JP5480025B2 - 撮像装置、撮像システム、撮像方法 - Google Patents
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[実施形態1]
[数1]
e=(a−b−c)/2
により算出する(ステップS3)。ここに、bとcは上述したようにb+c<aを満たしているために、この時間間隔eは正の値であることが保証される。なお、a,b,cが予め記憶された値である場合には、時間間隔eについても予め記憶しておいて、ここでは読み出すだけにするようにしても(つまり、計算を行って求めなくても)構わない。
[数2]
y3=y1+e+c−x
に示すように設定する。
[数3]
LBn=(Bn/An)
に示すように求めて、この比LBnが所定割合(この所定割合は、黒つぶれが無視し得る程度の割合であるか否かを判定するための閾値である)、例えば10%以上であるか否かを判定する(ステップS21)。
[数4]
LWn=(Wn/An)
に示すように求めて、この比LWnが所定割合(この所定割合は、白飛びが無視し得る程度の割合であるか否かを判定するための閾値である)、例えば10%以上であるか否かを判定する(ステップS22)。
[数5]
LBW=(Bn/Wn)
に示すように求める(ステップS26)。
[数6]
Δc=(c−c’)/2
により求める。
まず、ある垂直同期信号VDが発生されてから、駆動部4がSEの読出開始パルスを発生させるまでの時間は、設定変更前と変わりなく、y1である。
[数7]
y3’=y1+e’+c’−x
=y1+(e+Δc)+(c−2Δc)−x
=(y1+e+c−x)−Δc
=y3−Δc
により表される。
[数8]
SWn=(Wn/An)
に示すように求めて、この比SWnが所定割合(この所定割合は、白飛びが無視し得る程度の割合であるか否かを判定するための閾値であり、LEと同一の値でも良いし異なる値であっても構わない)、例えば10%以上であるか否かを判定する(ステップS31)。
[数9]
SBn=(Bn/An)
に示すように求めて、この比SBnが所定割合(この所定割合は、黒つぶれが無視し得る程度の割合であるか否かを判定するための閾値であり、LEと同一の値でも良いし異なる値であっても構わない)、例えば10%以上であるか否かを判定する(ステップS32)。
[数10]
SWB=(Wn/Bn)
に示すように求める(ステップS36)。
[数11]
Δb=(b−b’)/2
により求める。
まず、ある垂直同期信号VDが発生されてから、駆動部4がSEの読出開始パルスを発生させるまでの時間は、設定変更前と変わりなく、y1である。
[数12]
y3”=y1+e”+c−x
=y1+(e+Δb)+c−x
=(y1+e+c−x)+Δb
=y3+Δb
により表される。
[数13]
q=(c/b)
により求めて、このqを所定値q0(ただしq0は、q0>1の条件を満たすが、この条件の下にどのような値とするかは、適用する撮像装置、撮像システム、撮像方法毎に最適化することが望ましい。)と比較する。
2…撮像素子
3…同期信号生成部
4…駆動部
5…画像処理部
6…記録部
7…表示部
8…指示部
9…システム制御部(制御部)
11…合成処理部
12…画素レベル判定部(画像輝度判定部)
13…白飛び黒つぶれ判定部(画像輝度判定部)
14…露光間隔再計算部
Claims (8)
- 広ダイナミックレンジの画像データを合成可能とするために、長時間露光と短時間露光とを交互に繰り返す撮像を行う撮像装置において、
露光時間を変更可能な撮像素子と、
上記撮像素子を駆動するタイミングの基礎となる垂直同期信号を発生する同期信号生成部と、
連続する3つの上記垂直同期信号によって定まる連続する2つの垂直同期期間に、上記短時間露光と上記長時間露光とを1回ずつ行わせるように上記撮像素子を駆動する駆動部と、
長時間露光画像と短時間露光画像のそれぞれについて、白飛びである画素の割合および黒つぶれである画素の割合を算出する画像輝度判定部と、
上記画像輝度判定部の判定結果に基づいて、長時間露光の露光時間と短時間露光の露光時間との少なくとも一方と、短時間露光の終了からその直後の長時間露光の開始までの第1の時間間隔と該長時間露光の終了からその直後の短時間露光の開始までの第2の時間間隔とを等しくする時間間隔とを、上記垂直同期期間を再計算の前後で変化させない制限の下に、再計算する露光間隔再計算部と、
上記露光間隔再計算部の再計算結果に基づいて、上記駆動部に上記撮像素子を駆動させるよう制御する制御部と、
を具備したことを特徴とする撮像装置。 - 上記露光間隔再計算部は、上記白飛びである画素の割合(白飛び割合)が第1の所定割合以上であるか否かを判定するとともに、上記黒つぶれである画素の割合(黒つぶれ割合)が第2の所定割合以上であるか否かを判定し、
白飛び割合が第1の所定割合以上であってかつ黒つぶれ割合が第2の所定割合未満である場合には該割合を算出した長または短時間露光(対象露光)の露光時間を減少させ、
白飛び割合が第1の所定割合未満であってかつ黒つぶれ割合が第2の所定割合以上である場合には該対象露光の露光時間を増加させるように設定するものであることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 上記露光間隔再計算部は、さらに、白飛び割合が第1の所定割合以上であってかつ黒つぶれ割合が第2の所定割合以上である場合には、白飛び割合に対する黒つぶれ割合の比が大きくなるにつれて上記対象露光の露光時間を増加させるように設定するものであることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
- 上記制御部は、上記露光間隔再計算部による再計算を行った際に、再計算された短時間露光に対する長時間露光の露光時間比を算出し、算出した露光時間比が1よりも大きい所定値以下である場合には、広ダイナミックレンジの画像データを合成可能とするための撮像を行うダイナミックレンジ拡大撮像モードを終了して通常撮像モードへ移行するように制御するものであることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 上記画像輝度判定部は、
上記撮像素子により撮像された画像の各画素の画素値が、白飛びであると判定される白飛び閾値以上であるか、および黒つぶれであると判定される黒つぶれ閾値以下であるか、を判定する画素レベル判定部と、
上記画素レベル判定部による判定結果に基づいて、長時間露光画像と短時間露光画像のそれぞれについて、白飛びであると判定された画素の割合および黒つぶれであると判定された画素の割合を算出する白飛び黒つぶれ判定部と、
備えたものであることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 相前後するタイミングの長時間露光と短時間露光とにより得られた2つの画像データを処理して、広ダイナミックレンジの画像データを合成する合成処理部をさらに具備したことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 請求項1に記載の撮像装置と、
上記撮像装置による相前後するタイミングの長時間露光と短時間露光とにより得られた2つの画像データを処理して、広ダイナミックレンジの画像データを合成する合成処理部と、
を具備したことを特徴とする撮像システム。 - 広ダイナミックレンジの画像データを合成可能とするために、長時間露光と短時間露光とを交互に繰り返す撮像を行う撮像方法において、
露光時間を変更可能な撮像素子を駆動するタイミングの基礎となる垂直同期信号を発生する同期信号生成ステップと、
連続する3つの垂直同期信号によって定まる連続する2つの垂直同期期間に、上記短時間露光と上記長時間露光とを1回ずつ行うように上記撮像素子を駆動する駆動ステップと、
長時間露光画像と短時間露光画像のそれぞれについて、白飛びである画素の割合および黒つぶれである画素の割合を算出する画像輝度判定ステップと、
上記画像輝度判定ステップの判定結果に基づいて、長時間露光の露光時間と短時間露光の露光時間との少なくとも一方と、短時間露光の終了からその直後の長時間露光の開始までの第1の時間間隔と該長時間露光の終了からその直後の短時間露光の開始までの第2の時間間隔とを等しくする時間間隔とを、上記垂直同期期間を再計算の前後で変化させない制限の下に、再計算する露光間隔再計算ステップと、
上記露光間隔再計算ステップの再計算結果に基づいて、上記駆動ステップに上記撮像素子を駆動させるよう制御する制御ステップと、
を有することを特徴とする撮像方法。
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