DE102004042324A1

DE102004042324A1 - Einrichtung und Verfahren zur Rauschunterdrückung in einer digitalen Kamera

Info

Publication number: DE102004042324A1
Application number: DE102004042324A
Authority: DE
Inventors: Tetsuaki Kato
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Ricoh Imaging Co Ltd
Priority date: 2003-09-01
Filing date: 2004-09-01
Publication date: 2005-03-24
Also published as: JP2005079941A; JP4303540B2; US7508428B2; US20050046714A1

Abstract

Eine Rauschunterdrückungseinrichtung für eine digitale Kamera, die eine Abbildungsvorrichtung zum Abbilden eines Aufnahmeobjektes hat, umfasst eine Ausgabeeinheit und eine Steuereinheit. Die Ausgabeeinheit gibt ein Vertikalsynchronisationssignal an die Abbildungsvorrichtung aus. Die Steuereinheit steuert einen Ausgabezyklus, mit dem die Ausgabeeinheit das Vertikalsynchronisationssignal ausgibt. Der Ausgabezyklus umfasst einen ersten Zyklus und einen zweiten Zyklus, der länger als der erste Zyklus ist. Der erste Zyklus ist für einen ersten Zeitabschnitt vorgesehen, der vor einer Belichtungsoperation liegt, in der die Abbildungsvorrichtung das Aufnahmeobjekt abbildet. Der zweite Zyklus ist für einen zweiten Zeitabschnitt vorgesehen, währenddessen die Belichtungsoperation durchgeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine für eine digitale Kamera vorgesehene Einrichtung zur Rauschunterdrückung, insbesondere die Rauschunterdrückung bei Langzeitbelichtungen, z.B. Nachtaufnahmen oder astrofotografischen Aufnahmen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Rauschunterdrückung.
Bei einer Langzeitbelichtung in einer digitalen Kamera, die eine Abbildungsvorrichtung wie eine CCD hat, besteht das Problem, dass infolge der Streuung des in den einzelnen Bildelementen der Abbildungsvorrichtung auftretenden Dunkelstroms das von einem bestimmten Bildelement der Abbildungsvorrichtung ausgegebene Dunkelausgangssignal größer als das eines anderen Bildelementes ist, so dass das Dunkelausgangssignal dieses bestimmten Bildelementes als heller Punkt in einem dunklen Bereich des Bildes erscheint.
Selbst für ein Ausgangssignal, das auf optisch Schwarz bezogen ist und das man bei Verwendung einer teilweise abgeschatteten CCD erhält, kann die Dunkel stromkomponente nicht gesperrt und beseitigt werden, so dass man im Allgemeinen ein Bild mit erhöhter Helligkeit und beeinträchtigter Bildqualität erhält.

Die ungeprüfte Japanische Patentveröffentlichung (KOKAI) 2001-78084 offenbart eine Rauscherfassungsvorrichtung, welche die im Dauerbetrieb ansteigende Temperatur der CCD erfasst und, wenn die Temperatur der CCD über eine Standardtemperatur ansteigt, den Benutzer davor warnt, dass der Dunkelstrom das Bild beeinflussen könnte. Dies ist das herkömmliche Verfahren, um Festmusterrauschen zu erfassen, das infolge der Streuung des Dunkelstroms in den einzelnen Bildelementen auftritt.

Diese herkömmliche Rauscherfassungsvorrichtung unterdrückt jedoch nicht das Rauschen.

Aufgabe der Erfindung ist es, für eine digitale Kamera, die mit einer Abbildungsvorrichtung wie einer CCD arbeitet, eine Einrichtung sowie ein Verfahren zur Rauschunterdrückung anzugeben, die in der Lage sind, das Rauschen zu unterdrücken, indem sie den Einfluss des im Dauerbetrieb der Abbildungsvorrichtung verursachten Dunkelstroms verringert.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Einrichtung nach Anspruch 1 bzw. durch das Verfahren nach Anspruch 5. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor, die auf die Figuren Bezug nimmt. Darin zeigen:

1 ein Blockdiagramm einer digitalen Kamera in dieser Ausführungsform,

2 ein Flussdiagramm, das die Belichtungsoperation zeigt, und

3 ein Zeitdiagramm, das die Belichtungsoperation zeigt.

Die Erfindung wird im Folgenden an Hand einer in den Figuren gezeigten Ausführungsform beschrieben. 1 zeigt ein Blockdiagramm einer digitalen Kamera 1 gemäß dieser Ausführungsform.
Die digitale Kamera 1 ist eine einäugige Spiegelreflexkamera und hat Anschlussstifte 12 und 13, eine CPU 31 und eine Blendentreiberschaltung 32 für eine Irisblende 16. Ein Wechselobjektiv 11 ist über die Anschlussstifte 12 und 13 mit elektrischen Schaltungen der digitalen Kamera 1 verbunden. Ein Objektivtubus des Wechselobjektivs 11 enthält eine vordere Linse 14, eine hintere Linse 15, die Irisblende 16 und eine Objektivsteuerschaltung 17. Die Scharfeinstellung erfolgt durch Bewegen der beiden Linsen 14 und 15 längs einer optischen Achse LX und wird von der Objektivsteuerschaltung 17 gesteuert. Die Objektivsteuerschaltung 17 wird über Steuersignale gesteuert, welche sie über den Anschlussstift 12 von der CPU 31 empfängt. Die Irisblende wird über Steuersignale, welche sie über den Anschlussstift 13 von der Blendentreiberschaltung 32 empfängt, so gesteuert, dass die Größe der Öffnung der Irisblende 16 eingestellt wird. Die Blendentreiberschaltung 32 wird von der CPU 31 gesteuert.
Die digitale Kamera 1 hat auf einer Linie mit der optischen Achse LX der beiden Linsen 14 und 15 einen Schnellrückklappspiegel 21. Der Schnellrückklappspiegel 21 kann zwischen einer in 1 dargestellten, nach unten gekippten Stellung und einer über dieser gekippten Stellung liegenden hochgeklappten Stellung hin und her bewegt werden.
Die digitale Kamera 1 hat ein Fokussierglas oder eine Einstelllupe 22, die oberhalb des hochgeklappten Schnellrückklappspiegels 21 angeordnet ist, ein oberhalb der Einstelllupe 22 angeordnetes Pentagonalprisma 23 und hinter dem Pentagonalprisma 23 auf der dem Wechselobjektiv 11 entgegengesetzten Seite eine Okularlinse 24 eines Suchers.
Die Kamera 1 hat hinter dem Schnellrückklappspiegel 21 einen Verschluss 25 und hinter diesem ein Infrarot-Sperrfilter 26 und ein optisches Tiefpassfilter 27. Hinter dem Tiefpassfilter 27 ist eine Abbildungsvorrichtung 33 in Form einer CCD angeordnet. Demnach befinden sich der Schnellrückklappspiegel 21, der Verschluss 35, das Infrarot-Sperrfilter 26, das optische Tiefpassfilter 27 und die CCD 33 auf einer Linie mit der optischen Achse LX der beiden Linsen 14 und 15.
Die Kamera 1 hat eine Spiegeltreiberschaltung 34 und eine Verschlusstreiberschaltung 35. Die Schwenkbewegung des Schnellrückklappspiegels 21 wird von der Spiegeltreiberschaltung 34 gesteuert. Das Öffnen und Schließen des Verschlusses 25 wird von der Verschlusstreiberschaltung 35 gesteuert. Die Spiegeltreiberschaltung 34 und die Verschlusstreiberschaltung 35 werden wiederum von der CPU 31 gesteuert.
Der Schnellrückklappspiegel 21 befindet sich normalerweise in seiner gekippten Stellung, so dass er das Licht, das in das Wechselobjektiv 11 gelangt, zu dem Pentagonalprisma 23 führt. Dabei ist der Verschluss 25 geschlossen, so dass der von dem Wechselobjektiv 11 auf die CCD 23 führende Strahlengang von dem Verschluss 25 blockiert ist.
Während des Abbildungsprozesses wird der Schnellrückklappspiegel 21 durch die Spiegelsteuerschaltung 34 nach oben geschwenkt, so dass er angehoben wird. Der Verschluss 25 wird entsprechend der Schwenkbewegung des Schnellrückklappspiegels 21 von der Verschlusstreiberschaltung 35 geöffnet, so dass das durch das Wechselobjektiv 11 tretende Licht zu der Lichtempfangsfläche der CCD 33 geleitet wird. Auf der Lichtempfangsfläche der CCD 33 wird über die Linsen 14 und 15 ein Bild erzeugt, so dass die CCD 33 diesem Bild entsprechende Bildsignale erzeugt.
Die digitale Kamera 1 hat einen digitalen Signalprozessor 40, kurz DSP, einen Autofokussensor 52, kurz AF-Sensor, einen fotometrischen Sensor 53, einen Betätigungsschalter 54 und eine Zustandsanzeige 55. Die Objektivsteuerschal tung 17, die Blendentreiberschaltung 32, der DSP 40, der AF-Sensor 52, der fotometrische Sensor 53, der Betätigungsschalter 54 und die Zustandsanzeige 55 sind an die CPU 31 angeschlossen und werden von dieser gesteuert. Die CPU 31 steuert also den Betrieb des an der Kamera 1 montierten Wechselobjektivs 11 sowie die Kamera 1 insgesamt.
Die digitale Kamera 1 hat eine PPG-Schaltung 37, wobei "PPG" für "programmierbarer Impulsgenerator" oder "Impulsmustergenerator" steht, eine CCD-Treiberschaltung 38 und einen Analog/Digital-Wandler 39, kurz A/D-Wandler. Die PPG-Schaltung 37 ist an den DSP 40 angeschlossen, so dass sie entsprechend dem DSP 40 verschiedenartige Impulssignale erzeugt. Die CCD-Treiberschaltung 38 wird über diese Impulssignale angesteuert, so dass der Betrieb der CCD 33 von der CCD-Treiberschaltung 38 gesteuert wird. Dies bedeutet, dass die aus der CCD 33 ausgelesenen Bildsignale von dem A/D-Wandler 39 in digitale Signale gewandelt und von dem DSP 40 vorbestimmten Bildprozessen unterzogen werden.
Die digitale Kamera 1 hat einen Speicher 41, dessen Speicherkapazität ausreicht, digitale Bilddaten zu speichern, die einem einzelnen Bild des Aufnahmeobjektes entsprechen. Der Speicher 41 ist an den DSP 40 angeschlossen. Ein analoges Eingangsteil 36, kurz AFE (AFE: Analogue Front End), besteht aus der PPG-Schaltung 37, der CCD-Treiberschaltung 38 und dem A/D-Wandler 39. Der Betrieb des AFE 36 wird von dem DSP 40 gesteuert. Der AFE 36 gibt ein Vertikalsynchronisationssignal Vd und ein Treiberimpulssignal zur Übertragung elektrischer Ladung an die CCD 33 aus. Der Start der Belichtungsoperation, das Ende der Belichtungsoperation sowie das Lesen der in den Belichtungsoperation erhaltenen Daten werden gemäß dem Vertikalsynchronisationssignal Vd und dem zur Übertragung elektrischer Ladung bestimmten Treiberimpulssignal vorgenommen.
Die CPU 31, der AFE 36 und der DSP 40 bilden eine Rauschunterdrückungseinrichtung nach der Erfindung. Diese Einrichtung beschränkt das durch die Impuls signale verursachte Rauschen, indem sie das Vertikalsynchronisationssignal Vd für jeden festgesetzten Zeitabschnitt mit zwei Arten von Zyklen ausgibt.
Dies bedeutet, dass die Rauschunterdrückungseinrichtung das Vertikalsynchronisationssignal Vd in einem ersten Zeitabschnitt, der die Zeit vor der Belichtungsoperation angibt, mit einem ersten Zyklus, in einem dritten Zeitabschnitt, der die Zeit ab dem Zeitpunkt nach Beenden der Belichtungsoperation bis zum Zeitpunkt vor Einlesen der in der Belichtungsoperation ermittelten Daten angibt, mit einem dritten Zyklus und in einem fünften Zeitabschnitt, der die Zeit ab dem Zeitpunkt nach Beenden des Lesens der in der Belichtungsoperation ermittelten Daten bis zum Zeitpunkt vor der nächsten Belichtungsoperation angibt, mit einem fünften Zyklus ausgibt. Der erste, der dritte und der fünfte Zyklus sind kurze Zyklen (5 ms), da die Ansprechgeschwindigkeit entsprechend der Einstellung des AFE 36 etc. hoch sein sollte, und da das angezeigte Bild mit einer geeigneten, auf das Live- oder Echtzeitbild bezogenen Zeitgabe (Timing) geändert werden sollte.
Das vorstehend genannte Echtzeitbild ist ein Bild, das üblicherweise in einer digitalen Kamera durchgehend auf dem Monitor angezeigt wird, wenn die Auslösetaste gerade nicht gedrückt wird, um ein Einzel- oder Standbild aufzunehmen. Dieses durchgehend angezeigte Bild liefert die Abbildungsvorrichtung in jedem festgesetzten Zeitabschnitt, so dass die Vielzahl dieser Bilder als bewegtes Bild wahrgenommen wird. Die Erfindung ist jedoch auch auf eine Ausführungsform anwendbar, bei der kein solches Echtzeitbild angezeigt wird, z.B. eine Kamera, die keinen hochklappbaren Spiegel hat.
Die Rauschunterdrückungseinrichtung gibt das Vertikalsynchronisationssignal Vd in einem vierten Zeitabschnitt mit einem vierten Zyklus aus, während die in der Belichtungsoperation erhaltenen Daten ausgelesen werden. Der vierte Zyklus ist ein langer Zyklus, so dass ausreichend Zeit zur Verfügung steht, die in der Belichtungsoperation für ein Teilbild erhaltenen Daten auszulesen. In dieser Ausführungsform beträgt diese Zeit 168,3 ms.
Die Rauschunterdrückungseinrichtung gibt in einem zweiten Zeitabschnitt, während dessen die Belichtungsoperation durchgeführt wird, das Vertikalsynchronisationssignal Vd mit einem zweiten Zyklus aus. Der zweite Zyklus kann in Abhängigkeit der Belichtungszeit auf beide Werte der beiden Arten von Zyklen eingestellt werden. Ist die Belichtungszeit länger als 1 Sekunde, so wird der zweite Zyklus als langer Zyklus eingestellt, der gleich dem vierten Zyklus ist. Ist dagegen die Belichtungszeit gleich oder kürzer als 1 Sekunde oder erfolgt die Belichtung im sogenannten Bulb- oder B-Belichtungsmodus, so wird der zweite Zyklus als kurzer Zyklus eingestellt, der gleich dem ersten Zyklus ist.
Die digitale Kamera 1 hat eine Monitorschnittstelle 42, eine Kartenschnittstelle 43 und eine PC-Schnittstelle 44. Die Monitorschnittstelle 42, die Kartenschnittstelle 43 und die PC-Schnittstelle 44 sind an den DSP 40 angeschlossen und werden von diesem gesteuert.
Die digitale Kamera 1 hat eine LCD-Treiberschaltung 45 (LCD: Flüssigkristallanzeige), eine Hintergrundbeleuchtung 46, eine LCD-Vorrichtung 47, eine Kartenanschlusseinheit 48, eine PC-Anschlusseinheit 49, eine Videoausgang-Treiberschaltung 50 und einen Videoausgang 51.
Die Monitorschnittstelle 42 ist über die LCD-Treiberschaltung 45 mit der Hintergrundbeleuchtung 46 und der LCD-Vorrichtung 47 verbunden. Außerdem ist sie über die Videoausgang-Treiberschaltung 50 mit dem Videoausgang 51 verbunden. Die LCD-Treiberschaltung 45 wird auf Grundlage der aus dem Speicher 41 ausgelesenen Bilddaten so gesteuert, dass ein den Bilddaten entsprechendes Bild auf der LCD-Vorrichtung 47 dargestellt wird. Die Bilddaten werden von der Videoausgang-Treiberschaltung 50 in das spezifizierte Format gewandelt, um die gewandelten Daten über den Videoausgang 51 an nicht gezeigte externe Ausgabegeräte auszugeben.
Die Kartenschnittstelle 43 ist mit der Kartenanschlusseinheit 48 verbunden, während die PC-Schnittstelle 44 mit der PC-Anschlusseinheit 49 verbunden ist. Die Kartenanschlusseinheit 48 kann an einer nicht gezeigten IC-Speicherkarte angebracht werden, die Bilddaten etc. speichern kann. Die PC-Einheit 49 kann an einen nicht gezeigten Personalcomputer angeschlossen werden.
Der AF-Sensor 52 und der fotometrische Sensor 53 sind mit der CPU 31 verbunden. Der AF-Sensor 52 misst den Fokussierzustand der vorderen Linse 14 und der hinteren Linse 15. Der fotometrische Sensor 53 nimmt eine Lichtmessung vor, um automatisch die Größe der Öffnung der Irisblende 16 während der Belichtung und die Zeit für die Speicherung der elektrischen Ladung (Belichtungszeit) festzulegen.
Der Betätigungsschalter 54 und die Zustandsanzeige 55 sind an die CPU 31 angeschlossen. Der Betätigungsschalter 54 umfasst einen Lichtmessschalter, einen Auslöseschalter etc. Die digitale Kamera 1 hat eine nicht gezeigte Auslösetaste. Der Lichtmessschalter wird eingeschaltet, wenn die Auslösetaste halb gedrückt wird. Ist der Lichtmessschalter eingeschaltet, so nimmt der fotometrische Sensor 53 eine Lichtmessung vor. Der Verschlussauslöseschalter wird eingeschaltet, wenn die Auslösetaste vollständig gedrückt wird. Der Verschluss 25 wird geöffnet und geschlossen, so dass die CCD 33 belichtet wird. Die CCD 33 erzeugt dem Bild des Aufnahmeobjektes entsprechende Bildsignale. Die Zustandsanzeige 55 hat eine LCD-Vorrichtung, die verschiedene Einstellungen der Kamera 1 anzeigt.
Im Folgenden wird die Zyklusänderung des Vertikalsynchronisationssignals unter Bezugnahme auf die 2 und 3 erläutert.
Auf den horizontalen Achsen der 3 ist jeweils die Zeit angegeben. 3 zeigt die Zeitgabe, d.h. das Timing, mit dem das Vertikalsynchronisationssignal Vd ausgegeben wird und mit dem Pixeldaten, die während einer Belichtungsoperation von der CCD 33 gespeichert werden, entsprechend der auf den Beginn und das Ende der Langzeitbelichtung entsprechenden Impulseingabe (Auslösesequenz) eingelesen werden.
2 zeigt an Hand eines Flussdiagramms den Belichtungsprozess der CCD 33, den der DSP 40 durchführt, nachdem der nicht gezeigte Auslöseschalter gedrückt worden ist.
Ist der Auslöseschalter eingeschaltet (T₁₁ in 3), so ist der erste Zeitabschnitt beendet und die Belichtungsoperation (zweiter Zeitabschnitt) wird in Schritt S11 gestartet (T₁₂ in 3).
Vor der Belichtungsoperation ist der Ausgabezyklus des Vertikalsynchronisationssignals Vd auf den ersten Zyklus (5 ms) eingestellt. Während der Belichtungsoperation ist der Ausgabezyklus des Vertikalsynchronisationssignals Vd auf den zweiten Zyklus eingestellt, der in Abhängigkeit der Belichtungszeit die Werte der beiden Zyklen 5 ms und 168,3 ms annehmen kann.
In Schritt S12 wird ermittelt, ob sich die digitale Kamera 1 in dem B-Belichtungsmodus befindet, d.h. die Belichtung in diesem Modus vorgenommen wird. Befindet sich die Kamera 1 in dem B-Belichtungsmodus, so wird die Belichtungsoperation fortgesetzt, während der Auslöseschalter eingeschaltet ist (zweiter Zeitabschnitt). Befindet sich die Kamera 1 dagegen nicht im B-Belichtungsmodus, so wird in Schritt S13 bestimmt, ob die Belichtungszeit Tv, die vorher manuell oder automatisch eingestellt worden ist, länger als 1 Sekunde ist.
Befindet sich die Kamera 1 in dem B-Belichtungsmodus oder ist die Belichtungszeit Tv länger als 1 Sekunde, so wird in Schritt S14 der Ausgabezyklus des Vertikalsynchronisationssignals Vd in Schritt S14 auf einen langen Zyklus eingestellt, d.h. der zweite Zyklus wird lang eingestellt. Während der erste Zyklus, mit dem das Vertikalsynchronisationssignal Vd vor der Belichtungsoperation (bis zu dem Zeitpunkt T₁₂ in 3, erster Zeitabschnitt) ausgegeben wird, kurz ist (5 ms), wird der zweite Zyklus, mit dem das Vertikalsynchronisationssignal Vd während der Belichtungsoperation (T₁₂ ~ T₁₄ in 3, zweiter Zeitabschnitt) ausgegeben wird, in einen langen Zyklus geändert (168,3 ms).
Befindet sich die Kamera 1 nicht in dem B-Belichtungsmodus und ist die Belichtungszeit Tv gleich oder kürzer als 1 Sekunde, so wird der zweite Zyklus, mit dem das Vertikalsynchronisationssignal Vd während der Belichtungsoperation ausgegeben wird, nicht in einen langen Zyklus geändert, sondern bleibt auf dem gleichen Wert (5 ms) wie der erste Zyklus, mit dem das Vertikalsynchronisationssignal Vd vor der Belichtungsoperation ausgegeben wird, d.h. der zweite Zyklus wird kurz eingestellt.
Bei Aufhebung des eingeschalteten Zustands des Auslöseschalters (T₁₃ in 3) oder bei Zeitablauf, d.h. wenn die für die Belichtungsoperation vorgesehene Zeit Tv, die im Vorfeld manuell oder automatisch ausgehend von dem Punkt T₁₂ eingestellt worden ist, abläuft, so wird der zweite Zeitabschnitt, der die Belichtungsoperation darstellt, in Schritt S15 beendet. Der Ausgabezyklus des Vertikalsynchronisationssignals Vd wird in Schritt S16 (T₁₄ in 3) auf den dritten Zyklus eingestellt, der kurz ist (5 ms).
Befindet sich die digitale Kamera 1 in dem B-Belichtungsmodus oder ist die Belichtungszeit Tv länger als 1 Sekunde, so wird also der Ausgabezyklus des Vertikalsynchronisationssignals Vd von lang (168,3 ms) auf kurz (5 ms) geändert. Befindet sich dagegen die Kamera 1 nicht in dem B-Belichtungsmodus und ist die Belichtungszeit Tv kürzer oder gleich 1 Sekunde, so bleibt der Ausgabezyklus des Vertikalsynchronisationssignals Vd gleich dem ersten Zyklus (5 ms).
Die Belichtungsoperation wird bei abgeschatteter CCD 33 bis zu dem Zeitpunkt fortgesetzt, zu dem das Vertikalsynchronisationssignal ausgegeben wird (T₁₄ in 3), unmittelbar nachdem der eingeschaltete Zustand des Auslöseschalters aufgehoben worden ist (T₁₃ in 3). Genau genommen, erstreckt sich demnach die für die Belichtungsoperation vorgesehene Zeit vom Zeitpunkt T₁₂ bis zum Zeitpunkt T₁₄, tatsächlich jedoch nur vom Zeitpunkt T₁₂ bis zum Zeitpunkt T₁₃.
In Schritt S17 wird die Betriebsart des AFE 36 ausgehend von einem ersten Modus, der für die Belichtungsoperation vorgesehen ist, auf einen zweiten Modus umgeschaltet, in dem die in der Belichtungsoperation erhaltenen Daten gelesen werden.
Der auf die Belichtungsoperation bezogene erste Modus des AFE 36 stellt die Betriebsart dar, in der Ladungssignale gespeichert werden, die durch das auf die Lichtempfangsfläche der Abbildungsvorrichtung fallende Licht erzeugt wird.
Der zweite Modus des AFE 36, der auf das Lesen der in der Belichtungsoperation erhaltenen Daten bezogen ist, stellt die Betriebsart dar, in der die gespeicherte elektrische Ladung von einer in der Abbildungsvorrichtung vorgesehenen Empfangseinheit auf eine in der Abbildungsvorrichtung vorgesehene Übertragungseinheit transferiert wird. Die Übertragungseinheit wird über nicht gezeigte Treiberimpulssignale angesteuert. So wird die elektrische Ladung nach und nach aus der Abbildungsvorrichtung ausgelesen.
Nachdem die Betriebsart des AFE 36 auf den zweiten Modus zum Lesen der in der Belichtungsoperation erhaltenen Daten umgeschaltet worden ist (T₁₅ in 3), ist der dritte Zeitabschnitt beendet, so dass in Schritt S18 der Ausgabezyklus des Vertikalsynchronisationssignals Vd auf den vierten Zyklus eingestellt wird, der wiederum lang ist (168,3 ms). Während der dritte Zyklus, mit dem das Vertikalsynchronisationssignal Vd zwischen den Zeitpunkten T₁₄ und T₁₅ (dritter Zeitabschnitt) ausgegeben wird, 5 ms beträgt, beträgt der geänderte vierte Zyklus, mit dem das Vertikalsynchronisationssignal Vd zwischen den Zeitpunkten T₁₅ und T₁₆ (vierter Zeitabschnitt) ausgegeben wird, 168,3 ms.
In Schritt S19 erfolgt das Auslesen der in der Belichtungsoperation erhaltenen Daten für jedes Teilbild (T₁₅ in 3). Das Auslesen der in der Belichtungsoperation in dem ersten Teilbild erhaltenen Daten erfolgt ab dem Zeitpunkt T₁₅ für 168,3 ms. Anschließend erfolgt das Auslesen der in der Belichtungsoperation in dem zweiten Teilbild erhaltenen Daten ab einem Zeitpunkt, der 168,3 ms nach dem Zeitpunkt T₁₅ in 3 liegt, für 168,3 ms.
Nachdem das Auslesen der in der Belichtungsoperation in dem zweiten Teilbild erhaltenen Daten beendet ist (T₁₆ in 3), ist der vierte Zeitabschnitt beendet, so dass der Ausgabezyklus des Vertikalsynchronisationssignals Vd in Schritt S20 auf den fünften Zyklus eingestellt wird, der wiederum kurz ist (5 ms). Während der vierte Zyklus, mit dem das Vertikalsynchronisationssignal Vd zwischen den Zeitpunkten T₁₅ und T₁₆ (vierter Zeitabschnitt) ausgegeben wird, 168,3 ms beträgt, wird der fünfte Zyklus, mit dem das Vertikalsynchronisationssignal Vd nach dem Zeitpunkt T₁₆ ausgegeben wird (fünfter Zeitabschnitt), auf 5 ms geändert. Der fünfte Zyklus ist gleich dem ersten Zyklus. In Schritt S21 wird der Ablauf einer einzelnen Belichtungsoperation beendet.
Es ist bekannt, in einer digitalen Kamera das Vertikalsynchronisationssignal mit Ausnahme des Zeitabschnitts, während dessen die in der Belichtungsoperation erhaltenen Daten ausgelesen werden (z.B. in 3 zwischen den Zeitpunkten T₁₅ und T₁₆), mit einem kurzen Zyklus, der z.B. 5 ms beträgt, auszugeben, da die der Einstellung des AFE 36 etc. entsprechende Ansprechgeschwindigkeit hoch sein sollte und da das angezeigte Bild mit einer geeigneten, auf das Echtzeitbild bezogenen Zeitgabe geändert werden sollte. Deshalb wird bei einer digitalen Kamera nach dem Stand der Technik das Vertikalsynchronisationssignal mit einem kurzen Zyklus, der beispielsweise 5 ms beträgt, ausgegeben, während die Belichtungsoperation durchgeführt wird (z.B. zwischen den Zeitpunkten T₁₂ und T₁₄).
Wird das Vertikalsynchronisationssignal von dem AFE 36 ausgegeben, so wird im ersten Teil des Vertikalsynchronisationssignals Vd ein Hochgeschwindigkeitssignal ausgegeben, um die überschüssigen Daten in dem Vertikalübertragungsweg der CCD 33 zu beseitigen. Dieses Hochgeschwindigkeitssignal wird jedes Mal ausgegeben, wenn das Vertikalsynchronisationssignal Vd ausgegeben wird. Die Ausgabe des Hochgeschwindigkeitssignals führt zu einem Anstieg der Tem peratur der CCD 33. Ist die Belichtungszeit Tv kurz (z.B. kleiner oder gleich 1 Sekunde), so führen diese Hochgeschwindigkeitssignale nur zu einem geringeren Temperaturanstieg der CCD 33, da nicht viele von ihnen ausgegeben werden. Ist jedoch die Belichtungszeit Tv lang, so kommt es zu einem beträchtlichen Temperaturanstieg der CCD 33, da eine große Zahl an Hochgeschwindigkeitssignalen ausgegeben wird. Dieser Temperaturanstieg der CCD 33 verursacht einen Dunkelstrom, der wiederum zu Rauschen führt.
Da die Rauschunterdrückungseinrichtung in dieser Ausführungsform einen längeren Ausgabezyklus des Vertikalsynchronisationssignals Vd (zweiter Zyklus) als der Stand der Technik vorsieht, wird selbst bei einer Langzeitbelichtung das Vertikalsynchronisationssignal Vd nicht so häufig ausgegeben. Folglich werden auch nicht so viele Hochgeschwindigkeitssignale entsprechend dem Vertikalsynchronisationssignal Vd ausgegeben, so dass einer der Faktoren, die zu dem Temperaturanstieg der CCD 33 führen, beseitigt werden kann. Da das Echtzeitbild während der Belichtungsoperation nicht angezeigt werden muss, wird das Leistungsvermögen der digitalen Kamera nicht nachteilig beeinflusst, wenn der Ausgabezyklus des Vertikalsynchronisationssignals während der Belichtung lang eingestellt wird.
Da der zweite Zyklus auf den gleichen Wert wie der vierte Zyklus eingestellt wird, sind in der digitalen Kamera 1 für zwei Arten von Ausgabezyklen für das Impulssignal eingestellt, das der AFE 36 zwecks Ausgabe des Vertikalsynchronisationssignals Vd ausgibt. Jedoch können der zweite Zyklus und der vierte Zyklus auch unterschiedlich eingestellt werden. Beispielsweise kann der zweite Zyklus länger als der vierte Zyklus eingestellt werden. Dann ist es möglich, die Häufigkeit der Ausgabe des Vertikalsynchronisationssignals Vd in der Belichtungsoperation zu verringern.
In der beschriebenen Ausführungsform wird in Schritt S13 bestimmt, ob die Belichtungszeit Tv länger als 1 Sekunde ist. Die Länge dieser Vergleichszeit ist jedoch nicht auf 1 Sekunde beschränkt.
In dieser Ausführungsform ist die digitale Kamera eine einäugige Spiegelreflexkamera. Sie ist jedoch nicht auf eine solche beschränkt.

Claims

Einrichtung zur Rauschunterdrückung in einer digitalen Kamera, die eine Abbildungsvorrichtung zur Abbildung eines Aufnahmeobjektes hat, umfassend: eine Ausgabeeinheit zum Ausgeben eines Vertikalsynchronisationssignals an die Abbildungsvorrichtung und eine Steuereinheit zum Steuern eines Ausgabezyklus, mit dem die Ausgabeeinheit das Vertikalsynchronisationssignal ausgibt, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgabezyklus einen ersten Zyklus und einen zweiten Zyklus umfasst, der länger als der erste Zyklus ist, wobei der erste Zyklus für einen ersten Zeitabschnitt vorgesehen ist, der vor einer Belichtungsoperation liegt, in der das Aufnahmeobjekt von der Abbildungsvorrichtung abgebildet wird, und der zweite Zyklus für einen zweiten Zeitabschnitt vorgesehen ist, während dessen die Belichtungsoperation durchgeführt wird.
Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einheit zum Ermitteln, ob die Belichtungszeit länger als eine vorbestimmte Zeit ist, wobei die Ausgabeeinheit das Vertikalsynchronisationssignal gemäß einem von der Steuereinheit ausgegebenen Steuersignal während der Belichtungsoperation mit dem zweiten Zyklus ausgibt, wenn die Belichtungszeit länger als die vorbestimmte Zeit ist.
Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Zyklus gleich der Zeit ist, die für das Auslesen von in der Belichtungsoperation erhaltenen Daten aus der Abbildungsvorrichtung für ein Teilbild vorgesehen ist, nachdem die Belichtungsoperation beendet ist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Zyklus gleich 5 ms und der zweite Zyklus gleich 168,3 ms ist.
Verfahren zur Rauschunterdrückung in einer digitalen Kamera, die eine Abbildungsvorrichtung zur Abbildung eines Aufnahmeobjektes hat, umfassend: einen ersten Schritt zum Einstellen eines ersten Zyklus, mit dem ein Vertikalsynchronisationssignal vor einer Belichtungsoperation ausgegeben wird, in der das Aufnahmeobjekt von der Abbildungsvorrichtung abgebildet wird, und einen zweiten Schritt zum Einstellen eines zweiten Zyklus, der länger als der erste Zyklus ist und mit dem das Vertikalsynchronisationssignal während der Belichtungsoperation ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 5, umfassend: einen dritten Schritt zum Beenden der Belichtungsoperation durch Ausgabe des Vertikalsynchronisationssignals nach Ablauf einer Belichtungszeit, einen vierten Schritt zum Einstellen eines dritten Zyklus, der kürzer als der zweite Zyklus ist und mit dem das Vertikalsynchronisationssignal während eines Zeitabschnitts ausgegeben wird, in dem die Betriebsart der Abbildungsvorrichtung ausgehend von einem ersten Modus, in dem die Belichtungsoperation durchgeführt wird, in einen zweiten Modus, in dem in der Belichtungsoperation erhaltene Daten gelesen werden, geändert wird, nachdem die Belichtungsoperation beendet ist, und einen fünften Schritt zum Einstellen eines vierten Zyklus, der länger als der dritte Zyklus ist und mit dem das Vertikalsynchronisationssignal während eines Zeitabschnitts, in dem die in der Belichtungsoperation erhaltenen Daten für jedes Teilbild aus der Abbildungsvorrichtung ausgelesen werden, ausgegeben wird, nachdem auf den zweiten Modus gewechselt worden ist.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem fünften Schritt das Vertikalsynchronisationssignal mit dem ersten Zyklus ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Zyklus und der vierte Zyklus gleich sind.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Zyklus gleich der Zeit ist, die für das Auslesen von in der Belichtungsoperation erhaltenen, auf ein Teilbild bezogenen Daten aus der Abbildungsvorrichtung vorgesehen ist.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Zyklus und der vierte Zyklus gleich 168,3 ms sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Zyklus und der dritte Zyklus gleich sind.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Zyklus und der dritte Zyklus gleich 5 ms sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Belichtungszeit länger als eine vorbestimmte Zeit ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Belichtungsoperation in dem B-Belichtungsmodus durchgeführt wird.