JP6079196B2 - Imaging device - Google Patents
Imaging device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6079196B2 JP6079196B2 JP2012271784A JP2012271784A JP6079196B2 JP 6079196 B2 JP6079196 B2 JP 6079196B2 JP 2012271784 A JP2012271784 A JP 2012271784A JP 2012271784 A JP2012271784 A JP 2012271784A JP 6079196 B2 JP6079196 B2 JP 6079196B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- signal
- noise
- processing unit
- image signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims description 70
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 29
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 29
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 28
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 17
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
Images
Description
本発明は、ノイズ源と撮像素子とを備える撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus including a noise source and an imaging element.
オートフォーカスレンズや手ぶれ補正機構を撮像素子の周囲に設置する撮像装置が知られている。撮像素子は被写体像を撮像して画像信号を出力するが、オートフォーカスレンズや手ぶれ補正機構が備えるモータやコイル等のノイズ源が生じるノイズが画像信号にのってしまうことがある。画像信号にノイズが混入することを防止するため、撮像素子が備える画素のうち画像を構成しない画素が電荷を出力しているときに、オートフォーカスレンズのモータを駆動する(引用文献1)。また、電源からノイズが混入することを防止すべく、撮像素子が画像信号を出力する期間に、電源の駆動クロックの周波数を低速にする構成が知られている(引用文献2)。 There is known an image pickup apparatus in which an autofocus lens and a camera shake correction mechanism are installed around an image pickup device. The imaging device captures a subject image and outputs an image signal. However, noise generated by a noise source such as a motor or a coil included in an autofocus lens or a camera shake correction mechanism may be included in the image signal. In order to prevent noise from being mixed into the image signal, the motor of the autofocus lens is driven when a pixel that does not constitute an image out of the pixels included in the image sensor outputs a charge (Cited Document 1). In addition, a configuration is known in which the frequency of the drive clock of the power supply is reduced during the period in which the image sensor outputs an image signal in order to prevent noise from entering from the power supply (Cited document 2).
しかし、撮像素子が備える画素のうち画像を構成しない画素は少数であるため、モータを駆動できる期間が限られ、合焦するに必要な期間を確保できなくなるおそれがある。すなわち、撮像素子のタイミングに応じてモータを駆動すると、オートフォーカスレンズや手ぶれ補正機構が充分に機能しなくなるおそれが生じる。また、電源の駆動クロックの周波数を低速にしていても、モータが駆動されたときに電源電圧が変動し、これによるノイズが画像信号に混入するおそれもある。 However, since there are a small number of pixels that do not form an image among the pixels included in the image sensor, the period during which the motor can be driven is limited, and there is a possibility that the period necessary for focusing cannot be secured. That is, if the motor is driven in accordance with the timing of the image sensor, the autofocus lens and the camera shake correction mechanism may not function sufficiently. Even if the frequency of the drive clock of the power supply is set to a low speed, the power supply voltage fluctuates when the motor is driven, and noise due to this may be mixed into the image signal.
本発明はこれらの問題に鑑みてなされたものであり、ノイズ源を構成する機構の機能を発揮させながら、撮像素子が出力する画像信号からノイズを除去する撮像装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to obtain an imaging apparatus that removes noise from an image signal output by an imaging element while exhibiting the function of a mechanism that constitutes a noise source.
本願第1の発明による撮像装置は、被写体像を撮像して画像信号を出力する撮像素子と、撮像素子から画像信号を受信して処理する第1の処理部と、動作しているとき画像信号にノイズを加えるノイズ源と、ノイズ源の動作状況と画像信号に加えられるノイズとを関連づけて予め記録しておく第1の記録手段とを備え、第1の処理部は、撮像素子が被写体像を受光してから第1の処理部が画像信号を受信するまでの第1の期間においてノイズ源が動作した状況に対応するノイズを第1の記録手段から読み出して、画像信号からノイズを減算することを特徴とする。 An imaging device according to a first invention of the present application includes an imaging device that captures a subject image and outputs an image signal, a first processing unit that receives and processes an image signal from the imaging device, and an image signal when operating. A noise source for adding noise, and a first recording means for previously recording the noise source operation state and the noise added to the image signal in association with each other. Is read from the first recording means and subtracts the noise from the image signal, corresponding to the situation in which the noise source is operating in the first period from when the first signal is received until the first processing unit receives the image signal. It is characterized by that.
撮像素子は複数のラインを備え、ラインは、被写体像を受光して画像信号に変換する複数の光電変換素子を備え、第1の期間は、ラインに含まれる光電変換素子が被写体像を受光してからそのラインが生成した画像信号を処理部が受信するまでの期間であって、第1の処理部は、ライン毎に画像信号からノイズを減算することが好ましい。 The imaging device includes a plurality of lines. The line includes a plurality of photoelectric conversion elements that receive a subject image and convert it into an image signal. During the first period, the photoelectric conversion elements included in the line receive the subject image. The first processing unit preferably subtracts noise from the image signal for each line in a period from when the processing unit receives the image signal generated by the line.
撮像素子は複数のラインを備え、ラインは、被写体像を受光して画像信号に変換する複数の光電変換素子を備え、第1の期間は、ラインに含まれる光電変換素子が被写体像を受光してからそのラインが生成した画像信号を第1の処理部が受信するまでの期間であって、動作状況は、第1の期間においてノイズ源が動作する期間の割合であることが好ましい。 The imaging device includes a plurality of lines. The line includes a plurality of photoelectric conversion elements that receive a subject image and convert it into an image signal. During the first period, the photoelectric conversion elements included in the line receive the subject image. It is a period until the first processing unit receives an image signal generated by the line after that, and the operation state is preferably a ratio of a period during which the noise source operates in the first period.
本願第2の発明による撮像装置は、被写体像を撮像して画像信号を出力する撮像素子と、撮像素子から画像信号を受信して処理する第2の処理部と、動作しているとき画像信号にノイズを加えるノイズ源と、撮像素子が被写体像を受光してから第2の処理部が画像信号を受信するまでの第2の期間におけるノイズ源の動作状況を記録する第2の記録手段とを備え、ノイズ源は、第2の記録手段が記録している動作状況を読み出して動作状況に応じて動作し、ノイズ源が動作状況に応じて動作している期間に撮像素子は完全に遮光された状態で撮像を行って信号を出力し、第2の処理部はその信号を受信して暗露光信号を作成し、画像信号から暗露光信号を減算することを特徴とする。 An image pickup apparatus according to a second invention of the present application includes an image pickup device that picks up a subject image and outputs an image signal, a second processing unit that receives and processes the image signal from the image pickup device, and an image signal when operating. A noise source that adds noise to the image sensor, and a second recording unit that records an operation state of the noise source in a second period from when the image sensor receives the subject image until the second processing unit receives the image signal; The noise source reads the operation status recorded by the second recording means and operates according to the operation status, and the image sensor completely shields light during the period when the noise source is operating according to the operation status In this state, imaging is performed to output a signal, and the second processing unit receives the signal to create a dark exposure signal, and subtracts the dark exposure signal from the image signal.
撮像素子は、被写体像を受光して画像信号に変換する複数の光電変換素子を備え、全ての光電変換素子が出力した画像信号は1つのフレームを構成し、第2の期間は、撮像素子に含まれる光電変換素子が被写体像を受光し始めてから全ての画像信号を第2の処理部が受信し終わるまでの期間であって、第2の処理部は、フレーム毎に画像信号からノイズを減算することが好ましい。 The image sensor includes a plurality of photoelectric conversion elements that receive a subject image and convert it into an image signal. Image signals output from all the photoelectric conversion elements constitute one frame, and the second period includes This is the period from when the included photoelectric conversion element starts receiving the subject image until the second processing unit finishes receiving all the image signals. The second processing unit subtracts noise from the image signal for each frame. It is preferable to do.
撮像素子は複数のラインを備え、ラインは、被写体像を受光して画像信号に変換する複数の光電変換素子を備え、動作状況は、ラインに含まれる光電変換素子が被写体像を受光してからそのラインが生成した画像信号を第2の処理部が受信するまでの第1の期間においてノイズ源が動作する期間の割合であり、第2の記録手段は、ライン毎にノイズ源の動作状況を記録し、ノイズ源は、ライン毎の動作状況に応じてライン毎に動作し、そのラインに対応するラインが完全に遮光された状態で撮像を行って信号を出力し、第2の処理部はその信号を全てのラインから受信して暗露光信号を作成することが好ましい。 The imaging device includes a plurality of lines, the line includes a plurality of photoelectric conversion elements that receive a subject image and convert it into an image signal, and the operation state is after the photoelectric conversion element included in the line receives the subject image. This is the ratio of the period during which the noise source operates in the first period until the second processing unit receives the image signal generated by the line, and the second recording means displays the operation status of the noise source for each line. The noise source operates for each line according to the operation status of each line, outputs a signal by performing imaging in a state where the line corresponding to the line is completely shielded, and the second processing unit It is preferable to generate the dark exposure signal by receiving the signal from all the lines.
本願第3の発明による撮像装置は、被写体像を撮像して画像信号を出力する撮像素子と、被写体像に応じて撮影感度を設定する感度設定部と、撮像素子から画像信号を受信して処理する第1の処理部及び第2の処理部と、動作しているとき画像信号にノイズを加えるノイズ源と、ノイズ源の動作状況と画像信号に加えられるノイズとを関連づけて予め記録しておく第1の記録手段と、撮像素子が被写体像を受光してから処理部が画像信号を受信するまでの第2の期間におけるノイズ源の動作状況を記録する第2の記録手段とを備え、感度設定部が撮影感度を低感度に設定したとき、第1の処理部は、撮像素子が被写体像を受光してから第1の処理部が画像信号を受信するまでの第1の期間においてノイズ源が動作した状況に対応するノイズを第1の記録手段から読み出して、画像信号からノイズを減算し、感度設定部が撮影感度を高感度に設定したとき、ノイズ源は、第2の記録手段が記録している動作状況を読み出して動作状況に応じて動作し、ノイズ源が動作状況に応じて動作している期間に撮像素子は完全に遮光された状態で撮像を行って信号を出力し、第2の処理部はその信号を受信して暗露光信号を作成し、画像信号から暗露光信号を減算することを特徴とする。 An image pickup apparatus according to a third invention of the present application includes an image pickup device that picks up a subject image and outputs an image signal, a sensitivity setting unit that sets shooting sensitivity according to the subject image, and receives and processes an image signal from the image pickup device. A first processing unit and a second processing unit that perform the operation, a noise source that adds noise to the image signal during operation, and an operation state of the noise source and noise added to the image signal are recorded in advance in association with each other. A first recording unit, and a second recording unit that records an operation state of the noise source in a second period from when the image sensor receives a subject image until the processing unit receives an image signal. When the setting unit sets the photographing sensitivity to a low sensitivity, the first processing unit generates a noise source in a first period from when the image sensor receives a subject image until the first processing unit receives an image signal. Noise corresponding to the situation where the When reading out from the first recording means and subtracting noise from the image signal and the sensitivity setting unit sets the photographing sensitivity to high sensitivity, the noise source operates by reading out the operation status recorded by the second recording means It operates according to the situation, and during the period when the noise source is operating according to the operation situation, the imaging device captures an image while being completely shielded from light and outputs a signal, and the second processing unit receives the signal. Then, a dark exposure signal is created, and the dark exposure signal is subtracted from the image signal.
本発明によれば、ノイズ源を構成する機構の機能を発揮させながら、撮像素子が出力する画像信号からノイズを除去する撮像装置を得る。 According to the present invention, it is possible to obtain an imaging apparatus that removes noise from an image signal output from an imaging element while exhibiting the function of a mechanism that constitutes a noise source.
以下、本願発明の一実施形態による撮像装置について図1から4を用いて説明する。図1は、撮像装置の一実施形態であるデジタルカメラ100を示す。図1を用いてデジタルカメラ100の構成について説明する。
Hereinafter, an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a
デジタルカメラ100は、信号生成部を有するDSP110、撮像素子(CIS)を成すCMOS121、ノイズ源であるSR(Shake Reduction)ブロック122、ジャイロセンサ123、第1の記録手段及び第2の記録手段を成すメモリ124、記録媒体125、操作部材126、警告部を成すモニタ127、及びノイズ源である撮影レンズ130を主に備える。
The
撮影レンズ130はレンズ131とレンズ駆動モータ132とを備え、着脱自在となるようにデジタルカメラ100に取り付けられる。撮影レンズ130はCMOS121に被写体像を結像させる。レンズ駆動モータ132は、コイル又は磁性体を備え、動作時に電気的なノイズを発生する。
The photographing
CMOS121は垂直方向及び水平方向に並べられた複数の画素を備える。画素は光電変換素子を備え、撮影レンズ130により結ばれた被写体像を画素が受光して電荷に変換し蓄積する。蓄積された電荷は画像信号としてDSP110に出力される。この手順を詳しく説明すると、水平方向に一列に並べられた複数の画素は、撮影レンズ130により結ばれた被写体像を同時に電荷に変換し蓄積する。この動作を垂直方向上方から下方に対して順に行う。これが終了すると、水平方向に一列に並べられた複数の画素が、蓄積した電荷を同時に出力する。この動作を垂直方向上方から下方に対して順に行う。これにより、CMOS121は画像信号をDSP110に出力する。水平方向に一列に並べられた複数の画素を水平ラインと呼ぶ。
The CMOS 121 includes a plurality of pixels arranged in the vertical direction and the horizontal direction. The pixel includes a photoelectric conversion element, and the pixel image received by the
DSP110は、SRブロック122を制御するSR制御部111、CMOS121を制御するCIS制御部112、レンズ駆動モータ132を制御するモータ制御部113、及び第1の処理部及び第2の処理部を成す画像処理部114を備える。
The DSP 110 includes an
画像処理部114は、CMOS121から画像信号を受信し、メモリ124を一時記憶領域として使用しながら画像処理を行って画像又は画像ファイルを生成する。画像はモニタ127に表示され、画像ファイルは記録媒体125に記憶される。記憶媒体は、デジタルカメラ100に対して着脱自在となるように設けられる、例えばSDカードである。
The
モータ制御部113は、画像処理部114から画像を受信し、画像のコントラストなどに基づいて被写体像の合焦状態を判断する。そして、合焦状態に応じてレンズ駆動信号をレンズ駆動モータ132に送信して駆動する。レンズ駆動モータ132を駆動するとき、モータ制御部113は画像処理部114にもレンズ駆動信号を送信する。
The
ジャイロセンサ123は、デジタルカメラ100に加えられた振動、すなわち角速度を検知してSR制御部111に送信する。SR制御部111は、CMOS121が露光を行っているとき、角速度が閾値以上であるか否かを判断する。そして閾値以上であるときに、デジタルカメラ100に加えられた振動を打ち消すために必要な駆動量を算出する。そして駆動量をSR駆動信号としてSRブロック122及び画像処理部114に送信する。
The
SRブロック122はボイスコイルモータ122aを備える。SR制御部111から駆動量を受信したSRブロック122は、駆動量に応じてボイスコイルモータ122aに通電し、ボイスコイルモータ122aが生じた力を利用してCMOS121を移動させる。これにより、デジタルカメラ100に加えられた振動を打ち消すようにCMOS121が移動する。ボイスコイルモータ122aは磁性体とコイルを備え、コイルに流す電流の大きさを変えることにより力を発生する。またボイスコイルモータ122aは、コイルに流す電流の大きさを一定に保つことによりCMOS121の位置を固定する。コイルに流れる電流の大きさが一定であるとき、ボイスコイルモータ122aが発生する電気的なノイズは極めて小さくかつ一定の値となる。他方、コイルに通電する電流が変化したとき、ボイスコイルモータ122aは電気的なノイズを発生する。
The
CIS制御部112は、CMOS121に読出信号を送信する。CMOS121の画素が蓄積した電荷は読出信号に応じて出力される。
The
CMOS121が露光している期間及び画像信号を出力している期間、画像処理部114はSR駆動信号及びレンズ駆動信号のデューティ比を記憶する。この動作の詳細は後述される。
During the exposure period of the CMOS 121 and the output period of the image signal, the
メモリ124は、SR駆動信号及びレンズ駆動信号のデューティ比に対応したノイズをデューティ比に関連づけて予め記憶している。SRブロック122又はレンズ駆動モータ132を駆動しながら、CMOS121を完全に光から遮蔽して撮像を行うことにより、ノイズが作成される。CMOS121を完全に光から遮蔽して撮像を行えば、CMOS121の動作に起因するノイズやSRブロック122又はレンズ駆動モータ132の動作によって発生するノイズが画像信号に含まれることになる。すなわち、これによりCMOS121が出力した画像信号がノイズを成す。1つの水平ラインに含まれる画素が電荷を蓄積する期間におけるSR駆動信号又はレンズ駆動信号のデューティ比に応じてノイズが作成される。例えば、デューティ比が0%から100%まで5%おきにノイズが作成される。実際の撮像時におけるSR駆動信号又はレンズ駆動信号のデューティ比に対応するノイズを、実際の撮影時に水平ラインが出力した電荷から減算すれば、水平ライン毎にノイズを除去することができる。
The
次に図1及び2を用いて、水平ライン毎にノイズを除去する場合における、画素が電荷を出力するタイミングと駆動信号との関係について説明する。 Next, with reference to FIGS. 1 and 2, the relationship between the timing at which a pixel outputs charge and the drive signal when noise is removed for each horizontal line will be described.
CIS制御部112がCMOS121に送信している水平同期信号(HD)のレベルをHiからLoに一時的に下げると、水平方向に一列に並べられた複数の画素は、撮影レンズ130により結ばれた被写体像を同時に電荷に変換し蓄積する。この動作を垂直方向上方から下方に対して順に行う。これをローリングシャッタと呼ぶ。以下、ローリングシャッタを用いて1フレームの画像を撮像する期間を露光期間と呼ぶ。露光期間では、SR制御部111は、デジタルカメラ100に加えられた振動を打ち消すために必要な駆動量をSR駆動信号としてSRブロック122及び画像処理部114に送信する。SR駆動信号を受信したSRブロック122は、駆動量に応じてCMOS121を駆動する。CMOS121が露光している期間、画像処理部114はSR駆動信号のデューティ比を測定して記憶する。より詳しく説明すると、画像処理部114は、1つの水平ラインに含まれる画素が電荷を蓄積している期間におけるSR駆動信号のデューティ比を求め、その水平ラインと対応づけて記憶する。
When the level of the horizontal synchronization signal (HD) transmitted from the
再度CIS制御部112が垂直信号(VD)のレベルをHiからLoに下げると、画素は電荷を出力し始める。すなわち、水平方向に一列に並べられた複数の画素が、蓄積した電荷を同時に出力する。この動作を垂直方向上方から下方に対して順に行うことにより、画像信号をCMOS121からDSP110に出力する。始めの画素が電荷を出力し始めてから全ての画素が電荷を出力し終わるまでの期間を読出期間と呼ぶ。読出期間の間、SR制御部111は、CMOS121の位置を固定するためのSR駆動信号をSRブロック122及び画像処理部114に送信する。このSR駆動信号を受信したSRブロック122は、CMOS121を現在の位置に固定する。すなわち、読出期間の間CMOS121の位置が固定され、ボイスコイルモータ122aが発生する電気的なノイズが極めて小さくかつ一定となる。
When the
他方、読出期間においてジャイロセンサ123が閾値以上の角速度を検知したとき、SR制御部111は駆動量を算出し、SR駆動信号をSRブロック122及び画像処理部114に送信する。これに応じてSRブロック122がボイスコイルモータ122aに通電する。ボイスコイルモータ122aに通電する期間は図2において期間Aとして表される。これによりボイスコイルモータ122aへの電流量が変化して、デジタルカメラ100に加えられた振動を打ち消すようにCMOS121が移動され、かつボイスコイルモータ122aがノイズを発生する。そして、デジタルカメラ100に外力が加えられなくなって、ジャイロセンサ123が検知する角速度が閾値未満になったとき、CMOS121の位置を固定するためのSR駆動信号をSR制御部111がSRブロック122及び画像処理部114に送信する。これによりボイスコイルモータ122aへの電流量が一定となって、CMOS121の位置が固定され、ボイスコイルモータ122aはノイズを発生しない。読出期間では、画像処理部114はSR駆動信号のデューティ比を記憶する。より詳しく説明すると、1つの水平ラインに含まれる画素は同時に電荷を出力し、画像処理部114は水平ライン毎にSR駆動信号のデューティ比を記憶する。
On the other hand, when the
画像処理部114がCMOS121から画像信号を受信し終えると、画像処理部114は、水平ライン毎にデューティ比を求め、求めたデューティ比に対応するノイズをメモリ124から読み出す。そして水平ライン毎にノイズを減算する。
When the
画像処理部114は、モータ制御部113からレンズ駆動信号を受信したときも、SR制御部111から受信したときと同様に、デューティ比を求め、求めたデューティ比に対応するノイズを各水平ラインから減算する。
When receiving the lens drive signal from the
次に、図3を用いて第1の撮像処理について説明する。第1の撮像処理は、水平ライン毎にノイズを除去する構成であって、操作部材126が備えるシャッターレリーズボタンが操作されたときに実行される。
Next, the first imaging process will be described with reference to FIG. The first imaging process is configured to remove noise for each horizontal line, and is executed when a shutter release button provided in the
始めのステップS31では、図示しないリターンミラーを上げて、図示しないシャッターを開く。 In the first step S31, a return mirror (not shown) is raised and a shutter (not shown) is opened.
次のステップS32では、CMOS121が露光を開始、すなわち露光期間に入る。露光期間では、水平方向に一列に並べられた複数の画素は、撮影レンズ130により結ばれた被写体像を同時に電荷に変換し蓄積する。この動作を垂直方向上方から下方に対して順に行う。そして画像処理部114は、水平ライン毎にSR駆動信号のデューティ比を記憶する。そしてシャッターを閉じて、リターンミラーを下げて露光期間を終了する。
In the next step S32, the CMOS 121 starts exposure, that is, enters an exposure period. In the exposure period, the plurality of pixels arranged in a line in the horizontal direction simultaneously convert the subject image connected by the photographing
次のステップS33では、画像処理部114は、ステップS32において記憶したデューティ比に対応したノイズをメモリ124から読み出す。
In the next step S33, the
次のステップS34では、画像処理部114は、画像信号から水平ライン毎にノイズを減算し、補正画像を作成する。そして処理が終了する。
In the next step S34, the
第1の撮像処理を実行することにより水平ライン毎にノイズを除去することができるため、SRブロック122の動作状況に応じて画像信号からノイズを除去することができる。また、予め作成済みのノイズを使用するため、後述する第2の撮像処理よりも高速にノイズを除去することができる。
Since the noise can be removed for each horizontal line by executing the first imaging process, the noise can be removed from the image signal according to the operation state of the
次に図1及び4を用いて、画像毎にノイズを除去する場合における、画素が電荷を出力するタイミングと駆動信号との関係について説明する。図2に示した構成と同様の構成については説明を省略する。 Next, with reference to FIGS. 1 and 4, the relationship between the timing at which a pixel outputs charge and the drive signal when noise is removed for each image will be described. The description of the same configuration as that shown in FIG. 2 is omitted.
CIS制御部112がCMOS121に送信している垂直信号(VD)のレベルをHiからLoに一時的に下げると、撮影レンズ130により結ばれた被写体像を全ての画素が電荷に変換し蓄積する。露光期間では、SR制御部111は、デジタルカメラ100に加えられた振動を打ち消すために必要な駆動量をSR駆動信号としてSRブロック122及び画像処理部114に送信する。SR駆動信号を受信したSRブロック122は、駆動量に応じてCMOS121を駆動する。全ての画素が露光している期間、画像処理部114はSR駆動信号のデューティ比を記憶する。より詳しく説明すると、画像処理部114は、露光期間全体に対するSR駆動信号のデューティ比を求めて記憶する。
When the level of the vertical signal (VD) transmitted from the
再度CIS制御部112が垂直信号(VD)のレベルをHiからLoに下げると、画素は電荷を出力し始める。すなわち、CMOS121が画像信号をDSP110に出力する。
When the
他方、読出期間においてジャイロセンサ123が閾値以上の角速度を検知したとき、SR制御部111は駆動量を算出し、これに応じてSRブロック122がボイスコイルモータ122aに通電する。ボイスコイルモータ122aに通電する期間は図4において期間Aとして表される。これによりボイスコイルモータ122aへの電流量が変化して、デジタルカメラ100に加えられた振動を打ち消すようにCMOS121が移動され、かつボイスコイルモータ122aがノイズを発生する。そして、デジタルカメラ100に外力が加えられなくなって、ジャイロセンサ123が検知する角速度が閾値未満になったとき、CMOS121の位置を固定するためのSR駆動信号をSR制御部111がSRブロック122及び画像処理部114に送信する。これによりボイスコイルモータ122aへの電流量が一定となって、CMOS121の位置が固定され、ボイスコイルモータ122aはノイズを発生しない。CMOS121が画像信号を出力している期間、読出期間では、画像処理部114はSR駆動信号のデューティ比を記憶する。より詳しく説明すると、1枚の画像に対応する画像信号を出力している期間、画像処理部114はSR駆動信号のデューティ比を記憶する。
On the other hand, when the
画像処理部114がCMOS121から画像信号を受信し終えると、画像処理部114は、露光期間及び/又は読出期間におけるデューティ比に基づいて、SR制御部111にSRブロック122を駆動させる。このとき、CMOS121は完全に遮光された状態で撮像を行って信号を出力し、画像処理部114はその信号を受信して暗露光信号を作成する。この暗露光信号がノイズを成す。そして画像処理部114は、画像信号から暗露光信号、すなわちノイズを減算する。これにより、画像単位でノイズを除去することができる。
When the
画像処理部114は、モータ制御部113からレンズ駆動信号を受信したときも、SR制御部111から受信したときと同様に、デューティ比を求め、求めたデューティ比に対応した暗露光信号を作成して画像から減算する。
When receiving the lens drive signal from the
次に、図5を用いて第2の撮像処理について説明する。第2の撮像処理は、画像毎にノイズを除去する構成であって、操作部材126が備えるシャッターレリーズボタンが操作されたときに実行される。
Next, the second imaging process will be described with reference to FIG. The second imaging process is configured to remove noise for each image, and is executed when a shutter release button provided in the
始めのステップS51では、図示しないリターンミラーを上げて、図示しないシャッターを開く。 In the first step S51, a return mirror (not shown) is raised and a shutter (not shown) is opened.
次のステップS52では、CMOS121が露光を開始、すなわち露光期間に入る。露光期間では、全ての画素は、撮影レンズ130により結ばれた被写体像を電荷に変換し蓄積する。そして画像処理部114は、露光期間中におけるSR駆動信号のデューティ比を記憶する。そしてシャッターを閉じて、リターンミラーを下げて露光期間を終了する。
In the next step S52, the CMOS 121 starts exposure, that is, enters an exposure period. During the exposure period, all the pixels convert the subject image connected by the photographing
次のステップS53では、ステップS32において記憶したデューティ比でSRブロック122を再度動かしながら、CMOS121を完全に光から遮蔽して撮像を行い、ノイズを作成する。 In the next step S53, while the SR block 122 is moved again at the duty ratio stored in step S32, the CMOS 121 is completely shielded from the light and imaging is performed to create noise.
次のステップS54では、画像処理部114は、ステップS53で作成したノイズを画像信号から減算し、補正画像を作成する。そして処理が終了する。
In the next step S54, the
第2の撮像処理を実行することにより、SRブロック122の動作状況に応じて画像信号からノイズを除去することができる。また、ノイズを新たに作成するため、より正確にノイズを除去することができる。
By executing the second imaging process, noise can be removed from the image signal in accordance with the operation status of the
第1の撮像処理と第2の撮像処理は、選択的に実行することができる。デジタルカメラ100が低い撮影感度、例えばISO100で撮影するときには第1の撮像処理を用い、高い撮影感度、例えばISO3200で撮影するときには第2の撮像処理を用いる。撮影感度は、操作部材126が備える感度設定部をユーザが操作することにより設定される。ユーザが設定した撮影感度に応じて、画像処理部114は画像信号のゲインを調節する。低感度のときはゲインが低く調節され、高感度のときはゲインが高く調節される。低い撮影感度で撮影すると高い撮影感度で撮影したときよりも画像信号に乗るノイズが小さいが、第1の撮像処理を用いることにより高速でノイズを除去することができる。他方、高い撮影感度で撮影すると画像信号に乗るノイズが大きくなるが、第2の撮像処理を用いることにより高精度にノイズを除去することができる。
The first imaging process and the second imaging process can be selectively executed. The first imaging process is used when the
本実施形態によれば、ノイズ源を構成するSRブロック及びレンズ駆動モータがその機能を充分に動作させながら、CMOSが出力する画像信号からノイズを除去することができる。 According to the present embodiment, the noise can be removed from the image signal output by the CMOS while the SR block and the lens driving motor constituting the noise source sufficiently operate their functions.
なお、CMOS121の代わりにCCD等の固体撮像素子が用いられても良い。 A solid-state imaging device such as a CCD may be used instead of the CMOS 121.
また、CMOS121が撮像している期間におけるノイズに加えて、CMOS121が画像信号を出力している期間におけるノイズを画像信号から減算するように、第1及び第2の撮像処理を構成しても良い。すなわち、画像処理部114はSR駆動信号及びレンズ駆動信号のデューティ比を記憶し、これに応じて発生するノイズを画像信号から減算する。
Further, the first and second imaging processes may be configured so that noise in a period in which the CMOS 121 outputs an image signal is subtracted from the image signal in addition to noise in the period in which the CMOS 121 is imaging. . That is, the
なお、低い撮影感度では第1の撮像処理を用い、高い撮影感度では第2の撮像処理を用いると説明したが、高い撮影感度で第1の撮像処理を用いてもよく、低い撮影感度で第2の撮像処理を用いてもよい。 It has been described that the first imaging process is used for low imaging sensitivity and the second imaging process is used for high imaging sensitivity. However, the first imaging process may be used with high imaging sensitivity, and the first imaging process may be used with low imaging sensitivity. Two imaging processes may be used.
100 デジタルカメラ
110 DSP
111 SR制御部
112 CIS制御部
113 モータ制御部
114 画像処理部
121 CMOS
122 SRブロック
122a ボイスコイルモータ
123 ジャイロセンサ
124 メモリ
125 記録媒体
126 操作部材
127 モニタ
130 撮影レンズ
131 レンズ
132 レンズ駆動モータ
100
111
Claims (7)
前記撮像素子から前記画像信号を受信して処理する第1の処理部と、
動作しているとき前記画像信号にノイズを加えるノイズ源と、
1ラインの光電変換素子が被写体像を受光してから前記第1の処理部が変換された画像信号を受信するまでの第1の期間における前記ノイズ源のそれぞれ異なる動作状況と、それに応じて前記画像信号に加えられるノイズとを、関連づけて予め記憶するメモリと、
前記第1の処理部は、前記画像信号のライン毎に、前記第1の期間において前記ノイズ源が動作した状況に対応するノイズを前記メモリから読み出して、ライン毎に前記画像信号から前記ノイズを減算する撮像装置。 An image sensor that has a plurality of lines each having a plurality of photoelectric conversion elements that receive a subject image and convert the image signal into the image signal;
A first processing unit that receives and processes the image signal from the imaging device;
A noise source that adds noise to the image signal when operating;
Different operating conditions of the noise source in the first period from when the photoelectric conversion element of one line receives the subject image to when the first processing unit receives the converted image signal , and accordingly, and a noise added to the image signal, a memory for storing in advance in association,
The first processing unit, line by line before Symbol image signal, the noise corresponds to the situation where the noise source is operated in the first period is read out from said memory, said noise from said image signal for each line Imaging device that subtracts.
前記撮像素子から前記画像信号を受信して処理する第2の処理部と、
動作しているとき前記画像信号にノイズを加えるノイズ源と、
前記撮像素子が被写体像を受光してから前記第2の処理部が前記画像信号を受信するまでの第2の期間における前記ノイズ源の動作状況をメモリに記録する第2の記録手段とを備え、
前記ノイズ源は、前記第2の記録手段が前記メモリに記録した動作状況を読み出して前記動作状況に応じて動作し、前記ノイズ源が前記動作状況に応じて動作している期間に前記撮像素子は完全に遮光された状態で撮像を行って信号を出力し、前記第2の処理部はその信号を受信して暗露光信号を作成し、前記画像信号から前記暗露光信号を減算する撮像装置。 An image sensor that captures a subject image and outputs an image signal;
A second processing unit for receiving and processing the image signal from the imaging device;
A noise source that adds noise to the image signal when operating;
Second recording means for recording, in a memory, an operation state of the noise source in a second period from when the imaging element receives a subject image until the second processing unit receives the image signal. ,
The noise source reads an operation state recorded in the memory by the second recording unit and operates in accordance with the operation state, and the imaging element is operated during a period in which the noise source is operating in accordance with the operation state. Takes an image in a completely shielded state and outputs a signal, and the second processing unit receives the signal to create a dark exposure signal, and subtracts the dark exposure signal from the image signal .
全ての前記光電変換素子が出力した前記画像信号は1つのフレームを構成し、
前記第2の期間は、前記撮像素子に含まれる光電変換素子が被写体像を受光し始めてから全ての前記画像信号を前記第2の処理部が受信し終わるまでの期間であって、
前記第2の処理部は、前記フレーム毎に前記画像信号から前記ノイズを減算する請求項4に記載の撮像装置。 The image sensor includes a plurality of photoelectric conversion elements that receive a subject image and convert the image into the image signal.
The image signals output from all the photoelectric conversion elements constitute one frame,
The second period is a period from when the photoelectric conversion element included in the imaging element starts to receive a subject image to when the second processing unit finishes receiving all the image signals.
The imaging apparatus according to claim 4, wherein the second processing unit subtracts the noise from the image signal for each frame.
前記ラインは、被写体像を受光して前記画像信号に変換する複数の光電変換素子を備え、
前記動作状況は、前記ラインに含まれる光電変換素子が被写体像を受光してからそのラインが生成した画像信号を前記第2の処理部が受信するまでの第1の期間においてノイズ源が動作する期間の割合であり、
前記第2の記録手段は、前記ライン毎に前記ノイズ源の動作状況を記録し、前記ノイズ源は、前記ライン毎の前記動作状況に応じて前記ライン毎に動作し、そのラインに対応するラインが完全に遮光された状態で撮像を行って信号を出力し、前記第2の処理部はその信号を全てのラインから受信して暗露光信号を作成する請求項4又は5に記載の撮像装置。 The image sensor includes a plurality of lines,
The line includes a plurality of photoelectric conversion elements that receive a subject image and convert the image into the image signal.
In the operation state, a noise source operates in a first period from when a photoelectric conversion element included in the line receives a subject image until the second processing unit receives an image signal generated by the line. Is the percentage of the period,
The second recording unit records an operation state of the noise source for each line, and the noise source operates for each line according to the operation state for each line, and a line corresponding to the line. The imaging apparatus according to claim 4 or 5, wherein imaging is performed in a state where light is completely shielded and a signal is output, and the second processing unit receives the signal from all lines and creates a dark exposure signal. .
被写体像に応じて撮影感度を設定する感度設定部と、
前記撮像素子から前記画像信号を受信して処理する第1の処理部及び第2の処理部と、
動作しているとき前記画像信号にノイズを加えるノイズ源と、
前記ノイズ源の動作状況と前記画像信号に加えられるノイズとを関連づけて予め記録しておく第1の記録手段と、
前記撮像素子が被写体像を受光してから前記第2の処理部が前記画像信号を受信するまでの第2の期間における前記ノイズ源の動作状況を記録する第2の記録手段とを備え、
前記感度設定部が前記撮影感度を低感度に設定したとき、前記第1の処理部は、前記撮像素子が被写体像を受光してから前記第1の処理部が前記画像信号を受信するまでの第1の期間において前記ノイズ源が動作した状況に対応するノイズを前記第1の記録手段から読み出して、前記画像信号から前記ノイズを減算し、
前記感度設定部が前記撮影感度を高感度に設定したとき、前記ノイズ源は、前記第2の記録手段が記録している動作状況を読み出して前記動作状況に応じて動作し、前記ノイズ源が前記動作状況に応じて動作している期間に前記撮像素子は完全に遮光された状態で撮像を行って信号を出力し、前記第2の処理部はその信号を受信して暗露光信号を作成し、前記画像信号から前記暗露光信号を減算する撮像装置。
An image sensor that captures a subject image and outputs an image signal;
A sensitivity setting section that sets the shooting sensitivity according to the subject image;
A first processing unit and a second processing unit that receive and process the image signal from the imaging device;
A noise source that adds noise to the image signal when operating;
First recording means for pre-recording the operation state of the noise source and the noise added to the image signal in association with each other;
Second recording means for recording an operation state of the noise source in a second period from when the image sensor receives a subject image until the second processing unit receives the image signal;
When the sensitivity setting unit sets the photographing sensitivity to a low sensitivity, the first processing unit includes a period from when the image sensor receives a subject image until the first processing unit receives the image signal. Reading out noise corresponding to the situation in which the noise source is operating in the first period from the first recording means, and subtracting the noise from the image signal;
When the sensitivity setting unit sets the photographing sensitivity to high sensitivity, the noise source reads the operation status recorded by the second recording unit and operates according to the operation status, and the noise source During the period of operation according to the operation status, the image sensor captures an image while being completely shielded from light and outputs a signal, and the second processing unit receives the signal and creates a dark exposure signal. An imaging device that subtracts the dark exposure signal from the image signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012271784A JP6079196B2 (en) | 2012-12-12 | 2012-12-12 | Imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012271784A JP6079196B2 (en) | 2012-12-12 | 2012-12-12 | Imaging device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014116914A JP2014116914A (en) | 2014-06-26 |
JP6079196B2 true JP6079196B2 (en) | 2017-02-15 |
Family
ID=51172466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012271784A Active JP6079196B2 (en) | 2012-12-12 | 2012-12-12 | Imaging device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6079196B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6816416B2 (en) | 2016-09-06 | 2021-01-20 | リコーイメージング株式会社 | Imaging device |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5235441B2 (en) * | 2008-02-12 | 2013-07-10 | キヤノン株式会社 | Noise reduction apparatus, control method therefor, and imaging apparatus |
JP2010021834A (en) * | 2008-07-11 | 2010-01-28 | Nikon Corp | Image capturing apparatus |
JP5188325B2 (en) * | 2008-08-28 | 2013-04-24 | キヤノン株式会社 | IMAGING DEVICE AND IMAGING DEVICE CONTROL METHOD |
JP2010220024A (en) * | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Horizontal streak noise correction method |
JP5500034B2 (en) * | 2010-10-06 | 2014-05-21 | リコーイメージング株式会社 | An imaging device equipped with a camera shake correction mechanism |
-
2012
- 2012-12-12 JP JP2012271784A patent/JP6079196B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014116914A (en) | 2014-06-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6476065B2 (en) | IMAGING DEVICE AND IMAGING DEVICE CONTROL METHOD | |
JP4501994B2 (en) | Imaging device | |
US10397502B2 (en) | Method and apparatus for imaging an object | |
US9247137B2 (en) | Image pickup apparatus and image pickup method which acquires bright-time image data and dark-time image data to correct dark current | |
JP2009017078A (en) | Digital still camera and its operation controlling method | |
CN109997352B (en) | Imaging device, camera, and imaging method | |
CN109474781B (en) | Image pickup apparatus, control method for image pickup apparatus, and recording medium | |
JP5039588B2 (en) | IMAGING DEVICE AND IMAGING DEVICE CONTROL METHOD | |
JP5178394B2 (en) | Imaging apparatus and control method thereof | |
JP2007336394A (en) | Imaging apparatus and image compositing method | |
JP6381236B2 (en) | Imaging apparatus and control method thereof | |
JP5316175B2 (en) | Electronic camera | |
JP6079196B2 (en) | Imaging device | |
JP2012095116A (en) | Imaging device and control method of the same | |
JP2008118293A (en) | Imaging apparatus and method | |
JP6257186B2 (en) | Imaging apparatus, imaging method, and program | |
JP6094154B2 (en) | Imaging device | |
JP2008118378A (en) | Photographing device and its driving method | |
JP5127510B2 (en) | IMAGING DEVICE AND IMAGING DEVICE CONTROL METHOD | |
JP2008283477A (en) | Image processor, and image processing method | |
JP5482444B2 (en) | Imaging device | |
WO2015182021A1 (en) | Image pickup control apparatus, image pickup apparatus, and image pickup control method | |
JP5300312B2 (en) | Solid-state imaging device, control method for solid-state imaging device, and information device | |
JP2013128184A (en) | Imaging apparatus and imaging method | |
JP2009141702A (en) | Imaging apparatus and control method for the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD05 | Notification of revocation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425 Effective date: 20150327 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20151009 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160628 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160705 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160905 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161220 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170102 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6079196 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |