[发明专利]成像设备、相机、成像设备的控制方法及计算机程序

说明书

技术领域

本发明涉及诸如CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器之类的成像设备、相机、成像设备的控制方法以及计算机程序。 

背景技术

过去，安装有CMOS图像传感器等的数码相机(下文中简称为相机)在曝光控制中执行下述处理。首先，相机计算将要成像的对象的画面上的照度(illuminance)(明度(brightness))。作为计算照度的方法，广泛使用了在整个像素区域中对包括在像素电路的输出信号中的辉度水平(luminance level)进行积分的方法。 

之后，相机根据该测得的照度来调节电子快门的增益、光圈值(stopvalue)和定时(也称为像素电路的重置(reset))，由此执行曝光控制。 

在极暗的地方，相机执行完全打开光圈并执行电子快门的调节，以使像素电路的电荷累积时间最大化，由此增加增益。随着照度的增加，相机执行如下调节：将增益减少到0并且调节电子快门的定时，以减少电荷累积时间。在极亮的地方，相机执行固定电子快门以关闭光圈的处理。 

作为相关技术，有JP-A-2005-51352和JP-A-2006-135708。 

发明内容

如上所述，执行与照度相对应的曝光控制。特别地，近年来，大多数相机从用户友好的观点自动执行与各种拍摄模式相对应的曝光控制。在这些相机中，当极亮的区域和极暗的区域混合在一个画面中时，不能执行适当的曝光控制，并且难以获得最佳的摄取图像。 

为了解决这个问题，如果相机设置曝光量较大，则在明亮区域中由像素电路累积的电荷超过了可以累积的电荷量。因此，会出现诸如白色区域 (white void)之类的现象。相反，如果相机设置曝光量较小，则由于暗区域被噪点隐藏了，因此难以区分暗区域。 

这是因为在所有像素区域中各个像素电路的电荷累积时间是相同的，并且在曝光控制中，相机计算整个画面的照度并且将曝光控制应用到整个画面。 

在任一情况下，包括JP-A-2005-51352和JP-A-2006-135708所公开的相机在内的过去的相机仅可以在整个画面上统一地针对增益、光圈值和电子快门调节定时。因此，难以防止这样的问题。 

因此，希望提供即使当一个画面中出现极亮和极暗时也可以扩大动态范围并获取最优摄取图像的成像设备、相机、用于成像设备的控制方法以及计算机程序。 

根据本发明一实施例，提供了一种成像设备，该成像设备包括：多个像素块，各个像素块具有预定数目的像素电路并被设置作为一个单元，多个块是通过划分多个像素电路排列成矩阵形状而形成的像素区域而获得的，多个像素电路根据光电转换将入射光转换为电荷；以及选择控制单元，该选择控制单元选择像素块中所希望的像素块，并且总体执行重置控制以将由所选像素块中的各个像素电路累积的电荷进行放电。选择控制单元针对每个所选像素块改变执行重置控制的定时，并且为像素电路分配不同的电荷累积时间。

优选地，选择控制单元分配的电荷累积时间随着从像素块的每个的辉度计算出的照度的增大而缩短。 

优选地，像素电路分别包括用于将所累积的电荷转移到预定节点的转移开关，选择控制单元包括用于对所选像素块中的像素电路执行重置控制的开关电路，其中针对每个像素块包括一个开关电路，开关电路被排列在同一列中并被连接到用于控制开关电路的接通或断开状态的第一和第二控制线，以及选择控制单元基于被提供给第一控制线的第一控制信号和被提供给第二控制线的第二控制信号同时切换像素块中的像素电路的所有转移开关。 

优选地，像素块的每个是由N×N(N＝2，3，...)个像素电路形成 的，以使得像素块形成为基本正方形形状。 

优选地，第一控制线被划分为N条线，重置控制电路被分散在针对同一像素块中每行不同的位置，并且被连接到经划分的第一控制线的任一条，以及选择控制单元将第一控制信号提供给所述N条第一控制线，并且对像素块中的像素电路总体执行重置控制。 

优选地，像素区域包括用于遮挡入射光的挡光区域，并且在挡光区域中，像素块以行为单位被形成。 

像素区域包括用于遮挡入射光的挡光区域，并且选择控制单元将要分配的电荷累积时间中最长的电荷累积时间分配给挡光区域。