摄像装置、摄像模块、电子静态照相机以及电子动态照相机的制作方法

专利名称：摄像装置、摄像模块、电子静态照相机以及电子动态照相机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有像素错位配置的多个像素并对像素进行混合来读取的摄像 装置、具有使用该摄像装置的摄像模块、电子静态照相机以及电子动态照相机。
背景技术：
在由像素错位配置的多个像素构成的摄像装置中，作为对来自摄像装置的像素信 号进行读取的速度或者灵敏度予以提高的技术，例如有对像素进行混合来读取的技术(例 如，参照专利文献1、专利文献2)。在专利文献1中，公开了以下的方法，即，将由绿色像素和品红像素交替反复地配 置的像素行以及由青色像素和黄色像素交替反复地配置的像素行进行交替反复地形成，且 以绿色像素和青色像素或黄色像素为对象，进行像素相加，并以品红像素和黄色像素或青 色像素为对象，进行像素相加。对于专利文献2的摄像装置，在具有使原色拜耳排列(Bayer arrangements)进行 45度旋转而得到的颜色排列的图像传感器上，使包含有注目像素在内的相近邻的同色像素 的4像素进行混合，使得混合的形状成为正方形，而且，通过使作为像素混合后结果的像素 重心呈像素错位状的组合，来对像素进行混合。专利文献1 :JP特开2003-9166号公报专利文献2 :JP特开2006-211630号公报但是，如上述专利文献1那样进行像素混合时，由于像素混合的形状成为倾斜方 向，必然对垂直方向以及水平方向会涉及到LPF，导致分辨率恶化。另外，因为像素混合的形 状相对于倾斜方向具有各向异性，因此，需要通过图像处理来消除各向异性，但是，施加这 种处理会使分辨率恶化变得更为显著。另外，在专利文献2所示的像素混合中，由于在像素混合后的像素重心与像素错 位有关，所以，能够降低分辨率的恶化，但是，由于像素自身中具有基于滤色器的调制成分， 实际上难以大幅度提高分辨率。而且，由于对像素以2维状进行多个混合，为了输出高精细 的动态图像而实际上需要多个像素，从而会导致摄像系统的大型化或由于图像传感器的像 素尺寸小型化而导致画质恶化。

发明内容
本发明是鉴于上述问题而进行开发的，其目的在于在将像素错位排列并对像素 进行混合来读取的摄像装置中，实现提高分辨率并简化图像处理，且通过像素数较少的图 像传感器也能获得高精细的动态图像。为了解决上述课题，第1项发明的摄像装置具有多个像素，被配置成行方向的配 置形成错位的行列状，并输出将所入射的光进行光电转换后得到的像素信号；及像素混合 部，其将来自多个像素的像素信号进行像素混合并输出，该摄像装置的特征在于，所述像素 混合部进行如下动作对相同列内的像素彼此间的像素信号进行混合的第1像素混合动
9作；以及对相同行内的像素彼此间的像素信号进行混合的第2像素混合动作。由此，能读取仅进行列方向的像素混合和仅进行行方向的像素混合的像素信号， 从而能够提高像素信号的读取速度或者灵敏度，并提高分辨率。另外，第2项发明的特征在于在第1项发明的摄像装置中，所述像素混合部构成 为，分别在第1像素混合动作及第2像素混合动作中，将相互相邻的像素彼此间的像素信号 进行混合。由此，能够实现基于相邻像素的像素混合，所以，能够使图像传感器的结构及驱动 方法简化，并能抑制基于像素混合的由LPF所导致的分辨率恶化。另外，第3项发明的特征在于在第1项发明的摄像装置中，所述像素混合部对像 素信号进行混合，使得通过所述第1像素混合动作所形成的像素混合后的重心、和针对相 对于该像素混合形状的像素在相邻的列上呈相邻的像素而通过所述第1像素混合动作所 形成的像素混合后的重心相一致，而且，通过所述第2像素混合动作所形成的像素混合后 的重心、和针对相对于该像素混合形状的像素在相邻的行上呈相邻的像素而通过所述第2 像素混合动作所形成的像素混合后的重心相一致。由此，对像素进行混合来读取的像素的重心，不是以像素错位状而是以正方形状 输出，因此，也可沿用现有的正方排列的图像传感器所使用的图像处理的设计资源。另外，第4项发明的特征在于在第1项发明的摄像装置中，所述像素混合部对像 素信号进行混合，使得通过所述第1像素混合动作所形成的像素混合后的重心、和针对相 对于该像素混合形状的像素在相邻的列上呈相邻的像素而通过所述第1像素混合动作所 形成的像素混合后的重心，在列方向上错位规定像素数，并且，通过所述第2像素混合动作 所形成的像素混合后的重心、和针对相对于该像素混合形状的像素在相邻的行上呈相邻的 像素而通过所述第2像素混合动作所形成的像素混合后的重心相一致。由此，在列方向上对像素进行混合来读取的像素的重心成为像素错位状，在行方 向上对像素进行混合来读取的像素的重心以正方形状输出。在图像处理中，能够灵活利用 两者的信号的特性来实施图像处理，从而提高分辨率。另外，第5项发明的特征在于在第1项发明的摄像装置中，所述像素混合部对像 素信号进行混合，使得通过所述第1像素混合动作所形成的像素混合后的重心、和针对相 对于该像素混合形状的像素在相邻的列上呈相邻的像素而通过所述第1像素混合动作所 形成的像素混合后的重心相一致，并且，通过所述第2像素混合动作所形成的像素混合后 的重心、和针对相对于该像素混合形状的像素在相邻的行上呈相邻的像素而通过所述第2 像素混合动作所形成的像素混合后的重心，在行方向上错位规定像素数。由此，在列方向上对像素进行混合来读取的像素的重心成为正方形状，在行方向 上对像素进行混合来读取的像素的重心以像素错位状输出。而且在图像处理中，能够灵活 利用两者的信号的特性来实施图像处理，从而提高分辨率。另外，第6项发明的特征在于在第1项发明的摄像装置中，所述像素混合部对像 素信号进行混合，使得通过所述第1像素混合动作所形成的像素混合后的重心、和针对相 对于该像素混合形状的像素在相邻的列上呈相邻的像素而通过所述第1像素混合动作所 形成的像素混合后的重心，在列方向上错位规定像素数，并且，通过所述第2像素混合动作 所形成的像素混合后的重心、和针对相对于该像素混合形状的像素在相邻的行上呈相邻的像素而通过所述第2像素混合动作所形成的像素混合后的重心，在行方向上错位规定像素 数。由此，对像素进行混合来读取的像素的重心，不是以正方形状而是以像素错位状 输出，因此，也可沿用现有的像素错位排列的图像传感器所使用的图像处理的设计资源。另外，第7项发明的特征在于在第4项发明的摄像装置中，所述列方向的错位，比 通过所述第1像素混合动作所形成的在列方向上排列的两个像素混合后的重心间的距离要小。由此，在列方向上对像素进行混合来读取的像素的重心成为像素错位状，在行方 向上对像素进行混合来读取的像素的重心以正方形状输出，基于像素错位的像素重心的关 系成为均等的间隔。而且，在图像处理中，能够灵活利用两者的信号的特性来实施图像处 理，从而提高分辨率。另外，第8项发明的特征在于在第5项发明的摄像装置中，所述行方向的错位，比 通过所述第2像素混合动作所形成的在行方向上排列的两个像素混合后的重心间的距离要小。由此，在列方向上对像素进行混合来读取的像素的重心成为正方形状，在行方向 上对像素进行混合来读取的像素的重心以像素错位状输出，基于像素错位的像素重心的关 系成为均等的间隔。而且，在图像处理中，能够灵活利用两者的信号的特性来实施图像处 理，从而提高分辨率。另外，第9项发明的特征在于在第6项发明的摄像装置中，所述列方向的错位，比 通过所述第1像素混合动作所形成的在列方向上排列的两个像素混合后的重心间的距离 要小，所述行方向的错位，比通过所述第2像素混合动作所形成的在行方向上排列的两个 像素混合后的重心间的距离要小。由此，对像素进行混合来读取的像素的重心不以正方形状而以像素错位状输出， 基于像素错位的像素重心的关系成为均等的间隔。而且，也可沿用现有的像素错位排列的 图像传感器所使用的图像处理的设计资源。另外，第10项发明的特征在于在第1项发明的摄像装置中，在所述第1像素混合 动作和所述第2像素混合动作的各自中，所进行混合的像素数相同。由此，使得每个像素的信号电平的饱和控制变得容易，还能简化图像处理的构成。另外，第11项发明的特征在于在第1项发明的摄像装置中，在所述第1像素混合 动作和所述第2像素混合动作的各自中，所进行混合的像素数相互不同。由此，虽然使得每个像素的信号电平的饱和控制变得繁杂，但是能够使需要提高 分辨率的方向上的像素混合的数量降低，而使不需要提高分辨率的方向上的像素混合的数 量增加，从而在降低分辨率的恶化的同时还能提高灵敏度。另外，第12项发明的特征在于在第1项发明的摄像装置中，在所述第1像素混合 动作和所述第2像素混合动作的各自中，所进行混合的像素数分别为2。由此，能够使像素信号的读取时间减半，而且，能够得到已抑制分辨率的大幅度恶 化的摄像信号。另外，第13项发明的特征在于在第1项发明的摄像装置中，通过所述第1像素混 合动作所读取的像素的垂直方向的像素重心按照每个规定的垂直回扫期间而不同。
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由此，能实现隔行扫描读取，而且，通过利用多帧的图像，能够取得高分辨率的摄
像信号。另外，第14项发明的特征在于在第1项发明的摄像装置中，通过所述第2像素混 合动作所读取的像素的水平方向的像素重心按照每个规定的垂直回扫期间而不同。由此，通过利用多帧的图像，能够取得高分辨率的摄像信号。另外，第15项发明的特征在于在第1项发明的摄像装置中，在所述第1像素混合 动作或在所述第2像素混合动作中，对规定的行、规定的列、或规定像素地址的像素的信号 的读取进行间拔。由此，能在通过对像素信号进行混合以提高读取的速度的基础上，还进一步提高 读取的速度。另外，第16项发明的特征在于在第1项发明的摄像装置中，对各个像素配置有滤色器。由此，通过对摄像信号进行图像处理，能够得到颜色信息。另外，第17项发明的特征在于在第16项发明的摄像装置中，所述滤色器构成为 由红色、绿色、及蓝色构成的原色滤光器。由此，能在色信号的S/N方面得到有利的摄像信号。另外，第18项发明的特征在于在第16项发明的摄像装置中，所述滤色器构成为 由品红、绿色、青色以及黄色中的至少三种以上构成的补色滤光器。由此，能在分辨率以及灵敏度方面得到有利的摄像信号。另外，第19项发明的特征在于在第16项发明的摄像装置中，利用第2n列的滤色 器和第2n+l列的滤色器，在配置有相同颜色的滤色器的像素中(n为零或者正的整数)，第 2n列和第2n+l列中的一方的所述相同颜色的调制成分比另一方的所述相同颜色的调制成 分低；或者，与第2n列的所述相同颜色相对应的滤色器在被标准化后的滤光特性上的最大 透射率和最小透射率之间的差，不同于与第2n+l列的所述相同颜色相对应的任意一个滤 色器在被标准化后的滤光特性上的最大透射率和最小透射率之间的差；或者，与第2n列的 所述相同颜色相对应的滤色器在被标准化后的滤光特性上的相对于主要波长以外的光的 透射率，不同于与第2n+l列的所述相同颜色相对应的任意一个滤色器在被标准化后的滤 光特性上的相对于主要波长以外的光的透射率；或者，与第2n列的所述相同颜色相对应的 滤色器在被标准化后的滤光特性上的相对于主要波长的光的透射率的半值全宽，不同于与 第2n+l列的所述相同颜色相对应的滤色器在被标准化后的滤光特性上的相对于主要波长 的光的透射率的半值全宽。由此，在对像素进行混合来读取的情况下和在不进行混合来读取的情况下，能以 调制成分低的滤色器像素所配置的像素取得色信息，并高精度地检测边缘成分。而且，通过 利用高精度地检测出的边缘成分的图像处理，能够谋求改善分辨率。另外，第20项发明的特征在于在第16项发明的摄像装置中，所述滤色器具有对 灰色或者亮度的视灵敏度特性。由此，在对像素进行混合来读取的情况下和在不进行混合来读取的情况下，能以 调制成分低的滤色器像素所配置的像素高精度地检测边缘成分。而且，通过利用高精度地 检测出的边缘成分的图像处理，能够谋求改善分辨率。
另外，第21项发明的特征在于在第16项发明的摄像装置中，所述滤色器由4像 素的单位排列的重复而构成，分别配置成在所述单位排列的第2n行的基准像素为第1颜 色的滤色器(n为零或者正的整数)；在所述单位排列的第2n行，与所述基准像素在第1水 平方向上相邻的像素为第1颜色的滤色器；在所述单位排列的第2n+l行，与所述基准像素 在第1水平方向上以规定的像素数错位了重心的位置的像素为第2颜色的滤色器；以及在 所述单位排列的第2n+l行，相对于与所述基准像素在第1水平方向上以规定的像素数错位 了重心的位置的像素而言在第1水平方向上相邻的像素，为第3颜色的滤色器。由此，图像传感器的滤色器的结构变得简单，能减低制造成本，而且能抑制列方向 的虚伪颜色。另外，第22项发明的特征在于在第16项发明的摄像装置中，所述滤色器由8像 素的单位排列的重复而构成，分别配置成在所述单位排列的第4n行的基准像素为第1颜 色的滤色器(n为零或者正的整数)；在所述单位排列的第4n+2行，与所述基准像素在水平 方向上具有相同像素重心的像素为第1颜色的滤色器；在所述单位排列的第4n行，与所述 单位排列的基准像素在第1水平方向上相邻的像素为第1颜色的滤色器；在所述单位排列 的第4n+2行，相对于与所述基准像素在第1水平方向上相邻的像素而言在水平方向上具有 相同像素重心的像素，为第1颜色的滤色器；在所述单位排列的第4n+l行，与所述基准像 素在第1水平方向上以规定的像素数错位了重心的位置的像素为第2颜色的滤色器；在所 述单位排列的第4n+3行，与所述基准像素在第1水平方向上以规定的像素数错位了重心的 位置的像素为第3颜色的滤色器；在所述单位排列的第4n+l行，相对于与所述基准像素在 第1水平方向上以规定的像素数错位了重心的位置的像素而言在第1水平方向上相邻的像 素，为第2颜色的滤色器；以及在所述单位排列的第4n+3行，相对于与所述基准像素在第1 水平方向上以规定的像素数错位了重心的位置的像素而言在第1水平方向上相邻的像素， 为第3颜色的滤色器。由此，图像传感器的滤色器的结构变得简单，能减低制造的成本，并能够抑制行方 向的虚伪颜色。另外，第23项发明的特征在于在第16项发明的摄像装置中，所述滤色器由16像 素的单位排列的重复而构成，分别配置成在所述单位排列的第8n列的基准像素为第1颜 色的滤色器(n为零或者正的整数)；在所述单位排列的第8n+2列，与所述基准像素在垂直 方向上具有相同像素重心的像素为第1颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+4列，与所 述基准像素在垂直方向上具有相同像素重心的像素为第1颜色的滤色器；在所述单位排列 的第8n+6列，与所述基准像素在垂直方向上具有相同像素重心的像素为第1颜色的滤色 器；与所述单位排列的第8n列的基准像素在第1垂直方向上相邻的像素为第1颜色的滤 色器；在所述单位排列的第8n+2列，相对于与所述基准像素在垂直方向上具有相同像素重 心的像素而言在第1垂直方向上相邻的像素，为第1颜色的滤色器；在所述单位排列的第 8n+4列，相对于与所述基准像素在垂直方向上具有相同像素重心的像素而言在第1垂直方 向上相邻的像素，为第1颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+6列，相对于与所述基准像 素在垂直方向上具有相同像素重心的像素而言在第1垂直方向上相邻的像素，为第1颜色 的滤色器；在所述单位排列的第8n+l列，与所述基准像素在第1垂直方向上以规定的像素 数错位了重心的位置的像素为第2颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+3列，与所述基准像素在第1垂直方向上以规定的像素数错位了重心的位置的像素为第3颜色的滤色器； 在所述单位排列的第8n+5列，与所述基准像素在第1垂直方向上以规定的像素数错位了重 心的位置的像素为第4颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+7列，与所述基准像素在第 1垂直方向上以规定的像素数错位了重心的位置的像素为第5颜色的滤色器；在所述单位 排列的第8n+l列，相对于与所述基准像素在第1垂直方向上以规定的像素数错位了重心的 位置的像素而言在第1垂直方向上相邻的像素，为第4颜色的滤色器；在所述单位排列的第 8n+3列，相对于与所述基准像素在第1垂直方向上以规定的像素数错位了重心的位置的像 素而言在第1垂直方向上相邻的像素，为第5颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+5列， 相对于与所述基准像素在第1垂直方向上以规定的像素数错位了重心的位置的像素而言， 在第1垂直方向上相邻的像素为第2颜色的滤色器；以及在所述单位排列的第8n+7列，相 对于与所述基准像素在第1垂直方向上以规定的像素数错位了重心的位置的像素而言在 第1垂直方向上相邻的像素，为第3颜色的滤色器。另外，第24项发明的特征在于在第16项发明的摄像装置中，所述滤色器由16像 素的单位排列的重复而构成，分别配置成在所述单位排列的第8n行的基准像素为第1颜 色的滤色器(n为零或者正的整数)；在所述单位排列的第8n+2行，与所述基准像素在水平 方向上具有相同像素重心的像素为第1颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+4行，与所 述基准像素在水平方向上具有相同像素重心的像素为第1颜色的滤色器；在所述单位排列 的第8n+6行，与所述基准像素在水平方向上具有相同像素重心的像素为第1颜色的滤色 器；在所述单位排列的第8n行，与所述基准像素在第1水平方向上相邻的像素为第1颜色 的滤色器；在所述单位排列的第8n+2行，相对于与所述基准像素在第1水平方向上相邻的 像素而言在水平方向上具有相同像素重心的像素，为第1颜色的滤色器；在所述单位排列 的第8n+4行，相对于与所述基准像素在第1水平方向上相邻的像素而言在水平方向上具有 相同像素重心的像素，为第1颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+6行，相对于与所述 基准像素在第1水平方向上相邻的像素而言在水平方向上具有相同像素重心的像素，为第 1颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+l行，与所述基准像素在第1水平方向上以规定 的像素数错位了重心的位置的像素为第2颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+3行，与 所述基准像素在第1水平方向上以规定的像素数错位了重心的位置的像素为第3颜色的滤 色器；在所述单位排列的第8n+5行，与所述基准像素在第1水平方向上以规定的像素数错 位了重心的位置的像素为第4颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+7行，与所述基准像 素在第1水平方向上以规定的像素数错位了重心的位置的像素为第5颜色的滤色器；在所 述单位排列的第8n+l行，相对于与所述基准像素在第1水平方向上以规定的像素数错位了 重心的位置的像素而言在第1水平方向上相邻的像素，为第4颜色的滤色器；在所述单位 排列的第8n+3行，相对于与所述基准像素在第1水平方向上以规定的像素数错位了重心的 位置的像素而言在第1水平方向上相邻的像素，为第5颜色的滤色器；在所述单位排列的 第8n+5行，相对于与所述基准像素在第1水平方向上以规定的像素数错位了重心的位置的 像素而言在第1水平方向上相邻的像素，为第2颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+7 列，相对于与所述基准像素在第1水平方向上以规定的像素数错位了重心的位置的像素而 言在第1水平方向上相邻的像素，为第3颜色的滤色器。由此，通过图像处理能够形成颜色图像。
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另外，第25项发明以及第26项发明的特征在于分别在第21项发明和第22项发 明的摄影装置中，在所述滤色器中，第1颜色为绿色；第2颜色为青色；第3颜色为黄色。分别根据这些发明，能对补色信号或者已混合补色信号的形式的摄像信号进行读 取，由于滤色器中不含品红，因此可谋求提高灵敏度。另外，第27项发明以及第28项发明的特征在于分别在第21项发明和第22项发 明的摄影装置中，在所述滤色器中，第1颜色为绿色；第2颜色为蓝色；第3颜色为红色。分别根据这些发明，能够读取原色信号或者已混合原色信号的形式的摄像信号， 由此，能够提供可进行色S/N较有利的高速读取的摄像系统。另外，第29项发明以及第30项发明的特征在于分别在第23项发明和第24项发 明的摄影装置中，在所述滤色器中，第1颜色为绿色；第2颜色为绿色；第3颜色为黄色；第 4颜色为品红；第5颜色为青色。另外，第31项发明以及第32项发明的特征在于分别在第23项发明和第24项发 明的摄影装置中，在所述滤色器中，第1颜色为绿色；第2颜色为绿色；第3颜色为红色；第 4颜色为绿色；第5颜色为蓝色。分别根据这些发明，在不对像素进行混合来读取的情况下，能够作为类似于2面 板方式的摄像机而进行处理，可望提高像质。而且，在对像素进行混合来读取的情况下，生 成仅混合有绿色信号的像素信号，由此能够谋求提高分辨率。另外，第33项发明的特征在于在第16项发明的摄像装置中，在将通过所述第1 像素混合动作所读取的第1读取像素信号、和相对于所述第1读取像素信号的像素在上下 的任意方向上相邻且通过所述第1像素混合动作所读取的第2读取像素信号进行相加后得 到的滤色器的颜色成分中，品红、青色、绿色和黄色的比例为1 1 1 1。另外，第34项发明的特征在于在第16项发明的摄像装置中，在将通过所述第1 像素混合动作所读取的第1读取像素信号、和相对于所述第1读取像素信号的像素在上下 的任意方向上相邻且通过所述第1像素混合动作所读取的第2读取像素信号进行相加后得 到的滤色器的颜色成分中，绿色、红色和蓝色的比例为2 1 1。另外，第35项发明的特征在于在第16项发明的摄像装置中，在将通过所述第1 像素混合动作所读取的第1读取像素信号、和相对于所述第1读取像素信号的像素在上下 的任意方向上相邻且通过所述第1像素混合动作所读取的第2读取像素信号进行相加后得 到的滤色器的颜色的比例，在通过所述第1像素混合动作所读取的所有信号中为相同。由此，在将所述第1读取像素信号和所述第2读取像素信号进行相加后的结果，以 近邻的不同地址进行比较的情况下，各自的相加结果能大致近似为亮度信号，从而能以颜 色的调制成分已被消除的状态来有效且高精度地检测边缘成分。而且，通过利用高精度地 检测出的边缘成分的图像处理，能够谋求改善分辨率。另外，第36项发明的特征在于在第16项发明的摄像装置中，在将通过所述第2 像素混合动作所读取的第3读取像素信号、和相对于所述第3读取像素信号的像素在左右 的任意方向上相邻且通过所述第2像素混合动作所读取的第4读取像素信号进行相加后得 到的滤色器的颜色成分中，品红、青色、绿色和黄色的比例为1 1 1 1。另外，第37项发明的特征在于在第16项发明的摄像装置中，在将通过所述第2 像素混合动作所读取的第3读取像素信号、和相对于所述第3读取像素信号的像素在左右的任意方向上相邻且通过所述第2像素混合动作所读取的第4读取像素信号进行相加后得 到的滤色器的颜色成分中，绿色、红色和蓝色的比例为2 1 1。由此，在将所述第3读取像素信号和所述第4读取像素信号进行相加后的结果，以 近邻的不同地址进行比较的情况下，各自的相加结果能大致近似为亮度信号，从而能以颜 色的调制成分已被消除的状态来有效且高精度地检测边缘成分。而且，通过利用高精度地 检测出的边缘成分的图像处理，能够谋求改善分辨率。另外，第38项发明的特征在于在第16项发明的摄像装置中，在将通过所述第2 像素混合动作所读取的第3读取像素信号、和相对于所述第3读取像素信号的像素在左右 的任意方向上相邻且通过所述第2像素混合动作所读取的第4读取像素信号进行相加后得 到的滤色器的颜色的比例，在通过所述第2像素混合动作所读取的所有信号中为相同。由此，在将所述第3读取像素信号和所述第4读取像素信号进行相加后的结果，以 近邻的不同地址进行比较的情况下，颜色的调制成分已被消除，能够有效且高精度地检测 边缘成分。而且，通过利用高精度地检测出的边缘成分的图像处理，能够谋求改善分辨率。另外，第39项发明的特征在于在第1项发明的摄像装置中，各个像素由(XD、 CMOS或者NM0S中的任意一者构成。由此，通过由(XD、CMOS或者NM0S中的任意一种构成像素来输出像素信号。另外，第40项发明的特征在于在第1项发明的摄像装置中，还包括电平检测部， 该电平检测部用于检测从各像素中读取的像素信号的电平；所述像素混合部根据所述电平 检测部所检测出的像素信号的电平大小来切换像素的混合数。由此，能够根据被拍摄体的亮度来恰当地变更像素的混合数，能够谋求兼顾提高 分辨率和灵敏度。另外，第41项发明的特征在于在第1项发明的摄像装置中，所述像素混合部构成 为，能从外部对像素混合的像素数进行变更。由此，能从外部对读取速度和灵敏度的优先级进行变更，从而能够获得可灵活利 用的摄像系统。(发明效果)根据本发明，在对像素错位排列的像素进行混合来读取的摄像装置中，能够提高 分辨率且能简化图像处理。其结果，即使用像素数较少的图像传感器，也能获得高精细的动 态图像。


图1是表示在本发明的实施方式1中的数码摄像机系统的功能结构的框图。图2是表示在本发明的实施方式1中的图像传感器的结构的图。图3是表示在本发明的实施方式1中的列信号处理部的结构的图。图4是表示在本发明的实施方式1中的第1列控制部的结构的图。图5是表示在本发明的实施方式1中的第2列控制部的结构的图。图6是在表示本发明的实施方式1中对像素信号进行混合来读取时的像素混合形 状的图。图7是表示在本发明的实施方式1中的滤色器排列的单位排列的图。
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图8是表示在本发明的实施方式1中的滤色器排列的单位排列的变形例的图。图9是表示在本发明的实施方式1中的滤色器排列的单位排列的变形例的图。图10是表示在本发明的实施方式1中的滤色器排列的单位排列的变形例的图。图11是表示在本发明的实施方式1中的滤色器排列的单位排列的变形例的图。图12是表示在本发明的实施方式1中的滤色器排列的单位排列的变形例的图。图13是表示在本发明的实施方式2中对像素信号进行混合来读取时的像素混合 形状的图。图14是表示在本发明的实施方式2中的第1列控制部的结构的图。图15是表示在本发明的实施方式3中对像素信号进行混合来读取时的像素混合 形状的图。图16是表示在本发明的实施方式3中对像素信号进行混合来读取时的像素混合 形状的变形例的图。图17是表示在本发明的实施方式3中对像素信号进行混合来读取时的像素混合 形状的变形例的图。图18是表示本发明的实施方式4中对像素信号进行混合的像素数和检测电平之 间的关系的图。图19是表示在本发明的实施方式3中的滤色器排列的单位排列的变形例的图。图20是表示在本发明的实施方式3中的滤色器排列的单位排列的变形例的图。图中1-数码摄像机，2-摄像模块，3-透镜，4-图像传感器(摄像装置)，5-DSP (数 字信号处理电路)，9-电平检测部，22-像素，25-第1列控制部，26-第2列控制部，27-第 1列信号处理部，28-第2列信号处理部。
具体实施例方式以下，参照附图来说明本发明的实施方式。另外，在以下各实施方式或变形例的说 明中，对与已说明过1次的构成要素具有相同功能的构成要素，赋予相同的符号并省略其 说明。(发明的实施方式1)以下，对本发明的实施方式1中的摄像系统进行说明。图1是表示本实施方式中 的摄像系统的功能结构的框图。本实施方式中的摄像系统由数码摄像机1(电子动态照相 机)构成，其具有摄像模块2、DSP5、CPU (中央处理器)6以及SDRAM8。(摄像模块2的构成)摄像模块2具有透镜3以及图像传感器4。另外，虽未图示，但是该摄像模块2还 具有TG(定时生成器)，该TG用于生成对图像传感器4实施驱动时所需的控制信号。(DSP 及 SDRAM)DSP5具有存储控制器7、电平检测部9、YC处理部10、压缩处理部11以及数字信 号处理部12。DSP5对来自图像传感器4的输出进行处理。存储控制器7直到在电平检测部9、YC处理部10、压缩处理部11、数字信号处理 部12中备齐了实施各功能块中的处理时所需像素数的像素信号为止，将像素信号写入到 SDRAM8予以保持。因此，可适宜地根据所需，从SDRAM8读取像素信号，并输出给电平检测部9、YC处理部10、压缩处理部11、数字信号处理部12的功能块。另外，存储控制器7以及 SDRAM8不仅对像素信号进行写入及读取，还对经YC处理后得到的亮度信号或色信号以及 经压缩处理后得到的编码数据等也进行写入及读取。接下来，对电平检测部9进行说明。电平检测部9根据由图像传感器4所输出的 像素信号的整个画面或者一部分画面的平均值等，算出像素信号的电平，并将该算出的结 果通知给CPU6。接着，对YC处理部10进行说明。YC处理部10对从图像传感器4所输出的像素信 号，进行同步化及滤波处理、频率校正等，以生成亮度信号和色差信号。接下来，对压缩处理部11进行说明。压缩处理部11对从图像传感器4所输出的 像素信号，以RAW数据的水平实施压缩处理。而且，对由YC处理部10生成的亮度信号和色 差信号，当为静止图像时以JPEG的格式，当为动态图像时以H. 264的格式，对静止图像以及 动态图像进行压缩以生成编码。接着，对数字信号处理部12进行说明。数字信号处理部12对与外部连接的记录 介质即SD卡13进行数据的读取，并进行数据的写入。而且，针对作为显示介质的IXD14显 示预览等的图像。并且基于用于视角尺寸调整的变焦，实施扩大缩小处理等。(CPTO 的构成)接下来，对CPTO进行说明。针对摄像模块2或DSP5所配置的各功能块，CPU6例如设定像素信号进行混合来 读取还是不对像素信号进行混合来读取的切换、或在YC处理部10中实施图像处理的参数 等。另外，外部输入15是用于设定释放按钮(release button)或数码摄像机1的动作的 来自外部的输入。(图像传感器4的构成)接下来，对图像传感器4进行说明。图2是表示图像传感器4的构成的框图。如该 图所示，图像传感器4具有像素阵列21、行控制部23、第1列控制部25、第2列控制部26、 第1列信号处理部27及第2列信号处理部28。其中，第1列控制部25、第2列控制部26、 第1列信号处理部27及第2列信号处理部28构成像素混合部。像素阵列21包含有以行列状配置的多个像素22。详细而言，在该像素阵列21中， 将第2n+l行的像素22配置成相对于第2n行的像素22的重心而言，第2n+l行的像素22 的重心错位1/2像素。行控制部23对像素阵列21的各像素22进行曝光及行方向的读取控制。第1列信号处理部27对由第2m列(m是零以上整数)的像素22所摄像的摄像 信号进行处理。另外，第2列信号处理部28对由第2m+l列的像素22所摄像的摄像信号 进行处理。如图3所示，列信号处理部27、28具有A/D转换部31和双稳态多谐振荡器 (Flip-Flop) 32 (在图中，分别以A/D、FF简略标示)。在第1列信号处理部27中，能够通过 A/D转换部31将从第2n+l行的像素22中读取的模拟摄像信号转换为数字信号后，通过双 稳态多谐振荡器32进行锁存。另外，在第2列信号处理部28中，能够通过图3的A/D转换 部31将从第2n行的像素22中读取的模拟摄像信号转换为数字信号后，通过双稳态多谐振 荡器32进行锁存。第1列信号处理部27和第2列信号处理部28分别与第1列控制部25和第2列控制部26相连接。在第1列控制部25和第2列控制部26中，进行列方向的读取控制，作 为所摄像的信号由图像传感器4输出。第1列控制部25例如能够具有如图4所示的构成。在该示例中，第1列控制部25 以与所连接的各第1列信号处理部27相对应的方式具有选择器41、加法器42、选择器43以 及双稳态多谐振荡器(在图中，以F F简略标示)、选择器45及双稳态多谐振荡器46。同 样地，第2列控制部26例如能够具有如图5所示的构成。在该示例中，第2列控制部26以 与所连接的各第2列信号处理部28相对应的方式具有双稳态多谐振荡器(在图中，以FF 简略标示)51、加法器52、选择器53、选择器54及双稳态多谐振荡器55。(图像传感器4的滤色器)接下来，对本实施方式的图像传感器4的像素22所配置的滤色器进行说明。图7是表示对本实施方式的图像传感器4的像素22所配置的滤色器的说明图。该 滤色器由单位排列71的重复图案来构成。在上述的不对像素信号进行混合来读取的情况下，来自被拍摄体的入射光通过各 自的滤色器而被滤光，在像素22中进行光电转换后，作为Mg (品红)、Cy (青色)、Ye (黄 色)、Gr (绿色)的像素信号而被读取。而另一方面，在上述的对像素信号进行混合来读取的情况下，来自被拍摄体的入 射光通过各自的滤色器而被滤光，在像素22中进行光电转换后，成为Mg(品红)、Cy (青 色)、Ye(黄色)、Gr(绿色)的像素信号。当第2n行全为G r的情况下，第1列控制部25在列方向上对Mg和Gr、Ye和Cy 进行相加，第2列控制部26在行方向上对Gr和Gr进行相加，从而能够分别读取如Mg+Gr、 Ye+Cy,Gr+Gr这样经混合后的像素信号。即，当观察第1列控制部25所混合的某列的像素 信号(在该例中，例如Mg和Gr)、和在这些像素信号的左右的任意方向上相邻的像素信号 (对应于上述Mg和Gr的Ye+Cy)时，Mg (品红)、Cy (青色)、Gr (绿色)和Ye (黄色)的成 分比为1:1:1:1。当第2n+l行全为G r的情况下，第1列控制部25在列方向上对Gr和Gr进行相 加，第2列控制部26在行方向上对Gr和Ye、Mg和Cy进行相加，从而能够分别读取如Gr+Gr、 Gr+Ye、Mg+Cy这样经混合后的像素信号。即，当观察第2列控制部26所混合的某列的像素 信号(在该例中，为Gr和Ye)、和在这些像素信号的左右任意一方向上相邻的像素信号(对 应于上述Gr和Ye的Mg+Cy)时，Mg(品红)、Cy (青色)、Gr (绿色)和Ye (黄色)的成分比 为 1 1 1 1。(数码摄像机1(摄像系统)的动作)(整体的动作)当通过数码摄像机1来进行摄影时，被拍摄体的光经由透镜3入射到图像传感器 4，在图像传感器4上的像素中进行光电转换并作为摄像信号输出给DSP5。该摄像信号通过存储控制器7，对SDRAM8进行读取和写入，对电平检测部9、YC处 理部10、压缩处理部11、数字信号处理部12、作为记录介质的SD卡13、及作为显示介质的 IXD14进行信号的输入输出。电平检测部9对摄像信号的电平进行检测，并将摄像信号的电平通知给CPTO。YC处理部10对摄像信号进行滤波处理或同步化处理等，将摄像信号转换成YC信号。压缩处理部11当为静止图像时以JPEG的格式，当为动态图像时以H. 264的格式， 对摄像信号或Y C信号进行数据量的压缩。数字信号处理部12进行作为摄像机而动作时所需的信号处理。该动作例如有变 焦处理、损伤校正、照明光色温度检测等。另一方面，CPU6将数码摄像机1为实现用户所期待的动作时所需的控制信号，输 出给图像传感器4、DSP5的各功能块。(图像传感器4的驱动和列控制部(25、26)的动作)对图像传感器4将视频信号如上所述输出时图像传感器4的驱动方法进行说明。 如上所述，该图像传感器4具有两种动作，即不对像素信号进行混合来读取的动作以及对 像素信号进行混合来读取的动作。-不对像素信号进行混合来读取的动作_首先，说明不对像素信号进行混合来读取的情况。当在像素22以规定曝光时间完成曝光后，从行控制部23输出用于对第2n+l行的 像素22进行摄像信号的读取的行选择信号。由此，基于行选择信号，决定读取第2n+l行的 像素22中所蓄积的摄像信号。进而，通过第1列控制部25输出列选择信号，第2n+l行的 像素22的摄像信号被输出给第1列信号处理部27。在第1列信号处理部27中，将从第2n+l行的像素22所读取出的模拟摄像信号通 过A/D转换部31转换为数字信号后，由双稳态多谐振荡器32进行锁存。由于从第2n+l行的像素22所读取出的已被数字化的摄像信号被作为图像传感器 4的输出信号而输出，由此，该摄像信号将在第1列控制部25中被转送。此时，由于以选择器41的输出总选择0的值的方式输入选择控制信号，所以，加法 器42的一个输入总为0。由此，不会与所注目的列以外的列的像素信号进行相加，只有第 4m列的像素信号输入到选择器43，只有第4m+2列的像素信号输入到选择器45。通过对选择器43和选择器45的选择控制信号以规定的期间予以控制，以使在每 一水平回扫期间，加法器42的输出和来自第4m+2列的输出分别成为选择器43和选择器45 的输出，由此，第4m列的像素信号和第4m+2列的像素信号被输入至双稳态多谐振荡器44 和双稳态多谐振荡器46。其后，对控制选择信号进行控制，使得选择器43和选择器45的输出成为双稳态多 谐振荡器44和双稳态多谐振荡器46的输出，由此，各个双稳态多谐振荡器形成为按顺序耦 合的状态，通过施加时钟信号来进行移位动作，从而能读取2m列的像素信号。与该动作并行，从行控制部23输出用于对第2n行的像素22进行摄像信号读取的 行选择信号。根据行选择信号，决定读取第2n行的像素22中所蓄积的摄像信号。而且，由于第2列控制部26输出列选择信号，所以，第2n行的像素22的摄像信号 被输出给第2列信号处理部28。在第2列信号处理部28中，通过图3的A/D转换部31，将 从第2n行的像素22读取出的模拟摄像信号转换为数字信号后，由双稳态多谐振荡器32进 行锁存。由于从第2n行的像素22所读取出的已被数字化的摄像信号作为图像传感器4的 输出信号而输出，由此，该摄像信号将在如图5所示的第2列控制部26中被转送。此时，由
20于以选择器53的输出总选择0的值的方式输入选择控制信号，所以，加法器52的一个输入 总为0。由此，不会与所注目的像素信号以外进行相加，只有第2m+l列的像素信号被输入至 选择器54。通过对选择器54的选择控制信号以规定的期间予以控制，以使在每一水平回扫 期间，加法器52的输出分别成为选择器54的输出，由此，第2m+l列的像素信号被输入至双 稳态多谐振荡器55。其后，对控制选择信号进行控制，使得选择器54的输出成为双稳态多谐振荡器55 的输出，由此，各双稳态多谐振荡器形成为按顺序耦合的状态，通过施加时钟信号来进行移 位动作，从而能够读取2m+l列的像素信号。按照每一水平回扫期间，使n递增的同时，反复进行从行控制部23输出行选择信 号、且被数字化的像素22的摄像信号通过双稳态多谐振荡器32进行锁存为止的动作。由 此，各行的摄像信号被第1列控制部25和第2列控制部26所读取，并通过对第1列控制部 25和第2列控制部26施加上述控制信号，从而使各行的摄像信号从图像传感器4输出。按 照每一垂直回扫期间使n复位，从而实现对像素阵列21上的摄像信号的读取。_混合读取动作_接下来，说明对像素信号进行混合来读取的情况。当在像素22以规定曝光时间完成曝光后，从行控制部23输出用于对第2n+l行的 像素22进行摄像信号的读取的行选择信号。由此，基于行选择信号，决定读取第2n+l行的 像素22中所蓄积的摄像信号。而且，通过第1列控制部25输出列选择信号，从而第2n+l行的像素22的摄像信 号被输出给第1列信号处理部27。第1列信号处理部27将从第2n+l行的像素22所读取 出的模拟摄像信号通过A/D转换部31转换为数字信号后，由双稳态多谐振荡器32进行锁存。由于从第2n+l行的像素22所读取出的已被数字化的摄像信号被作为图像传感器 4的输出信号而输出，由此，该摄像信号将在图4所示的第1列控制部25中被转送。此时， 由于以选择器41的输出总选择第4m+2列的像素信号的方式输入选择控制信号，所以，加法 器42的一个输入总为第4m+2列的像素信号，并对所注目的第4m列和第4m+2列的像素信 号进行相加，使像素信号的相加结果被输入到选择器43。通过对选择器43的选择控制信号以规定的期间予以控制，使得在每一水平回扫 期间，加法器42的输出分别成为选择器43的输出，由此，第4m列的像素信号和第4m+2列 的像素信号的相加结果被输入至双稳态多谐振荡器。其后，对控制选择信号进行控制，使得选择器43和选择器45的输出成为双稳态多 谐振荡器的输出，由此，各双稳态多谐振荡器形成为按顺序耦合的状态，通过施加时钟信号 来进行移位动作，从而能够读取经相加后的像素信号。通过进行上述驱动，从而能够实施如图6的像素混合形状61所示的形状的像素混 合。在图6中，以粗线连接重心所表述的像素彼此，是进行像素混合的像素。与该动作并行，从行控制部23输出用于对第2n行的像素22进行摄像信号读取的 行选择信号。根据行选择信号而决定读取第2n行的像素22中所蓄积的摄像信号。而且，由于第2列控制部26输出列选择信号，所以，第2n行的像素22的摄像信号被输出给第2列信号处理部28。在第2列信号处理部28中，通过图3的A/D转换部31，将 从第2n行的像素22读取出的模拟摄像信号转换为数字信号后，由双稳态多谐振荡器32进 行锁存。由于从第2n行的像素22所读取出的已被数字化的摄像信号被作为图像传感器4 的输出信号而输出，由此，该摄像信号将在如图5所示的第2列控制部26中被转送。此时， 由于以选择器53的输出总选择与第2n+2行的像素信号相当的双稳态多谐振荡器32的输 出的方式输入选择控制信号，所以，加法器52的一个输入总为双稳态多谐振荡器32的输出 信号。由此，所注目的第2n行的像素信号和第2n+2行的像素信号进行相加，使像素信号的 相加结果被输入至选择器54。通过对选择器54的选择控制信号以规定的期间予以控制，使得在每一水平回扫 期间，加法器52的输出分别成为选择器54的输出，由此，第2n行的像素信号和第2n+2行 的像素信号的相加结果被输入至双稳态多谐振荡器55。其后，对控制选择信号进行控制，使得选择器43的输出成为双稳态多谐振荡器55 的输出，由此，各双稳态多谐振荡器形成为按顺序耦合的状态，通过施加时钟信号来进行移 位动作，从而能读取经相加后的像素信号。通过进行上述驱动，从而能实施如图6的像素混合形状62所示的形状的像素混 合。按照每一水平回扫期间，使n递增，并按照每一垂直回扫期间使n复位，从而实现对像 素阵列21上的摄像信号的读取。如上所述，根据本实施方式，能够获得水平方向的像素彼此被像素混合后的像素 信号(行方向混合)以及垂直方向的像素彼此被像素混合后的像素信号(列方向混合)。 通过如上所述混合而得到的像素信号，由于在列方向的混合与附加了垂直方向的LPF效果 相同，在行方向的混合与附加了水平方向的LPF效果相同，因此，会导致在各方向的分辨率 降低。但是，在本实施方式中，由于是由仅在垂直方向附加LPF效果的像素信号和仅在水平 方向附加LPF效果的两种像素信号来构成像素混合模式，所以，总能够通过水平方向或垂 直方向中的任一像素信号来弥补另一方所欠缺的边缘信息。由此，该图像传感器4能够降 低分辨率的恶化。在现有技术中，为恢复因LPF效果而欠缺的信息，进行复杂的图像处理来 弥补像素的信息，而在本实施方式中，如上所述，边缘的信息能够通过水平方向或垂直方向 中的任一像素信号来进行弥补，从而能够简化图像处理。其结果，即使用像素数较少的图像 传感器，也能够取得高精细动态图像。(实施方式1的变形例1)在上述中，对第2n+l行的像素22配置的滤色器均为Gr，且第2列控制部26在行 方向对Gr和Ye、Mg和Cy进行了相加，但也可以采用Ye+Mg、Gr+Cy的混合方式。(实施方式1的变形例2)在上述中，虽将图像传感器4上的像素22所配置的滤色器设为如图7所示那样， 但也可以配置成具有图8所示的单位排列81的滤色器排列。单位排列81所示的Gr表示 绿色，Cy表示青色，Ye表示黄色。这样，在通过对像素进行混合来读取的情况下，在列方向上相加的行，选择仅由Gr 构成的行，其他的行，以行方向进行相加，由此，像素信号被输出为Gr+Gr、Ye+Ye、Cy+Cy，而 在不对像素进行混合来读取的情况下，像素信号被输出为Gr、Cy、Ye。
(实施方式1的变形例3)在上述中，虽将图像传感器4上的像素22所配置的滤色器设为如图7所示那样， 但也可以配置成具有图9所示的单位排列91的滤色器排列。单位排列91所示的Gr表示 绿色，Cy表示青色，Ye表示黄色。这样，在通过对像素进行混合来读取的情况下，在行方向相加的行，选择仅由Gr 构成的行，其他的行，以列方向进行相加。由此，像素信号被输出为Gr+Gr、Ye+Ye、Cy+Cy。而 在不对像素进行混合来读取的情况下，像素信号被输出为Gr、Cy、Ye。(实施方式1的变形例4)在上述中，虽将图像传感器4上的像素22所配置的滤色器设为如图7所示那样。 但也可以配置成具有图10所示的单位排列101的滤色器排列。单位排列101所示的G表 示绿色，B表示蓝色，R表示红色。如此，在对像素进行混合来读取的情况下，在列方向相加的行，选择仅由Gr构成 的行，其他的行，以行方向进行相加。由此，G+G、G+R、G+B的像素信号被输出，而在不对像素 进行混合来读取的情况下，G、B、R作为像素信号被输出。而且，在通过对像素进行混合来读取的情况下，在行方向相加的行，选择仅由G构 成的行，其他的行，以列方向进行相加。由此，像素信号被输出为G+G、G+R、G+B，而在不对像 素进行混合来读取的情况下，像素信号被输出为G、B、R。S卩，当观察在行方向混合后的某列的像素信号(该例中，G和R)和这些像素信号在 左右的任意一方向上相邻的像素信号(与上述G和R相对应的G和B)时，G(绿色)、R(红 色)和B(蓝色)的成分比为2 1 1。(实施方式1的变形例5)在上述中，虽将图像传感器4上的像素22所配置的滤色器设为如图7所示那样， 但也可以配置成具有图11所示的单位排列111的滤色器排列。单位排列111所示的G表 示绿色，B表示蓝色，R表示红色。这样，在通过对像素进行混合来读取的情况下，在列方向相加的行，选择仅由G构 成的行，其他的行，以行方向进行相加。如此，像素信号被输出为G+G、R+R、B+B，而在不对像 素进行混合来读取的情况下，像素信号被输出为G、B、R。(实施方式1的变形例6)在上述中，虽将对图像传感器4上的像素22所配置的滤色器设为如图7所示那 样，但也可以配置成具有图12所示的单位排列121的滤色器排列。单位排列121所示的G 表示绿色，B表示蓝色，R表示红色。这样，在通过对像素进行混合来读取的情况下，在行方向相加的行，选择仅由G构 成的行，其他的行，以列方向进行相加。如此，像素信号被输出为G+G、R+R、B+B，而在不对像 素进行混合来读取的情况下，像素信号被输出为G、B、R。(实施方式1的变形例7)如上所述，在读取图像传感器4上的像素22的像素信号时，以连续读取所有像素 的方式对行选择信号和列选择信号进行了控制，且对所有行的像以及所有列的像素进行混 合后进行了读取，但也可以为下述方式，即以不连续读取像素的方式对行选择信号或列选 择信号进行控制，从而对像素阵列21上的规定地址的像素不进行读取。还可以为对规定的行或规定的列的像素进行读取的方式。(实施方式1的变形例8)如上所述，虽然对图像传感器4上的像素22的像素信号进行读取时的曝光时间以 及进行读取的帧速率未进行指定，但也可以将在列方向上对像素进行混合来读取的像素信 号的曝光时间与在行方向上对像素进行混合来读取的像素信号的曝光时间设为不同的长 度，也可以将在列方向上对像素进行混合来读取的像素信号的帧速率与在行方向上对像素 进行混合来读取的像素信号的帧速率设为不同。(实施方式1的变形例9)在上述中，虽然以数码摄像机作为摄像系统，但也可以以数字静态照相机作为摄 像系统。(发明的实施方式2)在此，对本发明的实施方式2中的摄像系统进行说明。本发明的实施方式2中的 摄像系统是对本发明的实施方式1中的一部分构成进行了变更，以下，从该不同点入手进 行说明。(图像传感器的驱动和列控制部)对图像传感器4的驱动方法进行说明。本实施方式相当于实施方式1，区别仅涉及对像素信号在列方向进行混合来读取 的情况，在此，仅对该部分进行说明。在像素22上以规定的曝光时间的曝光结束后，从行控制部23输出用于对第2n行 的像素22实施读取摄像信号的行选择信号。基于行选择信号，决定读取第2n行的像素22 所蓄积的摄像信号。而且，通过第2列控制部26输出用于对第4k+l列的像素信号进行读取的列选择 信号，第2n行第4k+l列的像素22的摄像信号被输出给第2列信号处理部28。第2列信号 处理部28将从第2n行第4k+l列的像素22所读取出的模拟摄像信号，通过A/D转换部31 转换为数字信号后，由双稳态多谐振荡器32进行锁存。从第2n行第4k+l列的像素22所读取出的已被数字化的摄像信号被作为图像传 感器4的输出信号而输出，由此，该摄像信号将在如图5所示的第2列控制部26中被转送。 接着，从行控制部23输出用于对第2n+2行的像素22实施读取摄像信号的行选择信号。基 于行选择信号，决定读取第2n+2行的像素22所蓄积的摄像信号。在这种情况下，以将所有的列的像素22所蓄积的摄像信号进行读取的方式，通过 第2列控制部26输出列选择信号，将第2n+2行的像素22的摄像信号输出给第2列信号处 理部28。第2列信号处理部28将从第2n+2行的像素22所读取的模拟摄像信号，通过图3 所示的A/D转换部31转换为数字信号后，由双稳态多谐振荡器32进行锁存。此时，通过输入如下选择控制信号，即第4k+l列的选择器53的输出总选择与第 2n+2行的像素信号相当的双稳态多谐振荡器32的输出，从而加法器52的一个输入总为双 稳态多谐振荡器32的输出，所以，所注目的第4k+l列的第2n行和第2n+2行的像素信号进 行相加。然后，像素信号的相加结果被输入到选择器54，直至进行第4k+3列的像素信号的 混合动作为止，一直保持这种状态。与上述第4k+l列的保持状态并行，从行控制部23输出用于针对第2n+4行的像素
2422读取摄像信号的行选择信号。而且，通过第2列控制部26输出用于对第4k+3列的摄像信号进行读取的列选择 信号，第2n行第4k+3列的像素22的摄像信号被输出给第2列信号处理部28。第2列信号 处理部28将从第2n+4行第4k+3列的像素22所读取的模拟摄像信号，通过A/D转换部31 转换为数字信号后，由双稳态多谐振荡器32进行锁存。此时，通过输入如下选择控制信号，即第4k+3列的选择器53的输出总为选择与 第2n+4行的像素信号相当的双稳态多谐振荡器32的输出，从而加法器52的一个输入总为 双稳态多谐振荡器32的输出，所以，所注目的第4k+3列的第2n+4行和第2n+2行的像素信 号进行相加，使像素信号的相加结果被输入到选择器54。在该阶段，按照每列，在列方向上对像素信号进行相加的结果从各自的加法器52 被输出，第4k+l列从上述保持状态转移到为了从图像传感器4中读取像素信号而动作的状 态。转移到像素信号读取动作的状态后，通过对选择器54的选择控制信号以规定的 期间予以控制，使得在每一水平回扫期间，加法器52的输出成为各选择器54的输出，由此， 第4k+l列的第2n行的像素信号和第2n+2列的像素信号的相加结果、以及第4k+3列的第 2n+2行的像素信号和第2n+4列的像素信号的相加结果被输入至双稳态多谐振荡器55。其后，对控制选择信号进行控制，使得选择器43的输出成为双稳态多谐振荡器55 的输出，由此，各个双稳态多谐振荡器形成为按顺序耦合的状态，通过施加时钟信号来进行 移位动作，从而能读取经相加的像素信号。通过进行上述驱动，能够进行如图13的像素混合形状132所示的形状的像素混 合，按照每一水平回扫期间使n递增，并按照每一垂直回扫期间使n复位，从而实现像素阵 列21上的摄像信号读取。(实施方式2的变形例)在上述中，对图像传感器4上的像素22的像素信号进行读取时，进行了对列方向 的像素信号的相加。但也可以是下述方式，即按照每一规定的垂直回扫期间切换第4k+l 列和第4k+3列的像素信号进行相加的动作。(发明的实施方式3)在此，对本发明的实施方式3中的摄像系统进行说明。本发明的实施方式3中的 摄像系统是对本发明的实施方式1中的一部分构成进行了变更，以下，从该不同点入手进 行说明。-图像传感器的驱动和列控制部_以下，对图像传感器4的驱动方法进行说明。本实施方式相对于实施方式1的区别仅涉及在列方向对像素信号进行混合来读 取的情况，在此，仅对该部分进行说明。在本实施方式中，第1列控制部25的结构及其动作方法不同。本实施方式的第1 列控制部25具有如图14所示的构成。该第1列控制部按照每列，具有选择器1441、加法 器1442、选择器1443以及双稳态多谐振荡器1444(在图中，以F F简略标示)。在图像传感器4中，当在像素22以规定曝光时间完成曝光后，从行控制部23输出 用于对第2n+l行的像素22进行摄像信号的读取的行选择信号。由此，基于行选择信号，决
25定读取第2n+l行的像素22中所蓄积的摄像信号。另外，第1列控制部25输出列选择信 号，从而第2n+l行的像素22的摄像信号被输出给第1列信号处理部27。第1列信号处理 部27将从第2n+l行的像素22所读取出的模拟摄像信号通过A/D转换部31转换为数字信 号后，由双稳态多谐振荡器32进行锁存。由于从第2n+l行的像素22所读取出的已被数字化的摄像信号被作为图像传感器 4的输出信号而输出，由此，该摄像信号将在第1列控制部25中被转送。此时，由于输入如 下选择控制信号，即第4m列的区段(segment)的选择器11的输出总选择第4m+2列的值， 所以，第4m列的区段的加法器12的一个输入总为第4m+2列的像素信号，并对所注目的第 4m列和第4m+2列的像素信号进行相加。然后，第4m列的区段的加法器12的输出结果被输 入至第4m列的区段的选择器13。通过对第4m列的区段的选择器13的选择控制信号以规定的期间予以控制，使得 在每一水平回扫期间，第4m列的区段的加法器12的输出成为第4m列的区段的选择器13 的输出，由此，第4m列的像素信号和第4m+2列的像素信号的相加结果被输入至第4m列的 区段的双稳态多谐振荡器14。其后，对控制选择信号进行控制，使得第4m列的区段的选择器13和第4m+2列的 区段的选择器13的输出成为第4m-2列的选择器13和第4m列的选择器13的双稳态多谐 振荡器14的输出，由此，各个双稳态多谐振荡器形成为按顺序耦合的状态，通过施加时钟 信号来进行移位动作，从而能读取经相加后的像素信号。通过进行上述驱动，能够进行如图15的像素混合形状151所示的形状的像素混
口 O接着，从行控制部23输出用于对第2n+3行的像素22的摄像信号进行读取的行选 择信号。基于行选择信号，决定读取第2n+3行的像素22所蓄积的摄像信号。而且，通过第1列控制部25输出列选择信号，从而第2n+3行的像素22的摄像信 号被输出给第1列信号处理部27。第1列信号处理部27将从第2n+3行的像素22所读取 出的模拟摄像信号，通过A/D转换部31转换为数字信号后，由双稳态多谐振荡器32进行锁 存。从第2n+3行的像素22所读取出的已被数字化的摄像信号被作为图像传感器4的 输出信号而输出，由此，该摄像信号将在第1列控制部25中被转送。此时，通过输入如下选 择控制信号，即第4m+2列的区段的选择器11的输出总选择第4m+4列的值，从而第4m+2 列的区段的加法器12的一个输入总为第4m+4列的区段的像素信号。然后，将所注目的第 4m+2列和第2m+4行的像素信号进行相加，使第4m+2列的区段的加法器12的输出结果被输 入到第4m+2列的区段的选择器13。通过对第4m+2列的区段的选择器13的选择控制信号以规定的期间予以控制，使 得在每一水平回扫期间，第4m+2列的区段的加法器12的输出成为第4m+2列的区段的选择 器13的输出，由此，第4m+2列的像素信号和第4m+4列的像素信号的相加结果被输入至第 4m+2列的区段的双稳态多谐振荡器。其后，对控制选择信号进行控制，使得第4m列的区段的选择器13和第4m+2列的 区段的选择器13的输出成为第4m+2列的双稳态多谐振荡器16和第4m列的区段的选择器 13的输出，由此，各双稳态多谐振荡器形成为按顺序耦合的状态，通过施加时钟信号来进行移位动作，从而能读取经相加后的像素信号。通过进行上述驱动，从而能实施如图15的像素混合形状152所示形状的像素混 合。进行控制使得按照每一规定的水平回扫期间，切换对如图15的像素混合形状151和像 素混合形状152所示形状的像素信号的相加，从而实现如图15所示的像素混合形状。(实施方式3的变形例1)如上所述，在对图像传感器4上的像素22的像素信号进行读取时，进行了行方向 的像素信号的相加，但也可以是下述方式，即也可以将对第2n+l行和第2n+3行的像素信 号进行相加的动作，更换为如图16所示的方式，也可以是按照每一规定垂直回扫期间进行 更换的方式。(实施方式3的变形例2)在上述中，在行方向上对像素相加后得到的结果的像素重心成为与像素错位有 关，或者，在列方向上对像素相加后得到的结果的像素重心成为与像素错位有关。但也可以 成为下述，即通过将对上述的像素进行混合的方法进行组合，如图17所示，在行方向上对 像素相加后得到的结果的像素重心和在列方向上对像素相加后得到的结果的像素重心分 别成为与像素错位有关。另外，也可以是按照每一规定的垂直回扫期间或者每一规定的水平回扫期间对像 素混合的方法进行组合来读取像素。(实施方式3的变形例3)在上述中，在行方向上对像素相加后得到的结果的像素重心成为与像素错位有 关，或者，在列方向上对像素相加后得到的结果的像素重心成为与像素错位有关，但也可以 成为下述关系，即通过将对上述的像素混合的方法进行组合，如图20所示，在行方向上对 像素相加后得到的结果的像素重心和在列方向上对像素相加后得到的结果的像素重心分 别相一致的关系。另外，也可以是按照每一规定的垂直回扫期间或者每一规定的水平回扫期间对像 素混合的方法进行组合来读取像素。(实施方式3的变形例4)并且，在上述中，对进行混合的像素数为2的情况进行了说明，但是，通过追加用 于加法计算的电路并对驱动方法进行控制，也可以将进行混合的像素数设为3以上，也可 以在行方向上和列方向上对像素信号进行相加的各像素的混合中，所混合的像素数不同。并且，也可以是如下方式，即仅在列方向上对像素信号进行相加而不在行方向上 对像素信号进行相加，或者，不在列方向上对像素信号进行相加而仅在行方向上对像素信 号进行相加。(实施方式3的变形例5)并且，在上述中，虽将对图像传感器4上的像素22所配置的滤色器设为如图7所 示那样，但也可以配置成具有图19所示的滤色器排列。图19所示的Gr表示绿色，Cy表示 青色，Ye表示黄色。这样，在通过对像素进行混合来读取的情况下，在列方向相加的行，选择仅由Gr 构成的行，其他的行，以行方向进行相加。由此，像素信号被输出为Gr+Gr、Ye+Gr、Cy+Gr。而 在不对像素进行混合来读取的情况下，像素信号被输出为Gr、Cy、Ye。
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另外，也可以更换在列方向上和行方向上进行相加的位置。(实施方式3的变形例6)并且，在上述中，对G r占滤色器的过半数以上的排列进行了说明，但也可以是其 他的颜色占滤色器的过半数以上的排列。例如，也可以是在内视镜等红色成分占支配优势的被拍摄体用的应用器件等中， Ye或R等占过半数的方式。同样地，在被拍摄体中特定的颜色成分占支配优势的应用器件 中，也可以通过由该颜色成分的波长的光易于透射的滤色器来构成。(实施方式3的变形例7)并且，在上述中，以Gr占滤色器的过半数以上的排列进行了说明，但是，也可以是 下述的方式，即所有仅以相同的颜色的滤色器来构成像素阵列21上的仅奇数列或者仅 偶数列的滤色器的色调制成分，相比于其他偶数列或者奇数列上的相同的颜色的滤色器而 言，设定得较低，使得从所有仅以相同的颜色的滤色器来构成的像素阵列21上的仅奇数列 或者仅偶数列的滤色器中所读取的像素信号，较多地包含被拍摄体的亮度信息，从而谋求 提高分辨率和灵敏度。更详细而言，利用第2n列(n为0或为正的整数)的滤色器和第2n+l 列的滤色器，在配置有相同颜色的像素中，可以将第2n列和第2n+l列中任意一方的上述相 同颜色的调制成分较另一方而言，设定得较低；或者，将与第2n列的上述相同颜色相对应 的滤色器的标准化后的滤光特性中的最大透射率和最小透射率之差、以及与第2n+l列的 上述相同颜色相对应的滤色器的标准化后的滤光特性中的最大透射率和最小透射率之差 设为不同；或者，将与第2n列的上述相同颜色相对应的滤色器的标准化后的滤光特性中的 主要波長以外的光的透射率、以及与第2n+l列的上述相同颜色相对应的滤色器的标准化 的滤光特性中的主要波長以外的光的透射率设为不同；或者，将与第2n列的上述相同颜色 相对应的滤色器的标准化后的滤光特性中的主要波長的光的透射率的半值全宽、以及与第 2n+l列的上述相同颜色相对应的滤色器的标准化的滤光特性中的主要波長的光的透射率 的半值全宽设为不同。(实施方式3的变形例8)并且，在上述中，对G r占滤色器的过半数以上的排列进行了说明，但是，也可以 是将所有仅以相同颜色的滤色器来构成的像素阵列21上的仅奇数列或者仅偶数列的滤 色器设为，入射至像素22的光的分光特性几乎成为平坦的灰色，或者设为与人对亮度的分 光灵敏度特性大致相同。另外，灰色的滤色器，若对可见光区域进行摄影，则只要其对于从大约400n m到大 约700n m的波长的分光特性大致平坦即可，而对红外光线区域和紫外光区域或者特定波长 区域进行摄影时，只要其对于该波长区域的分光特性大致平坦即可。(发明的实施方式4)在此，对本发明的实施方式4中的摄像系统进行说明。在本发明的实施方式4中 的摄像系统是对本发明的实施方式3中的一部分构成进行了变更，以下，从该不同点入手 进行说明。在本实施方式中，不同点在于本实施方式的CPTO对图像传感器4上的像素信 号的混合像素数进行控制。本实施方式的CPTO对于摄像模块2或DSP5所配置的各功能块进行下述设定，即 设定对像素信号进行混合来读取还是对像素信号不进行混合来读取的切换，或者设定在YC处理部10的图像处理的参数等。在本实施方式中，根据来自电平检测部9的检测结果，CPTO对未图示的摄像模块2 的TG(定时生成器)通知进行混合的像素信号的数量，TG则根据CPTO所通知的像素信号 的混合数量，来生成用于驱动图像传感器4的控制脉冲。图18表示在本实施方式的摄像系统中的电平检测部9的检测结果和像素信号的 混合数量之间的关系的图。横轴表示电平检测部9的检测结果，越往横轴的右侧，表示从图 像传感器4所输出的摄像信号的电平越大，即表示被拍摄体的亮度越亮。如图18所示，CPTO将被拍摄体的亮度以多个阈值来进行情况区分。然后，在电平 检测部9的检测结果比第1个阈值小的情况下，进行6个像素的像素信号混合来读取像素 信号；在电平检测部9的检测结果比第1阈值大，但比第2阈值小的情况下，进行4个像素 的像素信号混合来读取像素信号；在电平检测部9的检测结果比第2阈值大，但比第3阈值 小的情况下，进行2个像素的像素信号混合来读取像素信号；在电平检测部9的检测结果比 第3阈值大的情况下，不进行像素信号混合来读取像素信号。(实施方式4的变形例1)在上述中，虽然将进行混合的像素的数量设为6、4、2、1像素。但也可以是其他的 组合。并且，进行混合的像素信号的数量的组合也不只为4种方式，也可以是2种以上的方 式。(实施方式4的变形例2)在上述中，CPTO仅基于电平检测部9的结果来决定进行混合的像素信号的数量。 但是，也可以采用基于外部输入15所直接指定的值来进行决定的方式，还可以将由外部输 入15所指定的值和电平检测部9的检测结果进行组合来进行决定，也可以采用由外部输入 15设定上述阈值的方式。(实施方式4的变形例3)如上所述，虽然仅提及了进行混合的像素信号的数量，但也可以是，对在列方向上 进行混合的像素数和在行方向上进行混合的像素信号的数量实施独立控制的方式。(其他的实施方式)另外，本发明并不限定上述说明，可在发明的范围内实施各种变更。例如，在上述的说明中，虽然以CMOS传感器作为图像传感器4进行了说明，但是也 可以是CCD传感器，还可以是NM0S传感器。另外，对于图像传感器4上所配置的滤色器的单位排列，并不限于上述，也可以是 上下左右反转的排列，也可将颜色成分进行更换。另外，虽然以数字化形式来进行像素信号的混合，但是，也可以是为了进行以模 拟信号或者电荷的形态的相加，配置用于在图像传感器4上进行像素信号的混合或者平均 的电容，还可以是通过在水平转送CCD、垂直转送CCD上等进行像素信号的混合、相加或者 平均。另外，虽然以数码摄像机作为摄像系统来构成的示例进行了说明，但是，也可以以 电子静态照相机来构成。(产业上的利用可能性)本发明的摄像装置能提高分辨率并简化图像处理，具有即使用像素数少的图像传感器也能取得高精细动态图像的效果。本发明的摄像装置适用于具有像素错位配置的多个 像素并对像素进行混合来读取的摄像装置、具有该摄像装置的摄像模块、电子静态照相机 以及电子动态照相机等。
权利要求
一种摄像装置，具有多个像素，被配置成行方向的配置形成错位的行列状，并输出将所入射的光进行光电转换后得到的像素信号；及像素混合部，其将来自多个像素的像素信号进行像素混合并输出，该摄像装置的特征在于，所述像素混合部进行如下动作第1像素混合动作，对相同列内的像素彼此间的像素信号进行混合；以及第2像素混合动作，对相同行内的像素彼此间的像素信号进行混合。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，所述像素混合部构成为分别在第1像素混合动作及第2像素混合动作中，将相互相邻 的像素彼此间的像素信号进行混合。
3.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于， 所述像素混合部对像素信号进行混合，使得通过所述第1像素混合动作所形成的像素混合后的重心、和针对相对于该像素混合形 状的像素在相邻的列上呈相邻的像素而通过所述第1像素混合动作所形成的像素混合后 的重心相一致，并且，通过所述第2像素混合动作所形成的像素混合后的重心、和针对相对于该像素 混合形状的像素在相邻的行上呈相邻的像素而通过所述第2像素混合动作所形成的像素 混合后的重心相一致。
4.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于， 所述像素混合部对像素信号进行混合，使得通过所述第1像素混合动作所形成的像素混合后的重心、和针对相对于该像素混合形 状的像素在相邻的列上呈相邻的像素而通过所述第1像素混合动作所形成的像素混合后 的重心，在列方向上错位规定像素数，并且，通过所述第2像素混合动作所形成的像素混合后的重心、和针对相对于该像素 混合形状的像素在相邻的行上呈相邻的像素而通过所述第2像素混合动作所形成的像素 混合后的重心相一致。
5.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于， 所述像素混合部对像素信号进行混合，使得通过所述第1像素混合动作所形成的像素混合后的重心、和针对相对于该像素混合形 状的像素在相邻的列上呈相邻的像素而通过所述第1像素混合动作所形成的像素混合后 的重心相一致，并且，通过所述第2像素混合动作所形成的像素混合后的重心、和针对相对于该像素 混合形状的像素在相邻的行上呈相邻的像素而通过所述第2像素混合动作所形成的像素 混合后的重心，在行方向上错位规定像素数。
6.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于， 所述像素混合部对像素信号进行混合，使得通过所述第1像素混合动作所形成的像素混合后的重心、和针对相对于该像素混合形 状的像素在相邻的列上呈相邻的像素而通过所述第1像素混合动作所形成的像素混合后的重心，在列方向上错位规定像素数，并且，通过所述第2像素混合动作所形成的像素混合后的重心、和针对相对于该像素 混合形状的像素在相邻的行上呈相邻的像素而通过所述第2像素混合动作所形成的像素 混合后的重心，在行方向上错位规定像素数。
7.根据权利要求4所述的摄像装置，其特征在于，所述列方向的错位，比通过所述第1像素混合动作所形成的在列方向上排列的两个像 素混合后的重心间的距离要小。
8.根据权利要求5所述的摄像装置，其特征在于，所述行方向的错位，比通过所述第2像素混合动作所形成的在行方向上排列的两个像 素混合后的重心间的距离要小。
9.根据权利要求6所述的摄像装置，其特征在于，所述列方向的错位，比通过所述第1像素混合动作所形成的在列方向上排列的两个像 素混合后的重心间的距离要小，所述行方向的错位，比通过所述第2像素混合动作所形成的在行方向上排列的两个像 素混合后的重心间的距离要小。
10.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，在所述第1像素混合动作和所述第2像素混合动作的各自中，所进行混合的像素数相同。
11.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，在所述第1像素混合动作和所述第2像素混合动作的各自中，所进行混合的像素数相 互不同。
12.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，在所述第1像素混合动作和所述第2像素混合动作的各自中，所进行混合的像素数分 别为2。
13.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，通过所述第1像素混合动作所读取的像素的垂直方向的像素重心，按照每个规定的垂 直回扫期间而不同。
14.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，通过所述第2像素混合动作所读取的像素的水平方向的像素重心，按照每个规定的垂 直回扫期间而不同。
15.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，在所述第1像素混合动作或在所述第2像素混合动作中，对规定的行、规定的列、或规 定的像素地址的像素的信号的读取进行间拔。
16.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于， 对各个像素配置有滤色器。
17.根据权利要求16所述的摄像装置，其特征在于，所述滤色器构成为由红色、绿色、及蓝色构成的原色滤光器。
18.根据权利要求16所述的摄像装置，其特征在于，所述滤色器构成为由品红、绿色、青色以及黄色中的至少三种以上构成的补色滤光
19.根据权利要求16所述的摄像装置，其特征在于，利用第2n列的滤色器和第2n+l列的滤色器，在配置有相同颜色的滤色器的像素中， 第2n列和第2n+l列中的一方的所述相同颜色的调制成分比另一方的所述相同颜色的 调制成分低；或者与第2n列的所述相同颜色相对应的滤色器在被标准化后的滤光特性上的最大透射率 和最小透射率之间的差，不同于与第2n+l列的所述相同颜色相对应的任意一个滤色器在 被标准化后的滤光特性上的最大透射率和最小透射率之间的差；或者与第2n列的所述相同颜色相对应的滤色器在被标准化后的滤光特性上的相对于主要 波长以外的光的透射率，不同于与第2n+l列的所述相同颜色相对应的任意一个滤色器在 被标准化后的滤光特性上的相对于主要波长以外的光的透射率；或者与第2n列的所述相同颜色相对应的滤色器在被标准化后的滤光特性上的相对于主要 波长的光的透射率的半值全宽，不同于与第2n+l列的所述相同颜色相对应的滤色器在被 标准化后的滤光特性上的相对于主要波长的光的透射率的半值全宽， 其中n为零或者正的整数。
20.根据权利要求16所述的摄像装置，其特征在于， 所述滤色器具有对灰色或者亮度的视灵敏度特性。
21.根据权利要求16所述的摄像装置，其特征在于， 所述滤色器由4像素的单位排列的重复而构成，分别配置成 在所述单位排列的第2n行的基准像素为第1颜色的滤色器；在所述单位排列的第2n行，与所述基准像素在第1水平方向上相邻的像素为第1颜色 的滤色器；在所述单位排列的第2n+l行，与所述基准像素在第1水平方向上以规定的像素数错位 了重心的位置的像素为第2颜色的滤色器；以及在所述单位排列的第2n+l行，相对于与所述基准像素在第1水平方向上以规定的像素 数错位了重心的位置的像素而言在第1水平方向上相邻的像素，为第3颜色的滤色器， 其中n为零或者正的整数。
22.根据权利要求16所述的摄像装置，其特征在于， 所述滤色器由8像素的单位排列的重复而构成，分别配置成 在所述单位排列的第4n行的基准像素为第1颜色的滤色器；在所述单位排列的第4n+2行，与所述基准像素在水平方向上具有相同像素重心的像 素为第1颜色的滤色器；在所述单位排列的第4n行，与所述单位排列的基准像素在第1水平方向上相邻的像素 为第1颜色的滤色器；在所述单位排列的第4n+2行，相对于与所述基准像素在第1水平方向上相邻的像素而 言在水平方向上具有相同像素重心的像素，为第1颜色的滤色器；在所述单位排列的第4n+l行，与所述基准像素在第1水平方向上以规定的像素数错位 了重心的位置的像素为第2颜色的滤色器；在所述单位排列的第4n+3行，与所述基准像素在第1水平方向上以规定的像素数错位4了重心的位置的像素为第3颜色的滤色器；在所述单位排列的第4n+l行，相对于与所述基准像素在第1水平方向上以规定的像素 数错位了重心的位置的像素而言在第1水平方向上相邻的像素，为第2颜色的滤色器；以及 在所述单位排列的第4n+3行，相对于与所述基准像素在第1水平方向上以规定的像素 数错位了重心的位置的像素而言在第1水平方向上相邻的像素，为第3颜色的滤色器， 其中n为零或者正的整数。
23.根据权利要求16所述的摄像装置，其特征在于， 所述滤色器由16像素的单位排列的重复而构成，分别配置成 在所述单位排列的第8n列的基准像素为第1颜色的滤色器； 在所述单位排列的第8n+2列，与所述基准像素在垂直方向上具有相同像素重心的像 素为第1颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+4列，与所述基准像素在垂直方向上具有相同像素重心的像 素为第1颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+6列，与所述基准像素在垂直方向上具有相同像素重心的像 素为第1颜色的滤色器；与所述单位排列的第8n列的基准像素在第1垂直方向上相邻的像素为第1颜色的滤 色器；在所述单位排列的第8n+2列，相对于与所述基准像素在垂直方向上具有相同像素重 心的像素而言在第1垂直方向上相邻的像素，为第1颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+4列，相对于与所述基准像素在垂直方向上具有相同像素重 心的像素而言在第1垂直方向上相邻的像素，为第1颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+6列，相对于与所述基准像素在垂直方向上具有相同像素重 心的像素而言在第1垂直方向上相邻的像素，为第1颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+l列，与所述基准像素在第1垂直方向上以规定的像素数错位 了重心的位置的像素为第2颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+3列，与所述基准像素在第1垂直方向上以规定的像素数错位 了重心的位置的像素为第3颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+5列，与所述基准像素在第1垂直方向上以规定的像素数错位 了重心的位置的像素为第4颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+7列，与所述基准像素在第1垂直方向上以规定的像素数错位 了重心的位置的像素为第5颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+l列，相对于与所述基准像素在第1垂直方向上以规定的像素 数错位了重心的位置的像素而言在第1垂直方向上相邻的像素，为第4颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+3列，相对于与所述基准像素在第1垂直方向上以规定的像素 数错位了重心的位置的像素而言在第1垂直方向上相邻的像素，为第5颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+5列，相对于与所述基准像素在第1垂直方向上以规定的像素 数错位了重心的位置的像素而言在第1垂直方向上相邻的像素，为第2颜色的滤色器；以及 在所述单位排列的第8n+7列，相对于与所述基准像素在第1垂直方向上以规定的像素 数错位了重心的位置的像素而言在第1垂直方向上相邻的像素，为第3颜色的滤色器，其中n为零或者正的整数。
24.根据权利要求16所述的摄像装置，其特征在于，所述滤色器由16像素的单位排列的重复而构成，分别配置成 在所述单位排列的第8n行的基准像素为第1颜色的滤色器； 在所述单位排列的第8n+2行，与所述基准像素在水平方向上具有相同像素重心的像 素为第1颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+4行，与所述基准像素在水平方向上具有相同像素重心的像 素为第1颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+6行，与所述基准像素在水平方向上具有相同像素重心的像 素为第1颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n行，与所述基准像素在第1水平方向上相邻的像素为第1颜色 的滤色器；在所述单位排列的第8n+2行，相对于与所述基准像素在第1水平方向上相邻的像素而 言在水平方向上具有相同像素重心的像素，为第1颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+4行，相对于与所述基准像素在第1水平方向上相邻的像素而 言在水平方向上具有相同像素重心的像素，为第1颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+6行，相对于与所述基准像素在第1水平方向上相邻的像素而 言在水平方向上具有相同像素重心的像素，为第1颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+l行，与所述基准像素在第1水平方向上以规定的像素数错位 了重心的位置的像素为第2颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+3行，与所述基准像素在第1水平方向上以规定的像素数错位 了重心的位置的像素为第3颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+5行，与所述基准像素在第1水平方向上以规定的像素数错位 了重心的位置的像素为第4颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+7行，与所述基准像素在第1水平方向上以规定的像素数错位 了重心的位置的像素为第5颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+l行，相对于与所述基准像素在第1水平方向上以规定的像素 数错位了重心的位置的像素而言在第1水平方向上相邻的像素，为第4颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+3行，相对于与所述基准像素在第1水平方向上以规定的像素 数错位了重心的位置的像素而言在第1水平方向上相邻的像素，为第5颜色的滤色器；在所述单位排列的第8n+5行，相对于与所述基准像素在第1水平方向上以规定的像素 数错位了重心的位置的像素而言在第1水平方向上相邻的像素，为第2颜色的滤色器；以及 在所述单位排列的第8n+7列，相对于与所述基准像素在第1水平方向上以规定的像素 数错位了重心的位置的像素而言在第1水平方向上相邻的像素，为第3颜色的滤色器， 其中n为零或者正的整数。
25.根据权利要求21所述的摄像装置，其特征在于，所述滤色器中，第1颜色为绿色；第2颜色为青色；第3颜色为黄色。
26.根据权利要求22所述的摄像装置，其特征在于，所述滤色器中，第1颜色为绿色；第2颜色为青色；第3颜色为黄色。
27.根据权利要求21所述的摄像装置，其特征在于，所述滤色器中，第1颜色为绿色；第2颜色为蓝色；第3颜色为红色。
28.根据权利要求22所述的摄像装置，其特征在于，所述滤色器中，第1颜色为绿色；第2颜色为蓝色；第3颜色为红色。
29.根据权利要求23所述的摄像装置，其特征在于，所述滤色器中，第1颜色为绿色；第2颜色为绿色；第3颜色为黄色；第4颜色为品红； 第5颜色为青色。
30.根据权利要求24所述的摄像装置，其特征在于，所述滤色器中，第1颜色为绿色；第2颜色为绿色；第3颜色为黄色；第4颜色为品红； 第5颜色为青色。
31.根据权利要求23所述的摄像装置，其特征在于，所述滤色器中，第1颜色为绿色；第2颜色为绿色；第3颜色为红色；第4颜色为绿色； 第5颜色为蓝色。
32.根据权利要求24所述的摄像装置，其特征在于，所述滤色器中，第1颜色为绿色；第2颜色为绿色；第3颜色为红色；第4颜色为绿色； 第5颜色为蓝色。
33.根据权利要求16所述的摄像装置，其特征在于，在将通过所述第1像素混合动作所读取的第1读取像素信号、和相对于所述第1读 取像素信号的像素在上下的任意方向上相邻且通过所述第1像素混合动作所读取的第2 读取像素信号进行相加后得到的滤色器的颜色成分中，品红、青色、绿色和黄色的比例为 1:1:1:1。
34.根据权利要求16所述的摄像装置，其特征在于，在将通过所述第1像素混合动作所读取的第1读取像素信号、和相对于所述第1读取 像素信号的像素在上下的任意方向上相邻且通过所述第1像素混合动作所读取的第2读取 像素信号进行相加后得到的滤色器的颜色成分中，绿色、红色和蓝色的比例为2 1 1。
35.根据权利要求16所述的摄像装置，其特征在于，在将通过所述第1像素混合动作所读取的第1读取像素信号、和相对于所述第1读取 像素信号的像素在上下的任意方向上相邻且通过所述第1像素混合动作所读取的第2读取 像素信号进行相加后得到的滤色器的颜色的比例，在通过所述第1像素混合动作所读取的 所有信号中为相同。
36.根据权利要求16所述的摄像装置，其特征在于，在将通过所述第2像素混合动作所读取的第3读取像素信号、和相对于所述第3读 取像素信号的像素在左右的任意方向上相邻且通过所述第2像素混合动作所读取的第4 读取像素信号进行相加后得到的滤色器的颜色成分中，品红、青色、绿色和黄色的比例为 1:1:1:1。
37.根据权利要求16所述的摄像装置，其特征在于，在将通过所述第2像素混合动作所读取的第3读取像素信号、和相对于所述第3读取 像素信号的像素在左右的任意方向上相邻且通过所述第2像素混合动作所读取的第4读取 像素信号进行相加后得到的滤色器的色成分中，绿色、红色和蓝色的比例为2 1 1。
38.根据权利要求16所述的摄像装置，其特征在于，在将通过所述第2像素混合动作所读取的第3读取像素信号、和相对于所述第3读取 像素信号的像素在左右的任意方向上相邻且通过所述第2像素混合动作所读取的第4读取 像素信号进行相加后得到的滤色器的颜色的比例，在通过所述第2像素混合动作所读取的 所有信号中为相同。
39.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于， 各个像素由(XD、CMOS或者NM0S中的任意一种构成。
40.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，所述摄像装置还包括电平检测部，该电平检测部用于检测从各像素中读取的像素信号 的电平，所述像素混合部根据所述电平检测部所检测出的像素信号的电平大小来切换像素的 混合数。
41.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，所述像素混合部构成为，能从外部对像素混合的像素数进行变更。
42.一种摄像模块，其特征在于， 具有权利要求1所述的摄像装置；和透镜。
43.一种电子静态照相机，其特征在于， 具有权利要求42所述的摄像模块；和用于对从所述摄像模块所输出的摄像信号进行处理的数字信号处理电路。
44.一种电子动态照相机，其特征在于， 具有权利要求42所述的摄像模块；和用于对从所述摄像模块所输出的摄像信号进行处理的数字信号处理电路。
全文摘要
本发明提供一种摄像装置。该摄像装置设有输出将所入射的光进行光电转换后的像素信号的多个像素(22)；以及将来自相邻行的像素(22)的像素信号进行像素混合并输出的像素混合部(25、26、27、28)。并且，通过像素混合部(25、26、27、28)，进行对相同列内的像素彼此间的像素信号进行混合的第1像素混合动作以及对相同行内的像素彼此间的像素信号进行混合的第2像素混合动作。
文档编号H04N5/349GK101981917SQ20088012835
公开日2011年2月23日 申请日期2008年10月30日 优先权日2008年3月31日
发明者今村邦博, 松长诚之, 藤井俊哉 申请人:松下电器产业株式会社