JP2003219281A - 撮像装置およびそのシャッタ駆動方法 - Google Patents
撮像装置およびそのシャッタ駆動方法Info
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- Shutters For Cameras (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Studio Devices (AREA)
- Exposure Control For Cameras (AREA)
- Cameras In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電子シャッタとメカシャッタを用いて露光時
間の異なる低感度画像と高感度画像とを合成して広ダイ
ナミックレンジ画像を生成する場合に、露光時間を適正
に制御する。 【解決手段】 低感度画像の露光時間をＴ２に対する閾
値Ｔを設定し、Ｔ２がＴより長い間はモード１を使用
し、高感度画像の露光後に低感度画像の露光を行い、低
感度画像の露光時間をメカシャッタ２で決定するととも
に、高感度画像の露光時間を撮像素子３の電子シャッタ
で決定する。また、Ｔ２がＴより短くなるとモード２に
切り替え、低感度画像の露光後に高感度画像の露光を行
い、低感度画像の露光時間を撮像素子３の電子シャッタ
で決定するとともに、高感度画像の露光時間をメカシャ
ッタ２で決定する。これにより、高感度画像と低感度画
像との間にサンプリング差を小さくし、ぶれの少ない画
像を提供する。
間の異なる低感度画像と高感度画像とを合成して広ダイ
ナミックレンジ画像を生成する場合に、露光時間を適正
に制御する。 【解決手段】 低感度画像の露光時間をＴ２に対する閾
値Ｔを設定し、Ｔ２がＴより長い間はモード１を使用
し、高感度画像の露光後に低感度画像の露光を行い、低
感度画像の露光時間をメカシャッタ２で決定するととも
に、高感度画像の露光時間を撮像素子３の電子シャッタ
で決定する。また、Ｔ２がＴより短くなるとモード２に
切り替え、低感度画像の露光後に高感度画像の露光を行
い、低感度画像の露光時間を撮像素子３の電子シャッタ
で決定するとともに、高感度画像の露光時間をメカシャ
ッタ２で決定する。これにより、高感度画像と低感度画
像との間にサンプリング差を小さくし、ぶれの少ない画
像を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子シャッタ付き
固体撮像素子と、メカシャッタとを具備し、露光時間の
異なる低感度画像と高感度画像とを合成して広ダイナミ
ックレンジ画像を生成するデジタルスチルカメラ等の撮
像装置およびそのシャッタ駆動方法に関するものであ
る。
固体撮像素子と、メカシャッタとを具備し、露光時間の
異なる低感度画像と高感度画像とを合成して広ダイナミ
ックレンジ画像を生成するデジタルスチルカメラ等の撮
像装置およびそのシャッタ駆動方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、デジタルスチルカメラが急速に普
及している。このデジタルスチルカメラは銀塩スチルカ
メラと比較してダイナミックレンジ（ラティチュード）
が狭いという欠点がある。その改善方法として露光時間
の異なる複数の画像、すなわち低感度画像と高感度画像
とを合成することにより、ダイナミックレンジの広い画
像を作成するカメラが製品化されている。ただし、この
手法は２つの画像を取得する時間差により、画像のぶれ
が発生しやすい。また、例えば特開平１１−２３４５７
２号公報に開示された「撮像素子及びその駆動方法」
（以下従来例という）では、撮像素子の電子シャッタと
メカシャッタを併用する手法を用いることで、この時間
差を短くすることが可能である。
及している。このデジタルスチルカメラは銀塩スチルカ
メラと比較してダイナミックレンジ（ラティチュード）
が狭いという欠点がある。その改善方法として露光時間
の異なる複数の画像、すなわち低感度画像と高感度画像
とを合成することにより、ダイナミックレンジの広い画
像を作成するカメラが製品化されている。ただし、この
手法は２つの画像を取得する時間差により、画像のぶれ
が発生しやすい。また、例えば特開平１１−２３４５７
２号公報に開示された「撮像素子及びその駆動方法」
（以下従来例という）では、撮像素子の電子シャッタと
メカシャッタを併用する手法を用いることで、この時間
差を短くすることが可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
では、短い蓄積時間をメカシャッタで決定する方法と、
長い蓄積時間をメカシャッタで決定する方法が提案され
ている。しかしながら、上述した従来例において、短い
蓄積時間をメカシャッタで決定することは蓄積時間の長
い方のシャッタ速度があまり早くできないという欠点が
ある。また、長い蓄積時間をメカシャッタで決定するこ
とは蓄積時間の短い信号がＣＣＤ転送チャネルに長く留
まるため、スミアや暗電流ノイズの影響を受けやすいと
いう欠点がある。例えば、前者においてメカシャッタ最
大速度１／１０００秒、２つの画像の蓄積時間比を１０
倍とすると、蓄積時間の長い方の最大シャッタ速度は１
／１００秒となり、高速移動被写体の画像には向かな
い。
では、短い蓄積時間をメカシャッタで決定する方法と、
長い蓄積時間をメカシャッタで決定する方法が提案され
ている。しかしながら、上述した従来例において、短い
蓄積時間をメカシャッタで決定することは蓄積時間の長
い方のシャッタ速度があまり早くできないという欠点が
ある。また、長い蓄積時間をメカシャッタで決定するこ
とは蓄積時間の短い信号がＣＣＤ転送チャネルに長く留
まるため、スミアや暗電流ノイズの影響を受けやすいと
いう欠点がある。例えば、前者においてメカシャッタ最
大速度１／１０００秒、２つの画像の蓄積時間比を１０
倍とすると、蓄積時間の長い方の最大シャッタ速度は１
／１００秒となり、高速移動被写体の画像には向かな
い。
【０００４】そこで本発明の目的は、電子シャッタとメ
カシャッタを用いて露光時間の異なる低感度画像と高感
度画像とを合成して広ダイナミックレンジ画像を生成す
る場合に、露光時間を適正に制御することが可能な撮像
装置およびそのシャッタ駆動方法を提供することにあ
る。
カシャッタを用いて露光時間の異なる低感度画像と高感
度画像とを合成して広ダイナミックレンジ画像を生成す
る場合に、露光時間を適正に制御することが可能な撮像
装置およびそのシャッタ駆動方法を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による撮像装置は、電子シャッタを有する固
体撮像素子と、前記固体撮像素子の前段に配置されるメ
カシャッタとを具備し、露光時間の異なる低感度画像と
高感度画像とを合成して広ダイナミックレンジ画像を生
成する機能を設けた撮像装置において、低感度画像の露
光時間が所定の閾値Ｔより長い場合は、高感度画像の露
光後に低感度画像の露光を行い、低感度画像の露光時間
をメカシャッタで決定するとともに、高感度画像の露光
時間を撮像素子の電子シャッタで決定し、低感度画像の
露光時間が前記閾値Ｔより短い場合は、低感度画像の露
光後に高感度画像の露光を行い、低感度画像の露光時間
を撮像素子の電子シャッタで決定するとともに、高感度
画像の露光時間をメカシャッタで決定することを特徴と
する。
め、本発明による撮像装置は、電子シャッタを有する固
体撮像素子と、前記固体撮像素子の前段に配置されるメ
カシャッタとを具備し、露光時間の異なる低感度画像と
高感度画像とを合成して広ダイナミックレンジ画像を生
成する機能を設けた撮像装置において、低感度画像の露
光時間が所定の閾値Ｔより長い場合は、高感度画像の露
光後に低感度画像の露光を行い、低感度画像の露光時間
をメカシャッタで決定するとともに、高感度画像の露光
時間を撮像素子の電子シャッタで決定し、低感度画像の
露光時間が前記閾値Ｔより短い場合は、低感度画像の露
光後に高感度画像の露光を行い、低感度画像の露光時間
を撮像素子の電子シャッタで決定するとともに、高感度
画像の露光時間をメカシャッタで決定することを特徴と
する。
【０００６】また本発明による撮像装置の駆動方法は、
電子シャッタを有する固体撮像素子と、前記固体撮像素
子の前段に配置されるメカシャッタとを具備し、露光時
間の異なる低感度画像と高感度画像とを合成して広ダイ
ナミックレンジ画像を生成する機能を設けた撮像装置の
シャッタ駆動方法において、低感度画像の露光時間が所
定の閾値Ｔより長い場合は、高感度画像の露光後に低感
度画像の露光を行い、低感度画像の露光時間をメカシャ
ッタで決定するとともに、高感度画像の露光時間を撮像
素子の電子シャッタで決定し、低感度画像の露光時間が
前記閾値Ｔより短い場合は、低感度画像の露光後に高感
度画像の露光を行い、低感度画像の露光時間を撮像素子
の電子シャッタで決定するとともに、高感度画像の露光
時間をメカシャッタで決定することを特徴とする。
電子シャッタを有する固体撮像素子と、前記固体撮像素
子の前段に配置されるメカシャッタとを具備し、露光時
間の異なる低感度画像と高感度画像とを合成して広ダイ
ナミックレンジ画像を生成する機能を設けた撮像装置の
シャッタ駆動方法において、低感度画像の露光時間が所
定の閾値Ｔより長い場合は、高感度画像の露光後に低感
度画像の露光を行い、低感度画像の露光時間をメカシャ
ッタで決定するとともに、高感度画像の露光時間を撮像
素子の電子シャッタで決定し、低感度画像の露光時間が
前記閾値Ｔより短い場合は、低感度画像の露光後に高感
度画像の露光を行い、低感度画像の露光時間を撮像素子
の電子シャッタで決定するとともに、高感度画像の露光
時間をメカシャッタで決定することを特徴とする。
【０００７】本発明による撮像装置では、所定の閾値Ｔ
を設定し、低感度画像の露光時間が所定の閾値Ｔより長
い場合は低感度画像の露光時間をメカシャッタで決定す
るとともに、高感度画像の露光時間を撮像素子の電子シ
ャッタで決定し、低感度画像の露光時間が閾値Ｔより短
い場合は低感度画像の露光時間を撮像素子の電子シャッ
タで決定するとともに、高感度画像の露光時間をメカシ
ャッタで決定するようにした。これにより、高感度画像
と低感度画像との間のサンプリング差を小さくし、ぶれ
の少ない画像を提供し、より速い動被写体の撮像に対応
可能となる。
を設定し、低感度画像の露光時間が所定の閾値Ｔより長
い場合は低感度画像の露光時間をメカシャッタで決定す
るとともに、高感度画像の露光時間を撮像素子の電子シ
ャッタで決定し、低感度画像の露光時間が閾値Ｔより短
い場合は低感度画像の露光時間を撮像素子の電子シャッ
タで決定するとともに、高感度画像の露光時間をメカシ
ャッタで決定するようにした。これにより、高感度画像
と低感度画像との間のサンプリング差を小さくし、ぶれ
の少ない画像を提供し、より速い動被写体の撮像に対応
可能となる。
【０００８】また、本発明による撮像装置のシャッタ駆
動方法では、所定の閾値Ｔを設定し、低感度画像の露光
時間が所定の閾値Ｔより長い場合は低感度画像の露光時
間をメカシャッタで決定するとともに、高感度画像の露
光時間を撮像素子の電子シャッタで決定し、低感度画像
の露光時間が閾値Ｔより短い場合は低感度画像の露光時
間を撮像素子の電子シャッタで決定するとともに、高感
度画像の露光時間をメカシャッタで決定するようにし
た。これにより、高感度画像と低感度画像との間のサン
プリング差を小さくし、ぶれの少ない画像を提供し、よ
り速い動被写体の撮像に対応可能となる。
動方法では、所定の閾値Ｔを設定し、低感度画像の露光
時間が所定の閾値Ｔより長い場合は低感度画像の露光時
間をメカシャッタで決定するとともに、高感度画像の露
光時間を撮像素子の電子シャッタで決定し、低感度画像
の露光時間が閾値Ｔより短い場合は低感度画像の露光時
間を撮像素子の電子シャッタで決定するとともに、高感
度画像の露光時間をメカシャッタで決定するようにし
た。これにより、高感度画像と低感度画像との間のサン
プリング差を小さくし、ぶれの少ない画像を提供し、よ
り速い動被写体の撮像に対応可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明す
る実施の形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的
に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲
は、以下の説明において、特に本発明を限定する旨の記
載がない限り、これらの態様に限定されないものとす
る。
て図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明す
る実施の形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的
に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲
は、以下の説明において、特に本発明を限定する旨の記
載がない限り、これらの態様に限定されないものとす
る。
【００１０】図１は本発明の実施の形態によるデジタル
スチルカメラの構成例を示すブロック図である。本実施
の形態によるデジタルスチルカメラは、図１に示される
ように、結像レンズ１、メカニカルシャッタ（メカシャ
ッタ）２、ＣＣＤ撮像素子３、タイミング発生器４、記
憶部５、画像合成部６からなる。結像レンズ１は、被写
体からの反射光をＣＣＤ撮像素子３の受光面に結像させ
るものである。メカシャッタ２は、ＣＣＤ撮像素子３の
前段に配置され、ＣＣＤ撮像素子３のシャッダ動作を行
う。
スチルカメラの構成例を示すブロック図である。本実施
の形態によるデジタルスチルカメラは、図１に示される
ように、結像レンズ１、メカニカルシャッタ（メカシャ
ッタ）２、ＣＣＤ撮像素子３、タイミング発生器４、記
憶部５、画像合成部６からなる。結像レンズ１は、被写
体からの反射光をＣＣＤ撮像素子３の受光面に結像させ
るものである。メカシャッタ２は、ＣＣＤ撮像素子３の
前段に配置され、ＣＣＤ撮像素子３のシャッダ動作を行
う。
【００１１】ＣＣＤ撮像素子３は、後述するように２次
元配列のフォトダイオードと垂直転送レジスタおよび水
平転送レジスタ等を有するインタライントランスファ型
のＣＣＤ撮像素子である。また、このＣＣＤ撮像素子３
には電子シャッタ機能が設けられており、メカシャッタ
２とは独立した動作で露光動作を行うことが可能であ
る。タイミング発生器４は、このデジタルスチルカメラ
の各部が動作するためのタイミング信号を生成して供給
するものであり、特に本例ではメカシャッタ２と電子シ
ャッタのシャッタ動作を実行するタイミングを制御す
る。記憶部５は、ＣＣＤ撮像素子３によって出力された
画像信号を記憶するものであり、画像合成部６は、複数
の画像を合成するものである。
元配列のフォトダイオードと垂直転送レジスタおよび水
平転送レジスタ等を有するインタライントランスファ型
のＣＣＤ撮像素子である。また、このＣＣＤ撮像素子３
には電子シャッタ機能が設けられており、メカシャッタ
２とは独立した動作で露光動作を行うことが可能であ
る。タイミング発生器４は、このデジタルスチルカメラ
の各部が動作するためのタイミング信号を生成して供給
するものであり、特に本例ではメカシャッタ２と電子シ
ャッタのシャッタ動作を実行するタイミングを制御す
る。記憶部５は、ＣＣＤ撮像素子３によって出力された
画像信号を記憶するものであり、画像合成部６は、複数
の画像を合成するものである。
【００１２】図２は、ＣＣＤ撮像素子３の構成例を示す
平面図である。撮像部２１内には２次元マトリクス状に
フォトダイオード２２が配置され、各フォトダイオード
２２の各列に沿って複数の垂直転送ＣＣＤレジスタ２４
が設けられている。また、フォトダイオード２２と垂直
転送ＣＣＤレジスタ２４との間には読み出しゲート２３
が設けられている。また、撮像部２１の外側には水平転
送ＣＣＤレジスタ２６が設けられ、この水平転送ＣＣＤ
レジスタ２６の端部には電荷検出アンプ２７が設けら
れ、ＣＣＤ出力端子２８に接続されている。
平面図である。撮像部２１内には２次元マトリクス状に
フォトダイオード２２が配置され、各フォトダイオード
２２の各列に沿って複数の垂直転送ＣＣＤレジスタ２４
が設けられている。また、フォトダイオード２２と垂直
転送ＣＣＤレジスタ２４との間には読み出しゲート２３
が設けられている。また、撮像部２１の外側には水平転
送ＣＣＤレジスタ２６が設けられ、この水平転送ＣＣＤ
レジスタ２６の端部には電荷検出アンプ２７が設けら
れ、ＣＣＤ出力端子２８に接続されている。
【００１３】各フォトダイオード２２から読み出しゲー
ト２３を介して垂直転送ＣＣＤレジスタ２４に読み出さ
れた電荷パケット２５は、垂直転送クロックによって垂
直方向に転送され、水平ライン単位で水平転送ＣＣＤレ
ジスタ２６に出力される。そして、水平転送クロックに
よって水平方向に転送され、電荷検出アンプ２７のＦＤ
部に出力される。電荷検出アンプ２７では、電荷量に応
じたＦＤ部の電位変動をＭＯＳトランジスタによるアン
プ回路によって検出し、電圧信号または電流信号に変換
し、ＣＣＤ出力端子２８より出力する。
ト２３を介して垂直転送ＣＣＤレジスタ２４に読み出さ
れた電荷パケット２５は、垂直転送クロックによって垂
直方向に転送され、水平ライン単位で水平転送ＣＣＤレ
ジスタ２６に出力される。そして、水平転送クロックに
よって水平方向に転送され、電荷検出アンプ２７のＦＤ
部に出力される。電荷検出アンプ２７では、電荷量に応
じたＦＤ部の電位変動をＭＯＳトランジスタによるアン
プ回路によって検出し、電圧信号または電流信号に変換
し、ＣＣＤ出力端子２８より出力する。
【００１４】図３および図４は、本実施の形態によるデ
ジタルスチルカメラにおいて、露光時間の異なる２つの
画像を取得する場合の駆動方法を説明するタイミングチ
ャートである。図３は露光時間の短い画像（低感度画
像）をメカシャッタで決定する方法を示しており、先に
高感度画像の露光を行い、その後に低感度画像の露光を
行う。まず、露光時間の長い信号（高感度画像）は電子
シャッタパルスから次の読み出しパルスまでの時間で蓄
積時間を制御する。なお、撮像素子３の垂直転送ＣＣＤ
レジスタ２４に読み出された電荷は、すぐに垂直転送Ｃ
ＣＤレジスタ２４から出力しても良いが、スミアの発生
を防ぐためにメカシャッタが閉じるまで垂直転送ＣＣＤ
レジスタ２４に蓄積しておいた方が良い。そこで、図３
の動作では、垂直転送ＣＣＤレジスタ２４を一時停止さ
せている。
ジタルスチルカメラにおいて、露光時間の異なる２つの
画像を取得する場合の駆動方法を説明するタイミングチ
ャートである。図３は露光時間の短い画像（低感度画
像）をメカシャッタで決定する方法を示しており、先に
高感度画像の露光を行い、その後に低感度画像の露光を
行う。まず、露光時間の長い信号（高感度画像）は電子
シャッタパルスから次の読み出しパルスまでの時間で蓄
積時間を制御する。なお、撮像素子３の垂直転送ＣＣＤ
レジスタ２４に読み出された電荷は、すぐに垂直転送Ｃ
ＣＤレジスタ２４から出力しても良いが、スミアの発生
を防ぐためにメカシャッタが閉じるまで垂直転送ＣＣＤ
レジスタ２４に蓄積しておいた方が良い。そこで、図３
の動作では、垂直転送ＣＣＤレジスタ２４を一時停止さ
せている。
【００１５】次に、露光時間の短い低感度画像は、高感
度画像の読み出しからメカシャッタを閉じるまでが露光
時間となる。また、高感度画像の露光と短感度画像の露
光の間に電子シャッタを用いた場合は、電子シャッタパ
ルス印加後からメカシャッタを閉じるまでが露光時間と
なる。そして、低感度画像の電荷転送は、メカシャッタ
クローズ後、先に読み出した高感度画像の電荷が垂直転
送ＣＣＤレジスタ２４から転送し終わるのを待ってフォ
トダイオード２２から垂直転送ＣＣＤレジスタ２４に読
み出し、順次、撮像素子から信号を出力する。なお、本
例では、この出力方法をモード１とする。このモード１
は、上記従来技術でも述べたように、シャッタ速度が上
がりにくいため画像がぶれやすい。
度画像の読み出しからメカシャッタを閉じるまでが露光
時間となる。また、高感度画像の露光と短感度画像の露
光の間に電子シャッタを用いた場合は、電子シャッタパ
ルス印加後からメカシャッタを閉じるまでが露光時間と
なる。そして、低感度画像の電荷転送は、メカシャッタ
クローズ後、先に読み出した高感度画像の電荷が垂直転
送ＣＣＤレジスタ２４から転送し終わるのを待ってフォ
トダイオード２２から垂直転送ＣＣＤレジスタ２４に読
み出し、順次、撮像素子から信号を出力する。なお、本
例では、この出力方法をモード１とする。このモード１
は、上記従来技術でも述べたように、シャッタ速度が上
がりにくいため画像がぶれやすい。
【００１６】次に図４は、図３とは逆に、低感度画像の
露光を先に行い、高感度画像の露光を後で行うものであ
る。本例では、この出力方法をモード２とする。このモ
ード２では、メカシャッタの最大速度まで活用できるた
め動被写体の撮像に向いている。しかしながら、シャッ
タ速度が遅くなると、２つの信号間のサンプリング間隔
が広くなるため、画像のぶれが生じやすい。さらに、ス
ミア発生を防ぐため、先に読み出した信号を垂直ＣＣＤ
で停止させる場合、同一シャッタ速度ではモード１より
垂直転送ＣＣＤレジスタ２４での停止期間が長くなるの
で、垂直転送ＣＣＤレジスタ２４の暗電流による画質劣
化の影響がモード１より大きくなる。
露光を先に行い、高感度画像の露光を後で行うものであ
る。本例では、この出力方法をモード２とする。このモ
ード２では、メカシャッタの最大速度まで活用できるた
め動被写体の撮像に向いている。しかしながら、シャッ
タ速度が遅くなると、２つの信号間のサンプリング間隔
が広くなるため、画像のぶれが生じやすい。さらに、ス
ミア発生を防ぐため、先に読み出した信号を垂直ＣＣＤ
で停止させる場合、同一シャッタ速度ではモード１より
垂直転送ＣＣＤレジスタ２４での停止期間が長くなるの
で、垂直転送ＣＣＤレジスタ２４の暗電流による画質劣
化の影響がモード１より大きくなる。
【００１７】そこで、本実施の形態では、モード１とモ
ード２を適宜に切り替えることによって、良好なダイナ
ミックレンジ信号を得ることを目的としている。すなわ
ち、本実施の形態のデジタルスチルカメラにおいて、高
感度画像の露光時間をＴ１、低感度画像の露光時間をＴ
２、メカシャッタ最大シャッタ速度をＳ、閾値Ｔとした
場合、Ｔ２がＴより長い間はモード１を使用し、Ｔ２が
Ｔより短くなるとモード２に切り替える。これにより、
高感度画像と低感度画像との間にサンプリング差を小さ
くし、ぶれの少ない画像を提供し、より速い動被写体の
撮像に対応可能となる。
ード２を適宜に切り替えることによって、良好なダイナ
ミックレンジ信号を得ることを目的としている。すなわ
ち、本実施の形態のデジタルスチルカメラにおいて、高
感度画像の露光時間をＴ１、低感度画像の露光時間をＴ
２、メカシャッタ最大シャッタ速度をＳ、閾値Ｔとした
場合、Ｔ２がＴより長い間はモード１を使用し、Ｔ２が
Ｔより短くなるとモード２に切り替える。これにより、
高感度画像と低感度画像との間にサンプリング差を小さ
くし、ぶれの少ない画像を提供し、より速い動被写体の
撮像に対応可能となる。
【００１８】さらに、閾値Ｔはできるだけ小さくするこ
とが望ましい。先に述べたように、スミアの影響を排除
するには、モード１ならば高感度画像信号、モード２な
らば低感度画像信号を読み出し後に垂直転送ＣＣＤレジ
スタ２４で停止させることが望ましいが、閾値Ｔを小さ
くすれば、停止期間が短くなるので、垂直転送ＣＣＤレ
ジスタ２４の暗電流による画質劣化を少なくすることが
できる。また、２つの信号間のサンプリング間隔も少な
くすることができる。なお、モード１ではＴ２はメカシ
ャッタ最大シャッタ速度Ｓが下限となる。つまり、シャ
ッタ速度が１／１０００秒までであれば、Ｔ２は１／１
０００秒までしか設定できない。したがって、閾値Ｔは
最大メカシャッタ速度に設定するのが望ましい。
とが望ましい。先に述べたように、スミアの影響を排除
するには、モード１ならば高感度画像信号、モード２な
らば低感度画像信号を読み出し後に垂直転送ＣＣＤレジ
スタ２４で停止させることが望ましいが、閾値Ｔを小さ
くすれば、停止期間が短くなるので、垂直転送ＣＣＤレ
ジスタ２４の暗電流による画質劣化を少なくすることが
できる。また、２つの信号間のサンプリング間隔も少な
くすることができる。なお、モード１ではＴ２はメカシ
ャッタ最大シャッタ速度Ｓが下限となる。つまり、シャ
ッタ速度が１／１０００秒までであれば、Ｔ２は１／１
０００秒までしか設定できない。したがって、閾値Ｔは
最大メカシャッタ速度に設定するのが望ましい。
【００１９】また、本発明にかかる撮像装置およびその
シャッタ駆動方法は、上述の例に限定されず、本発明の
要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例え
ば、上述した実施の形態では、ＣＣＤ撮像素子を用いた
場合を説明したが、例えばＣＭＯＳセンサ型の撮像素子
を用いてもよい。また、本発明はデジタルスチルカメラ
に限らず、他の撮像装置にも同様に適用できるものであ
る。
シャッタ駆動方法は、上述の例に限定されず、本発明の
要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例え
ば、上述した実施の形態では、ＣＣＤ撮像素子を用いた
場合を説明したが、例えばＣＭＯＳセンサ型の撮像素子
を用いてもよい。また、本発明はデジタルスチルカメラ
に限らず、他の撮像装置にも同様に適用できるものであ
る。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明の撮像装置に
よれば、所定の閾値Ｔを設定し、低感度画像の露光時間
が所定の閾値Ｔより長い場合は低感度画像の露光時間を
メカシャッタで決定するとともに、高感度画像の露光時
間を撮像素子の電子シャッタで決定し、低感度画像の露
光時間が閾値Ｔより短い場合は低感度画像の露光時間を
撮像素子の電子シャッタで決定するとともに、高感度画
像の露光時間をメカシャッタで決定することにより、高
感度画像と低感度画像との間のサンプリング差を小さく
し、ぶれの少ない画像を提供し、より速い動被写体の撮
像に対応可能となる。
よれば、所定の閾値Ｔを設定し、低感度画像の露光時間
が所定の閾値Ｔより長い場合は低感度画像の露光時間を
メカシャッタで決定するとともに、高感度画像の露光時
間を撮像素子の電子シャッタで決定し、低感度画像の露
光時間が閾値Ｔより短い場合は低感度画像の露光時間を
撮像素子の電子シャッタで決定するとともに、高感度画
像の露光時間をメカシャッタで決定することにより、高
感度画像と低感度画像との間のサンプリング差を小さく
し、ぶれの少ない画像を提供し、より速い動被写体の撮
像に対応可能となる。
【００２１】また、本発明による撮像装置のシャッタ駆
動方法によれば、所定の閾値Ｔを設定し、低感度画像の
露光時間が所定の閾値Ｔより長い場合は低感度画像の露
光時間をメカシャッタで決定するとともに、高感度画像
の露光時間を撮像素子の電子シャッタで決定し、低感度
画像の露光時間が閾値Ｔより短い場合は低感度画像の露
光時間を撮像素子の電子シャッタで決定するとともに、
高感度画像の露光時間をメカシャッタで決定することに
より、高感度画像と低感度画像との間のサンプリング差
を小さくし、ぶれの少ない画像を提供し、より速い動被
写体の撮像に対応可能となる。
動方法によれば、所定の閾値Ｔを設定し、低感度画像の
露光時間が所定の閾値Ｔより長い場合は低感度画像の露
光時間をメカシャッタで決定するとともに、高感度画像
の露光時間を撮像素子の電子シャッタで決定し、低感度
画像の露光時間が閾値Ｔより短い場合は低感度画像の露
光時間を撮像素子の電子シャッタで決定するとともに、
高感度画像の露光時間をメカシャッタで決定することに
より、高感度画像と低感度画像との間のサンプリング差
を小さくし、ぶれの少ない画像を提供し、より速い動被
写体の撮像に対応可能となる。
【図１】本発明の実施の形態によるデジタルスチルカメ
ラの構成例を示すブロック図である。
ラの構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示すデジタルスチルカメラにおけるＣＣ
Ｄ撮像素子の構成例を示す平面図である。
Ｄ撮像素子の構成例を示す平面図である。
【図３】図１に示すデジタルスチルカメラのモード１に
よる駆動方法を説明するタイミングチャートである。
よる駆動方法を説明するタイミングチャートである。
【図４】図１に示すデジタルスチルカメラのモード２に
よる駆動方法を説明するタイミングチャートである。
よる駆動方法を説明するタイミングチャートである。
【符号の説明】
１……結像レンズ、２……メカシャッタ、３……ＣＣＤ
撮像素子、４……タイミング発生器、５……記憶部、６
……画像合成部、２１……撮像部、２２……フォトダイ
オード、２３……読み出しゲート、２４……垂直転送Ｃ
ＣＤレジスタ、２５……電荷パケット、２６……水平転
送ＣＣＤレジスタ、２７……電荷検出アンプ、２８……
ＣＣＤ出力端子。
撮像素子、４……タイミング発生器、５……記憶部、６
……画像合成部、２１……撮像部、２２……フォトダイ
オード、２３……読み出しゲート、２４……垂直転送Ｃ
ＣＤレジスタ、２５……電荷パケット、２６……水平転
送ＣＣＤレジスタ、２７……電荷検出アンプ、２８……
ＣＣＤ出力端子。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｌ 27/148 Ｈ０４Ｎ 5/235 ５Ｃ０２４
Ｈ０４Ｎ 5/235 101:00
// Ｈ０４Ｎ 101:00 Ｈ０１Ｌ 27/14 Ｂ
Ｆターム(参考） 2H002 CC01 DB25 FB11
2H054 AA01
2H081 BB21
4M118 AA02 AB01 BA12 BA13 BA14
DB09 FA07 GA10
5C022 AA13 AB17 AB68 AC42 AC52
5C024 BX01 CX13 CX47 CX56 CX61
CY20 GY01 GY04 GY31
Claims (10)
- 【請求項１】 電子シャッタを有する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子の前段に配置されるメカシャッタとを
具備し、露光時間の異なる低感度画像と高感度画像とを
合成して広ダイナミックレンジ画像を生成する機能を設
けた撮像装置において、 低感度画像の露光時間が所定の閾値Ｔより長い場合は、
高感度画像の露光後に低感度画像の露光を行い、低感度
画像の露光時間をメカシャッタで決定するとともに、高
感度画像の露光時間を撮像素子の電子シャッタで決定
し、 低感度画像の露光時間が前記閾値Ｔより短い場合は、低
感度画像の露光後に高感度画像の露光を行い、低感度画
像の露光時間を撮像素子の電子シャッタで決定するとと
もに、高感度画像の露光時間をメカシャッタで決定す
る、 ことを特徴とする撮像装置。 - 【請求項２】 前記閾値Ｔがメカシャッタの最大シャッ
タ速度であることを特徴とする請求項１記載の撮像装
置。 - 【請求項３】 デジタルスチルカメラであることを特徴
とする請求項１記載の撮像装置。 - 【請求項４】 前記撮像素子がインタライントランスフ
ァ型のＣＣＤ撮像素子であることを特徴とする請求項１
記載の撮像装置。 - 【請求項５】 先の露光動作によって転送部に読み出し
た信号電荷の転送を前記メカシャッタが閉じるまで停止
することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。 - 【請求項６】 電子シャッタを有する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子の前段に配置されるメカシャッタとを
具備し、露光時間の異なる低感度画像と高感度画像とを
合成して広ダイナミックレンジ画像を生成する機能を設
けた撮像装置のシャッタ駆動方法において、 低感度画像の露光時間が所定の閾値Ｔより長い場合は、
高感度画像の露光後に低感度画像の露光を行い、低感度
画像の露光時間をメカシャッタで決定するとともに、高
感度画像の露光時間を撮像素子の電子シャッタで決定
し、 低感度画像の露光時間が前記閾値Ｔより短い場合は、低
感度画像の露光後に高感度画像の露光を行い、低感度画
像の露光時間を撮像素子の電子シャッタで決定するとと
もに、高感度画像の露光時間をメカシャッタで決定す
る、 ことを特徴とする撮像装置のシャッタ駆動方法。 - 【請求項７】 前記閾値Ｔがメカシャッタの最大シャッ
タ速度であることを特徴とする請求項６記載の撮像装置
のシャッタ駆動方法。 - 【請求項８】 前記撮像装置がデジタルスチルカメラで
あることを特徴とする請求項６記載の撮像装置のシャッ
タ駆動方法。 - 【請求項９】 前記撮像素子がインタライントランスフ
ァ型のＣＣＤ撮像素子であることを特徴とする請求項６
記載の撮像装置のシャッタ駆動方法。 - 【請求項１０】 先の露光動作によって転送部に読み出
した信号電荷の転送を前記メカシャッタが閉じるまで停
止することを特徴とする請求項６記載の撮像装置のシャ
ッタ駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002009337A JP2003219281A (ja) | 2002-01-18 | 2002-01-18 | 撮像装置およびそのシャッタ駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002009337A JP2003219281A (ja) | 2002-01-18 | 2002-01-18 | 撮像装置およびそのシャッタ駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003219281A true JP2003219281A (ja) | 2003-07-31 |
Family
ID=27647355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002009337A Pending JP2003219281A (ja) | 2002-01-18 | 2002-01-18 | 撮像装置およびそのシャッタ駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003219281A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100819804B1 (ko) | 2005-12-27 | 2008-04-07 | 삼성테크윈 주식회사 | 촬상 장치 |
| KR100864622B1 (ko) | 2007-06-19 | 2008-10-22 | 마루엘에스아이 주식회사 | 이미지 센서용 화소 회로 및 샘플 및 홀더의 제어방법 |
| US20100020194A1 (en) * | 2008-07-23 | 2010-01-28 | Hitachi Ltd. | Imaging Apparatus |
| CN101902566A (zh) * | 2008-11-27 | 2010-12-01 | 富士胶片株式会社 | 成像装置及其驱动控制方法 |
| US8334498B2 (en) | 2009-02-05 | 2012-12-18 | Sony Corporation | Solid-state imaging device, method of manufacturing solid-state imaging device, method of driving solid-state imaging device, and electronic apparatus |
| JP2013537020A (ja) * | 2010-09-01 | 2013-09-26 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | 高ダイナミックレンジ画像センサ |
-
2002
- 2002-01-18 JP JP2002009337A patent/JP2003219281A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100819804B1 (ko) | 2005-12-27 | 2008-04-07 | 삼성테크윈 주식회사 | 촬상 장치 |
| KR100864622B1 (ko) | 2007-06-19 | 2008-10-22 | 마루엘에스아이 주식회사 | 이미지 센서용 화소 회로 및 샘플 및 홀더의 제어방법 |
| US20100020194A1 (en) * | 2008-07-23 | 2010-01-28 | Hitachi Ltd. | Imaging Apparatus |
| US8432458B2 (en) * | 2008-07-23 | 2013-04-30 | Hitachi, Ltd. | Imaging apparatus incorporating wide dynamic ranging |
| CN101902566A (zh) * | 2008-11-27 | 2010-12-01 | 富士胶片株式会社 | 成像装置及其驱动控制方法 |
| US8334498B2 (en) | 2009-02-05 | 2012-12-18 | Sony Corporation | Solid-state imaging device, method of manufacturing solid-state imaging device, method of driving solid-state imaging device, and electronic apparatus |
| JP2013537020A (ja) * | 2010-09-01 | 2013-09-26 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | 高ダイナミックレンジ画像センサ |
| US8994843B2 (en) | 2010-09-01 | 2015-03-31 | Qualcomm Incorporated | High dynamic range image sensor |
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