成像装置、成像系统以及信号处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及成像装置、成像系统以及信号处理方法。设有在多个方向上与第一像素相邻的多个相邻像素。从所述多个像素的信号推导出具有最高相关性的方向，并且具有最高相关性的方向被反映到将对第一像素的信号执行的内插处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及成像装置、成像系统以及信号处理方法。
技术介绍
图像拾取元件在其元件表面上具有像素，并且每个像素均具有允许诸如红色、绿色和蓝色的光之类的特定波长分量通过的滤色器(下文中被称为CF)。下文中，红色、绿色和蓝色将分别被称为R、G和B。下文中，具有用于R的CF的像素、具有用于G的CF的像素和具有用于B的CF的像素将分别被称为红色像素、绿色像素和蓝色像素。红色像素、绿色像素和蓝色像素将被统称为RGB像素。为了提高图像拾取元件的灵敏度，已经提出了用于增大允许容易地获取关于亮度的信息的像素的比例的配置。在这种像素中，使用广泛透射可见光区域的光的白色像素(下文中被称为W像素)可以提高灵敏度，使得可以获取具有高S/N比的图像。日本专利公开No.2014-072658公开了对来自具有RGBW图案(包括RGB像素和W像素)的图像拾取元件的输出信号执行内插处理。根据日本专利公开No.2014-072658，所关注的像素附近的像素被用来获得多个方向上的相关性。日本专利公开No.2014-072658中公开了不同方向上的相关性被作用于确定所关注的像素的内插方法的标准。日本专利公开No.2014-072658还公开了使用其间具有不同颜色的像素的一种颜色的像素的像素数据或者不同颜色的相邻像素的像素数据。
技术实现思路
本专利技术的一个方面提供了一种成像装置，该成像装置包括：第一像素、第二像素、第三像素、第四像素、第五像素、第六像素和第七像素，每个像素均具有光电转换单元和信号处理单元，其中，将由第一像素的光电转换单元光电转换的光的波长带范围是第一波长带范围；将由第二至第七像素中的每个像素的光电转换单元光电转换的光的波长带范围是第二波长带范围，所述第二波长带范围包括第一波长带范围并且比第一波长带范围宽；第二至第七像素与第一像素相邻；第一像素在第一方向上位于第二像素与第三像素之间；第一像素在不同于第一方向的第二方向上位于第四像素与第五像素之间；第一像素在不同于第一和第二方向的第三方向上位于第六像素与第七像素之间；第四像素和第七像素沿与第一方向平行的方向相邻地设置；第二像素和第六像素沿与第二方向平行的方向相邻地设置；信号处理单元根据第四像素和第七像素的信号获取作为第一方向上的相关值的第一相关值，并根据第二像素和第六像素的信号获取作为第二方向上的相关值的第二相关值；信号处理单元通过比较第一相关值和第二相关值来获取在第一方向和第二方向之间具有较高相关值的一个；并且信号处理单元还通过使用第二至第七像素当中沿具有较高相关性的方向设置的两个像素的信号来对第一像素的与第二波长带范围对应的信号进行内插。。本专利技术的另一个方面提供了一种信号处理方法，用于处理从第一像素、第二像素、第三像素、第四像素、第五像素、第六像素和第七像素输出的信号，每个像素均具有光电转换单元，其中将由第一像素的光电转换单元光电转换的光的波长带范围是第一波长带范围；将由第二至第七像素中的每个像素的光电转换单元光电转换的光的波长带范围是第二波长带范围，所述第二波长带范围包括第一波长带范围并且比第一波长带范围宽；第二至第七像素与第一像素相邻；第一像素在第一方向上位于第二像素与第三像素之间；第一像素在不同于第一方向的第二方向上位于第四像素与第五像素之间；第一像素在不同于第一和第二方向的第三方向上位于第六像素与第七像素之间；第四像素和第七像素沿与第一方向平行的方向相邻地设置；第二像素和第六像素沿与第二方向平行的方向相邻地设置；所述信息处理方法包括：根据第四像素和第七像素的信号获取作为第一方向上的相关值的第一相关值，并根据第二像素和第六像素的信号获取作为第二方向上的相关值的第二相关值；通过比较第一相关值和第二相关值来获取第一方向和第二方向之间具有较高相关值的一个；以及通过使用第二至第七像素当中沿具有较高相关性的方向设置的两个像素的信号来对第一像素的与第二波长带范围对应的信号进行内插。参照附图阅读示例性实施例的以下描述，本专利技术的其它特征将变得清楚。附图说明图1例示了成像装置中的信号处理。图2A至2E例示了图像拾取元件中的示例性CF图案以及其中的信号处理。图3A至3E例示了图像拾取元件中的示例性曝光图案和其中的信号处理、根据变化示例的图像拾取元件中的CF图案和根据变化示例的信号处理。图4A至4D例示了图像拾取元件中的曝光图案和像素数据的示例。图5例示了图像拾取元件的示例性配置。图6例示了图像拾取元件的示例性配置。图7A至2E例示了图像拾取元件中的示例性CF图案。图8A至8D例示了图像拾取元件中的示例性CF图案。图9A至9E例示了成像装置中的信号处理。图10A至10E例示了成像装置中的信号处理。图11A至11E例示了成像装置中的信号处理。图12例示了成像装置的配置。图13例示了成像装置中的示例性信号处理。具体实施方式日本专利公开No.2014-072658中公开的技术使用其间具有不同颜色的像素的一种颜色的像素的像素数据作为将用于内插处理的一种颜色的像素的像素数据。由于使用一种颜色的远离像素的像素数据，所以这样可能降低内插的精确度。另一方面，当相邻像素的像素数据被用于内插处理时，像素数据是不同颜色的像素的像素数据，这也可能降低内插的精确度。下面的示例性实施例涉及用于使用相邻像素的像素数据来执行内插处理的技术。将参照附图来描述示例性实施例。图1例示了成像装置的配置、设在成像装置外部的图像处理单元203以及将由成像装置执行的信号处理。成像装置具有图像拾取元件201和信号处理单元202。信号处理单元202具有预处理单元204、内插单元205以及转换单元206。信号处理单元202生成通过对从图像拾取元件201输出的输出信号执行内插处理和上转换(up conversion)处理而获取的数据。信号处理单元202还对所述数据执行生成马赛克图像的马赛克处理，并将所得到的数据输出到图像处理单元203。在本实施例中，将被输入到图像处理单元203的预定数据具有拜耳图案(Bayer pattern)。图1还例示了将由内插单元205、转换单元206和图像处理单元203生成的数据集。图1例示了作为由这些部件单元执行的处理的结果而生成的数据集。例如，与图像处理单元203一起例示的数据集作为由图像处理单元203对从转换单元206输出的数据执行的去马赛克处理的结果而被生成。例如，图像拾取元件201可以是CMOS图像传感器或CCD图像传感器。根据本实施例，使用CMOS图像传感器。根据本实施例的图像拾取元件201具有多个像素。该多个像素中的每个像素均具有光透射单元。该多个像素中的部分像素具有滤色器(CF)，每个滤色器(CF)允许具有与红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)之一对应的波长的光通过。滤色器是光透射单元的示例。该多个像素中的每个像素均具有基于入射光生成电载流子的光电转换单元。下文中，被设置用于基于入射光生成电载流子的像素被称为有效像素。设在图像拾取元件201中的有效像素的数量在水平方向上等于1920个像素，在垂直方向上等于1080个像素。图1例示了图像拾取元件201中的像素R、G、B和W。图1中赋予像素的字母“R”、“G”、“B”和“W”指示与通过像素中的光透射单元的光的波长对应的颜色。字母“R”、“G”、“B”和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成像装置，其特征在于，包括：第一像素、第二像素、第三像素、第四像素、第五像素、第六像素和第七像素，每个像素均具有光电转换单元和信号处理单元，其中，将由第一像素的光电转换单元光电转换的光的波长带范围是第一波长带范围；将由第二至第七像素中的每个像素的光电转换单元光电转换的光的波长带范围是第二波长带范围，所述第二波长带范围包括第一波长带范围并且比第一波长带范围宽；第二至第七像素与第一像素相邻；第一像素在第一方向上存在于第二像素与第三像素之间；第一像素在不同于第一方向的第二方向上位于第四像素与第五像素之间；第一像素在不同于第一和第二方向的第三方向上位于第六像素与第七像素之间；第四像素和第七像素沿与第一方向平行的方向相邻地设置；第二像素和第六像素沿与第二方向平行的方向相邻地设置；信号处理单元根据第四像素和第七像素的信号获取作为第一方向上的相关值的第一相关值，并根据第二像素和第六像素的信号获取作为第二方向上的相关值的第二相关值；信号处理单元通过比较第一相关值和第二相关值来获取第一方向和第二方向之间具有较高相关性的一个；并且信号处理单元还通过使用第二至第七像素当中沿具有较高相关性的方向设置的两个像素的信号来对第一像素的与第二波长带范围对应的信号进行内插。...

【技术特征摘要】
2015.05.11 JP 2015-0968311.一种成像装置，其特征在于，包括：第一像素、第二像素、第三像素、第四像素、第五像素、第六像素和第七像素，每个像素均具有光电转换单元和信号处理单元，其中，将由第一像素的光电转换单元光电转换的光的波长带范围是第一波长带范围；将由第二至第七像素中的每个像素的光电转换单元光电转换的光的波长带范围是第二波长带范围，所述第二波长带范围包括第一波长带范围并且比第一波长带范围宽；第二至第七像素与第一像素相邻；第一像素在第一方向上存在于第二像素与第三像素之间；第一像素在不同于第一方向的第二方向上位于第四像素与第五像素之间；第一像素在不同于第一和第二方向的第三方向上位于第六像素与第七像素之间；第四像素和第七像素沿与第一方向平行的方向相邻地设置；第二像素和第六像素沿与第二方向平行的方向相邻地设置；信号处理单元根据第四像素和第七像素的信号获取作为第一方向上的相关值的第一相关值，并根据第二像素和第六像素的信号获取作为第二方向上的相关值的第二相关值；信号处理单元通过比较第一相关值和第二相关值来获取第一方向和第二方向之间具有较高相关性的一个；并且信号处理单元还通过使用第二至第七像素当中沿具有较高相关性的方向设置的两个像素的信号来对第一像素的与第二波长带范围对应的信号进行内插。2.一种成像装置，其特征在于，包括：第一像素、第二像素、第三像素、第四像素、第五像素、第六像素和第七像素，每个像素均具有光电转换单元和信号处理单元，其中，将由第一像素的光电转换单元光电转换的光的波长带范围是与红色和蓝色中的一种颜色对应的第一波长带范围；将由第二至第七像素中的每个像素的光电转换单元光电转换的光的波长带范围是与绿颜色对应的第二波长带范围；第一像素被第二至第七像素包围；第一像素在第一方向上位于第二像素与第三像素之间；第一像素在不同于第一方向的第二方向上位于第四像素与第五像素之间；第一像素在不同于第一和第二方向的第三方向上位于第六像素与第七像素之间；第四像素和第七像素沿与第一方向平行的方向相邻地设置；第二像素和第六像素沿与第二方向平行的方向相邻地设置；信号处理单元根据第四像素和第七像素的信号获取作为第一方向上的相关值的第一相关值，并根据第二像素和第六像素的信号获取作为第二方向上的相关值的第二相关值；信号处理单元通过比较第一相关值和第二相关值来导出第一方向和第二方向之间具有较高相关性的一个；并且信号处理单元还通过使用第二至第七像素当中沿具有较高相关性的方向设置的两个像素的信号来对第一像素的与第二波长带范围对应的信号进行内插。3.根据权利要求1所述的成像装置，其中第一像素还与第八和第九像素相邻，第八和第九像素中的每个像素均具有对第二波长带范围的光进行光电转换的光电转换单元；并且，第一像素在不同于第一、第二和第三方向的第四方向上位于第八像素与第九像素之间；第八像素、第四像素和第七像素在与第一方向平行的方向上相邻地设置；第六像素、第五像素和第九像素沿与第一方向...

【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