图像传感器、成像装置以及成像方法

摘要

本公开提供了一种图像传感器，包括：由多个常规像素构成的常规像素组，每个所述常规像素具有用于对入射光进行光电转换的光电转换器件；以及检测像素，其被配置为在所述常规像素组的有效像素区域内，通过所述光电转换器件来检测来自相邻像素的入射光。

权利要求

1.一种图像传感器，包括：

由多个常规像素构成的常规像素组，每个所述常规像素具有用于对入射光进行光电转换的光电转换器件；

多个检测像素，其被配置为在所述常规像素组的有效像素区域内，通过光电转换器件来检测来自相邻像素的入射光，所述检测像素还包括遮光膜，其被配置为遮蔽从外部入射到所述检测像素的入射光；以及滤光器，其被配置为透射预定波长的入射光；

其中，使用通过由所述检测像素检测来自相邻像素的入射光所得到的结果，来校正被提供有配置为与所述检测像素上提供的滤光器透射具有相同波长的入射光的滤光器的常规像素的像素值。

2.根据权利要求1的图像传感器，其中，由布线层形成所述遮光膜。

3.根据权利要求2的图像传感器，其中，由多个布线层形成所述遮光膜。

4.根据权利要求3的图像传感器，其中，每个所述布线层在其上的彼此不同的位置形成间隙。

5.根据权利要求3的图像传感器，其中，取决于入射光的入射角来布置每个所述布线层。

6.根据权利要求1的图像传感器，其中，由被置于所述光电转换器件上的金属来形成所述遮光膜。

7.根据权利要求1的图像传感器，其中，在彼此不连续的位置中提供所述检测像素。

8.一种成像装置，包括：

图像传感器，其包括：

由多个常规像素构成的常规像素组，每个所述常规像素具有用于对入射光进行光电转换的光电转换器件；

多个检测像素，其被配置为在所述常规像素组的有效像素区域内，通过光电转换器件来检测来自相邻像素的入射光，所述检测像素还包括遮光膜，其被配置为遮蔽从外部入射到所述检测像素的入射光；以及滤光器，其被配置为透射预定波长的入射光，

其中，使用通过由所述检测像素检测来自相邻像素的入射光所得到的结果，来校正被提供有配置为与所述检测像素上提供的滤光器透射具有相同波长的入射光的滤光器的常规像素的像素值，以及减法单元，其被配置为通过使用所述图像传感器的所述检测像素检测到的光的光量，从所述常规像素的像素值中减去从所述常规像素的相邻像素入射的光的光量。

9.根据权利要求8的成像装置，其中，所述减法单元包括：选择单元，其被配置为选择要被用于减去光量的检测像素；

光量计算单元，其被配置为使用由所述选择单元选择的检测像素的像素值，计算在要处理的常规像素的像素值中包括的光量；以及光量减法单元，其被配置为从要处理的常规像素的像素值中减去由所述光量计算单元计算的光量。

10.根据权利要求9的成像装置，

其中，所述选择单元选择多个检测像素，并且，

其中，所述光量计算单元通过取决于由所述选择单元选择的多个检测像素与要处理的常规像素之间的位置关系，对所述多个检测像素的每个像素值加权，来计算在要处理的常规像素的像素值中包括的光量。

11.根据权利要求9的成像装置，其中，当由所述选择单元选择的检测像素的相邻像素的像素值饱和时，所述光量计算单元将用来计算所述光量的检测像素改变为另一检测像素或禁止使用该检测像素。

12.根据权利要求9的成像装置，其中，当由所述选择单元选择的检测像素是缺陷像素时，所述光量计算单元将用来计算所述光量的检测像素改变为另一检测像素或禁止使用该检测像素。

13.根据权利要求9的成像装置，其中，当要处理的常规像素与检测像素相邻时，所述光量计算单元还校正所计算的光量，以减小光量。

14.根据权利要求8的成像装置，其中，所述减法单元从所述常规像素的像素值减去黑电平以及从所述常规像素的相邻像素入射的光的光量。

15.根据权利要求8的成像装置，其中，所述减法单元包括：选择单元，其被配置为选择要被用于减去从所述常规像素的相邻像素入射的光的光量的检测像素；

比率计算单元，其被配置为使用由所述选择单元选择的检测像素的像素值，计算在要处理的常规像素的像素值中包括的光量的比率；以及乘法单元，其被配置为将要处理的常规像素的像素值乘以从外部输入到要处理的常规像素的入射光的比率，所述入射光的比率对应于由所述比率计算单元计算的光量的比率。

16.根据权利要求8的成像装置，其中，所述图像传感器的常规像素和检测像素具有纵向分光结构。

17.一种成像装置的成像方法，所述成像装置具有图像传感器，所述图像传感器包括：由多个常规像素构成的常规像素组，每个所述常规像素具有用于对入射光进行光电转换的光电转换器件；

多个检测像素，其被配置为在所述常规像素组的有效像素区域内，通过光电转换器件来检测来自相邻像素的入射光，所述检测像素还包括遮光膜，其被配置为遮蔽从外部入射到所述检测像素的入射光；以及滤光器，其被配置为透射预定波长的入射光，

其中，使用通过由所述检测像素检测来自相邻像素的入射光所得到的结果，来校正被提供有配置为与所述检测像素上提供的滤光器透射具有相同波长的入射光的滤光器的常规像素的像素值，所述成像方法包括：

在减法单元中通过使用所述图像传感器的所述检测像素检测到的光的光量，从所述常规像素的像素值中减去从所述常规像素的相邻像素入射的光的光量。

说明书

图像传感器、成像装置以及成像方法

技术领域

[0001] 本公开涉及图像传感器、成像装置以及成像方法。更具体地，本公开涉及能够更准确地校正混色（color mixing）的图像传感器、成像装置以及成像方法。

背景技术

[0002] 在现有技术中，已提出了预设混色校正系数、并通过使用混色校正系数来校正混色的方法（例如，参见日本专利特开（Laid-open）No.2010-16419）。

[0003] 还提出了在有效像素之外的光学黑区（OPB区）提供混色检测像素的方法作为动态校正混色的方法（例如，参见日本专利特开No.2010-239192）。

[0004] 此外，还提出了在有效像素内提供OPB的方法（例如，参见日本专利特开No.2010-147785）。

发明内容

[0005] 然而，在日本专利特开No.2010-16419中描述的预设混色校正系数的方法中，未考虑制造差异（例如，滤色器的膜厚，或片载（on-chip）透镜的位置偏差）。由于混色率取决于光波长以及光源或者要拍摄的对象而变化，所以，预设混色校正系数的方法未能考虑到这样的情况。

[0006] 此外，在日本专利特开No.2010-239192中描述的方法中，如果在有效像素之外的区域提供混色检测像素，则有效像素内的入射角与有效像素外的入射角不同，这是因为，混色量是取决于光入射角而变化的值。因而，不可能得到准确的混色量。

[0007] 此外，在日本专利特开No.2010-147785中描述的方法中，未考虑Si内产生的混色。如果仅在特定颜色的像素上提供OPB，则连同黑电平一起输出正进入该像素的混色。如果从其它颜色的像素中减去该值，则得到的混色率可能不准确，这是因为，混色取决于颜色而变化。另外，由于混色量取决于图像高度（图像传感器内的位置）而变化，所以，有必要执行考虑到光学距离的操作。然而，在日本专利特开No.2010-147785中描述的方法未考虑到这一点。

[0008] 考虑到前述内容，期望提供能够更准确地校正混色的技术。

[0009] 根据本公开的实施例，提供了一种图像传感器，包括：由多个常规像素构成的常规像素组，每个所述常规像素具有用于对入射光进行光电转换的光电转换器件；以及检测像素，其被配置为在所述常规像素组的有效像素区域内，通过所述光电转换器件来检测来自相邻像素的入射光。

[0010] 所述检测像素还可包括遮光膜，其被配置为遮蔽从外部入射到所述检测像素上的入射光。

[0011] 可由布线层形成所述遮光膜。

[0012] 可由多个布线层形成所述遮光膜。

[0013] 每个所述布线层可在其上的彼此不同的位置形成间隙。

[0014] 可取决于入射光的入射角来布置每个所述布线层。

[0015] 可由被置于所述光电转换器件上的金属来形成所述遮光膜。

[0016] 所述图像传感器可包括多个所述检测像素。

[0017] 该图像传感器还可包括：滤光器，其被配置为透射预定波长的入射光。使用通过由所述检测像素检测来自相邻像素的入射光所得到的结果，来校正常规像素的像素值，所述常规像素被提供有被配置为与在所述检测像素上提供的滤光器透射具有相同波长的入射光的滤光器。

[0018] 可在彼此不连续的位置中提供所述检测像素。

[0019] 根据本公开的另一实施例，提供了一种成像装置，包括图像传感器和减法单元。图像传感器包括：由多个常规像素构成的常规像素组，每个所述常规像素具有用于对入射光进行光电转换的光电转换器件；以及检测像素，其被配置为在所述常规像素组的有效区域内，通过所述光电转换器件来检测来自相邻像素的入射光。减法单元被配置为通过使用所述图像传感器的所述检测像素检测到的光的光量，从所述常规像素的像素值中减去从所述常规像素的相邻像素入射的光的光量。

[0020] 所述减法单元可包括：选择单元，其被配置为选择要被用于减去所述光量的检测像素；光量计算单元，其被配置为使用由所述选择单元选择的检测像素的像素值，计算在要处理的常规像素的像素值中包括的光量；以及光量减法单元，其被配置为从要处理的常规像素的像素值中减去由所述光量计算单元计算的光量。

[0021] 所述选择单元可选择多个检测像素。所述光量计算单元可通过取决于由所述选择单元选择的多个检测像素与要处理的常规像素之间的位置关系而对所述多个检测像素的每个像素值加权，来计算所述光量。

[0022] 当由所述选择单元选择的检测像素的相邻像素的像素值饱和时，所述光量计算单元可将用来计算所述光量的检测像素改变为另一检测像素，或禁止使用该检测像素。

[0023] 当由所述选择单元选择的检测像素是缺陷像素时，所述光量计算单元可将用来计算所述光量的检测像素改变为另一检测像素，或禁止使用该检测像素。

[0024] 当要处理的常规像素与检测像素相邻时，所述光量计算单元还可校正所计算的光量，以减小光量。

[0025] 所述减法单元可从常规像素的像素值减去黑电平以及所述光量。

[0026] 所述减法单元可包括：选择单元，其被配置为选择要被用于减去所述光量的检测像素；比率计算单元，其被配置为使用由所述选择单元选择的检测像素的像素值，计算在要处理的常规像素的像素值中包括的所述光量的比率；以及乘法单元，其被配置为将要处理的常规像素的像素值乘以从外部输入到要处理的常规像素的入射光的比率，所述入射光的比率对应于由所述比率计算单元计算的所述光量的比率。

[0027] 所述图像传感器的常规像素和检测像素可具有纵向分光结构（vertical spectral structure）。

[0028] 根据本公开的另一实施例，提供了一种成像装置的成像方法，所述成像装置具有图像传感器。所述图像传感器包括：由多个常规像素构成的常规像素组，每个所述常规像素具有用于对入射光进行光电转换的光电转换器件；以及检测像素，其被配置为在所述常规像素组的有效像素区域内，通过所述光电转换器件来检测来自相邻像素的入射光。所述成像方法包括：通过使用所述图像传感器的所述检测像素检测到的光的光量，从所述常规像素的像素值中减去从所述常规像素的相邻像素入射的光的光量。

[0029] 根据本公开的一实施例，提供了一种配置，其包括：由多个常规像素构成的常规像素组、以及检测像素。每个所述常规像素具有用于对入射光进行光电转换的光电转换器件。检测像素被配置为在所述常规像素组的有效像素区域内，通过所述光电转换器件来检测来自相邻像素的入射光。

[0030] 根据本公开的另一实施例，通过使用所述图像传感器的所述检测像素检测到的光的光量，从所述常规像素的像素值中减去从所述常规像素的相邻像素入射的光的光量。

[0031] 根据上述本公开的实施例，有可能校正在成像装置中产生的混色。尤其是，可更准确地校正混色，而不取决于诸如光入射角、色温、被摄对象等的成像环境。

附图说明

[0032] 图1是图示根据本公开的实施例的成像装置的配置的示意框图；

[0033] 图2是图示如何产生混色的示例的图；

[0034] 图3是图示混色检测像素的示例的图；

[0035] 图4A和4B是图示遮光膜的示例的图；

[0036] 图5A、5B和5C是图示遮光膜的示例的图；

[0037] 图6A和6B是图示遮光膜的示例的图；

[0038] 图7是图示拜耳（Bayer）阵列的示例的图；

[0039] 图8是图示混色检测像素的布置示例的图；

[0040] 图9是图示混色检测像素的布置示例的图；

[0041] 图10是图示混色检测像素的不理想的布置示例的图；

[0042] 图11是图示混色检测像素的另一布置示例的图；

[0043] 图12是图示如何减去混色量的示例的图；

[0044] 图13是图示混色减法单元的配置示例的图；

[0045] 图14是图示计算混色量的示例的图；

[0046] 图15是图示计算混色量的示例的图；

[0047] 图16是图示计算混色量的示例的图；

[0048] 图17是图示计算混色量的示例的图；

[0049] 图18是图示如何减去混色量的示例的图；

[0050] 图19是图示如何校正缺陷的示例的图；

[0051] 图20是图示成像处理的过程示例的流程图；

[0052] 图21是图示混色减法处理的过程示例的流程图；

[0053] 图22是图示成像装置的另一配置示例的图；

[0054] 图23是图示如何减去混色量的另一示例的图；

[0055] 图24是图示如何遮蔽暗电流的示例的图；

[0056] 图25是图示成像处理的另一过程示例的流程图；

[0057] 图26是图示混色和黑电平减法处理的过程示例的流程图；

[0058] 图27是图示混色减法单元的另一配置示例的图；

[0059] 图28是图示混色量减法的另一操作示例的图；

[0060] 图29是图示混色减法处理的过程示例的流程图；

[0061] 图30是图示当光量饱和时的示例的图；

[0062] 图31是图示当光量饱和时的混色减法的另一示例的图；

[0063] 图32是图示混色检测像素指定处理的过程示例的流程图；

[0064] 图33是图示混色检测像素的相邻像素的混色校正处理的图；

[0065] 图34是图示混色减法处理的过程示例的流程图；

[0066] 图35是图示成像装置的另一配置示例的框图；

[0067] 图36是图示纵向分光结构的示例的框图；

[0068] 图37是图示纵向分光结构的混色检测像素的布置示例的图；

[0069] 图38是图示纵向分光结构的混色检测像素的示例的图；

[0070] 图39是图示成像处理的另一示例的流程图；

[0071] 图40是图示成像装置的另一配置示例的框图；

[0072] 图41是图示成像处理的另一示例的流程图；

[0073] 图42是图示成像装置的另一配置示例的框图；

[0074] 图43是图示个人计算机的配置示例的框图。

具体实施方式

[0075] 下文中将参照附图来详细描述本公开的优选实施例。注意，在此说明书和附图中，用相同的附图标记来表示具有基本相同的功能和结构的结构元素，并省略这些结构元素的重复说明。

[0076] 下面将描述实现本公开的实施例（下文中简称为“实施例”）。另外，将以如下次序来描述。

[0077] 1、第一实施例（混色量和黑电平的依次（sequential）校正）

[0078] 2、第二实施例（混色量和黑电平的同时校正）

[0079] 3、第三实施例（应用示例）

[0080] 4、第四实施例（纵向分光结构：混色量和黑电平的依次校正）

[0081] 5、第五实施例（纵向分光结构：混色量和黑电平的同时校正）

[0082] 6、第六实施例（应用示例：成像装置）

[0083] 7、第七实施例（个人计算机）

[0084] 第一实施例

[0085] [成像装置的配置]

[0086] 图1是图示根据本公开的实施例的成像装置的配置示例的图。如图1所示，成像装置100拍摄对象，将对象的图像转换为电信号，并输出电信号。

[0087] 如图1所示，成像装置100包括透镜101、光圈102、具有滤色器的图像传感器103、模数（A/D）转换器104、钳位（clamping）单元105、混色减法单元106、以及缺陷校正单元107。成像装置100还包括去马赛克（demosaic）单元108、线性矩阵单元109、伽马校正单元110、亮度和色度信号生成单元111、以及接口（I/F）单元112。

[0088] 透镜101被配置为调节入射在具有滤色器的图像传感器103上的光的焦距。光圈102被配置为调节入射在具有滤色器的图像传感器103上的光量。透镜101和光圈102形成光学系统的处理单元，并且，其详细配置不限于任何具体配置。例如，透镜101可被配置为包括多个透镜。

[0089] 如图1中的虚线箭头所示，入射光透射通过透镜101和光圈102，并照射具有滤色器的图像传感器103。

[0090] 具有滤色器的图像传感器103包括用于每个像素的光电转换器件，并将入射光转换为电信号。光电转换器件可为光电二极管。具体地，具有滤色器的图像传感器103包括具有多个常规像素的常规像素组。多个常规像素中的每个包括用于将入射光转换为电信号的光电转换器件。具有滤色器的图像传感器103可为电荷耦合器件（CCD）图像传感器。在CCD图像传感器中，光电转换器件使用被称为CCD的电路器件来执行光传送，以读出从光产生的电荷。并且，具有滤色器的图像传感器103可为使用互补金属氧化物半导体（CMOS）的CMOS图像传感器，其具有用于每个单位单元的放大器。

[0091] 具有滤色器的图像传感器103在光电转换器件的光入射的位置上包括滤色器。在滤色器中，每个红（R）、绿（G）、以及蓝（B）色例如以拜耳阵列的方式被布置在他们各自的光电转换器件上。具体地，具有滤色器的图像传感器103将透射通过各个滤色器的每个颜色的入射光转换为电信号，并将该电信号提供到模数（A/D）转换器104。

[0092] 具有滤色器的图像传感器103可具有可选的颜色，并还可具有RGB之外的颜色。可以不使用RGB色的某些或全部。另外，每个颜色的布置也是可选的，并且，可使用除了拜耳阵列之外的其它阵列。例如，位清除型（clear bit type）像素阵列、基于染料的滤色器、白像素（参见日本专利特开No.2010-296276）等用于每个颜色的布置。

[0093] 下面，假定以拜耳阵列的方式布置具有滤色器的图像传感器103的RGB滤色器。

[0094] A/D转换器104被配置为将从具有滤色器的图像传感器103提供的RGB的电信号（模拟信号）转换为数字信号（图像数据）。A/D转换器104将数字数据的图像信号（RAW数据）提供到钳位单元105。

[0095] 钳位单元105被配置为从图像数据中减去黑电平。黑电平是被确定为黑色的电平。钳位单元105将从中减去了黑电平的图像数据提供到混色减法单元106。

[0096] 混色减法单元106被配置为从图像数据中减去混色成分。混色成分是透射通过相邻像素的滤色器的一类光成分。混色减法单元106将从中减去了混色成分的图像数据提供到缺陷校正单元107。

[0097] 缺陷校正单元107被配置为校正不能从其得到正确的像素值的缺陷像素的像素值。缺陷校正单元107将其中校正了缺陷像素的图像数据提供到去马赛克单元108。

[0098] 去马赛克单元108被配置为通过对RAW数据执行去马赛克处理、并补偿颜色信息，将RAW数据转换为RGB数据。去马赛克单元108将被执行了去马赛克处理的图像数据（RGB数据）提供到线性矩阵单元109。

[0099] 线性矩阵单元109被配置为使用矩阵系数来校正图像数据的每个颜色信号，并执行用于改变颜色再现性的处理，以便弥合规范定义的基色（RGB）的色度点与相机的实际色度点之间的间隙。线性矩阵单元109将执行了用于改变颜色再现性的处理的图像数据提供到伽马校正单元110。

[0100] 伽马校正单元110被配置为调节图像数据的颜色和输出器件的特性之间的相对关系，并执行用于获得更接近于原始的表示的伽马校正处理。伽马校正单元110将处理后的图像数据（RGB数据）提供到亮度和色度信号生成单元111。

[0101] 亮度和色度信号生成单元111被配置为从自伽马校正单元110提供的RGB数据生成亮度信号（Y）和色度信号（Cr、Cb）。亮度和色度信号生成单元111将生成的亮度和色度信号（Y、Cr、Cb）提供到接口（I/F）单元112。

[0102] 接口（I/F）单元112将从亮度和色度信号生成单元111提供的图像数据（亮度/色度信号）提供到成像装置100的外部（例如，用于存储图像数据的存储设备、或用于显示图像数据的图像的显示设备）。

[0103] [具有滤色器的图像传感器]

[0104] 随后，将详细描述成像装置的每个单元。首先，下面将详细描述具有滤色器的图像传感器103。

[0105] 如图2所示，在相关技术中的图像传感器中，在常规像素组的有效像素区域的外部提供光学黑区（OPB），并且，在OPB区中检测黑电平。在有效像素区域内的每个像素中，通过片载透镜、滤色器、以及波导的入射光被照射到光电二极管（Si光电二极管）上。光电二极管将入射光转换为电信号，累积电荷，随后在预定时刻输出电荷。

[0106] 如图2所示，根据相关技术的图像传感器，存在通过片载透镜、滤色器、以及波导的入射光将被照射到硅光电二极管内的目标像素的光电二极管之外的任何相邻像素上的可能性。此外，还存在入射光将泄漏到诸如波导等的硅光电二极管外部的相邻像素中的可能性。

[0107] 结果，存在透射通过与目标像素相邻的相邻像素的滤色器的入射光的一部分、以及目标像素的入射光将被照射到特定像素（目标像素）的光电二极管上的可能性。换句话说，存在入射在目标像素上的光以及与入射在目标像素上的光具有不同颜色的光将引起混色的可能性。

[0108] 然而，在根据实施例的具有滤色器的图像传感器103中，如图3所示，在常规像素组的有效像素区域内提供了被配置为检测混色量的混色检测像素121。在混色检测像素121中，用遮光膜122来覆盖光电二极管。这基本阻止了源自比Si光电二极管更上层部分的任何光进入Si光电二极管。也就是说，在混色检测像素121中，透射通过目标像素的滤色器的入射光成分被遮光膜122阻挡，并且，光电二极管仅检测到透射通过任何相邻像素的滤色器的入射光成分。

[0109] 如图3所示，多个混色检测像素121被置于有效像素区域内。在图3的示例中，35个混色检测像素121（7行×5列=35）被提供在有效像素区域内。另外，混色检测像素121的数目不被具体限制，且可被适当地选择。如果混色检测单元的数目增大，则有可能更准确地计算混色量。然而，由于混色检测像素不具有常规信号值，所以，混色检测像素最终被视为缺陷像素，并随后被常规像素值取代。因此，可通过使混色检测像素的数目尽可能的小，来减小被视为和处理为缺陷像素的像素的数目。这允许防止由缺陷矫正引起的故障（例如，错误的颜色或分辨率下降）。

[0110] 混色检测像素121在有效像素区域内的位置不被具体限制。然而，为了通过增大针对于有效像素区域内的混色量（像素特征）的偏差（bias）的健壮性而准确地执行混色校正，期望将混色检测像素121布置为使其可以被尽可能均匀地分布在有效像素区域内。

[0111] 遮光膜122可由任意材料制成，只要该材料防止透射通过目标像素的滤色器的光进入光电二极管即可。例如，对于前表面照射型传感器来说，如图4A所示，遮光膜122可为由金属（例如，铜（Cu）或铝（Al））制成的布线层。此外，对于后表面照射型传感器来说，如图4B所示，遮光膜122可由在光电二极管上形成的金属（例如，钨（W））制成。当然，可使用除了上述之外的适当方法来形成遮光膜122。

[0112] 对于遮光膜的形成图案来说，可使用能够遮光的任何技术。例如，如图5A所示，通过使用多个布线层（多个布线层用作遮光膜122）来实现遮光。然而，如果布线层被形成为大到足以覆盖整个像素，则存在遮光膜在形成膜的处理期间将被削剥（peel off）的可能性（例如，在表面抛光（化学机械抛光（CMP））时产生的凹陷））。因而，存在每个布线层的厚度变薄的可能性，由此，目标像素的入射光将透射通过布线层，而不被阻挡。

[0113] 例如，如图5C所示，有可能提供这样的配置：在每个布线层的各个部分形成间隙，并且，一个布线层遮蔽从在另一个布线层中形成的间隙泄漏的光。如图6所示，还有可能提供这样的配置：遮光膜具有最小尺寸，并且，与入射角相对应地执行最佳出射光瞳校正。例如，在图6A的情况下，由于进入目标像素的入射光具有0度的入射角，所以，遮光膜122（布线层）被置于该像素的中央附近，以便防止入射光进入该像素的中央附近。在图6B的情况下，由于光从斜向入射到目标像素，所以，取决于光入射的角度，分别布置片载透镜、滤色器和用作遮光膜122的布线层。

[0114] 这允许减小遮蔽该像素不进光所需的遮蔽面积（用作遮光膜122的布线层的面积大小）。由此，有可能防止遮光膜在形成膜的处理期间被削剥（例如，CMP产生的凹陷）。

[0115] 如图7所示，以拜耳阵列图案的形式布置红（R）、蓝（B）、Gr（红（R）行中的绿）、以及Gb（蓝（B）行中的绿）的滤色器。每个颜色的滤色器对应于它们各自不同的一个像素。由此，在图7的示例中，透射通过Gb、B、R和Gr的每个滤色器的光主要入射到它们各自的、彼此不同的像素的光电二极管上。然而，如上所述，光还入射到每个相邻像素上，由此产生了混色。

[0116] 通过这样布置每种颜色，相邻像素的颜色根据目标像素的每种颜色而变化。由此，每种颜色的混色量根据目标像素的每种颜色而变化。结果，在R、B、Gr和Gb的每个上提供混色检测像素121。

[0117] 在图8的示例中，混色检测像素121-1检测对于颜色R的像素的混色量。混色检测像素121-2检测对于颜色Gr的像素的混色量。混色检测像素121-3检测对于颜色Gb的像素的混色量。混色检测像素121-4检测对于颜色B的像素的混色量。

[0118] 光从其任意方向的相邻像素入射到目标像素。换句话说，任意方向的相邻像素产生混色（例如，上、下、左、右和斜向）。由此，每个混色检测像素被布置在在空间离散的位置上，使得混色检测像素可以不彼此连续，如图9所示。

[0119] 遮光膜阻止目标像素上的入射光进入混色检测像素。由此，基本上不会产生（或者可忽略不计）从混色检测像素到其相邻像素的方向上的混色（光进入）。例如，如图10所示，如果混色检测像素被置于彼此相邻的关系中，则在相邻的混色检测像素之间通常不会产生混色。因此，存在这样的高可能性：在具有这样的布置的混色检测像素中检测到的混色量将不等同于光从所有方向的相邻像素入射的常规像素的混色量。也就是说，在这样的布置中，存在混色检测像素将不能准确地检测到混色量的可能性。由此，混色检测像素被布置为彼此分离，使得它们彼此不被置于相邻关系中，如图9所示。

[0120] 如果斜向的混色量足够小，则可以在斜向上以彼此相邻的关系布置多个混色检测像素，如图11所示。此外，只要混色量的检测将不被包括斜向的任意布置方向影响，就可以以彼此相邻的关系布置多个混色检测像素。

[0121] 如上所述，通过在有效像素区域内提供混色检测像素，能够更准确地检测和计算混色量。此外，通过为每种颜色提供混色检测像素，能够更准确地计算混色量。此外，通过在混色检测像素处提供遮光层，能够更容易地计算混色量。可以诸如通过形成布线层或通过提供光电二极管形式的金属层，简单地实现遮光层。此外，利用此方法，可取决于入射光的量或角度等，来提供适当的遮光层，由此更有效地阻挡光。

[0122] [信号校正]

[0123] 如图12所示，校正如上所述的具有滤色器的图像传感器103得到的图像信号（图像传感器信号）。在钳位单元105中，从常规像素的像素值和混色检测像素121的像素值两者中移除在OPB区中检测到的黑电平。随后，在混色减法单元106中，从常规像素的像素值减去混色检测像素121的像素值（混色量）。这允许常规像素的像素值变为仅与目标像素上的入射光相对应的正确像素值。相比之下，混色检测像素121上没有入射光，由此，混色检测像素121的像素值不是与常规像素的像素值等同的正确像素值。结果，缺陷校正单元107通过将混色检测像素121视为缺陷像素而校正像素值。

[0124] 在实践中，可能存在这样的情况：混色检测像素的像素值与常规像素的实际混色量不同。由此，例如，如下所述，可以提供这样的配置：通过使用多个实际的混色检测像素来估计常规像素的位置的混色量，并从常规像素减去通过该估计所得到的值。

[0125] 检测OPB区中的黑电平的方法、以及通过钳位单元105来减去黑电平的方法类似于相关技术中的方法。

[0126] [混色减法单元]

[0127] 图13是图示图1的混色减法单元106的配置示例的框图。

[0128] 如图13所示，混色减法单元106包括控制部分131、存储部分132、混色检测像素指定部分133、混色量计算部分134、以及减法部分135。

[0129] 控制部分131被配置为确定要处理的目标像素是否为混色检测像素121。控制部分131预先知道混色检测像素121的位置。如果要处理的目标像素被确定为混色检测像素121，则控制部分131将目标像素的像素值提供到存储部分132，并使存储部分132存储该像素值。
另一方面，如果要处理的目标像素未被确定为混色检测像素121，则控制部分131使混色检测像素指定部分133指定要被用来减去混色量的混色检测像素121。

[0130] 存储部分132被配置为存储从控制部分131提供的混色检测像素的像素值。存储部分132在预定时刻、或响应于来自外部的请求，将存储的像素值提供到混色检测像素指定部分133。

[0131] 混色检测像素指定部分133被配置为指定要被用来减去目标像素的混色量的混色检测像素121。混色检测像素指定部分133优选地从目标像素周围选择尽可能最接近于目标像素而定位的混色检测像素121，作为要被用来减去混色量的混色检测像素121。混色检测像素指定部分133从存储部分132得到所指定的混色检测像素121的像素值，并且，将得到的像素值提供到混色量计算部分134。

[0132] 混色量计算部分134被配置为使用混色检测像素指定部分133所指定的混色检测像素121的像素值，来计算目标像素的混色量。混色量计算部分134将所计算的混色量提供到减法部分135。

[0133] 减法部分135被配置为从目标像素的像素值减去混色量计算部分134提供的混色量。减法部分135将减去了混色量的目标像素的像素值提供到缺陷校正单元107。

[0134] [混色量的计算]

[0135] 下面将描述混色量计算部分134计算混色量的方法。混色检测像素指定部分133选择目标像素的多个相邻的混色检测像素。混色量计算部分134使用所述多个混色检测像素来计算目标像素的混色量。

[0136] 如图14所示，混色量计算部分134使用在混色检测像素141和混色检测像素142（这两个像素都是对应于蓝色（B）的混色检测像素）中检测的混色量来计算蓝色（B）的目标像素（常规像素）的混色量。另外，假定在混色检测像素141中检测的光量是混色量A。假定在混色检测像素142中检测的光量是混色量B。在此情况下，混色量计算部分134可通过根据从目标像素到混色检测像素141的距离以及从目标像素到混色检测像素142的距离而加权，来得到混色量A和混色量B。

[0137] 作为图14中示出的示例，在混色检测像素141和混色检测像素142之间存在蓝色（B）的两个常规像素。这些常规像素将所述两个混色检测像素之间的空间分为三等份。如果具有混色量A的混色检测像素141附近的两个像素之中的蓝色像素（Blue1）143是目标像素，则可根据如下等式（1）来得到蓝色像素的混色量（Blue1的混色成分）。

[0138] Blue1的混色成分=(2×A)+(1×B)/(2+1)    (1)

[0139] 此外，作为图14中示出的示例，如果具有混色量B的混色检测像素142附近的蓝色像素（Blue2）144是目标像素，则可根据如下等式（2）来得到蓝色像素的混色量（Blue2的混色成分）。

[0140] Blue2的混色成分=(1×A)+(2×B)/(1+2)    (2)

[0141] 作为图15中示出的示例，假定得到了框150中的蓝色像素152和蓝色像素153的混色量。如图15所示，蓝色像素152和蓝色像素153均位于蓝色的混色检测像素151和蓝色的混色检测像素154之间。由此，如图15的图表所示，通过使用混色检测像素151的混色量A和混色检测像素154的混色量B来进行线性插值，而计算蓝色像素152和蓝色像素153的混色量。

[0142] 此外，例如，蓝色像素155和蓝色像素156均位于蓝色的混色检测像素154和蓝色的混色检测像素157之间。由此，如图15的图表所示，通过使用混色检测像素154的混色量A和混色检测像素157的混色量C来进行线性插值，而计算蓝色像素155和蓝色像素156的混色量。

[0143] 计算混色量的方法不限于上述这些。例如，作为图16中示出的示例，可提供划分到每个区域并均匀地减去每个区域中的混色量的方法。在此方法中，作为图16中示出的示例，采用最接近的相邻混色检测像素的混色量作为要处理的相关区域的混色量。由此，如图16的图表所示，将框160中的蓝色像素162的混色量设置为蓝色的混色检测像素161的混色量A。另外，将框170中的蓝色像素171和蓝色像素173的混色量设置为蓝色的混色检测像素172的混色量B。将框180中的蓝色像素181的混色量设置为蓝色的混色检测像素182的混色量C。该方法允许比上述使用权重相加的方法更容易地得到相关区域的混色量。然而，由于混色量一般不易于突变，所以，上述使用权重相加的方法能够更准确地得到混色量。

[0144] 尽管已描述了一维布置作为示例，但可使用二维布置来执行上述操作。具体地，可使用在二维布置上（在诸如上、下、左、右、斜的任意方向上）较接近于目标像素定位的混色检测像素来计算混色量。

[0145] 作为图17中示出的示例，混色检测像素185至187是蓝色的混色检测像素。通过将在二维布置中接近目标像素定位的两个像素的混色量的权重相加，来计算其他蓝色像素的混色量。

[0146] 例如，在二维布置中，具有距计算了混色量的目标像素较近距离的混色检测像素（两个像素）被假定为混色检测像素185和186。在此情况下，通过根据各个混色检测像素以及目标像素之间的距离、将权重加到混色检测像素185的混色量A和混色检测像素186的混色量B，来计算目标像素的混色量。

[0147] 不特定限制、且可适当地选择用来计算混色量的混色检测像素的数目。例如，混色检测像素的数目可为三个或更多。

[0148] 如上所述，由于混色量取决于周边结构的颜色（相邻颜色）而变化，所以，仅具有与相关区域相同颜色的混色检测像素才被用来计算混色量。例如，为了计算蓝色像素的混色量，使用较接近于蓝色像素的蓝色的混色检测像素的混色量。

[0149] [混色量的校正]

[0150] 如图18所示，减法部分135从移除了黑电平的像素值191减去如上所述计算出的混色量192，由此得到作为减去了黑电平和混色量的值的像素值193。

[0151] [缺陷校正]

[0152] 缺陷校正单元107通过将混色检测像素视为缺陷像素来校正混色检测像素。由于混色检测像素仅输出混色量，所以，在无进一步处理的情况下不能得到正确的图像。由此，缺陷校正单元107将混色检测像素视为缺陷像素，并将该像素替换为从常规像素得到的信号值。校正缺陷的方法不限于特定方法。作为图19中的示例，可提供从具有相同颜色的每个相邻常规像素的输出值（减去混色之后的值）进行估计的方法（例如，线性插值）。在图19中示出的示例中，校正并将蓝色的混色检测像素的像素值A改变为相邻的蓝色像素的两个像素值100和80中的像素值80。

[0153] 如上所述，通过校正混色量等，成像装置100可更准确地校正混色。

[0154] [成像处理的过程]

[0155] 将描述成像装置100的各个单元执行的处理。参照图20的流程图，将描述在拍摄对象时由成像装置100执行的成像处理的示例过程。

[0156] 当开始成像处理时，在步骤S101，具有滤色器的图像传感器103将每个像素的入射光转换为电信号，并读出每个像素信号。在步骤S102，A/D转换器104对在步骤S101中得到的各个像素信号执行A/D转换。

[0157] 在步骤S103，钳位单元105从各个像素值中减去在OPB区中检测到的黑电平。在步骤S104，混色减法单元106从像素值中减去混色量。在步骤S105，缺陷校正单元107校正具有混色检测像素的缺陷像素的像素值。

[0158] 在步骤S106，去马赛克单元108执行去马赛克处理，并将RAW数据转换为RGB数据。在步骤S107，线性矩阵单元109取决于输入设备的特征来执行颜色校正处理。在步骤S108，伽马校正单元110取决于输出设备的特征来执行伽马校正处理。

[0159] 在步骤S109，亮度和色度信号生成单元111从RGB数据生成亮度信号和色度信号（Y、Cr和Cb数据）。在步骤S110，接口（I/F）单元112将在步骤S109中生成的亮度和色度信号输出到外部存储设备或显示设备，随后完成成像处理。

[0160] [混色减法处理的过程]

[0161] 将通过参照图21的流程图来描述在图20的步骤S104执行的混色减法处理的示例过程。

[0162] 当开始混色减法处理时，在步骤S131，控制部分131确定要处理的目标像素是否为混色检测像素。如果确定目标像素为混色检测像素，则控制部分131将处理移向步骤S132。在步骤S132，存储部分132存储混色检测像素的像素值，并且，处理前进到步骤S137。

[0163] 在步骤S131，如果确定目标像素不是混色检测像素，则控制部分131将处理移向步骤S133。

[0164] 在步骤S133，混色检测像素指定部分133根据预定方法来指定要被用来计算目标像素的混色量的混色检测像素。例如，混色检测像素指定部分133将较接近于目标像素的预定数目的混色检测像素指定为要被用来计算目标像素的混色量的混色检测像素。在步骤S134，混色检测像素指定部分133从存储部分132得到在步骤S133中指定的混色检测像素的像素值。

[0165] 在步骤S135，混色量计算部分134通过使用在步骤S134中得到的混色检测像素的像素值，计算目标像素的混色量。在步骤S136，减法部分135从目标像素（关注的像素）的像素值中减去在步骤S135中计算的混色量。当完成了减法处理时，减法部分135将处理移向步骤S137。

[0166] 在步骤S137，控制部分131确定是否存在任何未处理的像素。当确定存在未执行减法的像素时，处理返回到步骤S131，随后重复后续步骤。此外，在步骤S137，如果确定从常规像素中减去了所有混色量，则控制部分131完成处理，并将其返回到图20中的步骤。

[0167] 通过执行如上所述的处理，成像装置100可更准确地校正混色。具体地，可以取决于诸如光量、光的色温、入射角、对象等的任何成像条件，最佳地校正混色量。此外，在实际设备中布置混色检测像素，由此，可以更准确地校正混色，并可以通过纠错来防止生成错误颜色。另外，尽管混色引起信噪比或颜色再现性的下降，但可以根据本公开的实施例来改善混色和信噪比。

[0168] 还可通过改善混色来增强分辨率。尽管已描述了混色引起当光子或电子在相邻像素之间移动时出现的模糊（blur），但可以校正引起模糊的此混色。由此，可以得到具有更清晰度分辨率而不模糊的输出。此外，可将混色校正应用于大范围的应用，并且，其不限于拜耳阵列。并且，这个技术可用于改善诸如位清除类型或纵向分光结构的很多设备的混色。

[0169] 第二实施例

[0170] [成像装置的配置]

[0171] 可以同时执行黑电平的减法和混色的校正。图22是图示根据本公开的实施例的成像装置的配置的图。图22中示出的成像装置200基本上类似于图1中示出的成像装置100。也就是说，成像装置200具有与成像装置100相似的配置，且执行与成像装置100相似的处理。

[0172] 成像装置200包括混色和黑电平减法单元205，其替代了成像装置100的钳位单元105和混色减法单元106。

[0173] 混色和黑电平减法单元205对执行了A/D转换的像素数据同时执行混色和黑电平的减法。更具体地，混色和黑电平减法单元205从移除黑电平之前的状态中的常规像素的像素值减去混色检测像素的像素值，如图23所示。混色检测像素原始为黑电平，这是因为，混色检测像素被遮光。将来自其相邻像素的混色加到黑电平。从图像传感器输出黑电平和混色相加得到的总计值。由此，可通过从常规像素减去该总计值来获取期望要得到的仅入射光的信号。

[0174] 在第一实施例中，通过使用有效区域之外的OPB区来检测黑电平。根据第二实施例，在传感器内布置的多个混色检测像素中检测黑电平和混色量两者。因此，根据第二实施例，可以消除OPB区的需要。由此，具有更小的芯片尺寸的具有滤色器的图像传感器是可能的，并可减小成本。

[0175] 如图24所示，由于制造差异，包含暗输出（暗电流）的黑电平在传感器中不一定均匀。在此情况下，因为针对作为混色的每个区域得到各个黑电平，所以，可同时校正暗电流遮蔽。

[0176] 类似于第一实施例，混色检测像素的像素值不一定与常规像素的实际混色量完全一致。在此情况下，以与第一实施例中描述的类似方式，可使用多个混色检测像素的像素值来估计与常规像素的位置相对应的混色检测像素的像素值（从黑电平和混色量的相加得到的总计值），随后，可从常规像素的像素值减去估计值。

[0177] [成像处理的过程]

[0178] 将通过参照图25的流程图来描述上述情况下的成像处理的过程示例。如图25的流程图所示，执行与以上参照图20的流程图描述的情况基本类似的处理。

[0179] 具体地，在图25的步骤S201、步骤S202以及步骤S204至S209将执行的每个处理类似于在图20的步骤S101、步骤S102以及步骤S105至S110执行的各个处理。

[0180] 作为图20和图25的处理之间的差异，代替图20的步骤S103和S 104，执行图25的步骤S203的处理。在步骤S203，混色和黑电平减法单元205执行混色和黑电平减法处理。

[0181] [混色和黑电平减法处理的过程]

[0182] 接下来，参照图26的流程图，将描述在图25的步骤S203执行的混色和黑电平减法处理的过程示例。

[0183] 除了混色和黑电平减法处理执行黑电平以及混色的减法之外，混色和黑电平减法处理的过程基本上类似于上面参照图21的流程图描述的混色减法处理的过程。下面将描述与图21的混色减法处理不同的处理。

[0184] 在步骤S223，混色和黑电平减法单元205指定要被用于计算混色和黑电平的混色检测像素。此外，在步骤S225，混色和黑电平减法单元205使用在步骤S224中得到的混色检测像素的像素值，计算要处理的目标像素的混色和黑电平。

[0185] 在步骤S226，混色和黑电平减法单元205从要处理的目标像素（关注的像素）的像素值减去混色和黑电平。

[0186] 与成像装置100类似，成像装置200可通过执行如上所述的每个处理，更准确地校正混色。

[0187] 第三实施例

[0188] [应用示例1]

[0189] 作为估计混色量的方法，可考虑计算混色率并随后计算混色量的方法。例如，可考虑这样的情况：取决于被摄对象，混色检测像素和要校正的像素在亮度方面可能彼此不同。在此情况下，由于混色量取决于光量而变化，所以，混色检测像素和要校正的像素在混色量方面可能彼此有很大的不同。例如，如果从暗部的信号值中减去从亮部得到的混色量，则导致过校正（overcorrection）（因为光量或信号变得越大，混色量就增加得越多）。为了抑制这样的现象，可比混色量更早地得到混色率。

[0190] 图27是图示上述情况下的混色减法单元106的配置示例的框图。如图27所示，除了混色减法单元106包括混色率计算部分304而不是混色量计算部分134、且包括乘法部分305而不是减法部分135之外，混色减法单元106具有与图13所示类似的配置。

[0191] 混色率计算部分304计算混色率，其表示整个像素值的混色成分的比率，而不是要处理的目标像素的混色量。乘法部分305将要处理的目标像素的像素值乘以与混色率对应的入射光的信号比率。

[0192] 在此情况下，例如，如图28示出的示例那样，执行混色校正（减法）。不同之处在于，将混色检测像素的邻接像素或相邻像素（即，周边像素）的输出值用于操作。在钳位单元105的输出中，假定校正混色所需的要处理的目标像素（常规像素）的每个像素值、要被用于校正混色的混色检测像素、以及混色检测像素的周边像素（混色检测像素的相邻像素）具有如下的相应值：

[0193] 要校正混色的常规像素的像素值：50

[0194] 混色检测像素的像素值：30

[0195] 混色检测像素的相邻像素的像素值：100

[0196] 假定混色检测像素的相邻像素更接近于该混色检测像素而不是要校正混色的常规像素。

[0197] 在混色检测像素未被遮光的假定下，从混色检测像素的相邻像素具有像素值“100”的事实，估计混色检测像素具有“100”的像素值。具体地，可发现：总信号值100之中，混色量为“30”，而入射光信号为“70”。换句话说，混色率为总信号值的30%（入射光比率为70%）。因此，混色减法单元106将这些相应像素值乘以作为与混色率相对应的入射光的信号比率的值70%。

[0198] 要校正混色的常规像素的像素值：50×0.7=35

[0199] 混色检测像素的像素值：30×0.7=21

[0200] 混色检测像素的相邻像素的像素值：100×0.7=70

[0201] 缺陷校正单元107还执行混色检测像素的缺陷校正（被相邻像素值替换等等）。

[0202] 要校正混色的常规像素的输出值：35

[0203] 混色检测像素：70

[0204] 混色检测像素的相邻像素：70

[0205] 这允许得到无混色的期望信号值。可以将上面通过参照图14至17描述的估计方法与上述混色量类似的方式应用于混色率。

[0206] [混色减法处理的过程]

[0207] 下面将参照图29的流程图来描述混色减法处理的过程。

[0208] 除了该混色减法处理使用混色率而不是混色量之外，该混色减法处理的过程基本上类似于上面通过参照图21的流程图描述的混色减法处理的过程。下文中，将描述与图21的混色减法处理不同的处理。

[0209] 在步骤S304，混色检测像素指定部分133得到在步骤S303中指定的混色检测像素的像素值。混色检测像素指定部分133还得到在步骤S303中指定的混色检测像素的相邻像素的像素值。

[0210] 在步骤S305，混色率计算部分304通过使用在步骤S304中得到的混色检测像素的像素值以及混色检测像素的相邻像素的像素值来计算混色率。

[0211] 在步骤S306，乘法部分305将要处理的目标像素（关注的像素）的像素值乘以与在步骤S305中计算的混色率相对应的入射光的信号比率。

[0212] 如同成像装置100那样，混色减法单元106可通过执行上述每个处理，更准确地减去混色。

[0213] [应用示例2]

[0214] 作为示例，如果混色检测像素的周边饱和，则在上述方法中，存在将不能得到正确的混色量或混色率的可能性。例如，通过计算混色量对包含入射光信号和混色量的总信号值的比率，来得到混色率。然而，如果混色量大于饱和量，则存在总信号量变为预定量、但被遮蔽的混色检测像素的输出取决于光量而增大或减小的可能性。如果将此值应用于其它非饱和像素，则很可能引起错误的混色校正。

[0215] 作为图30中示出的示例，当如图30的左部所示、像素的光量未饱和时，混色检测像素的像素值对混色检测像素的相邻像素的像素值的比率对应于混色率。相比之下，当如图30的右部所示、像素的光量过饱和时，混色检测像素的像素值对混色检测像素的相邻像素的像素值的比率不对应于混色率。也就是说，可想到变得难以得到正确的混色率。

[0216] 因此，当混色检测像素的相邻像素饱和时，可使用混色检测像素的未饱和的相邻像素的值、而不使用所关注的混色检测像素的值，来得到混色率（混色量）。

[0217] 图31图示了更具体的示例。在图31中示出的示例中，混色检测像素B的周边像素饱和。在图31中，当要校正目标像素331时，将考虑取决于它们的距离而混合混色检测像素B和C的混色量或混色率的方法。然而，由于混色检测像素B的周边像素饱和，所以，存在将不能得到上述准确的混色量或混色率的高可能性。由此，在此情况下，可使用混色检测像素A和C而不使用混色检测像素B，由此防止引起错误的校正。

[0218] [混色检测像素指定处理的过程]

[0219] 将通过参照图32的流程图来描述混色检测像素指定处理的过程。例如，混色检测像素指定处理是在图21的步骤S133执行的处理。

[0220] 当开始混色检测像素指定处理时，在步骤S331，混色检测像素指定部分133指定要用于计算混色的混色检测像素。在步骤S332，混色检测像素指定部分133得到在步骤S331指定的混色检测像素的每个相邻像素的预定数目（一个或多个）像素值。

[0221] 在步骤S333，混色检测像素指定部分133确定相邻像素的一个或多个像素值是否饱和。如果确定相邻像素的一个或多个像素值饱和，则处理前进到步骤S334。

[0222] 在步骤S334，混色检测像素指定部分133将用来计算混色的混色检测像素更新为其它混色检测像素。也就是说，当相邻像素饱和时，可避开该混色检测像素。如果完成了步骤S334的处理，则混色检测像素指定部分133将处理移向步骤S335。此外，在步骤S333，如果确定每个相邻像素的任一像素值均不饱和，则混色检测像素指定部分133将处理移向步骤S335。

[0223] 在步骤S335，混色检测像素指定部分133确定是否有任何用来计算混色量的未处理的混色检测像素。在步骤S331，如果确定在用来计算混色量的指定混色检测像素之中有未检查每个相邻像素的像素值的未处理像素，则混色检测像素指定部分133将处理返回到步骤S332，并重复后续步骤。

[0224] 如果在步骤S335确定全部检查了在步骤S331指定的用来计算混色量的混色检测像素的相邻像素，则混色检测像素指定部分133将处理移向步骤S336。

[0225] 在步骤S336，混色检测像素指定部分133决定通过上述处理缩窄范围的混色检测像素的候选，作为要被用来计算混色量的混色检测像素，并随后完成混色检测像素指定处理。

[0226] 混色减法单元106可通过取决于相邻像素的像素值是否饱和适当地选择要被用来计算混色量的混色检测像素，而更准确地得到混色量（混色率）。

[0227] 图像传感器可能包含诸如白点（输出升高）或黑点（输出下降）的任何缺陷，正由于诸如Si或传送故障的多种因素造成。类似地，混色检测像素也可能包含这样的缺陷。由于这样的缺陷产生错误的混色量，所以，有必要防止这样的缺陷。由此，可考虑确定混色检测像素是否为缺陷像素。如果确定了混色检测像素是缺陷像素，则可考虑将不使用该像素。作为图31中示出的示例，如果混色检测像素B是缺陷像素，则可使用其它混色检测像素A或C来得到混色量和混色率。

[0228] 可通过通常在校正缺陷时执行的方法，来执行混色检测像素是否为缺陷像素的确定。例如，可考虑确定在混色检测像素的多个值之中是否存在跳变值的方法。更具体地，例如，当位于混色检测像素A和C之间的混色检测像素B的像素值与混色检测像素A和C的像素值显著不同（例如，大于两倍）时，混色检测像素B可被视为缺陷像素，由此禁止混色检测像素B用于计算混色量（混色率）。

[0229] 作为针对目标像素的相邻像素的像素值被确定为饱和的情况、或者所关注的混色检测像素被确定为缺陷像素的情况的方法，可采用除了上述方法之外的任何方法。尽管上面已描述了将被用来计算混色量的混色检测像素从所关注的混色检测像素改变（更新）为其它混色检测像素的方法，但可采用除了上述方法之外的任何方法作为用来避免这样的情形的方法。例如，可禁止所关注的混色检测像素被用来计算混色量。

[0230] 例如，假定使用多个混色检测像素来计算混色量。在多个混色检测像素中的任一个中，如果相邻像素的光量饱和、或者如果如上所述确定该混色检测像素为缺陷像素，则仅禁止使用所关注的混色检测像素，随后可防止其它混色检测像素被新使用。也就是说，在此情况下，减少了用来计算混色量的混色检测像素的数目。

[0231] [应用示例3]

[0232] 如同图33中示出的像素351那样，由于被遮光的像素一般不会引起混色，所以，被遮光的混色检测像素的相邻像素的混色量小于其它像素的混色量。由此，如果以类似于其它像素的方式对相邻像素执行混色量减法，则存在引起过校正的可能性。

[0233] 由此，对于混色检测像素的相邻像素（上、下、左、右、斜），可减小混色校正量（例如，减小量为从混色检测像素得到的混色量或混色率的0.8倍），或者，可将它们视为缺陷像素，并由此可通过缺陷校正重构信号值。

[0234] [混色减法处理的过程]

[0235] 将通过参照图34的流程图，来描述在减小了混色检测像素的每个相邻像素的混色校正量时执行的混色减法处理的过程。

[0236] 在此情况下，在图34的步骤S351至S355、S358以及S359执行的每个处理类似于在图21的步骤S131至S137执行的相应处理。

[0237] 在图34中示出的示例中，附加地执行步骤S356和S357。具体地，在步骤S356，混色量计算部分134确定要处理的目标像素是否为与混色检测像素相邻的像素。如果确定目标像素是与混色检测像素相邻的像素（也就是说，相邻像素位于从作为常规像素的混色检测像素产生混色的位置），则混色量计算部分134将处理移向步骤S357。在步骤S357，混色量计算部分134还校正在步骤S355中计算的混色量（例如，将其乘以预定值（例如，0.8倍））。

[0238] 如果完成了步骤S357的处理，则混色量计算部分134将处理移向步骤S358。此外，在步骤S356，如果确定要处理的目标像素不是与混色检测像素相邻的像素，则混色量计算部分134将处理移向步骤S358。

[0239] 根据上述处理，混色减法单元106可更准确地得到混色量（混色率），并可更准确地校正混色。

[0240] 可以与混色检测像素的方式类似的方式来执行校正缺陷的方法。

[0241] [应用示例4]

[0242] 如上所述，已描述了为滤色器的每种颜色提供混色检测像素，并校正所有颜色。但是，存在要校正的缺陷像素的数目将随着混色检测像素的数目变大而增大的可能性。

[0243] 由于通过从相邻常规像素的值进行估计来执行缺陷校正，所以，如果这样的估计值是错误的，则存在将出现错误颜色或分辨率下降的可能性。由此，为了尽可能地防止估计值错误，并且为了通过混色校正改善图像质量，考虑仅在特定颜色上提供混色检测像素，并对该特定颜色执行混色量的校正。

[0244] 例如，在正在开发的传感器中，当确定红色像素的混色量大于其它颜色像素时，可以仅在红色像素上提供混色检测像素，并对红色像素执行混色量的校正。由此，可以不在绿色和蓝色像素上提供混色检测像素，并且，也可仅对红色的混色检测像素执行缺陷校正。

[0245] 第四实施例

[0246] [纵向分光结构]

[0247] 本公开的实施例可通过提供被遮光的像素来校正混色量，并且，它们可被应用于任何像素结构。例如，本公开的实施例可被应用于无滤色器的图像传感器。例如，作为在日本专利特开No.2011-29453中描述的方法，提供了纵向分光结构，其中，在同一像素内的纵向方向上以三级（stage）的方式布置光电二极管，并且，从同一像素得到多个颜色信号。在这种纵向分光结构中，可仅利用每个光电二极管来识别每种颜色。还提供了用于使用有机光电转换膜来得到颜色信号的方法。本公开的实施例还可以与使用上述滤色器的图像传感器类似的方式，应用于具有纵向分光结构的像素的图像传感器。

[0248] 下面将描述使用纵向分光结构的图像传感器的情况。

[0249] [成像装置]

[0250] 图35是图示在使用纵向分光结构的图像传感器的情况下的成像装置的配置示例的框图。图35中示出的成像装置400基本上类似于图1中示出的成像装置100。具体地，成像装置400具有与成像装置100类似的配置，并执行与成像装置100类似的处理。不同之处在于，成像装置400包括无滤色器的图像传感器403而不是具有滤色器的图像传感器103。

[0251] 作为图36中示出的截面图，图像传感器403是表面照射型的能够纵向分光（spectroscopy）的固态图像传感器。例如，纵向分光结构是在日本专利特开No.2011-29453中描述的结构。在此结构中，以纵向方向堆叠三个光电二极管（PN结）。可通过在顶级转换蓝色、中级转换绿色、下级转换红色，从单个像素得到具有三种颜色的颜色信号。

[0252] 例如，在图36中，在距半导体衬底14的光入射面约0.5微米（μm）的深度的区域中形成表面型光电二极管（PD）36，以通过蓝色（B）光生成信号电荷。在距半导体衬底14的光入射面约0.5至1.5微米（μm）的深度的区域中形成第一掩埋型光电二极管（PD）23，以通过绿色（G）光生成信号电荷。对于半导体衬底14的整个厚度为例如3微米（μm）的情况，在距半导体衬底14的光入射面约1.5至3微米（μm）的深度的区域中形成第二掩埋型光电二极管（PD）57，以通过红色（R）光生成信号电荷。对于半导体衬底14的整个厚度厚于3微米（μm）的情况，第二掩埋型光电二极管（PD）57可在衬底的深度方向上扩展。

[0253] 由此，在半导体衬底14的光照部分，可以不对能够纵向分光的图像传感器403提供滤色器层。在单个像素内，因为所有RGB光可被光电转换，所以，单个像素的光利用率比相关技术中的使用滤色器执行分光的像素高三倍，由此改善了灵敏度。

[0254] 如果图像传感器403的像素具有这样的纵向分光结构，则如图37所示，则以类似于上述实施例的方法的方式提供混色检测像素。然而，在纵向分光结构的情况下，如上所述，单个像素中的整个RGB光可被光电转换。由此，在混色检测像素的情况下，也可在单个像素中检测对于RGB中的每种颜色的混色。

[0255] 更具体地，如图38所示，即使在纵向分光结构的情况下，在Si内也产生混色。被布线层遮光的混色检测像素（图38的中部）的输出变为仅来自相邻像素连同R、G、B的块（bulk）混色。通过与上述实施例相同的方法来校正此混色。与上述方法的不同之处在于，可在单个像素中彼此区分多个像素（例如，R、G、B）的混色（日本专利特开No.2011-29453中描述了读出结构的示例）。

[0256] 在图35中示出的成像装置400中，由于图像传感器403具有纵向分光结构，并且从每个像素得到每种颜色的数据，所以，可以去除去马赛克单元108。也就是说，缺陷校正单元107的输出被直接提供到线性矩阵单元109。

[0257] [成像处理的过程]

[0258] 将通过参照图39的流程图来描述成像处理的过程。基本上，以类似于图20的方式来执行成像处理。

[0259] 然而，在图39的步骤S401中，从单个像素读出多个颜色的像素信号。由此，在此情况下，省略对应于步骤S106的去马赛克处理。

[0260] 如同成像装置100那样，这允许成像装置400更准确地校正混色。

[0261] 此外，例如，可以提供这样配置：对绿色提供单个光电二极管，对红和蓝色提供具有纵向分光结构的光电二极管。在此情况下，需要去马赛克处理。

[0262] 第五实施例

[0263] [成像装置]

[0264] 即使在如第四实施例中描述的那样使用无滤色器的图像传感器403的情况下，也可如在第二实施例中描述的那样同时校正黑电平和混色量。

[0265] 图40是图示在使用无滤色器的图像传感器的情况下的成像装置的配置示例的框图。在图40中，成像装置500具有基本上类似于图35的成像装置400的配置。然而，如同图22中示出的成像装置200那样，成像装置500包括混色和黑电平减法单元205，而不是钳位单元105和混色减法单元106。

[0266] 更具体地，如成像装置200那样，成像装置500同时校正黑电平和混色量。与成像装置200相比，成像装置500包括图像传感器403而不是具有滤色器的图像传感器103。并且，省略了去马赛克单元108。

[0267] [成像处理的过程]

[0268] 将通过参照图41来描述上述情况的成像处理的过程。以基本上类似于图25的方式来执行这个成像处理。

[0269] 然而，在图41的步骤S501中，从单个像素读出多个颜色的像素信号。由此，在此情况下，省略了对应于步骤S205的去马赛克处理。

[0270] 这允许成像装置500能够如同成像装置200那样更准确地校正混色。

[0271] 第六实施例

[0272] [成像装置]

[0273] 上述成像装置可被配置为其它装置的一部分。例如，上述成像装置可被配置为图42中示出的成像装置的一部分。

[0274] 图42是图示根据本公开的实施例的成像装置的配置示例的框图。

[0275] 如图42所示，成像装置600包括透镜单元611、CMOS传感器612、模数（A/D）转换器613、操作单元614、控制单元615、图像处理单元616、显示单元617、编解码处理单元618、以及存储单元619。

[0276] 透镜单元611调节至对象的焦距，从聚焦位置聚光，并将其提供到CMOS传感器612。

[0277] CMOS传感器612是具有上述配置的固态图像传感器，并被在有效像素区域中提供混色检测像素。

[0278] A/D转换器613将在预定时刻从CMOS传感器612提供的每个像素的电压信号转换为数字图像信号（下文中，适当地称为“图像信号”）。A/D转换器613还在预定时刻将图像信号依次提供到图像处理单元616。

[0279] 操作单元614可被配置为包括转盘（Jog Dial，注册商标）、键、按钮或触摸板。操作单元614接收用户的操作输入，并将与用户的操作输入相对应的信号提供到控制单元615。

[0280] 控制单元615基于与输入到操作单元614的用户操作输入相对应的信号，控制透镜单元611、CMOS传感器612、A/D转换器613、图像处理单元616、显示单元617、编解码处理单元618、以及存储单元619。

[0281] 图像处理单元616对从A/D转换器613提供的图像信号执行各种处理，诸如上述混色校正、黑电平校正、白平衡调节、去马赛克处理、矩阵处理、伽马校正、YC转换等。图像处理单元616将执行了图像处理的图像信号提供到显示单元617以及编解码处理单元618。

[0282] 显示单元617可被配置为包括液晶显示器。显示单元617基于来自图像处理单元616的图像信号来显示对象的图像。

[0283] 编解码处理单元618对来自图像处理单元616的图像信号执行预定编码处理，并将通过编码处理得到的图像数据提供到存储单元619。

[0284] 存储单元619存储从编解码处理单元618提供的图像数据。在存储单元619中存储的图像数据通过根据需要读出到图像处理单元616而被提供到显示单元617。显示单元617显示与图像数据相对应的图像。

[0285] 根据本公开的实施例的包括固态图像传感器或图像处理单元的成像装置不限于上述配置，并可采用其它配置。

[0286] 如已经描述的，可将各个装置配置为包括与上述不同的配置。可将装置配置为单个装置或包括多个装置的系统。

[0287] 第七实施例

[0288] [个人计算机]

[0289] 上述系列处理可由硬件、软件、或其组合执行。在此情况下，可在图43中示出的个人计算机中执行系列处理。

[0290] 在图43中，个人计算机700的中央处理单元（CPU）701根据存储在只读存储器（ROM）702中的程序执行各种处理。CPU 701还根据从存储单元713加载到随机存取存储器（RAM）
703的程序来执行各种处理。例如，CPU701执行各种处理所需的数据也被适当地存储在RAM 
703中。

[0291] CPU 701、ROM 702、以及RAM 703经由总线704彼此连接。输入/输出接口710也连接到总线704。

[0292] 输入/输出接口710连接到诸如键盘和鼠标的输入单元711。输入/输出接口710还连接到输出单元712。输出单元712可包括扬声器和显示器，诸如阴极射线管显示器（CRT）或液晶显示器（LCD）。输入/输出接口710还连接到存储单元713。存储单元713可包括硬盘或固态驱动器（SSD），如闪存。输入/输出接口710连接到通信单元714。通信单元714可包括调制解调器或诸如有线或无线局域网（LAN）的接口。通信单元714经由包括因特网的网络执行通信处理。

[0293] 输入/输出接口710还根据需要连接到驱动器715。此外，诸如磁盘、光盘、磁光盘、或半导体存储器的可移动介质721适当地附接到驱动器715。从可移动介质721读出的计算机程序根据需要被安装到存储单元713中。

[0294] 当通过软件执行上述系列处理时，从网络或记录介质安装构成该软件的程序。

[0295] 此记录介质可被配置为包括可移动介质721，其中，与装置独立地存储程序，该程序被分发以传送到用户，如图43所示。可移动介质721的示例包括磁盘（包括软盘）或光盘（包括CD-ROM或DVD）。此外，可移动介质721的示例包括磁光盘（包括MD（Mini-Disc））或半导体存储器。记录介质可被配置为ROM 702，其中，存储以预先并入装置的状态分发给用户的程序，或者，记录介质可被配置为在存储单元713中包括的硬盘。

[0296] 此外，计算机执行的程序可不仅包括根据这里描述的过程以时间顺序执行的处理，还可包括诸如在执行调用或例程时并行或在必要适当的时刻执行的处理。

[0297] 此外，在本说明书中，描述存储在记录介质中的程序的步骤不仅包括根据这里描述的过程以时间顺序执行的处理，还可包括并行或分别执行的处理而不是必须以时间次序执行的处理。

[0298] 并且，在本说明书中，该系统可为被配置为包括多个设备（装置）的整体集合。

[0299] 应理解，这里描述的包括单个装置（或处理单元）的配置可被配置为包括多个装置（或处理单元）。相反，这里描述的包括多个装置（或处理单元）的配置可被配置为包括单个装置（或处理单元）。并且，可将上述之外的配置添加到每个装置（或处理单元）的配置。此外，任一装置（或处理单元）的配置的一部分可被包括在其它装置（或处理单元）的配置中，只要整个系统的配置或操作基本彼此相同即可。本公开的示例实施例不应被解释为限于这里描述的本公开的实施例。应理解，可在其中做出各种改变、替换和变更，而不会背离本公开的范围。

[0300] 另外，还可如下配置本技术。

[0301] （1）一种图像传感器，包括：

[0302] 由多个常规像素构成的常规像素组，每个所述常规像素具有用于对入射光进行光电转换的光电转换器件；以及

[0303] 检测像素，其被配置为在所述常规像素组的有效像素区域内，通过所述光电转换器件来检测来自相邻像素的入射光。

[0304] （2）根据（1）的图像传感器，其中，所述检测像素还包括遮光膜，其被配置为遮蔽从外部入射到所述检测像素的入射光。

[0305] （3）根据（2）的图像传感器，其中，由布线层形成所述遮光膜。

[0306] （4）根据（3）的图像传感器，其中，由多个布线层形成所述遮光膜。

[0307] （5）根据（4）的图像传感器，其中，每个所述布线层在其上的彼此不同的位置形成间隙。

[0308] （6）根据（4）或（5）的图像传感器，其中，取决于入射光的入射角来布置每个所述布线层。

[0309] （7）根据（2）至（6）中的任一个的图像传感器，其中，由被置于所述光电转换器件上的金属来形成所述遮光膜。

[0310] （8）根据（1）至（7）中的任一个的图像传感器，其中，所述图像传感器包括多个所述检测像素。

[0311] （9）根据（8）的图像传感器，还包括：

[0312] 滤光器，其被配置为透射预定波长的入射光；

[0313] 其中，使用通过由所述检测像素检测来自相邻像素的入射光所得到的结果，来校正被提供有配置为与所述检测像素上提供的滤光器透射具有相同波长的入射光的滤光器的常规像素的像素值。

[0314] （10）根据（8）或（9）的图像传感器，其中，在彼此不连续的位置中提供所述检测像素。

[0315] （11）一种成像装置，包括：

[0316] 图像传感器，其包括：

[0317] 由多个常规像素构成的常规像素组，每个所述常规像素具有用于对

[0318] 入射光进行光电转换的光电转换器件；以及

[0319] 检测像素，其被配置为在所述常规像素组的有效像素区域内，通过

[0320] 所述光电转换器件来检测来自相邻像素的入射光，以及

[0321] 减法单元，其被配置为通过使用所述图像传感器的所述检测像素检测到的光的光量，从所述常规像素的像素值中减去从所述常规像素的相邻像素入射的光的光量。

[0322] （12）根据（11）的成像装置，其中，所述减法单元包括：

[0323] 选择单元，其被配置为选择要被用于减去所述光量的检测像素；

[0324] 光量计算单元，其被配置为使用由所述选择单元选择的检测像素的像素值，计算在要处理的常规像素的像素值中包括的光量；以及

[0325] 光量减法单元，其被配置为从要处理的常规像素的像素值中减去由所述光量计算单元计算的光量。

[0326] （13）根据（12）的成像装置，

[0327] 其中，所述选择单元选择多个检测像素，并且，

[0328] 其中，所述光量计算单元通过取决于由所述选择单元选择的多个检测像素以及要处理的常规像素之间的位置关系、对所述多个检测像素的每个像素值加权，来计算所述光量。

[0329] （14）根据（12）或（13）的成像装置，其中，当由所述选择单元选择的检测像素的相邻像素的像素值饱和时，所述光量计算单元将用来计算所述光量的检测像素改变为另一检测像素或禁止使用该检测像素。

[0330] （15）根据（12）至（14）中的任一个的成像装置，其中，当由所述选择单元选择的检测像素是缺陷像素时，所述光量计算单元将用来计算所述光量的检测像素改变为另一检测像素或禁止使用该检测像素。

[0331] （16）根据（12）至（15）中的任一个的成像装置，其中，当要处理的常规像素与检测像素相邻时，所述光量计算单元还校正所计算的光量，以减小光量。

[0332] （17）根据（11）至（16）中的任一个的成像装置，其中，所述减法单元从常规像素的像素值减去黑电平以及所述光量。

[0333] （18）根据（11）至（17）中的任一个的成像装置，其中，所述减法单元包括：

[0334] 选择单元，其被配置为选择要被用于减去光量的检测像素；

[0335] 比率计算单元，其被配置为使用由所述选择单元选择的检测像素的像素值，计算在要处理的常规像素的像素值中包括的所述光量的比率；以及

[0336] 乘法单元，其被配置为将要处理的常规像素的像素值乘以从外部输入到要处理的常规像素的入射光的比率，所述入射光的比率对应于由所述比率计算单元计算的所述光量的比率。

[0337] （19）根据（11）至（18）中的任一个的成像装置，其中，所述图像传感器的常规像素和检测像素具有纵向分光结构。

[0338] （20）一种成像装置的成像方法，所述成像装置具有图像传感器，所述图像传感器包括：

[0339] 由多个常规像素构成的常规像素组，每个所述常规像素具有用于对入射光进行光电转换的光电转换器件；以及

[0340] 检测像素，其被配置为在所述常规像素组的有效像素区域内，通过所述光电转换器件来检测来自相邻像素的入射光，

[0341] 所述成像方法包括：

[0342] 在减法单元中通过使用所述图像传感器的所述检测像素检测到的光的光量，从所述常规像素的像素值中减去从所述常规像素的相邻像素入射的光的光量。

[0343] 本领域的技术人员应该理解，可取决于设计需要和其他因素出现各种修改、组合、子组合和变化，只要它们在所附权利要求及其等价物的范围内即可。

[0344] 本公开包含与2011年8月2日提交至日本专利局的日本在先专利申请JP 2011-168946中公开的主题相关的主题，这里通过引用将其全部内容包含于此。