(57)【要約】【課題】被写体が相対的に高速で動いても、ローリング歪を低減した画像を得る。【解決手段】撮像装置１は、Ｘ−Ｙアドレス方式の撮像素子４と、操作部１５と、主走査方向を操作部１５からの操作信号に応じて設定された方向として撮像素子４から画像信号が読み出されるように、撮像素子４を制御する制御部５とを備える。撮像素子４は、Ｘ−Ｙアドレス方式の撮像部２１と、撮像部２１をＸ−Ｙアドレス方式により走査する水平走査部２２及び垂直走査部２３と、主走査方向を水平方向とするか垂直方向とするかを決定する主走査方向制御信号に従って水平走査部２２及び垂直走査部２３を制御する主走査方向制御部２５と、水平走査部２２及び垂直走査部２３によって撮像部２１を走査した結果読み出された画像信号を出力する出力部２４とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ−Ｙアドレス方式の撮像素子と、
操作部と、
主走査方向を前記操作部からの操作信号に応じて設定された方向として前記撮像素子から画像信号が読み出されるように、前記撮像素子を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記操作部に対して所定操作が行われている最中には主走査方向を水平方向及び垂直方向のうちの一方方向とする一方で、前記操作部に対して前記所定操作が行われている最中でないときには主走査方向を水平方向及び垂直方向のうちの他方方向として、前記撮像素子から画像信号が読み出されるように、前記撮像素子を制御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】
前記撮像素子は、Ｘ−Ｙアドレス方式の撮像部と、前記撮像部をＸ−Ｙアドレス方式により走査する水平走査部及び垂直走査部と、主走査方向を水平方向とするか垂直方向とするかを決定する主走査方向制御信号に従って前記水平走査部及び前記垂直走査部を制御する主走査方向制御部と、前記水平走査部及び前記垂直走査部によって前記撮像部を走査した結果読み出された画像信号を出力する出力部とを有し、
前記制御部は、前記操作部からの操作信号に応じて設定された方向を示す前記主走査方向制御信号を前記主走査方向制御部に送出することを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像素子から読み出された画像信号に基づく画像データを一時記憶する記憶手段と、
前記主走査方向が切り替えられた場合は前記記憶手段から画像データを読み出すときに画像方向を縦横変更する手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＭＯＳイメージセンサ等のＸ−Ｙアドレス方式の撮像素子を用いた撮像装置では、例えば動画撮影時ではローリングシャッタを用いているため、ライン毎に受光時間（蓄積時間）がずれる。その結果、特に被写体の動きの方向が撮像素子の主走査方向と同方向（平行又は反平行）である場合に、撮像された画像に歪（ローリング歪）が生ずる。
【０００３】
そこで、下記特許文献１に開示されたカメラシステムでは、Ｘ−Ｙアドレス方式の撮像素子から読み出される画像信号に基づいて生成された被写体の動きベクトルに応じて、自動的に、撮像素子の主走査方向を水平方向とするか垂直方向とするかを切り替えることによって、ローリング歪を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−５４７８８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、前記従来のカメラシステムでは、撮像素子から読み出される画像信号に基づいて被写体の動きベクトルを生成しなければならないため、例えば、当該カメラシステムを所定場所に固定して高速走行の自動車を撮影したり、当該カメラシステムを急速に動かすことで相対的に高速で動く被写体を撮影したりする場合には、被写体の相対的な高速の動きに追従した動きベクトルの生成が困難であるため、ローリング歪を低減した画像の取得が困難であった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、被写体が相対的に高速で動いても、ローリング歪を低減した画像を得ることができる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】
【０００７】
前記課題を解決するための手段として、以下の各態様を提示する。第１の態様による撮像装置は、Ｘ−Ｙアドレス方式の撮像素子と、操作部と、主走査方向を前記操作部からの操作信号に応じて設定された方向として前記撮像素子から画像信号が読み出されるように、前記撮像素子を制御する制御部と、を備えたものである。
【０００８】
第２の態様による撮像装置は、前記第１の態様において、前記制御部は、前記操作部に対して所定操作が行われている最中には主走査方向を水平方向及び垂直方向のうちの一方方向とする一方で、前記操作部に対して前記所定操作が行われている最中でないときには主走査方向を水平方向及び垂直方向のうちの他方方向として、前記撮像素子から画像信号が読み出されるように、前記撮像素子を制御するものである。
【０００９】
第３の態様による撮像装置は、前記第１又は第２の態様において、前記撮像素子は、Ｘ−Ｙアドレス方式の撮像部と、前記撮像部をＸ−Ｙアドレス方式により走査する水平走査部及び垂直走査部と、主走査方向を水平方向とするか垂直方向とするかを決定する主走査方向制御信号に従って前記水平走査部及び前記垂直走査部を制御する主走査方向制御部と、前記水平走査部及び前記垂直走査部によって前記撮像部を走査した結果読み出された画像信号を出力する出力部とを有し、前記制御部は、前記操作部からの操作信号に応じて設定された方向を示す前記主走査方向制御信号を前記主走査方向制御部に送出するものである。
【００１０】
第４の態様による撮像装置は、前記第１乃至第３のいずれかの態様において、前記撮像素子から読み出された画像信号に基づく画像データを一時記憶する記憶手段と、前記主走査方向が切り替えられた場合は前記記憶手段から画像データを読み出すときに画像方向を縦横変更する手段と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、被写体が相対的に高速で動いても、ローリング歪を低減した画像を得ることができる撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態による撮像装置を示す概略ブロック図である。
【図２】被写体の様子の一例を模式的に示す図である。
【図３】主走査方向を模式的に示す図である。
【図４】図１に示す撮像装置の動作の一例を示す概略フローチャートである。
【図５】本実施の形態の第２の実施の形態による撮像装置の動作の一例を示す概略フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明による撮像装置について、図面を参照して説明する。
【００１４】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態による撮像装置１を示す概略ブロック図である。本実施の形態による撮像装置１は、電子カメラとして構成されている。
【００１５】
本実施の形態による撮像装置１には、撮影レンズ２が装着される。この撮影レンズ２は、レンズ制御部３によってフォーカスや絞りが駆動される。この撮影レンズ２の像空間には、Ｘ−Ｙアドレス方式の撮像素子４の撮像面が配置される。
【００１６】
撮像素子４は、撮像制御部５から出力される制御信号によって駆動され、画像信号を出力する。撮像素子４から出力される画像信号は、信号処理部６、及びＡ／Ｄ変換部７を介して処理された後、メモリ８に一旦蓄積される。メモリ８は、バス９に接続される。バス９には、レンズ制御部３、撮像制御部５、ＣＰＵ１０、記録部１１、画像処理部１２、画像圧縮部１３及び表示部１４なども接続される。ＣＰＵ１０には、ボタンやタッチパネルなどの操作部１５が接続される。また、記録部１１には記録媒体１１ａが着脱自在に装着される。なお、信号処理部６及びＡ／Ｄ変換部７を撮像素子４に搭載してもよい。
【００１７】
本実施の形態では、撮像素子４は、特許文献１に開示されているカメラシステムにおいて用いられているフォオーカルプレーンシャッタ方式のイメージセンサと同じく、Ｘ−Ｙアドレス方式で走査する撮像部（エリアセンサ）２１と、Ｘ−Ｙアドレス方式に従って撮像部２１を水平方向に走査する水平走査部２２と、垂直方向に走査する垂直走査部２３と、水平走査部２２及び垂直走査部２３によって撮像部２１を走査した結果読み出された画像信号を出力する出力部２４と、主走査方向を水平方向とするか垂直方向とするかを決定する主走査方向制御信号に従って水平走査部２２及び垂直走査部２３を制御する主走査方向制御部２５とを有している。
【００１８】
撮像制御部５は、ＣＰＵ１０の制御下で、前記主走査方向制御信号を含む制御信号を撮像素子４に供給することによって、主走査方向を操作部１５からの操作信号に応じて設定された方向（水平方向及び垂直方向のうちの設定された方向））として撮像素子４から画像信号が読み出されるように、撮像素子４を制御する。本実施の形態では、撮像制御部５は、ＣＰＵ１０の制御下で、操作部１５からの操作信号に応じて設定された方向を示す主走査方向制御信号を、主走査方向制御部２５に送出する。
【００１９】
図２は、被写体１００の様子の一例を模式的に示す図である。図２に示す例では、被写体１００は、水平方向に走行している自動車である。
【００２０】
図３は、主走査方向を模式的に示す図である。図３（ａ）は、主走査方向を水平方向として撮像素子４（特に、撮像部２１）から画像信号を読み出す様子を模式的に示している。図３（ｂ）は、主走査方向を垂直方向として撮像素子４（特に、撮像部２１）から画像信号を読み出す様子を模式的に示している。
【００２１】
図４は、本実施の形態による撮像装置１の動作の一例を示す概略フローチャートである。図４は、ローリング歪を低減した動画を撮影する動作モード（歪み低減動画撮影モード）を示している。
【００２２】
歪み低減動画撮影モードは、操作部１５によって歪み低減動画撮影モードを開始する旨の操作が行われることにより開始する。
【００２３】
歪み低減動画撮影モードを開始すると、ＣＰＵ１０は、まず、被写体又は撮像装置１の移動方向（被写体の相対的な移動方向）が水平方向に近いか垂直方向に近いかが、操作部１５によって入力されたか否かを判定し（ステップＳ１）、それが入力されなければそれが入力されるまで待つ。ただし、図面には示していないが、所定のタイムアウト時間を経過してもそれが入力されなければ、歪み低減動画撮影モードを終了する。撮影者は、例えば、自身が撮影しようとする被写体１００の移動方向が図２に示すように水平方向である場合には、移動方向が水平方向に近い旨の操作を行う。
【００２４】
ステップＳ１において被写体又は撮像装置１の移動方向（被写体の相対的な移動方向）が水平方向に近いか垂直方向に近いかが入力されたと判定されると、ＣＰＵ１０は、近いと入力された移動方向が水平方向であるか否かを判定する（ステップＳ２）。近いと入力された移動方向が水平方向であると判定されると、ＣＰＵ１０は、主走査方向を垂直方向に設定した（ステップＳ３）後に、ステップＳ５へ移行する。一方、近いと入力された移動方向が水平方向でない（垂直方向である）と判定されると、ＣＰＵ１０は、主走査方向を水平方向に設定した（ステップＳ４）後に、ステップＳ５へ移行する。
【００２５】
ステップＳ５において、ＣＰＵ１０は、操作部１５によって動画撮影を開始する旨の操作が行われたか否かを判定し、その操作が行われなければその操作が行われるまで待つ。ただし、図面には示していないが、所定のタイムアウト時間を経過してもその操作が行われなければ、歪み低減動画撮影モードを終了する。
【００２６】
ステップＳ５において動画撮影を開始する旨の操作が行われたと判定されると、ＣＰＵ１０は、撮像制御部５によって、主走査方向を現在設定されている方向として撮像素子４から１フレームの画像信号が読み出されるように、撮像素子４を制御する（ステップＳ６）。このとき、現在設定されている主走査方向がステップＳ３で設定された垂直方向であれば、主走査方向を垂直方向とすべき主走査方向制御信号が撮像制御部５から主走査方向制御部２５に送出され、主走査方向を垂直方向としかつ副走査方向を水平方向として（すなわち、主走査部を垂直走査部２３としかつ副操作部を水平走査部２２として）撮像部（エリアセンサ）２１が主走査・副走査され、得られた画像信号が出力部２４を介して出力される。一方、現在設定されている主走査方向がステップＳ４で設定された水平方向であれば、主走査方向を水平方向とすべき主走査方向制御信号が撮像制御部５から主走査方向制御部２５に送出され、主走査方向を水平方向としかつ副走査方向を垂直方向として（すなわち、主走査部を水平走査部２２としかつ副操作部を垂直走査部２３として）撮像部（エリアセンサ）２１が主走査・副走査され、得られた画像信号が出力部２４を介して出力される。出力部２４から出力された画像信号は、信号処理部６で増幅等された後にＡ／Ｄ変換部７によりデジタル信号からなる画像データに変換され、更にメモリ８に一旦格納される。
【００２７】
次に、ＣＰＵ１０は、ステップＳ６で一旦メモリ８に格納された画像データを、メモリ８から読み出して記録部１１によって記録媒体１１ａに記録させる（ステップＳ７）。主走査方向を垂直方向として撮像素子４から読み出された画像信号は、主走査方向を水平方向として撮像素子４から読み出された画像信号を縦横変換したものとなる。そこで、両者の縦横を一致させるべく、本実施の形態では、ステップＳ７において、ＣＰＵ１０は、ステップＳ６で一旦メモリ８に格納された画像データが、主走査方向を垂直方向として撮像素子４から読み出された画像信号に基づくものである場合には、メモリ８から画像データを読み出すときに縦横変換してその画像データを記録媒体１１ａに記録させる一方で、ステップＳ６で一旦メモリ８に格納された画像データが、主走査方向を水平方向として撮像素子４から読み出された画像信号に基づくものである場合には、メモリ８から画像データを読み出すときに縦横変換することなくその画像データを記録媒体１１ａに記録させる。なお、縦横変換する画像データを逆にしてもよい。
【００２８】
ステップＳ７の後、ＣＰＵ１０は、操作部１５によって歪み低減動画撮影モードを終了する旨の操作が行われた否かを判定し（ステップＳ８）、その操作が行われなければ、ステップＳ６へ戻る。一方、ステップＳ８において、歪み低減動画撮影モードを終了する旨の操作が行われたと判定されると、ＣＰＵ１０は、歪み低減動画撮影モードを終了する。
【００２９】
本実施の形態によれば、被写体又は撮像装置１の移動方向が水平方向に近い場合には、その旨が操作部１５によって入力されることで、主走査方向を垂直方向として撮像素子４から画像信号が読み出される。一方、被写体又は撮像装置１の移動方向が垂直方向に近い場合には、その旨が操作部１５によって入力されることで、主走査方向を水平方向として撮像素子４から画像信号が読み出される。したがって、本実施の形態によれば、ローリング歪みが低減される。
【００３０】
そして、本実施の形態によれば、主走査方向は、撮像素子４から読み出される画像信号に基づいて生成した被写体の動きベクトルによって設定されるのではなく、操作部１５からの操作信号によって設定されるので、被写体が相対的に高速で動いても、ローリング歪を低減した画像を得ることができる。また、本実施の形態によれば、前記動きベクトルを生成する必要がないので、処理の負担を低減することができる。また、本実施の形態によれば、処理の負担を低減することができるので、処理能力の高い処理回路等を採用せずに済み、コストを低減することができる。
【００３１】
なお、図面には示していないが、本実施の形態では、前述した歪み低減動画撮影モードの他に、通常の動画撮影モードも行うようになっている。通常の動画撮影モードは、ローリング歪みを低減する処理を行わないで動画を撮像する動作モードである。簡単に説明すると、通常の動画撮像モードは、操作部１５によって通常の動画撮像モードを開始する旨の操作が行われることにより開始する。通常の動画撮像モードを開始すると、図４中のステップＳ１〜Ｓ５を行うことなく、図４中のステップＳ６〜Ｓ８を行う。ただし、通常の動画撮像モードでは、ステップＳ６において、撮像制御部５によって、主走査方向を常に水平方向として撮像素子４から１フレームの画像信号が読み出されるように、撮像素子４を制御する。
【００３２】
［第２の実施の形態］
図５は、本実施の形態の第２の実施の形態による撮像装置の動作の一例を示す概略フローチャートである。図５は、動画撮影モードを示している。
【００３３】
本実施の形態が前記第１の実施の形態と異なる所は、本実施の形態では、操作部１５の一部として、「移動方向水平ボタン」と称する押しボタン（図示せず）を備えている点と、本実施の形態では、前記第１の実施の形態における歪み低減動画撮影モード及び通常の動画撮像モードの代わりに、図５に示す動画撮影モードが行われる点である。
【００３４】
移動方向水平ボタンは、押されている状態（所定操作としての押し操作が行われている状態）と押されていない状態（前記所定操作としての押し操作が行われていない状態）とで異なる操作信号をＣＰＵ１０に供給する押しボタンである。移動方向水平ボタンは、被写体又は撮像装置の移動方向（被写体の相対的な移動方向）が水平方向に近い場合に押される一方で、そうでない場合には押されない押しボタンである。なお、前記所定操作は、押し操作に限られるものではなく、押しボタンに代えて他の操作手段を用いてもよい。
【００３５】
本実施の形態では、動画撮影モードは、操作部１５によって動画撮影モードを開始する旨の操作が行われることにより開始する。動画撮影モードを開始すると、ＣＰＵ１０は、移動方向水平ボタンが押されているか否か（移動方向水平ボタンが押されている最中か否か）を判定し、押されていなければステップＳ１２へ移行する一方で、押されていればステップＳ１３へ移行する。
【００３６】
ステップＳ１２において、ＣＰＵ１０は、主走査方向を垂直方向として撮像素子４から１フレームの画像信号が読み出されるように、撮像素子４を制御する。このとき、主走査方向を垂直方向とすべき主走査方向制御信号が撮像制御部５から主走査方向制御部２５に送出され、主走査方向を垂直方向としかつ副走査方向を水平方向として（すなわち、主走査部を垂直走査部２３としかつ副操作部を水平走査部２２として）撮像部（エリアセンサ）２１が主走査・副走査され、得られた画像信号が出力部２４を介して出力される。出力部２４から出力された画像信号は、信号処理部６で増幅等された後にＡ／Ｄ変換部７によりデジタル信号からなる画像データに変換され、更にメモリ８に一旦格納される。
【００３７】
ステップＳ１３において、ＣＰＵ１０は、主走査方向を水平方向として撮像素子４から１フレームの画像信号が読み出されるように、撮像素子４を制御する。このとき、主走査方向を水平方向とすべき主走査方向制御信号が撮像制御部５から主走査方向制御部２５に送出され、主走査方向を水平方向としかつ副走査方向を垂直方向として（すなわち、主走査部を水平走査部２２としかつ副操作部を垂直走査部２３として）撮像部（エリアセンサ）２１が主走査・副走査され、得られた画像信号が出力部２４を介して出力される。出力部２４から出力された画像信号は、信号処理部６で増幅等された後にＡ／Ｄ変換部７によりデジタル信号からなる画像データに変換され、更にメモリ８に一旦格納される。
【００３８】
次に、ＣＰＵ１０は、ステップＳ１２又はＳ１３で一旦メモリ８に格納された画像データを、メモリ８から読み出して記録部１１によって記録媒体１１ａに記録させる（ステップＳ１４）。主走査方向を垂直方向として撮像素子４から読み出された画像信号は、主走査方向を水平方向として撮像素子４から読み出された画像信号を縦横変換したものとなる。そこで、両者の縦横を一致させるべく、本実施の形態では、ステップＳ１４において、ＣＰＵ１０は、ステップＳ６で一旦メモリ８に格納された画像データが、主走査方向を垂直方向として撮像素子４から読み出された画像信号に基づくものである場合には、メモリ８から画像データを読み出すときに縦横変換してその画像データを記録媒体１１ａに記録させる一方で、ステップＳ６で一旦メモリ８に格納された画像データが、主走査方向を水平方向として撮像素子４から読み出された画像信号に基づくものである場合には、メモリ８から画像データを読み出すときに縦横変換することなくその画像データを記録媒体１１ａに記録させる。なお、縦横変換する画像データを逆にしてもよい。
【００３９】
ステップＳ１４の後、ＣＰＵ１０は、操作部１５によって動画撮影モードを終了する旨の操作が行われた否かを判定し（ステップＳ１５）、その操作が行われなければ、ステップＳ１１へ戻る。一方、ステップＳ１５において、動画撮影モードを終了する旨の操作が行われたと判定されると、ＣＰＵ１０は、動画撮影モードを終了する。
【００４０】
本実施の形態によっても、前記第１の実施の形態と同様の利点が得られる。また、本実施の形態によれば、移動方向水平ボタンを押している最中か否かによって、主走査方向を垂直方向とした撮像素子４の読み出しと、主走査方向を垂直方向とした撮像素子４の読み出しとを切り替えることができるので、その切り替えを極めて操作性良くかつ迅速に行うことができる。したがって、本実施の形態によれば、例えば、被写体の相対的な移動方向が変化するような場合であっても、その変化に容易に追従して前記切り替えを行うことが可能となる結果、その変化に追従してローリング歪をより低減した画像を得ることができる。
【００４１】
なお、図５において、ステップＳ１１でＮＯの場合にステップＳ１２へ移行し、ステップＳ１１でＹＥＳの場合にステップＳ１３へ移行するように、変形してもよい。
【００４２】
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【００４３】
例えば、前記各実施の形態は、本発明を動画撮影に適用した例であるが、本発明は、ローリングシャッタ等による静止画撮影に適用してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１  撮像装置
４  撮像素子
５  撮像制御部
８  信号処理部
１１  ＣＰＵ
１５  操作部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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