JP2006222689A - Photographing apparatus - Google Patents

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慶洋 里舘
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photographing apparatus capable of carrying out shading correction with a comparatively simple configuration and suppressing the photographing time by reducing the time required for correction processing. <P>SOLUTION: A digital camera 10 includes: a CCD image sensor 37 for applying photoelectric conversion to an object light; a correction data generation circuit 42 for generating correction data; and an arithmetic processing circuit 43. The CCD image sensor 37 is provided with a light shield section for shielding some of a plurality of horizontal lines each arranged with a plurality of pixels along horizontal transfer paths. The correction data generation circuit 42 captures noise signals from each of regions resulting from dividing the light shield section in a way of segmenting the horizontal lines to calculate an average value, and applies linear interpolation to the average value to generate correction data corresponding to each pixel position. The arithmetic processing circuit 43 subtracts the correction data from an imaged signal by each horizontal line. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、被写体光を光電変換して撮像信号を得る固体撮像素子を備えた撮影装置に関するものである。   The present invention relates to an imaging apparatus including a solid-state imaging device that obtains an imaging signal by photoelectrically converting subject light.

撮影レンズによって結像された被写体光を固体撮像素子(イメージセンサ)で光電変換し、固体撮像素子から出力された撮像信号から画像データを生成することで撮影を行い、得られた画像データをメモリに記録するデジタルカメラが普及している。この固体撮像素子としては、CCD(Charge Coupled Device)型やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型など構造の半導体素子が用いられている。   The subject light imaged by the taking lens is photoelectrically converted by a solid-state image sensor (image sensor), and image data is generated from the image signal output from the solid-state image sensor, and the obtained image data is stored in the memory. Digital cameras that record data are widely used. As this solid-state imaging device, a semiconductor device having a structure such as a charge coupled device (CCD) type or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) type is used.

このような固体撮像素子を有する撮影装置で撮影を行った場合には、暗電流を起因とするダークノイズや、電源電圧や素子特性のバラツキによる回路ノイズにより、固体撮像素子の水平方向や垂直方向に沿って、画像データにシェーディングと呼ばれる固定パターンノイズが生じ、画質が劣化するといった問題がある。暗電流は、半導体の熱励起による電子−正孔対の発生に起因するものであり、露光時間(信号電荷蓄積時間)が長くなるほど影響が大きくなる。従って、暗所での撮影時や長時間の露光時には、画像データへのダークノイズの影響を無視できないため、このシェーディングを補正するための種々の方法が開示されている(例えば、特許文献1〜3参照)。   When shooting with such an imaging apparatus having a solid-state imaging device, horizontal and vertical directions of the solid-state imaging device are caused by dark noise caused by dark current and circuit noise due to variations in power supply voltage and element characteristics. As a result, there is a problem that fixed pattern noise called shading occurs in the image data, and the image quality deteriorates. The dark current is caused by generation of electron-hole pairs due to thermal excitation of the semiconductor, and the influence becomes larger as the exposure time (signal charge accumulation time) becomes longer. Therefore, since the influence of dark noise on image data cannot be ignored at the time of photographing in a dark place or during long exposure, various methods for correcting this shading are disclosed (for example, Patent Documents 1 to 3). 3).

特許文献1,2には、撮影ごとに所定の画素(受光素子)を遮光してノイズデータを作成し、このノイズデータに基づいて補正を行う方法が開示されている。特許文献3には、固体撮像素子の画素ごとのノイズデータを予め不揮発性メモリに記憶しておき、このノイズデータに基づいて補正を行う方法が開示されている。
特開昭61−260771号公報 特開平8−51571号公報 特開平9−18793号公報
Patent Documents 1 and 2 disclose a method in which noise data is generated by shielding a predetermined pixel (light receiving element) for each shooting, and correction is performed based on the noise data. Patent Document 3 discloses a method in which noise data for each pixel of a solid-state imaging device is stored in advance in a nonvolatile memory, and correction is performed based on the noise data.
JP-A 61-260771 JP-A-8-51571 Japanese Patent Laid-Open No. 9-18793

しかしながら、上記特許文献1,2の方法の場合には、ノイズデータの取得と画像データの取得を撮影ごとに行うこととなるため、撮影時間はおよそ2倍となり、撮影時間が長くなることが問題である。また、ダークノイズは環境や撮影条件によって異なり、回路ノイズも少なからず同様な影響を受けるため、上記特許文献3の方法の場合には様々な撮影画像に対応できないうえ、ノイズデータ記憶用の大容量の不揮発性メモリを必要としコスト的にも問題である。   However, in the case of the methods disclosed in Patent Documents 1 and 2, since the acquisition of noise data and the acquisition of image data are performed for each shooting, the shooting time is approximately doubled and the shooting time is long. It is. In addition, dark noise differs depending on the environment and shooting conditions, and circuit noise is affected by the same effect. Therefore, the method of Patent Document 3 cannot cope with various shot images and has a large capacity for storing noise data. This requires a non-volatile memory and is also a problem in terms of cost.

本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、比較的簡単な構成によってシェーディング補正を行うとともに、補正処理にかかる時間を短縮して、撮影時間を抑えることができる撮影装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a photographing apparatus capable of performing shading correction with a relatively simple configuration, reducing the time required for correction processing, and suppressing photographing time. The purpose is to do.

請求項1記載の発明に係わる撮影装置は、複数の画素が水平転送路に沿って配列されてなる複数の水平ラインのうち幾つかを遮光した遮光部を有する固体撮像素子と、前記固体撮像装置からの撮像信号の読み出し時に、前記遮光部を水平ラインを分断するように複数に分割した各領域からノイズ信号を取り込んで平均値を算出し、これを線形補間することによって水平ラインに平行な方向の各画素位置に対応した補正データを作成する補正データ作成手段と、前記撮像信号から前記補正データを水平ラインごとに減算する演算処理手段とを備えたことを特徴とするものである。   The imaging apparatus according to the first aspect of the present invention includes a solid-state imaging device having a light-shielding portion that shields some of a plurality of horizontal lines in which a plurality of pixels are arranged along a horizontal transfer path, and the solid-state imaging device. When reading the imaging signal from the image, the noise signal is taken from each of the regions divided so that the light shielding part is divided into horizontal lines, an average value is calculated, and this is linearly interpolated to obtain a direction parallel to the horizontal line. Correction data generating means for generating correction data corresponding to each pixel position, and arithmetic processing means for subtracting the correction data from the imaging signal for each horizontal line.

請求項2記載の発明に係わる撮影装置は、複数の画素が垂直転送路に沿って配列されてなる複数の垂直ラインのうち幾つかを遮光した遮光部を有する固体撮像素子と、前記固体撮像装置からの撮像信号の読み出し時に、前記遮光部を垂直ラインを分断するように複数に分割した各領域からノイズ信号を取り込んで平均値を算出し、これを線形補間することによって垂直ラインに平行な方向の各画素位置に対応した補正データを作成する補正データ作成手段と、前記撮像信号から前記補正データを垂直ラインごとに減算する演算処理手段とを備えたことを特徴とするものである。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a photographing apparatus including: a solid-state imaging device having a light-shielding portion that shields some of a plurality of vertical lines in which a plurality of pixels are arranged along a vertical transfer path; When reading the image signal from the above, the noise signal is taken from each region obtained by dividing the light-shielding portion into a plurality of parts so as to divide the vertical line, and an average value is calculated. Correction data generating means for generating correction data corresponding to each pixel position, and arithmetic processing means for subtracting the correction data for each vertical line from the imaging signal.

請求項1記載の発明に係わる撮影装置において、前記遮光部は、被写体光が入射する複数の水平ラインからなる感光部を挟むように分割されており、前記補正データ作成手段は、水平ラインに平行な方向に加えて水平ラインに垂直な方向に線形補間を行うことによって前記感光部の各画素位置に対応した補正データを作成し、前記演算処理手段は、前記撮像信号から前記補正データを画素ごとに減算するようにすることが好ましい。   In the photographing apparatus according to claim 1, the light shielding portion is divided so as to sandwich a photosensitive portion composed of a plurality of horizontal lines on which subject light is incident, and the correction data creating means is parallel to the horizontal lines. Correction data corresponding to each pixel position of the photosensitive portion is created by performing linear interpolation in a direction perpendicular to a horizontal line in addition to a specific direction, and the arithmetic processing means calculates the correction data from the imaging signal for each pixel. It is preferable to subtract.

なお、請求項3記載の発明に係わる撮影装置は、前記固体撮像素子からの撮像信号の読み出し時に、3フィールド以上の多フィールド読み出しを行う場合において、第1フィールドでは分割された一方の前記遮光部からノイズ信号の取り込みを行い、第2フィールドでは分割された他方の前記遮光部からノイズ信号の取り込みを行い、第3フィールド以降ではいずれの前記遮光部からもノイズ信号の取り込みを行わないことが好ましい。   According to a third aspect of the present invention, in the case of performing multi-field reading of three or more fields when reading an imaging signal from the solid-state imaging device, the imaging device according to the invention described in claim 3 is one of the light shielding portions divided in the first field. It is preferable that the noise signal is captured from the second field, the noise signal is captured from the other divided light-shielding part in the second field, and the noise signal is not captured from any of the light-shielding parts after the third field. .

また、上記撮影装置は、前記固体撮像素子の信号電荷蓄積時間、または感度の設定値に応じて前記補正データ作成手段および前記演算処理手段を動作させるか否かを判定する制御手段を備えていることが好ましい。   In addition, the imaging apparatus includes a control unit that determines whether to operate the correction data generation unit and the arithmetic processing unit according to a signal charge accumulation time of the solid-state imaging device or a set value of sensitivity. It is preferable.

本発明の撮影装置は、ノイズデータの取り込み量が少なくて済むため、大容量の不揮発性メモリを必要とせず、比較的簡単な構成によってシェーディング補正を行うことができ、かつ、補正処理にかかる時間を短縮して、撮影時間を抑えることができる。請求項1記載の発明に係わる撮影装置は、水平方向にシェーディング補正を行うことができる。また、請求項2記載の発明に係わる撮影装置は、垂直方向にシェーディング補正を行うことができる。さらに、請求項3記載の発明に係わる撮影装置は、水平方向および垂直方向にシェーディング補正を行うことができる。   Since the image capturing apparatus of the present invention requires a small amount of noise data to be captured, it does not require a large-capacity nonvolatile memory, can perform shading correction with a relatively simple configuration, and time required for correction processing. To shorten the shooting time. The photographing apparatus according to the first aspect of the invention can perform shading correction in the horizontal direction. In addition, the photographing apparatus according to the second aspect of the invention can perform shading correction in the vertical direction. Furthermore, the photographing apparatus according to the third aspect of the invention can perform shading correction in the horizontal direction and the vertical direction.

図1に示すデジタルカメラ10は、本体11前面に撮影レンズが組み込まれたレンズ鏡筒12が設けられており、本体11上面には電源スイッチ13及びシャッタボタン14が設けられている。シャッタボタン14は、2段階押圧式のスイッチとなっており、シャッタボタン14が軽く押圧されて1段目のスイッチがオンすると(半押し)、撮影レンズの焦点調整や露出調整などの各種撮影準備処理が行われる。次いで、シャッタボタン14がさらに深く押し込まれて2段目のスイッチがオンすると(全押し)、CCDイメージセンサから得られる撮像信号に基づいて得られる画像データをメモリカードに記録する撮影処理が行われる。   A digital camera 10 shown in FIG. 1 is provided with a lens barrel 12 in which a photographing lens is incorporated on the front surface of a main body 11, and a power switch 13 and a shutter button 14 are provided on the upper surface of the main body 11. The shutter button 14 is a two-stage pressing switch, and when the shutter button 14 is lightly pressed and the first-stage switch is turned on (half-pressed), various shooting preparations such as focus adjustment and exposure adjustment of the shooting lens are performed. Processing is performed. Next, when the shutter button 14 is further pushed in and the second-stage switch is turned on (full depression), a photographing process is performed in which image data obtained based on the imaging signal obtained from the CCD image sensor is recorded on the memory card. .

本体11背面には、ファインダ接眼窓15、モード切り替えスイッチ16、汎用キー17、LCDパネル18などが設けられている。モード切り替えスイッチ16は、撮像処理を行う撮影モードと、メモリカードの記録画像をLCD(Liquid Crystal Display)パネル18に再生表示する再生モードとを切り替える。LCDパネル18は、再生モードの際に再生画像を表示する他、撮影モードの際には被写体確認用のスルー画を表示する電子ビューファインダとしても機能する。また、LCDパネル18は、各種設定を行う設定画面を表示する。   A finder eyepiece window 15, a mode switch 16, a general-purpose key 17, an LCD panel 18, and the like are provided on the back of the main body 11. The mode switch 16 switches between a shooting mode for performing an imaging process and a playback mode for playing back and displaying a recorded image on a memory card on an LCD (Liquid Crystal Display) panel 18. The LCD panel 18 functions as an electronic viewfinder that displays a playback image in the playback mode and displays a through image for subject confirmation in the shooting mode. The LCD panel 18 displays a setting screen for performing various settings.

図2は、デジタルカメラ10の電気構成の概略を示す。デジタルカメラ10の各部は、CPU(Central Processing Unit)30によって制御される。ROM(Read Only Memory)31には、制御プログラムや各種設定データが記憶されている。CPU30は、操作部(電源スイッチ13、シャッタボタン14、モード切り替えスイッチ16、汎用キー17)20から入力される操作信号に基づいて、制御プログラムに記述されるステップに従って各部の制御を行う。RAM(Random Access Memory)32は、CPU30が制御プログラムを実行するための作業用のメモリである。   FIG. 2 shows an outline of the electrical configuration of the digital camera 10. Each unit of the digital camera 10 is controlled by a CPU (Central Processing Unit) 30. A ROM (Read Only Memory) 31 stores a control program and various setting data. The CPU 30 controls each unit according to the steps described in the control program based on the operation signal input from the operation unit (power switch 13, shutter button 14, mode switch 16, general key 17) 20. A RAM (Random Access Memory) 32 is a working memory for the CPU 30 to execute a control program.

レンズ鏡筒12内には、被写体光を結像する撮影レンズ33と、被写体光の光量を制限する絞り機構34とが組み込まれている。撮影レンズ33は、ドライバ回路を備えたレンズモータ35によって光軸方向に沿って移動され、焦点調整が行われる。絞り機構34は、ドライバ回路を備えたアクチュエータ36によって駆動され、絞り値が切り換えられる。   In the lens barrel 12, a photographing lens 33 that forms an image of subject light and a diaphragm mechanism 34 that limits the amount of light of the subject light are incorporated. The photographic lens 33 is moved along the optical axis direction by a lens motor 35 provided with a driver circuit to perform focus adjustment. The aperture mechanism 34 is driven by an actuator 36 having a driver circuit, and the aperture value is switched.

絞り機構34の背後には、撮影レンズ33及び絞り機構34を通過して結像した被写体光を光電変換する固体撮像素子としてCCDイメージセンサ37が配置されている。図3に示すように、CCDイメージセンサ37は、2次元マトリクス状に配列されたフォトダイオード(受光素子)からなる画素50と、画素50に蓄積された信号電荷を水平ライン51ごとに垂直方向に転送する垂直転送路(垂直レジスタ)52と、垂直転送路52によって転送された1水平ライン分の信号電荷を水平方向に転送する水平転送路(水平レジスタ)53と、水平転送路53によって転送された信号電荷を電圧信号に変換してシリアルに外部へ出力するための出力部54とを備えている。なお、水平ライン51は、水平転送路53に沿って配列された複数の画素50からなる。また、出力部54には電圧信号を増幅するアンプが含まれ、増幅率(感度)を変更することができる。   Behind the diaphragm mechanism 34, a CCD image sensor 37 is disposed as a solid-state imaging device that photoelectrically converts subject light that has passed through the photographing lens 33 and the diaphragm mechanism 34 and formed an image. As shown in FIG. 3, the CCD image sensor 37 includes a pixel 50 composed of photodiodes (light receiving elements) arranged in a two-dimensional matrix, and a signal charge accumulated in the pixel 50 in the vertical direction for each horizontal line 51. The vertical transfer path (vertical register) 52 for transferring, the horizontal transfer path (horizontal register) 53 for transferring the signal charge for one horizontal line transferred by the vertical transfer path 52 in the horizontal direction, and the horizontal transfer path 53 And an output unit 54 for converting the signal charges into voltage signals and outputting them serially to the outside. The horizontal line 51 includes a plurality of pixels 50 arranged along the horizontal transfer path 53. The output unit 54 includes an amplifier that amplifies the voltage signal, and the amplification factor (sensitivity) can be changed.

複数の画素50が2次元状に配列された画素領域には、被写体光が入射する複数の水平ライン51からなる感光部55と、アルミニウム膜などで覆われ遮光された複数の水平ライン51からなる遮光部(オプティカルブラック部)56とが設けられている。垂直転送路52および水平転送路53が遮光されていることは言うまでもない。   A pixel region in which a plurality of pixels 50 are two-dimensionally arranged includes a photosensitive portion 55 including a plurality of horizontal lines 51 on which subject light is incident, and a plurality of horizontal lines 51 covered and shielded by an aluminum film or the like. A light shielding portion (optical black portion) 56 is provided. Needless to say, the vertical transfer path 52 and the horizontal transfer path 53 are shielded from light.

感光部55の前面側には、特定の色(赤(R)、緑(G)、青(B)のいずれか)の光だけを透過させるカラーフィルタが画素50ごとに設けられている。同図中において、符号Rを付した画素50は赤色の光を受光し、符号Gを付した画素50は緑色の光を受光し、符号Bを付した画素50は青色の光を受光する。このような色の配列は、ベイヤー配列と呼ばれるものである。   A color filter that transmits only light of a specific color (any of red (R), green (G), and blue (B)) is provided for each pixel 50 on the front side of the photosensitive portion 55. In the figure, a pixel 50 labeled R receives red light, a pixel 50 labeled G receives green light, and a pixel 50 labeled B receives blue light. Such an arrangement of colors is called a Bayer arrangement.

図2に戻り、CCDイメージセンサ37は、CCDドライバ38によって駆動される。CCDイメージセンサ37の信号電荷蓄積時間(露光時間)および感度は、CPU30からの指示に基づきCCDドライバ38によって変更される。CCDイメージセンサ37は、CCDドライバ38から供給される垂直転送クロック及び水平転送クロックに同期して、撮像信号(CCD−RAWデータ)を出力する。   Returning to FIG. 2, the CCD image sensor 37 is driven by a CCD driver 38. The signal charge accumulation time (exposure time) and sensitivity of the CCD image sensor 37 are changed by the CCD driver 38 based on an instruction from the CPU 30. The CCD image sensor 37 outputs an imaging signal (CCD-RAW data) in synchronization with the vertical transfer clock and horizontal transfer clock supplied from the CCD driver 38.

CCDイメージセンサ37から出力された撮像信号は、A/D(Analog to Digital)コンバータ39に入力される。A/Dコンバータ39は、アナログの撮像信号をデジタル信号へ変換して画像データを生成し、これをバッファメモリ40に入力する。バッファメモリ40は、入力された画像データを一時的に記憶する。LCDパネル18には、バッファメモリ40に記憶された画像データがLCDドライバ41を介してスルー画として表示される。   The imaging signal output from the CCD image sensor 37 is input to an A / D (Analog to Digital) converter 39. The A / D converter 39 converts an analog imaging signal into a digital signal to generate image data, and inputs this to the buffer memory 40. The buffer memory 40 temporarily stores input image data. On the LCD panel 18, the image data stored in the buffer memory 40 is displayed as a through image via the LCD driver 41.

補正データ作成回路42は、CCDイメージセンサ37の遮光部56に含まれる画素50からノイズ信号(主に暗電流に起因する信号)を取り込み、バッファメモリ40に記憶された画像データを補正するための補正データを算出する。なお、このノイズ信号は、CCDイメージセンサ37から撮像信号とともに出力される。   The correction data creation circuit 42 takes in a noise signal (a signal mainly caused by dark current) from the pixels 50 included in the light shielding portion 56 of the CCD image sensor 37 and corrects the image data stored in the buffer memory 40. Correction data is calculated. This noise signal is output from the CCD image sensor 37 together with the imaging signal.

具体的には、補正データ作成回路42は、まず、図4に示すように遮光部56を水平ライン51を分断するように複数に分割した各ブロック57からのノイズ信号を取り込み、これをブロック57ごとに積算して平均値を算出する。そして、この平均値を、図5(A)に示すように、各ブロック57の水平方向に関して中央に位置する画素50のデータとする。また、補正データ作成回路42は、図5(B)に示すように、線形補間を行って水平ライン51に平行な方向の各画素位置に対応した補正データを作成する。このとき、上記平均値の外側に画素位置に対するデータは、線形的に外挿(隣の傾きを延長)して算出する。なお、作成された補正データは、RAM32に記憶される。   Specifically, the correction data creation circuit 42 first takes in a noise signal from each block 57 obtained by dividing the light shielding portion 56 into a plurality of parts so as to divide the horizontal line 51 as shown in FIG. The average value is calculated by integrating each time. Then, this average value is used as the data of the pixel 50 located in the center in the horizontal direction of each block 57 as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 5B, the correction data creation circuit 42 performs linear interpolation to create correction data corresponding to each pixel position in the direction parallel to the horizontal line 51. At this time, the data for the pixel position outside the average value is calculated by linear extrapolation (adjacent slope is extended). The created correction data is stored in the RAM 32.

図2に戻り、演算処理回路43は、バッファメモリ40に記憶された画像データから補正データ作成回路42によって得られた補正データを水平ラインごとに減算して、水平方向のシェーディングの補正を行う。補正された画像データは、バッファメモリ40に記憶される。   Returning to FIG. 2, the arithmetic processing circuit 43 corrects the shading in the horizontal direction by subtracting the correction data obtained by the correction data generating circuit 42 from the image data stored in the buffer memory 40 for each horizontal line. The corrected image data is stored in the buffer memory 40.

補正が行われた画像データは、圧縮伸張回路44へ送られる。圧縮伸張回路44は、入力された画像データに対して圧縮処理を施し、これをリードライト回路45に入力する。リードライト回路45は、圧縮された画像データをメモリカード46へ書き込む。   The corrected image data is sent to the compression / decompression circuit 44. The compression / decompression circuit 44 performs compression processing on the input image data, and inputs this to the read / write circuit 45. The read / write circuit 45 writes the compressed image data to the memory card 46.

CPU30は、シャッタボタン14が半押しされた時に各部を動作させて焦点調整および露出調整を行い、シャッタボタン14が全押しされた時に各部を動作させて撮影処理を実行する。また、CPU30は、CCDイメージセンサ37の信号電荷蓄積時間または感度の設定値に応じて、補正データ作成回路42および演算処理回路43を動作させるか否かを判定する。具体的には、信号電荷蓄積時間が所定値より長く(または感度が所定値より高く)設定されたときには、補正データ作成回路42および演算処理回路43を動作させて補正処理を行わせ、信号電荷蓄積時間が所定値より短く(または感度が所定値より低く)設定されたときには、補正データ作成回路42および演算処理回路43を動作させずに補正処理を行わないようにする。   The CPU 30 operates each part when the shutter button 14 is half-pressed to perform focus adjustment and exposure adjustment, and operates each part when the shutter button 14 is fully pressed to execute a photographing process. Further, the CPU 30 determines whether or not to operate the correction data generation circuit 42 and the arithmetic processing circuit 43 according to the signal charge accumulation time or sensitivity setting value of the CCD image sensor 37. Specifically, when the signal charge accumulation time is set longer than a predetermined value (or the sensitivity is higher than a predetermined value), the correction data generating circuit 42 and the arithmetic processing circuit 43 are operated to perform correction processing, and the signal charge is accumulated. When the accumulation time is set shorter than the predetermined value (or the sensitivity is lower than the predetermined value), the correction data generation circuit 42 and the arithmetic processing circuit 43 are not operated and the correction process is not performed.

以上のように構成されたデジタルカメラ10の撮影処理手順を図6のフローチャートに基づいて説明する。デジタルカメラ10が撮影モードに設定された状態において、シャッタボタン14が半押しされた後に全押しされることにより、シャッタレリーズ操作が行われると、まず、撮像された画像データがバッファメモリ40に格納される。この後、CPU30によって上記補正処理を行うか否かが判定される。CPU30によって補正処理を行わないと判定されると、バッファメモリ40の画像データが圧縮処理されてメモリカード46に記録され、撮影処理が終了する。   A photographing process procedure of the digital camera 10 configured as described above will be described with reference to a flowchart of FIG. In a state where the digital camera 10 is set to the shooting mode, when a shutter release operation is performed by pressing the shutter button 14 halfway and then fully, first, the captured image data is stored in the buffer memory 40. Is done. Thereafter, the CPU 30 determines whether or not to perform the correction process. If the CPU 30 determines not to perform the correction process, the image data in the buffer memory 40 is compressed and recorded in the memory card 46, and the photographing process ends.

一方、CPU30によって補正処理を行うと判定されると、前述のように、補正データ作成回路42によって遮光部56が分割されたブロック57ごとにノイズ信号の平均値が算出され、線形補間によって、図5(B)のような補正データが作成される。そして、演算処理回路43によって画像データから補正データが水平ラインごとに減算され、図7に示すように、水平方向のシェーディング補正がなされる。この後、シェーディング補正がなされた画像データが圧縮処理されてメモリカード46に記録され、撮影処理が終了する。   On the other hand, if the CPU 30 determines that the correction process is to be performed, as described above, the average value of the noise signal is calculated for each block 57 in which the light shielding unit 56 is divided by the correction data generation circuit 42, Correction data such as 5 (B) is created. Then, the correction data is subtracted from the image data for each horizontal line by the arithmetic processing circuit 43, and the shading correction in the horizontal direction is performed as shown in FIG. Thereafter, the image data subjected to the shading correction is compressed and recorded in the memory card 46, and the photographing process is completed.

上記実施形態において、複数の水平ライン51を遮光するように遮光部56を設けたが、本発明はこれに限定されず、図8に示すように、画素50が垂直転送路52に沿って配置されてなる複数の垂直ラインを遮光するように遮光部56を設けてもよい。この場合には、補正データ作成回路42によって、遮光部56が垂直ラインを分断するように複数のブロック57に分割され、上記と同様にして各ブロック57についてノイズ信号の平均値が算出され、線形補間によって垂直ラインに平行な方向の各画素位置に対応した補正データが算出される。そして、演算処理回路43によって、画像データから補正データを垂直ラインごとに減算して、垂直方向のシェーディング補正がなされる。   In the above embodiment, the light shielding portion 56 is provided so as to shield the plurality of horizontal lines 51. However, the present invention is not limited to this, and the pixels 50 are arranged along the vertical transfer path 52 as shown in FIG. The light shielding part 56 may be provided so as to shield the plurality of vertical lines formed. In this case, the light shielding unit 56 is divided into a plurality of blocks 57 so as to divide the vertical line by the correction data generation circuit 42, and the average value of the noise signal is calculated for each block 57 in the same manner as described above, and linearly Correction data corresponding to each pixel position in a direction parallel to the vertical line is calculated by interpolation. Then, the arithmetic processing circuit 43 subtracts the correction data from the image data for each vertical line to perform vertical shading correction.

また、図9に示すように、遮光部56を複数の領域に分割するようにしてもよい。同図は、遮光部56を感光部55の上下に分割して配置した例である。この場合の撮影処理手順を図10のフローチャートに基づいて説明する。シャッタレリーズ操作後、撮像された画像データがバッファメモリ40に格納され、CPU30によって補正処理を行うと判定されると、まず、補正データ作成回路42によって、感光部55の上側に配設された遮光部56の各ブロック57についてノイズ信号の平均値が算出され、線形補間によって補正データが算出される。同様にして、感光部55の下側に配設された遮光部56から第2の補正データが算出される。   Further, as shown in FIG. 9, the light shielding portion 56 may be divided into a plurality of regions. This figure shows an example in which the light shielding portion 56 is divided and arranged above and below the photosensitive portion 55. The imaging process procedure in this case will be described based on the flowchart of FIG. After the shutter release operation, the captured image data is stored in the buffer memory 40. When the CPU 30 determines that the correction process is to be performed, first, the correction data generation circuit 42 blocks the light shield disposed above the photosensitive portion 55. An average value of noise signals is calculated for each block 57 of the unit 56, and correction data is calculated by linear interpolation. Similarly, the second correction data is calculated from the light shielding unit 56 disposed below the photosensitive unit 55.

補正データ作成回路42によって、さらに、算出された第1および第2の補正データに基づいて、線形補間により感光部55の各垂直画素位置に関する補正データが算出され、感光部55の各画素位置に対応した補正データが作成される。そして、演算処理回路43によって、画像データから各画素位置に対応した補正データを減算することで、水平方向および垂直方向のシェーディング補正がなされる。シェーディング補正がなされた画像データが圧縮処理されてメモリカード46に記録され、撮影処理が終了する。   Based on the calculated first and second correction data, the correction data generation circuit 42 further calculates correction data related to each vertical pixel position of the photosensitive portion 55 by linear interpolation, and sets the correction data at each pixel position of the photosensitive portion 55. Corresponding correction data is created. Then, the shading correction in the horizontal direction and the vertical direction is performed by subtracting correction data corresponding to each pixel position from the image data by the arithmetic processing circuit 43. The image data subjected to the shading correction is compressed and recorded in the memory card 46, and the photographing process is completed.

次に、図11は、図9の構成のCCDイメージセンサ37において、3フィールド以上の多フィールド読み出しを行う場合に好適な遮光部56からのノイズ信号の読み出し方式を示す。例えば、3フィールド読み出しの場合は、第1水平ライン、第4水平ライン、第7水平ライン、・・・を読み出す第1フィールド読み出しと、第2水平ライン、第5水平ライン、第8水平ライン、・・・を読み出す第2フィールドと、第3水平ライン、第6水平ライン、第9水平ライン、・・・を読み出す第3フィールドとからなる。   Next, FIG. 11 shows a method of reading a noise signal from the light-shielding unit 56, which is suitable when performing multi-field reading of three or more fields in the CCD image sensor 37 having the configuration of FIG. For example, in the case of three field readout, the first field readout for reading out the first horizontal line, the fourth horizontal line, the seventh horizontal line,..., The second horizontal line, the fifth horizontal line, the eighth horizontal line, ... And a third field for reading the third horizontal line, the sixth horizontal line, the ninth horizontal line,.

図11に示すように、第1フィールド時には、感光部55の下側の遮光部56のみからノイズ信号の取り込みを行い、感光部55の上側の遮光部56からはノイズ信号の取り込みは行わない。第2フィールド時には、感光部55の上側の遮光部56のみからノイズ信号の取り込みを行い、感光部55の下側の遮光部56からはノイズ信号の取り込みは行わない。第3フィールド時以降には、感光部55の下側および上側のいずれの遮光部56からもノイズ信号の取り込みは行わない。これにより、画像データの取り込み時に、余計なノイズ信号の取り込みを行わずに済み、読み出しの高速化を図ることができる。また、この方式であれば、第2フィールドまで画像データを読み出した時点で、補正データ作成回路42によって補正データの作成を行うことができる。   As shown in FIG. 11, in the first field, the noise signal is captured only from the light shielding part 56 below the photosensitive part 55, and the noise signal is not captured from the light shielding part 56 above the photosensitive part 55. In the second field, the noise signal is taken in only from the light shielding part 56 on the upper side of the photosensitive part 55, and the noise signal is not taken in from the light shielding part 56 on the lower side of the photosensitive part 55. After the third field, no noise signal is captured from either the lower light shielding portion 56 or the upper light shielding portion 56. Thereby, it is not necessary to take in an extra noise signal when taking in image data, and it is possible to speed up reading. Also, with this method, correction data can be created by the correction data creation circuit 42 when image data is read up to the second field.

上記実施形態では、固体撮像素子としてCCDイメージセンサを例に挙げて本発明の説明を行ったが、CCDイメージセンサに代えて、CMOSイメージセンサを用いた場合にも本発明を適用することが可能である。   In the above embodiment, the present invention has been described by taking a CCD image sensor as an example of a solid-state imaging device. However, the present invention can also be applied when a CMOS image sensor is used instead of a CCD image sensor. It is.

デジタルカメラの外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of a digital camera. デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric constitution of a digital camera. CCDイメージセンサの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a CCD image sensor. 遮光部が水平方向に設けられた例を示す図である。It is a figure which shows the example in which the light-shielding part was provided in the horizontal direction. (A)は、遮光部のブロックごとに算出されたノイズ信号の平均値を示すグラフであり、(B)は、線形補間により算出された補正データを示す図である。(A) is a graph which shows the average value of the noise signal calculated for every block of a light-shielding part, (B) is a figure which shows the correction data calculated by linear interpolation. デジタルカメラの撮影処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the imaging | photography process procedure of a digital camera. 1つの水平ラインにおけるシェーディング補正前後の輝度値を示すグラフである。It is a graph which shows the luminance value before and after the shading correction | amendment in one horizontal line. 遮光部が垂直方向に設けられた例を示す図である。It is a figure which shows the example in which the light-shielding part was provided in the perpendicular direction. 遮光部が感光部の上下に設けられた例を示す図である。It is a figure which shows the example in which the light-shielding part was provided in the upper and lower sides of the photosensitive part. 図9の構成を有するデジタルカメラの撮影処理手順を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a photographing processing procedure of the digital camera having the configuration of FIG. 9. 図9の構成に好適なノイズ信号の読み出し方式を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a noise signal readout method suitable for the configuration of FIG. 9.

符号の説明Explanation of symbols

10 デジタルカメラ
14 シャッタボタン
37 イメージセンサ
40 バッファメモリ
42 補正データ作成回路
43 演算処理回路
46 メモリカード
50 画素
51 水平ライン
52 垂直転送路
53 水平転送路
54 出力部
55 感光部
56 遮光部
57 ブロック
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Digital camera 14 Shutter button 37 Image sensor 40 Buffer memory 42 Correction data creation circuit 43 Arithmetic processing circuit 46 Memory card 50 Pixel 51 Horizontal line 52 Vertical transfer path 53 Horizontal transfer path 54 Output part 55 Photosensitive part 56 Light-shielding part 57 Block

Claims (5)

複数の画素が水平転送路に沿って配列されてなる複数の水平ラインのうち幾つかを遮光した遮光部を有する固体撮像素子と、
前記固体撮像装置からの撮像信号の読み出し時に、前記遮光部を水平ラインを分断するように複数に分割した各領域からノイズ信号を取り込んで平均値を算出し、これを線形補間することによって水平ラインに平行な方向の各画素位置に対応した補正データを作成する補正データ作成手段と、
前記撮像信号から前記補正データを水平ラインごとに減算する演算処理手段とを備えたことを特徴とする撮影装置。
A solid-state imaging device having a light-shielding part that shields some of a plurality of horizontal lines in which a plurality of pixels are arranged along a horizontal transfer path;
At the time of reading the imaging signal from the solid-state imaging device, the noise signal is taken from each region divided so as to divide the light shielding portion into horizontal lines, an average value is calculated, and this is linearly interpolated. Correction data creating means for creating correction data corresponding to each pixel position in the direction parallel to
An imaging apparatus comprising: arithmetic processing means for subtracting the correction data from the imaging signal for each horizontal line.
複数の画素が垂直転送路に沿って配列されてなる複数の垂直ラインのうち幾つかを遮光した遮光部を有する固体撮像素子と、
前記固体撮像装置からの撮像信号の読み出し時に、前記遮光部を垂直ラインを分断するように複数に分割した各領域からノイズ信号を取り込んで平均値を算出し、これを線形補間することによって垂直ラインに平行な方向の各画素位置に対応した補正データを作成する補正データ作成手段と、
前記撮像信号から前記補正データを垂直ラインごとに減算する演算処理手段とを備えたことを特徴とする撮影装置。
A solid-state imaging device having a light-shielding portion that shields some of the plurality of vertical lines in which a plurality of pixels are arranged along a vertical transfer path;
When reading out the imaging signal from the solid-state imaging device, a vertical line is obtained by calculating an average value by taking a noise signal from each region obtained by dividing the light shielding unit into a plurality of parts so as to divide the vertical line, and linearly interpolating the noise value. Correction data creating means for creating correction data corresponding to each pixel position in the direction parallel to
An imaging apparatus comprising: arithmetic processing means for subtracting the correction data from the imaging signal for each vertical line.
前記遮光部は、被写体光が入射する複数の水平ラインからなる感光部を挟むように分割されており、
前記補正データ作成手段は、水平ラインに平行な方向に加えて水平ラインに垂直な方向に線形補間を行うことによって前記感光部の各画素位置に対応した補正データを作成し、
前記演算処理手段は、前記撮像信号から前記補正データを画素ごとに減算することを特徴とする請求項1記載の撮影装置。
The light shielding part is divided so as to sandwich a photosensitive part composed of a plurality of horizontal lines on which subject light is incident,
The correction data creating means creates correction data corresponding to each pixel position of the photosensitive unit by performing linear interpolation in a direction perpendicular to the horizontal line in addition to a direction parallel to the horizontal line,
The photographing apparatus according to claim 1, wherein the arithmetic processing unit subtracts the correction data for each pixel from the imaging signal.
前記固体撮像素子からの撮像信号の読み出し時に、3フィールド以上の多フィールド読み出しを行う場合において、
第1フィールドでは分割された一方の前記遮光部からノイズ信号の取り込みを行い、第2フィールドでは分割された他方の前記遮光部からノイズ信号の取り込みを行い、第3フィールド以降ではいずれの前記遮光部からもノイズ信号の取り込みを行わないことを特徴とする請求項3記載の撮影装置。
In the case of performing multi-field readout of three or more fields at the time of readout of the imaging signal from the solid-state imaging device,
In the first field, a noise signal is taken in from one of the divided light shielding parts, in the second field, a noise signal is taken in from the other divided light shielding part, and in the third field and thereafter, any of the light shielding parts 4. The photographing apparatus according to claim 3, wherein a noise signal is not captured from the camera.
前記固体撮像素子の信号電荷蓄積時間、または感度の設定値に応じて前記補正データ作成手段および前記演算処理手段を動作させるか否かを判定する制御手段を備えていることを特徴とする請求項1ないし4いずれか記載の撮影装置。
The control unit for determining whether or not to operate the correction data generation unit and the arithmetic processing unit according to a signal charge accumulation time of the solid-state imaging device or a set value of sensitivity. The photographing apparatus according to any one of 1 to 4.
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