JP2013058856A - Imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置に関するものである。 The present invention relates to an imaging apparatus.
デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置においては、撮像素子としてCCDやCMOSイメージセンサ等を使用するのが一般的である。前記撮像素子の特性として、暗電流が固定パターンノイズとなり撮像された画像の画質を低下させていることはよく知られている。 In an imaging device such as a digital camera or a video camera, a CCD or a CMOS image sensor is generally used as an imaging device. As a characteristic of the image pickup device, it is well known that dark current becomes fixed pattern noise and deteriorates the image quality of the picked up image.
この暗電流による画像劣化を補正する方法として、以下の方法が知られている。すなわち、暗電流は撮像素子の温度や信号蓄積時間に応じて増減するため、実際の撮影動作直後に、撮像素子全体を遮光した状態で実際の撮影と同じ時間だけ蓄積動作を行うことで、暗電流成分のみの画像(ダーク画像)を得る。そして、実際の撮影画像信号(実画像)から、暗電流成分のみの画像信号を減算することで、温度変化分及び蓄積時間分を含んだ暗電流による固定パターンノイズによる画質の低下を軽減させる。 The following methods are known as methods for correcting image degradation due to dark current. In other words, since the dark current increases or decreases according to the temperature of the image sensor and the signal accumulation time, immediately after the actual shooting operation, the dark current is darkened by performing the accumulation operation for the same time as the actual shooting with the entire image sensor shielded from light. An image of only current components (dark image) is obtained. Then, by subtracting the image signal of only the dark current component from the actual photographed image signal (actual image), it is possible to reduce the deterioration of the image quality due to the fixed pattern noise due to the dark current including the temperature change and the accumulation time.
ところが、例えば、ライブビューや動画撮影により撮像素子温度が上昇するが、その直後に静止画撮影を行う場合、一般的に撮像素子を低消費電力で駆動するため、撮像素子温度が急激に低下する。また、ライブビューや動画撮影の直後でなくても、環境温度が変化することで、撮影素子温度が低下する場合もある。これらの場合、前記方法のように実際の撮影動作の蓄積時間(露光状態の蓄積時間)と遮光状態の蓄積時間とを同じにすると、露光状態の蓄積時間中の総暗電流量に比べて、遮光状態の蓄積時間中の総暗電流量が少なくなってしまい、実際の撮影動作で得た画像信号中の暗電流成分に対する、遮光状態で得た画像信号が示す暗電流成分の相関性が下がり、ひいては、暗電流による画像劣化の補正精度が低下してしまう。 However, the image sensor temperature rises due to, for example, live view or movie shooting. However, when still image shooting is performed immediately thereafter, the image sensor temperature is drastically lowered because the image sensor is generally driven with low power consumption. . Even if it is not immediately after live view or moving image shooting, the temperature of the imaging element may be lowered due to a change in environmental temperature. In these cases, if the storage time of the actual photographing operation (the storage time of the exposure state) and the storage time of the light shielding state are the same as in the above method, compared to the total dark current amount during the storage time of the exposure state, The total dark current amount during the accumulation time in the light-shielded state decreases, and the dark current component indicated by the image signal obtained in the light-shielded state decreases with respect to the dark current component in the image signal obtained in the actual shooting operation. As a result, the accuracy of correcting image degradation due to dark current is reduced.
そこで、下記特許文献1に開示された撮像装置では、ライブビューや動画撮影後の静止画撮影時には、実際の撮影動作後に、前記ライブビューや動画撮影と同様の駆動を行い、遮光状態の蓄積動作の開始時の撮像素子温度を、実際の撮影動作(露光状態の蓄積動作)開始時の撮像素子温度とほぼ同じにすることで、実際の撮影動作で得た画像信号中の暗電流成分に対する、遮光状態で得た画像信号が示す暗電流成分の相関性を上げ、暗電流による画像劣化の補正精度を高めている。
Therefore, in the imaging device disclosed in
しかしながら、特許文献1に開示された撮像装置では、実際の撮影動作後に、遮光状態の蓄積動作の開始時の撮像素子温度を実際の撮影動作開始時の撮像素子温度とほぼ同じにするための駆動(温度合わせのための駆動)を行うため、その分、消費電力が増加するという問題がある。
However, in the imaging apparatus disclosed in
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、消費電力の増加を抑制しつつ、暗電流による画像劣化の補正精度を高めることができる撮像装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of improving the correction accuracy of image degradation due to dark current while suppressing an increase in power consumption.
前記課題を解決するための手段として、以下の各態様を提示する。第1の態様による撮像装置は、複数の画素を有する撮像素子と、前記撮像素子の温度に応じた検出温度を得る温度検出手段と、露光状態の第1の蓄積期間において前記複数の画素に蓄積された信号が第1の画像信号として読み出されるとともに、前記第1の蓄積期間の後の遮光状態の第2の蓄積期間において前記複数の画素に蓄積された信号が第2の画像信号として読み出されるように、前記撮像素子を制御する制御部と、前記温度検出手段からの検出温度に基づいて、前記第1の蓄積期間における総暗電流量の推定値である第1の推定値を得る第1の推定値取得手段と、前記温度検出手段からの検出温度に基づいて、前記第2の蓄積期間の開始から現在までの期間における総暗電流量の推定値である第2の推定値を得る第2の推定値取得手段と、前記第2の推定値が前記第1の推定値に対して所定の関係を持つ値となったときに前記第2の蓄積期間を終了させる終了手段と、前記第2の画像信号に基づいて、前記第1の画像信号中の暗電流成分が低減されるように、前記第1の画像信号を補正する補正手段と、を備えたものである。 The following aspects are presented as means for solving the problems. An imaging device according to a first aspect includes an imaging element having a plurality of pixels, temperature detection means for obtaining a detection temperature corresponding to the temperature of the imaging element, and accumulation in the plurality of pixels in a first accumulation period of an exposure state. The read signal is read out as the first image signal, and the signals accumulated in the plurality of pixels in the second accumulation period in the light-shielded state after the first accumulation period are read out as the second image signal. As described above, a first estimated value that is an estimated value of the total dark current amount in the first accumulation period is obtained based on the control unit that controls the image sensor and the detected temperature from the temperature detecting unit. And obtaining a second estimated value that is an estimated value of the total dark current amount in the period from the start of the second accumulation period to the present based on the detected temperature from the temperature detecting means. 2 estimated value acquisition And an end means for ending the second accumulation period when the second estimated value becomes a value having a predetermined relationship with the first estimated value, and based on the second image signal. And correcting means for correcting the first image signal so that a dark current component in the first image signal is reduced.
第2の態様による撮像装置は、前記第1の態様において、前記第1の推定値取得手段は、前記第1の蓄積期間において逐次前記温度検出手段から検出温度を取得し、これらの取得された検出温度に基づいて前記第1の推定値を取得し、前記第2の推定値取得手段は、前記第2の蓄積期間において逐次前記温度検出手段から検出温度を取得し、前記第2の蓄積期間の開始後に検出温度を取得する度に、前記第2の蓄積期間においてそれまでに取得された検出温度に基づいて前記第2の推定値を取得するものである。 In the imaging device according to a second aspect, in the first aspect, the first estimated value acquisition unit sequentially acquires detected temperatures from the temperature detection unit in the first accumulation period, and these acquired The first estimated value is acquired based on the detected temperature, and the second estimated value acquiring means sequentially acquires the detected temperature from the temperature detecting means in the second accumulation period, and the second accumulation period. Each time the detected temperature is acquired after the start of, the second estimated value is acquired based on the detected temperature acquired so far in the second accumulation period.
第3の態様による撮像装置は、前記第2の態様において、前記第1及び第2の推定値取得手段は、検出温度と暗電流量との関係を示す参照テーブル又は計算式を用いて、各検出温度に応じた暗電流量を求め、各検出温度に応じた暗電流量を積算することによって、前記第1又は第2の推定値を得るものである。 In the imaging device according to a third aspect, in the second aspect, the first and second estimated value acquisition means use a reference table or a calculation formula indicating a relationship between the detected temperature and the dark current amount, The first or second estimated value is obtained by obtaining the dark current amount corresponding to the detected temperature and integrating the dark current amount corresponding to each detected temperature.
第4の態様による撮像装置は、前記第1乃至第3のいずれかの態様において、aを0より大きく1以下の値とするとき、前記第1の推定値に対して前記所定の関係を持つ値は、前記第1の推定値のa倍の値、前記第1の推定値のa倍の値以上の値、又は、前記第1の推定値のa倍の値を基準とした所定範囲内の値であるものである。 The imaging device according to a fourth aspect has the predetermined relationship with respect to the first estimated value when a is a value greater than 0 and equal to or less than 1 in any of the first to third aspects. The value is within a predetermined range based on a value a times the first estimated value, a value not less than a value a times the first estimated value, or a value a times the first estimated value. Is the value of.
なお、aは、例えば、0.25以上でもよいし、0.3以上でもよいし、0.4以上でもよいし、0.5以上でもよいし、0.75以上でもよいし、1でもよい。 Note that a may be, for example, 0.25 or more, 0.3 or more, 0.4 or more, 0.5 or more, 0.75 or more, or 1 .
第5の態様による撮像装置は、前記第4の態様において、前記補正手段は、前記第1の画像信号から、前記第2の画像信号を1/a倍した信号を差し引くことによって、前記第1の画像信号を補正するものである。 The imaging device according to a fifth aspect is the imaging device according to the fourth aspect, wherein the correction unit subtracts a signal obtained by multiplying the second image signal by 1 / a from the first image signal. The image signal is corrected.
第6の態様による撮像装置は、前記第1乃至第5のいずれかの態様において、前記第1の推定値が所定値以下である場合に、前記制御手段は前記第2の画像信号の読み出しを中止させるとともに、前記第2の推定値取得手段、前記終了手段及び前記補正手段は作動を停止するものである。 In the imaging device according to a sixth aspect, in any one of the first to fifth aspects, the control unit reads the second image signal when the first estimated value is equal to or less than a predetermined value. While stopping, the second estimated value acquisition means, the end means, and the correction means stop operating.
第7の態様による撮像装置は、前記第1乃至第6のいずれかの態様において、前記終了手段は、前記第2の推定値が前記第1の推定値に対して前記所定の関係を持つ値でなく、かつ、前記第2の蓄積期間が所定時間以上である場合に、前記第2の蓄積期間を終了させるものである。 In the imaging device according to a seventh aspect, in any one of the first to sixth aspects, the ending unit is a value in which the second estimated value has the predetermined relationship with respect to the first estimated value. If the second accumulation period is not less than a predetermined time, the second accumulation period is terminated.
第8の態様による撮像装置は、前記第7の態様において、前記第1の推定値をAとするとともに最新の前記第2の推定値をBとするとき、前記補正手段は、前記第1の画像信号から、前記第2の画像信号をA/B倍した信号を差し引くことによって、前記第1の画像信号を補正するものである。 In the imaging device according to an eighth aspect, in the seventh aspect, when the first estimated value is A and the latest second estimated value is B, the correcting means is the first The first image signal is corrected by subtracting a signal obtained by multiplying the second image signal by A / B from the image signal.
本発明によれば、消費電力の増加を抑制しつつ、暗電流による画像劣化の補正精度を高めることができる撮像装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the imaging device which can raise the correction precision of the image degradation by dark current can be provided, suppressing the increase in power consumption.
以下、本発明による撮像装置について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an imaging device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施の形態による撮像装置1を示す概略ブロック図である。本実施の形態による撮像装置1は、いわゆるデジタルカメラとして構成されているが、他の撮像装置でもよい。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing an
本実施の形態による撮像装置1は、撮影レンズ2と、メカニカルシャッタ3と、撮像素子4と、A/D変換部5と、CPU6と、撮像制御部7と、メモリ8と、記録媒体9が着脱自在に装着される記録部10と、背面液晶パネル等の表示部11と、レリーズ釦等の操作部12と、撮像素子4の温度に応じた検出温度を得る温度検出手段としての温度センサ13と、を備えている。
The
撮影レンズ2は、CPU6の制御下で、図示しないレンズ制御部によってフォーカスや絞りが駆動される。撮影レンズ2の像空間には、撮像素子4の撮像面が配置される。メカニカルシャッタ3は、撮影レンズ2と撮像素子4との間に設けられ、CPU6の制御下で撮像素子4の露光制御を行う。
The photographic lens 2 is driven by a lens control unit (not shown) to focus and stop under the control of the
撮像素子4は、2次元状に配置された複数の画素(図示せず)を有し、撮像制御部7から出力される制御信号によって駆動され、信号を出力する。撮像素子4としては、例えば、CMOSイメージセンサ又はCCDイメージセンサなどが用いられる。撮像制御部7は、CPU6の制御下で、露光状態の第1の蓄積期間(本画像蓄積期間)において撮像素子4の複数の画素に蓄積された信号が第1の画像信号(本画像)として読み出されるとともに、前記第1の蓄積期間(本画像蓄積期間)の後の遮光状態の第2の蓄積期間(ダーク画像蓄積期間)において撮像素子4の複数の画素に蓄積された信号が第2の画像信号(ダーク画像)として読み出されるように、撮像素子4を制御する。本実施の形態では、撮像素子4から読み出されて出力される各画像信号は、アナログ信号であり、A/D変換部5によりデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された本画像及びダーク画像は、CPU6の制御下で、メモリ8に一旦格納される。なお、A/D変換部5は、撮像素子4に搭載してもよい。
The imaging element 4 has a plurality of pixels (not shown) arranged in a two-dimensional shape, is driven by a control signal output from the imaging control unit 7, and outputs a signal. As the imaging device 4, for example, a CMOS image sensor or a CCD image sensor is used. Under the control of the
以下の説明では、本画像の蓄積動作(露光状態の蓄積動作)を本露光というとともに、ダーク画像の蓄積動作(遮光状態の蓄積動作)を暗露光という場合がある。また、本画像蓄積期間を本露光期間というとともに、ダーク画像蓄積期間を暗露光期間という場合がある。 In the following description, the accumulation operation of the main image (the accumulation operation in the exposure state) may be referred to as the main exposure, and the accumulation operation of the dark image (the accumulation operation in the light shielding state) may be referred to as the dark exposure. In addition, the main image accumulation period may be referred to as a main exposure period, and the dark image accumulation period may be referred to as a dark exposure period.
温度センサ13は、撮像素子4の温度を直接的又は間接的に検出し、撮像素子4の温度に応じた検出温度を示す検出温度データを出力する。この検出温度データは、CPU6に供給される。温度センサ13は、撮像素子4の近傍に配置してもよいし、撮像素子4に内蔵してもよい。
The
図2は、撮像素子4の、単位時間当たりの暗電流量の一般的な温度依存性を模式的に示す図である。図2に示すように、撮像素子4の単位時間に発生する暗電流量は、素子温度が上昇するに従い指数関数的に増加する傾向を有している。本実施の形態では、図2に示すような撮像素子4の特性に応じた、温度センサ13からの検出温度データと撮像素子4の単位時間当たりの暗電流量との対応関係を示す参照テーブル(ルックアップテーブル)が、メモリ8内に予め格納されている。図3は、その参照テーブルの一例を示している。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a general temperature dependency of the dark current amount per unit time of the image sensor 4. As shown in FIG. 2, the amount of dark current generated in the unit time of the image sensor 4 tends to increase exponentially as the element temperature increases. In the present embodiment, a reference table showing a correspondence relationship between detected temperature data from the
図2に示すような単位時間当たりの暗電流量の温度依存性は、撮像素子4の各画素毎にばらつくが、前記参照テーブルは、例えば、ある1つの画素について実測したデータによって作成してもよいし、所定数の画素について実測したデータの平均値によって作成してもよい。また、前記参照テーブルは必ずしも実際に使用する撮像素子4について実測したデータによって作成する必要はなく、実際に使用する撮像素子4と同種の撮像素子について実測したデータによって作成してもよいし、理論値等から作成してもよい。前記参照テーブルは、後述するように、暗露光期間を決めるための総暗電流量を推定するために用いるものであるので、温度センサ13の検出温度に対する単位時間当たりの暗電流量の精度は、必ずしも高い精度を要しない。
Although the temperature dependence of the dark current amount per unit time as shown in FIG. 2 varies for each pixel of the image sensor 4, the reference table may be created from data actually measured for one pixel, for example. Alternatively, it may be created by an average value of data actually measured for a predetermined number of pixels. The reference table does not necessarily have to be created from data actually measured for the image sensor 4 actually used, but may be created from data actually measured for the same kind of image sensor as the image sensor 4 actually used. You may create from a value etc. Since the reference table is used to estimate the total dark current amount for determining the dark exposure period, as will be described later, the accuracy of the dark current amount per unit time with respect to the temperature detected by the
なお、前記参照テーブルの代わりに、温度センサ13からの検出温度データと撮像素子4の単位時間当たりの暗電流量との対応関係を示す計算式を予め用意し、CPU6は、温度センサ13からの検出温度データに応じた単位時間当たりの暗電流量を、前記計算式によって計算することで得てもよい。
Instead of the reference table, a calculation formula indicating the correspondence between the detected temperature data from the
本実施の形態による撮像装置1は、後述する静止画撮影の他、公知の撮像装置と同様に、ライブビュー及び動画撮影を行うことができるようになっている。ライブビューは、撮像素子4で繰り返して撮像した画像をリアルタイムで動画像として表示部11に表示する動作モードである。動画撮影は、撮像素子4で繰り返して撮像した画像を、動画像として記録部10で記録媒体9に記録する動作モードである。
The
図4は、本実施の形態による撮像装置1において、ライブビュー又は動画撮影の直後に静止画撮影を行う場合の、撮像素子4の温度及び単位時間当たりの暗電流量の推移の一例を、模式的に示す図である。図4中の破線が撮像素子4の温度の推移を示し、図4中の実線が単位時間当たりの暗電流量の推移を示している。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of the transition of the temperature of the image sensor 4 and the amount of dark current per unit time when still image shooting is performed immediately after live view or moving image shooting in the
図4に示すように、ライブビュー時や動画撮影時には、撮像素子4の発熱が大きいため、時間の経過と共に撮像素子4の温度が上昇する。したがって、撮像素子4の単位時間に発生する暗電流量は、前述した図2に示すような特性によって、撮像素子4の温度上昇に従って増加する。そして、ライブビュー又は動画撮影の直後に静止画撮影を開始すると、撮像素子4の消費電力は低い状態に遷移するため、撮像素子4の温度は環境温度に向かって低下するとともに、単位時間当たりの暗電流量も急峻に低下する。 As shown in FIG. 4, during live view or moving image shooting, the image sensor 4 generates a large amount of heat, so the temperature of the image sensor 4 rises with time. Therefore, the amount of dark current generated in the unit time of the image sensor 4 increases as the temperature of the image sensor 4 increases due to the characteristics shown in FIG. When still image shooting is started immediately after live view or moving image shooting, the power consumption of the image sensor 4 shifts to a low state, so that the temperature of the image sensor 4 decreases toward the environmental temperature and the unit time per unit time. The amount of dark current also decreases sharply.
図5は、本実施の形態による撮像装置1において、ライブビュー又は動画撮影の直後ではない静止画撮影中に環境温度が変化する場合の、撮像素子4の温度及び単位時間当たりの暗電流量の推移の一例を、模式的に示す図である。図5では、ライブビュー又は動画撮影の直後ではなく、撮像素子4の消費電力が少ない状態が比較的長い時間継続した後に静止画撮影が開始しているので、静止画撮影の開始時点から静止画撮影中も、撮像素子4の温度は環境温度に応じた温度となる。図5では、静止画撮影の暗露光の途中から環境温度が下がり、これに応じて静止画撮影の暗露光の途中から撮像素子4の温度が下がっている。なお、図5の縦軸のスケールは図4の縦軸のスケールを拡大したものとなっている。
FIG. 5 shows the temperature of the image sensor 4 and the dark current amount per unit time when the environmental temperature changes during still image shooting that is not immediately after live view or moving image shooting in the
図4及び図5では、静止画撮影において、本露光を行った後に暗露光を行うものとしている。そして、図4及び図5において、本露光期間(本画像蓄積期間)の領域RAの面積は、本露光期間における総暗電流量に相当し、暗露光期間(ダーク画像蓄積期間)の領域RBの面積は、暗露光期間における総暗電流量に相当している。 4 and 5, in still image shooting, dark exposure is performed after main exposure. 4 and 5, the area RA of the main exposure period (main image accumulation period) corresponds to the total dark current amount in the main exposure period, and the area RB of the dark exposure period (dark image storage period). The area corresponds to the total dark current amount during the dark exposure period.
図4に示す状況や図5に示す状況では、前述した従来技術と同様に暗露光期間を本露光期間と同じにしてしまうと、領域RBの面積(すなわち、暗露光期間における総暗電流量)が領域RAの面積(すなわち、本露光期間における総暗電流量)よりも少なくなってしまうので、本画像中の暗電流成分(実際の撮影動作で得た画像信号中の暗電流成分)に対する、ダーク画像が示す暗電流成分(遮光状態で得た画像信号が示す暗電流成分)の相関性が下がってしまい、ひいては、暗電流による画像劣化の補正精度が低下してしまう。 In the situation shown in FIG. 4 and the situation shown in FIG. 5, if the dark exposure period is made the same as the main exposure period as in the conventional technique described above, the area of the region RB (that is, the total dark current amount in the dark exposure period). Is smaller than the area of the region RA (that is, the total dark current amount in the main exposure period), the dark current component in the main image (dark current component in the image signal obtained by the actual photographing operation) The correlation of the dark current component indicated by the dark image (dark current component indicated by the image signal obtained in the light-shielded state) is lowered, and as a result, the correction accuracy of the image deterioration due to the dark current is lowered.
これに対し、本実施の形態では、後述する図6乃至図8に示すように、CPU6は、温度センサ13からの検出温度データに基づいて本露光期間における総暗電流量(領域RAの面積)の推定値(第1の推定値)Aを取得し、温度センサ13からの検出温度データに基づいて暗露光期間の開始から現在までの期間における総暗電流量の推定値(第2の推定値)Bを取得し、推定値Bが推定値Aに対して所定の関係を持つ値となったときに暗露光期間を終了させる。したがって、本実施の形態によれば、図4に示す状況や図5に示すような状況であっても、本画像中の暗電流成分(実際の撮影動作で得た画像信号中の暗電流成分)に対する、ダーク画像が示す暗電流成分(遮光状態で得た画像信号が示す暗電流成分)の相関性が高まり、ひいては、暗電流による画像劣化の補正精度が高まる。
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIGS. 6 to 8 described later, the
図6乃至図8は、本実施の形態による撮像装置1の静止画撮影の動作を示す概略フローチャートである。
6 to 8 are schematic flowcharts showing still image shooting operations of the
静止画撮影モードを開始すると、CPU6は、まず、操作部12のうちのレリース釦(図示せず)が半押しされたか否かを判定し(ステップS1)、半押しされなければ半押しされるまで待つ。レリース釦が半押しされると、CPU6は、自動焦点調節や自動露出制御などを行い、本画像の撮影に用いる撮影条件(本露光期間の長さを含む。)を設定する(ステップS2)。引き続いて、CPU6は、レリース釦が全押しされたか否かを判定し(ステップS3)、全押しされなければ全押しされるまで待つ。
When the still image shooting mode is started, the
レリース釦が全押しされると、CPU6は、暗電流補正(ダーク画像に基づく本画像の補正)を行うか否かを判定する(ステップS4)。例えば、ステップS2で設定された本露光期間の長さが所定長さよりも長い場合(すなわち、設定された撮影条件が長時間露光の場合)に暗電流補正を行うと判定するともに、そうでない場合に暗電流補正を行わないと判定してもよい。これは、長時間露光の場合は暗電流や暗電流むらの影響を大きく受けるが、短時間露光の場合は暗電流や暗電流むらの影響をほとんど受けないので、暗電流補正を必ずしも必要とせずそのままの撮影が可能なためである。ステップS4の判定はこれに限らず、操作部12によるユーザの設定(暗電流補正を行うか否かの設定)に従って暗電流補正を行うか否かを判定してもよいし、撮像装置1内の各種判断データから自動的に暗電流補正を行うか否かを判定してもよい。
When the release button is fully pressed, the
ステップS4で暗電流補正を行わないと判定されると、CPU6は、シャッタ3を開いて撮像素子4を露光状態にするとともに、撮像制御部7を介して撮像素子4を一旦リセットすることで、本画像の蓄積動作(本露光)を開始させる(ステップS5)。次に、CPU6は、ステップS5で本露光を開始してから、ステップS2で設定された本露光期間の長さ(設定された本画像の蓄積時間)を経過したか否かを判定し(ステップS6)、経過していなければ経過するまで待つ。
If it is determined in step S4 that dark current correction is not performed, the
ステップS6において、ステップS2で設定された本画像の蓄積時間が経過したと判定されると、CPU6は、シャッタ3を閉じて本画像の蓄積(本露光)を終了させ(ステップS7)、撮像制御部7を介して、撮像素子4から本画像を出力させる(ステップS8)。アナログ信号として読み出されたこの本画像は、A/D変換部5によりデジタル信号に変換された後、CPU6の制御下で、メモリ8に一旦格納される。
If it is determined in step S6 that the storage time of the main image set in step S2 has elapsed, the
次に、CPU6は、ステップS8で読み出されてメモリ8内に格納された本画像を、記録部10によって記録媒体9に記録させ(ステップS9)、静止画撮影を終了する。
Next, the
このように、ステップS4で暗電流補正を行わないと判定されると、本画像のみが取得されて、本画像が記録媒体9に記録される。
Thus, if it is determined in step S4 that dark current correction is not performed, only the main image is acquired and the main image is recorded on the
ステップS4で暗電流補正を行うと判定されると、CPU6は、予めメモリ8内に格納されている推定値Aを0にリセットする(ステップS11)。
If it is determined in step S4 that dark current correction is to be performed, the
次に、CPU6は、シャッタ3を開いて撮像素子4を露光状態にするとともに、撮像制御部7を介して撮像素子4を一旦リセットすることで、本画像の蓄積動作(本露光)を開始させる(ステップS12)。
Next, the
次いで、CPU6は、現在が温度センサ13から検出温度データを取得するタイミング(検出温度取得タイミング)であるか否かを判定し(ステップS13)、検出温度取得タイミングでなければ、検出温度取得タイミングとなるまで待つ。本実施の形態では、この検出温度取得タイミングは、ステップS12で本露光を開始した時点から一定時間周期で到来するようになっている。この検出温度取得タイミングの周期は、固定していてもよいし、任意に設定可能としてもよい。
Next, the
ステップS13で検出温度取得タイミングであると判定されると、CPU6は、温度センサ13から検出温度データを取得する(ステップS14)。次いで、CPU6は、メモリ8内に予め格納されている図3に示すような参照テーブルを参照して、ステップS14で取得した検出温度データに対応する単位時間当たりの暗電流量を取得し(ステップS15)、この暗電流量を現在の推定値Aの値に加算した値を、推定値Aの新たな値とする(ステップS16)。
If it is determined in step S13 that it is the detected temperature acquisition timing, the
次に、CPU6は、ステップS12で本露光を開始してから、ステップS2で設定された本露光期間の長さ(設定された本画像の蓄積時間)を経過したか否かを判定し(ステップS17)、経過していなければ、ステップS13へ戻り、ステップS13〜S17を繰り返す。
Next, the
ステップS17において、ステップS2で設定された本画像の蓄積時間が経過したと判定されると、CPU6は、シャッタ3を閉じて本画像の蓄積(本露光)を終了させ(ステップS18)、撮像制御部7を介して、撮像素子4から本画像を出力させる(ステップS19)。アナログ信号として読み出されたこの本画像は、A/D変換部5によりデジタル信号に変換された後、CPU6の制御下で、メモリ8に一旦格納される。
If it is determined in step S17 that the storage time of the main image set in step S2 has elapsed, the
ステップS17で本画像の蓄積時間が経過したと判定されると、もはやステップS16を繰り返さないので、推定値Aの値は確定され、この確定された推定値Aは、本露光期間における総暗電流量(図4及び図5中の本露光期間の領域RAの面積に相当)の推定値となる。 If it is determined in step S17 that the accumulation time of the main image has elapsed, step S16 is no longer repeated, so that the value of the estimated value A is determined, and this determined estimated value A is the total dark current in the main exposure period. This is an estimated value of the amount (corresponding to the area of the region RA in the main exposure period in FIGS. 4 and 5).
ステップS19の後に、CPU6は、現在の推定値Aが所定値以下であるか否かを判定する(ステップS20)。所定値以下であれば、CPU6は、ステップS19で読み出されてメモリ8内に格納された本画像を、記録部10によって記録媒体9に記録させ(ステップS21)、静止画撮影を終了する。ステップS20で現在の推定値Aが所定値以下であると判定される場合は、本画像中の暗電流成分が少ないので、暗電流補正を必ずしも必要としないため、本実施の形態では、ダーク画像を取得することなく暗電流補正を打ち切って、本画像を記録することにしている。もっとも、本発明では、ステップS20,S21を取り除いて、ステップS19後は常にステップS31へ移行するようにしてもよい。
After step S19, the
ステップS20で所定値以下ではないと判定されると、CPU6は、予めメモリ8内に格納されている推定値Bを0にリセットする(ステップS31)。
If it is determined in step S20 that it is not less than the predetermined value, the
次に、CPU6は、シャッタ3が閉じた遮光状態のままとし、撮像制御部7を介して撮像素子4を一旦リセットすることで、ダーク画像の蓄積動作(暗露光)を開始させる(ステップS32)。
Next, the
次いで、CPU6は、現在が温度センサ13から検出温度データを取得するタイミング(検出温度取得タイミング)であるか否かを判定し(ステップS33)、検出温度取得タイミングでなければ、検出温度取得タイミングとなるまで待つ。本実施の形態では、この検出温度取得タイミングは、ステップS32で本露光を開始した時点から一定時間周期で到来するようになっている。本実施の形態では、この検出温度取得タイミングの周期は、ステップS13の検出温度取得タイミングの周期と同じに設定されている。
Next, the
ステップS33で検出温度取得タイミングであると判定されると、CPU6は、温度センサ13から検出温度データを取得する(ステップS34)。次いで、CPU6は、メモリ8内に予め格納されている図3に示すような参照テーブルを参照して、ステップS34で取得した検出温度データに対応する単位時間当たりの暗電流量を取得し(ステップS35)、この暗電流量を現在の推定値Bの値に加算した値を、推定値Bの新たな値とする(ステップS36)。
If it is determined in step S33 that it is the detected temperature acquisition timing, the
ステップS36の後の推定値Bは、暗露光期間(ダーク画像蓄積期間)の開始から現在までの期間における総暗電流量の推定値となる。 The estimated value B after step S36 is an estimated value of the total dark current amount in the period from the start of the dark exposure period (dark image accumulation period) to the present.
ステップS36の後、CPU6は、現在の推定値Bが前記確定された推定値Aに対して所定の関係を持つ値になったか否かを判定する(ステップS37)。本実施の形態では、具体的には、この判定として、aを0より大きく1以下の値とするとき、現在の推定値Bが前記確定された推定値Aのa倍の値以上の値となったか否かを判定する。もっとも、本発明では、ステップS37の判定は、これに限らず、例えば、現在の推定値Bが前記確定された推定値Aのa倍の値となったか否かを判定してもよいし、現在の推定値Bが前記確定された推定値Aのa倍の値を基準とした所定範囲(例えば、前記確定された推定値Aのa倍の値に対して±5%の範囲)となったか否かを判定してもよい。ここで、aは、例えば、0.25以上でもよいし、0.3以上でもよいし、0.4以上でもよいし、0.5以上でもよいし、0.75以上でもよいし、1でもよい。
After step S36, the
ステップS37で、現在の推定値Bが前記確定された推定値Aに対して所定の関係を持つ値になっていない(本実施の形態では、現在の推定値Bが前記確定された推定値Aのa倍の値以上の値となっていない)と判定されると、ステップS42へ移行する。 In step S37, the current estimated value B is not a value having a predetermined relationship with the determined estimated value A (in this embodiment, the current estimated value B is changed to the determined estimated value A If it is determined that the value is not equal to or greater than the value of a times (a), the process proceeds to step S42.
ステップS42において、CPU6は、ダーク画像蓄積時間(暗露光時間)、すなわち、ステップS32で暗露光を開始してから現在までの経過時間が、所定時間以上であるか否かを判定する。所定時間以上でなければ、ステップS33へ戻って、ステップS33〜S37を繰り返す。
In step S42, the
ステップS42において所定時間以上であると判定されると、CPU6は、ステップS37で現在の推定値Bが前記確定された推定値Aに対して所定の関係を持つ値になっていないと判定されたにも拘わらず、ダーク画像の蓄積(暗露光)を終了させ(ステップS43)、撮像制御部7を介して、撮像素子4からダーク画像を出力させる(ステップS44)。アナログ信号として読み出されたこのダーク画像は、A/D変換部5によりデジタル信号に変換された後、CPU6の制御下で、メモリ8に一旦格納される。
If it is determined in step S42 that the time is equal to or longer than the predetermined time, the
このようにダーク画像蓄積時間を所定時間で打ち切る(すなわち、タイムアウトさせる)のは、暗露光時の撮像素子4の温度が低いなどの理由で、ステップS37で肯定の判定が出るまで著しく時間を要して暗露光時間がいたずらに長くなって静止画像撮影動作がいたずらに遅延したり、いつまで経ってもステップS37で肯定の判定が出ずに処理が停止してしまったりするのを、より確実に防止するためである。もっとも、本発明では、ステップS42〜S46を取り除いて、ステップS37でNOの場合にはステップS33へ戻るようにしてもよい。 In this way, the dark image accumulation time is cut off at a predetermined time (that is, timed out) because it takes a considerable time until an affirmative determination is made in step S37 because the temperature of the image sensor 4 at the time of dark exposure is low. As a result, the dark exposure time becomes unnecessarily long and the still image capturing operation is delayed unnecessarily, or the process is stopped without affirmative determination in step S37, and more reliably. This is to prevent it. However, in the present invention, steps S42 to S46 may be removed, and if NO in step S37, the process may return to step S33.
ステップS44の後に、CPU6は、ステップS44で読み出されてメモリ8内に格納されたダーク画像に基づいて、ステップS19で読み出されてメモリ8内に格納された本画像中の暗電流成分が低減されるように、その本画像を補正し、補正後の画像を一旦メモリ8内に格納する(ステップS45)。本実施の形態では、具体的には、ステップS45において、CPU6は、ステップS19で読み出されてメモリ8内に格納された本画像から、ステップS44で読み出されてメモリ8内に格納されたダーク画像を[現在の推定値A/現在の推定値B]倍した画像を差し引いたものを、補正後の画像として得る。ここで、ダーク画像を[現在の推定値A/現在の推定値B]倍しているのは、ダーク画像が示す暗電流成分のレベルを、本画像中の暗電流成分のレベルに合わせることで、補正後の画像中の暗電流成分をより低減するためである。もっとも、ステップS45の補正処理の具体的な内容はこれに限らず、例えば、ステップS45において、CPU6は、ステップS19で読み出されてメモリ8内に格納された本画像から、ステップS44で読み出されてメモリ8内に格納されたダーク画像をそのまま差し引いたものを、補正後の画像として得てもよい。この場合であっても、補正後の画像中の暗電流成分を低減することができる。
After step S44, the
ステップS45の後に、CPU6は、ステップS45で取得されてメモリ8内に格納された補正後の画像を、記録部10によって記録媒体9に記録させ(ステップS46)、静止画撮影を終了する。
After step S45, the
ステップS37で、現在の推定値Bが前記確定された推定値Aに対して所定の関係を持つ値になった(本実施の形態では、現在の推定値Bが前記確定された推定値Aのa倍の値以上の値となった)と判定されると、ダーク画像の蓄積(暗露光)を終了させ(ステップS38)、撮像制御部7を介して、撮像素子4からダーク画像を出力させる(ステップS39)。アナログ信号として読み出されたこのダーク画像は、A/D変換部5によりデジタル信号に変換された後、CPU6の制御下で、メモリ8に一旦格納される。
In step S37, the current estimated value B becomes a value having a predetermined relationship with the determined estimated value A (in the present embodiment, the current estimated value B is the determined estimated value A If it is determined that the value is equal to or larger than the value of a, the accumulation (dark exposure) of the dark image is terminated (step S38), and the dark image is output from the image sensor 4 via the imaging control unit 7. (Step S39). This dark image read out as an analog signal is converted into a digital signal by the A /
本実施の形態では、aが1に設定されていれば、現在の推定値Bが前記確定された推定値Aと同じになった場合に暗露光期間が終了され、暗露光期間における総暗電流量は本露光期間における総暗電流量とほぼ同じになる。図4及び図5は、この例を示しており、暗露光期間の領域RBの面積(暗露光期間における総暗電流量に相当)は、本露光期間の領域RAの面積(本露光期間における総暗電流量に相当)とほぼ同じになっている。また、本実施の形態では、aが例えば0.5に設定されていれば、現在の推定値Bが前記確定された推定値Aの半分になった場合に暗露光期間が終了され、暗露光期間における総暗電流量は本露光期間における総暗電流量のほぼ半分になる。aを1よりも小さく設定しておけば、aを1に設定する場合に比べて、暗露光期間を短くすることができ、ひいては、静止画撮影に要する時間を短縮することができる。 In the present embodiment, if a is set to 1, the dark exposure period is ended when the current estimated value B is equal to the determined estimated value A, and the total dark current in the dark exposure period is reached. The amount is almost the same as the total dark current amount during the main exposure period. 4 and 5 show this example, and the area of the region RB in the dark exposure period (corresponding to the total dark current amount in the dark exposure period) is the area of the region RA in the main exposure period (total in the main exposure period). This corresponds to the amount of dark current). In the present embodiment, if a is set to 0.5, for example, the dark exposure period is ended when the current estimated value B is half of the determined estimated value A, and dark exposure is performed. The total dark current amount in the period is almost half of the total dark current amount in the main exposure period. If a is set to be smaller than 1, the dark exposure period can be shortened as compared with the case where a is set to 1, and as a result, the time required for still image shooting can be shortened.
ステップS39の後に、CPU6は、ステップS39で読み出されてメモリ8内に格納されたダーク画像に基づいて、ステップS19で読み出されてメモリ8内に格納された本画像中の暗電流成分が低減されるように、その本画像を補正し、補正後の画像を一旦メモリ8内に格納する(ステップS40)。本実施の形態では、具体的には、ステップS40において、CPU6は、ステップS19で読み出されてメモリ8内に格納された本画像から、ステップS39で読み出されてメモリ8内に格納されたダーク画像を1/a倍した画像を差し引いたものを、補正後の画像として得る。ここで、ダーク画像を1/a倍しているのは、ダーク画像が示す暗電流成分のレベルを、本画像中の暗電流成分のレベルに合わせることで、補正後の画像中の暗電流成分をより低減するためである。もっとも、ステップS40の補正処理の具体的な内容はこれに限らず、a≠1であっても、例えば、ステップS40において、CPU6は、ステップS19で読み出されてメモリ8内に格納された本画像から、ステップS44で読み出されてメモリ8内に格納されたダーク画像をそのまま差し引いたものを、補正後の画像として得てもよい。この場合であっても、補正後の画像中の暗電流成分を低減することができる。
After step S39, the
ステップS40の後に、CPU6は、ステップS40で取得されてメモリ8内に格納された補正後の画像を、記録部10によって記録媒体9に記録させ(ステップS41)、静止画撮影を終了する。
After step S40, the
本実施の形態によれば、前述したように、図4に示すような状況や図5に示すような状況であっても、本画像中の暗電流成分(実際の撮影動作で得た画像信号中の暗電流成分)に対する、ダーク画像が示す暗電流成分(遮光状態で得た画像信号が示す暗電流成分)の相関性が高まり、ひいては、暗電流による画像劣化の補正精度が高まる。 According to the present embodiment, as described above, even in the situation shown in FIG. 4 and the situation shown in FIG. The dark current component indicated by the dark image (the dark current component indicated by the image signal obtained in the light-shielded state) increases in correlation with the dark current component in the dark, and the correction accuracy of the image degradation due to the dark current increases.
そして、特許文献1に開示された撮像装置で行われる温度合わせのための駆動が、本実施の形態では行われないので、本実施の形態によれば、消費電力の増加を抑制することができる。
And since the drive for temperature matching performed with the imaging device disclosed by
このように、本実施の形態によれば、消費電力の増加を抑制しつつ、暗電流による画像劣化の補正精度を高めることができる。 Thus, according to the present embodiment, it is possible to improve the accuracy of correcting image degradation due to dark current while suppressing an increase in power consumption.
以上、本発明の実施の形態とその変形例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。 As mentioned above, although embodiment of this invention and its modification were demonstrated, this invention is not limited to these.
例えば、前記実施の形態では、ライブビュー又は動画撮影の直後に静止画撮影を行う場合(図4に示すような場合)も、ライブビュー又は動画撮影の直後ではなく、撮像素子4の消費電力が少ない状態が比較的長い時間継続した後に静止画撮影を行う場合(図5に示すような場合)も、全く同じ処理がなされている。しかしながら、前者の場合と後者の場合とで、適宜処理内容を変えてもよい。例えば、後者の場合では、周囲環境温度変化量が比較的少ない場合が多いため、暗露光時間が長時間になり難い。したがって、後者の場合のステップS42のタイムアウト判定基準となる「所定時間」を、前者の場合のステップS42のタイムアウト判定基準となる「所定時間」よりも短く設定し、また、前者の場合のステップS45では“本画像−[A/B]*ダーク画像”という補正処理を行う一方で、後者の場合のステップS45では“本画像−ダーク画像”という補正処理を行ってもよい。 For example, in the above embodiment, when still image shooting is performed immediately after live view or moving image shooting (as shown in FIG. 4), the power consumption of the image sensor 4 is not immediately after live view or moving image shooting. The same process is performed when still image shooting is performed after a small number of states continue for a relatively long time (as shown in FIG. 5). However, the processing content may be appropriately changed between the former case and the latter case. For example, in the latter case, the amount of change in the ambient environment temperature is often relatively small, so that the dark exposure time is unlikely to be long. Accordingly, the “predetermined time” serving as the time-out determination criterion in step S42 in the latter case is set shorter than the “predetermined time” serving as the time-out determination criterion in step S42 in the former case, and step S45 in the former case is employed. Then, while performing the correction process “main image− [A / B] * dark image”, the correction process “main image−dark image” may be performed in step S45 in the latter case.
1 撮像装置
4 撮像素子
6 CPU
13 温度センサ
DESCRIPTION OF
13 Temperature sensor
Claims (8)
前記撮像素子の温度に応じた検出温度を得る温度検出手段と、
露光状態の第1の蓄積期間において前記複数の画素に蓄積された信号が第1の画像信号として読み出されるとともに、前記第1の蓄積期間の後の遮光状態の第2の蓄積期間において前記複数の画素に蓄積された信号が第2の画像信号として読み出されるように、前記撮像素子を制御する制御部と、
前記温度検出手段からの検出温度に基づいて、前記第1の蓄積期間における総暗電流量の推定値である第1の推定値を得る第1の推定値取得手段と、
前記温度検出手段からの検出温度に基づいて、前記第2の蓄積期間の開始から現在までの期間における総暗電流量の推定値である第2の推定値を得る第2の推定値取得手段と、
前記第2の推定値が前記第1の推定値に対して所定の関係を持つ値となったときに前記第2の蓄積期間を終了させる終了手段と、
前記第2の画像信号に基づいて、前記第1の画像信号中の暗電流成分が低減されるように、前記第1の画像信号を補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。 An imaging device having a plurality of pixels;
Temperature detection means for obtaining a detection temperature according to the temperature of the image sensor;
Signals accumulated in the plurality of pixels in the first accumulation period in the exposure state are read out as a first image signal, and the plurality of pieces in the second accumulation period in the light shielding state after the first accumulation period. A control unit that controls the image sensor so that a signal accumulated in the pixel is read out as a second image signal;
First estimated value acquisition means for obtaining a first estimated value, which is an estimated value of the total dark current amount in the first accumulation period, based on the detected temperature from the temperature detecting means;
Second estimated value acquisition means for obtaining a second estimated value that is an estimated value of the total dark current amount in a period from the start of the second accumulation period to the present based on the detected temperature from the temperature detecting means; ,
Ending means for ending the second accumulation period when the second estimated value becomes a value having a predetermined relationship with the first estimated value;
Correction means for correcting the first image signal based on the second image signal so that a dark current component in the first image signal is reduced;
An imaging apparatus comprising:
前記第2の推定値取得手段は、前記第2の蓄積期間において逐次前記温度検出手段から検出温度を取得し、前記第2の蓄積期間の開始後に検出温度を取得する度に、前記第2の蓄積期間においてそれまでに取得された検出温度に基づいて前記第2の推定値を取得する、
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 The first estimated value acquisition means sequentially acquires detection temperatures from the temperature detection means in the first accumulation period, acquires the first estimated value based on these acquired detection temperatures,
The second estimated value acquisition unit sequentially acquires the detection temperature from the temperature detection unit in the second accumulation period, and whenever the detection temperature is acquired after the start of the second accumulation period, Obtaining the second estimated value based on the detected temperature obtained so far in the accumulation period;
The imaging apparatus according to claim 1.
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