JP2009246757A - Imaging device, imaging method and program - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve imaging in an excellent exposure state over the entire image while reducing the load of readout processing for an image signal from an imaging element. <P>SOLUTION: An imaging device includes a CMOS image sensor 13 which accumulates electric charges in pixel units according to a subject image made incident on an imaging plane, and outputs an image signal corresponding to the amount of accumulated electric charges, a control unit 17 which obatains exposure amounts by pixels of the image sensor 13 through an image processing unit 14, adjusts exposure times by the pixels of the image sensor 13 in one exposure period according to the obtained exposure amounts by the pixels, and drives through a CMOS driver 23 to obtain an image signal from the image sensor 13, a main memory 18 and a program memory 19, and a buffer memory 15 which stores an image signal of one screen obtained from the image sensor 13. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えばCMOSイメージセンサを用いたデジタルカメラ等に好適な撮像装置、撮像方法及びプログラムに関する。   The present invention relates to an imaging apparatus, an imaging method, and a program suitable for a digital camera using a CMOS image sensor, for example.

従来、電子スチルカメラで1回の露光中、撮像素子から複数回の非破壊読出しを行なった上で画像合成を行ない、露出条件がより好ましい撮影画像を取得する技術が考えられている。(例えば、特許文献1)
特開10−173988号公報
Conventionally, a technique has been conceived in which an electronic still camera performs a non-destructive readout from an image sensor a plurality of times during one exposure and performs image composition to obtain a photographed image with more favorable exposure conditions. (For example, Patent Document 1)
Japanese Patent Laid-Open No. 10-173988

上記特許文献1に記載された技術では、画面中の複数の領域毎に異なる露出条件の画像を部分的に採用して画像全面で良好な露出条件を得るべく、1回の露光中に全画面に渡る非破壊読出し動作を複数回繰返し実行する。そのため、信号の読出しに係る処理の負担が大きいという問題があった。   In the technique described in the above-mentioned Patent Document 1, an image with different exposure conditions is partially adopted for each of a plurality of areas in the screen, and the entire screen is obtained during one exposure in order to obtain good exposure conditions over the entire image. Repeatedly perform nondestructive read operation over multiple times. For this reason, there is a problem that a processing load related to signal readout is heavy.

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、撮像素子からの画像信号の読出し処理に係る負担を軽減しながら、画像全体にわたって良好な露出状態の撮像を実現可能な撮像装置、撮像方法及びプログラムを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to capture images in a well-exposed state over the entire image while reducing the burden associated with image signal readout processing from the image sensor. It is an object to provide an imaging device, an imaging method, and a program that can be realized.

請求項1記載の発明は、撮像面に入射される被写体像に応じて画素単位で電荷を蓄積し、蓄積した電荷量に対応した画像信号を出力する撮像素子と、上記撮像素子の撮像面を分割する複数のエリア毎に露光量を取得する露光量取得手段と、上記露光量取得手段で得た複数のエリア毎の露光量により、1回の露光期間中で上記撮像素子の複数のエリア毎に露光時間を調整して駆動し、撮像素子から画像信号を得る露光制御手段と、上記撮像素子から得た1画面分の画像信号を記憶する記憶手段とを具備したことを特徴とする。   According to a first aspect of the present invention, there is provided an imaging device that accumulates charges in units of pixels according to a subject image incident on the imaging surface and outputs an image signal corresponding to the accumulated charge amount, and an imaging surface of the imaging device. An exposure amount acquisition means for acquiring an exposure amount for each of a plurality of areas to be divided, and an exposure amount for each of the plurality of areas obtained by the exposure amount acquisition means, for each of a plurality of areas of the image sensor in one exposure period. And an exposure control means for adjusting the exposure time and driving to obtain an image signal from the image sensor, and a storage means for storing an image signal for one screen obtained from the image sensor.

請求項2記載の発明は、上記請求項1記載の発明において、上記露光量取得手段は、上記露光制御手段により上記撮像素子の複数のエリア同時に1回の露光を開始してから予め設定されたタイミングで、上記撮像素子での露光に基づく電荷の蓄積を阻害しない非破壊読出しにより露光量を取得することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the exposure amount acquisition unit is preset after the exposure control unit starts a single exposure of a plurality of areas of the image sensor simultaneously. The exposure amount is obtained by nondestructive readout that does not inhibit charge accumulation based on exposure in the imaging device at timing.

請求項3記載の発明は、上記請求項1記載の発明において、上記露光量取得手段は、上記露光制御手段により上記撮像素子の複数のエリア同時に露光を開始してから一定時間周期で上記撮像素子での露光に基づく電荷の蓄積を阻害しない非破壊読出しにより複数のエリア毎の露光量を取得し、上記露光制御手段は、上記露光量取得手段で得る複数のエリア毎の露光量により、露光量が所定値に達したタイミングでエリアから画像信号を出力させることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the exposure amount acquisition means starts the exposure of a plurality of areas of the image sensor simultaneously by the exposure control means, and then the image sensor at a constant time period. The exposure amount for each of the plurality of areas is obtained by non-destructive reading that does not inhibit charge accumulation based on exposure at the exposure amount, and the exposure control unit is configured to obtain an exposure amount based on the exposure amount for each of the plurality of areas obtained by the exposure amount acquisition unit. An image signal is output from the area at a timing when the value reaches a predetermined value.

請求項4記載の発明は、上記請求項1記載の発明において、上記露光量取得手段は、上記露光制御手段による露光時間を調整する本撮影の露光動作に先立つ事前露光時に上記撮像素子を分割する複数のエリア同時に予め設定される時間だけ露光して撮像素子から画像信号を得ることでエリア毎の露光量を取得し、上記露光制御手段は、上記露光量取得手段で得た複数のエリア毎の露光量により本撮影の露光時に上記複数のエリア毎に露光を開始するタイミングを可変することで露光時間を調整し、上記複数のエリアから蓄積した電荷量に対応した画像信号を得るタイミングを略一致させることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the exposure amount acquisition unit divides the image sensor at the time of pre-exposure prior to the exposure operation of the main photographing for adjusting the exposure time by the exposure control unit. A plurality of areas are exposed at the same time for a preset time to obtain an image signal from the image sensor, and an exposure amount for each area is obtained. The exposure time is adjusted by varying the timing to start exposure for each of the plurality of areas during the exposure for the main shooting according to the exposure amount, and the timing for obtaining the image signal corresponding to the amount of charge accumulated from the plurality of areas is substantially the same. It is characterized by making it.

請求項5記載の発明は、上記請求項1記載の発明において、上記撮像素子への被写体像の入射を開閉制御するシャッタ機構と、上記シャッタ機構により上記露光制御手段による撮影露光の直前に上記撮像素子への入射を遮断した状態で上記撮像素子の複数のエリア毎の暗電流を測定する測定手段と、上記測定手段での測定結果により上記記憶手段で記憶する画像信号を複数のエリア毎に補正する補正手段とをさらに具備したことを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, a shutter mechanism that controls the opening and closing of an object image incident on the imaging element, and the imaging that is performed immediately before photographing exposure by the exposure control means by the shutter mechanism. Measuring means for measuring the dark current for each of the plurality of areas of the image pickup element in a state where the incident on the element is blocked, and correcting the image signal stored in the storage means for each of the plurality of areas based on the measurement result of the measuring means. And correction means for further comprising.

請求項6記載の発明は、上記請求項4記載の発明において、上記撮像素子への被写体像の入射を開閉制御するシャッタ機構をさらに具備し、上記露光制御手段は、上記撮像素子の複数のエリアからの画像信号の出力タイミングに応じて上記シャッタ機構で上記撮像素子への入射を遮断させることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the invention, there is provided the shutter according to the fourth aspect of the invention, further comprising a shutter mechanism that controls opening and closing of the subject image incident on the image sensor, wherein the exposure control means includes a plurality of areas of the image sensor. In accordance with the output timing of the image signal from the image sensor, the shutter mechanism blocks the incidence on the image sensor.

請求項7記載の発明は、上記請求項2記載の発明において、上記撮像素子の少なくとも1エリアでの露光時間を決定する露光時間決定手段をさらに具備し、上記露光量取得手段は、上記露光時間決定手段で決定した露光時間の終了タイミングより速いタイミングで上記非破壊読出しにより露光量を取得することを特徴とする。   The invention described in claim 7 further comprises exposure time determining means for determining an exposure time in at least one area of the image sensor according to the invention described in claim 2, wherein the exposure amount acquiring means includes the exposure time. The exposure amount is obtained by the non-destructive reading at a timing earlier than the exposure time end timing determined by the determining means.

請求項8記載の発明は、上記請求項1記載の発明において、上記複数のエリアは上記撮像素子の撮像面を構成する画素単位とすることを特徴とする。   The invention described in claim 8 is characterized in that, in the invention described in claim 1, the plurality of areas are in units of pixels constituting an imaging surface of the imaging element.

請求項9記載の発明は、上記請求項1記載の発明において、上記露光制御手段は、1回の露光期間中で最大となる露光量を上記撮像素子の受光容量に合わせて制限することを特徴とする。   According to a ninth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the exposure control means limits the maximum exposure amount in one exposure period in accordance with the light receiving capacity of the image sensor. And

請求項10記載の発明は、上記請求項1記載の発明において、上記露光制御手段は、露光量が多い側の少なくとも1つのエリアの露光時間を上記撮像素子の受光容量に対応させることを特徴とする。   According to a tenth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the exposure control means causes the exposure time of at least one area on the side with a larger exposure amount to correspond to the light receiving capacity of the imaging element. To do.

請求項11記載の発明は、上記請求項1記載の発明において、上記記憶手段に記憶した画像信号を複数のエリア毎に輝度調整する輝度調整手段をさらに具備したことを特徴とする。   The invention described in claim 11 is the invention described in claim 1, further comprising brightness adjusting means for adjusting the brightness of the image signal stored in the storage means for each of a plurality of areas.

請求項12記載の発明は、上記請求項11記載の発明において、上記輝度調整手段は、露光時間と露光量とに基づいて画像信号を複数のエリア毎に輝度調整することを特徴とする。   The invention described in claim 12 is the invention described in claim 11, wherein the brightness adjusting means adjusts the brightness of an image signal for each of a plurality of areas based on an exposure time and an exposure amount.

請求項13記載の発明は、上記請求項1記載の発明において、上記露光制御手段は、上記露光量取得手段で得た複数のエリア毎の露光量の分布に対応して上記複数のエリア毎に露光時間を調整することを特徴とする。   According to a thirteenth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the exposure control means corresponds to the exposure amount distribution for each of the plurality of areas obtained by the exposure amount acquisition means. The exposure time is adjusted.

請求項14記載の発明は、上記請求項1記載の発明において、上記露光制御手段は、上記露光量取得手段で得た複数のエリア毎の露光量の分布に対応して最長露光時間を設定することを特徴とする。   According to a fourteenth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the exposure control means sets the longest exposure time corresponding to the distribution of the exposure amount for each of the plurality of areas obtained by the exposure amount acquisition means. It is characterized by that.

請求項15記載の発明は、上記請求項1記載の発明において、上記露光制御手段は、上記撮像素子の複数のエリア毎に露光の前後で電荷の蓄積をリセットすることを特徴とする。   A fifteenth aspect of the invention is characterized in that, in the first aspect of the invention, the exposure control means resets charge accumulation before and after exposure for each of a plurality of areas of the image sensor.

請求項16記載の発明は、上記請求項1記載の発明において、上記記憶手段は、画像信号及び複数のエリア毎の露光時間を対応付けて記憶することを特徴とする。   According to a sixteenth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the storage unit stores the image signal and the exposure time for each of the plurality of areas in association with each other.

請求項17記載の発明は、撮像面に入射される被写体像に応じて画素単位で電荷を蓄積し、蓄積した電荷量に対応した画像信号を出力する撮像素子を備えた撮像装置での撮像方法であって、上記撮像素子の撮像面を分割する複数のエリア毎に露光量を取得する露光量取得工程と、上記露光量取得工程で得た複数のエリア毎の露光量により、1回の露光期間中で上記撮像素子の複数のエリア毎に露光時間を調整して駆動し、撮像素子から画像信号を得る露光制御工程と、上記撮像素子から得た1画面分の画像信号を記憶する記憶工程と
を有したことを特徴とする。
According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided an imaging method in an imaging apparatus including an imaging element that accumulates charges in units of pixels according to a subject image incident on an imaging surface and outputs an image signal corresponding to the accumulated amount of charges. An exposure amount acquisition step for acquiring an exposure amount for each of a plurality of areas that divide the imaging surface of the image sensor, and an exposure amount for each of the plurality of areas obtained in the exposure amount acquisition step. An exposure control step of adjusting and driving an exposure time for each of a plurality of areas of the image sensor during a period to obtain an image signal from the image sensor, and a storage step of storing an image signal for one screen obtained from the image sensor It is characterized by having.

請求項18記載の発明は、撮像面に入射される被写体像に応じて画素単位で電荷を蓄積し、蓄積した電荷量に対応した画像信号を出力する撮像素子を備えた撮像装置が内蔵するコンピュータ用のプログラムであって、上記撮像素子の撮像面を分割する複数のエリア毎に露光量を取得する露光量取得ステップと、上記露光量取得ステップで得た複数のエリア毎の露光量により、1回の露光期間中で上記撮像素子の複数のエリア毎に露光時間を調整して駆動し、撮像素子から画像信号を得る露光制御ステップと、上記撮像素子から得た1画面分の画像信号を記憶する記憶ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。   According to an eighteenth aspect of the present invention, there is provided a computer built in an image pickup apparatus having an image pickup element that accumulates charges in units of pixels in accordance with a subject image incident on the image pickup surface and outputs an image signal corresponding to the accumulated charge amount. 1 is a program for obtaining an exposure amount for each of a plurality of areas dividing the imaging surface of the image sensor, and an exposure amount for each of the plurality of areas obtained in the exposure amount acquisition step. The exposure control step for adjusting and driving the exposure time for each of the plurality of areas of the image sensor during the exposure period and obtaining an image signal from the image sensor, and storing the image signal for one screen obtained from the image sensor The storage step is performed by a computer.

本発明によれば、撮像素子からの画像信号の読出し処理に係る負担を軽減しながら、画像全体にわたって良好な露出状態の撮像を実現することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to implement | achieve the imaging of a favorable exposure state over the whole image, reducing the burden concerning the read-out process of the image signal from an image sensor.

以下本発明をデジタルカメラに適用した場合の一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態では、撮像素子としてCMOS(Complementary Metal Oxide Semicinductor)イメージセンサを用いる。
図1は、本実施形態に係るデジタルカメラ10の回路構成を示すものである。同図で、レンズ光学系11によりメカニカルシャッタ12を介して、CMOSイメージセンサ13の撮像面上に被写体の光像が結像される。
An embodiment in which the present invention is applied to a digital camera will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor is used as the image sensor.
FIG. 1 shows a circuit configuration of a digital camera 10 according to the present embodiment. In the figure, an optical image of a subject is formed on the imaging surface of a CMOS image sensor 13 by a lens optical system 11 via a mechanical shutter 12.

モニタ状態でこのCMOSイメージセンサ13での撮像により得た画像信号は画像処理部14に送られ、相関二乗サンプリングや自動ゲイン調整、A/D変換処理が実行された後に画素補間処理、γ補正処理を含むカラープロセス処理が施されてバッファメモリ15に一時的に保持される。   An image signal obtained by imaging with the CMOS image sensor 13 in the monitor state is sent to the image processing unit 14, and after performing correlation square sampling, automatic gain adjustment, and A / D conversion processing, pixel interpolation processing and γ correction processing are performed. Are processed and temporarily stored in the buffer memory 15.

このバッファメモリ15に保持された画像データが画像処理部14に読出されて表示部16へ送られ、モニタ画像として表示される。   The image data held in the buffer memory 15 is read out to the image processing unit 14, sent to the display unit 16, and displayed as a monitor image.

以上の動作をすべて制御部17が統括制御する。この制御部17はCPUで構成され、メインメモリ18、プログラムメモリ19と接続される。メインメモリ18は、SDRAM(シンクロナスDRAM)で構成される。プログラムメモリ19は、後述する撮影モード時の制御を含む動作プログラムやデータ等を記憶した不揮発性メモリで構成される。   The control unit 17 performs overall control of the above operations. The control unit 17 is composed of a CPU, and is connected to a main memory 18 and a program memory 19. The main memory 18 is composed of SDRAM (synchronous DRAM). The program memory 19 is composed of a non-volatile memory that stores an operation program, data, and the like including control in a shooting mode to be described later.

制御部17はプログラムメモリ19から必要なプログラムやデータ等を読出し、メインメモリ18に適宜一時的に展開記憶させながら、このデジタルカメラ10全体の制御動作を司る。   The control unit 17 reads out necessary programs, data, and the like from the program memory 19 and manages the entire digital camera 10 while temporarily expanding and storing them in the main memory 18 as appropriate.

上記制御部17は、キー操作部20から直接入力されるキー操作信号に対応して各種制御動作を実行するもので、システムバスSBを介して上記画像処理部14、表示部16の他、レンズ光学系駆動部21、フラッシュ駆動部22、CMOSドライバ23、メモリカード24、及び音声処理部25とも接続される。   The control unit 17 executes various control operations in response to a key operation signal directly input from the key operation unit 20, and in addition to the image processing unit 14 and the display unit 16 through the system bus SB, a lens. The optical system drive unit 21, flash drive unit 22, CMOS driver 23, memory card 24, and audio processing unit 25 are also connected.

キー操作部20は、例えば電源キー、撮影モードキー、再生モードキー、メニューキー、カーソルキー、セットキー、シーンプログラムキー等を備える。   The key operation unit 20 includes, for example, a power key, a shooting mode key, a playback mode key, a menu key, a cursor key, a set key, a scene program key, and the like.

レンズ光学系駆動部21は、制御部17からの制御信号を受けてレンズモータ(M)26を回転制御し、上記レンズ光学系11を構成する複数のレンズ中の一部、具体的にはフォーカスレンズ及びズームレンズの位置をそれぞれ光軸方向に沿って移動させる。   The lens optical system drive unit 21 receives the control signal from the control unit 17 and controls the rotation of the lens motor (M) 26, and a part of the lenses constituting the lens optical system 11, specifically, focus. The positions of the lens and the zoom lens are moved along the optical axis direction.

またレンズ光学系駆動部21は、制御部17からの制御信号に基づいてステッピングモータで構成されるシャッタモータ27を回動駆動し、上記メカニカルシャッタ12の開閉制御を行なう。   In addition, the lens optical system driving unit 21 rotationally drives a shutter motor 27 constituted by a stepping motor based on a control signal from the control unit 17 to perform opening / closing control of the mechanical shutter 12.

メカニカルシャッタ12は、静止画撮影時にCMOSイメージセンサ13の電子シャッタを閉じるタイミングに同期させて全閉状態とすることで、それ以上の露光動作が係属されるのを回避する。   The mechanical shutter 12 is placed in a fully closed state in synchronization with the closing timing of the electronic shutter of the CMOS image sensor 13 during still image shooting, thereby avoiding further exposure operations being suspended.

フラッシュ駆動部22は、静止画像撮影時に制御部17からの制御信号を受けて複数の白色高輝度LEDで構成されるフラッシュ部28を撮影タイミングに同期して点灯駆動する。   The flash drive unit 22 receives a control signal from the control unit 17 at the time of still image shooting and drives the flash unit 28 composed of a plurality of white high-intensity LEDs to be lit in synchronization with the shooting timing.

メモリカード24は、カードコネクタCを介してこのデジタルカメラ10に着脱自在に装着される画像データ等の記録用のメモリである。   The memory card 24 is a memory for recording image data or the like that is detachably attached to the digital camera 10 via the card connector C.

音声処理部25は、PCM音源等の音源回路を備え、音声の録音時にはこのデジタルカメラ10の筐体前面に配設されたマイクロホン部29より入力された音声信号をデジタル化し、所定のデータファイル形式、例えばAAC(moving picture experts group−4 Advanced Audio Coding)形式でデータ圧縮して音声データファイルを作成し、上記メモリカード24へ送出する。   The sound processing unit 25 includes a sound source circuit such as a PCM sound source, and at the time of recording sound, the sound processing unit 25 digitizes the sound signal input from the microphone unit 29 disposed on the front surface of the digital camera 10, and has a predetermined data file format. For example, the audio data file is created by compressing the data in the AAC (moving picture experts group-4 Advanced Audio Coding) format, and sent to the memory card 24.

一方、音声処理部25は、音声の再生時にメモリカード24から読出されてきた音声データファイルの圧縮を解いてアナログ化し、上記デジタルカメラ10の背面に設けられるスピーカ部30を駆動して、拡声放音させる。   On the other hand, the audio processing unit 25 uncompresses and converts the audio data file read from the memory card 24 at the time of audio reproduction into an analog signal, and drives the speaker unit 30 provided on the back of the digital camera 10 to release the sound. Let it sound.

次に上記実施形態の動作について説明する。
なお、上記キー操作部20の一部を構成するシャッタキーは、2段階の操作ストロークを有するものとする。すなわち、シャッタキーを操作していない状態から、全ストロークの半分程度押圧操作する、所謂「半押し」状態で適度なクリック感が得られると共に、第1段階の操作状態をスイッチで検出して、AF(自動合焦)機能及びAE(自動露出)機能及びを働かせ、撮影条件として合焦距離とシャッタ速度、及び絞り値をロックする。
Next, the operation of the above embodiment will be described.
The shutter key that constitutes a part of the key operation unit 20 has a two-step operation stroke. That is, a moderate click feeling can be obtained in a so-called “half-pressed” state in which the shutter key is pressed for about half of the entire stroke, and the first stage operation state is detected by the switch, The AF (automatic focus) function and the AE (automatic exposure) function are activated, and the focus distance, shutter speed, and aperture value are locked as photographing conditions.

この半押し状態からさらに続けて全ストローク分押圧操作する、所謂「全押し」状態となると、上記ロックした撮影条件での撮影を実行し、撮影により得た画像データをメモリカード24に記録する。   When the so-called “full-press” state is reached, in which the pressing operation is continued for the entire stroke from this half-pressed state, shooting is performed under the locked shooting conditions, and image data obtained by shooting is recorded in the memory card 24.

図2は、静止画の撮影モード下で実行される基本的な処理内容を示すもので、その制御動作は制御部17がプログラムメモリ19に記憶されている動作プログラムをメインメモリ18に展開することで実行される。   FIG. 2 shows the basic processing contents executed in the still image shooting mode. The control operation is that the control unit 17 develops the operation program stored in the program memory 19 in the main memory 18. Is executed.

同図では、まずモニタ状態で所定のフレームレート、例えば30[フレーム/秒]により被写体像を撮影して表示部16でスルー画像表示した後(ステップS101)、キー操作部20のシャッタキーが半押し操作されたか否かを判断する(ステップS102)、という処理を繰返し実行することで、スルー画像の表示を行ないながらシャッタキーが半押し操作されるのを待機する。   In the figure, first, a subject image is photographed at a predetermined frame rate, for example, 30 [frames / second] in a monitor state, and a through image is displayed on the display unit 16 (step S101). By repeatedly executing the process of determining whether or not a push operation has been performed (step S102), the process waits for the shutter key to be half-pressed while displaying a through image.

このとき、スルー画像は上記フレームレートに対応して充分に速いシャッタ速度、例えば1/125[秒]に固定されて撮影されるもので、AE機能による絞り値の可変制御及びAF機能による画像中の所定位置での合焦制御が実行される。   At this time, the through image is captured at a sufficiently high shutter speed corresponding to the frame rate, for example, fixed at 1/125 [seconds], and is controlled in the aperture value variable control by the AE function and in the image by the AF function. In-focus control at a predetermined position is executed.

キー操作部20のシャッタキーが半押し操作されると上記ステップS102でそれを判断し、あらためて適正な合焦位置及び露出条件を得るべくAF処理及びAE処理を実行する(ステップS103,S104)。このときシャッタ速度は、上記スルー画像のための撮影時とは関連なく、その時点で設定されている撮影モードやシーンプログラム等に基づいてあらたに決定される。   When the shutter key of the key operation unit 20 is half-pressed, it is determined in step S102, and AF processing and AE processing are executed again to obtain an appropriate in-focus position and exposure condition (steps S103 and S104). At this time, the shutter speed is newly determined based on the shooting mode, the scene program, etc. set at that time, regardless of the shooting time for the through image.

そして、上記決定されたシャッタ速度(SS)が予め設定される閾値としてのシャッタ速度(SSth)、例えば1/60[秒]より速いか否かを判断する(ステップS105)。   Then, it is determined whether or not the determined shutter speed (SS) is faster than a shutter speed (SSth) as a preset threshold, for example, 1/60 [second] (step S105).

ここで決定されたシャッタ速度が閾値としてのシャッタ速度より速いと判断した場合には、通常の撮影動作を実行するべく、さらにまだシャッタキーは半押し操作されているか否かを判断する(ステップS106)。シャッタキーが依然として半押し操作されていることを確認すると、次にシャッタキーが全押し操作されたか否かを判断する(ステップS107)。   If it is determined that the shutter speed determined here is faster than the shutter speed as a threshold value, it is further determined whether or not the shutter key is still half-pressed to perform a normal photographing operation (step S106). ). If it is confirmed that the shutter key is still half-pressed, it is next determined whether or not the shutter key is fully pressed (step S107).

ここでまだ全押し操作されていないと判断すると、再び上記ステップS106からの処理に戻る。こうしてステップS106,S107の処理を繰返し実行することで、シャッタキーの半押し操作が解除されるか、全押し操作されるのを待機する。   If it is determined that the full-press operation has not been performed yet, the process returns to step S106. By repeatedly executing the processes of steps S106 and S107 in this way, the process waits for the half-press operation of the shutter key to be released or to be fully pressed.

シャッタキーの半押し操作が解除された場合、上記ステップS106でそれを判断し、再び上記ステップS101のスルー画像表示からの処理に戻る
また、シャッタキーが全押し操作されると、ステップS107でそれを判断し、直前のステップS103,S104で決定した撮影条件での撮影動作を実行する(ステップS108)。
When the half-press operation of the shutter key is released, it is determined in step S106, and the process returns to the processing from the through image display in step S101. When the shutter key is fully pressed, it is determined in step S107. And the shooting operation is performed under the shooting conditions determined in the immediately preceding steps S103 and S104 (step S108).

さらに、上記ステップS108での撮影に際しては、CMOSイメージセンサ13での露光を終了するタイミングに同期してメカニカルシャッタ12を全閉制御することで、それ以上の露光を一時的に停止する。   Furthermore, when photographing in step S108, the mechanical shutter 12 is controlled to be fully closed in synchronization with the timing at which the exposure by the CMOS image sensor 13 is finished, so that further exposure is temporarily stopped.

上記撮影動作により画像処理部14から得た画像データに画像処理部14で上述した適宜画像処理を施した上でバッファメモリ15に一時的に記憶する。   The image data obtained from the image processing unit 14 by the photographing operation is subjected to the above-described image processing by the image processing unit 14 and temporarily stored in the buffer memory 15.

しかるに、上記撮影に基づくCMOSイメージセンサ13での各画素単位の電荷量の読出し動作とリセット動作によりCMOSイメージセンサ13の各画素位置では蓄積された電荷が転送され、且つあらたな電荷の蓄積がない状態となる。   However, the charge stored in each pixel position of the CMOS image sensor 13 is transferred by the readout operation and the reset operation of the charge amount of each pixel in the CMOS image sensor 13 based on the above photographing, and no new charge is stored. It becomes a state.

このようなリセット動作を伴う電荷量の読出し動作を、以下の文中及び図面では「破壊読出し」と称するものとする。   Such a charge amount reading operation involving a reset operation is referred to as “destructive reading” in the following text and drawings.

この状態を一定時間、例えば0.3[秒]だけ維持した後に、再度CMOSイメージセンサ13の各画素単位での破壊読出しによる電荷量の読出しを行なうことで、CMOSイメージセンサ13に生じている暗電流に基づくノイズ成分を読出す。同ノイズを、以下の文中及び図面では「暗ノイズ」と呼称する。   After maintaining this state for a certain time, for example, 0.3 [seconds], the charge amount is read again by destructive reading for each pixel of the CMOS image sensor 13, thereby causing darkness occurring in the CMOS image sensor 13. Reads noise components based on current. This noise is referred to as “dark noise” in the following text and drawings.

こうして得た暗ノイズを用いて、バッファメモリ15に記憶している画像データに修正処理を施す(ステップS110)。   Using the dark noise thus obtained, the image data stored in the buffer memory 15 is corrected (step S110).

上記ステップS109,S110の処理により、CMOSイメージセンサ13に発生する暗ノイズ成分を画像データから除去し、正確な画像データを得ることができる。
なお、上記ステップS108での撮影に関しては、シャッタ速度が閾値より速い場合での動作であり、暗ノイズの影響が無視できる程度に低いと考えることもできる。そのため、上記ステップS109,S110の処理は省略するものとしてもよい。
By the processes in steps S109 and S110, dark noise components generated in the CMOS image sensor 13 can be removed from the image data, and accurate image data can be obtained.
Note that the shooting in step S108 is an operation when the shutter speed is faster than the threshold, and it can be considered that the influence of dark noise is negligibly low. For this reason, the processing in steps S109 and S110 may be omitted.

その後、バッファメモリ15に記憶される画像データを所定のデータファイル形式、例えばJPEG(Joint Photographic Experts Group)形式で規定されるADCT(適応離散コサイン変換)等のデータ圧縮処理を施してデータ量を大幅に減らし、当該形式でデータファイル化した上でこのデジタルカメラ10の記録媒体であるメモリカード24に記録する(ステップS111)。   After that, the image data stored in the buffer memory 15 is subjected to data compression processing such as ADCT (adaptive discrete cosine transform) defined in a predetermined data file format, for example, JPEG (Joint Photographic Experts Group) format, and the amount of data is greatly increased. The data file is converted into a data file in this format and recorded in the memory card 24 as a recording medium of the digital camera 10 (step S111).

以上で一連の撮影動作を完了し、次の撮影に備えるために再び上記ステップS101からの処理に戻る。   Thus, a series of shooting operations are completed, and the process returns to step S101 again to prepare for the next shooting.

また、上記ステップS105で直前のステップS104での処理により決定されたシャッタ速度(SS)が予め設定される閾値としてのシャッタ速度(SSth)、例えば1/60[秒]と同じか、あるいは遅いと判断した場合には、次にまだシャッタキーが半押し操作されているか否かを判断する(ステップS112)。シャッタキーが依然として半押し操作されていることを確認すると、次にシャッタキーが全押し操作されたか否かを判断する(ステップS113)。   In addition, when the shutter speed (SS) determined by the process in step S104 immediately before in step S105 is the same as or slower than the shutter speed (SSth) as a preset threshold, for example, 1/60 [second]. If it is determined, it is next determined whether or not the shutter key is still half-pressed (step S112). If it is confirmed that the shutter key is still half-pressed, it is next determined whether or not the shutter key is fully pressed (step S113).

ここでまだ全押し操作されていないと判断すると、再び上記ステップS112からの処理に戻る。こうしてステップS112,S113の処理を繰返し実行することで、シャッタキーの半押し操作が解除されるか、全押し操作されるのを待機する。   If it is determined that the full-press operation has not been performed yet, the process returns to step S112. By repeatedly executing the processes of steps S112 and S113 in this way, the process waits for the half-press operation of the shutter key to be released or to be fully pressed.

シャッタキーの半押し操作が解除された場合、上記ステップS112でそれを判断し、再び上記ステップS101のスルー画像表示からの処理に戻る
また、シャッタキーが全押し操作されると、ステップS113でそれを判断し、次にCMOSイメージセンサ13の全画素を一旦リセットすると共にメカニカルシャッタ12を全閉制御することで、それ以上のCMOSイメージセンサ13への露光を一時的に停止する。
When the half-press operation of the shutter key is released, it is determined in step S112, and the process returns to the processing from the through image display in step S101. When the shutter key is fully pressed, it is determined in step S113. Next, all the pixels of the CMOS image sensor 13 are reset once and the mechanical shutter 12 is controlled to be fully closed, so that further exposure to the CMOS image sensor 13 is temporarily stopped.

メカニカルシャッタ12の全閉制御とCMOSイメージセンサ13のリセット動作によりCMOSイメージセンサ13の各画素位置では電荷が一掃され、あらたな電荷の蓄積がない状態となる。   Due to the fully-closed control of the mechanical shutter 12 and the reset operation of the CMOS image sensor 13, the charge is wiped out at each pixel position of the CMOS image sensor 13, and no new charge is accumulated.

この状態を一定時間、例えば0.3[秒]だけ維持した後に、再度CMOSイメージセンサ13の各画素単位での破壊読出しによる電荷量の読出しを行なうことで、CMOSイメージセンサ13の暗ノイズを読出し、保持しておく(ステップS112)。   After maintaining this state for a certain time, for example, 0.3 [second], the charge amount is read again by destructive reading for each pixel of the CMOS image sensor 13, thereby reading out the dark noise of the CMOS image sensor 13. (Step S112).

その後、撮影処理を実行する(ステップS114)。
図3は、この撮影処理の詳細な内容を示すサブルーチンである。まず、その処理当初に露光時間を示す変数tを初期値「0」に設定する(ステップS201)。次に、メカニカルシャッタ12を全開制御し、CMOSイメージセンサ13での露光を開始させる(ステップS202)。
Thereafter, a photographing process is executed (step S114).
FIG. 3 is a subroutine showing the detailed contents of this photographing process. First, at the beginning of the process, a variable t indicating the exposure time is set to an initial value “0” (step S201). Next, the mechanical shutter 12 is fully opened and exposure by the CMOS image sensor 13 is started (step S202).

さらに、時間変数tの値を「+1」更新設定する(ステップS203)。この更新設定した時間変数tの値が所定の時間値t1となったか否かを判断し(ステップS204)、まだ時間値t1に達していなければ、再び上記ステップS203からの処理に戻る。   Further, the value of the time variable t is updated and set to “+1” (step S203). It is determined whether or not the value of the updated time variable t has reached a predetermined time value t1 (step S204). If the time value t1 has not yet been reached, the process returns to step S203 again.

ここで、所定の時間値t1は、直前のステップS104で決定したシャッタ速度SSの1/4の値が設定されるものとする。例えばシャッタ速度SSが1/30[秒](正確には1/32[秒])であれば、時間値t1はその1/4の1/125[秒](正確には1/128[秒])となる。   Here, the predetermined time value t1 is set to a value that is 1/4 of the shutter speed SS determined in the immediately preceding step S104. For example, if the shutter speed SS is 1/30 [second] (precisely 1/32 [second]), the time value t1 is 1/125 [second] of 1/4 (accurately 1/128 [second]. ]).

しかるに上記ステップS203,S204の処理を繰返し実行し、変数tの値が時間値t1になった時点で、ステップS204でそれを判断し、CMOSイメージセンサ13の全画素から、リセット動作を伴わず、画素毎の露光による電荷の蓄積を以後も続行する非破壊読出しでその時点での露光量を取得する(ステップS205)。   However, the processes of steps S203 and S204 are repeatedly executed, and when the value of the variable t reaches the time value t1, it is determined in step S204, and the reset operation is not performed from all the pixels of the CMOS image sensor 13, The exposure amount at that time is acquired by non-destructive readout in which charge accumulation by exposure for each pixel is continued thereafter (step S205).

こうして取得したCMOSイメージセンサ13の全画素の露光量により、画素毎の露光時間t2、及び最長露光時間tlim を決定する(ステップS206)。   The exposure time t2 and the longest exposure time tlim for each pixel are determined based on the exposure amounts of all the pixels of the CMOS image sensor 13 thus obtained (step S206).

ここで画素毎の露光時間t2は、上記時間値t1で取得した露光量を基に、当該画素位置での露光量が当該画素を構成するフォトダイオードの飽和容量の90[%]に達すると見込まれる露光時間を設定する。   Here, the exposure time t2 for each pixel is expected to reach 90 [%] of the saturation capacity of the photodiode constituting the pixel, based on the exposure amount acquired at the time value t1. Set the exposure time.

また、最長露光時間tlimは、例えば上記時間値t1で取得した全画素の露光量の平均値を求め、平均値となる画素を構成するフォトダイオードの飽和容量の90[%]に達すると見込まれる露光時間を設定する。   In addition, the longest exposure time tlim is expected to reach 90 [%] of the saturation capacity of the photodiodes that constitute the average value, for example, by obtaining an average value of the exposure amounts of all the pixels acquired at the time value t1. Set the exposure time.

上記設定結果に基づき、各画素位置と露光時間t2との関係を示すテーブルを作成してメインメモリ18に保持する(ステップS207)。   Based on the setting result, a table indicating the relationship between each pixel position and the exposure time t2 is created and stored in the main memory 18 (step S207).

図4はこうして作成されたテーブルの内容を例示する図である。
同図で、縦軸は露光時間t2を上記時間値t1との差で表したものであり、横軸が各画素位置を示している。テーブル中の符号“1”が時間t2と画素位置とを対応付けるものである。併せて、少なくとも1つの画素位置で符号が“1”となっている時間t2に対し、フラグF(t)が“1”にセットされる。
FIG. 4 is a diagram illustrating the contents of the table created in this way.
In the figure, the vertical axis represents the exposure time t2 by the difference from the time value t1, and the horizontal axis represents each pixel position. The code “1” in the table associates the time t2 with the pixel position. In addition, the flag F (t) is set to “1” for the time t2 when the code is “1” at at least one pixel position.

上記テーブル作成後、さらに時間変数tを「+1」更新設定し、更新設定した変数tの値から上記テーブルの時間t2に相当するフラグF(t)の内容を参照し(ステップS208)、フラグF(t)が“1”にセットされているか否かを判断する(ステップS209)。   After the table is created, the time variable t is further updated by “+1”, and the contents of the flag F (t) corresponding to the time t2 in the table are referred to from the updated variable t value (step S208). It is determined whether (t) is set to “1” (step S209).

ここで“1”にセットされていないと判断した場合には、その時点での時間変数tを露光時間t2として設定した画素位置は存在しないことになるため、再び上記ステップS208からの処理に戻る。   If it is determined that “1” is not set, there is no pixel position set with the time variable t at that time as the exposure time t2, and the process returns to step S208 again. .

こうしてステップS208,S209の処理を繰返すことで、時間変数tを順次更新設定しながら、露光時間t2として設定した画素位置が現れるのを待機する。   By repeating the processes in steps S208 and S209 in this way, the process waits for the appearance of the pixel position set as the exposure time t2 while sequentially updating the time variable t.

しかして、ステップS209でフラグF(t)が“1”にセットされていると判断した場合、その時点での時間変数tの内容を露光時間t2として設定した画素があることになる。   If it is determined in step S209 that the flag F (t) is set to “1”, there is a pixel in which the content of the time variable t at that time is set as the exposure time t2.

そのため、上記テーブルで符号が“1”となっているすべての画素位置に対してそれぞれ、リセット動作を伴わず、露光による電荷の蓄積を以後も続行する非破壊読出しでその画素の露光量を取得し、画像データの一部としてバッファメモリ15に保持する(ステップS210)。   For this reason, the exposure amount of the pixel is obtained by nondestructive readout in which the accumulation of charges by exposure is continued without any reset operation for all pixel positions where the code is “1” in the above table. Then, it is stored in the buffer memory 15 as part of the image data (step S210).

その後、CMOSイメージセンサ13のすべての画素位置からの露光量の読出しを終了したか否かを判断する(ステップS211)。ここで、まだ終了していないと判断した場合には、さらにその時点の時間変数tが上記最長露光時間tlim を超えたか否かを判断する(ステップS212)。   Thereafter, it is determined whether or not reading of exposure amounts from all pixel positions of the CMOS image sensor 13 is completed (step S211). If it is determined that the time has not ended yet, it is further determined whether or not the time variable t at that time exceeds the longest exposure time tlim (step S212).

時間変数tが最長露光時間tlim を超えていないと判断すると、再び上記ステップS208からの処理に戻る。   If it is determined that the time variable t does not exceed the longest exposure time tlim, the process returns to step S208.

このように、時間変数tを順次更新設定しながら、時間変数tが露光時間t2として設定した内容になる毎に、対応する画素位置での露光量を非破壊読出しで取得して、画像データの一部としてバッファメモリ15に保持していく。   As described above, while the time variable t is sequentially updated and set, the exposure amount at the corresponding pixel position is obtained by nondestructive reading each time the time variable t becomes the content set as the exposure time t2, and the image data It is held in the buffer memory 15 as a part.

その後、CMOSイメージセンサ13のすべての画素位置からの露光量を非破壊読出しで取得する前に、時間変数tが上記最長露光時間tlim を超えた場合、上記ステップS212でそれを判断し、読出しを行なっていない残るすべての画素位置からそれぞれ露光量を非破壊読出しで取得して画像データの一部としてバッファメモリ15に保持する(ステップS213)。   Thereafter, if the time variable t exceeds the longest exposure time tlim before the exposure amounts from all the pixel positions of the CMOS image sensor 13 are obtained by non-destructive reading, it is determined in step S212 and read out. The exposure amount is acquired by non-destructive reading from all remaining pixel positions that are not performed, and is stored in the buffer memory 15 as a part of the image data (step S213).

そして、上記ステップS213で最長露光時間tlim を超えて残るすべての画素位置から露光量を取得した場合、または上記ステップS211ですべての画素位置からの露光量の読出しを終了した場合、次いで撮影直前に上記ステップS14で取得した画素毎の暗ノイズを用いて、バッファメモリ15に保持している画像データに修正処理を施す(ステップS214)。   Then, when exposure values are acquired from all pixel positions remaining beyond the longest exposure time tlim in step S213, or when reading of exposure amounts from all pixel positions is completed in step S211, next immediately before shooting. Using the dark noise for each pixel acquired in step S14, the image data held in the buffer memory 15 is corrected (step S214).

その後、画素毎の露光量と露光時間とを勘案して、露光量が同じであれば露光時間の短い方が結果的に露光量が多いものとなるように各画素毎の露光量調整を行なう(ステップS215)。   Then, considering the exposure amount and exposure time for each pixel, if the exposure amount is the same, the exposure amount adjustment for each pixel is performed so that the shorter the exposure time, the larger the exposure amount. (Step S215).

さらに、上記露光量調整後の画像データに対し、各種プロセス処理を施して1枚の画像としての画像データを生成する(ステップS216)。以上で図3の撮影処理のサブルーチンを終了し、メインルーチンである図2に戻る。   Further, the image data after adjusting the exposure amount is subjected to various process processes to generate image data as one image (step S216). Thus, the shooting process subroutine of FIG. 3 is terminated, and the process returns to the main routine of FIG.

図2では、ステップS115の撮影処理後に、バッファメモリ15に記憶される画像データを所定のデータファイル形式、例えばJPEG形式で規定されるデータ圧縮処理を施してデータ量を大幅に減らし、当該形式でデータファイル化した上でこのデジタルカメラ10の記録媒体であるメモリカード24に記録する(ステップS116)。   In FIG. 2, after the shooting process of step S115, the image data stored in the buffer memory 15 is subjected to a data compression process defined in a predetermined data file format, for example, the JPEG format, to greatly reduce the amount of data. The data file is formed and recorded on the memory card 24 which is a recording medium of the digital camera 10 (step S116).

以上で一連の撮影動作を完了し、次の撮影に備えるために再び上記ステップS101からの処理に戻る。   Thus, a series of shooting operations are completed, and the process returns to step S101 again to prepare for the next shooting.

上記図3で説明した撮影処理について補足説明する。
図5(A)は、画素毎に得られる輝度と露光時間との関係を示すものである。同図(A)に示す如く、一般的な撮影のように輝度の明暗に関係なく露光時間を一律に設定した場合の輝度と画素毎の露光量を図5(B)に例示する。
A supplementary description will be given of the imaging process described with reference to FIG.
FIG. 5A shows the relationship between the luminance obtained for each pixel and the exposure time. As shown in FIG. 5A, FIG. 5B illustrates the luminance and the exposure amount for each pixel when the exposure time is uniformly set regardless of the brightness of the luminance as in general photography.

このような一般的な撮影では、輝度の低い部分で露光による電荷の蓄積を得ることができず、階調が得られずに一様に黒くなる、所謂「黒つぶれ」と呼称される領域Abkと、輝度の高い部分で露光が飽和して、階調が得られずに一様に白くなる、所謂「白とび」と呼称される領域Awtとが発生することになる。   In such general photographing, charge accumulation due to exposure cannot be obtained in a low-luminance portion, and gradation is not obtained, resulting in uniform blackness, a region Abk called “blackout”. Then, exposure is saturated in a portion with high luminance, and a region Awt called “white jump” is generated in which gradation is not obtained and white is uniformly generated.

したがって、図5(B)中で上記2つの領域Abk,Awtに挟まれた領域が輝度に対する階調表現が可能領域となり、この範囲がCCDやダイナミックレンジとなる。一般に、CCDやCMOSイメージセンサ等の固体撮像素子は、銀塩フィルムに比して、ラチチュードとも称されるこのダイナミックレンジが極端に劣るものとされている。   Therefore, in FIG. 5B, a region sandwiched between the two regions Abk and Awt is a region capable of expressing gradation with respect to luminance, and this range is a CCD or dynamic range. In general, a solid-state imaging device such as a CCD or a CMOS image sensor has an extremely inferior dynamic range, which is also called latitude, as compared with a silver salt film.

これに対し、図6(A)は、上記図3で説明した露光方法による、画素毎に得られる輝度と露光時間との関係を示すものである。ここでは、平均的な輝度の画素に合わせて最長露光時間tlim を設定することで、平均以下の輝度の画素はいずれも上記最長露光時間tlim だけ露光するものとしている。加えて、平均より高い輝度の画素については、輝度が大きいだけ短くなるような露光時間t2を設定している。   On the other hand, FIG. 6A shows the relationship between the luminance obtained for each pixel and the exposure time by the exposure method described in FIG. Here, the longest exposure time tlim is set in accordance with the pixels having the average luminance, so that the pixels having the luminance below the average are exposed for the longest exposure time tlim. In addition, an exposure time t2 is set so that the pixels with higher luminance than the average are shorter as the luminance is higher.

このような露光時間の設定により、輝度の明暗と実際に各画素で得られる露光量の関係は図6(B)に示すようになる。   By such setting of the exposure time, the relationship between the brightness contrast and the exposure amount actually obtained in each pixel is as shown in FIG.

平均的な輝度より高い輝度の画素位置ではいずれも、当該画素の露光が飽和するレベルより若干低い値、例えばその画素のフォトダイオードの飽和容量の90[%]となるような露光時間t2を設定することで、露光量が高いレベルで等しい値となっている。   An exposure time t2 is set so that a value slightly lower than a level at which the exposure of the pixel is saturated, for example, 90 [%] of the saturation capacity of the photodiode of the pixel at any pixel position with a luminance higher than the average luminance. By doing so, the exposure amount is equal to a high level.

したがって、白つぶれとなる領域Awtの発生を確実に阻止することができるものの、このまま画像データとして記録した場合には、平均的な輝度より高い輝度の画素位置に限定すれば、全体に平板で不自然な描写となってしまうことになる。   Therefore, although it is possible to reliably prevent the occurrence of the area Awt that becomes white-out, if it is recorded as image data as it is, if it is limited to pixel positions having a luminance higher than the average luminance, the whole area is not flat. It will be a natural description.

一方で、輝度の低い画素位置に関しては、長い露光時間を設定することで、確実に黒つぶれとなる領域Abkを狭めることができ、低輝度側ではダイナミックレンジを拡大できる。   On the other hand, by setting a long exposure time for a pixel position having a low luminance, the area Abk that is blackened can be surely narrowed, and the dynamic range can be expanded on the low luminance side.

そこで、上記ステップS215で各画素間の露光量を露光時間に基づいて調整することにより、上記狭まった黒つぶれ領域Abkを除いて、全体にダイナミックレンジを大幅に拡大した画像を得ることができる。   Therefore, by adjusting the exposure amount between each pixel based on the exposure time in step S215, it is possible to obtain an image having a greatly expanded dynamic range as a whole, excluding the narrowed blackout area Abk.

図7はその調整結果を示すもので、狭い黒つぶれ領域Abk以外では、白とび領域Awtが発生することなく、ダイナミックレンジが大幅に拡大された、きわめて自然で表現力の豊かな描写が可能であることが理解できる。   FIG. 7 shows the adjustment result. Except for the narrow blackened area Abk, the overexposed area Awt is not generated, and the dynamic range is greatly expanded, and a very natural and expressive depiction is possible. I can understand.

図8は、上記図3の撮影処理に係る、特に明るい画素、明るい画素、平均以下の明るさの画素の露光タイミングを示す。シャッタキーの全押し操作のタイミングをSとし、一定時間、例えば0.3[秒]だけ暗ノイズ検出のための期間LCが設けられ、その後続けて全画素とも露光を開始している。   FIG. 8 shows the exposure timing of particularly bright pixels, bright pixels, and pixels having a brightness below average according to the photographing process of FIG. The shutter key full-press operation timing is set to S, and a period LC for detecting dark noise is provided for a certain period of time, for example, 0.3 [seconds]. Thereafter, exposure of all pixels is started.

露光の開始タイミングをt0とすると、その後、AE処理で設定されたシャッタ速度に対応して設定されタイミングt1で全画素とも非破壊読出しにより露光量が取得される。その取得された露光量により、その後に当該画素の画像データとして露光量を取得するタイミングt2が決定されるもので、上述した如く露光量の多い画素ほど露光時間が短く設定される。また、露光量の少ない画素でも、電荷が飽和しない範囲で本来のシャッタ速度に比して大幅に長い露光時間が設定されるため、黒つぶれの発生する領域を大幅に減少させることができる。   If the exposure start timing is t0, then the exposure amount is acquired by nondestructive readout for all the pixels set at timing t1, which is set corresponding to the shutter speed set in the AE process. The timing t2 at which the exposure amount is acquired as the image data of the pixel is determined based on the acquired exposure amount, and the exposure time is set to be shorter for the pixel having the larger exposure amount as described above. In addition, even in a pixel with a small exposure amount, an exposure time that is significantly longer than the original shutter speed is set in a range where the charge is not saturated, so that the area where blackout occurs can be greatly reduced.

各画素とも計2回の電荷量の読出し処理により画像データを取得でき、そのうちの初めの1回は電荷量を取得するだけでその後に保持する必要もないため、上記特許文献1に記載された、1枚の画像データを得るために複数枚分の記憶部を必要とするような技術とは異なり、回路規模を非常に小さく抑えることができる。   For each pixel, image data can be acquired by reading the charge amount twice in total, and the first one of them is obtained only in the charge amount and does not need to be held thereafter. Unlike a technique that requires a plurality of storage units to obtain one piece of image data, the circuit scale can be kept very small.

なお、露光量の多い画素位置では、露光時間t2のタイミングで電荷量が非破壊読出しにより取得された後も電荷の蓄積が継続されるので、フォトダイオードに蓄積される電荷がオーバーフローし、当該画素と隣接し、まだ電荷の読出しを終えていない画素がある場合にはその画素で白とびが生じてしまう可能性もある。この場合の白とびは、露光量の多い画素を中心にして円状に広がるものと思われる。   Note that, at the pixel position where the exposure amount is large, the charge accumulation is continued even after the charge amount is acquired by nondestructive reading at the timing of the exposure time t2, so the charge accumulated in the photodiode overflows and the pixel concerned If there is a pixel that is adjacent to the pixel and has not yet finished reading out charges, there is a possibility that overexposure occurs at that pixel. The overexposure in this case seems to spread in a circle around a pixel with a large amount of exposure.

しかしながら、実際に露光量の多い画素に隣接して、露光量が極端に少ない画像が存在することは一般的にほぼないと考えられるので、上述したような不具合の影響を受けることは少ないものと考える。   However, since it is generally considered that there is almost no image with an extremely small exposure amount adjacent to a pixel that actually has a large exposure amount, it is unlikely to be affected by the above-described problems. Think.

また、上記実施形態では、平均的な露光量の画素に合わせて最長露光時間tlim を設定するものとしたが、特に露光量が多い画素と、露光量が少ない画素とが近在する場合には、上記最長露光時間tlim を短く設定することにより、上述した不具合の影響を受けることをさらに回避できる。   In the above embodiment, the longest exposure time tlim is set in accordance with pixels having an average exposure amount. However, particularly when a pixel having a large exposure amount and a pixel having a small exposure amount are close to each other. By setting the longest exposure time tlim short, it is possible to further avoid the influence of the above-mentioned problems.

また、上述した如く非常にダイナミックレンジの広い画像を取得できるため、そのままでは既存のJPEG形式のデータファイルでは階調数が充分に表現することができないことも考えられる。   Further, as described above, since an image having a very wide dynamic range can be acquired, it is conceivable that an existing JPEG data file cannot express the number of gradations as it is.

そのため、ガンマ補正により任意の階調領域を圧縮することで、画像データの保存に適したより好ましい撮影画像を取得することができる。   Therefore, by compressing an arbitrary gradation area by gamma correction, a more preferable photographed image suitable for storing image data can be acquired.

このように本実施形態によれば、撮像素子からの画像の読出し処理に係る処理上、及び回路上の負担を共に軽減しながらも、画像全体にわたって良好な露出状態の撮像を実現することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to realize imaging with a good exposure state over the entire image while reducing both the processing related to the reading process of the image from the imaging device and the burden on the circuit. It becomes.

特に、本実施形態では、全画素同時に露光を開始し、露光開始から所定時間経過した時点t1で非破壊読出しにより露光量を取得し、そのまま露光を続行して各画素毎に画像データを得るための露光量取得のタイミングt2を異なるようにしているため、シャッタキーを操作してから即時露光を開始することができ、所謂レリーズタイムラグを最少限に抑えることができる。   In particular, in this embodiment, exposure is started at the same time for all the pixels, the exposure amount is obtained by nondestructive reading at a time t1 when a predetermined time has elapsed from the start of exposure, and exposure is continued as it is to obtain image data for each pixel. Since the exposure amount acquisition timing t2 is different, immediate exposure can be started after the shutter key is operated, and the so-called release time lag can be minimized.

その場合、露光を開始してから非破壊読出しにより露光量を取得するまでの時間t1は、事前のAE処理で決定したシャッタ速度に基づいて充分に短い時間を設定するものとしたので、露光量が多く、速いタイミングで露光が飽和する可能性の高い画素にも時間的な余裕を持って対処することができ、白とびの発生を回避できる。   In this case, the time t1 from the start of exposure until the exposure amount is acquired by nondestructive reading is set to a sufficiently short time based on the shutter speed determined in the previous AE process. Therefore, it is possible to deal with a pixel having a high possibility that the exposure is saturated at a fast timing with a time margin, and it is possible to avoid the occurrence of overexposure.

加えて、上記実施形態では、撮影時にメカニカルシャッタ12を用いることで暗ノイズを測定し、撮影後の画像データの補正を行なうものとしているため、暗電流による影響を排除して、より高い画質を得ることができる。   In addition, in the above embodiment, the dark noise is measured by using the mechanical shutter 12 at the time of shooting, and the image data after shooting is corrected, so that the influence of the dark current is eliminated and higher image quality is obtained. Obtainable.

なお、上記実施形態では、画素単位で露光時間を異なるものとして説明したが、本発明はこれに限らず、CMOSイメージセンサ13の撮像面を少なくとも複数のエリアに分割し、そのエリア毎に露光時間を調整することにより、撮像面全体を一律の露光時間で制御する場合に比して、黒つぶれ及び白とびの発生範囲を減少させて、ダイナミックレンジを広げることができる。   In the embodiment described above, the exposure time is different for each pixel. However, the present invention is not limited to this, and the imaging surface of the CMOS image sensor 13 is divided into at least a plurality of areas, and the exposure time for each area. By adjusting the, the dynamic range can be expanded by reducing the occurrence range of blackout and overexposure compared with the case where the entire imaging surface is controlled with a uniform exposure time.

しかしながら、エリアの分割数を増大し、本実施形態のように画素単位とすることにより、最大限に緻密で最も広いダイナミックレンジを実現できる。   However, by increasing the number of area divisions and using pixel units as in the present embodiment, it is possible to achieve the most precise and widest dynamic range.

また、上記実施形態では、露光量が多い画素での露光量をその受光容量に応じて制限するものとした。これにより、白とびの発生を抑えてダイナミックレンジの拡大に寄与できる
さらに、上記実施形態では、露光量が多い画素位置での露光時間をその受光容量に対応して極力多くなるものとしたので、白とびの発生を回避しながらも表現力のある描写にできる。
Moreover, in the said embodiment, the exposure amount in a pixel with much exposure amount shall be restrict | limited according to the light reception capacity. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of overexposure and contribute to the expansion of the dynamic range.In the above embodiment, the exposure time at the pixel position where the amount of exposure is large is increased as much as possible corresponding to the light receiving capacity. While avoiding the occurrence of overexposure, it is possible to create a descriptive expression.

また、上記実施形態では、撮像面全面の画像データを取得後に、取得した画像データを分割単位毎に輝度調整するものとしたので、明るい部分が平坦な描写となってしまうのを避け、表現力のある画像を得ることができる。   In the above embodiment, the brightness of the acquired image data is adjusted for each division unit after acquiring the image data of the entire imaging surface. A certain image can be obtained.

この点で、具体的には分割単位毎に露光時間と露光量とに基づいて画像データを輝度調整するものとしたので、調整の基準が明確であり、簡易な演算で表現力のある画像を得ることができる。   In this respect, specifically, since the brightness of the image data is adjusted based on the exposure time and the exposure amount for each division unit, the adjustment standard is clear, and an image having expressive power can be obtained by simple calculation. Obtainable.

なお、上記実施形態では、画素毎に上述した如く一定時間の露光で得た露光量に露光時間を決定するものとしたが、これに加えて露光量の分布パターンを参照し、当該分布パターンにより露光時間を決定するものとしてもよい。   In the above embodiment, the exposure time is determined for the exposure amount obtained by exposure for a fixed time for each pixel as described above, but in addition to this, referring to the exposure amount distribution pattern, The exposure time may be determined.

これにより、特に一部が突出して周囲と異なる露光量となるのを避け、撮影の失敗等を未然に回避できる。   In this way, it is possible to avoid a part of the projection and an exposure amount different from that of the surrounding area, and to avoid a shooting failure.

また、上記露光量の分布に基づいて最長露光時間を設定するものとすれば、露光時間が延びて画像にぶれ等が発生するのを極力回避できる。   Further, if the longest exposure time is set based on the distribution of the exposure amount, it is possible to avoid the occurrence of blurring or the like in the image due to the extended exposure time.

なお、上記実施形態では、上記図8に示した如く全画素一斉に露光を開始し、一定時間経過時に非破壊読出しで各画素の露光量を取得し、取得した露光量に応じて以後の露光時間を制御するものとしたが、本発明はこれに限るものではない。   In the above embodiment, as shown in FIG. 8 above, exposure is started for all the pixels all at once, the exposure amount of each pixel is acquired by nondestructive reading when a predetermined time has elapsed, and the subsequent exposure is performed according to the acquired exposure amount. Although the time is controlled, the present invention is not limited to this.

図9は、そのような他の動作例を示すものであり、シャッタキーの全押し操作のタイミングSから、直ちに暗ノイズ検出期間LCを経て全画素一斉に露光を開始し、以後所定の時間間隔で非破壊読出しにより全画素の露光量をサンプリングし続ける。そして、露光量が所定量に達したと思われる画素から順に非破壊読出しによる露光量の取得を停止させていくもので、非破壊読出しを行なう回数は増えるものの、上記図4に示したようなテーブルの作成を必要とせず、非常に簡易な制御手法により露光制御を実現できる。   FIG. 9 shows another example of such an operation. From the timing S when the shutter key is fully pressed, exposure is started all at once through the dark noise detection period LC, and thereafter a predetermined time interval. Then, the exposure amount of all pixels is continuously sampled by nondestructive readout. Then, acquisition of the exposure amount by nondestructive reading is stopped in order from the pixel where the exposure amount seems to have reached a predetermined amount, and the number of times of nondestructive reading increases, but as shown in FIG. Exposure control can be realized by a very simple control method without the need to create a table.

さらに、上記図8、図9に説明した如く全画素の露光の開始タイミングを一致させるのではなく、終了タイミングを一致させることも考えられる。   Further, as described with reference to FIGS. 8 and 9, it is conceivable to match the end timings instead of matching the exposure start timings of all the pixels.

図10は、そのような露光制御の動作例を示すものである。同図では、シャッタキーの全押し操作のタイミングSから、所定の時間tpとなるまで全画素同時にリセット動作を伴う破壊読出しにより露光量を取得し、各画素毎の露光時間を算出する。その後、露光時間を長く設定した画素から順次先に露光を開始させることで、最終的に全画素の露光終了のタイミングを一致させるものである。   FIG. 10 shows an operation example of such exposure control. In the figure, the exposure amount is acquired by destructive readout with a reset operation simultaneously for all the pixels from the timing S when the shutter key is fully pressed until a predetermined time tp, and the exposure time for each pixel is calculated. Thereafter, the exposure is sequentially started from the pixels for which the exposure time is set to be long, so that the timing of the end of the exposure for all the pixels is finally matched.

このような制御手法を採ることで、非破壊読出しを一切行わず、リセット動作を伴う破壊読出しのみで画素毎に露光時間を異ならせることができる。   By adopting such a control method, non-destructive reading is not performed at all, and the exposure time can be varied for each pixel only by destructive reading with a reset operation.

このように動作は、リセット動作が画素単位、あるいはエリア単位で制御できる固体撮像素子を用いることにより実現できる。現状の実用段階では、そのような分割領域毎にリセット動作を行なう固体撮像素子は一般化していないが、技術的にはそのような動作が可能なCMOSイメージセンサを現時点でも製造可能であることを確認している。   In this way, the operation can be realized by using a solid-state imaging device whose reset operation can be controlled in units of pixels or areas. At the present stage of practical use, solid-state imaging devices that perform a reset operation for each divided region are not generalized, but it is technically possible to manufacture a CMOS image sensor capable of such an operation at present. I have confirmed.

また、図10で説明した露光制御手法によれば、露光時間の終了を全画素で一致させることができるため、そのタイミングにメカニカルシャッタを同期させて全閉制御するものとすれば、フォーカルプレーン蓄積やローリングシャッタとも呼称されるライン露光の弊害を回避できる。   Further, according to the exposure control method described with reference to FIG. 10, since the end of the exposure time can be made coincident with all the pixels, if the mechanical shutter is synchronized with the timing and the fully closed control is performed, the focal plane is accumulated. And the adverse effect of line exposure, also called rolling shutter, can be avoided.

さらに、上述した如く撮像面の分割領域毎に電荷の蓄積をリセットできる固体撮像素子を用いることで、当該領域の露光量読出しを終えた時点でリセット動作を行ない、露光が飽和してオーバーフローにより隣接する周囲の領域にまで白とびが生じるのを確実に回避できる。   Furthermore, as described above, by using a solid-state imaging device capable of resetting the charge accumulation for each divided area of the imaging surface, the reset operation is performed at the time when the exposure amount reading of the area is completed, and the exposure is saturated and adjacent due to overflow. It is possible to reliably avoid overexposure to the surrounding area.

また、上記実施形態では、データ圧縮を伴うようなデータファイル形式で記録媒体に画像データを記録するものとしたが、一切のデータ圧縮処理を行なわないままに画像データの記録を実行し、以後はレタッチソフト等の利用により画像データを加工できるものとしてもよい。   In the above embodiment, the image data is recorded on the recording medium in a data file format that accompanies data compression. However, the image data is recorded without performing any data compression processing. The image data may be processed by using retouching software or the like.

例えば現状では規格化されていないRAWデータに、さらに画素単位での露光時間の情報を付加して記録できるようなデータファイル形式を用いるものとすれば、より高い画質が要求されるような要求にも対応することができ、積極的に利用される可能性がある。   For example, if a data file format that can be recorded by adding exposure time information in pixel units to RAW data that has not been standardized at present, a higher image quality is required. Can also be used actively.

さらに、上記実施形態では、図3に示した撮影動作を、AE処理で決定したシャッタ速度の値に対応して実行するか否か判断するものとしたが、これに限らず、ほとんどのデジタルカメラで採用されているシーンプログラム機能の1つとして採用するものとしてもよい。   Further, in the above embodiment, it is determined whether or not the photographing operation shown in FIG. 3 is executed in accordance with the shutter speed value determined in the AE process. It may be adopted as one of the scene program functions adopted in the above.

図11は、そのようなシーンプログラム機能の1つとして、サンプル画像SI及び説明文と共に「暗〜明・被写体混合」と名付けた本撮影処理を選択する画面を例示するものである。同図では、
「暗い被写体〜明るい被写体が含まれるとき、
すべてに露出があったダイナミックレンジの広い撮影が可能です。
逆光補正にも使用できます。
注)レリーズ図タイムラグが少し延びます 」
なる説明文を付して、「32」番の番号が付けられた当該シーンプログラムをサンプル画像SIと共に例示している。
FIG. 11 exemplifies a screen for selecting the main photographing process named “dark to bright / subject mixture” together with the sample image SI and the explanatory text as one of such scene program functions. In the figure,
“When dark to bright subjects are included,
Wide dynamic range shooting with all exposures is possible.
Can also be used for backlight compensation.
Note) The release diagram time lag is slightly extended.
The scene program numbered “32” is illustrated together with the sample image SI.

その他、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上述した実施形態で実行される機能は可能な限り適宜組合わせて実施しても良い。上述した実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件により適宜の組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、効果が得られるのであれば、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。   In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, the functions executed in the above-described embodiments may be implemented in appropriate combination as much as possible. The above-described embodiment includes various stages, and various inventions can be extracted by an appropriate combination according to a plurality of disclosed structural requirements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, if the effect is obtained, a configuration from which the constituent requirements are deleted can be extracted as an invention.

本発明の一実施形態に係るデジタルカメラの電子回路の機能構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a functional configuration of an electronic circuit of a digital camera according to an embodiment of the present invention. 同実施形態に係る静止画撮影モードでの処理内容を示すフローチャート。6 is a flowchart showing processing contents in a still image shooting mode according to the embodiment. 同実施形態に係る上記図2の撮影処理のサブルーチンの内容を示すフローチャート。3 is a flowchart showing the contents of a subroutine of the photographing process in FIG. 2 according to the embodiment. 同実施形態に係る上記図3のサブルーチンで作成される露光タイミングテーブルの内容を例示する図。The figure which illustrates the content of the exposure timing table produced by the subroutine of the said FIG. 3 concerning the embodiment. 一律に露光時間を設定した場合の輝度と露光量の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the brightness | luminance when exposure time is set uniformly, and exposure amount. 同実施形態に係る輝度と露光時間、及び露光量の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the brightness | luminance which concerns on the embodiment, exposure time, and exposure amount. 同実施形態に係る調整後の輝度と露光時間、及び露光量の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the brightness | luminance after adjustment which concerns on the embodiment, exposure time, and exposure amount. 同実施形態に係る露光量に応じた露光時間の違いを示す図。The figure which shows the difference in the exposure time according to the exposure amount which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る他の撮影制御動作を例示する図。FIG. 6 is a diagram illustrating another shooting control operation according to the embodiment. 同実施形態に係る他の撮影制御動作を例示する図。FIG. 6 is a diagram illustrating another shooting control operation according to the embodiment. 同実施形態に係るシーンプログラム機能での画面表示例を示す図。The figure which shows the example of a screen display in the scene program function concerning the embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10…デジタルカメラ、11…レンズ光学系、12…メカニカルシャッタ、13…CMOSイメージセンサ、14…画像処理部、15…バッファメモリ、16…表示部、17…制御部、18…メインメモリ、19…プログラムメモリ、20…キー操作部、21…レンズ光学系駆動部、22…フラッシュ駆動部、23…CMOSドライバ、24…メモリカード、25…音声処理部、26…レンズモータ(M)、27…シャッタモータ(M)、28…フラッシュ部、29…マイクロホン部、30…スピーカ部、C…カードコネクタ、SB…システムバス。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Digital camera, 11 ... Lens optical system, 12 ... Mechanical shutter, 13 ... CMOS image sensor, 14 ... Image processing part, 15 ... Buffer memory, 16 ... Display part, 17 ... Control part, 18 ... Main memory, 19 ... Program memory 20 ... Key operation unit 21 ... Lens optical system drive unit 22 ... Flash drive unit 23 ... CMOS driver 24 ... Memory card 25 ... Audio processing unit 26 ... Lens motor (M) 27 ... Shutter Motor (M), 28 ... flash unit, 29 ... microphone unit, 30 ... speaker unit, C ... card connector, SB ... system bus.

Claims (18)

撮像面に入射される被写体像に応じて画素単位で電荷を蓄積し、蓄積した電荷量に対応した画像信号を出力する撮像素子と、
上記撮像素子の撮像面を分割する複数のエリア毎に露光量を取得する露光量取得手段と、
上記露光量取得手段で得た複数のエリア毎の露光量により、1回の露光期間中で上記撮像素子の複数のエリア毎に露光時間を調整して駆動し、撮像素子から画像信号を得る露光制御手段と、
上記撮像素子から得た1画面分の画像信号を記憶する記憶手段と
を具備したことを特徴とする撮像装置。
An image sensor that accumulates charges in pixel units according to a subject image incident on the imaging surface, and outputs an image signal corresponding to the accumulated charge amount;
Exposure amount acquisition means for acquiring an exposure amount for each of a plurality of areas dividing the imaging surface of the imaging element;
Exposure that adjusts the exposure time for each of the plurality of areas of the image pickup device and drives the image pickup device during one exposure period to obtain an image signal from the exposure amount obtained by the exposure amount acquisition means. Control means;
An image pickup apparatus comprising: storage means for storing an image signal for one screen obtained from the image pickup element.
上記露光量取得手段は、上記露光制御手段により上記撮像素子の複数のエリア同時に1回の露光を開始してから予め設定されたタイミングで、上記撮像素子での露光に基づく電荷の蓄積を阻害しない非破壊読出しにより露光量を取得することを特徴とする請求項1記載の撮像装置。   The exposure amount acquisition unit does not impede charge accumulation based on the exposure on the image sensor at a preset timing after the exposure control unit starts a single exposure of a plurality of areas of the image sensor simultaneously. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the exposure amount is acquired by nondestructive reading. 上記露光量取得手段は、上記露光制御手段により上記撮像素子の複数のエリア同時に露光を開始してから一定時間周期で上記撮像素子での露光に基づく電荷の蓄積を阻害しない非破壊読出しにより複数のエリア毎の露光量を取得し、
上記露光制御手段は、上記露光量取得手段で得る複数のエリア毎の露光量により、露光量が所定値に達したタイミングでエリアから画像信号を出力させる
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
The exposure amount acquisition means includes a plurality of non-destructive readouts that do not impede charge accumulation based on exposure in the image sensor at a fixed time period after the exposure control means simultaneously starts exposure of a plurality of areas of the image sensor. Get the exposure amount for each area,
2. The imaging according to claim 1, wherein the exposure control unit outputs an image signal from the area at a timing when the exposure amount reaches a predetermined value by the exposure amount for each of the plurality of areas obtained by the exposure amount acquisition unit. apparatus.
上記露光量取得手段は、上記露光制御手段による露光時間を調整する本撮影の露光動作に先立つ事前露光時に上記撮像素子を分割する複数のエリア同時に予め設定される時間だけ露光して撮像素子から画像信号を得ることでエリア毎の露光量を取得し、
上記露光制御手段は、上記露光量取得手段で得た複数のエリア毎の露光量により本撮影の露光時に上記複数のエリア毎に露光を開始するタイミングを可変することで露光時間を調整し、上記複数のエリアから蓄積した電荷量に対応した画像信号を得るタイミングを略一致させる
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
The exposure amount acquisition means exposes a plurality of areas for dividing the image sensor at the time of pre-exposure prior to the exposure operation of the main photographing that adjusts the exposure time by the exposure control means, and exposes the image from the image sensor at the same time. Obtain the exposure amount for each area by obtaining the signal,
The exposure control means adjusts an exposure time by varying a timing at which exposure is started for each of the plurality of areas at the time of exposure of the main photographing by an exposure amount for each of the plurality of areas obtained by the exposure amount acquisition means, The imaging apparatus according to claim 1, wherein timings for obtaining image signals corresponding to charge amounts accumulated from a plurality of areas are substantially matched.
上記撮像素子への被写体像の入射を開閉制御するシャッタ機構と、
上記シャッタ機構により上記露光制御手段による撮影露光の直前に上記撮像素子への入射を遮断した状態で上記撮像素子の複数のエリア毎の暗電流を測定する測定手段と、
上記測定手段での測定結果により上記記憶手段で記憶する画像信号を複数のエリア毎に補正する補正手段と
をさらに具備したことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
A shutter mechanism for controlling opening and closing of an object image incident on the image sensor;
Measuring means for measuring a dark current for each of a plurality of areas of the image pickup device in a state in which incidence to the image pickup device is cut off immediately before photographing exposure by the exposure control means by the shutter mechanism;
2. The imaging apparatus according to claim 1, further comprising a correction unit that corrects an image signal stored in the storage unit for each of a plurality of areas based on a measurement result of the measurement unit.
上記撮像素子への被写体像の入射を開閉制御するシャッタ機構をさらに具備し、
上記露光制御手段は、上記撮像素子の複数のエリアからの画像信号の出力タイミングに応じて上記シャッタ機構で上記撮像素子への入射を遮断させる
ことを特徴とする請求項4記載の撮像装置。
A shutter mechanism for controlling opening and closing of the subject image incident on the image sensor;
5. The image pickup apparatus according to claim 4, wherein the exposure control means blocks the incidence on the image pickup element by the shutter mechanism in accordance with output timings of image signals from a plurality of areas of the image pickup element.
上記撮像素子の少なくとも1エリアでの露光時間を決定する露光時間決定手段をさらに具備し、
上記露光量取得手段は、上記露光時間決定手段で決定した露光時間の終了タイミングより速いタイミングで上記非破壊読出しにより露光量を取得する
ことを特徴とする請求項2記載の撮像装置。
Exposure time determining means for determining an exposure time in at least one area of the image sensor;
3. The imaging apparatus according to claim 2, wherein the exposure amount acquisition unit acquires the exposure amount by the non-destructive reading at a timing earlier than an exposure time end timing determined by the exposure time determination unit.
上記複数のエリアは上記撮像素子の撮像面を構成する画素単位とすることを特徴とする請求項1記載の撮像装置。   The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the plurality of areas are in units of pixels constituting an image pickup surface of the image pickup element. 上記露光制御手段は、1回の露光期間中で最大となる露光量を上記撮像素子の受光容量に合わせて制限することを特徴とする請求項1記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the exposure control unit limits a maximum exposure amount in one exposure period in accordance with a light receiving capacity of the imaging element. 上記露光制御手段は、露光量が多い側の少なくとも1つのエリアの露光時間を上記撮像素子の受光容量に対応させることを特徴とする請求項1記載の撮像装置。   2. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the exposure control means associates the exposure time of at least one area on the side with a large exposure amount with the light receiving capacity of the imaging element. 上記記憶手段に記憶した画像信号を複数のエリア毎に輝度調整する輝度調整手段をさらに具備したことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。   2. The imaging apparatus according to claim 1, further comprising brightness adjusting means for adjusting the brightness of the image signal stored in the storage means for each of a plurality of areas. 上記輝度調整手段は、露光時間と露光量とに基づいて画像信号を複数のエリア毎に輝度調整することを特徴とする請求項11記載の撮像装置。   12. The imaging apparatus according to claim 11, wherein the brightness adjusting unit adjusts the brightness of the image signal for each of a plurality of areas based on an exposure time and an exposure amount. 上記露光制御手段は、上記露光量取得手段で得た複数のエリア毎の露光量の分布に対応して上記複数のエリア毎に露光時間を調整することを特徴とする請求項1記載の撮像装置。   2. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the exposure control unit adjusts an exposure time for each of the plurality of areas in accordance with a distribution of the exposure amount for each of the plurality of areas obtained by the exposure amount acquisition unit. . 上記露光制御手段は、上記露光量取得手段で得た複数のエリア毎の露光量の分布に対応して最長露光時間を設定することを特徴とする請求項1記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the exposure control unit sets a longest exposure time corresponding to a distribution of exposure amounts for each of a plurality of areas obtained by the exposure amount acquisition unit. 上記露光制御手段は、上記撮像素子の複数のエリア毎に露光の前後で電荷の蓄積をリセットすることを特徴とする請求項1記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the exposure control unit resets charge accumulation before and after exposure for each of a plurality of areas of the imaging element. 上記記憶手段は、画像信号及び複数のエリア毎の露光時間を対応付けて記憶することを特徴とする請求項1記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the storage unit stores an image signal and an exposure time for each of the plurality of areas in association with each other. 撮像面に入射される被写体像に応じて画素単位で電荷を蓄積し、蓄積した電荷量に対応した画像信号を出力する撮像素子を備えた撮像装置での撮像方法であって、
上記撮像素子の撮像面を分割する複数のエリア毎に露光量を取得する露光量取得工程と、
上記露光量取得工程で得た複数のエリア毎の露光量により、1回の露光期間中で上記撮像素子の複数のエリア毎に露光時間を調整して駆動し、撮像素子から画像信号を得る露光制御工程と、
上記撮像素子から得た1画面分の画像信号を記憶する記憶工程と
を有したことを特徴とする撮像方法。
An imaging method in an imaging apparatus including an imaging element that accumulates charges in units of pixels according to a subject image incident on an imaging surface and outputs an image signal corresponding to the accumulated charge amount,
An exposure amount acquisition step of acquiring an exposure amount for each of a plurality of areas dividing the imaging surface of the imaging element;
Exposure that adjusts the exposure time for each of a plurality of areas of the image pickup device and drives the image pickup device in one exposure period to obtain an image signal from the exposure amount obtained in the exposure amount acquisition step. Control process;
And a storage step of storing an image signal for one screen obtained from the image sensor.
撮像面に入射される被写体像に応じて画素単位で電荷を蓄積し、蓄積した電荷量に対応した画像信号を出力する撮像素子を備えた撮像装置が内蔵するコンピュータ用のプログラムであって、
上記撮像素子の撮像面を分割する複数のエリア毎に露光量を取得する露光量取得ステップと、
上記露光量取得ステップで得た複数のエリア毎の露光量により、1回の露光期間中で上記撮像素子の複数のエリア毎に露光時間を調整して駆動し、撮像素子から画像信号を得る露光制御ステップと、
上記撮像素子から得た1画面分の画像信号を記憶する記憶ステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
A program for a computer built in an imaging apparatus including an imaging element that accumulates charges in units of pixels according to a subject image incident on an imaging surface and outputs an image signal corresponding to the accumulated charge amount,
An exposure amount acquisition step of acquiring an exposure amount for each of a plurality of areas dividing the imaging surface of the image sensor;
Exposure that adjusts the exposure time for each of the plurality of areas of the image pickup device and drives the image pickup device in one exposure period to obtain an image signal from the exposure amount obtained in the exposure amount acquisition step. Control steps;
A program for causing a computer to execute a storage step of storing an image signal for one screen obtained from the imaging device.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010021697A (en) * 2008-07-09 2010-01-28 Sony Corp Image sensor, camera, method of controlling image sensor and program
JP2013157933A (en) * 2012-01-31 2013-08-15 Hamamatsu Photonics Kk Imaging device
JP2015082012A (en) * 2013-10-22 2015-04-27 株式会社ニコン Focus detection device and imaging device
JP2017063510A (en) * 2017-01-12 2017-03-30 株式会社ニコン Electronic device and control program
JP2018207544A (en) * 2013-11-26 2018-12-27 株式会社ニコン Imaging apparatus and imaging device
JP2019004521A (en) * 2018-09-27 2019-01-10 株式会社ニコン Electronic device and control program
JP2020028081A (en) * 2018-08-16 2020-02-20 キヤノン株式会社 Imaging apparatus and control method of the same, program, and storage medium
US10757341B2 (en) 2013-11-26 2020-08-25 Nikon Corporation Electronic device, imaging device, and imaging element
US11290652B2 (en) 2013-05-31 2022-03-29 Nikon Corporation Electronic apparatus and control program
JP2022167973A (en) * 2020-11-12 2022-11-04 株式会社ニコン playback device

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000013690A (en) * 1998-06-19 2000-01-14 Toshiba Corp Device and method for photographing image
JP2000278595A (en) * 1999-03-26 2000-10-06 Minolta Co Ltd Digital camera and image pickup method
JP2002300589A (en) * 2001-01-29 2002-10-11 Konica Corp Photographing apparatus
JP2004344249A (en) * 2003-05-20 2004-12-09 Canon Inc Radiographic apparatus, radiographic method, and program and recording medium for radiography
JP2005086407A (en) * 2003-09-08 2005-03-31 Dainippon Printing Co Ltd Solid-state imaging device and driving method thereof
JP2005148229A (en) * 2003-11-12 2005-06-09 Kyocera Corp Photoelectric convertor and automatic focus detector
JP2006157862A (en) * 2004-11-08 2006-06-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Mos-type imaging device and imaging apparatus
JP2006166294A (en) * 2004-12-10 2006-06-22 Seiko Epson Corp Imaging apparatus and imaging device

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000013690A (en) * 1998-06-19 2000-01-14 Toshiba Corp Device and method for photographing image
JP2000278595A (en) * 1999-03-26 2000-10-06 Minolta Co Ltd Digital camera and image pickup method
JP2002300589A (en) * 2001-01-29 2002-10-11 Konica Corp Photographing apparatus
JP2004344249A (en) * 2003-05-20 2004-12-09 Canon Inc Radiographic apparatus, radiographic method, and program and recording medium for radiography
JP2005086407A (en) * 2003-09-08 2005-03-31 Dainippon Printing Co Ltd Solid-state imaging device and driving method thereof
JP2005148229A (en) * 2003-11-12 2005-06-09 Kyocera Corp Photoelectric convertor and automatic focus detector
JP2006157862A (en) * 2004-11-08 2006-06-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Mos-type imaging device and imaging apparatus
JP2006166294A (en) * 2004-12-10 2006-06-22 Seiko Epson Corp Imaging apparatus and imaging device

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010021697A (en) * 2008-07-09 2010-01-28 Sony Corp Image sensor, camera, method of controlling image sensor and program
JP2013157933A (en) * 2012-01-31 2013-08-15 Hamamatsu Photonics Kk Imaging device
US11290652B2 (en) 2013-05-31 2022-03-29 Nikon Corporation Electronic apparatus and control program
JP2015082012A (en) * 2013-10-22 2015-04-27 株式会社ニコン Focus detection device and imaging device
JP2018207544A (en) * 2013-11-26 2018-12-27 株式会社ニコン Imaging apparatus and imaging device
US11785345B2 (en) 2013-11-26 2023-10-10 Nikon Corporation Electronic device, imaging device, and imaging element for obtaining exposure of each area of image
US10757341B2 (en) 2013-11-26 2020-08-25 Nikon Corporation Electronic device, imaging device, and imaging element
JP2017063510A (en) * 2017-01-12 2017-03-30 株式会社ニコン Electronic device and control program
JP2020028081A (en) * 2018-08-16 2020-02-20 キヤノン株式会社 Imaging apparatus and control method of the same, program, and storage medium
JP7278039B2 (en) 2018-08-16 2023-05-19 キヤノン株式会社 IMAGING DEVICE AND CONTROL METHOD THEREOF, PROGRAM, STORAGE MEDIUM
JP2019004521A (en) * 2018-09-27 2019-01-10 株式会社ニコン Electronic device and control program
JP2022167973A (en) * 2020-11-12 2022-11-04 株式会社ニコン playback device
JP7447947B2 (en) 2020-11-12 2024-03-12 株式会社ニコン Electronics

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