特開2017-208651IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

撮像装置に関し、特に撮像素子(イメージセンサー)の高速画素読み出しが可能な撮像装置に関する。 昨今、撮像装置は、静止画撮影だけでなく、動画撮影に対しても高解像、高画質と高品位化が求められており、一方で、データ量はなるべく少なくなるようにも求められている。ここに言う撮像装置とは、従来のフイルムカメラに変わり普及した、イメージセンサーを用いて、被写体からの光を光電変換することにより撮像し、取得した画像信号をデジタル値の画像データとして変換し、メモリカード等の記憶媒体に記憶する撮像装置である。 のような撮像装置において通常用いられる一般的なベイヤーセンサーでは、主に輝度を構成する緑(G)画素が全撮像範囲の半分しかなく、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)それぞれの色度面においては平面上異なる位置をサンプリングするために、埋め合わせ処理(デモザイク処理)の必要があり、そのために偽色の発生が避けられなかった。 一方、このような問題を解決するため、ベイヤーセンサーとは異なるイメージセンサーが提案されている。 たとえば、先行文献1に記載の多層センサーは、シリコン(Si)の光吸収係数の波長依存性を利用して、素子の厚み方向に色分離し、1画素ごとに赤色(R)、緑色(G)、青色(B)各色の光電変換層を有しており、また、同一色感度を有する画素群が全撮像範囲を網羅しているため、高い輝度情報を有効に得ることができる。 また、先行文献2に記載の発明では、2画素の加算平均を行う際に工夫をすることで偽色の発生量を減らしている。

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】全画素が3色分以上の光電変換層を持ち、原理的に偽色の発生のない多層センサーを用いて、高解像の静止画及び動画を得ながら、一方でデータ量を小さく抑えて高速読み出しを行う撮像装置を提供する。
【解決手段】素子の厚み方向に色分離され、3色以上の光電変換層を有する撮像素子200と、撮像素子の読み出しを制御する制御手段130を有する。撮像素子200は、厚み方向に色分離された各層ごとに所定の解像で画素情報を読み出され、撮像素子の色分離された各層のうち、少なくとも一つの層は最も高い解像で画素情報が読み出され、少なくとも一つの層は最も高い解像よりも低い解像で画素情報を読み出される。制御手段130は、色分離された各層のうち、最も高い解像で読み出された層の画素情報から輝度情報を取得し、最も高い解像で読み出された層以外の層の画素情報と同じ解像となるように各層の画素情報から色情報を取得する。
【選択図】図1

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

しかしながら、先行文献1に記載の発明の多層センサーのように、全画素が3色分の光電変換層を持つことは、動画撮影の時、同一画像サイズのベイヤーセンサーに対して、同じ時間内に3倍の量のデータを出力するよう要求することと同じとなり、データ量が膨大となってしまう。 また、先行文献2に記載の発明で用いられているのは一般的なベイヤーセンサーであることから、その原理上、偽色の発生を完全に防ぐことはできない。 本発明は、上述の問題点に鑑み、全画素が3色分以上の光電変換層を持ち、原理的に偽色の発生のない多層センサーを用いて、高解像の静止画及び動画を得ながら、一方でデータ量を小さく抑えて高速読み出しを行うことが可能な撮像装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

目的を達成するために、本発明を実施の撮像装置は、撮像装置であって、素子の厚み方向に色分離され、3色以上の光電変換層を有する撮像素子と、前記撮像素子の読み出しを制御する制御手段を有し、前記撮像素子は、厚み方向に色分離された各層ごとに所定の解像で画素情報を読み出され、前記撮像素子の色分離された各層のうち、少なくとも一つの層は最も高い解像で画素情報が読み出され、少なくとも一つの層は、最も高い解・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明によれば、全画素が3色分以上の光電変換層を持ち、原理的に偽色の発生のない多層センサーを用いて、高解像の静止画及び動画を得ながら、一方でデータ量を小さく抑えて高速読み出しを行うことが可能な撮像装置を提供することができる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】本発明を実施の撮像装置の主要な構成を示したブロック図である。

【図2】図1に示した撮像装置に実装される撮像素子の画素の概念図である。

【図3】図2に示した撮像素子における単一画素の簡略化した等価回路図である。

【図4】多層センサーにおける従来の1画素読み出しのタイミングチャートである。

【図5】本発明の実施例1の読み出し制御のフローチャートである。

【図6】本発明の撮像素子のグループ1とグループ2の画素の分布の一例である。

【図7】本発明の撮像素子のうち、縦横に2個ずつの単一画素からなる2×2の画素群を抜き出した概念図である。

【図8】本発明の実施例1の撮像素子のグループ2の画素の読み出しのタイミングチャートである。

【図9】本発明の実施例1の信号処理のうち、輝度データの作成にかかる処理のフローチャートである。

【図10】実施例1の信号処理のうち、色データの作成にかかる処理のフローチャートである。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

100 撮像装置   110 レンズ部   200 撮像素子   130 読み出し制御部   150 信号処理部   160 メモリ部   170 カメラCPU   171 ユーザインターフェース   172 記録媒体インターフェースと   190 画像表示部   300 画像処理部   210 B成分用フォトダイオード   230 G成分用フォトダイオード   250 R成分用フォトダイオード   201 FDを有する配線部   211 B成分選択トランジスタ   212 B成分選択線   231 G成分選択トランジスタ   232 G成分選択線   251 R成分選択トランジスタ   252 R成分選択線

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