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公開番号2024123653
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-12
出願番号2023031256
出願日2023-03-01
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 25/633 20230101AFI20240905BHJP(電気通信技術)
要約【課題】高精度なダークシェーディング補正と消費電力抑制およびフレームレート向上を両立する。
【解決手段】第1の走査モードで読み出された信号から第1の補正データを取得し、前記第1の補正データに基づいて第2の走査モードで読み出された焦点検出用信号のダークシェーディングを補正し、あらかじめ記憶された第2の補正データに基づいて第2の走査モードで読み出された撮像信号を補正する。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
各々が複数の光電変換部を有する複数の画素が行列状に配置された画素部を有する撮像素子と、
前記撮像素子を駆動する駆動手段と、
前記撮像素子から出力された信号のダークシェーディングを補正する補正手段と、
前記駆動手段が前記撮像素子を第１の走査モードで駆動することにより前記画素部から出力される信号を用いて第１の補正データを生成し、前記駆動手段が前記撮像素子を第２の走査モードで駆動することにより焦点検出用信号を取得し、前記補正手段が前記焦点検出用信号のダークシェーディングを前記第１の補正データに基づいて補正するように制御し、
前記駆動手段が前記撮像素子を第２の走査モードで駆動することにより撮像信号を取得し、前記補正手段が前記撮像信号のダークシェーディングを装置の製造工程において生成され記憶手段にあらかじめ記憶されている第２の補正データに基づいて補正するように制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
続きを表示（約 610 文字）【請求項２】
前記焦点検出用信号は、前記複数の画素の各々における前記複数の光電変換部の光電変換に基づく信号であり、前記撮像信号は、前記複数の画素の各々における前記複数の光電変換部の光電変換に基づく信号であ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】
前記画素部における前記複数の画素の一部は遮光された遮光画素であり、前記第１の走査モードでは、前記遮光画素から出力された信号を用いて前記第１の補正データを生成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４】
前記第１の走査モードにおいて、前記複数の画素における前記複数の光電変換部から電荷を転送せずに信号を読み出すことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記画素部の各列に設けられた複数の垂直信号線を備え、前記第１の走査モードにおいて前記複数の画素の信号が出力される垂直信号線と、前記第２の走査モードにおいて前記複数の画素の信号が出力される垂直信号線とは異なることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記補正手段は、第１の補正データに基づいて前記焦点検出用信号のダークシェーディングを補正する第１の補正回路と、第２の補正データに基づいて前記撮像信号のダークシェーディングを補正する第２の補正回路とを有することを特徴とする請求項１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 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラやビデオカメラなどの撮像装置にはＣＭＯＳイメージセンサーなどの撮像素子が使用されており、近年では撮像素子の多機能化が進んでいる。撮像素子において、瞳分割された被写体像を光電変換して得られる複数の信号から位相差を検出することにより焦点調節（オートフォーカス）が可能となる。
【０００３】
特許文献１には、１つのマイクロレンズに対して複数の光電変換部が設けられた光電変換ユニットを有する撮像装置が開示されている。特許文献１の撮像装置は、瞳分割された一部の光電変換ユニットから位相差信号（以下、「焦点検出用信号」という。）を生成する。焦点検出用信号から相関演算を行うことにより焦点のずれ量（デフォーカス量）を算出する。また、複数の光電変換ユニットの個々の信号を加算することによって撮像信号を生成することができる。
【０００４】
一方、ＣＭＯＳセンサーなどの撮像素子から出力される画像信号には、画素列ごとの特性ばらつきによって生じる暗時の固定パターンノイズ（以下、「ダークシェーディング」という。）が発生する。また、焦点検出用信号と撮像信号では、信号読み出しまでの時間差によりダークシェーディングの形状が異なることがある。そのため、焦点検出用信号と撮像信号のダークシェーディングは、各々の信号から作成された補正データを用いて補正する必要がある。特許文献２では、遮光領域の焦点検出信号に基づいて開口領画素域の焦点検出用信号を補正し、遮光領域の撮像信号に基づいて開口領画素域の撮像信号を補正する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１３－１０６１９４号
特開２０１８－１９１３９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載の方法では、焦点検出用信号および撮像信号の両方の補正データを生成するため、信号読み出しに伴う消費電力が増加してしまう。また、補正精度の向上のため複数フレームにわたって補正データを作成することは、焦点検出用信号および撮像信号の読み出しフレームレートの高速化の妨げとなる。
【０００７】
本発明の目的は、高精度にダークシェーディングを補正しながらも消費電力を抑制しつつ、高フレームレートを実現可能な撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の撮像装置は、各々が複数の光電変換部を有する複数の画素が行列状に配置された画素部を有する撮像素子と、前記撮像素子を駆動する駆動手段と、前記撮像素子から出力された信号のダークシェーディングを補正する補正手段と、前記駆動手段が前記撮像素子を第１の走査モードで駆動することにより前記画素部から出力される信号を用いて第１の補正データを生成し、前記駆動手段が前記撮像素子を第２の走査モードで駆動することにより焦点検出用信号を取得し、前記補正手段が前記焦点検出用信号のダークシェーディングを前記第１の補正データに基づいて補正するように制御し、前記駆動手段が前記撮像素子を第２の走査モードで駆動することにより撮像信号を取得し、前記補正手段が前記撮像信号のダークシェーディングを装置の製造工程において生成され記憶手段にあらかじめ記憶されている第２の補正データに基づいて補正するように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高精度にダークシェーディングを補正しながらも消費電力を抑制しつつ、高フレームレートを実現可能な撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
撮像装置の構成例を示すブロック図。
撮像素子の画素と周辺回路の構成図。
撮像素子における単位画素の構成図。
撮像素子の積層構造を示す模式図。
実施例１における撮像素子の読み出し動作を説明するタイミングチャート。
撮像素子の画素部およびダークシェーディングの説明図。
実施例１における垂直走査を示す概念図。
補正回路および補正データと補正対象信号との対応を示す図。
実施例２において走査１がＶＯＢ画素領域で行われる場合の垂直走査を示す概念図。
実施例２の変形例において走査１がＶＯＢ画素領域および開口画素領域で行われる場合の垂直走査を示す概念図。
実施例３における撮像素子の読み出し動作を説明するタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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