JP6039558B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
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Description
(式1) S2a=(1−k1)(Ws−C1^s+C1s)=2(1−k1)C1s
(式2) S2b=(1−k1)(Ws−C1s+C1^s)=2(1−k1)C1^s
(式3) S2c=(1+k1)(Ws−C3s+C3^s)=2(1+k1)C3^s
(式4) S2d=(1+k1)(Ws−C3^s+C3s)=2(1+k1)C3s
(式5) D1=S2a−S2b=2(1−k1)(C1s−C1^s)
(式6) D2=S2d−S2c=2(1+k1)(C3s−C3^s)
(式7) D1=k2(S2a−S2b)=2k2(1−k1)(C1s−C1^s)
(式8) D2=k2(S2d−S2c)=2k2(1+k1)(C3s−C3^s)
(式9) S2a=(1−k1)(Ws−k2・C1^s+k2・C1s)=(1−k1){(1−k2)Ws+2k2・C1s}
(式10) S2b=(1−k1)(Ws−k2・C1s+k2・C1^s)=(1−k1){(1−k2)Ws+2k2・C1^s}
(式11) S2c=(1+k1)(Ws−k2・C3s+k2・C3^s)=(1+k1){(1+k2)Ws+2k2・C3^s}
(式12) S2d=(1+k1)(Ws−k2・C3^s+k2・C3s)=(1+k1){(1+k2)Ws+2k2・C3s}
(式13) D1=2k2(1−k1)(2C1s−Ws)
(式14) D2=2k2(1+k1)(2C3s−Ws)
式13、14で表される信号D1、D2は、色差信号として用いることができる。
(式15) S2a+S2b=2(1−k1)Ws
(式16) S2c+S2d=2(1+k1)Ws
(式17) S2a+S2b+S2c+S2d=4Ws
(式18) k1=(S2c+S2d−S2a−S2b)/(S2a+S2b+S2c+S2d)
(式19) S2a=(1+k1−k2)(Ws−k2C1s+k2C2s)
(式20) S2b=(1+k1−k2)(Ws−k2C2s+k2C1s)
(式21) S2c=(1−k1+k2)(Ws−k2C3s+k2C3s^)
(式22) S2d=(1−k1+k2)(Ws−k2C3s^+k2C3s)
図3は、第1の実施形態による撮像装置の全体構成を示すブロック図である。本実施形態の撮像装置は、デジタル式の電子カメラであり、撮像部300と、撮像部300から送出される信号に基づいて画像を示す信号(画像信号)を生成する信号処理部400とを備えている。なお、撮像装置は静止画のみを生成してもよいし、動画を生成する機能を備えていてもよい。
(式23)S2a=(1−k1)(Ws−k2・Bs+k2・Rs)
(式24)S2b=(1−k1)(Ws−k2・Rs+k2・Bs)
(式25)S2c=(1+k1)(Ws−k2・Gs+k2・Ms)
(式26)S2d=(1+k1)(Ws−k2・Ms+k2・Gs)
(式27)D11=(S2a−S2b)+(S2c−S2d)
=2k2(1−k1)(Rs−Bs)+2k2(1+k1)(Rs+Bs−Gs)
=2k2{(2Rs―Gs)+k1(2Bs―Gs)}
(式28)D12=(S2c−S2d)−(S2a−S2b)
=2k2(1+k1)(Rs+Bs−Gs)−2k2(1−k1)(Rs−Bs)
=2k2{(2Bs―Gs)+k1(2Rs―Gs)}
(式29) S2a+S2b=2(1−k1)Ws
(式30) S2c+S2d=2(1+k1)Ws
次に、図8A〜8Dを参照しながら、第2の実施形態を説明する。本実施形態の撮像装置は、実施形態1の撮像装置と比較して、撮像素子10の分光要素の構成および信号処理のみが異なっており、その他の構成要素は同一である。以下、実施形態1の撮像装置との相違点を中心に説明し、重複する点は説明を省略する。
(式31)S2a=(1−k1)(Ws−k2・Bs)
(式32)S2b=(1−k1)(Ws+k2・Bs)
(式33)S2c=(1+k1)(Ws+k2・Rs)
(式34)S2d=(1+k1)(Ws−k2・Rs)
(式35) S2c−S2d=2k2(1+k1)Rs
(式36) S2b−S2a=2k2(1−k1)Bs
(式37) S2c+S2d=2(1+k1)Ws
(式38) S2b+S2a=2(1−k1)Ws
2,2a,2b,2c,2d 撮像素子の光感知セル
4a、4b マイクロレンズ
5 撮像素子の配線層
6a、6b 透明層
7 シリコン基板
9 固定基板
10 撮像素子
11a 第1の光学フィルタ
11b 第2の光学フィルタ
12 光学レンズ
13 信号発生/受信部
14 素子駆動部
15 画像信号生成部
16 画像信号出力部
17 赤(R)光以外を反射する多層膜フィルタ(ダイクロイックミラー)
18 緑(G)光のみを反射する多層膜フィルタ(ダイクロイックミラー)
19 青(B)光のみを反射する多層膜フィルタ(ダイクロイックミラー)
20 遮光部
21 透光性の樹脂
22 G光透過の多層膜フィルタ(ダイクロイックミラー)
23 R光透過の多層膜フィルタ(ダイクロイックミラー)
24 G光透過の有機色素フィルタ
25 R光透過の有機色素フィルタ
26 マイクロレンズ
27 金属層
30 メモリ
40 光感知セルの単位ブロック
50 光学絞り
100 分光要素アレイ
200 光感知セルアレイ
300 撮像部
400 信号処理部
Claims (15)
- 各々が2行2列に配列された第1の光感知セル、第2の光感知セル、第3の光感知セル、および第4の光感知セルを含む複数の単位ブロックが撮像面に2次元状に配列された光感知セルアレイであって、各単位ブロックにおいて、前記第1の光感知セルは1行1列目に配置され、前記第2の光感知セルは2行1列目に配置され、前記第3の光感知セルは1行2列目に配置され、前記第4の光感知セルは2行2列目に配置されている光感知セルアレイと、
第1の分光要素、および前記第1の分光要素とは分光特性の異なる第2の分光要素を含む分光要素アレイであって、前記第1の分光要素は、前記第1および第3の光感知セルの少なくとも一方に前記第1の分光要素の少なくとも一部が対向するように配置され、入射する光を波長に応じて前記第1および第3の光感知セルの配列方向に分離するように構成されており、前記第2の分光要素は、前記第2および第4の光感知セルの少なくとも一方に前記第2の分光要素の少なくとも一部が対向するように配置され、入射する光を波長に応じて前記第2および第4の光感知セルの配列方向に分離するように構成されている分光要素アレイと、
前記第1から第4の光感知セルを覆うように配置された光学フィルタ群であって、前記第1および第3の光感知セルを覆う部分は、前記第2および第4の光感知セルを覆う部分よりも前記撮像面に近い位置に設けられている光学フィルタ群と、
を備える固体撮像素子。 - 前記第1の分光要素は、前記第1または第3の光感知セルに対向し、前記第1の光感知セルおよび前記第3の光感知セルに異なる波長域の光が入射するように配置され、
前記第2の分光要素は、前記第2または第4の光感知セルに対向し、前記第2の光感知セルおよび前記第4の光感知セルに異なる波長域の光が入射するように配置されている、請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記第1の分光要素は、前記第3の光感知セルに第1波長域の光を入射させ、前記第1の光感知セルに前記第1波長域の光の補色光を入射させ、
前記第2の分光要素は、前記第2の光感知セルに第2波長域の光を入射させ、前記第4の光感知セルに前記第2波長域の光の補色光を入射させる、
請求項2に記載の固体撮像素子。 - 前記分光要素アレイは、さらに第3の分光要素および第4の分光要素を含み、
前記第1から第4の分光要素は、それぞれ前記第1から第4の光感知セルに対向して配置され、前記第1から第4の光感知セルに異なる波長域の光を入射させるように構成されている、
請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記第1から第4の分光要素は、入射する光を原色光と補色光とに分離する特性、または入射光を異なる3つの波長域の光に分離する特性を有している、請求項4に記載の固体撮像素子。
- 前記第1の分光要素は、前記第3の光感知セルに第1波長域の光を入射させ、前記第1の光感知セルに前記第1波長域の光の補色光を入射させ、
前記第3の分光要素は、前記第1の光感知セルに第2波長域の光を入射させ、前記第3の光感知セルに前記第2波長域の光の補色光を入射させる、
請求項4または5に記載の固体撮像素子。 - 前記第1の分光要素は、前記第1の光感知セルに第1波長域の光を入射させ、前記第3の光感知セルに前記第1波長域の光の補色光を入射させ、
前記第3の分光要素は、前記第1の光感知セルに前記第1波長域の光を入射させ、前記第3の光感知セルに前記第1波長域の光の補色光を入射させる、
請求項4または5に記載の固体撮像素子。 - 前記第2の分光要素は、前記第4の光感知セルに第3波長域の光を入射させ、前記第2の光感知セルに前記第3波長域の光の補色光を入射させ、
前記第4の分光要素は、前記第4の光感知セルに前記第3波長域の光を入射させ、前記第2の光感知セルに前記第3波長域の光の補色光を入射させる、
請求項5から7のいずれかに記載の固体撮像素子。 - 前記第1波長域は、赤、緑、青の波長域の1つであり、前記第2波長域は、赤、緑、青の波長域の他の1つであり、前記第3波長域は、赤、緑、青の波長域の残りの1つである、請求項8に記載の固体撮像素子。
- 前記光学フィルタ群を覆うように配置され、前記光学フィルタ群よりも高い光透過率を有する他の光学フィルタをさらに備えている請求項1から9のいずれかに記載の固体撮像素子。
- 請求項1から10のいずれかに記載の固体撮像素子と、
前記固体撮像素子の撮像面に像を形成する光学系と、
前記第1から第4の光感知セルからそれぞれ出力される第1から第4の光電変換信号に基づいて色信号を生成する信号処理部と、
を備える撮像装置。 - 前記信号処理部は、前記第1の光感知セルから出力される信号と前記第3の光感知セルから出力される信号との加算演算を含む処理によって生成される第1の輝度信号、および前記第2の光感知セルから出力される信号と前記第4の光感知セルから出力される信号との加算演算を含む処理によって生成される第2の輝度信号を生成し、前記第1の輝度信号と前記第2の輝度信号との差分結果に基づいて、前記色信号を補正する、請求項11に記載の撮像装置。
- 前記固体撮像素子に入射する斜め光の影響による前記第1および第3の光感知セルに入射する光の減少率を示す係数k1と、前記斜め光の影響による前記第1および第2の分光要素の分光特性の低下の程度を示す係数k2との相関関係を示す情報が記録された記録媒体をさらに備えている、請求項12に記載の撮像装置。
- 前記信号処理部は、前記第1の輝度信号と前記第2の輝度信号との差分結果、および前記相関関係を示す情報に基づいて、前記色信号を補正する、請求項13に記載の撮像装置。
- 前記信号処理部は、前記第1の光電変換信号と前記第3の光電変換信号との差分を示す第1の差信号と、前記第2の光電変換信号と前記第4の光電変換信号との差分を示す第2の差信号とを用いた信号演算により、第1の色差信号および第2の色差信号を生成し、前記第1の輝度信号と前記第2の輝度信号との差分結果を用いて、前記第1の色差信号および前記第2の色差信号を補正する、請求項12から14のいずれかに記載の撮像装置。
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