【手続補正書】
【提出日】平成22年12月17日(2010.12.17)
【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】
光電変換手段と、電荷電圧変換手段と、活性状態において、前記光電変換手段により蓄積された電荷を前記電荷電圧変換手段へ転送し、非活性状態において、前記光電変換手段により蓄積された電荷を前記電荷電圧変換手段へ転送しない転送手段と、前記電荷電圧変換手段の電圧に基づく信号を出力する出力手段とを含む画素が複数配列された画素配列と、
前記転送手段が非活性状態にある際に前記光電変換手段から前記電荷電圧変換手段にあふれ出た余剰電荷に基づく余剰信号を前記出力手段を介して前記画素配列の前記複数の画素のそれぞれから読み出して増幅するとともに、前記転送手段が活性状態にある際に前記光電変換手段から前記転送手段により前記電荷電圧変換手段へ転送された蓄積電荷に基づく蓄積信号を前記出力手段を介して前記画素配列の前記複数の画素のそれぞれから読み出して増幅する読み出し手段と、
前記読み出し手段から出力された前記余剰信号をＡ／Ｄ変換することにより余剰画像データを生成するとともに、前記読み出し手段から出力された前記蓄積信号をＡ／Ｄ変換することにより蓄積画像データを生成するＡ／Ｄ変換手段と、
前記Ａ／Ｄ変換手段から出力された前記余剰画像データに基づいて、前記読み出し手段により増幅される前記蓄積信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫するか否かを判断するとともに、前記読み出し手段により増幅される前記蓄積信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫しないと判断された場合に、前記読み出し手段が前記蓄積信号を増幅する際の読み出し増幅率を基準値より高い値となるように制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記余剰画像データが示す画像の画素数に対する、当該余剰画像データが示す画像において所定の信号レベル以上を有する画素数の割合である飽和度を検出する検出手段と、
前記飽和度が閾値以下である場合、前記読み出し手段により増幅される前記蓄積信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫しないと判断し、前記飽和度が前記閾値を超える場合、前記読み出し手段により増幅される前記蓄積信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫すると判断する判断手段と、
を含む
ことを特徴とする撮像システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記読み出し手段により増幅される前記蓄積信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫すると前記判断手段により判断される場合、前記読み出し増幅率を前記基準値より低い値となるように制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
【請求項３】
前記読み出し手段から出力された前記余剰信号と前記蓄積信号とをそれぞれアナログ増幅率で増幅するアナログ増幅手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記読み出し手段及び前記アナログ増幅手段により増幅される前記蓄積信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫しないと前記判断手段により判断される場合、前記読み出し増幅率と前記アナログ増幅率との積が前記基準値より高い値となるように前記読み出し増幅率及び前記アナログ増幅率を制御し、前記読み出し手段及び前記アナログ増幅手段により増幅される前記蓄積信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫すると前記判断手段により判断される場合、前記読み出し増幅率と前記アナログ増幅率との積が前記基準値より低い値となるように前記読み出し増幅率及び前記アナログ増幅率を制御する
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像システム。
【請求項４】
前記Ａ／Ｄ変換手段から出力された前記余剰画像データと前記蓄積画像データとをそれぞれデジタル増幅率で増幅するデジタル増幅手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記読み出し手段が前記蓄積信号を増幅する際の読み出し増幅率と、前記デジタル増幅手段が前記蓄積画像データを増幅する際の前記デジタル増幅率との積が一定の値となるように、前記読み出し増幅率及び前記デジタル増幅率を制御する
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像システム。
【請求項５】
前記制御手段は、前記読み出し手段により増幅される前記蓄積信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫しないと前記判断手段により判断される場合、前記読み出し増幅率をＭ倍（Ｍ；自然数）に制御するとともに前記デジタル増幅率をＮ倍（Ｎ；自然数）に制御し、前記読み出し手段により増幅される前記蓄積信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫すると前記判断手段により判断される場合、前記読み出し増幅率をＭ／Ｋ倍（Ｋ；自然数）に制御するとともに前記デジタル増幅率をＮ×Ｋ倍に制御する
ことを特徴とする請求項４に記載の撮像システム。
【請求項６】
光電変換手段を含む画素が複数配列された画素配列と、前記光電変換手段により蓄積された信号を前記画素配列の前記複数の画素のそれぞれから読み出して増幅することにより画像信号を生成して出力する読み出し手段とを有する撮像装置と、
適正な露出値が得られるように前記光電変換手段が信号を蓄積する蓄積時間を制御する露出制御手段と、
前記画像信号をＡ／Ｄ変換することにより画像データを生成するＡ／Ｄ変換手段と、
前記露出制御手段により制御された蓄積時間に基づいて、前記画像信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫するか否かを判断するとともに、前記画像信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫しないと判断された場合に前記読み出し手段が前記画像信号を増幅する際の読み出し増幅率を基準値より高い値となるように制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記露出制御手段により制御された蓄積時間が閾値時間以上である場合、前記画像信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫しないと判断し、前記露出制御手段により制御された蓄積時間が前記閾値時間より小さい場合、前記画像信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫すると判断する
ことを特徴とする撮像システム。
【請求項７】
前記制御手段は、前記画像信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫と判断された場合、前記読み出し増幅率を前記基準値より低い値に制御する
ことを特徴とする請求項６に記載の撮像システム。
【請求項８】
光電変換手段と、電荷電圧変換手段と、活性状態において、前記光電変換手段により蓄積された電荷を前記電荷電圧変換手段へ転送し、非活性状態において、前記光電変換手段により蓄積された電荷を前記電荷電圧変換手段へ転送しない転送手段と、前記電荷電圧変換手段の電圧に基づく信号を出力する出力手段とを含む画素が複数配列された画素配列と、前記転送手段が非活性状態にある際に前記光電変換手段から前記電荷電圧変換手段にあふれ出た余剰電荷に基づく余剰信号を前記出力手段を介して前記画素配列の前記複数の画素のそれぞれから読み出して増幅するとともに、前記転送手段が活性状態にある際に前記光電変換手段から前記転送手段により前記電荷電圧変換手段へ転送された蓄積電荷に基づく蓄積信号を前記出力手段を介して前記画素配列の前記複数の画素のそれぞれから読み出して増幅する読み出し手段と、前記読み出し手段から出力された前記余剰信号をＡ／Ｄ変換することにより余剰画像データを生成するとともに、前記読み出し手段から出力された前記蓄積信号をＡ／Ｄ変換することにより蓄積画像データを生成するＡ／Ｄ変換手段とを有する撮像システムの制御方法であって、
検出手段が、前記余剰画像データが示す画像の画素数に対する、当該余剰画像データが示す画像において所定のレベル以上を有する画素数の割合である飽和度を検出する検出ステップと、
判断手段が、前記飽和度が閾値以下である場合、前記読み出し手段により増幅される前記蓄積信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫しないと判断し、前記飽和度が前記閾値を超える場合、前記読み出し手段により増幅される前記蓄積信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫すると判断する判断ステップと、
制御手段が、前記判断ステップで前記読み出し手段により増幅される前記蓄積信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫しないと判断された場合に、前記読み出し手段が前記蓄積信号を増幅する際の読み出し増幅率を基準値より高い値となるように制御する制御ステップと、
を備えたことを特徴とする撮像システムの制御方法。
【請求項９】
光電変換手段を含む画素が複数配列された画素配列と、前記光電変換手段により蓄積された信号を前記画素配列の前記複数の画素のそれぞれから読み出して増幅することにより画像信号を生成して出力する読み出し手段とを有する撮像装置と、適正な露出値が得られるように前記光電変換手段が信号を蓄積する蓄積時間を制御する露出制御手段と、前記画像信号をＡ／Ｄ変換することにより画像データを生成するＡ／Ｄ変換手段とを有する撮像システムの制御方法であって、
判断手段が、前記露出制御手段により制御された蓄積時間に基づいて、前記画像信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫するか否かを判断する判断ステップと、
制御手段が、前記判断ステップで前記画像信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫しないと判断された場合に、前記読み出し手段が前記画像信号を増幅する際の読み出し増幅率を基準値より高い値となるように制御する制御ステップと、を備え、
前記判断ステップにおいて前記判断手段は、前記露出制御手段により制御された蓄積時間が閾値時間以上である場合、前記画像信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫しないと判断し、前記露出制御手段により制御された蓄積時間が前記閾値時間より小さい場合、前記画像信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫すると判断する
ことを特徴とする撮像システムの制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
本発明の第１側面に係る撮像システムは、光電変換手段と、電荷電圧変換手段と、活性状態において、前記光電変換手段により蓄積された電荷を前記電荷電圧変換手段へ転送し、非活性状態において、前記光電変換手段により蓄積された電荷を前記電荷電圧変換手段へ転送しない転送手段と、前記電荷電圧変換手段の電圧に基づく信号を出力する出力手段とを含む画素が複数配列された画素配列と、前記転送手段が非活性状態にある際に前記光電変換手段から前記電荷電圧変換手段にあふれ出た余剰電荷に基づく余剰信号を前記出力手段を介して前記画素配列の前記複数の画素のそれぞれから読み出して増幅するとともに、前記転送手段が活性状態にある際に前記光電変換手段から前記転送手段により前記電荷電圧変換手段へ転送された蓄積電荷に基づく蓄積信号を前記出力手段を介して前記画素配列の前記複数の画素のそれぞれから読み出して増幅する読み出し手段と、前記読み出し手段から出力された前記余剰信号をＡ／Ｄ変換することにより余剰画像データを生成するとともに、前記読み出し手段から出力された前記蓄積信号をＡ／Ｄ変換することにより蓄積画像データを生成するＡ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段から出力された前記余剰画像データに基づいて、前記読み出し手段により増幅される前記蓄積信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫するか否かを判断するとともに、前記読み出し手段により増幅される前記蓄積信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫しないと判断された場合に、前記読み出し手段が前記蓄積信号を増幅する際の読み出し増幅率を基準値より高い値となるように制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記余剰画像データが示す画像の画素数に対する、当該余剰画像データが示す画像において所定の信号レベル以上を有する画素数の割合である飽和度を検出する検出手段と、前記飽和度が閾値以下である場合、前記読み出し手段により増幅される前記蓄積信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫しないと判断し、前記飽和度が前記閾値を超える場合、前記読み出し手段により増幅される前記蓄積信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫すると判断する判断手段と、を含むことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
本発明の第２側面に係る撮像システムは、光電変換手段を含む画素が複数配列された画素配列と、前記光電変換手段により蓄積された信号を前記画素配列の前記複数の画素のそれぞれから読み出して増幅することにより画像信号を生成して出力する読み出し手段とを有する撮像装置と、適正な露出値が得られるように前記光電変換手段が信号を蓄積する蓄積時間を制御する露出制御手段と、前記画像信号をＡ／Ｄ変換することにより画像データを生成するＡ／Ｄ変換手段と、前記露出制御手段により制御された蓄積時間に基づいて、前記画像信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫するか否かを判断するとともに、前記画像信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫しないと判断された場合に前記読み出し手段が前記画像信号を増幅する際の読み出し増幅率を基準値より高い値となるように制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記露出制御手段により制御された蓄積時間が閾値時間以上である場合、前記画像信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫しないと判断し、前記露出制御手段により制御された蓄積時間が前記閾値時間より小さい場合、前記画像信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫すると判断することを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
本発明の第３側面に係る撮像システムの制御方法は、光電変換手段と、電荷電圧変換手段と、活性状態において、前記光電変換手段により蓄積された電荷を前記電荷電圧変換手段へ転送し、非活性状態において、前記光電変換手段により蓄積された電荷を前記電荷電圧変換手段へ転送しない転送手段と、前記電荷電圧変換手段の電圧に基づく信号を出力する出力手段とを含む画素が複数配列された画素配列と、前記転送手段が非活性状態にある際に前記光電変換手段から前記電荷電圧変換手段にあふれ出た余剰電荷に基づく余剰信号を前記出力手段を介して前記画素配列の前記複数の画素のそれぞれから読み出して増幅するとともに、前記転送手段が活性状態にある際に前記光電変換手段から前記転送手段により前記電荷電圧変換手段へ転送された蓄積電荷に基づく蓄積信号を前記出力手段を介して前記画素配列の前記複数の画素のそれぞれから読み出して増幅する読み出し手段と、前記読み出し手段から出力された前記余剰信号をＡ／Ｄ変換することにより余剰画像データを生成するとともに、前記読み出し手段から出力された前記蓄積信号をＡ／Ｄ変換することにより蓄積画像データを生成するＡ／Ｄ変換手段とを有する撮像システムの制御方法であって、検出手段が、前記余剰画像データが示す画像の画素数に対する、当該余剰画像データが示す画像において所定のレベル以上を有する画素数の割合である飽和度を検出する検出ステップと、判断手段が、前記飽和度が閾値以下である場合、前記読み出し手段により増幅される前記蓄積信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫しないと判断し、前記飽和度が前記閾値を超える場合、前記読み出し手段により増幅される前記蓄積信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫すると判断する判断ステップと、制御手段が、前記判断ステップで前記読み出し手段により増幅される前記蓄積信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫しないと判断された場合に、前記読み出し手段が前記蓄積信号を増幅する際の読み出し増幅率を基準値より高い値となるように制御する制御ステップと、を備えたことを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
本発明の第４側面に係る撮像システムの制御方法は、光電変換手段を含む画素が複数配列された画素配列と、前記光電変換手段により蓄積された信号を前記画素配列の前記複数の画素のそれぞれから読み出して増幅することにより画像信号を生成して出力する読み出し手段とを有する撮像装置と、適正な露出値が得られるように前記光電変換手段が信号を蓄積する蓄積時間を制御する露出制御手段と、前記画像信号をＡ／Ｄ変換することにより画像データを生成するＡ／Ｄ変換手段とを有する撮像システムの制御方法であって、判断手段が、前記露出制御手段により制御された蓄積時間に基づいて、前記画像信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫するか否かを判断する判断ステップと、制御手段が、前記判断ステップで前記画像信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫しないと判断された場合に、前記読み出し手段が前記画像信号を増幅する際の読み出し増幅率を基準値より高い値となるように制御する制御ステップと、を備え、前記判断ステップにおいて前記判断手段は、前記露出制御手段により制御された蓄積時間が閾値時間以上である場合、前記画像信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫しないと判断し、前記露出制御手段により制御された蓄積時間が前記閾値時間より小さい場合、前記画像信号の信号レベルが前記Ａ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを圧迫すると判断することを特徴とする。