攝像裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種攝像裝置，其不需要高級的圖像處理，能夠取得用于得到位置偏差小的高動態范圍圖像的圖像數據。作為解決手段，該攝像裝置具有：2維狀地排列有多個像素的像素部（21）；確定曝光量以控制成使像素部（21）連續性質地多次曝光的曝光量控制部；能存儲輸出圖像的多個幀的像素部（21）的像素信號的存儲器部（22）；讀出像素部（21）的像素信號并存儲于存儲器部（22）中的垂直掃描電路（24）；以及讀出存儲于存儲器部（22）中的像素信號的列處理部（23），垂直掃描電路（24）依次讀出多次曝光涉及的各像素信號并存儲于存儲器部（22）中。

【技術實現步驟摘要】
攝像裝置
本專利技術涉及攝像裝置，更具體而言涉及能夠取得用于得到高動態范圍圖像的圖像數據的攝像裝置。
技術介紹
已知通過合成曝光時間不同的多個圖像（例如短秒時和長秒時的2個圖像），從而取得超過僅利用1個圖像能取得的動態范圍的動態范圍的圖像（高動態范圍圖像）的技術。參照圖26～圖28說明這種技術的一例。圖26是表示現有的攝像部的構成的一例的圖，圖27是表示現有的攝像部的一個像素的構成的電路圖，圖28是表示使用以往的攝像部逐幀交替取得長時間曝光圖像和短時間曝光圖像時的情形的時序圖。圖26所示的現有的攝像部91具有：2維狀（例如按行方向和列方向）排列有多個像素的像素部92；以行為單位從該像素部92讀出像素值，使用CDS部進行相關2重采樣或使用增益部進行放大的讀出部93；以行為單位從該讀出部93讀出像素值并轉換為數字信號的數字處理部94。如圖27所示，在像素部92中構成的像素具有作為光電轉換部的PD（光電二極管）和在讀出電荷時暫時保持該光電轉換部PD的信號的作為信號蓄積部的FD（浮動擴散）。在光電轉換部PD與信號蓄積部FD之間串聯連接有用于將光電轉換部PD的信號傳送給信號蓄積部FD的傳送晶體管TX。TrA是作為放大部發揮作用的放大用晶體管，與電壓源Vdd和電流源構成源輸出放大器（sourcefollowamplifier）。信號蓄積部FD的信號被放大晶體管TrA放大，經由被施加了選擇脈沖的選擇晶體管后被輸出給垂直傳送線。FDRST是用于復位信號蓄積部FD和放大晶體管TrA的輸入部的FD復位晶體管。另外，使FD復位晶體管FDRST和傳送晶體管TX同時導通，從而能夠同時進行光電轉換部PD的復位。圖28表示使用這種構成的攝像部，逐幀交替取得長時間曝光圖像和短時間曝光圖像時的情形。例如，在某幀進行長曝光時間TexpL的曝光數據的讀出。曝光是滾動快門方式，在讀出定時之前復位PD以成為長曝光時間。此后在垂直同步信號VD的上升沿以行為單位依次進行來自像素部92的數據讀出。在與該以行為單位的讀出同時，以行為單位依次完成曝光。由此從攝像部91取得長時間曝光涉及的數據輸出L。在接下來的幀中，進行短曝光時間TexpS的曝光數據的讀出。在垂直同步信號VD的上升沿定時以行為單位依次進行來自像素部92的數據讀出，從攝像部91取得短時間曝光涉及的數據輸出S。通過重復進行如上處理，從而能夠逐幀交替取得長時間曝光圖像和短時間曝光圖像。于是，通過對在第1幀取得的長時間曝光圖像與在第2幀取得的短時間曝光圖像進行高動態范圍合成，從而生成1幀的高動態范圍圖像。同樣地，通過對在第3幀取得的長時間曝光圖像與在第4幀取得的短時間曝光圖像進行高動態范圍合成，從而生成下1個幀的高動態范圍圖像。以往就是如上來取得為攝像幀率的一半的幀率的高動態范圍圖像。然而在這種現有技術中，為了取得不同曝光時間的圖像，需要重復多次曝光時機不同的攝影。因此在被攝體為移動體的情況下，在以不同時機曝光的圖像中的運動被攝體產生位置偏差，若將產生了位置偏差的圖像彼此合成起來，則會在合成結果的圖像中發生畫質變差。作為用于對應該問題的技術，例如在日本特開2011-4353號公報中描述了在曝光時間不同的圖像之間指定共同區域，求出共同區域一致的位置偏差校正量，來進行圖像處理的圖像處理裝置。然而在上述日本特開2011-4353號公報所述的技術中，為了進行位置偏差校正，需要仿射（affine）變換或塊匹配等高級圖像處理技術，因而需要在獨立于照相機的計算機中進行處理，或者使照相機具備足夠的處理功能，會導致攝像裝置的價格變高和大型化。另外，在上述現有技術中，例如在合成2張圖像時，為了取得1張合成圖像需要讀出2張圖像。因此若欲在動態圖像中取得高動態范圍圖像，則存在幀率降低（例如在將2張合成的情況下，幀率會減半）的課題。
技術實現思路
本專利技術就是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種能夠在不需要高級的圖像處理的情況下，取得用于得到位置偏差小的高動態范圍圖像的圖像數據的攝像裝置。本專利技術的一個方面涉及的攝像裝置進行曝光以取得圖像信號，其具有：像素部，其2維狀地排列有產生與曝光量相應的信號電荷的多個像素；曝光量控制部，其確定上述像素部的曝光量；存儲器部，其能夠存儲輸出圖像的多個幀的來自上述像素部的像素信號；像素讀出控制部，其讀出上述像素部的像素信號，并存儲于上述存儲器部中；以及存儲器讀出控制部，其讀出存儲于上述存儲器部中的像素信號，上述曝光量控制部控制為使上述像素部進行連續性質的多次曝光，上述像素讀出控制部依次讀出上述連續性質的多次曝光涉及的各像素信號并存儲于上述存儲器部中。通過一并參見附圖進行的后述說明能夠進一步明確理解本專利技術上述及另外的目的、特征、優勢。附圖說明圖1是表示本專利技術的參考例的攝像裝置的構成的框圖。圖2是表示上述參考例的攝像部的構成的圖。圖3是表示上述參考例中1個像素涉及的像素部、存儲器部和列處理部的構成的電路圖。圖4是表示上述參考例中用于取得高動態范圍圖像的攝像部的基本攝像動作的圖。圖5是表示上述參考例中像素部的第1行和第2行的動作的時序圖。圖6是表示上述參考例中像素部的第1行的像素的晶體管等的信號變化的情形的時序圖。圖7是表示在本專利技術的第1實施方式中，1個像素涉及的像素部、存儲器部和列處理部的構成的電路圖。圖8是表示在上述第1實施方式中，用于取得高動態范圍圖像的攝像部的攝像動作的圖。圖9是表示在上述第1實施方式中，從像素部向存儲器部傳送第1曝光圖像數據和第2曝光圖像數據的情形的圖。圖10是表示在上述第1實施方式中，像素部的第1行和第2行的動作的時序圖。圖11是表示本專利技術的第2實施方式中，1個像素涉及的像素部、存儲器部和列處理部的構成的電路圖。圖12是表示上述第2實施方式中，用于取得高動態范圍圖像的攝像部的攝像動作的圖。圖13是表示上述第2實施方式中，從像素部向存儲器部傳送第1～第3曝光圖像數據的情形的圖。圖14是表示上述第2實施方式中，從列處理部向存儲器部傳送經過了平均運算的曝光圖像數據的情形的圖。圖15是表示在上述第2實施方式中，像素部的第1行和第2行的動作的時序圖。圖16是表示在上述第2實施方式中，像素部的第1行的像素的晶體管等的信號變化的情形的時序圖。圖17是表示在本專利技術的第3實施方式中，1個像素涉及的像素部、存儲器部和列處理部的構成的電路圖。圖18是表示在上述第3實施方式中，用于取得高動態范圍圖像的攝像部的攝像動作的圖。圖19是表示在上述第3實施方式中，長曝光時間時光電轉換部的電荷蓄積量相對于入射光強度的線圖。圖20是表示在上述第3實施方式中，短曝光時間時光電轉換部的電荷蓄積量相對于入射光強度的線圖。圖21是表示在上述第3實施方式中，將光電轉換部的飽和電平設為預定的閾值電平，在列處理部中將長時間曝光圖像與短時間曝光圖像進行簡易HDR合成時的輸出電平的線圖。圖22是表示在上述第3實施方式中，將光電轉換部的飽和電平設為預定的閾值電平，在列處理部中將長時間曝光圖像與短時間曝光圖像更簡單地進行簡易HDR合成時的輸出電平的線圖。圖23是表示在上述第3實施方式中，在列處理部中將長時間曝光圖像與短時間曝光圖像單純進行相加來進行簡易HDR合成時的輸出電平的線圖。圖24是表示在上述第3實施方式中，像本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種攝像裝置，其進行曝光以取得圖像信號，其特征在于，該攝像裝置具有：像素部，其2維狀地排列有產生與曝光量相應的信號電荷的多個像素；曝光量控制部，其確定上述像素部的曝光量；存儲器部，其能夠存儲輸出圖像的多個幀的來自上述像素部的像素信號；像素讀出控制部，其讀出上述像素部的像素信號，并存儲于上述存儲器部中；以及存儲器讀出控制部，其讀出存儲于上述存儲器部中的像素信號，上述曝光量控制部控制為使上述像素部進行連續性質的多次曝光，上述像素讀出控制部依次讀出上述連續性質的多次曝光涉及的各像素信號并存儲于上述存儲器部中。

【技術特征摘要】
2011.09.06 JP 2011-1942501.一種攝像裝置，其進行曝光以取得圖像信號，其特征在于，該攝像裝置具有：像素部，其2維狀地排列有產生與曝光量相應的信號電荷的多個像素；曝光量控制部，其確定上述像素部的曝光量；存儲器部，其能夠存儲輸出圖像的多個幀的來自上述像素部的像素信號；像素讀出控制部，其讀出上述像素部的像素信號，并存儲于上述存儲器部中；以及存儲器讀出控制部，其讀出存儲于上述存儲器部中的像素信號，上述曝光量控制部控制為使上述像素部在1個垂直同步期間內進行除去脈沖期間程度的時間而連續的多次曝光，上述像素讀出控制部依次讀出上述除去脈沖期間程度的時間而連續的多次曝光涉及的各像素信號并存儲于上述存儲器部中，上述存儲器讀出控制部進行存儲于上述存儲器部中的上述除去脈沖期間程度的時間而連續的多次曝光涉及的各圖像的平均運算，或者上述像素讀出控制部在讀出上述像素部的像素信號并存儲于上述存儲器部中時，同時依次進行多次曝光涉及的各圖像的平均運算，從而取得平均運算結果，將該平均運算結果輸出到外部，上述存儲器讀出控制部還將上述平均運算結果再次寫入上述存儲器部，此后從該存儲器部讀出平均運算結果并放大，從而生成相當于上述除去脈沖期間程度的時間而連續的多次曝光涉及的圖像彼此的相加運算結果的圖像并輸出到外部。2.一種攝像裝置，其進行曝光以取得圖像信號，其特征在于，該攝像裝置具有：像素部，其2維狀地排列有產生與曝光量相應的信號電荷的多個像素；曝光量控制部，其確定上述像素部的曝光量；存儲器部，其能夠存儲輸出圖像的多個幀的來自上述像素部的像素信號；像素讀出控制部，其讀出上述像素部的像素信號，并存儲于上述存儲器部中；以及存儲器讀出控制部，其讀出存儲于上述存儲器部中的像素信號，上述曝光量控制部控制為使上述像素部在1個垂直同步期間內進行除去脈沖期間程度的時間而連續的多次曝光，上述像素讀出控制部依次讀出上述除去脈沖期間程度的時間而連續的多次曝光涉及的各像素信號并存儲于上述存儲器部中，上述曝光量控制部所控制的多次曝光包含長曝光時間和短曝光時間，上述存儲器讀出控制部進行存儲...

【專利技術屬性】
技術研發人員：島田義尚，羽田和寬，池田誠，
申請(專利權)人：奧林巴斯映像株式會社，
類型：發明
國別省市：