キヤノン グローバルシャッターに関する特許 ノイズ低減を実現

キヤノン 新センサーの特許

グローバルシャッターセンサーのノイズ低減を実現か

キヤノンがイメージセンサーに関する新特許を出願していることが明らかになりました。グローバルシャッターセンサーに関する特許のようですが、どのような特許なのか詳しくみてみましょう（当サイトの解釈です）。

この特許は、グローバルシャッター方式のCMOSセンサーで問題になりやすい「特定の行だけに横縞ノイズが出る現象」を抑えるための仕組みを提案したもののようです。

特許を読んでいくと、グローバルシャッターでは全画素を同時にリセットしたり電荷転送したりする必要があるため、そのときに制御信号の電圧変動が配線や素子間の寄生容量を通じて周囲に影響し、電源線や出力線の電位が一瞬揺れてしまうことがあると説明されています。この影響が、ちょうど特定の行の読み出しタイミングと重なると、その行だけ明るさが変わったような横縞として画像に現れる、というのが背景技術で指摘されている問題点のようです。

この特許の面白い点は、画像として使わない「オプティカルブラック画素（遮光された画素）」をうまく利用して、そのノイズ成分だけを事前に測定しておき、それを実画像の補正に使う仕組みを採っているところです。具体的には、有効画素とは別に設けられた遮光画素の行に対して、別タイミングでダミーのリセット動作を行い、そのときに発生するノイズが乗った信号をあえて読み出します。そして、そのノイズ情報を、実際に画像を読み出す際に発生したノイズ成分の補正に使う構成になっているようです。

また、画素構造としては、光で生成された電荷をいったん保持用の容量に蓄え、その後まとめて読み出す構成が採られており、これによってグローバルシャッター動作を実現しつつ、リセットノイズや読み出しノイズを相関二重サンプリングで低減できるようになっているとも説明されています。

まとめるとこの特許は、「グローバルシャッター方式は高速撮影に有利だが、制御信号由来のノイズが出やすい」という弱点に対して、遮光画素をノイズセンサーのように使うことで、画質を落とさずにノイズを補正する構成を提案したもののようですね。動画撮影や高速連写時に効果を発揮することになるようです。

キヤノンからもいよいよグローバルシャッター機が登場する可能性がでてきましたね。

さらにEOS R7 Mark IIの噂について「EOS R7 Mark II DIGICアクセラレーター非搭載か!? 仕様の新情報が浮上」で詳しくお伝えします。

–J-PlatPat

キヤノン 関連情報アーカイブ ！

特許関連 最新情報

現在噂されている新製品情報