(57)【要約】【課題】簡易な構成で視野内を移動する被写体を自在に表現することが可能な撮像装置を提供する。【解決手段】この撮像装置は、１回の撮影期間を複数の期間に分割して露光し、加算することで画像を取得する撮像装置であって、信号電荷を発生する光電変換部を有する撮像素子と、光電変換部で発生した信号電荷の蓄積時間を制御する制御手段とを備える。制御手段は、１回の撮影期間の分割した各期間における蓄積時間を変更する。【選択図】図４
2019125854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１回の撮影期間を複数の期間に分割して露光し、加算することで画像を取得する撮像装置であって、
信号電荷を発生する光電変換部を有する撮像素子と、
前記光電変換部で発生した信号電荷の蓄積時間を制御する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、前記１回の撮影期間を分割した各期間における蓄積時間を変更する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記１回の撮影期間は、前記蓄積時間の短い第１の期間と前記蓄積時間の長い第２の期間とを有し、
前記制御手段は、前記１回の撮影期間において、複数の前記第１の期間と、少なくとも１回の前記第２の期間を含むように前記蓄積時間を設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第２の期間を前記１回の撮影期間の後半に設定する
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記１回の撮影期間を分割した各期間における蓄積時間を同等の時間に設定し、前記設定した蓄積時間の時間間隔を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御手段は、動画撮影中に静止画として撮影する際の前記１回の撮影期間において、複数の前記第１の期間と、少なくとも１回の前記第２の期間を含むように前記蓄積時間を設定する
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記１回の撮影期間において、複数の前記第１の期間と、少なくとも１回の前記第２の期間を含み、かつ前記第１の期間と前記第２の期間の蓄積時間の時間間隔を変更する
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項７】
視野内の被写体の移動を検出する検出手段
をさらに備え、
前記制御手段は、前記検出手段が出力する被写体の移動に応じて、前記第１の期間と、前記第２の期間と、前記第１の期間と前記第２の期間の蓄積時間の時間間隔を設定する
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項８】
信号電荷を発生する光電変換部を有する撮像素子を備え、１回の撮影期間を複数の期間に分割して露光し、加算することで画像を取得する撮像装置の制御方法であって、
前記光電変換部で発生した信号電荷の蓄積時間を制御する制御工程
を有し、
前記制御工程では、前記１回の撮影期間を分割した各期間における蓄積時間を変更する
ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置およびその制御方法に関し、特に時分割された露光を基に画像を得る撮像素子を有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置の視野内を移動する被写体を自在に表現するため、スローシャッター撮影中に特定のタイミングでストロボを発光させるスローシンクロ撮影が行われている。例えば、スローシンクロ撮影の一種として、シャッターが閉じる直前にストロボを発光させる、いわゆる後幕シンクロと呼ばれる撮影法がある。この撮影法では、ストロボが発光する短時間で撮像されるぶれの無い被写体像と、発光前の被写体の軌跡であるモーションブラー像とを重ねて画像に記録することができ、被写体のディテール、軌跡、移動方向を同時に表現できる。しかし、スローシンクロ撮影では、シャッターと同期可能なストロボが必要となるうえ、ストロボの光が届かない遠くの被写体に対しては効果が得られないという事象があった。特許文献１では、分光手段を用いて光路を分割し、露光時間が異なる複数の撮像素子で撮像された画像を合成することで、ストロボ無しでスローシンクロ撮影と同等の効果を得る撮影装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２１８８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、ビームスプリッタなどの分光手段、露光条件の異なる複数の撮像素子、撮像素子から出力された画像を合成するための画像合成手段が必要であり、装置の構成が複雑になる。
【０００５】
本発明は、上記課題を鑑みて、簡易な構成で視野内を移動する被写体を自在に表現することが可能な撮像装置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】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の撮像装置は、１回の撮影期間を複数の期間に分割して露光し、加算することで画像を取得する撮像装置であって、信号電荷を発生する光電変換部を有する撮像素子と、前記光電変換部で発生した信号電荷の蓄積時間を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記１回の撮影期間を分割した各期間における蓄積時間を変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、簡易な構成で視野内を移動する被写体を自在に表現することが可能な撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】デジタルスチルモーションカメラの外観図である。
【図２】第１実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態に係る撮像素子の一部回路図である。
【図４】第１実施形態に係る撮像素子の駆動シーケンスのタイミングチャートである。
【図５】第１実施形態に係る効果を示す説明図である。
【図６】第２実施形態に係る撮像素子の駆動シーケンスのタイミングチャートである。
【図７】第２実施形態に係る効果を示す説明図である。
【図８】第３実施形態に係る第１の駆動シーケンスのタイミングチャートである。
【図９】第３実施形態に係る第２の駆動シーケンスのタイミングチャートである。
【図１０】第３実施形態に係る効果を示す説明図である。
【図１１】第４実施形態に係る第１の駆動シーケンスのタイミングチャートである。
【図１２】第４実施形態に係る第２の駆動シーケンスのタイミングチャートである。
【図１３】第４実施形態に係る効果を示す説明図である。
【図１４】第５実施形態に係る効果を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面などを参照して説明する。なお、以下の説明に用いる図面において、同一の要素部品は同じ符号としている。
【００１０】
（第１実施形態）
本実施形態に係る、映像処理装置に撮像のための撮影光学系等を加えた撮像装置について説明する。図１は、本実施形態に係る撮像装置として、デジタルスチルモーションカメラの外観図を示し、図１（Ａ）は、撮像装置の正面図を示し、図１（Ｂ）は、撮像装置の背面図である。本実施形態に係る撮像装置は、内部に撮像素子やシャッター装置を収納した撮像装置本体１５１と、内部に絞りを有した撮影光学系１５２と、撮影情報や映像を表示するための可動式表示部１５３とを備える。また、主に静止画の撮影を行うために使用するスイッチＳＴ１５４、動画撮影を開始および停止するための釦であるスイッチＭＶ１５５を備える。表示部１５３は、ダイナミックレンジの広い映像も、その輝度範囲を抑制することなく、表示できるだけの表示輝度範囲を有している。また、撮影モードを選択するための撮影モード選択レバー１５６と、撮像装置の機能設定を行う機能設定モードへ移行するためのメニュー釦１５７と、各種の設定値を変更するためのアップダウンスイッチ１５８及び１５９とを備える。さらに、各種の設定値を変更するためのダイアル１６０と、撮像装置本体内に収納されている記録媒体に記録されている映像を表示部１５３上で再生する再生モードへ移行するための再生ボタン１６１とを備える。
【００１１】
図２は、本実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態に係る撮像装置は、撮影光学系１５２を介して結像された被写体の光学像を電気的な映像信号に変換する撮像素子１８４と、被写体の光学像を撮像素子１８４に結像させる撮影光学系１５２を備える。また、撮影光学系１５２の光軸１８０と、撮影光学系１５２を通る光の量を調節するための絞り１８１を備える。絞り１８１は、絞り制御部１８２により制御される。また、光学フィルター１８３は、撮像素子１８４に入射する光の波長と撮像素子１８４に伝達する空間周波数とを制限する。撮像素子１８４は、Ｕｌｔｒａ  Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎの規格を満たすに十分な画素数、信号読み出し速度、色域、ダイナミックレンジを有している。
【００１２】
デジタル信号処理部１８７は、撮像素子１８４より出力されたデジタル映像データに各種の補正を行った後に、映像データを圧縮する。タイミング発生部１８９は、撮像素子１８４、デジタル信号処理部１８７に各種タイミング信号を出力する発生部であり、システム制御ＣＰＵ１７８は、各種演算とデジタルスチルモーションカメラ全体を制御する。なお、タイミング発生部１８９及びシステム制御ＣＰＵ１７８は、制御手段として機能する。
【００１３】
映像メモリ１９０は、映像データを一時的に記憶するためのメモリであり、表示インターフェース部１９１は、撮影された映像を表示するためのインターフェース部であり、表示部１５３は、液晶ディスプレイ等の表示部である。記録媒体１９３は、映像データや付加データ等を記録するための半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体であり、記録インターフェース部１９２は、記録媒体１９３に記録または読み出しを行う。また、外部インターフェース部１９６は、外部コンピュータ１９７等と通信するためのインターフェース部である。プリンタ１９５は、小型インクジェットプリンタ等のプリンタであり、プリントインターフェース部１９４は、撮影された映像をプリンタ１９５に出力し印刷するためのインターフェース部である。無線インターフェース部１９８は、インターネットなどのコンピュータネットワーク１９９と通信するためのインターフェース部である。スイッチ入力手段１７９スイッチＳＴ１５４やスイッチＭＶ１５５や各種モードの切り替えを行う複数のスイッチを含む入力手段である。
【００１４】
図３は、撮像素子１８４の一部回路図である。撮像素子１８４の複数の画素のうち、１行１列目（１，１）の画素部３００と任意のｍ行１列目（ｍ、１）の画素部３０１を示している。画素部３００と画素部３０１の構成は同じなので、構成要素は同じ番号で付番している。なお、信号保持部を有する撮像素子１８４の基本構造は、周知の構造であってよい。
【００１５】
＜撮像素子構成と画像信号生成過程の説明＞
図３の回路図において、１つの画素部３００は、フォトダイオード５００と、第１の転送トランジスタ５０１Ａと、信号保持部５０７Ａと、第２の転送トランジスタ５０２Ａを有する。フォトダイオード５００と信号保持部５０７Ａは、光電変換部と信号保持部として機能する。さらに１つの画素部３００は、第３の転送トランジスタ５０３と、フローティングディフュージョン領域５０８と、リセットトランジスタ５０４と、増幅トランジスタ５０５と、選択トランジスタ５０６とを有している。上記構成の画素部を２次元的に複数配列した撮像素子１８４は、光電変換部と信号保持部を有する画素部を２次元に配列した撮像素子として機能する。
【００１６】
また、第１の転送トランジスタ５０１Ａは、転送パルスφＴＸ１Ａにて制御され、第２の転送トランジスタ５０２Ａは、転送パルスφＴＸ２Ａにて制御される。また、リセットトランジスタ５０４は、リセットパルスφＲＥＳで制御され、選択トランジスタ５０６は、選択パルスφＳＥＬで制御される。さらに、第３の転送トランジスタ５０３は、転送パルスφＴＸ３にて制御される。ここで、各制御パルスは、不図示の垂直走査回路から送出される。さらに、電源線５２０及び５２１で、信号出力線５２３である。
【００１７】
図４は、撮像素子１８４の駆動シーケンスを示すタイミングチャートで、シャッター速度１／３０秒の設定で静止画撮影を行うことを想定し、１回の撮影期間において蓄積を８回加算することにより、画像信号を得る場合に対応している。なお、本実施形態に係る撮像素子１８４は、垂直方向に多数行の画素列があり、図４では、第１行のタイミングを示している。そして、これらの制御が水平同期信号により垂直方向に走査されることで撮像素子１８４の全画素の蓄積動作が行われる。
【００１８】
図４において、レリーズ信号ＲＥＬの立ち上がり時刻ｔ１は、ユーザーの操作により撮像素子１８４の静止画撮影が開始される時刻を示す。また、実際に信号電荷の蓄積が開始されるｔ３１から画像信号が読み出されるｔ６までの時間である１／３０秒がシャッター速度に相当し、１撮影周期に対応している。撮影条件としては、１／３０秒の１撮影周期中に行われる１／１１２０秒の7回の蓄積と、１／４８０秒の１回の蓄積とを加算することにより、１／１２０秒の露光１回分と等価な露光量を得る場合を示している。１撮影周期中において、制御手段に相当するタイミング発生部１８９及びシステム制御ＣＰＵ１７８によって撮像素子１８４が制御される。
【００１９】
時刻ｔ１においてレリーズ信号ＲＥＬがハイレベルになり、同時に水平同期信号φＨがハイレベルになる。時刻ｔ２において、第１行の転送パルスφＴＸ２（１）がハイレベルとなると、第１行の第２の転送トランジスタ５０２Ａがオンとなる。このとき、既に全行のリセットパルスφＲＥＳ（１）がハイレベルになりリセットトランジスタ５０４がオン状態になっているため、第１行のフローティングディフュージョン領域５０８、第１の信号保持部５０７Ａがリセットされる。なお、時刻ｔ２には、第１行の選択パルスφＳＥＬ（１）はローレベルになっている。
【００２０】
時刻ｔ３１において、第１行の転送パルスφＴＸ３（１）がローレベルとなると、第３の転送トランジスタ５０３がオフとなり、第１行のフォトダイオード５００のリセットが解除されてフォトダイオード５００で信号電荷の蓄積が開始される。時刻ｔ４１において、第１行の転送パルスφＴＸ１（１）がハイレベルとなると、第１の転送トランジスタ５０１Ａがオンとなり、フォトダイオード５００に蓄積された信号電荷は第１行の電荷を保持する信号保持部５０７Ａに転送される。時刻ｔ５１において、第１行の転送パルスφＴＸ１（１）がローレベルとなると、第３の転送トランジスタ５０１Ａがオフとなり、フォトダイオード５００に蓄積された信号電荷の信号保持部５０７Ａへの転送が終了する。同時に、第１行の転送パルスφＴＸ３（１）がハイレベルとなり、第３の転送トランジスタ５０３がオンとなり、第１行のフォトダイオード５００がリセットされてフォトダイオード５００での信号電荷の蓄積が終了する。
【００２１】
ここで、時刻ｔ３１から時刻ｔ５１が、１撮影周期における１回の蓄積時間１／１１２０秒に相当し、右上がり斜線部領域の蓄積時間６０２−１として図示される。このような蓄積動作を離散的に７回行い、右上がり斜線部領域の蓄積時間６０２−１〜６０２−７として図示される。なお、蓄積時間６０２−２〜６０２−７における制御動作は蓄積時間６０２−１とすべて同様であるため説明を省略する。蓄積時間６０２−７の蓄積が終了する時刻ｔ５７の後、他の蓄積動作と制御動作は同様であるが、蓄積時間が異なる蓄積動作が行われる。図中では時刻ｔ３８から時刻ｔ５８の間の蓄積時間６０２−８で図示され、蓄積時間は他の蓄積時間より長い１／４８０秒に相当する。すなわち、１撮影周期中において、離散的な複数回の短時間露光と、少なくとも１回の長時間露光が行われる。そして、これら合計８回の蓄積を加算することで、１／１２０秒の露光１回分と同等の蓄積時間（１／１１２０秒×７回＋１／４８０秒×１回＝１／１２０秒）を得る。
【００２２】
時刻ｔ６において、第１行のリセットパルスφＲＥＳ（１）がローレベルとなると第１行のリセットトランジスタ５０４がオフとなって、フローティングディフュージョン領域５０８のリセット状態が解除される。同時に、第１行の選択パルスφＳＥＬ（１）がハイレベルとなると第１行の選択トランジスタ５０６がオンとなって、第１行の画像信号の読み出しが可能となる。さらに、フローティングディフュージョン領域５０８の電位の変化に応じた出力が増幅トランジスタ５０５及び選択トランジスタ５０６を介して信号出力線５２３に読み出され、不図示の読み出し回路に供給されて第１行の画像信号として外部に出力される。
【００２３】
ここで、各蓄積時間６０２−１〜６０２−８の開始時刻ｔ３１〜ｔ３８の間隔、および、蓄積時間６０２−８の開始時刻ｔ３８から画像信号が外部に出力される時刻ｔ６までの時間を、それぞれ蓄積間隔Ｔ１〜Ｔ８とする。すなわち、信号電荷の蓄積開始から次の蓄積が開始されるか画像信号が外部に出力されるまでの時間を蓄積間隔とする。蓄積間隔Ｔ１〜Ｔ８は、等しく１／２４０秒となるように設定されている。
【００２４】
また、蓄積時間６０２−１の開始時刻ｔ３１から蓄積時間６０２−８の開始時刻ｔ３８までの期間を蓄積期間Ｔａ、蓄積時間６０２−８の開始時刻ｔ３８から時刻ｔ６までの蓄積期間をＴｂとする。蓄積期間Ｔａは、第１の期間に対応し、蓄積期間Ｔｂは、第２の期間に相当する。蓄積期間Ｔａと蓄積期間Ｔｂを合わせた全蓄積期間Ｔは１／３０秒となり、シャッター速度に相当する。蓄積期間Ｔｂ（１／２４０秒）および蓄積時間６０２−８（１／４８０秒）は、蓄積期間Ｔａ（７／２４０＝１４／４８０秒）に対して短い。すなわち、１撮影周期は、第１の期間であるところの蓄積期間Ｔａと、第１の期間より短い第２の期間であるところの蓄積期間Ｔｂに分けられる。また、第１の期間では、蓄積時間６０２−１〜６０２−７において信号電荷が複数回蓄積されており、第２の期間では蓄積時間６０２−８において信号電荷が１回蓄積されている。
【００２５】
ここで、各蓄積間隔Ｔ１〜Ｔ８中の蓄積開始から蓄積終了までの時間すなわち蓄積時間の比率を、蓄積時間比率Ｒとする。蓄積期間Ｔａでは、１／２４０秒の蓄積間隔Ｔ１〜Ｔ７のそれぞれにおいて、蓄積時間は１／１１２０秒であり、蓄積時間比率Ｒａは以下のようになる。
Ｒａ＝（１／１１２０）／（１／２４０）＝０．２１４２・・・
蓄積期間Ｔｂでは、１／２４０秒の蓄積間隔Ｔ８のうち、蓄積時間は１／４８０秒であり、蓄積時間比率Ｒｂは以下のようになる。
Ｒｂ＝（１／４８０）／（１／２４０）＝０．５
【００２６】
すなわち、１撮影周期中において、蓄積期間Ｔａ中の蓄積間隔Ｔ１〜Ｔ７における蓄積時間比率Ｒａと、蓄積期間Ｔｂ中の蓄積間隔Ｔ８における蓄積時間比率Ｒｂは異なる。また、１撮影周期中において、蓄積開始から蓄積終了までの時間である蓄積時間を変えることによって蓄積時間比率を異ならせている。さらに、第１の期間であるところの蓄積期間Ｔａにおける蓄積時間比率Ｒａに対して、第２の期間であるところの蓄積期間Ｔｂにおける蓄積時間比率Ｒｂは大きい。なお、第２行目のタイミングチャートは、時刻ｔ１直後の水平同期振動φＨに同期して実行される。すなわち、時刻ｔ１から時刻ｔ６の間に全行のタイミングチャートが開始される。例えば、時刻ｔ０のときの水平同期信号φＨによって開始されるタイミングチャートを第ｍ行とする。この場合のスイッチ信号をφＳＥＬ（ｍ）、φRES（ｍ）、φＴＸ３（ｍ）、φＴＸ１Ａ（ｍ）、φＴＸ１Ｂ（ｍ）、φＴＸ２Ａ（ｍ）、φＴＸ２Ｂ（ｍ）と表すことが可能となる。
【００２７】
以上のようなタイミングチャートにより、シャッター速度１／３０秒の撮影中に、１／１１２０秒の蓄積を７回と１／４８０秒の蓄積を１回加算することによって、１／１２０秒の露光１回分と等価な露光量を得ることができる。つまり、上記１撮影周期中に複数回の露光・蓄積を行って画像信号を得るよう制御する動作は、制御手段で制御される１撮影周期中に、光電変換部で発生した信号電荷を、複数回、信号保持部に転送して生成された画像信号を撮像素子の外部に出力する動作に相当する。なお、本実施形態では、蓄積加算回数を合計８回として説明したが、例えば、１６回、３２回、６４回など、異なる加算回数の場合でも適用可能である。
【００２８】
移動する被写体の軌跡を表現するには、写しこみたい移動量に応じて、被写体が移動する一定期間にわたって露光を継続する必要がある。そのため、シャッター速度を遅く設定する、いわゆるスローシャッターで撮影する必要がある。従来のスローシンクロ撮影では、明るい環境下でスローシャッターを行うとき、光量の飽和を避けるため、感度を下げたり、絞り値を大きくしたりしていた。しかし、感度や絞り値の設定によってはノイズの増加や解像度の低下による画質の劣化が発生したり、絞り値の設定によって被写界深度などの撮影条件に制限が発生したりするおそれがあった。また、別の方法としてＮＤフィルターを用いて光量を制限することもできるが、外付けＮＤフィルターを取り付けたり、撮像装置に切り替え式の内蔵ＮＤフィルターを設けたりする必要があり、機器の大型化を招くおそれがあった。
【００２９】
本実施形態では、設定されたシャッター速度を分割して蓄積を行うため、従来に対して露光量を低減することができる。すなわち、ＮＤフィルターを用いずにＮＤフィルターと同等の効果が得られる。したがって、従来のスローシンクロ撮影に対して、画質の劣化、撮影条件の制限、機器の大型化を低減することができる。
【００３０】
＜効果の説明＞
図５は、本実施形態の効果を示す説明図であり、図５（Ａ）は、蓄積時間６０２−１〜６０２−８を示すタイミングチャートであり、図５（Ｂ）は、被写体を示す図であり、図５（Ｃ）は、撮像装置によって得られる画像を示す図である。図５（Ｂ）で示すように、被写体Ｏは、撮像装置によって得られるフレームＦｒに相当する視野Ｆｉ中を、矢印方向に速度Ｖで等速移動している。ここで言う視野Ｆｉ中の被写体Ｏの移動とは、被写体Ｏと撮像装置の相対位置の変化によって発生する。したがって、被写体Ｏの移動に起因するものであってもよく、撮像装置の移動に起因するものであってもよく、両方に起因するものであってもよい。
【００３１】
このような被写体Ｏを、図５（Ａ）で示すようなタイミングチャートに従って露光した場合、図５（Ｃ）で示すような画像が得られる。すなわち、フレームＦｒ内に、蓄積期間Ｔａで得られるモーションブラー像Ｂと、蓄積期間Ｔｂで得られる静止像Ｓが、重ねて画像に記録される。モーションブラー像Ｂは、蓄積時間６０２−１〜６０２−７に対応し、被写体Ｏの移動方向に少しずつずれて配置される像Ｂ１〜Ｂ７によって形成される。
【００３２】
前述のように、モーションブラー像Ｂが形成される蓄積期間Ｔａは、静止像Ｓが形成される蓄積期間Ｔｂに対して長い。そのため、モーションブラー像Ｂは、被写体Ｏの移動方向にぶれた像となり、被写体の軌跡を表現することができる。また、前述のように、静止像Ｓが形成される蓄積期間Ｔｂ中の蓄積時間６０２−８は、モーションブラー像Ｂが形成される蓄積期間Ｔａに対して短い。そのため、静止像Ｓは、モーションブラー像Ｂと比較してぶれが低減され、被写体のディテールを表現することができる。
【００３３】
蓄積時間６０２−１〜６０２−７が発生する蓄積間隔Ｔ１〜Ｔ７では、蓄積時間比率Ｒａが小さいので、蓄積される光量が小さく、対応する像Ｂ１〜Ｂ７は、濃度が薄い像となる。また、蓄積時間６０２−８が発生する蓄積間隔Ｔ８では、蓄積時間比率ＲｂがＲａに対して大きいので、蓄積される光量が大きく、対応する静止像Ｓは、像Ｂ１〜Ｂ７に対して濃度が濃い像となる。さらには、静止像Ｓが形成される蓄積期間Ｔｂは、モーションブラー像Ｂが形成される蓄積期間Ｔａに対して時間的に後である。結果として、被写体の軌跡を表現するモーションブラー像Ｂと、モーションブラー像Ｂより濃度が濃く、時間的に後に撮像された静止像Ｓとが重ね合わされる。そのため、全蓄積期間Ｔの終了直前の被写体像である静止像Ｓを強調しながら、過去の軌跡であるモーションブラー像Ｂを重ね合わせることができ、被写体の移動方向を表現することができる。結果として、被写体のディテール、過去の軌跡、移動方向を同時に表現でき、スローシンクロ撮影の一種としての後幕シンクロと同等の効果が得られる。
【００３４】
本実施形態では、蓄積時間６０２−１〜６０２−７を１／１１２０秒、蓄積時間６０２−８を１／４８０秒とすることで蓄積時間比率を変えているが、蓄積時間を自在に変更してそれぞれの蓄積時間比率を調節してもよい。例えば、蓄積時間６０２−８をさらに長くして露光量を増やし、静止像Ｓをより強調してもよい。その際、蓄積時間６０２−１〜６０２−７を相対的に短くすることで、全体の蓄積時間を同等に維持することが望ましい。また、本実施形態では、蓄積時間比率が大きい蓄積期間Ｔｂを全蓄積期間の最後に設定しているが、全蓄積期間中の任意のタイミングに設定可能にしてもよい。スローシンクロ撮影におけるストロボの発光タイミングを任意に設定するのと同等の効果が得られる。
【００３５】
図５（Ｄ）は、蓄積期間Ｔｂを全蓄積時間の最初に設定した場合のタイミングチャートである。この設定例において、蓄積時間６０２−１は、１／４８０秒、蓄積時間６０２−２〜６０２−８は、１／１１２０秒である。蓄積時間比率が大きい蓄積期間Ｔｂは、時刻ｔ３１から時刻ｔ３２までの期間であり、全蓄積期間Ｔの最初に位置する。蓄積時間比率が小さい蓄積期間Ｔａは、時刻ｔ３２から時刻ｔ６までの期間であり、全蓄積期間Ｔの残りの期間である。図５（Ｅ）は、この設定例において、撮像装置によって得られる画像を示す図である。蓄積期間Ｔｂ中に得られた静止像Ｓと、蓄積期間Ｔａ中に得られたモーションブラー像Ｂが重ね合わされ、撮影開始直後の被写体像と、その後の被写体の軌跡を表現することができる。
【００３６】
図５（Ｆ）は、蓄積期間Ｔｂを全蓄積時間の中間に設定した場合のタイミングチャートである。この設定例において、蓄積時間６０２−１〜６０２−４、及び６０２−６〜６０２−８は、１／１１２０秒、蓄積時間６０２−５は、１／４８０秒である。蓄積時間比率が大きい蓄積期間Ｔｂは、時刻ｔ３５から時刻ｔ３６までの期間であり、全蓄積期間Ｔの中間に位置する。蓄積時間比率が小さい蓄積期間Ｔａは、時刻ｔ３１から時刻ｔ３５までの期間Ｔａ１と時刻ｔ３６から時刻ｔ６までの期間Ｔａ２からなり、全蓄積期間Ｔの残りの期間である。図５（Ｇ）は、この設定例において撮像装置によって得られる画像を示す図である。蓄積期間Ｔｂ中に得られた静止像Ｓと、蓄積期間Ｔａ中に得られたモーションブラー像Ｂが重ね合わされ、全蓄積時間の中間における被写体像と、その前後の被写体の軌跡を表現することができる。
【００３７】
以上、本実施形態によれば、被写体のディテール、軌跡、移動方向を同時に表現でき、ストロボを用いたスローシンクロ撮影と同等の効果が得られる。また、本実施形態によれば、スローシンクロ撮影で必要なストロボや、ビームスプリッタなどの分光手段、露光条件の異なる複数の撮像素子、撮像素子から出力された画像を合成するための画像合成手段などが不要である。従って、簡易な構成で視野内を移動する被写体を自在に表現することが可能な撮像装置を提供することができる。
【００３８】
（第２実施形態）
次に、本実施形態について説明するが、第１実施形態と同様の部分については同じ番号を付すことで説明を省略する。第１実施形態に対する主な相違点は、蓄積時間比率の制御を、蓄積時間の大小ではなく蓄積の時間間隔の大小で行うことである。
【００３９】
図６は、撮像素子１８４の駆動シーケンスを示すタイミングチャートで、シャッター速度１／３０秒の設定で静止画撮影を行うことを想定し、１回の撮影期間において蓄積を８回加算することにより、画像信号を得る場合に対応している。蓄積時間６０２−１〜６０２−８は、全て等しく１／９６０秒に設定されている。合計８回の蓄積を加算することによって、１／１２０秒の露光１回分と等価な露光量を得ることができる。また、蓄積間隔Ｔ１〜Ｔ８は、全てが等しいわけではなく、Ｔ１およびＴ２は、１／１２０秒、Ｔ３およびＴ４は、１／２４０秒、Ｔ５〜Ｔ８は、１／４８０秒に設定されている。
【００４０】
ここで、時刻ｔ３１から時刻ｔ３３までを蓄積期間Ｔａ、時刻ｔ３３から時刻ｔ３５までを蓄積期間Ｔｂ、時刻ｔ３５から時刻ｔ６までを蓄積期間Ｔｃとする。すなわち、１撮影周期である蓄積期間Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃを合わせた全蓄積期間Ｔは、第１の期間である蓄積期間Ｔａと蓄積期間Ｔｂを合わせた期間と、第１の期間より短い第２の期間である蓄積期間Ｔｃに分けられる。蓄積期間Ｔａ〜Ｔｃの蓄積時間比率をそれぞれ蓄積時間比率Ｒａ〜Ｒｃとしたとき、蓄積時間比率Ｒａ〜Ｒｃは、以下のようになる。
Ｒａ＝（１／９６０）／（１／１２０）＝０．１２５
Ｒｂ＝（１／９６０）／（１／２４０）＝０．２５
Ｒｃ＝（１／９６０）／（１／４８０）＝０．５
【００４１】
すなわち、１撮影周期中において、蓄積期間Ｔａ中の蓄積間隔Ｔ１〜Ｔ２における蓄積時間比率Ｒａ、蓄積期間Ｔｂ中の蓄積間隔Ｔ３〜Ｔ４における蓄積時間比率Ｒｂ、蓄積期間Ｔｃ中の蓄積間隔Ｔ５〜Ｔ８における蓄積時間比率Ｒｃは異なる。また、１撮影周期中において、蓄積間隔を変えることによって蓄積時間比率を異ならせている。さらに、第１の期間における蓄積時間比率Ｒａ、Ｒｂに対して、第２の期間における蓄積時間比率Ｒｃは大きい。
【００４２】
図７は、本実施形態の効果を示す説明図であり、図７（Ａ）は、蓄積時間を示すタイミングチャート、図７（Ｂ）は、図５（Ｂ）と同様な被写体を撮像した時に得られる画像を示す図である。図７（Ｂ）に示すように、蓄積期間Ｔａで得られるモーションブラー像Ｂａと蓄積期間Ｔｂで得られるモーションブラー像Ｂｂからなる第１の期間で得られるモーションブラー像Ｂと、第２の期間で得られる静止像Ｓが、重ねて画像に記録される。したがって、第１実施形態と同様に、スローシンクロ撮影の一種としての後幕シンクロと同等の効果が得られる。
【００４３】
本実施形態では、全蓄積期間を３つの期間Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃに分割し、それぞれの期間ごとに蓄積間隔を、１／１２０秒、１／２４０秒、１／４８０秒と変えることで蓄積時間比率を変えている。これに限定することなく、蓄積間隔を自在に変更してそれぞれの蓄積時間比率を調節してもよい。例えば、全蓄積期間の分割数を２つや４つ以上にしてモーションブラー像を細かく制御したり、蓄積間隔の差を大きくして静止像Sをより強調したりしてもよい。その際、蓄積時間６０２−１〜６０２−８は変えなくても全体の蓄積時間が同等に維持されるため、制御が容易である。
【００４４】
以上、本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、簡易な構成で視野内を移動する被写体を自在に表現することが可能な撮像装置を提供することができる。
【００４５】
（第３実施形態）
次に、本実施形態について説明するが、第１実施形態と同様の部分については同じ番号を付すことで説明を省略する。第１実施形態に対する主な相違点は、動画撮影中のフレーム切り出しによって静止画を得ることである。
【００４６】
図８は、撮像素子１８４の第１の駆動シーケンスを示すタイミングチャートで、３０ｆｐｓの条件で動画撮影を行うことを想定し、１撮影周期である１／３０秒の間に１／９６０秒の蓄積を８回加算することにより、画像信号を得る場合に対応している。垂直同期信号φＶの立ち上がり時刻ｔ１およびｔ６は、撮影周期が始まる垂直同期信号で、ｔ１からｔ６までの時間である１／３０秒が１撮影周期に対応している。動画開始からｎ番目の撮影周期をＴ（ｎ）として表す。１撮影周期Tごとに連続して生成される複数の画像信号は、動画として映像メモリ１９０や記録媒体１９３に記憶されたり、表示部１５３に表示されたり、外部インターフェース部１９６や無線インターフェース部１９８に出力されたりする。
【００４７】
まず、時刻ｔ１において、タイミング発生部１８９にて垂直同期信号φＶがハイレベルになり、同時に水平同期信号φＨがハイレベルになる。垂直同期信号φＶおよび水平同期信号φＨがハイレベルになる時刻ｔ１に同期して、第１行のリセットパルスφＲＥＳ（１）がローレベルとなる。すると、第１行のリセットトランジスタ５０４がオフとなって、フローティングディフュージョン領域５０８のリセット状態が解除される。同時に、第１行の選択パルスφＳＥＬ（１）がハイレベルとなると第１行の選択トランジスタ５０６がオンとなって、第１行の画像信号の読み出しが可能となる。さらに、フローティングディフュージョン領域５０８の電位の変化に応じた出力が増幅トランジスタ５０５及び選択トランジスタ５０６を介して信号出力線５２３に読み出され、不図示の読み出し回路に供給されて第１行の画像信号（動画）として外部に出力される。時刻ｔ２から時刻ｔ５１における駆動シーケンスは第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００４８】
ここで、時刻ｔ３１から時刻ｔ５１が、撮影周期における動画の１回の蓄積時間１／９６０秒に相当し、右上がり斜線部領域の蓄積時間６０２−１として図示される。このような蓄積動作を離散的に８回行い、右上がり斜線部領域の蓄積時間６０２−１〜６０２−８として図示される。そして、これら８回の蓄積を加算することで１回分の蓄積と同等の蓄積時間（１／９６０秒×８回＝１／１２０秒）を得る。なお、蓄積時間６０２−２〜６０２−８における制御動作は、蓄積時間６０２−１とすべて同様であるため説明を省略する。
【００４９】
次に、時刻ｔ６において、タイミング発生部１８９にて垂直同期信号φＶがハイレベルになり、同時に水平同期信号φＨがハイレベルになり、次の撮影周期が開始される。そして、時刻ｔ１からｔ６の間に動画の蓄積時間６０２−１、６０２−２、６０２−３、６０２−４として加算された画像信号が、時刻ｔ６以降に画像信号（動画）として外部に出力される。ここで、時刻ｔ１〜ｔ３１の間隔をリセット期間Ｔ０とし、時刻ｔ３１〜ｔ３８の間隔、および、時刻ｔ３８から時刻ｔ６までの時間を、それぞれ蓄積間隔Ｔ１〜Ｔ８とする。蓄積間隔Ｔ１〜Ｔ８は、等しくなるように設定されている。また、リセット期間Ｔ０と蓄積間隔Ｔ１〜Ｔ８を合わせると撮影周期Ｔ（ｎ）となる。撮影周期Ｔ（ｎ）中において、蓄積間隔Ｔ１〜Ｔ８のそれぞれで蓄積時間は、１／９６０秒であり、蓄積時間比率Ｒは全て等しい。
【００５０】
図９は、撮像素子１８４の第２の駆動シーケンスを示すタイミングチャートである。動画開始からｎ番目の撮影周期をＴ（ｎ）として表す。第２の駆動シーケンスでは、図８に示す第１の駆動シーケンスに対して、蓄積時間のみが異なる。蓄積間隔Ｔ１〜Ｔ７に対応する蓄積時間６０２−１’〜６０２−７’は、それぞれ１／１１２０秒に相当し、蓄積間隔Ｔ８に対応する蓄積時間６０２−８’は１／４８０秒に相当する。第１の駆動シーケンスと同様、これら８回の蓄積を加算することで一回分の蓄積と同等の蓄積時間（１／１１２０秒×７回＋１／４８０秒＝１／１２０秒）を得る。
【００５１】
第２の駆動シーケンスでは、蓄積間隔Ｔ１〜Ｔ８は等しいが、蓄積時間６０２−１’〜６０２−７’と蓄積時間６０２−８’が異なる。すなわち、１撮影周期中において蓄積時間比率が異なる蓄積間隔を有する。ここで、時刻ｔ１から時刻ｔ３８までの期間を蓄積期間Ｔａ、時刻ｔ３８から時刻ｔ６までの期間を蓄積期間Ｔｂとする。蓄積期間Ｔｂおよび蓄積時間６０２−８’は、蓄積期間Ｔａに対して短い。蓄積期間Ｔａでは、蓄積間隔Ｔ１〜Ｔ７のそれぞれにおいて蓄積時間は、１／１１２０秒である一方、蓄積期間Ｔｂでは、蓄積間隔Ｔ８において蓄積時間は、１／４８０秒である。したがって、蓄積期間Ｔａの蓄積時間比率に対して蓄積期間Ｔｂの蓄積時間比率は大きい。
【００５２】
図１０は、本実施形態の効果を示す説明図であり、図８（Ａ）は、レリーズ信号ＲＥＬと蓄積時間ＴＩＭを示すタイミングチャートである。撮影周期Ｔ（ｎ−１）以前の撮影周期では、第１の駆動シーケンスによって画像が出力される。図１０（Ｂ）は、第１の駆動シーケンスによって図５（Ｂ）と同様な被写体を撮像した時に得られる画像を示す図である。フレームＦｒ内に、撮影周期中に得られるモーションブラー像Ｂが画像に記録される。モーションブラー像Ｂは、被写体Ｏの移動によって移動方向に均一にぶれた像となる。この時、得られた動画は、１／３０秒の撮影周期中に略等間隔で設定された短い蓄積時間を加算することによって１つの画像信号を得るように構成しているため、コマ送り的なパラパラ感のない高品位な動画を得ることができる。
【００５３】
撮影周期Ｔ（ｎ−１）中の時刻Ｔｒにレリーズ信号ＲＥＬが入力されると、次の撮影周期Ｔ（ｎ）では、第２の駆動シーケンスによって画像が出力される。撮影周期Ｔ（ｎ）で生成された単一の画像信号は、１撮影周期Ｔごとに連続して生成される複数の画像信号に含まれている。そして、動画の一部として映像メモリ１９０や記録媒体１９３に記憶されたり、表示部１５３に表示されたり、外部インターフェース部１９６や無線インターフェース部１９８に出力されたりする。また、撮影周期Ｔ（ｎ）で生成される単一の画像信号は、静止画として、動画とは別に映像メモリ１９０や記録媒体１９３に記憶されたり、表示部１５３に表示されたり、外部インターフェース部１９６や無線インターフェース部１９８に出力されたりする。
【００５４】
図１０（Ｃ）は、第２の駆動シーケンスによって図５（Ｂ）と同様な被写体を撮像した時に得られる画像を示す図である。図５（Ｃ）と同様に、フレームＦｒ内に、蓄積期間Ｔａで得られるモーションブラー像Ｂと、蓄積期間Ｔｂで得られる静止像Ｓが、重ねて画像に記録される。したがって、第１実施形態と同様に、スローシンクロ撮影の一種としての後幕シンクロと同等の効果が得られる。
【００５５】
撮影周期Ｔ（ｎ＋１）以降の撮影周期では、第１の駆動シーケンスによって画像が出力される。撮影周期Ｔ（ｎ−１）以前と同様に、高品位な動画を得ることができる。本実施形態では、動画の品位への影響を最小限にとどめながら、スローシンクロ撮影と同等の効果が得られた静止画を出力することができる。
【００５６】
以上、本実施形態では、第１実施形態と同様に、簡易な構成で視野内を移動する被写体を自在に表現することが可能な撮像装置を提供することができる。
【００５７】
（第４実施形態）
次に、本実施形態について説明するが、第１実施形態と同様の部分については同じ番号を付すことで説明を省略する。第１実施形態に対する主な相違点は、蓄積時間比率の制御を、蓄積時間の大小と蓄積間隔の大小の両方で行うことである。
【００５８】
図１１は、撮像素子１８４の第１の駆動シーケンスを示すタイミングチャートである。蓄積時間６０２−１〜６０２−７は、等しく１／１１２０秒に設定されており、蓄積時間６０２−８は、１／４８０秒に設定されている。合計８回の蓄積を加算することによって、１／１２０秒の露光１回分と等価な露光量を得ることができる。また、蓄積間隔Ｔ１は、１／１２０秒、蓄積間隔Ｔ２は、１／１６０秒、蓄積間隔Ｔ３〜Ｔ４およびＴ８は１／２４０秒、蓄積間隔Ｔ５〜Ｔ７は１／４８０秒に設定されている。
【００５９】
ここで、時刻ｔ３１からｔ３２までを蓄積期間Ｔａ、時刻ｔ３２からｔ３３までを蓄積期間Ｔｂ、時刻ｔ３３からｔ３５までを蓄積期間Ｔｃ、時刻ｔ３５からｔ３８までを蓄積期間Ｔｄ、時刻ｔ３８から時刻ｔ６までを蓄積期間Ｔｅとする。すなわち、１撮影周期である蓄積期間Ｔａ〜Ｔｅを合わせた全蓄積期間Ｔは、第１の期間である蓄積期間Ｔａ〜Ｔｄを合わせた期間と、第１の期間より短い第２の期間である蓄積期間Ｔｅに分けられる。蓄積期間Ｔａ〜Ｔｅの蓄積時間比率をそれぞれ蓄積時間比率Ｒａ〜Ｒｅとしたとき、蓄積時間比率Ｒａ〜Ｒｅは、以下のようになる。
Ｒａ＝（１／１１２０）／（１／１２０）＝０．１０７・・・
Ｒｂ＝（１／１１２０）／（１／１６０）＝０．１４２・・・
Ｒｃ＝（１／１１２０）／（１／２４０）＝０．２１４・・・
Ｒｄ＝（１／１１２０）／（１／４８０）＝０．４２８・・・
Ｒｅ＝（１／４８０）／（１／２４０）＝０．５
すなわち、１撮影周期中において蓄積時間比率が異なる蓄積間隔を有し、第１の期間における蓄積時間比率Ｒａ〜Ｒｄに対して、第２の期間における蓄積時間比率Ｒｅは大きい。
【００６０】
図１２は、撮像素子１８４の第２の駆動シーケンスを示すタイミングチャートである。第１の駆動シーケンスと同様、蓄積時間６０２−１〜６０２−７は１／１１２０秒、蓄積時間６０２−８は１／４８０秒であり、合計８回の蓄積を加算することによって、１／１２０秒の露光１回分と等価な露光量を得ることができる。第１の駆動シーケンスとは異なり、蓄積間隔Ｔ１は１／１２０秒、蓄積間隔Ｔ２は１／１６０秒、蓄積間隔Ｔ３〜Ｔ４およびＴ８は１／２４０秒、蓄積間隔Ｔ５〜Ｔ７は１／４８０秒に設定されている。
【００６１】
ここで、時刻ｔ３１からｔ３４までを蓄積期間Ｔａ、時刻ｔ３４からｔ３６までを蓄積期間Ｔｂ、時刻ｔ３６からｔ３７までを蓄積期間Ｔｃ、時刻ｔ３７からｔ３８までを蓄積期間Ｔｄ、時刻ｔ３８から時刻ｔ６までを蓄積期間Ｔｅとする。すなわち、１撮影周期である蓄積期間Ｔａ〜Ｔｅを合わせた全蓄積期間Ｔは、第１の期間である蓄積期間Ｔａ〜Ｔｄを合わせた期間と、第１の期間より短い第２の期間である蓄積期間Ｔｅに分けられる。蓄積期間Ｔａ〜Ｔｅの蓄積時間比率をそれぞれ蓄積時間比率Ｒａ〜Ｒｅとしたとき、蓄積時間比率Ｒａ〜Ｒｅは、以下のようになる。
Ｒａ＝（１／１１２０）／（１／４８０）＝０．４２８・・・
Ｒｂ＝（１／１１２０）／（１／２４０）＝０．２１４・・・
Ｒｃ＝（１／１１２０）／（１／１６０）＝０．１４２・・・
Ｒｄ＝（１／１１２０）／（１／１２０）＝０．１０７・・・
Ｒｅ＝（１／４８０）／（１／２４０）＝０．５
すなわち、１撮影周期中において、蓄積期間Ｔａ〜Ｔｅにおける蓄積時間比率は異なり、第１の期間における蓄積時間比率Ｒａ〜Ｒｄに対して、第２の期間における蓄積時間比率Ｒｅは大きい。
【００６２】
図１３は、本実施形態の効果を示す説明図である。図１３（Ａ）は、第１の駆動シーケンスによる蓄積時間を示すタイミングチャート、図１３（Ｂ）は、第１の駆動シーケンスによって図５（Ｂ）と同様な被写体を撮像した時に得られる画像を示す図である。図１３（Ｃ）は、第２の駆動シーケンスによる蓄積時間示すタイミングチャート、図１３（Ｂ）は、第２の駆動シーケンスによって図５（Ｂ）と同様な被写体を撮像した時に得られる画像を示す図である。
【００６３】
図１３（Ｂ）、図１３（Ｄ）に示すように、第１の駆動シーケンスと第２の駆動シーケンスの両方において、第１の期間で得られるモーションブラー像Ｂ１〜Ｂ７からなるモーションブラー像Ｂと、第２の期間で得られる静止像Ｓが、重ねて画像に記録される。したがって、第１実施形態と同様に、スローシンクロ撮影の一種としての後幕シンクロと同等の効果が得られる。また、第１の駆動シーケンスと第２の駆動シーケンスの両方において、静止像Ｓは同じ像が得られる。
【００６４】
第１の駆動シーケンスでは、蓄積期間Ｔａ〜Ｔｄにおける蓄積間隔を順に短くすることで、蓄積時間比率が徐々に大きくなるように設定されている。蓄積期間Ｔａで得られるモーションブラー像Ｂ１、蓄積期間Ｔｂで得られるモーションブラー像Ｂ２、蓄積期間Ｔｃで得られるモーションブラー像Ｂ３〜Ｂ４、蓄積期間Ｔｄで得られるモーションブラー像Ｂ５〜Ｂ７は、被写体の移動方向の間隔順に短くなる。結果として、図１３（Ｂ）に示すように、モーションブラー像Ｂ１、モーションブラー像Ｂ２、モーションブラー像Ｂ３〜Ｂ４からなるモーションブラー像Ｂｃ、モーションブラー像Ｂ５〜Ｂ７からなるモーションブラー像Ｂｄは、徐々に濃い像として記録される。すなわち、モーションブラー像Ｂは、前半で薄く後半で濃い像となり、移動する被写体が減速しているかのような表現が可能となる。また、過去の軌跡である前半のモーションブラー像が薄くなるので、時間が経つにつれて残像が薄れていくような表現が可能となる。
【００６５】
第２の駆動シーケンスでは、蓄積期間Ｔａ〜Ｔｄにおける蓄積間隔を順に長くすることで、蓄積時間比率が徐々に小さくなるように設定されている。そのため、図１１（Ｂ）に示すように、第１の駆動シーケンスとは逆に、モーションブラー像Ｂは、前半で濃く後半で薄い像となり、移動する被写体が加速しているかのような表現が可能となる。本実施形態では、１撮影周期中において、蓄積時間と蓄積間隔の両方を制御することで、全体の露光量および静止像Ｓに影響を与えることなく、モーションブラー像Bを自在に制御することができる。
【００６６】
以上、本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、簡易な構成で視野内を移動する被写体を自在に表現することが可能な撮像装置を提供することができる。
【００６７】
（第５実施形態）
次に、本実施形態について説明するが、第４実施形態と同様の部分については同じ番号を付すことで説明を省略する。第４実施形態に対する主な相違点は、視野内における被写体の移動に合わせて蓄積間隔を変更することである。
【００６８】
図１４は、本実施形態の効果を示す説明図であり、図１４（Ａ）は、被写体を示す図、図１４（Ｂ）は、被写体の速度を示すグラフ、図１４（Ｃ）は、蓄積時間を示すタイミングチャート、図１４（Ｄ）は、撮像装置によって得られる画像を示す図である。図１４（Ａ）で示すように、被写体Ｏは、撮像装置によって得られるフレームＦｒに相当する視野Ｆｉ中を、矢印方向に減速しながら移動している。本実施形態における視野Ｆｉ中の被写体Ｏの移動とは、被写体Ｏと撮像装置の相対位置の変化によって発生する。従って、被写体Ｏの移動とは、被写体Ｏの移動に起因するものであってもよいし、撮像装置の移動に起因するものであってもよいし、両方に起因するものであってもよい。図１４（Ｂ）で示すように、被写体Ｏの移動速度Ｖは、１撮影周期中に減速し、蓄積期間ＴａではＶ１、蓄積期間ＴｂではＶ２、蓄積期間Ｔｃおよび蓄積期間ＴｄではＶ３と徐々に遅い速度に変化する。
【００６９】
本実施形態に係る撮像装置は、視野Ｆｉ中の被写体Ｏの移動を検出する検出手段を備えており、その出力から被写体Ｏの移動速度Ｖを得る。検出手段としては、例えば、撮像素子１８４とは別に設けられたＬＩＤＡＲなどの測量装置や、第２の撮像素子によって得られた画像から撮像素子１８４の像面上の被写体速度を算出する画像認識装置であってもよい。動画撮影であれば、過去フレームの画像から算出された被写体速度の履歴から現フレームでの被写体速度を予測する予測回路であってもよい。また、電動雲台やユーザーのパンニング動作による撮像装置の回転を検出するジャイロや、撮像装置の移動を検出する加速度計などの出力を元に被写体速度を算出する算出回路であってもよい。
【００７０】
本実施形態では、制御手段に相当するタイミング発生部１８９及びシステム制御ＣＰＵ１７８が、検出手段が出力する被写体の移動に応じて撮像素子１８４の制御を行い、図１４（Ｃ）に示すタイミングチャートにしたがって露光動作を行う。具体的には、モーションブラー像Ｂを取得する蓄積期間において蓄積間隔を制御し、移動速度Ｖが速い時は、蓄積間隔を短くし、移動速度Ｖが遅い時は蓄積間隔を長くする。
【００７１】
図１４（Ｃ）において、蓄積時間比率が小さい蓄積期間Ｔａ〜Ｔｃがモーションブラー像Ｂを取得する第１の期間に相当する。第１の期間の中で、蓄積期間Ｔａにおいては比較的速い被写体速度Ｖ１であるため蓄積間隔は短く、蓄積期間Ｔｂにおいては中間の被写体速度Ｖ２であるため蓄積間隔は中程度であり、蓄積期間Ｔｃにおいては比較的遅い被写体速度Ｖ３であるため蓄積間隔は長い。また、蓄積時間比率が大きい蓄積期間Ｔｄが静止像Ｓを取得する第２の期間に相当する。
【００７２】
図１４（Ｃ）で示すタイミングチャートにしたがって露光した場合、図１４（Ｄ）で示すような画像が得られる。すなわち、フレームＦｒ内に、蓄積期間Ｔａで得られるモーションブラー像Ｂと、蓄積期間Ｔｂで得られる静止像Ｓが、重ねて画像に記録される。したがって、第１実施形態と同様に、スローシンクロ撮影の一種としての後幕シンクロと同等の効果が得られる。
【００７３】
また、モーションブラー像Ｂは、蓄積時間６０２−１〜６０２−７に対応し、被写体Ｏの移動方向に少しずつずれて配置される像Ｂ１〜Ｂ７によって形成される。前述のように、被写体速度Ｖが速い時は蓄積間隔を短くし、移動速度Ｖが遅い時は蓄積間隔を長くしているため、像Ｂ１〜Ｂ７の間隔はほぼ均等になる。したがって、視野Ｆｉ中の被写体Ｏの移動速度によらず、均一なモーションブラー像Ｂを得ることができる。
【００７４】
以上、本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、簡易な構成で視野内を移動する被写体を自在に表現することが可能な撮像装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００７５】
５００  光電変換部
１８４  撮像素子
１７８9  システム制御ＣＰＵ
【図１】
2019125854.tif 000003
【図２】
2019125854.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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