JP6039649B2 - 固体撮像素子、撮像装置および信号処理方法 - Google Patents
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Description
(式1) S2a=C1s
(式2) S2b=C2s+kWs=kC1s+(1+k)C2s
(式3) S2c=C3s
(式4) S2d=C4s+kWs=kC3s+(1+k)C4s
図4Aは、実施形態1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500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6) S2a=Gs
(式7) S2b=Mgs+W’s=Rs+Bs+k(Rs+Gs+Bs)
(式8) S2c=Cbs=Bs+(1/2)Gs
(式9) S2d=Yrs+W’s=Rs+(1/2)Gs+k(Rs+Gs+Bs)
(式10) S2a=Gs
(式11) S2b=(5/4)Rs+(1/4)Gs+(5/4)Bs
(式12) S2c=Bs+(1/2)Gs
(式13) S2d=(5/4)Rs+(3/4)Gs+(1/4)Bs
(式14) Rs=−(1/10)S2a+(2/5)S2b−(3/5)S2c+(2/5)S2d
(式15) Gs=S2a
(式16) Bs=(−1/2)S2a+S2c
2,2a,2b,2c,2d 撮像素子の光感知セル
3 非分光部
4 マイクロレンズ
5 撮像素子の配線層
6 透明層
10 撮像素子
11 赤外カットフィルタ
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
30 メモリ
40 光感知セルの単位ブロック
100 分光要素アレイ
200 光感知セルアレイ
300 撮像部
400 マイクロレンズアレイ
500 信号処理部
Claims (13)
- 各々が第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次元的に配列された光感知セルアレイと、
前記第1の光感知セルに対向して配置された第1の分光要素、および前記第3の光感知セルに対向して配置された第2の分光要素を含む分光要素アレイと、
前記第1の分光要素および前記第1の光感知セルを覆い、かつ前記第2の光感知セルの一部を覆うように配置された第1のマイクロレンズ、および前記第2の分光要素および前記第3の光感知セルを覆い、かつ前記第4の光感知セルの一部を覆うように配置された第2のマイクロレンズを含むマイクロレンズアレイであって、前記第1および第2のマイクロレンズが設けられていない領域のうち前記第2の光感知セルに対向する領域に入射した光が前記第2の光感知セルに入射し、前記第1および第2のマイクロレンズが設けられていない領域のうち前記第4の光感知セルに対向する領域に入射した光が前記第4の光感知セルに入射するように構成されたマイクロレンズアレイと、
を備え、
前記第1の分光要素は、前記第1のマイクロレンズを介して入射する光のうち、第1の色成分の光を前記第1の光感知セルに入射させ、前記第1のマイクロレンズを介して入射する光のうち、第2の色成分の光を前記第2の光感知セルに入射させ、
前記第2の分光要素は、前記第2のマイクロレンズを介して入射する光のうち、第3の色成分の光を前記第3の光感知セルに入射させ、前記第2のマイクロレンズを介して入射する光のうち、第4の色成分の光を前記第4の光感知セルに入射させる、
固体撮像素子。 - 前記第1および第2の分光要素の各々は、高屈折率透明部と、前記高屈折率透明部の屈折率よりも低い屈折率を有し前記高屈折率透明部の周囲に設けられた低屈折率透明部とを有し、
前記第1の分光要素における前記高屈折率透明部の形状およびサイズの少なくとも一方は、前記第2の分光要素における前記高屈折率透明部のものと異なっている、
請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記第1の分光要素における前記高屈折率透明部および前記第2の分光要素における前記高屈折率透明部は、前記撮像面に垂直な板状の形状を有し、互いに平行に配置されている、請求項2に記載の固体撮像素子。
- 前記第1の分光要素における前記高屈折率透明部の向きは、隣接単位ブロックに対向する前記第1の分光要素における前記高屈折率透明部の向きと90度異なっており、
前記第2の分光要素における前記高屈折率透明部の向きは、隣接単位ブロックに対向する前記第2の分光要素における前記高屈折率透明部の向きと90度異なっている、
請求項3に記載の固体撮像素子。 - 前記分光要素アレイは、最近接する2つの前記第1の分光要素による分光の方向の前記撮像面に平行な成分が互いに直交し、最近接する2つの前記第2の分光要素による分光の方向の前記撮像面に平行な成分が互いに直交するように構成されている、請求項1から4のいずれかに記載の固体撮像素子。
- 前記第1の分光要素は、入射光に含まれる前記第2の色成分の光の半分を前記第2の光感知セルに入射させ、前記第2の色成分の光の残りの半分をいずれかの隣接単位ブロックにおける前記第2の光感知セルに入射させ、
前記第2の分光要素は、入射光に含まれる前記第4の色成分の光の半分を前記第4の光感知セルに入射させ、前記第4の色成分の光の残りの半分をいずれかの隣接単位ブロックにおける前記第4の光感知セルに入射させる、
請求項1から5のいずれかに記載の固体撮像素子。 - 前記第2の光感知セルは、前記第1の分光要素およびいずれかの隣接単位ブロックにおける前記第1の分光要素から入射する前記第2の色成分の光と、前記第1および第2のマイクロレンズを介さずに入射する光とを受け、受けた光に応じた光電変換信号を出力し、
前記第4の光感知セルは、前記第2の分光要素およびいずれかの隣接単位ブロックにおける第2の分光要素から入射する前記第4の色成分の光と、前記第1および第2のマイクロレンズを介さずに入射する光とを受け、受けた光に応じた光電変換信号を出力する、
請求項1から6のいずれかに記載の固体撮像素子。 - 前記第1の分光要素は、入射光に含まれる前記第1の色成分の光を対向する前記第1の光感知セルに入射させ、
前記第2の分光要素は、入射光に含まれる前記第3の色成分の光を対向する前記第3の光感知セルに入射させる、請求項1から7のいずれかに記載の固体撮像素子。 - 前記第2の色成分は、前記第1の色成分の補色であり、前記第4の色成分は、前記第3の色成分の補色である、請求項1から8のいずれかに記載の固体撮像素子。
- 前記第1の色成分は、マゼンタおよび緑の一方であり、
前記第2の色成分は、マゼンタおよび緑の他方であり、
前記第3の色成分は、緑の一部を含む赤、および緑の一部を含む青の一方であり、
前記第4の色成分は、緑の一部を含む赤、および緑の一部を含む青の他方である、
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、
前記固体撮像素子に像を形成する光学系と、
前記固体撮像素子から出力される信号を処理する信号処理部であって、前記第1の光感知セルから出力される第1の光電変換信号、前記第2の光感知セルから出力される第2の光電変換信号、前記第3の光感知セルから出力される第3の光電変換信号、および前記第4の光感知セルから出力される第4の光電変換信号を用いた演算によって色情報を生成する信号処理部と、
を備える撮像装置。 - 請求項1から10のいずれかに記載の固体撮像素子から出力される信号を処理する方法であって、
前記第1の光感知セルから出力される第1の光電変換信号、前記第2の光感知セルから出力される第2の光電変換信号、前記第3の光感知セルから出力される第3の光電変換信号、および前記第4の光感知セルから出力される第4の光電変換信号を取得するステップと、
前記第1から第4の光電変換信号を用いて色情報を生成するステップと、
を含む方法。 - 請求項1から10のいずれかに記載の固体撮像素子から出力される信号を処理するためのプログラムであって、
コンピュータに対し、
前記第1の光感知セルから出力される第1の光電変換信号、前記第2の光感知セルから出力される第2の光電変換信号、前記第3の光感知セルから出力される第3の光電変換信号、および前記第4の光感知セルから出力される第4の光電変換信号を取得するステップと、
前記第1から第4の光電変換信号を用いて色情報を生成するステップと、
を実行させるプログラム。
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