JP6573730B2 - 撮像装置、撮像方法、及び、撮像プログラム - Google Patents
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Description
表示用画像データ生成部17Bは、画素群f1の位相差検出用画素61Rから読み出された第一の撮像信号を、画素群f1のうちのこの位相差検出用画素61Rの周囲にある撮像用画素(この位相差検出用画素61Rの位置にベイヤ配列にしたがって配置されるべき撮像用画素と同じ色の光を検出するもの)から読み出された撮像信号又はこの撮像信号に基づいて生成した撮像信号に置換する。
表示用画像データ生成部17Bは、画素群f1の位相差検出用画素61Rから読み出された第一の撮像信号に第一ゲインを乗じ、画素群f1の位相差検出用画素61Lから読み出された第二の撮像信号に第二ゲインを乗じる。
メカニカルシャッタ3が閉じている間に、直線R2で示されるように、全ての画素行62において同時に光電変換部のリセットを行い、その後、メカニカルシャッタ3を開ける。これにより、全ての画素行62で同じタイミングで静止画撮像のための露光が開始する。
図9は、図1に示すデジタルカメラ100の連写モード時の動作の変形例を説明するためのタイミングチャートである。
撮像素子5のフィールドF1〜F5のうち、静止画読み出しシーケンスREの3番目以降のフレーム期間で撮像信号群が読み出されるフィールド(フィールドF3〜フィールドF5の少なくとも1つのフィールド)に、位相差検出用画素61Rと位相差検出用画素61LのペアPを複数含む位相差検出画素行PLが含まれる構成であってもよい。
撮像素子5は、受光面60にベイヤ配列にしたがって画素61が配置される構成であるが、画素61はベイヤ配列以外の図11に例示される特定の配列にしたがって受光面60に配置されていてもよい。
上記信号処理は、上記第一の撮像信号を上記第一の撮像信号の読み出し元の上記第一の光電変換部の周囲にある上記第三の光電変換部から読み出された撮像信号又はその撮像信号に基づいて生成した撮像信号に置換し、上記第二の撮像信号を上記第二の撮像信号の読み出し元の上記第二の光電変換部の周囲にある上記第三の光電変換部から読み出された撮像信号又はその撮像信号に基づいて生成した信号に置換する処理である撮像方法。
本出願は、2016年11月9日出願の日本特許出願(特願2016−219037)に基づくものであり、その内容はここに取り込まれる。
1 撮像レンズ
2 絞り
3 メカニカルシャッタ
4 レンズ制御部
5 撮像素子
6 シャッタ駆動部
8 レンズ駆動部
9 絞り駆動部
40 レンズ装置
10 撮像素子駆動部
11 システム制御部
11A 駆動制御部
11B 合焦制御部
14 操作部
17 デジタル信号処理部
17A 画像処理部
17B 表示用画像データ生成部
17C 表示制御部
20 外部メモリ制御部
21 記憶媒体
22 表示ドライバ
23 表示部
24 制御バス
25 データバス
60 受光面
61 画素
62 画素行
63 駆動回路
64 信号処理回路
X 行方向
Y 列方向
F1〜F5 フィールド
f1,f2 画素群
61r、61g、61b 撮像用画素
61R,61L位相差検出用画素
P ペア
PL 位相差検出画素行
R1,R2 リセットタイミングを示す直線
f1a フィールドF1からの撮像信号の読み出しタイミングを示す直線
f2a フィールドF2からの撮像信号の読み出しタイミングを示す直線
f3a フィールドF3からの撮像信号の読み出しタイミングを示す直線
f4a フィールドF4からの撮像信号の読み出しタイミングを示す直線
f5a フィールドF5からの撮像信号の読み出しタイミングを示す直線
BO 表示停止タイミングを示す直線
DR,DR1,DR2 描画タイミングを示す直線
LV ライブビューシーケンス
EX 静止画露光シーケンス
RE 静止画読み出しシーケンス
U1,U2 ユニット
200 スマートフォン
201 筐体
202 表示パネル
203 操作パネル
204 表示入力部
205 スピーカ
206 マイクロホン
207 操作部
208 カメラ部
210 無線通信部
211 通話部
212 記憶部
213 外部入出力部
214 GPS受信部
215 モーションセンサ部
216 電源部
217 内部記憶部
218 外部記憶部
220 主制御部
ST1〜STn GPS衛星
Claims (31)
- 一方向に並ぶ複数の光電変換部からなる複数の画素行が前記一方向と直交する方向に並ぶ受光面を有し、前記複数の画素行には、フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光する複数の第一の光電変換部と、前記一対の光束の他方を受光する複数の第二の光電変換部と、前記一対の光束の両方を受光する複数の第三の光電変換部とが含まれる撮像素子と、
前記複数の第一の光電変換部、前記複数の第二の光電変換部、及び、前記複数の第三の光電変換部を含む光電変換部群を露光し、前記露光によって前記複数の第一の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号、前記露光によって前記複数の第二の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号、及び、前記露光によって前記複数の第三の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号を含む撮像信号群を、前記撮像素子から複数のフィールド期間に分けて読み出す駆動制御を、撮像指示に応じて行う駆動制御部と、
前記撮像素子から読み出された前記撮像信号群を処理して撮像画像データを生成し、前記撮像画像データを記憶媒体に記憶する画像処理部と、
前記複数のフィールド期間のうちの最初のフィールド期間で前記撮像素子から読み出される第一の撮像信号群を処理して第一の表示用画像データを生成し、前記最初のフィールド期間の次のフィールド期間で前記撮像素子から読み出される第二の撮像信号群を処理して第二の表示用画像データを生成する表示用画像データ生成部と、
前記第一の表示用画像データに基づく第一の画像を表示部に表示した後、前記第一の画像を、前記第二の表示用画像データに基づく第二の画像に切り替える表示制御部と、を備え、
前記駆動制御部は、前記最初のフィールド期間では、前記第一の光電変換部と前記第二の光電変換部の複数のペアと、複数の前記第三の光電変換部とから撮像信号を読み出し、前記次のフィールド期間では、複数の前記第三の光電変換部から撮像信号を読み出す撮像装置。 - 請求項1記載の撮像装置であって、
前記表示用画像データ生成部は、前記第一の撮像信号群に対し、前記第一の撮像信号群のうちの前記第一の光電変換部から読み出された第一の撮像信号及び前記第二の光電変換部から読み出された第二の撮像信号の各々を、前記第三の光電変換部から読み出されたものとして取り扱うための信号処理を行い、前記信号処理後の前記第一の撮像信号群に基づいて前記第一の表示用画像データを生成する撮像装置。 - 請求項2記載の撮像装置であって、
前記信号処理は、前記第一の撮像信号を前記第一の撮像信号の読み出し元の前記第一の光電変換部の周囲にある前記第三の光電変換部から読み出された撮像信号又は当該撮像信号に基づいて生成した撮像信号に置換し、前記第二の撮像信号を前記第二の撮像信号の読み出し元の前記第二の光電変換部の周囲にある前記第三の光電変換部から読み出された撮像信号又は当該撮像信号に基づいて生成した信号に置換する処理である撮像装置。 - 請求項2記載の撮像装置であって、
前記信号処理は、前記第一の撮像信号にゲインを乗じ、前記第二の撮像信号にゲインを乗じる処理である撮像装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項記載の撮像装置であって、
前記駆動制御部は、前記最初のフィールド期間では、前記第一の光電変換部と前記第二の光電変換部の全てのペアと、複数の前記第三の光電変換部とから撮像信号を読み出す撮像装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項記載の撮像装置であって、
前記駆動制御部は、前記撮像信号群を3つ以上のフィールド期間に分けて読み出し、前記3つ以上のフィールド期間の最初のフィールド期間では、前記第一の光電変換部と前記第二の光電変換部の全てのペアのうちの一部のペアと、複数の前記第三の光電変換部とから撮像信号を読み出し、前記3つ以上のフィールド期間の2番目のフィールド期間では、複数の前記第三の光電変換部から撮像信号を読み出し、前記3つ以上のフィールド期間の3番目以降のフィールド期間では、前記全てのペアのうちの残りの前記ペアと残りの前記第三の光電変換部とから撮像信号を読み出す撮像装置。 - 請求項1〜6のいずれか1項記載の撮像装置であって、
前記撮像素子からの前記撮像信号群の読み出しが完了する前に、前記第一の撮像信号群のうちの前記第一の光電変換部から読み出された第一の撮像信号及び前記第二の光電変換部から読み出された第二の撮像信号に基づいて前記フォーカスレンズを制御して、前記撮像光学系の合焦制御を行う合焦制御部を更に備える撮像装置。 - 請求項1〜7のいずれか1項記載の撮像装置であって、
前記撮像指示に応じて複数回の前記駆動制御を連続して行う連写モードを有し、
前記表示制御部は、前記連写モード時には、前記複数回の前記駆動制御の各々による前記露光が開始してから前記第一の画像の表示が開始されるまでの間、前記表示部をブラックアウトさせる撮像装置。 - 請求項1〜7のいずれか1項記載の撮像装置であって、
前記撮像指示に応じて複数回の前記駆動制御を連続して行う連写モードを有し、
前記表示制御部は、前記連写モード時には、前記複数回の前記駆動制御のうちの最初の駆動制御による前記露光が開始してから前記第一の画像の表示が開始されるまでの間は前記表示部をブラックアウトさせ、前記複数回の前記駆動制御のうちの2回目以降の駆動制御による前記露光が開始してから前記第一の画像の表示が開始されるまでの間は、前記表示部に表示中の記第二の画像の表示を継続する撮像装置。 - 請求項1〜9のいずれか1項記載の撮像装置であって、
前記駆動制御部は、前記複数のフィールド期間の各々では、複数の前記画素行に含まれる光電変換部から撮像信号を読み出し、
前記最初のフィールド期間で前記撮像素子から撮像信号が読み出される前記画素行と、前記次のフィールド期間で前記撮像素子から撮像信号が読み出される前記画素行は隣接している撮像装置。 - 請求項1〜10のいずれか1項記載の撮像装置であって、
前記駆動制御部は、前記駆動制御を行う期間以外の非記憶期間では、前記光電変換部群を露光し、前記光電変換部群に含まれる全ての前記光電変換部のNを自然数とする1/Nの前記光電変換部で当該露光中に光電変換された撮像信号を前記撮像素子から読み出すライブビュー用駆動制御を行い、
前記撮像指示に応じて行われる前記駆動制御における前記複数のフィールド期間の数と前記Nとが同じである撮像装置。 - 請求項1〜11のいずれか1項記載の撮像装置であって、
前記撮像素子に含まれる全ての前記光電変換部はベイヤ配列にしたがって配置されており、
前記撮像指示に応じて行われる前記駆動制御における前記複数のフィールド期間の数は3以上の奇数である撮像装置。 - 請求項12記載の撮像装置であって、
前記複数の画素行は、前記第一の光電変換部と前記第二の光電変換部のペアを含む画素行と、前記第三の光電変換部のみを含む画素行とを含み、
前記複数のフィールド期間の数をnとし、mを2以上の自然数とした場合に、前記ペアを含む前記画素行は、{(n×m)−1}個おきに配置されている撮像装置。 - 請求項1〜11のいずれか1項記載の撮像装置であって、
前記撮像素子に含まれる全ての前記光電変換部は特定の配列にしたがって配置されており、
前記特定の配列は、輝度成分に最も寄与する第一の色を受光する5つの第四の光電変換部と、前記第一の色とは異なる第二の色を受光する2つの第五の光電変換部と、前記第一の色及び前記第二の色とは異なる第三の色を受光する2つの第六の光電変換部とをそれぞれ含む第一ユニット及び第二ユニットが前記一方向とこれに直交する方向に市松状に配置されたものであり、
前記第一ユニットは、前記第四の光電変換部と前記第五の光電変換部と前記第四の光電変換部とが前記一方向に並ぶ第一の行と、前記第六の光電変換部と前記第四の光電変換部と前記第六の光電変換部とが前記一方向に並ぶ第二の行と、前記第一の行とが前記一方向に直交する方向に並ぶ構成であり、
前記第二ユニットは、前記第四の光電変換部と前記第六の光電変換部と前記第四の光電変換部とが前記一方向に並ぶ第三の行と、前記第五の光電変換部と前記第四の光電変換部と前記第五の光電変換部とが前記一方向に並ぶ第四の行と、前記第三の行とが前記一方向に直交する方向に並ぶ構成であり、
前記撮像指示に応じて行われる前記駆動制御における前記複数のフィールド期間の数は2以上の偶数である撮像装置。 - 請求項14記載の撮像装置であって、
前記複数の画素行は、前記第一の光電変換部と前記第二の光電変換部のペアを含む画素行と、前記第三の光電変換部のみを含む画素行とを含み、
前記複数のフィールド期間の数をnとし、mを2以上の自然数とした場合に、前記ペアを含む前記画素行は、{(n×m)−1}個おきに配置されている撮像装置。 - 一方向に並ぶ複数の光電変換部からなる複数の画素行が前記一方向と直交する方向に並ぶ受光面を有し、前記複数の画素行には、フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光する複数の第一の光電変換部と、前記一対の光束の他方を受光する複数の第二の光電変換部と、前記一対の光束の両方を受光する複数の第三の光電変換部とが含まれる撮像素子を用いて被写体を撮像する撮像方法であって、
前記複数の第一の光電変換部、前記複数の第二の光電変換部、及び、前記複数の第三の光電変換部を含む光電変換部群を露光し、前記露光によって前記複数の第一の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号、前記露光によって前記複数の第二の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号、及び、前記露光によって前記複数の第三の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号を含む撮像信号群を、前記撮像素子から複数のフィールド期間に分けて読み出す駆動制御を、撮像指示に応じて行う駆動制御ステップと、
前記撮像素子から読み出された前記撮像信号群を処理して撮像画像データを生成し、前記撮像画像データを記憶媒体に記憶する画像処理ステップと、
前記複数のフィールド期間のうちの最初のフィールド期間で前記撮像素子から読み出される第一の撮像信号群を処理して第一の表示用画像データを生成し、前記最初のフィールド期間の次のフィールド期間で前記撮像素子から読み出される第二の撮像信号群を処理して第二の表示用画像データを生成する表示用画像データ生成ステップと、
前記第一の表示用画像データに基づく第一の画像を表示部に表示した後、前記第一の画像を、前記第二の表示用画像データに基づく第二の画像に切り替える表示制御ステップと、を備え、
前記駆動制御ステップでは、前記最初のフィールド期間では、前記第一の光電変換部と前記第二の光電変換部の複数のペアと、複数の前記第三の光電変換部とから撮像信号を読み出し、前記次のフィールド期間では、複数の前記第三の光電変換部から撮像信号を読み出す撮像方法。 - 請求項16記載の撮像方法であって、
前記表示用画像データ生成ステップでは、前記第一の撮像信号群に対し、前記第一の撮像信号群のうちの前記第一の光電変換部から読み出された第一の撮像信号及び前記第二の光電変換部から読み出された第二の撮像信号の各々を、前記第三の光電変換部から読み出されたものとして取り扱うための信号処理を行い、前記信号処理後の前記第一の撮像信号群に基づいて前記第一の表示用画像データを生成する撮像方法。 - 請求項17記載の撮像方法であって、
前記信号処理は、前記第一の撮像信号を前記第一の撮像信号の読み出し元の前記第一の光電変換部の周囲にある前記第三の光電変換部から読み出された撮像信号又は当該撮像信号に基づいて生成した撮像信号に置換し、前記第二の撮像信号を前記第二の撮像信号の読み出し元の前記第二の光電変換部の周囲にある前記第三の光電変換部から読み出された撮像信号又は当該撮像信号に基づいて生成した信号に置換する処理である撮像方法。 - 請求項17記載の撮像方法であって、
前記信号処理は、前記第一の撮像信号にゲインを乗じ、前記第二の撮像信号にゲインを乗じる処理である撮像方法。 - 請求項16〜19のいずれか1項記載の撮像方法であって、
前記駆動制御ステップでは、前記最初のフィールド期間では、前記第一の光電変換部と前記第二の光電変換部の全てのペアと、複数の前記第三の光電変換部とから撮像信号を読み出す撮像方法。 - 請求項16〜19のいずれか1項記載の撮像方法であって、
前記駆動制御ステップでは、前記撮像信号群を3つ以上のフィールド期間に分けて読み出し、前記3つ以上のフィールド期間の最初のフィールド期間では、前記第一の光電変換部と前記第二の光電変換部の全てのペアのうちの一部のペアと、複数の前記第三の光電変換部とから撮像信号を読み出し、前記3つ以上のフィールド期間の2番目のフィールド期間では、複数の前記第三の光電変換部から撮像信号を読み出し、前記3つ以上のフィールド期間の3番目以降のフィールド期間では、前記全てのペアのうちの残りのペアと残りの前記第三の光電変換部とから撮像信号を読み出す撮像方法。 - 請求項16〜21のいずれか1項記載の撮像方法であって、
前記撮像素子からの前記撮像信号群の読み出しが完了する前に、前記第一の撮像信号群のうちの前記第一の光電変換部から読み出された第一の撮像信号及び前記第二の光電変換部から読み出された第二の撮像信号に基づいて前記フォーカスレンズを制御して、前記撮像光学系の合焦制御を行う合焦制御ステップを更に備える撮像方法。 - 請求項16〜22のいずれか1項記載の撮像方法であって、
前記撮像指示に応じて複数回の前記駆動制御を連続して行う連写モードにおいて、前記表示制御ステップでは、前記複数回の前記駆動制御の各々による前記露光が開始してから前記第一の画像の表示が開始されるまでの間、前記表示部をブラックアウトさせる撮像方法。 - 請求項16〜22のいずれか1項記載の撮像方法であって、
前記撮像指示に応じて複数回の前記駆動制御を連続して行う連写モードにおいて、前記表示制御ステップでは、前記複数回の前記駆動制御のうちの最初の駆動制御による前記露光が開始してから前記第一の画像の表示が開始されるまでの間は前記表示部をブラックアウトさせ、前記複数回の前記駆動制御のうちの2回目以降の駆動制御による前記露光が開始してから前記第一の画像の表示が開始されるまでの間は、前記表示部に表示中の記第二の画像の表示を継続する撮像方法。 - 請求項16〜24のいずれか1項記載の撮像方法であって、
前記駆動制御ステップでは、前記複数のフィールド期間の各々では、複数の前記画素行に含まれる光電変換部から撮像信号を読み出し、
前記最初のフィールド期間で前記撮像素子から撮像信号が読み出される前記画素行と、前記次のフィールド期間で前記撮像素子から撮像信号が読み出される前記画素行は隣接している撮像方法。 - 請求項16〜25のいずれか1項記載の撮像方法であって、
前記駆動制御ステップでは、前記駆動制御を行う期間以外の非記憶期間では、前記光電変換部群を露光し、前記光電変換部群に含まれる全ての前記光電変換部のNを自然数とする1/Nの前記光電変換部で当該露光中に光電変換された撮像信号を前記撮像素子から読み出すライブビュー用駆動制御を行い、
前記撮像指示に応じて行われる前記駆動制御における前記複数のフィールド期間の数と前記Nとが同じである撮像方法。 - 請求項16〜26のいずれか1項記載の撮像方法であって、
前記撮像素子に含まれる全ての前記光電変換部はベイヤ配列にしたがって配置されており、
前記撮像指示に応じて行われる前記駆動制御における前記複数のフィールド期間の数は3以上の奇数である撮像方法。 - 請求項27記載の撮像方法であって、
前記複数の画素行は、前記第一の光電変換部と前記第二の光電変換部のペアを含む画素行と、前記第三の光電変換部のみを含む画素行とを含み、
前記複数のフィールド期間の数をnとし、mを2以上の自然数とした場合に、前記ペアを含む前記画素行は、{(n×m)−1}個おきに配置されている撮像方法。 - 請求項16〜26のいずれか1項記載の撮像方法であって、
前記撮像素子に含まれる全ての前記光電変換部は特定の配列にしたがって配置されており、
前記特定の配列は、輝度成分に最も寄与する第一の色を受光する5つの第四の光電変換部と、前記第一の色とは異なる第二の色を受光する2つの第五の光電変換部と、前記第一の色及び前記第二の色とは異なる第三の色を受光する2つの第六の光電変換部とをそれぞれ含む第一ユニット及び第二ユニットが前記一方向とこれに直交する方向に市松状に配置されたものであり、
前記第一ユニットは、前記第四の光電変換部と前記第五の光電変換部と前記第四の光電変換部とが前記一方向に並ぶ第一の行と、前記第六の光電変換部と前記第四の光電変換部と前記第六の光電変換部とが前記一方向に並ぶ第二の行と、前記第一の行とが前記一方向に直交する方向に並ぶ構成であり、
前記第二ユニットは、前記第四の光電変換部と前記第六の光電変換部と前記第四の光電変換部とが前記一方向に並ぶ第三の行と、前記第五の光電変換部と前記第四の光電変換部と前記第五の光電変換部とが前記一方向に並ぶ第四の行と、前記第三の行とが前記一方向に直交する方向に並ぶ構成であり、
前記撮像指示に応じて行われる前記駆動制御における前記複数のフィールド期間の数は2以上の偶数である撮像方法。 - 請求項29記載の撮像方法であって、
前記複数の画素行は、前記第一の光電変換部と前記第二の光電変換部のペアを含む画素行と、前記第三の光電変換部のみを含む画素行とを含み、
前記複数のフィールド期間の数をnとし、mを2以上の自然数とした場合に、前記ペアを含む前記画素行は、{(n×m)−1}個おきに配置されている撮像方法。 - 一方向に並ぶ複数の光電変換部からなる複数の画素行が前記一方向と直交する方向に並ぶ受光面を有し、前記複数の画素行には、フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光する複数の第一の光電変換部と、前記一対の光束の他方を受光する複数の第二の光電変換部と、前記一対の光束の両方を受光する複数の第三の光電変換部とが含まれる撮像素子を用いて被写体を撮像する撮像プログラムであって、
前記複数の第一の光電変換部、前記複数の第二の光電変換部、及び、前記複数の第三の光電変換部を含む光電変換部群を露光し、前記露光によって前記複数の第一の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号、前記露光によって前記複数の第二の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号、及び、前記露光によって前記複数の第三の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号を含む撮像信号群を、前記撮像素子から複数のフィールド期間に分けて読み出す駆動制御を、撮像指示に応じて行う駆動制御ステップと、
前記撮像素子から読み出された前記撮像信号群を処理して撮像画像データを生成し、前記撮像画像データを記憶媒体に記憶する画像処理ステップと、
前記複数のフィールド期間のうちの最初のフィールド期間で前記撮像素子から読み出される第一の撮像信号群を処理して第一の表示用画像データを生成し、前記最初のフィールド期間の次のフィールド期間で前記撮像素子から読み出される第二の撮像信号群を処理して第二の表示用画像データを生成する表示用画像データ生成ステップと、
前記第一の表示用画像データに基づく第一の画像を表示部に表示した後、前記第一の画像を、前記第二の表示用画像データに基づく第二の画像に切り替える表示制御ステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、
前記駆動制御ステップでは、前記最初のフィールド期間では、前記第一の光電変換部と前記第二の光電変換部の複数のペアと、複数の前記第三の光電変換部とから撮像信号を読み出し、前記次のフィールド期間では、複数の前記第三の光電変換部から撮像信号を読み出す撮像プログラム。
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