固态成像装置、成像装置和电子装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本技术涉及固态成像装置、成像装置和电子装置，更具体地涉及能够实现高灵敏度、高亮度分辨率和高颜色分辨率的固态成像装置、成像装置和电子装置。
【背景技术】
[0002]已提出多种针对彩色编码的滤色器阵列和信号处理的技术以提高固态成像装置的灵敏度，所述彩色编码使用与亮度信号的主分量对应的颜色，例如白色(W:白色)。例如，使用白色的彩色编码包括白色方格(W-方格)彩色编码，所述白色方格彩色编码包含以方格图案排列的白色以及白色方格G斜条(例如参见专利文献I)。
[0003]—般来讲，对于广泛使用的W方格图案，和在专利文献I中所公开的阵列中限定四色4像素X 4像素的阵列彩色编码通常所用的颜色阵列，确立的白色W、绿色G、红色R和蓝色B的像素比为1:6:8:1? = 8:4:2:2。
[0004]引用清单
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本专利N0.4683121
【发明内容】
[0007]本发明要解决的问题
[0008]然而，针对W方格图案所确定的和专利文献I中所公开的W:G: B: R = 8:4:2:2的阵列对于G: B: R=8:4:4的普通拜耳阵列(Bayer array) (RGB-拜耳)而言可降低颜色分辨率并弓I起假色。
[0009]具体而言，红色R像素和蓝色B像素中每一者的个数为与亮度像素对应的白色W像素个数的四分之一，在这种情况下，即使当使用奈奎斯特频率(Nyquist frequency)为fs/2(fs:采样频率)的抑制滤波器也难以减少假色。在这种情况下，可能难以实现分辨率的改善和假色的减少。
[0010]已考虑到这些情况而开发出本技术。本技术特别地通过提高亮度像素同时确保各颜色像素数之间的适当平衡而实现高灵敏度、高亮度分辨率和高颜色分辨率，并且进一步减少了假色的产生。
[0011]问题解决方案
[0012]根据本技术的一方面的固态成像装置包括:检测包含亮度作为主分量的光的亮度像素;检测具有第一波长的光的第一像素;检测具有第二波长的光的第二像素;和检测具有第三波长的光的第三像素。第一像素和第二像素排列成分别均匀围绕第一像素和第二像素的缺失位置。
[0013]第一像素和第二像素的各自的缺失位置可在水平方向和竖直方向两个方向上，或在水平方向或竖直方向的任一方向上等间隔排列。
[0014]亮度像素可排列成均匀围绕亮度像素的缺失位置。
[0015]第三像素可随机排列。
[0016]亮度像素、第一像素、第二像素和第三像素可排列成使得亮度像素、第一像素、第二像素和第三像素的像素数比成为6:4:3: 3。
[0017]第三像素排列成使得在每行和每列中提供相同数量的第三像素。
[0018]亮度像素、第一像素、第二像素和第三像素可排列成使得亮度像素、第一像素、第二像素和第三像素的像素数比成为7:3:3:3。
[0019]可将在倾斜方向上彼此相邻布置的亮度像素的像素值模拟相加并传输。可将在倾斜方向上彼此相邻布置的第三像素的像素值模拟相加并传输。可将在倾斜方向上彼此相邻布置的所述第一像素的像素值模拟相加并传输。可将在倾斜方向上彼此相邻布置的所述第二像素的像素值模拟相加并传输。
[0020]亮度像素、第一像素、第二像素和第三像素的像素值基于相应像素的重心处的互相关来计算。
[0021]针对亮度像素、第一像素、第二像素和第三像素中所包括的像素设定多个不同的曝光时间。
[0022]针对亮度像素、第一像素、第二像素和第三像素中所包括的像素设定第一曝光时间和第二曝光时间。
[0023]根据本技术的一方面的成像装置包括:检测包含固态成像装置的亮度作为主分量的光的亮度像素;检测具有第一波长的光的第一像素;检测具有第二波长的光的第二像素；和检测具有第三波长的光的第三像素。第一像素和第二像素排列成分别均匀围绕第一像素和第二像素的缺失位置。
[0024]根据本技术的一方面的电子装置包括:检测包含亮度作为主分量的光的亮度像素;检测具有第一波长的光的第一像素;检测具有第二波长的光的第二像素;和检测具有第三波长的光的第三像素。第一像素和第二像素排列成分别均匀围绕第一像素和第二像素的缺失位置。
[0025]本技术的一方面包括检测包含亮度作为主分量的光的亮度像素;检测具有第一波长的光的第一像素;检测具有第二波长的光的第二像素;和检测具有第三波长的光的第三像素。第一像素和第二像素排列成分别均匀围绕第一像素和第二像素的缺失位置。
[0026]发明效果
[0027]根据本技术的一方面，可通过提高亮度像素数同时确保各颜色像素数之间的适当平衡来实现高灵敏度、高亮度分辨率和高颜色分辨率，并且可进一步减少假色的产生。
【附图说明】
[0028]图1是示出已应用本技术的固态成像装置的一个配置实例的视图。
[0029]图2是示出单位像素的一个配置实例的视图。
[0030]图3是示出常规彩色编码的一个实例的视图。
[0031]图4是示出根据已应用本技术的第一实施例的一个配置实例的彩色编码的一个实例的视图。
[0032]图5是示出根据第一修改实例的彩色编码的一个实例的视图。
[0033]图6是示出根据已应用本技术的第二实施例的一个配置实例的彩色编码的一个实例的视图。
[0034]图7是示出根据第二修改实例的彩色编码的一个实例的视图。
[0035]图8是示出根据已应用本技术的第三实施例的一个配置实例的彩色编码的一个实例的视图。
[0036]图9是示出根据第三修改实例的彩色编码的一个实例的视图。
[0037]图10是示出根据已应用本技术的第四实施例的一个配置实例的彩色编码的一个实例的视图。
[0038]图11是示出根据第四修改实例的彩色编码的一个实例的视图。
[0039]图12是示出根据已应用本技术的第五实施例的一个配置实例的彩色编码的一个实例的视图。
[0040]图13是示出根据第五修改实例的彩色编码的一个实例的视图。
[0041]图14是示出根据已应用本技术的第六实施例的一个配置实例的彩色编码的一个实例的视图。
[0042]图15是示出根据第六修改实例的彩色编码的一个实例的视图。
[0043]图16是示出根据已应用本技术的第七实施例的一个配置实例的彩色编码的一个实例的视图。
[0044]图17是示出根据第七修改实例的彩色编码的一个实例的视图。
[0045]图18是示出根据已应用本技术的第八实施例的一个配置实例的彩色编码的一个实例的视图。
[0046]图19是示出根据第八修改实例的彩色编码的一个实例的视图。
[0047]图20是示出根据已应用本技术的第九实施例的一个配置实例的彩色编码的一个实例的视图。
[0048]图21是示出根据第九修改实例的彩色编码的一个实例的视图。
[0049]图22是示出根据已应用本技术的第十实施例的一个配置实例的彩色编码的一个实例的视图。
[0050]图23是示出根据第十修改实例的彩色编码的一个实例的视图。
[0051]图24是示出根据已应用本技术的十一实施例的一个配置实例的彩色编码的一个实例的视图。
[0052]图25是示出根据已应用本技术的第十二实施例的一个配置实例的彩色编码的一个实例的视图。
【具体实施方式】
[0053]下文对实施本发明的方式(下文称为实施例)进行描述。以下列顺序对实施例进行描述。
[0054]1.固态成像装置的配置实例
[0055]2.单位像素的配置实例
[0056]3.第一实例(￥:6:8:1? = 6:4:3:3的实例)
[0057]4.第一修改实例(允许在暗处成像的第一实施例的实例)
[0058]5.第二实施例(W:G:B:R = 7:3:3:3的实例)
[0059]6.第二修改实例(允许在暗处成像的第二实施例的实例)
[0060]7.第三实施例(在W: G:B:R = 7:3:3:3时使绿色G的分散度进一步提高的实例)
[0061 ] 8.第三修改实例(允许在暗处成像的第三实施例的实例)
[0062] 9.第四实施例(在W: G:B:R = 7:3:3:3时使绿色G的分散度进一步提高的实例)
[0063 ] 1.第四修改实例(允许在暗处成像的第四实施例的实例)
[0064]11.第五实施例(在W: G: B: R = 7:3:3:3时使绿色G的分散度进一步提高的实例)
[0065]12.第五修改实例(允许在暗处成像的第五实施例的实例)
[0066]13.第六实施例(在W:G:B:R = 6:4:3:3时使绿色G的分散度进一步提高的实例)
[0067]14.第六修改实例(允许在暗处成像的第六实施例的实例)
[0068]15.第七实施例(在W:G:B:R = 6:4:3:3时使绿色G的分散度进一步提高的实例)
[0069]16.第七修改实例(允许在暗处成像的第七实施例的实例)
[0070]17.第八实施例(在胃:6:8:1? = 6:4:3:3时使绿色6的分散度进一步提高的实例)
[0071]18.第八修改实例(允许在暗处成像的第八实施例的实例)
[0072]19.第九实施例(在胃:6:8:1? = 6:4:3:3时使绿色6的分散度进一步提高的实例)
[0073]20.第九修改实例(允许在暗处成像的第九实施例的实例)
[0074]21.第十实施例(在W: G:B:R = 6:4:3:3时确定白色W作为亮度主分量的实例)
[0075]22.第十修改实例(允许在暗处成像的第十实施例的实例)
[0076]23.第^^一实施例(在W: G:B:R = 6:4:3:3时像素相加的实例)
[0077]24.第十二实施例(SVE控制的应用实例)
[0078]〈1.固态成像装置的配置实例〉
[0079]图1示出根据本技术的固态成像装置，例如作为X-Y地址型固态成像装置的一种的CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器的配置实例。
[0080]图1中示出的CMOS图像传感器I包括形成于半导体基板(下文在适当时缩写为“传感器芯片”)11上的像素阵列单元12，和在安装有像素阵列单元12的半导体基板11上集成的周边电路单元。例如，周边电路单元包括竖直驱动单元13、列处理单元14、水平驱动单元15、转换处理单元16和系统控制单元17。
[0081]像素阵列单元12包括以矩阵设置的未示出的单位像素(下文在适当时缩写为“像素”)的二维排列。每个单位像素包含光电转换元件，所述光电转换元件将由长虚线短虚线标示的可见光所构成的入射光光电转换成与光的光量对应的电荷量。每个单位像素的具体电路结构在下文详述。滤色器阵列20设置在像素阵列单元12的光接收表面(光进入表面)上。本技术的特征之一涉及滤色器阵列20的彩色编码。此特征的详情在下文描述。
[0082]像素阵列单元12还包括:像素驱动线，所述像素驱动线各自针对呈矩阵的像素阵列的对应行沿图中的左右方向(像素行的像素阵列方向，或水平方向)布线；和竖直信号线19，所述竖直信号线19各自针对对应列沿图中的上下方向(像素列的像素阵列方向，或竖直方向)形成。图1示出针对每个像素驱动线的一条线。然而，每个像素驱动线不限于一条线。每个像素驱动线的一端连接至竖直驱动单元13的对应行的输出端。
[0083]竖直驱动单元13由移位寄存器、地址译码器等构成。竖直驱动单元13包括未在图中具体示出的读出扫描系统和清除扫描系统。读出扫描系统对读出信号的单位像素的每一行依序进行选择性扫描。
[0084]另一方面，清除扫描系统清除(复位)来自读出行中所包括的单位像素的光电转换元件的无用电荷，读出扫描系统针对所述读出行进行读出扫描。清除扫描系统在读出扫描之前执行此清除扫描，清除扫描与读出扫描相比提前快门速度的时段。清除扫描系统对无用电荷的这种清除(复位)实现了所谓的电子快门操作。此语境中的电子快门操作是指清除光电转换元件的光电荷并且开始新的曝光(开始积聚光电荷)的操作。
[0085]通过读出扫描系统进行的读出操作所读出的信号与在前述读出操作或电子快门操作之后已进入的光量对应。在这种情况下，前述读出操作的读出定