(57)【要約】      （修正有）【課題】機械音などのノイズ音発生を防止し、撮影した動画の不連続性を抑え、また、暗い場所でのカラー動画撮影を可能とする。【解決手段】ＤＳＰ３は、ＣＣＤ１から画素情報を取り込んで動画撮影を行う際、現在の露光量を計測し、「明るすぎる」場合には、露光量を減少させるために、絞り機構を駆動させることなく、タイミング発生器５を制御して２／８間引き水平加算駆動に変更して動画撮影を継続する。また、動画撮影中に露光量が「暗すぎる」場合には、露光量を増加させるために、絞り機構を駆動させることなく、タイミング発生器５を制御して４／８間引き水平加算駆動に変更して動画撮影を継続する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段からの取り込み画素数を間引く間引き駆動方式で前記撮像手段を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段により駆動された前記撮像手段により撮像された映像を転送する転送手段と、
前記転送手段により転送された映像の露光状態に基づいて前記駆動手段による駆動方式を切り換える制御手段と
を具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記露光状態は、前記転送手段により転送された映像の露光量であることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記複数の駆動方式は、少なくとも、第１の間引き駆動方式と第２の間引き駆動方式とからなり、前記第１の間引き駆動方式の取り込み画素数より前記第２の間引き駆動方式の取り込み画素数が大であり、
前記制御手段は、前記映像の露光量が所定の閾値を上回ると、前記駆動手段による駆動方式を第１の間引き駆動方式にし、前記映像の露光量が所定の閾値を下回ると、前記第２の間引き駆動方式に切り換えることを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記露光状態は、前記撮像手段の露光時間であることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項５】
前記複数の駆動方式は、少なくとも、第１の間引き駆動方式と第２の間引き駆動方式とからなり、前記第１の間引き駆動方式の取り込み画素数より前記第２の間引き駆動方式の取り込み画素数が大であり、
前記制御手段は、前記露光時間が所定の閾値を下回ると、前記駆動手段による駆動方式を第１の間引き駆動方式にし、前記露光時間が所定の閾値を上回ると、前記第２の間引き駆動方式に切り換えることを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【請求項６】
前記転送手段により転送された映像の各画素データから色情報を分離する分離手段を具備することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第２の間引き駆動方式は、前記撮像手段の全画素から取り込む全画素間引き駆動方式であることを特徴とする請求項６記載の撮像装置。
【請求項８】
取り込み画素数を間引いて取り込む間引き駆動方式で駆動される撮像素子によって映像を撮像し、該撮像された映像の露光状態に基づいて、前記撮像素子の間引き駆動方式を切り換えることを特徴とする撮像素子駆動方法。
【請求項９】
撮像手段によって映像を撮像する撮像ステップと、
前記撮像手段により撮像された映像を転送する転送ステップと、
前記転送された映像の露光状態に基づいて、前記撮像素子の駆動方式を切り換える駆動制御ステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とする撮像素子駆動プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、撮像素子駆動方法および撮像素子駆動プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタルカメラやカメラ付携帯電話においては、滑らかな動画を撮影するために、例えば３０ｆｐｓなどにフレームレートを上げて撮影する場合、撮像素子であるＣＣＤから画素情報を読み取る際に全ての画素から画素情報を読み取るのではなく、所定の画素のみから読み取る間引き駆動技術、すなわち、水平ラインを特定の割合で間引き、同色同士の画素を加算して取り込む手法が用いられている。間引き駆動方法には、４／８画素間引き水平加算駆動、４／１６間引き駆動、４／１６間引き水平加算駆動などがあるが、一般に動画撮影用としては、ＶＧＡ出力が可能な４／８間引き水平加算駆動を用いている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
また、露光量を制御するために、絞りの開閉を駆動制御したり、ＣＣＤの電子シャッタを駆動制御したりしていた。但し、それらの駆動制御でも十分な露光量が得られない暗い場所では、オートフォーカスの精度を上げるために色情報を無視して全画素読み出しの間引き駆動を行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３２２４２４号公報
【特許文献２】特開２００２−１７０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術では、露光量を制御するために機械的な絞り機構を駆動するので、音声付の動画撮影時などには絞り機構の動作音が録音されてしまうという問題があった。また、従来技術では、動画撮影時にはＶＧＡ出力を可能にするために４／８間引き水平加算駆動を行うので、１ピクセルに４個の画素が加算されるため、屋外などの明るい場所、すなわち十分な露光量が得られる場合では、ＣＣＤの電子シャッタにより露光時間が非常に短くなり、動画の連続性が失われ、コマ送りのようになってしまうという問題があった。逆に、暗い場所では、４／８間引き水平加算駆動による効果が得られるが、それでも露光量が足りないようなくらい場所では、全画素読み出しの４／８間引き水平加算駆動では、上述したように色情報が失われてしまうため、カラーでの動画撮影ができないという問題があった。
【０００６】
そこで本発明は、機械音などのノイズ音の発生を防止することができ、また、動画撮影時の動画の不連続性を抑えることができ、また、暗い場所であってもカラーでの動画撮影を行うことができる撮像装置、撮像素子駆動方法および撮像素子駆動プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的達成のため、請求項１記載の発明による撮像装置は、映像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段からの取り込み画素数を間引く間引き駆動方式で前記撮像手段を駆動する駆動手段と、前記駆動手段により駆動された前記撮像手段により撮像された映像を転送する転送手段と、前記転送手段により転送された映像の露光状態に基づいて前記駆動手段による駆動方式を切り換える制御手段とを具備することを特徴とする。
【０００８】
また、好ましい態様として、例えば請求項２記載のように、請求項１記載の撮像装置において、前記露光状態は、前記転送手段により転送された映像の露光量であってもよい。
【０００９】
また、好ましい態様として、例えば請求項３記載のように、請求項２記載の撮像装置において、前記複数の駆動方式は、少なくとも、第１の間引き駆動方式と第２の間引き駆動方式とからなり、前記第１の間引き駆動方式の取り込み画素数より前記第２の間引き駆動方式の取り込み画素数が大であり、前記制御手段は、前記映像の露光量が所定の閾値を上回ると、前記駆動手段による駆動方式を第１の間引き駆動方式にし、前記映像の露光量が所定の閾値を下回ると、前記第２の間引き駆動方式に切り換えるようにしてもよい。
【００１０】
また、好ましい態様として、例えば請求項４記載のように、請求項１記載の撮像装置において、前記露光状態は、前記撮像手段の露光時間であってもよい。
【００１１】
また、好ましい態様として、例えば請求項５記載のように、請求項４記載の撮像装置において、前記複数の駆動方式は、少なくとも、第１の間引き駆動方式と第２の間引き駆動方式とからなり、前記第１の間引き駆動方式の取り込み画素数より前記第２の間引き駆動方式の取り込み画素数が大であり、前記制御手段は、前記露光時間が所定の閾値を下回ると、前記駆動手段による駆動方式を第１の間引き駆動方式にし、前記露光時間が所定の閾値を上回ると、前記第２の間引き駆動方式に切り換えるようにしてもよい。
【００１２】
また、好ましい態様として、例えば請求項６記載のように、請求項１ないし５のいずれかに記載の撮像装置において、前記転送手段により転送された映像の各画素データから色情報を分離する分離手段を具備するようにしてもよい。
【００１３】
また、好ましい態様として、例えば請求項７記載のように、請求項６記載の撮像装置において、前記第２の間引き駆動方式は、前記撮像手段の全画素から取り込む全画素間引き駆動方式であってもよい。
【００１４】
また、上記目的達成のため、請求項８記載の発明による撮像素子駆動方法は、取り込み画素数を間引いて取り込む間引き駆動方式で駆動される撮像素子によって映像を撮像し、該撮像された映像の露光状態に基づいて、前記撮像素子の間引き駆動方式を切り換えることを特徴とする。
【００１５】
また、上記目的達成のため、請求項９記載の発明による撮像素子駆動プログラムは、撮像手段によって映像を撮像する撮像ステップと、前記撮像手段により撮像された映像を転送する転送ステップと、前記転送された映像の露光状態に基づいて、前記撮像素子の駆動方式を切り換える駆動制御ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１記載の発明によれば、撮像手段によって映像を撮像し、転送手段により撮影された映像を転送する際、前記撮像手段を駆動する駆動手段による間引き駆動方式を、制御手段によって、前記撮像手段により撮像された映像の露光状態に基づいて切り換えるとするようにしたので、機械的な機構を駆動させることなく、動画撮影を継続することができ、機械的な機構が駆動することによるノイズ発生を防止し、該機械的な機構の動作音が録音されるのを防止することができるという利点が得られる。
【００１７】
また、請求項２記載の発明によれば、前記露光状態を前記転送手段により転送された映像の露光量としたので、絞り機構を駆動させることなく、動画撮影を継続することができ、絞り機構が駆動することによるノイズ発生を防止し、該絞り機構の動作音が録音されるのを防止することができるという利点が得られる。
【００１８】
また、請求項３記載の発明によれば、前記制御手段により、前記映像の露光量が所定の閾値を上回ると、前記駆動手段による駆動方式を第１の間引き駆動方式にし、前記映像の露光量が所定の閾値を下回ると、前記第１の間引き駆動方式の取り込み画素数より大である第２の間引き駆動方式に切り換えるようにしたので、絞り機構を駆動させることなく、動画撮影を継続することができ、絞り機構が駆動することによるノイズ発生を防止し、該絞り機構の動作音が録音されるのを防止することができるという利点が得られる。
【００１９】
また、請求項４記載の発明によれば、前記露光状態を、前記撮像手段の露光時間としたので、同じ露光量を得る場合に露光時間を長くすることが可能となり、屋外などの明るい場所での動画の不連続性を軽減でき、より滑らかな動画を撮影できるという利点が得られる。
【００２０】
また、請求項５記載によれば、前記制御手段により、前記露光時間が所定の閾値を下回ると、前記駆動手段による駆動方式を第１の間引き駆動方式にし、前記露光時間が所定の閾値を上回ると、前記第１の間引き駆動方式の取り込み画素数より大である第２の間引き駆動方式に切り換えるようにしたので、同じ露光量を得る場合に露光時間を長くすることが可能となり、屋外などの明るい場所での動画の不連続性を軽減でき、より滑らかな動画を撮影できるという利点が得られる。
【００２１】
また、請求項６記載の発明によれば、分離手段により、前記転送手段により転送された映像の各画素データから色情報を分離するようにしたので、暗い場所でのＡＦ精度の向上のみならず、カラーでの動画撮影やモニタモード表示などを実現することができるという利点が得られる。
【００２２】
また、請求項７記載の発明によれば、前記第２の間引き駆動方式を、前記撮像手段の全画素から取り込む全画素間引き駆動方式としたので、色情報を分離することができ、暗い場所でのＡＦ精度の向上のみならず、カラーでの動画撮影やモニタモード表示などを実現することができるという利点が得られる。
【００２３】
また、請求項８記載の発明によれば、取り込み画素数を間引いて取り込む間引き駆動方式で駆動される撮像素子によって映像を撮像し、該撮像された映像の露光状態に基づいて、前記撮像素子の間引き駆動方式を切り換えるようにしたので、機械的な駆動手段を駆動させることなく、動画撮影を継続することができ、機械的な機構が駆動することによるノイズ発生を防止し、該機械的な機構の動作音が録音されるのを防止することができるという利点が得られる。
【００２４】
また、請求項９記載によれば、撮像手段によって映像を撮像する撮像ステップと、前記撮像手段により撮像された映像を転送する転送ステップと、前記転送された映像の露光状態に基づいて、前記撮像素子の駆動方式を切り換える駆動制御ステップとをコンピュータに実行させるようにしたので、機械的な機構を駆動させることなく、動画撮影を継続することができ、機械的な機構が駆動することによるノイズ発生を防止し、該機械的な機構の動作音が録音されるのを防止することができるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態による撮像装置（デジタルカメラ）の一部構成を示すブロック図である。
【図２】本第１実施形態で用いる４／８間引き水平加算駆動方式を説明するための概念図である。
【図３】本第１実施形態で用いる２／８間引き水平加算駆動方式を説明するための概念図である。
【図４】本第１実施形態による撮像装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】本第１実施形態による撮像装置において、露光時間と間引き駆動方法の切り換え動作とを説明するための概念図である。
【図６】本第２実施形態による撮像装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】本第２実施形態における、間引き方式の違いによる露光時間の比較を示す概念図である。
【図８】本第３実施形態において、８／８間引き水平加算駆動方式を説明するための概念図である。
【図９】本第３実施形態において、異なる色情報が混ざったデータから画素値の分離方法を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
Ａ．第１実施形態
Ａ−１．第１実施形態の構成
図１は、本発明の第１実施形態による撮像装置（デジタルカメラ）の一部構成を示すブロック図である。図において、ＣＣＤ１は、図示しない撮像レンズにより集束された映像をＲＧＢの各色のカラー画像として取り込む。アナログフロントエンド２は、サンプリング・増幅したアナログ信号をデジタル信号に変換する（ＲＧＢ，ＣＭＹＧ各色について１２ｂｉｔデータに変換する）。
【００２７】
ＤＳＰ３は、デジタル信号に変換された画像データを取り込み、データバス４へ出力する。また、ＤＳＰ３は、取り込んだ画素情報から現在の露光量を計測し、該露光量に応じて、ＣＣＤ１を駆動するためのタイミング発生器５を駆動制御し、４／８間引き水平加算駆動と２／８間引き水平加算駆動とを切り換えて、ＣＣＤ１からの画素情報（電荷）の取り込むようになっている。従来、露光量の調整は、前述したように、機械的な絞り機構を駆動することによって行っていた。これに対して、本第１実施形態では、絞り機構を駆動することなく（絞り固定）、間引き駆動方式を変えることで露光量を調整することを特徴としている。
【００２８】
タイミング発生器５は、水平走査信号、垂直走査信号を発生する際のタイミング信号を生成し、Ｈ（水平）ドライバ６およびＶ（垂直）ドライバ７に供給する。Ｈドライバ６は、ＣＣＤ１に対して水平走査信号を供給する。Ｖドライバ７は、ＣＣＤ１に対して垂直走査信号を供給する。ＣＰＵ８は、各部の動作を制御する。また、メモリ９は、データバス４に出力された画像データを記憶する。
【００２９】
ここで、図２は、本第１実施形態で用いる４／８間引き水平加算駆動方式を説明するための概念図である。また、図３は、本第１実施形態で用いる２／８間引き水平加算駆動方式を説明するための概念図である。４／８間引き水平加算駆動方式は、図２に示すように、読み出しゲートとして、Ｖ１Ａ、Ｖ１Ｂ、Ｖ３Ａ、Ｖ３Ｂを使用して、垂直方向に４／８に間引きし、同色同士の画素を加算して取り込む方式である。また、２／８間引き水平加算駆動方式は、図３に示すように、Ｖ１Ａ、Ｖ３Ａを使用して、垂直方向で２／８に間引きして取り込む方式である。すなわち、２／８間引き水平加算駆動方式では、４／８間引き水平加算駆動方式と比べて、読み出す画素情報（電荷数）が半分になる。
【００３０】
Ｂ．第１実施形態の動作
次に、上述した第１実施形態の動作について説明する。ここで、図４は、本第１実施形態による撮像装置の動作を説明するためのフローチャートである。また、図５は、本第１実施形態による撮像装置において、露光時間と間引き駆動方法の切り換え動作とを説明するための概念図である。なお、以下の動作では、絞り機構は予め固定されている。
【００３１】
まず、現在設定されている間引き水平加算駆動によりＣＣＤ１から画素情報を取り込んで動画撮影を行う（ステップＳ１０）。次に、取り込んだ画素情報から現在の露光量を計測し（ステップＳ１２）、計測した露光量が第１の閾値ＴＨＡ１を上回った否か、すなわち「明るすぎるか否か」を判断する（ステップＳ１４）。
【００３２】
そして、露光量が第１の閾値ＴＨＡ１を上回った場合、すなわち「明るすぎる」場合には、現在、４／８間引き水平加算駆動を行っているか否かを判断する（ステップＳ１６）。ここで、現在、４／８間引き水平加算駆動を行っていない場合、言い換えると、２／８間引き水平加算駆動を行っている場合には、ＣＣＤ１の駆動方式を変更することなく、ステップＳ１０へ戻り、ＣＣＤ１からの画素情報の取り込んで動画撮影を継続する。
【００３３】
一方、現在、４／８間引き水平加算駆動を行っている場合には、露光量を減少させるために、図５（ａ）に示すように、２／８間引き水平加算駆動に変更して（ステップＳ１８）、ステップＳ１０へ戻り、２／８間引き水平加算駆動でＣＣＤ１から画素情報の取り込んで動画撮影を継続する。したがって、絞り機構を駆動することなく露光量を減少させることが可能となるので、絞り機構によるノイズの発生を防止することができる。
【００３４】
また、動画撮影中に露光量が第１の閾値ＴＨＡ１を下回ると、露光量が第２の閾値ＴＨＡ２を下回ったか否か、すなわち「暗すぎるか否か」を判断する（ステップＳ２０）。そして、露光量が第２の閾値ＴＨＡ２を上回っている場合、すなわち「暗すぎない」場合には、ＣＣＤ１の駆動方式を変更することなく、ステップＳ１０へ戻り、ＣＣＤ１からの画素情報の取り込んで動画撮影を継続する。
【００３５】
一方、露光量が第２の閾値ＴＨＡ２を下回った場合、すなわち「暗すぎる」場合には、現在、２／８間引き水平加算駆動を行っているか否かを判断する（ステップＳ２２）。ここで、現在、２／８間引き水平加算駆動を行っていない場合、言い換えると、４／８間引き水平加算駆動を行っている場合には、ＣＣＤ１の駆動方式を変更することなく、ステップＳ１０へ戻り、ＣＣＤ１からの画素情報の取り込んで動画撮影を継続する。
【００３６】
一方、現在、２／８間引き水平加算駆動を行っている場合には、露光量を増加させるために、図５（ａ）に示すように、４／８間引き水平加算駆動に変更して（ステップＳ２４）、ステップＳ１０へ戻り、４／８間引き水平加算駆動でＣＣＤ１から画素情報の取り込んで動画撮影を継続する。したがって、絞り機構を駆動することなく露光量を増加させることが可能となるので、絞り機構によるノイズの発生を防止することができる。
【００３７】
なお、上述した第１実施形態では、第１の閾値ＴＨＡ１、第２の閾値ＴＨＡ２を、図５（ａ）に示すように設定したが、これに限らず、図５（ｂ）に示すように、低露光量域（暗い側）と、高露光量域（明るい側）とに設定してもよい。
【００３８】
上述した第１実施形態では、露光量が第１の閾値ＴＨＡ１を上回った場合（明るすぎる場合）には、２／８間引き水平加算駆動を行って露光量を減少させ、露光量が第２の閾値ＴＨＡ２を下回った場合（暗すぎる場合）には、４／８間引き水平加算駆動を行って露光量を増加させるようにした。ゆえに、本第１実施形態では、絞り機構を駆動させることなく、露光量を制御して動画撮影を継続することができる。この結果、絞り機構が駆動することによるノイズ発生を防止し、該絞り機構の動作音が録音されるのを防止することができる。また、機械的な絞り機構の動作が不要となるため、電力消費も抑えることができる。また、言い換えると、間引き水平加算駆動方式においては、複数の画素の電荷を取り込んで加算するため、明るすぎる場所では、取り出し合計電荷量が取り出し用のアンプの許容範囲を超えてしまう場合がある。本第１実施形態では、このような明るすぎる場所では、４／８間引き水平加算駆動から２／８間引き水平加算駆動へ切り換えることで電荷を取り込むべき画素数を減少させている。これにより、取り出し合計電荷量が取り出し用のアンプの許容範囲を超えてしまうことを防止しているとも言える。
【００３９】
Ｃ．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本第２実施形態が上述した第１実施形態と異なる点は、ＤＳＰ３が取り込んだ画素情報から現在の露光量を計測し、最適な露光量が得られる露光時間を設定し、該露光時間に応じて、ＣＣＤ１を駆動するためのタイミング発生器５を駆動制御し、４／８間引き水平加算駆動と２／８間引き水平加算駆動とを切り換えて、できるだけ露光時間が長くなるようにしてＣＣＤ１からの画素情報（電荷）の取り込むようになっている。それ以外の撮像装置の構成、間引き方式などについては上述した第１実施形態と同様であるので説明を省略する。ここで、図６は、本第２実施形態による撮像装置の動作を説明するためのフローチャートである。なお、以下の動作では、絞り機構は固定されている。
【００４０】
まず、現在設定されている間引き水平加算駆動によりＣＣＤ１から画素情報を取り込んで動画撮影を行う（ステップＳ３０）。次に、取り込んだ画素情報から現在の露光量を計測し（ステップＳ３２）、最適な露光量が得られる露光時間を設定する（ステップＳ３４）。次に、露光時間が第１の閾値ＴＨＢ１を下回るか否か、すなわち「露光時間が短いか否か」を判断する（ステップＳ３６）。
【００４１】
そして、露光時間が第１の閾値ＴＨＢ１を下回る場合、すなわち「露光時間が短い」場合には、現在、４／８間引き水平加算駆動を行っているか否かを判断する（ステップＳ３８）。ここで、現在、４／８間引き水平加算駆動を行っていない場合、言い換えると、既に２／８間引き水平加算駆動を行っている場合には、ＣＣＤ１の駆動方式を変更することなく、ステップＳ３０へ戻り、ＣＣＤ１からの画素情報の取り込んで動画撮影を継続する。
【００４２】
一方、現在、４／８間引き水平加算駆動を行っている場合には、２／８間引き水平加算駆動に変更し（ステップＳ３８）、ステップＳ３０へ戻り、２／８間引き水平加算駆動でＣＣＤから画素情報の取り込んで動画撮影を継続する。この場合、２／８間引き水平加算駆動に変更することで読み出す電荷数が半分になるので、ステップＳ３２で計測した露光量が半減し、ステップＳ３４で設定される露光時間を２倍以上に延ばすことができ、動画のコマ送り現象を防止することができる。
【００４３】
また、動画撮影中に露光時間が第１の閾値ＴＨＢ１を上回ると、露光時間が第２の閾値ＴＨＢ２を上回るか否か、すなわち「露光時間が長すぎるか否か」を判断する（ステップＳ４２）。そして、露光時間が第２の閾値ＴＨＢ２を下回る場合、すなわち「露光時間が長すぎない（＝許容範囲内）」場合には、ＣＣＤ１の駆動方式を変更することなく、ステップＳ３０へ戻り、ＣＣＤ１からの画素情報の取り込んで動画撮影を継続する。
【００４４】
一方、露光時間が第２の閾値ＴＨＢ２を上回る場合、すなわち「露光時間が長すぎる（＝許容範囲を超えた）」場合には、現在、２／８間引き水平加算駆動を行っているか否かを判断する（ステップＳ４４）。ここで、現在、２／８間引き水平加算駆動を行っていない場合、言い換えると、４／８間引き水平加算駆動を行っている場合には、ＣＣＤ１の駆動方式を変更することなく、ステップＳ３０へ戻り、ＣＣＤ１からの画素情報の取り込んで動画撮影を継続する。
【００４５】
一方、現在、２／８間引き水平加算駆動を行っている場合には、４／８間引き水平加算駆動に変更して（ステップＳ４６）、ステップＳ３０へ戻り、４／８間引き水平加算駆動でＣＣＤ１から画素情報の取り込んで動画撮影を継続する。この場合、４／８間引き水平加算駆動に変更することで読み出す電荷数が２倍になるので、ステップＳ３２で計測した露光量が倍加し、ステップＳ３４で設定される露光時間が半分以下に短くなるので、動画のブレが防止される。
【００４６】
ここで、図７は、本第２実施形態における、間引き方式の違いによる露光時間の比較を示す概念図である。図７（ａ）には、４／８間引き水平加算駆動での露光時間を示しており、図７（ｂ）には、２／８間引き水平加算駆動での露光時間を示している。いずれの場合も、斜線の部分が露光時間を示しているが、４／８間引き水平加算駆動に比べ、２／８間引き水平加算駆動の方が取り込む画素数が少ないので、同じ露光量を得る場合に露光時間を長く（２倍に）することが可能となり、屋外などの明るい場所での動画の不連続性を軽減でき、より滑らかな動画を撮影できることが分かる。
【００４７】
なお、上述した第１または第２実施形態では、動画撮影時を対象としたが、通常のモニタモードのときに使用してもよい。この場合、４／１６間引き水平加算駆動から２／１６間引き水平加算駆動へ切り換えたり、４／１６間引き駆動から２／１６間引き駆動へ切り換えたり、４／８間引き駆動から２／８間引き駆動へ切り換えたりすればよい。４／１６間引き水平加算駆動から２／１６間引き水平加算駆動への切り換えでは、通常のフレームレートが６０ｆｐｓであり、モニタモードでは３０ｆｐｓでよいため、クロック数を半分にして消費電力を下げるという効果を得ることが期待できる。
【００４８】
Ｃ．第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本第３実施形態では、暗い場所でのカラー動画撮影について説明する。従来、暗い場所でのＡＦ精度を上げるために、全画素読み出しの間引き駆動を行う技術があるが、前述したように、この技術では、色情報が失われてしまうため（色情報が混ざってしまう）、ＡＦには使用できるが、通常のモニタモードで使用できない。本第３実施形態では、ＣＣＤ１から異なる色情報を混ぜて読み出し、後段の処理でそれを分離することで色を再現することを特徴とする。
【００４９】
具体的には、通常の動画モードでは、４／８間引き水平加算駆動を用いるが、暗い場所では、８／８（間引き）水平加算駆動にする。ここで、図８は、本第３実施形態において、８／８間引き水平加算駆動方式を説明するための概念図である。８／８間引き水平加算駆動方式は、図８に示すように、読み出しゲートとして、Ｖ１Ａ、Ｖ５Ｂ、Ｖ１Ｂ、Ｖ５Ｂ、Ｖ７Ａ、Ｖ３Ａ、Ｖ７Ａ、Ｖ３Ｂを使用して、垂直方向に全画素を読み出し、同色同士の画素を加算して取り込む方式である。
【００５０】
次に、図９は、本第３実施形態において、異なる色情報が混ざったデータから画素値の分離方法を説明するための概念図である。４／８間引き水平加算駆動方式では、図９（ａ）に示すように、Ｎライン目に、Ｒ，Ｇ，…，Ｒ，Ｇ，…の順で得られ、（Ｎ＋１）ライン目に、Ｇ，Ｂ，…，Ｇ，Ｂ，…の順で得られる。これに対して、８／８間引き水平加算駆動方式では、図９（ｂ）に示すように、Ｎライン目に、ＲとＧが６：２，ＧとＲが６：２，…の順で得られ、（Ｎ＋１）ライン目に、ＧとＢが６：２，ＧとＢが６：２，…の順で得られる。
【００５１】
このように、８／８間引き水平加算駆動方式では、画素が混ざって取り込まれるので、１画素目と２画素目で連立方程式を立てる。１画素目の出力をＯ１、２画素目の出力をＯ２とすると、以下の式が得られる。
【００５２】
６Ｒ＋２Ｇ＝Ｏ１（１画素目）
６Ｇ＋２Ｒ＝Ｏ２（２画素目）
【００５３】
隣接する画素は、ほぼ同じ画像情報と考えられるので、この２つの連立方程式を解けば、各画素の値が求められる。
【００５４】
Ｒ＝（３・Ｏ１−Ｏ２）／１６
Ｇ＝（３・Ｏ２−Ｏ１）／１６
【００５５】
これをＮ番目の画素と（Ｎ＋１）番目の画素とで求めればよい。後段での計算処理が必要になるが、それほど難しい計算ではないのでリアルタイム処理の妨げにはならない。
【００５６】
上述した第３実施形態によれば、４／８間引き水平加算駆動を８／８（間引き）水平加算駆動へ切り換えることにより、暗い場所でのＡＦ精度の向上のみならず、カラーでの動画撮影やモニタモード表示などが可能になる。また、前述した第１または第２実施形態と組み合わせることにより、ＣＣＤ駆動の切り換えのみによって、３段の絞りの切り替えと同等の効果を得ることができる。
【００５７】
なお、上述した第１または第２実施形態においては、２／８間引き水平加算駆動と４／８間引き水平加算駆動との切り換え制御について説明したが、ＣＣＤ１の仕様に応じて、４／１６間引き駆動、４／１６間引き水平加算駆動などの他の駆動方式を用いてもよいことは言うまでもない。この場合、重要なのは、通常の駆動方式に加えて、その駆動方式の半分以下の画素から画素情報（電荷）を取り込む駆動方式を用いることにある。同様に、第３実施形態においては、４／８間引き水平加算駆動を８／８（間引き）水平加算駆動へ切り換えるようにしたが、これに限らず、４／１６間引き水平加算駆動を切り換えてもよいし、他のＣＣＤにも適用してもよい。また、上述した第１ないし第３実施形態においては、ＣＣＤ１から取り込んだ画素情報から現在の露光量を計測するようにしたが、これに限らず、ＣＣＤ１とは別体の外部光学センサなどで露光量を検出するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１  ＣＣＤ（撮像手段、撮像素子）
２  アナログフロントエンド（転送手段）
３  ＤＳＰ（制御手段）
４  データバス
５  タイミング発生器（駆動手段）
６  Ｈドライバ（駆動手段）
７  Ｖドライバ（駆動手段）
８  ＣＰＵ
９  メモリ
【図１】
2010166579.tif 000003
【図２】
2010166579.tif 000004
【図３】
2010166579.tif 000005
【図４】
2010166579.tif 000006
【図５】
2010166579.tif 000007
【図６】
2010166579.tif 000008
【図７】
2010166579.tif 000009
【図８】
2010166579.tif 000010
【図９】
2010166579.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成22年2月16日(2010.2.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記目的達成のため、請求項１記載の発明による撮像装置は、被写体を撮像する撮像素子と、前記撮像素子内の各領域を対象として画素データを読み出す際に、各領域内の複数の色に対応する複数の画素の値を加算して読み出す加算駆動方式で前記撮像素子を駆動する駆動手段と、前記駆動手段により読み出された各画素データから色情報を分離する分離手段と、を具備することを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、好ましい態様として、前記加算駆動方式は、前記撮像素子の全画素を加算の対象とするようにしてもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、好ましい態様として、前記駆動手段が画素データを読み出す際に加算する画素の数が異なる複数の前記加算駆動方式を切り換え制御する駆動制御手段を更に備えるようにしてもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、好ましい態様として、前記駆動制御手段は、計測される露光量に応じて加算する画素の数が異なる複数の前記加算駆動方式を切り換え制御するようにしてもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、好ましい態様として、前記加算駆動方式は、同じ色だけを加算の対象とする第１の加算駆動方式と、異なる色を含めて加算の対象とする第２の加算駆動方式とを含むようにしてもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、好ましい態様として、前記第２の加算駆動方式は前記第１の加算駆動方式よりも加算の対象となる画素の数が多いようにしてもよい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、請求項７記載の発明による撮像素子駆動方法は、被写体を撮像する撮像素子を駆動制御する方法であって、前記撮像素子内の各領域を対象として画素データを読み出す際に、各領域内の複数の色に対応する複数の画素の値を加算して読み出す加算駆動方式で前記撮像素子を駆動する駆動ステップと、前記駆動ステップにより読み出された各画素データから色情報を分離する分離ステップと、を有することを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、請求項８記載の発明による撮像素子駆動プログラムは、被写体を撮像する撮像素子を有する撮像装置のコンピュータを、前記撮像素子内の各領域を対象として画素データを読み出す際に、各領域内の複数の色に対応する複数の画素の値を加算して読み出す加算駆動方式で前記撮像素子を駆動する駆動手段と、前記駆動手段により読み出された各画素データから色情報を分離する分離手段と、として機能させることを特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本発明によれば、撮像素子内の各領域を対象として画素データを読み出す際に、各領域内の複数の色に対応する複数の画素の値を加算して読み出し、この読み出された各画素データから色情報を分離するようにしたので、暗い場所でのＡＦ精度の向上のみならず、カラーでの動画撮影やモニタモード表示などを実現することができるという利点が得られる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子内の各領域を対象として画素データを読み出す際に、各領域内の複数の色に対応する複数の画素の値を加算して読み出す加算駆動方式で前記撮像素子を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段により読み出された各画素データから色情報を分離する分離手段と、
を具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記加算駆動方式は、前記撮像素子の全画素を加算の対象とすることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記駆動手段が画素データを読み出す際に加算する画素の数が異なる複数の前記加算駆動方式を切り換え制御する駆動制御手段を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】
前記駆動制御手段は、計測される露光量に応じて加算する画素の数が異なる複数の前記加算駆動方式を切り換え制御することを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】
前記加算駆動方式は、同じ色だけを加算の対象とする第１の加算駆動方式と、異なる色を含めて加算の対象とする第２の加算駆動方式とを含むことを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第２の加算駆動方式は前記第１の加算駆動方式よりも加算の対象となる画素の数が多いことを特徴とする請求項５記載の撮像装置。
【請求項７】
被写体を撮像する撮像素子を駆動制御する方法であって、
前記撮像素子内の各領域を対象として画素データを読み出す際に、各領域内の複数の色に対応する複数の画素の値を加算して読み出す加算駆動方式で前記撮像素子を駆動する駆動ステップと、
前記駆動ステップにより読み出された各画素データから色情報を分離する分離ステップと、
を有することを特徴とする撮像素子駆動方法。
【請求項８】
被写体を撮像する撮像素子を有する撮像装置のコンピュータを、
前記撮像素子内の各領域を対象として画素データを読み出す際に、各領域内の複数の色に対応する複数の画素の値を加算して読み出す加算駆動方式で前記撮像素子を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段により読み出された各画素データから色情報を分離する分離手段と、
として機能させることを特徴とする撮像素子駆動プログラム。