JP4527027B2 - Imaging apparatus and imaging method - Google Patents
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本発明は、撮像装置および撮像方法に関する。特に本発明は、それぞれが受光した光を電荷として蓄積する複数の画素をマトリクス状に配列した撮像素子により動画を撮像する撮像装置および撮像方法に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus and an imaging method. In particular, the present invention relates to an image pickup apparatus and an image pickup method for picking up a moving image with an image pickup element in which a plurality of pixels each storing received light as charges are arranged in a matrix.
デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等の撮像装置は、それぞれが受光した光を電荷として蓄積する画素をマトリクス状に配列した撮像素子により被写体の画像を撮像する。そして、各画素に蓄積された電荷を撮像素子から取得して、電荷量に基づき各画素の階調値を得る。 An imaging apparatus such as a digital camera or a digital video camera captures an image of a subject by an imaging element in which pixels that store received light as charges are arranged in a matrix. And the electric charge accumulate | stored in each pixel is acquired from an image pick-up element, and the gradation value of each pixel is obtained based on the amount of electric charges.
撮像素子から電荷を取得する構成として、各列の画素に対応して垂直CCD(VCCD)を設け、複数の垂直CCDの端部に接続された水平CCD(HCCD)を設けたCCD方式が多用されている(特許文献1および2参照。)。特許文献1および2に記載さているように、静止画の撮像における一般的な形態においては、撮像時に全画素の電荷をVCCDに転送し、全VCCDの端部から1行分ずつ各画素の電荷をHCCDに順次転送する。そして、全VCCDから1行分ずつの各画素の電荷をHCCDに転送する度に、HCCDの端部から1行分の全画素の電荷を順次取得していく。
As a configuration for acquiring electric charge from an image sensor, a CCD system in which a vertical CCD (VCCD) is provided corresponding to each column of pixels and a horizontal CCD (HCCD) connected to the ends of a plurality of vertical CCDs is often used. (See
一方、インターレース方式で動画を出力する場合、まず1行おきに各画素の電荷をVCCDに転送し、全VCCDの端部から1行おきの各画素の電荷を1行分ずつHCCDに順次転送する。そして、全VCCDから1行分ずつの各画素の電荷をHCCDに転送する度に、HCCDの端部から1行おきの全画素の電荷を1行分ずつ順次取得していく(特許文献1および2参照。)。
On the other hand, when a moving image is output by the interlace method, the charge of each pixel is first transferred to the VCCD every other row, and the charge of each pixel every other row is sequentially transferred to the HCCD from every end of all VCCDs. . Then, every time the charge of each pixel for each row is transferred from the entire VCCD to the HCCD, the charge for all the pixels every other row is sequentially acquired from the edge of the HCCD for each row (
従来においては、静止画と比較して動画の解像度が低いので、動画の撮像時には垂直方向に複数の画素分の電荷を間引き、または混合等することにより、動画用の低解像度の画像を生成する技術が開示されていた(特許文献3参照。)。
近年、高精細TV(HDTV)が商品化される等により、静止画並みに解像度が高い動画を撮像する撮像装置への期待が高まっている。高精細化に伴って、1フレーム当たりに転送すべき画素の数が増加するので、特にHCCDの転送速度が問題となる。 In recent years, due to the commercialization of high-definition TV (HDTV), there is an increasing expectation for an imaging device that captures a moving image with a resolution as high as a still image. As the definition becomes higher, the number of pixels to be transferred per frame increases, so the transfer speed of HCCD becomes a problem.
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる撮像装置および撮像方法を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an imaging apparatus and an imaging method that can solve the above-described problems. This object is achieved by a combination of features described in the independent claims. The dependent claims define further advantageous specific examples of the present invention.
本発明の第1の形態によると、それぞれが受光した光を電荷として蓄積する複数の画素をマトリクス状に配列した撮像素子により動画を撮像する撮像装置であって、前記動画における直前のフレーム画像を記録する画像記録部と、複数のフェーズのそれぞれにおいて全画素のうち行方向および列方向に不連続な一群の画素から電荷を順次取り出していくことにより、前記複数の画素から電荷を取り出す電荷取得部と、それぞれの前記フェーズにおいて各画素から取り出されたそれぞれの電荷量に応じて、前記画像記録部に記録された前記フレーム画像における各画素の階調データを更新する画像更新部と、前記画像更新部により更新された前記フレーム画像を順次出力する動画出力部とを備える撮像装置を提供する。 According to the first aspect of the present invention, there is provided an imaging apparatus that captures a moving image by an imaging element in which a plurality of pixels each storing received light as an electric charge are arranged in a matrix, and a frame image immediately before the moving image is obtained. An image recording unit for recording, and a charge acquisition unit that sequentially extracts charges from a group of pixels that are discontinuous in the row direction and the column direction among all the pixels in each of a plurality of phases, thereby extracting charges from the plurality of pixels And an image updating unit that updates gradation data of each pixel in the frame image recorded in the image recording unit in accordance with each charge amount extracted from each pixel in each phase, and the image updating An image pickup apparatus comprising: a moving image output unit that sequentially outputs the frame images updated by the unit.
前記電荷取得部は、前記複数のフェーズのそれぞれにおいて、行方向および列方向に予め定められた間隔おきに配列された前記一群の画素から電荷を取り出してよい。 The charge acquisition unit may extract charge from the group of pixels arranged at predetermined intervals in the row direction and the column direction in each of the plurality of phases.
前記電荷取得部は、第1フェーズにおいて、行方向および列方向に1つおきに配列された前記一群の画素から電荷を取り出し、前記第1フェーズの次の第2フェーズにおいて、前記第1フェーズで電荷を取り出された各画素の次の行かつ次の列に位置する各画素から電荷を取り出してもよい。 In the first phase, the charge acquisition unit extracts charges from the group of pixels arranged in every other row and column directions, and in the second phase following the first phase, in the first phase. The charge may be taken out from each pixel located in the next row and next column of each pixel from which the charge has been taken out.
前記電荷取得部は、前記第2フェーズの次の第3フェーズにおいて、前記第2フェーズで電荷を取り出された各画素の前の行かつ同じ列に位置する各画素から電荷を取り出し、前記第3フェーズの次の第4フェーズにおいて、前記第3フェーズで電荷を取り出された各画素の次の行かつ前の列に位置する各画素から電荷を取り出してもよい。 In the third phase subsequent to the second phase, the charge acquisition unit extracts the charge from each pixel located in the same row and the previous column of each pixel from which the charge has been extracted in the second phase. In the fourth phase following the phase, the charge may be extracted from each pixel located in the next row and previous column of each pixel from which charge has been extracted in the third phase.
前記電荷取得部は、前記第2フェーズの次の第3フェーズにおいて、前記第2フェーズで電荷を取り出された各画素と同じ行かつ前の列に位置する各画素から電荷を取り出し、前記第3フェーズの次の第4フェーズにおいて、前記第3フェーズで電荷を取り出された各画素の前の行かつ次の列に位置する各画素から電荷を取り出してもよい。 In the third phase following the second phase, the charge acquisition unit extracts charge from each pixel located in the same row and previous column as each pixel from which charge has been extracted in the second phase, and the third phase In the fourth phase after the phase, the charge may be extracted from each pixel located in the previous row and the next column of each pixel from which the charge has been extracted in the third phase.
前記電荷取得部は、それぞれが前記撮像素子の各列に対応して設けられ、それぞれのフェーズにおいて、対応する列に配列された各画素のうち行方向に予め定められた間隔おきに配列された前記画素から取得した電荷を直列に出力する複数の垂直CCDと、それぞれの前記フェーズにおいて、前記複数の垂直CCDのうち列方向に予め定められた間隔おきに配列された2以上の前記垂直CCDから同期して出力される前記垂直CCD当たり1画素分の電荷を並列に取得して直列に出力する水平CCDとを有してもよい。 Each of the charge acquisition units is provided corresponding to each column of the image sensor, and is arranged at predetermined intervals in the row direction among the pixels arranged in the corresponding column in each phase. A plurality of vertical CCDs that output the charges acquired from the pixels in series, and two or more vertical CCDs arranged at predetermined intervals in the column direction among the plurality of vertical CCDs in each phase. You may have the horizontal CCD which acquires the charge for 1 pixel per said vertical CCD output synchronously in parallel, and outputs it in series.
前記水平CCDは、第1フェーズにおいて、奇数列の前記垂直CCDに接続される領域を電位井戸とし、偶数列の垂直CCDに接続される領域を電位障壁として奇数列の前記垂直CCDから電荷を取得して出力し、第2フェーズにおいて、奇数列の前記垂直CCDに接続される領域を電位障壁とし、偶数列の前記垂直CCDに接続される領域を電位井戸として偶数列の前記垂直CCDから電荷を取得して出力してもよい。 In the first phase, the horizontal CCD obtains electric charge from the vertical CCDs in the odd-numbered columns using the region connected to the odd-numbered vertical CCDs as a potential well and the region connected to the even-numbered vertical CCDs as a potential barrier. In the second phase, charges are supplied from the vertical CCDs in the even columns using the regions connected to the vertical CCDs in the odd columns as potential barriers and the regions connected to the vertical CCDs in the even columns as potential wells. You may acquire and output.
いずれかの前記フェーズにおいて、撮像中に被写体に対してフラッシュ光が照射されたか否かを検出する検出部を更に備え、前記画像更新部は、前記フラッシュ光の照射が検出されていない前記フェーズにおいて各画素から取り出されたそれぞれの電荷量に応じて、前記画像記録部に記録された前記フレーム画像における各画素の階調データを更新してもよい。 In any one of the phases, the image processing unit further includes a detection unit that detects whether flash light is irradiated on the subject during imaging, and the image update unit is in the phase where the flash light irradiation is not detected. The gradation data of each pixel in the frame image recorded in the image recording unit may be updated in accordance with the amount of charge extracted from each pixel.
本発明の第2の形態によると、それぞれが受光した光を電荷として蓄積する複数の画素をマトリクス状に配列した撮像素子を備える撮像装置により動画を撮像する撮像方法であって、前記動画における直前のフレーム画像を記録する画像記録段階と、複数のフェーズのそれぞれにおいて全画素のうち行方向および列方向に不連続な一群の画素から電荷を順次取り出していくことにより、前記複数の画素から電荷を取り出す電荷取得段階と、それぞれの前記フェーズにおいて各画素から取り出されたそれぞれの電荷量に応じて、前記フレーム記録段階において記録された前記フレーム画像における各画素の階調データを更新する画像更新段階と、前記画像更新段階により更新された前記フレーム画像を順次出力する動画出力段階とを備える撮像方法を提供する。 According to the second aspect of the present invention, there is provided an imaging method for imaging a moving image by an imaging apparatus including an imaging element in which a plurality of pixels each storing received light as a charge are arranged in a matrix, and immediately before the moving image In the image recording stage for recording the frame image, and by sequentially taking out charges from a group of pixels discontinuous in the row direction and the column direction among all the pixels in each of the plurality of phases, the charges are extracted from the plurality of pixels. A charge acquisition stage to be taken out, and an image update stage to update the gradation data of each pixel in the frame image recorded in the frame recording stage in accordance with the amount of charge taken out from each pixel in each phase. And a moving image output step for sequentially outputting the frame images updated in the image update step. The law provides.
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 The above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention, and sub-combinations of these feature groups can also be the invention.
本発明によれば、撮像素子から各画素の電荷を効率良く取得し高い解像度の動画を出力する撮像装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the imaging device which acquires efficiently the electric charge of each pixel from an image pick-up element, and outputs a high resolution moving image can be provided.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention. However, the following embodiments do not limit the invention according to the scope of claims, and all combinations of features described in the embodiments are included. It is not necessarily essential for the solution of the invention.
図1は、本実施形態に係る撮像装置10の構成を示す。撮像装置10は、高精細度の動画像を撮像するために、撮像素子から各画素の電荷を効率良く取得することを目的とする。撮像装置10は、レンズ部100と、撮像素子110と、電荷取得部120と、画像更新部130と、画像記録部140と、動画出力部150と、動画記録部160と、検出部170と、フラッシュ部180とを備える。
FIG. 1 shows a configuration of an
レンズ部100は、レンズ、絞り、およびメカニカルシャッタ等を有し、被写体の像を取り込んで、撮像素子110上に結像させる。撮像素子110は、それぞれが受光した光を電荷として蓄積する複数の画素をマトリクス状に配列した構成をとる。電荷取得部120は、撮像素子110の各画素から電荷を順次取り出して、電荷量に応じた画素の階調値を得る。画像更新部130は、各画素から取り出されたそれぞれの電荷量に応じた階調値により、画像記録部140に記録されたフレーム画像における各画素の階調データを更新する。
The
画像記録部140は、動画における直前のフレーム画像を記録している。そして、画像更新部130からの更新指示に応じて、次のフレーム画像における各画素の階調データを、直前のフレーム画像の各画素の階調データとして上書きする。動画出力部150は、画像更新部130により更新されたフレーム画像を順次出力する。ここで、インターレース形式の動画を出力する場合、動画出力部150は、例えば1行おき等の所定の行間隔で各行の画素の階調データを読み出して、順次動画記録部160へ出力する。一方、プログレッシブ形式の動画を出力する場合、動画出力部150は、1行ずつ順に各行の画素の階調データを読み出して、順次動画記録部160へ出力する。ここで、動画出力部150は、動画を動画記録部160へ出力するのに代えて、外部の表示装置等へ直接出力してもよい。動画記録部160は、動画出力部150が出力した動画を記録する。
The
フラッシュ部180は、被写体の明るさが不足している場合または撮像者に指示された場合等において、被写体にフラッシュ光を照射する。検出部170は、動画の撮像中に被写体に対してフラッシュ光が照射されたか否かを検出する。そして、検出部170は、フラッシュ光が照射された際に撮像素子110が蓄積した電荷に基づく階調データを画像記録部140へ書き込まないように画像更新部130へ指示する。
The
ここで、検出部170は、撮像装置10の撮像者が静止画の撮像を指示した場合において、静止画撮像のためにフラッシュ光を照射することを条件としてフラッシュ光が照射されたことを検出して良い。また、検出部170は、外部の明るさを検知する光センサを有し、予め設定された基準値以上の明るさを検知した場合にフラッシュ光が照射されたと判断して良い。また、検出部170は、当該フェーズにおいて電荷取得部120が取得した画素の階調値または少なくとも2つの画素の階調値の平均値が、他のフェーズにおける値と比較して予め定められた基準値以上大きい場合にフラッシュ光が照射されたことを検出しても良い。また、検出部170は、他の撮像装置がフラッシュ光を照射した場合に無線等により送信するフラッシュ発光通知を受信したことを条件として、フラッシュ光が照射されたと判断しても良い。
Here, the
図2は、本実施形態に係る撮像素子110および電荷取得部120の構成を示す。撮像素子110は、行方向(行1、行2、…、行Ny)および列方向(列1、列2、…、列Nx)の2次元マトリクス状に配列された画素200を有する。また、電荷取得部120は、それぞれが撮像素子110の各列に対応して設けられた複数のVCCD210と、各VCCD210の端部に接続され、各VCCD210から出力される1行分の電荷を並列に取得して直列に出力するHCCD220と、HCCD220が直列に出力する各画素の電荷量を検出し、電荷量に基づいて当該画素の階調値を得る電荷検出部230とを有する。
FIG. 2 shows a configuration of the
本実施形態に係る電荷取得部120は、一度に全画素の電荷を取得するのに代えて、1フレーム期間を分割した複数のフェーズのそれぞれにおいて、全画素のうち行方向および列方向に不連続な一群の画素から電荷を順次取り出していくことにより、撮像素子110が有する複数の画素から電荷を取り出す。すなわち例えば、120は、複数のフェーズのそれぞれにおいて、例えば1行おき・1列おき等の、行方向および列方向に予め定められた間隔おきに配列された一群の画素から電荷を取り出す。
The
これを実現するために、本実施形態に係る各VCCD210は、それぞれのフェーズにおいて、対応する列に配列された各画素のうち行方向に予め定められた間隔おきに配列された画素から取得した電荷を直列に出力する。すなわち例えば、各VCCD210は、対応する列に配列された各画素の電荷を1行おきに取得して、行番号が大きい画素の電荷から順にHCCD220へ出力する。
In order to realize this, each
次に、本実施形態に係るHCCD220は、それぞれのフェーズにおいて、複数のVCCD210のうち列方向に予め定められた間隔おきに配列された2以上のVCCD210から同期して出力されるVCCD210当たり1画素分の電荷を並列に取得して直列に出力する。すなわち例えば、HCCD220は、各VCCD210から並列に出力される1行分の各画素の電荷のうち、1列おきの各画素の電荷を並列に取得して、直列に出力する。
Next, in each phase, the
より具体的には、HCCD220は、第1フェーズにおいて、奇数列のVCCD210に接続される領域を電位井戸とし、偶数列のVCCD210に接続される領域を電位障壁として奇数列のVCCD210から電荷を取得して出力する。また、第2フェーズにおいて、奇数列のVCCD210に接続される領域を電位障壁とし、偶数列のVCCD210に接続される領域を電位井戸として偶数列のVCCD210から電荷を取得して出力する。
More specifically, in the first phase, the
画像更新部130は、それぞれのフェーズにおいて各画素から取り出されたそれぞれの電荷量に応じた階調値により、画像記録部140に記録されたフレーム画像における各画素の階調データを更新する。
The
フェーズ毎に1行おきかつ1列おきの画素の電荷を取得した場合、画像記録部140内のフレーム画像を更新するためには4フェーズ分の処理が必要となる。この代わりに、各フェーズにおいて電荷を取得すべき画素の数は1/4となる。ここで、1行おきかつ1列おきの画素の電荷を取得すると、フェーズ毎に撮像領域全体から満遍なく画素の電荷を取得することになるから、プログレッシブ方式の様に上から1行ずつ電荷を取得する場合、またはインターレース方式の様に1行おきに電荷を取得する場合と比較して、出力される動画のちらつきが小さくなる。このため、本実施形態に係る撮像装置10によれば、フレーム間隔を多少大きくしても動画のちらつきを抑えることができる。この結果、HCCD220の動作速度を遅くすることができる。
When the charge of pixels every other row and every other column is acquired for each phase, processing for four phases is required to update the frame image in the
また、各画素の階調データを一旦画像記録部140に記憶してから出力することで、行方向および列方向に所定の間隔おき配列された画素から階調データを取得しつつ、プログレッシブ形式およびインターレース形式の両方に対応した動画データを出力することができる。
Further, the gradation data of each pixel is temporarily stored in the
図3は、本実施形態に係る画像記録部140における各画素の更新順序の一例を示す。電荷取得部120は、第1フェーズにおいて、行方向および列方向に1つおきに配列された一群の画素から電荷を取り出す。すなわち例えば、電荷取得部120は、図中(1)と示したように、奇数行奇数列に位置する各画素の電荷を取り出す。次に、第1フェーズの次の第2フェーズにおいて、電荷取得部120は、第1フェーズで電荷を取り出された各画素の次の行かつ次の列に位置する各画素から電荷を取り出す。すなわち例えば、電荷取得部120は、図中(2)と示したように、偶数行偶数列に位置する各画素の電荷を取り出す。
FIG. 3 shows an example of the update order of each pixel in the
さらに、第2フェーズの次の第3フェーズにおいて、電荷取得部120は、第2フェーズで電荷を取り出された各画素の前の行かつ同じ列に位置する各画素から電荷を取り出す。すなわち例えば、電荷取得部120は、図中(3)と示したように、奇数行偶数列に位置する各画素の電荷を取り出す。そして、第3フェーズの次の第4フェーズにおいて、電荷取得部120は、第3フェーズで電荷を取り出された各画素の次の行かつ前の列に位置する各画素から電荷を取り出す。すなわち例えば、電荷取得部120は、図中(4)と示したように、偶数行奇数列に位置する各画素の電荷を取り出す。
Furthermore, in the third phase subsequent to the second phase, the
なお、電荷取得部120は、新たなフレーム画像に応じた電荷の取得を、上記のいずれのフェーズから開始してもよい。すなわち例えば、新たなフレーム画像について、図中(1)(2)(3)(4)の順に各画素から電荷を取得しても良く、これに代えて図中(3)(4)(1)(2)の順に各画素から電荷を取得しても良い。
Note that the
このように、行方向および列方向にまばらに各画素の階調データを更新していくことにより、撮像装置10は、動画のちらつきを抑えることができる。
In this manner, by updating the gradation data of each pixel sparsely in the row direction and the column direction, the
図4は、本実施形態に係る画像記録部140における各画素の更新順序の他の一例を示す。第1フェーズおよび第2フェーズにおいて、電荷取得部120は、図3と同様の順序で各画素から電荷を取り出す。次に、第2フェーズの次の第3フェーズにおいて、電荷取得部120は、第2フェーズで電荷を取り出された各画素と同じ行かつ前の列に位置する各画素から電荷を取り出す。すなわち例えば、電荷取得部120は、図中(3)と示したように、偶数行奇数列に位置する各画素の電荷を取り出す。そして、第3フェーズの次の第4フェーズにおいて、電荷取得部120は、第3フェーズで電荷を取り出された各画素の前の行かつ次の列に位置する各画素から電荷を取り出す。すなわち例えば、電荷取得部120は、図中(4)と示したように、奇数行偶数列に位置する各画素の電荷を取り出す。
FIG. 4 shows another example of the update order of each pixel in the
なお、電荷取得部120は、図3と同様に、新たなフレーム画像に応じた電荷の取得を、上記のいずれのフェーズから開始してもよい。
Note that the
以上に示した撮像装置10によれば、それぞれのフェーズにおいて、行方向および列方向に所定の間隔で画素の電荷を取得することにより、ちらつきの少ない動画を得ることができる。また、各VCCD210は、隔行で画素200の電荷を取得してHCCD220へ転送すればよいので、全行を並列に取得してHCCD220へ転送する場合と比較しCCDの電位井戸および電位障壁の数を減らすことができる。この結果、VCCD210の回路規模を減らすことができる。同様に、HCCD220は、隔列でVCCD210から受け取った電荷を電荷検出部230へ転送すればよいので、全列の電荷を並列に取得して電荷検出部230へ転送する場合と比較しCCDの電位井戸および電位障壁の数を減らすことができる。
According to the
この方式を図3または図4の更新順序で実現した場合、図中(1)と示した画素は第1フェーズから第4フェーズまでの間に受光して次の第1フェーズの始めに電荷を出力することとなる。同様に図中(2)、(3)および(4)と示した画素は、それぞれ第2フェーズから第1フェーズまでの間、第3フェーズから第2フェーズまでの間、第4フェーズから第3フェーズまでの間受光することとなる。 When this method is implemented in the update order shown in FIG. 3 or FIG. 4, the pixel indicated by (1) in the figure receives light during the first phase to the fourth phase and charges at the beginning of the next first phase. Will be output. Similarly, the pixels indicated by (2), (3) and (4) in the figure are respectively from the second phase to the first phase, from the third phase to the second phase, from the fourth phase to the third phase. Light is received until the phase.
これに代えて、受光前に各画素から電荷を放出させても良い。例えば、図3の更新順序において、奇数列のVCCD210が図中(1)と示した画素の電荷をHCCD220へ出力している間、偶数列のVCCD210は、図中(2)と示した画素の電荷を取得しHCCD220へ転送することなくグランド等へ放出する。この動作は、奇数列のVCCD210と同期して電荷をHCCD220側へ伝播し、VCCD210の端部からグランド等へ放出することにより実現できる。同様に、偶数列のVCCD210が図中(2)と示した画素の電荷をHCCD220へ出力している間、奇数列のVCCD210は、図中(3)と示した画素の電荷を取得しHCCD220へ転送することなくグランド等へ放出する。特に、図3の更新順序においては、奇数列のVCCD210が電荷をHCCD220へ出力している間に偶数列のVCCD210が電荷を放出し、偶数列のVCCD210が電荷をHCCD220へ出力している間に奇数列のVCCD210が電荷を放出すればよい。
Alternatively, charges may be emitted from each pixel before light reception. For example, in the update sequence of FIG. 3, while the odd-numbered
本形態によれば、各画素の受光期間が重複しない。したがって、いずれかのフェーズにおいて、撮像中に被写体に対してフラッシュ光が照射されたかことを検出部170が検出した場合に、当該フェーズにおいて受光していた画素から取得した電荷を放出してしまうこともできる。この場合、画像更新部130は、フラッシュ光の照射が検出されていないフェーズにおいて各画素から取り出されたそれぞれの電荷量に応じて、画像記録部140に記録されたフレーム画像における各画素の階調データを更新する。これにより、画像更新部130は、フラッシュ光の影響が少ない動画を生成することができる。
According to this embodiment, the light receiving periods of the pixels do not overlap. Therefore, in any phase, when the
図5は、本実施形態の変形例に係る撮像素子110および電荷取得部120の構成を示す。電荷取得部120は、フェーズ毎に隔列に各画素から電荷を取得すればよいので、同一フェーズにおいて同時に電荷を転送しない複数列分の画素200に対して1つのVCCD210を設ける構成をとることができる。
FIG. 5 shows configurations of the
本図において、それぞれのVCCD210は、奇数列の画素200および当該奇数列の次の偶数列の画素200の2列毎に1つ設けられる。図3の(1)の画素から電荷を取得する場合には、VCCD210は、奇数列の画素200から1行おきに電荷を取得しHCCD220へ転送する。図3の(2)の画素から電荷を取得する場合には、VCCD210は、偶数列の画素200から1行おきに電荷を取得しHCCD220へ転送する。これを実現するために、各画素200とVCCD210との間に電荷の移動を許可または禁止するゲートを設けて良い。
In the figure, one
以上に示した撮像装置10によれば、フェーズ毎に撮像領域全体から満遍なく画素の電荷を取得することにより出力される動画のちらつきを小さくし、フレーム間隔を多少大きくしても動画のちらつきを抑えることが可能となる。
According to the
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
10 撮像装置
100 レンズ部
110 撮像素子
120 電荷取得部
130 画像更新部
140 画像記録部
150 動画出力部
160 動画記録部
170 検出部
180 フラッシュ部
200 画素
210 VCCD
220 HCCD
230 電荷検出部
DESCRIPTION OF
220 HCCD
230 Charge detector
Claims (9)
前記動画における直前のフレーム画像を記録する画像記録部と、
複数のフェーズのそれぞれにおいて全画素のうち行方向および列方向に不連続な一群の画素から階調値を取得する取得部と、
いずれかの前記フェーズにおいて、撮像中に他の装置により被写体に対してフラッシュ光が照射されたか否かを検出する検出部と、
前記画像記録部に記録された前記フレーム画像における各画素の階調データを、前記フラッシュ光の照射が検出されていない前記フェーズにおいて各画素から取り出されたそれぞれの階調値により更新する画像更新部と、
前記画像更新部により更新された前記フレーム画像を順次出力する動画出力部と
を備える撮像装置。 An imaging apparatus that captures a moving image with an imaging element in which a plurality of pixels are arranged in a matrix,
An image recording unit for recording the immediately preceding frame image in the moving image;
An acquisition unit that acquires a gradation value from a group of pixels discontinuous in the row direction and the column direction among all the pixels in each of the plurality of phases;
In any one of the phases, a detection unit that detects whether flash light is irradiated to the subject by another device during imaging;
An image updating unit that updates gradation data of each pixel in the frame image recorded in the image recording unit with each gradation value extracted from each pixel in the phase in which the irradiation of the flash light is not detected. When,
A moving image output unit that sequentially outputs the frame images updated by the image update unit.
前記取得部は、複数のフェーズのそれぞれにおいて全画素のうち行方向および列方向に不連続な一群の画素から電荷を順次取り出していくことにより、前記複数の画素から電荷を取り出し、 The acquisition unit sequentially extracts charges from a group of pixels discontinuous in the row direction and the column direction among all the pixels in each of the plurality of phases, thereby extracting charges from the plurality of pixels.
前記画像更新部は、前記フラッシュ光の照射が検出されていない前記フェーズにおいて各画素から取り出されたそれぞれの電荷量に応じて、前記画像記録部に記録された前記フレーム画像における各画素の階調データを更新する The image updating unit is configured to perform gradation of each pixel in the frame image recorded in the image recording unit in accordance with each charge amount extracted from each pixel in the phase where the flash light irradiation is not detected. Update data
請求項1に記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 1.
第1フェーズにおいて、行方向および列方向に1つおきに配列された前記一群の画素から電荷を取り出し、
前記第1フェーズの次の第2フェーズにおいて、前記第1フェーズで電荷を取り出された各画素の次の行かつ次の列に位置する各画素から電荷を取り出す
請求項3に記載の撮像装置。 The acquisition unit
In the first phase, electric charges are taken out from the group of pixels arranged every other row and column.
The imaging apparatus according to claim 3 , wherein in the second phase subsequent to the first phase, charge is extracted from each pixel located in the next row and next column of each pixel from which charge has been extracted in the first phase.
前記第2フェーズの次の第3フェーズにおいて、前記第2フェーズで電荷を取り出された各画素の前の行かつ同じ列に位置する各画素から電荷を取り出し、
前記第3フェーズの次の第4フェーズにおいて、前記第3フェーズで電荷を取り出された各画素の次の行かつ前の列に位置する各画素から電荷を取り出す
請求項4に記載の撮像装置。 The acquisition unit
In the third phase subsequent to the second phase, the charge is taken out from each pixel located in the same row and the previous column of each pixel from which the charge has been taken out in the second phase,
5. The imaging device according to claim 4 , wherein in the fourth phase following the third phase, charge is extracted from each pixel located in the next row and previous column of each pixel from which charge has been extracted in the third phase.
前記第2フェーズの次の第3フェーズにおいて、前記第2フェーズで電荷を取り出された各画素と同じ行かつ前の列に位置する各画素から電荷を取り出し、
前記第3フェーズの次の第4フェーズにおいて、前記第3フェーズで電荷を取り出された各画素の前の行かつ次の列に位置する各画素から電荷を取り出す
請求項4に記載の撮像装置。 The acquisition unit
In the third phase following the second phase, the charge is taken out from each pixel located in the same row and the previous column as each pixel from which the charge has been taken out in the second phase,
5. The imaging device according to claim 4 , wherein in the fourth phase following the third phase, charge is extracted from each pixel located in the previous row and next column of each pixel from which charge has been extracted in the third phase.
それぞれが前記撮像素子の各列に対応して設けられ、それぞれのフェーズにおいて、対応する列に配列された各画素のうち行方向に予め定められた間隔おきに配列された前記画素から取得した電荷を直列に出力する複数の垂直CCDと、
それぞれの前記フェーズにおいて、前記複数の垂直CCDのうち列方向に予め定められた間隔おきに配列された2以上の前記垂直CCDから同期して出力される前記垂直CCD当たり1画素分の電荷を並列に取得して直列に出力する水平CCDと
を有する請求項3に記載の撮像装置。 The acquisition unit
Charges acquired from the pixels arranged at predetermined intervals in the row direction among the pixels arranged in the corresponding column in each phase provided for each column of the image sensor A plurality of vertical CCDs that output in series,
In each of the phases, charges for one pixel per the vertical CCDs output in synchronization from two or more vertical CCDs arranged at predetermined intervals in the column direction among the plurality of vertical CCDs are arranged in parallel. The image pickup apparatus according to claim 3 , further comprising: a horizontal CCD that acquires and outputs in series.
第1フェーズにおいて、奇数列の前記垂直CCDに接続される領域を電位井戸とし、偶数列の垂直CCDに接続される領域を電位障壁として奇数列の前記垂直CCDから電荷を取得して出力し、
第2フェーズにおいて、奇数列の前記垂直CCDに接続される領域を電位障壁とし、偶数列の前記垂直CCDに接続される領域を電位井戸として偶数列の前記垂直CCDから電荷を取得して出力する
請求項7に記載の撮像装置。 The horizontal CCD is
In the first phase, a region connected to the vertical CCD in the odd column is set as a potential well, and a region connected to the vertical CCD in the even column is set as a potential barrier to obtain and output charges from the vertical CCD in the odd column,
In the second phase, charges are obtained and output from the vertical CCDs in the even columns using the regions connected to the vertical CCDs in the odd columns as potential barriers and the regions connected to the vertical CCDs in the even columns as potential wells. The imaging device according to claim 7 .
前記動画における直前のフレーム画像を記録する画像記録段階と、
複数のフェーズのそれぞれにおいて全画素のうち行方向および列方向に不連続な一群の画素から階調値を取得する取得段階と、
いずれかの前記フェーズにおいて、撮像中に他の装置により被写体に対してフラッシュ光が照射されたか否かを検出する検出段階と、
前記フレーム記録段階において記録された前記フレーム画像における各画素の階調データを、前記フラッシュ光の照射が検出されていない前記フェーズにおいて各画素から取り出されたそれぞれの階調値により更新する画像更新段階と、
前記画像更新段階により更新された前記フレーム画像を順次出力する動画出力段階と
を備える撮像方法。 An imaging method for imaging a moving image with an imaging device including an imaging device in which a plurality of pixels are arranged in a matrix,
An image recording stage for recording a previous frame image in the moving image;
Obtaining a gradation value from a group of pixels discontinuous in the row direction and the column direction among all the pixels in each of a plurality of phases;
In any one of the phases, a detection step of detecting whether flash light is irradiated on the subject by another device during imaging,
An image updating step of updating the gradation data of each pixel in the frame image recorded in the frame recording step with the respective gradation values extracted from each pixel in the phase where the flash light irradiation is not detected. When,
A moving image output step of sequentially outputting the frame images updated in the image update step.
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