(57)【要約】【課題】  ＳＰＡＤを用いた撮像素子から得られる信号の線型性を精度を良く補償すること。【解決手段】  複数の異なる波長帯域の光を受光する複数の画素を有する撮像素子から得られた画像信号を処理する画像処理装置であって、前記複数の画素がそれぞれ、光子の入射に応じて信号パルスを出力するセンサ手段と、前記信号パルスの数をカウントするカウント手段と、を有し、前記画像処理装置は、前記波長帯域ごとに、撮像素子から出力される画像信号の線形性を補償するためのパラメータを記憶する記憶手段と、前記撮像素子から得られた前記画像信号それぞれに対して、当該画像信号を出力する画素が受光する光の波長帯域に応じた前記パラメータを用いて補償する補償手段と、を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の異なる波長帯域の光を受光する複数の画素を有する撮像素子から得られた画像信号を処理する画像処理装置であって、前記複数の画素がそれぞれ、光子の入射に応じて信号パルスを出力するセンサ手段と、前記信号パルスの数をカウントするカウント手段と、を有し、前記画像処理装置は、
前記波長帯域ごとに、撮像素子から出力される画像信号の線形性を補償するためのパラメータを記憶する記憶手段と、
前記撮像素子から得られた前記画像信号それぞれに対して、当該画像信号を出力する画素が受光する光の波長帯域に応じた前記パラメータを用いて補償する補償手段と
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記パラメータは、予め決められた複数の信号レベルに対する、補償した後の信号レベルを示す値であって、
前記補償手段は、前記パラメータを用いて前記画像信号の信号レベルを補償することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記撮像素子の周辺の温度を測定する測定手段を更に有し、
前記パラメータは、更に、予め決められた複数の温度それぞれについて設定され、
前記補償手段は、更に、前記測定された温度に応じた前記パラメータを用いて補償することを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記パラメータは、更に、予め決められた複数の露光時間ごとに設定され、
前記補償手段は、更に、前記画像信号の露光時間に応じた前記パラメータを用いて補償することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記複数の画素は、前記複数の異なる波長帯域の光を主に透過する複数の色のカラーフィルタにより覆われていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記各画素が、ガイガーモードで駆動されるアバランシェフォトダイオードを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像処理装置と、
前記撮像素子と
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
複数の異なる波長帯域の光を受光する複数の画素を有する撮像素子と、
前記複数の波長帯域の少なくとも一つについて、前記撮像素子を制御するためのパラメータを記憶する記憶手段と、
前記パラメータを用いて、前記撮像素子を制御する制御手段と、を有し、
前記撮像素子の各画素が、光子の入射に応じて電圧が変動すると共に、前記変動した電圧を変動前の電圧に戻すための抵抗を有するセンサ手段と、前記電圧の変動に応じて前記センサ手段から出力される信号パルスの数をカウントするカウント手段と、を有し、
前記パラメータは、前記抵抗の抵抗値を制御するための値であって、前記制御手段は、前記複数の画素それぞれが受光する光の波長帯域に応じた前記パラメータを用いて前記撮像素子を制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
前記抵抗はＭＯＳトランジスタであって、前記パラメータは、前記ＭＯＳトランジスタのゲート電圧を制御するための値であることを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記撮像素子の周辺の温度を測定する測定手段を更に有し、
前記パラメータは、更に、予め決められた複数の温度それぞれについて設定され、
前記制御手段は、更に、前記測定された温度に応じた前記パラメータを用いて制御することを特徴とする請求項８または９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記複数の画素は、前記複数の異なる波長帯域の光を主に透過する複数の色のカラーフィルタにより覆われていることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記各画素が、ガイガーモードで駆動されたアバランシェフォトダイオードを有することを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１３】
複数の異なる波長帯域の光を受光する複数の画素が、それぞれ、光子の入射に応じて信号パルスを出力するセンサ手段と、前記信号パルスの数をカウントするカウント手段と、を有し、前記各画素のカウント手段によりカウントして得られた画像信号を出力する撮像素子から得られた画像信号を処理する画像処理方法であって、
取得手段が、前記波長帯域ごとに設定された、撮像素子から出力される画像信号の線形性を補償するためのパラメータを取得する取得工程と、
補償手段が、前記撮像素子から得られた前記画像信号それぞれに対して、当該画像信号を出力する画素が受光する光の波長帯域に応じた前記パラメータを用いて補償する補償工程と
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１４】
複数の異なる波長帯域の光を受光する複数の画素を有し、各画素が、光子の入射に応じて電圧が変動すると共に、前記変動した電圧を変動前の電圧に戻すための抵抗を有するセンサ手段と、前記電圧の変動に応じて前記センサ手段から出力される信号パルスの数をカウントするカウント手段と、を有する撮像素子の制御方法であって、
取得手段が、前記波長帯域それぞれに応じたパラメータを取得する取得工程と、
制御手段が、前記各画素の抵抗の抵抗値を、前記各画素が受光する光の波長帯域に応じた前記パラメータを用いて制御する制御工程と
を有することを特徴とする撮像素子の制御方法。
【請求項１５】
コンピュータを、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。
【請求項１６】
コンピュータに、請求項１４に記載の制御方法の各工程を実行させるためのプログラム。
【請求項１７】
請求項１５または１６に記載のプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像処理装置及び方法、及び撮像装置、及び撮像素子の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）を用いることによって、単一光子の検出を可能とする受光素子がある。アバランシェフォトダイオードに降伏電圧より大きな逆バイアス電圧を印加してガイガーモードで駆動する場合、単一光子の入射によって生成される電子および正孔がアバランシェ増倍を起こし、大きな電流が発生する。この電流を電圧に変換することで、単一光子の入射を電圧パルスとして検出することができる。そして、検出されたパルスの数をカウントすることで、入射した光子数を取得することができる。上記の様なＡＰＤを用いた受光素子は、Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐｈｏｔｏｎ  Ａｖａｌａｎｃｈｅ  Ｄｉｏｄｅ（ＳＰＡＤ）と呼ばれている。
【０００３】
一方、ＡＰＤを用いた受光素子（ＳＰＡＤ）においては、入出力の線型性に課題があることが知られている。特に、照度が高い状態、つまり単位時間当たりの受光量が多い状態において、カウントした値が実際に入射した光子の数よりも低下してしまう。このように線型性が悪化する要因としては、照度が高い状態において、複数の電圧パルスが繋がって単一のパルスとしてカウントされてしまったり、不感時間に光子が入射することが挙げられる。
【０００４】
この様な課題に対して、特許文献１に記載の受光素子では、複数のＳＰＡＤから発せられる電圧パルスの幅を積分することによって、入射光量の増加に対して常に単調増加する出力を得ることが開示されている。そのために、特許文献１の受光素子は、電圧信号を電流信号に変換する電圧電流変換手段を画素毎に備えると共に、さらに複数画素の電流信号を積分する積分手段を備えている。この構成により、上記要因の線型性の課題を改善している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−８１２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された構成のＳＰＡＤをカメラなどの撮像装置へ適用することを考えると、１つの画素に複数のＳＰＡＤを形成しなければならないことになる。
【０００７】
また、ＳＰＡＤをカメラなどの撮像装置へ適用することを考えると、被写体の分光情報を得るために、複数色のカラーフィルタで覆うことになる。カラーフィルタを通った光は、画素ごとに波長の偏りを持つため、波長の違いによって発生した電子正孔対の増幅率が変化することで、電圧パルスの重なり方も変化してしまう。そのため、画像信号として見たときに、カラーフィルタの色毎に入出力の線型性が異なると共に、高輝度部で色曲がりが発生するという問題がある。
【０００８】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、ＳＰＡＤを用いた撮像素子から得られる信号の線型性を精度良く補償することを目的とする。また、高輝度部での色曲がりを抑制することを別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の画像処理装置は、複数の異なる波長帯域の光を受光する複数の画素を有する撮像素子から得られた画像信号を処理する画像処理装置であって、前記複数の画素がそれぞれ、光子の入射に応じて信号パルスを出力するセンサ手段と、前記信号パルスの数をカウントするカウント手段と、を有し、前記画像処理装置は、前記波長帯域ごとに、撮像素子から出力される画像信号の線形性を補償するためのパラメータを記憶する記憶手段と、前記撮像素子から得られた前記画像信号それぞれに対して、当該画像信号を出力する画素が受光する光の波長帯域に応じた前記パラメータを用いて補償する補償手段とを有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＳＰＡＤを用いた撮像素子から得られる信号の線型性を精度良く補償することができる。また、高輝度部での色曲がりを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態における撮像装置の概略構成を示すブロック図、及び撮像素子の構成を示す概略図。
【図２】第１の実施形態における処理を示すフローチャート。
【図３】第１の実施形態における記憶部に記録されているパラメータを示す図。
【図４】第１の実施形態における記憶部に記録されているパラメータのうち、１種類について示した模式図である。
【図５】第１の実施形態における補間演算を説明するための模式図。
【図６】第２の実施形態における撮像素子の概略構成を示すブロック図。
【図７】第２の実施形態における処理を示すフローチャート。
【図８】第２の実施形態における記憶部に記録されているパラメータを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
【００１３】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について説明する。図１（ａ）は、第１の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。図１（ａ）に示す撮像装置において、撮像素子１０１は、被写体像を光電変換により電気信号に変換して、画像信号として出力する。線型性補償部１０２は、撮像素子１０１から出力される画像信号に対して、線型性を補償する処理を行う。
【００１４】
パラメータ決定部１０３は、線型性補償部１０２で用いられる線型性を補償するためのパラメータを決定する。記憶部１０４は、線型性を補償するためのパラメータを記録する。温度センサ１０５は、撮像素子１０１の近傍に配置され、撮像素子１０１の周辺の温度を測定する。制御部１０６は、撮像装置全体の制御及び、撮像素子１０１から読み出す画素数などの駆動情報を渡す。
【００１５】
図１（ｂ）は、撮像素子１０１の構成を示す概略図である。以下、図１（ｂ）を参照して、撮像素子１０１の構成及び撮像素子１０１からの画像信号の読み出し方法について説明する。図１（ｂ）に示すように、本実施形態の撮像素子１０１は、複数の画素３０１、垂直走査部３０８、列メモリ３０９、出力部３１０を含む構成を有する。なお、図１（ｂ）では、説明のため、同じ構造の画素３０１を行方向に２つ、列方向に２つ配置して示しているが、実際にはさらに多くの画素３０１が配置されている。また、列方向に配置された２つの画素３０１は、垂直信号線３０７に接続されている。
【００１６】
撮像素子１０１は、Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐｈｏｔｏｎ  Ａｖａｌａｎｃｈｅ  Ｄｉｏｄｅ（ＳＰＡＤ）を用いた受光素子であって、各画素３０１は、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）３０２、クエンチ抵抗３０３、インバータ３０４、カウンタ３０５、読み出しスイッチ３０６を含む構成を有する。画素３０１は、カラー画像を得るために複数色のカラーフィルタにより覆われており、各画素にはカラーフィルタを透過した異なる波長帯域の光が入射する。カラーフィルタとしては様々なタイプのものが考えられ、例えば、原色系であっても補色系であっても良く、カラー画像を取得可能なものであれば、その種類は限定されない。なお、ここでは一例として、ベイヤー配列のＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタが配設されている場合について説明する。
【００１７】
ＡＰＤ３０２は、単一光子を検出するためにガイガーモードで動作させるアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）である。ガイガーモードとは、降伏電圧より大きな逆バイアス電圧を印加して動作させるＡＰＤの動作モードである。ＡＰＤ３０２では、降伏電圧Ｖａより大きな逆バイアス電圧Ｖｂｉａｓが印加されてガイガーモードになると、単一光子の入射で発生したキャリアがアバランシェ増倍を引き起こし、大きな電流を発生させる。ここで、Ｖｂｉａｓは例えば−２０Ｖである。
【００１８】
クエンチ抵抗３０３は、ＡＰＤ３０２のアバランシェ増倍を停止させるための抵抗素子であり、第１の実施形態では抵抗器を用いる。ＡＰＤ３０２に光子が入射し、アバランシェ増倍により電流が発生すると、クエンチ抵抗３０３では電圧降下（電圧の変動）が発生する。この電圧降下によってＡＰＤ３０２のカソードの電圧が、Ｖｂｉａｓから降伏電圧Ｖａ以下まで振られると、アバランシェ増倍が停止する。その後、クエンチ抵抗３０３を介してＡＰＤ３０２のカソードが充電されると、電圧が再びＶｂｉａｓ（変動前の電圧）に戻る。
【００１９】
この様にして、ＡＰＤ３０２のカソードでは、単一光子の入射に応じて１つの電圧信号パルスが発生する。このとき、クエンチ抵抗３０３の抵抗値の大きさによって決まる時定数に応じて、電圧信号パルスの幅は変化する。ＡＰＤ３０２とクエンチ抵抗３０３により、センサ手段が構成される。
【００２０】
バッファ手段としてのインバータ３０４は、前述した様にＡＰＤ３０２で発生した電圧信号パルスを入力として受けて、その出力端子に波形整形された信号パルスを出力する。
【００２１】
カウンタ３０５は、インバータ３０４が出力した信号パルスを入力として受けて、その立ち上がりエッジをカウントする。なお、バッファ手段としてインバータ３０４を用いたのは、カウンタ３０５が立ち上がりエッジをカウントする構成であるためで、極性を反転させないバッファを用いる場合、カウンタ３０５はバッファが出力した信号パルスの立ち下がりエッジをカウントすればよい。
【００２２】
カウンタ３０５は、本実施形態では一例として１６ｂｉｔ分のパルス数をカウントできるように構成されているものとする。また、以下の説明において「カウント値」とは、カウンタ３０５によってカウントされた値を指すこととする。また、カウンタ３０５は、垂直走査部３０８が出力する信号パルスｒｅｓを受けて、カウント値のリセット動作と、カウント動作の開始タイミングが制御される。
【００２３】
読み出しスイッチ３０６は、垂直走査部３０８が行毎に順次出力する信号パルスｓｅｌを受けてＯＮ状態となり、カウンタ３０５に保持されたカウント値が、垂直信号線３０７を介して、列メモリ３０９に書き込まれる。
【００２４】
垂直走査部３０８は、前述した様に、行列配置された画素の行を順次選択して、各行に信号パルスｓｅｌを出力する。また、垂直走査部３０８は、カウンタ３０５のカウント値のリセット動作と、カウント動作の開始タイミングを制御する信号パルスｒｅｓを出力する。
【００２５】
列メモリ３０９では、信号パルスｓｅｌによって垂直走査部３０８が選択した行の各画素３０１のカウント値が垂直信号線３０７を介して書き込まれ、これら列毎のカウント値を保持する。また、垂直走査部３０８は、列メモリ３０９に保持されている各画素３０１のカウント値を、列毎に順次選択することによって、各画素３０１のカウント値を出力部３１０に順次出力する。
【００２６】
出力部３１０は、列メモリ３０９から出力された各画素３０１のカウント値に対して、ゲイン処理、信号の並べ替えなどのデジタル処理を行い、処理した画像信号を撮像素子１０１の外部へと出力する。
【００２７】
次に、図２を参照して、上記構成を有する撮像装置における第１の実施形態における処理について説明する。
【００２８】
まず、Ｓ１０１において、制御部１０６は、撮像素子１０１から画像信号を出力するための駆動情報を出力し、撮像素子１０１を上述したようにして駆動する。
【００２９】
Ｓ１０２において、パラメータ決定部１０３は、撮像素子１０１の近傍に備えられた温度センサ１０５から、撮像素子１０１の温度情報を取得する。更に、Ｓ１０３において、パラメータ決定部１０３は、制御部１０６から、撮像素子１０１から読み出された画像信号の、現在処理している画素の色フィルタに関する情報を取得する。
【００３０】
Ｓ１０４では、パラメータ決定部１０３は、記憶部１０４から線型性補償のために必要なパラメータセットを参照して読み出す。図３は、記憶部１０４に記録されているテーブル４００に保持されたパラメータセットを模式的に示すものである。テーブル４００には、Ｒ、Ｇ、Ｂの３種類のカラーフィルタ各々について、３種類の温度Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２に応じた、計９種類のパラメータセットが保持されているものとする。例えば、Ｒ＿Ｔ０は、Ｒのカラーフィルタの温度Ｔ０の時のパラメータセットを示している。各パラメータセットは、データ長が３２ｂｉｔ、ワード数が１６ｗｏｒｄで格納されており、３２ｂｉｔのデータ長には、１６ｂｉｔの係数が２つ格納されている。Ｓ１０４においては、パラメータ決定部１０３は、温度センサ１０５から得られた温度情報と、制御部１０６から得られた色フィルタ情報とに基づいて、テーブル４００から対応するパラメータセットを読み出し、線型性補償部１０２に送信する。
【００３１】
Ｓ１０５において、線型性補償部１０２は、パラメータ決定部１０３から受け取ったパラメータセットを加工する。図４は、パラメータセットに含まれる複数のパラメータを模式的に示したものである。横軸は線型性補償部１０２に入力される、撮像素子１０１から出力された画像信号の信号レベルを、縦軸は線型性補償部１０２から出力する信号のレベルを示している。点線４０１は、入力信号レベルと出力信号レベルを変える必要が無い、理想的な状態を示している。
【００３２】
しかしながら、上述したように、ＳＰＡＤを用いた受光素子では、特に、照度が高い状態、つまり単位時間当たりの受光量が多い状態において、カウントした値が実際に入射した光子の数よりも少なくなってしまう。そのため、線型性補償部１０２では、実際に入射した光子の数よりも少なくカウントされた信号レベルを回復させるような補償を行うために、実線４０２に示すような特性を有するパラメータセットを用いて、入力信号を変換する。
【００３３】
図４の実線４０２上の複数（図４に示す例では１６点）の黒丸が、図３のテーブル４００に保持された１つのパラメータセットに含まれるパラメータに対応している。１つの黒丸に対応するパラメータは、１６ｂｉｔのｘ座標値と１６ｂｉｔのｙ座標値の計３２ｂｉｔから成る。入力信号は、撮像素子１０１から出力される信号であって、上述したように本実施形態では１６ｂｉｔの値域（レンジ）を持っているため、１６点が入力信号レベルのレンジ上で等間隔になるように、パラメータが予め設計されている。
【００３４】
線型性補償部１０２は予め離散的に設計されているパラメータから、入力信号レベルに近い２点を選択して加工する。図４において、現在処理している画素の信号レベルがａであったとき、その近傍の２点（４０３と４０４）を抽出して、出力信号レベルを算出する。なお、入力信号レベルａがいずれかのパラメータのｘ座標値と同じであった場合は、その１点のみを抽出する。
【００３５】
次に、図５を用いて、抽出した２点から線型性の補償値（出力信号レベル）を算出する方法について説明する。図５は、線型性補償部１０２により抽出した２点（４０３、４０４）と、現在処理している画素の入力信号レベルａとの関係を示している。点５０１は、入力信号レベルａに対応する線型性の補償値を示している。ここで、パラメータ４０３のｘ座標値をｘ０、ｙ座標値をｙ０、パラメータ４０４のｘ座標値をｘ１、ｙ座標値をｙ１とする。算出したい線型性補償値のｘ座標値は、すでに入力信号レベルａとして分かっているため、本実施形態では補間演算によって、求めたい線型性補償値のｙ座標値を算出する。線型性補償値（点５０１）のｙ座標値をｂとおくと、式（１）により算出することができる。
【００３６】
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【００３７】
Ｓ１０６において、線型性補償部１０２は、入力信号レベルをＳ１０５で算出した線型性補償値に置き換えて出力することにより、画像信号を補正する。
【００３８】
Ｓ１０７において、撮像素子１０１から出力される全ての画素の画像信号を処理し終えかどうかを判断し、処理し終えていれば処理を終了し、まだ処理していない画素の画像信号が残っている場合は、Ｓ１０３に戻って上述した処理を続ける。
【００３９】
上記の通り本第１の実施形態によれば、カウントする対象である光子の波長に関する特性に着目し、カラーフィルタにより画素毎に入射する光の波長の違いに起因する線型性のずれを精度よく補償することができ、高輝度部の色曲りを抑圧することができる。
【００４０】
なお、第１の実施形態では、記憶部１０４に保持されているパラメータセットについて、カラーフィルタの色及び温度毎に設定した場合を例として説明したが、本発明はこれに限られるものでは無い。少なくとも、カラーフィルタの色によってのみ異なるパラメータセットを設定していれば良い。一方、更に、露光時間毎にパラメータを設定することで、撮像素子１０１上の照度（単位時間当たりの受光量）で決まる入出力の非線型性を露光時間に応じて補償することが可能となり、更に精度良く補償することが可能となる。
【００４１】
また、上述した例では、パラメータセットをテーブル４００に保持するものとしたが、図４に示す特性を示す式及び係数を保持しておき、演算により補償するようにしても良い。
【００４２】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図６は、第２の実施形態における撮像装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図１と同じ構成には同じ参照番号を付して説明を省略する。
【００４３】
図６において、電圧制御部７０１は、パラメータ決定部１０３から受け取るパラメータに従って、後述する画素３０１に備えられたクエンチ素子７０２のゲート電圧を制御する。クエンチ素子７０２は、ＡＰＤ３０２のアバランシェ増倍を停止するための素子であり、第２の実施形態では、Ｐ型のＭＯＳトランジスタ（ＰＭＯＳ）の抵抗成分を利用している。クエンチ素子７０２の抵抗成分の抵抗値の大きさによって決まる時定数に応じて、電圧信号パルスの幅が変化する。また、このクエンチ素子７０２のＰＭＯＳのゲート端子には、電圧制御部７０１から出力される、第１の電圧供給線７０３、第２の電圧供給線７０４、第３の電圧供給線７０５のいずれかに接続されている。ＡＰＤ３０２とクエンチ素子７０２により、センサ手段が構成される。
【００４４】
本第２の実施形態においても、画素３０１は、ベイヤー配列のＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタにより覆われているものとする。以下、区別するために、Ｒのカラーフィルタに覆われた画素を画素３０１Ｒ、Ｇのカラーフィルタに覆われた画素を画素３０１Ｇ、Ｂのカラーフィルタに覆われた画素を画素３０１Ｂと記す。第１の電圧供給線７０３は、画素３０１Ｒに接続され、第２の電圧供給線７０４は、画素３０１Ｇに接続され、第３の電圧供給線７０５は、画素３０１Ｂに接続される。図６では説明の都合上、行方向に２画素、列方向に２画素のみを示しているが、実際にはより多くの画素で構成されている。
【００４５】
次に、図７を参照して、上記構成を有する撮像装置における第２の実施形態における処理ついて説明する。
【００４６】
まず、Ｓ２０１において、パラメータ決定部１０３は、撮像素子１０１の近傍に備えられた温度センサ１０５から、撮像素子１０１の温度情報を取得する。更に、Ｓ２０２において、パラメータ決定部１０３は、記憶部１０４からクエンチ素子７０２のゲート電圧を制御するためのパラメータを参照して読み出す。
【００４７】
図８は、記憶部１０４に記録されているテーブル８００に保持されたパラメータを模式的に示すものである。テーブル８００には、Ｒ、Ｇ、Ｂの３種類のカラーフィルタ各々について、３種類の温度Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２に応じた、計９種類のパラメータが保持されているものとする。たとえば、Ｖｒ＿Ｔ０は、Ｒのカラーフィルタの温度Ｔ０の時のパラメータを表している。各パラメータは、データ長が１６ｂｉｔで格納されており、クエンチ素子７０２に印可する電圧の値に関するデータが記憶されている。
【００４８】
クエンチ素子７０２のゲート電圧を調整することによって抵抗値を変化させることにより、光子の入射に伴って発生する信号パルスの幅を制御することができる。
【００４９】
Ｓ２０２において、パラメータ決定部１０３は、制御部１０６から送られてくる制御タイミングに従って、温度センサ１０５から得られた温度情報に基づいて、テーブル８００から対応するパラメータを読み出す。そして、Ｓ２０３において、パラメータ決定部１０３は、Ｓ２０２で読み出したパラメータを、撮像素子１０１に備えられた電圧制御部７０１に送信する。
【００５０】
Ｓ２０４において、クエンチ素子７０２を制御する。電圧制御部７０１は、パラメータ決定部１０３から送られてきたパラメータである、クエンチ素子７０２に印可する電圧の値に関するデータをもとに、第１の電圧供給線７０３から供給する電圧値、第２の電圧供給線７０４から供給する電圧値、第３の電圧供給線７０５から供給する電圧値、をそれぞれ決定して、撮像素子１０１を構成する複数の画素に供給する。
【００５１】
Ｓ２０５において、不図示のレリーズ部材が押下されると、撮影するためにＳ２０６に移行する。押下されていない場合は、Ｓ２０１に戻って上記処理を繰り返す。
【００５２】
Ｓ２０６では、制御部１０６は、撮像素子１０１から画像信号を出力するための駆動情報を出力する。駆動情報には、撮像素子１０１の垂直走査部３０８や列メモリ３０９、出力部３１０の設定等が含まれており、駆動情報に従って撮像素子１０１は画像信号を出力する。
【００５３】
Ｓ２０７において、撮像素子１０１から画像信号が出力され、不図示の信号処理を経た後に、記録装置や表示装置へと送られる。
【００５４】
上記の通り本第２の実施形態によれば、カウントする対象である光子の波長に関する特性に着目し、光子の入射に伴って発生する信号パルスの幅を制御する。これにより、カラーフィルタにより画素毎に入射する光の波長の違いに起因する線型性のずれによる高輝度部の色曲りを抑制することができる。
【００５５】
なお、第２の実施形態では、記憶部１０４に保持されているパラメータについて、カラーフィルタのすべての色及び温度毎に設定した場合を例として説明したが、本発明はこれに限られるものでは無い。例えば、線形性が特に悪化しているカラーフィルタに関するパラメータのみを保持することで、保持するパラメータの量を削減することが可能となる。
【００５６】
また、上述した第２の実施形態では、カラーフィルタの色と、温度とに応じて異なるパラメータを有するものとしたが、少なくとも、カラーフィルタの色によって異なるパラメータを有していれば、高輝度部での色曲りを抑制することができる。
【００５７】
＜他の実施形態＞
なお、本発明は、複数の機器（例えばカメラ、インターフェイス機器、画像処理装置など）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置に適用してもよい。
【００５８】
また、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ー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。
【００５９】
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。
【符号の説明】
【００６０】
１０１：撮像素子、１０２：線型性補償部、１０３：パラメータ決定部、１０４：記憶部、１０５：温度センサ、１０６：制御部、３０１，７０６，７０７，７０８：画素、３０２：アバランシェフォトダイオード、３０３：クエンチ抵抗、７０１：電圧制御部、７０２：クエンチ素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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