固体摄像装置(10)包含信号处理部(710)，其在进行多个读出信号当中所关注的读出信号的合成时，根据多个读出信号当中至少一个读出信号与阈值的比较结果来选择至少一个合成所需的信号，在合成处理中应用所选择出的信号来生成扩大了动态范围的合成信号，信号处理部每当对来自一个所关注的像素的读出信号进行合成时，就参考与一个所关注的像素的周边像素的合成相关的合成信息来决定与读出信号的合成相关的合成信息。根据该结构，能与个体偏差等无关地进行要组合的多个信号的平滑的切换，能在抑制伪色的产生等图像劣化的同时实现高动态范围化，进而能实现高画质化。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固体摄像装置、固体摄像装置的驱动方法以及电子设备
本专利技术涉及固体摄像装置、固体摄像装置的驱动方法以及电子设备。
技术介绍
作为利用了检测到光而产生电荷的光电变换元件的固体摄像装置(图像传感器)，有CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)图像传感器以供实用。CMOS图像传感器作为数字摄像机、视频摄像机、监视摄像机、医疗用内窥镜、个人计算机(PC)、便携电话等便携终端装置(移动设备)等各种电子设备的一部分而被广泛应用。CMOS图像传感器的主流是列并列输出型，其中，使每个像素具备具有光电二极管(光电变换元件)以及浮动扩散层(FD：FloatingDiffusion，浮动扩散)的FD放大器，其读出方式是，选择像素阵列当中的某一行，并将它们同时向列(column)方向读出。但是，为了特性提升，提出有各种实现具有高动态范围(HDR：HighDynamicRange)的高画质的固体摄像装置(CMOS图像传感器)的方法。过去，在固体摄像装置中，作为提高(扩大)动态范围的方法，例如已知如下等方法：从图像传感器的同一像素读出积蓄时间不同的两个种类的信号，将这两个种类的信号组合来使动态范围扩大；以及将高灵敏度的像素中动态范围小的信号和在低灵敏度下扩大了动态范围的信号组合来扩大动态范围。例如在专利文献1中，公开了分割成短的曝光时间下与高照度侧对应的摄像和长的曝光时间下与低照度对应的摄像这样不同的两次以上的曝光时间的高动态范围化技术。另外，在专利文献1中，公开了使浮动扩散的电容可变的高动态范围化技术。另外，在专利文献2中公开了如下技术：在光电二极管PD连接高灵敏度低照度侧的小电容C1的浮动扩散和低灵敏度高照度侧的大电容C2的浮动扩散，并分别输出低照度侧的输出OUT1和高照度侧输出OUT2，由此进行高动态范围化。这些信号的合成方法若在时间上看，存在跨多个帧的方式和在1帧内输出多个种类的动态范围不同的信号的方式等。现有技术文献专利文献专利文献1：JP专利第3984814号公报专利文献2：JP专利第3592106号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，不管在哪种方法中，对于要组合的(要合成的)多个信号来说，在进行组合(信号的切换)的信号值的附近，相对于入射光量(照度)的输出电压的直线性都需要分别大致保持成同等。由于各个信号为了扩大动态范围(D范围)而被设计成使相对于光量(照度)的增益不同，因此主要在由模拟数字转换器(ADC)进行了数字变换后的数字信号处理电路中对增益进行补正，从而保持相同的直线性(或倾斜度)。但是，由于存在固体摄像装置的个体单位中的偏差、或一个个体当中的像素间的偏差等，因此即使用以偏差的中心值的参数为基础进行了补正的数值来切换各个信号，有时也不一定能保证该电平的附近的直线性(linearity)。在这样补正精度低(有偏差)的情况下，存在如下不利：不能进行平滑的切换，该不连续点会成为噪声，从而成为所谓的色调跳变或伪色产生等图像劣化的主要原因。本专利技术提供固体摄像装置、固体摄像装置的驱动方法以及电子设备，能与个体偏差等无关地进行要组合的多个信号的平滑的切换，能在抑制伪色的产生等图像劣化的同时实现高动态范围化，进而能实现高画质化。用于解决课题的手段本专利技术的第1观点是能将多个读出信号合成来扩大动态范围的固体摄像装置，具有信号处理部，其在进行所述多个读出信号当中所关注的读出信号的合成时，根据所述多个读出信号当中至少一个读出信号与阈值的比较结果来选择至少一个合成所需的信号，在合成处理中应用所选择出的信号来生成扩大了动态范围的合成信号，所述信号处理部每当对来自一个所关注的像素的读出信号进行合成时，就参考与所述一个所关注的像素的周边像素的合成相关的合成信息来决定与该读出信号的合成相关的合成信息。本专利技术的第2观点是能将多个读出信号合成来扩大动态范围的固体摄像装置的驱动方法，具有：比较步骤，在进行所述多个读出信号当中所关注的读出信号的合成时，对所述多个读出信号当中至少一个读出信号和阈值进行比较；选择步骤，根据比较结果选择至少一个合成所需的信号；和生成步骤，在合成处理中应用所选择出的信号来生成扩大了动态范围的合成信号，每当对来自一个所关注的像素的读出信号进行合成时，就参考与所述一个所关注的像素的周边像素的合成相关的合成信息来决定与该读出信号的合成相关的合成信息。本专利技术的第3观点的电子设备具有：能将多个读出信号合成来扩大动态范围的固体摄像装置；和在所述固体摄像装置成像被摄体像的光学系统，所述固体摄像装置包含信号处理部，其在进行所述多个读出信号当中所关注的读出信号的合成时，根据所述多个读出信号当中至少一个读出信号与阈值的比较结果来选择至少一个合成所需的信号，在合成处理中应用所选择出的信号来生成扩大了动态范围的合成信号，所述信号处理部每当对来自一个所关注的像素的读出信号进行合成时，就参考与所述一个所关注的像素的周边像素的合成相关的合成信息来决定与该读出信号的合成相关的合成信息。专利技术效果根据本专利技术，能与个体偏差等无关地进行要组合的多个信号的平滑的切换，能在抑制伪色的产生等图像劣化的同时实现高动态范围化，进而能实现高画质化。附图说明图1是表示本专利技术的第1实施方式所涉及的固体摄像装置的信号处理系统的整体的结构例的框图。图2是作为像素(pixel)的排列例而示出拜耳排列的图。图3是附加输出代码值来表示拜耳排列中的高增益信号和低增益信号的一例的图。图4是用于说明作为所关注的像素的周边像素的合成信息而参考形成拜耳排列的最小单位的像素的合成信息即表示是高增益信号还是低增益信号的信息的示例的图。图5是用于说明作为所关注的B像素的周边像素而采用与所关注的像素同色的多个像素并参考它们的合成信息的示例的图。图6是表示本第1实施方式所涉及的像素阵列部中的能生成低增益信号和高增益信号的像素(pixel)的结构例的图。图7是表示本专利技术的第1实施方式所涉及的信号处理部的结构例的图。图8是用于说明本实施方式所涉及的读出信号的合成信息的决定的第1方法的图。图9是用于说明本实施方式所涉及的读出信号的合成信息的决定的第2方法的图。图10是用于说明本实施方式所涉及的读出信号的合成信息的决定的第3方法的图。图11是表示采用本实施方式所涉及的读出信号的合成信息的决定方法的情况下的高动态范围信号的生成过程以及结果的图。图12是表示不采用本实施方式所涉及的读出信号的合成信息的决定方法的情况下的高动态范围信号的生成过程以及结果的图。图13是用于具体说明将高增益信号和低增益信号合成来做出高动态范围信号的合成方法的图。图14是示意地表示将低增益信号和高增益信号以4步分阶段地平滑地合成的情况下的信号电平、中心阈值、各结合位置(点)、被动态地设定的阈值的关系的图。图15是用于说明本第1实施方式所涉及的信号处理部中的合成处理的一例的流程图。图16是表示本专利技术的第2实施方式所涉及的信号处理部的结构例的图。图17是表示图16的随机数产生部的具体的结构例的图。图18是用于说明将高增益信号、中增益信号、和低增益信号这三个信号以倾斜度相等的方式进行合成的处理的图。图19是表示分割成短的曝光时间下与高照度侧对应的摄像和长的曝光时间下与低照本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种固体摄像装置，能将多个读出信号合成来扩大动态范围，所述固体摄像装置的特征在于，具备：信号处理部，其在进行所述多个读出信号当中所关注的读出信号的合成时，根据所述多个读出信号当中至少一个读出信号与阈值的比较结果来选择至少一个合成所需的信号，在合成处理中应用所选择出的信号来生成扩大了动态范围的合成信号，所述信号处理部每当对来自一个所关注的像素的读出信号进行合成时，就参考与所述一个所关注的像素的周边像素的合成相关的合成信息来决定与该读出信号的合成相关的合成信息。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.28 JP 2015-2568831.一种固体摄像装置，能将多个读出信号合成来扩大动态范围，所述固体摄像装置的特征在于，具备：信号处理部，其在进行所述多个读出信号当中所关注的读出信号的合成时，根据所述多个读出信号当中至少一个读出信号与阈值的比较结果来选择至少一个合成所需的信号，在合成处理中应用所选择出的信号来生成扩大了动态范围的合成信号，所述信号处理部每当对来自一个所关注的像素的读出信号进行合成时，就参考与所述一个所关注的像素的周边像素的合成相关的合成信息来决定与该读出信号的合成相关的合成信息。2.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，作为所述所关注的像素的周边像素的合成信息，所述信号处理部参考形成给定的色排列的最小单位的像素的合成信息。3.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，作为所述所关注的像素的周边像素的合成信息，所述信号处理部参考与该像素同色的像素的合成信息。4.根据权利要求2所述的固体摄像装置，其中，所述信号处理部具有多个所述读出信号的合成信息的决定方法，并根据周边像素的合成信息的决定方法的采用数进行判断来选择最佳的合成信息的决定方法。5.根据权利要求3所述的固体摄像装置，其中，所述信号处理部具有多个所述读出信号的合成信息的决定方法，并对所述所关注的像素的合成信息和与该所关注的像素的过滤色同色的周边像素的合成信息进行比较来选择最佳的合成信息的决定方法。6.根据权利要求4所述的固体摄像装置，其中，所述信号处理部每当选择最佳的合成信息的决定方法时，就参考从各色像素生成的亮度信号的电平。7.根据权利要求4所述的固体摄像装置，其中，所述信号处理部每当选择最佳的合成信息的决定方法时，就参考所算出的色温信息。8.根据权利要求5所述的固体摄像装置，其中，所述信号处理部以来自要参考的各个像素的读出信号的时间上的变化为基础来决定合成信息的决定方法。9.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，所述信号处理部具有将1画面内分割成多个区域并以该分割区域为单位来限制要选择的合成信息的决定方法的功能。10.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，所述固体摄像装置具有多个所述信号处理部。11.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，所述信号处理部能动态地变更所述阈值。12.根据权利要求11所述的固体摄像装置，其中，作...
【专利技术属性】
技术研发人员：高根靖雄，
申请(专利权)人：普里露尼库斯日本股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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