JP5408029B2 - デジタルカメラ - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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補正後の通常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が行われると、制御回路18は、新たなFPN画素信号を取得し、第1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。
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。
(1)撮像素子14には複数の画素14Pを行列状に配置し、制御回路18は、ライブビュー画像および記録用の画像のいずれかを生成するための通常画素信号を複数の画素14Pから読み出す。操作部30は、ユーザによる撮像素子14の撮像感度を変更する操作を受け付けて、撮像感度の変更を指示する変更指示信号を出力する。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、所定行に含まれる画素、すなわちFPNデータ取得領域Reに含まれる画素からFPN画素信号を読み出する。さらに、第1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、第1算出部181aにより算出されたFPNデータを用いて通常画素信号を補正し、補正後の通常画素信号を出力する。また、判定部181cは、通常画素信号が読み出されるごとに、撮像素子14により撮像される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する。ゲイン変更操作が行われたときに、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には、禁止部181dは、制御回路18によるFPN画素信号の読み出し動作を禁止し、禁止部181dによりFPN画素信号の読み出しが禁止されているときは、第2算出部181eは過去に算出されたFPNデータに基づいて新たなFPNデータを算出するようにした。そして、補正部181bは、第2算出部181eにより新たなFPNデータが算出された場合には、第1算出部181aにより過去に算出されたFPNデータに代えて、第2算出部181eにより算出された新たなFPNデータを用いて補正後の通常画素信号を出力する。
(1)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、判定部181c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。
142 カラム信号処理回路、 18 制御回路、 181 画像処理部、
181a 第1算出部、 181b 補正部、 181c 判定部、
181d 禁止部、 181e 第2算出部
Claims (6)
- 複数の画素が行列状に配置された撮像素子と、
表示用の画像および記録用の画像のいずれかを生成するための第1画素信号を前記複数の画素から読み出す第1読出手段と、
撮像感度の変更を指示する変更指示手段と、
前記変更指示手段より撮像感度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第2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第1算出手段と、
前記第1算出手段により算出された前記補正値を用いて前記第1画素信号を補正し、補正後の第1画素信号を出力する補正手段と、
前記撮像素子により撮像される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撮像感度の変更が指示されたときであって、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には、前記第2読出手段の読み出し動作を禁止する読出禁止手段と、
前記読出禁止手段により前記第2画素信号の読み出しが禁止されているときは、前記第1算出手段により過去に算出された補正値に基づいて新たな補正値を算出する第2算出手段とを備え、
前記補正手段は、前記第2算出手段により前記新たな補正値が算出された場合には、前記第1算出手段により算出される補正値に代えて前記新たな補正値を用いて前記補正後の第1画素信号を出力することを特徴とするデジタルカメラ。 - 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画素信号の強度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。 - 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画素信号の強度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。 - 請求項1または2に記載のデジタルカメラにおいて、
前記被写体像の輝度を検出する測光手段をさらに備え、
前記判定手段は、前記検出された輝度に基づいて、前記被写体像が高輝度であると判定することを特徴とするデジタルカメラ。 - 請求項1乃至4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算出手段は、前記第1算出手段により算出された前記補正値に対して前記撮像感度の変更に応じた値を乗じて、前記新たな補正値を算出することを特徴とするデジタルカメラ。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載のデジタルカメラにおいて、
前記撮像感度の変更に応じて、アナログ処理およびデジタル処理のいずれか一方の処理を用いて前記第1画素信号を増幅する増幅手段をさらに備えることを特徴とするデジタルカメラ。
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