(57)【要約】【課題】撮像素子の撮像面の温度が一様でない場合にも、撮像素子又はその近傍の温度に起因する入出力特性の変動を適正に補正することを可能とする撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置１に、複数種類の変換特性によって入射光を電気信号に変換する複数の画素を有する撮像素子２と、撮像素子２の撮像面における２以上の箇所又はその近傍の温度を検出する複数の温度検出器３ａ，３ｂ…，３ｎと、撮像素子２の出力信号に対して信号処理を行う信号処理部１３とを備え、信号処理部１３は、複数の温度検出器３ａ，３ｂ…，３ｎの各々で検出された温度に基づき任意の画素の温度を検出する画素温度検出部２０ａと、この任意の画素の温度に基づき撮像素子２の出力信号の変動補正を行う変動補正部２１と、撮像素子２の出力信号を１つの変換特性により統一的に変換された状態に変換する線形化部２２とを設ける。【選択図】図８
2007329655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類の変換特性によって入射光を電気信号に変換する複数の画素を有する撮像素子と、
前記撮像素子の撮像面における２以上の箇所又はその近傍の温度を検出する複数の温度検出器と、
前記撮像素子が出力する電気信号に対して信号処理を行う信号処理部とを備え、
前記信号処理部は、
前記複数の温度検出器の各々で検出された温度に基づき、前記撮像素子の撮像面における任意の画素の温度を検出する画素温度検出部と、
温度変化に起因して前記撮像素子の入出力特性が変動する場合に、前記画素温度検出部で検出された前記任意の画素の温度に基づき、前記撮像素子の出力信号の変動補正を行う変動補正部と、
前記撮像素子の出力信号を１つの変換特性により統一的に変換された状態に変換する特性変換部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記撮像面の対角近傍の各々に２つの前記温度検出器を備えることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記撮像面の対辺の各々における中点近傍に２つの前記温度検出器を備えることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像面の４隅近傍の各々に４つの前記温度検出器を備えることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項５】
前記撮像面の４辺の各々における中点近傍に４つの前記温度検出器を備えることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮像面の裏面に前記複数の温度検出器が備えられていることを特徴とする請求項１〜請求項５いずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記画素温度検出部は、前記複数の温度検出器の各々で検出された温度と、前記複数の温度検出器の各々と前記任意の画素との距離とに基づき、前記撮像素子の撮像面における温度分布を推定することにより前記任意の画素の温度を検出することを特徴とする請求項１〜請求項６いずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記画素温度検出部は、前記撮像素子の撮像面において前記複数の画素を少なくとも１つ以上の画素ごとにエリア分けし、前記エリアごとに温度を検出することを特徴とする請求項１〜請求項７いずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記画素温度検出部で検出された温度に基づき、前記変動補正を行うための補正係数を導出する補正係数算出部を備え、前記変動補正部は前記補正係数に基づく演算により前記撮像素子の出力信号の変動補正を行うことを特徴とする請求項１〜請求項８いずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記補正係数算出部は前記画素温度検出部で検出された温度に基づき前記補正係数を導出する演算を行う演算器を備えることを特徴とする請求項９記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記補正係数算出部は前記画素温度検出部で検出された温度の入力により前記補正係数を導出するルックアップテーブルを備えることを特徴とする請求項９記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記変動補正部は前記複数の画素ごとに設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項１１いずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記補正係数算出部は前記複数の画素ごとに設けられていることを特徴とする請求項９〜請求項１２いずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記複数の画素は入射光を電気信号に線形変換する線形変換特性と入射光を電気信号に対数変換する対数変換特性とを入射光量に応じて切り換え可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項１３いずれか一項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の光電変換特性により入射光を電気信号に変換する撮像素子を有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、デジタルカメラなどの撮像装置には、入射光を電気信号に変換する複数の画素を有する撮像素子が設けられている。また、近年では、複数種類の光電変換特性を有する撮像素子が提案されている。例えば、入射光量に基づいて入射光を電気信号に線形変換する線形変換動作と対数変換する対数変換動作とを切り換えるリニアログ変換型センサが提案されている。
【０００３】
このような複数種類の光電変換特性を有する撮像素子では、複数の特性により変化する出力信号が得られるため、信号処理の演算が複雑になるという問題がある。そこで、出力信号全体をいずれか１つの特性により統一的に変換された状態にする特性変換を行うことにより、信号処理を容易化する処理が行われている。
【０００４】
また、リニアログ変換型センサのように複数種類の光電変換特性を有する撮像素子は、撮像素子又はその近傍の温度変化に起因して入出力特性が変動するという特性を有する。このような撮影時の雰囲気温度による入出力特性の変動は、出力画像に悪影響を与えるため、撮像素子又はその近傍の温度を検出して撮像素子の入出力特性の変動補正を行う撮像装置が提案されている（特許文献１）。特許文献１記載の発明では、固体撮像素子１の近傍に設けられた温度検出器２により固体撮像素子１自体又は雰囲気温度を検出するようになっている。
【特許文献１】特開２００４−３５６８６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＣＭＯＳ型の光電変換素子で複数の画素を構成した撮像素子や、画素数の多い撮像素子では、撮像素子の撮像面の面積が大きいため、撮像素子周辺における電気機器の発熱などの影響に起因して撮像素子の温度が一様でなくなり、従来の温度検出機構では適正な温度補正を行うことができない場合があった。このため、出力画像の明るさが変動し、色合いが悪くなるなど、良好な出力画像が得られない場合があるという問題があった。
【０００６】
本発明の課題は、撮像素子の撮像面の温度が一様でない場合にも、撮像素子又はその近傍の温度に起因する入出力特性の変動を適正に補正することを可能とする撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、撮像装置であって、複数種類の変換特性によって入射光を電気信号に変換する複数の画素を有する撮像素子と、前記撮像素子の撮像面における２以上の箇所又はその近傍の温度を検出する複数の温度検出器と、前記撮像素子が出力する電気信号に対して信号処理を行う信号処理部とを備え、前記信号処理部は、前記複数の温度検出器の各々で検出された温度に基づき、前記撮像素子の撮像面における任意の画素の温度を検出する画素温度検出部と、温度変化に起因して前記撮像素子の入出力特性が変動する場合に、前記画素温度検出部で検出された前記任意の画素の温度に基づき、前記撮像素子の出力信号の変動補正を行う変動補正部と、前記撮像素子の出力信号を１つの変換特性により統一的に変換された状態に変換する特性変換部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、撮像素子の撮像面の面積が大きく、撮像素子周辺における電気機器の発熱などの影響に起因して撮像素子の温度が一様でない場合にも、複数の温度検出器の各々で検出された温度に基づき、撮像素子の撮像面における任意の画素の温度を検出することが可能となる。これにより、撮像素子又はその近傍の温度に起因する入出力特性の変動を適正に補正することが可能となり、良好な出力画像を得ることができる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の撮像装置であって、前記撮像面の対角近傍の各々に２つの前記温度検出器を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、撮像面の対角近傍の温度を検出することにより、２箇所の温度に基づいて、撮像面における位置関係から任意の画素の温度を検出することが可能となる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の撮像装置であって、前記撮像面の対辺の各々における中点近傍に２つの前記温度検出器を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、撮像面の対辺の各々における中点近傍の温度を検出することにより、２箇所の温度に基づいて、撮像面における位置関係から任意の画素の温度を検出することが可能となる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の撮像装置であって、前記撮像面の４隅近傍の各々に４つの前記温度検出器を備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明によれば、撮像面の４隅近傍の各々における温度を検出することにより、４箇所の温度に基づいて、撮像面における位置関係から任意の画素の温度を検出することが可能となる。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の撮像装置であって、前記撮像面の４辺の各々における中点近傍に４つの前記温度検出器を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の発明によれば、撮像面の４辺の各々における中点近傍の温度を検出することにより、４箇所の温度に基づいて、撮像面における位置関係から任意の画素の温度を検出することが可能となる。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項１〜請求項５いずれか一項に記載の撮像装置であって、前記撮像面の裏面に前記複数の温度検出器が備えられていることを特徴とする。
【００１８】
請求項６記載の発明によれば、複数の温度検出器を撮像素子の撮像面の裏面に設けた場合でも、撮像面近傍の温度を検出することが可能であり、これにより上記と同様の作用を得ることが可能となる。
【００１９】
請求項７記載の発明は、請求項１〜請求項６いずれか一項に記載の撮像装置であって、前記画素温度検出部は、前記複数の温度検出器の各々で検出された温度と、前記複数の温度検出器の各々と前記任意の画素との距離とに基づき、前記撮像素子の撮像面における温度分布を推定することにより前記任意の画素の温度を検出することを特徴とする。
【００２０】
請求項７記載の発明によれば、複数の温度検出器の各々で検出された撮像面における２以上の箇所の温度と、各温度検出器及び任意の画素の距離に基づき、撮像素子の撮像面における温度分布を推定することが可能となる。これにより、撮像面における位置関係から任意の画素の温度を検出することが可能となる。
【００２１】
請求項８記載の発明は、請求項１〜請求項７いずれか一項に記載の撮像装置であって、前記画素温度検出部は、前記撮像素子の撮像面において前記複数の画素を少なくとも１つ以上の画素ごとにエリア分けし、前記エリアごとに温度を検出することを特徴とする。
【００２２】
請求項８記載の発明によれば、複数の画素を撮像面における位置に応じてエリア分けすることにより、エリアごとに温度を検出して、温度検出及び変動補正の処理を効率化することが可能となる。なお、１つのエリアに１つの画素のみが含まれる構成とすることも可能である。
【００２３】
請求項９記載の発明は、請求項１〜請求項８いずれか一項に記載の撮像装置であって、前記画素温度検出部で検出された温度に基づき、前記変動補正を行うための補正係数を導出する補正係数算出部を備え、前記変動補正部は前記補正係数に基づく演算により前記撮像素子の出力信号の変動補正を行うことを特徴とする。
【００２４】
請求項９記載の発明によれば、補正係数算出部が算出した補正係数に基づいて変動補正を行い、上記と同様の作用を得ることが可能となる。
【００２５】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の撮像装置であって、前記補正係数算出部は前記画素温度検出部で検出された温度に基づき前記補正係数を導出する演算を行う演算器を備えることを特徴とする。
【００２６】
請求項１０記載の発明によれば、演算器により画素温度検出部で検出された温度に基づく演算を行うため、ルックアップテーブルを用いる場合と比較して回路規模を縮小化することが可能となる。
【００２７】
請求項１１記載の発明は、請求項９記載の撮像装置であって、前記補正係数算出部は前記画素温度検出部で検出された温度の入力により前記補正係数を導出するルックアップテーブルを備えることを特徴とする。
【００２８】
請求項１１記載の発明によれば、ルックアップテーブルで補正係数を導出するので、演算により補正係数を導出する場合と比較して、補正係数算出部の構成を簡素化するとともに、補正係数の導出を高速化することができる。
【００２９】
請求項１２記載の発明は、請求項１〜請求項１１いずれか一項に記載の撮像装置であって、前記変動補正部は前記複数の画素ごとに設けられていることを特徴とする。
【００３０】
請求項１２記載の発明によれば、変動補正部を画素ごとに設けることから、画素ごとに変動量のばらつきがある場合でも、電気信号全体を正確に線形変換された状態の電気信号に統一することが可能となる。
【００３１】
請求項１３記載の発明は、請求項９〜請求項１２いずれか一項に記載の撮像装置であって、前記補正係数算出部は前記複数の画素ごとに設けられていることを特徴とする。
【００３２】
請求項１３記載の発明によれば、補正係数算出部を画素ごとに設けることから、画素ごとに変動量のばらつきがある場合でも、画素ごとに補正係数を算出して変動補正を行うことが可能となる。
【００３３】
請求項１４記載の発明は、請求項１〜請求項１３いずれか一項に記載の撮像装置であって、前記複数の画素は入射光を電気信号に線形変換する線形変換特性と入射光を電気信号に対数変換する対数変換特性とを入射光量に応じて切り換え可能に構成されていることを特徴とする。
【００３４】
請求項１４記載の発明によれば、複数種類の変換特性を有する撮像素子としてリニアログ変換型センサを使用する場合にも、上記と同様の作用を得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００３５】
請求項１記載の発明によれば、撮像素子の温度が一様でない場合にも、撮像素子又はその近傍の温度に起因する入出力特性の変動を適正に補正して、良好な出力画像を得ることが可能となる。
【００３６】
請求項２記載の発明によれば、２箇所の温度に基づいて、撮像面における位置関係から任意の画素の温度を検出することが可能となる。
【００３７】
請求項３記載の発明によれば、２箇所の温度に基づいて、撮像面における位置関係から任意の画素の温度を検出することが可能となる。
【００３８】
請求項４記載の発明によれば、４箇所の温度に基づいて、撮像面における位置関係から任意の画素の温度を検出することが可能となる。
【００３９】
請求項５記載の発明によれば、４箇所の温度に基づいて、撮像面における位置関係から任意の画素の温度を検出することが可能となる。
【００４０】
請求項６記載の発明によれば、撮像面近傍の温度を検出して、上記と同様の効果を得ることが可能となる。
【００４１】
請求項７記載の発明によれば、撮像素子の撮像面における温度分布を推定して、撮像面における位置関係から任意の画素の温度を検出することが可能となる。
【００４２】
請求項８記載の発明によれば、温度検出及び変動補正の処理を効率化することが可能となる。
【００４３】
請求項９記載の発明によれば、上記と同様の効果を得ることが可能となる。
【００４４】
請求項１０記載の発明によれば、ルックアップテーブルを用いる場合と比較して回路規模を縮小化することが可能となる。
【００４５】
請求項１１記載の発明によれば、演算により補正係数を導出する場合と比較して、補正係数算出部の構成を簡素化するとともに、補正係数の導出を高速化することができる。
【００４６】
請求項１２記載の発明によれば、画素ごとに変動量のばらつきがある場合でも、電気信号全体を正確に線形変換された状態の電気信号に統一することが可能となる。
【００４７】
請求項１３記載の発明によれば、画素ごとに変動量のばらつきがある場合でも、画素ごとに補正係数を算出して変動補正を行うことが可能となる。
【００４８】
請求項１４記載の発明によれば、複数種類の変換特性を有する撮像素子としてリニアログ変換型センサを使用する場合にも、上記と同様の効果を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
［実施の形態］
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
【００５０】
本実施形態の撮像装置１は、複数種類の変換特性によって入射光を電気信号に変換する複数の画素を有する撮像素子２を備えている。
【００５１】
また、図１に示すように、撮像素子２には、撮像面の対角近傍の各々に２つの温度検出器３ａ及び温度検出器３ｂが設けられている。温度検出器３ａ及び温度検出器３ｂは、温度の変化に応じて抵抗値が変化する特性を有するサーミスタなどの温度センサを備えており、撮像素子２又はその近傍の温度を検出するようになっている。
【００５２】
なお、本発明では撮像素子２の近傍に複数の温度検出器３ａ，３ｂ…３ｎが設けられていればよく、例えば、図２に示すように、撮像面の４隅近傍の各々に４つの温度検出器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを設ける構成としてもよい。また、複数の温度検出器３ａ，３ｂ…３ｎの設置位置は撮像面の４隅近傍に限られず、撮像面の対辺の各々における中点近傍に２つの温度検出器３ａ及び温度検出器３ｂを設けることや、２組の対辺の各々における中点近傍に４つの温度検出器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを設けることも可能である。また、撮像面の裏面に複数の温度検出器３ａ，３ｂ…３ｎを設けることも可能である。
【００５３】
次に、図３に本実施形態に係る撮像装置１の機能的構成を示す。
【００５４】
図３に示すように、撮像装置１は、レンズ系４及び絞り５を介して、撮像素子２の撮像面で入射光を受光するようになっている。これらレンズ系４及び絞り５としては、従来より公知のものが用いられている。
【００５５】
ここで、本発明の撮像素子は複数種類の変換特性によって入射光を電気信号に変換する複数の画素を有する撮像素子であり、複数の変換特性の出力信号が切換点を介して連続的に変化するようになっている。
【００５６】
本実施形態の撮像素子２は、入射光量に基づいて入射光を電気信号に線形変換する線形変換動作と対数変換する対数変換動作とを切り換えるリニアログ変換型センサとして構成されており、撮像素子２の出力信号は変曲点を介してリニア領域からログ領域に連続的に変化するようになっている。ここで、「変曲点」とは線形変換動作と対数変換動作との境界を意味し、複数種類の変換特性を有する撮像素子の出力信号の「切換点」の下位概念となる語である。
【００５７】
撮像素子２は、図４に示すように、行列配置（マトリクス配置）された複数の画素Ｇ11〜Ｇmn（但し、ｎ，ｍは１以上の整数）を有している。
【００５８】
各画素Ｇ11〜Ｇmnは、入射光を光電変換して電気信号を出力するものである。これら画素Ｇ11〜Ｇmnは、入射光量に基づいて電気信号への変換動作を切り換えるようになっており、後述のように、所定入射光量未満の入射光量に対しては入射光を線形変換する線形変換動作を、所定入射光量以上の入射光量に対しては入射光を対数変換する対数変換動作を行うようになっている。
【００５９】
これら画素Ｇ11〜Ｇmnのレンズ系４側には、各々レッド（Red）、グリーン（Green）及びブルー（Blue）のうち何れか１色のフィルタ（図示せず）が配設されている。なお、各画素Ｇ11〜Ｇmnにシアン（Cyan）、マゼンタ（Magenta）及びイエロー（Yellow）などの他の色フィルタを設けることとしてもよい。
【００６０】
また、画素Ｇ11〜Ｇmnには、図４に示すように、電源ライン６や信号印加ラインＬA1〜ＬAn，ＬB1〜ＬBn，ＬC1〜ＬCn、信号読出ラインＬD1〜ＬDmが接続されている。なお、画素Ｇ11〜Ｇmnにはクロックラインやバイアス供給ラインなどのラインも接続されているが、図４ではこれらの図示を省略している。
【００６１】
信号印加ラインＬA1〜ＬAn，ＬB1〜ＬBn，ＬC1〜ＬCnは、画素Ｇ11〜Ｇmnに信号φv，φVPS（図５参照）を与えるようになっている。これら信号印加ラインＬA1〜ＬAn，ＬB1〜ＬBn，ＬC1〜ＬCnには、垂直走査回路７が接続されている。この垂直走査回路７は、後述のタイミング生成部１８（図３参照）からの信号に基づいて信号印加ラインＬA1〜ＬAn，ＬB1〜ＬBn，ＬC1〜ＬCnに信号を印加するものであり、信号を印加する対象の信号印加ラインＬA1〜ＬAn，ＬB1〜ＬBn，ＬC1〜ＬCnをＸ方向に順次切り換えるようになっている。
【００６２】
信号読出ラインＬD1〜ＬDmには、各画素Ｇ11〜Ｇmnで生成された電気信号が導出されるようになっている。これら信号読出ラインＬD1〜ＬDmには定電流源Ｄ1〜Ｄm及び選択回路Ｓ1〜Ｓmが接続されている。
【００６３】
定電流源Ｄ1〜Ｄmの一端（図中下側の端部）には、直流電圧ＶPSが印加されるようになっている。
【００６４】
選択回路Ｓ1〜Ｓmは、各信号読出ラインＬD1〜ＬDmを介して画素Ｇ11〜Ｇmnから与えられるノイズ信号と撮像時の電気信号とをサンプルホールドするものである。これら選択回路Ｓ1〜Ｓmには水平走査回路８及び補正回路９が接続されている。水平走査回路８は、電気信号をサンプルホールドして補正回路９に送信する選択回路Ｓ1〜Ｓmを、Ｙ方向に順次切り換えるものである。また、補正回路９は、選択回路Ｓ1〜Ｓmから送信されるノイズ信号及び撮像時の電気信号に基づき、当該電気信号からノイズ信号を除去するものである。
【００６５】
なお、選択回路Ｓ1〜Ｓm及び補正回路９としては、特開平２００１−２２３９４８号公報に開示のものを用いることができる。また、本実施形態においては、選択回路Ｓ1〜Ｓmの全体に対して補正回路９を１つのみ設けることとして説明するが、選択回路Ｓ1〜Ｓmの各々に対して補正回路９を１つずつ設けることとしてもよい。
【００６６】
続いて、本実施形態における画素Ｇ11〜Ｇmnについて説明する。
【００６７】
各画素Ｇ11〜Ｇmnは、図５に示すように、フォトダイオードＰ及びトランジスタＴ1〜Ｔ3を備えている。なお、トランジスタＴ1〜Ｔ3は、バックゲートの接地されたＮチャネルのＭＯＳトランジスタである。
【００６８】
フォトダイオードＰには、レンズ系４及び絞り５を通過した光が当たるようになっている。このフォトダイオードＰのカソードＰkには直流電圧ＶPDが印加されており、アノードＰAにはトランジスタＴ1のドレインＴ1D及びゲートＴ1Gと、トランジスタＴ2のゲートＴ2Gとが接続されている。
【００６９】
トランジスタＴ1のソースＴ1Sには信号印加ラインＬC（図４のＬC1〜ＬCnに相当）が接続されており、この信号印加ラインＬCから信号φVPSが入力されるようになっている。ここで、信号φVPSは２値の電圧信号であり、より詳細には、入射光量が所定値を超えたときにトランジスタＴ1をサブスレッショルド領域で動作させるための電圧値ＶＨと、トランジスタＴ1を導通状態にする電圧値ＶＬとの２つの値をとるようになっている。
【００７０】
本実施形態の撮像素子２は、入射光量が所定の閾値を超えたときは各画素Ｇｍ１〜ＧmnのトランジスタＴ1をサブスレッショルド領域で動作させることによって、入射光を自然対数で対数変換した電圧として読み出すことができるようになっている。これにより、撮像素子２の出力信号は、図６に示すように、入射光量に応じて線形領域及び対数領域が連続的に変化するようになっている。
【００７１】
また、図５に示すように、トランジスタＴ2のドレインＴ2Dには直流電圧ＶPDが印加されており、トランジスタＴ2のソースＴ2Sは行選択用のトランジスタＴ3のドレインＴ3Dに接続されている。
【００７２】
更に、トランジスタＴ3のゲートＴ3Gには信号印加ラインＬA（図４のＬA1〜ＬAnに相当）が接続されており、信号印加ラインＬAから信号φVが入力されるようになっている。また、トランジスタＴ3のソースＴ3Sは信号読出ラインＬD（図４のＬD1〜ＬDmに相当）に接続されている。
【００７３】
なお、以上のような画素Ｇ11〜Ｇmnとしては、特開２００２−７７７３３号公報に開示のものを用いることができる。
【００７４】
ここで、本実施形態の撮像素子２の電気信号の入出力特性は、撮像素子２又はその近傍の温度変化に起因して変化する。具体的には、図７に示すように、撮像素子２又はその近傍の温度がｔ１〜ｔ３の順で小さくなるほど、曲線（１）〜（３）の順で線形変換動作と対数変換動作とが切り換えられる境界、いわゆる変曲点における出力信号値（変曲出力信号値Ｈ）は大きくなり、対数領域の傾きは小さくなる。
【００７５】
これは、撮像素子２又はその近傍の温度が低くなるほどトランジスタＴ１のゲートＴ1GとソースＴ1Sとのポテンシャルの差が大きくなり、トランジスタＴ１がカットオフ状態で動作する被写体輝度の割合、すなわち線形変換する被写体輝度の割合が大きくなるためである。
【００７６】
したがって、撮像素子２又はその近傍の温度を変化させることにより、画像信号のダイナミックレンジや変曲点での所定入射光量、変曲出力信号値Ｈ（図６参照）を制御することができる。具体的には、例えば、被写体の輝度範囲が狭い場合は前記温度を低くして線形変換する輝度範囲を広くし、被写体の輝度範囲が広い場合には前記温度を高くして対数変換する輝度範囲を広くして、画素Ｇ11〜Ｇmnの光電変換特性を被写体の特性に合わせることができる。また、常に画素Ｇ11〜Ｇmnが線形変換動作を行う状態又は常に画素Ｇ11〜Ｇmnが対数変換動作を行う状態とすることも可能である。
【００７７】
なお、露光時間が短くなる場合や、信号φVPSの電圧値ＶＬ，ＶＨの差が大きくなる場合にも、線形変換する被写体輝度の割合は大きくなるため、制御電圧や露光時間を変化させることによって画素Ｇ11〜Ｇmnの光電変換特性を変更することも可能である。
【００７８】
図７において、撮像素子２又はその近傍の温度ｔ１〜ｔ３における撮像素子２の対数出力信号ｙ１〜ｙ３は、各々下記式（１）〜（３）によって表される。
【００７９】
【数１】
2007329655.tif 000003
【数２】
2007329655.tif 000004
【数３】
2007329655.tif 000005
【００８０】
上記式（１）〜（３）において、ｃ１〜ｃ３は対数出力信号の傾き、ｄ１〜ｄ３は対数出力信号の切片であり、各々温度ｔ１〜ｔ３に対応する定数である。なお、上記式（１）〜（３）の傾きｃ１〜ｃ３又は切片ｄ１〜ｄ３の値は、画素Ｇ11〜Ｇmnの特性により、画素Ｇ11〜Ｇmnごとに異なる場合がある。
【００８１】
以下、線形変換動作の行われる割合が最も小さく、対数変換動作の行われる割合が最も大きいときの温度ｔ１を基準温度とする。
【００８２】
図３に戻り、撮像素子２には、アンプ１０及びＡＤコンバータ（ＡＤＣ）１１を介して黒基準設定部１２及び信号処理部１３がこの順に電気的に接続されており、信号処理部１３には、温度検出器３ａ及び温度検出器３ｂが電気的に接続されている。また、信号処理部１３には画像処理部１４が電気的に接続されていると共に、ＡＥ・ＡＷＢ評価値検出部１５を介して制御装置１６が電気的に接続されている。また、制御装置１６には露光制御処理部１７を介して絞り５が電気的に接続されていると共に、タイミング生成部１８を介してＡＤコンバータ１１が電気的に接続されている。更に、制御装置１６には変曲信号導出部１９が電気的に接続されており、変曲信号導出部１９には温度検出器３ａ及び温度検出器３ｂの検出結果が出力されるようになっている。
【００８３】
アンプ１０は、従来から公知のものが用いられるようになっており、撮像素子２により光電変換された信号を増幅するようになっている。
【００８４】
ＡＤコンバータ１１は、アンプ１０において増幅された電気信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するようになっている。
【００８５】
黒基準設定部１２は、デジタル信号の最低レベルを設定するものである。
【００８６】
温度検出器３ａ及び温度検出器３ｂは、図１に示す各々の設置位置において撮像素子２又はその近傍の温度を検出し、検出結果を変曲信号導出部１９に送信すると共に信号処理部１３に送信するようになっている。なお、本発明では複数の温度検出器による検出結果が得られればよく、図２に示すように、４つの温度検出器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを設置して、各々の検出結果を出力する構成としてもよい。
【００８７】
信号処理部１３は、対数変換動作によって撮像素子２から出力される電気信号に対して信号処理を行うものであり、図８に示すように、変動補正係数導出部２０、変動補正部２１及び線形化部２２を備えている。なお、図８では、ＡＤコンバータ１１や制御装置１６（図３参照）などの図示を省略している。
【００８８】
これらの変動補正係数導出部２０、変動補正部２１及び線形化部２２は、撮像素子２が備える複数の画素に対応づけて各々設けられており、複数の画素ごとに異なる信号処理を行うことが可能となっている。
【００８９】
このうち変動補正係数導出部２０は、撮像素子２の駆動条件（本実施形態では撮像素子２又はその近傍の温度）により撮像素子２の入出力特性が変動する場合に、撮像素子２の出力信号２ついて変動補正を行うための補正係数を導出するものであり、画素温度検出部２０ａ及び補正係数算出部２０ｂを備えて構成されている。
【００９０】
画素温度検出部２０ａは、複数の温度検出器の各々で検出された温度に基づき、撮像素子２の撮像面における任意の画素の温度を検出するようになっている。本実施形態の画素温度検出部２０ａは、温度検出器３ａ及び温度検出器３ｂの各々で検出された温度と、温度検出器３ａ及び温度検出器３ｂの各々から各画素Ｇ11〜Ｇmnまでの距離とに基づき、撮像面の温度分布を推定することにより、任意の画素の温度を検出するようになっている。
【００９１】
例えば、画素温度検出部２０ａは、図９に示すように、温度検出器３ａ及び温度検出器３ｂの各々で検出された温度ｔａ及び温度ｔｂと、温度検出器３ａ及び温度検出器３ｂの各々から任意の画素Ｇmnまでの距離ｌａ及び距離ｌｂとに基づき、下記式（４）により、任意の画素Ｇmnの温度を推定する。
【００９２】
【数４】
2007329655.tif 000006
【００９３】
また、画素温度検出部２０ａは、図１０に示すように、温度検出器３ａ〜温度検出器３ｄの各々で検出された温度ｔａ〜温度ｔｄと、温度検出器３ａ〜温度検出器３ｄの各々から任意の画素Ｇmnまでの距離ｌａ〜距離ｌｄとに基づき、下記式（５）により、任意の画素Ｇmnの温度を推定することもできる。
【００９４】
【数５】
2007329655.tif 000007
【００９５】
また、本実施形態の画素温度検出部２０ａは、撮像素子２の撮像面における各画素Ｇ11〜Ｇmnを１つ以上の画素のグループにエリア分けして、エリアごとに温度を推定するようになっている。本実施形態では、図１１に示すように、撮像素子２の撮像面における各画素Ｇ11〜Ｇmnを複数の画素ごとにエリアＡ〜エリアＬに分け、このエリアごとに温度を推定するようになっている。
【００９６】
具体的には、図１２に示すように、温度検出器３ａで検出された温度ｔａ＝１０℃、温度検出器３ｂで検出された温度ｔｂ＝４０℃である場合は、温度検出器３ａ及び温度検出器３ｂの各々から各画素Ｇ11〜Ｇmnまでの距離に応じ、エリアＡ、エリアＢ及びエリアＥに位置する画素の温度は１０℃と推定され、エリアＣ、エリアＦ及びエリアＩに位置する画素の温度は２０℃と推定され、エリアＤ、エリアＧ及びエリアＪに位置する画素の温度は３０℃と推定され、エリアＨ、エリアＫ及びエリアＬに位置する画素の温度は４０℃と推定される。
【００９７】
なお、画素温度検出部２０ａは、複数の温度検出器３ａ，３ｂ…３ｎの各々で検出された温度ｔａ〜温度ｔｎの入力により各エリアの温度を導出するルックアップテーブルを備える構成としてもよい。
【００９８】
図８に戻り、補正係数算出部２０ｂは、画素温度検出部２０ａで検出された各画素Ｇ11〜Ｇmnの温度に基づき、変動補正を行うための補正係数を導出する演算を行う演算器を備えている。この補正係数としては、基準温度及び検出された温度における、上記式（１）〜（３）の対数出力信号の傾きｃ１〜ｃ３及び対数出力信号の切片ｄ１〜ｄ３が算出されるようになっている。なお、補正係数としては、変曲出力信号値Ｈを用いることなども可能である。
【００９９】
これらの補正係数は前記温度に応じて変化するものであり、例えば、撮像時における撮像素子２又はその近傍の温度が温度ｔ２（図７参照）であった場合は、基準温度ｔ１における対数出力信号の係数ｃ１及びｄ１のほか、温度ｔ２における対数出力信号の係数ｃ２及びｄ２が算出されるようになっている。
【０１００】
ここで、補正係数としての対数出力信号の傾きｃ１〜ｃ３及び対数出力信号の切片ｄ１〜ｄ３は、温度ｔ１〜ｔ３との関係式で表すことができる。したがって、この関係式により温度ｔ１〜ｔ３に対応する対数出力信号の傾きｃ１〜ｃ３及び対数出力信号の切片ｄ１〜ｄ３を算出することが可能である。
【０１０１】
例えば、下記式（６）は、撮像時の温度ｔと対数出力信号の傾きｃとが、図１３に示す関係にある場合の関係式である。図１３に示されるように、対数出力信号の傾きｃは、温度ｔが小さくなるほど小さくなっている。
【０１０２】
【数６】
2007329655.tif 000008
【０１０３】
また、下記式（７）は、撮像時の温度ｔと対数出力信号の切片ｄとが、図１４に示す関係にある場合の関係式である。図１４に示されるように、対数出力信号の切片ｄは、温度ｔが小さくなるほど大きくなっている。
【０１０４】
【数７】
2007329655.tif 000009
【０１０５】
次に、変動補正部２１は、撮像素子２の駆動条件（本実施形態では撮像素子２又はその近傍の温度）により撮像素子２の入出力特性が変動する場合に、撮像素子２の出力信号２ついて変動補正を行うものであり、変動補正係数導出部２０で算出された補正係数に基づいた演算を行う演算処理部２１ａを備えて構成されている。
【０１０６】
演算処理部２１ａは、変曲出力信号値Ｈより大きい電気信号、すなわち対数変換動作によって各画素Ｇ11〜Ｇmnから出力される電気信号に、変動補正係数導出部２０で算出された補正係数を用いた所定の変動方程式による演算を行うようになっている。これにより、変動補正後の対数変換された電気信号は、正確に線形変換された状態の電気信号に特性変換することが可能な状態となる。
【０１０７】
例えば、撮像時の温度が温度ｔ２（図７参照）であった場合は、補正係数算出部２０ｂで導出された対数出力信号の傾きｃ１，ｃ２及び対数出力信号の係数ｄ１，ｄ２を用いて、対数出力信号ｙ２に下記の変動方程式（８）を用いた演算を行うことにより、変動補正後の対数出力信号ｙ２´を求めるようになっている。
【０１０８】
【数８】
2007329655.tif 000010
【０１０９】
なお、上述のように上記式（１）〜（３）の傾きｃ１〜ｃ３又は切片ｄ１〜ｄ３の値は、画素Ｇ11〜Ｇmnの特性により画素Ｇ11〜Ｇmnごとに異なる場合があることから、その場合は、画素Ｇ11〜Ｇmnごとに異なる係数によって変動補正を行うことが可能である。
【０１１０】
また、線形化部２２は、本発明における特性変換部であり、複数種類の変換特性を有する撮像装置２の出力信号を１つの変換特性により統一的に変換された状態に変換するようになっている。本実施形態の線形化部２２は、撮像素子２の出力信号を線形変換された状態の電気信号に統一するようになっている。
【０１１１】
図８に示すように、線形化部２２は、セレクタ２２ａ、基準変換テーブル２２ｂ及び出力部２２ｃを備えて構成されている。
【０１１２】
セレクタ２２ａは、撮像素子２が出力した電気信号と変曲出力信号値Ｈとの大小を判別して、撮像素子２が出力した電気信号が変曲出力信号値Ｈより大きい場合、つまり対数変換された電気信号が撮像素子２から出力される場合には、撮像素子２からの出力信号を基準変換テーブル２２ｂに出力し、変曲出力信号値Ｈ以下の場合には出力部２２ｃに出力するようになっている。
【０１１３】
基準変換テーブル２２ｂは、図６に矢印Ｚで示すように、撮像素子２から出力される電気信号のうち、対数変換された電気信号を、入射光から線形変換された状態、つまり線形変換された状態に特性変換するものである。図６では、１２ビットの電気信号の対数出力信号を線形変換して、全体として２４ビットの電気信号を得る例を示している。
【０１１４】
この基準変換テーブル２２ｂの変換特性は、撮像素子２の駆動条件が所定の基準条件である場合、本実施形態においては撮像素子２の温度が基準温度ｔ1である場合に、撮像素子２から対数変換動作で出力される電気信号が正確に線形変換された状態となるように設定されている。
【０１１５】
出力部２２ｃは、セレクタ２２ａ又は基準変換テーブル２２ｂから入力される電気信号を出力するものである。
【０１１６】
このように信号処理部１３では、変動補正部２１で撮像素子２の出力信号の変動補正を行った上で、線形化部２２で対数変換された電気信号を線形変換された状態に特性変換することにより、撮像素子２の入出力特性に対する温度変化の影響を低減し、電気信号を正確に線形変換された状態又は対数変換された状態に統一することが可能となっている。
【０１１７】
また、画素Ｇ11〜Ｇmnからの出力信号が対数変換された電気信号である場合にのみ変動補正を行うので、出力信号が線形変換された電気信号である場合、つまり、対数変換された電気信号を他方の変換動作により変換された状態に変換する必要のない場合には無駄に変動補正が行われないこととなり、その結果、信号処理が高速化される。
【０１１８】
図３に戻り、画像処理部１４は、画素Ｇ11〜Ｇmnからの電気信号全体によって構成される画像データに対して画像処理を行うものであり、ＡＷＢ制御部２３、色補間部２４、色補正部２５、階調変換部２６及び色空間変換部２７を備えている。これらＡＷＢ制御部２３、色補間部２４、色補正部２５、階調変換部２６及び色空間変換部２７は、信号処理部１３に対してこの順に接続されている。
【０１１９】
ＡＷＢ制御部２３は画像データに対してホワイトバランス処理を行うものであり、色補間部２４は同色の前記フィルタが設けられた複数の近接画素からの電気信号に基づいて、これら近接画素間に位置する画素２ついてこの色の電気信号を補間演算するものである。また、色補正部２５は画像データの色合いを補正するものであり、より詳細には、各色の電気信号を他の色の電気信号に基づき画素Ｇ11〜Ｇmnごとに補正するものである。また、階調変換部２６は画像データの階調変換を行うものであり、色空間変換部２７はＲＧＢ信号をＹＣｂＣｒ信号に変換するものである。
【０１２０】
ＡＥ・ＡＷＢ評価値検出部１５は、ＡＷＢ制御部２３でのホワイトバランス処理（ＡＷＢ処理）に用いられるＡＷＢ評価値や、露光制御処理部１７での露出制御処理（ＡＥ処理）に用いられるＡＥ評価値を算出して制御装置１６に出力するものである。
【０１２１】
制御装置１６は、撮像装置１の各部を制御するものであって、図３に示すように、上述のアンプ１０、黒基準設定部１２、信号処理部１３、変曲信号導出部１９、ＡＷＢ制御部２３、色補間部２４、色補正部２５、階調変換部２６及び色空間変換部２７と接続されている。
【０１２２】
露光制御処理部１７は、レンズ系４より集光される光の量を調整する絞り５を駆動制御するようになっている。
【０１２３】
タイミング生成部１８は、撮像素子２の撮影動作を制御するようになっている。すなわち、制御装置１６からの撮影制御信号に基づき所定のタイミングパルス（画素駆動信号、水平同期信号、垂直同期信号、水平走査回路駆動信号、垂直走査回路駆動信号など）を生成して、撮像素子２に出力するようになっている。また、タイミング生成部１８はＡＤ変換用のタイミング信号も生成するようになっている。
【０１２４】
変曲信号導出部１９は、温度に応じた変曲出力信号値Ｈを導出して、変動補正部２１の演算処理部２１ａ及び線形化部２２のセレクタ２２ａに送信するようになっている。本実施形態では、図８に示すように、画素温度検出部２０ａの検出結果に基づいて変曲出力信号値Ｈを演算する演算器１９ａが備えられている。なお、画素温度検出部２０ａの検出結果の入力により変曲出力信号値Ｈを導出するルックアップテーブルを備える構成としてもよい。
【０１２５】
続いて、撮像装置１の撮像動作２ついて説明する。
【０１２６】
まず、撮像素子２が各画素Ｇ11〜Ｇmnへの入射光を光電変換し、線形変換動作又は対数変換された電気信号をアナログ信号として出力する。具体的には、上述のように各画素Ｇ11〜Ｇmnが信号読出ラインＬDに電気信号を出力すると、この電気信号を定電流源Ｄが増幅し、選択回路Ｓが順にサンプルホールドする。そして、サンプルホールドされた電気信号が選択回路Ｓから補正回路９に送出されると、補正回路９がノイズを除去して電気信号を出力する。
【０１２７】
次に、撮像素子２から出力されたアナログ信号をアンプ１０が増幅し、ＡＤコンバータ１１がデジタル信号に変換する。次に、黒基準設定部１２がデジタル信号の最低レベルを設定した後、そのデジタル信号を信号処理部１３の変動補正部２１及び線形化部２２に送信する。
【０１２８】
一方、温度検出器３ａ及び温度検出器３ｂは、図１に示すように、各々の設置位置において撮像素子２又はその近傍の温度を検出し、検出結果を変曲信号導出部１９に送信すると共に、信号処理部の変動補正部２１及び線形化部２２に送信する。
【０１２９】
続いて、変曲信号導出部１９が前記温度を受信すると、その温度に基づく演算により変曲出力信号値Ｈを導出して変動補正部２１の演算処理部２１ａ及び線形化部２２のセレクタ２２ａに送信する。なお、変曲出力信号値Ｈはルックアップテーブルにより導出してもよい。
【０１３０】
次に、信号処理部１３の変動補正係数導出部２０は、撮像素子２の出力信号２ついて変動補正を行うための補正係数を導出する。すなわち、まず変動補正係数導出部２０の画素温度検出部２０ａは、温度検出器３ａ及び温度検出器３ｂの各々で検出された温度と、温度検出器３ａ及び温度検出器３ｂの各々から各画素Ｇ11〜Ｇmnまでの距離とに基づき、撮像素子２の各画素Ｇ11〜Ｇmnの温度を検出する。本実施形態では、上記式（４）により、図１２に示すように、エリアＡ〜エリアＬごとに温度を推定する。なお、画素温度検出部２０ａは、ルックアップテーブルにより各エリアの温度を推定してもよい。
【０１３１】
次に、変動補正係数導出部２０の補正係数算出部２０ｂは、画素温度検出部２０ａで検出された各画素Ｇ11〜Ｇmnの温度に基づき、変動補正を行うための補正係数として、基準温度及び検出された温度における、上記式（１）〜（３）の対数出力信号の傾きｃ１〜ｃ３及び対数出力信号の切片ｄ１〜ｄ３を演算により導出する。
【０１３２】
例えば、撮像時の温度ｔと対数出力信号の傾きｃとが図１３に示す関係にある場合は、上記式（６）により傾きｃを導出することができる。
【０１３３】
また、撮像時の温度ｔと対数出力信号の切片ｄとが図１４に示す関係にある場合は、上記式（７）により対数出力信号の切片ｄを導出することができる。
【０１３４】
次に、変動補正部２１の演算処理部２１ａは、変曲出力信号値Ｈより大きい電気信号、すなわち対数変換動作によって各画素Ｇ11〜Ｇmnから出力される電気信号に、上記補正係数を用いた所定の変動方程式による演算を行う。例えば、撮像時の温度が温度ｔ２（図７参照）であった場合は、上記式（８）を用いた演算により、変動補正後の対数出力信号ｙ２´を求める。
【０１３５】
次に、線形化部２２は、撮像素子２の出力信号を線形変換された状態の電気信号に統一する。すなわち、まずセレクタ２２ａが撮像素子２が出力した電気信号と変曲出力信号値Ｈとの大小を判別して、撮像素子２が出力した電気信号が変曲出力信号値Ｈより大きい場合、つまり対数変換された電気信号が撮像素子２から出力される場合は、撮像素子２からの出力信号を基準変換テーブル２２ｂに出力し、変曲出力信号値Ｈ以下の場合には出力部２２ｃに出力する。
【０１３６】
続いて、基準変換テーブル２２ｂは、図６に矢印Ｚで示すように、撮像素子２から出力される電気信号のうち、対数変換された電気信号を、入射光から線形変換された状態、つまり線形変換された状態に特性変換する。
【０１３７】
そして、出力部２２ｃは、セレクタ２２ａ又は基準変換テーブル２２ｂから入力される電気信号を出力する。
【０１３８】
次に、信号処理部１３の線形化部２２から出力される電気信号に基づいてＡＥ・ＡＷＢ評価値検出部１５が前記ＡＷＢ評価値及びＡＥ評価値を算出する。
【０１３９】
次に、算出されたＡＥ評価値に基づいて制御装置１６が露光制御処理部１７を制御し、撮像素子２に対する露光量を調節させる。
【０１４０】
また、ＡＷＢ評価値や、黒基準設定部１２で設定された最低レベルなどに基づいて制御装置１６がＡＷＢ制御部２３を制御し、信号処理部１３から出力される画像データに対してホワイトバランス処理を行わせる。
【０１４１】
そして、ＡＷＢ制御部２３から出力される画像データに基づいて色補間部２４、色補正部２５、階調変換部２６及び色空間変換部２７が各々画像処理を行った後、画像データを出力する。
【０１４２】
以上のように本実施形態の撮像装置１によれば、撮像素子２の撮像面の面積が大きく、撮像素子２の周辺における電気機器の発熱などの影響に起因して、撮像素子２の温度が一様でない場合にも、複数の温度検出器３ａ，３ｂ…，３ｎの各々で検出された温度に基づき、撮像素子２の撮像面における任意の画素の温度を検出することが可能となる。これにより、撮像素子２又はその近傍の温度に起因する入出力特性の変動を適正に補正することが可能となり、良好な出力画像を得ることができる。
【０１４３】
また、撮像面の対角近傍の各々における温度を検出することにより、２箇所の温度に基づいて、撮像面における位置関係から任意の画素の温度を検出することが可能となる。
【０１４４】
また、撮像面の対辺の各々における中点近傍の温度を検出することにより、２箇所の温度に基づいて、撮像面における位置関係から任意の画素の温度を検出することが可能となる。
【０１４５】
また、撮像面の４隅近傍の各々における温度を検出することにより、４箇所の温度に基づいて、撮像面における位置関係から任意の画素の温度を検出することが可能となる。
【０１４６】
また、撮像面の４辺の各々における中点近傍の温度を検出することにより、４箇所の温度に基づいて、撮像面における位置関係から任意の画素の温度を検出することが可能となる。
【０１４７】
また、複数の温度検出器３ａ，３ｂ…，３ｎを撮像素子２の撮像面の裏面に設けた場合でも、撮像面近傍の温度を検出することが可能であり、これにより上記と同様の作用を得ることが可能となる。
【０１４８】
また、複数の温度検出器３ａ，３ｂ…，３ｎの各々で検出された撮像面における２以上の箇所の温度と、各温度検出器及び任意の画素の距離に基づき、撮像素子２の撮像面における温度分布を推定することが可能となる。これにより、撮像面における位置関係から任意の画素の温度を検出することが可能となる。
【０１４９】
また、複数の画素を撮像面における位置に応じてエリア分けすることにより、エリアごとに温度を検出して、温度検出及び変動補正の処理を効率化することが可能となる。
【０１５０】
また、補正係数算出部２０ｂが算出した補正係数に基づいて変動補正を行い、上記と同様の作用を得ることが可能となる。
【０１５１】
また、演算器を使用して画素温度検出部２０ａで検出された温度に基づく演算を行う場合は、回路規模を縮小化することが可能となる。
【０１５２】
また、ルックアップテーブルを使用して補正係数を導出する場合は、補正係数算出部の構成を簡素化するとともに、補正係数の導出を高速化することができる。
【０１５３】
また、変動補正部２１を画素ごとに設けることから、画素ごとに変動量のばらつきがある場合でも、電気信号全体を正確に線形変換された状態の電気信号に統一することが可能となる。
【０１５４】
また、補正係数算出部２０ｂを画素ごとに設けることから、画素ごとに変動量のばらつきがある場合でも、画素ごとに補正係数を算出して変動補正を行うことが可能となる。        
【０１５５】
なお、本実施形態において、変動補正部２１は線形化部２２の前段に配設されることとして説明したが、後段に配設されることとしてもよいし、補正係数算出部２０ｂを線形化部２２の前段に、演算処理部２１ａを後段に設けることとしてもよい。
【０１５６】
また、変動補正部２１は、変動補正後の電気信号を導出する演算処理部２１ａを備えることとして説明したが、画素温度検出部２０ａからの各画素Ｇ11〜Ｇmnの温度の入力により、変動補正後の電気信号を導出するルックアップテーブルを備えることとしてもよい。この場合には、上記実施の形態と同様の効果を得ることができ、また、演算によって変動補正後の電気信号を導出する場合と比較して変動補正部２１の構成を簡素化することができる。
【０１５７】
また、本発明における特性変換部を、対数変換された電気信号を線形変換によって生成された状態に特性変換する線形化部２２として説明したが、線形変換された電気信号を対数変換された状態の電気信号に特性変換するものとしてもよい。
【０１５８】
また変曲信号導出部１９は変曲出力信号値Ｈを導出する演算器１９ａを備えることとして説明したが、変曲出力信号値Ｈを導出するルックアップテーブルを備えることとしてもよい。
【０１５９】
また、線形化部２２は基準変換テーブル２２ｂによって特性変換を行うこととして説明したが、指数変換するなどの演算によって行うこととしてもよい。
【０１６０】
また、画素Ｇ11〜Ｇmnは図５のような構成を有することとして説明したが、線形変換動作と対数変換動作とを切り換え可能であれば、例えば上述の特許文献１に示されるような構成を有することとしてもよい。
【０１６１】
［実施形態の変形例］
次に、上記の実施形態の変形例２ついて図１３及び図１５を参照して説明する。なお、上記実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１６２】
図１５に示すように、本変形例の補正係数算出部２０ｂは、演算係数導出テーブル２８及び演算処理部２９を備えている。
【０１６３】
演算係数導出テーブル２８は、画素温度検出部２０ａで検出された各画素Ｇ11〜Ｇmnの温度が入力されると、その温度に対応するものとして予め記憶された対数出力信号の近似式の係数を導出するようになっている。
【０１６４】
ここで対数出力信号の近似式とは、例えば、上記式（６）で示される図１３の曲線（６）において、温度範囲（ａ）の出力信号を直線（９）に近似した場合の下記式（９）及び温度範囲（ｂ）の出力信号を直線（１０）に近似した場合の下記式（１０）をいう。また、演算係数導出テーブル２８には、これらの近似式の係数αｎ，βｎが予め各温度範囲と対応付けて記憶されており、撮像素子２又はその近傍の温度を入力することにより、係数αｎ，βｎを導出するようになっている。
【０１６５】
【数９】
2007329655.tif 000011
【数１０】
2007329655.tif 000012
【０１６６】
演算処理部２９は、演算係数導出テーブル２８で導出された係数αｎ，βｎを用いて、上記式（９）又は（１０）により、画素温度検出部２０ａから入力された温度に対応する対数出力信号の傾きｃを演算により導出するようになっている。
【０１６７】
このように、対数出力信号を折れ線近似して一次関数で表現することにより、係数の導出に関わる演算処理部の構成を１つにまとめることが可能となり、上記の実施形態と比較して回路構成を簡単化することが可能となる。
【０１６８】
以上詳細に説明したように、本発明に係る撮像装置によれば、撮像素子の撮像面の温度が一様でない場合にも、撮像素子又はその近傍の温度に起因する入出力特性の変動を適正に補正することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１６９】
【図１】本実施形態に係る撮像素子及び温度検出器の構成例を示す平面図である。
【図２】本実施形態に係る撮像素子及び温度検出器の他の構成例を示す平面図である。
【図３】本実施形態に係る撮像装置の全体構成を示すブロック図である。
【図４】本実施形態に係る撮像素子の構成を示すブロック図である。
【図５】本実施形態に係る画素の構成を示す回路図である。
【図６】本実施形態に係る撮像素子の出力信号を示すグラフである。
【図７】本実施形態に係る撮像素子の温度に応じた出力信号を示すグラフである。
【図８】本実施形態に係る信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図９】本実施形態に係る画素の温度検出例を示す概念図である。
【図１０】本実施形態に係る画素の他の温度検出例を示す概念図である。
【図１１】本実施形態に係る撮像素子の撮像面のエリアを示す平面図である。
【図１２】本実施形態に係る撮像素子の各エリアの温度検出例を示す概念図である。
【図１３】撮像素子の対数出力信号の傾きと温度との関係を示すグラフである。
【図１４】撮像素子の対数出力信号の切片と撮像素子の温度との関係を示すグラフである。
【図１５】本実施形態に係る信号処理部の他の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１７０】
１  撮像装置
２  撮像素子
３ａ，３ｂ…，３ｎ  温度検出器
４  レンズ系
５  絞り
１０  アンプ
１１  ＡＤコンバータ
１２  黒基準設定部
１３  信号処理部
１４  画像処理部
１５  ＡＥ・ＡＷＢ評価値検出部
１６  制御装置
１７  露光制御処理部
１８  タイミング生成部
１９  変曲信号導出部
１９ａ  演算器
２０  変動補正係数導出部
２０ａ  画素温度検出部
２０ｂ  補正係数算出部
２１  変動補正部
２１ａ  演算処理部
２２  線形化部
２２ａ  セレクタ
２２ｃ  出力部
２２ｂ  基準変換テーブル
２３  ＡＷＢ制御部
２４  色補間部
２５  色補正部
２６  階調変換部
２７  色空間変換部
２８  演算係数導出テーブル
２９  演算処理部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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