JP2018082272A - 撮像装置及び撮像方法 - Google Patents
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Abstract
Description
一方、光電変換部により変換された電荷を蓄積部に複数回転送し、複数回転送された電荷を蓄積部にまとめて蓄積することによって、暗電流を低減することが特許文献1において開示されている。
一実施形態による撮像装置及び撮像方法について図面を用いて以下に説明する。図1は本実施形態による撮像装置を示す外観図である。図1(a)は正面図であり、図1(b)は背面図である。ここでは、本実施形態による撮像装置100がデジタルスチルモーションカメラである場合を例に説明する。デジタルスチルモーションカメラは、動画像(動画)の撮影と静止画像(静止画)の撮影の垣根をなくすというコンセプトで開発された撮像装置である。
Im′(m,n)=Im(m,n)+{(a−b)/a}×Is(m,n) ・・・(1)
このように、間引きが行われる場合には、pictureAの生成のための第1の信号に(a−b)/aを乗算することにより得られる値と、pictureBの生成のための第2の信号とに基づいて、pictureB、即ち、第2の画像が生成される。
pictureAのシャッタースピードは、上述したように例えば1/1000秒である。一方、pictureBのシャッタースピードは、動画像の1フレームに応じた時間である例えば1/60秒である。pictureAとpictureBとはシャッタースピードが著しく異なっているが、pictureAとpictureBは、ゲインは大きく異なっているわけではなく、同程度の信号電荷に基づいて生成されている。このため、pictureAとpictureBのいずれも、S/N比が高く、ノイズ感の少ない良好な画像である。
以上、好適な実施形態に基づいて本発明について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲での様々な形態も本発明に含まれる。
例えば、上記実施形態では、光電変換部500から電荷保持部507Bへの1フレーム当たりの電荷の転送の回数aを8回とする場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。光電変換部500から電荷保持部507Bへの1フレーム当たりの電荷の転送の回数aが、例えば16回や32回であってよい。
また、上記実施形態では、電荷蓄積612の間引きの回数が1フレーム当たり1回である場合の例を、図6(b)を用いて説明したが、これに限定されるものではない。1フレーム当たりの電荷蓄積612の間引きの回数が複数回であってもよい。
また、上記実施形態では、光電変換部500から電荷保持部507Aへの1フレーム当たりの電荷の転送の回数が1回である場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、光電変換部500から電荷保持部507Aへの1フレーム当たりの電荷の転送の回数が、複数回であってもよい。即ち、pictureAの生成のために光電変換部500において行われる電荷蓄積601の1フレーム当たりの回数が複数回であってもよい。
178…システム制御部
302…画素アレイ
306…画素
500…光電変換部
507A、507B…電荷保持部
Claims (11)
- 光電変換を行う光電変換部と、前記光電変換部による第1の電荷蓄積によって得られる電荷を保持する第1の電荷保持部と、前記光電変換部による複数回の第2の電荷蓄積によって得られる電荷を保持する第2の電荷保持部とをそれぞれ有する複数の画素が2次元的に配列された画素アレイと、
画像群の1フレームに対応する第1の期間内において行われる前記第1の電荷蓄積によって得られる前記電荷に応じた第1の信号によって第1の画像を生成し、前記第1の期間内において行われる前記複数回の第2の電荷蓄積によって得られる前記電荷に応じた第2の信号を少なくとも用いて第2の画像を生成する制御手段であって、前記第1の電荷蓄積の時間が所定時間未満である第1の場合には、前記第1の信号を用いることなく前記第2の信号によって前記第2の画像を生成し、前記第1の電荷蓄積の時間が前記所定時間以上である第2の場合には、前記第1の信号と前記第2の信号とを用いて前記第2の画像を生成する制御手段と
を有することを特徴とする撮像装置。 - 前記所定時間は、前記複数回の第2の電荷蓄積の合間の時間に応じた時間であることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記第1の場合における前記第2の電荷蓄積の回数をaとし、前記第2の場合における前記第2の電荷蓄積の回数をbとすると、前記制御手段は、前記第1の信号に(a−b)/aを乗算することにより得られる値と、前記第2の信号とを用いて、前記第2の画像を生成することを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。
- 前記第2の場合には、前記第1の電荷蓄積の期間の中心は、前記複数回の第2の電荷蓄積のうちの前記第1の電荷蓄積の直前の前記第2の電荷蓄積のタイミングから、前記複数回の第2の電荷蓄積のうちの前記第1の電荷蓄積の直後の前記第2の電荷蓄積のタイミングまでの期間の中心と合致するように設定されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記制御手段は、前記第1の画像を所定のフレームレートで順次生成することによって複数の前記第1の画像を含む第1の画像群を生成し、前記第2の画像を前記所定のフレームレートで順次生成することによって複数の前記第2の画像を含む第2の画像群を生成することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記第1の画像は静止画像に用いられ、前記第2の画像は動画像に用いられることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記第1の電荷蓄積と前記第2の電荷蓄積とは排他的に行われることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記第1の場合における前記複数回の第2の電荷蓄積の時間の総和は、前記第1の場合における前記第1の電荷蓄積の時間と同等であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記光電変換部には、前記第1の電荷蓄積によって得られる前記電荷を前記第1の電荷保持部に転送する第1の転送トランジスタと、前記第2の電荷蓄積によって得られる前記電荷を前記第2の電荷保持部に転送する第2の転送トランジスタと、前記光電変換部をリセットするリセットトランジスタとが接続されており、
前記第1の電荷蓄積の時間は、前記リセットトランジスタによる前記光電変換部のリセットが解消されるタイミングから、前記光電変換部から前記第1の電荷保持部への前記第1の転送トランジスタによる電荷の転送が終了するタイミングまでの時間であり、
前記第2の電荷蓄積の時間は、前記リセットトランジスタによる前記光電変換部のリセットが解消されるタイミングから、前記光電変換部から前記第2の電荷保持部への前記第2の転送トランジスタによる電荷の転送が終了するタイミングまでの時間であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 画像群の1フレームに対応する第1の期間内において行われる光電変換部による第1の電荷蓄積によって得られる電荷に応じた第1の信号によって第1の画像を生成するステップと、
前記第1の期間内において行われる前記光電変換部による複数回の第2の電荷蓄積によって得られる電荷に応じた第2の信号を少なくとも用いて第2の画像を生成するステップであって、前記第1の電荷蓄積の時間が所定時間未満である第1の場合には、前記第1の信号を用いることなく前記第2の信号によって前記第2の画像を生成し、前記第1の電荷蓄積の時間が前記所定時間以上である第2の場合には、前記第1の信号と前記第2の信号とを用いて前記第2の画像を生成するステップと
を有することを特徴とする撮像方法。 - コンピュータに、
画像群の1フレームに対応する第1の期間内において行われる光電変換部による第1の電荷蓄積によって得られる電荷に応じた第1の信号によって第1の画像を生成するステップと、
前記第1の期間内において行われる前記光電変換部による複数回の第2の電荷蓄積によって得られる電荷に応じた第2の信号を少なくとも用いて第2の画像を生成するステップであって、前記第1の電荷蓄積の時間が所定時間未満である第1の場合には、前記第1の信号を用いることなく前記第2の信号によって前記第2の画像を生成し、前記第1の電荷蓄積の時間が前記所定時間以上である第2の場合には、前記第1の信号と前記第2の信号とを用いて前記第2の画像を生成するステップと
を実行させるためのプログラム。
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