專利名稱：攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可連續(xù)拍攝(以下稱為"連拍")的攝像裝置，尤其 涉及具有高像素?cái)?shù)拍攝元件的攝像裝置中的高速連拍技術(shù)。
背景技術(shù)：
近些年來，數(shù)碼相機(jī)的高像素化顯著發(fā)展，即使在小型數(shù)碼相機(jī)中也出現(xiàn)了使用1000萬至1200萬像素的攝像元件的產(chǎn)品。由此，即使印刷至 A3左右大小的紙上，也能夠取得非常清晰的印刷結(jié)果。另一方面，數(shù)碼相機(jī)的高像素化導(dǎo)致從攝像元件讀出圖像信號(hào)所需的 時(shí)間增加。上述問題在對(duì)動(dòng)態(tài)的被攝體進(jìn)行連拍來取得最佳拍攝的、所謂 連拍模式中尤其明顯。即，在高像素?cái)?shù)的攝像元件中從攝像元件讀出圖像 信號(hào)需要花費(fèi)時(shí)間，所以難以進(jìn)行高速的連拍，從而很可能錯(cuò)過最佳拍攝。為了解決上述課題而提出了在專利文獻(xiàn)1中所記載的電子靜態(tài)相機(jī)。 在專利文獻(xiàn)l中記載的電子靜態(tài)相機(jī)在從攝像元件中讀出圖像信號(hào)時(shí)，間 隔提取水平線而高速地進(jìn)行讀出。由此在使用了高像素?cái)?shù)攝像元件的電子 靜態(tài)相機(jī)中可進(jìn)行高速的連拍。[專利文獻(xiàn)l]JP特開2003—219267號(hào)公報(bào)可是，專利文獻(xiàn)1所記載的電子靜態(tài)相機(jī)在從攝像元件讀出圖像信號(hào) 時(shí)間隔提取水平線進(jìn)行讀出，所以存在拍攝圖像的像質(zhì)下降的問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是為了解決上述課題而完成的，其目的是提供一種可抑制高速 連拍中的拍攝圖像的像質(zhì)下降的攝像裝置。本發(fā)明的第1攝像裝置，作為拍攝模式具有針對(duì)單一拍攝指示生成單 一圖像數(shù)據(jù)的通常拍攝模式、和針對(duì)單一拍攝指示生成多個(gè)圖像數(shù)據(jù)的連拍模式。該第1攝像裝置具有設(shè)定部，其設(shè)定拍攝模式；攝像元件，其5具有多個(gè)像素，并且作為讀出模式具有輸出全部像素的圖像信號(hào)的通常讀 出模式、以及混合預(yù)定像素的圖像信號(hào)和其周邊像素的圖像信號(hào)而輸出的 混合讀出模式；以及像素混合控制部，其控制攝像元件的讀出模式。像素 混合控制部在經(jīng)由操作部將拍攝模式設(shè)定為連拍模式時(shí)，使攝像元件在混 合讀出模式下動(dòng)作。本發(fā)明的第2攝像裝置，作為拍攝模式具有針對(duì)單一拍攝指示生成單一圖像數(shù)據(jù)的通常拍攝模式、和針對(duì)單一拍攝指示生成多個(gè)圖像數(shù)據(jù)的連拍模式。該第2攝像裝置具有設(shè)定部，其設(shè)定拍攝模式；攝像元件，其 具有多個(gè)像素，并且作為讀出模式具有輸出全部像素的圖像信號(hào)的通常讀 出模式、以及混合預(yù)定像素的圖像信號(hào)和其周邊像素的圖像信號(hào)而輸出的 混合讀出模式；以及像素混合控制部，其控制攝像元件的讀出模式。連拍 模式包括通常連拍模式和高速連拍模式，該高速連拍模式對(duì)于單一拍攝 指示與所述通常連拍模式相比在每單位時(shí)間內(nèi)能生成的圖像數(shù)據(jù)的數(shù)量 較多。像素混合控制部，在拍攝模式被設(shè)定為通常連拍模式時(shí)，使攝像元 件在通常讀出模式下動(dòng)作，在拍攝模式被設(shè)定為高速連拍模式時(shí)，使攝像 元件在混合讀出模式下動(dòng)作。本發(fā)明的第3攝像裝置，作為拍攝模式具有針對(duì)單一拍攝指示生成單 一圖像數(shù)據(jù)的通常拍攝模式、和針對(duì)單一拍攝指示生成多個(gè)圖像數(shù)據(jù)的連 拍模式。該第3攝像裝置具有設(shè)定部，其設(shè)定拍攝模式；攝像元件，其 具有多個(gè)像素，并且作為讀出模式具有輸出全部像素的圖像信號(hào)的通常讀 出模式、以及混合預(yù)定像素的圖像信號(hào)和其周邊像素的圖像信號(hào)而輸出的 混合讀出模式；以及像素混合控制部，其控制攝像元件的讀出模式。像素混合控制部，在拍攝模式被設(shè)定為所述連拍模式時(shí)，能夠按照設(shè)定部的設(shè) 定，將攝像元件的讀出模式切換為混合讀出模式或者通常讀出模式中的任 意一個(gè)。根據(jù)本發(fā)明，在連拍模式下進(jìn)行拍攝時(shí)，將攝像元件的讀出模式切換 為混合多個(gè)像素的圖像信號(hào)而讀出的混合讀出模式。在混合讀出模式中， 盡管混合讀出的圖像信號(hào)含有多個(gè)像素的圖像信號(hào)信息，所讀出的圖像信 號(hào)量也變少。因此，即使在進(jìn)行了高速連拍的情況下也能夠抑制拍攝圖像 像質(zhì)的下降。


圖1是表示作為本發(fā)明一實(shí)施方式的數(shù)碼相機(jī)的結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示含有多個(gè)水平線的CCD結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖3是表示9像素混合讀出的像素組合的例子的圖。 圖4是表示3像素混合讀出的像素組合的例子的圖。 圖5是表示在通常連拍模式(以及通常讀出模式)下的拍攝動(dòng)作的一 例的時(shí)序圖。圖6是表示在高速連拍模式(以及9像素混合讀出模式)下的拍攝動(dòng) 作的一例的時(shí)序圖。圖7是表示在高速連拍模式(以及3像素混合讀出模式)下的拍攝動(dòng) 作的一例的時(shí)序圖。符號(hào)說明100數(shù)碼相機(jī)；101光學(xué)系統(tǒng)；101a機(jī)械快門；102 CCD; 103 AFE; 104總線；105 SDRAM; 106信號(hào)處理LSI; 106a CPU; 106b信號(hào)處理部； 106c像素混合控制部；106d光學(xué)系統(tǒng)控制部；107 LCD; 108快門按鈕； 109存儲(chǔ)卡；IIO操作按鈕；具體實(shí)施方式
下面對(duì)照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。 l.結(jié)構(gòu)圖1是作為本發(fā)明攝像裝置的一實(shí)施方式的數(shù)碼相機(jī)的框圖。數(shù)碼相 機(jī)100含有接收來自被攝體的光學(xué)信息的光學(xué)系統(tǒng)IOI、將光學(xué)信息轉(zhuǎn)換為電圖像信號(hào)的CCD102、對(duì)由光學(xué)信息生成的圖像信號(hào)進(jìn)行處理的信 號(hào)處理LSI106、顯示各種信息的LCD107、以及用于用戶進(jìn)行各種操作(設(shè) 定)的各種操作按鈕108、 110等。光學(xué)系統(tǒng)101使被攝體像成像在CCD102上。光學(xué)系統(tǒng)101由多個(gè)透 鏡群(未圖示)構(gòu)成，該光學(xué)系統(tǒng)101包括機(jī)械快門101a。機(jī)械快門101a 是通過使包含被攝體像的光學(xué)信息到達(dá)CCD102上、或者未到達(dá)CCD102 上來控制CCD102的曝光時(shí)間的機(jī)構(gòu)部件。為了以高分辨率來控制CCD102的曝光時(shí)間，而同時(shí)使用對(duì)CCD102的曝光時(shí)間進(jìn)行電子控制的 電子快門、和機(jī)械快門101a。CCD102含有多個(gè)像素，并輸出與在CCD102上成像的被攝體像對(duì)應(yīng) 的圖像信號(hào)。AFE (Analog Front End) 103將從CCD102輸出的作為模擬 信號(hào)的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為作為數(shù)字信號(hào)的圖像數(shù)據(jù)，并經(jīng)由總線104存儲(chǔ)到 SDRAM105中。AFE103是具有CDS (Correlated Double Sampling)電路、 AGC (Automatic Gain Control)放大器、A/D轉(zhuǎn)換器(都未圖示)等的LSI, 其中，CDS電路用于除去圖像信號(hào)的噪音成分；AGC放大器用于調(diào)整圖 像信號(hào)的大小；A/D轉(zhuǎn)換器用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。信號(hào)處理LSI106由CPU106a、信號(hào)處理部106b、像素混合控制部 106c、光學(xué)系統(tǒng)控制部106d構(gòu)成。CPU106a根據(jù)在信號(hào)處理LSI106內(nèi)的 ROM (未圖示)中記錄的命令，進(jìn)行信號(hào)處理LSI106整體的控制。信號(hào) 處理部106b將利用AFE103存儲(chǔ)在SDRAM105內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為適合 在LCD107上顯示的顯示數(shù)據(jù)，并輸出到LCD107。將使成像在CCD102 上的被攝體像連續(xù)輸出到LCD107的期間稱為"監(jiān)視期間"。通過按下快門按鈕108來開始數(shù)碼相機(jī)100的拍攝動(dòng)作。光學(xué)系統(tǒng)控 制部106d同時(shí)使用機(jī)械快門101a和電子快門，使被攝體像在CCD102上 曝光。將此期間稱為"曝光期間"。當(dāng)曝光期間結(jié)束時(shí)讀出積蓄在CCD102 上的圖像信號(hào)。將此期間稱為"讀出期間"。在利用AFE103存儲(chǔ)到 SDRAM105內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)是通過按下快門按鈕108來進(jìn)行拍攝的圖像數(shù) 據(jù)時(shí)，信號(hào)處理部106b將其轉(zhuǎn)換為記錄數(shù)據(jù)用的格式并記錄在存儲(chǔ)卡109 中。CCD102、 LCD107以及其它電路與TG (定時(shí)發(fā)生器)(未圖示)生 成的時(shí)鐘同步動(dòng)作。尤其在監(jiān)視期間中每30秒更新CCD102和LCD107， 使兩者的更新定時(shí)同步。將生成CCD102的信息的更新定時(shí)的信號(hào)稱為 "CCDVD"，將生成LCD107的信息的更新定時(shí)的信號(hào)稱為"LCDVD"。可利用單個(gè)LSI來構(gòu)成AFE103和信號(hào)處理LSI106。像素混合控制部 106c可包含在信號(hào)處理部106b內(nèi)，CPU106a可實(shí)現(xiàn)像素混合控制部106c 的功能。此外，CCD102相當(dāng)于本發(fā)明的攝像元件。AFE103相當(dāng)于本發(fā) 明的信號(hào)處理部?？扉T按鈕108相當(dāng)于本發(fā)明的拍攝指示部，操作按鈕110相當(dāng)于本發(fā)明的設(shè)定部。此外，在通過CPU106來自動(dòng)進(jìn)行各種設(shè)定時(shí)，操作部相當(dāng)于CPU106a。像素混合控制部106c相當(dāng)于本發(fā)明的像素混合 控制部。 2.動(dòng)作2.1拍攝模式數(shù)碼相機(jī)100具有多個(gè)拍攝模式，可通過操作按鈕110來切換拍攝模 式。在拍攝模式中具有"通常拍攝模式"和"連拍模式"。通常拍攝模式 為通過按下一次快門按鈕108來取得一個(gè)拍攝圖像的模式。連拍模式為在 按下快門按鈕108的期間取得連續(xù)的、多個(gè)拍攝圖像的模式，其包括"通 常連拍模式"和"高速連拍模式"。通常連拍模式為在按下快門按鈕108 的期間以較低的速度取得連續(xù)的多個(gè)拍攝圖像的模式。高速連拍模式為在 按下快門按鈕108的期間以較高的速度取得連續(xù)的多個(gè)拍攝圖像的模式。 例如，通常連拍模式可在1秒間生成4張圖像的圖像數(shù)據(jù)，高速連拍模式 可在1秒間生成IO張圖像的圖像數(shù)據(jù)。2.2 CCD的讀出模式本實(shí)施方式的CCD102具有多個(gè)讀出模式。將按每個(gè)像素讀出圖像信 號(hào)的讀出模式稱為"通常讀出模式"。本實(shí)施方式的CCD102除了該通常 讀出模式之外，還具有混合多個(gè)像素的圖像信號(hào)而讀出的"混合讀出模 式"。對(duì)于攝像元件，可以從外部設(shè)定在混合讀出模式中混合的像素?cái)?shù)。 在本實(shí)施方式中作為混合讀出模式具有"9像素混合讀出模式"和"3像 素混合讀出模式"。當(dāng)混合多個(gè)像素的圖像信號(hào)后讀出時(shí)，盡管混合后讀 出的圖像信號(hào)含有混合的周邊像素的圖像信號(hào)的信息，也能夠減少讀出的 圖像信號(hào)量。由此，能夠在抑制拍攝圖像的像質(zhì)下降的同時(shí)縮短讀出期間。 像素混合控制部106c對(duì)CCD驅(qū)動(dòng)IC111發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)，指示混合的像素 數(shù)的變更。以下，對(duì)各讀出模式進(jìn)行說明。 (1)通常讀出模式采用圖2，對(duì)利用通常讀出模式來讀出來自CCD102的圖像信號(hào)進(jìn)行 說明。如圖2 (a)所示，CCD102由多個(gè)水平線構(gòu)成，各個(gè)水平線由多個(gè) 像素(未圖示)構(gòu)成。圖2 (b)是圖2 (a)中的虛線圓部分X的擴(kuò)大圖。 CCD102的水平線按每3條劃分，成A、 B、 C三個(gè)組，并按照每一組來讀出圖像信號(hào)。即，首先讀出屬于組A的水平線的像素的圖像信號(hào)，之后 順次讀出屬于組B、組C的水平線的像素的圖像信號(hào)。通過讀出三個(gè)組的圖像信號(hào)來讀出CCD102的整個(gè)像素的圖像信號(hào)。(2) 9像素混合讀出模式9像素混合讀出模式是混合9個(gè)像素的圖像信號(hào)后讀出的模式。圖3 表示9像素混合讀出中的像素組合的例子。在該圖的例子中，以像素301 306中的各個(gè)像素為中心，將分別位于上下左右及傾斜方向的相離2像素 的位置的、周邊的8個(gè)像素，混合到中心像素301 306的圖像信號(hào)中。 混合后的圖像信號(hào)作為像素301 306各自的圖像信號(hào)讀出。例如，對(duì)于 像素301，以直線與像素301連接，且將標(biāo)注有與像素301相同的陰影圖 案的8個(gè)周邊像素的圖像信號(hào)和像素301的像素信號(hào)混合，之后作為像素 301的像素信號(hào)讀出。關(guān)于像素302 306以及其它像素也是同樣的。(3) 3像素混合讀出模式3像素混合讀出模式是混合3個(gè)像素的圖像信號(hào)后讀出的模式。圖4 表示3像素混合讀出中的像素組合的例子。在該圖的例子中，以像素701 706中的各個(gè)像素為中心，將上、下方向上分別相離2像素的2個(gè)像素的 圖像信號(hào)，混合到中心像素701 706的圖像信號(hào)中。混合后的圖像信號(hào) 作為像素701 706各自的圖像信號(hào)讀出。例如，對(duì)于像素701，以直線與 像素701連接，且將標(biāo)注有與像素701相同的陰影圖案的2個(gè)周邊像素的 圖像信號(hào)和像素701的像素信號(hào)混合，之后作為像素701的像素信號(hào)讀出。 關(guān)于像素702 706以及其它像素也是同樣的。3像素混合讀出能夠通過以 下方式實(shí)現(xiàn)例如，在從CCD102讀出電荷時(shí)，驅(qū)動(dòng)CCD102，以使在垂 直傳輸時(shí)利用VCCD來混合像素、在水平傳輸時(shí)未利用HCCD來混合像 素。9像素混合讀出可在抑制拍攝圖像的像質(zhì)下降的同時(shí)進(jìn)行通常連拍模 式的約9倍高速的連拍。與此相對(duì)，3像素混合讀出可在進(jìn)一步抑制拍攝 圖像的像質(zhì)下降的同時(shí)進(jìn)行通常連拍模式的約3倍高速的連拍。即，如果 混合的像素?cái)?shù)多則讀出的圖像信號(hào)量少，所以可進(jìn)行更高速的連拍。另一 方面，如果混合的像素?cái)?shù)少則讀出的圖像信號(hào)量相對(duì)多，不過仍可進(jìn)行抑 制了像質(zhì)下降的連拍。2.3讀出模式的切換對(duì)本實(shí)施方式的數(shù)碼相機(jī)100中的CCD102的讀出模式的切換進(jìn)行說 明。根據(jù)CPU106a的指示、通過像素混合控制部106c來進(jìn)行讀出模式的切換。在本實(shí)施方式中如表1所示，CCD102的讀出模式根據(jù)拍攝模式進(jìn)行 切換。即，通常拍攝模式以及通常連拍模式被設(shè)定為通常讀出模式，高速 連拍模式被設(shè)定為混合讀出模式(9像素混合讀出模式或3像素混合讀出 模式)。這樣，在高速連拍模式中通過將CCD102的讀出模式切換為混合 讀出模式，可以對(duì)應(yīng)于高速拍攝進(jìn)行圖像信號(hào)的讀出，并且能夠抑制拍攝 圖像的像質(zhì)下降。[表1]拍攝模式讀出模式通常拍攝模式通常讀出模式通常連拍模式通常讀出模式高速連拍模式混合讀出模式(9像素混合讀出模式 或、3像素混合讀出模式)利用在高速連拍模式中執(zhí)行的混合讀出模式進(jìn)行混合的像素?cái)?shù)可由使用者通過操作按鈕110來指定，也可以在數(shù)碼相機(jī)100制造時(shí)固定?；?者，將混合的像素?cái)?shù)的默認(rèn)值設(shè)為9像素，并根據(jù)曝光量來進(jìn)行切換。具 體來說，像素混合控制部106c判斷曝光量，當(dāng)判斷為在9像素混合讀出 中成為過度曝光時(shí)可將混合的像素?cái)?shù)切換為3像素。此外，曝光量例如可 根據(jù)被攝體圖像的亮度進(jìn)行判斷。即，在被攝體亮?xí)r為了避免由于圖像信 號(hào)混合而導(dǎo)致的過度曝光而減少混合的像素?cái)?shù)，在被攝體暗時(shí)為了避免曝 光不足而增多混合的像素?cái)?shù)。另外，在高速連拍模式中，可利用操作按鈕 110來進(jìn)一步切換為通常讀出模式。此外，利用操作按鈕110可切換高速連拍模式中的連拍速度。例如， 可利用操作按鈕110在高速連拍模式中選擇能夠在1秒生成10張圖像的 圖像數(shù)據(jù)的第1連拍速度、和能夠在1秒生成15張圖像的圖像數(shù)據(jù)的第2 連拍速度?？梢詫⒃诘?連拍速度下的高速連拍模式稱為"高速連拍模式L"，將在第2連拍速度下的拍攝模式稱為"高速連拍模式H"。并且，當(dāng)選擇高速連拍模式L時(shí)切換為3像素混合讀出模式，當(dāng)選擇高速連拍模式 H時(shí)切換為9像素混合讀出模式。對(duì)于使用者來說，選擇在l秒內(nèi)可生成 的圖像數(shù)據(jù)的張數(shù)比選擇要混合的周邊像素?cái)?shù)更易于直觀地理解，從而令 使用狀況良好。2.4在通常連拍模式下的動(dòng)作(+通常讀出模式)圖5是表示在通常連拍模式下的拍攝動(dòng)作的一例的時(shí)序圖。在通常連 拍模式下利用表1將CCD102的讀出模式設(shè)定為通常讀出模式。此外，即 使關(guān)于通常攝影模式，通過在圖5中在期間7和期間8之間插入一個(gè)或多 個(gè)監(jiān)視期間M，并認(rèn)為在插入的最后監(jiān)視期間M中按下快門按鈕108，也 能夠進(jìn)行同樣的操作。期間1是監(jiān)視期間M，其長(zhǎng)度為1/30秒。在監(jiān)視期間M中，機(jī)械快 門101a為開的狀態(tài)。在被攝體于明亮的曝光時(shí)間1/30秒下成為過度曝光 時(shí)，通過電子快門來限制CCD102的曝光時(shí)間。圖5中在期間1內(nèi)按下快 門按鈕108。期間2和期間3是用于獲得拍攝圖像的曝光期間E，其長(zhǎng)度分別為1/30 秒。在曝光期間E中機(jī)械快門101a為開的狀態(tài)。在圖5中將拍攝所需的 曝光時(shí)間判斷為大于等于1/30秒小于1/15秒，所以將期間2和期間3設(shè) 為曝光期間E，在期間2利用電子快門來限制CCD102的曝光時(shí)間。此外， 在將拍攝所需的曝光時(shí)間判斷為小于1/30秒時(shí)，僅將期間2設(shè)為曝光時(shí)間 E，可利用電子快門來限制CCD102的曝光時(shí)間。當(dāng)期間3結(jié)束時(shí)，準(zhǔn)備 讀出期間R(A)的開始，利用光學(xué)系統(tǒng)控制部106d來關(guān)閉機(jī)械快門102a。期間4至期間6是讀出期間R (A)、 R (B)、 R (C)，各個(gè)期間的長(zhǎng) 度由CCD102輸出圖像信號(hào)的速度(CCD102的總像素?cái)?shù)及CCD102的驅(qū) 動(dòng)頻率)來決定。在通常拍攝模式以及通常連拍模式中，像素混合控制部 106c未進(jìn)行混合多個(gè)像素的圖像信號(hào)后讀出(混合讀出模式)，而是向CCD 驅(qū)動(dòng)IC111請(qǐng)求單獨(dú)讀出全部像素的圖像信號(hào)的通常讀出模式，CCD驅(qū)動(dòng) IC111按照其請(qǐng)求來驅(qū)動(dòng)CCD102。在讀出期間R (A)、 R (B)、 R (C) 中，在CCD102內(nèi)未積蓄新的圖像信號(hào)，所以機(jī)械快門102a為關(guān)閉的狀 態(tài)。圖5所示的期間4為讀出期間R (A)，在圖2 (b)中僅讀出標(biāo)注了 "A"的水平線群的圖像信號(hào)。同樣，期間5為讀出期間R (B)，在圖2 (b)中僅讀出標(biāo)注了 "B"的水平線群的圖像信號(hào)。期間6為讀出期間R (C)，在圖2 (b)中僅讀出標(biāo)注了 "C"的水平線群的圖像信號(hào)。將這樣 的讀出方式稱為"3場(chǎng)驅(qū)動(dòng)"。這樣，為了讀出CCD102的全部圖像信號(hào)， 需要從期間4到期間6的時(shí)間。此外，在期間4至期間6的各個(gè)期間的開 始時(shí)，先高速地清除垂直傳輸線的殘留電荷。由此來實(shí)現(xiàn)拍攝圖像的高像 質(zhì)化。通過以上動(dòng)作來取得第一張圖像的圖像信號(hào)。期間7是用于取得CCDVD和LCDVD同步的期間。期間4至期間6 的長(zhǎng)度如上所述由CCD102輸出圖像信號(hào)的速度決定。另一方面，LCDVD 在期間4至期間6中也以1/30秒的周期進(jìn)行更新。因此，期間6的結(jié)束通 常不與LCDVD同步。在此，使得CCDVD與期間6結(jié)束后的第 一個(gè)LCDVD 同步。另外，在期間6結(jié)束之后，準(zhǔn)備第二張圖像的曝光期間E的開始， 這需要利用光學(xué)系統(tǒng)控制部106d來打開機(jī)械快門102a，因此期間7還具 有等待機(jī)械快門102a成為完全打開的狀態(tài)的目的。關(guān)于期間7，如果沒有 上述需要就可以省略掉。在期間7之后轉(zhuǎn)移至第二張圖像的拍攝動(dòng)作。期間8至期間12的動(dòng) 作與期間2至期間6的動(dòng)作相同，當(dāng)期間12結(jié)束時(shí)取得第二張圖像的圖 像信號(hào)。之后，在按下快門按鈕108期間返回拍攝。此外，在利用操作按 鈕110的操作選擇了通常拍攝模式時(shí)，在期間7之前結(jié)束拍攝動(dòng)作，其后 返回監(jiān)視期間M。2.5在高速連拍模式下的動(dòng)作(+9像素混合讀出模式)圖6是在高速連拍模式(本發(fā)明的連續(xù)拍攝模式)下的拍攝動(dòng)作的一 例的時(shí)序圖。這里，高速連拍模式中的CCD102的讀出模式被設(shè)定為9像 素混合讀出模式。期間21是監(jiān)視期間M，并與圖5所示的通常連拍模式 (或通常拍攝模式)的期間1相同，所以省略說明。期間22和期間23是 曝光期間E，分別與圖5所示的通常連拍模式(或通常拍攝模式)的期間 2和期間3相同，所以省略說明。當(dāng)期間23結(jié)束時(shí)準(zhǔn)備讀出期間R (9) 的開始，利用光學(xué)系統(tǒng)控制部106d來關(guān)閉機(jī)械快門102a。期間24是讀出期間R (9)，其長(zhǎng)度由CCD102輸出圖像信號(hào)的速度來決定。像素混合控制部106c向CCD驅(qū)動(dòng)IClll請(qǐng)求將CCD102的某像 素的圖像信號(hào)與其周邊8像素的圖像信號(hào)混合后輸出的9像素混合讀出模 式(本發(fā)明的混合讀出模式的一例)，CCD驅(qū)動(dòng)IClll按照其請(qǐng)求來驅(qū)動(dòng) CCD102。由此，圖像信號(hào)量變?yōu)?/9。因此，讀出期間R (9)的長(zhǎng)度變 為通常連拍模式(或通常拍攝模式)的讀出期間R (A)、 R (B)、 R (C) 的長(zhǎng)度合計(jì)的1/9左右。讀出期間R (9)中，在CCD102內(nèi)未積蓄新的圖 像信號(hào)，所以機(jī)械快門102a為關(guān)閉的狀態(tài)。此外，在期間24的開始，高 速地清除垂直傳輸線的殘留電荷。由此來實(shí)現(xiàn)拍攝圖像的高像質(zhì)化。通過 以上動(dòng)作可取得第一張圖像的圖像信號(hào)。當(dāng)期間24結(jié)束時(shí)，準(zhǔn)備對(duì)第二 張圖像的曝光期間E的開始，利用光學(xué)系統(tǒng)控制部106d來打開機(jī)械快門 102a。在圖5中例示的通常拍攝模式以及通常連拍模式為3場(chǎng)驅(qū)動(dòng)，不過一 般情況下，9像素混合讀出可利用1場(chǎng)驅(qū)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。因此，如圖6所示， 在高速連拍模式中可僅設(shè)置R (9)作為讀出期間。當(dāng)混合多個(gè)像素(這里是9像素)的圖像信號(hào)后讀出時(shí)，各個(gè)像素的 圖像信號(hào)增加了混合后的像素?cái)?shù)部分，所以可取得與延長(zhǎng)曝光時(shí)間相同的 效果。因此，為了使其不構(gòu)成過度曝光，而縮短曝光時(shí)間或者縮小光學(xué)系 統(tǒng)101內(nèi)的光圈機(jī)構(gòu)(未圖示)。這樣，通過進(jìn)行像素混合讀出，不僅是 讀出期間，就連曝光時(shí)間也能夠縮短。如果能夠縮短用于取得適當(dāng)曝光的曝光時(shí)間，則存在可將曝光期間E 以1/30秒的整數(shù)倍縮短的情況。例如，即使是在通常連拍模式時(shí)，拍攝所 需的曝光時(shí)間為大于等于1/30秒小于1/15秒，作為曝光期間E需要2X CCDVD (1/15秒)這樣的被攝體，存在在高速連拍模式時(shí)拍攝所需的曝 光時(shí)間為小于1/30秒，只要將作為曝光期間E設(shè)置1 XCCDVD(1/30秒)， 就可取得充分的適當(dāng)曝光的情況。如果曝光期間E從2XCCDVD (1/15 秒)變?yōu)?XCCDVD (1/30秒)，則某一個(gè)讀出期間R (9)與其下一讀出 期間R(9)的時(shí)間間隔變小，這樣可產(chǎn)生連拍間隔變短的效果。另一方面，如果是通常連拍模式時(shí)的拍攝所需的曝光時(shí)間為小于1/30 秒，曝光期間E在1XCCDVD (1/30秒)結(jié)束這樣的被攝體，則即使作 為高速連拍模式時(shí)的曝光期間E也需要1XCCDVD (1/30秒)，但可通過電子快門控制，使曝光時(shí)間短于通常連拍模式時(shí)的曝光時(shí)間。如果通過電 子快門使曝光時(shí)間縮短，則產(chǎn)生了能夠抑制手抖或被攝體晃動(dòng)這樣的效 果。此外，圖3是在某個(gè)像素的圖像信號(hào)中混合了其周邊8像素的圖像信 號(hào)后讀出的例子，不過可以變更混合圖像信號(hào)的像素?cái)?shù)。期間25是用于取得CCDVD和LCDVD同步的期間，因?yàn)槠陂g25與 圖5所示的期間7相同，所以省略說明。期間26至期間28與期間22至 期間24相同，當(dāng)期間28結(jié)束時(shí)取得第二張圖像的圖像信號(hào)。之后，在按 下快門按鈕108的期間，重復(fù)拍攝。2.6在高速連拍模式下的其它動(dòng)作例(+3像素混合讀出模式) 這里，表示高速連拍模式(本發(fā)明的連續(xù)拍攝模式)中的CCD的讀 出模式被設(shè)定為3像素混合讀出模式的情況。關(guān)于9像素混合讀出，在構(gòu) 成中心的像素的圖像信號(hào)中混合其上下左右及傾斜方向的8個(gè)像素的圖像 信號(hào)。與此相對(duì)，關(guān)于3像素混合讀出，在構(gòu)成中心的像素的圖像信號(hào)中 僅混合其上下方向的2個(gè)像素的圖像信號(hào)后讀出，所以沒有混合其左右、 傾斜方向的像素的圖像信號(hào)。因此，關(guān)于左右方向能夠取得清晰感更高的 拍攝圖像。圖7是表示高速連拍模式時(shí)的3像素混合讀出的動(dòng)作的一例的時(shí)序 圖。期間41為監(jiān)視期間M，并與圖5所示的通常連拍模式(或通常拍攝 模式)的期間1相同，所以省略說明。期間42和期間43是曝光期間E， 分別與圖5所示的通常連拍模式(或通常拍攝模式)的期間2和期間3相 同,所以省略說明。當(dāng)期間43結(jié)束時(shí)準(zhǔn)備讀出期間R (3)的開始，利用 光學(xué)系統(tǒng)控制部106d來關(guān)閉機(jī)械快門102a。期間44是讀出期間R (3)，其期間的長(zhǎng)度由CCD102輸出圖像信號(hào) 的速度來決定。在高速連拍模式的3像素混合讀出中，像素混合控制部106c 向CCD驅(qū)動(dòng)IC111請(qǐng)求將CCD102的某像素的圖像信號(hào)與其上下2像素 的圖像信號(hào)混合后輸出的3像素混合讀出模式(本發(fā)明的混合讀出模式的 一例)。CCD驅(qū)動(dòng)IClll按照其請(qǐng)求來驅(qū)動(dòng)CCD102。由此，圖像信號(hào)量 變?yōu)?/3。因此，讀出期間RG)的長(zhǎng)度變?yōu)榕c圖5所示的通常連拍模式 (或通常拍攝模式)的讀出期間R (A)、 R (B)、 R (C)中某一個(gè)期間長(zhǎng) 度相同的程度。讀出期間R(3)中，在CCD102內(nèi)未積蓄新的圖像信號(hào)，所以機(jī)械快門102a為關(guān)閉的狀態(tài)。此外，在期間44的開始，高速地清除 垂直傳輸線的殘留電荷，由此來實(shí)現(xiàn)拍攝圖像的高像質(zhì)化。通過以上動(dòng)作 可取得第一張圖像的圖像信號(hào)。當(dāng)期間44結(jié)束時(shí)，準(zhǔn)備第二張圖像的曝 光期間E的開始，利用光學(xué)系統(tǒng)控制部106d來打開機(jī)械快門102a。在圖5所示的例子中為3場(chǎng)驅(qū)動(dòng)，不過一般情況下，3像素混合讀出 可利用l場(chǎng)驅(qū)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。因此，如圖7所示，在高速連拍模式中可僅設(shè)置 R (3)作為讀出期間。當(dāng)混合多個(gè)像素(這里是3像素)的圖像信號(hào)后讀出時(shí)，各個(gè)像素的 圖像信號(hào)增加了混合后的像素?cái)?shù)部分，所以可取得與延長(zhǎng)曝光時(shí)間相同的 效果。因此，為了使其不構(gòu)成過度曝光，而縮短曝光時(shí)間或者縮小光學(xué)系 統(tǒng)101內(nèi)的光圈機(jī)構(gòu)(未圖示)。這樣，通過進(jìn)行像素混合讀出，不僅是 讀出期間，就連曝光時(shí)間也能夠縮短。一般情況下，該曝光時(shí)間縮短效果的大小由混合了某像素的周邊幾個(gè) 像素的圖像信號(hào)來決定，所以利用3像素混合讀出而取得的曝光時(shí)間的縮 短效果小于利用9像素混合讀出而取得的曝光時(shí)間的縮短效果。如果能夠縮短用于取得適當(dāng)曝光的曝光時(shí)間，則存在可將曝光期間E 以l/30秒的整數(shù)倍縮短的情況。例如，即使是在通常連拍模式時(shí)，拍攝所 需的曝光時(shí)間為大于等于1/30秒小于1/15秒，作為曝光期間E需要2X CCDVD (1/15秒)這樣的被攝體，存在在高速連拍模式時(shí)拍攝所需的曝 光時(shí)間為小于1/30秒，只要將作為曝光期間E設(shè)置1XCCDVD(1/30秒)， 就可取得充分的適當(dāng)曝光的情況。如果曝光期間E從2XCCDVD (1/15 秒)變?yōu)?XCCDVD (1/30秒)，則某一個(gè)讀出期間R (3)與其下一讀出 期間RG)的時(shí)間間隔變小，這樣可產(chǎn)生連拍間隔變短的效果。另一方面，如果是通常連拍模式時(shí)的拍攝所需的曝光時(shí)間為小于1/30 秒，曝光期間E在1XCCDVD (1/30秒)結(jié)束這樣的被攝體，則即使作 為高速連拍模式時(shí)的曝光期間E也需要1XCCDVD (1/30秒)，但可通過 電子快門控制，使曝光時(shí)間短于通常連拍模式時(shí)的曝光時(shí)間。如果通過電 子快門使曝光時(shí)間縮短，則產(chǎn)生了能夠抑制手抖或被攝體晃動(dòng)這樣的效 果。此外，圖4是在某個(gè)像素的圖像信號(hào)中混合了其上下2像素的圖像信 號(hào)后讀出的例子，不過可以變更混合圖像信號(hào)的像素?cái)?shù)。和LCDVD同步的期間，因?yàn)槠陂g45與 圖5所示的期間7相同，所以省略說明。期間46至期間48與期間42至 期間44相同，當(dāng)期間48結(jié)束時(shí)取得第二張圖像的圖像信號(hào)。之后，在按 下快門按鈕108的期間，重復(fù)拍攝。此外，像素混合控制部106c監(jiān)視存 儲(chǔ)卡109的空余容量，在空余容量小于預(yù)定量時(shí)，可自動(dòng)地從3像素混合 讀出模式切換為9像素混合讀出模式。3.其它在本實(shí)施方式中，與通常拍攝模式、通常連拍模式、高速連拍模式無 關(guān)，通過在讀出期間的開始，高速清除垂直傳輸線的殘留電荷，來實(shí)現(xiàn)拍 攝圖像的高像質(zhì)化?？墒牵⒎潜匦韪咚偾宄怪眰鬏斁€的殘留電荷。通 過在通常拍攝模式以及通常連拍模式中進(jìn)行垂直傳輸線的殘留電荷的高 速清除、在高速連拍模式中不進(jìn)行垂直傳輸線的殘留電荷的高速清除，可 以進(jìn)一步提高連拍速度。表1的例子中，在通常連拍模式下，讀出模式被設(shè)定為通常讀出模式， 不過如表2所示，在通常連拍模式以及高速連拍模式的雙方即連拍模式中 可以將讀出模式設(shè)定為混合讀出模式(9像素混合讀出模式或3像素混合 讀出模式)。通過此結(jié)構(gòu)可在連拍模式中進(jìn)行高速的圖像信號(hào)讀出，并且 能夠抑制拍攝圖像的像質(zhì)下降。[表2]拍攝模式讀出模式通常拍攝模式通常讀出模式連拍模式(包括通常連拍/高速連拍)混合讀出模式(9像素混合或3像素 混合)在連拍模式中執(zhí)行的混合讀出模式的混合的像素?cái)?shù)可由使用者通過操作按鈕110來指定，也可以在數(shù)碼相機(jī)100制造時(shí)固定。或者，將混合 的像素?cái)?shù)的默認(rèn)值設(shè)為9像素，并根據(jù)曝光量來進(jìn)行切換。另外，連拍模 式中，在通常連拍模式時(shí)可將在混合讀出模式下混合的像素?cái)?shù)作為3像素， 在高速連拍模式時(shí)可將混合的像素?cái)?shù)作為9像素。另外，在連拍模式下， 還可進(jìn)一步切換為通常讀出模式。另夕卜，在實(shí)施方式中，可進(jìn)行3像素混合讀出和9像素混合讀出作為 混合讀出，不過并非僅限定于此。還可以從更多的數(shù)量中選擇混合的像素 數(shù)。另外，在本實(shí)施方式中，設(shè)有用于在每次獲得一張圖像的圖像信號(hào)時(shí)取CCDVD與LCDVD同步的期間?？墒?，在監(jiān)視期間內(nèi)沒有取得CCDVD 與LCDVD同步這樣的情況下，可不設(shè)置用于在每次獲得一張圖像的圖像 信號(hào)時(shí)取CCDVD與LCDVD同步的期間。由此可進(jìn)一步提高連拍速度。另外，在本實(shí)施方式中，設(shè)有用于在每次獲得一張圖像的圖像信號(hào)時(shí) 取CCDVD與LCDVD同步的期間。但也可以只在通常連拍或者高速連拍 結(jié)束之后、即取得多張圖像的圖像信號(hào)之后，設(shè)置1次用于取得CCDVD 和LCDVD同步的期間。由此可進(jìn)一步提高連拍速度。另外在本實(shí)施方式中，進(jìn)行機(jī)械快門101a控制，以使在讀出期間的 開始時(shí)刻關(guān)閉機(jī)械快門101a，在讀出期間的結(jié)束時(shí)刻打開機(jī)械快門101a。 可是，在高速連拍模式中機(jī)械快門101a的驅(qū)動(dòng)次數(shù)飛快增加，所以考慮 到機(jī)械快門101a的壽命，在高速連拍模式時(shí)可不進(jìn)行機(jī)械快門101a控制。[商業(yè)上的可利用性]根據(jù)本發(fā)明可在抑制拍攝圖像的像質(zhì)下降的同時(shí)進(jìn)行高速的連拍，所 以可適用于數(shù)碼照相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、帶有照相機(jī)的移動(dòng)電話等攝像設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種攝像裝置，其特征在于，作為拍攝模式具有針對(duì)單一拍攝指示生成單一圖像數(shù)據(jù)的通常拍攝模式、和針對(duì)單一拍攝指示生成多個(gè)圖像數(shù)據(jù)的連拍模式，該攝像裝置的特征在于，具有設(shè)定部，其設(shè)定拍攝模式；攝像元件，其具有多個(gè)像素，并且作為讀出模式具有輸出全部像素的圖像信號(hào)的通常讀出模式、以及混合預(yù)定像素的圖像信號(hào)和其周邊像素的圖像信號(hào)而輸出的混合讀出模式；以及像素混合控制部，其控制所述攝像元件的讀出模式，所述像素混合控制部在所述拍攝模式被設(shè)定為所述連拍模式時(shí)，使所述攝像元件在所述混合讀出模式下動(dòng)作。
2. —種攝像裝置，作為拍攝模式具有針對(duì)單一拍攝指示生成單一圖 像數(shù)據(jù)的通常拍攝模式、和針對(duì)單一拍攝指示生成多個(gè)圖像數(shù)據(jù)的連拍模 式，該攝像裝置的特征在于，具有設(shè)定部，其設(shè)定拍攝模式；攝像元件，其具有多個(gè)像素，并且作為讀出模式具有輸出全部像素的 圖像信號(hào)的通常讀出模式、以及混合預(yù)定像素的圖像信號(hào)和其周邊像素的 圖像信號(hào)而輸出的混合讀出模式；以及像素混合控制部，其控制所述攝像元件的讀出模式，所述連拍模式包括通常連拍模式和高速連拍模式，該高速連拍模式對(duì)于單一拍攝指示與所述通常連拍模式相比在每單位時(shí)間內(nèi)能生成的圖 像數(shù)據(jù)的數(shù)量較多，所述像素混合控制部，在所述拍攝模式被設(shè)定為所述通常連拍模式 時(shí)，使所述攝像元件在所述通常讀出模式下動(dòng)作，在所述拍攝模式被設(shè)定為所述高速連拍模式時(shí)，使所述攝像元件在所 述混合讀出模式下動(dòng)作。
3. —種攝像裝置，作為拍攝模式具有針對(duì)單一拍攝指示生成單一圖 像數(shù)據(jù)的通常拍攝模式、和針對(duì)單一拍攝指示生成多個(gè)圖像數(shù)據(jù)的連拍模 式，該攝像裝置的特征在于，具有設(shè)定部，其設(shè)定拍攝模式；攝像元件，其具有多個(gè)像素，并且作為讀出模式具有輸出全部像素的 圖像信號(hào)的通常讀出模式、以及混合預(yù)定像素的圖像信號(hào)和其周邊像素的圖像信號(hào)而輸出的混合讀出模式；以及像素混合控制部，其控制所述攝像元件的讀出模式， 所述像素混合控制部，在所述拍攝模式被設(shè)定為所述連拍模式時(shí)，能夠按照所述設(shè)定部的設(shè)定，將所述攝像元件的讀出模式切換為所述混合讀出模式或者所述通常讀出模式中的任意一個(gè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的攝像裝置，其特征在于， 所述攝像元件的混合讀出模式中混合的周邊像素的數(shù)量可以變更， 所述設(shè)定部能夠設(shè)定在所述混合讀出模式中混合的周邊像素的數(shù)量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的攝像裝置，其特征在于， 所述攝像元件的混合讀出模式中混合的周邊像素的數(shù)量可以變更， 所述操作部能夠設(shè)定所述連拍模式中的連拍速度， 所述像素混合控制部根據(jù)所述連拍速度來設(shè)定在所述混合讀出模式中混合的周邊像素的數(shù)量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的攝像裝置，其特征在于， 所述攝像元件的混合讀出模式中混合的周邊像素的數(shù)量可以變更， 所述像素混合控制部根據(jù)被攝體的明暗來變更所述混合的周邊像素的數(shù)量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的攝像裝置，其特征在于， 所述攝像裝置還具有存儲(chǔ)所述圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)部， 所述攝像元件的混合讀出模式中混合的周邊像素的數(shù)量可以變更， 所述像素混合控制部根據(jù)所述存儲(chǔ)部的空余容量來變更所述混合的周邊像素的數(shù)量。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的攝像裝置，其特征在于， 在所述混合讀出模式中混合的周邊像素的數(shù)量為3或9。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的攝像裝置，其特征在于， 能夠?qū)⑺龌旌献x出模式中混合的周邊像素的數(shù)量變更為3或9。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的攝像裝置，其特征在于，能夠?qū)⑺龌旌献x出模式中混合的周邊像素的數(shù)量變更為3或9。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的攝像裝置，其特征在于，能夠?qū)⑺龌旌献x出模式中混合的周邊像素的數(shù)量變更為3或9。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的攝像裝置，其特征在于， 能夠?qū)⑺龌旌献x出模式中混合的周邊像素的數(shù)量變更為3或9。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在抑制拍攝圖像的像質(zhì)下降的同時(shí)可進(jìn)行高速連拍的攝像裝置。在作為拍攝模式具有通常拍攝模式和生成連續(xù)的多個(gè)圖像數(shù)據(jù)的連拍模式的攝像裝置中，具有操作部(110)，其接受用于設(shè)定拍攝模式的指示；攝像元件(102)，其作為讀出模式具有輸出全部像素的圖像信號(hào)的通常讀出模式、以及混合預(yù)定像素的圖像信號(hào)和其周邊像素的圖像信號(hào)而輸出的混合讀出模式；信號(hào)處理部(106b)，其根據(jù)從攝像元件輸出的圖像信號(hào)生成圖像數(shù)據(jù)；以及像素混合控制部(106c)，其控制攝像元件的讀出模式。在將拍攝模式設(shè)定為所述連拍模式時(shí)，像素混合控制部使攝像元件在混合讀出模式下動(dòng)作。
文檔編號(hào)H04N5/225GK101325661SQ200810130220
公開日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2008年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月14日
發(fā)明者鈴木悠一 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社