KR102050121B1 - 촬상 장치 및 촬상 방법, 전자 기기, 및 프로그램 - Google Patents

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Abstract

본 기술은, 솎아냄 판독에 의한 신호 처리와 유사한 신호 처리에 의해 가산 판독과 솎아냄 판독을 조합시킴으로써 S/N을 향상시킬 수 있도록 하는 촬상 장치 및 촬상 방법, 전자 기기, 및 프로그램에 관한 것이다. 도면 중 좌측부와 같이, 최초에 영역(Z1, Z2)의 최상행의 부색인 G화소 및 B화소가 솎아냄 판독된다. 다음에, 영역(Z1, Z2)의 체크무늬형상의 주색인 W화소가 도면 중의 직선으로 이어진 2화소 사이의 화소 신호가 동일음 타이밍에서 가산 판독된다. 또한, 영역(Z3, Z4)의 체크무늬형상의 주색인 W화소가 도면 중의 직선으로 이어진 2화소 사이의 화소 신호가 동일음 타이밍에서 가산 판독된다. 또한, 영역(Z3, Z4)의 하단의 부색인 R화소 및 G화소가 판독된다. 그리고, 도면 중의 중앙부와 같이, 영역(Z1 내지 Z4)의 주색과 부색의 상대 관계로부터 도면 중의 우측부의 베이어 배열이 구하여진다. 본 기술은, 촬상 장치에 적용할 수 있다.

Description

촬상 장치 및 촬상 방법, 전자 기기, 및 프로그램{IMAGING DEVICE AND IMAGING METHOD, ELECTRONIC APPARATUS, AS WELL AS PROGRAM}
본 기술은, 촬상 장치 및 촬상 방법, 전자 기기, 및 프로그램에 관한 것으로, 특히, 신호대 잡음비의 저감을 억제하면서, 해상도의 저하를 작게 하고, 고속의 처리에서 화소 신호의 감도를 향상할 수 있도록 한 촬상 장치 및 촬상 방법, 전자 기기, 및 프로그램에 관한 것이다.
본 발명은, 디지털 스틸 카메라, 디지털 비디오 카메라 등의 촬상 장치, 신호 처리에 관한 것이다.
다(多)화소화가 진행되는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서 등의 고체 촬상 장치에어서, 고(高) 프레임 레이트로의 판독을 행하는 기술로서, 종래로부터 가산(加算) 판독 또는 솎아냄 판독(thin-out reading)이 이용되고 있다.
이들 중에서, 가산 판독 방식은, 신호대 잡음비(이하, SN비라고도 칭한다)를 비교적 높게 할 수 있다는 이점 때문에 자주 이용되고 있다.
그러나, 당연하지만, 가산 판독 방식을 이용하면, 전(全) 수광 화소를 개별적으로 판독하는 방식에 비하여 해상도가 저하된다.
한편, 가산 판독 방식에 비하여 솎아냄 판독 방식에 의해 얻어진 화상 데이터에는 되접음 왜곡(folding distortion)이 많이 발생하지만, 그만큼, 초해상(超解像) 기술 등에 의한 해상도 향상 효과는 커진다.
그러나, 가산 판독 방식보다도 솎아냄 판독 방식의 이용시의 쪽이 SN비는 낮아지고, 특히 저조도(低照度)시 에는 SN비의 열화가 너무 눈에 띄는 일도 있다.
그래서, 필요에 응하여 솎아냄 판독 및 가산 판독 사이의 전환을 행하여, 결과로서, 해상도와 SN비의 밸런스를 취한다는 제안이 이루어져 있다(특허 문헌 1 참조).
또한, 이와는 다른 어프로치로서, 해상도를 극력 떨어뜨리지 않고, 감도를 올릴 수 있는 신규의 색 배열의 색 필터 어레이를 갖는 촬상 장치도 제안되어 있다(특허 문헌 2, 3 참조).
일본 특개2011-097568호 공보 일본 특허4626706호 공보 일본 특개2006-033454호 공보
그러나, 이 특허 문헌 2의 기술에서의 가산 처리에는, 특허 문헌 3에서 제안되어 있는, 카운터를 이용하여 AD(Analogue Digital) 변환할 때에 화소 가산을 행하는 기술이 이용되고 있기 때문에, AD 변환의 처리 시간이 가산을 행하지 않는 경우의 2배 가까이 걸린다. 결과로서, 특허 문헌 2의 기술을 이용하여도, 고 프레임 레이트를 실현하는데 장애로 되어 있다.
본 기술은 이와 같은 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 특히, SN비의 저감을 억제하면서, 해상도의 저하를 작게 하고, 고속의 처리에서 화소 신호의 감도를 향상시키는 것이다.
본 기술의 제1의 측면의 촬상 장치는, 2차원의 행렬형상으로 배열된 화소와, 상기 화소에 대해 휘도 신호의 소정의 색성분의 색 필터와, 상기 화소에 대해 휘도 신호의 상기 소정의 색과 다른 타 색성분의 색 필터와, 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 가산하여 출력하고, 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 솎아내어 출력하는 신호 처리부를 포함한다.
상기 신호 처리부에는, 상기 가산하여 출력한 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호와, 상기 솎아내어 출력한 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호의 상관(相關)을 이용하여, 상기 솎아내어 출력한 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 생성시키도록 할 수 있다.
상기 소정의 색성분은, 백색으로 할 수 있고, 상기 타 색성분은, 적색, 녹색, 및 청색으로 할 수 있다.
상기 소정의 색성분은, 녹색으로 할 수 있고, 상기 타 색성분은, 적색, 및 청색으로 할 수 있다.
상기 신호 처리부에는, 동일한 행의 화소의 신호를 출력하는 기간 중, 전반의 기간, 또는 후반의 기간의 어느 하나의 제1의 기간에서, 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 솎아내어 출력시키고, 상기 제1의 기간과 다른 제2의 기간에서, 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호와, 상기 동일한 행과 다른 타 행으로서, 인접하는 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 가산하여 출력시키도록 할 수 있다.
상기 신호 처리부에는, 동일한 행의 화소의 신호를 출력하는 기간 중, 전반의 기간, 또는 후반의 기간의 어느 하나의 제1의 기간에서, 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 솎아내어 출력시키고, 상기 제1의 기간과 다른 제2의 기간에서, 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호와, 상기 동일한 행과 다른 타 행으로서, 인접하는 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 가산하여 출력시키도록 함으로써, 상기 가산하여 출력한 처리가 없는, 솎아내어 판독할 뿐의 신호 처리에서의 경우와 같은 순서로 신호를 출력시키도록 할 수 있다.
상기 신호 처리부에는, 동일한 행의 화소의 신호를 출력하는 기간 중, 전반의 기간, 또는 후반의 기간의 어느 하나의 제1의 기간에서, 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를, 게인을 2배로 하여 솎아내어 출력시키고, 상기 제1의 기간과 다른 제2의 기간에서, 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호와, 상기 동일한 행과 다른 타 행으로서, 인접하는 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호와의, 각각의 게인이 1배의 것을 가산하여 출력시키도록 할 수 있다.
상기 신호 처리부에는, 동일한 행의 화소의 신호를 출력하는 기간 중, 전반의 기간, 또는 후반의 기간의 어느 하나의 제1의 기간에서, 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를, 게인을 2배로 하여 솎아내어 출력시키고, 상기 제1의 기간과 다른 제2의 기간에서, 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호와, 상기 동일한 행과 다른 타 행으로서, 인접하는 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호와의, 각각의 게인이 1배의 것을 가산하여 출력시키도록 함에 의해, 상기 화소의 신호를 AD(Analogue Digital) 변환한 때의 레인지를 적절하게 변경하도록 화소 신호를 출력시킨다.
상기 신호 처리부에는, 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 FD(Floating Diffusion) 가산하여 출력시키도록 할 수 있다.
상기 신호 처리부에는, 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 소스 폴로워 가산하여 출력시키도록 할 수 있다.
상기 신호 처리부에는, 상기 가산하여 출력한 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호와, 상기 솎아내어 출력한 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호의 상관을 이용하여, 상기 솎아내어 출력한 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 생성시키도록 함으로써, 솎아내어 출력한 화소의 신호의 SN비(Signal to Noise ratio)를 저감하도록 할 수 있다.
본 기술의 제1의 측면의 촬상 방법은, 2차원의 행렬형상으로 배열된 화소와, 상기 화소에 대해 휘도 신호의 소정의 색성분의 색 필터와, 상기 화소에 대해 휘도 신호의 상기 소정의 색과 다른 타 색성분의 색 필터를 포함하는 촬상 장치의 촬상 방법으로서, 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 가산하여 출력하고, 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 솎아내어 출력하는 신호 처리를 하는 스텝을 포함한다.
본 기술의 제1의 측면의 프로그램은, 2차원의 행렬형상으로 배열된 화소와, 상기 화소에 대해 휘도 신호의 소정의 색성분의 색 필터와, 상기 화소에 대해 휘도 신호의 상기 소정의 색과 다른 타 색성분의 색 필터를 포함하는 촬상 장치를 제어하는 컴퓨터에, 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 가산하여 출력하고, 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 솎아내어 출력하는 신호 처리 스텝을 포함하는 처리를 실행시킨다.
본 기술의 제2의 측면의 전자 기기는, 2차원의 행렬형상으로 배열된 화소와, 상기 화소에 대해 휘도 신호의 소정의 색성분의 색 필터와, 상기 화소에 대해 휘도 신호의 상기 소정의 색과 다른 타 색성분의 색 필터와, 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 가산하여 출력하고, 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 솎아내어 출력하는 신호 처리부를 포함한다.
본 기술의 제1 및 제2의 측면에서는, 2차원의 행렬형상으로 배열된 화소와, 상기 화소에 대해 휘도 신호의 소정의 색성분의 색 필터와, 상기 화소에 대해 휘도 신호의 상기 소정의 색과 다른 타 색성분의 색 필터를 포함하는 촬상 장치 또는 전자 기기에 있어서, 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호가 가산되어 출력되고, 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호가 솎아내져서 출력된다.
본 기술의 촬상 장치 및 전자 기기는, 독립한 장치 또는 기기라도 좋고, 촬상 처리를 행하는 블록이라도 좋다.
본 기술의 한 측면에 의하면, SN비의 저감을 억제하면서, 해상도의 저하를 작게 하고, 고속의 처리에서 화소 신호의 감도를 향상시키는 것이 가능해진다.
도 1은 본 기술을 적용한 촬상 장치의 한 실시의 형태의 구성례를 도시하는 블록도.
도 2는 도 1의 촬상부의 구성례를 설명하는 도면.
도 3은 도 2의 단위 화소의 구성례를 설명하는 도면.
도 4는 공유 화소 구성을 설명하는 도면.
도 5는 공유 화소 구성을 이용한 화소 신호의 판독 방법을 설명하는 도면.
도 6은 화소 신호 판독 처리를 설명하는 플로 차트.
도 7은 화소 신호 판독 처리를 설명하는 도면.
도 8은 통상의 화소 신호 판독 처리를 설명하는 도면.
도 9는 부색의 게인을 주색의 게인의 2배로 하는 예를 설명하는 도면.
도 10은 주색을 녹색으로 한 경우의 화소 배열례를 설명하는 도면.
도 11은 도 10의 화소 배열례에서의 화소 신호의 판독 방법을 설명하는 도면.
도 12는 이른바 백(白) 체크무늬형상의 화소 배열례를 설명하는 도면.
도 13은 도 12의 화소 배열례에서의 화소 신호의 판독 방법을 설명하는 도면.
도 14는 범용의 퍼스널 컴퓨터의 구성례를 설명하는 도면.
이하, 발명을 실시하기 위한 형태(이하, 실시의 형태라고 한다)에 관해 설명한다. 또한, 설명은 이하의 차례로 행한다.
1. 제1의 실시의 형태(백색을 주색(主色)으로 하고, 적색, 녹색, 및 청색을 부색(副色)으로 하는 경우의 화소 배열을 이용한 한 예)
2. 제1의 변형례(녹색을 주색으로 하고, 적색, 및 청색을 부색으로 하는 경우의 한 예)
3. 제2의 변형례(백색을 주색으로 하고, 적색, 녹색, 및 청색을 부색으로 하는 경우로서, 녹색의 화소를 수평 수직 방향으로 1화소마다 배열하는 화소 배열을 이용한 때의 한 예)
<제1의 실시의 형태>
[촬상 장치의 실시의 형태의 구성례]
도 1은, 본 기술을 적용한 촬상 장치의 제1의 실시의 형태의 구성례를 도시하고 있다. 도 1의 촬상 장치는, 화상을 촬상하고, 디지털 신호로 이루어지는 화상 신호로서 출력하고, 리무버블 미디어 등에 기록한다.
도 1의 촬상 장치(13)는, 가시광으로 이루어지는 컬러 화상을 촬상하여 화상 신호로서 출력하는 촬상부(21), 및 촬상부(21)로부터의 화상 신호에 신호 처리를 시행하여 리무버블 미디어(101)에 기록함과 함께, 촬상부(21)의 동작을 제어하는 신호 처리부(22)로 구성된다.
보다 구체적으로는, 촬상부(21)는, 이른바 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서이고, 촬상 렌즈(31), 광학 로우패스 필터(32), 적외광 컷트 필터(33), 색 필터군(34), 화소 어레이부(35), 칼럼 처리부(36), 촬상 신호 처리부(37), 및 구동 제어부(38)를 구비하고 있다.
촬상 렌즈(31)는, 태양광이나 형광등 등의 광원(11)의 아래에 있는 피사체(12)의 상을 담지(擔持)한 광(L)을 촬상 장치(13)측으로 도광하여 결상시키는 화상 정보를 취입하기 위한 광학계를 구성한다. 광학 로우패스 필터(32)는, 촬상 렌즈(31)로부터의 입사광을 화소 단위로 평활화하고, 적외광 컷트 필터(33)를 향하여 출사시킨다. 적외광 컷트 필터(33)는, 광학 로우패스 필터(32)로부터의 입사광 중, 적외광의 성분을 차단하여 색 필터군(34)을 향하여 출사시킨다.
색 필터군(34)은, 2차원 배열된, RGB(Red Green Blue : 적색, 녹색, 청색), 또는, RGB에 더하여 백색(W : White)을 포함하는 각 색의 색 필터군이고, 각종의 색이 부가하도록 광을 투과시켜, 화소 어레이부(35)에 출사시키다. 또한, 백색에 관해서는, 여기서는, 투명한 필터를, 백색용의 색 필터로서 마련하고 있는 것으로 하지만, 당연한 일이지만, 필터 그 자체를 마련하지 않음에 의해, 백색용의 필터가 기능하고 있는 것으로 한 구성으로 하도록 하여도 좋다.
화소 어레이부(35)는, 입사하는 가시광을 그 광량에 응한 전하량으로 광전 변환한 광전 변환 소자를 포함한다, 도 3, 도 4를 참조하여 후술하는 단위 화소(이하, 단지 화소라고도 칭한다)(151)가 행렬형상으로 2차원 배치되어 있다. 화소 어레이부(35)는, 도 2에서 도시되는 바와 같이, 행렬형상의 화소 배열에 대해 행마다 화소 구동선(121)이 도면의 좌우 방향(화소행의 화소 배열 방향/수평 방향)에 따라 배선되고, 열마다 수직 신호선(122)이 도면의 상하 방향(화소열의 화소 배열 방향/수직 방향)에 따라 형성되어 있다. 또한, 도 2에서는, 화소 구동선(121)에 관해서는, 1개로 도시되어 있지만, 1개로 한정되는 것이 아니다. 화소 어레이부(35)는, 광전 변환 소자에 의해 전하로서 축적된 화소 신호를 칼럼 처리부(36)에 출력한다. 또한, 단위 화소의 구체적인 구성에 관해서는 도 3, 도 4를 참조하여 상세를 후술한다.
촬상 신호 처리부(37)는, 도 4를 참조하여 후술하는 바와 같이, 4화소의 화소군을 공유 화소 구성으로서 기능시켜서, 솎아냄 판독, 및, 가산 판독을 조합시켜서 화소 신호를 판독시킨다. 촬상 신호 처리부(37)는, 이와 같이 판독한 화소 신호에 의거하여, 저해상도화시키면서, 솎아냄 판독된 화소의 화소 신호를 재현하고, SN비를 향상시켜서 신호 처리부(22)에 출력한다.
구동 제어부(38)는, 화소 어레이부(35)의 동작을 제어하고 있다. 보다 상세하게는, 구동 제어부(38)는, 도 2에서 도시되는 바와 같이, 시스템 제어부(131), 수직 구동부(132), 및 수평 구동부(133)를 구비하고 있다.
수직 구동부(132)는, 시프트 레지스터나 어드레스 디코더 등에 의해 구성되어 있다. 여기서는, 구체적인 구성에 관해서는 도시를 생략하지만, 수직 구동부(132)는, 판독 주사계와 소출(掃出) 주사계를 갖는 구성으로 되어 있다. 판독 주사계는, 신호를 판독하는 단위 화소에 관해 행 단위로 차례로 선택 주사를 행한다. 한편, 소출 주사계는, 판독 주사계에 의해 판독 주사가 행하여지는 판독 행에 대해, 그 판독 주사보다도 셔터 스피드의 시간분만큼 선행하여 당해 판독 행의 단위 화소의 광전 변환 소자로부터 불필요한 전하를 쓸어내는(리셋하는) 소출 주사를 행한다. 이 소출 주사계에 의한 불필요 전하가 쓸어냄(리셋)에 의해, 이른바 전자 셔터 동작이 행하여진다. 여기서, 전자 셔터 동작이란, 광전 변환 소자의 광 전하를 버리고, 새롭게 노광을 시작하는(광 전하의 축적을 시작하는) 동작인 것을 말한다.
판독 주사계에 의한 판독 동작에 의해 판독되는 신호는, 그 직전의 판독 동작 또는 전자 셔터 동작 이후에 입사한 광량에 대응하는 것이다. 그리고, 직전의 판독 동작에 의한 판독 타이밍 또는 전자 셔터 동작에 의한 소출 타이밍으로부터, 금회의 판독 동작에 의한 판독 타이밍까지의 기간이, 단위 화소에서의 광 전하의 축적 시간(노광 시간)이 된다.
수직 구동부(132)에 의해 선택 주사된 화소행의 각 단위 화소로부터 출력되는 신호는, 수직 신호선(122)의 각각을 통하여 칼럼 처리부(36)에 공급된다. 칼럼 처리부(36)는, 화소 어레이부(35)의 화소열마다, 선택행의 각 화소로부터 출력된 아날로그의 화소 신호에 대해 미리 정하여진 신호 처리를 행한다. 칼럼 처리부(36)는, CDS(Correlated Double Sampling ; 상관 이중 샘플링) 처리에 의해, 선택행의 각 화소로부터 출력되는 리셋 레벨과 신호 레벨을 취입하고, 이들의 레벨 차를 취함에 의해 1행분의 화소 신호를 얻음과 함께, 화소의 고정 패턴 노이즈를 제거한다. 칼럼 처리부(36)는, 필요에 응하여, 아날로그의 화소 신호를 디지털 신호로 변환하는 AD(Analogue to Digital) 변환 기능을 갖게 하는 경우도 있다. 또한, 이후에 있어서, 도 1의 칼럼 처리부(36)는, AD 변환 기능을 갖게 하는 것으로 한다.
수평 구동부(133)는, 시프트 레지스터나 어드레스 디코더 등에 의해 구성되고, 칼럼 처리부(36)의 화소열에 대응한 회로부분을 순번대로 선택 주사한다. 이 수평 구동부(133)에 의한 선택 주사에 의해, 칼럼 처리부(36)에서 화소열마다 신호 처리된 화소 신호가 순번대로 출력된다.
촬상 신호 처리부(37)는, 화소 어레이부(35)의 각 화소로부터 출력되는, 색 필터군(34)의 색 배열, 예를 들면, 베이어 배열에 대응한 신호 처리를 행한다. 촬상 신호 처리부(37)에서의 구체적인 신호 처리에 관해서는, 도 5를 참조하여 상세를 후술한다.
또한, 여기서, 베이어 배열이란, 고해상도가 필요한 휘도 신호의 주성분이 되는 색, 즉, 주색을 체크무늬형상으로 배치하고, 나머지 부분에 비교적 해상도가 요구되지 않는 색성분으로 되는 2종류, 또는 3종류의 색, 즉, 부색을 배열한 색 배열을 말한다. 베이어 배열의 기본형으로서는, 휘도 신호에 기여하는 비율이 큰 녹색의 화소(G화소)를 주색으로서 체크무늬형상으로 배치하고, 나머지 부분에 부색인 적색의 화소(R화소), 및 청색의 화소(B화소)를 체크무늬형상으로 배열한 색 배열의 컬러 코딩을 들 수 있다. 또한, 그 밖에도, 예를 들면, 주성분으로 된 주색을 백색으로서 체크무늬형상으로 배치하고, 나머지 부분에 적색의 화소(R화소), 녹색의 화소(G화소), 및 청색의 화소(B화소)를 체크무늬형상으로 배열한 색 배열의 컬러 코딩도 들 수 있다.
시스템 제어부(131)는, 외부로부터 주어지는 클록 신호나, 동작 모드를 지령하는 데이터 등을 수취하고, 또한, CMOS 이미지 센서로 이루어지는 촬상부(21)의 내부 정보 등의 데이터를 출력한다. 시스템 제어부(131)는, 또한, 각종의 타이밍 신호를 생성하는 타이밍 제너레이터를 구비하고 있고, 타이밍 제너레이터에서 생성된 각종의 타이밍 신호에 의거하여 수직 구동부(132), 수평 구동부(133), 칼럼 처리부(36), 및 촬상 신호 처리부(37)의 구동을 제어한다.
신호 처리부(22)는, 화상 신호 처리부(51)와, 촬상 장치(13)의 전체의 동작을 제어하는 주제어부로서 기능하는 제어부(52)를 구비하고 있다. 화상 신호 처리부(51)는, 신호 분리부(71), 색 신호 처리부(72), 휘도 신호 처리부(73), 및 인코더부(74)를 구비하고 있다.
신호 처리부(71)는, 색 필터군(34)으로서 원색 필터 이외의 것이 사용되고 있을 때에 칼럼 처리부(36)의 AD 변환 회로로부터 공급되는 디지털 촬상 신호를 R화소 신호(적색의 화소 신호), G화소 신호(녹색의 화소 신호), B화소 신호(청색의 화소 신호)의 원색 신호로 분리하는 원색 분리 기능을 구비하고 있다. 색 신호 처리부(72)는, 신호 분리부(71)에 의해 분리된 원색 신호인 R, G, B화소 신호에 의거하여 색 신호에 관한 신호 처리를 실행한다. 휘도 신호 처리부(73)는, 신호 분리부(71)에 의해 분리된 원색 신호인 R, G, B화소 신호에 의거하여 휘도 신호(Y)에 관한 신호 처리를 실행한다. 인코더부(74)는, 휘도 신호/색 신호에 의거하여 화상 신호를 생성한다.
제어부(52)는, 촬상 장치(13)의 동작의 전체를 제어하는 것이다. 보다 상세하게는, 제어부(52)는, 버스(91)에 접속된, 컴퓨터가 행하는 연산과 제어의 기능을 초소형의 집적 회로에 집약시킨 CPU(Central Processing Unit)를 대표례로 하는 전자계산기의 중추(中樞)를 이루는 마이크로 프로세서(microprocessor)(92), ROM(Read Only Memory)(93), RAM(Random Access Memory)(94), 통신 I/F(Interface)(95), 및 판독부(96)를 구비하고 있다.
마이크로 프로세서(92)는, 불휘발성의 기억부인 ROM(93)에 기록되어 있는 프로그램이나 데이터를 적절히 판독함과 함께, 휘발성의 기억부인 RAM(94)에 전개하여, 각종의 제어 펄스의 온/오프 타이밍을 설정하는 프로그램이나, 노광을 제어하기 위한 프로그램을 실행하고, 제어부(52)의 동작의 전체를 제어하고 있다.
여기서, 마이크로 프로세서(92)에서의, 노광 조건을 제어하는 노광 조건 제어부로서 기능할 때의 노광 제어용의 프로그램은, 휘도 신호 처리부(73)로부터의 휘도계 신호에 의거한 측광 데이터의 계산(예를 들면 소정 사이즈 및 소정 위치의 측광 에어리어의 평균치의 계산)과, 그 계산 결과에 의거한 휘도 레벨 판정(중간 레벨보다도 높은지 낮은지) 등을 위한 것을 포함한다.
또한, 상기에서 "휘발성의 기억부"란, 장치의 전원이 오프로 된 경우, 기억 내용을 소멸하여 버리는 형태의 기억부를 의미한다. 한편, "불휘발성의 기억부"란, 장치의 메인 전원이 오프된 경우에도, 기억 내용을 계속 유지하는 형태의 기억부를 의미한다. 기억부는, 기억 내용을 계속 유지할 수 있는 것이면 좋고, 반도체제의 메모리 소자 자체가 불휘발성을 갖는 것으로 하지 않고, 백업 전원을 구비함으로써, 휘발성의 메모리 소자를 "불휘발성"를 나타내도록 구성하는 것이라도 좋다.
드라이브(23)에 장착된 리무버블 미디어(101)는, 예를 들면, 마이크로 프로세서(92)에 소프트웨어 처리를 시키기 위한 프로그램 데이터나, 휘도 신호 처리부(73)로부터의 휘도계 신호에 의거한 측광 데이터의 수속 범위나 노광 제어 처리(전자 셔터 제어를 포함하다)를 위한 각종의 제어 펄스의 온/오프 타이밍 등, 다양한 설정치 등의 데이터를 등록하는 등 위해 이용된다.
판독부(96)는, 드라이브(23)에 장착된 리무버블 미디어(101)로부터 판독한 데이터를 RAM(93)에 격납(인스톨)한다. 통신 I/F(95)는, 인터넷 등의 통신망과의 사이의 통신 데이터의 주고받음을 중개한다.
또한, 이와 같은 촬상 장치(13)는, 구동 제어부(38) 및 칼럼 처리부(36)를, 화소 어레이부(35)와 별체에 하여 모듈형상의 것으로 나타내고 있지만, 이들이 화소 어레이부(35)와 동일한 반도체 기판상에 일체적으로 형성된 원칩의 것을 이용하여도 좋음은 말할 필요도 없다.
또한, 도 1, 도 2에서는, 화소 어레이부(35), 구동 제어부(38), 칼럼 처리부(36), 및 신호 처리부(22) 외에, 촬영 렌즈(31), 광학 로우패스 필터(32), 또는 적외광 컷트 필터(33) 등의 광학계도 포함하는 상태로, 촬상 장치(13)를 나타내고 있고, 이 상태는, 이들을 종합하여 패키징된 촬상 기능을 갖는 모듈형상의 형태로 한 경우에 알맞다.
여기서, 고체 촬상 장치에서의 모듈과의 관계에서는, 도시하는 바와 같이, 화소 어레이부(35)와, AD 변환 기능이나 차분(CDS) 처리 기능을 구비한 칼럼 처리부(36) 등의 화소 어레이부(35)측과 밀접하게 관련된 신호 처리부(칼럼 처리부(36)의 후단의 신호 처리부(22)는 제외한다)가 종합하여 패키징된 상태로 촬상 기능을 갖는 모듈형상의 형태로 고체 촬상 장치를 제공하도록 하고, 그 모듈형상의 형태로 제공된 고체 촬상 장치의 후단에, 나머지 신호 처리부인 신호 처리부(22)를 마련하여 촬상 장치(13)의 전체를 구성하도록 하여도 좋다.
또는, 도시를 생략하지만, 화소 어레이부(35)와 촬영 렌즈(31) 등의 광학계가 종합하여 패키징된 상태로 촬상 기능을 갖는 모듈형상의 형태로 고체 촬상 장치를 제공하도록 하고, 그 모듈형상의 형태로 제공된 고체 촬상 장치에 더하여, 신호 처리부(22)도 모듈 내에 마련하여, 촬상 장치(13)의 전체를 구성하도록 하여도 좋다.
또한, 고체 촬상 장치에서의 모듈의 형태로서, 신호 처리부(22)에 상당하는 구성을 포함하여도 좋고, 이 경우에는, 사실상, 고체 촬상 장치와 촬상 장치(13)가 동일한 것이라고 간주할 수도 있다.
이와 같은 촬상 장치(13)는, 「촬상」을 행하기 위한, 예를 들면, 카메라나 촬상 기능을 갖는 휴대 기기로서 제공된다. 또한, 「촬상」은, 통상의 카메라 촬영시의 상의 찍어 들임만이 아니고, 광의의 의미로서, 지문 검출 등도 포함하는 것이다.
이와 같은 구성의 촬상 장치(13)에서는, 전술한 고체 촬상 장치의 모든 기능을 포함하여 구성되어 있고, 전술한 고체 촬상 장치의 기본적인 구성 및 동작과 마찬가지로 할 수 있다.
[단위 화소의 구성례]
다음에, 도 3을 참조하여, 단위 화소를 구성하는 회로 구성에 관해 설명한다.
도 3의 단위 화소(151)는, 광전 변환 소자인 포토 다이오드(161), 및, 전송 트랜지스터(162), 리셋 트랜지스터(163), 증폭 트랜지스터(164) 및 선택 트랜지스터(165)의 4개의 트랜지스터를 구비하고 있다.
여기서는, 4개의 전송 트랜지스터(162), 리셋 트랜지스터(163), 증폭 트랜지스터(164) 및 선택 트랜지스터(165)로서, N채널의 MOS 트랜지스터를 이용한 예에 관해 설명하지만, 트랜지스터의 구성은, 그 밖의 구성이라도 좋다. 즉, 여기서 예시한 전송 트랜지스터(162), 리셋 트랜지스터(163), 증폭 트랜지스터(164) 및 선택 트랜지스터(165)의 도전형의 조합은 한 예에 지나지 않고, 이들의 조합으로 한정되는 것이 아니다.
이 단위 화소(151)에 대해, 화소 구동선(121)으로서, 예를 들면, 전송선(181), 리셋선(182) 및 선택선(183)의 3개의 구동 배선이 동일 화소행의 각 화소에 관해 공통으로 마련되어 있다. 이들 전송선(181), 리셋선(182) 및 선택선(183)의 각 일단은, 수직 구동부(132)의 각 화소행에 대응한 출력단에, 화소행 단위로 접속되어 있다.
포토 다이오드(161)는, 애노드 전극이 부측 전원(예를 들면, 그라운드)에 접속되어 있고, 수광한 광을 그 광량에 응한 전하량의 광 전하(여기서는, 광 전자)로 광전 변환한다. 포토 다이오드(161)의 캐소드 전극은, 전송 트랜지스터(162)를 통하여 증폭 트랜지스터(164)의 게이트 전극과 전기적으로 접속되어 있다. 증폭 트랜지스터(164)의 게이트 전극과 전기적으로 연결된 노드를 FD(플로팅 디퓨전)부(166)라고 칭한다.
전송 트랜지스터(162)는, 포토 다이오드(161)의 캐소드 전극과 FD부(166)의 사이에 접속되어 있다. 전송 트랜지스터(162)의 게이트 전극에는, 고레벨(예를 들면, 화소 전원(SVD) 레벨)이 액티브(이하, 「High 액티브」라 기술한다)의 전송 펄스(TRG)가 전송선(181)을 통하여 주어진다. 전송 펄스(TRG)가 주어짐으로써, 전송 트랜지스터(162)는 온 상태가 되어 포토 다이오드(161)에서 광전 변환된 광 전하를 FD부(166)에 전송한다.
리셋 트랜지스터(163)는, 드레인 전극이 화소 전원(SVD)에, 소스 전극이 FD부(166)에 각각 접속되어 있다. 리셋 트랜지스터(163)의 게이트 전극에는, 포토 다이오드(161)로부터 FD부(166)에의 신호 전하의 전송에 앞서서, High 액티브의 리셋 펄스(RST)가 리셋선(182)을 통하여 주어진다. 리셋 펄스(RST)가 주어짐으로써, 리셋 트랜지스터(163)는 온 상태가 되고, FD부(166)의 전하를 화소 전원(SVD)에 버림에 의해 당해 FD부(166)를 리셋한다.
증폭 트랜지스터(164)는, 게이트 전극이 FD부(166)에, 드레인 전극이 화소 전원(SVD)에 각각 접속되어 있다. 그리고, 증폭 트랜지스터(164)는, 리셋 트랜지스터(163)에 의해 리셋한 후의 FD부(166)의 전위를 리셋 신호(리셋 레벨)(Vreset)로서 출력한다. 증폭 트랜지스터(164)는 또한, 전송 트랜지스터(162)에 의해 신호 전하를 전송한 후의 FD부(166)의 전위를 광 축적 신호(신호 레벨)(Vsig)서 출력한다.
선택 트랜지스터(165)는, 예를 들면, 드레인 전극이 증폭 트랜지스터(164)의 소스 전극에, 소스 전극이 수직 신호선(122)에 각각 접속되어 있다. 선택 트랜지스터(165)의 게이트 전극에는, High 액티브의 선택 펄스(SEL)가 선택선(183)을 통하여 주어진다. 선택 펄스(SEL)가 주어짐으로써, 선택 트랜지스터(165)는 온 상태가 되고 단위 화소(151)가 선택 상태가 되고, 증폭 트랜지스터(164)로부터 출력된 신호가 수직 신호선(122)에 중계된다.
또한, 선택 트랜지스터(165)에 관해서는, 화소 전원(SVD)과 증폭 트랜지스터(164)의 드레인과의 사이에 접속한 회로 구성을 채택하는 것도 가능하다.
또한, 단위 화소(151)로서는, 상기 구성의 4개의 트랜지스터로 이루어지는 화소 구성의 것으로 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 증폭 트랜지스터(164)와 선택 트랜지스터(165)를 겸용한 3개의 트랜지스터로 이루어지는 화소 구성의 것 등이라도 좋고, 그 화소 회로의 구성은 묻지 않는다.
[공유 화소 구성]
그런데, 일반적으로, 동화 촬상일 때에는 프레임 레이트를 올리기 위해, 인접하는 복수의 화소의 신호를 가산하여 판독하는 화소 가산이 행하여진다. 이 화소 가산은, 화소 내, 신호선 상(上), 칼럼 처리부(36), 및 후단의 신호 처리부(22)에서 행할 수 있다. 그래서, 다음에, 도 4를 참조하여, 한 예로서, 상하 좌우에 인접하는 4화소의 신호를 화소 내에서 가산하는 공유 화소 구성에 관해 설명한다.
도 4는, 화소 내에서 인접하는 4화소의 화소치를 화소 가산에 의해 판독하는 경우의 회로 구성, 즉, 공유 화소 구성의 한 예를 도시하고 있다. 또한, 도 4에서, 도 3과 동일한 기능을 구비한 구성에 관해서는 동일한 명칭, 및 동일한 부호를 붙이고 있고, 그 설명은 적절히 생략하는 것으로 한다. 여기서 4화소의 화소 배열은, 예를 들면, 도 4의 우하부(右下部)에서의 화소(P1 내지 P4)이다.
즉, 도 4에서, 상하 좌우에 인접하는 4화소의 포토 다이오드(161)를, 포토 다이오드(161-1 내지 161-4)라고 칭하는 것으로 한다. 이들 포토 다이오드(161-1 내지 161-4)에 대해, 4개의 전송 트랜지스터(162-1 내지 162-4)가 각각 마련되어 있다. 또한, 리셋 트랜지스터(163), 증폭 트랜지스터(164) 및 선택 트랜지스터(165)는, 4개의 포토 다이오드(161-1 내지 161-4) 및 전송 트랜지스터(162-1 내지 162-4)에 대해 공유하도록 1개씩 마련되어 있다.
즉, 전송 트랜지스터(162-1 내지 162-4)는, 각 일방의 전극이 포토 다이오드(161-1 내지 161-4)의 각 캐소드 전극에 접속되고, 각 타방의 전극이 증폭 트랜지스터(164)의 게이트 전극에 공통으로 접속되어 있다. 이 증폭 트랜지스터(164)의 게이트 전극에는, 포토 다이오드(161-1 내지 161-4)에 대해 공통의 FD부(166)가 전기적으로 접속되어 있다. 리셋 트랜지스터(163)는, 드레인 전극이 화소 전원(SVD)에, 소스 전극이 FD부(166)에 각각 접속되어 있다. 이들이, 도 4의 우하부에서 도시되는 화소(P1 내지 P4)에 대응하는 4화소의 공유 화소 구성이 된다. 또한, 화소(P1 내지 P4)가, 각각 포토 다이오드(161-1 내지 161-4) 및 전송 트랜지스터(162-1 내지 162-4)에 대응한다.
도 4로 도시되는 인접한 4화소의 공유 화소 구성에서, 4개의 전송 트랜지스터(162-1 내지 162-4)에 대해 같은 타이밍에서 전송 펄스(TRG[1] 내지 TRG[4])가 주어짐으로써, 인접하는 4화소 사이에서의 화소 가산이 실현된다.
즉, 포토 다이오드(161-1 내지 161-4)로부터 전송 트랜지스터(162-1 내지 162-4)에 의해 FD부(166)에 전송된 신호 전하는, FD부(166)에서 가산되게 된다.
한편, 전송 트랜지스터(162-1 내지 162-4)에 대해 다른 타이밍에서 전송 펄스(TRG[1] 내지 TRG[4])가 주어짐으로써, 화소 단위로의 신호 출력도 실현할 수 있다. 즉, 동화 촬상시에는 화소 가산을 행함에 의해 프레임 레이트의 향상을 도모할 수 있음에 대해, 정지 화상 촬상시에는 전 화소의 신호를 독립하여 판독함으로써, 해상도의 향상을 도모할 수 있다.
[4화소의 공유 화소 구성에 의한 신호의 판독]
다음에, 도 5를 참조하여, 도 4를 참조하여 설명한 4화소의 공유 화소 구성을 이용한 화소 신호의 판독 순서에 관해 설명한다.
또한, 도 5에서는, 색 필터군(34) 중, 백색, 적색, 녹색, 및 청색으로 이루어지는 4색의 색 필터를 사용하는 것으로 하고, 도면 중에서는, 각각 W, R, G, B로 표기하는 것으로 한다. 또한, 이후에서는, 백색, 적색, 녹색, 및 청색의 각각의 색 필터가 부착된 화소를 W화소, R화소, G화소, 및 B화소라고도 칭하는 것으로 한다. 또한, 이후의 도면의 기재에서는, 특히 단서가 없는 한, W화소는, 배경이 백색이고, R화소는, 배경이 우하향 사선(斜線)이고, G화소는, 배경이 가로줄무늬형상이고, B화소는, 배경이 우상향 사선인 것으로 한다. 이때, 각 색의 배색은, 도 5의 좌측부에서 세로 4화소×가로 4화소의 합계 16화소로 도시되는 바와 같이, W화소가 체크무늬형상으로 배치되고, 좌상부터 우하를 향하여 대각선형상으로 G화소가 배치된다.
또한, 최상단(最上段)의 우측(右)부터 2번째의 화소 및 최좌열(最左列)의 아래로부터 2단째의 화소는 B화소가 배치된다. 또한, 최우열(最右列)의 위로부터 2단째의 화소 및 최하단의 좌측부터 2번째의 화소에는, R화소가 배치된다. 이 때, 16화소의 우상부(右上部)의 영역(Z1)의 4화소가 공유 화소 구성으로 되어 있고, 그 밖의 영역(Z2 내지 Z4)에 대해서도 각각이 공유 화소 구성으로 되어 있다. 따라서, 도 4에서의 화소(P1 내지 P4)에 대응하여, 영역(Z1)에서는, W화소, B화소, R화소, 및 W화소가 배치되어 있다. 마찬가지로, 화소(P1 내지 P4)에 대응하여, 영역(Z2)에서는, W화소, G화소, G화소, 및 W화소가 배치되어 있고, 영역(Z3)에서는, W화소, G화소, G화소, 및 W화소가 배치되어 있고, 영역(Z4)에서는, W화소, B화소, R화소, 및 W화소가 배치되어 있다.
이때, 제1의 처리로서, 세로 4화소×가로 4화소의 합계 16화소에서, 최상단의 B화소, 및 G화소가, 화소 가산 없음의 솎아냄 판독된다. 이 최상단의 B화소, 및 G화소에 관해서는, 도 4에 도시하는 화소 구성에서, 영역(Z1, Z2) 각각의 B화소, 및 G화소의 전송 트랜지스터(162-2)에 대해 동시에 전송 펄스(TRG[2])가 주어짐으로써, 각각의 화소의 신호가 판독된다.
다음에, 제2의 처리로서, W화소에 관해, 좌우 경사 방향에 위치하는 2개의 화소 사이에서 가산을 행함에 의해 영역(Z1 내지 Z4)의 각각에서의 중심(重心) 위치에서의 W화소의 신호로서 판독된다. 구체적으로는, W화소에 관해서는, 도 5의 좌측부에서 도시되는 바와 같이, 각각 직선(T1 내지 T4)의 각각으로 이어져 있는 화소 사이에서 화소 가산되어 판독된다.
이 W화소의 가산에 관해서는, 도 4에 도시하는 화소 구성에서, 가산을 행하는 2개의 화소의 전송 트랜지스터(162-1, 162-4)에 대해 동시에 전송 펄스(RG[1], TRG[4]) 각각이 주어짐으로써, FD부(166)에서 2화소분이 화소 가산된다. 이후에 있어서, 이와 같은 화소 가산을 FD 가산이라고 칭하는 것으로 한다.
또한, 제3의 처리로서, 세로 4화소×가로 4화소의 합계 16화소에 있어서, 최하단의 R화소 및 G화소가, 화소 가산 없음의 솎아냄 판독된다. 이 최하단의 R화소, 및 G화소에 관해서는, 도 4에 도시하는 화소 구성에서, 영역(Z3, Z4) 각각의 R화소, 및 G화소의 전송 트랜지스터(162-3)에 대해 동시에 전송 펄스(TRG[3])가 주어짐으로써, 각각의 화소의 신호가 판독된다.
즉, 여기까지의 처리에 의해, 영역(Z1)의 R화소, 영역(Z2)의 하단의 G화소, 영역(Z3)의 하단의 G화소, 및 영역(Z4)의 R화소의 각각의 신호에 관해서는 판독되고 있지 않다. 즉, 영역(Z1 내지 Z4)의 각각의 4화소의 공유 화소 구성에서는, 각각 1화소분의 화소 신호가 미사용으로 된다. 따라서 W화소를 화소 가산하여 판독한 경우에 비하여, R화소, B화소, 및 G화소의 감도는 낮아지기 때문에 SN비가 저감한 상태가 된다.
다음에, 제4의 처리로서, 도 5의 중앙부에서 도시되는 바와 같이, 영역(Z1 내지 Z4)의 각각에 관해, 그 중심 위치의 화소 신호로서 판독된 W화소와, R화소, B화소, 및 G화소의 각각의 화소 위치 및 화소치로부터 그 상관이 구하여지고, 구하여진 상관에 응한 영역(Z1 내지 Z4)의 각각의 중심 위치의 화소 신호가 피팅되고, 도 5의 우측부에서 도시되는 바와 같은, RGB로 이루어지는 베이어 배열의 4화소의 신호가 생성된다.
이와 같이 화소 가산 처리를 이용함으로써, W화소가 체크무늬형상으로 배치된 색 배열에 대응한 신호를, RGB 베이어 배열에 대응한 신호로 변환하여 출력하는 것이 가능해진다.
[화소 신호 판독 처리]
다음에, 도 6의 플로 차트를 참조하여, 화소 신호 판독 처리에 관해 설명한다. 또한, 이 처리는, 도 5의 좌측부에서 도시되는 세로 4화소×가로 4화소의 합계 16화소로 이루어지는 화소 배열인 경우의 화소 신호의 판독 처리를 설명하는 것이다. 따라서, 도 2의 화소 어레이부(35)에서의 다른 화소에 대해서도, 세로 화소×가로 화소의 합계 16화소 단위로 마찬가지로 처리되는 것을 전제로 하여 설명한다.
또한, 이후에서는, 도 5의 좌측부에서 도시되는 화소 배열에서 체크무늬형상으로 배치되어 있는 백색을 주색이라고 칭하는 것으로 하고, 그 이외의 적색, 녹색, 및 청색에 관해서는 부색이라고 칭하는 것으로 한다. 또한, 도 5의 영역(Z1, Z2)은, 세로 4화소×가로 4화소의 합계 16화소의 영역에서의 상단이라고 칭하는 것으로 하고, 마찬가지로, 영역(Z3, Z4)에 관해서는, 하단이라고 칭하는 것으로 한다. 또한, 영역(Z1 내지 Z4)의 각각에 관해, 대응하는 도 4의 우하부에서 도시되는 화소(P1, P2)를 영역(Z1 내지 Z4)의 각각에서의 상행이라고 칭하는 것으로 하고, 화소(P3, P4)를 하행이라고 칭하는 것으로 한다.
스텝 S11에서, 구동 제어부(38)의 수직 구동부(132)는, 화소 구동선(121) 중, 전송선(181)을 통하여, 도 7의 최좌측부에서 도시되는 바와 같이, 상단에 대응하는 영역(Z1, Z2)의 전송 펄스(TRG[2])를 발생함에 의해, 상행에서 부색의 화소 신호를 판독시킨다. 즉, 도 7의 최좌측부에서는, 각 화소의 배열은, 도 5의 좌측부에서 도시되는 16화소와 마찬가지이다. 또한, 각 화소상에 둥근표시로 도시되는 것은, 4화소의 공유 화소 배열에서의 각 화소(P1 내지 P4)의 각각의 전송선(181)에 공급되는 전송 펄스(TRG[1] 내지 TRG[4])가 공급되는 화소를 나타내고 있다.
즉, 도 7에서는, 전송 펄스(TRG[1])는, 도 5의 좌측부로 도시되는 영역(Z1 내지 Z4)의 각각에서의 화소(P1)의 화소 신호를 전송할 때에 공급되는 것이 도시되어 있다. 따라서, 도 7의 최좌측부에서는, 전송 펄스(TRG[1])에 의해 도 5에서의 영역(Z1 내지 Z4)의 각각에 대응하는 W화소의 화소 신호가 판독된다. 마찬가지로, 전송 펄스(TRG[2])는, 영역(Z1 내지 Z4)의 화소(P2)에 대응하는 B화소, G화소, G화소, B화소가 각각 판독된다. 또한, 전송 펄스(TRG[3])는, 영역(Z1 내지 Z4)의 화소(P3)에 대응하는 R화소, G화소, G화소, R화소가 각각 판독된다. 또한, 전송 펄스(TRG[4])는, 영역(Z1 내지 Z4)의 화소(P4)에 대응하는 W화소가 각각 판독된다. 또한, CM은, 각각의 공유 화소 구성에서 증폭 트랜지스터(164)를 나타내고 있고, CN은, 수직 신호선(122)을 나타내고 있다.
따라서 스텝 S11에서는, 상단인 영역(Z1, Z2)의 상행에 대한, 전송 펄스(TRG[2])가 발생됨에 의해, 도 4에서의 화소(P2)에 대응하는, 부색인 G화소, 및 B화소가 판독된다. 또한, 판독된 부색인 G화소, 및 B화소는, 수직 신호선(122)을 통하여 칼럼 처리부(36)에 공급되고, 순차적으로, 촬상 신호 처리부(37)에 공급된다. 또한, 도 7에서는, 굵은선으로 둘러싸여진 화소의 화소 신호가 판독되는 것이 도시되어 있다.
스텝 S12에서, 구동 제어부(38)의 수직 구동부(132)는, 화소 구동선(121) 중, 전송선(181)을 통하여, 도 7의 좌측부터 2번째에서 도시되는 바와 같이, 상단에 대응하는 영역(Z1, Z2)의 전송 펄스(TRG[1], TRG[4])를 발생함에 의해, 화소(P1, P4)에 대응하고, 주색인 2화소의 W화소의 화소 신호를 가산 판독시킨다. 즉, 이 경우, 2화소의 화소 신호가 동시에 판독됨에 의해 FD 가산되어, 촬상 신호 처리부(37)에 전송된다.
스텝 S13에서, 구동 제어부(38)의 수직 구동부(132)는, 화소 구동선(121) 중, 전송선(181)을 통하여, 도 7의 우측부터 2번째에서 도시되는 바와 같이, 하단에 대응하는 영역(Z3, Z4)의 전송 펄스(TRG[1], TRG[4])를 발생한다. 이에 의해, 화소(P1, P4)에 대응하는, 주색인 2화소의 W화소의 화소 신호를 가산 판독시킨다. 즉, 이 경우, 2화소의 화소 신호가 동시에 판독됨에 의해 FD 가산되어, 촬상 신호 처리부(37)에 전송된다.
스텝 S14에서, 구동 제어부(38)의 수직 구동부(132)는, 화소 구동선(121) 중, 전송선(181)을 통하여, 도 7의 최우측부에서 도시되는 바와 같이, 하단에 대응하는 영역(Z3, Z4)의 전송 펄스(TRG[3])를 발생함에 의해, 하행에서의 부색의 화소 신호인 R화소 및 G화소의 화소 신호가 판독되어, 촬상 신호 처리부(37)에 전송된다.
스텝 S15에서, 촬상 신호 처리부(37)는, 도 5의 중앙부에서 도시되는 바와 같이, 영역(Z1 내지 Z4)마다, 주색으로서 구하여진 W화소와, 각각의 영역에서 구하여진 부색과의 상관을 구하여, 도 5의 우측부에서 도시되는 바와 같이 각 영역의 색을 피팅시킨다. 즉, 도 5의 우측부에서 도시되는 바와 같이, W화소의 성분을 다른 모든 색의 화소에 전개하는데 즈음하여, 촬상 신호 처리부(37)는, 방향성 상관을 이용하여, 영역마다의 화소 신호를 산출한다. 또한, 이 방향성 상관을 이용한 화소 신호를 산출하는 기술로서는, 예를 들면, 일본 특허 제4683121호 공보에서 개시되어 있다, 특정한 화소에 대응하는 복수의 색 신호를 얻어, 특정한 화소에 대응하는 위치에서의 수직 방향 및/또는 수평 방향의 상관치를 얻는 기술을 들 수 있다.
즉, 도 5의 중앙부, 및 우측부에서 도시되는 바와 같이, 촬상 신호 처리부(37)는, W화소 및 G화소의 상관으로부터 W화소를 G화소로 치환한다. 도 5의 좌측부에서 도시하는 색의 화소 배열에서 분명한 바와 같이, W화소와 G화소는 인접하여 있다. 어느 영역에서 W화소와 G화소의 상관을 보면, 어느 쪽도 휘도 신호의 주성분이 되는 색이기 때문에 상당히 강한 상관을 갖고 있고, 상관치(상관 계수)가 1에 가깝다. 그래서, 촬상 신호 처리부(37)는, 이 색상관(色相關)을 이용하여 해상도의 방향성을 판단하고, W화소의 출력 레벨을 G화소 상당의 레벨로 변환함으로써, W화소를 G화소로 치환한다.
또한, W화소 및 R화소, 및 W화소 및 B화소의 상관으로부터, 도 5의 우측부에서 도시되는 베이어 배열용의 R화소, 및 B화소를 생성한다. 즉, W화소는, R화소, G화소, 및 B화소의 각 색 성분을 포함하고 있기 때문에, W화소 및 R화소, 및 W화소 및 B화소의 각 화소의 상관을 취할 수 있다. 이 신호 처리에는, 4색의 색 배열에서 G화소에 대체되는 휘도 신호를 전 화소에 보간하는 기술로서는, 예를 들면, 일본 특개2005-160044호 공보에서 개시된 기술을 이용할 수 있다.
스텝 S16에서, 촬상 신호 처리부(37)는, 이상과 같이 구하여진 R화소, G화소, 및 B화소로 이루어지는 베이어 배열을 완성시켜, 화소 신호로서 신호 처리부(22)에 출력한다.
이상의 처리에 의해, 공유 화소 구성을 이루는 4화소로 이루어지는 영역이 수평 방향으로 2영역 배열된 영역으로부터, 화소 가산 없는 솎아냄 판독과, 화소 가산 있는 가산 판독에 의해, 솎아냄 판독만을 행하는 경우와 거의 동일한 판독 순서로, SN비를 향상시키는 것이 가능해진다. 즉, 통상의 솎아냄 판독만을 행하는 처리에서는, 도 8에서 도시되는 바와 같이, 도 6의 플로 차트에서의 스텝 S11, S14의 처리에 대응하는 최좌측부 및 최우측부에 관해서는, 도 7에서의 경우와 같은 처리가 된다.
그러나, 도 6의 플로 차트에서의 스텝 S12, S13의 처리에 대응하는 도 8의 좌측부터 2번째, 및 3번째에서 도시되는 바와 같이, 영역(Z1 내지 Z4)의 각 영역부터는 각각 화소(P1)에 대응하는 화소 신호만이 솎아냄 판독될 뿐이고, 화소(P4)의 신호는 솎아내져서 판독되는 일이 없었다. 이에 대해, 상술한 처리에 의해, 동일한 타이밍에서, 영역(Z1 내지 Z4)의 각 영역으로부터는 각각 주색인 W화소의 화소(P1, P4)가 FD 가산에 의해 화소 가산된 상태로 판독된다. 또한, FD 가산에 의해 화소 가산된 주색의 화소 신호와, 영역(Z1 내지 Z4)의 각각에서의 부색인 R화소, G화소, 및 B화소의 신호의 상관으로부터, 영역(Z1 내지 Z4)에 대응하여 베이어 배열의 화소 신호가 구하여짐에 의해, 솎아냄 판독을 행하는 경우와 거의 동일한 판독 순서로, SN비를 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 주색인 W화소에 관해서는, 도 9의 좌측부에서 도시되는 바와 같이, FD 가산에 의해 2화소분의 화소 신호가 판독됨에 대해, 부색인, 예를 들면, G화소에 관해서는, 도 9의 우측부에서 도시되는 바와 같이 1화소분의 화소 신호가 판독될 뿐이다. 이 때문에, 주색의 화소 신호는, 부색의 화소 신호에 대해, 2배의 신호 레벨로 되어 있는데, 부색의 화소 신호를 2배로 함으로써, 상호간의 신호 레벨을 대등하게 함으로써, 상호간의 상관을 보다 높은 정밀도로 구하는 것이 가능해지기 때문에, 더욱, SN비를 향상시키는 것이 가능해진다.
<제1의 변형례>
[녹색을 주색으로 하고, 적색, 및 청색을 부색으로 하는 경우의 한 예]
이상에서는, 색 필터군(34)의 구성에 의해, W화소, R화소, G화소, 및 B화소의 4화소로 이루어지는 화소 배열인 경우의 예에 관해 설명하여 왔지만, 색 필터군(34)의 구성에 의해, R화소, G화소, 및 B화소의 3화소로 이루어지는 화소 배열의 경우에도 같은 효과를 얻을 수 있다.
도 10, 도 11은, 주색인 G화소, 및 부색인 R화소, 및 B화소의 3색의 화소로 이루어지는 화소 배열인 경우의 화소 신호의 판독 순서를 설명하는 도면이다.
즉, 이 예에서는, 도 10의 좌측부에서 도시되는 바와 같이, 주색이 되는 G화소가 체크무늬형상으로 배치되고, 영역(Z1 내지 Z4)의 화소(P1, P4)에 배치된다. 그리고, 영역(Z1 내지 Z4)의 화소(P2)에 R화소가 배치되고, 화소(P3)에 B화소가 배치되어 있다.
그리고, 도 6의 플로 차트에서의 스텝 S11의 처리에 의해, 도 11의 최좌측부에서 도시되는 바와 같이, 영역(Z1, Z2)의 화소(P2)에서의 R화소가 솎아냄 판독된다. 또한, 스텝 S12의 처리에 의해, 도 11의 좌측부터 2번째에서 도시되는 바와 같이, 영역(Z1, Z2)의 각각의 화소(P1, P4)의 G화소가 FD 가산된 상태로 판독된다. 또한, 스텝 S13의 처리에 의해, 도 11의 우측부터 2번째에서 도시되는 바와 같이, 영역(Z3, Z4)의 각각의 화소(P1, P4)의 G화소가 FD 가산된 상태로 판독된다. 그리고, 스텝 S14의 처리에 의해, 도 11의 최우측부에서 도시되는 바와 같이, 영역(Z3, Z4)의 각각의 화소(P3)의 B화소가 솎아냄 판독된다.
그리고, 스텝 S15의 처리에 의해, 도 10의 중앙부에서 도시되는 바와 같이, 영역(Z2)의 FD 가산된 상태로 판독된 G화소의 화소 신호와, 화소(P2)에서 솎아냄 판독된 R화소의 상관으로부터, 도 10의 우측부에서 도시되는 바와 같이 영역(Z2)의 R화소가 치환되어 구하여진다. 마찬가지로, 영역(Z3)의 FD 가산된 상태로 판독된 G화소의 화소 신호와, 화소(P4)에서 솎아냄 판독된 B화소의 상관으로부터, 도 10의 우측부에서 도시되는 바와 같이 영역(Z3)의 B화소가 치환되어 구하여진다. 이때, 영역(Z1, Z4)은, 주색인 G화소 그 자체이기 때문에, 판독된 화소 신호가 그대로 이용된다.
이와 같은 일련의 처리에 의해, 도 10의 우측부에서 도시되는 바와 같은 베이어 배열이 구하여진다. 이 처리에서도, 상술한 처리와 마찬가지로, 종래의 솎아냄 읽기 처리와 같은 처리 순서라도, 주색이 되는 G화소를 FD 가산하여 판독함에 의해, SN비를 향상시키는 것이 가능해진다.
<제2의 변형례>
[백색을 주색으로 하고, 적색, 녹색, 및 청색을 부색으로 하는 경우로서, 녹색의 화소가 수평 수직으로 1화소마다 배열된 화소 배열일 때의 한 예]
이상에서는, 색 필터군(34)의 구성에 의해, R화소, G화소, 및 B화소의 3화소로 되는 화소 배열인 경우의 예에 관해 설명하여 왔지만, 색 필터군(34)의 구성에 의해, 주색을 W화소로 하고, 부색을 R화소, G화소, 및 B화소의 3화소로 하고, W화소를 체크무늬형상으로 배치하고, G화소를 수평 방향 및 수직 방향에 대해 1화소마다 배치하고, 또한, R화소, 및 B화소를 경사 방향으로 G화소를 끼우도록 배치하는, 이른바 백 체크무늬라고 불리는 화소 배열의 경우에도 같은 효과를 얻을 수 있다.
도 12, 도 13은, W화소를 주색으로 하고, R화소, G화소, 및 B화소의 3화소를 부색으로 하는 화소 배열인 경우의 화소 신호의 판독 순서를 설명하는 도면이다.
즉, 이 예에서는, 도 12의 좌측부에서 도시되는 바와 같이, 주색이 되는 W화소가 체크무늬형상으로 배치되고, 영역(Z1 내지 Z4)의 화소(P1, P4)에 배치된다. 그리고, 영역(Z1, Z4)의 화소(P2)에 B화소가 배치되고, 화소(P3)에 G화소가 배치되고, 영역(Z2, Z3)의 화소(P2)에 R화소가 배치되고, 화소(P3)에 G화소가 배치되어 있다.
그리고, 도 6의 플로 차트에서의 스텝 S11의 처리에 의해, 도 13의 최좌측부에서 도시되는 바와 같이, 영역(Z1, Z2)의 화소(P2)에서의 R화소 및 B화소가 솎아냄 판독된다. 또한, 스텝 S12의 처리에 의해, 도 13의 좌측부터 2번째에서 도시되는 바와 같이, 영역(Z1, Z2)의 각각의 화소(P1, P4)의 W화소가 FD 가산된 상태로 판독된다. 또한, 스텝 S13의 처리에 의해, 도 13의 우측부터 2번째에서 도시되는 바와 같이, 영역(Z3, Z4)의 각각의 화소(P1, P4)의 W화소가 FD 가산된 상태로 판독된다. 그리고, 스텝 S14의 처리에 의해, 도 13의 최우측부에서 도시되는 바와 같이, 영역(Z3, Z4)의 각각의 화소(P3)의 G화소가 솎아냄 판독된다.
그리고, 스텝 S15의 처리에 의해, 도 12의 중앙부에서 도시되는 바와 같이, 영역(Z1)의 FD 가산된 상태로 판독된 W화소의 화소 신호와, 화소(P2)에서 솎아냄 판독된 B화소의 상관으로부터, 도 12의 우측부에서 도시되는 바와 같이 영역(Z1)의 B화소가 치환되어 구하여진다. 또한, 영역(Z2)의 FD 가산된 상태로 판독된 W화소의 화소 신호와, 화소(P2)에서 솎아냄 판독된 R화소의 상관으로부터, 도 12의 우측부에서 도시되는 바와 같이 영역(Z2)의 R화소가 치환되어 구하여진다. 마찬가지로, 영역(Z3, Z4)의 FD 가산된 상태로 판독된 W화소의 화소 신호와, 각각의 화소(P3)에서 솎아냄 판독된 G화소의 상관으로부터, 도 12의 우측부에서 도시되는 바와 같이 영역(Z3, Z4)의 G화소가 치환되어 구하여진다.
이와 같은 일련의 처리에 의해, 도 12의 우측부에서 도시되는 바와 같은 베이어 배열이 구하여진다. 이 처리에서도, 상술한 처리와 마찬가지로, 종래의 솎아냄 읽기 처리와 같은 처리 순서라도, SN비를 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 이상에서는, 화소 가산에 있어서, FD 가산을 이용한 예에 관해 설명하여 왔지만, 화소치가 가산할 수 있다면 다른 가산 방법이라도 좋고, 예를 들면, 소스 폴로워 가산이라도 좋다.
이상과 같이, 종래의 솎아냄 읽기 처리와 같은 순서로, 그 일부의 신호를 가산 판독하도록 함으로써, 화소 신호의 SN비를 향상시키는 것이 가능해진다.
그런데, 상술한 일련의 처리는, 하드웨어에 의해 실행시킬 수도 있지만, 소프트웨어에 의해 실행시킬 수도 있다. 일련의 처리를 소프트웨어에 의해 실행시키는 경우에는, 그 소프트웨어를 구성하는 프로그램이, 전용의 하드웨어에 조립되어 있는 컴퓨터, 또는, 각종의 프로그램을 인스톨함으로써, 각종의 기능을 실행하는 것이 가능한, 예를 들면 범용의 퍼스널 컴퓨터 등에, 기록 매체로부터 인스톨된다.
도 14는, 범용의 퍼스널 컴퓨터의 구성례를 도시하고 있다. 이 퍼스널 컴퓨터는, CPU(Central Processing Unit)(1001)를 내장하고 있다. CPU(1001)에는 버스(1004)를 통하여, 입출력 인터페이스(1005)가 접속되어 있다. 버스(1004)에는, ROM(Read Only Memory)(1002) 및 RAM(Random Access Memory)(1003)이 접속되어 있다.
입출력 인터페이스(1005)에는, 유저가 조작 커맨드를 입력하는 키보드, 마우스 등의 입력 디바이스로 이루어지는 입력부(1006), 처리 조작 화면이나 처리 결과의 화상을 표시 디바이스에 출력하는 출력부(1007), 프로그램이나 각종 데이터를 격납하는 하드 디스크 드라이브 등으로 이루어지는 기억부(1008), LAN(Local Area Network) 어댑터 등으로 이루어지고, 인터넷으로 대표되는 네트워크를 통한 통신 처리를 실행하는 통신부(1009)가 접속되어 있다. 또한, 자기 디스크(플렉시블 디스크를 포함한다), 광디스크(CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory), DVD(Digital Versatile Disc)를 포함한다), 광자기 디스크(MD(Mini Disc)를 포함한다), 또는 반도체 메모리 등의 리무버블 미디어(1011)에 대해 데이터를 판독 기록하는 드라이브(1010)가 접속되어 있다.
CPU(1001)는, ROM(1002)에 기억되어 있는 프로그램, 또는 자기 디스크, 광디스크, 광자기 디스크, 또는 반도체 메모리 등의 리무버블 미디어(1011)로부터 판독되어 기억부(1008)에 인스톨되고, 기억부(1008)로부터 RAM(1003)에 로드된 프로그램에 따라 각종의 처리를 실행한다. RAM(1003)에는 또한, CPU(1001)가 각종의 처리를 실행하는데 필요한 데이터 등도 적절히 기억된다.
이상과 같이 구성된 컴퓨터에서는, CPU(1001)가, 예를 들면, 기억부(1008)에 기억되어 있는 프로그램을, 입출력 인터페이스(1005) 및 버스(1004)를 통하여, RAM(1003)에 로드하여 실행함에 의해, 상술한 일련의 처리가 행하여진다.
컴퓨터(CPU(1001))가 실행하는 프로그램은, 예를 들면, 패키지 미디어 등으로서의 리무버블 미디어(1011)에 기록하여 제공할 수 있다. 또한, 프로그램은, 로컬 에어리어 네트워크, 인터넷, 디지털 위성 방송이라는, 유선 또는 무선의 전송 매체를 통하여 제공할 수 있다.
컴퓨터에서는, 프로그램은, 리무버블 미디어(1011)를 드라이브(1010)에 장착함에 의해, 입출력 인터페이스(1005)를 통하여, 기억부(1008)에 인스톨할 수 있다. 또한, 프로그램은, 유선 또는 무선의 전송 매체를 통하여, 통신부(1009)에서 수신하고, 기억부(1008)에 인스톨할 수 있다. 그 밖에, 프로그램은, ROM(1002)나 기억부(1008)에, 미리 인스톨하여 둘 수 있다.
또한, 컴퓨터가 실행하는 프로그램은, 본 명세서에서 설명한 순서에 따라 시계열로 처리가 행하여지는 프로그램이라도 좋고, 병렬로, 또는 호출이 행하여진 때 등의 필요한 타이밍에서 처리가 행하여지는 프로그램이라도 좋다.
또한, 본 명세서에서, 시스템이란, 복수의 구성 요소(장치, 모듈(부품) 등)의 집합을 의미하고, 모든 구성 요소가 동일 몸체 중에 있는지의 여부는 묻지 않는다. 따라서 별개의 몸체에 수납되고, 네트워크를 통하여 접속되어 있는 복수의 장치, 및, 하나의 몸체의 중에 복수의 모듈이 수납되어 있는 하나의 장치는, 모두, 시스템이다.
또한, 본 기술의 실시의 형태는, 상술한 실시의 형태로 한정되는 것이 아니고, 본 기술의 요지를 일탈하지 않는 범위에서의 여러가지의 변경이 가능하다.
예를 들면, 본 기술은, 하나의 기능을 네트워크를 통하여 복수의 장치에서 분담, 공동하여 처리하는 클라우드 컴퓨팅의 구성을 취할 수 있다.
또한, 상술한 플로 차트에서 설명한 각 스텝은, 하나의 장치에서 실행하는 외에, 복수의 장치에서 분담하여 실행할 수 있다.
또한, 하나의 스텝에 복수의 처리가 포함되는 경우에는, 그 하나의 스텝에 포함되는 복수의 처리는, 하나의 장치로 실행하는 외에, 복수의 장치에서 분담하여 실행할 수 있다.
또한, 본 기술은, 이하와 같은 구성도 취할 수 있다.
(1) 2차원의 행렬형상으로 배열된 화소와,
상기 화소에 대해 휘도 신호의 소정의 색성분의 색 필터와,
상기 화소에 대해 휘도 신호의 상기 소정의 색과 다른 타 색성분의 색 필터와,
상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 가산하여 출력하고, 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 솎아내어 출력하는 신호 처리부를 포함하는 촬상 장치.
(2) 상기 신호 처리부는, 상기 가산하여 출력한 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호와, 상기 솎아내어 출력한 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호의 상관을 이용하여, 상기 솎아내어 출력한 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 생성하는 (1)에 기재된 촬상 장치.
(3) 상기 소정의 색성분은, 백색이고, 상기 타 색성분은, 적색, 녹색, 및 청색인 (1) 또는 (2)에 기재된 촬상 장치.
(4) 상기 소정의 색성분은, 녹색이고, 상기 타 색성분은, 적색, 및 청색인 (1) 또는 (2)에 기재된 촬상 장치.
(5) 상기 신호 처리부는, 동일한 행의 화소의 신호를 출력하는 기간 중, 전반의 기간, 또는 후반의 기간의 어느 하나의 제1의 기간에서, 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 솎아내어 출력하고, 상기 제1의 기간과 다른 제2의 기간에서, 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호와, 상기 동일한 행과 다른 타 행으로서, 인접하는 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 가산하여 출력하는 (1) 내지 (4)의 어느 하나에 기재된 촬상 장치.
(6) 상기 신호 처리부는, 동일한 행의 화소의 신호를 출력하는 기간 중, 전반의 기간, 또는 후반의 기간의 어느 하나의 제1의 기간에서, 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 솎아내어 출력하고, 상기 제1의 기간과 다른 제2의 기간에서, 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호와, 상기 동일한 행과 다른 타 행으로서, 인접하는 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 가산하여 출력함으로써, 상기 가산하여 출력한 처리가 없는, 솎아내어 판독할 뿐의 신호 처리에서의 경우와 같은 순서로 신호를 출력하는 (1) 내지 (5)의 어느 하나에 기재된 촬상 장치.
(7) 상기 신호 처리부는, 동일한 행의 화소의 신호를 출력하는 기간 중, 전반의 기간, 또는 후반의 기간의 어느 하나의 제1의 기간에서, 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를, 게인을 2배로 하여 솎아내어 출력하고, 상기 제1의 기간과 다른 제2의 기간에서, 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호와, 상기 동일한 행과 다른 타 행으로서, 인접하는 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호와의, 각각의 게인이 1배의 것을 가산하여 출력하는 (1) 내지 (6)의 어느 하나에 기재된 촬상 장치.
(8) 상기 신호 처리부는, 동일한 행의 화소의 신호를 출력하는 기간 중, 전반의 기간, 또는 후반의 기간의 어느 하나의 제1의 기간에서, 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를, 게인을 2배로 하여 솎아내어 출력하고, 상기 제1의 기간과 다른 제2의 기간에서, 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호와, 상기 동일한 행과 다른 타 행으로서, 인접하는 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호와의, 각각의 게인이 1배의 것을 가산하여 출력함에 의해, 상기 화소의 신호를 AD(Analogue Digital) 변환한 때의 레인지를 적절하게 변경하도록 화소 신호를 출력하는 (1) 내지 (7)의 어느 하나에 기재된 촬상 장치.
(9) 상기 신호 처리부는, 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 FD(Floating Diffusion) 가산하여 출력하는 (1) 내지 (8)의 어느 하나에 기재된 촬상 장치.
(10) 상기 신호 처리부는, 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 소스 폴로워 가산하여 출력하는 (1) 내지 (8)의 어느 하나에 기재된 촬상 장치.
(11) 상기 신호 처리부는, 상기 가산하여 출력한 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호와, 상기 솎아내어 출력한 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호의 상관을 이용하여, 상기 솎아내어 출력한 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 생성함으로써, 솎아내어 출력한 화소의 신호의 SN비(Signal to Noise ratio)를 저감하도록 하는 (1) 내지 (10)의 어느 하나에 기재된 촬상 장치.
(12) 2차원의 행렬형상으로 배열된 화소와, 상기 화소에 대해 휘도 신호의 소정의 색성분의 색 필터와, 상기 화소에 대해 휘도 신호의 상기 소정의 색과 다른 타 색성분의 색 필터를 포함하는 촬상 장치의 촬상 방법으로서,
상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 가산하여 출력하고, 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 솎아내어 출력하는 신호 처리를 하는 스텝을 포함하는 촬상 방법.
(13) 2차원의 행렬형상으로 배열된 화소와, 상기 화소에 대해 휘도 신호의 소정의 색성분의 색 필터와, 상기 화소에 대해 휘도 신호의 상기 소정의 색과 다른 타 색성분의 색 필터를 포함하는 촬상 장치를 제어하는 컴퓨터에,
상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 가산하여 출력하고, 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 솎아내어 출력하는 신호 처리 스텝을 포함하는 처리를 실행시키기 위한 프로그램.
(14) 2차원의 행렬형상으로 배열된 화소와,
상기 화소에 대해 휘도 신호의 소정의 색성분의 색 필터와,
상기 화소에 대해 휘도 신호의 상기 소정의 색과 다른 타 색성분의 색 필터와,
상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 가산하여 출력하고, 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 솎아내어 출력하는 신호 처리부를 포함하는 전자 기기.
21 : 촬상부
34 : 색 필터군
35 : 화소 어레이부
36 : 칼럼 처리부
37 : 촬상 신호 처리부
38 : 구동 제어부
121 : 화소 구동선
122 : 수직 신호선
131 : 시스템 제어부
132 : 수직 구동부
133 : 수평 구동부
161, 161-1 내지 161-4 PD, 162, 162-1 내지 162-4 : 전송 트랜지스터
163 : 리셋 트랜지스터
164 : 증폭 트랜지스터
165 : 선택 트랜지스터
166 : FD

Claims (14)

  1. 2차원의 행렬형상으로 배열된 화소와,
    상기 화소에 대해 휘도 신호의 소정의 색성분의 색 필터와,
    상기 화소에 대해 휘도 신호의 상기 소정의 색성분과 다른 타 색성분의 색 필터와,
    상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 가산하여 출력하고, 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 솎아내어 출력하는 신호 처리부를 포함하고,
    상기 신호 처리부는, 동일한 행의 화소의 신호를 출력하는 기간 중, 전반의 기간, 또는 후반의 기간의 어느 하나의 제1의 기간에서, 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를, 게인을 2배로 하여 솎아내어 출력하고, 상기 제1의 기간과 다른 제2의 기간에서, 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호와, 상기 동일한 행과 다른 타 행으로서, 인접하는 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호와의, 각각의 게인이 1배의 것을 가산하여 출력하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호 처리부는, 상기 가산하여 출력한 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호와, 상기 솎아내어 출력한 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호의 상관을 이용하여, 상기 솎아내어 출력한 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 색성분은, 백색이고, 상기 타 색성분은, 적색, 녹색, 및 청색인 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 색성분은, 녹색이고, 상기 타 색성분은, 적색, 및 청색인 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 신호 처리부는, 동일한 행의 화소의 신호를 출력하는 기간 중, 전반의 기간, 또는 후반의 기간의 어느 하나의 제1의 기간에서, 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를, 게인을 2배로 하여 솎아내어 출력하고, 상기 제1의 기간과 다른 제2의 기간에서, 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호와, 상기 동일한 행과 다른 타 행으로서, 인접하는 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호와의, 각각의 게인이 1배의 것을 가산하여 출력함에 의해, 상기 화소의 신호를 AD(Analogue Digital) 변환한 때의 레인지를 변경하도록 화소 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 신호 처리부는, 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 FD(Floating Diffusion) 가산하여 출력하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 신호 처리부는, 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 소스 폴로워 가산하여 출력하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 신호 처리부는, 상기 가산하여 출력한 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호와, 상기 솎아내어 출력한 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호의 상관을 이용하여, 상기 솎아내어 출력한 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 생성함으로써, 솎아내어 출력한 화소의 신호의 SN비(Signal to Noise ratio)를 저감하도록 하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  9. 2차원의 행렬형상으로 배열된 화소와, 상기 화소에 대해 휘도 신호의 소정의 색성분의 색 필터와, 상기 화소에 대해 휘도 신호의 상기 소정의 색과 다른 타 색성분의 색 필터를 포함하는 촬상 장치의 촬상 방법으로서,
    신호 처리부에 의해, 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 가산하여 출력하고, 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 솎아내어 출력하는 신호 처리를 하는 스텝을 포함하고,
    상기 신호 처리부는, 동일한 행의 화소의 신호를 출력하는 기간 중, 전반의 기간, 또는 후반의 기간의 어느 하나의 제1의 기간에서, 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를, 게인을 2배로 하여 솎아내어 출력하고, 상기 제1의 기간과 다른 제2의 기간에서, 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호와, 상기 동일한 행과 다른 타 행으로서, 인접하는 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호와의, 각각의 게인이 1배의 것을 가산하여 출력하는 것을 특징으로 하는 촬상 방법.
  10. 2차원의 행렬형상으로 배열된 화소와, 상기 화소에 대해 휘도 신호의 소정의 색성분의 색 필터와, 상기 화소에 대해 휘도 신호의 상기 소정의 색성분과 다른 타 색성분의 색 필터를 포함하는 촬상 장치를 제어하는 컴퓨터에,
    동일한 행의 화소의 신호를 출력하는 기간 중, 전반의 기간, 또는 후반의 기간의 어느 하나의 제1의 기간에서, 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를, 게인을 2배로 하여 솎아내어 출력하고, 상기 제1의 기간과 다른 제2의 기간에서, 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호와, 상기 동일한 행과 다른 타 행으로서, 인접하는 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호와의, 각각의 게인이 1배의 것을 가산하여 출력하는 신호 처리부에 의해, 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 가산하여 출력하고, 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 솎아내어 출력하는 신호 처리 스텝을 포함하는 처리를 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 기록 매체.
  11. 2차원의 행렬형상으로 배열된 화소와,
    상기 화소에 대해 휘도 신호의 소정의 색성분의 색 필터와,
    상기 화소에 대해 휘도 신호의 상기 소정의 색성분과 다른 타 색성분의 색 필터와,
    상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 가산하여 출력하고, 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를 솎아내어 출력하는 신호 처리부를 포함하고,
    상기 신호 처리부는, 동일한 행의 화소의 신호를 출력하는 기간 중, 전반의 기간, 또는 후반의 기간의 어느 하나의 제1의 기간에서, 상기 타 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호를, 게인을 2배로 하여 솎아내어 출력하고, 상기 제1의 기간과 다른 제2의 기간에서, 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호와, 상기 동일한 행과 다른 타 행으로서, 인접하는 상기 소정의 색성분의 색 필터가 마련된 화소의 신호와의, 각각의 게인이 1배의 것을 가산하여 출력하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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