摄像装置以及摄像方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及在闪烁量周期性变动的外部照明照射在被摄体上的情况下，也能够降低光源闪烁的影响的摄像装置以及摄像方法。
【背景技术】
[0002]已知在室内的动态图像摄影和实时取景显示时，荧光灯等光源的明亮度会与商用电源频率同步地周期性变动，会对实时取景显示和动态图像摄影带来不良影响。该现象被称作光源闪烁，在摄影时和实时取景显示时的帧率与光源的明亮度变化的频率不同步的情况下，明亮度会按照每帧而变化(被称作面闪烁(surface flicker))，另外在同一帧内的图像中，明亮度呈线状产生于每个空间周期内(被称作行闪烁(line flicker))。
[0003]为了降低所述的光源闪烁的影响，以往提出了各种技术。例如日本特开平11-122513号公报(以下，称作专利文献I)、日本特开平6-105204号公报(以下，称作专利文献2)中公开了这种技术。在这些现有技术中，在校正光源闪烁的影响时，首先通过相机的摄像元件取得多个帧的图像数据，根据所取得的图像数据的亮度输出的时间转换，检测光源闪烁的频率，根据该检测的闪烁频率，以使得在各帧内图像的亮度均匀的方式，校正从摄像元件取得的各帧图像的亮度增益。
[0004]作为室内光源的电灯的闪烁基于电源商用频率，因而以50Hz或60Hz变动。例如，在专利文献I中，以与电灯的闪烁频率相同或较慢的帧频率进行动作、并确认帧的垂直强度部分布，由此来进行闪烁检测。作为该方法，在以与电灯的闪烁周期相同或较慢的帧频率进行实时取景显示和动态图像记录的情况下，能够有效进行闪烁检测和校正。
【发明内容】
[0005]发明欲解决的课题
[0006]在所述的专利文献I中，使用多个二维摄像元件，一气对多个图像进行闪烁校正，因而需要图像数据存储用的非常大的存储器。此外，虽然根据多个域的垂直强度分布来校正当前帧的垂直明暗差(行闪烁)是有效的手段，然而在高速动态图像的情况下，无法有效校正帧间的明暗差(面闪烁)。
[0007]此外，如专利文献2那样将高速度相机的数据划分到各系统，具有帧存储器，合成按照每个系统进行了图像处理后的数据，从而能够实现消除闪烁。然而，这种情况下，需要大量帧存储器和图像处理1C，会招致大型化，不适于数字静态相机等便携式设备。
[0008]本发明就是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种在数字相机等便携设备中能够在高速相机模式下消除闪烁的摄像装置以及摄像方法。
[0009]用于解决课题的手段
[0010]第I方面的摄像装置具有:摄像元件，其具有将如下的输出信号分别同时并列地转换为数字信号的多个AD转换器，该输出信号是通过呈二维状排列的由第I像素群和第2像素群构成的多个像素以及与所述第I像素群和第2像素群对应的像素而分别生成的；图像信号读出部，其针对与所述摄像元件的第I像素群和第2像素群对应的像素，分别独立地读出图像信号；闪烁检测部，其基于被摄体所包含的光源的周期性闪烁动作，对在所述摄像元件上成像的被摄体像进行光电转换，根据与对应于所述第2像素群的像素对应的图像输出来检测摄影图像整体的明状态和暗状态，从而检测所述光源的闪烁周期；以及闪烁校正部，当在所述闪烁检测部中，通过与所述第2像素群对应的像素取得的图像由于周期性闪烁而入射了明状态和暗状态的亮度的光时，以使与所述第2像素群对应地配置的所述第I像素群的摄影图像的亮度输出成为作为基准的亮度输出的方式，校正与对应于所述第I像素群的多个像素中的各像素对应的亮度输出增益。
[0011]第2方面的摄像方法具有如下步骤:图像信号读出步骤，从摄像元件的与所述摄像元件的第I像素群和第2像素群对应的像素中，分别独立地读出图像信号，其中，所述摄像元件具有将如下的输出信号分别同时并列地转换为数字信号的多个AD转换器，该输出信号是通过呈二维状排列的由所述第I像素群和所述第2像素群构成的多个像素以及与所述第I像素群和第2像素群对应的像素而分别生成的；闪烁检测步骤，基于被摄体所包含的光源的周期性闪烁动作，对在所述摄像元件上成像的被摄体像进行光电转换，根据与对应于所述第2像素群的像素对应的图像输出来检测摄影图像整体的明状态和暗状态，从而检测所述光源的闪烁周期；以及闪烁校正步骤，当在所述闪烁检测步骤中，通过与所述第2像素群对应的像素取得的图像由于周期性闪烁而入射了明状态和暗状态的亮度的光时，以使与所述第2像素群对应地配置的所述第I像素群的摄影图像的亮度输出成为作为基准的亮度输出的方式，校正与对应于所述第I像素群的多个像素的各像素对应的亮度输出增益。
[0012]发明的效果
[0013]根据本发明，能够提供一种在数字相机等便携设备中在高速相机模式下消除闪烁的摄像装置以及摄像方法。
【附图说明】
[0014]图1是表示本发明的I个实施方式的相机的图像传感器的像素结构的俯视图。
[0015]图2是表示本发明的I个实施方式的相机的图像传感器的内部电路结构的框图。
[0016]图3是表示在本发明的I个实施方式的相机中，电灯闪烁周期与帧率之间的关系的图。
[0017]图4是表示在本发明的I个实施方式的相机中，用于校正实时闪烁的概略电路的框图。
[0018]图5是表示在本发明的I个实施方式的相机中，闪烁检测和闪烁校正处理电路的详细情况的框图。
[0019]图6是表示在本发明的I个实施方式的相机中，图像传感器的第I序列与第2序列的读出定时的时序图。
[0020]图7A和图7B是表示本发明的I个实施方式的相机的动作的流程图。
[0021]图8是表示本发明的I个实施方式的相机的闪烁校正动作的流程图。
[0022]图9A和图9B是表示本发明的I个实施方式的相机的动态图像信息流动作的流程图。
[0023]图10是表示本发明的I个实施方式的相机的静态图像读入动作的流程图。
【具体实施方式】
[0024]以下，按照附图使用应用本发明的相机说明优选实施方式。本发明的优选的I个实施方式的相机是具有图像传感器等摄像部的数字相机。该摄像部将通过摄影镜头形成的被摄体像转换为图像数据。摄像部内的图像传感器的输出存在输出第I像素群的数据的系统I和输出第2像素群的数据的系统2这2个系统，能够分别独立设定读出的帧率(换言之，能够分别独立设定电子快门速度)。作为相机的动作，在实时取景显示和动态图像摄影时，使用以高速帧率读出的图像数据，检测闪烁，按照该检测结果，计算用于实现均匀的亮度的增益。使用该计算的增益，对以低速帧率读出的图像数据进行闪烁的校正。根据该校正后的图像数据，将被摄体像实时取景显示于配置在主体的背面的显示部上，另外在动态图像模式下记录根据动态图像按钮的操作等而取得的动态图像的图像数据。
[0025]图1是表示本发明的I个实施方式的相机的图像传感器的像素结构的俯视图，另外图2是表示图像传感器的内部电路结构的框图。
[0026]图1示出图像传感器I的光电二极管阵列2(参照图2)的像素结构。这里，有效像素2b是用于针对被摄体像取得图像数据的有效图像区域的像素。实际有效像素2a是在有效图像区域内的实际使用的图像区域的像素。此外，在由有效像素2b构成的有效图像区域的外侧，沿着垂直方向配置水平OB (光学黑体)像素2c，沿着水平方向配置垂直OB像素
2do
[0027]水平OB像素2c和垂直OB像素2d是光电二极管的受光面被遮光的像素。因此，未通过摄影镜头11 (参照图4)形成被摄体像，输出处于暗黑下的暗电流的信号。使用从该OB像素输出的暗电流，进行OB校正。有效像素2b、水平OB像素2c、垂直OB像素2d的外侧的区域是不将被摄体像反映为图像数据的无效像素(伪像素)。
[0028]图2表示数字相机用的图像传感器I的内部电路。图像传感器I在内部具有光电二极管阵列2、水平/垂直驱动器3、定时控制器4、AD转换器5以及重排部(並U替尤部)6、缓冲放大器7a?7m。光电二极管阵列2的像素的结构是如使用图1所说明的结构。
[0029]水平/垂直驱动器3按照来自定时控制器4的定时信号，读出光电二极管阵列2中的有效像素2b、水平OB像素2c、垂直OB像素2d、无效像素2e等的图像数据。
[0030]AD转换器5按照来自定时控制器4的定时信号，对从光电二极管阵列2读出的图像数据进行AD转换，实现数字信号化。然后，将数字信号化后的图像数据输出给重排部6。重排部6根据实时取景显示、静态图像摄影、动态图像摄影等相机的各动作模式，适当对从光电二极管阵列2中读出的有效像素2b的图像数据进行间疏处理(間引? )并输出给缓冲放大器7a?7m。
[0031]如上构成本实施方式的图像传感器I。通常，在数字相机中，在全像素静态图像摄影时、动态图像摄影时和实时取景显示用的图像取得时，在图像生成时图像传感器的像素输出的有效利用方法不同。即，在全像素静态图像摄影时，使用所有有效像素用于记录。另一方面，在实时取景显示用的图像取得时、动态图像摄影时、高速相机动作时，从摄像元件的有效图像区域中切取对应于相机的背面液晶或EVF、TV输出等显示设备的图像尺寸，或通过间疏处理等读出，不使用未被读出的像素的像素数据。
[0032]在本实施方式的相机中，与上述内容同样地，在全像素静态图像摄影时使用所有有效像素2b用于记录。另一方面，在实时取景显示时、动态图像记录时、高速相机动作时等，从有效图像区域中间疏地(或切取)读出对应于背面液晶面板等显示部、EVF(电子取景观察器)、TV(电视)输出等显示设备的图像尺寸。这里，不使用未被间疏或切取而读出的像素的数据。
[0033]关于来自图像传感器I的数据输出，在全像素静态图像摄影时，使用图像传感器I具有的输出通道Chl?Chm，通过全部通道进行数据输出。另一方面，在实时取景显示时、动态图像记录时、高速相机动作时等，输出数据的带域与全像素静态图像相比较小即可，因而使用图像传感器具有的输出通道中的一部分进行图像数据的输出。例如，作为使用输出通道中的一部分的例子，存在仅使用图像传感器I的通道I(Chl)和通道2(Ch2)进行数据输出的结构等。
[0034]图像传感器I在针对各通道的像素电路上具有按照每个通道独立的曝光控制，能够使得读出通