TWI399086B - 包含ｃｍｏｓ型影像感測器的固態攝影裝置 - Google Patents

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Description

包含CMOS型影像感測器的固態攝影裝置
本發明是關於一種固態攝影裝置，特別是關於一種在例如帶有影像感測器的可攜式電話、數位式照相機、視頻攝影機等中所使用的CMOS型影像感測器。
在影像感測器中所使用的濾色器，提出有從補色濾色器到基色拜耳(bayer)排列這些多種多樣的排列以及其信號處理方法。近年來，影像感測器的像素的微細化不斷發展，2μm級得以實用化，另外，還正在進行1.75μm像素或1.4μm像素的開發。在2μm以下的微細像素下，入射光量大幅減小，所以存在著雜訊變差的擔心。因此，作為改善微細像素的感度的方法，提出有一種在濾色器中使用W(白)色的影像感測器(例如，參照日本專利特開平8-23542號公報、日本專利特開2003-318375號公報、日本專利特開2004-304706號公報以及日本專利特開2005-295381號公報)。
但是，因為W像素為高感度，所以存在從該W像素所得到的W信號會迅速飽和的問題，或因為Y信號(輝度信號)=W信號，所以在色還原性上存在著問題。本來，如Y信號不是以Y=0.59G+0.3R+0.11B的比率生成，則從YUV信號所生成的RGB信號的色還原性變差。另外，在前述專利文獻中，使用W像素的有效的信號處理未進行。
從第1方面來看的本發明的固態攝影裝置包括：像素部，其使單元在半導體基板上按照行及列進行二維配置，其中，前述單元具有光電轉換裝置，並積蓄著藉由對入射至前述光電轉換裝置的光進行光電轉換所得到的信號電荷，且輸出與所積蓄的前述信號電荷相對應的電壓；W(白)、R(紅)、G(綠)和B(藍)的濾色器，其分別配置在前述像素部內的前述單元上；類比/數位轉換電路，其將從W像素、R像素、G像素及B像素所輸出的類比信號轉換為數位式信號，並分別輸出W信號、R信號、G信號及B信號，其中，W像素、R像素、G像素及B像素在前述單元上分別配置在前述W(白)、R(紅)、G(綠)及B(藍)的濾色器；飽和信號量控制電路，其對前述W像素的飽和信號量進行控制；以及信號生成電路，其利用從前述類比/數位轉換電路所輸出的前述W信號和前述R信號、前述G信號、前述B信號，而分別修正且生成前述R信號、前述G信號及前述B信號。
以下，參照圖示，對作為本發明的實施形態的固態攝影裝置之放大型CMOS影像感測器進行說明。在進行說明時，於全部圖示中對共同的部分付以共同的參照符號。
[第1實施形態]
首先，對本發明的第1實施形態的CMOS影像感測器進行說明。
圖1所示為第1實施形態的CMOS影像感測器之概略構成的方塊圖。
在感測器芯部1中，配置有像素部11、柱(column)型雜訊消除電路(CDS，相關雙取樣電路)12、柱型類比數位轉換器(ADC)13、閂電路14、2個行記憶體(第1行記憶體MSTH、第2行記憶體MSTL)及水平位移暫存器15等。
像素部11是藉由透鏡2而使光入射，並利用光電轉換而生成與入射光量相對應的電荷。在該像素部11中，於半導體基板上按照行及列的二維方式配置有單元(像素)CE。各單元CE是由4個電晶體Ta、Tb、Tc、Td和光電轉換裝置例如光電二極體PD構成，且對各單元分別供給脈衝信號ADRESn、RESETn和READn。在該像素部11的下部，沿水平方向配置著源極隨耦器(source follower)電路用的負載電晶體TLM。這些負載電晶體TLM的電流通路的一端分別與垂直信號線VLIN相連接，且電流通路的另一端是與接地點相連接。而且，在光電二極體PD的上部所形成的濾色器是採用4色濾色器，其中，該4色濾色器是使按照習知的2×2像素而使用G(綠)、R(紅)、G(綠)、B(藍)這3色之拜耳排列的G成為W(白)。W不利用濾色器，可在全部的波長區域使光透過。
與像素部11所產生的信號電荷相對應的類比信號，通過CDS12而被供給到ADC13，並利用ADC13而轉換為數位式信號，且閂鎖在閂電路14中。在該閂電路14中所閉 鎖的數位式信號是於行記憶體MSTH、MSTL中積蓄著信號，且利用水平位移暫存器15依次選擇並被讀出，再由感測器芯部1依次被讀出。亦即，在行記憶體MSTH、MSTL中存儲著積蓄時間不同的2個信號STL(長時間積蓄)和信號STH(短時間積蓄)。從行記憶體MSTH、MSTL所讀出的數位式信號OUT0~OUT9，是使信號STL(長時間積蓄)和信號STH(短時間積蓄)被供給至線形轉換電路31，而將2個信號STL和STH予以合成，其中，線形轉換電路31用於進行轉換以使信號對光量形成線形。所合成的信號SF被供給到後段的信號生成電路32，並藉由信號生成電路32而從W信號生成RGB信號，然後，再轉換為RGB的拜耳排列，形成RGB的10位元數位式輸出DOUT0~DOUT9，且向未圖示的後段的信號處理IC輸出。
而且，與像素部11鄰接，分別配置有脈衝選擇電路(選擇器)21、信號讀出用的垂直暫存器(VR暫存器)22、積蓄時間控制用的垂直暫存器(ES暫存器、長積蓄時間控制用暫存器)23及積蓄時間控制用的垂直暫存器(WD暫存器、短積蓄時間控制用暫存器)24。
從像素部11的讀出或柱型雜訊消除電路(CDS)12的控制，是藉由時序生成器(TG)33所輸出的脈衝信號S1~S4、READP、IRESET/IADRES/IREAD、VRR、ESR、WDR來進行。亦即，該時序生成器(TG)33是作為控制電路而動作。
脈衝信號S2~S4是供給到CDS12。脈衝信號READP 被供給到脈衝振幅控制電路34，且該脈衝振幅控制電路34的輸出信號VREAD被供給到脈衝選擇電路21。而且，脈衝信號IRESET/IADRES/IREAD也被供給到脈衝選擇電路21。脈衝信號VRR被供給到VR暫存器22，脈衝信號ESR被供給到ES暫存器23，脈衝信號WDR被供給到WD暫存器24。利用上述暫存器22、23、24而選擇像素部11的垂直行，並經由脈衝選擇電路21而使脈衝信號RESET/ADRES/READ(在圖1中以RESETn、ADRESn、READn代表性地表示)被供給到像素部11。位址脈衝信號ADRESn被供給到上述單元中的行選擇電晶體Ta的閘極，重置脈衝信號RESETn被供給到上述單元中的重置電晶體Tc的閘極，讀出脈衝信號READn被供給到上述單元中的讀出電晶體Td的閘極。在該像素部11上，是從偏壓生成電路(偏壓電路1)35而施加偏置電壓VVL。該偏置電壓VVL被供給到源極隨耦器電路用的負載電晶體TLM的閘極。
基準電壓產生電路(VREF)36為一種回應主時脈信號MCK而動作，並生成ADC13的AD轉換用的基準波形VREFTL、VREFTH的電路。該基準波形的振幅是利用被輸入到串列介面(串列I/F)37的資料DATA而進行控制。被輸入到該串列介面37的指令是供給到指令解碼器38並進行解碼，且與主時脈信號MCK一起被供給到時序生成器33。基準電壓產生電路36為了在1水平掃描期間實行2次AD轉換，而產生三角波VREFTL和VREFTH並供給到 ADC13。從時脈生成器33所輸出的脈衝信號READP被供給到脈衝振幅控制電路34，並藉由利用該脈衝振幅控制電路34來對振幅進行控制，而生成3值的脈衝信號VREAD，且供給到脈衝選擇電路21。
線形轉換電路31是用於將積蓄時間不同的2個信號STL(長時間積蓄)和信號STH(短時間積蓄)進行轉換並合成的電路，以使信號對光量成為線形。該線形轉換電路31包括2個減法電路(-dark)31-1、31-2、增益電路GA、比較電路A及開關31-3，其中，減法電路對黑位準的dark信號進行減法處理，增益電路GA將上述減法電路31-2的輸出進行放大。對該線形轉換電路31，同時輸入在行記憶體MSTH中所存儲的曝光時間(電荷的積蓄時間)短的信號STH、和在行記憶體MSTL中所存儲的曝光時間長的信號STL。
首先，在利用ADC13的類比/數位轉換動作中，將黑位準(dark)設定為64LSB位準，所以是利用減法電路31-1、31-2而從各個行記憶體MSTL、MSTH的輸出信號STL、STH減去黑位準64。接著，利用增益電路GA來放大進行了減法處理的信號SB，而生成信號SC。若使信號STL和信號STH的曝光時間分別為TL和TH，則可從其比TL/TH算出該增益量。藉由對信號SB進行增益量之倍數的放大處理，即使是傾斜的不同的光電轉換特性曲線，也可等價地使傾斜相同。利用比較電路A來對該信號SC和信號SA進行比較，並利用開關電路31-3來選擇大的 信號，其中，信號SA是從STL信號減去黑位準(dark)後所得的信號。結果，可將信號SA和以增益量之倍數放大了的信號SC順利地進行合成。該線形轉換電路31的輸出信號SF使位元數增加而以12位元輸出。
圖2所示為圖1中的CMOS影像感測器之動作時序的波形圖。在本例中是使積蓄時間TL為TL=520H，其中，該積蓄時間TL是利用垂直的n行的光電二極體PD進行光電轉換並積蓄電荷時的積蓄時間。而且，使短積蓄時間TH為TH=130H，以形成長積蓄時間TL的1/4光量。長積蓄時間TL以高位準(Vn=2.8V)來控制讀出脈衝信號READ的振幅。短積蓄時間TH以低位準(Vm=1V)來控制讀出脈衝信號READ的振幅。為了產生這種振幅位準不同的讀出脈衝信號READ，須利用脈衝振幅控制電路34的輸出信號VREAD來對讀出脈衝READ的振幅進行控制。另外，積蓄時間TL可利用ES暫存器23按照每1H來進行控制。而且，積蓄時間TH可利用WD暫存器24按照每1H來進行控制，另外，藉由變更脈衝選擇電路21的輸入脈衝位置，也可進行1H以下的控制。
在光電二極體PD所積蓄的信號電荷之第1次的讀出動作時(t4)，與水平同步脈衝HP同步地向像素部11供給脈衝信號RESETn、READn、ADRESn，並將光電二極體PD進行光電轉換且積蓄之信號電荷讀出。此時的讀出脈衝READ的振幅被設定為低位準Vm。第1次讀出的信號電荷在積蓄時間520H的途中的時刻t2，輪入低位準Vm 的讀出脈衝READ，並讀出光電二極體PD的一部分的信號電荷且送出。然後，將在時刻t2~t4的期間所再次積蓄的信號，在時刻t4從光電二極體PD讀出。
在接通以及斷開脈衝信號RESETn之際的檢測部的重置位準的取入時，基準波形的振幅是設定為中間位準並進行讀出。該中間位準在影像感測器內進行自動調整，以使像素部11的遮光像素(OB)部成為64LSB。接著，接通信號READn並輸出信號。對該已讀出的信號，在水平掃描期間的前半0.5H期間，生成三角波以作為基準波形，並實施10位元的AD轉換。進行了AD轉換的信號(數位式資料)在閂電路14中保持著，並在AD轉換結束後存儲於行記憶體MSTH中。
在從光電二極體PD的第2次的讀出動作時(t5)，在第1次的0.5H後對像素部11輸入脈衝信號RESETn、READn、ADRESn，並將光電二極體PD進行光電轉換且積蓄之信號電荷讀出。此時的讀出脈衝READ的振幅設定為高位準Vn。
在光電二極體PD中所殘留的信號電荷，並不被施加脈衝信號RESETn，而是輸入脈衝信號READn和ADRESn並讀出。檢測部的重置位準是使用t4時的信號。將脈衝信號READn接通，並與檢測部所積蓄的STH信號相加而輸出。對該已讀出的信號，藉由在水平掃描期間的後半0.5H期間產生三角波作為基準波形，而實施10位元的AD轉換。進行了AD轉換的信號保持在閂電路14中，並在AD 轉換結束後存儲在行記憶體MSTL中。像這樣在行記憶體MSTH、MSTL中所存儲的信號(數位式資料)STH、STL，在下一水平掃描期間，作為資料OUT0~OUT9以同時供給至線形轉換電路31，並對像素單位的信號進行信號處理。
圖3A、圖3B及圖3C所示為圖1中的線形轉換電路31之動作的光電轉換特性圖。分別在圖3A中表示信號STH，在圖3B中表示信號STL，在圖3C中表示信號SF。橫軸為光量，縱軸為數位式輸出位準。
圖3A所示的信號STH是以與圖3B所示的信號STL相同的傾斜而使各WRGB信號上升，直至達到輸出位準Kneel為止。從輸出位準Kneel開始被壓制成為積蓄時間比TH/TL的傾斜1/4並輸出。此時，飽和位準是在10位元輸出以內產生。在線形轉換電路31內，利用由積蓄時間比所確定的放大電路GA而使信號STH成為4倍。像這樣增益為4倍時，輸出位準Kneel向放大4倍了的輸出位準Knee2進行位移。然後，信號STH在大於等於輸出位準Knee2的情況下，傾斜成為達到4倍的W×4，G×4,R×4, B×4。該傾斜與圖3B中所示的信號STL達到輸出位準Knee2時的傾斜相同。信號STL因為在圖2所示的時刻t4到t5期間並不使檢測部重置，所以是在圖3B的縱軸的Vm以上使信號STH相加並輸出。信號STL的飽和位準為利用AD轉換而被限幅(clip)的10位元。作為進行了線形轉換的最終輸出之圖3C所示的信號SF，是輸出該信號STL直至 達到輸出位準Knee2為止，並在輸出位準Knee2以上時轉換為已放大了4倍的信號STH而輸出。這樣，線形轉換電路31對這些信號進行處理，以使積蓄時間不同的信號STL和信號STH好像積蓄時間變得相同。
在習知技術中，若在G信號飽和的點P1進行光量設定後，則W信號在光量0.5時飽和。在該實施形態下，利用寬動態範圍動作(WDR)，使W信號在光量1時擴大到G信號的2倍的AD轉換11位元位準並再生。亦即，藉由利用寬動態範圍動作，可對W信號在與習知技術相同的光量1時進行設定。成為最低被拍照物件的低光量時，因為在習知技術中，使G信號以與雜訊相同的位準而被限制之光量，在利用W信號的情況下，相對於G信號的感度為2倍，所以(根據實測結果)，最低被拍照物件光量被改善為1/2的低光量。另外，如使積蓄時間比小於1/4，則可進一步改善W信號的飽和位準。藉此，可將點P1位移到右側的光量2或4，亦即可使達到10位元的光量位移到2或4，而動態範圍也可相對應地進行改善。此時圖1所示的影像感測器的輸出大於10位元，為12位元或者14位元等。
圖4A、圖4B及圖4C所示為圖1中的信號生成電路32的處理例子。信號生成電路32包括色生成電路、色排列轉換電路及行記憶體。被輸入到信號生成電路32中的圖4A所示的信號SF，是利用一般的RGB拜耳排列而使R行的G置換為W信號。這種2×2的圖案被反復輸入。 首先，對從W信號生成RGB信號之色生成電路所進行的處理加以說明。圖5A所示為從習知的W信號生成RGB信號之減算方法的概略圖，圖5B所示為從該實施形態的W信號生成RGB信號之比率乘算方式的概略圖。
例如，在從W信號生成G信號的情況下，習知的減算方式是如圖5A所示，從W信號減去“減法係數×(R+B)”而計算出G信號。因此，隨機雜訊增大。與此相對，該實施形態所利用的比率乘算方式是如圖5B所示，在W信號上乘以“比率乘算係數(G/W)”而計算出G信號。因此，能夠抑制隨機雜訊。
在這裏，著眼於W11像素而說明一個具體的計算例子。
習知的一般性處理是如以下所示。
Gw11=W11-Kg ((R11+R12)/2+(B11+B21)/2) Rw11=W11-Kr((G11+G12+G21+G22)/4+(B11+B21)/2) Bw11=W11-Kb ((G11+G12+G21+G22)/4+(R11+R12)/2) Kg、Kr、Kb為用於對由分光特性所得到的信號量進行調整的係數。
與此相對，該實施形態的比率乘算方式如圖4B所示，是從周邊的8像素計算出W(白)信號位準和RGB信號位準，並根據該W和RGB的比率，而從W11像素的信號生成Rw、Gw、Bw信號。
Wrgb11=(G11+G12+G21+G22)/4+(R11+R12)/2+(B11+B12)/2 Gw11=W11*((G11+G12+G21+G22)/4)/Wrgb11 Rw11=W11*((R11+R12)/2)/Wrgb11 Bw11=W11*((B11+B21)/2)/Wrgb11
根據測試結果，相對於G信號，從W所生成的Gw信號的S/N約改善4dB，對R信號的Rw信號和對B信號的Bw信號分別約改善3dB。該處理方法使S/N的改善效果大且不需要前述係數K，所以還具有不需要進行調整的效果。另外，藉由增加周邊像素數，還可改善S/N。
圖4C所示為利用色排列轉換電路而進行RGB拜耳排列轉換的像素排列圖。W11像素直接原樣地使用色生成的Gw11。GRB的各個處理方法所示的是G22、R12、B21像素的處理例子。像素G22為了形成與Gw11同等的S/N改善和使解像度位準相同，而將周邊4像素的Gw11、Gw12、Gw21、Gw22的資訊相加。而且，像素R12可藉由將兩邊的W所生成的Rw11和Rw12的資訊相加而改善S/N。同樣，像素B21可藉由將上下的W所生成的Bw11和Bw21的資訊相加而改善S/N。
依次進行 G22w=((Gw11+Gw12+Gw21+Gw22)/4+G22)/2 R12w=((Rw11+Rw12)/2+R12)/2 B21w==((Bw11+Bw21)/2+B21)/2
這些計算並轉換為拜耳排列。然後，從信號生成電路32 輸出被轉換為拜耳排列的資料DOUT0~DOUT9。
根據實驗，YUV信號的輝度信號Y=0.59G+0.3R+0.11B的處理結果中，可利用通常的光量而使輝度信號Y的S/N改善約4.5dB。而且，在最低被拍照物件照度下，可藉由有效地使用W信號，而實現習知的G信號所決定之感度的2倍的高感度化。
在具有前述構成的第1實施形態中，即使利用由高感度的W像素所得到的W信號，也可不使W信號飽和，所以，被輸入到像素部的標準設定的光量不向低光量側進行位移。而且，因為利用比率乘算方式從W信號求取RGB的信號，所以可改善RGB信號的雜訊。另外，因為可使RGB的析像度資訊增加，所以可使色的偽信號減低。而且，可藉由將輸出信號轉換為RGB拜耳排列而使用通用的信號處理IC，所以可迅速達成製品化。而且，藉由與動態範圍擴大模式相組合，也可擴大動態範圍。藉此，可實現一種能夠從低光量到高光量進行對應的影像感測器。另外，在該實施形態下，即使較多地配置W像素，也可抽出RGB信號，所以在外觀上可得到RGB的像素數增加的效果。
[第2實施形態]
下面，對本發明的第2實施形態的CMOS影像感測器進行說明。對與前述第1實施形態的構成相同的部分，付以相同的符號並省略其說明。該第2實施形態相對於第1實施形態，是將動態範圍的擴大方法進行變更。
圖6所示為第2實施形態的CMOS影像感測器之概略構成的方塊圖。該影像感測器的輸出是以第1實施形態的2倍速度來輸出(另外，也可以相同的速度進行輸出)。PRE信號處理電路4具有框記憶體41，並將2框的資料進行合成而形成1框的信號。為了利用第1 (1st)框得到低光量的信號，可增長積蓄時間而輸出信號S1st。該信號S1st存儲在框記憶體41中。在第2 (2nd)框中，將積蓄時間設定為第1框的1/4，並利用感測器而輸出信號S2nd。此時，利用PRE信號處理電路4的線形轉換電路42，將信號S2nd放大成增益4倍。在從框記憶體41所輸出的信號S1st為10位元而飽和的情況下，將信號S2nd作為信號SF而輸出。然後，與第1實施形態同樣地，經過信號生成電路32，而向未圖示的後段的信號處理IC輸出12位元的資料DOUT0~DOUT11。
圖7A、圖7B及圖7C所示為圖6中的線形轉換電路42的動作的光電轉換特性圖。分別以圖7A表示信號S1st，圖7B表示信號S2nd，圖7C表示信號SF。橫軸為光量，縱軸為數位式輸出位準。圖7A所示的信號S1st在光量1時使G信號為10位元而飽和。因為W信號為G信號的感度的2倍，所以在光量0.5時飽和。圖7B所示的信號S2nd使積蓄時間為1/4，所以W信號是在光量2時飽和。如使W信號放大4倍，則可在光量1時再生11位元的信號。
圖7C所示的合成的信號SF藉由利用10位元的飽和位準1023LSB而對信號S1st和將信號S2nd放大4倍後的 信號(W×4)進行轉換，可使W信號在光量2達到12位元時作為線形信號而再生。藉由使標準光量從習知的點P1向P2位移，可使動態範圍擴大成習知技術的2倍。
而且，在成為最低被拍照物件照度的雜訊位準與信號位準為相同值的情況下，可使習知技術中由G信號所決定的點P3，向由W信號所決定的點P4進行位移，並可使光量減少成1/2。藉此，可使像素部的感度改善2倍。另外，藉由使第2框的積蓄時間再縮小至第1框的1/8、1/16，可使動態範圍擴大至4倍、8倍。
[第3實施形態]
該第3實施形態是在第1實施形態的CMOS影像感測器中混載信號處理電路而形成單晶片感測器。其他的構成與前述第1實施形態相同，且對與第1實施形態的構成相同的部分付以相同的符號並省略其說明。
圖8所示為第3實施形態的CMOS影像感測器之概略構成的方塊圖。在圖1所示的CMOS影像感測器上附加信號處理電路51而形成單晶片構成。如圖8所示，將由信號生成電路32轉換為RGB拜耳排列的信號，供給到信號處理電路51，並利用該信號處理電路51來實施通常的處理，該通常的處理包括白平衡、色分離插入處理、輪廓強調、γ修正及利用RGB矩陣的色調整等。藉此，可輸出RGB信號或YUY信號，以作為CMOS影像感測器的輸出DOUT0~DOUT7。
[第4實施形態]
該第4實施形態是在第2實施形態的PRE信號處理電路4上附加信號處理電路，以形成雙晶片構成。其他的構成與前述第2實施形態相同，且對與第2實施形態的構成相同的部分付以相同的符號並省略其說明。
圖9所示為第4實施形態的CMOS影像感測器之概略構成的方塊圖。在圖6所示的CMOS影像感測器的PRE信號處理電路4上附加信號處理電路51。如圖9所示，將由信號還原電路32轉換為RGB拜耳排列的信號，供給到信號處理電路51，並利用該信號處理電路51來實施通常的處理，該通常的處理包括白平衡、色分離插入處理、輪廓強調、γ修正及利用RGB矩陣的色調整等。藉此，可輸出RGB信號或YUV信號，以作為CMOS影像感測器的輸出DOUT0~DOUT7。
[第5實施形態]
下面，對本發明的第5實施形態的CMOS影像感測器的濾色器排列和信號生成電路進行說明。該第5實施形態將第1實施形態的濾色器排列進行變更。其他的構成與前述第1實施形態相同。
圖10所示為第5實施形態的CMOS影像感測器之濾色器排列和信號生成電路的處理例子。被輸入到信號生成電路32中的圖10A所示的信號SF，是以4×4像素為基本而排列濾色器。相對於一般的RGB拜耳排列，將解像度資訊減少後的色信號的R和B信號減少1/2，並將G信號在每1像素按照上下左右進行配置。在剩下的位置上使4 像素均等地配置W像素，並在剩下的4像素上沿對角線分別配置R和B像素。反復進行G像素為8像素，W像素為4像素，R像素為2像素，B像素為2像素之4×4的基本排列。
以下，對從W信號生成RGB信號之色生成電路的處理進行說明。
在該實施形態中，是與圖4所示的實施形態同樣的，在色生成電路的處理中利用比率乘算方式。在這裏，圖10B所示的比率乘算方式的例子，是著眼於W11像素，從周邊的8像素計算出W(白)信號位準和RGB信號位準，並以該W和RGB的比率為基礎，而從W11像素的信號生成Rw、Gw、Bw信號。
Wrgb11=(G11+G21+G22+G31)/4+(R11+R21)/2+(B11+B21)/2 Gw11=W11*((G11+G21+G22+G31)/4)/Wrgb11 Rw11=W11*((R11+R21)/2)/Wrgb11 Bw11=W11*((B11+B21)/2)Wrgb11
根據實驗結果，與第1實施形態同樣地，相對於G信號，從W所生成的Gw信號的S/N約改善3db，對R信號的Rw信號和對B信號的Bw信號分別約改善4.5db。
圖10C所示為利用色排列轉換電路而進行RGB拜耳排列轉換後的像素排列圖。W11像素直接原樣地使用色生成的Gw11。GRB的各個處理方法所示的是G22、R21、B21像素的處理例子。像素G22為了形成與Gw11同等的 S/N改善和使解像度位準相同，而將左右2像素的Gw11、Gw12的資訊相加。而且，像素R21可藉由將傾斜4像素的W所生成的Rw10、Rw11、Rw20、Rw21的資訊相加而改善S/N。同樣，像素B21可藉由將傾斜4像素的W所生成的Bw11、Bw12、Bw21、Bw22的資訊相加而改善S/N。
依次進行 G22w=((Gw11+Gw12)/2+G22)/2 R21w=((Rw10+Rw11+Rw20+Rw21)/4+R21)/2 B21w=((Bw11+Bw12+Bw21+Bw22)/4+B21)/2 這些計算並轉換為拜耳排列。根據實驗，YUV信號的輝度信號 Y=0.59G+0.3R+0.11B 的處理結果中，可利用通常的光量而使輝度信號Y的S/N改善約3dB。該排列對改善色信號的S/N特別有效。而且，在最低被拍照物件照度下，可藉由有效地使用W信號，而實現習知的G信號所決定之感度的2倍的高感度化。
[第6實施形態]
該第6實施形態與第5實施形態相同，是將第1實施形態的濾色器排列進行變更。其他的構成與前述第1實施形態相同。
圖11所示為第6實施形態的CMOS影像感測器之濾色器排列和信號生成電路的處理例子。被輸入到信號生成電路32中的圖11A所示的信號SF，是以4×4像素為基本而排列濾色器。相對於一般的RGB拜耳排列，將解像度 資訊減少後的色信號的R和B信號減少1/2，並將W信號在每1像素按照上下左右進行配置。在剩下的位置上使4像素均等地配置W像素，並在剩下的4像素上沿對角線分別配置R和B像素。反復進行W像素為8像素，G像素為4像素，R像素為2像素，B像素為2像素之4×4的基本排列。
以下，對從W信號生成RGB信號之色生成電路的處理進行說明。
在該實施形態中，是與圖4所示的實施形態同樣的，在色生成電路的處理中利用比率乘算方式。在這裏，圖11B所示的比率乘算方式的例子，是著眼於W22像素，從周邊的4像素計算出W(白)信號和RGB信號位準，並以該W和RGB的比率為基礎，而從W22像素的信號生成Rw、Gw、Bw信號。
Wrgb22=(G11+G12)/2+R11+B21 Gw22=W22*((G11+G12)/2)/Wrgb22 Rw22=W22*R11/Wrgb22 Bw22=W22*B21/Wrgb22
在該實施形態中，藉由增加W信號的像素數，可改善低照度的S/N和解像度。
[第7實施形態]
該第7實施形態將第1實施形態的濾色器排列進行變更，且在信號生成電路32中設置4個行記憶體，並利用垂直5行處理而實施S/N的改善。其他的構成與前述第1實 施形態相同。
圖12所示為第7實施形態的CMOS影像感測器之濾色器排列和信號生成電路的處理例子。濾色器排列與第6實施形態的圖11所示的濾色器排列為相同規格。
以下，對從W信號生成RGB信號之色生成電路的處理進行說明。
在該實施形態中，是與圖4所示的實施形態同樣地，在色生成電路的處理中利用比率乘算方式。這裏的圖12B所示的例子是，著眼於W32像素，從水平的7像素和垂直的5行來計算W(白)信號位準和RGB信號位準，並以該W和RGB的比率為基礎，而從W32像素的信號生成Rw、Gw、Bw信號。
Wrgb32=(G12+G13+G21+G22+G23+G24+G32+G33)/8+(R11+R21/2+R22/2)/2+(B21+B11/2+B12/2)/2 Gw32=W32*((G12+G13+G21+G22+G23+G24+G32+G33)/8)/Wrgb32 Rw32=W32*((R11+R21/2+R22/2)/2)/Wrgb32 Bw32=W32*((B21+B11/2+B12/2)/2)/Wrgb32
在該實施形態下，藉由增加W信號的像素數，可改善低照度下的S/N和解像度。而且，對注目像素，是利用在周邊所配置的8像素的G信號，所以可較第6實施形態進一步改善S/N。
[第8實施形態]
該第8實施形態是將第1實施形態的濾色器排列進行 變更。其他的構成與前述第1實施形態相同。
圖13所示為第8實施形態的CMOS影像感測器之濾色器排列和信號生成電路的處理例子。藉由被輸入到信號生成電路32中的圖13A所示的SF信號，以4×4像素作為基本，來排列圖10所示的正方排列傾斜45度之濾色器。相對於一般的RGB拜耳排列，將解像度資訊減少後的色信號的R和B信號減少1/2，並將G信號在每1像素按照上下左右進行配置。在剩下的位置上使4像素均等地配置W像素，並在剩下的4像素上沿對角線分別配置R和B像素。反復進行G像素為8像素，W像素為4像素，R像素為2像素，B像素為2像素之4×4的基本排列。
以下，對從W信號生成RGB信號之色生成電路的處理進行說明。
在該實施形態中，是與圖4所示的實施形態同樣的，在色生成電路的處理中利用比率乘算方式。在這裏，圖13B所示的例子，是著眼於W32像素，從周邊的8像素計算出W(白)信號位準和RGB信號位準，並以該W和RGB的比率為基礎，而從W32像素的信號生成Rw、Gw、Bw信號。
Wrgb32=(G33+G34+G43+G44)/4+(R12+R22)/2+(B22+B23)/2 Gw32=W32*((G33+G34+G43+G44)/4)/Wrgb32 Rw32=W32*((R12+R22)/2)/Wrgb32 Bw32=W32*((B22+B23)/2)/Wrgb32
根據實驗結果，與第1實施形態相同地，對G信號，從W所生成的Gw信號的S/N約改善3dB，對R信號的Rw信號和對B信號的Bw信號分別約改善4.5dB。
[第9實施形態]
該第9實施形態是將第1實施形態的濾色器排列進行變更。其他的構成與前述第1實施形態相同。
圖14所示為第9實施形態的CMOS影像感測器之濾色器排列和信號生成電路的處理例子。圖14A所示的SF信號，是以4×4像素作為基本，而形成使圖12所示的濾色器排列傾斜45度之排列。相對於一般的RGB拜耳排列，將解像度資訊減少後的色信號的R和B信號減少1/2，並將W信號在每1像素按照上下左右進行配置。在剩下的位置上使4像素均等地配置G像素，並在剩下的4像素上沿對角線分別配置R和B像素。反復進行W像素為8像素，G像素為4像素，R像素為2像素，B像素為2像素之4×4的基本排列。
以下，對從W信號生成RGB信號之色生成電路的處理進行說明。
在該實施形態中，是與圖4所示的實施形態同樣的，在色生成電路的處理中利用比率乘算方式。在這裏，圖14B所示的例子，是著眼於W33像素，從周邊的4像素計算出W(白)信號位準和RGB信號位準，並以該W和RGB的比率為基礎，而從W33像素的信號生成Rw、Gw、Bw信號。
Wrgb33=(G32+G41)/2+R22+B11 Gw33=W33*((G32+G41)/2)/Wrgb33 Rw33=W33*R22/Wrgb33 Bw33=W33*B11/Wrgb33
在該實施形態中，可藉由增加W信號的像素數，而改善低照度的S/N和解像度。
[第10實施形態]
該第10實施形態是將第1實施形態的濾色器排列進行變更。其他的構成與前述第1實施形態相同。
圖15所示為第10實施形態的CMOS影像感測器之濾色器排列和信號生成電路的處理例子。濾色器排列與前述第9實施形態的圖14所示的構成相同。
從W信號生成RGB信號之色生成電路的處理，是利用前述的比率乘算方式而如以下方式來進行。在這裏，從W33像素的信號生成Rw、Gw、Bw信號的例子如圖15B所示。
Wrgb33=(G21+G22+G31+G32+G42+G43+G51+G52)/8+(R22+R11/2+R21/2)/2+(B11+B12/2+B21/2)/2 Gw33=W33*((G21+G22+G31+G32+G42+G43+G51+G52)/8)Wrgb33 Rw33=W33*((R22+R11/2+R21/2)/2)Wrgb33 Bw33=W33*((B11+B12/2+B21/2)/2)Wrgb33
在該實施形態中，藉由增加W信號的像素數，可改善低照度的S/N和解像度。而且，因為對注目像素是利用在 周邊所配置的8像素的G信號，所以可較前述第9實施形態進一步改善S/N。另外，在前述式中所利用的G信號是一個例子，也可利用其他的G像素的G信號。
[第11實施形態]
在該第11實施形態中，對與圖14、圖15所示的濾色器排列相對應之CMOS影像感測器的構成進行說明。對與前述第1實施形態的構成相同的部分，付以相同的符號並省略其說明。
圖16所示為第11實施形態的CMOS影像感測器之概略構成的方塊圖。與像素部11鄰接，分別配置有脈衝選擇器電路(選擇器)21、信號讀出用的垂直暫存器(VR暫存器)22、積蓄時間控制用的垂直暫存器(ESRGB暫存器)25及積蓄時間控制用的垂直暫存器(ESW暫存器)26。ESRGB暫存器25是用於控制R像素、G像素及B像素之積蓄時間的暫存器。ESW暫存器26為用於控制W像素之積蓄時間的暫存器。在像素部11上所配置的濾色器，是於每1行上排列W線(line)。因此，可藉由專用的電子快門而控制該積蓄時間，以使高感度的W像素不飽和。因為W信號具有G信號的感度大約2倍的感度，所以，利用專用的電子快門，將W信號的積蓄時間相對於其他的RGB信號的積蓄時間設定為1/2即可。在低光量的情況下，電子快門不作用在W像素上，而利用G信號的2倍的高感度，將最低被拍照對像照度改善為1/2。在線形轉換電路52中，當只在W像素上使電子快門動作時，是利用增益電路 GA，只將W像素的信號按照積蓄時間比進行放大，並轉換為原有的排列而形成SF信號。
在低光量的情況下，不對W像素實施利用電子快門所進行的控制，所以，W信號與RGB信號的積蓄時間相同。因此，在線形轉換電路52中，為了不放大W像素的信號，是在RGB信號側進行開關轉換而使W信號通過。藉由該轉換動作，即使在低光量時也可不使後段的信號生成電路32變更而加以使用。
[第12實施形態]
前述的第1、第2、第11實施形態所示的是，為了不使來自W像素的輸出飽和而採用動態範圍擴大模式的例子，或利用電子快門只單獨地控制朝向W像素的入射光的例子。在不應用這2種方法的情況下，標準的影像感測器是如圖7A所示，當光量大於等於0.5時，來自W像素的輸出將會飽和。作為其對策的第12實施形態所示的是從W像素的周邊進行推測而生成W信號的例子。
利用圖4A所示的濾色器排列圖進行說明。在W11像素飽和的情況下，由 W11=kg*(G11+G12+G21+G22)/4+kr*(R11+R12)/2+kb*(B11+B21)/2 式，可新生成大於等於飽和信號位準的W信號。藉此，可形成對W像素的飽和信號的對策。亦即，即使在W信號飽和的情況下，也可求取大於等於飽和信號位準的W信號而加以利用。另外，kg、kr、kb所示為白平衡係數。其他 的構成及效果與前述實施形態相同。
[第13實施形態]
下面，對本發明的第13實施形態的CMOS影像感測器之濾色器排列進行說明。本第13實施形態是將第1實施形態的濾色器排列進行變更。其他的構成與前述第1實施形態相同。
圖17所示為第13實施形態的CMOS影像感測器的濾色器排列。該濾色器排列是按照4×4的基本排列來配置W像素10像素，G、R、B像素各2像素。而且，圖18所示為其他的濾色器排列。該濾色器排列是按照4×4的基本排列來配置W像素12像素，G像素2像素，R、B像素各1像素。
圖17及圖18所示的濾色器排列雖然RGB的色資訊少，但可藉由利用比率乘算方式而從各W像素生成RGB信號，所以，實質的G像素數可為14像素，R像素為13像素，B像素為13像素，以取得較多的像素數。因此，色解像度多，從而使偽信號少。而且，色信號因為可以資訊量少，所以能夠利用加算處理而改善S/N。與拜耳排列相比，可得到使各像素數增加的效果，形成使G信號改善約2dB，而且，R、B信號改善約5dB的效果。
比率係數藉由增加周邊像素數，可進一步改善S/N。
另外，前述的實施形態是如圖8、圖9所示，利用信號生成電路32而從W像素的W信號生成RGB信號，並轉換為RGB拜耳排列，且利用信號處理電路51而實施習 知的信號處理，但也可去除信號生成電路32，而直接將信號SF輸入到信號處理電路51中，實施與WRGB像素相稱的信號處理。而且，雖然濾色器排列也考慮有多種多樣的排列，但基本上如含有WRGB這4色，則都可應用前述各種各樣的實施形態。
而且，W像素的飽和信號量控制電路也可應用動態範圍擴大方法，該方法藉由在像素單元(CE)內追加電晶體和電容量，並將從光電二極體(PD)所溢出的信號電荷積蓄在追加的電容量中，而使飽和信號量增加。而且，也可應用於藉由在像素單元(CE)內利用直流電壓來控制光電二極體(PD)的讀出電晶體的閘極電壓，也使飽和信號量增加的方法中。其他的所提出的各種各樣的動態範圍擴大方法，也都可以應用。
如利用本發明的實施形態，則可提供一種這樣的固態攝影裝置，其能夠防止從W(白)像素所得到的W信號的飽和，而且，能夠藉由W信號的信號處理而提高感度和S/N。
而且，前述的各實施形態不只是可分別單獨實施，也可酌情地組合而實施。另外，在前述的各實施形態中包含有各種各樣的階段的發明，也可藉由在各實施形態中所揭示之多個構成要件的適當組合，而抽出各種各樣的階段的發明。
1‧‧‧感測器芯部
2‧‧‧透鏡
4‧‧‧PRE信號處理電路
11‧‧‧像素部
12‧‧‧柱型雜訊消除電路(CDS)
13‧‧‧柱形類比數位轉換器(ADC)
14‧‧‧閂電路
15‧‧‧水平位移暫存器
21‧‧‧脈衝選擇電路
22‧‧‧信號讀出用的垂直暫存器
23、24、25、26‧‧‧積蓄時間控制用的垂直暫存器
31‧‧‧線性轉換電路
31-1、31-2‧‧‧減法電路
31-3‧‧‧開關
32‧‧‧信號生成電路
33‧‧‧時序生成器(TG)
34‧‧‧脈衝振幅控制電路
35‧‧‧偏壓產生電路
36‧‧‧基準電壓產生電路(VREF)
37‧‧‧串列介面
38‧‧‧指令解碼器
41‧‧‧框記憶體
42‧‧‧線形轉換電路
51‧‧‧信號處理電路
52‧‧‧線形轉換電路
A‧‧‧比較電路
ADRESn、RESETn、READn‧‧‧脈衝信號
CE‧‧‧單元
GA‧‧‧增益電路
MCK‧‧‧主時脈信號
MSTH‧‧‧第1行記憶體
MSTL‧‧‧第2行記憶體
PD‧‧‧光電二極體
Ta、Tb、Tc、Td‧‧‧電晶體
TLM‧‧‧負載電晶體
VLIN‧‧‧垂直信號線
VVL‧‧‧偏置電壓
S1-S4、READP、IRESET/IADRES/IREAD、VRR、ESR、WDR‧‧‧脈衝信號
VREFTH、VREFTL‧‧‧三角波
圖1所示為本發明的第1實施形態之CMOS影像感測 器的概略構成的方塊圖。
圖2所示為圖1中的CMOS影像感測器之動作時序的波形圖。
圖3A、圖3B、圖3C所示為圖1中的線形轉換電路31之動作的光電轉換特性圖。
圖4A、圖4B、圖4C所示為圖1中的信號生成電路32的處理例子。
圖5A所示為從習知的W信號生成RGB信號之減算方式的概略圖，圖5B所示為從本發明的第1實施形態的W信號生成RGB信號之比率乘算方式的概略圖。
圖6所示為本發明的第2實施形態之CMOS影像感測器的概略構成的方塊圖。
圖7A、圖7B、圖7C所示為圖6中的線性轉換電路42之動作的光電轉換特性圖。
圖8所示為本發明的第3實施形態之CMOS影像感測器的概略構成的方塊圖。
圖9所示為本發明的第4實施形態之CMOS影像感測器的概略構成方塊圖。
圖10A、圖10B、圖10C所示為本發明的第5實施形態之CMOS影像感測器中的濾色器排列和信號生成電路的處理例子。
圖11A、圖11B所示為本發明的第6實施形態之CMOS影像感測器中的濾色器排列和信號生成電路的處理例子。
圖12A、圖12B所示為本發明的第7實施形態之CMOS 影像感測器中的濾色器排列和信號生成電路的處理例子。
圖13A、圖13B所示為本發明的第8實施形態之CMOS影像感測器中的濾色器排列和信號生成電路的處理例子。
圖14A、圖14B所示為本發明的第9實施形態之CMOS影像感測器中的濾色器排列和信號生成電路的處理例子。
圖15A、圖15B所示為本發明的第10實施形態之CMOS影像感測器中的濾色器排列和信號生成電路的處理例子。
圖16所示為本發明的第11實施形態之CMOS影像感測器的概略構成的方塊圖。
圖17所示為本發明的第13實施形態之CMOS影像感測器的濾色器排列。
圖18所示為第13實施形態的CMOS影像感測器之另外的濾色器排列。
1‧‧‧感測器芯部
2‧‧‧透鏡
11‧‧‧像素部
12‧‧‧柱型雜訊消除電路(CDS)
13‧‧‧柱形類比數位轉換器(ADC)
14‧‧‧閂電路
15‧‧‧水平位移暫存器
21‧‧‧脈衝選擇電路
22‧‧‧信號讀出用的垂直暫存器
23、24‧‧‧積蓄時間控制用的垂直暫存器
31‧‧‧線性轉換電路
31-1、31-2‧‧‧減法電路
31-3‧‧‧開關
32‧‧‧信號生成電路
33‧‧‧時序生成器(TG)
34‧‧‧脈衝振幅控制電路
35‧‧‧偏壓產生電路
36‧‧‧基準電壓產生電路(VREF)
37‧‧‧串列介面
38‧‧‧指令解碼器
A‧‧‧比較電路
ADRESn、RESETn、READn‧‧‧脈衝信號
CE‧‧‧單元
GA‧‧‧增益電路
MCK‧‧‧主時脈信號
MSTH‧‧‧第1行記憶體
MSTL‧‧‧第2行記憶體
PD‧‧‧光電二極體
Ta、Tb、Tc、Td‧‧‧電晶體
TLM‧‧‧負載電晶體
VLIN‧‧‧垂直信號線
VVL‧‧‧偏置電壓
S1-S4、READP、IRESET/IADRES/IREAD、VRR、ESR、WDR‧‧‧脈衝信號
VREFTH、VREFTL‧‧‧三角波
Line memory‧‧‧行記憶體 排

Claims (13)

  1. 一種固態攝影裝置，包括：像素部，其使單元在半導體基板上按照行及列進行二維配置，其中，前述單元具有光電轉換裝置，並積蓄著藉由對入射至前述光電轉換裝置的光進行光電轉換所得到的信號電荷，以輸出與所積蓄的前述信號電荷相對應的電壓；W(白)、R(紅)、G(綠)和B(藍)的濾色器，其分別配置在前述像素部內的前述單元上；類比/數位轉換電路，其將從W像素、R像素、G像素及B像素所輸出的類比信號轉換為數位式信號，並分別輸出W信號、R信號、G信號及B信號，其中，W像素、R像素、G像素及B像素在前述單元上分別配置在前述W(白)、R(紅)、G(綠)及B(藍)的濾色器；飽和信號量控制電路，其對前述W像素的飽和信號量進行控制；信號生成電路，其利用由前述類比/數位轉換電路所輸出的前述W信號和前述R信號、前述G信號、前述B信號，而分別修正且生成前述R信號、前述G信號及前述B信號，前述飽和信號量控制電路具有積蓄時間控制電路，該積蓄時間控制電路用於使在前述光電轉換裝置中進行積蓄的積蓄時間不同並進行積蓄，具有對信號進行處理的線形轉換電路，以使前述積蓄時間不同的信號好像積蓄時間相同。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的固態攝影裝置，其中，前述飽和信號量控制電路具有W像素專用的電子快門，用於只對前述W像素的信號電荷的積蓄時間獨立地進行控制。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的固態攝影裝置，其中，更具有雜訊消除電路，其配置在前述類比/數位轉換電路的前段，用於消除前述類比信號的雜訊。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的固態攝影裝置，其中，W(白)的濾色器是在全部的波長區域使光透過。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的固態攝影裝置，其中，前述W(白)、R(紅)、G(綠)、B(藍)的濾色器包含2行2列的排列，並在一個對角上配置R(紅)、B(藍)，在另一個對角上配置W(白)、G(綠)。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的固態攝影裝置，其中，前述W(白)、R(紅)、G(綠)、B(藍)的濾色器包含4行4列的排列，G(綠)沿著行方向及列方向每隔1像素進行配置，在剩下的像素上使W(白)4個均等地配置著，再在剩下的像素上使R(紅)和B(藍)分別配置在對角上。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的固態攝影裝置，其中，前述4行4列的排列設成傾斜45度。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的固態攝影裝置，其中，前述W(白)、R(紅)、G(綠)、B(藍)的濾色器包含4行4列的排列，W(白)沿著行方向及列方向每隔1像素進行配置，在剩下的像素上使G(綠)4個均等地進行配置，再在剩下的像素上使R(紅)和B(藍)分別配置在對角上。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的固態攝影裝置，其中，前述4行4列的排列設成傾斜45度。
  10. 一種固態攝影裝置，包括：像素部，其使單元在半導體基板上按照行及列進行二維配置，其中，前述單元具有光電轉換裝置，並積蓄著藉由對入射至前述光電轉換裝置的光進行光電轉換所得到的信號電荷，以輸出與所積蓄的前述信號電荷相對應的電壓；W(白)、R(紅)、G(綠)和B(藍)的濾色器，其分別配置在前述像素部內的前述單元上；類比/數位轉換電路，其將從W像素、R像素、G像素及B像素所輸出的類比信號轉換為數位式信號，並分別輸出W信號、R信號、G信號及B信號，其中，W像素、R像素、G像素及B像素在前述單元上分別配置在前述W (白)、R(紅)、G(綠)及B(藍)的濾色器；飽和信號量控制電路，其對前述W像素的飽和信號量進行控制；信號生成電路，其利用由前述類比/數位轉換電路所輸出的前述W信號和前述R信號、前述G信號、前述B信號，而分別修正且生成前述R信號、前述G信號及前述B信號，前述信號生成電路具有比率乘算裝置，該比率乘算裝置藉由將由前述W像素的周邊的R像素、G像素、B像素所得到的R信號、G信號、B信號進行相加，而計算出W信號，並藉由將對該W信號之R信號、G信號、B信號的各個信號的比率，在前述W像素的W信號上相乘，而分別生成R信號、G信號、B信號。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的固態攝影裝置，其中，具有色排列轉換電路，用於利用前述比率乘算裝置，藉由從W信號所生成的前述R信號、G信號、B信號來和從前述類比/數位轉換電路所輸出的R信號、G信號、B信號進行運算，而轉換為2個含有G信號的2行2列的拜耳排列。
  12. 一種固態攝影裝置，包括：像素部，其使單元在半導體基板上按照行及列進行二維配置，其中，前述單元具有光電轉換裝置，並積蓄著藉由對入射至前述光電轉換裝置的光進行光電轉換所得到的 信號電荷，以輸出與所積蓄的前述信號電荷相對應的電壓；W(白)、R(紅)、G(綠)和B(藍)的濾色器，其分別配置在前述像素部內的前述單元上；類比/數位轉換電路，其將從W像素、R像素、G像素及B像素所輸出的類比信號轉換為數位式信號，並分別輸出W信號、R信號、G信號及B信號，其中，W像素、R像素、G像素及B像素在前述單元上分別配置在前述W(白)、R(紅)、G(綠)及B(藍)的濾色器；飽和信號量控制電路，其對前述W像素的飽和信號量進行控制；信號生成電路，其利用由前述類比/數位轉換電路所輸出的前述W信號和前述R信號、前述G信號、前述B信號，而分別修正且生成前述R信號、前述G信號及前述B信號，前述W(白)、R(紅)、G(綠)、B(藍)的濾色器包含4行4列的排列，W(白)配置有10個，G(綠)、R(紅)、B(藍)各配置有2個。
  13. 一種固態攝影裝置，包括：像素部，其使單元在半導體基板上按照行及列進行二維配置，其中，前述單元具有光電轉換裝置，並積蓄著藉由對入射至前述光電轉換裝置的光進行光電轉換所得到的信號電荷，以輸出與所積蓄的前述信號電荷相對應的電壓；W(白)、R(紅)、G(綠)和B(藍)的濾色器，其分別配置在前述像素部內的前述單元上； 類比/數位轉換電路，其將從W像素、R像素、G像素及B像素所輸出的類比信號轉換為數位式信號，並分別輸出W信號、R信號、G信號及B信號，其中，W像素、R像素、G像素及B像素在前述單元上分別配置在前述W(白)、R(紅)、G(綠)及B(藍)的濾色器；飽和信號量控制電路，其對前述W像素的飽和信號量進行控制；信號生成電路，其利用由前述類比/數位轉換電路所輸出的前述W信號和前述R信號、前述G信號、前述B信號，而分別修正且生成前述R信號、前述G信號及前述B信號，前述W(白)、R(紅)、G(綠)、B(藍)的濾色器包含4行4列的排列，W(白)配置有12個，G(綠)配置有2個，R(紅)、B(藍)各配置有1個。
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