【手続補正書】
【提出日】令和2年12月1日(2020.12.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め決められた露光期間に入射したフォトンを検出して数を計数し、第１の計数値を出力する複数の画素と、
前記露光期間と前記第１の計数値とに基づいて、単位時間あたりの第２の計数値を求める算出手段と、
前記第２の計数値に基づいて補正係数を取得し、前記第１の計数値に対して、前記検出の誤差を、前記補正係数により補正する補正手段と、を有し、
前記補正手段は、前記第２の計数値が第１の値である場合に、該第１の値より小さい第２の値である場合よりも、大きい補正係数を取得することを特徴とする撮像素子。
【請求項２】
予め決められた露光期間に入射したフォトンを検出して数を計数し、第１の計数値を出力する複数の画素と、
測光手段から得られた測光結果と前記第１の計数値とに基づいて補正係数を取得し、前記第１の計数値に対して、前記検出の誤差を、前記補正係数により補正する補正手段と、を有し、
前記測光結果による輝度値が第１の輝度値である場合に、該第１の輝度値よりも小さい第２の輝度値である場合よりも、大きい補正係数を取得することを特徴とする撮像素子。
【請求項３】
前記複数の画素は、それぞれ、フォトンを検出する検出手段と、該検出したフォトンの数を計数して計数値を出力する計数手段と、前記計数値を保持する記憶手段とを有し、前記記憶手段に保持した計数値を前記第１の計数値として出力することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像素子。
【請求項４】
予め決められた数の連続する前記露光期間について、前記露光期間ごとに出力され、前記補正手段により補正された前記第１の計数値を、前記複数の画素それぞれについて加算する加算手段を更に有し、
前記計数手段は、前記記憶手段に前記計数値が保持される度に、前記計数値を０にリセットすることを特徴とする請求項３に記載の撮像素子。
【請求項５】
各画素が、フォトンを検出する検出手段と、該検出したフォトンの数を計数して計数値を出力する計数手段と、前記計数値を保持する記憶手段とを有し、予め決められた露光期間ごとに、前記記憶手段に保持した計数値を第１の計数値として出力する複数の画素と、
前記露光期間と、連続して出力された前記第１の計数値の差分値とに基づいて、単位時間あたりの第２の計数値を求める算出手段と、
前記第２の計数値に基づいて補正係数を取得し、前記差分値に対して、前記検出の誤差を、前記補正係数により補正する補正手段と、を有し、
前記補正手段は、前記第２の計数値が第１の値である場合に、該第１の値より小さい第２の値である場合よりも、大きい補正係数を取得することを特徴とする撮像素子。
【請求項６】
予め決められた数の連続する前記露光期間について、前記補正手段により補正された前記差分値を、前記複数の画素それぞれについて加算する加算手段を更に有し、
前記計数手段は、前記予め決められた数の連続する露光期間が経過する度に、前記計数値を０にリセットすることを特徴とする請求項５に記載の撮像素子。
【請求項７】
前記検出手段は、アバランシェフォトダイオードと、該アバランシェフォトダイオードに逆バイアス電圧をかけるためのクエンチ抵抗とを含むことを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の撮像素子。
【請求項８】
前記検出手段は、アバランシェフォトダイオードと、該アバランシェフォトダイオードに逆バイアス電圧をかけるためのＭＯＳトランジスタとを含むことを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の撮像素子。
【請求項９】
前記撮像素子は積層構造を有し、前記検出手段と前記計数手段を異なる層に構成したことを特徴とする請求項３乃至８のいずれか１項に記載の撮像素子。
【請求項１０】
前記補正係数は、前記検出の誤差が無い場合の理想値の前記単位時間あたりの値と、前記第２の計数値との誤差に基づいた値であることを特徴とする請求項１または５に記載の撮像素子。
【請求項１１】
前記単位時間あたりの計数値に対応した補正係数を記憶した記憶手段を更に有し、
前記補正手段は、前記記憶手段から、前記第２の計数値に対応した補正係数を選択することを特徴とする請求項１または５に記載の撮像素子。
【請求項１２】
前記補正手段は、前記単位時間あたりの計数値に対応した補正係数を求めるための近似関数を用いて、前記第２の計数値に対応した補正係数を取得することを特徴とする請求項１または５に記載の撮像素子。
【請求項１３】
前記複数の画素の一部は、遮光されたＯＢ画素であって、
遮光されていない画素の前記第２の計数値に基づいて、黒レベルを補正するための第２の補正係数を求め、前記ＯＢ画素から出力され、前記補正手段により補正された前記第１の計数値の平均値を前記第２の補正係数により補正した値により、前記遮光されていない画素から出力され、前記補正手段により補正された前記第１の計数値を補正する黒レベル補正手段を更に有することを特徴とする請求項１または５に記載の撮像素子。
【請求項１４】
前記黒レベル補正手段は、補正する画素とその周囲の画素の前記第２の計数値の平均に基づいて、前記第２の補正係数を求めることを特徴とする請求項１３に記載の撮像素子。
【請求項１５】
前記黒レベル補正手段は、予め決められた数の連続する前記露光期間に対して得られた、補正する画素の複数の前記第２の計数値の平均に基づいて、前記第２の補正係数を求めることを特徴とする請求項１３に記載の撮像素子。
【請求項１６】
予め決められた露光期間に入射したフォトンを検出して数を計数し、第１の計数値を出力する複数の画素を有する撮像素子と、
前記露光期間と前記第１の計数値とに基づいて、単位時間あたりの第２の計数値を求める算出手段と、
前記第２の計数値に基づいて補正係数を取得し、前記第１の計数値に対して、前記検出の誤差を、前記補正係数により補正する補正手段と、を有し、
前記補正手段は、前記第２の計数値が第１の値である場合に、該第１の値より小さい第２の値である場合よりも、大きい補正係数を取得することを特徴とする撮像装置。
【請求項１７】
予め決められた露光期間に入射したフォトンを検出して数を計数し、第１の計数値を出力する複数の画素を有する撮像素子と、
測光手段と、
前記測光手段から得られた測光結果と前記第１の計数値とに基づいて補正係数を取得し、前記第１の計数値に対して、前記検出の誤差を、前記補正係数により補正する補正手段と、を有し、
前記補正手段は、前記測光結果による輝度値が第１の輝度値である場合に、該第１の輝度値よりも小さい第２の輝度値である場合よりも、大きい補正係数を取得することを特徴とする撮像装置。
【請求項１８】
前記複数の画素は、それぞれ、フォトンを検出する検出手段と、該検出したフォトンの数を計数して計数値を出力する計数手段と、前記計数値を保持する記憶手段とを有し、前記記憶手段に保持した計数値を前記第１の計数値として出力し、
予め決められた数の連続する前記露光期間について、前記露光期間ごとに出力され、前記補正手段により補正された前記第１の計数値を、前記複数の画素それぞれについて加算する加算手段を更に有し、
前記計数手段は、前記記憶手段に前記計数値が保持される度に、前記計数値を０にリセットすることを特徴とする請求項１６または１７に記載の撮像装置。
【請求項１９】
各画素が、フォトンを検出する検出手段と、該検出したフォトンの数を計数して計数値を出力する計数手段と、前記計数値を保持する記憶手段とを有し、予め決められた露光期間ごとに、前記記憶手段に保持した計数値を第１の計数値として出力する複数の画素を有する撮像素子と、
前記露光期間と、連続して出力された前記第１の計数値の差分値とに基づいて、単位時間あたりの第２の計数値を求める算出手段と、
前記第２の計数値に基づいて補正係数を取得し、前記差分値に対して、前記検出の誤差を、前記補正係数により補正する補正手段と、を有し、
前記補正手段は、前記第２の計数値が第１の値である場合に、該第１の値より小さい第２の値である場合よりも、大きい補正係数を取得することを特徴とする撮像装置。
【請求項２０】
前記複数の画素の一部は、遮光されたＯＢ画素であって、
遮光されていない画素の前記第２の計数値に基づいて、黒レベルを補正するための第２の補正係数を求め、前記ＯＢ画素から出力され、前記補正手段により補正された前記第１の計数値の平均値を前記第２の補正係数により補正した値により、前記遮光されていない画素から出力され、前記補正手段により補正された前記第１の計数値を補正する黒レベル補正手段を更に有することを特徴とする請求項１６または１９に記載の撮像装置。
【請求項２１】
算出手段が、予め決められた露光期間に入射したフォトンを検出して数を計数した計数値を出力する複数の画素を有する撮像素子から得られた第１の計数値と前記露光期間とに基づいて、単位時間あたりの第２の計数値を求める算出工程と、
補正手段が、前記第２の計数値に基づいて補正係数を取得し、前記第１の計数値に対して、前記検出の誤差を、前記補正係数により補正する補正工程と、を有し、
前記補正工程では、前記第２の計数値が第１の値である場合に、該第１の値より小さい第２の値である場合よりも、大きい補正係数を取得することを特徴とする画像処理方法。
【請求項２２】
補正手段が、予め決められた露光期間に入射したフォトンを検出して数を計数した計数値を出力する複数の画素を有する撮像素子から得られた第１の計数値と、測光手段から得られた測光結果とに基づいて補正係数を取得し、前記第１の計数値に対して、前記検出の誤差を、前記補正係数により補正する補正工程を有し、
前記補正工程では、前記測光結果による輝度値が第１の輝度値である場合に、該第１の輝度値よりも小さい第２の輝度値である場合よりも、大きい補正係数を取得することを特徴とする画像処理方法。
【請求項２３】
前記複数の画素は、それぞれ、フォトンを検出する検出手段と、該検出したフォトンの数を計数して計数値を出力する計数手段と、前記計数値を保持する記憶手段とを有し、前記記憶手段に保持した計数値を前記第１の計数値として出力し、
加算手段が、予め決められた数の連続する前記露光期間について、前記露光期間ごとに出力され、前記補正工程で補正された前記第１の計数値を、前記複数の画素それぞれについて加算する加算工程を更に有し、
前記計数手段は、前記記憶手段に前記計数値が保持される度に、前記計数値を０にリセットすることを特徴とする請求項２１または２２に記載の画像処理方法。
【請求項２４】
算出手段が、各画素が、フォトンを検出する検出手段と、該検出したフォトンの数を計数して計数値を出力する計数手段と、前記計数値を保持する記憶手段とを有し、予め決められた露光期間ごとに、前記記憶手段に保持した計数値を出力する複数の画素を有する撮像素子から連続して得られた、第１の計数値の差分値と、前記露光期間とに基づいて、単位時間あたりの第２の計数値を求める算出工程と、
補正手段が、前記第２の計数値に基づいて補正係数を取得し、前記差分値に対して、前記検出の誤差を、前記補正係数により補正する補正工程と、を有し、
前記補正工程では、前記第２の計数値が第１の値である場合に、該第１の値より小さい第２の値である場合よりも、大きい補正係数を取得することを特徴とする画像処理方法。
【請求項２５】
前記複数の画素の一部は、遮光されたＯＢ画素であって、
黒レベル補正手段が、遮光されていない画素の前記第２の計数値に基づいて、黒レベルを補正するための第２の補正係数を求め、前記ＯＢ画素から出力され、前記補正工程で補正された前記第１の計数値の平均値を前記第２の補正係数により補正した値により、前記遮光されていない画素から出力され、前記補正工程で補正された前記第１の計数値を補正する黒レベル補正工程を更に有することを特徴とする請求項２１または２４に記載の画像処理方法。
【請求項２６】
コンピュータに、請求項２１乃至２５のいずれか１項に記載の画像処理方法の各工程を実行させるためのプログラム。
【請求項２７】
請求項２６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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０１】
時刻ｔ７０３で、１フレーム分の露光期間Ｔが終了すると、ＰＥＮ信号がＬとなる。これにより、各画素のカウンター回路３０６がディセーブル状態になり、カウンター回路３０６の計数値が増加しなくなる。また、受光部３０１へのバイアス電圧Ｖｂｉａｓの供給が停止し、受光部３０１はＰＬＳ信号を出力しなくなる。そして、時刻ｔ２２０６で、ＰＬＡＴ信号がＬ→Ｈ→Ｌと切り替わり、露光終了時にカウンター回路３０６で計数していた計数値が画素メモリ３０７に保持される。そして、ＰＲＥＳ信号がＨになり、カウンター回路３０６の計数値が０にリセットされる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１３】
時刻ｔ２４０１で、カウンター回路３０６の計数値を画素メモリ３０７に保持した後、カウンター回路３０６はリセットしていないため、入射したフォトンの数に応じて計数値は増加し続ける。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１６】
そして、時刻ｔ２４０６で、ＰＬＡＴ信号がＬ→Ｈ→Ｌと切り替わり、露光終了時にカウンター回路３０６で計数していた計数値が画素メモリ３０７に保持される。そして、ＰＲＥＳ信号がＨになり、カウンター回路３０６の計数値が０にリセットされる