JP6573731B2 - 撮像装置、撮像方法、及び、撮像プログラム - Google Patents
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Description
Card)カード、オーディオ・ビデオI/O(Input/Output)端子を介して接続される外部オーディオ・ビデオ機器、無線接続される外部オーディオ・ビデオ機器、有/無線接続されるスマートフォン、有/無線接続されるパーソナルコンピュータ、有/無線接続されるPDA、有/無線接続されるパーソナルコンピュータ、イヤホン等がある。
本出願は、2016年11月14日出願の日本特許出願(特願2016−221759)に基づくものであり、その内容はここに取り込まれる。
1 撮像レンズ
2 絞り
4 レンズ制御部
5 撮像素子
8 レンズ駆動部
9 絞り駆動部
10 撮像素子駆動部
11 システム制御部
14 操作部
17 デジタル信号処理部
17A 内部メモリ
20 外部メモリ制御部
21 記憶媒体
22 表示ドライバ
23 表示部
24 制御バス
25 データバス
40 レンズ装置
60 受光面
61 画素
61A 光電変換素子
61B 電荷保持部
61C 電荷転送部
61D フローティングディフュージョン
61E 読み出し回路
62 画素行
63 駆動回路
64 信号処理回路
65 信号線
70 N型基板
71 Pウェル層
72 読み出し電極
73 N型不純物層
74 P型不純物層
75 領域
76 転送電極
77 リセットトランジスタ
78 出力トランジスタ
79 選択トランジスタ
X 行方向
Y 列方向
LV ライブビューシーケンス
EX 静止画露光シーケンス
PRE 電荷保持部先読みシーケンス
RE 静止画読み出しシーケンス
RR、GR リセットタイミングを示す直線
RO 露光終了及び信号読み出しタイミングを示す直線
GP 信号読み出しタイミングを示す直線
GS 露光終了タイミングを示す直線
GO 信号読み出しタイミングを示す直線
P1 暗時画像信号
P2 撮像画像信号
100A デジタルカメラ
50 温度センサ
RR1 リセットタイミングを示す直線
RO2 露光終了タイミングを示す直線
200 スマートフォン
201 筐体
202 表示パネル
203 操作パネル
204 表示入力部
205 スピーカ
206 マイクロホン
207 操作部
208 カメラ部
210 無線通信部
211 通話部
212 記憶部
213 外部入出力部
214 GPS受信部
215 モーションセンサ部
216 電源部
217 内部記憶部
218 外部記憶部
220 主制御部
ST1〜STn GPS衛星
Claims (21)
- 光を受光して電荷を蓄積する光電変換素子と、前記光電変換素子に蓄積された電荷を保持する遮光された電荷保持部と、前記電荷保持部から電荷が転送されるフローティングディフージョンとを含み、前記フローティングディフージョンの電位に応じた信号が読み出し回路によって読み出される複数の画素を有するMOS型の撮像素子と、
前記画素の前記光電変換素子及び前記電荷保持部をリセットして当該光電変換素子の露光を開始し、当該光電変換素子に蓄積された撮像電荷を当該画素の前記電荷保持部に転送して前記露光を終了する第一の駆動制御と、
前記第一の駆動制御によって前記撮像電荷が前記電荷保持部に転送される前に、当該電荷保持部に保持されている暗時電荷に応じた信号を前記読み出し回路によって読み出す第二の駆動制御と、
前記第一の駆動制御による前記露光の終了後に、前記電荷保持部に保持された前記撮像電荷に応じた信号を前記読み出し回路によって読み出す第三の駆動制御と、を行う駆動制御部と、
前記第三の駆動制御によって前記撮像素子の前記複数の画素の各々から読み出された前記撮像電荷に応じた信号で構成される撮像画像信号と、前記第二の駆動制御によって前記撮像素子の前記複数の画素の各々から読み出された前記暗時電荷に応じた信号で構成される暗時画像信号と、に基づいて撮像画像データを生成し記憶媒体に記憶する画像処理部と、を備える撮像装置。 - 請求項1項記載の撮像装置であって、
前記画像処理部は、前記暗時画像信号に基づいて前記撮像画像信号の黒レベルを算出し、当該黒レベルに基づいて前記撮像画像信号の黒レベル補正を行う撮像装置。 - 請求項2記載の撮像装置であって、
前記撮像素子が遮光された状態で前記光電変換素子に発生する暗時電荷に応じた第一の暗時信号と、前記電荷保持部に発生する第二の暗時電荷に応じた第二の暗時信号との相関関係を示す情報を記憶する記憶部を更に備え、
前記画像処理部は、前記暗時画像信号と、前記相関関係を示す情報とに基づいて前記黒レベルを算出する撮像装置。 - 請求項3記載の撮像装置であって、
前記相関関係を示す情報は、前記第二の暗時信号を変数として前記第一の暗時信号を表した関数の係数であり、
前記画像処理部は、前記暗時画像信号を構成する各信号の平均値又は当該各信号を前記関数の変数とする演算によって前記黒レベルを算出する撮像装置。 - 請求項4記載の撮像装置であって、
前記係数は前記複数の画素の各々に対応して前記記憶部に記憶されており、
前記画像処理部は、前記暗時画像信号を構成する各信号を前記関数の変数とし、当該各信号の読み出し元の前記画素に対応する前記係数を当該関数の係数とする演算によって、前記複数の画素毎に前記黒レベルを算出する撮像装置。 - 請求項3〜5のいずれか1項記載の撮像装置であって、
前記情報は、前記撮像素子の温度毎又は前記露光の時間毎に対応して前記記憶部に記憶されており、
前記画像処理部は、前記撮像素子の温度又は前記露光の時間に対応する前記情報を用いて前記黒レベルを算出する撮像装置。 - 請求項3〜5のいずれか1項記載の撮像装置であって、
前記記憶部は、前記撮像素子の基準温度又は前記露光の基準時間に対応して前記情報を記憶しており、更に、前記基準温度又は前記基準時間に対する前記撮像素子の温度又は前記露光の時間の相対値と前記情報を補正するための補正情報とを対応付けて記憶しており、
前記画像処理部は、前記撮像素子の温度又は前記露光の時間の前記基準温度又は前記基準時間に対する相対値を求め、当該相対値に対応する前記補正情報によって前記情報を補正し、補正後の前記情報を用いて前記黒レベルを算出する撮像装置。 - 請求項1〜7のいずれか1項記載の撮像装置であって、
前記駆動制御部は、前記露光の時間が閾値未満となる場合には、前記第二の駆動制御を省略して前記第一の駆動制御と前記第三の駆動制御を行う撮像装置。 - 請求項8記載の撮像装置であって、
前記閾値は、前記第二の駆動制御による前記複数の画素の各々からの前記暗時電荷に応じた信号の読み出しにかかる時間である撮像装置。 - 請求項1〜9のいずれか1項記載の撮像装置であって、
前記撮像素子の温度を検出する温度センサを更に備え、
前記駆動制御部は、前記撮像素子の温度が閾値未満となる場合には、前記第二の駆動制御を省略して前記第一の駆動制御と前記第三の駆動制御を行う撮像装置。 - 光を受光して電荷を蓄積する光電変換素子と、前記光電変換素子に蓄積された電荷を保持する遮光された電荷保持部と、前記電荷保持部から電荷が転送されるフローティングディフージョンとを含み、前記フローティングディフージョンの電位に応じた信号が読み出し回路によって読み出される複数の画素を有するMOS型の撮像素子によって被写体を撮像する撮像方法であって、
前記画素の前記光電変換素子及び前記電荷保持部をリセットして当該光電変換素子の露光を開始し、当該光電変換素子に蓄積された撮像電荷を当該画素の前記電荷保持部に転送して前記露光を終了する第一の駆動制御と、
前記第一の駆動制御によって前記撮像電荷が前記電荷保持部に転送される前に、当該電荷保持部に保持されている暗時電荷に応じた信号を前記読み出し回路によって読み出す第二の駆動制御と、
前記第一の駆動制御による前記露光の終了後に、前記電荷保持部に保持された前記撮像電荷に応じた信号を前記読み出し回路によって読み出す第三の駆動制御と、を行う駆動制御ステップと、
前記第三の駆動制御によって前記撮像素子の前記複数の画素の各々から読み出された前記撮像電荷に応じた信号で構成される撮像画像信号と、前記第二の駆動制御によって前記撮像素子の前記複数の画素の各々から読み出された前記暗時電荷に応じた信号で構成される暗時画像信号と、に基づいて撮像画像データを生成し記憶媒体に記憶する画像処理ステップと、を備える撮像方法。 - 請求項11記載の撮像方法であって、
前記画像処理ステップでは、前記暗時画像信号に基づいて前記撮像画像信号の黒レベルを算出し、当該黒レベルに基づいて前記撮像画像信号の黒レベル補正を行う撮像方法。 - 請求項12記載の撮像方法であって、
前記画像処理ステップでは、前記撮像素子が遮光された状態で前記光電変換素子に発生する暗時電荷に応じた第一の暗時信号と、前記電荷保持部に発生する第二の暗時電荷に応じた第二の暗時信号との相関関係を示す情報を記憶する記憶部から読み出した前記情報と、前記暗時画像信号と、に基づいて前記黒レベルを算出する撮像方法。 - 請求項13記載の撮像方法であって、
前記相関関係を示す情報は、前記第二の暗時信号を変数として前記第一の暗時信号を表した関数の係数であり、
前記画像処理ステップでは、前記暗時画像信号を構成する各信号を前記関数の変数とする演算によって前記黒レベルを算出する撮像方法。 - 請求項14記載の撮像方法であって、
前記係数は前記複数の画素の各々に対応して前記記憶部に記憶されており、
前記画像処理ステップでは、前記暗時画像信号を構成する各信号を前記関数の変数とし、当該各信号の読み出し元の前記画素に対応する前記係数を当該関数の係数とする演算によって、前記黒レベルを算出する撮像方法。 - 請求項13〜15のいずれか1項記載の撮像方法であって、
前記情報は、前記撮像素子の温度毎又は前記露光の時間毎に対応して前記記憶部に記憶されており、
前記画像処理ステップでは、前記撮像素子の温度又は前記露光の時間に対応する前記情報を用いて前記黒レベルを算出する撮像方法。 - 請求項13〜15のいずれか1項記載の撮像方法であって、
前記記憶部は、前記撮像素子の基準温度又は前記露光の基準時間に対応して前記情報を記憶しており、更に、前記基準温度又は前記基準時間に対する前記撮像素子の温度又は前記露光の時間の相対値と前記情報を補正するための補正情報とを対応付けて記憶しており、
前記画像処理ステップでは、前記撮像素子の温度又は前記露光の時間の前記基準温度又は前記基準時間に対する相対値を求め、当該相対値に対応する前記補正情報によって前記情報を補正し、補正後の前記情報を用いて前記黒レベルを算出する撮像方法。 - 請求項11〜17のいずれか1項記載の撮像方法であって、
前記駆動制御ステップでは、前記露光の時間が閾値未満となる場合には、前記第二の駆動制御を省略して前記第一の駆動制御と前記第三の駆動制御を行う撮像方法。 - 請求項18記載の撮像方法であって、
前記閾値は、前記第二の駆動制御による前記複数の画素の各々からの前記暗時電荷に応じた信号の読み出しにかかる時間である撮像方法。 - 請求項11〜19のいずれか1項記載の撮像方法であって、
前記撮像素子の温度を検出するステップを更に備え、
前記駆動制御ステップでは、前記撮像素子の温度が閾値未満となる場合には、前記第二の駆動制御を省略して前記第一の駆動制御と前記第三の駆動制御を行う撮像方法。 - 光を受光して電荷を蓄積する光電変換素子と、前記光電変換素子に蓄積された電荷を保持する遮光された電荷保持部と、前記電荷保持部から電荷が転送されるフローティングディフージョンとを含み、前記フローティングディフージョンの電位に応じた信号が読み出し回路によって読み出される遮光された電荷保持部とを含む複数の画素を有するMOS型の撮像素子によって被写体を撮像する撮像プログラムであって、
前記画素の前記光電変換素子及び前記電荷保持部をリセットして当該光電変換素子の露光を開始し、当該光電変換素子に蓄積された撮像電荷を当該画素の前記電荷保持部に転送して前記露光を終了する第一の駆動制御と、
前記第一の駆動制御によって前記撮像電荷が前記電荷保持部に転送される前に、当該電荷保持部に保持されている暗時電荷に応じた信号を前記読み出し回路によって読み出す第二の駆動制御と、
前記第一の駆動制御による前記露光の終了後に、前記電荷保持部に保持された前記撮像電荷に応じた信号を前記読み出し回路によって読み出す第三の駆動制御と、を行う駆動制御ステップと、
前記第三の駆動制御によって前記撮像素子の前記複数の画素の各々から読み出された前記撮像電荷に応じた信号で構成される撮像画像信号と、前記第二の駆動制御によって前記撮像素子の前記複数の画素の各々から読み出された前記暗時電荷に応じた信号で構成される暗時画像信号と、に基づいて撮像画像データを生成し記憶媒体に記憶する画像処理ステップと、をコンピュータに実行させるための撮像プログラム。
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