專利名稱：攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及構(gòu)成為組合電子前簾快門和機(jī)械后簾快門進(jìn)行曝光的攝像裝置。
背景技術(shù)：
在單鏡頭 反光式相機(jī)(數(shù)碼相機(jī)、銀鹽相機(jī)等)中，一直以來，由焦面快門等的機(jī) 械快門來控制曝光時(shí)間。焦面快門通常由前簾和后簾兩個(gè)簾幕構(gòu)成，在攝影前的狀態(tài)下，成為前簾對(duì)攝像 元件(在銀鹽相機(jī)中為膠片，下面代表性地以攝像元件為例)遮光的狀態(tài)(1.前簾閉狀 態(tài))。然后，當(dāng)操作攝影按鈕等后，開始攝影動(dòng)作，通過釋放上緊的彈簧，首先前簾開始移動(dòng) (2.前簾移動(dòng))。伴隨該前簾的移動(dòng)，從攝像元件的例如上端側(cè)依次開始曝光。在快門速度 為同步速度以下的情況下，當(dāng)前簾結(jié)束移動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)攝像元件全面成為曝光中的狀態(tài)。(3.前 簾移動(dòng)結(jié)束)(其中，在快門速度比同步速度快的情況下，為了在前簾結(jié)束移動(dòng)之前開始后 簾的移動(dòng)，按縫隙狀進(jìn)行曝光)。在前簾的移動(dòng)開始后經(jīng)過了與快門速度對(duì)應(yīng)的曝光時(shí)間 時(shí)，通過釋放上緊的彈簧，開始后簾的移動(dòng)，從攝像元件的上端側(cè)依次開始遮光(4.后簾移 動(dòng))。當(dāng)后簾結(jié)束移動(dòng)時(shí)，成為攝像元件全面遮光的狀態(tài)(5.后簾移動(dòng)結(jié)束)。然后，在該 后簾移動(dòng)結(jié)束后的遮光狀態(tài)下，從攝像元件中讀出圖像信號(hào)。這樣，在以往的相機(jī)中，通過機(jī)械前簾快門的移動(dòng)來控制曝光開始，通過機(jī)械后簾 快門的移動(dòng)來控制曝光結(jié)束，從而對(duì)靜止圖像攝影中的攝像元件進(jìn)行曝光時(shí)間的控制。但是，難以在很短的曝光中既維持高精度又進(jìn)行機(jī)械控制，在焦面快門的例子中， 短于1/8000秒的曝光時(shí)間的控制很困難。因此，在采用了焦面快門的相機(jī)中，1/8000秒左 右成為快門速度的上限。針對(duì)這樣的課題，作為能夠在高速快門中進(jìn)行更高精度的控制或者能夠?qū)崿F(xiàn)更高 速的快門的技術(shù)，提出了使用電子快門的技術(shù)。例如，在日本特開平11-41523號(hào)公報(bào)中記載了如下技術(shù)在使用了 CMOS攝像元件 等XY尋址型攝像元件的攝像裝置中，使用通過像素復(fù)位實(shí)現(xiàn)的電子前簾快門來代替機(jī)械 前簾快門，由此控制攝像元件的電荷蓄積開始時(shí)間，關(guān)于電荷蓄積結(jié)束時(shí)間的控制，則使用 機(jī)械后簾快門(焦面快門)。此時(shí)，進(jìn)一步通過與機(jī)械后簾快門的非線性移動(dòng)特性相應(yīng)地控 制電子前簾快門的移動(dòng)特性(即，從上側(cè)的行朝向下側(cè)的行依次復(fù)位像素的移動(dòng)特性)，由 此能夠在攝像元件的全域中進(jìn)行大致均勻曝光時(shí)間的靜止圖像攝像。但是，上述電子前簾快門通常不是按照每一行的定時(shí)進(jìn)行像素的復(fù)位，而是每多 行一并進(jìn)行像素的復(fù)位(下面，將按照每多行的定時(shí)依次進(jìn)行像素復(fù)位而實(shí)現(xiàn)的電子前簾 快門簡稱為“分組電子前簾”等)。采用這種復(fù)位方法是為了簡化驅(qū)動(dòng)電路或不需要較高的 驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘。因此，只要使用分組電子前簾，則電子前簾快門的移動(dòng)特性呈現(xiàn)基于數(shù)字式切換 的細(xì)小階梯狀(也參照本發(fā)明的圖10、圖12等)，無法與機(jī)械后簾快門的移動(dòng)特性完全一致。
其結(jié)果是，在分組電子前簾的移動(dòng)特性中的階梯狀的階梯部分處，曝光時(shí)間產(chǎn)生 不連續(xù)性，因此在攝影圖像數(shù)據(jù)中產(chǎn)生水平方向的條紋樣的細(xì)小曝光不均(亮度不均)(也 參照本發(fā)明的圖11等)。這樣的曝光不均在低速快門時(shí)幾乎不顯眼，但在高速快門時(shí)成為 無法忽略的亮度不均而被觀察到。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是 鑒于上述情況完成的，其目的在于提供一種攝像裝置，其能夠緩解由于 組合分組電子前簾與機(jī)械后簾快門進(jìn)行曝光而產(chǎn)生的曝光不均。簡而言之，本發(fā)明是一種攝像裝置，具備對(duì)被攝體像進(jìn)行成像的攝影鏡頭；攝像 元件，其具有二維狀地配置了像素的攝像面，該像素蓄積了與經(jīng)由所述攝影鏡頭接收到的 光量對(duì)應(yīng)量的電荷；機(jī)械后簾快門，其沿所述攝像面移動(dòng)，以使來自所述攝像鏡頭的光從到 達(dá)該攝像面的狀態(tài)轉(zhuǎn)移到遮光狀態(tài)；復(fù)位部，其在所述機(jī)械后簾快門移動(dòng)之前，沿該移動(dòng)方 向?qū)⑺鰯z像面分割為多個(gè)像素組，按照與該機(jī)械后簾快門的移動(dòng)特性對(duì)應(yīng)的針對(duì)每個(gè)像 素組的定時(shí)，依次對(duì)一個(gè)像素組中包含的所有像素的電荷一并進(jìn)行復(fù)位；圖像處理部，其根 據(jù)所述機(jī)械后簾快門的移動(dòng)特性和所述復(fù)位部的針對(duì)每個(gè)像素組的復(fù)位定時(shí)，對(duì)從所述攝 像元件讀出的圖像信號(hào)的信號(hào)電平進(jìn)行校正，使得近似于在各像素的曝光時(shí)間相等時(shí)得到 的圖像信號(hào)。通過參照附圖進(jìn)行的后續(xù)說明，可以更明確地理解本發(fā)明的上述以及其他目的、 特征、和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是示出實(shí)施方式1中的攝像裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是示出上述實(shí)施方式1中的攝像元件的結(jié)構(gòu)的圖。圖3是示出在上述實(shí)施方式1中攝影前的攝像元件和機(jī)械后簾快門的狀況的圖。圖4是示出在上述實(shí)施方式1中進(jìn)行電子復(fù)位時(shí)的攝像元件和機(jī)械后簾快門的狀 況的圖。圖5是示出上述實(shí)施方式1中電子復(fù)位結(jié)束、后簾移動(dòng)開始前的攝像元件和機(jī)械 后簾快門的狀況的圖。圖6是示出在上述實(shí)施方式1中進(jìn)行后簾移動(dòng)時(shí)的攝像元件和機(jī)械后簾快門的狀 況的圖。圖7是示出在上述實(shí)施方式1中后簾移動(dòng)結(jié)束時(shí)的攝像元件和機(jī)械后簾快門的狀 況的圖。圖8是示出在上述實(shí)施方式1中機(jī)械后簾快門的移動(dòng)特性ms的曲線圖。圖9是示出在上述實(shí)施方式1中與機(jī)械后簾快門的移動(dòng)特性ms相應(yīng)地設(shè)定電子 復(fù)位的移動(dòng)特性es時(shí)的狀況的曲線圖。圖10是在上述實(shí)施方式1中部分?jǐn)U大示出分組電子前簾的移動(dòng)特性的圖。圖11是示出在上述實(shí)施方式1中由于同時(shí)復(fù)位多行而產(chǎn)生曝光不均的狀況的曲 線圖。圖12是用于說明在上述實(shí)施方式1中計(jì)算實(shí)際曝光時(shí)間的方法的曲線圖。
圖13是示出在上述實(shí)施方式1中按下攝影按鈕時(shí)的攝影順序的一例的流程圖。圖14是示出在上述實(shí)施方式1中按下攝影按鈕時(shí)的攝影順序的另一例的流程圖。
具體實(shí)施例方式下 面，參照附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施方式。(實(shí)施方式1)圖1到圖14示出本發(fā)明的實(shí)施方式1，圖1是示出攝像裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。本實(shí)施方式的攝像裝置1例如構(gòu)成為數(shù)碼相機(jī)，其具備攝影鏡頭2、機(jī)械后簾快 門3、攝像元件4、圖像處理部5、內(nèi)部存儲(chǔ)器6、外部存儲(chǔ)器7、顯示部8、指示部9以及系統(tǒng) 控制部10。攝影鏡頭2是用于使被攝體像在攝像元件4的攝像面22 (參照圖2等)上成像的 攝影光學(xué)系統(tǒng)，其包含光圈、對(duì)焦透鏡等而構(gòu)成。機(jī)械后簾快門3配置在攝像元件4與攝像鏡頭2之間，其通過限制從攝像鏡頭2 到攝像元件4的光束的通過時(shí)間來控制曝光。具體而言，機(jī)械后簾快門3通過在垂直方向 上移動(dòng)而關(guān)閉曝光用的開口部31 (參照圖3 圖7等)，由此阻斷光束的通過；通過開啟該 曝光用的開口部31以容許光束的通過，通過控制開閉的定時(shí)而控制對(duì)攝像元件4的曝光時(shí) 間。這里，機(jī)械后簾快門3成為如下的構(gòu)造在進(jìn)行關(guān)閉動(dòng)作時(shí)，通過上緊的彈簧的彈力，速 度從0逐漸加速并且沿?cái)z像元件4的攝像面22移動(dòng)，因而具有移動(dòng)特性，關(guān)閉動(dòng)作需要一 定的時(shí)間。關(guān)于該移動(dòng)特性，將在后面詳細(xì)說明。機(jī)械后簾快門3的開啟動(dòng)作通過使用電 動(dòng)機(jī)等上緊彈簧來進(jìn)行。攝像元件4對(duì)經(jīng)由攝像鏡頭2成像的光學(xué)像進(jìn)行光電變換而生成電的圖像信號(hào)。 其中，本實(shí)施方式的攝像元件4是能夠以多行為單位(這里，行方向是與機(jī)械后簾快門3的 移動(dòng)方向垂直的方向)依次進(jìn)行像素復(fù)位的攝像元件。這里，作為攝像元件4的具體例子， 可以例舉CMOS攝像元件等XY尋址型攝像元件，但不限于此。圖像處理部5對(duì)由攝像元件4拍攝并讀出的圖像信號(hào)實(shí)施各種圖像處理。這里， 由圖像處理部5進(jìn)行的圖像處理包含如下處理基于機(jī)械后簾快門3的移動(dòng)特性、和后述那 樣作為復(fù)位部發(fā)揮作用的系統(tǒng)控制部10針對(duì)每個(gè)像素組的復(fù)位定時(shí)，對(duì)從攝像元件4讀出 的圖像信號(hào)的信號(hào)電平進(jìn)行校正，使得接近在各像素21 (參照圖2等)的曝光時(shí)間相等時(shí) 獲得的圖像信號(hào)。來自該圖像處理部5的圖像數(shù)據(jù)被發(fā)送給系統(tǒng)控制部10。內(nèi)部存儲(chǔ)器6非易失性地存儲(chǔ)該攝像裝置1工作所需的各種處理程序或設(shè)定值 等，具體而言，其由閃存等非易失性存儲(chǔ)器構(gòu)成。外部存儲(chǔ)器7非易失性地存儲(chǔ)所拍攝的、由圖像處理部5為了記錄而處理后的圖 像數(shù)據(jù)，構(gòu)成為所謂存儲(chǔ)卡等能移動(dòng)到攝像裝置1外部的可移除式存儲(chǔ)器。顯示部8顯示所拍攝的、由圖像處理部5為了顯示而處理后的圖像，以及該攝像裝 置1的操作所涉及的菜單等，其構(gòu)成為例如TFT液晶或有機(jī)EL基板等的顯示設(shè)備。指示部9是用于對(duì)該攝像裝置1進(jìn)行操作輸入的用戶接口，其包含用于指示電源 開啟/關(guān)閉的電源按鈕、用于指示攝影開始的攝影按鈕、以及其他各種設(shè)定按鈕等。系統(tǒng)控制部10進(jìn)行該攝像裝置1的總體控制。例如，系統(tǒng)控制部10接收經(jīng)由指 示部9的來自用戶的指示(例如靜止圖像攝影的指示)，進(jìn)行攝影鏡頭2的光圈或自動(dòng)對(duì)焦的控制，還進(jìn)行攝像元件4的定時(shí)控制、機(jī)械后簾快門3的開閉定時(shí)控制。這里，系統(tǒng)控制 部10在攝像元件4的定時(shí)控制中作為復(fù)位部發(fā)揮作用，如后面參照附圖進(jìn)行說明的那樣， 在機(jī)械后簾快門3移動(dòng)之前，沿移動(dòng)方向?qū)z像元件4的攝像面22分割為多個(gè)像素組，按 照與機(jī)械后簾快門3的移動(dòng)特性對(duì)應(yīng)的每個(gè)像素組的定時(shí)依次對(duì)包含于一個(gè)像素組中的 全部像素的電荷一并進(jìn)行復(fù)位。此外，系統(tǒng)控制部10還發(fā)揮從攝像元件4讀出圖像信號(hào)的 圖像信號(hào)讀出部的作用，此外，還接收由圖像處理部5處理過的圖像數(shù)據(jù)，進(jìn)行使顯示部8 顯示圖像的控制、使外部存儲(chǔ)器7保存圖像的控制。接著，圖2是示出 攝像元件4的結(jié)構(gòu)的圖。攝像元件4具備二維狀地配置有多個(gè)像素21的攝像面22、垂直掃描電路23以 及列電路24。在該圖2中，圖示了像素21按照η行Xm列(這里n、m為正整數(shù))的方式 排列的攝像面22。這里，像素21構(gòu)成為包含光電二極管，其將經(jīng)由攝影鏡頭2接收到的光變換為與 其光量對(duì)應(yīng)量的電荷而進(jìn)行蓄積；以及像素電路部，其將積蓄在該光電二極管中的電荷變 換為電壓后放大，進(jìn)行切換而作為電信號(hào)傳遞給列電路24。垂直掃描電路23用于控制配置在攝像面22中的像素21的水平方向排列即行，其 針對(duì)每行向像素電路部發(fā)送控制信號(hào)，控制電子復(fù)位的定時(shí)和電信號(hào)的讀出定時(shí)。另外，在 該圖2所示的例子中，垂直掃描電路23控制的行是行1 行η的η行。列電路24用于控制配置在攝像面22中的像素21的垂直方向排列即列，主要對(duì)電 信號(hào)施加增益等。在該圖2所示的例子中，列電路24控制的列是列1 列m的m列。此外， 列電路24也可以是還能夠進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換處理的類型(以往是通過單獨(dú)的IC來進(jìn)行A/D轉(zhuǎn) 換處理，但近幾年正在開發(fā)通過列電路進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換處理)。然后，參照圖3 圖7說明拍攝靜止圖像時(shí)的攝像元件4和機(jī)械后簾快門3的動(dòng) 作。這里，圖3是示出攝影前的攝像元件4和機(jī)械后簾快門3的狀況的圖。圖4是示出進(jìn) 行電子復(fù)位時(shí)的攝像元件4和機(jī)械后簾快門3的狀況的圖。圖5是示出電子復(fù)位結(jié)束且后 簾移動(dòng)開始之前的攝像元件4和機(jī)械后簾快門3的狀況的圖。圖6是示出進(jìn)行后簾移動(dòng)時(shí) 的攝像元件4和機(jī)械后簾快門3的狀況的圖。圖7是示出后簾移動(dòng)結(jié)束時(shí)的攝像元件4和 機(jī)械后簾快門3的狀況的圖。在圖3所示的攝影前的狀態(tài)下，機(jī)械后簾快門3從曝光用的開口部31退避而開 啟，攝像元件4成為被來自攝像鏡頭2的光照射而曝光的狀態(tài)。當(dāng)在該圖3所示的狀態(tài)下，按下指示部9的攝影按鈕，從指示部9向系統(tǒng)控制部10 發(fā)送了攝影開始的指示信號(hào)時(shí)，靜止圖像的攝影動(dòng)作開始。這樣，首先，如圖4所示開始電 子復(fù)位，即利用攝像元件4的垂直掃描電路23對(duì)各像素21的光電二極管中蓄積的電荷進(jìn) 行復(fù)位。該電子復(fù)位是從攝像元件4上端的行(行1)開始朝向下方以多行為單位依次進(jìn) 行的，到達(dá)下端的行(行η)時(shí)結(jié)束(圖5示出電子復(fù)位結(jié)束的狀態(tài))。電子復(fù)位后的光電 二極管再次蓄積電荷，所以任意像素21的曝光開始定時(shí)成為該像素21的電子復(fù)位結(jié)束的 定時(shí)。此外，圖5中圖示了快門速度為同步速度以下的情況，所以當(dāng)電子復(fù)位達(dá)到下端 的行(行η)時(shí)，成為攝像元件4全面進(jìn)行了曝光的狀態(tài)(與此相對(duì)，關(guān)于在快門速度比同 步速度快的情況下，在電子復(fù)位到達(dá)下端的行(行η)之前機(jī)械后簾快門3開始移動(dòng)，因而以縫隙狀進(jìn)行曝光的情況，與在背景技術(shù)中描述的通常的焦面快門的情況同樣)。在存在由指示部9手動(dòng)設(shè)定的曝光時(shí)間的情況下，系統(tǒng)控制部10保持該曝光時(shí) 間，在不存在手動(dòng)設(shè)定的曝光時(shí)間的情況下，系統(tǒng)控制部10保持根據(jù)被攝體的亮度自動(dòng)設(shè) 定的曝光時(shí)間，并且系統(tǒng)控制部10控制該機(jī)械后簾快門3，使得在從開始上述電子復(fù)位起 經(jīng)過了該曝光時(shí)間后的時(shí)刻開始機(jī)械后簾快門3的移動(dòng)。由此，如圖6所示，機(jī)械后簾快門3的移動(dòng)開始，從攝像元件4上端的行(行1)朝 向下方依次進(jìn)行遮光。然后，如圖7所示，當(dāng)機(jī)械后簾快門3完全關(guān)閉 曝光用的開口部31而結(jié)束移動(dòng)時(shí)， 成為攝像元件4全面被遮光的狀態(tài)。然后，在該圖7所示的攝像元件4全面被遮光的狀態(tài)下，由垂直掃描電路23按每 行依次讀出電信號(hào)。接著，圖8是示出機(jī)械后簾快門3的移動(dòng)特性ms的曲線圖。在該圖8中，縱軸表 示機(jī)械后簾快門3的移動(dòng)方向即攝像元件4的上下方向，橫軸表示經(jīng)過時(shí)間。如上所述，機(jī)械后簾快門3構(gòu)造為通過彈簧的彈力在移動(dòng)方向上拉伸來移動(dòng)。因 此，剛開始移動(dòng)后速度較慢，隨著向下方移動(dòng)而逐漸加速。在圖8中，將作為機(jī)械后簾快門 3的遮光前端的簾下端隨著時(shí)間經(jīng)過從攝像元件4的上端側(cè)朝向下端側(cè)移動(dòng)的狀況作為移 動(dòng)特性ms示出。另外，曝光用開口部31構(gòu)成為比攝像元件4的攝像面22大，以不擋住攝 影光束，所以機(jī)械后簾快門3的移動(dòng)范圍大于攝像元件4的上下方向的幅度，是能夠覆蓋曝 光用開口部31的上下方向幅度的范圍。因此，當(dāng)機(jī)械后簾快門3到達(dá)攝像元件4上端時(shí)已 經(jīng)獲得一定程度的移動(dòng)速度，由此在攝像元件4中能夠獲得比較接近線性的移動(dòng)特性ms。然后，圖9是示出與機(jī)械后簾快門3的移動(dòng)特性ms相應(yīng)地設(shè)定電子復(fù)位的移動(dòng)特 性es時(shí)的狀況的曲線圖。該圖9所示的縱軸和橫軸與圖8所示的相同。該圖9所示的電子復(fù)位基本上與背景技術(shù)中介紹的日本特開平11-41523號(hào)公報(bào) 中記載的電子復(fù)位相同。也就是說，與機(jī)械后簾快門3的非線性移動(dòng)特性ms相應(yīng)地控制電子復(fù)位定時(shí)(移 動(dòng)特性es)。其中，關(guān)于電子復(fù)位，是將行1 η分割為多個(gè)區(qū)域(在圖9所示例子中為4 個(gè)區(qū)域)，針對(duì)每個(gè)區(qū)域設(shè)定為線性的移動(dòng)特性。這樣，電子復(fù)位的移動(dòng)特性es成為將移動(dòng) 特性ms在反方向偏移曝光時(shí)間量且用折線近似后的產(chǎn)物。下面，說明怎樣設(shè)定每個(gè)區(qū)域的線性移動(dòng)特性。首先，如上所述，為了簡化驅(qū)動(dòng)電 路或者不采用較高的驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘，通過像素21的電子復(fù)位進(jìn)行的電子前簾快門通常不按照 每行的定時(shí)進(jìn)行，而是每多行一并進(jìn)行(如上所述，將按照每多行的定時(shí)依次進(jìn)行像素復(fù) 位而實(shí)現(xiàn)的電子前簾快門，適當(dāng)?shù)睾喎Q為“分組電子前簾”。)在該分組電子前簾中，多個(gè)行 中包含的像素同時(shí)被電子復(fù)位，這些像素構(gòu)成在將攝像面22中配置的像素沿機(jī)械后簾快 門3的移動(dòng)方向分割為多個(gè)像素組時(shí)的一個(gè)像素組。圖10是部分?jǐn)U大地示出分組電子前簾的移動(dòng)特性的圖。在這樣的分組電子前簾中，為了實(shí)現(xiàn)圖9所示的與機(jī)械后簾快門3的移動(dòng)特性ms 相應(yīng)的折線狀的移動(dòng)特性es，例如可以針對(duì)每個(gè)區(qū)域變更同時(shí)復(fù)位多行時(shí)的行數(shù)。也就是說，可以將折線的結(jié)點(diǎn)作為同時(shí)復(fù)位的行數(shù)的變化點(diǎn)，在機(jī)械后簾快門3 的移動(dòng)速度較慢的攝像元件4的上側(cè)減少行數(shù)，在機(jī)械后簾快門3的移動(dòng)速度變快的攝像元件4的下側(cè)增加行數(shù)。由 此，即使機(jī)械后簾快門3的移動(dòng)速度在攝像元件4的上側(cè)和下側(cè)不同，也能夠大 概抑制曝光不均，尤其是，能夠在低速快門時(shí)在攝像元件4的整個(gè)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)大致均勻的曝 光時(shí)間。但是，不能忽略在高速快門時(shí)對(duì)多行一起(同時(shí))復(fù)位而引起的曝光不均。圖11 是示出由于同時(shí)復(fù)位多行產(chǎn)生的曝光不均的狀況的曲線圖。如圖10的擴(kuò)大圖部分所示，相對(duì)于機(jī)械后簾快門3平滑移動(dòng)(移動(dòng)特性ms)，基于 電子復(fù)位的電子前簾快門為階梯狀的移動(dòng)特性es，尤其是，由于同時(shí)復(fù)位多行，所以該階梯 的步長幅度也隨著同時(shí)復(fù)位的行數(shù)變大。如果將系統(tǒng)控制部10設(shè)定的曝光時(shí)間設(shè)為Tsh，則如圖11部分?jǐn)U大示出的那樣， 實(shí)際各行的曝光時(shí)間以鋸齒狀變化。在與該鋸齒狀的變化振幅相比，曝光時(shí)間Tsh足夠大時(shí) (即，足夠慢的快門速度時(shí))，基本可以忽略曝光不均的影響，但如果曝光時(shí)間Tsh變小(即， 變?yōu)檩^快的快門速度)，則不能忽略曝光不均的影響。也就是說，在較快的快門速度時(shí)，由于 快門移動(dòng)方向(垂直方向)的鋸齒狀的曝光時(shí)間變化，所拍攝的圖像在垂直方向出現(xiàn)短周 期的亮度變化，這被作為水平方向的細(xì)小條紋樣而被觀察到。為了應(yīng)對(duì)該畫質(zhì)劣化，在本實(shí)施方式中，根據(jù)電子復(fù)位的定時(shí)設(shè)定信息和機(jī)械后 簾快門的移動(dòng)特性，計(jì)算各行的實(shí)際曝光時(shí)間，將該實(shí)際曝光時(shí)間與設(shè)定的曝光時(shí)間進(jìn)行 比較，由此校正曝光不均。圖12是用于說明計(jì)算實(shí)際曝光時(shí)間的方法的曲線圖。首先，如上所述，與機(jī)械后簾快門3的移動(dòng)特性相應(yīng)地預(yù)先調(diào)整攝像元件4的電子 復(fù)位定時(shí)。具體而言，電子復(fù)位定時(shí)(移動(dòng)特性es)被預(yù)先設(shè)定為如下定時(shí)近似于當(dāng)所設(shè) 定的曝光時(shí)間Tsh為0時(shí)機(jī)械后簾快門3的移動(dòng)特性msO。如下進(jìn)行這樣的設(shè)定。也就是說，首先針對(duì)各行測定時(shí)間Tmee 該時(shí)間Tmee」為從系統(tǒng)控制部10發(fā)出攝 影開始命令的時(shí)刻起，到曝光時(shí)間Tsh為O時(shí)機(jī)械后簾快門3移動(dòng)到關(guān)注行的時(shí)刻為止的時(shí) 間。由針對(duì)各行測定的這些T·」所確定的是在圖12中以虛線示出的曝光時(shí)間Tsh為O時(shí) 的機(jī)械后簾快門3的移動(dòng)特性msO。然后，與機(jī)械后簾快門3的移動(dòng)特性msO相應(yīng)地，以曝光不均被最優(yōu)地抑制的方式 設(shè)定電子復(fù)位的定時(shí)。該最優(yōu)化的具體一例如下。關(guān)于任意行i，將從發(fā)出攝影開始命令 的時(shí)刻到進(jìn)行電子復(fù)位的時(shí)刻為止的時(shí)間設(shè)為Tesht i。此時(shí)，例如可以考慮如下設(shè)定Tesht
i的示例在設(shè)計(jì)上預(yù)先確定了圖9所示的變化點(diǎn)數(shù)量的約束條件下，通過改變變化點(diǎn)的行 位置(將第幾行設(shè)為變化點(diǎn))或者各折線上一并進(jìn)行復(fù)位的行數(shù)(折線上的一個(gè)線段的斜 率)，使得對(duì)于所有的行(i = 1 n)，Tfflec^-Teshtj的相加值成為最小值。不過，在通過 圖像處理來校正曝光不均時(shí)，考慮到有時(shí)與從攝像元件4得到的圖像曝光過度相比更希望 曝光不足，或者有時(shí)又希望曝光過度，因而不限于在此描述的例子，只要按照使移動(dòng)特性es 近似于移動(dòng)特性ms的方式設(shè)定Tesht i即可。將這樣設(shè)定的表示電子復(fù)位定時(shí)的時(shí)間Tesht」、和表示與機(jī)械后簾快門3的移動(dòng)特 性msO對(duì)應(yīng)的定時(shí)的時(shí)間T·」存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器6中。然后，在拍攝靜止圖像時(shí)進(jìn)行以下處理。這里，圖13是示出按下攝影按鈕時(shí)的攝 影順序的一例的流程圖。當(dāng)按下攝影按鈕時(shí)，系統(tǒng)控制部10根據(jù)手動(dòng)設(shè)定或自動(dòng)設(shè)定來設(shè)定曝光時(shí)間(快門速度)Tsh(步驟Si)。然后，系統(tǒng)控制部10從內(nèi)部存儲(chǔ)器6讀出表示電子復(fù)位定時(shí)的時(shí)間Tesht」，控制攝 像元件4并使電子前簾快門移動(dòng)，以按照該定時(shí)進(jìn)行電子復(fù)位(步驟S2)。從該電子前簾快 門結(jié)束了移動(dòng)的行開始進(jìn)行曝光，并在像素21的光電二極管中積蓄電荷(步驟S3)。當(dāng)從開始電子前簾快門的移動(dòng)起經(jīng)過了曝光時(shí)間Tsh時(shí)，系統(tǒng)控制部10開始機(jī)械 后簾快門3的移動(dòng)(步驟S4)。當(dāng)機(jī)械后簾快門3的移動(dòng)結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)控制部10從攝像元件4讀出圖像數(shù)據(jù)，并 存儲(chǔ)在例如圖像處理部5內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部中(步驟S5)。此外，系統(tǒng)控制部10從內(nèi)部存儲(chǔ)器6讀出Tesht」和Tmee 利用下式1計(jì)算行 i中 的實(shí)際曝光時(shí)間TMal」。式權(quán)利要求
1.一種攝像裝置，其對(duì)光的被攝體像進(jìn)行拍攝而獲得電的圖像信號(hào)，其特征在于，所述 攝像裝置具備對(duì)被攝體像進(jìn)行成像的攝影鏡頭；攝像元件，其具有二維狀地配置了像素的攝像面，該像素蓄積與經(jīng)由所述攝影鏡頭接 收到的光量對(duì)應(yīng)量的電荷；機(jī)械后簾快門，其沿所述攝像面移動(dòng)，以從來自所述攝像鏡頭的光到達(dá)該攝像面的狀 態(tài)轉(zhuǎn)移到遮光狀態(tài)；復(fù)位部，其在所述機(jī)械后簾快門移動(dòng)之前，沿該移動(dòng)方向?qū)⑺鰯z像面分割為多個(gè)像 素組，按照與該機(jī)械后簾快門的移動(dòng)特性對(duì)應(yīng)的針對(duì)每個(gè)像素組的定時(shí)，依次對(duì)一個(gè)像素 組中包含的所有像素的電荷一并進(jìn)行復(fù)位；圖像處理部，其根據(jù)所述機(jī)械后簾快門的移動(dòng)特性和所述復(fù)位部的針對(duì)每個(gè)像素組的 復(fù)位定時(shí)，對(duì)從所述攝像元件讀出的圖像信號(hào)的信號(hào)電平進(jìn)行校正，使得近似于在各像素 的曝光時(shí)間相等時(shí)得到的圖像信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其特征在于，所述攝像裝置還具有校正系數(shù)計(jì)算部，該校正系數(shù)計(jì)算部根據(jù)所述機(jī)械后簾快門的移 動(dòng)特性和所述復(fù)位部的針對(duì)每個(gè)像素組的復(fù)位定時(shí)，計(jì)算校正系數(shù)，所述圖像處理部根據(jù)所述校正系數(shù)對(duì)信號(hào)電平進(jìn)行校正。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其特征在于，所述攝像裝置還具有控制部，該控制部判斷所設(shè)定的快門速度是否小于預(yù)定的閾值， 在判定為小于閾值時(shí)使所述圖像處理部進(jìn)行信號(hào)電平的校正，在判定為大于等于閾值時(shí)使 該信號(hào)電平的校正中止。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其特征在于，所述復(fù)位部按照近似于所設(shè)定的快門速度為0時(shí)的機(jī)械后簾快門的移動(dòng)特性的定時(shí)， 依次進(jìn)行針對(duì)每個(gè)像素組的復(fù)位。
全文摘要
本發(fā)明提供一種攝像裝置，其能夠減輕由于將以多行為單位的電子前簾快門與機(jī)械后簾快門組合起來進(jìn)行曝光而產(chǎn)生的曝光不均。攝像裝置具備具有二維狀地配置了像素的攝像面的攝像元件(4)；為了控制光的通過/遮擋而沿?cái)z像面移動(dòng)的機(jī)械后簾快門(3)；系統(tǒng)控制部(10)，其在機(jī)械后簾快門(3)移動(dòng)之前，沿移動(dòng)方向?qū)z像面分割為多個(gè)像素組，按照與機(jī)械后簾快門(3)的移動(dòng)特性對(duì)應(yīng)的針對(duì)每個(gè)像素組的定時(shí)，依次對(duì)一個(gè)像素組中包含的所有像素的電荷一并進(jìn)行復(fù)位；以及圖像處理部(5)，其根據(jù)機(jī)械后簾快門(3)的移動(dòng)特性和每個(gè)像素組的復(fù)位定時(shí)，校正從攝像元件(4)讀出的圖像信號(hào)的信號(hào)電平，使得接近各像素的曝光時(shí)間相等時(shí)得到的圖像信號(hào)。
文檔編號(hào)H04N5/232GK102137234SQ20101054108
公開日2011年7月27日 申請日期2010年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月25日
發(fā)明者巖崎宏明 申請人:奧林巴斯映像株式會(huì)社