成像装置、成像方法、电子设备和程序的制作方法
【专利摘要】本技术涉及能够借助类似于借助稀疏读取的信号处理的信号处理，通过组合求和读出和稀疏读出，改进S/N的成像装置和成像方法、电子装置以及程序。如图中的左部分所示，首先，对于作为区域Z1和Z2的顶部行的子颜色的G像素和B像素执行稀疏读取。接着，是作为区域Z1和Z2的棋盘中的主颜色的W像素的在图中由直线连接的两个像素的像素信号，在相同声音定时经受求和读取处理。此外，是作为区域Z3和Z4的棋盘中的主颜色的W像素的在图中由直线连接的两个像素的像素信号，在相同声音定时经受求和读取处理。另外，是区域Z3和Z4的较下行的子像素的R像素和G像素被读取。然后，如图中的中间部分，基于区域Z1至Z4中的主颜色和子颜色之间的相对关系，获得图中的右部分的拜耳阵列。本技术可以应用于成像装置。
【专利说明】成像装置、成像方法、电子设备和程序
【技术领域】
[0001]本技术涉及成像装置、成像方法、电子设备和程序。本技术尤其涉及配置为通过高速处理，来限制信噪比的减少、最小化分辨率的降低并且改进像素信号的灵敏度的成像装置、成像方法、电子设备和程序。
[0002]本发明涉及诸如数字照相机和数字摄像机之类的成像装置和信号处理。
【背景技术】
[0003]在获得更多数目的像素的固态成像传感器(诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器)中，加法读取或者稀疏读取已经用作执行高帧速率读取的技术。
[0004]在这些技术中，加法读取方法已经因为其增加信噪比(在下文也称为SN比)的优点而被普遍使用。
[0005]然而，使用加法读取与单独读取所有光接收像素的方法相比，自然引起降低分辨率。
[0006]同时，折叠失真在由稀疏读取方法中获得的图像数据中比在加法读取方法中出现得更频繁。然而，相应地，改进分辨率的效果通过诸如超级分辨率技术之类的技术增加。
[0007]然而，在使用稀疏读取时比使用加法读取更大地减少SN比。SN比的恶化在辉度强度低时尤其可能很突出。
[0008]因此，已经提出按照需要在稀疏读取和加法读取之间切换，以由此在分辨率和SN比之间平衡(见专利文献1)。
[0009]在另一方法中，已经提出包括新颖的颜色布置的滤色器的成像装置，以允许在分辨率的最小降低的情况下，增加灵敏度(见专利文献2和3)。
[0010]引用列表
[0011]专利文献
[0012]专利文献1:JP 2011-097568A
[0013]专利文献2:JP4626706B
[0014]专利文献3:JP2006-033454A
【发明内容】
[0015]技术问题
[0016]然而，专利文献2中公开的技术的加法处理使用已经在专利文献3中公开的计数器，以在模至数(AD)转换期间执行像素加法，这使得AD转换的处理时间接近没有加法处理时花费的时间的两倍。结果，即使当使用专利文献2的技术时，存在实现高帧速率的障碍。
[0017]本技术已经鉴于上面的情况被做出并且特别针对通过高速处理限制SN比的减少，最小化分辨率的降低，并且改进像素信号的灵敏度。
[0018]解决方案
[0019]根据本发明的一个方面，一种成像装置包括:
[0020]像素，布置在二维矩阵上；
[0021]像素的辉度信号的预定颜色分量的滤色器；
[0022]与像素的辉度信号的预定颜色不同的其他颜色分量的滤色器；以及
[0023]信号处理单元，配置为将预定颜色分量的滤色器提供到的像素的信号一起相加以输出加法结果，并且稀疏其他颜色分量的滤色器提供到的像素的信号以输出稀疏结果。
[0024]该信号处理单元可以配置为使用预定颜色分量的滤色器提供到的像素的已经被相加和输出的信号和其他颜色分量的滤色器提供到的像素的已经被稀疏和输出的信号之间的相关性。然后信号处理单元生成其他颜色分量的滤色器提供到的像素的已经被稀疏和输出的信号。
[0025]该预定颜色分量可以是白颜色，并且其他颜色分量可以是红、绿和蓝颜色。
[0026]该预定颜色分量是绿颜色，并且其他颜色分量可以是红和蓝颜色。
[0027]该信号处理单元可以稀疏配备有其他颜色分量的滤色器的像素的信号，并且在当输出布置在相同行中的像素的信号时的时段的前一半或后一半的第一时段期间输出稀疏结果。然后该信号处理单元可以将配备有预定颜色分量的滤色器的像素和布置在与相同行不同的行中并且配备有预定颜色分量的滤色器的相邻像素的信号一起相加，并且在与第一时段不同的第二时段输出加法结果。
[0028]该信号处理单元可以稀疏配备有其他颜色分量的滤色器的像素的信号，并且在当输出相同行中布置的像素的信号时的时段的前一半或者后一半的第一时段期间输出稀疏结果。然后该信号处理单元可以将配备有预定颜色分量的滤色器的像素和布置在与相同行不同的行中并且配备有预定颜色分量的相邻像素一起相加，并且在与第一时段不同的第二时段期间输出加法结果。因此，以与其中单独执行稀疏读取而不需要加法和输出处理的信号处理的顺序相同的顺序，输出信号。
[0029]该信号处理单元可以通过使每个信号的增益成倍来稀疏配备有其他颜色分量的滤色器的像素，并且在当输出布置在相同行中的像素的信号时的时段的前一半或后一半的第一时段期间输出稀疏结果。然后该信号处理单元可以将配备有预定颜色分量的滤色器的像素和布置在与相同行不同的行中并且配备有预定颜色分量的滤色器的相邻像素的信号一起相加，每个信号具有平坦增益，并且在与第一时段不同的第二时段输出加法结果。
[0030]该信号处理单元可以通过使每个信号的增益成倍来稀疏配备有其他颜色分量的滤色器的像素，并且在当输出布置在相同行中的像素的信号时的时段的前一半或后一半的第一时段期间输出稀疏结果。然后该信号处理单元可以将配备有预定颜色分量的滤色器的像素和布置在与相同行不同的行中并且配备有预定颜色分量的滤色器的相邻像素的信号一起相加，每个信号具有平坦增益，并且在与第一时段不同的第二时段输出相加结果。因此，以适当改变像素的信号的模至数(AD)转换的范围这样的方式输出信号。
[0031]该信号处理单元可以执行配备有预定颜色分量的滤色器的像素的信号的浮动扩散(FD)加法，并且输出加法结果。
[0032]该信号处理单元可以执行配备有预定颜色分量的滤色器的像素的信号的源跟随器加法，并且输出加法结果。
[0033]该信号处理单元可以使用预定颜色分量的滤色器提供到的像素的已经被相加和输出的信号和其他颜色分量的滤色器提供到的像素的已经被稀疏和输出的信号之间的相关性。该信号处理单元然后生成其他颜色分量的滤色器提供到的像素的已经被稀疏和输出的信号。因此，可以减少已经被稀疏和输出的像素的信号的信噪(SN)比。
[0034]根据本技术的第一方面，一种成像装置的成像方法，该成像装置包括:
[0035]像素，布置在二维矩阵上；
[0036]像素的辉度信号的预定颜色分量的滤色器；
[0037]与像素的辉度信号的预定颜色不同的其他颜色分量的滤色器；以及
[0038]该成像方法包括:
[0039]将预定颜色分量的滤色器提供到的像素的信号一起相加以输出加法结果；以及
[0040]稀疏其他颜色分量的滤色器提供到的像素的信号以输出稀疏结果。
[0041]根据本发明的第一方面，一种配置为控制成像装置的计算机中的程序，该成像装置包括:
[0042]像素，布置在二维矩阵上；
[0043]像素的辉度信号的预定颜色分量的滤色器；
[0044]与像素的辉度信号的预定颜色不同的其他颜色分量的滤色器；以及
[0045]其中，该程序使得计算机执行:
[0046]将配备有预定颜色分量的滤色器的像素的信号相加以输出加法结果；以及
[0047]稀疏配备有其他颜色分量的滤色器的像素的信号以输出稀疏结果。
[0048]根据本发明的第二方面，一种电子设备，包括:
[0049]像素，布置在二维矩阵上；
[0050]像素的辉度信号的预定颜色分量的滤色器；
[0051]与像素的辉度信号的预定颜色不同的其他颜色分量的滤色器；以及
[0052]信号处理单元，配置为将配备有预定颜色分量的滤色器的像素的信号相加以输出加法结果，以及稀疏配备有其他颜色分量的滤色器的像素的信号以输出稀疏结果。
[0053]根据本发明的第一和第二方面，成像装置或者电子设备包括像素，布置在二维矩阵上；像素的辉度信号的预定颜色分量的滤色器；与像素的辉度信号的预定颜色不同的其他颜色分量的滤色器。在成像装置或者电子设备中，相加并且输出配备有预定颜色分量的滤色器的像素的信号，以及稀疏并且输出配备有其他颜色分量的滤色器的像素的信号。
[0054]技术效果
[0055]根据本技术的一个方面，能够通过高速处理限制SN比的减少，最小化分辨率的降低，并且改进像素信号的灵敏度。
【专利附图】
【附图说明】
[0056]图1是图示根据一个实施例的本技术应用于的成像装置的示例性结构的框图。
[0057]图2是图1的成像单元的示例性结构的说明图。
[0058]图3是图2的单位像素的示例性结构的说明图。
[0059]图4是共享像素结构的说明图。
[0060]图5是使用共享像素结构的像素信号的读取方法的说明图。
[0061]图6是用于说明像素信号读取处理的流程图。
[0062]图7是像素信号读取处理的说明图。
[0063]图8是正常像素信号读取处理的说明图。
[0064]图9是使得子颜色增益是主颜色增益的两倍的示例的说明图。
[0065]图10是当主颜色是绿颜色时示例性像素布置的说明图。
[0066]图11是图10的示例性像素布置中的像素信号的读取方法的说明图。
[0067]图12是所谓的棋盘图案的示例性像素布置的说明图。
[0068]图13是图示图12的示例性像素布置的像素信号的读取方法的示例性图。
[0069]图14是通用个人计算机的示例性结构的说明图。
【具体实施方式】
[0070]下面将描述实现本发明的实施例(下文称为实施例)。将以下面的顺序提供描述。
[0071]1.第一实施例(使用其中主颜色是白颜色并且子颜色是红、绿和蓝颜色的像素布置的示例)
[0072]2.第二修改(使用其中主颜色是绿颜色并且子颜色是红和蓝颜色的像素布置的示例)
[0073]3.第二修改(使用其中主颜色是白颜色并且子颜色是红、绿和蓝颜色而绿像素在水平和垂直两个方向上每隔一个地布置的像素布置的示例)
[0074]<第一实施例>
[0075][成像装置的实施例的示例性结构]
[0076]图1是图示根据第一实施例的本技术应用于的成像装置的示例性结构的框图。图1的成像装置拍摄图像以输出为为由数字信号形成的图像信号，并且例如在可移除介质中记录该图像信号。
[0077]图1的成像装置13包括成像单元21，配置为拍摄由可见光组成的彩色图像以输出为图像信号；以及信号处理单元22，配置为执行从成像单元21接收到的图像信号的信号处理并且在可以移除介质101中记录图像信号，同时控制成像单元21的操作。
[0078]更具体地，成像单元21是所谓的互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器，包括成像镜头31、光学低通滤波器32、红外光截止滤波器33、滤色器34、像素阵列单元35、列处理单元36、成像信号处理单元37和驱动控制单元38。
[0079]成像镜头31配置为用于拍摄图像信息，以朝成像镜头31引导承担放置在光源11下面的对象12的图像的光L(诸如，太阳光或者荧光灯的光)以形成图像的光学系统。光学低通滤波器32对于每个像素平滑来自成像镜头31的入射光，并且朝红外光截止滤波器33发射产生的光。红外光截止滤波器33截止来自低通滤波器32的入射光的红外分量，并且朝滤色器34发射产生的光。
[0080]滤色器34是二维布置的红、绿和蓝(RGB)颜色或者带有白(W:白)颜色的RGB的滤色器，通过该滤色器在接收每个类型的颜色的同时光被透射，并且朝像素阵列单元35发射。关于白颜色，这里提供透明滤波器作为白颜色的滤色器。然而，理解可以不提供滤波器本身，以仿佛该白色滤波器起作用那样形成结构。
[0081]像素阵列单元35包括二维布置在矩阵中的将稍后参考图3、4描述的单位像素151 (在下文中简单地也称为像素)。这些像素包括将入射可见光转换为与光量对应的电电荷(electric charge)的光电转换元件。如图2中图示,像素阵列单元35包括以矩阵布置的像素。在该图中，像素驱动线121布置用于横向(布置像素行的方向或者水平方向)中的每行，并且垂直信号线122布置用于垂直方向(布置像素列的方向或者垂直方向)中的每列。在图2中，像素驱动线121图示为单线，但不限于单线。像素阵列单元35向列处理单元36输出存储为光电转换元件的电电荷的像素信号。下面将通过参考图3、4描述单位像素的特定结构。
[0082]在成像信号处理单元37中，使得四像素组用作共享像素，并且通过组合稀疏读取和加法读取来读取像素信号，这将稍后通过参考图4描述。成像信号处理单元37根据已经以该方式读取的像素信号降低分辨率，同时再现已经被稀疏并且读取的像素，以改进SNt匕，并且向信号处理单元22输出产生的像素信号。
[0083]驱动控制单元38控制像素阵列单元35的操作。更具体地，驱动控制单元38包括系统控制单元131、垂直驱动单元132和水平驱动单元133，如图2中图示。
[0084]垂直驱动单元132由位移寄存器、地址解码器等组成。虽然没有示出垂直驱动单元132的特定结构，但是其包括读取扫描系统和清除扫描系统(sweep scanning system)。读取扫描系统对于每行顺序执行从其读取信号的单位像素的选择性扫描。同时，清除扫描系统通过等效于快门速度的时间，在读取扫描之前，以从要读取的行的单位像素的光电转换元件清除(重新设置)不需要的电电荷这样的方式，相对于要读取的行，执行清除扫描，该要读取的行由读取扫描系统执行读取扫描。通过由清除扫描系统的不需要的电电荷的该清除(重新设置)，执行所谓的电子快门操作。电子快门操作指代其中丢弃光电转换元件的光学电荷并且现在开始新的曝光(开始光学电荷的存储)的操作。
[0085]要由读取扫描系统的读取操作读取的信号与在其立即之前的读取操作之后或者电子快门之后接收到的入射光量对应。由此，该操作立即之前的读取定时或者电子快门操作的清除定时和该次读取操作的读取定时之间的时段被视为单位像素的光学电荷的存储时间(曝光时间)。
[0086]信号在垂直驱动单元132的选择性扫描之后从像素行的相应单位像素输出，并且通过每个垂直信号线122供应到列处理单元36。列处理单元36对于像素阵列单元35的每个像素列，执行对从所选行的每个像素输出的模拟像素信号的预定信号处理。列处理单元36通过相关双采样(CDS)处理采集(take)从所选行的每个像素输出的重置电平和信号电平，并且确定电平之间的差异以确定每行的像素信号，同时去除像素的固定模式噪声。为了转换模拟像素信号为数字信号，列处理单元36按需要可以包括模至数(AD)转换功能。在下面的描述中，图1的列处理单元36被视为具有AD转换功能。
[0087]水平驱动单元133由移位寄存器或者地址解码器组成，以执行对应于列处理单元36的像素行，接连地执行电路部分的选择性扫描。通过由水平驱动单元133的选择性扫描，顺序输出已经在列处理单元36中经受对于像素的每行的信号处理的像素信号。
[0088]成像信号处理单元37执行从像素阵列单元35的每个像素输出的与滤色器34的颜色布置(诸如拜耳布置)对应的信号处理。稍后将参考图5描述成像信号处理单元37中的特定信号处理。
[0089]拜耳布置指代这样的颜色布置，在该颜色布置中，以棋盘图案表示需要高分辨率的辉度信号的主要分量的颜色或者主颜色，同时在剩余部分中布置表示相对不需要高分辨率的颜色分量的两种或者三种类型的颜色或者子颜色。例如拜耳布置的基本形式是颜色布置的颜色编码，在该颜色布置的颜色编码中，绿颜色像素(G像素)布置为主要对辉度信号有贡献的主颜色，而红颜色像素(R像素)和蓝颜色像素(B像素)在剩余部分中以棋盘图案布置为子颜色。也可以提供另一种颜色布置的颜色编码，在该颜色布置的颜色编码中，表示主要分量的主颜色是以棋盘图案布置的白颜色，并且在剩余部分中以棋盘图案布置红颜色像素(R像素)、绿颜色像素(G像素)和蓝颜色像素(B像素)。
[0090]系统控制单元131接收从外部供应的时钟信号、用于指令(order)操作模式的数据等，并且输出诸如由CMOS图像传感器形成的成像单元21的内部信息之类的数据。系统控制单元131还包括生成各种定时信号的定时生成器，并且根据由定时生成器生成的各种定时信号，控制垂直驱动单元132、水平驱动单元133、列处理单元36和成像信号处理单元37的驱动。
[0091]信号处理单元22包括图像信号处理单元51和用作主控制单元以控制成像装置13的整个操作的控制单元52。图像信号处理单元51包括信号分离单元71、颜色信号处理单元72、辉度信号处理单元73和编码器单元74。
[0092]信号处理单元71具有主颜色获分离功能，以当与主滤色器不同的滤色器用作滤色器34时，分离从列处理单元36的AD转换电路供应的数字成像信号为红颜色像素信号(R像素信号)、绿颜色像素信号(G像素信号)和蓝颜色像素信号(B像素信号)。颜色信号处理单元72根据由信号分离单元71分离的R、G和B像素信号，执行关于颜色信号的信号处理。辉度信号处理单元73根据作为由信号分离单元71分离的主颜色信号的R、G和B像素，执行关于辉度信号Y的信号处理。编码器单元74根据辉度信号/颜色信号生成图像信号。
[0093]控制单元52配置为控制成像装置13的整个操作。更具体地，控制单元52包括连接到总线91的微处理器(微处理器)92、只读存储器(ROM) 93、随机存取存储器(RAM) 94、通信接口(I/F) 95和读取单元96。微处理器92是电子计算机的中心，并且由其中要由计算机执行的计算和控制功能集成在很小的集成电路中的中央处理单元(CPU)表示。
[0094]微处理器92通过适当读取配置为非易失性存储单元的ROM 93中存储的程序和数据，来控制控制单元52的整个操作，同时将程序和数据开发到配置为易失性存储单元的RAM 94中并且执行设置各种控制脉冲的开(on)关(off)定时程序或者用于曝光控制的程序。
[0095]当微处理器92用作用于控制曝光条件的曝光条件控制单元时执行的用于曝光控制的程序包括例如根据来自辉度信号处理单元73的基于辉度的信号的光度计数据的计算(例如，预定尺寸和位置的光度计面积的平均值的计算)和根据计算结果的辉度电平确定(该结果是高于还是低于中间电平)。
[0096]在上面，“易失性存储单元”指代配置为当断开设备的电源时删除存储的内容的存储单元。相比之下，“非易失性存储单元”指代配置为即使当断开设备的主电源时也保持存储的内容的存储单元。只要可以保持存储的内容，也可以使用任何存储单元。存储单元不限于其中由半导体材料制成的存储器元件本身具有非易失性特性的存储单元。可替代地，可以向存储单元提供备用电源，以引导易失性存储器元件仿佛其具有“非易失性特性”那样表现。
[0097]安装在驱动器23上的可移除介质101用于登记各种设置值数据，诸如使得微处理器92执行软件处理的程序数据、根据来自辉度信号处理单元73的基于辉度的信号的光度计数据的会聚范围和用于曝光控制处理(包括控制电子快门)的各种控制脉冲的开和关定时。
[0098]读取单元96向RAM 93存储(安装)从安装在驱动器23上的可移除介质101读取的数据。通信I/F 95中介(mediate)向诸如因特网的通信网络的通信数据的传送和从诸如因特网的通信网络的通信数据的传送。
[0099]在该类型的成像装置13中，作为模块与像素阵列单元35分离地提供驱动控制单元38和列处理单元36。然而，不用说，可以在与像素阵列单元35相同的半导体衬底上集成地形成这些单元作为一个芯片。
[0100]另外，如图1、2中图示，成像装置13除了像素阵列单元35、驱动控制单元38、列处理单元36和信号处理单元22之外，还包括成像镜头31、光学低通滤波器32或者诸如红外光截止滤波器的其他光学系统。当这些单元封装在一起以具有成像功能时优选这种配置。
[0101]在固态图像传感器的模块的上下文中，如图中图示，像素阵列单元35和与像素阵列单元35侧(诸如包括AD转换功能和差分(CDS)处理功能的列处理单元36)紧密相关联的信号处理单元(除了列处理单元36的后级中的信号处理单元22)，可以一起被封装以形成使得在固态图像传感器中提供成像功能的模块。在以模块的形式提供的这种固态图像传感器的后级中，可以提供作为信号处理单元的剩余部分的信号处理单元22，以形成整个成像装置13。
[0102]可替代地，虽然没有被图示，可以以像素阵列单元35和诸如成像镜头35之类的光学系统封装在一起这样的方式，以具有成像功能的模块的形式提供固态图像传感器，并且除了以模块形式提供的固态图像传感器之外也以模块的形式提供信号处理单元22，以由此形成整个成像装置13。
[0103]另外，由于固态图像传感器的模块的形式，可以包括与信号处理单元22对应的结构。在该情况下，固态图像传感器可以基本被视为与成像装置13完全相同。
[0104]例如这种成像装置13提供为具有用以执行“成像”的成像功能的相机或者便携式设备。“成像”不限于利用相机在正常摄影期间拍摄图像，并且也可以在广义上包括指纹检测等。
[0105]因此，上面结构的成像装置13包括上述固态图像传感器的所有功能，并且基本结构和操作与上述固态图像传感器的基本结构和功能相同。
[0106][单位像素的示例性结构]
[0107]下面，下面将参考图3描述构成单位像素的电路结构。
[0108]图3的单位像素151包括由配置为光电转换元件的光电二极管161的四个晶体管，传送晶体管162、重置晶体管163、放大晶体管164和选择晶体管165。
[0109]N通道M0S晶体管被使用，并且本文描述为四个传送晶体管162、重置晶体管163、放大晶体管164和选择晶体管165，但也可以使用其他晶体管结构。具体地，如本文图示，传送晶体管162、重置晶体管163、放大晶体管164和选择晶体管165的导电类型的组合仅是示例，并且该组合不限于此。
[0110]对于单位像素151，像素驱动线121(诸如包括传送线181、重置线182和选择线183的三条驱动布线)一般提供用于相同像素行的每个像素。传送线181、重置线182和选择线183的一端连接到用于并且对应于每个像素行的垂直驱动单元132的端子。
[0111]光电二极管161的阳极连接到负侧电源(例如，地)，以允许将接收到的光光电转换为与光量对应的光电电荷(该光电电荷在该情况下是光电子)。光电二极管161的阴极经由传送晶体管162电连接到放大晶体管164的栅极。电连接到放大晶体管164的栅极的节点被称为浮动扩散(FD)单元166。
[0112]传送晶体管162连接在光电二极管161的阴极和FD单元166之间。经由传送线181向传送晶体管162的栅极供应高电平(例如，像素电源SVD电平)有效(在下文中写为“高有效”)传送脉冲TRG。一旦接收到传送脉冲TRG，传送晶体管162被接通并且传送由光电二极管161中的光电转换提供的光学电荷到FD单元166。
[0113]重置晶体管163具有连接到像素电源SVD的其漏极和连接到FD单元166的其源极。在信号电荷从光电二极管161传送到FD单元166之前，经由重置线182向重置晶体管163的栅极供应高有效重置脉冲RST。一旦接收到重置脉冲RST，重置晶体管163被接通并且通过向像素电源SVD丢弃FD单元的电荷来重置FD单元166。
[0114]放大晶体管164具有连接到FD单元166的其栅极和连接到像素电源SVD的其漏极。放大晶体管164在由重置晶体管163重置之后，输出FD单元166的电势作为重置信号(重置电平)Vrest。放大晶体管164还在由传送晶体管162传送信号电荷之后，输出FD单兀166的电势作为光学存储信号(信号电平)Vsig。
[0115]选择晶体管165例如具有连接到放大晶体管164的其漏极和连接到垂直信号线122的其源极。经由选择线183向选择晶体管165的栅极供应高有效选择脉冲SEL。一旦接收到选择脉冲SEL，就接通选择晶体管165，以使得单位像素151被视为处于被选择状态，并且从放大晶体管164输出的信号被中继到垂直信号线122。
[0116]其中选择晶体管165连接在像素电源SVD和放大晶体管164的漏极之间的另一电路结构也是可能的。
[0117]单位像素151的像素结构不限于由四个晶体管形成的上述结构。例如，像素结构可以包括三个晶体管，一个晶体管用作放大晶体管164和选择晶体管165 二者，并且可以对于其使用任何像素电路结构。
[0118][共享像素结构]
[0119]同时，在拍摄移动图像期间，执行其中相邻像素信号被相加并且读取以增加帧速率的像素加法是习惯作法。在像素中、在信号线上、在列处理单元36和后级信号处理单元32中允许像素加法。接着，因此，通过参考图4，下面将描述其中将相互相邻垂直和水平布置的四个像素的信号相加的共享像素结构的示例。
[0120]图4图示电路结构，也就是，其中在像素值被读取用于像素中的四个相邻像素的情况下的共享像素结构的示例。在图4中，给出类似名称和编号标记，以组成具有与图3中的功能相同的功能的元件，并且将相应地省略其描述。四个像素的像素布置例如包括像素P1至IJP4，如图4的右下侧图示。
[0121]具体地，相互相邻地垂直和水平布置的四个光电二极管161被称为光电二极管
161-1到161-4。对于这些光电二极管161-1到161-4，单独提供四个传送晶体管162-1到
162-4。重置晶体管163、放大晶体管164和选择晶体管165中的每个提供用于四个光电二极管161-1至161-4和传送晶体管162-1至162-4。
[0122]具体地，传送晶体管162-1至162-4中的每个具有连接到光电二极管161_1至
161-4的阴极电极的一个电极和连接到放大晶体管164的栅极的另一电极。放大晶体管164的栅极连接到共同提供用于光电二极管161-1至161-4的FD单元166。重置晶体管163具有连接到像素电源SVD的其漏极和连接到FD单元的其源极。上面的组成元件形成与像素P1至P4(如图4的右下侧图示)对应的四个像素的共享像素结构。像素P1至P4分别与光电二极管161-1至161-4和传送晶体管162-1至162-4对应。
[0123]在图4中图示的相邻四个像素的共享像素结构中，分别在与四个传送晶体管
162-1至162-4相同的定时供应传送脉冲TRG[1]至TRG[4]，以由此实现相邻四个像素中的像素相加。
[0124]具体地，从光电二极管161-1至161-4传送到FD单元166的电电荷被视为通过传送晶体管162-1至162-4在FD单元166中相加。
[0125]同时，在传送晶体管132-1至162-4之间可以分别在不同定时供应传送脉冲TRG[1]至TRG[4]，以实现输出信号用于每个像素。具体地，当拍摄移动图像时执行像素加法以改进帧速率，同时独立地读取所有像素的信号，以当拍摄静止图像时改进分辨率。
[0126][利用四个像素共享像素结构读取信号]
[0127]接着，通过参考图5，将描述已经通过参考图4说明的使用四个像素的共享像素结构的像素信号读取过程。
[0128]在图5中，在附图中写为W、R、G和B的滤色器34中使用白、红、绿和蓝颜色的四种滤色器。此外，配备有白、红、绿和蓝颜色的单个滤色器的像素在下文中也将被称为W、R、G和B。另外，在附图的描述中，除非另外表示，W像素的背景由白颜色表示，R像素的背景由斜向右下的阴影线表示，G像素的背景由水平带表示，并且B像素的背景由斜向右上的阴影线表示。在该情况下，由垂直四个像素乘水平四个像素的总共16个像素的W像素的棋盘图案和从左上角朝右下角倾斜的对角线布置的G像素(如在图5的最左侧图示)形成颜色布置。
[0129]B像素布置在顶部右起的第二个像素处和最左侧列从底部起的第二个像素处。另外，R像素布置在最右侧列从顶部起的第二个像素处和在底部左侧起的第二像素处。此时，放置在16个像素的右上角的区域Z1中的四个像素形成共享像素结构。其他区域Z2至Z4也具有共享像素结构。相应地，W、B、R和W像素与图4的像素P1至P4对应地布置在区域Z1中。类似地，对应于像素P1至P4，W、G、G和W像素布置在区域Z2，并且W像素布置在区域Z3，并且W、B、R和W像素布置在区域Z4。
[0130]此时，布置在由垂直4个像素乘水平四个像素形成的总共16个像素中顶部上的B和G像素经受稀疏读取作为第一处理，而无像素加法。关于布置在顶部上的这些B和G像素，当传送脉冲TRG[2]同时供应到图4中图示的像素布置中的区域Z1、Z2的8和6像素二者的传送晶体管162-2时，读取像素信号。
[0131]接着，作为第二处理，左和右对角布置的两个W像素经受像素加法，并且读取为区域Z1至Z4中每个的质心位置的W像素的像素信号。具体地，如图5的左侧中图示，分别由直线T1至T4结合的W像素经受像素加法和读取。
[0132]关于W像素的相加，当同时向要在图4中图示的像素布置中相加的像素的两个传送晶体管162-1、162-4供应传送脉冲TRG[1]、TRG[4]时，两个像素在FD单元166中相加。这种像素加法在下文中将被称为FD加法。
[0133]另外，作为第三处理，垂直四个像素乘水平四个像素的总共十六个像素中，布置在底部的R和G像素，经受稀疏读取，而没有像素加法。关于底部上的R和G像素，当同时向图4中图示的像素布置的区域Z3、Z4的R和G像素二者的传送晶体管162-3供应传送脉冲TRG[3]时，读取像素信号。
[0134]具体地，通过到目前为止的处理，尚未分别读取区域Z1的R像素、区域Z2的下级上的G像素、区域3的下级上的G像素和区域Z4的R像素的信号。也就是，在区域Z1至Z4中没有使用四个像素的共享像素结构的每个的一个像素的像素信号。相应地，与其中通过像素加法读取W像素的情况相比，减小R、B和G像素的灵敏度，并且降低SN比。
[0135]接着，如图5的中心图示，执行第四处理用于区域Z1至Z4中的每个。根据像素位置和值，采用W、R、B和G像素之间的相关性，其中，W像素已经读取为单个区域的质心位置处的像素信号。根据预定相关性，对区域Z1至Z4的重心位置处的像素信号执行拟合，以生成RGB拜耳布置的四个像素信号，如图5的右侧图示。
[0136]由此，像素加法处理可以用以转换并且输出与包括W像素的棋盘图案的颜色布置对应的信号为与RGB拜耳布置对应的信号。
[0137][像素信号读取处理]
[0138]接着，通过参考图6的流程图，将描述像素信号读取处理。该处理说明在由垂直四个像素乘水平四个像素的总共十六个像素形成的像素布置的情况下(如图5的左侧部分图示)的像素信号读取处理。因此，假设图2的像素阵列单元35的其他像素，与垂直四个像素乘水平四个像素的总共十六个像素的像素单位类似地处理。
[0139]下面，图5的左侧中图示的像素布置包括以棋盘图案布置的白颜色，并且白颜色也将称为主颜色。包括红、绿和蓝颜色的其他颜色也将称为子颜色。另外，图5的区域Z1、Z2将称为由垂直四个像素乘水平四个像素的总共十六个像素形成的区域的上部。类似地，区域Z3、Z4将称为下部。对于区域Z1至Z4，图4的右下角中图示的对应像素P1、P2将称为Z1至Z4中的每个的较上行，并且像素P3、P4将称为较下行。
[0140]在步骤S11中，驱动控制单元38的垂直驱动单元132经由与上部对应的区域Z1、Z2中的像素驱动线121的传送线181，生成传送脉冲TRG[2]，如图7的最左侧中图示，以由此使得较上行中的子像素信号被读取。具体地，图7的最左侧中图示的像素的布置与图5的最左侧中图示的十六个像素的布置类似。像素上的圆形标记指示在四个像素的共享像素布置中的单个像素P1至P4的传送线181上供应的传送脉冲TRG[1]至TRG[4]供应到的像素。
[0141]具体地，在图7中图示当传送图5的最左侧中图示的区域Z1至Z4的每个中的像素P1的像素信号时，供应传送脉冲TRG[1]。因此，在图7的最左侧中，传送脉冲TRG[1]使得与图5的区域Z1至Z4中的每个对应的W像素的像素信号被读取。类似地，传送脉冲TRG[2]使得与图5的区域Z1至Z4中的像素P2对应的W像素的像素信号被读取。传送脉冲TRG[3]使得与区域Z1至Z4的像素P2对应的R、G、G和R像素被读取。传送脉冲TRG[4]使得与区域Z1至Z4的像素P4对应的W像素被读取。CM表示每个共享像素结构的放大晶体管164，并且CN表示每个垂直信号线122。
[0142]在步骤S11，因此，一旦生成上部区域Zl、Z2的较上行的传送脉冲TRG[2]，就读取子像素(即，与图4的像素P2对应的G和B)。已经被读取的子像素G和B经由垂直信号线122供应到列处理单元36，并且顺序提供给成像信号处理单元37。在图7中，其像素要被读取的像素由实线围绕。
[0143]在步骤S12，驱动控制单元38的垂直驱动单元132经由在上部区域Z1、Z2中的像素驱动线121的传送线181生成传送脉冲TRG[1]、TRG[4]，如图7从左侧的第二部分中图示，以执行作为与像素P1、P4对应的主颜色像素的W像素的两个像素信号的加法读取。具体地，在该情况下，同时读取两个像素的像素信号，以执行FD加法，并且向成像信号处理单元37传送加法结果。
[0144]在步骤S13，驱动控制单元38的垂直驱动单元32经由下部区域Z3、Z4中的像素驱动线121的传送线181生成传送脉冲TRG[1]、TRG[4](如图7从右的第二部分中图示)。相应地，作为与像素P1、P4对应的主颜色像素的W像素的两个像素信号经受加法读取。具体地，在该情况下，同时读取两个像素的像素信号，以执行FD加法，并且向成像信号处理单元37传送加法结果。
[0145]在步骤S14，驱动控制单元38的垂直驱动单元132经由与下部区域Z3、Z4对应的像素驱动线121的传送线181生成传送脉冲TRG[3](如图7的最右侧中图示)，以由此使得作为较下行的子颜色像素的R和G像素的像素信号被读取并且传送到成像信号处理单元37。
[0146]在步骤S15，成像信号处理单元37采用确定为主颜色像素的W像素和在区域Z1至Z4中的每个中确定的子颜色(如图5的中心中图示)之间的相关性。然后每个区域的颜色经受拟合，如在图5的右部分处图示。具体地，如图5的右侧中图示，成像信号处理单元37在将W像素的分量开发为其他颜色的像素中使用方向相关性计算每个区域的像素信号。例如在JP4683121B中公开使用方向相关性计算像素信号的技术，在该技术中，获得与特定像素对应的多个颜色信号，以确定与特定像素对应的位置处垂直方向和/或水平方向上的相关性值。
[0147]具体地，如图5的中心部分和右侧中图示，成像信号处理单元37根据W像素和G像素之间的相关性，用G像素取代W像素。从图5的左侧中图示的颜色像素布置显而易见，W像素和G像素相互相邻。当在给定区域中考虑W像素和G像素之间的相关性时，因为两种像素可以是辉度信号的主颜色分量，所以在几乎1的相关性值(相关函数)获得相当强的相关性。因此，通过使用颜色相关性，成像信号处理单元37确定分辨率的方向，并且通过转换W像素的输出电平为等效于G像素的电平的电平，用G像素取代W像素。
[0148]此外，如图5的右侧中图示，根据W像素和R像素之间和W像素和B像素之间的相关性生成R像素和B像素用于拜耳布置。具体地，因为W像素包括R、G和B像素的单个颜色分量，所以能够采用W像素和R像素的各个像素之间和W像素和B像素之间的相关性。在该信号处理中，例如在JP2005-160044A中公开的技术可以用于通过在四颜色布置中由G像素取代辉度信号，插入所有像素。
[0149]在步骤S16中，成像信号处理单元37完成上面确定的包括R、G和B像素的拜耳布置，并且作为像素信号供应到信号处理单元22。
[0150]通过上面的处理，在水平布置在两行中的区域中(每个区域由四个像素形成，以组成共享像素结构)执行没有像素加法的稀疏和有像素加法的加法读取。相应地，通过与独自执行稀疏读取的情况下几乎相同的读取过程，可以改进SN比。具体地，在独自执行稀疏读取的正常处理中，与图6的流程图的步骤Sll、S14的处理对应的图8的最左侧和最右侦牝与图7中图示的情况的处理类似。
[0151]然而，如与图6的流程图的步骤S12、S13的处理对应的从图8的左侧开始的第二和第三部分中图示，仅仅对于与区域Z1至Z4的每个中的像素P1对应的像素信号执行稀疏读取，并且像素P4的信号不经受稀疏读取。相比之下，上面提及的处理允许以作为主颜色的W像素P1、P4在区域Z1至Z4的每个中经受FD加法的像素加法的方式，来读取像素。另夕卜，根据已经经受FD加法的像素加法的主颜色像素信号和区域Z1至Z4的每个中的子像素信号R、G和B像素之间的相关性，确定拜耳布置的像素信号，用于Z1至Z4的每个，以允许通过与执行稀疏读取的情况下几乎相同的读取过程，来改进SN比。
[0152]如图9的左侧中图示，由主颜色W像素的FD加法读取等效于两个像素的像素信号。对于子像素(诸如，G像素)，仅读取等效于单像素的像素信号，如图9的右侧中图示。由此，主颜色像素信号的信号电平是子颜色像素的信号电平的两倍。然而，通过使子颜色像素信号成倍，可以更精确地确定相互的相关性，以实现SN比的改进。
[0153]〈第一修改〉
[0154][绿颜色作为主颜色并且红和蓝颜色作为子颜色的示例]
[0155]在上面的描述中，已经由包括W、R、G和B像素的四种像素的像素布置形成滤色器34。可替代地，可以通过由包括R、G和B像素的三种像素的像素布置形成的滤色器34获得类似的效果。
[0156]图10、11是在其中由包括作为主颜色的G像素和作为子像素的R和B像素的三种颜色像素形成像素布置的情况下，像素信号读取过程的说明图。
[0157]具体地，在该示例中，如图10的左侧中图示，主颜色G像素布置在区域Z1至Z4的像素P1、P2的棋盘图案中。在区域Z1至Z4的每个中，R像素布置在像素P2中，并且B像素布置在像素P3中。
[0158]通过图6的流程图的步骤S11的处理，区域Z1、Z2的像素P2中的R像素经受稀疏读取，如图11的最左侧中图示。通过步骤S12的处理，区域Z1、Z2的像素P1、P4中的G像素经受FD加法和读取，如从图11的左侧的第二部分图示。另外，通过步骤S13的处理，区域Z3、Z4的像素P1、P4的G像素经受FD加法和读取，如从图11的右侧的第二图示。通过步骤S14的处理，区域Z3、Z4的像素P3的B像素经受稀疏读取，如从图11的最右侧图示。
[0159]通过步骤S15的处理，如图10的中心图示，根据已经在FD加法之后读取的G像素的像素信号和已经从像素P2经受稀疏读取的R像素的像素信号之间的相关性，在区域Z2中通过取代获得R像素，如图10的右侧中图示。类似地，如图10的右侧中图示，根据已经经受FD加法和读取的G像素的像素信号和从像素P4经受稀疏读取的B像素的像素信号之间的相关性，在区域Z3中通过取代来确定B像素。此时，区域Zl、Z4中的所有像素是主颜色G像素，在不需要修改的情况下，使用已经被读取的像素信号。
[0160]通过一系列上面的处理步骤，获得拜耳布置，如图10的右侧中图示。类似于上面的处理，即使当处理过程类似于过去的稀疏读取处理时，在FD加法之后读取主颜色G像素，以允许增加SN比。
[0161]〈第二修改〉
[0162][在水平和垂直方向上每隔一个像素布置绿像素的像素布置的示例，其中主颜色是白颜色，并且子颜色是红、绿和蓝颜色]
[0163]在上面的描述中，已经由包括R、G和B像素的三种像素的像素布置形成滤色器34。可替代地，可以通过包括R、G和B像素的三种像素的像素布置形成的滤色器34(其中，主颜色是W像素并且子颜色是R、G和B像素)，获得类似的效果。W像素以棋盘图案布置，而G像素在水平和垂直方向上每隔一个像素处布置，并且R和B对角布置，以将G像素夹在中间。该像素布置是所谓的白棋盘布置，利用该布置也可以获得类似的效果。
[0164]图12、13是用于说明当像素布置包括W、R、G和B像素时(其中，主颜色是W像素并且子颜色是三种像素R、G和B)的像素信号的读取过程的说明图。
[0165]具体地，如图12的左侧图示，主颜色W像素在该示例中布置在区域Z1至Z4的像素P1、P4处的棋盘图案中。B像素布置在区域Z1、Z4的像素P2处，G像素布置在像素P3处。R像素布置在区域Z2、Z3的像素P2处。G像素布置在像素P3处。
[0166]通过图6的流程图的步骤S11的处理，区域Z1、Z2的像素P2中的R像素和B像素经受稀疏读取，如图13的最左侧中图示。通过步骤S12的处理，区域Zl、Z2的像素P1、P4处布置的W像素在FD加法之后被读取，如从图13的左侧的第二部分图示。另外，通过步骤S13的处理，区域Z3、Z4的像素P1、P4处布置的W像素在FD加法之后经受被读取，如从图13的右侧的第二图示。通过步骤S14的处理，区域Z3、Z4的像素P3处布置的G像素经受稀疏读取，如从图11的最右侧图不。
[0167]通过步骤S15的处理，如图12的中心图示，根据已经在区域Z1中FD加法之后读取的W像素的像素信号和已经从像素P2经受稀疏读取的B像素的像素信号之间的相关性，在区域Z1中通过取代获得B像素，如图12的右侧中图示。根据已经在区域Z2中FD加法之后被读取的W像素的像素信号和从像素P2经受稀疏读取的R像素的像素信号之间的相关性，在区域Z2中通过取代来获得R像素，如图12的右侧所示。类似地，根据已经在区域Z3、Z4中FD加法之后被读取的W像素的像素信号和从像素P3经受稀疏读取的G像素的像素信号之间的相关性，在区域Z3、Z4中通过取代获得G像素，如图12的右侧图示。
[0168]通过一系列上面的处理步骤，获得拜耳布置，如图12的右侧中图示。在该处理中，类似于上面的处理，可以通过类似于过去的稀疏读取的处理过程改进SN比。
[0169]在上面中，FD加法已经用于像素加法。可替代地，只要可以执行像素值的相加，就可以使用诸如源跟随器加法之类的其他加法方法。
[0170]如上所述，在类似于过去的稀疏处理的过程中，一些信号经受相加读取，以允许像素信号的SN比的改进。
[0171]上面描述的一系列处理步骤可以由硬件执行，但也可以由软件执行。当软件用以执行上面的一系列处理步骤时，组成软件的程序应当从读取介质安装到具有并入其中的专用硬件的计算机或者诸如能够通过安装各种程序执行各种功能的通用个人计算机的计算机。
[0172]图14图示通用个人计算机的示例性结构。个人计算机包括中央处理单元(CPU) 1001。输入/输出接口 1005经由总线1004连接到CPU 1001。只读存储器(ROM) 1002和随机存取存储器(RAM) 1003连接到总线1004。
[0173]输入/输出接口 1005连接到由输入设备(诸如键盘或者鼠标)形成的输入单元1006，以允许用户输入操作命令；输出单元1007，配置为输出处理操作屏幕或者处理结果的图像；存储单元1008，例如由存储程序和各种类型的数据的硬盘驱动器形成；以及通信单元1009，配置为经由由因特网表示的网络通过局域网(LAN)适配器等执行通信处理。也连接配置为从可移除介质1011读取数据并且向可移除介质1011写入数据的驱动器1010，可移除介质1011诸如磁盘(包括软盘)、光盘(包括致密盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、光磁盘(包括迷你盘(MD))或者半导体存储器。
[0174]CPU 1001根据ROM 1002中存储的程序或者已经从安装在存储单元1008中的可移除介质(诸如磁盘、光盘、光磁盘或者半导体存储器)读取并且从存储单元1008加载到RAM 1003中的其他程序，执行各种类型的处理。RAM 1003也存储对于CPU 1001执行各种类型的处理必要的数据。
[0175]在如上构造的计算机中，由CPU 1001例如经由输入/输出接口 1005和总线1004加载并且执行存储单元1008中存储的程序到RAM1003，执行上面描述的一系列处理。
[0176]由计算机(CPU 1001)执行的程序例如可以提供为作为封装介质等的可移除介质1011中的记录程序。也可以经由诸如局域网、因特网或者数字卫星广播的有线或者无线传输介质提供程序。
[0177]在计算机中，可以通过将可移除介质1011安装在驱动器1010上，经由输入/输出接口 1005在存储单元1008中安装程序。该程序也可以通过由通信单元1009经由有线或者无线传输介质对其进行接收，安装在存储单元1008中。可替代地，该程序可以事先安装在ROM 1002或者存储单元1008中。
[0178]在计算机上可执行的程序可以是以本说明书中描述的顺序按时间序列执行的程序。可替代地，可以并行或者在例如当调用程序时的必要定时处理该程序。
[0179]在本说明书中，系统指代多个组成元件(设备、模块(部件)等)的集合，并且所有组成元件可以或者可以不提供在相同外壳中。因此，可以由容纳在独立外壳并且经由网络连接在一起的多个设备或者包括单一外壳中容纳的多个模块的设备，形成该系统。
[0180]本技术的实施例不限于上面描述的实施例，并且可以在不脱离本技术的精神的情况下在范围内作出各种改变。
[0181]例如，本技术可以实现为其中单个功能被共享并且共同由多个设备经由网络处理的云计算。
[0182]上面的流程图描述的步骤可以由单个设备执行，或者可以由多个设备共享。
[0183]另外，如果步骤包括多个处理，则单个设备可以执行这种多个处理，或者多个设备可以共享多个处理。
[0184]本技术也可以由下面的结构实现。
[0185](I) 一种成像装置，包括:
[0186]像素，布置在二维矩阵上；
[0187]像素的辉度信号的预定颜色分量的滤色器；
[0188]与像素的辉度信号的预定颜色不同的其他颜色分量的滤色器；以及
[0189]信号处理单元，配置为将预定颜色分量的滤色器提供到的像素的信号一起相加以输出加法结果，并且稀疏其他颜色分量的滤色器提供到的像素的信号以输出稀疏结果。
[0190](2)如上面(I)所述的成像装置，其中
[0191]信号处理单元使用预定颜色分量的滤色器提供到的像素的已经被相加和输出的信号和其他颜色分量的滤色器提供到的像素的已经被稀疏和输出的信号之间的相关性，以及
[0192]然后信号处理单元生成其他颜色分量的滤色器提供到的像素的已经被稀疏和输出的信号。
[0193](3)如(I)或⑵所述的成像装置，其中
[0194]预定颜色分量是白颜色，并且其他颜色分量是红、绿和蓝颜色。
[0195](4)如(I)或⑵所述的成像装置，其中
[0196]预定颜色分量是绿颜色，并且其他颜色分量是红和蓝颜色。
[0197](5)如权利要求⑴至⑷中任一项所述的成像装置，其中
[0198]信号处理单元稀疏配备有其他颜色分量的滤色器的像素的信号，并且在当输出布置在相同行中的像素的信号时的时段的前一半或后一半的第一时段期间输出稀疏结果，以及
[0199]信号处理单元将配备有预定颜色分量的滤色器的像素和布置在与相同行不同的行中并且配备有预定颜色分量的滤色器的相邻像素的信号一起相加，并且在与第一时段不同的第二时段输出加法结果。
[0200](6)如⑴至(5)中任一项所述的成像装置，其中
[0201]信号处理单元稀疏配备有其他颜色分量的滤色器的像素的信号，并且在当输出相同行中布置的像素的信号时的时段的前一半或者后一半的第一时段期间输出稀疏结果，以及
[0202]然后信号处理单元将配备有预定颜色分量的滤色器的像素和布置在与相同行不同的行中并且配备有预定颜色分量的滤色器的相邻像素一起相加，并且在与第一时段不同的第二时段期间输出加法结果。
[0203]由此，以与其中单独执行稀疏读取而不需要加法和输出处理的信号处理的顺序相同的顺序，输出信号。
[0204](7)如⑴至(6)中任一项所述的成像装置，其中
[0205]信号处理单元通过使每个信号的增益成倍来稀疏配备有其他颜色分量的滤色器的像素，并且在当输出布置在相同行中的像素的信号时的时段的前一半或后一半的第一时段期间输出稀疏结果，以及
[0206]然后信号处理单元将配备有预定颜色分量的滤色器的像素和布置在与相同行不同的行中并且配备有预定颜色分量的滤色器的相邻像素的信号一起相加，每个信号具有平坦增益，并且在与第一时段不同的第二时段输出加法结果。
[0207](8)如⑴至(7)中任一项所述的成像装置，其中
[0208]信号处理单元通过使每个信号的增益成倍来稀疏配备有其他颜色分量的滤色器的像素，并且在当输出布置在相同行中的像素的信号时的时段的前一半或后一半的第一时段期间输出稀疏结果，以及
[0209]信号处理单元将配备有预定颜色分量的滤色器的像素和布置在与相同行不同的行中并且配备有预定颜色分量的滤色器的相邻像素的信号一起相加，每个信号具有平坦增益，并且在与第一时段不同的第二时段输出相加结果，
[0210]由此，以适当改变像素的信号的模至数(AD)转换的范围这样的方式输出信号。
[0211](9)如⑴至⑶中任一项所述的成像装置，其中
[0212]信号处理单元执行配备有预定颜色分量的滤色器的像素的信号的浮动扩散(FD)加法，并且输出加法结果。
[0213](10)如⑴至⑶中任一项所述的成像装置，其中
[0214]信号处理单元执行配备有预定颜色分量的滤色器的像素的信号的源跟随器加法，并且输出加法结果。
[0215](11)如(I)至(10)中任一项所述的成像装置，其中
[0216]信号处理单元使用预定颜色分量的滤色器提供到的像素的已经被相加和输出的信号和其他颜色分量的滤色器提供到的像素的已经被稀疏和输出的信号之间的相关性，以及
[0217]信号处理单元生成其他颜色分量的滤色器提供到的像素的已经被稀疏和输出的信号，
[0218]由此减少已经被稀疏和输出的像素的信号的信噪(SN)比。
[0219](12) 一种成像装置的成像方法，该成像装置包括:
[0220]像素，布置在二维矩阵上；
[0221]像素的辉度信号的预定颜色分量的滤色器；
[0222]与像素的辉度信号的预定颜色不同的其他颜色分量的滤色器；以及
[0223]该成像方法包括:
[0224]将预定颜色分量的滤色器提供到的像素的信号一起相加以输出加法结果；以及
[0225]稀疏其他颜色分量的滤色器提供到的像素的信号以输出稀疏结果。
[0226](13) 一种配置为控制成像装置的计算机中的程序，该成像装置包括:
[0227]像素，布置在二维矩阵上；
[0228]像素的辉度信号的预定颜色分量的滤色器；
[0229]与像素的辉度信号的预定颜色不同的其他颜色分量的滤色器，其中，
[0230]该程序使得计算机执行:
[0231]将配备有预定颜色分量的滤色器的像素的信号相加以输出加法结果；以及
[0232]稀疏配备有其他颜色分量的滤色器的像素的信号以输出稀疏结果。
[0233](14) 一种电子设备，包括:
[0234]像素，布置在二维矩阵上；
[0235]像素的辉度信号的预定颜色分量的滤色器；
[0236]与像素的辉度信号的预定颜色不同的其他颜色分量的滤色器；以及
[0237]信号处理单元，配置为将配备有预定颜色分量的滤色器的像素的信号相加以输出加法结果，以及稀疏配备有其他颜色分量的滤色器的像素的信号以输出稀疏结果。
[0238]参考标记清单
[0239]21成像单元
[0240]34滤色器
[0241]35像素阵列单元
[0242]36 列处理单元
[0243]37成像信号处理单元
[0244]38驱动控制单元
[0245]121像素驱动线
[0246]122垂直信号线
[0247]131系统控制单元
[0248]132垂直驱动单元
[0249]133水平驱动单元
[0250]161、161-1 至 161-4 PD
[0251]162、162-1 至 162-4 传送晶体管
[0252]163重置晶体管
[0253]164放大晶体管
[0254]165选择晶体管
[0255]166FD
【权利要求】
1.一种成像装置，包括: 像素，布置在二维矩阵上； 像素的辉度信号的预定颜色分量的滤色器； 与像素的辉度信号的预定颜色不同的其他颜色分量的滤色器；以及信号处理单元，配置为将预定颜色分量的滤色器提供到的像素的信号一起相加以输出加法结果，并且稀疏其他颜色分量的滤色器提供到的像素的信号以输出稀疏结果。
2.如权利要求1所述的成像装置，其中信号处理单元使用预定颜色分量的滤色器提供到的像素的已经被相加和输出的信号以及其他颜色分量的滤色器提供到的像素的已经被稀疏和输出的信号之间的相关性，以及信号处理单元然后生成其他颜色分量的滤色器提供到的像素的已经被稀疏和输出的信号。
3.如权利要求1所述的成像装置，其中 预定颜色分量是白颜色，并且其他颜色分量是红、绿和蓝颜色。
4.如权利要求1所述的成像装置，其中 预定颜色分量是绿颜色，并且其他颜色分量是红和蓝颜色。
5.如权利要求1所述的成像装置，其中 信号处理单元稀疏配备有其他颜色分量的滤色器的像素的信号，并且在当输出布置在相同行中的像素的信号时的时段的前一半或后一半的第一时段期间输出稀疏结果，以及信号处理单元然后将配备有预定颜色分量的滤色器的像素和布置在与该相同行不同的行中并且配备有预定颜色分量的滤色器的相邻像素的信号一起相加，并且在与第一时段不同的第二时段输出加法结果。
6.如权利要求1所述的成像装置，其中信号处理单元稀疏配备有其他颜色分量的滤色器的像素的信号，并且在当输出布置在相同行中的像素的信号时的时段的前一半或者后一半的第一时段期间输出稀疏结果，以及信号处理单元然后将配备有预定颜色分量的滤色器的像素和布置在与该相同行不同的行中并且配备有预定颜色分量的滤色器的相邻像素一起相加，并且在与第一时段不同的第二时段期间输出加法结果。 由此，以与其中单独执行稀疏读取而不需要加法和输出处理的信号处理的顺序相同的顺序，输出信号。
7.如权利要求1所述的成像装置，其中 信号处理单元通过使每个信号的增益成倍来稀疏配备有其他颜色分量的滤色器的像素，并且在当输出布置在相同行中的像素的信号时的时段的前一半或后一半的第一时段期间输出稀疏结果，以及 信号处理单元然后将配备有预定颜色分量的滤色器的像素和布置在与该相同行不同的行中并且配备有预定颜色分量的滤色器的相邻像素的信号一起相加，每个信号具有平坦增益，并且在与第一时段不同的第二时段输出加法结果。
8.如权利要求1所述的成像装置，其中 信号处理单元通过使每个信号的增益成倍来稀疏配备有其他颜色分量的滤色器的像素，并且在当输出布置在相同行中的像素的信号时的时段的前一半或后一半的第一时段期间输出稀疏结果，以及 信号处理单元然后将配备有预定颜色分量的滤色器的像素和布置在与该相同行不同的行中并且配备有预定颜色分量的滤色器的相邻像素的信号一起相加，每个信号具有平坦增益，并且在与第一时段不同的第二时段输出相加结果， 由此，以适当改变像素的信号的模至数(AD)转换的范围这样的方式输出信号。
9.如权利要求1所述的成像装置，其中 信号处理单元执行配备有预定颜色分量的滤色器的像素的信号的浮动扩散(FD)加法，并且输出加法结果。
10.如权利要求1所述的成像装置，其中 信号处理单元执行配备有预定颜色分量的滤色器的像素的信号的源跟随器加法，并且输出加法结果。
11.如权利要求1所述的成像装置，其中 信号处理单元使用预定颜色分量的滤色器提供到的像素的已经被相加和输出的信号以及其他颜色分量的滤色器提供到的像素的已经被稀疏和输出的信号之间的相关性，以及信号处理单元生成其他颜色分量的滤色器提供到的像素的已经被稀疏和输出的信号，由此减少已经被稀疏和输出的像素的信号的信噪(SN)比。
12.—种成像装置的成像方法，该成像装置包括: 像素，布置在二维矩阵上； 像素的辉度信号的预定颜色分量的滤色器； 与像素的辉度信号的预定颜色不同的其他颜色分量的滤色器；以及 该成像方法包括: 将预定颜色分量的滤色器提供到的像素的信号一起相加以输出加法结果；以及 稀疏其他颜色分量的滤色器提供到的像素的信号以输出稀疏结果。
13.—种配置为控制成像装置的计算机中的程序，该成像装置包括: 像素，布置在二维矩阵上； 像素的辉度信号的预定颜色分量的滤色器；以及 与像素的辉度信号的预定颜色不同的其他颜色分量的滤色器，其中， 该程序使得计算机执行: 将配备有预定颜色分量的滤色器的像素的信号相加以输出加法结果；以及 稀疏配备有其他颜色分量的滤色器的像素的信号以输出稀疏结果。
14.一种电子设备,包括: 像素，布置在二维矩阵上； 像素的辉度信号的预定颜色分量的滤色器； 与像素的辉度信号的预定颜色不同的其他颜色分量的滤色器；以及信号处理单元，配置为将配备有预定颜色分量的滤色器的像素的信号相加以输出加法结果，以及稀疏配备有其他颜色分量的滤色器的像素的信号以输出稀疏结果。
【文档编号】H04N5/374GK104272727SQ201380023738
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2013年5月1日 优先权日:2012年5月14日
【发明者】川口俊次, 广田功, 庄山英树 申请人:索尼公司