WO2018124046A1

WO2018124046A1 - 撮像装置、カメラ、及び撮像方法

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Publication number: WO2018124046A1
Application number: PCT/JP2017/046590
Authority: WO
Inventors: 順二高畑; 泰弘新宮
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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Priority date: 2016-12-27
Filing date: 2017-12-26
Publication date: 2018-07-05
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Abstract

撮像装置（１）は、第１所定範囲の電圧が印加された露光状態において受光することで内部光電効果による電荷を生成する光電変換部材（１１１）と、光電変換部材（１１１）によって生成された電荷を画素単位で蓄積する複数の画素回路（２１）と、複数の画素回路（２１）のそれぞれに蓄積されている電荷量を読み出す読み出し回路（１３０）と、読み出し回路（１３０）によって読み出された電荷量のそれぞれに基づく画素値からなる出力画像を出力する出力回路（１４０）とを含む撮像素子（１０）と、第２所定範囲の電圧が印加された遮光状態の光電変換部材（１１１）によって生成される電荷による、上記出力画像への影響を低減する低減部（４０）とを備える。

Description

撮像装置、カメラ、及び撮像方法

　画像を撮像する撮像装置、カメラ、及び撮像方法に関する。

　従来、イメージセンサを用いて画像を撮像する撮像装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８－０４２１８０号公報

　撮像装置には、撮像する画像における画質の向上が望まれる。

　そこで、本開示は、撮像する画像における画質を、従来の撮像装置によって撮像される画像における画質に対して向上し得る撮像装置、カメラ、及び撮像方法を提供することを目的とする。

　本開示の一態様に係る撮像装置は、第１所定範囲の電圧が印加された露光状態において受光することで内部光電効果による電荷を生成する光電変換部材と、前記光電変換部材によって生成された電荷を画素単位で蓄積する複数の画素回路と、前記複数の画素回路のそれぞれに蓄積されている電荷量を読み出す読み出し回路と、前記読み出し回路によって読み出された電荷量のそれぞれに基づく画素値からなる出力画像を出力する出力回路とを含む撮像素子と、第２所定範囲の電圧が印加された遮光状態の前記光電変換部材によって生成される電荷による、前記出力画像への影響を低減する低減部とを備える。

　本開示の一態様に係る撮像装置は、第１所定範囲の電圧が印加された露光状態において受光することで内部光電効果による電荷を生成する光電変換部材であって、印加される前記第１所定範囲の電圧に応じて、電圧がより高い程、より光電変換効率が高くなるように前記電荷の生成を行う光電変換部材と、前記光電変換部材によって生成された電荷を画素単位で蓄積する複数の画素回路と、前記複数の画素回路のそれぞれに蓄積されている電荷量を読み出す読み出し回路と、前記読み出し回路によって読み出された電荷量のそれぞれに基づく画素値からなる出力画像を出力する出力回路とを含む撮像素子と、前記光電変換部材に印加される電圧を制御する電圧制御部とを備える。

　本開示の一態様に係るカメラは、上記撮像装置と、前記撮像素子に外部の光を集光するレンズとを備える。

　本開示の一態様に係る撮像方法は、撮像素子と低減部とを備える撮像装置が行う撮像方法であって、前記撮像素子は、第１所定範囲の電圧が印加された露光状態において受光することで内部光電効果による電荷を生成する光電変換部材と、前記光電変換部材によって生成された電荷を画素単位で蓄積する複数の画素回路と、前記複数の画素回路のそれぞれに蓄積されている電荷量を読み出す読み出し回路と、前記読み出し回路によって読み出された電荷量のそれぞれに基づく画素値からなる出力画像を出力する出力回路とを含み、前記出力回路が、出力画像を出力する出力ステップと、前記低減部が、第２所定範囲の電圧が印加された遮光状態の前記光電変換部材によって生成される電荷による、前記出力画像への影響を低減する低減ステップとを含む。

　本開示の一態様に係る撮像方法は、撮像素子と電圧制御部とを備える撮像装置が行う撮像方法であって、前記撮像素子は、第１所定範囲の電圧が印加された露光状態において受光することで内部光電効果による電荷を生成する光電変換部材であって、印加される前記第１所定範囲の電圧に応じて、電圧がより高い程、より光電変換効率が高くなるように前記電荷の生成を行う光電変換部材と、前記光電変換部材によって生成された電荷を画素単位で蓄積する複数の画素回路と、前記複数の画素回路のそれぞれに蓄積されている電荷量を読み出す読み出し回路と、前記読み出し回路によって読み出された電荷量のそれぞれに基づく画素値からなる出力画像を出力する出力回路とを含み、前記電圧制御部が、前記光電変換部材に印加される電圧を制御する電圧制御ステップと、前記出力回路が、前記出力画像を出力する出力ステップとを含む。

　上記本開示に係る撮像装置、カメラ、及び撮像方法によると、撮像する画像における画質を、従来の撮像装置によって撮像される画像における画質に対して向上し得る。

図１は、実施の形態１に係るカメラの構成を示すブロック図である。図２は、実施の形態１に係る撮像素子の構成を示すブロック図である。図３Ａは、実施の形態１に係る光電変換素子の平面図である。図３Ｂは、実施の形態１に係る光電変換素子の側面図である。図４は、実施の形態１に係る画素回路の構成を示すブロック図である。図５Ａは、撮像開始信号と撮像終了信号とのタイミング図である。図５Ｂは、実施の形態１に係る撮像素子の動作を示すタイミング図である。図６は、実施の形態２に係るカメラの構成を示すブロック図である。図７は、実施の形態２に係る撮像素子の構成を示すブロック図である。図８は、実施の形態２に係る画素回路の構成を示すブロック図である。図９Ａは、撮像開始信号と撮像終了信号とのタイミング図である。図９Ｂは、実施の形態２に係る撮像素子の状態を示すタイミング図である。図１０は、遮光漏れの期間を示す模式図である。図１１は、実施の形態３に係るカメラの構成を示すブロック図である。図１２Ａは、撮像開始信号と撮像終了信号とのタイミング図である。図１２Ｂは、絞り量指定信号のタイミング図である。図１２Ｃは、最大絞り量信号のタイミング図である。図１２Ｄは、実施の形態３に係る絞りの状態を示すタイミング図である。図１２Ｅは、実施の形態３に係る撮像素子の状態を示すタイミング図である。図１３は、実施の形態４に係るカメラの構成を示すブロック図である。図１４は、実施の形態４に係る撮像素子の構成を示すブロック図である。図１５Ａは、撮像開始信号と撮像終了信号とのタイミング図である。図１５Ｂは、絞り量指定信号Ｂのタイミング図である。図１５Ｃは、印加電圧変更信号のタイミング図である。図１５Ｄは、実施の形態４に係る光電変換部材に集光される外部の光の光量のタイミング図である。図１５Ｅは、実施の形態４に係る光電変換部材へ印加される電圧のタイミング図である。図１５Ｆは、実施の形態４に係る光電変換部材における光電変換効率のタイミング図である。図１６は、実施の形態５に係るカメラの構成を示すブロック図である。図１７は、参照ライブビュー画像の一具体例である。図１８Ａは、実施の形態５に係る撮像素子の状態を示すタイミング図である。図１８Ｂは、実施の形態５に係る光電変換部材に印加される電圧のタイミング図である。図１９Ａは、撮像開始信号と撮像終了信号とのタイミング図である。図１９Ｂは、印加電圧値信号のタイミング図である。図１９Ｃは、実施の形態５に係る撮像素子の状態を示すタイミング図である。図１９Ｄは、実施の形態５に係る光電変換部材に印加される電圧のタイミング図である。図２０Ａは、変形例に係るデジタルスチルカメラの斜視図である。図２０Ｂは、変形例に係るビデオカメラの斜視図である。

　以下、実施の形態について詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。本開示は、請求の範囲だけによって限定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の独立請求項に記載されていない構成要素については、本開示の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。

　（実施の形態１）
　ここでは、画像を撮像する撮像装置１について、図面を参照しながら説明する。

　［１－１．構成］
　図１は、実施の形態１に係るカメラ２００の構成を示すブロック図である。

　カメラ２００は、レンズ鏡筒２３０と、撮像装置１とを備えている。そして、レンズ鏡筒２３０は、光学系２１０と、レンズ駆動部２２０とを備えている。

　光学系２１０は、撮像装置１の撮像素子１０に外部の光を集光する１以上のレンズから構成されている。具体的には、光学系２１０は、ズームレンズ２１１、手振れ補正レンズ２１２、フォーカスレンズ２１３、絞り２１４により構成される。ズームレンズ２１１を光軸２１０Ａに沿って移動させることにより、被写体像の拡大、縮小をすることができる。また、フォーカスレンズ２１３を光軸２１０Ａに沿って移動させることにより被写体像のフォーカスを調整することができる。また、手振れ補正レンズ２１２は、光学系２１０の光軸２１０Ａに垂直な面内で移動可能である。カメラ２００のブレを打ち消す方向に手振れ補正レンズ２１２を移動することで、カメラ２００のブレが撮像画像に与える影響を低減できる。また、絞り２１４は光軸２１０Ａ上に位置する開口部２１４Ａを有し、使用者の設定に応じて若しくは自動で開口部２１４Ａの大きさを調整し、透過する光の量を調整する。

　レンズ駆動部２２０は、ズームレンズ２１１を駆動するズームアクチュエータや、手振れ補正レンズ２１２を駆動する手ブレ補正アクチュエータや、フォーカスレンズ２１３を駆動するフォーカスアクチュエータや、絞り２１４を駆動する絞りアクチュエータを含む。そして、レンズ駆動部２２０は、上記のズームアクチュエータや、フォーカスアクチュエータや、手ブレ補正アクチュエータや、絞りアクチュエータを制御する。

　撮像装置１は、撮像素子１０と、制御部２０と、低減部４０と、画像処理部２６０と、メモリ２７０と、カードスロット２９０と、内部メモリ３４０と、操作部材３１０と、表示モニタ３２０とを含んで構成される。

　撮像素子１０は、画像を撮像して出力する。

　低減部４０は、撮像素子１０から出力された画像を補正する。低減部４０は、一例として、メモリ（図示されず。）に記憶されるプログラムをプロセッサ（図示されず。）が実行することによって実現される。

　画像処理部２６０は、撮像素子１０で生成された画像データ（ここでは、低減部４０によって補正された画像）に対して各種処理を施し、表示モニタ３２０に表示するための画像データを生成したり、メモリカード３００に格納するための画像データを生成したりする。例えば、画像処理部２６０は、撮像素子１０で生成された画像データに対して、ガンマ補正、ホワイトバランス補正などの各種処理を行う。また、画像処理部２６０は、撮像素子１０で生成された画像データを、Ｈ．２６４規格やＭＰＥＧ２規格に準拠した圧縮形式等により圧縮する。画像処理部２６０は、一例として、メモリ（図示されず。）に記憶されるプログラムをプロセッサ（図示されず。）が実行することによって実現される。

　制御部２０は、撮像素子１０の動作を制御する。また、制御部２０は、カメラ２００全体を制御する。制御部２０は、一例として、内部メモリ３４０に記録されたプログラムを、一時的な記憶を行うメモリ２７０に展開し、制御部２０内のプロセッサ（図示されず。）が実行することによって実現される。

　メモリ２７０は、画像処理部３６０及び制御部２０のワークメモリとしても機能する。メモリ２７０は、例えば、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭなどで実現できる。

　カードスロット３９０はメモリカード３００を着脱可能に保持する。カードスロット２９０は機械的及び電気的にメモリカード３００と接続可能である。メモリカード３００は不揮発性フラッシュメモリや強誘電体メモリなどを内部に含み、画像処理部２６０で生成された画像ファイル等のデータを格納できる。

　内部メモリ３４０は、不揮発性フラッシュメモリや強誘電体メモリなどで構成される。内部メモリ３４０は、カメラ２００全体を制御するための制御プログラム等を記憶する。

　操作部材３１０は使用者からの操作を受け付けるユーザーインターフェースの総称である。操作部材３１０は、例えば、使用者からの操作を受け付ける十字キーや決定釦等を含む。

　表示モニタ３２０は、撮像素子１０で生成された画像データが示す画像や、メモリカード３００から読み出された画像データが示す画像を表示できる画面３２０Ａを有する。また、表示モニタ３２０は、カメラ２００の各種設定を行うための各種メニュー画面等も画面３２０Ａに表示できる。表示モニタ３２０の画面３２０Ａ上にはタッチパネル３２０Ｂが配置されている。タッチパネル３２０Ｂはユーザによりタッチされて各種タッチ操作を受け付けることができる。タッチパネル３２０Ｂに対するタッチ操作が示す指示は制御部２０に通知され各種処理が行われる。

　以下、これら撮像装置１の構成要素のうち、撮像素子１０と、制御部２０と、低減部４０とについて、さらに詳細に説明する。

　図２は、撮像素子１０の構成を示すブロック図である。

　同図に示されるように、撮像素子１０は、光電変換素子１１０と、画素回路アレイ１２０と、読み出し回路１３０と、出力回路１４０と、行走査回路１５０と、タイミング制御回路１６０と、電圧印加回路１７０とを含んで構成される。

　図３Ａは、光電変換素子１１０の平面図であり、図３Ｂは、光電変換素子１１０の側面図である。

　図３Ａ、図３Ｂに示されるように、光電変換素子１１０は、薄膜状の光電変換部材１１１と、光電変換部材１１１の上面に密着する上部透明電極１１２と、光電変換部材１１１の下面に密着する、Ｎ行Ｍ列（Ｎ、Ｍは、１以上の整数。）の二次元アレイ状に配置されたＮ×Ｍ枚の下部画素電極１１３とを含んで構成される。

　光電変換部材１１１は、０Ｖを含まない第１所定範囲の電圧が印加された状態（以下、この状態のことを「露光状態」と呼ぶ。）において受光することで内部光電効果による電荷を生成する。また、光電変換部材１１１は、印加される上記第１所定範囲の電圧に応じて、電圧がより高い程、より光電変換効率が高くなるように上記電荷の生成を行う。

　ここでは、光電変換部材１１１が、上記特性を有する有機薄膜であるとして説明する。すなわち、この実施の形態１においては、撮像素子１０が、有機薄膜を光電変換部材とする有機ＣＭＯＳイメージセンサである場合の例となっている。

　この光電変換部材１１１は、理想的には、第１所定範囲以下の範囲である、０Ｖを含む第２所定範囲の電圧が印加された状態（以下、この状態のことを「遮光状態」と呼ぶ。）において受光しても、内部光電効果による電荷を生成しないことが望まれる。

　しかしながら、光電変換部材１１１の製造過程において、製造材料に混入する不純物濃度の管理精度、製造工程の管理精度等に起因して、実際に製造される光電変換部材１１１では、遮光状態において受光することで内部光電効果による電荷が若干量生成されてしまう。以下、遮光状態において受光することで内部光電効果による電荷が若干量生成されてしまう現象のことを「遮光漏れ」と呼ぶ。

　上部透明電極１１２は、光電変換部材１１１の上面の全体に、下面に対して０を含む電位差を生じさせる電圧を印加する、透明な電極である。

　下部画素電極１１３は、光電変換部材１１１の下面の全体を覆うように、Ｎ行Ｍ列の二次元アレイ状に配置された電極である。

　下部画素電極１１３は、光電変換部材１１１で生成される電荷のうち、自身の近傍において生成される電荷を集電する。

　再び、図２に戻って、撮像素子１０の説明を続ける。

　画素回路アレイ１２０は、Ｎ×Ｍ個の画素回路２１が、Ｎ行Ｍ列の二次元アレイ状に配置されてなる半導体デバイスであって、光電変換素子１１０の下面側に、光電変換素子１１０に重ね合わされて配置される。

　画素回路アレイ１２０において、各画素回路２１は、撮像素子１０を平面視した場合において、画素回路２１それぞれの位置が、下部画素電極１１３それぞれの位置と、一対一に対応付けられて重なるように配置されている。

　図４は、画素回路２１の構成を示すブロック図である。

　同図に示されるように、画素回路２１は、リセットトランジスタ２２と、増幅トランジスタ２３と、選択トランジスタ２４と、電荷蓄積ノード２５とを含んで構成される。

　電荷蓄積ノード２５は、自身の属する画素回路２１に対応する下部画素電極１１３と、リセットトランジスタ２２のソースと、増幅トランジスタ２３のゲートとに接続され、接続される下部画素電極１１３によって集電された電荷を蓄積する。

　リセットトランジスタ２２は、ゲートにリセット信号線５１が接続され、ドレインにリセット電圧ＶＲＳＴが供給され、ソースに電荷蓄積ノード２５が接続される。

　リセットトランジスタ２２は、行走査回路１５０（後述）からリセット信号線５１を介して配送されるリセット信号によってオンにされることで、電荷蓄積ノード２５に蓄積された電荷の量をリセット（初期化）する。

　増幅トランジスタ２３は、ゲートに電荷蓄積ノード２５が接続され、ドレインに電源電圧ＶＤＤが供給され、ソースに選択トランジスタ２４のドレインが接続される。

　増幅トランジスタ２３のゲートには、電荷蓄積ノード２５に蓄積される電荷に応じた電圧が印加される。

　このため、増幅トランジスタ２３は、選択トランジスタ２４がオン状態の場合に、電荷蓄積ノード２５に蓄積された電荷に応じた電流を流す電流源として機能する。

　選択トランジスタ２４は、ゲートに選択信号線５２が接続され、ドレインに増幅トランジスタ２３のソースが接続され、ソースに垂直信号線３２が接続される。

　選択トランジスタ２４は、行走査回路１５０（後述）から選択信号線５２を介して配送される選択信号によってオンにされることで、増幅トランジスタ２３に流れる電流を垂直信号線３２に出力する。

　後述するように、垂直信号線３２に出力される電流の電流量が、列読み出し回路３１（後述）によって検知されることで、選択信号によってオンされた選択トランジスタ２４を含む画素回路２１の電荷蓄積ノード２５に蓄積された電荷の量が読み出される。

　画素回路２１は、上記構成により、光電変換部材１１１によって生成された電荷を画素単位で集電する。そして、画素回路２１は、電荷蓄積ノード２５に蓄積された電荷の量が非破壊で読み出される。

　再び、図２に戻って、撮像素子１０の説明を続ける。

　行走査回路１５０は、下記蓄積電荷量リセット機能と下記読み出し画素回路選択機能とを有する。

　蓄積電荷量リセット機能は、画素回路アレイ１２０を構成する画素回路２１それぞれにおける電荷蓄積ノード２５に蓄積された電荷をリセットするためのリセット信号を画素回路２１それぞれに接続されるリセット信号線５１を介して配送する機能である。

　これにより、画素回路アレイ１２０に含まれる全ての画素回路２１の電荷蓄積ノード２５に蓄積された電荷のリセットは略同一タイミングで実行される。

　読み出し画素回路選択機能とは、画素回路アレイ１２０において、読み出し回路１３０に最も遠い側の行（第１行）から、読み出し回路１３０に最も近い側の行（第Ｎ行）へと１行ずつ順に、所定時間Δｔ間隔で、該当行に属する画素回路２１それぞれにおける選択トランジスタ２４をオンにするための選択信号を、該当行に属する画素回路２１それぞれに接続される選択信号線５２を介して配送する機能である。

　これにより、画素回路アレイ１２０に含まれる全ての画素回路２１の電荷蓄積ノード２５に蓄積された電荷量の読み出しは、読み出し回路１３０（後述）によって、第１行から第Ｎ行まで行単位で順に実行され、第１行に属する画素回路２１についての読み出しが開始されてから、第Ｎ行に属する画素回路２１についての読み出しが完了するまで、Ｎ×Δｔの期間を要する。

　読み出し回路１３０は、画素回路アレイ１２０を構成する画素回路２１のそれぞれに蓄積されている電荷の量を読み出す。

　読み出し回路１３０は、画素回路アレイ１２０のＭ個の列それぞれに対応するＭ個の列読み出し回路３１を含んで構成される。

　列読み出し回路３１は、対応する列に属する画素回路２１それぞれに接続される垂直信号線３２を介して、選択信号によってオンとなっている選択トランジスタ２４を含む画素回路２１（この画素回路２１のことを、「読み出し対象の画素回路２１」とも呼ぶ。）の増幅トランジスタ２３に流れる電流量を検知することで、読み出し対象の画素回路２１の電荷蓄積ノード２５に蓄積されている電荷の量を読み出して、読み出した電荷の量を示すＫビット（Ｋは、正の整数、例えば８）のデジタル信号を、読み出し対象の画素回路２１の画素値として出力する。

　出力回路１４０は、読み出し回路１３０から出力された画素値からなる出力画像を出力する。すなわち、出力回路１４０は、読み出し回路１３０によって読み出された電荷量のそれぞれに基づく画素値からなる出力画像を出力する。

　電圧印加回路１７０は、光電変換部材１１１に電圧を印加する。より具体的には、電圧印加回路１７０は、上部透明電極１１２の電圧を制御することで、光電変換部材１１１の上面と下面との間に電圧を印加する。

　タイミング制御回路１６０は、行走査回路１５０の動作タイミングと、読み出し回路１３０の動作タイミングと、電圧印加回路１７０の動作タイミングとを制御する。すなわち、タイミング制御回路１６０は、行走査回路１５０による、蓄積電荷量リセット機能を実行するタイミングと、読み出し画素回路選択機能を実行するタイミングとを制御し、読み出し回路１３０による、選択信号によって選択された画素回路２１の電荷蓄積ノード２５に蓄積されている電荷の量を読み出すタイミングを制御し、電圧印加回路１７０による、光電変換素子１１０を露光状態とするタイミングと、光電変換素子１１０を遮光状態とするタイミングとを制御する。

　再び、図１に戻って、撮像装置１の説明を続ける。

　制御部２０は、下記撮像制御機能を有する。

　撮像制御機能とは、撮像素子１０に画像を撮像させて、出力画像を出力させる機能である。より具体的には、撮像素子１０に対して、撮像を開始させるタイミングで撮像開始信号を出力し、撮像開始信号を出力してから、所定の露光期間Ｔ１経過したタイミングで、撮像終了信号を出力することで、撮像素子１０に上記画像の撮像を実行させる機能である。

　図５Ａは、制御部２０によって出力される撮像開始信号と撮像終了信号とのタイミング図である。

　図５Ａに示されるように、制御部２０は、撮像素子１０に対して、撮像開始信号と撮像終了信号とを、撮像開始信号の出力よりも撮像終了信号の出力の方が露光期間Ｔ１だけ遅延するように出力する。

　撮像素子１０は、制御部２０から出力された撮像開始信号を受け取ると、タイミング制御回路１６０が、（１）電圧印加回路１７０の動作タイミングを制御して、撮像開始信号を受け取るタイミングで、光電変換部材１１１に印加する電圧を、第１所定範囲内の第１電圧とし、（２）行走査回路１５０の動作タイミングを制御して、撮像開始信号を受け取るタイミングで、行走査回路１５０に蓄積電荷量リセット機能を実行させる。

　そして、撮像素子１０は、制御部２０から出力された撮像終了信号を受け取ると、タイミング制御回路１６０が、（１）電圧印加回路１７０の動作タイミングを制御して、撮像開始信号を受け取るタイミングで、光電変換部材１１１に印加する電圧を、第２範囲内の第２電圧とし、（２）行走査回路１５０の動作タイミングと、読み出し回路１３０の動作タイミングとを制御して、撮像終了信号を受け取るタイミングで、画素回路アレイ１２０を構成する全画素回路２１に対する、電荷蓄積ノード２５に蓄積されている電荷量の読み出しを開始する。

　図５Ｂは、撮像素子１０の状態を示すタイミング図である。

　図５Ｂに示されるように、撮像素子１０は、制御部２０から出力された撮像開始信号を受け取ると、その受け取ったタイミングで画素回路アレイ１２０に含まれる画素回路２１に蓄積されている電荷量をリセット（初期化）する。また、撮像素子１０は、撮像開始信号を受け取ってから、撮像終了信号を受け取るまでの期間、光電変換素子１１０を露光状態とし、撮像終了信号を受け取った後の期間、光電変換素子１１０を遮光状態とする。そして、撮像素子１０は、撮像終了信号を受け取ると、第１行から第Ｎ行まで行単位で順にΔｔずつ遅れるタイミングで、画素回路アレイ１２０に含まれる画素回路２１に蓄積されている電荷量の読み出しを行う。

　図５Ｂからも理解されるように、各画素回路２１の属する行の位置によって、その画素回路２１の電荷量がリセットされてから、その画素回路２１の電荷量が読み出されるまでの期間（以下、この期間のことを「電荷蓄積期間」と呼ぶ。）が互いに異なっている。

　すなわち、第Ｋ（Ｋは１以上Ｎ以下の整数）行に位置する画素回路２１において、電荷蓄積期間は、Ｔ１＋（Ｋ－１）×Δｔとなる。

　このため、第Ｋ（Ｋは１以上Ｎ以下の整数）行に位置する画素回路２１では、電荷量がリセットされてから電荷量が読み出されるまでの期間に、その画素回路２１に蓄積される電荷量が、（１）露光状態の光電変換素子１１０において、露光期間Ｔ１の期間に生成された、内部光電効果による電荷の電荷量と、（２）遮光状態の光電変換素子１１０において、（Ｋ－１）×Δｔの期間生成された、遮光漏れによる電荷の電荷量との和となる。

　従って第Ｋ行に位置する画素回路２１については、第１行に位置する画素回路２１と比べて、遮光状態の光電変換素子１１０において、（Ｋ－１）×Δｔの期間に生成された、露光漏れによる電荷の電荷量分だけ余分に蓄積された電荷量が読み出されることとなる。

　このため、撮像素子１０から出力される撮像画像は、アレイ形状における各行の、読み出しが開始される時刻の時間差に起因する画質の劣化（以下この画質の劣化のことを「読み出し時刻の差に起因する輝度ムラ」と呼ぶ。）が生じた画像となる。

　再び図１に戻って、撮像装置１の説明を続ける。

　低減部４０は、遮光状態の光電変換部材１１１によって生成される電荷による、出力画像への影響を低減する。より具体的には、低減部４０は、上記低減を、画素回路アレイ１２０における各行を対象として、第１行の画素回路２１との、読み出し回路１３０による読み出しが実行される時刻の時間差に応じて、対象とする行に対応する、出力画像の画素値を補正することで行う。

　すなわち、低減部４０は、画素回路アレイ１２０の第Ｋ行に位置する画素回路２１における電荷蓄積期間の露光量が、第１行に位置する画素回路２１における電荷蓄積期間の露光量で正規化されるように、撮像素子１０から出力される出力画像の画素値に対して、時間差がより大きい程より小さくなる１以下の補正係数を、各行毎に乗算する。

　これにより、この低減部４０は、撮像素子１０から、読み出し時刻の差に起因する輝度ムラが生じた出力画像が出力されると、その出力画像に対して、その輝度ムラが低減されるように補正する。

　ここで、例えば、行毎の補正係数は、撮像装置１を設計する設計者が、予め、撮像素子１０に、各行毎の補正係数を算出するための画像を撮像させる実験を行っておいて、その撮像画像を解析しておくことで、適切な値に決定することができる。

　［１－２．効果等］
　上述したように、本開示に係る撮像装置１は、読み出し時刻の差に起因する輝度ムラを低減することができる。

　従って、本開示に係る撮像装置１によると、読み出し時刻の差に起因する輝度ムラを低減しない従来の撮像装置よりも、撮像する画像における画質を向上させることが可能となる。

　なお、本実施の形態１において、撮像素子１０は、画素回路２１に蓄積されている電荷量の読み出しを、行単位で行うとして説明した。しかしながら、電荷量の読み出しは、１以上の画素回路２１からなる画素回路ブロック単位で行われれば、必ずしも行単位で行われる例に限定されない。

　（実施の形態２）
　ここでは、実施の形態１に係る撮像装置１から、その一部の機能が変更された実施の形態２に係る撮像装置について、図面を参照しながら説明する。

　実施の形態１に係る撮像装置１は、撮像素子１０から出力される出力画像に対して、各行毎に、画素値に対して補正係数を乗算する補正を行うことで、出力画像における、読み出し時刻の差に起因する輝度ムラを低減する構成の例であった。

　これに対して、実施の形態２に係る撮像装置２は、各画素回路に蓄積された電荷量を、画素回路アレイにおける第１行から第Ｎ行へと１行ずつ順に読み出す読み出しと、その逆向きに、第Ｎ行から第１行へと１行ずつ順に読み出す読み出しとを同時に行って、それぞれの読み出しに基づく出力画像を合成することで、出力画像における、読み出し時刻の差に起因する輝度ムラを低減する構成の例となっている。

　以下、実施の形態２に係る撮像装置について、実施の形態１に係る撮像装置１からの変更点を中心に、図面を参照しながら説明する。

　［２－１．構成］
　図６は、実施の形態２に係るカメラ６００の構成を示すブロック図である。

　同図に示されるように、カメラ６００は、実施の形態１に係るカメラ２００から、撮像装置１が撮像装置２に変更されるように変形されている。そして、撮像装置２は、実施の形態１に係る撮像装置１から、撮像素子１０が撮像素子６１０に変更され、制御部２０が制御部６２０に変更され、低減部４０が低減部６４０に変更されるように変形されている。

　ここでは、これら撮像素子６１０、制御部６２０、低減部６４０の詳細について、順に説明する。

　撮像素子６１０は、実施の形態１に係る撮像素子１０から、その機能の一部が変更されている。

　実施の形態１に係る撮像素子１０は、各画素回路２１に蓄積された電荷量を、画素回路アレイ１２０における第１行から第Ｎ行へと１行ずつ順に読み出す読み出しを行って、読み出された電荷量のそれぞれに基づく画素値からなる出力画像を出力する構成の例であった。

　これに対して、実施の形態２に係る撮像素子６１０は、各画素回路２１に蓄積された電荷量を、画素アレイにおける第１行から第Ｎ行へと１行ずつ順に読み出す順方向の読み出しと、その逆向きに、第Ｎ行から第１行へと１行ずつ順に読み出す逆方向の読み出しとを同時に行って、順方向に読み出された電荷量のそれぞれに基づく画素値からなる出力画像と、逆方向に読み出された電荷量のそれぞれに基づく画素値からなる逆方向出力画像をと出力する構成の例となっている。

　図７は、撮像素子６１０の構成を示すブロック図である。

　同図に示されるように、撮像素子６１０は、実施の形態１に係る撮像素子１０に対して、逆方向読み出し回路１３０Ｂと、逆方向出力回路１４０Ｂとが追加されている。そして、画素回路２１が画素回路２１Ｂに変更され、行走査回路１５０が行走査回路１５０Ｂに変更され、タイミング制御回路１６０がタイミング制御回路１６０Ｂに変更されている。また、画素回路２１が画素回路２１Ｂに変更されたことに伴って、画素回路アレイ１２０が、画素回路アレイ１２０Ｂに変更されている。

　図８は、画素回路２１Ｂの構成を示すブロック図である。

　同図に示されるように、画素回路２１Ｂは、実施の形態１に係る画素回路２１に対して、選択トランジスタ２４Ｂが追加されている。

　選択トランジスタ２４Ｂは、ゲートに選択信号線５２Ｂが接続され、ドレインに増幅トランジスタ２３のソースが接続され、ソースに垂直信号線３２Ｂが接続される。

　選択トランジスタ２４Ｂは、行走査回路１５０Ｂ（後述）から選択信号線５２Ｂを介して配送される選択信号によってオンにされることで、増幅トランジスタ２３に流れる電流を垂直信号線３２Ｂに出力する。

　垂直信号線３２の場合と同様に、垂直信号線３２Ｂに出力される電流の電流量が、逆方向読み出し回路１３０Ｂ（後述）に含まれる列読み出し回路３１によって検知されることで、選択信号によってオンされた選択トランジスタ２４Ｂを含む画素回路２１Ｂの電荷蓄積ノード２５に蓄積された電荷の量が読み出される。

　再び、図７に戻って、撮像素子６１０の説明を続ける。

　行走査回路１５０Ｂは、実施の形態１に係る行走査回路１５０から、その機能の一部が変更されている。

　行走査回路１５０Ｂは、実施の形態１に係る行走査回路１５０が有する、蓄積電荷量リセット機能と読み出し画素回路選択機能とに加えて、さらに、下記逆方向読み出し画素回路選択機能を有するように変更されている。

　逆方向読み出し画素回路選択機能とは、画素回路アレイ１２０Ｂにおいて、第Ｎ行から第１行へと１行ずつ順に、所定時間Δｔ間隔で、該当行に属する画素回路２１Ｂそれぞれにおける選択トランジスタ２４Ｂをオンにするための選択信号を、該当行に属する画素回路２１Ｂそれぞれに接続される選択信号線５２Ｂを介して配送する機能である。

　これにより、画素回路アレイ１２０Ｂに含まれる全ての画素回路２１Ｂの電荷蓄積ノード２５に蓄積された電荷量の読み出しは、逆方向読み出し回路１３０Ｂ（後述）によって、第Ｎ行から第１行まで行単位で順に実行され、第Ｎ行に属する画素回路２１についての読み出しが開始されてから、第１行に属する画素回路２１Ｂについての読み出しが完了するまで、Ｎ×Δｔの期間を要する。

　逆方向読み出し回路１３０Ｂは、読み出し回路１３０と同様の構成である。しかしながら、読み出し回路１３０では、含まれる各列読み出し回路３１が、対応する列に属する画素回路２１Ｂそれぞれに接続される垂直信号線３２に接続されているのに対して、逆方向読み出し回路１３０Ｂでは、含まれる各列読み出し回路３１が、対応する列に属する画素回路２１Ｂそれぞれに接続される垂直信号線３２Ｂに接続されている点において相違している。

　逆方向出力回路１４０Ｂは、出力回路１４０と同様の構成である。しかしながら、出力回路１４０では、読み出し回路１３０によって読み出された電荷量のそれぞれに基づく画素値からなる出力画像を出力するのに対して、逆方向出力回路１４０Ｂでは、逆方向読み出し回路１３０Ｂによって読み出された電荷量のそれぞれに基づく画素値からなる逆方向出力画像を出力する点において相違している。

　タイミング制御回路１６０Ｂは、実施の形態１に係るタイミング制御回路１６０に対して、その機能の一部が変更されている。

　タイミング制御回路１６０Ｂは、行走査回路１５０Ｂの動作タイミングと、読み出し回路１３０の動作タイミングと、逆方向読み出し回路１３０Ｂの動作タイミングと、電圧印加回路１７０の動作タイミングとを制御する。すなわち、タイミング制御回路１６０は、行走査回路１５０Ｂによる、蓄積電荷量リセット機能を実行するタイミングと、読み出し画素回路選択機能を実行するタイミングと、逆方向読み出し画素回路選択機能を実行するタイミングとを制御し、読み出し回路１３０による、選択信号によって選択された画素回路２１の電荷蓄積ノード２５に蓄積されている電荷の量を読み出すタイミングを制御し、逆方向読み出し回路１３０Ｂによる、選択信号によって選択された画素回路２１の電荷蓄積ノード２５に蓄積されている電荷の量を読み出すタイミングを制御し、電圧印加回路１７０による、光電変換素子１１０を露光状態とするタイミングと、光電変換素子１１０を遮光状態とするタイミングとを制御する。

　再び、図６に戻って、撮像装置１の説明を続ける。

　制御部６２０は、実施の形態１に係る制御部２０から、その機能の一部が変更されている。

　実施の形態１に係る制御部２０は、撮像制御機能を有する構成の例であった。

　これに対して、制御部６２０は、撮像制御機能Ｂを有する構成の例となっている。

　撮像制御機能Ｂとは、撮像素子６１０に画像を撮像させて、出力画像と逆方向出力画像とを出力させる機能である。より具体的には、撮像素子６１０に対して、撮像を開始させるタイミングで撮像開始信号を出力し、撮像開始信号を出力してから、所定の露光期間Ｔ１経過したタイミングで、撮像終了信号を出力することで、撮像素子６１０に上記画像の撮像を実行させる機能である。

　図９Ａは、制御部６２０によって出力される撮像開始信号と撮像終了信号とのタイミング図である。

　図９Ａに示されるように、制御部６２０は、撮像素子６１０に対して、撮像開始信号と撮像終了信号とを、撮像開始信号の出力よりも撮像終了信号の出力の方が露光期間Ｔ１だけ遅延するように出力する。

　撮像素子６１０は、制御部６２０から出力された撮像開始信号を受け取ると、タイミング制御回路１６０Ｂが、（１）電圧印加回路１７０の動作タイミングを制御して、撮像開始信号を受け取るタイミングで、光電変換部材１１１に印加する電圧を、第１所定範囲内の第１電圧とし、（２）行走査回路１５０Ｂの動作タイミングを制御して、撮像開始信号を受け取るタイミングで、行走査回路１５０Ｂに蓄積電荷量リセット機能を実行させる。

　そして、撮像素子６１０は、制御部６２０から出力された撮像終了信号を受け取ると、タイミング制御回路１６０Ｂが、（１）電圧印加回路１７０の動作タイミングを制御して、撮像開始信号を受け取るタイミングで、光電変換部材１１１に印加する電圧を、第２範囲内の第２電圧とし、（２）行走査回路１５０Ｂの動作タイミングと、読み出し回路１３０の動作タイミングと、逆方向読み出し回路１３０Ｂの動作タイミングとを制御して、撮像終了信号を受け取るタイミングで、画素回路アレイ１２０Ｂを構成する全画素回路２１Ｂに対する、電荷蓄積ノード２５に蓄積されている電荷量の、（Ａ）第１行から第Ｎ行まで行単位で順にΔｔずつ遅れるタイミングで読み出す順方向読み出しと、（Ｂ）第Ｎ行から第１行まで順位Δｔずつ遅れるタイミングで読み出す逆方向読み出しとを開始する。

　図９Ｂは、撮像素子６１０の状態を示すタイミング図である。

　図９Ｂに示されるように、撮像素子６１０は、制御部６２０から出力された撮像開始信号を受け取ると、その受け取ったタイミングで画素回路アレイ１２０Ｂに含まれる画素回路２１Ｂに蓄積されている電荷量をリセット（初期化）する。また、撮像素子６１０は、撮像開始信号を受け取ってから、撮像終了信号を受け取るまでの期間、光電変換素子１１０を露光状態とし、撮像終了信号を受け取った後の期間、光電変換素子１１０を遮光状態とする。そして、撮像素子６１０は、撮像終了信号を受け取ると、第１行から第Ｎ行まで行単位で順にΔｔずつ遅れるタイミングで、画素回路アレイ１２０Ｂに含まれる画素回路２１Ｂに蓄積されている電荷量を読み出す順方向読み出しと、第Ｎ行から第１行まで行単位で順にΔｔずつ遅れるタイミングで、画素回路アレイ１２０Ｂに含まれる画素回路２１Ｂに蓄積されている電荷量を読み出す逆方向読み出しとを行う。

　図９Ｂからも理解されるように、順方向読み出しでは、実施の形態１の場合と同様に、第Ｋ行に位置する画素回路２１Ｂについて、第１行、すなわち最初に読み出される行の画素回路２１Ｂと比べて、遮光状態の光電変換素子１１０において（Ｋ－１）×Δｔの期間に生成された、遮光漏れによる電荷の電荷量だけ余分に蓄積された電荷量が読み出される。

　一方で、逆方向読み出しでは、第Ｋ行に位置する画素回路２１Ｂについて、第Ｎ行、すなわち最初に読み出される行の画素回路２１Ｂと比べて、遮光状態の光電変換素子１１０において（Ｎ－Ｋ）×Δｔの期間に生成された、遮光漏れによる電荷の電荷量だけ余分に蓄積された電荷量が読み出される。

　このため、撮像素子６１０から出力される、出力画像と逆方向出力画像との双方とも、読み出し時刻の差に起因する輝度ムラが生じた画像となる。

　図１０は、順方向読み出しにおける、最初に読み出される行を基準としたときの、各行における余分な遮光漏れの期間と、逆方向読み出しにおける、最初に読み出される行を基準としたときの、各行における余分な遮光漏れの期間との関係を示す図である。

　同図に示されるように、各行における、順方向読み出しにおける余分な遮光漏れの期間と、逆方向読み出しにおける余分な遮光漏れの期間とを加算することで、各行における、順方向読み出しにおける余分な遮光漏れの期間の差と、逆方向読み出しにおける余分な遮光漏れの期間の差とを相殺することができる。すなわち、各行における、順方向読み出しにおける余分な遮光漏れの期間と、逆方向読み出しにおける余分な遮光漏れの期間とを加算することで、これら期間の和を、いずれの行においても（Ｎ－１）×Δｔとすることができる。

　再び、図６に戻って、撮像装置２の説明を続ける。

　低減部６４０は、実施の形態１に係る低減部４０から、その機能の一部が変更されている。

　低減部６４０は、遮光状態の光電変換部材１１１によって生成される電荷による、出力画像への影響を低減する。より具体的には、低減部６４０は、上記低減を、出力画像に、逆方向出力画像を合成することで行う。

　すなわち、低減部６４０は、出力画像の各画素値に対して、対応する逆方向出力画像の画素値との加算平均を行って、新たな出力画像（以下、「輝度ムラ低減画像」と呼ぶ。）を生成する。

　図１０からわかるように、この輝度ムラ低減画像では、いずれの行の画素についても、対応する画素回路２１Ｂから読み出される電荷量における、余分な露光漏れの期間の差がない。

　このため、この輝度ムラ低減画像は、出力画像に比べて、読み出し時刻の差に起因する輝度ムラが低減された画像となる。

　このように、低減部６４０は、撮像素子６１０から、読み出し時刻の差に起因する輝度ムラが生じた出力画像が出力されると、その出力画像に対して、その輝度ムラが低減された輝度ムラ低減画像を出力する。

　［２－２．効果等］
　上述したように、本開示に係る撮像装置２は、読み出し時刻の差に起因する輝度ムラを低減することができる。

　従って、本開示に係る撮像装置２によると、読み出し時刻の差に起因する輝度ムラを低減しない従来の撮像装置よりも、撮像する画像における画質を向上させることが可能となる。

　なお、本実施の形態２において、撮像素子６１０は、画素回路２１Ｂに蓄積されている電荷量の読み出しを、行単位で行うとして説明した。しかしながら、電荷量の読み出しは、１以上の画素回路２１Ｂからなる画素回路ブロック単位で行われれば、必ずしも行単位で行われる例に限定されない。

　（実施の形態３）
　ここでは、実施の形態１に係る撮像装置１から、その一部の機能が変更された実施の形態３に係る撮像装置について、図面を参照しながら説明する。

　実施の形態１に係る撮像装置１は、撮像素子１０から出力画像が出力された後において、その出力画像に対して演算処理を行うことで、その出力画像における、読み出し時刻の差に起因する輝度ムラを低減する構成の例であった。

　これに対して、実施の形態３に係る撮像装置は、撮像素子において、各画素回路に蓄積された電荷量の読み出しが行われている期間に、その撮像素子に集光される光の量を調整する絞りを絞ることで、これから出力しようとしている撮像画像における、読み出し時刻の差に起因する輝度ムラの発生を低減する構成の例となっている。

　以下、実施の形態３に係る撮像装置について、実施の形態１に係る撮像装置１からの変更点を中心に、図面を参照しながら説明する。

　［３－１．構成］
　図１１は、実施の形態３に係るカメラ１１００の構成を示すブロック図である。

　同図に示されるように、カメラ１１００は、実施の形態１に係るカメラ２００から、撮像装置１が撮像装置３に変更されるように変形されている。そして、撮像装置３は、実施の形態１に係る撮像装置１に対して、制御部２０が制御部１１２０に変更され、低減部４０が低減部１１４０に変更されている。

　ここでは、これら制御部１１２０、低減部１１４０の詳細について、順に説明する。

　制御部１１２０は、実施の形態１に係る制御部２０から、その機能の一部が変更されている。

　これに対して、制御部１１２０は、撮像制御機能Ｃを有する構成の例となっている。

　撮像制御機能Ｃとは、撮像素子１０に画像を撮像させて、出力画像を出力させると同時に、光電変換部材１１１が露光状態である期間、絞り２１４の絞り量を、撮像装置３を利用するユーザの所望する絞り量にする機能である。より具体的には、（１）撮像素子１０に対して、撮像を開始させるタイミングで撮像開始信号を出力し、撮像開始信号を出力してから、所定の露光期間Ｔ１経過したタイミングで、撮像終了信号を出力することで、撮像素子１０に上記画像の撮像を実行させると共に、（２）レンズ駆動部２２０に対して、撮像開始信号を出力するタイミングで、ユーザの所望する絞り量を示す絞り量指定信号を出力することで、絞り２１４の絞り量を上記ユーザの所望する絞り量にさせる機能である。

　低減部１１４０は、実施の形態１に係る低減部４０から、その機能の一部が変更されている。

　低減部１１４０は、制御部１１２０から撮像終了信号が出力されると、絞り２１４の絞り量を、最大の絞り量とする。より具体的には、制御部１１２０から撮像終了信号が出力されると、レンズ駆動部２２０に対して、絞り量を最大の絞り量とする旨の最大絞り量信号を出力することで、絞り２１４の絞り量を最大の絞り量とする。

　図１２Ａは、制御部６２０によって出力される撮像開始信号と撮像終了信号とのタイミング図であり、図１２Ｂは、制御部６２０によって出力される絞り量指定信号のタイミング図であり、図１２Ｃは、低減部１１４０によって出力される最大絞り量信号のタイミング図である。

　図１２Ａに示されるように、制御部６２０は、撮像素子１０に対して、撮像開始信号と撮像終了信号とを、撮像開始信号の出力よりも撮像終了信号の出力の方が露光期間Ｔ１だけ遅延するように出力する。また、図１２Ｂに示されるように、制御部６２０は、レンズ駆動部２２０に対して、撮像開始信号を出力するタイミングで絞り量指定信号を出力する。そして、図１２Ｃに示されるように、低減部１１４０は、制御部６２０から撮像終了信号が出力されると、レンズ駆動部２２０に対して、最大絞り量信号を出力する。

　図１２Ｄは、絞り２１４の状態を示すタイミング図である。

　図１２Ｄに示されるように、絞り２１４は、レンズ駆動部２２０が絞り量指定信号を受け取ってから、レンズ駆動部２２０が最大絞り量信号を受け取るまでの期間、絞り量を、絞り量指定信号で示される絞り量とし、最大絞り量信号を受け取った後の期間、絞り量を、最大の絞り量とする。

　図１２Ｅは、撮像素子１０の状態を示すタイミング図である。

　図１２Ｅに示されるように、撮像素子１０は、実施の形態１に係る図５Ｂで説明した場合と同様に、撮像素子１０は、撮像開始信号を受け取ってから、撮像終了信号を受け取るまでの期間、光電変換素子１１０を露光状態とし、撮像終了信号を受け取った後の期間、光電変換素子１１０を遮光状態とする。そして、撮像素子１０は、撮像終了信号を受け取ると、第１行から第Ｎ行まで行単位で順にΔｔずつ遅れるタイミングで、画素回路アレイ１２０に含まれる画素回路２１に蓄積されている電荷量の読み出しを行う。

　図１２Ｄ、図１２Ｅに示されるように、撮像素子１０が、電荷量の読み出しを行っている期間、絞り２１４は、その絞り量を最大の絞り量とする。

　これにより、撮像素子１０では、電荷量の読み出しを行っている期間、光電変換部材１１１に集光される外部の光の量が最小限に抑えられる、
　このため、撮像装置３は、電荷量の読み出しを行っている期間、絞りの絞り量を、最大の絞り量としない従来の撮像装置に比べて、読み出し時刻の差に起因する輝度ムラが低減された画像を出力することができる。

　［３－２．効果等］
　上述したように、本開示に係る撮像装置３は、読み出し時刻の差に起因する輝度ムラを低減することができる。

　従って、本開示に係る撮像装置３によると、読み出し時刻の差に起因する輝度ムラを低減しない従来の撮像装置よりも、撮像する画像における画質を向上させることが可能となる。

　なお、本実施の形態３において、低減部１１４０は、制御部１１２０から撮像終了信号が出力されると、絞り２１４の絞り量を、最大の絞り量とするとして説明した。しかしながら上記絞り量は、絞り量指定信号で示される絞り量よりも大きな絞り量であれば、必ずしも最大の絞り量である例に限定されない。

　（実施の形態４）
　ここでは、実施の形態３に係る撮像装置３から、その一部の機能が変更された実施の形態４に係る撮像装置について、図面を参照しながら説明する。

　実施の形態４に係る撮像装置は、露光期間中に、絞りの絞り量を増加させていくことで、アポタイゼーション効果を奏するアポタイゼーション撮像を行う。そして、実施の形態４に係る撮像装置は、アポタイゼーション撮像において、絞り量を増加させていく期間、その絞り量の増加による光量の減少が補われるように、光電変換部材における光電変換効率を増加させていく。

　以下、実施の形態４に係る撮像装置について、実施の形態３に係る撮像装置３からの変更点を中心に、図面を参照しながら説明する。

　［４－１．構成］
　図１３は、実施の形態４に係るカメラ１３００の構成を示すブロック図である。

　同図に示されるように、カメラ１３００は、実施の形態３に係るカメラ１１００から、撮像装置３が撮像装置４に変更されるように変形されている。そして、撮像装置４は、実施の形態３に係る撮像装置３から、低減部１１４０が削除され、電圧制御部１３４０が追加され、撮像素子１０が撮像素子１３１０に変更され、制御部１１２０が制御部１３２０に変更されている。

　ここでは、これら撮像素子１３１０、制御部１３２０、電圧制御部１３４０の詳細について、順に説明する。

　撮像素子１３１０は、実施の形態３に係る撮像素子１０から、その機能の一部が変更されている。

　図１４は、撮像素子１３１０の構成を示すブロック図である。

　同図に示されるように、撮像素子１３１０は、実施の形態３に係る撮像素子１０に対して、タイミング制御回路１６０がタイミング制御回路１６０Ｃに変更されている。

　タイミング制御回路１６０Ｃは、実施の形態３に係るタイミング制御回路１６０から、その機能の一部が変更されている。

　タイミング制御回路１６０Ｃは、実施の形態３に係るタイミング制御回路１６０の有する機能に加えて、以下の任意電圧印加機能を有する。

　任意電圧印加機能とは、電圧印加回路１７０を制御して、電圧印加回路１７０に、光電変換部材１１１に対して、第１所定範囲内における任意の電圧を動的に印加させる機能である。

　再び図１３に戻って、撮像装置４の説明を続ける。

　制御部１３２０は、実施の形態３に係る制御部１１２０から、その機能の一部が変更されている。

　実施の形態３に係る制御部１１２０は、撮像制御機能Ｃを有する構成の例であった。

　これに対して、制御部１３２０は、アポタイゼーション撮像制御機能を有する構成の例となっている。

　アポタイゼーション撮像制御機能とは、撮像素子１３１０に画像を撮像させて、出力画像を出力させると同時に、光電変換部材１１１が露光状態である期間、撮像装置３を利用するユーザの所望する、絞り２１４の絞り量から、光電変換部材１１１に集光される外部の光の光量が所定割合Ａ（Ａは０より大きい１未満の数。ここでは、例えば１／２）倍になるまで、所定の露光期間Ｔ１かけてリニアに減少するように、絞り２１４の絞り量を増加させる機能である。より具体的には、（１）撮像素子１３１０に対して、撮像を開始させるタイミングで撮像開始信号を出力し、撮像開始信号を出力してから、所定の露光期間Ｔ１経過したタイミングで、撮像終了信号を出力することで、撮像素子１０に上記画像の撮像を実行させると共に、（２）レンズ駆動部２２０に対して、撮像開始信号を出力するタイミングで、ユーザの所望する絞り量を示す絞り量指定信号Ｂを出力することで、絞り２１４に、上記絞り量の増加を実行させる機能である。

　電圧制御部１３４０は、光電変換部材１１１に印加される電圧を制御する。

　ここでは、電圧制御部１３４０は、光電変換部材１１１が露光状態である場合において、絞り２１４の絞り量が増加するように変化するときには、その変化に応じて、光電変換部材１１１に印加する電圧が増加されるように、上記制御を行う。より具体的には、電圧制御部１３４０は、制御部１３２０から絞り量指定信号Ｂが出力されると、撮像素子１３１０に対して、光電変換部材１１１における光電変換効率が、第１電圧が印加される光電変換効率から、その所定割合１／Ａ倍となるまで、所定の露光期間Ｔ１かけてリニアに増加するように、光電変換部材１１１に印加される電圧を増加させる旨の印加電圧変更信号を出力することで、上記制御を行う。電圧制御部１３４０は、一例として、メモリ（図示されず。）に記憶されるプログラムをプロセッサ（図示されず。）が実行することによって実現される。

　図１５Ａは、制御部１３２０によって出力される撮像開始信号と撮像終了信号とのタイミング図であり、図１５Ｂは、制御部１３２０によって出力される絞り量指定信号Ｂのタイミング図であり、図１５Ｃは、電圧制御部１３４０によって出力される印加電圧変更信号のタイミング図である。

　図１５Ａに示されるように、制御部１３２０は、撮像素子１３１０に対して、撮像開始信号と撮像終了信号とを、撮像開始信号の出力よりも撮像終了信号の出力の方が露光期間Ｔ１だけ遅延するように出力する。また、図１５Ｂに示されるように、制御部１３２０は、レンズ駆動部２２０に対して、撮像開始信号を出力するタイミングで絞り量指定信号Ｂを出力する。そして、図１５Ｃに示されるように、電圧制御部１３４０は、撮像素子１３１０に対して、絞り量指定信号Ｂが出力されるタイミングで印加電圧変更信号を出力する。

　絞り２１４は、制御部１３２０から絞り量指定信号Ｂが出力されると、その絞り量が、絞り量指定信号Ｂによって示される絞り量から、所定の露光期間Ｔ１かけて、光電変換部材１１１に集光される外部の光の光量が所定割合Ａ倍になるまでリニアに減少するように、絞り量を変化させる。

　図１５Ｄは、光電変換部材１１１に集光される外部の光の光量のタイミング図である。

　図１５Ｄに示されるように、絞り２１４が上記絞り量の変化を実行した結果、光電変換部材１１１に集光される外部の光の光量は、露光期間Ｔ１の開始時点から露光期間Ｔ１の終了時点にかけて、ユーザの所望する絞り量における光量から、その所定割合Ａ倍となるまでリニアに減少する。

　撮像素子１３１０は、電圧制御部１３４０から出力された印加電圧変更信号を受け取ると、タイミング制御回路１６０Ｃが、電圧印加回路１７０の動作タイミングを制御することで、印加電圧変更信号を受け取るタイミングで、光電変換部材１１１に印加する電圧を、第１所定範囲内の第１電圧とする。そして、その後、露光期間Ｔ１かけて、光電変換部材１１１における光電変換効率が所定割合１／Ａ倍までリニアに増加するように、光電変換部材１１１に印加させる電圧を第１所定範囲内において増加させる。

　図１５Ｅは、光電変換部材１１１へ印加される電圧のタイミング図であり、図１５Ｆは、光電変換部材１１１における光電変換効率のタイミング図である。

　図１５Ｆに示されるように、電圧印加回路１７０が光電変換部材１１１に印加する電圧を変化させた結果、光電変換部材１１１における光電変換効率は、露光期間Ｔ１の開始時点から露光期間の終了時点にかけて、第１電圧が印加される光電変換効率から、その所定割合１／Ａ倍となるまでリニアに増加する。

　このように、撮像装置４は、アポタイゼーション撮像を行う場合には、図１５Ｄに示されるように、露光期間中における光量が、ユーザ所望の絞り量における光量から、そのＡ倍（ここでは、例えば１／２倍）の光量にまで減少する。

　その一方で、撮像装置４は、アポタイゼーション撮像を行う場合には、図１５Ｆに示されるように、光電変換部材１１１における光電変換効率が、第１電圧が印加される光電変換効率から、その所定割合１／Ａ倍となるまでリニアに増加する。

　これにより、この撮像装置４は、アポタイゼーション撮像における光量の減少を、光電変換部材１１１における光電変換効率の増加で補うことができる。

　このため、撮像装置４は、アポタイゼーション撮像において、光電変換部材の光電効率を増加させない従来の撮像装置に比べて、アポタイゼーション撮像における、光量不足による撮像画像の画質の劣化を低減することができる。

　［４－２．効果等］
　上述したように、本開示に係る撮像装置４は、アポタイゼーション撮像における、光量不足による撮像画像の劣化を低減することができる。

　従って、本開示に係る撮像装置４によると、アポタイゼーション撮像における、光量不足による撮像画像の劣化を低減しない従来の撮像装置よりも、撮像する画像における画質を向上させることが可能となる。

　（実施の形態５）
　ここでは、実施の形態１に係る撮像装置１から、その一部の機能が変更された実施の形態５に係る撮像装置について、図面を参照しながら説明する。

　実施の形態５に係る撮像装置は、実施の形態１に係る撮像装置１と同様に、画素回路に蓄積された電荷量の読み出しを、画素回路アレイにおける行単位で順に行う。その一方で、実施の形態５に係る撮像装置は、その読み出しの期間中に、積極的に光電変換部材を露光状態とすることで、出力画像における輝度の差を行単位で調整する。

　以下、実施の形態５に係る撮像装置について、実施の形態１に係る撮像装置１からの変更点を中心に、図面を参照しながら説明する。

　［５－１．構成］
　図１６は、実施の形態５に係るカメラ１６００の構成を示すブロック図である。

　同図に示されるように、カメラ１６００は、実施の形態１に係るカメラ２００から、撮像装置１が撮像装置５に変更されるように変形されている。そして、撮像装置５は、実施の形態１に係る撮像装置１から、低減部４０が削除され、撮像素子１０が撮像素子１３１０に変更され、制御部２０が制御部１６２０に変更され、電圧制御部１６４０と取得部１６５０とが追加されている。

　撮像素子１３１０については、既に実施の形態４において説明済である。このため、ここでは、制御部１６２０、取得部１６５０、電圧制御部１６４０の詳細について順に説明する。

　制御部１６２０は、実施の形態１に係る制御部２０から、その機能の一部が変更されている。

　制御部１６２０は、実施の形態１に係る制御部２０の有する撮像制御機能に加えて、以下のライブビュー撮像機能を有する。

　ライブビュー撮像機能とは、所定周期（例えば、１秒）で、撮像素子１０に画像を撮像させて、出力画像を出力させる機能である。より具体的には、制御部１６２０は、所定周期で撮像制御機能を実行することで、このライブビュー撮像機能を実現する。

　取得部１６５０は、読み出し回路１３０が読み出しを開始する時点における、複数の画素回路２１のそれぞれに蓄積されていると推定される電荷の量を示す推定電荷量の、画素回路アレイ１２０のアレイ形状における第１分布に係る情報を取得する。

　ここでは、取得部１６５０は、上記情報として、制御部１６２０が上記ライブビュー撮像機能を実行している期間において、撮像素子１３１０から出力される出力画像（以下、「ライブビュー画像」と呼ぶ。）を取得する。取得部１６５０は、一例として、メモリ（図示されず。）に記憶されるプログラムをプロセッサ（図示されず。）が実行することによって実現される。

　電圧制御部１６４０は、光電変換部材１１１に印加される電圧を制御する。

　ここでは、電圧制御部１６４０は、読み出し回路１３０による読み出しの開始時点から終了時点までの少なくとも一部の期間（以下、「追加露光期間」と呼ぶ。）に、光電変換部材１１１に第１所定範囲の電圧が印加されるように、光電変換部材１１１に印加される電圧を制御する。

　これにより、追加露光期間において未だ読み出しが完了していない行の画素回路２１では、読み出しが完了する迄に、追加露光期間において光電変換部材１１１で生成される、内部光電効果による電荷が、さらに蓄積されることとなる。

　ここでは、電圧制御部１６４０は、取得部１６５０によって取得されたライブビュー画像に基づいて、そのライブビュー画像における輝度の分布（第１分布）よりも、読み出し回路１３０によって読み出される電荷量の、画素回路アレイ１２０のアレイ形状における分布の方が、より平坦な分布となるように、光電変換部材１１１に印加される電圧を制御する。

　より具体的には、電圧制御部１６４０は、（１）取得部１６５０によって取得されたライブビュー画像のうち、最後に取得されたライブビュー画像（以下、「参照ライブビュー画像」と呼ぶ。）における各行毎の画素値の和を算出し、（２）各行毎の画素値の和のばらつきが低減されるように、光電変換部材１１１に印加される電圧を制御する。電圧制御部１６４０は、一例として、メモリ（図示されず。）に記憶されるプログラムをプロセッサ（図示されず。）が実行することによって実現される。

　以下、電圧制御部１６４０の行う動作について、具体例を用いて、図面を参照しながら説明する。

　図１７は、参照ライブビュー画像の一具体例である。ここでは、参照ライブビュー画像が、画像上方に太陽が映り、画像下方に木陰が映っている画像であるとして説明する。

　電圧制御部１６４０は、ライブビュー画像における各行毎の画素値の和を算出する。この例の場合では、太陽が映っている上方ｌ行の部分の画素値の和が、各行毎の画素値の和の平均よりも有意に大きく（すなわち、輝度大）、木陰が映っている下方ｍ行の部分の画素値の和が、各行毎の画素値の和の平均よりも有意に小さく（すなわち、輝度小）なっている。

　このため、この例の場合では、撮像素子１３１０が新たな画像を撮像する場合において、その新たな画像における輝度の分布が、より平坦な分布となるように、例えば、電圧制御部１６４０は、輝度小となる下位ｍ行の部分に位置する画素回路２１に限って、その読み出しまでの期間に追加露光期間が含まれるように、光電変換部材１１１に印加される電圧を制御する。

　図１８Ａは、本一具体例において、撮像素子１３１０が新たな画像を撮像する場合における、撮像素子１３１０の状態を示すタイミング図であり、図１８Ｂは、本一具体例において、撮像素子１３１０が新たな画像を撮像する場合における、光電変換部材１１１に印加される電圧のタイミング図である。

　図１８Ａ、図１８Ｂに示されるように、電圧制御部１６４０は、下位ｍ－１行目の読み出しが終了した時点から、最下位の行の読み出しが終了するまでの期間、光電変換部材１１１に第１所定範囲の第３電圧が印加されるように、光電変換部材１１１に印加される電圧を制御する。

　再び図１６に戻って、撮像装置５の説明を続ける。

　電圧制御部１６４０は、光電変換部材１１１に印加される電圧の制御を、撮像素子１３１０に対して、光電変換部材１１１に印加されるべき電圧の値を示す印加電圧値信号を出力することで行う。

　図１９Ａは、制御部１６２０によって出力される撮像開始信号と撮像終了信号とのタイミング図であり、図１９Ｂは、電圧制御部１６４０によって出力される印加電圧値信号のタイミング図である。

　図１９Ａに示されるように、制御部１６２０は、撮像素子１３１０に対して、撮像開始信号と撮像終了信号とを、撮像開始信号の出力よりも撮像終了信号の出力の方が露光期間Ｔ１だけ遅延するように出力する。

　一方で、電圧制御部１６４０は、参照ライブビュー画像に基づいて、その参照ライブビュー画像における輝度の分布よりも、読み出し回路１３０によって読み出される電荷量の、画素回路アレイ１２０のアレイ形状における分布の方が、より平坦な分布となるように、追加露光期間Ｔ２の開始時刻及び終了時刻と、その追加露光期間Ｔ２において、光電変換部材１１１に印加されるべき、第１所定範囲の第３電圧とを算出する。

　そして、電圧制御部１６４０は、図１９Ｂに示されるように、算出した追加露光期間Ｔ２の開始時刻から、算出した追加露光期間Ｔ２の終了時刻まで、算出した第３電圧を示す印加電圧値信号を出力する。

　図１９Ｃは、撮像素子１３１０の状態を示すタイミング図であり、図１９Ｄは、光電変換部材１１１に印加される電圧のタイミング図である。

　図１９Ｃ、図１９Ｄに示されるように、撮像素子１３１０は、制御部１６２０から出力された撮像開始信号を受け取ると、その受け取ったタイミングで画素回路アレイ１２０に含まれる画素回路２１に蓄積されている電荷量をリセット（初期化）する。また、撮像素子１３１０は、撮像開始信号を受け取ってから、撮像終了信号を受け取るまでの期間、光電変換部材１１１に第１電圧を印加することで、光電変換素子１１０を露光状態とする。そして、撮像素子１３１０は、撮像終了信号を受け取ると、第１行から第Ｎ行まで行単位で順にΔｔずつ遅れるタイミングで、画素回路アレイ１２０に含まれる画素回路２１に蓄積されている電荷量の読み出しを行う。一方で、撮像素子１３１０は、印加電圧値信号を受け取ると、その印加電圧値信号を受け取っている期間、光電変換部材１１１に、その印加電圧氏信号が示す第３電圧を印加することで、光電変換部材１１１を露光状態とする。

　このように、撮像装置５は、画素回路２１に蓄積されている電荷量の読み出しを、画素回路アレイ１２０における行単位で順に行う一方で、その読み出しの期間中に、出力画像における輝度の分布が、より平坦な分布となるように、積極的に光電変換部材１１１を露光状態とする。

　これにより、この撮像装置５は、出力画像における輝度の差が低減されるように、行単位でその輝度の差を調整することができる。

　なお、図１９Ｄにおいて、あたかも第３電圧が第１電圧よりも低いように記載されているが、第３電圧は、第１所定範囲の電圧であれば、必ずしも第１電圧よりも低い電圧である場合に限られない。例えば、第３電圧は、第１電圧よりも高くても良いし、同じでも良い。さらには、例えば、第３電圧は、第１所定範囲において、動的に変動するとしてもよい。

　また、図１９Ｄにおいて、あたかも追加露光期間Ｔ２が、読み出し期間の後半に位置するように記載されているが、追加露光期間Ｔ２は、読み出し期間内であれば、必ずしも読み出し期間の後半に位置する場合に限られない。例えば、追加露光期間Ｔ２は、読み出し期間の前半に位置していても良いし、読み出し期間の全体に位置していても構わない。さらには、例えば、追加露光期間Ｔ２は、互いに連続しない複数の期間に分かれていても構わない。

　［５－２．効果等］
　上述したように、本開示に係る撮像装置５は、出力画像における輝度の差が低減されるように、行単位でその輝度の差を調整することができる。

　従って、本開示に係る撮像装置５によると、出力画像における輝度の差が低減されるように、行単位でその輝度の差を調整することができない従来の撮像装置よりも、撮像する画像における画質を向上させることが可能となる。

　なお、本実施の形態５において、撮像素子１３１０は、画素回路２１に蓄積されている電荷量の読み出しを、行単位で行うとして説明した。しかしながら、電荷量の読み出しは、１以上の画素回路２１からなる画素回路ブロック単位で行われれば、必ずしも行単位で行われる例に限定されない。

　（補足）
　以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１～実施の形態５について説明した。しかしながら、本開示における技術は、これらに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略等を行った実施の形態にも適用可能である。

　（１）実施の形態１において、撮像装置１は、光電変換部材１１１が、第１所定範囲の電圧が印加された状態において受光することで内部光電効果による電荷を生成し、第２所定範囲の電圧が印加された状態において受光しても内部光電効果による電荷を生成しない機能を有する有機薄膜であるとして説明した。

　しかしながら、光電変換部材１１１は、内部光電効果による電荷の生成の有無を、印加電圧によって制御することができる部材であれば、必ずしも上記有機薄膜に限定される必要はない。一例として、撮像装置１は、光電変換部材１１１が、ＰＮ接合面を有するダイオードである例等が考えられる。

　（２）実施の形態１において、所定の露光期間Ｔ１は、予め定められた所定の期間であるとして説明した。

　これに対して、露光期間Ｔ１は、予め定められた所定の期間ではなく、例えば、撮像装置１を利用するユーザによって設定可能であるとしても構わない。

　また、実施の形態４において、所定割合Ａは、予め定められた所定の割合であるとして説明した。

　これに対して、割合Ａは、予め定められた所定の割合ではなく、例えば、撮像装置４を利用するユーザによって設定可能であるとしても構わない。

　（３）実施の形態４において、所定割合Ａは、Ａが１未満の数であるとして説明した。しかしながら、必ずしも、Ａが１未満の数である場合に限られる必要はなく、Ａが１より大きな数である場合の例も考えらえる。

　この場合には、光電変換部材１１１に集光される外部の光の光量が、露光時間Ｔ１かけて、Ａ倍までリニアに増加するように、絞り２１４の絞り量を増加させて、光電変換部材１１１における光電変換効率が、露光期間Ｔ１かけて、１／Ａ倍までリニアに減少するように、光電変換部材１１１に印加する電圧を第１所定範囲内において減少させることとなる。

　（４）本開示には、実施の形態１～実施の形態５における撮像装置１～撮像装置５が内蔵された電子機器も含まれるのは言うまでもない。

　このような電子機器は、例えば、図２０Ａに示されるデジタルスチルカメラや、図２０Ｂに示されるビデオカメラとして実現される。

　（５）実施の形態において、図１に示されるように、撮像装置１は、光学系２１０とは別体となる構成であるとして説明した。しかしながら、撮像装置１は、必ずしも光学系２１０と別体となる構成に限定されない。例えば、撮像装置１は、光学系２１０とレンズ駆動部２２０とを含む、レンズ付きカメラであっても構わない。

　（６）撮像装置１～撮像装置５における各構成要素（機能ブロック）は、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の半導体装置により個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全部を含むように１チップ化されてもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。更には、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてあり得る。

　また、上記各種処理の全部又は一部は、電子回路等のハードウェアにより実現されても、ソフトウェアを用いて実現されてもよい。なお、ソフトウェアによる処理は、撮像装置１に含まれるプロセッサがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現されるものである。また、そのプログラムを記録媒体に記録して頒布や流通させてもよい。例えば、頒布されたプログラムを、他のプロセッサを有する装置にインストールして、そのプログラムをそのプロセッサに実行させることで、その装置に、上記各処理を行わせることが可能となる。

　また、上述した実施の形態で示した構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示の範囲に含まれる。

　（７）本開示の一態様に係る撮像装置１は、第１所定範囲の電圧が印加された露光状態において受光することで内部光電効果による電荷を生成する光電変換部材１１１と、光電変換部材１１１によって生成された電荷を画素単位で蓄積する複数の画素回路２１と、複数の画素回路２１のそれぞれに蓄積されている電荷量を読み出す読み出し回路１３０と、読み出し回路１３０によって読み出された電荷量のそれぞれに基づく画素値からなる出力画像を出力する出力回路１４０とを含む撮像素子１０と、第２所定範囲の電圧が印加された遮光状態の光電変換部材１１１によって生成される電荷による、前記出力画像への影響を低減する低減部４０とを備える。

　この撮像装置１は、遮光状態の光電変換部材１１１によって生成される電荷による、出力画像への影響を低減する。このため、この撮像装置１によると、撮像する画像における画質を、従来の撮像装置によって撮像される画像における画質に対して向上し得る。

　また、例えば、読み出し回路１３０は、前記読み出しを、光電変換部材１１１が前記遮光状態である期間において、１以上の画素回路２１からなる画素回路ブロック単位で、第１画素回路ブロックから第Ｎ（Ｎは２以上の整数）画素回路ブロックへと順に行うことで行い、低減部４０は、前記低減を、各画素回路ブロックを対象として、前記第１画素回路ブロックの画素回路２１との、読み出し回路１３０による前記読み出しが実行される時刻の時間差に応じて、当該対象とする画素回路ブロックに対応する、前記出力画像の画素値を補正することで行うとしてもよい。

　これにより、この撮像装置１は、各画素回路ブロックの、読み出しが実行される時刻の時間差に起因する画質の劣化を低減し得る。

　また、例えば、低減部４０は、前記補正を、各画素回路ブロックを対象として、当該対象とする画素回路ブロックに対応する、前記出力画像の画素値に対して、前記時間差がより大きい程より小さくなる１以下の補正係数を乗算することで行うとしてもよい。

　これにより、この撮像装置１は、各画素回路ブロックの、読み出しが実行される時刻の時間差に起因する画質の劣化の低減を、比較的平易な演算により実現することが可能となる。

　また、例えば、読み出し回路１３０は、前記読み出しを、光電変換部材１１１が前記遮光状態である期間において、１以上の画素回路２１からなる画素回路ブロック単位で、第１画素回路ブロックから第Ｎ（Ｎは２以上の整数）画素回路ブロックへと順に行うことで行い、さらに、光電変換部材１１１が前記遮光状態である期間において、前記画素回路ブロック単位で、前記第Ｎ画素回路ブロックから前記第１画素回路ブロックへと順に、複数の画素回路２１のそれぞれに蓄積されている電荷量を読み出す逆方向読み出し回路１３０Ｂと、逆方向読み出し回路１３０Ｂによって読み出された電荷量それぞれに基づく画素値からなる逆方向出力画像を出力する逆方向出力回路１４０Ｂとを備え、低減部４０は、前記低減を、前記出力画像に前記逆方向出力画像を合成することで行うとしてもよい。

　また、例えば、低減部４０は、前記合成を、前記出力画像の各画素値に、当該画素値に対応する位置の、前記逆方向出力画像の画素値を加算する処理を含む処理を実行することで行うとしてもよい。

　また、例えば、さらに、光電変換部材１１１に外部の光を集光するレンズと、前記レンズによって集光される光の量を調整する絞り２１４とを備え、低減部４０は、前記低減を、光電変換部材１１１が前記遮光状態である期間のうちの少なくとも一部の期間、絞り２１４を絞ることで行うとしてもよい。

　これにより、この撮像装置１は、遮光状態の光電変換部材１１１に集光される光に起因する画質の劣化を低減し得る。

　また、例えば、前記一部の期間には、光電変換部材１１１の状態が前記露光状態から前記遮光状態へと変更された時点から、当該時点以降において、最初に、読み出し回路１３０による前記読み出しが完了する時点までの期間が含まれるとしてもよい。

　これにより、この撮像装置１は、上記期間において、遮光状態の光電変換部材１１１に集光される光に起因する画質の劣化を低減し得る。

　本開示の一態様に係る撮像装置１は、第１所定範囲の電圧が印加された露光状態において受光することで内部光電効果による電荷を生成する光電変換部材１１１であって、印加される前記第１所定範囲の電圧に応じて、電圧がより高い程、より光電変換効率が高くなるように前記電荷の生成を行う光電変換部材１１１と、光電変換部材１１１によって生成された電荷を画素単位で蓄積する複数の画素回路２１と、複数の画素回路２１のそれぞれに蓄積されている電荷量を読み出す読み出し回路１３０と、読み出し回路１３０によって読み出された電荷量のそれぞれに基づく画素値からなる出力画像を出力する出力回路１４０とを含む撮像素子１０と、光電変換部材１１１に印加される電圧を制御する電圧制御部１３４０とを備える。

　この撮像装置１は、光電変換部材１１１における光電変換効率を制御することが可能である。このため、この撮像装置１によると、撮像する画像における画質を、従来の撮像装置によって撮像される画像における画質に対して向上し得る。

　また、例えば、さらに、光電変換部材１１１に外部の光を集光するレンズと、前記レンズによって集光される光の量を調整する絞り２１４とを備え、電圧制御部１３４０は、前記制御を、光電変換部材１１１が前記露光状態である場合において、絞り２１４の絞り量が変化するときには、当該変化に応じて、光電変換部材１１１に印加される電圧が変化するように行うとしてもよい。

　これにより、この撮像装置１は、撮像中に絞り量が変化することに起因する画質の劣化を低減することができるようになる。

　また、例えば、電圧制御部１３４０は、前記制御を、光電変換部材１１１が前記露光状態である場合において、絞り２１４の絞り量が増加するように変化するときには、当該変化に応じて、光電変換部材１１１に印加する電圧が増加されるように行うとしてもよい。

　これにより、この撮像装置１は、撮像中に絞り量が増加することに起因する画質の劣化を低減することができるようになる。

　また、例えば、読み出し回路１３０は、前記読み出しを、１以上の画素回路２１からなる画素回路ブロック単位で、第１画素回路ブロックから第Ｎ（Ｎは２以上の整数）画素回路ブロックへと順に行い、電圧制御部１３４０は、前記制御を、読み出し回路１３０による前記読み出しの開始時点から終了時点までの少なくとも一部の期間に、光電変換部材１１１に前記第１所定範囲の電圧が印加されるように行うとしてもよい。

　これにより、この撮像装置１は、画素回路ブロック単位で、露光期間の調整を実現することが可能となる。

　また、例えば、さらに、読み出し回路１３０が前記読み出しを開始する時点における、複数の画素回路２１のそれぞれに蓄積されていると推定される電荷の量を示す推定電荷量の、複数の画素回路２１における第１分布に係る情報を取得する取得部１６５０を備え、電圧制御部１３４０は、前記制御を、取得部１６５０によって取得された情報に基づいて、前記第１分布よりも、読み出し回路１３０によって読み出される電荷量の、複数の画素回路２１における分布の方が、より平坦な分布となるように行うとしてもよい。

　これにより、この撮像装置１は、出力画像における輝度の分布を平坦化することが可能となる。

　また、例えば、撮像素子１０は、有機薄膜を光電変換部材１１１とする有機ＣＭＯＳイメージセンサであるとしてもよい。

　これにより、撮像素子１０の高集積化を実現することが可能となる。

　本開示の一態様に係るカメラは、撮像装置１と、撮像素子１０に外部の光を集光するレンズとを備える。

　このカメラは、遮光状態の光電変換部材１１１によって生成される電荷による、出力画像への影響を低減、又は、光電変換部材１１１における光電変換効率を制御する。このため、このカメラによると、撮像する画像における画質を、従来のカメラによって撮像される画像における画質に対して向上し得る。

　また、例えば、撮像素子１０は、有機薄膜を前記光電変換部材とする有機ＣＭＯＳイメージセンサであるとしてもよい。

　本開示の一態様に係る撮像方法は、撮像素子１０と低減部４０とを備える撮像装置１が行う撮像方法であって、撮像素子１０は、第１所定範囲の電圧が印加された露光状態において受光することで内部光電効果による電荷を生成する光電変換部材１１１と、光電変換部材１１１によって生成された電荷を画素単位で蓄積する複数の画素回路２１と、複数の画素回路２１のそれぞれに蓄積されている電荷量を読み出す読み出し回路１３０と、読み出し回路１３０によって読み出された電荷量のそれぞれに基づく画素値からなる出力画像を出力する出力回路１４０とを含み、出力回路１４０が、出力画像を出力する出力ステップと、低減部４０が、第２所定範囲の電圧が印加された遮光状態の光電変換部材１１１によって生成される電荷による、前記出力画像への影響を低減する低減ステップとを含む。

　この撮像方法は、遮光状態の光電変換部材１１１によって生成される電荷による、出力画像への影響を低減する。このため、この撮像方法によると、撮像する画像における画質を、従来の撮像方法によって撮像される画像における画質に対して向上し得る。

　本開示の一態様に係る撮像方法は、撮像素子１０と電圧制御部１３４０とを備える撮像装置１が行う撮像方法であって、撮像素子１０は、第１所定範囲の電圧が印加された露光状態において受光することで内部光電効果による電荷を生成する光電変換部材１１１であって、印加される前記第１所定範囲の電圧に応じて、電圧がより高い程、より光電変換効率が高くなるように前記電荷の生成を行う光電変換部材１１１と、光電変換部材１１１によって生成された電荷を画素単位で蓄積する複数の画素回路２１と、複数の画素回路２１のそれぞれに蓄積されている電荷量を読み出す読み出し回路１３０と、読み出し回路１３０によって読み出された電荷量のそれぞれに基づく画素値からなる出力画像を出力する出力回路１４０とを含み、電圧制御部１３４０が、光電変換部材１１１に印加される電圧を制御する電圧制御ステップと、出力回路１４０が、前記出力画像を出力する出力ステップとを含む。

　この撮像方法は、光電変換部材１１１における光電変換効率を制御することが可能である。このため、この撮像方法によると、撮像する画像における画質を、従来の撮像方法によって撮像される画像における画質に対して向上し得る。

　本開示は、画像を撮像する撮像装置に広く利用可能である。

　１、２、３、４、５　撮像装置
　１０、６１０、１３１０　撮像素子
　２０、６２０、１１２０、１３２０、１６２０　制御部
　２１　画素回路
　４０、６４０、１１４０　低減部
　１１０　光電変換素子
　１１１　光電変換部材
　１１２　上部透明電極
　１１３　下部画素電極
　１２０　画素回路アレイ
　１３０　読み出し回路
　１３０Ｂ　逆方向読み出し回路
　１４０　出力回路
　１４０Ｂ　逆方向出力回路
　１５０　行走査回路（初期化回路）
　１６０、１６０Ｂ、１６０Ｃ　タイミング制御回路
　１７０　電圧印加回路
　２００、６００、１１００、１３００、１６００　カメラ
　２１１　ズームレンズ
　２１２　手振れ補正レンズ
　２１３　フォーカスレンズ
　２１４　絞り
　１３４０、１６４０　電圧制御部
　１６５０　取得部

Claims

　第１所定範囲の電圧が印加された露光状態において受光することで内部光電効果による電荷を生成する光電変換部材と、前記光電変換部材によって生成された電荷を画素単位で蓄積する複数の画素回路と、前記複数の画素回路のそれぞれに蓄積されている電荷量を読み出す読み出し回路と、前記読み出し回路によって読み出された電荷量のそれぞれに基づく画素値からなる出力画像を出力する出力回路とを含む撮像素子と、
　第２所定範囲の電圧が印加された遮光状態の前記光電変換部材によって生成される電荷による、前記出力画像への影響を低減する低減部とを備える
　撮像装置。
　前記読み出し回路は、前記読み出しを、前記光電変換部材が前記遮光状態である期間において、１以上の画素回路からなる画素回路ブロック単位で、第１画素回路ブロックから第Ｎ（Ｎは２以上の整数）画素回路ブロックへと順に行うことで行い、
　前記低減部は、前記低減を、各画素回路ブロックを対象として、前記第１画素回路ブロックの画素回路との、前記読み出し回路による前記読み出しが実行される時刻の時間差に応じて、当該対象とする画素回路ブロックに対応する、前記出力画像の画素値を補正することで行う
　請求項１に記載の撮像装置。
　前記低減部は、前記補正を、各画素回路ブロックを対象として、当該対象とする画素回路ブロックに対応する、前記出力画像の画素値に対して、前記時間差がより大きい程より小さくなる１以下の補正係数を乗算することで行う
　請求項２に記載の撮像装置。
　前記読み出し回路は、前記読み出しを、前記光電変換部材が前記遮光状態である期間において、１以上の画素回路からなる画素回路ブロック単位で、第１画素回路ブロックから第Ｎ（Ｎは２以上の整数）画素回路ブロックへと順に行うことで行い、
　さらに、前記光電変換部材が前記遮光状態である期間において、前記画素回路ブロック単位で、前記第Ｎ画素回路ブロックから前記第１画素回路ブロックへと順に、前記複数の画素回路のそれぞれに蓄積されている電荷量を読み出す逆方向読み出し回路と、
　前記逆方向読み出し回路によって読み出された電荷量それぞれに基づく画素値からなる逆方向出力画像を出力する逆方向出力回路とを備え、
　前記低減部は、前記低減を、前記出力画像に前記逆方向出力画像を合成することで行う
　請求項１に記載の撮像装置。
　前記低減部は、前記合成を、前記出力画像の各画素値に、当該画素値に対応する位置の、前記逆方向出力画像の画素値を加算する処理を含む処理を実行することで行う
　請求項４に記載の撮像装置。
　さらに、
　前記光電変換部材に外部の光を集光するレンズと、
　前記レンズによって集光される光の量を調整する絞りとを備え、
　前記低減部は、前記低減を、前記光電変換部材が前記遮光状態である期間のうちの少なくとも一部の期間、前記絞りを絞ることで行う
　請求項１に記載の撮像装置。
　前記一部の期間には、前記光電変換部材の状態が前記露光状態から前記遮光状態へと変更された時点から、当該時点以降において、最初に、前記読み出し回路による前記読み出しが完了する時点までの期間が含まれる
　請求項６に記載の撮像装置。
　第１所定範囲の電圧が印加された露光状態において受光することで内部光電効果による電荷を生成する光電変換部材であって、印加される前記第１所定範囲の電圧に応じて、電圧がより高い程、より光電変換効率が高くなるように前記電荷の生成を行う光電変換部材と、前記光電変換部材によって生成された電荷を画素単位で蓄積する複数の画素回路と、前記複数の画素回路のそれぞれに蓄積されている電荷量を読み出す読み出し回路と、前記読み出し回路によって読み出された電荷量のそれぞれに基づく画素値からなる出力画像を出力する出力回路とを含む撮像素子と、
　前記光電変換部材に印加される電圧を制御する電圧制御部とを備える
　撮像装置。
　さらに、
　前記光電変換部材に外部の光を集光するレンズと、
　前記レンズによって集光される光の量を調整する絞りとを備え、
　前記電圧制御部は、前記制御を、前記光電変換部材が前記露光状態である場合において、前記絞りの絞り量が変化するときには、当該変化に応じて、前記光電変換部材に印加される電圧が変化するように行う
　請求項８に記載の撮像装置。
　前記電圧制御部は、前記制御を、前記光電変換部材が前記露光状態である場合において、前記絞りの絞り量が増加するように変化するときには、当該変化に応じて、前記光電変換部材に印加する電圧が増加されるように行う
　請求項９に記載の撮像装置。
　前記読み出し回路は、前記読み出しを、１以上の画素回路からなる画素回路ブロック単位で、第１画素回路ブロックから第Ｎ（Ｎは２以上の整数）画素回路ブロックへと順に行い、
　前記電圧制御部は、前記制御を、前記読み出し回路による前記読み出しの開始時点から終了時点までの少なくとも一部の期間に、前記光電変換部材に前記第１所定範囲の電圧が印加されるように行う
　請求項８に記載の撮像装置。
　さらに、
　前記読み出し回路が前記読み出しを開始する時点における、前記複数の画素回路のそれぞれに蓄積されていると推定される電荷の量を示す推定電荷量の、前記複数の画素回路における第１分布に係る情報を取得する取得部を備え、
　前記電圧制御部は、前記制御を、前記取得部によって取得された情報に基づいて、前記第１分布よりも、前記読み出し回路によって読み出される電荷量の、前記複数の画素回路における分布の方が、より平坦な分布となるように行う
　請求項１１に記載の撮像装置。
　前記撮像素子は、有機薄膜を前記光電変換部材とする有機ＣＭＯＳイメージセンサである
　請求項１～１２のいずれか１項に記載の撮像装置。
　請求項１～５、８、１１、１２のいずれか１項に記載の撮像装置と、
　前記撮像素子に外部の光を集光するレンズとを備える
　カメラ。
　前記撮像素子は、有機薄膜を前記光電変換部材とする有機ＣＭＯＳイメージセンサである
　請求項１４に記載のカメラ。
　撮像素子と低減部とを備える撮像装置が行う撮像方法であって、
　前記撮像素子は、第１所定範囲の電圧が印加された露光状態において受光することで内部光電効果による電荷を生成する光電変換部材と、前記光電変換部材によって生成された電荷を画素単位で蓄積する複数の画素回路と、前記複数の画素回路のそれぞれに蓄積されている電荷量を読み出す読み出し回路と、前記読み出し回路によって読み出された電荷量のそれぞれに基づく画素値からなる出力画像を出力する出力回路とを含み、
　前記出力回路が、出力画像を出力する出力ステップと、
　前記低減部が、第２所定範囲の電圧が印加された遮光状態の前記光電変換部材によって生成される電荷による、前記出力画像への影響を低減する低減ステップとを含む
　撮像方法。
　撮像素子と電圧制御部とを備える撮像装置が行う撮像方法であって、
　前記撮像素子は、第１所定範囲の電圧が印加された露光状態において受光することで内部光電効果による電荷を生成する光電変換部材であって、印加される前記第１所定範囲の電圧に応じて、電圧がより高い程、より光電変換効率が高くなるように前記電荷の生成を行う光電変換部材と、前記光電変換部材によって生成された電荷を画素単位で蓄積する複数の画素回路と、前記複数の画素回路のそれぞれに蓄積されている電荷量を読み出す読み出し回路と、前記読み出し回路によって読み出された電荷量のそれぞれに基づく画素値からなる出力画像を出力する出力回路とを含み、
　前記電圧制御部が、前記光電変換部材に印加される電圧を制御する電圧制御ステップと、
　前記出力回路が、前記出力画像を出力する出力ステップとを含む
　撮像方法。