JP2017092605A - Imaging apparatus and control method - Google Patents
Imaging apparatus and control method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017092605A JP2017092605A JP2015217742A JP2015217742A JP2017092605A JP 2017092605 A JP2017092605 A JP 2017092605A JP 2015217742 A JP2015217742 A JP 2015217742A JP 2015217742 A JP2015217742 A JP 2015217742A JP 2017092605 A JP2017092605 A JP 2017092605A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- pixels
- image
- readout
- mixing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims abstract description 136
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 26
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 4
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 abstract description 13
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 42
- 230000008569 process Effects 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 8
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 5
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000003702 image correction Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
Description
本発明は、撮像装置及びその制御方法に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus and a control method thereof.
デジタルカメラやデジタルビデオカメラ等に用いられる撮像素子において、瞳分割方式の焦点検出が可能な技術が開示されている。例えば特許文献1には、撮像素子の1つの画素に2つのフォトダイオードを有し、各フォトダイオードが1つのマイクロレンズによって撮像レンズの異なる瞳領域を通過した光を受光する構成が開示されている。この構成では、2つのフォトダイオードからの出力信号を比較することで撮像レンズでの焦点検出が可能となり、また、2つのフォトダイオードからの出力信号を混合することで撮影画像の信号を得ることができる。
There has been disclosed a technique capable of pupil-focusing focus detection in an image sensor used for a digital camera, a digital video camera, or the like. For example,
前述した瞳分割方式の焦点検出が可能な撮像素子から信号を読み出す際に、自動焦点検出(オートフォーカス、AF)のための信号を読み出す場合と自動焦点検出のための信号を読み出さない場合とで、信号読み出し方法を異ならせることが考えられる。例えば、自動焦点検出用の信号を読み出さずに通常撮像用の信号のみを読み出す場合には、撮像素子からの画像信号の読み出し速度を上げるために垂直方向(列方向)における複数画素の出力信号を混合して読み出す。また、自動焦点検出用の信号と通常撮像用の信号の両方を読み出す場合には、列方向における複数画素の出力信号を混合せずに読み出すことが考えられる。しかし、この信号読み出し方法では、列方向において混合して読み出される画素数が減ることになるため、空間周波数の高い画像でモアレ等のノイズが発生する可能性がある。 When reading a signal from the above-described imaging device capable of pupil division focus detection, when reading a signal for automatic focus detection (autofocus, AF) and when not reading a signal for automatic focus detection It is conceivable to change the signal reading method. For example, when only the normal imaging signal is read without reading the auto focus detection signal, the output signals of a plurality of pixels in the vertical direction (column direction) are used to increase the readout speed of the image signal from the imaging device. Read with mixing. Further, when reading both the auto focus detection signal and the normal imaging signal, it is conceivable to read out the output signals of a plurality of pixels in the column direction without mixing them. However, in this signal readout method, the number of pixels that are mixed and read out in the column direction is reduced, so that noise such as moire may occur in an image with a high spatial frequency.
本発明の目的は、瞳分割方式の焦点検出が可能な撮像素子を用い、ノイズが抑制された良好な画像を得ることができる撮像装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of obtaining a good image with suppressed noise using an imaging element capable of pupil division type focus detection.
本発明に係る撮像装置は、各々が複数の光電変換素子を有する画素が2次元状に複数配列された撮像素子と、前記撮像素子からの信号を基に焦点検出処理を行う処理手段と、前記撮像素子から前記焦点検出処理用の信号及び出力画像用の信号を読み出す第1の読み出しモードと、前記撮像素子から前記焦点検出処理用の信号を読み出さずに前記出力画像用の信号を読み出す第2の読み出しモードのいずれかのモードで前記撮像素子を駆動制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記撮像素子から列方向において複数画素の出力信号を混合して読み出す場合に、前記第1の読み出しモードと前記第2の読み出しモードとで出力信号を混合して読み出す画素数を異ならせるように制御することを特徴とする。 An image pickup apparatus according to the present invention includes an image pickup element in which a plurality of pixels each having a plurality of photoelectric conversion elements are arranged two-dimensionally, a processing unit that performs a focus detection process based on a signal from the image pickup element, A first readout mode for reading out the signal for focus detection processing and the signal for output image from the image sensor; and a second mode for reading out the signal for output image without reading out the signal for focus detection processing from the image sensor. Control means for driving and controlling the image sensor in any one of the readout modes, the control means when the mixed output signal of a plurality of pixels in the column direction is read from the image sensor. Control is performed so that the number of pixels read out by mixing output signals is different between the first readout mode and the second readout mode.
本発明によれば、焦点検出処理を行わないときには、出力画像用の信号の読み出しにおいて出力信号を混合する列方向の画素数を増加させることができ、出力信号を混合する列方向の画素数が減ることを防ぎノイズが抑制された良好な画像を得ることができる。 According to the present invention, when focus detection processing is not performed, it is possible to increase the number of pixels in the column direction where the output signals are mixed in reading out the output image signal, and the number of pixels in the column direction where the output signals are mixed is increased. It is possible to obtain a good image in which noise is suppressed and noise is suppressed.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の一実施形態による撮像装置の構成例を示すブロック図である。続いて各ブロックについて説明する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. Next, each block will be described.
まず、撮像装置100について説明する。シャッター12は撮像素子1400に入る光量を制御する。撮像素子1400は光学像を電気信号に変換する。光学ファインダ104は、ミラー130が光軸上にあるときにレンズや絞り等の光学系を介して入射した入射光をミラー131により結像して、ユーザーが撮影する静止画の構図を確認することが可能である。
First, the
アナログフロントエンド回路1700は撮像素子1400から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換器(A/D変換器)を内蔵する。タイミングジェネレータ(以下、TG)1800はそれぞれ撮像素子やA/D変換器にクロック信号や制御信号を供給する。
The analog
液晶モニター1200は、ライブビュー画像の表示や撮影した静止画像の表示が可能である。システム制御回路(例えば、CPU:Central Processing Unit)50は画像処理を含む撮像装置100全体を制御する。
The
シャッタースイッチ61は2段階になっていて、ユーザーが1段目まで浅く押すことを半押しといい、2段目まで深く押すことを全押しという。シャッタースイッチ61が半押しされると、システム制御回路50が検知して自動焦点検出(オートフォーカス、AF:Auto Focus)処理や、撮影前の状態における自動露出機構によるシャッター速度と絞り数値の設定が行われる。さらにシャッタースイッチ61が全押しされると、シャッター12が動作し撮影動作が実施される。
The
ライブビュー動作のスタート・ストップスイッチ62は、ユーザーからスタート指示されたら撮像素子1400によって得られる画像を連続して液晶モニター1200に表示させるライブビュー動作を行う。ライブビュー表示中にシャッタースイッチ61が半押し状態になった場合、撮像素子1400の焦点検出用出力信号を用いたオートフォーカス処理が行われる。
The start /
ISO感度設定スイッチ63は、ユーザーの指示に従いシステム制御回路50が撮像装置100の光の量に対する感度を設定する。電源スイッチ64は、ユーザーの指示に従いシステム制御回路50が撮像装置100の電源オン、電源オフの切り替えを行う。また、撮像装置100に接続されたレンズユニット300、外部ストロボ、記録媒体200等の各種付属装置の電源オン、電源オフの設定も合わせて切り替え設定可能である。
In the ISO
揮発性メモリ(例えばRAM:Random Access Memory)70は画像データを一時的に記録する。また、揮発性メモリ70は、システム制御回路50のワークメモリとしての機能も有する。不揮発性メモリ(例えばROM:Read Only Memory)71は、システム制御回路50が動作を行う際のプログラムを格納している。
A volatile memory (for example, RAM: Random Access Memory) 70 temporarily records image data. The
画像処理部72は静止画の補正・圧縮等の処理を行う。オートフォーカス演算部73はオートフォーカス処理用に、焦点距離検出用の信号から後述するレンズ310の位置変更量を計算する。被写体解析部74は被写体の空間周波数を測定する。
The
電源制御部80は、電池検出回路、DC−DCコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等から構成されている。さらに電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行い、その検出結果及びシステム制御回路50の指示に基づいてDC−DCコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体を含む各部に供給する。電源部86はアルカリ電池やリチウム電池等の一次電池、リチウムイオン電池等の二次電池、ACアダプタ等から成り、コネクタ82及び84を介して電源制御部80と接続される。
The
記録媒体200とのインターフェース90は、コネクタ92を介してメモリーカードやハードディスク等の記録媒体200と接続される。記録媒体200は、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される記録部201、撮像装置100とのインターフェース202を有する。
The
レンズユニット300は、レンズ310、絞り312、レンズマウント316を備える。レンズマウント316は、撮像装置100のレンズマウント106と接続される。レンズ制御部320は、コネクタ322を介して撮像装置100側のコネクタ122と電気的に接続される。レンズ制御部320はコネクタ322、122を介して、撮像装置100からの信号を受ける。撮像装置100からの信号によりレンズ310の光軸上での位置を変更しフォーカスを制御する。同じようにレンズ制御部320は画像処理装置100からの信号を受け、絞り312の口径の大きさを制御する。なお、120はレンズユニット300と電気信号で通信するためのインターフェースである。
The
図2は、撮像素子1400の構成例を示す図である。画素部208には、画素(単位画素)205が、マトリクス状(2次元状)に複数配列されており、垂直方向(列方向)の並びを「列」と呼び、水平方向(行方向)の並びを「行」と呼ぶ。垂直走査回路204は、選択行を読み出すための行選択と電荷の読み出しに必要な信号を各画素の回路に各行毎に出力する。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the
画素部208の各画素205は、対応する列の垂直出力線(列出力線)410に接続されている。垂直出力線410に出力された信号は、各垂直出力線410につながっている列ゲインアンプ206及び列回路207を介して水平走査回路203に出力される。水平走査回路203は1行分の信号出力を水平方向に順次出力する。
Each
図3は、撮影レンズの射出瞳307から出た光束が単位画素に入射する概念図である。単位画素205は、マイクロレンズ304、カラーフィルタ305、第1のフォトダイオード306A及び第2のフォトダイオード306Bを有する。すなわち、画素部208の2次元状に配置された複数の画素205のそれぞれは、1つのマイクロレンズ内に含まれた複数のフォトダイオード(光電変換素子)306A、306Bを有する。
FIG. 3 is a conceptual diagram in which the light beam emitted from the
マイクロレンズ304を有する画素に対して、射出瞳から出た光束の中心を光軸303とする。射出瞳を通過した光は、光軸303を中心として単位画素205に入射する。図3に示すように撮影レンズの射出瞳の一部領域である瞳領域301を通過する光束はマイクロレンズ304を通して、第1のフォトダイオード306Aで受光される。撮影レンズの射出瞳の一部領域である瞳領域302を通過する光束はマイクロレンズ304を通して、第2のフォトダイオード306Bで受光される。このように、フォトダイオード306Aと306Bは、それぞれ撮影レンズの射出瞳の別々の領域の光を受光している。したがって、フォトダイオード306Aと306Bの信号を比較することで位相差の検知が可能となる。
For the pixel having the
ここで、第1のフォトダイオード306Aから得られる信号をA像信号と定義し、第2のフォトダイオード306Bから得られる信号をB像信号と定義する。A像信号とB像信号を混合した信号はA+B像信号とし、このA+B像信号は撮影画像(出力画像)に用いることができる。
Here, a signal obtained from the
図4に画素(単位画素)205の等価回路図を示す。第1のフォトダイオード306Aにて発生及び蓄積された電荷は、転送制御信号401により転送スイッチ405Aを制御することでフローティングディフュージョン部(以後FD)407に転送される。また、第2のフォトダイオード306Bにて発生及び蓄積された電荷は、転送制御信号402により転送スイッチ405Bを制御することでFD407に転送される。すなわち、画素205が有するフォトダイオード306A、306Bには、フォトダイオード毎(光電変換素子毎)に転送スイッチ405A、405Bが設けられている。
FIG. 4 shows an equivalent circuit diagram of the pixel (unit pixel) 205. The charge generated and accumulated in the
ソースフォロアアンプ408はFD407に蓄積された電荷に基づく電圧信号を増幅して、画素信号として出力する。ソースフォロアアンプ408の出力は、行選択制御信号404により行選択スイッチ409を制御することで垂直出力線410へ接続される。FD407に蓄積されている不要電荷をリセットする場合にはリセット制御信号403によりリセットスイッチ406を制御する。さらにフォトダイオード306A、306Bのリセットをする際には、リセットスイッチ406とともに、転送制御信号401、402により転送スイッチ405A、405Bをそれぞれ制御してリセットを実行する。
The
転送制御信号401、402、リセット制御信号403、及び行選択制御信号404は、垂直走査回路204につながっており、各行にそれぞれの制御信号が供給される。また、転送制御信号401、402、リセット制御信号403、及び行選択制御信号404は、システム制御回路50がTG1800を介して垂直走査回路204を制御して出力する。
The transfer control signals 401 and 402, the
ここで、焦点検出処理での相関演算には、A像信号とB像信号との両方の信号が必要である。本例では、通常撮像用(出力画像用)の信号の読み出しではA+B像信号を、AF用(焦点検出処理用)の信号の読み出しではA像信号、B像信号を別々に読み出す方式を説明する。なお、システム制御回路50は、オートフォーカス演算部74を制御してA像信号及びB像信号から演算した結果を基にレンズ制御部320を制御してフォーカスを制御する。
Here, both the A image signal and the B image signal are necessary for the correlation calculation in the focus detection process. In this example, a method of reading A + B image signals for normal imaging (output image) signals, and separately reading A and B image signals for AF (focus detection processing) signals will be described. . The
図5は、本実施形態における行選択による垂直画素混合を説明する図である。図5では、垂直走査回路204が垂直の所定画素を混合するときの動作を示している。図5においては、説明の便宜上、画素(単位画素)205と行選択スイッチ409とを分けて図示しており、画素205_i、行選択スイッチ409_i(iは自然数)が、それぞれi行目の画素205、行選択スイッチ409である。なお、以下では、画素205を垂直出力線(列出力線)410に接続する行選択スイッチ409を複数、オン状態(導通状態)にすることにより複数の画素からの信号が略混合平均される方式を例に説明する。
FIG. 5 is a diagram for explaining vertical pixel mixing by row selection in the present embodiment. FIG. 5 shows an operation when the
図5(a)は、垂直方向における3つの画素の信号を混合するときの動作例を示している。図5(a)に示すように、行選択スイッチ409_1、409_3、409_5が選択され、1、3、5行目の画素205の信号が垂直出力線(列出力線)410に出力されて略混合平均され出力される。なお、このときの重心は3行目になるが、次の混合画素は4、6、8行目を混合した画像(重心は6行目)で、3行おきの画像出力になるので今後の表記として分子に混合画素数、分母に出力行間隔数を示す。例えば、図5(a)に示した例の場合、混合画素数が3つで、出力行間隔数が3行であるので、垂直3/3混合と表記する。
FIG. 5A shows an operation example when mixing signals of three pixels in the vertical direction. As shown in FIG. 5A, the row selection switches 409_1, 409_3, and 409_5 are selected, and the signals of the
図5(b)は、垂直方向における2つの画素の信号を混合するときの動作例を示している。図5(b)に示すように、行選択スイッチ409_1、409_3が選択され、1、3行目の画素205の信号が垂直出力線(列出力線)410に出力されて略混合平均され出力される。図5(a)に示した例と比較すると、5行目の画素の信号は混合していないが、次の画像出力は4、6行目の混合出力、その次の画像出力は7、9行目の混合出力となり、出力行間隔数は3行となるので垂直2/3混合となる。
FIG. 5B shows an operation example when the signals of two pixels in the vertical direction are mixed. As shown in FIG. 5B, the row selection switches 409_1 and 409_3 are selected, the signals of the
図5(c)は、垂直方向における画素の信号の混合なしの読み出し例を示している。図5(c)に示す例では、行選択スイッチ409_5が選択され、5行目の画素の信号が垂直出力線(列出力線)410に出力される。図5(b)に示したようにして垂直2/3画素混合で通常撮像用の信号を読み出すと、残りの1/3画素は信号が読み出されない。そのため、図5(b)に示したような信号の読み出し走査が全行分終わってから図5(c)に示したような信号の読み出しを続けて行うことが可能である。すなわち、同じフレーム内で、垂直2/3画素混合で通常撮像用の信号を読み出し、異なる画素からAF用の信号の読み出しを行うことが可能である。 FIG. 5C shows an example of readout without mixing of pixel signals in the vertical direction. In the example shown in FIG. 5C, the row selection switch 409_5 is selected, and the signal of the pixel in the fifth row is output to the vertical output line (column output line) 410. As shown in FIG. 5B, when signals for normal imaging are read out with vertical 2/3 pixel mixing, signals are not read out for the remaining 1/3 pixels. For this reason, it is possible to continue to read out the signal as shown in FIG. 5C after the scanning of reading out the signal as shown in FIG. That is, in the same frame, it is possible to read a signal for normal imaging with vertical 2/3 pixel mixture, and read an AF signal from different pixels.
図6は、AF用の信号の読み出しありとAF用の信号の読み出しなしにおける状態を示す図である。t軸により時間の遷移を示し、上部にライブビュー読み出し時のデータを示している。後述するAF用の読み出しデータも合わせて記載している。通常画像垂直混合数は、通常撮像用(出力画像用)の信号の読み出しでの垂直画素混合方法を示している。AF用読み出し有無は、AF用の読み出しの有無、及びAF用の読み出しがあるときの読み出しタイミングについて示している。 FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which an AF signal is read and an AF signal is not read. The transition of time is shown by the t-axis, and data at the time of live view reading is shown in the upper part. The AF read data described later is also shown. The normal image vertical mixing number indicates a vertical pixel mixing method in reading a normal imaging (output image) signal. The presence or absence of AF readout indicates the presence or absence of AF readout and the readout timing when there is AF readout.
データ600は、垂直3/3混合で通常撮像用の読み出しを行ったものであり、しばらくその垂直3/3混合の状態604が続く。このときAF用の読み出しがない状態607となる。その後、シャッターボタン61が半押しされるとAF処理のための動作が要求される。
AF処理のための動作が要求されると、通常撮像用の読み出しが、例えば垂直3/3混合から垂直2/3混合に変わる。データ601は、垂直2/3混合で通常撮像用の読み出しを行ったものであり、通常撮像用の読み出しで読み出されていない画素からAF用の読み出しが通常撮像用の読み出しを行った後に行われる(後読み出し)。読み出したAF用のデータは603となる。AF用の後読み出し608をAF処理が終わるまで続ける。
When an operation for AF processing is required, readout for normal imaging is changed from, for example, vertical 3/3 mixing to vertical 2/3 mixing.
AF処理が終わると、通常撮像用の読み出しが、例えば垂直2/3混合から垂直3/3混合に戻る。データ602は、垂直3/3混合で通常撮像用の読み出しを行ったものであり、しばらくその垂直3/3混合の状態606が続く。また、AF用の読み出しがない状態609となる。なお、AF処理が終わったとき、通常撮像用の画素のリセットとAF用の画素の読み出しのタイミングによっては、直後のフレームではなく1フレーム後に通常撮像用の読み出し方法を戻すこともある。このときには、図6にデータ610で示すようにAF処理が終わっても、その次の1フレームは垂直2/3混合で通常撮像用の読み出しが行われ、その後に垂直3/3混合で通常撮像用の読み出しが行われるようになる。AF処理が終わって通常撮影用の読み出しを行うときの詳細動作は、第2の実施形態で示す。
When the AF process is completed, the readout for normal imaging returns from, for example, vertical 2/3 mixing to vertical 3/3 mixing.
図7は、図6に示したAF用の読み出しのときの各信号の読み出し位置の例を示す図である。図7(a)を参照して、まずAF用の信号の読み出し領域が画素部208の上部にあるときの例を説明する。撮像素子1400の画素部208のうち、遮光されたオプティカルブラック部700があり、有効画素部は701である。有効画素部701のうち、垂直2/3混合で通常撮像用の信号を読み出す領域を702とする。通常撮像用の信号を読み出していない領域のうち、塗りつぶされた領域703の部分の信号をAF用に読み出す。通常撮像用の信号を読み出していない領域のうち、塗りつぶされていない領域704はそのまま信号が読み出されない領域となる。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the readout position of each signal at the time of AF readout shown in FIG. With reference to FIG. 7A, an example in which the AF signal readout region is at the top of the
図7(b)には、AF用の信号の読み出し領域が画素部208の中央にあるときの例を示している。通常撮像用の信号を読み出していない領域のうち、塗りつぶされた領域703が図7(a)に示した例と比較して中央部分に集まっている。なお、AF用の信号を読み出す領域は測距点に応じて変更することが考えられる。
FIG. 7B shows an example in which the AF signal readout region is in the center of the
次に、図8〜図10を参照して、通常撮像用の信号及びAF用の信号の読み出し時における駆動例を説明する。図8及び図9は、通常撮像用の信号の読み出し時における駆動例を示すタイミングチャートであり、図10は、AF用の信号の読み出し時における駆動例を示すタイミングチャートである。本実施形態において、撮像素子1400では相関2重サンプリングで読み出すため、FDのリセット後の信号を読み出す。
Next, with reference to FIGS. 8 to 10, an example of driving at the time of reading a normal imaging signal and an AF signal will be described. FIG. 8 and FIG. 9 are timing charts showing driving examples when reading signals for normal imaging, and FIG. 10 is a timing chart showing driving examples when reading signals for AF. In the present embodiment, the
なお、図8〜図10において、406_iはi行目の画素205のリセットスイッチの状態を示している。また、405A_iはi行目の画素205の第1のフォトダイオード306Aに接続された転送スイッチの状態を示しており、405B_iはi行目の画素205の第2のフォトダイオード306Bに接続された転送スイッチの状態を示している。409_iはi行目の画素205の行選択スイッチの状態を示している。ここでは、リセットスイッチ406_iは、ローレベルのときにオン状態(導通状態)となり、ハイレベルのときにオフ状態(非導通状態)となるものとする。また、転送スイッチ405A_i、405B_i及び行選択スイッチ409_iは、ハイレベルのときにオン状態(導通状態)となり、ローレベルのときにオフ状態(非導通状態)となるものとする。
8 to 10, 406 — i indicates the state of the reset switch of the
図8には、垂直3/3混合で通常撮像用の信号の読み出しを行うときのタイミングチャートを示している。まず、タイミングT800では、システム制御回路50がTG1800を介してリセットスイッチ406_1、406_3、406_5をオン状態にして1、3、5行目の画素205のFD407をリセットする。タイミングT801では、リセット後のFD407の信号を読み出すために、システム制御回路50がTG1800を介して行選択スイッチ409_1、409_3、409_5を選択(オン状態に)する。これにより、1、3、5行目の画素205においてリセット信号が読み出され、列回路207に記憶される。
FIG. 8 shows a timing chart when a signal for normal imaging is read with vertical 3/3 mixing. First, at timing T800, the
タイミングT802では、システム制御回路50がTG1800を介して転送スイッチ405A_1、405A_3、405A_5と転送スイッチ405B_1、405B_3、405B_5を同時にオン状態にする。これにより、1、3、5行目の画素205のFD407の信号がA+B像信号になるように、1、3、5行目の画素205において、フォトダイオード306A、306Bにそれぞれ蓄積された電荷がFD407に転送される。
At timing T802, the
このとき、行選択スイッチ409_1、409_3、409_5は選択(オン状態に)されたままであるので、垂直出力線(列出力線)410を介してA+B像信号の略混合平均された信号が列回路207に送られる。読み出されたA+B像信号は、先に読み出され列回路207に記憶されていたリセット信号を減算して撮像素子1400から出力される。出力後、システム制御回路50がTG1800を介して行選択スイッチ409_1、409_3、409_5の選択を解除し、オフ状態にする。
At this time, since the row selection switches 409_1, 409_3, and 409_5 remain selected (turned on), a signal obtained by substantially mixing and averaging the A + B image signals via the vertical output line (column output line) 410 is used as the
タイミングT803では、システム制御回路50がTG1800を介してリセットスイッチ406_4、406_6、406_8をオン状態にして4、6、8行目の画素205のFD407をリセットする。タイミングT804では、リセット後のFD407の信号を読み出すために、システム制御回路50がTG1800を介して行選択スイッチ409_4、409_6、409_8を選択(オン状態に)する。これにより、4、6、8行目の画素205においてリセット信号が読み出され、列回路207に記憶される。
At timing T803, the
タイミングT805では、システム制御回路50がTG1800を介して転送スイッチ405A_4、405A_6、405A_8と転送スイッチ405B_4、405B_6、405B_8を同時にオン状態にする。これにより、4、6、8行目の画素205のFD407の信号がA+B像信号になるように、4、6、8行目の画素205において、フォトダイオード306A、306Bにそれぞれ蓄積された電荷がFD407に転送される。
At timing T805, the
このとき、行選択スイッチ409_4、409_6、409_8は選択(オン状態に)されたままであるので、垂直出力線(列出力線)410を介してA+B像信号の略混合平均された信号が列回路207に送られる。読み出されたA+B像信号は、先に読み出され列回路207に記憶されていたリセット信号を減算して撮像素子1400から出力される。出力後、システム制御回路50がTG1800を介して行選択スイッチ409_4、409_6、409_8の選択を解除し、オフ状態にする。
At this time, since the row selection switches 409_4, 409_6, and 409_8 remain selected (turned on), a signal obtained by substantially mixing and averaging the A + B image signals via the vertical output line (column output line) 410 is used as the
タイミングT806では、システム制御回路50がTG1800を介して、すべては図示していないがリセットスイッチ406_7、406_9、406_11をオン状態にして7、9、11行目の画素205のFD407をリセットする。タイミングT807では、リセット後のFD407の信号を読み出すために、システム制御回路50がTG1800を介して行選択スイッチ409_7、409_9、409_11を選択(オン状態に)する。これにより、7、9、11行目の画素205においてリセット信号が読み出され、列回路207に記憶される。
At timing T806, the
タイミングT808では、システム制御回路50がTG1800を介して、すべては図示していないが転送スイッチ405A_7、405A_9、405A_11と転送スイッチ405B_7、405B_9、405B_11を同時にオン状態にする。これにより、7、9、11行目の画素205のFD407の信号がA+B像信号になるように、7、9、11行目の画素205において、フォトダイオード306A、306Bにそれぞれ蓄積された電荷がFD407に転送される。
At timing T808, the
このとき、行選択スイッチ409_7、409_9、409_11は選択(オン状態に)されたままであるので、垂直出力線(列出力線)410を介してA+B像信号の略混合平均された信号が列回路207に送られる。読み出されたA+B像信号は、先に読み出され列回路207に記憶されていたリセット信号を減算して撮像素子1400から出力される。出力後、システム制御回路50がTG1800を介して行選択スイッチ409_7、409_9、409_11の選択を解除し、オフ状態にする。
この処理をライブビュー動作で画像表示を行うために信号を読み出す行数分実施する。
At this time, since the row selection switches 409_7, 409_9, and 409_11 remain selected (turned on), the signal obtained by substantially mixing and averaging the A + B image signals via the vertical output line (column output line) 410 is used as the
This process is performed for the number of rows from which signals are read in order to display an image in a live view operation.
図9には、垂直2/3混合で通常撮像用の信号の読み出しを行うときのタイミングチャートを示している。まず、タイミングT900では、システム制御回路50がTG1800を介してリセットスイッチ406_1、406_3をオン状態にして1、3行目の画素205のFD407をリセットする。タイミングT901では、リセット後のFD407の信号を読み出すために、システム制御回路50がTG1800を介して行選択スイッチ409_1、409_3を選択(オン状態に)する。これにより、1、3行目の画素205においてリセット信号が読み出され、列回路207に記憶される。
FIG. 9 shows a timing chart when a signal for normal imaging is read with vertical 2/3 mixing. First, at timing T900, the
タイミングT902では、システム制御回路50がTG1800を介して転送スイッチ405A_1、405A_3と転送スイッチ405B_1、405B_3を同時にオン状態にする。これにより、1、3行目の画素205のFD407の信号がA+B像信号になるように、1、3行目の画素205において、フォトダイオード306A、306Bにそれぞれ蓄積された電荷がFD407に転送される。
At timing T902, the
このとき、行選択スイッチ409_1、409_3は選択(オン状態に)されたままであるので、垂直出力線(列出力線)410を介してA+B像信号の略混合平均された信号が列回路207に送られる。読み出されたA+B像信号は、先に読み出され列回路207に記憶されていたリセット信号を減算して撮像素子1400から出力される。出力後、システム制御回路50がTG1800を介して行選択スイッチ409_1、409_3の選択を解除し、オフ状態にする。
At this time, since the row selection switches 409_1 and 409_3 remain selected (turned on), a substantially averaged signal of the A + B image signals is sent to the
タイミングT903では、システム制御回路50がTG1800を介してリセットスイッチ406_4、406_6をオン状態にして4、6行目の画素205のFD407をリセットする。タイミングT904では、リセット後のFD407の信号を読み出すために、システム制御回路50がTG1800を介して行選択スイッチ409_4、409_6を選択(オン状態に)する。これにより、4、6行目の画素205においてリセット信号が読み出され、列回路207に記憶される。
At timing T903, the
タイミングT905では、システム制御回路50がTG1800を介して転送スイッチ405A_4、405A_6と転送スイッチ405B_4、405B_6を同時にオン状態にする。これにより、4、6行目の画素205のFD407の信号がA+B像信号になるように、4、6行目の画素205において、フォトダイオード306A、306Bにそれぞれ蓄積された電荷がFD407に転送される。
At timing T905, the
このとき、行選択スイッチ409_4、409_6は選択(オン状態に)されたままであるので、垂直出力線(列出力線)410を介してA+B像信号の略混合平均された信号が列回路207に送られる。読み出されたA+B像信号は、先に読み出され列回路207に記憶されていたリセット信号を減算して撮像素子1400から出力される。出力後、システム制御回路50がTG1800を介して行選択スイッチ409_4、409_6の選択を解除し、オフ状態にする。
At this time, since the row selection switches 409_4 and 409_6 remain selected (turned on), a substantially averaged signal of the A + B image signals is sent to the
タイミングT906では、システム制御回路50がTG1800を介して、すべては図示していないがリセットスイッチ406_7、406_9をオン状態にして7、9行目の画素205のFD407をリセットする。タイミングT907では、リセット後のFD407の信号を読み出すために、システム制御回路50がTG1800を介して行選択スイッチ409_7、409_9を選択(オン状態に)する。これにより、7、9行目の画素205においてリセット信号が読み出され、列回路207に記憶される。
At timing T906, the
タイミングT908では、システム制御回路50がTG1800を介して、すべては図示していないが転送スイッチ405A_7、405A_9と転送スイッチ405B_7、405B_9を同時にオン状態にする。これにより、7、9行目の画素205のFD407の信号がA+B像信号になるように、7、9行目の画素205において、フォトダイオード306A、306Bにそれぞれ蓄積された電荷がFD407に転送される。
At timing T908, the
このとき、行選択スイッチ409_7、409_9は選択(オン状態に)されたままであるので、垂直出力線(列出力線)410を介してA+B像信号の略混合平均された信号が列回路207に送られる。読み出されたA+B像信号は、先に読み出され列回路207に記憶されていたリセット信号を減算して撮像素子1400から出力される。出力後、システム制御回路50がTG1800を介して行選択スイッチ409_7、409_9の選択を解除し、オフ状態にする。
この処理をライブビュー動作で画像表示を行うために信号を読み出す行数分実施する。
At this time, since the row selection switches 409_7 and 409_9 remain selected (turned on), a substantially averaged signal of the A + B image signals is sent to the
This process is performed for the number of rows from which signals are read in order to display an image in a live view operation.
図10には、AF用の信号の読み出しを行うときのタイミングチャートを示している。タイミングT1000では、システム制御回路50がTG1800を介してリセットスイッチ406_5をオン状態にして5行目の画素205のFD407をリセットする。タイミングT1001では、リセット後のFD407の信号を読み出すために、システム制御回路50がTG1800を介して行選択スイッチ409_5を選択(オン状態に)する。これにより、5行目の画素205においてリセット信号が読み出され、列回路207に記憶される。
FIG. 10 shows a timing chart when reading signals for AF. At timing T1000, the
タイミングT1002では、システム制御回路50がTG1800を介して転送スイッチ405A_5をオン状態にして、5行目の画素205において、第1のフォトダイオード306Aに蓄積された電荷(A像信号)をFD407に転送する。行選択スイッチ409_5は選択(オン状態に)されたままであるのでA像信号が列回路207に送られる。読み出されたA像信号は、先に読み出され列回路207に記憶されていたリセット信号を減算して撮像素子1400から出力される。その後、行選択スイッチ409_5を解除(オフ状態に)する。
At timing T1002, the
タイミングT1003では、システム制御回路50がTG1800を介してリセットスイッチ406_5をオン状態にして再度5行目の画素205のFD407をリセットする。タイミングT1004では、リセット後のFD407の信号を読み出すために、システム制御回路50がTG1800を介して行選択スイッチ409_5を選択(オン状態に)する。これにより、5行目の画素205においてリセット信号が読み出され、列回路207に記憶される。
At timing T1003, the
タイミングT1005では、システム制御回路50がTG1800を介して転送スイッチ405B_5をオン状態にして、5行目の画素205において、第2のフォトダイオード306Bに蓄積された電荷(B像信号)をFD407に転送する。行選択スイッチ409_5は選択(オン状態に)されたままであるのでB像信号が列回路207に送られる。読み出されたB像信号は、先に読み出され列回路207に記憶されていたリセット信号を減算して撮像素子1400から出力される。その後、行選択スイッチ409_5を解除(オフ状態に)する。
At timing T1005, the
タイミングT1006では、システム制御回路50がTG1800を介してリセットスイッチ406_8をオン状態にして8行目の画素205のFD407をリセットする。タイミングT1007では、リセット後のFD407の信号を読み出すために、システム制御回路50がTG1800を介して行選択スイッチ409_8を選択(オン状態に)する。これにより、8行目の画素205においてリセット信号が読み出され、列回路207に記憶される。
At timing T1006, the
タイミングT1008では、システム制御回路50がTG1800を介して転送スイッチ405A_8をオン状態にして、8行目の画素205において、第1のフォトダイオード306Aに蓄積された電荷(A像信号)をFD407に転送する。行選択スイッチ409_8は選択(オン状態に)されたままであるのでA像信号が列回路207に送られる。読み出されたA像信号は、先に読み出され列回路207に記憶されていたリセット信号を減算して撮像素子1400から出力される。その後、行選択スイッチ409_8を解除(オフ状態に)する。
At timing T1008, the
タイミングT1009では、システム制御回路50がTG1800を介してリセットスイッチ406_8をオン状態にして再度8行目の画素205のFD407をリセットする。タイミングT1010では、リセット後のFD407の信号を読み出すために、システム制御回路50がTG1800を介して行選択スイッチ409_8を選択(オン状態に)する。これにより、8行目の画素205においてリセット信号が読み出され、列回路207に記憶される。
At timing T1009, the
タイミングT1011では、システム制御回路50がTG1800を介して転送スイッチ405B_8をオン状態にして、8行目の画素205において、第2のフォトダイオード306Bに蓄積された電荷(B像信号)をFD407に転送する。行選択スイッチ409_8は選択(オン状態に)されたままであるのでB像信号が列回路207に送られる。読み出されたB像信号は、先に読み出され列回路207に記憶されていたリセット信号を減算して撮像素子1400から出力される。その後、行選択スイッチ409_5を解除(オフ状態に)する。
At timing T1011, the
タイミングT1012では、システム制御回路50がTG1800を介して、図示していないリセットスイッチ406_11をオン状態にして11行目の画素205のFD407をリセットする。タイミングT1013では、リセット後のFD407の信号を読み出すために、システム制御回路50がTG1800を介して行選択スイッチ409_11を選択(オン状態に)する。これにより、11行目の画素205においてリセット信号が読み出され、列回路207に記憶される。
At timing T1012, the
タイミングT1014では、システム制御回路50がTG1800を介して、図示していない転送スイッチ405A_11をオン状態にし、11行目の画素205において第1のフォトダイオード306Aに蓄積された電荷(A像信号)をFD407に転送する。行選択スイッチ409_11は選択(オン状態に)されたままであるのでA像信号が列回路207に送られる。読み出されたA像信号は、先に読み出され列回路207に記憶されていたリセット信号を減算して撮像素子1400から出力される。その後、行選択スイッチ409_11を解除(オフ状態に)する。
At timing T1014, the
タイミングT1015では、システム制御回路50がTG1800を介して、図示していないリセットスイッチ406_11をオン状態にして再度11行目の画素205のFD407をリセットする。タイミングT1016では、リセット後のFD407の信号を読み出すために、システム制御回路50がTG1800を介して行選択スイッチ409_11を選択(オン状態に)する。これにより、11行目の画素205においてリセット信号が読み出され、列回路207に記憶される。
At timing T1015, the
タイミングT1017では、システム制御回路50がTG1800を介して、図示していない転送スイッチ405B_11をオン状態にし、11行目の画素205において第2のフォトダイオード306Bに蓄積された電荷(B像信号)をFD407に転送する。行選択スイッチ409_11は選択(オン状態に)されたままであるのでB像信号が列回路207に送られる。読み出されたB像信号は、先に読み出され列回路207に記憶されていたリセット信号を減算して撮像素子1400から出力される。その後、行選択スイッチ409_11を解除(オフ状態に)する。
この処理をAF用の信号を読み出す行数分繰り返す。
At timing T1017, the
This process is repeated for the number of rows from which AF signals are read.
図11は、本実施形態における撮像装置の動作例を示すフローチャートである。ステップS1100にて、システム制御回路50は、ライブビュー動作における信号の読み出しにおいて、AF用の信号の読み出し要求があるか否かを判断する。
FIG. 11 is a flowchart illustrating an operation example of the imaging apparatus according to the present embodiment. In step S1100,
システム制御回路50は、AF用の信号の読み出し要求があると判断した場合、通常撮像用(出力画像用)の信号の読み出しとAF用(焦点検出処理用)の信号の読み出しとの両方を行う第1の読み出しモードで信号読み出しを行うよう駆動制御する。そして、ステップS1103にて、システム制御回路50は、垂直2/3混合で通常撮像用の信号の読み出しを行うように駆動制御する。この制御に応じて、撮像素子1400において垂直2/3混合での通常撮像用の信号の読み出しが行われる。その後、ステップS1104にて、システム制御回路50は、AF用の信号の読み出しを行うように駆動制御し、撮像素子1400においてAF用の信号の読み出しが行われる。AF用の信号の読み出しが終わると、ステップS1102へ進む。
When the
また、システム制御回路50は、AF用の信号の読み出し要求がないと判断した場合、通常撮像用(出力画像用)の信号の読み出しを行いAF用(焦点検出処理用)の信号の読み出しを行わない第2の読み出しモードで信号読み出しを行うよう駆動制御する。そして、ステップS1101にて、システム制御回路50は、垂直3/3混合で通常撮像用の信号の読み出しを行うように駆動制御する。この制御に応じて、撮像素子1400において垂直3/3混合での通常撮像用の信号の読み出しが行われる。その後、ステップS1102へ進む。
Further, when the
ステップS1102にて、システム制御回路50は、ライブビュー動作が終了か否かを判断する。ライブビュー動作が終了していないとシステム制御回路50が判断した場合、ステップS1100に戻って再度AF用の信号の読み出し要求があるか否かを判断する。一方、ライブビュー動作が終了したとシステム制御回路50が判断した場合、動作を終了する。
In step S1102, the
このように、AF用の信号の読み出しがあるかないかによって、通常撮像用の信号の読み出しにおいて垂直混合する画素数を切り替える。前述した例では、AF用の信号の読み出しがある場合には垂直2/3混合で通常撮像用の信号の読み出しを行い、AF用の信号の読み出しがない場合には垂直3/3混合で通常撮像用の信号の読み出しを行う。これにより、瞳分割方式の焦点検出が可能な撮像素子を用いてAF処理を可能にしつつ、AF処理を行わないときには、通常撮像用の信号の読み出しにおいて垂直混合する画素数を増加させることができる。したがって、通常撮像用の信号の読み出しで画素混合される画素数が減少することを抑制でき、空間周波数の高い画像であってもモアレ等のノイズの発生を抑えノイズが抑制された良好な画像を得ることができる。 As described above, the number of pixels to be vertically mixed in the readout of the normal imaging signal is switched depending on whether or not the AF signal is readout. In the example described above, normal AF signal reading is performed with vertical 2/3 mixing when there is AF signal readout, and normal vertical 3/3 mixing when there is no AF signal readout. Reading out signals for imaging. As a result, it is possible to increase the number of pixels to be vertically mixed in reading of a signal for normal imaging when AF processing is performed using an imaging device capable of pupil-division focus detection and when AF processing is not performed. . Therefore, it is possible to suppress a decrease in the number of pixels to be mixed by reading a signal for normal imaging, and even in an image having a high spatial frequency, a good image in which noise such as moire is suppressed and noise is suppressed can be obtained. Can be obtained.
なお、前述した説明では、複数の行選択スイッチ409をオン状態にし複数の画素205を垂直出力線(列出力線)410を介して接続することで、複数画素の信号を混合する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、以下に説明するように、複数の画素205のFD407同士を接続することで混合を行うようにしてもよい。
In the above description, the example in which the signals of the plurality of pixels are mixed by turning on the plurality of row selection switches 409 and connecting the plurality of
図12は、画素205のフローティングディフュージョン部同士(FD同士)を接続することで信号混合を行う撮像素子1400を説明するための図である。図12には、FD同士を接続して混合を実現するための構成を、1、3、5行目の画素205_1、205_3、205_5を例に示している。画素205_1、205_3、205_5のFD407のノード同士が、FD混合スイッチ1201、1202を介して接続されている。画素混合を行う場合には、このスイッチ1201、1202をオン状態(導通状態)にすることで混合が実現される。なお、図12に示す各画素205においては、リセットスイッチ406、FD407、及びソースフォロアアンプ408以外の構成要素は図示を省略しているが、図4に示した画素205と同様に構成されている。
FIG. 12 is a diagram for describing an
図13は、画素205のFD同士を接続することで信号混合を行う撮像素子1400において、垂直3/3混合で信号の読み出しを行うときのタイミングチャートを示す図である。なお、図13においては、図12に示した構成を例に動作を示している。
FIG. 13 is a timing chart when the signal is read by vertical 3/3 mixing in the
まず、タイミングT1300では、システム制御回路50がTG1800を介してリセットスイッチ406_1、406_3、406_5をオン状態にして1、3、5行目の画素205のFD407をリセットする。なお、このときすでにFD混合スイッチ1201、1202はオン状態になっている。タイミングT1301では、リセット後のFD407の信号を読み出すために、システム制御回路50がTG1800を介して行選択スイッチ409_1を選択(オン状態に)し、読み出されたリセット信号が列回路207に記憶される。
First, at timing T1300, the
タイミングT1302では、システム制御回路50がTG1800を介して転送スイッチ405A_1、405A_3、405A_5と転送スイッチ405B_1、405B_3、405B_5を同時にオン状態にする。これにより、1、3、5行目の画素205のFD407の信号がA+B像信号になるように、1、3、5行目の画素205において、フォトダイオード306A、306Bにそれぞれ蓄積された電荷がFD407に転送される。
At timing T1302, the
このとき、行選択スイッチ409_1は選択(オン状態に)されたままであるので、FD混合によって略混合平均されたA+B像信号が列回路207に送られる。読み出されたA+B像信号は、先に読み出され列回路207に記憶されていたリセット信号を減算して撮像素子1400から出力される。出力後、システム制御回路50がTG1800を介して行選択スイッチ409_1の選択を解除し、オフ状態にする。
At this time, since the row selection switch 409_1 remains selected (turned on), the A + B image signal that is approximately mixed and averaged by FD mixing is sent to the
図13においては、垂直3/3混合で信号の読み出しを行う場合を一例として示したが、FD混合スイッチ1201、1202を制御することにより、垂直2/3混合での信号の読み出しやAF用の信号の読み出しを行うことが可能である。例えば、FD混合スイッチ1201、1202をともにオン状態にすることで垂直3/3混合での通常撮像用の信号の読み出しを行うことができる。また、例えばFD混合スイッチ1201をオン状態にし、FD混合スイッチ1202をオフ状態にすることで、垂直2/3混合での通常撮像用の信号の読み出し、及びAF用の信号の読み出しを行うことができる。
FIG. 13 shows an example in which signals are read by vertical 3/3 mixing, but by controlling the FD mixing switches 1201 and 1202, signals are read by vertical 2/3 mixing or for AF. It is possible to read out the signal. For example, when the FD mixing switches 1201 and 1202 are both turned on, signals for normal imaging with vertical 3/3 mixing can be read. Further, for example, when the
以上のように、画素の信号を垂直混合する際にFD同士を接続しFD混合で行っても、行選択による略混合と略同じ機能を実現することができる。したがって、前述した行選択による混合と同様に、通常撮像用の信号の読み出しで画素混合される画素数が減少することを抑制でき、空間周波数の高い画像であってもモアレ等のノイズの発生を抑えノイズが抑制された良好な画像を得ることができる。 As described above, even when FDs are connected and FD mixing is performed when the pixel signals are vertically mixed, substantially the same function as substantially mixing by row selection can be realized. Therefore, similarly to the above-described mixing by row selection, it is possible to suppress a decrease in the number of pixels to be mixed by reading a signal for normal imaging, and to generate noise such as moire even for an image having a high spatial frequency. A good image with suppressed noise can be obtained.
(第2の実施形態)
第2の実施形態では、AF用の信号の読み出しありからAF用の信号の読み出しなしに移行するときの信号の読み出しの状態について説明する。図14では、通常撮像画像のシャッター秒時が所定の時間より長い場合の移行の様子を示している。図14においては、t軸により時間の遷移を示しており、AF用の信号の読み出しの有無、垂直同期信号(VD)のタイミング、及び信号の読み出し又はリセットの走査ラインを示している(後述する図15及び図16においても同様)。システム制御回路50がTG1800を介して撮像素子1400の信号の読み出し及び画素リセットの走査を実施する。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, a signal reading state when the AF signal is read and the AF signal is not read will be described. FIG. 14 shows a transition state when the shutter speed of the normal captured image is longer than a predetermined time. In FIG. 14, the transition of time is shown by the t-axis, and the presence / absence of readout of the AF signal, the timing of the vertical synchronization signal (VD), and the scanning line for signal readout or reset (described later). The same applies to FIGS. 15 and 16). The
AF用の信号の読み出しを通常撮像用の信号の読み出し後に行うAF後読み出し中の最後のフレームであるNフレーム目では、AF用の画素リセット走査1408がAF用の信号の蓄積時間に応じたタイミングで開始される。通常撮像用の信号の読み出し1401は、垂直2/3混合で行われ、垂直同期信号(VD)がアサートされた直後に走査が開始される。通常撮像用の信号の読み出し1401の走査が終わった直後に、AF用の信号の読み出し1409の走査が開始される。
AF signal readout is performed after readout of a normal imaging signal In the Nth frame, which is the last frame during post-AF readout, the timing for AF pixel reset scanning 1408 corresponds to the AF signal accumulation time Start with. Reading of a signal for
また、Nフレーム目では、(N+1)フレーム目の通常撮像用の信号の読み出し1403のための画素リセット走査1402が、垂直2/3混合で通常撮像用の信号の読み出しを行う画素に対して、シャッター秒時に応じたタイミングで開始される。図14では、AF用の信号の読み出し走査1409の終了タイミングよりも通常撮像用の画素リセット走査1402の開始が早い場合を示している。この場合には、AF用の信号の読み出しを妨げないように、画素リセット走査1402が垂直2/3混合で通常撮像用の信号が読み出される画素に対して行われる必要がある。
In the Nth frame, the
AF読み出しがない最初のフレームである(N+1)フレーム目では、通常撮像用の信号の読み出し1403は、垂直2/3混合で行われ、垂直同期信号(VD)がアサートされた直後に走査が開始される。(N+2)フレーム目の通常撮像用の信号の読み出し1405のための画素リセット走査1404は、垂直3/3混合でシャッター秒時に応じたタイミングで開始される。
In the (N + 1) -th frame, which is the first frame without AF readout, the normal
次に、(N+2)フレーム目では、通常撮像用の信号の読み出し1405は、垂直3/3混合で行われ、垂直同期信号(VD)がアサートされた直後に走査が開始される。(N+3)フレーム目の通常撮像用の信号の読み出し1407のための画素リセット走査1406は、垂直3/3混合でシャッター秒時に応じたタイミングで開始される。次に、(N+3)フレーム目では、通常撮像用の信号の読み出し1407は、垂直3/3混合で行われ、垂直同期信号(VD)がアサートされた直後に走査が開始される。
Next, in the (N + 2) th frame, the normal
図15では、通常撮像画像のシャッター秒時が所定の時間より短い場合の移行の様子を示している。システム制御回路50がTG1800を介して、撮像素子1400の信号の読み出し及び画素リセットの走査を実施する。
FIG. 15 shows a transition state when the shutter speed of the normal captured image is shorter than a predetermined time. The
AF用の信号の読み出しを通常撮像用の信号の読み出し後に行うAF後読み出し中の最後のフレームであるNフレーム目では、AF用の画素リセット走査1508がAF用の信号の蓄積時間に応じたタイミングで開始される。通常撮像用の信号の読み出し1501は、垂直2/3混合で行われ、垂直同期信号(VD)がアサートされた直後に走査が開始される。通常撮像用の信号の読み出し1501の走査が終わった直後に、AF用の信号の読み出し1509の走査が開始される。
AF signal readout is performed after readout of a normal imaging signal In the Nth frame, which is the last frame during post-AF readout, the timing of AF pixel reset scanning 1508 according to the AF signal accumulation time Start with.
また、Nフレーム目では、(N+1)フレーム目の通常撮像用の信号の読み出し1503のための画素リセット走査1502が、垂直3/3混合で通常撮像用の信号の読み出しを行う画素に対して、シャッター秒時に応じたタイミングで開始される。図15では、AF用の信号の読み出し走査1509の終了タイミングよりも通常撮像用の画素リセット走査1502の開始が遅いため、画素リセット走査1502は、AF用の信号の読み出し1509に影響を及ぼさないので垂直3/3混合で行うことができる。
In the Nth frame, the
AF読み出しがない最初のフレームである(N+1)フレーム目では、通常撮像用の信号の読み出し1503は、垂直3/3混合で行われ、垂直同期信号(VD)がアサートされた直後に走査が開始される。(N+2)フレーム目の通常撮像用の信号の読み出し1505にための画素リセット走査1504は、垂直3/3混合でシャッター秒時に応じたタイミングで開始される。
In the (N + 1) -th frame, which is the first frame without AF readout, normal
次に、(N+2)フレーム目では、通常撮像用の信号の読み出し1505は、垂直3/3混合で行われ、垂直同期信号(VD)がアサートされた直後に走査が開始される。(N+3)フレーム目の通常撮像用の信号の読み出し1507のための画素リセット走査1506は、垂直3/3混合でシャッター秒時に応じたタイミングで開始される。次に、(N+3)フレーム目では、通常撮像用の信号の読み出し1507は、垂直3/3混合で行われ、垂直同期信号(VD)がアサートされた直後に走査が開始される。
Next, in the (N + 2) th frame, the normal
図16では、AF用の信号を通常撮像用の信号より先に読み出す(AF先読み出し)例を示している。AF先読み出しでは、AF用の信号の読み出し後に通常撮像用の信号の読み出しを行う。 FIG. 16 shows an example in which the AF signal is read before the normal imaging signal (AF destination reading). In AF destination reading, normal imaging signals are read after AF signals are read.
Nフレーム目では、垂直同期信号(VD)がアサートされた直後にAF用の信号の読み出し1600の走査が開始される。AF用の信号の読み出し1600の走査終了後に、垂直2/3混合で通常撮像用の信号の読み出し1603の走査が開始される。その後、(N+1)フレーム目の通常撮像用の信号の読み出し1605のための画素リセット走査1604が、垂直2/3混合で通常撮像用の信号の読み出しを行う画素に対して、シャッター秒時に応じたタイミングで開始される。また、(N+1)フレーム目のAF用の信号の読み出し1602のための画素リセット走査1601が、AF用の信号の蓄積時間に応じたタイミングで開始される。
In the Nth frame, immediately after the vertical synchronization signal (VD) is asserted, scanning of the
(N+1)フレーム目では、垂直同期信号(VD)がアサートされた直後にAF用の信号の読み出し1602の走査が開始される。AF用の信号の読み出し1602の走査終了後に、垂直2/3混合で通常撮像用の信号の読み出し1605の走査が開始される。その後、(N+2)フレーム目の通常撮像用の信号の読み出し1607のための画素リセット走査1606が、垂直3/3混合でシャッター秒時に応じたタイミングで開始される。
In the (N + 1) th frame, immediately after the vertical synchronization signal (VD) is asserted, scanning of the
(N+2)フレーム目では、(N+1)フレームにおける垂直同期信号(VD)の立下りから通常撮像用の信号の読み出し走査1605の開始までと同じ時間、(N+2)フレーム目でも待って、通常撮像用の信号の読み出し1607の走査を開始する。その後、(N+3)フレーム目の通常撮像用の信号の読み出し1609のための画素リセット走査1608が、垂直3/3混合でシャッター秒時に応じたタイミングで開始される。(N+3)フレーム目では、(N+2)フレームにおける垂直同期信号(VD)の立下りから通常撮像用の信号の読み出し走査1607の開始までと同じ時間、(N+3)フレーム目でも待って、通常撮像用の信号の読み出し1609の走査を開始する。
In the (N + 2) th frame, the same time as the start of the
図17では、AF用の信号の読み出しありからAF用の信号の読み出しなしに切り替えるときのフローチャートを示している。AF用の信号の読み出しありの最終フレームにおいて、システム制御回路50は、AF用の信号の読み出しが通常撮像用の信号の読み出しよりも先に行われるか否かを判断する(S1700)。システム制御回路50は、通常撮像用の信号の読み出し後にAF用の信号の読み出しが行われると判断した場合、通常撮像画像のシャッター秒時が所定の時間よりも短いか否かを判断する(S1701)。
FIG. 17 shows a flowchart when switching from the AF signal readout to the AF signal readout. In the final frame in which the AF signal is read, the
システム制御回路50は、通常撮像画像のシャッター秒時が所定の時間よりも短くないと判断した場合、通常撮像用のリセット走査が最後のAF用の信号の読み出しを妨げるので、通常撮像用リセットを垂直2/3混合で走査する(S1704)。その後、垂直2/3混合で通常撮像用の信号の読み出しを行う(S1705)。その後、すなわちAF用の信号の読み出しありからAF用の信号の読み出しなしに移行するときの最初のフレームの次のフレームで、垂直3/3混合による信号の読み出しに移行する。
When the
一方、システム制御回路50は、AF用の信号の読み出し後に通常撮像用の信号の読み出しが行われると判断した場合、又は通常撮像画像のシャッター秒時が所定の時間よりも短いと判断した場合、ステップS1702へ進む。そして、AF用の信号の読み出しありからAF用の信号の読み出しなしへの切り替え直後から、通常撮像用のリセット走査を垂直3/3混合で実施し(S1702)、その後、通常撮像用の読み出し走査も垂直3/3混合で実施する(S1703)。
On the other hand, when the
第2の実施形態では、AF用の信号の読み出しありからAF用の信号の読み出しなしへの切り替え時における通常撮像用の信号の読み出しでの垂直混合の遷移を説明した。このように第2の実施形態によれば、AF用の信号の読み出し及び通常撮像用の信号の読み出しともに、それぞれの処理を妨げることなく、無駄なく信号の読み出しが可能になる。 In the second embodiment, the transition of the vertical mixing in the readout of the normal imaging signal when switching from the readout of the AF signal to the absence of the readout of the AF signal has been described. As described above, according to the second embodiment, both the AF signal reading and the normal imaging signal reading can be performed without waste without interfering with the respective processes.
(第3の実施形態)
第3の実施形態では、AF用の信号の読み出しを行わないときにライブビュー動作中に垂直3/3混合で信号を読み出すか、垂直2/3混合で信号を読み出すかを、被写体に応じて選択する例を示す。
(Third embodiment)
In the third embodiment, whether to read signals with vertical 3/3 mixing or with vertical 2/3 mixing during live view operation when AF signals are not read out depends on the subject. An example of selection is shown.
図18では、被写体の例とそのレベルを列方向に平均化した垂直写像を示している。図18(a)は自然の風景を撮影しているものであり、垂直写像もなだらかに変化している。図18(b)は建物の中を被写体として撮影したものであり、窓にあるブラインドが非常に細い線となって太陽光の入射があるところとないところの部分の写像が狭い空間内で大きな変化をしていることが分かる。 FIG. 18 shows an example of a subject and a vertical mapping obtained by averaging the levels in the column direction. FIG. 18A is a photograph of a natural landscape, and the vertical map also changes gently. FIG. 18B is a photograph of the inside of a building as a subject, and the blinds in the window become very thin lines, and the mapping between the places where sunlight is incident and where the sunlight is incident is large in a narrow space. You can see that it is changing.
図18(a)に示した例のような被写体では、垂直3/3混合での信号の読み出しによるメリットが大きく得られない可能性がある。対照的に、図18(b)に示した例のように空間周波数が高い被写体においては、第1の実施形態において示した垂直3/3混合での信号の読み出しによるメリットが得られる。 For a subject such as the example shown in FIG. 18A, there is a possibility that the merit of reading signals with vertical 3/3 mixing cannot be greatly obtained. In contrast, for a subject having a high spatial frequency as in the example shown in FIG. 18B, the merit of reading signals with the vertical 3/3 mixing shown in the first embodiment can be obtained.
そのため、本実施形態では、システム制御回路50が画像の空間周波数を解析し、その解析結果に基づいて垂直混合する画素数の設定を切り替える。なお、空間周波数の解析は、離散コサイン変換(DCT)等を用いて行う。空間周波数が低くても、効果が得られそうな場合には、垂直3/3混合での信号の読み出しを実施してもよい。また、画像に異なる効果が得られる場合、逆に空間周波数が高くても垂直2/3混合での信号の読み出しを行うようにしてもよい。
Therefore, in this embodiment, the
図19は、被写体に応じて垂直混合する画素数を切り替え可能な撮像装置の動作例を示すフローチャートである。LV動作を開始したら、まず、通常撮像用の信号の読み出しとして垂直2/3混合で信号の読み出しを実施する(S1900)。次に、システム制御回路50は、ライブビュー動作における信号の読み出しにおいて、AF用の信号の読み出し要求があるか否かを判断する(S1901)。
FIG. 19 is a flowchart illustrating an operation example of the imaging apparatus capable of switching the number of pixels to be vertically mixed according to the subject. When the LV operation is started, first, signal reading is performed with vertical 2/3 mixing as signal reading for normal imaging (S1900). Next, the
システム制御回路50は、AF用の信号の読み出し要求があると判断した場合、通常撮像用(出力画像用)の信号の読み出しとAF用(焦点検出処理用)の信号の読み出しとの両方を行う第1の読み出しモードで信号読み出しを行うよう駆動制御する。システム制御回路50は、垂直2/3混合で通常撮像用の信号の読み出しを行うように駆動制御し、垂直2/3混合での通常撮像用の信号の読み出しが行われる(S1905)。その後、システム制御回路50は、AF用の信号の読み出しを行うように駆動制御し、AF用の信号の読み出しが行われる(S1906)。AF用の信号の読み出しが終わると、ステップS1907へ進む。
When the
システム制御回路50は、AF用の信号の読み出し要求がないと判断した場合、通常撮像用(出力画像用)の信号の読み出しを行いAF用(焦点検出処理用)の信号の読み出しを行わない第2の読み出しモードで信号読み出しを行うよう駆動制御する。次に、システム制御回路50は、最初に読んだ通常撮像用の画像の垂直空間周波数を確認する(S1902)。
If the
システム制御回路50は、空間周波数が所定値よりも高いと判断した場合、垂直3/3混合で通常撮像用の信号の読み出しを行うように駆動制御し、垂直3/3混合での通常撮像用の信号の読み出しが行われる(S1903)。一方、システム制御回路50は、空間周波数が所定値よりも高くないと判断した場合、垂直2/3混合で通常撮像用の信号の読み出しを行うように駆動制御し、垂直2/3混合での通常撮像用の信号の読み出しが行われる(S1904)。ステップS1903、S1904での通常撮像用の信号の読み出しが終わると、ステップS1907へ進む。
When the
続いて、システム制御回路50は、ライブビュー動作が終了か否かを判断する(S1907)。ライブビュー動作が終了していないとシステム制御回路50が判断した場合、ステップS1901に戻って再度AF用の信号の読み出し要求があるか否かを判断する。一方、ライブビュー動作が終了したとシステム制御回路50が判断した場合、動作を終了する。
Subsequently, the
第3の実施形態では、被写体の空間周波数を解析し、解析で得られた結果に応じて、AF用の信号の読み出しを行わないときの通常撮像用の信号読み出しの垂直混合する画素数を変更する例を示した。このようにすれば、必要に応じて最適な読み出し方法が選択可能であり、モアレ等のノイズが抑制された良好な画像を得ることができる。 In the third embodiment, the spatial frequency of the subject is analyzed, and the number of pixels to be vertically mixed in the signal readout for normal imaging when the AF signal readout is not performed is changed according to the result obtained by the analysis. An example to do. In this way, an optimum reading method can be selected as necessary, and a good image in which noise such as moire is suppressed can be obtained.
(本発明の他の実施形態)
本発明は、前述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読み出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
(Other embodiments of the present invention)
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in the computer of the system or apparatus read and execute the program This process can be realized. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
なお、前記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 The above-described embodiments are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed as being limited thereto. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.
100:撮像装置 200:記録媒体 300:レンズユニット 50:システム制御回路 61:シャッタースイッチ 72:画像処理部 73:オートフォーカス演算部 74:被写体解析部 310:レンズ 320:レンズ制御部 1200:液晶モニター 1400:撮像素子 1800:タイミングジェネレータ(TG) 203:水平走査回路 204:垂直走査回路 205:画素 206:列ゲインアンプ 207:列回路 208:画素部 304:マイクロレンズ 306A、306B:フォトダイオード(光電変換素子) 405A、405B:転送スイッチ 406:リセットスイッチ 407:フローティングディフュージョン部(FD) 408:ソースフォロアアンプ 409:行選択スイッチ 410:垂直出力線(列出力線)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: Imaging device 200: Recording medium 300: Lens unit 50: System control circuit 61: Shutter switch 72: Image processing part 73: Autofocus calculating part 74: Subject analysis part 310: Lens 320: Lens control part 1200: Liquid crystal monitor 1400 : Image sensor 1800: Timing generator (TG) 203: Horizontal scanning circuit 204: Vertical scanning circuit 205: Pixel 206: Column gain amplifier 207: Column circuit 208: Pixel unit 304:
Claims (10)
前記撮像素子からの信号を基に焦点検出処理を行う処理手段と、
前記撮像素子から焦点検出処理用の信号及び出力画像用の信号を読み出す第1の読み出しモードと、前記撮像素子から前記焦点検出処理用の信号を読み出さずに前記出力画像用の信号を読み出す第2の読み出しモードのいずれかのモードで前記撮像素子を駆動制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記撮像素子から列方向において複数画素の出力信号を混合して読み出す場合に、前記第1の読み出しモードと前記第2の読み出しモードとで出力信号を混合して読み出す画素数を異ならせるように制御することを特徴とする撮像装置。 An image sensor in which a plurality of pixels each having a plurality of photoelectric conversion elements are arranged two-dimensionally;
Processing means for performing focus detection processing based on a signal from the image sensor;
A first reading mode for reading a signal for focus detection processing and a signal for output image from the image sensor; and a second for reading the signal for output image without reading the signal for focus detection processing from the image sensor. Control means for driving and controlling the imaging device in any one of the readout modes,
When the control means mixes and reads out the output signals of a plurality of pixels in the column direction from the image sensor, the control means determines the number of pixels to be read out by mixing the output signals in the first readout mode and the second readout mode. An image pickup apparatus that is controlled to be different.
前記制御手段は、前記被写体解析手段による結果に基づいて前記第1の読み出しモードで出力信号を混合して読み出す画素数を変更することを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の撮像装置。 Subject analysis means for measuring the spatial frequency of an image of the subject,
8. The control unit according to claim 1, wherein the control unit changes the number of pixels read out by mixing output signals in the first readout mode based on a result of the subject analysis unit. Imaging device.
前記撮像素子からの信号を基に焦点検出処理を行う処理工程と、
前記撮像素子から焦点検出処理用の信号及び出力画像用の信号を読み出す第1の読み出しモードと、前記撮像素子から前記焦点検出処理用の信号を読み出さずに前記出力画像用の信号を読み出す第2の読み出しモードのいずれかのモードで前記撮像素子を駆動制御する制御工程とを有し、
前記制御工程での制御は、前記撮像素子から列方向において複数画素の出力信号を混合して読み出す場合に、前記第1の読み出しモードと前記第2の読み出しモードとで出力信号を混合して読み出す画素数を異ならせる制御を含むことを特徴とする撮像装置の制御方法。 A control method for an image pickup apparatus including an image pickup element in which a plurality of pixels each having a plurality of photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged,
A processing step of performing focus detection processing based on a signal from the image sensor;
A first reading mode for reading a signal for focus detection processing and a signal for output image from the image sensor; and a second for reading the signal for output image without reading the signal for focus detection processing from the image sensor. A control step of driving and controlling the imaging device in any one of the readout modes of
In the control in the control step, when the output signals of a plurality of pixels are mixed and read from the image sensor in the column direction, the output signals are mixed and read in the first readout mode and the second readout mode. A control method for an image pickup apparatus, comprising control for varying the number of pixels.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015217742A JP2017092605A (en) | 2015-11-05 | 2015-11-05 | Imaging apparatus and control method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015217742A JP2017092605A (en) | 2015-11-05 | 2015-11-05 | Imaging apparatus and control method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017092605A true JP2017092605A (en) | 2017-05-25 |
Family
ID=58770816
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015217742A Pending JP2017092605A (en) | 2015-11-05 | 2015-11-05 | Imaging apparatus and control method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017092605A (en) |
-
2015
- 2015-11-05 JP JP2015217742A patent/JP2017092605A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6405243B2 (en) | Focus detection apparatus and control method thereof | |
US20140340565A1 (en) | Image capturing apparatus and control method thereof | |
WO2012132670A1 (en) | Solid-state image capturing element, drive method therefor, and image capturing device | |
US9030596B2 (en) | Focus detection apparatus and image pickup apparatus that perform focus detection using phase difference method | |
US11290648B2 (en) | Image capture apparatus and control method thereof | |
JP6530593B2 (en) | Imaging device, control method therefor, storage medium | |
CN107370939B (en) | Focus detection apparatus, control method thereof, image pickup apparatus, and computer readable medium | |
JP5484617B2 (en) | Imaging device | |
JP7130473B2 (en) | IMAGING DEVICE, CONTROL METHOD THEREOF, AND PROGRAM | |
US11025884B2 (en) | Image capturing apparatus, control method thereof, and storage medium | |
US20190268544A1 (en) | Imaging apparatus and control method thereof | |
JP6941011B2 (en) | Imaging device and its control method, program, storage medium | |
JP2018148295A (en) | Imaging apparatus and control method thereof | |
JP2017092605A (en) | Imaging apparatus and control method | |
CN115668970A (en) | Image forming apparatus, image forming method, and program | |
JP6711886B2 (en) | Imaging device, control method thereof, program, and storage medium | |
JP2018005161A (en) | Control device, image capturing device, control method, program, and storage medium | |
JP2012063664A (en) | Photometric device and electronic camera | |
JP2017108336A (en) | Imaging apparatus, control method therefor, and control program | |
JP6229363B2 (en) | Imaging apparatus, processing unit, and program | |
US9692981B2 (en) | Image pickup apparatus with emission unit, control method therefor, and storage medium storing control program therefor | |
JP2015080114A (en) | Image-capturing device, control method therefor, program, and recording medium | |
JP2019186792A (en) | Imaging apparatus | |
JP7005313B2 (en) | Imaging device and its control method, program, storage medium | |
JP6254780B2 (en) | Focus detection apparatus and method, and imaging apparatus |