JP6929929B2 - 複数の隣接する赤外線フィルタ要素を備えた画像センサの方法および装置 - Google Patents
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Description
本出願は、2017年7月3日に出願された米国特許出願第15/640,758号および2016年7月5日に出願された米国特許仮出願第62/358,523号の優先権を主張するものであり、これらの両方の全体は、参照により本明細書に組み込まれる。
ポータブルコンピュータディスケット、RAM、ROM、消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ(EPROMもしくはフラッシュメモリ)、またはポータブルコンパクトディスク(CD)、ポータブルデジタルビデオディスク(DVD)、ハイデフィニションDVD(HD-DVD(登録商標))、BLU-RAYディスクを含む光記憶デバイスなどを含む。
12 フィルタアレイ
14 画像センサ
16 画像回路
20 ビニング
21 画像センサ
22 照射領域
23 センサ要素、画素要素
24 出力レジスタ
25 出力、合計結果
100 2次元フィルタアレイ
103 フィルタ要素グループ
104 カラーフィルタ要素、第1のフィルタ要素サブセット
106 IRフィルタ要素、第2のフィルタ要素サブセット
110 フィルタアレイ
112 IRフィルタ要素
114 赤色カラーフィルタ要素
116 緑色カラーフィルタ要素
118 フィルタ要素グループ
200 フィルタアレイ
202 IRフィルタ要素
204 赤色カラーフィルタ要素
206 緑色カラーフィルタ要素
207 青色カラーフィルタ要素
208 フィルタ要素グループ
300 フィルタアレイ
302 IRフィルタ要素
304 赤色カラーフィルタ要素
306 緑色カラーフィルタ要素
307 青色カラーフィルタ要素
308 フィルタ要素グループ
400 フィルタアレイ
402 IRフィルタ要素
403 隣接するIRフィルタ要素のセット
404 赤色カラーフィルタ要素
406 緑色カラーフィルタ要素
407 青色カラーフィルタ要素
408 フィルタ要素グループ
500 フィルタアレイ
502 IRフィルタ要素
504 赤色カラーフィルタ要素
506 緑色カラーフィルタ要素
507 青色カラーフィルタ要素
508 フィルタ要素グループ
600 フィルタアレイ
602 IRフィルタ要素
604 赤色カラーフィルタ要素
606 緑色カラーフィルタ要素
607 青色カラーフィルタ要素
608 フィルタ要素グループ
700 画像センサ装置
702 フィルタアレイ
704 画像センサ
706 画像プロセッサ
804 判定
850 カラー値
851 IRフィルタ要素
852 抽出IRビニング画像
900 ネットワークアーキテクチャ
902 ネットワーク
904 テレビ
906 携帯電話デバイス
908 エンドユーザコンピュータ
910 携帯情報端末(PDA)デバイス
912 サーバコンピュータ
1000 システム
1002 中央処理装置
1004 メインメモリ
1006 二次記憶装置
1008 通信インタフェース
1010 入力/出力(I/O)インタフェース
1012 バス
Claims (26)
- 装置であって、
2次元画素要素アレイを備える画像センサであって、各画素要素が、光景の画像を表すための画素データとして出力信号を生成する、画像センサと、
前記光景から入射する光を受光するように前記2次元画素要素アレイに結合された2次元フィルタ要素アレイを備えるフィルタアレイであって、前記フィルタアレイが、複数のフィルタ要素ブロックとして配置され、前記複数のフィルタ要素ブロックが、それぞれ、
前記光の可視スペクトルの1つ以上の色のスペクトルエネルギーを透過するように構成された第1のフィルタ要素サブセットであって、第1のフィルタ要素サブセットの隣り合うフィルタ要素の各対が、前記可視スペクトルの異なる色のスペクトルエネルギーを透過するように構成されている、第1のフィルタ要素サブセット、および
前記光の赤外線(IR)スペクトルのスペクトルエネルギーを透過するように構成された第2のフィルタ要素サブセットであって、前記第2のフィルタ要素サブセットが、隣接する少なくとも2(二)つのIRフィルタ要素を含む、第2のフィルタ要素サブセット
を含む、フィルタアレイと
を備え、
前記装置が、第1のタイプのビニングアルゴリズムを利用して前記第1のフィルタ要素サブセットの少なくとも一部に関して前記光の前記可視スペクトルの前記1つ以上の色の前記スペクトルエネルギーをビニングし、第2のタイプのビニングアルゴリズムを利用して前記第2のフィルタ要素サブセットの少なくとも一部に関して前記光のIRスペクトルのスペクトルエネルギーをビニングするために構成され、
前記装置が、前記フィルタアレイの第1の横列に前記第1のフィルタ要素サブセットのみが含まれている場合は、前記第1の横列に対して第1の処理を実行し、前記フィルタアレイの第2の横列に前記第2のフィルタ要素サブセットの少なくとも1つのフィルタ要素が含まれている場合は、前記第2の横列に対して、前記第1の処理とは異なる第2の処理を実行するために構成され、前記第2の処理は、隣接する少なくとも2(二)つのIRフィルタ要素に対してビニングを実行することを含む、
装置。 - 前記画像センサが、電荷結合素子(CCD)画像センサを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記画像センサが、相補型金属酸化膜半導体(CMOS)画像センサを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記第2のフィルタ要素サブセットが、隣接する少なくとも4(四)つのIRフィルタ要素を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記第1のフィルタ要素サブセットが、赤色カラーフィルタ要素、緑色カラーフィルタ要素、および青色カラーフィルタ要素のうちの少なくとも2種類を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記第1のフィルタ要素サブセットが、赤色カラーフィルタ要素、緑色カラーフィルタ要素、および青色カラーフィルタ要素を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記フィルタアレイが、それぞれのブロックのフィルタ要素の構成が対称になるように配置される、請求項1に記載の装置。
- 前記第2のフィルタ要素サブセットが、前記第1のフィルタ要素サブセットのフィルタ要素の第2の数の分数である第1の数のフィルタ要素を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記分数が、3分の1(1/3)である、請求項8に記載の装置。
- 前記装置が、前記第2のフィルタ要素サブセットが、前記フィルタ要素ブロックの対応するそれぞれの内の中央に配置されるように構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記装置が、前記第2のフィルタ要素サブセットが、前記フィルタ要素ブロックの対応するそれぞれの隅に配置されるように構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記装置が、前記第2のフィルタ要素サブセットの少なくとも一部に関して前記光のIRスペクトルのスペクトルエネルギーをビニングするために構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記装置が、前記ビニングにより電圧レベルがビニングされるように構成される、請求項12に記載の装置。
- 前記装置が、前記ビニングにより電荷レベルがビニングされるように構成される、請求項12に記載の装置。
- 前記第2のフィルタ要素サブセットの少なくとも一部に関して前記光のIRスペクトルのスペクトルエネルギーをビンニングするビニング回路をさらに備える、請求項1に記載の装置。
- 前記装置が、補間を利用して前記第2のフィルタ要素サブセットの少なくとも1つに関して前記光の前記可視スペクトルの前記1つ以上の色のスペクトルエネルギーの値を特定するために構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記装置が、前記フィルタアレイの第1の横列に前記第1のフィルタ要素サブセットのみが含まれている場合は、より高い解像度を利用して前記第1の横列に関連する出力を処理し、前記フィルタアレイの第2の横列に前記第2のフィルタ要素サブセットの少なくとも1つのフィルタ要素が含まれている場合は、より低い解像度を利用して前記第2の横列に関連する出力を処理するために構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記装置が、前記第2のフィルタ要素サブセットの少なくとも一部分が、前記第1のフィルタ要素サブセットの前記フィルタ要素の少なくとも1つよりも大きい、前記フィルタアレイの単一の構成要素を形成するように構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記装置が、前記第1のフィルタ要素サブセットの前記フィルタ要素がベイヤーパターンで構成されるように構成される、請求項1に記載の装置。
- 方法であって、
装置で光を受光するステップであって、前記装置が、2次元画素要素アレイを備える画像センサと、光景から入射する光を受光するように前記2次元画素要素アレイに結合された2次元フィルタ要素アレイを備えるフィルタアレイであって、前記フィルタアレイが、複数のフィルタ要素ブロックとして配置され、前記複数のフィルタ要素ブロックが、それぞれ、前記光の可視スペクトルの1つ以上の色のスペクトルエネルギーを透過するように構成された第1のフィルタ要素サブセットであって、第1のフィルタ要素サブセットの隣り合うフィルタ要素の各対が、前記光の前記可視スペクトルの異なる色のスペクトルエネルギーを透過するように構成されている、第1のフィルタ要素サブセットおよび前記光の赤外線(IR)スペクトルのスペクトルエネルギーを透過するように構成された第2のフィルタ要素サブセットであって、前記第2のフィルタ要素サブセットが、隣接する少なくとも2(二)つのIRフィルタ要素を含む、第2のフィルタ要素サブセットを含む、フィルタアレイとを備える、ステップと、
前記光景の画像を表す画素データを含む、前記画像センサの画素要素のそれぞれに関する出力信号を生成するステップと
を含み、
第1のタイプのビニングアルゴリズムを利用して前記第1のフィルタ要素サブセットの少なくとも一部に関して前記光の前記可視スペクトルの前記1つ以上の色の前記スペクトルエネルギーをビニングするステップと、
第2のタイプのビニングアルゴリズムを利用して前記第2のフィルタ要素サブセットの少なくとも一部に関して前記光のIRスペクトルのスペクトルエネルギーをビニングするステップと
をさらに含み、
前記フィルタアレイの第1の横列に前記第1のフィルタ要素サブセットのみが含まれている場合は、前記第1の横列に対して第1の処理を実行するステップと、
前記フィルタアレイの第2の横列に前記第2のフィルタ要素サブセットの少なくとも1つのフィルタ要素が含まれている場合は、前記第2の横列に対して、前記第1の処理とは異なる第2の処理を実行するステップとをさらに含み、前記第2の処理は、隣接する少なくとも2(二)つのIRフィルタ要素に対してビニングを実行することを含む、
方法。 - 前記第2のフィルタ要素サブセットが、隣接する少なくとも4(四)つのIRフィルタ要素を含む、請求項20に記載の方法。
- 前記第2のフィルタ要素サブセットが、前記第1のフィルタ要素サブセットのフィルタ要素の第2の数の分数である第1の数のフィルタ要素を含む、請求項20に記載の方法。
- 前記第2のフィルタ要素サブセットの少なくとも一部に関して前記光のIRスペクトルのスペクトルエネルギーをビニングするステップをさらに含む、請求項20に記載の方法。
- 前記第1のフィルタ要素サブセットの前記フィルタ要素が、ベイヤーパターンで構成される、請求項20に記載の方法。
- 装置であって、
2次元画素要素アレイを備える画像センサであって、各画素要素が、光景の画像を表すための画素データとして出力信号を生成する、画像センサと、
前記光景から入射する光を受光するように前記2次元画素要素アレイに結合された2次元フィルタ要素アレイを備えるフィルタアレイであって、前記フィルタアレイが、複数のフィルタ要素ブロックとして配置され、前記複数のフィルタ要素ブロックが、それぞれ、前記光の可視スペクトルの1つ以上の色のスペクトルエネルギーを透過するように構成された第1のフィルタ要素サブセットおよび前記光の赤外線(IR)スペクトルのスペクトルエネルギーを透過するように構成された第2のフィルタ要素サブセットであって、前記第2のフィルタ要素サブセットのフィルタ要素の少なくとも1つが、第1のフィルタ要素サブセットのフィルタ要素の少なくとも1つよりも大きい、第2のフィルタ要素サブセットを含む、フィルタアレイと
を備え、
前記装置が、第1のタイプのビニングアルゴリズムを利用して前記第1のフィルタ要素サブセットの少なくとも一部に関して前記光の前記可視スペクトルの前記1つ以上の色の前記スペクトルエネルギーをビニングし、第2のタイプのビニングアルゴリズムを利用して前記第2のフィルタ要素サブセットの少なくとも一部に関して前記光のIRスペクトルのスペクトルエネルギーをビニングするために構成され、
前記装置が、前記フィルタアレイの第1の横列に前記第1のフィルタ要素サブセットのみが含まれている場合は、前記第1の横列に対して第1の処理を実行し、前記フィルタアレイの第2の横列に前記第2のフィルタ要素サブセットの少なくとも1つのフィルタ要素が含まれている場合は、前記第2の横列に対して、前記第1の処理とは異なる第2の処理を実行するために構成され、前記第2の処理は、隣接する少なくとも2(二)つのIRフィルタ要素に対してビニングを実行することを含む、
装置。 - 前記装置が、前記第1のフィルタ要素サブセットの前記フィルタ要素がベイヤーパターンで構成されるように構成される、請求項25に記載の装置。
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