JP7335987B2 - 減算イメージセンサによる周囲光を抑制する方法及び装置 - Google Patents

Description

関連出願
この出願は、２０１９年６月１７日付けで出願された米国仮特許出願第６２／８６２，３７４号明細書の出願日に関する優先権を主張するものであり、この仮特許出願の開示内容の全体は、引用することにより本明細書の一部をなすものとする。

本発明は、一般に、周囲光あるいは環境光の抑制に関する。

従来技術による多くの撮像システムは、シーンを能動的に照明するレーザ又は発光ダイオード（ＬＥＤ）などの能動的な光源を含む。これらの従来技術によるシステムは、能動的な照明のパラメータ（例えば、出力、色、照明パターン及び偏光）を制御し得る。能動的な照明に関するこれらパラメータを決定するために較正が行われる。この較正は、コンピュータビジョンを容易にする。

残念なことに、周囲光あるいは環境光（ambient light）に関しては、これらパラメータを制御することが困難である。画像処理の目的では、周囲光は、典型的にはノイズである。したがって、多くの状況では、撮影対象をなす画像に対しての周囲光の影響を最小化することが望ましい。

従来技術によるいくつかの撮像システムでは、周囲光は、撮像プロセス時にデジタル的に抑制される。このデジタル的な抑制は、これらの従来技術によるシステムでは、（ａ）イメージセンサを使用して、能動光と周囲光との両方によって照明されたシーンに関する第１画像（画像Ａ）を撮影することにより、（ｂ）同じセンサを使用して、周囲光のみによって照明されたシーンに関する第２画像（画像Ｂ）を撮影することにより、（ｃ）第１画像から第２画像を減算して、周囲光がデジタル的に抑制された画像（画像Ｃ）（画像Ａ－画像Ｂ＝画像Ｃ）を生成することにより、達成される。デジタル画像のこの減算は、典型的には画素単位で行われる。

従来技術によるいくつかの撮像システムでは、周囲光は、物理的な狭帯域フィルタによって、物理的に抑制される。例えば、能動的な光源が、Ｘｎｍを中心とした狭帯域の照明を放射する場合には、イメージセンサは、２ｎｍという狭帯域を有し、Ｘ＋１ｎｍとＸ－１ｎｍとに遮断周波数を有する光学フィルタによって、覆われてもよい。太陽は、すべての可視波長を、大きな出力で放射している（例えば、１０００Ｗ／ｍ^２という放射照度）。狭帯域光学フィルタは、周囲の太陽放射のごく一部しか通過させ得ないものの、能動的な照明のほとんどすべてを通過させることができる。

しかしながら、周囲光を抑制するためのこれら従来技術による方法は、３つの問題点を有している。

第１に、これら従来技術による方法（デジタル的な抑制及び物理的な抑制）の両方において、周囲光が強すぎた場合には、フォトダイオードのフルウェル容量が飽和してしまうことである。

第２に、これら従来技術による方法（デジタル的な抑制及び物理的な抑制）の両方において、周囲光が強すぎた場合には、信号対雑音比（ＳＮＲ）が小さくなりすぎることがあり得ることである。これは、例えば、能動的な照明の出力に実用上の上限が存在する場合に、起こり得る。例えば、能動的な照明の出力は、安全性の懸念によって、又は電力的な制約によって、又は他のハードウェア的な制約によって、制限され得る。

第３に、上述した従来技術によるデジタル的な抑制法では、シーンが完全に静止していない場合には、画像Ａと画像Ｂとの間でシーンが変化してしまう。これが、画像Ａから画像Ｂを減算して算出された画像Ｃ内に、アーチファクト（例えば、「ゴースト」）を出現させる原因となり得る。

この発明の例示的な実装では、これら３つの問題点のすべてが大幅に軽減される。この発明の例示的な実装では、既存のデジタル的な又は物理的な抑制方法で取り扱い得るものよりも劇的に大きな出力の周囲照明であっても、フォトダイオードのフルウェル容量が飽和することがなく、ＳＮＲは許容可能である。また、例示的な実装では、急速に変化するシーンであっても、画像の「ゴースト」を出現させることなく周囲光（ambient light）の抑制が実現される。さらに、例示的な実装では、従来技術によるデジタル的な又は物理的な抑制方法で取り扱い得るものよりもはるかに大きな出力の周囲照明であっても、ＳＮＲは許容可能である。

例示的な実施態様では、この発明は、周囲光の出力が、互いに非常に近いものの、オーバーラップはしていない２つの狭い周波数範囲において実質的に等しいということを利用している。

例えば、この発明のいくつかの実施態様では、狭帯域の能動的な光源（例えば、レーザ又は狭帯域ＬＥＤ）が、シーンを照明する。イメージセンサの各画素は、２つの狭帯域バンドパス光学フィルタを含んでもよい。第１フィルタの通過帯域は、能動的な照明の周波数を中心とするものであってもよいし、又は、それを含むものであってもよい。よって、能動光（active light）と周囲光との両方が、第１フィルタを通過し得る。第２フィルタの通過帯域は、第１フィルタの通過帯域と比較して、非常に近いものとし得るものの、オーバーラップしないものとされる。第２フィルタの通過帯域が、第１フィルタの通過帯域とオーバーラップしていないことにより、能動光が、第２フィルタによって遮断されつつ、周囲光は、第２フィルタを通過する。２つの帯域が互いに非常に近いため、２つのフィルタを通過する周囲光の出力は、実質的に等しいものであり得る。第２フィルタを通過した周囲光は、第１フィルタの下方のフォトダイオード内に蓄積される電荷を、第２フィルタを通過する周囲光に比例した量でもって、そのフォトダイオードから常時的に又は頻繁に放出させ得る。よって、周囲光の影響を、光の測定値から除去（又は減算）し得る。

本発明は、少なくとも３つの理由により、上記の従来技術の項で説明した従来技術による周囲光抑制方法よりも、優れた性能を発揮する。

まず、それら従来技術による方法（デジタル的な抑制及び物理的な抑制）では、いずれも、周囲光の出力が増加するにつれて、センサのフォトダイオードのフルウェル容量が飽和する傾向がある。対照的に、本発明では、イメージセンサは、劇的に大きなレベルの周囲光の出力に対して耐えることができる。これは、本発明では、周囲光の影響を、周囲光に基づいて蓄積される電荷を常時的に又は頻繁に放電（例えば、フォトダイオード又は浮遊拡散容量から放電）することにより、打ち消し得るからである。これにより、フォトダイオード内に蓄積される電荷を、フルウェル容量を超えないものとし得る。

同様に、本発明では（上述した従来技術によるデジタル的な抑制方法及び物理的な抑制方法とは異なり）、周囲光の出力が非常に大きい場合であっても、ＳＮＲを許容可能とし得る。この場合にも、これは、本発明では、周囲光の影響を、周囲光に基づいて蓄積される電荷を常時的に又は頻繁に放電（例えば、フォトダイオード又は浮遊拡散容量から放電）することにより、打ち消し得るからである。

さらに、本発明では（上述した従来技術によるデジタル的な及び物理的な抑制方法とは異なり）、急激に変化するシーンの画像を、異なる時間に撮影された２つの画像を使用して周囲光が抑制される場合に生じるアーチファクトを出現させることなく、撮影することができる。これは、本発明では、周囲光の測定と能動光の測定とを同時に行い得るためである。

発明の概要の項及び発明の名称は、（ａ）この発明を限定するものではなく、（ｂ）この発明のいくつかの例示的な実装を一般的に紹介することのみを意図しており、（ｃ）この発明の詳細のすべてを説明するものではなく、（ｄ）この発明の非限定的な例を単に説明するものである。この発明は、多くの他の態様で実装されてもよい。同様に、技術分野の項は、限定的ではなく、一般的であって非排他的な態様で、この発明のいくつかの実装が一般的に関連する技術分野を特定している。

図１は、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）イメージセンサ回路の画素を示す回路図である。図１では、画素は、２つのフォトダイオードを含む。 図２は、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）イメージセンサ回路の画素を示す回路図である。図２では、画素は、フォトダイオードと、ＬＤＲ（光依存性抵抗器）とを含む。 図３は、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）イメージセンサ回路の画素を示す回路図である。図３では、画素は、フォトダイオードと、ＬＤＲ（光依存性抵抗器）とを含む。 図４は、２つの光学フィルタを含む画素を示す平面図である。 図５Ａは、カメラを示している。 図５Ｂは、カメラのイメージセンサを示している。

上記の図は、必ずしも縮尺通りに描かれているわけではない。上記の図は、この発明の例示的な実施態様を示している。上記の図に示された例は、この発明を限定するものではない。この発明は、多くの他の態様で実装されてもよい。

［光学フィルタ］
この発明のいくつかの実施態様では、イメージセンサの各画素は、（時に、フィルタＡ及びフィルタＢと称される）２つの光学フィルタと、（時に、ＰＤＡ及びＰＤＢと称される）２つのフォトダイオードとを含む。フィルタＡは、フォトダイオードＰＤＡによって測定される光がフィルタＡを通過するようにかつフィルタＢを通過しないように、フォトダイオードＰＤＡを覆ってもよい。同様に、フィルタＢは、フォトダイオードＰＤＢによって測定される光がフィルタＢを通過するようにかつフィルタＡを通過しないように、フォトダイオードＰＤＢを覆ってもよい。

代替的に、いくつかの実施態様では、イメージセンサの各画素は、（フィルタＡ及びフィルタＢ）２つの光学フィルタと、フォトダイオードＰＤと、（光依存性抵抗器やフォトレジスタとしても知られている）ＬＤＲとを含む。ＬＤＲの抵抗値は、ＬＤＲ上へと入射する入射照度が増加するにつれて減少してもよい。フィルタＡは、フォトダイオードＰＤによって測定される光がフィルタＡを通過するようにかつフィルタＢを通過しないように、フォトダイオードＰＤを覆ってもよい。同様に、フィルタＢは、ＬＤＲの抵抗値に影響を与える光がフィルタＢを通過するようにかつフィルタＡを通過しないように、ＬＤＲを覆ってもよい。

フィルタＡ及びフィルタＢは、それぞれ、（例えば、１０ｎｍ未満、又は５ｎｍ未満、又は４ｎｍ未満、又は３ｎｍ未満、又は２ｎｍ未満、又は１ｎｍ未満の波長帯域幅を有する）狭帯域のバンドパスフィルタであってもよい。

フィルタＡの通過帯域は、能動的な照明の中心周波数を中心とするものであってもよいし、又は、それを含むものであってもよい。よって、フィルタＡは、フィルタＡ上へと入射する能動的な照明の大部分がフィルタＡを通過することを可能としてもよい。また、フィルタＡは、周囲光のごく一部（具体的には、フィルタＡ上へと入射する周囲光のうち、フィルタＡの狭い通過帯域内にあるごく一部）しかフィルタＡを通過させないものであってもよい。

フィルタＡの通過帯域は、フィルタＢの通過帯域に対して、非常に近いものであってもよいものの、オーバーラップはしていない。

以下の３つの段落は、２つのフィルタの通過帯域が互いに「非常に近い」ことに関する非限定的な例を列挙している。

事例によっては、２つのフィルタの通過帯域は、第１通過帯域を通過する周囲光の入射照度が、第２通過帯域を通過する周囲光の入射照度と比較して、２５％未満しか相違しない、又は２０％未満しか相違しない、又は１５％未満しか相違しない、又は１０％未満しか相違しない、又は５％未満しか相違しない、又は４％未満しか相違しない、又は３％未満しか相違しない、又は２％未満しか相違しない、又は１％未満しか相違しないという意味で、互いに「非常に近い」ものである。

事例によっては、２つのフィルタの通過帯域は、第１通過帯域の下側遮断波長（波長Ａ）と第２通過帯域の上側遮断波長（波長Ｂ）との間の差が、５０ｎｍ未満、又は４０ｎｍ未満、又は３０ｎｍ未満、又は２０ｎｍ未満、又は１０ｎｍ未満であるという意味で、互いに「非常に近い」ものである。前文の目的のために、波長Ａは、波長Ｂよりも長い。

事例によっては、２つのフィルタの通過帯域は、複数のありふれたスペクトル照明プロファイルのそれぞれについて、第１フィルタを通過する光の出力が、第２フィルタを通過する光の出力に対して、１０％を超えて相違しないという意味で、互いに「非常に近い」ものである。例えば、２つのフィルタの通過帯域は、以下の１２個の照明シナリオのそれぞれについて、第１フィルタを通過する光の出力が、第２フィルタを通過する光の出力に対して、１０％を超えて相違しない場合に、互いに「非常に近い」とされ得る。そのような１２個の照明シナリオとは、２つのフィルタ上へと入射する光のうち、（１）太陽放射によって照明された木板によって、（２）太陽放射によって照明された金属板によって、（３）太陽放射によって照明された紙シートによって、（４）太陽放射によって照明された布シートによって、（５）太陽放射によって照明されたプラスチック板によって、（６）太陽放射によって照明された革シートによって、（７）太陽放射によって照明されたＲＡＬ１０２６ルミナスイエローシートによって、（８）太陽放射によって照明されたＲＡＬ２００５ルミナスオレンジシートによって、（９）太陽放射によって照明されたＲＡＬ３０２４ルミナスレッドシートによって、（１０）太陽放射によって照明されたＲＡＬ４００８シグナルバイオレットシートによって、（１１）太陽放射によって照明されたＲＡＬ５００５シグナルブルーシートによって、（１２）太陽放射によって照明されたＲＡＬ６０３８ルミナスグリーンシートによって、反射された反射光である。前文内において、「ＲＡＬ」とは、ＲＡＬ色標準を指す。

以下の４つの段落は、２つのフィルタの通過帯域が互いにオーバーラップしていないことに関する非限定的な例を列挙している。

事例によっては、フィルタＡの通過帯域とフィルタＢの通過帯域とは、フィルタＢを通過する能動光の入射照度が、フィルタＡを通過する能動光の入射照度に対して、２５％未満、又は２０％未満、又は１５％未満、又は１０％未満、又は５％未満、又は４％未満、又は３％未満、又は２％未満、又は１％未満であるという意味で、（この語句が本明細書で使用された際には）「オーバーラップしていない」ものである。

事例によっては、第１フィルタの通過帯域と第２フィルタの通過帯域とは、第１フィルタの通過帯域が、第２フィルタの通過帯域内にあるいずれの周波数も含まないという意味で、（この語句が本明細書で使用された際には）「オーバーラップしていない」ものである。

事例によっては、第１フィルタの通過帯域と第２フィルタの通過帯域とは、２つのフィルタの直列構成を通過する光の出力が、フィルタの一方のみを通過する光の出力に対して、５％を超えて相違するという意味で、（この語句が本明細書で使用された際には）「オーバーラップしていない」ものである。前文において、２つのフィルタの「直列構成」とは、光が一方のフィルタを通過した後に他方のフィルタを通過するような、２つのフィルタの物理的配置を意味する。直列構成ではない２つのフィルタは、直列構成で配置された場合にこの段落の第１文を満たす限りにおいて、この段落に記載された意味で、「オーバーラップしていない」ものであり得る。

事例によっては、第１フィルタの通過帯域と第２フィルタの通過帯域とは、第１通過帯域の下側遮断波長（波長Ａ）が第２通過帯域の上側遮断波長（波長Ｂ）に対して、少なくとも４０ｎｍの分だけ相違している、又は少なくとも３０ｎｍの分だけ相違している、又は少なくとも２０ｎｍの分だけ相違している、又は少なくとも１０ｎｍの分だけ相違している、又は少なくとも５ｎｍの分だけ相違しているという意味で、（この語句が本明細書で使用された際には）「オーバーラップしていない」ものである。前文の目的のために、波長Ａは、波長Ｂよりも長い。

［狭帯域の能動的な光源]
事例によっては、能動的な光源（例えば、レーザ又はＬＥＤ）は、能動的な光源によって放出される能動光の帯域幅が、能動光を通過させるフィルタの帯域幅の２倍以下であるという意味で狭帯域である。前文の目的のために、フィルタが能動光（active light）を「通過させる」ということは、フィルタが、能動光を、６０パーセント未満の分だけ減衰させる、又は５０パーセント未満の分だけ減衰させる、又は４０パーセント未満の分だけ減衰させる、又は３０パーセント未満の分だけ減衰させる、又は２０パーセント未満の分だけ減衰させる、又は１０パーセント未満の分だけ減衰させる、又は５パーセント未満の分だけ減衰させることを意味する。

いくつかの実施態様では、能動的な光源（例えば、レーザ又はＬＥＤ）は、能動的な光源によって放出される能動光の帯域幅が、１ｎｍ未満、又は２ｎｍ未満、又は３ｎｍ未満、又は４ｎｍ未満、又は５ｎｍ未満、又は１０ｎｍ未満、又は１５ｎｍ未満、又は２０ｎｍ未満、又は２５ｎｍ未満、又は３０ｎｍ未満、又は３５ｎｍ未満、又は４０ｎｍ未満、又は５０ｎｍ未満であるという意味で、狭帯域である。

［ハードウェア及び機能性］
いくつかの実施態様では、この発明のハードウェアは、カメラと、（例えば、レーザ又はＬＥＤなどの）能動的な光源とを含む。カメラは、特殊なイメージセンサを含んでもよい。

特殊なイメージセンサは、特殊な画素を含んでもよい。すべての特殊な画素は、２つの領域、すなわち、（１）第１光学バンドパスフィルタ（フィルタＡ）によって覆われた第１領域（領域Ａ）と、（ｂ）第２光学バンドパスフィルタ（フィルタＢ）によって覆われた第２領域（領域Ｂ）とを有してもよい。

フィルタＡに関する通過帯域は、能動的な照明が、０．９を超えた透過率で、又は０．８を超えた透過率で、又は０．７を超えた透過率で、又は０．６を超えた透過率で、又は０．５を超えた透過率で、又は０．４を超えた透過率で、フィルタＡを通過するように、選択することができる。

フィルタＢに関する通過帯域は、（ａ）周囲光がフィルタＢを通過するように、かつ、（ｂ）能動光がフィルタＢを通過しないように、選択することができる。

事例によっては、フィルタＢの通過帯域は、フィルタＡの通過帯域に対して、非常に近いものの、オーバーラップはしていない。

この発明のプロトタイプでは、（ａ）狭帯域の能動的な光源が、６３６ｎｍで光を放出し、（ｂ）フィルタＡが、６３６ｎｍプラスマイナス１ｎｍの狭帯域の通過帯域を有しており、（ｃ）フィルタＢの通過帯域が、６３９ｎｍプラスマイナス１ｎｍである。６３９ｎｍにおける周囲光の入射照度は、６３６ｎｍにおけるものとほぼ同じである。よって、このプロトタイプでは、フィルタＢを通過した光を使用することにより、フィルタＡを通過した周囲光の影響を近似する（及び打ち消す）ことができる。

第１実施形態：この発明の第１実施形態では、画素電気回路は、（ａ）フォトダイオードＡ（ＰＤＡ）及びフォトダイオードＢ（ＰＤＢ）と、（ｃ）トランジスタＤＩＳＣＨＡＲＧＥと、（ｄ）浮遊拡散容量ＦＤと、（ｅ）転送ゲートトランジスタＴＸと、（ｆ）リセットトランジスタＲＳＴと、（ｇ）ソースフォロワトランジスタＳＦと、（ｈ）列トランジスタＣＯＬと、（ｉ）各行ごとに、行トランジスタＲＯＷとを含む。

この第１実施形態では、フォトダイオードＡは、フィルタＡによって覆われた領域にあってもよい。フィルタＡは、能動光の波長を含む狭い通過帯域を有してもよい。フィルタＡは、能動光を通過させてもよい。また、フィルタＡは、（主にフィルタＡの通過帯域内において）少量の周囲光を通過させてもよい。フィルタＡを通過する少量の周囲光の影響を排除することが望ましい。

この第１実施形態では、フォトダイオードＢ（ＰＤＢ）は、フィルタＢによって覆われた領域にあってもよい。フィルタＢは、フィルタＡの通過帯域に対して非常に近いものの、それとオーバーラップしない通過帯域を有した光学的狭帯域フィルタであってもよい。よって、フィルタＢは、すべての又はほとんどすべての能動光を遮断してもよい。

この第１実施形態では、フォトダイオードＢは、トランジスタＤＩＳＣＨＡＲＧＥのベースに対して接続されてもよい。電圧源は、トランジスタＤＩＳＣＨＡＲＧＥのコレクタに対して接続されてもよい。浮遊拡散容量ＦＤは、トランジスタＤＩＳＣＨＡＲＧＥの端子に対して（例えば、トランジスタＤＩＳＣＨＡＲＧＥがＢＪＴである場合には、エミッタに対して）接続されてもよい。

ここでは、この第１実施形態の非限定的な例を示す。この例では、（ａ）フィルタＡの通過帯域は、６３６ｎｍプラスマイナス１ｎｍであり、（ｂ）区間＜６３５、６３７＞ｎｍの波長に対するフィルタＡの透過率（理想値）は１であり、（ｃ）他の波長に対するフィルタＡの透過率（理想値）は０であり、（ｄ）フィルタＢの通過帯域は、６４５ｎｍプラスマイナス２ｎｍであり、（ｅ）区間＜６４３、６３７＞ｎｍの波長に対するフィルタＢの透過率は０．５であり、（ｆ）他の波長に対するフィルタＢの透過率（理想値）は０である。

図１は、この第１実施形態の（２つのフォトダイオードを有している）別の非限定的な例を示している。

この第１実施形態では、フォトダイオードＡとフォトダイオードＢとは、フォトダイオードＢ内で生成された電荷がフォトダイオードＡ内の電荷の減少を引き起こすように、接続されていてもよい。

第２実施形態：この発明の第２実施形態では、画素電気回路のハードウェアは、（ａ）フォトダイオードＡ（ＰＤＡ）と、（ｂ）光依存性抵抗器（ＬＤＲ））と、（ｃ）浮遊拡散容量ＦＤと、（ｄ）転送ゲートトランジスタＴＸと、（ｅ）リセットトランジスタＲＳＴと、（ｆ）ソースフォロワトランジスタＳＦと、（ｇ）列トランジスタＣＯＬと、（ｈ）各行ごとに、行トランジスタＲＯＷとを含む。光依存性抵抗器の別の名称はフォトレジスタである。

この第２実施形態では、ＬＤＲは、フィルタＢによって覆われた領域内にある。フィルタＢは、フィルタＡの通過帯域に対して非常に近いものの、それとオーバーラップしない通過帯域を有した光学的狭帯域フィルタである。例えば、事例によっては、フィルタＡの通過帯域は、図Ｂの通過帯域内のいずれの周波数も含まない。フィルタＢは、すべての又はほとんどすべての能動光を遮断してもよい。

（ＬＤＲを有している）この第２実施形態の非限定的な例が、図２及び図３に示されている。

この第２実施形態では、他の画素回路の構成要素（例えば、ＰＤＡ、トランジスタＤＩＳＣＨＡＲＧＥ、ＦＤ、ＴＸ、ＲＳＴ、ＳＦ、ＣＯＬ及びＲＯＷ）は、第１実施形態の場合と同じハードウェア及び機能性を有してもよい。

第３実施形態：第３実施形態では、各光学フィルタは、（例えば、異なるシリコン深さを有することによって）フォトダイオード内に直接的に実装される。

イメージセンサは、フィルタＡ及びフィルタＢのそれぞれの光学帯域を含めて、フィルタＡ及びフィルタＢの光学特性に関する（すべての画素に対して同じ）予め規定された設定を有してもよい。

この発明の利点は、例示的な実施態様では、大量の周囲光がフルウェルの飽和を引き起こさないことである。代わりに、周囲光によって生成された電荷は、中和（放電）され得る。よって、標準的なイメージセンサの場合のようにフルウェル容量を飽和させることなく、２つの信号の差（能動光－周囲光）を効果的に計算し得る。

以下の２つの段落では、この発明の例示的な実施態様において周囲光の抑制がどのようにモデル化され得るかに関する一例を説明する。

このモデルでは、フィルタＡ及びフィルタＢの帯域同士が近いことを想定している。さらに、このモデルでは、（フィルタＡを通過することができて、フォトダイオードＡによって捕捉される）光のある光子と、（フィルタＢを通過することができて、フォトダイオードＢによって捕捉される）光の別の光子とが、それぞれ対応するフォトダイオード内に同数の電荷の電子を蓄積させることを想定している。

また、このモデルでは、フィルタＡの通過帯域とフィルタＢの通過帯域とにおいて、周囲光の強度が同じであることも想定している。これは、例えば、可視スペクトル内の理想的な放射照度曲線が平坦であるような、理想化された太陽放射の場合に当てはまる。例えば、波長ｗ１及び波長ｗ２の両方が可視スペクトル内にあり、かつ、波長ｗ１及び波長ｗ２が、少量を超えない程度しか（例えば、５０ｎｍを超えない程度しか）相違しない場合には、波長ｗ１及び波長ｗ２における放射照度についての差は、無視できるものと想定することができる。

前述の２つの段落で説明したモデルは、非限定的な例である。この発明は、異なる態様で実装されてもよく、異なるモデルでモデル化されてもよい。

事例によっては、透過率は、以下のように設定される。

多くの場合、両方のフィルタの透過率は、それらの通過帯域外の波長に対しては、０（又は０．０５未満）である。

別の実施形態では、マルチバンドパスフィルタが採用される。例えば、フィルタＡは、波長６３５ｎｍ～６３７ｎｍを通過させる１バンドの狭帯域通過フィルタであってもよく、フィルタＢは、波長６３２ｎｍ～６３４ｎｍと波長６３８ｎｍ～６４０ｎｍとを通過させるフィルタであってもよい。これは、中央のバンドの周囲の２つのバンドの組合せを採用することにより、中央のバンドの放射照度をより良好に近似し得ることのために、有利である。

図１では、（ａ）フィルタＡは、フォトダイオードＡ（ＰＤＡ）を覆っていて、能動光と周囲光との両方を、通過させ得るとともに、フォトダイオードＡによって測定することができ、（ｂ）フィルタＢは、フォトダイオードＢ（ＰＤＢ）を覆っていて、周囲光を、通過させ得るとともに、フォトダイオードＢによって測定することができるものの、（ｃ）フィルタＢは能動光を通過させ得ない。

図１は、ＣＭＯＳイメージセンサの画素を示しており、この画素は、２つのフォトダイオードを含む。図１に示す例では、入射する周囲光によってフォトダイオードＢ内で電荷が生成され、フォトダイオードＢ内に蓄積された電荷量に比例して、フォトダイオードＡ内の電荷を、ＤＩＳＣＨＡＲＧＥトランジスタを介してフォトダイオードＡから減少させる。

図１に示す例では、（ａ）フィルタＢを通過した周囲光に基づいてフォトダイオードＢ内に電荷が蓄積され、（ｂ）電流（フォトダイオードＡからトランジスタＤＩＳＣＨＡＲＧＥを介して流れる電流）は、フォトダイオードＢ内の電荷量に比例して増加し、これにより、（ｃ）周囲光に基づいてフォトダイオードＢ内に電荷が蓄積されるにつれて、電流（フォトダイオードＡからトランジスタＤＩＳＣＨＡＲＧＥを介して流れる電流）は、フォトダイオードＢ内の電荷量に比例して、フォトダイオードＡ内の電荷を減少（deplete）させる。図１では、フォトダイオードＡからのこの電荷減少（周囲光に基づいてフォトダイオードＢ内に蓄積される電荷に比例した量）は、周囲光の出力が急激に増加した場合であっても、フルウェル容量（フォトダイオードＡが内部に配置されている画素のフルウェル容量）を超えることがないように、連続的に起こるものであってもよい。図１では、電流（フォトダイオードＡからトランジスタＤＩＳＣＨＡＲＧＥを流れる電流）は、フォトダイオードＢ内に蓄積された電荷量に対して正比例するものであってもよい。図１では、ある期間内にフォトダイオードＡから減少する電荷量は、その期間内にフォトダイオードＢ内に蓄積される電荷量に対して正比例するものであってもよい。

図１に示す画素では、フィルタＡ１１１と、フィルタＢ１１２と、フォトダイオードＡ１０１と、フォトダイオードＢ１０２と、トランジスタＤＩＳＣＨＡＲＧＥ１２０とは、すべて同じ画素の構成要素である。図１に示すタイプの画素を含むイメージセンサでは、（周囲光によって生成される電荷を減少させることによる）周囲光の影響の抑制は、各画素内のハードウェア構成要素がその画素に対して抑制を行うように、画素単位で行われてもよい。

図２及び図３は、それぞれ、ＣＭＯＳイメージセンサの画素を示しており、この画素はフォトダイオードと、（光依存性抵抗器としても知られている）フォトレジスタとを含む。

図２に示す例では、フォトダイオードＰＤとフォトレジスタＬＤＲとは、電気的に接続されている。具体的には、図２では、フォトレジスタＬＤＲは、フォトダイオードＰＤに対して電気的に並列である。図２では、フィルタＢを通過して入射する周囲光は、フォトレジスタＬＤＲ上へと入射する周囲光の入射照度に比例して、フォトレジスタＬＤＲの抵抗値を減少させる。これにより、電流（フォトダイオードＰＤからＬＤＲを介してグランドへと流れる電流）は、ＬＤＲの抵抗値の減少に比例して増加する。この電流は、フィルタＢを通過する周囲光の入射照度に比例して、フォトダイオードＰＤから電荷を減少させる。図２では、フォトダイオードＰＤからの電荷のこの減少（depletion）は、周囲光の出力が急激に増加した場合であっても、フルウェル容量（例えば、ＬＤＲが内部に配置されている画素のフルウェル容量）を超えることがないように連続的に起こるものであってもよい。

図２に示す画素では、フィルタＡ２１１と、フィルタＢ２１２と、フォトダイオードＰＤ２０１及びフォトレジスタＬＤＲ２０２と（事例によっては、さらに、浮遊拡散容量ＦＤ２４０及び転送ゲートＴＸと）は、すべて同じ画素の構成要素である。図２に示すタイプの画素を含むイメージセンサでは、周囲光の影響の抑制（周囲光によって生成される電荷を減少させることによる）は、各画素内のハードウェア構成要素がその画素に対して抑制を行うように画素単位で行われてもよい。

図３に示す例では、フォトダイオードＰＤと、フォトレジスタＬＤＲと、浮遊拡散容量ＦＤと、が電気的に接続されている。具体的には、図３における回路の一部は、フォトレジスタＬＤＲが浮遊拡散容量ＦＤに対して電気的に並列であり、フォトレジスタＬＤＲと、浮遊拡散容量ＦＤとを含む。さらに、図３では、フォトダイオードＰＤは、フォトレジスタＬＤＲと浮遊拡散容量ＦＤとの両方を含む回路部分に対して、（転送ゲートＴＸが電流を流し得る場合には）電気的に並列である。図３では、フィルタＢを通過して入射する周囲光は、フォトレジスタＬＤＲ上へと入射する周囲光の入射照度に比例して、フォトレジスタＬＤＲの抵抗値を減少させる。これにより、電流（浮遊拡散容量ＦＤからＬＤＲを介してグランドへと流れる電流）は、ＬＤＲの抵抗値の減少に比例して増加する。この電流は、フィルタＢを通過する周囲光の入射照度に比例して、浮遊拡散容量ＦＤから電荷を減少させる。図３では、浮遊拡散容量ＦＤからの電荷の減少は、周囲光の出力が急激に増加した場合であっても、フルウェル容量（例えば、ＦＤが内部に配置されている画素のフルウェル容量）を超えることがないように、連続的に起こってもよい。

図３に示す画素では、フィルタＡ３１１と、フィルタＢ３１２と、フォトダイオードＰＤ３０１及びフォトレジスタＬＤＲ３０２と（事例によっては、さらに、浮遊拡散容量ＦＤ３４０及び転送ゲートＴＸと）は、すべて同じ画素の構成要素である。図３に示すタイプの画素を含むイメージセンサでは、周囲光の影響の抑制（周囲光によって生成される電荷を減少させることによる）は、各画素のハードウェア構成要素がその画素に対する抑制を行うように、画素単位で行ってもよい。

図２及び図３では、フォトダイオードＰＤからの電荷の減少量は、ＬＤＲ上へと入射する入射照度に対して正比例してもよい。図２及び図３では、ＬＤＲの電気抵抗値は、ＬＤＲ上へと入射する入射照度に対して反比例してもよい。図２では、電流（フォトダイオードＰＤからＬＤＲを介してグランドへと流れる電流）は、ＬＤＲ上へと入射する入射照度に対して正比例してもよい。図３では、電流（浮遊拡散容量ＦＤからＬＤＲを介してグランドへと流れる電流）は、ＬＤＲ上へと入射する入射照度に対して正比例してもよい。図１、図２及び図３では、読み出しは浮遊拡散容量ＦＤから行われる。

図１、図２及び図３では、電気回路は、当該技術分野において周知の態様で機能する（転送ゲートＴＸ、ソースフォロワトランジスタＳＦ、行セレクタ及び列セレクタを含む）従来の回路素子をさらに含む。これらの回路素子は、１つの画素だけに専用のものであってもよいし、又は、イメージセンサの複数の画素の動作を制御もしくは促進するものであってもよい。同様に、図１、図２及び図３における浮遊拡散容量ＦＤは、単一の画素のみに専用のものであってもよく、又は、イメージセンサの複数の画素の動作を制御もしくは促進するものであってもよい。

図１、図２及び図３では、（ａ）光１３０は、周囲光と能動光とを含むとともに、フィルタＡ及びフィルタＢを照射し、（ｂ）光１３０の一部が、フィルタＡ及びフィルタＢを通過する。図１、図２及び図３では、フィルタＡは、フィルタＢと比較して、能動光に関してより大きな透過率を有している。言い換えれば、これらの図では、フィルタＡは、フィルタＢと比較して、より多くの割合の能動光を透過させる（通過させ得る）。図１、図２及び図３では、周囲光に対しての、フィルタＡの透過率は、周囲光に対しての、フィルタＢの透過率と、ほぼ同じである。言い換えれば、これらの図では、フィルタＡは、フィルタＢと比較して、ほぼ同じ割合の周囲光を透過させる（通過させ得る）。図１では、フィルタＡ１１１を通過した光が、フォトダイオードＡ１０１を照射し、フィルタＢ１１２を通過した光が、フォトダイオードＢ１０２を照射する。図２及び図３では、フィルタＡ（２１１、３１１）を通過した光が、フォトダイオードＰＤ（２０１、３０１）を照射する。図２及び図３では、フィルタＢ（２１２、３１２）を通過した光が、フォトレジスタＬＤＲ（２０２、３０２）を照射する。

図４は、２つの光学フィルタを含む、すなわちフィルタＡ４０１及びフィルタＢ４０２を含む、画素４００を示す平面図である。事例によっては、画素４００は、ＣＭＯＳ画素である。図４では、（ａ）フィルタＡ及びフィルタＢは、それぞれ狭帯域であり、（ｂ）フィルタＡ及びフィルタＢの通過帯域同士は、互いに非常に近いものの、オーバーラップはしておらず、（ｃ）フィルタＡは、周囲光と能動光との両方を通過させ、（ｄ）フィルタＢは、周囲光を通過させるものの、能動光を遮蔽する。図４に示す画素では、フィルタＡ及びフィルタＢは、それぞれ、画素の２つの回路素子（図４には図示せず）を覆い得る。事例によっては、それら２つの回路素子のそれぞれはフォトダイオードである。他の事例では、それら２つの回路素子は、フォトダイオードとフォトレジスタとである。さらに他の事例では、それら２つの回路素子は、フォトダイオードと、回路素子上へと入射する光強度に依存する電気的特性を有した任意の他の回路素子（例えば、フォトトランジスタ）とである。事例によっては、それら２つの回路素子（フィルタＡ及びフィルタＢのそれぞれ対応するものによって覆われている）は、（ａ）フィルタＡによって覆われている第１フォトダイオードと、（ｂ）フィルタＢによって覆われているとともに、第１フォトダイオードからの電荷の減少を制御する（例えば、フィルタＢを通過する周囲光の強度に比例して制御する）回路素子（例えば、フォトレジスタ又は第２フォトダイオード）とを含む。

この発明の例示的な実施態様では、任意のタイプの光学フィルタ（ダイクロイックフィルタ、吸収性フィルタ又はゲルフィルタなど）が採用されてもよい。例えば、各光学フィルタ（例えば、１１１、１１２、２１１、２１２、３１１、３１２）は、一部の光周波数を反射しつつ他の光周波数を透過させる（通過させ得る）複数の光学コーティングがコーティングされた基板（例えば、ガラス）を含むダイクロイックフィルタであってもよい。あるいは、例えば、各光学フィルタ（例えば、１１１、１１２、２１１、２１２、３１１、３１２）は、特定の光周波数を吸収する有機化合物又は無機化合物を混合した材料（例えば、ガラス又はプラスチック）を含む吸収性フィルタであってもよい。

この発明のいくつかの実施態様では、周囲光の抑制は画素単位で行われ、各画素は、２つの異なる狭帯域光学フィルタ（例えば、上述したフィルタＡ及びフィルタＢ）を含む。例えば、各画素内では、（ａ）画素の第１光学フィルタを通過する周囲光及び能動光は、画素のフォトダイオード又は浮遊拡散容量内に蓄積される電荷を生成してもよく、（ｂ）画素の第２光学フィルタを通過する周囲光は、（例えば、放出される電荷量が、第２フィルタを通過する周囲光の入射照度に対して正比例するようにして）画素のフォトダイオード又は浮遊拡散容量からの電荷の放出を間接的に制御してもよい。

図１、図２、図３及び図４では、（ａ）フィルタＡは、能動光の波長を含む狭い通過帯域を有してもよく、（ｂ）フィルタＡは、能動光を通過させてもよく、（ｃ）フィルタＡは、また、少量の周囲光を（主に、フィルタＡの通過帯域内で）通過させてもよく、（ｄ）フィルタＢは、フィルタＡの通過帯域に非常に近いものの、それとオーバーラップしない通過帯域を有した光学的狭帯域通過フィルタであってもよく、（ｅ）よって、フィルタＢは、すべての又はほとんどすべての能動光を遮断してもよい。

図１、図２及び図３では、周囲光によるフォトダイオード内での電荷の生成は、カメラの各フレーム時に、その電荷の放電と同時に起こってもよい。例えば、事例によっては、図１、図２、図３及び図４では、放電は、生成時に（及び生成と同時に）常に起こっている。あるいは、例えば、他の事例では、図１、図２及び図３では、（ａ）各フレーム時に生成が起こり、（ｂ）各フレームの一部のみ（生成が起こる期間の一部の時）において、放電が起こっている。

本明細書において説明する（あるいは、図１、図２又は図３に示されている）各トランジスタは、ＭＯＳＦＥＴ又はＢＪＴを含んでもよい。例えば、本明細書において説明する（あるいは、図１、図２、及び図３に示されている）各トランジスタは、ＮＰＮトランジスタ又はＰＮＰトランジスタであるＢＪＴを含んでもよい。本明細書において説明するトランジスタ内の各電流は、あるいはそのようなトランジスタを通る各電流は、ＢＪＴのエミッタとコレクタとの間を流れてもよいし、又は、ＭＯＳＦＥＴのソースとドレインとの間を流れてもよい。

図５Ａは、イメージセンサ５０１と、レンズ５０２と、コンピュータプロセッサ５０３とを含むカメラ５００を示している。図５Ｂは、イメージセンサ５０１の一部を示している。具体的には、図５Ｂは、イメージセンサ５０１のうちの、複数の撮像画素４００を含むコーナー部分を示している。図５Ａ及び図５Ｂでは、周囲光の影響の抑制は、画素単位で行われてもよい。図５Ｂにおける画素４００のそれぞれは、図１、図２及び図３に示すように、２つの光学フィルタと、フォトダイオードと、第２フォトダイオード又はＬＤＲのいずれかとを含んでもよい。

事例によっては、（ａ）各通過帯域フィルタの通過帯域は、通過帯域の下側遮断周波数と通過帯域の上側遮断周波数との間の周波数帯域から構成され、（ｂ）これら遮断周波数のそれぞれは、通過帯域のハーフパワーポイントで発生し、（ｃ）通過帯域の帯域幅は、上側遮断周波数と下側遮断周波数との間の差（単位は、ヘルツ）である。この発明のいくつかの実施態様では、（ａ）能動的な光源によって放出される能動光の帯域幅は、能動的な光源によって放出される周波数帯域の上側遮断周波数と下側遮断周波数との間の差（単位は、ヘルツ）であり、（ｂ）これらの遮断周波数のそれぞれは、帯域のハーフパワーポイントで発生する。

［平衡化された放電電流］
図１に示す例では、ＤＩＳＣＨＡＲＧＥトランジスタのゲインは、トランジスタを流れる電流（単位時間あたりに流れる電荷）が、周囲光によってフォトダイオードＡ内で単位時間あたりに生成される電荷と実質的に等しくなるように、設定されてもよい。これにより、フォトダイオードによる入射照度の測定に対して、周囲光が実質的に影響を有していないものとされてもよい。

本明細書で使用された際には、「平衡化されたＤＩＳＣＨＡＲＧＥ電流」とは、周囲光に基づいてフォトダイオードＡ内で単位時間あたりに生成される電荷と実質的に等しいものとされたＤＩＳＣＨＡＲＧＥトランジスタ内の電流を意味する。

平衡化されたＤＩＳＣＨＡＲＧＥ電流を実現するＤＩＳＣＨＡＲＧＥトランジスタのゲイン量は、少なくとも３つの態様により、すなわち、（１）ＤＩＳＣＨＡＲＧＥトランジスタのＣＭＯＳ基板へのドーピングを試行錯誤することにより、（２）ドーピング（ＤＩＳＣＨＡＲＧＥトランジスタのＣＭＯＳ基板へのドーピング）を理論的に計算する設計ソフトウェアにおける電気的シミュレーションにより、（３）一定の周囲光によって較正することにより、決定されてもよい。

一定の周囲光によって較正することは、（ａ）図１におけるイメージセンサを、一定の周囲光によって照明することと、（ｂ）フォトダイオードＡ内で生成される単位時間あたりの電荷であるＩ_１を測定することと、（ｃ）ＤＩＳＣＨＡＲＧＥトランジスタのゲインが１に等しくかつイメージセンサが一定の周囲光によって照射されている場合に、図１に示す回路においてＤＩＳＣＨＡＲＧＥトランジスタの電流であるＩ_２を測定することと、（ｄ）ＤＩＳＣＨＡＲＧＥトランスミッタのゲインを、
に等しいように（あるいは、実質的に等しいように）設定することとを含んでもよい。このゲインを設定することは、所望のゲインに対応する適切なドーピングを施したＣＭＯＳトランジスタを作製することを含んでもよい。

代替的には、図１では、平衡化されたＤＩＳＣＨＡＲＧＥ電流は、フィルタＢの帯域幅を変更することにより、実現されてもよい。例えば、図１では、フィルタＢを、
であるようにして、新たなフィルタＢ’によって置き換えてもよく、ここで、ＢＤ’は、フィルタＢ’の帯域幅であり、ＢＤは、フィルタＢの帯域幅である。事例によっては、フィルタＢ’の通過帯域は、フィルタＢの通過帯域に対して、非常に近いものの、オーバーラップはしていない。フィルタＢ’の帯域幅は、フィルタＢの帯域幅と比較して、より広いものでもあるいはより狭いものでもよい。

同様に、図１では、
である場合には、フィルタＢの透過率を変更することにより、平衡化されたＤＩＳＣＨＡＲＧＥ電流が実現されてもよい。例えば、図１では、
である場合には、フィルタＢを、
であるようにして、新たなフィルタＢ’によって置き換えてもよい。ここで、ＴＣ’は、フィルタＢ’の透過率であり、ＴＣは、フィルタＢの透過率である。

同様に、図１では、
である場合には、（ａ）平衡化されたＤＩＳＣＨＡＲＧＥ電流は、イメージセンサ全体を覆うようにして、（フィルタＡ及びフィルタＢに加えて）別のフィルタＣを追加することにより、実現されてもよく、（ｂ）フィルタＣは、フィルタＡの通過帯域内において、１という透過率を有してもよく、（ｃ）フィルタＣは、フィルタＢの通過帯域内において、
という透過率を有してもよい。

同様に、図１では、
である場合には、（ａ）平衡化されたＤＩＳＣＨＡＲＧＥ電流は、イメージセンサ全体を覆うようにして、（フィルタＡ及びフィルタＢに加えて）別のフィルタＣを追加することにより、実現されてもよく、（ｂ）フィルタＣは、フィルタＡの通過帯域内において、
という透過率を有してもよく、（ｃ）フィルタＣは、フィルタＢの通過帯域内において、１という透過率を有してもよい。

上述の２つの段落の例では、フィルタＣの透過率は、フィルタＡ及びフィルタＢの通過帯域外の周波数では、任意の値を有してもよい。

［平衡化されたＬＤＲ電流］
図２に示す例では、ＬＤＲ（光依存性抵抗器）のＬＤＲ曲線（入射光束に対する関数としての抵抗値）は、電流（フォトダイオードＰＤからＬＤＲを介してグランドへと流れる電流）が、周囲光に基づいてフォトダイオードＡ内で単位時間あたりに生成される電荷と実質的に等しくなるように、設定されてもよい。これにより、フォトダイオードＰＤによる入射照度の測定に対して、周囲光が実質的に影響を有していないものとされてもよい。

本明細書で使用された際には、「平衡化されたＬＤＲ電流」とは、周囲光に基づいてフォトダイオードＡ内で単位時間あたりに生成される電荷と実質的に等しいものとされた電流（ＬＤＲを介してグランドへと流れる電流）を意味する。図２では、平衡化されたＬＤＲ電流は、フォトダイオードＰＤからＬＤＲを介してグランドへと流れてもよい。図３では、平衡化されたＬＤＲ電流は、浮遊拡散容量ＦＤからＬＤＲを介してグランドへと流れてもよい。

図２及び図３において平衡化されたＬＤＲ電流を実現するＬＤＲ曲線は、少なくとも３つの態様により、すなわち、（１）ＬＤＲのＣＭＯＳ基板へのドーピングを試行錯誤することにより、（２）ドーピング（ＬＤＲのＣＭＯＳ基板へのドーピング）を理論的に計算する設計ソフトの電気的シミュレーションにより、（３）一定の周囲光によって較正を行うことにより、決定されてもよい。

図２では、ＬＤＲ曲線を一定の周囲光によって較正することは、（ａ）イメージセンサを、一定の周囲光のみによって照明することと、（ｂ）イメージセンサを一定の周囲光のみによって照明している際に、フォトダイオードＡ内で生成される単位時間あたりの電荷であるＩ_１を測定することと、（ｃ）ＬＤＲの抵抗値が１オームである場合に、ＬＤＲ上への入射光のある特定の光束Ｆに関して、ＬＤＲを通して流れる電流（フォトダイオードＰＤからグランドへと流れる電流）であるＩ_２を測定することと、（ｄ）新たな（又は修正された）ＬＤＲが、光束Ｆに関して
オームに実質的に等しい抵抗値を有するように、ＬＤＲを置き換える（又は修正する）こととを含んでもよい。光束Ｆに関してＬＤＲの抵抗値を、
オームに実質的に等しくなるように変更することは、所望の抵抗値が実現されるように適切なドーピングを施してＬＤＲを作製することを含んでもよい。

代替的には、図２では、平衡化されたＬＤＲ電流は、フィルタＢの帯域幅を変更することにより、実現されてもよい。例えば、図２では、フィルタＢを、
であるようにして、新たなフィルタＢ’によって置き換えてもよく、ここで、ＢＤ’は、フィルタＢ’の帯域幅であり、ＢＤは、フィルタＢの帯域幅である。事例によっては、フィルタＢ’の通過帯域は、フィルタＢの通過帯域に対して、非常に近いものの、オーバーラップはしていない。フィルタＢ’の帯域幅は、フィルタＢの帯域幅と比較して、より広いものでもあるいはより狭いものでもよい。

同様に、図２では、
である場合には、フィルタＢの透過率を変更することにより、平衡化されたＬＤＲ電流が実現されてもよい。例えば、図２では、
である場合には、フィルタＢを、
であるようにして、新たなフィルタＢ’によって置き換えてもよい。ここで、ＴＣ’は、フィルタＢ’の透過率であり、ＴＣは、フィルタＢの透過率である。

同様に、図２では、
である場合には、（ａ）平衡化されたＬＤＲ電流は、イメージセンサ全体を覆うようにして、（フィルタＡ及びフィルタＢに加えて）別のフィルタＣを追加することにより、実現されてもよく、（ｂ）フィルタＣは、フィルタＡの通過帯域内において、１という透過率を有してもよく、（ｃ）フィルタＣは、フィルタＢの通過帯域内において、
という透過率を有してもよい。

同様に、図２では、
である場合には、（ａ）平衡化されたＬＤＲ電流は、イメージセンサ全体を覆うようにして、（フィルタＡ及びフィルタＢに加えて）別のフィルタＣを追加することにより、実現されてもよく、（ｂ）フィルタＣは、フィルタＡの通過帯域内において、
という透過率を有してもよく、（ｃ）フィルタＣは、フィルタＢの通過帯域内において、１という透過率を有してもよい。

上述の２つの段落の例では、図２におけるフィルタＣの透過率は、フィルタＡ及びフィルタＢの通過帯域外の周波数では、任意の値を有してもよい。

また、上述の７つの段落において説明した各方法は、図３において平衡化されたＬＤＲ電流を実現するために採用されてもよい。

代替的に、図３では、平衡化されたＬＤＲ曲線は、転送ゲートＴＸがＯＮになるタイミングで制御することで、各フレーム内において放電（すなわち、フォトダイオードＰＤから浮遊拡散容量ＦＤへの電荷の移動）がいつ開始されるかを制御することにより、実現されてもよい。（ＴＸは、電流を通過させる場合にＯＮとなる）。この代替可能なアプローチは、図３では、ＬＤＲ電流が、周囲光に基づいてフォトダイオードＰＤ内で生成される単位時間あたりの電荷量よりも大きい場合に、望ましいものであり得る。例えば、ＬＤＲ電流が、周囲光に基づいてフォトダイオードＰＤ内で生成される単位時間あたりの電荷量と比較して２倍大きい場合には、各フレーム内において、転送ゲートＴＸは、フレームの中央で、放電（ＰＤからＦＤへの電流通過を可能とする）をトリガしてもよい。同様に、ＬＤＲ電流が、周囲光に基づいてフォトダイオードＰＤ内で生成される単位時間あたりの電荷量と比較して３倍大きい場合には、各フレーム内において、転送ゲートＴＸは、フレームの開始からフレームの３分の２を経過したタイミングで、放電（ＰＤからＦＤへの電流通過を可能とする）をトリガしてもよい。

事例によっては、図３に関する最適のトリガタイミング（例えば、各フレーム中において、フォトダイオードＰＤから浮遊拡散容量ＦＤへと電荷を転送するのに最適のタイミング）を決定するために、以下の方法が採用される。図３のイメージセンサを、単位光束の能動光だけによって照明する。イメージセンサが単位光束の能動光だけによって照明されている場合に、イメージセンサによって測定される画素あたりの平均光束を、Ｖ＿ａｃｔｉｖｅとする。次に、図３のイメージセンサを、単位光束の周囲光によって照明する。イメージセンサが単位光束の周囲光だけによって照明されている場合に、イメージセンサによって測定される画素あたりの平均光束を、Ｖ＿ａｍｂｉｅｎｔとする。そして、Ｖ＿ａｍｂｉｅｎｔがゼロに近いこと（例えば、暗電流及び熱雑音を超えないこと）をチェックする。この例では、Ｖ＿ａｍｂｉｅｎｔは、各フレーム内において周囲光に基づいてフォトダイオードＰＤ内に蓄積されるすべての電荷が放電され（ＴＸ、ＦＤ及びＬＤＲを介して放電され）そのため測定されないことが確保されるよう、トリガタイミングが充分に早くに設定されていれば、ゼロに近いはずである。この例では、Ｖ＿ａｍｂｉｅｎｔがゼロに近い値でない場合には、（ａ）イメージセンサに欠陥があること、又は、（ｂ）各フレーム内において、トリガタイミング時間が遅すぎるように設定されていることが考えられる。そして、１単位光束の周囲光と、これと同時に、ｋ＝１から始めてｋ単位光束の能動光とによって、イメージセンサを照明する。単位光束の周囲光と同時にｋ単位光束の能動光とによってイメージセンサが照明されている場合に、Ｖ＿ｋを、イメージセンサによって測定される画素あたりの平均光束とする。Ｖ＿ｋがＶ＿ａｃｔｉｖｅ／２よりも小さい場合には、ｋを１つだけ増加して、繰り返す。そうでない場合には、ｐ＝Ｖ＿ｋ／（Ｖ＿ａｃｔｉｖｅ＊ｋ）を計算し、ｆｒａｍｅ＿ｔｉｍｅ（あるいは、フレーム時間）を各フレームの持続時間とした場合に、各フレームの最中に、放電（すなわち、フォトダイオードＰＤからＴＸを介して浮遊拡散容量ＦＤへの電荷移動）が、フレームの開始から（１－ｐ）＊ｆｒａｍｅ＿ｔｉｍｅが経過した時点でトリガされるように、ＴＸ信号を設定する。この段落では、「＊」は、乗算演算子である。

［更なる詳細］
本明細書において説明する各例では、第１量が第２量に対して比例する場合、第１量は、代わりに、ある期間にわたって、第２量に対して実質的に比例してもよい。例えば、本明細書において説明する各例では、浮遊拡散容量から減少する電荷の量が、ＬＤＲ上へと入射する入射照度に対して比例する場合、浮遊拡散容量から減少する電荷の量は、代わりに、ある期間にわたって、ＬＤＲ上へと入射する入射照度に対して実質的に比例してもよい。

本明細書において説明する各例では、第１項目が、第２量に対して比例する（又は実質的に比例する）第１量の分だけ減少する場合、第１量は正の数として表現されてもよい。例えば、ｘが９から４へと減少する場合、その減少量は５として表現されてもよい。同様に、本明細書において説明する各例では、電荷量が、放電、排出、又は減少される場合、この量（放電される量、排出される量、又は減少する量）は正の数として表現されてもよい。

本明細書において説明する各例では、第１項目が、第２項目を増加させる第２量に比例する第１量の分だけ減少する場合、第１量は、代わりに厳密に単調に減少してもよく、他方、第２量は厳密に単調に増加してもよい。本明細書において説明する各例では、第１項目が、第２項目を増加させる第２量に比例する第１量の分だけ減少する場合、第１量は、代わりに弱く単調に減少してもよく、他方、第２量は弱く単調に増加してもよい。この段落では、「厳密に単調に」及び「弱く単調に」という用語は、これらの用語の数学的な意味で使用される。

例示的な実施態様では、電荷が、放電、排出又は他の態様で低減される場合には、放電量、排出量又は電荷の低減量は測定されない。

本明細書において説明する各「フレーム」は、画素への入射光の測定が行われる期間（あるいは、カメラの画素への入射光の測定が行われる期間）であってもよい。

電荷が「頻繁に」放電、排出、減少（deplete）又は低減される非限定的な例は、（ａ）１フレームあたりに、１回、２回、３回、４回、５回、６回、７回、８回、９回又は１０回、（ｂ）１フレームあたりに少なくとも１１回、（ｃ）１フレームあたりに少なくとも２０回、（ｄ）１フレームあたりに少なくとも３０回、又は、（ｅ）１フレームあたりに少なくとも４０回、電荷を放電、排出、減少もしくは低減させることを含む。

この発明のいくつかの実施態様では、（ａ）フォトレジスタ（ＬＤＲ又は光依存性抵抗器とも称される）は、電荷を減少させる電流のアンペア数を制御する光依存性の抵抗値を有しており、（ｂ）光強度の変化に対するフォトレジスタの応答は、反応時間を示す。例えば、事例によっては、フォトレジスタを完全な暗闇に置いてから、フォトレジスタの抵抗値が初期値に戻るまでには、最大で１秒を要する。同様に、事例によっては、フォトレジスタが完全な暗闇に置かれた後に強い光が照射された場合には、フォトレジスタの抵抗値が完全に減少するまでには、最大で１０ミリ秒を要する。さらに、この発明のいくつかの実施態様では、各フォトダイオードは、入射光に対して非ゼロの応答時間を有している。

この発明のいくつかの実施態様では、（ａ）各画素は、図１に示す構成を有しており、（ｂ）フォトダイオードＡからの電荷の減少割合（rate of depletion）は、この減少割合がフォトダイオードＢ上への入射光の現在の入射照度と以前の入射照度との両方に依存するようにして制御される。言い換えれば、事例によっては、図１において減少割合を制御するシステムは、メモリ効果を有している。これは、トランジスタの電圧（図１におけるフォトダイオードＡから電荷を減少させる電流を制御するトランジスタの電圧）が、ある期間にわたってフォトダイオードＢ内に蓄積された電荷に依存し得るためである。これは、フォトレジスタが入射光に対する応答に関して反応時間を示すためでもある。

この発明のいくつかの実施態様では、（ａ）各画素は、図２又は図３に示す構成を有しており、（ｂ）電荷の減少割合は、この減少割合がフォトダイオードＢ上への入射光の現在の入射照度に依存するようにして制御される。言い換えれば、事例によっては、図２及び図３において減少割合を制御するシステムは、実用的な目的のために、メモリ効果を有していない。これは、フォトレジスタの抵抗値（図２及び図３において浮遊拡散容量から電荷を減少させる電流を制御するフォトレジスタの抵抗値）が、フォトレジスタ上へと入射する現在の入射照度に依存し得るためである。これは、また、入射照度の変化に対するフォトレジスタの応答時間が非常に速いため、多くの実用的な目的に関して、フォトレジスタがメモリ効果を有していないためでもある。

図１、図２及び図３では、入射光に加えた他の要因（温度など）が、フォトダイオードＡ及びフォトダイオードＢによって生成される電荷の量及び速度に影響を与え得る。同様に、図２及び図３では、入射光に加えた他の要因（温度など）が、フォトレジスタの抵抗値に影響を与え得る。

［定義］
「１つの（ａ）」及び「１つの（ａｎ）」という用語は、名詞を修飾する際に、その名詞で示す１つのものだけが存在することを意味しない。例えば、「１つのリンゴが、枝からぶら下がっている」という記述は、（ｉ）１つのリンゴだけが、枝からぶら下がっていることを意味するわけではなく、（ｉｉ）１つのリンゴが枝からぶら下がっている場合に成立するとともに、（ｉｉｉ）複数のリンゴが枝からぶら下がっている場合にも成立する。

本明細書で使用された際には、「能動的な光源」とは、レーザ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＬＥＤ、ポリマーＬＥＤ又は他の固体光源を含む光源を意味する。

本明細書で使用された際には、「能動光」とは、能動的な光源によって放出された光を意味する。

文脈で明確に別のことを示していない限り、周波数「帯域」の上側遮断周波数及び下側遮断周波数は、ハーフパワーポイントである。同様に、文脈で明確に別のことを示していない限り、「通過帯域」の上側遮断周波数及び下側遮断周波数は、ハーフパワーポイントである。

指定されたデータに「基づいて」計算することは、指定されたデータを入力として計算を実行することを意味する。

「ＢＪＴ」とは、バイポーラ接合トランジスタを意味する。

本明細書で使用された際には、「電荷」とは、電気的な電荷を意味する。

「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という用語（及び、その文法上の変形）は、「限定されない」が後に続くかのように解釈されるものとする。ＡがＢを含む場合、ＡはＢを含むとともに他のものを含んでもよい。

ＸがＹを行うように「構成されている」という非限定的な例は、ＸがＹの発生を引き起こす材料特性を有している場合に生じる。例えば、光学フィルタが、特定の通過帯域をフィルタが有することを引き起こす材料特性を有している場合、そのフィルタは、（「構成されている」という用語が本明細書で使用された際には）その通過帯域を有するように構成されている。

ＸがＹを「制御」するという非限定的な例は、Ｘが共にＹを制御する複数の要因のうちの１つである場合に生じる。例えば、フォトレジスタの電気抵抗値が、温度と入射光の入射照度との両方に依存する場合、（「制御」という用語が本明細書で使用された際には）入射照度が抵抗値を「制御」する。

本明細書で使用された際には、「依存する」とは、少なくとも部分的に依存することを意味する。

デジタルコンピュータは「コンピュータ」の非限定的な例である。アナログコンピュータは「コンピュータ」の非限定的な例である。アナログ計算とデジタル計算との両方を行うコンピュータは「コンピュータ」の非限定的な例である。しかしながら、人間は、この用語が本明細書で使用された際には、「コンピュータ」ではない。

「コンピュータタスク」は、上記で定義されている。

本明細書で使用された際には、文脈で明確に別のことを示していない限り、「接続されている」とは、電気的に接続されていることを意味する。例えば、回路素子Ａが回路素子Ｂに対して「接続」されているという非限定的な例は、ワイヤが、素子Ａと素子Ｂとを接続しているとともに、素子Ａと素子Ｂとの間に電流が流れ得る経路を形成している場合に生じる。

回路素子を「覆う」光学フィルタという非限定的な例は、フィルタを通過した光が回路素子上へと入射するように構成されたフィルタである。

「定義された用語」とは、この「定義」の項において引用符を付して記載された用語又は語句を意味する。

ある事象がある期間「中」に起こることに関しては、その事象は、その期間の全体を通して起こる必要はない。例えば、所与の期間中の一部のみにおいて起こる事象は、所与の期間「中」に起こる。

「例えば（ｅ．ｇ．）」という用語は、例を意味する。

何かに関する「例」又は複数の例が与えられるということは、それらがその事に関する唯一の例であることを意味するわけではない。例（又は例のグループ）は、非網羅的な例示であり非限定的な例示に過ぎない。

本明細書で使用された際には、「フィルタ」という名詞は、光学フィルタを意味する。

文脈で明確に別のことを示していない限り、（１）「第１」のものと「第２」のものとを含む語句は、それら２つのものの順序を意味するわけではなく（また、２つのものだけしか存在しないことを意味するわけではなく）、（２）そのような語句は、２つのものを識別するための単なる方法であり、これにより、後にそれぞれを具体的に参照することができる（例えば、後に「第１」のものと「第２」のものとを参照することによって）。例えば、文脈で明確に別のことを示していない限り、ある方程式が、第１項と第２項とを有している場合、その方程式は、３つ以上の項を有してもよく（あるいは、有していなくてもよく）、第１項は、方程式中において、第２項の前にあっても後にあってもよい。「第３」のもの、「第４」のものなどを含む語句は、同様に解釈されるものとする。

「例えば（ｆｏｒ ｉｎｓｔａｎｃｅ）」とは、例を意味する。

「所与の」Ｘということは、Ｘが後で具体的に参照され得るよう、Ｘを特定するための単なる方法である。「所与の」Ｘということは、Ｘに関するいかなる意味も生じさせない。例えば、「所与の」Ｘということは、Ｘがギフトや仮定や又は既知の事実であることを何ら示すものではない。

「ここで」とは、本文、明細書、請求項、要約書及び図面を含めた本明細書を意味する。

本明細書で使用された際には、（１）「実装」とは、この発明の実装を意味し、（２）「実施形態」とは、この発明の実施形態を意味し、（３）「事例」とは、この発明の実装を意味し、（４）「使用シナリオ」とは、この発明の使用シナリオを意味する。

「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」という用語（及びその文法上の変形）は、「限定されない」が後に続くように解釈されるものとする。

本明細書で使用された際には、「強度」とは、強度、エネルギー又は出力に関する任意の放射測定又は測光測定を意味する。以下のそれぞれは、すなわち、放射照度、スペクトル放射照度、放射エネルギー、放射束、スペクトル出力、放射強度、スペクトル強度、放射輝度、スペクトル放射輝度、放射発散度、放射エミッタンス、スペクトル放射発散度、スペクトル放射エミッタンス、ラジオシティ、放射露出、放射エネルギー密度、輝度、発光強度、発光エネルギー、発光束、発光出力、照度、発光発散度、発光エミッタンス、発光露出及び発光エネルギー密度は、光の「強度」に関する非限定的な例である。

第１周波数帯域が第２周波数帯域と「交差する」ということは、第１周波数帯域が、第２周波数帯域内にも含まれている少なくとも１つの周波数を含むことを意味する。第１通過帯域が第２通過帯域と「交差する」ということは、第１通過帯域が、第２通過帯域内にも含まれている少なくとも１つの周波数を含むことを意味する。

「光」とは、任意の周波数の電磁放射を意味する。例えば、「光」は、特に可視光及び赤外光を含む。同様に、光に対して直接的に又は間接的に関連したあらゆる用語（例えば「撮像」）は、あらゆる周波数の電磁放射に対して適用されるものとして広く解釈されるものとする。

「ＭＯＳＦＥＴ」とは、金属－酸化膜－半導体電界効果トランジスタを意味する。

文脈で明確に別のことを示していない限り、「又は」は、及び／又は、を意味する。例えば、Ａが真である、Ｂが真である、又はＡとＢとの両方が真である場合には、Ａ又はＢは真である。また、例えば、Ａ又はＢの計算とは、Ａの計算、Ｂの計算、又はＡとＢとの計算を意味する。

括弧は、単に文章を読みやすくするためのもので、単語のまとまりを示すものである。括弧書きは、その括弧書きの内容が任意選択的であることを意味するものではなく、無視し得ることを意味するものでもない。

「ＲＡＬ」は、ＲＡＬ色規格を意味する。

本明細書で使用された際には、「セット」という用語は、構成要素を有していないグループを含まない。

文脈で明確に別のことを示していない限り、「いくつか」は、１つ又は複数を意味する。

本明細書で使用された際には、セットの「部分集合」とは、セットのすべての構成要素よりも少ない構成要素で構成される。

Ａ及びＢがある期間にわたって「実質的に比例している」ということは、比例定数Ｋがその期間を通して１０％以下しか変化しないことを意味し、ここで、（ａ）比例定数はＡをＢで割った値に等しく、（ｂ）Ｂはゼロに等しくはない。

Ａ及びＢが「実質的に等しい」ということは、次のような意味である。
ここで、

「など」とは、例を意味する。

機械可読媒体が「一過性」であるということは、その媒体が、電磁波などの一過性の信号であることを意味する。

文脈が明確に別のことを要求している範囲を除いて、方法のステップを本明細書において説明する場合には、方法は、（１）方法のステップが、本明細書において説明するものとは異なる任意の順序又はシーケンスを含めた任意の順序又はシーケンスで行われること、（２）方法の任意の１つ又は複数のステップが、２回以上行われること、（３）任意の２つのステップが、方法中に、同じ回数で又は異なる回数で行われること、（４）方法の複数のステップ同士の任意の組合せが、並行して又は連続して行われること、（５）方法の任意のステップが、反復的に実行されること、（６）方法の所与のステップが、所与のステップが行われるたびに同じものに対して適用されること、もしくは、所与のステップが行われるたびに異なるものに対して適用されること、（７）１つ又は複数のステップが、同時に行われること、又は、（８）方法が、本明細書において説明するステップに加えて、他のステップを含むことという変形例を含む。

見出しは、単にこの文書に対する読者のナビゲーションを容易とするために、本明細書に含まれている。ある項の見出しは、その項の意味又は範囲に影響を与えない。

この定義の項は、すべての事例において、定義された用語の任意の他の定義に対して、優先して適用されるものとする。１人又は複数の出願人は、定義された用語に関して、自分自身の辞書作成者として行動する。例えば、この「定義」の項に記載されている定義された用語に関する定義は、通常的な使用法及びあらゆる外部辞書よりも優先される。所与の用語がこの文書において明示的又は暗示的に定義されている場合には、その定義が支配的であり、この文書の外部のあらゆる情報源（例えば、辞書又は通常的な使用法）から生じるその用語に関するあらゆる定義よりも、優先されるものとする。この文書が、特定の用語の意味に関する明確化を提供している場合には、その明確化は、適用可能な範囲において、この文書の外部のあらゆる情報源（例えば、辞書又は通常的な使用法）から生じる所与の用語に関するあらゆる定義よりも、優先されるものとする。文脈で明確に別のことを示していない限り、用語又は語句に関する本明細書における定義又は明確化は、文法形式の違いを考慮に入れて、その用語又は語句に関するあらゆる文法上の変形例に対して適用される。例えば、文法上の変形例は、名詞や動詞や分詞や形容詞や所有格と、異なる語形変化と、異なる時制とを含む。

［変形例］
この発明は、多くの異なる態様で実装されてもよい。以下は、いくつかの非限定的な例である。

いくつかの実施態様では、この発明は、（ａ）撮像画素の第１フォトダイオード内において、第１光学フィルタを通過して第１フォトダイオード上へと入射する光の入射照度である第１入射量に依存した、ある生成割合で電荷を生成することと、（ｂ）電荷の第１部分を、ある減少割合で減少（deplete）させ、ここで、（ｉ）減少割合（rate of depletion）を、第２光学フィルタを通過して撮像画素の第２回路素子上へと入射する光の入射照度である第２入射量に少なくとも部分的に依存するものとし、（ｉｉ）第１フォトダイオード又は電荷が蓄積された第３回路素子から減少を行うことと、（ｃ）電荷の残余部分を読み出すことであって、この残余部分を、第１部分を減少させた後に残ったものとすることとを含み、ここで、（１）撮像画素上へと入射する光を、能動光と周囲光とを含むものとし、（２）第１光学フィルタを通過して第１フォトダイオード上へと入射する周囲光の入射照度を、第２光学フィルタを通過して第２回路素子上へと入射する周囲光の入射照度と比較して２５％未満しか相違しないものとし、（３）第２光学フィルタを通過して第２回路素子上へと入射する能動光の入射照度を、第１光学フィルタを通過して第１フォトダイオード上へと入射する能動光の入射照度の２５％未満とし、（４）減少させることにより、撮像画素が行う測定に対して周囲光が与える影響を低減又は排除する方法である。事例によっては、（ａ）第１フォトダイオードから減少を行い、（ｂ）第２回路素子を第２フォトダイオードとし、（ｃ）第２フォトダイオード内に蓄積された電荷を、第２光学フィルタを通過した光に応答して、トランジスタの領域内の電圧を制御するものとし、これにより、トランジスタを流れる電流であって第１フォトダイオードから電荷を減少させる電流を制御する。事例によっては、（ａ）第１フォトダイオードによって生成された電荷を蓄積する浮遊拡散容量から減少を行い、（ｂ）第２回路素子をフォトレジスタとし、（ｃ）第２光学フィルタを通過してフォトレジスタ上へと入射する光の入射照度を、（ｉ）フォトレジスタの電気抵抗値を制御するものとし、（ｉｉ）ひいては、フォトレジスタを流れて第１フォトダイオードから電荷を減少させる電流のアンペア数を制御するものとする。事例によっては、減少と生成とのそれぞれを、撮像画素の１フレームを通して連続的に行う。事例によっては、撮像画素の各フレーム中に、少なくとも１回は減少を行う。事例によっては、減少を生成と同時のものとする。事例によっては、第２回路素子上へと入射する入射照度に対して減少割合を正比例させる。事例によっては、撮像画素の１フレームを通して、第２回路素子上へと入射する入射照度に対して減少割合を実質的に比例させる。事例によっては、第２回路素子上へと入射する光に基づいて蓄積される電荷量に対して減少割合を正比例させる。事例によっては、撮像画素の１フレームを通して、第２回路素子上へと入射する光に基づいて蓄積される電荷量に対して減少割合を実質的に比例させる。事例によっては、減少割合は、生成速度が弱く単調に増加する場合には、弱く単調に増加する傾向があるものとする。事例によっては、能動光のピーク周波数を、周波数帯域内にあるものとし、この周波数帯域を、（ａ）ハーフパワーポイントのところに遮断周波数を有するとともに、（ｂ）５ナノメートル未満の帯域幅を有したものとする。事例によっては、（ａ）能動光を、周波数帯域内にピーク周波数を有したものとし、その周波数帯域を、（ｉ）ハーフパワーポイントのところに遮断周波数を有するとともに、（ｉｉ）５ナノメートル未満の帯域幅を有したものとし、（ｂ）第１光学フィルタを、通過帯域を有したものとし、（ｃ）第１光学フィルタの通過帯域を、能動光の周波数帯域内にある少なくとも１つの周波数を含むものとする。事例によっては、（ａ）能動光を、周波数帯域内にピーク周波数を有するものとし、その周波数帯域を、（ｉ）ハーフパワーポイントのところに遮断周波数を有するとともに、（ｉｉ）５ナノメートル未満の帯域幅を有したものとし、（ｂ）第１光学フィルタを、能動光の周波数帯域と交差する通過帯域を有したものとし、（ｃ）第２光学フィルタを、能動光の周波数帯域と交差しない通過帯域を有したものとする。事例によっては、方法は、能動的な光源から能動光を放出させることも含む。事例によっては、（ａ）撮像画素を、カメラ内のセットをなす複数の撮像画素のうちの１つとし、（ｂ）方法は、セット内の他の各画素において、生成及び減少を行うことも含む。この段落で上述した事例のそれぞれは、この段落の第１文に記載された方法の一例であり、この発明の他の実施形態と組み合わせられ得るこの発明の実施形態の一例でもある。

いくつかの実施態様では、この発明は、カメラ内のセットをなす複数の撮像画素内における特定の各撮像画素ごとに、（ａ）第１光学フィルタを通過して第１フォトダイオードを照射する光に応答して、特定の画素の第１フォトダイオード内で電荷を生成することと、（ｂ）トランジスタの領域内の電圧に依存する、ある減少割合で、第１フォトダイオードから電荷の第１部分を減少させることであり、その電圧は、（ｉ）減少中に第１フォトダイオードからトランジスタを介して流れる電流のアンペア数を制御するとともに、（ｉｉ）第２光学フィルタを通過して第２フォトダイオードを照射する光に応答して特定の画素の第２フォトダイオード内で生成される電荷によって制御されることと、（ｃ）電荷の残余部分を読み出すことであり、この残余部分を、第１部分が減少した後に残ったものとすることとを含み、ここで、（１）特定の画素上へと入射する光を、能動光と周囲光とを含むものとし、（２）第１光学フィルタを通過して第１フォトダイオード上へと入射する周囲光の入射照度を、第２光学フィルタを通過して第２フォトダイオード上へと入射する周囲光の入射照度と比較して２５％未満しか相違しないものとし、（３）第２光学フィルタを通過して第２フォトダイオード上へと入射する能動光の入射照度を、第１光学フィルタを通過して第１フォトダイオード上へと入射する能動光の入射照度の２５％未満とし、（４）減少させることにより、特定の画素が行う測定に対して周囲光が与える影響を低減又は排除する方法である。事例によっては、減少と生成とのそれぞれを、カメラの１フレームを通して連続的に行う。事例によっては、カメラの各フレーム中に、少なくとも１回は減少を行う。事例によっては、減少を生成と同時のものとする。事例によっては、減少割合を、電圧に対して正比例させる。事例によっては、カメラの１フレームを通して、減少割合を、電圧に対して実質的に比例させる。事例によっては、（ａ）ある生成速度で生成を行い、（ｂ）減少割合は、生成速度が弱く単調に増加する場合には、弱く単調に増加する傾向があるものとする。事例によっては、能動光のピーク周波数を、周波数帯域内にあるものとし、この周波数帯域を、（ａ）ハーフパワーポイントのところに遮断周波数を有するとともに、（ｂ）５ナノメートル未満の帯域幅を有したものとする。事例によっては、能動光のピーク周波数を、周波数帯域内にあるものとし、この周波数帯域を、（ａ）ハーフパワーポイントのところに遮断周波数を有するとともに、（ｂ）３ナノメートル未満の帯域幅を有したものとする。事例によっては、（ａ）能動光を、周波数帯域内にピーク周波数を有したものとし、その周波数帯域を、（ｉ）ハーフパワーポイントのところに遮断周波数を有するとともに、（ｉｉ）５ナノメートル未満の帯域幅を有したものとし、（ｂ）第１光学フィルタを、通過帯域を有したものとし、（ｃ）第１光学フィルタの通過帯域を、能動光の周波数帯域内にある少なくとも１つの周波数を含むものとする。事例によっては、（ａ）能動光を、周波数帯域内にピーク周波数を有したものとし、その周波数帯域を、（ｉ）ハーフパワーポイントのところに遮断周波数を有するとともに、（ｉｉ）５ナノメートル未満の帯域幅を有したものとし、（ｂ）第１光学フィルタを、能動光の周波数帯域と交差する通過帯域を有したものとし、（ｃ）第２光学フィルタを、能動光の周波数帯域と交差しない通過帯域を有したものとする。事例によっては、方法は、能動的な光源から能動光を放出させることも含む。この段落で上述した事例のそれぞれは、この段落の第１文に記載された方法の一例であり、この発明の他の実施形態と組み合わせられ得るこの発明の実施形態の一例でもある。

いくつかの実施態様では、この発明は、カメラ内のセットをなす複数の撮像画素内における特定の各撮像画素ごとに、（ａ）第１光学フィルタを通過してフォトダイオード上へと入射する光に応答して、特定の画素のフォトダイオード内で電荷を生成することと、（ｂ）第２光学フィルタを通過して特定の画素のフォトレジスタ上へと入射する光の入射照度に依存する、ある減少割合で、電荷の第１部分を減少させることと、（ｃ）電荷の残余部分を読み出すことであって、この残余部分を、第１部分が減少した後に残ったものとすることとを含み、ここで、（１）フォトダイオード内で生成された電荷を蓄積する浮遊拡散容量から減少を行い、（２）フォトレジスタは、減少中に浮遊拡散容量からフォトレジスタを介して流れる電流のアンペア数を制御する光依存性抵抗値を有するものとし、（３）特定の画素上へと入射する光を、能動光と周囲光とを含むものとし、（４）第１光学フィルタを通過してフォトダイオード上へと入射する周囲光の入射照度を、第２光学フィルタを通過してフォトレジスタ上へと入射する周囲光の入射照度と比較して２５％未満しか相違しないものとし、（５）第２光学フィルタを通過してフォトレジスタ上へと入射する能動光の入射照度を、第１光学フィルタを通過してフォトダイオード上へと入射する能動光の入射照度の２５％未満とし、（６）減少させることにより、特定の画素が行う測定に対して周囲光が与える影響を低減又は除去する方法である。事例によっては、減少と生成とのそれぞれを、カメラの１フレームを通して連続的に行う。事例によっては、カメラの各フレーム中に、少なくとも１回は減少を行う。事例によっては、減少を生成と同時のものとする。事例によっては、（ａ）ある生成速度で生成を行い、（ｂ）第１光学フィルタを通過してフォトダイオード上へと入射する光の入射照度に生成速度が依存するものとし、（ｃ）生成速度に対して減少割合を正比例させる。事例によっては、（ａ）ある生成速度で生成を行い、（ｂ）第１光学フィルタを通過してフォトダイオード上へと入射する光の入射照度に生成速度が依存するものとし、（ｃ）カメラの１フレームを通して、生成速度に対して減少割合を実質的に比例させる。事例によっては、（ａ）ある生成速度で生成を行い、（ｂ）第１光学フィルタを通過してフォトダイオード上へと入射する光の入射照度に生成速度が依存するものとし、（ｃ）減少割合は、生成速度が弱く単調に増加する場合には、弱く単調に増加する傾向があるものとする。事例によっては、能動光のピーク周波数を、周波数帯域内にあるものとし、この周波数帯域を、（ａ）ハーフパワーポイントのところに遮断周波数を有するとともに、（ｂ）５ナノメートル未満の帯域幅を有したものとする。事例によっては、（ａ）能動光を、周波数帯域内にピーク周波数を有したものとし、その周波数帯域を、（ｉ）ハーフパワーポイントのところに遮断周波数を有するとともに、（ｉｉ）５ナノメートル未満の帯域幅を有したものとし、（ｂ）第１光学フィルタを、通過帯域を有したものとし、（ｃ）第１光学フィルタの通過帯域を、能動光の周波数帯域内にある少なくとも１つの周波数を含むものとする。事例によっては、（ａ）能動光を、周波数帯域内にピーク周波数を有したものとし、その周波数帯域を、（ｉ）ハーフパワーポイントのところに遮断周波数を有するとともに、（ｉｉ）５ナノメートル未満の帯域幅を有したものとし、（ｂ）第１光学フィルタを、能動光の周波数帯域と交差する通過帯域を有したものとし、（ｃ）第２光学フィルタを、能動光の周波数帯域と交差しない通過帯域を有したものとする。事例によっては、方法は、能動的な光源から能動光を放出させることも含む。この段落で上述した事例のそれぞれは、この段落の第１文に記載された方法の一例であり、この発明の他の実施形態と組み合わせられ得るこの発明の実施形態の一例でもある。

いくつかの実施態様では、この発明は、セットをなす複数の撮像画素を含むカメラであって、セット内の特定の各撮像画素ごとに、（ａ）特定の画素は、第１フォトダイオードと、第２フォトダイオードと、第１光学フィルタと、第２光学フィルタとを含み、（ｂ）第１フォトダイオードは、第１光学フィルタを通過して第１フォトダイオードを照射する光に応答して、電荷の生成を行うように構成され、（ｃ）カメラは、カメラの一部をなすトランジスタの領域内の電圧に依存する、ある減少割合で、第１フォトダイオードから電荷の第１部分を減少させるように構成され、（ｄ）カメラは、トランジスタの領域内の電圧が、（ｉ）減少中に第１フォトダイオードからトランジスタを介して流れる電流のアンペア数を制御するとともに、（ｉｉ）第２光学フィルタを通過して第２フォトダイオードを照射する光に応答して第２フォトダイオード内で生成される電荷によって制御されるように構成され、（ｅ）カメラは、電荷の残余部分を読み出すように構成され、この残余部分は、第１部分が減少した後に残ったものであり、ここで、（１）第１光学フィルタ及び第２光学フィルタは、（ｉ）第１光学フィルタを通過して第１フォトダイオード上へと入射する周囲光の入射照度が、第２光学フィルタを通過して第２フォトダイオード上へと入射する周囲光の入射照度と比較して２５％未満しか相違しないように構成され、（ｉｉ）第２光学フィルタを通過して第２フォトダイオード上へと入射する能動光の入射照度が、第１光学フィルタを通過して第１フォトダイオード上へと入射する能動光の入射照度の２５％未満であるように構成され、（２）カメラは、電荷の第１部分の減少が、特定の画素が行う測定に対して周囲光が与える影響を低減又は排除するように構成されている。事例によっては、カメラは、減少と生成とのそれぞれがカメラの１フレームを通して連続的に行われるように構成されている。事例によっては、カメラは、カメラの各フレーム中に少なくとも１回は減少が行われるように構成されている。事例によっては、カメラは、減少が生成と同時に行われるように構成されている。事例によっては、カメラは、減少割合が電圧に対して正比例するように構成されている。事例によっては、カメラは、カメラの１フレームを通して、減少割合が電圧に対して実質的に比例するように構成されている。事例によっては、カメラは、（ａ）ある生成速度で生成が行われるように構成され、（ｂ）減少割合が、生成速度が弱く単調に増加する場合には、弱く単調に増加する傾向があるように構成されている。事例によっては、第１光学フィルタは、能動光の周波数帯域と交差する通過帯域を有し、その能動光の周波数帯域は、５ナノメートル未満の帯域幅を有している。事例によっては、（ａ）第１光学フィルタは、能動光の周波数帯域と交差する通過帯域を有し、その能動光の周波数帯域は、５ナノメートル未満の帯域幅を有し、（ｂ）第２光学フィルタは、能動光の周波数帯域と交差しない通過帯域を有している。事例によっては、（ａ）カメラは、能動的な光源も含み、（ｂ）能動的な光源は、能動光を放出するように構成されている。この段落で上述した事例のそれぞれは、この段落の第１文に記載されたカメラの一例であり、この発明の他の実施形態と組み合わせられ得るこの発明の実施形態の一例でもある。

いくつかの実施態様では、この発明は、セットをなす複数の撮像画素を含むカメラであって、セット内の特定の各撮像画素ごとに、（ａ）特定の画素は、フォトダイオードと、フォトレジスタと、第１光学フィルタと、第２光学フィルタとを含み、（ｂ）フォトダイオードは、第１光学フィルタを通過してフォトダイオードを照射する光に応答して、電荷の生成を行うように構成され、（ｃ）カメラは、第２光学フィルタを通過してフォトレジスタ上へと入射する光の入射照度に依存する、ある減少割合で、電荷の第１部分を減少させるように構成され、（ｄ）カメラは、カメラの一部をなす浮遊拡散容量であってフォトダイオード内で生成された電荷を一時的に蓄積するように構成された浮遊拡散容量から、減少を行うように構成され、（ｅ）フォトレジスタは、光依存性抵抗値を有し、（ｆ）カメラは、フォトレジスタの光依存性抵抗値が、減少中に浮遊拡散容量からフォトレジスタを介して流れる電流のアンペア数を制御するように構成され、（ｇ）カメラは、電荷の残余部分を読み出すように構成され、この残余部分は、第１部分が減少した後に残ったものであり、ここで、（１）第１光学フィルタ及び第２光学フィルタは、（ｉ）第１光学フィルタを通過してフォトダイオード上へと入射する周囲光の入射照度が、第２光学フィルタを通過してフォトレジスタ上へと入射する周囲光の入射照度と比較して２５％未満しか相違しないように構成され、（ｉｉ）第２光学フィルタを通過してフォトレジスタ上へと入射する能動光の入射照度が、第１光学フィルタを通過してフォトダイオード上へと入射する能動光の入射照度の２５％未満であるように構成され、（２）カメラは、電荷の第１部分の減少が、特定の画素が行う測定に対して周囲光が与える影響を低減又は除去するように構成されている。事例によっては、カメラは、減少と生成とのそれぞれがカメラの１フレームを通して連続的に行われるように構成されている。事例によっては、カメラは、減少がカメラの各フレーム中に少なくとも１回は行われるように構成されている。事例によっては、カメラは、減少が生成と同時に行われるように構成されている。事例によっては、カメラは、（ａ）ある生成速度で生成が行われるように構成され、（ｂ）第１光学フィルタを通過してフォトダイオード上へと入射する光の入射照度に生成速度が依存するように構成され、（ｃ）減少割合が、生成速度に対して正比例するように構成されている。事例によっては、（ａ）ある生成速度で生成が行われ、（ｂ）第１光学フィルタを通過してフォトダイオード上へと入射する光の入射照度に生成速度が依存し、（ｃ）特定の画素の１フレームを通して、減少割合は、生成速度に対して実質的に比例する。事例によっては、カメラは、（ａ）ある生成速度で生成が行われるように構成され、（ｂ）減少割合は、生成速度が弱く単調に増加する場合には、弱く単調に増加する傾向があるように構成されている。事例によっては、第１光学フィルタは、能動光の周波数帯域と交差する通過帯域を有し、その能動光の周波数帯域は、５ナノメートル未満の帯域幅を有している。事例によっては、（ａ）第１光学フィルタは、能動光の周波数帯域と交差する通過帯域を有し、その能動光の周波数帯域は、５ナノメートル未満の帯域幅を有し、（ｂ）第２光学フィルタは、能動光の周波数帯域と交差しない通過帯域を有している。事例によっては、（ａ）カメラは、能動的な光源も含み、（ｂ）能動的な光源は、能動光を放出するように構成されている。この段落で上述した事例のそれぞれは、この段落の第１文に記載されたカメラの一例であり、この発明の他の実施形態と組み合わせられ得るこの発明の実施形態の一例でもある。

この発明の任意の方法、装置又はシステムに関する本明細書の各説明は、この発明の非限定的な例を説明している。この発明は、それらの例に限定されるものではなく、他の態様で実装されてもよい。

この発明の任意のプロトタイプに関する本明細書の各説明は、この発明の非限定的な例を説明している。この発明は、それらの例に限定されるものではなく、他の態様で実装されてもよい。

この発明の任意の実装、実施態様又は事例（あるいは、この発明に関する任意の使用シナリオ）に関する本明細書における各説明は、この発明の非限定的な例を説明している。この発明は、それらの例に限定されるものではなく、他の態様で実装されてもよい。

この発明の任意の特徴点を示す本明細書におけるそれぞれの図、図示、概略図又は図面は、この発明の非限定的な例を示している。この発明は、それらの例に限定されるものではなく、他の態様で実装されてもよい。

（任意の添付の図面及び図を含むがこれらに限定されない）上記の説明は、この発明の例示的な実施態様を説明している。しかしながら、本発明は、他の態様で実装されてもよい。本明細書において説明する方法及び装置は、この発明の原理の単なる例示的な応用である。当業者による、他の配置、方法、改変及び置換も、この発明の範囲内である。当業者であれば、この発明の範囲を逸脱することなく、多数の変更を行い得る。また、この発明は、本明細書において説明する（ハードウェア、ハードウェア構成要素、方法、プロセス、ステップ、ソフトウェア、アルゴリズム、機能又は技術を含む）１つ又は複数の項目の各組合せ及び順列を制限なく含む。
なお、本願の出願当初の開示事項を維持するために、本願の出願当初の請求項１～５９の記載内容を以下に追加する。
（請求項１）
（ａ）撮像画素の第１フォトダイオード内において、第１光学フィルタを通過して前記第１フォトダイオード上へと入射する光の入射照度である第１入射量に依存した生成速度で、電荷を生成するステップと、
（ｂ）前記電荷の第１部分を、ある減少割合で減少させるステップであって、（ｉ）前記減少割合が、第２光学フィルタを通過して前記撮像画素の第２回路素子上へと入射する光の入射照度である第２入射量に少なくとも部分的に依存するように、（ｉｉ）前記第１フォトダイオード又は前記電荷が蓄積された第３回路素子から前記減少を行うように、減少させるステップと、
（ｃ）前記電荷の残余部分を読み出すステップであって、前記残余部分は、前記第１部分を減少させた後に残ったものである、読み出すステップと
を含んでなり、
（１）前記撮像画素上へと入射する光は、能動光と周囲光とを含み、
（２）前記第１光学フィルタを通過して前記第１フォトダイオード上へと入射する周囲光の入射照度は、前記第２光学フィルタを通過して前記第２回路素子上へと入射する周囲光の入射照度と比較して２５％未満しか相違せず、
（３）前記第２光学フィルタを通過して前記第２回路素子上へと入射する前記能動光の入射照度は、前記第１光学フィルタを通過して前記第１フォトダイオード上へと入射する前記能動光の入射照度の２５％未満であり、
（４）前記減少により、前記撮像画素が行う測定に対して前記周囲光が与える影響を低減又は排除するものである方法。
（請求項２）
（ａ）前記第１フォトダイオードから前記減少を行い、
（ｂ）前記第２回路素子は、第２フォトダイオードであり、
（ｃ）前記第２フォトダイオード内に蓄積された電荷は、前記第２光学フィルタを通過した前記光に応答して、トランジスタの領域内の電圧を制御することにより、前記トランジスタを流れる電流であって前記第１フォトダイオードから電荷を減少させる電流を制御する、請求項１に記載の方法。
（請求項３）
（ａ）前記第１フォトダイオードによって生成された電荷を蓄積する浮遊拡散容量から前記減少を行い、
（ｂ）前記第２回路素子は、フォトレジスタであり、
（ｃ）前記第２光学フィルタを通過して前記フォトレジスタ上へと入射する光の前記入射照度は、（ｉ）前記フォトレジスタの電気抵抗値を制御し、（ｉｉ）ひいては、前記フォトレジスタを流れて前記第１フォトダイオードから電荷を減少させる電流のアンペア数を制御する、請求項１に記載の方法。
（請求項４）
前記減少と前記生成とのそれぞれを、前記撮像画素の１フレームを通して連続的に行う、請求項１に記載の方法。
（請求項５）
前記撮像画素の各フレーム中に、少なくとも１回は前記減少を行う、請求項１に記載の方法。
（請求項６）
前記減少は、前記生成と同時である、請求項１に記載の方法。
（請求項７）
前記減少割合は、前記第２回路素子上へと入射する前記入射照度に対して正比例する、請求項１に記載の方法。
（請求項８）
前記撮像画素の１フレームを通して、前記減少割合は、前記第２回路素子上へと入射する前記入射照度に対して実質的に比例する、請求項１に記載の方法。
（請求項９）
前記減少割合は、前記第２回路素子上へと入射する光に基づいて蓄積される電荷量に対して正比例する、請求項１に記載の方法。
（請求項１０）
前記撮像画素の１フレームを通して、前記減少割合は、前記第２回路素子上へと入射する光に基づいて蓄積される電荷量に対して実質的に比例する、請求項１に記載の方法。
（請求項１１）
前記減少割合は、前記生成速度が弱く単調に増加する場合には、弱く単調に増加する傾向がある、請求項１に記載の方法。
（請求項１２）
前記能動光のピーク周波数は、周波数帯域内にあり、前記周波数帯域は、（ａ）ハーフパワーポイントのところに遮断周波数を有するとともに、（ｂ）５ナノメートル未満の帯域幅を有する、請求項１に記載の方法。
（請求項１３）
（ａ）前記能動光は、周波数帯域内にピーク周波数を有し、前記周波数帯域は、（ｉ）ハーフパワーポイントのところに遮断周波数を有するとともに、（ｉｉ）５ナノメートル未満の帯域幅を有し、
（ｂ）前記第１光学フィルタは、通過帯域を有し、
（ｃ）前記第１光学フィルタの前記通過帯域は、前記能動光の前記周波数帯域内にある少なくとも１つの周波数を含む、請求項１に記載の方法。
（請求項１４）
（ａ）前記能動光は、周波数帯域内にピーク周波数を有し、前記周波数帯域は、（ｉ）ハーフパワーポイントのところに遮断周波数を有するとともに、（ｉｉ）５ナノメートル未満の帯域幅を有し、
（ｂ）前記第１光学フィルタは、前記能動光の前記周波数帯域と交差する通過帯域を有し、
（ｃ）前記第２光学フィルタは、前記能動光の前記周波数帯域と交差しない通過帯域を有する、請求項１に記載の方法。
（請求項１５）
能動的な光源から前記能動光を放出させることも含む請求項１に記載の方法。
（請求項１６）
（ａ）前記撮像画素は、カメラ内のセットをなす複数の撮像画素のうちの１つであり、
（ｂ）前記方法は、前記セット内の他の各画素において、前記生成及び前記減少を行うことも含む、請求項１に記載の方法。
（請求項１７）
カメラ内のセットをなす撮像画素内における特定の各撮像画素ごとに、
（ａ）第１光学フィルタを通過して第１フォトダイオードを照射する光に応答して、前記特定の画素の前記第１フォトダイオード内で電荷を生成するステップと、
（ｂ）トランジスタの領域内の電圧に依存する、ある減少割合で前記第１フォトダイオードから前記電荷の第１部分を減少させるステップであって、前記電圧は、（ｉ）前記減少中に前記第１フォトダイオードから前記トランジスタを介して流れる電流のアンペア数を制御するとともに、（ｉｉ）第２光学フィルタを通過して第２フォトダイオードを照射する光に応答して前記特定の画素の前記第２フォトダイオード内で生成される電荷によって制御される、減少させるステップと、
（ｃ）前記電荷の残余部分を読み出すステップであって、前記残余部分は、前記第１部分が減少した後に残ったものである、読み出すステップと
を含んでなり、
（１）前記特定の画素上へと入射する光は、能動光と周囲光とを含み、
（２）前記第１光学フィルタを通過して前記第１フォトダイオード上へと入射する周囲光の入射照度は、前記第２光学フィルタを通過して前記第２フォトダイオード上へと入射する周囲光の入射照度と比較して２５％未満しか相違せず、
（３）前記第２光学フィルタを通過して前記第２フォトダイオード上へと入射する能動光の入射照度は、前記第１光学フィルタを通過して前記第１フォトダイオード上へと入射する能動光の入射照度の２５％未満であり、
（４）前記減少により、前記特定の画素が行う測定に対して前記周囲光が与える影響を低減又は排除するものである方法。
（請求項１８）
前記減少と前記生成とのそれぞれを、前記カメラの１フレームを通して連続的に行う、請求項１７に記載の方法。
（請求項１９）
前記カメラの各フレーム中に、少なくとも１回は前記減少を行う、請求項１７に記載の方法。
（請求項２０）
前記減少は、前記生成と同時である、請求項１７に記載の方法。
（請求項２１）
前記減少割合は、前記電圧に対して正比例する、請求項１７に記載の方法。
（請求項２２）
前記カメラの１フレームを通して、前記減少割合は、前記電圧に対して実質的に比例する、請求項１７に記載の方法。
（請求項２３）
（ａ）ある生成速度で前記生成を行い、
（ｂ）前記減少割合は、前記生成速度が弱く単調に増加する場合には、弱く単調に増加する傾向がある、請求項１７に記載の方法。
（請求項２４）
前記能動光のピーク周波数は、周波数帯域内にあり、前記周波数帯域は、（ａ）ハーフパワーポイントのところに遮断周波数を有するとともに、（ｂ）５ナノメートル未満の帯域幅を有する、請求項１７に記載の方法。
（請求項２５）
前記能動光のピーク周波数は、周波数帯域内にあり、前記周波数帯域は、（ａ）ハーフパワーポイントのところに遮断周波数を有するとともに、（ｂ）３ナノメートル未満の帯域幅を有する、請求項１７に記載の方法。
（請求項２６）
（ａ）前記能動光は、周波数帯域内にピーク周波数を有し、前記周波数帯域は、（ｉ）ハーフパワーポイントのところに遮断周波数を有するとともに、（ｉｉ）５ナノメートル未満の帯域幅を有し、
（ｂ）前記第１光学フィルタは、通過帯域を有し、
（ｃ）前記第１光学フィルタの前記通過帯域は、前記能動光の前記周波数帯域内にある少なくとも１つの周波数を含む、請求項１７に記載の方法。
（請求項２７）
（ａ）前記能動光は、周波数帯域内にピーク周波数を有し、前記周波数帯域は、（ｉ）ハーフパワーポイントのところに遮断周波数を有するとともに、（ｉｉ）５ナノメートル未満の帯域幅を有し、
（ｂ）前記第１光学フィルタは、前記能動光の前記周波数帯域と交差する通過帯域を有し、
（ｃ）前記第２光学フィルタは、前記能動光の前記周波数帯域と交差しない通過帯域を有する、請求項１７に記載の方法。
（請求項２８）
前記方法は、能動的な光源から前記能動光を放出させることも含む、請求項１７に記載の方法。
（請求項２９）
カメラ内のセットをなす撮像画素内における特定の各撮像画素ごとに、
（ａ）第１光学フィルタを通過してフォトダイオード上へと入射する光に応答して、前記特定の画素の前記フォトダイオード内で電荷を生成するステップと、
（ｂ）第２光学フィルタを通過して前記特定の画素のフォトレジスタ上へと入射する光の入射照度に依存するある減少割合で、前記電荷の第１部分を減少させるステップと、
（ｃ）前記電荷の残余部分を読み出すステップであって、前記残余部分は、前記第１部分が減少した後に残ったものである、読み出すステップと
を含んでなり、
（１）前記フォトダイオード内で生成された電荷を蓄積する浮遊拡散容量から前記減少を行い、
（２）前記フォトレジスタは、前記減少中に前記浮遊拡散容量から前記フォトレジスタを介して流れる電流のアンペア数を制御する光依存性抵抗値を有し、
（３）前記特定の画素上へと入射する光は、能動光と周囲光とを含み、
（４）前記第１光学フィルタを通過して前記フォトダイオード上へと入射する周囲光の入射照度は、前記第２光学フィルタを通過して前記フォトレジスタ上へと入射する周囲光の入射照度と比較して２５％未満しか相違せず、
（５）前記第２光学フィルタを通過して前記フォトレジスタ上へと入射する能動光の入射照度は、前記第１光学フィルタを通過して前記フォトダイオード上へと入射する能動光の入射照度の２５％未満であり、
（６）前記減少により、前記特定の画素が行う測定に対して前記周囲光が与える影響を低減又は除去するものである方法。
（請求項３０）
前記減少と前記生成とのそれぞれを、前記カメラの１フレームを通して連続的に行う、請求項２９に記載の方法。
（請求項３１）
前記カメラの各フレーム中に、少なくとも１回は前記減少を行う、請求項２９に記載の方法。
（請求項３２）
前記減少は、前記生成と同時である、請求項２９に記載の方法。
（請求項３３）
（ａ）ある生成速度で前記生成を行い、
（ｂ）前記生成速度は、前記第１光学フィルタを通過して前記フォトダイオード上へと入射する光の入射照度に依存し、
（ｃ）前記減少割合は、前記生成速度に対して正比例する、請求項２９に記載の方法。
（請求項３４）
（ａ）ある生成速度で前記生成を行い、
（ｂ）前記生成速度は、前記第１光学フィルタを通過して前記フォトダイオード上へと入射する光の入射照度に依存し、
（ｃ）前記カメラの１フレームを通して、前記減少割合は、前記生成速度に対して実質的に比例する、請求項２９に記載の方法。
（請求項３５）
（ａ）ある生成速度で前記生成を行い、
（ｂ）前記生成速度は、前記第１光学フィルタを通過して前記フォトダイオード上へと入射する光の入射照度に依存し、
（ｃ）前記減少割合は、前記生成速度が弱く単調に増加する場合には、弱く単調に増加する傾向がある、請求項２９に記載の方法。
（請求項３６）
前記能動光のピーク周波数は、周波数帯域内にあり、前記周波数帯域は、（ａ）ハーフパワーポイントのところに遮断周波数を有するとともに、（ｂ）５ナノメートル未満の帯域幅を有する、請求項２９に記載の方法。
（請求項３７）
（ａ）前記能動光は、周波数帯域内にピーク周波数を有し、前記周波数帯域は、（ｉ）ハーフパワーポイントのところに遮断周波数を有するとともに、（ｉｉ）５ナノメートル未満の帯域幅を有し、
（ｂ）前記第１光学フィルタは、通過帯域を有し、
（ｃ）前記第１光学フィルタの前記通過帯域は、前記能動光の前記周波数帯域内にある少なくとも１つの周波数を含む、請求項２９に記載の方法。
（請求項３８）
（ａ）前記能動光は、周波数帯域内にピーク周波数を有し、前記周波数帯域は、（ｉ）ハーフパワーポイントのところに遮断周波数を有するとともに、（ｉｉ）５ナノメートル未満の帯域幅を有し、
（ｂ）前記第１光学フィルタは、前記能動光の前記周波数帯域と交差する通過帯域を有し、
（ｃ）前記第２光学フィルタは、前記能動光の前記周波数帯域と交差しない通過帯域を有する、請求項２９に記載の方法。
（請求項３９）
前記方法は、能動的な光源から前記能動光を放出させることも含む、請求項２９に記載の方法。
（請求項４０）
セットをなす撮像画素を含むカメラであって、前記セット内の特定の各撮像画素ごとに、
（ａ）前記特定の画素は、第１フォトダイオードと、第２フォトダイオードと、第１光学フィルタと、第２光学フィルタとを含み、
（ｂ）前記第１フォトダイオードは、前記第１光学フィルタを通過して前記第１フォトダイオードを照射する光に応答して、電荷の生成を行うように構成され、
（ｃ）前記カメラは、前記カメラの一部をなすトランジスタの領域内の電圧に依存する、ある減少割合で、前記第１フォトダイオードから前記電荷の第１部分を減少させるように構成され、
（ｄ）前記カメラは、前記トランジスタの領域内の前記電圧が、（ｉ）前記減少中に前記第１フォトダイオードから前記トランジスタを介して流れる電流のアンペア数を制御するとともに、（ｉｉ）前記第２光学フィルタを通過して前記第２フォトダイオードを照射する光に応答して前記第２フォトダイオード内で生成される電荷によって制御されるように構成され、
（ｅ）前記カメラは、前記電荷の残余部分を読み出すように構成され、前記残余部分は、前記第１部分が減少した後に残ったものであり、
（１）前記第１光学フィルタ及び前記第２光学フィルタは、（ｉ）前記第１光学フィルタを通過して前記第１フォトダイオード上へと入射する周囲光の入射照度が、前記第２光学フィルタを通過して前記第２フォトダイオード上へと入射する周囲光の入射照度と比較して、２５％未満しか相違しないように構成され、（ｉｉ）前記第２光学フィルタを通過して前記第２フォトダイオード上へと入射する能動光の入射照度が、前記第１光学フィルタを通過して前記第１フォトダイオード上へと入射する能動光の入射照度の２５％未満であるように構成され、
（２）前記電荷の前記第１部分の前記減少が、前記特定の画素が行う測定に対して前記周囲光が与える影響を低減又は排除するように構成されているカメラ。
（請求項４１）
前記減少と前記生成とのそれぞれが前記カメラの１フレームを通して連続的に行われるように構成されている請求項４０に記載のカメラ。
（請求項４２）
前記カメラの各フレーム中に少なくとも１回は前記減少が行われるように構成されている請求項４０に記載のカメラ。
（請求項４３）
前記減少が前記生成と同時に行われるように構成されている請求項４０に記載のカメラ。
（請求項４４）
前記減少割合が前記電圧に対して正比例するように構成されている請求項４０に記載のカメラ。
（請求項４５）
前記カメラの１フレームを通して、前記減少割合が前記電圧に対して実質的に比例するように構成されている請求項４０に記載のカメラ。
（請求項４６）
（ａ）ある生成速度で前記生成を行うように構成され、
（ｂ）前記減少割合は、前記生成速度が弱く単調に増加する場合には、弱く単調に増加する傾向があるように構成されている請求項４０に記載のカメラ。
（請求項４７）
前記第１光学フィルタは、前記能動光の周波数帯域と交差する通過帯域を有し、前記能動光の前記周波数帯域は、５ナノメートル未満の帯域幅を有している、請求項４０に記載のカメラ。
（請求項４８）
（ａ）前記第１光学フィルタは、前記能動光の周波数帯域と交差する通過帯域を有し、前記能動光の前記周波数帯域は、５ナノメートル未満の帯域幅を有し、
（ｂ）前記第２光学フィルタは、前記能動光の前記周波数帯域と交差しない通過帯域を有している、請求項４０に記載のカメラ。
（請求項４９）
（ａ）前記カメラは、能動的な光源も含み、
（ｂ）前記能動的な光源は、前記能動光を放出するように構成されている、請求項４０に記載のカメラ。
（請求項５０）
セットをなす撮像画素を含むカメラであって、前記セット内の特定の各撮像画素ごとに、
（ａ）前記特定の画素は、フォトダイオードと、フォトレジスタと、第１光学フィルタと、第２光学フィルタとを含み、
（ｂ）前記フォトダイオードは、前記第１光学フィルタを通過して前記フォトダイオードを照射する光に応答して、電荷の生成を行うように構成され、
（ｃ）前記カメラは、前記第２光学フィルタを通過して前記フォトレジスタ上へと入射する光の入射照度に依存するある減少割合で、前記電荷の第１部分を減少させるように構成され、
（ｄ）前記カメラは、前記カメラの一部をなす浮遊拡散容量であって前記フォトダイオード内で生成された電荷を一時的に蓄積するように構成された浮遊拡散容量から前記減少を行うように構成され、
（ｅ）前記フォトレジスタは、光依存性抵抗値を有し、
（ｆ）前記カメラは、前記フォトレジスタの前記光依存性抵抗値が、前記減少中に前記浮遊拡散容量から前記フォトレジスタを介して流れる電流のアンペア数を制御するように構成され、
（ｇ）前記カメラは、前記電荷の残余部分を読み出すように構成され、前記残余部分は、前記第１部分が減少した後に残ったものであり、
（１）前記第１光学フィルタ及び前記第２光学フィルタは、（ｉ）前記第１光学フィルタを通過して前記フォトダイオード上へと入射する周囲光の入射照度が、前記第２光学フィルタを通過して前記フォトレジスタ上へと入射する周囲光の入射照度と比較して、２５％未満しか相違しないように構成され、（ｉｉ）前記第２光学フィルタを通過して前記フォトレジスタ上へと入射する能動光の入射照度が、前記第１光学フィルタを通過して前記フォトダイオード上へと入射する能動光の入射照度の２５％未満であるように構成され、
（２）前記電荷の前記第１部分の前記減少が、前記特定の画素が行う測定に対して前記周囲光が与える影響を低減又は除去するように構成されているカメラ。
（請求項５１）
前記減少と前記生成とのそれぞれが前記カメラの１フレームを通して連続的に行われるように構成されている請求項５０に記載のカメラ。
（請求項５２）
前記カメラの各フレーム中に少なくとも１回は前記減少が行われるように構成されている請求項５０に記載のカメラ。
（請求項５３）
前記減少が前記生成と同時に行われるように構成されている請求項５０に記載のカメラ。
（請求項５４）
（ａ）ある生成速度で前記生成を行い、
（ｂ）前記生成速度が、前記第１光学フィルタを通過して前記フォトダイオード上へと入射する光の入射照度に依存するように構成され、
（ｃ）前記減少割合が、前記生成速度に対して正比例するように構成されている請求項５０に記載のカメラ。
（請求項５５）
（ａ）ある生成速度で前記生成を行い、
（ｂ）前記生成速度は、前記第１光学フィルタを通過して前記フォトダイオード上へと入射する光の入射照度に依存し、
（ｃ）前記特定の画素の１フレームを通して、前記減少割合は、前記生成速度に対して実質的に比例する、請求項２９に記載の方法。
（請求項５６）
（ａ）ある生成速度で前記生成を行い、
（ｂ）前記減少割合が、前記生成速度が弱く単調に増加する場合には、弱く単調に増加
する傾向があるように構成されている請求項５０に記載のカメラ。
（請求項５７）
前記第１光学フィルタは、前記能動光の周波数帯域と交差する通過帯域を有し、前記能動光の前記周波数帯域は、５ナノメートル未満の帯域幅を有している、請求項５０に記載のカメラ。
（請求項５８）
（ａ）前記第１光学フィルタは、前記能動光の周波数帯域と交差する通過帯域を有し、前記能動光の前記周波数帯域は、５ナノメートル未満の帯域幅を有し、
（ｂ）前記第２光学フィルタは、前記能動光の前記周波数帯域と交差しない通過帯域を有している、請求項５０に記載のカメラ。
（請求項５９）
（ａ）前記カメラは、能動的な光源も含み、
（ｂ）前記能動的な光源は、前記能動光を放出するように構成されている請求項５０に記載のカメラ。

Claims (15)

1. （ａ）撮像画素の第１フォトダイオード内において、第１光学フィルタを通過して前記第１フォトダイオード上へと入射する光の入射照度である第１入射量に依存した生成速度で、電荷を生成するステップと、
   （ｂ）前記電荷の第１部分を、ある減少割合で減少させるステップであって、（ｉ）前記減少割合が、第２光学フィルタを通過して前記撮像画素の、フォトレジスタである第２回路素子上へと入射する光の入射照度である第２入射量に少なくとも部分的に依存するように、（ｉｉ）前記第１フォトダイオード又は前記電荷が蓄積された第３回路素子から前記減少を行うように、（ｉｉｉ）前記第１フォトダイオードによって生成された電荷を蓄積する浮遊拡散容量から前記減少を行うように、減少させるステップと、
   （ｃ）前記電荷の残余部分を読み出すステップであって、前記残余部分は、前記第１部分を減少させた後に残ったものである、読み出すステップと
   を含んでなり、
   （１）前記撮像画素上へと入射する光は、能動光と周囲光とを含み、
   （２）前記第１光学フィルタを通過して前記第１フォトダイオード上へと入射する周囲光の入射照度は、前記第２光学フィルタを通過して前記第２回路素子上へと入射する周囲光の入射照度と比較して２５％未満しか相違せず、
   （３）前記第２光学フィルタを通過して前記第２回路素子上へと入射する前記能動光の入射照度は、（ｉ）前記第１光学フィルタを通過して前記第１フォトダイオード上へと入射する前記能動光の入射照度の２５％未満であり、（ｉｉ）前記フォトレジスタの電気抵抗値を制御し、（ｉｉｉ）ひいては、前記フォトレジスタを流れて前記第１フォトダイオードから電荷を減少させる電流のアンペア数を制御し、
   （４）前記減少により、前記撮像画素が行う測定に対して前記周囲光が与える影響を低減又は排除するものである方法。
2. 前記減少と前記生成とのそれぞれを、前記撮像画素の１フレームを通して連続的に行い、前記減少は、前記生成と同時である、請求項１に記載の方法。
3. 前記撮像画素の各フレーム中に、少なくとも１回は前記減少を行う、請求項１に記載の方法。
4. 前記減少割合は、前記第２回路素子上へと入射する前記入射照度に対して正比例し、
   前記撮像画素の１フレームを通して、前記減少割合は、前記第２回路素子上へと入射する前記入射照度に対して実質的に比例し、
   前記減少割合は、前記第２回路素子上へと入射する光に基づいて蓄積される電荷量に対して正比例する、請求項１に記載の方法。
5. 前記減少割合は、前記生成速度が弱く単調に増加する場合には、弱く単調に増加する傾向がある、請求項１に記載の方法。
6. 前記能動光のピーク周波数は、周波数帯域内にあり、前記周波数帯域は、（ａ）ハーフパワーポイントのところに遮断周波数を有するとともに、（ｂ）５ナノメートル未満の帯域幅を有する、請求項１に記載の方法。
7. （ａ）前記能動光は、周波数帯域内にピーク周波数を有し、前記周波数帯域は、（ｉ）ハーフパワーポイントのところに遮断周波数を有するとともに、（ｉｉ）５ナノメートル未満の帯域幅を有し、
   （ｂ）前記第１光学フィルタは、通過帯域を有し、
   （ｃ）前記第１光学フィルタの前記通過帯域は、前記能動光の前記周波数帯域内にある少なくとも１つの周波数を含む、請求項１に記載の方法。
8. （ａ）前記能動光は、周波数帯域内にピーク周波数を有し、前記周波数帯域は、（ｉ）ハーフパワーポイントのところに遮断周波数を有するとともに、（ｉｉ）５ナノメートル未満の帯域幅を有し、
   （ｂ）前記第１光学フィルタは、前記能動光の前記周波数帯域と交差する通過帯域を有し、
   （ｃ）前記第２光学フィルタは、前記能動光の前記周波数帯域と交差しない通過帯域を有する、請求項１に記載の方法。
9. （ａ）前記撮像画素は、カメラ内のセットをなす複数の撮像画素のうちの１つであり、
   （ｂ）前記方法は、前記セット内の他の各画素において、前記生成及び前記減少を行うことも含む、請求項１に記載の方法。
10. セットをなす撮像画素を含むカメラであって、前記セット内の特定の各撮像画素ごとに、
    （ａ）前記特定の画素は、フォトダイオードと、フォトレジスタと、第１光学フィルタと、第２光学フィルタとを含み、
    （ｂ）前記フォトダイオードは、前記第１光学フィルタを通過して前記フォトダイオードを照射する光に応答して、電荷の生成を行うように構成され、
    （ｃ）前記カメラは、前記第２光学フィルタを通過して前記フォトレジスタ上へと入射する光の入射照度に依存するある減少割合で、前記電荷の第１部分を減少させるように構成され、
    （ｄ）前記カメラは、前記カメラの一部をなす浮遊拡散容量であって前記フォトダイオード内で生成された電荷を一時的に蓄積するように構成された浮遊拡散容量から前記減少を行うように構成され、
    （ｅ）前記フォトレジスタは、光依存性抵抗値を有し、
    （ｆ）前記カメラは、前記フォトレジスタの前記光依存性抵抗値が、前記減少中に前記浮遊拡散容量から前記フォトレジスタを介して流れる電流のアンペア数を制御するように構成され、
    （ｇ）前記カメラは、前記電荷の残余部分を読み出すように構成され、前記残余部分は、前記第１部分が減少した後に残ったものであり、
    （１）前記第１光学フィルタ及び前記第２光学フィルタは、（ｉ）前記第１光学フィルタを通過して前記フォトダイオード上へと入射する周囲光の入射照度が、前記第２光学フィルタを通過して前記フォトレジスタ上へと入射する周囲光の入射照度と比較して、２５％未満しか相違しないように構成され、（ｉｉ）前記第２光学フィルタを通過して前記フォトレジスタ上へと入射する能動光の入射照度が、前記第１光学フィルタを通過して前記フォトダイオード上へと入射する能動光の入射照度の２５％未満であるように構成され、
    （２）前記電荷の前記第１部分の前記減少が、前記特定の画素が行う測定に対して前記周囲光が与える影響を低減又は除去するように構成されているカメラ。
11. 前記減少と前記生成とのそれぞれが前記カメラの１フレームを通して連続的に行われるように構成されているか、又は、前記カメラの各フレーム中に少なくとも１回は前記減少が行われるように構成されている、請求項１０に記載のカメラ。
12. （ａ）ある生成速度で前記生成を行い、
    （ｂ）前記生成速度が、前記第１光学フィルタを通過して前記フォトダイオード上へと入射する光の入射照度に依存するように構成され、
    （ｃ）前記減少割合が、前記生成速度に対して正比例するように構成されている請求項１０に記載のカメラ。
13. （ａ）ある生成速度で前記生成を行い、
    （ｂ）前記減少割合が、前記生成速度が弱く単調に増加する場合には、弱く単調に増加
    する傾向があるように構成されている請求項１０に記載のカメラ。
14. （ａ）前記第１光学フィルタは、前記能動光の周波数帯域と交差する通過帯域を有し、前記能動光の前記周波数帯域は、５ナノメートル未満の帯域幅を有し、
    （ｂ）前記第２光学フィルタは、前記能動光の前記周波数帯域と交差しない通過帯域を有している、請求項１０に記載のカメラ。
15. （ａ）前記カメラは、能動的な光源も含み、
    （ｂ）前記能動的な光源は、前記能動光を放出するように構成されている請求項１０に記載のカメラ。