JP4849556B2 - Imaging apparatus and control method thereof - Google Patents

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Description

従来から、CCDやCMOSAPSを撮像素子として使用し、撮影した画像を記録するデジタルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置が広く知られている。これらの撮像装置の中には、撮影する被写体の明るさを測光して、撮影感度を制御し、撮影画像の白とびを少なく、かつ、暗すぎないように制御しているものが多い。   2. Description of the Related Art Conventionally, imaging devices such as digital cameras and digital video cameras that use a CCD or CMOSAPS as an imaging device and record captured images are widely known. Many of these imaging devices measure the brightness of the subject to be photographed to control the photographing sensitivity so that the overshoot of the photographed image is reduced and not too dark.

感度制御の手段として、撮像素子への入射光量を制御する絞り制御、撮像素子の露光時間を制御するシャッタ制御などがある。また、撮像装置内で信号を増幅することで、撮影画像の輝度の制御も行っている。   Sensitivity control means include aperture control for controlling the amount of light incident on the image sensor, shutter control for controlling the exposure time of the image sensor, and the like. In addition, the brightness of the captured image is also controlled by amplifying the signal in the imaging apparatus.

これらの信号増幅の手段として、主に、撮像素子やAFE(アナログフロントエンド)でのアナログ信号増幅と、撮像信号処理回路でのデジタル信号増幅とがある。信号増幅手段は、撮像装置内で複数個所にあるのが一般的である。   As these signal amplification means, there are mainly analog signal amplification in an image sensor or AFE (analog front end) and digital signal amplification in an image signal processing circuit. In general, the signal amplifying means is provided at a plurality of locations in the imaging apparatus.

ところで、撮像装置で得られる画像に現れるノイズは、撮像装置内のどの増幅手段で増幅するかによってその量が異なる。一般的に、信号増幅は、撮像装置内の前段で行う方が画像に現れるノイズが少ないとされる。   By the way, the amount of noise appearing in an image obtained by the imaging apparatus varies depending on which amplification means in the imaging apparatus amplifies. In general, it is assumed that signal amplification causes less noise to appear in an image when it is performed in the previous stage in the imaging apparatus.

例えば、後述する図1において、増幅手段105と増幅手段107の間に何らかの電気的ノイズが混入するとした場合を例にその理由を説明する。この場合、増幅手段107で増幅した信号は、増幅手段105で増幅した信号に比べて、増幅手段107での信号増幅率だけ電気的ノイズも増幅してしまう。   For example, in FIG. 1 to be described later, the reason will be described by taking as an example a case where some electrical noise is mixed between the amplifying means 105 and the amplifying means 107. In this case, the signal amplified by the amplifying unit 107 amplifies the electrical noise by the signal amplification factor of the amplifying unit 107 as compared with the signal amplified by the amplifying unit 105.

この場合は、主にA/Dコンバータ106でのノイズを増幅してしまうことになる。このような状況から、一般的には撮像装置内で信号増幅を行う際は、光電変換素子に近い側で信号増幅を行うと、途中に混入するノイズに対して、画質のよい画像が得られる。   In this case, noise in the A / D converter 106 is mainly amplified. Under such circumstances, generally, when signal amplification is performed in an imaging apparatus, if signal amplification is performed on the side closer to the photoelectric conversion element, an image with good image quality can be obtained against noise mixed in the middle. .

しかし、撮像装置内でアナログ的に信号を増幅する場合、増幅手段の出力振幅が大きくなり、増幅手段は取り扱う信号振幅が大きくなるので、電力をより多く消費してしまう。後述する図2にその様子を示す。   However, when the signal is amplified in an analog manner in the imaging apparatus, the output amplitude of the amplifying unit becomes large, and the signal amplitude handled by the amplifying unit becomes large, so that more power is consumed. This is shown in FIG. 2 described later.

例えば、出力信号振幅を100mVから200mVに変えると、信号線に対し100mV分の充放電が増えてしまう。また、波形の立ち上がり時間を同じにする場合は、増幅手段のスルーレートを向上する必要がある。   For example, when the output signal amplitude is changed from 100 mV to 200 mV, charging / discharging for 100 mV increases with respect to the signal line. Further, when the waveform rise times are the same, it is necessary to improve the slew rate of the amplification means.

そのためには増幅手段の信号の充放電能力を上げる必要があり、一般には同じ構成の増幅手段で充放電能力を上げようとすると、消費電流を増やす必要がある。従って、光電変換素子に近い側で信号増幅を行うと、信号増幅した後の回路の取り扱い信号振幅が大きくなり消費電力が増えるため、光電変換素子から遠い側で信号増幅を行うと消費電力という点で優れた構成となる。   For this purpose, it is necessary to increase the charge / discharge capability of the signal of the amplification means. Generally, if the charge / discharge capability is increased by the amplification means having the same configuration, it is necessary to increase the current consumption. Therefore, if signal amplification is performed on the side closer to the photoelectric conversion element, the signal amplitude handled by the circuit after signal amplification is increased and power consumption is increased. Therefore, if signal amplification is performed on the side far from the photoelectric conversion element, power consumption is increased. With an excellent configuration.

更に、アナログ信号では極力増幅せずに、デジタル信号で増幅することによって、ビットシフト等の単純なデジタル処理で増幅を行うことができるので、消費電力を抑えた構成を取ることができる。但し、画質という点では、デジタル増幅は、アナログ増幅に比べると途中のノイズを増幅する分だけ悪化することが避けられない。   Furthermore, since the analog signal is not amplified as much as possible and is amplified by the digital signal, the amplification can be performed by a simple digital process such as a bit shift, so that the power consumption can be reduced. However, in terms of image quality, it is inevitable that the digital amplification is deteriorated as much as noise in the middle is amplified as compared with the analog amplification.

以上説明したように、消費電力という点では、アナログ増幅よりもデジタル増幅の方が少ない消費電力で信号を増幅できるので、アナログ増幅手段での増幅はできるだけ少なくした方がよい、しかし、画質という点では、信号は、撮像装置内の前段であるアナログ増幅手段でできるだけ大きく増幅した方がよい。   As explained above, in terms of power consumption, since digital amplification can amplify signals with less power consumption than analog amplification, it is better to reduce amplification by analog amplification means as much as possible. Then, it is better to amplify the signal as much as possible by the analog amplification means which is the previous stage in the imaging apparatus.

ところで、最近のデジタルカメラなどでは、ファインダが光学ファインダだけでなく電子ファインダを使用することが多い。一般的に、電子ファインダはライブビューと呼ばれている。使用者が撮影を行う時以外のライブビュー時においても撮像装置は記録を行わないだけで、画像の取得は行う必要があるため、ライブビューの間も電力を消費してしまうという問題があった。   By the way, in recent digital cameras and the like, a finder often uses an electronic finder as well as an optical finder. Generally, the electronic viewfinder is called live view. Even during live view other than when the user shoots, the imaging device does not perform recording, and it is necessary to acquire images, so there is a problem that power is consumed even during live view. .

本発明の目的は、撮影時の本画像の画質を低減させることなく、ライブビュー時において消費電力を低減することができる撮像装置及びその制御方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of reducing power consumption at the time of live view without reducing the image quality of a main image at the time of shooting, and a control method therefor.

上記目的を達成するために、本発明による撮像装置は、被写体の光学像を電気信号に変換する光電変換手段と、前記光電変換手段から出力される電気信号を増幅する第1の増幅手段と、前記第1の増幅手段によって増幅された電気信号を増幅する第2の増幅手段と、前記第2の増幅手段から出力される電気信号から画像データを生成する画像処理手段と、前記画像データを記録媒体に記録する記録手段と、前記記録手段により前記画像データ前記記録媒体に記録する第1のモードと、前記記録手段により前記画像データ前記記録媒体に記録しない第2のモードとのいずれかのモードを設定するモード設定手段と前記モード設定手段により前記第1のモードが設定された場合に、前記第1の増幅手段第1の増幅率を設定し前記モード設定手段により前記第2のモードが設定された場合に、前記第1の増幅手段の電源電圧を変更することにより、前記第1の増幅手段に前記第1の増幅率よりも小さい第2の増幅率を設定する増幅率制御手段とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an imaging apparatus according to the present invention includes a photoelectric conversion unit that converts an optical image of a subject into an electrical signal, a first amplification unit that amplifies the electrical signal output from the photoelectric conversion unit, and A second amplifying means for amplifying the electric signal amplified by the first amplifying means; an image processing means for generating image data from the electric signal output from the second amplifying means; and recording the image data. recording means for recording on the medium, a first mode for recording the more the image data in the recording means to the recording medium, the second mode of not more recording the image data on the recording medium in the recording means a mode setting means for setting one of the modes, when the first mode is set by said mode setting means sets a first amplification factor to the first amplifying means, said mode When the second mode is set by the constant unit, said by changing the power supply voltage of the first amplifying means, the first amplifying unit to the first small have second than the amplification factor An amplification factor control means for setting the amplification factor is provided .

本発明による撮像装置の制御方法は、被写体の光学像を光電変換部で電気信号に変換する光電変換ステップと、前記光電変換ステップで出力される電気信号を第1の増幅部で増幅する第1の増幅ステップと、前記第1の増幅ステップで増幅された電気信号を第2の増幅部で増幅する第2の増幅ステップと、前記第2の増幅ステップで出力される電気信号から画像データを生成する画像処理ステップと、前記画像データを記録媒体に記録する記録ステップと、前記記録ステップで前記画像データ前記記録媒体に記録する第1のモードと、前記記録ステップで前記画像データ前記記録媒体に記録しない第2のモードとのいずれかのモードを設定するモード設定ステップと前記モード設定ステップで前記第1のモードが設定された場合に、前記第1の増幅部に第1の増幅率を設定し前記モード設定ステップで前記第2のモードが設定された場合に、前記第1の増幅部の電源電圧を変更して、前記第1の増幅部に前記第1の増幅率よりも小さい第2の増幅率を設定する増幅率制御ステップとを備えることを特徴とする。 An image pickup apparatus control method according to the present invention includes a photoelectric conversion step of converting an optical image of a subject into an electric signal by a photoelectric conversion unit, and a first amplification unit that amplifies the electric signal output in the photoelectric conversion step . Amplifying step, a second amplifying step for amplifying the electric signal amplified in the first amplifying step by a second amplifying unit, and generating image data from the electric signal output in the second amplifying step an image processing step of, and recording the image data on a recording medium, wherein a first mode for recording the image data in the recording step on the recording medium, said recording step in the image data to the recording medium a mode setting step for setting one of the modes of the second mode is not recorded, in the case where the first mode is set by said mode setting step, before The first amplification factor is set to the first amplifying unit, when the second mode is set by said mode setting step, by changing the power supply voltage of the first amplifying portion, the first further comprising a gain control step of setting the first gain small has a second amplification factor than to the amplifier and said.

本発明によれば、撮影時の本画像の画質を低減させることなく、ライブビュー時において消費電力を低減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce power consumption during live view without reducing the image quality of the main image during shooting.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の撮像装置におけるゲインブロックの第1の実施の形態を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a gain block in the imaging apparatus of the present invention.

図1において、ゲインブロックは、撮像素子101、AFE(アナログフロントエンド)102、デジタル信号処理回路103からなる。   In FIG. 1, the gain block includes an image sensor 101, an AFE (analog front end) 102, and a digital signal processing circuit 103.

撮像素子101は、アナログ増幅手段104及び光電変換素子111を有する。光電変換素子111で発生した信号は撮像装置内で増幅が行われる。   The image sensor 101 includes analog amplification means 104 and a photoelectric conversion element 111. A signal generated in the photoelectric conversion element 111 is amplified in the imaging apparatus.

AFE102は内部に、アナログ増幅手段105、A/Dコンバータ106及びデジタル増幅手段107を有する。デジタル信号処理回路103は、デジタル増幅手段108及び画像処理部109を有する。   The AFE 102 includes an analog amplifying unit 105, an A / D converter 106, and a digital amplifying unit 107 inside. The digital signal processing circuit 103 includes a digital amplification unit 108 and an image processing unit 109.

図2は、図1の各ゲインブロックでの増幅率の配分を示す図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating distribution of amplification factors in each gain block of FIG.

図2において、縦軸に増幅率を示す。図2(a)は、撮影した画像を記録するモード(第1のモード)、いわゆる通常撮影時のゲイン配分を示し、図2(b)は、撮影した信号を記録しないモード(第2のモード)のゲイン配分を示す。記録しないモードとしては、一般的にデジタルカメラでのライブビューなどの使用方法がある。   In FIG. 2, the vertical axis represents the amplification factor. FIG. 2A shows a mode for recording a photographed image (first mode), so-called gain distribution during normal photography, and FIG. 2B shows a mode for not recording a photographed signal (second mode). ) Gain distribution. As a mode not to record, there is generally a method of using live view with a digital camera.

ここで数字は、その数字が付された図1の各ユニットを表している。また、請求範囲に対応した第1の増幅率201、第2の増幅率202、第3の増幅率203、第4の増幅率204が示される。   Here, the numbers represent the units in FIG. 1 to which the numbers are attached. In addition, a first amplification factor 201, a second amplification factor 202, a third amplification factor 203, and a fourth amplification factor 204 corresponding to the claims are shown.

図2では、例として、撮像装置で32倍のゲイン設定をしている際の様子を示す。図2(a)の記録するモードの際は撮像装置内の増幅回路の前段から順にゲイン配分を多くする。ここでは、アナログ増幅手段104のゲインが8倍、アナログ増幅手段105のゲインが4倍、デジタル増幅手段107のゲインが1倍、デジタル増幅手段108のゲインが1倍を示している。   In FIG. 2, as an example, a state when a gain setting of 32 times is performed in the imaging apparatus is shown. In the recording mode of FIG. 2A, the gain distribution is increased in order from the previous stage of the amplifier circuit in the imaging apparatus. Here, the gain of the analog amplification means 104 is 8 times, the gain of the analog amplification means 105 is 4 times, the gain of the digital amplification means 107 is 1 time, and the gain of the digital amplification means 108 is 1 time.

図2(b)の記録しないモードの際は、撮像装置内の増幅回路の後段から順にゲイン配分を多くする。ここではアナログ増幅手段104のゲインが1倍、アナログ増幅手段105のゲインが1倍、デジタル増幅手段107のゲインが2倍、デジタル増幅手段108のゲインが16倍を示している。ここでデジタル増幅手段107とデジタル増幅手段108はどちらもデジタルゲインであるため、どちらのゲイン配分が多くてもよい。   In the non-recording mode of FIG. 2B, the gain distribution is increased in order from the subsequent stage of the amplifier circuit in the imaging device. Here, the gain of the analog amplification means 104 is 1 time, the gain of the analog amplification means 105 is 1 time, the gain of the digital amplification means 107 is 2 times, and the gain of the digital amplification means 108 is 16 times. Here, since both the digital amplifying means 107 and the digital amplifying means 108 are digital gains, either gain distribution may be large.

図2で説明しているゲイン1倍とは、アナログゲインであるアナログ増幅手段104、アナログ増幅手段105のゲインについては、設定可能な基本ゲインの意味であり、信号振幅の増幅率を表しているのではない。   The gain of 1 described in FIG. 2 means the basic gain that can be set with respect to the gain of the analog amplifying means 104 and the analog amplifying means 105 that are analog gains, and represents the amplification factor of the signal amplitude. Not.

例えば、100mVの信号振幅を200mVにするゲインが最小に増幅する設定可能な基本ゲインとすると、200mVに増幅する基本ゲインを1倍といい、400mVにするゲインを2倍と定義している。   For example, assuming that a settable basic gain that amplifies a signal amplitude of 100 mV to 200 mV is set to a minimum, the basic gain that is amplified to 200 mV is referred to as 1 time, and a gain that is set to 400 mV is defined as 2 times.

デジタルゲインについては、デジタルデータの100LSBを100LSBとして出力することを1倍とし、200LSBにすることを2倍とする。また、図1、図2においてゲインが可変でない増幅手段は省力している。   As for the digital gain, outputting 100 LSB of digital data as 100 LSB is set to 1 time, and setting to 200 LSB is set to 2 times. Further, in FIG. 1 and FIG. 2, the amplifying means whose gain is not variable saves labor.

(a)の記録するモードと(b)の記録しないモードのトータルのゲイン、即ちゲインの積を同一にすることで、記録しないモードでの画像の明るさと記録するモードでの画像の明るさが同等となる。   By making the total gain of the recording mode (a) and the non-recording mode (b) the same, that is, the product of the gains, the brightness of the image in the non-recording mode and the brightness of the image in the recording mode can be improved. It becomes equivalent.

ノイズという観点で記録するモードと記録しないモードについて比較する。アナログ増幅手段104以前で発生したノイズ量をα、アナログ増幅手段104からアナログ増幅手段105までに発生したノイズをβ、105から107までに発生したノイズをγとする。   A mode for recording from the viewpoint of noise and a mode for not recording are compared. The amount of noise generated before the analog amplifying unit 104 is α, the noise generated from the analog amplifying unit 104 to the analog amplifying unit 105 is β, and the noise generated from 105 to 107 is γ.

このとき、記録するモードではαはアナログ増幅手段104で8倍、アナログ増幅手段105で4倍され、βはアナログ増幅手段105で4倍され、γは1倍である。その結果、ノイズ量の和は32α+4β+γとなる。   At this time, in the recording mode, α is multiplied by 8 by the analog amplifying means 104, quadrupled by the analog amplifying means 105, β is quadrupled by the analog amplifying means 105, and γ is 1 times. As a result, the sum of the noise amounts is 32α + 4β + γ.

一方、記録しないモードでは、α、β、γともにデジタル増幅手段107で2倍、デジタル増幅手段108で16倍されるので、ノイズ量の和は32α+32β+32γとなる。この場合には、両者の差分の16β+31γ分だけ記録するモードの方がノイズに対して優位なこととなる。   On the other hand, in the non-recording mode, α, β, and γ are both doubled by the digital amplifying means 107 and 16 times by the digital amplifying means 108, so that the sum of the noise amounts is 32α + 32β + 32γ. In this case, the mode for recording only 16β + 31γ, which is the difference between the two, is superior to noise.

以上説明したように、光電変換素子111に近い側からゲイン配分を多くすることで、増幅手段の後段で発生するノイズを増幅せず、良好な画質での記録が行えるので、記録するモードの際にはゲインを光電変換素子111に近い側からゲイン配分を多くする。   As described above, by increasing the gain distribution from the side closer to the photoelectric conversion element 111, it is possible to perform recording with good image quality without amplifying noise generated in the subsequent stage of the amplifying means. The gain distribution is increased from the side closer to the photoelectric conversion element 111.

ゲイン配分は、設定可能な限り光電変換素子111に近い側から多くすることが望ましいが、光電変換素子111に遠い側の増幅器の増幅率を大きくすることで、ノイズ耐性等の特性がよくなくなる場合は、適宜最もノイズが少なくなるように配分してもよい。   It is desirable to increase the gain distribution from the side closer to the photoelectric conversion element 111 as much as possible. However, when the amplification factor of the amplifier far from the photoelectric conversion element 111 is increased, characteristics such as noise resistance become poor. May be appropriately distributed so that the noise is minimized.

一方、アナログ増幅段でゲインをかけると取り扱い信号振幅が大きくなり、消費電力が増大してしまう。   On the other hand, if a gain is applied in the analog amplification stage, the handled signal amplitude increases and the power consumption increases.

図3は、図2に示すゲイン配分の際の図1におけるアナログ増幅手段104の出力の信号波形を示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing a signal waveform of the output of the analog amplifying means 104 in FIG. 1 at the time of gain distribution shown in FIG.

図3において、記録するモードでの信号振幅301は、記録しないモードでの信号振幅302を示す。ここで、信号振幅301に比べて信号振幅302は1/8倍の振幅になる。従って、記録しないモードでは取り扱い信号振幅が小さいので、電源電圧を下げることが可能である。   In FIG. 3, a signal amplitude 301 in the recording mode indicates a signal amplitude 302 in the non-recording mode. Here, the signal amplitude 302 is 1 / times as large as the signal amplitude 301. Therefore, since the handling signal amplitude is small in the non-recording mode, the power supply voltage can be lowered.

また、信号振幅302は出力振幅が小さいので、図3の破線で示すようにスルーレートを低くしても信号振幅301に対して信号出力期間303が確保できる。従って、スルーレートを低くするために、アンプで流す電流を制限し、消費電力を抑えることが可能である。   Further, since the signal amplitude 302 has a small output amplitude, the signal output period 303 can be secured with respect to the signal amplitude 301 even if the slew rate is lowered as shown by the broken line in FIG. Therefore, in order to reduce the slew rate, it is possible to limit the current flowing through the amplifier and suppress power consumption.

図4は、図1における増幅手段に適用される基本的な差動増幅器の構成図である。   FIG. 4 is a configuration diagram of a basic differential amplifier applied to the amplification means in FIG.

前述の電源電圧を下げることは即ち、VDDの電圧を下げることである。電流制限は、定電流源401の電流値を制限することで可能である。それによって消費電力を抑えることが可能である。   Lowering the aforementioned power supply voltage means lowering the voltage of VDD. Current limiting is possible by limiting the current value of the constant current source 401. Accordingly, power consumption can be suppressed.

図5は、本発明の撮像装置におけるゲインブロックの第2の実施の形態を示す図である。   FIG. 5 is a diagram showing a second embodiment of the gain block in the imaging apparatus of the present invention.

図1の撮像素子101とAFE102の機能が同一チップになったタイプの撮像装置であり、かつ、A/Dコンバータ503を撮像素子501の列毎に有するタイプの撮像装置のゲインブロックを表す図である。   2 is a diagram illustrating a gain block of an image pickup apparatus of a type in which the functions of the image pickup element 101 and the AFE 102 in FIG. 1 are the same chip and having an A / D converter 503 for each column of the image pickup elements 501. FIG. is there.

撮像素子501は、アナログ増幅手段502、A/Dコンバータ503及びデジタル増幅手段504を有する。   The image sensor 501 includes an analog amplification unit 502, an A / D converter 503, and a digital amplification unit 504.

図5のような構成の撮像装置においても、図1の構成と同じく、記録しないモードにおいて、光電変換素子に遠い側から増幅率を大きくし、記録するモードにおいて光電変換素子に近い側から増幅率を大きくすることが可能である。   In the imaging apparatus having the configuration as shown in FIG. 5, similarly to the configuration shown in FIG. 1, in the non-recording mode, the amplification factor is increased from the side far from the photoelectric conversion element, and in the recording mode, the amplification factor is from the side near the photoelectric conversion element. Can be increased.

図6は、本発明の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラのブロック構成図である。   FIG. 6 is a block configuration diagram of a digital camera as the imaging apparatus according to the embodiment of the present invention.

以下、その構成を動作と併せて説明する。   Hereinafter, the configuration will be described together with the operation.

図6において、レンズ部601は、被写体の光学像を撮像素子605(図1の撮像素子101及び図5の撮像素子501に対応)に結像させる。レンズ駆動装置602によってズーム制御、フォーカス制御、絞り制御などが行われる。   In FIG. 6, a lens unit 601 forms an optical image of a subject on an image sensor 605 (corresponding to the image sensor 101 in FIG. 1 and the image sensor 501 in FIG. 5). The lens driving device 602 performs zoom control, focus control, aperture control, and the like.

メカニカルシャッタ603は、シャッタ制御手段604によって制御される。撮像素子605は、レンズ部601で結像された被写体を画像信号として取り込む。撮像信号処理回路606は、撮像素子605より出力される画像信号の増幅及びA/D変換を行う。また、A/D変換後の画像データに各種の補正を行い、更にはデータを圧縮する。   The mechanical shutter 603 is controlled by a shutter control unit 604. The image sensor 605 takes in the subject imaged by the lens unit 601 as an image signal. The imaging signal processing circuit 606 performs amplification and A / D conversion of the image signal output from the imaging element 605. In addition, various corrections are performed on the image data after A / D conversion, and the data is further compressed.

タイミング発生回路607は、撮像素子605、撮像信号処理回路606に各種タイミング信号を出力する駆動手段である。メモリ部608は画像データを一時的に記憶する。全体制御・演算部609は各種演算と撮像装置全体を制御する。   The timing generation circuit 607 is a driving unit that outputs various timing signals to the imaging element 605 and the imaging signal processing circuit 606. The memory unit 608 temporarily stores image data. A total control / calculation unit 609 controls various calculations and the entire imaging apparatus.

記録媒体制御I/F部610は、記録媒体に記録または読み出しを行うためのインターフェースである。着脱可能な記録媒体611は、画像データの記録または読み出しを行うための半導体メモリ等である。また、撮像装置には、表示部612、測光装置613、測距装置614が備わる。   The recording medium control I / F unit 610 is an interface for performing recording or reading on the recording medium. The removable recording medium 611 is a semiconductor memory or the like for recording or reading image data. Further, the imaging apparatus includes a display unit 612, a photometric device 613, and a distance measuring device 614.

次に、前述の構成における撮影時のデジタルカメラの動作について説明する。   Next, the operation of the digital camera at the time of shooting in the above configuration will be described.

メイン電源がオンされると、コントロール系の電源がオンし、更に、撮像信号処理回路606などの撮像系回路の電源がオンされる。   When the main power supply is turned on, the power supply for the control system is turned on, and further, the power supply for the imaging system circuit such as the imaging signal processing circuit 606 is turned on.

その後、図示しないボタンにより、ライブビューモード設定が行われると、撮像素子605から出力された画像信号は、撮影信号処理回路606で増幅、A/D変換などの処理をされ、全体制御・演算部609により表示部212に画像として表示される。   Thereafter, when the live view mode is set by a button (not shown), the image signal output from the image sensor 605 is subjected to processing such as amplification and A / D conversion in the photographing signal processing circuit 606, and the entire control / calculation unit In step S609, the image is displayed on the display unit 212 as an image.

また、撮像素子605から出力された画像信号を元に撮像信号処理回路606で演算を行い、高周波成分を取り出し、被写体までの距離の演算を全体制御・演算部609で行う。合焦していないと判断した時は、レンズ駆動装置602によりレンズ部601を駆動する。これらの動作を測距装置614から出力された信号を元に行ってもよい。   Further, the image signal processing circuit 606 performs an operation based on the image signal output from the image sensor 605, extracts a high-frequency component, and performs an operation of the distance to the subject by the overall control / calculation unit 609. When it is determined that the in-focus state is not achieved, the lens unit 601 is driven by the lens driving device 602. These operations may be performed based on a signal output from the distance measuring device 614.

ライブビューモードにおいては、前述のように光電変換素子111に遠い側の増幅器の増幅率が大きく、光電変換素子111に近い側の増幅器の増幅率が小さい。   In the live view mode, as described above, the amplification factor of the amplifier far from the photoelectric conversion element 111 is large, and the amplification factor of the amplifier near the photoelectric conversion element 111 is small.

次に、図示しないレリーズボタンが押されると、記録モードに設定される。記録モードでは、測距装置614から出力された信号を元に高周波成分を取り出し、被写体までの距離の演算を全体制御・演算部609で行う。   Next, when a release button (not shown) is pressed, the recording mode is set. In the recording mode, a high frequency component is extracted based on the signal output from the distance measuring device 614, and the distance to the subject is calculated by the overall control / calculation unit 609.

その後、レンズ駆動装置602によりレンズ部601を駆動して合焦か否かを判断し、合焦していないと判断した時は、再びレンズ部601を駆動し測距を行う。そして、合焦が確認された後に撮影動作が開始する。   Thereafter, the lens driving device 602 drives the lens unit 601 to determine whether or not it is in focus. When it is determined that it is not in focus, the lens unit 601 is driven again to perform distance measurement. Then, after the in-focus state is confirmed, the photographing operation starts.

撮影動作が終了すると、撮像素子605から出力された画像信号は、撮影信号処理回路606で増幅、A/D変換などの処理をされ、全体制御・演算部609によりメモリ部608に書き込まれる。   When the photographing operation is completed, the image signal output from the image sensor 605 is subjected to processing such as amplification and A / D conversion by the photographing signal processing circuit 606, and is written to the memory unit 608 by the overall control / arithmetic unit 609.

その後、メモリ部608に蓄積されたデータは、全体制御・演算部609の制御により記録媒体制御I/F部610を通り、半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体611に記録される。   Thereafter, the data stored in the memory unit 608 is recorded on a removable recording medium 611 such as a semiconductor memory through the recording medium control I / F unit 610 under the control of the overall control / arithmetic unit 609.

記録モードにおいては、前述のように、光電変換素子111に遠い側の増幅器の増幅率小さく、光電変換素子に近い側の増幅器の増幅率が大きい。   In the recording mode, as described above, the amplification factor of the amplifier far from the photoelectric conversion element 111 is small, and the amplification factor of the amplifier near the photoelectric conversion element is large.

本発明の撮像装置は、外部から得られる光信号を電気信号に変換する光電変換手段と、光電変換手段によって得られた第1の信号を増幅する第1の増幅手段と、第1の増幅手段によって増幅された第2の信号を増幅する第2の増幅手段とを備える。また、光信号に応じた画像を記録する記録手段を備え、更に、前記記録手段に画像を記録する第1のモードと、前記記録手段に画像を記録しない第2のモードとを有する。そして、第1の増幅手段は、第1のモードの際の第1の増幅率と前記第2のモードの際の第2の増幅率を有し、2の増幅率は第1の増幅率より小さく設定されている。   An image pickup apparatus according to the present invention includes a photoelectric conversion unit that converts an optical signal obtained from the outside into an electrical signal, a first amplification unit that amplifies a first signal obtained by the photoelectric conversion unit, and a first amplification unit. And a second amplifying means for amplifying the second signal amplified by. In addition, the image forming apparatus includes a recording unit that records an image corresponding to the optical signal, and further includes a first mode in which an image is recorded in the recording unit and a second mode in which no image is recorded in the recording unit. The first amplification means has a first amplification factor in the first mode and a second amplification factor in the second mode, and the amplification factor of 2 is greater than the first amplification factor. It is set small.

ここで、第2の増幅手段は、第1のモードの際の第3の増幅率と第2のモードの際の第4の増幅率を有し、第4の増幅率は第3の増幅率より大きく設定されている。   Here, the second amplification means has a third amplification factor in the first mode and a fourth amplification factor in the second mode, and the fourth amplification factor is the third amplification factor. It is set larger.

また、第2のモードの際の第1の増幅手段の電源電圧を変更する。   Further, the power supply voltage of the first amplifying means in the second mode is changed.

また、第2のモードの際の第1の増幅手段の電流値を変更する。   Further, the current value of the first amplifying means in the second mode is changed.

また、第1の増幅率と第2の増幅率の積と、第3の増幅率と第4の増幅率の積とが一致する。   In addition, the product of the first amplification factor and the second amplification factor matches the product of the third amplification factor and the fourth amplification factor.

発明の撮像装置におけるゲインブロックの第1の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows 1st Embodiment of the gain block in the imaging device of invention. 図1の各ゲインブロックでの増幅率の配分を示す図である。It is a figure which shows distribution of the amplification factor in each gain block of FIG. 図2に示すゲイン配分の際の図1におけるアナログ増幅手段104の出力の信号波形を示す図である。It is a figure which shows the signal waveform of the output of the analog amplification means 104 in FIG. 1 in the case of gain distribution shown in FIG. 図1における増幅手段に適用される基本的な差動増幅器の構成図である。It is a block diagram of the basic differential amplifier applied to the amplification means in FIG. 本発明の撮像装置におけるゲインブロックの第2の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows 2nd Embodiment of the gain block in the imaging device of this invention. 本発明の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラのブロック構成図である。1 is a block configuration diagram of a digital camera as an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

101 撮像素子(光電変換手段)
104 アナログ増幅手段(第1の増幅手段)
108 デジタル増幅手段(第2の増幅手段)
201 第1の増幅率
202 第2の増幅率
203 第3の増幅率
204 第4の増幅率
101 Image sensor (photoelectric conversion means)
104 Analog amplification means (first amplification means)
108 Digital amplification means (second amplification means)
201 First gain 202 Second gain 203 Third gain 204 Fourth gain

Claims (5)

被写体の光学像を電気信号に変換する光電変換手段と、
前記光電変換手段から出力される電気信号を増幅する第1の増幅手段と、
前記第1の増幅手段によって増幅された電気信号を増幅する第2の増幅手段と、
前記第2の増幅手段から出力される電気信号から画像データを生成する画像処理手段と、
前記画像データを記録媒体に記録する記録手段と
前記記録手段により前記画像データ前記記録媒体に記録する第1のモードと、前記記録手段により前記画像データ前記記録媒体に記録しない第2のモードとのいずれかのモードを設定するモード設定手段と
前記モード設定手段により前記第1のモードが設定された場合に、前記第1の増幅手段第1の増幅率を設定し前記モード設定手段により前記第2のモードが設定された場合に、前記第1の増幅手段の電源電圧を変更することにより、前記第1の増幅手段に前記第1の増幅率よりも小さい第2の増幅率を設定する増幅率制御手段とを備えることを特徴とする撮像装置。
Photoelectric conversion means for converting an optical image of a subject into an electrical signal;
First amplification means for amplifying an electrical signal output from the photoelectric conversion means;
Second amplification means for amplifying the electrical signal amplified by the first amplification means;
Image processing means for generating image data from an electrical signal output from the second amplification means;
Recording means for recording the image data on a recording medium ;
Mode for setting more a first mode for recording the image data on the recording medium, any of the modes of the second mode of not more recording the image data on the recording medium in the recording means to said recording means Setting means ;
When the first mode is set by the mode setting means , a first amplification factor is set in the first amplification means , and when the second mode is set by the mode setting means, wherein by changing the power supply voltage of the first amplifying means, characterized in that it comprises an amplification factor control means for setting the second gain has smaller than the first amplification factor to the first amplification means An imaging device.
前記増幅率制御手段は、前記モード設定手段により前記第1のモードが設定された場合に、前記第2の増幅手段に第3の増幅率を設定し、前記モード設定手段により前記第2のモードが設定された場合に、前記第2の増幅手段に前記第3の増幅率より大きい第4の増幅率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。 When the first mode is set by the mode setting means, the gain control means sets a third gain in the second amplification means, and the mode setting means sets the second mode. The imaging apparatus according to claim 1 , wherein a fourth amplification factor that is larger than the third amplification factor is set in the second amplification unit . さらに、前記第1の増幅手段により増幅された電気信号をデジタル信号に変換するA/D変換手段を備え、前記第2の増幅手段はデジタル増幅手段であることを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。 Further, according to claim 1 or 2, characterized in that comprises an A / D converting means for converting the electrical signal amplified by the first amplifying means into a digital signal, the second amplifying means is a digital amplification means The imaging device described in 1. さらに、前記画像データに応じた画像を表示部に表示する表示制御手段を備え、
前記表示制御手段は、前記第2のモードの際に前記表示部に撮影の結果得られた被写体像を表示することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像装置。
Furthermore, a display control means for displaying an image according to the image data on a display unit,
4. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the display control unit displays a subject image obtained as a result of photographing on the display unit in the second mode . 5.
被写体の光学像を光電変換部で電気信号に変換する光電変換ステップと、
前記光電変換ステップで出力される電気信号を第1の増幅部で増幅する第1の増幅ステップと、
前記第1の増幅ステップで増幅された電気信号を第2の増幅部で増幅する第2の増幅ステップと、
前記第2の増幅ステップで出力される電気信号から画像データを生成する画像処理ステップと、
前記画像データを記録媒体に記録する記録ステップと、
前記記録ステップで前記画像データ前記記録媒体に記録する第1のモードと、前記記録ステップで前記画像データ前記記録媒体に記録しない第2のモードとのいずれかのモードを設定するモード設定ステップと
前記モード設定ステップで前記第1のモードが設定された場合に、前記第1の増幅部に第1の増幅率を設定し前記モード設定ステップで前記第2のモードが設定された場合に、前記第1の増幅部の電源電圧を変更して、前記第1の増幅部に前記第1の増幅率よりも小さい第2の増幅率を設定する増幅率制御ステップとを備えることを特徴とする撮像装置の制御方法。
A photoelectric conversion step of converting an optical image of a subject into an electrical signal by a photoelectric conversion unit ;
A first amplification step of amplifying the electrical signal output in the photoelectric conversion step by a first amplification unit ;
A second amplification step for amplifying the electric signal amplified in the first amplification step by a second amplification unit ;
An image processing step of generating image data from the electrical signal output in the second amplification step;
A recording step of recording the image data on a recording medium ;
First mode and a mode setting step for setting one of the modes of the second mode without recording the image data on the recording medium at the recording step of recording the image data on the recording medium at the recording step And
When the first mode is set in the mode setting step, a first amplification factor is set in the first amplification unit, and when the second mode is set in the mode setting step, and characterized in that it comprises a first by changing the power supply voltage of the amplifier, the amplification factor control step of setting the second gain has smaller than the first amplification factor to the first amplification unit Control method for imaging apparatus.
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