(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のモードが選択されるのに応じて、ピクセルセンサのアレイが初期化状態にならしめられた時点から次に初期化状態にならしめられる時点までの第１の期間に光を対数的に積分して、前記第１の期間に光を線形的ではなく積分すると共に、第２のモードが選択されるのに応じて、ピクセルセンサのアレイが初期化状態にならしめられた時点から次に初期化状態にならしめられる時点までの第２の期間に光を線形的に積分して、前記第２の期間に光を対数的ではなく積分するように構成されたピクセルセンサのアレイと、
選択的に前記第１のモード及び前記第２のモードのどちらか一方に前記アレイを置くよう構成されたモード制御回路と、
をそれぞれ具備し、
前記ピクセルセンサのうちの少なくとも１つは、
感光素子と、
前記感光素子が前記第１のモードに応答して対数的に符号化された光強度を提供し、前記第２のモードに応答して線形的に符号化された光強度を提供するように前記感光素子に結合されたトランジスタと、
をそれぞれ具備すること、
を特徴とする画像処理システム。
【請求項２】
前記モード制御回路は、前記アレイを前記第１のモードに置くための第１の指示と、前記アレイを前記第２のモードに置くための第２の指示とを生成するように構成された多重化回路を具備することを特徴とする請求項１に記載の画像処理システム。
【請求項３】
前記ピクセルセンサのアレイ及び前記モード制御回路を備えるカメラを有することを特徴とする請求項１に記載の画像処理システム。
【請求項４】
ピクセルセンサのアレイが初期化状態にならしめられた時点から次に初期化状態にならしめられる時点までの第１の期間に光を線形的に積分することなく、前記第１の期間において光を対数的に積分するように構成されたピクセルセンサのアレイを使用するステップと、
前記ピクセルセンサのアレイが初期化状態にならしめられた時点から次に初期化状態にならしめられる時点までの第２の期間に光を対数的に積分することなく、前記第２の期間において光を線形的に積分するように構成された前記ピクセルセンサのアレイを使用するステップと、
対数的な積分及び線形的な積分の何れか一方を選択するステップと、
を含み、
前記ピクセルセンサのうちの少なくとも１つは、
感光素子と、
前記感光素子が前記第１のモードに応答して対数的に符号化された光強度を提供し、前記第２のモードに応答して線形的に符号化された光強度を提供するように前記感光素子に結合されたトランジスタと、
をそれぞれ具備すること、
を特徴とする方法。
【請求項５】
線形的に又は対数的に積分するように前記アレイを設定するために異なる指示を生成する多重化回路を用いるステップをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
発明の背景
本発明は、複数のイメージキャプチャモードを有する画像処理システムに関する。
【０００２】
図１を参照して説明すると、デジタル式画像処理システム１７は、光学イメージ１１を電気的にキャプチャ（獲得）するための、イメージセンサ又はイメージャ（撮像素子；imager）１８を有するデジタルカメラ１２を備えている。これを実現するために、イメージャ１８は、一般に、イメージ１１の焦点が結ばれる焦点面に配置された、光子を検出するピクセルセンサ２０のアレイ（配列）１３（図２参照）を含んでいる。積分時間（integration time）又は積分インターバル（integration interval）の間に、キャプチャされたイメージの強度の線形符号化表示（linearly encoded indications）を提供するイメージャ（以下、「線形イメージャ（linear imager）」と記載する）に関し、各ピクセルセンサ２０は、一般に、（カメラ１２の光学器械（optics）によって）焦点面上に焦点を結んだイメージ１１の表現の一部分又はピクセルの光エネルギの光子を蓄積する。積分インターバルの満了時において、各ピクセルセンサ２０は（関連したピクセルに対する）蓄積電荷を（例えばアナログ電圧を介して）指示（indicate）する。その蓄積した電荷は、当該ピクセル領域の一部分の強度を示す。
【０００３】
カメラ１２は、一般に、（キャプチャされたイメージをデジタルで表現する）デジタルデータのフレームを形成するためにピクセルセンサ２０からの指示（indication）を処理して、演算処理のためのコンピュータ１４に（例えばシリアルバス１５を介して）そのフレームを転送する。ビデオに対しては、カメラ１２は、いくつかの光学イメージを連続的にキャプチャして、そのそれぞれがキャプチャされたイメージの１つを表示する、データのいくつかのフレームを提供する。次いで、コンピュータ１４は、そのフレームを使用して、ディスプレイ９上に、キャプチャされたビデオを再現する。
【０００４】
図２を参照して説明すると、ピクセルセンサ２０は、例えば、行と列に配列されてよい。この配列によって、列デコーダ２２及び行デコーダ２４は、イメージ１１のキャプチャ後に、ピクセルセンサ２０からのアナログピクセル値を選択的に回収（retrieve）することができる。列デコーダ２２及び行デコーダ２４は、選択されたピクセル値を列デコーダ・信号調整回路（column decoder and signal conditioning circuitry）２２に送る。この列デコーダ・信号調整回路２２は、例えば、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）と、ピクセルセンサ２０により導入されたノイズ及び／又は非線形性を補正するための回路とを含んでいる。この回路２２は、イメージャ１８をカメラ１２の他の回路に接続するための回路を含む入力／出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース２８に、結果のデータ信号を提供する。制御ユニット３０は、イメージャ１８の上記動作を調整する。
【０００５】
線形イメージャに関しては、積分インターバルの継続時間は、どれほど長くピクセルセンサ２０が光学イメージ１１を感知するか、或いは光学イメージ１１に露出されるかを決定する。この場合、もし積分インターバルの継続時間があまりにも短ければ、ピクセルセンサ２０は露出されず、また、もし継続時間があまりにも長ければ、ピクセルセンサ２０は露出され過ぎるかもしれない。正しい露出を設定するために、カメラ１２は、光学イメージ１１の明度のカメラ測定に基づいて積分インターバルの継続時間を制御する。この場合、明るい照明条件に対して、カメラ１２は、一般に、（ピクセルセンサ２０の露出不足を防ぐための）低い照明条件に対するよりも、（ピクセルセンサ２０の露出のし過ぎを防ぐための）より短い継続時間を使用する。明度のカメラ評価は、例えば、カメラ１２の較正モード或いは事前測定（premetering）モードの間に行われてよい。
【０００６】
イメージャ１８によってキャプチャされる強度は、利用可能なダイナミックレンジと呼ばれる或る範囲の利用可能な強度値をスパンすることができる。もし強度レベルが利用可能なダイナミックレンジの大きな部分に分布すれば、イメージは、強度レベルが利用可能なダイナミックレンジのより小さな部分に分布する場合よりも、より一層鮮明に見える。
【０００７】
イメージャ１８のタイプは、利用可能なダイナミックレンジの境界を支配することがある。例えば、線形イメージャは、写真を撮るのに適切なダイナミックレンジ上の強度を獲得する。もう１つのタイプのイメージャ（以下、「対数イメージャ」と記載する）は、キャプチャされたイメージの強度の対数復号化表示（logarithmically encoded indications）を提供することができる。対数イメージャは、一般に、線形イメージャよりもずっとより大きなダイナミックレンジにわたる強度を獲得する。
【０００８】
大きなダイナミックレンジ上の強度をキャプチャする能力並びに他のファクタのために、対数イメージャは、一般に、線形イメージャよりも対象認識用途（例えばマシンビジョン（機械的視覚）用途）に対してより適切である。また逆に、ノイズ拒絶能力並びに他のファクタのために、線形イメージャは、一般に、対数イメージャよりも写真を撮るのにより適切である。結果として、これら２つのタイプのイメージャは、一般に、特定用途に対して交換できない。そのために、対数イメージャを使用するカメラは、一般に、写真を撮るために最適化されない。また、線形イメージャを使用するカメラは、一般に、マシンビジョン用途に対しては最適化されない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、以上に説明した問題の１つ以上の問題を解決できる画像処理システムは、今もなを引き続いて必要とされている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
概要
本発明の１つの実施形態においては、ピクセルセンサのアレイ（配列；array）を使用するための方法は、そのアレイに対する複数のイメージキャプチャモードの中の１つモードの指示を受信することを含む。そのアレイは、指示されたモードに設定される。
【００１１】
本発明の他の実施形態においては、画像処理システムは、ピクセルセンサのアレイとモード制御回路とをそれぞれ含む。モード制御回路は、そのアレイに対する１セットのイメージキャプチャモードの中の１つのモードの指示を受信して、その指示に基づいてそのアレイを設定する。
【００１２】
本発明の別の実施形態においては、画像処理システムは、ピクセルセンサのアレイとモード制御回路とをそれぞれ備える。そのアレイは、前記第１のモードに応答して対数的に符号化された光強度を提供し、前記第２のモードに応答して線形的に符号化された光強度を提供するよう構成される。モード制御回路は、選択的に第１及び第２のモードの一方に前記アレイを置くように構成される。
【００１３】
本発明のさらにもう１つの実施形態においては、画像処理システムは、ピクセルセンサの少なくとも１つのアレイと１つの回路とをそれぞれ含む。その回路は、前記アレイに結合され、イメージキャプチャモードのグループから選択されたある１つのイメージキャプチャモードの指示を受信し、かつ、前記アレイを使用して、選択されたイメージキャプチャモードに従ってキャプチャされたイメージの第２の指示を提供するよう構成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
詳細な説明
図３を参照して説明すると、本発明によるデジタルイメージャ１４０は、キャプチャされるイメージの焦点がその上に結ばれる焦点面内に配置されたピクセルセンサ１１８のアレイ１１９を含んでいる。この場合、それぞれのピクセルセンサ１１８は、焦点面の一部分、或いはピクセル、に当たる光の強度を検出する。一部の実施態様では、イメージャ１４０は、アレイ１１９を少なくとも２つの異なったイメージキャプチャモードに置くためのモード制御回路１２４を備えている。その特徴により、アレイ１１９を、異なる利用可能なダインミックレンジを必要とする多数の用途に使用し得るようになっている。
【００１５】
例えば、いくつかの実施態様において、デジタルカメラは、光学イメージをキャプチャするためのイメージャ１４０を使用しており、また、モード制御回路１２４は、アレイ１１９を対数モード又は線形モードの何れかに設定するように構成される。この場合、対数モードでは、アレイ１１９は、イメージャ１４０が有効に対数イメージャとなるように、キャプチャされたイメージのピクセルの対数符号化表示を提供する。一方、線形モードでは、アレイ１１９は、イメージャ１４０が有効に線形イメージャとなるように、キャプチャされたイメージのピクセルの線形符号化表示を提供する。この構成の結果として、イメージャ１４０を含むカメラは、例えば、マシンビジョン用途並びに写真用途の両方に使用できる。
【００１６】
カメラにおけるイメージャ１４０のもう１つの使用例として、イメージャ１４０は、写真をキャプチャして質を高める目的のために二つ以上のモードにおいて使用されてよい。例えば、アレイ１１９は、対数モードに設定されるときには或る１つのイメージのスナップショットをキャプチャしてよく、線形モードに設定されるときにはそのイメージの別のスナップショットをキャプチャしてよい。一例として、カメラは、基本写真を形成するために、線形的にキャプチャされたフレームを使用してよく、また、事前測定（pre-metering）又は事後処理機能を実行するために、対数的にキャプチャされたフレームを使用してよい。例えば、対数的にキャプチャされたフレームは、イメージの線形キャプチャのための積分時間を決定するために使用してよい。もう１つの例として、対数的にキャプチャされたフレームは、特定の線形的にキャプチャされたピクセル値が飽和するときを決定するために使用してよい。これが当てはまる場合には、対応する対数的にキャプチャされたピクセル値が線形的にキャプチャされたピクセル値の代わりに代入されてよい。
【００１７】
このように、上記構成の利点として以下のことが挙げられる。
・  単一のイメージャは、複数のイメージキャプチャモードを有することができる。
・  前記イメージャを含むカメラは、はっきりと異なる利用可能なダイナミックレンジを必要とする、マシンビジョン用途や写真用途といった異なる画像処理用途に使用され得る。
・  前記イメージャを含むカメラは、事前測定（pre-metering）又は事後処理機能を実行するために異なるモードを使用することができる。
なお、他の利点もあり得るかもしれない。
【００１８】
いくつかの実施態様において、イメージャ１４０は、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース１２８を介して、アレイ１１９を例えば対数モード又は線形モードに設定するためのリクエスト（要求信号）を受信することができる制御ユニット１２９を含んでいる。イメージャ１４０は、デジタルカメラの一部であってよく、リクエストのソース（発信源）は、以下に説明されるように例えばカメラ又はカメラに接続されたコンピュータ上のボタンであってよい。リクエストに応答して、制御ユニット１２９は、いくつかの実施態様では、対数モードを指示するために論理信号（ＭＯＤＥと呼ばれる）をアサート（assert）（例えば高レベルにドライブ）してよく、線形モードを指示するためにＭＯＤＥ信号をデアサート（deassert）（例えば低レベルにドライブ）してよい。いくつかの実施態様では、モード制御回路１２４は、アレイ１１９をＭＯＤＥ信号により指示されるモードになるように設定する。
【００１９】
図４を参照して説明すると、特に、モード制御回路１２４は、そのモード制御回路１２４によって提供される電圧（ＶGと呼ばれる）を提供してよい。この場合、いくつかの実施態様では、それぞれのピクセルセンサ１１８は、そのゲート端末においてＶG電圧を受け取るｎチャネル型の金属酸化物半導体電界効果型トランジスタ（ＭＯＳ・ＦＥＴ）１５０を備えてよい。次に、ＶG電圧は、ピクセルセンサ１１８が関連するピクセルの強度を線形的又は対数的に示しているかどうかを制御する。ピクセルセンサ１１８は、キャプチャされているイメージの関連するピクセルから受け取ったエネルギの光子に応じて電流（ＩPDと呼ばれる）を導通するフォトダイオード１５２のような感光素子も含んでよい。いくつかの実施態様では、フォトダイオード１５２のカソード（陰極）は、ＭＯＳ・ＦＥＴ１５０のソース端子に接続され、かつ、ピクセルセンサ１１８のサンプリングノード１６０としても機能する。サンプリングノード１６０は、ピクセルの強度を示す電圧（ＶPDと呼ばれる）を提供する。フォトダイオード１５２のアノード（陽極）は、負の電圧供給レベル（図示されているようにＶSSと呼ばれる）又はアースラインに接続されてよい。重要な寄生キャパシタ（図示されていない）がサンプリングノード１６０とグランド（接地ライン）との間に存在してよく、以下に説明されるように、ピクセルセンサ１１８の応答に影響を与える。この寄生キャパシタの容量は、一般に、ＭＯＳ・ＦＥＴ１５６のゲート容量及びフォトダイオード１５２の容量に帰因するかもしれない。ＭＯＳ・ＦＥＴ１５０のドレイン端子は、正の電圧供給レベル（ＶCCと呼ばれる）に接続されてよい。
【００２０】
各々のピクセルセンサ１１８は、測定されたピクセル強度の表示を関連するビットライン１５８に提供する。特に、いくつかの実施態様においてその表示は、ビットライン１５８に電圧（ＶBITLlNEと呼ばれる）を提供するために（以下に説明されるように）サンプリングされるＶPD電圧によって提供されてよい。ＶPD電圧をサンプリングする目的のために、ピクセルセンサ１１８は、ソースフォロアとして機能するｎチャネル型ＭＯＳ・ＦＥＴ１５６を含んでよい。この場合、ＭＯＳ・ＦＥＴ１５６は、サンプリングノード１６０に結合したゲート端子と、ビットライン１５８に結合したソース端末と、ＶCC正電圧供給レベルに動作上結合したドレイン端子とをそれぞれ有する。もう１つのｎチャネル型ＭＯＳ・ＦＥＴ１５４は、ＭＯＳ・ＦＥＴ１５６のドレイン・ソース間の経路と直列に結合したドレイン・ソース間の経路を有しており、ＶPD電圧のサンプリングをＯＮ・ＯＦＦするよう機能できる。ＭＯＳ・ＦＥＴ１５４のゲート端子の電圧（ＶWLと呼ばれる）がアサートされる（例えば高レベルにドライブされる）と、ＭＯＳ・ＦＥＴ１５４が導通状態となり、それによってＭＯＳ・ＦＥＴ１５６が導通状態となってビットライン１５８にＶPD電圧の表示を提供する。図示されているように、いくつかの実施態様では、ＭＯＳ・ＦＥＴ１５４のドレイン・ソース間の経路は、ＶCC正電圧供給レベル端子とＭＯＳ・ＦＥＴ１５６のドレイン端子との間に接続される。しかしながら、他の実施態様では、ＭＯＳ・ＦＥＴ１５４のドレイン・ソース間の経路は、ＭＯＳ・ＦＥＴ１５６のソース端子とビットライン１５８との間に接続されてよい。
【００２１】
図５，図６，図７及び図８を参照して説明すると、ピクセルセンサ１１８は、アレイ１１９が線形モードに設定されるとき、以下の仕方で動作する。特に、各々のピクセルセンサ１１８は、積分インターバル（例えば時間Ｔ1から時間Ｔ2までの積分インターバルと、時間Ｔ5から時間Ｔ6までの積分インターバル）を使用して関連するピクセルの強度を測定する。図５では、それぞれの積分インターバルは、ＴINTと記されている。典型的な積分インターバル１３９の開始の前に、モード制御回路１２４は、時間Ｔ0から時間Ｔ1までＶG信号（図５参照）を短く（短時間で）アサートして（例えば高レベルにドライブして）ピクセルセンサ１１８を初期化する。次に、アサートされたＶG電圧により、ＭＯＳ・ＦＥＴ１５０が導通状態となり、ＶPD電圧がＭＯＳ・ＦＥＴ１５０の閾値電圧未満のＶCC供給電圧レベルにほぼ等しい初期電圧となる（図６参照）。ＶPD電圧の初期電圧の表示を得るために（後に積分強度を計算する目的のために）、行デコーダ１２１（図３参照）は、１つの行に対して時間Ｔ0から時間Ｔ1の時間間隔だけＶWL電圧（図７参照）をアサートしてＭＯＳ・ＦＥＴ１５４と１５６を導通させる。時間Ｔ1において、行デコーダ１２１は、時間Ｔ1から時間Ｔ2までＶWL電圧をデアサートして（例えば低レベルにドライブして）、積分インターバル１３９の継続時間の間だけＭＯＳ・ＦＥＴ１５４及び１５６を非導通状態（オフ状態）にする。
【００２２】
積分インターバル１３９の間に、フォトダイオード１５２のＩPD電流は、サンプリングノード１６０に結合した寄生キャパシタに蓄積された電荷を空乏化させる。次に、電荷の空乏化は、ＩPD／Ｃのほぼ傾斜したＶPD電圧の線形降下（図６参照）を生じさせる。ここで、「Ｃ」は寄生キャパシタの容量を表す。積分インターバル１３９の終わりに、行デコーダ１２１は、ＶWL電圧を時間Ｔ2から時間Ｔ3までアサートしてＭＯＳ・ＦＥＴＳ１５４及び１５６に、ビットライン１５８にＶPD電圧の表示（すなわちＶBITLINE電圧（図８参照））を伝送させる。このように、二つのサンプリングされたＶPD電圧（積分インターバルの始まりに１つ、そしてその終わりに１つ）から、蓄積した光子、従ってピクセルの強度が決定できる。
【００２３】
上記の例は、線形モードの間のＶPD電圧の関連づけられた二段抽出法を示している。しかしながら、他の実施態様も可能である。例えば、一部の実施態様では、特定の積分インターバルの蓄積された光子を計算するために使用されるＶPD電圧のリセット値は、リセット値が、連続する積分インターバルの間に実質的に変化しないときには、次の積分インターバルのリセット値でよい。
【００２４】
図９，図１０，図１１及び図１２を参照して説明すると、対数モードに対して、モード制御回路１２４は、ＶG電圧を、ＭＯＳ・ＦＥＴ１５０がＭＯＳ・ＦＥＴ１５０の電圧・電流関係（すなわち、ＶGS−ＩPD関係）が指数関数曲線に従う閾値領域に置かれるＤＣ電圧レベルにセットする（図９参照）。結果として、ＶPD電圧は、関連するピクセルの強度の対数表示を与える（図１０参照）。
【００２５】
特に、ＶPD電圧は、積分インターバルの継続時間ではなく、ピクセルセンサ１１８のＲ−Ｃ（抵抗−容量）時定数によってだけ遅らされた時点での強度のほぼ瞬間的な表示を提供する。結果として、線形モードと比較して小さな時間間隔（例えば、ほぼ３ミリ秒秒（ｍｓ））だけが対数モードのイメージをキャプチャするために必要とされてよい。それ故に、一例として、入射強度の二つ以上の表示（図１１においてＶWL電圧のパルス１７０及び１７２と、図１２においてＶBITLINEの結果のパルス１７４と１７６によって図示されている）は、１つの線形モード積分インターバルよりも短い時間間隔内において得ることが可能である。
【００２６】
図３に戻って説明すると、いくつかの実施態様では、イメージャ１４０は、イメージをキャプチャするために以下のように機能してよい。特に、アレイ１１９のモードにかかわらず、ピクセルセンサ１１８は、キャプチャされたイメージを指示するために若干の時間を必要とするかもしれない。この時間が経過した後、行デコーダ１２１は、（適切なＶWL電圧を経て）選択的に電気的にピクセルセンサ１１８の行を選択することによって、ピクセルセンサ１１８からの指示強度を回収する。行が選択されると直ぐに、ピクセルセンサ１１８は、信号調整（コンデショニング）回路１２６に（ビットライン１５８を介して）感知された強度の指示を転送する。列デコーダ・信号調整回路１２６は、各行に対して指示のグループを選ぶために使用されてよい。この回路１２６は、例えば、指示からノイズを除去して、そしてＩ／Ｏインタフェース１２８にデータを転送する前に、指示をデジタルデータに変換してよい。Ｉ／Ｏインタフェース１２８は、データを一時的に記憶するためのバッファとイメージャ１４０とを外部の回路（例えばデジタルカメラの他の部品）に接続するための回路を含んでよい。
【００２７】
イメージャ１４０は、選択されたイメージキャプチャモードに基づいてピクセルセンサ１１８からの指示の経路を選択的に決めるための多重化回路１２７も含んでよい。例えば、回路１２７は、回路１２６の一部を、線形イメージキャプチャモードの間に実行される二重相関サンプリング法（double correlated sampling）を扱うために選び、かつ回路１２６の別の部分を対数モードの間にサンプリングを扱うために選ぶようにすることができる。
【００２８】
いくつかの実施態様では、イメージャ１４０は、アレイ１１９からの指示のタイミング、回収、アレイ１１９のモードの制御、及びイメージャ１４０を通る一般的なデータフローの制御を行うために、状態マシンやタイマのような回路を有する制御回路１２９も含んでよい。制御ユニット１２９は、制御ユニット１２９が対数モードを指示するためにアサートし（例えば高レベルにドライブし）、線形モードを指示するためにデアサートする（例えば低レベルにドライブする）ように、ＭＯＤＥ信号を提供してよい。制御ユニット１２９が（対数モードを指示するための）ＭＯＤＥ信号をアサートすると、モード制御回路１２４は、ＶG電圧を、各ＭＯＳ・ＦＥＴ１５０を閾値領域内に置く所定のＤＣ電圧に設定する。同様に、制御ユニット１２９が（線形モードを指示するための）ＭＯＤＥ信号をデアサートすると、モード制御回路１２４は、適切な時間にＶG電圧のパルス（図５参照）を送って、ピクセルセンサ１１８による積分を制御する。
【００２９】
いくつかの実施態様では、モード制御回路１２４（図３参照）は、１つの入力端子においてＤＣ電圧（ＶBIASと呼ばれる）を、そして別の入力端子において別の電圧（ＶRESTと呼ばれる）を受け取るマルチプレクサ１２３を含んでよい。モード制御回路１２４は、ＶBIAS電圧を提供して、そのＶBIAS電圧を、ピクセルセンサ１１８のＭＯＳ・ＦＥＴ１５０を対数モードの期間中に閾値領域に置くのに適切なレベルに設定する電圧参照回路１３０を含んでよい。制御ユニット１２９は、ＶRESET電圧を提供して、そして線形モードの間にＭＯＳ・ＦＥＴ１５０のオン／オフの振る舞いを制御するのに適切なＶREST電圧のパルスを送る。マルチプレクサ１２３は、その出力端子においてＶG電圧を提供し、そしてセレクト端子においてＭＯＤＥ信号を受信する。いくつかの実施態様では、制御ユニット１２９は、マルチプレクサ１２３がＭＯＳ・ＦＥＴ１５０に適切なＶG電圧（すなわちＶBIAS又はＶRESET電圧）を提供する際に、アレイ１１９が対数モード又は線形モードに設定されるいるかどうかに関係なく、線形モードに従ってイメージをキャプチャするためにＶRESET電圧のパルスを送る。
【００３０】
望ましいモードについて制御ユニット１２９に知らせる目的のために、制御ユニット１２９は、Ｉ／Ｏインタフェース１２８を介してイメージャ１４０以外の（以下に記述される）回路からリクエストを受け取ってよい。例えば、図１３を参照すると、いくつかの実施態様では、イメージャ１４０は、イメージャ１４０と相互作用する回路を含むデジタルカメラ２１０の一部であってよい。カメラ２１０は、イメージャ１４０のほかに、イメージャ１４０の焦点面に光学イメージの焦点を合わせるための光学器械（optics）２６０を含んでよい。キャプチャ及び信号処理ユニット１４８は、イメージャ１４０と相互作用してピクセルイメージをキャプチャし、ピクセルイメージを表示するデータフレームをランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２６３転送する。これを実行するために、キャプチャ及び信号処理ユニット１４８は、バス２２０から前記フレームを受信してメモリ２６３にデータを記憶するための信号を生成するメモリ制御装置２６１と共に、バス２２０に接続されてよい。
【００３１】
カメラ２１０は、メモリ２６３と相互作用して、フラッシュメモリ２７８に圧縮フレームを記憶する前にフレーム・サイズを圧縮できる圧縮ユニット２６８を含んでよい。これを実現するために、圧縮ユニット２６８は、圧縮フレームをバス２２０から受信して、フラッシュメモリ２７８にデータを記憶するための信号を生成するフラッシュメモリ制御装置２７４と共に、バス２２０に接続されてよい。コンピュータに圧縮フレームを転送するために、カメラ２１０は、メモリ２６３及びフラッシュメモリ２７８のうちの何れかから圧縮フレームを回収するためにバス２２０に接続されたシリアルバスインターフェース２６６を備えてよい。これを実現するために、シリアルバスインタフェース２６６は、例えばコンピュータ３００に圧縮フレームの表示を転送するためにシリアルバス２８０（例えばユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ（Universal Serial Bus）））上に信号を生成する。ＵＳＢは、インタネットＵＲＬ：www.intel.comから入手可能な１９９６年１月１５日に公開されたユニバーサルシリアルバス仕様書改訂版１．０に詳細に説明されている。
【００３２】
イメージャ１４０の外部の回路が、イメージャ１４０がアレイ１１９を特定のイメージキャプチャモードに設定するためのリクエストのソースであってよい。例えば、一部の実施態様において、コンピュータ３００が、線形モード又は対数モードといったアレイ１１９のモードを設定するためにシリアルインタフェース２６６を介してカメラ２１０にリクエストを送信してよい。カメラ２１０のプロセッサ或いはマイクロプロセッサ２６２（２，３の例としては、ペンティアム・ベースのマイクロプロセッサ、アドバンストRISCマシーン（ARM（Advanced Risc Machine））マイクロプロセッサ、８０Ｘ８６プロセッサ又はマイクロプロセッサ）は、例えば、シリアルバスインタフェース２６６からリクエストの指示を回収して、イメージャ１４０にそのリクエストの指示を送信してよい。
【００３３】
いくつかの実施態様では、アレイ１１９を特定のイメージキャプチャモードに設定するためのリクエストのソースは、カメラ２１０のスイッチ又はボタン２９０といった、カメラ２１０の回路からくるものであってよい。一例として、カメラ２１０は、マイクロプロセッサ２６２にボタン２９０の状況を示すためのボタンインタフェース２９１を含んでよい。マイクロプロセッサ２６２は、バスインタフェース２７０を介してバス２２０に接続されてよい。
【００３４】
いくつかの実施態様では、リクエストは自動的に生成されてよい。例えば、キャプチャされた写真イメージの質を向上させる目的のために、カメラ２１０は、既に説明したようにイメージを２回にわたりキャプチャしてよい。一回目は、線形アレイを使用し、そして２回目は、対数アレイを使用する。この場合、マイクロプロセッサ２６２は、自動的に２回目にイメージをキャプチャするようアレイ１１９を再設定するためのリクエストを生成してよい。もう１つの例として、いくつかの実施態様では、マイクロプロセッサ２６２は、照明条件や解像度といった１つ以上のファクタに基づいて、特定のモードにアレイ１１９を設定するためのリクエストを自動的に生成してよい。
【００３５】
本発明の請求の範囲内には、他の実施態様が存在する。例えば、いくつかの実施態様では、アレイ１１９は、線形モードと対数モード以外のイメージキャプチャモードに置かれる。もう１つの例として、イメージャ１４０は、カメラ以外の、スキャナといった、画像処理システムの一部であってよい。
【００３６】
図１４を参照して説明すると、別の例として、カメラ２１０は、カメラ４００に代えられてよい。このカメラ４００は、以下に述べるような差異を除いては、カメラ２１０と類似の構成を有する。特に、（イメージャ１４０に取って代わる）カメラ４００のイメージャ４０４は、ピクセルセンサの１つ以上のアレイ４０６を備える。この場合、各アレイ４０６は、異なるモードに設定され、望ましいイメージキャプチャモードに基づいて選択されてよい。このように、一例として、アレイ４０６の或る１つは線形モードに設定され、アレイ４０６の別の１つは対数モードに設定されてよい。既に説明したように、特定のアレイ４０６についてのモードは再設定できるので、特定のアレイ４０６のモードは、（特定の実施態様に応じて）永続的であってもなくてもよい。
【００３７】
特定のアレイ４０６の電気的選択は、（イメージャ１４０のモード制御回路１２４に取って代わる）イメージャ４０４のモード制御回路４０５によって実行されてよい。この場合、モード制御回路４０５は、選択されたモードの指示（これは、（例えば幾つかの構成において制御ユニット１２９に類似する制御ユニット等のような）制御ユニットから直接発信される、或いはマイクロプロセッサ２６２から間接的に発信される）を受信し、そしてその指示に基づいて適切なアレイ４０６を選択するためにイメージャ４０４のモード制御回路４０５と相互作用してよい。
【００３８】
適切なアレイ４０６上にキャプチャされるイメージの焦点を合わせる目的のために、カメラ４００は、光学器械２６０からのイメージを、選択されたアレイ４０６に向けるための転向光学器械（redirection optics）４０２を備えてよい。いくつかの実施態様では、転向光学器械４０２は、例えば、転向光学器械４０２のレンズ及び／又はミラーのポジションを制御する１つ以上の検流計を備えてよい。ミクロ検流計は、例えば、カメラ４００のキャプチャ及び信号処理ユニット１４８によって制御されてよい。
【００３９】
図１５を参照して説明すると、別の例として、カメラ２１０，４００は、複数のピクセルセンサアレイ５０６を有するイメージャ５０４を含むカメラ５００に代えてもよい。この場合、各アレイ５０６は、異なったモードに設定されてよい。このように、例として、或る１つのアレイ５０６は、線形イメージキャプチャモードに設定されてよく、別のアレイ５０６は対数イメージキャプチャモードに設定されてよい。カメラ５００は、アレイ５０６の焦点面にキャプチャされている光学イメージの複製の焦点を合わせるビームスプリッタ５０２を含んでよい。イメージャ５０４の多重化回路５０５は、イメージキャプチャ及び／又は走査の目的のために、１つ以上のアレイ５０６を選んでよい。このように、一例として、イメージャ５０４の制御ユニット（これは例えば或る構成において制御ユニット１２９に類似している）は、特定のイメージキャプチャモードを指示してよく、そして多重化回路５０５は、制御ユニットによる選択に基づいてアレイ５０６の１つによって提供される表示を選んでよい。例えば、カメラ５００のマイクロプロセッサ２６２は、どのイメージモードを選択すべきかを制御ユニットに指示してよい。アレイ５０６は、特定の実施態様に応じて、同時に光学イメージをキャプチャしてもしなくてもよい。
【００４０】
本発明は、限られた数の実施態様に関して述べられてきたが、本開示の恩恵によくする当業者は、多数の修正と変更を思いつくであろう。本願明細書の請求項の記載は、本発明の特許請求の範囲内にあるそうした全ての修正や変更をカバーすることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来技術のデジタル画像処理システムの概略図である。
【図２】  図１のデジタル画像処理システムに用いられるカメラのイメージャの概略図である。
【図３】  本発明の一実施態様によるイメージャの概略図である。
【図４】  本発明の一実施態様による図３のイメージャのピクセルセンサの概略図である。
【図５】  イメージャが線形キャプチャモードに置かれたときの図３のイメージャの動作を表す電圧波形を示した図である。
【図６】  イメージャが線形キャプチャモードに置かれたときの図３のイメージャの動作を表す電圧波形を示した図である。
【図７】  イメージャが線形キャプチャモードに置かれたときの図３のイメージャの動作を表す電圧波形を示した図である。
【図８】  イメージャが線形キャプチャモードに置かれたときの図３のイメージャの動作を表す電圧波形を示した図である。
【図９】  イメージャが対数キャプチャモードに置かれたときの図３のイメージャの動作を表す電圧波形を示した図である。
【図１０】  イメージャが対数キャプチャモードに置かれたときの図３のイメージャの動作を表す電圧波形を示した図である。
【図１１】  イメージャが対数キャプチャモードに置かれたときの図３のイメージャの動作を表す電圧波形を示した図である。
【図１２】  イメージャが対数キャプチャモードに置かれたときの図３のイメージャの動作を表す電圧波形を示した図である。
【図１３】  本発明の実施態様によるデジタルカメラの概略図である。
【図１４】  本発明の実施態様によるデジタルカメラの概略図である。
【図１５】  本発明の実施態様によるデジタルカメラの概略図である。
【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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