JP2017225172A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
Description
発明の第2の態様による撮像装置は、被写体を撮像する領域であって、光を電荷に変換する光電変換部と前記光電変換部の電荷を転送する転送部とを含む画素と、前記転送部を制御する信号が供給される第1制御線と、前記画素で生成された信号が出力される信号線と、を有する撮像領域が第1方向と前記第1方向と交差する第2方向とに複数配置される撮像素子と、前記撮像領域で撮像された被写体から特定被写体を検出する検出部と、前記撮像素子に複数配置された前記撮像領域のうち、前記特定被写体が撮像された第1撮像領域において前記転送部により前記光電変換部の電荷を、前記撮像素子に複数配置された前記撮像領域のうち、前記第1撮像領域とは異なる領域であって、前記第1撮像領域から前記第1方向側と前記第2方向側とにそれぞれ配置された複数の第2撮像領域において前記転送部により前記光電変換部の電荷を転送するタイミングとは異なるタイミングで転送するように設定する設定部と、を備える。
発明の第3の態様による撮像装置は、被写体を撮像する領域であって、光を電荷に変換する光電変換部と前記光電変換部の電荷が転送されるフローティングディフュージョン領域の電荷を排出する排出部とを含む画素と、前記排出部を制御する信号が供給される第1制御線と、前記画素で生成された信号が出力される信号線と、を有する撮像領域が第1方向と前記第1方向と交差する第2方向とに複数配置される撮像素子と、前記撮像領域で撮像された被写体から特定被写体を検出する検出部と、前記撮像素子に複数配置された前記撮像領域のうち、前記特定被写体が撮像された第1撮像領域において前記排出部により前記フローティングディフュージョン領域の電荷を、前記撮像素子に複数配置された前記撮像領域のうち、前記第1撮像領域とは異なる領域であって、前記第1撮像領域から前記第1方向側と前記第2方向側とにそれぞれ配置された複数の第2撮像領域において前記排出部により前記フローティングディフュージョン領域の電荷を排出するタイミングとは異なるタイミングで排出するように設定する設定部と、を備える。
図面を参照して本発明の第1の実施形態について説明する。
(1)カメラ100は、複数の単位グループ231(撮像領域)を有し、単位グループ231に入射した光像に応じた画像信号を生成する撮像チップ213を有する。また、カメラ100は、撮像チップ213から出力された画像信号に基づいて、画像信号の示す画像の注目領域520を決定する注目領域決定部112と、複数の単位グループ231のうち注目領域520に対応する光像が入射した単位グループ231を通常フレームレートよりも高い注目領域用フレームレートで撮像を行うように制御し、複数の単位グループ231のうち注目領域520に対応する光像が入射した単位グループ231以外の単位グループ231を通常フレームレートで撮像を行うように制御する制御部101と、注目領域520の焦点調節状態を検出する制御部101とを含む信号処理チップ211を有する。これにより、撮像素子200の全体の撮像領域から画像信号を読み出しても、撮像素子200の特定の撮像領域(注目領域520に対応する光像が入射した単位グループ231)から画素信号を高速に読み出すことができる。ゆえに、撮像素子200の全体の撮像領域から画像信号を読み出しても、注目領域520の焦点調節状態を高速に検出することができ、AF処理の精度を向上することができる。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。第1の実施形態ではAF処理をコントラスト検出方式で行ったが、第2の実施形態ではAF処理を位相差検出方式で行う。この点について図8を用いて説明する。図8は、撮像素子200の撮像面の一例を示す図である。
カメラ100は、撮像素子200により撮像された撮像画像に基づいて主要被写体を検出し、主要被写体の検出結果に基づいて、撮像画像内における注目領域を決定する。カメラ100は、複数の単位グループ231のうちの注目領域としてのAF専用画素のライン621〜623を含む単位グループ231については、通常フレームレートよりも高い注目領域用フレームレートで撮像を行うように制御し、他の単位グループ231については、通常フレームレートで撮像を行うように制御する。カメラ100は注目領域としてのAF専用画素のライン621〜623から出力される画素信号に基づいて、撮影レンズ120の焦点調節状態を検出する。これにより、撮像素子200の全体の撮像領域から画像信号を読み出しても、撮像素子200の特定の撮像領域(注目領域に対応する光像が入射した単位グループ231)から画素信号を高速に読み出すことができる。ゆえに、撮像素子200の全体の撮像領域から画像信号を読み出しても、注目領域の焦点調節状態を高速に検出することができ、AF処理の精度を向上することができる。
夜間の撮影など周囲が暗い撮影状況では、フレームレートが高いとシャッター速度が短くなって撮像画像が暗くなり、スルー画が見にくくなってしまう可能性がある。しかし、スルー画が見やすくなるシャッター速度に合わせてフレームレートを低くすると、AF処理の精度が低下してしまう可能性がある。そこで、上述した第1の実施形態において、制御部101は、周囲が暗い撮影状況の場合、注目領域に適用する注目領域用フレームレートについては、撮影レンズ120の焦点調節状態を検出するのに適したフレームレート(例えば、60fps)とし、周辺領域に適用する通常フレームレートについてはスルー画を表示部106に表示するのに適したフレームレート(例えば、15fps)とする。このようにすることで、スルー画が見にくくならずに、AF処理の精度を向上することができる。
上述した実施の形態では、注目領域のフレームレートを高くする例について述べたが、注目領域のフレームレートを通常フレームレートのまま維持し、周辺領域のフレームレートを通常フレームレートよりも低くするようにしてもよい。こうすることにより、AF処理の精度を保ちながらも、消費電力や画像処理の負荷を低減させることができる。
上述した第2の実施形態では、AF専用画素240に2つの受光部241,242が設けられている例について述べた。しかしながら、図9(b)に示すように、AF専用画素240は、1つの受光部243のみを有し、受光部243の半分が遮光金属膜244などで覆われた構成でなるようにしてもよい。この場合、受光部243の右半分が開口されたAF専用画素240と、受光部243の左半分が開口されたAF専用画素240とが交互に並んで配置され、この一対のAF専用画素240で、撮影レンズ120の瞳の一対の領域を通過した一対の光束を受光する。
上述した第2の実施形態では、特徴領域610周辺のAF専用画素のライン621〜623を注目領域として注目領域用フレームレートを適用する例について述べた。しかしながら、AF専用画素のラインではなく、特徴領域610周辺のAF専用画素を含む部分的な領域を注目領域として注目領域用フレームレートを適用するようにしてもよい。
上述した実施形態では、レリーズボタンが半押し操作されると、注目領域のフレームレートを変更してAF処理を実行する例について述べたが、注目領域のフレームレートを変更してAF処理を実行するタイミングについてはこれに限らなくてもよい。例えば、モード切り替えボタンなどで、静止画撮影に切り替えられたタイミングで、注目領域のフレームレートを変更してAF処理を実行するようにしてもよい。
上述した実施形態では、コントラスト検出方式または位相差検出方式のいずれかでAF処理を実行する例について述べたが、コントラスト検出方式と位相差検出方式とを組み合わせたハイブリッド方式によりAF処理を実行するようにしてもよい。この場合、例えば、制御部101は、最初に位相差検出方式のAF処理を行い、この結果をもとに、ピントを合わせるためには、フォーカシングレンズをどの方向に駆動すればよいか決定する。そして、制御部101は、決定した方向にフォーカシングレンズを駆動しながら、コントラスト検出方式によるAF処理を実行する。また、例えば、制御部101は、通常は位相差検出方式のAF処理を行い、撮像画像の輝度が所定値よりも低い(すなわち暗い撮影状況)では、コントラスト検出方式のAF処理に切り替えるようにしてもよい。
上述した実施形態では、静止画撮影におけるAF処理に本発明を適用する例について述べたが、動画撮影におけるAF処理に本発明を適用するようにしてもよい。
上述した実施形態では、人物の顔を主要被写体として検出する例について説明したが、この他の被写体を主要被写体として検出するようにしてもよい。例えば、動物を主要被写体として検出するようにしてもよい。この場合、例えば、動物の目、口、鼻、耳、尾などを特徴領域として上述した実施形態と同様の制御を行う。
上述した実施形態では、複数の画素から構成される単位グループ231ごとにフレームレートを変更可能な撮像素子200を用いる例について説明したが、1つの画素ごとに個別にフレームレートを変更可能である撮像素子を用いるようにしてもよい。
本発明による撮像装置は、デジタルカメラだけに限定されない。例えば、携帯電話機、スマートフォン、タブレット端末なども本発明による撮像装置に含まれる。
上述した実施の形態では、各画素に対応してフローティングディフュージョンが設けられた撮像素子を用いる例を説明した。しかしながら、少なくとも2つの画素でフローティングディフュージョンを共有する撮像素子を用いるようにしてもよい。
Claims (1)
- 被写体を撮像する領域であって、光電変換された電荷により信号を生成する画素と前記画素で生成された信号が出力される信号線とを有する撮像領域が第1方向と前記第1方向と交差する第2方向とに複数配置される撮像素子と、
前記撮像領域で撮像された被写体から特定被写体を検出する検出部と、
前記撮像素子に複数配置された前記撮像領域のうち、前記特定被写体が撮像された第1撮像領域を、前記撮像素子に複数配置された前記撮像領域のうち、前記第1撮像領域とは異なる前記撮像領域であって、前記第1撮像領域から前記第1方向側と前記第2方向側とにそれぞれ配置された複数の第2撮像領域のフレームレートとは異なるフレームレートに設定する設定部と、
を備える撮像装置。
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