(57)【要約】  非線形応答ピクセルを用いた、画像センサにおける照明フリッカ検出のための方法及び装置。【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を生成するために処理されることになる画像生成センサのピクセルマトリクスによって受光される光とは別個の光を前記画像生成センサの感光デバイス内で受光する段階と、
前記感光デバイスが受光した光を電気信号に変換する段階と、
前記電気信号を復調して復調信号を生成する段階と、
前記復調信号を閾値レベルと比較して、前記ピクセルマトリクスが受光した光においてフリッカの存在を判断する段階と、
を含む方法。
【請求項２】
前記光を変換する段階は、前記感光デバイスに結合された非線形デバイスを用いて光を電気信号に変換する段階を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電気信号は、連続する時間期間にわたって対数方式で変換される、
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
画像を生成するために前記光を処理する段階を更に含み、フリッカの存在は前記光の処理とほぼ同時に判断される、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記復調段階は、１００ヘルツ又は１２０ヘルツの少なくとも一方に近接する周波数を有する基準信号を用いて前記電気信号を復調する段階を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記復調信号をフィルタリングする段階を更に含む、
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項７】
前記光内にフリッカの存在が判断された場合に、前記ピクセルマトリクスが受光した光内のフリッカを軽減又は排除する段階を更に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
１つ又はそれ以上の集積回路ダイ上に配置された画像生成センサを備えた装置であって、該画像生成センサが、
ピクセルマトリクスと、
前記１つ又はそれ以上の集積回路ダイ上で前記ピクセルマトリクスの外側に配置されたフリッカ検出器と、
を含む、
ことを特徴とする装置。
【請求項９】
１つ又はそれ以上の追加のフリッカ検出器を更に備える、
ことを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記フリッカ検出器は、
感光デバイスと、
前記感光デバイスに結合されて電気信号を出力する非線形抵抗器と、
前記電気信号及び基準信号を受信するように結合され、復調信号を発生する復調回路と、
前記復調回路に結合されて前記復調信号及び閾値レベルを受信する比較器と、
を含み、
前記比較器は、前記閾値レベルに対して前記復調信号を比較し、前記復調信号が前記閾値レベルを超えたときにフラグを出力する、
ことを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記電気信号の異なる位相シフト波形に対して動作する複数の復調回路を更に備える、
ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記非線形抵抗器は対数性又は対数近似性であり、前記基準信号は１００ヘルツ又は１２０ヘルツのうちの少なくとも一方に近接する周波数を有する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
光を受光してシーン画像を生成するための複数の線形応答ピクセルと、
非線形抵抗器に結合された感光デバイスを含み、光におけるフリッカを検出する非線形応答ピクセルと、
を備え、
前記非線形応答ピクセル及び前記複数の線形ピクセルは、共通の集積回路ダイ上に配置される、
ことを特徴とする装置。
【請求項１４】
前記複数の線形応答ピクセルはピクセルマトリクスを形成し、前記非線形応答ピクセルは前記ピクセルマトリクスの外側に配置される、
ことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記非線形応答ピクセルに結合されて該非線形応答ピクセルから電気信号を受信する復調器を更に備える、
請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記復調器は、１００ヘルツ又は１２０ヘルツに近接した周波数、或いはこれらの分割周波数を有する基準信号を受信するように結合される、
ことを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記非線形応答ピクセルは対数又は対数近似抵抗器を含む、
ことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１８】
前記復調器に結合された比較器を更に備える、
ことを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１９】
前記非線形応答ピクセルと前記復調器との間に結合された、バッファ又は増幅器のうちの少なくとも一方と、
前記復調器と前記比較器との間に結合されたフィルタと、
前記比較器に結合され、長い時間期間にわたってフリッカの存在の検出について補正を行うデジタル処理デバイスと、
を更に備える、
ことを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項２０】
前記非線形応答ピクセルに結合されたスイッチトキャパシタ回路と、
前記スイッチトキャパシタ回路に結合された比較器と、
を更に備える、
ことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項２１】
前記比較器に結合され、前記ピクセルマトリクスが受光したフリッカを補正するデジタル処理デバイスを更に備える、
ことを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記ピクセルマトリクスがある寸法を有し、前記非線形応答ピクセルは、前記ピクセルマトリクスの寸法とほぼ等しいか又はこれよりも短い距離で前記ピクセルマトリクスの外側に配置される、
ことを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項２３】
集積回路ダイの区域内の第１の平面上に配置されたピクセルマトリクスと、
感光デバイスを含むフリッカ検出器と、
を備え、
前記フリッカ検出器の感光デバイスが、前記ピクセルマトリクスの第１の平面の外部の前記区域内で配置される、
ことを特徴とする画像センサ。
【請求項２４】
前記感光デバイスが、前記ピクセルマトリクスの第１の平面よりも下にある第２の平面上に配置される、
ことを特徴とする請求項２３に記載の画像センサ。
【請求項２５】
前記ピクセルマトリクスのピクセルが、ｎ型基板上の深いｐウェル内にｎ型接合部を含み、前記感光デバイスが、前記ｎ型基板内に深いｐウェル接合部を含む、
ことを特徴とする請求項２３に記載の画像センサ。
【請求項２６】
前記ピクセルマトリクスが複数の線形応答ピクセルを含み、前記フリッカ検出器が非線形応答ピクセルを含み、前記非線形応答ピクセルは前記感光デバイスに結合された非線形抵抗器を含む、
ことを特徴とする請求項２３に記載の画像センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に画像センサに関し、より具体的には画像センサにおけるフリッカ検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体画像センサはカメラシステムにおいて広く用いられている。幾つかのカメラシステムにおける固体撮像装置センサは、スイッチング及び増幅素子と直列にある感光性素子のマトリクスから構成される。感光性の高感度素子は、例えば受光器、フォトダイオード、フォトトランジスタ、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）、又は同様のものとすることができる。各感光性素子は撮像されるシーンの一部分の画像を受光する。感光性素子は、これに付随する電子機器と協働して画素又はピクセルと呼ばれる。画像取得感光性素子は、画像の光強度を示す電気信号を生成する。感光性素子の電気信号は、通常、その感光性素子の上に当たる電磁放射（光）量に比例する電流である。
【０００３】
金属酸化物半導体（ＭＯＳ）又は相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）技術で実装された画像センサのうちで、受動ピクセルを有する画像センサと能動ピクセルを有する画像センサとは区別される。これらの２タイプのピクセル構造間の相違点は、能動ピクセルがその感光性素子上で収集した電荷を増幅／バッファする点である。受動ピクセルは信号増幅を行わず、ピクセル内に一体化されていない電荷感知増幅器を必要とする。
【０００４】
画像センサにおいて生じる１つの問題は、カメラシステムによって取り込まれるシーン内の照明光源（例えばランプ）からのフリッカである。蛍光管のような幾つかのタイプの人工照明は、周波数１００Ｈｚ（すなわち欧州規格）又は１２０Ｈｚ（米国規格）でフリッカを生じる。カメラにおける画像センサのフレームレートが同期していない場合、又は積分が照明期間の倍数ではない場合には、「ダークバンディング」のような望ましくないアーティファクトがカメラによって生成された画像内に出現する。
【０００５】
幾つかのカメラシステムはフリッカ検出を備えておらず、かかるアーティファクトを補正するのに使用者の手動による介入を必要とする。これに対し、他の従来のカメラシステムはいずれかの形態のフリッカ検出を設けている。フリッカを検出する１つの従来方法は、画像センサとは別個の（非モノリシック）フリッカ検出器デバイスを利用している。非モノリシックデバイスは、線形応答光センサ又は画像情報自体からの検出に基づいている。フリッカを検出する別の従来方法は、画像センサ信号からのビート周波数抽出に基づいている。かかる従来のフリッカ検出法はハードウェアの面で高価であり、及び／又は複雑な動作及び操作（例えば線形応答光センサ）を必要とする。更に、画像自体からのフリッカの検出は信頼性に欠ける場合があり、誤ったトリガを生じ、又はトリガを生じない可能性がある。１つの主な理由は、画像がある一定のフレームレートで取られることである。このフレームレートがフリッカ周波数の整数比である場合には、フリッカは検出することさえもできない。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，２２５，６７０号公報
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、添付図面の図において限定ではなく例証として示される。
以下の説明では、本発明の実施形態を完全に理解するために、特定のコマンド、指定された構成要素、接続、フレーム数、その他の実施例のような、多くの具体的な詳細事項が記載される。しかしながら、これらの特定の詳細がなくとも本発明の実施形態を実施することができる点は、当業者であれば明らかであろう。場合によっては、本発明を不必要に曖昧にすることを避けるために、公知の構成要素又は方法は詳細には説明せずに、ブロック図で説明している。従って、記載の特定の詳細事項は単に例証に過ぎない。この特定の詳細事項は変更することができるが、それでも本発明の精神及び範囲内にあることが企図される。
【０００８】
以下の詳細説明は回路を含んでおり、これについて以下に説明することにする。或いは、回路の動作は、ハードウェア、ファームウェア、及びソフトウェアの組み合せによって行うことができる。本明細書で用いる用語「結合される」とは、直接的な結合、或いは、１つ又はそれ以上の介在要素を通じて間接的に結合することを意味する。本明細書にて説明する様々なバスを介して供給される信号のいずれもが他の信号と時間多重化することができ、１つ又はそれ以上の共通バスを介して供給することができる。これに加えて、回路構成要素間又はブロック間の相互接続は、バス又は単一の信号ラインとして示すことができる。或いは、バスの各々は、１つ又はそれ以上の単一の信号ラインとすることができ、単一の信号ラインの各々がバスとすることができる。
【０００９】
画像センサにおける照明フリッカ検出のための方法及び装置を説明する。図１は、フリッカ検出器を有する画像センサの一実施形態を示している。画像センサ１０００は、ピクセルマトリクス１０２０及びイメージングコア（画像生成電子機器）の動作に関連する電子構成部品を含む。一実施形態では、イメージングコア１０１０は、ピクセル（例えばピクセル１０２１）のアレイを有するピクセルマトリクスと、ピクセルマトリクス１０２０に対応する駆動及び感知回路とを含む。駆動及び感知回路は、シフトレジスタ又はアドレス指定レジスタの形態でＸ及びＹ方向にある１つ又はそれ以上のスキャンレジスタ１０３５、１０３０；ロングリセット及び選択ラインのためのバッファ／ラインドライバ；固定パターンノイズ（ＦＰＮ）消去及び二重サンプリング回路も含むことができる列増幅器１０４０；及び出力バス１０４６に結合されたアナログマルチプレクサ（ｍｕｘ）１０４５を含むことができる。ＦＰＮは、アレイ内のピクセルの応答において不均一性が存在する作用がある。この不均一性の補正は、例えばピクセル依存の補正量をピクセル信号に乗算、又は加算／減算することによる、何らかのタイプの較正を必要とする場合がある。ＦＰＮを消去する回路及び方法は、相関二重サンプリング又はオフセット補償と呼ぶことができ、当該技術分野で公知であり、従って、詳細には説明しない。
【００１０】
ピクセルマトリクス１０２０は、Ｎ行のピクセル（幅寸法を有する）×Ｎ列のピクセル（長さ寸法を有する）に配列することができ、Ｎ≧１である。各ピクセル（例えばピクセル１０２１）は、少なくとも感光性素子と読み出しスイッチ（図示していない）とから構成される。ピクセルマトリクス１０２０のピクセルは、線形応答ピクセル（すなわち線形性を有する、又は区分線形の傾きを有する）とすることができる。一実施形態では、米国特許第６，２２５，６７０号で記載されるピクセルをピクセルマトリクス１０２０に用いることができる。或いは、他のタイプのピクセルをピクセルマトリクス１０２０に用いることができる。ピクセルマトリクスは、当該技術分野で公知であり、これ以上の詳細説明は行わない。
【００１１】
Ｙアドレス指定スキャンレジスタ１０３０は、読み出されることになるピクセルマトリクス１０２０の行（例えば行１０２２）の全てのピクセルをアドレス指定し、これによって、選択した行のピクセルの全ての選択したスイッチング素子がオンにされる。従って、選択したピクセルの各々は信号を垂直出力ライン（例えばライン１０２３）上に配置し、信号は列増幅器１０４０において増幅される。Ｘアドレス指定スキャンレジスタ１０３５は、制御信号をアナログマルチプレクサ１０４５に供給し、列増幅器１０４０の出力信号（増幅電荷）を出力バス１０４６上に配置する。出力バス１０４６は、イメージングコア１０１０からアナログ出力１０４９を供給する出力バッファ１０４８に結合することができる。またバッファ１０４８は、イメージングコア１０１０からの増幅出力信号が求められている場合には、増幅器の代りとなることができる。
【００１２】
イメージングコア１０１０からの出力１０４９は、アナログイメージングコア出力１０４９をデジタル領域に変換するためのアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）１０５０に結合される。ＡＤＣ１０５０はデジタル処理デバイス１０６０に結合され、ＡＤＣ１０５０から受信するデジタルデータを処理する（かかる処理は、画像生成処理又は後処理と呼ぶことができる）。デジタル処理デバイス１０６０は、マイクロプロセッサ又は中央処理ユニット、コントローラ、又は同様のもの等の１つ又はそれ以上の汎用処理デバイスを含むことができる。或いは、デジタル処理デバイス１０６０は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又は同様のもの等の１つ又はそれ以上の専用処理デバイスを含むことができる。またデジタル処理デバイス１０６０は、汎用処理デバイスと専用処理デバイスとのいずれかの組み合せを含むことができる。
【００１３】
デジタル処理デバイス１０６０は、画像センサ１０００の外部にある構成要素との情報入出力（Ｉ／Ｏ）交換を操作し、プロトコル、ハンドシェーク処理、電圧変換、その他などの他のタスクを処理するインターフェースモジュール１０７０に結合される。インターフェースモジュール１０７０はシーケンサ１０８０に結合することができる。シーケンサ１０８０は、イメージングコア１０１０、デジタル処理デバイス１０６０、及びＡＤＣ１０５０等の画像センサ内の１つ又はそれ以上の構成要素に結合することができる。シーケンサ１０８０は、外部で発生させたクロック及びインターフェースモジュール１０７０からの制御信号を受信し、例えばイメージングコア１０１０、ＡＤＣ１０５０、その他など、画像生成センサ内の回路を駆動するために内部パルスを発生させるデジタル回路とすることができる。
【００１４】
ピクセルマトリクス１０２０及び関連の画像生成電子機器は、共通キャリア内にパッケージすることができる１つ又はそれ以上の共通集積回路ダイ上に作製することができる。一実施形態では、１つ又はそれ以上のフリッカ検出器１００は、画像センサ１０００の１つ又はそれ以上の集積回路ダイ上で画像生成区域（すなわちピクセルマトリクス１０２０）の外側の集積回路ダイ上に配置される。かかる実施形態では、フリッカ検出器１００は、ピクセルマトリクスの外側でピクセルマトリクス１０２０の寸法（例えば幅又は長さ）にほぼ等しいか又はそれよりも短い距離１０１に配置することができる。図を簡単にするためにフリッカ検出器はピクセルマトリクス１０２０の右側にのみ示されており、フリッカ検出器１００の位置はこれに限定されない点に留意されたい。逆に、フリッカ検出器１０２０は、ピクセルマトリクス１０２０のいずれの側に配置してもよい。更に、イメージングコア１０１０の内側に示しているが、フリッカ検出器１００は、イメージングコアの外側で画像センサ１０００内のいかなる場所に設置してもよい。加えて、単に説明を容易にする目的で、一度に１つのフリッカ検出器１００だけを説明し例示する場合があるが、上述のように、画像センサ１０００はフリッカ検出器１００の１つよりも多くを含むことができる点に留意されたい。
【００１５】
例えば、パッケージ化された画像センサ１０００の集積回路ダイ上（パッケージ化したデバイスの外ではなく）での画像生成区域（すなわちピクセルマトリクス１０２０）の近傍の専用フリッカ検出器１０２０の位置決めによって、画像生成区域又は画像生成電子機器に侵入することなく、フリッカ検出のフレアに起因する十分な光エネルギーの取り込みが可能になる。別の実施形態では、フリッカ検出器（又はその受光構成要素）をピクセルマトリクス１０２０に組み込むことができる。例えば、マトリクス１０２０のピクセルの１つ又はそれ以上（例えばコーナ又は側部ピクセル）を下記に解説するフリッカ検出器の非線形感光デバイス２０５で置き換えることができる。
【００１６】
フリッカ検出器１００は、フリッカが存在すると判定された場合にフラグを出力するように構成することができる。一実施形態では、フリッカ検出器１００はデジタル信号処理デバイス１０６０にフラグを出力するように結合することができる。フラグ信号の受信に基づいて、デジタル信号処理デバイス１０６０は、当業者には公知の技術を用いて、ピクセルマトリクスから受信する光レベルにおけるフリッカを軽減又は消去する動作を行うように構成することができる。
【００１７】
図２及び３に関連して以下で議論するように、一実施形態では、フリッカ検出器は、画像生成センサ１０００が捉える環境照明における米国での１２０Ｈｚ（欧州での１００Ｈｚ）フリッカの存在を検出するように構成することができる。
【００１８】
図２は、フリッカ検出器の一実施形態を示している。フリッカ検出器１００は、感光デバイス２０５，非線形抵抗器２１０、バッファ２２０、復調器２３０、低域通過フィルタ２４０、及び比較器２５０を含む。一実施形態では、感光デバイス２０５は図２に示すようにフォトダイオードである。或いは、他のタイプの感光デバイス（例えばフォトトランジスタ、フォトレジスタ等）を用いることができる。
【００１９】
感光デバイス２０５は、ＶＤＤ（高電圧）とＶＳＳ（ＶＤＤに対して低電圧）との間で非線形抵抗器と直列に結合することができる。従って、感光デバイス２０５は、非線形抵抗器２１０によってバイアスされる。例えば感光デバイス又は非線形抵抗器がフィードバックループにある場合の別の構成を用いることができる。従って、感光デバイス２０５及び非線形抵抗器２１０の構成は、非線形応答ピクセルと呼ぶことができる。１一実施形態では、非線形抵抗器２１０は、対数抵抗器とすることができ、特に、ＶＤＤに接続されたドレインノードにゲートノードをつないだＭＯＳＦＥＴ  Ｍ１を用いて構成することができる。かかる実施形態では、フォトダイオード２０５は、ＭＯＳＦＥＴ  Ｍ１のソースに結合される。或いは、例えば対数抵抗器に近付けた順バイアスダイオード又はバイポーラトランジスタのＶBEなど、当該技術分野で公知の様々な他のタイプの非線形又は対数抵抗器を用いることができる。
【００２０】
Ｍ１のソースにおける信号２０７は、基本的には、時間的に連続しており且つ感光デバイス２０５が受光する光強度に対数比例する電圧である。感光デバイス２０５が受光する光がフリッカを生じる場合には、光はこのポイントで捉えられる。感光デバイスは、連続時間連続応答の抵抗ベースのデバイスである。かかるデバイスは、タイミング又はクロック信号印加を必要としない。非線形抵抗器２１０が対数性である実施形態では、デバイスは、どのような調節も必要とせずにカメラの全照明範囲にわたることができる作動範囲を有する。
【００２１】
Ｍ１のソースにおける信号２０７は、バッファ２２０に結合することができる。増幅が望ましい場合、バッファ２２０が増幅器の代りとなることができる。バッファ／増幅器２２０は、信号２０７を低インピーダンスで伝播する、又はその振幅を復調器２３０による復調に適切なレベルにするように動作する。バッファ／増幅器２２０の出力は、復調器２３０に結合される。或いは信号２０７は、直接復調器２３０に結合することができる。
【００２２】
一実施形態では、復調器２３０によって行われる復調は、１００Ｈｚ（又は１２０Ｈｚ）基準信号２３０との乗算である。或いは、他の搬送周波数を用いることができる。実際の実施では、乗算は、基準信号及びその９０度位相シフトしたものと行うことができる。復調器２３０の出力は、通過フィルタ２４０に結合される。
【００２３】
通過フィルタ２４０は、画像シーン内の光変動に起因する擬似スパイクを低減又は排除するように動作する。一実施形態ではフィルタ２４０は低域通過フィルタである。或いは、帯域通過フィルタを用いることもできる。復調器の動作及び通過フィルタリングは、例えば、復調の前に帯域フィルタリングをする等、様々な別の手法で実施することができる点に留意されたい。更に別の実施形態では、復調器及び通過フィルタの機能は、受信信号２０７を同時に復調及び低域通過フィルタリングするために単一の回路構成要素内に一体化することができる。別の実施形態ではフィルタリングを行わず、復調器２３０の出力は比較器２５０に結合することができ、これによってフィルタリングは比較の後に任意選択的に行われる。
【００２４】
フィルタ２４０からの低域通過フィルタリング信号出力２４５は、平均照明レベルに対するフリッカの振幅の比を表す（存在する場合）。出力２４５は、該出力２４５を閾値レベル２５５に対して比較する比較器回路２５０に供給される。一実施形態では、閾値レベル２５５は、外部から供給される基準電圧とすることができる。一実施形態では、比較器２５０の出力２５９は、フリッカが検出されたか否かを示すビット（１又は０）である。或いは、出力２５９は複数ビット出力とすることができる。次いで、出力２５９は、画像生成センサ１０００内の構成要素（例えばデジタル信号処理デバイス１０６０）又は画像生成センサ１０００が内部に配置される画像生成デバイス（例えばカメラ）によって更に処理されて、より長い時間スパンにわたってフリッカの存在を検証するようにする。例えば、上述の一実施形態では、フリッカ検出器１００は、処理（例えばフリッカの存在に対する補正）を行う目的で出力２５９をデジタル信号処理デバイス１０６０に供給するために結合することができる。
【００２５】
図３は、スイッチトキャパシタ回路３６０を有する、フリッカ検出器の別の実施形態を例示している。図３のフリッカ検出器では、図２の復調器２３０及び低域通過フィルタ２４０の動作は、スイッチトキャパシタ回路３６０によって実行される。この実施形態では、スイッチトキャパシタ回路３６０は、出力２０７を受信し、１００Ｈｚにおいて０、９０、１８０、及び２７０度の位相シフトを有する波形（例えば、矩形波又はパルス列）を発生させるように結合された４つのスイッチトキャパシタ３６１〜３６４を含む。０及び１８０度位相シフト波形の出力は、位相シフト波形間の差分信号を出力する差動増幅器３６５に結合される。９０及び２７０度位相シフト波形の出力は、位相シフト波形間の差分信号を出力する差動増幅器３６６に結合される。差動増幅器３６５及び３６６の出力は、絶対（ＡＢＳ）値回路３６７及び３６８にそれぞれ結合され、これらは、選択回路３６９に差分信号の絶対値を出力する。選択回路３６９は、比較器２５０への出力に対する絶対値の最大値（ＭＡＸ）を選択する。別の実施形態では、０及び９０度、又は０／９０／１８０／２７０、或いは更にそれ以上の独立区分上での復調は別個のものとすることができる。当業者には明らかなように、フリッカ検出器において更に他の代替の構成を用いることができる。
【００２６】
図４は、フリッカ検出の方法の一実施形態を例示している。この実施形態では、段階４１０で、光が、シーンの画像を生成するために画像センサにおいて用いられる線形応答ピクセル（ピクセルマトリクスの形態）による受光とは別個の非線形応答ピクセルの感光デバイスにより受光される。段階４２０で、非線形応答ピクセルの感光デバイスが受光した光を電気信号に変換する。一実施形態では、受光した光は、非線形応答ピクセルの非線形（例えば対数又は対数近似の）応答デバイスを用いて電気信号（例えば電圧）に変換する。段階４３０で、この信号を基準周波数（例えば１００／１２０Ｈｚ）を用いて復調する。一実施形態では、復調信号はフィルタリングすることができる。
【００２７】
次に段階４４０で、復調（及びフィルタリングされた）信号を閾値レベルと比較し、受光した光においてフリッカが存在するか否かを判断する。フリッカを検出した場合には、段階４５０で、フラグを設定して処理回路に供給し、検出したフリッカの存在を信号通知することができる。段階４６０で、画像生成センサのピクセルマトリクスから受信した光レベルにおいて検出したフリッカを軽減又は消去することができる。
【００２８】
１００／１２０Ｈｚフリッカに関して検討することがあるが、フリッカ検出器１００は、別の実施形態において１００／１２０Ｈｚ以外の周波数を有するフリッカを検出するように構成することもできる点に留意されたい。
【００２９】
図５は、ピクセルマトリクス内のピクセルに対して面外にあるフリッカ検出器回路を有する画像センサの別の実施形態の平面斜視図である。この実施形態では、フリッカ検出器１００の非線形感光デバイス２０５は、ピクセルマトリクス１０２０の区域内ではあるが、ピクセルマトリクス１０２０のピクセル（例えばピクセル１０２１）に対して面外に設置することができる。感光デバイス２０５の１つ又はそれ以上は、ピクセルマトリクスの平面とは異なる平面、例えばマトリクスのピクセルの前方又は後方に位置することができる。かかる異なる平面は、例えば、ピクセル内又はピクセル間に散在するより深い（又はより浅い）フォトダイオードのセット；ピクセルの全て又はセットを含むより深い光接合部、ＳＯＩデバイスのバルク内に実装した別個のフォトダイオードであって、これによってピクセルがＳＯＩデバイスの最上層に存在するもの；又はピクセルアレイの上部の半混成最上層（例えばアモルファスシリコン最上層）であって、該最上層が受光器であるもの、その他の様々な形態のいずれか１つを有することができる。
【００３０】
図６は、図５の面外フリッカ検出回路の例示的な実装の断面図である。この実施形態では、ピクセルフォトダイオードは、深いｐウェル６２０内のｎ型接合部６１０である。広域ｐウェル６２０と基板６３０との接合部は、フリッカ検出器における受光体として機能する。従って、フリッカ検出受光体６２５は、ピクセルマトリクス１０２０のフォトダイオードと同じ区域をカバーするが、異なる平面上に位置する。光６４０（特に赤色光）は、シリコン内である程度長い透過深さを有し、従って、両方の層６２０及び６３０内で電子正孔ペアを生成することになる点に留意されたい。
【００３１】
本明細書で議論した画像センサ１０００は、様々な用途において用いることができる。一実施形態では、本明細書で議論した画像センサ１０００は、例えば汎用写真撮影（例えばカメラ電話、スチールカメラ、ビデオカメラ）又は専用写真撮影用のデジタルカメラシステムで用いることができる。或いは、本明細書で議論した画像センサ１０００は、例えば機械視覚、文書スキャン、顕微鏡、セキュリティ、生体認証、その他など、他のタイプの用途で用いることができる。
【００３２】
本発明の幾つかの特定の実施形態が示されたが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。本発明は、本明細書で説明した特定の実施形態によって限定されるのではなく、添付の請求項の範囲によってのみ限定されると理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】フリッカ検出回路を有する画像センサの一実施形態を示す図である。
【図２】画像センサにおけるフリッカ検出の一実施形態を示す図である。
【図３】フリッカ検出回路の一実施形態を示す図である。
【図４】フリッカ検出の方法の一実施形態を示す図である。
【図５】ピクセルマトリクス内のピクセルに対して面外にあるフリッカ検出回路を有する画像センサの別の実施形態を示す平面斜視図である。
【図６】図５の面外フリッカ検出回路の例示的な実装を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１００  フリッカ検出器
１０００  画像生成センサ
１０１０  イメージングコア
１０２０  ピクセルマトリクス
１０２１  ピクセル
１０２２  行
１０２３  垂直出力ライン
１０３０  Ｙ−アドレス指定スキャンレジスタ
１０３５  Ｘ−アドレス指定スキャンレジスタ
１０４０  列増幅器
１０４５  アナログマルチプレクサ
１０４６  出力バス
１０４９  出力
１０５０  アナログデジタル変換器
１０６０  デジタル処理デバイス
１０７０  インターフェースモジュール
１０８０  シーケンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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