攝像裝置以及攝像方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及在閃爍量周期性變動的外部照明照射在被攝體上的情況下，也能夠降低光源閃爍的影響的攝像裝置以及攝像方法。
【背景技術】
[0002]已知在室內的動態圖像攝影和實時取景顯示時，熒光燈等光源的明亮度會與商用電源頻率同步地周期性變動，會對實時取景顯示和動態圖像攝影帶來不良影響。該現象被稱作光源閃爍，在攝影時和實時取景顯示時的幀率與光源的明亮度變化的頻率不同步的情況下，明亮度會按照每幀而變化(被稱作面閃爍(surface flicker))，另外在同一幀內的圖像中，明亮度呈線狀產生于每個空間周期內(被稱作行閃爍(line flicker))。
[0003]為了降低所述的光源閃爍的影響，以往提出了各種技術。例如日本特開平11-122513號公報(以下，稱作專利文獻I)、日本特開平6-105204號公報(以下，稱作專利文獻2)中公開了這種技術。在這些現有技術中，在校正光源閃爍的影響時，首先通過相機的攝像元件取得多個幀的圖像數據，根據所取得的圖像數據的亮度輸出的時間轉換，檢測光源閃爍的頻率，根據該檢測的閃爍頻率，以使得在各幀內圖像的亮度均勻的方式，校正從攝像元件取得的各幀圖像的亮度增益。
[0004]作為室內光源的電燈的閃爍基于電源商用頻率，因而以50Hz或60Hz變動。例如，在專利文獻I中，以與電燈的閃爍頻率相同或較慢的幀頻率進行動作、并確認幀的垂直強度部分布，由此來進行閃爍檢測。作為該方法，在以與電燈的閃爍周期相同或較慢的幀頻率進行實時取景顯示和動態圖像記錄的情況下，能夠有效進行閃爍檢測和校正。
【發明內容】
[0005]發明欲解決的課題
[0006]在所述的專利文獻I中，使用多個二維攝像元件，一氣對多個圖像進行閃爍校正，因而需要圖像數據存儲用的非常大的存儲器。此外，雖然根據多個域的垂直強度分布來校正當前幀的垂直明暗差(行閃爍)是有效的手段，然而在高速動態圖像的情況下，無法有效校正幀間的明暗差(面閃爍)。
[0007]此外，如專利文獻2那樣將高速度相機的數據劃分到各系統，具有幀存儲器，合成按照每個系統進行了圖像處理后的數據，從而能夠實現消除閃爍。然而，這種情況下，需要大量幀存儲器和圖像處理1C，會招致大型化，不適于數字靜態相機等便攜式設備。
[0008]本發明就是鑒于這種情況而完成的，其目的在于提供一種在數字相機等便攜設備中能夠在高速相機模式下消除閃爍的攝像裝置以及攝像方法。
[0009]用于解決課題的手段
[0010]第I方面的攝像裝置具有:攝像元件，其具有將如下的輸出信號分別同時并列地轉換為數字信號的多個AD轉換器，該輸出信號是通過呈二維狀排列的由第I像素群和第2像素群構成的多個像素以及與所述第I像素群和第2像素群對應的像素而分別生成的；圖像信號讀出部，其針對與所述攝像元件的第I像素群和第2像素群對應的像素，分別獨立地讀出圖像信號；閃爍檢測部，其基于被攝體所包含的光源的周期性閃爍動作，對在所述攝像元件上成像的被攝體像進行光電轉換，根據與對應于所述第2像素群的像素對應的圖像輸出來檢測攝影圖像整體的明狀態和暗狀態，從而檢測所述光源的閃爍周期；以及閃爍校正部，當在所述閃爍檢測部中，通過與所述第2像素群對應的像素取得的圖像由于周期性閃爍而入射了明狀態和暗狀態的亮度的光時，以使與所述第2像素群對應地配置的所述第I像素群的攝影圖像的亮度輸出成為作為基準的亮度輸出的方式，校正與對應于所述第I像素群的多個像素中的各像素對應的亮度輸出增益。
[0011]第2方面的攝像方法具有如下步驟:圖像信號讀出步驟，從攝像元件的與所述攝像元件的第I像素群和第2像素群對應的像素中，分別獨立地讀出圖像信號，其中，所述攝像元件具有將如下的輸出信號分別同時并列地轉換為數字信號的多個AD轉換器，該輸出信號是通過呈二維狀排列的由所述第I像素群和所述第2像素群構成的多個像素以及與所述第I像素群和第2像素群對應的像素而分別生成的；閃爍檢測步驟，基于被攝體所包含的光源的周期性閃爍動作，對在所述攝像元件上成像的被攝體像進行光電轉換，根據與對應于所述第2像素群的像素對應的圖像輸出來檢測攝影圖像整體的明狀態和暗狀態，從而檢測所述光源的閃爍周期；以及閃爍校正步驟，當在所述閃爍檢測步驟中，通過與所述第2像素群對應的像素取得的圖像由于周期性閃爍而入射了明狀態和暗狀態的亮度的光時，以使與所述第2像素群對應地配置的所述第I像素群的攝影圖像的亮度輸出成為作為基準的亮度輸出的方式，校正與對應于所述第I像素群的多個像素的各像素對應的亮度輸出增益。
[0012]發明的效果
[0013]根據本發明，能夠提供一種在數字相機等便攜設備中在高速相機模式下消除閃爍的攝像裝置以及攝像方法。
【附圖說明】
[0014]圖1是表示本發明的I個實施方式的相機的圖像傳感器的像素結構的俯視圖。
[0015]圖2是表示本發明的I個實施方式的相機的圖像傳感器的內部電路結構的框圖。
[0016]圖3是表示在本發明的I個實施方式的相機中，電燈閃爍周期與幀率之間的關系的圖。
[0017]圖4是表示在本發明的I個實施方式的相機中，用于校正實時閃爍的概略電路的框圖。
[0018]圖5是表示在本發明的I個實施方式的相機中，閃爍檢測和閃爍校正處理電路的詳細情況的框圖。
[0019]圖6是表示在本發明的I個實施方式的相機中，圖像傳感器的第I序列與第2序列的讀出定時的時序圖。
[0020]圖7A和圖7B是表示本發明的I個實施方式的相機的動作的流程圖。
[0021]圖8是表示本發明的I個實施方式的相機的閃爍校正動作的流程圖。
[0022]圖9A和圖9B是表示本發明的I個實施方式的相機的動態圖像信息流動作的流程圖。
[0023]圖10是表示本發明的I個實施方式的相機的靜態圖像讀入動作的流程圖。
【具體實施方式】
[0024]以下，按照附圖使用應用本發明的相機說明優選實施方式。本發明的優選的I個實施方式的相機是具有圖像傳感器等攝像部的數字相機。該攝像部將通過攝影鏡頭形成的被攝體像轉換為圖像數據。攝像部內的圖像傳感器的輸出存在輸出第I像素群的數據的系統I和輸出第2像素群的數據的系統2這2個系統，能夠分別獨立設定讀出的幀率(換言之，能夠分別獨立設定電子快門速度)。作為相機的動作，在實時取景顯示和動態圖像攝影時，使用以高速幀率讀出的圖像數據，檢測閃爍，按照該檢測結果，計算用于實現均勻的亮度的增益。使用該計算的增益，對以低速幀率讀出的圖像數據進行閃爍的校正。根據該校正后的圖像數據，將被攝體像實時取景顯示于配置在主體的背面的顯示部上，另外在動態圖像模式下記錄根據動態圖像按鈕的操作等而取得的動態圖像的圖像數據。
[0025]圖1是表示本發明的I個實施方式的相機的圖像傳感器的像素結構的俯視圖，另外圖2是表示圖像傳感器的內部電路結構的框圖。
[0026]圖1示出圖像傳感器I的光電二極管陣列2(參照圖2)的像素結構。這里，有效像素2b是用于針對被攝體像取得圖像數據的有效圖像區域的像素。實際有效像素2a是在有效圖像區域內的實際使用的圖像區域的像素。此外，在由有效像素2b構成的有效圖像區域的外側，沿著垂直方向配置水平OB (光學黑體)像素2c，沿著水平方向配置垂直OB像素
2do
[0027]水平OB像素2c和垂直OB像素2d是光電二極管的受光面被遮光的像素。因此，未通過攝影鏡頭11 (參照圖4)形成被攝體像，輸出處于暗黑下的暗電流的信號。使用從該OB像素輸出的暗電流，進行OB校正。有效像素2b、水平OB像素2c、垂直OB像素2d的外側的區域是不將被攝體像反映為圖像數據的無效像素(偽像素)。
[0028]圖2表示數字相機用的圖像傳感器I的內部電路。圖像傳感器I在內部具有光電二極管陣列2、水平/垂直驅動器3、定時控制器4、AD轉換器5以及重排部(並U替尤部)6、緩沖放大器7a?7m。光電二極管陣列2的像素的結構是如使用圖1所說明的結構。
[0029]水平/垂直驅動器3按照來自定時控制器4的定時信號，讀出光電二極管陣列2中的有效像素2b、水平OB像素2c、垂直OB像素2d、無效像素2e等的圖像數據。
[0030]AD轉換器5按照來自定時控制器4的定時信號，對從光電二極管陣列2讀出的圖像數據進行AD轉換，實現數字信號化。然后，將數字信號化后的圖像數據輸出給重排部6。重排部6根據實時取景顯示、靜態圖像攝影、動態圖像攝影等相機的各動作模式，適當對從光電二極管陣列2中讀出的有效像素2b的圖像數據進行間疏處理(間引? )并輸出給緩沖放大器7a?7m。
[0031]如上構成本實施方式的圖像傳感器I。通常，在數字相機中，在全像素靜態圖像攝影時、動態圖像攝影時和實時取景顯示用的圖像取得時，在圖像生成時圖像傳感器的像素輸出的有效利用方法不同。即，在全像素靜態圖像攝影時，使用所有有效像素用于記錄。另一方面，在實時取景顯示用的圖像取得時、動態圖像攝影時、高速相機動作時，從攝像元件的有效圖像區域中切取對應于相機的背面液晶或EVF、TV輸出等顯示設備的圖像尺寸，或通過間疏處理等讀出，不使用未被讀出的像素的像素數據。
[0032]在本實施方式的相機中，與上述內容同樣地，在全像素靜態圖像攝影時使用所有有效像素2b用于記錄。另一方面，在實時取景顯示時、動態圖像記錄時、高速相機動作時等，從有效圖像區域中間疏地(或切取)讀出對應于背面液晶面板等顯示部、EVF(電子取景觀察器)、TV(電視)輸出等顯示設備的圖像尺寸。這里，不使用未被間疏或切取而讀出的像素的數據。
[0033]關于來自圖像傳感器I的數據輸出，在全像素靜態圖像攝影時，使用圖像傳感器I具有的輸出通道Chl?Chm，通過全部通道進行數據輸出。另一方面，在實時取景顯示時、動態圖像記錄時、高速相機動作時等，輸出數據的帶域與全像素靜態圖像相比較小即可，因而使用圖像傳感器具有的輸出通道中的一部分進行圖像數據的輸出。例如，作為使用輸出通道中的一部分的例子，存在僅使用圖像傳感器I的通道I(Chl)和通道2(Ch2)進行數據輸出的結構等。
[0034]圖像傳感器I在針對各通道的像素電路上具有按照每個通道獨立的曝光控制，能夠使得讀出通