JP5331573B2 - Imaging apparatus and imaging method - Google Patents
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Description
本発明は、多重露光により被写体を撮像する撮像装置、撮像方法に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus and an imaging method for imaging a subject by multiple exposure.
移動している被写体の軌跡を間欠的に撮像する場合や、回転している被写体の特定位相における形態を撮像する場合、従来の撮像装置は、シャッタを開放したままの状態で、その被写体に所定の周期で閃光を投光し、反射光をイメージセンサ(以下、「受光素子」と称する)に多重露光することで、被写体の軌跡や回転時の形態を撮像していた(例えば、特許文献1参照)。 When imaging the trajectory of a moving subject intermittently, or when imaging the form of a rotating subject at a specific phase, a conventional imaging device does not capture the subject with the shutter open. The subject's trajectory and the form at the time of rotation were imaged by projecting flash light with a period of λ and performing multiple exposure of reflected light on an image sensor (hereinafter referred to as “light receiving element”) (for example, Patent Document 1). reference).
しかしながら、従来の撮像装置は、シャッタを開放したままの状態で撮像しているため、被写体からの間欠的な反射光のみを露光するためには、被写体は暗室内に設置されている必要があった。このため、例えば太陽などの環境光がある屋外では、移動している被写体の軌跡がすべて露光されてしまうため、従来の撮像装置は閃光の反射光のみを露光することができなかった。また、回転している被写体を撮像する場合、その回転周期にジッタがあると、回転周期に等しい固定周期で撮像装置が多重露光をしても、被写体像の回転が静止して見えず、ぶれた被写体像が撮像されてしまうという問題もあった。 However, since conventional imaging devices capture images with the shutter open, in order to expose only intermittent reflected light from the subject, the subject needs to be placed in a dark room. It was. For this reason, for example, in the outdoors where there is ambient light such as the sun, the locus of the moving subject is all exposed, so that the conventional imaging apparatus cannot expose only the reflected light of the flash. In addition, when imaging a rotating subject, if there is jitter in the rotation period, even if the imaging device performs multiple exposure with a fixed period equal to the rotation period, the rotation of the object image does not appear stationary and blurs. There is also a problem that a subject image is captured.
本発明は、前記の諸点に鑑みてなされたものであり、環境光がある屋外でも多重露光によって、移動している被写体の軌跡を間欠的に撮像する、または回転している被写体の特定位相における形態を撮像することができる撮像装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described points, and intermittently images the locus of a moving subject by multiple exposure even in the presence of ambient light, or at a specific phase of a rotating subject. An object of the present invention is to provide an imaging device capable of imaging a form.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、露光量に応じた電荷を出力する光電変換部(例えば、実施形態の光電変換部124)と、前記電荷を蓄積する電荷蓄積部(例えば、実施形態の電荷蓄積部118)と、前記光電変換部の前記電荷を廃棄するドレイン電極(例えば、実施形態のドレイン電極114)と、前記光電変換部及び前記電荷蓄積部の電位を初期化するリセット電極(例えば、実施形態のリセット電極122)と、を有する画素(例えば、実施形態の画素111)を複数備える受光素子(例えば、実施形態の受光素子110)と、前記初期化後に、画像フレーム周期よりも短い周期で同期信号が出力される毎に、前記電荷蓄積部に前記電荷を蓄積して第1電荷として読み出してから、前記ドレイン電極に前記光電変換部の前記電荷を廃棄し、画像フレーム周期が経過する際には、前記電荷蓄積部に蓄積されている前記電荷を第2電荷として読み出す電荷読出部(例えば、実施形態の電荷読出部130)と、前記電荷読出部に所定の周期の前記同期信号を出力する制御部(例えば、実施形態の制御部140)と、を備え、前記制御部は、前記第1電荷が所定の閾値以上である場合、前記同期信号によって電荷蓄積時間を減少させるよう前記電荷読出部を制御し、前記第1電荷が所定の閾値以下である場合、前記同期信号によって電荷蓄積時間を増加させるよう前記電荷読出部を制御することを特徴とする撮像装置(例えば、実施形態の撮像装置100)である。
The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and includes a photoelectric conversion unit (for example, the photoelectric conversion unit 124 of the embodiment) that outputs charges according to an exposure amount, and a charge storage that stores the charges. Unit (for example, the charge storage unit 118 of the embodiment), the drain electrode for discarding the charge of the photoelectric conversion unit (for example, the drain electrode 114 of the embodiment), the potential of the photoelectric conversion unit and the charge storage unit A light-receiving element (for example, the light-receiving
また本発明は、前記制御部が、被写体の動きを検出し、前記検出結果に基づいて被写体の動きに同期した前記同期信号を発生させることを特徴とする撮像装置である。 The present invention, the control unit is an imaging apparatus characterized by generating the synchronization signals to detect the movement of the Utsushitai, synchronized with the movement of the subject based on the detection result.
また本発明は、前記制御部が、画像フレーム周期と同期しない所定の周期の前記同期信号を、前記撮像装置の内部で生成することを特徴とする撮像装置である。 Further, the present invention is the imaging apparatus, wherein the control unit generates the synchronization signal having a predetermined period that is not synchronized with an image frame period inside the imaging apparatus.
また本発明は、前記制御部が、前記電荷が所定の閾値以上である場合、電荷蓄積時間を減少させるよう前記電荷読出部に前記同期信号を出力することを特徴とする撮像装置である。 Further, the present invention is the imaging apparatus, wherein the control unit outputs the synchronization signal to the charge reading unit so as to reduce a charge accumulation time when the charge is equal to or greater than a predetermined threshold.
また本発明は、前記制御部が、前記電荷が所定の閾値以下である場合、電荷蓄積時間を増加させるよう前記電荷読出部に前記同期信号を出力することを特徴とする撮像装置である。 Further, the present invention is the imaging apparatus, wherein the control unit outputs the synchronization signal to the charge reading unit so as to increase a charge accumulation time when the charge is equal to or less than a predetermined threshold value.
また本発明は、撮像装置(例えば、実施形態の撮像装置100)における撮像方法であって、光電変換部(例えば、実施形態の光電変換部124)が、露光量に応じた電荷を出力するステップと、電荷蓄積部(例えば、実施形態の電荷蓄積部118)が、前記電荷を蓄積するステップと、ドレイン電極(例えば、実施形態のドレイン電極114)が、前記光電変換部の前記電荷を廃棄するステップと、リセット電極(例えば、実施形態のリセット電極122)が、前記光電変換部及び前記電荷蓄積部の電位を初期化するステップと、電荷読出部(例えば、実施形態の電荷読出部130)が、前記初期化後に、画像フレーム周期よりも短い周期で同期信号が出力される毎に、前記電荷蓄積部に前記電荷を蓄積して第1電荷として読み出してから、前記ドレイン電極に前記光電変換部の前記電荷を廃棄し、画像フレーム周期が経過する際には、前記電荷蓄積部に蓄積されている前記電荷を第2電荷として読み出すステップと、制御部(例えば、実施形態の制御部140)が、前記電荷読出部に画像フレーム周期よりも短い周期の前記同期信号を出力し、前記第1電荷が所定の閾値以上である場合、前記同期信号によって電荷蓄積時間を減少させるよう前記電荷読出部を制御し、前記第1電荷が所定の閾値以下である場合、前記同期信号によって電荷蓄積時間を増加させるよう前記電荷読出部を制御するステップと、を有することを特徴とする撮像方法である。
The present invention is also an imaging method in the imaging apparatus (for example, the
請求項1から請求項4に記載の発明によれば、撮像装置は、所定の周期の露光を、1画像フレームあたり複数回行うため、回転している被写体が静止して見える被写体像を1画像フレームに得ることができる。このため撮像装置は、画像フレームの枚数を必要以上に増大させずに、環境光がある屋外でも、回転している被写体の特定位相における形態を撮像することができる。 According to the first to fourth aspects of the present invention, since the imaging apparatus performs exposure with a predetermined cycle a plurality of times per image frame, one image of a subject in which a rotating subject appears to be stationary is displayed. Can get into the frame. For this reason, the imaging device can capture the form of the rotating subject in a specific phase even outdoors with ambient light without increasing the number of image frames more than necessary.
また、請求項1から請求項4に記載の発明によれば、撮像装置は、所定の周期の露光を、1画像フレームあたり複数回行うことで、被写体の軌跡を表す複数の被写体像を1画像フレームに得ることができる。このため撮像装置は、画像フレームの枚数を必要以上に増大させずに、環境光がある屋外でも、移動している被写体の間欠的な軌跡を撮像することができる。 In addition, according to the first to fourth aspects of the present invention, the imaging apparatus performs exposure of a predetermined cycle a plurality of times per image frame, so that a plurality of subject images representing the locus of the subject are obtained as one image. Can get into the frame. For this reason, the imaging apparatus can capture an intermittent trajectory of a moving subject even outdoors where there is ambient light without increasing the number of image frames more than necessary.
また、請求項1から請求項4に記載の発明によれば、撮像装置は、受光素子から出力される電荷量に応じて、1画像フレームあたりの電荷蓄積時間を同期信号によって増減させるので、受光素子から出力される電荷量(蓄積電位)を充分に取得しながら、短時間に露光量を調節して被写体を撮像することができる。 According to the first to fourth aspects of the present invention, the imaging apparatus increases or decreases the charge accumulation time per image frame according to the amount of charge output from the light receiving element. The subject can be imaged by adjusting the exposure amount in a short time while sufficiently acquiring the charge amount (accumulated potential) output from the element.
本発明を実施するための一実施形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態における撮像装置のブロック図である。撮像装置100は、受光素子110と、電荷読出部130と、制御部140と、を備える。
An embodiment for carrying out the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. The
被写体400は、撮像装置100が撮像する被写体であって、回転軸405と、回転軸405に付属したブレード401から404と、を備える。ブレード401から404は、回転軸405を中心に所定の周期で回転しているものとする。なお、被写体400のこの構成は一例である。例えば被写体400は、図4で後述するように移動している球であってもよい。検出器500は、例えばフォトインタラプタ(Photointerrupter)であって、ブレードのいずれかが検出器500を通過した場合、ブレードが通過したことを示す「通過信号」を制御部140に出力する。
The subject 400 is a subject imaged by the
光学系200は、被写体400から入射される光束を通過させ、受光素子(イメージセンサ)110に被写体像を投影する。光学系200はレンズ(不図示)を備え、撮像装置100の制御部140から入力される焦点調節指示に応じてレンズ(不図示)を移動させる。また光学系200は絞り(不図示)を備え、制御部140から入力される絞り調節指示に応じて絞りを調節する。
The
図2は、本発明の一実施形態における画素のブロック図である。画素111は、図1の受光素子110に行列状に複数個配置される。画素111は、光電変換部124と、ドレインゲート112と、ドレインゲート制御端子113と、ドレイン電極114と、ドレイン電極出力端子115と、電荷蓄積ゲート116と、電荷蓄積ゲート制御端子117と、電荷蓄積部118と、電荷蓄積部出力端子119と、リセットゲート120と、リセットゲート制御端子121と、リセット電極122と、リセット電極出力端子123と、を備える。
FIG. 2 is a block diagram of a pixel in an embodiment of the present invention. A plurality of pixels 111 are arranged in a matrix on the
光電変換部124は、露光量に応じた電荷を、ドレインゲート112または電荷蓄積ゲート116に出力する。ドレインゲート制御端子113は、図1の電荷読出部130から出力されるドレインゲート指示をドレインゲート112に入力する。同様にドレインゲート制御端子113は、電位を初期化するためのリセット指示を電荷読出部130から入力され、ドレインゲート112に出力する。
The photoelectric conversion unit 124 outputs a charge corresponding to the exposure amount to the drain gate 112 or the charge accumulation gate 116. The drain gate control terminal 113 inputs the drain gate instruction output from the
ドレインゲート指示またはリセット指示のいずれかが入力されている場合、ドレインゲート112は、光電変換部124の電荷をドレイン電極114に出力する。またドレインゲート指示またはリセット指示のいずれもが入力されていない場合、ドレインゲート112は、光電変換部124の電荷をドレイン電極114に出力しない。ドレイン電極114は、ドレインゲート112から入力された電荷を、ドレイン電極出力端子115に出力する。ドレイン電極出力端子115に出力された電荷は廃棄される。 When either the drain gate instruction or the reset instruction is input, the drain gate 112 outputs the charge of the photoelectric conversion unit 124 to the drain electrode 114. When neither the drain gate instruction nor the reset instruction is input, the drain gate 112 does not output the charge of the photoelectric conversion unit 124 to the drain electrode 114. The drain electrode 114 outputs the charge input from the drain gate 112 to the drain electrode output terminal 115. The charges output to the drain electrode output terminal 115 are discarded.
電荷蓄積ゲート制御端子117は、図1の電荷読出部130から入力される電荷蓄積ゲート指示を電荷蓄積ゲート116に出力する。同様に電荷蓄積ゲート制御端子117は、電荷読出部130から入力されるリセット指示を電荷蓄積ゲート116に出力する。電荷蓄積ゲート指示またはリセット指示のいずれかが入力されている場合、電荷蓄積ゲート116は、光電変換部124の電荷を電荷蓄積部118に出力する。また電荷蓄積ゲート指示またはリセット指示のいずれもが入力されていない場合、電荷蓄積ゲート116は、光電変換部124の電荷を電荷蓄積部118に出力しない。
The charge storage gate control terminal 117 outputs the charge storage gate instruction input from the
電荷蓄積部118は、電荷蓄積ゲート116から入力された電荷を蓄積する。電荷蓄積部118は、図1の電荷読出部130によって電荷蓄積部出力端子119が開放された場合、電荷蓄積部118に蓄電された電荷量に応じた電位(以下、「蓄積電位」と称する)を、電荷蓄積部出力端子119を介して電荷読出部130に出力する。特に、リセット電極122によって所定の電位に初期化(リセット)された状態で電荷蓄積部118が出力する電位を、以下「リセット電位」と称する。このようにして図1の受光素子110は、リセット電位と、電荷蓄積部118に蓄積された電荷による蓄積電位と、を電荷読出部130に出力する。
The charge storage unit 118 stores the charge input from the charge storage gate 116. When the charge storage unit output terminal 119 is opened by the
リセットゲート制御端子121は、図1の電荷読出部130から出力されるリセット指示をリセットゲート120に入力する。リセット指示が入力されている場合、リセットゲート120は、電荷蓄積部118の電荷をリセット電極122に出力する。またリセット指示が入力されていない場合、リセットゲート120は、電荷蓄積部118の電荷をリセット電極122に出力しない。
The reset gate control terminal 121 inputs a reset instruction output from the
リセット電極122は、例えば電源電位にあり、リセットゲート120から入力された電荷を、リセット電極出力端子123に出力する。リセット電極出力端子123に出力された電荷は廃棄される。 The reset electrode 122 is at a power supply potential, for example, and outputs the charge input from the reset gate 120 to the reset electrode output terminal 123. The charges output to the reset electrode output terminal 123 are discarded.
制御部140には、ブレードが検出器500を通過したことを示す通過信号が入力される。制御部140は、通過信号の入力回数をカウントする。被写体400が4枚のブレードを備えるため、制御部140は、通過信号が4回入力されるごとに、同期信号をローレベルからハイレベル(アップエッジ)にして、電荷読出部130に出力する。
A passing signal indicating that the blade has passed the
また、制御部140には、受光素子110が出力した蓄積電位(電荷量)が電荷読出部130から入力される。制御部140は、蓄積電位が所定の閾値以上である場合、露光量が充分であると判定し、同期信号の所定のハイレベル時間(電荷蓄積時間)を減少させて、電荷読出部130に出力する。また制御部140は、蓄積電位が所定の閾値以下である場合、露光量が充分でないと判定し、同期信号の所定のハイレベル時間(電荷蓄積時間)を増加させて、電荷読出部130に出力する。
Further, the accumulated potential (charge amount) output from the
制御部140は、同期信号のハイレベル時間が終了すると、同期信号をハイレベルからローレベル(ダウンエッジ)にして、電荷読出部130に出力する。このため同期信号は、例えばブレード403が検出器500を通過した直後にアップエッジとなって、同期信号のハイレベル時間が終了すると、ダウンエッジが電荷読出部130に出力される。また制御部140は、所定の1フレーム周期(例えば、16.67[ms])で画素信号出力指示を電荷読出部130に出力する。画像処理装置300は、電荷読出部130から入力された画素信号に基づいて所定の画像処理を行い、画像フレームを生成する。
When the high level time of the synchronization signal ends, the
電荷読出部130には、蓄積電位が受光素子110から入力される。また電荷読出部130には、同期信号と、画素信号出力指示と、が制御部140から入力される。画素信号出力指示が入力された場合、電荷読出部130は、電荷蓄積部出力端子119を開放し、蓄積電位を取得する。電荷読出部130は、蓄積電位とリセット電位とを用いて、相関二重サンプリング(Correllated Double Sampling)を行う。電荷読出部130は、相関二重サンプリングによって取得した電荷量をアナログ−デジタル(AD)変換し、画素信号として画像処理装置300に出力する。この所定の1フレーム周期ごとに受光素子110から出力されたデータに基づいて、画像処理装置300によって1画像フレームが生成される。
The accumulated potential is input from the
さらに電荷読出部130は、画素信号の出力が終了すると、電荷蓄積ゲート制御端子117と、ドレインゲート制御端子113と、リセットゲート制御端子121と、にリセット指示を出力する。これにより電荷読出部130には、リセット電位が受光素子110から入力される。
Further, when the output of the pixel signal is completed, the
図3は、本発明の一実施形態における撮像装置100の動作タイミングチャートである。電荷読出部130は、同期信号に基づいて、図2の光電変換部124が電荷を蓄積するよう次のように動作する。ここで、図3のステップS1からステップS5までが1フレーム周期となり、撮像装置100はこのフレーム周期を繰り返す。
FIG. 3 is an operation timing chart of the
まず光学系200は、被写体400から入射される光束を通過させ、受光素子110に被写体像を投影する。これにより、光電変換部124は露光される。またブレードが検出器500を通過すると、制御部140は通過信号を取得する。これにより電荷読出部130には、制御部140から同期信号が入力される。
First, the
電荷読出部130は、電荷蓄積ゲート制御端子117と、ドレインゲート制御端子113と、リセットゲート制御端子121と、にリセット指示を出力する。光電変換部124に蓄積された電荷は、これによりドレイン電極114とリセット電極122から廃棄され、光電変換部124の電位が初期化(リセット)される。また電荷蓄積部118に蓄積された電荷は、リセット電極122から廃棄され、電荷蓄積部118の電位が初期化(リセット)される(ステップS1)。
The
次に電荷読出部130は、ドレインゲート指示をドレインゲート112に入力し、さらにリセット指示の出力を停止する。リセット指示の出力が停止されたことにより、リセットゲート120の電位と、電荷蓄積ゲート116の電位が上がり、電荷蓄積部118からリセットゲート120や電荷蓄積ゲート116に電荷が出力されなくなる。さらに電荷読出部130は、電荷蓄積部出力端子119を開放する。これにより電荷蓄積部118は、電荷蓄積部出力端子119を介して電荷読出部130にリセット電位を出力する(ステップS2)。
Next, the
次に、ブレードが検出器500を4回通過したため、制御部140から入力された同期信号がハイレベル(アップエッジ)になったとする。電荷読出部130は、同期信号がハイレベルの間、電荷蓄積ゲート指示を電荷蓄積ゲート制御端子117に入力する。光電変換部124は、露光量に応じた電荷を電荷蓄積ゲート116に出力する。これにより電荷蓄積ゲート116は、光電変換部124の電荷を電荷蓄積部118に出力する。電荷蓄積部118は、電荷蓄積ゲート116から入力された電荷を蓄積する。次に、電荷蓄積時間が経過したため、制御部140から入力された同期信号がローレベル(ダウンエッジ)になったとする。これにより電荷読出部130は電荷蓄積ゲート指示の出力を停止する(ステップS3)。
Next, it is assumed that the synchronization signal input from the
さらに電荷読出部130は、ドレインゲート指示をドレインゲート112に入力する。これによりドレインゲート112は、光電変換部124の電荷をドレイン電極114に出力する。ドレイン電極114は、ドレインゲート112から入力された電荷をドレイン電極出力端子115に出力する。ドレイン電極出力端子115に出力された電荷は廃棄される。
Further,
再びブレードが検出器500を4回通過すると、制御部140は同期信号をハイレベル(アップエッジ)にする。このため電荷読出部130は、ドレインゲート指示の出力を停止する。さらに制御部140は、ステップS1のリセットから所定の1フレーム周期になったか否かを判定する。1フレーム周期になっていない場合、制御部140と電荷読出部130は、ステップS3に戻る。1フレーム周期になった場合、制御部140と電荷読出部130は、ステップS5に進む(ステップS4)。
When the blade again passes the
制御部140は、所定の1フレーム周期を計測しており、前回の画素信号出力指示から1フレーム周期が経過したとする。このため制御部140は、画素信号出力指示を電荷読出部130に出力する。電荷読出部130は、画素信号出力指示が入力されたので、電荷蓄積部出力端子119を開放する。電荷蓄積部118は、電荷蓄積部出力端子119を介して電荷読出部130に蓄積電位を出力する。このようにして図1の受光素子110は、電荷蓄積部118に蓄積された電荷による蓄積電位を電荷読出部130に出力する。電荷読出部130は、蓄積電位と、ステップS2で取得したリセット電位と、を用いて相関二重サンプリングを行う。電荷読出部130は、相関二重サンプリングによって取得した電荷量をAD変換し、画素信号として画像処理装置300に出力する。画像処理装置300は、電荷読出部130から入力された画素信号に基づいて所定の画像処理を行い、画像フレームを生成する(ステップS5)。
The
図4は、本発明の一実施形態における画像フレームに撮影された被写体像を示す図である。図1に示す回転している被写体400が撮像された場合、図4のように、回転に同期したタイミングで露光されたことにより、静止した被写体像400が受光素子110から画素信号として出力される。画像処理装置300は、電荷読出部130から入力された画素信号に基づいて所定の画像処理を行い、画像フレーム406を生成する。
FIG. 4 is a diagram showing a subject image photographed in an image frame in one embodiment of the present invention. When the rotating subject 400 shown in FIG. 1 is imaged, a stationary subject image 400 is output as a pixel signal from the
このように撮像装置100は、被写体400の動きに同期して、1画像フレームあたり複数回露光した被写体像を、受光素子110から出力する。このため画像処理装置300は、被写体像を1枚の画像フレーム406に得ることができる。撮像装置100は、画像フレームの枚数を必要以上に増大させずに、環境光がある屋外でも、回転している被写体の特定位相における形態を撮像することができる。
In this way, the
また、撮像装置100は、受光素子110から出力される電荷量に応じて、1画像フレームあたりの電荷蓄積時間を同期信号によって増減させるので、受光素子110から出力される電荷量(蓄積電位)を充分に取得しながら、短時間で露光量を調節して被写体400を撮像することができる。
In addition, since the
また制御部140は、所定の周期の同期信号を通過信号によらずに、撮像装置100の内部で生成してもよい。ここで同期信号は、画像フレーム周期と同期しなくても(非同期)よい。図5は、本発明の一実施形態における画像フレーム周期と電荷蓄積期間のタイミング例を示す図である。例えば図5に示すように、所定の速度で移動している球(被写体像413aから413h)が、それぞれ電荷蓄積期間414aから414hで露光(電荷蓄積)された場合、制御部140が画像フレーム周期とは非同期に撮像装置100の内部で生成した同期信号に同期して露光された被写体像413aから413hが、受光素子110から画素信号として蓄積電位出力される。画像処理装置300は、電荷読出部130から入力されたこれらの画素信号に基づいて所定の画像処理を行い、画像フレーム410から412を生成する。
In addition, the
これにより撮像装置100は、被写体413の動きに同期した露光を、1画像フレームあたり複数回行うため、被写体413の軌跡を表す複数の被写体像、例えば被写体像413aから被写体像413cを、それぞれに対応する電荷蓄積期間414aから414cによって、1枚の画像フレーム410に得ることができる。このため撮像装置100は、画像フレームの枚数を必要以上に増大させずに、環境光がある屋外でも、移動している被写体の間欠的な軌跡を撮像することができる。
As a result, since the
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.
また、本発明に記載の撮像装置は、撮像装置100に対応し、光電変換部は、光電変換部124に対応し、電荷蓄積部は、電荷蓄積部118に対応し、ドレイン電極は、ドレイン電極114に対応し、リセット電極は、リセット電極122に対応し、画素は、画素111に対応し、受光素子は、受光素子110に対応し、電荷読出部は、電荷読出部130に対応し、制御部は、制御部140に対応する。
The imaging device according to the present invention corresponds to the
また、図3に示す各ステップを実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、実行処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OS(Operating System)や周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。 3 is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into the computer system and executed, thereby executing an execution process. May be. Here, the “computer system” may include hardware such as an OS (Operating System) and peripheral devices.
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。 Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used. The “computer-readable recording medium” means a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, a writable nonvolatile memory such as a flash memory, a portable medium such as a CD-ROM, a hard disk built in a computer system, etc. This is a storage device.
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory))のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。
さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
Further, the “computer-readable recording medium” refers to a volatile memory (for example, DRAM (Dynamic) in a computer system serving as a server or a client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. Random Access Memory)) that holds a program for a certain period of time is also included.
The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line.
The program may be for realizing a part of the functions described above.
Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
本発明は、多重露光により被写体を撮像する撮像装置に好適である。 The present invention is suitable for an imaging apparatus that images a subject by multiple exposure.
100…撮像装置(撮像装置) 110…受光素子(受光素子) 111…画素 112…ドレインゲート 113…ドレインゲート制御端子 114…ドレイン電極(ドレイン電極) 115…ドレイン電極出力端子 116…電荷蓄積ゲート 117…電荷蓄積ゲート制御端子 118…電荷蓄積部(電荷蓄積部) 119…電荷蓄積部出力端子 120…リセットゲート 121…リセット制御端子 122…リセット電極(リセット電極) 123…リセット電極出力端子 124…光電変換部(光電変換部)130…電荷読出部(電荷読出部) 140…制御部(制御部) 200…光学系 300…画像処理装置 400…被写体 401から404…ブレード 405…回転軸 406…画像フレーム 410から412…画像フレーム 413aから413h…被写体像 414aから414h…電荷蓄積期間 500…検出器
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記初期化後に、画像フレーム周期よりも短い周期で同期信号が出力される毎に、前記電荷蓄積部に前記電荷を蓄積して第1電荷として読み出してから、前記ドレイン電極に前記光電変換部の前記電荷を廃棄し、画像フレーム周期が経過する際には、前記電荷蓄積部に蓄積されている前記電荷を第2電荷として読み出す電荷読出部と、
前記電荷読出部に画像フレーム周期よりも短い周期の前記同期信号を出力する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第1電荷が所定の閾値以上である場合、前記同期信号によって電荷蓄積時間を減少させるよう前記電荷読出部を制御し、前記第1電荷が所定の閾値以下である場合、前記同期信号によって電荷蓄積時間を増加させるよう前記電荷読出部を制御することを特徴とする撮像装置。 A photoelectric conversion unit that outputs a charge corresponding to the exposure amount, a charge accumulating section for accumulating the charge, a drain electrode discarding the charge of the photoelectric conversion unit, the potential of the photoelectric conversion part and the charge storage part A light receiving element including a plurality of pixels having a reset electrode to be initialized;
After the initialization, each time the synchronization signal in a shorter period than the image frame period is output, after reading the first charge accumulating the charges in the charge storage part, the photoelectric conversion unit to said drain electrode A charge reading unit for discarding the charge and reading the charge accumulated in the charge accumulation unit as a second charge when an image frame period elapses ;
A control unit that outputs the synchronization signal having a cycle shorter than an image frame cycle to the charge reading unit;
Equipped with a,
When the first charge is equal to or greater than a predetermined threshold, the control unit controls the charge read unit to reduce a charge accumulation time according to the synchronization signal, and when the first charge is equal to or less than a predetermined threshold, imaging apparatus characterized that you control the charge reading section so as to increase the charge storage time by said synchronizing signal.
光電変換部が、露光量に応じた電荷を出力するステップと、
電荷蓄積部が、前記電荷を蓄積するステップと、
ドレイン電極が、前記光電変換部の前記電荷を廃棄するステップと、
リセット電極が、前記光電変換部及び前記電荷蓄積部の電位を初期化するステップと、
電荷読出部が、前記初期化後に、画像フレーム周期よりも短い周期で同期信号が出力される毎に、前記電荷蓄積部に前記電荷を蓄積して第1電荷として読み出してから、前記ドレイン電極に前記光電変換部の前記電荷を廃棄し、画像フレーム周期が経過する際には、前記電荷蓄積部に蓄積されている前記電荷を第2電荷として読み出すステップと、
制御部が、前記電荷読出部に画像フレーム周期よりも短い周期の前記同期信号を出力し、前記第1電荷が所定の閾値以上である場合、前記同期信号によって電荷蓄積時間を減少させるよう前記電荷読出部を制御し、前記第1電荷が所定の閾値以下である場合、前記同期信号によって電荷蓄積時間を増加させるよう前記電荷読出部を制御するステップと、
を有することを特徴とする撮像方法。 An imaging method in an imaging apparatus,
A step in which the photoelectric conversion unit outputs an electric charge according to the exposure amount;
A charge storage unit for storing the charge;
A drain electrode discarding the charge of the photoelectric conversion unit ;
A reset electrode initializing potentials of the photoelectric conversion unit and the charge storage unit;
Charge reading section, after the initialization, each time the synchronization signal is output in a shorter period than the image frame period, after reading the first charge accumulating the charges in the charge storage section, said drain electrode When the charge of the photoelectric conversion unit is discarded and an image frame period elapses, the charge stored in the charge storage unit is read as a second charge ;
The control unit outputs the synchronization signal having a period shorter than the image frame period to the charge reading unit, and when the first charge is equal to or greater than a predetermined threshold, the charge is reduced so as to reduce a charge accumulation time by the synchronization signal. Controlling the reading unit to control the charge reading unit to increase a charge accumulation time according to the synchronization signal when the first charge is equal to or lower than a predetermined threshold ;
An imaging method characterized by comprising:
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