JP2014068278A - Photographing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スチルカメラやビデオカメラ装置等の撮影装置に関し、特に、ストロボ等の閃光手段を利用した撮影を行う撮影装置に関するものである。 The present invention relates to a photographing apparatus such as a still camera or a video camera apparatus, and more particularly to a photographing apparatus that performs photographing using flash means such as a strobe.
近年撮影装置に用いられる撮像手段は周辺回路を集積化する事を考えてＣＭＯＳタイプが用いられる様になって来ている。 In recent years, a CMOS type has come to be used as an image pickup means used in a photographing apparatus in consideration of integrating peripheral circuits.
しかしながらＣＭＯＳタイプの撮像手段ではローリングシャッタ撮影となる為にストロボ等発光時間が短い閃光手段を用い、且つ短い露光時間で撮影を行う場合にはメカニカルなシャッタを別に設ける必要があった。 However, since the CMOS type imaging means uses rolling shutter photography, it is necessary to use a flashing means such as a strobe light and to provide a mechanical shutter separately when photographing with a short exposure time.
特許文献１ではメカニカルシャッタを省く為にストロボ有無の２回の撮影を連続的に行い、その差で適正露光を得る技術の開示が為されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228867 discloses a technique for continuously performing two photographings with and without a strobe to obtain a proper exposure based on the difference between them in order to omit a mechanical shutter.
特許文献１においては２回の撮影を行う為に、撮影時間が延びてしまう問題がある。即ち最も必要とされるストロボ発光タイミングに対して、ストロボを使用しない２回目の撮影終了が時間的に遅くなる為に、その間の被写体の動きや背景の動き、明るさの変化で求める画像の品位が低下してしまう。 In Patent Document 1, there is a problem that the photographing time is extended because the photographing is performed twice. In other words, since the end of the second shooting without using the strobe is delayed in time with respect to the most necessary strobe light emission timing, the image quality required by the movement of the subject, the movement of the background, and the change in brightness during that time Will fall.
そこで本発明においてはメカニカルシャッタを搭載しない撮影装置において連続撮影による時間遅れを少なくして画像品位の低下を軽減する事を目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to reduce a time delay due to continuous shooting in an imaging apparatus not equipped with a mechanical shutter, thereby reducing deterioration in image quality.
上記目的を達成するために、本発明では閃光手段を用いて第２の画像を取得する為の第２の撮影と第２の撮影に時間的に前後して閃光手段を用いない第１、及び第３の画像を取得する為の第１、および第３の撮影を行なう撮影手段と、第２の画像から第１及び第３の画像の差分を求める画像演算手段で撮影装置を構成している。 In order to achieve the above object, in the present invention, the second photographing for acquiring the second image using the flashing means, the first photographing without using the flashing means before and after the second photographing, and The photographing apparatus is configured by photographing means for performing first and third photographing for acquiring the third image and image calculating means for obtaining a difference between the first and third images from the second image. .
また、第１及び第３の撮画像の特定領域を切り出し第１の抽出画像及び第３の抽出画像を求める画像抽出手段を更に有し、画像演算手段は第２の画像から第１及び第３の抽出画像の差分を求める構成にしている。 Further, the image processing means further includes image extraction means for cutting out specific areas of the first and third captured images to obtain the first extracted image and the third extracted image, and the image calculation means is configured to extract the first and third images from the second image. The difference between the extracted images is obtained.
また、撮像手段は複数の読み出し領域を有し、複数領域の読み出しは順方向読み出しと逆方向読み出しの読み出し方向が異なる対の読み出し領域で構成され、第１、第２、第３の画像を各々複数の領域画像の合成により取得する画像合成手段とを更に有し、画像演算手段は画像合成手段で合成された第２の画像から画像合成手段で合成された第１及び第３の画像の差分を求める構成にしている。 The imaging means has a plurality of readout areas, and readout of the plurality of areas is made up of a pair of readout areas having different readout directions of forward readout and reverse readout, and each of the first, second, and third images is displayed. An image composition means for obtaining a plurality of region images, and the image operation means is a difference between the first image and the third image synthesized by the image composition means from the second image synthesized by the image composition means. It is configured to ask for.
メカニカルシャッタが無いＣＭＯＳタイプの撮像撮像手段を用いても高品位な撮影を実現できる。 High-quality imaging can be realized even by using a CMOS type imaging imaging means without a mechanical shutter.
以下、添付の図面を参照して、本発明の好適な実施形態を説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図１は本発明の第１実施形態における撮影装置の断面図であり１０は撮影光軸、１１はカメラ本体、１２は交換レンズ、１３は交換レンズに設けられた撮影光学系、１３ａは撮影光学系１３のなかで合焦動作を行うＡＦレンズ、１４は絞りである。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a photographing apparatus according to a first embodiment of the present invention, where 10 is a photographing optical axis, 11 is a camera body, 12 is an interchangeable lens, 13 is a photographing optical system provided on the interchangeable lens, and 13a is photographing optical. In the system 13, an AF lens that performs a focusing operation, and 14 is an aperture.
また、１５は撮影光学系１３の像を撮像手段１６ａおよびプリズム１７に分岐するクイックリターンミラー、１８はプリズム１７に入射した光束を接眼面に導く観察光学系、１９は撮像素子１６への入射を制御するシャッタ、１１０は撮影光学系１３により撮像素子１６上に結像された画像を再生する背面液晶モニターである。 Further, 15 is a quick return mirror for branching the image of the photographing optical system 13 to the imaging means 16a and the prism 17, 18 is an observation optical system for guiding the light beam incident on the prism 17 to the eyepiece surface, and 19 is incident on the image sensor 16. A shutter 110 to be controlled is a rear liquid crystal monitor that reproduces an image formed on the image sensor 16 by the photographing optical system 13.
ここで撮像手段１６ａと同じ基盤１６ｂの裏面には撮像手段１６ａで読みだされた画像を処理する画像処理手段１６ｃが設けられている。
カメラ１１の上部には閃光手段であるストロボ１１１が設けられておりカメラ１１に設けられたＣＰＵ１１２によりその閃光制御が行われる。
Here, an image processing means 16c for processing an image read by the imaging means 16a is provided on the back surface of the same base 16b as the imaging means 16a.
A flash 111 as flash means is provided above the camera 11, and flash control is performed by a CPU 112 provided in the camera 11.
図２は本発明の第１実施形態におけるブロック図であり本発明と直接かかわりの無い機能は省いて図示している。 FIG. 2 is a block diagram according to the first embodiment of the present invention, in which functions that are not directly related to the present invention are omitted.
撮像手段１６ａ画面内の光電変換結果はアナログ／デジタルコンバータ２２でデジタル信号に変換されて画像取得手段２３に入力される。タイミング制御手段２１は光電変換素子信号の蓄積時間（露光時間）および読み出しタイミングを制御している。 The photoelectric conversion result in the screen of the image pickup means 16a is converted into a digital signal by the analog / digital converter 22 and input to the image acquisition means 23. The timing control means 21 controls the photoelectric conversion element signal accumulation time (exposure time) and readout timing.
図３はタイミング制御手段２１による読み出しタイミングを示す図であり横軸は時間、縦軸は撮像手段１６ａの画面高さを表している。 FIG. 3 is a diagram showing the readout timing by the timing control means 21, where the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the screen height of the imaging means 16a.
ここで撮像素子１６ａの読み出し領域画素は矢印３３ａで示すリセット動作でそれまで蓄積されていた電荷がリセットされる。その後タイミング制御手段２１が定める所定の露光時間Ｔｖ３１（光電変換素子の蓄積時間）経過迄の間に再蓄積された電荷は矢印３３ｃに示す読み出し動作で時間経過に伴い読み出されてゆく。 Here, the readout area pixel of the image sensor 16a is reset by the reset operation indicated by the arrow 33a. Thereafter, the charge re-accumulated until a predetermined exposure time Tv31 (photoelectric conversion element accumulation time) determined by the timing control means 21 is read out with the elapse of time by the read operation indicated by the arrow 33c.
これにより画像３０が得られる。 As a result, an image 30 is obtained.
尚、タイミング制御手段２１画出力する露光時間は図２におけるｃｐｕ１１２内の露光時間設定手段１１２ａで設定される。 The exposure time for outputting the image of the timing control means 21 is set by the exposure time setting means 112a in the cpu 112 in FIG.
読み出し開始タイミング３４は電荷をリセットするまでに必要な時間ｔ（３２）か露光時間Ｔｖ（３１）のいずれか長い方が終了した後になる。 The read start timing 34 is after the time t (32) required to reset the charge or the exposure time Tv (31), whichever is longer, ends.
図２にもどり画像取得手段２３はアナログ／デジタルコンバータ２２でデジタル変換された撮像素子１６ａの各光電変換素子信号を画像３０に変換する。画像一時記憶手段２４は得られた画像３０を記憶する。画像演算手段２５は既に記憶してある画像と今回記憶した画像を互いに演算する。この動作に関する詳細は後述する。画像記憶手段２６は画像演算手段２５で得られた画像をメモリーカード等に記憶し、保存する。閃光制御手段１１２ｂはタイミング制御手段２１の信号に応じて閃光手段１１１の発光タイミングを制御する。 Returning to FIG. 2, the image acquisition means 23 converts each photoelectric conversion element signal of the image sensor 16 a digitally converted by the analog / digital converter 22 into an image 30. The image temporary storage unit 24 stores the obtained image 30. The image calculating means 25 calculates the image already stored and the image stored this time. Details regarding this operation will be described later. The image storage means 26 stores and saves the image obtained by the image calculation means 25 in a memory card or the like. The flash control unit 112 b controls the light emission timing of the flash unit 111 in accordance with the signal from the timing control unit 21.
図４は本発明の撮影方法を示しており連続して３枚の画像を取得する動作を説明する図である。ｃｐｕ１１２は閃光手段１１１を使用しない状態において露光時間Ｔｖａ（３１ａ）で第１の画像３０ａを取得する。その後閃光手段１１１を使用した状態において露光時間Ｔｖｂ（３１ｂ）で第２の画像３０ｂを取得する。図４で４１は閃光手段１１１の発光期間である。更にその後閃光手段１１２ｂを使用しない状態において露光時間Ｔｖｃ（３１ｃ）で第３の画像３０ｃを取得する。この一連の画像取得動作は全てｃｐｕ１１２が撮像素子１６ａ、タイミング制御手段２１を制御して行う。ｃｐｕ１１２、撮像素子１６ａ、タイミング制御手段、画像取得手段２３で撮影手段を構成している。 FIG. 4 shows the photographing method of the present invention and is a diagram for explaining the operation of acquiring three images in succession. The cpu 112 acquires the first image 30a with the exposure time Tva (31a) in a state where the flash unit 111 is not used. Thereafter, the second image 30b is acquired at the exposure time Tvb (31b) in a state where the flash means 111 is used. In FIG. 4, reference numeral 41 denotes a light emission period of the flash means 111. Further, after that, the third image 30c is acquired at the exposure time Tvc (31c) in a state where the flash means 112b is not used. All of this series of image acquisition operations are performed by the cpu 112 controlling the image sensor 16 a and the timing control means 21. The cpu 112, the image pickup device 16a, the timing control means, and the image acquisition means 23 constitute a photographing means.
画像３０ａ、３０ｂ、３０ｃは画像一時記憶手段２４に記憶される。 The images 30a, 30b, and 30c are stored in the image temporary storage unit 24.
画像演算手段２５は画像３０ｂから画像３０ａ、３０ｃを引き算する。例えば図４の画像３０ａ、３０ｃの露光時間３１ａおよび３１ｃが１／６０秒、画像３１ｂの露光時間３１ｂが１／３０秒の場合には画像演算手段２５の出力は閃光手段１１１で照射された被写体のみ画像に残る事になる。画像記憶手段２６はその画像を記憶する。 The image calculation means 25 subtracts the images 30a and 30c from the image 30b. For example, when the exposure times 31a and 31c of the images 30a and 30c in FIG. 4 are 1/60 seconds and the exposure time 31b of the image 31b is 1/30 seconds, the output of the image calculation means 25 is the subject irradiated with the flash means 111 It will only remain in the image. The image storage means 26 stores the image.
実際には閃光手段１１１が届かない背景も画像データとして残したいので例えば露光時間３１ａ、３１ｃが１／６０秒、露光時間３１ｂを１／２０として背景も１／６０秒の露光データとして残す。 Actually, it is desired to leave the background that the flash means 111 does not reach as image data. For example, the exposure times 31a and 31c are 1/60 seconds, the exposure time 31b is 1/20, and the background is also left as 1/60 seconds of exposure data.
図４の画像３１ｂの様に光電変換素子のリセット動作と読み出し動作にかからない様に閃光手段１１１を発光させる為には露光時間Ｔｖｂ（３１ｂ）を短くしてゆく事には限度があったが、画像３０ａの露光時間Ｔｖｂ（３１ｂ）が長くても、引き算する画像３０ａ、３０ｃを設けておけば見かけ上画像３０ａの露光時間を短くする事が出来る。 There is a limit to shortening the exposure time Tvb (31b) in order to cause the flash means 111 to emit light so that the photoelectric conversion element reset operation and readout operation are not performed as in the image 31b of FIG. Even if the exposure time Tvb (31b) of the image 30a is long, if the images 30a and 30c to be subtracted are provided, the exposure time of the image 30a can be apparently shortened.
ここで画像３０ｂの前後に引き算する画像３０ａ、３０ｃを設ける理由を説明する。
図５は閃光手段１１１を使用した状態で露光して得られた画像３０ｂの後に、それと同じ露光時間で閃光手段１１１を使用しない状態で露光して画像３０ｄを取得する動作を説明している。この場合でも画像３０ｂから画像３０ｄを引き算すると閃光手段１１１が照射した被写体のみを得る事が出来る。しかしながら閃光手段１１１が発光したタイミングから画像３０ｄの露光が終了するタイミングまでには時間ｔ３（４２ｃ）が必要となる。
Here, the reason why the images 30a and 30c to be subtracted before and after the image 30b are provided will be described.
FIG. 5 illustrates an operation of obtaining an image 30d by performing exposure after the image 30b obtained by exposure using the flash means 111 without using the flash means 111 for the same exposure time. Even in this case, if the image 30d is subtracted from the image 30b, only the subject irradiated by the flash means 111 can be obtained. However, time t3 (42c) is required from the timing when the flash means 111 emits light to the timing when the exposure of the image 30d ends.
この時間ｔ３（４２ｃ）は図４で同様にして求める本発明の方法の時間ｔ１（４２ａ）、ｔ２（４２ｂ）より長くなってしまう。即ち本発明の様に閃光手段１１１を使用した画像の前後に、その画像から引き算する画像を用意すると、閃光手段１１１の発光タイミングである基準となる撮影タイミングから引き算する画像を得る迄の時間を短くできる。その為の撮影中の被写体が動きや、カメラに加わる手ブレの影響により発生する撮影画像の劣化を軽減する事が出来る。 This time t3 (42c) becomes longer than the times t1 (42a) and t2 (42b) of the method of the present invention obtained in the same manner as in FIG. That is, when an image to be subtracted from the image before and after the image using the flash means 111 as in the present invention is prepared, the time until the image to be subtracted from the reference photographing timing which is the light emission timing of the flash means 111 is obtained. Can be shortened. Therefore, it is possible to reduce the deterioration of the captured image caused by the movement of the subject during shooting and the influence of camera shake applied to the camera.
図６は本発明の撮影動作を説明するフローチャートであり、内容を分かり易くする為に本発明と直接関係の無いカメラ動作のフローは省いている。 FIG. 6 is a flowchart for explaining the photographing operation of the present invention. In order to make the contents easy to understand, the flow of the camera operation not directly related to the present invention is omitted.
このフローチャートはレリーズボタン操作による撮影開始からスタートする。 This flowchart starts from the start of shooting by operating the release button.
ステップ＃６００１では被写体までの距離および背景の明るさを測る。 In step # 6001, the distance to the subject and the brightness of the background are measured.
ステップ＃６００２では得られた被写体までの距離から閃光手段１１１の発光強度を調整し、背景の明るさから露光時間を設定する。 In step # 6002, the light emission intensity of the flash means 111 is adjusted from the obtained distance to the subject, and the exposure time is set from the brightness of the background.
ステップ＃６００３で露光時間が所定より短いか否かを判定している。図４を用いて説明した様に光電変換素子のリセットの終了と読み出しのタイミング開始が時間的に重なってしまう場合（図７）には画面全領域を閃光手段１１１で照射する事が出来ない。（領域７１）そこでその様な状態が起きる露光時間の場合にはステップ＃６００４に進み、そうでない時はステップ＃６０１０に進む。 In step # 6003, it is determined whether the exposure time is shorter than a predetermined time. As described with reference to FIG. 4, when the photoelectric conversion element reset end and the read timing start overlap in time (FIG. 7), the entire screen area cannot be irradiated by the flash means 111. (Region 71) If it is the exposure time at which such a state occurs, the process proceeds to step # 6004. Otherwise, the process proceeds to step # 6010.
尚図７で７１ｂは露光時間、７０ｂは得られる画像を示す。 In FIG. 7, 71b represents an exposure time, and 70b represents an obtained image.
フローがステップ＃６０１０に進む場合には、そのまま撮影しても良好な画像が得られるのでステップ＃６０１０で閃光手段１１１を用いた撮影（図８）を行い、ステップ＃６００９でその画像を記録してこのフローは終了する。 If the flow proceeds to step # 6010, a good image can be obtained even if it is photographed as it is, so photographing using the flash means 111 is performed in step # 6010 (FIG. 8), and the image is recorded in step # 6009. The lever flow ends.
尚図８で８１ｂは露光時間、８０ｂは得られる画像を示す。 In FIG. 8, 81b represents an exposure time, and 80b represents an image to be obtained.
図７で示したように画面全領域に閃光照射が出来ない場合にはステップ＃６００４に進み分割する為の露光時間を計算する。例えば図７の露光時間Ｔｖｂ（７１ｂ）が１／６０秒、図８の露光時間Ｔｖｂ（８１ｂ）が１／４０秒であった場合には図９に示す様に閃光手段１１１を用いる撮影は１／４０秒で行い、その撮影に前後する引き算する画像（閃光手段１１１を用いない画像）は各々露光時間１／２４０秒で撮影を行う。 As shown in FIG. 7, when the entire area of the screen cannot be flashed, the process proceeds to step # 6004 to calculate the exposure time for division. For example, when the exposure time Tvb (71b) in FIG. 7 is 1/60 seconds and the exposure time Tvb (81b) in FIG. 8 is 1/40 seconds, shooting using the flash unit 111 is 1 as shown in FIG. The images to be subtracted (images without using the flash unit 111) before and after the shooting are taken at an exposure time of 1/240 seconds.
ステップ＃６００５では露光時間１／２４０秒で閃光手段１１１を用いない撮影を行い、その画像を画像一時記憶手段２４に記憶する（画像９０ａ）。 In step # 6005, the image is taken without using the flash means 111 with an exposure time of 1/240 seconds, and the image is stored in the image temporary storage means 24 (image 90a).
ステップ＃６００６では露光時間１／４０秒で閃光手段１１１を用いた撮影を行う。この撮影は図８と同様な為に画面全領域に渡って閃光手段１１１の照明がされた画像となる。そして、その画像を画像一時記憶手段２４に記憶する（９画像９０ｂ）。 In Step # 6006, photographing using the flash unit 111 is performed with an exposure time of 1/40 seconds. Since this photographing is the same as in FIG. 8, the image is illuminated by the flash means 111 over the entire area of the screen. Then, the image is stored in the temporary image storage means 24 (9 images 90b).
ステップ＃６００７では露光時間１／２４０秒で閃光手段１１１を用いない撮影を行い、その画像を画像一時記憶手段２４に記憶する（画像９０ｃ）。 In step # 6007, the exposure time 1/240 seconds is taken without using the flash means 111, and the image is stored in the image temporary storage means 24 (image 90c).
ステップ＃６００８では画像演算手段２５は画像一時記憶手段２４に記憶された３画像９０ａ、９０ｂ、９０ｃを引き出し画像９０ｂから画像９０ａ、９０ｂを引き算する演算を行う。これにより露光時間１／６０秒相当の画像を得る。 In step # 6008, the image calculation means 25 performs the calculation of extracting the three images 90a, 90b, 90c stored in the image temporary storage means 24 and subtracting the images 90a, 90b from the image 90b. As a result, an image corresponding to an exposure time of 1/60 seconds is obtained.
ステップ＃６００９では画像記憶手段２６が画像演算手段２５で得られた画像を記録することで本フローは終了する。 In step # 6009, the image storage means 26 records the image obtained by the image calculation means 25, and this flow is completed.
この様に必要とする画像を求める為に画像９０ｂに前後して引き算する画像９０ａ、９０ｃを求める事で必要とする撮影タイミングに対して短い時間で引き算する撮影を行う事が出来る。 In this way, by obtaining the images 90a and 90c to be subtracted before and after the image 90b in order to obtain the necessary image, it is possible to perform photographing that subtracts in a short time with respect to the necessary photographing timing.
以上説明した様に閃光手段１１１と、閃光手段を用いて第２の画像を取得する第２の撮影に時間的に前後して閃光手段を用いない第１、及び第３の画像を取得する第１、および第３の撮影を行なう撮影手段と（ｃｐｕ１１２、撮像素子１６ａ、タイミング制御手段、画像取得手段２３）と第２の画像から第１及び第３の画像の差分を求める画像演算手段２５で撮影装置を構成する事でメカニカルシャッタの無い状態でも短時間で高品位な撮影が可能になった。 As described above, the flash unit 111 and the first and third images that do not use the flash unit before and after the second shooting that acquires the second image using the flash unit are acquired. An image calculation unit 25 that obtains a difference between the first and third images from the second image and the imaging unit that performs the first and third imaging (cpu 112, the image sensor 16a, the timing control unit, and the image acquisition unit 23). By configuring the photographing device, high-quality photographing can be performed in a short time even without a mechanical shutter.
図１０は本発明の第２実施形態ブロック図であり第１実施形態の図２と比較して画像抽出手段１００１が設けられている点が異なる。画像抽出手段１００１は画像一時記憶手段２４に記憶されている第１、第２、第３の画像の一部の領域を抽出する動作を行う。 FIG. 10 is a block diagram of the second embodiment of the present invention, and is different from FIG. 2 of the first embodiment in that an image extracting means 1001 is provided. The image extraction unit 1001 performs an operation of extracting partial areas of the first, second, and third images stored in the image temporary storage unit 24.
図１１は本発明の第２実施形態において画像を作成する過程を説明する図である。 FIG. 11 is a diagram illustrating a process of creating an image in the second embodiment of the present invention.
例えば１／１２０秒の露光時間で閃光手段１１１を発光させた画像を得ることを考える。 For example, consider obtaining an image in which the flash unit 111 emits light with an exposure time of 1/120 seconds.
この時撮影手段は初めに１／１２０秒の露光時間Ｔｖａ（１１０１ａ）で閃光手段１１１を発光させずに第１の画像１１００ａを取得する。その後１／６０秒の露光時間Ｔｖｂ（１１０１ｂ）で閃光手段１１１を発光させて第２の画像１１００ｂを取得する。その後１／１２０秒の露光時間Ｔｖｃ（１１０１ｃ）で閃光手段１１１を発光させずに第３の画像１１００ｃを取得する。 At this time, the photographing unit first acquires the first image 1100a without causing the flash unit 111 to emit light at an exposure time Tva (1101a) of 1/120 seconds. Thereafter, the flash means 111 is caused to emit light at an exposure time Tvb (1101b) of 1/60 seconds to obtain a second image 1100b. Thereafter, the third image 1100c is acquired without causing the flash means 111 to emit light at an exposure time Tvc (1101c) of 1/120 seconds.
画像一時記憶手段２４はそれら第１、第２、第３の画像を記憶する。画像抽出手段１００１は画像１１００ａの上部の領域（矢印１１０３ａの領域）画像１１０４ａのみを抽出し、破線の領域の画像は破棄する。また画像１１００ｃの下部の領域（矢印１１０３ｂの領域）画像１１０４ｃのみを抽出し、破線の領域の画像は破棄する。 The image temporary storage unit 24 stores the first, second, and third images. The image extraction unit 1001 extracts only the upper region (the region indicated by the arrow 1103a) image 1104a of the image 1100a, and discards the image in the broken line region. Also, only the lower area of the image 1100c (the area indicated by the arrow 1103b) image 1104c is extracted, and the image in the broken line area is discarded.
画像演算手段２５は第２の画像１１００ｂから画像抽出手段１１００で抽出された第１、第３の画像１１０４ａ、１１０４ｃを差し引く。 The image calculation means 25 subtracts the first and third images 1104a and 1104c extracted by the image extraction means 1100 from the second image 1100b.
この様に領域分けして演算する理由を述べる。 The reason for calculating by dividing into regions will be described.
ＣＭＯＳの読み出し方式においては図１１に示す様に画像１１００ｂの矢印１１０３ａで示す画面上部の領域では閃光手段１１１の発光期間より前の時間に露光時間が設けられ、矢印１１０３ｂで示す画面下部の領域では閃光手段１１１の発光期間より後前の時間に露光時間が設けられる事になる。 In the CMOS readout method, as shown in FIG. 11, in the upper area of the screen indicated by the arrow 1103a of the image 1100b, the exposure time is provided before the light emission period of the flash means 111, and in the lower area of the screen indicated by the arrow 1103b. The exposure time is provided before the light emission period of the flash means 111.
露光時間短縮の為には、この領域に隣接する画像を引き算するのが好ましい。 In order to shorten the exposure time, it is preferable to subtract an image adjacent to this region.
そこで画像１１００ｂの画面上部領域は、それに隣接する画像１１００ａの画面上部の画像１１０４ａを引き、画面下部領域は、それに隣接する画像１１００ｃの画面下部の画像１１０４ｃを引く。 Therefore, the upper screen area of the image 1100b draws an image 1104a at the upper part of the image 1100a adjacent thereto, and the lower screen area draws an image 1104c at the lower part of the image 1100c adjacent thereto.
その為画像１１００ｂにおいて画像１１００ａ、１１００ｃに時間的に近い斜線で示す領域１１０２ａ、１１０２ｃ（イメージ）が引き算される。 Therefore, in the image 1100b, areas 1102a and 1102c (images) indicated by oblique lines that are temporally close to the images 1100a and 1100c are subtracted.
図１２は本発明の第２実施形態フローチャートであり、ステップ＃１２００１が設けられている点が図６のフローチャートと異なる。 FIG. 12 is a flowchart of the second embodiment of the present invention, which differs from the flowchart of FIG. 6 in that step # 12001 is provided.
ステップ＃１２００１では画像抽出手段１００１が画像１１００ａからその上部領域である画像１１０４ａを抽出し、画像１１００ｃからその下部領域である画像１１０４ｃを抽出する。 In step # 12001, the image extraction unit 1001 extracts the image 1104a that is the upper region from the image 1100a, and extracts the image 1104c that is the lower region from the image 1100c.
ステップ＃６００８では画像演算手段２５が画像１１００ｂから画像１１０４ａ、１１０４ｃを引き算する。 In step # 6008, the image calculation means 25 subtracts the images 1104a and 1104c from the image 1100b.
ステップ＃６００９では画像記憶手段２６がステップ＃６００８で得られた画像を記録する。 In step # 6009, the image storage means 26 records the image obtained in step # 6008.
これにより画像１１００ｂにおいて閃光手段１１１が照射されていない期間に被写体が動いていても、それに近い時間で撮影した画像１１０４ａ、１１０４ｃが引き算される。よって被写体の動きによる画像劣化を少なくする事が出来る。 As a result, even if the subject moves during the period when the flash means 111 is not irradiated in the image 1100b, the images 1104a and 1104c taken in a time close to that are subtracted. Therefore, image degradation due to the movement of the subject can be reduced.
この様に本発明の第２実施形態では閃光手段１１１を発光しない露光期間に近い画像を用いて画像の演算を行う為に高品位な画像を得る事ができている。 As described above, in the second embodiment of the present invention, a high-quality image can be obtained because an image is calculated using an image close to the exposure period in which the flash unit 111 does not emit light.
以上説明した様に第１及び第３の画像１１００ａ、１１００ｃの特定領域を切り出し第１の抽出画像１１０４ａ及び第３の抽出画像１１０４ｃを求める画像抽出手段１１０１を更に有し、画像演算手段は第２の画像から第１及び第３の抽出画像の差分を求める構成にする事でメカニカルなシャッタの無い状態でも短い時間で高品位な撮影が可能になった。 As described above, the image processing unit further includes the image extraction unit 1101 that cuts out the specific areas of the first and third images 1100a and 1100c and obtains the first extraction image 1104a and the third extraction image 1104c. By obtaining a difference between the first extracted image and the third extracted image from the first image, high-quality shooting can be performed in a short time even without a mechanical shutter.
図１３は本発明の第３実施形態のブロック図であり、全体構成図は第１実施形尾帯の図２と同じである。 FIG. 13 is a block diagram of the third embodiment of the present invention, and the overall configuration diagram is the same as FIG. 2 of the first embodiment tailband.
撮像手段１６ａは画面が１３０１ａ１から１３０１ａ８の８領域に分割されており、且つ隣り合う画面の読み出し方向は矢印１３０２ａから１３０２ｈに示す様に隣り合う読み出し方向が逆（順読み出しと逆読みだし）となっている。そしてそれぞれの領域における光電変換結果は各々アナログ／デジタルコンバータ１３０３ａから１３０３ｈでデジタル信号に変換されて画像取得手段２３に入力される。 The imaging means 16a has a screen divided into eight areas 1301a1 to 1301a8, and the reading directions of adjacent screens are opposite to the reading directions adjacent to each other as indicated by arrows 1302a to 1302h (forward reading and reverse reading). ing. The photoelectric conversion results in the respective regions are converted into digital signals by the analog / digital converters 1303a to 1303h, respectively, and input to the image acquisition unit 23.
タイミング制御手段２１は読み出し領域１３０１ａ１から１３０１ａ８各々の読み出しタイミングを制御している。 The timing control means 21 controls the read timing of each of the read areas 1301a1 to 1301a8.
尚、各領域１３０１ａ１から１３０１ａ８は間隔を設けて配置されているが、これは各領域を識別しやすく図示した為であり、実際には各領域間には隙間は無い。 The regions 1301a1 to 1301a8 are arranged at intervals, but this is for easy identification of the regions, and there is actually no gap between the regions.
図１４はタイミング制御手段２１による読み出しタイミングを示す図であり横軸は時間、縦軸は撮像手段１６ａの画面高さを表している。 FIG. 14 is a diagram showing the readout timing by the timing control means 21, where the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the screen height of the imaging means 16a.
ここで読み出し領域１３０１ａ１の画素は矢印１４０４ａで示す順方向リセット動作でそれまで蓄積されていた電荷がリセットされる。その後所定の露光時間Ｔｖ（１４０１）経過迄の間に再蓄積された電荷は矢印１４０５ａに示す順方向読み出し動作で時間経過に伴い読み出されてゆく。 Here, the charges accumulated in the pixels in the readout region 1301a1 are reset by the forward reset operation indicated by the arrow 1404a. Thereafter, the electric charge re-accumulated until the predetermined exposure time Tv (1401) elapses is read with the elapse of time by the forward reading operation indicated by the arrow 1405a.
次に読み出し領域１３０１ａ２の画素は矢印１４０４ｂで示す逆方向リセット動作でそれまで蓄積されていた電荷がリセットされる。その後所定の露光時間Ｔｖ（１４０１）経過迄の間に再蓄積された電荷は矢印１４０５ｂａに示す逆方向読み出し動作で時間経過に伴い読み出されてゆく。 Next, the charge accumulated in the pixels in the readout region 1301a2 is reset by the reverse reset operation indicated by the arrow 1404b. Thereafter, the charge re-accumulated until the predetermined exposure time Tv (1401) elapses is read with the elapse of time by the backward reading operation indicated by the arrow 1405ba.
この様な動作を繰り返して領域１３０１ａ１から１３０１ａ８の信号を得る。 By repeating such an operation, signals in the areas 1301a1 to 1301a8 are obtained.
図１３にもどり画像取得手段２３はアナログ／デジタルコンバータ１３０３ａから１３０３ｈでデジタル変換された各領域１３０１ａ１から１３０１ａ８の各々の信号を図１４の画像１４０５ｂ１から１４０５ｂ４に変換する。画像合成手段１３０４は画像取得手段２３で変換された画像を画像１４０５ｂ（不図示）として合成する。 Returning to FIG. 13, the image acquisition means 23 converts the signals of the respective areas 1301a1 to 1301a8 digitally converted by the analog / digital converters 1303a to 1303h into the images 1405b1 to 1405b4 of FIG. The image synthesizing unit 1304 synthesizes the image converted by the image acquiring unit 23 as an image 1405b (not shown).
閃光制御手段１１２ｂはタイミング制御手段２１の信号に応じて閃光手段１１１の発光タイミングを制御する。 The flash control unit 112 b controls the light emission timing of the flash unit 111 in accordance with the signal from the timing control unit 21.
図１５において矢印１４０４ａで示す領域１３０１ａ１の電荷リセットが終了したタイミング１５０１より遅れて閃光手段１１１が発光される様に閃光制御手段１１２ａは動作する。図１５にそのタイミング４１と発光時間４２を併記する。 In FIG. 15, the flash control unit 112a operates so that the flash unit 111 emits light after the timing 1501 when the charge reset of the region 1301a1 indicated by the arrow 1404a is completed. FIG. 15 shows the timing 41 and the light emission time 42 together.
矢印１４０５ａで示す読み出し動作は閃光手段１１１の発光終了後になる。即ち露光時間Ｔｖ（１４０１）は領域１３０１ａ１の電荷をリセットするまでに必要な時間ｔ（１４０２）と閃光手段１１１の発光期間４２を加えた時間より長くなる。 The reading operation indicated by the arrow 1405a is after the light emission of the flash means 111 is completed. That is, the exposure time Tv (1401) is longer than the time obtained by adding the time t (1402) required to reset the charge in the region 1301a1 and the light emission period 42 of the flash means 111.
図１５で分かる様に順読み出しと逆読み出しを繰りかす読み出し方法を用いると図８の様に単一の読み出しを行う場合よりも露光時間Ｔｖ（１４０１）を短縮する事が出来る。 As can be seen from FIG. 15, the exposure method Tv (1401) can be shortened compared to the case of performing a single readout as shown in FIG.
画像合成手段１３０４は画像取得手段２３で取得された画像全てを合成する。 The image synthesis unit 1304 synthesizes all the images acquired by the image acquisition unit 23.
図１６は第３の実施形態の電荷読み出し法を本発明に適用した例である。第１、第２実施例と同様に初めに閃光手段１１１を使用しないで撮影を行い画像１４０３ａ１から画像１４０３ａ８を得る。その後閃光手段１１１を使用して画像１４０３ｂ１から画像１４０３ｂ８を得る。更にその後に閃光手段１１１を使用しないで画像１４０３ｃ１から画像１４０３ｃ８を得る。 FIG. 16 shows an example in which the charge readout method of the third embodiment is applied to the present invention. As in the first and second embodiments, first, shooting is performed without using the flash unit 111, and images 1403a1 to 1403a8 are obtained. Thereafter, the flash unit 111 is used to obtain the image 1403b8 from the image 1403b1. Further thereafter, the image 1403c8 is obtained from the image 1403c1 without using the flash means 111.
画像合成手段１３０４は画像１４０３ａ１から画像１４０３ａ８、画像１４０３ｂ１から画像１４０３ｂ８、画像１４０３ｃ１から画像１４０３ｃ８を夫々合成し画像１４０３ａ、１４０３ｂ、１４０３ｃ（不図示）とする。 The image synthesizing unit 1304 synthesizes the images 1403a1 to 1403a8, the images 1403b1 to 1403b8, and the images 1403c1 to 1403c8, respectively, to obtain images 1403a, 1403b, and 1403c (not shown).
画像一時記憶手段２４は画像１４０３ａ、１４０３ｂ、１４０３ｃをそれらが得られたタイミング毎に記憶する。 The image temporary storage means 24 stores the images 1403a, 1403b, and 1403c at the timing when they are obtained.
画像演算手段２５は画像１４０３ｂから画像１４０３ａ、１４０３ｃを差し引く。 The image calculation means 25 subtracts the images 1403a and 1403c from the image 1403b.
ここで画像１４０３ａ１から画像１４０３ａ８の露光時間を１／２５０秒、画像１４０３ｂ１から画像１４０３ｂ８の露光時間を１／１２５秒、画像１４０３ｃ１から画像１４０３ｃ８の露光時間を１／２５０秒に設定すると画像演算手段２５で演算された画像は閃光手段１１１が照射された被写体のみが写った画像を得る事が出来る。 Here, if the exposure time of the images 1403a1 to 1403a8 is set to 1/250 seconds, the exposure time of the images 1403b1 to 1403b8 is set to 1/125 seconds, and the exposure time of the images 1403c1 to 1403c8 is set to 1/250 seconds, the image calculation means 25 As for the image calculated in (4), it is possible to obtain an image showing only the subject irradiated with the flash means 111.
図１７は本発明の第３実施形態フローチャートであり、ステップ＃１７００１が設けられている点が図６のフローチャートと異なる。 FIG. 17 is a flowchart of the third embodiment of the present invention, which differs from the flowchart of FIG. 6 in that step # 17001 is provided.
ステップ＃１７００１では画像合成手段１３０４が画像１４０３ａ１から画像１４０３ａ８、画像１４０３ｂ１から画像１４０３ｂ８、画像１４０３ｃ１から画像１４０３ｃ８を夫々合成し画像１４０３ａ、１４０３ｂ、１４０３ｃとする。 In step # 17001, the image composition unit 1304 composes the images 1403a1 to 1403a8, the image 1403b1 to the image 1403b8, and the images 1403c1 to 1403c8 to form images 1403a, 1403b, and 1403c.
ステップ＃６００８では画像演算手段２５が画像１４０３ｂから画像１４０３ａ、１４０３ｃを引き算する。 In step # 6008, the image calculation means 25 subtracts the images 1403a and 1403c from the image 1403b.
ステップ＃６００９では画像記憶手段２６がステップ＃６００８で得られた画像を記録する。 In step # 6009, the image storage means 26 records the image obtained in step # 6008.
これにより更に短い期間で連続した撮影を完了させる事が出来る。その為撮影中における被写体の動きが少なく高品位の画像を得る事が出来る。 Thus, continuous shooting can be completed in a shorter period. For this reason, a high-quality image can be obtained with little movement of the subject during shooting.
以上説明した様に撮像手段１６ａは複数の読み出し領域１３０１ａ１から１３０１ａ８を有し、複数領域の読み出しは順方向読み出し１３０２ａ、１３０２ｃ、１３０２ｅ、１３０２ｇと逆方向読み出し１３０２ｂ、１３０２ｄ、１３０２ｆ、１３０２ｈの読み出し方向が異なる対の読み出し領域で構成され、第１、第２、第３の画像を各々複数の領域画像（画像１４０３ａ１から画像１４０３ａ８、画像１４０３ｂ１から画像１４０３ｂ８、画像１４０３ｃ１から画像１４０３ｃ８）の合成により取得する画像合成手段１３０４とを更に有し、画像演算手段２５は画像合成手段で合成された第２の画像１４０３ｂから画像合成手段で合成された第１及び第３の画像１４０３ａ、１４０３ｃの差分を求める構成にしている。これによりメカニカルなシャッタの無い状態でも短い時間で高品位な撮影が可能になった。 As described above, the imaging unit 16a has a plurality of readout areas 1301a1 to 1301a8, and readout of the plurality of areas is performed by forward readouts 1302a, 1302c, 1302e, and 1302g and backward readouts 1302b, 1302d, 1302f, and 1302h. An image that is composed of different pairs of readout areas, and each of the first, second, and third images is acquired by combining a plurality of area images (image 1403a1 to image 1403a8, image 1403b1 to image 1403b8, and image 1403c1 to image 1403c8). The image calculation unit 25 obtains a difference between the first image 1403a and the third image 1403c synthesized by the image synthesis unit from the second image 1403b synthesized by the image synthesis unit. ing. This enables high-quality shooting in a short time even without a mechanical shutter.
１６ｂ 撮像手段
２１ タイミング制御手段
２３ 画像取得手段
２４ 画像演算手段
２５ 露光時間設定手段
１１１ 閃光手段
１００１ 画像抽出手段
１３０４ 画像合成手段
16b Imaging means 21 Timing control means 23 Image acquisition means 24 Image calculation means 25 Exposure time setting means 111 Flash means 1001 Image extraction means 1304 Image composition means
Claims (3)
該閃光手段を用いて第２の画像を取得する為の第２の撮影と、該第２の撮影に時間的に前後して閃光手段を用いない第１、及び第３の画像を取得する為の第１、および第３の撮影を行なう撮影手段と、
前記第２の画像から前記第１及び第３の画像の差分を求める画像演算手段と、を有することを特徴とする撮影装置。 Flash means,
Second imaging for acquiring the second image using the flash means, and first and third images not using the flash means before and after the second imaging. Photographing means for performing the first and third photographing;
An imaging apparatus comprising: image calculation means for obtaining a difference between the first image and the third image from the second image.
The imaging means has a plurality of readout areas, and readout of the plurality of areas is composed of a pair of readout areas having different readout directions of forward readout and reverse readout, and the first, second, and third images are displayed. Image synthesizing means obtained by synthesizing a plurality of region images, and the image calculation means is a first and third image synthesized by the image synthesizing means from the second image synthesized by the image synthesizing means. The photographing apparatus according to claim 1, wherein a difference between the two is obtained.
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