JP6580111B2 - 撮像素子および撮像装置 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、露出制御を行う撮像素子、および当該撮像素子により演算処理部の露出制御処理を軽減可能な撮像装置を提供することである。
図1は、本実施形態における撮像素子の構成例を示す概略ブロック図である。撮像素子は多数の画素部101を2次元アレイ状に配置した構成を有する。例えば、積層型構成の撮像素子506は、第1のチップ(撮像層)10と第2のチップ(回路層)11を有する。撮像信号処理回路507は撮像素子506の出力信号を処理する。全体制御演算部509は、撮像素子506および撮像装置内のその他の構成部を制御する中枢部である。本実施形態において、撮像信号処理回路507と全体制御演算部509は、別の構成としているがこれに限られるものではなく、CPUを含む同じ回路上で構成してもよい。
本実施形態によれば、撮像装置における演算処理部の露出制御にかかる処理負荷を軽減し、画像のちらつきの原因となり得る絞り制御による露出の変化を抑制できる。なお、図5で示した動作と図8で示した動作を、全体制御演算部509からの駆動モードの制御に応じて適宜切り替えるようにしてもよい。なお、カメラ設定情報や目標輝度値の他に所定の情報を撮像素子506に設定する構成としてもよい。例えば、追従可能範囲(最大ゲインや最小シャッタスピード等)等を設定することで適切に露出制御を行うことが可能となる。
次に、本発明の第2実施形態を説明する。第1実施形態では、撮像素子506が露出演算機能を有する構成について説明したが、本実施形態では撮像システムの演算処理部による露出演算機能と、撮像素子506の露出演算機能とを切り替える処理を説明する。なお、第1実施形態と同様の事項については説明を省略し、主に相違点を説明する。このような説明の省略の仕方は後述の実施形態でも同じである。
次に、本発明の第3実施形態を説明する。第1実施形態では、撮像素子506が露出演算機能を有する構成において、ゲイン乗算処理を画面内で一律に行う例を説明した。本実施形態では、撮影画面内の領域において異なるゲイン値で乗算処理を行う。具体的には、素子内演算部118がゲインアンプ110を制御し、画面の上下方向で異なるゲインをかける例について説明する。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
次に、本発明の第4実施形態を説明する。第2実施形態で撮像システムの演算処理部による露出演算機能と、撮像素子506の露出演算機能とを切り替える処理について説明した。これに対して、本実施形態では撮像システムの演算処理部による露出演算機能と、撮像素子506の露出演算機能とを併用する処理を説明する。
501:レンズ部
504:絞り
506:撮像素子
507:撮像信号処理回路
509:全体制御演算部
Claims (13)
- 複数の画素部を有する撮像部により取得された画像信号を出力する撮像素子であって、
前記撮像部の出力信号に対するゲインを設定するゲイン部と、
前記画素部の蓄積時間を制御する制御部と、
目標輝度値および露出の制御情報を受信する受信部と、
前記画素部から読み出される画像信号により輝度値を検出し、前記受信部で受信した前記目標輝度値および前記露出の制御情報に基づいて前記ゲインおよび前記蓄積時間を算出し、前記ゲイン部および前記制御部により前記撮像部の露出制御を行う演算部と、を備える
ことを特徴とする撮像素子。 - 前記演算部は前記制御情報を用いて輝度値の変化量を演算し、当該変化量に対応する前記蓄積時間を算出して前記制御部により前記撮像部の露出制御を行う
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像素子。 - 前記制御情報は、前記撮像素子に対する絞り動作のタイミングを示す情報を含み、
前記演算部は、絞り動作を行うタイミングであると判断した場合に前記輝度値の変化量を演算する
ことを特徴とする請求項2に記載の撮像素子。 - 前記演算部は、前記制御情報により露出の追従速度の情報を取得し、露出演算を前記撮像素子に対する絞り動作に追従させて実行するタイミングを決定する
ことを特徴とする請求項2に記載の撮像素子。 - 前記演算部は、前記絞り動作が行われているときであっても、前記受信部が新たな目標輝度値を受信した場合には当該目標輝度値を用いて演算を行う
ことを特徴とする請求項3に記載の撮像素子。 - 前記演算部は、前記ゲイン部および前記制御部により前記撮像部の露出制御を行っている場合に新たな目標輝度値を受け付けない
ことを特徴とする請求項2に記載の撮像素子。 - 前記演算部は、撮影画面のラインごとに異なるゲインを算出して前記ゲイン部の設定を制御する
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の撮像素子。 - 前記画素部を有する第1チップと、前記第1チップに積層され、かつ前記演算部を有する第2チップから成る積層型構造
をさらに備える
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の撮像素子。 - 請求項1から8のいずれか1項に記載の撮像素子と、
前記目標輝度値および制御情報を前記撮像素子に送信する演算処理部と、を備える撮像装置。 - 前記演算処理部は、撮像光学系が備える絞りの制御情報を取得し、前記撮像素子により取得された画像信号から被写体の輝度値を検出して露出演算を行う
ことを特徴とする請求項9に記載の撮像装置。 - 前記演算処理部は、前記撮像素子内で露出演算を行う第1の制御と、前記演算処理部が行う演算結果により前記撮像素子の露出制御を行う第2の制御とを切り替える処理を行う
ことを特徴とする請求項10に記載の撮像装置。 - 前記演算処理部は処理負荷量が閾値以上である場合、前記第1の制御へ切り替え、前記処理負荷量が閾値未満である場合、前記第2の制御へ切り替える処理を行う
ことを特徴とする請求項11に記載の撮像装置。 - 前記演算処理部は、前記撮像素子内で露出演算を行う第1の制御と、前記演算処理部が行う演算結果により前記撮像素子の露出制御を行う第2の制御とを併用した制御を行う
ことを特徴とする請求項10に記載の撮像装置。
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