固态图像拾取装置和相机系统制造方法及图纸

本发明专利技术的固态图像拾取装置包括：具有以阵列状排列的多个色像素和多个亮度的主成分像素的像素阵列部，所述色像素和所述亮度的主成分像素均具有光电转换功能，其中所述像素阵列部包括均具有多个像素的第一像素群和第二像素群，和所述亮度的主成分像素被分配给第一像素群，所述色像素被分配给第二像素群。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固态图像拾取装置和相机系统
本技术涉及一种采用光场(light field)技术而适用于例如立体相机或单眼或复眼三维(3D)立体相机的固态图像拾取装置和相机系统。
技术介绍
作为光场相机，在专利文献I和专利文献2中公开的技术是已知的。在专利文献I公开的技术中，滤色片阵列的彩色编码(彩色排列)具有通过旋转RGB拜耳(Bayer)排列45度获得的棋盘格状排列(锯齿形排列)，并且允许上下左右相邻的4个像素具有相同的颜色。换句话说，实现了基于具有相同颜色的4个像素单位使RGB的各自滤色片以方形排列的彩色编码。此外，一个多透镜阵列由在不同颜色上跨越配置的4个像素(上下2个像素X左右2个像素)单位共享。此外，在专利文献2公开的技术中，像素沿着两个方向(从水平方向旋转45度的方向和从垂直方向旋转45度的方向)以锯齿形排列二维地配置。使用微透镜阵列，来自图像拾取对象的光线被图像拾取装置作为具有彼此不同视点的光线矢量记录，从而获得视差信息。由于图像拾取装置具有上述这样的像素排列，所以与具有相同尺寸的像素沿着水平和垂直方向二维排列的情况相比，在水平方向和垂直方向上的像素间距更小。[引用文献列表][专利文献]专利文献1:日本未经审查的专利申请公开N0.2010-239337专利文献2:日本未经审查的专利申请公开N0.2010-154493
技术实现思路
然而，在专利文献I和2公开的技术中，基本上，为获得分辨率，亮度的主成分(绿色或白色)像素被分成立体用L/R ;因此，分辨率被降低到一半。此外，在避免分辨率劣化的帧顺序系统中，累积时间减少到1/2，从而感度降低到1/2。此外，在二分割的方法中，即，L/R，数据量增加一倍，从而导致速度和电力倍增。在专利文献I和专利文献2公开的技术中，为了获得充分的分辨率,希望具有复杂的构造并进行复杂的信号处理。因此，希望提供一种在不需要复杂构造和复杂信号处理的情况下能够抑制立体化引起的分辨率和感度劣化以及速度和电力降低的固态图像拾取装置和相机系统。根据本技术实施方案第一方面的固态图像拾取装置包括:具有以阵列状排列的多个色像素和多个亮度的主成分像素的像素阵列部，所述色像素和所述亮度的主成分像素均具有光电转换功能，其中所述像素阵列部包括均具有多个像素的第一像素群和第二像素群，第一像素群和第二像素群其间具有视差，和所述亮度的主成分像素被分配给第一像素群，所述色像素被分配给第二像素群。根据本技术实施方案第二方面的相机系统具有固态图像拾取装置和被构造成在所述固态图像拾取装置上形成被写体的图像的光学系统，所述固态图像拾取装置包括:具有以阵列状排列的多个色像素和多个亮度的主成分像素的像素阵列部，所述色像素和所述亮度的主成分像素均具有光电转换功能，其中所述像素阵列部包括均具有多个像素的第一像素群和第二像素群，第一像素群和第二像素群其间具有视差，和所述亮度的主成分像素被分配给第一像素群，所述色像素被分配给第二像素群。在根据本技术实施方案第一方面的固态图像拾取装置和根据第二方面的相机系统中，在不需要复杂构造和复杂信号处理的情况下，能够抑制立体化引起的分辨率和感度劣化以及速度和电力降低。【附图说明】图1是示出根据本实施方案的固态图像拾取装置(CMOS图像传感器)的构成的概略的系统构成图。图2是示出单位像素的电路构成的例子的电路图。图3是示出背面照射型固态图像拾取装置的基本像素构造的例子的图。图4是示出图3的半导体基板的阱结构的例子的图。图5是示出在像素内进行相邻4个像素加法的情况下电路构成的例子的电路图。图6是示出作为像素排列的例子的拜耳排列的图。图7是根据本实施方案的像素分割的概念图。图8是示出根据本实施方案的固态图像拾取装置(CMOS图像传感器)的第一特征的构成例的图。图9是示出根据本实施方案的固态图像拾取装置(CMOS图像传感器)的第二特征的构成例的图。图10是示出根据本实施方案的固态图像拾取装置(CMOS图像传感器)的第三特征的构成例的图。图11是示出根据本实施方案的固态图像拾取装置(CMOS图像传感器)的第四特征的构成例的图。图12是示出在亮度的主成分像素是W像素的情况下单眼3D对应的信号处理系统的构成例的图。图13是示出在亮度的主成分像素是G像素的情况下在单眼3D对应的固态图像拾取装置中亮度的像素和色像素的分离处理的放大图。图14是示出在亮度的主成分像素是G像素的情况下单眼3D对应的信号处理系统的构成例的图。图15是示出在亮度的主成分像素是W像素的情况下单眼3D对应的信号处理系统的另一个构成例的图。图16是示出在亮度的主成分像素是G像素的情况下单眼3D对应的信号处理系统的另一个构成例的图。图17是示出对应于图12和图15的构成的偏光系统的像素排列的图。图18是示出对应于图14和图16的构成的偏光系统的像素排列的图。图19A是示出其中IR像素与亮度的主成分像素(W像素)混合的固态图像拾取装置(单眼3D-对应)的构成例的图。图19B是示出其中IR像素与亮度的主成分像素(W像素)混合的固态图像拾取装置(单眼3D-对应)的构成例的图。图19C是示出亮度和各色光的光谱分布的特性图。图20A是示出其中IR像素与亮度的主成分像素(W像素)混合的固态图像拾取装置(单眼3D-对应)的构成例的图。图20B是示出其中IR像素与亮度的主成分像素(W像素)混合的固态图像拾取装置(单眼3D-对应)的构成例的图。图21A是示出其中IR像素与亮度的主成分像素(G像素)混合的固态图像拾取装置(单眼3D-对应)的构成例的图。图21B是示出其中IR像素与亮度的主成分像素(G像素)混合的固态图像拾取装置(单眼3D-对应)的构成例的图。图22A是示出其中IR像素与亮度的主成分像素(G像素)混合的固态图像拾取装置(单眼3D-对应)的构成例的图。图22B是示出其中IR像素与亮度的主成分像素(G像素)混合的固态图像拾取装置(单眼3D-对应)的构成例的图。图23A是示出使用W像素和G像素作为亮度的主成分像素的固态图像拾取装置(单眼3D-对应)的构成例的图。图23B是示出使用W像素和G像素作为亮度的主成分像素的固态图像拾取装置(单眼3D-对应)的构成例的图。图24A是示出其中IR像素与亮度的主成分像素(W和G像素)混合的固态图像拾取装置(单眼3D-对应)的构成例的图。图24B是示出其中IR像素与亮度的主成分像素(W和G像素)混合的固态图像拾取装置(单眼3D-对应)的构成例的图。图25是示出在亮度的主成分像素是W像素的情况下固态图像拾取装置(双眼2-芯片3D-对应)的第一构成例的图。图26是概念性地示出对在通过图25的固态图像拾取装置进行视差迁移后的L/R图像进行空间相位位移处理的图。图27是示出在亮度的主成分像素是W像素的情况下固态图像拾取装置(双眼2-芯片3D-对应)的第二构成例的图。图28是示出在亮度的主成分像素是G像素的情况下固态图像拾取装置(双眼2-芯片3D-对应)的第三构成例的图。图29是示出在亮度的主成分像素是G像素的情况下固态图像拾取装置(双眼2-芯片3D-对应)的第四构成例的图。图30是示出其中IR像素与亮度的主成分像素(W像素)混合的固态图像拾取装置(双眼2-芯片3D-对应/方形排列)的构成例的图。图31是示出其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态图像拾取装置，包括：具有以阵列状排列的多个色像素和多个亮度的主成分像素的像素阵列部，所述色像素和所述亮度的主成分像素均具有光电转换功能，其中所述像素阵列部包括均具有多个像素的第一像素群和第二像素群，第一像素群和第二像素群其间具有视差，和所述亮度的主成分像素被分配给第一像素群，所述色像素被分配给第二像素群。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.16 JP 2012-0061621.一种固态图像拾取装置，包括: 具有以阵列状排列的多个色像素和多个亮度的主成分像素的像素阵列部，所述色像素和所述亮度的主成分像素均具有光电转换功能， 其中所述像素阵列部包括均具有多个像素的第一像素群和第二像素群，第一像素群和第二像素群其间具有视差，和 所述亮度的主成分像素被分配给第一像素群，所述色像素被分配给第二像素群。2.如权利要求1所述的固态图像拾取装置，其中所述亮度的主成分像素是对波长550nm附近的光接收波长峰值具有感度特性的像素。3.如权利要求2所述的固态图像拾取装置，其中所述亮度的主成分像素是W像素和G像素中的一个或二者。4.如权利要求1所述的固态图像拾取装置，其中具有与所述亮度的主成分像素不同的感度特性的像素被进一步被分配给第一像素群。5.如权利要求4所述的固态图像拾取装置，其中具有与所述亮度的主成分像素不同的感度特性的像素是IR像素。6.如权利要求1所述的固态图像拾取装置，其中 其中均具有光电转换功 能的色像素和亮度的主成分像素在第一方向上彼此相邻排列的多个复合像素在所述像素阵列部中以阵列状排列， 所述像素阵列部包括多透镜阵列，其中入射光的多透镜跨越所述多个复合像素配置，和 在所述像素阵列部的各复合像素中，所述亮度的主成分像素配置在第一方向上的一侧，和所述色像素配置在另一侧。7.如权利要求6所述的固态图像拾取装置，其中所述像素阵列部在通过使用第一方向和与第一方向直交的第二方向作为基准而旋转预定角度的状态下排列。8.如权利要求1所述的固态图像拾取装置，包括信号处理系统，它基于亮度的主成分像素信号和色像素信号生成视差信息，并基于所述视差信息生成二维图像或三维图像。9.如权利要求8所述的固态图像拾取装置，其中所述信号处理系统通过基于所述视差信息迁移所述色像素而进行视差校正处理，并利用所述视差校正处理后的信号生成二维图像。10.如权利要求9所述的固态图像拾取装置，其中所述信号处理系统通过基于所述视差信息对生成的二维图像进行二维到三维转换而生成三维图像。11.如权利要求8所述的固态图像拾取装置，其中所述信号处理系统通过基于所述视差信息迁移所述亮度的主成分像素而进行视差校正处理，并利用所述视差校正处理后的信号生成二维图像。12.如权利要求8所述的固态图像拾取装置，其中所述信号处理系统通过基于所述视差信息迁移所述亮度的主成分像素而进行视差校正处理，将所述视差校正处理后的信号与色像素组...

【专利技术属性】
技术研发人员：广田功，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP