JP5971530B2 - モザイク画像からカラー画像を形成する方法、前記方法を実行するカメラプロセッサ、およびコンピュータの不揮発性のデータ記憶媒体 - Google Patents
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Description
本願は、2010年9月26日に出願された米国仮特許出願番号61/386533、2010年10月12日に出願された米国仮特許出願番号61/392069、及び2011年9月24日に出願された米国特許出願番号13/244336の優先権を主張する。
図5A−7Cは、ピクセルアレイ12を記述する。
図5Aは、本発明に係るカラーフィルタアレイ13を示す。ピクセルアレイ12から出力する画像は、“垂直走査”を矢印の方向に、下部から始まってトップへ進行する。カラーフィルタアレイ13は、緑(G)と、赤(R)と、マゼンタ(M)との色のカラーフィルタの2次元配列のように編成された。さらに具体的には、カラーフィルタアレイ13は、1つの対角線に沿って配置された1対の緑(G)のカラーフィルタと他の対角線に沿って配置された赤(R)のカラーフィルタとマゼンタ(M)のカラーフィルタとの1対とで構成された2×2単位13aで構成された2次元配列のように編成された。
図8から図23までは、マゼンタピクセル14bを説明する。
図8は、本発明に従う積み重ねられたフォトダイオード100eと100fと100bとを含むマゼンタピクセル14bの第1の実施例の縦断面を示す。深いフォトダイオード100bと浅いフォトダイオード100eは、第1の導電型、好ましくはp型の低濃度にドープされた半導体基板56に形成されたおり、さらに好ましくは5e14/cm3と5e15/cm3との間のドーピング濃度がある。基板56は、1e19/cm3を超えるドーピング濃度を有する高濃度にドープされたp−基板の上に軽くドープされたp−エピ層であってもよい。ダイオード100bは、基板56に最も深いであり、第2の導電型、好ましくは、n型の深い第2の領域54cを備えている。浅いフォトダイオード100eは、基板56に浅いであり、深い第2の領域54cの上に積層されており、表面の第1の領域63下にある第2の導電型の浅い第2の領域54aを備えている。その表面の第1の領域63は、浅い第2の領域54aから成長する空乏領域を、基板56の上面インターフェイスに到達するのから、防ぐ。浅い第1の領域65aと浅い第1の領域65a下の深い第1の領域65bとは、両方が第1の導電型に属し、フォトダイオード100bと100eとを分離した。さらに、浅い第1の領域65aと深い第1の領域65bは、第2の導電型の中二階第2の領域54bを備えている中二階フォトダイオード100fを挟まる。一緒に、浅い100eと中二階100fと深い100bフォトダイオードは、マゼンタピクセル14bの積み重ねられたフォトダイオードを構成する。
図17は、本発明のマゼンタ画素の実施例14b’の垂直断面を示している。浅い第1の実施例の第1の領域65aと深い第1の領域65bとはない。
図20は、本発明のマゼンタの画素の実施例14b”の垂直断面を示している。
図24−27は、赤色のピクセル14dの実施例を説明する。
図34には、カメラプロセッサ212のブロック図である。プロセッサ212は、バスインターフェース240を介して、イメージセンサのピクセルアレイ12から生成するモザイク画像を受信する。バスインタフェース240は、イメージセンサ10から生成された画像データから一度に1つのデータ・ビットを受信するシリアルインターフェース、または同時にピクセルのすべてのデータ・ビットを受信するパラレルインタフェースであってもよいし。代わりには、ハイブリッドインターフェースがバス66から画素の2つ以上のビットを1つの瞬間に受け、その画素の他の1つ以上のビットを他の瞬間に受けす。モザイク画像データは、バッファ220に格納されている。プロセッサは、大量の画像データを格納するために、プロセッサ212外のメモリ(図示せず)を往復するモザイク画像データの転送を制御するDMAコントローラを備えることができる。上記のバッファは、デモザイク部222にモザイク画像データを出力する。デモザイク部222は、モザイク画像の欠落色を生成する。色補正部224は、デモザイク部222によって出力された色補間された画像に色補正を行いる。カメラプロセッサ212は、優れたホワイトバランスに画像を補正するホワイトバランス補正部(図示せず)が備えていてもよい。画像圧縮部226は、カラー画像を受信し、画像の圧縮を行いて画像データの縮小量がある圧縮された画像を生成する。圧縮された画像は、最終的に、出力インタフェース242でカメラプロセッサ212に接続されているデータバスを介して記憶装置216に格納さる。
R=wDY・wDZ・D+(1−wDY・wDZ)*[(1−wDY)・Y+(1−wDZ)・Z]/(2−wDY−wDZ),
wDYは、補間された信号がYであつて図28のwDの関数である。wDZは、補間された信号がZであつて図28のwDの関数である。
マゼンタ画素のための青のピクセル値を生成するための簡単な方法は、図14を参照して説明され、浅いフォトダイオード信号と深いフォトダイオード信号と間の加重の差を形成することを含む。
結び
図34は、デモザイク部222がプロセッサ212にあることを示しているが、代替の実施例においてのデモザイク部222は、撮像素子10の一部であり、ADC24の出力バス66を介してピクセルアレイ12から生成されてデジタル化された画像データを受信し、再構成されたフルカラー画像を別のバス上に出力することができる。
Claims (7)
- モザイク画像からカラー画像を形成する方法であって、
前記モザイク画像は、
本質的に赤色である第1のスペクトル応答を示す第1の信号を有する赤色の画像画素と、
本質的に赤色である第2のスペクトル応答を示す第2の信号、および本質的にマゼンタである第3のスペクトル応答を示す第3の信号を有するマゼンタの画像画素と、
本質的に緑色である第4のスペクトル応答を示す第4の信号を有し、前記マゼンタの画像画素に隣接する緑色の画像画素と、を含み
前記方法は、
少なくとも前記第1及び第2の信号の関数として、第5の信号を生成して前記マゼンタの画像画素のための赤色信号とするステップを含み、
前記第5の信号の前記第2の信号に対する導関数の大きさは極小値を有し、
前記第5の信号の前記第2の信号に対する導関数の大きさが極小となる前記第2の信号の値は、前記第1の信号および前記第4の信号に従って変化することを特徴とする方法。 - 前記第5の信号の前記第2の信号に対する導関数の大きさは、前記極小値と最大値の間で少なくとも2倍変化することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記第5の信号の前記第2の信号に対する導関数の大きさが極小となる前記第2の信号の値では、前記第5の信号の前記第1の信号に対する導関数は、前記第2の信号が他の値である場合よりも大きくなる請求項1に記載の方法。
- 前記方法は、
前記第3の信号と第2の係数との積から前記第2の信号と第1の係数との積を減算して前記マゼンタの画像画素に対して本質的に青色である第5のスペクトル応答を示す第6の信号を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。 - 前記方法は、
前記第3の信号と第2の係数との積から前記第5の信号と第1の係数との積を減算して前記マゼンタの画像画素に対して本質的に青色である第5のスペクトル応答を示す第6の信号を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。 - 請求項1から5までのいずれかに記載の方法を前記モザイク画像に実行してカラー画像を生成するデモザイク部と、
イメージセンサから前記モザイク画像の画像データを受信するように構成された入力インターフェースと、を備えるカメラプロセッサ。 - コンピュータ可読命令を搭載し、
前記コンピュータ可読命令がコンピューティングデバイスによって実行されるとき、前記コンピューティングデバイスが請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法を実行する、コンピュータの不揮発性のデータ記憶媒体。
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