51G,51Bは、それぞれ1つの色情報しか得られない。このため、色当たりの素子ピッチは、光電変換素子51R,51G,51Bの方が光電変換素子51Wよりも広くなる。そこで、第1の光電変換素子群の露光時と第2の光電変換素子群の露光時とにそれぞれ適した光学ローパスフィルタ処理を施して光を固体撮像素子5に入射させることで、サンプリング特性の最適化を図ることが可能となる。
(B) The component of light incident on the solid-
The
例えば、光学ローパスフィルタ4を、固体撮像素子5の前面に挿入した状態と、この前面から退避させた状態とを切り替え可能な可動式としておき、システム制御部11が、第1の光電変換素子群の露光時にのみ光学ローパスフィルタ4を固体撮像素子5の前面に挿入するようにする。これにより、光電変換素子51Wからの情報はそのままで、色信号を補間した場合による偽信号を低減することができる。
For example, the optical low-
(c)システム制御部11が、第1の光電変換素子群から出力される撮像信号と第2の光電変換素子群から出力される撮像信号とで、アナログ信号処理部6に含まれる信号増幅手段であるVGA(可変利得増幅器)による撮像信号の増幅率を変更する。
撮像信号のダイナミックレンジは、A/D変換での量子化によっても変化する。このため、撮像信号をA/D変換する前のアナログゲインを制御することで、量子化を最適化することができる。
(C) The signal amplifying means included in the analog
The dynamic range of the imaging signal also changes due to quantization by A / D conversion. For this reason, the quantization can be optimized by controlling the analog gain before the A / D conversion of the imaging signal.
5 固体撮像素子
51R,51G,51B,51W 光電変換素子
10 撮像素子駆動部
17 デジタル信号処理部
19 フィールド合成部
5 Solid-
Claims (15)
前記多数の光電変換素子が、第1の光電変換素子からなる第1の光電変換素子群と、第2の光電変換素子からなる第2の光電変換素子群とに分けられ、
前記第1の光電変換素子と前記第2の光電変換素子とは互いに隣接して配置され、
前記第1の光電変換素子群と前記第2の光電変換素子群は、それぞれ独立に信号を読み出すことが可能であり、
前記第1の光電変換素子群から読み出された第1の信号と前記第2の光電変換素子群から読み出された第2の信号は、それぞれ、それだけで被写体の輝度情報を得ることが可能な信号となっており、
更に、前記第1の信号と前記第2の信号の少なくとも一方は、それだけでR(赤色)、G(緑色)、及びB(青色)の原色のカラー情報を得ることが可能な信号となっており、
動画撮影時、前記第1の光電変換素子群のみから信号を読み出すフィールドと前記第2の光電変換素子群のみから信号を読み出すフィールドとを、1フレーム期間毎に交互に繰り返して前記固体撮像素子を駆動する駆動手段と、
任意のフィールドで前記撮像素子から得られた撮像信号と、前記任意のフィールドの隣接フィールドで前記撮像素子から得られた撮像信号とを組み合わせて、前記光電変換素子の総数と同じ数の信号からなる全画素信号を生成する全画素信号生成手段と、
前記全画素信号に基づいて画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記画像データに対し、前記第1の光電変換素子と、それに隣接する前記第2の光電変換素子との間隔に対する応答がゼロとなるフィルタ処理を行うフィルタ処理手段と、を備える撮像装置。 An image pickup apparatus having an image pickup device including a large number of photoelectric conversion elements arranged two-dimensionally in a vertical direction on a substrate and in a horizontal direction perpendicular thereto,
The large number of photoelectric conversion elements are divided into a first photoelectric conversion element group consisting of a first photoelectric conversion element and a second photoelectric conversion element group consisting of a second photoelectric conversion element,
The first photoelectric conversion element and the second photoelectric conversion element are disposed adjacent to each other,
The first photoelectric conversion element group and the second photoelectric conversion element group can each independently read a signal,
The first signal read from the first photoelectric conversion element group and the second signal read from the second photoelectric conversion element group can each obtain luminance information of the subject alone. Signal,
Furthermore, at least one of the first signal and the second signal is a signal that can obtain color information of primary colors of R (red), G (green), and B (blue) by itself. And
At the time of moving image shooting, a field for reading a signal only from the first photoelectric conversion element group and a field for reading a signal only from the second photoelectric conversion element group are alternately repeated for each frame period, so that the solid-state image pickup element is Driving means for driving;
Combining an image pickup signal obtained from the image pickup element in an arbitrary field and an image pickup signal obtained from the image pickup element in an adjacent field of the arbitrary field, the signal includes the same number of signals as the total number of the photoelectric conversion elements. All pixel signal generating means for generating all pixel signals;
Image data generating means for generating image data based on all the pixel signals ;
An image pickup apparatus comprising: a filter processing unit that performs a filtering process on the image data so that a response to an interval between the first photoelectric conversion element and the second photoelectric conversion element adjacent thereto is zero.
前記全画素信号生成手段が、前記任意のフィールドで前記撮像素子から得られた撮像信号と、前記任意のフィールドの直前のフィールドで前記撮像素子から得られた撮像信号とを組み合わせて前記全画素信号を生成し、
前記画像データ生成手段が、前記全画素信号に基づいて、前記任意のフィールドが実施されたフレーム期間に対応するフレーム分の画像データを生成する撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1,
The all-pixel signal generating means combines the imaging signal obtained from the imaging element in the arbitrary field and the imaging signal obtained from the imaging element in the field immediately before the arbitrary field. Produces
An image pickup apparatus in which the image data generation unit generates image data for a frame corresponding to a frame period in which the arbitrary field is implemented based on the all pixel signals.
前記第1の光電変換素子群の各光電変換素子の上方に設けられるフィルタ配列が等方的になっている撮像装置。 An imaging apparatus in which a filter array provided above each photoelectric conversion element of the first photoelectric conversion element group is isotropic.
前記第1の光電変換素子群の各光電変換素子の上方に設けられるフィルタ配列及び前記第2の光電変換素子群の各光電変換素子の上方に設けられるフィルタ配列がそれぞれ等方的になっている撮像装置。 The filter array provided above each photoelectric conversion element of the first photoelectric conversion element group and the filter array provided above each photoelectric conversion element of the second photoelectric conversion element group are isotropic, respectively. Imaging device.
前記第1の光電変換素子の配列と前記第2の光電変換素子の配列がそれぞれ同一配列ピッチの正方配列であり、 The array of the first photoelectric conversion elements and the array of the second photoelectric conversion elements are each a square array having the same array pitch,
前記第1の光電変換素子群と前記第2の光電変換素子群とが、それぞれに含まれる光電変換素子配列ピッチの1/2だけ前記垂直方向及び前記水平方向にずれて配置されている撮像装置。 An imaging apparatus in which the first photoelectric conversion element group and the second photoelectric conversion element group are arranged to be shifted in the vertical direction and the horizontal direction by a half of the photoelectric conversion element arrangement pitch included in each of the first photoelectric conversion element group and the second photoelectric conversion element group .
前記第1の光電変換素子群が、R光を検出するR光電変換素子と、G光を検出するG光電変換素子と、B光を検出するB光電変換素子とで構成され、 The first photoelectric conversion element group includes an R photoelectric conversion element that detects R light, a G photoelectric conversion element that detects G light, and a B photoelectric conversion element that detects B light.
前記第2の光電変換素子群が、光の輝度成分を検出するW光電変換素子で構成されている撮像装置。 The imaging apparatus in which the second photoelectric conversion element group includes a W photoelectric conversion element that detects a luminance component of light.
前記第1の光電変換素子群と前記第2の光電変換素子群が、それぞれ、R光を検出するR光電変換素子と、G光を検出するG光電変換素子と、B光を検出するB光電変換素子で構成されている撮像装置。 The first photoelectric conversion element group and the second photoelectric conversion element group are respectively an R photoelectric conversion element that detects R light, a G photoelectric conversion element that detects G light, and a B photoelectric that detects B light. An imaging device composed of a conversion element.
前記多数の光電変換素子の配列が正方配列であり、 The arrangement of the multiple photoelectric conversion elements is a square arrangement,
前記第1の光電変換素子と前記第2の光電変換素子とが互いに市松状に配置されている撮像装置。 An imaging apparatus in which the first photoelectric conversion element and the second photoelectric conversion element are arranged in a checkered pattern.
前記第1の光電変換素子群が、R光を検出するR光電変換素子と、G光を検出するG光電変換素子と、B光を検出するB光電変換素子とで構成され、 The first photoelectric conversion element group includes an R photoelectric conversion element that detects R light, a G photoelectric conversion element that detects G light, and a B photoelectric conversion element that detects B light.
前記第2の光電変換素子群が、光の輝度成分を検出するW光電変換素子で構成されている撮像装置。 The imaging apparatus in which the second photoelectric conversion element group includes a W photoelectric conversion element that detects a luminance component of light.
前記第1の光電変換素子群と前記第2の光電変換素子群が、それぞれ、R光を検出するR光電変換素子と、G光を検出するG光電変換素子と、B光を検出するB光電変換素子とで構成されている撮像装置。 The first photoelectric conversion element group and the second photoelectric conversion element group are respectively an R photoelectric conversion element that detects R light, a G photoelectric conversion element that detects G light, and a B photoelectric that detects B light. An imaging device configured with a conversion element.
前記多数の光電変換素子の配列が正方配列であり、 The arrangement of the multiple photoelectric conversion elements is a square arrangement,
奇数行にある光電変換素子が前記第1の光電変換素子群であり、 The photoelectric conversion elements in the odd rows are the first photoelectric conversion element group,
偶数行にある光電変換素子が前記第2の光電変換素子群となっている撮像装置。 An imaging apparatus in which photoelectric conversion elements in even-numbered rows form the second photoelectric conversion element group.
前記第1の光電変換素子群と前記第2の光電変換素子群が、それぞれ、R光を検出するR光電変換素子と、G光を検出するG光電変換素子と、B光を検出するB光電変換素子と、光の輝度成分を検出するW光電変換素子とで構成されている撮像装置。 The first photoelectric conversion element group and the second photoelectric conversion element group are respectively an R photoelectric conversion element that detects R light, a G photoelectric conversion element that detects G light, and a B photoelectric that detects B light. An imaging apparatus including a conversion element and a W photoelectric conversion element that detects a luminance component of light.
前記第1の光電変換素子群の露光時と前記第2の光電変換素子群の露光時とで、露光条件を変更する露光制御手段を備える撮像装置。 An imaging apparatus comprising an exposure control unit that changes an exposure condition between exposure of the first photoelectric conversion element group and exposure of the second photoelectric conversion element group.
前記第1の光電変換素子群の露光時と前記第2の光電変換素子群の露光時とで、前記撮像素子に入射させる光の成分を変化させる手段を備える撮像装置。 An image pickup apparatus comprising: means for changing a component of light incident on the image pickup element between exposure of the first photoelectric conversion element group and exposure of the second photoelectric conversion element group.
前記撮像素子から出力される信号を増幅する信号増幅手段と、 A signal amplifying means for amplifying a signal output from the image sensor;
前記第1の光電変換素子群から出力される信号と、前記第2の光電変換素子群から出力される信号とで、前記信号増幅手段による信号の増幅率を変更する増幅率制御手段とを備える撮像装置。 Amplification rate control means for changing a signal amplification rate by the signal amplification means between a signal output from the first photoelectric conversion element group and a signal output from the second photoelectric conversion element group. Imaging device.
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