JP2008118384A - Imaging apparatus and driving method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像素子を備えた撮像装置及びその駆動方法に関するものであり、特に、撮像素子における出力信号のサンプリング設定を行う撮像装置及びその駆動方法に関するものである。 The present invention relates to an imaging apparatus including an imaging element and a driving method thereof, and more particularly to an imaging apparatus that performs sampling setting of an output signal in the imaging element and a driving method thereof.
従来、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置において、CCDやCMOSエリアセンサ等の固体撮像素子が一般的に使用されている。 Conventionally, solid-state imaging devices such as CCDs and CMOS area sensors are generally used in imaging devices such as digital cameras and video cameras.
近年、固体撮像素子は、技術の向上によりその画素数が増加し、画素数が多くなることに併せて固体撮像素子からの出力信号の読み出しは、高速化とすることが望まれている。
撮像素子を高速に駆動することで読み出しの速度を早めることが可能となるが、その際に出力信号の安定期間の短時間化や、温度変化、経時変化等の環境変化による出力信号の位相変動が問題となる。
In recent years, the number of pixels of a solid-state imaging device has been increased due to the improvement of technology, and it is desired to increase the speed of reading output signals from the solid-state imaging device in association with an increase in the number of pixels.
It is possible to increase the readout speed by driving the image sensor at high speed, but at that time, the output signal phase fluctuations due to environmental changes such as temperature changes and changes over time Is a problem.
そこで、出力信号をサンプルホールド回路部でサンプリングするのにあたり、電源投入時等の実際の動作に先立って、予め複数の位相設定がなされた各サンプリングタイミングにより、光源を点灯した際の出力信号のサンプリングを行い、出力レベルが最大値かつ安定期間が所定期間以上となるサンプリングタイミングを選択することで、安定期間中に確実な出力信号を得るようにした技術が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。 Therefore, when the output signal is sampled by the sample and hold circuit, the output signal is sampled when the light source is turned on at each sampling timing in which a plurality of phases are set in advance prior to the actual operation such as when the power is turned on. And a technique is proposed in which a reliable output signal is obtained during the stable period by selecting a sampling timing at which the output level is the maximum value and the stable period is equal to or greater than a predetermined period (for example, Patent Document 1). See).
また、撮像素子の中には、その特性として撮像素子内の電源ラインの抵抗成分による電圧不均一や素子ばらつき、読み出し経路での配線抵抗の差等によって発生する固定パターンノイズ、いわゆる回路系ノイズによるダークシェーデングをもつものがある。そのため、製造工程上等のダーク撮影画像から射影演算して得られた1次元の補正データを用いた水平ダークシェーディング補正方法が提案されている(例えば、特許文献2を参照)。 In addition, some of the image sensors have characteristics such as non-uniform voltage due to resistance components of the power supply line in the image sensor, element variations, fixed pattern noise generated due to differences in wiring resistance in the readout path, etc., so-called circuit noise. Some have dark shading. Therefore, a horizontal dark shading correction method using one-dimensional correction data obtained by projecting a dark photographed image in the manufacturing process or the like has been proposed (for example, see Patent Document 2).
しかしながら、上記ダークシェーデングをもつ撮像素子を高速に読み出した場合、更に撮像素子内での上下左右等に依存して領域毎で出力波形に大きなレベル差を生じたり、波形が異なるなどして大きな差となり、ダークシェーディングが大きくなるものがある。また、安定期間が短時間となるため、温度等によって出力が早まったり遅延が発生したりする場合には、サンプリングタイミングのずれがそのまま大きなレベル差となってしまう。 However, when an image sensor with dark shading is read out at high speed, the output waveform has a large level difference depending on the region, depending on the top, bottom, left, right, etc. There is a difference and dark shading increases. In addition, since the stabilization period is short, if the output is accelerated or a delay occurs due to temperature or the like, the sampling timing shift becomes a large level difference as it is.
このような撮像素子について、特許文献1に記載の技術を適用した場合、ダークシェーディングについては考慮されていないため、ダークシェーディングと出力遅延等の位相変動の特性によっては、適切なタイミングとならない場合があった。これにより、画像データを安定して生成することが困難となるという問題を生じていた。また、予め設定された黒基準データと光出力とのレベルの差分により画像データとして求めているため、予め設定される黒基準データを用意しておく必要があった。特に、ダークシェーディングがあるような撮像素子で精度よく求めるためには、光画像と同条件下での黒画像の撮影が必要があった。
For such an image sensor, when the technique described in
また、本撮影に先立ってサンプリングタイミングを決めるために、光源下での撮影データを取得する必要があり、デジタルカメラ等の光源を持たない撮像装置においては、実用的ではない。また、本撮影に先立ってデータを取得する必要があるため、電源起動時からのレリーズタイムラグにより、シャッタチャンスを逃す恐れがあった。 In addition, in order to determine the sampling timing prior to the actual photographing, it is necessary to acquire photographing data under a light source, which is not practical in an imaging apparatus having no light source such as a digital camera. In addition, since it is necessary to acquire data prior to the actual photographing, there is a possibility that a photo opportunity will be missed due to a release time lag after the power is turned on.
特許文献2に記載の技術においては、単にダークシェーディングを補正するだけとなるので、温度変化等の環境変化によって位相ずれが起きている場合には、適正な位置でのサンプリングとはならず、出力レベルの低下等の原因となる。即ち、この場合には、画像データを安定して生成することが困難となる。
In the technique described in
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、温度変化等の環境変化による撮像素子の出力信号の遅延等の影響がある場合においても、画像データを安定して生成することを実現する撮像装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and realizes stable generation of image data even when there is an influence such as delay of an output signal of an image sensor due to an environmental change such as a temperature change. An object of the present invention is to provide an imaging apparatus and a driving method thereof.
本発明の撮像装置は、2次元行列状に配設された画素を撮像面に具備する撮像素子と、前記撮像素子の前記撮像面における一部の領域内の画素からの撮像信号を、複数のサンプリングタイミングによってサンプリングを行うサンプリング手段と、前記サンプリング手段による前記複数のサンプリングタイミングに応じてそれぞれ前記撮像素子から得られた撮像信号に基づいて、各サンプリングタイミング毎に、シェーディングを算出してシェーディングデータを作成する作成手段と、標準となる標準サンプリングタイミングにおける標準シェーディングデータを記憶する記憶手段と、前記作成手段で作成された前記各サンプリングタイミング毎の複数のシェーディングデータのうち、前記標準シェーディングデータとの差が最小となるシェーディングデータを抽出する抽出手段と、前記撮像面における前記一部の領域以外の領域内の画素からの撮像信号を、前記抽出手段で抽出したシェーディングデータにおけるサンプリングタイミングで、前記サンプリング手段にサンプリングさせる制御を行う制御手段とを有する。 An image pickup apparatus according to the present invention includes an image pickup device having pixels arranged in a two-dimensional matrix on an image pickup surface, and a plurality of image pickup signals from pixels in a partial region of the image pickup surface of the image pickup device. Sampling means for performing sampling according to the sampling timing, and shading data by calculating shading for each sampling timing based on the imaging signals obtained from the imaging elements in accordance with the plurality of sampling timings by the sampling means, respectively. A difference between the creation means to create, a storage means for storing standard shading data at a standard sampling timing as a standard, and the standard shading data among the plurality of shading data for each sampling timing created by the creation means Shade with minimum And extraction means for extracting image data, and control for causing the sampling means to sample image signals from pixels other than the partial area on the imaging surface at a sampling timing in the shading data extracted by the extraction means And control means for performing
本発明の撮像装置の駆動方法は、2次元行列状に配設された画素を撮像面に具備する撮像素子と、前記撮像素子の前記撮像面における一部の領域内の画素からの撮像信号を、複数のサンプリングタイミングによってサンプリングを行うサンプリング手段と、標準となる標準サンプリングタイミングにおける標準シェーディングデータを記憶する記憶手段とを備える撮像装置の駆動方法であって、前記サンプリング手段による前記複数のサンプリングタイミングに応じてそれぞれ前記撮像素子から得られた撮像信号に基づいて、各サンプリングタイミング毎に、シェーディングを算出してシェーディングデータを作成するステップと、作成された前記各サンプリングタイミング毎の複数のシェーディングデータのうち、前記標準シェーディングデータとの差が最小となるシェーディングデータを抽出するステップと、前記撮像面における前記一部の領域以外の領域内の画素からの撮像信号を、抽出したシェーディングデータにおけるサンプリングタイミングで、前記サンプリング手段にサンプリングさせる制御を行うステップとを有する。 According to another aspect of the present invention, there is provided a driving method for an image pickup apparatus including an image pickup device having pixels arranged in a two-dimensional matrix on an image pickup surface, and image pickup signals from pixels in a part of the image pickup surface of the image pickup device. An imaging apparatus driving method comprising: sampling means for sampling at a plurality of sampling timings; and storage means for storing standard shading data at a standard sampling timing as a standard. Accordingly, based on the imaging signal obtained from the imaging element, a step of calculating shading for each sampling timing to create shading data, and a plurality of shading data for each of the created sampling timings Standard shading The step of extracting shading data that minimizes the difference from the data, and the sampling means at a sampling timing in the extracted shading data of an imaging signal from a pixel in a region other than the partial region on the imaging surface And performing a control of sampling.
本発明によれば、温度変化等の環境変化による撮像素子の出力信号の遅延等の影響がある場合においても、画像データを安定して生成することができる。 According to the present invention, image data can be stably generated even when there is an influence such as a delay of an output signal of an image sensor due to an environmental change such as a temperature change.
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
図1に示す撮像装置は、画像処理機能(画像処理回路部20)を有している。本実施の形態においては、撮像装置として、デジタルカメラを適用した例について説明する。なお、撮像装置としては、他に、例えば、デジタルビデオカメラやカメラ付き携帯端末(カメラ付き携帯電話を含む)等があり、被写体の光学像を変換して電気的な画像信号を出力可能なものであれば、本発明に適用することが可能である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
The imaging apparatus shown in FIG. 1 has an image processing function (image processing circuit unit 20). In this embodiment, an example in which a digital camera is applied as an imaging device will be described. Other imaging devices include, for example, digital video cameras, camera-equipped mobile terminals (including camera-equipped mobile phones), and the like that can convert an optical image of a subject and output an electrical image signal. If so, the present invention can be applied.
図1に示すように、本実施の形態に係る撮像装置は、カメラ本体100と、カメラ本体100に着脱可能の構成された記録媒体200及び210と、カメラ本体100に着脱可能の構成された交換レンズタイプのレンズユニット300を有して構成されている。
As shown in FIG. 1, the imaging apparatus according to the present embodiment includes a
まず、レンズユニット300の構成について説明する。
310は、複数のレンズからなる撮像レンズである。312は、撮像レンズ310から入射する光線(光学像)の量を調節する絞りである。306は、レンズユニット300をカメラ本体100と機械的に結合するレンズマウントである。このレンズマウント306内には、レンズユニット300をカメラ本体100と電気的に接続する各種の機能が含まれている。
First, the configuration of the
An
322は、レンズユニット300をカメラ本体100と電気的に接続するコネクタである。コネクタ322は、カメラ本体100とレンズユニット300との間で制御信号、状態信号、データ信号などを伝え合うと共に、各種電源の供給を受ける或いは各種電源を供給する機能も備えている。また、コネクタ322は、電気通信のみならず、光通信、音声通信などを伝達する構成としてもよい。320は、コネクタ322を介して、レンズユニット300をカメラ本体100と接続するためのインターフェースである。
340は、カメラ本体100の測光制御部46からの測光情報に基づいて、後述するカメラ本体100のシャッター12を制御するシャッター制御部40と連携しながら、絞り312を制御する絞り制御部である。
342は、撮像レンズ310のフォーカシングを制御するフォーカス制御部である。344は、撮像レンズ310のズーミングを制御するズーム制御部である。
350は、レンズユニット300全体を統括的に制御するレンズシステム制御部である。このレンズシステム制御部350は、動作用の定数、変数、プログラムなどを記憶するメモリを備えている。更に、レンズシステム制御部350は、レンズユニット300に固有の番号などの識別情報、管理情報、開放絞り値や最小絞り値、焦点距離などの機能情報、現在や過去の各設定値などを保持する不揮発メモリも備えている。
A lens
次に、カメラ本体100の構成について説明する。
106は、カメラ本体100とレンズユニット300を機械的に結合するレンズマウントである。130及び132は、撮像レンズ310に入射した光線(光学像)を一眼レフ方式によって光学ファインダ104に導くミラーである。なお、ミラー130は、いわゆるクイックリターンミラーとして構成しても、ハーフミラーとして構成しても、どちらでも構わない。12は、必要な露光量を後述の撮像素子14に与えるためのシャッターである。
Next, the configuration of the
A
14は、撮像レンズ310から入射した被写体の光学像を電気信号(撮像信号)に変換する(固体)撮像素子である。本実施の形態の撮像素子14は、2次元行列状に配設された画素を、図2に示す撮像面に具備している。撮像素子14の撮像面には、図2に示すように、入射する光線(光学像)を受光する受光部141と、縦数十列分、横数十行分の画素からなる遮光された遮光部(OB部)142とを有するCMOS型エリアセンサが構成されている。即ち、撮像素子14の撮像面には、その一部の領域に遮光部(OB部)142が形成され、当該一部の領域以外の領域に受光部141が形成されている。遮光部(OB部)142は、少なくとも、撮像素子14の撮像面に形成された水平方向の1行分の画素を含む領域に形成されており、また、受光部141には、ベイヤー配列の画素が2次元行列状に配設されている。撮像素子14の撮像面における各画素で撮像された電気信号である撮像信号は、各画素の行毎に、A/D変換器16に読み出される。
Reference numeral 14 denotes a (solid-state) imaging device that converts an optical image of a subject incident from the
また、撮像素子14は、その特性として、図3に示すような水平方向のダークシェーデングと、更には温度変化による出力遅延する特性を有している。ここで、図3に示す実線は常温時における水平方向のダークシェーディングを示し、図3に示す一点破線は温度が高温時の水平方向のダークシェーディングを示している。 Further, the imaging element 14 has characteristics such as horizontal dark shading as shown in FIG. 3 and output delay due to temperature change. Here, the solid line shown in FIG. 3 indicates horizontal dark shading at normal temperature, and the dashed line in FIG. 3 indicates horizontal dark shading when the temperature is high.
また、本発明では、遮光部(OB部)142からの撮像信号に基づくシェーディングデータを用いて、受光部141の撮像信号をA/D変換器16に読み出す際のサンプリングタイミングの決定を行うが、その詳細については後述にて説明を行う。撮像レンズ310に入射した光線は、一眼レフ方式によって光量制限手段である絞り312、レンズマウント306及び106、ミラー130並びにシャッター12を介して導かれ、光学像として撮像素子14上に結像する。
In the present invention, the sampling timing for reading the image signal of the
図1の16は、撮像素子14から出力されるアナログ信号をデジタル信号(画像データ)に変換するA/D変換器である。18は、撮像素子14、A/D変換器16、D/A変換器26にそれぞれクロック信号や制御信号を供給するタイミング発生回路部(サンプリング手段)であり、メモリ制御回路部22及びシステム制御部50により制御される。
図4は、タイミング発生回路部18からの各制御信号と撮像素子14から出力されるアナログ信号を示すタイミングチャートである。
図4には、上から、撮像素子14にて光電変換された電気信号を出力させるための駆動クロック信号と、撮像素子14から出力されるアナログ信号と、当該アナログ信号をA/D変換器18にてサンプリングするためのADCLK信号を示している。なお、本実施の形態においては、ADCLK信号の立ち上がり時にアナログ信号がサンプリングされるようになっており、ADCLK信号のタイミングは、内蔵されているDLL機能により所定間隔時間(タップ)で遅延させることが可能である。
FIG. 4 is a timing chart showing each control signal from the timing generation circuit unit 18 and an analog signal output from the image sensor 14.
In FIG. 4, from the top, a drive clock signal for outputting an electric signal photoelectrically converted by the image sensor 14, an analog signal output from the image sensor 14, and the analog signal are converted into an A / D converter 18. Shows the ADCLK signal for sampling. In this embodiment, an analog signal is sampled at the rising edge of the ADCLK signal, and the timing of the ADCLK signal can be delayed by a predetermined interval time (tap) by a built-in DLL function. Is possible.
また、撮像素子14から読み出されるアナログ信号は、図4に示すように、1画素出力毎にS1、S2、S3…と出力差があり、この差がダークシェーディングとして現れる。
また、図4のアナログ信号における一点破線は、温度変化等の影響によって遅延したアナログ信号を示している。
Further, as shown in FIG. 4, the analog signal read from the image sensor 14 has output differences as S1, S2, S3,... For each pixel output, and this difference appears as dark shading.
Also, the dashed line in the analog signal in FIG. 4 indicates the analog signal delayed by the influence of temperature change or the like.
20は、画像処理回路部であり、A/D変換器16からの画像データ或いはメモリ制御回路部22からの画像データに対して、所定の画素補間処理や色変換処理を行う。また、画像処理回路部20は、A/D変換器16から出力される画像データを用いて所定の演算処理を行う。そして、得られた演算結果に基づいてシステム制御部50が、シャッター制御部40、測距制御部42を制御するための、TTL(スルー・ザ・レンズ)方式のオートフォーカス(AF)処理、自動露出(AE)処理、フラッシュプリ発光(EF)処理を行う。
An image processing circuit unit 20 performs predetermined pixel interpolation processing and color conversion processing on the image data from the A /
更に、画像処理回路部20は、A/D変換器16から出力される画像データを用いて所定の演算処理を行い、得られた演算結果に基づいてTTL方式のオートホワイトバランス(AWB)処理も行っている。また、画像処理回路部20は、撮像素子14の遮光部(OB部)142から出力される撮像信号に基づいてシェーディングの演算処理を行い、シェーディングデータの作成を行う作成手段としても機能する。
Further, the image processing circuit unit 20 performs predetermined arithmetic processing using the image data output from the A /
なお、本実施の形態における図1に示す例では、測距制御部42及び測光制御部46を専用に備えているので、システム制御部50が、測距制御部42及び測光制御部46を用いてAF処理、AE処理、EF処理の各処理を行ってもよい。この場合、画像処理回路部20を用いたAF処理、AE処理、EF処理の各処理を行わない構成としても構わない。また、測距制御部42及び測光制御部46を用いてAF処理、AE処理、EF処理の各処理を行い、更に、画像処理回路部20を用いてAF処理、AE処理、EF処理の各処理を行う構成としてもよい。
In the example shown in FIG. 1 in the present embodiment, since the distance
22は、メモリ制御回路部であり、A/D変換器16、タイミング発生回路部18、画像処理回路部20、画像表示メモリ24、D/A変換器26、メモリ30、圧縮・伸長回路部32を制御する。A/D変換器16から出力される画像データは、画像処理回路部20及びメモリ制御回路部22を介して、或いはメモリ制御回路部22のみを介して、画像表示メモリ24或いはメモリ30に書き込まれる。
A memory
24は、画像表示メモリである。26は、D/A変換器である。28は、TFT方式のLCD等からなる画像表示部であり、画像表示メモリ24に書き込まれた表示用の画像データは、D/A変換器26を介して画像表示部28により表示される。
Reference numeral 24 denotes an image display memory.
画像表示部28を用いて、撮像した画像データを逐次表示することで、電子ビューファインダー(EVF)機能を実現することができる。また、画像表示部28は、システム制御部50の指示により任意に表示をON/OFFすることが可能であり、表示をOFFにした場合には、カメラ本体100の電力消費を大幅に低減することができる。
An electronic viewfinder (EVF) function can be realized by sequentially displaying captured image data using the
30は、撮影した静止画像のデータや動画像のデータを格納するためのメモリであり、所定枚数の静止画像のデータや所定時間の動画像のデータを格納するのに十分な記憶容量を備えている。これにより、複数枚の静止画像を連続して撮影する連写撮影やパノラマ撮影の場合にも、高速かつ大量の画像データの書き込みをメモリ30に対して行うことが可能となる。また、メモリ30は、システム制御部50の作業領域としても使用することが可能である。
32は、適応離散コサイン変換(ADCT)等、公知の圧縮方法を用いて画像データを圧縮・伸長する圧縮・伸長回路部である。圧縮・伸長回路部32は、メモリ30に格納された画像データを読み込んで圧縮処理或いは伸長処理を行い、処理を終えた画像データを再びメモリ30に書き込む。
A compression /
40は、シャッター制御部であり、測光制御部46からの測光情報に基づいて絞り312を制御する絞り制御部340と連携しながらシャッター12を制御する。42は、AF(オートフォーカス)処理を行うための測距制御部である。撮像レンズ310に入射した光線を、絞り312、レンズマウント306及び106、並びに、ミラー130及び測距用サブミラー(図示せず)を介して一眼レフ方式で入射させることにより、測距制御部42は、光学像として結像された画像の合焦状態を測定する。
A shutter control unit 40 controls the shutter 12 in cooperation with an
46は、AE(自動露出)処理を行うための測光制御部である。撮影光学系310に入射した光線を、絞り312、レンズマウント306、106、ミラー130及び測光用サブミラー(図示せず)を介して一眼レフ方式で入射させることにより、測光制御部46は、光学像として結像された画像の露出状態を測定する。
A
48は、フラッシュ部であり、AF補助光の投光機能、フラッシュ調光機能も有する。測光制御部46は、フラッシュ部48と連携することにより、EF(フラッシュ調光)処理機能も有する。また、本実施の形態における測光制御部46は、複数の測光エリアを備える周知の分割測光方式で測光を行い、撮影シーン内の複数ポイント(例えば35ポイント)を測光し、その結果に応じて露出を決定するものとする。
A flash unit 48 has an AF auxiliary light projecting function and a flash light control function. The
なお、前述したように、A/D変換器16からの画像データを用いて画像処理回路部20により演算された演算結果に基づいて、露出制御及びAF制御を行ってもよい。その場合、システム制御部50が、シャッター制御部40、絞り制御部340、測距制御部42に対し、ビデオTTL方式を用いた露出制御及びAF制御を行うことが可能である。また、測距制御部42による測定結果と、A/D変換器16からの画像データを画像処理回路部20によって演算した演算結果とを用いて、AF制御を行うようにしてもよい。更に、測光制御部46による測定結果と、A/D変換器16からの画像データを画像処理回路部20によって演算した演算結果とを用いて露出制御を行うようにしてもよい。
As described above, the exposure control and the AF control may be performed based on the calculation result calculated by the image processing circuit unit 20 using the image data from the A /
50は、カメラ本体100全体を制御するシステム制御部であり、周知のCPUなどを有して構成されている。更に、システム制御部50は、画像処理回路部20にて作成された複数のシェーディングデータに対して、不揮発性メモリ56に格納されている標準シェーディングデータとの差が最小となるものを判定し、該当するシェーディングデータを抽出する。そして、システム制御部50は、抽出したシェーディングデータに基づいて、メモリ制御回路部22を介してタイミング発生回路部18によるタイミングの設定を行う。
52は、システム制御部50の動作用の定数、変数、プログラム等を記憶するメモリである。54は、システム制御部50でのプログラムの実行に応じて、文字、画像、音声などを用いて動作状態やメッセージなどを外部に通知するための通知部である。この通知部54としては、例えば、LCDやLEDなどによる視覚的な表示を行う表示部や音声による通知を行う発音素子などが用いられるが、これらのうちの1つ以上の組み合わせにより構成される。特に、表示部の場合には、カメラ本体100の操作部70近辺の、視認しやすい、単数或いは複数箇所に設置される。また、通知部54は、その一部の機能が光学ファインダ104内やランプ(図示せず)等に設置されている。
通知部54の表示内容のうち、LCDなどに表示するものとしては以下のものがある。まず、シングルショット/連写撮影表示、セルフタイマ表示等、撮影モードに関する表示がある。また、圧縮率表示、記録画素数表示、記録枚数表示、残撮影可能枚数表示等の記録に関する表示がある。また、シャッタースピード表示、絞り値表示、露出補正表示、フラッシュ表示、赤目緩和表示等の撮影条件に関する表示がある。その他に、マクロ撮影表示、ブザー設定表示、時計用電池残量表示、電池残量表示、エラー表示、複数桁の数字による情報表示、記録媒体200及び210の着脱状態表示がある。更に、レンズユニット300の着脱状態表示、通信I/F動作表示、日付・時刻表示、外部コンピュータとの接続状態を示す表示、ダーク補正処理の設定の表示等も行われる。
Among the display contents of the
また、通知部54の表示内容のうち、光学ファインダ104内に表示するものとしては、例えば、以下のものがある。合焦表示、撮影準備完了表示、手振れ警告表示、フラッシュ充電表示、フラッシュ充電完了表示、シャッタースピード表示、絞り値表示、露出補正表示、記録媒体書き込み動作表示等である。
In addition, among the display contents of the
更に、通知部54の表示内容のうち、LED等により表示するものとしては、例えば、以下のものがある。合焦表示、撮影準備完了表示、手振れ警告表示、フラッシュ充電表示、フラッシュ充電完了表示、記録媒体書き込み動作表示、マクロ撮影設定通知表示、2次電池充電表示等である。
Further, among the display contents of the
また、通知部54の表示内容のうち、ランプ等に表示するものとしては、例えば、セルフタイマ通知ランプ等がある。このセルフタイマ通知ランプは、AF補助光と共用してもよい。
Further, among the display contents of the
56は、後述するプログラムなどが格納された電気的に消去・記録可能な不揮発性メモリであり、例えばEEPROM等が用いられる。この不揮発性メモリ56には、上記プログラムの他、各種パラメータなどの設定値や補正用データ等が格納される。また、不揮発性メモリ56は、撮像素子14から撮像信号を読み出す際の標準となる標準サンプリングタイミングにおける標準(ダーク)シェーディングデータを記憶しており、本発明における記憶手段の機能も有している。本実施の形態では、撮像装置の製造工場にてCMOS型エリアセンサを具備する撮像素子14を組み込んだ後、所望のS/N以上として決定された標準サンプリングタイミングにて取得された標準(ダーク)シェーディングデータが不揮発性メモリ56に記憶される。
60、62、64、66及び70は、システム制御部50の各種の動作指示を入力するための操作手段であり、スイッチやダイアル、タッチパネル、視線検知によるポインティング、音声認識装置等の単数或いは複数の組み合わせで構成される。ここで、これらの操作手段の具体的な説明を以下に行う。
60は、モードダイアルスイッチであり、自動撮影モード、プログラム撮影モード、シャッター速度優先撮影モード、絞り優先撮影モード、マニュアル撮影モード、焦点深度優先(デプス)撮影モード等の各機能撮影モードを切り替え設定することができる。他に、ポートレート撮影モード、風景撮影モード、接写撮影モード、スポーツ撮影モード、夜景撮影モード、パノラマ撮影モードなどの各機能撮影モードを切り替え設定することもできる。
62は、第1のシャッタースイッチ(SW1)であり、不図示のシャッターボタンの操作途中(例えば半押し)でONとなり、AF処理、AE処理、AWB処理、EF処理等の動作開始を指示する。
64は、第2のシャッタースイッチ(SW2)であり、不図示のシャッターボタンの操作完了(例えば全押し)でONとなり、露光処理、現像処理、及び記録処理からなる一連の処理の動作開始を指示する。まず、露光処理では、撮像素子14から読み出した信号をA/D変換器16、メモリ制御回路部22を介して処理した画像データをメモリ30に書き込み、更に、画像処理回路部20やメモリ制御回路部22での演算を用いた現像処理が行われる。更に、記録処理では、メモリ30から画像データを読み出し、圧縮・伸張回路部32で圧縮を行い、記録媒体200或いは210に画像データを書き込む。
66は、再生スイッチであり、撮影モード状態で撮影した画像データをメモリ30或いは記録媒体200、210から読み出して、画像表示部28に表示する再生動作の開始を指示する。また、再生スイッチ66を用いて、再生モード、マルチ画面再生・消去モード、PC接続モード等の各機能モードを設定可能に構成してもよい。
70は、各種ボタンやタッチパネルなどから成る操作部である。一例として、操作部70は、メニューボタン、セットボタン、マクロボタン、マルチ画面再生改ページボタン、フラッシュ設定ボタン、単写/連写/セルフタイマー切り換えボタン、メニュー移動+(プラス)ボタン、メニュー移動−(マイナス)ボタンを含む。更に、操作部70は、再生画像移動+(プラス)ボタン、再生画像移動−(マイナス)ボタン、撮影画質選択ボタン、露出補正ボタン、日付/時間設定ボタンなども含む。なお、上記プラスボタン及びマイナスボタンの各機能は、回転ダイアルスイッチを備えることによって、より軽快に数値や機能を選択することが可能となる。また、操作部70は、撮像素子14或いは画像処理回路部20におけるゲインの設定を変更することにより、ISO感度を設定できるISO感度設定ボタンを含む。 An operation unit 70 includes various buttons and a touch panel. As an example, the operation unit 70 includes a menu button, a set button, a macro button, a multi-screen playback page break button, a flash setting button, a single shooting / continuous shooting / self-timer switching button, a menu movement + (plus) button, a menu movement− Includes a (minus) button. Further, the operation unit 70 includes a reproduction image movement + (plus) button, a reproduction image movement− (minus) button, a photographing image quality selection button, an exposure correction button, a date / time setting button, and the like. The functions of the plus button and the minus button can be selected more easily with numerical values and functions by providing a rotary dial switch. The operation unit 70 also includes an ISO sensitivity setting button that can set the ISO sensitivity by changing the gain setting in the image sensor 14 or the image processing circuit unit 20.
他に、操作部70には、パノラマモード等の撮影及び再生を実行する際に各種機能の選択及び切り替えを設定する選択/切り替えボタン、パノラマモード等の撮影及び再生を実行する際に各種機能の決定及び実行を設定する決定/実行ボタンがある。また、操作部70には、画像表示部28のON/OFFを設定する画像表示ON/OFFスイッチ、撮影直後に撮影した画像データを自動再生するクイックレビュー機能を設定するクイックレビューON/OFFスイッチがある。また、操作部70には、JPEG圧縮の圧縮率を選択するため、或いは撮像素子の信号をそのままディジタル化して記録媒体に記録するCCDRAWモードを選択するためのスイッチである圧縮モードスイッチがある。
In addition, the operation unit 70 includes a selection / switch button for setting selection and switching of various functions when performing shooting and playback in panorama mode, and various functions when performing shooting and playback in panorama mode. There is a decision / execution button to set decision and execution. Further, the operation unit 70 has an image display ON / OFF switch for setting ON / OFF of the
また、操作部70には、ワンショットAFモードとサーボAFモードとを設定可能なAFモード設定スイッチなどがある。ワンショットAFモードでは、第1のシャッタースイッチ(SW1)62を押した際にオートフォーカス動作を開始し、一旦合焦した場合、その合焦状態を保ち続ける。サーボAFモードでは、第1のシャッタースイッチ(SW1)62を押している間、連続してオートフォーカス動作を続ける。 The operation unit 70 includes an AF mode setting switch that can set a one-shot AF mode and a servo AF mode. In the one-shot AF mode, an autofocus operation is started when the first shutter switch (SW1) 62 is pressed, and once focused, the focused state is maintained. In the servo AF mode, the autofocus operation is continued while the first shutter switch (SW1) 62 is being pressed.
72は、電源スイッチであり、カメラ本体100の電源オン、電源オフの各モードを切り替え設定可能である。また、電源スイッチ72は、カメラ本体100に接続されたレンズユニット300、外部ストロボ、記録媒体200、210等の各種付属装置の電源オン、電源オフの設定も合わせて切り替え設定可能である。
80は、電源制御部であり、電池検出回路、DC−DCコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成されている。電源制御部80は、電池等の電源86の装着の有無、電源86の種類、電源残量の検出を行い、検出結果及びシステム制御部50の指示に基づいて内部のDC−DCコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体を含む各部へ供給する。
Reference numeral 80 denotes a power control unit, which includes a battery detection circuit, a DC-DC converter, a switch circuit that switches blocks to be energized, and the like. The power control unit 80 detects whether or not the power source 86 such as a battery is attached, the type of the power source 86, and the remaining power level, and controls the internal DC-DC converter based on the detection result and the instruction of the
82及び84は、電源制御部80と電源86とを接続するコネクタである。86は、アルカリ電池やリチウム電池等の1次電池や、NiCd電池やNiMH電池、Li−ion電池、Liポリマー電池等の2次電池、ACアダプター等からなる電源である。
90及び94は、それぞれ、メモリカードやハードディスク等の記録媒体200及び210とのインタフェースである。92及び96は、それぞれ、メモリカードやハードディスク等の記録媒体200及び210と接続を行うためのコネクタである。98は、コネクタ92及び/又は96に記録媒体200或いは210が装着されているか否かを検知する記録媒体着脱検知部である。
なお、図1に示す本実施の形態では、記録媒体を取り付けるインタフェース及びコネクタを2系統持つものとして説明しているが、記録媒体を取り付けるインタフェース及びコネクタは、単数或いは複数、いずれの系統数を備える構成としても構わない。また、異なる規格のインタフェース及びコネクタを組み合わせて備える構成としても構わない。 In the present embodiment shown in FIG. 1, the description has been made assuming that there are two interfaces and connectors for attaching the recording medium. However, the number of interfaces and connectors for attaching the recording medium may be one or more. It does not matter as a configuration. Moreover, it is good also as a structure provided with combining the interface and connector of a different standard.
インタフェース及びコネクタとしては、種々の記憶媒体の規格に準拠したものを用いて構成することが可能である。例えば、PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association)カードやCF(コンパクトフラッシュ(登録商標))カード、SDカード等である。インタフェース90及び94、そしてコネクタ92及び96をPCMCIAカードやCF(登録商標)カード等の規格に準拠したものを用いて構成した場合、各種通信カードを接続することができる。通信カードとしては、LANカードやモデムカード、USB(Universal Serial Bus)カード、IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)1394カードがある。他にも、P1284カード、SCSI(Small Computer System Interface)カード、PHS等がある。これら各種通信カードを接続することにより、他のコンピュータやプリンタ等の周辺機器との間で画像データや画像データに付属した管理情報を転送し合うことができる。
As the interface and the connector, it is possible to configure using interfaces that comply with various storage medium standards. For example, a PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association) card, a CF (Compact Flash (registered trademark)) card, an SD card, or the like. When the
104は、光学ファインダであり、撮像レンズ310に入射した光線を、一眼レフ方式によって、絞り312、レンズマウント306及び106、並びに、ミラー130及び132を介して導き、光学像として結像させて表示することが可能である。これにより、画像表示部28による電子ファインダー機能を使用すること無しに、光学ファインダ104のみを用いて撮影を行うことが可能である。また、光学ファインダ104内には、通知部54の一部の機能、例えば、合焦状態、手振れ警告、フラッシュ充電、シャッタースピード、絞り値、露出補正などが表示される。
110は、通信部であり、RS232CやUSB、IEEE1394、P1284、SCSI、モデム、LAN、無線通信、等の各種通信機能を有する。112は、通信部110によりカメラ本体100を他の機器と接続するコネクタ、或いは無線通信の場合はアンテナである。
A
120は、コネクタ122を介してカメラ本体100をレンズユニット300と接続するためのインターフェースである。122は、カメラ本体100をレンズユニット300と電気的に接続するためのコネクタである。ここで、レンズマウント106及び/又はコネクタ122にレンズユニット300が装着されているか否かは、不図示のレンズ着脱検知部により検知される。コネクタ122は、カメラ本体100とレンズユニット300との間で制御信号、状態信号、データ信号などを伝え合うと共に、各種電源を供給する機能も備えている。また、コネクタ122は、電気通信だけでなく、光通信、音声通信などを伝達する構成としてもよい。
200及び210は、メモリカードやハードディスク等の記録媒体である。この記録媒体200及び210は、それぞれ、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される記録部202及び212と、カメラ本体100とのインタフェース204及び214と、カメラ本体100と接続を行うコネクタ206及び216を備えている。
記録媒体200及び210としては、PCMCIAカードやコンパクトフラッシュ(登録商標)等のメモリカード、ハードディスク等を用いることができる。また、マイクロDAT、光磁気ディスク、CD−RやCD−WR等の光ディスク、DVD等の相変化型光ディスク等で構成されていても勿論構わない。
As the
なお、本実施の形態に係る撮像装置として、レンズ交換式の一眼レフタイプのデジタルカメラの場合について説明したが、レンズや鏡筒がカメラ本体と一体化された、いわゆるデジタルコンパクトカメラなどであってもよい。 In addition, although the case of the interchangeable lens single-lens reflex digital camera has been described as the imaging apparatus according to the present embodiment, it is a so-called digital compact camera in which a lens and a lens barrel are integrated with the camera body. Also good.
次に、図5乃至図8を参照して、本発明の実施の形態に係る上述した各構成を有する撮像装置の駆動方法について説明する。 Next, with reference to FIG. 5 to FIG. 8, a method for driving the imaging apparatus having the above-described configuration according to the embodiment of the present invention will be described.
図5及び図6は、本実施の形態に係る撮像装置の駆動方法を示すフローチャートである。この処理プログラムは、例えば、不揮発メモリ56などの記憶媒体に格納されており、メモリ52にロードされてシステム制御部50内のCPUによって実行される。
5 and 6 are flowcharts illustrating a method for driving the imaging apparatus according to the present embodiment. This processing program is stored in, for example, a storage medium such as the
図5において、まず、電池交換等の電源86の投入により、システム制御部50は、フラグや制御変数等を初期化し、カメラ本体100の各部に対して必要な所定の初期設定を行う(ステップS101)。
In FIG. 5, first, the
続いて、システム制御部50は、電源スイッチ72の設定位置を検出し、電源スイッチ72が電源OFFに設定されているか否かを判断する(ステップS102)。この判断の結果、電源スイッチ72が電源OFFに設定されている場合には、システム制御部50は、各表示部の表示を終了状態に変更し、フラグや制御変数等を含む必要なパラメータや設定値、設定モードを不揮発性メモリ56に記録する。更に、システム制御部50は、電源制御部80により画像表示部28を含むカメラ本体100各部の不要な電源を遮断する等の所定の終了処理を行った後(ステップS103)、ステップS102に戻る。
Subsequently, the
ステップS102で電源スイッチ72がONに設定されていると判断された場合、システム制御部50は、電源制御部80により電池等により構成される電源86の残容量や動作状況がカメラ本体100の動作に問題があるか否かを判断する(ステップS104)。この判断の結果、電源86に問題がある場合には(ステップS104/NO)、システム制御部50は、通知部54を用いて画像や音声により所定の警告を行い(ステップS105)、その後、ステップS102に戻る。
When it is determined in step S102 that the
一方、電源86に問題が無い場合には(ステップS104/YES)、システム制御部50は、モードダイアルスイッチ60の設定位置を検出し、モードダイアルスイッチ60が撮影モードに設定されているか否かを判断する(ステップS106)。この判断の結果、モードダイアルスイッチ60が撮影モード以外のその他のモードに設定されている場合には、システム制御部50は、選択されたモードに応じた処理を実行し(ステップS107)、当該処理を終了した後、ステップS102に戻る。
On the other hand, if there is no problem with the power supply 86 (step S104 / YES), the
一方、ステップS106でモードダイアルスイッチ60が撮影モードに設定されていると判断された場合は、ステップS108へ移行する。
On the other hand, if it is determined in step S106 that the
ステップS108では、まず、システム制御部50は、記録媒体200或いは210が装着されているか否かを判断する。この判断の結果、記録媒体200或いは210が装着されている場合には、記録媒体200或いは210に記録された画像データの管理情報を取得する。次いで、更に、システム制御部50は、記録媒体200或いは210の動作状態がカメラ本体100の動作、特に、記録媒体200或いは210に対する画像データの記録再生動作に問題があるか否かを判断する。
In step S108, the
ステップS108で記録媒体の動作等に問題があると判断された場合には(ステップS108/NO)、通知部54を用いて画像や音声により所定の警告を行い(ステップS105)、その後、ステップS102に戻る。一方、ステップS108で記録媒体の動作等に問題が無いと判断された場合には(ステップS108/YES)、ステップS109へ移行する。 If it is determined in step S108 that there is a problem with the operation of the recording medium (step S108 / NO), a predetermined warning is given by an image or sound using the notification unit 54 (step S105), and then step S102 is performed. Return to. On the other hand, if it is determined in step S108 that there is no problem in the operation of the recording medium (step S108 / YES), the process proceeds to step S109.
ステップS109では、システム制御部50は、通知部54を用いて画像や音声によりカメラ本体100の各種の設定状態の通知を行う。ここで、画像表示部28の画像表示スイッチがONである場合、画像表示部28にカメラ本体100の各種の設定状態を表示するようにしてもよい。
In step S <b> 109, the
続いて、図6のステップS110において、システム制御部50は、第1のシャッタースイッチ(SW1)62が押されてONしているか否かを判断する。この判断の結果、第1のシャッタースイッチ(SW1)62が押されずONしていない場合には、ステップS102に戻る。一方、第1のシャッタスイッチ(SW1)62が押されてONしている場合には、ステップS111に進む。
Subsequently, in step S110 of FIG. 6, the
ステップS111では、システム制御部50は、測距処理を行って撮像レンズ310の焦点を被写体に合わせると共に、測光処理を行って絞り値及びシャッター速度を決定する測距・測光処理を行う。なお、システム制御部50は、ここで決定されたシャッター速度に応じて、撮像素子14の電荷蓄積時間を決定する。また、システム制御部50は、測光処理の結果、必要であれば、フラッシュ・フラグをセットし、フラッシュ部48の設定も行う。
In step S <b> 111, the
測距・測光処理を終えると、続いて、ステップS112に進み、システム制御部50は、第2のシャッタースイッチ(SW2)64が押されてONしているか否かを判断する。この判断の結果、第2のシャッタースイッチ(SW2)64が押されずONしてONしていない場合には、ステップS113に進む。ステップS113では、システム制御部50は、第1のシャッタースイッチ(SW1)62がONの状態であるか否かを判断し、ONの状態のままである場合にはステップS112に戻り、ONの状態が解除されOFFとなった場合には、ステップS102に戻る。
When the distance measurement / photometry processing is completed, the process proceeds to step S112, where the
ステップS112で第2のシャッタスイッチ(SW2)64が押されてONしていると判断された場合には(ステップS112/YES)、ステップS114に進む。ステップS114では、システム制御部50は、撮影した画像データを記憶可能な画像記憶バッファ領域がメモリ30にあるか否かを判断する。この判断の結果、メモリ30の画像記憶バッファ領域内に新たな画像データの記憶可能な領域が無い場合には、ステップS115へ進んで、通知部54を用いて画像や音声により所定の警告を行い、その後、ステップS102に戻る。
If it is determined in step S112 that the second shutter switch (SW2) 64 is pressed and turned on (step S112 / YES), the process proceeds to step S114. In step S <b> 114, the
ここで、メモリ30の画像記憶バッファ領域内に新たな画像データの記憶可能な領域が無い場合とは、例えば、以下のような状況が考えられる。メモリ30の画像記憶バッファ領域内に記憶可能な最大枚数の連写撮影を行った直後で、メモリ30から読み出されて記憶媒体200或いは210に記録されるべき最初の画像データが、まだ記憶媒体200或いは210にその記録が終了していないことがある。このような場合には、1枚分の空き領域もメモリ30の画像記憶バッファ領域上に確保できない。
Here, the case where there is no area where new image data can be stored in the image storage buffer area of the
なお、撮像した画像の画像データを圧縮処理してからメモリ30の画像記憶バッファ領域に記憶する場合、圧縮後の画像データ量が圧縮モードの設定に応じて異なることを考慮する必要がある。そして、ステップS114では、このことを考慮して、記憶可能な領域がメモリ30の画像記憶バッファ領域上にあるか否かを判断することになる。
When the image data of the captured image is compressed and then stored in the image storage buffer area of the
ステップS114でメモリ30に新たな画像データを記憶可能な領域があると判断された場合には、ステップS116へ移行する。
If it is determined in step S114 that there is an area where new image data can be stored in the
ステップS116において、システム制御部50は、撮影処理を実行する。
この撮影処理では、まず、所定時間蓄積した電荷に基づく電気信号(撮像信号)を撮像素子14から読み出す。そして、A/D変換器16、画像処理回路部20、メモリ制御回路部22を介して、或いはA/D変換器16から直接メモリ制御回路部22を介して、処理した電気信号に基づく画像データをメモリ30の所定領域に記憶する。なお、ここで行われる撮影処理については、図7及び図8を参照して詳細に後述する。
In step S116, the
In this photographing process, first, an electrical signal (imaging signal) based on the charge accumulated for a predetermined time is read from the imaging element 14. Then, the image data based on the processed electric signal through the A /
続いて、ステップS117では、システム制御部50は、メモリ30の所定領域に記憶された画像データの現像処理を行う。以下に、ステップS117の具体的な処理について説明する。
Subsequently, in step S <b> 117, the
システム制御部50は、まず、メモリ30の所定領域に記憶された画像データの一部(受光部141の中央部及び遮光部(OB部)142)を、メモリ制御回路部22を介して読み出して、現像処理を行うために必要なWB積分演算処理、OB(オプティカルブラック)積分演算処理を行う。そして、システム制御部50は、これらの演算結果を、システム制御部50の内部メモリ或いはメモリ52に記憶する。更に、システム制御部50は、メモリ制御回路部22、必要に応じて画像処理回路部20を用いて、メモリ30の所定領域に書き込まれた画像データを読み出す。そして、読み出された画像データに対して、システム制御部50の内部メモリ或いはメモリ52に記憶した演算結果を用いて、AWB処理、ガンマ変換処理、色変換処理を含む各種の現像処理を行う。この際、予め標準タイミング設定にて記憶された標準シェーディングデータを用いて、補正データを生成し、公知のシェーディング補正も行う。そして、システム制御部50は、現像処理を行った画像データを、メモリ30の所定領域に記憶する。
First, the
続いて、ステップS118では、システム制御部50は、メモリ30の所定領域に記憶された画像データを読み出して、設定されたモードに応じた画像圧縮処理を圧縮・伸長回路部32により行う。そして、メモリ30の画像記憶バッファ領域の空き画像部分に、撮影して一連の処理を終えた画像データの書き込みを行う。
Subsequently, in step S118, the
続いて、ステップS119において、システム制御部50は、メモリ30の画像記憶バッファ領域に記憶された処理済みの画像データを読み出す。そして、システム制御部50は、インターフェース90又は94、及び、コネクタ92又は96を介して、メモリカードやコンパクトフラッシュ(登録商標)カード等の記録媒体200又は210に、読み出した画像データを書き込む記録処理を開始する。この記録開始処理は、メモリ30の画像記憶バッファ領域の空き画像部分に、撮影して一連の処理を終えた画像データの書き込みが新たに行われる度に、その画像データに対して実行される。
Subsequently, in step S119, the
なお、記録媒体200、210に画像データの書き込みを行っている間、書き込み動作中であることを示すために、通知部54に例えばLEDを点滅させる等の記録媒体書き込み動作表示を行う。
Note that while the image data is being written to the
続いて、システム制御部50は、第1のシャッタースイッチ(SW1)62が押されてONの状態であるか否かを判断する(ステップS120)。この判断の結果、第1のシャッタースイッチ(SW1)62が放されてOFFの状態である場合には(ステップS120/NO)、ステップS102の処理に戻る。一方、ステップS120の判断の結果、第1のシャッタースイッチ(SW1)62が押されてONの状態である場合には(ステップS120/YES)、ステップS112の処理に戻って次の撮影に備える。
Subsequently, the
次に、図7及び図8のフローチャートを参照して、図6のステップS116で行われる撮影処理について説明する。
図7及び図8は、図6のステップS116における撮影処理の詳細な処理手順を示すフローチャートである。この撮影処理において、システム制御部50と、絞り制御部340或いはフォーカス制御部342との間の各種信号のやり取りは、インターフェース120、コネクタ122及び322、インターフェース320及びレンズシステム制御部350を介して行われる。
Next, the photographing process performed in step S116 in FIG. 6 will be described with reference to the flowcharts in FIGS.
7 and 8 are flowcharts showing the detailed processing procedure of the photographing process in step S116 of FIG. In this photographing process, various signals are exchanged between the
まず、システム制御部50は、ミラー130をミラー駆動部(図示せず)によってミラーアップ位置に移動させる(ステップS201)。
First, the
続いて、システム制御部50は、当該システム制御部50の内部メモリ或いはメモリ52に記憶された測光データに従い、絞り制御部340によって絞り312を所定の絞り値まで駆動する(ステップS202)。
Subsequently, the
続いて、システム制御部50は、撮像素子14の各画素に蓄積されている電荷のクリア動作を行う(ステップS203)。
Subsequently, the
続いて、ステップS203の電荷クリア動作が終了すると、システム制御部50は、撮像素子14の状態を電荷蓄積開始の状態とする(ステップS204)。
Subsequently, when the charge clear operation in step S203 is completed, the
続いて、システム制御部50は、シャッター制御部40によってシャッター12を開き(ステップS205)、撮像素子14の露光を開始する(ステップS206)。
Subsequently, the
続いて、システム制御部50は、フラッシュ・フラグを確認(検出)して、フラッシュ部48による発光が必要であるか否かを判断する(ステップS207)。この判断の結果、フラッシュ部48による発光が必要である場合には(ステップS207/YES)、システム制御部50は、フラッシュ部48の発光処理を行う(ステップS208)。その後、ステップS209に進む。
Subsequently, the
一方、ステップS207の判断の結果、フラッシュ・フラグが設定されておらずフラッシュ部48による発光が必要でない場合には(ステップS207/NO)、ステップS209に進む。 On the other hand, if the result of determination in step S207 is that the flash flag is not set and light emission by the flash unit 48 is not necessary (step S207 / NO), the process proceeds to step S209.
ステップS209では、システム制御部50は、測光データに従って撮像素子14の露光終了を待つ。そして、露光が終了すると(ステップS209/YES)、ステップS210に進んで、システム制御部50は、シャッター制御部40によってシャッター12を閉じ(ステップS210)、撮像素子14の露光を終了する。
In step S209, the
続いて、システム制御部50は、絞り制御部340によって絞り312を開放の絞り値まで駆動し(ステップS211)、ミラー駆動部(不図示)によってミラー130をミラーダウン位置に移動させる(ステップS212)。
Subsequently, the
続いて、システム制御部50は、設定した電荷蓄積時間が経過したか否かを判断する(ステップS213)。そして、設定した電荷蓄積時間が経過すると(ステップS213/YES)、システム制御部50は、撮像素子14の電荷蓄積を終了させる(ステップS214)。
Subsequently, the
続いて、図8のステップS215において、撮像素子14から電荷に基づく電気信号(撮像信号)を読み出す前に、システム制御部50は、タイミング発生回路部18によるA/D変換器16のADCLK信号のサンプリングタイミングを所定値T1に設定する。
Subsequently, in step S215 in FIG. 8, the
続いて、システム制御部50は、図2に示す撮像素子14の撮像面に構成された各画素のうちの一番上の行に位置する画素、即ち、撮像素子14の遮光部(OB部)142の1行目の画素における撮像信号を読み出す制御を行う(ステップS216)。この際、タイミング発生回路部18は、システム制御部50による制御に基づいて、撮像素子14の遮光部(OB部)142の1行目の画素における撮像信号の読み出しを、サンプリングタイミングT1でサンプリングを行う。これらの処理により、画像処理回路部20には、A/D変換器16を介して、撮像素子14の遮光部(OB部)142の1行目の画素における撮像信号が読み出される。
Subsequently, the
続いて、画像処理回路部20は、システム制御部50による制御に基づいて、ステップS216で読み出された1行目の画素の撮像信号から第1のシェーディングデータ(SHDT1)を作成する(ステップS217)。その後、システム制御部50は、画像処理回路部20で作成された第1のシェーディングデータ(SHDT1)を、メモリ52に一時的に記憶する。
Subsequently, the image processing circuit unit 20 creates first shading data (SHDT1) from the imaging signals of the pixels in the first row read out in step S216 based on the control by the system control unit 50 (step S217). ). Thereafter, the
続いて、システム制御部50は、撮像素子14から読み出した各画素における撮像信号の行数が、所定の行数(本実施の形態では、10行)に到達したか否かを判断する(ステップS218)。即ち、ステップS218では、図2に示す撮像素子14の撮像面に形成された各画素のうち、撮像素子14の遮光部(OB部)142の上から10行目までの画素における撮像信号を読み出したか否かの判断を行う。
Subsequently, the
ステップS218の判断の結果、撮像素子14から読み出した各画素における撮像信号の行数が10行に到達していない場合には、ステップS219に進む。ステップS219において、システム制御部50は、現在設定されているサンプリングタイミングに対して、タイミング発生回路部18において設定できる最小の所定間隔時間分(1タップ)だけ遅らせたサンプリングタイミング設定(+1設定)を行う。
As a result of the determination in step S218, when the number of rows of the imaging signal in each pixel read from the imaging device 14 has not reached 10, the process proceeds to step S219. In step S219, the
続いて、システム制御部50は、撮像素子14から撮像信号を読み出す行を、現在の設定行から+1行シフトさせて読み出す制御を行う(ステップS220)。この際、タイミング発生回路部18は、システム制御部50による制御に基づいて、+1行シフトさせたN(Nは10以下の整数)行目の画素における撮像信号の読み出しを、ステップS219で設定したサンプリングタイミングでサンプリングを行う。これらの処理により、画像処理回路部20には、A/D変換器16を介して、撮像素子14の遮光部(OB部)142のN行目の画素における撮像信号が読み出される。
Subsequently, the
続いて、画像処理回路部20は、システム制御部50による制御に基づいて、ステップS220で読み出された1行分の画素の撮像信号から第Nのシェーディングデータ(SHDTN)を作成する(ステップS221)。その後、システム制御部50は、第Nのシェーディングデータ(SHDTN)をメモリ52に一時的に記憶する。そして、ステップS218へ戻る。本実施の形態では、このステップS219〜S221は、撮像素子14の遮光部(OB部)142の上から10行分の画素における撮像信号が読み出されるまで繰り返されることになる。
Subsequently, based on the control by the
ステップS215〜S221を経ることで、タイミング発生回路部(サンプリング手段)18は、撮像素子14の撮像面における一部の領域である遮光部142内の画素からの撮像信号を、複数のサンプリングタイミングによってサンプリングを行う。この際、タイミング発生回路部18は、撮像素子14の撮像面における一部の領域である遮光部142内の画素からの撮像信号をサンプリングする際に、当該撮像面に形成された水平方向の1行分の画素毎に、サンプリングタイミングを変えている。画像処理回路部(作成手段)20は、タイミング発生回路部18による複数のサンプリングタイミングに応じてそれぞれ撮像素子14から得られた撮像信号に基づいて、各サンプリングタイミング毎に、シェーディングを算出してシェーディングデータを作成する。
Through steps S215 to S221, the timing generation circuit unit (sampling unit) 18 outputs an imaging signal from a pixel in the
なお、サンプリングタイミングT1は、標準サンプリングタイミングに対して早まるタイミングが設定され、サンプリングタイミングT1からT10にかけて標準サンプリングタイミングに前後するサンプリングタイミングが設定されるものとする。また、ステップS218で設定される読み出される行数は、図8に示す本実施の形態では10行としているが、本発明においては、これに限定されるものではない。このステップS218で設定される読み出される行数は、撮像素子14が有する遮光部(OB部)142の行数、及び、タイミング発生回路部18において設定可能なタップ数によって設定可能となる行数の範囲内において変更可能である。 The sampling timing T1 is set to a timing that is earlier than the standard sampling timing, and a sampling timing that is before or after the standard sampling timing is set from the sampling timing T1 to T10. The number of rows to be read set in step S218 is 10 rows in the present embodiment shown in FIG. 8, but the present invention is not limited to this. The number of rows to be read set in step S218 is the number of rows that can be set by the number of rows of the light shielding unit (OB unit) 142 included in the image sensor 14 and the number of taps that can be set in the timing generation circuit unit 18. It can be changed within the range.
ステップS218の判断の結果、撮像素子14から読み出した各画素における撮像信号の行数が10行に到達した場合には、ステップS222に進む。ステップS222において、システム制御部50は、まず、予め不揮発性メモリ(記憶手段)56に記憶されている標準シェーディングデータと、ステップS215〜S221を経て作成されメモリ52に記憶されている複数のシェーディングデータとの比較を行う。そして、システム制御部50は、画像処理回路部20で作成された各サンプリングタイミング毎の複数のシェーディングデータのうち、標準シェーディングデータとの差が最小となるシェーディングデータを抽出する(抽出手段)。
As a result of the determination in step S218, when the number of rows of the imaging signal in each pixel read from the imaging device 14 has reached 10, the process proceeds to step S222. In step S222, the
続いて、システム制御部50は、タイミング発生回路部18に対して、ステップS222で抽出したシェーディングデータにおけるサンプリングタイミングの設定を行う(ステップS223)。
Subsequently, the
続いて、システム制御部50は、撮像素子14から、11行目以降における各画素の撮像信号を読み出す制御を行う(ステップS224)。この際、タイミング発生回路部18は、システム制御部50による制御に基づいて、11行目以降における各画素の撮像信号の読み出しを、ステップS223で設定したサンプリングタイミングでサンプリングを行う。ステップS224により、図2に示す遮光部(OB部)142の11行目以降における各画素の撮像信号及び受光部141の全画素の撮像信号が、ステップS223で設定したサンプリングタイミングでA/D変換器16に読み出される。
Subsequently, the
そして、ステップS224で読み出された撮像信号は、A/D変換器16、画像処理回路部20、メモリ制御回路部22を介して、或いはA/D変換器16から直接、メモリ制御回路部22を介して、メモリ30の所定領域に書き込まれる。
Then, the image pickup signal read in step S224 is sent to the memory
ステップS223及びS224による処理により、システム制御部50は、少なくとも、撮像素子14の撮像面における一部の領域である遮光部(OB部)142以外の領域である受光部141内の画素からの撮像信号を、ステップS222で抽出したシェーディングデータにおけるサンプリングタイミングで、タイミング発生回路部18にサンプリングさせる制御を行うようにしている(制御手段)。
Through the processing in steps S223 and S224, the
ステップS201〜S224までの一連の処理が終了すると、当該撮影処理が終了して、図6に示す現像処理に移行する。 When a series of processes from step S201 to S224 is completed, the photographing process is terminated, and the process proceeds to the development process shown in FIG.
なお、本実施の形態においては、1つのサンプリングタイミングにつき1行分のみを設定して読み出させるようにしているが、これに限定されるわけではなく、複数行を同一のサンプリングタイミングにて読み出させるようにしてもよい。この場合は、同一のサンプリングタイミングで読み出した複数行による撮像信号に基づいて1つのシェーディングデータを作成し、当該各複数行毎にシェーディングデータを作成する。 In the present embodiment, only one row is set and read at one sampling timing, but the present invention is not limited to this, and a plurality of rows are read at the same sampling timing. You may make it come out. In this case, one piece of shading data is created based on the imaging signals of a plurality of rows read at the same sampling timing, and shading data is created for each of the plurality of rows.
また、本実施の形態においては、撮像素子14から行単位で読み出した撮像信号に基づくシェーディングデータを用いてシェーディングを行う水平シェーディングを行うようにしている。しかしながら、これに限定されるわけではなく、撮像素子14の特性によっては、撮像素子14から列単位で読み出した撮像信号に基づくシェーディングデータを用いてシェーディングを行う垂直シェーディングを行うようにした形態であってもよい。 In the present embodiment, horizontal shading is performed in which shading is performed using shading data based on the imaging signal read out from the imaging device 14 in units of rows. However, the present invention is not limited to this, and depending on the characteristics of the image sensor 14, vertical shading is performed in which shading is performed using shading data based on the image signal read from the image sensor 14 in units of columns. May be.
また、本実施の形態では、撮像素子14として、CMOS型エリアセンサで構成されるものを例について説明しているが、これに限定されるわけではなく、例えば、CCD型エリアセンサ等で構成されていてもよい。 In the present embodiment, an example in which the imaging element 14 is configured by a CMOS area sensor has been described. However, the imaging element 14 is not limited thereto, and is configured by, for example, a CCD area sensor or the like. It may be.
本実施の形態の撮像装置では、標準シェーディングデータに対して差が最小となるシェーディングデータにおけるサンプリングタイミングを選択し、当該サンプリングタイミングで画像データに供する受光部141の撮像信号を得るようにしている。これにより、温度変化等の環境変化による撮像素子14の出力遅延が起きていても、当該出力に対するサンプリングポイントとしては標準設定と変わらないようなサンプリングタイミングにすることになるので、画像データを安定して生成することができる。
In the imaging apparatus of the present embodiment, the sampling timing in the shading data that minimizes the difference from the standard shading data is selected, and the imaging signal of the
前述した本発明の実施の形態に係る撮像装置を構成する図1の各手段、並びに撮像装置の駆動方法を示した図5〜図8の各ステップは、コンピュータのRAMやROMなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は本発明に含まれる。 Each unit of FIG. 1 constituting the imaging apparatus according to the embodiment of the present invention described above, and each step of FIGS. 5 to 8 showing the driving method of the imaging apparatus is stored in a RAM or a ROM of a computer. This can be realized by operating the program. This program and a computer-readable storage medium storing the program are included in the present invention.
具体的に、前記プログラムは、例えばCD−ROMのような記憶媒体に記録し、或いは各種伝送媒体を介し、コンピュータに提供される。前記プログラムを記録する記憶媒体としては、CD−ROM以外に、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、不揮発性メモリカード等を用いることができる。他方、前記プログラムの伝送媒体としては、プログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するためのコンピュータネットワーク(LAN、インターネットの等のWAN、無線通信ネットワーク等)システムにおける通信媒体を用いることができる。また、この際の通信媒体としては、光ファイバ等の有線回線や無線回線などが挙げられる。 Specifically, the program is recorded in a storage medium such as a CD-ROM, or provided to a computer via various transmission media. As a storage medium for recording the program, a flexible disk, a hard disk, a magnetic tape, a magneto-optical disk, a nonvolatile memory card, and the like can be used in addition to the CD-ROM. On the other hand, as the transmission medium of the program, a communication medium in a computer network (LAN, WAN such as the Internet, wireless communication network, etc.) system for propagating and supplying program information as a carrier wave can be used. Moreover, examples of the communication medium at this time include a wired line such as an optical fiber, a wireless line, and the like.
また、コンピュータが供給されたプログラムを実行することにより本発明の実施の形態に係る撮像装置の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているOS(オペレーティングシステム)或いは他のアプリケーションソフト等と共同して本発明の実施の形態に係る撮像装置の機能が実現される場合や、供給されたプログラムの処理の全て、或いは一部がコンピュータの機能拡張ボードや機能拡張ユニットにより行われて本発明の実施の形態に係る撮像装置の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発明に含まれる。 In addition, the function of the imaging apparatus according to the embodiment of the present invention is realized by executing a program supplied by the computer, and an OS (operating system) or other program running on the computer. When the functions of the imaging apparatus according to the embodiment of the present invention are realized in cooperation with application software, etc., or all or part of the processing of the supplied program is performed by a function expansion board or function expansion unit of the computer. Even when the functions of the imaging apparatus according to the embodiment of the present invention are realized, such a program is included in the present invention.
12 シャッター
14 (固体)撮像素子
16 A/D変換器
18 タイミング発生回路部
20 画像処理回路部
22 メモリ制御回路部
24 画像表示メモリ
26 D/A変換器
28 画像表示部
30 メモリ
32 圧縮・伸長回路部
40 シャッター制御部
42 測距制御部
46 測光制御部
48 フラッシュ部
50 システム制御部
52 メモリ
54 通知部
56 不揮発性メモリ
60 モードダイアルスイッチ
62 第1のシャッタースイッチ(SW1)
64 第2のシャッタースイッチ(SW2)
66 再生スイッチ
70 操作部
72 電源スイッチ
80 電源制御部
82、84 コネクタ
86 電源
90、94 インタフェース(I/F)
92、96 コネクタ
98 記録媒体着脱検知部
100 カメラ本体
104 光学ファインダ
106 レンズマウント
110 通信部
120 インターフェース(I/F)
122 コネクタ
130、132 ミラー
200、210 記録媒体
202、212 記録部
204、214 インタフェース(I/F)
206、216 コネクタ
300 レンズユニット
306 レンズマウント
310 撮像レンズ
312 絞り
320 インターフェース(I/F)
322 コネクタ
340 絞り制御部
342 フォーカス制御部
344 ズーム制御部
350 レンズシステム制御部
12 Shutter 14 (Solid State) Image Sensor 16 A / D Converter 18 Timing Generation Circuit Unit 20 Image
64 Second shutter switch (SW2)
66 Playback switch 70
92, 96
206, 216
Claims (4)
前記撮像素子の前記撮像面における一部の領域内の画素からの撮像信号を、複数のサンプリングタイミングによってサンプリングを行うサンプリング手段と、
前記サンプリング手段による前記複数のサンプリングタイミングに応じてそれぞれ前記撮像素子から得られた撮像信号に基づいて、各サンプリングタイミング毎に、シェーディングを算出してシェーディングデータを作成する作成手段と、
標準となる標準サンプリングタイミングにおける標準シェーディングデータを記憶する記憶手段と、
前記作成手段で作成された前記各サンプリングタイミング毎の複数のシェーディングデータのうち、前記標準シェーディングデータとの差が最小となるシェーディングデータを抽出する抽出手段と、
前記撮像面における前記一部の領域以外の領域内の画素からの撮像信号を、前記抽出手段で抽出したシェーディングデータにおけるサンプリングタイミングで、前記サンプリング手段にサンプリングさせる制御を行う制御手段と
を有することを特徴とする撮像装置。 An image pickup device having pixels arranged in a two-dimensional matrix on the image pickup surface;
Sampling means for sampling an imaging signal from a pixel in a partial area on the imaging surface of the imaging device at a plurality of sampling timings;
Creating means for calculating shading and creating shading data for each sampling timing based on the imaging signals obtained from the imaging elements according to the plurality of sampling timings by the sampling means;
Storage means for storing standard shading data at a standard sampling timing as a standard;
Extracting means for extracting shading data that minimizes the difference from the standard shading data among the plurality of shading data for each sampling timing created by the creating means;
Control means for performing control to cause the sampling means to sample an image pickup signal from a pixel in an area other than the partial area on the imaging surface at a sampling timing in the shading data extracted by the extraction means. An imaging device that is characterized.
前記サンプリング手段による前記複数のサンプリングタイミングに応じてそれぞれ前記撮像素子から得られた撮像信号に基づいて、各サンプリングタイミング毎に、シェーディングを算出してシェーディングデータを作成するステップと、
作成された前記各サンプリングタイミング毎の複数のシェーディングデータのうち、前記標準シェーディングデータとの差が最小となるシェーディングデータを抽出するステップと、
前記撮像面における前記一部の領域以外の領域内の画素からの撮像信号を、抽出したシェーディングデータにおけるサンプリングタイミングで、前記サンプリング手段にサンプリングさせる制御を行うステップと
を有することを特徴とする撮像装置の駆動方法。 Sampling for sampling an imaging element having pixels arranged in a two-dimensional matrix on an imaging surface, and imaging signals from pixels in a partial area of the imaging surface of the imaging element at a plurality of sampling timings A driving method of an imaging apparatus comprising: means and storage means for storing standard shading data at a standard sampling timing as a standard,
A step of calculating shading and creating shading data for each sampling timing based on imaging signals respectively obtained from the imaging elements according to the plurality of sampling timings by the sampling means;
Extracting the shading data that minimizes the difference from the standard shading data from among the plurality of shading data for each of the created sampling timings;
And a step of controlling the sampling means to sample an imaging signal from a pixel in a region other than the partial region on the imaging surface at a sampling timing in the extracted shading data. Driving method.
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