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公開番号2024053865
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-16
出願番号2022160331
出願日2022-10-04
発明の名称撮像装置
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H04N 25/589 20230101AFI20240409BHJP(電気通信技術)
要約【課題】ノイズを低減してダイナミックレンジを拡張する撮像装置を提供する。
【解決手段】撮像装置は、光電変換部203および電荷電圧変換部を備える単位画素102と、単位画素102と1対1で対応して設けられ、単位画素102から出力される電圧信号を保持する複数の電圧保持部210、211を備えたメモリ200とを有し、単位画素102における異なる蓄積期間の電圧信号を、それぞれ複数の電圧保持部210、211に保持し、複数の電圧保持部210、211を直列に接続することにより、異なる蓄積期間の電圧信号を加算する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
光電変換部および電荷電圧変換部を備えた単位画素と、
前記単位画素と1対1で対応して設けられ、前記単位画素から出力される電圧信号を保持する複数の電圧保持部を備えたメモリと、
を有し、
前記単位画素における異なる蓄積期間の電圧信号をそれぞれ前記複数の電圧保持部に保持し、前記複数の電圧保持部を直列に接続することにより、前記異なる蓄積期間の電圧信号が加算されることを特徴とする撮像装置。
続きを表示(約 320 文字)【請求項2】
前記画素の1フレームの蓄積時間を分割した分割露光信号をそれぞれ前記複数の電圧保持部に蓄積し、前記複数の電圧保持部を直列に接続した上で読み出す第1のモードを有することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
【請求項3】
前記画素の1フレームの蓄積時間を分割した分割露光信号をそれぞれ前記複数の電圧保持部に蓄積し、前記複数の電圧保持部の各々に蓄積された分割露光信号を、前記複数の電圧保持部を直列に接続せず読み出す第2のモードを有することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
【請求項4】
前記第1のモードと第2のモードを切り替え制御する制御手段を有する請求項3に記載の撮像装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、撮像装置に関するものである。
続きを表示(約 1,300 文字)【背景技術】
【0002】
近年、CMOSイメージセンサにおいて、複数行の画素間で信号電荷の蓄積期間(露光期間)を一致させるいわゆるグローバル電子シャッタが提案されている。すなわち、各画素の信号を一時的に保持する保持部を有し、全画素同時に光電変換部の蓄積信号を保持部へ転送することによりグローバル電子シャッタを実現している。
【0003】
特許文献1の実施形態2に記載の撮像装置は、1フレームの露光期間を複数の期間に分割し、分割して蓄積された画素信号を複数の保持部へ転送し、複数の保持部から読み出した分割画素信号の平均化を行う。そして、オペアンプで分割数倍のゲインをかけることで加算値相当の信号を取得し、平均化された信号と加算値相当の信号を用いてダイナミックレンジを拡張する構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2013-55610
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1に記載された撮像装置は、時分割で露光された画素信号を複数の保持部で保持してから平均化するため、保持部の数に応じてノイズが増加し、オペアンプでゲインをかけない場合は出力のダイナミックレンジが狭くなる。
【0006】
本発明は、ノイズを増加させることなく画像信号のダイナミックレンジを拡張することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、光電変換部および電荷電圧変換部を備えた単位画素と、前記単位画素と1対1で対応して設けられ、前記単位画素から出力される電圧信号を保持する複数の電圧保持部を備えたメモリと、を有し、前記単位画素における異なる蓄積期間の電圧信号をそれぞれ前記複数の電圧保持部に保持し、前記複数の電圧保持部を直列に接続することにより、前記異なる蓄積期間の電圧信号が加算されることを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、ノイズを増加させることなく画像信号のダイナミックレンジを拡張することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
撮像装置の全体ブロック図。
撮像素子のブロック図。
単位画素、単位メモリ部、単位列回路の回路図。
実施例1における動作タイミングチャート。
単一露光動作及び分割露光動作におけるダイナミックレンジと加わるランダムノイズとの関係を示す模式図。
単一露光動作及び分割露光動作における全体のノイズを示す図。
実施例2における動作タイミングチャート。
実施例3におけるダイナミックレンジ拡張動作切り替えのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
(【0011】以降は省略されています)

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