JP6700728B2 - Imaging device and imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、撮像素子の撮像面の曲率を可変制御する技術に関する。 The present invention relates to a technique for variably controlling the curvature of an image pickup surface of an image pickup device.
近年、コンパクトデジタルカメラにも1型以上の大型のイメージセンサが搭載されるようになっている。これにより、従来は一眼レフカメラでしかできなかった超高感度での撮影や、被写体深度が浅くボケ味が生きる撮影などがコンパクトデジタルカメラでもできるようになる。 In recent years, compact digital cameras are also equipped with large-sized image sensors of one or more types. This makes it possible to use ultra-high sensitivity photography, which was previously possible only with single-lens reflex cameras, and photography with a shallow depth of field and a lively bokeh, even with compact digital cameras.
このようにコンパクトデジタルカメラに大型イメージセンサを搭載する場合、レンズも大型化する傾向にあるため、レンズを小型化することが必要となる。しかしながら、同等の性能を維持しつつレンズを小型化しようとした場合、被写体からレンズへ入射する光線の入射角度が大きくなってしまうという課題がある。 When the large image sensor is mounted on the compact digital camera as described above, the lens tends to be large, and thus it is necessary to downsize the lens. However, when attempting to downsize the lens while maintaining the same performance, there is a problem that the incident angle of the light beam that is incident on the lens from the subject becomes large.
このような課題を解決する手段として、特許文献1では、レンズ収差を補正するために、撮像面を湾曲させた構造の撮像素子が提案されている。
As means for solving such a problem,
しかしながら、上記特許文献1のように、撮像素子の撮像面を湾曲させてその曲率を可変制御する場合、撮像素子は平面基板上に回路素子が配置された構造のため、撮像素子基板に歪応力が発生し、発生する応力は撮像面の曲率に応じて変化する。そして、応力が変化すると撮像素子の暗電流特性が変化し、設計上の特性が得られなくなる場合がある。
However, when the image pickup surface of the image pickup element is curved and the curvature is variably controlled as in
図9は、撮像素子に生じる歪応力(ストレス)と撮像素子の暗電流特性の関係を例示している。図9では応力が増大するほど撮像素子の暗電流量が減少するような特性が示されている。 FIG. 9 illustrates the relationship between strain stress (stress) generated in the image sensor and the dark current characteristic of the image sensor. FIG. 9 shows the characteristic that the dark current amount of the image sensor decreases as the stress increases.
従来、デジタルカメラなどの撮像装置において、黒引き処理(ダーク補正)や画素欠陥補正などのノイズリダクション処理を行う場合は、撮像素子の遮光領域から検出された暗電流量を用いることが一般的である。 Conventionally, in an image pickup apparatus such as a digital camera, when performing black reduction processing (dark correction) or noise reduction processing such as pixel defect correction, it is common to use the amount of dark current detected from the light-shielded area of the image pickup element. is there.
また、撮像素子の暗電流量は、温度やシャッター速度(電荷蓄積時間)に比例して増加するため、暗電流量に応じて適切なノイズリダクション機能が選択可能に設計されたデジタルカメラも存在する。 In addition, since the dark current amount of the image sensor increases in proportion to the temperature and the shutter speed (charge accumulation time), there is a digital camera designed so that an appropriate noise reduction function can be selected according to the dark current amount. .
ところが、撮像面が湾曲した撮像素子を備えるデジタルカメラでは、撮像素子の歪みによる応力と暗電流量との関係から曲率もノイズリダクション処理を選択する際の1つのパラメータとなるため、ノイズリダクション機能の設計や制御がより複雑になってくる。 However, in a digital camera including an image pickup device whose image pickup surface is curved, the curvature is also one parameter when selecting the noise reduction process from the relationship between the stress due to the distortion of the image pickup device and the amount of dark current. Design and control become more complex.
本発明では、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、撮像素子が曲げ変形されても暗電流量が変化しないような撮像素子を実現することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to realize an image pickup device in which the amount of dark current does not change even when the image pickup device is bent and deformed.
また、本発明は、暗電流が撮像素子の曲げ変形に影響されないようにして、ノイズリダクション機能の設計や制御の複雑化を抑える撮像装置を実現することである。 Another object of the present invention is to realize an image pickup apparatus which prevents dark current from being affected by bending deformation of the image pickup element and which suppresses complication of design and control of the noise reduction function.
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明の撮像素子は、複数の画素が2次元状に配列された撮像面を有し、周辺部分が平坦な形状部に支持されている撮像素子であって、前記撮像面は複数の基準画素が配列された基準画素領域を含み、前記基準画素は、ノイズリダクション処理に用いる暗電流量を検出するための画素であり、前記撮像面を曲げ変形させる場合に、前記基準画素領域の少なくとも一部に曲げ変形しない領域を有し、前記基準画素領域における曲げ変形しない領域は、前記平坦な形状部に配置される。 To solve the above problems and to achieve the object, the imaging device of the present invention, a plurality of pixels have a pickup surface which is arranged two-dimensionally, the peripheral portion that is supported by the flat shape portion imaging In the device, the image pickup surface includes a reference pixel region in which a plurality of reference pixels are arranged, the reference pixel is a pixel for detecting a dark current amount used for noise reduction processing, and the image pickup surface is bent. when deforming, have a region that does not at least partially on the bending deformation of the reference pixel region, a region which is not deformed bend in the reference pixel region is disposed in the flat shape portion.
また、本発明の撮像装置は、上記撮像素子と、ズーミング時に前記撮像素子の撮像面の曲率を可変制御する制御手段と、を有する。 An image pickup apparatus of the present invention includes the image pickup element, and a control unit that variably controls the curvature of the image pickup surface of the image pickup element during zooming.
本発明によれば、撮像素子が曲げ変形されても暗電流量が変化しないような撮像素子を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize an image sensor in which the dark current amount does not change even when the image sensor is bent and deformed.
また、本発明によれば、暗電流が撮像素子の曲げ変形に影響されないので、ノイズリダクション機能の設計や制御の複雑化を抑えることができる。 Further, according to the present invention, since the dark current is not influenced by the bending deformation of the image pickup element, it is possible to suppress the complexity of the design and control of the noise reduction function.
以下に、添付図面を参照して本発明を実施するための形態について詳細に説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、本発明を実現するための一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。また、後述する各実施形態の一部を適宜組み合わせて構成しても良い。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiment described below is an example for realizing the present invention and should be appropriately modified or changed according to the configuration of the device to which the present invention is applied and various conditions. However, the present invention is not limited to the embodiment. In addition, a part of each embodiment described below may be appropriately combined and configured.
以下、本発明を、コンパクトデジタルカメラなどの撮像装置に適用した実施形態について説明する。なお、本発明は、曲げ変形可能な撮像素子や撮像素子の撮像面の曲率を可変に制御できる機能を有する他の装置にも適用可能である。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an imaging device such as a compact digital camera will be described. The present invention can also be applied to another device having a function capable of variably controlling the curvature of the imaging element that can be bent and deformed and the imaging surface of the imaging element.
<装置構成>図1を参照して、本発明に係る実施形態の撮像装置の構成および機能の概略について説明する。 <Apparatus Configuration> With reference to FIG. 1, an outline of the configuration and functions of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
図1において、本実施形態の撮像装置100には、例えば1型以上の大型の撮像素子が搭載されている。レンズ101は、フォーカスレンズやズームレンズを含む。レンズ制御部102は、主制御部111による制御信号に基づいてレンズ101の駆動制御を行う。例えば、ズーミング時は、レンズ制御部102は、ユーザのズーム操作に応じてレンズ101をテレ端とワイド端の間において所定のズーム倍率に対応する位置に移動させるズーム制御を行う。
In FIG. 1, the
シャッター103は、撮像素子106の撮像面に結像される被写体像光の照射時間を調節するために機械的に駆動されるメカニカルシャッターである。絞り104は、撮像素子106の撮像面に結像される被写体像の光量を調節するものであり、機械的に駆動されることで開口径が可変な絞り羽根を含む。シャッター・絞り制御部105は、主制御部111による制御信号に基づいてシャッター103や絞り104の駆動制御を行う。
The
撮像素子106は、レンズ101や絞り104、シャッター103を含む光学系を介して結像された被写体像を電気信号に変換するCCDやCMOSなどで構成される。なお、撮像素子106の詳細な構成については、図2および図3を用いて後述する。
The
曲率制御部118は、図4で後述するように撮像素子106に設けられ、主制御部111による制御信号に基づいて撮像素子106の撮像面の曲率の可変制御を行う。タイミングジェネレータ(TG)109は、主制御部111による制御信号に基づいて撮像素子106を駆動するためのタイミング信号を発生し、撮像素子106、CDS・A/D変換部107および信号処理部108に出力する。
The
CDS・A/D変換部107は、撮像素子106から出力されるアナログ信号について、相関2重サンプリング、ゲイン調整、アナログ信号からデジタル信号への変換が行われ、R、G、Bの信号として、信号処理部108に出力される。なお、ここでは、撮像素子106とCDS・A/D変換部107を別個の構成として説明したが、CDS・A/D変換部107が撮像素子106に内蔵されることにより一体化されて構成しても構わない。また、撮像チップと画像処理チップが積層された撮像素子106を用いてもよい。
The CDS/A/
信号処理部108は、CDS・A/D変換部107から出力されたデジタル信号に対してノイズを平均化するローパスフィルタ処理やシェーディング処理などの信号処理、ガンマ処理やホワイトバランス処理などの現像処理や色調整処理、黒引き処理(ダーク補正)や画素欠陥補正などのノイズリダクション処理を施し、圧縮処理を行って画像データを生成する。また、信号処理部108は、画像データを画像メモリ110や記録媒体114へ出力したり、画像メモリ110や記録媒体114から読み出した画像データに所定の信号処理を施す。さらに、信号処理部108は、撮像素子106の出力信号から合焦位置等の測距データや露光量等の測光データを検出し、主制御部111に出力する機能も有する。
The
画像メモリ110は、信号処理部108から出力される画像データを一時的に記憶する。表示部113は、例えばLCDや有機ELが用いられ、画像の表示や操作補助のための表示、カメラの状態表示を行う他、撮影時には撮影画面と測距領域を表示する。外部接続部115は、パーソナルコンピュータ(PC)などの外部機器との間で通信を行いデータのやり取りを行うためのインターフェースである。
The
記録媒体接続部112は、記録媒体114に対する画像データの読み出しや書き込みを行うためのインターフェースである。記録媒体114には、信号処理部108から出力される画像データ(静止画、動画)が記録される。記録媒体114は、撮像装置100に装着されるメモリカードやハードディスクドライブなどであっても良いし、撮像装置100に内蔵されたフラッシュメモリやハードディスクドライブであってもよい。なお、後述するメモリ部116と記録媒体114とを同一の構成としてもよい。
The recording
メモリ部116は、主制御部111のCPUの動作用の定数、プログラム、設定情報等が記録される。ここでいう、プログラムとは、本実施形態にて後述する撮像素子の撮像面の曲率の可変制御シーケンスを実行するためのプログラムのことである。
The
主制御部111は、CPU、メインメモリ(RAM)、入出力回路、タイマー回路などを有し、CPUがメモリ部116に格納されたプログラムをRAMの作業エリアに展開し、実行することにより、装置全体の動作を制御する。なお、メインメモリと画像メモリ110とを同一の構成としもよい。
The
操作部117は、撮像装置100への各種指示を入力するためのユーザ操作を受け付ける操作手段であり、ボタンやスイッチなどの物理的な操作部材や、タッチパネルを通じた入力手段など様々な形態が利用可能である。操作部117は、例えば、画像の撮影時や再生時の各種設定を行うメニュースイッチ、レンズ101のズーム動作を指示するズームレバー、撮影モードや再生モードなどの動作モードの切替スイッチ、シャッタースイッチ、電源スイッチなどを含む。主制御部111は、ユーザが操作部117を介して入力した指示や設定に基づいて撮像装置100を制御すると共に、表示部113に設定情報や動作状態、画像などを表示する。
The
<撮像素子>次に、図2および図3を参照して、本実施形態の撮像素子106の詳細な構成について説明する。
<Imaging Device> Next, a detailed configuration of the
図2は、本実施形態の撮像素子106の電気的な構成を示す回路図である。なお、図2では説明の簡略化のために、単位画素201を4行×4列のみ示しているが、実際には多数の単位画素201が2次元状に配置されている。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an electrical configuration of the
図2において、単位画素201は、フォトダイオード(PD)202、転送スイッチ203、フローティングディフュージョン部(FD)204、ソースフォロアとして機能する増幅MOSアンプ205、選択スイッチ206、リセットスイッチ207を備える。PD202において光が電荷に変換され、PD202で発生した電荷は転送信号φTXを転送スイッチ203に印加することによりPD202からFD204に転送され、FD204に一時的に蓄積される。FD204、増幅MOSアンプ205、及び増幅MOSアンプ205の負荷となる定電流源209によりフローティングディフュージョンアンプが構成される。そして、選択信号φSELを印加することにより選択スイッチ206がオンになり、選択された画素のFD204に蓄積された信号電荷が電圧に変換され、信号出力線208を介して読み出し回路213に出力される。さらに、水平走査回路214により選択信号線210によって選択信号を出力することで読み出し回路213から出力する信号が選択され、選択された画素信号が出力アンプ211を介して撮像素子106の外部に出力される。FD204に蓄積された電荷の除去は、リセット信号φRESをリセットスイッチ207に印加することにより行われる。また、垂直走査回路212は、転送スイッチ203、選択スイッチ206、リセットスイッチ207を選択的にオンオフする駆動を行う。
In FIG. 2, the
図3(a)は、図2に示す単位画素201が配置された撮像素子106の撮像面を簡略化して示す図である。図3(a)に示すように、撮像素子106は長辺と短辺を有する矩形状の撮像面を有している。撮像素子106の撮像面は、画素201のうちの基準画素が配置された基準画素領域301と、原色カラーフィルタで覆われた撮像画素が配置された撮像画素領域302から構成されている。ここで、撮像面における長辺方向の基準画素領域301の長さをW1、撮像画素領域のみの長さをW2とする。本実施形態の撮像素子は、撮像面の長辺側が湾曲される。
FIG. 3A is a diagram showing a simplified image pickup surface of the
図3(b)は、図2に示す撮像素子106の撮像画素領域302の各画素に設けられるカラーフィルタアレイの一部を例示している。図3(b)において、第1の色フィルタを赤(R)、第2の色フィルタを緑(G)、第3の色フィルタを緑(G)、第4の色フィルタを青(B)とした場合を示している。この色フィルタアレイの配列は、原色の色フィルタ配列の中でも、特にベイヤ配列と呼ばれるもので、高い解像度と優れた色再現性を備えた色フィルタ配列である。
FIG. 3B illustrates a part of the color filter array provided in each pixel of the image
<曲率制御部>次に、図4を参照して、本実施形態の撮像素子106と曲率制御部118の構成および機能について説明する。図4は、撮像素子106と曲率制御部118を含む図3(a)のA−A’断面図である。
<Curvature Control Unit> Next, the configurations and functions of the
図4において、撮像素子106は、湾曲部403を有する撮像チップ401と、平坦な形状部(平坦部)405および開口部406を有する台座404、底板407、吸引部408を備える。撮像チップ401は、台座404の平坦部405に支持され、底板407は、台座404の図中下側の開口部を閉塞するように設けられ、吸引部408は、底板407における開口部406に対応する位置に設けられている。
In FIG. 4, the
撮像チップ401は、図中上側の中央部分に複数の撮像用の単位画素201が2次元状に配列された撮像画素領域402、また撮像画素領域402における外縁部分に複数の基準画素が配置された基準画素領域402a(斜線部分)、さらに基準画素領域402aの周辺部分に図2の各回路部209〜215を有する。なお、基準画素領域402aは遮光されていてもかまわない。
The
撮像チップ401の中央部分は、撮像面の長辺側が開口部406側に凸となるように2次元の円弧状に湾曲されて湾曲部403を形成し、湾曲部403の周縁の平坦部を、接着層を介して平坦部405に固定することで台座404に支持される。
The central portion of the
このように構成することで、撮像チップ401の湾曲部403に撮像画素領域402の中央部分が配置され、撮像画素領域402の外縁部分の基準画素領域402aは平坦部405に固定される。図3に示す撮像画素領域302(長辺側の長さW2)は湾曲部403の領域の範囲内に位置し、基準画素領域301(長辺側の長さW1−長さW2)は平坦部405に固定される領域の範囲内に位置する。
With this configuration, the central portion of the image
底板407には、曲率制御部118の吸引部408が取り付けられている。吸引部408は、底板407により気密状態とされた開口部406の内部のガスを吸引し、開口部406の内部の気圧(負圧)を制御することにより湾曲部403の曲率εが可変に構成されている。吸引部408の吸引量は曲率制御部118によって制御され、この吸引量によって湾曲部403の曲率ε(撮像素子106の撮像面の曲率ε)が決定される。
A
図4(a)は、曲率制御部118によって吸引部408の吸引力(負圧)が減少するように制御されて、撮像チップ401が曲げ変形されていない状態を示している。また、図4(b)は、曲率制御部118によって吸引部408の吸引力(負圧)が増加するように制御されて、撮像チップ401が曲げ変形され、撮像画素領域402(長辺側の長さW1)のうち基準画素領域402aを除く画素領域(長辺側の長さW2)のみが湾曲された状態を示している。
FIG. 4A shows a state in which the
なお、曲率制御部118は、開口部406の内部の負圧を制御する方式以外に、撮像チップ401の裏面側に圧電素子を接続して制御する方式や、撮像チップ401の裏面側に磁性膜を形成し、マグネットや電磁コイルで発生する磁力を制御する方式などが適用可能である。
In addition to the method of controlling the negative pressure inside the
<曲率制御テーブル>次に、図5乃至図7を参照して、本実施形態の曲率制御におけるズーム位置に応じた撮像画素領域の曲率εと基準画素領域の暗電流量σとの関係について説明する。 <Curvature Control Table> Next, with reference to FIGS. 5 to 7, the relationship between the curvature ε of the imaging pixel region and the dark current amount σ of the reference pixel region according to the zoom position in the curvature control of the present embodiment will be described. To do.
図5(a)は、本実施形態の曲率制御に用いられるテーブルであって、ズーム位置をワイド(Wide)端からテレ(Tele)端に変化させる間に変化する撮像画素領域の曲率εと基準画素領域で発生する暗電流量σとの関係を示す曲率制御テーブルである。本実施形態のレンズ101は、画像の撮影時やライブビュー時においてズーム位置がワイド側に近いほど、撮像素子106の撮像面への光線の入射角度が大きくなるように構成されている。各曲率εの関係は以下のようになる。
ε0>ε1>ε2>ε3>ε4≧0
本実施形態の撮像装置100のメモリ部116には、図5(a)に示すような曲率制御テーブルが格納されている。曲率制御部118は、この曲率制御テーブルの曲率εの値を用いて撮像素子106の撮像面がレンズ101のズーム位置に応じた曲率になるように制御する。この曲率制御テーブルに設定される曲率εの値は、ズーム位置ごとに適正な曲率になるように撮像素子106に対して予め実験などを行うことで求められる。
FIG. 5A is a table used for the curvature control of the present embodiment. The table shows the curvature ε of the image pickup pixel region and the reference that change while the zoom position is changed from the wide (Wide) end to the tele (Tele) end. It is a curvature control table showing the relationship with the amount of dark current σ generated in the pixel region. The
ε0>ε1>ε2>ε3>ε4≧0
A curvature control table as shown in FIG. 5A is stored in the
図5(b)は、湾曲部403の曲率の値と湾曲形状とズーム位置との関係を示している。図5(b)に示す例では、ズーム位置がテレ側に近づくほど曲率が小さく(湾曲部403の形状がフラットに近づく)、ワイド側に近づくほど曲率が大きくなる(湾曲部403の湾曲度が増す)ように曲率が設定される。
FIG. 5B shows the relationship between the curvature value of the bending
また、図5(a)の曲率制御テーブルでは、ズーム位置としてWide、M1などのズームポイントを用いているが、各ズーム位置での焦点距離を用いてもよい。このような曲率制御テーブルを用いることによって、ズーミング時にズーム位置に応じて変化するレンズ101の光線の入射角度に対し、撮像特性が最適に保持されるように撮像素子106の撮像面の曲率を制御することができる。
Further, in the curvature control table of FIG. 5A, the zoom points such as Wide and M1 are used as the zoom position, but the focal length at each zoom position may be used. By using such a curvature control table, the curvature of the image pickup surface of the
また、図5(b)に示すように、湾曲部403の曲率εがズーム位置に応じて変化しても、暗電流量σを検出する基準画素領域は、平坦部405に固定されているため、ズーム位置にかかわらず湾曲しない。そのため、図5(a)に示すように、ズーム位置に応じて基準画素領域に発生する暗電流量σは常に一定である。
Further, as shown in FIG. 5B, even if the curvature ε of the
図6は、暗電流量σに応じてノイズリダクション処理を選択するための選択テーブルを示している。図6において、ノイズリダクション処理Aは黒引き処理を実施する。黒引き処理とは、撮像素子の暗電流などに起因する固定パターンノイズを除去するために、通常露光して撮影した本撮影画像(露光画像)から遮光して撮影した遮光画像又は黒画像(基準画像)を減算する処理である。この黒引き処理により縦筋、横筋、キズ、ダークシェーディングなどのノイズ成分が除去される。また、ノイズリダクション処理Bは画素欠陥補正を実施する。画素欠陥補正は、所定の条件にて撮影した画像から事前に検出され欠陥画素を、メモリ部116に保存されている欠陥画素の位置アドレスデータに基づいて補正する。
FIG. 6 shows a selection table for selecting the noise reduction processing according to the dark current amount σ. In FIG. 6, the noise reduction processing A is blacking processing. The black-out processing is a light-shielded image or black image (reference image) captured by shielding the main captured image (exposure image) normally exposed to remove fixed pattern noise caused by dark current of the image sensor. Image) is subtracted. By this blacking processing, noise components such as vertical stripes, horizontal stripes, scratches, and dark shading are removed. Further, the noise reduction processing B carries out pixel defect correction. The pixel defect correction corrects a defective pixel detected in advance from an image captured under a predetermined condition, based on the position address data of the defective pixel stored in the
そして、本実施形態では、図6の選択テーブルに従いノイズリダクション処理を選択する際に、基準画素領域で発生する暗電流量σが検出され、設計時に予め決められた閾値σ1と比較する。比較の結果、暗電流量σが閾値σ1以上(σ≧σ1)の場合はノイズリダクション処理Aを選択し、閾値σ1未満(σ<σ1)の場合はノイズリダクション処理Bが選択される。 Then, in the present embodiment, when the noise reduction process is selected according to the selection table of FIG. 6, the dark current amount σ generated in the reference pixel area is detected and compared with the threshold value σ1 predetermined at the time of design. As a result of the comparison, when the dark current amount σ is equal to or larger than the threshold σ1 (σ≧σ1), the noise reduction process A is selected, and when the dark current amount σ is less than the threshold σ1 (σ<σ1), the noise reduction process B is selected.
<撮影動作>次に、図7を参照して、本実施形態の撮像装置100による撮影動作について説明する。
<Photographing Operation> Next, with reference to FIG. 7, a photographing operation by the
なお、図7に示す処理は、撮像装置100の電源がオンされ、画像の撮影時やライブビュー時に開始され、主制御部111と曲率制御部118が協働して実行される。なお、主制御部111のCPUは、メモリ部116から読み出したプログラムをメインメモリに展開して実行することで、図7の処理を実現する。
Note that the processing shown in FIG. 7 is started when the
ステップS701では、主制御部111は、操作部117に含まれるズームレバーが操作されたことによってズーム位置の変更指示を受け付けたか否かを判定し、受け付けた場合はステップS702に進み、受け付けない場合はステップS706に進む。
In step S701, the
ステップS702では、主制御部111は、レンズ制御部102を制御して、変更後のズーム位置にレンズ101を駆動し、設定したズーム位置に関する情報をメモリ部116に保存する。
In step S<b>702, the
ステップS703では、主制御部111は、メモリ部116に保存されたズーム位置に関する情報を取得する。ステップS704では、主制御部111は、図5(a)の曲率制御テーブルを参照して、ステップS703で取得したズーム位置に対応する曲率εの値を選択し、曲率制御部118に付与する。
In step S703, the
ステップS705では、曲率制御部118は、ステップS704で選択した曲率εの値に基づいて吸引部408を駆動し、撮像素子106の撮像面を湾曲させる。ステップS706では、主制御部111は、操作部117に含まれるシャッターボタンが半押しされた状態(SW1がオン)であるか判定し、半押しされた状態であればステップS708へ進み、そうでない場合はステップS701に戻る。
In step S705, the
ステップS707では、主制御部111は、信号処理部108から測光データを取得し、露光画像の撮影を行うための露光時間Tv、絞り値Av、ISO感度値Svを算出する測光動作を実行する。そして、主制御部111は、算出結果に基づいてシャッター・絞り制御部105を制御して絞り104を駆動し、設定された絞り値Avを撮影パラメータとしてメモリ部116に保存する(AE動作)。
In step S707, the
また、ステップS707では、主制御部111は、信号処理部108から測距データを取得し、被写体にピントが合うレンズ位置を算出する測距動作を実行する。そして、主制御部111は、算出結果に基づいてレンズ制御部102を制御してレンズ101を合焦位置に駆動する(AF動作)。
Further, in step S707, the
ステップS708では、主制御部111は、操作部117に含まれるシャッターボタンが全押しされた状態(SW2がオン)であるか判定し、全押しされた状態であればステップS709へ進み、そうでない場合はステップS701に戻る。
In step S708, the
ステップS709では、主制御部111は、メモリ部116からステップS708で算出された撮影パラメータ(露光時間Tv、絞り値Av、ISO感度値Sv)を読み出す。そして、主制御部111は、読み出した撮影パラメータTv、Av、Svの条件でレンズ制御部102およびシャッター・絞り制御部105を制御して画像(露光画像)を撮影し、画像メモリ110に格納する。
In step S709, the
ステップS710では、主制御部111は、信号処理部108により、画像メモリ110に格納された画像における基準画素領域の暗電流量σを算出する。ステップS711では、主制御部111は、ステップS710で算出された暗電流量σを閾値σ1と比較し、暗電流量σが閾値以上(σ≧σ1)の場合はステップS712に進み、閾値未満(σ<σ1)の場合はステップS714に進む。
In step S710, the
ステップS712では、主制御部111は、ステップS710と同じ露光時間TvおよびISO感度値Svで、レンズ制御部102およびシャッター・絞り制御部105を制御してシャッター103を閉じた状態で遮光画像(黒画像)を撮影し、画像メモリ110に格納する。
In step S712, the
ステップS713では、主制御部111は、図6の選択テーブルを参照してノイズリダクション処理Aを選択する。そして、主制御部111は、画像メモリ110から露光画像を読み出し、信号処理部108において露光画像からステップS712で取得した黒画像を減算する黒引き処理を実施する。
In step S713, the
ステップS714では、主制御部111は、図6の選択テーブルを参照してノイズリダクション処理Bを選択する。そして、主制御部111は、画像メモリ110から露光画像を読み出し、メモリ部116から欠陥画素の位置アドレスデータを読み出し、信号処理部108において欠陥画素の位置アドレスデータに基づいて画素欠陥補正を実施する。
In step S714, the
ステップS715では、主制御部111は、ステップSS713またはS714にてノイズリダクション処理が施された画像に対して、信号処理部108によりローパスフィルタ処理やシェーディング処理などの信号処理を実施する。
In step S715, the
ステップS716では、主制御部111は、信号処理部108によりガンマ処理やホワイトバランス処理などの現像処理や色調整処理を施し、圧縮処理を行って画像データを生成し、記録媒体114に記録する。
In step S716, the
ステップS717では、主制御部111は、一連の撮影が終了したか判定し、終了した場合は撮影動作を終了し、撮影が継続される場合はステップS701へ戻り、再度撮影動作を行う。
In step S717, the
上述した実施形態によれば、湾曲可能な撮像素子を用いた撮像装置において、基準画素領域が湾曲されない平坦部上に配置することで、撮像素子が曲げ変形されても暗電流量が変化しないような撮像素子を実現することができる。 According to the above-described embodiment, in the image pickup apparatus using the bendable image pickup element, by disposing the reference pixel region on the flat portion which is not curved, the dark current amount does not change even when the image pickup element is bent and deformed. It is possible to realize various image pickup devices.
また、基準画素領域に発生する暗電流量が撮像素子の湾曲に影響されなくなるため、暗電流検出の精度が向上し、ノイズリダクション処理の選択テーブルの設計が容易となり、ノイズリダクション処理に係る制御の複雑化を抑えることができる。 Further, since the amount of dark current generated in the reference pixel area is not affected by the curvature of the image sensor, the accuracy of dark current detection is improved, the selection table for the noise reduction process is easily designed, and the control related to the noise reduction process is improved. The complexity can be suppressed.
なお、本実施形態では、撮像チップ401の長辺側を湾曲させる構成としたが、短辺側を湾曲させる構成とした場合には、長辺側に配置された基準画素領域を平坦部405に配置し、暗電流検出を短辺側の基準画素領域により行えばよい。
In the present embodiment, the long side of the
また、本実施形態では、撮像チップ401の基準画素領域全体を平坦部405に配置する構成としたが、図8(a)に示すように基準画素領域802aの内縁部の一部を平坦部405に配置させないで、湾曲部403に含まれるように構成してもよい。この場合、基準画素領域802aを除いた領域W3が撮像画素領域となる。また、暗電流検出は、平坦部405に配置されている基準画素領域を用いることで同様な効果を得ることができる。
Further, in the present embodiment, the entire reference pixel area of the
また、図8(a)とは反対に、図8(b)に示すように撮像画素領域W4の外縁部の一部を平坦部405に配置してもよい。この場合、平坦部405に位置する撮像画素領域802bは湾曲しないので現像処理などには使用しないようにすればよい。
Contrary to FIG. 8A, a part of the outer edge portion of the imaging pixel region W4 may be arranged in the
[その他の実施形態]
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
[Other Embodiments]
The present invention supplies a program that implements one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program. It can also be realized by the processing. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
100…撮像装置、101…レンズ、106…撮像素子、108…信号処理部、111…主制御部、118…曲率制御部 100... Imaging device, 101... Lens, 106... Imaging element, 108... Signal processing unit, 111... Main control unit, 118... Curvature control unit
Claims (11)
前記撮像面は複数の基準画素が配列された基準画素領域を含み、
前記基準画素は、ノイズリダクション処理に用いる暗電流量を検出するための画素であり、
前記撮像面を曲げ変形させる場合に、前記基準画素領域の少なくとも一部に曲げ変形しない領域を有し、
前記基準画素領域における曲げ変形しない領域は、前記平坦な形状部に配置されることを特徴とする撮像素子。 A plurality of pixels have a pickup surface which is arranged two-dimensionally, the peripheral portion. The imaging device that is supported by the flat shape portion,
The imaging surface includes a reference pixel area in which a plurality of reference pixels are arranged,
The reference pixel is a pixel for detecting the amount of dark current used for noise reduction processing,
When deforming bending the imaging surface, we have a region that does not at least partially on the bending deformation of the reference pixel region,
The image sensor, wherein a region of the reference pixel region that is not bent and deformed is disposed in the flat shape portion .
ズーミング時に前記撮像素子の撮像面の曲率を可変制御する制御手段と、を有することを特徴とする撮像装置。 An image pickup device according to any one of claims 1 to 4 ,
An image pickup apparatus comprising: a control unit that variably controls a curvature of an image pickup surface of the image pickup element during zooming.
前記撮像素子により撮像された画像に対して前記ノイズリダクション処理を施す処理手段と、
前記検出手段により検出された暗電流量に応じて、複数のノイズリダクション処理のうちいずれかを選択する選択手段と、をさらに有することを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。 Detection means for detecting the amount of dark current in the reference pixel area;
Processing means for performing the noise reduction processing on the image captured by the image sensor ,
The image pickup apparatus according to claim 5 , further comprising a selection unit that selects one of a plurality of noise reduction processes according to the amount of dark current detected by the detection unit.
前記第1のノイズリダクション処理は黒引き処理を含み、前記第2のノイズリダクション処理は画素欠陥補正を含むことを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。 The noise reduction process is performed when the amount of dark current detected by the detection unit is equal to or more than a threshold value, and when the amount of dark current detected by the detection unit is less than the threshold value. Including a second noise reduction process,
The image pickup apparatus according to claim 6 , wherein the first noise reduction process includes a black subtraction process, and the second noise reduction process includes a pixel defect correction.
前記選択手段は、前記第1のテーブルを参照して、前記検出手段により検出された暗電流量に応じたノイズリダクション処理を選択することを特徴とする請求項6または7に記載の撮像装置。 Further comprising a first storage means for storing a first table in which the dark current amount and the plurality of noise reduction processes are associated with each other,
It said selection means, the reference to the first table, the imaging apparatus according to claim 6 or 7, wherein the selecting noise reduction processing in accordance with the dark current amount detected by said detection means.
前記制御手段は、ズーム位置に応じて前記撮像面の曲率を可変制御することを特徴とする請求項5ないし8のいずれか1項に記載の撮像装置。 Further comprising zoom means for performing a zoom operation according to a user operation,
It said control means, the image pickup apparatus according to any one of claims 5 to 8, characterized in that variably controls the curvature of the imaging surface in accordance with the zoom position.
前記制御手段は、前記第2のテーブルを参照して、前記撮像素子の撮像面の曲率を制御することを特徴とする請求項9に記載の撮像装置。 A second storage unit that stores a second table in which the value of the curvature of the imaging surface and the zoom position are associated with each other;
The image pickup apparatus according to claim 9 , wherein the control unit controls the curvature of the image pickup surface of the image pickup element with reference to the second table.
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