(57)【要約】  写真撮影シーンの低ノイズ高速捕捉を得るためのシステム、方法およびコンピュータプログラム製品が提供される。使用時、第１の画素の第１のセルは、第１のサンプルを記憶するための第１のノードと通信する。さらに、第２の画素の第２のセルは、第２のサンプルを記憶するための第２のノードと通信する。さらに、第１のセルおよび第２のセルは、通信可能に結合される。
2017536786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
第１のサンプルを記憶するための第１のノードと通信する、第１の画素の第１のセルと、
第２のサンプルを記憶するための第２のノードと通信する、第２の画素の第２のセルとを備え、
前記第１のセルと前記第２のセルとは通信する、装置。
【請求項２】
第３のサンプルを記憶するための第３のノードと通信する、第３の画素の第３のセルと、
第４のサンプルを記憶するための第４のノードと通信する、第４の画素の第４のセルとをさらに備え、
前記第１のセルと前記第２のセルと前記第３のセルと前記第４のセルとは通信する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の画素の前記第１のセルおよび前記第２の画素の前記第２のセルが同時に前記第１のサンプルを前記第１のノードに記憶するように前記第１のセルと前記第２のセルとは通信し、その結果、前記第１のノードに記憶された前記第１のサンプルは、前記第１のセルにおける第１の光強度および前記第２のセルにおける第２の光強度の両方に基づく、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の画素が、前記第１のセルに加えて、前記第２の画素の前記第２のセルに通信可能に結合されない複数のセルを含み、前記第２の画素が、前記第２のセルに加えて、前記第１の画素の前記第１のセルに通信可能に結合されない複数のセルを含むように、前記装置は構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第１のセルが前記第１のノードの第１のコンデンサに通信可能に結合され、前記第２のセルが前記第１のノードの前記第１のコンデンサに通信可能に結合されるように、前記装置は構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１のセルと前記第２のセルとが、少なくとも１つのトランジスタを含む通信可能な結合を利用して通信するように、前記装置は構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記第１のセルと前記第２のセルとが、前記第１のノードおよび前記第２のノードに通信可能に結合されたドレインとソースとゲートとを有する第１のトランジスタを含む通信可能な結合を利用して通信するように、前記装置は構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記第１のサンプルが第１のアナログ信号の状態で出力されるように、前記装置は動作可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第１のセルの第１のフォトダイオード電流および前記第２のセルの第２のフォトダイオード電流が、前記第１のサンプルを前記第１のノードに記憶するために結合されるように、前記装置は動作可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１のサンプルが、第１のゲインを利用して増幅される第１のアナログ信号の状態で出力され、その結果、第１の増幅されたアナログ信号を生じさせるように、前記装置は動作可能である、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１の増幅されたアナログ信号が、第１のデジタル画像に関連付けられる第１のデジタル信号の少なくとも一部に変換されるように、前記装置は動作可能である、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
スライディング標識が表示され、ユーザが前記スライディング標識を操作したことに応答して、前記第１のデジタル信号が第２のデジタル画像に関連付けられる第２のデジタル信号とブレンドされるように、前記装置は動作可能である、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記第２のデジタル信号が少なくとも部分的に第２の増幅されたアナログ信号を利用して生成されるように前記装置は動作可能であり、前記第２の増幅されたアナログ信号は、第２のゲインを第２のアナログ信号に加えることから生成され、前記第２のアナログ信号は、前記第２のノードに記憶された前記第２のサンプルに基づくアナログ値を含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１のサンプルおよび前記第２のサンプルが写真撮影シーンの１回の露光中に記憶されるように、前記装置は動作可能である、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記第１のデジタル信号が、第１の解像度を有する前記第１のデジタル画像を含み、前記第２のデジタル信号が、前記第１の解像度とは異なる第２の解像度を有する前記第２のデジタル画像を含むように、前記装置は動作可能である、請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
前記第２のデジタル画像の前記第２の解像度は、前記第１のデジタル画像の前記第１の解像度よりも大きい、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記第１のサンプルおよび前記第２のサンプルのうちの少なくとも１つが複数のデジタル信号に変換されるように、前記装置は動作可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
前記装置は、遠隔で結合されるように前記デジタル信号をネットワークを介して伝えるように動作可能である、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記装置は、遠隔で結合されるように前記デジタル信号をネットワークを介して伝え、その結果、ハイダイナミックレンジ（ＨＤＲ）画像の少なくとも一部を生じさせるように動作可能である、請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
方法であって、
第１の画素の第１のセルと通信する第１のノードに第１のサンプルを記憶するステップと、
第２の画素の第２のセルと通信する第２のノードに第２のサンプルを記憶するステップと、
前記第１のノードおよび前記第２のノードを通信可能に結合するステップとを備える、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は写真撮影システムに関し、より特定的には、露光の低ノイズ高速捕捉を得るための画像センサ装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
旧来のデジタル写真撮影システムは、捕捉中の画像センサで測定される光の量によって本質的に制限されている。このような制限に対する１つの解決策は、捕捉された写真に大量のゲインを適用するというものである。別の解決策は、捕捉中のシャッターまたは露光時間を増やすというものである。しかし、これら両方の解決策には、ノイズまたはぼやけの増加などの、結果として生じるいずれの写真の品質も低下させる問題がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
概要
写真撮影シーンの低ノイズ高速捕捉を得るためのシステム、方法およびコンピュータプログラム製品が提供される。使用時、第１の画素の第１のセルは、第１のサンプルを記憶するための第１のノードと通信する。さらに、第２の画素の第２のセルは、第２のサンプルを記憶するための第２のノードと通信する。さらに、第１のセルおよび第２のセルは、通信可能に結合される。さらなるシステム、方法およびコンピュータプログラム製品も提示される。
【０００４】
一実施形態において、装置は、第１のサンプルを記憶するための第１のノードと通信する第１の画素の第１のセルと、第２のサンプルを記憶するための第２のノードと通信する第２の画素の第２のセルとを備え、上記第１のセルと上記第２のセルとは通信する。
【０００５】
別の実施形態において、上記装置は、第３のサンプルを記憶するための第３のノードと通信する第３の画素の第３のセルと、第４のサンプルを記憶するための第４のノードと通信する第４の画素の第４のセルとを備え、上記第１のセルと上記第２のセルと上記第３のセルと上記第４のセルとは通信する。
【０００６】
別の実施形態において、上記第１の画素の上記第１のセルおよび上記第２の画素の上記第２のセルが同時に上記第１のサンプルを上記第１のノードに記憶するように上記第１のセルと上記第２のセルとは通信し、その結果、上記第１のノードに記憶された上記第１のサンプルは、上記第１のセルにおける第１の光強度および上記第２のセルにおける第２の光強度の両方に基づく。
【０００７】
別の実施形態において、上記第１の画素は、上記第１のセルに加えて、上記第２の画素の上記第２のセルに通信可能に結合されない複数のセルを含み、上記第２の画素は、上記第２のセルに加えて、上記第１の画素の上記第１のセルに通信可能に結合されない複数のセルを含む。別の実施形態において、上記第１のセルは、上記第１のノードの第１のコンデンサに通信可能に結合され、上記第２のセルは、上記第１のノードの上記第１のコンデンサに通信可能に結合される。別の実施形態において、上記第１のセルと上記第２のセルとは、少なくとも１つのトランジスタを含む通信可能な結合を利用して通信する。
【０００８】
さらに、別の実施形態において、上記第１のセルと上記第２のセルとは、上記第１のノードおよび上記第２のノードに通信可能に結合されたドレインとソースとゲートとを有する第１のトランジスタを含む通信可能な結合を利用して通信する。別の実施形態において、上記第１のサンプルは、第１のアナログ信号の状態で出力される。
【０００９】
さらに、別の実施形態において、上記第１のセルの第１のフォトダイオード電流および上記第２のセルの第２のフォトダイオード電流は、上記第１のサンプルを上記第１のノードに記憶するために結合される。別の実施形態において、上記第１のサンプルは、第１のゲインを利用して増幅される第１のアナログ信号の状態で出力され、その結果、第１の増幅されたアナログ信号を生じさせる。
【００１０】
一実施形態において、上記第１の増幅されたアナログ信号は、第１のデジタル画像に関連付けられる第１のデジタル信号の少なくとも一部に変換される。別の実施形態において、スライディング標識が表示され、ユーザが上記スライディング標識を操作したことに応答して、上記第１のデジタル信号は、第２のデジタル画像に関連付けられる第２のデジタル信号とブレンドされる。
【００１１】
別の実施形態において、上記第２のデジタル信号は、少なくとも部分的に第２の増幅されたアナログ信号を利用して生成され、上記第２の増幅されたアナログ信号は、第２のゲインを第２のアナログ信号に加えることから生成され、上記第２のアナログ信号は、上記第２のノードに記憶された上記第２のサンプルに基づくアナログ値を含む。別の実施形態において、上記第１のサンプルおよび上記第２のサンプルは、写真撮影シーンの１回の露光中に記憶される。
【００１２】
さらに、別の実施形態において、上記第１のデジタル信号は、第１の解像度を有する上記第１のデジタル画像を含み、上記第２のデジタル信号は、上記第１の解像度とは異なる第２の解像度を有する上記第２のデジタル画像を含む。別の実施形態において、上記第２のデジタル画像の上記第２の解像度は、上記第１のデジタル画像の上記第１の解像度よりも大きい。別の実施形態において、上記第１のサンプルおよび上記第２のサンプルのうちの少なくとも１つは、複数のデジタル信号に変換される。別の実施形態において、上記デジタル信号は、遠隔で結合されるようにネットワークを介して伝えられる。別の実施形態において、上記デジタル信号は、遠隔で結合されるようにをネットワークを介して伝えられ、その結果、ハイダイナミックレンジ（ＨＤＲ）画像の少なくとも一部を生じさせる。
【００１３】
一実施形態において、方法は、第１の画素の第１のセルと通信する第１のノードに第１のサンプルを記憶するステップと、第２の画素の第２のセルと通信する第２のノードに第２のサンプルを記憶するステップと、上記第１のノードおよび上記第２のノードを通信可能に結合するステップとを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態に従う写真撮影シーンの低ノイズ高速捕捉を得るための例示的なシステムを示す図である。
【図２】別の実施形態に従う写真撮影シーンの低ノイズ高速捕捉を得るための例示的なシステムを示す図である。
【図３Ａ】ある実施形態に従う写真撮影シーンの低ノイズ高速捕捉を得るように構成されたデジタル写真撮影システムを示す図である。
【図３Ｂ】一実施形態に係るデジタル写真撮影システム内のプロセッサ複合体を示す図である。
【図３Ｃ】ある実施形態に従うデジタルカメラを示す図である。
【図３Ｄ】別の実施形態に従うワイヤレスモバイルデバイスを示す図である。
【図３Ｅ】一実施形態に係る画像をサンプリングするように構成されたカメラモジュールを示す図である。
【図３Ｆ】別の実施形態に係る画像をサンプリングするように構成されたカメラモジュールを示す図である。
【図３Ｇ】ある実施形態に従うアプリケーションプロセッサと通信しているカメラモジュールを示す図である。
【図４】別の実施形態に従うネットワークサービスシステムを示す図である。
【図５Ａ】他の実施形態に従う光学シーン情報を写真撮影シーンの電子表現に変換するためのシステムを示す図である。
【図５Ｂ】他の実施形態に従う光学シーン情報を写真撮影シーンの電子表現に変換するためのシステムを示す図である。
【図５Ｃ】他の実施形態に従う光学シーン情報を写真撮影シーンの電子表現に変換するためのシステムを示す図である。
【図５Ｄ】他の実施形態に従う光学シーン情報を写真撮影シーンの電子表現に変換するためのシステムを示す図である。
【図５Ｅ】他の実施形態に従う光学シーン情報を写真撮影シーンの電子表現に変換するためのシステムを示す図である。
【図６Ａ】一実施形態に従う感光性セルのための回路図である。
【図６Ｂ】別の実施形態に従う別の感光性セルのための回路図である。
【図６Ｃ】さらに別の実施形態に従う複数の通信可能に結合された感光性セルのための回路図である。
【図７】別の実施形態に従うアナログ信号のアナログ画素データをデジタル画素データに変換するためのシステムを示す図である。
【図８】別の実施形態に従うさまざまなアナログ記憶面の実現例を示す図である。
【図９】別の実施形態に従うアナログ信号のアナログ画素データをデジタル画素データに変換するためのシステムを示す図である。
【図１０】ある実施形態に係る結合画像を生成するためのユーザインターフェイスシステムを示す図である。
【図１１】一実施形態に係る結合画像を生成するための方法ステップのフロー図である。
【図１２】別の実施形態に係るネットワークを利用して結合画像を生成するためのメッセージシーケンスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
詳細な説明
図１は、一実施形態に従う写真撮影シーンの低ノイズ高速捕捉を得るためのシステム１００を示す。選択肢として、システム１００は本明細書に開示されている図面のうちのいずれかの図面の文脈において実現されてもよい。しかし、当然、システム１００は任意の所望の環境において実現されてもよい。さらに、上述の定義は以下の説明に等しく適用され得る。
【００１６】
図１に示されるように、システム１００は、第１の画素１０５と、第２の画素１０７と、第１のサンプル記憶ノード１２１と、第２のサンプル記憶ノード１２３とを含む。さらに、第１の画素１０５は、第１のセル１０１を含むとして示され、第２の画素１０７は、第２のセル１０３を含むとして示されている。一実施形態において、各画素は、１つ以上のセルを含んでいてもよい。たとえば、いくつかの実施形態では、各画素は、４つのセルを含んでいてもよい。さらに、セルの各々は、フォトダイオード、光センサまたは任意の光検知電気素子を含んでいてもよい。フォトダイオードは、光子吸収に応答して、電位差、電流を生成するかまたはその電気抵抗を変化させる任意の半導体ダイオードを含んでいてもよい。したがって、フォトダイオードは光強度の検出または測定に用いられてもよい。
【００１７】
再び図１を参照して、第１のセル１０１と第１のサンプル記憶ノード１２１とは、配線１１１を介して通信し、第２のセル１０３と第２のサンプル記憶ノード１２３とは、配線１１３を介して通信し、第１のセル１０１と第２のセル１０３とは、配線１１２を介して通信する。
【００１８】
配線１１１〜１１３の各々は、１つ以上のセルからサンプル記憶ノードに電気信号を伝達し得る。たとえば、配線１１１は、セル１０１から第１のサンプル記憶ノード１２１に電気信号を伝達してもよい。配線１１３は、セル１０３から第２のサンプル記憶ノード１２３に電気信号を伝達してもよい。さらに、配線１１２は、セル１０３から第１のサンプル記憶ノード１２１に電気信号を伝達してもよく、またはセル１０１から第２のサンプル記憶ノード１２３に電気信号を伝達してもよい。このような実施形態では、配線１１２は、第１のセル１０１と第２のセル１０３との間の通信可能な結合を可能にすることができる。さらに、いくつかの実施形態では、配線１１２は、選択的に有効または無効にされるように動作可能であってもよい。このような実施形態では、配線１１２は、１つ以上のトランジスタおよび／または制御信号を用いて選択的に有効または無効にされてもよい。
【００１９】
一実施形態において、配線１１１〜１１３によって伝達される各電気信号は、フォトダイオード電流を含んでいてもよい。たとえば、セル１０１および１０３の各々は、フォトダイオードを含んでいてもよい。セル１０１および１０３のフォトダイオードの各々は、配線１１１〜１１３を介してセル１０１および１０３からサンプル記憶ノード１２１および１２３のうちの１つ以上に通信されるフォトダイオード電流を生成し得る。配線１１２が無効にされる構成では、配線１１３は、セル１０３から第２のサンプル記憶ノード１２３にフォトダイオード電流を通信することができ、同様に、配線１１１は、セル１０１から第１のサンプル記憶ノード１２１にフォトダイオード電流を通信することができる。しかし、配線１１２が有効にされる構成では、セル１０１もセル１０３も第１のサンプル記憶ノード１２１および第２のサンプル記憶ノード１２３にフォトダイオード電流を通信することができる。
【００２０】
当然、各サンプル記憶ノードは、１つ以上の通信可能に結合されたセルから任意の電気信号を受信し、次いで受信した電気信号に基づいてサンプルを記憶するように動作可能であってもよい。いくつかの実施形態では、各サンプル記憶ノードは、２つ以上のサンプルを記憶するように構成されてもよい。たとえば、第１のサンプル記憶ノード１２１は、セル１０１からのフォトダイオード電流に基づいて第１のサンプルを記憶してもよく、少なくとも部分的にセル１０３からのフォトダイオード電流に基づいて第２のサンプルを別途記憶してもよい。
【００２１】
一実施形態において、各サンプル記憶ノードは、サンプルを記憶するための電荷蓄積装置を含み、所与の記憶ノードに記憶されるサンプルは、１つ以上の関連付けられているフォトダイオードにおいて検出される光強度の関数であってもよい。たとえば、第１のサンプル記憶ノード１２１は、セル１０１のフォトダイオードにおいて検出される光強度に基づいて生成される受信したフォトダイオード電流の関数として、サンプルを記憶してもよい。さらに、第２のサンプル記憶ノード１２３は、セル１０３のフォトダイオードにおいて検出される光強度に基づいて生成される受信したフォトダイオード電流の関数として、サンプルを記憶してもよい。さらに別の例として、配線１１２が有効にされると、第１のサンプル記憶ノード１２１は、セル１０１および１０３の各々からフォトダイオード電流を受信することができ、それによって、第１のサンプル記憶ノード１２１は、セル１０１のフォトダイオードにおいて検出される光強度およびセル１０３のフォトダイオードにおいて検出される光強度の両方の関数としてサンプルを記憶することができる。
【００２２】
一実施形態において、各サンプル記憶ノードは、電荷をサンプルとして蓄積するためのコンデンサを含んでいてもよい。このような実施形態では、各コンデンサは、露光時間またはサンプリング時間中に蓄積された露光に対応する電荷を蓄積する。たとえば、１つ以上の関連付けられているフォトダイオードから各コンデンサにおいて受信した電流によって、予め充電されているコンデンサが、１つ以上のフォトダイオードにおいて検出された入射光強度に比例する速度で放電し得る。各コンデンサの残留電荷は、値またはアナログ値と称することができ、その後コンデンサから出力され得る。たとえば、各コンデンサの残留電荷は、コンデンサ上の残留電荷の関数であるアナログ値として出力されてもよい。一実施形態において、配線１１２を介して、セル１０１は第１のサンプル記憶ノード１２１の１つ以上のコンデンサに通信可能に結合されてもよく、セル１０３も第１のサンプル記憶ノード１２１の１つ以上のコンデンサに通信可能に結合されてもよい。
【００２３】
いくつかの実施形態において、各サンプル記憶ノードは、１つ以上のフォトダイオードに基づいて入力を受信するように動作可能な回路を含んでいてもよい。たとえば、このような回路は、１つ以上のトランジスタを含んでいてもよい。当該１つ以上のトランジスタは、サンプル記憶ノードを、１つ以上の制御装置または部材から受信されるサンプル信号、リセット信号および行選択信号などのさまざまな制御信号に応答する状態にするように構成されてもよい。他の実施形態では、各サンプル記憶ノードは、１つ以上の関連付けられているフォトダイオードにおいて検出される光強度の関数である任意のサンプルまたは値を記憶するための任意の装置を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、配線１１２は、１つ以上の関連付けられているトランジスタを用いて選択的に有効または無効にされてもよい。したがって、セル１０１およびセル１０３は、少なくとも１つのトランジスタを含む通信可能な結合を利用して通信することができる。画素１０５および１０７の各々がさらなるセル（図示せず）を含む実施形態では、当該さらなるセルは、配線１１２を介してセル１０１および１０３に通信可能に結合されなくてもよい。
【００２４】
さまざまな実施形態において、画素１０５および１０７は、画像センサの画素の配列のうちの２つの画素であってもよい。サンプル記憶ノードに記憶される各値は、画素１０５および１０７を含む画像センサ上に合焦された光学画像の一部の電子表示を含んでいてもよい。このような実施形態では、光学画像は、レンズによって画像センサ上に合焦されてもよい。光学画像の電子表現は空間色強度情報を含んでいてもよく、当該情報は異なる色強度サンプル（たとえば赤色、緑色および青色光等）を含んでいてもよい。他の実施形態では、空間色強度情報は、白色光についてのサンプルをさらに含んでいてもよい。一実施形態において、光学画像は、写真撮影シーンの光学画像であってもよい。このような画像センサは、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）画像センサ、または電荷結合素子（ＣＣＤ）画像センサ、またはその他の技術的に実行可能な形態の画像センサを含んでいてもよい。
【００２５】
図２は、別の実施形態に従う写真撮影シーンの低ノイズ高速捕捉を得るためのシステム２００を示す。選択肢として、システム２００は本明細書に開示されている図面のうちのいずれかの図面の文脈において実現されてもよい。しかし、当然、システム２００は任意の所望の環境において実現されてもよい。さらに、上述の定義は以下の説明に等しく適用され得る。
【００２６】
図２に示されるように、システム２００は、複数の画素２４０を含む。具体的には、システム２００は、画素２４０（０），２４０（１），２４０（２）および２４０（３）を含むとして示されている。画素２４０の各々は、組成および構成に関して実質的に同一であってもよい。さらに、画素２４０の各々は、画像センサを構成する画素の配列の単一の画素であってもよい。この目的で、画素２４０の各々は、ハードウェアを含んでいてもよく、当該ハードウェアは、画素を、光のさまざまな波長を検出または測定して、測定した光を１つ以上のデジタル画像のレンダリングまたは生成のための１つ以上の電気信号に変換するように動作可能である状態にする。画素２４０の各々は、図１の画素１０５または画素１０７と実質的に同一であってもよい。
【００２７】
さらに、画素２４０の各々は、セル２４２、セル２４３、セル２４４およびセル２４５を含むとして示されている。一実施形態において、セル２４２〜２４５の各々は、光の１つ以上のピーク波長を検出および測定するように動作可能なフォトダイオードを含む。たとえば、セル２４２の各々は、赤色光を検出および測定するように動作可能であってもよく、セル２４３および２４４の各々は、緑色光を検出および測定するように動作可能であってもよく、セル２４５の各々は、青色光を検出および測定するように動作可能であってもよい。他の実施形態では、フォトダイオードは、赤色光のみ、緑色光のみまたは青色光のみ以外の光の波長を検出するように構成されてもよい。たとえば、フォトダイオードは、白色、シアン、マゼンタ、黄色、または、赤外光もしくは紫外光などの不可視光を検出するように構成されてもよい。いかなる通信可能に結合されたセルも、光の同一のピーク波長を検出するように構成されてもよい。
【００２８】
さまざまな実施形態において、セル２４２〜２４５の各々は、光のその関連付けられている１つ以上のピーク波長の検出および測定に応答して電気信号を生成し得る。一実施形態において、各電気信号は、フォトダイオード電流を含んでいてもよい。所与のセルは、選択されたサンプリング時間または露光時間中にサンプル記憶ノードによってサンプリングされるフォトダイオード電流を生成し得て、サンプル記憶ノードは、フォトダイオード電流のサンプリングに基づいてアナログ値を記憶し得る。当然、上記のように、各サンプル記憶ノードは、２つ以上のアナログ値を同時に記憶することができてもよい。
【００２９】
図２に示されるように、セル２４２の各々は、配線２５０を介して通信可能に結合される。一実施形態において、配線２５０は、１つ以上の制御信号を用いて有効または無効にされてもよい。配線２５０が有効にされると、当該配線は、結合電気信号を伝達することができる。当該結合電気信号は、セル２４２の各々から出力される電気信号の組合せを含んでいてもよい。たとえば、結合電気信号は、結合フォトダイオード電流を含んでいてもよく、当該結合フォトダイオード電流は、セル２４２の各々のフォトダイオードから受信されるフォトダイオード電流を含む。したがって、配線２５０の有効化は、光の１つ以上のピーク波長に基づいて生成される結合フォトダイオード電流を増加させる働きをし得る。いくつかの実施形態では、結合フォトダイオード電流を用いて、一つだけのセルによって生成されるフォトダイオード電流がアナログ値の記憶に使用される場合よりも迅速に、アナログ値をサンプル記憶ノードに記憶してもよい。この目的で、配線２５０は、画像センサの画素２４０を入射光に対してさらに敏感な状態にするように有効にされてもよい。画像センサの感度を高めることにより、微光条件でのデジタル画像のさらに迅速な捕捉、ノイズが低減された状態でのデジタル画像の捕捉、および／または、所与の露光時間でのさらに高輝度のもしくはよりよく露光されたデジタル画像の捕捉を可能にすることができる。
【００３０】
本明細書に開示されている実施形態は、有利に、カメラモジュールが、微光条件において従来技術よりもノイズが少なく、ぼやけが少なく、露光が大きくなるように画像をサンプリングすることを可能にすることができる。特定の実施形態では、画像のサンプリングまたは捕捉を効果的に同時に行うことができ、サンプル間時間をゼロまたはゼロに近い状態に減少させることができる。他の実施形態では、カメラモジュールは、ストロボユニットと協調して画像をサンプリングして、ストロボ照明を用いずにサンプリングされた画像とストロボ照明を用いてサンプリングされた画像との間のサンプル間時間を減少させ得る。
【００３１】
上述の方法がユーザの希望に従って実行されてもされなくてもよいさまざまな随意のアーキテクチャおよび使用に関して、より例示的な情報が以下に記載される。以下の情報は例示目的で記載されており、いかなる意味でも限定的であると解釈されるべきでないことに強く留意すべきである。以下の特徴はいずれも、説明される他の特徴を除外してまたは除外せずに随意に組込まれ得る。
【００３２】
図３Ａは、一実施形態に従うデジタル写真撮影システム３００を示す。選択肢として、デジタル写真撮影システム３００は本明細書に開示されている図面のうちのいずれかの図面の詳細の文脈において実現されてもよい。しかし、当然、デジタル写真撮影システム３００は任意の所望の環境において実現されてもよい。さらに、上述の定義は以下の説明に等しく適用され得る。
【００３３】
示されるように、デジタル写真撮影システム３００は、配線３３４を介してカメラモジュール３３０に結合されたプロセッサ複合体３１０を含んでいてもよい。一実施形態において、プロセッサ複合体３１０はストロボユニット３３６に結合されている。デジタル写真撮影システム３００はさらに、表示ユニット３１２、１組の入出力デバイス３１４、不揮発性メモリ３１６、揮発性メモリ３１８、ワイヤレスユニット３４０およびセンサデバイス３４２を含み得るがこれらに限定されず、これらの各々はプロセッサ複合体３１０に結合されている。一実施形態において、電力管理サブシステム３２０が、デジタル写真撮影システム３００内の電気負荷要素の各々に適切な電源電圧を生成するように構成される。電池３２２が、電気エネルギを電力管理サブシステム３２０に供給するように構成されてもよい。電池３２２は、一次または二次電池技術を含む任意の技術的に実行可能なエネルギ貯蔵システムを実現し得る。当然、他の実施形態では、より多いもしくは少ない特徴、ユニット、デバイス、センサ、またはサブシステムがシステムに含まれていてもよい。
【００３４】
一実施形態において、ストロボユニット３３６はデジタル写真撮影システム３００に統合され、デジタル写真撮影システム３００が実行する画像サンプルイベント時にストロボ照明３５０を提供するように構成されてもよい。別の実施形態において、ストロボユニット３３６は、デジタル写真撮影システム３００から独立したデバイスとして実現され、デジタル写真撮影システム３００が実行する画像サンプルイベント時にストロボ照明３５０を提供するように構成されてもよい。ストロボユニット３３６は１つ以上のＬＥＤ素子、ガス放電照明器（たとえばキセノンストロボデバイス、キセノンフラッシュランプ等）、またはその他の技術的に実行可能な照明デバイスを含んでいてもよい。特定の実施形態において、２つ以上のストロボユニットが画像のサンプリングと共にストロボ照明を同期して生成するように構成される。一実施形態において、ストロボユニット３３６は、ストロボ照明３５０を発するようにまたはストロボ照明３５０を発しないようにストロボ制御信号３３８を通して制御される。ストロボ制御信号３３８は、任意の技術的に実行可能な信号伝送プロトコルを用いて実現されてもよい。ストロボ制御信号３３８は、ストロボユニット３３６にストロボ照明３５０の指定強度および／または色を生成するように命じるためのストロボパラメータ（たとえばストロボ強度、ストロボ色、ストロボ時間等）を指示し得る。ストロボ制御信号３３８は、プロセッサ複合体３１０、カメラモジュール３３０によって、またはその他の技術的に実行可能なそれらの組合せによって生成されてもよい。一実施形態において、ストロボ制御信号３３８は、プロセッサ複合体３１０内のカメラインターフェイスユニットによって生成され、配線３３４を介してストロボユニット３３６およびカメラモジュール３３０の両方に送信される。別の実施形態において、ストロボ制御信号３３８は、カメラモジュール３３０によって生成され、配線３３４を介してストロボユニット３３６に送信される。
【００３５】
写真撮影シーン内のオブジェクトから反射したストロボ照明３５０の少なくとも一部を含み得る光学シーン情報３５２が、カメラモジュール３３０内の画像センサ３３２上に光学画像として合焦される。画像センサ３３２は光学画像の電子表現を生成する。電子表現は空間色強度情報を含み、当該情報は異なる色強度サンプル（たとえば赤色、緑色および青色光等）を含んでいてもよい。他の実施形態では、空間色強度情報は、白色光についてのサンプルをさらに含んでいてもよい。電子表現は、任意の技術的に実行可能な信号伝送プロトコルを実現し得る配線３３４を介してプロセッサ複合体３１０に送信される。
【００３６】
一実施形態において、入出力デバイス３１４は、容量性タッチ入力面、抵抗性タブレット入力面、１つ以上のボタン、１つ以上のノブ、発光素子、光検出素子、音放射素子、音検出素子、またはユーザ入力を受信して当該入力を電気信号に変換する、もしくは電気信号を物理的信号に変換するためのその他の技術的に実行可能な素子を含み得るがこれらに限定されない。一実施形態において、入出力デバイス３１４は、表示ユニット３１２に結合された容量性タッチ入力面を含む。タッチエントリ表示システムが、表示ユニット３１２、およびこれもプロセッサ複合体３１０に結合された容量性タッチ入力面を含んでいてもよい。
【００３７】
また、他の実施形態では、不揮発性（ＮＶ）メモリ３１６は、電力が遮断されるとデータを記憶するように構成される。一実施形態において、ＮＶメモリ３１６は１つ以上のフラッシュメモリデバイス（たとえばＲＯＭ、ＰＣＭ、ＦｅＲＡＭ、ＦＲＡＭ（登録商標）、ＰＲＡＭ、ＭＲＡＭ、ＮＲＡＭ等）を含む。ＮＶメモリ３１６は非一時的なコンピュータ読取可能媒体を含み、当該媒体は、プロセッサ複合体３１０内の１つ以上の処理装置によって実行されるプログラミング命令を含むように構成されてもよい。プログラミング命令は、オペレーティングシステム（ＯＳ）、ＵＩソフトウェアモジュール、画像処理および記憶ソフトウェアモジュール、プロセッサ複合体３１０に接続された１つ以上の入出力デバイス３１４、カメラモジュール３３０を通して画像スタックをサンプリングするための１つ以上のソフトウェアモジュール、画像スタックまたは画像スタックから生成された１つ以上の合成画像を表示ユニット３１２を通して提示するための１つ以上のソフトウェアモジュールを実現し得るがこれらに限定されない。一例として、一実施形態において、プログラミング命令はさらに、画像スタック内の画像同士もしくは画像の一部同士を併合し、画像スタック内の各画像の少なくとも一部同士を整列させるための、またはそれらの組合せのための１つ以上のソフトウェアモジュールを実現し得る。別の実施形態において、プロセッサ複合体３１０は、プログラミング命令を実行するように構成されてもよく、当該命令は、高ダイナミックレンジ（ＨＤＲ）画像を作成するように動作可能な１つ以上のソフトウェアモジュールを実現し得る。
【００３８】
さらに、一実施形態において、ＮＶメモリ３１６を含む１つ以上のメモリデバイスが、ユーザによってインストールまたは除去されるように構成されたモジュールとしてパッケージ化されてもよい。一実施形態において、揮発性メモリ３１８は、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）を含み、当該ダイナミックランダムアクセスメモリは、デジタル写真撮影システム３００の通常動作中にアクセスされる、プログラミング命令、画像スタックと関連付けられているデータなどの画像データなどを一時的に記憶するように構成される。当然、揮発性メモリは、任意の態様で、プロセッサ複合体３１０に取付けられたその他の入出力デバイス３１４またはセンサデバイス３４２と関連して用いられてもよい。
【００３９】
一実施形態において、センサデバイス３４２は、動作および／もしくは方向を検出する加速度計、動作および／もしくは方向を検出する電子ジャイロスコープ、方向を検出する磁束検出器、地理的位置を検出する全地球測位システム（ＧＰＳ）モジュール、の１つ以上、またはそれらのいずれかの組合せを含み得るがこれらに限定されない。当然、動作検出センサ、近接センサ、ＲＧＢ光センサ、ジェスチャセンサ、３Ｄ入力画像センサ、圧力センサ、および屋内位置センサを含むがこれらに限定されない他のセンサがセンサデバイスとして統合されてもよい。一実施形態において、当該センサデバイスは入出力デバイス３１４の一例であり得る。
【００４０】
ワイヤレスユニット３４０は、デジタルデータを送受信するように構成された１つ以上のデジタルラジオを含んでいてもよい。特に、ワイヤレスユニット３４０は、無線規格（たとえばＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＮＦＣ等）を実現し得、データ通信のためのデジタルセルラー電話規格（たとえばＣＤＭＡ、３Ｇ、４Ｇ、ＬＴＥ、ＬＴＥアドバンスト等）を実現し得る。当然、任意の無線規格またはデジタルセルラー電話規格が用いられてもよい。
【００４１】
一実施形態において、デジタル写真撮影システム３００は、１つ以上のデジタル写真をワイヤレスユニット３４０を介してネットワークベースの（オンライン）または「クラウドベースの」写真メディアサービスに送信するように構成される。１つ以上のデジタル写真は、ＮＶメモリ３１６もしくは揮発性メモリ３１８のいずれか一方、またはプロセッサ複合体３１０と関連付けられているその他のメモリデバイスの内部に存在し得る。一実施形態において、ユーザは、オンライン写真メディアサービスにアクセスするための、かつ、１つ以上のデジタル写真を送信してオンライン写真メディアサービスに保存する、オンライン写真メディアサービスから取出す、およびオンライン写真メディアサービスによって提示するためのクレデンシャルを所有していてもよい。クレデンシャルは、デジタル写真を送信する前にデジタル写真撮影システム３００内で記憶または生成されてもよい。オンライン写真メディアサービスは、ソーシャルネットワーキングサービス、写真共有サービス、またはデジタル写真の保存、デジタル写真の処理、デジタル写真の送信、デジタル写真の共有、もしくはそれらのいずれかの組合せを提供するその他のネットワークベースのサービスを含んでいてもよい。特定の実施形態において、１つ以上のデジタル写真が、オンライン写真メディアサービスと関連付けられているサーバに送信される画像データ（たとえば画像スタック、ＨＤＲ画像スタック、画像パッケージ等）に基づいてオンライン写真メディアサービスによって生成される。そのような実施形態では、ユーザは、デジタル写真撮影システム３００からの１つ以上のソース画像を、オンライン写真メディアサービスによって処理するためにアップロードしてもよい。
【００４２】
一実施形態において、デジタル写真撮影システム３００はカメラモジュール３３０の少なくとも１つのインスタンスを含む。別の実施形態において、デジタル写真撮影システム３００は複数のカメラモジュール３３０を含む。そのような実施形態はさらに、複数のカメラモジュール３３０によって多数の視野としてサンプリングされた写真撮影シーンを照明するように構成された少なくとも１つのストロボユニット３３６を含んでいてもよい。複数のカメラモジュール３３０は、広角視野（たとえばカメラ間の４５度のスイープよりも大きい）をサンプリングしてパノラマ写真を生成するように構成されてもよい。一実施形態において、複数のカメラモジュール３３０は、２つ以上の狭角視野（たとえばカメラ間の４５度のスイープよりも小さい）をサンプリングしてステレオ写真を生成するように構成されてもよい。他の実施形態では、複数のカメラモジュール３３０は、表示ユニット３１２もしくはその他の表示デバイス上に示されるような３Ｄ画像を生成するように、またはそうでなければ遠近感（たとえばｚ成分等）を表示するように構成されてもよい。
【００４３】
一実施形態において、表示ユニット３１２は、画素の二次元配列を表示して表示用の画像を形成するように構成されてもよい。表示ユニット３１２は、液晶（ＬＣＤ）ディスプレイ、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、有機ＬＥＤディスプレイ、またはその他の技術的に実行可能な種類のディスプレイを含んでいてもよい。特定の実施形態において、表示ユニット３１２は、単一のＨＤＲ画像内で、または多重露光もしくはＨＤＲ画像スタックを含む１組の２つ以上の画像にわたって、などで、写真撮影シーンからサンプリングされた強度値の完全な範囲よりも狭い画像強度値のダイナミックレンジを表示することが可能であり得る。一実施形態において、画像スタックを含む画像は、任意の技術的に実行可能なＨＤＲブレンド技術に従って併合されて、表示ユニット３１２のダイナミックレンジ制約内で表示用の合成画像を生成してもよい。一実施形態において、制限されるダイナミックレンジは、対応する色強度の８ビット／カラーチャネルバイナリ表現を指定してもよい。他の実施形態では、制限されるダイナミックレンジは、８ビットよりも多いビット（たとえば１０ビット、１２ビット、または１４ビット等）／カラーチャネルバイナリ表現を指定してもよい。
【００４４】
図３Ｂは、一実施形態に従う図３Ａのデジタル写真撮影システム３００内のプロセッサ複合体３１０を示す。選択肢として、プロセッサ複合体３１０は本明細書に開示されている図面のうちのいずれかの図面の詳細の文脈において実現されてもよい。しかし、当然、プロセッサ複合体３１０は任意の所望の環境において実現されてもよい。さらに、上述の定義は以下の説明に等しく適用され得る。
【００４５】
示されるように、プロセッサ複合体３１０は、プロセッササブシステム３６０を含み、メモリサブシステム３６２を含んでいてもよい。一実施形態において、プロセッサ複合体３１０は、プロセッササブシステム３６０を実現するシステムオンチップ（system on a chip：ＳｏＣ）デバイスを含んでいてもよく、メモリサブシステム３６２は、プロセッササブシステム３６０に結合された１つ以上のＤＲＡＭデバイスを含む。別の実施形態において、プロセッサ複合体３１０は、ＳｏＣデバイスと、メモリサブシステム３６２を含む１つ以上のＤＲＡＭデバイスとをカプセル化するマルチチップモジュール（multi-chip module：ＭＣＭ）を含んでいてもよい。
【００４６】
プロセッササブシステム３６０は、１つ以上の中央処理装置（ＣＰＵ）コア３７０、メモリインターフェイス３８０、入出力インターフェイスユニット３８４、および表示インターフェイスユニット３８２を含み得るがこれらに限定されず、これらの各々が配線３７４に結合されている。１つ以上のＣＰＵコア３７０は、メモリサブシステム３６２、揮発性メモリ３１８、ＮＶメモリ３１６、またはそれらのいずれかの組合せの内部に存在している命令を実行するように構成されてもよい。１つ以上のＣＰＵコア３７０の各々は、配線３７４およびメモリインターフェイス３８０を通してデータを取出して記憶するように構成されてもよい。一実施形態において、１つ以上のＣＰＵコア３７０の各々がデータキャッシュおよび命令キャッシュを含んでいてもよい。また、ＣＰＵコア３７０の２つ以上がデータキャッシュ、命令キャッシュ、またはそれらのいずれかの組合せを共有してもよい。一実施形態において、各ＣＰＵコア３７０にプライベートキャッシュ層および共有キャッシュ層を提供するようにキャッシュ階層が実現される。
【００４７】
いくつかの実施形態において、プロセッササブシステム３６０は１つ以上のグラフィック処理装置（ＧＰＵ）コア３７２を含んでいてもよい。各ＧＰＵコア３７２は、グラフィック加速機能を実現するがこれに限定されないようにプログラミングされ得る複数のマルチスレッド実行ユニットを含んでいてもよい。さまざまな実施形態において、ＧＰＵコア３７２は、周知の規格（たとえばＯｐｅｎＧＬ（商標）、ＷｅｂＧＬ（商標）、ＯｐｅｎＣＬ（商標）、ＣＵＤＡ（商標）等）、および／またはその他のプログラム可能なレンダリンググラフィック規格に従ってマルチスレッドプログラムを実行するように構成されてもよい。特定の実施形態において、少なくとも１つのＧＰＵコア３７２が、周知のＨａｒｒｉｓ検出器または周知のＨｅｓｓｉａｎ−Ｌａｐｌａｃｅ検出器などの動作推定機能の少なくとも一部を実現する。そのような動作推定機能を用いて、画像スタック内の画像同士または画像の一部同士を少なくとも部分的に整列させることができる。たとえば、一実施形態において、ＨＤＲ画像が画像スタックに基づいてコンパイルされてもよく、ＨＤＲ画像をコンパイルする前に２つ以上の画像がまず整列させられる。
【００４８】
示されるように、配線３７４は、メモリインターフェイス３８０、表示インターフェイスユニット３８２、入出力インターフェイスユニット３８４、ＣＰＵコア３７０、およびＧＰＵコア３７２の間でデータを伝送するように構成される。さまざまな実施形態において、配線３７４は、１本以上のバス、１つ以上のリング、クロスバー、メッシュ、またはその他の技術的に実行可能なデータ伝送構造もしくは技術を実現し得る。メモリインターフェイス３８０は、メモリサブシステム３６２を配線３７４に結合するように構成される。メモリインターフェイス３８０はさらに、ＮＶメモリ３１６、揮発性メモリ３１８、またはそれらのいずれかの組合せを配線３７４に結合してもよい。表示インターフェイスユニット３８２は、表示ユニット３１２を配線３７４に結合するように構成されてもよい。表示インターフェイスユニット３８２は特定のフレームバッファ機能（たとえばフレームリフレッシュ等）を実現し得る。または、別の実施形態において、表示ユニット３１２は特定のフレームバッファ機能（たとえばフレームリフレッシュ等）を実現し得る。入出力インターフェイスユニット３８４は、さまざまな入出力デバイスを配線３７４に結合するように構成されてもよい。
【００４９】
特定の実施形態において、カメラモジュール３３０は、画像スタックと関連付けられている各画像をサンプリングするための露光パラメータを記憶するように構成される。たとえば、一実施形態において、カメラモジュール３３０は、写真撮影シーンをサンプリングするように命じられると、記憶された露光パラメータに従って画像スタックを含む１組の画像をサンプリングし得る。プロセッサ複合体３１０内で実行されるプログラミング命令を含むソフトウェアモジュールが、カメラモジュール３３０に画像スタックをサンプリングするように命じる前に露光パラメータを生成して記憶してもよい。他の実施形態では、カメラモジュール３３０を用いて画像または画像スタックが計測されてもよく、プロセッサ複合体３１０内で実行されるプログラミング命令を含むソフトウェアモジュールは、カメラモジュール３３０に画像を捕捉するように命じる前に計測パラメータを生成して記憶してもよい。当然、カメラモジュール３３０はプロセッサ複合体３１０と組合されて任意の態様で用いられてもよい。
【００５０】
一実施形態において、画像スタックを含む画像と関連付けられている露光パラメータは、１つ以上の画像についての露光パラメータを含む露光パラメータデータ構造内に記憶されてもよい。別の実施形態において、プロセッサ複合体３１０内のカメラインターフェイスユニット（図３Ｂには図示せず）が、露光パラメータデータ構造から露光パラメータを読出し、写真撮影シーンのサンプリングに備えて、関連付けられている露光パラメータをカメラモジュール３３０に送信するように構成されてもよい。カメラモジュール３３０が露光パラメータに従って構成された後、カメラインターフェイスはカメラモジュール３３０に写真撮影シーンをサンプリングするように命じてもよく、カメラモジュール３３０は次いで、対応する画像スタックを生成してもよい。露光パラメータデータ構造は、カメラインターフェイスユニット、プロセッサ複合体３１０内のメモリ回路、揮発性メモリ３１８、ＮＶメモリ３１６、カメラモジュール３３０の内部に、またはその他の技術的に実行可能なメモリ回路の内部に記憶されてもよい。さらに、別の実施形態において、プロセッサ複合体３１０内で実行されるソフトウェアモジュールが露光パラメータデータ構造を生成して記憶してもよい。
【００５１】
図３Ｃは、一実施形態に従うデジタルカメラ３０２を示す。選択肢として、デジタルカメラ３０２は本明細書に開示されている図面のうちのいずれかの図面の詳細の文脈において実現されてもよい。しかし、当然、デジタルカメラ３０２は任意の所望の環境において実現されてもよい。さらに、上述の定義は以下の説明に等しく適用され得る。
【００５２】
一実施形態において、デジタルカメラ３０２は、図３Ａのデジタル写真撮影システム３００などのデジタル写真撮影システムを含むように構成されてもよい。示されるように、デジタルカメラ３０２はカメラモジュール３３０を含み、当該カメラモジュールは、写真撮影シーンを表す光学シーン情報を画像センサ上に合焦するように構成された光学素子を含んでいてもよく、当該画像センサは、光学シーン情報を写真撮影シーンの電子表現に変換するように構成されてもよい。
【００５３】
また、デジタルカメラ３０２は、ストロボユニット３３６を含んでいてもよく、写真撮影サンプルイベントをトリガするためのシャッターリリースボタン３１５を含んでいてもよく、これによってデジタルカメラ３０２は電子表現を含む１つ以上の画像をサンプリングする。他の実施形態では、その他の技術的に実行可能なシャッターリリース機構が写真撮影サンプルイベントをトリガしてもよい（たとえばタイマトリガまたは遠隔制御トリガ等）。
【００５４】
図３Ｄは、一実施形態に従うワイヤレスモバイルデバイス３７６を示す。選択肢として、モバイルデバイス３７６は本明細書に開示されている図面のうちのいずれかの図面の詳細の文脈において実現されてもよい。しかし、当然、モバイルデバイス３７６は任意の所望の環境において実現されてもよい。さらに、上述の定義は以下の説明に等しく適用され得る。
【００５５】
一実施形態において、モバイルデバイス３７６は、写真撮影シーンをサンプリングするように構成されているデジタル写真撮影システム（たとえば図３Ａのデジタル写真撮影システム３００など）を含むように構成されてもよい。さまざまな実施形態において、カメラモジュール３３０は、写真撮影シーンを表す光学シーン情報を画像センサ上に合焦するように構成された光学素子を含んでいてもよく、当該画像センサは、光学シーン情報を写真撮影シーンの電子表現に変換するように構成されてもよい。さらに、表示ユニット３１２を含むタッチエントリ表示システム上のタッチジェスチャによって起動され得る仮想ボタン、または任意の面もしくはモバイルデバイス３７６の表面上に位置し得る物理ボタンなどの、任意の技術的に実行可能なメカニズムによって、シャッターリリースコマンドが生成されてもよい。当然、他の実施形態では、任意の数の他のボタン、外部入出力、またはデジタル入出力がモバイルデバイス３７６上に含まれていてもよく、カメラモジュール３３０と併用されてもよい。
【００５６】
示されるように、一実施形態において、表示ユニット３１２を含むタッチエントリ表示システムがモバイルデバイス３７６のカメラモジュール３３０と反対側に配置されている。特定の実施形態において、モバイルデバイス３７６は、ユーザの方を向くカメラモジュール３３１を含み、ユーザの方を向くストロボユニット（図示せず）を含んでいてもよい。当然、他の実施形態では、モバイルデバイス３７６は、任意の数のユーザの方を向くカメラモジュールまたは後ろ向きのカメラモジュール、および任意の数のユーザの方を向くストロボユニットまたは後ろ向きのストロボユニットを含んでいてもよい。
【００５７】
いくつかの実施形態において、デジタルカメラ３０２およびモバイルデバイス３７６の各々は、カメラモジュール３３０によってサンプリングされた画像スタックに基づいて合成画像を生成して記憶してもよい。画像スタックは、周囲照明条件下でサンプリングされた１つ以上の画像、ストロボユニット３３６からのストロボ照明下でサンプリングされた１つ以上の画像、またはそれらの組合せを含んでいてもよい。
【００５８】
図３Ｅは、一実施形態に従うカメラモジュール３３０を示す。選択肢として、カメラモジュール３３０は本明細書に開示されている図面のうちのいずれかの図面の詳細の文脈において実現されてもよい。しかし、当然、カメラモジュール３３０は任意の所望の環境において実現されてもよい。さらに、上述の定義は以下の説明に等しく適用され得る。
【００５９】
一実施形態において、カメラモジュール３３０は、ストロボ制御信号３３８を通してストロボユニット３３６を制御するように構成されてもよい。示されるように、レンズ３９０が、光学シーン情報３５２をサンプリングすべき画像センサ３３２上に合焦するように構成される。一実施形態において、画像センサ３３２は、ストロボ制御信号３３８を通してストロボユニット３３６の詳細なタイミングを有利に制御して、ストロボユニット３３６が有効な状態でサンプリングされた画像とストロボユニット３３６が無効な状態でサンプリングされた画像との間のサンプル間時間を減少させる。たとえば、画像センサ３３２は、画像センサ３３２が周囲画像のサンプリングと関連付けられている露光時間を完了した後であってストロボ画像をサンプリングする前に、ストロボユニット３３６が１マイクロ秒未満（または任意の所望の長さ）にわたってストロボ照明３５０を発することを可能にし得る。
【００６０】
他の実施形態では、ストロボ照明３５０は所望の１つ以上のターゲットポイントに基づいて構成されてもよい。たとえば、一実施形態において、ストロボ照明３５０は、前景内のオブジェクトを照らし出してもよく、露光時間の長さに依存して、画像の背景内のオブジェクトも照らし出してもよい。一実施形態において、ストロボユニット３３６が有効になると、画像センサ３３２はその直後にストロボ画像を露光し始めてもよい。ゆえに、画像センサ３３２はサンプリング動作を直接制御することが可能であり得、当該サンプリング動作は、ストロボユニット３３６が無効な状態でサンプリングされた少なくとも１つの画像、およびストロボユニット３３６が有効または無効な状態でサンプリングされた少なくとも１つの画像を含み得る画像スタックの生成と関連付けられているストロボユニット３３６の有効化および無効化を含む。一実施形態において、画像センサ３３２によってサンプリングされた画像スタックを含むデータが、配線３３４を介してプロセッサ複合体３１０内のカメラインターフェイスユニット３８６に送信される。いくつかの実施形態において、カメラモジュール３３０は画像センサコントローラを含んでいてもよく、当該コントローラは画像センサ３３２の制御動作と共にストロボ制御信号３３８を生成するように構成されてもよい。
【００６１】
図３Ｆは、一実施形態に従うカメラモジュール３３０を示す。選択肢として、カメラモジュール３３０は本明細書に開示されている図面のうちのいずれかの図面の詳細の文脈において実現されてもよい。しかし、当然、カメラモジュール３３０は任意の所望の環境において実現されてもよい。さらに、上述の定義は以下の説明に等しく適用され得る。
【００６２】
一実施形態において、カメラモジュール３３０は、ストロボユニット３３６についての状態情報に基づいて画像をサンプリングするように構成されてもよい。状態情報は、ストロボユニット３３６にストロボ照明３５０の指定強度および／または色を生成するように命じるための１つ以上のストロボパラメータ（たとえばストロボ強度、ストロボ色、ストロボ時間等）を含み得るがこれらに限定されない。一実施形態において、ストロボユニット３３６と関連付けられている状態情報を構成するためのコマンドがストロボ制御信号３３８を通して送信されてもよく、当該信号は、ストロボユニット３３６が有効になった時を検出するためにカメラモジュール３３０によって監視され得る。たとえば、一実施形態において、カメラモジュール３３０は、ストロボユニット３３６が有効または無効になってから１マイクロ秒以下内にストロボユニット３３６が有効または無効になった時をストロボ制御信号３３８によって検出し得る。ストロボ照明を必要とする画像をサンプリングするために、カメラインターフェイスユニット３８６は、有効化コマンドをストロボ制御信号３３８を通して送信することによってストロボユニット３３６を有効にしてもよい。一実施形態において、カメラインターフェイスユニット３８６は、図３Ｂのプロセッサ複合体３１０のプロセッササブシステム３６０内の入出力インターフェイス３８４のインターフェイスとして含まれていてもよい。有効化コマンドは、信号レベル遷移、データパケット、レジスタ書込み、またはその他の技術的に実行可能なコマンドの送信を含んでいてもよい。カメラモジュール３３０は、ストロボユニット３３６が有効であることを検知し、次いで、ストロボユニット３３６が有効である間に、画像センサ３３２にストロボ照明を必要とする１つ以上の画像をサンプリングさせてもよい。そのような実現例では、画像センサ３３２は、ストロボユニット３３６宛ての有効化信号を、新たな露光のサンプリングを開始するトリガ信号として待機するように構成されてもよい。
【００６３】
一実施形態において、カメラインターフェイスユニット３８６は、露光パラメータおよびコマンドを配線３３４を通してカメラモジュール３３０に送信してもよい。特定の実施形態において、カメラインターフェイスユニット３８６は、制御コマンドをストロボ制御信号３３８を通してストロボユニット３３６に送信することによってストロボユニット３３６を直接制御するように構成されてもよい。カメラモジュール３３０およびストロボユニット３３６の両方を直接制御することによって、カメラインターフェイスユニット３８６は、カメラモジュール３３０およびストロボユニット３３６に、正確な時間同期でそれぞれの動作を実行させることができる。一実施形態において、正確な時間同期は５００マイクロ秒未満のイベントタイミングエラーであってもよい。また、イベントタイミングエラーは、意図されたイベント発生から対応する実際のイベント発生の時間までの時間差であってもよい。
【００６４】
別の実施形態において、カメラインターフェイスユニット３８６は、カメラモジュール３３０から画像データを受信している間に統計を蓄積するように構成されてもよい。特に、カメラインターフェイスユニット３８６は、配線３３４を通して所与の画像についての画像データを受信している間に当該画像についての露光統計を蓄積してもよい。露光統計は、強度ヒストグラム、露光過多の画素のカウント、露光不足の画素のカウント、画素強度の強度−加重和、の１つ以上、またはそれらのいずれかの組合せを含み得るがこれらに限定されない。カメラインターフェイスユニット３８６は、プロセッサ複合体３１０内のＣＰＵコア３７０の１つ以上などのプロセッサによって規定される物理または仮想アドレス空間内のメモリマップされた記憶場所として、露光統計を提示してもよい。一実施形態において、露光統計は、メモリマップされたレジスタ空間内にマップされる記憶回路内に存在しており、これは配線３３４を通してアクセス可能である。他の実施形態では、露光統計は、捕捉した画像についての画素データを伝送するのと共に伝送される。たとえば、所与の画像についての露光統計は、捕捉した画像についての画素強度データの送信に引き続いて、インラインデータとして送信されてもよい。露光統計は、カメラインターフェイスユニット３８６内で計算、記憶、またはキャッシュされてもよい。
【００６５】
一実施形態において、カメラインターフェイスユニット３８６は、シーンホワイトバランスを推定するための色統計を蓄積してもよい。赤色、緑色および青色カラーチャネルを含む異なるカラーチャネルについての強度の和などの、ホワイトバランスを推定するための任意の技術的に実行可能な色統計が蓄積されてもよい。次いで、カラーチャネル強度の和を用いて、グレーワールドホワイトバランスモデルなどのホワイトバランスモデルに従って、関連画像に対してホワイトバランス色補正が実行されてもよい。他の実施形態では、画像に対してホワイトバランス補正を実現するために用いられる一次または二次曲線適合のための曲線適合統計が蓄積される。
【００６６】
一実施形態において、カメラインターフェイスユニット３８６は、周囲画像と、ストロボ照明を用いてサンプリングされた１つ以上の画像との間など、画像同士の間でカラーマッチングを実行するための空間色統計を蓄積してもよい。露光統計と同様に、色統計はプロセッサ複合体３１０内のメモリマップされた記憶場所として提示されてもよい。一実施形態において、色統計はメモリマップされたレジスタ空間内にマップされ、これはプロセッササブシステム３６０内で配線３３４を通してアクセス可能である。他の実施形態では、色統計は、捕捉した画像についての画素データを伝送するのと共に伝送されてもよい。たとえば、一実施形態において、所与の画像についての色統計は、当該画像についての画素強度データの送信に引き続いて、インラインデータとして送信されてもよい。色統計は、カメラインターフェイス３８６内で計算、記憶、またはキャッシュされてもよい。
【００６７】
一実施形態において、カメラモジュール３３０は、ストロボ制御信号３３８をストロボユニット３３６に送信して、カメラモジュール３３０が画像をサンプリングしている間にストロボユニット３３６が照明を生成することを可能にし得る。別の実施形態において、カメラモジュール３３０は、ストロボユニット３３６が有効であるという指示信号をカメラインターフェイスユニット３８６から受信すると、ストロボユニット３３６が照明している画像をサンプリングしてもよい。さらに別の実施形態において、カメラモジュール３３０は、シーン照明の急激な増加によって写真撮影シーン内のストロボ照明を検出すると、ストロボユニット３３６が照明している画像をサンプリングしてもよい。一実施形態において、シーン照明の急激な増加は、ストロボユニット３３６を有効にする強度と一致した強度の増加率を少なくとも含んでいてもよい。さらに別の実施形態において、カメラモジュール３３０は、１つの画像をサンプリングしている間にストロボユニット３３６を有効にしてストロボ照明を生成し、別の画像をサンプリングしている間にストロボユニット３３６を無効にしてもよい。
【００６８】
図３Ｇは、一実施形態に従うカメラモジュール３３０を示す。選択肢として、カメラモジュール３３０は本明細書に開示されている図面のうちのいずれかの図面の詳細の文脈において実現されてもよい。しかし、当然、カメラモジュール３３０は任意の所望の環境において実現されてもよい。さらに、上述の定義は以下の説明に等しく適用され得る。
【００６９】
一実施形態において、カメラモジュール３３０はアプリケーションプロセッサ３３５と通信していてもよい。カメラモジュール３３０は、コントローラ３３３と通信している画像センサ３３２を含むとして示されている。さらに、コントローラ３３３はアプリケーションプロセッサ３３５と通信しているとして示されている。
【００７０】
一実施形態において、アプリケーションプロセッサ３３５はカメラモジュール３３０の外部に存在していてもよい。示されるように、レンズ３９０は、光学シーン情報をサンプリングすべき画像センサ３３２上に合焦するように構成されてもよい。次いで、画像センサ３３２によってサンプリングされた光学シーン情報は、その後の処理およびアプリケーションプロセッサ３３５への通信の少なくとも一方のために、画像センサ３３２からコントローラ３３３に通信されてもよい。別の実施形態において、コントローラ３３３は、画像センサ３３２によってサンプリングされた光学シーン情報の記憶、または処理された光学シーン情報の記憶を制御してもよい。
【００７１】
別の実施形態において、コントローラ３３３は、画像センサ３３２が周囲画像のサンプリングと関連付けられている露光時間を完了した後に、ストロボユニットが短い期間（たとえば１マイクロ秒未満等）中にストロボ照明を発することを可能にし得る。さらに、コントローラ３３３は、画像センサ３３２の制御動作と共にストロボ制御信号３３８を生成するように構成されてもよい。
【００７２】
一実施形態において、画像センサ３３２は相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）センサまたは電荷結合素子（ＣＣＤ）センサであってもよい。別の実施形態において、コントローラ３３３および画像センサ３３２は、集積システムまたは集積回路として共にパッケージ化されてもよい。さらに別の実施形態において、コントローラ３３３および画像センサ３３２は別個のパッケージを含んでいてもよい。一実施形態において、コントローラ３３３は、画像センサ３３２からの光学シーン情報の受信、光学シーン情報の処理、さまざまな機能のタイミング、およびアプリケーションプロセッサ３３５と関連付けられているシグナリングのための回路を提供してもよい。さらに、別の実施形態において、コントローラ３３３は、露光、シャッタリング、ホワイトバランス、およびゲイン調整の１つ以上を制御するための回路を提供してもよい。コントローラ３３３の回路による光学シーン情報の処理は、ゲイン適用、増幅、およびアナログ−デジタル変換の１つ以上を含んでいてもよい。光学シーン情報を処理した後、コントローラ３３３は対応するデジタル画素データをアプリケーションプロセッサ３３５などに送信してもよい。
【００７３】
一実施形態において、アプリケーションプロセッサ３３５は、プロセッサ複合体３１０および揮発性メモリ３１８とＮＶメモリ３１６との少なくとも一方、またはその他のメモリデバイスおよび／もしくはシステム上で実現されてもよい。アプリケーションプロセッサ３３５は、カメラモジュール３３０からアプリケーションプロセッサ３３５に通信される受信した光学シーン情報またはデジタル画素データの処理のために予め構成されてもよい。
【００７４】
図４は、一実施形態に従うネットワークサービスシステム４００を示す。選択肢として、ネットワークサービスシステム４００は本明細書に開示されている図面のうちのいずれかの図面の詳細の文脈において実現されてもよい。しかし、当然、ネットワークサービスシステム４００は任意の所望の環境において実現されてもよい。さらに、上述の定義は以下の説明に等しく適用され得る。
【００７５】
一実施形態において、ネットワークサービスシステム４００は、デジタル写真撮影システムを実現するデバイスにネットワークアクセスを提供するように構成されてもよい。示されるように、ネットワークサービスシステム４００は、ワイヤレスモバイルデバイス３７６、無線アクセスポイント４７２、データネットワーク４７４、データセンタ４８０、およびデータセンタ４８１を含む。ワイヤレスモバイルデバイス３７６は、デジタル無線リンク４７１を介して無線アクセスポイント４７２と通信して、デジタル画像と関連付けられているデータを含むデジタルデータを送受信してもよい。ワイヤレスモバイルデバイス３７６および無線アクセスポイント４７２は、本発明の範囲および精神を逸脱することなく、デジタル無線リンク４７１を介してデジタルデータを伝送するための任意の技術的に実行可能な伝送技術を実現し得る。特定の実施形態において、データセンタ４８０，４８１の１つ以上は、所与のデータセンタ４８０，４８１内の各システムおよびサブシステムが、指定されたデータ処理およびネットワークタスクを実行するように構成された仮想マシンを含み得るように、仮想構造を用いて実現されてもよい。他の実現例では、データセンサ４８０，４８１の１つ以上は複数の物理的サイトにわたって物理的に分散していてもよい。
【００７６】
ワイヤレスモバイルデバイス３７６は、デジタルカメラを含むように構成されたスマートフォン、ワイヤレスネットワーク接続性を含むように構成されたデジタルカメラ、現実拡張デバイス、デジタルカメラおよびワイヤレスネットワーク接続性を含むように構成されたラップトップ、またはデジタル写真撮影システムおよびワイヤレスネットワーク接続性を含むように構成されたその他の技術的に実行可能なコンピューティングデバイスを含んでいてもよい。
【００７７】
さまざまな実施形態において、無線アクセスポイント４７２は、デジタル無線リンク４７１を介してワイヤレスモバイルデバイス３７６と通信するように、かつ、電気、光学、または無線伝送媒体などの任意の技術的に実行可能な伝送媒体を介してデータネットワーク４７４と通信するように構成されてもよい。たとえば、一実施形態において、無線アクセスポイント４７２は、無線アクセスポイント４７２に、かつデータネットワーク４７４内のルータシステムまたはスイッチシステムに結合された光ファイバを通してデータネットワーク４７４と通信してもよい。広域ネットワーク（ＷＡＮ）リンクなどのネットワークリンク４７５がデータネットワーク４７４とデータセンタ４８０との間でデータを伝送するように構成されてもよい。
【００７８】
一実施形態において、データネットワーク４７４は、ルータ、スイッチ、長距離伝送システム、プロビジョニングシステム、認証システム、ならびに、無線アクセスポイント４７２とデータセンタ４８０との間など、ネットワーク終点同士の間でデータを伝達するように構成された通信および動作サブシステムの任意の技術的に実行可能な組合せを含んでいてもよい。一実現例において、ワイヤレスモバイルデバイス３７６は、データネットワーク４７４に結合された１つ以上の無線アクセスポイントを介してデータセンタ４８０と通信するように構成された複数のワイヤレスモバイルデバイスのうちの１つを含んでいてもよい。
【００７９】
また、さまざまな実施形態において、データセンタ４８０はスイッチ／ルータ４８２および少なくとも１つのデータサービスシステム４８４を含み得るがこれらに限定されない。スイッチ／ルータ４８２は、ネットワークリンク４７５と各データサービスシステム４８４との間でデータトラフィックを転送するように構成されてもよい。スイッチ／ルータ４８２は、イーサネット（登録商標）メディア層伝送、レイヤ２スイッチング、レイヤ３ルーティングなどの任意の技術的に実行可能な伝送技術を実現し得る。スイッチ／ルータ４８２は、データサービスシステム４８４とデータネットワーク４７４との間でデータを伝送するように構成された１つ以上の個別のシステムを含んでいてもよい。
【００８０】
一実施形態において、スイッチ／ルータ４８２は、複数のデータサービスシステム４８４同士の間でセッションレベルのロードバランシングを実現し得る。各データサービスシステム４８４は、少なくとも１つの計算システム４８８を含んでいてもよく、さらに１つ以上の記憶システム４８６を含んでいてもよい。各計算システム４８８は、中央処理装置、グラフィック処理装置、またはそれらのいずれかの組合せなどの、１つ以上の処理装置を含んでいてもよい。所与のデータサービスシステム４８４は、共に動作するように構成された１つ以上の物理的に別個のシステムを含む物理的システムとして実現されてもよい。または、所与のデータサービスシステム４８４は、任意の物理的システム上で実行される１つ以上の仮想システムを含む仮想システムとして実現されてもよい。特定のシナリオでは、データネットワーク４７４は、ネットワークリンク４７６を通すなどしてデータセンタ４８０と別のデータセンタ４８１との間でデータを伝送するように構成されてもよい。
【００８１】
別の実施形態において、ネットワークサービスシステム４００は、本発明の１つ以上の実施形態を実現するように構成された、任意のネットワーク化されたモバイルデバイスを含んでいてもよい。たとえば、いくつかの実施形態において、アドホック無線ネットワークなどのピアツーピアネットワークが２つの異なるワイヤレスモバイルデバイス同士の間に確立されてもよい。そのような実施形態では、デジタル画像データは、当該デジタル画像データをデータセンタ４８０に送信しなくても２つのワイヤレスモバイルデバイス同士の間で伝送され得る。
【００８２】
図５Ａは、一実施形態に従う光学シーン情報を捕捉して写真撮影シーンの電子表現に変換するためのシステムを示す。選択肢として、図５Ａのシステムは図面のうちのいずれかの図面の詳細の文脈において実現されてもよい。しかし、当然、図５Ａのシステムは任意の所望の環境において実現されてもよい。さらに、上述の定義は以下の説明に等しく適用され得る。
【００８３】
図５Ａに示されるように、画素アレイ５１０は行ロジック５１２および列読出回路５２０と通信している。さらに、行ロジック５１２および列読出回路５２０の両方が制御ユニット５１４と通信している。さらに、画素アレイ５１０は複数の画素５４０を含むとして示されており、各画素５４０は４つのセルであるセル５４２〜５４５を含んでいてもよい。本説明の文脈において、画素アレイ５１０は、カメラモジュール３３０の画像センサ３３２などの画像センサに含まれていてもよい。また、画素５４０の各々は、図２の画素２４０として実現されてもよく、それに対応して、セル５４２，５４３，５４４および５４５の各々は、それぞれ図２のセル２４２，２４３，２４４および２４５として実現されてもよい。図５Ａには図示されていないが、２つ以上の画素５４０の間の２つ以上の対応するセルは、配線を用いて通信可能に結合されてもよい。たとえば、２つ以上のセル５４２は配線を用いて通信可能に結合されてもよく、または２つ以上のセル５４５は配線を用いて通信可能に結合されてもよい。
【００８４】
示されるように、画素アレイ５１０は画素５４０の二次元配列を含む。たとえば、一実施形態において、画素アレイ５１０は、第１の次元における４，０００個の画素５４０および第２の次元における３，０００個の画素５４０を含み、画素アレイ５１０において合計１２，０００，０００個の画素５４０を含むように構築されてもよく、これは１２メガピクセル画素アレイと称され得る。さらに、上述のように、各画素５４０は４つのセル５４２〜５４５を含むとして示されている。一実施形態において、セル５４２は第１の光の色と関連付けられてもよく（たとえば、第１の光の色に対して選択的に感度が高い、等）、セル５４３は第２の光の色と関連付けられてもよく、セル５４４は第３の光の色と関連付けられてもよく、セル５４５は第４の光の色と関連付けられてもよい。一実施形態において、第１の光の色、第２の光の色、第３の光の色および第４の光の色の各々は、セル５４２〜５４５の各々が異なる光の色と関連付けられ得るように、異なる光の色である。別の実施形態において、セル５４２〜５４５の少なくとも２つのセルが同じ光の色と関連付けられてもよい。たとえば、セル５４３およびセル５４４が同じ光の色と関連付けられてもよい。
【００８５】
さらに、セル５４２〜５４５の各々はアナログ値を記憶することが可能であり得る。一実施形態において、セル５４２〜５４５の各々は、露光時間中に蓄積された露光に対応する電荷を記憶するためのコンデンサと関連付けられてもよい。そのような実施形態では、行選択信号を所与のセルの回路にアサートすると、当該セルは読出動作を実行し得、当該読出動作は、当該セルと関連付けられているコンデンサの記憶電荷の関数である電流を生成して送信することを含み得るがこれらに限定されない。一実施形態において、読出動作の前に、関連付けられているフォトダイオードからコンデンサにおいて受信した電流によって、予め充電されているコンデンサが、フォトダイオードにおいて検出された入射光強度に比例する速度で放電し得る。次いで、セルのコンデンサの残留電荷が行選択信号を用いて読出され得る。セルから送信される電流は、コンデンサ上の残留電荷を反映するアナログ値である。この目的で、読出動作時にセルから受信するアナログ値は、フォトダイオードにおいて検出される光の蓄積強度を反映し得る。所与のコンデンサ上に記憶された電荷、および送信電流などのいずれかの対応する電荷の表示は、本明細書においてアナログ画素データと称され得る。当然、アナログ画素データは１組の空間的に離散した強度サンプルを含んでいてもよく、その各々が連続アナログ値によって表される。
【００８６】
さらに、行ロジック５１２および列読出回路５２０は、制御ユニット５１４の制御下で連携して働いて、複数の画素５４０の複数のセル５４２〜５４５を読出してもよい。たとえば、制御ユニット５１４は、行ロジック５１２に、画素５４０の所与の行と関連付けられている行制御信号５３０を含む行選択信号をアサートさせ、その画素の行と関連付けられているアナログ画素データを読出すことを可能にし得る。図５Ａに示されるように、これは、行ロジック５１２が、画素５４０（０）および画素５４０（ａ）を含む行５３４（０）と関連付けられている行制御信号５３０（０）を含む１つ以上の行選択信号をアサートすることを含んでいてもよい。行選択信号がアサートされたことに応答して、行５３４（０）上の各画素５４０は、画素５４０のセル５４２〜５４５内に記憶されている電荷に基づいて少なくとも１つのアナログ値を送信する。特定の実施形態において、セル５４２およびセル５４３は第１の行選択信号に応答して対応するアナログ値を送信するように構成されるのに対して、セル５４４およびセル５４５は第２の行選択信号に応答して対応するアナログ値を送信するように構成される。
【００８７】
一実施形態において、各行５３４（０）から５３４（ｒ）を含む画素５４０の完全な行についてのアナログ値が、列信号５３２を通して列読出回路５２０に連続して送信されてもよい。一実施形態において、完全な行、または画素の完全な行内の画素もしくはセルについてのアナログ値が同時に送信されてもよい。たとえば、行制御信号５３０（０）を含む行選択信号がアサートされたことに応答して、画素５４０（０）は、少なくとも１つのアナログ値を、画素５４０（０）のセル５４２〜５４５から列信号５３２（０）を含む１つ以上の信号経路を通って列読出回路５２０に送信することによって応答してもよく、同時に、画素５４０（ａ）も、少なくとも１つのアナログ値を、画素５４０（ａ）のセル５４２〜５４５から列信号５３２（ｃ）を含む１つ以上の信号経路を通って列読出回路５２０に送信することになる。当然、画素５４０（０）から少なくとも１つのアナログ値を受信するのと並行して、かつ画素５４０（ａ）から少なくとも１つのアナログ値を受信するのと並行して、１つ以上のアナログ値が１つ以上の他の画素５４０から列読出回路５２０において受信されてもよい。行５３４（０）を含む画素５４０から受信した１組のアナログ値は合わせてアナログ信号と称され得、このアナログ信号は画素アレイ５１０上に合焦される光学画像に基づいていてもよい。アナログ信号は１組の空間的に離散した強度サンプルであってもよく、その各々が連続アナログ値によって表される。
【００８８】
さらに、行５３４（０）を含む画素５４０を読出した後、行ロジック５１２は読出すべき画素５４０の第２の行を選択してもよい。たとえば、行ロジック５１２は、画素５４０（ｂ）および画素５４０（ｚ）を含む画素５４０の行と関連付けられている行制御信号５３０（ｒ）を含む１つ以上の行選択信号をアサートしてもよい。この結果、列読出回路５２０は、行５３４（ｒ）を含む画素５４０と関連付けられている対応する１組のアナログ値を受信してもよい。
【００８９】
列読出回路５２０は、１つ以上の受信したアナログ値を選択して図７のアナログ−デジタルユニット７２２などのアナログ−デジタル変換回路に転送するマルチプレクサとして作用し得る。列読出回路５２０は、受信したアナログ値を予め規定された順序または順番で転送してもよい。一実施形態において、行ロジック５１２が行制御信号５３０を含む１つ以上の行選択信号をアサートすると、画素の対応する行が列信号５３２を通してアナログ値を送信する。列読出回路５２０は、アナログ値を受信し、アナログ値の１つ以上を連続的に選択してアナログ−デジタルユニット６２２に一度に転送する。行ロジック５１２による行の選択、および列読出回路６２０による列の選択は制御ユニット５１４によって命じられてもよい。一実施形態において、行５３４は連続的に選択されて読出され、行５３４（０）で開始して行５３４（ｒ）で終了し、連続した列と関連付けられているアナログ値がアナログ−デジタルユニット６２２に送信される。他の実施形態では、画素５４０に記憶されたアナログ値を読出す他の選択パターンが実現されてもよい。
【００９０】
さらに、列読出回路５２０によって転送されるアナログ値はアナログ画素データを含んでいてもよく、当該データは、後で増幅され、次いで、画素アレイ５１０上に合焦される光学画像に基づいて１つ以上のデジタル画像を生成するためのデジタル画素データに変換されてもよい。
【００９１】
図５Ｂ〜図５Ｄは、１つ以上の実施形態に係る３つの随意の画素構成を示す。選択肢として、これらの画素構成は本明細書に開示されている図面のうちのいずれかの図面の詳細の文脈において実現されてもよい。しかし、当然、これらの画素構成は任意の所望の環境において実現されてもよい。具体例として、図５Ｂ〜図５Ｄの画素５４０のうちのいずれかは、画素アレイ５１０の画素５４０の１つ以上として動作してもよい。
【００９２】
図５Ｂに示されるように、画素５４０は、一実施形態に従って、赤色光強度を測定するための第１のセル（Ｒ）、緑色光強度を測定するための第２および第３のセル（Ｇ）、ならびに青色光強度を測定するための第４のセル（Ｂ）を含むとして示されている。図５Ｃに示されるように、画素５４０は、別の実施形態に従って、赤色光強度を測定するための第１のセル（Ｒ）、緑色光強度を測定するための第２のセル（Ｇ）、青色光強度を測定するための第３のセル（Ｂ）、および白色光強度を測定するための第４のセル（Ｗ）を含むとして示されている。図５Ｄに示されるように、画素５４０は、さらに別の実施形態に従って、シアン光強度を測定するための第１のセル（Ｃ）、マゼンタ光強度を測定するための第２のセル（Ｍ）、黄色光強度を測定するための第３のセル（Ｙ）、および白色光強度を測定するための第４のセル（Ｗ）を含むとして示されている。
【００９３】
画素５４０は各々が４つのセルを含むとして示されているが、当然、画素５４０は光強度を測定するためのより少ないまたは多いセルを含むように構成されてもよい。さらに、別の実施形態において、画素５４０の特定のセルは光の単一のピーク波長、または白色光を測定するように構成されるとして示されているが、画素５４０のセルは任意の波長、光の波長範囲、または複数の光波長を測定するように構成されてもよい。
【００９４】
次に図５Ｅを参照して、一実施形態に従う画像センサ３３２上に光学画像として合焦される光学シーン情報を捕捉するためのシステムが示されている。選択肢として、図５Ｅのシステムは図面のうちのいずれかの画面の詳細の文脈において実現されてもよい。しかし、当然、図５Ｅのシステムは任意の所望の環境において実行されてもよい。さらに、上述の定義は以下の説明に等しく適用され得る。
【００９５】
図５Ｅに示されるように、画像センサ３３２は第１のセル５４４、第２のセル５４５および第３のセル５４８を含むとして示されている。さらに、セル５４４〜５４８の各々はフォトダイオード５６２を含むとして示されている。さらに、フォトダイオード５６２の各々の上には対応するフィルタ５６４があり、フィルタ５６４の各々の上には対応するマイクロレンズ５６６がある。たとえば、セル５４４はフォトダイオード５６２（０）を含むとして示されており、その上にフィルタ５６４（０）があり、その上にマイクロレンズ５６６（０）がある。同様に、セル５４５はフォトダイオード５６２（１）を含むとして示されており、その上にフィルタ５６４（１）があり、その上にマイクロレンズ５６６（１）がある。さらに、図５Ｅに示されるように、画素５４０は、セル５４４および５４５、フォトダイオード５６２（０）および５６２（１）、フィルタ５６４（０）および５６４（１）、ならびにマイクロレンズ５６６（０）および５６６（１）の各々を含むとして示されている。
【００９６】
一実施形態において、マイクロレンズ５６６の各々は、直径が５０ミクロン未満の任意のレンズであってもよい。しかし、他の実施形態では、マイクロレンズ５６６の各々の直径は５０ミクロン以上であってもよい。一実施形態において、マイクロレンズ５６６の各々は、受光した光をマイクロレンズ５６６の下方の支持基板上に合焦および集光するための球状凸面を含んでいてもよい。たとえば、図５Ｅに示されるように、マイクロレンズ５６６（０）は受光した光をフィルタ５６４（０）上に合焦および集光する。一実施形態において、マイクロレンズアレイ５６７はマイクロレンズ５６６を含んでいてもよく、当該マイクロレンズの各々は、画像センサ３３２のセル５４４内のフォトダイオード５６２と配置が対応している。
【００９７】
本説明の文脈において、フォトダイオード５６２は、光子吸収に応答して電位差を生成するかまたはその電気抵抗を変化させる任意の半導体ダイオードを含んでいてもよい。したがって、フォトダイオード５６２は光強度の検出または測定に用いられてもよい。さらに、フィルタ５６４の各々は、１つ以上の予め定められた波長の光を選択的に透過させるための光学フィルタであってもよい。たとえば、フィルタ５６４（０）は対応するマイクロレンズ５６６（０）から受光した実質的に緑色光のみを選択的に透過させるように構成されてもよく、フィルタ５６４（１）はマイクロレンズ５６６（１）から受光した実質的に青色光のみを選択的に透過させるように構成されてもよい。フィルタ５６４およびマイクロレンズ５６６はともに、入射光の選択波長を平面上に合焦するように動作可能であり得る。一実施形態において、当該平面は、画像センサ３３２の表面上のフォトダイオード５６２の二次元格子であってもよい。さらに、各フォトダイオード５６２は、その関連付けられているフィルタに依存して、１つ以上の予め定められた光の波長を受信する。一実施形態において、各フォトダイオード５６２は、フィルタリングされた光の赤色、青色または緑色波長のみを受信する。図５Ｂ〜図５Ｄに関して示されるように、フォトダイオードは赤色、緑色または青色以外の光の波長を検出するように構成されてもよいと考えられる。たとえば、具体的には図５Ｃ〜図５Ｄの文脈において、フォトダイオードは、白色、シアン、マゼンタ、黄色、または赤外光もしくは紫外光などの不可視光を検出するように構成されてもよい。
【００９８】
この目的で、セル、フォトダイオード、フィルタ、およびマイクロレンズの各結合は、光を受光し、受光した光を集光およびフィルタリングして１つ以上の予め定められた光の波長を分離し、次いで当該１つ以上の予め定められた波長で受光した光の強度を測定する、検出する、またはそうでなければ定量化するように動作可能であり得る。測定または検出された光は次いで、セル内に記憶される１つ以上のアナログ値として表されてもよい。たとえば、一実施形態において、各アナログ値は、コンデンサを利用してセル内に記憶されてもよい。さらに、セル内に記憶される各アナログ値は、行ロジック５１２から受信され得る行選択信号などの選択信号に基づいてセルから出力されてもよい。さらに、セルから送信される各アナログ値は、アナログ信号の複数のアナログ値のうちの１つのアナログ値を含んでいてもよく、アナログ値の各々は異なるセルによって出力される。したがって、アナログ信号は複数のセルからの複数のアナログ画素データ値を含んでいてもよい。一実施形態において、アナログ信号は、写真撮影シーンの画像全体についてのアナログ画素データ値を含んでいてもよい。別の実施形態において、アナログ信号は、写真撮影シーンの画像全体のサブセットについてのアナログ画素データ値を含んでいてもよい。たとえば、アナログ信号は、写真撮影シーンの画像の画素の１行についてのアナログ画素データ値を含んでいてもよい。図５Ａ〜図５Ｅの文脈において、画素アレイ５１０の画素５４０の行５３４（０）は写真撮影シーンの画像の画素のそのような１行であってもよい。
【００９９】
図６Ａは、１つの可能な実施形態に従う感光性セル６００のための回路図を示す。選択肢として、セル６００は本明細書に開示されている図面のうちのいずれかの図面の文脈において実現されてもよい。しかし、当然、セル６００は任意の所望の環境において実現されてもよい。さらに、上述の定義は以下の説明に等しく適用され得る。
【０１００】
図６Ａに示されるように、感光性セル６００は、第１のアナログサンプリング回路６０３（０）および第２のアナログサンプリング回路６０３（１）に結合されたフォトダイオード６０２を含む。フォトダイオード６０２は、図１の文脈において説明したセル１０１のフォトダイオードまたは図５Ｅのフォトダイオード５６２のうちのいずれかとして実現されてもよい。一実施形態において、感光性セル６００の固有のインスタンスは、図２の文脈におけるセル２４２〜２４５のうちのいずれかまたは図５Ａ〜図５Ｅの文脈におけるセル５４２〜５４５のうちのいずれかとして実現されてもよい。さらに、第１のアナログサンプリング回路６０３（０）および第２のアナログサンプリング回路６０３（１）は、別々にまたは組み合わさって、図１のサンプル記憶ノード１２１または１２３のうちの１つなどのサンプル記憶ノードを含んでいてもよい。
【０１０１】
示されるように、感光性セル６００は、２つのアナログサンプリング回路６０３とフォトダイオード６０２とを含む。２つのアナログサンプリング回路６０３は、第２のアナログサンプリング回路６０３（１）に結合された第１のアナログサンプリング回路６０３（０）を含む。図６Ａに示されるように、第１のアナログサンプリング回路６０３（０）は、トランジスタ６０６（０），６１０（０），６１２（０），６１４（０）と、コンデンサ６０４（０）とを含み、第２のアナログサンプリング回路６０３（１）は、トランジスタ６０６（１），６１０（１），６１２（１），６１４（１）と、コンデンサ６０４（１）とを含む。一実施形態において、トランジスタ６０６，６１０，６１２および６１４の各々は、電界効果トランジスタであってもよい。
【０１０２】
フォトダイオード６０２は、写真撮影シーンの入射光６０１を測定または検出するように動作可能であり得る。一実施形態において、入射光６０１は、写真撮影シーンの周囲光を含んでいてもよい。別の実施形態では、入射光６０１は、写真撮影シーンを照明するために利用されるストロボユニットからの光を含んでいてもよい。当然、入射光６０１は、フォトダイオード６０２において受信され、フォトダイオード６０２によって測定されるいかなる光も含んでいてもよい。さらにおよび上記のように、入射光６０１は、マイクロレンズによってフォトダイオード６０２上に集光されてもよく、フォトダイオード６０２は、二次元平面上に配置された複数のフォトダイオードを含むように構成されたフォトダイオードアレイの１つのフォトダイオードであってもよい。
【０１０３】
一実施形態において、アナログサンプリング回路６０３は、実質的に同一であってもよい。たとえば、第１のアナログサンプリング回路６０３（０）および第２のアナログサンプリング回路６０３（１）の各々は、実質的に同一の態様で構成された対応するトランジスタ、コンデンサおよび配線を含んでいてもよい。当然、他の実施形態では、第１のアナログサンプリング回路６０３（０）および第２のアナログサンプリング回路６０３（１）は、アナログサンプリング回路６０３のうちの１つだけに固有であり得る回路、トランジスタ、コンデンサ、配線、および／またはその他の構成要素もしくは構成要素パラメータ（たとえば、各コンデンサ６０４のキャパシタンス値）を含んでいてもよい。
【０１０４】
一実施形態において、各コンデンサ６０４は、トランジスタ６１０のためのゲートキャパシタンスとトランジスタ６０６および６１４のための拡散キャパシタンスとを含むコンデンサの１つのノードを含んでいてもよい。また、コンデンサ６０４は、さらなる回路素子（図示せず）に結合されてもよく、当該回路素子は、金属酸化物スタック、ポリコンデンサ、トレンチコンデンサなどの特異な容量性構造、またはその他の技術的に実行可能なコンデンサ構造などであるがこれらに限定されない。
【０１０５】
セル６００は、さらに、アナログサンプリング回路６０３（０）とアナログサンプリング回路６０３（１）との間に配線６４４を含むとして示されている。配線６４４はトランジスタ６４１を含み、当該トランジスタ６４１はゲート６４０とソース６４２とを含む。トランジスタ６４１のドレインは、アナログサンプリング回路６０３（０）およびアナログサンプリング回路６０３（１）の各々に結合されている。ゲート６４０がオフにされると、セル６００は単独で動作することができる。単独で動作する場合、セル６００は、セル６００のアナログサンプリング回路６０３の一方または両方によってフォトダイオード６０２がサンプリングされる態様で動作し得る。たとえば、フォトダイオード６０２は、同時の態様でアナログサンプリング回路６０３（０）およびアナログサンプリング回路６０３（１）によってサンプリングされてもよく、またはフォトダイオード６０２は、シーケンシャルな態様でアナログサンプリング回路６０３（０）およびアナログサンプリング回路６０３（１）によってサンプリングされてもよい。代替的な実施形態では、トランジスタ６４１のドレイン端子は配線６４４に結合され、トランジスタ６４１のソース端子はサンプリング回路６０３およびフォトダイオード６０２に結合されている。
【０１０６】
アナログサンプリング回路６０３（０）に関して、リセット６１６（０）がアクティブ（ロー）であるとき、トランジスタ６１４（０）は、電圧源Ｖ２からコンデンサ６０４（０）への経路を提供し、コンデンサ６０４（０）をＶ２の電位に充電する。サンプル信号６１８（０）がアクティブであるとき、トランジスタ６０６（０）は、入射光６０１に応答してフォトダイオード６０２によって生成されるフォトダイオード電流（Ｉ＿ＰＤ）に比例してコンデンサ６０４（０）を放電させるための経路を提供する。このように、フォトダイオード電流Ｉ＿ＰＤは、サンプル信号６１８（０）がアクティブであるときには第１の露光時間中に統合され、その結果、対応する第１の電圧がコンデンサ６０４（０）上に生じる。コンデンサ６０４（０）上のこの第１の電圧は、第１のサンプルと称することもできる。行選択６３４（０）がアクティブであるとき、トランジスタ６１２（０）は、Ｖ１から出力６０８（０）への第１の出力電流のための経路を提供する。第１の出力電流は、コンデンサ６０４（０）上の第１の電圧に応答してトランジスタ６１０（０）によって生成される。したがって、行選択６３４（０）がアクティブであるときには、出力６０８（０）における出力電流は、第１の露光時間中の入射光６０１の統合強度に比例し得る。
【０１０７】
アナログサンプリング回路６０３（１）に関して、リセット６１６（１）がアクティブ（ロー）であるとき、トランジスタ６１４（１）は、電圧源Ｖ２からコンデンサ６０４（１）への経路を提供し、コンデンサ６０４（１）をＶ２の電位に充電する。サンプル信号６１８（１）がアクティブであるとき、トランジスタ６０６（１）は、入射光６０１に応答してフォトダイオード６０２によって生成されるフォトダイオード電流（Ｉ＿ＰＤ）に比例してコンデンサ６０４（１）を放電させるための経路を提供する。このように、フォトダイオード電流Ｉ＿ＰＤは、サンプル信号６１８（１）がアクティブであるときには第２の露光時間中に統合され、その結果、対応する第２の電圧がコンデンサ６０４（１）上に生じる。コンデンサ６０４（１）上のこの第２の電圧は、第２のサンプルと称することもできる。行選択６３４（１）がアクティブであるとき、トランジスタ６１２（１）は、Ｖ１から出力６０８（１）への第２の出力電流のための経路を提供する。第２の出力電流は、コンデンサ６０４（１）上の第２の電圧に応答してトランジスタ６１０（１）によって生成される。したがって、行選択６３４（１）がアクティブであるときには、出力６０８（１）における出力電流は、第２の露光時間中の入射光６０１の統合強度に比例し得る。
【０１０８】
上記のように、セル６００が単独モードで動作している場合、フォトダイオード６０２のフォトダイオード電流Ｉ＿ＰＤは、セル６００のアナログサンプリング回路６０３のうちの一方によってサンプリングされてもよく、またはセル６００のアナログサンプリング回路６０３の両方によって同時にまたはシーケンシャルにサンプリングされてもよい。サンプル信号６１８（０）もサンプル信号６１８（１）も同時に起動される場合、フォトダイオード６０２のフォトダイオード電流Ｉ＿ＰＤは、両方のアナログサンプリング回路６０３によって同時にサンプリングされ得て、その結果、第１の露光時間および第２の露光時間は少なくとも部分的に重複する。
【０１０９】
サンプル信号６１８（０）およびサンプル信号６１８（１）がシーケンシャルに起動される場合、フォトダイオード６０２のフォトダイオード電流Ｉ＿ＰＤは、アナログサンプリング回路６０３によってシーケンシャルにサンプリングされ得て、その結果、第１の露光時間および第２の露光時間は重複しない。
【０１１０】
さまざまな実施形態において、ゲート６４０がオンにされると、それによってセル６００は配線６４４を介して他の画素のセル６００の１つ以上の他のインスタンスに通信可能に結合できる。一実施形態において、２つ以上のセル６００が結合される場合、フォトダイオード６０２の２つ以上の対応するインスタンスは、集合的に、配線６４４上に共有フォトダイオード電流を提供してもよい。このような実施形態では、セル６００の２つのインスタンスの１つ以上のアナログサンプリング回路６０３は、当該共有フォトダイオード電流をサンプリングしてもよい。たとえば、一実施形態において、単一のアナログサンプリング回路６０３が共有フォトダイオード電流をサンプリングするように、単一のサンプル信号６１８（０）が起動されてもよい。別の実施形態では、各々が異なるセル６００に関連付けられているサンプル信号６１８（０）の２つのインスタンスが起動されて共有フォトダイオード電流をサンプリングしてもよく、その結果、２つの異なるセル６００の２つのアナログサンプリング回路６０３が共有フォトダイオード電流をサンプリングする。さらに別の実施形態では、単一のセル６００のサンプル信号６１８（０）および６１８（１）が両方とも起動されて共有フォトダイオード電流をサンプリングしてもよく、その結果、一方のセル６００の２つのアナログサンプリング回路６０３（０）および６０３（１）が共有フォトダイオード電流をサンプリングし、他方のセル６００のアナログサンプリング回路６０３はいずれも共有フォトダイオード電流をサンプリングしない。
【０１１１】
特定の例では、セル６００の２つのインスタンスは、配線６４４を介して結合されてもよい。セル６００の各インスタンスは、フォトダイオード６０２と２つのアナログサンプリング回路６０３とを含んでいてもよい。このような例では、２つのフォトダイオード６０２は、配線６４４を介してアナログサンプリング回路６０３のうちの１つ、２つ、３つまたは４つ全てに共有フォトダイオード電流を提供するように構成されてもよい。２つのフォトダイオード６０２が実質的に同一の光量を検出する場合、共有フォトダイオード電流の大きさは、任意の単一のフォトダイオード電流が単一のフォトダイオード６０２に由来するであろう大きさの２倍であってもよい。したがって、この共有フォトダイオード電流は、２倍のフォトダイオード電流と言い換えることができる。アナログサンプリング回路６０３が１つだけ起動されて２倍のフォトダイオード電流をサンプリングする場合、所与の露光レベルで、アナログサンプリング回路６０３が単一のフォトダイオード６０２から受信されたフォトダイオード電流をサンプリングするであろう速度の２倍の速度で、アナログサンプリング回路６０３は効果的に２倍のフォトダイオード電流をサンプリングすることができる。さらに、アナログサンプリング回路６０３が１つだけ起動されて２倍のフォトダイオード電流をサンプリングする場合、アナログサンプリング回路６０３が同一の露光時間中に単一のフォトダイオード６０２から受信されたフォトダイオード電流をサンプリングすることによって得るであろうサンプルの２倍の輝度のサンプルを得ることが可能であり得る。しかし、このような実施形態では、２つのセル６００のアナログサンプリング回路６０３の一つだけが２倍のフォトダイオード電流をアクティブにサンプリングするので、一方のセル６００は、２倍のフォトダイオード電流を表すいかなるアナログ値も記憶しない。したがって、２倍のフォトダイオード電流が対応するアナログサンプリング回路６０３のサブセットのみによってサンプリングされる場合、サンプリング速度またはサンプリング感度を向上させるために画像解像度が下げられてもよい。
【０１１２】
一実施形態において、通信可能に結合されたセル６００は、画像センサの同一の画素行に位置していてもよい。このような実施形態では、通信可能に結合されたアナログサンプリング回路６０３のサブセットのみによるサンプリングは、画像センサの有効水平解像度を１／２だけ下げる可能性がある。別の実施形態では、通信可能に結合されたセル６００は、画像センサの同一の画素列に位置していてもよい。このような実施形態では、通信可能に結合されたアナログサンプリング回路６０３のサブセットのみによるサンプリングは、画像センサの有効垂直解像度を１／２だけ下げる可能性がある。
【０１１３】
別の実施形態では、２つのセル６００の各々のアナログサンプリング回路６０３は、同時に起動されて２倍のフォトダイオード電流を同時にサンプリングしてもよい。このような実施形態では、２倍のフォトダイオード電流が２つのアナログサンプリング回路６０３によって共有されるので、単一のアナログサンプリング回路６０３が単一のフォトダイオード６０２のフォトダイオード電流をサンプリングする場合と比較して、サンプリング速度およびサンプリング感度を向上させることができない。しかし、２つのセル６００間の配線６４４上で２倍のフォトダイオード電流を共有し、次いでセル６００の各々におけるアナログサンプリング回路６０３を用いて２倍のフォトダイオード電流をサンプリングすることによって、アナログサンプリング回路６０３の各々によってサンプリングされるアナログ値は、効果的に平均化することができ、それによって、結合されたフォトダイオード６０２のどちらか一方によって出力されるフォトダイオード電流に存在するいかなるノイズの影響も減少させる。
【０１１４】
さらに別の例では、セル６００の２つのインスタンスは、配線６４４を介して結合されてもよい。セル６００の各インスタンスは、フォトダイオード６０２と２つのアナログサンプリング回路６０３とを含んでいてもよい。このような例では、２つのフォトダイオード６０２は、配線６４４を介してアナログサンプリング回路６０３のうちの１つ、２つ、３つまたは４つ全てに共有フォトダイオード電流を提供するように構成されてもよい。２つのフォトダイオード６０２が実質的に同一の光量を検出する場合、共有フォトダイオード電流は、任意の単一のフォトダイオード電流が単一のフォトダイオード６０２に由来するであろう大きさの２倍であってもよい。したがって、この共有フォトダイオード電流は、２倍のフォトダイオード電流と言い換えることができる。一方のセル６００の２つのアナログサンプリング回路６０３は、アナログサンプリング回路６０３（０）および６０３（１）がフォトダイオード６０２のフォトダイオード電流Ｉ＿ＰＤを単独でサンプリングする場合に関して上記した態様と同様の態様で、同時に起動されて２倍のフォトダイオード電流を同時にサンプリングしてもよい。このような実施形態では、２つのアナログ記憶面は、アナログサンプリング回路６０３（０）および６０３（１）が単一のフォトダイオード６０２からフォトダイオード電流を受信する場合よりも２倍速い速度で、アナログ値を実装され得る。
【０１１５】
２倍のフォトダイオード電流を共有するために配線６４４を介して結合されたセル６００の２つのインスタンスを含む別の実施形態では、１回の露光で４つのアナログサンプリング回路６０３が同時に起動されてもよい。このような実施形態では、４つのアナログサンプリング回路６０３は、アナログサンプリング回路６０３（０）および６０３（１）がフォトダイオード６０２のフォトダイオード電流Ｉ＿ＰＤを単独でサンプリングする場合に関して上記した態様と同様の態様で２倍のフォトダイオード電流を同時にサンプリングしてもよい。このような実施形態では、４つのアナログサンプリング回路６０３は、シーケンシャルに無効にされてもよく、その結果、４つのアナログサンプリング回路６０３の各々は、２倍のフォトダイオード電流を表す固有のアナログ値を記憶する。その後、各アナログ値は、異なるアナログ信号の状態で出力されてもよく、各アナログ信号は、デジタル画像を含むデジタル信号に増幅されて変換されてもよい。
【０１１６】
したがって、いかなる最終デジタル画像におけるノイズも減少させるのに役立つ２倍のフォトダイオード電流に加えて、１回の露光で４つの異なるデジタル画像を生成することができ、各々は異なる有効露光および光感度を有する。これら４つのデジタル画像は、画像スタックを含んでいてもよく、または画像スタックとして処理されてもよい。他の実施形態では、４つのアナログサンプリング回路６０３は、２倍のフォトダイオード電流をサンプリングするためにともに起動されたり停止されたりしてもよく、その結果、アナログサンプリング回路６０３の各々は、実質的に同一のアナログ値を記憶する。さらに他の実施形態では、４つのアナログサンプリング回路６０３は、２倍のフォトダイオード電流をサンプリングするためにある順序で起動されたり停止されたりしてもよく、その結果、任意の所与の瞬間に２つのアナログサンプリング回路６０３がアクティブにサンプリングを行っていることはない。
【０１１７】
セル６００の２つのインスタンスが配線６４４を介して通信可能に結合される文脈において話を簡単にするために上記の例および実施形態について説明してきたが、当然、セル６００の３つ以上のインスタンスが配線６４４を介して通信可能に結合されてもよい。たとえば、セル６００の４つのインスタンスが配線６４４を介して通信可能に結合されてもよい。このような例では、セル６００の４つのインスタンスの間で共有される４倍のフォトダイオード電流をサンプリングするために、８つの異なるアナログサンプリング回路６０３が任意の順序または組合せでアドレス可能であってもよい。したがって、選択肢として、単一のアナログサンプリング回路６０３は、アナログサンプリング回路６０３が単一のフォトダイオード６０２から受信されたフォトダイオード電流をサンプリングできるであろう速度よりも４倍速い速度で４倍のフォトダイオード電流をサンプリングすることが可能であり得る。
【０１１８】
たとえば、１／１２０秒の露光時間で４倍のフォトダイオード電流をサンプリングすることによって記憶されるアナログ値は、１／３０秒の露光時間で１倍のフォトダイオード電流をサンプリングすることによって記憶されるアナログ値と実質的に同一であってもよい。所与の照明下で所与のアナログ値をサンプリングするのに必要な露光時間を減少させることによって、最終デジタル画像内のぼやけを減少させることができる。したがって、共有フォトダイオード電流をサンプリングすることにより、ＩＳＯまたは光感度を効果的に上昇させることができ、当該ＩＳＯまたは光感度では、さらに大きなゲインの適用に関連付けられるノイズを増加させることなく所与の写真撮影シーンがサンプリングされる。
【０１１９】
別の選択肢として、単一のアナログサンプリング回路６０３は、所与の露光時間中に、単一のフォトダイオードから受信されたフォトダイオード電流をサンプリングすることによって得られるサンプルよりも４倍高輝度のサンプルを得ることが可能であり得る。４倍のフォトダイオード電流をサンプリングすることにより、写真撮影シーンのサンプリングをはるかに高速で行うことができ、これは、最終デジタル画像に存在するいかなるぼやけも減少させることに役立ち、写真撮影シーンをさらに迅速に（たとえば、１／４露光時間）捕捉することに役立ち、最終デジタル画像の輝度または露光を上昇させることに役立ち、または上記のいずれかの組合せに役立ち得る。当然、単一のアナログサンプリング回路６０３を用いて４倍のフォトダイオード電流をサンプリングすることにより、アナログ記憶面は、各セル６００がサンプルを生成するアナログ記憶面の解像度の１／４の解像度を有し得る。セル６００の４つのインスタンスが配線６４４を介して通信可能に結合され得る別の実施形態では、８つのアナログサンプリング回路６０３の各々を用いて４倍のフォトダイオード電流をシーケンシャルにサンプリングすることによって、最大８回の別々の露光が捕捉されてもよい。一実施形態では、各セルは、１つ以上のアナログサンプリング回路６０３を含む。
【０１２０】
図６Ｂは、１つの可能な実施形態に従う感光性セル６６０のための回路図を示す。選択肢として、セル６６０は本明細書に開示されている図面のうちのいずれかの図面の文脈において実現されてもよい。しかし、当然、セル６６０は任意の所望の環境において実現されてもよい。さらに、上述の定義は以下の説明に等しく適用され得る。
【０１２１】
示されるように、感光性セル６６０は、セル６００のフォトダイオード６０２と実質的に同一であるフォトダイオード６０２と、セル６００の第１のアナログサンプリング回路６０３（０）と実質的に同一である第１のアナログサンプリング回路６０３（０）と、セル６００の第２のアナログサンプリング回路６０３（１）と実質的に同一である第２のアナログサンプリング回路６０３（１）と、配線６５４とを含む。配線６５４は、３つのトランジスタ６５１〜６５３とソース６５０とを含むとして示されている。トランジスタ６５１，６５２および６５３の各々は、ゲート６５６，６５７および６５８をそれぞれ含む。セル６６０は、図６Ａのセル６００と実質的に同一の態様で動作し得るが、セル６６０は、配線６５４を介して結合された他のセル６６０のフォトダイオード６０２からのパスゲートを２つだけ含んでいる一方、セル６００は、配線６４４を介して結合された他のセル６００のフォトダイオード６０２からのパスゲートを３つ含んでいる。
【０１２２】
図６Ｃは、１つの可能な実施形態に従う複数の通信可能に結合された感光性セル６９４を含むシステム６９０のための回路図を示す。選択肢として、システム６９０は本明細書に開示されている図面のうちのいずれかの図面の文脈において実現されてもよい。しかし、当然、システム６９０は任意の所望の環境において実現されてもよい。さらに、上述の定義は以下の説明に等しく適用され得る。
【０１２３】
図６Ｃに示されるように、システム６９０は４つの画素６９２を含むとして示されており、画素６９２の各々はそれぞれのセル６９４を含み、１組の関連するセル６９４は配線６９８を介して通信可能に結合されている。画素６９２の各々は図２の画素２４０として実現されてもよく、セル６９４の各々は図２のセル２４２として実現されてもよく、配線６９８は図２の配線２５０として実現されてもよい。さらに、配線６９８は、ソース６９６の複数のインスタンスとゲート６９１の複数のインスタンスとを含むとして示されている。また、各セル６９４は、入射光６０１を測定または検出するためにフォトダイオード６０２に結合されたアナログサンプリング回路６０３を含んでいてもよい。アナログサンプリング回路６０３は、図６Ａの文脈において開示されているアナログサンプリング回路６０３（０）および６０３（１）のどちらか一方と実質的に同一であってもよい。
【０１２４】
ゲート６９１の全てのインスタンスがオンにされると、それによって、セル６９４の各々は、配線６９８を介して他の画素６９２の他のセル６９４の各々に通信可能に結合されることができる。その結果、共有フォトダイオード電流が生成され得る。図６Ｃに示されるように、セル６９４（１），６９４（２）および６９４（３）の各々は、配線６９８上に実質的に同様のフォトダイオード電流Ｉ＿ＰＤを出力する。セル６９４（１），６９４（２）および６９４（３）の各々によって生成されるフォトダイオード電流Ｉ＿ＰＤは、それぞれのフォトダイオード６０２（１），６０２（２）および６０２（３）によって生成されてもよい。セル６９４（１），６９４（２）および６９４（３）からのフォトダイオード電流は、配線６９８上で結合されて、３＊Ｉ＿ＰＤの結合フォトダイオード電流または３倍のフォトダイオード電流を形成してもよい。
【０１２５】
アナログサンプリング回路６０３のサンプル信号６１８がアサートされると、３倍のフォトダイオードは、フォトダイオード６０２（０）のフォトダイオード電流Ｉ＿ＰＤと結合して、４倍のフォトダイオード電流がアナログサンプリング回路６０３によってサンプリングされ得る。したがって、単一のフォトダイオード６０２（０）がアナログサンプリング回路６０３によってサンプリングされるフォトダイオード電流Ｉ＿ＰＤを生成する場合よりも４倍速い速度で、サンプルがセル６９４（０）のアナログサンプリング回路６０３のコンデンサ６０４に記憶され得る。選択肢として、４倍のフォトダイオード電流は、１倍のフォトダイオード電流がサンプリングされるであろう露光時間と同一の所与の露光時間でサンプリングされてもよく、これは、アナログサンプリング回路６０３に記憶されるアナログ値の値を大幅に増加または減少させ得る。たとえば、所与の露光時間で４倍のフォトダイオード電流をサンプリングすることにより記憶されるアナログ値は、所与の露光時間で１倍のフォトダイオード電流をサンプリングすることにより記憶されるアナログ値よりも事実上４倍高輝度の最終デジタル画素値に関連付けられてもよい。
【０１２６】
ゲート６９１の全てのインスタンスがオフにされると、セル６９４の各々は、他の画素６９２の他のセル６９４から切離されることができる。セル６９４が切離されると、セル６９４の各々は、たとえば図６Ａに関して上記したように単独で動作することができる。たとえば、単独で動作する場合、アナログサンプリング回路６０３は、サンプル信号６１８の制御下で、それぞれのフォトダイオード６０２（０）からのフォトダイオード電流Ｉ＿ＰＤをサンプリングするのみであってもよい。
【０１２７】
一実施形態において、画像センサ内の画素６９２の各々は、赤色光に対して感度が高いように構成されたセル６９４（「赤色セル」）と、緑色光に対して感度が高いように構成されたセル６９４（「緑色セル」）と、青色光に対して感度が高いように構成されたセル６９４（「青色セル」）とを含む。さらに、複数組の２つ以上の画素６９２は、図６Ａ〜図６Ｃにおいて上記したように、フォトダイオード電流共有モードに切り替わることによって、各組の画素内の赤色セルがフォトダイオード電流を共有し、各組の画素内の緑色セルがフォトダイオード電流を共有し、各組の画素内の青色セルがフォトダイオード電流を共有するように構成されてもよい。特定の実施形態では、画素６９２の各々は、白色光に対して感度が高いように構成されたセル６９４（「白色セル」）も含み、それによって、各々の白色セルは、赤色セル、緑色セルおよび青色セルが共有フォトダイオード電流モードで動作している間、フォトダイオード電流に関して独立して動作し得る。他の全ての製造パラメータが等しいとすると、各々の白色セルは、赤色セル、緑色セルまたは青色セルのうちのいずれかよりも入射光に対して感度が高く（たとえば、３倍感度が高く）てもよく、その結果、白色セルは、同等の強度の信号レベルを生成するのに必要な露光時間またはゲインを少なくすることができる。このような実施形態では、（赤色セル、緑色セルおよび青色セルからの）色情報の解像度は、さらに高い感度およびさらに優れたノイズ性能を得るために下げられ得る一方、（白色セルからの）純粋な強度情報の解像度は、強度情報に対して感度またはノイズ性能を大幅に犠牲にすることなく、フルセンサ解像度に維持され得る。たとえば、４Ｋ画素画像センサによる４Ｋ画素は、色に関して２Ｋ画素画像センサによる２Ｋ画素として動作するように構成されてもよく、それによって、色感度を４倍向上させ、同時に、４Ｋ画素強度面による４Ｋ画素を白色セルから同時に捕捉することができる。このような構成では、赤色セル、緑色セルおよび青色セルによって提供される４分の１解像度色情報は、白色セルによって提供されるフル解像度強度情報と融合されてもよい。この目的で、同等の従来の画像センサよりも優れた全体感度およびノイズ性能で、画像センサによって４Ｋ解像度カラー画像によるフル４Ｋが生成され得る。
【０１２８】
図７は、ある実施形態に従うアナログ画素データをデジタル画素データに変換するためのシステムを示す。選択肢として、図７のシステムは本明細書に開示されている図面のうちのいずれかの図面の詳細の文脈において実現されてもよい。しかし、当然、図７のシステムは任意の所望の環境において実現されてもよい。さらに、上述の定義は以下の説明に等しく適用され得る。
【０１２９】
図７に示されるように、アナログ画素データ７２１が、制御ユニット５１４の制御下でアナログ−デジタルユニット７２２において列読出回路５２０から受信される。アナログ画素データ７２１は、上述のようにアナログ信号内で受信されてもよい。さらに、アナログ−デジタルユニット７２２は、受信したアナログ画素データ７２１に基づいてデジタル画素データ７２５を生成する。
【０１３０】
一実施形態において、アナログ画素データ７２１の固有のインスタンスは、順序付けられた１組の個別のアナログ値として、全ての対応するアナログサンプリング回路またはサンプル記憶ノードから出力される全てのアナログ値を含んでいてもよい。たとえば、上記の図面の文脈において、画素アレイ５１０の複数の画素５４０のセル５４２〜５４５の各セルは、１つ以上のアナログサンプリング回路６０３を含んでいてもよい。
【０１３１】
一実施形態において、画素アレイ５１０は、複数の第１のアナログサンプリング回路６０３（０）を含んでいてもよく、複数の第２のアナログサンプリング回路６０３（１）も含んでいてもよい。このような実施形態では、複数の第１のアナログサンプリング回路６０３（０）からの別個のアナログ値を含むアナログ画素データ７２１の第１のインスタンスが受信されてもよく、複数の第２のアナログサンプリング回路６０３（１）からの別個のアナログ値を含むアナログ画素データ７２１の第２のインスタンスが受信されてもよい。したがって、画素アレイのセルが２つ以上のアナログサンプリング回路を含む実施形態では、画素アレイは、２つ以上の別個のアナログ信号を出力してもよく、各アナログ信号は、アナログ画素データ７２１の固有のインスタンスを含む。
【０１３２】
いくつかの実施形態において、画素アレイのセルのサブセットのみが２つ以上のアナログサンプリング回路を含んでいてもよい。たとえば、全てのセルが第１のアナログサンプリング回路６０３（０）および第２のアナログサンプリング回路６０３（１）を両方とも含んでいるわけではない。
【０１３３】
引き続き図７を参照して、アナログ−デジタルユニット７２２は増幅器７５０およびアナログ−デジタル変換器７５４を含む。一実施形態において、増幅器７５０は、アナログ画素データ７２１およびゲイン７５２のインスタンスを受信し、ゲイン７５２をアナログ画素データ７２１に適用して、ゲイン調整されたアナログ画素データ７２３を生成する。ゲイン調整されたアナログ画素データ７２３は増幅器７５０からアナログ−デジタル変換器７５４に送信される。アナログ−デジタル変換器７５４は、ゲイン調整されたアナログ画素データ７２３を受信し、ゲイン調整されたアナログ画素データ７２３をデジタル画素データ７２５に変換し、当該データは次いでアナログ−デジタル変換器７５４から送信される。他の実施形態では、増幅器７５０はアナログ−デジタルユニット７２２内ではなく列読出回路５２０内で実現されてもよい。アナログ−デジタル変換器７５４は、任意の技術的に実行可能なアナログ−デジタル変換技術を用いて、ゲイン調整されたアナログ画素データ７２３をデジタル画素データ７２５に変換してもよい。
【０１３４】
ある実施形態において、ゲイン調整されたアナログ画素データ７２３は、ゲイン７５２をアナログ画素データ７２１に適用することによって得られる。一実施形態において、ゲイン７５２はアナログ−デジタルユニット７２２によって選択されてもよい。別の実施形態において、ゲイン７５２は、制御ユニット５１４によって選択され、次いで、アナログ画素データ７２１に適用されるために制御ユニット５１４からアナログ−デジタルユニット７２２に供給されてもよい。
【０１３５】
一実施形態において、増幅器７５０はトランスインピーダンス増幅器（ＴＩＡ）であってもよい。さらに、ゲイン７５２はデジタル値によって指定されてもよい。一実施形態において、ゲイン７５２を指定するデジタル値は、デジタル写真撮影デバイスを「マニュアル」モードで操作することによってなど、デジタル写真撮影デバイスのユーザによって設定されてもよい。さらに、デジタル値はデジタル写真撮影デバイスのハードウェアまたはソフトウェアによって設定されてもよい。選択肢として、デジタル値は、デジタル写真撮影デバイスのソフトウェアと連携して作業するユーザによって設定されてもよい。
【０１３６】
一実施形態において、ゲイン７５２を指定するために用いられるデジタル値はＩＳＯと関連付けられてもよい。写真撮影の分野において、ＩＳＯシステムは光感度を指定するための確立された規格である。一実施形態において、増幅器７５０は、アナログ画素データ７２１に適用すべきゲイン７５２を指定するデジタル値を受信する。別の実施形態において、従来のＩＳＯ値から、ゲイン７５２として増幅器７５０に与えられ得るデジタルゲイン値へのマッピングがあってもよい。たとえば、ＩＳＯ１００、ＩＳＯ２００、ＩＳＯ４００、ＩＳＯ８００、ＩＳＯ１６００等の各々が異なるデジタルゲイン値に一意にマップされてもよく、特定のＩＳＯを選択すると、マップされたデジタルゲイン値がゲイン７５２として適用されるために増幅器７５０に与えられる。一実施形態において、１つ以上のＩＳＯ値が１のゲインにマップされてもよい。当然、他の実施形態では、１つ以上のＩＳＯ値がその他のゲイン値にマップされてもよい。
【０１３７】
したがって、一実施形態において、各アナログ画素値は特定のＩＳＯ値を前提として輝度が調整されてもよい。ゆえに、そのような実施形態では、ゲイン調整されたアナログ画素データ７２３は輝度補正された画素データを含んでいてもよく、輝度は指定されたＩＳＯに基づいて補正される。別の実施形態において、ある画像についてゲイン調整されたアナログ画素データ７２３は、当該画像が特定のＩＳＯでサンプリングされたかのような輝度を画像内に有する画素を含んでいてもよい。
【０１３８】
ある実施形態に従うと、デジタル画素データ７２５は、画素アレイ５１０を用いて捕捉された画像の画素を表す複数のデジタル値を含んでいてもよい。
【０１３９】
一実施形態において、デジタル画素データ７２５のインスタンスは、受信したアナログ画素データ７２１の各インスタンスについて出力されてもよい。したがって、画素アレイ５１０が複数の第１のアナログサンプリング回路６０３（０）を含み、複数の第２のアナログサンプリング回路６０３（１）も含む場合、第１のアナログサンプリング回路６０３（０）からの別個のアナログ値を含むアナログ画素データ７２１の第１のインスタンスが受信されてもよく、第２のアナログサンプリング回路６０３（１）からの別個のアナログ値を含むアナログ画素データ７２１の第２のインスタンスが受信されてもよい。このような実施形態では、デジタル画素データ７２５の第１のインスタンスは、アナログ画素データ７２１の第１のインスタンスに基づいて出力されてもよく、デジタル画素データ７２５の第２のインスタンスは、アナログ画素データ７２１の第２のインスタンスに基づいて出力されてもよい。
【０１４０】
さらに、デジタル画素データ７２５の第１のインスタンスは、画素アレイ５１０の複数の第１のアナログサンプリング回路６０３（０）を用いて捕捉される第１の画像の画素を表す複数のデジタル値を含んでいてもよく、デジタル画素データ７２５の第２のインスタンスは、画素アレイ５１０の複数の第２のアナログサンプリング回路６０３（１）を用いて捕捉される第２の画像の画素を表す複数のデジタル値を含んでいてもよい。
【０１４１】
いくつかの実施形態において、２つ以上のゲイン７５２がアナログ画素データ７２１のインスタンスに適用されてもよく、その結果、アナログ画素データ７２１の各インスタンスについてデジタル画素データ７２５の２つ以上のインスタンスが出力されてもよい。
【０１４２】
図８は、別の実施形態に従うさまざまなアナログ記憶面の実現例を示す。選択肢として、図８のアナログ記憶面は本明細書に開示されている図面のうちのいずれかの図面の詳細の文脈において実現されてもよい。しかし、当然、図８のアナログ記憶面は任意の所望の環境において実現されてもよい。さらに、上述の定義は以下の説明に等しく適用され得る。
【０１４３】
図８は、第１のアナログ記憶面８０２と第２のアナログ記憶面８４２とを含むとして示されている。複数のアナログ値の各々は、アナログ記憶面８０２および８４２において「Ｖ」として示されている。特定の実施形態の文脈において、各アナログ記憶面は、１つ以上のアナログ値の任意の集合を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、アナログ記憶面は、画素アレイの行または列の各画素について少なくとも１つのアナログ画素値を記憶することが可能であってもよい。一実施形態において、アナログ記憶面は、画素アレイの複数の画素の各画素の各セルについてアナログ値を記憶することが可能であってもよい。さらに、別の実施形態では、アナログ記憶面は、画素アレイ全体の各画素について少なくとも１つのアナログ画素値を記憶することが可能であってもよく、これはフレームと称することができる。たとえば、アナログ記憶面は、画素アレイの各列または行の各画素の各セルについてアナログ値を記憶することが可能であってもよい。
【０１４４】
一実施形態において、アナログ記憶面８４２は、各セルのアナログサンプリング回路が起動されて対応するフォトダイオード電流をサンプリングした画像センサの部分を表してもよい。言い換えれば、画像センサの所与の領域では、全てのセルが、対応するフォトダイオード電流をサンプリングしてサンプリング動作の結果としてアナログ値を記憶するアナログサンプリング回路を含む。その結果、アナログ記憶面８４２は、アナログ記憶面８０２のアナログ値密度８０６よりも大きなアナログ値密度８４６を含む。
【０１４５】
一実施形態において、アナログ記憶面８０２は、セルの４分の１のみが、起動されて対応するフォトダイオード電流をサンプリングするアナログサンプリング回路を含む画像センサの部分を表してもよい。言い換えれば、画像センサの所与の領域では、セルの４分の１のみが、対応するフォトダイオード電流をサンプリングしてサンプリング動作の結果としてアナログ値を記憶するアナログサンプリング回路を含む。アナログ記憶面８０２のアナログ値密度８０６は、上記のように、以下の構成により生じ得る。すなわち、以下の構成とは、４つの隣接するセルが配線を介して通信可能に結合され、その結果、４倍のフォトダイオード電流が４つのセルのうちの１つのセルの単一のアナログサンプリング回路によってサンプリングされ、他の３つのセルの残りのアナログサンプリング回路はサンプリングのために起動されない構成である。
【０１４６】
図９は、別の実施形態に従うアナログ信号のアナログ画素データをデジタル画素データに変換するためのシステム９００を示す。選択肢として、システム９００は本明細書に開示されている図面のうちのいずれかの図面の詳細の文脈において実現されてもよい。しかし、当然、システム９００は任意の所望の環境において実現されてもよい。さらに、上述の定義は以下の説明に等しく適用され得る。
【０１４７】
システム９００は、第１のアナログ記憶面８０２と、アナログ−デジタルユニット９２２と、第１のデジタル画像９１２と、第２のアナログ記憶面８４２と、第２のデジタル画像９５２とを含むとして図９に示されている。図９に示されるように、複数のアナログ値の各々は、アナログ記憶面８０２および８４２の各々において「Ｖ」として示されており、対応するデジタル値の各々は、それぞれデジタル画像９１２および９５２において「Ｄ」として示されている。
【０１４８】
上記のように、各アナログ記憶面８０２および８４２は、１つ以上のアナログ値の任意の集合を含んでいてもよい。一実施形態において、所与のアナログ記憶面は、関連付けられている露光時間中にアクティブなサンプル信号６１８を受信することによってフォトダイオード電流をサンプリングする各アナログ記憶回路６０３についてアナログ値を含んでいてもよい。
【０１４９】
いくつかの実施形態において、アナログ記憶面は、画像センサの全てのアナログ記憶回路６０３のサブセットのみについてアナログ値を含んでいてもよい。これは、たとえば、画素の奇数または偶数行のみのアナログ記憶回路６０３が所与の露光時間中に起動されてサンプリングを行う場合に起こり得る。同様に、これは、画素の奇数または偶数列のみのアナログ記憶回路６０３が所与の露光中に起動されてサンプリングを行う場合に起こり得る。別の例として、これは、通信可能に結合されたセル同士の間で２倍または４倍のフォトダイオード電流などの共有フォトダイオード電流を分散させる態様で、２つ以上の感光性セルが配線６４４などによって通信可能に結合される場合に起こり得る。このような実施形態では、通信可能に結合されたセルのアナログサンプリング回路６０３のサブセットのみが、所与の露光時間中にサンプル信号６１８によって起動されて共有フォトダイオード電流をサンプリングしてもよい。所与の露光時間中にサンプル信号６１８によって起動されるアナログサンプリング回路６０３はいずれも、共有フォトダイオード電流をサンプリングして、露光時間に関連付けられているアナログ記憶面にアナログ値を記憶してもよい。しかし、露光時間に関連付けられているアナログ記憶面は、露光時間中にサンプル信号６１８によって起動されないアナログサンプリング回路６０３に関連付けられているアナログ値を含まないであろう。
【０１５０】
したがって、所与のアナログ記憶面のアナログ値密度は、当該アナログ記憶面に関連付けられている所与の露光中に起動されてフォトダイオード電流をサンプリングするアナログサンプリング回路６０３のサブセットに依存し得る。具体的には、所与の露光時間中に画像センサの複数の隣接するセルの各々におけるアナログサンプリング回路６０３のためにサンプル信号６１８が起動されると、密度の高いアナログ記憶面８４２などでは、高いアナログ値密度を得ることができる。逆に、所与の露光時間中に画像センサの隣接するセルのサブセットのみのためにサンプル信号６１８が起動されると、密度の低いアナログ記憶面８０２などでは、低いアナログ値密度を得ることができる。
【０１５１】
ここで図９に戻って、密度の低いアナログ記憶面８０２のアナログ値は、アナログ画素データ９０４としてアナログ−デジタルユニット９２２に出力される。さらに、密度の高いアナログ記憶面８４２のアナログ値は、別途、アナログ画素データ９４４としてアナログ−デジタルユニット９２２に出力される。一実施形態において、アナログ−デジタルユニット９２２は、図７の文脈内で説明したアナログ−デジタルユニット７２２と実質的に同一であってもよい。たとえば、アナログ−デジタルユニット９２２は少なくとも１つの増幅器および少なくとも１つのアナログ−デジタル変換器を含んでいてもよく、当該増幅器は、ゲイン値を受信し、当該ゲイン値を利用して、アナログ−デジタルユニット９２２において受信したアナログ画素データをゲイン調整するように動作可能である。さらに、そのような実施形態では、増幅器はゲイン調整されたアナログ画素データをアナログ−デジタル変換器に送信してもよく、当該変換器は次いで、ゲイン調整されたアナログ画素データからデジタル画素データを生成する。この目的で、アナログ−デジタル変換は、２つ以上の異なるアナログ記憶面８０２および８４２の各々のコンテンツに対して実行されてもよい。
【０１５２】
一実施形態において、アナログ−デジタルユニット９２２は、受信したアナログ画素データの各インスタンスに対して少なくとも２つの異なるゲインを適用する。たとえば、アナログ−デジタルユニット９２２は、アナログ画素データ９０４を受信し、アナログ画素データ９０４に対して少なくとも２つの異なるゲインを適用して、アナログ画素データ９０４に基づいて少なくとも第１のゲイン調整されたアナログ画素データおよび第２のゲイン調整されたアナログ画素データを生成してもよく、アナログ−デジタルユニット９２２は、アナログ画素データ９４４を受信し、次いでアナログ画素データ９４４に対して少なくとも２つの異なるゲインを適用して、アナログ画素データ９４４に基づいて少なくとも第１のゲイン調整されたアナログ画素データおよび第２のゲイン調整されたアナログ画素データを生成してもよい。
【０１５３】
さらに、アナログ−デジタルユニット９２２は、ゲイン調整されたアナログ画素データの各インスタンスをデジタル画素データに変換し、次いで対応するデジタル信号を出力してもよい。具体的に図９に関して、アナログ−デジタルユニット９２２は、アナログ画素データ９０４に対するゲイン１の適用に対応する第１のデジタル画素データ９０６を含む第１のデジタル信号と、アナログ画素データ９４４に対するゲイン１の適用に対応する第２のデジタル画素データ９４６を含む第２のデジタル信号とを生成するとして示されている。デジタル画素データの各インスタンスは、第１のデジタル画素データ９０６がデジタル画像９１２を含み、第２のデジタル画素データ９４６がデジタル画像９５２を含むように、デジタル画像を含んでいてもよい。言い換えれば、第１のデジタル画像９１２は、密度の低いアナログ記憶面８０２のアナログ値に基づいて生成されてもよく、第２のデジタル画像９５２は、密度の高いアナログ記憶面８４２のアナログ値に基づいて生成されてもよい。
【０１５４】
当然、他の実施形態では、アナログ−デジタルユニット９２２は、アナログ画素データの各インスタンスに対して複数のゲインを適用し、それによって、各アナログ記憶面８０２および８４２に基づいて画像スタックを生成してもよい。各画像スタックは、それらの適用例において説明したように、または以下で説明するように操作されてもよい。
【０１５５】
いくつかの実施形態において、デジタル画像９５２は、デジタル画像９１２よりも大きな解像度を有していてもよい。言い換えれば、デジタル画像９１２を構成する画素の数よりも多い数の画素がデジタル画像９５２を構成してもよい。これは、一例では密度の高いアナログ記憶面８４２のサンプリングされたアナログ値の個数の４分の１しか含んでいない密度の低いアナログ記憶面８０２からデジタル画像９１２が生成されたからであり得る。他の実施形態では、デジタル画像９５２は、デジタル画像９１２と同一の解像度を有していてもよい。このような実施形態では、密度の低いアナログ記憶面８０２におけるサンプリングされたアナログ値の個数の減少を埋め合わせるために、複数のデジタル画素データ値が生成されてもよい。たとえば、当該複数のデジタル画素データ値は、補間によって生成されてデジタル画像９１２の解像度を上げてもよい。
【０１５６】
一実施形態において、密度の低いアナログ記憶面８０２から生成されたデジタル画像９１２を用いて、密度の高いアナログ記憶面８４２から生成されたデジタル画像９５２を向上させてもよい。具体的な非限定的な例として、密度の低いアナログ記憶面８０２および密度の高いアナログ記憶面８４２の各々は、写真撮影シーンの１回の露光でアナログ値を記憶してもよい。本説明の文脈において、写真撮影シーンの「１回の露光」は、２組以上のアナログサンプリング回路を用いて少なくとも部分的に同時に写真撮影シーンを捕捉することを含んでいてもよく、各組のアナログサンプリング回路は、異なる露光時間で動作するように構成されてもよい。さらに、１回の露光は、複数の別個の露光時間またはサンプリング時間にさらに分割されてもよく、当該露光時間またはサンプリング時間は、シーケンシャルであってもよく、部分的に同時であってもよく、またはシーケンシャルと部分的に同時との何らかの組合せであってもよい。
【０１５７】
２組以上のアナログサンプリング回路を用いた写真撮影シーンの１回の露光の捕捉中に、捕捉中の画像センサのいくつかのセルは、１つ以上の他のセルに通信可能に結合されてもよい。たとえば、画像センサのセルは、各セルが同一の光のピーク波長に関連付けられている３つの他のセルに結合されるように、図２に示されるように通信可能に結合されてもよい。したがって、１回の露光中に、通信可能に結合されたセルの各々は、４倍のフォトダイオード電流を受信してもよい。
【０１５８】
１回の露光の第１のサンプリング時間中に、４つのセルの各々における第１のアナログサンプリング回路は、アクティブなサンプル信号を受信してもよく、当該サンプル信号は、４つのセルの各々における第１のアナログサンプリング回路が第１のサンプリング時間中に４倍のフォトダイオード電流をサンプリングするようにする。密度の高いアナログ記憶面８４２は、このようなサンプリング動作中に記憶されるアナログ値を表してもよい。さらに、４つのセルの各々における第２のアナログサンプリング回路は、別途４倍のフォトダイオード電流をサンプリングするように制御されてもよい。１つの選択肢として、第１のサンプリング時間後の第２のサンプリング時間中に、４つの結合されたセルの第２のアナログサンプリング回路の１つだけがアクティブなサンプル信号を受信してもよく、当該サンプル信号は、当該単一のアナログサンプリング回路が第２のサンプリング時間中に４倍のフォトダイオード電流をサンプリングするようにする。密度の低いアナログ記憶面８０２は、このようなサンプリング動作中に記憶されるアナログ値を表してもよい。
【０１５９】
その結果、１回の露光の第２のサンプリング時間中に記憶されるアナログ値は、第１のサンプリング時間中に記憶されるアナログ値と比較して、感度が上昇しているが解像度が下がった状態でサンプリングされる。微光写真撮影シーンを伴う状況では、第２のサンプリング時間に関連付けられる光感度の上昇により、デジタル画像９１２などの、露光が優れたおよび／またはノイズの少ないデジタル画像を生成することができる。しかし、デジタル画像９５２は所望の最終画像解像度または画像サイズを有し得る。したがって、いくつかの実施形態では、デジタル画像９１２はデジタル画像９５２とブレンドまたは混合または結合され、デジタル画像９５２のノイズを減少させて露光を向上させてもよい。たとえば、２分の１垂直または２分の１水平解像度を有するデジタル画像がフル解像度のデジタル画像とブレンドされてもよい。別の実施形態では、２分の１垂直解像度、２分の１水平解像度およびフル解像度のデジタル画像のいずれかの組合せがブレンドされてもよい。
【０１６０】
いくつかの実施形態において、第１の露光時間（または第１のサンプリング時間）および第２の露光時間（または第２のサンプリング時間）の各々は、写真撮影シーンの周囲照明を用いて捕捉される。他の実施形態では、第１の露光時間（または第１のサンプリング時間）および第２の露光時間（または第２のサンプリング時間）の各々は、写真撮影シーンのフラッシュまたはストロボ照明を用いて捕捉される。さらに他の実施形態では、第１の露光時間（または第１のサンプリング時間）は、写真撮影シーンの周囲照明を用いて捕捉されてもよく、第２の露光時間（または第２のサンプリング時間）は、写真撮影シーンのフラッシュまたはストロボ照明を用いて捕捉されてもよい。
【０１６１】
第１の露光時間が周囲照明を用いて捕捉され、第２の露光時間がフラッシュまたはストロボ照明を用いて捕捉される実施形態では、第１の露光時間中に記憶されるアナログ値は、第２の露光時間中に記憶されるアナログ値よりも高い密度でアナログ記憶面に記憶されてもよい。これは、周囲照明での写真撮影シーンの捕捉のＩＳＯまたは感度を効果的に上昇させることができる。その後、写真撮影シーンは次いで、ストロボまたはフラッシュ照明を用いてフル解像度で捕捉されてもよい。次いで、低解像度の周囲捕捉とフル解像度のストロボまたはフラッシュ捕捉とは併合されて、個別の捕捉のどちらか一方では見られない詳細を含む結合画像を作成してもよい。
【０１６２】
露光が向上しかつノイズが少ない結合デジタル画像を得るためにデジタル画像９１２とデジタル画像９５２とを結合するためのさまざまな選択肢が、以下に開示されている。
【０１６３】
図１０は、一実施形態に係る結合画像１０２０を生成するためのユーザインターフェイス（ＵＩ）システム１０００を示す。選択肢として、ＵＩシステム１０００は本明細書に開示されている図面のうちのいずれかの図面の詳細の文脈において実現されてもよい。しかし、当然、ＵＩシステム１０００は任意の所望の環境において実行されてもよい。さらに、上述の定義は以下の説明に等しく適用され得る。
【０１６４】
一実施形態において、結合画像１０２０は、少なくとも２つの関連するデジタル画像の組合せを含む。たとえば、結合画像１０２０は、写真撮影シーンの１回の露光の少なくとも２つのデジタル画像の結合レンダリングを含んでいてもよい。具体的には、結合画像１０２０は、密度の低いアナログ記憶面８０２から生成されたデジタル画像９１２と密度の高いアナログ記憶面８４２から生成されたデジタル画像９５２との結合レンダリングを含んでいてもよい。
【０１６５】
一実施形態において、ＵＩシステム１０００は、結合画像１０２０と、トラック１０３２に沿って動くように構成されたスライダコントロール１０３０と、各々が表示画像１０１０内に表示される視覚マーカを含み得る２つ以上の表示点１０４０とを含むがこれらに限定されない表示画像１０１０を提示する。
【０１６６】
一実施形態において、ＵＩシステム１０００はデジタル写真撮影システム３００のプロセッサ複合体３１０内で実行される調整ツールによって生成され、表示画像１０１０は表示ユニット３１２上に表示される。一実施形態において、少なくとも２つのデジタル画像は、結合画像１０２０を生成するためのソース画像を含む。少なくとも２つのデジタル画像は、ＮＶメモリ３１６、揮発性メモリ３１８、メモリサブシステム３６２またはそれらのいずれかの組合せの内部に存在してもよい。別の実施形態において、ＵＩシステム１０００は、ラップトップコンピュータまたはデスクトップコンピュータなどのコンピュータシステム内で実行される調整ツールによって生成される。少なくとも２つのデジタル画像は、コンピュータシステムに送信されてもよく、または取付けられたカメラデバイスによって生成されてもよい。さらに別の実施形態において、ＵＩシステム１０００はクラウドベースのサーバコンピュータシステムによって生成されてもよく、当該サーバコンピュータシステムは少なくとも２つのデジタル画像をクライアントブラウザにダウンロードしてもよく、当該ブラウザは以下に説明する結合動作を実行してもよい。別の実施形態において、ＵＩシステム１０００はクラウドベースのサーバコンピュータシステムによって生成され、当該サーバコンピュータシステムは、モバイルデバイス内のデジタル写真撮影システムから少なくとも２つのデジタル画像を受信し、結合画像１０２０を生成するのと共に、以下に説明する結合動作を実行してもよい。
【０１６７】
スライダコントロール１０３０は、表示点１０４０−Ａおよび１０４０−Ｃに対応する２つの終点同士の間を動くように構成されてもよい。表示点１０４０−Ｂなどの１つ以上の表示点が２つの終点同士の間に位置決めされてもよい。各表示点１０４０は、結合画像１０２０の特定のレンダリング、または２つ以上のデジタル画像の特定の組合せと関連付けられてもよい。たとえば、表示点１０４０−Ａは第１のデジタル画像と関連付けられてもよく、表示点１０４０−Ｃは第２のデジタル画像と関連付けられてもよい。第１のデジタル画像および第２のデジタル画像の両方が、上記のように１回の露光によるものであってもよい。別の実施形態において、スライダコントロール１０３０が表示点１０４０−Ａの真上に位置決めされると、第１のデジタル画像のみが表示画像１０１０内に結合画像１０２０として表示されてもよく、同様に、スライダコントロール１０３０が表示点１０４０−Ｃの真上に位置決めされると、第２のデジタル画像のみが表示画像１０１０内に結合画像１０２０として表示されてもよい。
【０１６８】
一実施形態において、表示点１０４０−Ｂは第１のデジタル画像と第２のデジタル画像とのブレンドと関連付けられてもよい。たとえば、スライダコントロール１０３０が表示点１０４０−Ｂに位置決めされると、結合画像１０２０は第１のデジタル画像と第２のデジタル画像とのブレンドであってもよい。一実施形態において、第１のデジタル画像と第２のデジタル画像とのブレンドは、アルファブレンディング、輝度ブレンディング、ダイナミックレンジブレンディング、ならびに／またはトーンマッピングもしくは他の非線形ブレンディングおよびマッピング動作を含んでいてもよい。別の実施形態において、第１のデジタル画像と第２のデジタル画像とのブレンドはいずれも、第１の画像および第２の画像単独のいずれか一方とは異なるより大きいダイナミックレンジまたは他の視覚的特徴を有する新たな画像を提供し得る。ゆえに、第１のデジタル画像と第２のデジタル画像とのブレンドによって、結合画像１０２０として表示され得るかまたは結合画像１０２０を生成するために用いられ得る、新たに計算されたＨＤＲ画像が提供され得る。この目的で、第１のデジタル信号と第２のデジタル信号とが組合されることによって、ＨＤＲ画像の少なくとも一部が得られてもよい。さらに、第１のデジタル信号および第２のデジタル信号の一方は、別のデジタル画像またはデジタル信号の少なくとも一部とさらに組合されてもよい。一実施形態において、他方のデジタル画像は別のＨＤＲ画像を含んでいてもよい。
【０１６９】
一実施形態において、スライダコントロール１０３０が表示点１０４０−Ａに位置決めされると第１のデジタル画像が結合画像１０２０として表示され、スライダコントロール１０３０が表示点１０４０−Ｃに位置決めされると第２のデジタル画像が結合画像１０２０として表示され、さらに、スライダコントロール１０３０が表示点１０４０−Ｂに位置決めされるとブレンド画像が結合画像１０２０として表示される。そのような実施形態では、スライダコントロール１０３０が表示点１０４０−Ａと表示点１０４０−Ｃとの間に位置決めされると、第１のデジタル画像および第２のデジタル画像について混合（たとえばブレンド）重みが計算されてもよい。第１のデジタル画像について、混合重みは、スライダコントロール１０３０が表示点１０４０−Ｃにあるときに０．０の値を有し、スライダコントロール１０３０が表示点１０４０−Ａにあるときに１．０の値を有するとして計算されてもよく、混合重み値の範囲はそれぞれ表示点１０４０−Ｃと１０４０−Ａとの間に位置する０．０から１．０である。第２のデジタル画像について、混合重みは、スライダコントロール１０３０が表示点１０４０−Ａにあるときに０．０の値を有し、スライダコントロール１０３０が表示点１０４０−Ｃにあるときに１．０の値を有するとして計算されてもよく、混合重み値の範囲はそれぞれ表示点１０４０−Ａと１０４０−Ｃとの間に位置する０．０から１．０である。
【０１７０】
他の実施形態では、表示点１０４０−Ｂに加えて、表示点１０４０−Ａと１０４０−Ｃとの間にトラック１０３２に沿って複数のさらなる表示点が存在してもよい。当該さらなる表示点は、さらなるデジタル画像に関連付けられてもよい。
【０１７１】
したがって、スライダコントロール１０３０の位置決めの結果、２つ以上のデジタル信号がブレンドされてもよく、ブレンドされたデジタル信号は、異なるアナログ記憶面からのアナログ値を利用して生成されてもよい。さらに、当該異なるアナログ記憶面は、異なるアナログ値密度に関連付けられてもよい。上記のように、共有フォトダイオード電流を用いて捕捉されたアナログ記憶面から生成されるデジタル画像は、含まれるノイズが少ないように捕捉されてもよく、および／または、高い光感度または輝度で捕捉されてもよい。このデジタル画像は、ノイズが多くかつ解像度が高いデジタル画像とブレンドされて、ノイズが少なく輝度が高くおよび／または露光が優れた画像を高解像度で生成し得る。したがって、２つ以上のデジタル信号のブレンド動作は、デジタル信号のうちの少なくとも１つに現れるノイズを減少させることに役立ち得る。
【０１７２】
当然、スライダコントロール１０３０の表示点に基づいて任意の２つ以上の有効露光がブレンドされて、ＵＩシステム１０００において結合画像１０２０を生成してもよい。さらに、「高ダイナミックレンジ画像のためのシステムおよび方法（SYSTEMS AND METHODS FOR HIGH-DYNAMIC RANGE IMAGES）」と題されるｘｘ／ｘｘ／ｘｘｘｘに出願された米国特許出願番号第（DUELP005/DL011）に開示されているシステムおよび方法を利用して、任意の２つ以上の有効露光がブレンドされてもよい。
【０１７３】
一実施形態において、第１のデジタル画像および第２のデジタル画像の少なくとも一方と関連付けられている少なくとも１つの混合重み値に基づいて、第１のデジタル画像および第２のデジタル画像に混合動作が適用されてもよい。一実施形態において、１．０の混合重みは、１．０の混合重みと関連付けられているデジタル画像に完全な混合重みを与える。このように、ユーザは第１のデジタル画像と第２のデジタル画像とをブレンドしてもよい。この目的で、第１のデジタル信号および第２のデジタル信号はユーザ入力に応じてブレンドされてもよい。たとえば、スライディング標識が表示されてもよく、ユーザがスライディング標識を操作したことに応答して第１のデジタル信号および第２のデジタル信号がブレンドされてもよい。
【０１７４】
混合重みおよび混合動作のシステムは、第１のデジタル画像、第２のデジタル画像およびブレンド画像を第１のデジタル画像から第２のデジタル画像への段階的な進行として見るためのＵＩツールを提供する。一実施形態において、ユーザは、スライダコントロール１０３０の任意の位置に対応する結合画像１０２０を保存してもよい。ＵＩシステム１０００を実現する調整ツールは、任意の技術的に実行可能なジェスチャまたは技術を介して結合画像１０２０の保存を指示するコマンドを受信してもよい。たとえば、調整ツールは、結合画像１０２０によって占められる領域内でユーザがジェスチャを行なうと結合画像１０２０を保存するように構成されてもよい。または、調整ツールは、ユーザがスライダコントロール１０３０を押すが他の点では動かさない場合に結合画像１０２０を保存してもよい。別の実現例では、調整ツールは、ユーザが保存コマンドを受信する専用の保存ボタンなどのＵＩ要素（図示せず）を押すことによってなどでジェスチャを行なうと結合画像１０２０を保存してもよい。
【０１７５】
この目的で、スライダコントロールを用いて２つ以上のデジタル画像の寄与を求め、結合画像１０２０などの最終計算画像を生成することができる。当業者は、混合重みおよび混合動作の上記のシステムは、２つ以上の関連画像と関連付けられている２つ以上の表示点を含むように一般化され得ることを認識するであろう。そのような関連画像は、２つ以上のアナログ記憶面から生成された、ゼロまたはゼロに近いフレーム間時間を有し得る任意の数のデジタル画像を含み得るがこれらに限定されない。
【０１７６】
さらに、回転ノブなどの、異なる連続位置ＵＩコントロールがスライダコントロール１０３０の代わりに実現されてもよい。
【０１７７】
他の実施形態では、ＵＩシステム１０００は、さらなるスライダコントロールを含んでいてもよい。たとえば、第１のデジタル画像が周囲画像を含み、第２のデジタル画像がストロボまたはフラッシュ画像を含む場合、２つ以上のスライダコントロールがＵＩシステム１０００上に提供されてもよい。このような例における第１のスライダコントロールは、ユーザがデジタル画像の１つ以上に対するゲインの適用を制御することを可能にしてもよい。たとえば、第１のスライダコントロールは、周囲画像に対するゲインの適用を制御してもよい。同様に、第２のスライダコントロールは、ストロボまたはフラッシュ画像に対するゲインの適用を制御してもよい。選択肢として、このような例における別のスライダコントロールが、ユーザが結合画像に対するフラッシュ画像のフラッシュ寄与を制御することを可能にしてもよい。
【０１７８】
図１１は、一実施形態に係る結合画像を生成するための方法１１００のフロー図である。選択肢として、方法１１００は本明細書に開示されている図面のうちのいずれかの図面の詳細の文脈において実行されてもよい。しかし、当然、方法１１００は任意の所望の環境において実行されてもよい。さらに、上述の定義は以下の説明に等しく適用され得る。
【０１７９】
方法１１００はステップ１１１０で開始し、プロセッサ複合体３１０などのプロセッサ複合体内で実行される調整ツールが、図１０の文脈において説明した第１のデジタル画像および第２のデジタル画像などの少なくとも２つの関連したソース画像をロードする。ステップ１１１２において、調整ツールは、図１０のスライダコントロール１０３０などのＵＩコントロールの位置をデフォルト設定に初期化する。一実施形態において、デフォルト設定は、ＵＩコントロールの値の範囲について、表示点１０４０−Ａなどの終点を含む。別の実施形態において、デフォルト設定は、少なくとも２つの関連したソース画像のうちの１つ以上に基づく計算値を含む。特定の実施形態において、デフォルト設定は、少なくとも第１のデジタル画像および第２のデジタル画像を含む画像オブジェクトと関連してユーザによって予め選択された値に初期化される。
【０１８０】
ステップ１１１４において、調整ツールは、ＵＩコントロールの位置および少なくとも２つの関連したソース画像に基づいて、図１０の結合画像１０２０などの結合画像を生成して表示する。一実施形態において、結合画像を生成することは、図１０において先に説明したように少なくとも２つの関連したソース画像同士を混合することを含む。ステップ１１１６において、調整ツールはユーザ入力を受信する。ユーザ入力は、表示画像１０１０内の選択ジェスチャまたはクリックジェスチャなどのＵＩジェスチャを含み得るがこれらに限定されない。ステップ１１２０においてユーザ入力がＵＩコントロールの位置を変更した場合は、調整ツールはＵＩコントロールの位置を変更し、方法はステップ１１１４に戻る。そうでなければ、方法はステップ１１３０に進む。
【０１８１】
ステップ１１３０においてユーザ入力が終了コマンドを含んでいない場合は、方法はステップ１１４０に進み、調整ツールはユーザ入力と関連付けられているコマンドを実行する。一実施形態において、当該コマンドは保存コマンドを含み、調整ツールは次いで、ＵＩコントロールの位置に従って生成される結合画像を保存する。方法は次いでステップ１１１６に戻る。
【０１８２】
ステップ１１３０に戻って、ユーザ入力が終了コマンドを含んでいる場合は、方法はステップ１１９０において終わり、調整ツールが終了することによって実行を終わらせる。
【０１８３】
要約すると、第１のデジタル画像と第２のデジタル画像とを有益にブレンドする新たなデジタル写真を生成するための技術であって、第１のデジタル画像および第２のデジタル画像が、２つの異なるアナログ記憶面からであるが単一の画像センサから受信した異なるアナログ信号に基づいている技術が開示される。第１のデジタル画像は、任意の技術的に実行可能なブレンド技術を実現する機能に基づいて第２のデジタル画像とブレンドされてもよい。調整ツールは、ユーザが関連画像を組合せるためにパラメータの段階的な変化から新たなデジタル写真を選択して保存することを可能にするユーザインターフェイス技術を実現し得る。
【０１８４】
本明細書に開示されている実施形態の１つの利点は、デジタル写真が、写真撮影シーンの１回の露光の２つ以上の異なるサンプルを用いてユーザ入力に基づいて選択的に生成され得ることである。したがって、ユーザ入力に基づいて生成されるデジタル写真は、いずれの個別のサンプルよりも大きいダイナミックレンジを有し得る。さらに、ゼロまたはゼロに近いフレーム間時間で２つ以上の異なるサンプルを用いてＨＤＲ画像を生成するので、モーションアーティファクトなしでＨＤＲ画像の迅速な生成が可能となる。
【０１８５】
図１２は、一実施形態に係るネットワークを利用して結合画像を生成するためのメッセージシーケンス１２００を示す。選択肢として、メッセージシーケンス１２００は本明細書に開示されている図面のうちのいずれかの図面の詳細の文脈において実行されてもよい。しかし、当然、メッセージシーケンス１２００は任意の所望の環境において実行されてもよい。さらに、上述の定義は以下の説明に等しく適用され得る。
【０１８６】
図１２に示されるように、ワイヤレスモバイルデバイス３７６（０）は少なくとも２つのデジタル画像を生成する。一実施形態において、少なくとも２つのデジタル画像は、密度の低いアナログ記憶面８０２から生成されたデジタル画像９１２と、密度の高いアナログ記憶面８４２から生成されたデジタル画像９５２とを含んでいてもよい。
【０１８７】
再び図１２を参照して、少なくとも２つのデジタル画像は、データネットワーク４７４によってワイヤレスモバイルデバイス３７６（０）からデータセンタ４８０に送信される。少なくとも２つのデジタル画像は、任意の技術的に実行可能なネットワーク通信方法を用いてワイヤレスモバイルデバイス３７６（０）によってデータセンタ４８０に送信されてもよい。
【０１８８】
さらに、一実施形態において、データセンタ４８０は次いで、少なくとも２つのデジタル画像を処理して第１の計算画像を生成してもよい。少なくとも２つのデジタル画像を処理することは、少なくとも２つのデジタル画像の各々の少なくとも一部をブレンドまたは併合して第１の計算画像を生成する、少なくとも２つのデジタル画像のいずれかの処理を含んでいてもよい。この目的で、第１のデジタル画像および第２のデジタル画像はワイヤレスモバイルデバイス３７６（０）から遠隔で結合されてもよい。たとえば、少なくとも２つのデジタル画像を処理することは、ＨＤＲ画像結合動作を含むがこれに限定されないいずれかの種類のブレンド動作を含んでいてもよい。一実施形態において、少なくとも２つのデジタル画像を処理することは、データセンタ４８０において受信したデジタル画像のうちの少なくとも１つよりもノイズが少ない第１の計算画像を生成するいずれかのブレンド計算を含んでいてもよい。別の実施形態において、少なくとも２つのデジタル画像を処理することは、データセンタ４０８において受信したデジタル画像のうちのいずれか１つよりも大きいダイナミックレンジを有する第１の計算画像を生成するいずれかの計算を含んでいてもよい。したがって、一実施形態において、データセンタ４８０によって生成される第１の計算画像はＨＤＲ画像であってもよい。他の実施形態では、データセンタ４８０によって生成される第１の計算画像はＨＤＲ画像の少なくとも一部であってもよい。
【０１８９】
第１の計算画像を生成した後、データセンタ４８０は次いで第１の計算画像をワイヤレスモバイルデバイス３７６（０）に送信してもよい。一実施形態において、ワイヤレスモバイルデバイス３７６（０）からの少なくとも２つのデジタル画像の送信、およびワイヤレスモバイルデバイス３７６（０）における第１の計算画像の受信は、ワイヤレスモバイルデバイス３７６（０）のユーザから介入または命令を全く受けずに起こってもよい。たとえば、一実施形態において、ワイヤレスモバイルデバイス３７６（０）は、写真撮影シーンを捕捉して当該写真撮影シーンを表す１つ以上のアナログ信号を利用して少なくとも２つのデジタル画像を生成した直後に、少なくとも２つのデジタル画像をデータセンタ４８０に送信してもよい。写真撮影シーンは、ワイヤレスモバイルデバイス３７６（０）上の、電子シャッターコントロールのユーザ入力もしくは選択、またはマニュアルシャッターボタンの押下に基づいて捕捉されてもよい。
【０１９０】
さらに、少なくとも２つのデジタル画像を受信したことに応答して、データセンタ４８０は、少なくとも２つのデジタル画像に基づいてＨＤＲ画像を生成し、ＨＤＲ画像をワイヤレスモバイルデバイス３７６（０）に送信してもよい。ＨＤＲ画像は、デジタル画像のうちの少なくとも１つと比較してＨＤＲ画像のノイズを減少させるために少なくとも２つのデジタル画像のブレンドを利用して生成されてもよい。ワイヤレスモバイルデバイス３７６（０）は次いで、受信したＨＤＲ画像を表示してもよい。したがって、ワイヤレスモバイルデバイス３７６（０）のユーザは、データセンタ４８０によって計算されたＨＤＲ画像をワイヤレスモバイルデバイス３７６（０）のディスプレイ上で見ることができる。ゆえに、ワイヤレスモバイルデバイス３７６（０）がＨＤＲ画像処理をまったく実行しない場合でも、ユーザは、新たに計算されたＨＤＲ画像を、写真撮影シーンを捕捉して当該ＨＤＲ画像が基づく少なくとも２つのデジタル画像を生成したほぼ直後に、ワイヤレスモバイルデバイス３７６（０）上で見ることができる。
【０１９１】
図１２に示されるように、ワイヤレスモバイルデバイス３７６（０）は、少なくとも２つのデジタル画像の処理の調整を要求する。一実施形態において、データセンタ４８０から第１の計算画像を受信すると、ワイヤレスモバイルデバイス３７６（０）は、図１０のＵＩシステム１０００などのＵＩシステムにおいて第１の計算画像を表示してもよい。そのような実施形態では、ユーザは、スライダコントロール１０３０などのスライダコントロールを制御して、データセンタ４８０に送信される少なくとも２つのデジタル画像の処理を調整してもよい。たとえば、ユーザがスライダコントロールを操作すると、コマンドがデータセンタ４８０に送信されてもよい。一実施形態において、データセンタ４８０に送信されるコマンドは、少なくとも２つのデジタル画像の処理を調整する際に用いられる混合重みを含んでいてもよい。他の実施形態では、少なくとも２つのデジタル画像の処理の調整を求める要求は、データセンタ４８０が少なくとも２つのデジタル画像を再処理して第２の計算画像を生成するために使用し得る、ワイヤレスモバイルデバイス３７６（０）からのいずれかの命令を含む。
【０１９２】
図１２に示されるように、処理の調整を求める要求を受信すると、データセンタ４８０は少なくとも２つのデジタル画像を再処理して第２の計算画像を生成する。一実施形態において、データセンタ４８０は、ワイヤレスモバイルデバイス３７６（０）から受信したパラメータを用いて少なくとも２つのデジタル画像を再処理してもよい。パラメータは、少なくとも２つのデジタル画像を有する入力として、データセンタ４８０において実行されるＨＤＲ処理アルゴリズムに提供されてもよい。パラメータは、少なくとも２つのデジタル画像のブレンドを調整するための入力としてブレンド動作に提供されてもよい。第２の計算画像を生成した後、第２の計算画像は、ユーザに表示するためにデータセンタ４８０からワイヤレスモバイルデバイス３７６（０）に送信されてもよい。
【０１９３】
再び図１２を参照して、ワイヤレスモバイルデバイス３７６（０）は、第２の計算画像を別のワイヤレスモバイルデバイス３７６（１）と共有する。一実施形態において、ワイヤレスモバイルデバイス３７６（０）は、データセンタ４８０から受信したいずれかの計算画像を他のワイヤレスモバイルデバイス３７６（１）と共有してもよい。たとえば、ワイヤレスモバイルデバイス３７６（０）は、データセンタ４８０から受信した第１の計算画像を共有してもよい。図１２に示されるように、データセンタ４８０は、同じデータネットワーク４７４上でワイヤレスモバイルデバイス３７６（０）およびワイヤレスモバイルデバイス３７６（１）と通信する。当然、他の実施形態では、ワイヤレスモバイルデバイス３７６（０）は、データセンタ４８０およびワイヤレスモバイルデバイス３７６（１）が通信のために利用するネットワークとは異なるネットワークを介してデータセンタ４８０と通信してもよい。
【０１９４】
別の実施形態において、ワイヤレスモバイルデバイス３７６（０）は、共有要求をデータセンタ４８０に送信することによって計算画像を他のワイヤレスモバイルデバイス３７６（１）と共有してもよい。たとえば、ワイヤレスモバイルデバイス３７６（０）は、データセンタ４８０が第２の計算を他のワイヤレスモバイルデバイス３７６（１）に転送することを要求してもよい。共有要求を受信したことに応答して、データセンタ４８０は次いで第２の計算画像をワイヤレスモバイルデバイス３７６（１）に送信してもよい。ある実施形態において、第２の計算画像を他のワイヤレスモバイルデバイス３７６（１）に送信することは、他のワイヤレスモバイルデバイス３７６（１）が第２の計算画像にアクセス可能となるＵＲＬを送信することを含んでいてもよい。
【０１９５】
さらに、図１２に示されるように、第２の計算画像を受信した後、他のワイヤレスモバイルデバイス３７６（１）は、少なくとも２つのデジタル画像の処理の調整を求める要求をデータセンタ４８０に送信してもよい。たとえば、他のワイヤレスモバイルデバイス３７６（１）は、図１０のＵＩシステム１０００などのＵＩシステムにおいて第２の計算画像を表示してもよい。他のワイヤレスモバイルデバイス３７６（１）のユーザは、ＵＩコントロールを操作して、ワイヤレスモバイルデバイス３７６（０）によってデータセンタ４８０に送信される少なくとも２つのデジタル画像の処理を調整してもよい。たとえば、他のワイヤレスモバイルデバイス３７６（１）においてユーザがスライダコントロールを操作すると、コマンドが生成されて処理のためにデータセンタ４８０に送信されてもよい。ある実施形態において、他のワイヤレスモバイルデバイス３７６（１）から送信される少なくとも２つのデジタル画像の処理の調整を求める要求は、他のワイヤレスモバイルデバイス３７６（１）におけるスライダコントロールのユーザ操作に基づいて生成されるコマンドを含む。他の実施形態では、少なくとも２つのデジタル画像の処理の調整を求める要求は、データセンタ４８０が少なくとも２つのデジタル画像を再処理して第３の計算画像を生成するために使用し得る、ワイヤレスモバイルデバイス３７６（１）からのいずれかの命令を含む。
【０１９６】
図１２に示されるように、処理の調整を求める要求を受信すると、データセンタ４８０は少なくとも２つのデジタル画像を再処理して第３の計算画像を生成する。一実施形態において、データセンタ４８０は、ワイヤレスモバイルデバイス３７６（１）から受信した混合重みを用いて少なくとも２つのデジタル画像を再処理してもよい。そのような実施形態では、ワイヤレスモバイルデバイス３７６（１）から受信した混合重みは、少なくとも２つのデジタル画像を有する入力として、データセンタ４８０において実行されるＨＤＲ処理アルゴリズムに提供されてもよい。別の実施形態において、ワイヤレスモバイルデバイス３７６（１）から受信した混合重みを用いて、少なくとも２つのデジタル画像のブレンドを調整してもよい。第３の計算画像を生成した後、第３の計算画像は次いで、表示のためにデータセンタ４８０からワイヤレスモバイルデバイス３７６（１）に送信される。さらに、第３の計算画像を受信した後、ワイヤレスモバイルデバイス３７６（１）は、第３の計算画像を記憶することを求める要求をデータセンタ４８０に送信してもよい。別の実施形態において、データセンタ４８０と通信している他のワイヤレスモバイルデバイス３７６が計算画像の記憶を要求してもよい。たとえば、図１２の文脈において、ワイヤレスモバイルデバイス３７６（０）は、第１の計算画像または第２の計算画像の記憶をいつでも要求してもよい。
【０１９７】
計算画像の記憶を求める要求を受信したことに応答して、データセンタ４８０は、後で取出すために計算画像を記憶してもよい。たとえば、記憶される計算画像は、当該計算画像を生成するために適用された処理を再び適用することなく当該計算画像を後で取出すことができるように記憶されてもよい。一実施形態において、データセンタ４８０は、データセンタ４８０にローカルな記憶システム４８６内に計算画像を記憶してもよい。他の実施形態では、データセンタ４８０は、データセンタ４８１などの、データセンタ４８０にローカルでないハードウェアデバイス内に計算画像を記憶してもよい。そのような実施形態では、データセンタ４８０は計算画像を記憶するためにデータネットワーク４７４上で送信してもよい。
【０１９８】
さらに、いくつかの実施形態において、計算画像は、当該計算画像を生成するために利用された少なくとも２つのデジタル画像に関連して記憶されてもよい。たとえば、計算画像は、データセンタ４８０または４８１によって供給されるＵＲＬを通すなどして、当該計算画像を生成するために利用された少なくとも２つのデジタル画像と関連付けられてもよい。記憶された計算画像を少なくとも２つのデジタル画像にリンクすることによって、計算画像へのアクセスを有する任意のユーザまたはデバイスには、少なくとも２つのデジタル画像に適用される処理を後で調整し、それによって新たな計算画像を生成する機会も与えられ得る。
【０１９９】
この目的で、ワイヤレスモバイルデバイス３７６のユーザは、データネットワーク４７４を介してアクセス可能なデータセンタ４８０の処理能力を利用して、他のワイヤレスモバイルデバイス３７６が捕捉しており、続いてアクセスを提供しているデジタル画像を利用して新たな画像を生成してもよい。たとえば、デジタル画像を含むデジタル信号が遠隔で結合されるようにネットワーク上で転送されてもよく、結合されたデジタル信号によって低ノイズまたはＨＤＲ画像の少なくとも一部が得られてもよい。さらに、ユーザは、自身のワイヤレスモバイルデバイス３７６に依拠して新たな写真を生成するのに必要な処理または計算を実行することなく、２つ以上のデジタル画像のブレンドを調整して新たな低ノイズまたはＨＤＲ写真を生成することが可能であり得る。続いて、ユーザのデバイスは、２つ以上のデジタル信号の結合によって得られた画像の少なくとも一部を受信してもよい。したがって、ユーザのワイヤレスモバイルデバイス３７６は、処理をデータセンタにオフロードすることによって電力を節約することができる。最後に、ユーザは、自身でブレンドまたはＨＤＲアルゴリズムを選択することなく、かつ、そのようなブレンドまたはＨＤＲアルゴリズムを実現するソフトウェアを自身のワイヤレスモバイルデバイス３７６上にインストールすることなく、写真撮影シーンに最良であると判断されるアルゴリズムを用いて生成される低ノイズまたはＨＤＲ写真を得ることが可能であり得る。たとえば、ユーザは、データセンタ４８０に依拠して特定の写真撮影シーンのための最良のブレンドまたはＨＤＲアルゴリズムを特定して選択することができる。
【０２００】
本発明の１つの利点は、デジタル写真が、写真撮影シーンの１回の露光から生成された２つ以上の異なる画像を用いてユーザ入力に基づいて選択的に生成され得ることである。したがって、ユーザ入力に基づいて生成されるデジタル写真は、いずれの個別の画像よりも大きいダイナミックレンジを有し得る。さらに、ゼロまたはゼロに近いフレーム間時間で２つ以上の異なる画像を用いてＨＤＲ画像を生成するので、モーションアーティファクトなしでＨＤＲ画像の迅速な生成が可能となる。
【０２０１】
写真撮影シーン内にいずれかのモーションがある場合、または捕捉中のデバイスが捕捉中にいずれかのジッターに見舞われる場合、露光同士の間のフレーム間時間はいずれも、最終併合ＨＤＲ写真内にモーションぼやけを生じさせ得る。このようなぼやけは、フレーム間時間が増加するにつれて大幅に誇張される可能性がある。この問題により、現在のＨＤＲ写真技術は、非常に静的なシーン以外のいかなる状況でも鮮明な画像を捕捉することに対して効果のない解決策になる。さらに、ＨＤＲ写真を生成するための従来の技術は、かなりの計算資源を必要とし、結果として生じる画像の画像品質を低下させるアーティファクトを生成する。したがって、厳密に選択肢として、本明細書に開示されている技術の１つ以上を利用して上記の問題の１つ以上が対処される場合もあれば対処されない場合もある。
【０２０２】
さらに、さまざまな実施形態において、本明細書に開示されている技術の１つ以上は、さまざまな市場および／または製品に適用されてもよい。たとえば、写真捕捉に関連して技術が開示されてきたが、当該技術はテレビ、ウェブ会議（またはライブストリーミング機能等）、セキュリティカメラ（たとえば、特徴を判断するためにコントラストを上昇させる等）、自動車（たとえば、運転者支援システム、車内インフォテインメントシステム等）、および／または、カメラ入力を含むその他の製品に適用されてもよい。
【０２０３】
さまざまな実施形態を上記に説明したが、それらは限定としてではなく例として提示されているに過ぎないことを理解すべきである。ゆえに、好ましい実施形態の幅および範囲は上述の例示的な実施形態のいずれによっても限定されるべきでなく、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物に従ってのみ定義されるべきである。
【図１】
2017536786.tif 000003
【図２】
2017536786.tif 000004
【図３Ａ】
2017536786.tif 000005
【図３Ｂ】
2017536786.tif 000006
【図３Ｃ】
2017536786.tif 000007
【図３Ｄ】
2017536786.tif 000008
【図３Ｅ】
2017536786.tif 000009
【図３Ｆ】
2017536786.tif 000010
【図３Ｇ】
2017536786.tif 000011
【図４】
2017536786.tif 000012
【図５Ａ】
2017536786.tif 000013
【図５Ｂ】
2017536786.tif 000014
【図５Ｃ】
2017536786.tif 000015
【図５Ｄ】
2017536786.tif 000016
【図５Ｅ】
2017536786.tif 000017
【図６Ａ】
2017536786.tif 000018
【図６Ｂ】
2017536786.tif 000019
【図６Ｃ】
2017536786.tif 000020
【図７】
2017536786.tif 000021
【図８】
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【図９】
2017536786.tif 000023
【図１０】
2017536786.tif 000024
【図１１】
2017536786.tif 000025
【図１２】
2017536786.tif 000026
【国際調査報告】
2017536786.tif 000027