固體攝像裝置制造方法
【專利摘要】在得到立體視用的圖像的固體攝像裝置中，實(shí)現(xiàn)高分辨率化，并減少偽色。濾色器陣列(20)具有G濾光片、R濾光片、B。這些濾光片中的任一種濾光片與成對的相位差像素對應(yīng)，包括G、R、B各濾光片的基本排列圖案(BP1)在水平和垂直方向上重復(fù)配置。最有助于取得亮度信息的G濾光片配置在像素排列的水平方向(X方向)、垂直方向(Y方向)和傾斜方向(DL方向、DR方向)的各行上。R濾光片和B濾光片分別配置于傾斜方向的各行上。G濾光片的數(shù)量比R濾光片、B濾光片各自的數(shù)量多。
【專利說明】固體攝像裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及拍攝立體視用的圖像的單板式固體攝像裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]單板式固體攝像裝置在呈二維狀地形成有光電轉(zhuǎn)換元件(光電二極管)的基板上配置有濾色器陣列。該濾色器陣列以特定的濾色器(濾光片段)與各光電轉(zhuǎn)換元件面對的方式將多個(gè)濾色器排列成馬賽克狀。各像素具有光電轉(zhuǎn)換元件和特定的濾色器，并輸出與濾色器對應(yīng)的特定的顏色信號，因此其他顏色信號丟失。因此，為了得到顯示用的多通道圖像，需要進(jìn)行根據(jù)周圍的像素進(jìn)行插值而取得所丟失的顏色信號的處理(去馬賽克算法處理)。
[0003]在該情況下成為問題的是相對于被攝體光中包含的高頻信號的亮度、顏色的再現(xiàn)性。具體來說，根據(jù)濾色器陣列的顏色排列，產(chǎn)生由超過了各顏色的再現(xiàn)頻帶的高頻信號引起的折回(混淆)，從而使亮度、顏色的重現(xiàn)性降低。
[0004]在單板式固體攝像裝置中廣泛使用的濾色器陣列的顏色排列為原色系拜耳排列。原色系拜耳排列是指，將綠(G)濾光片配置成相間方格狀，在余下的部分均等地配置紅(R)濾光片和藍(lán)(B)濾光片。在原色系拜耳排列中，G濾光片對亮度信號的貢獻(xiàn)率大，因此在傾斜方向上，亮度的再現(xiàn)性低，為低分辨率。而且，在垂直和水平方向的各行上，除了 G濾光片之外，僅配置有R濾光片和B濾光片中的任一方，因此顏色的再現(xiàn)性差，可能產(chǎn)生偽色。
[0005]因此，在單板式固體攝像裝置 中，將光學(xué)低通濾波器配置在固體攝像裝置的入射側(cè)，進(jìn)行從被攝體光除去高頻信號的處理。然而，當(dāng)使用光學(xué)低通濾波器時(shí)，存在著分辨率低這樣的缺點(diǎn)，因此嘗試了濾色器陣列的顏色排列的改良。
[0006]例如，提出了下述顏色排列:將沿水平方向以預(yù)定順序排列R、G、B各濾光片而成的排列設(shè)為I組，將該組在垂直方向上呈鋸齒形地錯(cuò)開并配置，從而在濾色器陣列中的所有方向(水平、垂直、傾斜方向上的直線)的各行上存在所有顏色(專利文獻(xiàn)I)。
[0007]而且，還提出了下述顏色排列:將R、G、B這3種濾光片中的R濾光片和B濾光片沿水平方向和垂直方向分別隔開三個(gè)像素而配置，并且在它們之間配置G濾光片(專利文獻(xiàn)2) ο
[0008]然而,在專利文獻(xiàn)I記載的顏色排列中，在所有方向的各行上存在所有顏色,從而抑制偽色的產(chǎn)生，但是R、G、B各濾光片的數(shù)量相同，G濾光片的數(shù)量比原色系拜耳排列的情況少，對于高分辨率化不是有效的。
[0009]相對于此,在專利文獻(xiàn)2記載的顏色排列中,G濾光片的數(shù)量相對于R、B各濾光片的數(shù)量的比率與原色系拜耳排列的情況相比大，對于高分辨率化是有效的。然而，由于存在水平或垂直方向上僅配置有G濾光片的行，因此對于偽色的抑制不是有效的。
[0010]因此，本 申請人:在日本特愿2011-162415號中提出了具有以下顏色排列的濾色器陣列的固體攝像裝置:G濾光片存在于所有方向的各行上且R、B各濾光片存在于水平和垂直方向的各行上。而且，該顏色排列為，G濾光片的數(shù)量比R、B各濾光片的數(shù)量多，例如將與6X6像素對應(yīng)的基本排列圖案在水平方向和垂直方向上重復(fù)配置。
[0011]而且，已知下述固體攝像裝置:將在左右(或者上下)方向上對光的入射角具有選擇性的像素(以下，稱為相位差像素)的對設(shè)于對光的入射角沒有選擇性的通常的像素排列中，基于相位差像素的像素值得到與相位差(視差)相關(guān)的信息。從相位差像素得到的與相位差相關(guān)的信息例如被用于稱為相位差方式的AF處理中。
[0012]并且，近些年，還提出了通過將所有像素設(shè)為相位差像素而利用一個(gè)固體攝像裝置得到立體視用的圖像的數(shù)碼相機(jī)。
[0013]專利文獻(xiàn)1:日本特開平11-285012號公報(bào)
[0014]專利文獻(xiàn)2:日本特開平8-23543號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]發(fā)明要解決的課題
[0016]在利用將所有像素設(shè)為相位差像素的一個(gè)固體攝像裝置得到立體視用的圖像的情況下，右眼用的圖像由選擇性地接收從右側(cè)入射的光的右相位差像素取得，左眼用的圖像由選擇性地接收從左側(cè)入射的光的左相位差像素取得，因此需要將所有像素中的一半設(shè)為右相位差像素，將余下一半設(shè)為左相位差像素。因此，當(dāng)與固體攝像裝置的所有像素為通常的像素的情況下得到的圖像相比時(shí)，右眼用和左眼用的各圖像的像素?cái)?shù)減半，因此存在著分辨率低這樣的問題。例如，當(dāng)將右相位差像素的列與左相位差像素的列交替地排列時(shí)，左右方向的分辨率減半。 [0017]而且，雖然也可以利用插值來補(bǔ)充右眼用和左眼用的各圖像的像素?cái)?shù)，但是在該情況下，原本像素?cái)?shù)就少，因此容易產(chǎn)生偽色。
[0018]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠防止偽色并可拍攝高分辨率的立體視用圖像的單板固體攝像裝置。
[0019]用于解決課題的方法
[0020]本發(fā)明的固體攝像裝置具備:排列有像素對的半導(dǎo)體基板和與像素對對應(yīng)地排列的濾色器陣列。像素對由從在水平方向上相鄰的兩個(gè)像素的各像素得到與視差對應(yīng)的像素值的兩個(gè)像素構(gòu)成。而且，在受光區(qū)域內(nèi)，像素對在水平方向和垂直方向上呈二維地排列并且在比較沿水平方向的每行時(shí)錯(cuò)開一個(gè)像素的量而配置。濾色器陣列中，分光透過特性不同的N種(N為3以上的整數(shù))的各濾光片與上述像素對對應(yīng)地排列。而且，濾色器陣列形成為將基本排列圖案在水平方向和垂直方向上重復(fù)排列的形態(tài)。基本排列圖案為沿著相對于水平方向和垂直方向彼此正交的兩個(gè)傾斜方向?qū)種濾光片以預(yù)定圖案正方排列而成的圖案。并且，濾色器陣列中，對亮度信號的貢獻(xiàn)率最高的第一濾光片配置于水平方向、垂直方向和排列三個(gè)以上像素對的傾斜方向的各行上，并且將余下的第二濾光片~第N濾光片配置于傾斜方向的各行上。而且，第一濾光片的個(gè)數(shù)比第二濾光片~第N濾光片的各個(gè)數(shù)多。
[0021]優(yōu)選的是，濾色器陣列具有第一濾光片在傾斜方向上不相鄰而孤立的狀態(tài)和第一濾光片在傾斜方向上相鄰的狀態(tài)。優(yōu)選的是，在該情況下，相鄰的狀態(tài)為與2X2個(gè)像素對對應(yīng)地沿著傾斜方向進(jìn)行正方排列的狀態(tài)。
[0022]優(yōu)選的是，基本排列圖案為將四個(gè)子排列圖案在上述傾斜方向上相鄰地配置的形態(tài)。子排列圖案為沿著傾斜方向的正方排列圖案，與3X3個(gè)像素對對應(yīng)，在中心和四角配
置有第一濾光片。
[0023]優(yōu)選的是,在N種濾光片由第一濾光片~第三濾光片這3種濾光片構(gòu)成的情況下，基本排列圖案為第一子排列圖案和第二子排列圖案交替地相鄰而成的排列。第一子排列圖案在中心配置第一濾光片，相對于該中心的第一濾光片，在一方的傾斜方向上相鄰地配置第二濾光片，在另一方的傾斜方向上相鄰地配置第三濾光片。第二子排列圖案在中心配置第一濾光片，相對于該中心的第一濾光片，在一方的傾斜方向上相鄰地配置第三濾光片，在另一方的傾斜方向上相鄰地配置第二濾光片。
[0024]優(yōu)選的是，第一濾光片透過綠色，第二濾光片透過紅色，第三濾光片透過藍(lán)色。
[0025]優(yōu)選的是，對像素對和各濾光片各設(shè)置I個(gè)微透鏡。
[0026]優(yōu)選的是，第一子排列圖案和上述第二子排列圖案分別在水平方向和垂直方向上平行地相鄰。也可以是，第一子排列圖案和第二子排列圖案分別在水平方向和垂直方向上錯(cuò)開一個(gè)像素的量而相鄰。
[0027]發(fā)明效果
[0028]本發(fā)明的固體攝像裝置以左右的相位差像素為一個(gè)像素對而將該像素對排列于受光區(qū)域，并采用對各像素對分配一個(gè)濾色器的濾色器陣列。并且，該濾色器陣列為將基本排列圖案在水平方向和垂直方向上重復(fù)排列的形態(tài)，上述基本排列圖案為沿著相對于水平方向和垂直方向彼此正交的兩個(gè)傾斜方向?qū)種濾光片以預(yù)定圖案正方排列而成的圖案，并且，形成為下述顏色排列:對亮度信號貢獻(xiàn)率最高的第一濾光片配置于水平方向、垂直方向和排列三個(gè)以上像素對的傾斜方向的各行上，并且余下的第二濾光片~第N濾光片配置于傾斜方向的各行上，第一濾光片的個(gè)數(shù)比第二濾光片~第N濾光片的各個(gè)數(shù)多，因此即使為了得到立體視用的圖像而將所有像素設(shè)為相位差像素，也能夠抑制偽色的發(fā)生，提高分辨率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是示出固體攝像裝置的結(jié)構(gòu)的說明圖。
[0030]圖2是示出像素的結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0031]圖3是固體攝像裝置的水平方向上的剖視圖。
[0032]圖4是示出像素對的排列的俯視圖。
[0033]圖5是示出濾色器陣列的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0034]圖6是基本排列圖案的說明圖。
[0035]圖7是示出采樣點(diǎn)的說明圖。
[0036]圖8是不出其他基本排列圖案的俯視圖。
[0037]圖9是不出其他基本排列圖案的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]如圖1所示，固體攝像裝置10為CMOS型圖像傳感器，具備多個(gè)像素11、垂直信號線12、讀出用垂直掃描電路13a和復(fù)位用垂直掃描電路13b、水平掃描電路14、對各垂直掃描電路13a、13b和水平掃描電路14進(jìn)行驅(qū)動的驅(qū)動電路(未圖示)、輸出電路15等。[0039]像素11在半導(dǎo)體基板上沿著水平方向(X方向)和垂直方向(Y方向)而呈二維。像素11具有生成與受光光量對應(yīng)的電荷的光電二極管(光電轉(zhuǎn)換兀件)和多個(gè)晶體管(參照圖2)。而且，所有的像素11是通過內(nèi)置的遮光膜的開口位置等而在水平方向上具有入射角的選擇性的相位差像素，入射角的選擇性對稱的兩個(gè)像素11以成對的方式相鄰配置。各像素11的像素值為與伴隨于入射角的選擇性的視差對應(yīng)的值。在配置有像素11的受光區(qū)域16上設(shè)有濾色器陣列(參照圖5)。 [0040]垂直信號線12是使與由各像素11生成的電荷的量對應(yīng)的信號電壓傳遞至水平掃描電路14的配線，沿著在垂直方向上排列的像素11的各列設(shè)置。讀出用垂直掃描電路13a和復(fù)位用垂直掃描電路13b是對在水平方向上排列的像素11的各行進(jìn)行選擇的電路，沿著垂直方向依次選擇。
[0041]水平掃描電路14是對設(shè)于像素11的每一列的多個(gè)垂直信號線12進(jìn)行選擇的電路。水平掃描電路14與由讀出用垂直掃描電路13a和復(fù)位用垂直掃描電路13b進(jìn)行的選擇動作同步地沿著水平方向依次選擇垂直信號線12。在讀出時(shí)，各像素11的信號電壓經(jīng)由水平掃描電路14而依次被傳送到輸出電路15。在復(fù)位時(shí)，各像素11的電荷不作為信號電壓讀取到垂直信號線12，而是被廢棄。輸出電路15對從水平掃描電路14傳送來的信號電壓實(shí)施各種各樣的信號處理并輸出。
[0042]如圖2所示，各像素11具有光電二極管H)、復(fù)位晶體管RTr、放大晶體管ATr、選擇晶體管STr。這些各晶體管例如是η型MOS晶體管。
[0043]復(fù)位線RST和選擇線SEL這兩條驅(qū)動線通過像素11的每一行，并且連接有屬于同一行的多個(gè)像素11。選擇線SEL的端部與讀出用垂直掃描電路13a連接。復(fù)位線RST的端部與復(fù)位用垂直掃描電路13b連接。通過讀出用和復(fù)位用垂直掃描電路13a、13b，依次驅(qū)動選擇線SEL和復(fù)位線RST，以行為單位依次進(jìn)行信號電壓的讀出和復(fù)位。
[0044]光電二極管F1D對接收到的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換,生成與其光量對應(yīng)的量的電荷。光電二極管ro的陽極與地線連接，陰極與放大晶體管ATr的柵極連接。光電二極管H)的陰極與放大晶體管ATr的柵極的連接部分成為積蓄由光電二極管H)生成的電荷的浮動擴(kuò)散部FD0
[0045]復(fù)位晶體管RTr的源極與浮動擴(kuò)散部FD分別連接，對復(fù)位晶體管RTr的漏極施加有電源電壓VDD，復(fù)位脈沖經(jīng)由復(fù)位線RST施加于復(fù)位晶體管RTr的柵極，從而成為導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)復(fù)位晶體管RTr成為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，對浮動擴(kuò)散部FD施加電源電壓VDD，積蓄電荷被廢棄。
[0046]放大晶體管ATr的柵極與浮動擴(kuò)散部FD連接，對放大晶體管ATr的漏極施加有電源電壓VDD。放大晶體管ATr從源極輸出與浮動擴(kuò)散部FD的積蓄電荷對應(yīng)的信號電壓。
[0047]選擇晶體管STr的漏極與放大晶體管ATr的源極連接，選擇晶體管STr的源極與垂直信號線12連接，選擇脈沖經(jīng)由選擇線SEL施加于選擇晶體管STr的柵極，從而成為導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)選擇晶體管STr成為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，從放大晶體管ATr的源極輸出的信號電壓施加于垂直信號線12。
[0048]另外，像素11也可以是在光電二極管H)與浮動擴(kuò)散部FD之間還設(shè)有傳送晶體管的四晶體管結(jié)構(gòu)等。
[0049]如圖3所示，光電二極管H)形成于P型半導(dǎo)體基板30的表層作為η型半導(dǎo)體區(qū)域。光電二極管H)通過P型半導(dǎo)體基板30與η型半導(dǎo)體基板而利用PN結(jié)來進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生與入射光量對應(yīng)的信號電荷。在P型半導(dǎo)體基板30的表面上形成有配線層31。在配線層31設(shè)有由非晶硅等形成的電極32、由鋁等形成的配線33、34，它們構(gòu)成上述的各晶體管的電極、配線。
[0050]在配線層31上設(shè)有由二氧化硅(SiO2)等形成的平坦化膜35。在平坦膜35上設(shè)有上述的濾色器陣列20。
[0051]在濾色器陣列20上形成有微透鏡36。微透鏡36由SiO2、透明樹脂材料等構(gòu)成，對濾色器陣列20的各濾色器逐個(gè)地設(shè)置。即，微透鏡36橫跨水平方向上相鄰的兩個(gè)像素11而設(shè)置，使入射光朝向兩個(gè)像素11的各光電二極管ro聚光。在此，為了區(qū)別兩個(gè)像素，標(biāo)以附圖標(biāo)記11a、lib。從微透鏡36出射的光通過設(shè)于正下方的濾色器陣列20的各濾光片而成為預(yù)定顏色并入射到各像素IlaUlb的光電二極管H)。
[0052]在電極32上隔著未圖示的絕緣膜設(shè)有對光電二極管H)的開口的位置進(jìn)行限制的遮光膜37。基于遮光膜37的開口 38的位置在相鄰的兩個(gè)像素Ila和像素Ilb上沿著水平方向反向錯(cuò)開。通過使該開口 38的位置、微透鏡36橫跨這兩個(gè)像素IlaUlb而設(shè)置，像素IlaUlb分別左右地具有對于光的入射角的反向的選擇性。因此，沿著水平方向相鄰的像素Ila和像素Ilb的對為用于得到與視差相關(guān)的信息的相位差像素的對。以下，將像素Ila和像素Ilb統(tǒng)稱為像素對41。而且，將構(gòu)成像素對41的兩個(gè)像素中的左側(cè)的像素Ila稱為左像素11a，將右側(cè)的像素Ilb稱為右像素lib。
[0053]如圖4所示，左像素Ila(空白)和右像素Ilb (斜線)在水平方向和垂直方向上分別交替地配置。因此，如以虛線包圍示出的那樣，由在水平方向上相鄰的左像素Ila和右像素Ilb的對形成的像 素對41沿著水平方向和垂直方向排列，但是當(dāng)對每行進(jìn)行比較時(shí)成為錯(cuò)開像素對41的半間距的量(一個(gè)像素的量)的配置。
[0054]如圖5所示，濾色器陣列20的平面形狀為具有沿著水平方向和垂直方向的邊的長方形形狀，具備分光透過特性彼此不同的多種濾色器(濾光片段)，例如G濾光片、R濾光片、B濾光片。該圖的“G”、“R”、“B”分別表示G濾光片、R濾光片、B濾光片。各濾色器具有使對應(yīng)的顏色透過的分光透過特性。G濾光片、R濾光片、B濾光片中的任一個(gè)都覆蓋一個(gè)像素對41。附圖標(biāo)記D1、D2表示相對于水平方向和垂直方向傾斜45度的傾斜方向。
[0055]如圖6所示，濾色器陣列20的顏色排列為，將與沿著傾斜方向Dl和傾斜方向D2的6X6的像素對41對應(yīng)的基本排列圖案BPl沿著傾斜方向D1、D2排列。
[0056]而且，基本排列圖案BPl為，與沿著傾斜方向D1、D2排列的3X3的像素對41對應(yīng)的第一子排列圖案BPla和第二子排列圖案BPlb以在傾斜方向D1、D2上相鄰的方式排列。
[0057]在第一子排列圖案BPla和第二子排列圖案BPlb中，G濾光片配置于中央和四角，排列于沿著水平方向和垂直方向的兩條對角線上。在第一子排列圖案BPla中，在傾斜方向Dl上夾著中央的G濾光片而配置有兩個(gè)R濾光片，在傾斜方向D2上夾著中央的G濾光片而配置有兩個(gè)B濾光片。與此相反地，在第二子排列圖案BPb中，在傾斜方向Dl上夾著中央的G濾光片而配置有兩個(gè)B濾光片，在傾斜方向D2上夾著中央的G濾光片配置有兩個(gè)R濾光片。即，在第一子排列圖案BPla和第二子排列圖案BPlb中，G濾光片為相同排列，但是R濾光片和B濾光片的位置關(guān)系是相反的。
[0058]第一子排列圖案BPa和第二子排列圖案BPb中的G濾光片、R濾光片、B濾光片的數(shù)量的比率均為5:2:2。因此，基本排列圖案BP中的G濾光片、R濾光片、B濾光片的數(shù)量的比率為5:2:2，G濾光片的數(shù)量比R濾光片的數(shù)量、B濾光片的數(shù)量多。
[0059]第一子排列圖案BPa和第二子排列圖案BPb的中央的G濾光片46在水平和垂直方向上不與G濾光片相鄰而孤立。相對于此,第一子排列圖案BPla和第二子排列圖案BPlb的四角的G濾光片形成與沿著傾斜方向D1、D2的2X2的像素對41對應(yīng)的G濾光片組47。G濾光片組47是沿著傾斜方向D1、D2的正方排列。孤立的G濾光片46與正方排列的G濾光片組47在水平方向和垂直方向上交替地排列。
[0060]通過上述顏色排列，在濾色器陣列20中，在水平方向(X方向)、垂直方向(Y方向)和傾斜方向Dl、D2的各行上配置有G濾光片。而且，在水平方向或垂直方向上至少兩個(gè)G濾光片相鄰。而且，在中央，四個(gè)G濾光片正方排列。另一方面，R濾光片和B濾光片分別配置于傾斜方向Dl、D2各行上。
[0061]在如上所述地構(gòu)成的固體攝像裝置10中，光從微透鏡36側(cè)向受光區(qū)域16入射。入射到受光區(qū)域16后的光由微透鏡42聚光，并透過濾色器陣列20，被分光成各個(gè)顏色，入射到各像素11的光電二極管H)。
[0062]在光電二極管ro中，通過光電轉(zhuǎn)換而生成電荷，所生成的電荷被積蓄在浮動擴(kuò)散部FD中。與該積蓄電荷對應(yīng)的信號電壓由放大晶體管ATr生成。
[0063]并且，讀出用垂直掃描電路13a對設(shè)于像素11的每一行的選擇線SEL依次施加電壓，從而使每行選擇晶體管STr成為導(dǎo)通狀態(tài)。由此，在像素11的每行上向垂直信號線12輸出信號電壓。而且，水平掃描電路14依次選擇垂直信號線12,從而將輸入到各垂直信號線12的信號電壓傳送到輸出電路15。各信號電壓由輸出電路15進(jìn)行信號處理,并輸出到外部。另外，復(fù)位當(dāng)一行的量的信號電壓的輸出結(jié)束時(shí)，復(fù)位用垂直掃描電路13b對該行的復(fù)位線RST施加電壓，從而使復(fù)位晶體管RTr成為導(dǎo)通狀態(tài)。由此，積蓄在該行的浮動擴(kuò)散部FD中的電荷被廢棄。
[0064] 以上動作以行為單位反復(fù)進(jìn)行，將一個(gè)畫面的量的信號電壓作為輸出數(shù)據(jù)輸出。在該輸出數(shù)據(jù)中，一同包含有左像素Ila和右像素Ilb的信息，因此通過未圖示的信號處理電路，將左像素Ila的數(shù)據(jù)和右像素Ilb的數(shù)據(jù)分離，并且分別生成立體視用的左右存在視差的兩種顯示圖像。
[0065]輸出數(shù)據(jù)為丟失了由濾色器陣列20的各濾光片分配后的顏色以外的顏色信息的圖像(所謂RAW圖像)。因此，將輸出數(shù)據(jù)分離而得到的由左像素Ila構(gòu)成的數(shù)據(jù)(以下，稱為左像素?cái)?shù)據(jù))和由右像素Ilb構(gòu)成的數(shù)據(jù)(以下，稱為右像素?cái)?shù)據(jù))也丟失顏色信息。因此，為了根據(jù)左像素?cái)?shù)據(jù)和右像素?cái)?shù)據(jù)得到多通道圖像作為左右各自的顯示圖像，利用未圖示的信號處理電路進(jìn)行根據(jù)周圍的像素進(jìn)行插值而取得所丟失的顏色信息的去馬賽克算法處理。
[0066]而且，如圖7所示，左像素?cái)?shù)據(jù)和右像素?cái)?shù)據(jù)中的被攝體的采樣點(diǎn)為所謂蜂窩狀。因此，在生成顯示圖像時(shí)，以得到正方排列的點(diǎn)的數(shù)據(jù)的方式利用插值來生成各采樣點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)。在圖7中，以粗線包圍示出了與基本排列圖案BPl的對應(yīng)關(guān)系。
[0067]另外，通過去馬賽克算法處理，對各采樣點(diǎn)獲得G、R、B各顏色信號。亮度信號(Y)例如根據(jù)Y = 0.299.r+0.587.g+0.114.b而獲得。在此，r、g、b分別表示R信號、G信號、B信號。這樣一來，G信號的權(quán)重比其他信號大，最有助于取得亮度信號Y。[0068]而且，濾色器陣列20中，基本排列圖案BPl沿傾斜方向D1、D2重復(fù)排列，最有助于取得亮度信息的G濾光片在任意的行(水平、垂直、傾斜方向上的直線)上都存在，且G濾光片的數(shù)量比R濾光片、B濾光片的數(shù)量多，因此抑制由去馬賽克算法處理引起的混淆，亮度信息的再現(xiàn)性高，能夠得到高分辨率的亮度信息。
[0069]而且，濾色器陣列20的G濾光片以外的R濾光片和B濾光片分別存在于傾斜方向D1、D2的各行上，因此在去馬賽克算法處理中能夠抑制偽色。因此，即使不使用用于從入射光除去高頻成分的光學(xué)低通濾波器也能夠高分辨率化。
[0070]而且，濾色器陣列20存在與2 X 2像素對應(yīng)的正方排列的G濾光片組47，因此從左像素?cái)?shù)據(jù)和右像素?cái)?shù)據(jù)提取與G濾光片組47對應(yīng)的四個(gè)像素值，分別算出傾斜方向Dl上的像素值的差的絕對值、傾斜方向D2上的像素值的差的絕對值、水平方向和垂直方向上的像素值的差的絕對值，求算差的絕對值小的方向，從而能夠判斷相關(guān)性高的方向。該相關(guān)方向用于去馬賽克算法處理。
[0071]而且，當(dāng)從左像素?cái)?shù)據(jù)和右像素?cái)?shù)據(jù)以第一子排列圖案或第二子排列圖案為中心提取5X5的采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)時(shí)，與G濾光片組47對應(yīng)的2X2像素位于四角。因此，能夠使用最小像素間隔的G濾光片的像素值而高精度地進(jìn)行四個(gè)方向的相關(guān)方向的判別。
[0072]另外，作為濾色器陣列20的排列圖案，形成為將基本排列圖案BPl沿傾斜方向D1、D2排列而成的排列，上述基本排列圖案BPl是第一子排列圖案BPla和第二子排列圖案BPlb分別在水平方向和垂直方向上無錯(cuò)位地排列而成的圖案，但是也可以如圖8所示，采用將第一子排列圖案BPla和第二子排列圖案BPlb在水平方向和垂直方向上錯(cuò)開一個(gè)像素的量地組合而成的基本排列圖案BP2。即使是在采用將基本排列圖案BP2沿傾斜方向D1、D2排列而成的濾色器陣列的情況下，也能夠得到與上述的實(shí)施方式同樣的效果。
[0073]另外，在上述的實(shí)施方式中，像素11沿水平方向和垂直方向正方排列，但是例如也可以是使像素11的排列旋轉(zhuǎn)45度而成的蜂窩排列。在該情況下，使濾色器陣列20的顏色排列也旋轉(zhuǎn)45度即可。
[0074]另外，濾色器陣列20的顏色排列例如也可以是將圖9所示的5X5像素的基本排列圖案BP3沿水平和垂直方向排列而成的顏色排列。濾色器陣列的顏色排列只要是如下即可:基本排列圖案在水平和垂直方向上重復(fù)排列，最有助于取得亮度信息的G濾光片在任意的行(水平、垂直、傾斜方向上的直線)上都存在，且G濾光片的數(shù)量比R濾光片、B濾光片的數(shù)量多，G濾光片以外的R濾光片和B濾光片分別存在于傾斜方向D1、D2的各行上。
[0075]濾色器陣列的顏色排列不限于G、R、B這3色，也可以是4色以上。例如，可以是在G、R、B加上翠綠(E)的4色。而且，濾色器陣列的顏色排列也可以是青色(C)、品紅(M)、黃色(Y)的補(bǔ)色系。在該情況下，還可以是進(jìn)一步加上G的4色的補(bǔ)色系。
[0076]另外，在上述的實(shí)施方式中，固體攝像裝置為CMOS型，但是本發(fā)明也適于C⑶型的固體攝像裝置。而且，本發(fā)明既能夠適用于從設(shè)有用于控制光電二極管的配線層的表面?zhèn)认蚬怆姸O管照射光的表面照射型圖像傳感器，也能夠適用于不經(jīng)由配線層而從背面?zhèn)认蚬怆姸O管照射光的背面照射型圖像傳感器。
[0077]附圖標(biāo)記說明
[0078]10:固體攝像裝置
[0079]11:像素[0080]16:受光區(qū)域
[0081]20:濾色器陣列
[0082]41: 像素對
【權(quán)利要求】
1.一種固體攝像裝置，其特征在于，具備: 半導(dǎo)體基板，具有以下的受光區(qū)域:像素對在水平方向和垂直方向上二維地排列并且在比較沿著所述水平方向的每行時(shí)錯(cuò)開一個(gè)像素的量而配置，所述像素對從水平方向上相鄰的兩個(gè)像素的各像素得到與視差對應(yīng)的像素值；及 濾色器陣列，所述濾色器將分光透過特性不同的N種的各濾光片與所述像素對對應(yīng)地排列，所述濾色器陣列構(gòu)成為將基本排列圖案在所述水平方向和所述垂直方向上重復(fù)排列的形態(tài)，沿著相對于所述水平方向和所述垂直方向彼此正交的兩個(gè)傾斜方向?qū)⑺鯪種濾光片以預(yù)定圖案進(jìn)行正方排列而得到所述基本排列圖案，對亮度信號的貢獻(xiàn)率最高的第一濾光片配置于所述水平方向、所述垂直方向和排列三個(gè)以上所述像素對的傾斜方向的各行上，并且余下的第二濾光片~第N濾光片配置于所述傾斜方向的各行上，所述第一濾光片的個(gè)數(shù)比所述第二濾光片~第N濾光片的各個(gè)數(shù)多，其中，N為3以上的整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體攝像裝置，其特征在于， 所述濾色器陣列具有所述第一濾光片在所述傾斜方向上不相鄰而孤立的狀態(tài)和所述第一濾光片在傾斜方向上相鄰的狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固體攝像裝置，其特征在于， 所述相鄰的狀態(tài)為與2X2個(gè)所述像素對對應(yīng)地沿著所述傾斜方向進(jìn)行正方排列的狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所 述的固體攝像裝置，其特征在于， 所述基本排列圖案為將四個(gè)子排列圖案在所述傾斜方向上相鄰地配置的形態(tài)， 所述子排列圖案為沿著所述傾斜方向的正方排列圖案，與3 X 3個(gè)所述像素對對應(yīng)，在中心和四角配置有所述第一濾光片。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的固體攝像裝置，其特征在于， 所述N種濾光片由第一濾光片~第三濾光片這3種濾光片構(gòu)成， 所述子排列圖案由第一子排列圖案和第二子排列圖案構(gòu)成，所述第一子排列圖案在中心配置所述第一濾光片，相對于該中心的所述第一濾光片，在一方的所述傾斜方向上相鄰地配置所述第二濾光片，在另一方的所述傾斜方向上相鄰地配置所述第三濾光片，所述第二子排列圖案在中心配置所述第一濾光片，相對于該中心的所述第一濾光片，在一方的所述傾斜方向上相鄰地配置所述第三濾光片，在另一方的所述傾斜方向上相鄰地配置所述第二濾光片， 所述基本排列圖案為所述第一子排列圖案和所述第二子排列圖案交替地相鄰的排列。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的固體攝像裝置，其特征在于， 所述第一濾光片透過綠色，所述第二濾光片透過紅色，所述第三濾光片透過藍(lán)色。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體攝像裝置，其特征在于， 對所述像素對和各所述濾光片各設(shè)置I個(gè)微透鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的固體攝像裝置，其特征在于， 所述第一子排列圖案和所述第二子排列圖案分別在所述水平方向和所述垂直方向上平行地相鄰。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的固體攝像裝置，其特征在于， 所述第一子排列圖案和所述第二子排列圖案分別在所述水平方向和所述垂直方向上錯(cuò)開一個(gè) 像素的量而相鄰。
【文檔編號】H04N9/07GK104025579SQ201280065009
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月27日
【發(fā)明者】沖川滿, 林健吉, 田中誠二 申請人:富士膠片株式會社