JP2012124678A - Imaging apparatus and imaging apparatus control program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置および撮像装置の制御プログラムに関する。 The present invention relates to an imaging apparatus and a control program for the imaging apparatus.
撮像装置から出力される動画像のフレームレートには、様々な規格が存在する。そこで設定されたフレームレートに対応すべく、撮像素子を駆動する発振器を複数設け、これを切り替えて、撮像素子からの画像出力周波数をフレームレートに同期させていた。あるいは、一つの発振器を分周して撮像素子からの画像出力周波数を変更していた。
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1] 特開平8−46871号公報
There are various standards for the frame rate of a moving image output from an imaging apparatus. Therefore, a plurality of oscillators for driving the image sensor are provided to correspond to the set frame rate, and these are switched to synchronize the image output frequency from the image sensor with the frame rate. Alternatively, the image output frequency from the image sensor is changed by dividing one oscillator.
[Prior art documents]
[Patent Literature]
[Patent Document 1] JP-A-8-46871
撮像素子にはそれぞれ、駆動に適した周波数が存在する。最適な駆動周波数で撮像素子を駆動した場合、設定された動画像のフレームレートとの差により、一定のフレーム間隔ごとに、同一フレームを連続させる重複処理あるいはフレームを削除するフレーム飛ばし処理を行わなければならず、画質の劣化を招いていた。 Each imaging element has a frequency suitable for driving. When the image sensor is driven at the optimal drive frequency, due to the difference from the set frame rate of the moving image, overlap processing to continue the same frame or frame skip processing to delete the frame must be performed at a certain frame interval. In other words, the image quality was degraded.
上記課題を解決するために、本発明の第1の態様における撮像装置は、被写体像を光電変換してフレーム画像信号を出力する撮像部と、フレーム画像信号が順次書き込まれ、かつ、順次読み出される記憶部と、記憶部におけるフレーム画像信号の読み書き状況を監視する監視部と、監視部が監視する読み書き状況に基づいて、撮像部からフレーム画像信号を出力させるタイミングを規定する垂直同期信号の間隔を変化させる制御部とを備える。 In order to solve the above problems, an imaging apparatus according to a first aspect of the present invention includes an imaging unit that photoelectrically converts a subject image and outputs a frame image signal, and the frame image signal is sequentially written and read sequentially. Based on the storage unit, the monitoring unit that monitors the reading / writing status of the frame image signal in the storage unit, and the reading / writing status monitored by the monitoring unit, the interval of the vertical synchronization signal that defines the timing for outputting the frame image signal from the imaging unit And a control unit for changing.
上記課題を解決するために、本発明の第2の態様における撮像装置の制御プログラムは、撮像部から出力されるフレーム画像信号を順次記憶部へ書き込む書込みステップと、記憶部からフレーム画像信号を順次読み出す読出しステップと、記憶部におけるフレーム画像信号の読み書き状況を監視する監視ステップと、監視ステップにより監視された読み書き状況に基づいて、撮像部からフレーム画像信号を出力させるタイミングを規定する垂直同期信号の間隔を変化させる制御ステップとをコンピュータに実行させる。 In order to solve the above problem, a control program for an imaging apparatus according to a second aspect of the present invention includes a writing step of sequentially writing frame image signals output from an imaging unit to a storage unit, and sequentially writing frame image signals from the storage unit. A reading step for reading, a monitoring step for monitoring the read / write status of the frame image signal in the storage unit, and a vertical synchronization signal for defining a timing for outputting the frame image signal from the imaging unit based on the read / write status monitored by the monitoring step And causing the computer to execute a control step of changing the interval.
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.
図1は、本実施形態に係るカメラ100のシステム構成図である。撮像装置としてのカメラ100は、撮像素子103で受光した被写体像を、静止画像データまたは動画像データとして記録、出力できる。本実施形態においては、特に動画像データの生成、出力に関して詳細に説明する。
FIG. 1 is a system configuration diagram of a
動画像データとして単位時間当たりに何フレームを出力するか、すなわち動画出力のフレームレートに対しては、世界中で数種類の規格が制定されている。代表的なものとして、NTSC系(29.97Hz、59.94Hz)、PAL系(25Hz、50Hz)、その他(23.976Hz)のフレームレートが挙げられる。カメラ100は、例えばユーザによる操作部材119の操作により、これらの中から任意のフレームレートを設定することができる。
Several types of standards have been established all over the world for the number of frames output per unit time as moving image data, that is, the frame rate of moving image output. Representative examples include NTSC (29.97 Hz, 59.94 Hz), PAL (25 Hz, 50 Hz), and other (23.976 Hz) frame rates. The
また、ユーザは、1フレームあたりの画像サイズも選択することができる。例えばフルHD規格である1920画素×1080画素などが選択できる。したがって、カメラ100は、選択されたフレームレート、画像サイズ等に応じて、動画像データの処理負荷が変わることになる。本実施形態におけるカメラ100は、ユーザにより選択されたフレームレート、画像サイズ等によらず、出力画像の時間的な連続性および出力画像の画質等に影響を与えない構成を備える。以下に具体的な構成について説明する。
The user can also select an image size per frame. For example, a full HD standard of 1920 pixels × 1080 pixels can be selected. Therefore, in the
カメラ100は光学系101を備える。光学系101は、ズームレンズ、フォーカスレンズ等により構成される。被写体光は光軸に沿って光学系101に入射し、撮像素子103の前面に配置されたシャッタ102を通過して撮像素子103の受光面に被写体像として結像する。
The
撮像素子103は、被写体像である光学像を光電変換する素子であり、CCDセンサ、CMOSセンサ等が用いられる。本実施形態においては、撮像素子103としてCCDセンサが用いられる場合について説明する。撮像素子103は、第1発振器104から供給されるクロック信号およびDFE107から供給される垂直同期信号、水平同期信号に同期して、ドライバ105により駆動される。ドライバ105は、後述のように撮像素子103の各画素における電荷蓄積時間を制御し、AFE106へ出力する画素を選択する。
The
AFE106は、撮像素子103から画像信号の出力を受け、画像信号に対してゲインコントロール、ノイズ除去などのアナログ処理を施す。AFE106でアナログ処理を施された画像信号は、DFE107へ出力される。DFE107は、AFE106でアナログ処理された画像信号をデジタル信号に変換する。また、DFE107は、システム制御部110の制御を受けて、垂直同期信号、水平同期信号の時間間隔を調整し、ドライバ105へ送出する。DFE107でデジタル化された画像信号は、一旦内部メモリ108へ順次出力され、記憶される。
The AFE 106 receives an image signal output from the
内部メモリ108へ記憶された画像信号は、画像処理部109へ順次読み出される。画像処理部109は、読み出した画像信号にホワイトバランス処理、ガンマ処理、補間処理等の画像処理を施してフレーム画像とし、選択されたフレームレートにより動画像データとして記録媒体、表示装置等へ出力する。
The image signals stored in the
内部メモリ108は、高速で読み書きのできるランダムアクセスメモリであり、例えばDRAM、SRAMなどが用いられる。内部メモリ108は、画像処理部109が行う画像処理等において、ワークメモリとしての役割も担う。
The
画像処理部109は、クロックスイッチャー111から供給されるクロック信号に同期して、内部メモリ108に記憶された画像信号を順次読み出す。クロックスイッチャー111は、第2発振器112および第3発振器113からそれぞれ異なるクロック信号の供給を受け、システム制御部110の指示によりいずれかのクロック信号を選択して画像処理部109へ供給する。ここで、クロックスイッチャー111が画像処理部109へ供給するクロック信号は、選択されたフレームレートに一致する周波数を有する。
The
カメラ100は、上記の画像処理における各々の要素も含めて、システム制御部110により直接的または間接的に制御される。システム制御部110は、電気的に消去・記録可能な不揮発性メモリであるシステムメモリ114を備えている。システムメモリ114は、EEPROM(登録商標)等により構成される。システムメモリ114は、カメラ100の動作時に必要な定数、変数、プログラム等を、カメラ100の非動作時にも失われないよう記録している。システム制御部110は、これらの定数、変数、プログラム等を適宜内部メモリ108に展開して、カメラ100の制御に利用する。
The
画像処理部109から出力された動画像データは、表示制御部115の制御に従って、カメラ100が内蔵する表示部116で表示され得る。また、表示制御部115は、動画像データの表示と共に、もしくは動画像データを表示することなく、カメラ100の各種設定に関する様々なメニュー項目を、表示部116に表示することができる。
The moving image data output from the
外部接続IF117は、外部機器と接続するインタフェースである。外部接続IF117は、例えばメモリカードを装着するカードスロット、TVモニタ等と接続するHDMI端子、PCと通信するLANユニット等の接続部118に接続されている。画像処理部109から出力された動画像データは、外部接続IF117を介して、例えばメモリカードに記録され、TVモニタに表示される。
The
カメラ100は、ユーザからの操作を受け付ける操作部材119を備えている。システム制御部110は、操作部材119が操作されたことを検知する。システム制御部110は、検出された操作に応じた動作を実行する。例えば、操作部材119としてのRECボタンが操作されたことを検知したときには、システム制御部110は、被写体像を光電変換して動画像データを生成する一連の撮影動作を実行する。
The
光学系101は、レンズ制御部120によって制御される。レンズ制御部120は、例えば、ユーザの指示に応じてズームレンズを駆動し、被写体像の画角を変更する。また、レンズ制御部120は、AF情報に基づいてフォーカスレンズを駆動し、被写体像を撮像素子103の受光面上で合焦させる。レンズ制御部120は、操作部材119等を通じてユーザによって指定された被写体に対して、オートフォーカスの制御を実行してよい。
The
ここで、撮像素子103を駆動する駆動周波数と、選択されるフレームレートとの関係を整理する。
Here, the relationship between the drive frequency for driving the
上述のように、規格化されたフレームレートは複数存在する。これら複数のフレームレートのいずれにも対応すべく、カメラには対応する個数分の発振器が設けられる。ただし、周波数的に逓倍または分周できるフレームレートに対しては一纏めとして一つの発振器が用意される。画像処理部から出力される動画像データは、フレームレートに対応して選択された発振器から供給されるクロック信号に同期して出力される。 As described above, there are a plurality of standardized frame rates. In order to cope with any of the plurality of frame rates, the camera is provided with a corresponding number of oscillators. However, one oscillator is prepared as a group for frame rates that can be multiplied or divided in frequency. The moving image data output from the image processing unit is output in synchronization with a clock signal supplied from an oscillator selected corresponding to the frame rate.
一方、撮像素子から出力される画像信号は、発振器からドライバを介して供給されるクロック信号に同期する。撮像素子は、画像信号を出力するのに最適な周波数を有するので、撮像素子にクロック信号を供給する発振器は、この最適周波数に応じて固有のものが設けられる。 On the other hand, the image signal output from the image sensor is synchronized with the clock signal supplied from the oscillator via the driver. Since the image sensor has an optimum frequency for outputting an image signal, an oscillator that supplies a clock signal to the image sensor is provided with a unique one according to the optimum frequency.
すると、撮像素子から供給される画像信号のレートと、画像処理部から出力される動画像データのレートの不一致が発生する。この不一致は、画像信号が一旦記憶される内部メモリにおいて、処理すべき画像信号の枯渇あるいは逆にメモリ容量の不足を生じさせる。これまでのカメラにおいては、この現象を解決すべく、同一フレーム画像の重複出力あるいはフレーム画像生成のスキップにより対処していた。すなわち、出力画像において時間的な連続性を犠牲にしていた。例えば、1フレーム分のメモリ容量を有するカメラにおいて59.94Hzのフレームレートを選択した場合には、約35秒に1フレームの割合でフレーム画像の欠落が生じ得る。動画像データとして連続性が確保されていないと、鑑賞性が著しく損なわれる。 Then, a mismatch between the rate of the image signal supplied from the image sensor and the rate of moving image data output from the image processing unit occurs. This inconsistency causes the image signal to be processed to be exhausted or the memory capacity to be insufficient in the internal memory where the image signal is temporarily stored. In conventional cameras, this phenomenon has been solved by overlapping output of the same frame image or skipping frame image generation. That is, time continuity is sacrificed in the output image. For example, when a frame rate of 59.94 Hz is selected in a camera having a memory capacity for one frame, frame images may be lost at a rate of one frame per 35 seconds. If continuity is not secured as moving image data, appreciation is significantly impaired.
または、選択されたフレームレートに対応した発振器からのクロック信号を撮像素子の駆動にも用いて、撮像素子から供給される画像信号のレートと、画像処理部から出力される動画像データのレートを一致させることもできる。しかし、上述のように、撮像素子は画像信号を出力するのに最適な周波数を有するので、無理に異なる周波数で駆動すると、撮像性能を十分に引き出すことができない。つまり、画質劣化を引き起こす要因となっていた。 Alternatively, the clock signal from the oscillator corresponding to the selected frame rate is also used to drive the image sensor, and the rate of the image signal supplied from the image sensor and the rate of the moving image data output from the image processing unit are set. It can also be matched. However, as described above, the imaging device has an optimum frequency for outputting an image signal. Therefore, if the imaging device is forcibly driven at a different frequency, the imaging performance cannot be sufficiently obtained. That is, it has been a factor causing image quality degradation.
そこで、本実施形態のカメラ100においては、画像処理部109から出力される動画像データを、フレームレートに対応して選択された第2発振器または第3発振器から供給されるクロック信号に同期させる。また、撮像素子103を、第1発振器104からのクロック信号を用いて、最適な周波数で駆動する。更に、システム制御部110が、内部メモリ108の読み書き状況を監視して、DFE107から供給する垂直同期信号の間隔を調整する。このような処理を施すことにより、処理すべき画像信号の枯渇あるいはメモリ容量の不足を回避して、連続性を確保した鑑賞性の高い動画像データの出力を実現する。以下に、より具体的な信号の流れについて説明する。
Therefore, in the
図2は、カメラ100のシステムを構成する各要素間の信号の流れを説明する説明図である。図1と共通する要素については同符号を用いるが、ここでは各要素間を矢印で接続して、主にクロック信号等のタイミング信号、画像信号、制御信号の流れを示している。
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the flow of signals between the elements constituting the system of the
ドライバ105は、第1発振器104から供給されるクロック信号CLK1により撮像素子103を駆動する。撮像素子103は、1画素からの1出力をクロック信号CLK1に同期させる。クロック信号CLK1の周波数は、撮像素子103を最適に駆動できる周波数である。
The
さらに、ドライバ105へは、DFE107が包含する同期信号発生部202から出力される垂直同期信号VDと水平同期信号HDが供給されている。ドライバ105は、垂直同期信号VDを撮像素子103へ供給することにより、AFE106への一フレーム分の画像信号の送出を開始させる。また、ドライバ105は、水平同期信号HDを撮像素子103へ供給することにより、AFE106への一ライン分の出力を規定する。
Further, a vertical synchronization signal VD and a horizontal synchronization signal HD output from the
AFE106でアナログ処理された画像信号は、画像出力Sとしてクロック信号CLK1_Sに同期して、DFE107が包含する画像処理回路201へ送られる。なお、クロック信号CLK1_Sは、クロック信号CLKを逓倍または分周して生成される。画像処理回路201は、アナログ信号をデジタル信号に変換し、画像処理部109が行う画像処理の前処理を実行する。処理された画像信号は、画像出力Dとしてクロック信号CLK1_Dに同期して、画像処理部109へ送られる。なお、クロック信号CLK1_Dは、クロック信号CLK1_Sを逓倍または分周して生成される。画像処理部109は、受信した画像信号を順次、内部メモリ108の一領域である画像メモリ203へ書き込み、記憶させる。
The image signal analog-processed by the
システム制御部110は、ユーザの指示等によって設定されたフレームレートに応じて、CLK選択信号をクロックスイッチャー111へ送出する。クロックスイッチャー111は、第2発振器112から入力されるクロック信号CLK2および第3発振器113から入力されるクロック信号CLK3のいずれかを、CLK選択信号の指令に従って選択し、画像処理部109へ供給する。
The
なお、ここでは、複数のフレームレートに対応する発振器として、第2発振器112と第3発振器113の2つを備える例で説明するが、もちろん、対応すべきフレームレートに応じて更に発振器を備える場合もある。さらに、クロックスイッチャー111は、これらの発振器による原発振周波数を元に逓倍、分周されたクロック信号を選択できるように構成しても良い。または、クロックスイッチャー111から画像処理部109へ送出されるクロック信号の周波数は発振器の原周波数であって、画像処理部109側で逓倍、分周により、設定されたフレームレートに応じたクロック信号を生成しても良い。
Here, an example in which the
画像処理部109は、クロックスイッチャー111から供給されるクロック信号CLK2またはCLK3に同期して画像メモリ203から画像信号を読み出し、画像処理を施して、設定されたフレームレートおよび画像サイズの動画像データとして、例えばHDMI端子へ出力する。
The
画像処理部109は、画像メモリ203に対するフレーム画像信号の読み書きを制御しており、画像メモリ203へどのくらいの画像信号が書き込まれたか、あるいはどのくらいの画像信号が読み出されたのかを継続的に把握している。つまり、画像処理部109は、画像メモリ203の書き込みアドレスと読み出しアドレスを把握することで、フレーム画像信号の読み書き状況を監視する。
The
画像処理部109は、画像メモリ203の監視状況を画像データ状態信号としてシステム制御部110へ送出する。画像データ状態信号は、画像メモリ203において、読み出される速度が速くフレーム画像信号が枯渇しそうな状態、書き込まれる速度が速くフレーム画像信号が溢れそうな状態、平衡とみなして良い状態のいずれかを表すステータス信号である。画像メモリ203の状態は後に詳述する。
The
システム制御部110は、画像データ状態信号を受けて、垂直同期信号VDの時間間隔を定義するレジスタの設定を調整する。例えば、画像メモリ203において、読み出される速度が速くフレーム画像信号が枯渇しそうな状態であれば、フレーム画像信号の供給を増やすべく、システム制御部110は、垂直同期信号VDの間隔を短くするようにレジスタを変更する。逆に、書き込まれる速度が速くフレーム画像信号が溢れそうな状態であれば、フレーム画像信号の供給を抑制すべく、システム制御部110は、垂直同期信号VDの間隔を長くするようにレジスタを変更する。
The
同期信号発生部202は、レジスタに設定された間隔に従って垂直同期信号VDを発生させており、システム制御部110によりレジスタの設定が変更された場合は、次の発生タイミングにおいて変更された間隔を適用する。
The
次に、画像メモリ203におけるフレーム画像信号の読み書き状況について説明する。図3は、画像メモリ203の読み書き状況の概念図である。図は、画像メモリ203の記憶領域を平面で概念的に表している。フレーム画像信号は、図において、左端から横方向に順次書き込まれ、右端に到達したら一ライン下げて再び左端から右端へ向かって書き込まれる。右下端に到達したら再び左上端に移動して書き込みが継続される。読み込みも書き込みに並行して同様に行われる。したがって、書き込みが完了した領域であって、未だ読み込まれていない領域が処理待ち領域である。処理待ち領域以外の領域は空き領域である。空き領域は、読み込み済みの画像信号がそのまま残って上書きされる状態であっても良い。
Next, the reading / writing state of the frame image signal in the
図において、塗り潰し三角矢印は、画像信号の書き込みである画像メモリ203への入力を表す。その長さは、単位時間あたりの画像信号の書き込み量である書き込み速度を表す。同様に、白抜き三角矢印は、画像信号の読み込みである画像メモリ203からの出力を表す。その長さは、単位時間あたりの画像信号の読み込み量である読み込み速度を表す。
In the figure, a solid triangle arrow represents an input to the
また、本実施形態においては、画像メモリ203の容量は、1フレーム画像信号に相当する容量とする。ここで言う1フレーム画像の大きさは、選択し得る最大画像サイズに対応する。すなわち本実施形態における処理は、1フレーム画像信号に相当する容量があれば実施できる。もちろん、余裕を持たせてこれ以上のメモリ容量を割り当てても良い。
In this embodiment, the capacity of the
図3(a)は、入力速度と出力速度に差はあるものの、処理待ち領域と空き領域が均衡した状態であり、以下に説明するような不都合が直ちに発生する状態ではない。したがって、画像処理部109は、このような状態を平衡状態と判断する。
FIG. 3A shows a state where the processing waiting area and the free area are balanced, although there is a difference between the input speed and the output speed, and the inconvenience described below does not occur immediately. Therefore, the
図3(b)は、入力速度が出力速度に対して速く、読み出されるべき画像信号が溢れんとする状態である。図示するように、処理待ち領域が空き領域に対して圧倒的に大きくなり、間もなく空き領域が消失する。つまり、入力が出力に追いついてしまう入力超過の状態である。画像処理部109は、空き領域が全体領域に対して予め定められた割合以下となった場合に、入力超過状態と判断する。
FIG. 3B shows a state where the input speed is higher than the output speed, and the image signal to be read overflows. As shown in the figure, the processing waiting area becomes overwhelmingly larger than the free area, and the free area disappears soon. In other words, it is an over-input state where the input catches up with the output. The
画像処理部109が入力超過状態のステータスを画像データ状態信号としてシステム制御部110へ送出すると、システム制御部110は、レジスタの設定を変更して垂直同期信号VDの時間間隔を長くする。すると、長くなった時間分だけ次のフレーム画像信号の入力が遅延することになるので、その間に出力を継続すれば空き領域を増やすことができ、図3(a)の平衡状態に戻すことができる。
When the
図3(c)は、出力速度が入力速度に対して速く、読み出されるべき画像信号が枯渇する状態である。図示するように、空き領域が処理待ち領域に対して圧倒的に大きくなり、間もなく処理待ち領域が消失する。つまり、出力が入力に追いついてしまう出力超過の状態である。画像処理部109は、処理待ち領域が全体領域に対して予め定められた割合以下となった場合に、出力超過状態と判断する。
FIG. 3C shows a state where the output speed is higher than the input speed and the image signal to be read out is exhausted. As shown in the figure, the free area becomes overwhelmingly larger than the process waiting area, and the process waiting area disappears soon. In other words, this is an over-output state where the output catches up with the input. The
画像処理部109が出力超過状態のステータスを画像データ状態信号としてシステム制御部110へ送出すると、システム制御部110は、レジスタの設定を変更して垂直同期信号VDの時間間隔を短くする。すると、短くなった時間分だけ次のフレーム画像信号の入力が早期に開始されるので、処理待ち領域を増やすことができ、図3(a)の平衡状態に戻すことができる。
When the
図4は、垂直同期信号VDに関わるタイミングチャートである。図において最初の1垂直同期期間は、レジスタの設定により、フレームレートに対応する標準時間t0よりもαだけ長い間隔にされている。フレームレートとして29.97Hzが設定されている場合は、t0=1/29.97secである。 FIG. 4 is a timing chart relating to the vertical synchronization signal VD. In the figure, the first vertical synchronization period is set to an interval longer by α than the standard time t 0 corresponding to the frame rate by setting the register. When 29.97 Hz is set as the frame rate, t 0 = 1 / 29.97 sec.
垂直同期信号VDの出力からしばらく後に画素リセット信号が出力されると、撮像素子103の各画素は電荷の蓄積を開始する。そして、次の垂直同期信号VDの出力があるまで電荷蓄積を継続する。すなわちこの期間が露光期間となる。次の垂直同期信号VDの出力があると、各画素は電荷の蓄積を終了し、AFE106へ画像信号を順次出力する。
When a pixel reset signal is output after a while from the output of the vertical synchronization signal VD, each pixel of the
画像信号出力の完了から次の垂直同期信号VDの出力があるまでの期間は、Vブランキングである。Vブランキングを設けることにより、垂直同期信号VDの間隔を短くしたり長くしたりすることができる。すなわち、この期間が調整代となるので、後段処理において、設定されたフレームレートを維持することができる。 The period from the completion of the image signal output to the output of the next vertical synchronizing signal VD is V blanking. By providing V blanking, the interval of the vertical synchronization signal VD can be shortened or lengthened. That is, since this period is an adjustment allowance, the set frame rate can be maintained in the subsequent processing.
図において、最初の1垂直同期期間の間にレジスタの設定が変更された場合は、次の垂直同期信号VDにおいて新レジスタが適用され、さらに次の垂直同期信号VDまでの垂直同期期間の長さが変更される。ここでは、変更後の垂直同期期間は、標準時間t0よりもβだけ短い。 In the figure, when the register setting is changed during the first vertical synchronization period, the new register is applied to the next vertical synchronization signal VD, and the length of the vertical synchronization period until the next vertical synchronization signal VD. Is changed. Here, the changed vertical synchronization period is shorter by β than the standard time t 0 .
垂直同期期間の変更に伴って、画素リセット信号の出力タイミングも変更する。例えば図において垂直同期期間を(α+β)だけ短くすると、画素リセット信号の出力タイミングも(α+β)だけ前倒しして出力する。このように変更することで、垂直同期期間を変更しても一定の露光期間を保つことができる。したがって、出力画像信号においてフレーム画像間に明暗むらが生じない。 With the change of the vertical synchronization period, the output timing of the pixel reset signal is also changed. For example, in the figure, when the vertical synchronization period is shortened by (α + β), the output timing of the pixel reset signal is also advanced by (α + β) and output. By changing in this way, a constant exposure period can be maintained even if the vertical synchronization period is changed. Therefore, uneven brightness does not occur between frame images in the output image signal.
次に、一連の動画撮影処理について、特に画像メモリの制御に関する処理に着目して説明する。図5は、画像メモリ203の制御に関する処理フロー図である。フローは、例えばカメラ100の電源がオンにされて、動画撮影モードに切り替えられた時点から開始される。
Next, a series of moving image shooting processes will be described, particularly focusing on processes related to image memory control. FIG. 5 is a process flow diagram relating to the control of the
システム制御部110は、ステップS101で、例えばユーザによる操作部材119の操作に従って、動画設定を受け付ける。ここでの動画設定とは、動画出力のフレームレートと1フレームあたりの画像サイズを含む。ステップS102へ進み、システム制御部110は、受け付けたフレームレートに従って、CLK選択信号をクロックスイッチャー111へ送出する。クロックスイッチャー111は、CLK選択信号の指令に従って、画像処理部109へ供給するクロック信号を切り替える。
In step S101, the
システム制御部110は、ステップS103で、動画撮影開始の指示であるRECボタンの押し下げ操作を待つ。動画撮影開始の指示があるまでは、ステップS101からステップS103を繰り返す。
In step S103, the
ステップS103で動画撮影開始の指示を受け付けると、被写体像を光電変換して動画像データを生成する一連の撮影動作を開始する。光電変換された画像信号は、上述のように順次画像メモリ203へ書き込まれる。そして、画像処理部109に読み出される。画像処理部109は、ステップS105で、画像メモリ203の状態を監視する。そして、画像処理部109は、その状態を示すステータスを画像データ状態信号としてシステム制御部110へ送出する。
When an instruction to start moving image shooting is received in step S103, a series of shooting operations for photoelectrically converting the subject image to generate moving image data is started. The photoelectrically converted image signals are sequentially written into the
システム制御部110は、ステップS106で、画像処理部109から受信する画像データ状態信号により、画像メモリ203の状態が平衡状態であるか否かを判断する。平衡状態でなく、入力超過状態または出力超過状態と判断すれば、システム制御部110は、ステップS107へ進み、垂直同期信号VDの時間間隔を定義するレジスタの設定を変更する。レジスタが変更されると、同期信号発生部202は、上述のタイミングにより垂直同期信号VDの間隔を変更する。
In step S106, the
ステップS106で平衡状態と判断された場合、またはステップS107でレジスタの変更が実行された後には、ステップS108へ進み、システム制御部110は、動画撮影終了の指示があるか否かを判断する。指示がなければ再びステップS105へ戻り画像メモリ203の監視を継続する。このループの間、カメラ100は動画撮影処理を継続する。指示があればステップS109へ進み、システム制御部110は、撮影終了処理を実行し、一連の撮影シーケンスを終了する。
When it is determined in step S106 that an equilibrium state is present, or after register change is performed in step S107, the process proceeds to step S108, and the
以上説明した本実施形態においては動画撮影機能を備えるカメラ100を例に説明したが、もちろん、静止画撮影機能を兼備するカメラであっても良い。また、光学系101は一体的に構成されていなくても良く、動画撮影機能を有するレンズ交換式の一眼カメラであっても良い。また、動画撮影機能を有する携帯機器であっても本実施形態を適用できる。
In the present embodiment described above, the
以上説明した本実施形態においては、撮像素子103としてCCDセンサを用いたグローバルシャッター動作を前提として説明した。しかし、これに限らずCMOSセンサを用いたローリングシャッター動作に上述の処理を適用することもできる。ローリングシャッター動作の場合、ラインごとに画素リセット信号が連続的に生成されるが、垂直同期信号VDのタイミング変更に伴って、これら連続する画素リセット信号の生成タイミングもそれぞれ前後することになる。このような調整により、垂直同期信号VDのタイミングが変更されてもそれぞれのラインにおける露光時間は一定であり、フレーム全体としても、前後のフレームに対して輝度差を生じない。
In the present embodiment described above, a global shutter operation using a CCD sensor as the
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。 The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.
100 カメラ、101 光学系、102 シャッタ、103 撮像素子、104 第1発振器、105 ドライバ、106 AFE、107 DFE、108 内部メモリ、109 画像処理部、110 システム制御部、111 クロックスイッチャー、112 第2発振器、113 第3発振器、114 システムメモリ、115 表示制御部、116 表示部、117 外部接続IF、118 接続部、119 操作部材、120 レンズ制御部、201 画像処理回路、202 同期信号発生部、203 画像メモリ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記フレーム画像信号が順次書き込まれ、かつ、順次読み出される記憶部と、
前記記憶部における前記フレーム画像信号の読み書き状況を監視する監視部と、
前記監視部が監視する前記読み書き状況に基づいて、前記撮像部から前記フレーム画像信号を出力させるタイミングを規定する垂直同期信号の間隔を変化させる制御部と
を備える撮像装置。 An imaging unit that photoelectrically converts a subject image and outputs a frame image signal;
A storage unit in which the frame image signals are sequentially written and sequentially read;
A monitoring unit that monitors the read / write status of the frame image signal in the storage unit;
An imaging apparatus comprising: a control unit that changes an interval of a vertical synchronization signal that defines a timing for outputting the frame image signal from the imaging unit based on the read / write state monitored by the monitoring unit.
前記記憶部から前記フレーム画像信号を順次読み出す第2同期信号を生成する第2発振器と
を備える請求項1に記載の撮像装置。 A first oscillator that generates a first synchronization signal for driving the imaging unit;
The imaging apparatus according to claim 1, further comprising: a second oscillator that generates a second synchronization signal for sequentially reading the frame image signal from the storage unit.
前記設定部により設定された前記フレームレートに基づいて、複数の前記第2発振器から一つを選択する選択部と
を備える請求項2に記載の撮像装置。 A setting unit for setting a frame rate of moving image data generated from the frame image signal;
The imaging apparatus according to claim 2, further comprising: a selection unit that selects one of the plurality of second oscillators based on the frame rate set by the setting unit.
前記記憶部から前記フレーム画像信号を順次読み出す読出しステップと、
前記記憶部における前記フレーム画像信号の読み書き状況を監視する監視ステップと、
前記監視ステップにより監視された前記読み書き状況に基づいて、前記撮像部から前記フレーム画像信号を出力させるタイミングを規定する垂直同期信号の間隔を変化させる制御ステップと
をコンピュータに実行させる撮像装置の制御プログラム。 A writing step of sequentially writing frame image signals output from the imaging unit to the storage unit;
A reading step of sequentially reading out the frame image signals from the storage unit;
A monitoring step of monitoring the read / write status of the frame image signal in the storage unit;
An imaging apparatus control program for causing a computer to execute a control step of changing an interval of a vertical synchronization signal that defines a timing for outputting the frame image signal from the imaging unit based on the read / write state monitored in the monitoring step .
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015136798A1 (en) * | 2014-03-13 | 2015-09-17 | ソニー株式会社 | Image capture device, image capture system, and method for controlling image capture device |
JP7424052B2 (en) | 2019-12-27 | 2024-01-30 | 富士通株式会社 | Control program, control method and control device |
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- 2010-12-07 JP JP2010272965A patent/JP2012124678A/en not_active Withdrawn
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