摄像装置、摄像方法制造方法及图纸

提供摄像装置、摄像方法。目的是提供能够得到减轻了曝光的不连续性或被摄体变形的自然的合成图像的摄像装置等。该摄像装置具有：图像传感器(23)，其利用时间Te读出图像；机械快门(22)，其利用满足Te＞Tm的行进时间Tm进行开闭动作；系统控制部(10)，其将机械快门(22)控制成使得从打开到关闭的时间为T1并且使图像传感器(23)利用满足T1＞T2的时间T2连续性地读出多帧图像；以及图像合成部，其由多帧图像生成合成图像，系统控制部(10)进行控制，使得利用时间T1不泄漏地读出在任意的像素中曝光的电荷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及取得多帧图像数据进行合成的摄像装置、摄像方法。
技术介绍
近年来，在数码相机等摄像装置中，提供并销售如下的摄像装置：通过对从图像传感器连续地读出的多帧图像进行合成，而实现在1帧的摄影图像中无法表现的新的图像处理效果的图像，或者取得在1帧的摄影中无法简单地得到的图像。例如，在日本特开2010-136058号公报中提出如下的摄像装置：通过对多帧图像进行合成而容易地得到移摄摄影的图像。在利用以往的照相机进行移摄摄影时，摄影者要拍摄期望的移摄图像并不简单。具体而言，有时摄影者并不知道使背景成为适度的移动量这样的适合移摄的快门速度。此外，如果为了使适合移摄的快门速度为背景移动这样的稍长的快门速度，而不适当地设定光圈值或ISO感光度，仅设定适合移摄的快门速度来进行摄影，则有时曝光量变得过多而成为曝光过剩。与此相对，在该公报中记载的摄像装置对利用适当的曝光连续拍摄的多帧图像进行合成而得到移摄图像，因此不仅得到适当的曝光的合成图像，也可以得到出现摄影者所喜欢的移摄效果的快门速度的合成图像。此外，在本公报所记载的技术中，从图像数据内的多个被摄体中检测出想要移动的被摄体(背景)和不想移动的被摄体(主要被摄体)，通过以主要被摄体不移动而背景移动的方式来合成图像，能够更简单地进行移摄摄影。上述日本特开2010-136058号公报中记载的这样的在合成连拍得到的图像而生成1帧的图像时，作为连拍方法考虑如下的方法：重复地进行机械快门的开闭动作的机械快门连拍的方法、以及通常的CMOS图像传感器的动态图像摄影这样的在保持打开机械快门的状态下重复地进行从图像传感器的读出的基于所谓的电子快门的连拍(以下适当记载为电子读出连拍)的方法。对利用这样的机械快门连拍或者电子读出连拍所拍摄的多帧图像进行合成而得到的移摄图像成为与习惯移摄的专业摄影师利用机械快门拍摄1帧而得到的移摄图像不同的图像。具体而言，在利用机械快门进行连拍的情况下，由于在对1帧的图像进行摄影之后暂时关闭快门，然后为了对下一帧的图像进行摄影而进行打开快门的动作，由于从关闭到打开的时间(例如1/10(sec)左右)而产生在连续的帧之间未进行摄影的曝光缺失。例如，通常在对摩托车运动或野鸟的飞行等进行移摄时以左右的快门速度进行摄影，因此在机械快门连拍中在各图像间会产生接近快门速度的数量级的1/10(sec)左右的曝光缺失。如果对连拍而得到的多帧图像进行合成而生成移摄摄影图像，则由于主要被摄体静止因此无违和感，但背景部分的移动情况因曝光缺失而呈断续状。因此，在使用机械快门连拍的移摄摄影图像的合成中，无法得到像专业摄影师利用1帧的图像进行摄影得到的移摄图像那样的自然的移动情况的图像。另一方面，电子读出连拍以如下的方式进行。在近年的数码相机中使用的CMOS图像传感器中，通常按照各行依次读出在行和列方向上配置的多个像素的各信号。在每一行结束所蓄积的像素信号的读出的时刻，再次开始该行的像素的信号蓄积，进行下一行的读出。由于这样在电子读出连拍中不中断各行的曝光而能够进行连拍，因此不会发生像机械快门连拍的情况那样的曝光缺失。但是，从开始图像的最上面第1行的读出到最下面1行的读出结束为止的时间(所谓的电子快门的行进时间)比机械快门的行进时间长。如果列举具体例，机械快门从图像传感器的上端行进到下端需要左右，但一般的CMOS图像传感器中的1画面的电子读出所需要的时间为左右。因此，如果使用电子快门，则在图像的上侧部分和下侧部分之间曝光时机发生偏差，因此在对动态的被摄体进行摄影的情况下或者像移摄那样使照相机自身移动而进行摄影的情况下，在摄影图像中发生被摄体不自然地变形的现象。参照附图进一步具体地进行说明。例如，考虑如图4所示的相对于静止的背景BO，使照相机朝着主要被摄体MO从右向左摆动而对从右侧向左侧行驶的车辆等主要被摄体MO进行移摄摄影的情况。此时，在对利用机械快门连拍得到的多帧图像进行合成的情况下，由于像上述那样在各帧的图像间产生曝光缺失，因此如图11所示，成为背景BO的移动断续地终端的不自然的移动情况的图像。这里，图11是示出由利用机械快门连拍得到的多帧图像所合成的移摄摄影图像SP1的例子的图。并且，在针对所有的多帧图像不使用机械快门、仅使用电子快门(在图12的例中假定从下向上行进的电子快门)的情况下，关于包含最初的1帧和最后的1帧的所有帧，图像的上侧和下侧的曝光时机的偏差较大。因此，在合成图像中，如图12所示，越向图像的上侧，背景BO越向右侧变形，会成为不自然的图像。这里，图12是示出由利用电子快门连拍得到的多帧图像合成的移摄摄影图像SP2的例子的图。在这样对连拍得到的图像进行合成而生成1帧图像的摄像装置中，如果连拍的方法是机械快门连拍，则由于帧间的曝光缺失的原因，如果是电子读出连拍则由于各行的曝光时机的偏差引起的被摄体变形的原因，与利用1帧的图像进行移摄摄影得到的图像相比较，会成为不自然的图像。这样合成图像成为不自然的图像不仅在将上述的移摄简单化的合成处理的情况下成立，在当前提出且市售的数码照相机中搭载的各种图像合成处理，例如对曝光不同的多帧图像进行连拍而合成动态范围比1帧图像大的图像的图像合成处理、对多帧图像进行平均合成而降低随机噪声的图像合成处理等合成多帧图像的各种图像合成处理也同样成立。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供减轻了由多帧图像数据得到的合成图像数据因曝光的不连续性和电子读出而引起的被摄体变形、成为更自然的图像的摄像装置、摄像方法。本专利技术的某方式的摄像装置具有：摄像元件，其利用排列成二维状的多个像素对被摄体光像进行受光而生成图像数据，利用读出时间Te进行读出；机械快门，其配置在上述摄像元件的前面，通过满足Te＞Tm的行进时间Tm的开闭动作来控制上述摄像元件的曝光时间；控制部，其将该机械快门控制成使得上述机械快门从打开到关闭的总曝光时间为T1，并且按照利用满足T1＞T2的1帧曝光时间T2连续性地读出多帧图像数据的方式对上述摄像元件进行电子快门控制；以及图像合成部，其将上述多帧图像数据合成而生成至少1帧的合成图像数据，上述控制部控制成利用上述总曝光时间T1不泄漏地读出在任意的像素中曝光的电荷。本专利技术的某方式的摄像方法具有如下的步骤：摄像步骤，利用摄像元件的排列成二维状的多个像素对被摄体光像进行受光而生成图像数据，利用读出时间Te进行读出；曝光步骤，利用配置在上述摄像元件的前面的机械快门，通过满足Te＞Tm的行进时间Tm的开闭动作来控制上述摄像元件的曝光时间；控制步骤，将上述机械快门控制成使得该机械快门从打开到关闭的总曝光时间为T1，并且按照利用满足Tl＞T2的1帧曝光时间T2来连续性地读出多帧图像数据的方式对上述摄像元件进行电子快门控制；以及图像合成步骤，对上述多帧图像数据进行合成而生成至少1帧的合成图像数据，上述控制步骤是控制成利用上述总曝光时间T1不泄漏地读出在任意的像素中曝光的电荷的步骤。附图说明图1是示出本专利技术的实施方式1的摄像装置的结构的框图。图2是示出上述实施方式1的摄像装置的移摄摄影处理的动作的流程图。图3是示出上述实施方式1的移摄摄影模式中的曝光的情形的时序图。图4示出在上述实施方式1中包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摄像装置，其取得多帧图像数据并进行合成，其特征在于，具有：摄像元件，其利用排列成二维状的多个像素对被摄体光像进行受光而生成图像数据，利用读出时间Te进行读出；机械快门，其配置在上述摄像元件的前面，通过满足Te＞Tm的行进时间Tm的开闭动作来控制上述摄像元件的曝光时间；控制部，其将该机械快门控制成使得上述机械快门从打开到关闭的总曝光时间为T1，并且按照利用满足T1＞T2的1帧曝光时间T2连续性地读出多帧图像数据的方式对上述摄像元件进行电子快门控制；以及图像合成部，其将上述多帧图像数据合成而生成至少1帧的合成图像数据，上述控制部控制成利用上述总曝光时间T1不泄漏地读出在任意的像素中曝光的电荷。

【技术特征摘要】
2015.08.19 JP 2015-1620371.一种摄像装置，其取得多帧图像数据并进行合成，其特征在于，具有：摄像元件，其利用排列成二维状的多个像素对被摄体光像进行受光而生成图像数据，利用读出时间Te进行读出；机械快门，其配置在上述摄像元件的前面，通过满足Te＞Tm的行进时间Tm的开闭动作来控制上述摄像元件的曝光时间；控制部，其将该机械快门控制成使得上述机械快门从打开到关闭的总曝光时间为T1，并且按照利用满足T1＞T2的1帧曝光时间T2连续性地读出多帧图像数据的方式对上述摄像元件进行电子快门控制；以及图像合成部，其将上述多帧图像数据合成而生成至少1帧的合成图像数据，上述控制部控制成利用上述总曝光时间T1不泄漏地读出在任意的像素中曝光的电荷。2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，当设上述机械快门的前帘开始行进的时刻为tms、设拍摄上述多帧内的第1帧时的电子快门的前帘开始行进的时刻为tles，设拍摄最后一帧时的电子快门的前帘开始行进的时刻为tfes时，上述控制部以满足(tms－Te+Tm－T2)＜tles≤(tms－Te+Tm)和(tms+Tl－T2)≤tfes＜(tms+Tl)的方式，对上述机械快门和上述摄像元件进行控制。3.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，该摄像装置还具有：自动曝光控制部，其自动检测包含适当曝光时间在内的曝光条件；以及用户接口部，其用于设定输入包含上述总曝光时间T1在内的摄影条件，上述控制部将上述适当曝光时间设定为上述1帧曝光时间T2，仅在满足上述T1＞T2时进行上述电子快门控制。4.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，该摄像装置还具有：自动曝光控制部，其自动检测包含适当曝光时间在内的曝光条件；镜头，其将被摄体光像成像于上述摄像元件；以及加速度检测部，其检测加速度，上述控制部将上述适当曝光时间设定为上述1帧曝光时间T2，并且根据上述镜
\t头的焦点距离和上述加速度检测部的检测结果中的至少一方，设定上述总曝光时间T1作为适合移摄摄影的时间，仅在满足上述T1＞T2时进行上述电子快门控制。5.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，该摄像装置还具有自动曝光控制部，该自动曝光控制部自动检测包含适当曝光时间在内的曝光条件，上述控制部将上述适当曝光时间和能够无视手抖的影响的时间中的任意方设定为上述1帧曝光时间T2，并且确定低噪声化所需要的帧数L，将上述总曝光时间T1设定为L...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩崎宏明，
申请(专利权)人：奥林巴斯株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP