JP6681586B2 - イメージセンサおよびそれを備えた撮像装置 - Google Patents
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Description
監視カメラや車載カメラなどに用いられるイメージセンサには極端な環境で特定の情報を収集する機能が必要である。例えば、暗い環境でも、人間の顔や文字などがしっかりと認識できるような鮮明な被写体画像を記録できることが求められる。また、動きの速い物体については、その運動方向や外形などが認識できるようにモーションブラーが少ない被写体画像を記録できることが求められる。
以下、図1〜図5を用いて、実施の形態1を説明する。
[1−1−1.イメージセンサの構成]
図1は、イメージセンサの外観の一例を示す模式図である。図2は、図1のイメージセンサの機能構成を表すブロック図である。
図3は、カラムADC104を構成するAD変換器の概略構成を示すブロック図である。
[1−2−1.イメージセンサの動作]
以上のように構成されたイメージセンサ101について、その動作を以下説明する。
次に、AD変換器20について、その動作を以下説明する。
AD変換器20は、オーバーサンプリング型AD変換器21に割り当てられたビット数がゼロでなければ、すなわち、m>0であれば、以下に説明するオーバーサンプリングモードで動作する。
AD変換器20は、巡回型AD変換器22に割り当てられたビット数がゼロでなければ、すなわちm<nであれば、上記のオーバーサンプリングモードでの動作後に、以下に説明する巡回型変換モードで動作する。または、AD変換器20は、巡回型AD変換器22に全ビット(nビット)が割り当てられれば、上記のオーバーサンプリングモードで動作することなく巡回型変換モードのみで動作する。
以上のように、本実施の形態において、イメージセンサ101は、画素部102と、カラムADC104と、コントローラ52と、を備える。カラムADC104を構成するAD変換器20は、画素部102からの出力電圧が入力されるオーバーサンプリング型AD変換器21と、オーバーサンプリング型AD変換器21のアナログ残差信号が入力される巡回型AD変換器22と、オーバーサンプリング型AD変換器21から出力されるデジタル信号および巡回型AD変換器22から出力されるデジタル信号を加算するカウンタ23と、を有する。そして、コントローラ52は、オーバーサンプリング型AD変換器21および巡回型AD変換器22の合計ビット数を一定に保ちつつオーバーサンプリング型AD変換器21および巡回型AD変換器22のビット数を動的に割り当てるように構成されている。
以下、図6〜図9を用いて、実施の形態2を説明する。
図6は、実施の形態2に係る監視カメラ200の外観図である。図6に示すように、監視カメラ200は、交換レンズ(撮像光学系)201と、交換レンズ201を装着可能なカメラボディ202とからなる。交換レンズ201は、不図示のバリフォーカルレンズ(可変焦点レンズ)およびオートフォーカス用のアクチュエータなどを含んで構成される。カメラボディ202は、実施の形態1に係るイメージセンサ101を内蔵している。また、カメラボディ202は、電源装置、画像データの圧縮符号化処理やノイズリダクション処理などを行う図略のプロセッサ、LAN(Local Area Network)やインターネットなどのネットワークに接続するための通信デバイスなどを搭載している。
以上のように構成された監視カメラ200について、その動作を以下説明する。監視カメラ200は、例えば屋内の天井や壁などに取り付けられて屋内の監視用に使用される。交換レンズ201は、被写体に自動で焦点を合わせて被写体からの光を集光してイメージセンサ101に結像する。イメージセンサ101は、結像された被写体像を受像し、当該被写体像を光電変換して画像データを生成する。画像データは、カメラボディ202内のプロセッサで処理され、通信デバイスを介してサーバー(不図示)に送信される。
以上のように、本実施の形態によると、監視カメラ200に、実施の形態1に係るイメージセンサ101を搭載したことにより、被写体画像の性質に応じて、適宜、SN比を高めて鮮明さを向上させたり、フレームレートを高めてモーションブラーを抑制したりすることができる。
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態1および2を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態1および2で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
102 画素部(画素アレイ)
103 行セレクタ
104 カラムADC(カラムAD変換器)
105 パラレル・シリアル変換部
106 周辺回路
20 AD変換器
21 オーバーサンプリング型AD変換器
22 巡回型AD変換器
23 カウンタ
52 コントローラ
1 入力端子
10 入力端子
15 スイッチ
16 スイッチ
17 スイッチ
18 スイッチ
19 スイッチ
31 減算器
32 サンプルホールド回路
33 増幅器
34 Sub−AD変換器
35 Sub−DA変換器
38 増幅器
39 Sub−AD変換器
40 アナログ累積回路
51 サイクルカウンタ
56 シフトレジスタ
57 デジタル累積回路
100 出力端子
200 監視カメラ(撮像装置)
201 交換レンズ(撮影光学系)
202 カメラボディ
Claims (6)
- 複数の光電変換素子がマトリクス状に配列された画素アレイと、
複数のAD変換器を有し、前記画素アレイの画素1行分に相当する出力電圧が入力されるカラムAD変換器と、
前記複数のAD変換器を制御するコントローラと、を備え、
前記AD変換器は、前記画素アレイからの出力電圧が入力されるオーバーサンプリング型AD変換器と、前記オーバーサンプリング型AD変換器のアナログ残差信号が入力される巡回型AD変換器と、前記オーバーサンプリング型AD変換器から出力されるデジタル信号および前記巡回型AD変換器から出力されるデジタル信号を加算するカウンタと、を有し、
前記コントローラは、前記オーバーサンプリング型AD変換器および前記巡回型AD変換器の合計ビット数を一定に保ちつつ前記オーバーサンプリング型AD変換器および前記巡回型AD変換器のビット数を動的に割り当てるように構成されている、
ことを特徴とするイメージセンサ。 - 前記コントローラは、前記オーバーサンプリング型AD変換器および前記巡回型AD変換器のそれぞれに割り当てるべきビット数に応じて、これらAD変換器に供給される動作クロック信号のパルス数を調整するように構成されている、
請求項1に記載のイメージセンサ。 - 撮影光学系と、
前記撮影光学系によって結像された被写体像を受像する請求項1に記載のイメージセンサと、
を備える撮像装置。 - 前記コントローラが、被写体画像の動きの程度に応じて前記オーバーサンプリング型AD変換器および前記巡回型AD変換器のビット数を割り当てる、
請求項3に記載の撮像装置。 - 前記コントローラが、被写体画像の明るさに応じて前記オーバーサンプリング型AD変換器および前記巡回型AD変換器のビット数を割り当てる、
請求項3に記載の撮像装置。 - 前記コントローラが、被写体画像に所定の対象物が含まれるか否かに応じて前記オーバーサンプリング型AD変換器および前記巡回型AD変換器のビット数を割り当てる、
請求項3に記載の撮像装置。
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