摄像装置以及摄像方法_2

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道I(Chl)时的帧率(电子快门速度)与读出通道2(Ch2)时的帧率(电子快门速度)不同。另外,后面描述图像传感器I的像素电路详细结构和作用。
[0035]因此,在本实施方式中,在全像素静态图像摄影时,使用图像传感器I具有的全部输出通道(图2的Chl?Chm)进行输出。另一方面,在实时取景显示时、动态图像记录时和高速相机动作时,输出数据的带域与全像素静态图像摄影时相比较小即可,因而使用图像传感器I具有的输出通道中的一部分(例如,仅图2的Chl和Ch2)输出数据。在本实施方式中,图像传感器I作为具有多个AD转换器的摄像元件发挥功能,该多个AD转换器将输出信号分别同时并列地转换为数字信号,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第I像素群和第2像素群对应的像素分别生成的。
[0036]在本实施方式中,以在实时取景显示时、动态图像记录时、高速相机动作时能够实现进行适当的闪烁校正的方式,将图像传感器I的输出划分为2个系统进行驱动,进行校正动作。
[0037]即,在拍摄全像素静态图像时,使用系统I (例如Chl和Ch2)和系统2(例如Chn和Chm)双方进行数据转发。另一方面,在实时取景显示时、动态图像摄影时、高速相机动作时,从系统I取得主要的动态图像的图像数据。然后从系统2取得闪烁校正用的图像数据。进而,取得对动态图像实时地校正了闪烁后的图像并进行实时取景显示。然后,将所取得的校正了闪烁后的图像作为动态图像的图像数据进行记录。此外,还将来自系统2的图像数据用于AE(Auto Exposure:自动曝光)和AF(Auto Focus:自动对焦)。在本实施方式中,图像传感器I具有图像信号读出部(系统I和系统2),该图像信号读出部(系统I和系统
2)用于从与摄像元件的第I像素群和第2像素群对应的像素中分别独立读出图像信号。
[0038]此外,如上所述,关于本实施方式的摄像部内的图像传感器I的输出,设有输出第I图像群的数据的系统1、输出第2像素群的数据的系统2这2个系统。作为这2个系统的输出,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。
[0039]在实时取景显示时、动态图像摄影时、高速相机动作时,使用以高速帧率读出的系统2的图像数据,从存在面闪烁的图像中检测闪烁频率。使用该检测出的闪烁频率,对由系统I取得的实时取景图像和动态图像实时地进行光源闪烁的校正。
[0040]接着,使用图3来说明受到光源闪烁的影响的高速摄影时的摄影图像(包括实时取景显示)的变化。图3示出作为光源的照明的闪烁周期与帧率之间的关系。
[0041]图3的最上层的(a)是表示光源以商用频率60Hz点亮的荧光灯的亮度变化的波形图。在下一层所示的(b)是表示以商用频率50Hz点亮的荧光灯的亮度变化的波形图。施加给荧光灯的商用频率的施加电压按照对应于商用频率的周期,具备正负的符号。另一方面,荧光灯的亮度按照与施加电压的绝对值成比例的关系进行变化。因此,如(a)、(b)中实线所示,例如,在以60Hz驱动的情况下,将以2倍的频率(120Hz)重复明暗。
[0042]从图3的第3层至第5层所示的(C)?(e)表示根据荧光灯的闪烁变化而由图像传感器I取得的各帧图像的亮度变化。(C)表示摄影时(包括实时取景显示时)的帧率为480fps的情况下的亮度变化。(d)表示帧率为120fps的情况下的亮度变化。(e)表示帧率为60fps的情况下的亮度变化。另外,在各图中,在各个帧率的条件下,在上下并列表示荧光灯的施加电压为60Hz、50Hz的情况下的亮度变化。
[0043]如图3的(C)?(e)所示,越通过成为比光源的闪烁周期快的频率的帧率使图像传感器I进行摄影动作,则面闪烁相比行闪烁越处于主导地位。这里,面闪烁是在所摄像的各帧图像内整体的亮度按照每帧周期性变化的现象。此外,行闪烁是在帧内的图像上产生明暗的亮度分布的现象。
[0044]按照图像传感器I进行图像数据的读出的帧率,处于主导地位的闪烁的种类不同,这是因为基于以下的作用。(I)在各帧取得的图像是按照每个帧周期由图像传感器I蓄积被摄体光而形成的。(2)因此,在帧率的周期短于光源的闪烁周期的情况下,(即帧率越为高速的情况),各帧内的图像的亮度分布越大致均匀,因位置导致的亮度变化变少。因此,面闪烁为成为主导。
[0045]此外,关于行闪烁,在光源的闪烁频率与帧率同步的条件下(例如,图3的(e)的帧率120fps、荧光灯的驱动频率60Hz),观察帧图像的亮度分布,则成为明暗的峰值的位置一定成为相同图像的位置。另一方面,在光源的闪烁频率不与帧率同步的情况下,在通过各帧取得的图像的亮度分布中,成为明暗的峰值的位置按照每帧而移动。
[0046]作为低速帧率时的行闪烁的校正,通常以规定的帧率读出图像,检测该读出的帧图像的亮度分布是否随时间而变化。根据该检测结果,检测光源的驱动频率(通常为商用频率),根据该检测结果,以使得帧图像的亮度均匀的方式,根据图像的位置进行行闪烁校
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[0047]高速帧率时的面闪烁的校正通过光源的闪烁使得各帧图像的亮度分布变为均匀。因此,针对各帧图像的一部分线输出的亮度,根据每帧的亮度变化检测光源的闪烁频率。使用该闪烁频率,以使得帧图像的亮度均匀的方式,进行面闪烁校正。
[0048]另外,在静态图像的数字相机中,已知以高速帧率连续拍摄静态图像的高速相机。作为高速相机的帧率,例如能够以500fps (flame per second:帧每秒)实现各种运动的慢动作记录。
[0049]此外,作为荧光灯的闪烁,商用频率的2倍频率为主流。因此,在本实施方式中,在以商用频率驱动的光源(50Hz/60Hz)环境下,实时消除实时取景显示、动态图像记录时等中的闪烁。
[0050]接着,使用图4,说明用于实时校正闪烁的电路的结构。前述的图像传感器I配置于通过摄影镜头11形成的被摄体像的成像位置附近。摄影镜头11通过按照来自镜头控制部13的控制信号被驱动的电动机12在光轴方向上移动。
[0051]图像传感器I的图像数据经由系统I和系统2输出给DSP(数字信号传感器:Digital Signal Processor) 20。即,图像传感器I的图像数据经由系统I被输出至DSP20内的重排电路A 31,经由系统2被输出至DSP20内的重排电路B 26。此外,图像传感器I输入来自DSP20的控制模块27的读出控制信号等信号。另外,从系统I和系统2读出的读出频率(帧率)可以在动态图像摄影时和实时取景显示时设定为彼此不同的频率。例如,关于动态图像摄影时的各帧率,可以设定得比实时取景显示时的各帧率快。这种情况下,能够通过不进行动态图像记录的实时取景显示时的动作抑制摄像装置的消耗功率。
[0052]DSP20具有重排电路B26、控制模块27、开关28,AE/AF29、重排电路A31、闪烁检测部32、电平设定部33、图像处理器34、CPU (Central Processing Unit:中央处理单元)21。重排电路B26对以高速从图像传感器I的读出系统2中读出的图像数据进行重排处理(並
替尤処理)。在该重排处理中,通过对从系统2中读出的每行的读出图像进行间疏处理而进行重排的处理。
[0053]开关28将从重排电路B26输出的图像数据切换至后述的AE/AF(Auto Exposure/Auto focus)29、重排电路A31、闪烁检测部32中的任意一个而输出。此外,重排电路B26还具有直通(/《只只少一)功能。通过该直通功能,重排电路B26的图像数据输出不必对以高速从图像传感器I中读出的图像数据进行重排处理,能够独立于向前述的开关电路28的输出而暂时存储于DRAM51中。
[0054]AE/AF29输入经由开关28输入的系统2的图像数据或从重排电路A31输入的系统I的图像数据,计算曝光控制用的亮度值。根据该计算的亮度值控制图像传感器I的电子快门的快门速度。此外,AE/AF29对来自系统I或系统2的图像数据提取空间频率中的高频成分,计算对比度信号的评价值。然后,镜头控制部13以使得对比度信号的评价值成为峰值的方式,进行摄影镜头11的焦点调节。
[0055]重排电路A31输入来自图像传感器I的系统I的图像数据和来自开关28的系统2的图像数据,进行图像数据的重排,并输出给图像处理器34。该重排电路A31在实时取景显示时和动态图像摄影时等,使用来自系统I的图像数据,将与显示设备对应的图像尺寸的图像数据输出给图像处理器34。此外,在全像素静态图像摄影时,重排电路A31使用来自系统I和系统2的图像数据,重排成由全部像素构成的图像数据,并输出给图像处理器34。此外,重排电路A31的输出能够独立于向图像处理器34的输出,暂时存储于DRAM51中。
[0056]闪烁检测部32输入以高速帧率读出的系统2的图像数据,检测该图像输出的每帧的平均亮度的变化,并检测基于面闪烁而引起的闪烁亮度变化的帧周期以及闪烁频率。此夕卜,改变读出所述系统2的帧率设定,检测该图像输出的每行的平均亮度的变化。通过检测该平均亮度的变化,从而确定从系统2得到的图像数据在各帧内产生明暗的行闪烁的闪烁频率。后面使用图4描述闪烁检测部32的详细结构。该闪烁检测部32作为闪烁检测部发挥功能,该闪烁检测部通过摄像元件(图像传感器I)对包含被摄体中包含的光源的周期性闪烁的被摄体像进行光电转换,根据与对应于第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,从而检测光源的闪烁周期。
[0057]DRAM51是易失性的可改写存储器,输入从重排电路B26和重排电路A31输出的图像数据等并存储。此外,DRAM51将存储的图像数据等输出给图像处理器34。
[0058]图像处理器34输入从重排电路A31输出的图像数据,根据来自闪烁检测部32的检测结果,对图像数据实施闪烁校正。此外,还进行白平衡、OB(OptiCal Black:光学黑体)校正、伽马校正、图像压缩等各种图像处理,以及实时取景显示用图像数据、静态图像记录用图像数据、动态图像记录用图像数据、再生显示用图像数据等的生成。
[0059]显不设备52具有液晶面板、有机EL等显不设备。显不设备52输入从图像处理器34输出的实时取景显示用图像数据和
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