(57)【要約】【課題】  画像フレーム毎に、高解像度のキャプチャーされた画像を転送する。また、アーティファクトを防止しつつすべてのピクセルを用いて低解像度の画像を生成する。【解決手段】  第１色の光を感知可能な第１の複数のピクセルからの情報を第１のパス６０に沿って伝達し、これと同時に、第２色の光を感知可能な第２の複数のピクセルの一部からの情報を第２のパス７０に沿って伝達すること、第３色の光を感知可能な第３の複数のピクセルからの情報を第１のパス６０に沿って伝達し、これと同時に、第２色の光を感知可能な第２の複数のピクセルの残りの部分からの情報を第２のパス７０に沿って伝達すること、とによって画像キャプチャー装置１０内で情報を伝達する。【選択図】  図１Ａ
2004173288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１色の光を感知可能な第１の複数のピクセルからの情報を第１のパスに沿って伝達し、これと同時に、第２色の光を感知可能な第２の複数のピクセルの一部からの情報を第２のパスに沿って伝達するステップと、
第３色の光を感知可能な第３の複数のピクセルからの情報を前記第１のパスに沿って伝達し、これと同時に、前記第２色の光を感知可能な前記第２の複数のピクセルの残りの部分からの情報を前記第２のパスに沿って伝達するステップと
を含む、画像キャプチャー装置内で情報を伝達する方法。
【請求項２】
前記第１色の光に対応する前記情報を第１レジスタに累積し、これと同時に、前記第２の複数のピクセルの前記一部からの、前記第２色の光に対応する前記情報を第２レジスタに累積するステップと、
前記第１色の光に対応する前記情報を前記第１レジスタから第１の増幅器に伝達し、これと同時に、前記第２色の光に対応する前記情報を前記第２レジスタから第２の増幅器に伝達するステップと、
前記第３の複数のピクセルからの前記第３色の光に対応する前記情報を前記第１レジスタに累積するとともに、前記第２の複数のピクセルの前記残りの部分からの前記第２色の光に対応する前記情報を前記第２レジスタに累積するステップと、
前記第３色の光に対応する前記情報を、前記第１レジスタから前記第１の増幅器に伝達するとともに、前記第２色の光に対応する前記情報を、前記第２レジスタから前記第２の増幅器に伝達するステップと
をさらに含む、請求項１に記載の情報伝達方法。
【請求項３】
前記第１の複数のピクセルで赤色光を感知するステップと、
前記第２の複数のピクセルで緑色光を感知するステップと、
前記第３の複数のピクセルで青色光を感知するステップと
をさらに含む、請求項１に記載の情報伝達方法。
【請求項４】
画像キャプチャー装置内で情報を伝達するシステムであって、
ピクセルマトリックスを備え、該ピクセルマトリックスは、
第１色の光を感知可能な第１の複数のピクセルと、
第２色の光を感知可能な第２の複数のピクセルと、
第３色の光を感知可能な第３の複数のピクセルと
を備えており、
当該情報伝達システムは、
前記第１の複数のピクセルおよび前記第３の複数のピクセルからの前記情報を伝達するように構成された第１の複数の直列接続シフトレジスタと、
前記第２の複数のピクセルからの前記情報を伝達するように構成された第２の複数の直列接続シフトレジスタと
をさらに備えており、
前記第１の複数のピクセルからの前記情報は、第１のパスに沿って伝達され、これと同時に、前記第２の複数のピクセルの一部からの前記情報は、第２のパスに沿って伝達され、
前記第３の複数のピクセルからの前記情報は、前記第１のパスに沿って後に伝達され、これと同時に、前記第２の複数のピクセルの残りの部分からの前記情報は、前記第２のパスに沿って後に伝達される、情報伝達システム。
【請求項５】
前記第１の複数のシフトレジスタの中の最後のレジスタに接続され、前記第１の複数のシフトレジスタからの前記情報を累積するように構成された第１の累積レジスタと、
前記第２の複数のシフトレジスタの中の最後のレジスタに接続され、前記第２の複数のシフトレジスタからの前記情報を累積するように構成された第２の累積レジスタと
をさらに備えた、請求項４に記載の情報伝達システム。
【請求項６】
前記第１の複数のシフトレジスタの中の最後のレジスタに通信可能に接続され、前記第１色の光および前記第３色の光に対応する前記情報を増幅するように構成された第１の増幅器と、
前記第２の複数のシフトレジスタの中の最後のレジスタに通信可能に接続され、前記第２色の光に対応する前記情報を増幅するように構成された第２の増幅器と
をさらに備えた、請求項４に記載の情報伝達システム。
【請求項７】
複数のピクセルマトリックスをさらに備え、
該ピクセルマトリックスはそれぞれ、一意の第１の複数のピクセル、第２の複数のピクセル、および第３の複数のピクセルを有し、
前記第１の複数のピクセルそれぞれからの前記情報は、前記第１のパスに沿って伝達され、
前記第２の複数のピクセルそれぞれの一部からの前記情報は、前記第２のパスに沿って伝達され、
前記第３の複数のピクセルそれぞれからの前記情報は、前記第１のパスに沿って後に伝達され、
前記第２の複数のピクセルそれぞれの残りの部分からの前記情報は、前記第２のパスに沿って後に伝達される、請求項４に記載の情報伝達システム。
【請求項８】
第１色の光を感知可能な第１の複数のピクセルおよび第２色の光を感知可能な第２の複数のピクセルからの情報を伝達するように構成された第１のパスと、
第３色の光を感知可能な第３の複数のピクセルからの情報を伝達するように構成された第２のパスと
を備え、
前記第１の複数のピクセルからの前記情報および前記第３の複数のピクセルの一部からの前記情報が、第１の伝達プロセス中に伝達されるように構成されるとともに、
前記第２の複数のピクセルからの前記情報および前記第３の複数のピクセルの残りの部分からの前記情報が後に、第２の伝達プロセス中に伝達されるようにさらに構成された、  画像キャプチャー装置内で情報を伝達するシステム。
【請求項９】
前記第１の複数のピクセルは、赤色光を感知可能なピクセルをさらに含み、前記第２の複数のピクセルは、青色光を感知可能なピクセルをさらに含み、前記第３の複数のピクセルは、緑色光を感知可能なピクセルをさらに含む、請求項８に記載の情報伝達システム。
【請求項１０】
前記画像キャプチャー装置は、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、コピー機、ファクシミリ機、およびスキャナからなる群から選択される少なくとも１つのものを含む、請求項４または９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的にデジタル画像キャプチャー装置に関し、特に、画像キャプチャー装置内で情報を伝達するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像を「撮影」し、デジタルデータフォーマットで提供することが可能なデジタルをベースとする画像キャプチャー装置の出現に伴い、画像のデジタル「写真」は、画像キャプチャー装置内に存在するかまたはこれに接続されたメモリに格納される。デジタル画像キャプチャー装置の非限定的な例には、静止画像および／または動画像をキャプチャーするデジタルカメラ、スキャナ、およびコピー機がある。
【０００３】
通常、デジタル画像キャプチャー装置は、多数のピクセルを含む光検知素子を使用している。ピクセルは、検知された光の量（および、ピクセルが色を感知可能な場合には色）に対応して電荷を累積する。電荷がピクセルに累積され、レジスタによって伝達される場合、ピクセルおよびレジスタのアレイは、本明細書では電荷結合素子（ＣＣＤ）と呼ばれる。選択された色を感知可能なピクセルが、大きなマトリックスに配列される。色感知可能ピクセルは、マトリックスのすべての領域が色感知可能であるように、予め規定されたパターンでマトリックス中に分散される。デジタル画像キャプチャー装置の実施形態によっては、３００万を越えるピクセルを有するＣＣＤを使用するものがある。
【０００４】
通常、デジタル画像キャプチャー装置がビデオ画像をキャプチャーしているとき、特に数百万個のピクセルを有するＣＣＤが画像のキャプチャーに使用される場合、画像フレーム毎に、すべてのピクセルを処理するだけの時間はない。このため、選択されたピクセルが、光情報についてサンプリングされる。サンプリングされたピクセルからの光情報を用いてキャプチャーされた画像が構築される。高価で複雑なデジタル画像キャプチャー装置ほど、広い帯域幅を備えた高速の構成部品が使用されるため、単一フレームの時間期間内に多数のピクセルをサンプリングすることができる。しかし、画質は、いずれの形のピクセルサンプリングでも犠牲になる。これは、サンプリングされないピクセルからの光情報は単純に破棄されるためであり、キャプチャーされた画像が表示もしくは再現されるときに、たとえばアーティファクトが出現することがある。また、キャプチャーされた画像中の、画像自体には存在しない色のばらつきも目につくことがある。
【０００５】
代替として、他の実施形態では、ピクセルグループからの光情報の平均をデジタル的に算出して画質を向上させる。しかし、このような平均算出では、光情報をすべてのピクセルから受け取り、この平均をプロセッサによってデジタル的に算出するため、時間および計算能力が必要である。ビデオをキャプチャーする場合、選択された各ピクセルグループの平均算出をビデオの１つの画像フレームに割り振られた時間内で行わなければならないため、光情報のこのような平均算出は制限される。さらに、いくつかのアーティファクトおよびいくらかの色のばらつきがまだ目視できることがある。光情報の平均算出には、はるかに広い帯域幅および高い処理能力が必要であり、結果は最適なノイズパフォーマンスよりも劣るものであり、よって画質が犠牲になる。
【０００６】
また、静止デジタル画像をより低い解像度で保存し、そうすることによってメモリ容量を節約することが望ましい場合がある。たとえば、３００万画素を有するデジタル画像キャプチャー装置は、個々のあらゆるピクセルからの光情報が保存される場合、デジタル画像キャプチャー装置のメモリの大部分を利用して高品質の画像を格納する。したがって、ピクセルサンプリングにより、より低解像度の画像をキャプチャーし、メモリに格納することができ、そうすることによって必要になるメモリ容量が大幅に少なくなる。代替として、ピクセルグループからの光情報の平均の算出を使用して、メモリ容量を節約することができる。しかし、上に述べたように、サンプリングされないピクセルからの光情報は単純に破棄されるため、ピクセルサンプリングにより画質が犠牲になる。同様に、光情報の平均を算出するには、はるかに広い帯域および高い処理能力が必要であり、結果は最適なノイズパフォーマンスよりも劣るものであり、よって画質が犠牲になる。
【０００７】
画像情報がピクセルから検索されると、下流の構成要素が画像情報をよりよく受け取り、処理することができるように、光情報が増幅される。色情報が増幅される場合は、ピクセルによって検知された光の色を増幅するように構成された増幅器が選択される。たとえば、個々のピクセルが赤色光、緑色光、または青色光のいずれかを感知可能な複数のピクセルをＣＣＤデバイスが使用する場合、増幅器は、赤色光、緑色光、および青色光に対応する光情報を増幅するように構成される。しかし、このような増幅器は、特定の色の光に対応する光情報を増幅するように構成された増幅器ほど効率的ではなく、かつ／または効果的でもない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態は、包括的に、第１色の光を感知可能な第１の複数のピクセルからの情報を第１のパスに沿って伝達し、これと同時に、第２色の光を感知可能な第２の複数のピクセルの一部からの情報を第２のパスに沿って伝達すること、第３色の光を感知可能な第３の複数のピクセルからの情報を第１のパスに沿って伝達し、これと同時に、第２色の光を感知可能な第２の複数のピクセルの残りの部分からの情報を第２のパスに沿って伝達すること、とによって画像キャプチャー装置内で情報を伝達する。
【０００９】
本発明は、添付の図面を参照することでよりよく理解することができる。図面中の要素は必ずしも一定の比率で拡大縮小したものではなく、代わりに本発明の原理を明確に示すことに重点が置かれている。さらに、同様の参照番号は数枚の図面を通して対応するパーツを示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
包括的に、本発明は、静止画像および／または動画像をキャプチャーするデジタルカメラ、スキャナ、ファクシミリ機、またはコピー機等であるがこれらに制限されないデジタル画像キャプチャー装置によってキャプチャーされた画像に対応する情報を伝達することに関する。本発明は、ピクセルマトリックスを使用して光を感知するいずれのデジタルベースの画像キャプチャー装置にも適用することが可能である。便宜上、本発明の一実施形態について、静止画像および／または動画像をキャプチャーするように構成されたデジタルカメラ１０で実施される、またはこのようなデジタルカメラ１０の一部であるものとして説明する。本明細書では、「キャプチャーされた画像」という語句は、キャプチャーされたデジタル静止画像および／またはキャプチャーされた動画像を指す。
【００１１】
図１Ａは、本発明によるＣＣＤ１００の一実施形態を使用した画像キャプチャー装置１０を示すブロック図である。デジタルカメラ１０は、少なくとも、レンズユニット２０および画像キャプチャー起動ボタン３０をさらに備える。デジタルカメラ１０の選ばれた外部構成要素と内部構成要素の境界が切り欠き線４０で画定される。したがって、ＣＣＤ１００は内部構成要素であり、レンズユニット２０および画像キャプチャー起動ボタン３０は外部構成要素である。
【００１２】
ＣＣＤ１００の例示的な実施形態は、複数のピクセル列５０をさらに備える。交互になったピクセル列は、赤色光を感知可能な複数のピクセル（赤ピクセル（ＰＲ））および緑色光を感知可能な複数のピクセル（緑ピクセル（ＰＧ））からなる。隣接する列は、青色光を感知可能な複数のピクセル（青ピクセル（ＰＢ））および緑色光を感知可能な複数のピクセル（緑ピクセル（ＰＧ））からなる。
【００１３】
ＣＣＤ１００は、画像をキャプチャーするために画像をＣＣＤ１００上に合焦させることができるように、レンズユニット２０の背後の適切な場所に配置される。操作者がキャプチャーすべき画像に焦点を合わせ、焦点合わせした画像に満足すると、画像キャプチャー起動ボタン３０（シャッタボタンまたはシャッタリリースボタンとも呼ばれる）を作動させてデジタルカメラ１０に画像をキャプチャーさせ、こうして画像を「撮影」する。ＣＣＤ１００は、レンズユニット２０を通して画像を検知する。ＣＣＤ１００に存在するピクセルは、画像から受け取った所与の色の光の光度を示して定量化可能な値に対応する電荷を累積する。ピクセルからの定量化可能な値は、本明細書では便宜上「光情報」と呼ばれ、以下に述べる２つのパス上で処理する、デジタルカメラ１０の他の構成要素に伝達される。
【００１４】
本発明によれば、赤ピクセル（ＰＲ）および青ピクセル（ＰＢ）からの光情報は、ＣＣＤ１００を通る第１のパス６０に沿って伝達される。緑ピクセル（ＰＧ）からの光情報は、ＣＣＤ１００を通る第２のパス７０に沿って伝達される。ピクセルからの光情報を２つのパス６０および７０に沿って伝達するプロセスについて、以下に述べる。
【００１５】
図１Ｂは、本発明によるＣＣＤ１００の一部の一実施形態を示すブロック図である。便宜上、ピクセルマトリックスのサイズは、図１Ｂでは、ピクセル４個分の幅の行およびピクセル４個分の深さの列で示される４×４マトリックスとして規定される。キャプチャーされた画像に望ましい解像度に基づいて、任意の適切なピクセルマトリックスサイズを規定しうることが理解される。
【００１６】
図１Ｂに示すＣＣＤ１００の部分は、少なくとも、複数の赤ピクセル（ＰＲ）、複数の青ピクセル（ＰＢ）、および複数の緑ピクセル（ＰＧ）を含む。一実施形態では、赤ピクセル（ＰＲ）は、ピクセル行に沿って緑ピクセル（ＰＧ）と交互になっている。たとえば、ＣＣＤ１００の一部は、１番目の行および３番目の行を赤ピクセル（ＰＲ）と緑ピクセル（ＰＧ）が交互になったものとして示す。したがって、ＣＣＤ１００内の行は１つ置きに、赤ピクセル（ＰＲ）と緑ピクセル（ＰＧ）が交互になったもので構成される。
【００１７】
同様に、残りのピクセル行に沿っては、青ピクセル（ＰＢ）が緑ピクセル（ＰＧ）と交互になっている。たとえば、ＣＣＤ１００の一部は、２番目の行および４番目の行を青ピクセル（ＰＢ）と緑ピクセル（ＰＧ）が交互になったものとして示す。したがって、ＣＣＤ１００内の行は１つ置きに、青ピクセル（ＰＢ）と緑ピクセル（ＰＧ）が交互になったもので構成される。
【００１８】
さらに、赤ピクセル（ＰＲ）、青ピクセル（ＰＢ）、および緑ピクセル（ＰＧ）はマトリックスに構成されるため、ピクセルは、隣接するピクセル列を含むものとして見ることができる。図１Ｂでは、ピクセル列は列Ｃ１〜Ｃ４と呼ばれる。
【００１９】
ＣＣＤ１００のこの実施形態では、赤ピクセル（ＰＲ）あるいは青ピクセル（ＰＢ）のいずれもの２倍の緑ピクセル（ＰＧ）が使用されている。したがって、ＣＣＤ１００は、緑色光に対して、より敏感である(sensitive)とともに高いサンプリングレートを有する。本発明によるＣＣＤの他の実施形態は、赤ピクセル（ＰＲ）、青ピクセル（ＰＢ）、および／または緑ピクセル（ＰＧ）について異なる数の異なる配置方式を使用する。
【００２０】
各ピクセルに隣接してシフトレジスタがある。図１Ｂ中のこれらシフトレジスタは列に並んでおり、説明の便宜を図るため、ＳＲ０〜ＳＲ４とラベルが付けられる。したがって、任意の個々のシフトレジスタは、列指定および行指定によって識別することが可能である。たとえば、右上隅のシフトレジスタは、図１Ｂでは「Ｒ１，４」と指定される。実際の実施態様では、ＣＣＤ１００中のシフトレジスタの位置は、任意の適切な識別システムを使用して識別することが可能である。
【００２１】
各シフトレジスタは、レジスタが接続１０２を介して接続されているピクセルと通信する。たとえば、Ｒ１，４シフトレジスタは緑ピクセル（ＰＧ）と通信する。したがって、ＣＣＤ１００を通しての光情報およびＣＣＤからの光情報の流れを制御する制御プロセッサ１０４によって供給される適切な制御信号に応答して、シフトレジスタＲ１，４は、隣接する緑ピクセル（ＰＧ）から光情報を受け取る。制御プロセッサ１０４は、シフトレジスタおよび以下に述べる他の構成要素と通信可能に接続されている。
【００２２】
列中のシフトレジスタは、隣接するシフトレジスタとシリアル通信する。シフトレジスタＳＲ０、ＳＲ２、およびＳＲ４の列は、図示の実施形態に従って示されるパスで緑ピクセル（ＰＧ）からの光情報を伝達する。たとえば、シフトレジスタＲ２，０は、各緑ピクセル（ＰＧ）から光情報を受け取る。制御プロセッサ１０４から適切な制御信号を受け取ると、光情報がシフトレジスタＲ２，０からシフトレジスタＲ３，０にシリアルに伝達される。光情報は最終的に、以下に述べるように、本発明に従って下部水平シフトレジスタ１０６Ａに伝達される。説明の便宜を図るため、シフトレジスタ列ＳＲ０、ＳＲ２、およびＳＲ４を通しての緑ピクセル（ＰＧ）の光情報の流れの向きは、下向きの矢印付きの破線１０８で表される。シフトレジスタ１０６Ａ〜１０６Ｃは、互いに通信するとともに、すぐ上のシフトレジスタと通信する下部水平行中のシフトレジスタの一部を含む。
【００２３】
同様に、シフトレジスタ列ＳＲ１およびＳＲ３は、赤ピクセル（ＰＲ）および青ピクセル（ＰＢ）からの光情報を伝達する。光情報は、本発明による別のパスで伝達される。たとえば、シフトレジスタＲ１，１は、各赤ピクセル（ＰＲ）から光情報を受け取る。制御プロセッサ１０４から適切な制御信号を受け取ると、光情報が、図示の実施形態によるシフトレジスタＲ１，１から上部水平シフトレジスタ１１０Ａまで示されるパスで伝達される。説明の便宜を図るため、赤ピクセル（ＰＲ）または青ピクセル（ＰＢ）からシフトレジスタ列ＳＲ１およびＳＲ３を通る、光情報の流れるパスは、上向きの矢印付きの破線１１２で表される。シフトレジスタ１１０Ａ〜１１０Ｂは、上部水平行シフトレジスタの一部を含む。
【００２４】
適切な制御信号が、制御プロセッサ１０４から上記シフトレジスタに伝達される。一実施形態では、ロジック１３８が制御プロセッサ１０４によって実行されて、適切な制御信号が決定される。これら制御信号は、以下クロッキング信号および／またはクロック信号と呼ばれ、シフトレジスタおよび拡散コンデンサを通しての光情報の伝達を促す。任意の適したクロック信号を本発明により使用しうるため、便宜のため、また簡潔にするために、本明細書では詳細に説明しない。
【００２５】
図１Ｂ中の電荷結合素子（ＣＣＤ）１００の一部を説明する説明の便宜を図るため、図１Ｂには、ＣＣＤ１００の相対的に少ない部分（すなわち、１６個のピクセルおよび５つのシフトレジスタ列の一部）のみが示されている。また、説明の便宜を図るため、図１Ｂでは、シフトレジスタ間の接続が省かれている。本発明のシステムおよび方法は、ＣＣＤ１００内のすべてのピクセルおよびシフトレジスタに適用可能なことが理解される。したがって、本発明は、何千個、さらには何百万個ものピクセルを有するＣＣＤ１００において光情報を伝達するように構成される。便宜上、図１Ｂは１列に４個のピクセルしか示していないが、本発明は、１列に多くのピクセルを有するＣＣＤ１００から光情報を伝達するように構成される。
【００２６】
上部水平行シフトレジスタ１１０Ａ〜１１０Ｂは、通信可能に直列接続され、光情報を上部浮動拡散コンデンサ（upper floating diffusion capacitor)１１４にシリアルに伝達するように構成される。たとえば、シフトレジスタ１１０Ａは、矢印付きの破線１１６で示されるように、シフトレジスタ１１０Ｂと通信する。同様に、シフトレジスタ１１０Ｂは、矢印付きの破線１１８で示されるように、上部浮動拡散コンデンサ１１４と通信する。したがって、上部浮動拡散コンデンサ１１４は、上部水平行シフトレジスタの中の直列接続された最後のシフトレジスタに通信可能に接続される。
【００２７】
同様に、下部水平行シフトレジスタ１０６Ａ〜１０６Ｃも通信可能に直列接続され、光情報を下部浮動拡散コンデンサ１２０にシリアルに伝達するように構成される。たとえば、シフトレジスタ１０６Ａは、矢印付きの破線１２２で表されるように、シフトレジスタ１０６Ｂと通信する。同様に、シフトレジスタ１０６Ｂは、矢印付きの破線１２４で表されるように、シフトレジスタ１０６Ｃと通信する。シフトレジスタ１１０Ｃは、矢印付きの破線１２６で表されるように、下部浮動拡散コンデンサ１２０と通信する。したがって、下部浮動拡散コンデンサ１２０は、下部水平行シフトレジスタの中の直列接続された最後のシフトレジスタに通信可能に接続される。
【００２８】
便宜上、ＣＣＤ１００は、上部および下部水平行シフトレジスタの相対的に少しの部分しか示していない。本発明は、ＣＣＤ１００内のすべての上部および下部水平行シフトレジスタを通して、本明細書に述べる光情報を伝達する。したがって、光情報は、何百個、さらには何千個もの上部水平行シフトレジスタを通して、上部浮動拡散コンデンサ１１４にシリアルに伝達される。光情報は、下部水平行シフトレジスタを通して、下部浮動拡散コンデンサ１２０にシリアルに伝達される。
【００２９】
本発明によれば、光情報は上部浮動拡散コンデンサ１１４に累積される。制御プロセッサ１０４から適切な制御信号を受け取ると、上部浮動拡散コンデンサ１１４に累積された光情報が、接続１３２を介して上部出力増幅器１３０に伝達されて増幅され、デジタル画像キャプチャー装置内に存在する他の構成要素に伝達される。同様に、光情報は、下部浮動拡散コンデンサ１２０に累積される。制御プロセッサ１０４から適切な制御信号を受け取ると、下部浮動拡散コンデンサ１２０に累積された光情報が、接続１３６を介して下部出力増幅器１３４に伝達されて増幅され、デジタル画像キャプチャー装置内に存在する他の構成要素に伝達される。
【００３０】
本発明の一実施形態によれば、上部出力増幅器１３０は、赤色および青色光情報を増幅して伝達するように構成される。下部出力増幅器１３４は、緑色光情報を増幅して伝達するように構成される。
【００３１】
図２Ａ〜図２Ｆは、本発明によるＣＣＤ１００（図１Ａおよび図１Ｂ）の一部から選択されたピクセルから、赤色および緑色光情報を伝達する実施形態によって使用される第１の伝達プロセスを示すブロック図である。したがって、赤ピクセル（ＰＲ）に累積された電荷に対応する光情報および緑ピクセル（ＰＧ）の一部に累積された電荷に対応する光情報は、第１のパスおよび第２のパスそれぞれを介して同時に伝達される。
【００３２】
図２Ａでは、赤ピクセル（ＰＲ）に累積された電荷は黒ベタのバーで象徴的に表される。同様に、緑ピクセル（ＰＧ）に累積された電荷は、斜線が引かれたバーで象徴的に表される。シフトレジスタＲ１，１〜Ｒ１，４およびＲ３，１〜Ｒ３，４は空である。すなわち、最初の時点では、シフトレジスタＲ１，１〜Ｒ１，４およびシフトレジスタＲ３，１〜Ｒ３，４は光情報を何等含まない。
【００３３】
さらに、空の枠線で示される図２Ａのその他のピクセルには、光情報に対応する電荷が累積されているかもしれない。また、それぞれの対応するレジスタは最初の時点では空である。図２Ａ〜図２Ｆに示す光情報伝達プロセス中、空の枠線として示されるピクセルに存在する電荷はいずれも、図２Ａ〜図２Ｆに示す光情報の伝達中、そのピクセルに留まる。これらピクセルからの光情報は、後の時点で伝達される（図３Ａ〜図３Ｆ参照）。
【００３４】
制御プロセッサ１０４（図１Ｂ）から適切なクロッキング信号を受け取ると、シフトレジスタＲ１，１〜Ｒ１，４およびＲ３，１〜Ｒ３，４は、接続されたピクセルから光情報を受け入れる。光情報のこの伝達は図２Ｂに図で示される。矢印が、伝達される光情報の移動パスを表す。本発明によるＣＣＤ１００の一実施形態では、電荷がそれぞれのレジスタに伝達される。
【００３５】
新たなクロック信号により、図２Ｃに示すように、シフトレジスタが光情報をシフトレジスタ１個分、シリアルに伝達する。したがって、赤ピクセル（ＰＲ）からの赤色光情報が、レジスタ１個分、第１のパス（上向き）で伝達され、緑ピクセル（ＰＧ）からの緑色光情報が、レジスタ１個分、第２のパス（下向き）で伝達される。赤色光情報がシフトレジスタ列の中で一番上のシフトレジスタにある場合、クロッキング信号により、赤色光情報は上部水平行シフトレジスタ中のそれぞれのシフトレジスタにシフトアップされる。同様に、緑色光情報がシフトレジスタ列の中で一番下のシフトレジスタにある場合、クロッキング信号により、緑色光情報は下部水平行シフトレジスタ中のそれぞれのシフトレジスタにシフトダウンされる。こうして、赤色光情報は、上部水平行シフトレジスタ中のそれぞれのシフトレジスタ１１０Ａおよび１１０Ｂ（図１Ｂも参照のこと）に伝達される。
【００３６】
新たなクロック信号により、図２Ｄに示すように、シフトレジスタはシフトレジスタ１個分、光情報をシリアルに伝達する。したがって、赤色光情報はレジスタ１個分上向き方向に伝達され、緑色光情報はレジスタ１個分下向き方向に伝達される。緑色光情報は、下部水平行シフトレジスタ中のそれぞれのシフトレジスタ１０６Ｂおよび１０６Ｃ（図１Ｂも参照のこと）に伝達される。図２Ｄに示すように、上部水平行シフトレジスタ１１０Ａおよび１１０Ｂは、光情報を追加として何等累積しない。
【００３７】
新たなクロック信号により、シフトレジスタは再び、シフトレジスタ１個分、光情報をシリアルに伝達する。したがって、赤色光情報は、上部水平行シフトレジスタ中のそれぞれのシフトレジスタ１１０Ａおよび１１０Ｂに移される。緑色光情報は、シフトレジスタ１個分の位置分下方に移動する。
【００３８】
新たなクロック信号により、シフトレジスタはもう一度、シフトレジスタ１個分、光情報をシリアルに伝達する。したがって、緑色光情報が、下部水平行シフトレジスタ中のそれぞれのシフトレジスタ１０６Ｂおよび１０６Ｃに移動される。図２Ｅに示すように、ここで、上部水平行中のシフトレジスタ１１０Ａおよび１１０Ｂには、２個の赤ピクセル（ＰＲ）に累積された電荷に対応する光情報が累積されている。同様に、下部水平行中のシフトレジスタ１０６Ｂおよび１０６Ｃには、ここで、２個の緑ピクセル（ＰＧ）に累積された電荷に対応する光情報が累積されている。上部または下部水平行シフトレジスタに存在するシフトレジスタへの光情報のこの累積は、ピクセル併合またはピクセルビニングと呼ばれる。水平シフトレジスタは、シフトレジスタが直列接続されたそれぞれの列からの光情報を累積するため、水平シフトレジスタ１１０Ａ、１１０Ｂ、１０６Ｂ、および１０６Ｃは、好ましくは、累積レジスタである。
【００３９】
新たなクロック信号により、レジスタ１１０Ａおよび１１０Ｂに累積された赤色光情報が、位置１つ分、右にシリアルに伝達される。したがって、レジスタ１１０Ｂに累積された赤色光情報は上部浮動拡散コンデンサ１１４に伝達され、レジスタ１１０Ａに累積された赤色光情報はレジスタ１１０Ｂに伝達される。同様に、レジスタ１０６Ｂおよび１０６Ｃに累積された緑色光情報も、位置１つ分、右にシリアルに伝達される。したがって、レジスタ１０６Ｂに累積されていた緑色光情報はレジスタ１０６Ｃに伝達され、レジスタ１０６Ｃに累積されていた緑色光情報は、下部浮動拡散コンデンサ１２０に伝達される。
【００４０】
新たなクロック信号により、レジスタ１１０Ｂに累積された赤色光情報が、位置１つ分、右にシリアルに伝達される。したがって、レジスタ１１０Ｂに累積されていた赤色光情報は上部浮動拡散コンデンサ１１４に伝達され、これによって４個の赤ピクセル（ＰＲ）からの赤色光情報が上部浮動拡散コンデンサ１１４に累積される。同様に、レジスタ１０６Ｃに累積されていた緑色光情報は下部浮動拡散コンデンサ１２０に伝達され、これによって、４個の緑ピクセル（ＰＧ）からの緑色光情報が下部浮動拡散コンデンサ１２０に累積される。浮動拡散コンデンサ１１４および１２０それぞれに累積された赤色および緑色光情報が図２Ｆに示される。
【００４１】
赤色光情報が上部浮動拡散コンデンサ１１４に累積され、緑色光情報が下部浮動拡散コンデンサ１２０に累積されると、クロッキング信号により、コンデンサ１１４およびコンデンサ１２０内の光情報が上部出力増幅器１３０および下部出力増幅器１３４それぞれに伝達される。したがって、累積された赤色光情報および累積された緑色光情報が、画像キャプチャー装置内に存在する他の構成要素に伝達され、さらに処理される。
【００４２】
図３Ａ〜図３Ｆは、本発明による、ＣＣＤ１００の一部から選択されたピクセルからの青色および緑色光情報を伝達する実施形態によって使用される第２の伝達プロセスを示すブロック図である。好ましくは、第２の伝達プロセスは、図２Ａ〜図２Ｆに示した第１の伝達プロセスの後に行われる。したがって、青ピクセル（ＰＢ）に累積された電荷に対応する光情報および緑ピクセル（ＰＧ）の残りの部分に累積された電荷に対応する光情報が、第１のパスおよび第２のパスそれぞれを介して同時に伝達される。
【００４３】
図３Ａでは、青ピクセル（ＰＢ）に累積された電荷は縦線が入ったバーで象徴的に表される。同様に、緑ピクセル（ＰＧ）に累積された電荷は、斜線が引かれたバーで象徴的に表される。この図３Ａ中のシフトレジスタＲ２，０〜Ｒ２，３およびＲ４，０〜Ｒ４，３は、最初の時点では空である。すなわち、シフトレジスタＲ２，０〜Ｒ２，３およびシフトレジスタＲ４，０〜Ｒ４，３は光情報を何等含まない。
【００４４】
制御プロセッサ１０４（図１Ｂ）から適切なクロッキング信号を受け取ると、シフトレジスタＲ２，０〜Ｒ２，３およびＲ４，０〜Ｒ４，３は、接続されたピクセルから光情報を受け入れる。光情報のこの伝達は図３Ｂに図で示される。矢印が、伝達される光情報の移動パスを表す。本発明によるＣＣＤ１００の一実施形態では、電荷がそれぞれのレジスタに伝達される。
【００４５】
新たなクロック信号により、図３Ｃに示すように、シフトレジスタが光情報をシフトレジスタ１個分シリアルに伝達する。したがって、青ピクセル（ＰＢ）からの青色光情報が、レジスタ１個分、第１のパス（上向き）で伝達され、緑ピクセル（ＰＧ）からの緑色光情報が、レジスタ１個分、第２のパス（下向き）で伝達される。青色光情報がシフトレジスタ列の中で一番上のシフトレジスタにある場合、クロッキング信号により、青色光情報は上部水平行シフトレジスタ中のそれぞれのシフトレジスタにシフトアップされる。同様に、緑色光情報がシフトレジスタ列の中で一番下のシフトレジスタにある場合、クロッキング信号により、緑色光情報は下部水平行シフトレジスタ中のそれぞれのシフトレジスタにシフトダウンされる。よって、緑色光情報は、下部水平行シフトレジスタ中のそれぞれのシフトレジスタ１０６Ａおよび１０６Ｂ（図１Ｂも参照のこと）に伝達される。
【００４６】
新たなクロック信号により、図３Ｄに示すように、シフトレジスタは再び、シフトレジスタ１個分、光情報をシリアルに伝達する。したがって、青色光情報はレジスタ１個分上向き方向に伝達され、緑色光情報はレジスタ１個分下向き方向に伝達される。こうして、青色光情報は、上部水平行シフトレジスタ中のそれぞれのシフトレジスタ１１０Ａおよび１１０Ｂ（図１Ｂも参照のこと）に伝達される。図３Ｄに示すように、下部水平行シフトレジスタ１０６Ａまたは１０６Ｂは、光情報を追加として何等累積しない。
【００４７】
新たなクロック信号により、シフトレジスタはもう一度、シフトレジスタ１個分、光情報をシリアルに伝達する。したがって、緑色光情報は、下部水平行シフトレジスタ中のそれぞれのシフトレジスタ１０６Ａおよび１０６Ｂに移動される。青色光情報は、シフトレジスタ１個分の位置だけ上方に移動する。
【００４８】
新たなクロック信号により、シフトレジスタは、シフトレジスタ１個分、光情報をシリアルに伝達する。したがって、青色光情報が、上部水平行シフトレジスタ中のそれぞれのシフトレジスタ１１０Ａおよび１１０Ｂに移される。図３Ｅに示すように、ここで、上部水平行中のシフトレジスタ１１０Ａおよび１１０Ｂには、２個の青ピクセル（ＰＢ）に累積された電荷に対応する光情報が累積されている。同様に、下部水平行中のシフトレジスタ１０６Ａおよび１０６Ｂには、ここで、２個の緑ピクセル（ＰＧ）に累積された電荷に対応する光情報が累積されている。
【００４９】
新たなクロック信号により、レジスタ１１０Ａおよび１１０Ｂに累積された青色光情報が、位置１つ分、右にシリアルに伝達される。したがって、レジスタ１１０Ｂに累積されていた青色光情報は上部浮動拡散コンデンサ１１４に伝達され、レジスタ１１０Ａに累積されていた青色光情報はレジスタ１１０Ｂに伝達される。同様に、レジスタ１０６Ａおよび１０６Ｂに累積されていた緑色光情報も、位置１つ分、右にシリアルに伝達される。したがって、レジスタ１０６Ａに累積されていた緑色光情報はレジスタ１０６Ｂに伝達され、レジスタ１０６Ｂに累積されていた緑色光情報は、レジスタ１０６Ｃに伝達される。
【００５０】
新たなクロック信号により、レジスタに累積された青色光情報が、位置１つ分、右にシリアルに伝達される。したがって、レジスタ１１０Ｂに累積されていた青色光情報は上部浮動拡散コンデンサ１１４に伝達され、これによって４個の青ピクセル（ＰＢ）からの青色光情報が上部浮動拡散コンデンサ１１４に累積される。同様に、レジスタ１０６Ｃに累積されていた緑色光情報は下部浮動拡散コンデンサ１２０に伝達され、これによって、２個の緑ピクセル（ＰＧ）からの緑色光情報が下部浮動拡散コンデンサ１２０に累積され、レジスタ１０６Ｂに累積されていた緑色光情報はレジスタ１０６Ｃに伝達される。新たなクロック信号により、レジスタ１０６Ｃに累積されていた緑色光情報が下部浮動拡散コンデンサ１２０に伝達され、これによって４個の緑ピクセル（ＰＧ）からの緑色光情報が下部浮動拡散コンデンサ１２０に累積される。浮動拡散コンデンサ１１４および１２０それぞれに累積された青色および緑色光情報が図３Ｆに示される。
【００５１】
青色光情報が上部浮動拡散コンデンサ１１４に累積され、緑色光情報が下部浮動拡散コンデンサ１２０に累積されると、クロッキング信号により、コンデンサ１１４およびコンデンサ１２０内の光情報が上部出力増幅器１３０および下部出力増幅器１３４それぞれに伝達される。したがって、累積された青色光情報および累積された緑色光情報が、画像キャプチャー装置内に存在する他の構成要素に伝達され、さらに処理される。
【００５２】
赤色、青色、および緑色光情報の拡散コンデンサ１３０および１３４への累積、およびそれに続く赤色、青色、および緑色光情報の画像キャプチャー装置への伝達が完了すると、図１Ｂの１６個の個々のピクセルからの光情報が、スーパーピクセルとも呼ばれる仮想ピクセルに変換されている。すなわち、１６個のピクセルによって検知された実際の光情報が、色で集約化されて水平行シフトレジスタに入り、これによって１６個の個々のピクセルがカバーしたエリアの仮想ピクセルが作成される。上記ピクセルでは、色の類似するピクセルの光の平均も算出せず、またいずれのピクセルからの色情報も破棄しない。
【００５３】
上記実施形態は、赤色光情報が上部拡散コンデンサ１１４から上部出力増幅器１３０に伝達される都度、また青色光情報が上部拡散コンデンサ１１４から上部出力増幅器１３０に伝達される都度、累積された緑色光情報を下部拡散コンデンサ１２０から下部出力増幅器１３４に伝達する。すなわち、緑色光情報の半分は赤色光情報と同時に伝達され、緑色光情報の残りの半分は青色光情報と同時に伝達される。
【００５４】
１６個のピクセルからの光情報を伝達し、色により光情報を集約化する上記プロセスは、マトリックスまたはエリアＣＣＤ１００の任意の予め規定された領域に適用することが同様に可能である。たとえば、光情報を累積するピクセルを４個だけにすることで、より高解像度の画像を求めることができる。あるいは、光情報を累積するピクセルを６４個にすることで、より低解像度の画像を作成することができる。さらに、便宜上、図１Ｂの１６個のピクセルが示す領域の形状は、明らかな正方形になったピクセルとして示されている。マトリックスＣＣＤまたはエリアＣＣＤの予め規定される領域は、矩形等であるがこれに制限されない任意の適切な形状に規定することが可能である。すなわち、Ｍ×Ｎピクセルのビニングを制御プロセッサ１０４によって指定することができる。本明細書では、光情報が本発明に従って伝達され集約化される際に、ピクセル数、マトリックスの予め規定される領域のサイズ、またはマトリックスの予め規定される領域の形状に制約を設ける意図はない。
【００５５】
本発明が、比較的多数のピクセルを有するマトリックスＣＣＤ１００で実施される場合、ピクセルはグループ化され、制御プロセッサにより処理されて、仮想ピクセルを含む予め規定されたピクセルエリアになる。本発明により赤色／青色光情報は最終的に、第１のパスに沿って伝達され、緑色光情報は第２のパスに沿って伝達されるため、マトリックスＣＣＤに３００万個のピクセルを有する画像キャプチャー装置が、光情報を素早く処理することができる。
【００５６】
さらに、制御プロセッサ１０４は、仮想ピクセル中のピクセル数を指定するとともに、グループ化されたピクセルの形状を指定することにより、キャプチャーされた画像の解像度を定めることができる。限定ではなく例として、３００万個のピクセルを有する画像キャプチャー装置は、図１Ｂに示す１６個のピクセルを有するように仮想ピクセルを規定することにより、仮想ピクセル１８７，５００個（３００万を１６で割る）という解像度の画像を再現かつ／または保存することができる。よって、キャプチャーされた画像を保存する場合、メモリに格納しなければならないデータ値は１８７，５００個だけである。さらに、より低い解像度を受け入れることができ、容量の限られたメモリにより多くの画像を保存すべき場合、制御プロセッサ１０４は、６４個のピクセルをグループ化し、そうすることによって仮想ピクセル４６，８７５個という解像度の画像を生成することで３００万個のピクセルを処理することができる。したがって、キャプチャーされた画像を保存する場合、メモリに格納しなければならないデータ値は４６，８７５個だけである。このように、制御プロセッサ１０４は、任意の適切なサイズの仮想ピクセルを画定することによってメモリ容量をより効率的に利用することが可能である。
【００５７】
画像キャプチャー装置が、ビデオ画像生成のために比較的多数のピクセルからの光情報を処理している場合、画像フレームに割り振られる時間は限られている。本発明は、光情報を、管理可能な数の高精度仮想ピクセルに累積し、こうすることによって、光情報が破棄（サンプリングを用いる場合と同様に）または平均が算出されることによるアーティファクトおよび／または不自然な色の非一様性という問題が回避される。
【００５８】
図４は、本発明による光情報を伝達するプロセスの一実施形態を示すフローチャート４００である。フローチャート４００は、ロジック１３８（図１Ｂ）を実施するソフトウェアの考えられる一実施形態のアーキテクチャ、機能、および動作を示し、色情報が上に述べたようにＣＣＤ１００を通って伝達されるように、制御プロセッサ１０４によって伝達されるクロッキング信号が決定される。この点に関して、各ブロックは、指定された論理関数（複数可）を実施する１つまたは複数の実行可能命令を含むモジュール、セグメント、またはコードの一部を表しうる。代替の実施態様によっては、ブロックに記された機能が図４に記された順序とは異なる順序で行われてもよく、またはフローチャート４００の機能から逸脱することなく追加の機能を含みうることにも留意されたい。たとえば、以下にさらに明らかにするように、図４に連続して示される２つのブロックは、実際にはほぼ同時に実行されてもよく、ブロックが時として順不同で実行されてもよく、またはブロックのいくつかが、関わる機能に応じてすべての場合で実行されなくともよい。本明細書では、このような変更および変形はすべて、本発明の範囲内に包含されるものと意図される。別の実施形態は、フローチャート４００のロジックを状態マシンとして実施されるファームウェアとして使用する。
【００５９】
プロセスはブロック４０２において始まる。ブロック４０４において、ピクセルマトリックスサイズ（Ｍ×Ｎ）が指定される。限定ではなく例として、図１Ｂに示すピクセルマトリックスサイズ４×４が指定されうる。ブロック４０６において、指定されたピクセルマトリックスサイズＭ×Ｎに従ったサイズをそれぞれ有する複数のピクセルグループが特定される。本発明の教示による、３００万個のピクセルを有し、好ましくは１８７，５００個の仮想ピクセルまたはスーパーピクセル（１グループあたりの１６個で３００万を割る）を有する画像キャプチャー装置の上記例では、１８７，５００個のピクセルグループそれぞれの場所が特定される。
【００６０】
ブロック４０８において、第１のピクセルグループからの赤色光情報および緑色光情報の一部が、本発明による第１のパスに沿って伝達される。本明細書では、光情報の伝達は、上に述べたように、本発明に従ってレジスタからレジスタに、そして最終的に増幅器１３０および１３４に光情報を伝達するプロセスを指す。
【００６１】
ブロック４１０において、すべての赤／緑ピクセルグループが伝達されたか否かが判定される。伝達されている場合（はいの状態）、プロセスはブロック４１２に進む。他の赤／緑ピクセルグループを伝達すべきである場合（いいえの状態）、プロセスはブロック４１４に進み、次の赤／緑ピクセルグループが第１のパスに沿って伝達される。次に、プロセスはブロック４１０に戻る。この上記ロジックループは、すべての赤／緑ピクセルグループが伝達されるまで繰り返される。
【００６２】
ブロック４１２において、第１のピクセルグループから（ここから、赤色／緑色光情報が本発明によりすでに伝達されている）青色光情報および緑色光情報の残りの部分が第２のパスに沿って伝達される。ブロック４１６において、すべての青／緑ピクセルグループが伝達されたか否かが判定される。まだすべての伝達が完了していない場合（いいえの状態）、プロセスはブロック４１８に進み、次の青／緑ピクセルグループが伝達される。プロセスはブロック４１６に戻る。すべての青／緑ピクセルグループが伝達されている場合（はいの状態）、プロセスはブロック４２０に進み、終了する。
【００６３】
別の実施形態では、青／緑ピクセルグループからの光情報が最初に伝達される。青／緑ピクセルグループが伝達された後、赤／緑ピクセルグループからの光情報が伝達される。
【００６４】
赤ピクセル（ＰＲ）よび青ピクセル（ＰＢ）からの光情報が、１つのパスに沿って、浮動拡散コンデンサおよび出力増幅器と通信する第１のシフトレジスタ行に伝達されるとともに、緑ピクセル（ＰＧ）からの光情報が別のパスに沿って、別の浮動拡散コンデンサおよび別の出力増幅器と通信する第２のシフトレジスタ行に伝達される限り、代替の実施形態では、様々な向きの通信パスを実施しうる。たとえば、赤ピクセル（ＰＲ）および青ピクセル（ＰＢ）からの光情報を下向きの方向で下部水平行シフトレジスタに伝達してもよく、緑ピクセル（ＰＧ）からの光情報は上向きの方向で上部水平行シフトレジスタに伝達される。
【００６５】
図５Ａ〜図５Ｆは、本発明に従ったＣＣＤ５００からの光情報の伝達を示すブロック図である。ＣＣＤ５００は、ピクセルマトリックスに対応する。ＣＣＤ５００は、予め規定された複数のピクセルグループに分割される。限定ではなく例として、図１Ｂ、図２Ａ〜図２Ｆ、および図３Ａ〜図３Ｆに示すピクセルグループ等、１６個のピクセルを、仮想ピクセルまたはスーパーピクセルと定めることができる。したがって、ＣＣＤ５００内のこのような例での各ピクセルグループは、１６個のピクセルからなる。ＣＣＤ５００により検知中のキャプチャーされた画像に望ましい解像度に応じて、任意の適切な数のピクセルをグループとして選択することができる。たとえば、マトリックス位置識別子「（Ｇ  １，１）」により識別される例示的なピクセルグループが、ＣＣＤ５００の左上の隅に見つけられる。同様に、いずれのピクセルグループの位置も同様のマトリックス位置識別子、または別の適切な位置識別子によって識別される。したがって、（Ｇ  ３，ｎ）と指定される例示的なピクセルグループは、ピクセルグループの３番目の行の最後列にあることが分かる。
【００６６】
また、図５Ａ〜図５Ｆに便宜上示されるのは、上部および下部水平行シリアルレジスタである。便宜上、１つの水平レジスタグループが、予め規定されたピクセルグループに対応する一群の水平レジスタを表す。したがって、予め規定されたピクセルグループが図１Ｂに示される１６個のピクセルに対応する場合、上部および下部水平レジスタグループはそれぞれ２個のレジスタを含む。たとえば、ピクセルグループ（Ｇ  １，１）が図１Ｂの１６個のピクセルに対応する場合、「（ＨＲ  Ｕ，１）」で指定される水平レジスタグループは、赤色／緑色光が処理されている場合にはレジスタ１１０ａおよび１１０ｂに対応する。（但し、「ＨＲ」は少なくとも１つの水平レジスタを指定し、「Ｕ」は上部行を指定し、「１」はＣＣＤ５００における、対応するピクセルグループの相対位置を指定する。）同様に、「（ＨＲ  Ｌ，１）」で指定される水平レジスタグループは、赤色／緑色光が処理されている場合、レジスタ１０６ａおよび１０６ｂに対応する。（「ＨＲ」は少なくとも１つの水平レジスタを指定し、「Ｌ」は下部行を指定し、「１」はＣＣＤ５００における、対応するピクセルグループの相対位置を指定する）。便宜上、図５Ａ〜図５Ｆにおいて、水平レジスタグループは、水平レジスタグループが空であることを示す太字フォントで識別される。下に述べるように、光情報が水平レジスタグループに転送される際、光情報の処理中には任意特定のピクセルグループからの光情報が後に続きうることが分かっているため、ピクセルグループ識別子が便宜上使用される。
【００６７】
図５Ａは、ＣＣＤ５００が画像の光に露出された後のＣＣＤ５００の状態を示す。したがって、各ピクセルグループは、赤色、青色、および緑色光情報を有する。水平レジスタグループ（ＨＲ  Ｕ，１）〜（ＨＲ  Ｕ，ｎ）および水平レジスタグループ（ＨＲ  Ｌ，１）〜（ＨＲ  Ｌ，ｎ）は、最初の時点では空である（光情報がない）ものと理解される。また、浮動拡散コンデンサ１１４および１２０も最初の時点では空である。
【００６８】
図５Ｂは、第１のパス（上向きの方向）での赤色（または青色）光情報の上部水平レジスタグループへの伝達、および第２のパス（下向きの方向）での緑色光情報の下部水平レジスタへの伝達を示す。したがって、ピクセルグループ（Ｇ  １，１）からの赤色（または青色）光情報が、第１のパスに沿って水平レジスタグループブロック（ＨＲ  Ｕ，１）に上方伝達される。同様に、一番上のピクセルグループ行中のその他のピクセルグループそれぞれからの赤色（または青色）光情報も、それぞれに対応する上部水平レジスタグループに上方伝達される。また、ピクセルグループ（Ｇ  ｍ，１）からの緑色光情報は、第２のパスに沿って水平レジスタグループ（ＨＲ  Ｌ，１）に下方伝達される。同様に、一番下のピクセルグループ行中のその他のピクセルグループそれぞれからの緑色光情報も、それぞれに対応する下部水平レジスタグループに下方伝達される。
【００６９】
たとえば、ピクセルグループが図１Ｂのような１６個のピクセルを有すると規定される場合、本発明による、図５Ｂに示される、ピクセルグループ（Ｇ  １，１）からの光情報を有する水平レジスタグループ（ＨＲ  Ｕ，１）は、赤色／緑色光が集められている場合は図２Ａで開始され図２Ｅで終了する光情報の集約化に対応し、青色／緑色光が集められている場合は図３Ａで始まり図３Ｅで終了する光情報の集約化に対応する。したがって、図示の例では、図５Ａに示す光情報が図５Ｂに示す光情報として伝達される間に、少なくとも４つのクロッキングサイクルが発生している。
【００７０】
次に、水平レジスタグループ中の光情報が、浮動拡散コンデンサ１１４および１２０、そして増幅器１３０および１３４に伝達される。したがって、図５Ｃは、水平レジスタグループにおける、レジスタグループ位置１つ分の、右への光情報の伝達を示す。したがって、ピクセルグループ（Ｇ  １，ｎ）の光情報はこのとき、上部浮動拡散コンデンサ１１４に存在し、ピクセルグループ（Ｇ  ｍ，ｎ）の光情報はこのとき、下部浮動拡散コンデンサ１２０に存在する。
【００７１】
たとえば、ピクセルグループが図１Ｂのような１６個のピクセルを有すると規定される場合、図５Ｂおよび図５Ｃに示される光情報の伝達は、赤色／緑色光が集められている場合は図２Ｅで始まり図２Ｆで終了する光情報の伝達に対応し、青色／緑色光が集められている場合は図３Ｅで始まり図３Ｆで終了する光情報の集約化に対応する。したがって、図示の例では、図５Ｂに示す光情報が図５Ｃに示す光情報として伝達される間に、少なくとも２つのクロッキングサイクルが発生している。
【００７２】
次に、浮動拡散コンデンサ１１４および１２０に存在する光情報が増幅器１３０および１３４それぞれに伝達される。また、水平レジスタグループ中の光情報も、レジスタグループ位置１つ分、右に伝達される。したがって、図５Ｄは、上部浮動拡散コンデンサ１１４に存在するピクセルグループ（Ｇ  １，（ｎ−１））から集約化された光情報、および下部浮動拡散コンデンサ１２０に存在するピクセルグループ（Ｇ  ｍ，（ｎ−１））から集約化された光情報を示す。
【００７３】
光情報を浮動拡散コンデンサ１１４および１２０から増幅器１３０および１３４それぞれに伝達するプロセスは、最後の光情報が水平レジスタグループ外に伝達されるまで繰り返される。この状況を図５Ｅに示す。したがって、ピクセルグループ（Ｇ  １，１）によって集められた光情報を集約化したものは上部浮動拡散コンデンサ１１４に存在し、ピクセルグループ（Ｇ  ｍ，１）によって集められた光情報を集約化したものは下部浮動拡散コンデンサ１２０に存在する。
【００７４】
次いで、上部浮動拡散コンデンサ１１４に存在する、ピクセルグループ（Ｇ  １，１）によって集められた光情報を集約化したもの、および下部浮動拡散コンデンサ１２０に存在する、ピクセルグループ（Ｇ  ｍ，１）によって集められた光情報を集約化したものは、増幅器１３０および１３４それぞれに伝達される。適当な数のクロッキングサイクル後、図５Ｆに示すように、次のピクセルグループからの光情報がそれぞれの水平レジスタグループに伝達される。したがって、ピクセルグループ（Ｇ  ２，１）からの光情報は、水平レジスタグループ（ＨＲ  Ｕ，１）において集約化され、ピクセルグループ（Ｇ  ｍ，１）からの光情報は、水平レジスタグループ（ＨＲ  Ｌ，１）において集約化される。水平レジスタグループに存在する光情報は、上に述べたように上部浮動拡散コンデンサ１１４、そして増幅器１３０に、また下部浮動拡散コンデンサ１２０、そして増幅器１３４に伝達される。最終的に、すべての赤色／緑色光情報がＣＣＤ５００外に伝達される。上記プロセスが繰り返され、青色／緑色光がＣＤ５００外に伝達される。
【００７５】
図６は、本発明に従って光情報を伝達するプロセスを示すフローチャート６００である。フローチャート６００は、ロジック１３８（図１Ｂ）を実施するソフトウェアの考えられる一実施形態のアーキテクチャ、機能、および動作を示し、色情報が上に述べたように、本発明に従ってＣＣＤ５００を通って伝達されるように、制御プロセッサ１０４によって伝達されるクロッキング信号が決定される。この点に関して、各ブロックは、指定された論理関数（複数可）を実施する１つまたは複数の実行可能命令を含むモジュール、セグメント、またはコードの一部を表しうる。代替の実施態様によっては、ブロックに記された機能が図６に記された順序とは異なる順序で行われてもよく、またはフローチャート６００の機能から逸脱することなく追加の機能を含みうることにも留意されたい。たとえば、以下にさらに明らかにするように、図６に連続して示される２つのブロックは、実際にはほぼ同時に実行されてもよく、ブロックが時として順不同で実行されてもよく、またはブロックのいくつかが、関わる機能に応じてすべての場合で実行されなくともよい。本明細書では、このような変更および変形はすべて、本発明の範囲内に包含されるものと意図される。
【００７６】
プロセスはブロック６０２において始まる。ブロック６０４において、ピクセルマトリックスサイズ（Ｍ×Ｎ）が指定される。限定ではなく例として、図１Ｂに示すピクセルマトリックスサイズ４×４が指定されうる。本発明によれば、任意の適切なピクセルマトリックスサイズが、キャプチャーされた画像に望ましい解像度に基づいて指定される。
【００７７】
ブロック６０６において、指定されたピクセルマトリックスサイズＭ×Ｎに従ったサイズをそれぞれ有する複数のピクセルグループが決定される。したがって、図５Ａ〜図５Ｆの例示的なピクセルグループ（Ｇ  １，１）等のピクセルグループが規定される。３００万個のピクセルを有し、１８７，５００個の仮想ピクセル（１グループあたりの１６個で３００万を割る）を有する画像キャプチャー装置の上記例では、１８７，５００個の仮想ピクセルそれぞれの場所が定められる。
【００７８】
ブロック６０８において、すべてのピクセルグループからの赤色および緑色光情報が、本発明に従ってＣＣＤ５００から伝達される。ブロック６１０において、ＣＣＤ５００からの青色および緑色光情報が本発明に従って伝達される。本発明の別の実施形態は、青色／緑色光情報を最初に伝達し、次いで赤色／緑色光情報を伝達する。プロセスは、ブロック６１２において終了する。
【００７９】
ロジック１３８の諸実施形態は、任意の適切なコンピュータ可読媒体を使用してメモリにおいて実施される。本明細書の文脈では、「コンピュータ可読媒体」は、命令実行システム、装置、および／または機器に付随する、使用される、または関連するデータの格納、通信、伝播、または搬送を行いうるいずれの手段であってもよい。たとえば、コンピュータ可読媒体は、電子、磁気、光学、電磁気、赤外線、または半導体の、現在既知の、もしくは後に開発されるシステム、装置、機器、または伝播媒体であることができるが、これらに制限されない。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１Ａ】本発明による電荷結合素子（ＣＣＤ）の一実施形態を使用した画像キャプチャー装置を示すブロック図である。
【図１Ｂ】本発明によるＣＣＤの一部の一実施形態を示すブロック図である。
【図２Ａ】本発明によるＣＣＤの一部からの、選択されたピクセルからの赤色および緑色光情報を伝達するシステムの一実施形態を示すブロック図である。
【図２Ｂ】本発明によるＣＣＤの一部からの、選択されたピクセルからの赤色および緑色光情報を伝達するシステムの一実施形態を示すブロック図である。
【図２Ｃ】本発明によるＣＣＤの一部からの、選択されたピクセルからの赤色および緑色光情報を伝達するシステムの一実施形態を示すブロック図である。
【図２Ｄ】本発明によるＣＣＤの一部からの、選択されたピクセルからの赤色および緑色光情報を伝達するシステムの一実施形態を示すブロック図である。
【図２Ｅ】本発明によるＣＣＤの一部からの、選択されたピクセルからの赤色および緑色光情報を伝達するシステムの一実施形態を示すブロック図である。
【図２Ｆ】本発明によるＣＣＤの一部からの、選択されたピクセルからの赤色および緑色光情報を伝達するシステムの一実施形態を示すブロック図である。
【図３Ａ】本発明によるＣＣＤの一部からの、選択されたピクセルからの青色および緑色光情報を伝達するシステムの一実施形態を示すブロック図である。
【図３Ｂ】本発明によるＣＣＤの一部からの、選択されたピクセルからの青色および緑色光情報を伝達するシステムの一実施形態を示すブロック図である。
【図３Ｃ】本発明によるＣＣＤの一部からの、選択されたピクセルからの青色および緑色光情報を伝達するシステムの一実施形態を示すブロック図である。
【図３Ｄ】本発明によるＣＣＤの一部からの、選択されたピクセルからの青色および緑色光情報を伝達するシステムの一実施形態を示すブロック図である。
【図３Ｅ】本発明によるＣＣＤの一部からの、選択されたピクセルからの青色および緑色光情報を伝達するシステムの一実施形態を示すブロック図である。
【図３Ｆ】本発明によるＣＣＤの一部からの、選択されたピクセルからの青色および緑色光情報を伝達するシステムの一実施形態を示すブロック図である。
【図４】本発明による、光情報を伝達するプロセスの一実施形態を示すフローチャートである。
【図５Ａ】本発明による、ＣＣＤからの光情報を伝達するシステムの一実施形態を示すブロック図である。
【図５Ｂ】本発明による、ＣＣＤからの光情報を伝達するシステムの一実施形態を示すブロック図である。
【図５Ｃ】本発明による、ＣＣＤからの光情報を伝達するシステムの一実施形態を示すブロック図である。
【図５Ｄ】本発明による、ＣＣＤからの光情報を伝達するシステムの一実施形態を示すブロック図である。
【図５Ｅ】本発明による、ＣＣＤからの光情報を伝達するシステムの一実施形態を示すブロック図である。
【図５Ｆ】本発明による、ＣＣＤからの光情報を伝達するシステムの一実施形態を示すブロック図である。
【図６】本発明による、ＣＣＤから光情報を伝達するプロセスの一実施形態を示すフローチャートである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図６】
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