JP2008252683A - Image sensing apparatus and control method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は撮像装置及びその制御方法に関し、特に、CCD等の固体撮像素子を用いて被写体像を撮像する撮像装置及びその制御方法に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus and a control method thereof, and more particularly to an imaging apparatus that captures a subject image using a solid-state imaging device such as a CCD and a control method thereof.
近年、固体メモリ素子を有するメモリカードを記録媒体として、CCD等の固体撮像素子で撮像した画像を記録および再生するデジタルカメラ等の撮像装置が盛んに開発され、広く普及してきている。また、そのような撮像装置において静止画や動画の撮影に係る解像度や動作スピードの向上が求められている。そのため、デジタルカメラ等を構成する固体撮像素子を駆動するための駆動信号の周波数や、アナログ信号処理回路、A/D変換器、後段のデジタル信号処理回路に対する駆動周波数の高速化が急速に進んでいる。 In recent years, an image pickup apparatus such as a digital camera that records and reproduces an image picked up by a solid-state image pickup device such as a CCD using a memory card having a solid-state memory element as a recording medium has been actively developed and widely spread. Further, in such an imaging apparatus, there is a demand for improvement in resolution and operation speed related to still image and moving image shooting. Therefore, the drive signal frequency for driving the solid-state imaging device constituting the digital camera or the like, and the drive frequency for the analog signal processing circuit, the A / D converter, and the subsequent digital signal processing circuit are rapidly increasing. Yes.
また、最近では、高画質、高精細といった画質の向上に加えて、様々な撮影シーンにおいて、失敗の少ない撮影が可能な手軽さがより一層求められるようになってきた。そのために、たとえばスポーツシーンなど動きの速い被写体に追従するため、あるいは、低照明下の室内撮影における手ぶれ防止を目的として、シャッター秒時の高速化が進んでいる。更に、美術館や水族館といったストロボ撮影の禁止された場所での撮影などを可能とするために、撮像素子の更なる高感度化が求められている。 Recently, in addition to the improvement of image quality such as high image quality and high definition, there has been a further demand for ease of shooting with few failures in various shooting scenes. Therefore, for example, in order to follow a fast-moving subject such as a sports scene or to prevent camera shake in indoor shooting under low illumination, the shutter speed is increasing. Furthermore, in order to enable shooting at places where strobe shooting is prohibited, such as museums and aquariums, it is required to further increase the sensitivity of the image sensor.
以下に、従来のデジタルカメラの一例について説明する。 An example of a conventional digital camera will be described below.
図8は、一般的なデジタルカメラ内部の撮像部の概略構成を示すブロック図である。 FIG. 8 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an imaging unit inside a general digital camera.
図8において、501はCCD等の撮像素子(以下、「CCD」と記す。)である。502はCCD501の出力信号を処理する撮像回路、503は処理されたアナログ撮像信号をデジタル信号に変換するためのA/D変換器である。なお、500で示す枠内はアナログの信号処理領域を示している。また、504はデジタル変換された撮像信号を記憶媒体に記憶したり、液晶モニタに表示したりするための各種信号処理を行うデジタル信号処理部である。505は発振回路(OSC1)、506はタイミング発生器(TG)、507は同期信号発生器(SSG)、508は発振回路(OSC2)である。509はデジタルカメラ全体の動作を制御するためのCPUを含むシステム制御部である。
In FIG. 8,
発振回路(505)はタイミング発生器506の動作クロックを供給し、発振回路(508)はシステム制御部509の動作クロックを供給している。タイミング発生器506は、同期信号発生器507に動作クロック(TGCLK)を供給し、同期信号発生器507は、この動作クロックを所定数計数して水平同期信号(HD)および垂直同期信号(VD)を生成してタイミング発生器506に供給する。タイミング発生器506は、同期信号発生器507より供給された水平同期信号(HD)および垂直同期信号(VD)に同期して、CCD501に対して各種駆動信号を供給する。また、撮像回路502、A/D変換器503、デジタル信号処理部504に対して、それぞれ、サンプリングクロック信号を供給する。システム制御部509は、同期信号発生器507に対して、水平同期信号(HD)及び垂直同期信号(VD)の発生の有無や周期設定等を行うと共に、デジタル信号処理部504の動作を制御している。
The oscillation circuit (505) supplies an operation clock for the
図9は図8に示すCCD501の構成例を示す概略図である。図9において、1は光電変換素子、2は垂直転送CCD(VCCD)である。なお、光電変換素子1の内、一番左の列の網掛けにより示された光電変換素子1は遮光された光電変換素子(遮光部)であり、それ以外の光電変換素子1は、遮光されていない有効画素領域にある光電変換素子である。各光電変換素子1と各VCCD2はそれぞれペアになっており、2次元にこのペアが複数個配置されることで撮像領域を形成し、被写体からの光束を電荷に変換することで画像を撮像する。また、4はVCCD2から順次転送される電荷を水平方向に転送する水平転送CCD(HCCD)である。
FIG. 9 is a schematic diagram showing a configuration example of the
光電変換素子1で発生した電荷はVCCD2に転送された後、HCCD4に向けて水平方向の1行を単位として垂直方向に順次転送される。その後、HCCD4により水平方向に転送されて、電荷電圧変換アンプ5により電荷から電圧に変換されて出力される。
The charges generated in the
なお、CCD501を構成するVCCD2、HCCD4、有効画素領域の光電変換素子1、遮光部の光電変換素子1はいずれも図9に示されているものより多くの個数により構成されている。例えば図9において、遮光部の光電変換素子は左端に1列で表現しているが、実際には、複数列で構成されている。
Note that the
図10は、撮像回路502内部の更に詳細な回路構成を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing a more detailed circuit configuration inside the
図10において、撮像回路502は、相関2重サンプリング(CDS)回路600、増幅器601、クランプ回路602からなる。
In FIG. 10, the
通常、CCDセンサの後段には、CCDにおける電荷転送時に生じたリセットノイズ成分を除去するためのCDS回路を有している。CCD501の出力は、1水平転送サイクルの中で画素ごとの信号レベルの基準となるフィードスルー期間と露光量に比例して映像信号が出力される映像信号期間とからなる。CDS回路600は、CCD501からの出力信号の内、フィードスルー期間の信号レベルと映像信号期間の信号レベルとの差分を求め、これによって1画素周期の相関ノイズ成分を映像信号から排除するノイズ除去回路である。増幅器601は、CDS回路600を介して出力された撮像信号を、増幅器601によって後段のA/D変換器503の入力レンジに合わせて所定の信号レベルに増幅して、クランプ回路602に供給する。クランプ回路602は、CCD501の遮光部にある画素から出力される電荷が、所定の黒基準値となるように直流電圧レベルの調整を行う。なお、遮光部にある画素から電荷が出力される期間をオプティカルブラック(OB)期間と呼ぶ。
Normally, a CDS circuit for removing a reset noise component generated during charge transfer in the CCD is provided at the subsequent stage of the CCD sensor. The output of the
図11は、図8から図10に示すデジタルカメラを駆動するための主要な信号を示すタイミングチャートである。 FIG. 11 is a timing chart showing main signals for driving the digital camera shown in FIGS.
ここでは、OSC1(505)の動作クロックの周波数が33.75MHz、タイミング発生器506の動作クロックの周波数が27MHzとしている。
Here, the operating clock frequency of OSC1 (505) is 33.75 MHz, and the operating clock frequency of the
CCD501からの出力される画素毎の動作周波数は、タイミング発生器506により生成されたCCD駆動信号によって決まり、OSC1(505)の動作クロックの周波数と同じ33.75MHzから生成される。すなわち、この時のCCD出力信号の1画素期間は、29.6ns(=1/33.75MHz)であり、この中に、前述のフィードスルー期間及び映像信号期間とが含まれる。
The operating frequency for each pixel output from the
更に、タイミング発生器506では、画素毎にフィードスルー期間の信号レベルをサンプルホールドするS/Hパルス(SH1)及び映像信号期間の信号レベルをサンプルホールドするS/Hパルス(SH2)を、CCD駆動信号に同期するように生成する。
Further, the
撮像装置における撮像信号の駆動周波数の高速化は、撮像信号のS/N比を劣化させる大きな要因となり得る。特に、複数の動作クロック信号により駆動される、アナログ信号とデジタル信号とが混在するデジタル撮像装置内部では、アナログ撮像信号への不要クロック信号の漏れ込みが起きやすい。漏れ込んだ不要クロック信号は、生成された画像に干渉クロックノイズとして等ピッチで重畳されてしまう。等ピッチであるために、CCDセンサや回路の熱雑音性のランダムノイズよりも小さいレベルであっても、視感上目立ちやすいという問題があった。 Increasing the drive frequency of the imaging signal in the imaging apparatus can be a major factor that degrades the S / N ratio of the imaging signal. In particular, an unnecessary clock signal is likely to leak into an analog imaging signal inside a digital imaging device that is driven by a plurality of operation clock signals and includes a mixture of analog signals and digital signals. The leaked unnecessary clock signal is superimposed on the generated image at an equal pitch as interference clock noise. Since the pitches are equal, there is a problem that even if the level is lower than the thermal noise random noise of the CCD sensor or the circuit, it is easily noticeable in terms of visual feeling.
そして、このような撮像信号のS/N比の劣化は、撮像装置の感度条件の設定が高く、撮像回路の撮像信号の増幅度が大きい場合ほど顕在化しやすいという問題があった。 Such a deterioration in the S / N ratio of the image pickup signal has a problem that the sensitivity condition of the image pickup apparatus is set higher, and the image signal is more likely to be manifested when the image signal amplification degree of the image pickup circuit is larger.
例えば図8に示す構成においては、システム動作の高速化および撮像信号の駆動周波数の高速化に伴い、S/Hパルス(SH1、SH2)及びA/D変換器503のサンプリングクロック(ADCLK)も高速になってきている。そのため、アナログ信号処理領域500の撮像信号に漏れこんだこれらのクロックノイズ成分(システムクロック成分)をタイミング調整で回避することが、ますます困難になってきている。
For example, in the configuration shown in FIG. 8, the S / H pulse (SH1, SH2) and the sampling clock (ADCLK) of the A /
ここで、画素クロック33.75MHzであるS/Hパルス(SH1、SH2)およびA/D変換器503のサンプリングクロック(ADCLK)でCCD501の出力がサンプリングされた場合について説明する。上述したシステムクロック成分(27MHz)がアナログ信号処理領域500の撮像信号に漏れ込んだ場合、サンプリング後の画像データには、その差分の周波数成分である6.75MHz(=33.75−27MHz)の周期性ノイズが残留する結果となる。これは、CCD501の駆動パルスの33.75MHzの5分の1の周波数、すなわち、5画素周期の等ピッチノイズである。このパルスの干渉による等ピッチノイズは、そのピッチサイズにもよるが、CCDセンサや撮像回路が持つ熱雑音性のランダムノイズに比較して特長が捉えやすいため、視感上、ことのほか目立ちやすい。
Here, a case where the output of the
CCDセンサの場合、1水平(1H)期間の大まかな内訳は、図12に示す通りである。すなわち、HCCD4用の転送用駆動パルスH1、H2が停止しているブランキング期間と、駆動されている画素読み出しの期間(OB期間+有効画素期間)である。 In the case of a CCD sensor, a rough breakdown of one horizontal (1H) period is as shown in FIG. That is, a blanking period in which the transfer drive pulses H1 and H2 for the HCCD 4 are stopped, and a period of pixel readout being driven (OB period + effective pixel period).
1次元的に撮像信号に重畳する等ピッチノイズは、CCDエリアセンサなどで水平方向と垂直方向に展開される2次元画像に対して、1水平期間を構成する画素クロック数によって見え方が変わる。 The appearance of the equal pitch noise superimposed on the imaging signal in a one-dimensional manner changes depending on the number of pixel clocks constituting one horizontal period for a two-dimensional image developed in the horizontal and vertical directions by a CCD area sensor or the like.
5画素周期の等ピッチノイズの場合には、図13(a)〜(e)に示すように、形成されるノイズパターンは、1水平期間を構成する画素クロック数によって5の剰余系に従う5通りのバリエーションがある。図13から分かるように、水平方向のノイズピッチに変化はないが、展開される2次元画像上ではノイズパターンの角度が変化するため、目立ち方の度合いが多少変化することが確認されている。 In the case of equal pitch noise with a 5-pixel period, as shown in FIGS. 13A to 13E, the noise patterns to be formed are five patterns according to a remainder system of 5 depending on the number of pixel clocks constituting one horizontal period. There are variations. As can be seen from FIG. 13, there is no change in the noise pitch in the horizontal direction, but since the angle of the noise pattern changes on the developed two-dimensional image, it has been confirmed that the degree of conspicuousness changes somewhat.
ところで、CCD等の固体撮像素子を用いて撮像する場合に、ダークノイズ補正が一般的に行われている。ダークノイズ補正では、撮像素子を露光した状態で電荷蓄積を行った後に読み出した本撮影画像データと、撮像素子を露光しない状態で本撮影と同様に電荷蓄積を行った後に読み出したダーク画像データと、を用いて演算処理する。ダークノイズ補正により、撮像素子で発生する暗電流ノイズや撮像素子固有の微少なキズによる画素欠損等の画質劣化に関して、撮影した画像データを補正して高品位な画像を撮影することができる。 Incidentally, dark noise correction is generally performed when imaging is performed using a solid-state imaging device such as a CCD. In dark noise correction, the actual captured image data read after charge accumulation with the image sensor exposed and the dark image data read after charge accumulation similar to the main image capture without exposing the image sensor The arithmetic processing is performed using. With dark noise correction, it is possible to shoot a high-quality image by correcting captured image data with respect to image quality degradation such as dark current noise generated in the image sensor and pixel defects due to minute scratches inherent to the image sensor.
特に、暗電流ノイズは、電荷蓄積時間及び撮像素子の温度上昇に応じて増大するため、長秒時の露光や高温時の露光を行う場合に大きな画質改善効果を得ることが可能である。 In particular, since dark current noise increases with the charge accumulation time and the temperature rise of the image sensor, a large image quality improvement effect can be obtained when performing exposure at long seconds or exposure at high temperatures.
このようなダークノイズ補正処理を行う撮像装置において、上述したように撮像信号に重畳する5画素周期の等ピッチノイズが、ダークノイズ補正処理後に画像上に展開されるノイズパターンの例を図14に示す。 In the imaging apparatus that performs such dark noise correction processing, as shown above, an example of a noise pattern in which the equal pitch noise of the 5-pixel period superimposed on the imaging signal is developed on the image after the dark noise correction processing is shown in FIG. Show.
図14のノイズパターン例は、本撮影画像データ、ダーク画像データ共に、図13(b)で示した、1水平期間が5N+1個の画素クロックから成る場合のダークノイズ補正処理(この場合、引き算処理)を行った例を示す。 The noise pattern example of FIG. 14 shows dark noise correction processing (in this case, subtraction processing) when one horizontal period is composed of 5N + 1 pixel clocks as shown in FIG. ) Is shown.
図14に示すように、本撮影画像データとダーク画像データとの間で、互いのノイズパターンの位相差により、ダークノイズ補正処理後の画像においては、(a)から(e)の5通りのノイズパターンが発生する。 As shown in FIG. 14, there are five types of images (a) to (e) in the image after the dark noise correction processing due to the phase difference of the noise pattern between the captured image data and the dark image data. Noise pattern is generated.
図14では、併せて、ダークノイズ補正処理前の周期性ノイズのレベルを中心画素で2、隣接画素で1として近似的な分布状態を作り、ダーク画像とのノイズパターン位相差によってダークノイズ補正処理後のノイズレベルが変化する様子を模式的に示した。 In FIG. 14, an approximate distribution state is created by setting the level of periodic noise before dark noise correction processing to 2 at the central pixel and 1 at adjacent pixels, and dark noise correction processing is performed based on the noise pattern phase difference from the dark image. The situation where the noise level later changed is shown schematically.
5通りのノイズパターンに対して、ノイズの目立ち方は、3つのケースに分類される。すなわち、 With respect to five noise patterns, how the noise stands out is classified into three cases. That is,
(1)本撮影画像と比べて目立たないケース(位相差1、図5の(a)と(c))。
(2)本撮影画像と比べて著しく目立つケース(位相差2、図5の(d)と(e))。
(3)本撮影画像と比べて全く目立たないケース(位相差0、図5の(b))。
本撮影画像とダーク画像の周期ノイズ画素どおしが上手くキャンセルされるように位相関係を精度よく管理できれば、周期性ノイズのない画像を最終的に生成することも考えられる。
(1) Case inconspicuous compared to the actual captured image (
(2) A case that is significantly conspicuous compared to the actual captured image (
(3) A case in which the image is not conspicuous at all compared with the captured image (phase difference 0, FIG. 5B).
If the phase relationship can be managed accurately so that the periodic noise pixels of the main photographed image and the dark image are successfully canceled, it is conceivable to finally generate an image without periodic noise.
しかしながら、図8におけるOSC1(505)の動作クロック(33.75MHz)とOSC2(508)の動作クロック(27MHz)とが互いに独立した発振回路で構成されている場合も多い。フリーランである場合には、本撮影画像とダーク画像のノイズパターンの位相は、それぞれの発振回路の精度や温度ドリフトによって動き、常に位相関係を精度良く管理することは難しい。 However, in many cases, the OSC1 (505) operation clock (33.75 MHz) and the OSC2 (508) operation clock (27 MHz) in FIG. In the case of free run, the phase of the noise pattern of the actual captured image and the dark image moves depending on the accuracy of each oscillation circuit and temperature drift, and it is difficult to always manage the phase relationship with high accuracy.
OSC1(505)の動作クロック(33.75MHz)を、例えばOSC2(508)の動作クロック(27MHz)からフェーズロックドループ(PLL)回路などの方法を用いて生成することも可能である。この場合、フレームフィールド間のノイズパターンと位相関係を精度良く決定できるので、ダーク補正処理後のノイズパターンを管理することができる。しかしながら、その場合にはOSC2(508)の動作クロック(27MHz)をPLL回路を介して、ノイズに弱いアナログの信号処理領域500の近傍にあるタイミング発生器506まで引き回さなければならない。そのため、アナログ撮像信号にシステム動作クロック(27MHz)が過大に漏れ込むリスクが増大する。
The operating clock (33.75 MHz) of OSC1 (505) can be generated from the operating clock (27 MHz) of OSC2 (508) using a method such as a phase-locked loop (PLL) circuit. In this case, since the noise pattern and phase relationship between the frame fields can be determined with high accuracy, the noise pattern after dark correction processing can be managed. However, in that case, the operating clock (27 MHz) of the OSC2 (508) must be routed through the PLL circuit to the
特許文献1には、撮像装置のアナログ信号処理に周波数拡散手段を適用した場合に発生する不要なビートノイズを低減するための技術が開示されている。同技術によれば、周波数拡散手段により周波数拡散の周期に応答したビートノイズが撮像信号に重畳することが示唆されている。そして、撮像素子の水平転送ブランク期間において周波数拡散部の位相をランダムなタイミングでリセットすることによりビートノイズの低減を実現している。
しかしながら、図8に示すように周波数拡散手段を有さないデジタルカメラにおいて、周波数拡散手段以外で発生する不要な周期性のあるノイズは、特許文献1の方法では低減することはできない。
However, as shown in FIG. 8, in a digital camera that does not have a frequency spreading unit, noise with unnecessary periodicity that occurs outside the frequency spreading unit cannot be reduced by the method of
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、構成を複雑にすることなく、撮影した画像における周期性のあるノイズを目立ちにくくすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to make periodic noise in captured images less noticeable without complicating the configuration.
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、入射光を電気信号に変換することにより撮像を行う撮像手段と、前記撮像手段を露光した状態で撮像動作を行って第1の撮像信号を得る第1の撮像動作と、前記撮像手段を遮光した状態で撮像動作を行って第2の撮像信号を得る第2の撮像動作とを制御する制御手段と、前記第1の撮像信号を前記第2の撮像信号により処理する信号処理手段とを有し、前記制御手段は、前記第1の撮像動作と前記第2の撮像動作とで、前記撮像手段を駆動する水平周期を異ならせる。 In order to achieve the above object, an imaging apparatus of the present invention includes an imaging unit that performs imaging by converting incident light into an electrical signal, and a first imaging signal that performs an imaging operation in a state where the imaging unit is exposed. Control means for controlling the first imaging operation for obtaining the second imaging operation for obtaining the second imaging signal by performing the imaging operation in a state where the imaging means is shielded from light, and the first imaging signal for the second imaging operation. Signal processing means for processing with a second imaging signal, and the control means varies a horizontal period for driving the imaging means between the first imaging operation and the second imaging operation.
また、入射光を電気信号に変換することにより撮像を行う撮像手段を有する撮像装置の本発明の制御方法は、前記撮像手段を駆動する水平周期を第1の周期に設定する第1の設定工程と、前記撮像手段を露光した状態で、前記第1の周期で撮像動作を行って第1の撮像信号を得る第1の撮像工程と、前記撮像手段を駆動する水平周期を、前記第1の周期とは異なる第2の周期に設定する第2の設定工程と、前記撮像手段を遮光した状態で、前記第2の周期で撮像動作を行って第2の撮像信号を得る第2の撮像工程と、前記第1の撮像信号を前記第2の撮像信号により処理する信号処理工程とを有する。 Further, in the control method of the present invention of the image pickup apparatus having the image pickup means for picking up an image by converting incident light into an electric signal, a first setting step of setting a horizontal period for driving the image pickup means to a first period. A first imaging step for obtaining a first imaging signal by performing an imaging operation in the first cycle in a state in which the imaging unit is exposed, and a horizontal cycle for driving the imaging unit. A second setting step of setting a second cycle different from the cycle, and a second imaging step of obtaining a second imaging signal by performing an imaging operation in the second cycle with the imaging means shielded from light And a signal processing step of processing the first imaging signal with the second imaging signal.
本発明によれば、構成を複雑にすることなく、撮影した画像における周期性のあるノイズを目立ちにくくすることができる。 According to the present invention, periodic noise in captured images can be made inconspicuous without complicating the configuration.
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を詳細に説明する。 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おける画像処理機能を有する撮像装置の構成を示すブロック図である。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例にとって説明する。なお撮像装置としては、他にデジタルビデオカメラ、カメラ付き携帯端末(カメラ付き携帯電話を含む)、スキャナ等があり、被写体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、本発明を適用することが可能である。 FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging apparatus having an image processing function according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, a digital camera will be described as an example of the imaging device. As other imaging devices, there are digital video cameras, camera-equipped mobile terminals (including camera-equipped mobile phones), scanners, etc., as long as they can convert an optical image of an object and output an electrical image signal. The present invention can be applied.
図1に示すように、本実施の形態の撮像装置は、主にカメラ本体100と、交換レンズタイプのレンズユニット300により構成されている。
As shown in FIG. 1, the imaging apparatus according to the present embodiment mainly includes a
レンズユニット300において、310は複数のレンズから成る撮像レンズ、312は絞り、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。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機能が含まれている。320は、レンズマウント306において、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、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。
In the
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、各種電圧の電流を供給されるあるいは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良い。
The
340は測光制御部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、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全体を制御するレンズシステム制御回路である。レンズシステム制御回路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、レンズユニット300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。
Next, the configuration of the
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、130、132はミラーで、撮像レンズ310に入射した光線を一眼レフ方式によって光学ファインダー104に導く。なお、ミラー130はクイックリターンミラーの構成としても、ハーフミラーの構成としても、どちらでも構わない。12は絞り機能を備えるシャッター、14は入射光を電気信号に変換する撮像素子であり、本実施の形態では撮像素子14として、図9を参照して上述したCCD501と同様の構成を有するものとする。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、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。
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に変換するA/D変換器である。撮像素子14及びA/D変換器16はアナログ信号を処理する領域である。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であり、メモリ制御回路22及びシステム制御回路50により制御される。
20は画像処理回路であり、A/D変換器16からのデータ或いはメモリ制御回路22からの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回路50がシャッター制御部40、焦点調節部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、フラッシュ調光(EF)処理を行っている。さらに、画像処理回路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。
An image processing circuit 20 performs predetermined pixel interpolation processing and color conversion processing on the data from the A /
なお、本実施の形態における図1に示す例では、焦点調節部42及び測光制御部46を専用に備えている。従って、焦点調節部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、画像処理回路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、焦点調節部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、さらに、画像処理回路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, the focus adjustment unit 42 and the photometry control unit 46 are provided exclusively. Therefore, the AF adjustment process, the AE process, and the EF process are performed using the focus adjustment unit 42 and the photometry control unit 46, and the AF process, the AE process, and the EF process using the image processing circuit 20 are not performed. It does not matter. Further, AF processing, AE processing, and EF processing are performed using the focus adjustment unit 42 and the photometry control unit 46, and further, AF processing, AE processing, and EF processing are performed using the image processing circuit 20. It is good also as a structure.
22はメモリ制御回路であり、A/D変換器16、タイミング発生回路18、画像処理回路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20、メモリ制御回路22を介して、或いはメモリ制御回路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
24は画像表示メモリ、26はD/A変換器、28はTFT方式のLCD等から成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。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、システム制御回路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。
30は撮影した静止画像や動画像を格納するためのメモリであり、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像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はシステム制御回路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・伸長回路である。圧縮・伸長回路32は、メモリ30に格納された画像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)処理を行うための焦点調節部である。レンズユニット300内の撮像レンズ310に入射した光線を絞り312、レンズマウント306、106、ミラー130及び焦点調節用サブミラー(図示せず)を介して一眼レフ方式で入射することにより、光学像として結像された画像の合焦状態を測定する。
Reference numeral 40 denotes a shutter control unit that controls the
46はAE(自動露出)処理を行うための測光制御部である。レンズユニット300内の撮像レンズ310に入射した光線を、絞り312、レンズマウント306、106、ミラー130及び測光用サブミラー(不図示)を介して一眼レフ方式で入射することにより、光学像として結像された画像の露出状態を測定する。48はフラッシュであり、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48と連携することにより、EF処理機能も有する。
A photometry control unit 46 performs AE (automatic exposure) processing. A light beam incident on 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制御を行っても良い。その場合、システム制御回路50がシャッター制御部40、絞り制御部340、フォーカス制御部342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。
As described above, exposure control and AF control may be performed based on the calculation result calculated by the image processing circuit 20 using the image data from the A /
また、焦点調節部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。さらに、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。
Further, the AF control may be performed using the measurement result by the focus adjustment unit 42 and the calculation result obtained by calculating 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回路であり、周知のCPUなどを内蔵する。52はシステム制御回路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はシステム制御回路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。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、単数あるいは複数箇所に設置されている。また、通知部54は、その一部の機能が光学ファインダー104内に設置されている。
Reference numeral 54 denotes a notification unit for notifying the outside of an operation state, a message, and the like using characters, images, sounds, and the like in accordance with execution of a program in the
通知部54の表示内容の内、LCDなどに表示するものとしては以下のものがある。まず、単写/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等も行われる。
Among the display contents of the notification unit 54, the following are displayed on the LCD or the like. First, there are displays relating to shooting modes such as single-shot / continuous-shot shooting display, self-timer display, and the like. In addition, there are displays relating to recording such as compression rate display, recording pixel number display, recording number display, and remaining image number display. In addition, there are displays relating to shooting conditions such as shutter speed display, aperture value display, exposure correction display, flash display, and red-eye reduction display. In addition, there are a macro shooting display, a buzzer setting display, a clock battery remaining amount display, a battery remaining amount display, an error display, an information display by a multi-digit number, and an attachment / detachment state display of the
また、通知部54の表示内容のうち、光学ファインダー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。
Further, among the display contents of the notification unit 54, examples of what is displayed in the
さらに、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、二次電池充電表示等である。 Further, among the display contents of the notification unit 54, examples of what is displayed by an LED or the like include the following. In-focus display, shooting preparation completion display, camera shake warning display, flash charge display, flash charge completion display, recording medium writing operation display, macro shooting setting notification display, secondary battery charge display, and the like.
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 notification unit 54, what is displayed on the lamp or the like includes, for example, a self-timer notification lamp. This self-timer notification lamp may be shared with AF auxiliary light.
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、各種パラメータやISO感度などの設定値等が格納される。 Reference numeral 56 denotes an electrically erasable / recordable non-volatile memory in which programs and the like to be described later are stored. For example, an EEPROM or the like is used. The nonvolatile memory 56 stores various parameters, set values such as ISO sensitivity, and the like.
60、62、64、66及び70は、システム制御回路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行う。 Here, a specific description of these operating means will be given.
60はモードダイアルスイッチで、静止画撮影モードと動画撮影モードをの動作の始動を区別して行うためのモード切替えスイッチである。
62はシャッタースイッチSW1で、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。 Reference numeral 62 denotes a shutter switch SW1, which is turned on while a shutter button (not shown) is being operated (for example, half-pressed), and instructs to start operations such as AF processing, AE processing, AWB processing, and EF processing.
64はシャッタースイッチSW2で、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22を介して画像データをメモリ30に書き込み、更に、画像処理回路20やメモリ制御回路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・伸長回路で圧縮を行い、記録媒体200あるいは210に画像データを書き込む。
A shutter switch SW2 64 is turned on when a shutter button (not shown) is completed (for example, fully pressed), and instructs the start of a series of processes including exposure processing, development processing, and recording processing. First, in the exposure process, the signal read from the
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をメモリ30あるいは記録媒体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。
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、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、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、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することができる再生スイッチ撮影画質選択ボタンを含む。また、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、撮像素子14あるいは画像処理回路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. For example, the menu button, set button, macro button, multi-screen playback pagination button, flash setting button, single shooting / continuous shooting / self-timer switching button, menu movement + (plus) button, menu movement-(minus) button Including. Furthermore, playback switch shooting image quality selection button that can set each function mode such as playback image move + (plus) button, playback image move-(minus) button, playback mode, multi-screen playback / erase mode, PC connection mode, etc. including. It also includes an exposure compensation 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. Also included is an ISO sensitivity setting button that can set the ISO sensitivity by changing the gain setting in the
他に、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、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、JPEG圧縮の圧縮率を選択するため、ある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。また、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、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、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。
In addition, a selection / switch button that sets selection and switching of various functions when performing shooting and playback in panorama mode, etc., and determination and execution of various functions when performing shooting and playback in panorama mode and the like There is a decision / execution button. In addition, there is an image display ON / OFF switch for setting ON / OFF of the
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することができる。また、カメラ本体100に接続されたレンズユニット300、外部フラッシュ、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、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、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行い、検出結果及びシステム制御回路50の指示に基づいて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。
A power control unit 80 includes a battery detection circuit, a DC-DC converter, a switch circuit that switches a block to be energized, and the like. The power supply control unit 80 detects the presence / absence of a battery, the type of battery, and the remaining battery level, controls the DC-DC converter based on the detection result and an instruction from the
82、84はコネクタ、86はアルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やNiCd電池やNiMH電池、Li‐ion電池、Liポリマー電池等の二次電池、ACアダプター等からなる電源部である。
90及び94はメモリカードやハードディスク等の記録媒体とのインタフェース、92及び96はメモリカードやハードディスク等の記録媒体と接続を行うコネクタである。98はコネクタ92及び/或いは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回路である。
なお、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。 Although the present embodiment has been described as having two systems of interfaces and connectors for attaching the recording medium, the interface and connectors for attaching the recording medium may have a single or a plurality of systems. . 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、106、ミラー130、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できる。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、光学ファインダーのみを用いて撮影を行うことが可能である。また、光学ファインダー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、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はレンズマウント106内でカメラ本体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コネクタである。また、レンズマウント106及び/またはコネクタ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、各種電圧の電流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。
A
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、カメラ本体100とのインタフェース204及び214、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
図2は撮像装置における撮影に係る基本的なルーチンを示すフローチャートである。 FIG. 2 is a flowchart showing a basic routine related to photographing in the imaging apparatus.
電池交換等の電源投入により、システム制御回路50はフラグや制御変数等を初期化し、カメラ本体100の各部において必要な所定の初期設定を行う(ステップS101)。
Upon power-on such as battery replacement, the
次に、システム制御回路50は、電源スイッチ72の設定位置を判断する(ステップS102)。電源スイッチ72が電源OFFに設定されていたならば、システム制御回路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、システム制御回路50は、電源制御部80により画像表示部28を含む撮像装置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)、ルーチンを終了する。
Next, the
また、ステップS102で電源スイッチ72が電源ONに設定されていたならば、ステップS104に進む。ステップS104では、システム制御回路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の残容量や動作情況が撮像装置の動作に問題があるか否かを判断する。問題があるならば(ステップS104でNO)、通知部54を用いて画像や音声により所定の警告表示を行った後に(ステップS105)、ステップS102に戻る。
If the
一方、電源86に問題が無いならば(ステップS104でYES)、ステップS106に進む。ステップS106では、システム制御回路50は、記録媒体着脱検知回路98による記録媒体200或いは210が装着されているかどうかの判断、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の取得を行う。更に、記録媒体200或いは210の動作状態が撮像装置の動作、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。問題があるならば(ステップS106でNO)、通知部54を用いて画像や音声により所定の警告表示を行った後に(ステップS105)、ステップS102に戻る。
On the other hand, if there is no problem with the power supply 86 (YES in step S104), the process proceeds to step S106. In step S106, the
一方、記録媒体200或いは210に問題が無いならば(ステップS106でYES)、ステップS107に進んで電子ファインダ表示を開始する。
On the other hand, if there is no problem with the
電子ファインダ表示では、システム制御回路50は、シャッター12を開いた状態で、タイミング発生回路18を制御して、撮像素子14の電荷を、ライン間引き、あるいはライン加算などの方法により所定周期で読み出す。このようにライン間引き、又はライン加算などの方法で撮像素子14の電荷を読み出すことにより、画素数を電子ファインダ表示に適したライン数に減らすと共に、ファインダ表示用の動画として必要なレートに速める。そして、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22を介して画像表示メモリ24に逐次書き込まれたデータを、メモリ制御回路22、D/A変換器26を介して画像表示部28により逐次表示する。このようにして、電子ファインダ表示を実現する。
In the electronic finder display, the
次に、ステップS108において、シャッタースイッチSW1(62)の状態を判断し、押されていないならば、ステップS102に戻る。シャッタースイッチSW1(62)が押されたならば、システム制御回路50は、モードダイアル60の状態を検知する(ステップS109)。静止画撮影モードに設定されていたならば動画モードフラグをリセットし(ステップS111)、動画撮影に設定されていたならば動画モードフラグをセットする(ステップS110)。そして、AF・AE・AWB処理(ステップS112)に進む。
Next, in step S108, the state of the shutter switch SW1 (62) is determined. If it is not pressed, the process returns to step S102. If the shutter switch SW1 (62) is pressed, the
ステップS112では、まずAF処理を行って撮像レンズ310の焦点を被写体に合わせる。この時、システム制御回路50は、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、ミラー130、不図示の測距用サブミラーを介して、焦点調節部42に入射させて、光学像として結像された画像の合焦状態を判断する。そして、合焦と判断されるまで、フォーカス制御部342を用いて撮像レンズ310を駆動しながら、焦点調節部42を用いて合焦状態を検出するAF制御を実行する。合焦と判断すると、システム制御回路50は、撮影画面内の複数の測距点の中から合焦した測距点を決定し、決定した測距点のデータと共に合焦データ及び/或いは設定パラメータをシステム制御回路50の内部メモリ或いはメモリ52に記憶する。
In step S112, first, AF processing is performed to focus the
次にAE処理を行う。ここでは先ず、システム制御回路50は、レンズ310に入射した光線を、絞り312、不図示の測光用レンズを介して、測光制御部46に入射させ、光学像として結像された画像の露出状態を測定する。そして、露出が適正と判断されるまで、測光制御部46を用いて測光処理を行う。
Next, AE processing is performed. Here, first, the
露出が適正と判断されると、システム制御回路50は、測光データ及び或いは設定パラメータをシステム制御回路50の内部メモリ或いはメモリ52に記憶する。そして検出した露出結果に応じて、感度値(Dv値)、絞り値(Av値)、シャッター速度(Tv値)を決定する。また、測光の結果、必要であればフラッシュ・フラグをセットし、フラッシュの設定も行う。そして、ここで決定したシャッター速度(Tv値)に応じて、システム制御回路50は、撮像素子14の電荷蓄積時間を決定する。さらに、システム制御回路50は、ここで決定した感度値(Dv値)に応じて、A/D変換器16の入力ダイナミックレンジを決定する。
When it is determined that the exposure is appropriate, the
更に、システム制御回路50は、AF処理及びAE処理後に、画像処理回路20において撮像した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WB(ホワイトバランス)処理のためのWB設定パラメータをシステム制御回路50の内部メモリ或いはメモリ52に記憶して、AF・AE・AWB処理(ステップS112)を終了する。
Further, the
なお、システム制御回路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、インタフェース120、コネクタ122及び322、インタフェース320、レンズシステム制御回路350を介して行われる。
Various signals are exchanged between the
AF・AE・AWB処理(ステップS112)の終了後、シャッタースイッチSW2(64)の状態を確認する。押されたならば(ステップS113でON)、動画モードフラグを確認して(ステップS114)、リセットされていたら静止画撮影処理(ステップS116)に進み、セットされていたら動画撮影処理(ステップS117)に進む。 After the AF / AE / AWB process (step S112) is completed, the state of the shutter switch SW2 (64) is confirmed. If pressed (ON in step S113), the moving image mode flag is confirmed (step S114), and if reset, the process proceeds to still image shooting processing (step S116), and if set, moving image shooting processing (step S117). Proceed to
一方、シャッタースイッチSW2(64)が押されていないならば(ステップS113でOFF)、シャッタースイッチSW1(62)が放されるまで(ステップS115でONの間)、現在の処理を繰り返す。シャッタースイッチSW1(62)が放されたら(ステップS115でOFF)、ステップS102に戻る。 On the other hand, if the shutter switch SW2 (64) is not pressed (OFF in step S113), the current processing is repeated until the shutter switch SW1 (62) is released (while ON in step S115). When the shutter switch SW1 (62) is released (OFF in step S115), the process returns to step S102.
静止画撮影処理(ステップS116)及び動画撮影処理(ステップS117)の処理が終了したら、それぞれステップS102に戻る。なお、ステップS116の静止画撮影処理については、図3のフローチャート及び図4のタイミングチャートを参照して詳細に説明する。なお、ステップS117の動作撮影処理については、公知の動画撮影を行えばよく、本願発明と直接関係がないため、ここでは詳細説明を省略する。 When the still image shooting process (step S116) and the moving image shooting process (step S117) are completed, the process returns to step S102. The still image shooting process in step S116 will be described in detail with reference to the flowchart in FIG. 3 and the timing chart in FIG. Note that the operation shooting process in step S117 may be performed by well-known moving image shooting, and is not directly related to the present invention, and thus detailed description thereof is omitted here.
<第1の実施形態>
図1における撮像素子14及びA/D変換器16を含むアナログ撮像信号領域と、タイミング発生回路18の基本構成は、図8を参照して背景技術で説明した撮像部の構成と同様の構成要件を備えている。また、図8における同期信号発生回路(SSG)507と同様の機能はシステム制御回路50に内蔵されている。また、OSC1(505)と同様の機能はタイミング発生回路18に内蔵されており、OSC2(508)と同様の機能は、システム制御回路50に内蔵されている。また、図8におけるデジタル信号処理部504は、図1においてはひとつの構成としてではなく、画像処理回路20、メモリ制御回路22、画像表示メモリ24など、分割して、より詳細な構成で示されている。
<First Embodiment>
The basic configuration of the analog imaging signal region including the
図3は、図2のステップS116における静止画撮影処理の詳細を示すフローチャート、図4は、静止画撮影処理における撮像動作のタイミングチャートである。 FIG. 3 is a flowchart showing details of the still image shooting process in step S116 of FIG. 2, and FIG. 4 is a timing chart of the imaging operation in the still image shooting process.
図3の静止画撮影処理においては、システム制御回路50と絞り制御部340或いはフォーカス制御部342間の各種信号のやり取りは、インタフェース120、コネクタ122及び322、インタフェース320、レンズシステム制御回路350を介して行われる。
In the still image shooting process of FIG. 3, various signals are exchanged between the
先ずステップS301において、システム制御回路50は、内部メモリ或いはメモリ52に記憶された絞り値(Av値)、シャッター速度(Tv値)などの露出条件や測光データに従い、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。そして、タイミング発生回路18によって、CCD駆動モードの設定(ステップS302)及び電子シャッターの設定(ステップS303)を行い、撮像素子14の露光を開始する(ステップS304)。
First, in step S301, the
システム制御回路50は、測光データに従って撮像素子14の露光終了を待ち、シャッター制御部40を介してシャッター12を閉じ(ステップS305)、撮像素子14の露光を終了する(ステップS306)。そして、システム制御回路50は、タイミング発生回路18に対して撮像素子14から撮像信号を読み出すための設定(第1のい設定)を行う(ステップS307)。システム制御回路50は、内蔵する同期信号発生部より、タイミング発生回路18に供給する垂直、水平同期信号の周期を設定するとともに供給を開始する(ステップS308)。タイミング発生回路18から供給された垂直、水平の同期信号に同期して撮像素子14から撮像信号の読み出しを行う(ステップS309)。ここでは、撮像素子14から電荷信号を読み出し、A/D変換器16、画像処理回路20、メモリ制御回路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22を介して、メモリ30の所定領域へ静止画像データを書き込む。なお、上述した撮像素子14を露光して、得られた画像データ記録する為の撮影を、以下「本撮影」と呼び、得られた画像及び画像データをそれぞれ「本撮影画像」及び「本撮影画像データ」と呼ぶ。なお、本撮影画像データは、請求項における第1の撮像信号に対応し、上述したステップS303からステップS309の処理は請求項における第1の撮像動作に対応する。
The
次に、システム制御回路50は、再び、電子シャッターの設定を行い(ステップS310)、シャッター12を閉じたままの状態で撮像素子14の露光(CCD蓄積)を開始する(ステップS311)。そして、本撮影時と同じ所定の蓄積時間を経た後、露光を終了する(ステップS312)。なお、シャッター12を閉じたままの撮影を、以下「ダーク画像撮影」と呼ぶ。システム制御回路50は、タイミング発生回路18に対して、撮像素子14からダーク画像撮影において撮像信号を読み出すための設定(第2の設定)を行う(ステップS313)。システム制御回路50は、内蔵する同期信号発生部より、タイミング発生回路18に供給する垂直、水平同期信号の周期を新たに設定するとともに供給を開始する(ステップS314)。タイミング発生回路18は供給された垂直、水平の同期信号に同期して撮像素子14から電荷信号の読み出しを行う(ステップS314)。ここでは、撮像素子14から電荷信号を読み出し、A/D変換器16、画像処理回路20、メモリ制御回路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22を介して、メモリ30の所定領域へ画像データを書き込む。なお、ダーク画像撮影で得られた画像及びデータをそれぞれ「ダーク画像」及び「ダーク画像データ」と呼ぶ。なお、ダーク画像データは請求項における第2の撮像信号に対応し、上述したステップS310からステップS315の処理は請求項における第2の撮像動作に対応する。
Next, the
次に、静止画記録処理(ステップS316)においては、先ず、システム制御回路50は、メモリ30の所定領域へ書き込まれた本撮影画像データからダーク画像データを減算する処理を行う。そしてこの、撮像素子14の暗電流ノイズ等を打ち消すダーク補正処理を行ってからメモリ30の所定領域へ書き込む。そして、ダーク補正処理後の静止画像データの一部をメモリ制御回路22を介して読み出して、現像処理を行うために必要なAWB積分演算処理、OB積分演算処理を行い、演算結果をシステム制御回路50の内部メモリ或いはメモリ52に記憶する。
Next, in the still image recording process (step S316), first, the
システム制御回路50は、メモリ制御回路22そして必要に応じて画像処理回路20を用いて、メモリ30の所定領域に書き込まれたダーク補正処理済みの静止画像データを読み出す。そして、システム制御回路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現像処理を行う。
The
その後、システム制御回路50は、メモリ30の所定領域に書き込まれたダーク補正処理済みの静止画像データを読み出して、設定したモードに応じた画像圧縮処理を圧縮・伸長回路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。一連の撮影の実行に伴い、システム制御回路50は、メモリ30の画像記憶バッファ領域に記憶した画像データを読み出す。そして、インタフェース90或いは94、コネクタ92或いは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或いは210へ書き込みを行う。
Thereafter, the
上述した記録処理は、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。なお、記録媒体200或いは210へ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ユーザーに知らせるために、通知部54では、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。また、記録媒体200或いは210に記録されるダーク補正処理済みの本画像を、画像表示部28に適した画像サイズにリサイズした画像を別途生成して画像表示メモリ24に記憶しておく。これをあらかじめ決められた撮影画像表示時間だけ画像表示部28に表示する。
The recording process described above is executed on the image data every time new data is written in the empty image portion of the image storage buffer area of the
一連の処理を終えたならば、静止画撮影処理(ステップS116)を終了して、図2の基本動作フローに戻る。 When the series of processing is finished, the still image shooting processing (step S116) is finished, and the flow returns to the basic operation flow of FIG.
図4は、静止画撮影処理(ステップS116)における撮像動作のタイミングを説明するためのタイミングチャートである。 FIG. 4 is a timing chart for explaining the timing of the imaging operation in the still image shooting process (step S116).
図4において、VDは垂直同期信号、HDは水平同期信号であり、φVは撮像素子14の光電変換素子1(図9)の画素電荷をVCCD2に読み出すためのV転送パルスである。
In FIG. 4, VD is a vertical synchronization signal, HD is a horizontal synchronization signal, and φV is a V transfer pulse for reading out the pixel charge of the photoelectric conversion element 1 (FIG. 9) of the
メカシャッターであるシャッター12は機械的に開閉することで露光を制御し、電子シャッターはCCDセンサの基板電位にパルスを加え、画素電荷を基板方向に抜き取る(リセットする)ことで露光を制御する。電子シャッターにより画素電荷のリセットが終了した時からメカシャッターが閉じるまでの時間が露光時間となる。また、電子シャッターにより画素電荷のリセットが終了した時から光電変換素子1の画素電荷がVCCD2に読み出されるまでの時間がCCDの蓄積時間となる。
The
図5は、本撮影時とダーク画像撮影時とで、水平ブランキング期間の長さを調整することで、水平周期を変更することを説明するタイミング説明図である。図5(a)は本撮影時の各水平(1H)期間(第1の周期)における水平ブランキング期間の長さを示すタイミングチャート、図5(b)はダーク画像撮影時の各水平期間(第2の周期)における水平ブランキング期間の長さを示すタイミングチャートである。 FIG. 5 is a timing explanatory diagram for explaining that the horizontal period is changed by adjusting the length of the horizontal blanking period between the main photographing and the dark image photographing. FIG. 5A is a timing chart showing the length of the horizontal blanking period in each horizontal (1H) period (first period) at the time of actual shooting, and FIG. 5B is a timing chart showing each horizontal period (at the time of dark image shooting). It is a timing chart which shows the length of the horizontal blanking period in the (second cycle).
CCDの場合、撮像信号の1水平期間を構成する画素クロック数は、HCCD4の転送用の駆動パルス(H1、H2)が停止しているブランキング期間と、駆動されている画素読み出し期間(OB期間+有効画素期間)とに大別される。 In the case of a CCD, the number of pixel clocks constituting one horizontal period of the imaging signal is determined by the blanking period in which the transfer drive pulses (H1, H2) of the HCCD 4 are stopped and the pixel readout period (OB period) being driven. + Effective pixel period).
本第1の実施形態では、図5に示すように、本撮影撮影時とダーク撮像時とで、有効画素期間以外の期間である水平ブランキング期間の長さを変えることで、画素読み出し期間に影響を与えずに、水平周期を異ならせる。 In the first embodiment, as shown in FIG. 5, by changing the length of the horizontal blanking period, which is a period other than the effective pixel period, between the main photographing and the dark photographing, Different horizontal cycles without affecting them.
図5(a)に示すように、本撮影時におけるブランキング期間の画素クロック数を「BLK0」とする。一方、ダーク画像撮影時は、ブランキング期間の画素クロック数を、図5(b)に示すように、BLK0にnクロック分だけ足して、「BLK0+n」に変更することで、本撮影時よりもダーク画像撮影時の水平ラインの周期を長くすることができる。 As shown in FIG. 5A, the number of pixel clocks in the blanking period at the time of actual photographing is “BLK0”. On the other hand, at the time of dark image shooting, the number of pixel clocks in the blanking period is changed to “BLK0 + n” by adding n clocks to BLK0 as shown in FIG. The period of the horizontal line at the time of dark image photography can be lengthened.
具体的な動作としては、上述した図3に示す静止画撮影処理(ステップS116)の中のTG設定処理(ステップS307、S313)において、次のような設定を行う。即ち、本撮影時には、ステップS307において、システム制御回路50からタイミング発生回路18に対して、水平ブランキングのアクティブ期間をBLK0に設定する(第1の設定)。また、ダーク画像撮影時には、ステップS313において、システム制御回路50からタイミング発生回路18に対して、(BLK0+n)に対応する水平ブランキングのアクティブ期間を設定する(第2の設定)。
As a specific operation, the following setting is performed in the TG setting process (steps S307 and S313) in the above-described still image shooting process (step S116) shown in FIG. That is, at the time of actual photographing, in step S307, the horizontal blanking active period is set to BLK0 from the
タイミング発生回路18は、システム制御回路50から設定された水平ブランキングのアクティブ期間の情報を受けて、PBLKがLOWの間、水平ブランキング期間とする。そして、タイミング発生回路18は、各水平ブランキング期間の終わりのタイミングで、撮像素子14やA/D変換器16を含むアナログ信号処理領域への全ての水平系のタイミング信号の供給を開始する機能を有する。例えば、クランプパルス(CLPOB)の場合、図5(a)、(b)から分かるように、各水平期間の始めを基準とすると、PBLK(水平ブランキング期間)の伸張に連動して、クランプパルス(CLPOB)が出力されるタイミングが変わる。なお、クランプパルスは、OB画素のレベルを撮像信号の黒基準値となるように直流電圧レベルの調整を行うためにOB画素期間を指し示すパルスである。
The
次に、静止画撮影処理(ステップS116)において、本撮影時とダーク画像用の撮像動作時とで水平周期をブランキング期間を利用して変更することにより、ダーク補正処理後の静止画像に関して、ノイズ混入時の見え方の変化について説明する。 Next, in the still image shooting process (step S116), by changing the horizontal period using the blanking period between the main shooting and the dark image capturing operation, A change in appearance when noise is mixed will be described.
背景技術において、1次元的に撮像信号に重畳する等ピッチノイズは、CCDエリアセンサなどで水平方向と垂直方向に展開される2次元画像に対して、1水平期間を構成する画素クロック数によって見え方が変わることをすでに説明した。図13を参照して説明したように、例えば5画素周期の等ピッチノイズの場合には、1水平期間を構成する画素クロック数によって、5の剰余系に従う5通りのバリエーションでノイズパターンが形成される。各パターンでは、水平方向のノイズピッチに変化はないが、展開される2次元画像上ではノイズパターンの角度が変化するために、目立ち方の度合いが変化する。 In the background art, the equal pitch noise superimposed one-dimensionally on the imaging signal is seen by the number of pixel clocks constituting one horizontal period for a two-dimensional image developed in a horizontal direction and a vertical direction by a CCD area sensor or the like. I have already explained that this is changing. As described with reference to FIG. 13, for example, in the case of equi-pitch noise with a 5-pixel cycle, a noise pattern is formed in five variations according to a remainder system of 5, depending on the number of pixel clocks constituting one horizontal period. The In each pattern, the noise pitch in the horizontal direction does not change, but the degree of conspicuousness changes because the angle of the noise pattern changes on the developed two-dimensional image.
本第1の実施形態では、上述したノイズパターンの角度が、ノイズピッチの剰余系に従って変化することを利用する。つまり、本撮影画像とダーク画像にそれぞれ重畳する周期性の等ピッチノイズに対して、本撮影時とダーク画像撮影時とで水平周期を変えることで、展開される2次元画像上のノイズパターンの角度を制御する。また、この方法は、上述したように、水平ブランキング期間の長さを調節して水平周期を変更するため、表示に寄与する本来の画像に対しては何ら影響を与えることがない。 In the first embodiment, the fact that the angle of the noise pattern described above changes according to the remainder system of the noise pitch is used. In other words, the noise pattern on the developed two-dimensional image is changed by changing the horizontal period between the main shooting and the dark image shooting with respect to the periodic equal pitch noise superimposed on the main shooting image and the dark image. Control the angle. In addition, as described above, this method changes the horizontal period by adjusting the length of the horizontal blanking period, and therefore has no effect on the original image contributing to display.
図6は、本撮影画像とダーク画像に重畳される5画素周期のノイズパターンの一例を表している。 FIG. 6 shows an example of a noise pattern with a 5-pixel cycle superimposed on the actual captured image and the dark image.
図6(a)は、Nを正の整数とした場合に、本撮影時の水平周期が(5N+3)である場合のノイズパターンを示している。図6(b)は、ダーク画像撮影時に1画素クロック分ブランキング期間を増やして、水平周期を(5N+4)とした場合のノイズパターンを示している。また、図6(c)は、図6(a)に示すノイズパターンを有する本撮影画像に対して、図6(b)に示すノイズパターンを有するダーク画像を減算して得られた、ダーク補正処理後の静止画像におけるノイズパターンの一例を示す図である。 FIG. 6A shows a noise pattern when N is a positive integer and the horizontal period at the time of actual photographing is (5N + 3). FIG. 6B shows a noise pattern when the blanking period is increased by one pixel clock at the time of dark image shooting and the horizontal period is set to (5N + 4). FIG. 6C shows a dark correction obtained by subtracting the dark image having the noise pattern shown in FIG. 6B from the actual captured image having the noise pattern shown in FIG. 6A. It is a figure which shows an example of the noise pattern in the still image after a process.
図6から分かるように、水平ブランキング期間を1画素クロック分変えることで、本撮影画像とダーク画像とでノイズパターンの角度が大きく変わる。そのため、ダーク補正処理後の静止画像上では、元々本撮影画像が持つノイズパターンの周期的な特徴が打ち消されて、ノイズパターンが目立ち難い画像となる。 As can be seen from FIG. 6, by changing the horizontal blanking period by one pixel clock, the angle of the noise pattern varies greatly between the actual captured image and the dark image. For this reason, on the still image after the dark correction processing, the periodic features of the noise pattern originally possessed by the actual photographed image are canceled out, and the noise pattern becomes inconspicuous.
なお、画素クロック周波数と等ピッチノイズの発生要因となるシステムクロック周波数との関係がフリーランである場合には、互いの位相関係の管理が行えないため、周波数偏差や温度ドリフトにより容易に位相ずれが発生する。しかし、これらの周波数偏差や温度ドリフトによる位相変化量に対して、ノイズパターンは、水平周期の変更に伴い、フレーム間で完全に変わるため、本撮影画像とダーク画像間でのノイズパターンが相関性をもってその特徴が強調されることはない。 Note that if the relationship between the pixel clock frequency and the system clock frequency that causes equal pitch noise is free-running, the phase relationship cannot be managed, so phase shifts easily due to frequency deviation or temperature drift. Occurs. However, the noise pattern is completely changed between frames as the horizontal period changes with respect to the phase change due to these frequency deviations and temperature drifts, so the noise pattern between the actual captured image and the dark image is correlated. The features are not emphasized.
このように本第1の実施形態によれば、本撮影時とダーク画像撮影時とで、水平ブランキング期間の長さを変えることで水平周期を異ならせる。これにより、表示に寄与する本来の画像に何ら影響を与えることがなく、周期的なノイズの周期性を崩して、ノイズを目立たなくすることが可能になる。 As described above, according to the first embodiment, the horizontal period is changed by changing the length of the horizontal blanking period between the main photographing and the dark image photographing. As a result, the original image contributing to the display is not affected at all, and the periodicity of the periodic noise can be destroyed to make the noise inconspicuous.
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
上述した第1の実施形態では、本撮影時とダーク画像撮影時とで水平ブランキング期間の長さを調整することで、画素読み出し期間に影響を与えずに、水平周期を異ならせる方法を利用した。この方法の場合、水平ブランキング期間の終わりのタイミング変更に連動して、撮像素子14内のCCD素子やアナログ信号処理回路およびA/D変換部に供給している全ての水平系のタイミング信号の駆動開始タイミングを変更する必要がある。そのため、その機能をタイミング発生回路18に持たせたが、タイミング発生回路18がこのような機能を持たない場合も想定される。
In the first embodiment described above, a method of adjusting the horizontal blanking period by adjusting the length of the horizontal blanking period between the main shooting and the dark image shooting without affecting the pixel reading period is used. did. In the case of this method, in conjunction with the timing change at the end of the horizontal blanking period, all the horizontal timing signals supplied to the CCD elements, analog signal processing circuits, and A / D converters in the
関連する全ての水平系のタイミング信号に対してタイミング発生回路18がプログラマブルにタイミング変更可能なものであれば、ダーク画像撮影開始直前の垂直ブランキング中に、一斉に変更することも不可能ではない。しかしながら、それだけシステム制御回路50のタスクが重くなる。また、固定タイミングで変更が不可能、あるいは変更の設定を行ってもすぐには変更の効かないタイミング信号があると、この方法でフレーム間の垂直ブランキング期間に水平周期を変更することは不可能である。
If the
このようなタイミング発生回路18に対して、本第2の実施形態においては、本撮影時とダーク画像撮影時とで水平周期の変更をその他の方法で実現する。
With respect to such a
CCD撮像素子の場合、1水平期間は、HCCD4(図9)転送用の駆動パルス(H1、H2)が停止しているブランキング期間と駆動されている画素読み出し期間(OB期間+有効画素期間)とに大別されることはすでに説明した。本第2の実施形態においては、水平ブランキング期間はそのまま変更せずに、画素読み出し期間(OB期間+有効画素期間)の末尾に、HCCD4の空転送期間を追加することで、水平周期を変更する。これにより、有効画素期間以外の期間の長さを異ならせることができる。 In the case of a CCD imaging device, one horizontal period includes a blanking period in which driving pulses (H1, H2) for transfer of HCCD 4 (FIG. 9) are stopped and a pixel readout period in which driving is performed (OB period + effective pixel period) It has already been explained that it is roughly divided into In the second embodiment, the horizontal blanking period is not changed as it is, and the horizontal cycle is changed by adding an empty transfer period of the HCCD 4 to the end of the pixel readout period (OB period + effective pixel period). To do. Thereby, the lengths of periods other than the effective pixel period can be varied.
空転送とは、有効画素領域にある光電変換素子1に蓄積された電荷がHCCD4を介して全て読み出された後に、更にHCCD4に対して転送用の駆動パルス(H1、H2)を送り続けた場合、蓄積電荷が無い状態の信号が出力される空読み状態のことを指す。
In the idle transfer, after all the charges accumulated in the
図7は、本撮影時とダーク画像撮影時とで、HCCD4の空転送期間の長さを調整することで、水平周期を変更することを説明するタイミング説明図である。図7(a)は本撮影時の撮像動作時の各水平期間(第1の周期)における空転送期間の長さを示すタイミングチャート、図7(b)はダーク用の撮像動作時の各水平期間(第2の周期)における空転送期間の長さを示すタイミングチャートである。 FIG. 7 is a timing explanatory diagram for explaining that the horizontal period is changed by adjusting the length of the empty transfer period of the HCCD 4 between the main photographing and the dark image photographing. FIG. 7A is a timing chart showing the length of the empty transfer period in each horizontal period (first period) during the imaging operation during the main photographing, and FIG. 7B is each horizontal during the imaging operation for dark. It is a timing chart which shows the length of the idle transfer period in a period (2nd period).
図7(a)に示すように、本撮影時の撮像信号の有効画素期間の最後に余分に設けられた空転送期間の画素クロック数を(H0)とする。この場合、次のダーク画像撮影時の空転送期間の画素クロック数を、図7(b)に示すように、H0にnクロック分だけ足して、(H0+n)というように変更を行う。 As shown in FIG. 7A, the number of pixel clocks in the empty transfer period provided at the end of the effective pixel period of the image pickup signal at the time of actual photographing is (H0). In this case, as shown in FIG. 7B, the number of pixel clocks in the empty transfer period at the time of the next dark image shooting is changed to (H0 + n) by adding n clocks.
具体的な動作としては、上述した静止画撮影処理(ステップS116)の中のTG設定処理(ステップS307、S313)において、次のような設定を行う。即ち、本撮影時には、ステップS307において、システム制御回路50からタイミング発生回路18に対して、水平同期信号HDに対応する水平転送用駆動パルス(H1、H2)を、次のHD入力まで持続させる設定を行う。そして、次のHD入力で、撮像素子14内のCCD素子やアナログ信号処理回路およびA/D変換部に供給している全ての水平系のタイミング信号の駆動開始タイミングをリセットする設定を行う。
As a specific operation, the following setting is performed in the TG setting process (steps S307 and S313) in the above-described still image shooting process (step S116). That is, at the time of actual shooting, in step S307, the
これにより、上述した第1の実施形態で示したようなOB画素期間を指し示すクランプパルス(CLPOB)のタイミング等も、フレーム毎に変更することが不要になる。 This eliminates the need to change the timing of the clamp pulse (CLPOB) indicating the OB pixel period as shown in the first embodiment for each frame.
また、空転送期間はHCCD4の有効画素期間が終了した後の期間調整であって、有効画素期間中に行われるものではないので、HCCD4の転送残留電荷によって次の電荷信号読み出し時に悪影響が生じる心配もない。従って、表示に寄与する本来の画像に対しても何ら影響を与えることがない。 Further, the empty transfer period is a period adjustment after the effective pixel period of the HCCD 4 is completed, and is not performed during the effective pixel period. Therefore, there is a concern that the transfer charge remaining in the HCCD 4 may adversely affect the next charge signal reading. Nor. Therefore, the original image contributing to the display is not affected at all.
このように、本第2の実施形態によれば、有効画素期間の後に空転送を行い、その空転送期間を、本撮影時とダーク画像撮影時とで変えることで水平周期を異ならせる。これにより、表示に寄与する本来の画像に何ら影響を与えることがなく、周期的なノイズの周期性を崩して、ノイズを目立たなくすることが可能になる。 As described above, according to the second embodiment, empty transfer is performed after the effective pixel period, and the horizontal period is changed by changing the empty transfer period between the main shooting and the dark image shooting. As a result, the original image contributing to the display is not affected at all, and the periodicity of the periodic noise can be destroyed to make the noise inconspicuous.
12:シャッター、14:撮像素子、16:A/D変換器、18:タイミング発生回路、20:画像処理回路、22:メモリ制御回路、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、40:シャッター制御部、42:焦点調節部、46:測光制御部、48:フラッシュ、50:システム制御回路、52:メモリ、54:通知部、56:不揮発性メモリ、60:モードダイアル、62:シャッタースイッチSW1、64:シャッタースイッチSW2、66:再生スイッチ、70:操作部、74:リアルタイムクロック、80:電源制御部、82、84:コネクタ、86:電源、90、94:I/F、92、96:コネクタ、98:記録媒体着脱検知部、100:撮像装置、110:I/F、112:コネクタ、200:記録媒体、210:PC、202、212:記録部、204、214:I/F、206、216:コネクタ、300:レンズユニット、310:撮像レンズ、312:絞り、306:レンズマウント、320: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回路 12: Shutter, 14: Image sensor, 16: A / D converter, 18: Timing generation circuit, 20: Image processing circuit, 22: Memory control circuit, 24: Image display memory, 26: D / A converter, 28 : Image display unit, 30: Memory, 32: Compression / decompression circuit, 40: Shutter control unit, 42: Focus adjustment unit, 46: Photometry control unit, 48: Flash, 50: System control circuit, 52: Memory, 54: Notification unit, 56: nonvolatile memory, 60: mode dial, 62: shutter switch SW1, 64: shutter switch SW2, 66: playback switch, 70: operation unit, 74: real-time clock, 80: power control unit, 82, 84 : Connector, 86: Power supply, 90, 94: I / F, 92, 96: Connector, 98: Recording medium attachment / detachment detection unit, 100: Imaging device, 110: I F, 112: Connector, 200: Recording medium, 210: PC, 202, 212: Recording unit, 204, 214: I / F, 206, 216: Connector, 300: Lens unit, 310: Imaging lens, 312: Aperture, 306: Lens mount, 320: I / F, 322: Connector, 340: Aperture control unit, 342: Focus control unit, 344: Zoom control unit, 350: Lens system control circuit
Claims (10)
前記撮像手段を露光した状態で撮像動作を行って第1の撮像信号を得る第1の撮像動作と、前記撮像手段を遮光した状態で撮像動作を行って第2の撮像信号を得る第2の撮像動作とを制御する制御手段と、
前記第1の撮像信号を前記第2の撮像信号により処理する信号処理手段とを有し、
前記制御手段は、前記第1の撮像動作と前記第2の撮像動作とで、前記撮像手段を駆動する水平周期を異ならせることを特徴とする撮像装置。 Imaging means for imaging by converting incident light into an electrical signal;
A first imaging operation for obtaining a first imaging signal by performing an imaging operation with the imaging means exposed, and a second imaging signal for obtaining a second imaging signal by performing an imaging operation with the imaging means shielded from light. Control means for controlling the imaging operation;
Signal processing means for processing the first imaging signal by the second imaging signal;
The image pickup apparatus characterized in that the control means varies a horizontal cycle for driving the image pickup means between the first image pickup operation and the second image pickup operation.
前記撮像手段を駆動する水平周期を第1の周期に設定する第1の設定工程と、
前記撮像手段を露光した状態で、前記第1の周期で撮像動作を行って第1の撮像信号を得る第1の撮像工程と、
前記撮像手段を駆動する水平周期を、前記第1の周期とは異なる第2の周期に設定する第2の設定工程と、
前記撮像手段を遮光した状態で、前記第2の周期で撮像動作を行って第2の撮像信号を得る第2の撮像工程と、
前記第1の撮像信号を前記第2の撮像信号により処理する信号処理工程と
を有することを特徴とする制御方法。 A method for controlling an imaging apparatus having imaging means for imaging by converting incident light into an electrical signal,
A first setting step of setting a horizontal period for driving the imaging means to a first period;
A first imaging step of obtaining a first imaging signal by performing an imaging operation in the first cycle in a state where the imaging means is exposed;
A second setting step of setting a horizontal period for driving the imaging means to a second period different from the first period;
A second imaging step of obtaining a second imaging signal by performing an imaging operation in the second period with the imaging means shielded from light;
And a signal processing step of processing the first imaging signal with the second imaging signal.
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