JP2007184814A - 撮像素子及び撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮像装置1を、センサセルアレイ58の露光領域を2つの領域に分割すると共に、映像処理系12からの各種同期信号に基づき前記各領域の露光時間を設定し、各領域毎に、前記設定した露光時間で露光された各領域の各画素のラインからそれぞれ独立に画素信号を読み出し、これら読み出した画素のライン毎の画素信号の画素データを各領域毎にそれぞれ独立に順次出力する領域走査対応撮像処理系10と、前記各領域の露光時間を設定すると共に、撮像処理系10から出力された、各領域毎の画素データから構成される撮像画像データを外部装置に出力する映像処理系12と、各領域毎に読み出した画素データなどの各種画像データを記憶するフレームメモリ14とを含んだ構成とした。
【選択図】図1
Description
特許文献1に記載の撮像装置は、複数の各画素が増幅型の光電変換素子を備えた撮像装置において、露光時間の異なる複数の画素信号を読み出し、露光時間の長い一の画素信号の中から飽和画素信号を検出した場合に、該飽和画素信号を露光時間のより短い該画素の非飽和画素信号と置換することでワイドダイナミックレンジ化を実現するものである。
露光した光を電荷に変換して蓄積する光電変換素子が複数マトリクス状に配設された光電変換部と、前記各光電変換素子の露光時間の制御を行う電子シャッタ機能とを備えた撮像素子であって、
前記光電変換部の露光領域を複数の領域に分割する領域分割手段と、
前記複数の領域の各領域毎に、前記電子シャッタ機能で制御する露光時間を設定する露光時間設定手段と、
前記光電変換部の前記各領域における前記光電変換素子の構成する各画素から、各領域毎に設定された露光時間の露光により蓄積された電荷から構成される画素信号をそれぞれ独立に読み出す画素信号読出手段と、を備えることを特徴としている。
露光した光を電荷に変換して蓄積する光電変換素子が複数マトリクス状に配設された光電変換部と、前記各光電変換素子の露光時間の制御を行う電子シャッタ機能とを備えた撮像素子を有する撮像装置であって、
前記光電変換部の露光領域を複数の領域に分割する領域分割手段と、
前記複数の領域の各領域毎に、前記電子シャッタ機能で制御する露光時間を設定する露光時間設定手段と、
前記光電変換部の前記各領域における前記光電変換素子の構成する各画素から、各領域毎に設定された露光時間の露光により蓄積された電荷から構成される画素信号をそれぞれ独立に読み出す画素信号読出手段と、
前記読出手段によって前記各領域から読み出された画素信号から構成される画素データに基づき、撮像画像データを出力する撮像画像データ出力手段と、を備えることを特徴としている。
ここで、撮像画像データ出力手段は、本形態の撮像装置が表示装置等の出力装置を有していれば、当該出力装置に撮像画像データを出力し、本形態の撮像装置が出力装置を有していなければ、外部の出力装置に撮像画像データを出力する。
前記露光領域における前記分割された各領域の範囲を指定する基準信号を生成する分割領域基準信号生成手段を備えることを特徴としている。
このような構成であれば、分割領域基準信号生成手段によって、前記分割された各領域の範囲を指定する基準信号を生成することが可能である。
従って、分割後の各領域毎に、各領域の範囲を指定する基準信号(例えば、垂直同期信号)を、撮像装置に自動的に生成させることができるので、前記各領域の垂直同期信号から、容易に各領域のライン番号、画素番号を計数することができるという効果が得られる。
前記領域分割手段によって、前記露光領域を、注目する被写体を含む領域と含まない領域とに分割したときに、前記各領域から読み出される画素信号から構成される画素データに基づき、前記注目する被写体を含む領域の範囲を、当該注目する被写体の変化に応じて自動的に変更する領域範囲変更手段を備えることを特徴としている。
また、注目被写体の変化(例えば、注目被写体の位置、注目被写体のサイズなど)は、各領域の画素から読み出される画素データの示す画素値の急激な変化等によって簡易に知ることができるので、各領域から読み出される画素信号の画素データの画素値(輝度値あるいは濃度値など)と、所定の閾値とを比較し、当該比較結果に基づいて注目被写体が変化したか否かを判定する。例えば、比較的輝度の高い注目被写体の場合は、画素データの示す輝度値と所定の輝度値とを比較して、画素データの示す輝度値が所定の輝度値以上であれば、その画素データは注目被写体を構成するものであると判定し、これにより、注目被写体がどの領域にどのような範囲で存在するのかを判定できる。
前記複数の領域における隣り合う領域間で重複する領域部分に対し、一方の領域における画素信号の読出処理において所定のダミー処理を実行して、前記隣り合う領域の露光期間を調整する露光期間調整手段を備えることを特徴としている。
このような構成であれば、露光時期間整手段によって、前記複数の領域における隣り合う領域間で重複する領域部分に対し、一方の領域における画素信号の読出処理において所定のダミー処理を実行して、前記隣り合う領域の露光期間を調整することが可能である。
前記所定のダミー処理は、前記重複する領域に対する各画素の蓄積電荷を空にするリセット動作の制御処理を含み、
前記リセット動作の制御処理は、前記重複する領域の一方のリセット動作を実行し、他方のリセット動作を実行させない処理であることを特徴としている。
従って、各領域の範囲が隣り合う領域間で重複しているときに、当該隣り合う領域の露光期間の調整を簡易に行うことができるという効果が得られる。
前記撮像画像データ出力手段は、前記各領域毎に読み出された画素信号から構成される画素データを合成して撮像画像データを生成し、当該生成した撮像画像データを出力することを特徴としている。
このような構成であれば、露光領域を複数の領域に分割した各領域から、当該各領域にそれぞれに設定された露光時間で露光された各画素の画素データを合成して撮像画像データを生成し、当該生成した撮像画像データを出力することが可能であるので、複数の領域の画素データを1系統で出力することができるという効果が得られる。
前記撮像画像データ出力手段は、前記各領域毎に読み出された画素信号から構成される画素データを、各領域毎に別々に出力することを特徴としている。
このような構成であれば、露光領域を複数の領域に分割した各領域から、当該各領域にそれぞれに設定された露光時間で露光された各画素の画素データを各領域毎に別々に出力することが可能となるので、処理負荷が重くなる可能性のある画素データの合成処理を、外部装置に任せることができるので処理負荷の軽減及び画素データの高速転送を行うことができるという効果が得られる。
前記光電変換部の露光領域全体に対して、前記露光時間設定手段で露光時間を設定し、当該設定された露光時間で露光された各画素から前記画素信号読出手段で画素信号の読み出しを行う通常読出動作モードと、前記光電変換部の露光領域を前記領域分割手段で複数に分割し、当該分割後の各領域に対して、前記露光時間設定手段で前記各領域毎に露光時間を設定し、当該設定された各露光時間で露光された各画素から前記画素信号読出手段で画素信号の読み出しを行う分割読出動作モードとを備えることを特徴としている。
以下、本発明に係る撮像装置の第1の実施形態を、図面に基づいて説明する。図1〜図9は、本発明に係る撮像装置1の第1の実施形態を示す図である。
この撮像装置1は、センサセルアレイ58(後述)の露光領域を任意の範囲の2つの領域に分割し、これら2つの領域の各領域毎に任意の露光時間を設定して、各領域における各画素の露光及び画素信号の読出しをそれぞれ独立に行うことができる領域走査対応撮像処理系10(後述)を備える。また、本実施の形態において、撮像装置1は、画素列毎(単位)に露光時間が変えられる撮像素子を有している。
撮像装置1は、図1に示すように、センサセルアレイ58の露光領域を2つの領域に分割すると共に、映像処理系12からの各種同期信号に基づき前記各領域の露光時間を設定し、各領域毎に、前記設定した露光時間で露光された各領域の各画素のラインからそれぞれ独立に画素信号を読み出し、これら読み出した画素のライン毎の画素信号の画素データ(デジタルデータ)を各領域毎にそれぞれ独立に順次出力する領域走査対応撮像処理系10(以下、撮像処理系10と称す)と、前記各領域の露光時間を設定すると共に、撮像処理系10から出力された、各領域毎の画素データから構成される撮像画像データを外部装置に出力する映像処理系12と、各領域毎に読み出した画素データなどの各種画像データを記憶するフレームメモリ14とを含んで構成される。
領域別走査対応型撮像素子100(以下、撮像素子100と称す)は、被写体からの光を撮像レンズ(不図示)でセンサセルアレイ58(後述)に集光し、その集光量に応じた電荷をセンサセルアレイ58の各画素に蓄積させる。また、撮像素子100は、映像処理系12のタイミング制御器12b(後述)から出力される駆動信号(ピクセルクロック、水平同期信号及び垂直同期信号)に基づいて、センサセルアレイ58の各画素列に蓄積されている電荷群を電圧群に順次変換する。そして、2つの領域に分割された露光領域の上側の領域(以下、第1走査領域と称す)の電荷群を変換してなる電圧群を、第1水平転送部60(後述)の有する、第1ラインメモリを含んで構成される第1出力チャンネル(以下、CH1と称す)を介して第1のAFE102に順次出力させ、2つの領域に分割された露光領域の下側の領域(以下、第2走査領域と称す)の電荷群を変換してなる電圧群を、第2水平転送部62(後述)の有する、第2ラインメモリを含んで構成される第2出力チャンネル(以下、CH2と称す)を介して第2のAFE10dに順次出力させる。
また、本実施の形態においては、各領域において、それぞれ設定された露光時間で露光された各画素からの電荷の読み出しとほぼ同時に当該各画素に蓄積されている電荷をリセットする(電荷を空にする)。
第1のAFE102は、図3に示すように、クランプ回路102aと、差動増幅回路102bと、A/D変換回路102cとを含んで構成される。
クランプ回路102aは、撮像素子100からの画素信号を受信し、それが遮光領域の信号かを検出し、遮光領域と検出された場合はその信号レベルが黒(基準)レベルになるように、入力信号全てに対してクランプ処理を行い、このクランプ処理後の画素信号を増幅回路102bに出力する。
A/D変換回路102cは、差動増幅回路102bからの画素信号(アナログデータ)を、画素データ(デジタルデータ)に変換して映像処理系12へと出力する。
なお、第1のAFE102及び第2のAFE104は、同一の内部構成となるので、第2のAFE104に対する内部構成の説明は省略する。
撮像素子100は、図4に示すように、基準タイミング発生器50と、駆動パルス発生器52と、同時に2本の走査線(読出し用)を有効にする読出しラインスキャナ54と、同時に2本の走査線(リセット用)を有効にするリセットラインスキャナ56と、センサセルアレイ58と、第1水平転送部60と、第2水平転送部62とを含んで構成される。
駆動パルス発生器52は、基準タイミング発生器50からの基準タイミング信号と、読出しラインスキャナ54からの読出しライン選択信号と、リセットラインスキャナ56からのリセットライン選択信号とに基づき駆動パルスを発生してセンサセルアレイ58に供給する。
第2水平転送部62は、センサセルアレイ58の第2走査領域における各画素から読み出された画素信号データを、各画素のライン毎にCH2の第2ラインメモリに記憶し、当該記憶した画素信号データを第2のAFE104に出力する。
読出しラインスキャナ54は、図5に示すように、第1読出しカウンタ54aと、第1読出しアドレスデコーダ54bと、第2読出しカウンタ54cと、第2読出しアドレスデコーダ54dと、ORロジック54eとを含んで構成される。
第1読出しカウンタ54aは、通信器12aからの第1走査領域に対する開始ライン番号及び走査領域幅の情報に基づき、カウントアップ動作を繰り返す。ここで、カウンタの値は、第1走査領域の画素のライン番号に対応しており、このライン番号は、第1読出しアドレスデコーダ54bに出力される。また、第1読出しカウンタ54aは、第1走査領域における垂直同期信号である第1垂直同期信号を生成し、当該生成した第1垂直同期信号を映像処理系12のタイミング制御器12bに出力する。
第2読出しカウンタ54cは、通信機12aからの第2走査領域に対する開始ライン番号及び走査領域幅の情報に基づき、カウントアップ動作を繰り返す。ここで、カウンタの値は、第2走査領域の画素のライン番号に対応しており、このライン番号は、第2読出しアドレスデコーダ54dに出力される。また、第2読出しカウンタ54cは、第2走査領域における垂直同期信号である第2垂直同期信号を生成し、当該生成した第2垂直同期信号を映像処理系12のタイミング制御器12bに出力する。
ORロジック54eは、第1読出しアドレスデコーダ54bからの第1読み出しライン制御信号と、第2読出しアドレスデコーダ54dからの第2読み出しライン制御信号とに基づき、露光領域の各ライン位置毎にOR演算を行い、第1走査領域及び第2走査領域に対する読出しライン位置(アドレス)を示す読み出しライン選択信号を生成する。これら生成した第1読み出しライン選択信号及び第2読出しライン選択信号は駆動パルス発生器52に出力される。
リセットラインスキャナ56は、図6に示すように、第1飽和処理器・加算器56aと、第1リセットレジスタ56bと、第1リセットアドレスデコーダ56cと、第2飽和処理器・加算器56dと、第2リセットレジスタ56eと、第2リセットアドレスデコーダ56fと、ORロジック56gとを含んで構成される。
第1リセットアドレスデコーダ56cは、第1リセットレジスタ56bに格納された第1リセットライン番号に基づき、第1走査領域に対する第1リセットライン番号に対応するライン番号を有効にし、第1走査領域におけるそれ以外のライン番号を無効にする。
第2リセットアドレスデコーダ56fは、第2リセットレジスタ56eに格納された第2リセットライン番号に基づき、第2走査領域に対する第2リセットライン番号に対応するライン番号を有効にし、第2走査領域におけるそれ以外のライン番号を無効にする。
更に、図7に基づき、センサセルアレイ58の詳細構成を説明する。
図7に示すように、センサセルアレイ58は、CMOSを用いて構成された複数のセンサセル(画素)58aをマトリクス状に配設し、各ライン毎のセンサセル58aに対して、アドレス線、リセット線及び読出し線が共通に接続され、前記3つの制御線を介して各種駆動信号が各ラインを構成するセンサセル58aに送信される。そして、アドレス線及び読出し線が有効になると、図7の信号線を介して蓄積電荷を水平転送器に転送する構成となっている。このような構成によって、アドレス線により、リセット動作又は読出し動作を行わせる画素のラインを有効に(選択)し、当該選択信号で選択したラインの各センサセル58aに対して、リセット動作を行わせる場合はリセット線を介してリセット動作を指示する信号を入力し、画素信号の読出しを行わせる場合は、読出し線を介して蓄積電荷の転送を指示する信号を入力する。選択信号によって選択された各センサセル58aは、リセット動作を指示する信号が入力されたときはリセット動作を行い、蓄積電荷の転送を指示する信号が入力されたときは、信号線を介して水平転送部への蓄積電荷の転送を行う。
ここで、本発明の露光時間の制御は、まずセンサセルアレイ58の第1走査領域(設定後)に対して、画素信号の読み出しを行う第1読み出しラインを選択する。また、この読み出しラインを基準として前記飽和処理器・加算器の処理を行い、第1オフセットレジスタの第1オフセット量の位相(時間)差がある第1リセットラインを選択する。第1リセットラインにおいて蓄積電荷を空にするので第1オフセット量が第1走査領域の露光時間(以下、第1有効露光時間と称す)を決める。同様に、センサセルアレイ58の第2走査領域(設定後)に対して、第2読み出しラインを選択し、この読み出しラインを基準として前記飽和処理器・加算器の処理を行い、第2オフセットレジスタの第2オフセット量の位相(時間)差がある第2リセットラインを選択する。よって、第2オフセット量が第2走査領域の露光時間(以下、第2有効露光時間と称す)を決める。
映像処理系12は、図2に示すように、通信機12aと、タイミング制御器12bと、露出時間制御部(ALC)12cと、第1データ処理部12dと、第2データ処理部12eと、メモリアクセス調停器12fとを含んで構成される。
通信機12aは、外部システムコントローラ(不図示)から、センサセルアレイ58の第1走査領域及び第2走査領域に対する開始ライン番号、走査領域幅に関する情報を取得し、当該取得した開始ライン番号及び走査領域幅を示す駆動制御信号を、撮像処理系10の読出しラインスキャナ54及びリセットラインスキャナ56にそれぞれ出力し、露出時間制御部12c(後述)から第1走査領域及び第2走査領域の露光時間を決定するオフセット量を内部の第1オフセットレジスタ及び第2オフセットレジスタにそれぞれ格納し、当該格納した第1オフセット量及び第2オフセット量をリセットラインスキャナ56に出力する。
第2データ処理部12eは、第2のAFE104から出力される第2走査領域の画素データをALC12cに出力したり、フレームメモリアクセス部12fに対して、フレームメモリ14に格納された第2走査領域の画素データを更新する命令を発行したりする。
一方、第2データ処理部12eからの画素データの更新命令に応じて、フレームメモリ14に格納された第2走査領域の画素データの更新を行う。つまり、第1データ処理部12d及び第2データ処理部12eの2系統からのメモリアクセス要求を調停し、フレームメモリ14へのアクセスを行う。具体的には、第1データ処理部12d又は第2データ処理部12eからの画素データの書き込み要求(更新命令)に対して、その画素データを内部に蓄え、適当なタイミングでフレームメモリ14にデータ書き込み処理(更新処理)を行う。また、外部装置(例えば、システムコントローラ)への画素データの読み出し要求に対しては、フレームメモリ14から画素データの読み出しを行い、外部装置からの同期信号に同期して前記読み出した画素データ(撮像画像データ)を当該外部装置に出力する。
以下、図9に示す、建物の一部を撮像対象(監視領域)とし、撮像装置1を監視目的に用いた場合の動作を説明する。図9の例では、入口(ドア)全体、入口横の窓、フロアの一部、壁の一部、天井の一部が監視領域に含まれており、入口を出入りする人物など(不図示)を監視対象とする。従って、図9に示すように、まず、監視領域における監視対象の入口の出入りの様子が解る入口全体を含んだ注目領域範囲(ここでは、入口全体、入り口横の窓及びフロアの一部を含む監視領域の下側の領域)と、この領域以外の領域範囲である監視領域の上側の領域との2つの領域に露光領域を分割するようにそれぞれの領域の開始ライン番号及び走査領域幅を決定する。ここでは、監視領域の上側の領域(壁及び天井の一部)を第1走査領域とし、監視領域の下側の領域を第2走査領域とする。ここでは、露光領域が640画素×480画素のサイズで、第1走査領域を上側640画素×200画素とし、第2走査領域を下側640画素×280画素とする。つまり、露光領域におけるライン番号1〜200の画素のラインが第1走査領域となり、ライン番号201〜480の画素のラインが第2走査領域となる。従って、第1走査領域の開始ライン番号は「1」、走査領域幅は「200」となり、第2走査領域の開始ライン番号は「201」、走査領域幅は「280」となる。
撮像装置1は、システムコントローラからの第1走査領域及び第2走査領域の開始ライン番号及び走査領域幅の情報(命令)を、映像処理系12の通信器12aを介して受信すると、通信器12aを通じて、撮像処理系10の撮像素子100内のレジスタ(不図示)の内容を書き換える命令を発行する。これにより、撮像素子100内のレジスタの内容が前記受信した内容に書き換えられる。また、映像処理系12は、通信器12a内の第1及び第2オフセットレジスタの値を初期値(ここでは最大値)にセットする。
撮像素子100は、駆動信号が供給されると、読出しラインスキャナ54の第1読出しカウンタ54aにおいて、第1走査領域に対する開始ライン番号及び走査領域幅を指定する駆動制御信号に基づき、カウントアップ動作を開始し、カウント値を第1読出しアドレスデコーダ54bに出力する。また、第1走査領域の垂直同期信号である第1垂直同期信号を生成してタイミング制御器12bに出力する。第1読出しアドレスデコーダ54bは、第1読出しカウンタ54aから出力されるライン番号のラインを第1走査領域における「第1読み出しライン」として有効にし、第1走査領域におけるそれ以外のラインを無効にする。
一方、第2読出しカウンタ54cも第1読出しカウンタ54aと同様に、第2走査領域に対する開始ライン番号及び走査領域幅を指定する駆動制御信号に基づき、カウントアップ動作を開始し、カウント値を第2読出しアドレスデコーダ54dに出力する。また、第2走査領域の垂直同期信号である第2垂直同期信号を生成してタイミング制御器12bに出力する。そして、第2読出しアドレスデコーダ54dは、第1読出しアドレスデコーダ54bと同様に、例えば、ライン番号201を第2読出しラインとして有効にし、ライン番号201以外の残りのラインであるライン番号202〜480のラインを無効にする。そして、ライン番号201が有効であることを示す第2読み出しライン制御信号をORロジック54eに出力する。
駆動パルス発生器52は、基準タイミング発生器50からの基準タイミング信号と、読出しラインスキャナ54からの第1及び第2読出しライン選択信号と、リセットラインスキャナ56からの第1及び第2リセットライン選択信号とに基づき駆動パルスを発生してセンサセルアレイ58に供給する。
このようにして、ALC12cにおいて、画素データの評価及び適切な露光時間の計算を行い、露光時間を制御することで第1走査領域及び第2走査領域の露光時間が適切なものに設定され続ける。
このように、本実施形態の撮像装置1では、1つのセンサセルアレイ58の露光領域を、2つの領域に分割し、各領域に対してそれぞれ適切な露光時間を独立に設定して露光を行い、露光後の各領域の画素データをそれぞれ独立に読み出すことができるので、撮像領域に、それぞれ輝度の大きく異なる2つの撮像対象が存在するようなときに、これらの存在する領域に合わせて、それぞれが別の領域に含まれるように露光領域を2つの領域に分割し、それぞれの領域毎に撮像対象の輝度に合わせた適切な露光時間を設定して露光を行うことができるので、輝度差のある2つの撮像対象が明瞭に撮像された撮像画像を得ることが可能である。
以下、本発明に係る撮像装置の第2の実施形態を、図面に基づいて説明する。図10及び図11は、本発明に係る撮像装置1の第2の実施形態を示す図である。
リセット制御レジスタ56hは、第1走査領域又は第2走査領域における重複領域の画素のライン番号の情報を格納するレジスタである。
上記第1の実施形態で説明したように、露光時間は、読出しラインの読出し位置と、これに対するリセットラインのリセット位置との関係によって決定する。つまり、読出しラインの読出しタイミングに対して、目的の露光時間(オフセット量)に応じたライン数の走査期間だけ先行して、読出しラインの読出し位置の画素のラインに対してリセットを行うようにリセットラインの走査を行うことによって、この走査期間分の画素のラインを空けて第1読出しラインがリセットラインを追いかける形で走査を行うようにする。これにより、第1読出しラインは、リセットラインでリセットされたラインに対して、前記露光時間に応じたライン数の走査を経た後に到達することになり、丁度目的の露光時間で露光された電荷群を読み出すことができる。
このようなときに、第1走査領域幅を狭めずに、重複領域に対して上記リセットラインスキャナ56によってダミー処理を行うことで、撮像素子100内のレジスタの値を書き換えることなく第1走査領域の1フレームの露光期間を第2走査領域幅の変更前の状態に維持することが可能である。
これにより、図10に示す重複領域に対して、第1リセットラインによるリセット動作は実行されず、第2リセットラインによるリセット動作のみが実行される。これにより、重複部分の画素のラインに対しては、第2走査領域に対して設定された第2有効露光時間での露光が行われ、第2読出しラインの走査によって第2有効露光時間で露光された重複部分の画素から画素信号が読み出される。
一方、全領域走査モードを選択した場合は、第1走査領域に対する走査領域幅情報を全ライン数分の幅とし、第2走査領域に対する領域幅情報を「0」とする(撮像素子100の内部レジスタに書き込む)。開始ライン番号は、第1走査領域に対する開始ライン番号を有効にし、第1走査領域に対する開始ライン番号は「0」とする。オフセット量も第1オフセットレジスタの値のみを用いる。
まず、システムコントローラにおいて、撮像装置1に対して領域分割走査モードでの動作を指示する。これにより、撮像装置1は、領域分割走査モードで動作することになる。
また、撮像装置1は、車載カメラとして用いられているため、撮像対象画像は車両の移動によりその内容が刻々と変化する。従って、ALC12cは、第1データ処理部12d及び第2データ処理部12eから出力される画素データに基づき、第1走査領域及び第2走査領域の各画素データの示す輝度値と第1輝度閾値及び第2輝度閾値とをそれぞれ比較し、第1走査領域において第1輝度閾値以下となる画素データの総数がいくつ増加したかをチェックすると共に、第2走査領域において第2輝度閾値以上となる画素データの総数がいくつ増加したかをチェックする。そして、各増加量と増加閾値とを比較して、この比較結果に基づき撮像対象画像の内容に大きな変化があるか否かを判定する。具体的には、前記増加量が増加閾値以上であった場合に、撮像対象画像の内容が大きく変化したと判定する。そして、大きな変化があった場合は、該当の走査領域範囲の変更処理を実行する。
また、走査領域の範囲を変更しても、範囲の狭まった方の走査領域の露光期間を変更前の状態に維持することが可能であり、これにより撮像装置100内のレジスタの書き換え等を行う必要がなくなる。
また、第1走査領域及び第2走査領域の画素データを合成して撮像画像データを生成し、当該生成した撮像画像データを1系統で外部装置に出力することが可能である。
Claims (9)
- 露光した光を電荷に変換して蓄積する光電変換素子が複数マトリクス状に配設された光電変換部と、前記各光電変換素子の露光時間の制御を行う電子シャッタ機能とを備えた撮像素子であって、
前記光電変換部の露光領域を複数の領域に分割する領域分割手段と、
前記複数の領域の各領域毎に、前記電子シャッタ機能で制御する露光時間を設定する露光時間設定手段と、
前記光電変換部の前記各領域における前記光電変換素子の構成する各画素から、各領域毎に設定された露光時間の露光により蓄積された電荷から構成される画素信号をそれぞれ独立に読み出す画素信号読出手段と、を備えることを特徴とする撮像素子。 - 露光した光を電荷に変換して蓄積する光電変換素子が複数マトリクス状に配設された光電変換部と、前記各光電変換素子の露光時間の制御を行う電子シャッタ機能とを備えた撮像素子を有する撮像装置であって、
前記光電変換部の露光領域を複数の領域に分割する領域分割手段と、
前記複数の領域の各領域毎に、前記電子シャッタ機能で制御する露光時間を設定する露光時間設定手段と、
前記光電変換部の前記各領域における前記光電変換素子の構成する各画素から、各領域毎に設定された露光時間の露光により蓄積された電荷から構成される画素信号をそれぞれ独立に読み出す画素信号読出手段と、
前記読出手段によって前記各領域から読み出された画素信号から構成される画素データに基づき、撮像画像データを出力する撮像画像データ出力手段と、を備えることを特徴とする撮像装置。 - 前記露光領域における前記分割された各領域の範囲を指定する基準信号を生成する分割領域基準信号生成手段を備えることを特徴とする請求項2記載の撮像装置。
- 前記領域分割手段によって、前記露光領域を、注目する被写体を含む領域と含まない領域とに分割したときに、前記各領域から読み出される画素信号から構成される画素データに基づき、前記注目する被写体を含む領域の範囲を、当該注目する被写体の変化に応じて自動的に変更する領域範囲変更手段を備えることを特徴とする請求項2又は請求項3記載の撮像装置。
- 前記複数の領域における隣り合う領域間で重複する領域部分に対し、一方の領域における画素信号の読出処理において所定のダミー処理を実行して、前記隣り合う領域の露光期間を調整する露光期間調整手段を備えることを特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記所定のダミー処理は、前記重複する領域に対する各画素の蓄積電荷を空にするリセット動作の制御処理を含み、
前記リセット動作の制御処理は、前記重複する領域の一方のリセット動作を実行し、他方のリセット動作を実行させない処理であることを特徴とする請求項5記載の撮像装置。 - 前記撮像画像データ出力手段は、前記各領域毎に読み出された画素信号から構成される画素データを合成して撮像画像データを生成し、当該生成した撮像画像データを出力することを特徴とする請求項2乃至請求項6のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記撮像画像データ出力手段は、前記各領域毎に読み出された画素信号から構成される画素データを、各領域毎に別々に出力することを特徴とする請求項2乃至請求項6のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記光電変換部の露光領域全体に対して、前記露光時間設定手段で露光時間を設定し、当該設定された露光時間で露光された各画素から前記画素信号読出手段で画素信号の読み出しを行う通常読出動作モードと、前記光電変換部の露光領域を前記領域分割手段で複数に分割し、当該分割後の各領域に対して、前記露光時間設定手段で前記各領域毎に露光時間を設定し、当該設定された各露光時間で露光された各画素から前記画素信号読出手段で画素信号の読み出しを行う分割読出動作モードとを備えることを特徴とする請求項2乃至請求項8のいずれか1項に記載の撮像装置。
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