JP5402329B2 - Imaging unit, electronic camera - Google Patents

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Description

本発明は、撮像ユニットおよびこれを搭載した電子カメラに関する。   The present invention relates to an imaging unit and an electronic camera equipped with the imaging unit.

撮像用画素の二次元配列中の限られた一部の領域に焦点検出用画素列を配置した撮像素子と、その撮像素子を用いた撮像装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この種の撮像素子を用いた撮像装置では、焦点検出用画素位置の画像信号を、焦点検出用画素の周囲の撮像用画素から出力された画像信号に基づいて補間により求め、焦点検出用画素位置の画像信号の欠落をなくしている。そして、補間後の画像信号を撮像素子からCPUへ出力して信号処理することにより、画像や映像を生成している。   An imaging device in which focus detection pixel arrays are arranged in a limited partial region in a two-dimensional array of imaging pixels and an imaging device using the imaging device are known (for example, see Patent Document 1). . In an imaging apparatus using this type of imaging device, an image signal at a focus detection pixel position is obtained by interpolation based on an image signal output from an imaging pixel around the focus detection pixel, and the focus detection pixel position is obtained. The loss of the image signal is eliminated. Then, an image or video is generated by outputting the interpolated image signal from the image sensor to the CPU and performing signal processing.

特開2007−279312号公報JP 2007-279312 A

上述した従来の技術では、補間後の画像信号(撮像信号)を撮像素子からそのままCPUへ出力するため、撮像素子の画素数が増えるのに従って、その撮像素子から出力される撮像信号の情報量が増大する。ところで、近年のデジタルカメラでは、静止画の撮影に加えて動画撮影を行うこともできるようになっている。動画撮影では撮像素子からの撮像信号を所定のフレームレート毎に出力する必要があるので、撮像素子の画素数が増えることで撮像信号の情報量が増大すると、それに応じて信号伝送路の容量を大きくしなければならない。しかしながら、信号伝送路の容量を大きくすることは、カメラ内における各部品の配置や配線の制約上、困難な場合がある。   In the conventional technique described above, the interpolated image signal (imaging signal) is output from the image sensor to the CPU as it is. Therefore, as the number of pixels of the image sensor increases, the information amount of the image signal output from the image sensor increases. Increase. By the way, in recent digital cameras, it has become possible to perform moving image shooting in addition to still image shooting. In moving image shooting, it is necessary to output the image signal from the image sensor at every predetermined frame rate. Therefore, if the information amount of the image signal increases as the number of pixels of the image sensor increases, the capacity of the signal transmission path is increased accordingly. Must be bigger. However, it may be difficult to increase the capacity of the signal transmission path due to the arrangement of components in the camera and wiring restrictions.

また、上記のような問題点を解決するために、撮像素子において所定の割合で画素を読み飛ばしたり、複数の画素からの信号を内部加算して読み出したりすることで、撮像素子から出力される撮像信号の情報量を削減することもできる。しかしながら、このような読み飛ばしや内部加算を行うと、その分だけ撮像素子から出力される撮像信号の画質が大幅に劣化するという問題が生じる。また、焦点検出用画素の配置に応じて読み飛ばしや内部加算の対象とする画素を決定しなければならないため、撮像素子の回路構成が複雑になるという問題も生じる。   In addition, in order to solve the above-described problems, the image sensor outputs the image by skipping pixels at a predetermined rate or by internally adding and reading signals from a plurality of pixels. The amount of information of the imaging signal can also be reduced. However, if such skipping or internal addition is performed, there arises a problem that the image quality of the image signal output from the image sensor is greatly deteriorated. Further, since it is necessary to determine a pixel to be skipped or subjected to internal addition in accordance with the arrangement of the focus detection pixels, there arises a problem that the circuit configuration of the image sensor becomes complicated.

本発明による撮像ユニットは、撮影光学系を介して入射される光束により被写体像を撮像して得られる撮像信号に基づいて画像または映像を生成するための信号処理を行う主信号処理回路を有する電子カメラに搭載され、二次元状に配列された複数の撮像用画素と、撮像用画素に混在して一次元または二次元状に配列された複数の焦点検出用画素とを有し、撮像用画素における光束の受光量に応じて被写体像を表すための撮像信号を出力すると共に、焦点検出用画素における光束の受光量に応じて撮影光学系の焦点調節状態を瞳分割型位相差検出方式により検出するための焦点検出信号を出力する撮像素子と、撮像素子から出力された撮像信号に対して情報量を削減処理した後に、主信号処理回路に削減処理後の信号を出力する副信号処理回路と、を備え、副信号処理回路は削減処理として、撮像素子における焦点検出用画素の配列位置に対応して撮像信号から焦点検出信号を分離し、焦点検出用画素の配列位置に対応して撮像信号を補間する補間処理を行った後に静止画撮像信号を生成する処理と、静止画撮像信号の解像度変換処理を行って動画撮像信号を生成する処理と、動画撮像信号から階調変換処理を行ってライブビュー表示信号を生成する処理と、を選択的に行うものである。
本発明による電子カメラは、上記の撮像ユニットと、撮像ユニットの副信号処理回路から出力される撮像信号の情報量を削減処理した後の各種撮像信号に基づいて画像または映像を生成するための信号処理を行う主信号処理回路とを備えるものである。
An imaging unit according to the present invention is an electronic device having a main signal processing circuit that performs signal processing for generating an image or video based on an imaging signal obtained by imaging a subject image with a light beam incident through an imaging optical system. A plurality of imaging pixels mounted in a camera and arranged two-dimensionally, and a plurality of focus detection pixels mixed in the imaging pixels and arranged one-dimensionally or two-dimensionally. Outputs an imaging signal to represent the subject image according to the received light amount of the light beam and detects the focus adjustment state of the photographic optical system according to the received light amount of the light beam at the focus detection pixel by the pupil division type phase difference detection method an imaging element that outputs a focus detection signal for, after reduction processing of information amount with respect to the imaging signal output from the imaging device, the sub-signal processing times for outputting a signal after the reduction processing in the main signal processing circuit When, with the imaging as a sub-signal processing circuit reduction process, to separate the focus detection signal from the image signal corresponding to the sequence position of the focus detection pixels in the image sensor, corresponding to a sequence position of the focus detection pixel Processing to generate a still image pickup signal after performing interpolation processing to interpolate the signal, processing to generate a moving image pickup signal by performing resolution conversion processing of the still image pickup signal, and gradation conversion processing from the moving image pickup signal The process of generating the live view display signal is selectively performed .
An electronic camera according to the present invention is a signal for generating an image or a video based on various imaging signals after reducing the amount of information of the imaging signal output from the imaging unit and the sub-signal processing circuit of the imaging unit. And a main signal processing circuit for performing processing.

本発明によれば、回路構成を複雑にすることなく、撮像ユニットから主信号処理回路へ出力される撮像信号の情報量を低く抑えつつ画質の高い撮像信号を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain an image pickup signal with high image quality while suppressing the information amount of the image pickup signal output from the image pickup unit to the main signal processing circuit without complicating the circuit configuration.

一実施の形態のデジタルカメラの構成図である。It is a block diagram of the digital camera of one embodiment. 固体撮像素子の部分正面図である。It is a partial front view of a solid-state image sensor. 撮影画面における焦点検出エリアの配置図である。FIG. 6 is a layout diagram of focus detection areas on a shooting screen. 副信号処理回路の構成図である。It is a block diagram of a subsignal processing circuit.

図1は一実施の形態のデジタルカメラの構成を示す図である。図1において、カメラボディ1にはレンズ鏡筒2が着脱可能に装着される。レンズ鏡筒2には、撮影光学系を構成する撮影レンズ3、フォーカシングレンズ駆動装置4、絞り5などが設置されている。撮影レンズ3は、焦点調節を行うためのフォーカシングレンズを含む。フォーカシングレンズは、フォーカシングレンズ駆動装置4により駆動される。一方、カメラボディ1には撮像ユニット7、主信号処理回路10、制御装置11、モニター12、レリーズボタン19などが設置されている。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a digital camera according to an embodiment. In FIG. 1, a lens barrel 2 is detachably attached to a camera body 1. The lens barrel 2 is provided with a photographic lens 3, a focusing lens driving device 4, a diaphragm 5 and the like that constitute a photographic optical system. The taking lens 3 includes a focusing lens for performing focus adjustment. The focusing lens is driven by the focusing lens driving device 4. On the other hand, the camera body 1 is provided with an imaging unit 7, a main signal processing circuit 10, a control device 11, a monitor 12, a release button 19, and the like.

撮影レンズ3を介してカメラボディ1に入射された被写体からの光束は、撮像ユニット7に導かれる。なお、カメラボディ1の上部に、接眼レンズ、ファインダー接眼窓などから構成される周知の光学ファインダーを設けておいても良い。撮影者は、撮像ユニット7で撮像された被写体像をモニター12上で視認することができる。   A light beam from a subject incident on the camera body 1 via the photographing lens 3 is guided to the imaging unit 7. Note that a known optical viewfinder including an eyepiece lens, a viewfinder eyepiece window, and the like may be provided on the upper portion of the camera body 1. The photographer can visually recognize the subject image captured by the imaging unit 7 on the monitor 12.

撮像ユニット7は、撮像素子8および副信号処理回路9を有している。撮像素子8は、二次元状に配列された複数の撮像用画素と、撮像用画素に混在して一次元状に配列された複数の焦点検出用画素とを有している。   The imaging unit 7 includes an imaging element 8 and a sub signal processing circuit 9. The imaging element 8 has a plurality of imaging pixels arranged in a two-dimensional manner and a plurality of focus detection pixels arranged in a one-dimensional manner mixed with the imaging pixels.

図2は撮像素子8の焦点検出用画素配列部分を示す正面図である。撮像素子8には、R、GまたはBいずれかの色に対応する撮像用画素310がベイヤー配列に従って二次元状に配列されている。この撮像用画素310の配列中に、左半円形状と右半円形状の光電変換部をそれぞれ有する焦点検出用画素313,314が交互に、水平方向に直線状に配列されている。焦点検出用画素313,314の配列は、図3に示す撮影画面100に設定された焦点検出エリア101に対応して設けられている。なお、焦点検出用画素の形状および配列数、あるいは焦点検出エリアの位置および個数はこの一実施の形態に限定されない。たとえば、焦点検出用画素を横方向に直線状に配列してもよいし、あるいは平面状に、すなわち二次元状に配列してもよい。   FIG. 2 is a front view showing a focus detection pixel array portion of the image sensor 8. In the imaging element 8, imaging pixels 310 corresponding to any of R, G, or B are arranged in a two-dimensional manner according to the Bayer arrangement. In the arrangement of the imaging pixels 310, focus detection pixels 313 and 314 each having a left semicircular shape and a right semicircular photoelectric conversion unit are alternately arranged in a straight line in the horizontal direction. The arrangement of the focus detection pixels 313 and 314 is provided corresponding to the focus detection area 101 set on the photographing screen 100 shown in FIG. Note that the shape and the number of focus detection pixels or the position and number of focus detection areas are not limited to this embodiment. For example, the focus detection pixels may be arranged linearly in the horizontal direction, or may be arranged in a planar shape, that is, in a two-dimensional manner.

撮像素子8は、撮影レンズ3を介した被写体からの光束を受光することにより、撮像用画素310における受光量に応じて撮像信号を出力すると共に、焦点検出用画素313,314における受光量に応じて焦点検出信号を出力する。撮像信号は、被写体像を表すための信号である。一方、焦点検出信号は、撮影レンズ3の焦点調節状態を瞳分割型位相差検出方式により検出するための信号である。前述のように焦点検出用画素313,314は、左半円形状と右半円形状の光電変換部をそれぞれ有しているため、撮影レンズ3の異なる瞳位置を通過した光束をそれぞれ受光する。焦点検出用画素313からの焦点検出信号に対応する像の位置と、焦点検出用画素314からの焦点検出信号に対応する像の位置とを比較することで、瞳分割型位相差検出方式に従って、一対の像に対する像ずれ量を検出して撮影レンズ3のデフォーカス量を求めることができる。撮像素子8から出力された撮像信号および焦点検出信号は、副信号処理回路9に入力される。   The image sensor 8 receives a light beam from the subject through the photographing lens 3 to output an image signal in accordance with the amount of light received in the image pickup pixel 310 and in accordance with the amount of light received in the focus detection pixels 313 and 314. To output a focus detection signal. The imaging signal is a signal for representing a subject image. On the other hand, the focus detection signal is a signal for detecting the focus adjustment state of the photographing lens 3 by the pupil division type phase difference detection method. As described above, since the focus detection pixels 313 and 314 have the left semicircular and right semicircular photoelectric conversion units, respectively, the light beams that have passed through different pupil positions of the photographing lens 3 are received. By comparing the position of the image corresponding to the focus detection signal from the focus detection pixel 313 and the position of the image corresponding to the focus detection signal from the focus detection pixel 314, according to the pupil division type phase difference detection method, The defocus amount of the photographing lens 3 can be obtained by detecting the image shift amount with respect to the pair of images. The imaging signal and focus detection signal output from the imaging element 8 are input to the sub signal processing circuit 9.

副信号処理回路9は、撮像素子8から入力された撮像信号および焦点検出信号に対して後述するような各種の信号処理を行い、処理後の信号を主信号処理回路10へ出力する。この副信号処理回路9が行う信号処理により、カメラボディ1の動作状況に応じて適切な信号を撮像ユニット7から主信号処理回路10に対して出力することができる。   The sub signal processing circuit 9 performs various kinds of signal processing as will be described later on the imaging signal and the focus detection signal input from the imaging element 8, and outputs the processed signal to the main signal processing circuit 10. By the signal processing performed by the sub signal processing circuit 9, an appropriate signal can be output from the imaging unit 7 to the main signal processing circuit 10 according to the operation state of the camera body 1.

図4に副信号処理回路9の構成を示す。副信号処理回路9は、焦点検出用画素分離回路91、補間回路92、解像度変換回路93、階調変換回路94および信号選択回路95を有する。   FIG. 4 shows the configuration of the sub signal processing circuit 9. The sub signal processing circuit 9 includes a focus detection pixel separation circuit 91, an interpolation circuit 92, a resolution conversion circuit 93, a gradation conversion circuit 94, and a signal selection circuit 95.

焦点検出用画素分離回路91は、撮像素子8から入力された撮像信号と焦点検出信号を分離するための信号分離処理を行う。分離された撮像信号は補間回路92へ出力され、焦点検出信号は信号選択回路95へ出力される。   The focus detection pixel separation circuit 91 performs signal separation processing for separating the imaging signal input from the imaging element 8 and the focus detection signal. The separated imaging signal is output to the interpolation circuit 92, and the focus detection signal is output to the signal selection circuit 95.

補間回路92は、焦点検出用画素分離回路91から出力された撮像信号を補間するための補間処理を行う。この補間処理では、撮像素子8における前述の焦点検出用画素313,314の配列位置に対応して撮像信号を補間する。すなわち、撮像素子8において焦点検出用画素313,314の配列位置からは撮像信号が出力されないため、補間処理を行う前の撮像信号ではこの配列位置に対応する信号が欠損している。したがって、焦点検出用画素313,314の配列位置に対応する撮像信号を周囲の撮像用画素310からの撮像信号に基づいて補間することで、撮像信号の欠損を補うようにする。補間回路92により補間処理が行われた撮像信号は、解像度変換回路93へ出力されると共に、静止画用撮像信号として信号選択回路95へ出力される。   The interpolation circuit 92 performs an interpolation process for interpolating the imaging signal output from the focus detection pixel separation circuit 91. In this interpolation processing, the image pickup signal is interpolated corresponding to the array positions of the focus detection pixels 313 and 314 in the image pickup device 8. That is, since the imaging signal is not output from the array position of the focus detection pixels 313 and 314 in the image sensor 8, the image signal before the interpolation process lacks a signal corresponding to this array position. Therefore, the imaging signal corresponding to the array position of the focus detection pixels 313 and 314 is interpolated based on the imaging signals from the surrounding imaging pixels 310 to compensate for the lack of imaging signals. The image pickup signal subjected to the interpolation processing by the interpolation circuit 92 is output to the resolution conversion circuit 93 and also output to the signal selection circuit 95 as a still image pickup signal.

解像度変換回路93は、補間回路92から出力された補間処理後の撮像信号の解像度を下げるための解像度変換処理を行う。この解像度変換処理では、補間処理後の撮像信号の解像度を動画撮影に適した解像度に変換する。たとえば、補間処理後の撮像信号の解像度が1000万画素であり、この撮像素子8から出力される撮像信号に基づいてフルハイビジョン動画撮影を行う場合は、フルハイビジョンの解像度、すなわち約200万(1920×1080)画素の解像度となるように、解像度変換回路93において解像度変換処理が行われる。なお、このときのフレーム周波数は、たとえば30フレーム/秒となる。解像度変換回路93において解像度変換処理が行われた撮像信号は、階調変換回路94へ出力されると共に、動画用撮像信号として信号選択回路95へ出力される。   The resolution conversion circuit 93 performs resolution conversion processing for reducing the resolution of the image pickup signal after interpolation processing output from the interpolation circuit 92. In this resolution conversion process, the resolution of the imaging signal after the interpolation process is converted to a resolution suitable for moving image shooting. For example, when the resolution of the image signal after the interpolation processing is 10 million pixels and full high-definition video shooting is performed based on the image signal output from the image sensor 8, the resolution of the full high-definition, that is, about 2 million (1920 The resolution conversion circuit 93 performs resolution conversion processing so that the resolution of × 1080) pixels is obtained. The frame frequency at this time is, for example, 30 frames / second. The imaging signal subjected to the resolution conversion processing in the resolution conversion circuit 93 is output to the gradation conversion circuit 94 and also output to the signal selection circuit 95 as a moving image imaging signal.

階調変換回路94は、解像度変換回路93から出力された解像度変換処理後の撮像信号の階調を下げるための階調変換処理を行う。この階調変換処理では、解像度変換処理後の撮像信号の階調をモニター12におけるライブビュー表示に適した階調に変換する。たとえば、解像度変換処理後の撮像信号の階調が12bitであり、モニター12において表示可能な画像の階調が8bitである場合は、12bitから8bitへ階調を下げる処理が階調変換回路94において行われる。階調変換回路94において階調変換処理が行われた撮像信号は、ライブビュー用撮像信号として信号選択回路95へ出力される。   The gradation conversion circuit 94 performs gradation conversion processing for lowering the gradation of the imaging signal after the resolution conversion processing output from the resolution conversion circuit 93. In this gradation conversion process, the gradation of the imaging signal after the resolution conversion process is converted into a gradation suitable for live view display on the monitor 12. For example, when the gradation of the imaging signal after the resolution conversion process is 12 bits and the gradation of the image that can be displayed on the monitor 12 is 8 bits, the gradation conversion circuit 94 performs a process of reducing the gradation from 12 bits to 8 bits. Done. The imaging signal that has been subjected to the gradation conversion processing in the gradation conversion circuit 94 is output to the signal selection circuit 95 as a live view imaging signal.

以上説明した解像度変換回路93が行う解像度変換処理および/または階調変換回路94が行う階調変換処理により、撮像素子8から出力された撮像信号の情報量が副信号処理回路9において削減される。こうして撮像信号の情報量を削減することで、カメラボディ1内の回路構成を複雑にすることなく、撮像ユニット7から主信号処理回路10への信号伝送路の容量を小さくすることができる。   By the resolution conversion process performed by the resolution conversion circuit 93 and / or the gradation conversion process performed by the gradation conversion circuit 94 described above, the information amount of the imaging signal output from the imaging element 8 is reduced in the sub-signal processing circuit 9. . By reducing the information amount of the imaging signal in this way, the capacity of the signal transmission path from the imaging unit 7 to the main signal processing circuit 10 can be reduced without complicating the circuit configuration in the camera body 1.

信号選択回路95は、焦点検出用画素分離回路91、補間回路92、解像度変換回路93および階調変換回路94からそれぞれ出力された各信号のいずれかをカメラボディ1の動作状況に応じて選択し、選択した信号を主信号処理回路10へ出力する。すなわち、撮影レンズ3の焦点調節状態を瞳分割型位相差検出方式により検出するときには、焦点検出用画素分離回路91からの焦点検出信号を選択して主信号処理回路10へ出力する。また、静止画を撮影するときには補間回路92からの静止画用撮像信号を、動画を撮影するときには解像度変換回路93からの動画用撮像信号をそれぞれ選択して、主信号処理回路10へ出力する。さらに、ライブビュー表示を行うときには、階調変換回路94からのライブビュー用撮像信号を選択して主信号処理回路10へ出力する。なお、これらの信号選択の指示は、制御装置11から副信号処理回路9に対して行われる。   The signal selection circuit 95 selects any one of the signals output from the focus detection pixel separation circuit 91, the interpolation circuit 92, the resolution conversion circuit 93, and the gradation conversion circuit 94 according to the operation state of the camera body 1. The selected signal is output to the main signal processing circuit 10. That is, when the focus adjustment state of the photographic lens 3 is detected by the pupil division type phase difference detection method, the focus detection signal from the focus detection pixel separation circuit 91 is selected and output to the main signal processing circuit 10. When shooting a still image, the still image pickup signal from the interpolation circuit 92 is selected, and when shooting a moving image, the moving image pickup signal from the resolution conversion circuit 93 is selected and output to the main signal processing circuit 10. Further, when performing live view display, the live view imaging signal from the gradation conversion circuit 94 is selected and output to the main signal processing circuit 10. These signal selection instructions are given from the control device 11 to the sub-signal processing circuit 9.

以上説明したような出力信号の選択を信号選択回路95において行うことで、撮像ユニット7から主信号処理回路10へ出力される撮像信号の情報量を低く抑えつつ、各用途(静止画/動画/ライブビュー)に応じた画質の高い撮像信号を得ることができる。すなわち、静止画撮影時には、解像度の高い静止画用撮像信号を撮像ユニット7から低速で出力することで、これを低容量の信号伝送路でも出力可能とする。一方、動画撮影時やライブビュー表示時には、解像度変換処理や階調変換処理によって情報量を削減することで、従来の画素信号の読み飛ばしや内部加算よりも画質の劣化を抑えつつ、それぞれの動作に必要な情報量の撮像信号を高速に出力できるようにする。   By selecting the output signal as described above in the signal selection circuit 95, the information amount of the imaging signal output from the imaging unit 7 to the main signal processing circuit 10 is kept low, and each application (still image / moving image / It is possible to obtain an imaging signal with high image quality according to (live view). That is, during still image shooting, a high-resolution still image pickup signal is output from the image pickup unit 7 at a low speed, so that it can be output even with a low-capacity signal transmission path. On the other hand, at the time of video shooting and live view display, the amount of information is reduced by resolution conversion processing and gradation conversion processing, and each operation is performed while suppressing deterioration of image quality compared to conventional pixel signal skipping and internal addition. It is possible to output an imaging signal having a necessary amount of information at high speed.

なお、上記の撮像ユニット7において、撮像素子8と副信号処理回路9の間で多量の情報量の信号を高速で授受できるように、撮像素子8と副信号処理回路9は互いに近接して配置されることが好ましい。このとき、上記の各回路に限定した構成とすることで、副信号処理回路9を小型化することができる。あるいは、撮像素子8と副信号処理回路9をそれぞれベアチップ化して単一基板上に搭載したMCM(Multi Chip Module)により撮像ユニット7を構成してもよい。   In the imaging unit 7 described above, the imaging device 8 and the sub signal processing circuit 9 are arranged close to each other so that a large amount of information can be transferred between the imaging device 8 and the sub signal processing circuit 9 at high speed. It is preferred that At this time, the sub-signal processing circuit 9 can be downsized by adopting a configuration limited to each of the above circuits. Alternatively, the imaging unit 7 may be configured by an MCM (Multi Chip Module) in which the imaging element 8 and the sub-signal processing circuit 9 are each formed as a bare chip and mounted on a single substrate.

主信号処理回路10は、撮像ユニット7から出力される上記の各信号に基づいて、カメラボディ1の動作状況に応じた各種の信号処理を行う。たとえば、静止画撮影時には、撮像ユニット7から出力される静止画用撮像信号に基づいて、図示しない記録媒体へ記録する画像を生成するための信号処理を行う。一方、動画撮影時には、撮像ユニット7から出力される動画用撮像信号に基づいて、図示しない記録媒体へ記録する映像を生成するための信号処理を行う。また、ライブビュー表示時には、撮像ユニット7から出力されるライブビュー用撮像信号に基づいて、モニター12においてライブビュー表示を行う映像を生成するための信号処理を行う。主信号処理回路10が行う信号処理によって生成されたこれらの画像または映像は、制御装置11へ出力される。なお、主信号処理回路10は、たとえば画像処理専用のDSP(Digital Signal Processor)等により構成される。   The main signal processing circuit 10 performs various types of signal processing according to the operation status of the camera body 1 based on the above-described signals output from the imaging unit 7. For example, during still image shooting, signal processing for generating an image to be recorded on a recording medium (not shown) is performed based on a still image pickup signal output from the image pickup unit 7. On the other hand, at the time of moving image shooting, signal processing for generating a video to be recorded on a recording medium (not shown) is performed based on the moving image imaging signal output from the imaging unit 7. Further, during live view display, signal processing for generating video for live view display on the monitor 12 is performed based on the live view imaging signal output from the imaging unit 7. These images or videos generated by the signal processing performed by the main signal processing circuit 10 are output to the control device 11. The main signal processing circuit 10 is constituted by, for example, a DSP (Digital Signal Processor) dedicated to image processing.

制御装置11は、CPUやメモリなどを備えており、カメラボディ1の動作に応じた各種の処理や制御を行う。たとえば、前述の副信号処理回路9に対する信号選択の指示や、図示しない記録媒体に対する画像や映像の記録制御、モニター12に対する表示制御などが制御装置11において行われる。また、撮像ユニット7から主信号処理回路10を介して出力される焦点検出信号に基づいて撮影レンズ3のデフォーカス量を求め、求めたデフォーカス量に応じてフォーカシング駆動制御装置4を制御することにより、撮影レンズ3の焦点調節を行うこともできる。これ以外にも、カメラボディ1が動作するために必要な様々な処理が制御装置11において実行される。   The control device 11 includes a CPU, a memory, and the like, and performs various processes and controls according to the operation of the camera body 1. For example, the control device 11 performs a signal selection instruction for the sub-signal processing circuit 9 described above, image and video recording control for a recording medium (not shown), display control for the monitor 12, and the like. Further, the defocus amount of the photographing lens 3 is obtained based on the focus detection signal output from the imaging unit 7 via the main signal processing circuit 10, and the focusing drive control device 4 is controlled according to the obtained defocus amount. Thus, the focus of the photographic lens 3 can be adjusted. In addition to this, various processes necessary for the camera body 1 to operate are executed in the control device 11.

モニター12は、制御装置11の制御により画像、文字、記号などを表示可能な表示装置である。この一実施の形態ではモニター12にLCDを用いた例を示す。制御装置11は、モニター12を制御することにより、モニター12において撮像画像や各種の撮影情報を表示するとともに、ライブビュー表示を行う。ライブビューは、副信号処理回路9から出力される前述のライブビュー用撮像信号に基づいて、非撮影時に撮像素子8により連続的に撮像した被写体像をスルー画としてモニター12に表示する機能である。このライブビュー表示を行うことにより、撮影者はモニター画像を見ながら構図を決めることができる。このライブビューは、撮影者がカメラボディに設けられた電源スイッチ(不図示)をオンすると動作を開始する。   The monitor 12 is a display device that can display images, characters, symbols, and the like under the control of the control device 11. In this embodiment, an example in which an LCD is used for the monitor 12 is shown. The control device 11 controls the monitor 12 to display a captured image and various types of shooting information on the monitor 12 and to perform live view display. The live view is a function for displaying, on the monitor 12, a subject image continuously captured by the image sensor 8 during non-shooting based on the above-described live view imaging signal output from the sub signal processing circuit 9. . By performing this live view display, the photographer can determine the composition while viewing the monitor image. This live view starts when the photographer turns on a power switch (not shown) provided on the camera body.

以上説明した実施の形態によれば、次の作用効果を奏する。
(1)カメラボディ1に搭載された撮像ユニット7は、撮像素子8と副信号処理回路9を有する。撮像素子8は、撮像用画素310における受光量に応じて撮像信号を出力すると共に、焦点検出用画素313,314における受光量に応じて焦点検出信号を出力する。副信号処理回路9は、撮像素子8における焦点検出用画素313,314の配列位置に対応して撮像信号を補間する補間処理を補間回路92において行った後に、撮像信号の情報量を削減するための解像度変換処理および階調変換処理を解像度変換回路93と階調変換回路94においてそれぞれ行い、処理後の信号を主信号処理回路10へ出力する。このようにしたので、カメラボディ1内の回路構成を複雑にすることなく、撮像ユニット7から主信号処理回路10へ出力される撮像信号の情報量を低く抑えつつ画質の高い撮像信号を得ることができる。
According to the embodiment described above, the following operational effects are obtained.
(1) The imaging unit 7 mounted on the camera body 1 has an imaging element 8 and a sub signal processing circuit 9. The imaging element 8 outputs an imaging signal according to the amount of light received by the imaging pixel 310 and outputs a focus detection signal according to the amount of light received by the focus detection pixels 313 and 314. The sub-signal processing circuit 9 performs an interpolation process for interpolating the imaging signal corresponding to the arrangement positions of the focus detection pixels 313 and 314 in the imaging element 8 in order to reduce the information amount of the imaging signal after performing the interpolation process in the interpolation circuit 92. The resolution conversion process and the gradation conversion process are performed in the resolution conversion circuit 93 and the gradation conversion circuit 94, respectively, and the processed signal is output to the main signal processing circuit 10. Since this is done, it is possible to obtain an image pickup signal with high image quality while keeping the information amount of the image pickup signal output from the image pickup unit 7 to the main signal processing circuit 10 low without complicating the circuit configuration in the camera body 1. Can do.

(2)副信号処理回路9は、信号選択回路95において、上記の補間処理、解像度変換処理および階調変換処理を行った後の撮像信号と、焦点検出用画素分離回路91により撮像信号から分離された焦点検出信号とのいずれかを選択して出力することで、これらの信号を別々に主信号処理回路10へ出力する。これにより、信号処理後の撮像信号に基づいて画像または映像を生成するための信号処理を主信号処理回路10において行う一方で、焦点検出信号を主信号処理回路10を介して制御装置11へ出力することで、制御装置11において焦点検出信号に基づく撮影レンズ3の焦点調節を行うことができる。 (2) The sub-signal processing circuit 9 separates the imaging signal after the interpolation processing, resolution conversion processing, and gradation conversion processing in the signal selection circuit 95 from the imaging signal by the focus detection pixel separation circuit 91. By selecting and outputting one of the focus detection signals thus obtained, these signals are separately output to the main signal processing circuit 10. Thus, the main signal processing circuit 10 performs signal processing for generating an image or video based on the imaged signal after signal processing, while outputting the focus detection signal to the control device 11 via the main signal processing circuit 10. As a result, the focus of the photographing lens 3 can be adjusted based on the focus detection signal in the control device 11.

(3)副信号処理回路9は、撮像信号の解像度を下げるための解像度変換処理を解像度変換回路93において行うことにより、撮像信号の情報量を削減する。また、撮像信号の階調を下げるための階調変換処理を階調変換回路94において行うことにより、撮像信号の情報量を削減する。したがって、動画撮影時やライブビュー表示時に、従来の画素信号の読み飛ばしや内部加算よりも画質の劣化を抑えつつ、それぞれの動作に必要な情報量の撮像信号を撮像ユニット7から高速に出力することができる。 (3) The sub-signal processing circuit 9 reduces the amount of information of the image signal by performing resolution conversion processing for reducing the resolution of the image signal in the resolution conversion circuit 93. Further, the gradation conversion circuit 94 performs gradation conversion processing for reducing the gradation of the imaging signal, thereby reducing the information amount of the imaging signal. Therefore, at the time of moving image shooting or live view display, the image pickup unit 7 outputs an image pickup signal having an amount of information necessary for each operation at a high speed while suppressing deterioration in image quality compared to conventional skipping of pixel signals and internal addition. be able to.

なお、以上説明した実施の形態では、焦点検出用画素分離回路91からの焦点検出信号、補間回路92からの静止画用撮像信号、解像度変換回路93からの動画用撮像信号または階調変換回路94からのライブビュー用撮像信号のいずれかを、信号選択回路95において制御装置11からの信号選択指示に応じて選択することで、これらの信号のいずれかを副信号処理回路9から主信号処理回路10へ出力することとした。しかし、カメラボディ1の動作状況に応じて、焦点検出用画素分離回路91、補間回路92、解像度変換回路93および階調変換回路94の動作を許可または禁止(回路は動作せず、信号はこの回路をスルー)することで、副信号処理回路9から主信号処理回路10へ出力する信号を切り替えることとしてもよい。   In the embodiment described above, the focus detection signal from the focus detection pixel separation circuit 91, the still image pickup signal from the interpolation circuit 92, the moving image pickup signal from the resolution conversion circuit 93, or the gradation conversion circuit 94. Is selected in response to a signal selection instruction from the control device 11 in the signal selection circuit 95, so that any one of these signals is transmitted from the sub signal processing circuit 9 to the main signal processing circuit. 10 to output. However, the operation of the focus detection pixel separation circuit 91, the interpolation circuit 92, the resolution conversion circuit 93, and the gradation conversion circuit 94 is permitted or prohibited depending on the operation state of the camera body 1 (the circuit does not operate, the signal is The signal output from the sub signal processing circuit 9 to the main signal processing circuit 10 may be switched by passing through the circuit.

たとえば、撮影レンズ3の焦点調節を行うときには、焦点検出用画素分離回路91を動作させると共に、補間回路92、解像度変換回路93および階調変換回路94の動作を禁止(回路は動作せず、信号はこの回路をスルー)する。これにより、副信号処理回路9において、焦点調節に不要な回路の動作を停止(回路は動作せず、信号はこの回路をスルー)して、焦点検出用画素分離回路91からの焦点検出信号のみを出力するようにする。一方、静止画を撮影するときには、焦点検出用画素分離回路91に加えて補間回路92を動作させることで、補間回路92からの静止画用撮像信号を出力するようにする。   For example, when the focus of the photographic lens 3 is adjusted, the focus detection pixel separation circuit 91 is operated, and the operations of the interpolation circuit 92, the resolution conversion circuit 93, and the gradation conversion circuit 94 are prohibited (the circuit does not operate, the signal Through this circuit). Thereby, in the sub signal processing circuit 9, the operation of the circuit unnecessary for focus adjustment is stopped (the circuit does not operate, the signal passes through this circuit), and only the focus detection signal from the focus detection pixel separation circuit 91 is obtained. Is output. On the other hand, when shooting a still image, the interpolation circuit 92 is operated in addition to the focus detection pixel separation circuit 91 so that the still image pickup signal from the interpolation circuit 92 is output.

動画を撮影するときには、副信号処理回路9において、焦点検出用画素分離回路91および補間回路92に加えてさらに解像度変換回路93を動作させ、解像度変換回路93からの動画用撮像信号を出力するようにする。このとき、階調変換回路94の動作は前述のように禁止された状態のままである。すなわち、動画撮影によって得られた映像を制御装置11の制御により記録媒体に記録するとき、副信号処理回路9は、階調変換回路94による階調変換処理を禁止して、階調変換されていない動画用撮像信号を主信号処理回路10へ出力する。   When shooting a moving image, the sub-signal processing circuit 9 operates the resolution conversion circuit 93 in addition to the focus detection pixel separation circuit 91 and the interpolation circuit 92 to output the moving image imaging signal from the resolution conversion circuit 93. To. At this time, the operation of the gradation conversion circuit 94 remains prohibited as described above. That is, when the video obtained by moving image shooting is recorded on the recording medium under the control of the control device 11, the sub-signal processing circuit 9 prohibits the gradation conversion processing by the gradation conversion circuit 94 and is subjected to gradation conversion. A moving image pickup signal that is not present is output to the main signal processing circuit 10.

ライブビュー表示を行うときには、副信号処理回路9において、焦点検出用画素分離回路91、補間回路92および解像度変換回路93に加えてさらに階調変換回路94を動作させ、階調変換回路94からのライブビュー用撮像信号を出力するようにする。すなわち、主信号処理回路10によって生成された映像をモニター12によりライブビュー表示するとき、副信号処理回路9は、階調変換回路94において階調変換処理を行い、処理後のライブビュー用撮像信号を主信号処理回路10へ出力する。   When performing live view display, the sub-signal processing circuit 9 further operates the gradation conversion circuit 94 in addition to the focus detection pixel separation circuit 91, the interpolation circuit 92, and the resolution conversion circuit 93. Output live view imaging signals. That is, when the video generated by the main signal processing circuit 10 is displayed in live view on the monitor 12, the sub signal processing circuit 9 performs gradation conversion processing in the gradation conversion circuit 94, and the live view imaging signal after processing is performed. Is output to the main signal processing circuit 10.

以上説明したような出力信号の切替を副信号処理回路9において行うことで、前述した実施の形態と同様に、カメラボディ1の動作状況に応じて最適な信号を撮像ユニット7から主信号処理回路10へ出力することができる。   By switching the output signal as described above in the sub signal processing circuit 9, as in the above-described embodiment, an optimum signal is sent from the imaging unit 7 to the main signal processing circuit according to the operation state of the camera body 1. 10 can be output.

1:カメラボディ、3:撮影レンズ、7:撮像ユニット、8:撮像素子、9:副信号処理回路、10:主信号処理回路、11:制御装置、12:モニター 1: camera body, 3: photographing lens, 7: imaging unit, 8: imaging device, 9: sub-signal processing circuit, 10: main signal processing circuit, 11: control device, 12: monitor

Claims (3)

撮影光学系を介して入射される光束により被写体像を撮像して得られる撮像信号に基づいて画像または映像を生成するための信号処理を行う主信号処理回路を有する電子カメラに搭載される撮像ユニットであって、
二次元状に配列された複数の撮像用画素と、前記撮像用画素に混在して一次元または二次元状に配列された複数の焦点検出用画素とを有し、前記撮像用画素における前記光束の受光量に応じて前記被写体像を表すための撮像信号を出力すると共に、前記焦点検出用画素における前記光束の受光量に応じて前記撮影光学系の焦点調節状態を瞳分割型位相差検出方式により検出するための焦点検出信号を出力する撮像素子と、
前記撮像素子から出力された前記撮像信号に対して情報量を削減処理した後に、前記主信号処理回路に前記削減処理後の信号を出力する副信号処理回路と、を備え、
前記副信号処理回路は前記削減処理として、
前記撮像素子における前記焦点検出用画素の配列位置に対応して前記撮像信号から焦点検出信号を分離し、前記焦点検出用画素の配列位置に対応して前記撮像信号を補間する補間処理を行った後に静止画撮像信号を生成する処理と、前記静止画撮像信号の解像度変換処理を行って動画撮像信号を生成する処理と、前記動画撮像信号から階調変換処理を行ってライブビュー表示信号を生成する処理と、を選択的に行うことを特徴とする撮像ユニット。
An imaging unit mounted on an electronic camera having a main signal processing circuit that performs signal processing for generating an image or video based on an imaging signal obtained by imaging a subject image with a light beam incident through an imaging optical system Because
A plurality of imaging pixels arranged two-dimensionally, and a plurality of focus detection pixels mixed in the imaging pixels and arranged one-dimensionally or two-dimensionally, and the light flux in the imaging pixels An imaging signal for representing the subject image in accordance with the amount of received light, and the focus adjustment state of the photographing optical system in accordance with the amount of received light of the light beam in the focus detection pixel. An image sensor that outputs a focus detection signal for detection by
A sub-signal processing circuit that outputs the signal after the reduction processing to the main signal processing circuit after reducing the amount of information with respect to the imaging signal output from the imaging element;
The sub signal processing circuit is the reduction process,
A focus detection signal is separated from the imaging signal corresponding to the array position of the focus detection pixels in the image sensor, and an interpolation process is performed to interpolate the imaging signal corresponding to the array position of the focus detection pixels. Processing for generating a still image pickup signal later, processing for generating a moving image pickup signal by performing resolution conversion processing of the still image pickup signal, and generating a live view display signal by performing gradation conversion processing from the moving image pickup signal imaging unit for the processing of, wherein selectively be performed.
請求項1に記載の撮像ユニットと、
前記撮像ユニットの前記副信号処理回路から出力される前記撮像信号の情報量を削減処理した後の各種撮像信号に基づいて画像または映像を生成するための信号処理を行う主信号処理回路と、を備えることを特徴とする電子カメラ。
An imaging unit according to claim 1;
A main signal processing circuit for performing signal processing for generating an image or video based on various imaging signals after reducing the amount of information of the imaging signal output from the sub-signal processing circuit of the imaging unit; An electronic camera comprising:
請求項1に記載の撮像ユニットと、
前記撮像ユニットの前記副信号処理回路から出力される前記撮像信号の情報量を削減処理した後の各種撮像信号に基づいて画像または映像を生成するための信号処理を行う主信号処理回路と、
前記主信号処理回路により生成された前記画像または前記映像を記録媒体に記録する記録制御手段と、
前記主信号処理回路により生成された前記映像をライブビュー表示可能な表示手段とを備え、
前記副信号処理回路は、前記表示手段により前記映像をライブビュー表示するときには前記階調変換処理を行い、前記記録制御手段により前記映像を前記記録媒体に記録するときには前記階調変換処理を禁止することを特徴とする電子カメラ。
An imaging unit according to claim 1;
A main signal processing circuit for performing signal processing for generating an image or video based on various imaging signals after processing to reduce the amount of information of the imaging signal output from the sub-signal processing circuit of the imaging unit;
Recording control means for recording the image or the video generated by the main signal processing circuit on a recording medium;
And a live view display can display means the image generated by the main signal processing circuit,
The sub-signal processing circuit performs the gradation conversion process when the display unit displays the video in live view, and prohibits the gradation conversion process when the recording control unit records the video on the recording medium. An electronic camera characterized by that.
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