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公開番号2024180784
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-27
出願番号2024176603,2023027237
出願日2024-10-08,2023-02-24
発明の名称撮像装置、撮像装置の制御方法、及びプログラム
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H04N 25/68 20230101AFI20241220BHJP(電気通信技術)
要約【課題】低照度撮影においても画質の低下を抑制可能な撮像装置を提供する。
【解決手段】撮像装置であって、アバランシェフォトダイオードを有する光電変換素子と、補正対象となる画素の位置情報に基づいて、光電変換素子が取得した信号に対して補正を行う信号処理部と、1フレーム分の信号を取得する期間におけるパルス信号のパルス数を制御する制御手段と、を有し、信号処理部が補正を行う信号か否かを判定するための閾値は、第1のモードと、パルス信号のパルス数が第1のモードより少ない第2のモードとで異なる。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
アバランシェフォトダイオードを有する光電変換素子と、
補正対象となる画素の位置情報に基づいて、前記光電変換素子が取得した信号に対して補正を行う信号処理部と、
１フレーム分の信号を取得する期間におけるパルス信号のパルス数を制御する制御手段と、を有し、
前記信号処理部が前記補正を行う信号か否かを判定するための閾値は、第１のモードと、前記パルス信号のパルス数が前記第１のモードより少ない第２のモードとで異なる、ことを特徴とする撮像装置。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
前記信号処理部は、予め設定された複数の閾値の中から前記パルス信号のパルス数に応じた閾値を選択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】
前記信号処理部は、前記選択された閾値に基づいて、前記信号が補正対象であるか否かを判定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】
前記信号処理部は、前記選択された閾値を超えていた画素があった場合、前記閾値を超えた画素を補正対象の画素として出力することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１のモードと前記第２のモードを切り替える切り替え部を更に有し、
前記切り替え部は、少なくとも前記光電変換素子が取得した信号に基づく照度に応じて前記第１のモードと前記第２のモードを切替え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】
前記補正対象となる画素の位置情報を保持する保持部を更に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７】
前記信号処理部は、複数の閾値の中から前記第２のモードで閾値を選択する際、前記第１のモードにおける閾値より小さい値の閾値を選択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８】
前記信号処理部は、前記信号にゲインを掛けることができることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記信号処理部は、同一のモードで前記信号にゲインを掛けた際に、前記閾値を大きくすることを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記信号処理部は、前記第１のモードで取得した前記信号と前記第２のモードで取得した前記信号において、モードによって画素レベルが変わる画素を補正対象の画素と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１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、撮像装置の制御方法、及びプログラムに関するものである。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）に到来する光子の数をデジタル的に計数し、計数値を光電変換されたデジタル信号として画素から出力する光電変換装置が提案されている。特許文献１の構成では、ＡＰＤを有する画素が、ＡＰＤと、ＡＰＤに接続されたクエンチ回路と、ＡＰＤから出力される信号が入力される信号制御回路と、クエンチ回路と信号制御回路に接続されたパルス生成回路とを備えている。そして、駆動させるモードが複数ある場合にクエンチ回路に入力するパルス信号の制御方法に関して開示がされている。例えば、第１モードと第１モードより暗い環境下で撮影（低照度撮影）する第２モードとにおけるパルス信号数、周期をどのようにするかに関して開示されている。
【０００３】
ＡＰＤを有する画素の信号には、入射光に応じた光電変換に基づく信号に加え、画素のトラップ準位の異常に起因する信号が含まれる。画素のトラップ準位の異常に起因する信号の発生量が周辺の画素と比較して多い画素（以下「欠陥画素」という）が存在する。
【０００４】
この欠陥画素は、隣り合う画素にも電荷を発生させ、クラスター状の欠陥（以下「クラスター欠陥」という）を発生させる。また、第２モードより明るい環境下で撮影（高照度撮影）するより低照度での撮影のほうが、クラスター欠陥が生じてしまう可能性が高くなる。特に、高照度撮影から低照度撮影に切り替えて撮影を行う際に、駆動パルス信号数を同等としているとクラスター欠陥が生じる可能性が高くなる。クラスター欠陥から出力された信号をそのまま用いて画像を形成すると、画質劣化（画質の低下）が生じる。そこで、例えば、工場出荷時に撮像素子内の欠陥画素のアドレス等の情報（以下「欠陥情報」という）を不揮発性メモリに格納し、実際の撮像時には欠陥情報を参照して欠陥画素を補正することが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２２－１０６６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１には、撮影モードが複数ある場合において、取得した信号についての欠陥画素の検出、補正方法に関して開示されていない。また、高照度撮影から低照度撮影に切り替えた際に駆動パルス信号数を変化させることについても開示されていない。
【０００７】
そこで本発明においては、低照度撮影においても画質の低下を抑制可能な撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての撮像装置は、アバランシェフォトダイオードを有する光電変換素子と、補正対象となる画素の位置情報に基づいて、前記光電変換素子が取得した信号に対して補正を行う信号処理部と、１フレーム分の信号を取得する期間におけるパルス信号のパルス数を制御する制御手段と、を有し、前記信号処理部が前記補正を行う信号か否かを判定するための閾値は、第１のモードと、前記パルス信号のパルス数が前記第１のモードより少ない第２のモードとで異なる、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、低照度撮影においても画質の低下を抑制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】
実施例１に係る撮像装置の構成の図である。
実施例１に係る欠陥画素検出部の内部構成の図である。
実施例１に係る欠陥画素検出部の欠陥画素閾値データの形式の一例の図である。
実施例１に係る欠陥画素補正部の内部構成の図である。
実施例１に係る光電変換素子の図である。
実施例１に係るセンサ基板の図である。
実施例１に係る回路基板の図である。
実施例１に係る光電変換素子の画素に対応した等価回路の図である。
実施例１に係る光電変換素子のタイミングチャートの図である。
実施例１に係る画素間クロストークを説明する図の図である。
従来の光電変換装置の高照度条件と低照度条件での光電変換素子のタイミングチャートの図である。
従来の光電変換装置の高照度条件と低照度条件での光電変換素子の出力カウント数の図である。
実施例１に係る高照度条件と低照度条件での光電変換素子の画素間クロストークの影響の図である。
実施例１に係る高照度条件と低照度条件での光電変換素子のタイミングチャートの図である。
実施例１に係る高照度条件と低照度条件での光電変換素子の出力カウント数の図である。
実施例１に係る高照度条件と低照度条件での光電変換素子の画素間クロストークの影響の図である。
実施例１に係る制御信号ＣＬＫのパルス信号数とクラスター状の欠陥の画素レベルの関係の図である。
実施例１に係るＣＬＫのパルス信号数とクラスター状の欠陥の中心画素に対する隣接画素のレベルとの関係の図である。
実施例１に係る画像内の欠陥のイメージと欠陥画素のデータの図である。
実施例１に係る制御信号ＣＬＫのパルス信号数に応じた欠陥画素の検出の流れの図である。
実施例１に係る制御信号ＣＬＫのパルス信号数に応じた欠陥画素の補正の流れの図である。
実施例２に係る欠陥画素のデータの図である。
実施例３に係る欠陥画素検出部の内部構成の図である。
【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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