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JP2008118378A - Photographing device and its driving method - Google Patents

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JP2008118378A
JP2008118378A JP2006299258A JP2006299258A JP2008118378A JP 2008118378 A JP2008118378 A JP 2008118378A JP 2006299258 A JP2006299258 A JP 2006299258A JP 2006299258 A JP2006299258 A JP 2006299258A JP 2008118378 A JP2008118378 A JP 2008118378A
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image
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imaging lens
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Yuichi Ariga
雄一 有賀
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent noise due to driving of an imaging lens from being caused in a photographed image. <P>SOLUTION: An imaging apparatus comprises: an imaging device 107 having a pixel part in which pixels are arrayed in the shape of a two-dimensional matrix; the imaging lens 101 provided to guide an optical image from an object to the imaging device 107; an imaging signal processing circuit part 108 for reading a first signal from a portion of an pixel area in the pixel part, reading a second signal from a pixel area different from the portion of the pixel area at timing different from that of the first signal and generating image data on the basis of the first signal; a lens driving part 102 for driving the imaging lens 101 on the basis of the second signal; and a whole controlling-operating part 115 for controlling the driving of the imaging lens 101 by the lens driving part 102 while reading the second signal. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、画素が2次元行列状に配設された画素部を有するxyアドレス方式の撮像素子と、被写体からの光学像を前記撮像素子に導くために設けられた撮像レンズとを具備する撮影装置及びその駆動方法に関するものである。   The present invention is an imaging device including an xy addressing type imaging device having a pixel portion in which pixels are arranged in a two-dimensional matrix, and an imaging lens provided to guide an optical image from a subject to the imaging device. The present invention relates to an apparatus and a driving method thereof.

固体撮像素子としては、一般に、CCDセンサやCMOSセンサが有名である。CCDセンサは、フォトダイオード(以下「PD」と表す)で光電変換した電荷を順次バケツリレーのようにして転送し、最終段のフローティングディフュージョンアンプ(以下「FDアンプ」と表す)で電荷量を電圧量に変換する。   In general, CCD sensors and CMOS sensors are well known as solid-state imaging devices. The CCD sensor sequentially transfers charges photoelectrically converted by a photodiode (hereinafter referred to as “PD”) like a bucket relay, and the charge amount is converted to a voltage by a floating diffusion amplifier (hereinafter referred to as “FD amplifier”) at the final stage. Convert to quantity.

一方、CMOSセンサの各画素は、主に前記PDと前記FDがペアで存在し、画素部のFDアンプで電圧量にまで変換してしまう。CMOSセンサでは、各画素で電圧に変換されるので、各画素のばらつきは、その画素だけの問題であり他の画素の信号に悪影響はないので、各画素のばらつきをシステム的に補正すれば、製造上の難易度は、CCDセンサよりも困難であるということはない。このCMOSセンサに関する先行技術文献としては、例えば、下記の特許文献1や特許文献2等がある。   On the other hand, in each pixel of the CMOS sensor, the PD and the FD exist mainly in pairs, and are converted to a voltage amount by the FD amplifier in the pixel portion. In the CMOS sensor, since each pixel converts the voltage into a voltage, the variation of each pixel is a problem only for that pixel, and the signal of other pixels is not adversely affected. Therefore, if the variation of each pixel is corrected systematically, Manufacturing difficulty is not as difficult as CCD sensors. Prior art documents relating to this CMOS sensor include, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2 below.

このような(固体)撮像素子を動画撮影として使う場合、無くてはならないものに電子シャッター機能がある。これは、撮影する被写体の明るさに応じてPDでの蓄積時間(露光時間)を可変することで、撮影された画像信号が適正な信号量になるように制御することを意味する。   When such a (solid) image sensor is used for moving image shooting, an electronic shutter function is indispensable. This means that by controlling the accumulation time (exposure time) in the PD according to the brightness of the subject to be photographed, control is performed so that the photographed image signal has an appropriate signal amount.

近時において、CCDセンサ及びCMOSセンサは、高画素化が進み、読み出し時間の短縮のために、読み出し用のクロック周波数が早くなってきている。この様な状況で、レンズ駆動のように電流が多く流れる制御を行うと、撮像素子の出力アンプの基準電圧が揺らぎ、撮影画像にノイズが乗ることになってしまう。この問題を鑑み、下記の特許文献3では、画像読み出し中の特に1Hのブランキング期間に、USMモータの駆動電圧が急峻に立ち下がるタイミングを合わせるように制御する技術が提案されている。   Recently, the CCD sensor and the CMOS sensor have been increased in the number of pixels, and the clock frequency for reading has become faster in order to shorten the reading time. In such a situation, if control is performed in which a large amount of current flows as in lens driving, the reference voltage of the output amplifier of the image sensor fluctuates, and noise is added to the captured image. In view of this problem, Patent Document 3 below proposes a technique for performing control so that the timing at which the drive voltage of the USM motor falls sharply, particularly during the blanking period of 1H during image reading.

特開2000−201300号公報JP 2000-201300 A 特開2002−209144号公報JP 2002-209144 A 特開2000−47090号公報JP 2000-47090 A

CCDセンサで電子シャッターを実現するために、一眼レフカメラの先幕に相当するものとしてVサブというシリコン基板の深さ方向に電荷を捨てる技術と、後幕に相当するものとして読み出しのための垂直CCD(以下「VCCD」と表す)にPDから全画素一括して同時刻に電荷をシフトする技術が考えられている。これは、先幕から後幕までの蓄積時間とVCCDの読み出し時間とに分けられ、シーケンシャルな動きになる。   In order to realize an electronic shutter with a CCD sensor, a technique for discarding charges in the depth direction of a silicon substrate, called V-sub as a front curtain of a single-lens reflex camera, and a vertical for reading as a rear curtain. A technique for shifting charge from a PD to a CCD (hereinafter referred to as “VCCD”) from the PD at the same time is considered. This is divided into an accumulation time from the first curtain to the second curtain and a read time of the VCCD and is a sequential movement.

一方、CMOSセンサにおいては電子シャッターを実現するために、ローリングという手法があるが、これは画面全体で同じ時刻で画面全体を切り出すのではなく、行や列などの単位でしか同時刻性を持たないため、被写体が流れて写ってしまう。即ち、1つの行に着目すると、前のフレームの読み出しと現在のフレームの読み出しとの間が最大蓄積時間になり、その間にPDのリセットパルスを印可することで蓄積時間の制御を可能にしている。ただし、この場合、CCDセンサとは違い、シーケンシャルな動きにはならずに、読み出し期間と蓄積期間を分けることはできない。   On the other hand, in order to realize an electronic shutter in a CMOS sensor, there is a method called rolling, but this does not cut out the entire screen at the same time on the entire screen, but has the same time property only in units such as rows and columns. Because there is no subject, the subject flows and appears. In other words, focusing on one row, the maximum accumulation time is between the previous frame read and the current frame read, and the PD reset pulse is applied during that time to enable control of the accumulation time. . However, in this case, unlike the CCD sensor, the readout period and the accumulation period cannot be separated without a sequential movement.

図8は、一般的な撮像装置におけるCMOSセンサの読み出し、モニタ表示及びレンズ駆動の各タイミングの概略を示す模式図である。ここで、CMOSセンサの読み出しにおいて、各線分は、動画像における各フレームの読み出し期間を示している。   FIG. 8 is a schematic diagram showing an outline of each timing of readout of a CMOS sensor, monitor display, and lens driving in a general imaging apparatus. Here, in the readout of the CMOS sensor, each line segment indicates a readout period of each frame in the moving image.

CMOSセンサは、ローリング駆動され、画像信号が読み出される。モニタ表示に関しては、読み出された画像信号がフレーム毎に信号処理され、モニタに表示される。また、レンズ駆動に関しては、読み出された画像信号がフレーム毎にAF演算処理され、演算結果に応じてレンズ駆動が行われる。   The CMOS sensor is driven to roll and an image signal is read out. Regarding the monitor display, the read image signal is subjected to signal processing for each frame and displayed on the monitor. Regarding lens driving, the read image signal is subjected to AF calculation processing for each frame, and lens driving is performed according to the calculation result.

この様なローリング駆動を行った読み出しでは、常に、CMOSセンサからの読み出しが続いているので、どのタイミングでレンズを駆動しても、必ず画像信号の読み出しとレンズ駆動が重なってしまう。即ち、従来のローリング駆動による読み出しを行う撮像装置では、画像信号の読み出しとレンズ駆動が重なってしまうため、撮像レンズの駆動に起因したノイズが撮影画像に生じることを防止することが困難であった。   In reading with such rolling driving, reading from the CMOS sensor is always continued. Therefore, reading of the image signal and lens driving always overlap regardless of the timing of driving the lens. That is, in the conventional imaging device that performs reading by rolling driving, readout of the image signal and lens driving overlap, and it is difficult to prevent noise caused by driving of the imaging lens from occurring in the captured image. .

また、1Hのブランキング期間に、レンズにおけるモータ駆動の電圧変動タイミングを合わせようとすると、画像信号の読み出し方法が変わるとそれに応じて当該モータの駆動タイミングを変える必要が発生し、当該モータを効率良く動かすことができない。   In addition, when trying to match the voltage fluctuation timing of the motor drive in the lens during the 1H blanking period, if the image signal readout method changes, it is necessary to change the drive timing of the motor accordingly, and the motor is made efficient. I can't move well.

更に、一眼レフカメラの様に、レンズとカメラの組み合わせが多く存在する場合には、全ての組み合わせに対応できるように画像信号の読み出し方法とレンズの駆動タイミングを合わせることはほとんど不可能である。   Further, when there are many combinations of lenses and cameras as in a single-lens reflex camera, it is almost impossible to match the image signal readout method and the lens drive timing so that all combinations can be handled.

本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、撮像レンズの駆動に起因したノイズが撮影画像に生じることを防止する撮影装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an imaging apparatus and a driving method thereof that prevent noise caused by driving of an imaging lens from occurring in a captured image.

本発明の撮像装置は、画素が2次元行列状に配設された画素部を有する撮像素子と、被写体からの光学像を前記撮像素子に導くために設けられた撮像レンズと、前記画素部のうちの一部の画素領域から第1の信号を読み出すと共に、前記一部の画素領域とは異なる画素領域から前記第1の信号とは異なるタイミングで第2の信号を読み出す読み出し手段と、前記第1の信号に基づいて画像データの生成を行う画像データ生成手段と、前記第2の信号に基づいて前記撮像レンズの駆動を行う撮像レンズ駆動手段と、前記読み出し手段が前記第2の信号の読み出しを行っている期間に、前記撮像レンズ駆動手段による前記撮像レンズの駆動を行う制御をする制御手段とを含む。   An imaging device according to the present invention includes an imaging device having a pixel portion in which pixels are arranged in a two-dimensional matrix, an imaging lens provided to guide an optical image from a subject to the imaging device, Reading means for reading a first signal from a part of the pixel area and reading a second signal from a pixel area different from the part of the pixel area at a timing different from the first signal; Image data generating means for generating image data based on the first signal; imaging lens driving means for driving the imaging lens based on the second signal; and the reading means for reading the second signal. Control means for performing control to drive the imaging lens by the imaging lens driving means during a period when the imaging lens is performed.

本発明の撮像装置の駆動方法は、画素が2次元行列状に配設された画素部を有する撮像素子と、被写体からの光学像を前記撮像素子に導くために設けられた撮像レンズとを具備する撮像装置の駆動方法であって、前記画素部のうちの一部の画素領域から第1の信号を読み出すと共に、前記一部の画素領域とは異なる画素領域から前記第1の信号とは異なるタイミングで第2の信号を読み出す読み出しステップと、前記第1の信号に基づいて画像データの生成を行う画像データ生成ステップと、前記第2の信号に基づいて前記撮像レンズの駆動を行う撮像レンズ駆動ステップと、前記読み出しステップにおいて前記第2の信号の読み出しを行っている期間に、前記撮像レンズ駆動ステップによる前記撮像レンズの駆動を行う制御をする制御ステップとを含む。   An image pickup apparatus driving method according to the present invention includes an image pickup device having a pixel portion in which pixels are arranged in a two-dimensional matrix, and an image pickup lens provided to guide an optical image from a subject to the image pickup device. A method for driving an imaging apparatus that reads a first signal from a part of a pixel area of the pixel unit and differs from the first signal from a pixel area different from the part of the pixel area. A readout step for reading out the second signal at timing, an image data generation step for generating image data based on the first signal, and an imaging lens drive for driving the imaging lens based on the second signal And a control step for performing control to drive the imaging lens by the imaging lens driving step during a period in which the second signal is read in the reading step. And a flop.

本発明によれば、撮像レンズの駆動に起因したノイズが撮影画像に生じることを防止することができる。   According to the present invention, it is possible to prevent noise caused by driving of the imaging lens from occurring in a captured image.

また、本発明によれば、第1の信号を読み出す際に、前記一部の画素領域における画素を間引いて読み出しを行うようにしたので、第1の信号の読み出し期間を短くすることができる。これにより、画素部における信号の読み出し期間を一定とした際に、第1の信号を間引かないで読み出した場合と比較して、第2の信号の読み出し期間を長くすることができ、その分、撮像レンズの駆動を長期間に亘って行うことができる。   Further, according to the present invention, when reading out the first signal, pixels in the partial pixel region are thinned out and read out, so that the reading period of the first signal can be shortened. Accordingly, when the signal readout period in the pixel portion is constant, the readout period of the second signal can be lengthened compared to the case where the readout is performed without thinning out the first signal. The imaging lens can be driven over a long period of time.

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。ここで、本発明の実施形態においては、本発明に係る撮像装置として、デジタルカメラを適用した例を挙げて説明を行う。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, in the embodiment of the present invention, an example in which a digital camera is applied as an imaging apparatus according to the present invention will be described.

図1は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラ(撮像装置)100の概略構成を示すブロック図である。
図1において、101は、被写体からの光学像を撮像素子107に導いて結像させ、絞り機構を内包した撮像レンズである。102は、全体制御・演算部115による制御に基づき、撮像レンズ101に対してフォーカスレンズ制御や絞りの制御等を行うレンズ駆動部である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a digital camera (imaging device) 100 according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, reference numeral 101 denotes an imaging lens that guides an optical image from a subject to the imaging element 107 to form an image and includes a diaphragm mechanism. Reference numeral 102 denotes a lens driving unit that performs focus lens control, aperture control, and the like on the imaging lens 101 based on control by the overall control / calculation unit 115.

103は、撮像レンズ101を通った光学像を、不図示のファインダーに導くためのミラーであり、一般的にクイックリターン(QR)ミラーと言われる。このQRミラー103は、撮影時以外にはファインダーに光学像を導いているが、撮影時には跳ね上がって撮像素子107に光学像を導くように動作する。104は、全体制御・演算部115による制御に基づき、上述したミラー103の駆動を行うミラー駆動部である。   Reference numeral 103 denotes a mirror for guiding an optical image that has passed through the imaging lens 101 to a finder (not shown), and is generally called a quick return (QR) mirror. The QR mirror 103 guides the optical image to the viewfinder except during photographing, but operates to jump up and guide the optical image to the image sensor 107 during photographing. A mirror driving unit 104 drives the mirror 103 described above based on control by the overall control / calculation unit 115.

105は、いわゆる一眼レフカメラに使用されるフォーカルプレーン型の先幕/後幕に相当するシャッタ幕を有するシャッタであり、撮像レンズ101を通ってきた光学像の露光時間の制御と遮光を行う。106は、全体制御・演算部115による制御に基づき、上述したシャッタの駆動を行うシャッタ駆動部である。   Reference numeral 105 denotes a shutter having a shutter plane corresponding to a focal plane type front curtain / rear curtain used in a so-called single-lens reflex camera, and controls exposure time and light shielding of an optical image that has passed through the imaging lens 101. A shutter driving unit 106 drives the shutter described above based on control by the overall control / calculation unit 115.

フォーカス制御と露光量の制御は、被写体までの距離を測定する測距部114と被写体の輝度を測定する測光部113の出力信号に基づいて、レンズ駆動部102とシャッタ駆動部106が全体制御・演算部115に制御される。ただし、これは静止画像の撮影の場合であり、動画像の撮影の場合には、これらの測距部114及び測光部113は用いないで、撮像素子107の画像信号を元に、測距や測光の制御を行う。   Focus control and exposure control are controlled by the lens driving unit 102 and the shutter driving unit 106 based on the output signals of the distance measuring unit 114 that measures the distance to the subject and the photometric unit 113 that measures the luminance of the subject. It is controlled by the calculation unit 115. However, this is a case of still image shooting, and in the case of moving image shooting, these distance measurement unit 114 and photometry unit 113 are not used, and distance measurement or photometry is performed based on the image signal of the image sensor 107. Control photometry.

107は、撮像レンズ101により結像された被写体の光学像を画像信号として取り込むための(固体)撮像素子である。本実施形態の撮像素子107は、例えば、CMOSセンサで形成されている。108は、撮像素子107から出力される画像信号の増幅処理や、アナログ−ディジタル変換を行うA/D変換処理、A/D変換後の画像データに対するキズ補正等の各種の補正処理、或いは、画像データを圧縮する圧縮処理等を行う撮像信号処理回路部である。109は、撮像素子107と撮像信号処理回路部108に対して各種のタイミング信号を出力するタイミング発生回路部である。   Reference numeral 107 denotes a (solid) image sensor for taking in an optical image of a subject formed by the imaging lens 101 as an image signal. The image sensor 107 of the present embodiment is formed by, for example, a CMOS sensor. Reference numeral 108 denotes various correction processes such as an amplification process of an image signal output from the image sensor 107, an A / D conversion process for performing analog-digital conversion, and a defect correction for image data after A / D conversion, or an image An imaging signal processing circuit unit that performs compression processing for compressing data. Reference numeral 109 denotes a timing generation circuit unit that outputs various timing signals to the image sensor 107 and the image signal processing circuit unit 108.

115は、各種の演算処理と当該撮像装置100の全体を統括的に制御する全体制御・演算部である。116は、画像データを一時的に記憶し、また、各種の調整値や全体制御・演算部115による各種の制御を実行させるためのプログラムなどを恒久的に記憶するためのメモリ部である。   Reference numeral 115 denotes an overall control / arithmetic unit that comprehensively controls various arithmetic processes and the entire imaging apparatus 100. Reference numeral 116 denotes a memory unit for temporarily storing image data and permanently storing various adjustment values and programs for executing various controls by the overall control / arithmetic unit 115.

110は、記録媒体111に対する画像データ等の記録処理又は記録媒体111から画像データ等の読み出し処理を行うための記録媒体制御インターフェース(I/F)部である。111は、画像データ等の各種のデータを記録する半導体メモリ等からなる着脱可能な記録媒体である。   Reference numeral 110 denotes a recording medium control interface (I / F) unit for performing recording processing of image data and the like on the recording medium 111 or reading processing of image data and the like from the recording medium 111. Reference numeral 111 denotes a detachable recording medium including a semiconductor memory or the like for recording various data such as image data.

112は、コンピュータ等の外部装置200と通信するための外部インターフェース(I/F)部である。117は、撮影した静止画像や動画像等を表示する表示部である。   Reference numeral 112 denotes an external interface (I / F) unit for communicating with an external device 200 such as a computer. Reference numeral 117 denotes a display unit that displays captured still images, moving images, and the like.

次に、撮影時におけるデジタルカメラの動作について説明する。
図2は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラ(撮像装置)100の駆動方法を示すフローチャートである。
Next, the operation of the digital camera at the time of shooting will be described.
FIG. 2 is a flowchart showing a driving method of the digital camera (imaging device) 100 according to the embodiment of the present invention.

デジタルカメラ100において、不図示のメイン電源がオンされると、各駆動部の電源がオンされ、更に、撮像信号処理回路部108などの撮像系の電源がオンされる。   In the digital camera 100, when a main power supply (not shown) is turned on, the power supply of each drive unit is turned on, and further, the power supply of the imaging system such as the imaging signal processing circuit unit 108 is turned on.

その後、不図示のレリーズボタンが半押しされると(S101/YES)、動画像を撮影するために全体制御・演算部115は、タイミング発生回路部109と撮像信号処理回路部108とを制御し、撮像素子107の初期化を行う(S102)。これにより、撮像素子107が画像信号を蓄積できる状態となる。   Thereafter, when a release button (not shown) is pressed halfway (S101 / YES), the overall control / arithmetic unit 115 controls the timing generation circuit unit 109 and the imaging signal processing circuit unit 108 to capture a moving image. The image sensor 107 is initialized (S102). As a result, the image sensor 107 can store image signals.

続いて、全体制御・演算部115は、ミラー駆動部104を通じてミラー103を上げると共に、シャッタ駆動部106を通じてシャッタ105を開き、撮像素子107に光が当たるようにする(S103)。これにより、撮像素子107に被写体からの光学像が結像される。   Subsequently, the overall control / arithmetic unit 115 raises the mirror 103 through the mirror driving unit 104 and opens the shutter 105 through the shutter driving unit 106 so that the image sensor 107 is exposed to light (S103). As a result, an optical image from the subject is formed on the image sensor 107.

また同時に、全体制御・演算部115は、撮像素子107に光が当たっている状態では、メカシャッタ105による露光の制御は行えないので、不図示の電子シャッタにより露光量の制御を行いながら、動画用の露光を行う(S104)。   At the same time, the overall control / arithmetic unit 115 cannot control the exposure with the mechanical shutter 105 when the image sensor 107 is exposed to light. Therefore, while controlling the exposure amount with an electronic shutter (not shown), Is exposed (S104).

続いて、画像信号の読み出しのために全体制御・演算部115は、タイミング発生回路部109と撮像信号処理回路部108とを制御し、撮像素子107から動画像用の画像信号の読み出しを行う(S105)。このステップS105での読み出しは、撮像素子107の撮像面(画素部)の上部と下部とで画像信号の読み出されるタイミングが異なる、いわゆるローリング読み出しである。   Subsequently, the overall control / arithmetic unit 115 controls the timing generation circuit unit 109 and the imaging signal processing circuit unit 108 to read out an image signal from the imaging element 107 in order to read out the image signal ( S105). The readout in step S105 is so-called rolling readout in which the timing at which the image signal is read out is different between the upper part and the lower part of the imaging surface (pixel unit) of the imaging element 107.

続いて、全体制御・演算部115は、撮像素子107から読み出した動画像用の画像信号を画像信号処理回路部108で信号処理させ、画像信号処理回路部108において、動画像用の画像信号に基づく動画像データを生成する。そして、全体制御・演算部115は、画像信号処理回路部108で生成した動画像データに基づく動画像を表示部117に表示させる(S106)。   Subsequently, the overall control / arithmetic unit 115 causes the image signal processing circuit unit 108 to process the image signal for the moving image read from the image sensor 107, and converts the image signal for the moving image into the image signal for the moving image. Based on this, moving image data is generated. Then, the overall control / calculation unit 115 displays a moving image based on the moving image data generated by the image signal processing circuit unit 108 on the display unit 117 (S106).

また同時に、全体制御・演算部115は、撮像素子107から読み出した画像信号を元に、被写体輝度を測定して不図示の電子シャッタを制御して露光量を適正に保つと共に、被写体のコントラストを計測して常に被写体にピント(焦点)が合うようにレンズ駆動部102に撮像レンズ101の駆動を行わせる(S107)。そして、ステップS104〜S107を周期的に実行することにより、動画像が表示部117に表示される。   At the same time, the overall control / arithmetic unit 115 measures the subject brightness based on the image signal read from the image sensor 107 and controls an electronic shutter (not shown) to keep the exposure amount appropriate and to adjust the contrast of the subject. The lens drive unit 102 is driven to drive the imaging lens 101 so that the subject is always focused (focused) (S107). Then, the moving image is displayed on the display unit 117 by periodically executing steps S104 to S107.

続いて、全体制御・演算部115は、不図示のレリーズボタンが全押しされたか否かを判断し(S108)、レリーズボタンが全押しされていない場合には(S108/NO)、再び、ステップS104へ戻る。   Subsequently, the overall control / arithmetic unit 115 determines whether or not a release button (not shown) is fully pressed (S108). If the release button is not fully pressed (S108 / NO), the step is again performed. Return to S104.

続いて、不図示のレリーズボタンが全押しされると(S108/YES)、一旦、シャッタ105を閉じ、ミラー104を下げる(S109)。   Subsequently, when a release button (not shown) is fully pressed (S108 / YES), the shutter 105 is once closed and the mirror 104 is lowered (S109).

続いて、全体制御・演算部115は、露光量を調整するために測光部113に被写体輝度を測定させ、同時に焦点を調整するために測距部114に被写体距離を測定させる。そして、全体制御・演算部115は、被写体距離の測距結果に応じてレンズ駆動部102に撮像レンズ101の合焦動作を行わせ、測光部113の測光値に基づいてレンズ駆動部102を通じて撮像レンズ101の光学系の絞りを制御する(S110)。   Subsequently, the overall control / calculation unit 115 causes the photometry unit 113 to measure the subject brightness in order to adjust the exposure amount, and simultaneously causes the distance measurement unit 114 to measure the subject distance in order to adjust the focus. Then, the overall control / calculation unit 115 causes the lens driving unit 102 to perform the focusing operation of the imaging lens 101 in accordance with the distance measurement result of the subject distance, and images through the lens driving unit 102 based on the photometric value of the photometry unit 113. The diaphragm of the optical system of the lens 101 is controlled (S110).

続いて、静止画像を撮影するために全体制御・演算部115は、タイミング発生回路部109と撮像信号処理回路部108とを制御し、撮像素子107の初期化を行う(S111)。これにより、撮像素子107が画像信号を蓄積できる状態となる。   Subsequently, in order to capture a still image, the overall control / arithmetic unit 115 controls the timing generation circuit unit 109 and the imaging signal processing circuit unit 108 to initialize the imaging device 107 (S111). As a result, the image sensor 107 can store image signals.

続いて、全体制御・演算部115は、ミラー駆動部104を通じてミラー103を上げると共に、また、測光部113の測光値に基づいてシャッタ駆動部106を通じてシャッタ105を所定時間だけ開くように制御し、静止画用の露光を行う(S112)。そして、所定時間経過した後、全体制御・演算部115は、シャッタ105を閉じ、ミラー103を下げるように制御する。   Subsequently, the overall control / arithmetic unit 115 raises the mirror 103 through the mirror driving unit 104 and controls the shutter 105 to open for a predetermined time through the shutter driving unit 106 based on the photometric value of the photometric unit 113. Exposure for still images is performed (S112). Then, after a predetermined time has elapsed, the overall control / calculation unit 115 performs control so that the shutter 105 is closed and the mirror 103 is lowered.

続いて、画像信号の読み出しのために全体制御・演算部115は、タイミング発生回路部109と撮像信号処理回路部108とを制御し、撮像素子107から静止画像用の画像信号の読み出しを行う(S113)。   Subsequently, the overall control / arithmetic unit 115 controls the timing generation circuit unit 109 and the imaging signal processing circuit unit 108 to read out the image signal for the still image from the imaging element 107 in order to read out the image signal ( S113).

続いて、全体制御・演算部115は、撮像素子107から読み出した静止画像用の画像信号を画像信号処理回路部108で信号処理させ、静止画像データを生成させる。この画像信号処理回路部108では、、静止画像データを生成する際に、欠陥補正データを用いて欠陥画素の補正等の処理も行われる。そして、画像信号処理回路部108で信号処理され生成された静止画像データは、一旦、メモリ部116に保存される(S114)。   Subsequently, the overall control / arithmetic unit 115 causes the image signal processing circuit unit 108 to perform signal processing on the image signal for the still image read from the image sensor 107, and generates still image data. In the image signal processing circuit unit 108, when the still image data is generated, processing such as correction of defective pixels is performed using the defect correction data. The still image data generated by the signal processing by the image signal processing circuit unit 108 is temporarily stored in the memory unit 116 (S114).

続いて、全体制御・演算部115は、メモリ部116に保存した静止画像データを記録媒体制御I/F部110を介して記録媒体111に記録する(S115)。   Subsequently, the overall control / arithmetic unit 115 records the still image data stored in the memory unit 116 on the recording medium 111 via the recording medium control I / F unit 110 (S115).

以上のステップS101〜S115までの処理により一連の撮像シーケンスが終了し、また元の処理(S101)に戻る。   A series of imaging sequences is completed by the processing from the above steps S101 to S115, and the processing returns to the original processing (S101).

次に、撮像素子107内部の詳細な構成について説明する。
図3は、撮像素子107内部の詳細な構成を示す図である。
Next, a detailed configuration inside the image sensor 107 will be described.
FIG. 3 is a diagram showing a detailed configuration inside the image sensor 107.

図3において、201は、撮像レンズ101から入射した光(被写体からの光学像)を光電変換して信号電荷を発生し、これを出力する開口画素部である。この開口画素部201には、2次元行列状に複数の画素が配設されている。202は、開口画素部201の各画素を垂直方向(y方向)に走査し、各画素からアナログ画素信号を出力させる垂直シフトレジスタである。   In FIG. 3, reference numeral 201 denotes an aperture pixel unit that photoelectrically converts light incident from the imaging lens 101 (an optical image from a subject) to generate a signal charge and output the signal charge. In the aperture pixel unit 201, a plurality of pixels are arranged in a two-dimensional matrix. A vertical shift register 202 scans each pixel of the aperture pixel unit 201 in the vertical direction (y direction) and outputs an analog pixel signal from each pixel.

203は、開口画素部201の各画素から出力したアナログ画素信号を垂直方向に転送させ、S−N処理及びノイズ低減等の処理を行い、水平方向(x方向)に走査して画像信号として出力するS−N回路・水平走査部203である。204は、S−N回路・水平走査部203から出力された画像信号を増幅等行って撮像信号処理回路部108に出力する出力アンプである。このように、撮像素子107は、xyアドレス走査型の撮像素子となっている。   203 transfers the analog pixel signal output from each pixel of the aperture pixel unit 201 in the vertical direction, performs processing such as SN processing and noise reduction, and outputs the image signal by scanning in the horizontal direction (x direction). This is an SN circuit / horizontal scanning unit 203. An output amplifier 204 amplifies the image signal output from the SN circuit / horizontal scanning unit 203 and outputs the image signal to the imaging signal processing circuit unit 108. In this manner, the image sensor 107 is an xy address scanning type image sensor.

ステップS107の動画像撮影における電子シャッター値は、撮像素子107から読み出した画像信号に基づいて全体制御・演算部115による演算処理結果をフィードバックして設定され、これをタイミング発生回路部109に出力するものである。タイミング発生回路部109は、全体制御・演算部115から与えられた電子シャッター値に基づいて、撮像素子107の開口画素部201において発生した画素信号を垂直及び水平方向に走査して読み出すためのタイミングを規定するクロック信号を発生する。   The electronic shutter value in moving image shooting in step S 107 is set by feeding back the calculation processing result by the overall control / calculation unit 115 based on the image signal read from the image sensor 107, and outputs this to the timing generation circuit unit 109. Is. The timing generation circuit unit 109 scans and reads out pixel signals generated in the aperture pixel unit 201 of the image sensor 107 in the vertical and horizontal directions based on the electronic shutter value given from the overall control / calculation unit 115. Is generated.

図4は、本発明の実施形態のデジタルカメラ(撮像装置)100における撮像素子(CMOSセンサ)107の読み出し、モニタ表示及びレンズ駆動の各タイミングを示す第1の駆動方法の概略を示す模式図である。ここで、撮像素子(CMOSセンサ)107の画像信号の画像信号処理回路部108による読み出しにおいて、期間41及び42を有する各線分は、動画像における各フレームの読み出し期間を示している。   FIG. 4 is a schematic diagram showing an outline of a first driving method showing timings of reading, monitor display, and lens driving of the image sensor (CMOS sensor) 107 in the digital camera (imaging device) 100 according to the embodiment of the present invention. is there. Here, in the readout by the image signal processing circuit unit 108 of the image signal of the image sensor (CMOS sensor) 107, each line segment having periods 41 and 42 indicates a readout period of each frame in the moving image.

本実施形態における第1の駆動方法では、ステップS105において、撮像信号処理回路部108は、撮像素子(CMOSセンサ)107をローリング駆動して、画像信号を読み出す(読み出し手段)。ステップS106のモニタ(表示部117)への表示に関して読み出された画像信号(第1の信号)は、フレーム毎に、画像信号処理回路部108で信号処理され画像データとして生成されて(画像データ生成手段)、表示部117に表示される。また、ステップS107のレンズ駆動に関して読み出された画像信号(第2の信号)は、フレーム毎に、全体制御・演算部115で演算処理され、演算結果に応じてレンズ駆動部102を介して撮像レンズ101の駆動制御が行われる(撮像レンズ駆動手段)。   In the first driving method according to the present embodiment, in step S105, the imaging signal processing circuit unit 108 drives the imaging element (CMOS sensor) 107 in a rolling manner to read out an image signal (reading unit). The image signal (first signal) read for display on the monitor (display unit 117) in step S106 is subjected to signal processing by the image signal processing circuit unit 108 for each frame and is generated as image data (image data). Generating means) and displayed on the display unit 117. Further, the image signal (second signal) read out regarding the lens driving in step S107 is subjected to arithmetic processing by the overall control / arithmetic unit 115 for each frame, and imaged via the lens driving unit 102 in accordance with the arithmetic result. Driving control of the lens 101 is performed (imaging lens driving means).

本実施形態における第1の駆動方法では、撮像素子(CMOSセンサ)107からローリングで読み出す画像信号の行数を、「画像用行数+ダミー用行数」になるようにして、画像以外の部分を読み出すダミー読み出し期間を設ける。   In the first driving method according to the present embodiment, the number of rows of the image signal read out from the image sensor (CMOS sensor) 107 by rolling is “the number of rows for image + the number of rows for dummy”, and the portion other than the image A dummy read period for reading out is provided.

即ち、開口画素部201のうち、一部の行(画像用行)の画素領域(一部の画素領域)から読み出された画像信号(第1の信号)は、表示部117に表示するために画像信号処理回路部108で生成される動画像データとなる。この画像用行の画素領域からの画像信号は、図4の期間41の間に読み出される。また、開口画素部201のうち、一部の画素領域とは異なる行(ダミー用行)の画素領域から読み出された画像信号(第2の信号)は、撮像レンズ101の駆動制御のための演算処理に用いられる。このダミー用行の画素領域からの画像信号は、画像用行の画素領域からの画像信号の読み出し期間41とは異なるタイミングで、図4の期間42の間に読み出される。しかしながら、この期間42に読み出された画像信号は画像生成には用いない。   In other words, the image signal (first signal) read from the pixel area (partial pixel area) of some rows (image rows) in the aperture pixel unit 201 is displayed on the display unit 117. The moving image data is generated by the image signal processing circuit unit 108. The image signal from the pixel region in the image row is read during the period 41 in FIG. In addition, an image signal (second signal) read from a pixel area (dummy line) different from a part of the pixel area in the aperture pixel unit 201 is used for driving control of the imaging lens 101. Used for arithmetic processing. The image signal from the pixel area of the dummy row is read out during the period 42 in FIG. 4 at a timing different from the readout period 41 of the image signal from the pixel area of the image row. However, the image signal read during this period 42 is not used for image generation.

上述したように、撮像素子(CMOSセンサ)107から読み出された画像信号は、1つには、画像信号処理回路部108で信号処理が行われてモニタ表示用画像データとなる。そして、図4に示すように、このモニタ表示用画像データは、次のモニタ表示用画像データができるまで、同じ画像データが表示部117に表示され続ける。上述したように、撮像素子(CMOSセンサ)107から読み出された画像信号は、もう1つには、全体制御・演算部115でAFの演算(レンズ駆動量の演算)を行い、その演算結果に基づいて撮像レンズ101の駆動制御を行うために用いられる。   As described above, one of the image signals read from the image sensor (CMOS sensor) 107 is subjected to signal processing by the image signal processing circuit unit 108 and becomes monitor display image data. As shown in FIG. 4, the same image data continues to be displayed on the display unit 117 until the next monitor display image data is produced. As described above, the image signal read from the image sensor (CMOS sensor) 107 is subjected to AF calculation (lens driving amount calculation) by the overall control / calculation unit 115, and the calculation result is obtained. Is used to control the drive of the imaging lens 101 based on the above.

ただし、図4の場合では、AFの演算が完了してもすぐには撮像レンズ101の駆動を行わない。即ち、全体制御・演算部115は、画像用行の画素の画像信号が読み出されている期間41を外してダミー用行の画素の撮像信号の読み出しが行われている期間42に撮像レンズ101を駆動するように制御する(制御手段)。   However, in the case of FIG. 4, the imaging lens 101 is not driven immediately after the AF calculation is completed. That is, the overall control / arithmetic unit 115 removes the period 41 during which the image signal of the pixel in the image row is read out, and removes the imaging signal of the pixel in the dummy row during the period 42 during which the imaging lens 101 is read out. Is controlled to drive (control means).

撮像素子(CMOSセンサ)107から画像信号を読み出している間に、撮像レンズ101の駆動のような電力を必要とする動作を行うと、出力アンプ204の基準電源が揺らいでしまい、その変動が画像信号にノイズとして乗ってしまうことになる。   If an operation that requires electric power such as driving of the imaging lens 101 is performed while an image signal is being read out from the image sensor (CMOS sensor) 107, the reference power supply of the output amplifier 204 fluctuates, and the fluctuations are It will ride on the signal as noise.

本実施形態における第1の駆動方法では、画像用行の画素の画像信号の読み出し期間41に撮像レンズ101の駆動を行わないので、当該画像信号にレンズ駆動によるノイズが乗ってしまうことを防止することができる。ただし、レンズ駆動を行える期間は、ダミー信号の読み出しの期間42しかないので、その期間で終わる量しかレンズ駆動を行わない。それ以上のレンズ駆動が必要となる場合には、複数回に分けてレンズ駆動を行う。この図4では、レンズ駆動が可能な最大時間を示している。   In the first driving method according to the present embodiment, the imaging lens 101 is not driven during the readout period 41 of the image signal of the pixel in the image row, so that noise due to lens driving is prevented from riding on the image signal. be able to. However, since there is only a dummy signal readout period 42 during which the lens can be driven, the lens is driven only by an amount ending in that period. When further lens driving is required, the lens driving is performed in multiple steps. FIG. 4 shows the maximum time during which the lens can be driven.

図5は、本発明の実施形態のデジタルカメラ(撮像装置)100における撮像素子(CMOSセンサ)107の読み出し、モニタ表示及びレンズ駆動の各タイミングを示す第2の駆動方法の概略を示す模式図である。ここで、撮像素子(CMOSセンサ)107の画像信号の画像信号処理回路部108による読み出しにおいて、期間51及び52を有する各線分は、動画像における各フレームの読み出し期間を示している。   FIG. 5 is a schematic diagram showing an outline of a second driving method showing timings of reading, monitor display, and lens driving of the image sensor (CMOS sensor) 107 in the digital camera (imaging device) 100 according to the embodiment of the present invention. is there. Here, in the readout by the image signal processing circuit unit 108 of the image signal of the image sensor (CMOS sensor) 107, each line segment having periods 51 and 52 indicates a readout period of each frame in the moving image.

本実施形態における第2の駆動方法では、特に、図4で説明した第1の駆動方法よりも、レンズ駆動の量が多い場合を示している。   In the second driving method in the present embodiment, in particular, a case where the amount of lens driving is larger than that in the first driving method described in FIG. 4 is shown.

本実施形態における第2の駆動方法では、図4と同様に、撮像素子(CMOSセンサ)107からローリングで読み出す画像信号の行数を、「画像用行数+ダミー用行数」になるようにして、画像以外の部分を読み出すダミー読み出し期間を設ける。   In the second driving method in the present embodiment, the number of rows of image signals read out from the image sensor (CMOS sensor) 107 by rolling is set to “number of rows for image + number of rows for dummy” as in FIG. Thus, a dummy readout period for reading out portions other than the image is provided.

即ち、開口画素部201のうち、一部の行(画像用行)の画素領域(一部の画素領域)から読み出された画像信号(第1の信号)は、表示部117に表示するために画像信号処理回路部108で生成される動画像データとなる。この画像用行の画素領域からの画像信号は、図5の期間51の間に読み出される。また、開口画素部201のうち、一部の画素領域とは異なる行(ダミー用行)の画素領域から読み出された画像信号(第2の信号)は、撮像レンズ101の駆動制御のための演算処理に用いられる。このダミー用行の画素領域からの画像信号は、画像用行の画素領域からの画像信号の読み出し期間51とは異なるタイミングで、図5の期間52の間に読み出される。   In other words, the image signal (first signal) read from the pixel area (partial pixel area) of some rows (image rows) in the aperture pixel unit 201 is displayed on the display unit 117. The moving image data is generated by the image signal processing circuit unit 108. The image signal from the pixel area of the image row is read out during the period 51 in FIG. In addition, an image signal (second signal) read from a pixel area (dummy line) different from a part of the pixel area in the aperture pixel unit 201 is used for driving control of the imaging lens 101. Used for arithmetic processing. The image signal from the pixel area of the dummy row is read out during the period 52 in FIG. 5 at a timing different from the readout period 51 of the image signal from the pixel area of the image row.

ただし、第2の駆動方法では、読み出す画像用の行数を間引くことにより、画像用行の読み出しにかかる期間51を、第1の駆動方法における期間41よりも短くしている。また、第2の駆動方法の場合も、全体制御・演算部115は、画像用行の画素の画像信号が読み出されている期間51を外してダミー用行の画素の撮像信号の読み出しが行われている期間52に撮像レンズ101を駆動するように制御する。   However, in the second driving method, the period 51 for reading the image rows is made shorter than the period 41 in the first driving method by thinning out the number of image rows to be read. Also in the case of the second driving method, the overall control / arithmetic unit 115 reads out the imaging signals of the pixels in the dummy row after the period 51 in which the image signals of the pixels in the image row are read out. Control is performed so that the imaging lens 101 is driven during the closed period 52.

一般的に、モニタ(表示部117)に動画を表示する場合には、1フレームの時間が変わらないようにするので、画像用行の読み出しにかかる期間51が短くなると、その残りを全てダミー用行の読み出し期間52に使うことができる。これにより、図5のレンズ駆動に示したように、レンズ駆動を行える時間を長くすることができる。この図5では、レンズ駆動が可能な最大時間を示している。また、モニタ表示に関しては、図4の場合と同様である。   In general, when displaying a moving image on a monitor (display unit 117), the time of one frame is kept unchanged, so when the period 51 for reading an image row is shortened, all the rest is used for a dummy. It can be used for the row readout period 52. Thereby, as shown in the lens drive of FIG. 5, the time which can drive a lens can be lengthened. FIG. 5 shows the maximum time during which the lens can be driven. The monitor display is the same as in the case of FIG.

図6は、本発明の実施形態のデジタルカメラ(撮像装置)100における撮像素子(CMOSセンサ)107の読み出し、モニタ表示及びレンズ駆動の各タイミングを示す第3の駆動方法の概略を示す模式図である。ここで、撮像素子(CMOSセンサ)107の画像信号の画像信号処理回路部108による読み出しにおいて、期間61及び62を有する線分、並びに、期間63及び64を有する線分は、それぞれ、動画像におけるフレームの読み出し期間を示している。   FIG. 6 is a schematic diagram showing an outline of a third driving method showing timings of reading, monitor display, and lens driving of the image sensor (CMOS sensor) 107 in the digital camera (imaging device) 100 according to the embodiment of the present invention. is there. Here, in the readout by the image signal processing circuit unit 108 of the image signal of the image sensor (CMOS sensor) 107, the line segments having the periods 61 and 62 and the line segments having the periods 63 and 64 are respectively in the moving image. A frame readout period is shown.

本実施形態における第3の駆動方法では、特に、図5で説明した第2の駆動方法よりも、更に、レンズ駆動の量が多い場合を示している。   In the third driving method in the present embodiment, in particular, a case where the amount of lens driving is larger than that in the second driving method described in FIG. 5 is shown.

本実施形態における第3の駆動方法では、図4と同様に、撮像素子(CMOSセンサ)107からローリングで読み出す画像信号の行数を、「画像用行数+ダミー用行数」になるようにして、画像以外の部分を読み出すダミー読み出し期間を設ける。ただし、第3の駆動方法では、画像用行の読み出しを行うが、モニタ表示にもAF演算にも利用しないという画像信号の読み出しも行う。   In the third driving method in the present embodiment, the number of rows of image signals read out from the image sensor (CMOS sensor) 107 by rolling is set to “number of rows for image + number of rows for dummy” as in FIG. Thus, a dummy readout period for reading out portions other than the image is provided. However, in the third driving method, an image row is read, but an image signal that is not used for monitor display or AF calculation is also read.

即ち、開口画素部201のうち、一部の行(画像用行)の画素領域(一部の画素領域)から読み出された画像信号(第1の信号)は、期間61では表示部117に表示するために画像信号処理回路部108で生成される動画像データに供され、期間63ではモニタ表示にもAF演算にも利用されない。また、開口画素部201のうち、一部の画素領域とは異なる行(ダミー用行)の画素領域から読み出された画像信号(第2の信号)は、期間62において、撮像レンズ101の駆動制御のための演算処理に用いられる。   That is, an image signal (first signal) read from a pixel region (partial pixel region) of a part of rows (image rows) in the aperture pixel unit 201 is displayed on the display unit 117 in the period 61. This is used for moving image data generated by the image signal processing circuit unit 108 for display, and is not used for monitor display or AF calculation in the period 63. In addition, an image signal (second signal) read from a pixel region in a row (dummy row) different from a part of the pixel regions in the aperture pixel portion 201 is driven in the period 62 by the imaging lens 101. Used for arithmetic processing for control.

図6において、期間61及び期間62における第1フレーム目の画像信号は、読み出されて、モニタ表示にもAF演算にも利用される。一方、期間63及び期間64における第2フレーム目の画像信号は、読み出しは行われるが、モニタ表示に利用されず、モニタ(表示部117)に表示される表示画像は、前のフレーム(第1フレーム)のままにする。また、この第2フレーム目は、AF演算にも利用されない。そのかわり、この2フレーム目の読み出し期間63及び64の間も、撮像レンズ101の駆動を行うことにより、図5に示す第2の駆動方法の時間よりも更に長い時間、レンズ駆動を行うことができる。この図6では、レンズ駆動が可能な最大時間を示している。   In FIG. 6, the image signal of the first frame in the period 61 and the period 62 is read out and used for both the monitor display and the AF calculation. On the other hand, the image signals of the second frame in the periods 63 and 64 are read out, but are not used for monitor display, and the display image displayed on the monitor (display unit 117) is the previous frame (first frame). Leave the frame. The second frame is not used for AF calculation. Instead, during the readout periods 63 and 64 of the second frame, the lens is driven for a longer time than the time of the second driving method shown in FIG. 5 by driving the imaging lens 101. it can. FIG. 6 shows the maximum time during which the lens can be driven.

即ち、第3の駆動方法では、全体制御・演算部115は、以下のような制御を行う。
画像信号処理回路部108で画像データの生成を行うための第1の信号の読み出しを行っている期間61では、レンズ駆動部102による撮像レンズ101の駆動を行わないように制御する。一方、画像信号処理回路部108において画像データの生成に用いない第1の信号の読み出し期間63、並びに第2の信号の読み出し期間62及び64に、レンズ駆動部102による撮像レンズ101の駆動を行う制御をする。
That is, in the third driving method, the overall control / calculation unit 115 performs the following control.
In the period 61 during which the image signal processing circuit unit 108 reads out the first signal for generating image data, the lens driving unit 102 performs control so that the imaging lens 101 is not driven. On the other hand, in the image signal processing circuit unit 108, the lens driving unit 102 drives the imaging lens 101 during the first signal readout period 63 and the second signal readout periods 62 and 64 that are not used for generating image data. Take control.

図7は、本発明の実施形態のデジタルカメラ(撮像装置)100における撮像素子(CMOSセンサ)107の読み出し、モニタ表示及びレンズ駆動の各タイミングを示す第4の駆動方法の概略を示す模式図である。ここで、撮像素子(CMOSセンサ)107の画像信号の画像信号処理回路部108による読み出しにおいて、期間71及び72を有する各線分は、動画像における各フレームの読み出し期間を示している。   FIG. 7 is a schematic diagram showing an outline of a fourth driving method showing timings of reading, monitor display, and lens driving of the image sensor (CMOS sensor) 107 in the digital camera (imaging device) 100 according to the embodiment of the present invention. is there. Here, in the readout by the image signal processing circuit unit 108 of the image signal of the image sensor (CMOS sensor) 107, each line segment having periods 71 and 72 indicates a readout period of each frame in the moving image.

本実施形態における第4の駆動方法では、図4と同様に、撮像素子(CMOSセンサ)107からローリングで読み出す画像信号の行数を、「画像用行数+ダミー用行数」になるようにして、画像以外の部分を読み出すダミー読み出し期間を設ける。   In the fourth driving method in the present embodiment, the number of rows of image signals read out from the image sensor (CMOS sensor) 107 by rolling is set to “number of rows for image + number of rows for dummy” as in FIG. Thus, a dummy readout period for reading out portions other than the image is provided.

即ち、開口画素部201のうち、一部の行(画像用行)の画素領域(一部の画素領域)から読み出された画像信号(第1の信号)は、表示部117に表示するために画像信号処理回路部108で生成される動画像データとなる。この画像用行の画素領域からの画像信号は、図7の期間71の間に読み出される。また、開口画素部201のうち、一部の画素領域とは異なる行(ダミー用行)の画素領域から読み出された画像信号(第2の信号)は、撮像レンズ101の駆動制御のための演算処理に用いられる。このダミー用行の画素領域からの画像信号は、画像用行の画素領域からの画像信号の読み出し期間71とは異なるタイミングで、図7の期間72の間に読み出される。   In other words, the image signal (first signal) read from the pixel area (partial pixel area) of some rows (image rows) in the aperture pixel unit 201 is displayed on the display unit 117. The moving image data is generated by the image signal processing circuit unit 108. The image signal from the pixel area of this image row is read during the period 71 in FIG. In addition, an image signal (second signal) read from a pixel area (dummy line) different from a part of the pixel area in the aperture pixel unit 201 is used for driving control of the imaging lens 101. Used for arithmetic processing. The image signal from the pixel area of the dummy row is read out during the period 72 in FIG. 7 at a timing different from the readout period 71 of the image signal from the pixel area of the image row.

本実施形態における第4の駆動方法では、特に、撮影時の撮像素子(CMOSセンサ)107のセンサ感度が低い場合を考慮している。センサ感度が高い場合には、元々低い画像信号を増幅するのでレンズ駆動によるノイズが見えやすくなるが、センサ感度が低い場合には、画像信号をあまり増幅しなくて良くなるためレンズ駆動によるノイズのレベルが変わらなくても画像的には見えに難くなる。   In the fourth driving method in the present embodiment, the case where the sensor sensitivity of the image sensor (CMOS sensor) 107 at the time of shooting is particularly low is considered. When the sensor sensitivity is high, the low image signal is originally amplified and it becomes easy to see the noise due to lens driving.However, when the sensor sensitivity is low, it is not necessary to amplify the image signal so much that the noise due to the lens driving is reduced. Even if the level does not change, it becomes difficult to see in the image.

本実施形態における第4の駆動方法では、このノイズの見え難くなることを考え、画像データの生成のための画像信号の読み出し期間を考慮せず、当該画像信号の読み出し→AF演算が完了したら、続けて、撮像レンズ101の駆動を行っている。この図7では、駆動可能な最大時間を示している。また、1フレームの時間は変わらないようにし、モニタ表示に関しては、図4の場合と同様である。   In the fourth driving method in the present embodiment, considering that the noise becomes difficult to see, the readout of the image signal → AF calculation is completed without considering the readout period of the image signal for generating the image data. Subsequently, the imaging lens 101 is driven. FIG. 7 shows the maximum driveable time. Further, the time for one frame is not changed, and the monitor display is the same as in the case of FIG.

ここまで説明を行った中で、画像用行の画素領域から読み出した画像信号(第1の信号)を、モニタ表示用として利用するように説明を行ってきたが、本発明においては、撮像信号処理回路部108において画像データの生成に供するものであればよい。これにより、例えば、モニタ表示用に利用するものでなくとも、生成した画像データを外部記憶装置に記憶して動画像の撮影として利用することも適用可能である。   In the above description, the image signal (first signal) read from the pixel region of the image row has been described as being used for monitor display. Any processing circuit unit 108 may be used as long as it is used for generating image data. Thereby, for example, even if it is not used for monitor display, it is also possible to store the generated image data in an external storage device and use it as a moving image.

前述した本実施形態に係るデジタルカメラ(撮像装置)を構成する図1の各手段、並びにデジタルカメラの駆動方法を示した図2の各ステップは、コンピュータのRAMやROMなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は本発明に含まれる。   Each unit of FIG. 1 constituting the digital camera (imaging device) according to the present embodiment described above and each step of FIG. 2 showing the driving method of the digital camera are executed by a program stored in a RAM or ROM of a computer. It can be realized by operating. This program and a computer-readable storage medium storing the program are included in the present invention.

具体的に、前記プログラムは、例えばCD−ROMのような記憶媒体に記録し、或いは各種伝送媒体を介し、コンピュータに提供される。前記プログラムを記録する記憶媒体としては、CD−ROM以外に、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、不揮発性メモリカード等を用いることができる。他方、前記プログラムの伝送媒体としては、プログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するためのコンピュータネットワーク(LAN、インターネットの等のWAN、無線通信ネットワーク等)システムにおける通信媒体を用いることができる。また、この際の通信媒体としては、光ファイバ等の有線回線や無線回線などが挙げられる。   Specifically, the program is recorded in a storage medium such as a CD-ROM, or provided to a computer via various transmission media. As a storage medium for recording the program, a flexible disk, a hard disk, a magnetic tape, a magneto-optical disk, a nonvolatile memory card, and the like can be used in addition to the CD-ROM. On the other hand, as the transmission medium of the program, a communication medium in a computer network (LAN, WAN such as the Internet, wireless communication network, etc.) system for propagating and supplying program information as a carrier wave can be used. Moreover, examples of the communication medium at this time include a wired line such as an optical fiber, a wireless line, and the like.

また、コンピュータが供給されたプログラムを実行することにより本実施形態に係るデジタルカメラ(撮像装置)の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているOS(オペレーティングシステム)或いは他のアプリケーションソフト等と共同して本実施形態に係るデジタルカメラ(撮像装置)の機能が実現される場合や、供給されたプログラムの処理の全て、或いは一部がコンピュータの機能拡張ボードや機能拡張ユニットにより行われて本実施形態に係るデジタルカメラ(撮像装置)の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発明に含まれる。   In addition, the functions of the digital camera (imaging device) according to the present embodiment are realized by executing a program supplied by the computer, and an OS (operating system) or other program running on the computer. When the functions of the digital camera (imaging device) according to the present embodiment are realized in cooperation with the application software, etc., or all or part of the processing of the supplied program is a function expansion board or function expansion unit of a computer This program is also included in the present invention even when the function of the digital camera (imaging device) according to the present embodiment is realized.

本発明の実施形態に係るデジタルカメラ(撮像装置)の概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a digital camera (imaging device) according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るデジタルカメラ(撮像装置)の駆動方法を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a method for driving a digital camera (imaging device) according to an embodiment of the present invention. 撮像素子内部の詳細な構成を示す図である。It is a figure which shows the detailed structure inside an image pick-up element. 本発明の実施形態のデジタルカメラ(撮像装置)における撮像素子(CMOSセンサ)の読み出し、モニタ表示及びレンズ駆動の各タイミングを示す第1の駆動方法の概略を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline of the 1st drive method which shows each timing of the reading of the image pick-up element (CMOS sensor) in the digital camera (image pick-up device) of this embodiment, a monitor display, and a lens drive. 本発明の実施形態のデジタルカメラ(撮像装置)における撮像素子(CMOSセンサ)の読み出し、モニタ表示及びレンズ駆動の各タイミングを示す第2の駆動方法の概略を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline of the 2nd drive method which shows each timing of the reading of the image pick-up element (CMOS sensor) in the digital camera (image pick-up device) of this embodiment, a monitor display, and a lens drive. 本発明の実施形態のデジタルカメラ(撮像装置)における撮像素子(CMOSセンサ)の読み出し、モニタ表示及びレンズ駆動の各タイミングを示す第3の駆動方法の概略を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline of the 3rd drive method which shows each timing of the reading of the image pick-up element (CMOS sensor), monitor display, and lens drive in the digital camera (image pick-up device) of embodiment of this invention. 本発明の実施形態のデジタルカメラ(撮像装置)における撮像素子(CMOSセンサ)の読み出し、モニタ表示及びレンズ駆動の各タイミングを示す第4の駆動方法の概略を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline of the 4th drive method which shows each timing of the reading of the image pick-up element (CMOS sensor), the monitor display, and lens drive in the digital camera (image pick-up device) of embodiment of this invention. 一般的な撮像装置におけるCMOSセンサの読み出し、モニタ表示及びレンズ駆動の各タイミングの概略を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline of each timing of the reading of a CMOS sensor, a monitor display, and a lens drive in a general imaging device.

符号の説明Explanation of symbols

101 撮像レンズ
102 レンズ駆動部
103 ミラー
104 ミラー駆動部
105 シャッタ
106 シャッタ駆動部
107 撮像素子
108 撮像信号処理回路部
109 タイミング発生回路部
110 記録媒体制御I/F部
111 記録媒体
112 外部I/F部
113 測光部
114 測距部
115 全体制御・演算部
116 メモリ部
117 表示部
200 外部装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Imaging lens 102 Lens drive part 103 Mirror 104 Mirror drive part 105 Shutter 106 Shutter drive part 107 Image pick-up element 108 Imaging signal processing circuit part 109 Timing generation circuit part 110 Recording medium control I / F part 111 Recording medium 112 External I / F part 113 Photometry unit 114 Distance measurement unit 115 Overall control / calculation unit 116 Memory unit 117 Display unit 200 External device

Claims (4)

画素が2次元行列状に配設された画素部を有する撮像素子と、
被写体からの光学像を前記撮像素子に導くために設けられた撮像レンズと、
前記画素部のうちの一部の画素領域から第1の信号を読み出すと共に、前記一部の画素領域とは異なる画素領域から前記第1の信号とは異なるタイミングで第2の信号を読み出す読み出し手段と、
前記第1の信号に基づいて画像データの生成を行う画像データ生成手段と、
前記第2の信号に基づいて前記撮像レンズの駆動を行う撮像レンズ駆動手段と、
前記読み出し手段が前記第2の信号の読み出しを行っている期間に、前記撮像レンズ駆動手段による前記撮像レンズの駆動を行う制御をする制御手段と
を含むことを特徴とする撮像装置。
An imaging device having a pixel portion in which pixels are arranged in a two-dimensional matrix;
An imaging lens provided to guide an optical image from a subject to the imaging device;
Reading means for reading the first signal from a part of the pixel area of the pixel portion and reading the second signal from a pixel area different from the part of the pixel area at a timing different from the first signal. When,
Image data generating means for generating image data based on the first signal;
Imaging lens driving means for driving the imaging lens based on the second signal;
An image pickup apparatus comprising: a control unit configured to control to drive the imaging lens by the imaging lens driving unit during a period in which the reading unit is reading the second signal.
前記読み出し手段は、前記第1の信号を読み出す際に、前記一部の画素領域における画素を間引いて読み出しを行うことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein when the first signal is read, the reading unit performs reading by thinning out pixels in the partial pixel region. 前記制御手段は、前記第1の信号のうち、前記画像データの生成に用いない第1の信号を前記読み出し手段が読み出している期間においては、前記撮像レンズ駆動手段による前記撮像レンズの駆動を行う制御をすることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。   The control means drives the imaging lens by the imaging lens driving means during a period in which the readout means reads out the first signal that is not used for generating the image data out of the first signal. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the imaging apparatus is controlled. 画素が2次元行列状に配設された画素部を有する撮像素子と、被写体からの光学像を前記撮像素子に導くために設けられた撮像レンズとを具備する撮像装置の駆動方法であって、
前記画素部のうちの一部の画素領域から第1の信号を読み出すと共に、前記一部の画素領域とは異なる画素領域から前記第1の信号とは異なるタイミングで第2の信号を読み出す読み出しステップと、
前記第1の信号に基づいて画像データの生成を行う画像データ生成ステップと、
前記第2の信号に基づいて前記撮像レンズの駆動を行う撮像レンズ駆動ステップと、
前記読み出しステップにおいて前記第2の信号の読み出しを行っている期間に、前記撮像レンズ駆動ステップによる前記撮像レンズの駆動を行う制御をする制御ステップと
を含むことを特徴とする撮像装置の駆動方法。
An imaging device driving method comprising: an imaging device having a pixel portion in which pixels are arranged in a two-dimensional matrix; and an imaging lens provided to guide an optical image from a subject to the imaging device,
A reading step of reading the first signal from a part of the pixel area in the pixel portion and reading the second signal from a pixel area different from the part of the pixel area at a timing different from the first signal. When,
An image data generation step for generating image data based on the first signal;
An imaging lens driving step for driving the imaging lens based on the second signal;
And a control step of performing control to drive the imaging lens by the imaging lens driving step during a period in which the second signal is read in the reading step.
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