JP2010531540A - 広いダイナミックレンジと良好な色再現性および解像度を有する画素アレイならびに画素アレイを用いたイメージセンサ - Google Patents
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Abstract
Description
1.互いに異なる大きさおよび形状を有する2つのフォトダイオードを備えた画素アレイ。
2.画素アレイの上部に複数のカラーフィルタを配置し、適切に組み合わせて使用することで、必要に応じてダイナミックレンジを調節し、既存技術より広範囲な色表現力と、既存の四角形状の画素アレイと比べて約1.3倍以上の解像度が得られるイメージセンサ。
3.イメージセンサに適用される状況に応じて、画素アレイの上部に配列したカラーフィルタのうち限定した種類のみを使用し、画素アレイ上部の所定エリアにあるカラーフィルタを使用しない適応型イメージセンサ。
Claims (13)
- 2次元的に配列された複数の第1型フォトダイオードと、
前記第1型フォトダイオードの間に配置された複数の第2型フォトダイオードと、
前記第1型フォトダイオード及び前記第2型フォトダイオードの間に設置され、前記第1型フォトダイオード及び前記第2型フォトダイオードで検出された映像信号を電気信号に変換する複数の映像信号変換回路とを備え、
前記第1型フォトダイオードの面積は、前記第2型フォトダイオードの面積に比べて広いことを特徴とする、広いダイナミックレンジを備えた画素アレイ。 - 前記第1型フォトダイオードは八角形であり、前記第2型フォトダイオードは四角形であることを特徴とする請求項1に記載のダイナミックレンジが広い画素アレイ。
- 2次元的に配列された複数の第1型フォトダイオードと、
前記第1型フォトダイオードの間に配置された複数の第2型フォトダイオードと、
前記第1型フォトダイオード及び前記第2フォトダイオードの間に設置され、前記第1型フォトダイオード及び前記第2型フォトダイオードで検出された映像信号を電気信号に変換する複数の映像信号変換回路とを備え、
前記第1型フォトダイオードの面積は、前記第2型フォトダイオードの面積に比べて広く、
前記第1型フォトダイオード及び前記第2型フォトダイオードの上部に、Rフィルタ、Gフィルタ及びBフィルタが設置されることを特徴とする、あるダイナミックレンジを備えた画素アレイ。 - 前記第1型フォトダイオードの上部には、水平に配列した複数のGフィルタを有する複数の1G水平フィルタラインが配置され、交互に配列した複数のRフィルタ及びBフィルタを有する複数の1RB水平フィルタラインが配置され、
前記第2型フォトダイオードの上部には、水平に配列した複数のGフィルタを有する複数の2G水平フィルタラインが配置され、水平に交互に配列した複数のRフィルタ及びBフィルタを有する複数の2RB水平フィルタラインが配置され、
前記複数の1G水平フィルタライン及び前記複数の1RB水平フィルタラインは、垂直方向に交互に配列され、
前記複数の2G水平フィルタライン及び前記複数の1G水平フィルタラインは、仮想の同一ライン上に配列され、
前記複数の2RB水平フィルタライン及び前記複数の2RB水平フィルタラインは、仮想の同一ライン上に配列されることを特徴とする請求項3に記載の画素アレイ。 - 前記第1型フォトダイオードの上部には、水平に配列した複数のGフィルタを有する複数の1G水平フィルタラインが配置され、水平に交互に配列した複数のRフィルタ及びBフィルタを有する複数の1RB水平フィルタラインが配置され、
前記第2型フォトダイオードの上部には、水平に配列した複数のGフィルタを有する複数の2G水平フィルタラインが配置され、水平に交互に配列した複数のRフィルタ及びBフィルタを有する複数の2RB水平フィルタラインが配置され、
前記複数の1G水平フィルタライン及び前記複数の1RB水平フィルタラインは、垂直方向に交互に配列され、
前記複数の2G水平フィルタライン及び前記複数の1RB水平フィルタラインは、仮想の同一ライン上に配列され、
前記複数の2RB水平フィルタライン及び前記複数の2G水平フィルタラインは、仮想の同一ライン上に配列されることを特徴とする請求項3に記載の画素アレイ。 - 2次元的に配列された複数の第1型フォトダイオードと、
前記第1型フォトダイオードの間に配置された複数の第2型フォトダイオードと、
前記第1型フォトダイオード及び前記第2フォトダイオードの間に設置され、前記第1型フォトダイオード及び前記第2型フォトダイオードで検出された映像信号を電気信号に変換する複数の映像信号変換回路とを備え、
前記第1型フォトダイオードの面積は、前記第2型フォトダイオードの面積に比べて広く、
前記第1型フォトダイオードの上部に、Rフィルタ、Gフィルタ及びBフィルタが設置され、
前記第2型フォトダイオードの上部に、Cフィルタ、Mフィルタ及びYフィルタのうちで少なくとも1つのカラーフィルタが設置されることを特徴とする、あるダイナミックレンジを備えた画素アレイ。 - 前記第1型フォトダイオードの上部には、水平に配列した複数のGフィルタを有する複数の1G水平フィルタラインが配置され、交互に配列した複数のRフィルタ及びBフィルタを有する複数の1RB水平フィルタラインが配置され、
前記第2型フォトダイオードの上部には、水平に配列した複数のYフィルタを有する複数の2Y水平フィルタラインが配置され、水平に交互に配列したCフィルタ及びMフィルタを有する複数の2CM水平フィルタラインが配置され、
前記複数の1G水平フィルタライン及び前記複数の1RB水平フィルタラインは、垂直方向に交互に配列され、
前記複数の2CM水平フィルタライン及び前記複数の1G水平フィルタラインは、仮想の同一ライン上に配列され、
前記複数の2Y水平フィルタライン及び前記複数の1RB水平フィルタラインは、仮想の同一ライン上に配列されることを特徴とする請求項6に記載の画素アレイ。 - 前記第1型フォトダイオードの上部には、水平に配列した複数のGフィルタを有する複数の1G水平フィルタラインが配置され、水平に交互に配列した複数のRフィルタ及びBフィルタを有する複数の1RB水平フィルタラインが配置され、
前記第2型フォトダイオードの上部には、水平に配列した複数のYフィルタを有する複数の2Y水平フィルタラインが配置され、水平に交互に配列したCフィルタ及びMフィルタを有する複数の2CM水平フィルタラインが配置され、
前記複数の1G水平フィルタライン及び前記複数の1RB水平フィルタラインは、垂直方向に交互に配列され、
前記複数の2Y水平フィルタライン及び前記複数の1G水平フィルタラインは、仮想の同一ライン上に配列され、
前記複数の2CM水平フィルタライン及び前記複数の1RB水平フィルタラインは、仮想の同一ライン上に配列されることを特徴とする請求項6に記載の画素アレイ。 - 2次元的に配列された複数の第1型フォトダイオードと、
前記第1型フォトダイオードの間に配置された複数の第2型フォトダイオードと、
前記第1型フォトダイオード及び前記第2フォトダイオードの間に設置され、前記第1型フォトダイオード及び前記第2型フォトダイオードで検出された映像信号を電気信号に変換する複数の映像信号変換回路とを備え、
前記第1型フォトダイオードの面積は、前記第2型フォトダイオードの面積に比べて広く、
Rフィルタ、Gフィルタ及びBフィルタの各波長範囲が少なくとも2つの範囲に区分され、
前記第1型フォトダイオードの上部には、Rフィルタがカバーする波長範囲の一部をカバーするR1フィルタ、Gフィルタがカバーする波長範囲の一部をカバーするG1フィルタ、及びBフィルタがカバーする波長範囲の一部をカバーするB1フィルタが設置され、
前記第2型フォトダイオードの上部には、前記Rフィルタがカバーする波長範囲のうち前記R1フィルタがカバーする部分を除いた残りの波長範囲をカバーするR2フィルタ、前記Gフィルタがカバーする波長範囲のうち前記G1フィルタがカバーする部分を除いた残りの波長範囲をカバーするG2フィルタ、及び前記Bフィルタがカバーする波長範囲のうち前記B1フィルタがカバーする部分を除いた残りの波長範囲をカバーするB2フィルタが設置されることを特徴とする、あるダイナミックレンジを備えた画素アレイ。 - 前記R1フィルタ、前記G1フィルタ及び前記B1フィルタは、ベイヤーパターンで配列されることを特徴とする請求項9に記載の画素アレイ。
- 前記G1フィルタ及び前記G2フィルタの数は、前記R2フィルタ、前記B1フィルタ及び前記B2フィルタの数の2倍であることを特徴とする請求項9に記載の画素アレイ。
- 2次元的に配列された複数の第1型フォトダイオードと、
前記第1型フォトダイオードの間に配置された複数の第2型フォトダイオードと、
前記第1型フォトダイオード及び前記第2フォトダイオードの間に設置され、前記第1型フォトダイオード及び前記第2型フォトダイオードで検出された映像信号を電気信号に変換する複数の映像信号変換回路とを備え、
前記第1型フォトダイオードの面積は、前記第2型フォトダイオードの面積に比べて広く、
前記第1型フォトダイオードの上部には、Rフィルタ、Gフィルタ及びBフィルタが設置され、
前記第2型フォトダイオードの上部には、赤外線フィルタが設置されるか、あるいはどのカラーフィルタも設置されないことを特徴とする、あるダイナミックレンジを備えた画素アレイ。 - 2次元的に配列された複数の第1型フォトダイオードと、
前記第1型フォトダイオードの間に配置された複数の第2型フォトダイオードと、
前記第1型フォトダイオード及び前記第2フォトダイオードの間に設置され、前記第1型フォトダイオード及び前記第2型フォトダイオードで検出された映像信号を電気信号に変換する複数の映像信号変換回路とを備え、
前記第1型フォトダイオードの面積は、前記第2型フォトダイオードの面積に比べて広く、
前記第1型フォトダイオードの上部には、2種類のRフィルタ、Gフィルタ及びBフィルタが設置され、
前記第2型フォトダイオードの上部には、赤外線フィルタが設置されるか、あるいはどのカラーフィルタも設置されていないことを特徴とする、あるダイナミックレンジを備えた画素アレイ。
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