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WO2018124052A1 - 撮像装置、および、カメラ - Google Patents

撮像装置、および、カメラ Download PDF

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WO2018124052A1
WO2018124052A1 PCT/JP2017/046596 JP2017046596W WO2018124052A1 WO 2018124052 A1 WO2018124052 A1 WO 2018124052A1 JP 2017046596 W JP2017046596 W JP 2017046596W WO 2018124052 A1 WO2018124052 A1 WO 2018124052A1
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WO
WIPO (PCT)
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information
imaging
image
photoelectric conversion
charge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2017/046596
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
健夫 南
順二 高畑
亨治 石井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of WO2018124052A1 publication Critical patent/WO2018124052A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/50—Control of the SSIS exposure
    • H04N25/53—Control of the integration time
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10—Integrated devices
    • H10F39/12—Image sensors

Definitions

  • the present invention relates to an imaging apparatus that captures an image of a subject as image information by photoelectric conversion, and a camera including the imaging apparatus.
  • Patent Document 1 An imaging apparatus that captures an image using an image sensor is known (see, for example, Patent Document 1).
  • imaging is desired in which imaging conditions such as shutter speed, focus, and aperture are determined according to the state of the subject.
  • an object of the present disclosure is to provide an imaging apparatus that can sequentially determine imaging conditions corresponding to the state of a subject and reflect them in subsequent imaging.
  • An imaging apparatus is arranged in a matrix, and includes a photoelectric conversion element that converts an image of a subject into charges, a storage unit that stores charges converted by each of the photoelectric conversion elements, and the storage
  • An information acquisition unit that acquires, as recording information, charge information indicating the amount of charge accumulated in each of the units, and acquires non-destructively, as intermediate information, charge information during exposure before acquiring the recording information; and exposure
  • a condition presentation unit that creates and presents an imaging condition based on the intermediate information, and an imaging control unit that controls subsequent imaging based on the imaging condition acquired from the condition presentation unit.
  • an imaging device is arranged in a matrix and stores a photoelectric conversion element having an organic thin film that converts an object image into an electric charge, and an electric charge converted by each of the photoelectric conversion elements.
  • the charge information indicating the amount of charge accumulated in each of the storage units is acquired as recording information, and the charge information during exposure before acquiring the recording information is acquired non-destructively as intermediate information
  • An information acquisition unit, a display device for displaying an image, and an image presentation unit for displaying an image on the display device based on the halfway information during exposure.
  • the imaging apparatus it is possible to perform imaging under imaging conditions corresponding to the subject situation.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an overall configuration of a camera including an imaging device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an image sensor including a plurality of photoelectric conversion elements and an accumulation unit.
  • FIG. 3 is a plan view of the image sensor according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a side view of the image sensor according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a pixel circuit according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a continuous shooting state according to the embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a display state of an image according to the embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram showing an image display and recording information acquisition state in high-speed continuous shooting according to the embodiment.
  • FIG. 9 is a perspective view of a digital still camera according to a modification.
  • FIG. 10 is a perspective view of a video camera according to a modification.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an overall configuration of a camera including an imaging device according to an embodiment.
  • an imaging apparatus 100 is an apparatus that forms an image of a subject on the surface of a photoelectric conversion element 102 by an optical system 101 and creates image information based on the amount of charge accumulated for each pixel by photoelectric conversion.
  • the storage unit 103, the information acquisition unit 104, the condition presentation unit 105, and the imaging control unit 106 are provided.
  • the imaging device 100 further includes an image presentation unit 107 and a display device 108.
  • the information acquisition unit 104, the condition presentation unit 105, the imaging control unit 106, and the image presentation unit 107 are processing units that are realized by the control device 200 executing a program.
  • the control device 200 includes a memory that stores a program and a processor that executes the program stored in the memory.
  • the optical system 101 is a combination of optical members for forming an image of a subject on the surface of the photoelectric conversion element 102 arranged in a matrix.
  • optical members for example, in addition to a lens and a mirror, an aperture blade, a mechanical shutter, a focus It is configured by combining arbitrary optical members from an adjustment drive mechanism, a camera shake prevention mechanism, and the like.
  • the photoelectric conversion element 102 is an element that is arranged in a matrix and converts light at each location forming an image of a subject formed on the surface by the optical system 101 into electric charges.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an image sensor including a plurality of photoelectric conversion elements and a storage unit.
  • the image sensor 110 includes a photoelectric conversion element 102, a pixel circuit array 120, a readout circuit 121, an output circuit 122, a row scanning circuit 123, a timing control circuit 124, and a voltage application circuit 125. And.
  • FIG. 3 is a plan view of the image sensor.
  • FIG. 4 is a side view of the image sensor.
  • the photoelectric conversion element 102 includes a thin-film photoelectric conversion member 126, a transparent electrode 127 that is in close contact with one surface of the photoelectric conversion member 126, and an N surface that is in close contact with the other surface of the photoelectric conversion member 126.
  • N ⁇ M pixel electrodes 128 arranged in a two-dimensional array of rows and M columns (N and M are integers of 1 or more).
  • the photoelectric conversion member 126 generates charges due to the internal photoelectric effect by receiving light in a state where a voltage of 0 V and a first predetermined range that does not include the insensitive region is applied, and 0 V and a voltage of the second predetermined range that is the insensitive region. It is a member that does not generate charges due to the internal photoelectric effect even if light is received in a state where is applied.
  • the photoelectric conversion member 126 will be described as an organic thin film having the above characteristics. That is, in this embodiment, the image pickup device 110 is an example of an organic CMOS image sensor using an organic thin film as a photoelectric conversion member.
  • the photoelectric conversion member 126 is formed of one thin film in one imaging element 110, but a portion overlapping with one pixel electrode 128 functions as one photoelectric conversion element 102. Yes.
  • the transparent electrode 127 is an electrode to which a voltage that generates a potential difference including 0 V is applied to the pixel electrode 128, and transmits light that forms an object image formed on the surface of the photoelectric conversion member 126 by the optical system 101. It has transparency.
  • the pixel electrode 128 is an electrode disposed in close contact with the surface opposite to the transparent electrode 127 with respect to the photoelectric conversion member 126, and is an electrode to which a voltage causing a positive potential difference is applied to the transparent electrode 127. .
  • the pixel electrodes 128 are a plurality of electrodes arranged in a two-dimensional array of N rows and M columns on the other surface of one photoelectric conversion member 126. Adjacent pixel electrodes 128 are arranged at predetermined intervals. On the surface of the photoelectric conversion member 126, they are insulated from each other.
  • the amount of charge generated in the photoelectric conversion member 126 changes corresponding to the voltage applied to the transparent electrode 127 and the pixel electrode 128, and the amount of charge collected by the transparent electrode 127 also changes. Therefore, the exposure can be adjusted by the applied voltage without using a mechanical member such as a diaphragm blade.
  • the pixel circuit array 120 is a semiconductor device in which N ⁇ M pixel circuits 129 corresponding to the pixel electrodes 128 are arranged in a two-dimensional array of N rows and M columns.
  • the pixel circuit 129 is arranged on the pixel electrode 128 side of each photoelectric conversion element 102 so as to overlap the photoelectric conversion element 102.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the pixel circuit.
  • the pixel circuit 129 includes a reset transistor 191, an amplification transistor 192, a selection transistor 193, and an accumulation unit 103.
  • the storage unit 103 is a so-called charge storage node that stores the charges converted by each of the photoelectric conversion elements 102, the pixel electrode 128 corresponding to the pixel circuit 129 to which the storage unit 103 belongs, the source of the reset transistor 191, and the amplification transistor 192. And a capacitor for accumulating positive charges collected by the connected pixel electrode 128.
  • the reset transistor 191 has a gate connected to the reset signal line 194, a drain supplied with a reset voltage VRST, and a source connected to the storage unit 103.
  • the reset transistor 191 is turned on by a reset signal delivered from a row scanning circuit 123 (described later) via a reset signal line 194, thereby resetting (initializing) the amount of charge accumulated in the accumulation unit 103. .
  • the term “exposure period” is used to mean a period from when the storage unit 103 is reset until recording information that is desired image information is acquired. Yes. Further, the term “during exposure” is used to mean any timing within the exposure period. In other words, the word “exposure” is not used to mean a state in which any member is exposed to light, but a series of operations until acquiring recording information indicating a desired image. Is used to mean.
  • Amplification transistor 192 In the amplification transistor 192, the storage unit 103 is connected to the gate, the power supply voltage VDD is supplied to the drain, and the drain of the selection transistor 193 is connected to the source.
  • a voltage corresponding to the charge accumulated in the accumulation unit 103 is applied to the gate of the amplification transistor 192, and the voltage becomes charge information.
  • the amplification transistor 192 flows a current corresponding to the charge accumulated in the accumulation unit 103, and can output the charge information as a current value. Since the output of the charge information does not affect the amount of charge stored in the storage unit 103, the charge amount of the storage unit 103 can be read out nondestructively.
  • the selection transistor 193 has a gate connected to the selection signal line 195, a drain connected to the source of the amplification transistor 192, and a source connected to the vertical signal line 196.
  • the selection transistor 193 is turned on by a selection signal delivered from the row scanning circuit 123 (described later) via the selection signal line 195, thereby outputting a current flowing through the amplification transistor 192 to the vertical signal line 196.
  • the amount of charge accumulated in 103 is read out.
  • the pixel circuit 129 can read out the amount of charges accumulated in the accumulation unit 103 in a non-destructive manner with the above configuration.
  • the row scanning circuit 123 has both a stored charge amount reset function and a readout pixel circuit selection function.
  • the stored charge amount resetting function is sequentially performed row by row from the row farthest to the readout circuit 121 (first row) to the row closest to the readout circuit 121 (Nth row).
  • the reset signal line 194 connected to each pixel circuit 129 belonging to the corresponding row is supplied with a reset signal for resetting the positive charge accumulated in the storage unit 103 in each pixel circuit 129 belonging to the corresponding row at a predetermined time t1 interval. It is a function to deliver via.
  • the resetting of the charges accumulated in the accumulating units 103 of all the pixel circuits 129 included in the pixel circuit array 120 is sequentially executed in units of rows from the first row to the Nth row.
  • a period of N ⁇ t1 is required from the start of the reset of the pixel circuit 129 to which it belongs until the reset of the pixel circuit 129 of the Nth row is completed.
  • the readout pixel circuit selection function turns on the selection transistor 193 in each of the pixel circuits 129 belonging to the corresponding row at predetermined time intervals t1 in order from the first row to the Nth row. This is a function for delivering a selection signal for selection via a selection signal line 195 connected to each pixel circuit 129 belonging to the corresponding row.
  • the reading of the charge amount accumulated in the accumulating unit 103 of all the pixel circuits 129 included in the pixel circuit array 120 is sequentially executed in units of rows from the first row to the N-th row.
  • a period of N ⁇ t1 is required from the start of the readout for the pixel circuit 129 belonging to No. 1 to the completion of the readout for the pixel circuit 129 belonging to the Nth row.
  • the readout circuit 121 reads out the amount of charge accumulated in each of the pixel circuits 129 constituting the pixel circuit array 120.
  • the readout circuit 121 includes M column readout circuits 197 corresponding to the M columns of the pixel circuit array 120, respectively.
  • the column readout circuit 197 includes a pixel circuit 129 (this pixel circuit 129) including a selection transistor 193 that is turned on by a selection signal via a vertical signal line 196 connected to each pixel circuit 129 belonging to the corresponding column. Is also referred to as a “readout-to-image pixel circuit 129”).
  • a current value indicating the amount of the read charge is converted into a K-bit digital signal (K is a positive integer, for example, 8), and is output as the charge information of the pixel circuit 129 for the read image.
  • the output circuit 122 outputs the charge information output from the column readout circuit 197 to the outside.
  • the charge information respectively corresponding to the pixel circuit 129 of N rows and M columns becomes one piece of image information.
  • the voltage application circuit 125 applies a voltage to the photoelectric conversion element 102. More specifically, the voltage application circuit 125 applies a voltage to the transparent electrode 127 with respect to the pixel electrode 128. The voltage application circuit 125 can adjust the voltage applied to the transparent electrode 127. Therefore, exposure can be adjusted by the voltage application circuit 125, and it also functions as an electronic shutter.
  • Timing control circuit 124 controls the operation timing of the row scanning circuit 123 and the operation timing of the readout circuit 121.
  • the timing control circuit 124 may control the operation timing of the voltage application circuit 125. That is, the timing control circuit 124 controls the timing for executing the stored charge amount reset function and the timing for executing the readout pixel circuit selection function by the row scanning circuit 123, and is selected by the selection signal by the readout circuit 121.
  • the timing for reading the amount of charge accumulated in the accumulation unit 103 of the pixel circuit 129 is controlled.
  • the timing control circuit 124 can control the voltage application timing to the photoelectric conversion element 102 by the voltage application circuit 125 and cause the voltage application circuit 125 to function as a shutter. Furthermore, exposure can be adjusted by repeatedly turning on and off the voltage application to the photoelectric conversion element 102 within the exposure period.
  • the information acquisition unit 104 acquires N rows and M columns of charge information indicating the amount of charge accumulated in the storage unit 103 provided on a one-to-one basis for each of the photoelectric conversion elements 102 as recording information. It is a processing unit that obtains N rows and M columns of charge information during exposure before acquisition and uses it as intermediate information.
  • the recording information is information arbitrarily determined as desired image information.
  • the recording information is image information stored in a flash memory or the like as a recording image among the image information acquired by the information acquisition unit 104. .
  • the midway information is one of the image information.
  • the intermediate information is image information acquired from when the storage unit 103 is reset until the recording information is acquired, and the light amount (luminance) of each pixel is greater than the light amount of the corresponding pixel of the recording information. Few.
  • the information acquisition unit 104 gives an instruction to read out the amount of charge stored in the storage unit 103 of each pixel circuit 129 to the timing control circuit 124, and outputs N from the output circuit 122. Charge information for M rows and columns is acquired.
  • the information acquisition unit 104 can acquire the intermediate information not only once but also multiple times.
  • the information acquisition unit 104 not only acquires all the charge information for N rows and M columns, particularly in the case of intermediate information, but also to the column readout circuit 197 for the columns via the timing control circuit 124.
  • the charge information of a partial region of N rows and M columns may be acquired by instructing the row scanning circuit 123, respectively.
  • the charge information may be acquired in a state where every other photoelectric conversion element 102 or every other row is thinned out.
  • the condition presenting unit 105 is a processing unit that creates and presents an imaging condition based on halfway information during exposure.
  • the imaging condition is information including at least one of parameters for determining a focus position, exposure, a time from when the storage unit 103 is reset until recording information is acquired (so-called shutter speed), and the like.
  • FIG. 6 shows a continuous shooting state
  • the information acquisition unit 104 acquires the intermediate information a plurality of times (in this embodiment, twice in the exposure period).
  • the information acquisition unit 104 acquires the intermediate information a plurality of times (in this embodiment, twice in the exposure period).
  • the movement of the subject is predicted from a plurality of pieces of intermediate information, and the subject and the optical system 101 at the time of the next imaging are detected.
  • the distance is calculated to determine the focus position that is the imaging condition.
  • the imaging control unit 106 is a processing unit that controls subsequent imaging based on the imaging conditions acquired from the condition presenting unit 105.
  • the imaging control unit 106 controls the driving unit of the optical system 101 to adjust the focus by changing the distance between the photoelectric conversion element 102 and at least some of the constituent members of the optical system 101.
  • the exposure may be adjusted by adjusting the opening degree of the aperture blade.
  • the exposure may be adjusted by the imaging control unit 106 sending a command for the voltage value applied to the transparent electrode 127 by the voltage application circuit 125.
  • the display device 108 is a device that can display an image based on image information. Specifically, for example, the display device 108 can be exemplified by a relatively large liquid crystal display panel, an organic EL display panel, a relatively small electronic viewfinder, and the like.
  • the image presentation unit 107 is a processing unit that causes the display device to display an image based on the intermediate information.
  • FIG. 7 is a diagram showing a display state of an image.
  • the image presentation unit 107 may display the intermediate information on the display device 108 as image information.
  • the photographer can continue exposure until the optimum amount of light is obtained while checking the screen of the display device 108, and perform bulb shooting without mistake. Is possible.
  • the reading of the charge amount accumulated in the accumulation unit 103 of all the pixel circuits 129 included in the pixel circuit array 120 is sequentially fixed in units of rows from the first row to the Nth row. Therefore, the display on the display device 108 also shifts to some extent.
  • FIG. 8 is a diagram showing an image display and recording information acquisition state in high-speed continuous shooting.
  • the image presenting unit 107 calculates the difference between two pieces of adjacent intermediate information obtained from the information acquisition unit 104, and calculates the difference based on the previously obtained recording information or the like.
  • the image presenting unit 107 calculates the difference between two pieces of adjacent intermediate information obtained from the information acquisition unit 104, and calculates the difference based on the previously obtained recording information or the like.
  • an image corresponding to 1 is displayed on the display device with the gain adjusted based on the information of exposure time 1.
  • an image of brightness based on the difference between the exposure time 1 and the exposure time 2 is adjusted with the same gain as the previous time, and the display device To display.
  • the same operation is further repeated twice.
  • Such high-speed continuous shooting may be executed based on an electronic shutter realized by controlling the voltage application circuit 125.
  • the image of the subject cannot be displayed on the display device 108 while the charge is accumulated in the accumulating unit 103 in order to acquire the recording information.
  • the subject being imaged can be displayed.
  • the state can be displayed on the display device 108. Therefore, the record information can be acquired at an appropriate time while checking the state of the charge accumulated in the accumulation unit 103.
  • by displaying an image on the display device 108 based on the difference in the intermediate information it is possible to realize a natural live view that matches the exposure time.
  • An imaging apparatus 100 is arranged in a matrix and includes a photoelectric conversion element 102 that converts an image of a subject into charges, and a storage unit 103 that stores charges converted by the photoelectric conversion elements 102, respectively.
  • the information acquisition unit 104 acquires charge information indicating the amount of charge accumulated in each of the storage units 103 as record information, and acquires non-destructively the charge information during exposure before acquiring the record information as intermediate information.
  • a condition presenting unit 105 that creates and presents an imaging condition based on halfway information during exposure, and an imaging control unit 106 that controls subsequent imaging based on the imaging condition acquired from the condition presenting unit 105.
  • the imaging apparatus 100 resets the storage unit 103 and then gradually accumulates electric charges by photoelectric conversion, and based on the intermediate information acquired during the exposure period until the recording information recorded as desired image information is acquired. An imaging condition for imaging is determined. For this reason, it is possible to shorten the period until the subsequent imaging, and it is possible to perform continuous imaging corresponding to the situation of the subject.
  • the photoelectric conversion element 102 may include an organic thin film as the photoelectric conversion member 126.
  • the imaging apparatus 100 can change the exposure and shutter speed without using a mechanical shutter, and can flexibly cope with the created imaging conditions.
  • the information acquisition unit 104 may acquire the intermediate information a plurality of times, and the condition presentation unit 105 may create an imaging condition based on the plurality of intermediate information.
  • the imaging control unit 106 may adjust the distance between the photoelectric conversion element 102 and at least a part of the constituent members of the optical system 101.
  • the imaging control unit 106 may adjust the exposure.
  • the imaging control unit 106 may adjust the exposure by changing the voltage applied to the organic thin film.
  • the imaging device 100 includes a photoelectric conversion element 102 that is arranged in a matrix and includes an organic thin film that converts an image of a subject into electric charge, and electric charges converted by the photoelectric conversion element 102, respectively.
  • the accumulating unit 103 that accumulates and the charge information indicating the amount of electric charge accumulated in each accumulating unit 103 are acquired as recording information, and the charge information during exposure before acquiring the recording information is non-destructive as intermediate information.
  • the information acquisition part 104 to acquire, the display apparatus 108 which displays an image, and the image presentation part 107 which displays an image on the display apparatus 108 based on the intermediate information during exposure are provided.
  • the information acquisition unit 104 may acquire the intermediate information a plurality of times, and the image presentation unit 107 may display an image based on the difference of the intermediate information.
  • the imaging device 100 generates charges due to the internal photoelectric effect by the photoelectric conversion member 126 receiving light in a state where a voltage is applied, and is internal even if light is received in a state where no voltage is applied. It was described as an organic thin film having a function of not generating charges due to the photoelectric effect.
  • the photoelectric conversion member 126 is not necessarily limited to the organic thin film as long as it can control the presence or absence of charge generation due to the internal photoelectric effect by the applied voltage.
  • the imaging apparatus 100 may be an example in which the photoelectric conversion member 126 is a diode having a PN junction surface.
  • the present disclosure includes an electronic device in which the imaging device 100 according to the embodiment is incorporated.
  • a camera 300 that is an example of an electronic device in which the imaging device 100 is incorporated is also included.
  • the camera 300 includes an imaging device 100 and an optical system 101, and further includes a signal processing unit and an external interface unit.
  • the external interface unit is connected to, for example, a flash memory and stores recording information in the flash memory.
  • the imaging apparatus 100 may be provided in a video camera 400 as shown in FIG.
  • Each component (functional block) in the imaging apparatus 100 may be individually made into one chip by a semiconductor device such as an IC (Integrated Circuit), an LSI (Large Scale Integration), or a part or all of them. Thus, it may be made into one chip. Further, the method of circuit integration is not limited to LSI's, and implementation using dedicated circuitry or general purpose processors is also possible. An FPGA (Field Programmable Gate Array) that can be programmed after manufacturing the LSI or a reconfigurable processor that can reconfigure the connection and setting of circuit cells inside the LSI may be used. Furthermore, if integrated circuit technology that replaces LSI appears as a result of progress in semiconductor technology or other derived technology, functional blocks may be integrated using this technology. Biotechnology can be applied as a possibility.
  • IC Integrated Circuit
  • LSI Large Scale Integration
  • all or part of the various processes described above may be realized by hardware such as an electronic circuit or may be realized by using software.
  • the software processing is realized by a processor included in the imaging apparatus 100 executing a program stored in the memory.
  • the program may be recorded on a recording medium and distributed or distributed. For example, by installing the distributed program in a device having another processor and causing the processor to execute the program, it is possible to cause the device to perform each of the above processes.
  • the present disclosure can be widely used for imaging devices that capture images.
  • Imaging device 101 Optical system 102 Photoelectric conversion element 103 Accumulation part 104 Information acquisition part 105 Condition presentation part 106 Imaging control part 107 Image presentation part 108 Display apparatus 110 Imaging element 120 Pixel circuit array 121 Reading circuit 122 Output circuit 123 Row scanning circuit 124 Timing control circuit 125 Voltage application circuit 126 Photoelectric conversion member 127 Transparent electrode 128 Pixel electrode 129 Pixel circuit 191 Reset transistor 192 Amplification transistor 193 Selection transistor 194 Reset signal line 195 Selection signal line 196 Vertical signal line 197 Column readout circuit 200 Controller 300 Camera 400 video camera

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

マトリクス状に配置され、被写体の像を電荷に変換する光電変換素子（１０２）と、変換した電荷をそれぞれ蓄積する蓄積部（１０３）と、電荷量を示す電荷情報を記録情報として取得し、かつ、前記記録情報を取得する前の露光中の電荷情報を途中情報として非破壊で取得する情報取得部（１０４）と、前記途中情報に基づき撮像条件を作成し提示する条件提示部（１０５）と、撮像条件に基づき後続の撮像を制御する撮像制御部（１０６）とを備える撮像装置（１００）。

Description

撮像装置、および、カメラ
　被写体の画像を光電変換により画像情報として撮像する撮像装置、および、当該撮像装置を備えるカメラに関する。
　従来、イメージセンサを用いて画像を撮像する撮像装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００８－０４２１８０号公報
　撮像装置としては、被写体の状況に応じてシャッタースピード、ピント、絞りなどの撮像条件が決定される撮像が望まれる。
　そこで、本開示は、被写体の状況に逐次対応して撮像条件を決定し後続の撮像に反映させることができる撮像装置を提供することを目的とする。
　本開示の一態様に係る撮像装置は、マトリクス状に配置され、被写体の像を電荷に変換する光電変換素子と、前記光電変換素子のそれぞれが変換した電荷をそれぞれ蓄積する蓄積部と、前記蓄積部のそれぞれに蓄積される電荷量を示す電荷情報を記録情報として取得し、かつ、前記記録情報を取得する前の露光中の電荷情報を途中情報として非破壊で取得する情報取得部と、露光中の前記途中情報に基づき撮像条件を作成し提示する条件提示部と、前記条件提示部から取得した撮像条件に基づき後続の撮像を制御する撮像制御部とを備える。
　また、本開示の他の態様に係る撮像装置は、マトリクス状に配置され、被写体の像を電荷に変換する有機薄膜を有する光電変換素子と、前記光電変換素子のそれぞれが変換した電荷をそれぞれ蓄積する蓄積部と、前記蓄積部のそれぞれに蓄積される電荷量を示す電荷情報を記録情報として取得し、かつ、前記記録情報を取得する前の露光中の電荷情報を途中情報として非破壊で取得する情報取得部と、画像を表示する表示装置と、露光中の前記途中情報に基づき前記表示装置に画像を表示させる画像提示部とを備える。
　上記本開示に係る撮像装置によれば、被写体の状況に対応した撮像条件で撮像をすることが可能となる。
図１は、実施の形態に係る撮像装置を備えるカメラの全体構成を示すブロック図である。 図２は、複数の光電変換素子および蓄積部を備える撮像素子の構成を示すブロック図である。 図３は、実施の形態に係る撮像素子の平面図である。 図４は、実施の形態に係る撮像素子の側面図である。 図５は、実施の形態に係る画素回路の構成を示すブロック図である。 図６は、実施の形態に係る連写状態を示す図である。 図７は、実施の形態に係る画像の表示状態を示す図である。 図８は、実施の形態に係る高速連写における画像の表示、および、記録情報の取得状態を示す図である。 図９は、変形例におけるデジタルスチルカメラの斜視図である。 図１０は、変形例におけるビデオカメラの斜視図である。
　以下、実施の形態について詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。本開示は、請求の範囲だけによって限定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の独立請求項に記載されていない構成要素については、本開示の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。
　［全体構成］
　図１は、実施の形態に係る撮像装置を備えるカメラの全体構成を示すブロック図である。
　同図に示すように、撮像装置１００は、被写体の像を光学系１０１により光電変換素子１０２の表面に結像させ、光電変換により画素ごとに蓄積される電荷量に基づき画像情報を作成する装置であって、蓄積部１０３と、情報取得部１０４と、条件提示部１０５と、撮像制御部１０６とを備えている。本実施の形態の場合、撮像装置１００はさらに、画像提示部１０７と、表示装置１０８とを備えている。
　なお本実施の形態の場合、情報取得部１０４、条件提示部１０５、撮像制御部１０６、および、画像提示部１０７は、制御装置２００がプログラムを実行することによって実現される処理部である。制御装置２００は、一例として、プログラムを記憶するメモリや、メモリに記憶されるプログラムを実行するプロセッサを備える。
　［光学系１０１］
　光学系１０１は、マトリクス状に配置された光電変換素子１０２の面に被写体の像を結像させるための光学部材の組み合わせであり、例えば、レンズ、ミラー等の他、絞り羽根、メカニカルシャッター、ピント調節用駆動機構、手ぶれ防止機構などから任意の光学部材を組み合わせて構成されるものである。
　［光電変換素子１０２］
　光電変換素子１０２は、マトリクス状に配置され、光学系１０１により表面に結像した被写体の像を形成する各箇所の光を電荷にそれぞれ変換する素子である。
　図２は、複数の光電変換素子および蓄積部を備える撮像素子の構成を示すブロック図である。
　同図に示すように、撮像素子１１０は、光電変換素子１０２と、画素回路アレイ１２０と、読み出し回路１２１と、出力回路１２２と、行走査回路１２３と、タイミング制御回路１２４と、電圧印加回路１２５とを備えている。
　図３は、撮像素子の平面図である。
　図４は、撮像素子の側面図である。
　これらの図に示されるように、光電変換素子１０２は、薄膜状の光電変換部材１２６と、光電変換部材１２６の一面に密着する透明電極１２７と、光電変換部材１２６の他面に密着する、Ｎ行Ｍ列（Ｎ、Ｍは、１以上の整数。）の二次元アレイ状に配置されたＮ×Ｍ枚の画素電極１２８とを含んで構成される。
　［光電変換部材１２６］
　光電変換部材１２６は、０Ｖと不感領域を含まない第一所定範囲の電圧が印加された状態において受光することで内部光電効果による電荷を生成し、０Ｖと不感領域である第二所定範囲の電圧が印加された状態において受光しても内部光電効果による電荷を生成しない部材である。
　ここでは、光電変換部材１２６が、上記特性を有する有機薄膜であるとして説明する。すなわち、この実施の形態においては、撮像素子１１０が、有機薄膜を光電変換部材とする有機ＣＭＯＳイメージセンサである場合の例となっている。
　本実施の形態の場合、光電変換部材１２６は、１つの撮像素子１１０において一枚の薄膜で構成されているが、一枚の画素電極１２８と重なり合う部分が１つの光電変換素子１０２として機能している。
　［透明電極１２７］
　透明電極１２７は、画素電極１２８に対し０Ｖを含む電位差を生じさせる電圧が印加される電極であり、光学系１０１により光電変換部材１２６の表面に結像した被写体の像を形成する光を透過させる透明性を備えている。
　［画素電極１２８］
　画素電極１２８は、光電変換部材１２６に対し透明電極１２７と反対側の面に密着して配置される電極であり、透明電極１２７に対して正の電位差を生じさせる電圧が印加される電極である。画素電極１２８は、一枚の光電変換部材１２６の他面にＮ行Ｍ列の二次元アレイ状に配置される複数枚の電極であり、隣り合う画素電極１２８は、所定の間隔で配置され、光電変換部材１２６の表面上においては相互に絶縁状態となっている。
　透明電極１２７に対して正の電位差を生じさせる電圧が画素電極１２８に印加されている期間において光電変換部材１２６で電荷が生成されると、画素電極１２８に重なる光電変換部材１２６の領域内およびその近傍において生成される電荷のうち、正の電荷を集電する。
　これに対して、透明電極１２７に対して画素電極１２８が略同電位の期間においては、光電変換部材１２６に光が照射された場合でも、内部光電効果による電荷が生成されず、画素電極１２８のそれぞれが電荷を集電することはない。つまり、透明電極１２７と画素電極１２８との間の電位差を０Ｖまたはこれに近づけることにより、メカニカルなシャッターを閉じた状態と同じ状態（遮光状態）を創出することができ、電圧の印加と非印加によりシャッターと同じ機能を発揮することができる。
　さらに、透明電極１２７と画素電極１２８に印加する電圧に対応して、光電変換部材１２６内に発生する電荷量が変化し透明電極１２７が集電する電荷量も変化する。従って、絞り羽根のような機械的な部材を用いなくても印加電圧により露出を調整することが可能である。
　［画素回路アレイ］
　画素回路アレイ１２０は、図２に示すように、画素電極１２８に対応するＮ×Ｍ個の画素回路１２９が、Ｎ行Ｍ列の二次元アレイ状に配置されてなる半導体デバイスである。画素回路１２９は、各光電変換素子１０２の画素電極１２８側に、光電変換素子１０２にそれぞれ重なった状態で配置される。
　図５は、画素回路の構成を示すブロック図である。
　同図に示されるように、画素回路１２９は、リセットトランジスタ１９１と、増幅トランジスタ１９２と、選択トランジスタ１９３と、蓄積部１０３とを備えている。
　［蓄積部１０３］
　蓄積部１０３は、光電変換素子１０２のそれぞれが変換した電荷をそれぞれ蓄積するいわゆる電荷蓄積ノードであり、自身の属する画素回路１２９に対応する画素電極１２８と、リセットトランジスタ１９１のソースと、増幅トランジスタ１９２のゲートとに接続され、接続される画素電極１２８によって集電された正の電荷を蓄積するコンデンサである。
　［リセットトランジスタ１９１］
　リセットトランジスタ１９１は、ゲートにリセット信号線１９４が接続され、ドレインにリセット電圧ＶＲＳＴが供給され、ソースに蓄積部１０３が接続される。
　リセットトランジスタ１９１は、行走査回路１２３（後述）からリセット信号線１９４を介して配送されるリセット信号によってオンにされることで、蓄積部１０３に蓄積された電荷の量をリセット（初期化）する。
　ここで、明細書、および、請求の範囲において「露光期間」の文言は、蓄積部１０３がリセットされてから所望の画像情報である記録情報を取得するまでの期間を意味するものとして使用している。また、「露光中」の文言は、露光期間内の任意のタイミングを意味するものとして使用している。つまり、「露光」の文言は、何らかの部材が光に曝されている状態を意味するものとして使用しているのではなく、一枚の所望の画像を示す記録情報を取得するまでの一連の動作を意味するものとして使用している。
　［増幅トランジスタ１９２］
　増幅トランジスタ１９２は、ゲートに蓄積部１０３が接続され、ドレインに電源電圧ＶＤＤが供給され、ソースに選択トランジスタ１９３のドレインが接続される。
　増幅トランジスタ１９２のゲートには、蓄積部１０３に蓄積される電荷に応じた電圧が印加され、当該電圧が電荷情報となる。
　このため、増幅トランジスタ１９２は、選択トランジスタ１９３がオン状態になると、蓄積部１０３に蓄積された電荷に応じた電流が流れ、電荷情報を電流値として出力することができる。この電荷情報の出力は蓄積部１０３に蓄積される電荷量に影響を与えないため、蓄積部１０３の電荷量を非破壊で読み出すことが可能となる。
　選択トランジスタ１９３は、ゲートに選択信号線１９５が接続され、ドレインに増幅トランジスタ１９２のソースが接続され、ソースに垂直信号線１９６が接続される。
　［選択トランジスタ１９３］
　選択トランジスタ１９３は、行走査回路１２３（後述）から選択信号線１９５を介して配送される選択信号によってオンにされることで、増幅トランジスタ１９２に流れる電流を垂直信号線１９６に出力する。
　後述するように、垂直信号線１９６に出力される電流の電流量が、列読み出し回路１９７（後述）によって検知されることで、選択信号によってオンされた選択トランジスタ１９３を含む画素回路１２９の蓄積部１０３に蓄積された電荷の量が読み出される。
　画素回路１２９は、上記構成により、蓄積部１０３に蓄積された電荷の量を非破壊で読み出すことができる。
　［行走査回路１２３］
　行走査回路１２３は、図２に示すように、蓄積電荷量リセット機能と読み出し画素回路選択機能と併有している。
　［蓄積電荷量リセット機能］
　蓄積電荷量リセット機能は、画素回路アレイ１２０において、読み出し回路１２１に最も遠い側の行（第１行）から、読み出し回路１２１に最も近い側の行（第Ｎ行）へと１行ずつ順に、所定時間ｔ１間隔で、該当行に属する画素回路１２９それぞれにおける蓄積部１０３に蓄積された正の電荷をリセットするためのリセット信号を、該当行に属する画素回路１２９それぞれに接続されるリセット信号線１９４を介して配送する機能である。
　これにより、画素回路アレイ１２０に含まれる全ての画素回路１２９の蓄積部１０３に蓄積された電荷のリセットは、第１行目から第Ｎ行目まで行単位で順に実行され、第１行目に属する画素回路１２９についてのリセットが開始されてから、第Ｎ行目に属する画素回路１２９についてのリセットが完了するまで、Ｎ×ｔ１の期間を要する。
　［読み出し画素回路選択機能］
　読み出し画素回路選択機能とは、画素回路アレイ１２０において、第１行から第Ｎ行へと１行ずつ順に、所定時間ｔ１間隔で、該当行に属する画素回路１２９それぞれにおける選択トランジスタ１９３をオンにするための選択信号を、該当行に属する画素回路１２９それぞれに接続される選択信号線１９５を介して配送する機能である。
　これにより、画素回路アレイ１２０に含まれる全ての画素回路１２９の蓄積部１０３に蓄積された電荷量の読み出しは、第１行目から第Ｎ行目まで行単位で順に実行され、第１行目に属する画素回路１２９についての読み出しが開始されてから、第Ｎ行目に属する画素回路１２９についての読み出しが完了するまで、Ｎ×ｔ１の期間を要する。
　［読み出し回路１２１］
　読み出し回路１２１は、画素回路アレイ１２０を構成する画素回路１２９のそれぞれに蓄積されている電荷の量を読み出す。
　読み出し回路１２１は、画素回路アレイ１２０のＭ個の列それぞれに対応するＭ個の列読み出し回路１９７を備えている。
　［列読み出し回路１９７］
　列読み出し回路１９７は、対応する列に属する画素回路１２９それぞれに接続される垂直信号線１９６を介して、選択信号によってオンとなっている選択トランジスタ１９３を含む画素回路１２９（この画素回路１２９のことを、「読み出し対像の画素回路１２９」とも呼ぶ。）の増幅トランジスタ１９２に流れる電流量を検知する。これにより、読み出し対像の画素回路１２９の蓄積部１０３に蓄積されている電荷の量をそれぞれ読み出すことができる。読み出された電荷の量を示す電流値は、Ｋビット（Ｋは、正の整数、例えば８）のデジタル信号に変換され、読み出し対像の画素回路１２９の電荷情報として出力される。
　［出力回路１２２］
　出力回路１２２は、列読み出し回路１９７から出力された電荷情報を外部に出力する。Ｎ行Ｍ列の画素回路１２９にそれぞれ対応する電荷情報は、１つの画像情報となる。
　［電圧印加回路１２５］
　電圧印加回路１２５は、光電変換素子１０２に電圧を印加する。より具体的には、電圧印加回路１２５は、画素電極１２８に対し透明電極１２７に電圧を印加する。また、電圧印加回路１２５は、透明電極１２７に印加する電圧を調整することが可能である。従って、電圧印加回路１２５により露出を調整することが可能であり、また、電子的なシャッターとしても機能する。
　［タイミング制御回路１２４］
　タイミング制御回路１２４は、行走査回路１２３の動作タイミングと、読み出し回路１２１の動作タイミングとを制御する。また、タイミング制御回路１２４は、電圧印加回路１２５の動作タイミングを制御してもよい。すなわち、タイミング制御回路１２４は、行走査回路１２３による、蓄積電荷量リセット機能を実行するタイミングと、読み出し画素回路選択機能を実行するタイミングとを制御し、読み出し回路１２１による、選択信号によって選択された画素回路１２９の蓄積部１０３に蓄積されている電荷の量を読み出すタイミングを制御する。また、タイミング制御回路１２４は、電圧印加回路１２５による光電変換素子１０２への電圧印加タイミングを制御し電圧印加回路１２５をシャッターとして機能させることもできる。さらに、露光期間内に光電変換素子１０２への電圧印加のｏｎとｏｆｆとを繰り返すことで、露出の調整を行う事も可能である。
　［情報取得部１０４］
　情報取得部１０４は、光電変換素子１０２のそれぞれに１対１に設けられる蓄積部１０３に蓄積される電荷量を示す電荷情報をＮ行Ｍ列分取得して記録情報とし、かつ、記録情報を取得する前の露光中の電荷情報をＮ行Ｍ列分取得して途中情報とする処理部である。ここで、記録情報とは、所望の画像情報として任意に決定される情報であり、例えば情報取得部１０４が取得した画像情報のうち記録用の画像としてフラッシュメモリなどに保存される画像情報である。途中情報も画像情報の１つである。また、途中情報は、蓄積部１０３がリセットされてから記録情報を取得するまでの間に取得された画像情報であり、各ピクセルの光量（輝度）は、記録情報の対応するピクセルの光量よりも少ない。
　本実施の形態の場合、情報取得部１０４は、各画素回路１２９の蓄積部１０３に蓄積されている電荷の量を読み出すための指示をタイミング制御回路１２４に与え、出力回路１２２から出力されるＮ行Ｍ列分の電荷情報を取得する。
　また、情報取得部１０４は、途中情報を１回ばかりでなく複数回取得することも可能である。
　なお、情報取得部１０４は、特に途中情報の場合、Ｎ行Ｍ列分の電荷情報を全て取得する場合ばかりでなく、タイミング制御回路１２４を介して列に対しては、列読出し回路１９７に、行に対しては、行走査回路１２３にそれぞれ指示することによりＮ行Ｍ列の一部の領域の電荷情報を取得してもかまわない。また、光電変換素子１０２の１つおきや１行おきなど間引いた状態で電荷情報を取得してもかまわない。
　［条件提示部１０５］
　条件提示部１０５は、露光中の途中情報に基づき撮像条件を作成し提示する処理部である。
　ここで、撮像条件とは、ピントの位置、露出、蓄積部１０３がリセットされてから記録情報が取得されるまでの時間（いわゆるシャッタースピード）などを決定するパラメーターの少なくともひとつを含む情報である。
　図６は、連写状態を示す図である。
　同図に示すように本実施の形態の場合、条件提示部１０５は、情報取得部１０４が途中情報を複数回（本実施の形態では露光期間に２回）取得している。この場合、Ａが付されている露光期間中の複数の途中情報に基づきＢが付される露光期間に用いられる撮像条件を作成することができる。具体的に例えば、被写体が光学系１０１に向かって（または遠ざかって）移動しているような場合、複数の途中情報から被写体の動きを予測し、次の撮像時における被写体と光学系１０１との距離を算出して撮像条件であるピントの位置を決定する。また、暗い被写体から明るい被写体（またはその逆）にゆっくりとパーンするような場合、複数の途中情報から被写体の明るさの変動を予測し、次の撮影時における露出を予測することが可能となる。
　これにより、高速かつ正確なオートフォーカス制御や自動露出制御を行うことが可能となり、特に撮像装置１００が連写を行っている場合にフォーカスや露出の追従性を向上させることが可能となる。
　［撮像制御部１０６］
　撮像制御部１０６は、条件提示部１０５から取得した撮像条件に基づき後続の撮像を制御する処理部である。本実施の形態の場合、撮像制御部１０６は、光学系１０１の駆動部を制御して光電変換素子１０２と、光学系１０１の少なくとも一部の構成部材との距離を変化させてピントを調整してもよく、絞り羽根の開度を調整することにより露出を調整してもよい。また、電圧印加回路１２５が透明電極１２７に印加する電圧の値について撮像制御部１０６が命令を送信することにより露出を調整してもかまわない。
　［表示装置１０８］
　表示装置１０８は、画像情報に基づき画像を表示することができる装置である。具体的に例えば表示装置１０８は、比較的大型の液晶表示パネルや、有機ＥＬ表示パネル、比較的小型の電子式ファインダーなどを例示することができる。
　［画像提示部１０７］
　画像提示部１０７は、途中情報に基づき表示装置に画像を表示させる処理部である。
　図７は、画像の表示状態を示す図である。
　同図に示すように、画像提示部１０７は、途中情報を画像情報として表示装置１０８に表示させてもかまわない。これにより、例えば星空の撮影のためのバルブ撮影において、撮影者は表示装置１０８の画面を確認しながら、最適な光量が得られるまで露光を続行させることができ、間違いのないバルブ撮影を行うことが可能となる。
　なお、図７などに示されるように、画素回路アレイ１２０に含まれる全ての画素回路１２９の蓄積部１０３に蓄積された電荷量の読み出しは、第１行から第Ｎ行まで行単位で順に一定の時間ずつ遅れたタイミングで実行されるため、表示装置１０８への表示もある程度のずれが発生する。
　図８は、高速連写における画像の表示、および、記録情報の取得状態を示す図である。
　図７に示すように、途中情報をそのまま表示装置１０８に表示すると徐々に画面が明るくなるため、実際の被写体と比べると不自然になる。そこで、図８に示すように、画像提示部１０７は、情報取得部１０４から得られた隣り合う途中情報の２枚ずつの差分を計算し、先に得られている記録情報等に基づいて差分に対しゲインを調整した画像を表示装置１０８に表示することで、露光時間を合わせた自然なライブビュー表示を行うことが可能となる。
　具体的に例えば、露光時間１の段階で、露光時間１の情報に基づき表示装置に１に対応する画像をゲインを調整して表示させる。次に、露光時間２の段階では露光時間１の時間の光量が重畳されているため、露光時間１と露光時間２との差分に基づく明るさの画像を前回と同一ゲインで調整して表示装置に表示させる。本実施の形態の場合、１露光期間の間に、３回途中情報を取得しているため、同様の操作がさらに２回繰り返される。
　なお、このような高速連写は、電圧印加回路１２５を制御することにより実現される電子的なシャッターに基づき実行される場合がある。
　［効果等］
　上述したように、撮像装置１００によると、複数の画像を連写する際に、露光中の途中情報を取得して処理することにより、次の露光に用いることができる撮像条件を作成し提示することができる。このため、被写体や光学系１０１自体が比較的高速で動いている場合などにおいても、オートフォーカスや自動露出を追従させることができる。
　また、従来では記録情報を取得するために蓄積部１０３に電荷を蓄積してる間は表示装置１０８に被写体の画像が表示できなかったが、上述の撮像装置１００によれば、撮像中の被写体の状態を表示装置１０８に表示させることが可能となる。従って、蓄積部１０３に蓄積される電荷の状態を確認しながら適切な時刻に記録情報を取得することができる。また、途中情報の差分により表示装置１０８に画像を表示させることで、露光時間を合わせた自然なライブビューを実現することが可能となる。
　［まとめ］
　本開示の一態様に係る撮像装置１００は、マトリクス状に配置され、被写体の像を電荷に変換する光電変換素子１０２と、光電変換素子１０２のそれぞれが変換した電荷をそれぞれ蓄積する蓄積部１０３と、蓄積部１０３のそれぞれに蓄積される電荷量を示す電荷情報を記録情報として取得し、かつ、記録情報を取得する前の露光中の電荷情報を途中情報として非破壊で取得する情報取得部１０４と、露光中の途中情報に基づき撮像条件を作成し提示する条件提示部１０５と、条件提示部１０５から取得した撮像条件に基づき後続の撮像を制御する撮像制御部１０６とを備える。
　この撮像装置１００は、蓄積部１０３をリセットした後、光電変換により電荷を徐々に蓄積し、所望の画像情報として記録される記録情報を取得するまでの露光期間において取得した途中情報に基づき次の撮像のための撮像条件を決定する。このため、後続の撮像までの期間を短縮化でき、被写体の状況に対応した連続撮像を行う事が可能となる。
　また、例えば、光電変換素子１０２は、光電変換部材１２６として有機薄膜を備えてもよい。
　これにより、この撮像装置１００は、機械的なシャッターを用いなくても、露出やシャッタースピードを変化させることができ作成された撮像条件に柔軟に対応することが可能となる。
　また、例えば、情報取得部１０４は、途中情報を複数回取得し、条件提示部１０５は、複数の途中情報に基づき撮像条件を作成するものでもよい。
　これにより、撮像条件を決定するための情報量を異なる時刻で多数取得することができ、例えば、高速で移動する被写体の動作の傾向を把握して予測を含んだ撮像条件を作成することが可能となる。
　また、例えば、撮像制御部１０６は、光電変換素子１０２と、光学系１０１の少なくとも一部の構成部材との距離を調整してもかまわない。
　これにより、連写時におけるオートフォーカスの性能を向上させることが可能となる。
　また、例えば、撮像制御部１０６は、露出を調整するものでもよい。
　これにより、連写時における自動露出の性能を向上させることが可能となる。
　また、例えば、撮像制御部１０６は、有機薄膜に印加する電圧を変化させることで露出を調整してもかまわない。
　これによれば、メカニカルな絞り羽根を駆動させることなく露出を調整することができ、連写時において露出の調整を高速に行う事が可能となる。
　また、本開示の一態様に係る撮像装置１００は、マトリクス状に配置され、被写体の像を電荷に変換する有機薄膜を有する光電変換素子１０２と、光電変換素子１０２のそれぞれが変換した電荷をそれぞれ蓄積する蓄積部１０３と、蓄積部１０３のそれぞれに蓄積される電荷量を示す電荷情報を記録情報として取得し、かつ、記録情報を取得する前の露光中の電荷情報を途中情報として非破壊で取得する情報取得部１０４と、画像を表示する表示装置１０８と、露光中の途中情報に基づき表示装置１０８に画像を表示させる画像提示部１０７とを備える。
　これによれば、露光期間中であっても被写体の状態を表示装置１０８に表示させるいわゆるライブビューを行う事が可能となる。
　また、例えば、情報取得部１０４は、途中情報を複数回取得し、画像提示部１０７は、途中情報の差分に基づき画像を表示させてもよい。
　これによれば、被写体の像に対応した自然なライブビュー表示を行うことが可能となる。
　（補足）
　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、実施の形態について説明した。しかしながら、本開示における技術は、これらに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略等を行った実施の形態にも適用可能である。
　（１）実施の形態において、撮像装置１００は、光電変換部材１２６が、電圧が印加された状態において受光することで内部光電効果による電荷を生成し、電圧が印加されない状態において受光しても内部光電効果による電荷を生成しない機能を有する有機薄膜であるとして説明した。
　しかしながら、光電変換部材１２６は、内部光電効果による電荷の生成の有無を、印加電圧によって制御することができる部材であれば、必ずしも上記有機薄膜に限定される必要はない。一例として、撮像装置１００は、光電変換部材１２６が、ＰＮ接合面を有するダイオードである例等が考えられる。
　（２）本開示には、実施の形態における撮像装置１００が内蔵された電子機器も含まれるのは言うまでもない。
　図１、図９に示すように、撮像装置１００が内蔵された電子機器の一例であるカメラ３００も含まれる。
　これら図に示されるように、カメラ３００は、撮像装置１００と、光学系１０１を備え、その他、信号処理部や、外部インターフェース部を備えている。
　外部インターフェース部は、例えばフラッシュメモリなどに接続され、記録情報をフラッシュメモリに記憶させる。
　さらに、図１０に示すようなビデオカメラ４００に撮像装置１００が設けられていてもかまわない。
　（３）撮像装置１００における各構成要素（機能ブロック）は、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の半導体装置により個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全部を含むように１チップ化されてもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。更には、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてあり得る。
　また、上記各種処理の全部又は一部は、電子回路等のハードウェアにより実現されても、ソフトウェアを用いて実現されてもよい。なお、ソフトウェアによる処理は、撮像装置１００に含まれるプロセッサがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現されるものである。また、そのプログラムを記録媒体に記録して頒布や流通させてもよい。例えば、頒布されたプログラムを、他のプロセッサを有する装置にインストールして、そのプログラムをそのプロセッサに実行させることで、その装置に、上記各処理を行わせることが可能となる。
　また、上述した実施の形態で示した構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示の範囲に含まれる。
　本開示は、画像を撮像する撮像装置に広く利用可能である。
１００　撮像装置
１０１　光学系
１０２　光電変換素子
１０３　蓄積部
１０４　情報取得部
１０５　条件提示部
１０６　撮像制御部
１０７　画像提示部
１０８　表示装置
１１０　撮像素子
１２０　画素回路アレイ
１２１　読み出し回路
１２２　出力回路
１２３　行走査回路
１２４　タイミング制御回路
１２５　電圧印加回路
１２６　光電変換部材
１２７　透明電極
１２８　画素電極
１２９　画素回路
１９１　リセットトランジスタ
１９２　増幅トランジスタ
１９３　選択トランジスタ
１９４　リセット信号線
１９５　選択信号線
１９６　垂直信号線
１９７　列読み出し回路
２００　制御装置
３００　カメラ
４００　ビデオカメラ 
 

Claims (9)

  1. 　マトリクス状に配置され、被写体の像を電荷に変換する光電変換素子と、
    　前記光電変換素子のそれぞれが変換した電荷をそれぞれ蓄積する蓄積部と、
    　前記蓄積部のそれぞれに蓄積される電荷量を示す電荷情報を記録情報として取得し、かつ、前記記録情報を取得する前の露光中の電荷情報を途中情報として非破壊で取得する情報取得部と、
    　露光中の前記途中情報に基づき撮像条件を作成し提示する条件提示部と、
    　前記条件提示部から取得した撮像条件に基づき後続の撮像を制御する撮像制御部と
    を備える撮像装置。
  2. 　前記光電変換素子は、
    　光電変換部材として有機薄膜を備える
    請求項１に記載の撮像装置。
  3. 　前記情報取得部は、前記途中情報を複数回取得し、
    　前記条件提示部は、複数の前記途中情報に基づき撮像条件を作成する
    請求項１に記載の撮像装置。
  4. 　前記撮像制御部は、前記光電変換素子と、光学系の少なくとも一部の構成部材との距離を調整する
    請求項１～３のいずれか１項に記載の撮像装置。
  5. 　前記撮像制御部は、露出を調整する
    請求項１～４のいずれか１項に記載の撮像装置。
  6. 　前記撮像制御部は、前記有機薄膜に印加する電圧を変化させることで露出を調整する
    請求項２を引用する請求項５に記載の撮像装置。
  7. 　マトリクス状に配置され、被写体の像を電荷に変換する有機薄膜を有する光電変換素子と、
    　前記光電変換素子のそれぞれが変換した電荷をそれぞれ蓄積する蓄積部と、
    　前記蓄積部のそれぞれに蓄積される電荷量を示す電荷情報を記録情報として取得し、かつ、前記記録情報を取得する前の露光中の電荷情報を途中情報として非破壊で取得する情報取得部と、
    　画像を表示する表示装置と、
    　露光中の前記途中情報に基づき前記表示装置に画像を表示させる画像提示部と
    を備える撮像装置。
  8. 　前記情報取得部は、前記途中情報を複数回取得し、
    　前記画像提示部は、前記途中情報の差分に基づき画像を表示させる
    請求項７に記載の撮像装置。
  9. 　請求項１～８のいずれか１項に記載の撮像装置と、
    　被写体の像を前記光電変換素子に結像する光学系と
    を備えるカメラ。 
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