JP7346094B2 - Imaging device and its control method - Google Patents
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Description
本発明は、撮像装置およびその制御方法に関する。 The present invention relates to an imaging device and a control method thereof.
露光開始と露光終了のタイミングを撮影者が任意に指示するバルブ撮影が可能な撮像装置が提案されている。バルブ撮影では、例えば撮影者がレリーズボタンを押している間だけ露光されるので、任意の時間範囲における被写体を撮影することができる。バルブ撮影は、例えば、花火撮影の際、刻々と変わる花火の尾の長さを調整したい場合などに有効である。 2. Description of the Related Art Imaging apparatuses have been proposed that are capable of bulb photography in which a photographer arbitrarily instructs the timing of exposure start and exposure end. In bulb photography, for example, the subject is exposed only while the photographer is pressing the release button, so the subject can be photographed in any time range. Bulb photography is effective, for example, when photographing fireworks and when it is desired to adjust the ever-changing length of the tail of the fireworks.
一方、予め決められた露光量比にしたがって、露光量の異なる複数の画像を連続して撮影する露出ブラケット撮影が可能な撮像装置が提案されている。また、得られた複数の画像を合成することで、ダイナミックレンジを拡大するHDR合成が可能な撮像装置が提案されている。特許文献1は、長時間露光信号と短時間露光信号との露光量比を検出し、検出した露光量比に基づいてゲイン調整を行うことで、ダイナミックレンジ拡大を実現する撮像装置を開示している。また、特許文献2は、焦点検出を行うための信号を保持する信号保持部を有する撮像素子を開示している。
On the other hand, an imaging apparatus has been proposed that is capable of exposure bracket photography in which a plurality of images with different exposure amounts are sequentially photographed according to a predetermined exposure amount ratio. Furthermore, an imaging device capable of HDR synthesis that expands the dynamic range by composing a plurality of obtained images has been proposed.
バルブ撮影では、撮影者による撮影終了の指示に応じて、露光が終了するので、撮影前には露光時間が不確定である。したがって、撮像装置は、予め決められた露光量比で複数枚の画像を取得する場合、1枚目の撮影が完了した後に、2枚目以降の撮影の露光条件を決定する必要がある。また、バルブ撮影では、撮影者による撮影終了の指示に応じて露光が終了するので、カメラで露光時間を設定する撮影と比較して、長秒露光となり、2枚目以降の露光時間も比較的長秒露光となる。したがって、バルブ撮影を行って、露出ブラケット撮影やHDR合成を行う場合、1枚目の撮影と2枚目以降の撮影に大きな時間差が生じる。特に、花火などのように、動きのある被写体を撮影する場合には、複数枚の画像間で被写体の位置ずれが発生し、所望の画像が得られなくなる。本発明は、バルブ撮影において露光量の異なる画像を撮影する際に、露光量比を保持しながら被写体の位置ずれを低減することが可能な撮像装置を提供することを目的とする。 In bulb photography, exposure ends in response to an instruction from the photographer to end photography, so the exposure time is uncertain before photography. Therefore, when acquiring a plurality of images at a predetermined exposure ratio, the imaging device needs to determine the exposure conditions for the second and subsequent images after the first image is captured. In addition, in bulb photography, the exposure ends when the photographer instructs the photographer to stop shooting, so compared to photography where the exposure time is set on the camera, the exposure is longer and the exposure time for the second and subsequent shots is also relatively longer. This is a long exposure. Therefore, when performing bulb photography and performing exposure bracket photography or HDR composition, a large time difference occurs between the first photograph and the second and subsequent photographs. In particular, when photographing a moving subject such as fireworks, the position of the subject may shift between multiple images, making it impossible to obtain a desired image. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an imaging device that can reduce positional shift of a subject while maintaining the exposure ratio when capturing images with different exposure amounts in bulb photography.
本発明の一実施形態の撮像装置は、
撮影者の操作による撮影終了の指示に応じて露光を終了し、電荷の読み出し処理を行う撮像装置であって、
光電変換部と複数の信号保持部とを備える画素が2次元に配列した撮像素子と、
第1の信号保持部に対する電荷の第1の蓄積と第2の信号保持部に対する第2の蓄積を順次行う順次蓄積を、前記第1の蓄積と前記第2の蓄積の蓄積時間比を一定として、前記電荷の読み出し処理の開始までに繰り返す制御を行う制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記順次蓄積の繰り返しが開始されてから前記撮影終了の指示があるまでの前記順次蓄積の繰り返し回数が、所定回数よりも多い場合に、前記順次蓄積が終了していなくても前記電荷の読み出し処理を開始する
ことを特徴とする。
An imaging device according to an embodiment of the present invention includes:
An imaging device that terminates exposure and performs charge readout processing in response to an instruction to terminate photography operated by a photographer, the imaging device comprising:
an image sensor in which pixels are two-dimensionally arranged, including a photoelectric conversion section and a plurality of signal holding sections;
Sequential accumulation in which the first accumulation of charge in the first signal holding section and the second accumulation in the second signal holding section are performed, with the accumulation time ratio of the first accumulation and the second accumulation being constant. , a control means for performing repeated control until the start of the charge readout process ,
If the number of repetitions of the sequential accumulation from the start of the repetition of the sequential accumulation until the instruction to end the imaging is greater than a predetermined number of times, the control means may control the control means to control the operation of the sequential accumulation even if the sequential accumulation has not been completed. Start the charge readout process
It is characterized by
本発明の撮像装置によれば、バルブ撮影において露光量の異なる画像を撮影する際に、露光量比を保持しながら被写体の位置ずれを低減することが可能となる。 According to the imaging device of the present invention, when capturing images with different exposure amounts in bulb photography, it is possible to reduce positional deviation of the subject while maintaining the exposure amount ratio.
(第1実施形態)
図1は、本実施形態の撮像装置の外観を示す図である。
図1に示す撮像装置は、デジタルカメラである。図1(A)は、撮像装置の正面を示す。図1(B)は、撮像装置の背面を示す。本体部151は、撮像装置の本体であり、内部に撮像素子、シャッタ装置、記録媒体等を収納している。撮像光学系152は、内部に絞り、レンズを有している。可動式の表示部153は、撮影情報や画像等の各種情報を表示する。表示部153は、ダイナミックレンジの広い映像に関しても輝度範囲を抑制することなく表示できる表示輝度範囲を有している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing the appearance of an imaging device according to this embodiment.
The imaging device shown in FIG. 1 is a digital camera. FIG. 1(A) shows the front of the imaging device. FIG. 1(B) shows the back side of the imaging device. The
スイッチST154は、主に静止画の撮影を行うために使用する操作部材である。スイッチMV155は、動画撮影を開始および停止するために用いられる操作部材である。撮影モード選択レバー156は、撮影モードを選択するために用いられる操作部材である。メニュー釦157は、撮像装置の機能設定を行う動作モード(機能設定モード)へ移行するために用いられる操作部材である。アップダウンスイッチ158、159は、各種の設定値を変更するために用いられる操作部材である。ダイアル160は、各種の設定値を変更するために用いられる操作部材である。再生ボタン161は、本体部151に収納されている記録媒体に記録されている映像を表示部153上で再生する動作モード(再生モード)へ移行するために用いられる操作部材である。
The switch ST154 is an operation member mainly used to take still images. Switch MV155 is an operation member used to start and stop video shooting. The photographing
図2は、撮像装置の機能ブロック図の一例である。
撮像装置は、撮像光学系152乃至無線I/F198を有する。撮像光学系152は、被写体の光学像を撮像素子184に結像させる。撮像素子184は、撮像光学系152を介して結像された被写体の光学像を電気的な映像信号に光電変換する。光軸180は、撮像光学系152の光軸である。絞り181は、撮像光学系152を通る光の量を調節する。絞り制御部182は、絞り181を制御する。光学フィルタ183は、撮像素子184に入射する光の波長、および撮像素子184に伝達する空間周波数を制限する。撮像素子184は、Ultra High Definition Televisionの規格を満たすに十分な画素数、信号読み出し速度、色域、ダイナミックレンジを有している。デジタル信号処理部187は、撮像素子184から出力されたデジタル映像データに各種の補正を行った後に、映像データを圧縮する。タイミング発生部189は、撮像素子184、デジタル信号処理部187に各種タイミング信号を出力する。
FIG. 2 is an example of a functional block diagram of the imaging device.
The imaging device has an imaging
システム制御CPU178は、各種演算と撮像装置全体を制御する。映像メモリ190は、画像データ(映像データ)を一時的に記憶する。表示I/F191は、映像を表示部153に表示するためのインタフェースである。記録媒体193は、映像データや付加データ等を記録するための記憶手段である。記録媒体193は、例えば着脱可能な半導体メモリ等である。記録I/F192は、記録媒体193にデータを記録、または記録媒体193からのデータの読み出しを行うためのインタフェースである。外部I/F196は、外部コンピュータ1000等と通信するためのインタフェースである。プリントI/F194は、映像をプリンタ1001に出力するためのインタフェースである。無線I/F198は、ネットワーク199と通信するためのインタフェースである。スイッチ入力部179は、スイッチST154、スイッチMV155等の複数の操作部材を含む。
The
図3は、撮像素子の構成の一例を示す図である。
撮像素子184は、光電変換部(フォトダイオード)と複数の信号保持部とを備える複数の画素(単位画素)を備える。複数の画素は、撮像素子184において2次元に配列している。図3では、撮像素子184が有する複数の画素のうち、1行1列目(1,1)の画素と最終行であるm行1列目(m、1)の画素が示される。1行1列目(1,1)の画素と、m行1列目(m、1)の画素の構成は同じなので、構成要素は同じ番号で付番している。
FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of an image sensor.
The
1つの画素は、フォトダイオード500、第1の転送トランジスタ501A、第1の信号保持部507A、第2の転送トランジスタ502A、第3の転送トランジスタ501B、第2の信号保持部507B、第4の転送トランジスタ502Bを有する。すなわち、画素は、図3に示す例では、1つのフォトダイオード500に対して複数(例えば2つ)の信号保持部507A、507Bを有している。したがって、本実施形態の撮像素子184によれば、露光時間の異なる第1の画像Aと第2の画像Bを同時に得ることが可能である。
One pixel includes a
また、画素は、第5の転送トランジスタ503と、フローティングディフュージョン領域508と、リセットトランジスタ504と、増幅トランジスタ505と、選択トランジスタ506とを有する。信号保持部を有する撮像素子184の基本構造は、特許文献2にて開示されているので説明は省略する。
The pixel also includes a
第1の転送トランジスタ501Aは、転送パルスφTX1Aで制御される。第2の転送トランジスタ502Aは、転送パルスφTX2Aで制御される。第3の転送トランジスタ501Bは、転送パルスφTX1Bで制御される。また、第4の転送トランジスタ502Bは、転送パルスφTX2Bで制御される。また、リセットトランジスタ504は、リセットパルスφRESで制御される。選択トランジスタ506は、選択パルスφSELで制御される。また、第5の転送トランジスタ503は、転送パルスφTX3で制御される。各制御パルスは、不図示の垂直走査回路から送出される。また、520、521は電源線を示し、523は信号出力線を示す。
The
図4は、第1実施形態における撮像素子の駆動シーケンスを説明するタイミングチャートである。
システム制御CPU178は、撮影者が1回のバルブ撮影を行う間に、撮像素子184が備える信号保持部に対して露光時間の異なる複数の蓄積を順次行う順次露光を繰り返すことで、露光時間の異なる第1の画像Aと第2の画像Bを得る。本実施形態では、撮影者の操作による撮影終了の指示に応じて露光を終了し、電荷の読み出し処理を行う撮影をバルブ撮影と記述する。バルブ撮影では、撮影開始の指示があった時点で撮影終了の指示があるタイミングが確定しない。
FIG. 4 is a timing chart illustrating the driving sequence of the image sensor in the first embodiment.
The
時刻t1において、撮影者によるスイッチ154の操作により、スイッチ入力部179からシステム制御CPU178に対してバルブ撮影の開始が指示される。時刻t3(1)aにおいて、信号電荷の蓄積が開始される。時刻t1からT_REL秒が経過した後、時刻t1eにおいて、撮影者によるスイッチ154の操作により、スイッチ入力部179からシステム制御CPU178にバルブ撮影の終了が指示される。そして、時刻t6において、画像信号が読み出される。上記の一連の動作によって、1回の撮影が行われる。
At time t1, the photographer operates the
撮影終了の指示は、撮影中の撮影者の操作によって行われる。したがって、撮影者による撮影開始の指示があった時刻t1において、撮影者による撮影終了の指示が出される時刻t1eと、撮影終了の指示によって信号保持部から電荷が読み出される時刻t6は、確定しない。 The instruction to end the photographing is given by an operation by the photographer during the photographing. Therefore, at time t1 when the photographer issues an instruction to start imaging, time t1e at which the photographer issues an instruction to end imaging and time t6 at which the charge is read from the signal holding unit in response to the instruction to end imaging are not determined.
撮像素子184は、垂直方向に多数行の画素列がある。図4では第1行の画素に関する駆動タイミングが例示される。図4を参照して説明する制御が、水平同期信号φHにより垂直方向に走査されることで、撮像素子184の全画素の蓄積動作が行われる。
The
時刻t1において、レリーズ信号RELがハイレベルになる。バルブ撮影が行われるので、撮影者は、一定期間スイッチ154を押し続け、RELも一定期間ハイレベルとなる。時刻t2において、第1行の転送パルスφTX2A(1)およびφTX2B(1)が、ハイレベルとなると、第1行の第1の転送トランジスタ502Aおよび第2の転送トランジスタ502Bがオンとなる。このとき既に全行のリセットパルスφRES(1)がハイレベルになり、リセットトランジスタ504がオン状態になっているので、第1行のフローティングディフュージョン領域508、第1の信号保持部507A、第2の信号保持部507Bがリセットされる。リセットが完了すると、第1行の転送パルスφTX2A(1)およびφTX2B(1)がローレベルになる。なお、時刻t2には、第1行の選択パルスφSEL(1)はローレベルになっており、転送パルスφTX3(1)がハイレベルになっている。
At time t1, the release signal REL becomes high level. Since bulb photography is performed, the photographer continues to press the
時刻t3(1)aにおいて、第1の画像Aを得るための信号電荷の蓄積(第1の蓄積)が開始される。第1の蓄積は、第1の信号保持部507Aに対する信号電荷の蓄積である。時刻t3(1)aにおいて、第1行の転送パルスφTX3(1)がローレベルとなると、第5の転送トランジスタ503がオフとなり、第1行のフォトダイオード500のリセットが解除されてフォトダイオード500で信号電荷の蓄積が開始される。時刻t4(1)aにおいて、第1行の転送パルスφTX1A(1)がハイレベルになると、第1の転送トランジスタ501Aがオンとなる。そして、フォトダイオード500に蓄積された信号電荷が、第1行の電荷を保持する第1の信号保持部507Aに転送される。
At time t3(1)a, accumulation of signal charges (first accumulation) for obtaining the first image A is started. The first accumulation is accumulation of signal charges in the first
時刻t5(1)aにおいて、第1行の転送パルスφTX1A(1)がローレベルとなると、第1の転送トランジスタ501Aがオフとなり、フォトダイオード500に蓄積された信号電荷の第1の信号保持部507Aへの転送が終了する。同時に、第1行の転送パルスφTX3(1)がハイレベルとなり、第5の転送トランジスタ503がオンとなり、第1行のフォトダイオード500がリセットされて、フォトダイオード500での信号電荷の蓄積が終了する。
At time t5(1)a, when the first row transfer pulse φTX1A(1) becomes low level, the
時刻t3(1)aから時刻t5(1)aまでの期間が、第1の画像Aを得るための第1の蓄積に係る1回目の蓄積時間Ta=1/480秒に相当し、右上がり斜線部領域の蓄積A(1)として図示される。 The period from time t3 (1) a to time t5 (1) a corresponds to the first accumulation time Ta = 1/480 seconds related to the first accumulation to obtain the first image A, and the period increases to the right. This is illustrated as the accumulation A(1) in the shaded area.
時刻t3(1)bにおいて、第2の画像Bを得るための信号電荷の蓄積(第2の蓄積)が開始される。第2の蓄積は、第2の信号保持部507Bに対する信号電荷の蓄積である。時刻t3(1)bにおいて、第1行の転送パルスφTX3(1)がローレベルになると、第5の転送トランジスタ503がオフとなり、第1行のフォトダイオード500のリセットが解除され、フォトダイオード500で信号電荷の蓄積が開始される。時刻t4(1)bにおいて、第1行の転送パルスφTX1B(1)がハイレベルになると、第3の転送トランジスタ501Bがオンとなり、フォトダイオード500に蓄積された信号電荷が、第1行の電荷を保持する第2の信号保持部507Bに転送される。
At time t3(1)b, accumulation of signal charges (second accumulation) for obtaining the second image B is started. The second accumulation is accumulation of signal charges in the second
時刻t5(1)aにおいて、第1行の転送パルスφTX1B(1)がローレベルとなると、第3の転送トランジスタ501Bがオフとなり、フォトダイオード500に蓄積された信号電荷の第2の信号保持部507Bへの転送が終了する。同時に、第1行の転送パルスφTX3(1)がハイレベルとなり、第5の転送トランジスタ503がオンとなり、第1行のフォトダイオード500がリセットされて、フォトダイオード500での信号電荷の蓄積が終了する。
At time t5(1)a, when the first row transfer pulse φTX1B(1) becomes low level, the
時刻t3(1)bから時刻t5(1)bまでの期間が、第2の画像Bを得るための1回目の蓄積時間Tb(1/1920秒)に相当し、右上がり斜線部領域の蓄積B(1)として図示される。第2の画像Bを得るための蓄積B(1)の蓄積時間Tbは、第1の画像Aを得るための蓄積A(1)の蓄積時間Taに対して短い。すなわち、第1の信号保持部507Aと第2の信号保持部507Bに対する蓄積は、蓄積時間が異なる。
The period from time t3(1)b to time t5(1)b corresponds to the first accumulation time Tb (1/1920 seconds) to obtain the second image B, and the accumulation in the diagonally shaded area upward to the right Illustrated as B(1). The accumulation time Tb of accumulation B(1) for obtaining the second image B is shorter than the accumulation time Ta of accumulation A(1) for obtaining the first image A. That is, the storage times for the first
本実施形態では、第1の画像Aを得るための第1の信号保持部507Aへの蓄積と、第2の画像Bを得るための第2の信号保持部507Bへの蓄積を順次行うことを、蓄積セットまたは順次蓄積と記述する。
In this embodiment, accumulation in the first
前述したように、第1の画像Aを得るための蓄積A(1)と第2の画像Bを得るための蓄積B(1)によって、1回目の蓄積セットが完了する。以降、2回目の蓄積セットである蓄積A(2)、B(2)、3回目の蓄積セットであるA(3)、B(3)、・・・、n回目の蓄積セットであるA(n)、B(n)が順次行われる。これらの各蓄積に関する駆動シーケンスは、蓄積A(1)、B(1)に関して説明した駆動シーケンスと同様であり、各蓄積の駆動シーケンスを示す時刻に(2)、(3)、・・・、(n)の添え字を付し、説明を省略する。 As described above, the first accumulation set is completed by accumulation A(1) for obtaining the first image A and accumulation B(1) for obtaining the second image B. Thereafter, the second accumulation set A(2), B(2), the third accumulation set A(3), B(3), ..., the nth accumulation set A( n) and B(n) are performed sequentially. The drive sequence for each of these accumulations is the same as the drive sequence explained for accumulations A(1) and B(1), and at the time indicating the drive sequence for each accumulation, (2), (3), . . . The subscript (n) is added and the explanation is omitted.
本実施形態では、蓄積A(1)~A(n)の蓄積時間は、それぞれ等しく、Ta=1/480秒である。また、蓄積B(1)~B(n)の蓄積時間は、それぞれが等しく、Tb=1/1920秒である。ある蓄積セットが開始した時刻から、次の蓄積セットが開始されるか、または、画像信号が読み出されるまでの時間を蓄積セット周期dTとする。すなわち、蓄積セット周期dTは、蓄積セット(順次蓄積)が繰り返される周期である。蓄積セット周期dTは、1回の撮影中の各蓄積セットでそれぞれ等しい。また、蓄積セット周期dTは、1回の撮影の最初の蓄積(図4に示す例では、蓄積A(1))が開始される前に予め決められている。 In this embodiment, the accumulation times of accumulation A(1) to A(n) are the same, Ta=1/480 seconds. Furthermore, the accumulation times of accumulation B(1) to B(n) are the same, Tb=1/1920 seconds. The time from the start of a certain accumulation set until the next accumulation set is started or an image signal is read out is defined as an accumulation set period dT. That is, the accumulation set cycle dT is a cycle in which accumulation sets (sequential accumulation) are repeated. The accumulation set period dT is equal for each accumulation set during one imaging session. Further, the accumulation set period dT is predetermined before the first accumulation of one shooting (accumulation A(1) in the example shown in FIG. 4) is started.
蓄積A(1)の蓄積時間に対する蓄積B(1)の蓄積時間の比を蓄積時間比R(1)とする。前述のように、蓄積A(1)~A(n)の蓄積時間は、Ta=1/480で等しく、蓄積B(1)~B(n)の蓄積時間は、Tb=1/1920で等しい。したがって、蓄積時間比Rは、1回の撮影で一定となり、以下の式(1)のように表される。
R=R(1)=R(2)=・・・=R(n)= Tb/Ta=(1/1920)/(1/480)=1/4 ・・・式(1)
すなわち、本実施形態では、システム制御CPU178は、複数の信号保持部である第1の信号保持部507Aと第2の信号保持部507Bに対して、蓄積時間比Rを一定として、電荷の読み出し処理が開始されるまで順次蓄積を繰り返す。
The ratio of the accumulation time of accumulation B(1) to the accumulation time of accumulation A(1) is defined as accumulation time ratio R(1). As mentioned above, the accumulation times of accumulations A(1) to A(n) are equal, Ta=1/480, and the accumulation times of accumulations B(1) to B(n) are equal, Tb=1/1920. . Therefore, the accumulation time ratio R is constant during one shooting, and is expressed as the following equation (1).
R=R(1)=R(2)=...=R(n)=Tb/Ta=(1/1920)/(1/480)=1/4...Formula (1)
That is, in this embodiment, the
図5は、撮像素子の制御処理の一例を説明するフローチャートである。
図5を参照して、バルブ撮影の際の電荷の蓄積と読み出しに関する制御に関して説明する。S101において、システム制御CPU178が、制御処理を開始する。S102において、システム制御CPU178が、レリーズ信号RELを検出する。続いて、S103において、システム制御CPU178が、レリーズ信号RELがハイレベルであるかを判断する。レリーズ信号RELがハイレベルである場合は、システム制御CPU178が、バルブ撮影の開始指示がされたと判断する。そして、処理がS104に進む。レリーズ信号RELがハイレベルでない場合は、処理がS102に戻る。
FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of an image sensor control process.
With reference to FIG. 5, control regarding charge accumulation and readout during bulb photography will be described. In S101, the
次に、S104において、システム制御CPU178が、リセット処理と蓄積開始処理を行う。リセット処理とは、第1行のフローティングディフュージョン領域508、第1の信号保持部507A、第2の信号保持部507Bをリセットする処理である。また、蓄積開始処理とは、第1行の画素の蓄積を開始する処理である。第1行以降のリセット処理と蓄積開始処理は、S104より後のステップと並行して順次行われる。
Next, in S104, the
S105において、システム制御CPU178が、再度レリーズ信号RELを検出する。続いて、S106において、システム制御CPU178が、レリーズ信号RELがローレベルであるかを判断する。レリーズ信号RELがローレベルである場合は、システム制御CPU178が、バルブ撮影の終了指示がされたと判断して、処理がS107に進む。レリーズ信号RELがローレベルでない場合は、処理がS105に戻る。
In S105, the
次に、S107において、システム制御CPU178が、実行中を含む通算の蓄積セット数nを取得する。そして、S108において、システム制御CPU178が、蓄積B(n)が終了したかを判断する。蓄積B(n)が終了していなければ、処理がS108に戻る。蓄積B(n)が終了した場合は、処理がS109に進む。そして、S119において、システム制御CPU178が、読み出し処理を実行する。読み出し処理とは、信号保持部に蓄積された電荷を画像信号として外部に出力することである。読み出し処理の後、S110において、制御処理が終了する。
Next, in S107, the
以上説明した動作によれば、システム制御CPU178は、n回目の蓄積セット中に、撮影者の操作によってレリーズ信号RELがローレベルになった場合、蓄積A(n)と蓄積B(n)が行われてから読み出し処理を実行する。すなわち、撮影終了の指示があった後に、第1の信号保持部507Aと第2の信号保持部507Bに対する順次蓄積が終了してから読み出し処理が行われる。図5を参照して説明した動作によれば、第1の信号保持部507Aと第2の信号保持部507Bに対する蓄積の回数が、同じ回数となる。
According to the operation described above, when the release signal REL becomes low level due to the photographer's operation during the n-th accumulation set, the
図4に戻り、駆動シーケンスの説明を続ける。時刻t3(n)aにおいて、システム制御CPU178が、蓄積A(n)を開始した後、時刻t1eにおいて、撮影者によるスイッチ154の操作により、レリーズ信号RELがローレベルになる。その後、図5で示したフローチャートに従い、時刻t5(n)aにおいて、蓄積A(n)が完了する。また、時刻t3(n)bにおいて、蓄積B(n)が開始し、時刻t5(n)bで蓄積B(n)が完了する。
Returning to FIG. 4, the explanation of the drive sequence will be continued. At time t3(n)a, the
次に、時刻t6において、第1行のリセットパルスφRES(1)がローレベルとなると、第1行のリセットトランジスタ504がオフとなって、フローティングディフュージョン領域508のリセット状態が解除される。同時に、第1行の選択パルスφSEL(1)がハイレベルとなると、第1行の選択トランジスタ506がオンとなって、第1行の画像信号の読み出しが可能となる。さらに、第1行の転送パルスφTX2A(1)がハイレベルとなると、第1行の第1の転送トランジスタ502Aがオンとなる。フローティングディフュージョン領域508の電位の変化に応じた出力信号が、増幅トランジスタ505及び選択トランジスタ506を介して信号出力線523に読み出される。読み出された信号が、不図示の読み出し回路に供給されて、第1の画像Aに対応する第1行の画像信号として外部に出力される。すなわち、第1の信号保持部507Aの電荷が読み出される。出力が完了すると、第1行の転送パルスφTX2A(1)がローレベルとなる。
Next, at time t6, when the reset pulse φRES(1) in the first row becomes a low level, the
時刻t7において、第1行の転送パルスφTX2B(1)がハイレベルとなると、第1行の第2の転送トランジスタ502Bがオンとなる。そして、第2の画像Bに対応する第1行の画像信号が外部に出力される。すなわち、第2の信号保持部507Bの電荷が読み出される。出力が完了すると、第2行の転送パルスφTX2B(1)がローレベルとなる。時刻t8において、第1行の選択パルスφSEL(1)がローレベルとなるとともに、第1行のリセットパルスφRES(1)がハイレベルとなり、第1行の読み出し処理が完了する。
At time t7, when the transfer pulse φTX2B(1) in the first row becomes high level, the
なお、第2行目の画素に関するタイミングチャートは、時刻t1直後の水平同期信号φHに同期して実行される。すなわち、時刻t1から時刻t6の間に、全行のタイミングチャートが開始される。例えば、時刻t0のときの水平同期信号φHによって第m行のタイミングチャートが開始されるものとする。このタイミングチャートでのスイッチ信号は、φSEL(m)、φRES(m)、φTX3(m)、φTX1A(m)、φTX1B(m)、φTX2A(m)、φTX2B(m)と表すことができる。各行のタイミングチャートは、第1行のタイミングチャートと同様であり、蓄積が完了してから読み出し処理が行われる。 Note that the timing chart regarding the pixels in the second row is executed in synchronization with the horizontal synchronization signal φH immediately after time t1. That is, the timing charts for all rows are started between time t1 and time t6. For example, it is assumed that the timing chart of the m-th row is started by the horizontal synchronization signal φH at time t0. The switch signals in this timing chart can be expressed as φSEL(m), φRES(m), φTX3(m), φTX1A(m), φTX1B(m), φTX2A(m), and φTX2B(m). The timing chart for each row is similar to the timing chart for the first row, and the readout process is performed after the storage is completed.
第1の画像Aを得るための蓄積時間の総和を第1の露光時間Ta_allとする。また、第2の画像Bを得るための蓄積時間の総和を第2の露光時間Tb_allとする。第1の露光時間Ta_allに対する第2の露光時間Tb_allの比を露光時間比R_allとすると、露光時間比R_allは、蓄積時間比Rと等しく1/4となる。すなわち、第1の画像Aを得るための露光量と、第2の画像Bを得るための露光量は、予め決められた蓄積時間比Rにしたがって決まる。例えば、図4を参照して説明した駆動シーケンスにおいては、第1の画像Aを得るための露光量に対する、第2の画像Bを得るための露光量の比は、1/4となる。以上説明した駆動シーケンスによって、バルブ撮影時に露光量の異なる画像を得る際に、露光量比を保持することができる。 The total sum of accumulation time to obtain the first image A is the first exposure time Ta_all. Further, the total sum of accumulation time to obtain the second image B is defined as the second exposure time Tb_all. When the ratio of the second exposure time Tb_all to the first exposure time Ta_all is defined as the exposure time ratio R_all, the exposure time ratio R_all is equal to the accumulation time ratio R and is 1/4. That is, the exposure amount for obtaining the first image A and the exposure amount for obtaining the second image B are determined according to a predetermined accumulation time ratio R. For example, in the drive sequence described with reference to FIG. 4, the ratio of the exposure amount for obtaining the second image B to the exposure amount for obtaining the first image A is 1/4. The drive sequence described above makes it possible to maintain the exposure amount ratio when obtaining images with different exposure amounts during bulb photography.
図6は、第1実施形態の撮像装置による撮像素子の駆動シーケンスに対応するタイミングチャートを説明する図である。図6には、蓄積、レリーズ信号、読み出しのタイミングのみを示している。図6では、蓄積セット数nが、例えば4または3の場合を例示しているが、蓄積セット数nは、図6に示す例に限定されない。 FIG. 6 is a diagram illustrating a timing chart corresponding to a driving sequence of an image sensor by the image pickup apparatus of the first embodiment. FIG. 6 shows only the timing of accumulation, release signal, and readout. Although FIG. 6 illustrates a case where the number n of accumulated sets is, for example, 4 or 3, the number n of accumulated sets is not limited to the example shown in FIG. 6.
図6を参照して、第1実施形態の撮像装置が奏する効果について説明する。
図6(A)は、n=4の場合の撮像素子184の駆動シーケンスを示す。時刻t1からT_REL秒が経過した後、蓄積A(4)中の時刻t1eで、レリーズ信号RELがローレベルになる。図5のフローチャートに従って、蓄積B(4)が完了した後に時刻t6で読み出しが可能となる。すなわち、蓄積A(n)と蓄積B(n)とからなる蓄積セットが終了してから読み出し処理が行われる。
With reference to FIG. 6, the effects achieved by the imaging device of the first embodiment will be described.
FIG. 6A shows a driving sequence of the
図6(B)は、撮像素子の駆動シーケンスの他の例を示す。図6(B)では、図6(A)とは異なり、時刻t1からT_REL2秒が経過した後、蓄積B(4)が終了する直前の時刻t1e2でレリーズ信号RELがローレベルになる。このように蓄積B(n)中にレリーズ信号RELがローレベルになった場合においても、図5のフローチャートに従って、蓄積A(n)と蓄積B(n)からなる蓄積セットが終了してから読み出し処理が行われる。 FIG. 6(B) shows another example of the driving sequence of the image sensor. In FIG. 6(B), unlike FIG. 6(A), after T_REL2 seconds have elapsed from time t1, the release signal REL becomes low level at time t1e2 immediately before the end of accumulation B(4). In this way, even if the release signal REL becomes low level during accumulation B(n), readout is performed after the accumulation set consisting of accumulation A(n) and accumulation B(n) is completed according to the flowchart in FIG. Processing takes place.
図6(C)は、撮像素子の駆動シーケンスの他の例を示す。図6(C)では、図6(A)とは異なり、時刻t1からT_REL3秒が経過した後、蓄積A(4)が開始された直後の時刻t1e3でレリーズ信号RELがローレベルになる。このような場合においても、図5のフローチャートに従って、蓄積A(n)と蓄積B(n)からなる蓄積セットが終了してから読み出し処理が行われる。 FIG. 6C shows another example of the driving sequence of the image sensor. In FIG. 6C, unlike FIG. 6A, the release signal REL becomes low level at time t1e3, immediately after accumulation A(4) is started, after T_REL3 seconds have elapsed from time t1. Even in such a case, the reading process is performed after the accumulation set consisting of accumulation A(n) and accumulation B(n) is completed according to the flowchart of FIG.
本実施形態では、複数の信号保持部である第1の信号保持部507Aと第2の信号保持部507Bに対して蓄積時間比Rを一定として、読み出し処理の開始までの間に順次蓄積が繰り返される。そして、第1の信号保持部507Aと第2の信号保持部507Bに対する順次蓄積が終了してから、第1の信号保持部507Aと第2の信号保持部507Bの電荷が読み出される。図6(A)乃至(C)を参照して説明したように、バルブ撮影において、レリーズ信号RELのタイミングによらず、第1の画像Aに対応する露光量と第2の画像Bに対応する露光量との比(露光量比)は一定となる。
In this embodiment, the accumulation time ratio R is constant for the first
図6(D)は、撮像素子の駆動シーケンスの他の例を示す。図6(D)では、図6(A)の蓄積セット周期dT、蓄積時間Ta、Tbが変更されている。蓄積A(1)とB(1)からなる1回目の蓄積セットにおいて、蓄積セット周期dT、蓄積時間Ta、Tbは、それぞれdT1、Ta1、Tb1である。蓄積A(2)とB(2)からなる2回目の蓄積セットおよびそれ以降の蓄積セットにおいて、蓄積セット周期dT、蓄積時間Ta、Tbは、それぞれdT2、Ta2、Tb2であり、1回目の蓄積セットとは異なる。ただし、蓄積セット数nに対応する蓄積セット周期dTは、撮影前に予め決められている。dT2、Ta2、Tb2に対して、dT1、Ta1、Tb1はそれぞれ長く設定されている。 FIG. 6(D) shows another example of the driving sequence of the image sensor. In FIG. 6(D), the accumulation set period dT and accumulation times Ta and Tb of FIG. 6(A) are changed. In the first accumulation set consisting of accumulations A(1) and B(1), the accumulation set period dT and accumulation times Ta and Tb are dT1, Ta1, and Tb1, respectively. In the second accumulation set and subsequent accumulation sets consisting of accumulation A(2) and B(2), the accumulation set period dT and accumulation times Ta and Tb are dT2, Ta2, and Tb2, respectively, and the first accumulation Different from the set. However, the accumulation set period dT corresponding to the number n of accumulation sets is determined in advance before photographing. dT1, Ta1, and Tb1 are each set longer than dT2, Ta2, and Tb2.
図6(D)に示す例において、蓄積時間比Rは、以下の式(2)のように表される。
R=Tb1/Ta1=Tb2/Ta2 ・・・式(2)
蓄積セット周期dT、蓄積時間Ta、Tbは、1回の撮影で一定としてもよいし、1回の撮影で可変としてもよい。蓄積セット周期dT、蓄積時間Ta、Tbを可変としても、複数の信号保持部に対して蓄積時間比が一定となるように順次蓄積を繰り返すことにより、第1の画像Aと第2の画像Bとで、露光量比を所定の値に保持することができる。撮影者やカメラの指示に従って、1回の撮影の特定期間内において、蓄積セット内の蓄積時間比Rを一定とし、上記特定期間内の露光量比を一定とするようにしてもよい。すなわち、本実施形態の撮像装置によれば、バルブ撮影において露光量の異なる画像を撮影する際に、露光量比を所定値に保持することができるという効果が得られる。
In the example shown in FIG. 6(D), the accumulation time ratio R is expressed as in the following equation (2).
R=Tb1/Ta1=Tb2/Ta2...Formula (2)
The accumulation set period dT and the accumulation times Ta and Tb may be constant during one imaging session, or may be variable during one imaging session. Even if the accumulation set period dT and the accumulation times Ta and Tb are variable, the first image A and the second image B are With this, the exposure amount ratio can be maintained at a predetermined value. According to instructions from the photographer or the camera, the accumulation time ratio R in the accumulation set may be kept constant within a specific period of one shooting, and the exposure amount ratio within the specific period may be kept constant. That is, according to the imaging device of the present embodiment, when capturing images with different exposure amounts in bulb photography, it is possible to maintain the exposure amount ratio at a predetermined value.
図7は、本実施形態の撮像装置によって得られる画像の例を説明する図である。
図7(A)には、被写体Oが示される。被写体Oは、撮像装置によって得られる画像のフレームFrに相当する視野Fi中を、矢印で示すX方向に速度Vで等速移動している。視野Fi中の被写体Oの移動は、被写体Oと撮像装置の相対位置の変化によって発生する。したがって、視野Fi中の被写体Oの移動は、図7(A)のように被写体Oの移動に起因するものであってもよいし、撮像装置の移動に起因するものであってもよいし、両方に起因するものであってもよい。被写体Oを、図6(A)や図6(B)で示したタイミングチャートに従って露光した場合、以下に説明するような第1の画像A、第2の画像Bが得られる。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an image obtained by the imaging device of this embodiment.
In FIG. 7(A), a subject O is shown. The subject O is moving at a constant velocity V in the X direction indicated by the arrow in the field of view Fi corresponding to the frame Fr of the image obtained by the imaging device. Movement of the subject O within the field of view Fi occurs due to a change in the relative position of the subject O and the imaging device. Therefore, the movement of the object O in the field of view Fi may be caused by the movement of the object O as shown in FIG. 7(A), or may be caused by the movement of the imaging device, It may be caused by both. When the subject O is exposed according to the timing chart shown in FIG. 6(A) or FIG. 6(B), a first image A and a second image B as described below are obtained.
図7(B)は、本実施形態の撮像装置によって得られる第1の画像Aを示す図である。撮像装置は、1回の撮影を行う間に、複数の信号保持部に対して順次蓄積を繰り返す。したがって、第1の画像Aを得るための各蓄積で得られた像が重ねて記録される。また、被写体Oは、移動しているので、それぞれの像は移動方向に少しずつずれて記録される。したがって、第1の画像Aに関しては、フレームFr内に、蓄積A(1)~A(4)で得られる被写体Oの像A1~A4が、被写体Oの移動方向であるX方向に少しずつずれて重ねて記録される。 FIG. 7(B) is a diagram showing the first image A obtained by the imaging device of this embodiment. The imaging device sequentially accumulates signals in a plurality of signal holding units while performing one shooting. Therefore, the images obtained in each accumulation to obtain the first image A are recorded in a superimposed manner. Furthermore, since the subject O is moving, each image is recorded with a slight shift in the moving direction. Therefore, regarding the first image A, within the frame Fr, images A1 to A4 of the subject O obtained by accumulations A(1) to A(4) are shifted little by little in the X direction, which is the moving direction of the subject O. are recorded overlappingly.
図7(C)は、本実施形態の撮像装置によって得られる第2の画像Bを示す図である。第1の画像Aと同様に、第2の画像Bに関しては、フレームFr内に、蓄積B(1)~B(4)で得られる被写体Oの像B1~B4が、被写体Oの移動方向であるX方向に少しずつずれて重ねて記録される。 FIG. 7C is a diagram showing a second image B obtained by the imaging device of this embodiment. Similar to the first image A, for the second image B, images B1 to B4 of the subject O obtained by accumulation B(1) to B(4) are in the frame Fr in the moving direction of the subject O. The images are recorded in an overlapping manner with slight shifts in a certain X direction.
図7に示す例では、第1の露光時間Ta_allに対して、第2の露光時間Tb_allは短いので、第1の画像Aに対して第2の画像Bの方が暗く撮像される。前述のように、第1の画像Aと第2の画像Bとで、露光量の比は、予め決められた蓄積時間比Rにしたがって決まる。したがって、撮像装置は、第1の画像Aと第2の画像Bとを別々に保存することで、露出ブラケット撮影と同等の画像を得ることが可能となる。また、撮像装置が備えるシステム制御CPU178が、第1の画像Aと第2の画像Bとを合成することで、ダイナミックレンジを拡大した画像を取得するようにしてもよい。HDR合成については特許文献1に詳細が開示されている。
In the example shown in FIG. 7, the second exposure time Tb_all is shorter than the first exposure time Ta_all, so the second image B is captured darker than the first image A. As described above, the ratio of exposure amounts between the first image A and the second image B is determined according to the predetermined accumulation time ratio R. Therefore, by storing the first image A and the second image B separately, the imaging device can obtain an image equivalent to exposure bracket photography. Further, the
図8は、従来例の撮像素子の駆動シーケンスに対応するタイミングチャートである。
本実施形態と同様の符号については、カンマ(「’」)を付して区別する。図8に示すように、時刻t1からT_REL秒が経過した後の時刻t1eで、レリーズ信号RELがローレベルになる。
FIG. 8 is a timing chart corresponding to a drive sequence of a conventional image sensor.
Symbols similar to those in this embodiment are distinguished by a comma ('). As shown in FIG. 8, the release signal REL becomes low level at time t1e after T_REL seconds have elapsed from time t1.
時刻t1から1回目の蓄積A’(1)が開始される。図8に示す例では、蓄積Aと蓄積Bとからなる蓄積セットが繰り返されない。時刻t1eでレリーズ信号RELがローレベルになると、蓄積A’(1)が終了して、蓄積時間Ta’が確定する。所定の蓄積時間比Rに従って決定された蓄積時間Tb’の蓄積B’(1)が実行され、時刻t6’で読み出し処理が行われる。上記駆動シーケンスにて、予め決められた露光量比である第1の画像Aと第2の画像Bとが取得される。蓄積時間比Rは以下の式(3)のように表される。
R=Tb’/Ta’ ・・・式(3)
The first accumulation A'(1) starts from time t1. In the example shown in FIG. 8, the accumulation set consisting of accumulation A and accumulation B is not repeated. When the release signal REL becomes low level at time t1e, the accumulation A'(1) ends and the accumulation time Ta' is determined. Accumulation B'(1) for an accumulation time Tb' determined according to a predetermined accumulation time ratio R is executed, and a read process is performed at time t6'. In the above drive sequence, the first image A and the second image B, which have a predetermined exposure amount ratio, are acquired. The accumulation time ratio R is expressed as in the following equation (3).
R=Tb'/Ta'...Formula (3)
図9は、従来例の撮像装置によって得られる画像を説明する図である。
被写体は、図7(A)に示す被写体Oと同じであるので、図示を省略する。図9(A)は、従来例の撮像装置によって得られる第1の画像A’を示す。本実施形態とは異なり、1回の撮影を行う間に、複数の信号保持部に対して順次蓄積が繰り返されないので、第1の画像A’に対応する単一の像が記録される。また、被写体Oは移動しているので、それぞれの像は移動方向に引き伸ばされて記録される。したがって、第1の画像A’に関しては、フレームFr内に、蓄積A’(1)で得られる被写体Oの像A1’が、被写体Oの移動方向であるX方向に引き伸ばされて記録される。
FIG. 9 is a diagram illustrating an image obtained by a conventional imaging device.
The subject is the same as the subject O shown in FIG. 7(A), so illustration is omitted. FIG. 9A shows a first image A' obtained by a conventional imaging device. Unlike this embodiment, accumulation is not repeated sequentially in a plurality of signal holding sections during one photographing period, so a single image corresponding to the first image A' is recorded. Furthermore, since the subject O is moving, each image is stretched in the moving direction and recorded. Therefore, regarding the first image A', the image A1' of the subject O obtained in the storage A'(1) is stretched and recorded in the X direction, which is the moving direction of the subject O, within the frame Fr.
図9(B)は、従来例の撮像装置によって得られる第2の画像B’を示す。第1の画像A’と同様に、第2の画像B’に関しては、フレームFr内に、蓄積B’(1)で得られる被写体Oの像B1’が、被写体Oの移動方向であるX方向に引き伸ばされて記録される。蓄積時間Ta’に対して蓄積時間Tb’は短いので、第1の画像A’に対して第2の画像B’の方が暗く撮像される。 FIG. 9(B) shows a second image B' obtained by the conventional imaging device. Similar to the first image A', for the second image B', the image B1' of the subject O obtained in the accumulation B'(1) is in the X direction, which is the moving direction of the subject O, in the frame Fr. It is enlarged and recorded. Since the accumulation time Tb' is shorter than the accumulation time Ta', the second image B' is captured darker than the first image A'.
図8および図9を参照して説明した従来例と比較して、本実施形態の撮像装置の効果を説明する。
図7(B)に示すように、第1の画像Aに記録される像A1~A4の、X方向の中心を中心Caとする。また、図7(C)に示すように、第2の画像Bに記録される像B1~B4の、X方向の中心を中心Cbとする。図6(A)に示すように、蓄積A(1)~蓄積A(4)の時間的な重心となる時刻tcaと、蓄積B(1)~蓄積B(4)の時間的な重心となる時刻tcbとの間の時間をα秒とする。αは、隣接する蓄積Aと蓄積B(A(3)とB(2))の中心時刻の間の時間となる。蓄積を切り替える際に必要な切り替え時間をTswとすると、αは、以下の式(4)のように表される。
α=Ta/2+Tb/2+Tsw ・・・式(4)
また、中心Caと中心CbのフレームFr中におけるX方向の差dx、すなわち被写体の位置ずれは、以下の式(5)ように表される。
dx=V×α=V×(Ta/2+Tb/2+Tsw) ・・・式(5)
The effects of the imaging device of this embodiment will be described in comparison with the conventional example described with reference to FIGS. 8 and 9.
As shown in FIG. 7(B), the center of the images A1 to A4 recorded in the first image A in the X direction is defined as the center Ca. Further, as shown in FIG. 7(C), the center of the images B1 to B4 recorded in the second image B in the X direction is defined as the center Cb. As shown in FIG. 6(A), time tca is the temporal center of gravity of accumulation A(1) to accumulation A(4), and time tca is the temporal center of gravity of accumulation B(1) to accumulation B(4). The time between time tcb and time tcb is assumed to be α seconds. α is the time between the center times of adjacent accumulations A and B (A(3) and B(2)). If the switching time required when switching storage is Tsw, α is expressed as in the following equation (4).
α=Ta/2+Tb/2+Tsw...Formula (4)
Further, the difference dx in the X direction between the center Ca and the center Cb in the frame Fr, that is, the positional shift of the subject, is expressed as in the following equation (5).
dx=V×α=V×(Ta/2+Tb/2+Tsw) ...Formula (5)
一方、従来例においては、図9(A)、図9(B)に示すように、第1の画像A’に記録される像A1’の、X方向の中心を中心Ca’、第2の画像B’に記録される像B1’の、X方向の中心を中心Cb’で表す。 On the other hand, in the conventional example, as shown in FIGS. 9A and 9B, the center of the image A1' recorded in the first image A' in the X direction is the center Ca', and the second The center of image B1' recorded in image B' in the X direction is represented by center Cb'.
また、図8に示すように、蓄積A’(1)の時間的な重心となる時刻tca’と蓄積B’(1)の時間的な重心となる時刻tcb’の間の時間をα’秒とする。αは、隣接する蓄積A’(1)と蓄積B’(1)の中心時刻の間の時間となる。蓄積を切り替える際に必要な切り替え時間を、本実施形態と同じTswとすると、α’は、以下の式(6)のように表される。
α’=Ta’/2+Tb’/2+Tsw ・・・式(6)
In addition, as shown in FIG. 8, the time between time tca', which is the temporal center of gravity of accumulation A'(1), and time tcb', which is the temporal center of gravity of accumulation B'(1), is α' seconds. shall be. α is the time between the center times of adjacent accumulations A'(1) and B'(1). Assuming that the switching time required when switching storage is Tsw, which is the same as in this embodiment, α' is expressed as in the following equation (6).
α'=Ta'/2+Tb'/2+Tsw...Formula (6)
また、従来例においては、中心Ca’と中心Cb’のフレームFr中におけるX方向の差dx’、すなわち被写体の位置ずれは、以下の式(7)のように表される。
dx’=V×α’=V×(Ta’/2+Tb’/2+Tsw)・・・式(7)
Further, in the conventional example, the difference dx' in the X direction between the center Ca' and the center Cb' in the frame Fr, that is, the positional shift of the subject, is expressed as in the following equation (7).
dx'=V×α'=V×(Ta'/2+Tb'/2+Tsw)...Formula (7)
前述のように、本実施形態では、1回の撮影を行う間に、複数の信号保持部に対して順次蓄積が繰り返されるので、一回の蓄積時間Taは、従来例の蓄積時間Ta’に対して小さい。また、第2の画像Bを得るための蓄積についても同様であり、蓄積時間Tbは、従来例の蓄積時間Tb’に対して小さい。したがって、式(6)、式(7)から、本実施形態におけるdxは、従来例のdx’より小さい。すなわち、本実施形態の撮像装置によれば、第1の画像Aと第2の画像Bの被写体の位置ずれが低減できるという効果が得られる。 As described above, in this embodiment, the accumulation is sequentially repeated in a plurality of signal holding units during one imaging session, so the accumulation time Ta for one time is different from the accumulation time Ta' of the conventional example. It's small compared to The same applies to the accumulation for obtaining the second image B, and the accumulation time Tb is smaller than the accumulation time Tb' of the conventional example. Therefore, from equations (6) and (7), dx in this embodiment is smaller than dx' in the conventional example. That is, according to the imaging device of this embodiment, it is possible to reduce the positional deviation of the subject between the first image A and the second image B.
また、図7(B)に示すように、第1の画像Aに記録される像A1~A4の、X方向の長さをLaで表す。また、図7(C)に示すように、第2の画像Bに記録される像B1~B4の、X方向の長さをLbで表す。Laは、蓄積A(1)が開始してから蓄積A(4)が終了するまでの時間βaに被写体Oが移動する距離によって決まる。また、Lbは、蓄積B(1)が開始してから蓄積B(4)が終了するまでの時間βbに被写体Oが移動する距離によって決まる。βa、βbは、図6(A)に示される。 Further, as shown in FIG. 7(B), the length of the images A1 to A4 recorded in the first image A in the X direction is represented by La. Further, as shown in FIG. 7(C), the length of the images B1 to B4 recorded in the second image B in the X direction is represented by Lb. La is determined by the distance that the subject O moves during the time βa from the start of accumulation A(1) to the end of accumulation A(4). Further, Lb is determined by the distance that the subject O moves during the time βb from the start of accumulation B(1) to the end of accumulation B(4). βa and βb are shown in FIG. 6(A).
βa、βbおよび両者の差であるdβは、以下の式(8)~式(10)のように表される。
βa=(Ta+Tb+Tsw×2)×(n-1)+Ta ・・・式(8)
βb=(Ta+Tb+Tsw×2)×(n-1)+Tb ・・・式(9)
dβ=βa-βb=Ta-Tb=(1-R)×Ta ・・・式(10)
βa, βb, and the difference between them, dβ, are expressed as in the following equations (8) to (10).
βa=(Ta+Tb+Tsw×2)×(n-1)+Ta...Formula (8)
βb=(Ta+Tb+Tsw×2)×(n-1)+Tb...Formula (9)
dβ=βa-βb=Ta-Tb=(1-R)×Ta...Formula (10)
一方、従来例では、図9(A)に示すように、第1の画像A’に記録される像A1’の、X方向の長さをLa’で表す。また、図9(B)に示すように、第2の画像B’に記録される像B1’の、X方向の長さをLb’で表す。La’は、蓄積A’(1)が開始してから終了するまでの時間βa’=Ta’に被写体Oが移動する距離によって決まる。また、Lb’は、蓄積B’(1)が開始してから終了するまでの時間βb’=Tb’に被写体Oが移動する距離によって決まる。 On the other hand, in the conventional example, as shown in FIG. 9A, the length of the image A1' recorded in the first image A' in the X direction is represented by La'. Further, as shown in FIG. 9(B), the length of the image B1' recorded in the second image B' in the X direction is represented by Lb'. La' is determined by the distance that the subject O moves during the time βa'=Ta' from the start to the end of the accumulation A'(1). Further, Lb' is determined by the distance that the subject O moves during the time βb'=Tb' from the start to the end of the accumulation B'(1).
従来例においては、βa’、βb’および両者の差であるdβ’は、以下の式(11)のように表される。
dβ’=βa’-βb’=Ta’-Tb’=(1-R)×Ta’・・・式(11)
前述のように、本実施形態では、1回の撮影を行う間に、複数の信号保持部に対して順次蓄積が繰り返されるので、一回の蓄積時間Taは、従来例の蓄積時間Ta’に対して小さい。式(10)、式(11)から、本実施形態のdβは、従来例のdβ’より小さい。すなわち、本実施形態では、従来令と比べて、第1の画像Aに記録される像と第2の画像Bに記録される像の長さの差が小さい。したがって、本実施形態の撮像装置によれば、第1の画像Aと第2の画像Bの被写体の位置ずれが低減できるという効果が得られる。以上説明したように、本実施形態の撮像装置によれば、バルブ撮影において露光量の異なる画像を撮影する際に、露光量比を保持しながら被写体の位置ずれを低減することが可能となる。
In the conventional example, βa', βb', and dβ', which is the difference between them, are expressed as in the following equation (11).
dβ'=βa'-βb'=Ta'-Tb'=(1-R)×Ta'...Formula (11)
As described above, in this embodiment, the accumulation is sequentially repeated in a plurality of signal holding units during one imaging session, so the accumulation time Ta for one time is different from the accumulation time Ta' of the conventional example. It's small compared to From equations (10) and (11), dβ of this embodiment is smaller than dβ′ of the conventional example. That is, in this embodiment, the difference in length between the image recorded in the first image A and the image recorded in the second image B is smaller than that in the conventional case. Therefore, according to the imaging device of this embodiment, it is possible to reduce the positional deviation of the subject between the first image A and the second image B. As described above, according to the imaging device of this embodiment, when images with different exposure amounts are taken in bulb photography, it is possible to reduce the positional shift of the subject while maintaining the exposure amount ratio.
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。第1実施形態と同様の部分については同じ番号を付すことで説明を省略する。第2実施形態の第1実施形態に対する主な相違点は、被写体情報に基づいて、蓄積セット周期を設定することである。
(Second embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. The same parts as those in the first embodiment are given the same numbers and the explanation will be omitted. The main difference between the second embodiment and the first embodiment is that the accumulation set period is set based on subject information.
図10は、第2実施形態における撮像素子の制御処理を説明するフローチャートである。
図5に示すフローチャートと異なるステップを主に説明する。S103の判断処理で、レリーズ信号RELがハイレベルであると判断された場合、システム制御CPU178が、バルブ撮影の開始指示がされたと判断して、処理がS121に進む。S121において、システム制御CPU178が、被写体情報を取得する。被写体情報は、自動露出制御(AE)などに用いられる被写体の輝度情報である。続いて、S122において、被写体情報に基づいて、蓄積セット周期dTを設定する。そして、処理がS105に進む。
FIG. 10 is a flowchart illustrating control processing of the image sensor in the second embodiment.
The steps different from the flowchart shown in FIG. 5 will be mainly explained. If it is determined in the determination process of S103 that the release signal REL is at a high level, the
S121、S122の処理について具体的に説明する。システム制御CPU178は、絞り181におけるF値と、撮像素子184等に設定されたISO感度の情報とに基づいて、所定のプログラム線図やルックアップテーブル等を用いて輝度情報を取得する。すなわち、システム制御CPU178は、ライブビュー画像等から取得した信号量と、撮影条件に基づいて、被写体の輝度情報を逆算することで被写体情報を取得する。そして、システム制御CPU178は、取得した被写体情報と蓄積セット周期dTとを事前に紐づけしておいたテーブル等に基づいて蓄積セット周期dTを設定する。なお、蓄積セット周期dTを演算によって求めてもよい。例えば、被写体情報に基づいて蓄積時間Taを予測し、予測した蓄積時間Taを決められた所定数で割ることで、蓄積セット周期dTを求めてもよい。なお、プログラム線図やルックアップテーブルは、事前にメモリ記憶されたものであってもよいし、外部I/F196経由で取得したものであってもよい。
The processing in S121 and S122 will be specifically explained. The
また、バルブ撮影の対象となるシーンは非常に低照度である場合が多いが、星や外灯などの点光源は比較的明るい。このような点光源が存在する場合には、輝度情報を取得するための領域を限定するなど被写体を選択的に決定するようにしてもよいし、通常撮影時よりもアンダー露出となるように輝度情報を取得してもよい。すなわち、本実施形態の撮像装置は、信号保持部への蓄積が開始される前に、被写体情報に応じて複数の信号保持部に対して順次蓄積が繰り返される周期を設定する。 Additionally, the scenes targeted by bulb photography are often very low-light, but point light sources such as stars and outdoor lights are relatively bright. If such a point light source exists, you may choose to selectively determine the subject by limiting the area for acquiring luminance information, or adjust the luminance so that it is underexposed compared to normal shooting. Information may also be obtained. That is, the imaging device of the present embodiment sets a cycle in which accumulation is repeated sequentially in a plurality of signal holding units according to subject information before the accumulation in the signal holding unit is started.
本実施形態における、レリーズ信号RELがローレベルになる時刻t1eから、2つの画像の読み出し処理が行われる時刻までの時間について説明する。図6(A)に示すように、レリーズ信号RELがローレベルになる時刻t1eから、2つの画像の読み出し処理が行われる時刻t6までの時間をγとする。γが短いほど、撮影者が撮影終了の指示を出してから実際に画像が取得されるまでの時間が短くなり、望ましい。γが最小となるのは、図6(B)に示すように、蓄積B(4)が終了してから読み出しが可能になるまでの時間γ2である。また、γが最大となるのは、図6(C)に示すように、蓄積A(4)が開始してから読み出しが可能になるまでの時間γ3である。したがって、γの範囲は、以下の式(12)のように表される。
γ2≦γ≦γ3=Ta+Tsw+Tb+γ2=(1+R)×Ta+Tsw+γ2
・・・式(12)
The time from time t1e when the release signal REL becomes low level to the time when two image readout processes are performed in this embodiment will be described. As shown in FIG. 6A, the time from time t1e when the release signal REL becomes low level to time t6 when the two image readout processes are performed is assumed to be γ. The shorter γ is, the shorter the time from when the photographer issues an instruction to end photography to when an image is actually acquired, which is desirable. As shown in FIG. 6(B), γ becomes the minimum at time γ2 from the end of storage B(4) until reading becomes possible. Furthermore, as shown in FIG. 6C, γ becomes maximum at time γ3 from the start of accumulation A(4) until readout becomes possible. Therefore, the range of γ is expressed as in equation (12) below.
γ2≦γ≦γ3=Ta+Tsw+Tb+γ2=(1+R)×Ta+Tsw+γ2
...Formula (12)
一方、従来例においては、図8に示すように、レリーズ信号RELがローレベルになる時刻t1eから、2つの画像の読み出し処理が行われる時刻t6’までの時間をγ’とすると、γ’は、以下の式(13)のように表される。
γ’=Tsw+Tb’+γ2=R×Ta’+Tsw+γ2・・・式(13)
On the other hand, in the conventional example, as shown in FIG. 8, if γ' is the time from time t1e when the release signal REL becomes low level to time t6' when the two images are read out, γ' is , is expressed as the following equation (13).
γ'=Tsw+Tb'+γ2=R×Ta'+Tsw+γ2...Formula (13)
本実施形態のγ3が、従来例のγ’より小さくなる条件は、以下の式(14)のように表される。
(1+R)×Ta<R×Ta’・・・式(14)
すなわち、Ta<R/(1+R)×Ta’となる。したがって、蓄積時間Taを十分に小さくすることで、レリーズ信号のタイミングによらず、γが従来例のγ’より小さくなる。
The condition that γ3 of this embodiment is smaller than γ' of the conventional example is expressed as in the following equation (14).
(1+R)×Ta<R×Ta'...Formula (14)
That is, Ta<R/(1+R)×Ta'. Therefore, by making the accumulation time Ta sufficiently small, γ becomes smaller than γ' in the conventional example, regardless of the timing of the release signal.
システム制御CPU178が、被写体情報に基づいて、撮影者がバルブ撮影の終了を指示する時刻を予測し、蓄積セット周期dTを設定するようにしてもよい。被写体の輝度情報から、取得される画像の露光条件が、撮影者が適切と考えるであろう総露光時間が予測できる。すなわち、従来例の蓄積時間Ta’に相当する時間が予測される。この蓄積時間Ta’をもとに、γが予め決められた許容時間以内となるように、式(14)から蓄積時間Taを決定し、蓄積セット周期dTを設定できる。本実施形態の撮像装置によれば、撮影者が撮影終了の指示を出してから実際に画像が取得されるまでの時間が短くなるという効果が得られる。
The
一方で、蓄積時間Taを小さくすると、予測される総露光時間中に繰り返す蓄積セット数nが多くなる。蓄積セット数nが多くなると、複数の信号保持部の間で蓄積を切り替える回数が多くなり、スイッチングによるノイズの影響が大きくなる。例えば、蓄積回数が同じで露光量が異なる蓄積Aと蓄積Bに対し、同量のスイッチングノイズが乗った場合、第1の画像Aと第2の画像Bの露光量比に誤差が生じるおそれがある。したがって、予測される総露光時間に応じて蓄積時間Taまたは蓄積セット周期dTに下限を設定するなどして、ノイズの影響を低減することが望ましい。システム制御CPU178が、被写体情報を、撮影者が予め設定した撮影モードから推定してもよい。また、システム制御CPU178は、シーン情報を被写体情報としてもよいし、複数撮影した結果に基づいて被写体情報としての輝度情報を決定するようにしてもよい。
On the other hand, when the accumulation time Ta is reduced, the number n of accumulation sets repeated during the predicted total exposure time increases. As the number n of accumulation sets increases, the number of times the accumulation is switched between the plurality of signal holding sections increases, and the influence of noise due to switching increases. For example, if the same amount of switching noise is applied to accumulation A and accumulation B that have the same number of accumulations but different exposure amounts, there is a risk that an error will occur in the exposure amount ratio between the first image A and the second image B. be. Therefore, it is desirable to reduce the influence of noise by setting a lower limit to the accumulation time Ta or the accumulation set period dT according to the predicted total exposure time. The
(第3実施形態)
図11は、第3実施形態における撮像素子の制御処理を説明するフローチャートである。
図5に示すフローチャートと異なるステップを主に説明する。S108の判断処理で、蓄積B(n)が終了していないと判断された場合、処理がS131に進む。S131において、システム制御CPU178が、現蓄積時間比Rnと、予め決められた蓄積時間比Rとの差の絶対値が、閾値(許容値E)より小さいかを判断する。現蓄積時間比Rnは、現時刻における第1の画像Aを得るための蓄積時間の総和と、現時刻における第2の画像Bを得るための蓄積時間の総和との比である。現蓄積時間比Rnと蓄積時間比Rとの差の絶対値が、許容値Eより小さくない場合は、処理がS108に戻る。現蓄積時間比Rnと蓄積時間比Rとの差の絶対値が、許容値Eより小さい場合は、システム制御CPU178は、直ちに蓄積を終了しても第1の画像Aと第2の画像Bの露光量比が所定の範囲内であると判断する。そして処理がS109に進む。すなわち、蓄積セットが完了しておらず、蓄積Aと蓄積Bとが同じ回数となっていなくても、直ちに蓄積を終了して、読み出し処理が行われる。
(Third embodiment)
FIG. 11 is a flowchart illustrating control processing of the image sensor in the third embodiment.
The steps different from the flowchart shown in FIG. 5 will be mainly explained. If it is determined in the determination process of S108 that the accumulation B(n) has not been completed, the process proceeds to S131. In S131, the
図12は、第3実施形態の撮像装置による撮像素子の駆動シーケンスに対応するタイミングチャートを説明する図である。
図12(A)は、特にn=iの場合の撮像素子184の駆動シーケンスを例示している。時刻t1からT_REL4秒が経過した後、蓄積A(i)が開始してからTr秒後の蓄積A(i)中の時刻t1e4で、レリーズ信号RELがローレベルになる。現蓄積時間比Rnは、以下の式(15)のように表される。
Rn=Tb×(i-1)/(Ta×(i-1)+Tr) ・・・式(15)
FIG. 12 is a diagram illustrating a timing chart corresponding to the driving sequence of the image sensor by the image pickup apparatus of the third embodiment.
FIG. 12A particularly illustrates a driving sequence of the
Rn=Tb×(i-1)/(Ta×(i-1)+Tr)...Formula (15)
T_REL4は、n=jの場合の図12(B)に示すT_REL5に比べて十分小さい。すなわち、iはjに比べて十分小さく、現蓄積時間比Rnと蓄積時間比Rの差の絶対値は許容値Eより大きい。したがって、図11のフローチャートに従って、蓄積A(i)および蓄積B2(i)が行われ、時刻t6で読み出しが可能となる。蓄積B2(i)では、現蓄積時間比Rnと蓄積時間比Rの差の絶対値が許容値Eより小さくなった時点で蓄積を終了する。 T_REL4 is sufficiently smaller than T_REL5 shown in FIG. 12(B) when n=j. That is, i is sufficiently smaller than j, and the absolute value of the difference between the current accumulation time ratio Rn and the accumulation time ratio R is greater than the allowable value E. Therefore, accumulation A(i) and accumulation B2(i) are performed according to the flowchart of FIG. 11, and reading becomes possible at time t6. In accumulation B2(i), accumulation ends when the absolute value of the difference between the current accumulation time ratio Rn and the accumulation time ratio R becomes smaller than the allowable value E.
図12(B)は、特にn=jの場合の撮像素子184の駆動シーケンスを例示している。時刻t1からT_REL5秒が経過した後、蓄積A(j)が開始してからTr秒後の蓄積A(j)中の時刻t1e5で、レリーズ信号RELがローレベルになる。現蓄積時間比Rnは、以下の式(18)のように表される。
Rn=Tb×(j-1)/(Ta×(j-1)+Tr)・・・式(16)
FIG. 12B particularly illustrates a driving sequence of the
Rn=Tb×(j-1)/(Ta×(j-1)+Tr)...Formula (16)
T _REL5は、図12(A)に示すT_REL4に比べて十分大きい。すなわち、jはiに比べて十分大きく、現蓄積時間比Rnと蓄積時間比Rの差の絶対値は許容値Eより小さい。したがって、図11のフローチャートに従って、蓄積A(j)は、時刻t1e4で終了し、時刻t6で読み出しが可能となる。 T_REL5 is sufficiently larger than T_REL4 shown in FIG. 12(A). That is, j is sufficiently larger than i, and the absolute value of the difference between the current accumulation time ratio Rn and the accumulation time ratio R is smaller than the allowable value E. Accordingly, according to the flowchart of FIG. 11, the accumulation A(j) ends at time t1e4 and can be read at time t6.
図12を参照して説明したように、第3実施形態の撮像装置は、現蓄積時間比Rnと蓄積時間比Rの差の絶対値が許容値Eより小さい状態で読み出し処理を行う。第3実施形態によれば、第1実施形態と同様に、蓄積A(n)と蓄積B(n)を行った場合に比べて、撮影者が撮影終了の指示を出してから実際に画像が取得されるまでの時間が短くなるという効果が得られる。 As described with reference to FIG. 12, the imaging device of the third embodiment performs the read process in a state where the absolute value of the difference between the current accumulation time ratio Rn and the accumulation time ratio R is smaller than the allowable value E. According to the third embodiment, as in the first embodiment, compared to the case where accumulation A(n) and accumulation B(n) are performed, the image is actually displayed after the photographer issues an instruction to end shooting. This has the effect of shortening the time it takes to obtain the information.
(第4実施形態)
図13は、第4実施形態における撮像素子の制御処理を説明するフローチャートである。
図5に示すフローチャートと異なるステップを主に説明する。S108の判断処理で、蓄積B(n)が終了していないと判断された場合、処理がS141に進む。S141において、システム制御CPU178が、蓄積セット数nが、予め決められた閾値Nより大きいかを判断する。蓄積セット数nは、図4において、蓄積セット(順次蓄積)の繰り返しが開始される時刻t3(1)aから、撮影者による撮影終了の指示がある時刻t1eまでの蓄積セットの繰り返し回数である。したがって、S141の判断処理は、順次蓄積の繰り返し回数が所定回数より多いかを判断していることに対応する。蓄積セット数nが閾値Nより大きくない場合は、処理がS108に戻る。蓄積セット数nが閾値Nより大きい場合、すなわち順次蓄積の繰り返し回数が所定回数より多い場合は、システム制御CPU178は、直ちに蓄積を終了しても第1の画像Aと第2の画像Bの露光量比が所定の範囲内であると判断する。そして処理がS109に進む。すなわち、蓄積セットが完了しておらず、蓄積Aと蓄積Bとが同じ回数となっていなくても、直ちに蓄積を終了して、読み出し処理が行われる。
(Fourth embodiment)
FIG. 13 is a flowchart illustrating control processing of the image sensor in the fourth embodiment.
The steps different from the flowchart shown in FIG. 5 will be mainly explained. If it is determined in the determination process of S108 that the accumulation B(n) has not been completed, the process proceeds to S141. In S141, the
図14は、第4実施形態の撮像装置による撮像素子の駆動シーケンスに対応するタイミングチャートを説明する図である。
図14(A)は、特にn=iの場合の撮像素子184の駆動シーケンスを例示している。また、図14(B)は、特にn=jの場合の撮像素子184の駆動シーケンスを例示している。図14に示す例では、蓄積時間Tbに対して蓄積時間Taが短い。すなわち、システム制御CPU178は、順次蓄積である蓄積セットを、蓄積時間が短い第1の信号保持部507Aに対する蓄積から開始する。
FIG. 14 is a diagram illustrating a timing chart corresponding to the driving sequence of the image sensor by the image pickup apparatus of the fourth embodiment.
FIG. 14A particularly illustrates a driving sequence of the
図14(A)に示す例では、時刻t1からT_REL6秒が経過した後、蓄積A(i)が開始してからTr秒後の時刻t1e6で、レリーズ信号RELがローレベルになる。この例においてiはN以下であるので、図13のフローチャートに従って、蓄積A(i)と蓄積B(i)が行われ、時刻t6で読み出しが可能となる。 In the example shown in FIG. 14A, after T_REL6 seconds have passed since time t1, the release signal REL becomes low level at time t1e6, which is Tr seconds after the start of accumulation A(i). In this example, since i is less than or equal to N, accumulation A(i) and accumulation B(i) are performed according to the flowchart of FIG. 13, and reading becomes possible at time t6.
また、図14(B)に示す例では、時刻t1からT_REL7秒が経過した後、蓄積A(j)が開始してからTr秒後の時刻t1e7で、レリーズ信号RELがローレベルになる。この例において、jはNより大きいので、図13のフローチャートに従って、蓄積A(j)は時刻t1e7で終了し、時刻t6で読み出しが可能となる。 Further, in the example shown in FIG. 14B, after T_REL7 seconds have elapsed from time t1, the release signal REL becomes low level at time t1e7, which is Tr seconds after the start of accumulation A(j). In this example, j is greater than N, so according to the flowchart of FIG. 13, the accumulation A(j) ends at time t1e7 and can be read at time t6.
図14(B)の例のように、蓄積セットが終了していなくても信号保持部の電荷が読み出される際に、第1の画像Aと第2の画像Bとの露光量比の誤差が最大となるのは、蓄積A(n)の直後に読み出される場合である。この場合に、Trが蓄積時間Taと等しくなり、最大誤差Emaxは、以下の式(17)のように表される。
Emax=|Tb×(j-1)/(Ta×(j-1)+Tr)-R|
=|Tb×(j-1)/(Ta×j)-R| ・・・式(17)
As in the example in FIG. 14(B), even if the accumulation set is not completed, when the charge in the signal holding section is read out, an error in the exposure amount ratio between the first image A and the second image B may occur. The maximum is the case where it is read immediately after the accumulation A(n). In this case, Tr becomes equal to the accumulation time Ta, and the maximum error Emax is expressed as in the following equation (17).
Emax=|Tb×(j-1)/(Ta×(j-1)+Tr)-R|
= |Tb×(j-1)/(Ta×j)-R| ...Formula (17)
第4実施形態では、第1実施形態と異なり、蓄積時間Tbに対してTaが短い。したがって、最大誤差Emaxを小さくできるという効果が得られる。
なお、システム制御CPU178が、蓄積セットすなわち順次蓄積の繰り返しが開始されてから撮影終了の指示があるまでの時間が、所定時間よりも長い場合に、順次蓄積が終了していなくても電荷の読み出し処理を開始するようにしてもよい。
In the fourth embodiment, unlike the first embodiment, Ta is shorter than the accumulation time Tb. Therefore, it is possible to obtain the effect that the maximum error Emax can be reduced.
Note that if the time from the start of the accumulation set, that is, the repetition of sequential accumulation until the end of imaging is instructed, is longer than a predetermined time, the
(第5実施形態)
図15は、第5実施形態の撮像装置による撮像素子の駆動シーケンスに対応するタイミングチャートを説明する図である。
第1実施形態と同様の部分については同じ番号を付すことで説明を省略する。第5実施形態では、蓄積時間Taと蓄積時間Tbが等しい。すなわち、第1の信号保持部507Aに対する蓄積時間と第2の信号保持部507Bに対する蓄積時間とが等しい。また、システム制御CPU178は、互いに蓄積時間が等しい第1の画像Aと第2の画像Bとを合成する。
(Fifth embodiment)
FIG. 15 is a diagram illustrating a timing chart corresponding to the driving sequence of the image sensor by the image capturing apparatus of the fifth embodiment.
The same parts as those in the first embodiment are given the same numbers and the explanation will be omitted. In the fifth embodiment, the accumulation time Ta and the accumulation time Tb are equal. That is, the accumulation time for the first
時刻t1からT_REL8秒が経過した後、蓄積A(n)中の時刻t1e8で、レリーズ信号RELがローレベルになる。第1実施形態と同様に、図5のフローチャートに従って、蓄積A(n)と蓄積B(n)が行われ、時刻t6で読み出しが可能となる。 After T_REL8 seconds have elapsed from time t1, the release signal REL becomes low level at time t1e8 during accumulation A(n). As in the first embodiment, accumulation A(n) and accumulation B(n) are performed according to the flowchart in FIG. 5, and reading becomes possible at time t6.
図16は、第5実施形態の撮像装置によって得られる画像を説明する図である。
被写体は、図7(A)に示す被写体と同じである。図7と同様にn=4の場合を例示する。図16(A)は、第5実施形態の撮像装置によって得られる第1の画像Aを示す。フレームFr内に、蓄積A(1)~A(4)で得られる被写体Oの像A1~A4が、被写体Oの移動方向であるX方向に少しずつずれて重ねて記録される。
FIG. 16 is a diagram illustrating an image obtained by the imaging device of the fifth embodiment.
The subject is the same as the subject shown in FIG. 7(A). Similarly to FIG. 7, the case where n=4 is illustrated. FIG. 16(A) shows a first image A obtained by the imaging device of the fifth embodiment. In the frame Fr, images A1 to A4 of the subject O obtained in the accumulations A(1) to A(4) are recorded in an overlapping manner with slight shifts in the X direction, which is the moving direction of the subject O.
また、図16(B)は、第5実施形態の撮像装置によって得られる第2の画像Bを示す。第2の画像Bには、フレームFr内に、蓄積B(1)~B(4)で得られる被写体Oの像B1~B4が、被写体Oの移動方向であるX方向に少しずつずれて重ねて記録される。蓄積時間Taと蓄積時間Tbとが等しいので、第1の画像Aと第2の画像Bの明るさは同等の明るさである。 Moreover, FIG. 16(B) shows a second image B obtained by the imaging device of the fifth embodiment. In the second image B, images B1 to B4 of the subject O obtained in the accumulations B(1) to B(4) are overlapped in the frame Fr with slight shifts in the X direction, which is the moving direction of the subject O. recorded. Since the accumulation time Ta and the accumulation time Tb are equal, the first image A and the second image B have the same brightness.
図16(C)は、第1の画像Aと第2の画像Bとを合成して得られる第3の画像Cを示す。合成により、第3の画像Cは、第1の画像Aと第2の画像Bより明るい画像となる。すなわち、システム制御CPU178が、第1の信号保持部507Aと第2の信号保持部507Bから得られた画像を合成することで、露光量が異なる画像を取得することができる。第1の画像Aまたは第2の画像Bと、第3の画像Cとを別々に保存することで、露光量が異なる画像を取得することができ、露出ブラケット撮影と同等の画像を得ることが可能となる。また、第1の画像Aまたは第2の画像Bと、第3の画像Cとを合成することで、ダイナミックレンジを拡大した画像を取得するHDR合成を行うことが可能となる。
FIG. 16(C) shows a third image C obtained by combining the first image A and the second image B. By combining, the third image C becomes an image brighter than the first image A and the second image B. That is, the
本実施形態で適用する複数の信号保持部は、2つの信号保持部に限定されない。第5実施形態において、例えば、HDR合成に用いられる露光量が異なる画像の数に応じた、3以上の任意の個数の信号保持部を用いてもよい。3つの信号保持部を有する撮像素子を適用した場合、同じ露光量の3つの画像が得られるので、合成無しの画像、2枚を構成した画像、3枚を合成した画像という、3段階に露光量が異なる画像が得られる。本発明は、以上説明した第1実施形態乃至第5実施形態に限定されない。第1実施形態乃至第5実施形態のうちのいずれかを任意に組み合わせてもよい。 The plurality of signal holding units applied in this embodiment is not limited to two signal holding units. In the fifth embodiment, for example, an arbitrary number of three or more signal holding units may be used, depending on the number of images with different exposure amounts used for HDR composition. When an image sensor with three signal holding sections is used, three images with the same exposure amount are obtained, so exposure can be done in three stages: an image without combining, an image with two images, and an image with three images combined. Images with different amounts are obtained. The present invention is not limited to the first to fifth embodiments described above. Any one of the first embodiment to the fifth embodiment may be combined arbitrarily.
(その他の実施形態)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
(Other embodiments)
The present invention provides a system or device with a program that implements one or more of the functions of the embodiments described above via a network or a storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. This can also be achieved by processing. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
178 システム制御CPU
189 タイミング発生部
178 System control CPU
189 Timing generation section
Claims (12)
光電変換部と複数の信号保持部とを備える画素が2次元に配列した撮像素子と、
第1の信号保持部に対する電荷の第1の蓄積と第2の信号保持部に対する第2の蓄積を順次行う順次蓄積を、前記第1の蓄積と前記第2の蓄積の蓄積時間比を一定として、前記電荷の読み出し処理の開始までに繰り返す制御を行う制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記順次蓄積の繰り返しが開始されてから前記撮影終了の指示があるまでの前記順次蓄積の繰り返し回数が、所定回数よりも多い場合に、前記順次蓄積が終了していなくても前記電荷の読み出し処理を開始する
ことを特徴とする撮像装置。 An imaging device that terminates exposure and performs charge readout processing in response to an instruction to terminate photography operated by a photographer, the imaging device comprising:
an image sensor in which pixels are two-dimensionally arranged, including a photoelectric conversion section and a plurality of signal holding sections;
Sequential accumulation in which the first accumulation of charge in the first signal holding section and the second accumulation in the second signal holding section are performed, with the accumulation time ratio of the first accumulation and the second accumulation being constant. , a control means for performing repeated control until the start of the charge readout process ,
If the number of repetitions of the sequential accumulation from the start of the repetition of the sequential accumulation until the instruction to end the imaging is greater than a predetermined number of times, the control means may control the control means to control the operation of the sequential accumulation even if the sequential accumulation has not been completed. Start the charge readout process
An imaging device characterized by:
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1, wherein the control means starts the readout process of the charge after the sequential accumulation is completed when there is an instruction to end the imaging.
光電変換部と複数の信号保持部とを備える画素が2次元に配列した撮像素子と、
第1の信号保持部に対する電荷の第1の蓄積と第2の信号保持部に対する第2の蓄積を順次行う順次蓄積を、前記第1の蓄積と前記第2の蓄積の蓄積時間比を一定として、前記電荷の読み出し処理の開始までに繰り返す制御を行う制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記撮影終了の指示があるまでは、前記第1の蓄積と前記第2の蓄積を順次行う順次蓄積を、前記第1の蓄積と前記第2の蓄積の蓄積時間比を一定として、繰り返し、前記撮影終了の指示があった場合に、前記第1の蓄積に係る蓄積時間の総和と前記第2の蓄積に係る蓄積時間の総和との比が閾値より小さいときには、前記順次蓄積が終了していなくても前記電荷の読み出し処理を開始することを特徴とする撮像装置。 An imaging device that terminates exposure and performs charge readout processing in response to an instruction to terminate photography operated by a photographer, the imaging device comprising:
an image sensor in which pixels are two-dimensionally arranged, including a photoelectric conversion section and a plurality of signal holding sections;
Sequential accumulation in which the first accumulation of charge in the first signal holding section and the second accumulation in the second signal holding section are performed, with the accumulation time ratio of the first accumulation and the second accumulation being constant. , a control means for performing repeated control until the start of the charge readout process,
The control means performs sequential accumulation in which the first accumulation and the second accumulation are performed sequentially, and maintains a constant accumulation time ratio between the first accumulation and the second accumulation until an instruction to end the photographing is given. If the instruction to end the shooting is repeatedly given , and the ratio of the sum of the accumulation times related to the first accumulation and the sum of the accumulation times related to the second accumulation is smaller than the threshold, the sequential accumulation is performed. An imaging apparatus characterized in that the charge readout process is started even if the charge reading process is not completed.
光電変換部と複数の信号保持部とを備える画素が2次元に配列した撮像素子と、
第1の信号保持部に対する電荷の第1の蓄積と第2の信号保持部に対する第2の蓄積を順次行う順次蓄積を、前記第1の蓄積と前記第2の蓄積の蓄積時間比を一定として、前記電荷の読み出し処理の開始までに繰り返す制御を行う制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記順次蓄積の繰り返しが開始されてから前記撮影終了の指示があるまでの時間が、所定時間よりも長い場合に、前記順次蓄積が終了していなくても前記電荷の読み出し処理を開始する
ことを特徴とする撮像装置。 An imaging device that terminates exposure and performs charge readout processing in response to an instruction to terminate photography operated by a photographer, the imaging device comprising:
an image sensor in which pixels are two-dimensionally arranged, including a photoelectric conversion section and a plurality of signal holding sections;
Sequential accumulation in which the first accumulation of charge in the first signal holding section and the second accumulation in the second signal holding section are performed, with the accumulation time ratio of the first accumulation and the second accumulation being constant. , a control means for performing repeated control until the start of the charge readout process,
If the time from the start of the repetition of the sequential accumulation until the instruction to end the imaging is longer than a predetermined time, the control means may perform the charge readout process even if the sequential accumulation has not been completed. An imaging device characterized by starting.
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の撮像装置。 The imaging device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the control unit sets a cycle for repeating the sequential accumulation based on subject information.
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の撮像装置。 The imaging device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the set period is constant.
ことを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 5 , wherein the set period is variable.
前記第1の蓄積は、前記第2の蓄積よりも蓄積時間が短い
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の撮像装置。 The control means starts the sequential accumulation from the first accumulation,
The imaging device according to any one of claims 1 to 7 , wherein the first accumulation has a shorter accumulation time than the second accumulation.
前記第1の蓄積により得られる第1の画像と、前記第2の蓄積により得られる第2の画像とを合成する合成手段を有する
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の撮像装置。 The first accumulation and the second accumulation have equal accumulation times;
8. The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 7 , further comprising a synthesizing means for synthesizing a first image obtained by the first accumulation and a second image obtained by the second accumulation. The imaging device described.
第1の信号保持部に対する電荷の第1の蓄積と第2の信号保持部に対する第2の蓄積を順次行う順次蓄積を、前記第1の蓄積と前記第2の蓄積の蓄積時間比を一定として、前記電荷の読み出し処理の開始までに繰り返す制御を行う工程を有し、
前記工程は、前記順次蓄積の繰り返しが開始されてから前記撮影終了の指示があるまでの前記順次蓄積の繰り返し回数が、所定回数よりも多い場合に、前記順次蓄積が終了していなくても前記電荷の読み出し処理を開始する
ことを特徴とする制御方法。 An imaging device that has an image sensor in which pixels each including a photoelectric conversion section and a plurality of signal holding sections are arranged in a two-dimensional manner, and that finishes exposure and performs charge readout processing in response to an instruction to end shooting by a photographer's operation. A method for controlling a device, the method comprising:
Sequential accumulation in which the first accumulation of charge in the first signal holding section and the second accumulation in the second signal holding section are performed, with the accumulation time ratio of the first accumulation and the second accumulation being constant. , a step of performing repeated control before the start of the charge readout process ,
In the step, if the number of repetitions of the sequential accumulation from the start of the repetition of the sequential accumulation until the instruction to end the photographing is greater than a predetermined number of times, the process may be performed even if the sequential accumulation has not been completed. Start charge readout process
A control method characterized by:
第1の信号保持部に対する電荷の第1の蓄積と第2の信号保持部に対する第2の蓄積を順次行う順次蓄積を、前記第1の蓄積と前記第2の蓄積の蓄積時間比を一定として、前記電荷の読み出し処理の開始までに繰り返す制御を行う工程を有し、 Sequential accumulation in which the first accumulation of charge in the first signal holding section and the second accumulation in the second signal holding section are performed, with the accumulation time ratio of the first accumulation and the second accumulation being constant. , a step of performing repeated control before the start of the charge readout process,
前記工程は、前記撮影終了の指示があるまでは、前記第1の蓄積と前記第2の蓄積を順次行う順次蓄積を、前記第1の蓄積と前記第2の蓄積の蓄積時間比を一定として、繰り返し、前記撮影終了の指示があった場合に、前記第1の蓄積に係る蓄積時間の総和と前記第2の蓄積に係る蓄積時間の総和との比が閾値より小さいときには、前記順次蓄積が終了していなくても前記電荷の読み出し処理を開始することを特徴とする制御方法。In the step, the first accumulation and the second accumulation are carried out sequentially, with the accumulation time ratio of the first accumulation and the second accumulation being constant until an instruction to end the imaging is given. , when the instruction to end the shooting is repeatedly given and the ratio of the sum of the accumulation times related to the first accumulation and the sum of the accumulation times related to the second accumulation is smaller than the threshold, the sequential accumulation is performed. A control method characterized in that the charge readout process is started even if it has not been completed.
第1の信号保持部に対する電荷の第1の蓄積と第2の信号保持部に対する第2の蓄積を順次行う順次蓄積を、前記第1の蓄積と前記第2の蓄積の蓄積時間比を一定として、前記電荷の読み出し処理の開始までに繰り返す制御を行う工程を有し
前記工程は、前記順次蓄積の繰り返しが開始されてから前記撮影終了の指示があるまでの時間が、所定時間よりも長い場合に、前記順次蓄積が終了していなくても前記電荷の読み出し処理を開始する
ことを特徴とする制御方法。
An imaging device that has an image sensor in which pixels each including a photoelectric conversion section and a plurality of signal holding sections are arranged in a two-dimensional manner, and that finishes exposure and performs charge readout processing in response to an instruction to end shooting by a photographer's operation. A method for controlling a device, the method comprising:
Sequential accumulation in which the first accumulation of charge in the first signal holding section and the second accumulation in the second signal holding section are performed, with the accumulation time ratio of the first accumulation and the second accumulation being constant. , comprising a step of performing repeated control before the start of the charge readout process.
In the step, if the time from the start of the repetition of the sequential accumulation until the instruction to end the imaging is longer than a predetermined time, the charge readout process is performed even if the sequential accumulation has not been completed. Start
A control method characterized by :
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