JP2019220888A - Imaging apparatus - Google Patents

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俊行 ▲高▼田
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Abstract

To provide an imaging apparatus having a small difference in exposure of a still image obtained by exposure control by a mechanical shutter and exposure control by a rolling shutter.SOLUTION: By adjusting a timing of at least one of a reset release scan and a readout scan of an image sensor when capturing a still image on the basis of operation accuracy of a mechanical shutter, a control is performed so that exposure amounts of one entire frame substantially coincide with each other between a mode for controlling exposure time using the mechanical shutter and a mode for controlling the exposure time by a reset release scan and a readout scan of the image sensor without using the mechanical shutter.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、撮像装置に関するものである。   The present invention relates to an imaging device.

デジタルカメラ等の撮像装置には、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)撮像素子が搭載されている。CMOSイメージセンサでは、ライン露光順次読み出し方式(いわゆるローリング電子シャッタ)が用いられることにより露光時間を制御しながら撮像することが可能である。   2. Description of the Related Art An imaging device such as a digital camera includes a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor. In a CMOS image sensor, an image can be taken while controlling the exposure time by using a line exposure sequential reading method (a so-called rolling electronic shutter).

また、CMOS撮像素子からの画像信号の読み出しが高速化され、従来からの課題であったローリングシャッタ歪みも抑制され、高品位な静止画撮影が可能になっている。さらにローリング電子シャッタを用いた静止画撮影は、従来のメカシャッタを用いた静止画撮影に対してメカシャッタに起因する駆動音が生じないため、ユーザには静音で撮影できるメリットがある。   In addition, the speed of reading image signals from the CMOS image sensor is increased, the rolling shutter distortion, which has been a problem in the past, is suppressed, and high-quality still image shooting is enabled. Further, in still image shooting using a rolling electronic shutter, since there is no driving sound caused by the mechanical shutter as compared with still image shooting using a conventional mechanical shutter, there is an advantage that the user can shoot with a quiet sound.

特開2012−42785号公報JP 2012-42785 A

近年では、撮像装置の性能向上により1/8000秒等の高速秒時のシャッタで静止画撮影が可能になっている。メカシャッタを用いて露出を制御する場合、このような高速シャッタ秒時の撮影では、メカシャッタの応答遅れや走行抵抗の変化等に起因して露光量が理想値からずれることが発生する。その対策として、工場調整時や実際の撮影時の温度に応じたメカシャッタのシャッタ速度補正を行うことが提案されている(特許文献1参照)。   In recent years, a still image can be shot with a shutter at a high speed of 1/8000 sec. When controlling exposure using a mechanical shutter, in such high-speed shutter shooting, the exposure amount may deviate from an ideal value due to a response delay of the mechanical shutter, a change in running resistance, and the like. As a countermeasure, it has been proposed to correct the shutter speed of a mechanical shutter according to the temperature at the time of factory adjustment or actual shooting (see Patent Document 1).

しかしながら、メカシャッタの速度補正を行ったとしても、メカシャッタの動作を完全に理想値と一致させることは非常に困難である。そのため、上記したメカシャッタの応答遅れ等に起因して、メカシャッタを用いて露光制御を行う場合とイメージセンサの電子シャッタを用いて露光制御を行う場合とで露光量の差が視認されることがあった。   However, even if the speed of the mechanical shutter is corrected, it is very difficult to completely match the operation of the mechanical shutter with the ideal value. Therefore, due to the response delay of the mechanical shutter and the like, a difference in the exposure amount may be visually recognized between the case where the exposure control is performed using the mechanical shutter and the case where the exposure control is performed using the electronic shutter of the image sensor. Was.

本発明の目的は、メカシャッタを用いて露光制御を行うモードと電子シャッタを用いて露光制御を行うモードで撮影された静止画像の露光量の差を低減することである。   SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to reduce a difference in exposure amount between still images captured in a mode in which exposure control is performed using a mechanical shutter and a mode in which exposure control is performed using an electronic shutter.

上記課題を解決するために、本発明の撮像装置は、行列状に配置された複数の画素を有する撮像素子と、前記撮像素子を露光および遮光するためのメカシャッタと、前記メカシャッタを用いて前記撮像素子の露光時間を制御する第1の露光制御モードと、前記メカシャッタを用いずに前記撮像素子のリセット解除走査および読み出し走査により前記撮像素子の露光時間を制御する第2の露光制御モードのいずれかのモードで静止画を撮影するように制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記メカシャッタの動作精度に基づいて、前記第2の露光制御モードにより静止画を撮影する場合の前記撮像素子のリセット解除走査および読み出し走査の少なくとも一方のタイミングを調整することにより、前記第1の露光制御モードと前記第2の露光制御モードにおける1フレーム全体の露光量が略一致するように制御することを特徴とする。   In order to solve the above problems, an image pickup apparatus according to the present invention includes an image pickup device having a plurality of pixels arranged in a matrix, a mechanical shutter for exposing and shielding the image pickup device, and an image pickup device using the mechanical shutter. One of a first exposure control mode for controlling the exposure time of the element and a second exposure control mode for controlling the exposure time of the imaging element by reset release scanning and readout scanning of the imaging element without using the mechanical shutter. And control means for controlling to capture a still image in the second exposure control mode, based on the operation accuracy of the mechanical shutter. The first exposure control mode and the second exposure control mode are adjusted by adjusting at least one of the timing of the reset release scan and the readout scan of the image sensor. Wherein the exposure amount of the entire frame in the exposure control mode is controlled to substantially coincide.

本発明によれば、メカシャッタを用いた露光制御と撮像素子の電子シャッタのみを用いた露光制御による露光量差を低減し、良好な静止画像を生成することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the exposure amount difference by the exposure control using a mechanical shutter and the exposure control using only the electronic shutter of the image sensor can be reduced, and a good still image can be generated.

実施形態による撮像装置の構成の一例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a configuration of an imaging device according to an embodiment. 実施形態による撮像装置の駆動方法を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating a driving method of the imaging device according to the embodiment. 静止画撮影時の露光制御を示すタイミングチャートである。6 is a timing chart illustrating exposure control during still image shooting.

以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明を適用可能な撮像装置100の構成の一例を示す。   FIG. 1 shows an example of a configuration of an imaging device 100 to which the present invention can be applied.

図1において、撮像レンズ101は、レンズ制御部102の指示に基づいて被写体の光学像を撮像素子106の撮像面に結像させる。絞り103は、露光制御部105の指示に基づいて通過する光束を調整する。   In FIG. 1, an imaging lens 101 forms an optical image of a subject on an imaging surface of an imaging element 106 based on an instruction from a lens control unit 102. The aperture 103 adjusts a light beam that passes based on an instruction from the exposure control unit 105.

メカシャッタ104は、メカ先幕とメカ後幕で構成され、光学像の入射方向に対して撮像素子106の直前に配置される。また、露光制御部105により開閉制御され、撮像素子106に対する光学像の露光を制御する。   The mechanical shutter 104 includes a mechanical front curtain and a mechanical rear curtain, and is disposed immediately before the image sensor 106 with respect to the incident direction of the optical image. Opening / closing control is performed by an exposure control unit 105 to control exposure of an optical image to the image sensor 106.

撮像素子106は、例えばCMOSイメージセンサであり、撮像レンズ101により撮像面にある画素配列に結像された光学像を画像信号に変換し、所定ゲインで増幅されてA/D変換を行うことにより、デジタル画像信号として後段のDSP107に出力する。   The imaging element 106 is, for example, a CMOS image sensor, and converts an optical image formed on a pixel array on an imaging surface by the imaging lens 101 into an image signal, which is amplified by a predetermined gain and A / D converted. , As a digital image signal to the downstream DSP 107.

撮像素子106は、複数の画素が行列状に配置され、複数の画素を所定行単位で順次リセットするように走査させるリセット走査と、前記複数の画素からの信号を前記所定行単位で順次読み出すように走査させる読み出し走査を行うことが可能である。   The image sensor 106 includes a plurality of pixels arranged in a matrix, a reset scan in which a plurality of pixels are scanned so as to be sequentially reset in units of predetermined rows, and a method of sequentially reading signals from the plurality of pixels in units of the predetermined rows. It is possible to perform a read-out scan to make the scan.

DSP107は、CPU108により制御され、撮像素子106から出力されるデジタル画像信号が入力される。さらに、ROM109に保持された各種データを用いて、RAM110をワークエリアとして使用しながら、デジタル画像信号に対して各種補正処理、現像処理及び圧縮処理などを行う。   The DSP 107 is controlled by the CPU 108 and receives a digital image signal output from the image sensor 106. Further, various correction processing, development processing, compression processing, and the like are performed on the digital image signal using various data stored in the ROM 109 while using the RAM 110 as a work area.

また、DSP107は、記録媒体112に対する画像データの書き込み処理を行うとともに、表示部111に対して各種データの表示処理などを行う。CPU108は、撮像素子106、露光制御部105、レンズ駆動部102、DSP107の制御を行う。   The DSP 107 performs a process of writing image data to the recording medium 112 and a process of displaying various data on the display unit 111. The CPU 108 controls the image sensor 106, the exposure control unit 105, the lens driving unit 102, and the DSP 107.

表示部111は、DSP107で処理された撮影画像データの表示を行う。また、絞り103やISO感度などの各種撮影設定をユーザに行わせるメニュー画面の表示も行う。   The display unit 111 displays the captured image data processed by the DSP 107. Further, a menu screen for allowing the user to perform various shooting settings such as the aperture 103 and the ISO sensitivity is also displayed.

記録媒体112は、半導体メモリ等から構成されるものであり、着脱可能に接続される。DSP107により処理された記録用の静止画及び動画の画像データは記録媒体112に記録される。   The recording medium 112 is composed of a semiconductor memory or the like, and is detachably connected. The still image and moving image data for recording processed by the DSP 107 are recorded on the recording medium 112.

ユーザはモードダイアル116で撮影モードを選択し、第1のスイッチ114を押下してAF(自動焦点制御)を指示し、さらに第2のスイッチ115を押下して撮影動作を指示する。   The user selects a shooting mode with the mode dial 116, presses the first switch 114 to instruct AF (automatic focus control), and further presses the second switch 115 to instruct a shooting operation.

以下、図2及び図3を参照して、本実施形態による静止画撮影時の撮影シーケンスおよび露光期間の調整方法について説明する。図2は、CPU108の制御により静止画撮影を実施する場合のフローチャートである。   Hereinafter, with reference to FIGS. 2 and 3, a shooting sequence and a method of adjusting an exposure period during still image shooting according to the present embodiment will be described. FIG. 2 is a flowchart in a case where still image shooting is performed under the control of the CPU 108.

S201において、ユーザにより第1のスイッチ114が押されたかどうかを判定し、第1のスイッチ114が押されたと判定された場合には、オートフォーカス制御を行う。   In S201, it is determined whether or not the first switch 114 has been pressed by the user. If it is determined that the first switch 114 has been pressed, autofocus control is performed.

S202において、フォーカス制御に応じたレンズフォーカス位置が決定される。   In S202, a lens focus position according to the focus control is determined.

S203において、ユーザにより設定された撮影モードに応じてシャッタ速度が設定される。   In S203, the shutter speed is set according to the shooting mode set by the user.

S204において、ユーザにより第2のスイッチ115が押されたかどうかを判定し、第2のスイッチが押されたと判定された場合には、S205に進む。   In S204, it is determined whether the second switch 115 has been pressed by the user. If it is determined that the second switch 115 has been pressed, the process proceeds to S205.

S205において、ユーザによりメカシャッタ104を用いて撮像素子106の露光制御を行う第1の露光制御モードが設定されているかどうかを判定する。そして、ユーザにより第1の露光制御モードが設定されている場合には、S206に進む。   In step S <b> 205, it is determined whether the first exposure control mode for performing exposure control of the image sensor 106 using the mechanical shutter 104 has been set by the user. If the first exposure control mode has been set by the user, the process proceeds to S206.

ここでメカシャッタ104による露光制御について、図3(a)を用いて詳細に説明する。図3(a)は、メカシャッタ104のメカ先幕およびメカ後幕による第1の露光制御モードを示している。   Here, the exposure control by the mechanical shutter 104 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3A illustrates a first exposure control mode using a mechanical front curtain and a mechanical rear curtain of the mechanical shutter 104.

S206において、CPU108は、メカ先幕の走行開始前に全画素を一括リセットするように撮像素子106を駆動制御する。このタイミングでは撮像面は遮光されている状態である。   In step S206, the CPU 108 controls the driving of the image sensor 106 so that all pixels are collectively reset before the start of traveling of the mechanical front curtain. At this timing, the imaging surface is in a light-shielded state.

S207において、CPU108は、露光開始のタイミングで露光制御部105に対してメカ先幕走行開始信号SH_1Mを出力し、メカシャッタ104はメカ先幕の走行を開始する。このとき、メカ先幕は走行カーブ1に示されるように走行し、撮像素子106の撮像面の露光が開始される。   In S207, the CPU 108 outputs a mechanical front curtain running start signal SH_1M to the exposure control unit 105 at the timing of starting exposure, and the mechanical shutter 104 starts running the mechanical front curtain. At this time, the mechanical front curtain travels as shown by the traveling curve 1, and exposure of the imaging surface of the imaging element 106 is started.

S203で設定されたシャッタ速度に応じた露光時間が経過した後、S208において、CPU108は、露光終了のタイミングで露光制御部105に対してメカ後幕走行開始信号SH_2Mを出力し、メカシャッタ104はメカ後幕の走行を開始する。   After the exposure time according to the shutter speed set in S203 has elapsed, in S208, the CPU 108 outputs a mechanical rear curtain running start signal SH_2M to the exposure control unit 105 at the timing of the end of exposure, and the mechanical shutter 104 Start driving the second curtain.

このとき、メカ後幕が走行カーブ2に示すように走行すれば、理想的な露光制御を行うことができる。しかしながら、例えば温度等によるシャッタ幕の走行抵抗の変化により、実際にはメカ後幕が走行カーブ3のように走行することが想定される。この場合、設定されたシャッタ速度に対応した理想的な露光時間Tに対して露光時間差Δが発生し、実際の露光時間はT+Δになる。   At this time, if the mechanical rear curtain travels as indicated by the traveling curve 2, ideal exposure control can be performed. However, due to a change in the running resistance of the shutter curtain due to, for example, temperature, it is assumed that the mechanical rear curtain actually travels like the traveling curve 3. In this case, an exposure time difference Δ occurs with respect to the ideal exposure time T corresponding to the set shutter speed, and the actual exposure time becomes T + Δ.

S209において、メカシャッタ104の後幕が走行して撮像素子106が遮光された状態で、撮像素子106の読み出し走査を行うようにCPU108が制御し、メカシャッタ104を用いた第1の露光制御モードによる静止画撮影を終了する。   In step S209, in a state where the rear curtain of the mechanical shutter 104 travels and the image sensor 106 is shielded from light, the CPU 108 controls the image sensor 106 to perform read-out scanning, and stops in the first exposure control mode using the mechanical shutter 104. The image shooting ends.

S205において、ユーザによりメカシャッタ104による第1の露光制御モードが設定されていないと判定された場合には、S210に進む。   If it is determined in step S205 that the first exposure control mode using the mechanical shutter 104 has not been set by the user, the process proceeds to step S210.

S210において、ユーザにより撮像素子106の電子シャッタとメカシャッタ104を併用して撮像素子106の露光制御を行う第3の露光制御モードが設定されているかどうかを判定する。そして、ユーザにより第3の露光制御モードが設定されている場合には、S211に進む。   In S210, it is determined whether or not the user has set a third exposure control mode in which the electronic shutter of the image sensor 106 and the mechanical shutter 104 are used to control the exposure of the image sensor 106. If the third exposure control mode has been set by the user, the process proceeds to S211.

次に、撮像素子106の電子シャッタとメカシャッタ104の併用による第3の露光制御モードについて、図3(b)を用いて詳細に説明する。図3(b)は、撮像素子106の電子シャッタとメカシャッタ104を併用する電子先幕シャッタによる第3の露光制御モードを示している。   Next, a third exposure control mode using both the electronic shutter of the image sensor 106 and the mechanical shutter 104 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3B illustrates a third exposure control mode using an electronic front curtain shutter that uses both the electronic shutter of the image sensor 106 and the mechanical shutter 104.

S211において、CPU108は、全画素を一括リセットするように撮像素子106を駆動制御する。   In S211, the CPU 108 controls the driving of the image sensor 106 so as to reset all the pixels at once.

S212において、CPU108は、露光開始のタイミングで撮像素子106に対して電子先幕走行開始信号SH_1Eを出力し、撮像素子106の画素部の所定の行単位でのリセット解除を開始する。すなわち電子先幕走査を開始する。このとき、電子先幕走査は走行カーブ4に示されるタイミングで行われ、撮像素子106の撮像面の露光(電荷蓄積)が開始される。ここで、電子先幕走査の走行カーブ4がメカ後幕の走行カーブ2と等しくなるように、撮像素子106のリセット解除走査タイミングが設定されているものとする。   In step S212, the CPU 108 outputs the electronic front curtain travel start signal SH_1E to the image sensor 106 at the timing of starting the exposure, and starts reset release of the pixel unit of the image sensor 106 in a predetermined row unit. That is, electronic front curtain scanning is started. At this time, the electronic front curtain scanning is performed at the timing indicated by the running curve 4, and exposure (charge accumulation) of the imaging surface of the imaging element 106 is started. Here, it is assumed that the reset release scanning timing of the image sensor 106 is set so that the traveling curve 4 of the electronic front curtain scanning becomes equal to the traveling curve 2 of the mechanical rear curtain.

S203で設定されたシャッタ速度に応じた露光時間が経過した後、S208において、CPU108は、露光流量のタイミングで露光制御部105に対してメカ後幕走行開始信号SH_2Mを出力し、メカシャッタ104のメカ後幕の走行を開始する。   After the exposure time according to the shutter speed set in S203 has elapsed, in S208, the CPU 108 outputs a mechanical rear curtain travel start signal SH_2M to the exposure control unit 105 at the timing of the exposure flow rate, and the mechanical shutter 104 Start driving the second curtain.

上述したように、メカ後幕が走行カーブ2に示すように走行すれば、理想的な露光制御を行うことができる。しかしながら、実際にはメカ後幕が走行カーブ3のように走行することが想定される。この場合、設定されたシャッタ速度に対応した理想的な露光時間Tに対して露光時間差Δが発生し、実際の露光時間はT+Δになる。   As described above, if the mechanical rear curtain travels as indicated by the traveling curve 2, ideal exposure control can be performed. However, actually, it is assumed that the mechanical rear curtain travels like the traveling curve 3. In this case, an exposure time difference Δ occurs with respect to the ideal exposure time T corresponding to the set shutter speed, and the actual exposure time becomes T + Δ.

S209において、メカシャッタ104の後幕が走行して撮像素子106が遮光された状態で、撮像素子106の読み出し走査を行うようにCPU108が制御する。そして、撮像素子106の電子シャッタとメカシャッタ104の併用による第3の露光制御モードによる静止画撮影を終了する。   In step S209, the CPU 108 controls the image sensor 106 to perform read scanning in a state where the rear curtain of the mechanical shutter 104 travels and the image sensor 106 is shielded from light. Then, the still image shooting in the third exposure control mode using both the electronic shutter of the image sensor 106 and the mechanical shutter 104 ends.

S204において、ユーザにより第2のスイッチ115が押されたと判定され、S210において、ユーザにより第3の露光制御モードが設定されていないと判定された場合には、S213に進む。   If it is determined in S204 that the second switch 115 has been pressed by the user, and if it is determined in S210 that the third exposure control mode has not been set by the user, the process proceeds to S213.

S213において、ユーザにより撮像素子106の電子シャッタのみを用いた第2の露光制御モードが設定されているかどうかを判定する。そして、ユーザにより第2の露光制御モードが設定されている場合には、S214に進む。   In S213, it is determined whether or not the user has set the second exposure control mode using only the electronic shutter of the image sensor 106. If the second exposure control mode has been set by the user, the process proceeds to S214.

次に、撮像素子106の電子シャッタのみを用いた第2の露光制御モードについて、図3(c)を用いて詳細に説明する。図3(c)は、撮像素子106のローリング電子シャッタ駆動による第2の露光制御モードを示している。   Next, a second exposure control mode using only the electronic shutter of the image sensor 106 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3C illustrates a second exposure control mode based on the rolling electronic shutter driving of the image sensor 106.

S214において、CPU108は、撮像素子106の画素部を所定の行単位でリセット走査を行い、さらに露光開始のタイミングで所定の行単位でリセット解除走査を開始する。すなわち、走行ライン5に示すタイミングで撮像素子106の画素部が所定の行単位で順次リセット解除が行われる。   In step S214, the CPU 108 performs reset scanning on the pixel unit of the image sensor 106 in predetermined row units, and starts reset release scanning in predetermined row units at the timing of exposure start. That is, the reset of the pixel portion of the image sensor 106 is sequentially performed in a predetermined row unit at the timing indicated by the traveling line 5.

撮像素子106のリセット解除走査を開始するタイミングは、S203で設定されたシャッタ速度に応じた露光時間分だけフレーム同期信号VDよりも早いタイミングに設定される。   The timing to start the reset release scanning of the image sensor 106 is set earlier than the frame synchronization signal VD by the exposure time corresponding to the shutter speed set in S203.

S203で設定されたシャッタ速度に応じた露光時間の経過後、S209において、走行ライン6に示すような撮像素子106の読み出し走査をフレーム同期信号VDのタイミングで開始し、撮像素子106の画素部の信号を所定の行単位で読み出すように制御する。そして、露光を終了し、第2の露光制御モードによる静止画撮影を終了する。   After the elapse of the exposure time according to the shutter speed set in S203, in S209, the reading scan of the image sensor 106 as indicated by the traveling line 6 is started at the timing of the frame synchronization signal VD, and the pixel portion of the image sensor 106 Control is performed so that signals are read out in predetermined row units. Then, the exposure ends, and the still image shooting in the second exposure control mode ends.

ここで、本実施例では、メカシャッタ104を用いた第1の露光制御モードおよび第3の露光制御モードによる露光制御と、撮像素子106のローリング電子シャッタを用いた第2の露光制御モードによる露光制御との露光量差を低減する制御を行う。   Here, in the present embodiment, the exposure control in the first exposure control mode and the third exposure control mode using the mechanical shutter 104 and the exposure control in the second exposure control mode using the rolling electronic shutter of the image sensor 106. Control is performed to reduce the difference between the exposure amounts.

すなわち、メカシャッタの動作精度に起因する露光時間差Δを考慮して(メカシャッタの動作精度に基づいて)、ローリング電子シャッタを用いた第2の露出制御モードにおける露光時間(電荷蓄積時間)がT+Δになるように制御する。なお、撮像素子のリセット解除走査および読み出し走査の両方のタイミングを調整してもかまわないが、少なくとも一方のタイミングを調整すればよい。   That is, taking into account the exposure time difference Δ caused by the operation accuracy of the mechanical shutter (based on the operation accuracy of the mechanical shutter), the exposure time (charge accumulation time) in the second exposure control mode using the rolling electronic shutter becomes T + Δ. Control. It is to be noted that the timing of both the reset release scanning and the readout scanning of the image sensor may be adjusted, but at least one of the timings may be adjusted.

ここで、ローリング電子シャッタ駆動では、水平同期信号HDの単位で露光時間(電荷蓄積時間)の設定が可能である。つまり、露光時間T+Δは、水平同期信号HDに換算して設定される。例えば、図3(c)に示す例では、露光時間T+Δが水平同期信号HDの5パルス分の時間になっている。   Here, in the rolling electronic shutter drive, the exposure time (charge accumulation time) can be set in units of the horizontal synchronization signal HD. That is, the exposure time T + Δ is set in terms of the horizontal synchronization signal HD. For example, in the example shown in FIG. 3C, the exposure time T + Δ is a time corresponding to five pulses of the horizontal synchronization signal HD.

露光時間差Δに対して水平同期信号HDの1パルス期間が十分に短ければ、高精度で露光時間の制御が可能である。   If one pulse period of the horizontal synchronization signal HD is sufficiently short with respect to the exposure time difference Δ, the exposure time can be controlled with high accuracy.

上述したように、メカシャッタの動作精度に起因して発生し得る露光時間差Δを考慮したうえでローリング電子シャッタ駆動の露光時間を設定することにより、3つの露光制御モード間で同じシャッタ速度で撮影した場合の露光量差を低減することができる。   As described above, by setting the exposure time of the rolling electronic shutter drive in consideration of the exposure time difference Δ that may be caused due to the operation accuracy of the mechanical shutter, shooting was performed at the same shutter speed between the three exposure control modes. In this case, the difference in exposure amount can be reduced.

すなわち、各露光制御モードにおける1フレーム全体の露光量を略一致させることができ、良好な静止画を得ることが可能である。   That is, the exposure amounts of the entire one frame in each exposure control mode can be made substantially equal, and a good still image can be obtained.

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。   The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist.

104 メカシャッタ
105 露光制御部
106 撮像素子
108 CPU
116 モードダイアル
104 Mechanical shutter 105 Exposure control unit 106 Image sensor 108 CPU
116 mode dial

Claims (6)

行列状に配置された複数の画素を有する撮像素子と、
前記撮像素子を露光および遮光するためのメカシャッタと、
前記メカシャッタを用いて前記撮像素子の露光時間を制御する第1の露光制御モードと、前記メカシャッタを用いずに前記撮像素子のリセット解除走査および読み出し走査により前記撮像素子の露光時間を制御する第2の露光制御モードのいずれかのモードで静止画を撮影するように制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記メカシャッタの動作精度に基づいて、前記第2の露光制御モードにより静止画を撮影する場合の前記撮像素子のリセット解除走査および読み出し走査の少なくとも一方のタイミングを調整することにより、前記第1の露光制御モードと前記第2の露光制御モードにおける1フレーム全体の露光量が略一致するように制御することを特徴とする撮像装置。
An image sensor having a plurality of pixels arranged in a matrix,
A mechanical shutter for exposing and shielding the image sensor,
A first exposure control mode for controlling the exposure time of the image sensor using the mechanical shutter, and a second exposure control mode for controlling the exposure time of the image sensor by reset release scanning and readout scanning of the image sensor without using the mechanical shutter. Control means for controlling to shoot a still image in any one of the exposure control modes,
The control unit adjusts at least one timing of reset release scanning and readout scanning of the image sensor when capturing a still image in the second exposure control mode based on the operation accuracy of the mechanical shutter. An image pickup apparatus, wherein control is performed such that the exposure amount of one entire frame in the first exposure control mode and the second exposure control mode substantially coincides with each other.
前記撮像素子は、前記複数の画素を所定行単位で順次リセットを解除するように走査させるリセット解除走査と、前記複数の画素からの信号を前記所定行単位で順次読み出すように走査させる読み出し走査が可能に構成され、
前記メカシャッタは、前記撮像素子を露光するように走行する先幕と前記撮像素子を遮光するように走行する後幕とを有し、
前記第1の露光制御モードでは、前記メカシャッタの先幕を走行させて前記撮像素子の露光を開始し、前記メカシャッタの後幕を走行させて前記撮像素子の露光を終了するように制御し、
前記第2の露光制御モードでは、前記撮像素子による前記所定行単位でのリセット走査により前記撮像素子の露光を開始し、前記所定行単位での読み出し走査により前記撮像素子の露光を終了するように制御することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
The image sensor includes a reset release scan that scans the plurality of pixels so as to sequentially release reset in a predetermined row unit and a read scan that scans so that signals from the plurality of pixels are sequentially read out in the predetermined row unit. Configured
The mechanical shutter has a front curtain that travels to expose the image sensor and a rear curtain that travels to shield the image sensor from light,
In the first exposure control mode, the exposure of the image sensor is started by running the front curtain of the mechanical shutter, and control is performed so that the exposure of the image sensor is completed by running the rear curtain of the mechanical shutter.
In the second exposure control mode, the exposure of the image sensor is started by the reset scan of the predetermined row unit by the image sensor, and the exposure of the image sensor is terminated by the read scan of the predetermined row unit. The imaging device according to claim 1, wherein the control is performed.
前記制御手段は、さらに、前記撮像素子および前記メカシャッタの両方を用いて前記撮像素子の露光を制御する第3の露光制御モードによる静止画撮影を行うように制御し、
前記メカシャッタの動作精度に基づいて前記第2の露光制御モードにより静止画を撮影する場合の前記撮像素子のリセット解除走査および読み出し走査の少なくとも一方のタイミングを調整することにより、前記第1の露光制御モード、前記第2の露光制御モードおよび前記第3の露光制御モードにおける1フレーム全体の露光量が略一致するように制御することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
The control unit further controls to perform still image shooting in a third exposure control mode that controls exposure of the image sensor using both the image sensor and the mechanical shutter,
The first exposure control is performed by adjusting at least one of the reset release scan and the readout scan of the image sensor when capturing a still image in the second exposure control mode based on the operation accuracy of the mechanical shutter. 2. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the control is performed such that exposure amounts of the entirety of one frame in the mode, the second exposure control mode, and the third exposure control mode substantially match.
前記撮像素子は、前記複数の画素を所定行単位で順次リセットを解除するように走査させるリセット解除走査と、前記複数の画素からの信号を前記所定行単位で順次読み出すように走査させる読み出し走査が可能に構成され、
前記メカシャッタは、前記撮像素子を露光するように走行する先幕と前記撮像素子を遮光するように走行する後幕とを有し、
前記第1の露光制御モードでは、前記メカシャッタの先幕を走行させて前記撮像素子の露光を開始し、前記メカシャッタの後幕を走行させて前記撮像素子の露光を終了するように制御し、
前記第2の露光制御モードでは、前記撮像素子による前記所定行単位でのリセット解除走査により前記撮像素子の露光を開始し、前記所定行単位での読み出し走査により前記撮像素子の露光を終了するように制御し、
前記第3の露光制御モードでは、前記撮像素子による前記所定行単位でのリセット解除走査により前記撮像素子の露光を開始し、前記メカシャッタの後幕を走行させて前記撮像素子の露光を終了するように制御し、
前記メカシャッタの動作精度に基づいて前記第2の露光制御モードにより静止画撮影を行う場合の露光開始および露光終了のタイミングを設定することにより、前記第1の露光制御モード、前記第2の露光制御モードおよび前記第3の露光制御モードにおける露光時間が略一致するように制御することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
The image sensor includes a reset release scan that scans the plurality of pixels so as to sequentially release reset in a predetermined row unit and a read scan that scans so that signals from the plurality of pixels are sequentially read out in the predetermined row unit. Configured
The mechanical shutter has a front curtain that travels to expose the image sensor and a rear curtain that travels to shield the image sensor from light,
In the first exposure control mode, the exposure of the image sensor is started by running the front curtain of the mechanical shutter, and control is performed so that the exposure of the image sensor is completed by running the rear curtain of the mechanical shutter.
In the second exposure control mode, the exposure of the image sensor is started by the reset release scan of the predetermined row unit by the image sensor, and the exposure of the image sensor is ended by the read scan of the predetermined row unit. Control,
In the third exposure control mode, the exposure of the image sensor is started by the reset release scanning of the predetermined row unit by the image sensor, and the rear curtain of the mechanical shutter is driven to end the exposure of the image sensor. Control,
The first exposure control mode and the second exposure control are performed by setting the exposure start and exposure end timings when performing a still image shooting in the second exposure control mode based on the operation accuracy of the mechanical shutter. The imaging apparatus according to claim 2, wherein the control is performed such that an exposure time in the third exposure control mode substantially coincides with an exposure time in the third exposure control mode.
前記撮像素子は、前記複数の画素の所定行単位でのリセット解除走査のタイミングを前記メカシャッタの先幕の走行に合わせる電子先幕走査が可能であり、
前記制御手段は、前記第3の露光制御モードにおいて、前記電子先幕走査により前記撮像素子の露光を開始し、前記メカシャッタの後幕を走行させることにより前記撮像素子の露光を終了するように制御することを特徴とする請求項3または4に記載の撮像装置。
The image pickup device is capable of electronic front curtain scanning to adjust the timing of the reset release scanning of the plurality of pixels in a predetermined row unit to the movement of the front curtain of the mechanical shutter,
In the third exposure control mode, the control unit starts the exposure of the image sensor by the electronic front curtain scanning, and controls the end of the exposure of the image sensor by moving the rear curtain of the mechanical shutter. The imaging apparatus according to claim 3, wherein the imaging is performed.
前記制御手段は、前記第2の露光制御モードにおいて、前記撮像素子をローリング電子シャッタ駆動することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the control unit drives the imaging element in a rolling electronic shutter mode in the second exposure control mode.
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