WO2021171797A1 - 固体撮像装置及び電子機器 - Google Patents

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WO2021171797A1
WO2021171797A1 PCT/JP2021/000380 JP2021000380W WO2021171797A1 WO 2021171797 A1 WO2021171797 A1 WO 2021171797A1 JP 2021000380 W JP2021000380 W JP 2021000380W WO 2021171797 A1 WO2021171797 A1 WO 2021171797A1
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PCT/JP2021/000380
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小笠原　隆行
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ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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    • H04N23/10—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths
    • H04N23/12—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths with one sensor only

Definitions

  • This technology relates to solid-state image sensors and electronic devices.
  • Patent Document 1 a solid-state image sensor having a configuration in which one pixel of a Bayer array is divided into a plurality of pixels has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • a high-resolution captured image can be obtained by performing a full-resolution demosaic process (a series of processes in which the demosaic process is performed after the re-mosaic process), and a binning process is performed.
  • a full-resolution demosaic process a series of processes in which the demosaic process is performed after the re-mosaic process
  • a binning process is performed.
  • an image pickup image having an excellent SN ratio can be obtained
  • an image pickup image having a high dynamic range (HDR) can be obtained by changing the exposure conditions for each of the plurality of pixels.
  • HDR high dynamic range
  • An object of the present disclosure is to provide a solid-state image sensor and an electronic device capable of acquiring RGB images, CMY images, and luminance information by one imaging.
  • pixels having a photoelectric conversion unit and a color filter formed corresponding to the photoelectric conversion unit are arranged in a matrix of m ⁇ m (m is a natural number of 2 or more).
  • a plurality of pixel unit groups in which a plurality of pixel units are arranged in a 2 ⁇ 2 matrix are provided with a pixel array unit in which a plurality of pixel units are arranged, and (b) each of the pixel unit groups constitutes a pixel unit group.
  • the first pixel unit includes an R filter that transmits red light and a C filter that transmits cyan light that has a complementary color relationship with the red light as color filters, and the second and second pixels.
  • Each of the three pixel units includes a G filter that transmits green light and an M filter that transmits magenta color light that has a complementary color relationship with the green light as a color filter, and the fourth pixel unit transmits blue light.
  • a color filter includes a filter and a Y filter that transmits yellow light that has a complementary color relationship with blue light.
  • pixels having a photoelectric conversion unit and a color filter formed corresponding to the photoelectric conversion unit are arranged in a matrix of m ⁇ m (m is a natural number of 2 or more).
  • a plurality of pixel unit groups in which the pixel units are arranged in a 2 ⁇ 2 matrix are provided with a pixel array unit in which a plurality of pixel units are arranged, and each of the pixel unit groups has four pixels constituting the pixel unit group.
  • the first pixel unit includes an R filter that transmits red light and a C filter that transmits cyan light that has a complementary color relationship with the red light as color filters, and the second and third pixel units.
  • a solid-state image pickup device that includes a Y filter that transmits yellow light, which has a complementary color relationship with light, as a color filter, (b) an optical lens that forms an image of image light from a subject on the image pickup surface of the solid-state image pickup device, and (c). It is provided with a signal processing circuit that performs signal processing on the signal output from the solid-state imaging device.
  • FIG. 1 is a schematic view showing the entire electronic device 100 according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the electronic device 100 includes a solid-state image sensor 101 (hereinafter, also referred to as “solid-state image sensor 1”), an optical lens 102, a shutter device 103, a drive circuit 104, and a signal processing circuit 105. It has.
  • the signal processing circuit 105 includes a mosaic image generation unit 106, a white balance adjustment unit 107, a mode determination unit 108, a re-mosaic processing unit 109, a binning processing unit 110, a brightness value calculation unit 111, and a brightness synthesis unit 112. It has.
  • the optical lens 102 forms an image of the image light (incident light 113) from the subject on the image pickup surface of the solid-state image sensor 101, and the solid-state image sensor 101 electrifies the amount of light of the incident light 113 in pixel units.
  • the pixel signal is converted into a signal and output, and the signal processing circuit 105 performs signal processing on the pixel signal output from the solid-state image sensor 101.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a solid-state image sensor 1.
  • the solid-state image sensor 1 of FIG. 2 is a back-illuminated CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor.
  • the solid-state image sensor 1 includes a substrate 2, a pixel array unit 3, a vertical drive circuit 4, a column signal processing circuit 5, a horizontal drive circuit 6, an output circuit 7, and a control circuit 8. And have.
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • the pixel array unit 3 has a plurality of pixels 9 arranged in a matrix on the substrate 2. As shown in FIGS. 3A and 3B, each of the pixels 9 has a photoelectric conversion unit 24, a color filter 19 formed corresponding to the photoelectric conversion unit 24, and a microlens 20.
  • the pixel 9 is composed of four pixels 9 arranged in a 2 ⁇ 2 matrix to form one pixel unit 10. Further, the pixel unit 10 is composed of four pixel units 10 arranged in a 2 ⁇ 2 matrix to form one pixel unit group 11. That is, the pixel array unit 3 is configured by arranging a plurality of pixel unit groups 11 in a matrix.
  • one pixel unit 10 is composed of pixels 9 arranged in a 2 ⁇ 2 matrix
  • it may be composed of pixels 9 arranged in a matrix of m ⁇ m (m is a natural number of 2 or more).
  • FIG. 4 illustrates a case where m is 5 or more.
  • the vertical drive circuit 4 is composed of, for example, a shift register, selects a desired pixel drive wiring 12, supplies a pulse for driving the pixel 9 to the selected pixel drive wiring 12, and transfers each pixel 9 in rows. Drive. That is, the vertical drive circuit 4 selectively scans each pixel 9 of the pixel array unit 3 in row units in the vertical direction, and a pixel signal based on the signal charge generated by the photoelectric conversion unit 24 of each pixel 9 according to the amount of light received. Is supplied to the column signal processing circuit 5 via the vertical signal line 13.
  • the column signal processing circuit 5 is arranged for each column of the pixel 9, for example, and performs signal processing such as noise removal for each pixel string with respect to the signal output from the pixel 9 for one row.
  • the column signal processing circuit 5 performs signal processing such as CDS (Correlated Double Sampling) and AD (Analog Digital) conversion for removing fixed pattern noise peculiar to pixels.
  • the horizontal drive circuit 6 is composed of, for example, a shift register, sequentially outputs horizontal scanning pulses to the column signal processing circuit 5, selects each of the column signal processing circuits 5 in order, and from each of the column signal processing circuits 5.
  • the signal-processed pixel signal (hereinafter, also referred to as “pixel value”) is output to the horizontal signal line 14.
  • the output circuit 7 performs signal processing on pixel signals (pixel values) sequentially supplied from each of the column signal processing circuits 5 through the horizontal signal line 14, and outputs the signals.
  • the signal processing for example, buffering, black level adjustment, column variation correction, and various digital signal processing can be adopted.
  • the control circuit 8 Based on the vertical synchronization signal, the horizontal synchronization signal, and the master clock signal, the control circuit 8 transmits a clock signal or a control signal that serves as a reference for the operation of the vertical drive circuit 4, the column signal processing circuit 5, the horizontal drive circuit 6, and the like. Generate. Then, the control circuit 8 outputs the generated clock signal and control signal to the vertical drive circuit 4, the column signal processing circuit 5, the horizontal drive circuit 6, and the like.
  • FIG. 3A is a diagram showing a cross-sectional configuration of the pixel array unit 3 of the solid-state image sensor 1.
  • FIG. 3B is a diagram showing the minimum unit arrangement of the color filter 19 when the color filter 19 is broken along the line BB of FIG. 3A.
  • a back-illuminated CMOS image sensor is used as the solid-state image sensor 1.
  • the solid-state image sensor 1 of the first embodiment includes a light receiving layer 18 in which a substrate 2, an insulating film 15, a light-shielding film 16, and a flattening film 17 are laminated in this order. There is. Further, on the surface of the light receiving layer 18 on the insulating film 15 side (hereinafter, also referred to as “back surface S1”), a light collecting layer 21 formed by laminating a color filter 19 and a microlens 20 (on-chip lens) in this order is formed. Has been done. Further, the wiring layer 22 and the support substrate 23 are laminated in this order on the surface of the light receiving layer 18 on the substrate 2 side (hereinafter, also referred to as “surface S2”).
  • back surface S1 of the light receiving layer 18 and the back surface of the flattening film 17 are the same surface, the back surface of the flattening film 17 is also referred to as “back surface S1” in the following description.
  • surface S2 of the light receiving layer 18 and the surface of the substrate 2 are the same surface, the surface of the substrate 2 is also referred to as “surface S2” in the following description.
  • the substrate 2 is composed of, for example, a semiconductor substrate made of silicon (Si), and forms the pixel array portion 3 shown in FIG.
  • a plurality of photoelectric conversion units 24 formed on the substrate 2 are arranged in a matrix.
  • the photoelectric conversion unit 24 a signal charge corresponding to the amount of light of the incident light 113 is generated and accumulated.
  • the pixel separation unit 25 is arranged so that the light transmitted through the other photoelectric conversion units 24 does not enter.
  • the insulating film 15 continuously covers the entire back surface S1 side (the entire light receiving surface side) of the substrate 2.
  • the light-shielding film 16 is formed in a grid pattern so that the light-receiving surfaces of the plurality of photoelectric conversion units 24 are opened in a part of the back surface S3 side (a part of the light-receiving surface side) of the insulating film 15. ing.
  • the color filter 19 is formed on the back surface S1 side (light receiving surface side) of the insulating film 15 corresponding to each photoelectric conversion unit 24. That is, one color filter 19 is formed for one photoelectric conversion unit 24 (pixel 9). As a result, the color filters 19 form a color filter array 26 that is regularly arranged in a matrix. Each of the color filters 19 transmits light of a specific wavelength (red light, green light, blue light, cyan light, magenta light, yellow light) of the incident light 113, and causes the transmitted light to be incident on the photoelectric conversion unit 24. It is composed.
  • the color filter 19 is a red light R filter 19 R to be transmitted, G filter 19 G that transmits green light, B filter 19 B that transmits blue light, the red light and complementary relationship that R filter 19 R is transmitted through C filter 19 C that transmits cyan light, M filter 19 M that transmits magenta light that is complementary to the green light that G filter 19 G transmits, and yellow light that is complementary to the blue light that is transmitted by B filter 19 B.
  • a Y filter 19 Y that allows light to pass through is used.
  • C filter 19 C as shown in FIG.
  • R filter 19 R transmittance at a wavelength in which the transmittance increases of decreases
  • the transmittance of the R filter 19 R is smaller wavelength It is a color filter that increases the transmittance.
  • the M filter 19 M has a small transmittance at a wavelength at which the transmittance of the G filter 19 G is large, and a transmittance at a wavelength at which the transmittance of the G filter 19 G is small, as shown in FIG. Is a color filter that increases.
  • Y filter 19 Y is in the spectral distribution diagram as shown in FIG. 7, the B filter 19 at the wavelength at which the transmittance is increased transmittance decreases in B, transmitted through the wavelength in which the transmittance decreases in the B filter 19 B It is a color filter with a large rate.
  • reference numeral R indicates an R filter 19 R
  • reference numeral G indicates a G filter 19 G
  • reference numeral B indicates a B filter 19 B
  • reference numeral C indicates a C filter 19 C
  • Reference numeral M indicates M filter 19 M
  • reference numeral Y indicates Y filter 19 Y.
  • the following description represents the pixel 9 including the R filter 19 R the red pixel 9 R, represents a pixel 9 including the G filter 19 G green pixel 9 G, the blue pixel pixel 9 including the B filter 19 B 9 B , pixel 9 including C filter 19 C is represented as cyan pixel 9 C , pixel 9 including M filter 19 M is represented as magenta pixel 9 M, and pixel 9 including Y filter 19 Y is represented as yellow pixel. Expressed as 9 Y.
  • the arrangement pattern of the color filters 19 (R filter 19 R , G filter 19 G , B filter 19 B , C filter 19 C , M filter 19 M , Y filter 19 Y ) is 4 ⁇ 4 as shown in FIG. 3B.
  • the array of the color filters 19 arranged in a matrix is defined as the minimum unit of the array of the color filters 19 (hereinafter, also referred to as “minimum unit array”), and as shown in FIG. 8, the minimum unit array is the pixel array unit 3. It is configured to be arranged in all the pixel unit groups 11. As shown in FIG.
  • the minimum unit arrangement of the color filter 19 is the pixel unit 10 on the upper right side of the four pixel units 10 constituting the pixel unit group 11 (hereinafter, "first pixel unit 10 1 ").
  • the R filter 19 R is arranged in (also referred to as), and the upper left pixel unit 10 (hereinafter, also referred to as “second pixel unit 10 2”) and the lower right pixel unit 10 (hereinafter, “third pixel unit 10”) are arranged.
  • a G filter 19 G is arranged in (also referred to as “3 ")
  • a B filter 19 B is arranged in a pixel unit 10 on the lower left side (hereinafter, also referred to as "fourth pixel unit 10 4").
  • the part is a modified array.
  • the R filter 19 R of the upper right and lower left pixels 9 becomes the C filter 19 C. Has been replaced.
  • the G filter 19 G of the upper right and lower left pixels 9 is the M filter 19 M. Has been replaced by.
  • the B filter 19 B of the upper right side and the lower left side pixel 9 is replaced with the Y filter 19 Y.
  • one pixel pair of the pixel pairs (two pixels 9 forming one set) arranged diagonally in the first pixel unit 101 is used.
  • the R filter 19 R is included, and the other pixel pair contains the C filter 19 C.
  • one pixel pair contains the G filter 19 G
  • the other pixel pair contains the M filter 19 M.
  • one pixel pair contains the G filter 19 G
  • the other pixel pair contains the M filter 19 M. ing.
  • one pixel pair contains the B filter 19 B
  • the other pixel pair contains the Y filter 19 Y. ing.
  • the arrangement of the color filter 19 in such a minimum unit sequence the entire color filter 19 included in the first pixel unit 10 1, as shown in FIG. 5, and R filter 19 R, the transmittance of the R filter 19 R Since it is combined with the C filter 19 C whose transmittance increases at wavelengths where the transmittance becomes smaller, the transmittance becomes almost flat for all light from the short wavelength side to the long wavelength side.
  • the entire color filter 19 included in the second pixel unit 10 2 as shown in FIG.
  • the G filter 19 G the transmittance is increased at the wavelength at which the transmittance of the G filter 19 G is reduced Since it is combined with the M filter 19 M , the transmittance becomes almost flat for all the light from the short wavelength side to the long wavelength side.
  • the entire color filter 19 in which the included in the fourth pixel unit 104, as shown in FIG. 7, B filter 19 B and, B filter 19 wavelength transmittance transmittance is small B increases Y filter Since it is combined with 19 Y , the transmittance becomes almost flat for all the light from the short wavelength side to the long wavelength side.
  • the pixels 9 arranged in a checkered pattern may include an R filter 19 R , a G filter 19 G, and a B filter 19 B.
  • the first pixel unit 10 1 a portion of the pixel 9 positioned in a checkered pattern to each other among the plurality of pixels 9 arranged in a matrix of m ⁇ m comprises a R filter 19 R, the remaining Pixel 9 is configured to include the C filter 19 C.
  • some of the plurality of pixels 9 arranged in a matrix of m ⁇ m, which are located in a checkered pattern with each other include the G filter 19 G , and the rest.
  • the pixel 9 is configured to include the M filter 19 M.
  • the third pixel unit 103 a part of the pixel 9 positioned in a checkered pattern to each other among the plurality of pixels 9 arranged in a matrix of m ⁇ m comprises G filter 19 G, the remaining pixels 9 Is configured to include an M filter 19 M.
  • the fourth pixel unit 104 a part of the pixel 9 positioned in a checkered pattern to each other among the plurality of pixels 9 arranged in a matrix of m ⁇ m comprises the B filter 19 B, the remaining pixels 9 Is configured to include the Y filter 19 Y.
  • the color filter 19 in addition to the R filter 19 R , the G filter 19 G, and the B filter 19 B , the C filter 19 C , the M filter 19 M , and Y
  • the configuration includes the filter 19 Y.
  • CMY image (FIG. 15 CMY mosaic image 39) can be generated.
  • luminance information luminance image 41 in FIG. 16
  • RGB images, CMY images, and luminance information can be acquired by one imaging.
  • the RGB image is vulnerable to shooting in a dark place because the sensitivity of the color filter 19 is low, but the color reproducibility is good because the overlap of the spectral sensitivities of the color filter 19 is small.
  • the CMY image has poor color reproducibility because the spectral sensitivities of the color filters 19 overlap with each other, but the sensitivity of the color filter 19 is low, so that the CMY image is more resistant to shooting in a dark place than the RGB image. Further, by using 6 colors in combination of the RGB image and the CMY image, the color reproducibility can be further improved.
  • the R filter 19 R is attached to one of the pixel pairs arranged at diagonal positions in the first pixel unit 101.
  • the configuration is such that the C filter 19 C is included in the other pixel pair, as shown in FIG. 14, an image having only red color information among the mosaic images 30 corresponding to the arrangement of the color filters 19. Since the center of gravity of pixel 31 R and the center of gravity of image pixel 37 R generated by the binning process on the image pixel 31 R having only the red color information are equal to each other, in the binning process, the red image pixel 31 R There is no need to correct the center of gravity. Further, as shown in FIGS.
  • image pixel 31 G having only green color information
  • image pixel 31 B having only blue color information
  • image pixel 31 C having only cyan color information
  • magenta The same applies to the image pixel 31 M having only the color information of the color and the image pixel 31 Y having only the color information of yellow. Therefore, more appropriate RGB images and CMY images can be obtained.
  • reference numeral R indicates an image pixel having only red color information (hereinafter, also referred to as “red image pixel”) 31 R
  • reference numeral G has only green color information.
  • the image pixel (hereinafter, also referred to as “green image pixel”) 31 G is indicated, and the reference numeral B indicates an image pixel (hereinafter, also referred to as “blue image pixel”) 31 B having only blue color information, and the reference numeral C is used.
  • reference numeral M is an image pixel having only magenta color information (hereinafter, “magenta image”).
  • pixel Also referred to as “pixel”) 31 M
  • reference numeral Y indicates an image pixel (hereinafter, also referred to as “yellow image pixel”) 31 Y having only yellow color information.
  • the upper left and lower right pixel units 10 are the second pixel unit 10 2 and the third pixel unit 10 3 , but other configurations are adopted. You can also do it.
  • a configuration in which the second pixel unit 10 2 and the third pixel unit 10 3 are arranged in the upper right side and the lower left pixel unit 10 a configuration in which the second pixel unit 10 2 and the third pixel unit 10 3 are arranged in the upper left side and the lower left side pixel unit 10, and the upper right side.
  • each pixel unit group 11 comprises as the color filter 19, the first pixel unit 10 1 and the R filter 19 R and C filter 19 C of the four pixel units 10 constituting the pixel unit group 11
  • the second pixel unit 10 2 and the third pixel unit 10 3 each include a G filter 19 G and an M filter 19 M as a color filter 19
  • the fourth pixel unit 10 4 contains a B filter 19 B and a Y filter 19 Any configuration may be used as long as Y is included as the color filter 19.
  • the microlens 20 is formed on the back surface S4 side (light receiving surface side) of the color filter 19 corresponding to each photoelectric conversion unit 24. That is, one microlens 20 is formed for one photoelectric conversion unit 24 (pixel 9). As a result, the microlens 20 forms a microlens array 27 that is regularly arranged in a matrix.
  • Each of the microlenses 20 has a configuration in which the image light (incident light 113) from the subject is condensed and the collected incident light 113 is guided to the vicinity of the back surface (light receiving surface) of the photoelectric conversion unit 24 via the color filter 19. ing.
  • the image light incident light 113 from the subject
  • the collected incident light 113 is guided to the vicinity of the back surface (light receiving surface) of the photoelectric conversion unit 24 via the color filter 19. ing.
  • an example in which one microlens 20 is formed for one photoelectric conversion unit 24 is shown, but other configurations can also be adopted.
  • the green pixel 9 G is used as the phase difference pixel, as shown in FIG. 9, two green pixels 9 G are arranged in a 1 ⁇ 2 matrix, and the two arranged green pixels 9 G (phase difference).
  • One microlens 20 may be formed for each pixel). According to such a configuration, the phase difference of the captured image can be detected between the two green pixels 9 G (phase difference pixels) sharing one microlens 20.
  • the wiring layer 22 is formed on the surface S2 side of the substrate 2, and includes an interlayer insulating film 28 and wiring 29 laminated in a plurality of layers via the interlayer insulating film 28. Then, the wiring layer 22 drives the pixel transistors constituting each pixel 9 via the wirings 29 having a plurality of layers.
  • the support substrate 23 is formed on a surface of the wiring layer 22 opposite to the side facing the substrate 2.
  • the support substrate 23 is a substrate for ensuring the strength of the substrate 2 in the manufacturing stage of the solid-state image sensor 1.
  • silicon (Si) can be used as the material of the support substrate 23, for example.
  • step S101 the mosaic image generation unit 106 causes the red pixel 9 R , the green pixel 9 G , the blue pixel 9 B , the cyan pixel 9 C , and the magenta.
  • a mosaic image 30 corresponding to the arrangement of the color filters 19 is generated based on the pixel signals (pixel values) output from the color pixels 9 M and the yellow pixels 9 Y.
  • step S102 the white balance adjustment unit 107 estimates the color temperature of the light source based on the pixel value of each image pixel 31 of the mosaic image 30 generated in step S101, and based on the estimated color temperature, Adjust the white balance of the mosaic image 30.
  • step S103 the mode determination unit 108 determines whether the shooting mode selected by the user of the electronic device 100 is the high resolution mode or the high SN ratio mode. Then, when it is determined that the high resolution mode is used, the process proceeds to step S104. On the other hand, if it is determined that the mode is in the high SN ratio mode, the process proceeds to step S105.
  • step S104 the remosaic processing unit 109 performs remosaic processing on the mosaic image 30 whose white balance has been corrected in step S102.
  • the pixel arrays of the red, green, and blue image pixels 31 R , 31 G , and 31 B constituting the mosaic image 30 are converted into the Bayer array, and the red, green, and the Bayer array are converted into the Bayer array.
  • An RGB mosaic image 33 composed of blue image pixels 32 R , 32 G , and 32 B is generated. Further, as shown in FIG.
  • FIG. 13 shows a part of the mosaic image 30 and the RGB mosaic image 33 in an enlarged manner. Further, FIG. 13 shows an enlarged part of the mosaic image 30 and the CMY mosaic image 35.
  • step S105 the binning processing unit 110 performs binning processing on the mosaic image 30 whose white balance has been corrected in step S102, and then proceeds to step S106.
  • binning processing as shown in FIG. 14, of the mosaic image 30, first in each pixel group 36 1 corresponding to the pixel unit 10 1 red image pixels 31 R by adding the pixel value one of The pixel value of the red image pixel 37 R is used.
  • the pixel value of the second pixel unit 10 2 to the corresponding adds the pixel value of green image pixels 31 G in each pixel group 36 2 one green image pixel 37 G.
  • the pixel value of the third pixel units 10 of one adds the pixel value of green image pixels 31 G in each pixel group 36 3 corresponding to the three green image pixels 37 G. Further, the pixel value of the fourth pixel unit 104 to the blue image pixel 31 B of one by adding the pixel value blue image pixel 37 in each pixel group 36 4 corresponding B.
  • red image pixel 37 R image pixels having only red color information 37 R
  • green image pixels 37 G of image pixel 37 having only the green color information G
  • blue image pixels 37 G An RGB mosaic image 38 composed of image pixels 37 B ) having only blue color information is generated.
  • the number of pixels of the RGB mosaic image 38 is 1/4 of the number of pixels of the mosaic image 30.
  • FIG. 14 shows a part of the mosaic image 30 and the RGB mosaic image 38 in an enlarged manner.
  • the cyan image pixel 38 C image pixel 38 having only the color information of cyan C
  • the image pixels 38 M of magenta image pixel 38 having only the color information of magenta M
  • yellow image A CMY mosaic image 39 composed of pixels 38 Y (image pixels 38 Y having only yellow color information) is generated.
  • the number of pixels of the CMY mosaic image 39 is 1/4 of the number of pixels of the mosaic image 30.
  • FIG. 15 shows a part of the mosaic image 30 and the CMY mosaic image 39 in an enlarged manner.
  • the brightness value calculation unit 111 as shown in FIG. 16, of the mosaic image 30 obtained by correcting the white balance in step S102, the pixel group 36 1 corresponding to the first pixel unit 10 1
  • the brightness values of one image pixel 40 are calculated by adding the pixel values of the image pixels 31 R and 31 C each having red and cyan color information.
  • the second image pixels 31 G, 31 M adds the pixel values one image pixel 40 having color information of green and magenta in each pixel group 36 2 corresponding to the pixel unit 10 2 or less Calculate the brightness value.
  • the image pixels 31 G, 31 adds the pixel value of the M 1 one luminance value of the image pixels 40 each having a green and the color information of the magenta pixel group 363 corresponding to the third pixel unit 10 3 Is calculated. Further, the luminance value of the fourth image pixel 31 B, 31 M by adding the pixel values one image pixel 40 having the color information of the blue and yellow at each pixel group 36 4 corresponding to the pixel unit 10 4 calculate. As a result, the luminance image 41 in which only the luminance value of each image pixel 40 is represented is generated. The number of pixels of the luminance image 41 is 1/4 of the number of pixels of the mosaic image 30.
  • FIG. 16 shows a part of the mosaic image 30 and the luminance image 41 in an enlarged manner.
  • a numerical value obtained by multiplying the pixel value of the mosaic image 30 whose white balance has been corrected in step S102 by the correction coefficient may be used.
  • the luminance values Br 1 , Br 2 , and Br 3 of each image pixel 40 of the luminance image 41 are calculated according to the following equation (1).
  • R is the pixel value of the red image pixel 31 R
  • G is the pixel value of the green image pixel 31 G
  • B is the pixel value of the blue image pixel 31 B
  • Cy is the cyan image pixel.
  • Mg is the pixel value of the magenta image pixel 31 M
  • Ye is the pixel value of the yellow image pixel 31 Y.
  • Br 1 is a brightness value obtained from red and cyan image pixels 31 R and 31 C pixel values R and Cy
  • Br 2 is a green and magenta image pixel 31 G and 31 M pixel values G and Mg.
  • Br 3 is a brightness value obtained from the pixel values B and Ye of the blue and yellow image pixels 31 B and 31 Y.
  • the difference between the luminance values Br 1 , Br 2 and Br 3 can be reduced.
  • the luminance synthesizing unit 112 performs the luminance synthesizing process on the RGB mosaic image 38 or the CMY mosaic image 39 generated in step S105.
  • the luminance synthesis process first, it is determined whether or not the subject is bright based on the pixel value of each image pixel 31 of the mosaic image 30 generated in step S101. Then, when it is determined that the subject is bright, as shown in FIG. 17, the luminance value of the luminance image 41 is combined with the RGB mosaic image 38 to generate the composite image 42.
  • the luminance image 41 By synthesizing the luminance image 41 with the RGB mosaic image 38, it is possible to achieve both high color reproducibility and high resolution. Further, for example, unlike a compound eye camera having a solid-state image sensor for obtaining an RGB mosaic image 38 and a solid-eye image sensor for obtaining a luminance image 41 separately, parallax correction is not required.
  • the Y 1 signal, Cb signal, and Cr signal of each pixel are calculated according to the following equation (2).
  • the luminance signal Y of each pixel 43 of the composite image 42 is calculated according to the following equation (3). ..
  • the Y 1 signal is corrected by the Y 2 signal to obtain the luminance signal Y.
  • the Cb signal and the Cr signal calculated by the above equation (2) are used as the color information of each pixel 43.
  • Y ⁇ Y 1 + (1- ⁇ ) Y 2 ... (3)
  • the resolution corresponding to the Y 1 signal
  • the Y 2 signal has almost no deterioration in resolution. Therefore, according to the above equation (3), an image having a high resolution can be obtained.
  • the CMY mosaic image 39 is converted into the RGB mosaic image 44 as shown in FIG. 18 using the color conversion matrix.
  • the luminance image 41 is combined with the converted RGB mosaic image 44 to generate the composite image 45.
  • each of the pixel unit groups 11 is the first pixel of the four pixel units 10 constituting the pixel unit group 11.
  • the unit 10 1 includes an R filter 19 R and a C filter 19 C as a color filter 19, and the second and third pixel units 10 2 and 10 3 each include a G filter 19 G and an M filter 19 M as a color filter 19. It includes as a, and to include the fourth to the pixel unit 104 and a B filter 19 B and Y filter 19 Y as a color filter 19. Therefore, an RGB image can be generated by using the pixel signals of the red pixel 9 R , the green pixel 9 G, and the blue pixel 9 B.
  • CMY image can be generated by using the pixel signals of the cyan pixel 9 C , the magenta pixel 9 M, and the yellow pixel 9 Y.
  • luminance information can be generated by adding the pixel values of each pixel 9 in the same pixel unit 10. Therefore, it is possible to provide the solid-state image sensor 1 capable of acquiring RGB images, CMY images, and luminance information by one imaging.
  • FIG. 19 is a diagram showing an overall configuration of the electronic device 100 according to the second embodiment.
  • FIG. 20 is a flowchart showing the image generation process of the first embodiment.
  • the parts corresponding to FIGS. 1 and 10 are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
  • the signal processing circuit 105 includes an HDR image generation unit 114, and as shown in FIG. 20, the image generation processing replaces step S106 in FIG.
  • the HDR image generation unit 114 performs HDR image generation processing based on the RGB mosaic image 38 and the CMY mosaic image 39 (see FIGS. 14 and 15) generated in step S105.
  • the CMY mosaic image 39 is converted into the RGB mosaic image 46 as shown in FIGS. 21 and 22 by using the color conversion matrix.
  • the converted RGB mosaic image 46 and the RGB mosaic image 38 generated in step S105 are combined to generate an HDR image 47.
  • the pixel value of the RGB mosaic image 46 and the RGB mosaic image 38 A method of adding with the pixel value of can be adopted.
  • the electronic device 100 converts the CMY mosaic image 39 into the RGB mosaic image 46, and the converted RGB mosaic image 46 and the RGB generated by the binning processing unit 110.
  • the HDR image 47 (high dynamic range image) is generated by combining with the mosaic image 38. Therefore, the HDR image 47 can be generated in addition to the RGB image, the CMY image, and the luminance information in one shooting.
  • the signal line 50 connected to the floating diffusion 49 of each pixel 9 constituting the pixel unit 10 is electrically connected, and the pixel signals of the plurality of pixels 9 are added to form a CDS circuit.
  • a configuration that outputs to 51 can also be adopted.
  • the luminance value (luminance information) of each image pixel 40 of the luminance image 41 shown in FIG. 16 can be obtained.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure is realized as a device mounted on a moving body of any kind such as an automobile, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a motorcycle, a bicycle, a personal mobility, an airplane, a drone, a ship, and a robot. You may.
  • FIG. 25 is a block diagram showing a schematic configuration example of a vehicle control system, which is an example of a mobile control system to which the technique according to the present disclosure can be applied.
  • the vehicle control system 12000 includes a plurality of electronic control units connected via the communication network 12001.
  • the vehicle control system 12000 includes a drive system control unit 12010, a body system control unit 12020, an outside information detection unit 12030, an in-vehicle information detection unit 12040, and an integrated control unit 12050.
  • a microcomputer 12051, an audio image output unit 12052, and an in-vehicle network I / F (interface) 12053 are shown as a functional configuration of the integrated control unit 12050.
  • the drive system control unit 12010 controls the operation of the device related to the drive system of the vehicle according to various programs.
  • the drive system control unit 12010 provides a driving force generator for generating the driving force of the vehicle such as an internal combustion engine or a driving motor, a driving force transmission mechanism for transmitting the driving force to the wheels, and a steering angle of the vehicle. It functions as a control device such as a steering mechanism for adjusting and a braking device for generating braking force of the vehicle.
  • the body system control unit 12020 controls the operation of various devices mounted on the vehicle body according to various programs.
  • the body system control unit 12020 functions as a keyless entry system, a smart key system, a power window device, or a control device for various lamps such as headlamps, back lamps, brake lamps, blinkers or fog lamps.
  • the body system control unit 12020 may be input with radio waves transmitted from a portable device that substitutes for the key or signals of various switches.
  • the body system control unit 12020 receives inputs of these radio waves or signals and controls a vehicle door lock device, a power window device, a lamp, and the like.
  • the vehicle outside information detection unit 12030 detects information outside the vehicle equipped with the vehicle control system 12000.
  • the image pickup unit 12031 is connected to the vehicle exterior information detection unit 12030.
  • the vehicle outside information detection unit 12030 causes the image pickup unit 12031 to capture an image of the outside of the vehicle and receives the captured image.
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 may perform object detection processing or distance detection processing such as a person, a vehicle, an obstacle, a sign, or a character on the road surface based on the received image.
  • the imaging unit 12031 is an optical sensor that receives light and outputs an electric signal according to the amount of the light received.
  • the image pickup unit 12031 can output an electric signal as an image or can output it as distance measurement information. Further, the light received by the imaging unit 12031 may be visible light or invisible light such as infrared light.
  • the in-vehicle information detection unit 12040 detects the in-vehicle information.
  • a driver state detection unit 12041 that detects the driver's state is connected to the in-vehicle information detection unit 12040.
  • the driver state detection unit 12041 includes, for example, a camera that images the driver, and the in-vehicle information detection unit 12040 determines the degree of fatigue or concentration of the driver based on the detection information input from the driver state detection unit 12041. It may be calculated, or it may be determined whether the driver is dozing.
  • the microcomputer 12051 calculates the control target value of the driving force generator, the steering mechanism, or the braking device based on the information inside and outside the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040, and the drive system control unit.
  • a control command can be output to 12010.
  • the microcomputer 12051 realizes ADAS (Advanced Driver Assistance System) functions including vehicle collision avoidance or impact mitigation, follow-up driving based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance driving, vehicle collision warning, vehicle lane deviation warning, and the like. It is possible to perform cooperative control for the purpose of.
  • ADAS Advanced Driver Assistance System
  • the microcomputer 12051 controls the driving force generator, the steering mechanism, the braking device, and the like based on the information around the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040. It is possible to perform coordinated control for the purpose of automatic driving, etc., which runs autonomously without depending on the operation.
  • the microcomputer 12051 can output a control command to the body system control unit 12020 based on the information outside the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030.
  • the microcomputer 12051 controls the headlamps according to the position of the preceding vehicle or the oncoming vehicle detected by the external information detection unit 12030, and performs coordinated control for the purpose of anti-glare such as switching the high beam to the low beam. It can be carried out.
  • the audio image output unit 12052 transmits an output signal of at least one of audio and image to an output device capable of visually or audibly notifying information to the passenger or the outside of the vehicle.
  • an audio speaker 12061, a display unit 12062, and an instrument panel 12063 are exemplified as output devices.
  • the display unit 12062 may include, for example, at least one of an onboard display and a heads-up display.
  • FIG. 26 is a diagram showing an example of the installation position of the imaging unit 12031.
  • the vehicle 12100 has image pickup units 12101, 12102, 12103, 12104, 12105 as the image pickup unit 12031.
  • the imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, 12105 are provided at positions such as the front nose, side mirrors, rear bumpers, back doors, and the upper part of the windshield in the vehicle interior of the vehicle 12100, for example.
  • the imaging unit 12101 provided on the front nose and the imaging unit 12105 provided on the upper part of the windshield in the vehicle interior mainly acquire an image in front of the vehicle 12100.
  • the imaging units 12102 and 12103 provided in the side mirrors mainly acquire images of the side of the vehicle 12100.
  • the imaging unit 12104 provided on the rear bumper or the back door mainly acquires an image of the rear of the vehicle 12100.
  • the images in front acquired by the imaging units 12101 and 12105 are mainly used for detecting a preceding vehicle, a pedestrian, an obstacle, a traffic light, a traffic sign, a lane, or the like.
  • FIG. 26 shows an example of the photographing range of the imaging units 12101 to 12104.
  • the imaging range 12111 indicates the imaging range of the imaging unit 12101 provided on the front nose
  • the imaging ranges 12112 and 12113 indicate the imaging ranges of the imaging units 12102 and 12103 provided on the side mirrors, respectively
  • the imaging range 12114 indicates the imaging range of the imaging units 12102 and 12103.
  • the imaging range of the imaging unit 12104 provided on the rear bumper or the back door is shown. For example, by superimposing the image data captured by the imaging units 12101 to 12104, a bird's-eye view image of the vehicle 12100 as viewed from above can be obtained.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may have a function of acquiring distance information.
  • at least one of the image pickup units 12101 to 12104 may be a stereo camera composed of a plurality of image pickup elements, or may be an image pickup element having pixels for phase difference detection.
  • the microcomputer 12051 has a distance to each three-dimensional object within the imaging range 12111 to 12114 based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104, and a temporal change of this distance (relative velocity with respect to the vehicle 12100). By obtaining can. Further, the microcomputer 12051 can set an inter-vehicle distance to be secured in front of the preceding vehicle in advance, and can perform automatic brake control (including follow-up stop control), automatic acceleration control (including follow-up start control), and the like. In this way, it is possible to perform coordinated control for the purpose of automatic driving or the like in which the vehicle travels autonomously without depending on the operation of the driver.
  • automatic brake control including follow-up stop control
  • automatic acceleration control including follow-up start control
  • the microcomputer 12051 converts three-dimensional object data related to a three-dimensional object into two-wheeled vehicles, ordinary vehicles, large vehicles, pedestrians, utility poles, and other three-dimensional objects based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104. It can be classified and extracted and used for automatic avoidance of obstacles. For example, the microcomputer 12051 distinguishes obstacles around the vehicle 12100 into obstacles that can be seen by the driver of the vehicle 12100 and obstacles that are difficult to see. Then, the microcomputer 12051 determines the collision risk indicating the risk of collision with each obstacle, and when the collision risk is equal to or higher than the set value and there is a possibility of collision, the microcomputer 12051 is used via the audio speaker 12061 or the display unit 12062. By outputting an alarm to the driver and performing forced deceleration and avoidance steering via the drive system control unit 12010, driving support for collision avoidance can be provided.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may be an infrared camera that detects infrared rays.
  • the microcomputer 12051 can recognize a pedestrian by determining whether or not a pedestrian is present in the captured image of the imaging units 12101 to 12104.
  • pedestrian recognition includes, for example, a procedure for extracting feature points in an image captured by an imaging unit 12101 to 12104 as an infrared camera, and pattern matching processing for a series of feature points indicating the outline of an object to determine whether or not the pedestrian is a pedestrian. It is done by the procedure to determine.
  • the audio image output unit 12052 When the microcomputer 12051 determines that a pedestrian is present in the captured images of the imaging units 12101 to 12104 and recognizes the pedestrian, the audio image output unit 12052 outputs a square contour line for emphasizing the recognized pedestrian.
  • the display unit 12062 is controlled so as to superimpose and display. Further, the audio image output unit 12052 may control the display unit 12062 so as to display an icon or the like indicating a pedestrian at a desired position.
  • the above is an example of a vehicle control system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • the technique according to the present disclosure can be applied to the imaging unit 12031 among the configurations described above.
  • the solid-state image pickup devices 101 and 1 in FIGS. 1 and 2 and the signal processing circuit 105 in FIG. 1 can be applied to the image pickup unit 12031.
  • the technique according to the present disclosure may be applied to, for example, an endoscopic surgery system.
  • FIG. 27 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system to which the technique according to the present disclosure (the present technique) can be applied.
  • FIG. 27 shows a surgeon (doctor) 11131 performing surgery on patient 11132 on patient bed 11133 using the endoscopic surgery system 11000.
  • the endoscopic surgery system 11000 includes an endoscope 11100, other surgical tools 11110 such as an abdominal tube 11111 and an energy treatment tool 11112, and a support arm device 11120 that supports the endoscope 11100.
  • a cart 11200 equipped with various devices for endoscopic surgery.
  • the endoscope 11100 is composed of a lens barrel 11101 in which a region having a predetermined length from the tip is inserted into the body cavity of the patient 11132, and a camera head 11102 connected to the base end of the lens barrel 11101.
  • the endoscope 11100 configured as a so-called rigid mirror having a rigid barrel 11101 is illustrated, but the endoscope 11100 may be configured as a so-called flexible mirror having a flexible barrel. good.
  • An opening in which an objective lens is fitted is provided at the tip of the lens barrel 11101.
  • a light source device 11203 is connected to the endoscope 11100, and the light generated by the light source device 11203 is guided to the tip of the lens barrel by a light guide extending inside the lens barrel 11101, and is an objective. It is irradiated toward the observation target in the body cavity of the patient 11132 through the lens.
  • the endoscope 11100 may be a direct endoscope, a perspective mirror, or a side endoscope.
  • An optical system and an image sensor are provided inside the camera head 11102, and the reflected light (observation light) from the observation target is focused on the image sensor by the optical system.
  • the observation light is photoelectrically converted by the image sensor, and an electric signal corresponding to the observation light, that is, an image signal corresponding to the observation image is generated.
  • the image signal is transmitted as RAW data to the camera control unit (CCU: Camera Control Unit) 11201.
  • CCU Camera Control Unit
  • the CCU11201 is composed of a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), and the like, and comprehensively controls the operations of the endoscope 11100 and the display device 11202. Further, the CCU 11201 receives an image signal from the camera head 11102, and performs various image processing on the image signal for displaying an image based on the image signal, such as development processing (demosaic processing).
  • a CPU Central Processing Unit
  • GPU Graphics Processing Unit
  • the display device 11202 displays an image based on the image signal processed by the CCU 11201 under the control of the CCU 11201.
  • the light source device 11203 is composed of, for example, a light source such as an LED (Light Emitting Diode), and supplies irradiation light to the endoscope 11100 when photographing an operating part or the like.
  • a light source such as an LED (Light Emitting Diode)
  • LED Light Emitting Diode
  • the input device 11204 is an input interface for the endoscopic surgery system 11000.
  • the user can input various information and input instructions to the endoscopic surgery system 11000 via the input device 11204.
  • the user inputs an instruction to change the imaging conditions (type of irradiation light, magnification, focal length, etc.) by the endoscope 11100.
  • the treatment tool control device 11205 controls the drive of the energy treatment tool 11112 for cauterizing, incising, sealing a blood vessel, or the like of a tissue.
  • the pneumoperitoneum device 11206 uses a gas in the pneumoperitoneum tube 11111 to inflate the body cavity of the patient 11132 for the purpose of securing the field of view by the endoscope 11100 and securing the work space of the operator.
  • Recorder 11207 is a device capable of recording various information related to surgery.
  • the printer 11208 is a device capable of printing various information related to surgery in various formats such as texts, images, and graphs.
  • the light source device 11203 that supplies the irradiation light to the endoscope 11100 when photographing the surgical site can be composed of, for example, an LED, a laser light source, or a white light source composed of a combination thereof.
  • a white light source is configured by combining RGB laser light sources, the output intensity and output timing of each color (each wavelength) can be controlled with high accuracy. Therefore, the light source device 11203 adjusts the white balance of the captured image. It can be carried out.
  • the laser light from each of the RGB laser light sources is irradiated to the observation target in a time-division manner, and the drive of the image sensor of the camera head 11102 is controlled in synchronization with the irradiation timing to correspond to each of RGB. It is also possible to capture the image in a time-division manner. According to this method, a color image can be obtained without providing a color filter on the image sensor.
  • the drive of the light source device 11203 may be controlled so as to change the intensity of the output light at predetermined time intervals.
  • the drive of the image sensor of the camera head 11102 in synchronization with the timing of changing the light intensity to acquire an image in a time-divided manner and synthesizing the image, so-called high dynamic without blackout and overexposure. Range images can be generated.
  • the light source device 11203 may be configured to be able to supply light in a predetermined wavelength band corresponding to special light observation.
  • special light observation for example, by utilizing the wavelength dependence of light absorption in body tissue to irradiate light in a narrow band as compared with the irradiation light (that is, white light) in normal observation, the surface layer of the mucous membrane.
  • a so-called narrow band imaging is performed in which a predetermined tissue such as a blood vessel is photographed with high contrast.
  • fluorescence observation may be performed in which an image is obtained by fluorescence generated by irradiating with excitation light.
  • the body tissue is irradiated with excitation light to observe the fluorescence from the body tissue (autofluorescence observation), or a reagent such as indocyanine green (ICG) is locally injected into the body tissue and the body tissue is injected. It is possible to obtain a fluorescence image by irradiating excitation light corresponding to the fluorescence wavelength of the reagent.
  • the light source device 11203 may be configured to be capable of supplying narrow band light and / or excitation light corresponding to such special light observation.
  • FIG. 28 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the camera head 11102 and CCU11201 shown in FIG. 27.
  • the camera head 11102 includes a lens unit 11401, an imaging unit 11402, a driving unit 11403, a communication unit 11404, and a camera head control unit 11405.
  • CCU11201 has a communication unit 11411, an image processing unit 11412, and a control unit 11413.
  • the camera head 11102 and CCU11201 are communicatively connected to each other by a transmission cable 11400.
  • the lens unit 11401 is an optical system provided at a connection portion with the lens barrel 11101.
  • the observation light taken in from the tip of the lens barrel 11101 is guided to the camera head 11102 and incident on the lens unit 11401.
  • the lens unit 11401 is configured by combining a plurality of lenses including a zoom lens and a focus lens.
  • the image pickup unit 11402 is composed of an image pickup element.
  • the image sensor constituting the image pickup unit 11402 may be one (so-called single plate type) or a plurality (so-called multi-plate type).
  • each image pickup element may generate an image signal corresponding to each of RGB, and a color image may be obtained by synthesizing them.
  • the image pickup unit 11402 may be configured to have a pair of image pickup elements for acquiring image signals for the right eye and the left eye corresponding to 3D (Dimensional) display, respectively.
  • the 3D display enables the operator 11131 to more accurately grasp the depth of the biological tissue in the surgical site.
  • a plurality of lens units 11401 may be provided corresponding to each image pickup element.
  • the imaging unit 11402 does not necessarily have to be provided on the camera head 11102.
  • the imaging unit 11402 may be provided inside the lens barrel 11101 immediately after the objective lens.
  • the drive unit 11403 is composed of an actuator, and the zoom lens and focus lens of the lens unit 11401 are moved by a predetermined distance along the optical axis under the control of the camera head control unit 11405. As a result, the magnification and focus of the image captured by the imaging unit 11402 can be adjusted as appropriate.
  • the communication unit 11404 is composed of a communication device for transmitting and receiving various information to and from the CCU11201.
  • the communication unit 11404 transmits the image signal obtained from the image pickup unit 11402 as RAW data to the CCU 11201 via the transmission cable 11400.
  • the communication unit 11404 receives a control signal for controlling the drive of the camera head 11102 from the CCU 11201 and supplies the control signal to the camera head control unit 11405.
  • the control signal includes, for example, information to specify the frame rate of the captured image, information to specify the exposure value at the time of imaging, and / or information to specify the magnification and focus of the captured image. Contains information about the condition.
  • the imaging conditions such as the frame rate, exposure value, magnification, and focus may be appropriately specified by the user, or may be automatically set by the control unit 11413 of CCU11201 based on the acquired image signal. good.
  • the so-called AE (Auto Exposure) function, AF (Auto Focus) function, and AWB (Auto White Balance) function are mounted on the endoscope 11100.
  • the camera head control unit 11405 controls the drive of the camera head 11102 based on the control signal from the CCU 11201 received via the communication unit 11404.
  • the communication unit 11411 is composed of a communication device for transmitting and receiving various information to and from the camera head 11102.
  • the communication unit 11411 receives an image signal transmitted from the camera head 11102 via the transmission cable 11400.
  • the communication unit 11411 transmits a control signal for controlling the drive of the camera head 11102 to the camera head 11102.
  • Image signals and control signals can be transmitted by telecommunications, optical communication, or the like.
  • the image processing unit 11412 performs various image processing on the image signal which is the RAW data transmitted from the camera head 11102.
  • the control unit 11413 performs various controls related to the imaging of the surgical site and the like by the endoscope 11100 and the display of the captured image obtained by the imaging of the surgical site and the like. For example, the control unit 11413 generates a control signal for controlling the drive of the camera head 11102.
  • control unit 11413 causes the display device 11202 to display an image captured by the surgical unit or the like based on the image signal processed by the image processing unit 11412.
  • the control unit 11413 may recognize various objects in the captured image by using various image recognition techniques. For example, the control unit 11413 detects the shape, color, and the like of the edge of an object included in the captured image to remove surgical tools such as forceps, a specific biological part, bleeding, and mist when using the energy treatment tool 11112. Can be recognized.
  • the control unit 11413 may superimpose and display various surgical support information on the image of the surgical unit by using the recognition result. By superimposing and displaying the surgical support information and presenting it to the surgeon 11131, it is possible to reduce the burden on the surgeon 11131 and to allow the surgeon 11131 to proceed with the surgery reliably.
  • the transmission cable 11400 that connects the camera head 11102 and CCU11201 is an electric signal cable that supports electrical signal communication, an optical fiber that supports optical communication, or a composite cable thereof.
  • the communication was performed by wire using the transmission cable 11400, but the communication between the camera head 11102 and the CCU11201 may be performed wirelessly.
  • the above is an example of an endoscopic surgery system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • the technique according to the present disclosure can be applied to the image pickup unit 11402 of the camera head 11102, the image processing unit 11412 of the CCU 11201, and the like among the configurations described above.
  • the solid-state image pickup devices 101 and 1 of FIGS. 1 and 2 can be applied to the image pickup unit 10402, and the signal processing circuit 105 of FIG. 1 can be applied to the image processing unit 11412.
  • the technique according to the present disclosure to the imaging unit 10402 and the image processing unit 11412, a clearer surgical site image can be obtained, so that the operator can surely confirm the surgical site.
  • the technique according to the present disclosure may be applied to other, for example, a microscopic surgery system.
  • a 2 ⁇ 2 pixel unit in which pixels having a photoelectric conversion unit and a color filter formed corresponding to the photoelectric conversion unit are arranged in a matrix of m ⁇ m (m is a natural number of 2 or more) is formed. It is provided with a pixel array unit in which a plurality of pixel unit groups arranged in a matrix are arranged.
  • Each of the pixel unit groups includes an R filter that allows red light to pass through the first pixel unit of the four pixel units that make up the pixel unit group, and cyan light that has a complementary color relationship with the red light.
  • a C filter for transmitting green light is included as the color filter, and a G filter for transmitting green light and an M filter for transmitting magenta color light having a complementary color relationship with the green light are provided in each of the second and third pixel units.
  • a solid-state imaging device including as the color filter, and a fourth pixel unit including a B filter for transmitting blue light and a Y filter for transmitting yellow light having a complementary color relationship with the blue light as the color filter.
  • (2) m is a natural number of 3 or more, In the first pixel unit, among the plurality of pixels arranged in a matrix of m ⁇ m, some of the pixels located in a checkered pattern include the R filter, and the remaining pixels are the C.
  • filters and In the second pixel unit among the plurality of pixels arranged in a matrix of m ⁇ m, some of the pixels located in a checkered pattern include the G filter, and the remaining pixels are the M.
  • filters and In the third pixel unit among the plurality of pixels arranged in a matrix of m ⁇ m, some of the pixels located in a checkered pattern include the B filter, and the remaining pixels are the Y.
  • the solid-state imaging device according to (1) above, which includes a filter. (3) m 2 In the first pixel unit, of the pixel pairs arranged at diagonal positions, one pixel pair contains the R filter and the other pixel pair contains the C filter.
  • one pixel pair contains the G filter and the other pixel pair contains the M filter.
  • one pixel pair contains the B filter and the other pixel pair contains the M filter.
  • the solid-state imaging device according to the description. (4) A 2 ⁇ 2 pixel unit in which pixels having a photoelectric conversion unit and a color filter formed corresponding to the photoelectric conversion unit are arranged in a matrix of m ⁇ m (m is a natural number of 2 or more).
  • a plurality of pixel unit groups arranged in a matrix include a pixel array unit in which a plurality of pixel units are arranged, and each of the pixel unit groups is the first of the four pixel units constituting the pixel unit group.
  • One pixel unit includes an R filter that transmits red light and a C filter that transmits cyan light that has a complementary color relationship with red light as the color filter, and each of the second and third pixel units contains green light.
  • a G filter that transmits blue light and an M filter that transmits magenta color light that has a complementary color relationship with green light are included as the color filter, and a B filter that transmits blue light to the fourth pixel unit and a blue light and complementary color relationship.
  • a solid-state imaging device that includes a Y filter that transmits yellow light as the color filter in An optical lens that forms an image of image light from a subject on the imaging surface of the solid-state image sensor, and An electronic device including a signal processing circuit that processes a signal output from the solid-state image sensor.
  • the signal processing circuit is a pixel of an image pixel having only red color information in each of the pixel groups corresponding to the first pixel unit among the mosaic images corresponding to the arrangement of the color filters obtained from the signal. The values are added to obtain the pixel value of the image pixel having only one red color information, and the pixel value of the image pixel having only the green color information in each of the pixel groups corresponding to the second and third pixel units.
  • the electronic device further comprising a binning processing unit that generates an RGB mosaic image by setting the pixel value of an image pixel having only one blue color information.
  • the signal processing circuit is an image pixel having only cyan color information in each of the pixel groups corresponding to the first pixel unit among the mosaic images corresponding to the arrangement of the color filters obtained from the signal.
  • the pixel values are added to obtain the pixel value of the image pixel having only one cyan color information, and the image pixel having only the magenta color information in each of the pixel groups corresponding to the second and third pixel units.
  • the pixel values of are added to obtain the pixel value of the image pixel having only one magenta color information, and the pixel value of the image pixel having only the yellow color information in each of the pixel groups corresponding to the fourth pixel unit.
  • the electronic device according to (4) or (5) above, further comprising a binning processing unit that generates a CMY mosaic image by adding the above to obtain a pixel value of an image pixel having only one yellow color information.
  • the signal processing circuit is an image pixel having red and cyan color information in each of the pixel groups corresponding to the first pixel unit in the mosaic image corresponding to the arrangement of the color filters obtained from the signal.
  • the pixel values of are added to calculate the brightness value of one image pixel, and the pixel values of the image pixels having green and magenta color information in each of the pixel groups corresponding to the second and third pixel units are obtained.
  • the brightness value of one image pixel is calculated by adding, and the pixel value of the image pixel having blue and yellow color information in each of the pixel groups corresponding to the fourth pixel unit is added to obtain one image pixel.
  • the electronic device according to any one of (4) to (6) above, which includes a binning processing unit for calculating a brightness value.
  • the binning processing unit uses a numerical value obtained by multiplying the pixel value of the mosaic image by a correction coefficient set for each color temperature of the light source as the pixel value used for calculating the luminance value. .. (9)
  • the signal processing circuit of the mosaic images corresponding to the arrangement of the color filters obtained from the signal the pixel values of the image pixels having only red color information in each of the pixel groups corresponding to the first pixel unit are added to 1
  • the pixel value of the image pixel having only the red color information is used, and the pixel value of the image pixel having only the green color information in each of the pixel groups corresponding to the second and third pixel units is added to one.
  • the pixel value of the image pixel having only green color information is used, and the pixel value of the image pixel having only blue color information is added to each of the pixel groups corresponding to the fourth pixel unit to obtain one blue color information.
  • a binning processing unit that generates an RGB mosaic image by setting the pixel value of an image pixel having only The electronic device according to (7) or (8), further comprising a luminance combining unit for synthesizing the luminance value with the RGB mosaic image. (10)
  • the pixel value of the image pixel having only one cyan color information is used, and the pixel value of the image pixel having only magenta color information is added to each of the pixel groups corresponding to the second and third pixel units.
  • the pixel values of the image pixels having only one magenta color information are used, and the pixel values of the image pixels having only the yellow color information in each of the pixel groups corresponding to the fourth pixel unit are added to one.
  • a binning processing unit that generates a CMY mosaic image by setting the pixel value of an image pixel that has only yellow color information
  • the electronic device according to (7) or (8), further comprising a luminance compositing unit that synthesizes the luminance value with the converted RGB mosaic image after converting the CMY mosaic image into an RGB mosaic image.
  • the binning processing unit generates the RGB mosaic image, and among the mosaic images corresponding to the arrangement of the color filters obtained from the signal, each of the pixel groups corresponding to the first pixel unit has a cyan color.
  • the pixel values of the image pixels having only the color information of are added to obtain the pixel values of the image pixels having only one cyan color information, and the magenta in each of the pixel groups corresponding to the second and third pixel units.
  • the pixel values of the image pixels having only the color information of the colors are added to obtain the pixel values of the image pixels having only the color information of one magenta color, and each of the pixel groups corresponding to the fourth pixel unit has a yellow color.
  • a CMY mosaic image is generated by adding the pixel values of the image pixels having only information to obtain the pixel values of the image pixels having only one yellow color information.
  • the signal processing circuit converts the CMY mosaic image into an RGB mosaic image, and combines the converted RGB mosaic image with the RGB mosaic image generated by the binning processing unit to generate an HDR image generation that generates a high dynamic range image.

Abstract

一回の撮像で、ＲＧＢ画像、ＣＭＹ画像及び輝度情報を取得可能な固体撮像装置を提供する。光電変換部と光電変換部に対応して形成されたカラーフィルタとを有する画素が２×２の行列状に配置されてなる画素ユニットを、２×２の行列状に配置してなる複数の画素ユニット群が、複数配列された画素アレイ部を備える構成とした。そして、画素ユニット群のそれぞれは、画素ユニット群を構成する４つの画素ユニットのうちの、第１の画素ユニットにＲフィルタとＣフィルタとをカラーフィルタとして含み、第２及び第３の画素ユニットそれぞれにＧフィルタとＭフィルタとをカラーフィルタとして含み、第４の画素ユニットにＢフィルタとＹフィルタとをカラーフィルタとして含む構成とした。

Description

固体撮像装置及び電子機器
　本技術は、固体撮像装置及び電子機器に関する。
　従来、ベイヤー配列の１画素を複数画素に分割した構成の固体撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の固体撮像装置では、フル解像度デモザイク処理（リモザイク処理後に、デモザイク処理を行う一連の処理）を行うことで、高解像度の撮像画像を得ることができ、また、ビニング処理を行うことで、ＳＮ比に優れた撮像画像を得ることができ、さらには、複数画素のそれぞれで露光条件を変えることで、高ダイナミックレンジ(ＨＤＲ：High Dynamic Range)の撮像画像を得ることができる。
特開２０１９－１７５９１２号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の固体撮像装置では、一回の撮像で、被写体のＲＧＢ画像、ＣＭＹ画像及び輝度情報のすべてを取得することができなかった。
　本開示は、一回の撮像で、ＲＧＢ画像、ＣＭＹ画像及び輝度情報を取得可能な固体撮像装置及び電子機器を提供することを目的とする。
　本開示の固体撮像装置は、（ａ）光電変換部と、光電変換部に対応して形成されたカラーフィルタとを有する画素がｍ×ｍ（ｍは２以上の自然数）の行列状に配置されてなる画素ユニットを、２×２の行列状に配置してなる複数の画素ユニット群が、複数配列されている画素アレイ部を備え、（ｂ）画素ユニット群のそれぞれは、画素ユニット群を構成する４つの画素ユニットのうちの、第１の画素ユニットに、赤色光を透過させるＲフィルタと、赤色光と補色関係にあるシアン色光を透過させるＣフィルタとをカラーフィルタとして含み、第２及び第３の画素ユニットそれぞれに、緑色光を透過させるＧフィルタと、緑色光と補色関係にあるマゼンタ色光を透過させるＭフィルタとをカラーフィルタとして含み、第４の画素ユニットに、青色光を透過させるＢフィルタと、青色光と補色関係にある黄色光を透過させるＹフィルタとをカラーフィルタとして含む。
　本開示の電子機器は、（ａ）光電変換部と、光電変換部に対応して形成されたカラーフィルタとを有する画素がｍ×ｍ（ｍは２以上の自然数）の行列状に配置されてなる画素ユニットを、２×２の行列状に配置してなる複数の画素ユニット群が、複数配列されている画素アレイ部を備え、画素ユニット群のそれぞれは、画素ユニット群を構成する４つの画素ユニットのうちの、第１の画素ユニットに、赤色光を透過させるＲフィルタと、赤色光と補色関係にあるシアン色光を透過させるＣフィルタとをカラーフィルタとして含み、第２及び第３の画素ユニットそれぞれに、緑色光を透過させるＧフィルタと、緑色光と補色関係にあるマゼンタ色光を透過させるＭフィルタとをカラーフィルタとして含み、第４の画素ユニットに、青色光を透過させるＢフィルタと、青色光と補色関係にある黄色光を透過させるＹフィルタをカラーフィルタとして含む固体撮像装置と、（ｂ）被写体からの像光を固体撮像装置の撮像面上に結像させる光学レンズと、（ｃ）固体撮像装置から出力される信号に信号処理を行う信号処理回路とを備える。
本開示の第１の実施形態に係る電子機器の全体構成を示す図である。 本開示の第１の実施形態に係る固体撮像装置の全体構成を示す図である。 図２のＡ－Ａ線で破断した場合の、画素アレイ部の断面構成を示す図である。 図３ＡのＢ－Ｂ線で破断した場合の、カラーフィルタの最小単位配列を示す図である。 変形例に係るカラーフィルタの最小単位配列を示す図である。 赤色画素及びシアン色画素の透過率を示す図である。 緑色画素及びマゼンタ色画素の透過率を示す図である。 青色画素及び黄色画素の透過率を示す図である。 カラーフィルタアレイの構成を示す図である。 変形例に係るマイクロレンズの配置を示す図である。 画像生成処理を示すフローチャートである。 信号処理回路で生成される撮像画像を示す図である。 リモザイク処理の処理内容を示す図である。 リモザイク処理の処理内容を示す図である。 ビニング処理の処理内容を示す図である。 ビニング処理の処理内容を示す図である。 ビニング処理の処理内容を示す図である。 輝度合成処理の処理内容を示す図である。 輝度合成処理の処理内容を示す図である。 本開示の第２の実施形態に係る電子機器の全体構成を示す図である。 画像生成処理を示すフローチャートである。 ＨＤＲ画像生成処理の処理内容を示す図である。 ＨＤＲ画像生成処理の処理内容を示す図である。 信号線の接続状態を示す図である。 信号線の接続状態を示す図である。 車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。 内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。 カメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。
　以下に、本開示の実施形態に係る固体撮像装置１及び電子機器の一例を、図１～図２８を参照しながら説明する。本開示の実施形態は以下の順序で説明する。なお、本開示は以下の例に限定されるものではない。また、本明細書に記載された効果は例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
１．第１の実施形態：電子機器
　１－１　電子機器の全体の構成
　１－２　要部の構成
　１－３　画像生成処理
２．第２の実施形態：電子機器
　２－１　要部の構成
　２－２　変形例
３．移動体への応用例
４．内視鏡手術システムへの応用例
〈１．第１の実施形態：電子機器〉
［１－１　電子機器の全体の構成］
　本開示の第１の実施形態に係る電子機器１００について説明する。電子機器１００としては、例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等の撮像装置、撮像機能を備えた携帯電話機、又は撮像機能を備えた他の機器といった各種の電子機器を採用できる。図１は、本開示の第１の実施形態に係る電子機器１００の全体を示す概略図である。
　図１に示すように、電子機器１００は、固体撮像装置１０１（以下、「固体撮像装置１」とも呼ぶ）と、光学レンズ１０２と、シャッタ装置１０３と、駆動回路１０４と、信号処理回路１０５とを備えている。信号処理回路１０５は、モザイク画像生成部１０６と、ホワイトバランス調整部１０７と、モード判定部１０８と、リモザイク処理部１０９と、ビニング処理部１１０と、輝度値算出部１１１と、輝度合成部１１２とを備えている。電子機器１００では、光学レンズ１０２が、被写体からの像光（入射光１１３）を固体撮像装置１０１の撮像面上に結像させ、固体撮像装置１０１が、入射光１１３の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号を出力し、信号処理回路１０５が、固体撮像装置１０１から出力される画素信号に信号処理を行う。その際、シャッタ装置１０３は、固体撮像装置１０１への光照射期間及び遮光期間を制御する。また、駆動回路１０４は、画素信号の転送動作、及びシャッタ装置１０３のシャッタ動作を制御する駆動信号を供給する。
　図２は、固体撮像装置１を示す概略構成図である。図２の固体撮像装置１は、裏面照射型のＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサである。
　図２に示すように、固体撮像装置１は、基板２と、画素アレイ部３と、垂直駆動回路４と、カラム信号処理回路５と、水平駆動回路６と、出力回路７と、制御回路８とを備えている。
　画素アレイ部３は、基板２上に、行列状に配列された複数の画素９を有している。画素９のそれぞれは、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、光電変換部２４、光電変換部２４に対応して形成されたカラーフィルタ１９及びマイクロレンズ２０を有している。画素９は、２×２の行列状に配置された４つの画素９で１つの画素ユニット１０を構成している。また、画素ユニット１０は、２×２の行列状に配置された４つの画素ユニット１０で１つの画素ユニット群１１を構成している。即ち、画素アレイ部３は、画素ユニット群１１が行列状に複数配列されて構成されている。
　なお、第１の実施形態では、１つの画素ユニット１０を、２×２の行列状に配置された画素９で構成する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、図４に示すように、ｍ×ｍ（ｍは２以上の自然数）の行列状に配置されてなる画素９で構成してもよい。図４では、ｍが５以上である場合を例示している。
　垂直駆動回路４は、例えば、シフトレジスタによって構成され、所望の画素駆動配線１２を選択し、選択した画素駆動配線１２に画素９を駆動するためのパルスを供給し、各画素９を行単位で駆動する。即ち、垂直駆動回路４は、画素アレイ部３の各画素９を行単位で順次垂直方向に選択走査し、各画素９の光電変換部２４において受光量に応じて生成した信号電荷に基づく画素信号を垂直信号線１３経由でカラム信号処理回路５に供給する。
　カラム信号処理回路５は、例えば、画素９の列毎に配置されており、１行分の画素９から出力される信号に対して画素列毎にノイズ除去等の信号処理を行う。例えばカラム信号処理回路５は画素固有の固定パターンノイズを除去するためのＣＤＳ(Correlated Double Sampling：相関２重サンプリング)及びＡＤ(Analog Digital)変換等の信号処理を行う。
　水平駆動回路６は、例えば、シフトレジスタによって構成され、水平走査パルスをカラム信号処理回路５に順次出力して、カラム信号処理回路５の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路５の各々から信号処理が行われた画素信号（以下、「画素値」とも呼ぶ）を水平信号線１４に出力させる。
　出力回路７は、カラム信号処理回路５の各々から水平信号線１４を通して、順次に供給される画素信号（画素値）に対し信号処理を行って出力する。信号処理としては、例えば、バファリング、黒レベル調整、列ばらつき補正、各種デジタル信号処理を採用できる。
　制御回路８は、垂直同期信号、水平同期信号、及びマスタクロック信号に基づいて、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５、及び水平駆動回路６等の動作の基準となるクロック信号や制御信号を生成する。そして、制御回路８は、生成したクロック信号や制御信号を、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５、及び水平駆動回路６等に出力する。
［１－２　要部の構成］
　次に、図１の固体撮像装置１の詳細構造について説明する。図３Ａは、固体撮像装置１の画素アレイ部３の断面構成を示す図である。図３Ｂは、図３ＡのＢ－Ｂ線で破断した場合の、カラーフィルタ１９の最小単位配列を示す図である。図３Ａ及び図３Ｂでは、固体撮像装置１として、裏面照射型のＣＭＯＳイメージセンサを用いている。
　図３Ａ及び図３Ｂに示すように、第１の実施形態の固体撮像装置１は、基板２、絶縁膜１５、遮光膜１６及び平坦化膜１７がこの順に積層されてなる受光層１８を備えている。また、受光層１８の絶縁膜１５側の面（以下、「裏面Ｓ１」とも呼ぶ）には、カラーフィルタ１９及びマイクロレンズ２０（オンチップレンズ）がこの順に積層されてなる集光層２１が形成されている。さらに、受光層１８の基板２側の面（以下、「表面Ｓ２」とも呼ぶ）には、配線層２２及び支持基板２３がこの順に積層されている。なお、受光層１８の裏面Ｓ１と平坦化膜１７の裏面とは同一の面であるため、以下の記載では、平坦化膜１７の裏面についても「裏面Ｓ１」と表す。また、受光層１８の表面Ｓ２と基板２の表面とは同一の面であるため、以下の記載では、基板２の表面についても「表面Ｓ２」と表す。
　基板２は、例えば、シリコン（Si）からなる半導体基板によって構成され、図１に示した画素アレイ部３を形成している。画素アレイ部３には、基板２に形成された複数の光電変換部２４が行列状に配置されている。光電変換部２４では、入射光１１３の光量に応じた信号電荷が生成されて蓄積される。また、互いに隣接する光電変換部２４間には、他の光電変換部２４を透過した光が侵入しないように、画素分離部２５が配置されている。
　絶縁膜１５は、基板２の裏面Ｓ１側の全体（受光面側の全体）を連続的に被覆している。また、遮光膜１６は、絶縁膜１５の裏面Ｓ３側の一部（受光面側の一部）に、複数の光電変換部２４のそれぞれの受光面が開口されるように、格子状に形成されている。
　カラーフィルタ１９は、絶縁膜１５の裏面Ｓ１側（受光面側）に、各光電変換部２４に対応して形成されている。即ち、１つの光電変換部２４（画素９）に対して１つのカラーフィルタ１９が形成されている。これにより、カラーフィルタ１９は、行列状に規則的に配列されてなるカラーフィルタアレイ２６を形成している。カラーフィルタ１９のそれぞれは、入射光１１３の特定の波長の光（赤色光、緑色光、青色光、シアン色光、マゼンタ色光、黄色光）を透過し、透過した光を光電変換部２４に入射させる構成となっている。
　カラーフィルタ１９としては、赤色光を透過させるＲフィルタ１９R、緑色光を透過させるＧフィルタ１９G、青色光を透過させるＢフィルタ１９B、Ｒフィルタ１９Rが透過させる赤色光と補色関係にあるシアン色光を透過させるＣフィルタ１９C、Ｇフィルタ１９Gが透過させる緑色光と補色関係にあるマゼンタ色光を透過させるＭフィルタ１９M、Ｂフィルタ１９Bが透過させる青色光と補色関係にある黄色光を透過させるＹフィルタ１９Yが用いられる。言い換えると、Ｃフィルタ１９Cは、図５に示すように、分光分布図において、Ｒフィルタ１９Rの透過率が大きくなる波長で透過率が小さくなり、Ｒフィルタ１９Rの透過率が小さくなる波長で透過率が大きくなるカラーフィルタである。Ｍフィルタ１９Mは、図６に示すように、分光分布図において、Ｇフィルタ１９Gの透過率が大きくなる波長で透過率が小さくなり、Ｇフィルタ１９Gの透過率が小さくなる波長で透過率が大きくなるカラーフィルタである。また、Ｙフィルタ１９Yは、図７に示すように分光分布図において、Ｂフィルタ１９Bの透過率が大きくなる波長で透過率が小さくなり、Ｂフィルタ１９Bの透過率が小さくなる波長で透過率が大きくなるカラーフィルタである。
　図３Ａ及び図３Ｂ中、符号ＲはＲフィルタ１９Rを示し、以下同様に、符号ＧはＧフィルタ１９Gを示し、符号ＢはＢフィルタ１９Bを示し、符号ＣはＣフィルタ１９Cを示し、符号ＭはＭフィルタ１９Mを示し、符号ＹはＹフィルタ１９Yを示す。また、以下の記載では、Ｒフィルタ１９Rを含む画素９を赤色画素９Rと表し、Ｇフィルタ１９Gを含む画素９を緑色画素９Gと表し、Ｂフィルタ１９Bを含む画素９を青色画素９Bと表し、Ｃフィルタ１９Cを含む画素９をシアン色画素９Cと表し、Ｍフィルタ１９Mを含む画素９をマゼンタ色画素９Mと表し、Ｙフィルタ１９Yを含む画素９を黄色画素９Yと表す。
　また、カラーフィルタ１９（Ｒフィルタ１９R、Ｇフィルタ１９G、Ｂフィルタ１９B、Ｃフィルタ１９C、Ｍフィルタ１９M、Ｙフィルタ１９Y）の配列パターンは、図３Ｂに示すような４×４の行列状に配置されたカラーフィルタ１９の配列をカラーフィルタ１９の配列の最小単位（以下「最小単位配列」とも呼ぶ）とし、図８に示すように、その最小単位配列が画素アレイ部３のすべての画素ユニット群１１に配置された構成となっている。
　カラーフィルタ１９の最小単位配列は、図３Ｂに示すように、画素ユニット群１１を構成する４つの画素ユニット１０のうちの、右上側の画素ユニット１０（以下、「第１の画素ユニット１０1」とも呼ぶ）にＲフィルタ１９Rが配置され、左上側の画素ユニット１０（以下、「第２の画素ユニット１０2」とも呼ぶ）及び右下側の画素ユニット１０（以下「第３の画素ユニット１０3」とも呼ぶ）にＧフィルタ１９Gが配置され、左下側の画素ユニット１０（以下「第４の画素ユニット１０4」とも呼ぶ）にＢフィルタ１９Bが配置されてなる４分割ベイヤー配列の一部が修正された配列となっている。具体的には、４分割ベイヤー配列の、第１の画素ユニット１０1を構成する２×２の画素９のうちの、右上側及び左下側の画素９のＲフィルタ１９RがＣフィルタ１９Cに置き換えられている。また、第２の画素ユニット１０2及び第３の画素ユニット１０3のそれぞれを構成する２×２の画素９のうちの、右上側及び左下側の画素９のＧフィルタ１９GがＭフィルタ１９Mに置き換えられている。また、第４の画素ユニット１０4を構成する２×２の画素９のうちの、右上側及び左下側の画素９のＢフィルタ１９BがＹフィルタ１９Yに置き換えられている。
　即ち、カラーフィルタ１９の最小単位配列では、第１の画素ユニット１０1内の対角位置に配置されている画素対（１つの組をなす２つの画素９）のうちの、一方の画素対にＲフィルタ１９Rが含まれ、他方の画素対にＣフィルタ１９Cが含まれている。以下同様に、第２の画素ユニット１０2内の対角位置に配置されている画素対のうちの、一方の画素対にＧフィルタ１９Gが含まれ、他方の画素対にＭフィルタ１９Mが含まれている。また、第３の画素ユニット１０3内の対角位置に配置されている画素対のうちの、一方の画素対にＧフィルタ１９Gが含まれ、他方の画素対にＭフィルタ１９Mが含まれている。また、第４の画素ユニット１０4内の対角位置に配置されている画素対のうちの、一方の画素対にＢフィルタ１９Bが含まれ、他方の画素対にＹフィルタ１９Yが含まれている。
　このような最小単位配列におけるカラーフィルタ１９の配置により、第１の画素ユニット１０1に含まれるカラーフィルタ１９全体では、図５に示すように、Ｒフィルタ１９Rと、Ｒフィルタ１９Rの透過率が小さくなる波長で透過率が大きくなるＣフィルタ１９Cとが組み合わされるため、短波長側～長波長側のすべての光に対して透過率がほぼフラットとなる。以下同様に、第２の画素ユニット１０2に含まれるカラーフィルタ１９全体では、図６に示すように、Ｇフィルタ１９Gと、Ｇフィルタ１９Gの透過率が小さくなる波長で透過率が大きくなるＭフィルタ１９Mとが組み合わされるため、短波長側～長波長側のすべての光に対して透過率がほぼフラットとなる。また、第４の画素ユニット１０4に含まれるカラーフィルタ１９全体では、図７に示すように、Ｂフィルタ１９Bと、Ｂフィルタ１９Bの透過率が小さくなる波長で透過率が大きくなるＹフィルタ１９Yとが組み合わされるため、短波長側～長波長側のすべての光に対して透過率がほぼフラットとなる。
　なお、図４に示すように、画素ユニット１０がｍ× ｍの行列状に配置された画素９から構成され、ｍが３以上の自然数である場合には（図４では、ｍが５以上である場合を例示している）、互いに市松状に配置された画素９がＲフィルタ１９R、Ｇフィルタ１９G及びＢフィルタ１９Bを含む構成としてもよい。具体的には、第１の画素ユニット１０1は、ｍ× ｍの行列状に配置された複数の画素９のうち互いに市松状に位置する一部の画素９がＲフィルタ１９Rを含み、残りの画素９がＣフィルタ１９Cを含む構成とする。以下同様に、第２の画素ユニット１０2は、ｍ× ｍの行列状に配置された複数の画素９のうち互いに市松状に位置する一部の画素９がＧフィルタ１９Gを含み、残りの画素９がＭフィルタ１９Mを含む構成とする。また、第３の画素ユニット１０3は、ｍ× ｍの行列状に配置された複数の画素９のうち互いに市松状に位置する一部の画素９がＧフィルタ１９Gを含み、残りの画素９がＭフィルタ１９Mを含む構成とする。また、第４の画素ユニット１０4は、ｍ× ｍの行列状に配置された複数の画素９のうち互いに市松状に位置する一部の画素９がＢフィルタ１９Bを含み、残りの画素９がＹフィルタ１９Yを含む構成とする。
　このように、第１の実施形態に係る固体撮像装置１では、カラーフィルタ１９として、Ｒフィルタ１９R、Ｇフィルタ１９G及びＢフィルタ１９Bに加え、Ｃフィルタ１９C、Ｍフィルタ１９M、Ｙフィルタ１９Yも含む構成とした。それゆえ、Ｒフィルタ１９Rを含む赤色画素９R、Ｇフィルタ１９Gを含む緑色画素９G、及びＢフィルタ１９Bを含む青色画素９Bの画素信号を用いることで、ＲＧＢ画像（図１４のＲＧＢモザイク画像３８）を生成できる。また、Ｃフィルタ１９Cを含むシアン色画素９C、Ｍフィルタ１９Mを含むマゼンタ色画素９M、及びＹフィルタ１９Yを含む黄色画素９Yの画素信号を用いることで、ＣＭＹ画像（図１５のＣＭＹモザイク画像３９）を生成できる。さらに、同じ画素ユニット１０内の各画素９の画素値を加算することで、輝度情報（図１６の輝度画像４１）を生成できる。そのため、一回の撮像で、ＲＧＢ画像、ＣＭＹ画像及び輝度情報を取得できる。ＲＧＢ画像は、カラーフィルタ１９の感度が低いため、暗所での撮影に弱いが、カラーフィルタ１９の分光感度の重なりが小さいため、色再現性が良好である。ＣＭＹ画像は、カラーフィルタ１９の分光感度の重なりが大きいため、色再現性が良くないが、カラーフィルタ１９の感度が低いため、ＲＧＢ画像に比べて暗所での撮影に強い。また、ＲＧＢ画像及びＣＭＹ画像を組み合わせて６色を用いることで、色再現性をより向上することもできる。
　また、第１の実施形態に係る固体撮像装置１のように、第１の画素ユニット１０1内の対角位置に配置されている画素対のうちの、一方の画素対にＲフィルタ１９Rが含まれ、他方の画素対にＣフィルタ１９Cが含まれる構成とした場合、図１４に示すように、カラーフィルタ１９の配列に対応するモザイク画像３０のうちの、赤色の色情報のみを有する画像画素３１Rの重心と、その赤色の色情報のみを有する画像画素３１Rへのビニング処理で生成される画像画素３７Rの重心とが等しくなるため、ビニング処理において、赤色の画像画素３１Rの重心を補正する必要がない。また、図１４及び図１５に示すように、緑色の色情報のみを有する画像画素３１G、青色の色情報のみを有する画像画素３１B、シアン色の色情報のみを有する画像画素３１C、マゼンタ色の色情報のみを有する画像画素３１M、及び黄色の色情報のみを有する画像画素３１Yにおいても同様である。それゆえ、より適切なＲＧＢ画像及びＣＭＹ画像を取得できる。図１４及び図１５中、符号Ｒは赤色の色情報のみを有する画像画素（以下、「赤色の画像画素」とも呼ぶ）３１Rを示し、以下同様に、符号Ｇは緑色の色情報のみを有する画像画素（以下、「緑色の画像画素」とも呼ぶ）３１Gを示し、符号Ｂは青色の色情報のみを有する画像画素（以下、「青色の画像画素」とも呼ぶ）３１Bを示し、符号Ｃはシアン色の色情報のみを有する画像画素（以下、「シアン色の画像画素」とも呼ぶ）３１Cを示し、符号Ｍはマゼンタ色の色情報のみを有する画像画素（以下、「マゼンタ色の画像画素」とも呼ぶ）３１Mを示し、符号Ｙは黄色の色情報のみを有する画像画素（以下、「黄色の画像画素」とも呼ぶ）３１Yを示す。
　なお、第１の実施形態では、左上側及び右下側の画素ユニット１０を、第２の画素ユニット１０2及び第３の画素ユニット１０3とする例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、第２の画素ユニット１０2及び第３の画素ユニット１０3を、右上側及び左下側の画素ユニット１０に配置する構成や、左上側及び左下側の画素ユニット１０に配置する構成、右上側及び右下側の画素ユニット１０に配置する構成を採用することもできる。また、例えば、第１の画素ユニット１０1を下側に配置し、第４の画素ユニット１０4を上側に配置する構成を採用することもできる。即ち、画素ユニット群１１のそれぞれが、画素ユニット群１１を構成する４つの画素ユニット１０のうちの、第１の画素ユニット１０1にＲフィルタ１９RとＣフィルタ１９Cとをカラーフィルタ１９として含み、第２の画素ユニット１０2及び第３の画素ユニット１０3それぞれにＧフィルタ１９G及びＭフィルタ１９Mをカラーフィルタ１９として含み、第４の画素ユニット１０4にＢフィルタ１９B及びＹフィルタ１９Yをカラーフィルタ１９として含む構成であればよい。
　マイクロレンズ２０は、カラーフィルタ１９の裏面Ｓ４側（受光面側）に、各光電変換部２４に対応して形成されている。即ち、１つの光電変換部２４（画素９）に対して１つのマイクロレンズ２０が形成されている。これにより、マイクロレンズ２０は、行列状に規則的に配列されてなるマイクロレンズアレイ２７を形成している。マイクロレンズ２０のそれぞれは、被写体からの像光（入射光１１３）を集光し、集光した入射光１１３をカラーフィルタ１９を介して光電変換部２４裏面（受光面）付近に導く構成となっている。
　なお、第１の実施形態では、１つの光電変換部２４に対して１つのマイクロレンズ２０を形成する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、緑色画素９Gを位相差画素として使用する場合、図９に示すように、１×２の行列状に２つの緑色画素９Gを配置し、配置した２つの緑色画素９G（位相差画素）に対して１つのマイクロレンズ２０を形成する構成としてもよい。このような構成によれば、１つのマイクロレンズ２０を共有する２つの緑色画素９G（位相差画素）間で撮像画像の位相差を検出することができる。
　配線層２２は、基板２の表面Ｓ２側に形成されており、層間絶縁膜２８と、層間絶縁膜２８を介して複数層に積層された配線２９とを含んで構成されている。そして、配線層２２は、複数層の配線２９を介して、各画素９を構成する画素トランジスタを駆動する。
　支持基板２３は、配線層２２の基板２に面する側とは反対側の面に形成されている。支持基板２３は、固体撮像装置１の製造段階において、基板２の強度を確保するための基板である。支持基板２３の材料としては、例えば、シリコン(Si)を用いることができる。
［１－３　画像生成処理］
　次に、信号処理回路１０５（モザイク画像生成部１０６、ホワイトバランス調整部１０７、モード判定部１０８、リモザイク処理部１０９、ビニング処理部１１０、輝度値算出部１１１、輝度合成部１１２）で実行される画像生成処理について説明する。
　画像生成処理が実行されると、図１０に示すように、まずステップＳ１０１で、モザイク画像生成部１０６が、赤色画素９R、緑色画素９G、青色画素９B、シアン色画素９C、マゼンタ色画素９M及び黄色画素９Yから出力される画素信号（画素値）に基づき、図１１に示すように、カラーフィルタ１９の配列に対応するモザイク画像３０を生成する。
　続いてステップＳ１０２に移行して、ホワイトバランス調整部１０７が、ステップＳ１０１で生成したモザイク画像３０の各画像画素３１の画素値に基づき、光源の色温度を推定し、推定した色温度に基づき、モザイク画像３０のホワイトバランスを調整する。
　続いてステップＳ１０３に移行して、モード判定部１０８が、電子機器１００のユーザによって選択された撮影モードが高解像度モード及び高ＳＮ比モードの何れであるかを判定する。そして、高解像度モードであると判定した場合には、ステップＳ１０４に移行する。一方、高ＳＮ比モードであると判定した場合には、ステップＳ１０５に移行する。
　ステップＳ１０４では、リモザイク処理部１０９が、ステップＳ１０２でホワイトバランスを修正したモザイク画像３０に対してリモザイク処理を行う。リモザイク処理では、図１２に示すように、モザイク画像３０を構成する赤色、緑色及び青色の画像画素３１R、３１G、３１Bの画素配列をベイヤー配列に変換し、ベイヤー配列の赤色、緑色及び青色の画像画素３２R、３２G、３２BからなるＲＧＢモザイク画像３３を生成する。また、図１３に示すように、シアン色、マゼンタ色及び黄色の画像画素３１C、３１M、３１Yの画素配列を予め定められた所定配列に変換し、所定配列のシアン色、マゼンタ色及び黄色の画像画素３４C、３４M、３４YからなるＣＭＹモザイク画像３５を生成する。図１３では、所定配列として、ベイヤー配列の赤色、緑色及び青色の画像画素３２R、３２G、３２Bのそれぞれをシアン色、マゼンタ色及び黄色の画像画素３４C、３４M、３４Yに置き換えてなる画素配列を用いた場合を例示している。図１２は、モザイク画像３０及びＲＧＢモザイク画像３３の一部を拡大して示している。また、図１３は、モザイク画像３０及びＣＭＹモザイク画像３５の一部を拡大して示している。
　一方、ステップＳ１０５では、ビニング処理部１１０が、ステップＳ１０２でホワイトバランスを修正したモザイク画像３０に対してビニング処理を行った後、ステップＳ１０６に移行する。ビニング処理では、図１４に示すように、モザイク画像３０のうちの、第１の画素ユニット１０1に対応する画素群３６1のそれぞれで赤色の画像画素３１Rの画素値を加算して１つの赤色の画像画素３７Rの画素値とする。以下同様に、第２の画素ユニット１０2に対応する画素群３６2のそれぞれで緑色の画像画素３１Gの画素値を加算して１つの緑色の画像画素３７Gの画素値とする。また、第３の画素ユニット１０3に対応する画素群３６3のそれぞれで緑色の画像画素３１Gの画素値を加算して１つの緑色の画像画素３７Gの画素値とする。また、第４の画素ユニット１０4に対応する画素群３６4のそれぞれで青色の画像画素３１Bの画素値を加算して１つの青色の画像画素３７Bの画素値とする。これにより、赤色の画像画素３７R（赤色の色情報のみを有する画像画素３７R）、緑色の画像画素３７G（緑色の色情報のみを有する画像画素３７G）、青色の画像画素３７G（青色の色情報のみを有する画像画素３７B）からなるＲＧＢモザイク画像３８を生成する。ＲＧＢモザイク画像３８の画素数はモザイク画像３０の画素数の１/４となる。図１４は、モザイク画像３０、ＲＧＢモザイク画像３８の一部を拡大して示している。
　また、ビニング処理では、図１５に示すように、ステップＳ１０２でホワイトバランスを修正したモザイク画像３０のうちの、第１の画素ユニット１０1に対応する画素群３６1のそれぞれでシアン色の画像画素３１Cの画素値を加算して１つのシアン色の画像画素３８Cの画素値とする。以下同様に第２の画素ユニット１０2に対応する画素群３６2のそれぞれでマゼンタ色の画像画素３１Mの画素値を加算して１つのマゼンタ色の画像画素３８Mの画素値とする。また第３の画素ユニット１０3に対応する画素群３６3のそれぞれでマゼンタ色の画像画素３１Mの画素値を加算して１つのマゼンタ色の画像画素３８Mの画素値とする。また第４の画素ユニット１０4に対応する画素群３６4のそれぞれで黄色の画像画素３１Yの画素値を加算して１つの黄色の画像画素３８Yの画素値とする。これにより、シアン色の画像画素３８C（シアン色の色情報のみを有する画像画素３８C）、マゼンタ色の画像画素３８M（マゼンタ色の色情報のみを有する画像画素３８M）、黄色の画像画素３８Y（黄色の色情報のみを有する画像画素３８Y）からなるＣＭＹモザイク画像３９を生成する。ＣＭＹモザイク画像３９の画素数はモザイク画像３０の画素数の１/４となる。図１５は、モザイク画像３０、ＣＭＹモザイク画像３９の一部を拡大して示している。
　また、ビニング処理では、輝度値算出部１１１が、図１６に示すように、ステップＳ１０２でホワイトバランスを修正したモザイク画像３０のうちの、第１の画素ユニット１０1に対応する画素群３６1のそれぞれで赤色及びシアン色の色情報を有する画像画素３１R、３１Cの画素値を加算して１つの画像画素４０の輝度値を算出する。以下同様に、第２の画素ユニット１０2に対応する画素群３６2のそれぞれで緑色及びマゼンタ色の色情報を有する画像画素３１G、３１Mの画素値を加算して１つの画像画素４０の輝度値を算出する。また、第３の画素ユニット１０3に対応する画素群３６3のそれぞれで緑色及びマゼンタ色の色情報を有する画像画素３１G、３１Mの画素値を加算して１つの画像画素４０の輝度値を算出する。また、第４の画素ユニット１０4に対応する画素群３６4のそれぞれで青色及び黄色の色情報を有する画像画素３１B、３１Mの画素値を加算して１つの画像画素４０の輝度値を算出する。これにより、各画像画素４０の輝度値のみ表された輝度画像４１を生成する。輝度画像４１の画素数は、モザイク画像３０の画素数の１/４となる。図１６は、モザイク画像３０及び輝度画像４１の一部を拡大して示している。
　なお、輝度値の算出に用いる画素値として、ステップＳ１０２でホワイトバランスを修正したモザイク画像３０の画素値に補正係数を乗算した数値を用いる構成としてもよい。具体的には、モザイク画像３０の各画像画素３１の画素値Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｃy、Ｍg、Ｙeと、予め定められた補正係数ａ11、ａ21、ａ12、ａ22、ａ13、ａ23とに基づき、下記（１）式に従って、輝度画像４１の各画像画素４０の輝度値Ｂr1、Ｂr2、Ｂr3を算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　上記（１）式において、Ｒは赤色の画像画素３１Rの画素値、Ｇは緑色の画像画素３１Gの画素値、Ｂは青色の画像画素３１Bの画素値、Ｃyはシアン色の画像画素３１Cの画素値、Ｍgはマゼンタ色の画像画素３１Mの画素値、Ｙeは黄色の画像画素３１Yの画素値である。また、Ｂr1は赤色及びシアン色の画像画素３１R、３１Cの画素値Ｒ、Ｃyから得られる輝度値、Ｂr2は緑色及びマゼンタ色の画像画素３１G、３１Mの画素値Ｇ、Ｍgから得られる輝度値、Ｂr3は青色及び黄色の画像画素３１B、３１Yの画素値Ｂ、Ｙeから得られる輝度値である。補正係数ａ11、ａ21、ａ12、ａ22、ａ13、ａ23としては、Ｂr1＝Ｂr2＝Ｂr3となるように、光源の色温度毎に異なる数値が設定された数値を用いる。これにより、図５、図６及び図７に示すように、輝度値Ｂr1、Ｂr2、Ｂr3間の差を低減することができる。
　続いてステップＳ１０６に移行して、輝度合成部１１２が、ステップＳ１０５で生成したＲＧＢモザイク画像３８又はＣＭＹモザイク画像３９に対して輝度合成処理を行う。輝度合成処理では、まずステップＳ１０１で生成したモザイク画像３０の各画像画素３１の画素値に基づき、被写体が明るいかを判定する。そして、被写体が明るいと判定した場合には、図１７に示すように、ＲＧＢモザイク画像３８に輝度画像４１の輝度値を合成して合成画像４２を生成する。ＲＧＢモザイク画像３８に輝度画像４１を合成することにより、高色再現性と高解像度との両立を図ることができる。また、例えば、ＲＧＢモザイク画像３８を得るための固体撮像装置と、輝度画像４１を得るための固体撮像装置とを別々に有する複眼カメラと異なり、視差補正が不要である。
　ＲＧＢモザイク画像３８と輝度画像４１との合成では、まずＲＧＢモザイク画像３８の各画素３７の画素値Ｒ、Ｇ、Ｂと、予め定められた係数ｂ11、ｂ21、ｂ31、ｂ12、ｂ22、ｂ32、ａ13、ａ23、ａ33とに基づき、下記（２）式に従って、各画素のＹ1信号、Ｃb信号、Ｃr信号を算出する。続いて、算出したＹ1信号、及び輝度画像４１の各画像画素４０の輝度値（Ｙ2信号）に基づき、下記（３）式に従って、合成画像４２の各画素４３の輝度信号Ｙを算出する。即ち、Ｙ1信号をＹ2信号で補正して輝度信号Ｙとする。その際、各画素４３の色情報としては、上記（２）式で算出したＣb信号、Ｃr信号を用いる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 　Ｙ＝αＹ1＋（１－α）Ｙ2　…（３）
　ここで、信号値Ｙ1ＣbＣrは、隣接画素から補完処理によって求められるため、解像度（Ｙ1信号に相当）は劣化する傾向がある。これに対し、Ｙ2信号は、解像度の劣化はほとんどない。それゆえ、上記（３）式によれば、解像度が高い画像を得ることができる。
　一方、被写体が暗いと判定した場合には、色変換マトリックスを用いて、図１８に示すように、ＣＭＹモザイク画像３９をＲＧＢモザイク画像４４に変換する。続いて、変換したＲＧＢモザイク画像４４に輝度画像４１を合成して合成画像４５を生成する。ＲＧＢモザイク画像４４に輝度画像４１を合成することにより、高ＳＮ比と高解像度との両立を図ることができる。また、例えば、上述の複眼カメラと異なり、視差補正が不要である。
　以上説明したように、本開示の第１の実施形態に係る固体撮像装置１は、画素ユニット群１１のそれぞれが、画素ユニット群１１を構成する４つの画素ユニット１０のうちの、第１の画素ユニット１０1にＲフィルタ１９RとＣフィルタ１９Cとをカラーフィルタ１９として含み、第２及び第３の画素ユニット１０2、１０3それぞれにＧフィルタ１９GとＭフィルタ１９Mとをカラーフィルタ１９として含み、第４の画素ユニット１０4にＢフィルタ１９BとＹフィルタ１９Yとをカラーフィルタ１９として含むようにした。それゆえ、赤色画素９R、緑色画素９G及び青色画素９Bの画素信号を用いることで、ＲＧＢ画像を生成できる。また、シアン色画素９C、マゼンタ色画素９M及び黄色画素９Yの画素信号を用いることで、ＣＭＹ画像を生成できる。さらに、同じ画素ユニット１０内の各画素９の画素値を加算することで、輝度情報を生成できる。そのため、一回の撮像で、ＲＧＢ画像、ＣＭＹ画像、及び輝度情報を取得可能な固体撮像装置１を提供することができる。
〈２．第２の実施形態：電子機器〉
［２－１　要部の構成］
　次に、本開示の第２の実施形態に係る電子機器１００について説明する。図１９は、第２の実施形態に係る電子機器１００の全体構成を示す図である。また、図２０は、第１の実施形態の画像生成処理を示すフローチャートである。図１９及び図２０において、図１及び図１０に対応する部分には同一符号を付し重複説明を省略する。
　第２の実施形態に係る電子機器１００は、図１９に示すように、信号処理回路１０５がＨＤＲ画像生成部１１４を備え、図２０に示すように、画像生成処理が図１０のステップＳ１０６に代えてステップＳ２０１を有する点が、第１の実施形態と異なっている。
　ステップＳ２０１では、ＨＤＲ画像生成部１１４が、ステップＳ１０５で生成したＲＧＢモザイク画像３８及びＣＭＹモザイク画像３９（図１４、図１５参照）に基づきＨＤＲ画像生成処理を行う。ＨＤＲ画像生成処理では、色変換マトリックスを用い、図２１及び図２２に示すように、ＣＭＹモザイク画像３９をＲＧＢモザイク画像４６に変換する。続いて、変換したＲＧＢモザイク画像４６と、ステップＳ１０５で生成したＲＧＢモザイク画像３８とを合成してＨＤＲ画像４７を生成する。ＣＭＹモザイク画像３９から得たＲＧＢモザイク画像４６と、ステップＳ１０５で生成したＲＧＢモザイク画像３８との合成方法としては、例えば、各画像画素４８毎に、ＲＧＢモザイク画像４６の画素値とＲＧＢモザイク画像３８の画素値とを加算する方法を採用できる。
　以上説明したように、本開示の第２の実施形態に係る電子機器１００は、ＣＭＹモザイク画像３９をＲＧＢモザイク画像４６に変換し、変換したＲＧＢモザイク画像４６と、ビニング処理部１１０で生成したＲＧＢモザイク画像３８とを合成してＨＤＲ画像４７（高ダイナミックレンジ画像）を生成するようにした。それゆえ、一回の撮影で、ＲＧＢ画像、ＣＭＹ画像及び輝度情報に加え、ＨＤＲ画像４７を生成することができる。
［２－２　変形例］
　なお、本開示の第１及び第２の実施形態に係る電子機器１００では、ビニング処理を、固体撮像装置１の外部の信号処理回路１０５でデジタル的に行う例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、固体撮像装置１の画素９から画素信号を読み出す際にアナログ的に行う構成としてもよい。具体的には、図２３に示すように、画素ユニット１０を構成する各画素９のフローティングディフュージョン４９に接続されている信号線５０のうち、同色の画素９のフローティングディフュージョン４９に接続されている信号線５０を電気的に接続し、同色の画素９の画素信号を加算してＣＤＳ回路５１に出力する構成を採用できる。これにより、同色の画素９の画素値の加算結果を得ることができる。
　また、図２４に示すように、画素ユニット１０を構成する各画素９のフローティングディフュージョン４９に接続されている信号線５０を電気的に接合し、複数の画素９の画素信号を加算してＣＤＳ回路５１に出力する構成を採用することもできる。これにより、図１６に示した輝度画像４１の各画像画素４０の輝度値（輝度情報）を得ることができる。
〈３．移動体への応用例〉
　本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
　図２５は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
　車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図２５に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２０５３が図示されている。
　駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
　ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
　車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
　撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
　車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
　マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｄｒｉｖｅｒ　Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
　また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
　また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
　音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図２５の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
　図２６は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
　図２６では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
　撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
　なお、図２６には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
　撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
　例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
　例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
　撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
　以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部１２０３１に適用され得る。具体的には、図１及び図２の固体撮像装置１０１、１、図１の信号処理回路１０５は、撮像部１２０３１に適用することができる。撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、より見やすい撮影画像を得ることができるため、ドライバの疲労を軽減することが可能になる。
〈４．内視鏡手術システムへの応用例〉
　本開示に係る技術（本技術）は、例えば、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
　図２７は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
　図２７では、術者（医師）１１１３１が、内視鏡手術システム１１０００を用いて、患者ベッド１１１３３上の患者１１１３２に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム１１０００は、内視鏡１１１００と、気腹チューブ１１１１１やエネルギー処置具１１１１２等の、その他の術具１１１１０と、内視鏡１１１００を支持する支持アーム装置１１１２０と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート１１２００と、から構成される。
　内視鏡１１１００は、先端から所定の長さの領域が患者１１１３２の体腔内に挿入される鏡筒１１１０１と、鏡筒１１１０１の基端に接続されるカメラヘッド１１１０２と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒１１１０１を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡１１１００を図示しているが、内視鏡１１１００は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
　鏡筒１１１０１の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡１１１００には光源装置１１２０３が接続されており、当該光源装置１１２０３によって生成された光が、鏡筒１１１０１の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者１１１３２の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡１１１００は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
　カメラヘッド１１１０２の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ：　Ｃａｍｅｒａ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）１１２０１に送信される。
　ＣＣＵ１１２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等によって構成され、内視鏡１１１００及び表示装置１１２０２の動作を統括的に制御する。さらに、ＣＣＵ１１２０１は、カメラヘッド１１１０２から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。
　表示装置１１２０２は、ＣＣＵ１１２０１からの制御により、当該ＣＣＵ１１２０１によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。
　光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡１１１００に供給する。
　入力装置１１２０４は、内視鏡手術システム１１０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置１１２０４を介して、内視鏡手術システム１１０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡１１１００による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示等を入力する。
　処置具制御装置１１２０５は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具１１１１２の駆動を制御する。気腹装置１１２０６は、内視鏡１１１００による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者１１１３２の体腔を膨らめるために、気腹チューブ１１１１１を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ１１２０７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ１１２０８は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
　なお、内視鏡１１１００に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置１１２０３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
　また、光源装置１１２０３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
　また、光源装置１１２０３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Ｎａｒｒｏｗ　Ｂａｎｄ　Ｉｍａｇｉｎｇ）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置１１２０３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
　図２８は、図２７に示すカメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１の機能構成の一例を示すブロック図である。
　カメラヘッド１１１０２は、レンズユニット１１４０１と、撮像部１１４０２と、駆動部１１４０３と、通信部１１４０４と、カメラヘッド制御部１１４０５と、を有する。ＣＣＵ１１２０１は、通信部１１４１１と、画像処理部１１４１２と、制御部１１４１３と、を有する。カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１とは、伝送ケーブル１１４００によって互いに通信可能に接続されている。
　レンズユニット１１４０１は、鏡筒１１１０１との接続部に設けられる光学系である。鏡筒１１１０１の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド１１１０２まで導光され、当該レンズユニット１１４０１に入射する。レンズユニット１１４０１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。
　撮像部１１４０２は、撮像素子で構成される。撮像部１１４０２を構成する撮像素子は、１つ（いわゆる単板式）であってもよいし、複数（いわゆる多板式）であってもよい。撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってＲＧＢそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部１１４０２は、３Ｄ（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成されてもよい。３Ｄ表示が行われることにより、術者１１１３１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット１１４０１も複数系統設けられ得る。
　また、撮像部１１４０２は、必ずしもカメラヘッド１１１０２に設けられなくてもよい。例えば、撮像部１１４０２は、鏡筒１１１０１の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
　駆動部１１４０３は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部１１４０５からの制御により、レンズユニット１１４０１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部１１４０２による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
　通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４０４は、撮像部１１４０２から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル１１４００を介してＣＣＵ１１２０１に送信する。
　また、通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１から、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部１１４０５に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。
　なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ１１２０１の制御部１１４１３によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるＡＥ（Ａｕｔｏ　Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）機能、ＡＦ（Ａｕｔｏ　Ｆｏｃｕｓ）機能及びＡＷＢ（Ａｕｔｏ　Ｗｈｉｔｅ　Ｂａｌａｎｃｅ）機能が内視鏡１１１００に搭載されていることになる。
　カメラヘッド制御部１１４０５は、通信部１１４０４を介して受信したＣＣＵ１１２０１からの制御信号に基づいて、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御する。
　通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２から、伝送ケーブル１１４００を介して送信される画像信号を受信する。
　また、通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２に対して、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。
　画像処理部１１４１２は、カメラヘッド１１１０２から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。
　制御部１１４１３は、内視鏡１１１００による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部１１４１３は、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を生成する。
　また、制御部１１４１３は、画像処理部１１４１２によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置１１２０２に表示させる。この際、制御部１１４１３は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部１１４１３は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具１１１１２の使用時のミスト等を認識することができる。制御部１１４１３は、表示装置１１２０２に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者１１１３１に提示されることにより、術者１１１３１の負担を軽減することや、術者１１１３１が確実に手術を進めることが可能になる。
　カメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１を接続する伝送ケーブル１１４００は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
　ここで、図示する例では、伝送ケーブル１１４００を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１との間の通信は無線で行われてもよい。
　以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、カメラヘッド１１１０２の撮像部１１４０２や、ＣＣＵ１１２０１の画像処理部１１４１２等に適用され得る。具体的には、図１及び図２の固体撮像装置１０１、１は、撮像部１０４０２に適用することができ、図１の信号処理回路１０５は、画像処理部１１４１２に適用することができる。撮像部１０４０２、画像処理部１１４１２に本開示に係る技術を適用することにより、より鮮明な術部画像を得ることができるため、術者が術部を確実に確認することが可能になる。
　なお、ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。
　なお、本技術は、以下のような構成を取ることができる。
（１）
　光電変換部と、前記光電変換部に対応して形成されたカラーフィルタとを有する画素がｍ×ｍ（ｍは２以上の自然数）の行列状に配置されてなる画素ユニットを、２×２の行列状に配置してなる複数の画素ユニット群が配列されている画素アレイ部を備え、
　前記画素ユニット群のそれぞれは、前記画素ユニット群を構成する４つの前記画素ユニットのうちの、第１の画素ユニットに、赤色光を透過させるＲフィルタと、当該赤色光と補色関係にあるシアン色光を透過させるＣフィルタとを前記カラーフィルタとして含み、第２及び第３の画素ユニットそれぞれに、緑色光を透過させるＧフィルタと、当該緑色光と補色関係にあるマゼンタ色光を透過させるＭフィルタとを前記カラーフィルタとして含み、第４の画素ユニットに、青色光を透過させるＢフィルタと、当該青色光と補色関係にある黄色光を透過させるＹフィルタとを前記カラーフィルタとして含む
　固体撮像装置。
（２）
　ｍは３以上の自然数であり、
　前記第１の画素ユニットは、前記ｍ×ｍの行列状に配置された複数の前記画素のうち互いに市松状に位置する一部の前記画素が前記Ｒフィルタを含み、残りの前記画素が前記Ｃフィルタを含んでおり、
　前記第２の画素ユニットは、前記ｍ×ｍの行列状に配置された複数の前記画素のうち互いに市松状に位置する一部の前記画素が前記Ｇフィルタを含み、残りの前記画素が前記Ｍフィルタを含んでおり、
　前記第３の画素ユニットは、前記ｍ×ｍの行列状に配置された複数の前記画素のうち互いに市松状に位置する一部の前記画素が前記Ｂフィルタを含み、残りの前記画素が前記Ｙフィルタを含んでいる
　前記（１）に記載の固体撮像装置。
（３）
　ｍ＝２であり、
　前記第１の画素ユニットは、対角位置に配置されている画素対のうちの、一方の画素対が前記Ｒフィルタを含み、他方の画素対が前記Ｃフィルタを含んでおり、
　前記第２の画素ユニットは、対角位置に配置されている画素対のうちの、一方の画素対が前記Ｇフィルタを含み、他方の画素対が前記Ｍフィルタを含んでおり、
　前記第３の画素ユニットは、対角位置に配置されている画素対のうちの、一方の画素対が前記Ｂフィルタを含み、他方の画素対が前記Ｍフィルタを含んでいる
　前記（１）に記載の固体撮像装置。
（４）
　光電変換部と、前記光電変換部に対応して形成されたカラーフィルタとを有する画素がｍ×ｍ（ｍは２以上の自然数）の行列状に配置されてなる画素ユニットを、２×２の行列状に配置してなる複数の画素ユニット群が、複数配列されている画素アレイ部を備え、前記画素ユニット群のそれぞれは、前記画素ユニット群を構成する４つの前記画素ユニットのうちの、第１の画素ユニットに、赤色光を透過させるＲフィルタと、赤色光と補色関係にあるシアン色光を透過させるＣフィルタとを前記カラーフィルタとして含み、第２及び第３の画素ユニットそれぞれに、緑色光を透過させるＧフィルタと、緑色光と補色関係にあるマゼンタ色光を透過させるＭフィルタとを前記カラーフィルタとして含み、第４の画素ユニットに、青色光を透過させるＢフィルタと、青色光と補色関係にある黄色光を透過させるＹフィルタを前記カラーフィルタとして含む固体撮像装置と、
　被写体からの像光を前記固体撮像装置の撮像面上に結像させる光学レンズと、
　前記固体撮像装置から出力される信号に信号処理を行う信号処理回路とを備える
　電子機器。
（５）
　前記信号処理回路は、前記信号から得られる前記カラーフィルタの配列に対応するモザイク画像のうちの、前記第１の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれで赤色の色情報のみを有する画像画素の画素値を加算して１つの赤色の色情報のみを有する画像画素の画素値とし、前記第２及び第３の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれで緑色の色情報のみを有する画像画素の画素値を加算して１つの緑色の色情報のみを有する画像画素の画素値とし、前記第４の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれで青色の色情報のみを有する画像画素の画素値を加算して１つの青色の色情報のみを有する画像画素の画素値とすることで、ＲＧＢモザイク画像を生成するビニング処理部を備える
　前記（４）に記載の電子機器。
（６）
　前記信号処理回路は、前記信号から得られる前記カラーフィルタの配列に対応するモザイク画像のうちの、前記第１の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれでシアン色の色情報のみを有する画像画素の画素値を加算して１つのシアン色の色情報のみを有する画像画素の画素値とし、前記第２及び第３の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれでマゼンタ色の色情報のみを有する画像画素の画素値を加算して１つのマゼンタ色の色情報のみを有する画像画素の画素値とし、前記第４の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれで黄色の色情報のみを有する画像画素の画素値を加算して１つの黄色の色情報のみを有する画像画素の画素値とすることで、ＣＭＹモザイク画像を生成するビニング処理部を備える
　前記（４）又は（５）に記載の電子機器。
（７）
　前記信号処理回路は、前記信号から得られる前記カラーフィルタの配列に対応するモザイク画像のうちの、前記第１の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれで赤色及びシアン色の色情報を有する画像画素の画素値を加算して１つの画像画素の輝度値を算出し、前記第２及び第３の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれで緑色及びマゼンタ色の色情報を有する画像画素の画素値を加算して１つの画像画素の輝度値を算出し、前記第４の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれで青色及び黄色の色情報を有する画像画素の画素値を加算して１つの画像画素の輝度値を算出するビニング処理部を備える
　前記（４）から（６）の何れかに記載の電子機器。
（８）
　前記ビニング処理部は、前記輝度値の算出に用いる画素値として、光源の色温度毎に設定された補正係数を前記モザイク画像の画素値に乗算した数値を用いる
　前記（７）に記載の電子機器。
（９）
　前記信号処理回路は、
　前記信号から得られる前記カラーフィルタの配列に対応するモザイク画像のうちの、前記第１の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれで赤色の色情報のみを有する画像画素の画素値を加算して１つの赤色の色情報のみを有する画像画素の画素値とし、前記第２及び第３の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれで緑色の色情報のみを有する画像画素の画素値を加算して１つの緑色の色情報のみを有する画像画素の画素値とし、前記第４の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれで青色の色情報のみを有する画像画素の画素値を加算して１つの青色の色情報のみを有する画像画素の画素値とすることで、ＲＧＢモザイク画像を生成するビニング処理部と、
　前記ＲＧＢモザイク画像に前記輝度値を合成する輝度合成部とを備える
　前記（７）又は（８）に記載の電子機器。
（１０）
　前記信号処理回路は、
　前記信号から得られる前記カラーフィルタの配列に対応するモザイク画像のうちの、前記第１の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれでシアン色の色情報のみを有する画像画素の画素値を加算して１つのシアン色の色情報のみを有する画像画素の画素値とし、前記第２及び第３の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれでマゼンタ色の色情報のみを有する画像画素の画素値を加算して１つのマゼンタ色の色情報のみを有する画像画素の画素値とし、前記第４の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれで黄色の色情報のみを有する画像画素の画素値を加算して１つの黄色の色情報のみを有する画像画素の画素値とすることで、ＣＭＹモザイク画像を生成するビニング処理部と、
　前記ＣＭＹモザイク画像をＲＧＢモザイク画像に変換した後、変換した前記ＲＧＢモザイク画像に前記輝度値を合成する輝度合成部とを備える
　前記（７）又は（８）に記載の電子機器。
（１１）
　前記ビニング処理部は、前記ＲＧＢモザイク画像を生成するとともに、前記信号から得られる前記カラーフィルタの配列に対応するモザイク画像のうちの、前記第１の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれでシアン色の色情報のみを有する画像画素の画素値を加算して１つのシアン色の色情報のみを有する画像画素の画素値とし、前記第２及び第３の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれでマゼンタ色の色情報のみを有する画像画素の画素値を加算して１つのマゼンタ色の色情報のみを有する画像画素の画素値とし、前記第４の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれで黄色の色情報のみを有する画像画素の画素値を加算して１つの黄色の色情報のみを有する画像画素の画素値とすることで、ＣＭＹモザイク画像を生成し、
　前記信号処理回路は、前記ＣＭＹモザイク画像をＲＧＢモザイク画像に変換し、変換したＲＧＢモザイク画像と前記ビニング処理部で生成した前記ＲＧＢモザイク画像とを合成して高ダイナミックレンジ画像を生成するＨＤＲ画像生成部を備える
　前記（５）に記載の電子機器。
　１…固体撮像装置、２…基板、３…画素アレイ部、４…垂直駆動回路、５…カラム信号処理回路、６…水平駆動回路、７…出力回路、８…制御回路、９…画素、１０…画素ユニット、１１…画素ユニット群、１２…画素駆動配線、１３…垂直信号線、１４…水平信号線、１５…絶縁膜、１６…遮光膜、１７…平坦化膜、１８…受光層、１９…カラーフィルタ、２０…マイクロレンズ、２１…集光層、２２…配線層、２３…支持基板、２４…光電変換部、２５…画素分離部、２６…カラーフィルタアレイ、２７…マイクロレンズアレイ、２８…層間絶縁膜、２９…配線、３０…モザイク画像、３１…画像画素、３２…画像画素３３…ＲＧＢモザイク画像、３４…画像画素、３５…ＣＭＹモザイク画像、３６1、３６2、３６3、３６4…画素群、３７…画像画素、３８…画像画素、３９…ＣＭＹモザイク画像、４０…画像画素、４１…輝度画像、４２…合成画像、４３…画像画素、４４…ＲＧＢモザイク画像、４５…合成画像、４６…ＲＧＢモザイク画像、４７…ＨＤＲ画像、４８…画像画素、１００…電子機器、１０１…固体撮像装置、１０２…光学レンズ、１０３…シャッタ装置、１０４…駆動回路、１０５…信号処理回路、１０６…モザイク画像生成部、１０７…ホワイトバランス調整部、１０８…モード判定部、１０９…リモザイク処理部、１１０…ビニング処理部、１１１…輝度値算出部、１１２…輝度合成部、１１３…入射光、１１４…ＨＤＲ画像生成部

Claims (11)

  1. 　光電変換部と、前記光電変換部に対応して形成されたカラーフィルタとを有する画素がｍ×ｍ（ｍは２以上の自然数）の行列状に配置されてなる画素ユニットを、２×２の行列状に配置してなる複数の画素ユニット群が配列されている画素アレイ部を備え、
    　前記画素ユニット群のそれぞれは、前記画素ユニット群を構成する４つの前記画素ユニットのうちの、第１の画素ユニットに、赤色光を透過させるＲフィルタと、当該赤色光と補色関係にあるシアン色光を透過させるＣフィルタとを前記カラーフィルタとして含み、第２及び第３の画素ユニットそれぞれに、緑色光を透過させるＧフィルタと、当該緑色光と補色関係にあるマゼンタ色光を透過させるＭフィルタとを前記カラーフィルタとして含み、第４の画素ユニットに、青色光を透過させるＢフィルタと、当該青色光と補色関係にある黄色光を透過させるＹフィルタとを前記カラーフィルタとして含む
    　固体撮像装置。
  2. 　ｍは３以上の自然数であり、
    　前記第１の画素ユニットは、前記ｍ×ｍの行列状に配置された複数の前記画素のうち互いに市松状に位置する一部の前記画素が前記Ｒフィルタを含み、残りの前記画素が前記Ｃフィルタを含んでおり、
    　前記第２の画素ユニットは、前記ｍ×ｍの行列状に配置された複数の前記画素のうち互いに市松状に位置する一部の前記画素が前記Ｇフィルタを含み、残りの前記画素が前記Ｍフィルタを含んでおり、
    　前記第３の画素ユニットは、前記ｍ×ｍの行列状に配置された複数の前記画素のうち互いに市松状に位置する一部の前記画素が前記Ｂフィルタを含み、残りの前記画素が前記Ｙフィルタを含んでいる
    　請求項１に記載の固体撮像装置。
  3. 　ｍ＝２であり、
    　前記第１の画素ユニットは、対角位置に配置されている画素対のうちの、一方の画素対が前記Ｒフィルタを含み、他方の画素対が前記Ｃフィルタを含んでおり、
    　前記第２の画素ユニットは、対角位置に配置されている画素対のうちの、一方の画素対が前記Ｇフィルタを含み、他方の画素対が前記Ｍフィルタを含んでおり、
    　前記第３の画素ユニットは、対角位置に配置されている画素対のうちの、一方の画素対が前記Ｂフィルタを含み、他方の画素対が前記Ｍフィルタを含んでいる
    　請求項１に記載の固体撮像装置。
  4. 　光電変換部と、前記光電変換部に対応して形成されたカラーフィルタとを有する画素がｍ×ｍ（ｍは２以上の自然数）の行列状に配置されてなる画素ユニットを、２×２の行列状に配置してなる複数の画素ユニット群が、複数配列されている画素アレイ部を備え、前記画素ユニット群のそれぞれは、前記画素ユニット群を構成する４つの前記画素ユニットのうちの、第１の画素ユニットに、赤色光を透過させるＲフィルタと、赤色光と補色関係にあるシアン色光を透過させるＣフィルタとを前記カラーフィルタとして含み、第２及び第３の画素ユニットそれぞれに、緑色光を透過させるＧフィルタと、緑色光と補色関係にあるマゼンタ色光を透過させるＭフィルタとを前記カラーフィルタとして含み、第４の画素ユニットに、青色光を透過させるＢフィルタと、青色光と補色関係にある黄色光を透過させるＹフィルタを前記カラーフィルタとして含む固体撮像装置と、
    　被写体からの像光を前記固体撮像装置の撮像面上に結像させる光学レンズと、
    　前記固体撮像装置から出力される信号に信号処理を行う信号処理回路とを備える
    　電子機器。
  5. 　前記信号処理回路は、前記信号から得られる前記カラーフィルタの配列に対応するモザイク画像のうちの、前記第１の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれで赤色の色情報のみを有する画像画素の画素値を加算して１つの赤色の色情報のみを有する画像画素の画素値とし、前記第２及び第３の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれで緑色の色情報のみを有する画像画素の画素値を加算して１つの緑色の色情報のみを有する画像画素の画素値とし、前記第４の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれで青色の色情報のみを有する画像画素の画素値を加算して１つの青色の色情報のみを有する画像画素の画素値とすることで、ＲＧＢモザイク画像を生成するビニング処理部を備える
    　請求項４に記載の電子機器。
  6. 　前記信号処理回路は、前記信号から得られる前記カラーフィルタの配列に対応するモザイク画像のうちの、前記第１の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれでシアン色の色情報のみを有する画像画素の画素値を加算して１つのシアン色の色情報のみを有する画像画素の画素値とし、前記第２及び第３の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれでマゼンタ色の色情報のみを有する画像画素の画素値を加算して１つのマゼンタ色の色情報のみを有する画像画素の画素値とし、前記第４の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれで黄色の色情報のみを有する画像画素の画素値を加算して１つの黄色の色情報のみを有する画像画素の画素値とすることで、ＣＭＹモザイク画像を生成するビニング処理部を備える
    　請求項４に記載の電子機器。
  7. 　前記信号処理回路は、前記信号から得られる前記カラーフィルタの配列に対応するモザイク画像のうちの、前記第１の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれで赤色及びシアン色の色情報を有する画像画素の画素値を加算して１つの画像画素の輝度値を算出し、前記第２及び第３の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれで緑色及びマゼンタ色の色情報を有する画像画素の画素値を加算して１つの画像画素の輝度値を算出し、前記第４の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれで青色及び黄色の色情報を有する画像画素の画素値を加算して１つの画像画素の輝度値を算出する輝度値算出部を備える
    　請求項４に記載の電子機器。
  8. 　前記輝度値算出部は、前記輝度値の算出に用いる画素値として、光源の色温度毎に設定された補正係数を前記モザイク画像の画素値に乗算した数値を用いる
    　請求項７に記載の電子機器。
  9. 　前記信号処理回路は、
    　前記信号から得られる前記カラーフィルタの配列に対応するモザイク画像のうちの、前記第１の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれで赤色の色情報のみを有する画像画素の画素値を加算して１つの赤色の色情報のみを有する画像画素の画素値とし、前記第２及び第３の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれで緑色の色情報のみを有する画像画素の画素値を加算して１つの緑色の色情報のみを有する画像画素の画素値とし、前記第４の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれで青色の色情報のみを有する画像画素の画素値を加算して１つの青色の色情報のみを有する画像画素の画素値とすることで、ＲＧＢモザイク画像を生成するビニング処理部と、
    　前記ＲＧＢモザイク画像に前記輝度値を合成する輝度合成部とを備える
    　請求項７に記載の電子機器。
  10. 　前記信号処理回路は、
    　前記信号から得られる前記カラーフィルタの配列に対応するモザイク画像のうちの、前記第１の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれでシアン色の色情報のみを有する画像画素の画素値を加算して１つのシアン色の色情報のみを有する画像画素の画素値とし、前記第２及び第３の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれでマゼンタ色の色情報のみを有する画像画素の画素値を加算して１つのマゼンタ色の色情報のみを有する画像画素の画素値とし、前記第４の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれで黄色の色情報のみを有する画像画素の画素値を加算して１つの黄色の色情報のみを有する画像画素の画素値とすることで、ＣＭＹモザイク画像を生成するビニング処理部と、
    　前記ＣＭＹモザイク画像をＲＧＢモザイク画像に変換した後、変換した前記ＲＧＢモザイク画像に前記輝度値を合成する輝度合成部とを備える
    　請求項７に記載の電子機器。
  11. 　前記ビニング処理部は、前記ＲＧＢモザイク画像を生成するとともに、前記信号から得られる前記カラーフィルタの配列に対応するモザイク画像のうちの、前記第１の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれでシアン色の色情報のみを有する画像画素の画素値を加算して１つのシアン色の色情報のみを有する画像画素の画素値とし、前記第２及び第３の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれでマゼンタ色の色情報のみを有する画像画素の画素値を加算して１つのマゼンタ色の色情報のみを有する画像画素の画素値とし、前記第４の画素ユニットに対応する画素群のそれぞれで黄色の色情報のみを有する画像画素の画素値を加算して１つの黄色の色情報のみを有する画像画素の画素値とすることで、ＣＭＹモザイク画像を生成し、
    　前記信号処理回路は、前記ＣＭＹモザイク画像をＲＧＢモザイク画像に変換し、変換したＲＧＢモザイク画像と前記ビニング処理部で生成した前記ＲＧＢモザイク画像とを合成して高ダイナミックレンジ画像を生成するＨＤＲ画像生成部を備える
    　請求項５に記載の電子機器。
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