JP2009171545A - 撮像システム、撮像素子の駆動方法、プログラム、及び記録媒体 - Google Patents
撮像システム、撮像素子の駆動方法、プログラム、及び記録媒体 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 複数の画素が行列状に配された撮像領域を有する撮像素子と、前記画素からの信号の読み出しを制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記撮像素子から第1の画像を読み出す第1フレーム期間を、第1及び第2の分割フレーム期間を含む複数の分割フレーム期間に分割し、前記第1の画像に係る前記画素の数が第2の画像に係る前記画素の数よりも多い場合に、前記第1の分割フレーム期間と前記第2の分割フレーム期間との間に第2の画像に係る信号を全て読み出すのに要する時間を第2フレーム期間を設け、さらに、前記第2の画像の更新周期は前記第1の画像の更新周期よりも短くする。
【選択図】 図1
Description
本実施形態では全体領域の画像を2つの分割画像に分割する例を説明する。
次に、図7乃至9を用いて本発明に係る第2の実施形態を説明する。本実施形態が第1の実施形態と異なるのは、部分画像が複数存在する点である。本実施形態においても、従来の駆動方法では全体領域に係る信号の出力時間によって部分画像に係る信号の出力時間が律則される場合を例に取って説明する。
次に、図8、10及び11を用いて本発明に係る第3の実施形態を説明する。本実施例は、全体領域に係る画素からの信号をインターレース走査のように、画像の奇数行と偶数行とで交互に出力させるものである。
上述の実施例ではいずれにおいても、全体間引き画像に係る画素数が部分画像に係る画素数よりも多いものとして、全体間引き画像に係る信号を読み出すフレーム期間を複数の分割フレーム期間に分割し、その間に部分画像に係る信号を1画面分出力するためのフレーム期間を挿入している。しかしながら、全体間引き画像に係る画素の密度が低い場合には、密度の高い部分画像に係る画素からの信号を出力させるのに要する時間よりも、全体間引き画像に係る画素からの信号を出力させるのに要する時間が長くなる可能性がある。また、全体間引き画像の更新間隔をより短くしたいという要望も考えられる。このような場合には、全体間引き画像を第2の画像、部分画像を第1の画像として扱えばよい。すなわち、部分画像に係る画素からの信号を複数の分割フレーム期間に分割して読み出し、全体間引き画像に係る画素からの信号を一画面分読み出すことができる。これにより、全体間引き画像の更新間隔を短くすることが要求される場合に、全体間引き画像の更新間隔を従来よりも短く、かつ、均一な更新間隔で得ることができ、不自然な動画になることを抑圧できる。
第2の実施形態においては、全体間引き画像にかかる信号を出力するフレーム期間を3つの分割フレーム期間に分割したが、分割画像1及び2と、分割画像3とは、含まれる画素の行数、すなわち画素の数が異なる。そのため、全ての分割画像領域について同様に駆動した場合、低解像度間引き読み出し期間(A)及び(B)に比して低解像度間引き読み出し期間(C)が短くなる。したがって、単純に同様の駆動をすると、部分画像の更新間隔が僅かながら不均一になることが考えられる。
上述の実施形態では、垂直方向(列方向)、水平方向(行方向)ともに数画素おきに信号を読み出す画素を設定していた。これに対し、例えば図12に示すように垂直方向は数画素おきに選択し、水平方向の画素は全て選択するようなことも考えられる。
先に、図5及び6を用いて、撮像素子の画素の取り得る構成例を示した。ここでは1画素ずつ選択可能な構成例を示す。
上で説明した実施形態において、全体間引き画像を構成する画素と部分画像を構成する画素とは異なっているので、得られる画像には不連続な部分が存在する。例えば部分画像を高精細に取得する必要がある場合には画像の不連続性が問題となることが考えられる。また、画素の選択の仕方によっては得られる画像のアスペクト比が撮像面上でのそれと異なってしまうことも考えられる。これらに対して、撮像素子の後段に設けられた信号処理回路部において、欠落した画素に相当する部分については、隣接する画素の信号を基に補間処理することができる。
例えば監視カメラのような用途では、室内と屋外とが同時に撮像面内に入ることもある。日中であれば室内に係る画像よりも屋外に係る画像の方が、高い輝度を有する場合が多く、撮像面内に輝度の著しく異なる領域が存在することになる。このような場合には、例えば屋外に係る画像の領域を部分画像とし、部分画像に係る画素から信号を読み出す期間と全体間引き画像に係る画素から信号を読み出す期間とで、信号に対するゲインを異ならせることが考えられる。高輝度の部分画像に係る画素からの信号は対してはゲインを下げ、全体間引き画像に係る画素からの信号に対してはより高いゲインを設定することで、被写体を認識できる輝度の範囲を拡大できる。
各実施形態においては、簡単のために全体間引き画像及び部分画像が対応する撮像領域の範囲を固定のものとして説明したが、これを設定する手段を備えても良い。
これまでに説明した撮像システム及び撮像素子の駆動方法は、コンピュータのRAMやROMといった記憶装置に記憶されたプログラムを動作させることによって実現できる。
11、71、101 全体領域
11a 分割画像1
11b 分割画像2
12、102 部分画像
71a 分割画像1
71b 分割画像2
71c 分割画像3
72 部分画像1
73 部分画像2
101f 分割画像1
101g 分割画像2
PD フォトダイオード
MTX 転送スイッチ
MRES リセットスイッチ
MSFM 画素アンプ
MSEL 選択スイッチ
MRV 定電流源
MVX 転送スイッチ
Vh 垂直信号線
Claims (21)
- 複数の画素が行列状に配された撮像領域を有する撮像素子と、
前記画素からの信号の読み出しを制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記撮像素子から第1の画像を読み出す第1フレーム期間を、第1及び第2の分割フレーム期間を含む複数の分割フレーム期間に分割し、
前記第1の画像に係る前記画素の数が第2の画像に係る前記画素の数よりも多い場合に、
前記第1の分割フレーム期間と前記第2の分割フレーム期間との間に第2の画像に係る信号を全て読み出すのに要する時間である第2フレーム期間を設け、
さらに、前記第2の画像の更新周期は前記第1の画像の更新周期よりも短くすること
を特徴とする撮像システム。 - nを自然数として、前記第2の画像がn個ある場合に、
前記第1フレーム期間をn+1個以上の前記分割フレーム期間に分割すること
を特徴とする請求項1に記載の撮像システム。 - 撮像領域の一部である第2の画像が複数ある場合に、
前記第1の分割フレーム期間と、前記第2の分割フレーム期間と、の間に1つの前記第2フレーム期間を行わせること
を特徴とする請求項1又は2に記載の撮像システム。 - 前記第1の分割フレーム期間が前記第2の分割フレーム期間よりも短い場合には、
前記制御手段は、前記第1の分割フレーム期間と合わせて前記第2の分割フレーム期間と等しくなるように待機時間を前記第1の分割フレーム期間に対して設けること
を特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像システム。 - 前記第1の分割フレーム期間で読み出す画素数が前記第2の分割フレーム期間で読み出す画素数よりも少ない場合に、
前記制御手段が前記第1の分割フレーム期間で読み出す画素を走査する周波数は、前記制御手段が前記第2の分割フレーム期間で読み出す画素を走査する周波数よりも低いこと
を特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の撮像システム。 - 前記分割フレーム期間は、等しい長さであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像システム。
- 前記第1及び第2の画像が対応する前記撮像領域における範囲を設定する範囲選択手段を有すること
を特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の撮像システム。 - 前記第1の画像は、前記撮像領域の全体に対応し、
前記第2の画像は前記撮像領域の一部に対応すること
を特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の撮像システム。 - 前記第1の画像に係る画素の密度は、前記第2の画像に係る画素の密度よりも低いことを特徴とする請求項8に記載の撮像システム。
- 前記第1の画像は、前記撮像領域の一部に対応し、
前記第2の画像は前記撮像領域の全体に対応し、
さらに、前記第1の画像に係る画素の密度は、前記第2の画像に係る画素の密度よりも高いこと
を特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の撮像システム。 - 複数の画素が行列状に配された撮像領域を有する撮像素子から第1及び第2の画像に係る信号を読み出す駆動方法であって、
前記第1の画像に係る画素数が前記第2の画像に係る画素数よりも多い場合に、
前記第1の画像に係る信号を全て読み出す第1フレーム期間を、第1及び第2の分割フレーム期間を含む複数の分割フレーム期間に分割し、
前記第1の分割フレーム期間と前記第2の分割フレーム期間との間に前記第2の画像に係る信号を全て読み出す第2フレーム期間を設け、
さらに、前記第2の画像の更新周期を前記第1の画像の更新周期よりも短くすること
を特徴とする撮像素子の駆動方法。 - nを自然数として、前記第2の画像がn個ある場合に、
前記第1フレーム期間をn+1個以上の分割フレーム期間に分割すること
を特徴とする請求項11に記載の撮像素子の駆動方法。 - 有効画素の一部である第2の画像が複数ある場合に、
前記第1の分割フレーム期間と、前記第2の分割フレーム期間と、の間に1つの前記第2フレーム期間を設けること
を特徴とする請求項11又は12に記載の撮像素子の駆動方法。 - 前記第1の分割フレーム期間が前記第2の分割フレーム期間よりも短い場合には、
前記第1の分割フレーム期間と合わせて前記第2の分割フレーム期間と等しくなるように待機時間を前記第1の分割フレーム期間に対して設けること
を特徴とする請求項11乃至13のいずれか1項に記載の撮像素子の駆動方法。 - 前記第1の分割フレーム期間で読み出す画素数が前記第2の分割フレーム期間で読み出す画素数よりも少ない場合に、
前記第1の分割フレーム期間で読み出す画素を走査する周波数は、前記第2の分割フレーム期間で読み出す画素を走査する周波数よりも低いこと
を特徴とする請求項11乃至14のいずれか1項に記載の撮像システム。 - 前記分割フレーム期間は、等しい長さであることを特徴とする請求項11乃至13のいずれか1項に記載の撮像素子の駆動方法。
- 前記第1の画像は、前記撮像領域の全体に対応し、
前記第2の画像は前記撮像領域の一部に対応すること
を特徴とする請求項11乃至16のいずれか1項に記載の撮像素子の駆動方法。 - 前記第1の画像に係る画素の密度は、前記第2の画像に係る画素の密度よりも低いことを特徴とする請求項17に記載の撮像素子の駆動方法。
- 前記第1の画像は、前記撮像領域の一部に対応し、
前記第2の画像は前記撮像領域の全体に対応すること
を特徴とする請求項11乃至16のいずれか1項に記載の撮像素子の駆動方法。 - 請求項11乃至19のいずれか1項に記載の駆動方法を撮像素子に行わせるプログラム。
- 請求項20に記載のプログラムが記載された記録媒体。
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