JP2014204308A - Imaging apparatus and imaging method - Google Patents
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Abstract
【課題】撮影間隔などの性能劣化を最小限に抑え、かつ、撮影枚数が多く、かつ、消費電力が比較的小さい撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置は、メカニカルシャッタと、撮像手段と、画像処理手段とを備える。静止画像データは、撮像素子から画像信号として読み出されたのち静止画像に変換された画像である。画像処理手段は、静止画像データに対して画像処理を行う。画像処理手段は、静止画リードアウトVD期間と、ブランキング期間とを設ける。静止画リードアウトVD期間は、静止画像を取得する時に、撮像手段で撮像素子から画像データを読み出す期間である。ブランキング期間は、静止画リードアウトVD期間内において、全画素に対する画像信号の読み出し終了後に画像信号の出力を行なわない期間である。メカニカルシャッタの開処理は、ブランキング期間内に完了される。【選択図】図6An imaging apparatus that minimizes performance degradation such as a shooting interval, has a large number of shots, and consumes relatively little power. An imaging apparatus includes a mechanical shutter, an imaging unit, and an image processing unit. The still image data is an image that is read as an image signal from the image sensor and then converted into a still image. The image processing means performs image processing on the still image data. The image processing means provides a still image lead-out VD period and a blanking period. The still image readout VD period is a period in which image data is read from the image sensor by the imaging unit when a still image is acquired. The blanking period is a period during which no image signal is output after the reading of the image signal for all pixels is completed within the still image readout VD period. The mechanical shutter opening process is completed within the blanking period. [Selection] Figure 6
Description
本発明はデジタルカメラに関し、静止画撮影時における撮像素子制御方法およびメカシャッタ制御方法に関する。特に、コンパクトデジタルカメラなどの電池容量が小さく、供給電力に制約があるものに好適である。 The present invention relates to a digital camera, and relates to an image sensor control method and a mechanical shutter control method during still image shooting. In particular, it is suitable for a compact digital camera or the like having a small battery capacity and a limited supply power.
近年、デジタルカメラのコンパクト化と反して、撮像素子の大型化、解放F値の大きい明るいレンズによるレンズ口径の大型化の傾向がある。撮像素子はAPS−Cサイズ以上のものも多く、従来では1/1.7型程度が一般的であったコンパクトデジタルカメラより撮像素子を駆動するための消費電力は大きくなっている。 In recent years, contrary to the downsizing of digital cameras, there has been a tendency to increase the size of the image pickup element and increase the diameter of the lens with a bright lens having a large open F value. Many image sensors have an APS-C size or larger, and the power consumption for driving the image sensor is larger than that of a compact digital camera, which is generally about 1 / 1.7 type.
また、明るいレンズを希望するユーザが増え、コンパクトデジタルカメラとは思えないほど大きなレンズが搭載されており、カメラの体積においてレンズを含めた鏡胴の占める割合が大きくなっている。このため、必然的にその他の部品にしわ寄せが発生し、電池の大きさも可能な限り小さいものとなっている。一方で、撮影枚数は大きくしたいので、少ないバッテリー容量でも省電力制御を駆使することで、撮影可能枚数が少なくならないように撮像素子やメカニカルシャッタの制御が工夫されている(特許文献1)。 In addition, the number of users who desire a bright lens is increasing, and a lens that is so large that it cannot be thought of as a compact digital camera is mounted, and the ratio of the lens barrel including the lens to the volume of the camera is increasing. For this reason, other parts are inevitably wrinkled, and the size of the battery is as small as possible. On the other hand, since it is desired to increase the number of shots, the image sensor and mechanical shutter have been devised so that the number of shots can be reduced by using power saving control even with a small battery capacity (Patent Document 1).
しかしながら、メカシャッタや撮像素子の駆動電力が占める消費電力の割合は大きいという問題がある。また、小さな電池でこれらのユニットを同時に動かすには一定以上の電圧供給が必要であり、バッテリー切れを示す終止電圧を決めるのに大きく関わる。 However, there is a problem that the ratio of the power consumption occupied by the driving power of the mechanical shutter and the image sensor is large. In addition, in order to simultaneously operate these units with a small battery, a voltage supply of a certain level or more is necessary, and it is greatly involved in determining an end voltage indicating battery exhaustion.
そこで、本発明では、撮像素子の駆動制御と、メカシャッタ制御と、画像処理の制御タイミングとを工夫することにより、撮影間隔などの性能劣化が最小限に抑えられ、かつ、撮影枚数が多く、かつ、消費電力が比較的小さい撮像装置を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, by devising the drive control of the image sensor, the mechanical shutter control, and the control timing of the image processing, performance degradation such as the shooting interval can be minimized, the number of shots is large, and An object of the present invention is to provide an imaging device with relatively low power consumption.
本発明に係る撮像装置は、撮像素子の露光時間を調整するメカニカルシャッタと、撮像素子の全画素同時に電荷リセット動作を行う撮像手段と、撮像手段によって撮像され、撮像素子から画像信号として読み出されたのち静止画像に変換された、静止画像データに対して画像処理を行う画像処理手段とを備え、画像処理手段は、静止画像を取得する時に、撮像手段で撮像素子から画像データを読み出す静止画リードアウトVD期間と、静止画リードアウトVD期間内において、全画素に対する画像信号の読み出し終了後に画像信号の出力を行なわないブランキング期間とを設け、ブランキング期間内にメカニカルシャッタの開処理を完了させることを特徴とする。 An image pickup apparatus according to the present invention is picked up by a mechanical shutter that adjusts the exposure time of the image pickup device, an image pickup unit that performs a charge reset operation simultaneously on all pixels of the image pickup device, and read out from the image pickup device as an image signal. An image processing unit that performs image processing on the still image data that has been converted into a still image, and the image processing unit reads the image data from the image sensor with the imaging unit when acquiring the still image. A lead-out VD period and a blanking period during which no image signal is output after completion of reading of image signals for all pixels are provided in the still image lead-out VD period, and the mechanical shutter opening process is completed within the blanking period. It is characterized by making it.
また、取得した静止画像に対し、複数回の画像処理を実施する場合に、静止画の読み出し期間に、静止画の画像信号を読み出しながら、第1の画像処理を行い、ブランキング期間に、第2の画像処理を開始することが好ましい。このようにブランキング期間を、取り込んだ静止画像の画像処理時間と重ねることにより、撮影間隔の低下を防ぐことが可能となる。 In addition, when performing multiple times of image processing on the acquired still image, the first image processing is performed while reading the still image signal during the still image reading period, and the first image processing is performed during the blanking period. It is preferable to start the second image processing. In this way, by overlapping the blanking period with the image processing time of the captured still image, it is possible to prevent a reduction in the shooting interval.
撮像手段は、撮像素子の画素ラインごとに電荷リセット動作を行うローリングシャッタモードをさらに有し、メカニカルシャッタの開処理が完了した後、ローリングシャッタモードにおけるリセット動作が開始されることが好ましい。 It is preferable that the imaging unit further includes a rolling shutter mode in which a charge reset operation is performed for each pixel line of the image sensor, and the reset operation in the rolling shutter mode is started after the opening process of the mechanical shutter is completed.
また、ブランキング期間内において、メカニカルシャッタの開処理の期間と第2の画像処理の期間とが重複し、または、同時に開始されても良い。 Further, within the blanking period, the mechanical shutter opening process period and the second image processing period may overlap or may be started simultaneously.
本発明に係る撮像方法は、撮像素子の全画素同時に電荷リセット動作を行う撮像工程と、撮像工程によって撮像され、撮像素子から画像信号として読み出されたのち静止画像に変換された、静止画像データに対して画像処理を行う画像処理工程とを備え、画像処理工程は、静止画像を取得する時に、撮像工程で撮像素子から画像データを読み出す静止画リードアウトVD期間と、静止画リードアウトVD期間内において、全画素に対する画像信号の読み出し終了後に画像信号の出力を行なわないブランキング期間とを設け、ブランキング期間内にメカニカルシャッタの開処理を完了させることを特徴とする。 An imaging method according to the present invention includes an imaging process in which a charge reset operation is performed simultaneously on all pixels of an imaging element, and still image data that is captured by the imaging process, read out as an image signal from the imaging element, and then converted into a still image. An image processing step for performing image processing on the image, and when the image processing step acquires a still image, the still image lead-out VD period and the still image lead-out VD period in which image data is read from the image sensor in the imaging step And a blanking period during which no image signal is output after completion of reading of the image signal for all pixels, and the opening process of the mechanical shutter is completed within the blanking period.
また、取得した静止画像に対し、複数回の画像処理を実施する場合に、静止画の読み出し期間に、静止画の画像信号を読み出しながら、第1の画像処理を行い、ブランキング期間に、第2の画像処理を開始することが好ましい。このように、ブランキング期間を、取り込んだ静止画像の画像処理時間と重ねることにより、撮影間隔の低下を防ぐことが可能となる。 In addition, when performing multiple times of image processing on the acquired still image, the first image processing is performed while reading the still image signal during the still image reading period, and the first image processing is performed during the blanking period. It is preferable to start the second image processing. In this way, by overlapping the blanking period with the image processing time of the captured still image, it is possible to prevent a decrease in the shooting interval.
本発明によれば、撮影間隔などの性能劣化が最小限に抑えられ、かつ、撮影枚数が多く、かつ、消費電力が比較的小さい撮像装置を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide an imaging device in which performance degradation such as a shooting interval is minimized, the number of shots is large, and power consumption is relatively small.
以下、図面を参照し、本発明にかかる撮像装置および撮像方法の実施例について説明する。図1〜3は本発明に係る撮像装置の例であるデジタルスチルカメラの例を示す上面図、正面図および背面図である。図4はこのデジタルスチルカメラ内部のシステム構成例の概要を示すブロック図である。 Hereinafter, embodiments of an imaging apparatus and an imaging method according to the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 3 are a top view, a front view, and a rear view showing an example of a digital still camera which is an example of an imaging apparatus according to the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing an outline of a system configuration example inside the digital still camera.
図1において、カメラの上面には、レリーズスイッチSW1、モードダイアルSW2、サブ液晶ディスプレイ(以下、LCD)1が配置されている。図2において、カメラの正面には、撮影レンズを含む鏡筒ユニット7、光学ファインダ4、ストロボ発光部3、リモコン受光部6、測距ユニット5、メモリカード装填室および電池装填室の蓋2が配置されている。
In FIG. 1, a release switch SW1, a mode dial SW2, and a sub liquid crystal display (hereinafter referred to as LCD) 1 are disposed on the upper surface of the camera. In FIG. 2, on the front side of the camera, there are a lens barrel unit 7 including a photographing lens, an
図3において、カメラの背面には、電源スイッチ13、LCDモニタ10、AF用LED8、ストロボLED9、光学ファインダ4、広角方向ズームスイッチSW3、望遠方向ズームスイッチSW4、セルフタイマの設定および解除スイッチSW5、メニュースイッチSW6、上移動およびストロボセットスイッチSW7、右移動スイッチSW8、ディスプレイスイッチSW9、下移動およびマクロスイッチSW10、左移動および画像確認スイッチSW11、OKスイッチSW12が配置されている。
In FIG. 3, on the back of the camera, a
図4は内部の機能ブロックの構成を示した概略図である。撮像装置30は、レンズユニット(メカニカルシャッタ)32、CMOSセンサ36、アナログフロントエンドであるAFE(撮像手段)34から構成される。AFE34はCMOSセンサ36からの出力電気信号(アナログ画像データ)をサンプリングホールド(相関二重サンプリング)するCDS38、このサンプリングされたデータのゲインを調整するAGC(AUTO GAIN CONTROL)40、デジタル信号に変換するA/D変換器42などから構成されている。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of internal functional blocks. The
モータドライバ33によって駆動されるレンズユニット32を介してCMOSセンサ36で受光した画像は、デジタル映像信号に変換されて信号処理IC(画像処理手段)50に入力される。撮像装置30からの入力信号を表示可能な形式に変換してメモリに保存する画像処理手段であるカメラインターフェース部52・画像処理部54と、表示信号出力手段である表示出力制御部56と、色情報を抽出する色情報抽出手段であるCPU58は全て信号処理IC50に含まれている。
An image received by the
信号処理IC50は、CMOSセンサ36への同期信号出力と同期信号に合わせたデータの取り込みを行うCMOSインターフェイス51、CMOSインターフェイス51からメモリコントローラ53を介し入力されるベイヤーRAWデータに対する光学的な補正や検波処理を行うカメラインターフェース部52、入力されたベイヤーRAWデータの補間や、YUVのデータ形式に変換し、ノイズ除去やエッジ強調、表示や記録のサイズにあわせて画像サイズを変更する画像処理部54、表示出力を制御する表示出力制御部56、JPEGで記録する場合のデータ圧縮部59、画像データのメモリカードへの書き込みを制御するメディアI/F60、全体のシステム制御や色情報の抽出などを行っているCPU58によって構成されている。
The
表示出力制御部56はカメラに内蔵されているLCD1に出力を行うための、同期信号などの信号を付加して信号出力を行う。SDRAM70は、画像データおよびJPEG圧縮データを一時保管するメモリと、表示用データを保持するメモリと、CPUのRAMとを兼ねている。ROM72には、カメラの制御を行う制御プログラムなどがあり、このプログラムおよびデータをもとにCPU58が動作する。クロック生成部74、水平垂直信号生成部76は読出しを制御するが、これらの動作については後に詳述する。
The display output control unit 56 outputs a signal by adding a signal such as a synchronization signal for output to the
図5は、グローバルシャッタにおける一般的な撮影制御シーケンスの例を示している。レリーズスイッチSW1が押されると、撮影に先立ちAF(AUTO FOCUS)処理が行われる。AF処理は例えばフォーカスレンズを移動させながらコントラストの最大値を見つける山登りAFなどが行わる。その方法として特公昭39−5265号公報で記載されている。これは映像信号のG信号(または輝度値であるY信号)の高周波成分からAF評価値を作成し、これが最大になるところのフォーカスレンズ位置を算出し、フォーカスレンズを移動させる処理である。 FIG. 5 shows an example of a general shooting control sequence in the global shutter. When the release switch SW1 is pressed, AF (AUTO FOCUS) processing is performed prior to shooting. For example, the hill-climbing AF for finding the maximum contrast value while moving the focus lens is performed as the AF process. This method is described in Japanese Patent Publication No. 39-5265. This is a process of creating an AF evaluation value from the high-frequency component of the G signal (or Y signal that is a luminance value) of the video signal, calculating the focus lens position where this becomes the maximum, and moving the focus lens.
AFの評価値を取得するエリアについては被写体に対し、複数のエリアを考慮するマルチエリアAFや、一部しか考慮しないスポットエリアAFなどがある。そしてAF評価値を基に撮影シーンに適したフォーカス位置を算出し、そのポイントへフォーカスレンズを移動させる。フォーカスレンズはCPUの命令により、レンズユニットのモータドライバを介して移動させることができる。デジタルスチルカメラ等の電子撮像装置は、一般的に自動的に焦点を合わせるオートフォーカス(以下AF)装置が搭載されている。なお、AF処理は本発明において本質と関係がないので省略する。 As for the area from which the AF evaluation value is acquired, there are a multi-area AF that considers a plurality of areas and a spot area AF that considers only a part of the subject. Based on the AF evaluation value, a focus position suitable for the shooting scene is calculated, and the focus lens is moved to that point. The focus lens can be moved via a motor driver of the lens unit according to a command from the CPU. An electronic imaging device such as a digital still camera is generally equipped with an autofocus (hereinafter referred to as AF) device that automatically focuses. Note that AF processing is omitted because it is not related to the essence in the present invention.
図5におけるV1期間において、静止画撮影用の電子シャッタ本数や、AGC40(図4参照)の算出、絞りの算出が行われる。(AE(AUTO EXPOSURE)処理)CPU58(図4参照)からの命令により、電子シャッタやAGC40などのセンサを駆動するパラメータを設定する。
In the V1 period in FIG. 5, the number of electronic shutters for still image shooting, AGC 40 (see FIG. 4), and aperture are calculated. (AE (AUTO EXPOSURE) process) Parameters for driving sensors such as an electronic shutter and
また、静止画露光の設定とともに、CMOSセンサ36の駆動モードを、スルー画で採用される間引き読み出し等のドラフトモードから、静止画撮影用の全画素取り込みモードに変更する制御を行う。この処理は図5におけるV2期間の開始である垂直同期信号(VD信号)に同期して規定時間内に行う必要がある。
In addition to the setting for still image exposure, control is performed to change the driving mode of the
そのため、一般的には垂直同期信号をトリガーとして割り込み処理を発生させ、割り込み処理内で静止画撮影用のパラメータを設定する。図示しないが、パラメータはAFE34(図4参照)に対して信号処理IC50から設定される。具体的には、信号処理IC50が持っているペリフェラル(シリアル通信)を使って実施される。一方で、水平・垂直同期信号生成部76にも、先のパラメータとは異なる、静止画を撮影するためのパラメータが設定され、このパラメータを元に静止画用の水平・垂直同期信号が発生する。そして、静止画用の水平・垂直同期信号がトリガーとしてCPU58へ伝達されて、一定時間後に静止画用の露光および読み出しを行う駆動に動作が変更される。(図5におけるV2〜V3期間)
Therefore, generally, an interrupt process is generated with a vertical synchronization signal as a trigger, and a parameter for still image shooting is set in the interrupt process. Although not shown, the parameters are set from the
図5におけるV2期間が静止画撮影時の露光期間となり、グローバルシャッタにより全画素が一括でリセットされる。先述したようにCPU58からの命令でシリアル通信を介し規定の設定値を書き込むことで、CMOSセンサ36に内蔵されたイメージセンサの駆動制御部から電荷をリセットする処理が実行され実現できる。
The period V2 in FIG. 5 is an exposure period during still image shooting, and all pixels are collectively reset by the global shutter. As described above, by writing a prescribed set value via serial communication in accordance with a command from the
また、センサの駆動モード変更と同期して、メカシャッタを閉じるための制御を行う。メカシャッタの閉じ制御はV2期間の静止画露光中に行うことになるが、信号処理IC50(図4参照)内の信号処理IC50内部に備えられたタイマーを用いて行うのが一般的である。
Also, control for closing the mechanical shutter is performed in synchronization with the change of the drive mode of the sensor. The mechanical shutter closing control is performed during the still image exposure in the V2 period, but is generally performed using a timer provided in the
つまり、図5におけるV2期間の開始である垂直同期信号をトリガーとしてタイマーを開始させ、一定期間時間が経過したらシャッタを閉じるように制御することで露光時間を作りだす。V3期間(静止画リードアウトVD期間)の読み出し動作が開始する前に、メカシャッタを閉じることでV3期間内において露光が進まず、適切な画像を読み出すことができる。 That is, an exposure time is created by starting the timer with the vertical synchronization signal at the start of the V2 period in FIG. 5 as a trigger, and controlling the shutter to close when a certain period of time has elapsed. By closing the mechanical shutter before the reading operation in the V3 period (still image readout VD period) starts, exposure does not proceed within the V3 period, and an appropriate image can be read out.
V3期間の静止画読み出しが完了すると、スルー画に戻るために、メカシャッタを開く処理を実行する。閉じる場合とは異なり露出時間を制御する必要はないので、読み出し完了をトリガーにしてメカシャッタを開く処理を行えば良い。 When reading of the still image in the V3 period is completed, a process of opening the mechanical shutter is executed to return to the through image. Unlike the case of closing, it is not necessary to control the exposure time, and therefore the process of opening the mechanical shutter with the completion of reading as a trigger may be performed.
ところで、メカシャッタを開閉は消費電流が大きい。これはメカシャッタを動作させるモータドライバに一定期間大きな電圧をかけ続ける必要があるからである。シャッタ自体は短時間で開閉可能であるが、開閉した後も15−20ms程度の時間電流を流し続ける必要がある。 By the way, opening and closing the mechanical shutter consumes a large amount of current. This is because it is necessary to continuously apply a large voltage to the motor driver that operates the mechanical shutter for a certain period. Although the shutter itself can be opened and closed in a short time, it is necessary to continue the current for about 15 to 20 ms even after the opening and closing.
<一般的な撮像シーケンス>
図5を参照すると、V4期間においてメカシャッタを開いているが、同時にスルー画のための露光および読み出し処理が開始される。この読み出し処理もまた、APS−Cなど大きな撮像素子では大きな消費電流となり、メカシャッタとの同時駆動ではかなり大きな電流を供給する必要がある。特に、コンパクトデジタルカメラの小さな電池では電池残容量が減ってくると電流を供給することができなくなり、デジタルカメラのシステムが停止してしまう。
<General imaging sequence>
Referring to FIG. 5, the mechanical shutter is opened in the V4 period, but at the same time, exposure and readout processing for a through image is started. This reading process also consumes a large current in a large image sensor such as APS-C, and it is necessary to supply a considerably large current in simultaneous driving with a mechanical shutter. In particular, with a small battery of a compact digital camera, when the remaining battery capacity decreases, it becomes impossible to supply current, and the digital camera system stops.
<本発明の撮像シーケンス>
図6を参照すると、本発明に係る実施形態である、上記の問題を回避したメカシャッタと撮像素子の制御シーケンスが示されている。第1の実施形態との違いは、V3期間(静止画リードアウトVD期間)に、静止画の読み出しとは関係のないブランキング期間が設けられ、この期間にメカシャッタの開き処理が完了されることでスルー画のための撮像素子駆動と重ならず、消費電流のピーク電流が下げられる。
<Imaging Sequence of the Present Invention>
Referring to FIG. 6, there is shown a control sequence of a mechanical shutter and an image sensor that avoids the above-described problem, which is an embodiment according to the present invention. The difference from the first embodiment is that a blanking period unrelated to still image reading is provided in the V3 period (still image readout VD period), and the mechanical shutter opening process is completed in this period. Thus, the peak current of the consumption current is lowered without overlapping with the imaging device driving for the through image.
ブランキング期間を付加する方法に関して説明を加える。まずCMOSセンサ36からの画像データ読み出しに関するブランキング期間には、水平ブランキング期間と垂直ブランキング期間とがある。水平ブランキング期間は、画像のライン毎に設けられるブランク期間であり、次のラインの読み出し開始はブランク期間が終了してからとなる。垂直ブランキング期間は1画面(フレーム)に対するブランク期間であり、垂直ブランク期間が完了すると次のフレーム期間となる。
A description will be given regarding a method of adding a blanking period. First, the blanking period for reading image data from the
さて、ブランク期間を付加するには水平・垂直同期信号(HD,VD)期間を制御することで可能となる。図中のVD信号は、信号処理IC50(図4参照)内の水平・垂直同期信号生成部76で生成される。水平・垂直同期信号生成部76には、外部のクロック生成部74からクロックが入力され、そのクロック信号を入力ソースとし、クロック数のカウントで1つの水平期間、そして水平信号のカウント数(繰り返し数)で1つの垂直期間を生成するのが一般的である。
The blank period can be added by controlling the horizontal / vertical synchronizing signal (HD, VD) period. The VD signal in the figure is generated by a horizontal / vertical
従って、
水平期間 = 1水平期間を構成するカウンタ値 × (1/f)
垂直期間 = 1垂直期間を構成する水平本数値 × 水平期間
となる。fは、周波数である。なお、水平・垂直同期信号生成部76は信号処理IC50の内にあっても、外にあっても良い。
Therefore,
Horizontal period = counter value constituting one horizontal period x (1 / f)
Vertical period = horizontal number constituting one vertical period x horizontal period. f is the frequency. Note that the horizontal / vertical
本実施例では、外部のクロック生成部74から入力されるクロックの周波数が54Mhzで、水平・垂直同期信号生成部76が備える内部カウンタとして1水平期間を構成するカウンタ値の最大値が65536(16bit)、1垂直期間を構成する水平本数値の最大値が8192(13bit)とする。1垂直期間は前述しているように、水平期間を構成するカウンタ値と1垂直期間を構成する水平本数値で決まる。
In the present embodiment, the frequency of the clock input from the
例えば水平期間を構成するカウンタ値は803とすると1水平期間は、
803×(1/54MHz)=0.0000148703・・・=0.1487μsec
となる。ブランク期間を含めた水平本数を1122とすると約59.94fpsのフレームレートのVD間隔となる。
For example, if the counter value constituting the horizontal period is 803, one horizontal period is
803 x (1/54 MHz) = 0.0000148703 ... = 0.1487 μsec
It becomes. If the number of horizontal lines including the blank period is 1122, the VD interval has a frame rate of about 59.94 fps.
実際に、CMOSセンサ36の駆動モード毎に水平期間を構成するカウンタ値と、水平本数には最小値が定められており、これを下回ると正常にCMOSセンサ36を駆動することができない。逆に、増やせばフレームレートは落ちてしまうが、所望のフレームレートを生成することができる。本発明に係る実施形態では、V3期間の水平本数を増やすことで、画像出力後のブランキング期間を作っている。
Actually, a minimum value is determined for the counter value constituting the horizontal period and the number of horizontal lines for each drive mode of the
例えば、メカシャッタの開き処理に要する時間が15msとする。VD期間を駆動するための最小限の1水平クロック数は1752、ライン数は3360とする。この場合
1752×(1/54MHz)×3360
で約9.17fpsのフレームレートが可能であるが、メカシャッタの15msを加えるため、
0.015/1752*1/54000000=463
より
3360+463=3823
とする。このように設定することでV3期間に15msのブランキング期間を付加することができる。
For example, the time required for the mechanical shutter opening process is 15 ms. The minimum number of one horizontal clock for driving the VD period is 1752, and the number of lines is 3360. In this case, 1752 x (1/54 MHz) x 3360
A frame rate of about 9.17 fps is possible, but to add 15 ms of mechanical shutter,
0.015 / 1752 * 1/54000000 = 463
From 3360 + 463 = 3823
And By setting in this way, a blanking period of 15 ms can be added to the V3 period.
このように、V4期間でCMOSセンサ36を駆動するための消費電流と、メカシャッタ開処理の処理電流のピークを下げることが可能となり、バッテリーエンドと判定する終止電圧を下げることが可能となる。バッテリーの電圧レベルは信号処理IC50に含まれるCPU58の命令により、電源電圧をADCで読み取り、そのレベルで判断可能である。
As described above, it is possible to lower the peak of the consumption current for driving the
V3期間では、撮像素子から水平ライン毎にデータが順次出力されるので、第1の画像処理、すなわち検波など水平ライン毎のデータで取り扱い可能な画像処理が行なわれる。RAWデータは一旦SDRAM70(図4参照)に格納され、再度、SDRAM70から信号処理IC50に入力される。そして、ブランキング期間では、第2の画像処理、すなわち信号処理IC50では検波結果などを基にしてRAWデータに対する画像処理が開始される。第2の画像処理とは、例えば、WB補正を含めたシェーディング補正などが該当する。
In the V3 period, since data is sequentially output from the image sensor for each horizontal line, first image processing, that is, image processing that can be handled by data for each horizontal line, such as detection, is performed. The RAW data is temporarily stored in the SDRAM 70 (see FIG. 4), and is input again from the
なぜならば、ブランキング期間を設けることで静止画リードアウトVD期間を伸ばし、静止画取り込み完了後のリードアウトを遅らせることになるため、次の撮影が可能になるタイミングが遅れてしまうからである。撮像素子デバイスの仕様上、ブランキング期間は最低期間より減らすことはできないが、増やすことがある程度可能である。なお、ブランキング期間では画像データが出力されないため、撮像素子自体の省電力制御が可能となる。 This is because the provision of a blanking period extends the still image lead-out VD period and delays the lead-out after the completion of the still image capture, thereby delaying the timing at which the next shooting can be performed. Although the blanking period cannot be reduced from the minimum period due to the specifications of the image sensor device, it can be increased to some extent. Since image data is not output during the blanking period, power saving control of the image sensor itself is possible.
このように、本発明に係る実施形態においては、V3期間に付加したブランキング期間に、V3期間で取得した静止画像の画像処理を開始することで、付加したブランキング期間を有効に使い撮影間隔が伸びてしまうのを防止する。一般的に画像処理で消費する電力は、メカシャッタや撮像素子を駆動する電力と比較すると小さくメカシャッタ動作と同時に動かすことが可能である。すなわち、本実施形態では、ブランキング期間内において、メカシャッタの開処理期間とシェーディング補正等の第2の画像処理の期間とは、重複させることが可能であり、もしくは、これらの期間を同時に開始することが可能となる。 As described above, in the embodiment according to the present invention, the image processing interval is effectively used by starting the image processing of the still image acquired in the V3 period during the blanking period added in the V3 period. Prevents from growing. Generally, the power consumed in image processing is small compared to the power for driving the mechanical shutter and the image sensor, and can be moved simultaneously with the mechanical shutter operation. That is, in the present embodiment, the mechanical shutter opening process period and the second image processing period such as shading correction can be overlapped within the blanking period, or these periods are started simultaneously. It becomes possible.
このように、本発明によれば、撮影間隔などの性能劣化が最小限に抑えられ、かつ、撮影枚数が多く、かつ、消費電力が比較的小さい撮像装置を提供することが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an imaging apparatus in which performance degradation such as a shooting interval is minimized, the number of shots is large, and power consumption is relatively small.
32 レンズユニット(メカニカルシャッタ)
34 AFE(撮像手段)
50 信号処理IC(画像処理手段)
32 Lens unit (mechanical shutter)
34 AFE (imaging means)
50 Signal processing IC (image processing means)
Claims (6)
前記撮像素子の全画素同時に電荷リセット動作を行うグローバルシャッタモードを有する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像され、前記撮像素子から画像信号として読み出されたのち静止画像に変換された、静止画像データに対して画像処理を行う画像処理手段と
を備え、
前記画像処理手段は、
前記静止画像を取得する時に、前記撮像手段で撮像素子から前記画像データを読み出す静止画リードアウトVD期間と、
前記静止画リードアウトVD期間内において、全画素に対する前記画像信号の読み出し終了後に前記画像信号の出力を行なわないブランキング期間と
を設け、
前記ブランキング期間内に前記メカニカルシャッタの開処理を完了させることを特徴とする撮像装置。 A mechanical shutter for adjusting the exposure time of the image sensor;
Imaging means having a global shutter mode for performing a charge reset operation simultaneously on all pixels of the imaging device;
Image processing means for performing image processing on still image data captured by the imaging means, read out as an image signal from the image sensor and then converted into a still image,
The image processing means includes
When acquiring the still image, a still image readout VD period in which the image data is read from the image sensor by the imaging unit;
In the still image readout VD period, a blanking period in which the image signal is not output after completion of reading the image signal for all pixels is provided.
An image pickup apparatus that completes the opening process of the mechanical shutter within the blanking period.
前記静止画の読み出し期間に、静止画の画像信号を読み出しながら、第1の画像処理を行い、
前記ブランキング期間に、第2の画像処理を開始することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 When performing multiple times of image processing on the acquired still image,
During the still image readout period, the first image processing is performed while reading out the still image signal.
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the second image processing is started during the blanking period.
前記メカニカルシャッタの開処理が完了した後、前記ローリングシャッタモードにおける前記リセット動作が開始されることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The imaging means further has a rolling shutter mode for performing a charge reset operation for each pixel line of the imaging element,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the reset operation in the rolling shutter mode is started after the opening process of the mechanical shutter is completed.
前記撮像工程によって撮像され、前記撮像素子から画像信号として読み出されたのち静止画像に変換された、静止画像データに対して画像処理を行う画像処理工程と
を備え、
前記画像処理工程は、
前記静止画像を取得する時に、前記撮像工程で撮像素子から前記画像データを読み出す静止画リードアウトVD期間と、
前記静止画リードアウトVD期間内において、全画素に対する前記画像信号の読み出し終了後に前記画像信号の出力を行なわないブランキング期間と
を設け、
前記ブランキング期間内に前記メカニカルシャッタの開処理を完了させることを特徴とする撮像方法。 An imaging process for performing charge reset operation simultaneously on all pixels of the imaging device;
An image processing step of performing image processing on still image data captured by the imaging step, read out as an image signal from the image sensor, and then converted into a still image,
The image processing step includes
When acquiring the still image, a still image readout VD period in which the image data is read from the image sensor in the imaging step;
In the still image readout VD period, a blanking period in which the image signal is not output after completion of reading the image signal for all pixels is provided.
An image pickup method comprising: completing the opening process of the mechanical shutter within the blanking period.
前記静止画の読み出し期間に、静止画の画像信号を読み出しながら、第1の画像処理を行い、
前記ブランキング期間に、第2の画像処理を開始することを特徴とする請求項1に記載の撮像方法。 When performing multiple times of image processing on the acquired still image,
During the still image readout period, the first image processing is performed while reading out the still image signal.
The imaging method according to claim 1, wherein the second image processing is started during the blanking period.
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