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公開番号2025030665
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-07
出願番号2023136162
出願日2023-08-24
発明の名称撮像装置、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 23/60 20230101AFI20250228BHJP(電気通信技術)
要約【課題】
撮像素子の特定の領域で強い光量が連続的に検出された場合においても、撮像素子の劣化を抑制すること。
【解決手段】
撮像装置は、撮像素子と、前記撮像素子と被写体像との相対位置を変更することが可能な機構と、前記撮像素子の領域ごとの経時的な劣化の度合を推定する劣化度合推定手段と、前記度合が所定の第一閾値を超えている前記領域である第一領域に対応する画面の輝度値を第一輝度値として取得する輝度値取得手段と、前記第一輝度値が前記撮像素子に対応する画面全域の輝度値分布における所定の第一輝度値を超えている場合、前記第一領域に前記所定の第一輝度値以下となる被写体が割り当てられる前記機構の第一制御量を前記輝度値分布に基づいて算出する制御量算出部と、前記第一制御量に基づいて前記機構を制御するシステム制御手段と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
撮像素子と、
前記撮像素子と被写体像との相対位置を変更することが可能な機構と、
前記撮像素子の領域ごとの経時的な劣化の度合を推定する劣化度合推定手段と、
前記度合が所定の第一閾値を超えている前記領域である第一領域に対応する画面の輝度値を第一輝度値として取得する輝度値取得手段と、
前記第一輝度値が前記撮像素子に対応する画面全域の輝度値分布における所定の第一輝度値を超えている場合、前記第一領域に前記所定の第一輝度値以下となる被写体が割り当てられる前記機構の第一制御量を前記輝度値分布に基づいて算出する制御量算出部と、
前記第一制御量に基づいて前記機構を制御するシステム制御手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記輝度値取得手段は、前記度合が所定の第二閾値以下である前記領域である第二領域に対応する画面の輝度値を第二輝度値として取得し、
前記制御量算出部は、前記第二輝度値が前記輝度値分布における所定の第二輝度値以下である場合、前記第二領域に前記所定の第二輝度値以下となる被写体が割り当てられる前記機構の第二制御量を前記輝度値分布に基づいて算出し、
前記システム制御手段は、前記第二制御量に基づいて前記機構を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記機構は、光学ズーム、レンズのシフト、前記撮像素子のシフト、前記撮像装置の撮像方向及び前記撮像装置のロールの少なくとも一つを制御する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御量算出手段は、前記第一制御量の候補が複数存在する場合、前記第一制御量の大きさ及び前記第一領域の輝度値の変化量に基づいて前記第一制御量を決定する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御量算出手段は、前記第二制御量の候補が複数存在する場合、前記第二制御量の大きさ及び前記第二領域の輝度値の変化量に基づいて前記第二制御量を決定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記制御量算出手段は、前記第一制御量の候補が存在しない場合、前記第一制御量を算出しない、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記制御量算出部は、前記第二制御量の候補が存在しない場合、前記第二制御量を算出しない、
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記撮像素子により生成された画像の切り出し範囲の変更と、前記画像の変形と、前記画像の回転との少なくとも一つを画像処理として実行することが可能であり、前記機構が前記システム制御手段により制御される前における前記画像に映っている範囲と、前記機構が前記システム制御手段により制御された後における前記画像に映っている範囲との差が所定の範囲に収まるように前記画像処理を実行する画像処理手段を更に備える、
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記制御量算出手段は、前記画像処理により処理することが可能な補正量に基づいて前記第一制御量を制限する、
ことを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記制御量算出手段は、前記画像処理により処理することが可能な補正量に基づいて前記第二制御量を制限する、
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、方法及びプログラムに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
イメージセンサには、光が当たることでセンサの劣化が進むものがある。例えば、イメージセンサの一種として、一般的なカメラで使用されているカラーフィルタを用いたＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）センサがある。ＣＭＯＳセンサに太陽光等の強い光が当たることで、強い光が当たった領域のマイクロレンズやカラーフィルタが紫外線や熱による影響で劣化し、特定の領域のみ退色するという問題があった。
【０００３】
また、例えば、イメージセンサの一種として単一光子アバランシェダイオード（ＳＰＡＤ：Single Photon Avalance Diode）センサがある。ＳＰＡＤセンサは、画素に入ってきたフォトンをカウントし、画素にフォトンが入るとすぐにフォトンを電荷に変換する。ＳＰＡＤセンサは、この電子が起こすアバランシェ増幅により発生した大きな電荷を信号として検出することができる。ＳＰＡＤセンサは、その仕組み上、信号読み出し時にノイズが入らないため、暗所においてもノイズの影響を受けずに被写体を鮮明に撮影することができる。そのため、ＳＰＡＤセンサは、監視用途等に用いられるセンサとして幅広い活用が見込まれる。ＳＰＡＤセンサで、太陽光等の強い光が当たることで、強い光が当たった領域のマイクロレンズやカラーフィルタが紫外線や熱による影響で劣化するとともに、アバランシェ増幅を起こす画素も劣化する。
【０００４】
ＳＰＡＤセンサにおける画質劣化の原因としては、局所的に当てられた強い光量に応じてダークカウントレート（ＤＣＲ：Dark Count Rate）が局所的に変化することが挙げられる。ＤＣＲは、入射光がない場合に検知された光子のカウント値の平均値である。局所的なＤＣＲの変化が、画質劣化を引き起こす。また、ＳＰＡＤセンサにおいても、ＣＭＯＳセンサと同様にマイクロレンズやカラーフィルタの劣化が発生する。
【０００５】
雲台カメラや監視用カメラは、その用途上、固定の撮影画角で長時間運用されることが多く、固定の撮影画角内の特定位置に太陽光のような強い光源が含まれる可能性がある。その場合、センサ上の特定領域のみ劣化が進み、部分的に画質が劣化する。
【０００６】
例えば、特許文献１は、撮像素子の各画素の輝度値を読み込んで、検出値が閾値以上であった場合に、光学ズームの倍率とデジタルズーム部の倍率を調整することで、撮像素子の劣化を低減する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１２－０９５０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示されている技術は、撮像素子全体の積分値で光量を検出しているため、局所的に強い光が当たっている場合には、局所的に強い光が当たっている部分の輝度値を検出できないことがある。このため、特許文献１に開示されている技術は、撮像素子の局所的な劣化を避けることができない。また、特許文献１に開示されている技術は、強い光量の累積による劣化度合いは考慮しておらず、その時点での状況でのみ検出している。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、撮像素子の特定の領域で強い光量が連続的に検出された場合においても、撮像素子の劣化を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明の撮像装置は、撮像素子と、前記撮像素子と被写体像との相対位置を変更することが可能な機構と、前記撮像素子の領域ごとの経時的な劣化の度合を推定する劣化度合推定手段と、前記度合が所定の第一閾値を超えている前記領域である第一領域に対応する画面の輝度値を第一輝度値として取得する輝度値取得手段と、前記第一輝度値が前記撮像素子に対応する画面全域の輝度値分布における所定の第一輝度値を超えている場合、前記第一領域に前記所定の第一輝度値以下となる被写体が割り当てられる前記機構の第一制御量を前記輝度値分布に基づいて算出する制御量算出部と、前記第一制御量に基づいて前記機構を制御するシステム制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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