JP2006166252A - Imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、CCD(Charge Coupled Device)等の撮像素子を備えた撮像装置の技術分野に属し、特に画像信号に含まれる暗ノイズを除去する技術に関する。 The present invention belongs to the technical field of an image pickup apparatus having an image pickup device such as a CCD (Charge Coupled Device), and particularly relates to a technique for removing dark noise contained in an image signal.
通常、CCD(Charge Coupled Device)等の撮像素子は、光が当っていない状態でも各画素に電荷(暗ノイズ、暗電流)が発生するため、画素から出力される画素信号には、本来の画素の露光量に対応する画素信号に対して画素値のずれが生じており、所謂オフセット(暗ノイズによる黒レベルのずれ)が発生する。特に、比較的長い時間露光動作を行う場合には、そのオフセットが大きくなるため、被写体に忠実な撮像画像が得られない可能性が生じる。 Usually, an image pickup device such as a CCD (Charge Coupled Device) generates charges (dark noise, dark current) in each pixel even in the absence of light, so that the pixel signal output from the pixel is the original pixel. The pixel value shifts with respect to the pixel signal corresponding to the exposure amount, and a so-called offset (black level shift due to dark noise) occurs. In particular, when the exposure operation is performed for a relatively long time, the offset becomes large, and there is a possibility that a captured image faithful to the subject cannot be obtained.
このような暗ノイズを除去する方法として、例えば、外部からの光を遮断した状態で撮像素子に撮像動作を行わせ、この撮像動作により得られる各画素の画素信号を暗ノイズとみなし、この暗ノイズを被写体の撮像時に得られた各画素信号から減算する方法が知られている。 As a method for removing such dark noise, for example, the imaging device is caused to perform an imaging operation in a state where light from the outside is blocked, and the pixel signal of each pixel obtained by this imaging operation is regarded as dark noise, and this dark noise is detected. A method of subtracting noise from each pixel signal obtained at the time of imaging a subject is known.
この場合、被写体撮像時の露光動作によって得られる画素信号に含まれる暗ノイズにできるだけ近似した暗ノイズを得るためには、撮像素子による前記暗ノイズ導出用の露光時間を、被写体撮像時における撮像素子の露光時間と同一時間に設定するのが好ましいと考えられる。 In this case, in order to obtain dark noise as close as possible to the dark noise included in the pixel signal obtained by the exposure operation at the time of subject imaging, the exposure time for derivation of the dark noise by the imaging device is set as the imaging device at the time of subject imaging. It is considered to be preferable to set the same time as the exposure time.
一方、このような画素信号に含まれるノイズに関する技術として、下記特許文献1には、露光時間に対して指数関数的に増加する、撮像素子の各画素に蓄積されるノイズ量を低減するため、カメラ側で設定された露光時間が長いときには、その露光時間を複数に分割し、この分割後の各時間をそれぞれ露光時間(以下、分割露光時間という)として前記撮像素子に前記複数回露光動作を行わせ、各露光動作により得られた画像を合成する技術が開示されている。
On the other hand, as a technique related to noise included in such a pixel signal, in
また、下記特許文献2においては、多重露光時に、電子ファインダー上ですでに露光された画像と今回露光しようとしている画像を合成して表示する技術が提案されている。
前述のようなノイズ除去方法によって暗ノイズを減算したとしても、この暗ノイズと被写体撮影時に撮像素子に発生する暗ノイズとには誤差がある。特に、前述したように暗ノイズは露光時間に対して指数関数的に増加するものであり、露光時間が長くなるほどその誤差が大きくなる。したがって、露光時間が長くなるほどノイズ除去精度が低下することとなる。 Even if the dark noise is subtracted by the noise removal method as described above, there is an error between the dark noise and the dark noise generated in the image sensor when the subject is photographed. In particular, as described above, the dark noise increases exponentially with respect to the exposure time, and the error increases as the exposure time increases. Accordingly, the longer the exposure time, the lower the noise removal accuracy.
また、特許文献1においては、撮像画像に含まれるノイズは低減されるものの、各分割露光動作でそれぞれ生じるノイズの残存は許容するものであり、このノイズをも除去しようとする試みは無い。また、特許文献2においては、このような暗ノイズの除去に関する記載は無い。
Further, in
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、上記のような暗ノイズをできるだけ正確に除去して被写体像に忠実な画像を得ることの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 the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of obtaining an image faithful to a subject image by removing dark noise as described above as accurately as possible.
請求項1に記載の発明は、被写体からの光を受光して光電変換する複数の画素を備えた撮像素子と、所定の記録部に記録する記録用画素信号を生成するための露光動作の開始を前記撮像素子に指示するための入力操作部と、前記入力操作部により前記露光開始指示が行われると、前記撮像素子に露光動作を開始させるとともに、前記撮像素子に所定の時間毎に画素信号を出力させる撮像制御部と、前記撮像素子より前記所定の時間毎に得られる画素信号から所定の暗ノイズをそれぞれ除去するノイズ除去処理部と、前記ノイズ除去処理部により暗ノイズが除去された画素信号を順次加算する加算処理部と、前記加算処理部による加算処理により順次生成される画素信号を記録する記録部とを備えることを特徴とするものである。 According to the first aspect of the present invention, an image sensor including a plurality of pixels that receive and photoelectrically convert light from a subject, and start of an exposure operation for generating a recording pixel signal to be recorded in a predetermined recording unit. And an input operation unit for instructing the image sensor, and when the input operation unit instructs the exposure start, the image sensor is caused to start an exposure operation, and the image signal is transmitted to the image sensor every predetermined time. An image pickup control unit that outputs a signal, a noise removal processing unit that removes predetermined dark noise from a pixel signal obtained at every predetermined time from the image pickup device, and a pixel from which dark noise has been removed by the noise removal processing unit An addition processing unit that sequentially adds signals and a recording unit that records pixel signals sequentially generated by the addition processing by the addition processing unit are provided.
この発明によれば、入力操作部により露光開始指示が行われると、撮像素子に露光動作を開始させるとともに、撮像素子に所定の時間毎に画素信号を出力させ、撮像素子より前記所定の時間毎に得られる画素信号を順次加算し、この加算処理により順次生成される画素信号を記録するようにしたので、撮影者の所望の露光時間での被写体の画像を得ることができる。 According to the present invention, when an exposure start instruction is given by the input operation unit, the image pickup device starts an exposure operation, and the image pickup device outputs a pixel signal every predetermined time, and the image pickup device outputs the pixel signal every predetermined time. The pixel signals obtained are sequentially added and the pixel signals sequentially generated by this addition processing are recorded, so that an image of the subject can be obtained at the exposure time desired by the photographer.
また、前記加算処理前に、撮像素子より所定の時間毎に得られる画素信号から所定の暗ノイズを逐一除去するようにしたので、被写体に忠実な画像を得ることが可能となる。すなわち、このような除去方法を採らないで、例えば、外光を遮光した状態で、予め撮像素子に、記録用画素信号を生成するための露光動作(本露光動作)の露光時間だけ露光動作を行わせ、この露光動作により得られた画素信号を、実際の本露光動作中に生じる暗ノイズとみなし(以下、みなし暗ノイズという)、この暗ノイズを実際の本露光動作の終了時点で得られた画素信号から減算する従来の構成では、露光時間が長くなるほど、そのみなし暗ノイズと、実際の本露光動作により得られる画素信号に含まれる暗ノイズとの誤差が大きくなる。 Further, since the predetermined dark noise is removed one by one from the pixel signal obtained every predetermined time from the image sensor before the addition process, an image faithful to the subject can be obtained. That is, without using such a removal method, for example, in a state where external light is shielded, the exposure operation is performed for the exposure time for the exposure operation (main exposure operation) for generating the recording pixel signal in advance on the image sensor. The pixel signal obtained by this exposure operation is regarded as dark noise generated during the actual main exposure operation (hereinafter referred to as deemed dark noise), and this dark noise is obtained at the end of the actual main exposure operation. In the conventional configuration of subtracting from the pixel signal, the error between the assumed dark noise and the dark noise included in the pixel signal obtained by the actual main exposure operation increases as the exposure time increases.
これに対し、本発明では、本露光動作を複数の露光動作に分割して行うから、撮像素子より所定の時間毎に得られる各画素信号(各分割露光動作により得られる画素信号)に含まれるノイズはそれぞれ小さいものなり(オフセットが生じにくくなり)、このノイズと前記所定の暗ノイズとの誤差を小さくすることができる。その結果、長時間の露光動作であっても被写体像に忠実な画像を得ることが可能となる。 On the other hand, in the present invention, since the main exposure operation is divided into a plurality of exposure operations, each pixel signal (pixel signal obtained by each divided exposure operation) obtained every predetermined time from the image sensor is included. The noise is small (offset is less likely to occur), and the error between this noise and the predetermined dark noise can be reduced. As a result, an image faithful to the subject image can be obtained even with a long exposure operation.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の撮像装置において、外光を遮光した状態で前記撮像素子に前記所定の時間だけ露光動作を行わせたときに画素から出力される画素信号を前記暗ノイズとして設定することを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the image pickup apparatus according to the first aspect, a pixel signal output from a pixel when the image pickup device performs an exposure operation for the predetermined time while external light is blocked. Is set as the dark noise.
この発明によれば、外光を遮光した状態で前記撮像素子に前記所定の時間だけ露光動作を行わせたときに画素から出力される画素信号を前記暗ノイズとするようにしたので、本露光動作において、撮像素子から所定の時間毎に得られる画素信号に含まれる暗ノイズにできるだけ近い暗ノイズを導出することができる。 According to the present invention, since the pixel signal output from the pixel is used as the dark noise when the image sensor is subjected to the exposure operation for the predetermined time in a state where the outside light is blocked, the main exposure is performed. In operation, dark noise that is as close as possible to the dark noise contained in the pixel signal obtained from the image sensor at predetermined time intervals can be derived.
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の撮像装置において、前記加算処理部による加算処理により順次生成される画素信号を表示画像として所定の表示部に更新的に表示させる画像表示制御部を備えたことを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in the image pickup apparatus according to the first or second aspect, the pixel signal sequentially generated by the addition processing by the addition processing unit is displayed on a predetermined display unit as a display image in an update manner. A display control unit is provided.
この発明によれば、長時間の露光期間中、撮影者は撮像素子の露出状況(露光状態)を視認することができる。 According to the present invention, the photographer can visually recognize the exposure state (exposure state) of the image sensor during the long exposure period.
請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の撮像装置において、前記記録用画素信号を生成するための前記撮像素子による露光動作の開始及び終了の指示が可能となるバルブ撮影モードに設定するモード設定部と、被写体の輝度に基づいて露光時間を算出する露光時間算出部とを備え、前記ノイズ除去処理部は、前記モード設定部によりバルブ撮影モードに設定されたとき、または前記露光時間算出部により算出される露光時間が所定の時間より長いときに暗ノイズ除去処理を行うことを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the imaging device according to any one of the first to third aspects, an instruction to start and end an exposure operation by the imaging element for generating the recording pixel signal can be given. A mode setting unit that sets the bulb shooting mode; and an exposure time calculation unit that calculates an exposure time based on the luminance of the subject, and the noise removal processing unit is set to the bulb shooting mode by the mode setting unit. Alternatively, the dark noise removal process is performed when the exposure time calculated by the exposure time calculation unit is longer than a predetermined time.
この発明によれば、バルブ撮影モードに設定されたとき、または前記露光時間算出部により算出される露光時間が所定の時間より長いときに、請求項1〜3のいずれかに記載の発明を採用することで、各発明による効果が顕著となる。
According to this invention, the invention according to any one of
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の撮像装置において、前記記録用画素信号を生成するための前記撮像素子による露光動作の開始指示を入力するための第1の入力操作部と、その露光動作の終了指示を入力するための第2の入力操作部とを備え、前記第1の入力操作部による前記露光動作の開始指示の入力により前記露光動作が開始した後、前記第2の入力操作部により前記露光動作の終了指示の入力が行われると、前記露光動作を終了し、前記露光時間算出部により算出された露光時間内に前記第2の入力操作部による前記露光動作の終了指示の入力が行われないときには、前記露光時間算出部により算出された露光時間経過時点で前記露光動作を終了することを特徴とするものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the imaging apparatus according to the fourth aspect, a first input operation unit for inputting an instruction to start an exposure operation by the imaging element for generating the recording pixel signal; A second input operation unit for inputting an instruction to end the exposure operation, and after the exposure operation is started by an input of the start instruction of the exposure operation by the first input operation unit, the second input operation unit When the input operation unit inputs an instruction to end the exposure operation, the exposure operation ends, and the exposure operation performed by the second input operation unit is performed within the exposure time calculated by the exposure time calculation unit. When no termination instruction is input, the exposure operation is terminated when the exposure time calculated by the exposure time calculation unit has elapsed.
この発明によれば、記録用画素信号を生成するための前記撮像素子による露光動作の開始及び終了を、撮影者が指示することができるため、所望の構図の画像(撮影者の意図する構図の画像)を得ることができる。また、第2の入力操作部により前記露光動作の終了指示の入力が行われない場合でも、適切な時点で露光動作が自動的に終了される。 According to the present invention, since the photographer can instruct the start and end of the exposure operation by the image sensor for generating the recording pixel signal, an image with a desired composition (the composition intended by the photographer) can be obtained. Image). Even when the second input operation unit does not input an instruction to end the exposure operation, the exposure operation is automatically ended at an appropriate time.
請求項6に記載の発明は、請求項4に記載の撮像装置において、前記露光時間算出部により算出された露光時間を延長する指示を入力するための第3の入力操作部を有し、前記第3の入力操作部により前記露光時間の延長指示が入力された後、前記第2の入力操作部により前記露光動作の終了指示の入力が行われると、前記露光動作を終了することを特徴とするものである。
The invention according to
この発明によれば、撮像装置で露光時間が設定された場合でも、手動でその露光時間を延長することができる。 According to the present invention, even when the exposure time is set by the imaging apparatus, the exposure time can be manually extended.
請求項1に記載の発明によれば、暗ノイズができるだけ正確に除去された綺麗で被写体像にできるだけ忠実な画像を得ることができる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to obtain a beautiful and faithful image of the subject image from which dark noise is removed as accurately as possible.
請求項2に記載の発明によれば、被写体像にできるだけ忠実な画像を得ることができる。 According to the second aspect of the present invention, an image that is as faithful as possible to the subject image can be obtained.
請求項3に記載の発明によれば、撮像装置の使用者が露光状態を確認しながら構図を決定することができる。 According to the third aspect of the present invention, the user of the imaging apparatus can determine the composition while confirming the exposure state.
請求項4に記載の発明によれば、バルブ撮影モードに設定されたとき、または前記露光時間算出部により算出される露光時間が所定の時間より長いときに、請求項1〜3のいずれかに記載の発明による効果が顕著となる。
According to the invention of
請求項5,6に記載の発明によれば、撮像装置の利便性を向上することができる。 According to the fifth and sixth aspects of the invention, the convenience of the imaging device can be improved.
本発明に係る撮像装置の実施形態について説明する。図1は、撮像装置1の正面図、図2は、撮像装置1の背面図である。
An embodiment of an imaging apparatus according to the present invention will be described. FIG. 1 is a front view of the
図1、図2に示すように、撮像装置1は、電源ボタン2と、撮像光学系3と、LCD(Liquid Crystal Display)4と、光学ファインダー5と、内蔵フラッシュ6と、モード設定スイッチ7と、4連スイッチ8と、シャッターボタン9と、長秒モニタリングスイッチ10とを備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
電源ボタン2は、撮像装置1の主電源のオンオフを切り替える指示を入力するためのものである。撮像光学系3は、ズームレンズや図略のメカニカルシャッター等を備えてなり、CCD(Charge Coupled Device)等の撮像素子11(図3参照)の撮像面(受光面)に、被写体の光学像を結像するものである。
The
LCD4は、ライブビュー画像及び後述する外部記憶部31(図3参照)に記録する画像(記録画像)の表示や、外部記憶部31に記録された画像の再生表示等を行うものである。ライブビュー画像は、被写体の画像を記録するまでの期間、一定の周期(1/30秒)でLCD4に切換表示される撮像素子11で撮像された画像をいい、このライブビュー画像により、被写体の状態が略リアルタイムでLCD4に表示され、撮影者は被写体の状態をLCD4で確認することができる。なお、LCD4に代えて、有機ELやプラズマ表示装置を採用してもよい。
The
光学ファインダー5は、被写体が撮影される範囲を光学的に観察できるようにするものである。内蔵フラッシュ6は、撮像素子11への露光量が不足している場合等に、該被写体に照明光を照射するものである。
The
モード設定スイッチ7は、被写体像の撮影を行なう「撮影モード」と、外部記憶部31に記録された撮影画像をLCD4に再生表示する「再生モード」と、各種機能の設定を行うための「メニューモード」との間でモードの切換設定を行うためのスイッチである。モード設定スイッチ7は、上下にスライドする3接点のスライドスイッチからなり、下にセットすると撮像装置1は撮影モードに設定され、中央にセットすると再生モードに設定され、上にセットするとメニューモードに設定される。
The
4連スイッチ8は、詳細には説明しないが、ズームレンズの光軸方向への移動や、露出補正、あるいはLCD4に再生する記録画像のコマ送り等を行うためのスイッチである。また、本実施形態の撮像装置1は、撮影モードの種類として、プログラムAEモード、絞り優先AEモード、シャッター速度優先AEモード及びマニュアルモードが備えられており、モード設定スイッチ7によりメニューモードが設定された状態で4連スイッチ8が操作されることにより、これらのモードを切り換えることができる。
Although not described in detail, the
プログラムAEモードは、予め設定されたAE(Auto Exposure)プログラムにしたがって絞り値とシャッタースピードとの組合せを自動的に設定するモードであり、絞り優先AEモードは、撮影者により予め設定された絞り値でシャッタースピードを設定して撮像を行うモードであり、シャッター速度優先AEモードは、撮影者により予め設定されたシャッタースピードで絞り値を設定して撮像を行うモードであり、マニュアルモードは、撮影者により予め設定されたシャッタースピードと絞り値とで撮像を行うモードである。 The program AE mode is a mode in which a combination of an aperture value and a shutter speed is automatically set according to a preset AE (Auto Exposure) program. The aperture priority AE mode is an aperture value preset by a photographer. The shutter speed setting AE mode is a mode in which an image is taken by setting an aperture value at a shutter speed preset by the photographer, and the manual mode is a mode in which the photographer takes a picture. Is a mode in which imaging is performed with a shutter speed and an aperture value set in advance.
シャッターボタン9は、完全に押し切られる全押し操作と途中まで押される半押し操作との2段階で押圧操作されるボタンであり、主として露出制御のタイミングを指示するためのものである。前記各撮影モードにおいて、シャッターボタン9が操作されていない状態では、例えば1/10(秒)毎に被写体の光学像が取り込まれ、LCD4へのライブビュー画像の表示が行われる。なお、このライブビュー画像の表示切替周期は、例えば1/30秒であり、この場合には、次に被写体の光学像が取り込まれるまで、同一の被写体の画像が3回ずつ表示されることとなる。
The
また、撮像装置1は、前述の各撮影モードでは、シャッターボタン9の半押し操作が行われることで、ライブビュー画像の表示に加えてシャッタースピードや絞り値等の設定が行われる撮像待機状態に設定され、全押し操作が行われることで、外部記憶部31に記録する被写体の画像を生成するための後述する撮像素子11による露光動作(以下、本露光動作という)が開始される。
Further, in each of the above-described shooting modes, the
本実施形態の撮像装置1は、本露光動作の期間が予め設定されたライブビュー画像の表示周期(例えば1/30秒)より著しく長いときに、その本露光動作期間にもライブビュー画像をLCD4に表示するモード(以下、長秒モニタリングモードという)が後述の長秒モニタリングスイッチ10により設定可能に構成されている。そして、前述したいずれかの各撮影モードの設定時において後述する長秒モニタリングモードに設定されると、本露光動作の期間、所定の周期(例えば1/10(秒))で被写体の光学像が取り込まれ、光学像が取り込まれるたびに、取り込んで得られた画像を逐次加算し、外部記憶部31に更新的に記録するとともに、この外部記憶部31に記録される画像の状態(被写体の画像を加算した画像)をライブビュー画像としてリアルタイムでLCD4に表示するようにしている。
When the period of the main exposure operation is significantly longer than a preset live view image display cycle (for example, 1/30 seconds), the
長秒モニタリングスイッチ10は、前述したいずれかの撮影モードの設定時において前記長秒モニタリングモードに設定するためのものであり、押圧する毎に、長秒モニタリングモードの設定/非設定が交互に切り換えられる。
The long-
図3は、撮像装置1のシステムを示すブロック構成図である。同図において、図1,図2に示した部材と同一部材には同一の番号を付している。
FIG. 3 is a block configuration diagram showing a system of the
撮像装置1は、撮像光学系3と、LCD4と、撮像素子11と、タイミングジェネレータ12と、信号処理部13、A/D変換部14と、画像メモリ15と、VRAM(Video Random Access Memory)16と、操作部17と、全体制御部18とを備えて構成されている。
The
撮像光学系3は、図1に示す撮像光学系3に相当するものであり、前述したようにメカニカルシャッターを備える。LCD4は、図2に示すLCD4に相当するものである。
The imaging
撮像素子11は、例えばフォトダイオード等で構成される複数の光電変換素子がマトリックス状に2次元配列され、各光電変換素子の受光面に、それぞれ分光特性の異なる例えばR(赤),G(緑),B(青)のカラーフィルタが1:2:1の比率で配設されてなるベイヤー配列のCCDカラーエリアセンサである。以下、光電変換素子にカラーフィルタが配設されたものを撮像素子11の画素という。撮像素子11は、撮像光学系3により結像された被写体の光像をR(赤),G(緑),B(青)各色成分のアナログの電気信号(画像信号)に変換し、R,G,B各色の画像信号として出力する。
The
撮像素子11は、詳細には説明しないが、フォトダイオード等からなる受光部、垂直転送部、及び水平転送部等を備えてなるインターライン型の撮像素子であり、プログレッシブ転送方式により各画素の電荷が取り出される。すなわち、各受光部で蓄積された電荷は、垂直同期信号により垂直転送部に転送され、各垂直転送部に転送された電荷は、水平同期信号により水平転送路に近い画素から順に該水平転送路に転送されることにより画素信号として取り出される。このような撮像素子11における各画素の出力信号の読出し(水平同期、垂直同期)等の撮像動作や、撮像素子11による露光動作の開始及び終了のタイミングは、後述のタイミングジェネレータ12等により制御される。
Although not described in detail, the
本実施形態の撮像装置1は、長秒モニタリングスイッチ10により長秒モニタリングモードの設定時と非設定時とで、記録画像の生成方法が異なる。
The
すなわち、長秒モニタリングモードの非設定時には、シャッターボタン9の全押し操作により本露光動作の開始(記録用の画素信号の生成開始)の指示が行われると、撮像素子11の略全ての画素が、画素信号が取り出されることなく露光動作を継続して行う。そのため、本露光動作中はLCD4には何も表示されない。その後、予め算出されたシャッタースピードに相当する露光時間が経過すると、画素信号が取り出されることなく電荷を蓄積していた略全ての画素による本露光動作が終了し、これらの画素から画素信号が取り出され、その取り出された画素信号を用いて記録画像が生成される。
That is, when the long-second monitoring mode is not set, if an instruction to start the main exposure operation (start generation of a recording pixel signal) is issued by fully pressing the
一方、長秒モニタリングモードの設定時には、シャッターボタン9の全押し操作により本露光動作の開始の指示が行われると、撮像素子11の略全ての画素から所定の時間間隔で画素信号が取り出される。また、取り出された画素信号は順次加算(各画素において画素信号の画素値の加算)され、この加算後の画素信号は後述の第2画像記憶部30に記憶されるとともに、順次、該加算後の画素信号を用いてライブビュー画像が生成される。これにより、LCD4に一定の時間間隔でライブビュー画像が更新的に表示される。その後、予め算出されたシャッタースピードに相当する露光時間が経過すると、第2画像記憶部30に記憶される最新の加算画像が記録画像として外部記憶部31に記録される。
On the other hand, when the long-second monitoring mode is set, if an instruction to start the main exposure operation is issued by fully pressing the
タイミングジェネレータ12は、全体制御部18から送信される基準クロックCLK0に基づいて、撮像素子11の駆動制御信号、例えば積分開始/終了(露出開始/終了)のタイミング信号、各画素の受光信号の読出制御信号(水平同期信号,垂直同期信号等)等のクロック信号を生成し、撮像素子11に出力する。
The
信号処理部13は、撮像素子11から出力されるアナログの画素信号に所定のアナログ信号処理を施すものである。信号処理部13は、CDS(相関二重サンプリング)回路とAGC(オートゲインコントロール)回路とを有し、CDS回路は、画素信号のノイズの低減を行うものであり、AGC回路は、画素信号のレベル調整を行うものである。
The
本実施形態では、長秒モニタリングモードが設定された場合には、撮像素子11の略全ての画素から所定の時間間隔で取り出された各画素信号から、予め導出された暗ノイズをそれぞれ減算するようになっている。この暗ノイズは、外光を遮光した状態で撮像素子11に前記所定の時間だけ露光動作を行わせ、この露光動作により各画素から得た画素信号であり、予め信号処理部13に記憶されている。
In the present embodiment, when the long second monitoring mode is set, dark noise derived in advance is subtracted from each pixel signal extracted from almost all pixels of the
例えば、本露光期間中、撮像素子11の略全ての画素から1/10(秒)の周期で画素信号を取り出すものとすると、予め、外光を遮光した状態で撮像素子に1/10(秒)間だけ露光動作を行わせ、この露光動作により得られた画素信号を、被写体像の本露光動作時に得られる画素信号(1/10(秒)の周期で取り出される画素信号)に含まれる暗ノイズとみなし、この暗ノイズを、被写体像の本露光動作時に得られる画素信号からそれぞれ減算する。
For example, assuming that pixel signals are extracted at a period of 1/10 (second) from almost all pixels of the
より詳細には、例えば図6に示すように、長秒モニタリングモードの設定時において、時刻T=T1でシャッターボタン9の全押し操作が行われると、時刻T=T2から、各画素に1/10(秒)の周期で画素信号を出力させる。各画素の前記各周期における電荷の蓄積期間(露光期間)を「蓄積1」、「蓄積2」、…「蓄積49」,「蓄積50」と表すものとすると、「蓄積1」,「蓄積2」,…,「蓄積49」,「蓄積50」の各露光期間で得られた画素信号から、前述の予め導出した暗ノイズをそれぞれ減算する。
More specifically, for example, as shown in FIG. 6, when the long-second monitoring mode is set, if the
これにより、従来に比して綺麗な撮像画像を得ることができる。すなわち、従来の構成(外光を遮光した状態で本露光動作の露光時間だけ撮像素子に露光動作を行わせ、この露光動作により得られた画素信号を、被写体像の本露光動作時において、その本露光動作の終了時点で得られた画素信号に含まれる暗ノイズとみなし、この暗ノイズを、被写体像の本露光動作の終了時点で得られた画素信号から減算する構成)には、暗ノイズは露光時間に対して指数関数的に増加するため、露光時間が長くなるほど、この暗ノイズと実際の暗ノイズ(本露光動作により得られる画素信号に含まれる暗ノイズ)との誤差が大きくなる。 Thereby, a beautiful picked-up image can be obtained as compared with the prior art. In other words, the conventional configuration (the image sensor is allowed to perform an exposure operation for the exposure time of the main exposure operation in a state where the external light is shielded, and the pixel signal obtained by the exposure operation is obtained during the main exposure operation of the subject image. It is regarded as dark noise included in the pixel signal obtained at the end of the main exposure operation, and this dark noise is subtracted from the pixel signal obtained at the end of the main exposure operation of the subject image). Increases exponentially with respect to the exposure time, the longer the exposure time, the greater the error between this dark noise and the actual dark noise (dark noise included in the pixel signal obtained by the main exposure operation).
これに対し、本実施形態では、各露光期間で得られる画像の露光時間は、従来に比して非常に短いため、予め導出した暗ノイズと、各露光期間で得られた画素にそれぞれ含まれる暗ノイズとの誤差が非常に小さく、従来に比して、高精度な暗ノイズの除去を行うことができ、その結果、被写体像により忠実な画像を得ることができる。 On the other hand, in the present embodiment, the exposure time of the image obtained in each exposure period is very short as compared with the conventional case, so that it is included in the dark noise derived in advance and the pixels obtained in each exposure period, respectively. The error with the dark noise is very small, and the dark noise can be removed with higher accuracy than before, and as a result, a more faithful image can be obtained with the subject image.
ところで、本実施形態では、撮影者の意思で本露光動作を終了させることができるようにして、撮影者の意図する構図の画像が得られるようにするため、撮像装置1で予め露光時間を算出しても、シャッターボタン9の全押し操作により開始された本露光動作を、再度のシャッターボタン9の全押し操作で終了できるようにしている。
By the way, in the present embodiment, the exposure time is calculated in advance by the
そして、AGC回路は、通常(長秒モニタリングモードの非設定時及び長秒モニタリングモードの設定時における本露光動作の指示前)では、画素信号の画素値の増幅処理におけるゲインを変化させることでライブビュー画像が常に一定の明るさを有するように表示されるようにしているところ、長秒モニタリングモードの設定時における本露光動作の期間は、撮影者がLCD4に表示されるライブビュー画像を視認し、所望の露光量が得られるタイミングを図って本露光動作の終了を指示することができるように、本露光動作の期間、ゲインが一定の値に固定される。これにより、図5に示すように、LCD4に表示されるライブビュー画像が時間の経過とともに明瞭となり、撮像素子11の露光状態を視認することができる。AGC回路によるゲインの設定は、後述のゲイン設定制御部20により行われる。なお、図5については、後で詳述する。
The AGC circuit normally performs live by changing the gain in the amplification processing of the pixel value of the pixel signal (when the long-second monitoring mode is not set and before the main exposure operation is instructed when the long-second monitoring mode is set). Since the view image is always displayed with a constant brightness, the photographer visually recognizes the live view image displayed on the
A/D変換部14は、信号処理部13により出力されたアナログのR,G,Bの画素信号を、複数のビットからなるデジタルの画素信号にそれぞれ変換するものである。
The A /
画像メモリ15は、A/D変換部14から出力される画素信号を一時的に格納するとともに、この画像信号に対して全体制御部18により後述の処理を行うための作業領域として用いられるメモリである。
The
VRAM16は、LCD4に再生表示される画像の画素信号のバッファメモリであり、LCD4の画素数に対応した画素信号の記録容量を有する。
The
操作部17は、シャッターボタン9のレリーズ操作を検出するスイッチ、モード設定スイッチ7、4連スイッチ8及び長秒モニタリングスイッチ10等を含むものである。
The
全体制御部18は、例えば制御プログラムを記憶するROMや一時的にデータを記憶するRAMからなる記憶部(後述する第1、第2画像記憶部29,30を含む)が内蔵されたマイクロコンピュータからなり、上述した各部材の駆動を関連付けて制御するものである。
The
ここで、長秒モニタリングモードの設定時に本露光動作中にもライブビュー画像をLCD4に表示する意義等について説明する。
Here, the significance of displaying the live view image on the
長秒モニタリングモードの設定時において露光時間が長いときに、シャッターボタン9の全押し操作開始以降に行われる撮像素子11の露光動作によって得られる全ての画素信号を、外部記憶部31への記録用として用いるように構成した場合、ライブビュー画像表示用として用いることのできる画素信号が無いため、本露光動作中において、外部記憶部31に記録される画像の状態をライブビュー画像としてLCD4に表示することはできない。
When the exposure time is long when the long-second monitoring mode is set, all pixel signals obtained by the exposure operation of the
また、本露光動作の期間に、前述のライブビュー画像をLCD4に表示する構成を備えた場合であっても、各時点における被写体の状態を示した画像をライブビュー画像として表示する構成では、次のような不具合が生じる。
Further, even when the above-described configuration for displaying the live view image on the
図4は、本露光動作が開始されてから12秒間にわたって連続的に打ち上げられた3発の花火について、その12秒間の期間における各時点でLCD4に表示されるライブビュー画像を示したものであり、この図4においては、各時点で、その1/30秒前に撮像された被写体の状態がライブビュー画像として表示されている。
FIG. 4 shows a live view image displayed on the
このようなライブビュー画像の表示方法では、この12秒間のうちいずれかのタイミングで本露光動作の終了を指示しようとする場合に、その指示タイミングまでの花火の軌跡がLCD4に表示されないから、撮影者は、花火の状態を直接視認し、例えば花火の状態が最も鮮やかになる状態等の所望の状態となるタイミングで撮像する被写体像を決定することとなる。
In such a live view image display method, when the end of the main exposure operation is to be instructed at any timing within the 12 seconds, the fireworks locus is not displayed on the
しかし、この場合、LCD4に表示される画像は、各時点における被写体の状態を示したものであるから、撮像装置1の一連の撮像動作が完了するまで、どのような画像が得られたのかが不明であり、また、被写体を直接視認する姿勢をとることにより撮像装置1の光軸すなわち撮影範囲がずれる等の要因によって、外部記憶部31に記録された画像が所望の画像と大きく異なる場合がある。
However, in this case, since the image displayed on the
以上の点に鑑みて、本実施形態では、撮像装置1に前述したような長秒モニタリングモードを備え、この長秒モニタリングモードの設定時には、予め算出された露光時間が経過するまでの期間、本露光動作の露光時間がライブビュー画像の表示周期(例えば1/30秒)より著しく大きい場合に、この本露光動作の期間にもライブビュー画像をLCD4にリアルタイムで表示するとともに、特にその本露光動作の期間に表示されるライブビュー画像は、外部記憶部31に記録される画像の状態を表示したものとしている。
In view of the above points, in the present embodiment, the
そして、このような構成を実現するため、前述したように、長秒モニタリングモードの設定時には、シャッターボタン9の全押し操作により本露光動作の開始(記録用の画素信号の生成開始)の指示が行われると、撮像素子11の略全ての画素から所定の時間間隔(例えば1/10秒)で画素信号が取り出される。また、取り出された画素信号は順次加算され、この加算後の画素信号は第2画像記憶部30に記憶されるとともに、該加算後の画素信号を用いて順次ライブビュー画像が生成される。これにより、LCD4には、一定の時間間隔で、外部記憶部31に記録される画像の状態を表示した画像をライブビュー画像として表示することができる。
In order to realize such a configuration, as described above, when the long-second monitoring mode is set, an instruction to start a main exposure operation (start generation of a recording pixel signal) is issued by fully pressing the
例えば、図5に示すように、シャッターボタン9の全押し操作の開始から12秒後には、その12秒間の期間に時間差をもって打ち上げられた3発の花火があたかも同時に開いたかのように画像が重畳されたライブビュー画像が生成され、そのライブビュー画像がLCD4に表示される。
For example, as shown in FIG. 5, 12 seconds after the start of the full-pressing operation of the
さらに、本実施形態では、前述したように、長秒モニタリングモードの設定時には、撮影者の意思で本露光動作を終了させることができるようにするため、シャッターボタン9の全押し操作により開始された本露光動作を、再度のシャッターボタン9の全押し操作で終了できるようにするとともに、シャッターボタン9の半押し操作時に算出された露光時間内に、再度のシャッターボタン9の全押し操作が無い場合には、その露光時間経過後に自動的に撮像素子11の露光動作を終了するようにしている。これにより、撮像装置1の操作性を向上することができる。
Further, in the present embodiment, as described above, when the long-second monitoring mode is set, in order to be able to finish the main exposure operation at the photographer's intention, the operation is started by fully pressing the
そして、撮像装置1は、撮影者によるシャッターボタン9の再度の全押し操作により本露光動作の終了が指示されるか、または前記露光時間が経過すると、第2画像記憶部30に記憶される最新の加算画像を記録画像とする。
Then, the
以上のような構成を実現すべく、図3に示すように、全体制御部18は、機能的に、露出制御部19、ゲイン設定制御部20、第1撮像制御部21、第1記録制御部22、加算処理部23、アスペクト補正処理部24、第2撮像制御部25、画像処理部26、表示制御部27、画像圧縮部28、第1画像記憶部29及び第2画像記憶部30を備えている。
In order to realize the configuration as described above, as shown in FIG. 3, the
露出制御部19は、シャッターボタン9の半押し操作が行われている期間に取り込まれた画像の輝度に基づき、露出制御値(絞り値及びシャッタースピードに相当する露光時間)を算出するものである。
The
ゲイン設定制御部20は、信号処理部13のAGC回路による増幅処理のゲイン設定を行うものである。前述したように、長秒モニタリングモードの設定時における本露光動作の期間、ゲイン設定制御部20は、AGC回路による増幅処理のゲインを一定の値に設定する。
The gain
これにより、LCD4に表示されるライブビュー画像が時間の経過とともに明瞭となり(明るくなり)、外部記憶部31に記憶される画像の状態をLCD4で視認することができる。なお、ゲイン設定制御部20は、通常(長秒モニタリングモードの非設定時及び長秒モニタリングモードの設定時における本露光動作の指示前)では、画素信号の画素値に応じてゲインを変化させる。
Thereby, the live view image displayed on the
第1撮像制御部21は、長秒モニタリングモードの設定時であって本露光動作の期間、撮像素子11における略全ての画素に露光動作を行わせつつ該全ての画素から所定の周期で画素信号を出力させるように、タイミングジェネレータ12から撮像素子11に出力されるクロック信号を制御するものである。なお、第1撮像制御部21は、長秒モニタリングモードの非設定時であって本露光動作の期間、前記全ての画素に、所定周期での画素信号の取出し動作は行われない。
The first
第1記録制御部22は、長秒モニタリングモードの設定時に、本露光動作の期間、略全ての画素からA/D変換部14等の処理を経て出力される画素信号を、一時的に第1画像記憶部29に記録するものである。
When the long-second monitoring mode is set, the first
加算処理部23は、長秒モニタリングモードの設定時に、本露光動作の開始後における第2番目の周期以降、第1記録制御部22により第1画像記憶部29に画像が記録されるたびに、それらの画像を加算処理した加算画像を生成し、この加算画像を第1画像記憶部29に記録するものである。今回の周期で得られた画素信号からなる画像をPn(n=1,2,…,k−1,k)と表すものとすると、略全ての画素による露光動作及びこの露光動作により得られる画素信号の読み出しをn回繰り返したときの加算画像Gnは、Gn=P1+P2+…+Pnとなる。
The
アスペクト補正処理部24は、LCD4への画像表示を行う際に、長秒モニタリングモードの設定時には加算処理部23により生成された加算画像を、それ以外のときには第1記録制御部22に記録された画像をLCD4のアスペクトに補正し、そのアスペクト補正画像を第2画像記憶部30に記録するものである。これにより、本露光動作の期間、各時点における被写体の画像を重畳させたライブビュー画像(動体の軌跡が全て表示された画像)をLCD4に表示することができる。なお、長秒モニタリングモードの設定時においては、加算処理部23により生成された加算画像を構成する画像データを複製し、この複製した加算画像に対してアスペクト補正を行う。
When the image is displayed on the
第2撮像制御部25は、撮影者によるシャッターボタン9の再操作により本露光動作の終了が指示されるか、または露出制御部19により算出された露光時間が経過するかのどちらか早い方に達したとき、略全ての画素による露光動作を終了させるべくタイミングジェネレータ12から撮像素子11に出力されるクロック信号を制御するものである。
The second
画像処理部26は、加算処理部23により加算処理された加算画像に対し、黒レベルを基準の黒レベルに補正する黒レベル補正、光源に応じた白の基準に基づいて、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色成分のデジタル信号のレベル変換を行うホワイトバランスの調整、R(赤),G(緑),B(青)の各色のデジタル信号のγ特性を補正するγ補正を行うものである。
The
表示制御部27は、画像処理部26から出力される画像をLCD4に表示させるべく、その画像の画素データをVRAM16に転送するものである。これにより、長秒モニタリングモードの非設定時には、本露光動作が開始されるまでの期間、また、長秒モニタリングモードの設定時には、本露光動作が開始されるまでの期間に加えて本露光動作期間中にも、LCD4に被写体の状態(長秒モニタリングモードでは外部記憶部31に記録される画像の状態)をライブビュー画像としてリアルタイムで表示することができる。
The
画像圧縮部28は、画像処理部26により上記各種の処理が施された記録画像の画素データに、2次元DCT(Discrete Cosine Transform)変換、ハフマン符号化等のJPEG(Joint Picture Experts Group)方式による所定の圧縮処理を施して圧縮画像データを生成し、この圧縮画像データに、撮影画像に関する情報(圧縮率等の情報)を付加した画像ファイルを外部記憶部31に記録するものである。
The
外部記憶部31は、複数の半導体記憶素子からなるメモリカードや、MD(Mini Disk)、CD−R(Compact Disk-Recordable)、CD−RW(Compact Disk-Rewritable)やMO(Magnetic Optical Disk)等で構成されるものであり、画像データが時系列的に配列して記録され、各コマ毎に、JPEG方式により圧縮された圧縮画像が、撮影画像に関するインデックス情報(コマ番号、露出値、シャッタースピード、圧縮率、撮影日、撮影時のフラッシュのオンオフのデータ、シーン情報等の情報)とともに記録される。
The
次に、長秒モニタリングモードの設定時における撮像装置1の撮像処理を、図6に示すタイムチャートを用いて説明する。
Next, imaging processing of the
図6に示すように、長秒モニタリングモードの設定時においては、時刻T=T1でシャッターボタン9の全押し操作が行われると、第1撮像制御部21は、その時刻T=T1より所定時間経過した時刻T=T2から、画素に1/10秒の周期で画素信号を出力させる。
As shown in FIG. 6, when the long second monitoring mode is set, if the
その際、前述したように、「蓄積1」、「蓄積2」、…「蓄積49」,「蓄積50」の各露光期間で得られた画素信号から予め導出された暗ノイズがそれぞれ減算され、この減算後の各画素信号を用いてライブビュー画像が生成される。そして、表示制御部27は、このライブビュー画像をLCD4に表示させるとともに、第1記録制御部22は、第1画像記憶部29の記憶領域をクリアにした後、1/10秒の周期で画素から読み出した画素信号を第1画像記憶部29に記憶させる。
At that time, as described above, the dark noise previously derived from the pixel signals obtained in the exposure periods of “
なお、この取得した画素信号が本露光動作の開始以降の第1回目の周期で得られたものである場合には、加算処理部23による加算処理を実行せず、アスペクト補正処理部24及び画像処理部28は、アスペクト補正処理等の各種処理を施す。一方、前記読み出した画素信号が第2回目以降の周期で得られたものである場合には、加算処理部23は、各時点で画素から出力され第1画像記憶部29に記録された画像と、その時点より1周期前において生成された加算画像とを加算する加算処理を行った後、アスペクト補正処理部24及び画像処理部28は、アスペクト補正処理等の各種処理を施す。
When the acquired pixel signal is obtained in the first cycle after the start of the main exposure operation, the addition processing by the
そして、アスペクト補正処理等の処理が終了すると、表示制御部27は、この処理後の画像をLCD4に表示させ、本露光動作が終了するまで前述の処理が繰り返し行われる。これにより、LCD4には、各時点で撮像された画像が重畳されたライブビュー画像が表示される。
When the process such as the aspect correction process is completed, the
図6では、ライブビュー画像の表示周期が1/30秒とされているため、画素から次の周期で画素信号を取得するまでの間(1/10秒間)、各周期で得られた画素信号により構成される画像が、それぞれ3回ずつLCD4に表示されることを示している。例えば、シャッターボタン9の全押し操作が開始されてから、第1回目の周期、すなわち「蓄積1」の期間で画素から得られた画素信号「出力1」が、「画像1」として3回LCD4に表示される。
In FIG. 6, since the display cycle of the live view image is 1/30 second, the pixel signal obtained in each cycle until the pixel signal is acquired from the pixel in the next cycle (1/10 second). It is shown that the image constituted by is displayed on the
また、第2回目以降の周期、例えば「蓄積2」の期間で画素から得られた画素信号「出力2」が、この画素信号により構成される「画像2」として前述の「画像1」と加算され、この加算画像「画像1+2」が3回LCD4に表示される。また、図6においては、シャッターボタン9の全押し操作中における画素の画素信号の読み出し動作(垂直転送路への電荷の転送等)が50回にわたって周期的に行われたことを示す。
Further, the pixel signal “
そして、時刻T=T3で撮影者によるシャッターボタン9の再操作により本露光動作の終了が指示されると、または露出制御部19により算出された露光時間が経過すると、そのタイミングより所定時間経過した時刻T=T4で記録用露光動作が終了される。
Then, at time T = T3, when an end of the main exposure operation is instructed by the re-operation of the
その後、画像処理部28は、第2画像記憶部30に記憶された加算画像「1+…+49」に対し黒レベル補正等の処理を施した後、画像圧縮部30は、圧縮処理を施してこの圧縮後の画像を外部記憶部31に記録する。なお、表示制御部27は、本露光動作が終了される直前に生成された加算画像「1+…+49」に対してアスペクト補正処理等の各種処理が施された画像を所定時間LCD4に表示させる。
Thereafter, the
なお、外部記憶部31に格納する画像を生成する場合に、「蓄積50」の画素信号を加算の対象としないのは、「蓄積50」の露光時間が適切な露光時間(図6では1/10秒)となっていない虞があるからである。
Note that when generating an image to be stored in the
本実施形態の撮像装置1の特徴部分である長秒モニタリングモードの設定時における撮像処理を、図7に示すフローチャートを用いて説明する。
An imaging process at the time of setting the long second monitoring mode, which is a characteristic part of the
図7に示すように、長秒モニタリングスイッチ10がオンされると(ステップ♯1でYES)、露出制御部19は、被写体の輝度に基づき撮像素子11の露光量が適正値となるようなシャッタースピード及び絞り値を算出する(ステップ♯2)。そして、その算出された露光時間が前記所定値以上のとき(ステップ♯3でYES)には、以下、長秒AE処理を行うモードとなる(ステップ♯4)。
As shown in FIG. 7, when the long-
そして、シャッターボタン9の全押し操作が行われると(ステップ♯5でYES)、ゲイン設定制御部20は、信号処理部13のAGC回路による増幅処理のゲインを一定値に固定する(ステップ♯6)。これは、前述したように、LCD4に表示されるライブビュー画像が時間の経過とともに明瞭となり、外部記憶部31に記録される画像の状態を視認することができるようにするためである。そして、第1撮像制御部21は、撮像素子11の略全ての画素から画素信号を取り込む(ステップ♯7)。
When the
第1撮像制御部21により撮像素子11の略全ての画素から画素信号が取り込まれると、加算処理部23は、信号処理部13により暗ノイズが減算された画素信号と前回の周期で生成された加算画像を構成する画素信号とを順次加算し、その加算処理後の画素信号により構成される加算画像(複製した加算画像)に対してアスペクト補正処理部24によるアスペクト補正処理を行い、この画像をLCD4に表示する(ステップ♯8)。
When pixel signals are taken in from almost all pixels of the
そしてシャッターボタン9の全押し操作が再度行われていないとき、すなわち撮像素子11による本露光動作の終了が指示されていないときには(ステップ♯9でNO)、ステップ♯2で算出された露光時間が経過したか否かを判定する(ステップ♯10)。制御部18は、その判定の結果、前記露光時間が経過していないとき(ステップ♯10でNO)には、次の周期で略全ての画素から画素信号を読み出し(ステップ♯11)、ステップ♯8の処理に戻る。
When the
一方、ステップ♯10で前記露光時間が経過すると(ステップ♯10でYES)、最新の加算画像に対して画像圧縮部28による圧縮処理等を行い、この画像を記録画像として外部記憶部31に記録する(ステップ♯12)。
On the other hand, when the exposure time has elapsed in step # 10 (YES in step # 10), the latest added image is subjected to compression processing by the
また、ステップ♯9において、シャッターボタン9の全押し操作が再度行われると(ステップ♯9でYES)、ゲイン設定制御部20は、その時点で第2画像記憶部30に記憶されている加算画像を構成する画素信号の画素値を確認し(ステップ♯13)、制御部18の図略の増幅部による増幅処理のデジタルゲインを、この画素値と前記適正値との差を解消するゲインに設定する(ステップ♯14)。これにより、シャッターボタン9の全押し操作が再度行われた時点で略全ての画素から得られた加算後の画素信号の画素値がステップ♯14で設定されたゲインで増幅される。そして、画像圧縮部28は、圧縮処理を施した記録画像を外部記憶部31に記録する(ステップ♯12)。
In
ステップ♯2において算出された露光時間が前記所定値未満のとき(ステップ♯3でNO)には、通常の自動露出制御(算出された露光時間に基づく露光動作)を行うモードとなり、算出された露光時間が一時的に記憶される(ステップ♯15)。そして、シャッターボタン9の全押し操作が行われない間(ステップ♯16でNO)は、ステップ♯2,♯3,♯15の処理が繰り返し行われ、シャッターボタン9の全押し操作が行われると(ステップ♯16でYES)、第2撮像制御部25は、ステップ♯2で算出された露光時間だけ撮像素子11の露光動作を行わせ(ステップ♯17)、この露光動作により得られる画素信号を外部記憶部31に記録する(ステップ♯18)。
When the exposure time calculated in
ステップ♯12または♯18の処理後、引き続き撮像が行われるか否かを判定し(ステップ♯19)、撮像が引き続き行われる場合には(ステップ♯19でYES)、ステップ♯2の処理に戻る一方、撮像が引き続き行われない場合には(ステップ♯19でNO)、撮像を終了する(ステップ♯20)。
After the processing of
このように、長秒モニタリングモードの設定時であって本露光動作の期間は、略全ての画素から画素信号を読み出すとともに、画素信号を読み出す度に加算し、その加算した画素信号により構成される画像をLCD4に表示するようにしたので、長時間の露光期間中に、その露光により得られる画像を視認することができる。
As described above, when the long-second monitoring mode is set, the period of the main exposure operation is configured by reading out pixel signals from almost all pixels, adding each time the pixel signals are read out, and adding the pixel signals. Since the image is displayed on the
そして、本実施形態では、撮像素子11の略全ての画素から所定の時間間隔で取り出された各画素信号から、予め導出された暗ノイズをそれぞれ減算するようにしたので、例えば、外光を遮光した状態で本露光動作の露光時間だけ撮像素子に露光動作を行わせ、この露光動作により得られた画素信号を、被写体像の本露光動作時において、その本露光動作の終了時点で得られた画素信号に含まれる暗ノイズとみなし、この暗ノイズを、被写体像の本露光動作の終了時点で得られた画素信号から減算する従来の場合に比して、高精度名暗ノイズの除去処理を行うことができ、その結果、被写体像にできるだけ忠実な撮像画像を得ることができる。
In this embodiment, since the dark noise derived in advance is subtracted from each pixel signal extracted from almost all pixels of the
また、本露光動作に期間にシャッターボタン9の全押し操作を再度行うことで、その本露光動作を終了する機能を搭載し、本露光動作を撮影者の意思で終了できるようにしたので、所望の構図の画像(撮影者の意図する構図の画像)を得ることができ、撮像装置1の操作性を向上することができる。
In addition, a function for ending the main exposure operation is provided by performing the full press operation of the
なお、上記実施形態に限らず、次の変形形態[1]〜[5]も採用可能である。 In addition, the following modifications [1] to [5] can be employed without being limited to the above-described embodiment.
[1]上記実施形態においては、撮像装置1が前述した各撮影モードで長秒モニタリングモードに設定された場合について説明したが、バルブ撮影モードが設定可能であるときには、このバルブ撮影モードの設定時であって長秒モニタリングモードに設定された場合においても、本露光動作の期間、略全ての画素から画素信号を読み出して前述のように加算処理を行い、その加算処理により得られる加算画像(複製した加算画像)をライブビュー画像として表示するとともに、本露光動作の終了時点で得られる最新の加算画像を記録画像として外部記憶部31に記録するようにしてもよい。
[1] In the above embodiment, the case where the
なお、バルブ撮影モードは、メカニカルシャッターを開閉するタイミングを撮影者がシャッターボタン9で指示するバルブ撮影を行うモードであり、シャッターボタン9が全押し操作されることで電子シャッターにより撮像素子11による記録用の露光動作が開始され、シャッターボタン9の全押しが解除されることでメカニカルシャッターが閉じてその露光動作が終了されるモードであり、撮像装置1に比較的長時間(例えば10秒など)露光させて被写体を撮影することができる。
The bulb photographing mode is a mode for performing bulb photographing in which the photographer instructs the opening / closing timing of the mechanical shutter with the
さらに、露出制御部19により設定された露光時間を延長する機能を撮像装置1に搭載するようにしてもよい。すなわち、前記延長指示を入力するための4連スイッチ8のいずれかのスイッチに設け、このスイッチが記録用の露光期間中に押圧操作されると、露出制御部19により設定された露光時間が延長され、シャッターボタン9の全押しが解除されると、前記露光動作を終了するようにしてもよい。これにより、撮像装置1の操作性をより一層向上することができる。
Furthermore, a function for extending the exposure time set by the
[2]上記実施形態では、被写体の画像を表示するものとしてLCD4を備え、LCD4にライブビュー画像等を表示するようにしたが、これに限らず、光学ファインダー5の代わりに電子ビューファインダーが備えられている場合には、電子ビューファインダーにもライブビュー画像を表示するようにしてもよい。
[2] In the above embodiment, the
[3]上記実施形態では、画像を記録する手段として、外部記憶部31を採用したが、これに限られず、当該撮像装置1が、例えばコンピュータなど記憶容量を有する機器と、通信ケーブル、あるいは通信ネットワークを介して通信可能に構成されている場合には、そのコンピュータ等の機器に画像を記録するようにしてもよい。
[3] In the above embodiment, the
[4]前記実施形態においては、撮像素子11として、各光電変換素子の受光面に原色フィルター(R(赤),G(緑),B(青)のカラーフィルタ)を配設したCCDを採用したが、これに限られず、補色フィルター(C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー))を配設したCCDを採用してもよい。
[4] In the above embodiment, as the
[5]前記実施形態では、略全ての画素から画素信号を読み出して前述のように加算処理を行い、その加算処理により得られる加算画像(複製した加算画像)をライブビュー画像として表示するとともに、本露光動作の終了時点で得られる最新の加算画像を記録画像として外部記憶部31に記録するようにしたが、これに限らず、撮像素子の画素を、記録用画素信号を生成するための画素(以下、記録用画素という)と、ライブビュー画像を生成するための画素(ライブビュー画像生成用画素)とに区分し、本露光動作の期間、記録用画素及びライブビュー画像生成用画素からそれぞれ所定の時間毎に画素信号を取り出して前記加算処理を行うとともに、各画素から得られる画素信号から前記暗ノイズを除去し、記録用画像やライブビュー画像を生成するようにしてもよい。
[5] In the above-described embodiment, pixel signals are read from substantially all the pixels, addition processing is performed as described above, and an addition image (replicated addition image) obtained by the addition processing is displayed as a live view image, The latest addition image obtained at the end of the main exposure operation is recorded in the
この場合、記録用画素とライブビュー画像生成用画素との配置形態として、ライブビュー画像生成用画素が記録用画素を介して分散的に配置される形態や、R(赤),G(緑),B(青)の各カラー画素を前記カラーフィルタの種類毎に予め定められた数だけそれぞれ有してなる画素群を1組とするとき、各組の画素群をライブビュー画像生成用の画素とし、この各組の画素群を前記記録用画素を介して分散的に配置する形態が想定される。 In this case, as an arrangement form of the recording pixels and the live view image generation pixels, a form in which the live view image generation pixels are arranged in a distributed manner via the recording pixels, or R (red), G (green) , B (blue) as a set of pixel groups each having a predetermined number for each color filter type, each set of pixel groups is a pixel for generating a live view image. It is assumed that each set of pixel groups is dispersedly arranged via the recording pixels.
例えば図8(a)は、ライブビュー画像生成用画素が記録用画素を介して分散的に配置された例を示すものであり、点線で囲って示すライブビュー画像生成用画素が縦横それぞれ所定個(図8(a)では2個)の記録用画素を介して配列されているとともに、ライブビュー画像生成用画素のみに着目したときにそれらの記録用画素がベイヤー配列された形態である。 For example, FIG. 8A shows an example in which live view image generation pixels are dispersedly arranged via recording pixels, and a predetermined number of live view image generation pixels surrounded by dotted lines are vertically and horizontally. This is an arrangement in which the recording pixels are arranged via the recording pixels (two in FIG. 8A), and the recording pixels are arranged in a Bayer array when focusing only on the live view image generation pixels.
図8(b)は、R(赤)、G(緑)、B(青)の各カラー画素をカラーフィルタの種類毎に予め定められた数(図8(b)では1個ずつ)だけそれぞれ有してなる画素群の各組が、記録用画素を介して分散的に配置された例を示すものである。点線で囲って示す4つのライブビュー画像生成用画素からなる画素群が、縦横それぞれ所定個(図8(b)では4個)の記録用画素を介して配列されているとともに、各画素群において、R(赤)、G(緑)、B(青)のライブビュー画像生成用画素が1:2:1の比率でベイヤー配列された形態である。 FIG. 8B shows the number of R (red), G (green), and B (blue) color pixels that are predetermined for each type of color filter (one in FIG. 8B). This is an example in which each set of pixel groups is distributedly arranged via recording pixels. A pixel group composed of four live view image generation pixels surrounded by a dotted line is arranged via a predetermined number of recording pixels in the vertical and horizontal directions (four in FIG. 8B). , R (red), G (green), and B (blue) live view image generation pixels are arranged in a Bayer array at a ratio of 1: 2: 1.
1 撮像装置
4 LCD
9 シャッターボタン
10 長秒モニタリングスイッチ
11 撮像素子
12 タイミングジェネレータ
18 制御部
19 露出制御部
20 ゲイン設定制御部
21 第1撮像制御部
22 第1記録制御部
23 加算処理部
24 アスペクト補正処理部
25 第2撮像制御部
26 画像処理部
27 表示制御部
28 画像圧縮部
29 第1画像記憶部
30 第2画像記憶部
1
9
Claims (6)
所定の記録部に記録する記録用画素信号を生成するための露光動作の開始を前記撮像素子に指示するための入力操作部と、
前記入力操作部により前記露光開始指示が行われると、前記撮像素子に露光動作を開始させるとともに、前記撮像素子に所定の時間毎に画素信号を出力させる撮像制御部と、
前記撮像素子より前記所定の時間毎に得られる画素信号から所定の暗ノイズをそれぞれ除去するノイズ除去処理部と、
前記ノイズ除去処理部により暗ノイズが除去された画素信号を順次加算する加算処理部と、
前記加算処理部による加算処理により順次生成される画素信号を記録する記録部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 An image sensor including a plurality of pixels that receive light from a subject and perform photoelectric conversion;
An input operation unit for instructing the image sensor to start an exposure operation for generating a recording pixel signal to be recorded in a predetermined recording unit;
When the exposure start instruction is given by the input operation unit, the imaging control unit causes the imaging device to start an exposure operation and causes the imaging device to output a pixel signal at a predetermined time; and
A noise removal processing unit for respectively removing predetermined dark noise from the pixel signal obtained from the image sensor at each predetermined time;
An addition processing unit that sequentially adds pixel signals from which dark noise has been removed by the noise removal processing unit;
A recording unit that records pixel signals sequentially generated by the addition processing by the addition processing unit;
An imaging apparatus comprising:
被写体の輝度に基づいて露光時間を算出する露光時間算出部とを備え、
前記ノイズ除去処理部は、前記モード設定部によりバルブ撮影モードに設定されたとき、または前記露光時間算出部により算出される露光時間が所定の時間より長いときに暗ノイズ除去処理を行うことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の撮像装置。 A mode setting unit that sets a bulb photographing mode that allows an instruction to start and end an exposure operation by the image sensor to generate the recording pixel signal;
An exposure time calculation unit that calculates the exposure time based on the luminance of the subject,
The noise removal processing unit performs dark noise removal processing when the bulb setting mode is set by the mode setting unit, or when the exposure time calculated by the exposure time calculation unit is longer than a predetermined time. The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3.
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