图像拾取装置、图像拾取系统和信号处理方法制造方法及图纸

公开了图像拾取装置、图像拾取系统和信号处理方法。通过使用由第一像素组输出的信号生成分辨率数据。通过使用由第二像素组输出的信号生成颜色数据。分辨率数据和颜色数据组合以生成第一数据。对第一数据执行上转换处理以生成第二数据，并且对第二数据执行马赛克处理以生成预定阵列的数据。

【技术实现步骤摘要】

实施例的一个所公开方面涉及图像拾取装置、图像拾取系统、用于图像拾取装置的信号处理方法、以及信号处理方法。更具体而言，实施例的一个所公开方面涉及用于利用分辨率数据和颜色数据进行图像拾取的装置、系统和信号处理方法。
技术介绍
特定波长分量(诸如像具有红、绿和蓝的相应颜色的光)通过其透射的滤色器(在下文，将被称为CF)在图像拾取元件中的每个像素单元的元件表面上提供以获得彩色图像。在下文中，红、绿和蓝将被称为R、G和B。R的CF布置在其上的像素将被称为R像素。G的CF布置在其上的像素将被称为G像素。B的CF布置在其上的像素将被称为B像素。在R像素、G像素和B像素被共同提及的情况下，这些像素将被称为RGB像素。提出了一种构造，其中便于获得亮度信息的像素的比例增大以提高图像拾取元件的灵敏度。灵敏度是通过使用白像素(在下文，将被称为W像素)来提高的，通过其可见光范围内的光在那些像素之间被广泛透射，并且能够获得具有高信噪(S/N)比的图像。日本专利特许公开No.2011-55038公开了一种图像拾取元件，其中布置了RGB像素和W像素。在下文中，RGB像素和W像素被共同提到，这些像素将被称为RGBW像素。日本专利特许公开No.2011-55038公开了一种构造，其中图像处理单元对包括RGBW像素的图像拾取元件的输出信号执行模糊校正处理。
技术实现思路
实施例的一个所公开方面是鉴于上述问题产生的，并且提供了一种图像拾取装置，包括：包括多个像素的第一像素组，每个像素包括光电转换单元；包括多个像素的第二像素组，每个像素包括光电转换单元；及信号处理单元，该图像拾取装置将数据输出到被配置为根据预定阵列的数据生成图像的图像处理单元，其中包括在第一像素组中的每个光电转换单元与包括在第二像素组中的每个光电转换单元具有要被光电转换的光的相互不同的波长带(wavelength band)，信号处理单元通过使用由包括在第一像素组中的像素输出的信号生成分辨率数据，通过使用由包括在第二像素组中的像素输出的信号生成颜色数据，并且通过组合分辨率数据和颜色数据来生成第一数据，通过对第一数据执行上转换处理来生成第二数据，并且执行将第二数据设置为预定阵列的数据的处理。本公开内容的更多特征将参照附图从以下示例性实施例的描述变得清楚。附图说明图1示出了图像拾取装置的信号处理。图2示出了图像拾取元件的构造。图3A至图3D示出了图像拾取元件的CF阵列。图4A至图4D示出了图像拾取元件的CF阵列。图5示出了图像拾取元件的构造。图6示出了图像拾取装置的信号处理。图7示出了图像拾取装置的信号处理。图8示出了图像拾取装置的信号处理。图9示出了图像拾取装置的信号处理。图10示出了图像拾取装置的信号处理。图11示出了图像拾取装置的信号处理。图12示出了被拾取图像的评估结果。图13示出了图像拾取装置的信号处理。图14示出了被拾取图像的评估结果。图15示出了图像拾取装置的信号处理。图16示出了图像拾取装置的信号处理。图17示出了图像拾取系统。具体实施方式根据在日本专利特许公开No.2011-55038中描述的技术，关于在通过使用由图像拾取元件输出的信号生成的图像中引起的颜色噪声(color noise)的降低的讨论已经不够，其中图像拾取元件包括RGBW像素。下面的例子涉及用于降低颜色噪声的技术。在下文中，将参照附图描述示例性实施例。除了提供到图像拾取装置外部的图像处理单元203以及由图像拾取装置执行的信号处理，图1还示出了图像拾取装置的构造。图像拾取装置包括图像拾取元件201和信号处理单元202。信号处理单元202包括上游处理单元204、插值单元205和转换单元206。信号处理单元202生成通过对由图像拾取元件201输出的输出信号执行插值处理和上转换处理所获得的数据。信号处理单元202还对所生成的数据执行马赛克处理(mosaic processing)以生成马赛克图像并将数据输出到图像处理单元203。根据本示例性实施例，输入到图像处理单元203的预定数据具有拜耳(Bayer)阵列。图1还示出了由插值单元205、转换单元206和图像处理单元203当中每一个生成的数据。图1中所示的数据是作为由每个单元执行的处理的结果而生成的数据。例如，在图像处理单元203中示出的数据是当图像处理单元203对由转换单元206输出的数据执行去马赛克处理时所生成的数据。互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器或电荷耦合器件(CCD)图像传感器可以被用作图像拾取元件201。在那些当中，根据本示例性实施例，CMOS图像传感器被使用。根据本示例性实施例的图像拾取元件201包括多个像素。这多个像素中每个像素包括光透射部分。这多个像素中的部分像素包括滤色器(CF)，具有对应于包括红(R)、绿(G)和蓝(B)的颜色之一的波长的光通过其透射。多个像素中每个像素包括被配置为生成基于入射光的电荷的光电转换单元。在光电转换单元中，光谱特性对于多个像素中每个像素变化，这是因为通过CF透射的光的波长对于每个像素变化。应当注意的是，被提供从而生成基于入射光的电荷的像素将被称为有效像素。根据本示例性实施例，关于提供给图像拾取元件201的有效像素的数目，1920个像素排列在水平方向并且1080个像素被排列在垂直方向。在图1的图像拾取元件201中，相应的像素被示出同时由R、G、B和W表示。这指示对应于通过每个像素的光透射部分透射的光的波长的颜色。R表示红色，G表示绿色，B表示蓝色，并且W表示白色。应当注意的是，W像素的光透射部分可以单独由树脂制成。根据本示例性实施例的图像拾取元件201具有被称为RGBW 12阵列的CF阵列。应当注意的是，没有CF布置在W像素中，但是，当提到多个像素的光透射部分的阵列模式时，这被称为CF阵列。在RGBW 12阵列中，相应的像素在4×4＝16个像素当中按由比例R:G:B:W＝1:2:1:12表示的数目比布置。根据RGBW 12阵列，在平面图中，包括对应于颜色像素的R像素、G像素和B像素的任何像素被布置成在垂直方向、水平方向和对角线方向当中任何一个方向与W像素相邻。即，在平面图中，颜色像素在垂直方向、水平方向和对角线方向被W像素包围。此外，根据RGBW 12阵列，W像素的比例是像素总数的3/4。即，W像素作为第一像素被提供，并且颜色像素(RGB像素)作为第二像素被提供。第一像素组中的像素的数目是第二像素组中的像素的数目的三倍(多于两倍)。应当注意的是，图像拾取元件201在一些情况下可以包括除有效像素之外的其它像素，诸如光学黑色像素和虚设像素，这些像素不直接输出到图像，但这些像素不包括在上述第一像素组和第二像素组中任何一个当中。应当注意的是，W像素被构成为不包括CF的像素。根据这种构造，在W像素中具有灵敏度的波长带包括在R像素、G像素和B像素每一个当中具有灵敏度的所有波长带。因此，由于W像素具有比RGB像素宽的光谱灵敏特性，因此W像素具有比RGB像素高的灵敏度。在上述RGBW 12阵列被使用的情况下，由于颜色像素被W像素包围，因此在颜色像素的位置对W的值进行插值时的精度得到提高。信号处理单元202对由图像拾取元件201输出的输出信号执行信号处理。信号处理单元202包括上游处理单元204、插值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像拾取装置，其特征在于，包括：包括多个像素的第一像素组，每个像素包括光电转换单元；包括多个像素的第二像素组，每个像素包括光电转换单元；及信号处理单元，图像拾取装置将数据输出到被配置为根据预定阵列的数据生成图像的图像处理单元，其中包括在第一像素组中的每个光电转换单元与包括在第二像素组中的每个光电转换单元具有要被光电转换的光的相互不同的波长带，信号处理单元通过使用由包括在第一像素组中的像素输出的信号来生成分辨率数据，通过使用由包括在第二像素组中的像素输出的信号来生成颜色数据，并且通过组合分辨率数据和颜色数据来生成第一数据，通过对第一数据执行上转换处理来生成第二数据，及执行将第二数据设置为预定阵列的数据的处理。

【技术特征摘要】
2015.04.15 JP 2015-0836091.一种图像拾取装置，其特征在于，包括：包括多个像素的第一像素组，每个像素包括光电转换单元；包括多个像素的第二像素组，每个像素包括光电转换单元；及信号处理单元，图像拾取装置将数据输出到被配置为根据预定阵列的数据生成图像的图像处理单元，其中包括在第一像素组中的每个光电转换单元与包括在第二像素组中的每个光电转换单元具有要被光电转换的光的相互不同的波长带，信号处理单元通过使用由包括在第一像素组中的像素输出的信号来生成分辨率数据，通过使用由包括在第二像素组中的像素输出的信号来生成颜色数据，并且通过组合分辨率数据和颜色数据来生成第一数据，通过对第一数据执行上转换处理来生成第二数据，及执行将第二数据设置为预定阵列的数据的处理。2.如权利要求1所述的图像拾取装置，其中包括在第一像素组中的每个像素和包括在第二像素组中的每个像素具有光透射部分，透射通过第一像素组的光透射部分的光的波长带包括在从蓝到红的范围内的波长带，及透射通过第二像素组的光透射部分的光的波长带比透射通过第一像素组的光透射部分的光的波长带窄。3.如权利要求1所述的图像拾取装置，其中第一数据是包括以下项的数据：在具有要被包括在第二像素组中的光电转换单元光电转换的波长带的光被包括在第一像素组中的光电转换单元光电转换的情况下生成的信号，以及在具有要被包括在第一像素组中的光电转换单元光电转换的波长带的光被包括在第二像素组中的光电转换单元光电转换的情况下生成的信号。4.如权利要求2所述的图像拾取装置，其中第一数据是包括以下项的数据：在具有要被包括在第二像素组中的光电转换单元光电转换的波长带的光被包括在第一像素组中的光电转换单元光电转换的情况下生成的信号，以及在具有要被包括在第一像素组中的光电转换单元光电转换的波长带的光被包括在第二像素组中的光电转换单元光电转换的情况下生成的信号。5.如权利要求1所述的图像拾取装置，还包括：图像拾取元件，包括第一像素组和第二像素组以及被配置为通过扫描第一像素组和第二像素组来从第一像素组和第二像素组输出信号的垂直扫描电路，其中当垂直扫描电路扫描第一像素组和第二像素组一次时，图像拾取元件输出一帧的信号，当垂直扫描电路扫描第一像素组和第二像素组多次时，图像拾取元件输出多帧的信号，通过对于每个像素执行包括在多帧的信号中的每个信号中的颜色数据的平均处理，信号处理单元生成颜色平均数据，及用于第一数据的生成的颜色数据被设置为颜色平均数据。6.如权利要求2所述的图像拾取装置，还包括：图像拾取元件，包括第一像素组和第二像素组以及被配置为通过扫描第一像素组和第二像素组来从第一像素组和第二像素组输出信号的垂直扫描电路，其中当垂直扫描电路扫描第一像素组和第二像素组一次时，图像拾取元件输出一帧的信号，当垂直扫描电路扫描第一像素组和第二像素组多次时，图像拾取元件输出多帧的信号，通过对于每个像素执行包括在多帧的信号中的每个信号中的颜色数据的平均处理，信号处理单元生成颜色平均数据，及用于第一数据的生成的颜色数据被设置为颜色平均数据。7.如权利要求3所述的图像拾取装置，还包括：图像拾取元件，包括第一像素组和第二像素组以及被配置为通过扫描第一像素组和第二像素组来从第一像素组和第二像素组输出信号的垂直扫描电路，其中当垂直扫描电路扫描第一像素组和第二像素组一次时，图像拾取元件输出一帧的信号，当垂直扫描电路扫描第一像素组和第二像素组多次时，图像拾取元件输出多帧的信号，通过对于每个像素执行包括在...

【专利技术属性】
技术研发人员：大西智也，海部纪之，川野藤雄，高堂寿士，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP