(57)【要約】【課題】  デジタルスチルカメラにおいて、特に高ＩＳＯ感度設定時ビートノイズを低減させるとともに、撮影動作の速度は低下させずに高いまま維持するようにする。【解決手段】  高ＩＳＯ感度設定時はＬＣＤの駆動周波数を切り換えることにより、ＣＣＤ駆動周波数とのビートノイズを押さえ、撮影画像の周期的なノイズの見えを低減する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を固体撮像素子による電気信号に変換して映像信号を生成する映像信号生成手段と、
前記映像信号生成手段から出力される映像信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換手段と、
前記ＡＤ変換手段から出力されるデジタル信号に各種信号処理を施すデジタル信号処理手段と、
前記デジタル信号処理手段から出力される映像信号を随時表示させる表示手段と、
前記表示手段を制御する表示制御手段と、
撮影時の撮影感度を選択出来る感度設定手段とを有し、
前記表示制御手段は、前記感度設定手段によって所定の感度より高い感度が選択された場合には、前記表示手段の駆動周波数を切り換えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記表示制御手段は、前記感度設定手段によって所定の感度より高い感度が選択された場合には、前記表示手段の駆動周波数を低くすることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記表示制御手段は、前記感度設定手段によって所定の感度より高い感度が選択された場合には、前記表示手段の駆動周波数を半分にすることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
被写体像を固体撮像素子による電気信号に変換して映像信号を生成する映像信号生成工程と、
前記映像信号生成工程から出力される映像信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換工程と、
前記ＡＤ変換工程から出力されるデジタル信号に各種信号処理を施すデジタル信号処理工程と、
前記デジタル信号処理工程から出力される映像信号を随時表示させる表示工程と、
前記表示工程を制御する表示制御工程と、
撮影時の撮影感度を選択出来る感度設定工程とを有し、
前記表示制御工程においては、前記感度設定工程によって所定の感度より高い感度が選択された場合には、前記表示工程の駆動周波数を切り換えることを特徴とする撮像方法。
【請求項５】
前記表示制御工程においては、前記感度設定工程によって所定の感度より高い感度が選択された場合には、前記表示工程の駆動周波数を低くすることを特徴とする請求項４に記載の撮像方法。
【請求項６】
前記表示制御工程においては、前記感度設定工程によって所定の感度より高い感度が選択された場合には、前記表示工程の駆動周波数を半分にすることを特徴とする請求項５に記載の撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置及び撮像方法に関し、特に、記録画像に含まれるノイズを低減するために用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のデジタルスチルカメラは、そのトレンドの一つとしてますます小型化・薄型化が加速している。カメラ本体が小さくなっているということは、当然のことながらその中にある電子回路の実装基板も小さな面積しか割り当てられず、画質上問題となるレベルのクロストークなどのノイズ問題も発生しやすくなる。
【０００３】
クロストークによるノイズにも色々とあるが、カメラの空間レイアウト上、近接しやすいＣＣＤ回路とＬＣＤ回路の干渉が問題となるケースが多い。特に“ＤＳＰ”と“ＬＣＤドライバーＩＣ”間のデジタルインターフェイス信号がＣＣＤ系のアナログ回路に干渉すると、ＣＣＤ回路およびＬＣＤ回路両者の駆動周波数のビート成分が記録画像に斜め筋などのノイズとなって影響を及ぼしてしまう。
【０００４】
また、もう一つのトレンドとして“高感度化”が挙げられる。ＩＳＯ１６００やＩＳＯ３２００などという感度が選択出来るものも徐々に増えてきている。“高感度”は一般的には信号増幅回路の増幅度を大きくすることによって実現される。増幅度が大きくなると信号と同時にノイズも増幅されてしまう。このことが、従来は目立たなかったノイズを顕在化させる要因の一つにもなってしまっている。
【０００５】
記録画像に含まれるノイズを低減するために、例えば、撮像素子からの静止画出力のＡＤ変換時にＤＳＰの基本動作クロックの周波数を下げるようにした手法が提案されている（特許文献１を参照）。前記特許文献１において提案されている手法では、撮像素子からの静止画出力のＡＤ変換時にはＤＳＰの基本動作クロックの周波数を下げるようにし、それ以外の期間では基本動作クロックの周波数を高く維持するように切り換える手段を設けている。そのため、撮像素子からの静止画出力のＡＤ変換時にはＤＳＰの基本動作クロックの周波数を下げることにより、ノイズが混入したアナログ信号のうち、ノイズのない部分またはノイズが十分減衰した部分をサンプリングしてＡＤ変換することが可能になり、記録画像に含まれるノイズを低減出来る。また、基本動作クロックの周波数を下げることはＤＳＰの処理能力低下につながるが、撮像素子からの静止画出力のＡＤ変換時以外では基本動作クロックの周波数を高く維持することにより、処理能力低下を最小限に押さえている。
【特許文献１】特開２００４−２６６４６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
記録画像に含まれるノイズの中でも、本発明では特にＣＣＤ回路とＬＣＤ回路の干渉によるノイズに着目している。２種類の異なる周波数どうしの干渉によるノイズ（いわゆるビートノイズ）は、一般的にそのビート周波数が低いほど目立ちやすく、ビート周波数が高いとノイズとして認識されにくい。
前記特許文献１において提案されている手法によれば、システム全体の基本動作クロックの周波数を下げるため、“ＤＳＰ”と“ＬＣＤドライバーＩＣ”間のデジタルインターフェイス信号の周波数も同時に下げることになる。従って、ＣＣＤ回路とＬＣＤ回路の干渉によるビートノイズが目立ちにくくなるような周波数関係に設定して、記録画像に含まれるノイズを低減させることが可能である。
しかしながら、基本動作クロックの周波数を下げることは、ＬＣＤ回路のみならずシステム全体の動作を遅くすることになり、レリーズタイムラグの増加等、カメラの撮影動作の速度低下につながってしまう問題があった。
【０００７】
本発明は前述の問題点にかんがみ、カメラの撮影動作の速度は低下させずに記録画像に含まれるノイズを低減させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の撮像装置は、被写体像を固体撮像素子による電気信号に変換して映像信号を生成する映像信号生成手段と、前記映像信号生成手段から出力される映像信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換手段と、前記ＡＤ変換手段から出力されるデジタル信号に各種信号処理を施すデジタル信号処理手段と、前記デジタル信号処理手段から出力される映像信号を随時表示させる表示手段と、前記表示手段を制御する表示制御手段と、撮影時の撮影感度を選択出来る感度設定手段とを有し、前記表示制御手段は、前記感度設定手段によって所定の感度より高い感度が選択された場合には、前記表示手段の駆動周波数を切り換えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の撮像方法は、被写体像を固体撮像素子による電気信号に変換して映像信号を生成する映像信号生成工程と、前記映像信号生成工程から出力される映像信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換工程と、前記ＡＤ変換工程から出力されるデジタル信号に各種信号処理を施すデジタル信号処理工程と、前記デジタル信号処理工程から出力される映像信号を随時表示させる表示工程と、前記表示工程を制御する表示制御工程と、撮影時の撮影感度を選択出来る感度設定工程とを有し、前記表示制御工程においては、前記感度設定工程によって所定の感度より高い感度が選択された場合には、前記表示工程の駆動周波数を切り換えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、所定の感度より高い感度が選択された場合には、ＬＣＤ回路の駆動周波数を切り換えるため、ＣＣＤ回路とＬＣＤ回路の干渉によるビート周波数を変化させてビートノイズを低減させることが出来るとともに、撮影動作の速度は低下させずに高いまま維持することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態の撮像装置の実施形態を示す構成ブロック図である。図１を参照して被写体撮影時の一般的な動作について説明する。
【００１４】
本実施形態の撮像装置は、レンズ及び絞りからなる光学系１、メカニカルシャッタ（メカシャッタと図示する）２、撮像素子３、アナログ信号処理を行うＣＤＳ回路４、Ａ／Ｄ変換器５、タイミング信号発生回路６、駆動回路７を有している。タイミング信号発生回路６は、ＣＤＳ回路４、Ａ／Ｄ変換器５、及び駆動回路７で必要となるタイミングを供給するためのものである。
【００１５】
また、撮影した画像データに必要な信号処理を行う信号処理回路８、信号処理された画像データを記憶する画像メモリ９、撮像装置から取り外し可能な画像記録媒体１０、信号処理された画像データを画像記録媒体１０に記録する記録回路１１、信号処理された画像データを表示する画像表示装置１２、画像表示装置１２に画像を表示する表示回路１３等を有している。システム制御部１４は、前記の各ユニットを含む撮像装置全体を制御している。
【００１６】
システム制御部１４は明るさに応じて光学系１の絞りを制御することにより撮像素子３に入射する被写体光量を調整する。さらに、タイミング信号発生回路６、駆動回路７を介して撮像素子３の電荷蓄積時間を変化させて露光量を制御する。
【００１７】
撮像素子３は、受像面に結像された被写体像をその光量に応じた量の信号電荷に変換して蓄積する。蓄積された信号電荷は駆動回路７から入力される転送パルスによって転送され、出力回路で信号電圧に変換された後、順次読み出されＣＤＳ回路４へ出力される。ＣＤＳ回路４の出力は、Ａ／Ｄ変換器５へ入力され、デジタル信号に変換される。
【００１８】
Ａ／Ｄ変換器５においてデジタル化された信号は信号処理回路８に入力される。信号処理回路８では、デジタル画像信号に対して、色変換、ホワイトバランス、ガンマ補正等の画像処理、解像度変換処理、画像圧縮処理等を行う。画像メモリ９は、信号処理中のデジタル画像信号を一時的に記憶したり、信号処理されたデジタル画像信号である画像データを記憶したりするために用いられる。
【００１９】
信号処理回路８で信号処理された画像データや画像メモリ９に記憶されている画像データは、記録回路１１において画像記録媒体１０に適したデータ（例えば階層構造を持つファイルシステムデータ）に変換されて画像記録媒体１０に記録されたり、信号処理回路８で解像度変換処理を実施された後、表示回路１３において画像表示装置１２に適した信号（例えばＮＴＳＣ方式のアナログ信号やＬＣＤ表示用のＲＧＢ信号等）に変換されて画像表示装置１２に表示されたりする。
【００２０】
システム制御部１４はタイミング信号発生回路６、駆動回路７、信号処理回路８、画像メモリ９、記録回路１１、表示回路１３に対して必要な制御を行う。
【００２１】
図２および図３は、本実施形態の撮像装置の特に撮像素子と画像表示装置に着目した実施形態を示す構成ブロック図である。本実施形態では、撮像素子としてＣＣＤ、また画像表示装置としてはＬＣＤを想定して説明する。
【００２２】
ＣＣＤ２０から出力される映像信号はＡＦＥ２１内でサンプリングおよびＡ／Ｄ変換されて信号処理回路８へと入力される。ここで、ＡＦＥ２１はアナログフロントエンドと呼ばれ、図１に示すＣＤＳ回路４、Ａ／Ｄ変換器５、タイミング信号発生回路６、駆動回路７等を含んだ一つのＩＣのことである。信号処理回路８で必要な処理を実施された後、ＬＣＤ表示用の映像信号はＬＣＤドライバー２３を介してＬＣＤパネル２２へと出力される。
【００２３】
信号処理回路８とＬＣＤドライバー２３間のインターフェイスは高速のデジタル信号であり、この信号がＣＣＤ周辺のアナログ回路に干渉すると、ＣＣＤおよびＬＣＤ両者のクロックのビート成分が、記録画像に斜め筋などのノイズとなって影響を及ぼしてしまう。
【００２４】
図２ではＬＣＤドライバー２３がＡＦＥ２１や信号処理回路８と同一の電子回路基板２４の中にある。この場合には信号処理回路８とＬＣＤドライバー２３との距離が近く出来るため、ＣＣＤおよびＬＣＤ間の干渉は比較的少ない。一方、図３の場合にはＬＣＤドライバー２３がＬＣＤパネル２２と一体となって、ＡＦＥ２１や信号処理回路８が実装されている電子回路基板２４の外にある。そのため、信号処理回路８とＬＣＤドライバー２３間の高速デジタル信号がある程度の距離に渡って基板内を走ることになり、ＣＣＤおよびＬＣＤ間の干渉が起こりやすくなる。最近では図３の方の構成が多くなってきており、その点でも干渉に対して不利になっている。
【００２５】
図４は、本実施形態における撮像装置の信号処理回路のうち、特にＬＣＤ表示用信号出力部に着目した構成ブロック図である。本発明の撮像装置では、撮影感度に応じてＬＣＤ回路の駆動周波数を切り換える。感度設定装置１５に設定された撮影感度はシステム制御部１４へと送られる。システム制御部１４は、感度設定装置１５で設定された撮影感度に応じて、ＬＣＤ回路駆動用クロック切り換え回路３２を切り換えるよう制御する。ＬＣＤ駆動用クロックは撮影感度に応じて、そのままＬＣＤ信号出力部３０に供給される場合と、１／２分周器３１を通った後にＬＣＤ信号出力部３０に供給される場合とがある。ＬＣＤ信号出力部３０は供給されたクロックで処理されたデジタル信号出力をＬＣＤドライバー２３へと出力する。
【００２６】
以下、具体的な回路構成を想定して本実施形態の撮像装置の動作を説明する。
【００２７】
ここでは、ＬＣＤ駆動周波数が２７ＭＨｚ、ＣＣＤ駆動周波数が２４ＭＨｚとする。ＬＣＤ動作時には、図２および図３に示す信号処理回路８とＬＣＤドライバー２３間を２７ＭＨｚのデジタル信号が走ることになる。この信号が基板内を通ってＣＣＤ回路に干渉すると、ＬＣＤ駆動周波数の２７ＭＨｚとＣＣＤ駆動周波数の２４ＭＨｚとの差分、すなわち３ＭＨｚのビート成分が発生する。この程度の比較的低いビート周波数は圧縮などの信号処理を行った後でも、目に見えるレベルの斜め筋のようなノイズとなって記録画像に残ってしまう。このようなノイズはまた撮影感度が高いと目立ちやすくなる。
【００２８】
まず撮影感度設定が所定の感度より高いか低いかを判断する。所定の感度より低い場合は、図４においてＬＣＤ駆動用クロックはそのままＬＣＤ信号出力部３０に供給されるように、システム制御部１４はＬＣＤ回路駆動用クロック切り換え回路３２を制御する。すなわち２７ＭＨｚのクロックがＬＣＤ信号出力部３０に供給され、２７ＭＨｚのＬＣＤ表示用デジタル映像信号がＬＣＤドライバー２３へと出力される。この時、２７ＭＨｚのＬＣＤ表示用デジタル映像信号が２４ＭＨｚで駆動されているＣＣＤ回路に干渉して３ＭＨｚのビートノイズが発生する。ただし撮像感度が低いため、記録画像ではノイズとして認識されない。従って、ＬＣＤ回路はもともとの２７ＭＨｚという高い駆動周波数で動作させても問題ない。
【００２９】
一方、撮影感度設定が所定の感度より高い場合は、そのままでは３ＭＨｚのビートノイズが目立ちやすく、記録画像でノイズとして認識されてしまう。そのため、図４においてＬＣＤ駆動用クロックは１／２分周器３１を通ってＬＣＤ信号出力部３０に供給されるように、システム制御部１４はＬＣＤ回路駆動用クロック切り換え回路３２を制御する。すなわち２７ＭＨｚのクロックは１／２分周器３１を通り１３．５ＭＨｚのクロックとなってＬＣＤ信号出力部３０に供給され、１３．５ＭＨｚのＬＣＤ表示用デジタル映像信号がＬＣＤドライバー２３へと出力される。この時、１３．５ＭＨｚのＬＣＤ表示用デジタル映像信号が２４ＭＨｚで駆動されているＣＣＤ回路に干渉すると１０．５ＭＨｚのビートノイズが発生する。この程度の比較的高いビート周波数であれば圧縮などの信号処理を行った後では、ビートノイズは目立ちにくくなる。このようにビート周波数を変化させることによって記録画像に含まれるノイズを低減させることが出来る。
【００３０】
ＬＣＤ駆動周波数を１／２に下げるということは、ＬＣＤに表示するための１フレーム分の画像を送る時間が倍に伸びることになる。すなわち、ＬＣＤ表示のリフレッシュレートが低下し、ＬＣＤの動解像度が良くなくなってしまう。ただし、所定の感度より高い場合という限られた状況においてのみであるため、そのデメリットよりも記録画像の品質を優先させるメリットの方が大きいと考えられる。また、本発明では画像表示のためのＬＣＤ駆動周波数だけを下げるので、システム全体の動作が遅くなるわけではなく、レリーズタイムラグの増加等、カメラの撮影動作の速度低下にはならない。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態によれば、所定の感度より高い感度が選択された場合には、ＬＣＤ回路の駆動周波数を切り換えるため、ＣＣＤ回路とＬＣＤ回路の干渉によるビート周波数を変化させてビートノイズを低減させることが出来るとともに、撮影動作の速度は低下させずに高いまま維持することが出来る撮像装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の撮像装置の実施形態を示し、概略構成を説明するブロック図である。
【図２】本発明の撮像装置の、特に撮像素子と画像表示装置に着目した構成ブロック図（１）である。
【図３】本発明の撮像装置の、特に撮像素子と画像表示装置に着目した構成ブロック図（２）である。
【図４】本発明の撮像装置の信号処理回路のうち、特にＬＣＤ表示用信号出力部に着目した構成ブロック図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  光学系
２  メカニカルシャッタ
３  撮像素子
４  ＣＤＳ回路
５  Ａ／Ｄ変換器
６  タイミング信号発生回路
７  駆動回路
８  信号処理回路
９  画像メモリ
１０  記録媒体
１１  記録回路
１２  表示装置
１３  表示回路
１４  システム制御部
１５  感度設定装置
２０  ＣＣＤ
２１  ＡＦＥ
２２  ＬＣＤパネル
２３  ＬＣＤドライバー
２４  電子回路基板
３０  ＬＣＤ信号出力部
３１  １／２分周器
３２  ＬＣＤ回路駆動用クロック切り換え回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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