JP2010136253A - Imaging apparatus and control method thereof - Google Patents
Imaging apparatus and control method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010136253A JP2010136253A JP2008312084A JP2008312084A JP2010136253A JP 2010136253 A JP2010136253 A JP 2010136253A JP 2008312084 A JP2008312084 A JP 2008312084A JP 2008312084 A JP2008312084 A JP 2008312084A JP 2010136253 A JP2010136253 A JP 2010136253A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- clock
- timing
- imaging
- field
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、撮像素子を有する撮像装置およびその制御方法に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus having an imaging element and a control method thereof.
近年、撮像素子の高画素化に伴い撮像素子の駆動周波数を高くする状況下にあり、このような状況下においては、この駆動周波数を高くすることにより発生する放射ノイズを低減させることが求められている。そこで、放射ノイズの低減を図るために、駆動周波数の基準となる基準クロックの発振精度を低くし、周波数成分を分散させるための周波数拡散技術を適用した撮像装置が提案されている(特許文献1参照)。 In recent years, with the increase in the number of pixels of an image sensor, the drive frequency of the image sensor has been increased. Under such circumstances, it is required to reduce radiation noise generated by increasing the drive frequency. ing. Therefore, in order to reduce radiation noise, an imaging apparatus is proposed that applies a frequency diffusion technique for reducing the oscillation accuracy of a reference clock serving as a reference for driving frequency and dispersing frequency components (Patent Document 1). reference).
この周波数拡散技術を適用した撮像装置においては、周波数が所定周期で連続的に変更されたクロックが発生され、当該クロックの位相がランダムなタイミングでリセットされる。これにより、周波数拡散の周期と撮像素子の駆動周期(水平同期信号の周期)が非同期の場合に起こるビートノイズの低減が図られる。
撮像素子の駆動周波数が低い場合、最適となる位相安定領域は広くなり、位相調整を行う必要はないが、駆動周波数が高くなると、位相安定領域が狭くなり、画像品位を保つためには、駆動周波数毎に最適な位相調整が必要となる。 When the drive frequency of the image sensor is low, the optimum phase stable region is widened and it is not necessary to perform phase adjustment. However, when the drive frequency is high, the phase stable region is narrowed, and in order to maintain image quality, drive Optimal phase adjustment is required for each frequency.
例えば撮像素子としてCCD(Charged Coupled Devices)を用いる場合、CCDを駆動するための水平転送パルス、リセットゲートパルスが、基準クロックに基づいて発生される。また、CCDから出力された信号の処理を制御するためのサンプルホールドパルス、サンプリングパルスなどが、基準クロックに基づいて発生される。これらのパルスは、基準クロックと同じ周波数である。これらのパルスの位相関係が最適でない場合、CCDの駆動に関しては、電荷転送不良、リセット不良、CCDから出力された信号の信号処理に関しては、リニアリティ不良、混色、ノイズ悪化、データラッチミスなどが起きる。 For example, when a CCD (Charged Coupled Devices) is used as the imaging device, a horizontal transfer pulse and a reset gate pulse for driving the CCD are generated based on a reference clock. In addition, a sample hold pulse, a sampling pulse, and the like for controlling processing of a signal output from the CCD are generated based on a reference clock. These pulses have the same frequency as the reference clock. If the phase relationship of these pulses is not optimal, charge transfer failure, reset failure, and signal processing of signals output from the CCD are caused by CCD drive, linearity failure, color mixture, noise deterioration, data latch error, etc. .
しかしながら、上記周波数拡散技術を用いた撮像装置の場合、撮像素子を駆動するためのパルスおよび撮像素子から読み出された出力信号の処理を制御するための信号処理パルスが、基準クロックに基づいて発生されるので、それらのパルスの周波数が連動する。そのため、基準クロックを中心に所定の範囲で周波数が連続的に変化するので、全ての周波数に対して、各パルスの位相を最適に調整することは困難である。その結果、高い画像品位を保つことができない。 However, in the case of an imaging device using the above-described frequency spread technology, a pulse for driving the imaging device and a signal processing pulse for controlling processing of an output signal read from the imaging device are generated based on the reference clock. Therefore, the frequency of these pulses is linked. For this reason, since the frequency continuously changes in a predetermined range around the reference clock, it is difficult to optimally adjust the phase of each pulse for all frequencies. As a result, high image quality cannot be maintained.
本発明の目的は、クロックの周波数の切り換えに伴う位相調整を容易にするとともに、ビートノイズのパターンを視認し難くすることができる撮像装置およびその制御方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an imaging apparatus and a control method therefor that facilitate phase adjustment associated with switching of the clock frequency and make it difficult to visually recognize a beat noise pattern.
本発明は、上記目的を達成するため、クロック生成手段と、前記クロック生成手段により生成されたクロックに従い、撮像素子の動作を制御するための垂直同期信号を含むタイミング信号を発生するタイミング信号発生手段と、前記垂直同期信号に同期して、前記クロック生成手段が生成するクロックの周波数を切り換える制御手段とを備えることを特徴とする撮像装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a clock generation means and a timing signal generation means for generating a timing signal including a vertical synchronization signal for controlling the operation of the image sensor in accordance with the clock generated by the clock generation means. And an imaging device comprising: a control unit that switches a frequency of a clock generated by the clock generation unit in synchronization with the vertical synchronization signal.
また、本発明は、上記目的を達成するため、上記撮像装置の制御方法を提供する。 In addition, the present invention provides a method for controlling the imaging apparatus in order to achieve the above object.
本発明によれば、クロックの周波数の切り換えに伴う位相調整を容易にするとともに、ビートノイズのパターンを視認し難くすることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while adjusting the phase accompanying switching of the frequency of a clock, it can make it difficult to visually recognize the pattern of beat noise.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1は本発明の第1の実施の形態に係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、CCDセンサからなる固体撮像素子を用いたデジタルカメラを説明する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. In the present embodiment, a digital camera using a solid-state imaging device made up of a CCD sensor will be described as an imaging device.
デジタルカメラは、図1に示すように、レンズ101、絞り102、シャッタ103、およびこれらを介して撮像面に結像された被写体の光像を電気信号に変換して出力するCCD(Charge Coupled Device)センサ104を備える。絞り102およびシャッタ103は、所望の露出量が得られるように、露出制御回路118により駆動される。露出制御回路118は、電子シャッタを作動させるための制御パルスを、後述するタイミング信号発生回路105に出力する。CCDセンサ104から出力された電気信号(以下、CCD出力信号という)は、撮像回路130に入力される。
As shown in FIG. 1, a digital camera is a CCD (Charge Coupled Device) that converts a
撮像回路130は、入力されたCCD出力信号を撮像信号に変換するための処理を行う。この撮像回路130は、CDS(Correlated Double Sampling)回路106、PGA(Programable Gain Amplifier)回路107、A/D変換回路109、クランプ回路108、およびタイミング信号発生回路105を有する。CDS回路106、PGA回路107、クランプ回路108、AD変換回路109のそれぞれは、多出力クロック生成回路110が生成した基準タイミングクロックMCLKに従い、動作する。多出力クロック生成回路110は、異なる複数の周波数(周期)のクロックを生成可能であって、後述する制御部121により選択された周波数のクロックを生成する。
The
CDS回路106は、タイミング信号発生回路105からのサンプルホールドパルスに基づいて、入力されたCCD出力信号に対してアンプ雑音などを除去するための相関二重サンプリング処理を行い、当該処理により得られたアナログ信号を出力する。PGA回路107は、CDS回路106から出力されたアナログ信号を増幅して出力する。A/D変換回路109は、タイミング信号発生回路105からのサンプリングパルスに基づいて、PGA回路107から出力されたアナログ信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する。このデジタル信号は、撮像信号として映像処理回路111に入力される。
Based on the sample hold pulse from the timing
クランプ回路108は、タイミング信号発生回路105からのクランプパルスに基づいて、黒レベルを再生するために、OB(Optical Black)画素の出力を基準の電圧にクランプする。このクランプ回路108の出力は、CDS回路106およびPGA回路107に入力される。
Based on the clamp pulse from the timing
タイミング信号発生回路105は、多出力クロック生成回路110が生成した基準クロックMCLKに従い、CCD104の動作を制御するための複数のタイミング信号を発生する。CCD104の動作を制御するためのタイミング信号としては、水平同期信号HDおよび垂直同期信号VD、読み出しパルス、転送パルスおよび電子シャッタパルスがあり、これらの信号およびパルスは、CCD104に出力される。ここで、電子シャッタパルスは、上記露出制御回路118からの制御パルスに基づいて発生される。また、水平同期信号HDおよび垂直同期信号VDは、画像処理の際の同期を確保するために、後述する映像処理回路111にも出力される。
The timing
また、タイミング信号発生回路105は、上記基準クロックMCLKに従い、上記撮像回路130の各回路106,108,109の動作を制御するための複数のタイミング信号を発生する。このタイミング信号としては、上述したように、CDS回路106に対するサンプルホールドパルス、クランプ回路108に対するクランプパルス、A/D変換回路109に対するサンプリングパルスがある。
The timing
映像処理回路111は、映像処理回路クロック117で生成されたクロックに従い動作する映像信号処理回路112および測光回路113を有する。映像信号処理回路112は、入力された撮像信号を、輝度信号および色信号を含む映像信号に変換する処理、画像補正処理などを行う。測光回路113は、映像信号処理回路112で得られた輝度に基づいて測光量を測定する。この測光量は、露出制御に用いられる。また、映像処理回路111は、入力された撮像信号から被写体の色温度を測定し、映像信号処理回路112のホワイトバランスに必要な情報を算出するWB(ホワイトバランス)回路(図示せず)などを有する。
The
映像信号処理回路112の処理により得られた映像信号は、LCD(液晶表示パネル)115に入力される。LCD115は、LCDクロック生成回路114により生成されたクロックに基づいて駆動され、入力された映像信号が示す映像を表示する。また、映像信号処理回路112の処理により得られた映像信号は、外部出力端子116を介して、外部へ出力される。この映像信号が示す映像をLCD115に表示し、また外部出力端子116に接続された外部表示装置に表示することにより、EVF(Electrical View Fineder)が実現される。
The video signal obtained by the processing of the video
CDS回路106、PGA回路107、タイミング信号発生回路105、多出力クロック生成回路110および露出制御回路118は、CPU、ROM、RAM(図示せず)などから構成される制御部121により制御される。制御部121は、CPUクロック生成部122が生成したクロックに従い動作し、デジタルカメラ全体の制御および個別の処理を行う。例えば、制御部121は、シャッタスイッチ124の押下操作に応じて、測光および露光動作を行う。ここで、シャッタスイッチ124は、スイッチSW1およびスイッチSW2を含む多段スイッチからなり、シャッタスイッチ124の押下操作に応じてスイッチSW1がオンすると、測光が行われ、スイッチSW2がオンすると、露光動作が行われる。また、制御部121は、必要に応じて、ストロボ125を駆動する。また、制御部121は、撮像した画像を記録媒体127に記録し、また記録媒体127に記録されている画像を読み出してLCD115に表示する制御を行う。
The
本実施の形態においては、撮影を行う際にはEVFが作動し、LCD115または外部装置に、レンズ101が捕えている被写体像が表示される。このEVFの作動時には、垂直方向における画素間引き、画素加算などを用いた間引き読み出しが行われる。また、本撮影時には、全画素を3つのフィールドに分割して読み出すフレーム読み出しが行われる。この本撮影時には、ビートノイズの低減処理と位相調整処理が行われる。
In this embodiment, when shooting, the EVF is activated, and the subject image captured by the
上記フレーム読み出しと間引き読み出しについて図2〜図4を参照しながら説明する。図2は図1のCCDセンサ104の画素領域を示す図である。図3はフレーム読み出しを模式的に示す図である。図4は間引き読み出しを模式的に示す図である。
The frame readout and thinning readout will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram showing a pixel region of the
撮影を行う際には、LCD115または外部装置に映像を表示するEVFが使用される。このEVFの使用時において、毎フレーム、全画素読み出しを行うと、フレームレートが極端に低くなるので、フレームレートを高くするために、垂直方向における画素間引き、画素加算などを用いた間引き読み出し行われる。この間引き読み出しの場合、解像度は低くなるが、フレームレートを高くすることができる。この間引き読み出しは、動画の撮影時にも用いられる。 When shooting, an EVF that displays images on the LCD 115 or an external device is used. When this EVF is used, if all pixels are read out every frame, the frame rate becomes extremely low. Therefore, in order to increase the frame rate, thinning-out readout using vertical pixel skipping, pixel addition, or the like is performed. . In this thinning readout, the resolution is lowered, but the frame rate can be increased. This thinning readout is also used when shooting a moving image.
CCDセンサ104は、原色センサからなり、図2に示すような画素領域を有する。ここで、遮光部であるOB画素は画素201で、受光部である有効画素は画素202で表されている。また、CCDセンサ104は、図3に示すように、複数の垂直転送路301、水平転送路303、および出力段アンプ305を有する。
The
上記フレーム読み出しは、上記CCDセンサ104の画素領域に対して、1フレームを第1フィールド、第2フィールド、第3フィールドの3フィールドに分割して読み出す方式である。ここでは、CCDセンサ104の水平ラインとして1〜999ラインがある。これらのラインのうち、図3(a)に示すように、2,5,8,…,992,995,998ラインが第1フィールドとして読み出される。また、図3(b)に示すように、3,6,9,…,993,996,999ラインが第2フィールドとして読み出される。また、図3(c)に示すように、1,4,7,…,991,994,997ラインが第3フィールドとして読み出される。各フィールドの読み出しは、第1フィールド、第2フィールド、第3フィールドの順に行われる。
The frame reading is a method in which one frame is divided into three fields of a first field, a second field, and a third field to read out the pixel area of the
間引き読み出しは、図2に示すCCDセンサの画素領域において、一部の領域のみ読み出すように、画素間引きと画素加算を行うものである。間引き読み出しにおいては、図4に示すように、CCDセンサ104の全ラインのうち、1ラインと5ラインを加算し、10ラインと14ラインを加算することにより、間引きと加算が行われた信号が順に読み出される。
In the thinning readout, pixel thinning and pixel addition are performed so that only a part of the pixel area of the CCD sensor shown in FIG. 2 is read out. In thinning readout, as shown in FIG. 4, out of all the lines of the
次に、CCDセンサ104からの画素読み出し動作について図5および図6を参照しながら説明をする。図5はCCDセンサ104からの画素読み出し動作のタイミングチャートを示す図である。図6はCCDセンサ104から出力された電気信号と各撮像パルスとの関係を示すタイミングチャートである。
Next, a pixel reading operation from the
タイミング信号発生回路105は、多出力クロック生成回路110から出力される基準タイミングクロックMCLK(CCDセンサ104の1画素分の基準クロック)に基づいて、CCDセンサ104で動作する。タイミング信号発生回路105は、基準タイミングクロックMCLKの周波数に基づいて、垂直同期信号VD、水平同期信号HD、読み出しパルス、垂直転送パルス、水平転送パルス、電子シャッタパルスを生成する。これらの信号およびパルスの周期は、基準タイミングMCLKの周期(周波数)に基づいて規定される。垂直同期信号VD、水平同期信号HD、垂直転送パルスと読み出しパルスの合成信号V1、V2、V3A、V3B、V4、V5A、V5B、V6の8チャンネル、および水平転送パルスH1、H2の2チャンネルがCCDセンサ104に対して出力される。また、CCD出力信号の飽和レベル調整および電荷掃き捨てによる電子シャッタを作動させるための電子シャッタパルスがCCDセンサ104に対して出力される。
The timing
垂直同期信号VDは、1フィールド分の画像を示す信号を得るための単位区間を規定する。例えば、図5に示すように、EVFの作動時の間引き読み出しは2VD期間、本撮影時の露光期間は1VD期間(露光中のCCDセンサの駆動は間引きモードとする)、本撮影時のフレーム読み出しは3VD期間としている。また、本撮影終了後は、EVF時の間引き読み出しに戻るものとしている。また、フレーム読み出しを行う際には、1フレームが3フィールドに分割されて読み出されるので、3つの垂直同期信号VDで1枚の画像が構成されることになる。 The vertical synchronization signal VD defines a unit interval for obtaining a signal indicating an image for one field. For example, as shown in FIG. 5, thinning readout during EVF operation is 2VD period, exposure period during main photographing is 1VD period (the CCD sensor during driving is in thinning mode), and frame readout during main photographing is The period is 3VD. In addition, after the completion of the main photographing, it is assumed to return to the thinning readout at the time of EVF. Further, when frame reading is performed, one frame is divided into three fields for reading, so that one vertical sync signal VD constitutes one image.
また、フレーム読み出し、間引き読み出しのそれぞれの読み出しにおいて、水平同期信号HDは、画像の水平ラインを示す単位区間を規定する。各チャンネルV1A,V3A,V3B,V5A,V5Bは、H(High)、M(Middle)、L(Low)の3値のいずれかを示し、各チャンネルV2,V4,V6は、M、Lの2値のいずれかを示すものとする。ここで、MからHへのレベルのパルスが読み出しパルス、MからLへのパルスが垂直転送パルスである。 Further, in each readout of frame readout and thinning readout, the horizontal synchronization signal HD defines a unit section indicating a horizontal line of an image. Each of the channels V1A, V3A, V3B, V5A, and V5B indicates one of three values of H (High), M (Middle), and L (Low), and each of the channels V2, V4, and V6 has two values of M and L. One of the values shall be indicated. Here, a pulse at a level from M to H is a read pulse, and a pulse from M to L is a vertical transfer pulse.
電子シャッタパルスは、そのDC電圧値がCCD出力信号の飽和レベルを調整する値に設定されているパルスであり、電子シャッタパルスのDC電圧値は、本撮影時にはCCD出力信号の飽和レベルを高くするように、下げられる。また、上記DC電圧には、CCDセンサ104に蓄積された電荷の掃き捨て動作、即ち電子シャッタの作動を指示するパルスが重畳される。
The electronic shutter pulse is a pulse whose DC voltage value is set to a value for adjusting the saturation level of the CCD output signal, and the DC voltage value of the electronic shutter pulse increases the saturation level of the CCD output signal at the time of actual photographing. As lowered. Further, the DC voltage is superimposed with a pulse for instructing the operation of sweeping out the electric charge accumulated in the
EVFの作動時および露光期間中の間引き読み出しにおいて、電子シャッタの作動が停止されている期間Bおよび期間Cが各フィールドの露光期間となり、読み出しパルス504,506によってフォトダイオード部で光電変換された電荷が垂直転送レジスタへ移動される。そして、垂直転送レジスタへ移動された電荷は、垂直転送パルス503により、1ライン毎に、垂直転送路301を介して転送される。また、図5には示されていないが、各ラインは、水平同期信号HDを1周期とするサイクルで、水平転送パルスH1、H2により、1画素毎に、水平転送路303に転送される。そして、各画素の電荷は、出力段アンプ305を通して、電気信号即ちCCD出力信号としてCDS回路106に出力される。
In the thinning readout during the EVF operation and during the exposure period, the period B and the period C in which the operation of the electronic shutter is stopped become the exposure period of each field, and the electric charges photoelectrically converted in the photodiode portion by the
本撮影時には、まず電子シャッタパルスのDC電圧値が下げられ、CCD出力信号の飽和レベルが上げられる。本撮影時の露光期間は、電子シャッタの作動停止から、シャッタ103を閉じるまでの期間即ち期間Dとなる。本撮影時には、各フィールドの読み出し動作を行う前に、垂直転送路301に蓄積された暗信号成分およびスミア成分を除去するための高速掃き出し期間501が設けられている。この期間501においては、通常転送時より高い周波数の垂直転送パルスが出力される。即ち、高速掃き出しが行われる。
At the time of actual photographing, first, the DC voltage value of the electronic shutter pulse is lowered, and the saturation level of the CCD output signal is raised. The exposure period at the time of actual photographing is a period from the stop of the operation of the electronic shutter to the closing of the
上記高速掃き出しの終了後、フィールド毎の読み出しパルス(第1フィールドは505、第2フィールドは502、第3フィールドは507)により、フォトダイオード部で光電変換された電荷は垂直転送レジスタへ移動される。そして、電荷は、垂直転送パルス503により、1ライン毎に、垂直転送路301を介して転送される。この高速掃き出しに関しては、間引き読み出しと同様、各ラインが水平同期信号HDを1周期とするサイクルで、水平転送パルスH1、H2により、1画素毎、水平転送路303に転送される。そして、各画素の電荷は、出力段アンプ305を通して、電気信号(CCD出力信号)としてCDS回路106へ出力される。
After the high-speed sweeping is completed, the electric charge photoelectrically converted in the photodiode portion is moved to the vertical transfer register by the readout pulse for each field (505 for the first field, 502 for the second field, and 507 for the third field). . The electric charge is transferred via the
図6に示すように、CCD出力信号(CCD104から出力された電気信号)は、水平転送パルスH1、H2、リセットゲートパルスRGの位相関係により成立するものである。上記CCD出力信号は、リセット部609、フィードスルー部610、信号部611からなり、負極性を有する信号である。
As shown in FIG. 6, the CCD output signal (electric signal output from the CCD 104) is established by the phase relationship between the horizontal transfer pulses H1 and H2 and the reset gate pulse RG. The CCD output signal includes a reset unit 609, a feed-through
CCD出力信号がCDS回路106に入力されると、そのフィードスルー部610に対して、サンプルホールドパルスのパルスSHBLKにより、相関二重サンプリングが行われる。また、信号部611に対しては、サンプルホールドパルスのパルスSHDATAにより、相関二重サンプリングが行われる。そして、相関二重サンプリングが行われたアナログ信号は、PGA回路107において所定倍の信号に増幅される。この増幅されたアナログ信号は、AD変換回路109において、サンプリングパルスCLKにより、デジタル信号に変換される。
When the CCD output signal is input to the
上記水平転送パルスH1,H2、リセットゲートパルスRG、サンプルホールドパルスのパルスSHBLKおよびパルスSHDATA、サンプリングパルスCLKの各パルスは、撮像パルスと呼ぶことにする。 The horizontal transfer pulses H1 and H2, the reset gate pulse RG, the sample hold pulse pulse SHBLK, the pulse SHDATA, and the sampling pulse CLK are called imaging pulses.
これらの撮像パルスは、全て基準タイミングクロックMCLKを基準にして発生されており、それぞれの撮像パルスの周波数は、基準タイミングクロックMCLKの周波数に同じである。また、上記撮像パルスのそれぞれの位相は、基準タイミングクロックMCLKを基準にして、例えば基準タイミングクロックMCLKを48分割に等分したタイミングで、調整される。 These imaging pulses are all generated with reference to the reference timing clock MCLK, and the frequency of each imaging pulse is the same as the frequency of the reference timing clock MCLK. Each phase of the imaging pulse is adjusted with reference to the reference timing clock MCLK, for example, at a timing obtained by equally dividing the reference timing clock MCLK into 48 divisions.
ここで、撮像回路130の駆動周波数(撮像パルスの周波数)が低い場合、最適となる位相安定領域は広くなるが、駆動周波数(撮像パルスの周波数)が高くなると、位相安定領域が狭くなり、駆動周波数毎に位相調整を行う必要がある。そこで、高い駆動周波数に対して、上記撮像パルスのそれぞれの位相は、S/N比が最もよくなる位相に設定される。この位相の設定が適正に行われないと、水平転送パルスH1,H2に関しては転送不良、リセットゲートパルスRGに関してはリセット不良による混色、サンプルホールドパルスに関してはリニアリティ不良、混色、ランダムノイズの悪化などが起きる。また、サンプリングパルスCLKに関しては、データラッチミス、アナログ部へのキックバックノイズの悪化などが起きる。
Here, when the driving frequency (imaging pulse frequency) of the
次に、上記基準タイミングクロックMCLKとクロックLCDが干渉する場合に出現するビートノイズについて図7および図8を参照しながら説明する。図7は本撮影により得られた画像(フレーム読み出しにより得られた画像)にビートノイズが出現した状態を模式的に示す図である。図8は撮像クロック、LCDクロックおよびビートノイズの成分を周波数軸上に展開した図である。 Next, beat noise that appears when the reference timing clock MCLK and the clock LCD interfere with each other will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a diagram schematically showing a state in which beat noise appears in an image obtained by actual photographing (an image obtained by frame reading). FIG. 8 is a diagram in which the components of the imaging clock, LCD clock, and beat noise are developed on the frequency axis.
例えば多出力クロック生成回路110が36MHzの周波数を有する基準タイミングクロックMCLKを出力するとする。この場合、CCDセンサ104および撮像回路130は、タイミング信号発生回路105が36MHzの基準タイミングクロックMCLKに従い発生した撮像パルスにより、動作する。即ち、CCDセンサ104および撮像回路130は、36MHzの周波数で動作することになる。また、LCDクロック生成回路114が30MHzの周波数を有するクロック(クロックLCD)を出力すると、LCD115は、30MHzの駆動周波数で動作することになる。
For example, assume that the multi-output
ここで、上記基準タイミングクロックMCLKとクロックLCDが干渉している場合、CDS回路106において30MHzのクロックLCDを、36MHzの周波数で相関二重サンプリングすることになる。そのため、例えば図7に示すように、それぞれの周波数の差分である6MHzのビートノイズが画像に出現する。これは、各フィールドがインタレース構成であるため、図7に示すように視認可能な形態でビートノイズが出現する。図7は画像から切り出した一部を示すものであるが、実際には、CCDセンサ104の全画素領域に亘り、同様のパターンでビートノイズが発生することになる。このビートノイズは、その周波数成分が6MHzであるので、36MHzの基準タイミングクロックMCLKに対して、6クロック周期(36MHz/6MHz)、即ち6画素周期のビートノイズとなる。
When the reference timing clock MCLK and the clock LCD interfere with each other, the
また、図8に示すように、ビートノイズのスペクトルは、上記基準タイミングクロックMCLKとLCDクロックのスペクトルによって決定される。そこで、図7に示すような人間の目に視認し易いパターンで発生するビートノイズに対しては、そのビートノイズのスペクトルを弱くし、また発生するビートノイズのパターンを視認し難くすることが望ましい。そこで、本実施の形態においては、ビートノイズのパターンを視認し難くするためのビートノイズ低減処理が行われる。 Further, as shown in FIG. 8, the spectrum of beat noise is determined by the spectrum of the reference timing clock MCLK and the LCD clock. Therefore, it is desirable that the beat noise generated in a pattern that is easily visible to the human eye as shown in FIG. . Therefore, in the present embodiment, beat noise reduction processing is performed to make it difficult to visually recognize the beat noise pattern.
上記ビートノイズ低減処理について図9〜図11を参照しながら説明する。図9は本発明の第1の実施の形態においてビートノイズ低減処理によりビートノイズのパターンが視認し難くされた画像を示す模式的に示す図である。図10はビートノイズのパターンが視認し難い場合の各駆動周波数およびビートノイズの周波数とそれぞれのスペクトルとを示す図である。図11はビートノイズのパターンが視認し易い場合の各駆動周波数およびビートノイズの周波数とそれぞれのスペクトルとを示す図である。 The beat noise reduction process will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a diagram schematically showing an image in which the beat noise pattern is difficult to visually recognize by the beat noise reduction processing in the first embodiment of the present invention. FIG. 10 is a diagram showing each drive frequency and beat noise frequency and each spectrum when it is difficult to visually recognize the beat noise pattern. FIG. 11 is a diagram showing drive frequencies and beat noise frequencies and respective spectra when a beat noise pattern is easily visible.
本実施の形態のビートノイズ低減方法は、撮像回路130の駆動周波数(基準タイミングクロックMCLKの周波数)を、第1〜第3の各フィールドで切り換える、即ち垂直同期信号VDに同期して切り換えるものである。ここで、第1〜第3の各フィールドには、それぞれ、ビートノイズのパターンが視認し難い周波数が予め対応付けられている。各フィールドに対応付けられている駆動周波数を示す情報は、制御部121内に設けられているROM(図示せず)に格納されている。
The beat noise reduction method of the present embodiment switches the drive frequency of the imaging circuit 130 (the frequency of the reference timing clock MCLK) in each of the first to third fields, that is, in synchronization with the vertical synchronization signal VD. is there. Here, each of the first to third fields is associated in advance with a frequency at which the beat noise pattern is difficult to visually recognize. Information indicating the driving frequency associated with each field is stored in a ROM (not shown) provided in the
例えば第1フィールドには32MHzの駆動周波数、第2フィールドには35MHzの駆動周波数、第3フィールドには33MHzの駆動周波数がそれぞれ対応付けられており、フィールド毎に対応する駆動周波数への切り換えが行われる。即ち、フィールド毎に対応する駆動周波数が選択され、基準タイミングクロックMCLKの周波数が選択された駆動周波数に切り換えられる。 For example, the first field is associated with a drive frequency of 32 MHz, the second field is associated with a drive frequency of 35 MHz, and the third field is associated with a drive frequency of 33 MHz. Switching to the drive frequency corresponding to each field is performed. Is called. That is, the driving frequency corresponding to each field is selected, and the frequency of the reference timing clock MCLK is switched to the selected driving frequency.
この場合、各フィールドにおけるビートノイズの周波数成分は、2MHz(32MHz−30MHz)、5MHz(35MHz−30MHz)、3MHz(33MHz−30MHz)となる。即ち、第1フィールドには、16画素周期(32MHz/2MHz)、第2フィールドには、7画素周期(35MHz/5MHz)、第3フィールドには、11画素周期(33MHz/3MHz)でビートノイズが出現する。しかし、各フィールドのそれぞれにおいてビートノイズが出現する画素周期が変わるので、出現したビートノイズのパターンは、視認し難くなる。 In this case, the frequency components of beat noise in each field are 2 MHz (32 MHz-30 MHz), 5 MHz (35 MHz-30 MHz), and 3 MHz (33 MHz-30 MHz). That is, beat noise occurs in the first field at 16 pixel cycles (32 MHz / 2 MHz), the second field at 7 pixel cycles (35 MHz / 5 MHz), and the third field at 11 pixel cycles (33 MHz / 3 MHz). Appear. However, since the pixel cycle in which beat noise appears in each field changes, the pattern of the beat noise that appears is difficult to visually recognize.
また、第1〜第3の各フィールドで撮像回路130の駆動周波数を切り換えることにより、図10に示すように、各駆動周波数が分散されたことになり、各駆動周波数のスペクトルは、弱くなる。その結果、各フィールドに対するビートノイズのスペクトルも弱くなり、本撮影により得られた画像中に出現したビートノイズのパターンが視認し難くなる。
Further, by switching the driving frequency of the
ここで、上記駆動周波数を切り換えた場合においても、視認し易いビートノイズのパターン、例えば図11に示すようなパターンが生じることがある。この場合は、第1フィールドに対しては36MHzの駆動周波数、第2フィールドに対しては45MHzの駆動周波数、第3フィールドに対しては40MHzの駆動周波数とする場合である。この場合、各フィールドにおけるビートノイズの周波数成分は、6MHz(36MHz−30MHz)、15MHz(45MHz−30MHz)、10MHz(40MHz−30MHz)となる。即ち、第1フィールドにおいては6画素周期(36MHz/6MHz)、第2フィールドにおいては3画素周期(45MHz/15MHz)、第3フィールドにおいては4画素周期(40MHz/10MHz)のそれぞれの画素周期でビートノイズが出現する。その結果、ビートノイズの周波数成分のスペクトルは分散されるが、ビートノイズのパターンは視認し易いパターンとなり、ビートノイズの低減効果を十分に得ることができない。 Here, even when the drive frequency is switched, a beat noise pattern that is easy to visually recognize, for example, a pattern as shown in FIG. 11 may occur. In this case, the driving frequency is 36 MHz for the first field, the driving frequency is 45 MHz for the second field, and the driving frequency is 40 MHz for the third field. In this case, the frequency components of beat noise in each field are 6 MHz (36 MHz-30 MHz), 15 MHz (45 MHz-30 MHz), 10 MHz (40 MHz-30 MHz). That is, beats are generated at a pixel period of 6 pixel periods (36 MHz / 6 MHz) in the first field, 3 pixel periods (45 MHz / 15 MHz) in the second field, and 4 pixel periods (40 MHz / 10 MHz) in the third field. Noise appears. As a result, although the spectrum of the frequency component of beat noise is dispersed, the beat noise pattern becomes an easily visible pattern, and the effect of reducing beat noise cannot be sufficiently obtained.
このように、ビートノイズのパターンが視認し難いものとなるように、第1〜第3の各フィールドに対する駆動周波数を予め設定することが非常に重要である。 As described above, it is very important to preset the driving frequency for each of the first to third fields so that the beat noise pattern is difficult to visually recognize.
また、第1〜第3の各フィールドで駆動周波数を切り換える場合においては、駆動周波数毎に位相調整処理が行われる。この位相調整処理には、撮像パルスの位相の設定と、撮像パルスの発生タイミングの設定が含まれる。駆動周波数のそれぞれでCCDセンサ104を駆動した際にフィールドにおけるCCDセンサ104の動作時間を同じするための撮像パルスの位相の設定は、駆動周波数毎にS/H比が最もよくなるように予め算出された撮像パルスの位相を設定するものである。具体的には、駆動周波数毎にS/H比が最もよくなるように予め算出された撮像パルスの位相を示す位相情報が制御部121内のROM(図示せず)に格納されている。撮像パルスの位相を設定する際には、ROMに格納されている位相情報を参照して、駆動周波数に対応する撮像パルスの位相が、タイミング信号発生回路151に設定される。
Further, when the drive frequency is switched in each of the first to third fields, a phase adjustment process is performed for each drive frequency. This phase adjustment processing includes setting the phase of the imaging pulse and setting the generation timing of the imaging pulse. When the
また、撮像パルスの発生タイミングの設定は、駆動周波数のそれぞれでCCDセンサ104を駆動した際に各フィールドにおけるCCDセンサ104の動作時間を同じするために、対応する撮像パルスの発生タイミング(発生期間)を設定するものである。具体的には、CCDセンサ104の動作時間は、露光時間、読み出し時間、垂直転送時間からなる時間である。各駆動周波数に対するそれぞれの露光時間、読み出し時間、垂直転送時間が同じになるように、駆動周波数に応じて対応する撮像パルスの発生タイミング(発生期間)が設定される。これは、駆動周波数の切り換えにより、各駆動周波数に対するそれぞれの露光時間、読み出し時間、垂直転送時間の間にずれが生じることがあるからである。
The imaging pulse generation timing is set so that when the
ここで、垂直転送時間の調整について図12を参照しながら説明する。図12は図5の期間Aにおける、第2フィールド内の水平同期信号HDを基準としたタイミングチャートである。 Here, the adjustment of the vertical transfer time will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a timing chart based on the horizontal synchronization signal HD in the second field in the period A of FIG.
例えば、垂直転送パルスV1に着目した場合に、その転送時間を、基準タイミングクロックMCLKのクロック数で規定される時間t(usec)とし、時間tに相当するクロック数をa(clock)とする。この場合、
t=a×1/32
の関係が成立する。
For example, when paying attention to the vertical transfer pulse V1, the transfer time is set to the time t (usec) defined by the number of clocks of the reference timing clock MCLK, and the number of clocks corresponding to the time t is set to a (clock). in this case,
t = a × 1/32
The relationship is established.
即ち、転送時間t(usec)、駆動周波数f(MHz)、転送クロック数 x(clock)とすると、これらは、次の関係式で表されることになる。 That is, assuming that the transfer time t (usec), the drive frequency f (MHz), and the transfer clock number x (clock), these are expressed by the following relational expression.
t=x×1/f
各フィールド(駆動周波数)に対するそれぞれの転送時間tを同じにする場合、上記関係式に基づいて、各フィールドの駆動周波数fに対して、各フィールドの転送時間tが同じになる転送クロック数xが算出される。また、同様の方法で、各フィールドの駆動周波数に対するそれぞれの垂直転送パルスの転送時間、読み出し時間などについても、それらを同じにするクロック数が算出される。
t = x × 1 / f
When the transfer time t for each field (drive frequency) is the same, the transfer clock number x at which the transfer time t of each field is the same with respect to the drive frequency f of each field is based on the relational expression. Calculated. Further, in the same manner, the number of clocks for making the same transfer time and read time of each vertical transfer pulse with respect to the drive frequency of each field are calculated.
各駆動周波数に対するそれぞれの露光時間、読み出し時間、垂直転送時間を同じにするクロック数は、対応する撮像パルスの発生タイミングを規定する発生タイミング情報として、制御部121内のROMに格納されている。発生タイミングを設定する際には、ROMに格納されている発生タイミング情報を参照して、駆動周波数に対応する発生タイミングが、タイミング信号発生回路151に設定される。
The number of clocks that make the exposure time, readout time, and vertical transfer time the same for each drive frequency is stored in the ROM in the
次に、ビートノイズ低減処理を含む撮影動作について図13を参照しながら説明する。図13は図1の制御部121による、ビートノイズ低減処理を含む撮影動作の制御手順を示すフローチャートである。
Next, a photographing operation including a beat noise reduction process will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a flowchart showing a control procedure of the photographing operation including beat noise reduction processing by the
撮影時、図13に示すように、制御部121は、EVFを作動させる(ステップS101)。ここでは、EVFの作動時の基準タイミングクロックMCLKが多出力クロック生成回路110から出力されている。そして、制御部121は、ユーザによるシャッタスイッチ124の操作に応じてスイッチSW2がオンするのを待つ(ステップS102)。ここで、スイッチSW2がオンすると、制御部121は、本撮影のための露光を行う(ステップS103)。
At the time of shooting, as shown in FIG. 13, the
次いで、制御部121は、第1、第2および第3フィールドからの読み出しを開始する。制御部121は、まず、第1フィールドに対する駆動周波数への切り換えを行う(ステップS104)。ここでは、制御部121は、第1フィールドに対して設定されている駆動周波数と同じ周波数の基準タイミングクロックMCLKを出力するように、多出力クロック生成回路110を制御する。そして、制御部121は、ROMに格納されている位相情報および発生タイミング情報を参照して、第1フィールドの駆動周波数に対応する撮像パルスの位相および発生タイミングをタイミング発生回路105に設定する(ステップS105)。ここでは、撮像パルス即ち水平転送パルスH1,H2、リセットゲートパルスRG、サンプルホールドパルスのパルスSHBLKおよびパルスSHDATA、サンプリングパルスCLKの各パルスの位相が設定される。また、第1〜第3の各フィールドの駆動周波数に対するCCD104の動作時間を同じにするために、第1フィールドの駆動周波数に対する露光時間、読み出し時間、垂直転送時間のクロック数が設定される。
Next, the
次いで、制御部121は、第1フィールドの読み出しを行うための撮像パルスを発生するように、タイミング発生回路105を制御する(ステップS106)。この制御により、タイミング発生回路105は、制御部121により設定された位相および発生タイミングに基づいて、各撮像パルスを発生する。そして、各撮像パルスに従い、CCDセンサ104および撮像回路130が動作し、第1フィールドのCCD出力信号の読み出しが行われる。
Next, the
次いで、制御部121は、第2フィールドの駆動周波数への切り換えを行う(ステップS107)。ここでは、第2フィールドに対して設定されている駆動周波数と同じ周波数の基準タイミングクロックMCLKを出力するように、多出力クロック生成回路110が制御される。そして、制御部121は、ROMに格納されている位相情報および発生タイミング情報を参照して、第2フィールドの駆動周波数に対応する撮像パルスの位相および発生タイミングをタイミング発生回路105に設定する(ステップS108)。
Next, the
次いで、制御部121は、第2フィールドの読み出しを行うための撮像パルスを発生するように、タイミング発生回路105を制御する(ステップS109)。この制御により、タイミング発生回路105から設定された位相および発生タイミングに基づいた各撮像パルスが発生され、各撮像パルスに従い、CCDセンサ104および撮像回路130は動作する。これにより、第2フィールドのCCD出力信号の読み出しが行われる。
Next, the
次いで、制御部121は、第3フィールドの駆動周波数への切り換えを行う(ステップS110)。ここでは、第3フィールドに対して設定されている駆動周波数と同じ周波数の基準タイミングクロックMCLKを出力するように、多出力クロック生成回路110が制御される。そして、制御部121は、ROMに格納されている位相情報および発生タイミング情報を参照して、第3フィールドの駆動周波数に対応する撮像パルスの位相および発生タイミングをタイミング発生回路105に設定する(ステップS111)。
Next, the
次いで、制御部121は、第3フィールドの読み出しを行うための撮像パルスを発生するように、タイミング発生回路105を制御する(ステップS112)。この制御により、タイミング発生回路105から設定された位相およびクロック数に基づいた各撮像パルスが発生され、各撮像パルスに従いCCDセンサ104および撮像回路130は動作する。これにより、第3フィールドのCCD出力信号の読み出しが行われる。
Next, the
このようにして1フレームを構成する第1〜第3の各フィールドの画像が取り込まれると、制御部121は、本撮影動作を終了する(ステップS113)。続いて、制御部121は、EVFの作動時の駆動周波数への切り換えを行う(ステップS114)。ここでは、EVFの作動時の基準タイミングクロックMCLKを出力するように、多出力クロック生成回路110が制御される。そして、制御部121は、上記ステップS101に戻り、EVFを作動させる。
When the images of the first to third fields constituting one frame are thus captured, the
本実施の形態によれば、1フレームを構成するフィールド毎にビートノイズのパターンを視認し難くする駆動周波数を予め設定し、フィールド毎に対応する駆動周波数への切り換えを行うことにより、ビートノイズのパターンを視認し難くすることができる。 According to the present embodiment, by setting a driving frequency that makes it difficult to visually recognize a beat noise pattern for each field constituting one frame and switching to a driving frequency corresponding to each field, The pattern can be made difficult to visually recognize.
また、フィールド毎の駆動周波数は予め設定されている周波数であるので、各駆動周波数に対する撮像パルスの位相、およびCCD104の動作時間を同じにするための発生タイミングを規定するクロック数を予め準備することができる。その結果、各駆動周波数に対する撮像パルスの位相調整を容易に行うことができる。
In addition, since the drive frequency for each field is a preset frequency, the number of clocks that define the generation timing for making the phase of the imaging pulse for each drive frequency and the operation time of the
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態について図14〜図17を参照しながら説明する。図14は本発明の第2の実施の形態に係る撮像装置における間引き読み出し時のビートノイズ軽減処理が施された画像を模式的に示す図である。図15は間引き読み出し時の図5の露光期間Bを含むフィールド垂直同期信号VDを基準としたタイミングチャートである。図16は本発明の第2の実施の形態に係る撮像装置の制御部によるEVF時の間引き読み出しの制御手順を示すフローチャートである。図17は間引き読み出しによって読み出された画像中に出現するビートノイズを模式的に示す図である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 14 is a diagram schematically illustrating an image that has been subjected to beat noise reduction processing at the time of thinning readout in the imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention. FIG. 15 is a timing chart based on the field vertical synchronizing signal VD including the exposure period B of FIG. FIG. 16 is a flowchart showing a thinning readout control procedure during EVF by the control unit of the imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention. FIG. 17 is a diagram schematically showing beat noise appearing in an image read by thinning readout.
本実施の形態は、上記第1の実施の形態と同じ構成を有し、本実施の形態の説明においては、上記第1の実施の形態と同じ符号を用いる。 The present embodiment has the same configuration as the first embodiment, and the same reference numerals as those of the first embodiment are used in the description of the present embodiment.
本実施の形態は、間引き読み出し時にも、フレーム読み出し時と同様に、ビートノイズ低減処理を行う。間引き読み出しは、上記第1の実施の形態において、図5を用いて説明した通りのものであり、その説明は省略する。間引き読み出しにおいては、垂直同期信号VDが1フィールド分の画像を示す信号を得るための所定の単位区間を規定する。よって、垂直同期信号VDのタイミングに合わせて撮像回路130の駆動周波数を切り換えると、1画面毎にビートパターンが変わることになる。
In the present embodiment, beat noise reduction processing is performed at the time of thinning-out reading as in the case of frame reading. The thinning readout is as described with reference to FIG. 5 in the first embodiment, and the description thereof is omitted. In thinning-out reading, a predetermined unit section for obtaining a signal indicating an image for one field is defined by the vertical synchronization signal VD. Therefore, when the drive frequency of the
ここで、多出力クロック生成回路110からは、36MHzの基準メインクロックMCLKが出力され、LCDクロック生成回路114からは30MHzのクロックLCDが出力されるとする。この場合、撮像回路130は、36MHzの駆動周波数で動作し、LCD115は、30MHzの周波数で動作することになる。そして、基準メインクロックMCLKとクロックLCDが干渉している場合、間引き読み出しにより読み出された各フィールドの画像には、差分の6MHzの周波数成分を有するビートノイズが出現する。例えば1番面、2番目、3番目の各フィールドにおいて、図17(a),(b),(c)に示すようなパターンで、ビードノイズが出現する。1番目のフィールドにおいは、ビートノイズの周波数成分が6MHzであるので、ビートノイズは、基準タイミングクロックMCLKに対して6クロック周期(36MHz/6MHz)即ち6画素周期で出現することになる。また、2,3番目のフィールドにおいても、ビートノイズの周波数成分は変わらないので、同じパターンでビートノイズが出現することになる。即ち、各フィールドにおいて、同じパターンでビートノイズの出現が繰り返され、このビートノイズのパターンは、視認しやすいものとなる。
Here, it is assumed that the 36 MHz reference main clock MCLK is output from the multi-output
そこで、本実施の形態においては、撮像回路130の駆動周波数が連続する3つのフィールドでそれぞれ切り換えられ、この駆動周波数の切り換えは、3つのフィールドを1周期とする周期で繰り返し行われる。各フィールドに対して切り換える駆動周波数は、出現するビートノイズのパターンが視認し難い周波数に予め設定されている。
Therefore, in the present embodiment, the driving frequency of the
例えば1番目のフィールドについては35MHz、2番目のフィールドについては33MHz、3番目のフィールドについては32MHzの駆動周波数がそれぞれ設定されている。そして、各フィールドに対するビートノイズの周波数成分は、5MHz(35MHz−30MHz)、3MHz(33MHz−30MHz)、2MHz(32MHz−30MHz)となる。即ち、1番目のフィールドにおいては、7画素周期(35MHz/5MHz)、2番目のフィールドにおいては11画素周期(33MHz/3MHz)、3番目のフィールドにおいては2画素周期(32MHz/2MHz)でビートノイズが出現する。4番目のフィールドにおいては、当該フィールドの駆動周波数が1番目のフィールドの駆動周波数と同じであるので、7画素周期(35MHz/5MHz)でビートノイズが出現する。 For example, a driving frequency of 35 MHz is set for the first field, 33 MHz for the second field, and 32 MHz for the third field. The frequency components of beat noise for each field are 5 MHz (35 MHz-30 MHz), 3 MHz (33 MHz-30 MHz), and 2 MHz (32 MHz-30 MHz). That is, in the first field, beat noise occurs in a cycle of 7 pixels (35 MHz / 5 MHz), in the second field, 11 pixel cycles (33 MHz / 3 MHz), and in the third field, a cycle of 2 pixels (32 MHz / 2 MHz). Appears. In the fourth field, since the drive frequency of the field is the same as the drive frequency of the first field, beat noise appears in a cycle of 7 pixels (35 MHz / 5 MHz).
このように、本実施の形態は、3つのフィールドのそれぞれに対して駆動周波数を切り換えることにより、ビードノイズのスペクトルを弱くする。この点は、第1の実施の形態と同じである。但し、フィールド(1画面)毎にビートノイズのパターンが変わるので、連続するフィールド(画面)を視認した際に各フィールドに出現するビートノイズのパターンを視認し難くする必要がある点で、第1の実施の形態とは異なる。 Thus, the present embodiment weakens the bead noise spectrum by switching the driving frequency for each of the three fields. This point is the same as in the first embodiment. However, since the beat noise pattern changes for each field (one screen), it is necessary to make it difficult to visually recognize the beat noise pattern appearing in each field when the continuous field (screen) is visually recognized. This is different from the embodiment.
本実施の形態においては、3つのフィールドに対してその駆動周波数を切り換えるようにしているが、ビートノイズのパターンがより目立たないように、4つまたそれ以上の数のフィールドに対してその駆動周波数を切り換えるようにしてもよい。 In the present embodiment, the driving frequency is switched for three fields, but the driving frequency is set for four or more fields so that the beat noise pattern is less noticeable. May be switched.
次に、間引き読み出しにおけるCCD104の動作時間を同じにするための撮像パルスの発生タイミングの設定について図15を参照しながら説明する。
Next, the setting of the imaging pulse generation timing for making the operation time of the
まず、露光時間を同じにする設定について説明する。例えば図15に示すように、図5の露光期間Bを含むフィールドに対する駆動周波数をf(MHz)とし、露光期間Bを時間t(usec)であるとする。また、1ライン当たりの水平同期信号HD内の最後の電子シャッタパルスが出力されてから当該水平同期信号HDがL(Low)になるまでの時間をb(clock)分に相当する時間であるとする。また、最後の電子シャッタパルスの出力から次に電子シャッタパルスの出力までのライン数(水平同期信号HDの数)をc(Line)とする。また、1ライン当たりの水平同期信号HDの出力期間は、y(clock/Line)とする。この場合、上記時間tは、次の関係式により表される。 First, the setting for making the exposure time the same will be described. For example, as shown in FIG. 15, it is assumed that the drive frequency for the field including the exposure period B in FIG. 5 is f (MHz) and the exposure period B is time t (usec). Further, the time from when the last electronic shutter pulse in the horizontal synchronization signal HD per line is output until the horizontal synchronization signal HD becomes L (Low) is a time corresponding to b (clock). To do. Further, the number of lines from the last electronic shutter pulse output to the next electronic shutter pulse output (the number of horizontal synchronization signals HD) is c (Line). The output period of the horizontal synchronization signal HD per line is y (clock / Line). In this case, the time t is expressed by the following relational expression.
t= b×1/f+ c×y×1/f
ここで、図5に示す露光期間Cを含むフィールドに関して、この露光期間Cを上記時間tと同じにする即ち露光期間Bと同じにする場合は、駆動周波数fに応じて、時間b、ライン数c、水平同期信号HDの出力期間yを算出すればよい。但し、この場合、読み出し時間、転送時間など、他の時間に影響を与えないように、ダミークロックまたはダミーラインの付加による調整を行うことが現実的である。
t = b × 1 / f + c × y × 1 / f
Here, regarding the field including the exposure period C shown in FIG. 5, when the exposure period C is set to be the same as the time t, that is, the same as the exposure period B, the time b and the number of lines are set according to the drive frequency f. c, The output period y of the horizontal synchronization signal HD may be calculated. However, in this case, it is realistic to perform adjustment by adding a dummy clock or a dummy line so as not to affect other times such as a read time and a transfer time.
CCDセンサ104の動作時間を同じするためには、駆動周波数が最も低いフィールドを基準とし、駆動周波数が高いフィールドに対してそのCCDセンサ104の動作時間の調整を行うことが好ましい。駆動周波数が高いフィールドは、1クロックの周期が短いため、微調整が効果的に行うことができるからである。
In order to make the operating time of the
垂直転送時間および読み出し時間を同じにする設定は、第1の実施の形態と同じであるので、ここでの説明は省略する。 Since the setting for making the vertical transfer time and the read time the same is the same as that in the first embodiment, the description thereof is omitted here.
このようにして、CCDセンサ104の動作時間を同じするための発生タイミングを規定する変数(時間b、ライン数c、水平同期信号HDの出力期間yなど)は、予め算出されており、発生タイミング情報として制御部121のROMに格納されている。
In this way, the variables (the time b, the number of lines c, the output period y of the horizontal synchronization signal HD, etc.) defining the generation timing for making the operation time of the
また、制御部121のROMには、間引き読み出しにおける各フィールドに対する駆動周波数を示す情報、駆動周波数毎の撮像パルスの位相を示す位相情報が格納されている。
Further, the ROM of the
次に、制御部121によるEVFの作動時の間引き読み出しの制御について図16を参照しながら説明する。
Next, the thinning readout control during EVF operation by the
EVFの作動時、図16に示すように、制御部121は、まず、1番目のフィールドに対する駆動周波数への切り換えを行う(ステップS201)。ここでは、制御部121は、1番目のフィールドに対して設定されている駆動周波数と同じ周波数の基準タイミングクロックMCLKを出力するように、多出力クロック生成回路110を制御する。そして、制御部121は、ROMに格納されている位相情報および発生タイミング情報を参照して、1番目のフィールドの駆動周波数に対応する撮像パルスの位相および発生タイミングをタイミング発生回路105に設定する(ステップS202)。ここでは、撮像パルス即ち水平転送パルスH1,H2、リセットゲートパルスRG、サンプルホールドパルスのパルスSHBLKおよびパルスSHDATA、サンプリングパルスCLKの各パルスの位相が設定される。また、1番目のフィールドの駆動周波数に対する露光時間、読み出し時間、垂直転送時間を規定するための発生タイミングが設定される。
When the EVF is activated, as shown in FIG. 16, the
次いで、制御部121は、1番目のフィールドの読み出しを行うための撮像パルスを発生するように、タイミング発生回路105を制御する(ステップS203)。この制御により、タイミング発生回路105から、制御部121により設定された位相および発生タイミングに基づいた各撮像パルスが発生され、各撮像パルスに従いCCDセンサ104および撮像回路130は動作する。これにより、1番目のフィールドのCCD出力信号の読み出しが行われる。
Next, the
次いで、制御部121は、2番目のフィールドの駆動周波数への切り換えを行う(ステップS204)。ここでは、2番目のフィールドに対して設定されている駆動周波数と同じ周波数の基準タイミングクロックMCLKを出力するように、多出力クロック生成回路110が制御される。そして、制御部121は、ROMに格納されている位相情報および発生タイミング情報を参照して、2番目のフィールドの駆動周波数に対応する撮像パルスの位相および発生タイミングをタイミング発生回路105に設定する(ステップS205)。
Next, the
次いで、制御部121は、2番目のフィールドの読み出しを行うための撮像パルスを発生するように、タイミング発生回路105を制御する(ステップS206)。この制御により、タイミング発生回路105から設定された位相および発生タイミングに基づいた各撮像パルスが発生され、各撮像パルスに従いCCDセンサ104および撮像回路130は、動作する。これにより、2番目のフィールドのCCD出力信号の読み出しが行われる。
Next, the
次いで、制御部121は、3番目のフィールドの駆動周波数への切り換えを行う(ステップS207)。ここでは、3番目のフィールドに対して設定されている駆動周波数と同じ周波数の基準タイミングクロックMCLKを出力するように、多出力クロック生成回路110が制御される。そして、制御部121は、ROMに格納されている位相情報および発生タイミング情報を参照して、3番目のフィールドの駆動周波数に対応する撮像パルスの位相および発生タイミングをタイミング発生回路105に設定する(ステップS208)。
Next, the
次いで、制御部121は、3番目のフィールドの読み出しを行うための撮像パルスを発生するように、タイミング発生回路105を制御する(ステップS209)。この制御により、タイミング発生回路105から設定された位相および発生タイミングに基づいた各撮像パルスが発生され、各撮像パルスに従いCCDセンサ104および撮像回路130は動作する。これにより、3番目のフィールドのCCD出力信号の読み出しが行われる。
Next, the
次いで、制御部121は、4番目のフィールドからの読み出しを行うか否かを判定する(ステップS210)。ここで、4番目のフィールドからの読み出しを行うと判定された場合、制御部121は、4番目のフィールドを1番目のフィールドとし、上記ステップ201に戻る。これに対し、4番目のフィールドからの読み出しを行わないと判定された場合とは、例えばEVFを作動させない他の動作モードが選択された場合である。この場合、制御部121は、選択された動作モードを実行する制御へ移行する。
Next, the
このように、EVFの作動時においても、ビートノイズのパターンを視認し難くすることができる。 Thus, it is possible to make it difficult to visually recognize the beat noise pattern even when the EVF is activated.
本実施の形態においては、EVFの作動時の間引き読み出しにおけるビートノイズ低減処理について説明したが、動画記録時に間引き読み出しを行う場合にも同様のビートノイズ低減処理を適用することができる。この場合、記録された画像を視聴する際に、発生するビードノイズを弱めることができ、ビートノイズまたはそのパターンを視認し難くすることができる。 In the present embodiment, the beat noise reduction process in the thinning readout when the EVF is activated has been described. However, the same beat noise reduction process can be applied to the case where the thinning readout is performed during moving image recording. In this case, the bead noise generated when viewing the recorded image can be weakened, and the beat noise or its pattern can be made difficult to visually recognize.
104 CCDセンサ
105 タイミング信号発生回路
106 CDS回路
107 PGA回路
108 クランプ回路
109 AD変換回路
110 多出力クロック生成回路
111 映像処理回路
130 撮像回路
104
Claims (6)
前記クロック生成手段により生成されたクロックに従い、撮像素子を制御するための垂直同期信号を含むタイミング信号を発生するタイミング信号発生手段と、
前記垂直同期信号に同期して、前記クロック生成手段が生成するクロックの周波数を切り換える制御手段と
を備えることを特徴とする撮像装置。 Clock generation means;
Timing signal generating means for generating a timing signal including a vertical synchronizing signal for controlling the image sensor in accordance with the clock generated by the clock generating means;
An imaging apparatus comprising: control means for switching a frequency of a clock generated by the clock generation means in synchronization with the vertical synchronization signal.
前記制御手段は、前記撮像素子から前記複数のフィールドに分割して読み出す際に、前記クロック生成手段が生成するクロックの周波数を、前記読み出すフィールドに対応付けられている周波数に切り換えることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 Different frequencies are set in association with a plurality of fields constituting one frame,
The control unit switches the frequency of the clock generated by the clock generation unit to a frequency associated with the field to be read when the image is divided and read from the image sensor into the plurality of fields. The imaging device according to claim 1.
前記タイミング信号発生手段は、前記処理手段の動作を制御するためのタイミング信号を発生し、
前記制御手段は、前記撮像素子の動作を制御するための前記タイミング信号の位相と前記処理手段の動作を制御するための前記タイミング信号の位相とを前記タイミング信号発生手段に周波数毎に設定することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の撮像装置。 Processing means for performing processing for converting the output signal of the imaging element into an imaging signal;
The timing signal generating means generates a timing signal for controlling the operation of the processing means,
The control means sets the phase of the timing signal for controlling the operation of the image sensor and the phase of the timing signal for controlling the operation of the processing means for each frequency in the timing signal generating means. The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein
前記クロック生成手段により生成されたクロックに従い、前記撮像素子を制御するための垂直同期信号を含むタイミング信号を発生する工程と、
前記垂直同期信号に同期して、前記クロック生成手段が生成するクロックの周波数を切り換える工程と
を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。 A method for controlling an imaging apparatus having an imaging element and a clock generation means,
Generating a timing signal including a vertical synchronization signal for controlling the imaging device according to the clock generated by the clock generation means;
And a step of switching a frequency of a clock generated by the clock generation means in synchronization with the vertical synchronization signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008312084A JP2010136253A (en) | 2008-12-08 | 2008-12-08 | Imaging apparatus and control method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008312084A JP2010136253A (en) | 2008-12-08 | 2008-12-08 | Imaging apparatus and control method thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010136253A true JP2010136253A (en) | 2010-06-17 |
Family
ID=42347053
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008312084A Pending JP2010136253A (en) | 2008-12-08 | 2008-12-08 | Imaging apparatus and control method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010136253A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013219442A (en) * | 2012-04-05 | 2013-10-24 | Nikon Corp | Electronic device, image sensor, and electronic camera |
JP2018137592A (en) * | 2017-02-21 | 2018-08-30 | 株式会社リコー | Imaging apparatus, imaging method, and program |
US10142557B2 (en) | 2014-11-04 | 2018-11-27 | Olympus Corporation | Image pickup apparatus, image pickup method, and non-transitory computer-readable medium storing computer program |
US11336847B2 (en) | 2020-09-24 | 2022-05-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid-state imaging device |
-
2008
- 2008-12-08 JP JP2008312084A patent/JP2010136253A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013219442A (en) * | 2012-04-05 | 2013-10-24 | Nikon Corp | Electronic device, image sensor, and electronic camera |
US10142557B2 (en) | 2014-11-04 | 2018-11-27 | Olympus Corporation | Image pickup apparatus, image pickup method, and non-transitory computer-readable medium storing computer program |
JP2018137592A (en) * | 2017-02-21 | 2018-08-30 | 株式会社リコー | Imaging apparatus, imaging method, and program |
US11336847B2 (en) | 2020-09-24 | 2022-05-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid-state imaging device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4948090B2 (en) | Imaging apparatus and drive control method | |
US7839444B2 (en) | Solid-state image-pickup device, method of driving solid-state image-pickup device and image-pickup apparatus | |
TWI390971B (en) | Imaging apparatus, imaging processing method, and imaging control program | |
JP6019692B2 (en) | Image pickup device, image pickup device control method, and image pickup apparatus | |
JP5845140B2 (en) | Imaging device and imaging apparatus | |
US7821571B2 (en) | Solid-state imaging device, method of driving solid-state imaging device, and imaging apparatus | |
JP2012090118A (en) | Imaging element and imaging apparatus | |
JP2008016976A (en) | Imaging apparatus, its controlling method, and imaging system | |
JP4616429B2 (en) | Image processing device | |
TW201223268A (en) | Imaging apparatus, signal processing method, and program | |
JP2006261929A (en) | Image pickup device | |
JP2010136253A (en) | Imaging apparatus and control method thereof | |
JP4317117B2 (en) | Solid-state imaging device and imaging method | |
JP2008199403A (en) | Imaging apparatus, imaging method and integrated circuit | |
JP2007088842A (en) | Imaging apparatus, and method of driving imaging device | |
JP7234015B2 (en) | Imaging device and its control method | |
JP2004235901A (en) | Image pickup device | |
JP2000013685A (en) | Image pickup device | |
JP5482475B2 (en) | Image processing apparatus, display apparatus, and photographing apparatus | |
JP2007088843A (en) | Imaging apparatus, and method of driving imaging device | |
JP2007074363A (en) | Imaging apparatus | |
JP2007110639A (en) | Solid-state imaging element, drive method thereof, and imaging apparatus | |
JP2010166396A (en) | Method of driving image sensor | |
JP2006074440A (en) | Imaging apparatus | |
JP2004347977A (en) | Digital still camera |