成像裝置、成像方法、電子設(shè)備和程序的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本技術(shù)涉及能夠借助類(lèi)似于借助稀疏讀取的信號(hào)處理的信號(hào)處理，通過(guò)組合求和讀出和稀疏讀出，改進(jìn)S/N的成像裝置和成像方法、電子裝置以及程序。如圖中的左部分所示，首先，對(duì)于作為區(qū)域Z1和Z2的頂部行的子顏色的G像素和B像素執(zhí)行稀疏讀取。接著，是作為區(qū)域Z1和Z2的棋盤(pán)中的主顏色的W像素的在圖中由直線(xiàn)連接的兩個(gè)像素的像素信號(hào)，在相同聲音定時(shí)經(jīng)受求和讀取處理。此外，是作為區(qū)域Z3和Z4的棋盤(pán)中的主顏色的W像素的在圖中由直線(xiàn)連接的兩個(gè)像素的像素信號(hào)，在相同聲音定時(shí)經(jīng)受求和讀取處理。另外，是區(qū)域Z3和Z4的較下行的子像素的R像素和G像素被讀取。然后，如圖中的中間部分，基于區(qū)域Z1至Z4中的主顏色和子顏色之間的相對(duì)關(guān)系，獲得圖中的右部分的拜耳陣列。本技術(shù)可以應(yīng)用于成像裝置。
【專(zhuān)利說(shuō)明】成像裝置、成像方法、電子設(shè)備和程序
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本技術(shù)涉及成像裝置、成像方法、電子設(shè)備和程序。本技術(shù)尤其涉及配置為通過(guò)高速處理，來(lái)限制信噪比的減少、最小化分辨率的降低并且改進(jìn)像素信號(hào)的靈敏度的成像裝置、成像方法、電子設(shè)備和程序。
[0002]本發(fā)明涉及諸如數(shù)字照相機(jī)和數(shù)字?jǐn)z像機(jī)之類(lèi)的成像裝置和信號(hào)處理。
【背景技術(shù)】
[0003]在獲得更多數(shù)目的像素的固態(tài)成像傳感器(諸如互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器)中，加法讀取或者稀疏讀取已經(jīng)用作執(zhí)行高幀速率讀取的技術(shù)。
[0004]在這些技術(shù)中，加法讀取方法已經(jīng)因?yàn)槠湓黾有旁氡?在下文也稱(chēng)為SN比)的優(yōu)點(diǎn)而被普遍使用。
[0005]然而，使用加法讀取與單獨(dú)讀取所有光接收像素的方法相比，自然引起降低分辨率。
[0006]同時(shí)，折疊失真在由稀疏讀取方法中獲得的圖像數(shù)據(jù)中比在加法讀取方法中出現(xiàn)得更頻繁。然而，相應(yīng)地，改進(jìn)分辨率的效果通過(guò)諸如超級(jí)分辨率技術(shù)之類(lèi)的技術(shù)增加。
[0007]然而，在使用稀疏讀取時(shí)比使用加法讀取更大地減少SN比。SN比的惡化在輝度強(qiáng)度低時(shí)尤其可能很突出。
[0008]因此，已經(jīng)提出按照需要在稀疏讀取和加法讀取之間切換，以由此在分辨率和SN比之間平衡(見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
[0009]在另一方法中，已經(jīng)提出包括新穎的顏色布置的濾色器的成像裝置，以允許在分辨率的最小降低的情況下，增加靈敏度(見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)2和3)。
[0010]引用列表
[0011]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0012]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:JP 2011-097568A
[0013]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:JP4626706B
[0014]專(zhuān)利文獻(xiàn)3:JP2006-033454A
【發(fā)明內(nèi)容】
[0015]技術(shù)問(wèn)題
[0016]然而，專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)的技術(shù)的加法處理使用已經(jīng)在專(zhuān)利文獻(xiàn)3中公開(kāi)的計(jì)數(shù)器，以在模至數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換期間執(zhí)行像素加法，這使得AD轉(zhuǎn)換的處理時(shí)間接近沒(méi)有加法處理時(shí)花費(fèi)的時(shí)間的兩倍。結(jié)果，即使當(dāng)使用專(zhuān)利文獻(xiàn)2的技術(shù)時(shí)，存在實(shí)現(xiàn)高幀速率的障礙。
[0017]本技術(shù)已經(jīng)鑒于上面的情況被做出并且特別針對(duì)通過(guò)高速處理限制SN比的減少，最小化分辨率的降低，并且改進(jìn)像素信號(hào)的靈敏度。
[0018]解決方案
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種成像裝置包括:
[0020]像素，布置在二維矩陣上；
[0021]像素的輝度信號(hào)的預(yù)定顏色分量的濾色器；
[0022]與像素的輝度信號(hào)的預(yù)定顏色不同的其他顏色分量的濾色器；以及
[0023]信號(hào)處理單元，配置為將預(yù)定顏色分量的濾色器提供到的像素的信號(hào)一起相加以輸出加法結(jié)果，并且稀疏其他顏色分量的濾色器提供到的像素的信號(hào)以輸出稀疏結(jié)果。
[0024]該信號(hào)處理單元可以配置為使用預(yù)定顏色分量的濾色器提供到的像素的已經(jīng)被相加和輸出的信號(hào)和其他顏色分量的濾色器提供到的像素的已經(jīng)被稀疏和輸出的信號(hào)之間的相關(guān)性。然后信號(hào)處理單元生成其他顏色分量的濾色器提供到的像素的已經(jīng)被稀疏和輸出的信號(hào)。
[0025]該預(yù)定顏色分量可以是白顏色，并且其他顏色分量可以是紅、綠和藍(lán)顏色。
[0026]該預(yù)定顏色分量是綠顏色，并且其他顏色分量可以是紅和藍(lán)顏色。
[0027]該信號(hào)處理單元可以稀疏配備有其他顏色分量的濾色器的像素的信號(hào)，并且在當(dāng)輸出布置在相同行中的像素的信號(hào)時(shí)的時(shí)段的前一半或后一半的第一時(shí)段期間輸出稀疏結(jié)果。然后該信號(hào)處理單元可以將配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的像素和布置在與相同行不同的行中并且配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的相鄰像素的信號(hào)一起相加，并且在與第一時(shí)段不同的第二時(shí)段輸出加法結(jié)果。
[0028]該信號(hào)處理單元可以稀疏配備有其他顏色分量的濾色器的像素的信號(hào)，并且在當(dāng)輸出相同行中布置的像素的信號(hào)時(shí)的時(shí)段的前一半或者后一半的第一時(shí)段期間輸出稀疏結(jié)果。然后該信號(hào)處理單元可以將配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的像素和布置在與相同行不同的行中并且配備有預(yù)定顏色分量的相鄰像素一起相加，并且在與第一時(shí)段不同的第二時(shí)段期間輸出加法結(jié)果。因此，以與其中單獨(dú)執(zhí)行稀疏讀取而不需要加法和輸出處理的信號(hào)處理的順序相同的順序，輸出信號(hào)。
[0029]該信號(hào)處理單元可以通過(guò)使每個(gè)信號(hào)的增益成倍來(lái)稀疏配備有其他顏色分量的濾色器的像素，并且在當(dāng)輸出布置在相同行中的像素的信號(hào)時(shí)的時(shí)段的前一半或后一半的第一時(shí)段期間輸出稀疏結(jié)果。然后該信號(hào)處理單元可以將配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的像素和布置在與相同行不同的行中并且配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的相鄰像素的信號(hào)一起相加，每個(gè)信號(hào)具有平坦增益，并且在與第一時(shí)段不同的第二時(shí)段輸出加法結(jié)果。
[0030]該信號(hào)處理單元可以通過(guò)使每個(gè)信號(hào)的增益成倍來(lái)稀疏配備有其他顏色分量的濾色器的像素，并且在當(dāng)輸出布置在相同行中的像素的信號(hào)時(shí)的時(shí)段的前一半或后一半的第一時(shí)段期間輸出稀疏結(jié)果。然后該信號(hào)處理單元可以將配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的像素和布置在與相同行不同的行中并且配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的相鄰像素的信號(hào)一起相加，每個(gè)信號(hào)具有平坦增益，并且在與第一時(shí)段不同的第二時(shí)段輸出相加結(jié)果。因此，以適當(dāng)改變像素的信號(hào)的模至數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換的范圍這樣的方式輸出信號(hào)。
[0031]該信號(hào)處理單元可以執(zhí)行配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的像素的信號(hào)的浮動(dòng)擴(kuò)散(FD)加法，并且輸出加法結(jié)果。
[0032]該信號(hào)處理單元可以執(zhí)行配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的像素的信號(hào)的源跟隨器加法，并且輸出加法結(jié)果。
[0033]該信號(hào)處理單元可以使用預(yù)定顏色分量的濾色器提供到的像素的已經(jīng)被相加和輸出的信號(hào)和其他顏色分量的濾色器提供到的像素的已經(jīng)被稀疏和輸出的信號(hào)之間的相關(guān)性。該信號(hào)處理單元然后生成其他顏色分量的濾色器提供到的像素的已經(jīng)被稀疏和輸出的信號(hào)。因此，可以減少已經(jīng)被稀疏和輸出的像素的信號(hào)的信噪(SN)比。
[0034]根據(jù)本技術(shù)的第一方面，一種成像裝置的成像方法，該成像裝置包括:
[0035]像素，布置在二維矩陣上；
[0036]像素的輝度信號(hào)的預(yù)定顏色分量的濾色器；
[0037]與像素的輝度信號(hào)的預(yù)定顏色不同的其他顏色分量的濾色器；以及
[0038]該成像方法包括:
[0039]將預(yù)定顏色分量的濾色器提供到的像素的信號(hào)一起相加以輸出加法結(jié)果；以及
[0040]稀疏其他顏色分量的濾色器提供到的像素的信號(hào)以輸出稀疏結(jié)果。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，一種配置為控制成像裝置的計(jì)算機(jī)中的程序，該成像裝置包括:
[0042]像素，布置在二維矩陣上；
[0043]像素的輝度信號(hào)的預(yù)定顏色分量的濾色器；
[0044]與像素的輝度信號(hào)的預(yù)定顏色不同的其他顏色分量的濾色器；以及
[0045]其中，該程序使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行:
[0046]將配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的像素的信號(hào)相加以輸出加法結(jié)果；以及
[0047]稀疏配備有其他顏色分量的濾色器的像素的信號(hào)以輸出稀疏結(jié)果。
[0048]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，一種電子設(shè)備，包括:
[0049]像素，布置在二維矩陣上；
[0050]像素的輝度信號(hào)的預(yù)定顏色分量的濾色器；
[0051]與像素的輝度信號(hào)的預(yù)定顏色不同的其他顏色分量的濾色器；以及
[0052]信號(hào)處理單元，配置為將配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的像素的信號(hào)相加以輸出加法結(jié)果，以及稀疏配備有其他顏色分量的濾色器的像素的信號(hào)以輸出稀疏結(jié)果。
[0053]根據(jù)本發(fā)明的第一和第二方面，成像裝置或者電子設(shè)備包括像素，布置在二維矩陣上；像素的輝度信號(hào)的預(yù)定顏色分量的濾色器；與像素的輝度信號(hào)的預(yù)定顏色不同的其他顏色分量的濾色器。在成像裝置或者電子設(shè)備中，相加并且輸出配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的像素的信號(hào)，以及稀疏并且輸出配備有其他顏色分量的濾色器的像素的信號(hào)。
[0054]技術(shù)效果
[0055]根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)方面，能夠通過(guò)高速處理限制SN比的減少，最小化分辨率的降低，并且改進(jìn)像素信號(hào)的靈敏度。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0056]圖1是圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的本技術(shù)應(yīng)用于的成像裝置的示例性結(jié)構(gòu)的框圖。
[0057]圖2是圖1的成像單元的示例性結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
[0058]圖3是圖2的單位像素的示例性結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
[0059]圖4是共享像素結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
[0060]圖5是使用共享像素結(jié)構(gòu)的像素信號(hào)的讀取方法的說(shuō)明圖。
[0061]圖6是用于說(shuō)明像素信號(hào)讀取處理的流程圖。
[0062]圖7是像素信號(hào)讀取處理的說(shuō)明圖。
[0063]圖8是正常像素信號(hào)讀取處理的說(shuō)明圖。
[0064]圖9是使得子顏色增益是主顏色增益的兩倍的示例的說(shuō)明圖。
[0065]圖10是當(dāng)主顏色是綠顏色時(shí)示例性像素布置的說(shuō)明圖。
[0066]圖11是圖10的示例性像素布置中的像素信號(hào)的讀取方法的說(shuō)明圖。
[0067]圖12是所謂的棋盤(pán)圖案的示例性像素布置的說(shuō)明圖。
[0068]圖13是圖示圖12的示例性像素布置的像素信號(hào)的讀取方法的示例性圖。
[0069]圖14是通用個(gè)人計(jì)算機(jī)的示例性結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0070]下面將描述實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例(下文稱(chēng)為實(shí)施例)。將以下面的順序提供描述。
[0071]1.第一實(shí)施例(使用其中主顏色是白顏色并且子顏色是紅、綠和藍(lán)顏色的像素布置的示例)
[0072]2.第二修改(使用其中主顏色是綠顏色并且子顏色是紅和藍(lán)顏色的像素布置的示例)
[0073]3.第二修改(使用其中主顏色是白顏色并且子顏色是紅、綠和藍(lán)顏色而綠像素在水平和垂直兩個(gè)方向上每隔一個(gè)地布置的像素布置的示例)
[0074]<第一實(shí)施例>
[0075][成像裝置的實(shí)施例的示例性結(jié)構(gòu)]
[0076]圖1是圖示根據(jù)第一實(shí)施例的本技術(shù)應(yīng)用于的成像裝置的示例性結(jié)構(gòu)的框圖。圖1的成像裝置拍攝圖像以輸出為為由數(shù)字信號(hào)形成的圖像信號(hào)，并且例如在可移除介質(zhì)中記錄該圖像信號(hào)。
[0077]圖1的成像裝置13包括成像單元21，配置為拍攝由可見(jiàn)光組成的彩色圖像以輸出為圖像信號(hào)；以及信號(hào)處理單元22，配置為執(zhí)行從成像單元21接收到的圖像信號(hào)的信號(hào)處理并且在可以移除介質(zhì)101中記錄圖像信號(hào)，同時(shí)控制成像單元21的操作。
[0078]更具體地，成像單元21是所謂的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器，包括成像鏡頭31、光學(xué)低通濾波器32、紅外光截止濾波器33、濾色器34、像素陣列單元35、列處理單元36、成像信號(hào)處理單元37和驅(qū)動(dòng)控制單元38。
[0079]成像鏡頭31配置為用于拍攝圖像信息，以朝成像鏡頭31引導(dǎo)承擔(dān)放置在光源11下面的對(duì)象12的圖像的光L(諸如，太陽(yáng)光或者熒光燈的光)以形成圖像的光學(xué)系統(tǒng)。光學(xué)低通濾波器32對(duì)于每個(gè)像素平滑來(lái)自成像鏡頭31的入射光，并且朝紅外光截止濾波器33發(fā)射產(chǎn)生的光。紅外光截止濾波器33截止來(lái)自低通濾波器32的入射光的紅外分量，并且朝濾色器34發(fā)射產(chǎn)生的光。
[0080]濾色器34是二維布置的紅、綠和藍(lán)(RGB)顏色或者帶有白(W:白)顏色的RGB的濾色器，通過(guò)該濾色器在接收每個(gè)類(lèi)型的顏色的同時(shí)光被透射，并且朝像素陣列單元35發(fā)射。關(guān)于白顏色，這里提供透明濾波器作為白顏色的濾色器。然而，理解可以不提供濾波器本身，以仿佛該白色濾波器起作用那樣形成結(jié)構(gòu)。
[0081]像素陣列單元35包括二維布置在矩陣中的將稍后參考圖3、4描述的單位像素151 (在下文中簡(jiǎn)單地也稱(chēng)為像素)。這些像素包括將入射可見(jiàn)光轉(zhuǎn)換為與光量對(duì)應(yīng)的電電荷(electric charge)的光電轉(zhuǎn)換元件。如圖2中圖示,像素陣列單元35包括以矩陣布置的像素。在該圖中，像素驅(qū)動(dòng)線(xiàn)121布置用于橫向(布置像素行的方向或者水平方向)中的每行，并且垂直信號(hào)線(xiàn)122布置用于垂直方向(布置像素列的方向或者垂直方向)中的每列。在圖2中，像素驅(qū)動(dòng)線(xiàn)121圖示為單線(xiàn)，但不限于單線(xiàn)。像素陣列單元35向列處理單元36輸出存儲(chǔ)為光電轉(zhuǎn)換元件的電電荷的像素信號(hào)。下面將通過(guò)參考圖3、4描述單位像素的特定結(jié)構(gòu)。
[0082]在成像信號(hào)處理單元37中，使得四像素組用作共享像素，并且通過(guò)組合稀疏讀取和加法讀取來(lái)讀取像素信號(hào)，這將稍后通過(guò)參考圖4描述。成像信號(hào)處理單元37根據(jù)已經(jīng)以該方式讀取的像素信號(hào)降低分辨率，同時(shí)再現(xiàn)已經(jīng)被稀疏并且讀取的像素，以改進(jìn)SNt匕，并且向信號(hào)處理單元22輸出產(chǎn)生的像素信號(hào)。
[0083]驅(qū)動(dòng)控制單元38控制像素陣列單元35的操作。更具體地，驅(qū)動(dòng)控制單元38包括系統(tǒng)控制單元131、垂直驅(qū)動(dòng)單元132和水平驅(qū)動(dòng)單元133，如圖2中圖示。
[0084]垂直驅(qū)動(dòng)單元132由位移寄存器、地址解碼器等組成。雖然沒(méi)有示出垂直驅(qū)動(dòng)單元132的特定結(jié)構(gòu)，但是其包括讀取掃描系統(tǒng)和清除掃描系統(tǒng)(sweep scanning system)。讀取掃描系統(tǒng)對(duì)于每行順序執(zhí)行從其讀取信號(hào)的單位像素的選擇性?huà)呙琛Ｍ瑫r(shí)，清除掃描系統(tǒng)通過(guò)等效于快門(mén)速度的時(shí)間，在讀取掃描之前，以從要讀取的行的單位像素的光電轉(zhuǎn)換元件清除(重新設(shè)置)不需要的電電荷這樣的方式，相對(duì)于要讀取的行，執(zhí)行清除掃描，該要讀取的行由讀取掃描系統(tǒng)執(zhí)行讀取掃描。通過(guò)由清除掃描系統(tǒng)的不需要的電電荷的該清除(重新設(shè)置)，執(zhí)行所謂的電子快門(mén)操作。電子快門(mén)操作指代其中丟棄光電轉(zhuǎn)換元件的光學(xué)電荷并且現(xiàn)在開(kāi)始新的曝光(開(kāi)始光學(xué)電荷的存儲(chǔ))的操作。
[0085]要由讀取掃描系統(tǒng)的讀取操作讀取的信號(hào)與在其立即之前的讀取操作之后或者電子快門(mén)之后接收到的入射光量對(duì)應(yīng)。由此，該操作立即之前的讀取定時(shí)或者電子快門(mén)操作的清除定時(shí)和該次讀取操作的讀取定時(shí)之間的時(shí)段被視為單位像素的光學(xué)電荷的存儲(chǔ)時(shí)間(曝光時(shí)間)。
[0086]信號(hào)在垂直驅(qū)動(dòng)單元132的選擇性?huà)呙柚髲南袼匦械南鄳?yīng)單位像素輸出，并且通過(guò)每個(gè)垂直信號(hào)線(xiàn)122供應(yīng)到列處理單元36。列處理單元36對(duì)于像素陣列單元35的每個(gè)像素列，執(zhí)行對(duì)從所選行的每個(gè)像素輸出的模擬像素信號(hào)的預(yù)定信號(hào)處理。列處理單元36通過(guò)相關(guān)雙采樣(CDS)處理采集(take)從所選行的每個(gè)像素輸出的重置電平和信號(hào)電平，并且確定電平之間的差異以確定每行的像素信號(hào)，同時(shí)去除像素的固定模式噪聲。為了轉(zhuǎn)換模擬像素信號(hào)為數(shù)字信號(hào)，列處理單元36按需要可以包括模至數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換功能。在下面的描述中，圖1的列處理單元36被視為具有AD轉(zhuǎn)換功能。
[0087]水平驅(qū)動(dòng)單元133由移位寄存器或者地址解碼器組成，以執(zhí)行對(duì)應(yīng)于列處理單元36的像素行，接連地執(zhí)行電路部分的選擇性?huà)呙?。通過(guò)由水平驅(qū)動(dòng)單元133的選擇性?huà)呙?，順序輸出已?jīng)在列處理單元36中經(jīng)受對(duì)于像素的每行的信號(hào)處理的像素信號(hào)。
[0088]成像信號(hào)處理單元37執(zhí)行從像素陣列單元35的每個(gè)像素輸出的與濾色器34的顏色布置(諸如拜耳布置)對(duì)應(yīng)的信號(hào)處理。稍后將參考圖5描述成像信號(hào)處理單元37中的特定信號(hào)處理。
[0089]拜耳布置指代這樣的顏色布置，在該顏色布置中，以棋盤(pán)圖案表示需要高分辨率的輝度信號(hào)的主要分量的顏色或者主顏色，同時(shí)在剩余部分中布置表示相對(duì)不需要高分辨率的顏色分量的兩種或者三種類(lèi)型的顏色或者子顏色。例如拜耳布置的基本形式是顏色布置的顏色編碼，在該顏色布置的顏色編碼中，綠顏色像素(G像素)布置為主要對(duì)輝度信號(hào)有貢獻(xiàn)的主顏色，而紅顏色像素(R像素)和藍(lán)顏色像素(B像素)在剩余部分中以棋盤(pán)圖案布置為子顏色。也可以提供另一種顏色布置的顏色編碼，在該顏色布置的顏色編碼中，表示主要分量的主顏色是以棋盤(pán)圖案布置的白顏色，并且在剩余部分中以棋盤(pán)圖案布置紅顏色像素(R像素)、綠顏色像素(G像素)和藍(lán)顏色像素(B像素)。
[0090]系統(tǒng)控制單元131接收從外部供應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)、用于指令(order)操作模式的數(shù)據(jù)等，并且輸出諸如由CMOS圖像傳感器形成的成像單元21的內(nèi)部信息之類(lèi)的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)控制單元131還包括生成各種定時(shí)信號(hào)的定時(shí)生成器，并且根據(jù)由定時(shí)生成器生成的各種定時(shí)信號(hào)，控制垂直驅(qū)動(dòng)單元132、水平驅(qū)動(dòng)單元133、列處理單元36和成像信號(hào)處理單元37的驅(qū)動(dòng)。
[0091]信號(hào)處理單元22包括圖像信號(hào)處理單元51和用作主控制單元以控制成像裝置13的整個(gè)操作的控制單元52。圖像信號(hào)處理單元51包括信號(hào)分離單元71、顏色信號(hào)處理單元72、輝度信號(hào)處理單元73和編碼器單元74。
[0092]信號(hào)處理單元71具有主顏色獲分離功能，以當(dāng)與主濾色器不同的濾色器用作濾色器34時(shí)，分離從列處理單元36的AD轉(zhuǎn)換電路供應(yīng)的數(shù)字成像信號(hào)為紅顏色像素信號(hào)(R像素信號(hào))、綠顏色像素信號(hào)(G像素信號(hào))和藍(lán)顏色像素信號(hào)(B像素信號(hào))。顏色信號(hào)處理單元72根據(jù)由信號(hào)分離單元71分離的R、G和B像素信號(hào)，執(zhí)行關(guān)于顏色信號(hào)的信號(hào)處理。輝度信號(hào)處理單元73根據(jù)作為由信號(hào)分離單元71分離的主顏色信號(hào)的R、G和B像素，執(zhí)行關(guān)于輝度信號(hào)Y的信號(hào)處理。編碼器單元74根據(jù)輝度信號(hào)/顏色信號(hào)生成圖像信號(hào)。
[0093]控制單元52配置為控制成像裝置13的整個(gè)操作。更具體地，控制單元52包括連接到總線(xiàn)91的微處理器(微處理器)92、只讀存儲(chǔ)器(ROM) 93、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 94、通信接口(I/F) 95和讀取單元96。微處理器92是電子計(jì)算機(jī)的中心，并且由其中要由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的計(jì)算和控制功能集成在很小的集成電路中的中央處理單元(CPU)表示。
[0094]微處理器92通過(guò)適當(dāng)讀取配置為非易失性存儲(chǔ)單元的ROM 93中存儲(chǔ)的程序和數(shù)據(jù)，來(lái)控制控制單元52的整個(gè)操作，同時(shí)將程序和數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)到配置為易失性存儲(chǔ)單元的RAM 94中并且執(zhí)行設(shè)置各種控制脈沖的開(kāi)(on)關(guān)(off)定時(shí)程序或者用于曝光控制的程序。
[0095]當(dāng)微處理器92用作用于控制曝光條件的曝光條件控制單元時(shí)執(zhí)行的用于曝光控制的程序包括例如根據(jù)來(lái)自輝度信號(hào)處理單元73的基于輝度的信號(hào)的光度計(jì)數(shù)據(jù)的計(jì)算(例如，預(yù)定尺寸和位置的光度計(jì)面積的平均值的計(jì)算)和根據(jù)計(jì)算結(jié)果的輝度電平確定(該結(jié)果是高于還是低于中間電平)。
[0096]在上面，“易失性存儲(chǔ)單元”指代配置為當(dāng)斷開(kāi)設(shè)備的電源時(shí)刪除存儲(chǔ)的內(nèi)容的存儲(chǔ)單元。相比之下，“非易失性存儲(chǔ)單元”指代配置為即使當(dāng)斷開(kāi)設(shè)備的主電源時(shí)也保持存儲(chǔ)的內(nèi)容的存儲(chǔ)單元。只要可以保持存儲(chǔ)的內(nèi)容，也可以使用任何存儲(chǔ)單元。存儲(chǔ)單元不限于其中由半導(dǎo)體材料制成的存儲(chǔ)器元件本身具有非易失性特性的存儲(chǔ)單元?？商娲?，可以向存儲(chǔ)單元提供備用電源，以引導(dǎo)易失性存儲(chǔ)器元件仿佛其具有“非易失性特性”那樣表現(xiàn)。
[0097]安裝在驅(qū)動(dòng)器23上的可移除介質(zhì)101用于登記各種設(shè)置值數(shù)據(jù)，諸如使得微處理器92執(zhí)行軟件處理的程序數(shù)據(jù)、根據(jù)來(lái)自輝度信號(hào)處理單元73的基于輝度的信號(hào)的光度計(jì)數(shù)據(jù)的會(huì)聚范圍和用于曝光控制處理(包括控制電子快門(mén))的各種控制脈沖的開(kāi)和關(guān)定時(shí)。
[0098]讀取單元96向RAM 93存儲(chǔ)(安裝)從安裝在驅(qū)動(dòng)器23上的可移除介質(zhì)101讀取的數(shù)據(jù)。通信I/F 95中介(mediate)向諸如因特網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)的通信數(shù)據(jù)的傳送和從諸如因特網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)的通信數(shù)據(jù)的傳送。
[0099]在該類(lèi)型的成像裝置13中，作為模塊與像素陣列單元35分離地提供驅(qū)動(dòng)控制單元38和列處理單元36。然而，不用說(shuō)，可以在與像素陣列單元35相同的半導(dǎo)體襯底上集成地形成這些單元作為一個(gè)芯片。
[0100]另外，如圖1、2中圖示，成像裝置13除了像素陣列單元35、驅(qū)動(dòng)控制單元38、列處理單元36和信號(hào)處理單元22之外，還包括成像鏡頭31、光學(xué)低通濾波器32或者諸如紅外光截止濾波器的其他光學(xué)系統(tǒng)。當(dāng)這些單元封裝在一起以具有成像功能時(shí)優(yōu)選這種配置。
[0101]在固態(tài)圖像傳感器的模塊的上下文中，如圖中圖示，像素陣列單元35和與像素陣列單元35側(cè)(諸如包括AD轉(zhuǎn)換功能和差分(CDS)處理功能的列處理單元36)緊密相關(guān)聯(lián)的信號(hào)處理單元(除了列處理單元36的后級(jí)中的信號(hào)處理單元22)，可以一起被封裝以形成使得在固態(tài)圖像傳感器中提供成像功能的模塊。在以模塊的形式提供的這種固態(tài)圖像傳感器的后級(jí)中，可以提供作為信號(hào)處理單元的剩余部分的信號(hào)處理單元22，以形成整個(gè)成像裝置13。
[0102]可替代地，雖然沒(méi)有被圖示，可以以像素陣列單元35和諸如成像鏡頭35之類(lèi)的光學(xué)系統(tǒng)封裝在一起這樣的方式，以具有成像功能的模塊的形式提供固態(tài)圖像傳感器，并且除了以模塊形式提供的固態(tài)圖像傳感器之外也以模塊的形式提供信號(hào)處理單元22，以由此形成整個(gè)成像裝置13。
[0103]另外，由于固態(tài)圖像傳感器的模塊的形式，可以包括與信號(hào)處理單元22對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)。在該情況下，固態(tài)圖像傳感器可以基本被視為與成像裝置13完全相同。
[0104]例如這種成像裝置13提供為具有用以執(zhí)行“成像”的成像功能的相機(jī)或者便攜式設(shè)備。“成像”不限于利用相機(jī)在正常攝影期間拍攝圖像，并且也可以在廣義上包括指紋檢測(cè)等。
[0105]因此，上面結(jié)構(gòu)的成像裝置13包括上述固態(tài)圖像傳感器的所有功能，并且基本結(jié)構(gòu)和操作與上述固態(tài)圖像傳感器的基本結(jié)構(gòu)和功能相同。
[0106][單位像素的示例性結(jié)構(gòu)]
[0107]下面，下面將參考圖3描述構(gòu)成單位像素的電路結(jié)構(gòu)。
[0108]圖3的單位像素151包括由配置為光電轉(zhuǎn)換元件的光電二極管161的四個(gè)晶體管，傳送晶體管162、重置晶體管163、放大晶體管164和選擇晶體管165。
[0109]N通道M0S晶體管被使用，并且本文描述為四個(gè)傳送晶體管162、重置晶體管163、放大晶體管164和選擇晶體管165，但也可以使用其他晶體管結(jié)構(gòu)。具體地，如本文圖示，傳送晶體管162、重置晶體管163、放大晶體管164和選擇晶體管165的導(dǎo)電類(lèi)型的組合僅是示例，并且該組合不限于此。
[0110]對(duì)于單位像素151，像素驅(qū)動(dòng)線(xiàn)121(諸如包括傳送線(xiàn)181、重置線(xiàn)182和選擇線(xiàn)183的三條驅(qū)動(dòng)布線(xiàn))一般提供用于相同像素行的每個(gè)像素。傳送線(xiàn)181、重置線(xiàn)182和選擇線(xiàn)183的一端連接到用于并且對(duì)應(yīng)于每個(gè)像素行的垂直驅(qū)動(dòng)單元132的端子。
[0111]光電二極管161的陽(yáng)極連接到負(fù)側(cè)電源(例如，地)，以允許將接收到的光光電轉(zhuǎn)換為與光量對(duì)應(yīng)的光電電荷(該光電電荷在該情況下是光電子)。光電二極管161的陰極經(jīng)由傳送晶體管162電連接到放大晶體管164的柵極。電連接到放大晶體管164的柵極的節(jié)點(diǎn)被稱(chēng)為浮動(dòng)擴(kuò)散(FD)單元166。
[0112]傳送晶體管162連接在光電二極管161的陰極和FD單元166之間。經(jīng)由傳送線(xiàn)181向傳送晶體管162的柵極供應(yīng)高電平(例如，像素電源SVD電平)有效(在下文中寫(xiě)為“高有效”)傳送脈沖TRG。一旦接收到傳送脈沖TRG，傳送晶體管162被接通并且傳送由光電二極管161中的光電轉(zhuǎn)換提供的光學(xué)電荷到FD單元166。
[0113]重置晶體管163具有連接到像素電源SVD的其漏極和連接到FD單元166的其源極。在信號(hào)電荷從光電二極管161傳送到FD單元166之前，經(jīng)由重置線(xiàn)182向重置晶體管163的柵極供應(yīng)高有效重置脈沖RST。一旦接收到重置脈沖RST，重置晶體管163被接通并且通過(guò)向像素電源SVD丟棄FD單元的電荷來(lái)重置FD單元166。
[0114]放大晶體管164具有連接到FD單元166的其柵極和連接到像素電源SVD的其漏極。放大晶體管164在由重置晶體管163重置之后，輸出FD單元166的電勢(shì)作為重置信號(hào)(重置電平)Vrest。放大晶體管164還在由傳送晶體管162傳送信號(hào)電荷之后，輸出FD單兀166的電勢(shì)作為光學(xué)存儲(chǔ)信號(hào)(信號(hào)電平)Vsig。
[0115]選擇晶體管165例如具有連接到放大晶體管164的其漏極和連接到垂直信號(hào)線(xiàn)122的其源極。經(jīng)由選擇線(xiàn)183向選擇晶體管165的柵極供應(yīng)高有效選擇脈沖SEL。一旦接收到選擇脈沖SEL，就接通選擇晶體管165，以使得單位像素151被視為處于被選擇狀態(tài)，并且從放大晶體管164輸出的信號(hào)被中繼到垂直信號(hào)線(xiàn)122。
[0116]其中選擇晶體管165連接在像素電源SVD和放大晶體管164的漏極之間的另一電路結(jié)構(gòu)也是可能的。
[0117]單位像素151的像素結(jié)構(gòu)不限于由四個(gè)晶體管形成的上述結(jié)構(gòu)。例如，像素結(jié)構(gòu)可以包括三個(gè)晶體管，一個(gè)晶體管用作放大晶體管164和選擇晶體管165 二者，并且可以對(duì)于其使用任何像素電路結(jié)構(gòu)。
[0118][共享像素結(jié)構(gòu)]
[0119]同時(shí)，在拍攝移動(dòng)圖像期間，執(zhí)行其中相鄰像素信號(hào)被相加并且讀取以增加幀速率的像素加法是習(xí)慣作法。在像素中、在信號(hào)線(xiàn)上、在列處理單元36和后級(jí)信號(hào)處理單元32中允許像素加法。接著，因此，通過(guò)參考圖4，下面將描述其中將相互相鄰垂直和水平布置的四個(gè)像素的信號(hào)相加的共享像素結(jié)構(gòu)的示例。
[0120]圖4圖示電路結(jié)構(gòu)，也就是，其中在像素值被讀取用于像素中的四個(gè)相鄰像素的情況下的共享像素結(jié)構(gòu)的示例。在圖4中，給出類(lèi)似名稱(chēng)和編號(hào)標(biāo)記，以組成具有與圖3中的功能相同的功能的元件，并且將相應(yīng)地省略其描述。四個(gè)像素的像素布置例如包括像素P1至IJP4，如圖4的右下側(cè)圖示。
[0121]具體地，相互相鄰地垂直和水平布置的四個(gè)光電二極管161被稱(chēng)為光電二極管
161-1到161-4。對(duì)于這些光電二極管161-1到161-4，單獨(dú)提供四個(gè)傳送晶體管162-1到
162-4。重置晶體管163、放大晶體管164和選擇晶體管165中的每個(gè)提供用于四個(gè)光電二極管161-1至161-4和傳送晶體管162-1至162-4。
[0122]具體地，傳送晶體管162-1至162-4中的每個(gè)具有連接到光電二極管161_1至
161-4的陰極電極的一個(gè)電極和連接到放大晶體管164的柵極的另一電極。放大晶體管164的柵極連接到共同提供用于光電二極管161-1至161-4的FD單元166。重置晶體管163具有連接到像素電源SVD的其漏極和連接到FD單元的其源極。上面的組成元件形成與像素P1至P4(如圖4的右下側(cè)圖示)對(duì)應(yīng)的四個(gè)像素的共享像素結(jié)構(gòu)。像素P1至P4分別與光電二極管161-1至161-4和傳送晶體管162-1至162-4對(duì)應(yīng)。
[0123]在圖4中圖示的相鄰四個(gè)像素的共享像素結(jié)構(gòu)中，分別在與四個(gè)傳送晶體管
162-1至162-4相同的定時(shí)供應(yīng)傳送脈沖TRG[1]至TRG[4]，以由此實(shí)現(xiàn)相鄰四個(gè)像素中的像素相加。
[0124]具體地，從光電二極管161-1至161-4傳送到FD單元166的電電荷被視為通過(guò)傳送晶體管162-1至162-4在FD單元166中相加。
[0125]同時(shí)，在傳送晶體管132-1至162-4之間可以分別在不同定時(shí)供應(yīng)傳送脈沖TRG[1]至TRG[4]，以實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)用于每個(gè)像素。具體地，當(dāng)拍攝移動(dòng)圖像時(shí)執(zhí)行像素加法以改進(jìn)幀速率，同時(shí)獨(dú)立地讀取所有像素的信號(hào)，以當(dāng)拍攝靜止圖像時(shí)改進(jìn)分辨率。
[0126][利用四個(gè)像素共享像素結(jié)構(gòu)讀取信號(hào)]
[0127]接著，通過(guò)參考圖5，將描述已經(jīng)通過(guò)參考圖4說(shuō)明的使用四個(gè)像素的共享像素結(jié)構(gòu)的像素信號(hào)讀取過(guò)程。
[0128]在圖5中，在附圖中寫(xiě)為W、R、G和B的濾色器34中使用白、紅、綠和藍(lán)顏色的四種濾色器。此外，配備有白、紅、綠和藍(lán)顏色的單個(gè)濾色器的像素在下文中也將被稱(chēng)為W、R、G和B。另外，在附圖的描述中，除非另外表示，W像素的背景由白顏色表示，R像素的背景由斜向右下的陰影線(xiàn)表示，G像素的背景由水平帶表示，并且B像素的背景由斜向右上的陰影線(xiàn)表示。在該情況下，由垂直四個(gè)像素乘水平四個(gè)像素的總共16個(gè)像素的W像素的棋盤(pán)圖案和從左上角朝右下角傾斜的對(duì)角線(xiàn)布置的G像素(如在圖5的最左側(cè)圖示)形成顏色布置。
[0129]B像素布置在頂部右起的第二個(gè)像素處和最左側(cè)列從底部起的第二個(gè)像素處。另外，R像素布置在最右側(cè)列從頂部起的第二個(gè)像素處和在底部左側(cè)起的第二像素處。此時(shí)，放置在16個(gè)像素的右上角的區(qū)域Z1中的四個(gè)像素形成共享像素結(jié)構(gòu)。其他區(qū)域Z2至Z4也具有共享像素結(jié)構(gòu)。相應(yīng)地，W、B、R和W像素與圖4的像素P1至P4對(duì)應(yīng)地布置在區(qū)域Z1中。類(lèi)似地，對(duì)應(yīng)于像素P1至P4，W、G、G和W像素布置在區(qū)域Z2，并且W像素布置在區(qū)域Z3，并且W、B、R和W像素布置在區(qū)域Z4。
[0130]此時(shí)，布置在由垂直4個(gè)像素乘水平四個(gè)像素形成的總共16個(gè)像素中頂部上的B和G像素經(jīng)受稀疏讀取作為第一處理，而無(wú)像素加法。關(guān)于布置在頂部上的這些B和G像素，當(dāng)傳送脈沖TRG[2]同時(shí)供應(yīng)到圖4中圖示的像素布置中的區(qū)域Z1、Z2的8和6像素二者的傳送晶體管162-2時(shí)，讀取像素信號(hào)。
[0131]接著，作為第二處理，左和右對(duì)角布置的兩個(gè)W像素經(jīng)受像素加法，并且讀取為區(qū)域Z1至Z4中每個(gè)的質(zhì)心位置的W像素的像素信號(hào)。具體地，如圖5的左側(cè)中圖示，分別由直線(xiàn)T1至T4結(jié)合的W像素經(jīng)受像素加法和讀取。
[0132]關(guān)于W像素的相加，當(dāng)同時(shí)向要在圖4中圖示的像素布置中相加的像素的兩個(gè)傳送晶體管162-1、162-4供應(yīng)傳送脈沖TRG[1]、TRG[4]時(shí)，兩個(gè)像素在FD單元166中相加。這種像素加法在下文中將被稱(chēng)為FD加法。
[0133]另外，作為第三處理，垂直四個(gè)像素乘水平四個(gè)像素的總共十六個(gè)像素中，布置在底部的R和G像素，經(jīng)受稀疏讀取，而沒(méi)有像素加法。關(guān)于底部上的R和G像素，當(dāng)同時(shí)向圖4中圖示的像素布置的區(qū)域Z3、Z4的R和G像素二者的傳送晶體管162-3供應(yīng)傳送脈沖TRG[3]時(shí)，讀取像素信號(hào)。
[0134]具體地，通過(guò)到目前為止的處理，尚未分別讀取區(qū)域Z1的R像素、區(qū)域Z2的下級(jí)上的G像素、區(qū)域3的下級(jí)上的G像素和區(qū)域Z4的R像素的信號(hào)。也就是，在區(qū)域Z1至Z4中沒(méi)有使用四個(gè)像素的共享像素結(jié)構(gòu)的每個(gè)的一個(gè)像素的像素信號(hào)。相應(yīng)地，與其中通過(guò)像素加法讀取W像素的情況相比，減小R、B和G像素的靈敏度，并且降低SN比。
[0135]接著，如圖5的中心圖示，執(zhí)行第四處理用于區(qū)域Z1至Z4中的每個(gè)。根據(jù)像素位置和值，采用W、R、B和G像素之間的相關(guān)性，其中，W像素已經(jīng)讀取為單個(gè)區(qū)域的質(zhì)心位置處的像素信號(hào)。根據(jù)預(yù)定相關(guān)性，對(duì)區(qū)域Z1至Z4的重心位置處的像素信號(hào)執(zhí)行擬合，以生成RGB拜耳布置的四個(gè)像素信號(hào)，如圖5的右側(cè)圖示。
[0136]由此，像素加法處理可以用以轉(zhuǎn)換并且輸出與包括W像素的棋盤(pán)圖案的顏色布置對(duì)應(yīng)的信號(hào)為與RGB拜耳布置對(duì)應(yīng)的信號(hào)。
[0137][像素信號(hào)讀取處理]
[0138]接著，通過(guò)參考圖6的流程圖，將描述像素信號(hào)讀取處理。該處理說(shuō)明在由垂直四個(gè)像素乘水平四個(gè)像素的總共十六個(gè)像素形成的像素布置的情況下(如圖5的左側(cè)部分圖示)的像素信號(hào)讀取處理。因此，假設(shè)圖2的像素陣列單元35的其他像素，與垂直四個(gè)像素乘水平四個(gè)像素的總共十六個(gè)像素的像素單位類(lèi)似地處理。
[0139]下面，圖5的左側(cè)中圖示的像素布置包括以棋盤(pán)圖案布置的白顏色，并且白顏色也將稱(chēng)為主顏色。包括紅、綠和藍(lán)顏色的其他顏色也將稱(chēng)為子顏色。另外，圖5的區(qū)域Z1、Z2將稱(chēng)為由垂直四個(gè)像素乘水平四個(gè)像素的總共十六個(gè)像素形成的區(qū)域的上部。類(lèi)似地，區(qū)域Z3、Z4將稱(chēng)為下部。對(duì)于區(qū)域Z1至Z4，圖4的右下角中圖示的對(duì)應(yīng)像素P1、P2將稱(chēng)為Z1至Z4中的每個(gè)的較上行，并且像素P3、P4將稱(chēng)為較下行。
[0140]在步驟S11中，驅(qū)動(dòng)控制單元38的垂直驅(qū)動(dòng)單元132經(jīng)由與上部對(duì)應(yīng)的區(qū)域Z1、Z2中的像素驅(qū)動(dòng)線(xiàn)121的傳送線(xiàn)181，生成傳送脈沖TRG[2]，如圖7的最左側(cè)中圖示，以由此使得較上行中的子像素信號(hào)被讀取。具體地，圖7的最左側(cè)中圖示的像素的布置與圖5的最左側(cè)中圖示的十六個(gè)像素的布置類(lèi)似。像素上的圓形標(biāo)記指示在四個(gè)像素的共享像素布置中的單個(gè)像素P1至P4的傳送線(xiàn)181上供應(yīng)的傳送脈沖TRG[1]至TRG[4]供應(yīng)到的像素。
[0141]具體地，在圖7中圖示當(dāng)傳送圖5的最左側(cè)中圖示的區(qū)域Z1至Z4的每個(gè)中的像素P1的像素信號(hào)時(shí)，供應(yīng)傳送脈沖TRG[1]。因此，在圖7的最左側(cè)中，傳送脈沖TRG[1]使得與圖5的區(qū)域Z1至Z4中的每個(gè)對(duì)應(yīng)的W像素的像素信號(hào)被讀取。類(lèi)似地，傳送脈沖TRG[2]使得與圖5的區(qū)域Z1至Z4中的像素P2對(duì)應(yīng)的W像素的像素信號(hào)被讀取。傳送脈沖TRG[3]使得與區(qū)域Z1至Z4的像素P2對(duì)應(yīng)的R、G、G和R像素被讀取。傳送脈沖TRG[4]使得與區(qū)域Z1至Z4的像素P4對(duì)應(yīng)的W像素被讀取。CM表示每個(gè)共享像素結(jié)構(gòu)的放大晶體管164，并且CN表示每個(gè)垂直信號(hào)線(xiàn)122。
[0142]在步驟S11，因此，一旦生成上部區(qū)域Zl、Z2的較上行的傳送脈沖TRG[2]，就讀取子像素(即，與圖4的像素P2對(duì)應(yīng)的G和B)。已經(jīng)被讀取的子像素G和B經(jīng)由垂直信號(hào)線(xiàn)122供應(yīng)到列處理單元36，并且順序提供給成像信號(hào)處理單元37。在圖7中，其像素要被讀取的像素由實(shí)線(xiàn)圍繞。
[0143]在步驟S12，驅(qū)動(dòng)控制單元38的垂直驅(qū)動(dòng)單元132經(jīng)由在上部區(qū)域Z1、Z2中的像素驅(qū)動(dòng)線(xiàn)121的傳送線(xiàn)181生成傳送脈沖TRG[1]、TRG[4]，如圖7從左側(cè)的第二部分中圖示，以執(zhí)行作為與像素P1、P4對(duì)應(yīng)的主顏色像素的W像素的兩個(gè)像素信號(hào)的加法讀取。具體地，在該情況下，同時(shí)讀取兩個(gè)像素的像素信號(hào)，以執(zhí)行FD加法，并且向成像信號(hào)處理單元37傳送加法結(jié)果。
[0144]在步驟S13，驅(qū)動(dòng)控制單元38的垂直驅(qū)動(dòng)單元32經(jīng)由下部區(qū)域Z3、Z4中的像素驅(qū)動(dòng)線(xiàn)121的傳送線(xiàn)181生成傳送脈沖TRG[1]、TRG[4](如圖7從右的第二部分中圖示)。相應(yīng)地，作為與像素P1、P4對(duì)應(yīng)的主顏色像素的W像素的兩個(gè)像素信號(hào)經(jīng)受加法讀取。具體地，在該情況下，同時(shí)讀取兩個(gè)像素的像素信號(hào)，以執(zhí)行FD加法，并且向成像信號(hào)處理單元37傳送加法結(jié)果。
[0145]在步驟S14，驅(qū)動(dòng)控制單元38的垂直驅(qū)動(dòng)單元132經(jīng)由與下部區(qū)域Z3、Z4對(duì)應(yīng)的像素驅(qū)動(dòng)線(xiàn)121的傳送線(xiàn)181生成傳送脈沖TRG[3](如圖7的最右側(cè)中圖示)，以由此使得作為較下行的子顏色像素的R和G像素的像素信號(hào)被讀取并且傳送到成像信號(hào)處理單元37。
[0146]在步驟S15，成像信號(hào)處理單元37采用確定為主顏色像素的W像素和在區(qū)域Z1至Z4中的每個(gè)中確定的子顏色(如圖5的中心中圖示)之間的相關(guān)性。然后每個(gè)區(qū)域的顏色經(jīng)受擬合，如在圖5的右部分處圖示。具體地，如圖5的右側(cè)中圖示，成像信號(hào)處理單元37在將W像素的分量開(kāi)發(fā)為其他顏色的像素中使用方向相關(guān)性計(jì)算每個(gè)區(qū)域的像素信號(hào)。例如在JP4683121B中公開(kāi)使用方向相關(guān)性計(jì)算像素信號(hào)的技術(shù)，在該技術(shù)中，獲得與特定像素對(duì)應(yīng)的多個(gè)顏色信號(hào)，以確定與特定像素對(duì)應(yīng)的位置處垂直方向和/或水平方向上的相關(guān)性值。
[0147]具體地，如圖5的中心部分和右側(cè)中圖示，成像信號(hào)處理單元37根據(jù)W像素和G像素之間的相關(guān)性，用G像素取代W像素。從圖5的左側(cè)中圖示的顏色像素布置顯而易見(jiàn)，W像素和G像素相互相鄰。當(dāng)在給定區(qū)域中考慮W像素和G像素之間的相關(guān)性時(shí)，因?yàn)閮煞N像素可以是輝度信號(hào)的主顏色分量，所以在幾乎1的相關(guān)性值(相關(guān)函數(shù))獲得相當(dāng)強(qiáng)的相關(guān)性。因此，通過(guò)使用顏色相關(guān)性，成像信號(hào)處理單元37確定分辨率的方向，并且通過(guò)轉(zhuǎn)換W像素的輸出電平為等效于G像素的電平的電平，用G像素取代W像素。
[0148]此外，如圖5的右側(cè)中圖示，根據(jù)W像素和R像素之間和W像素和B像素之間的相關(guān)性生成R像素和B像素用于拜耳布置。具體地，因?yàn)閃像素包括R、G和B像素的單個(gè)顏色分量，所以能夠采用W像素和R像素的各個(gè)像素之間和W像素和B像素之間的相關(guān)性。在該信號(hào)處理中，例如在JP2005-160044A中公開(kāi)的技術(shù)可以用于通過(guò)在四顏色布置中由G像素取代輝度信號(hào)，插入所有像素。
[0149]在步驟S16中，成像信號(hào)處理單元37完成上面確定的包括R、G和B像素的拜耳布置，并且作為像素信號(hào)供應(yīng)到信號(hào)處理單元22。
[0150]通過(guò)上面的處理，在水平布置在兩行中的區(qū)域中(每個(gè)區(qū)域由四個(gè)像素形成，以組成共享像素結(jié)構(gòu))執(zhí)行沒(méi)有像素加法的稀疏和有像素加法的加法讀取。相應(yīng)地，通過(guò)與獨(dú)自執(zhí)行稀疏讀取的情況下幾乎相同的讀取過(guò)程，可以改進(jìn)SN比。具體地，在獨(dú)自執(zhí)行稀疏讀取的正常處理中，與圖6的流程圖的步驟Sll、S14的處理對(duì)應(yīng)的圖8的最左側(cè)和最右偵牝與圖7中圖示的情況的處理類(lèi)似。
[0151]然而，如與圖6的流程圖的步驟S12、S13的處理對(duì)應(yīng)的從圖8的左側(cè)開(kāi)始的第二和第三部分中圖示，僅僅對(duì)于與區(qū)域Z1至Z4的每個(gè)中的像素P1對(duì)應(yīng)的像素信號(hào)執(zhí)行稀疏讀取，并且像素P4的信號(hào)不經(jīng)受稀疏讀取。相比之下，上面提及的處理允許以作為主顏色的W像素P1、P4在區(qū)域Z1至Z4的每個(gè)中經(jīng)受FD加法的像素加法的方式，來(lái)讀取像素。另夕卜，根據(jù)已經(jīng)經(jīng)受FD加法的像素加法的主顏色像素信號(hào)和區(qū)域Z1至Z4的每個(gè)中的子像素信號(hào)R、G和B像素之間的相關(guān)性，確定拜耳布置的像素信號(hào)，用于Z1至Z4的每個(gè)，以允許通過(guò)與執(zhí)行稀疏讀取的情況下幾乎相同的讀取過(guò)程，來(lái)改進(jìn)SN比。
[0152]如圖9的左側(cè)中圖示，由主顏色W像素的FD加法讀取等效于兩個(gè)像素的像素信號(hào)。對(duì)于子像素(諸如，G像素)，僅讀取等效于單像素的像素信號(hào)，如圖9的右側(cè)中圖示。由此，主顏色像素信號(hào)的信號(hào)電平是子顏色像素的信號(hào)電平的兩倍。然而，通過(guò)使子顏色像素信號(hào)成倍，可以更精確地確定相互的相關(guān)性，以實(shí)現(xiàn)SN比的改進(jìn)。
[0153]〈第一修改〉
[0154][綠顏色作為主顏色并且紅和藍(lán)顏色作為子顏色的示例]
[0155]在上面的描述中，已經(jīng)由包括W、R、G和B像素的四種像素的像素布置形成濾色器34?？商娲兀梢酝ㄟ^(guò)由包括R、G和B像素的三種像素的像素布置形成的濾色器34獲得類(lèi)似的效果。
[0156]圖10、11是在其中由包括作為主顏色的G像素和作為子像素的R和B像素的三種顏色像素形成像素布置的情況下，像素信號(hào)讀取過(guò)程的說(shuō)明圖。
[0157]具體地，在該示例中，如圖10的左側(cè)中圖示，主顏色G像素布置在區(qū)域Z1至Z4的像素P1、P2的棋盤(pán)圖案中。在區(qū)域Z1至Z4的每個(gè)中，R像素布置在像素P2中，并且B像素布置在像素P3中。
[0158]通過(guò)圖6的流程圖的步驟S11的處理，區(qū)域Z1、Z2的像素P2中的R像素經(jīng)受稀疏讀取，如圖11的最左側(cè)中圖示。通過(guò)步驟S12的處理，區(qū)域Z1、Z2的像素P1、P4中的G像素經(jīng)受FD加法和讀取，如從圖11的左側(cè)的第二部分圖示。另外，通過(guò)步驟S13的處理，區(qū)域Z3、Z4的像素P1、P4的G像素經(jīng)受FD加法和讀取，如從圖11的右側(cè)的第二圖示。通過(guò)步驟S14的處理，區(qū)域Z3、Z4的像素P3的B像素經(jīng)受稀疏讀取，如從圖11的最右側(cè)圖示。
[0159]通過(guò)步驟S15的處理，如圖10的中心圖示，根據(jù)已經(jīng)在FD加法之后讀取的G像素的像素信號(hào)和已經(jīng)從像素P2經(jīng)受稀疏讀取的R像素的像素信號(hào)之間的相關(guān)性，在區(qū)域Z2中通過(guò)取代獲得R像素，如圖10的右側(cè)中圖示。類(lèi)似地，如圖10的右側(cè)中圖示，根據(jù)已經(jīng)經(jīng)受FD加法和讀取的G像素的像素信號(hào)和從像素P4經(jīng)受稀疏讀取的B像素的像素信號(hào)之間的相關(guān)性，在區(qū)域Z3中通過(guò)取代來(lái)確定B像素。此時(shí)，區(qū)域Zl、Z4中的所有像素是主顏色G像素，在不需要修改的情況下，使用已經(jīng)被讀取的像素信號(hào)。
[0160]通過(guò)一系列上面的處理步驟，獲得拜耳布置，如圖10的右側(cè)中圖示。類(lèi)似于上面的處理，即使當(dāng)處理過(guò)程類(lèi)似于過(guò)去的稀疏讀取處理時(shí)，在FD加法之后讀取主顏色G像素，以允許增加SN比。
[0161]〈第二修改〉
[0162][在水平和垂直方向上每隔一個(gè)像素布置綠像素的像素布置的示例，其中主顏色是白顏色，并且子顏色是紅、綠和藍(lán)顏色]
[0163]在上面的描述中，已經(jīng)由包括R、G和B像素的三種像素的像素布置形成濾色器34?？商娲?，可以通過(guò)包括R、G和B像素的三種像素的像素布置形成的濾色器34(其中，主顏色是W像素并且子顏色是R、G和B像素)，獲得類(lèi)似的效果。W像素以棋盤(pán)圖案布置，而G像素在水平和垂直方向上每隔一個(gè)像素處布置，并且R和B對(duì)角布置，以將G像素夾在中間。該像素布置是所謂的白棋盤(pán)布置，利用該布置也可以獲得類(lèi)似的效果。
[0164]圖12、13是用于說(shuō)明當(dāng)像素布置包括W、R、G和B像素時(shí)(其中，主顏色是W像素并且子顏色是三種像素R、G和B)的像素信號(hào)的讀取過(guò)程的說(shuō)明圖。
[0165]具體地，如圖12的左側(cè)圖示，主顏色W像素在該示例中布置在區(qū)域Z1至Z4的像素P1、P4處的棋盤(pán)圖案中。B像素布置在區(qū)域Z1、Z4的像素P2處，G像素布置在像素P3處。R像素布置在區(qū)域Z2、Z3的像素P2處。G像素布置在像素P3處。
[0166]通過(guò)圖6的流程圖的步驟S11的處理，區(qū)域Z1、Z2的像素P2中的R像素和B像素經(jīng)受稀疏讀取，如圖13的最左側(cè)中圖示。通過(guò)步驟S12的處理，區(qū)域Zl、Z2的像素P1、P4處布置的W像素在FD加法之后被讀取，如從圖13的左側(cè)的第二部分圖示。另外，通過(guò)步驟S13的處理，區(qū)域Z3、Z4的像素P1、P4處布置的W像素在FD加法之后經(jīng)受被讀取，如從圖13的右側(cè)的第二圖示。通過(guò)步驟S14的處理，區(qū)域Z3、Z4的像素P3處布置的G像素經(jīng)受稀疏讀取，如從圖11的最右側(cè)圖不。
[0167]通過(guò)步驟S15的處理，如圖12的中心圖示，根據(jù)已經(jīng)在區(qū)域Z1中FD加法之后讀取的W像素的像素信號(hào)和已經(jīng)從像素P2經(jīng)受稀疏讀取的B像素的像素信號(hào)之間的相關(guān)性，在區(qū)域Z1中通過(guò)取代獲得B像素，如圖12的右側(cè)中圖示。根據(jù)已經(jīng)在區(qū)域Z2中FD加法之后被讀取的W像素的像素信號(hào)和從像素P2經(jīng)受稀疏讀取的R像素的像素信號(hào)之間的相關(guān)性，在區(qū)域Z2中通過(guò)取代來(lái)獲得R像素，如圖12的右側(cè)所示。類(lèi)似地，根據(jù)已經(jīng)在區(qū)域Z3、Z4中FD加法之后被讀取的W像素的像素信號(hào)和從像素P3經(jīng)受稀疏讀取的G像素的像素信號(hào)之間的相關(guān)性，在區(qū)域Z3、Z4中通過(guò)取代獲得G像素，如圖12的右側(cè)圖示。
[0168]通過(guò)一系列上面的處理步驟，獲得拜耳布置，如圖12的右側(cè)中圖示。在該處理中，類(lèi)似于上面的處理，可以通過(guò)類(lèi)似于過(guò)去的稀疏讀取的處理過(guò)程改進(jìn)SN比。
[0169]在上面中，F(xiàn)D加法已經(jīng)用于像素加法。可替代地，只要可以執(zhí)行像素值的相加，就可以使用諸如源跟隨器加法之類(lèi)的其他加法方法。
[0170]如上所述，在類(lèi)似于過(guò)去的稀疏處理的過(guò)程中，一些信號(hào)經(jīng)受相加讀取，以允許像素信號(hào)的SN比的改進(jìn)。
[0171]上面描述的一系列處理步驟可以由硬件執(zhí)行，但也可以由軟件執(zhí)行。當(dāng)軟件用以執(zhí)行上面的一系列處理步驟時(shí)，組成軟件的程序應(yīng)當(dāng)從讀取介質(zhì)安裝到具有并入其中的專(zhuān)用硬件的計(jì)算機(jī)或者諸如能夠通過(guò)安裝各種程序執(zhí)行各種功能的通用個(gè)人計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)。
[0172]圖14圖示通用個(gè)人計(jì)算機(jī)的示例性結(jié)構(gòu)。個(gè)人計(jì)算機(jī)包括中央處理單元(CPU) 1001。輸入/輸出接口 1005經(jīng)由總線(xiàn)1004連接到CPU 1001。只讀存儲(chǔ)器(ROM) 1002和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 1003連接到總線(xiàn)1004。
[0173]輸入/輸出接口 1005連接到由輸入設(shè)備(諸如鍵盤(pán)或者鼠標(biāo))形成的輸入單元1006，以允許用戶(hù)輸入操作命令；輸出單元1007，配置為輸出處理操作屏幕或者處理結(jié)果的圖像；存儲(chǔ)單元1008，例如由存儲(chǔ)程序和各種類(lèi)型的數(shù)據(jù)的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器形成；以及通信單元1009，配置為經(jīng)由由因特網(wǎng)表示的網(wǎng)絡(luò)通過(guò)局域網(wǎng)(LAN)適配器等執(zhí)行通信處理。也連接配置為從可移除介質(zhì)1011讀取數(shù)據(jù)并且向可移除介質(zhì)1011寫(xiě)入數(shù)據(jù)的驅(qū)動(dòng)器1010，可移除介質(zhì)1011諸如磁盤(pán)(包括軟盤(pán))、光盤(pán)(包括致密盤(pán)只讀存儲(chǔ)器(CD-ROM)、數(shù)字多功能盤(pán)(DVD)、光磁盤(pán)(包括迷你盤(pán)(MD))或者半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。
[0174]CPU 1001根據(jù)ROM 1002中存儲(chǔ)的程序或者已經(jīng)從安裝在存儲(chǔ)單元1008中的可移除介質(zhì)(諸如磁盤(pán)、光盤(pán)、光磁盤(pán)或者半導(dǎo)體存儲(chǔ)器)讀取并且從存儲(chǔ)單元1008加載到RAM 1003中的其他程序，執(zhí)行各種類(lèi)型的處理。RAM 1003也存儲(chǔ)對(duì)于CPU 1001執(zhí)行各種類(lèi)型的處理必要的數(shù)據(jù)。
[0175]在如上構(gòu)造的計(jì)算機(jī)中，由CPU 1001例如經(jīng)由輸入/輸出接口 1005和總線(xiàn)1004加載并且執(zhí)行存儲(chǔ)單元1008中存儲(chǔ)的程序到RAM1003，執(zhí)行上面描述的一系列處理。
[0176]由計(jì)算機(jī)(CPU 1001)執(zhí)行的程序例如可以提供為作為封裝介質(zhì)等的可移除介質(zhì)1011中的記錄程序。也可以經(jīng)由諸如局域網(wǎng)、因特網(wǎng)或者數(shù)字衛(wèi)星廣播的有線(xiàn)或者無(wú)線(xiàn)傳輸介質(zhì)提供程序。
[0177]在計(jì)算機(jī)中，可以通過(guò)將可移除介質(zhì)1011安裝在驅(qū)動(dòng)器1010上，經(jīng)由輸入/輸出接口 1005在存儲(chǔ)單元1008中安裝程序。該程序也可以通過(guò)由通信單元1009經(jīng)由有線(xiàn)或者無(wú)線(xiàn)傳輸介質(zhì)對(duì)其進(jìn)行接收，安裝在存儲(chǔ)單元1008中?？商娲?，該程序可以事先安裝在ROM 1002或者存儲(chǔ)單元1008中。
[0178]在計(jì)算機(jī)上可執(zhí)行的程序可以是以本說(shuō)明書(shū)中描述的順序按時(shí)間序列執(zhí)行的程序。可替代地，可以并行或者在例如當(dāng)調(diào)用程序時(shí)的必要定時(shí)處理該程序。
[0179]在本說(shuō)明書(shū)中，系統(tǒng)指代多個(gè)組成元件(設(shè)備、模塊(部件)等)的集合，并且所有組成元件可以或者可以不提供在相同外殼中。因此，可以由容納在獨(dú)立外殼并且經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接在一起的多個(gè)設(shè)備或者包括單一外殼中容納的多個(gè)模塊的設(shè)備，形成該系統(tǒng)。
[0180]本技術(shù)的實(shí)施例不限于上面描述的實(shí)施例，并且可以在不脫離本技術(shù)的精神的情況下在范圍內(nèi)作出各種改變。
[0181]例如，本技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)為其中單個(gè)功能被共享并且共同由多個(gè)設(shè)備經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)處理的云計(jì)算。
[0182]上面的流程圖描述的步驟可以由單個(gè)設(shè)備執(zhí)行，或者可以由多個(gè)設(shè)備共享。
[0183]另外，如果步驟包括多個(gè)處理，則單個(gè)設(shè)備可以執(zhí)行這種多個(gè)處理，或者多個(gè)設(shè)備可以共享多個(gè)處理。
[0184]本技術(shù)也可以由下面的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
[0185](I) 一種成像裝置，包括:
[0186]像素，布置在二維矩陣上；
[0187]像素的輝度信號(hào)的預(yù)定顏色分量的濾色器；
[0188]與像素的輝度信號(hào)的預(yù)定顏色不同的其他顏色分量的濾色器；以及
[0189]信號(hào)處理單元，配置為將預(yù)定顏色分量的濾色器提供到的像素的信號(hào)一起相加以輸出加法結(jié)果，并且稀疏其他顏色分量的濾色器提供到的像素的信號(hào)以輸出稀疏結(jié)果。
[0190](2)如上面(I)所述的成像裝置，其中
[0191]信號(hào)處理單元使用預(yù)定顏色分量的濾色器提供到的像素的已經(jīng)被相加和輸出的信號(hào)和其他顏色分量的濾色器提供到的像素的已經(jīng)被稀疏和輸出的信號(hào)之間的相關(guān)性，以及
[0192]然后信號(hào)處理單元生成其他顏色分量的濾色器提供到的像素的已經(jīng)被稀疏和輸出的信號(hào)。
[0193](3)如(I)或⑵所述的成像裝置，其中
[0194]預(yù)定顏色分量是白顏色，并且其他顏色分量是紅、綠和藍(lán)顏色。
[0195](4)如(I)或⑵所述的成像裝置，其中
[0196]預(yù)定顏色分量是綠顏色，并且其他顏色分量是紅和藍(lán)顏色。
[0197](5)如權(quán)利要求⑴至⑷中任一項(xiàng)所述的成像裝置，其中
[0198]信號(hào)處理單元稀疏配備有其他顏色分量的濾色器的像素的信號(hào)，并且在當(dāng)輸出布置在相同行中的像素的信號(hào)時(shí)的時(shí)段的前一半或后一半的第一時(shí)段期間輸出稀疏結(jié)果，以及
[0199]信號(hào)處理單元將配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的像素和布置在與相同行不同的行中并且配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的相鄰像素的信號(hào)一起相加，并且在與第一時(shí)段不同的第二時(shí)段輸出加法結(jié)果。
[0200](6)如⑴至(5)中任一項(xiàng)所述的成像裝置，其中
[0201]信號(hào)處理單元稀疏配備有其他顏色分量的濾色器的像素的信號(hào)，并且在當(dāng)輸出相同行中布置的像素的信號(hào)時(shí)的時(shí)段的前一半或者后一半的第一時(shí)段期間輸出稀疏結(jié)果，以及
[0202]然后信號(hào)處理單元將配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的像素和布置在與相同行不同的行中并且配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的相鄰像素一起相加，并且在與第一時(shí)段不同的第二時(shí)段期間輸出加法結(jié)果。
[0203]由此，以與其中單獨(dú)執(zhí)行稀疏讀取而不需要加法和輸出處理的信號(hào)處理的順序相同的順序，輸出信號(hào)。
[0204](7)如⑴至(6)中任一項(xiàng)所述的成像裝置，其中
[0205]信號(hào)處理單元通過(guò)使每個(gè)信號(hào)的增益成倍來(lái)稀疏配備有其他顏色分量的濾色器的像素，并且在當(dāng)輸出布置在相同行中的像素的信號(hào)時(shí)的時(shí)段的前一半或后一半的第一時(shí)段期間輸出稀疏結(jié)果，以及
[0206]然后信號(hào)處理單元將配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的像素和布置在與相同行不同的行中并且配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的相鄰像素的信號(hào)一起相加，每個(gè)信號(hào)具有平坦增益，并且在與第一時(shí)段不同的第二時(shí)段輸出加法結(jié)果。
[0207](8)如⑴至(7)中任一項(xiàng)所述的成像裝置，其中
[0208]信號(hào)處理單元通過(guò)使每個(gè)信號(hào)的增益成倍來(lái)稀疏配備有其他顏色分量的濾色器的像素，并且在當(dāng)輸出布置在相同行中的像素的信號(hào)時(shí)的時(shí)段的前一半或后一半的第一時(shí)段期間輸出稀疏結(jié)果，以及
[0209]信號(hào)處理單元將配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的像素和布置在與相同行不同的行中并且配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的相鄰像素的信號(hào)一起相加，每個(gè)信號(hào)具有平坦增益，并且在與第一時(shí)段不同的第二時(shí)段輸出相加結(jié)果，
[0210]由此，以適當(dāng)改變像素的信號(hào)的模至數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換的范圍這樣的方式輸出信號(hào)。
[0211](9)如⑴至⑶中任一項(xiàng)所述的成像裝置，其中
[0212]信號(hào)處理單元執(zhí)行配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的像素的信號(hào)的浮動(dòng)擴(kuò)散(FD)加法，并且輸出加法結(jié)果。
[0213](10)如⑴至⑶中任一項(xiàng)所述的成像裝置，其中
[0214]信號(hào)處理單元執(zhí)行配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的像素的信號(hào)的源跟隨器加法，并且輸出加法結(jié)果。
[0215](11)如(I)至(10)中任一項(xiàng)所述的成像裝置，其中
[0216]信號(hào)處理單元使用預(yù)定顏色分量的濾色器提供到的像素的已經(jīng)被相加和輸出的信號(hào)和其他顏色分量的濾色器提供到的像素的已經(jīng)被稀疏和輸出的信號(hào)之間的相關(guān)性，以及
[0217]信號(hào)處理單元生成其他顏色分量的濾色器提供到的像素的已經(jīng)被稀疏和輸出的信號(hào)，
[0218]由此減少已經(jīng)被稀疏和輸出的像素的信號(hào)的信噪(SN)比。
[0219](12) 一種成像裝置的成像方法，該成像裝置包括:
[0220]像素，布置在二維矩陣上；
[0221]像素的輝度信號(hào)的預(yù)定顏色分量的濾色器；
[0222]與像素的輝度信號(hào)的預(yù)定顏色不同的其他顏色分量的濾色器；以及
[0223]該成像方法包括:
[0224]將預(yù)定顏色分量的濾色器提供到的像素的信號(hào)一起相加以輸出加法結(jié)果；以及
[0225]稀疏其他顏色分量的濾色器提供到的像素的信號(hào)以輸出稀疏結(jié)果。
[0226](13) 一種配置為控制成像裝置的計(jì)算機(jī)中的程序，該成像裝置包括:
[0227]像素，布置在二維矩陣上；
[0228]像素的輝度信號(hào)的預(yù)定顏色分量的濾色器；
[0229]與像素的輝度信號(hào)的預(yù)定顏色不同的其他顏色分量的濾色器，其中，
[0230]該程序使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行:
[0231]將配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的像素的信號(hào)相加以輸出加法結(jié)果；以及
[0232]稀疏配備有其他顏色分量的濾色器的像素的信號(hào)以輸出稀疏結(jié)果。
[0233](14) 一種電子設(shè)備，包括:
[0234]像素，布置在二維矩陣上；
[0235]像素的輝度信號(hào)的預(yù)定顏色分量的濾色器；
[0236]與像素的輝度信號(hào)的預(yù)定顏色不同的其他顏色分量的濾色器；以及
[0237]信號(hào)處理單元，配置為將配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的像素的信號(hào)相加以輸出加法結(jié)果，以及稀疏配備有其他顏色分量的濾色器的像素的信號(hào)以輸出稀疏結(jié)果。
[0238]參考標(biāo)記清單
[0239]21成像單元
[0240]34濾色器
[0241]35像素陣列單元
[0242]36 列處理單元
[0243]37成像信號(hào)處理單元
[0244]38驅(qū)動(dòng)控制單元
[0245]121像素驅(qū)動(dòng)線(xiàn)
[0246]122垂直信號(hào)線(xiàn)
[0247]131系統(tǒng)控制單元
[0248]132垂直驅(qū)動(dòng)單元
[0249]133水平驅(qū)動(dòng)單元
[0250]161、161-1 至 161-4 PD
[0251]162、162-1 至 162-4 傳送晶體管
[0252]163重置晶體管
[0253]164放大晶體管
[0254]165選擇晶體管
[0255]166FD
【權(quán)利要求】
1.一種成像裝置，包括: 像素，布置在二維矩陣上； 像素的輝度信號(hào)的預(yù)定顏色分量的濾色器； 與像素的輝度信號(hào)的預(yù)定顏色不同的其他顏色分量的濾色器；以及信號(hào)處理單元，配置為將預(yù)定顏色分量的濾色器提供到的像素的信號(hào)一起相加以輸出加法結(jié)果，并且稀疏其他顏色分量的濾色器提供到的像素的信號(hào)以輸出稀疏結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中信號(hào)處理單元使用預(yù)定顏色分量的濾色器提供到的像素的已經(jīng)被相加和輸出的信號(hào)以及其他顏色分量的濾色器提供到的像素的已經(jīng)被稀疏和輸出的信號(hào)之間的相關(guān)性，以及信號(hào)處理單元然后生成其他顏色分量的濾色器提供到的像素的已經(jīng)被稀疏和輸出的信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中 預(yù)定顏色分量是白顏色，并且其他顏色分量是紅、綠和藍(lán)顏色。
4.如權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中 預(yù)定顏色分量是綠顏色，并且其他顏色分量是紅和藍(lán)顏色。
5.如權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中 信號(hào)處理單元稀疏配備有其他顏色分量的濾色器的像素的信號(hào)，并且在當(dāng)輸出布置在相同行中的像素的信號(hào)時(shí)的時(shí)段的前一半或后一半的第一時(shí)段期間輸出稀疏結(jié)果，以及信號(hào)處理單元然后將配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的像素和布置在與該相同行不同的行中并且配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的相鄰像素的信號(hào)一起相加，并且在與第一時(shí)段不同的第二時(shí)段輸出加法結(jié)果。
6.如權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中信號(hào)處理單元稀疏配備有其他顏色分量的濾色器的像素的信號(hào)，并且在當(dāng)輸出布置在相同行中的像素的信號(hào)時(shí)的時(shí)段的前一半或者后一半的第一時(shí)段期間輸出稀疏結(jié)果，以及信號(hào)處理單元然后將配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的像素和布置在與該相同行不同的行中并且配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的相鄰像素一起相加，并且在與第一時(shí)段不同的第二時(shí)段期間輸出加法結(jié)果。 由此，以與其中單獨(dú)執(zhí)行稀疏讀取而不需要加法和輸出處理的信號(hào)處理的順序相同的順序，輸出信號(hào)。
7.如權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中 信號(hào)處理單元通過(guò)使每個(gè)信號(hào)的增益成倍來(lái)稀疏配備有其他顏色分量的濾色器的像素，并且在當(dāng)輸出布置在相同行中的像素的信號(hào)時(shí)的時(shí)段的前一半或后一半的第一時(shí)段期間輸出稀疏結(jié)果，以及 信號(hào)處理單元然后將配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的像素和布置在與該相同行不同的行中并且配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的相鄰像素的信號(hào)一起相加，每個(gè)信號(hào)具有平坦增益，并且在與第一時(shí)段不同的第二時(shí)段輸出加法結(jié)果。
8.如權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中 信號(hào)處理單元通過(guò)使每個(gè)信號(hào)的增益成倍來(lái)稀疏配備有其他顏色分量的濾色器的像素，并且在當(dāng)輸出布置在相同行中的像素的信號(hào)時(shí)的時(shí)段的前一半或后一半的第一時(shí)段期間輸出稀疏結(jié)果，以及 信號(hào)處理單元然后將配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的像素和布置在與該相同行不同的行中并且配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的相鄰像素的信號(hào)一起相加，每個(gè)信號(hào)具有平坦增益，并且在與第一時(shí)段不同的第二時(shí)段輸出相加結(jié)果， 由此，以適當(dāng)改變像素的信號(hào)的模至數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換的范圍這樣的方式輸出信號(hào)。
9.如權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中 信號(hào)處理單元執(zhí)行配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的像素的信號(hào)的浮動(dòng)擴(kuò)散(FD)加法，并且輸出加法結(jié)果。
10.如權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中 信號(hào)處理單元執(zhí)行配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的像素的信號(hào)的源跟隨器加法，并且輸出加法結(jié)果。
11.如權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中 信號(hào)處理單元使用預(yù)定顏色分量的濾色器提供到的像素的已經(jīng)被相加和輸出的信號(hào)以及其他顏色分量的濾色器提供到的像素的已經(jīng)被稀疏和輸出的信號(hào)之間的相關(guān)性，以及信號(hào)處理單元生成其他顏色分量的濾色器提供到的像素的已經(jīng)被稀疏和輸出的信號(hào)，由此減少已經(jīng)被稀疏和輸出的像素的信號(hào)的信噪(SN)比。
12.—種成像裝置的成像方法，該成像裝置包括: 像素，布置在二維矩陣上； 像素的輝度信號(hào)的預(yù)定顏色分量的濾色器； 與像素的輝度信號(hào)的預(yù)定顏色不同的其他顏色分量的濾色器；以及 該成像方法包括: 將預(yù)定顏色分量的濾色器提供到的像素的信號(hào)一起相加以輸出加法結(jié)果；以及 稀疏其他顏色分量的濾色器提供到的像素的信號(hào)以輸出稀疏結(jié)果。
13.—種配置為控制成像裝置的計(jì)算機(jī)中的程序，該成像裝置包括: 像素，布置在二維矩陣上； 像素的輝度信號(hào)的預(yù)定顏色分量的濾色器；以及 與像素的輝度信號(hào)的預(yù)定顏色不同的其他顏色分量的濾色器，其中， 該程序使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行: 將配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的像素的信號(hào)相加以輸出加法結(jié)果；以及 稀疏配備有其他顏色分量的濾色器的像素的信號(hào)以輸出稀疏結(jié)果。
14.一種電子設(shè)備,包括: 像素，布置在二維矩陣上； 像素的輝度信號(hào)的預(yù)定顏色分量的濾色器； 與像素的輝度信號(hào)的預(yù)定顏色不同的其他顏色分量的濾色器；以及信號(hào)處理單元，配置為將配備有預(yù)定顏色分量的濾色器的像素的信號(hào)相加以輸出加法結(jié)果，以及稀疏配備有其他顏色分量的濾色器的像素的信號(hào)以輸出稀疏結(jié)果。
【文檔編號(hào)】H04N5/374GK104272727SQ201380023738
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2013年5月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月14日
【發(fā)明者】川口俊次, 廣田功, 莊山英樹(shù) 申請(qǐng)人:索尼公司