JP7490928B2 - 撮像素子、および撮像装置 - Google Patents
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Description
本発明の第2の態様によると、撮像装置は、第1の態様による撮像素子と、前記撮像素子から出力された前記画像信号に基づいて、画像データを生成する生成部と、を備える。
図1は、第1の実施の形態に係る撮像装置の一例である電子カメラ1(以下、カメラ1と称する)の構成例を示す図である。カメラ1は、撮影光学系(結像光学系)2、撮像素子3、制御部4、メモリ5、表示部6、及び操作部7を備える。撮影光学系2は、複数のレンズ及び絞りを有し、撮像素子3に被写体像を結像する。なお、撮影光学系2は、カメラ1から着脱可能にしてもよい。
第(N+2)フレームにおいては、矢印A1、A2、A3、A4は、それぞれ第1の画素領域21aの1、2、3、4行目の画素10の画素信号の読み出しが時刻t9、t10、t11、t12から開始されることを示す。矢印B1、B2、B3、B4は、第(N+2)フレームにおいて、それぞれ第2の画素領域21bの1、2、3、4行目の画素10の画素信号の読み出しが時刻t9、t10、t11、t12から開始されることを示す。
また、出力処理部60のタイミング制御部61は、第(N+1)フレームにおいて第1の画素領域21aから読み出された画素信号を記憶部62に順次記憶させる。
また、出力処理部60のタイミング制御部61は、第(N+2)フレームにおいて第1の画素領域21aから読み出された画素信号を記憶部62に順次記憶させる。
(1)撮像装置1は、第1方向及び第1方向とは異なる第2方向に配置された複数の画素10を有する第1領域(第1の画素領域21a)と、第1領域に対して第2方向に配置され、第1方向及び第2方向に配置された複数の画素10を有する第2領域(第2の画素領域21b)と、第1領域内の画素10の信号の読み出しを第2方向に第1領域の一方側から他方側に行うと共に第2領域内の画素10の信号の読み出しを第2方向に第2領域の一方側から他方側に行う読み出し動作を、複数回繰り返す読み出し部(撮像制御部42、垂直駆動部30)と、複数回の読み出し動作のうちの、第1の読み出し動作によって第1領域から読み出された信号と、第1の読み出し動作に続く第2の読み出し動作によって第2領域から読み出された信号とから画像を生成する画像生成部(合成部43)と、を備える。このようにしたので、フレームレートを高速化できると共に、不自然な歪みが低減された画像を得ることができる。
図面を参照して、第2の実施の形態に係る撮像装置を説明する。第2の実施の形態の撮像装置は、図1に示した撮像装置1の構成と同様の構成を有する。図6は、第2の実施の形態に係る撮像素子3の一部の構成を示すブロック図である。第1の実施の形態では、画素部20が第1及び第2の画素領域21a、21bに2分割された。これに対して、第2の実施の形態では、画素部が三つの画素領域以上に分割されると共に、各画素領域に対するカラム回路部及び水平転送部が、画素部20が設けられる基板とは別の基板に設けられている。なお、図中、第1の実施の形態と同一もしくは相当部分には、同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。
また、タイミング制御部61は、第(N+2)フレームにおいて第1の画素領域21a及び第2の画素領域21bから読み出された画素信号を、記憶部62に順次記憶させる。
また、タイミング制御部61は、第(N+3)フレームにおいて第1の画素領域21aから読み出された画素信号と、第(N+3)フレームにおいて第2の画素領域21bから読み出された画素信号とを、記憶部62に順次記憶させる。
上述した第1の実施の形態では、第1の画素領域21aの画素10を最下行から最上行に向かって順次選択して読み出すと同時に、第2の画素領域21bの画素10を最下行から最上行に向かって順次選択して読み出す例について説明した。しかし、図8に示すように、垂直駆動部30は、第1の画素領域21aの画素10を最上行から最下行に向かって順次選択して読み出すと同時に、第2の画素領域21bの画素10を最上行から最下行に向かって順次選択して読み出してもよい。この場合には、出力処理部60は、第1のフレームにおいて第2の画素領域21bから読み出された画素信号を制御部4に出力し、この出力に引き続き次の第2のフレームにおいて第1の画素領域21aから読み出された画素信号を制御部4に出力する。制御部4の合成部43は、第1のフレームの第2の画素領域の各画素の画素信号と第2のフレームの第1の画素領域の各画素の画素信号とを合成して、1フレーム分の画像信号を生成する。
上述した第2の実施の形態では、画素部を3等分する例について説明した。しかし、画素部は4分割以上に分割することができる。画素部を4分割以上に分割した場合には、第4の画素領域以上の各画素領域に対するカラム回路部及び水平転送部も、第2基板202に設けることが望ましい。
また、画素部は必ずしも等分に分割されなくてもよい。例えば、画素部における第1の画素領域内の画素行の数と第2の画素領域内の画素行の数とが異なってもよい。
上述した第1の実施の形態では、第Nフレームの第1の画素領域の画素信号と第(N+1)フレームの第2の画素領域の画素信号とを出力処理部60において、一塊の時系列信号として、制御部4に出力する例について説明した。しかし、撮像素子3に出力処理部60を設けずに、第1及び第2の水平転送部50a、50bによって順次出力される第1及び第2の画素領域からの画素信号を、出力部70を介して制御部4に出力するようにしてもよい。この場合、制御部4は、第1及び第2の画素領域からの画素信号を、制御部4に設けたメモリに記憶させる。合成部43は、メモリから第Nフレームの第1の画素領域の画素信号と第(N+1)フレームの第2の画素領域の画素信号とを読み出して合成し、1フレーム分の画像信号を生成する。第2の実施の形態についても同様である。
上述した実施の形態では、撮像装置1を用いて動画撮影を行う場合について説明した。しかし、動画撮影の代わり、又は動画撮影に加えて、撮像装置1が連写撮影による静止画の撮影を行う場合にも適用できる。
上述した実施の形態では、光電変換部としてフォトダイオードを用いる例について説明した。しかし、光電変換部として光電変換膜を用いるようにしてもよい。
上述の実施の形態および変形例で説明した撮像素子および撮像装置は、カメラ、スマートフォン、タブレット、PCに内蔵のカメラ、車載カメラ、無人航空機(ドローン、ラジコン機等)に搭載されるカメラ等に適用されてもよい。
Claims (6)
- 第1領域において第1方向及び前記第1方向とは異なる第2方向に配置され、第1基板に設けられる複数の画素と、
前記第1領域に対して前記第2方向に配置される第2領域において前記第1方向及び前記第2方向に配置され、前記第1基板に設けられる複数の画素と、
前記第2領域に対して前記第2方向に配置される第3領域において前記第1方向及び前記第2方向に配置され、前記第1基板に設けられる複数の画素と、
前記第1領域の画素の信号の読み出しを前記第2方向に前記第1領域の一方側から他方側に行う第1読み出し動作と、前記第2領域の画素の信号の読み出しを前記第2方向に前記第2領域の一方側から他方側に行う第2読み出し動作と、前記第3領域の画素の信号の読み出しを前記第2方向に前記第3領域の一方側から他方側に行う第3読み出し動作とを行い、前記第1基板に積層される第2基板に設けられる読み出し部と、
第1フレームにおいて前記第1読み出し動作により読み出された前記画素の信号と、第2フレームにおいて前記第2読み出し動作により読み出された前記画素の信号と、第3フレームにおいて前記第3読み出し動作により読み出された前記画素の信号とに基づいて画像信号を出力する出力部と、
を備える撮像素子。 - 請求項1に記載の撮像素子において、
前記出力部は、第1フレームにおいて前記第1読み出し動作により読み出された前記画素の信号と、第2フレームにおいて前記第2読み出し動作により読み出された前記画素の信号と、第3フレームにおいて前記第3読み出し動作により読み出された前記画素の信号とに基づいて1つの画像信号を出力する撮像素子。 - 請求項1または請求項2に記載の撮像素子において、
前記読み出し部は、前記第1読み出し動作と前記第2読み出し動作と前記第3読み出し動作とを同時に行う撮像素子。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記読み出し部は、前記第2基板において、前記第1領域の下に設けられ前記第1読み出し動作を行う第1読み出し部と、前記第2領域の下に設けられ前記第2読み出し動作を行う第2読み出し部と、前記第3領域の下に設けられ前記第3読み出し動作を行う第3読み出し部とを有する撮像素子。 - 請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の撮像素子と、
前記撮像素子から出力された前記画像信号に基づいて、画像データを生成する生成部と、
を備える撮像装置。 - 請求項5に記載の撮像装置において、
動画撮影または連写撮影を指示する指示部を備え、
前記読み出し部は、前記指示部によって動画撮影または連写撮影が指示された場合に、前記第1読み出し動作と前記第2読み出し動作と前記第3読み出し動作を行う撮像装置。
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