JP7012277B2 - 撮像装置、信号処理回路および検出方法 - Google Patents
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Description
1フレーム期間において複数の撮像データを複数のタイミングで取得し、複数の撮像データを多重化する画像取得部であって、複数の撮像データは、共通の表示属性の程度が異なる少なくとも2つの撮像データを含む画像取得部と、
画像取得部によって多重化された撮像データを出力する出力インタフェースを有する画
像出力部と、を備える撮像装置。
1フレーム期間において複数の撮像データを複数のタイミングで取得し、複数の撮像データを多重化する画像取得部であって、複数の撮像データは、共通の表示属性の程度が異なる少なくとも2つの撮像データを含む画像取得部と、
画像取得部によって多重化された撮像データを、複数の撮像データの各々に関連した撮像データに被写体情報に基づいて分離し、分離された撮像データの少なくとも1つを個々に出力する出力インタフェースを有する画像出力部と、を備える撮像装置。
複数の撮像データの各データの間で共通の表示属性の程度は異なる、項目1または2に記載の撮像装置。
共通の表示属性は、明るさおよび色の少なくとも一方である、項目1から3のいずれかに記載の撮像装置。
共通の表示属性の程度の時系列変化は、単調増加または単調減少である、項目1から4のいずれかに記載の撮像装置。
共通の表示属性の程度の時系列変化はランダムである、項目1から4のいずれかに記載の撮像装置。
画像出力部は、複数の撮像データが取得された時間推移を示す識別子を多重化された撮像データに重畳する、項目1から6のいずれかに記載の撮像装置。
1フレーム期間において複数のタイミングで複数の撮像データを取得し、複数の撮像データを多重化する画像取得部と、
複数の撮像データが取得された時間推移を示す識別子を画像取得部によって多重化された撮像データに重畳する画像出力部であって、重畳された撮像データを出力する出力インタフェースを有する画像出力部と、を備える撮像装置。
画像取得部は、1フレーム期間において複数のタイミングで複数の撮像データを多重露光で取得し、多重露光の各露光期間の長さは全て等しい、項目1から8のいずれかに記載の撮像装置。
画像出力部から出力された撮像データに基づいて画像を表示する表示装置をさらに備える、項目1から9のいずれかに記載の撮像装置。
画像取得部は、単位画素セルが2次元に配列された画素アレイを含み、
単位画素セルは、
第1電極、第2電極、および第1電極と第2電極との間の光電変換膜を有し、入射光を光電変換する光電変換部と、
第2電極に接続され、光電変換部で発生した信号電荷を検出する電荷検出回路と、
を含み、
画像取得部は、1フレーム期間においてグローバルシャッタおよび多重露光によって複数の撮像データを複数のタイミングで取得する、項目1から10のいずれかに記載の撮像装置。
画像取得部は、多重露光の各撮像の間で、第1および第2電極の間の電位差を変化させる、項目11に記載の撮像装置。
多重露光の各撮像の間で、単位画素セルの単位時間当たりの感度が変化する、項目11に記載の撮像装置。
複数の単位画素セルを含み、
前記複数の単位画素セルに含まれる単位画素セルは、1フレーム期間内の第1の露光期間において第1の撮像データを取得し、前記1フレーム期間内の前記第1の露光期間とは異なる第2の露光期間において第2の撮像データを取得し、
前記単位画素セルの単位時間当たりの感度は、前記第1の露光期間と前記第2の露光期間とで異なっており、
少なくとも前記第1の撮像データと前記第2の撮像データとを含む多重露光画像データを出力する、撮像装置。
前記単位画素セルは、
第1の電極と、前記第1の電極に対向する第2の電極と、前記第1の電極と前記第2の電極との間にあり、光電変換により信号電荷を発生する光電変換膜と、を含む光電変換部と、
前記第2の電極に電気的に接続され、前記信号電荷を検出する信号検出回路と、を含み、
前記第1の電極と第2の電極と間の電位差は、前記第1の露光期間と前記第2の露光期間とで異なっている、項目14に記載の撮像装置。
前記第1の電極に電圧を供給する電圧制御回路をさらに備え、
前記電圧制御回路は、前記第1の露光期間と前記第2の露光期間とで異なる電圧を前記第1の電極に供給する、項目15に記載の撮像装置。
前記第1の露光期間と前記第2の露光期間との間に非露光期間を有し、
前記非露光期間において、前記信号検出回路が前記信号電荷を検出しないように前記第1の電極と第2の電極と間の電位差が設定されている、項目15または項目16に記載の撮像装置。
前記第1の露光期間の長さと前記第2の露光期間の長さとは等しい、項目14~17のいずれかに記載の撮像装置。
前記単位画素セルは、前記1フレーム期間内の互いに異なる複数の露光期間のそれぞれにおいて撮像データを取得し、
前記複数の露光期間のうち先の露光時間における前記単位画素セルの単位時間当たりの感度の方が、後の露光期間における前記単位画素セルの単位時間当たりの感度よりも高い、項目14~18のいずれかに記載の撮像装置。
前記単位画素セルは、前記1フレーム期間内の互いに異なる複数の露光期間のそれぞれに対応して撮像データを取得し、
前記複数の露光期間のうち先の露光時間における前記単位画素セルの単位時間当たりの感度の方が、後の露光期間における前記単位画素セルの単位時間当たりの感度よりも低い、項目14~18のいずれかに記載の撮像装置。
前記単位画素セルは、前記1フレーム期間内の互いに異なる複数の露光期間のそれぞれに対応して撮像データを取得し、
前記複数の露光期間のそれぞれにおける前記単位画素セルの単位時間当たりの感度は、ランダムに設定される、項目14~18のいずれかに記載の撮像装置。
前記単位画素セルによって取得された前記第1の撮像データおよび前記第2の撮像データを含む前記多重露光画像データを処理する信号処理回路をさらに備え、
前記信号処理回路は、前記多重露光画像データから、前記第1の撮像データに基づく第1の画像データと、前記第2の撮像データに基づく第2の画像データとを抽出する、項目
14~18のいずれかに記載の撮像装置。
前記第1の画像データと前記第2の画像データとの間で、動きを伴う被写体像の明るさまたは色が異なる、項目22に記載の撮像装置。
前記信号処理回路は、抽出された第1の画像データおよび第2の画像データに基づいて、前記多重露光画像データにおいて、動きを伴う被写体像の明るさ又は色を揃える処理を行う、項目23に記載の撮像装置。
前記信号処理回路は、抽出された第1の画像データおよび第2の画像データに基づいて、動きを伴う被写体像の時間変化を示す識別子を、前記多重露光画像データに付加する、項目22に記載の撮像装置。
〔1.1.撮像装置100の構造〕
図1は、第1の実施形態による撮像装置100のブロック構成を模式的に示している。図2Aは、画像取得部120の典型的なブロック構成を模式的に示している。図2Bは、単位画素セル121の断面を模式的に示している。
21Dおよび電荷検出回路121Fを有する。光電変換部121Dは、第1電極121A、第2電極121B、および第1電極121Aと第2電極121Bとの間の光電変換膜121Cを有している。電荷検出回路121Fは、半導体基板121H上に設けられており、層間絶縁層121G内のコンタクトプラグ121Eを介して第2電極121Bに電気的に接続されている。電荷検出回路121Fは、光電変換部121Dで発生した信号電荷を検出することができる。なお、単位画素セル121は、典型的には光電変換膜を有する積層型のセルであるが、シリコンフォトダイオードを備えたセルであっても構わない。
図3は、1フレーム期間における多重露光の典型的な動作タイミングを示している。図中のVDは1フレーム期間の開始パルスを示す。露光信号は、露光が有効であるか無効であるかを示す信号である。Hi期間が有効期間(露光状態)であり、Low期間が無効期間(非露光状態)である。表示属性設定信号は、共通の表示属性の程度を設定するための
信号である。設定された信号パルスの高さが高いほど、共通の表示属性の程度が高いことを示している。なお、露光信号と表示属性設定信号とは、両方の機能を兼ねる単一の信号であってもよい。
ば特開2007-104113号公報に記載されている。その開示内容の全てを参考のために本明細書に援用する。
撮像で得られた撮像データの時間的な順序関係が明確になる。例えば、画像出力部130は、既知である共通の表示属性の程度の変化情報を用いて、個々の撮像データの共通の表示属性の程度をそれらの最大値に揃えてもよい。ただし、最大値に限られず、例えばそれらの平均値に揃えても構わない。これにより、個々の被写体像の間で共通の表示属性はコマ毎には変化せず、視認性が良くなる。
第2の実施形態による撮像装置101は、外部信号検出部150を備えている点で第1の実施形態による撮像装置100とは異なる。以下、撮像装置100と共通する部分の説明は省略し、差異点を主として説明する。
図10は、第2の実施形態による撮像装置101のブロック構成を模式的に示している。
図11は、1フレーム期間における多重露光の典型的な動作タイミングを示している。外部信号は外部信号検出部150により検出された信号レベルを示している。マイクロフォンを用いる場合、外部信号は上述した音圧である。図11には、移動物体から発せられている音の大小を検出した離散的な信号レベルを示している。第1の実施形態と同様に、多重露光における各露光期間は全て等しく、露光間隔も全て等しい。
写体の状態が変化している様子が分かる。
本実施形態による撮像装置は、特定のタイミングで表示属性設定信号を変化させる点で第1の実施形態による撮像装置100とは異なる。本実施形態による撮像装置は、第1の実施形態による撮像装置100と同様に、図1に示されるブロック構成を有している。
第4の実施形態による撮像装置102は、表示装置180を備えている点で第1の実施形態による撮像装置100とは異なる。以下、撮像装置100と共通する部分の説明は省略し、差異点を主として説明する。
110 光学系
120 画像取得部
121 単位画素セル
121A 第1電極
121B 第2電極
121C 光電変換膜
121D 光電変換部
121E コンタクトプラグ
121F 電荷検出回路
121G 層間絶縁層
121H 半導体基板
122 行走査回路
123 列走査回路
124 電圧制御回路
130 画像出力部
131 出力バッファ
140 システムコントローラ
150 外部信号検出部
160 信号処理回路
170 システムコントローラ
180 表示装置
200 外部機器
210 信号処理回路
220 表示装置
Claims (13)
- 複数の単位画素セルと、
信号処理回路と、
を含み、
前記複数の単位画素セルは、1フレーム期間内の第1露光期間において第1画像を取得し、前記1フレーム期間内の前記第1露光期間とは異なる第2露光期間において、前記第1画像とは明度又は色が異なる第2画像を取得し、少なくとも前記第1画像と前記第2画像とを多重化して含む多重露光画像データを生成し、
前記信号処理回路は、前記多重露光画像データから動きを伴う被写体像を検出する、撮像装置。 - 前記信号処理回路は、前記多重露光画像データから、被写体の形状、明度のパターン又は色のパターンに基づいて前記被写体像を検出する、請求項1に記載の撮像装置。
- 前記信号処理回路は、前記多重露光画像データから、前記被写体像の明度又は色の変化に基づいて、前記被写体像の時系列を検出する、請求項1又は2に記載の撮像装置。
- 前記信号処理回路は、前記多重露光画像データから、前記第1露光期間に対応する前記被写体像を含む第1の画像データを生成する、請求項1から3のいずれか一項に記載の撮像装置。
- 前記信号処理回路は、前記多重露光画像データから、前記第2露光期間に対応する前記被写体像を含む第2の画像データを生成する、請求項4に記載の撮像装置。
- 前記信号処理回路は、前記第1の画像データおよび前記第2の画像データに基づいて、前記多重露光画像データにおいて、前記被写体像の明るさ又は色を揃える処理を行う、請求項5に記載の撮像装置。
- 前記信号処理回路は、生成された前記第1の画像データおよび前記第2の画像データに基づいて、前記被写体像の時間変化を示す識別子を、前記多重露光画像データに付加する、請求項5又は6に記載の撮像装置。
- 1フレーム期間内の第1露光期間において取得された第1画像と、前記1フレーム期間内の前記第1露光期間とは異なる第2露光期間において取得された第2画像であって、前記第1画像とは明度又は色が異なる第2画像とを多重化して含む多重露光画像データが入力され、
前記多重露光画像データから動きを伴う被写体像を検出する、信号処理回路。 - 前記多重露光画像データから、被写体の形状、明度のパターン又は色のパターンに基づいて前記被写体像を検出する、請求項8に記載の信号処理回路。
- 前記多重露光画像データから、前記被写体像の明度又は色の変化に基づいて、前記被写体像の時系列を検出する、請求項8又は9に記載の信号処理回路。
- 1フレーム期間内の第1露光期間において第1画像を取得し、
前記1フレーム期間内の前記第1露光期間とは異なる第2露光期間において、前記第1画像とは明度又は色が異なる第2画像を取得し、
少なくとも前記第1画像と前記第2画像とを多重化して含む多重露光画像データを生成し、
前記多重露光画像データから動きを伴う被写体像を検出する、検出方法。 - 前記多重露光画像データから、被写体の形状、明度のパターン又は色のパターンに基づいて前記被写体像を検出する、請求項11に記載の検出方法。
- 前記多重露光画像データから、前記被写体像の明度又は色の変化に基づいて、前記被写体像の時系列を検出する、請求項11又は12に記載の検出方法。
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