(57)【要約】【課題】  本発明は、出力アンプを含めＣＣＤに供給する電源を完全に停止することで、コスト面や部品実装面で不利を受けずに、撮像素子を放熱、冷却し、ノイズの改善可能な撮像装置を提供する。【解決手段】  本発明の撮像装置は、光学系と光学系駆動部と撮像素子と撮像素子駆動部と画像合成処理部を有する撮像信号処理部とを含んで構成している。更に、本発明の撮像装置は、露光期間分割部と電源供給制御部を有している。露光期間分割部（１１０）はマニュアル設定による長秒時露光用の撮影モードを選択したとき、露光期間を複数分割する。また、電源供給制御部（１３１）は分割された各露光期間の間に撮像素子電源の停止制御を行う。よって、撮像素子を放熱、冷却し、ノイズを低減できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系と光学系駆動部と撮像素子と撮像素子駆動部と画像合成処理部を有する撮像信号処理部とを有する撮像装置において、
マニュアル設定による長秒時露光用の撮影モードを選択したとき、露光期間を複数分割する露光期間分割部と、分割された各露光期間の間に撮像素子電源の停止制御を行う電源供給制御部を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記露光期間分割部は、長秒時露光用の撮影モードにおいて、露光期間を２つの露光期間に分割し、第１の露光時間より第２の露光時間を長く設定する請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記電源供給制御部は、マニュアル設定された設定露光秒時によって撮像素子の電源停止期間を可変する請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】
前記電源供給制御部は、設定露光秒時が所定秒時より長いときは電源停止期間も所定期間より長くする請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】
前記撮像信号処理部は、撮像素子の受光センサ部のキズ補正パターンを複数種格納する格納手段を有し、通常撮影時と長秒時露光用撮影時に応じて前記格納手段から読み出したキズ補正パターンに基づいて撮像素子のキズ補正を行う請求項１記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置に関し、詳細にはＣＣＤを搭載したデジタルカメラにおいて長秒時露光撮影時撮像素子に発生する熱によるノイズを低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、デジタルカメラにおいて数秒以上の長秒時露光撮影を行う際、デジタルカメラに搭載されたＣＣＤは発熱に弱いデバイスであり、例えば暗電流成分は一般的に８〜１０℃上昇するとノイズが２倍になるといわれている。よって、このような露光秒時の長い撮影においてはこれらの影響によるＳ／Ｎの劣化が問題になる。更に、ＣＣＤのキズには黒キズ、白キズ、温度キズの３種が存在し、長秒時撮影においては温度キズの発生が支配的になるという問題もある。よって、通常静止画と同様の処理で長秒時撮影を実施すると、例えば夜景などの被写体は暗電流成分による固定パターンノイズやランダムノイズの影響と温度キズによる輝点ノイズの影響を受けることになる。
【０００３】
そこで、これらの問題を解決するためにいくつかの提案がなされている。その一つとしての特許文献１では、長時間露光モードのときに、撮像素子の各転送レジスタを停止させ、またフローティングディフュージョン部のリセット動作を停止させるとともに出力回路の動作を停止させる。これにより、消費電力を削減でき、かつ発熱が抑えられることからノイズを抑制できる。また、特許文献２では、長時間にわたって露出してもＣＣＤの発する熱に起因したノイズを削減し、かつ高速に画像データを読み出すために、ＣＣＤの出力増幅器に供給する電力を低下もしくは停止させる。このように、特許文献１や特許文献２に提案されているように、撮像素子の発熱低下の目的で露光期間中にＣＣＤの駆動パルス供給の停止及び出力アンプ電源の停止を行っている。
【特許文献１】特開２００３−９２７０９号公報
【特許文献２】特開平１０−１９１１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２の手法では出力アンプに起因するノイズやリセット雑音ノイズは低減できるが、センサ部で発生するノイズや温度キズの根本的な対策になっておらず、更にＣＣＤ転送用の電源と出力アンプ用の電源を回路的に分離する必要がありコスト面や部品実装面で不利である。
【０００５】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、出力アンプを含めＣＣＤに供給する電源を完全に停止することで、コスト面や部品実装面で不利を受けずに、撮像素子を放熱、冷却し、ノイズの改善可能な撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記問題点を解決するために、本発明の撮像装置は、光学系と光学系駆動部と撮像素子と撮像素子駆動部と画像合成処理部を有する撮像信号処理部とを含んで構成している。更に、本発明の撮像装置は、露光期間分割部と電源供給制御部を有している。露光期間分割部はマニュアル設定による長秒時露光用の撮影モードを選択したとき、露光期間を複数分割する。また、電源供給制御部は分割された各露光期間の間に撮像素子電源の停止制御を行う。よって、撮像素子を放熱、冷却し、ノイズを低減できる。
【０００７】
また、露光期間分割部は、長秒時露光用の撮影モードにおいて、露光期間を２つの露光期間に分割し、第１の露光時間より第２の露光時間を長く設定する。よって、撮像素子を放熱、冷却し、更なるＳ／Ｎの改善が期待できる。
【０００８】
更に、電源供給制御部は、マニュアル設定された設定露光秒時によって撮像素子の電源停止期間を可変する。そして、電源供給制御部は、設定露光秒時が所定秒時より長いときは電源停止期間も所定期間より長くする。よって、撮像素子を十分に放熱、冷却できる。
【０００９】
また、撮像信号処理部は、撮像素子の受光センサ部のキズ補正パターンを複数種格納する格納手段を有し、通常撮影時と長秒時露光用撮影時に応じて、格納手段から読み出したキズ補正パターンに基づいて撮像素子のキズ補正を行う。よって、長秒時撮影専用の撮像素子のキズ補正を実施することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の撮像装置は、マニュアル設定による長秒時露光用の撮影モードを選択したとき、露光期間を複数分割し、分割された各露光期間の間に撮像素子電源の停止制御を行う。よって、撮像素子を放熱、冷却し、ノイズを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明の一実施の形態例に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。同図に示す本発明の撮像装置１００において、バリア・絞り・シャッタユニット１０１は、被写体の光学画像を取り込む際の揺れを補正するバリアングルプリズムと絞りを行う絞り光学系とメカシャッタを有している。レンズユニット１０２は、被写体の光学画像を取り込むズームレンズ及びフォーカスレンズ等を含む。モータドライバ１０３は、図示していないリモコン受光部からの入力、そして後述する操作系スイッチ１２１の操作入力に基づく、後述するサブＣＰＵ１２５からの駆動指令によりモータ１３３〜１３５の駆動を制御する。ＣＣＤ１０４は、光学画像を光電変換するための固体撮像素子である。タイミングジェネレータ１０５はＣＣＤ１０４及び後述するＣＤＳ・Ａ／Ｄ１０６並びに垂直ドライバ１３２の駆動タイミング信号を発生する。ＣＤＳ・Ａ／Ｄ１０６は、画像ノイズ除去用相関二重サンプリングを行うＣＤＳ１０７と、利得調整を行うＡＧＣ１０８と、デジタル信号変換を行うＡ／Ｄ変換器１０９を含んで構成されている。画像処理部１１０は、ＣＣＤ１０４よりＣＤＳ・Ａ／Ｄ１０６の出力データにホワイトバランス設定やガンマ設定を行う入力処理部１１１と、ＶＤ信号、ＨＤ信号を供給したり、フィルタリング処理により輝度データ・色差データへの変換を行う画処理部１１２と、装置各部の動作を制御する制御部１１３と、長時間撮影時の各画像の合成処理を施す画像合成処理部１１４とを含んで構成されている。ビデオジャック１１５は、ＴＶなどの外部表示機器と接続するためのジャックである。画像表示部１１６は、撮影した画像やメニューを表示するモニタである。音声回路１１８は、マイク１１７と、マイク１１７より記録された音声信号をスピーカ１１９から出力できる信号に変換し、変換された音声信号を増幅し、スピーカを駆動するためのオーディオＡＭＰや音声信号を出力するスピーカ１１９とを含んで構成されている。画像データバッファメモリ１２０は、画像データに各種処理を施す際画像データを一時的に保存するメモリである。操作系スイッチ１２１は、各種操作ボタン等を有している。プログラム用メモリ１２２には、制御部１１３及び後述するサブＣＰＵ１２５にて解読可能なコードで記述された、制御プログラムや制御するためのパラメータが格納されている。通信系１２３は、Bluetoothなどの通信形態の対応機器へ接続やイーサネット（登録商標）への接続を行う。画像データ記録部１２４は、メモリカード等も含み、撮影された画像データを記録する。サブＣＰＵ１２５は、ＲＯＭ・ＲＡＭをワンチップに内蔵したＣＰＵであり、操作系スイッチ１２１等の出力信号を操作者の操作情報として、画像処理部１１０に出力したり、画像処理部１１０より出力されるカメラの状態を、モータドライバ１０３、ストロボユニット１２６、後述するＣＣＤ電源供給制御回路１３１に出力する。ストロボユニット１２６は、ストロボ充電状態を表すためのＬＥＤを有している。電源部１２７は、ＤＣジャック１２８を介しての商用電源及びバッテリ１２９からの電力を装置へ供給する。画像処理部１１０は、アドレス／データバス１３０を介して、画像データバッファメモリ１２０、プログラム用メモリ１２２、通信系１２３、画像データ記録部１２４及びサブＣＰＵ１２５とのデータのやり取りを行う。ＣＣＤ電源供給制御回路１３１は、制御部１１３及びサブＣＰＵ１２５の制御によって、電源部１２７から供給され、ＣＣＤ１０４の撮像素子への供給電源（ＶＨ、ＶＬ）の供給制御を行う。垂直ドライバ１３２は、タイミングジェネレータ１０５からの駆動タイミング信号に基づいてＣＣＤ１０４の垂直パルスを出力する。
【００１２】
次に、図１に示す本実施の形態例の撮像装置においてＣＣＤの電源供給制御について図２の動作タイミングチャートに従って説明する。
図１のＣＣＤ１０４を駆動するパルスは垂直ドライバ１３２、タイミングジェネレータ１０５から供給されるが、撮像素子冷却期間（図２のｔ）、つまりＣＣＤ電源供給制御回路１３１からの供給電源（ＶＨ、ＶＬ）の供給が停止する期間は画像処理部１１０からの制御によって出力を停止する。また、画像処理部１１０内において、通常静止画撮影時は入力処理部１１１及び画処理部１１２という経路を辿るが、長秒時撮影時は入力処理部１１１、画像合成処理部１１４、そして画処理部１１２という経路を辿る。そして、図２に示すように、露光期間分割処理を担う図１の制御部１１０により長秒時撮影を第１露光（Ｔ１）と第２露光（Ｔ２）に分割し、その間に撮像素子の冷却期間（ｔ）を設け、最終的に画処理部１１０内で画像合成処理部１１４を実施し、１枚の静止画として保存する。温度キズは指数関数的に増加するため、例えば１０ｓｅｃの長秒時露光をするよりは、５ｓｅｃの長秒時露光を２回実施するほうが良質な静止画が得られる。また、第１露光（Ｔ１）と第２露光（Ｔ２）の時間配分を変化させＴ１＜Ｔ２と設定し、更なるＳ／Ｎを改善できる。これは第２露光の直前では撮像素子を停止しているために、単位露光時間あたりのノイズの発生は第２露光の方が少なくなることから第２露光の秒時配分を多くすることとしている。更に、長い露光時間であるほど撮像素子の冷却期間（ｔ）を長く設定し、撮像素子に対して充分に放熱・冷却させる。また、上述したように、長秒時撮影専用のＣＣＤキズ補正を実施するため、長秒時撮影時は通常撮影に比較して温度キズの発生が多くなる。通常の登録型の温度キズ補正においては事前調整で検出した黒キズ、白キズ、温度キズの画素アドレスを所定のテーブルに登録し撮像装置を構成するプログラム用メモリ領域に保存するが、別途長秒時専用のテーブルを有することとしている。このとき、長秒時撮影専用の補正テーブルに登録するキズ補正パターンの個数は通常用テーブルに比較して多くするか、もしくは温度キズの配分を多くすることが望ましい。
【００１３】
なお、画像合成処理部１１４は画処理部１１２の前段に配置しているが、これは一つの実施例に過ぎず、画処理部１１２の後段または混在してもかまわない。ＣＣＤキズ補正用のキズ補正パターンはプログラム用メモリ１２２に保持されており、アドレス／データバス１３０経由で読み出されて画処理部１１２において補正処理が行われる。また、本実施の形態例における撮像装置では撮像素子の再立ち上げなどの一連の起動制御が必要になるため時間的な不利があるが、そもそも長秒時撮影とは三脚座を使用しての撮影のため即時性は必要とせず実使用性としては実質的に問題が無いと言える。
【００１４】
また、本発明は上記実施の形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態例に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態例の撮像装置におけるＣＣＤの電源供給制御動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００１６】
１００；撮像装置、１０４；ＣＣＤ、１１０；画像処理部、
１１４；画像合成処理部、１３１；ＣＣＤ電源供給制御回路。
【図１】
2006254139.tif 000003
【図２】
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