JP2011010180A - Digital camera - Google Patents

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法義 立川
Atsuya Ota
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To maintain the accuracy of fixed pattern noise (FPN) correction processing even when high-luminance light is made incident.SOLUTION: A digital camera comprises: an imaging device in which a plurality of pixels are disposed in a matrix shape, for picking up a subject image and outputting a first pixel signal; a change instructing means for instructing a change in operating state of signal output of the imaging device; a read means for reading a second pixel signal from a pixel included in a prescribed row, among the plurality of pixels, when the change in operating state is instructed; a calculation means which uses the second pixel signal to calculate a correction value for correcting error of the first pixel signal by pixel column; a correction means for applying correction to the first pixel signal using the correction value calculated; a determination means for determining whether the subject image meets a prescribed condition regarding lightness information each time the first pixel signal is read; and a restriction means for restricting the quantity of light made incident on the imaging device when the change in operating state is instructed by the change instructing means. In the state where the quantity of light to be made incident is restricted, the read means reads the second pixel signal.

Description

本発明は、撮像素子からの画素信号に含まれるノイズを補正するデジタルカメラに関する。   The present invention relates to a digital camera that corrects noise included in a pixel signal from an image sensor.

従来から、CMOSイメージセンサに起因する固定パターンノイズ(FPN)を補正するカメラが知られている(たとえば、特許文献1)。このようなカメラにおいて、ライブビュー時や動画撮影モード時には、画像の読出し中にもイメージセンサのフォトダイオードに光が入射する状態となる。このため、高輝度光が入射されるとフォトダイオードに溜まった電荷が漏れ出し、電荷をフォトダイオードに転送するトランスファーゲートスイッチを介さずにフォトダイオードに電荷が移動して、リセットレベルが変動する場合がある。   Conventionally, a camera that corrects fixed pattern noise (FPN) caused by a CMOS image sensor is known (for example, Patent Document 1). In such a camera, at the time of live view or moving image shooting mode, light enters the photodiode of the image sensor even during image reading. For this reason, when high-intensity light is incident, the charge accumulated in the photodiode leaks, the charge moves to the photodiode without passing through the transfer gate switch that transfers the charge to the photodiode, and the reset level fluctuates. There is.

特開2007−20156号公報JP 2007-20156 A

上述のように高輝度光が入射した結果、画素のリセットレベルが変動すると正確なFPN補正用のデータが取得できず、このような不正確なFPN補正用データを使ってFPN補正処理を行うと画質が低下するという問題がある。   As described above, if the reset level of the pixel fluctuates as a result of incidence of high-intensity light, accurate FPN correction data cannot be acquired. If such inaccurate FPN correction data is used, FPN correction processing is performed. There is a problem that the image quality deteriorates.

請求項1に記載の発明によるデジタルカメラは、複数の画素が行列状に配置され、被写体像を撮像して第1画素信号を出力する撮像素子と、撮像素子の信号出力の動作状態の変更を指示する変更指示手段と、動作状態の変更が指示されたとき、複数の画素のうち、所定行に含まれる画素から第2画素信号を読み出す読出手段と、第2画素信号を用いて、第1画素信号の画素列ごとの誤差を補正するための補正値を算出する算出手段と、算出された補正値を用いて第1画素信号に対して補正を施す補正手段と、第1画素信号が読み出されるごとに、被写体像が明るさ情報に関する所定条件を満たすか否かを判定する判定手段と、変更指示手段により動作状態の変更が指示されたときに、判定手段により所定条件が満たされていると判定された場合は、撮像素子への入射光量を制限する制限手段とを備え、読出手段は、入射光量が制限された状態で第2画素信号を読み出すことを特徴とする。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a digital camera in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, an image sensor that captures a subject image and outputs a first pixel signal, and a change in an operation state of signal output of the image sensor. A change instruction means for instructing, a read means for reading out a second pixel signal from a pixel included in a predetermined row among a plurality of pixels when an instruction to change the operation state is given; Calculation means for calculating a correction value for correcting an error for each pixel column of the pixel signal, correction means for correcting the first pixel signal using the calculated correction value, and the first pixel signal are read out Each time the subject image satisfies a predetermined condition regarding the brightness information, and when the change instruction means instructs the change of the operation state, the determination means satisfies the predetermined condition. When judged It is provided with a limiting means for limiting the amount of incident light on the image sensor, the reading means, characterized in that reading the second pixel signal in a state where the amount of incident light is limited.

本発明によれば、動作状態の変更が指示されたときに所定条件が満たされていれば、撮像素子への入射光量を制限することができる。   According to the present invention, it is possible to limit the amount of light incident on the image sensor if a predetermined condition is satisfied when the change of the operation state is instructed.

本発明の実施の形態によるデジタルカメラの要部構成を説明する図The figure explaining the principal part structure of the digital camera by embodiment of this invention 実施の形態によるデジタルカメラの制御系の構成を説明するブロック図FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a control system of a digital camera according to an embodiment 画像処理部の構成を説明するブロック図Block diagram illustrating the configuration of the image processing unit 撮像素子の画素構成を説明する図FIG. 7 illustrates a pixel configuration of an image sensor FPN取得領域を説明する図Diagram explaining FPN acquisition area FPN補正処理の概念を説明する図The figure explaining the concept of FPN correction processing ライブビューモード時のFPNデータおよび各フレームの画像データを取得するタイミングを説明する図The figure explaining the timing which acquires FPN data at the time of live view mode, and the image data of each frame 変形例におけるデジタルカメラの制御系の構成を説明するブロック図A block diagram for explaining a configuration of a control system of a digital camera in a modified example 間引き読み出しの領域を説明する図The figure explaining the thinning-out reading area 変形例におけるデジタルカメラの要部構成を説明する図The figure explaining the principal part structure of the digital camera in a modification.

図面を参照して、本発明による一実施の形態におけるカメラを説明する。図1はデジタルカメラ1の要部構成を示す図である。デジタルカメラ1のボディに、撮影レンズL1と絞り20とを備える交換レンズ2が着脱可能に装着されている。絞り20はデジタルカメラ1からの指令に基づいて駆動が制御される。デジタルカメラ1のボディ側には、クイックリターンミラー10、焦点板11、ペンタプリズム12、接眼レンズ13、撮像素子14、焦点検出用センサ15およびシャッタ21が設けられている。   A camera according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a main configuration of the digital camera 1. An interchangeable lens 2 including a photographing lens L1 and a diaphragm 20 is detachably mounted on the body of the digital camera 1. Driving of the diaphragm 20 is controlled based on a command from the digital camera 1. On the body side of the digital camera 1, a quick return mirror 10, a focusing screen 11, a pentaprism 12, an eyepiece lens 13, an image sensor 14, a focus detection sensor 15, and a shutter 21 are provided.

図2は交換レンズ2が装着されたデジタルカメラ1の制御系のブロック図である。図2において、図1に示した構成要素には同一の符号を付して説明する。図2に示すように、交換レンズ2は撮影レンズL1と絞り20と絞り駆動部22とを備える。絞り駆動部22は、デジタルカメラ1からの駆動制御信号に基づいて、絞り20を駆動するモータ等により構成される。デジタルカメラ1は、撮像素子14、A/D変換回路16、タイミングジェネレータ17、制御回路18、LCD駆動回路19、液晶表示器191、操作部30、およびメモリカードインタフェース31を備えている。   FIG. 2 is a block diagram of a control system of the digital camera 1 to which the interchangeable lens 2 is attached. In FIG. 2, the components shown in FIG. As shown in FIG. 2, the interchangeable lens 2 includes a photographic lens L <b> 1, a diaphragm 20, and a diaphragm driving unit 22. The aperture drive unit 22 is configured by a motor or the like that drives the aperture 20 based on a drive control signal from the digital camera 1. The digital camera 1 includes an image sensor 14, an A / D conversion circuit 16, a timing generator 17, a control circuit 18, an LCD drive circuit 19, a liquid crystal display 191, an operation unit 30, and a memory card interface 31.

図1を参照して説明すると、交換レンズ2を通過してデジタルカメラ1に入射した被写体光は、シャッタレリーズ前は図1において実線で示すように位置するクイックリターンミラー10で上方へ導かれて焦点板11に結像する。焦点板11に結像された被写体像は、ペンタプリズム12により接眼レンズ13へ導かれる。その結果、被写体像が撮影者に観察される。被写体光の一部はクイックリターンミラー10の半透過領域を透過し、サブミラー10aにて下方に反射され、焦点検出用センサ15へ入射される。レリーズ後はクイックリターンミラー10が図1の破線で示される位置へ回動し、被写体光が撮像素子14へ導かれ、その撮像面上に被写体像が結像する。   Referring to FIG. 1, the subject light that has passed through the interchangeable lens 2 and entered the digital camera 1 is guided upward by a quick return mirror 10 positioned as shown by a solid line in FIG. 1 before the shutter release. An image is formed on the focusing screen 11. The subject image formed on the focusing screen 11 is guided to the eyepiece 13 by the pentaprism 12. As a result, the subject image is observed by the photographer. Part of the subject light passes through the semi-transmission region of the quick return mirror 10, is reflected downward by the sub mirror 10 a, and enters the focus detection sensor 15. After the release, the quick return mirror 10 is rotated to the position indicated by the broken line in FIG. 1, the subject light is guided to the imaging device 14, and the subject image is formed on the imaging surface.

図2を参照して制御系について詳細に説明する。
撮像素子14は、行列状に多数配列された画素14Pおよびカラム信号処理回路142を有するX−Yアドレス型の光電変換素子である。なお、撮像素子14の詳細については後述する。撮像素子14は、後述する制御回路18の制御に応じて駆動して撮影レンズL1を通して入力される被写体像を撮像し、撮像して得た画素信号を出力する。本実施の形態において、撮像素子14は、走査ラインごとに順次シャッタを切る方式(いわゆるローリングシャッタ方式)により駆動される。
The control system will be described in detail with reference to FIG.
The imaging element 14 is an XY address type photoelectric conversion element having a plurality of pixels 14P and a column signal processing circuit 142 arranged in a matrix. Details of the image sensor 14 will be described later. The image sensor 14 is driven in accordance with control of a control circuit 18 described later to capture a subject image input through the photographing lens L1, and outputs a pixel signal obtained by the imaging. In the present embodiment, the image sensor 14 is driven by a method of sequentially releasing the shutter for each scanning line (so-called rolling shutter method).

撮像素子14は、たとえば、ISO100相当〜ISO1600相当の範囲内において撮像感度(露光感度)を所定のステップで変更可能、すなわち撮像素子14からの画素信号の信号出力の動作状態が変更可能に構成されている。撮像感度とは、撮像素子14に蓄積される電荷の検出感度、もしくは不図示の増幅回路の増幅利得を変化させる被制御量のことをいう。撮像感度を変更する操作(ゲイン変更操作)は、ユーザにより後述の操作部30を用いて行われる。   For example, the imaging element 14 is configured such that imaging sensitivity (exposure sensitivity) can be changed in a predetermined step within a range equivalent to ISO 100 to ISO 1600, that is, the operation state of the signal output of the pixel signal from the imaging element 14 can be changed. ing. The imaging sensitivity is a controlled amount that changes the detection sensitivity of charges accumulated in the imaging device 14 or the amplification gain of an amplifier circuit (not shown). The operation for changing the imaging sensitivity (gain changing operation) is performed by the user using the operation unit 30 described later.

カラム信号処理回路142はアンプやA/D変換器、ラインメモリなどを画素の列(画素列)ごとに備え、画素14Pから出力される画素信号を入力する。本実施形態におけるカラム信号処理回路142は、撮像素子14の各画素14Pから読み出された垂直方向に隣接する画素信号を所定の加算度合いで加算して、加算された画素信号を出力する。この場合、カラム信号処理回路142は、ユーザの操作部30の加算方法を変更する操作(加算方法変更操作)に応じて、たとえば水平方向もしくは垂直方向に隣接する2個画素や3画素から出力された画素信号を加算する。また、カラム信号処理回路142では、上述した動作の他に、CDS(相関2重サンプリング)を行ったり、画素信号にゲインをかけたりする。なお、撮像素子14に上述した加算処理機能を組み込むことは必須ではなく、撮像素子14の後段部分、たとえば後述する画像処理部181で上記の加算処理を行う構成としてもよい。   The column signal processing circuit 142 includes an amplifier, an A / D converter, a line memory, and the like for each pixel column (pixel column), and inputs a pixel signal output from the pixel 14P. The column signal processing circuit 142 according to the present embodiment adds pixel signals adjacent in the vertical direction read from each pixel 14P of the image sensor 14 with a predetermined addition degree, and outputs the added pixel signal. In this case, the column signal processing circuit 142 is output from, for example, two pixels or three pixels adjacent in the horizontal direction or the vertical direction in accordance with an operation (adding method changing operation) of changing the addition method of the operation unit 30 by the user. The obtained pixel signals are added. In addition to the above-described operations, the column signal processing circuit 142 performs CDS (correlated double sampling) and applies a gain to the pixel signal. Note that it is not essential to incorporate the above-described addition processing function into the image sensor 14, and the above-described addition processing may be performed in a subsequent portion of the image sensor 14, for example, an image processing unit 181 described later.

A/D変換回路16は、撮像素子14が出力する画素信号にアナログ的な処理をしてからデジタル画素信号に変換する回路である。なお、このA/D変換回路16が撮像素子14内に組み込まれているタイプの撮像素子を使用する場合には、A/D変換回路16は不要となる。タイミングジェネレータ17は、制御回路18の命令に応じて、撮像素子14とA/D変換回路16とにタイミング信号を出力し、撮像素子14とA/D変換回路16との駆動タイミングを制御する回路である。   The A / D conversion circuit 16 is a circuit that performs analog processing on the pixel signal output from the image sensor 14 and then converts it to a digital pixel signal. In addition, when using the image pick-up element of the type in which this A / D conversion circuit 16 is incorporated in the image pick-up element 14, the A / D conversion circuit 16 becomes unnecessary. The timing generator 17 outputs a timing signal to the image sensor 14 and the A / D converter circuit 16 in accordance with a command from the control circuit 18 and controls the drive timing of the image sensor 14 and the A / D converter circuit 16. It is.

制御回路18は、図示しないCPU、ROM、RAMなどを有し、デジタルカメラ1の各構成要素を制御したり、各種のデータ処理を実行する演算回路である。制御回路18は、前述したタイミングジェネレータ17を制御する。   The control circuit 18 has a CPU, ROM, RAM, and the like (not shown), and is an arithmetic circuit that controls each component of the digital camera 1 and executes various data processing. The control circuit 18 controls the timing generator 17 described above.

制御回路18は、画像処理部181、圧縮部182および絞り制御部184を有する。画像処理部181は、入力したデジタル画素信号に対して、ホワイトバランス処理、ガンマ補正処理、色補間処理、輪郭強調、ビネット補正などの画像処理を施して画像データを生成する。また、画像処理部181は、入力したデジタル画素信号に対してユーザによるゲイン変更操作に応じたゲインを乗算することにより撮像感度を変更する(デジタルゲイン補正)。さらに、図3に示すように、画像処理部181は、算出部181a、補正部181b、および判定部181cを機能的に備える。算出部181aは、入力したFPN画素信号を用いてFPNの補正に用いるFPNデータを算出する。補正部181bは、入力した通常画素信号に対して、算出部181aにより算出されたFPN補正値を用いてFPN補正処理を施す。   The control circuit 18 includes an image processing unit 181, a compression unit 182, and an aperture control unit 184. The image processing unit 181 performs image processing such as white balance processing, gamma correction processing, color interpolation processing, contour enhancement, and vignette correction on the input digital pixel signal to generate image data. Further, the image processing unit 181 changes the imaging sensitivity by multiplying the input digital pixel signal by a gain according to a gain change operation by the user (digital gain correction). Furthermore, as shown in FIG. 3, the image processing unit 181 functionally includes a calculation unit 181a, a correction unit 181b, and a determination unit 181c. The calculation unit 181a calculates FPN data used for FPN correction using the input FPN pixel signal. The correction unit 181b performs FPN correction processing on the input normal pixel signal using the FPN correction value calculated by the calculation unit 181a.

判定部181cは、ライブビューモードもしくは動画撮影モードが設定されている場合には、フレームごとの画像データを生成する際に、通常画素信号の出力レベルに基づいて、高輝度被写体が撮影されているか否か、すなわち被写体像が明るさ情報に関する条件を満たすか否かを判定する。なお、算出部181a、補正部181b、および判定部181cについては、詳細を後述する。   When the live view mode or the moving image shooting mode is set, the determination unit 181c determines whether a high-luminance subject is shot based on the output level of the normal pixel signal when generating image data for each frame. It is determined whether or not the subject image satisfies a condition regarding brightness information. Details of the calculation unit 181a, the correction unit 181b, and the determination unit 181c will be described later.

圧縮部182は、画像処理部181で画像処理が施されて生成された画像データに対してJPEG圧縮処理を実行する回路である。一時メモリ183は、画像処理、画像圧縮処理の途中や処理後のデータを一時的に格納するバッファメモリとして使用される揮発性記憶媒体である。絞り制御部184は、判定部181cにより高輝度被写体が撮影されていると判定された場合、絞り20を絞るように駆動制御信号を出力する。出力された駆動制御信号は、図示しないインタフェースを介して交換レンズ2の絞り駆動部22へ出力される。このインタフェースはデジタルカメラ1と交換レンズ2との間で各種の情報通信を行うために設けられる。   The compression unit 182 is a circuit that performs JPEG compression processing on image data generated by image processing performed by the image processing unit 181. The temporary memory 183 is a volatile storage medium used as a buffer memory that temporarily stores data during or after image processing and image compression processing. The aperture control unit 184 outputs a drive control signal so as to reduce the aperture 20 when the determination unit 181c determines that a high-luminance subject has been shot. The output drive control signal is output to the aperture drive unit 22 of the interchangeable lens 2 via an interface (not shown). This interface is provided for performing various types of information communication between the digital camera 1 and the interchangeable lens 2.

メモリカードインタフェース31は、メモリカード32が着脱可能なインタフェースである。メモリカードインタフェース31は、制御回路18の制御に基づいて、画像データをメモリカード32に書き込んだり、メモリカード32に記録されている画像データを読み出す。メモリカード32はコンパクトフラッシュ(登録商標)やSDカードなどの半導体メモリカードである。   The memory card interface 31 is an interface to which the memory card 32 can be attached and detached. The memory card interface 31 writes image data to the memory card 32 or reads image data recorded on the memory card 32 based on the control of the control circuit 18. The memory card 32 is a semiconductor memory card such as a compact flash (registered trademark) or an SD card.

LCD駆動回路19は、制御回路18の命令に基づいて液晶表示器191を駆動する回路である。液晶表示器191は、再生モードにおいて、メモリカード32に記録されている画像データに基づいて制御回路18で作成された表示データの表示を行う。また、液晶表示器191は、いわゆるライブビュー画像を表示するように構成されている。ライブビューとは、レリーズ前にクイックリターンミラー10を上方に跳ね上げて撮像素子14で撮像した画像をリアルタイムに液晶表示器191に表示する表示形態であり、一眼レフカメラにおいて採用される撮像モードである。   The LCD drive circuit 19 is a circuit that drives the liquid crystal display 191 based on a command from the control circuit 18. The liquid crystal display 191 displays the display data created by the control circuit 18 based on the image data recorded on the memory card 32 in the reproduction mode. The liquid crystal display 191 is configured to display a so-called live view image. The live view is a display mode in which the quick return mirror 10 is flipped upward before the release and an image captured by the image sensor 14 is displayed on the liquid crystal display 191 in real time, and is an imaging mode adopted in a single-lens reflex camera. is there.

操作部30は、ユーザの操作を受け付けるスイッチである。操作部30には、電源スイッチ、レリーズスイッチ、その他の設定メニューの表示切換スイッチ、設定メニュー決定ボタン、上述した撮像感度を変更させるゲイン変更操作のための感度設定スイッチ、上述した画素信号の加算方法を変更させる加算方法変更操作のための加算変更スイッチなどが含まれる。また、操作部30により、撮影モードとして静止画撮影モードや動画撮影モード、上記のライブビュー画像を表示するためのライブビューモードの設定が可能である。   The operation unit 30 is a switch that receives a user operation. The operation unit 30 includes a power switch, a release switch, a display changeover switch for other setting menus, a setting menu determination button, a sensitivity setting switch for a gain changing operation for changing the imaging sensitivity described above, and the pixel signal adding method described above. An addition change switch for an addition method change operation for changing the value is included. The operation unit 30 can set a still image shooting mode, a moving image shooting mode, and a live view mode for displaying the above live view image as a shooting mode.

次に、図4を参照しながら、撮像素子14について詳細に説明する。図4に示すように、それぞれの画素14Pは、画素フォトダイオード(PD)141、フローティングディフュージョン(FD)143、トランスファーゲートスイッチ(TX)144、リセットスイッチ(RESET)145、画素アンプ(AMI)146および画素選択スイッチ(SEL)147が設けられている。また、撮像素子14は、画素列毎に垂直信号線Ln、および垂直信号線Lnごとに垂直線選択スイッチ148を有する。垂直線選択スイッチ148は、画素信号を読み出す画素14Pを画素列毎に選択するためのスイッチである。   Next, the image sensor 14 will be described in detail with reference to FIG. As shown in FIG. 4, each pixel 14P includes a pixel photodiode (PD) 141, a floating diffusion (FD) 143, a transfer gate switch (TX) 144, a reset switch (RESET) 145, a pixel amplifier (AMI) 146, and A pixel selection switch (SEL) 147 is provided. Further, the imaging device 14 includes a vertical signal line Ln for each pixel column and a vertical line selection switch 148 for each vertical signal line Ln. The vertical line selection switch 148 is a switch for selecting the pixel 14P from which the pixel signal is read out for each pixel column.

画素フォトダイオード(PD)141は、受光した被写体光をその強度に応じて光電変換する。トランスファーゲートスイッチ(TX)144は、画素フォトダイオード(PD)141と、フローティングディフュージョン(FD)143との間に設けられる。トランスファーゲートスイッチ(TX)144は、画素フォトダイオード(PD)141とフローティングディフュージョン(FD)143との間の電気的接続のオン/オフをスイッチングするスイッチである。トランスファーゲートスイッチ(TX)144がタイミングジェネレータ17からのタイミング信号に応じてオンされると、画素フォトダイオード(PD)141で光電変換された電荷はフローティングディフュージョン(FD)143へ転送される。   The pixel photodiode (PD) 141 photoelectrically converts the received subject light according to its intensity. The transfer gate switch (TX) 144 is provided between the pixel photodiode (PD) 141 and the floating diffusion (FD) 143. The transfer gate switch (TX) 144 is a switch that switches on / off of electrical connection between the pixel photodiode (PD) 141 and the floating diffusion (FD) 143. When the transfer gate switch (TX) 144 is turned on in response to the timing signal from the timing generator 17, the charge photoelectrically converted by the pixel photodiode (PD) 141 is transferred to the floating diffusion (FD) 143.

フローティングディフュージョン(FD)143は、画素フォトダイオード(PD)141が光電変換した電荷を電圧に変換するために設けられている。画素選択スイッチ(SEL)147は、フローティングディフュージョン(FD)143と垂直信号線Lnの間の電気的接続のオン/オフをスイッチングするスイッチであり、タイミングジェネレータ17からのタイミング信号に応じてオン/オフを切替える。リセットスイッチ(RESET)145は、リセット電圧が基準電圧となるまでフローティングディフュージョン(FD)143に電圧を印加するためのスイッチである。   The floating diffusion (FD) 143 is provided to convert the electric charge photoelectrically converted by the pixel photodiode (PD) 141 into a voltage. The pixel selection switch (SEL) 147 is a switch that switches on / off of electrical connection between the floating diffusion (FD) 143 and the vertical signal line Ln, and is turned on / off according to a timing signal from the timing generator 17. Is switched. The reset switch (RESET) 145 is a switch for applying a voltage to the floating diffusion (FD) 143 until the reset voltage becomes the reference voltage.

次に、画素信号の読み出しについて通常画素信号の読み出しの場合と、FPN(Fixed Pattern Noise)画素信号の読み出しの場合とに分けて説明する。通常画素信号は、静止画撮影モードや動画撮影モードにおいて取得された記録用の画像、もしくはライブビューモードにおいて液晶表示器191に表示されるライブビュー画像に対応する画素信号である。FPN画素信号は、カラム信号処理回路142に起因して撮影画像の縦方向に発生する筋状の固定パターンノイズ(FPN)、すなわち撮像素子14の画素列毎の固定パターンノイズ(FPN)を補正するために取得される画素信号である。   Next, pixel signal reading will be described separately for normal pixel signal reading and FPN (Fixed Pattern Noise) pixel signal reading. The normal pixel signal is a pixel signal corresponding to an image for recording acquired in the still image shooting mode or the moving image shooting mode, or a live view image displayed on the liquid crystal display 191 in the live view mode. The FPN pixel signal corrects the streak-like fixed pattern noise (FPN) generated in the vertical direction of the captured image due to the column signal processing circuit 142, that is, the fixed pattern noise (FPN) for each pixel column of the image sensor 14. This is a pixel signal acquired for the purpose.

−通常画素信号の読み出し−
画素フォトダイオード(PD)141から電荷を読み出す場合、制御回路18は、タイミングジェネレータ17を介して、リセットスイッチ(RESET)145をオンさせる。すなわち、フローティングディフュージョン(FD)143には、リセット電圧が基準電圧となるまで電圧が印加される。そして、制御回路18は、タイミングジェネレータ17を介して、トランスファーゲートスイッチ(TX)144をオンさせる。その結果、画素フォトダイオード(PD)141で光電変換された電荷がフローティングディフュージョン(FD)143へ転送され、フローティングディフュージョン(FD)143に蓄積される。すなわち、画素フォトダイオード(PD)141で光電変換された電荷(輝度レベル)が電圧に変換される。
-Normal pixel signal readout-
When the charge is read from the pixel photodiode (PD) 141, the control circuit 18 turns on the reset switch (RESET) 145 via the timing generator 17. That is, a voltage is applied to the floating diffusion (FD) 143 until the reset voltage becomes the reference voltage. Then, the control circuit 18 turns on the transfer gate switch (TX) 144 via the timing generator 17. As a result, the charge photoelectrically converted by the pixel photodiode (PD) 141 is transferred to the floating diffusion (FD) 143 and stored in the floating diffusion (FD) 143. That is, the charge (luminance level) photoelectrically converted by the pixel photodiode (PD) 141 is converted into a voltage.

制御回路18は、タイミングジェネレータ17を介して、垂直線選択スイッチ148および画素選択スイッチ(SEL)147をオンさせると、フローティングディフュージョン(FD)143の電圧が、画素アンプ(AMI)146によりゲインされる。そして、ゲインされた電圧は、画素信号として垂直信号線Lnを介してカラム信号処理回路142へ入力される。すなわち、垂直線選択スイッチ148および画素選択スイッチ(SEL)147がオンされることにより、画素信号を読み出す画素フォトダイオード(PD)141が選択され、その画素14Pで受光した信号が光電変換されてカラム信号処理回路142に伝達される。   When the control circuit 18 turns on the vertical line selection switch 148 and the pixel selection switch (SEL) 147 via the timing generator 17, the voltage of the floating diffusion (FD) 143 is gained by the pixel amplifier (AMI) 146. . The gained voltage is input to the column signal processing circuit 142 via the vertical signal line Ln as a pixel signal. That is, when the vertical line selection switch 148 and the pixel selection switch (SEL) 147 are turned on, a pixel photodiode (PD) 141 that reads out a pixel signal is selected, and a signal received by the pixel 14P is photoelectrically converted to a column. This is transmitted to the signal processing circuit 142.

カラム信号処理回路142は、このようにして得られた画素信号をA/D変換回路16へ出力する。画素信号は、A/D変換回路16によりデジタル変換された通常画素信号として画像処理部181へ入力される。   The column signal processing circuit 142 outputs the pixel signal thus obtained to the A / D conversion circuit 16. The pixel signal is input to the image processing unit 181 as a normal pixel signal digitally converted by the A / D conversion circuit 16.

−FPN画素信号の読み出し−
制御回路18は、タイミングジェネレータ17を介して、リセットスイッチ(RESET)145をオンさせて、フローティングディフュージョン(FD)143に対して、リセット電圧が基準電圧となるまで電圧を印加させる。そして、制御回路18は、タイミングジェネレータ17を介して、垂直線選択スイッチ148および画素選択スイッチ(SEL)147をオンさせる。その結果、フローティングディフュージョン(FD)143の電圧、すなわち基準電圧が画素アンプ(AMI)146によりゲインされる。そして、ゲインされた基準電圧は、画素信号として垂直信号線Lnを介してカラム信号処理回路142へ入力される。すなわち、画素フォトダイオード(PD)141とカラム信号処理回路142との接続が遮断されているときの信号、すなわち、その画素14Pが受光していない状態における信号(FPNの一要素)と等価な信号がカラム信号処理回路142に伝達される。
-Reading FPN pixel signal-
The control circuit 18 turns on the reset switch (RESET) 145 via the timing generator 17 to apply a voltage to the floating diffusion (FD) 143 until the reset voltage becomes the reference voltage. Then, the control circuit 18 turns on the vertical line selection switch 148 and the pixel selection switch (SEL) 147 via the timing generator 17. As a result, the voltage of the floating diffusion (FD) 143, that is, the reference voltage is gained by the pixel amplifier (AMI) 146. The gained reference voltage is input to the column signal processing circuit 142 through the vertical signal line Ln as a pixel signal. That is, a signal when the connection between the pixel photodiode (PD) 141 and the column signal processing circuit 142 is cut off, that is, a signal equivalent to a signal (one element of FPN) in a state where the pixel 14P is not receiving light. Is transmitted to the column signal processing circuit 142.

カラム信号処理回路142は、制御回路18によって選択された所定の行(画素行)に含まれる画素フォトダイオード141(選択された画素行の画素14P毎のトランスファーゲートスイッチ(TX)144はオフされ、かつ画素選択スイッチ(SEL)147はオンされる)から出力される画素信号を入力する。この場合において、選択されていない画素行に含まれる各画素フォトダイオード141の、少なくとも画素選択スイッチ(SEL)147は、全てオフにされている。   The column signal processing circuit 142 includes a pixel photodiode 141 included in a predetermined row (pixel row) selected by the control circuit 18 (a transfer gate switch (TX) 144 for each pixel 14P in the selected pixel row is turned off), And the pixel signal output from the pixel selection switch (SEL) 147 is turned on. In this case, at least the pixel selection switches (SEL) 147 of the pixel photodiodes 141 included in the non-selected pixel rows are all turned off.

そして、カラム信号処理回路142は選択された画素行の画素14Pから得られる画素信号をFPN画素信号として列毎に保持する。このときのトランスファーゲートスイッチ(TX)144、および画素選択スイッチ(SEL)147のオンおよびオフは、選択された画素14P間でほぼ同時に行われる。カラム信号処理回路142は、このようにして得られたFPN画素信号をA/D変換回路16へ出力する。FPN画素信号は、A/D変換回路16によりデジタル変換されたFPN画素信号として画像処理部18へ入力される。   The column signal processing circuit 142 holds the pixel signal obtained from the pixel 14P in the selected pixel row as an FPN pixel signal for each column. At this time, the transfer gate switch (TX) 144 and the pixel selection switch (SEL) 147 are turned on and off almost simultaneously between the selected pixels 14P. The column signal processing circuit 142 outputs the FPN pixel signal thus obtained to the A / D conversion circuit 16. The FPN pixel signal is input to the image processing unit 18 as an FPN pixel signal digitally converted by the A / D conversion circuit 16.

画像処理部18の算出部181aは、画素列ごとに、取得された画素行分のFPN画素信号のレベルを平均して補正値(FPNデータ)を算出する。また、算出部181aは、算出したFPNデータを一時メモリ183に格納する。   The calculation unit 181a of the image processing unit 18 calculates a correction value (FPN data) by averaging the levels of the acquired FPN pixel signals for the pixel rows for each pixel column. In addition, the calculation unit 181 a stores the calculated FPN data in the temporary memory 183.

なお、FPN画素信号を得る際には、上述のように所定の画素行(選択行)の画素フォトダイオード(PD)141から(選択された画素行の画素14P毎のトランスファーゲートスイッチ(TX)144はオフされ、かつ画素選択スイッチ(SEL)147はオンされる)画素信号を得る方法以外に、次のような方法で得てもよい。たとえば、全ての画素行の画素14P(つまり全画素)のトランスファーゲートスイッチ(TX)144を一斉にオフし、かつ所定の画素行(選択行)の画素選択スイッチ(SEL)147のみを一斉にオンした状態で、FPN画素信号を得るようにしてもよい。もしくは、リセットスイッチ(RESET)145をオンしてフローティングディフュージョン(FD)143に基準電圧を印加させる処理と、トランスファーゲートスイッチ(TX)144をオンして画素フォトダイオード(PD)141で光電変換された電荷をフローティングディフュージョン(FD)143へ転送させる処理とに要する時間を短時間で行うようにしてもよい。   When obtaining the FPN pixel signal, as described above, from the pixel photodiode (PD) 141 in the predetermined pixel row (selected row) (transfer gate switch (TX) 144 for each pixel 14P in the selected pixel row). In addition to the method of obtaining the pixel signal), the pixel selection switch (SEL) 147 may be turned on. For example, the transfer gate switches (TX) 144 of all the pixel rows 14P (that is, all pixels) are turned off all at once, and only the pixel selection switch (SEL) 147 of a predetermined pixel row (selected row) is turned on all at once. In this state, an FPN pixel signal may be obtained. Alternatively, the reset switch (RESET) 145 is turned on to apply a reference voltage to the floating diffusion (FD) 143, and the transfer gate switch (TX) 144 is turned on and the pixel photodiode (PD) 141 performs photoelectric conversion. You may make it perform the time required for the process which transfers an electric charge to the floating diffusion (FD) 143 in a short time.

次に、画像処理部181におけるFPN補正処理について、静止画撮影モードが設定されている場合と、ライブビューモードが設定されている場合と、動画撮影モードが設定されている場合とに分けて説明する。   Next, the FPN correction processing in the image processing unit 181 will be described separately when the still image shooting mode is set, when the live view mode is set, and when the moving image shooting mode is set. To do.

−静止画撮影モード−
操作部30の操作により静止画撮影モードが設定され、レリーズスイッチの全押し操作により撮影が指示されると、制御回路18は、シャッタ21により撮像素子14を遮光した状態でFPN画素信号を取得する。FPN画素信号を取得すると、制御回路18は、シャッタ21を開放した状態で撮像素子14を露光して通常画素信号を取得する。そして、画像処理部181の補正部181bは、FPNデータを用いて通常画素信号に対してFPN補正処理を施す。以下、詳細に説明する。
-Still image shooting mode-
When the still image shooting mode is set by operating the operation unit 30 and shooting is instructed by fully pressing the release switch, the control circuit 18 acquires the FPN pixel signal in a state where the image sensor 14 is shielded by the shutter 21. . When the FPN pixel signal is acquired, the control circuit 18 exposes the image sensor 14 with the shutter 21 opened to acquire a normal pixel signal. Then, the correction unit 181b of the image processing unit 181 performs FPN correction processing on the normal pixel signal using FPN data. Details will be described below.

制御回路18は、タイミングジェネレータ17に指示して、撮像素子14を構成する全画素の範囲のうち、たとえば1/3の領域に含まれる画素14PからFPN画素信号を取得する。図5にFPN画素信号が読み出される画素14Pが含まれる領域(FPNデータ取得領域Re)を斜線領域で示す。なお、説明を簡単にするため、撮像素子14の画素数を3000×1500ドットとする。本実施の形態においては、たとえば全画素範囲の中央部1/3の領域に相当する画素(3000×500ドット)から出力される画素信号を、画素列ごとに3000列分読み出す。すなわち、制御回路18は、タイミングジェネレータ17を介して、第501行から第1000行までを選択行として、その選択行に含まれる画素14Pに対して、上述したFPN画素信号の読み出しを行う。その結果、撮像素子14の第1列〜第3000列の各画素列について、それぞれ500個の画素フォトダイオード(PD)141からFPN画素信号が読み出され、カラム信号処理回路142に入力される。   The control circuit 18 instructs the timing generator 17 to acquire the FPN pixel signal from the pixel 14P included in, for example, a 1/3 region of the range of all the pixels constituting the imaging device 14. FIG. 5 shows a region (FPN data acquisition region Re) including a pixel 14P from which an FPN pixel signal is read by a hatched region. For simplicity of explanation, the number of pixels of the image sensor 14 is set to 3000 × 1500 dots. In the present embodiment, for example, 3000 pixels of pixel signals output from the pixels (3000 × 500 dots) corresponding to the central 1/3 region of the entire pixel range are read for each pixel column. That is, the control circuit 18 reads out the above-described FPN pixel signal from the 501st row to the 1000th row via the timing generator 17 to the pixels 14P included in the selected row. As a result, FPN pixel signals are read from 500 pixel photodiodes (PD) 141 for each of the first to 3000th pixel columns of the image sensor 14 and input to the column signal processing circuit 142.

カラム信号処理回路142は、全ての画素列、すなわち3000列分のそれぞれのFPN画素信号をA/D変換回路16を介して、画像処理部181へ出力する。算出部181aは、上述のようにして入力した3000列分の画素列ごとのFPN画素信号(500画素分)をそれぞれ平均してFPNデータを列毎に算出して、一時メモリ183に格納する。   The column signal processing circuit 142 outputs the FPN pixel signals for all pixel columns, that is, 3000 columns to the image processing unit 181 via the A / D conversion circuit 16. The calculation unit 181a calculates the FPN data for each column by averaging the FPN pixel signals (500 pixels) for the 3000 pixel columns input as described above, and stores the FPN data in the temporary memory 183.

次に、制御回路18は、クイックリターンミラー10を図1の破線で示す位置へ回動し、シャッタ21を開放して、撮影レンズL1を通過した被写体光が撮像素子14に導かれるようにする。さらに、制御回路18は、タイミングジェネレータ17を介して、全ての画素14Pに対して、上述した通常画素信号読み出しを行う。すなわち、制御回路18は、撮像素子14の全画素14Pから出力される画素信号を通常画素信号として画像処理部181に入力させる。補正部181bは、入力した第1列の通常画素信号から対応する第1列のFPNデータを減算する。補正部181bは、上記の減算を3000列分のそれぞれの通常画素信号に対して行うことにより、FPN補正処理を施す。   Next, the control circuit 18 rotates the quick return mirror 10 to the position indicated by the broken line in FIG. 1 to open the shutter 21 so that the subject light that has passed through the photographing lens L1 is guided to the image sensor 14. . Further, the control circuit 18 performs the above-described normal pixel signal readout for all the pixels 14P via the timing generator 17. That is, the control circuit 18 causes the image processing unit 181 to input pixel signals output from all the pixels 14P of the image sensor 14 as normal pixel signals. The correcting unit 181b subtracts the corresponding first row of FPN data from the input first row of normal pixel signals. The correction unit 181b performs the FPN correction process by performing the above subtraction on the respective normal pixel signals for 3000 columns.

図6にFPN補正処理を概念的に説明する図を示す。図6(a)は、通常画素信号における水平方向の画素と、それぞれの画素の出力レベル、すなわち輝度を表している。また、図6(b)は、FPN画素信号における水平方向の画素と、それぞれの画素の出力レベル、すなわち輝度を表している。FPNノイズの大きさは各画素列ごとに異なるので、図6(b)に示すように、出力レベルは水平方向の画素のそれぞれにより異なる。通常画素信号には各画素列ごとにFPNノイズが重畳するので、図6(a)に示すように、出力レベルは水平方向の画素のそれぞれにより異なり、図6(b)の波形と類似する。FPN補正処理により、図6(a)に示す出力レベルから図6(b)に示す出力レベルを減算するので、FPN補正処理後の水平方向の画素のそれぞれの出力レベルは、図6(c)に示すように平滑になる。   FIG. 6 conceptually illustrates the FPN correction process. FIG. 6A shows the pixels in the horizontal direction in the normal pixel signal and the output level of each pixel, that is, the luminance. FIG. 6B shows the pixels in the horizontal direction in the FPN pixel signal and the output level of each pixel, that is, the luminance. Since the magnitude of the FPN noise is different for each pixel column, the output level is different for each pixel in the horizontal direction as shown in FIG. Since FPN noise is superimposed on the normal pixel signal for each pixel column, as shown in FIG. 6A, the output level differs depending on each pixel in the horizontal direction and is similar to the waveform in FIG. 6B. Since the output level shown in FIG. 6B is subtracted from the output level shown in FIG. 6A by the FPN correction process, each output level of the horizontal pixel after the FPN correction process is shown in FIG. As shown in FIG.

FPN補正処理の施された画素信号は、画像処理部181による上述した画像処理や圧縮部182による圧縮処理が施されて、画像データとしてメモリカード32に記録される。   The pixel signal subjected to the FPN correction processing is subjected to the above-described image processing by the image processing unit 181 and compression processing by the compression unit 182, and is recorded in the memory card 32 as image data.

−ライブビューモード−
ライブビューモードにおいては、制御回路18は、通常画素信号の取得に先立って、上述したようにFPN画素信号を取得する。FPN画素信号を取得すると、制御回路18は、撮像素子14から所定の周期、たとえば1/30秒周期で通常画素信号を順次読み出させる。そして、補正部181bは、一時メモリ183に格納されているFPNデータを用いて、順次入力されるそれぞれの通常画素信号に対してFPN補正処理を施す。そして、画像処理部181は、FPN補正処理が施された画素信号を用いて画像データを生成する。ユーザが操作部30を操作して、ゲイン変更操作および加算方法変更操作の少なくとも一方により撮像素子14の動作状態を変更する操作(以後、動作状態変更操作)が行われると、制御回路18は、新たなFPN画素信号を取得し、算出部181aは新たに取得されたFPN画素信号を用いて新たなFPNデータを算出する。補正部181bは、その後順次入力されるそれぞれの通常画素信号に対して、新たに算出されたFPNデータを用いてFPN補正処理を施す。
-Live view mode-
In the live view mode, the control circuit 18 acquires the FPN pixel signal as described above before acquiring the normal pixel signal. When the FPN pixel signal is acquired, the control circuit 18 sequentially reads the normal pixel signal from the image sensor 14 at a predetermined cycle, for example, a 1/30 second cycle. Then, the correction unit 181b performs FPN correction processing on each normal pixel signal sequentially input using the FPN data stored in the temporary memory 183. Then, the image processing unit 181 generates image data using the pixel signal that has been subjected to the FPN correction process. When the user operates the operation unit 30 to perform an operation for changing the operation state of the image sensor 14 by at least one of a gain change operation and an addition method change operation (hereinafter, operation state change operation), the control circuit 18 A new FPN pixel signal is acquired, and the calculation unit 181a calculates new FPN data using the newly acquired FPN pixel signal. The correction unit 181b performs FPN correction processing on the normal pixel signals sequentially input thereafter using newly calculated FPN data.

ユーザにより動作状態変更操作が行われたときに、撮像素子14の通常画素信号の出力レベルが所定の閾値以上の場合(たとえば、出力レベルが、その撮像素子14が出力可能な最大の出力レベルに対して90パーセント以上の高輝度レベルである場合)、すなわち高輝度被写体が撮影されている場合は、制御回路18は、絞り20を絞った状態でFPN画素信号を取得するように制御する。すなわち、絞り制御部184は、絞り20が最も絞り込まれるように駆動制御信号を交換レンズ2の絞り駆動部22へ出力する。そして、算出部181aは、絞り20が最も絞り込まれた状態で取得されたFPN画素信号を用いて、新たなFPNデータを算出する。以下、図7に示すタイミングチャートを参照しながら詳細に説明する。   When the operation state changing operation is performed by the user, the output level of the normal pixel signal of the image sensor 14 is equal to or higher than a predetermined threshold (for example, the output level is set to the maximum output level that the image sensor 14 can output). In contrast, when the high brightness level is 90% or higher), that is, when a high brightness subject is photographed, the control circuit 18 performs control so that the FPN pixel signal is acquired with the aperture 20 being reduced. That is, the aperture control unit 184 outputs a drive control signal to the aperture drive unit 22 of the interchangeable lens 2 so that the aperture 20 is most contracted. Then, the calculation unit 181a calculates new FPN data using the FPN pixel signal acquired in the state where the diaphragm 20 is most narrowed down. Hereinafter, it will be described in detail with reference to the timing chart shown in FIG.

操作部30の操作によりライブビューモードが設定されると、制御回路18は、クイックリターンミラー10を図1の破線で示す位置へ回動し、シャッタ21を開放して、撮影レンズL1を通過した被写体光が撮像素子14に導かれるようにする。図5に示すように、制御回路18は、タイミングジェネレータ17に指示して、撮像素子14を構成する全画素14Pのうち、上述した静止画撮影モードにおけるFPN画素信号読み出しの場合と同様に、FPNデータ取得領域Reに含まれる画素14PからFPN画素信号を読み出させる。カラム信号処理回路142は、これら1列につき500個のFPN画素信号(FPN)をA/D変換回路16を介して、画像処理部181へ出力する。算出部181aは、このFPN画素信号を平均して画素列毎のFPNデータを算出して、一時メモリ183に格納する。   When the live view mode is set by operating the operation unit 30, the control circuit 18 rotates the quick return mirror 10 to the position indicated by the broken line in FIG. 1, opens the shutter 21, and passes through the photographing lens L1. The subject light is guided to the image sensor 14. As shown in FIG. 5, the control circuit 18 instructs the timing generator 17, and among all the pixels 14 </ b> P constituting the imaging device 14, the FPN pixel signal is read out in the same manner as in the case of reading the FPN pixel signal in the still image shooting mode described above. The FPN pixel signal is read from the pixel 14P included in the data acquisition area Re. The column signal processing circuit 142 outputs 500 FPN pixel signals (FPN) per column to the image processing unit 181 through the A / D conversion circuit 16. The calculation unit 181a averages the FPN pixel signals, calculates FPN data for each pixel column, and stores the FPN data in the temporary memory 183.

第1000行目の画素行に含まれる画素14PからFPN画素信号が読み出されると、制御回路18は、第1フレーム目の画像データを得るために、通常画素信号をカラム信号処理回路142へ読み出させる。カラム信号処理回路142は、読み出した通常画素信号をA/D変換回路16を介して、画像処理部181へ出力する。補正部181bは、第1列の通常画素信号から、一時メモリ183に格納しておいた第1列に対応する上述のFPNデータを減じる。補正部181bは、上記の減算を3000列分のそれぞれの通常画素信号に対して行うことにより、FPN補正処理を施す。画像処理部181は、FPN補正処理の施された画素信号に対して、上述した各種の画像処理を施して画像データを生成する。制御回路18は、LCD駆動回路19に画像データを出力して、画像データに対応する画像を液晶表示器191に表示させる。   When the FPN pixel signal is read from the pixel 14P included in the 1000th pixel row, the control circuit 18 reads the normal pixel signal to the column signal processing circuit 142 to obtain the image data of the first frame. Let The column signal processing circuit 142 outputs the read normal pixel signal to the image processing unit 181 via the A / D conversion circuit 16. The correcting unit 181b subtracts the above-described FPN data corresponding to the first column stored in the temporary memory 183 from the normal pixel signal in the first column. The correction unit 181b performs the FPN correction process by performing the above subtraction on the respective normal pixel signals for 3000 columns. The image processing unit 181 performs the above-described various image processing on the pixel signal subjected to the FPN correction process to generate image data. The control circuit 18 outputs image data to the LCD drive circuit 19 and causes the liquid crystal display 191 to display an image corresponding to the image data.

さらに、判定部181cは、全ての画素14Pから入力した通常画素信号の信号強度の出力レベルが所定の閾値以上か否か(たとえば、出力レベルが、その撮像素子14の画素14Pが出力可能な最大のレベルに対して90パーセント以上の高輝度レベルであるか否か)を判定する。換言すると、判定部181cは、高輝度被写体が撮影されているか否かを判定する。出力レベルが閾値以上(少なくともFPN画素信号を得るための画素14Pから出力された信号のレベルが上記の閾値以上)の場合は、判定部181cは、絞り20の駆動を示すフラグ(駆動フラグ)iを1に設定する。出力レベルが閾値未満の場合は、判定部181cは駆動フラグiを0に設定する。なお、上記の閾値は、高輝度の被写体光に照射されることにより画素フォトダイオード(PD)141に蓄積された電荷がトランスファーゲートスイッチ(TX)144を介することなくフローティングディフュージョン(FD)143に移動することを防ぐために設けられる。この閾値は予め実験等により計測され、図示しないメモリ等に記録されているものとする。   Further, the determination unit 181c determines whether or not the output level of the signal intensity of the normal pixel signal input from all the pixels 14P is equal to or higher than a predetermined threshold (for example, the output level is the maximum that the pixel 14P of the image sensor 14 can output). Whether the luminance level is 90% or more of the luminance level). In other words, the determination unit 181c determines whether or not a high-luminance subject has been shot. When the output level is equal to or higher than the threshold value (at least the level of the signal output from the pixel 14P for obtaining the FPN pixel signal is equal to or higher than the threshold value), the determination unit 181c sets a flag (drive flag) i indicating the driving of the diaphragm 20. Is set to 1. When the output level is less than the threshold value, the determination unit 181c sets the drive flag i to 0. Note that the above-mentioned threshold is such that the charge accumulated in the pixel photodiode (PD) 141 is moved to the floating diffusion (FD) 143 without passing through the transfer gate switch (TX) 144 by being irradiated with high-luminance subject light. It is provided to prevent this from happening. This threshold value is preliminarily measured by an experiment or the like and is recorded in a memory or the like (not shown).

第1フレーム目の第1500行(ライン)の通常画素信号の蓄積と読出しが行われた後に、次フレームである第2フレーム目の画像データに対応する通常画素信号の蓄積と読み出しが行われる。第2フレーム目以降の画像データについても、制御回路18は、第1フレーム目の画像データを取得した場合と同様の処理を行う。すなわち、制御回路18は、撮像素子14から通常画素信号を読み出させる。補正部181bは、一時メモリ183に格納したFPNデータを用いて通常画素信号にFPN補正処理を施し、画像処理部181は画像処理を施して画像データを生成する。制御回路18は、LCD駆動回路19を介して生成した画像データに対応する画像を液晶表示器191に表示させる。さらに、判定部181cは、高輝度被写体が撮影されているか否かを判定し、判定結果に応じて駆動フラグiを0および1の一方に設定する。   After the normal pixel signals of the 1500th row (line) of the first frame are accumulated and read out, the normal pixel signals corresponding to the image data of the second frame as the next frame are accumulated and read out. For the image data after the second frame, the control circuit 18 performs the same processing as when the image data for the first frame is acquired. That is, the control circuit 18 reads the normal pixel signal from the image sensor 14. The correction unit 181b performs FPN correction processing on the normal pixel signal using the FPN data stored in the temporary memory 183, and the image processing unit 181 performs image processing to generate image data. The control circuit 18 causes the liquid crystal display 191 to display an image corresponding to the image data generated via the LCD drive circuit 19. Furthermore, the determination unit 181c determines whether or not a high-luminance subject has been shot, and sets the drive flag i to one of 0 and 1 according to the determination result.

図7に示すように、第(M−1)フレーム目の画像データに対応する画像が液晶表示器191に表示されているとき、ユーザによる動作状態変更操作が行われたものとする。なお、第(M−1)フレーム目の画像には高輝度被写体は撮影されていない、すなわち駆動フラグiが0に設定されているものとして説明する。操作部30から撮像素子14の動作状態の変更を指示する変更指示信号を入力した場合、絞り制御部184は、駆動フラグiを確認する。上述したように駆動フラグiは0に設定されているので、絞り制御部184は絞り20の絞り込みを指示しない。すなわち、絞り制御部184は駆動制御信号を出力しない。その結果、制御回路18は、絞り20を絞り込まない状態で撮像素子14に対してFPN画素信号を読み出させる。   As shown in FIG. 7, it is assumed that when the image corresponding to the image data of the (M−1) th frame is displayed on the liquid crystal display device 191, the operation state changing operation by the user is performed. In the following description, it is assumed that a high-luminance subject is not captured in the (M−1) th frame image, that is, the drive flag i is set to 0. When the change instruction signal for instructing the change of the operation state of the image sensor 14 is input from the operation unit 30, the aperture control unit 184 checks the drive flag i. As described above, since the drive flag i is set to 0, the aperture control unit 184 does not instruct to stop the aperture 20. That is, the aperture control unit 184 does not output a drive control signal. As a result, the control circuit 18 causes the image sensor 14 to read out the FPN pixel signal in a state where the diaphragm 20 is not narrowed.

読み出されたFPN画素信号に基づいて、算出部181aは新たにFPNデータを生成し、一時メモリ183に格納する。第1000行目の画素行に含まれる画素14PからFPN画素信号が読み出されると、制御回路18は、撮像素子14に対して第Mフレーム目の画像データに対応する通常画素信号を読み出させる。そして、補正部181bは取得した通常画素信号に対して新たに生成されたFPNデータを用いてFPN補正処理を施し、画像処理部181は第Mフレーム目の画像データを生成する。制御回路18は、第Mフレーム目の画像データをLCD駆動回路19へ出力して、画像を液晶表示器191に表示させる。   Based on the read FPN pixel signal, the calculation unit 181 a newly generates FPN data and stores it in the temporary memory 183. When the FPN pixel signal is read from the pixel 14P included in the 1000th pixel row, the control circuit 18 causes the image sensor 14 to read a normal pixel signal corresponding to the image data of the Mth frame. Then, the correction unit 181b performs FPN correction processing on the acquired normal pixel signal using newly generated FPN data, and the image processing unit 181 generates image data of the Mth frame. The control circuit 18 outputs the image data of the Mth frame to the LCD drive circuit 19 and causes the liquid crystal display 191 to display the image.

図7に示すように、第(N−1)フレーム目の画像データに対応する画像が液晶表示器191に表示されたとき、ユーザによる動作状態変更操作が行われたものとする。なお、第(N−1)フレーム目の画像には高輝度被写体が撮影されている、すなわち駆動フラグiが1に設定されているものとして説明する。操作部30から撮像素子14の動作状態の変更を指示する変更指示信号を入力した場合、絞り制御部184は、駆動フラグiを確認する。上述したように駆動フラグiは1に設定されているので、絞り制御部184は、絞り駆動部22へ駆動制御信号を出力する。すなわち、制御回路18は、FPN画素信号の蓄積を開始する前に絞り20を絞り込むことにより撮像素子14への入射光量を減らした状態で、FPN画素信号の蓄積と読み出しを行わせる。   As shown in FIG. 7, it is assumed that when the image corresponding to the image data of the (N−1) th frame is displayed on the liquid crystal display 191, the operation state changing operation is performed by the user. In the following description, it is assumed that the image of the (N−1) th frame is a high-luminance subject, that is, the drive flag i is set to 1. When the change instruction signal for instructing the change of the operation state of the image sensor 14 is input from the operation unit 30, the aperture control unit 184 checks the drive flag i. As described above, since the drive flag i is set to 1, the aperture control unit 184 outputs a drive control signal to the aperture drive unit 22. That is, the control circuit 18 causes the FPN pixel signal to be accumulated and read out in a state where the amount of light incident on the image sensor 14 is reduced by narrowing the aperture 20 before starting the accumulation of the FPN pixel signal.

そして、制御回路18は、第(N−1)フレーム目の第1500行(ライン)目の通常画素信号の蓄積と読み出しを行わせた後に、絞り20を絞り込んだ状態で撮像素子14からFPN画素信号を読み出させる。このとき、画像処理部181は、入力したFPN画素信号に対して撮像感度を変更するデジタルゲイン補正を施す。すなわち、画像処理部181は、絞り20が絞られた段数に応じたゲインをFPN画像信号に乗算する。なお、絞られた段数とゲインとを対応付けされたデータが、あらかじめ図示しないメモリに記録されているものとする。算出部181aは、読み出されたFPN画素信号に基づいて新たにFPNデータを生成し、一時メモリ183に格納する。第1000行目の画素行に含まれる画素14PからFPN画素信号が読み出されると、絞り制御部184は絞り20をFPN画素信号の取得のために絞り込まれる前の状態に戻すように、絞り駆動部22へ駆動制御信号を出力する。そして、制御回路18は、次フレームである第Nフレーム目の画像データに対応する通常画素信号の蓄積と読み出しを行わせる。   Then, the control circuit 18 stores and reads the normal pixel signals of the 1500th row (line) of the (N−1) th frame, and then, from the image sensor 14 with the aperture 20 being squeezed, the FPN pixel. Read the signal. At this time, the image processing unit 181 performs digital gain correction for changing the imaging sensitivity on the input FPN pixel signal. That is, the image processing unit 181 multiplies the FPN image signal by a gain corresponding to the number of stages in which the aperture 20 is reduced. It is assumed that data in which the number of narrowed stages and the gain are associated with each other is recorded in advance in a memory (not shown). The calculation unit 181a newly generates FPN data based on the read FPN pixel signal and stores the FPN data in the temporary memory 183. When the FPN pixel signal is read from the pixels 14P included in the 1000th pixel row, the aperture control unit 184 returns the aperture 20 to the state before being narrowed down to acquire the FPN pixel signal. A drive control signal is output to 22. Then, the control circuit 18 causes the normal pixel signal corresponding to the image data of the Nth frame which is the next frame to be accumulated and read out.

画像処理部181は、第Nフレーム目の画像データに対応する通常画素信号に対して撮像感度を変更するデジタルゲイン補正を施す。すなわち、画像処理部181は、FPN画素信号にデジタルゲイン補正を施したときと同一のゲインを通常画素信号に対して乗算する。その結果、デジタルゲイン補正によりFPN画素信号に付加されたノイズ成分と同一のノイズ成分が通常画素信号に付加されることになる。   The image processing unit 181 performs digital gain correction for changing the imaging sensitivity on the normal pixel signal corresponding to the image data of the Nth frame. That is, the image processing unit 181 multiplies the normal pixel signal by the same gain as when the digital gain correction is performed on the FPN pixel signal. As a result, the same noise component as that added to the FPN pixel signal by digital gain correction is added to the normal pixel signal.

補正部181bは、デジタルゲイン補正が施された通常画素信号に対して、一時メモリ183に格納したFPNデータを用いてFPN補正処理を施す。すなわち、補正部181bは、上述したように各画素列ごとに通常画素信号からFPNデータを減算する。その結果、固定パターンノイズ(FPN)と、デジタルゲイン補正により通常画素信号およびFPN画素信号に重畳されたノイズ成分とが、FPN補正処理により打ち消されることになる。そして、画像処理部181は第Nフレーム目の画像データを生成する。制御回路18は、第Nフレーム目の画像データをLCD駆動回路19へ出力して、第Nフレーム目の画像を液晶表示器191に表示させる。以上の動作が、ライブビューが終了されるまで繰り返される。   The correction unit 181b performs FPN correction processing on the normal pixel signal subjected to digital gain correction using the FPN data stored in the temporary memory 183. That is, the correction unit 181b subtracts the FPN data from the normal pixel signal for each pixel column as described above. As a result, the fixed pattern noise (FPN) and the noise component superimposed on the normal pixel signal and the FPN pixel signal by the digital gain correction are canceled out by the FPN correction process. Then, the image processing unit 181 generates image data of the Nth frame. The control circuit 18 outputs the image data of the Nth frame to the LCD drive circuit 19 and causes the liquid crystal display 191 to display the image of the Nth frame. The above operation is repeated until the live view is finished.

−動画撮影モード−
操作部30の操作により動画撮影モードが設定され、レリーズスイッチの全押し操作により撮影が指示されると、制御回路18は、クイックリターンミラー10を図1の破線で示す位置へ回動し、動画撮影を開始する。動画撮影モードにおいても、ライブビューモードの場合と同様にして、制御回路18は、撮像素子14を構成する全画素14Pから読み出された通常画素信号を用いて、動画像データを生成する。すなわち、図7のライブビューモード時におけるタイミングチャートに示す場合と同様にして、制御回路18は通常画素信号およびFPN画素信号を取得する。
-Movie shooting mode-
When the moving image shooting mode is set by operating the operation unit 30 and shooting is instructed by fully pressing the release switch, the control circuit 18 rotates the quick return mirror 10 to the position indicated by the broken line in FIG. Start shooting. In the moving image shooting mode as well, in the same way as in the live view mode, the control circuit 18 generates moving image data using the normal pixel signals read from all the pixels 14P constituting the image sensor 14. That is, the control circuit 18 acquires the normal pixel signal and the FPN pixel signal in the same manner as shown in the timing chart in the live view mode of FIG.

補正部181bは、FPNデータを用いて通常画素信号に対してFPN補正処理を施す。なお、高輝度被写体が撮影されているときに動作状態変更操作が行われた場合には、制御回路18は、絞り20を絞り込んだ状態で新たにFPN画素信号を取得する点は、ライブビューモードの場合と同様である。さらに、新たなFPN画素信号に基づいて算出部181aにより算出されたFPNデータを用いて補正部181bがFPN補正処理を施す点も、ライブビューモードの場合と同様である。そして、画素信号は、画像処理部181による上述した画像処理および圧縮部182による圧縮処理が施されて、動画像データとしてメモリカード32に記録される。   The correction unit 181b performs FPN correction processing on the normal pixel signal using FPN data. Note that when an operation state change operation is performed while a high-luminance subject is being photographed, the control circuit 18 obtains a new FPN pixel signal with the aperture 20 closed down. It is the same as the case of. Furthermore, the point that the correction unit 181b performs the FPN correction process using the FPN data calculated by the calculation unit 181a based on the new FPN pixel signal is the same as in the live view mode. The pixel signal is subjected to the above-described image processing by the image processing unit 181 and compression processing by the compression unit 182, and is recorded in the memory card 32 as moving image data.

以上で説明した実施の形態によるデジタルカメラ1によれば、以下の作用効果が得られる。
(1)撮像素子14は、行列状に配置した複数の画素14Pを有し、被写体像を撮像して通常画素信号を出力させるようにし、操作部30は、ユーザによる撮像素子14の信号出力の動作状態の変更を受け付けて、動作状態の変更を指示する変更指示信号を出力するようにした。制御回路18は、変更指示信号を入力したとき、複数の画素14Pのうち、所定の画素行に含まれる画素14PからFPN画素信号を読み出すようにした。また、算出部181aは、FPN画素信号を用いて、通常画素信号の画素列ごとの誤差を補正するための補正値であるFPNデータを算出し、補正部181bは、算出されたFPNデータを用いて通常画素信号に対してFPN補正処理を施すようにした。さらに、判定部181cは、通常画素信号が読み出されるごとに、被写体像が明るさ情報に関する所定条件を満たすか否か、すなわち高輝度被写体が撮影されているか否かを判定し、動作状態の変更が指示されたときに、判定部181cにより所定条件が満たされていると判定された場合は、絞り制御部184は、絞り駆動部22を介して絞り20を駆動させて撮像素子14への入射光量を制限するようにした。そして、制御回路18は、入射光量が制限された状態でFPN画素信号を読み出すようにした。
According to the digital camera 1 according to the embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) The image pickup device 14 has a plurality of pixels 14P arranged in a matrix, picks up a subject image and outputs a normal pixel signal, and the operation unit 30 outputs a signal output from the image pickup device 14 by the user. The change instruction signal for instructing the change of the operation state is output upon accepting the change of the operation state. When the change instruction signal is input, the control circuit 18 reads the FPN pixel signal from the pixels 14P included in a predetermined pixel row among the plurality of pixels 14P. Further, the calculation unit 181a calculates FPN data, which is a correction value for correcting an error for each pixel column of the normal pixel signal, using the FPN pixel signal, and the correction unit 181b uses the calculated FPN data. Thus, the FPN correction process is performed on the normal pixel signal. Further, each time the normal pixel signal is read, the determination unit 181c determines whether or not the subject image satisfies a predetermined condition regarding brightness information, that is, whether or not a high-luminance subject is photographed, and changes the operation state. When the determination unit 181c determines that the predetermined condition is satisfied, the aperture control unit 184 drives the aperture 20 via the aperture drive unit 22 and enters the image sensor 14. The amount of light was limited. Then, the control circuit 18 reads the FPN pixel signal in a state where the amount of incident light is limited.

高輝度被写体が撮影されているときにFPN画素信号が取得された場合のFPN画素信号における水平方向の画素と、それぞれの画素の出力レベル、すなわち輝度との関係を図6(e)に示す。高輝度被写体光の入射により画素フォトダイオード(PD)142に蓄積された電荷がトランスファーゲート(TX)144を介さずフローティングディフュージョン(FD)143へ移動する。そのため、画素の出力レベルが変動する。図6(e)においては、図6(b)に示す出力レベルと比べて、範囲Xに含まれる水平方向の画素の出力レベルが変動している状態を示している。そのため、図6(d)に示す通常画素信号に対してFPN補正処理を施した場合、図6(f)に示すように水平方向の画素の出力レベルが平滑にならない。すなわち、FPN補正処理を施すことにより、かえって画質の低下を招くことになる。   FIG. 6E shows the relationship between the horizontal pixels in the FPN pixel signal and the output level of each pixel, that is, the luminance when the FPN pixel signal is acquired when a high-luminance subject is photographed. The charges accumulated in the pixel photodiode (PD) 142 by the incidence of high-luminance subject light move to the floating diffusion (FD) 143 without passing through the transfer gate (TX) 144. Therefore, the output level of the pixel varies. FIG. 6E shows a state in which the output level of the pixels in the horizontal direction included in the range X varies as compared with the output level shown in FIG. Therefore, when the FPN correction process is performed on the normal pixel signal shown in FIG. 6D, the output level of the pixel in the horizontal direction is not smooth as shown in FIG. In other words, by performing the FPN correction process, the image quality is deteriorated.

これに対して、判定部181cにより高輝度被写体が撮影されていると判定された場合は、絞り20が絞り込まれた状態で新たなFPN画素信号が取得される。すなわち、撮像素子14への入射光量が制限されるので、上述したような高輝度被写体光の入射による画素フォトダイオード(PD)142の蓄積電荷の移動を防ぎ、画祖の出力レベルの変動を抑制できる。したがって、出力レベルに変動が生じたFPNデータを用いたFPN補正処理を行わないので、画質の低下を防ぐことができる。   On the other hand, when it is determined by the determination unit 181c that a high-luminance subject has been shot, a new FPN pixel signal is acquired with the aperture 20 being reduced. That is, since the amount of light incident on the image sensor 14 is limited, the movement of the accumulated charge of the pixel photodiode (PD) 142 due to the incidence of the high-intensity subject light as described above is prevented, and the variation in the output level of the imager is suppressed. it can. Therefore, since the FPN correction process using the FPN data in which the output level fluctuates is not performed, it is possible to prevent the image quality from being deteriorated.

(2)FPN画素信号の読み出しが終了すると、絞り制御部184は、絞り駆動部22を介して絞り20を駆動させて、撮像素子14への入射光量の制限を終了するようにした。したがって、FPN画素信号を取得した後のライブビュー画像や動画がアンダー露光になり、ユーザが所望しない画像が液晶表示器191に表示されることを防げる。 (2) When the reading of the FPN pixel signal is completed, the aperture control unit 184 drives the aperture 20 via the aperture drive unit 22 to end the restriction on the amount of incident light on the image sensor 14. Therefore, it is possible to prevent the live view image or moving image after acquiring the FPN pixel signal from being under-exposed and displaying an image not desired by the user on the liquid crystal display 191.

以上で説明した実施の形態によるデジタルカメラ1を次のように変形できる。
(1)絞り20の駆動により撮像素子14への入射光量を制限するものに代えて、たとえば減光(ND)フィルタを用いてもよい。この場合の制御系のブロック図を図8に示す。なお、図2に示すブロック図と同一の構成要素には同一の符号を付すものとする。図8に示すように、減光フィルタ23は撮像素子14の前段(被写体側)に、駆動部24により駆動可能に配置される。通常状態においては、減光フィルタ23は、被写体光束が撮像素子14へ入射することを遮らない位置に格納されている。駆動状態においては、駆動部24は、減光フィルタ23を撮像素子14の全面を覆う位置(駆動位置)に駆動して、撮像素子14への被写体光束の光量を制限する。駆動部24は、制御回路18に含まれる駆動制御部185から出力される駆動制御信号に応じて減光フィルタ23を駆動位置へ駆動する。駆動制御部185は、実施の形態における絞り制御部184と同様に、ユーザによる動作状態変更操作が行われたときに、高輝度被写体が撮影されている場合には、駆動部24に駆動制御信号を出力する。
The digital camera 1 according to the embodiment described above can be modified as follows.
(1) Instead of the one that restricts the amount of light incident on the image sensor 14 by driving the diaphragm 20, for example, a neutral density (ND) filter may be used. A block diagram of the control system in this case is shown in FIG. It should be noted that the same components as those in the block diagram shown in FIG. As shown in FIG. 8, the neutral density filter 23 is disposed in front of the image sensor 14 (subject side) so that it can be driven by the drive unit 24. In the normal state, the neutral density filter 23 is stored at a position where the subject light flux is not blocked from entering the image sensor 14. In the drive state, the drive unit 24 drives the neutral density filter 23 to a position (drive position) that covers the entire surface of the image sensor 14 to limit the amount of light of the subject light flux to the image sensor 14. The drive unit 24 drives the neutral density filter 23 to the drive position in accordance with a drive control signal output from the drive control unit 185 included in the control circuit 18. Similarly to the aperture control unit 184 in the embodiment, the drive control unit 185 sends a drive control signal to the drive unit 24 when a high-luminance subject is photographed when an operation state change operation is performed by the user. Is output.

(2)ユーザによる動作状態変更操作が行われたときに、高輝度被写体が撮影されている場合に、絞り20を最も絞り込まれるように駆動するものに代えて、高輝度被写体の輝度、すなわち明るさの度合いに応じて絞り20を絞り込む量を変動させてもよい。すなわち、被写体の輝度が高いほど、絞り20を絞り込むようにすればよい。この場合、判定部181cは、算出した撮像素子14の通常画素信号の出力レベルと、複数の閾値、たとえば閾値wth1、wth2(wth1>wth2)との大小を比較する。通常画素信号の出力レベルが閾値wth1より大きいと判定部181cにより判定された場合は、絞り制御部184は、上述した実施の形態の場合と同様に、絞り20が最も絞り込まれるように駆動制御信号を出力する(第1状態)。通常画素信号の出力レベルが閾値wth2より大きく、かつ閾値wth1以下であると判定部181cにより判定された場合は、絞り制御部184は、絞り20が上記の第1状態の場合よりも数段(たとえば3段)開いた状態となるように駆動制御信号を出力する(第2状態)。通常画素信号の出力レベルが閾値wth2以下と判定部181cにより判定された場合は、絞り制御部184は、絞り20が上記の第2状態の場合よりも数段(たとえば3段)開いた状態となるように駆動制御信号を出力する(第3状態)。なお、上述した閾値wth1、wth2は実験等によりあらかじめ設定された値であり、図示しないメモリ等に記録されているものとする。 (2) When a high-luminance subject is photographed when an operation state change operation is performed by the user, the brightness of the high-luminance subject, that is, the brightness, instead of the one that drives the aperture 20 to be most squeezed The amount by which the diaphragm 20 is narrowed may be changed according to the degree. That is, the diaphragm 20 may be narrowed as the luminance of the subject increases. In this case, the determination unit 181c compares the calculated output level of the normal pixel signal of the image sensor 14 with a plurality of threshold values, for example, threshold values wth1 and wth2 (wth1> wth2). When the determination unit 181c determines that the output level of the normal pixel signal is greater than the threshold value wth1, the diaphragm control unit 184 controls the drive control signal so that the diaphragm 20 is most narrowed, as in the above-described embodiment. Is output (first state). When the determination unit 181c determines that the output level of the normal pixel signal is greater than the threshold value wth2 and equal to or less than the threshold value wth1, the aperture control unit 184 has several steps (when the aperture 20 is in the first state). For example, the drive control signal is output so as to be in an open state (second stage) (second state). When the determination unit 181c determines that the output level of the normal pixel signal is equal to or lower than the threshold value wth2, the diaphragm control unit 184 is in a state where the diaphragm 20 is opened several stages (for example, three stages) more than in the second state. A drive control signal is output so as to be (third state). Note that the above-described thresholds wth1 and wth2 are values set in advance by experiments or the like, and are recorded in a memory (not shown) or the like.

(3)絞り20の絞り込みに要する時間を加味して、撮像素子14の全画素14Pのうち下端部(たとえば第1001行目〜第1500行目)に含まれる画素14PからFPN画素信号を読み出すようにしてもよい。すなわち、制御回路18は、FPNデータ取得領域Reの位置を撮像素子14の下端部に変更すればよい。 (3) The FPN pixel signal is read from the pixels 14P included in the lower end portion (for example, the 1001st row to the 1500th row) of all the pixels 14P of the image sensor 14 in consideration of the time required for narrowing down the aperture 20. It may be. That is, the control circuit 18 may change the position of the FPN data acquisition region Re to the lower end of the image sensor 14.

(4)制御回路18は、撮像素子14の全画素14PからFPN画素信号を読み出すようにしてもよい。この場合、算出部181aは、撮像素子14のうち最終読出し行(第1500行)に近い画素信号から順に大きな重みを付与し、加重平均によりFPNデータを算出する。その結果、絞り20の絞り込み駆動が終了し入射光量が制限された、撮像素子14の下端部に含まれる画素14PからのFPN画素信号に大きな重みが付与されているので、絞り20の絞り込みに要する時間が加味されたFPNデータを取得できる。 (4) The control circuit 18 may read the FPN pixel signal from all the pixels 14 </ b> P of the image sensor 14. In this case, the calculation unit 181a assigns a large weight in order from the pixel signal closest to the last readout row (1500th row) in the image sensor 14, and calculates FPN data by weighted average. As a result, a large weight is given to the FPN pixel signal from the pixel 14P included in the lower end portion of the image sensor 14 in which the aperture driving of the aperture 20 is completed and the amount of incident light is limited. FPN data with time taken into account can be acquired.

(5)画素14Pから出力される通常画素信号の出力レベルを用いて高輝度被写体が撮影されているか否かを判定するものに代えて、通常画素信号に含まれる色情報に基づいて判定をするものでもよい。この場合、撮像素子14の撮像面には、R(赤)、G(緑)およびB(青)のカラーフィルタが画素14Pの位置に対応するように設けられ、撮像素子14はRGB表色系の色情報を有する通常画素信号を出力する。そして、画像処理部181は、入力した通常画素信号のうち、特定の色成分に対応する通常画素信号(たとえば、R成分信号とG成分信号、R成分信号のみ、G成分信号のみ、B成分信号のみ等)の出力レベルが閾値以上か否かを判定すればよい。 (5) Instead of determining whether or not a high-brightness subject is photographed using the output level of the normal pixel signal output from the pixel 14P, the determination is made based on the color information included in the normal pixel signal. It may be a thing. In this case, R (red), G (green), and B (blue) color filters are provided on the imaging surface of the imaging device 14 so as to correspond to the positions of the pixels 14P, and the imaging device 14 has an RGB color system. The normal pixel signal having the color information is output. Then, the image processing unit 181 includes, among the input normal pixel signals, normal pixel signals corresponding to a specific color component (for example, an R component signal and a G component signal, only an R component signal, only a G component signal, and only a B component signal). It is only necessary to determine whether the output level is equal to or higher than a threshold value.

(6)ライブビューモードもしくは動画撮影モードにおいて、全ての画素14Pから通常画素信号を読み出すものに代えて、全ての画素14Pのうち所定の画素行に含まれる画素14Pから通常画素信号読み出す間引き読み出しを行ってもよい。図9に、間引き読み出しされる画素14Pが含まれる画素行の一例を示す。この場合に通常画素信号が読み出される画素14Pが含まれる画素行を斜線領域で示す。すなわち、制御回路18は、第2行、第5行、・・・、第(3n−1)行(nは自然数:n≦500)を選択行として、その選択行に含まれる画素14Pに対して、上述した通常画素読み出しを行う。その結果、撮像素子14の各画素列について合計500個の画素フォトダイオード(PD)141から画素信号が読み出され、カラム信号処理回路142に入力される。 (6) In the live view mode or the moving image shooting mode, instead of reading out normal pixel signals from all the pixels 14P, decimation readout for reading out normal pixel signals from the pixels 14P included in a predetermined pixel row among all the pixels 14P. You may go. FIG. 9 shows an example of a pixel row including the pixels 14P to be thinned and read. In this case, a pixel row including the pixel 14P from which the normal pixel signal is read is indicated by a hatched area. That is, the control circuit 18 selects the second row, the fifth row,..., The (3n−1) th row (n is a natural number: n ≦ 500) as the selected row, and applies to the pixels 14P included in the selected row. Thus, the normal pixel reading described above is performed. As a result, pixel signals are read from a total of 500 pixel photodiodes (PD) 141 for each pixel column of the image sensor 14 and input to the column signal processing circuit 142.

(7)高輝度被写体が含まれているか否かを判定する高輝度判定の際に、撮像素子14の全ての画素14Pから出力される通常画素信号に基づいて高輝度判定をするものに代えて、FPN画素信号を取得した領域、すなわちFPNデータ取得領域Reに含まれる画素14Pから出力される通常画素信号のみを用いて高輝度判定を行ってもよい。この場合、画像処理部181は、第501行目から第1000行目に含まれる画素14Pから出力される通常画素信号の信号強度(出力レベル)を上述した閾値と比較すればよい。 (7) In place of performing high luminance determination based on normal pixel signals output from all the pixels 14P of the image sensor 14 when performing high luminance determination for determining whether or not a high luminance subject is included. The high luminance determination may be performed using only the normal pixel signal output from the pixel 14P included in the FPN pixel signal area, that is, the FPN data acquisition area Re. In this case, the image processing unit 181 may compare the signal intensity (output level) of the normal pixel signal output from the pixel 14P included in the 501st row to the 1000th row with the above-described threshold value.

(8)高輝度判定の手法としては上記のものに限られず、平均値や合計値などを用いてもよい。たとえば、FPNデータ取得領域Reに含まれる画素の出力の平均値(平均出力レベル)が、ある閾値(上述の閾値レベルとは異なる平均値用の閾値レベル)を超えている場合に、画像処理部181は高輝度被写体が含まれていると判定してもよい。また、たとえば、FPNデータ取得領域Reに含まれる画素14Pの出力の合計値(合計出力レベル)が上記とは別に設けた閾値(合計値用の閾値レベル)を超えている場合に、画像処理部181は、高輝度被写体が含まれていると判定してもよい。また、この考え方をFPNデータ取得領域Reのみに限らず、撮像素子14の全画素(被写体像の画像信号を出力する有効撮像範囲内の画素)に適用するようにしてもよい。 (8) The high brightness determination method is not limited to the above, and an average value, a total value, or the like may be used. For example, when the average value (average output level) of the pixels included in the FPN data acquisition area Re exceeds a certain threshold value (threshold level for an average value different from the above-described threshold level), the image processing unit 181 may determine that a high-luminance subject is included. Further, for example, when the total output value (total output level) of the pixels 14P included in the FPN data acquisition area Re exceeds a threshold (threshold level for the total value) provided separately from the above, the image processing unit 181 may determine that a high-luminance subject is included. Further, this concept may be applied not only to the FPN data acquisition region Re but also to all the pixels of the image sensor 14 (pixels in an effective imaging range that outputs an image signal of a subject image).

(9)閾値は温度に対応して設定してもよい。この場合、デジタルカメラ1は図示しない温度センサを備えている。温度センサは、撮像素子14周辺の温度を常時測定し、測定結果である温度信号を図示しないA/D変換回路を介して制御回路18へ出力する。さらに、所定の温度範囲ごとに閾値が対応付けされたデータが予め図示しないメモリ等に記録されている。制御回路18は、動作状態変更操作が行われると、入力した温度信号に基づいて、データを参照して閾値を読み出す。そして、制御回路18は、算出した出力データと読み出した閾値とを比較すればよい。この結果、撮像素子14近傍の温度変化に応じて通常画素信号の出力レベルに変動が生じた場合であっても、高輝度被写体が撮影されているか否かを判定することができる。 (9) The threshold value may be set corresponding to the temperature. In this case, the digital camera 1 includes a temperature sensor (not shown). The temperature sensor constantly measures the temperature around the image sensor 14 and outputs a temperature signal as a measurement result to the control circuit 18 via an A / D conversion circuit (not shown). Furthermore, data in which a threshold value is associated with each predetermined temperature range is recorded in advance in a memory or the like (not shown). When the operation state changing operation is performed, the control circuit 18 reads the threshold value with reference to the data based on the input temperature signal. Then, the control circuit 18 may compare the calculated output data with the read threshold value. As a result, even when the output level of the normal pixel signal varies according to the temperature change in the vicinity of the image sensor 14, it can be determined whether or not a high-luminance subject has been shot.

(10)前回のFPN画素信号取得時の直前に取得された通常画素信号に基づいて算出された出力レベルを閾値としてもよい。図7に示す場合において、第(N−1)フレーム目の画像が液晶表示器191に表示されているときに、動作状態変更操作が行われたものとする。この場合、画像処理部181は、前回のFPN画素信号取得時の直前、すなわち第(M−1)フレーム目の画像に対応する通常画素信号の出力レベルを閾値として用いる。そして、画像処理部181は、第(N−1)フレーム目の通常画素信号の出力レベルと第(M−1)フレーム目の通常画素信号の出力レベルとを比較すればよい。 (10) The output level calculated based on the normal pixel signal acquired immediately before the previous FPN pixel signal acquisition may be used as the threshold value. In the case illustrated in FIG. 7, it is assumed that the operation state changing operation is performed when the image of the (N−1) th frame is displayed on the liquid crystal display 191. In this case, the image processing unit 181 uses the output level of the normal pixel signal corresponding to the image of the (M−1) th frame as the threshold immediately before the previous FPN pixel signal acquisition. Then, the image processing unit 181 may compare the output level of the normal pixel signal of the (N-1) th frame with the output level of the normal pixel signal of the (M-1) th frame.

(11)被写体像が高輝度被写体か否かの判定は、通常画素信号を用いるものに限定されない。たとえば、測光センサを備えるデジタルカメラであれば、測光センサから出力される測光信号に基づいて、被写体像が高輝度被写体であるか否かが判定されればよい。この場合のデジタルカメラ1の要部構成図を図10に示す。なお、図1の要部構成図と同一のものには同一の符号を付与する。 (11) The determination of whether or not the subject image is a high-luminance subject is not limited to using a normal pixel signal. For example, in the case of a digital camera equipped with a photometric sensor, it may be determined whether the subject image is a high-luminance subject based on a photometric signal output from the photometric sensor. FIG. 10 shows a main part configuration diagram of the digital camera 1 in this case. In addition, the same code | symbol is provided to the same thing as the principal part block diagram of FIG.

図10に示すように、デジタルカメラ1は、測光センサ32およびクイックリターンミラー10に代えてハーフミラー31を備える。撮影レンズL1を介して入射した被写体光は、一部は、ハーフミラー31の半透過領域を通過してシャッタ21を介して撮像素子14へ導かれる。また撮影レンズL1を介して入射した被写体光の他の一部はハーフミラー31により反射されて、ペンタプリズム12へ導かれる。   As shown in FIG. 10, the digital camera 1 includes a half mirror 31 instead of the photometric sensor 32 and the quick return mirror 10. Part of the subject light incident through the photographing lens L 1 passes through the semi-transmissive region of the half mirror 31 and is guided to the image sensor 14 through the shutter 21. Further, another part of the subject light incident through the photographing lens L 1 is reflected by the half mirror 31 and guided to the pentaprism 12.

ペンタプリズム12へ導かれた被写体光の一部は接眼レンズ13を介してユーザにより観察されるとともに、他の一部は測光センサ32に入射する。測光センサ32は、撮影レンズL1に対して撮像素子14と光学的に等価な位置に配設され、撮像面上に結像されている被写体像を撮像し、被写体像の明るさに応じた光電変換信号を測光信号として制御回路18へ出力する。そして、制御回路18は、測光センサ32から出力された測光信号に基づいて被写体の輝度を算出し、予め設定された閾値と比較することにより高輝度被写体が撮影されているか否かを判定すればよい。   A part of the subject light guided to the pentaprism 12 is observed by the user through the eyepiece lens 13 and the other part is incident on the photometric sensor 32. The photometric sensor 32 is disposed at a position optically equivalent to the image sensor 14 with respect to the photographic lens L1, captures a subject image formed on the imaging surface, and detects a photoelectric according to the brightness of the subject image. The converted signal is output to the control circuit 18 as a photometric signal. Then, the control circuit 18 calculates the luminance of the subject based on the photometric signal output from the photometric sensor 32 and compares it with a preset threshold value to determine whether or not a high-luminance subject has been photographed. Good.

また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。説明に用いた実施の形態および変形例は、それぞれを適宜組合わせて構成しても構わない。   In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment as long as the characteristics of the present invention are not impaired, and other forms conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also within the scope of the present invention. included. The embodiments and modifications used in the description may be configured by appropriately combining them.

14 撮像素子、 14P 画素、 20 絞り、 22 絞り駆動部、
30 操作部、 142 カラム信号処理回路、 18 制御回路、
181 画像処理部、 181a 算出部、 181b 補正部、 181c 判定部、
184 絞り制御部、 23 減光フィルタ、 24 駆動部、 185 駆動制御部
14 image sensor, 14P pixel, 20 aperture, 22 aperture drive unit,
30 operation unit, 142 column signal processing circuit, 18 control circuit,
181 image processing unit, 181a calculation unit, 181b correction unit, 181c determination unit,
184 Aperture control unit, 23 Attenuation filter, 24 Drive unit, 185 Drive control unit

Claims (7)

複数の画素が行列状に配置され、被写体像を撮像して第1画素信号を出力する撮像素子と、
前記撮像素子の信号出力の動作状態の変更を指示する変更指示手段と、
前記動作状態の変更が指示されたとき、前記複数の画素のうち、所定行に含まれる画素から第2画素信号を読み出す読出手段と、
前記第2画素信号を用いて、前記第1画素信号の画素列ごとの誤差を補正するための補正値を算出する算出手段と、
前記算出された前記補正値を用いて前記第1画素信号に対して補正を施す補正手段と、
前記第1画素信号が読み出されるごとに、前記被写体像が明るさ情報に関する所定条件を満たすか否かを判定する判定手段と、
前記変更指示手段により前記動作状態の変更が指示されたときに、前記判定手段により前記所定条件が満たされていると判定された場合は、前記撮像素子への入射光量を制限する制限手段とを備え、
前記読出手段は、前記入射光量が制限された状態で前記第2画素信号を読み出すことを特徴とするデジタルカメラ。
An image sensor in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, picks up a subject image, and outputs a first pixel signal;
Change instruction means for instructing a change in the operation state of the signal output of the image sensor;
Reading means for reading a second pixel signal from pixels included in a predetermined row among the plurality of pixels when the change of the operation state is instructed;
Calculating means for calculating a correction value for correcting an error for each pixel column of the first pixel signal using the second pixel signal;
Correction means for correcting the first pixel signal using the calculated correction value;
Determining means for determining whether or not the subject image satisfies a predetermined condition regarding brightness information each time the first pixel signal is read;
A limiting unit that limits the amount of incident light on the image sensor when the determination unit determines that the predetermined condition is satisfied when the change instruction unit instructs the change of the operation state; Prepared,
The digital camera characterized in that the reading means reads the second pixel signal in a state where the amount of incident light is limited.
請求項1に記載のデジタルカメラにおいて、
前記判定手段は、前記第1画素信号の大きさが所定の閾値以上の場合に、前記所定条件を満たすと判定することを特徴とするデジタルカメラ。
The digital camera according to claim 1, wherein
The digital camera according to claim 1, wherein the determination unit determines that the predetermined condition is satisfied when the magnitude of the first pixel signal is equal to or greater than a predetermined threshold.
請求項1に記載のデジタルカメラにおいて、
前記撮像素子から出力される前記画素信号は色情報を含み、
前記判定手段は、前記色情報に含まれる所定の色成分に対応する前記第1画素信号の大きさが所定の閾値以上の場合に、前記所定条件を満たすと判定することを特徴とするデジタルカメラ。
The digital camera according to claim 1, wherein
The pixel signal output from the image sensor includes color information,
The determination unit determines that the predetermined condition is satisfied when the magnitude of the first pixel signal corresponding to a predetermined color component included in the color information is equal to or greater than a predetermined threshold. .
請求項1乃至3のいずれか一項に記載のデジタルカメラにおいて、
前記第2画素信号の読み出しが終了すると、前記制限手段は、前記撮像素子への前記入射光量の制限を終了することを特徴とするデジタルカメラ。
The digital camera according to any one of claims 1 to 3,
The digital camera according to claim 1, wherein when the reading of the second pixel signal is completed, the limiting unit ends the limitation of the amount of incident light to the image sensor.
請求項1乃至4に記載のデジタルカメラにおいて、
前記制限手段は、絞りを駆動することにより前記撮像素子への前記入射光量を制限することを特徴とするデジタルカメラ。
The digital camera according to claim 1, wherein
The digital camera according to claim 1, wherein the limiting unit limits the amount of incident light to the image sensor by driving a diaphragm.
請求項5に記載のデジタルカメラにおいて、
前記算出手段は、前記絞りを用いて前記入射光量を制限した際に前記第2画素信号を得た場合には、最終読み出し行に近い画素信号の方から順に大きな重みを持たせたうえで、前記補正値を算出することを特徴とするデジタルカメラ。
The digital camera according to claim 5, wherein
When the calculation unit obtains the second pixel signal when the amount of incident light is limited using the diaphragm, the calculation unit gives weights in order from the pixel signal closest to the final readout row. A digital camera that calculates the correction value.
請求項1乃至6のいずれか一項に記載のデジタルカメラにおいて、
前記撮像素子の信号出力の動作状態の変更は、前記撮像素子に対する撮像感度の変更、および前記撮像素子に含まれる複数の前記画素の信号を加算して出力する加算方法の変更のうちの少なくとも一方を含むことを特徴とするデジタルカメラ。
The digital camera according to any one of claims 1 to 6,
The change in the operation state of the signal output of the image pickup device is at least one of a change in image pickup sensitivity for the image pickup device and a change in an addition method for adding and outputting the signals of the plurality of pixels included in the image pickup device. A digital camera characterized by including:
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