攝像裝置及其控制方法和信號(hào)處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種諸如CCD或者CMOS圖像傳感器等的攝像裝置及其控制方法、存儲(chǔ)其控制程序的存儲(chǔ)介質(zhì)、以及用于該攝像裝置的信號(hào)處理裝置，并且特別地，本發(fā)明涉及一種具有以二維矩陣形式配置的各自具有不同感光度的像素的單位像素的攝像裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，存在如下已知的攝像裝置，該攝像裝置對(duì)面積不同的兩個(gè)以上的像素的輸出進(jìn)行合成，并且輸出合成信號(hào)作為一個(gè)單位像素的信號(hào)，以擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍(參見(jiàn)日本特開(kāi) 2010-283573 (JP 2010-283573A))。
[0003]圖10是示出上述公開(kāi)中所描述的攝像裝置的像素配置的圖。
[0004]如圖10所示，單位像素包括面積不同的兩個(gè)像素，并且以二維矩陣形式配置多個(gè)單位像素。單位像素1103設(shè)置有高感光度像素(高)1101和低感光度像素(低)1102。通過(guò)對(duì)高感光度像素1101和低感光度像素1102的輸出進(jìn)行合成或者選擇來(lái)擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍。
[0005]另一方面，在諸如數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)等的攝像設(shè)備中，攝像裝置的輸出受到由攝像光學(xué)系統(tǒng)的周邊變暗所導(dǎo)致的陰暗、以及攝像裝置的感光度不均勻等的影響是已知的?？梢赃M(jìn)行陰暗校正，以使得整體圖像的亮度變均勻，從而防止上述陰暗。例如，預(yù)先獲得將通過(guò)拍攝具有均勻亮度分布的均勻亮度面所獲得的圖像轉(zhuǎn)換為目標(biāo)輸出(即，圖像)的轉(zhuǎn)換屬性。在拍攝時(shí)，使用相關(guān)的轉(zhuǎn)換屬性來(lái)校正通過(guò)拍攝所獲得的圖像的陰暗。
[0006]順便提一句，在圖10所示的攝像裝置中，高感光度像素的重心位置不同于低感光度像素的重心位置。因此，需要高感光度像素的重心位置處的陰暗校正數(shù)據(jù)和低感光度像素的重心位置處的陰暗校正數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行具有足夠精度的陰暗校正。因此，陰暗校正的數(shù)據(jù)量變大，這需要大量的存儲(chǔ)容量并且增大了處理負(fù)荷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種即使減少陰暗校正的數(shù)據(jù)量也能夠進(jìn)行具有足夠精度的陰暗校正的攝像裝置及其控制方法、存儲(chǔ)其控制程序的存儲(chǔ)介質(zhì)、及其信號(hào)處理裝置。
[0008]因此，本發(fā)明的第一方面提供一種攝像裝置，其中在所述攝像裝置中以二維矩陣形式配置多個(gè)單位像素，其特征在于，所述多個(gè)單位像素中的各個(gè)單位像素包括:多個(gè)第一感光度像素，其具有第一感光度；以及至少一個(gè)第二感光度像素，其具有與所述第一感光度不同的第二感光度，并且被配置為使得所述至少一個(gè)第二感光度像素的重心位置與所述多個(gè)第一感光度像素的重心位置大致一致。
[0009]因此，本發(fā)明的第二方面提供一種攝像裝置的控制方法，其中在所述攝像裝置中以二維矩陣形式配置多個(gè)單位像素，其特征在于，所述多個(gè)單位像素中的各個(gè)單位像素包括感光度不同并且被配置為使得重心位置大致一致的多個(gè)像素，所述控制方法包括:校正步驟，用于基于預(yù)先設(shè)置的共用陰暗校正數(shù)據(jù)，對(duì)作為所述單位像素中的感光度不同的像素的輸出的像素信號(hào)進(jìn)行校正；以及合成步驟，用于接收在所述校正步驟中的陰暗校正后的像素信號(hào)，并且對(duì)所述像素信號(hào)進(jìn)行合成以用作所述單位像素的輸出。
[0010]因此，本發(fā)明的第三方面提供一種存儲(chǔ)使計(jì)算機(jī)執(zhí)行所述第二方面的控制方法的控制程序的非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。
[0011]因此，本發(fā)明的第四方面提供一種信號(hào)處理裝置，用于對(duì)作為攝像裝置的輸出的像素信號(hào)進(jìn)行處理，其中在所述攝像裝置中以二維矩陣形式配置多個(gè)單位像素，其特征在于，所述多個(gè)單位像素中的各個(gè)單位像素包括感光度不同并且被配置為使得重心位置大致一致的多個(gè)像素，所述信號(hào)處理裝置包括:校正單元，用于基于預(yù)先設(shè)置的共用陰暗校正數(shù)據(jù)，對(duì)作為所述單位像素中的感光度不同的像素的輸出的像素信號(hào)進(jìn)行校正；以及合成單元，用于接收所述校正單元的陰暗校正后的像素信號(hào)，并且對(duì)所述像素信號(hào)進(jìn)行合成以用作所述單位像素的輸出。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，由于對(duì)像素進(jìn)行配置以使得感光度不同的像素的重心位置大致一致，因此可以使用共用陰暗校正數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行像素信號(hào)的陰暗校正。結(jié)果，即使減少陰暗校正數(shù)據(jù)的量也能夠進(jìn)行具有足夠精度的陰暗校正。
[0013]通過(guò)以下參考附圖對(duì)典型實(shí)施例的說(shuō)明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的攝像裝置的像素配置的圖。
[0015]圖2是示出作為圖1所示的攝像裝置的例子的具有9行X6列的單位像素的攝像裝置的圖。
[0016]圖3是示意性示出圖2所示的攝像裝置所具有的信號(hào)處理電路的例子的框圖。
[0017]圖4是示出圖3所示的陰暗校正電路中所使用的陰暗校正數(shù)據(jù)的例子的圖。
[0018]圖5A是示出在利用圖3所示的合成電路合成之前光接收面(傳感器面)的照度與攝像裝置(傳感器)的輸出之間的關(guān)系的圖。
[0019]圖5B是示出在合成之后光接收面(傳感器面)的照度與攝像裝置(傳感器)的輸出之間的關(guān)系的圖。
[0020]圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的攝像裝置的像素配置的圖。
[0021]圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的攝像裝置的像素配置的圖。
[0022]圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的攝像裝置的像素配置的圖。
[0023]圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的攝像裝置的像素配置的圖。
[0024]圖10是示出傳統(tǒng)的攝像裝置的像素配置的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下將參考附圖詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例。
[0026]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的攝像裝置的像素配置的圖。
[0027]示出的攝像裝置例如是CXD或者CMOS圖像傳感器，并且用于諸如數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)等的攝像設(shè)備。在該攝像裝置中，單位像素104包括光接收部的面積相互不同的高感光度像素(高)101和102以及低感光度像素(低)103。S卩，感光度相互不同的高感光度像素101和102以及低感光度像素103配置在單位像素104中。以二維矩陣形式配置多個(gè)單位像素104。
[0028]如圖所示，高感光度像素101和102具有面積相同的開(kāi)口( S卩，光接收部)，并且被配置在單位像素104的周邊。另一方面，低感光度像素103被配置在單位像素104的中央。
[0029]S卩，在圖1所示的例子中，高感光度像素101和102以及低感光度像素103被配置在單位像素104中，以使得高感光度像素101和102的重心位置(高感光度像素101和高感光度像素102的組合面積的重心位置)與低感光度像素103的重心位置大致一致。
[0030]圖2是示出作為圖1所示的攝像裝置的例子的具有9行X6列的單位像素的攝像裝置的圖。
[0031]在圖2所示的例子中，示出總共具有54個(gè)(9行X6列)單位像素104的攝像裝置。將表示行編號(hào)和列編號(hào)的索引給予各個(gè)單位像素104。
[0032]圖3是示意性示出圖2所示的攝像裝置所具有的信號(hào)處理電路的例子的框圖。應(yīng)該注意的是，在所示的例子中示出一個(gè)單位像素的信號(hào)處理電路。
[0033]圖3所示的信號(hào)處理電路具有A/D轉(zhuǎn)換器301?303、高感光度像素相加電路304、陰暗校正電路305、以及合成電路306。
[0034]在圖3所示的例子中，高感光度像素101和102以及低感光度像素103的光電二極管具有(示出為黑點(diǎn)的)信號(hào)電荷讀取門(mén)。針對(duì)每一行和每一個(gè)開(kāi)口設(shè)置A/D轉(zhuǎn)換器(列A/D 轉(zhuǎn)換器)301、302 和 303。
[0035]A/D轉(zhuǎn)換器302對(duì)從高感光度像素101讀出的像素信號(hào)(以下稱為“第一高感光度像素信號(hào)”)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，以生成第一高感光度像素?cái)?shù)字信號(hào)。類似地，A/D轉(zhuǎn)換器301對(duì)從高感光度像素102讀出的像素信號(hào)(以下稱為“第二高感光度像素信號(hào)”)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，以生成第二高感光度像素?cái)?shù)字信號(hào)。另外，A/D轉(zhuǎn)換器303對(duì)從低感光度像素103讀出的低感光度像素信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，以生成低感光度像素?cái)?shù)字信號(hào)。
[0036]將第一高感光度像素?cái)?shù)字信號(hào)和第二高感光度像素?cái)?shù)字信號(hào)發(fā)送給高感光度像素相加電路304。高感光度像素相加電路304將第一高感光度像素?cái)?shù)字信號(hào)數(shù)字和第二高感光度像素?cái)?shù)字信號(hào)數(shù)字地相加，并將相加后的高感