[发明专利]固态成像装置、信号处理方法及照相机

说明书

发明背景

本发明涉及固态成像装置、信号处理方法及照相机，尤其涉及以高分辨率执行使用可见光的彩色成像和使用红外光的成像的技术。 

以往，用于数码照相机和数码摄影机的固态成像装置使用(红滤光器、绿滤光器和蓝滤光器)三原色滤光器或者(青滤光器、绛红滤光器、黄滤光器和绿滤光器)四补色滤光器获得彩色图像。 

当由光电二极管接收已经穿过滤光器的入射光时，为了产生信号电荷，光电二极管接收比人类可见范围(380nm到780nm左右)更宽的波长范围(380nm到1100nm左右)内的光线，这会导致红外光部分的误差，恶化色彩再现性。因此，通常使用红外截止滤光器(cut filter)(之后，称为“IR截止滤光器”)预先去除红外光。然而，IR截止滤光器也会造成可见光10％到20％左右程度的衰减，由此降低了固态成像装置的灵敏度，恶化了图像质量。 

为了解决以上问题，近年来，已经提出了不使用R截止滤光器的固态成像装置(参照专利文献1)。图1是示出检测除可见光之外还检测红外光的属于现有技术的固态成像装置的主要结构的电路图。 

如图1所示，固态成像装置11包括像素1101、垂直移位寄存器1102、垂直信号线1103、行存储器1104、水平移位寄存器1105、水平信号线1106和输出放大器1107。每个像素1101具有独立的滤光器。将各滤光器排列成二维排列的排列单元，在每个排列单元中，象排列单元1108那样，将四个滤光器正方地(squarely)排列布置。这里，所述的四个滤光器是主要透射红光的滤光器(下文称之为“红滤光器”)(R)、主要透射绿光的滤光器(下文称之为“绿滤光器”)(G)、主要透射蓝光的滤光器(下文称之为“蓝滤光器”)(B)和主要透射红外光的滤光器(下文称之为“红外滤光器”)(IR)。 

由垂直移位寄存器1102所选择的像素1101，通过垂直信号线1103将像素信号传 输到行存储器1104。在由水平移位寄存器1105，按每次一个的方式，选择存诸在行存储器1104中的像素信号之后，所述的像素信号经过水平信号线1106，在输出放大器1107中被放大，然后被输出。 

然后，使用已经接收了红外光的像素1101的输出信号，校正已经接收了红光、绿光和蓝光的像素1101的输出信号。 

这样，就能够在不使用IR滤光器的情况下实现高的色彩再现性。 

专利文献1：日本特开公开文献No.2005-184690 

专利文献2：日本特开公开文献No.2002-142228 

专利文献3：日本特开公开文献No.2000-059798 

然而，固态成像装置11每隔一行就有一行是其中有一半之多的像素检测红外光。另外，每隔一列就有一列是其中有一半之多的像素检测红外光。因此，在其中检测红外光的像素数量较大的行或者列中，关于可见光的信息不充足，从而使分辨率降低。 

为了解决这一问题，例如，可以像专利文献2中公开的固态成像装置那样，使用除了透射红外光之外还透射特定波长范围内的光的滤光器，可以防止关于可见光的信息不充足。 

然而，为了获得专利文献2中公开的滤光器，就必需层叠多个滤光器，这样就阻止了固态成像装置小型化，还有悖于提高像素数的需求。另外，为了获得三原色每个的像素信号，需要复杂的运算，从而使该固态成像装置不实用。 

另外，不用说，显然希望这种固态成像装置能够执行使用可见光的彩色成像和使用红外光的成像。并且还不用说，希望以高分辨率执行彩色成像和成像二者。然而，例如根据专利文献3中公开的固态成像装置，由于每次(即，在执行使用可见光的彩色成像和在执行使用红外光的成像时)切换滤光器，所以不可能同时执行彩色成像和成像这两者。 

发明内容

本发明针对上述问题，目的是提供一种能够同时以高分辨率执行使用可见光的彩色成像和使用红外光的成像，并且还是小型化的、具有高像素数的固态成像装置，和提供一种用于这种固态成像装置的信号处理方法及具有这种固态成像装置的照相机。 

为了实现以上目的，属于本发明的固态成像装置是一种执行使用可见光的彩色成像和使用红外光的成像的固态成像装置，该固态成像装置包括多个二维排列的像素单元，在每一个像素单元中一滤光器主要透射可见光和红外光之一。其中滤光器的排列 是以下部分的组合：(i)其中排列主要透射可见光的多个滤光器的第1排列单元；和(ii)其中排列一主要透射可见光的滤光器和一主要透射红外光的滤光器的第2排列单元。