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公開番号2024175985
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-19
出願番号2023094142
出願日2023-06-07
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 25/57 20230101AFI20241212BHJP(電気通信技術)
要約【課題】被写体ブレを抑えつつ、ダイナミックレンジを拡大したHDR画像を取得する。
【解決手段】画素の各々は、光電変換部と、前記光電変換部により変換された電荷を蓄積する2つの電荷保持部を備え、2つの電荷保持部に蓄積される電荷に基づく信号をそれぞれ複数の異なるゲインで増幅することによって得られる同一フレームの複数の信号をもとにHDR合成を行う。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
各々が光電変換部と、前記光電変換部により変換された電荷を保持する第１の電荷保持部と、前記光電変換部により変換された電荷を蓄積する第２の電荷保持部とを有する複数の画素と、
前記電荷に基づく信号を複数の異なるゲインで増幅可能な増幅手段と、
前記増幅手段により異なるゲインで増幅された複数の信号のＨＤＲ合成処理を行う画像処理手段と、を備え、
１フレーム期間において前記第１の電荷保持部と前記第２の電荷保持部に蓄積される電荷量が異なり、前記第１の電荷保持部および前記第２の電荷保持部に蓄積される電荷に基づく信号の少なくとも一方が前記増幅手段により異なるゲインで増幅されることを特徴とする撮像装置。
続きを表示（約 540 文字）【請求項２】
前記第１の電荷保持部と前記第２の電荷保持部における電荷蓄積の開始タイミングが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３】
前記第１の電荷保持部と前記第２の電荷保持部における電荷保持の開始タイミングが同じ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４】
前記第１の電荷保持部に蓄積された電荷に基づく信号と前記第２の電荷保持部に蓄積された電荷に基づく信号の一方が前記増幅手段により異なるゲインで増幅されることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１の電荷保持部に蓄積された電荷に基づく信号と前記第２の電荷保持部に蓄積された電荷に基づく信号の両方が前記増幅手段により異なるゲインで増幅され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】
被写体輝度または撮影モードに応じて、前記画像処理手段によるＨＤＲ合成処理の回数や組み合わせが変更されることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記画像処理手段によるＨＤＲ合成処理に使用しない信号を被写体に関する所定の検出に用い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。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、一般的なデジタルカメラに使われているＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子を用いて、階調に関するダイナミックレンジを拡大する技術が提案されている。ダイナミックレンジの拡大技術の一つとして、複数の異なる露出で撮影した画像を合成する手法があるが、複数の露出画像を順々に撮影する必要があり、各露出の画像に撮影タイミングの差が生じてしまう。そのため、移動体を撮影する場合には、合成時に被写体ブレが目立つ可能性がある。
【０００３】
また、特許文献１には、単位画素毎に２つの電荷保持部を有する画素構成においてダイナミックレンジを拡大する方法が記載されている。すなわち、各画素の光電変換部で蓄積された電荷信号について基準電圧との大小関係を判定する。そして、基準電圧よりも小さければ第１の電荷保持部を使用し、基準電圧よりも大きければ第２の電荷保持部を使用することによってダイナミックレンジの拡大を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－１７８１６３号
【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に開示された技術では、電荷保持部の容量で画像データのダイナミックレンジが決まってしまうため、複数の異なる露出で撮影した画像をＨＤＲ合成する方式に比べるとダイナミックレンジ拡大効果が限定的である。
【０００６】
本発明の目的は、被写体ブレが少なくダイナミックレンジが十分に拡大されたＨＤＲ画像の撮影が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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、各々が光電変換部と、前記光電変換部により変換された電荷を保持する第１の電荷保持部と、前記光電変換部により変換された電荷を蓄積する第２の電荷保持部とを有する複数の画素と、前記電荷に基づく信号を複数の異なるゲインで増幅可能な増幅手段と、前記増幅手段により異なるゲインで増幅された複数の信号のＨＤＲ合成処理を行う画像処理手段と、を備え、１フレーム期間において前記第１の電荷保持部と前記第２の電荷保持部に蓄積される電荷量が異なり、前記第１の電荷保持部および前記第２の電荷保持部に蓄積される電荷に基づく信号の少なくとも一方が前記増幅手段により異なるゲインで増幅されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、被写体ブレの少なくダイナミックレンジが十分に拡大されたＨＤＲ画像の撮影が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】
【０００９】
実施例に係る撮像装置の構成を示すブロック図。
実施例に係る撮像素子の構成を示す図。
実施例に係る撮像素子の構成を示す図。
実施例に係る撮像素子の構成を示す図。
実施例に係る撮像素子の構成を示す図。
実施例１に係る撮像装置の動作を示すフローチャート。
実施例に係る蓄積時間制御を示す図。
実施例１に係る撮像装置の動作を示すフローチャート。
実施例２に係る撮像装置の動作を示すフローチャート。
実施例３に係る撮像装置の動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に掛かる発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これら複数の特徴の全てが発明に必須の物とは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成の説明は省略する。
（【００１１】以降は省略されています）

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