JP7123384B2 - Image signal processor - Google Patents

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本発明は、1画素に複数の光電変換部を備えた撮像素子において、光電変換部に入射する光に対する画像信号処理装置に関するものである。 The present invention relates to an image signal processing device for light incident on a photoelectric conversion unit in an imaging device having a plurality of photoelectric conversion units in one pixel.

一般的なデジタルカメラやデジタルビデオカメラには、CCDイメージセンサやCMOSイメージセンサなどの撮像素子が用いられる。これらの撮像素子は、複数の画素から構成される。複数の画素の内、単位画素は、主にマイクロレンズと光電変換部であるフォトダイオードと配線とからなり、光電変換部は複数の光電変換素子を有することもある。 Imaging devices such as CCD image sensors and CMOS image sensors are used in general digital cameras and digital video cameras. These imaging elements are composed of a plurality of pixels. Among the plurality of pixels, a unit pixel is mainly composed of a microlens, a photodiode as a photoelectric conversion section, and wiring, and the photoelectric conversion section may have a plurality of photoelectric conversion elements.

そこで、光電変換部が複数の光電変換素子を有する場合、単位画素では、マイクロレンズと各光電変換素子との間には幾何学的な位置関係の違いが生じる。 Therefore, when the photoelectric conversion unit has a plurality of photoelectric conversion elements, there is a difference in geometrical positional relationship between the microlens and each photoelectric conversion element in the unit pixel.

図1は、撮像素子を切断した断面図である。図1にあるように、図1上側の被写体側に位置するマイクロレンズを通過した光が光電変換部に至るまでの光路には、右側の光電変換部と左側の光電変換部とでは、違いが発生する。具体的には、右側の光電変換部と左側の光電変換部とでは、配線層との位置関係が変わる。そのため、入射角を有する斜光線の場合、光束の一部が配線層に遮蔽されて、光電変換部へと至らないことがある。 FIG. 1 is a cross-sectional view of an imaging device. As shown in FIG. 1, there is a difference in the optical path of the light passing through the microlens located on the subject side in the upper part of FIG. Occur. Specifically, the positional relationship with the wiring layer changes between the photoelectric conversion section on the right side and the photoelectric conversion section on the left side. Therefore, in the case of an oblique ray having an incident angle, part of the luminous flux may be blocked by the wiring layer and may not reach the photoelectric conversion section.

光電変換部は、届いた光のみを画像信号へ変換するので、配線層に遮蔽された一部の光束は、画像信号へ変換されない。つまり、近辺に位置する同色の光電変換部において、マイクロレンズを通過したすべての光が遮蔽されることなく光電変換部に届いたものと配線層にて遮蔽されることで一部の光束が届かなかった光電変換部とでは、変換後の画像信号に差が生じる。 Since the photoelectric conversion unit converts only the light that reaches it into an image signal, part of the light flux blocked by the wiring layer is not converted into an image signal. In other words, in the photoelectric conversion units of the same color located nearby, all the light that has passed through the microlens reaches the photoelectric conversion units without being blocked, and part of the light flux reaches the photoelectric conversion units because it is blocked by the wiring layer. A difference occurs in the image signal after conversion between the photoelectric conversion unit and the photoelectric conversion unit that did not exist.

その結果、近辺に位置する同色の光電変換部のうち、配線層にて遮蔽されて一部の光束が届かなかった光電変換部が変換した画像信号が減ってしまい、同色の隣接する画像信号との信号差として現れる。また、配線層に遮断される光束の量は、光電変換部へ入射する光の入射角度によっても変化するので、同色の隣接画素との信号差(比)は一定にはならない。この信号差を処理せずに画像にすると、エッジとして認識されるためノイズとして処理されず、ノイズとして現れる。 As a result, among photoelectric conversion units of the same color located nearby, the image signals converted by the photoelectric conversion units, which are shielded by the wiring layer and part of the light flux does not reach, are reduced, and the image signals of the adjacent image signals of the same color are reduced. appears as a signal difference of In addition, since the amount of light flux blocked by the wiring layer also changes depending on the incident angle of the light incident on the photoelectric conversion section, the signal difference (ratio) between adjacent pixels of the same color is not constant. If this signal difference is converted into an image without being processed, it will be recognized as an edge and will not be processed as noise, but will appear as noise.

特許文献1は、単板式の撮像素子にカラーフィルタをベイヤー配列に配置した撮像装置を用いている。この撮像素子は、微細画素化に伴って画素構造の微小な違いによって、画素毎の感度が変わるという課題を有する。さらには、この課題を有するため、そのままデモザイク処理を行うと輝度変化の少ない平坦部をエッジであると誤判定してしまうという課題を有する。これらの課題に対応する方法として、特許文献1は、画素に補正項を用いることで対処する方法を開示している。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200000 uses an image pickup device in which color filters are arranged in a Bayer array in a single-plate type image pickup device. This imaging element has a problem that the sensitivity of each pixel changes due to minute differences in the pixel structure as the pixels become finer. Furthermore, due to this problem, if the demosaic processing is performed as it is, there is a problem that a flat portion with little luminance change is erroneously determined to be an edge. As a method for dealing with these problems, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200000 discloses a method of using a correction term for a pixel.

特許5672776号公報Japanese Patent No. 5672776

しかしながら、特許文献1にて開示されている画像処理装置は、画素の補正に用いる補正項を周囲の画素値の距離に応じた重み付けで補正加算値を求めているため、平均的な差分データが求まる。従って、周囲に特性の異なる細部情報が含まれている場合に、補正加算値が正しく求められないために、細部情報が消えてしまったり、誤った補正加算値が加算されて細部情報が別物になってしまうという場合があるという課題を有する。 However, in the image processing apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200010, since the correction term used for pixel correction is weighted according to the distance of the surrounding pixel values, the average difference data is sought. Therefore, when detailed information with different characteristics is included in the surrounding area, the detailed information may disappear or become different due to the addition of an incorrect additional correction value because the additional correction value may not be calculated correctly. There is a problem that there is a case that it becomes.

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、配線層など撮像素子の構造によって光束の一部が遮蔽された光が入射する光電変換素子が変換した画像信号による信号差をノイズとして判別し、ノイズ成分を削減するための画像信号処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and the signal difference between the image signals converted by the photoelectric conversion element that receives the incident light, part of the luminous flux of which is blocked by the structure of the imaging device such as the wiring layer, is taken as noise. It is an object of the present invention to provide an image signal processing apparatus for discriminating and reducing noise components.

上記課題を解決するための手段である第1の発明は、光学系を通過した光束を画像信号に変換する光電変換部を1画素に複数有し、さらに前記光学系の光束の経路上に構造物を有する撮像素子から得られる画像信号を処理する画像信号処理装置において、前記画像信号について、注目画素の画像信号を周辺の画像信号に応じて均すフィルタ部と、前記構造物と同じ位置関係にある前記画像信号毎に前記画像信号を抜き出す抜出部と、前記抜出部が抜き出した前記画像信号面毎に、特定画素とその周辺画素との信号差から関連性を求め、前記関連性を比較して関連度を求める比較部と、前記比較部の算出した前記関連度に応じて、前記フィルタ部の処理を適用された画像信号と前記光電変換部が変換した前記画像信号とを混合する混合部と、を備えたことを特徴とする画像信号処理装置A first invention, which is a means for solving the above problems, has a plurality of photoelectric conversion units in one pixel for converting a light beam that has passed through an optical system into an image signal, and further has a structure on the path of the light beam of the optical system. In an image signal processing device for processing an image signal obtained from an imaging device having an object, for the image signal, a filter unit for smoothing the image signal of the pixel of interest according to the surrounding image signal, and the same position as the structure. an extraction unit for extracting the image signal for each of the image signals having a relationship; a comparison unit that compares the characteristics to obtain a degree of relevance; and a mixing unit for mixing.

また、上述の課題を解決するための手段である第2の発明は、第1の発明に記載の画像信号処理方法であって、前記フィルタ部は前記構造物によって構成されるパターンを抑制する強度のローパスフィルタまたはノイズリダクションであることを特徴とする画像信号処理装置A second invention, which is a means for solving the above-described problems, is the image signal processing method according to the first invention, wherein the filter unit has a strength to suppress a pattern formed by the structure. An image signal processing device characterized by being a low-pass filter or noise reduction of .

また、上述の課題を解決するための手段である第3の発明は、第1の発明又は第2の発明に記載の画像信号処理方法であって、前記混合部は、前記比較部の出力結果を均すフィルタを有することを特徴とする画像信号処理装置A third aspect of the invention, which is means for solving the above-described problems, is the image signal processing method according to the first aspect or the second aspect, wherein the mixing unit comprises an output result of the comparing unit An image signal processing device , comprising a filter for averaging.

本発明によれば、配線層など撮像素子の構造によって光束の一部が遮蔽された光が入射する光電変換素子が変換した画像信号による信号差をノイズとして判別し、ノイズ成分を削減するための画像信号処理装置を提供することができる。 According to the present invention, the signal difference between the image signals converted by the photoelectric conversion element into which the light with a part of the luminous flux is blocked by the structure of the imaging element such as the wiring layer is discriminated as noise, and the noise component is reduced. An image signal processing device can be provided.

本発明の実施例に係る固体撮像素子の断面図1 is a cross-sectional view of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention; 本発明の実施例に係る固体撮像装置の構成を示すブロック図1 is a block diagram showing the configuration of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の実施例に係るノイズリダクションを行う際のフローチャート4 is a flow chart when performing noise reduction according to an embodiment of the present invention; 本発明の実施例に係る光電変換部の変換した画像信号を抜き出す概念図FIG. 4 is a conceptual diagram for extracting an image signal converted by the photoelectric conversion unit according to the embodiment of the present invention; 本発明の実施例に係る各信号処理を適用した画像信号Image signal to which each signal processing according to the embodiment of the present invention is applied 本発明の実施例とは異なる固体撮像素子の断面図FIG. 4 is a cross-sectional view of a solid-state imaging device different from the embodiment of the present invention;

以下、添付の図面に従って、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the present invention is not limited by this embodiment.

本実施例において、10は撮像装置、100はレンズ鏡筒、101は固体撮像素子、102はCPU、1011はマイクロレンズ、1012は光電変換部、1013は配線層、1021はフィルタ部、1022は抜出部、1023は比較部、1024は混合部とする。 101, a solid-state imaging device; 102, a CPU; 1011, a microlens; 1012, a photoelectric conversion section; 1013, a wiring layer; An output section, 1023 a comparison section, and 1024 a mixing section.

図1は、本実施例の固体撮像素子101の断面図である。尚、図1は、本発明の説明を簡単にするために簡略化されている。また、図1は、上側が被写体側、下側が像面側となる。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a solid-state imaging device 101 of this embodiment. It should be noted that FIG. 1 is simplified for ease of explanation of the present invention. In FIG. 1, the upper side is the object side, and the lower side is the image plane side.

本願実施例にて用いる固体撮像素子101は、1つのマイクロレンズ1011の下に、被写体側から見るとマイクロレンズ1011に4つの光電変換部1012が配置されている。図1は、マイクロレンズ1011を2つの光電変換部1012が含まれる位置にて割った断面図である。 In the solid-state imaging device 101 used in the embodiment of the present application, four photoelectric conversion units 1012 are arranged under one microlens 1011 when viewed from the object side. FIG. 1 is a cross-sectional view of a microlens 1011 divided at a position where two photoelectric conversion units 1012 are included.

前述したこの固体撮像素子101に、図1に示すような光線(a)と(b)の入射を検討する。光線(a)の場合、右(図中、R)と左(図中、L)のそれぞれの光電変換部1012への入射する光束に違いは生じない。しかし、光線(b)のように光電変換部1012から垂直な線に対して角度を有する光線の場合、右の光電変換部1012Rと左の光電変換部1012Lへの入射する光束に差が生じる。なぜなら、光線(b)のように左側から入射する光線の場合、配線層1013と光電変換部1012の位置関係が問題となる。左側に配線層1013が位置する光電変換部1012Lでは、光線が配線層1013によって遮られてしまう。一方、右側に配線層1013が位置する光電変換部1012Rでは、問題なく光線が届く。光線が配線層1013によって遮られる光電変換部1012Lによって画像信号に変換された画像信号は、本来の画像信号とは異なったものとなる。 Let us consider the incidence of light rays (a) and (b) as shown in FIG. In the case of the light ray (a), there is no difference between the light beams incident on the right (R in the drawing) and the left (L in the drawing) photoelectric conversion units 1012 . However, in the case of a light ray having an angle with respect to a line perpendicular to the photoelectric conversion unit 1012, such as the light ray (b), a difference occurs between the light beams incident on the right photoelectric conversion unit 1012R and the left photoelectric conversion unit 1012L. This is because the positional relationship between the wiring layer 1013 and the photoelectric conversion section 1012 is a problem in the case of a light ray incident from the left side like the light ray (b). In the photoelectric conversion section 1012L where the wiring layer 1013 is located on the left side, the light beam is blocked by the wiring layer 1013. FIG. On the other hand, the light beam reaches the photoelectric conversion unit 1012R, in which the wiring layer 1013 is located on the right side, without any problem. An image signal converted into an image signal by the photoelectric conversion unit 1012L whose light is blocked by the wiring layer 1013 is different from the original image signal.

次に、図2は、本実施例の固体撮像装置の構成を示す構成図である。 Next, FIG. 2 is a configuration diagram showing the configuration of the solid-state imaging device of this embodiment.

レンズ鏡筒100は、撮像装置10に脱着可能であり、レンズ鏡筒100のマウント部とカメラ本体のマウント部とがバヨネット機構などにより接続される。尚、カメラ本体に固定式の物でも構わない。 The lens barrel 100 is detachable from the imaging device 10, and the mount portion of the lens barrel 100 and the mount portion of the camera body are connected by a bayonet mechanism or the like. In addition, it may be fixed to the camera body.

固体撮像素子101は、マイクロレンズ1011と光電変換部1012と配線層1013などを含む。 The solid-state imaging device 101 includes microlenses 1011, photoelectric conversion units 1012, wiring layers 1013, and the like.

マイクロレンズ1011は、レンズ鏡筒100に入射した光束を各光電変換部1012が受光に適するように集光するレンズである。 The microlens 1011 is a lens that collects the light flux incident on the lens barrel 100 so that each photoelectric conversion unit 1012 is suitable for receiving light.

光電変換部1012は、マイクロレンズ1011を通過した光束を画像信号に変換する。 A photoelectric conversion unit 1012 converts the light flux that has passed through the microlens 1011 into an image signal.

尚、本願実施例は、1画素に4つの光電変換部1012を有する固体撮像素子101を用いる。 The embodiment of the present application uses the solid-state imaging device 101 having four photoelectric conversion units 1012 in one pixel.

配線部1013は、光電変換部1012にて変換された画像信号を各光電変換部1012からCPU102など各部へ転送する。 The wiring unit 1013 transfers the image signal converted by the photoelectric conversion unit 1012 from each photoelectric conversion unit 1012 to each unit such as the CPU 102 .

CPU102は、光電変換部1012が変換し配線層1013を通じて転送されてきた画像信号に各々の処理を行う。 The CPU 102 performs various processes on the image signal converted by the photoelectric conversion unit 1012 and transferred through the wiring layer 1013 .

フィルタ部1021は、光電変換部1012が変換し、配線層1013を通じて転送された画像信号にローパスフィルタを適用する。ローパスフィルタを適用した画像信号は、混合部1024へ送る。尚、特定の画像信号を周辺の画像信号に応じて均すのであれば、ノイズリダクションなどでも問題ない。 The filter unit 1021 applies a low-pass filter to the image signal converted by the photoelectric conversion unit 1012 and transferred through the wiring layer 1013 . The image signal to which the low-pass filter has been applied is sent to the mixing section 1024 . It should be noted that there is no problem with noise reduction or the like as long as a specific image signal is smoothed according to surrounding image signals.

抜出部1022は、光電変換部1012が変換し、配線層1013を通じて転送された画像信号から、配線層1013との位置関係が同じ光電変換部1012が変換した画像信号別に画像信号を整理する。 The extraction unit 1022 organizes image signals converted by the photoelectric conversion units 1012 and transferred through the wiring layer 1013 by image signals converted by the photoelectric conversion units 1012 having the same positional relationship with the wiring layer 1013 .

比較部1023は、抜出部1022から抜き出した画像信号毎に、注目する画素とその周辺の画素とを比較して、注目する画素に対する周囲との関連性を求め、抜き出した画素毎の関連性を基に関連度を求める。具体的な比較方法は後述する。 For each image signal extracted from the extraction unit 1022, the comparison unit 1023 compares the pixel of interest with its surrounding pixels, obtains the relevance of the pixel of interest to its surroundings, and calculates the relevance of each extracted pixel. Calculate the degree of relevance based on A specific comparison method will be described later.

混合部1024は、比較部1023で求めた関連度に基づいて、光電変換部1012が変換した画像信号とフィルタ部1021にてローパスフィルタを適用した画像信号とを混合する。 The mixing unit 1024 mixes the image signal converted by the photoelectric conversion unit 1012 and the image signal to which the low-pass filter is applied by the filter unit 1021 based on the degree of association obtained by the comparison unit 1023 .

次に、本発明における画像信号処理方法について、図3のフローチャートを用いて実施例を説明する。 Next, an embodiment of the image signal processing method according to the present invention will be described with reference to the flow chart of FIG.

ステップ#1では、図1に示すようにレンズ鏡筒1を通過した光束は、固体撮像素子101へ届き、マイクロレンズ1011にて光電変換部1012へ導かれた後、画像信号へ変換される。 In step #1, as shown in FIG. 1, the light flux passing through the lens barrel 1 reaches the solid-state imaging device 101, is guided to the photoelectric conversion section 1012 by the microlens 1011, and is then converted into an image signal.

ステップ#2では、光電変換部1012にて光束から変換された画像信号は配線部1013を通じて、フィルタ部1021へ転送される。転送された画像信号は、ローパスフィルタを適用される。ローパスフィルタの適用された画像信号は、不図示のメモリ部へ一時的に保存する。 At step # 2 , the image signal converted from the light flux by the photoelectric conversion unit 1012 is transferred to the filter unit 1021 through the wiring unit 1013 . A low-pass filter is applied to the transferred image signal. The image signal to which the low-pass filter has been applied is temporarily stored in a memory unit (not shown).

ステップ#3では、抜出部1022が光電変換部1012から配線部1013を通じて転送された画像信号から、光電変換部1012とその周辺の構造とが同じ画像信号とで抜き出し、整理する。具体的な整理方法については、後述する。 In step #3, the extraction unit 1022 extracts image signals having the same structure as the photoelectric conversion unit 1012 and its surroundings from the image signals transferred from the photoelectric conversion unit 1012 through the wiring unit 1013, and organizes the image signals. A specific arrangement method will be described later.

ステップ#4では、ステップ#3にて抜出部1022が抜き出して、整理した画像信号について、比較部1023がそれぞれを比較する。具体的な比較方法については、後述する。 At step #4, the comparison unit 1023 compares the image signals extracted and organized by the extraction unit 1022 at step #3. A specific comparison method will be described later.

ステップ#5では、ステップ#4にて比較部1023が求めた関連度に基づいて、光電変換部1012が変換した画像信号とステップ#2にて不図示のメモリ部に保存していたフィルタ部1021にてローパスフィルタを適用した画像信号を混合する。 In step #5, the image signal converted by the photoelectric conversion unit 1012 and the filter unit 1021 stored in the memory unit (not shown) in step #2 are combined based on the degree of association obtained by the comparison unit 1023 in step #4. Mix the image signal to which the low-pass filter is applied at .

次に、図4を用いて、ステップ#3の抜出部1022の抜き出し方法とその後の画像信号の整理方法を説明する。 Next, the extracting method of the extracting unit 1022 in step #3 and the subsequent method of arranging the image signals will be described with reference to FIG.

図4は、光電変換部1012が変換した画像信号の概念図である。具体的には、図4(a)は、レンズ鏡筒100を通過した光束が固体撮像素子101へ届き、各光電変換部1012にて変換された画像信号を表し、図4(b)は、抜出部1022によって抜き出された後の画像信号である。 FIG. 4 is a conceptual diagram of an image signal converted by the photoelectric conversion unit 1012. As shown in FIG. Specifically, FIG. 4(a) shows an image signal in which a light flux that has passed through the lens barrel 100 reaches the solid-state imaging device 101 and is converted by each photoelectric conversion unit 1012, and FIG. It is an image signal extracted by an extraction unit 1022 .

図4(a)の光電変換部1012は、図中の1マス1マスである。マス周辺の枠は、構造物であり、光電変換部1012にて変換された画像信号を各種画像信号処理を行うためにCPU102へ転送するための配線層1013を表す。 The photoelectric conversion unit 1012 in FIG. 4A is one square in the figure. Frames around the squares are structures and represent wiring layers 1013 for transferring image signals converted by the photoelectric conversion unit 1012 to the CPU 102 for various image signal processing.

ここで、図4(a)において、本願実施例は、1画素に4つの光電変換部1012を有する固体撮像素子101を用いている。さらに、1画素周辺に配線層が巡らされている。光電変換部1012毎に“LU”や“RD”といった文字が入っている。これは、各光電変換部1012と配線層1013との位置関係を示している。上側と左側に配線層が位置する光電変換部1012には、LUと表示し、下側と右側に配線層が位置する光電変換部1012には、RDと表示する。同様に、下側と左側に配線層が位置する光電変換部1012には、LDと表示し、上側と右側に配線層が位置する光電変換部1012には、RUと表示する。 Here, in FIG. 4A, the embodiment of the present application uses a solid-state imaging device 101 having four photoelectric conversion units 1012 in one pixel. Furthermore, a wiring layer surrounds one pixel. Characters such as “LU” and “RD” are entered for each photoelectric conversion unit 1012 . This shows the positional relationship between each photoelectric conversion unit 1012 and the wiring layer 1013 . The photoelectric conversion unit 1012 having the upper and left wiring layers is indicated as LU, and the photoelectric conversion unit 1012 having lower and right wiring layers is indicated as RD. Similarly, the photoelectric conversion unit 1012 whose wiring layers are located on the lower side and left side is denoted by LD, and the photoelectric conversion unit 1012 whose wiring layers are located on the upper side and on the right side is denoted by RU.

どの画素も同様に各画素周りに配線層1013が位置する。 A wiring layer 1013 is positioned around each pixel in the same manner.

この場合、1画素における光電変換部1012は、画素内での配置が同じであれば、配線層1013との位置関係も同じになる。従って、図4(a)の光電変換部1012の上記で説明した文字が同じであれば、各画素内での配線層1013との配置も同じとなる。 In this case, the photoelectric conversion unit 1012 in one pixel has the same positional relationship with the wiring layer 1013 as long as the arrangement in the pixel is the same. Therefore, if the above-described characters of the photoelectric conversion unit 1012 in FIG. 4A are the same, the layout of the wiring layer 1013 in each pixel is also the same.

次に図4(b)について説明する。 Next, FIG. 4B will be described.

図4(b)では、ステップ#1にて、図4(a)に示すように各光電変換部1012が画像信号へ変換する。その後、画像信号を配線層1013との位置関係が同じ光電変換部1012毎に画像信号を抜き出したものである。光電変換部1012に対して、配線層1013が同じ位置関係にある光電変換部1012を集める(以下、フレームと呼ぶ)。本願実施例では、1画素に4つの光電変換部1012を備える固体撮像素子を用いているので、フレームはLU・LD・RU・RDの4パターンに分けられる。 In FIG. 4(b), at step #1, each photoelectric conversion unit 1012 converts into an image signal as shown in FIG. 4(a). After that, image signals are extracted for each photoelectric conversion unit 1012 having the same positional relationship with the wiring layer 1013 . The photoelectric conversion units 1012 having the wiring layer 1013 in the same positional relationship with the photoelectric conversion units 1012 are collected (hereinafter referred to as a frame). In the embodiment of the present application, a solid-state imaging device having four photoelectric conversion units 1012 per pixel is used, so frames are divided into four patterns of LU, LD, RU, and RD.

ステップ#4について説明する。 Step #4 will be explained.

ステップ#3にて、各光電変換部1012が光から変換した画像信号である図4(a)から抜出部1022が画像信号を抜き出し、整理した画像信号である図4(b)の状態から注目画素を決定し、比較部1023が注目画素について周囲の画素と比較する。 In step #3, the extraction unit 1022 extracts image signals from the image signals converted from light by the photoelectric conversion units 1012 in FIG. A target pixel is determined, and the comparison unit 1023 compares the target pixel with surrounding pixels.

具体的には、図4(a)の左から2番目で上から2番目に位置する図中の着色された画素を注目画素として、以下に比較部1023の比較方法を説明する。始めに注目画素のLUに着目し、LUを抜き出した図4(b)の状態であるLUのフレーム内において、上方向に位置する画素のLUとの差を算出する。次に、注目画素と下方向に位置する画素のLUとの差を算出する。さらに、注目画素のそれぞれ左方向と右方向に位置する画素のLUとも同様に注目画素のLUとの差を算出する。その結果、注目画素と各方向に位置する画素との信号差を比較し、最も注目画素のLUと周辺画素のLUとの差が大きかった方向をEaとする。 Specifically, the comparison method of the comparison unit 1023 will be described below with the colored pixel positioned second from the left and second from the top in FIG. 4A as a pixel of interest. First, attention is focused on the LU of the target pixel, and the difference from the LU of the pixel positioned above in the frame of the LU in the state of FIG. 4B from which the LU is extracted is calculated. Next, the difference between the pixel of interest and the LU of the pixel positioned below is calculated. Furthermore, the difference between the LU of the pixel of interest and the LU of the pixel of interest positioned to the left and right of the pixel of interest is similarly calculated. As a result, the signal difference between the pixel of interest and the pixels located in each direction is compared, and the direction in which the difference between the LU of the pixel of interest and the LU of the peripheral pixels is the largest is defined as Ea.

次に、注目画素のRUに着目する。RUを抜き出した図4(b)の状態であるRUのフレーム内において、先ほどのLUと同様に、注目画素のRUと上方向に位置する画素のRUとの差を算出し、次に、注目画素と下方向に位置する画素のRUとの差を算出する。以後、同様に注目画素の左方向と右方向に位置する画素とRU同士の差を算出し、最も注目画素のRUと周辺画素との差が大きかった方向をEbとする。 Next, focus on the RU of the pixel of interest. In the frame of the RU in the state of FIG. 4(b) where the RU is extracted, the difference between the RU of the pixel of interest and the RU of the pixel positioned above is calculated in the same way as the previous LU. Calculate the difference between the pixel and the RU of the pixel located below. After that, similarly, the difference between the pixels positioned to the left and right of the pixel of interest and the RU is calculated, and the direction in which the difference between the RU of the pixel of interest and the surrounding pixels is the largest is defined as Eb.

注目画素のLDとRDも同様に上方向・下方向・左方向・右方向との差を算出し、最も注目画素と周辺画素との差が大きかった方向をそれぞれEcとEdとする。 LD and RD of the target pixel are similarly calculated for the upward, downward, leftward, and rightward directions, and the directions in which the difference between the target pixel and the surrounding pixels is the largest are defined as Ec and Ed, respectively.

各フレームについて、求めた注目画素と周辺画素との差が大きかった方向であるEa~Edは、関連性となる。これらEa~Edの関連性を基にして、一致度である関連度を求める。 For each frame, Ea to Ed, which are directions in which there is a large difference between the target pixel and the surrounding pixels, are related. Based on the relevance of these Ea to Ed, the degree of relevance, which is the degree of matching, is obtained.

上記説明した注目画素と周辺画素との関連性を求めることを注目画素を変えながら、比較部1023は、固体撮像素子のすべての画素について、行う。 While changing the target pixel, the comparison unit 1023 performs the above-described determination of the relationship between the target pixel and the peripheral pixels for all the pixels of the solid-state imaging device.

また、本実施例では、注目画素と周辺画素との比較を注目画素の上下左右の4方向を周辺画素として比較を行ったが、注目画素の斜め方向(図4(b)の着色してある注目画素に対して、右斜め上・右斜め下・左斜め上・左斜め下)についての比較を行ってもよい。 In this embodiment, the pixel of interest and the surrounding pixels are compared with each other in the four directions of the pixel of interest, namely, the four directions of the pixel of interest. The comparison may be made with respect to the target pixel in the upper right, lower right, upper left, and lower left directions.

注目画素の斜め方向についての比較を行うことによる利点は後述する。 Advantages of comparing oblique directions of the pixel of interest will be described later.

また、本実施例では、注目画素と周辺画素との信号差を比較した結果、関連性として注目画素と周辺画素との差が最も大きかった方向のみをEa、Eb・・・としたが、方向だけでなく信号値の差である信号差も含めて保存することとしても問題ない。信号差の具体的な用い方は、後程説明する。 Further, in this embodiment, as a result of comparing the signal differences between the pixel of interest and the peripheral pixels, only the directions in which the difference between the pixel of interest and the peripheral pixels was the largest were set as Ea, Eb, . . . There is no problem if the signal difference, which is the difference between the signal values, is also stored. A specific usage of the signal difference will be described later.

以下に、ステップ#5について説明する。 Step #5 will be described below.

ステップ#5では、ステップ#4にて比較部1023で求めた関連性を基にして定まった関連度に基づき、光電変換部1012が生成した画像信号とステップ#2にてフィルタ部1021のローパスフィルタを適用した画像信号とを混合部1024にて混合する。 In step #5, the image signal generated by the photoelectric conversion unit 1012 and the low-pass filter of the filter unit 1021 in step #2 are obtained based on the degree of association determined based on the relationship obtained by the comparison unit 1023 in step #4. is mixed with the image signal to which is applied in the mixing unit 1024 .

具体的には、本実施例のステップ#5は、ステップ#4で求められた関連度が高かった場合、つまりEa=Eb=Ec=Edとなった場合、ステップ#2でローパスフィルタを適用した画像信号と光電変換部1012によって変換された画像信号の比率は、100:0で混合した画像信号とする。つまり、関連度が高かった場合に、ローパスフィルタを適用した画像信号を適用する。 Specifically, in step #5 of this embodiment, when the degree of association obtained in step #4 is high, that is, when Ea=Eb=Ec=Ed, a low-pass filter is applied in step #2. The ratio of the image signal and the image signal converted by the photoelectric conversion unit 1012 is assumed to be 100:0. That is, when the degree of association is high, the image signal to which the low-pass filter is applied is applied.

ここで、関連度が高い場合に、ローパスフィルタを適用した画像信号へ置き換える理由を説明する。光電変換部1012によって変換された画像信号で、注目画素と周辺画素とを比較した場合に最も差が大きくなる方向が一致する場合、グラデーションである可能性が極めて高い。従って、平滑化するため本実施例ではローパスフィルタを適用した画像信号へと置き換える。 Here, the reason for replacing with an image signal to which a low-pass filter is applied when the degree of association is high will be described. In the image signal converted by the photoelectric conversion unit 1012, when the direction of the largest difference when comparing the target pixel and the surrounding pixels is the same, the possibility of gradation is extremely high. Therefore, in this embodiment, the image signal is replaced with an image signal to which a low-pass filter is applied for smoothing.

また、関連度が低かった場合、つまりEa=Eb=Ec=Edで無かった場合、ステップ#2でローパスフィルタを適用した画像信号と光電変換部1012によって変換された画像信号の比率は、0:100で混合した画像信号とする。つまり、関連度が低かった場合に、光電変換部1012によって変換された画像信号を適用する。 Further, when the degree of association is low, that is, when Ea=Eb=Ec=Ed is not satisfied, the ratio of the image signal to which the low-pass filter is applied in step #2 and the image signal converted by the photoelectric conversion unit 1012 is 0: 100 mixed image signal. That is, when the degree of association is low, the image signal converted by the photoelectric conversion unit 1012 is applied.

なぜなら、関連度が低い場合、光電変換部1012によって変換された画像信号は、エッジが異なる方向にあると判断出来るため細部情報である可能性が高い。そのため、平滑化するためのローパスフィルタを適用せず、そのままの画像信号とする。 This is because when the degree of association is low, the image signal converted by the photoelectric conversion unit 1012 is highly likely to be detailed information because it can be determined that the edges are in different directions. Therefore, the image signal is used as it is without applying a low-pass filter for smoothing.

更には、ステップ#4にて、斜め方向についての比較を行った場合、エッジの方向がより正確に分かることから、細部情報とノイズの判別をより精度よく判別することが可能となる。 Furthermore, when the diagonal direction is compared in step #4, the direction of the edge can be determined more accurately, so that detailed information and noise can be discriminated more accurately.

また、ステップ#4において求めた信号の差を用いることで、全ての方向の信号差が大きい場合、当該注目画素はエッジである可能性が高い。従って、ステップ#5にてフィルタ部1021のローパスフィルタを適用した画像信号と光電変換部1012が変換した画像信号との混合時にローパスフィルタを適用した画像信号の割合を少なくする。全ての方向の信号差が極端に小さい場合、該当注目画素は平面の可能性が高い。従って、ステップ#5にてフィルタ部1021にてローパスフィルタを適用した画像信号と光電変換部1012が変換した画像信号との混合時にローパスフィルタを適用した画像信号の割合を多めにする。また、各方向の信号差にバラつきがある場合、エッジが正しく認識できていない可能性があるので、ローパスフィルタを適用した画像信号の割合を少なくするといったことをしてもよい。 Further, by using the signal difference obtained in step #4, when the signal difference in all directions is large, the pixel of interest is highly likely to be an edge. Therefore, in step #5, when the image signal to which the low-pass filter of the filter unit 1021 is applied and the image signal converted by the photoelectric conversion unit 1012 are mixed, the ratio of the image signal to which the low-pass filter is applied is reduced. If the signal differences in all directions are extremely small, there is a high possibility that the pixel of interest is a plane. Therefore, in step #5, when the image signal to which the low-pass filter is applied by the filter unit 1021 and the image signal converted by the photoelectric conversion unit 1012 are mixed, the proportion of the image signal to which the low-pass filter is applied is increased. Also, if there is variation in the signal difference in each direction, there is a possibility that the edge cannot be correctly recognized.

尚、本願実施例では、混合部1024の比率を0と100とどちらかの画像信号を採用する比率を用いたが、適宜変更してもよいことは言うまでもない。 In the embodiment of the present application, the mixing unit 1024 employs a ratio of either 0 or 100 image signals, but it is needless to say that the ratio may be changed as appropriate.

また、本願実施例では、1画素に4つの光電変換部1012を有する固体撮像素子を用いているので、各注目画素と周辺画素との差はEa~Edまで4つ求まる。前述した実施例では、Ea~Edまですべてが揃った場合とそうでない場合で混合部1024での比率を変えていた。しかし、Ea~Edの4つのうち3つの方向が揃った場合には、ローパスフィルタを適用した画像信号と光電変換部1012によって変換された画像信号の比率を75:25で混合した画像信号とし、2つの方向が揃った場合には、同様に50:50で混合した画像信号とするとしてもよい。このように1画素の有する各光電変換部1012の注目画素と周辺画素との差の関連度に応じて混合比を変更するようにしてもよい。 Further, in the embodiment of the present application, since a solid-state imaging device having four photoelectric conversion units 1012 per pixel is used, four differences Ea to Ed between each pixel of interest and peripheral pixels are obtained. In the above-described embodiment, the ratio in the mixing section 1024 was changed depending on whether or not all of Ea to Ed were present. However, when three of the four directions of Ea to Ed are aligned, an image signal obtained by mixing the image signal to which the low-pass filter is applied and the image signal converted by the photoelectric conversion unit 1012 at a ratio of 75:25, When the two directions are aligned, the image signal may be similarly mixed at 50:50. In this manner, the mixing ratio may be changed according to the degree of association between the target pixel and the peripheral pixels of each photoelectric conversion unit 1012 of one pixel.

さらに、ステップ#4にて求めた関連度について、ローパスフィルタを適用してもよい。各画素の混合比にローパスフィルタを適用することによってフィルタ部1021によってローパスフィルタを適用した画像信号と光電変換部1012によって変換された画像信号の混合比は緩やかになることで画像信号の急激な変換を回避する。 Furthermore, a low-pass filter may be applied to the degree of association obtained in step #4. By applying a low-pass filter to the mixing ratio of each pixel, the mixing ratio of the image signal to which the low-pass filter has been applied by the filter unit 1021 and the image signal converted by the photoelectric conversion unit 1012 becomes gentle, thereby rapidly converting the image signal. avoid.

ローパスフィルタを用いて画像信号の混合比が緩やかになることで、解像感を残しつつノイズも消された画像となる。なぜなら、隣り合う画素について、フィルタ部1021によってローパスフィルタを適用した画像信号と光電変換部1012によって変換された画像信号の混合比が、100と0を繰り返した場合、最終的な画像には、ノイズに似たアーティファクトとして出現するため、好ましくない By using a low-pass filter to moderate the mixing ratio of image signals, an image in which noise is eliminated while maintaining a sense of resolution is obtained. This is because, for adjacent pixels, when the mixture ratio of the image signal to which the low-pass filter is applied by the filter unit 1021 and the image signal converted by the photoelectric conversion unit 1012 repeats 100 and 0, the final image contains noise. is undesirable because it appears as an artifact similar to

更には、比較部1023にソーベルフィルタやプレヴィットフィルタを内蔵して、各フレームの画像信号に対してフィルタを適用することで、各フレームにおけるエッジの方向や強度を検出を行い、各フレームについてそれぞれエッジの方向と強度を検出し、方向及びエッジ強度に基づいて関連度を計算することも可能である。 Furthermore, by incorporating a Sobel filter or a Prewitt filter in the comparison unit 1023 and applying the filter to the image signal of each frame, the direction and strength of the edge in each frame are detected. It is also possible to detect the direction and strength of each edge and calculate the relevance based on the direction and edge strength.

関連度に基づいて、これまで説明したようにフィルタ部1021によってローパスフィルタを適用した画像信号と光電変換部1012によって変換された画像信号を混合して、各画素の画像信号とする。 Based on the degree of association, as described above, the image signal to which the low-pass filter is applied by the filter unit 1021 and the image signal converted by the photoelectric conversion unit 1012 are mixed to obtain the image signal of each pixel.

また、混合部1024が混合に用いるためにフィルタ部1021で用いられたローパスフィルタは、光電変換部1012によって変換された画像信号に構造物要因で発生する特性を緩やかにするためのフィルタである。従って、特定の画素の信号値を周辺の画素の信号値を用いることで均すことが目的であるので、ローパスフィルタ以外にもノイズリダクションなどを用いても問題ない。 The low-pass filter used in the filter unit 1021 to be used in the mixing by the mixing unit 1024 is a filter for moderating the characteristics of the image signal converted by the photoelectric conversion unit 1012 due to structural factors. Therefore, since the purpose is to equalize the signal value of a specific pixel by using the signal values of surrounding pixels, there is no problem even if noise reduction or the like is used in addition to the low-pass filter.

図5の各図を説明する。図5-1と図5-2の図は、それぞれ別の箇所の画像信号であり、図5-1はグラデーション部でありノイズを低減するべき部分であり、図5-2は構造を多く持ち解像感を維持するべき被写体の例となる。尚、処理方法に対する説明は両方の図で共通する。図5(a)は、光電変換部1012が変換した画像信号を示す。図5(b)は、フィルタ部1021にてローパスフィルタを適用した画像信号を示す。図5(c)は、ステップ#4の比較結果を示す。図5(d)は、ステップ#4の比較結果を基に光電変換部1012が変換した画像信号図5(a)とフィルタ部1021にてローパスフィルタを適用した画像信号図5(b)とを混合部1024にて混合した画像信号を示す。図5(e)は、光電変換部1012が変換した画像信号にフィルタ部1021とは異なり、出力画像の解像感に合うように調整したローパスフィルタを適用した画像信号となる。 Each figure of FIG. 5 is demonstrated. Figures 5-1 and 5-2 show image signals at different points, respectively. Figure 5-1 is the gradation part where noise should be reduced, and Figure 5-2 has many structures. This is an example of a subject whose resolution should be maintained. Note that the description of the processing method is common to both figures. FIG. 5A shows an image signal converted by the photoelectric conversion unit 1012. FIG. FIG. 5B shows an image signal to which a low-pass filter has been applied by the filter section 1021. FIG. FIG. 5(c) shows the comparison result of step #4. FIG. 5D shows the image signal of FIG. 5A converted by the photoelectric conversion unit 1012 based on the comparison result of step #4 and the image signal of FIG. The image signal mixed by the mixing unit 1024 is shown. FIG. 5E shows an image signal obtained by applying a low-pass filter adjusted to match the resolution of the output image, unlike the filter unit 1021, to the image signal converted by the photoelectric conversion unit 1012. FIG.

図5-1(b)はノイズが少ないが図5-2(b)では解像感が無い。一方、図5-2(e)は解像感があるが、図5-1(e)ではノイズが多くなっている。それに対し、図5-1(d)はノイズが低減され、かつ図5-2(d)では解像感が残っている。 There is little noise in FIG. 5-1(b), but there is no sense of resolution in FIG. 5-2(b). On the other hand, there is a sense of resolution in FIG. 5-2(e), but there is much noise in FIG. 5-1(e). On the other hand, the noise is reduced in FIG. 5-1(d), and the sense of resolution remains in FIG. 5-2(d).

図5(c)のステップ#4の比較結果は、白色になっている画素は、関連度が高いと判断された部分、すなわち各フレームで注目画素と周辺画素の差が大きい方向が揃った場合となり、ローパスフィルタを適用した画像信号を用いる。また、黒色となっている画素は、関連度が低いと判断された部分、すなわち各フレームで注目画素と周辺画素の差が大きい方向が揃わなかった場合となり、光電変換部1012が変換した画像信号を用いる。その結果、図5(d)の画像となる。 As a result of comparison in step #4 in FIG. 5(c), white pixels are judged to have a high degree of relevance. Then, the image signal to which the low-pass filter is applied is used. In addition, black pixels are portions where the degree of association is determined to be low, that is, when the direction in which the difference between the pixel of interest and the surrounding pixels is large in each frame is not aligned. Use As a result, the image shown in FIG. 5(d) is obtained.

本願発明のように画像信号を混合することで、出力画像である図5(d)は、光電変換部1012が変換した画像信号にローパスフィルタを適用した画像信号である図5(e)と同等の解像感を維持しつつ、ノイズが少ない画像とすることが可能となる。なぜなら、本願実施例にて説明したように、本願発明は、ステップ#3にて抜き出した画像信号をステップ#4にてフレーム毎に注目画素と周辺画素とを比較することで、注目画素と周辺画素との関連度に応じて、ステップ#5での画像信号の混合を変更する。この時、関連度が高い場合、注目画素は、グラデーションである可能性が高い。従って、関連度が高い箇所の画像信号をローパスフィルタを適用した画像信号へと置き換える。また、関連度が低い場合、注目画素は、細部情報を持っていることが多いので、光電変換部1012が変換した画像信号を残すことが可能となる。その結果、ノイズを減らしながら解像感を維持した画像となる。 By mixing the image signals as in the present invention, the output image in FIG. 5D is equivalent to the image signal in FIG. It is possible to obtain an image with less noise while maintaining the sense of resolution. This is because, as described in the embodiment of the present application, the present invention compares the image signal extracted in step #3 with the pixel of interest and the surrounding pixels for each frame in step #4. The mixture of image signals in step #5 is changed according to the degree of association with the pixel. At this time, if the degree of association is high, there is a high possibility that the target pixel is a gradation. Therefore, the image signal of the portion with high degree of relevance is replaced with the image signal to which the low-pass filter is applied. Also, when the degree of association is low, the pixel of interest often has detailed information, so it is possible to leave the image signal converted by the photoelectric conversion unit 1012 . As a result, an image that maintains a sense of resolution while reducing noise is obtained.

グラデーションの場合、入射光束の変化は一定であるが、光電変換部1012が変換する光束が構造物の違いの影響を受ける。この場合、隣り合う構造物が異なる場合には光電変換部1012が変換する画号信号に差が生じてしまうためにグラデーションの関係性が崩れてしまう。一方で、同じ構造物を持つ光電変換部1012同士では同一の特性が得られるためにグラデーションの関係性が維持される。図5-1は、グラデーション部分を持つ被写体であるが、ステップ#3で抜き出した画像信号から、ステップ#4で関連性を求める事で関係性の一致する部分をグラデーション部として選択して、ステップ#5でグラデーション部にローパスフィルタを適用した画像となる。このため、図5-1(d)のノイズ量は図5-2(b)に近くなる。 In the case of gradation, the change in the incident light flux is constant, but the light flux converted by the photoelectric conversion unit 1012 is affected by differences in structures. In this case, if the adjacent structures are different, the image signal converted by the photoelectric conversion unit 1012 will be different, and the gradation relationship will be lost. On the other hand, since photoelectric conversion units 1012 having the same structure can obtain the same characteristics, the gradation relationship is maintained. FIG. 5-1 shows an object having a gradation portion. From the image signal extracted in step #3, by obtaining the relationship in step #4, a portion with a matching relationship is selected as a gradation portion, and step In #5, the image is obtained by applying a low-pass filter to the gradation portion. Therefore, the amount of noise in FIG. 5-1(d) is close to that in FIG. 5-2(b).

方向の異なる細部情報が多い場合、入射光束は一定にならないため、光電変換部1012が変換する光束がどの程度構造物の影響を受けるか分からない。細かい被写体物があった場合、この部分を均してしまうと、被写体物の情報を失う事となってしまう。図5-2は、多くの細部情報を持つ被写体であるが、ステップ#3で抜き出した画像信号から、ステップ#4で関連性を求める事で関係性の一致しない部分を細部情報部として選択して、ステップ#5で細部情報部にローパスフィルタを適用しない様にした画像となる。このため、図5-2(d)の解像感は図5-2(e)に近くなる。 When there is a large amount of detailed information in different directions, the incident light flux is not constant, so it is not known how much the structure will affect the light flux converted by the photoelectric conversion unit 1012 . When there is a fine subject, if this portion is smoothed out, information about the subject will be lost. FIG. 5-2 shows a subject with a lot of detailed information. From the image signal extracted in step #3, the relevance is obtained in step #4, and the parts with no matching relation are selected as the detailed information part. Thus, in step #5, the image is such that the low-pass filter is not applied to the detailed information portion. Therefore, the sense of resolution in FIG. 5-2(d) is close to that in FIG. 5-2(e).

また、本願実施例の固体撮像素子101は、1画素に4つの光電変換部を有する固体撮像素子1013を使用していた。しかし、1画素に光電変換部を2つしか有しないような固体撮像素子を用いることも可能である。その場合、配線層1013次第であるが、本明細書に記載の実施例と同様に1画素の周りに配線層1013を配置すると、配線層1013に対する位置関係は、右側と左側の光電変換部1012で異なる。そうすると、ステップ#3にて光電変換部1012とその周辺の構造とが同じ画像信号で抜出部1022が画像信号を抜き出すと、2パターンの画像信号となる。 Further, the solid-state imaging device 101 of the embodiment of the present application uses the solid-state imaging device 1013 having four photoelectric conversion units in one pixel. However, it is also possible to use a solid-state imaging device having only two photoelectric conversion units in one pixel. In that case, although it depends on the wiring layer 1013, if the wiring layer 1013 is arranged around one pixel as in the embodiment described in this specification, the positional relationship with respect to the wiring layer 1013 is such that the photoelectric conversion units 1012 on the right and left sides different in Then, when the extraction unit 1022 extracts an image signal with the same image signal from the photoelectric conversion unit 1012 and its surrounding structure in step #3, the image signal has two patterns.

1画素に光電変換部1012を2つ有する固体撮像素子101を用いる場合、ステップ#4は、2つのフレームにおいて、注目画素と周辺画素との比較を行う。ステップ#5では、ステップ#4の結果は、各フレームの注目画素と周辺画素との差が最も大きかった方向が一致した場合と一致しなかった場合の2パターンとなるので、一致した場合は、ローパスフィルタを適用した画像信号に置き換え、一致しなかった場合は、光電変換部1012の変換した画像信号とする。 When using the solid-state imaging device 101 having two photoelectric conversion units 1012 in one pixel, step #4 compares the pixel of interest and the peripheral pixels in two frames. In step #5, the result of step #4 is two patterns, one in which the direction in which the difference between the pixel of interest and the surrounding pixels in each frame is the largest matches and the other in which they do not match. The image signal is replaced with the image signal to which the low-pass filter is applied.

また、本願実施例では、1画素に1つのマイクロレンズ1011が配置され、その中に複数の光電変換部1012を有する固体撮像素子101を用いて説明してきた。しかし、図6に示すように、1つのマイクロレンズ1011に1つの光電変換部1012を有する固体撮像素子101であっても本願発明を適用することが可能である。この場合、隣り合う左側Lと右側Rの光電変換部1012は、配線層1013との位置関係から、入射する光線に差が生じる。これは、前述した1つのマイクロレンズ1011に2つの光電変換部1012を有する場合と同様の問題と捉えられる。 Further, in the embodiments of the present application, the solid-state imaging device 101 in which one microlens 1011 is arranged for one pixel and has a plurality of photoelectric conversion units 1012 therein has been described. However, as shown in FIG. 6, the present invention can be applied even to a solid-state imaging device 101 having one photoelectric conversion unit 1012 in one microlens 1011 . In this case, due to the positional relationship with the wiring layer 1013, the adjacent left L and right R photoelectric conversion units 1012 have different incident light beams. This is considered to be the same problem as in the case of having two photoelectric conversion units 1012 in one microlens 1011 described above.

本願発明は、光電変換部1012と配線層1013の位置関係が繰り返しとなる1つのユニットを1画素とする。従って、1画素に複数のマイクロレンズ1011が含まれることもある。例えば、図1と図4であれば1画素に1つのマイクロレンズ1011と4つの光電変換部1012が含まれ、図6であれば1画素に2つのマイクロレンズ1011と2つの光電変換部1012が含まれることとなる。 In the present invention, one unit in which the positional relationship between the photoelectric conversion unit 1012 and the wiring layer 1013 is repeated is defined as one pixel. Therefore, one pixel may include a plurality of microlenses 1011 . For example, in FIGS. 1 and 4, one pixel includes one microlens 1011 and four photoelectric conversion units 1012, and in FIG. 6, one pixel includes two microlenses 1011 and two photoelectric conversion units 1012. to be included.

10 撮像装置
100 レンズ鏡筒
101 固体撮像素子
1011 マイクロレンズ
1012 光電変換部
1013 配線層
102 CPU
1021 フィルタ部
1022 抜出部
1023 比較部
1024 混合部
10 imaging device 100 lens barrel 101 solid-state imaging device 1011 microlens 1012 photoelectric conversion section 1013 wiring layer 102 CPU
1021 filter unit 1022 extraction unit 1023 comparison unit 1024 mixing unit

Claims (3)

光学系を通過した光束を画像信号に変換する光電変換部を1画素に複数有し、
さらに前記光学系の光束の経路上に構造物を有する撮像素子から得られる画像信号を処理する画像信号処理装置において、
前記画像信号について、注目画素の画像信号を周辺の画像信号に応じて均すフィルタ部と、
前記構造物と同じ位置関係にある前記画像信号毎に前記画像信号を抜き出す抜出部と、
前記抜出部が抜き出した前記画像信号面毎に、特定画素とその周辺画素との信号差から関連性を求め、前記関連性を比較して関連度を求める比較部と、
前記比較部の算出した前記関連度に応じて、前記フィルタ部の処理を適用された画像信号と前記光電変換部が変換した前記画像信号とを混合する混合部と、
を備えたことを特徴とする画像信号処理装置
Each pixel has a plurality of photoelectric conversion units that convert a light flux that has passed through the optical system into an image signal ,
Further , in an image signal processing device for processing an image signal obtained from an imaging device having a structure on the path of the light flux of the optical system,
a filter unit for smoothing the image signal of the pixel of interest according to the surrounding image signals;
an extraction unit for extracting the image signal for each image signal having the same positional relationship as the structure;
a comparing unit that obtains relevance from a signal difference between a specific pixel and its surrounding pixels for each of the image signal planes extracted by the extracting unit, compares the relevance, and obtains a degree of relevance;
a mixing unit that mixes the image signal processed by the filter unit and the image signal converted by the photoelectric conversion unit according to the degree of association calculated by the comparison unit;
An image signal processing device comprising:
前記フィルタ部は前記構造物によって構成されるパターンを抑制する強度のローパスフィルタまたはノイズリダクションであることを特徴とする請求項1に記載の画像信号処理装置2. The image signal processing apparatus according to claim 1, wherein the filter unit is a low-pass filter or noise reduction filter having a strength that suppresses a pattern formed by the structure. 前記混合部は、前記比較部の出力結果を均すフィルタを有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像信号処理装置3. The image signal processing apparatus according to claim 1, wherein said mixing section has a filter for averaging output results of said comparing section.
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