JP2014017551A - 撮像装置及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】フレームレートを維持したまま、全体表示用の画像信号と高精細な拡大表示用の画像信号とを連続して読み出し、各画像信号をそのまま表示用に使用できるようにすること。
【解決手段】撮像装置は、2次元に配置された複数の画素からなる撮像素子(102)と、前記撮像素子の予め決められた領域の画素から、画像信号を読み出す読み出し手段(107、108)とを有し、前記読み出し手段は、前記撮像素子の少なくとも一部の領域である第1の画素領域(501)の画素から、第1の間引き率で画像信号を読み出す第1の読み出しと、前記第1の画素領域に含まれる、前記撮像素子の一部の領域である第2の画素領域(502)の画素から、前記第1の間引き率よりも低い第2の間引き率で画像信号を読み出す第2の読み出しとを、予め決められた期間内に続けて行う。
【選択図】図5
【解決手段】撮像装置は、2次元に配置された複数の画素からなる撮像素子(102)と、前記撮像素子の予め決められた領域の画素から、画像信号を読み出す読み出し手段(107、108)とを有し、前記読み出し手段は、前記撮像素子の少なくとも一部の領域である第1の画素領域(501)の画素から、第1の間引き率で画像信号を読み出す第1の読み出しと、前記第1の画素領域に含まれる、前記撮像素子の一部の領域である第2の画素領域(502)の画素から、前記第1の間引き率よりも低い第2の間引き率で画像信号を読み出す第2の読み出しとを、予め決められた期間内に続けて行う。
【選択図】図5
Description
本発明は、撮像装置及びその制御方法に関し、特に撮像素子から読み出した画像信号を表示部に表示する撮像装置及びその制御方法に関するものである。
一般に、固体撮像素子を用いた撮像装置において、撮影画像の高精細化を図るために多画素化を進めていくと、読み出しに時間がかかり、全画素を読み出すとフレームレートが低下する問題が生じる。そこで、画角合わせなどに使用する全体表示のためには、画素を間引いて読み出す間引き読み出しを行ってフレームレートの低下が生じないようにし、焦点調節用の拡大表示のためには、画素を間引かない全画素読み出しを行う撮像装置が提案されている。
例えば、特許文献1では、撮像素子から1フレーム分の画像信号を読み出す際に、間引き読み出しと全画素読み出しを部分的に組み合わせた読み出しを行っている。
しかしながら、特許文献1に開示された従来技術では、撮像素子から読み出された画像信号から表示用の画像を生成するために、後段の信号処理部において部分的なリサイズ処理が必要となる。そのため、リサイズ処理が間に合わない場合には、フレームレートを落とす必要が生じる。
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、フレームレートを維持したまま、全体表示用の画像信号と高精細な拡大表示用の画像信号とを連続して読み出し、各画像信号をそのまま表示用に使用できるようにすることを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、2次元に配置された複数の画素からなる撮像素子と、前記撮像素子の予め決められた領域の画素から、画像信号を読み出す読み出し手段とを有し、前記読み出し手段は、前記撮像素子の少なくとも一部の領域である第1の画素領域の画素から、第1の間引き率で画像信号を読み出す第1の読み出しと、前記第1の画素領域に含まれる、前記撮像素子の一部の領域である第2の画素領域の画素から、前記第1の間引き率よりも低い第2の間引き率で画像信号を読み出す第2の読み出しとを、予め決められた期間内に続けて行う。
本発明によれば、フレームレートを維持したまま、全体表示用の画像信号と高精細な拡大表示用の画像信号とを連続して読み出し、各画像信号をそのまま表示用に使用することができる。
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
<第1の実施形態>
本発明の第1の実施形態に係る撮像装置100について説明する。図1は、撮像装置100の概略構成を示すブロック図である。
本発明の第1の実施形態に係る撮像装置100について説明する。図1は、撮像装置100の概略構成を示すブロック図である。
撮像レンズ101は、被写体の光学像を撮像素子102の撮像面に結像させる。撮像素子102は、例えば、CMOSイメージセンサなどにより構成され、撮像面に結像された光学像を画像信号に光電変換し、変換された画像信号を画素配列から読み出して出力する。
AFE(Analog Front End)103は、撮像素子102から出力されるアナログ画像信号を入力して増幅し、A/D変換処理を行うことにより、デジタル画像信号を生成する。DSP(Digital Signal Processer)104は、AFE103から出力されるデジタル画像信号を受け、入力したデジタル画像信号に対して、各種の画像処理や圧縮処理などを行う。そして、DSP104は、処理したデジタル画像信号から記録用や表示用の画像データを生成し、生成した記録用の画像データを記録媒体109に記録する。記録媒体109は、半導体メモリ等から構成され、着脱可能に接続される。また、画像メモリ105は、DSP104を経由した表示用の画像データを一時的に記憶し、表示部106に供給する。
表示部106は、絞りやISO感度等の各種設定をユーザに行わせるメニュー画面の表示や、画像メモリ105に供給された撮影画像確認用の画像データの表示(ライブビュー)等を行う。
TG(Timing Generator)107は、所定の駆動信号を生成し、生成した駆動信号を撮像素子102へ供給する。CPU108は、AFE103、DSP104及びTG107を制御する。
次に、撮像素子102の構成について、図2及び図3を参照して説明する。図2は撮像素子102の構成を示す図、図3は画素201の構成を示す図である。
撮像素子102には複数の画素201が2次元状に配置され、各画素201は図3に示すように、フォトダイオード(PD)301、転送ゲート302、蓄積容量303、リセットスイッチ304、ソース・フォロワ305及び行選択スイッチ306を有する。
PD301は、光電変換により入射光に応じて信号電荷を発生し、蓄積する。転送ゲート302は、PD301で蓄積された信号電荷の蓄積容量303への転送を制御する。リセットスイッチ304は、PD301及び蓄積容量303に蓄積された不要信号電荷のリセットを制御する。ソース・フォロワ305は、蓄積容量303に蓄積された信号電荷を増幅し、信号電圧に変換する。蓄積容量303、リセットスイッチ304及びソース・フォロワ305によりフローティング・ディフュージョン・アンプ(FDA)が構成される。また、行選択スイッチ306は、ソース・フォロワ305の出力と垂直出力線204の接続を制御する。
図2に示す垂直走査回路202は、各画素201に対して、転送ゲート302に信号φTX、リセットスイッチ304に信号φRES、行選択スイッチ306に信号φSELを供給し、信号の読み出しを制御する。
負荷電流源203は、行選択スイッチ306で選択された行におけるソース・フォロワ305を、垂直出力線204を介して駆動する。垂直出力線204は、列毎に用意された列アンプ205に接続される。列アンプ205の出力信号は、信号φTSによりON/OFFが制御される転送ゲート206を介して転送容量207に転送され、記憶される。
水平走査回路211は、転送容量207と水平出力線209を接続する列選択スイッチ208に対して信号φHを供給し、転送容量207からの信号の水平出力線209への出力を制御する。出力アンプ210は、水平出力線209の信号を撮像素子102の外部に出力する。
図4は、撮像素子102において、画素201から撮影信号を読み出す場合の、1水平期間における駆動タイミングの一例を示すタイミングチャートである。図4において、各信号は、High状態(以下、「H」と記載する。)もしくはLow状態(以下、「L」と記載する。)のいずれかを取るものとし、以下同様の駆動タイミングを示す図においても共通事項とする。
信号HDは、1水平期間の開始時に所定時間、Lとなる。信号φHSTは、水平走査期間の開始、すなわち水平走査回路211によって制御される水平出力線209への列毎の出力信号の読み出し開始を示す。
信号HDがLになる時刻t1から信号φHSTがLになる時刻t8までの期間は水平ブランキング期間と呼ばれ、画素201から読み出した1行分の信号を転送容量207まで転送し、記憶するまでの期間である。なお、水平ブランキング期間中は、信号φHは停止される。
以下、2次元状に配置された画素201のうち、n行目に配置された画素201に対する読み出し動作について、図2、図3及び図4を用いて説明する。便宜上、「n行目の信号φSEL」を「信号φSEL(n)」と呼ぶ。これは他の駆動信号に対しても共通事項とする。
時刻t2では、信号φSEL(n)がHとされる。これにより、行選択スイッチ306がONにされ、n行目の画素201が垂直出力線204に接続される。また、同時刻に信号φRES(n)がHとされる。これにより、リセットスイッチ304もONにされ、蓄積容量303に蓄積された不要電荷がリセットされる。時刻t3で信号φRES(n)がLにされ、リセットスイッチ304がOFFされて、不要電荷のリセットが終了される。
時刻t4で信号φTX(n)がHとされて転送ゲート302がONになり、フォトダイオード301に蓄積された信号電荷が、蓄積容量303に転送される。時刻t5で信号φTX(n)がLとされて転送ゲート302がOFFとなり、信号電荷の蓄積容量303への転送が終了される。
また、同時刻に信号φTSがHとされて転送ゲート206がONにされる。転送ゲート206がONにされると、画素201における蓄積容量303の信号電荷がソース・フォロワ305により増幅され、且つ電圧に変換されて垂直出力線204に出力される。垂直出力線204に出力された信号は、列アンプ205を介して、転送容量207に転送され記憶される。
時刻t6で信号φTSをLにして転送ゲート206をOFFし、転送容量207への信号の記憶を終了する。更に、時刻t7で信号φSEL(n)をLとして、行選択スイッチ306をOFFして、画素からの読み出しを終了させる。
時刻t8から、n行目の信号に対して1水平走査期間が開始される。1水平走査期間において、水平走査回路211に信号φHの入力が開始される。水平走査回路211は、信号φHに応じて列選択スイッチ208を順次ONにする。ONにされた列の転送容量207に記憶された信号は順次水平出力線209に出力され、出力アンプ210からn行目の信号が出力される。
更に、水平出力線209は、信号φCHRによりリセットスイッチ212のON/OFFが制御され、1水平走査信号φH毎に、リセット電源VCHRによりリセットされる。
次に、本発明の撮像素子102の読み出し方法の概略について、図5を参照して説明を行う。図5(a)は、全体表示する画素領域である全体表示領域501(第1の画素領域)と拡大表示する画素領域である拡大表示領域502(第2の画素領域)を示している。また、図5(b)において、横軸は時間、縦軸は撮像素子102の行方向を示し、図5(a)に示す全体表示領域501及び拡大表示領域502との関係を示している。信号VDは、1フレーム期間の先頭を示す。図5に示されるような部分的な拡大表示を行う場合、本第1の実施形態では、まず、撮像素子102から全体表示領域501の読み出し(第1の読み出し)を行い、続けて拡大表示領域502の読み出し(第2の読み出し)を行う。つまり、1フレーム期間内に、2つの異なる読み出し動作を切り換えて連続的に行う。読み出し動作の切り換えは、CPU108で制御されるTG107から与えられる信号φFLAGに従って行われる。各読み出しの詳細については後述する。
なお、本第1の実施形態では、全体表示領域501の読み出しは、3行毎に2行間引く間引き読み出しを行うものとし、一方、拡大表示領域502の読み出しは、間引き率0%、つまり間引きなしの読み出しを行うものとする。
図6は、撮像素子102から全体表示領域501の画像信号を読み出す場合の、読み出し動作を示すタイミングチャートである。ここでは、全体表示領域501の画像信号の読み出し領域開始行をn行目とし、n行目からn+3行目までの読み出し動作を示す。
信号VDは、1フレーム期間の先頭を示す。信号VDがLになる時刻t5から1フレーム分の画像信号の読み出しが開始される。時刻t5で、信号φSEL(n)がHとされる。これにより、行選択スイッチ306がONにされ、n行目の画素201が垂直出力線204に接続される。
時刻t6で、信号φTS(n)がHとされる。これにより、転送ゲート206がONにされる。転送ゲート206がONにされると、画素201における蓄積容量303の信号電荷がソース・フォロワ305により増幅され、且つ電圧に変換されて垂直出力線204に出力される。垂直出力線204に出力された信号は、列アンプ205を介して、転送容量207に転送され記憶される。
時刻t7で信号φTSをLにして転送ゲート206をOFFし、転送容量207への信号の記憶を終了する。更に、時刻t8で信号φSEL(n)をLとして、行選択スイッチ306をOFFして、画素からの読み出しを終了させる。
時刻t8からは、n行目の画像信号に対して、図4に示したタイミングに従って1水平走査期間が開始されると同時に、信号φSEL(n+3)がHとされ、n+3行目の画素201の読み出しが開始される。すなわち、n+1行目、n+2行目の画素201は読み出されない。
また、時刻t5のフレーム開始に先立って、読み出しが行われる行の画素201に対して蓄積された不要電荷のリセット走査が行われる。時刻t1では、信号φSEL(n)がHとされる。これにより、行選択スイッチ306がONにされ、n行目の画素201が垂直出力線204に接続される。また、同時刻に信号φRES(n)がHとされる。これにより、リセットスイッチ304もONにされ、蓄積容量303に蓄積された不要電荷がリセットされる。時刻t2で信号φRES(n)がLにされ、リセットスイッチ304がOFFされて、不要電荷のリセットが終了される。
上記読み出し動作を、撮像素子102の最上行から最下行まで繰り返し行うことにより、全体表示領域501の画像信号を読み出す。
図7は、撮像素子102から拡大表示領域502の画像信号を読み出す場合の、読み出し動作を示すタイミングチャートである。ここでは、拡大表示領域502の画像信号の読み出し領域開始行をm行目とし、m行目からm+3行目までの読み出し動作を示す。
撮像素子102の最下行の読み出しが完了した後の信号HDがLになる時刻t9で、信号φFLAGがHにされ、撮像素子102の読み出し動作が拡大表示領域502の読み出しに切り換えられる。
同時刻に、信号φSEL(m)がHとされる。これにより、行選択スイッチ306がONにされ、指定された拡大表示領域502の読み出し開始行であるm行目の画素201が垂直出力線204に接続される。さらに、信号φRES(m)がHとされる。これにより、リセットスイッチ304もONにされ、蓄積容量303に蓄積された不要電荷がリセットされる。時刻t10で信号φRES(m)がLにされ、リセットスイッチ304がOFFされて、不要電荷のリセットが終了される。
時刻t10から所定の電荷蓄積時間が経過した後の時刻t11で、再度信号φFLAGがHにされ、信号φSEL(m)がHとされる。これにより、行選択スイッチ306がONにされ、m行目の画素201が垂直出力線204に接続される。
時刻t12で、信号φTS(m)がHとされる。これにより、転送ゲート206がONにされる。転送ゲート206がONにされると、画素201における蓄積容量303の信号電荷がソース・フォロワ305により増幅され、且つ電圧に変換されて垂直出力線204に出力される。垂直出力線204に出力された信号は、列アンプ205を介して、転送容量207に転送され記憶される。
時刻t13で信号φTS(m)をLにして転送ゲート206をOFFし、転送容量207への信号の記憶を終了する。更に、信号φSEL(m)をLとして、行選択スイッチ306をOFFして、m行目の画素201からの読み出しを終了させる。
時刻t13からは、m行目の画像信号に対して指定された拡大表示領域502の読み出し開始列から1水平走査期間が開始され、同時に、信号φSEL(m+1)がHとされ、m+1行目の画素201の信号読み出しが開始される。
上記読み出し動作を、撮像素子102の指定された拡大表示領域502の最上行から最下行まで繰り返し行うことにより、拡大表示領域502の画像信号を読み出す。読み出された各画像信号は、AFE103、DSP104を介して画像メモリ105に記憶され、表示部106に供給される。
上記通り本第1の実施形態によれば、フレームレートを維持したまま、全体表示領域と高精細な拡大表示領域の画像信号を読み出し、撮像素子から読み出した各画像信号を全体表示と拡大表示に用いることができる。
なお、本第1の実施形態では、全体表示領域501の読み出しは間引き有りの読み出し、拡大表示領域502の読み出しは間引き無しの読み出しとして説明を行った。しかしながら、本発明はこれに限るものではなく、各読み出しの電荷蓄積時間を考慮して、拡大表示領域502の読み出しも間引き有りの読み出しとしても良い。つまり、全体表示領域501の読み出しを第1の間引き率で読み出し、拡大表示領域502の読み出しを、第1の間引き率よりも小さい第2の間引き率で読み出しても良い。
また、上述した第1の実施形態では、第1の画素領域を撮像素子102の全体の領域として説明したが、拡大表示領域502の第2の画素領域よりも広い領域であれば、必ずしも撮像素子102の全ての画素を含む領域ではなく、一部の領域であっても良い。
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態における撮像素子102の読み出し方法について、図8を参照して説明を行う。本第2の実施形態と上述した第1の実施形態との違いは、各読み出しの電荷蓄積時間が所定時間以上になる場合の、全体表示領域501の画像信号の読み出し方法である。よって、全体表示の読み出し方法以外に関しては、詳細な説明を省略する。
次に、本発明の第2の実施形態における撮像素子102の読み出し方法について、図8を参照して説明を行う。本第2の実施形態と上述した第1の実施形態との違いは、各読み出しの電荷蓄積時間が所定時間以上になる場合の、全体表示領域501の画像信号の読み出し方法である。よって、全体表示の読み出し方法以外に関しては、詳細な説明を省略する。
図8では、横軸が時間、縦軸が撮像素子102の行方向を示しており、全体表示の読み出しと拡大表示の読み出しの時間的な相対関係を示している。図8(a)における蓄積時間T1は、nフレーム目の全体表示の読み出しにおける電荷蓄積時間である。蓄積時間T2は、nフレーム目の拡大表示の読み出しにおける電荷蓄積時間である。また、蓄積時間T3は、n+1フレーム目の全体表示の読み出しにおける電荷蓄積時間である。蓄積時間T4は、n+1フレーム目の拡大表示の読み出しにおける電荷蓄積時間である。
図8(a)に示すように、フレームレートを維持しようとすれば、蓄積時間T3を短くしなければならず、同じフレームにおける蓄積時間T3と蓄積時間T4が異なってしまう。さらに、図8(b)に示すように、蓄積時間T3と蓄積時間T4で等しい電荷蓄積時間を維持しようとすれば、フレームレートが維持できなくなってしまう。
そこで、各読み出しの電荷蓄積時間が等しくなり、且つフレームレートを維持するために、全体表示の読み出しにおける間引き率を上げる。例えば、第1の実施形態において例示した3行毎に2行間引く読み出しを、5行毎に4行間引く読み出しを行うようにCPU108でTG107を制御して間引き率を変更する。図8(c)に示されるように、全体表示の読み出しにおける間引き率を上げることによって、全体表示領域501の読み出しに掛かる時間は短縮されるため、拡大表示領域502の読み出し開始を早めることができる。
上記通り本第2の実施形態によれば、電荷蓄積時間が所定時間以上になる場合においても、フレームレートを維持したまま、全体表示領域と拡大表示領域の画像信号を読み出すことができる。
<第3の実施形態>
次に、本発明の第3の実施形態における撮像素子102の読み出し方法について、図8を参照して説明を行う。本第3の実施形態と上述した第1の実施形態との違いは、各読み出しの電荷蓄積時間が所定時間以上になる場合の、全体表示領域501の画像信号の読み出しと後段での全体の信号処理である。よって、全体表示領域501の画像信号の読み出しと後段の信号処理以外に関しては、詳細な説明を省略する。
次に、本発明の第3の実施形態における撮像素子102の読み出し方法について、図8を参照して説明を行う。本第3の実施形態と上述した第1の実施形態との違いは、各読み出しの電荷蓄積時間が所定時間以上になる場合の、全体表示領域501の画像信号の読み出しと後段での全体の信号処理である。よって、全体表示領域501の画像信号の読み出しと後段の信号処理以外に関しては、詳細な説明を省略する。
上記第2の実施形態において説明したように、図8(a)に示すように、フレームレートを維持しようとすれば、蓄積時間T3を短くしなければならず、同フレームにおける蓄積時間T3と蓄積時間T4が異なってしまう。さらに、図8(b)に示すように、蓄積時間T3と蓄積時間T4で等しい電荷蓄積時間を維持しようとすれば、フレームレートが維持できなくなってしまう。
そこで、本第3の実施形態では、まずフレームレートを維持するために、全体表示の読み出しにおける電荷蓄積時間を短縮する。つまり、TG107から供給される駆動信号に従って、全体表示領域501の画像信号の読み出しに先立って行われるリセット走査の開始タイミングを遅らせるようにする。図8(d)に示されるように、全体表示の蓄積時間T5が短縮されるため、フレームレートは維持できるようになる。しかしながら、全体表示と拡大表示で電荷蓄積時間が異なり、それぞれで読み出した画像信号レベルが異なってしまうため、表示部106に表示させた場合に明るさに差が生じる。
そこで、本第3の実施形態では、まずフレームレートを維持するために、全体表示の読み出しにおける電荷蓄積時間を短縮する。つまり、TG107から供給される駆動信号に従って、全体表示領域501の画像信号の読み出しに先立って行われるリセット走査の開始タイミングを遅らせるようにする。図8(d)に示されるように、全体表示の蓄積時間T5が短縮されるため、フレームレートは維持できるようになる。しかしながら、全体表示と拡大表示で電荷蓄積時間が異なり、それぞれで読み出した画像信号レベルが異なってしまうため、表示部106に表示させた場合に明るさに差が生じる。
各読み出しにおける画像信号レベルの違いをなくすために、全体表示領域501の画像信号に対して、拡大表示領域502の画像信号レベルに合わせるように後段のDSP104でゲインをかけて補正を行う。DSP104は、図9に示すような乗算器を備え、画像信号に対して所定のゲインを掛けられるようになっており、蓄積時間T6/蓄積時間T5で算出されるゲイン設定値で画像信号の補正を行う。
<第4の実施形態>
次に、本発明の第4の実施形態における撮像素子102の読み出し方法について、図10を参照して説明を行う。本第4の実施形態と上述した第1の実施形態との違いは、複数領域で拡大表示領域502の画像信号の読み出しを行う場合の撮像素子102の読み出し方法である。よって、拡大表示領域502の画像信号の読み出し以外に関しては、詳細な説明を省略する。
次に、本発明の第4の実施形態における撮像素子102の読み出し方法について、図10を参照して説明を行う。本第4の実施形態と上述した第1の実施形態との違いは、複数領域で拡大表示領域502の画像信号の読み出しを行う場合の撮像素子102の読み出し方法である。よって、拡大表示領域502の画像信号の読み出し以外に関しては、詳細な説明を省略する。
図10では、横軸が時間、縦軸が撮像素子102の行方向を示しており、全体表示の読み出しと拡大表示の読み出しにおける時間的な相対関係を示している。図10(a)は上記第1の実施形態にて説明した拡大表示領域が1つの場合であり、図10(b)は拡大表示領域が2つの場合を示す。
図10(b)に示すような拡大表示領域が複数である場合、拡大表示領域502Yの読み出しが完了するまでは、拡大表示領域502Zの読み出しを開始することができない。つまり、拡大表示領域が増えれば増えるほど、1つの拡大表示領域の読み出しに掛けられる時間は短くなってしまう。
そこで、拡大表示領域が複数の場合は、TG107から供給される駆動信号に従って、1つの拡大表示領域から読み出す画素数を減らすようにする。読み出す画素数を減らすことにより、1フレーム期間内に、全体表示領域501と複数の拡大表示領域502X、502Yの画像信号の読み出しが終了するようにする。図11に、図10に示した拡大表示領域502X、拡大表示領域502Y及び拡大表示領域502Zの画素数の関係を例示する。例えば、拡大表示領域502が1つの場合における拡大表示領域502Xの読み出し画素数を640×480画素とする。この場合、拡大表示領域が2つの場合は、拡大表示領域502Yの読み出し画素数を640×240画素、拡大表示領域502Zの読み出し画素数を640×240画素とする。つまり、拡大表示領域が複数になる場合は、複数の拡大表示領域に含まれる画素数の合計が、予め決められた画素数以下となるように、1つの拡大表示領域において読み出す画素数を減らすことで読み出しに掛かる時間を短縮する。
上記の通り本第4の実施形態によれば、拡大表示領域が複数の場合において、フレームレートを維持したまま、拡大表示領域の画像信号を読み出すことができる。
なお、本第4の実施形態では、2つの拡大表示領域における各領域の読み出し画素数が、拡大表示領域が1つの場合の1/2になるように設定されている。しかしながら、本発明はこれに限るものではなく、要求される解像度やフレームレートに合わせて、更に読み出す画素数を減らしてもよい。
<第5の実施形態>
次に、本発明の第5実施形態における撮像素子102の読み出し方法について、図12を参照して説明を行う。本第5の実施形態と上述した第1の実施形態との違いは、複数領域で拡大表示の読み出しを行う場合に、拡大表示する各領域で電荷蓄積時間を短縮する撮像素子102の読み出し方法である。よって、拡大表示の読み出し以外に関しては、詳細な説明を省略する。
次に、本発明の第5実施形態における撮像素子102の読み出し方法について、図12を参照して説明を行う。本第5の実施形態と上述した第1の実施形態との違いは、複数領域で拡大表示の読み出しを行う場合に、拡大表示する各領域で電荷蓄積時間を短縮する撮像素子102の読み出し方法である。よって、拡大表示の読み出し以外に関しては、詳細な説明を省略する。
図12では、横軸が時間、縦軸が撮像素子102の行方向を示しており、全体表示の読み出しと複数領域の拡大表示の読み出しにおける時間的な相対関係を示している。図12(a)は拡大表示領域が2つの場合、図12(b)は拡大表示領域が3つの場合、図12(c)は拡大表示領域が4つの場合を示す。上記第4の実施形態にて説明したように、拡大表示領域が増えれば増えるほど、1つの拡大表示領域の読み出しに掛けられる時間は短くなってしまう。
そこで、拡大表示領域が複数の場合は、1つの拡大表示領域の読み出しにおける電荷蓄積時間を短縮させる。つまり、TG107から供給される駆動信号に従って、拡大表示領域の画像信号の読み出しに先立って行われるリセット走査の開始タイミングを遅らせる、もしくは読み出し走査の開始タイミングを早くさせるようにする。図12では、拡大表示領域が増えていくに応じて、1つの拡大表示領域における読み出しの開始タイミングを早くさせている。つまり、1つの拡大表示領域における電荷蓄積時間を短縮させることによって、複数の拡大表示領域の読み出しを可能にする。
上記通り本第5の実施形態によれば、拡大表示領域が複数の場合において、フレームレートを維持したまま、拡大表示領域の画像信号を読み出すことができる。
なお、本第5の実施形態では、全体表示の読み出しにおける電荷蓄積時間と拡大表示の読み出しにおける電荷蓄積時間が異なるため、それぞれ表示部106に表示させた場合、明るさに差が生じてしまう。このような場合、上述した第3の実施形態のように、後段の信号処理部104でゲインを掛けて、全体表示領域の画像信号と拡大表示領域の画像信号の画像信号レベルを合わせても良い。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
Claims (6)
- 2次元に配置された複数の画素からなる撮像素子と、
前記撮像素子の予め決められた領域の画素から、画像信号を読み出す読み出し手段とを有し、
前記読み出し手段は、前記撮像素子の少なくとも一部の領域である第1の画素領域の画素から、第1の間引き率で画像信号を読み出す第1の読み出しと、前記第1の画素領域に含まれる、前記撮像素子の一部の領域である第2の画素領域の画素から、前記第1の間引き率よりも低い第2の間引き率で画像信号を読み出す第2の読み出しとを、予め決められた期間内に続けて行うことを特徴とする撮像装置。 - 予め決められた電荷蓄積時間で前記撮像素子における画像信号の蓄積を行った場合に前記予め決められた期間内に前記第1の読み出しと前記第2の読み出しとを終えることができない場合に、前記読み出し手段は、前記予め決められた期間内に前記第1の読み出し及び前記第2の読み出しが終了するように、前記第1の間引き率を高くするように変更することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 予め決められた電荷蓄積時間で前記撮像素子における画像信号の蓄積を行った場合に前記予め決められた期間内に前記第1の読み出しと前記第2の読み出しとを終えることができない場合に、前記読み出し手段は、前記予め決められた期間内に前記第1の読み出し及び前記第2の読み出しが終了するように、前記第1の読み出しにおける電荷蓄積時間を、前記予め決められた電荷蓄積時間よりも短くし、
前記第1の読み出しにより得られた画像信号に対して、前記短くした電荷蓄積時間に対する前記予め決められた電荷蓄積時間に応じたゲインを掛ける増幅手段を更に有することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 複数の前記第2の画素領域が設定された場合に、前記読み出し手段は、前記設定された複数の一部の領域から読み出す合計の画素数が、予め決められた画素数以下となるように、前記第2の間引き率を設定することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 複数の前記第2の画素領域が設定された場合に、前記読み出し手段は、前記予め決められた期間内に前記第1の読み出し及び前記第2の読み出しが終了するように、前記第2の読み出しにおける電荷蓄積時間を、前記第1の読み出しにおける電荷蓄積時間よりも短くし、
前記第2の読み出しにより得られた画像信号に対して、前記第2の読み出しにおける電荷蓄積時間に対する前記第1の読み出しにおける電荷蓄積時間に応じたゲインを掛ける増幅手段を更に有することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 2次元に配置された複数の画素からなる撮像素子と、前記撮像素子の予め決められた領域の画素から、画像信号を読み出す読み出し手段とを有する撮像装置の制御方法であって、
前記読み出し手段が、前記撮像素子の少なくとも一部の領域である第1の画素領域の画素から、第1の間引き率で画像信号を読み出す第1の読み出しを行う第1の読み出し工程と、
前記読み出し手段が、前記第1の画素領域よりも狭い、前記撮像素子の一部の領域である第2の画素領域の画素から、前記第1の間引き率よりも低い第2の間引き率で画像信号を読み出す第2の読み出しを行う第2の読み出し工程とを有し、
前記第1の読み出し工程と前記第2の読み出し工程とを予め決められた期間内に続けて行うことを特徴とする撮像装置の制御方法。
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---|---|---|---|
JP2012151804A JP2014017551A (ja) | 2012-07-05 | 2012-07-05 | 撮像装置及びその制御方法 |
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JP2015144385A (ja) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | キヤノン株式会社 | 撮像装置およびそれを有する撮影装置 |
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2012
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