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JP6656589B2 - Imaging device and imaging control program - Google Patents
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Description

本発明は、撮像装置における画像ノイズを抑制する機能に関する。   The present invention relates to a function of suppressing image noise in an imaging device.

デジタルカメラ等の撮像装置において、画像ノイズを抑制する為の各種技術が提案されている。一例として、特許文献1には、画像ノイズを補正する手法として、撮像素子を遮光して取得した画像に相当するダーク画像を予め取得しておき、撮影時の撮像素子出力からダーク画像を減算する手法が記載されている。具体的には、特許文献1の撮像装置では、予め特定の温度で取得したダーク画像に撮影時の露光時間と温度から求められるゲインをかけた上で、撮影時の撮像素子出力からダーク画像を減算する構成となっている。   Various techniques for suppressing image noise in an imaging device such as a digital camera have been proposed. As an example, in Patent Document 1, as a method of correcting image noise, a dark image corresponding to an image obtained by shading an image sensor is acquired in advance, and the dark image is subtracted from an image sensor output at the time of shooting. The method is described. Specifically, in the imaging device of Patent Document 1, a dark image obtained in advance at a specific temperature is multiplied by a gain obtained from an exposure time and a temperature at the time of shooting, and then a dark image is output from an imaging device output at the time of shooting. It is configured to subtract.

また、特許文献2には、カメラにおいて撮影時に生じる振動の大きさを感知して出力信号に変換し、この出力信号を用いて振動に起因する画像ノイズを抑制する構成が記載されている。   Patent Document 2 discloses a configuration in which the magnitude of vibration generated at the time of shooting by a camera is sensed and converted into an output signal, and the output signal is used to suppress image noise caused by the vibration.

特開昭63−263881号公報JP-A-63-263883 特開2011−114543号公報JP 2011-114543 A

他方、本発明者らは、撮像装置の姿勢によって撮像素子出力に含まれる画像ノイズが変化する点に着目した。この画像ノイズ変化は、撮像装置内にあるノイズ源に、撮像装置の姿勢の変化に伴う変化が生じている為と考えられる。また、この種の画像ノイズの主たるノイズ源は、撮像装置の姿勢の変化に伴って磁界の変化を生じさせ、それによって撮像素子に影響を与える作動手段であると考えられる。   On the other hand, the present inventors have noticed that the image noise included in the output of the image sensor changes depending on the attitude of the image capturing apparatus. This change in image noise is considered to be due to a change in the noise source in the imaging device due to a change in the attitude of the imaging device. A main noise source of this type of image noise is considered to be an operating unit that causes a change in a magnetic field in accordance with a change in the attitude of the imaging device, thereby affecting the image sensor.

特許文献1では、ダーク画像にゲインをかけて補正する構成となっているが、撮像装置の姿勢によって変化する画像ノイズを補正することはできない。また、特許文献2に記載のカメラは、振動発生時のノイズを補正するものであり、カメラの姿勢によって変化する画像ノイズを補正する構成ではない。   In Patent Literature 1, a configuration is adopted in which a gain is applied to a dark image to perform correction, but image noise that changes depending on the attitude of the imaging device cannot be corrected. Further, the camera described in Patent Literature 2 corrects noise when vibration occurs, and does not have a configuration for correcting image noise that changes depending on the posture of the camera.

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、撮像装置の姿勢によって変化する画像ノイズを好適に補正することができる撮像装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an imaging device that can appropriately correct image noise that changes depending on the attitude of the imaging device.

本発明の一つの側面によって提供されるのは、撮像装置であって、画像信号を生成する撮像素子と、磁界作用を伴う作動装置と、作動装置における磁界(磁界の状態)に関する情報を取得する磁界情報取得手段と、磁界に伴う画像ノイズの基準を表す基準情報を保持する基準情報保持手段と、基準情報と、磁界情報取得手段によって取得された磁界に関する情報とに基づいて、撮像素子によって取得される撮影画像の画像ノイズを補正する補正手段と、を備える。   According to one aspect of the present invention, there is provided an imaging device, which acquires an image sensor that generates an image signal, an actuator having a magnetic field effect, and information on a magnetic field (state of a magnetic field) in the actuator. Magnetic field information acquisition means, reference information holding means for holding reference information representing a reference of image noise caused by a magnetic field, and information acquired by the image sensor based on the reference information and information on the magnetic field acquired by the magnetic field information acquisition means Correction means for correcting the image noise of the photographed image to be obtained.

ここで、磁界作用を伴う作動装置とは、典型的には、ぶれ補正機構等の電磁アクチュエータを有する装置であって、撮像装置の姿勢の変化に伴って磁界の変化を生じさせるものである。したがって、上記構成の撮像装置によれば、撮像装置の姿勢によって変化する画像ノイズを好適に補正することができる。   Here, the actuation device having a magnetic field effect is typically a device having an electromagnetic actuator such as a shake correction mechanism, and changes the magnetic field in accordance with a change in the attitude of the imaging device. Therefore, according to the imaging device having the above configuration, it is possible to suitably correct image noise that changes depending on the attitude of the imaging device.

磁界情報取得手段は、作動装置の駆動信号から磁界に関する情報を取得しても良い。   The magnetic field information acquisition means may acquire information on a magnetic field from a drive signal of the actuator.

撮像装置は、撮像装置の姿勢に関する情報を取得する為の姿勢情報取得手段を更に備えていても良い。この場合、磁界情報取得手段は、撮像装置の姿勢に関する情報を、磁界に関する情報として取得することができる。   The imaging device may further include a posture information acquisition unit for acquiring information on the posture of the imaging device. In this case, the magnetic field information acquisition unit can acquire information on the attitude of the imaging device as information on the magnetic field.

基準情報保持手段は、画像ノイズの基準を表す基準情報を、撮像装置に固定される座標系の座標軸それぞれの成分毎に保持し、磁界情報取得手段は、座標軸それぞれについて磁界に関する情報を取得しても良い。この場合、補正手段は、座標軸それぞれの成分毎に保持される基準情報に、座標軸それぞれについて取得される磁界に関する情報をそれぞれ係数として乗じて合成することによって補正画像を生成し、撮影画像の補正を行う。   The reference information holding means holds reference information representing a reference of image noise for each component of each coordinate axis of a coordinate system fixed to the imaging device, and the magnetic field information obtaining means obtains information about a magnetic field for each coordinate axis. Is also good. In this case, the correction means generates a corrected image by multiplying the reference information held for each component of each coordinate axis by information about the magnetic field acquired for each coordinate axis as a coefficient, and synthesizing them, thereby correcting the captured image. Do.

基準情報は、撮像装置における磁界が最大となる姿勢で取得されても良い。   The reference information may be acquired in a posture where the magnetic field in the imaging device is maximized.

基準情報は、撮像装置における磁界が、目的の軸以外の影響が最小となる姿勢で取得されても良い。   The reference information may be acquired in a posture in which the magnetic field in the imaging device has a minimum influence on other than the target axis.

また、本発明の別の側面によって提供されるのは、撮像装置であって、画像信号を生成する撮像素子と、撮像装置の姿勢に関する情報を取得する為の姿勢情報取得手段と、撮像装置の姿勢の変化に伴う画像ノイズの基準を表す基準情報を保持する基準情報保持手段と、基準情報と、姿勢情報取得手段によって取得される撮像装置の姿勢に関する情報とに基づいて、撮像素子によって取得される撮影画像の画像ノイズを補正する補正手段と、を備える。   Also provided by another aspect of the present invention is an imaging device, an imaging element that generates an image signal, a posture information acquisition unit for acquiring information on the posture of the imaging device, and an imaging device. A reference information holding unit that holds reference information representing a reference of image noise due to a change in posture, the reference information, and information acquired by the image sensor based on information about the posture of the imaging device acquired by the posture information acquisition unit. Correction means for correcting image noise of the captured image to be captured.

このような構成によれば、撮像装置の姿勢によって変化する画像ノイズを好適に補正することができる。   According to such a configuration, image noise that changes depending on the attitude of the imaging device can be suitably corrected.

また、本発明の別の側面によれば、コンピュータに、磁界作用を伴う作動装置における磁界に関する情報を取得する磁界情報取得手順と、磁界に伴う画像ノイズの基準を表す基準情報を保持する基準情報保持手順と、基準情報と、磁界情報取得手順によって取得された磁界に関する情報とに基づいて、撮像素子によって取得される撮影画像の画像ノイズを補正する補正手順と、を実行させる為の撮像制御プログラムが提供される。   According to another aspect of the present invention, a computer has a magnetic field information obtaining procedure for obtaining information on a magnetic field in an operating device having a magnetic field effect, and reference information holding reference information representing a standard of image noise caused by the magnetic field. An imaging control program for executing a holding procedure, a reference procedure, and a correction procedure for correcting image noise of a captured image acquired by an imaging device based on information on a magnetic field acquired by a magnetic field information acquisition procedure. Is provided.

また、本発明の別の側面によれば、コンピュータに、撮像装置の姿勢に関する情報を取得する為の姿勢情報取得手順と、撮像装置の姿勢の変化に伴う画像ノイズの基準を表す基準情報を保持する基準情報保持手順と、基準情報と、姿勢情報取得手順によって取得される撮像装置の姿勢に関する情報とに基づいて、撮像素子によって取得される撮影画像の画像ノイズを補正する補正手順と、を実行させる為の撮像制御プログラムが提供される。   Further, according to another aspect of the present invention, a computer holds a posture information acquisition procedure for acquiring information on the posture of the imaging device and reference information indicating a reference of image noise due to a change in the posture of the imaging device. A reference information holding procedure, and a correction procedure for correcting image noise of a captured image acquired by the imaging device based on the reference information and the information on the orientation of the imaging device acquired by the orientation information acquisition procedure. An imaging control program for causing the imaging control program is provided.

以上のように、本発明によれば、撮像装置の姿勢によって変化する画像ノイズを好適に補正することができる撮像装置が提供される。   As described above, according to the present invention, there is provided an imaging apparatus capable of suitably correcting image noise that changes depending on the attitude of the imaging apparatus.

図1は、本実施形態の撮像装置の外観図である。FIG. 1 is an external view of the imaging device of the present embodiment. 図2は、本実施形態の撮像装置の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the imaging device according to the present embodiment. 図3は、Z軸周りでの回転に関して、加速度センサからの出力と撮像装置の姿勢との対応関係を説明する為の図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the correspondence between the output from the acceleration sensor and the attitude of the imaging device with respect to rotation about the Z axis. 図4は、X軸周りでの回転に関して、加速度センサからの出力と撮像装置の姿勢との対応関係を説明する為の図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the correspondence between the output from the acceleration sensor and the attitude of the imaging device with respect to rotation about the X axis. 図5は、撮像装置におけるぶれ補正機構の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a shake correction mechanism in the imaging apparatus. 図6は、本実施形態による画像ノイズ補正を含む撮影処理を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating a photographing process including image noise correction according to the present embodiment.

以下、本発明の実施形態の撮像装置について図面を参照しながら説明する。以下で詳細に説明するように、本実施形態の撮像装置は、撮像装置の姿勢によって変化する画像ノイズを好適に補正するように構成される。なお、以下においては、撮像装置の一例として、コンパクトデジタルカメラについて説明するが、撮像装置はコンパクトデジタルカメラに限らず、例えば、デジタル一眼レフカメラ、ミラーレス一眼カメラ、スマートフォン、フィーチャフォン、携帯ゲーム機など、撮影機能を有する別のタイプの装置に置き換えてもよい。   Hereinafter, an imaging device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As described in detail below, the imaging device of the present embodiment is configured to appropriately correct image noise that changes depending on the attitude of the imaging device. In the following, a compact digital camera will be described as an example of an imaging device. However, the imaging device is not limited to a compact digital camera. For example, a digital single-lens reflex camera, a mirrorless single-lens camera, a smartphone, a feature phone, a portable game machine For example, another type of device having a photographing function may be used.

[撮像装置の全体構成]
図1は、本実施形態の撮像装置1の外観図である。図1に示されるように、撮像装置1は、筐体10上の正面側にレンズユニット11、フラッシュ窓12を備え、上部にはレリーズボタン13を備えている。
[Overall Configuration of Imaging Device]
FIG. 1 is an external view of an imaging device 1 of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the imaging device 1 includes a lens unit 11 and a flash window 12 on the front side of a housing 10 and a release button 13 on an upper part.

図2は、本実施形態の撮像装置1の構成を示すブロック図である。図2に示されるように、撮像装置1の筐体10内には、CPU(Central Processing Unit)100、操作部102、駆動回路104、絞り兼シャッタ110、撮像素子112、ぶれ補正機構140、信号処理回路114、画像処理エンジン116、バッファメモリ118、カード用インタフェース120、LCD(Liquid Crystal Display)制御回路122、LCD124、ROM(Read Only Memory)126、フラッシュ駆動回路127、フラッシュ128、加速度センサ130及びジャイロセンサ131が備えられている。撮像装置1のレンズユニット11内には、フォーカスレンズ106、レンズ駆動機構107が備えられている。   FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the imaging device 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, a CPU (Central Processing Unit) 100, an operation unit 102, a drive circuit 104, an aperture / shutter 110, an image sensor 112, a shake correction mechanism 140, a signal Processing circuit 114, image processing engine 116, buffer memory 118, card interface 120, LCD (Liquid Crystal Display) control circuit 122, LCD 124, ROM (Read Only Memory) 126, flash drive circuit 127, flash 128, acceleration sensor 130, A gyro sensor 131 is provided. A focus lens 106 and a lens driving mechanism 107 are provided in the lens unit 11 of the imaging device 1.

ぶれ補正機構140は、いわゆるセンサシフト方式のぶれ補正機構として構成されている。撮像装置1において、加速度センサ130及びジャイロセンサ131は、撮像装置1の振動や回転運動(ピッチ、ヨー)に応じた信号を出力する。CPU100は、ぶれ補正コントローラとしての機能を含み、加速度センサ130及びジャイロセンサ131からの信号に基づいて、撮像素子112の駆動量を計算し、ぶれ補正機構140を制御することによって撮像素子112を所定の面内でシフトさせることでぶれ補正を行う。ぶれ補正機構140の構成については後述する。なお、センサシフト方式のぶれ補正制御としては当分野で周知の制御方式を用いることができる為、ぶれ補正制御に関する詳細な説明を省略する。   The shake correction mechanism 140 is configured as a so-called sensor shift type shake correction mechanism. In the imaging device 1, the acceleration sensor 130 and the gyro sensor 131 output signals corresponding to the vibration and the rotational motion (pitch, yaw) of the imaging device 1. The CPU 100 includes a function as a shake correction controller, calculates a drive amount of the image sensor 112 based on signals from the acceleration sensor 130 and the gyro sensor 131, and controls the shake correction mechanism 140 to set the image sensor 112 to a predetermined value. The blur correction is performed by shifting in the plane of. The configuration of the shake correction mechanism 140 will be described later. Note that a control method known in the art can be used as the shake correction control of the sensor shift method, and a detailed description of the shake correction control will be omitted.

操作部102には、電源スイッチやレリーズボタン13、撮影モードスイッチなど、ユーザが撮像装置1を操作するために必要な各種スイッチまたはボタンが含まれる。ユーザにより電源スイッチが押されると、図示省略されたバッテリから撮像装置1の各種回路に電源ラインを通じて電源供給が行われる。CPU100は電源供給後、ROM126にアクセスして制御プログラムを読み出してワークエリア(不図示)にロードし、ロードされた制御プログラムを実行することにより、撮像装置1全体の制御を行う。   The operation unit 102 includes various switches or buttons necessary for the user to operate the imaging apparatus 1, such as a power switch, a release button 13, and a shooting mode switch. When a power switch is pressed by a user, power is supplied from a battery (not shown) to various circuits of the imaging apparatus 1 through a power supply line. After the power is supplied, the CPU 100 accesses the ROM 126 to read the control program, load the control program into a work area (not shown), and execute the loaded control program to control the entire imaging apparatus 1.

レリーズボタン13が操作されると、CPU100は、撮像装置1に内蔵されたTTL(Through The Lens)露出計(不図示)で測定された測光値に基づき適正露出が得られるように、駆動回路104を介して絞り兼シャッタ110を駆動制御する。ここで、絞り兼シャッタ110は、シャッタとしての機能と、絞り値を調整するための絞りとしての機能を備える。駆動回路104は、絞り兼シャッタ110を駆動し、適正露出が得られるように、絞り値を調整する。絞り値の調整は、例えばプログラムAE(Automatic Exposure)やシャッタ速度優先AEなど、撮影モードスイッチにより指定されるAE機能に基づいて行われる。なお、これらのAEの構成及び制御については周知であるため、ここでの詳細な説明は省略する。   When the release button 13 is operated, the CPU 100 operates the drive circuit 104 so that an appropriate exposure is obtained based on a photometric value measured by a TTL (Through The Lens) exposure meter (not shown) built in the imaging apparatus 1. The drive and control of the aperture / shutter 110 is controlled via the. Here, the aperture and shutter 110 has a function as a shutter and a function as an aperture for adjusting an aperture value. The drive circuit 104 drives the aperture / shutter 110 and adjusts the aperture value so that an appropriate exposure is obtained. The adjustment of the aperture value is performed based on an AE function designated by a shooting mode switch, such as a program AE (Automatic Exposure) or a shutter speed priority AE. Since the configuration and control of these AEs are well known, a detailed description thereof will be omitted.

また、CPU100はAE制御と併せてAF(Auto Focus)制御を行う。AF制御では、レンズ駆動機構107が駆動回路104を介して駆動制御され、フォーカスレンズ106に備えられる複数枚のレンズの位置及び位置関係が調節される。これにより、フォーカスレンズ106の焦点距離が変化する。AF制御では、フォーカスレンズ106の焦点距離が変化されることにより、フォーカスレンズ106のピントが自動で被写体に合わせられる。   Further, the CPU 100 performs AF (Auto Focus) control together with AE control. In the AF control, the driving of the lens driving mechanism 107 is controlled via the driving circuit 104, and the positions and positional relationships of a plurality of lenses provided in the focus lens 106 are adjusted. Thereby, the focal length of the focus lens 106 changes. In the AF control, the focus of the focus lens 106 is automatically adjusted to the subject by changing the focal length of the focus lens 106.

被写体からの光束は、フォーカスレンズ106、絞り兼シャッタ110を介して撮像素子112により受光される。撮像素子112は、例えばCCD(Charged Coupled Device)イメージセンサやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサである。撮像素子112が被写体の光束によって露光される時間は、絞り兼シャッタ110によって調整される。撮像素子112は、撮像面上の各画素で受光した光束を光量に応じて電気信号に変換し、変換された電気信号を信号処理回路114に出力する。信号処理回路114は、撮像素子112より入力される電気信号に対して所定の信号処理を施して、画像処理エンジン116に出力する。   A light beam from the subject is received by the image sensor 112 via the focus lens 106 and the aperture / shutter 110. The image sensor 112 is, for example, a CCD (Charged Coupled Device) image sensor or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor. The time during which the image sensor 112 is exposed to the light beam of the subject is adjusted by the aperture / shutter 110. The imaging element 112 converts a light beam received by each pixel on the imaging surface into an electric signal according to the amount of light, and outputs the converted electric signal to the signal processing circuit 114. The signal processing circuit 114 performs predetermined signal processing on the electric signal input from the image sensor 112 and outputs the signal to the image processing engine 116.

画像処理エンジン116は、信号処理回路114より入力される信号に対して色補間、マトリクス演算、Y/C分離等の所定の信号処理を施して輝度信号Y、色差信号Cb、Crを生成し、JPEG(Joint Photographic Experts Group)などの所定のフォーマットで圧縮する。バッファメモリ118は、画像処理エンジン116による処理の実行時に、処理データの一時的な保存場所として用いられる。   The image processing engine 116 performs predetermined signal processing such as color interpolation, matrix operation, and Y / C separation on the signal input from the signal processing circuit 114 to generate a luminance signal Y and color difference signals Cb and Cr. Compression is performed in a predetermined format such as JPEG (Joint Photographic Experts Group). The buffer memory 118 is used as a temporary storage for processing data when the image processing engine 116 executes processing.

画像処理エンジン116は、カード用インタフェース120を介してメモリカード200と通信可能である。画像処理エンジン116は、生成された圧縮画像信号(撮影画像データ)をメモリカード200または撮像装置に備えられる不図示の内蔵メモリに保存する。   The image processing engine 116 can communicate with the memory card 200 via the card interface 120. The image processing engine 116 stores the generated compressed image signal (captured image data) in the memory card 200 or a built-in memory (not shown) provided in the imaging device.

また、画像処理エンジン116は、Y/C分離後の信号に所定の信号処理を施して、フレームメモリ(不図示)にフレーム単位でバッファリングする。画像処理エンジン116は、バッファリングされた信号を所定のタイミングで各フレームメモリから掃き出して所定のフォーマットのビデオ信号に変換し、LCD制御回路122に出力する。LCD制御回路122は、画像処理エンジン116より入力される画像信号を基にLCD124の液晶を変調制御する。これにより、被写体の撮影画像がLCD124の表示画面に表示される。ユーザは、AE制御及びAF制御に基づいて適正な輝度及びピントで撮影された撮影画像を、LCD124の表示画面を通じて視認することができる。   Further, the image processing engine 116 performs predetermined signal processing on the signal after the Y / C separation, and buffers the signal in a frame memory (not shown) for each frame. The image processing engine 116 sweeps out the buffered signal from each frame memory at a predetermined timing, converts the signal into a video signal of a predetermined format, and outputs the video signal to the LCD control circuit 122. The LCD control circuit 122 controls the modulation of the liquid crystal of the LCD 124 based on the image signal input from the image processing engine 116. As a result, the captured image of the subject is displayed on the display screen of the LCD 124. The user can visually recognize a photographed image photographed with appropriate luminance and focus on the display screen of the LCD 124 based on the AE control and the AF control.

画像処理エンジン116は、ユーザにより撮影画像の再生操作が入力されると、ユーザの操作によって指定された撮影画像データをメモリカード200又は内蔵メモリより読み出して所定のフォーマットの画像信号に変換し、LCD制御回路122に出力する。LCD制御回路122が画像処理エンジン116より入力される画像信号を基に液晶を変調制御することで、被写体の撮影画像がLCD124の表示画面に表示される。   When a user inputs a reproduction operation of a photographed image, the image processing engine 116 reads the photographed image data designated by the user operation from the memory card 200 or the built-in memory, converts the data into an image signal of a predetermined format, and Output to the control circuit 122. The LCD control circuit 122 controls the modulation of the liquid crystal based on the image signal input from the image processing engine 116, so that the captured image of the subject is displayed on the display screen of the LCD 124.

フラッシュ駆動回路127は、ユーザにより操作部102に対してフラッシュ撮影を指示する操作が入力されると、フラッシュ128に駆動電圧を印加する。フラッシュ128は、駆動電圧に応じた照射光(閃光)を射出し、フラッシュ窓12を介して被写体を照射する。撮像装置1が閃光を用いたフラッシュ撮影を行うか、閃光を用いない撮影を行うかは、自動または手動で設定される。   The flash drive circuit 127 applies a drive voltage to the flash 128 when a user inputs an operation for instructing flash photography to the operation unit 102 by the user. The flash 128 emits irradiation light (flash light) according to the drive voltage, and irradiates the subject through the flash window 12. Whether the imaging device 1 performs flash photography using flash or photography without flash is set automatically or manually.

加速度センサ130は、互いに直交する3方向の加速度を検出することが可能な3軸加速度センサであり、撮像装置1の加速度を検出するために用いられる。加速度センサ130からは、3方向の加速度に基づいた3つの加速度値が出力される。CPU100は、出力された加速度値に基づいて、加速度の大きさおよび加速度の方向を計算する。計算された加速度の大きさおよび加速度の方向を用いて、撮像装置1の状態を判定することができる。例えば、加速度の方向を用いて、撮像装置1にかかる重力の方向が計算される。重力の方向を用いることで、撮像装置1の姿勢が計算される。   The acceleration sensor 130 is a three-axis acceleration sensor capable of detecting accelerations in three directions orthogonal to each other, and is used for detecting the acceleration of the imaging device 1. The acceleration sensor 130 outputs three acceleration values based on accelerations in three directions. CPU 100 calculates the magnitude of the acceleration and the direction of the acceleration based on the output acceleration value. The state of the imaging device 1 can be determined using the calculated magnitude and direction of the acceleration. For example, the direction of gravity applied to the imaging device 1 is calculated using the direction of acceleration. By using the direction of gravity, the attitude of the imaging device 1 is calculated.

[画像ノイズ補正の為の構成]
以下、撮像装置1における画像ノイズ補正の為の構成について説明する。撮像装置1は、撮像素子112を遮光して取得した画像に相当するダーク画像を予め取得しておき、撮影時の撮像素子出力からダーク画像を減算することによって撮像素子112で生じる画像ノイズを補正する機能を有する。本発明の発明者らは、本実施形態の撮像装置1のようにぶれ補正機構を有する装置では、撮像装置1の姿勢によって画像ノイズが変化することに着目した。これは、撮像装置1の姿勢によって、ぶれ補正機構140内の電磁アクチュエータからのもれ磁束(すなわち、撮像素子112に影響する磁束)が変化することによるものであると考えられる。このような現象に鑑み、撮像装置1は、撮像装置1の姿勢に応じてダーク画像に係数をかけてダーク画像を補正した上で、撮影時の撮像素子出力から補正後のダーク画像を減算することによって、撮像装置1の姿勢によって変化する画像ノイズを好適に補正するように構成される。
[Configuration for Image Noise Correction]
Hereinafter, a configuration for image noise correction in the imaging apparatus 1 will be described. The imaging device 1 previously acquires a dark image corresponding to an image acquired by shielding the image sensor 112 from light, and corrects image noise generated in the image sensor 112 by subtracting the dark image from the image sensor output at the time of shooting. It has a function to do. The inventors of the present invention paid attention to the fact that in an apparatus having a shake correction mechanism like the imaging apparatus 1 of the present embodiment, image noise changes depending on the attitude of the imaging apparatus 1. It is considered that this is because the magnetic flux leaking from the electromagnetic actuator in the shake correction mechanism 140 (that is, the magnetic flux affecting the image sensor 112) changes depending on the attitude of the image capturing apparatus 1. In view of such a phenomenon, the imaging device 1 corrects the dark image by applying a coefficient to the dark image according to the attitude of the imaging device 1, and then subtracts the corrected dark image from the output of the imaging device at the time of shooting. Thus, the image noise that changes depending on the attitude of the imaging device 1 is appropriately corrected.

[カメラの姿勢情報]
撮像装置1では、3軸の加速度センサ130からの出力に基づいて撮像装置1の姿勢が検出される。図3及び図4は、加速度センサ130からの出力と、撮像装置1の姿勢との対応関係を説明する為の図である。ここでは、撮像装置1の光軸方向をZ軸方向(被写体側から撮像装置に向かう方向を正とする)と定義し、正姿勢において水平方向、鉛直方向となる方向を、それぞれ、X軸方向(図3(a)のように正姿勢の撮像装置を背面側からみた状態において右側(グリップ側)から左側に向かう方向を正とする)、Y軸方向(正姿勢における鉛直上向きを正とする)と定義する。詳細には、図3は、撮像装置1のZ軸周りでの回転に伴う姿勢の変化とそれに対応する加速度検出値との対応関係を示しており、図4は、撮像装置1のX軸周りでの回転に伴う姿勢の変化とそれに対応する加速度検出値との対応関係を示している。なお、図3(b)及び図4(b)の表及び以下の説明では、加速度センサ130の検出値を、基準のノイズ画像を取得したときの加速度 K[m/s]の大きさを1として正規化して表現する。
[Camera posture information]
In the imaging device 1, the attitude of the imaging device 1 is detected based on the output from the three-axis acceleration sensor 130. 3 and 4 are diagrams for explaining the correspondence between the output from the acceleration sensor 130 and the attitude of the imaging device 1. FIG. Here, the optical axis direction of the imaging apparatus 1 is defined as the Z-axis direction (the direction from the subject side toward the imaging apparatus is defined as positive), and the horizontal and vertical directions in the normal posture are defined as the X-axis direction, respectively. (The direction from the right side (grip side) to the left side is defined as positive when the imaging device in the normal posture is viewed from the back side as shown in FIG. 3A), and the Y-axis direction (vertical upward in the normal posture is defined as positive). ). In detail, FIG. 3 shows a correspondence relationship between a change in posture due to rotation of the imaging device 1 around the Z axis and a corresponding acceleration detection value, and FIG. 3 shows a correspondence relationship between a change in posture due to rotation in FIG. In the tables of FIGS. 3B and 4B and in the following description, the detection value of the acceleration sensor 130 indicates the magnitude of the acceleration K [m / s 2 ] when the reference noise image is obtained. It is normalized and expressed as 1.

図3(a)に模式的に示される撮像装置1の正姿勢(Z軸回転0度)の状態では、Y軸下方に重力加速度gが作用する為、正姿勢の状態は、X軸加速度、Y軸加速度、Z軸加速度がそれぞれ0、−1、0の状態であるとして検出される。グリップ部が上になるように撮像装置1をZ軸周りで90度回転させた状態は(Z軸回転90度))、X軸加速度、Y軸加速度、Z軸加速度がそれぞれ1、0、0の状態であるとして検出される。正姿勢と天地逆の状態(Z軸回転180度)は、X軸加速度、Y軸加速度、Z軸加速度がそれぞれ0、1、0の状態であるとして検出される。また、撮像装置1をZ軸周りでの270度回転させた状態(以下、この状態を縦姿勢とも記す)は、X軸加速度、Y軸加速度、Z軸加速度がそれぞれ−1、0、0の状態であるとして検出される。   In the state of the normal posture (Z-axis rotation of 0 degree) of the imaging apparatus 1 schematically shown in FIG. 3A, the gravitational acceleration g acts on the lower side of the Y-axis. It is detected that the Y-axis acceleration and the Z-axis acceleration are 0, −1, and 0, respectively. The state in which the imaging device 1 is rotated 90 degrees around the Z axis so that the grip portion is located upward (Z axis rotation 90 degrees) is when the X axis acceleration, the Y axis acceleration, and the Z axis acceleration are 1, 0, 0, respectively. Is detected. The state in which the normal posture and the upside-down state are reversed (Z-axis rotation 180 degrees) is detected as the states where the X-axis acceleration, the Y-axis acceleration, and the Z-axis acceleration are 0, 1, and 0, respectively. When the imaging apparatus 1 is rotated 270 degrees around the Z axis (hereinafter, also referred to as a vertical posture), the X-axis acceleration, the Y-axis acceleration, and the Z-axis acceleration are −1, 0, 0, respectively. Detected as a state.

図4(a)に示されるX軸周りでの回転に関しても、正姿勢(X軸回転0度)の状態は、X軸加速度、Y軸加速度、Z軸加速度がそれぞれ0、−1、0の状態であるとして検出される。また、撮像装置1をX軸周りでの90度回転させた状態は(以下、この状態を上向姿勢とも記す)、X軸加速度、Y軸加速度、Z軸加速度がそれぞれ0、0、1の状態であるとして検出される。正姿勢と天地逆の状態(X軸回転180度)は、X軸加速度、Y軸加速度、Z軸加速度がそれぞれ0、1、0の状態であるとして検出される。また、撮像装置1をX軸周りで270度回転させた状態は(以下、この状態を下向姿勢とも記す)、X軸加速度、Y軸加速度、Z軸加速度がそれぞれ0、0、−1の状態であるとして検出される。   Regarding the rotation around the X axis shown in FIG. 4A, the state of the normal posture (X axis rotation of 0 degree) indicates that the X axis acceleration, the Y axis acceleration, and the Z axis acceleration are 0, −1, and 0, respectively. Detected as a state. The state in which the imaging apparatus 1 is rotated by 90 degrees around the X axis (hereinafter, this state is also referred to as an upward posture) is such that the X axis acceleration, the Y axis acceleration, and the Z axis acceleration are 0, 0, 1 respectively. Detected as a state. A state in which the normal posture and the upside-down state are reversed (X-axis rotation 180 degrees) is detected as a state in which the X-axis acceleration, the Y-axis acceleration, and the Z-axis acceleration are 0, 1, and 0, respectively. The state in which the imaging apparatus 1 is rotated by 270 degrees around the X axis (hereinafter, this state is also referred to as a downward attitude) is when the X-axis acceleration, the Y-axis acceleration, and the Z-axis acceleration are 0, 0, and −1, respectively. Detected as a state.

このように、加速度センサ130の出力によって撮像装置1の姿勢を検出することができる。   As described above, the attitude of the imaging device 1 can be detected based on the output of the acceleration sensor 130.

[ぶれ補正機構の構成]
以下、ぶれ補正機構140の構成について詳細に説明する。図5は、ぶれ補正機構140の構成を示す図である。具体的には、図5(a)は、ぶれ補正機構140のうち可動部を撮像素子112搭載面側からみた平面図である。図5(b)は、図5(a)中のB−Bライン上での断面図である。図5(b)では固定部も含めて図示されている。上述した通り、ぶれ補正機構は140、撮像素子112を含む可動部を所定の面内(本実施形態ではXY面内)で駆動することによってぶれ補正を行う構成となっている。
[Configuration of blur correction mechanism]
Hereinafter, the configuration of the shake correction mechanism 140 will be described in detail. FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the shake correction mechanism 140. Specifically, FIG. 5A is a plan view of the movable portion of the shake correction mechanism 140 viewed from the surface on which the image sensor 112 is mounted. FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 5A. FIG. 5 (b) also shows the fixed part. As described above, the blur correction mechanism is configured to perform the blur correction by driving the movable unit including the image sensor 140 and the imaging element 112 in a predetermined plane (in the XY plane in the present embodiment).

図5(a)に示されるように、ぶれ補正機構140の可動部は、スライド板13と、スライド版13に保持されている撮像素子基板12、撮像素子112、及び4つの駆動コイル14を備えている。図5(b)に示されるように、固定部は、前側ヨーク16、後側ヨーク15及び磁石17を備えている。固定部は、磁石17と後側ヨーク15との間で駆動コイル14を挟むように配置される。   As shown in FIG. 5A, the movable part of the shake correction mechanism 140 includes a slide plate 13, an image sensor substrate 12, an image sensor 112 held by the slide plate 13, and four drive coils 14. ing. As shown in FIG. 5B, the fixing portion includes a front yoke 16, a rear yoke 15, and a magnet 17. The fixing portion is arranged so as to sandwich the drive coil 14 between the magnet 17 and the rear yoke 15.

駆動コイル14の位置には図5(b)において破線矢印で示す様な磁束があるため、駆動コイル14に駆動電流を流すとローレンツ力が発生し、可動部を駆動することができる。なお、この時生じるローレンツ力の大きさ及び方向は、駆動コイル14に流す駆動電流の大きさ及び方向で決まる。したがって、駆動コイル14に流す駆動電流の大きさ及び方向を制御することで、可動部を所望の方向に駆動することができる。駆動コイル14に対しては、例えば、PWM(パルス幅変調)による駆動電流制御が行われる。   Since there is a magnetic flux at the position of the drive coil 14 as shown by a broken line arrow in FIG. 5B, when a drive current flows through the drive coil 14, Lorentz force is generated, and the movable portion can be driven. The magnitude and direction of the Lorentz force generated at this time are determined by the magnitude and direction of the drive current flowing through the drive coil 14. Therefore, by controlling the magnitude and direction of the drive current flowing through the drive coil 14, the movable section can be driven in a desired direction. For the drive coil 14, drive current control by, for example, PWM (pulse width modulation) is performed.

[姿勢による画像ノイズの補正の原理]
ぶれ補正機構140において、駆動コイル14の部分からの漏れ磁束があると撮像素子112への磁界被りが発生しこの現象が画像ノイズとして現れる。図3及び図4を参照して上述した通り、撮像装置1の姿勢によって撮像装置1に対する重力方向(3軸の加速度センサで検出される検出値の状態)が変化する。したがって、撮像素子112を保持する為の、駆動コイル14に流す駆動電流の大きさ及び方向は、撮像装置1の姿勢と共に変化(つまり、重力方向の変化)に伴って変化する。つまり、駆動コイル14に対する駆動の状態と、加速度センサ130の検出値の状態は互いに相関関係にある。例えば、撮像素子112の位置を保持する為の駆動力(駆動電流の大きさ、方向)は、撮像装置1の正姿勢と天地逆姿勢では、駆動量は同じであるが駆動方向は逆となる。この場合、撮像素子112への磁界被り量に関しても、正姿勢での画像ノイズを+1とした場合、天地逆姿勢では−1の画像ノイズが発生すると考えることができる。
[Principle of image noise correction by posture]
In the blur correction mechanism 140, if there is a magnetic flux leaking from the drive coil 14, a magnetic field is applied to the image sensor 112, and this phenomenon appears as image noise. As described above with reference to FIGS. 3 and 4, the direction of gravity with respect to the imaging device 1 (the state of the detection value detected by the three-axis acceleration sensor) changes depending on the attitude of the imaging device 1. Therefore, the magnitude and direction of the drive current flowing through the drive coil 14 for holding the image sensor 112 change with the posture of the image pickup apparatus 1 (that is, change in the direction of gravity). That is, the state of driving the drive coil 14 and the state of the detection value of the acceleration sensor 130 are correlated with each other. For example, the driving force (the magnitude and direction of the driving current) for holding the position of the image sensor 112 is the same in the normal posture and the upside-down posture of the imaging device 1, but the driving amount is the same but the driving direction is opposite. . In this case, regarding the amount of magnetic field covering the image sensor 112, if the image noise in the normal posture is set to +1, it can be considered that the image noise of -1 is generated in the upside down posture.

撮像装置1では、予め正姿勢(Y軸方向にのみ重力がかかっている状態)のダーク画像(DARKy)と、縦姿勢(X軸方向のみに重力がかかっている状態)のダーク画像(DARKx)が、例えば撮像装置1内の不揮発性メモリ(不図示)に保存されている。これらX軸方向のダーク画像(DARKx)、Y軸方向のダーク画像(DARKy)に、撮影時に加速度センサ130から取得されたX軸方向加速度、Y軸方向加速度をそれぞれ係数として掛けて合成し、補正データを得る。   In the imaging device 1, a dark image (DARKy) in a normal posture (a state in which gravity is applied only in the Y-axis direction) and a dark image (DARKx) in a vertical posture (a state in which gravity is applied only in the X-axis direction) are set in advance. Are stored in, for example, a non-volatile memory (not shown) in the imaging device 1. The dark image in the X-axis direction (DARKx) and the dark image in the Y-axis direction (DARKy) are multiplied by the X-axis direction acceleration and the Y-axis direction acceleration acquired from the acceleration sensor 130 at the time of shooting as coefficients, and are synthesized and corrected. Get the data.

ここで、DARKxは、X軸方向にのみ重力がかかっている状態で取得されたダーク画像であり、X軸方向加速度マイナスKに対応する画像ノイズ成分である(図3及び図4参照)。すなわち、DARKxは、撮像装置1の姿勢の変化に起因する画像ノイズのX軸方向成分の基準値を表す基準画像となる。また、DARKyは、Y軸方向にのみ重力がかかっている状態で取得されたダーク画像であり、Y軸方向加速度マイナスKに対応する画像ノイズ成分である(図3及び図4参照)。すなわち、DARKyは、撮像装置1の姿勢の変化に起因する画像ノイズのY軸方向成分の基準値を表す基準画像となる。したがって、補正データ生成についての上記説明は、撮像装置1の姿勢の変化に起因する画像ノイズのX軸方向成分の基準画像にX軸方向加速度を係数として掛けたデータと、撮像装置1の姿勢の変化に起因する画像ノイズのY軸方向成分の基準画像にY軸方向加速度を係数として掛けたデータとを合成して補正データを生成することに対応している。   Here, DARKx is a dark image acquired in a state where gravity is applied only in the X-axis direction, and is an image noise component corresponding to X-axis direction acceleration minus K (see FIGS. 3 and 4). That is, DARKx is a reference image representing the reference value of the X-axis direction component of the image noise caused by the change in the attitude of the imaging device 1. DARKy is a dark image acquired in a state where gravity is applied only in the Y-axis direction, and is an image noise component corresponding to the Y-axis direction acceleration minus K (see FIGS. 3 and 4). That is, DARKy is a reference image representing a reference value of a Y-axis direction component of image noise caused by a change in the attitude of the imaging device 1. Therefore, the above description of the correction data generation is based on the data obtained by multiplying the reference image of the X-axis direction component of the image noise caused by the change in the attitude of the imaging device 1 by the X-axis direction acceleration as a coefficient, and the This corresponds to generating correction data by synthesizing a reference image of a Y-axis component of image noise caused by a change with data obtained by multiplying a Y-axis acceleration as a coefficient.

そして、撮影時の撮影画像データから上記補正データを減算することによって、撮像装置1の姿勢による画像ノイズが補正される。以上が、姿勢変化による画像ノイズの補正の原理である。   Then, by subtracting the correction data from the photographed image data at the time of photographing, image noise due to the attitude of the imaging device 1 is corrected. The above is the principle of the correction of the image noise due to the posture change.

なお、上記説明において画像ノイズのX軸方向成分の基準画像と、画像ノイズのY軸方向成分の基準画像とを取得する際に、それぞれ、X軸方向加速度マイナスKの縦姿勢、Y軸方向加速度マイナスKの正姿勢としているのは、基準画像を求める方向に関しノイズ量が最大となるデータを基準として用いる意図である。具体的には、画像ノイズのX軸方向成分の基準画像は、X軸方向加速度が最大(マイナスK)でY軸方向加速度が最小(ゼロ)の状態で取得される。画像ノイズのY軸方向成分の基準画像は、Y軸方向加速度が最大(マイナスK)でX軸方向加速度が最小(ゼロ)の状態で取得される。これにより、画像ノイズ補正の演算の際に、画像ノイズの基準画像の値の絶対値を拡大するような演算を回避することができ、画像ノイズ補正の精度を向上させることができる。なお、ここ加速度が最大とは、通常の使用状態(撮像装置1の静止状態)において想定し得る最大を意味している。したがって、例えば、撮像装置1に上昇する加速度が加わっている様な状況では、基準画像を取得する際の加速度は通常の使用状態(撮像装置1の静止状態)において想定し得る最大よりも大きくなる場合がある。   In the above description, when the reference image of the X-axis direction component of the image noise and the reference image of the Y-axis direction component of the image noise are acquired, the vertical posture of the X-axis direction acceleration minus K and the Y-axis direction acceleration, respectively. The positive attitude of minus K is intended to use, as a reference, data having the maximum amount of noise in the direction in which the reference image is obtained. Specifically, the reference image of the X-axis direction component of the image noise is acquired in a state where the X-axis direction acceleration is the maximum (minus K) and the Y-axis direction acceleration is the minimum (zero). The reference image of the Y-axis direction component of the image noise is acquired in a state where the acceleration in the Y-axis direction is maximum (minus K) and the acceleration in the X-axis direction is minimum (zero). This makes it possible to avoid an operation of enlarging the absolute value of the value of the reference image of the image noise in the calculation of the image noise correction, thereby improving the accuracy of the image noise correction. Here, the maximum acceleration means the maximum that can be assumed in a normal use state (the stationary state of the imaging device 1). Therefore, for example, in a situation where the rising acceleration is applied to the imaging device 1, the acceleration at the time of acquiring the reference image becomes larger than the maximum that can be assumed in a normal use state (the stationary state of the imaging device 1). There are cases.

なお、上記説明において、補正データを求める場合にX軸方向及びY軸方向に関してのみノイズ成分の合成を行っているのは、駆動コイル14の駆動制御がX軸方向及びY軸方向についてのみ行われる(すなわち、Z軸方向に可動部を駆動する為の駆動コイルを持たない)構成である為、基本的な考え方として、撮像装置1の姿勢の変化に伴い画像ノイズを変化させる要因としてZ軸方向の加速度成分を考慮しなくて良いことことに基づいている。   In the above description, the reason why the noise components are synthesized only in the X-axis direction and the Y-axis direction when the correction data is obtained is that the drive control of the drive coil 14 is performed only in the X-axis direction and the Y-axis direction. (I.e., no driving coil for driving the movable portion in the Z-axis direction), the basic idea is to change the image noise with the change in the attitude of the imaging device 1 in the Z-axis direction. It is not necessary to consider the acceleration component of.

したがって、ぶれ補正機構140が、撮像素子112をZ軸方向にも駆動する構成の場合(Z軸方向に駆動する為の駆動コイルを更に有する場合)には、Z軸方向について上述と同様なやり方で取得したノイズ成分を更に合成して補正データを生成する構成とする。   Therefore, in the case where the shake correction mechanism 140 is configured to drive the image sensor 112 also in the Z-axis direction (when further provided with a drive coil for driving in the Z-axis direction), a method similar to that described above in the Z-axis direction is used. The noise component acquired in step (1) is further combined to generate correction data.

[画像ノイズ補正を含む撮影処理]
図6は、本実施形態による画像ノイズ補正を含む撮影処理を示すフローチャートである。図6の撮影処理は、CPU100による制御下で各種構成部分(画像処理エンジン116等)が協働することによって実行される処理である。この撮影処理は、レリーズボタン13の押下により起動される。なお、撮影処理の実行に先立って、出荷時等の調整データ取得の段階で、X軸方向、Y軸方向のダーク画像を準備しておく。
[Shooting processing including image noise correction]
FIG. 6 is a flowchart illustrating a photographing process including image noise correction according to the present embodiment. The photographing process in FIG. 6 is a process executed by cooperation of various components (such as the image processing engine 116) under the control of the CPU 100. This photographing process is started when the release button 13 is pressed. Prior to the execution of the photographing process, a dark image in the X-axis direction and the Y-axis direction is prepared at the stage of acquiring adjustment data at the time of shipping or the like.

(ステップS11(露光))
レリーズボタン13の押下に伴い撮影処理が開始されると、上述のAE制御及びAF制御を伴った露光が行われる(ステップS11)。
(Step S11 (exposure))
When the photographing process is started in response to the depression of the release button 13, the exposure with the AE control and the AF control described above is performed (step S11).

(ステップS12(姿勢情報取得))
次に、撮像素子112からの画像信号読み出しのタイミングで、加速度センサ130から各軸の加速度が取得される(ステップS12。画像信号読み出し直前のタイミングで加速度センサ130の出力を取得することにより、撮像素子112への磁界の影響をより適切に表す姿勢情報を取得することができる。なお、ステップS11、S12での処理を詳細に記載すると、ミラーアップ(ミラーを有する構成の場合)、絞り制御、撮像素子112にリセット(センサーリセット)、シャッタ開き、露光、シャッタ閉じ、姿勢情報取得、撮像素子からの画像信号読み出し(センサ読み出し)の順で処理が実行される。なお、さらに厳密な姿勢の情報を取得するのであればセンサ読み出しの期間中継続的に姿勢情報を取得してその平均を算出する。また、センサ読み出しの前後で姿勢情報を取得して平均してもよい。
(Step S12 (posture information acquisition))
Next, the acceleration of each axis is obtained from the acceleration sensor 130 at the timing of reading the image signal from the image sensor 112 (Step S12. The output of the acceleration sensor 130 is obtained at the timing immediately before the reading of the image signal, thereby obtaining the image. It is possible to acquire posture information that more appropriately represents the influence of a magnetic field on the element 112. Note that the processes in steps S11 and S12 are described in detail, such as mirror up (in the case of a configuration having a mirror), aperture control, Processing is executed in the order of reset (sensor reset), shutter opening, exposure, shutter closing, posture information acquisition, and image signal reading (sensor reading) from the image sensor in the image sensor 112. More strict posture information If the position information is acquired, the posture information is continuously acquired during the period of the sensor reading, and the average is calculated. It may also be averaged to obtain the attitude information before and after the sensor reading.

(ステップS13(補正データ作成))
次に、ステップS13では、予め取得されたダーク画像と、ステップS12で取得された姿勢情報と用い、上述した補正データの生成の原理に基づいて補正データが生成される。
(Step S13 (correction data creation))
Next, in step S13, correction data is generated based on the above-described principle of generation of correction data, using the previously acquired dark image and the posture information obtained in step S12.

なお、ステップS13では、露光条件その他の各種要因を係数として更にダーク画像に適用して補正データを生成しても良い。   In step S13, correction data may be generated by further applying the exposure condition and other various factors as coefficients to the dark image.

(ステップS14(撮影画像のノイズ補正))
次に、ステップS14では、ステップS11の露光に伴って読みだされた画像データ(撮影画像)から補正データを減算することによって撮影画像のノイズ補正が行われる。
(Step S14 (noise correction of photographed image))
Next, in step S14, noise correction of the captured image is performed by subtracting the correction data from the image data (photographed image) read with the exposure in step S11.

(ステップS15(通常の画像処理))
ステップS15では、ステップS14にて補正が行われた画像データに対して一般的に知られた各種画像処理が実行される。
(Step S15 (normal image processing))
In step S15, various generally known image processes are performed on the image data corrected in step S14.

以上説明した撮影処理によれば、撮像装置1の姿勢変化に起因する画像ノイズが好適に補正されることとなる。   According to the above-described photographing processing, image noise caused by a change in the posture of the imaging device 1 is appropriately corrected.

[補正データの作成例]
以下では、上述した補正データの生成の原理に対応する補正データの作成例について説明する。
[Example of creating correction data]
Hereinafter, an example of creating correction data corresponding to the above-described principle of generating correction data will be described.

本作成例では、まず、製造時等の調整データ取得段階で、予め正姿勢、縦姿勢、上向姿勢でのダーク画像を取得しておく(図3及び図4参照)。これらの姿勢と各軸の加速度検出値との対応関係を改めて以下に示す。

正姿勢 :X軸加速度0,Y軸加速度−1,Z軸加速度0
縦姿勢 :X軸加速度−1,Y軸加速度0,Z軸加速度0
上向姿勢:X軸加速度0,Y軸加速度0,Z軸加速度1
In this example, first, in the adjustment data acquisition stage at the time of manufacturing or the like, a dark image in a normal posture, a vertical posture, and an upward posture is acquired in advance (see FIGS. 3 and 4). The correspondence between these attitudes and the detected acceleration values of the respective axes will be described below again.

Normal posture: X-axis acceleration 0, Y-axis acceleration -1, Z-axis acceleration 0
Vertical posture: X-axis acceleration-1, Y-axis acceleration 0, Z-axis acceleration 0
Upward posture: X-axis acceleration 0, Y-axis acceleration 0, Z-axis acceleration 1

ぶれ補正機構140では、撮像素子112を駆動しない方向であるZ軸方向のみに加速度が加わっている状態(上向姿勢)を、撮像装置1にX軸方向の加速度が加わった場合に増減するX軸方向ノイズ成分と、撮像装置1にY軸方向の加速度が加わった場合に増減するY軸方向ノイズ成分とを求める基準データとして取得しておく。

基準データ=A
A:上向姿勢データ
In the shake correction mechanism 140, the state in which acceleration is applied only in the Z-axis direction, which is a direction in which the imaging element 112 is not driven (upward posture), is increased or decreased when acceleration in the X-axis direction is applied to the imaging apparatus 1. An axial noise component and a Y-axis noise component that increases or decreases when acceleration in the Y-axis direction is applied to the imaging device 1 are acquired as reference data.

Reference data = A
A: Upward attitude data

そして、上記基準データに対する、正姿勢で取得したダーク画像データの変化量(正姿勢データ)と、上記基準データに対する、縦姿勢で取得したダーク画像データの変化量(縦姿勢データ)とを以下のように取得しておく。

(正姿勢データ)=DS−(基準データ)
DS:正姿勢で取得したダーク画像データ

(縦姿勢データ)=DT−(基準データ)
DT:縦姿勢で取得したダーク画像データ
Then, a change amount of the dark image data acquired in the normal posture (normal posture data) with respect to the reference data and a change amount of the dark image data acquired in the vertical posture with respect to the reference data (vertical posture data) are as follows. So get it.

(Normal posture data) = DS-(reference data)
DS: Dark image data acquired in normal posture

(Vertical attitude data) = DT-(reference data)
DT: Dark image data acquired in vertical orientation

上記正姿勢データが、撮像装置1の姿勢の変化に起因する画像ノイズのY軸方向成分の基準画像に相当し、縦姿勢データが、撮像装置1の姿勢の変化に起因する画像ノイズのX軸方向成分の基準画像に相当する。そして、縦姿勢データに撮影時のX軸方向の加速度をかけた値と、正姿勢データに撮影時のY軸方向加速度をかけた値とを合成することによって、撮像装置1の姿勢による画像ノイズの補正量を求めておき、更にここでは上述の基準データを加味して下記数式により補正データを生成する。

(補正データ)=(基準データ)−{(縦姿勢データ)gx+(正姿勢データ)gy}
gx:X軸方向の加速度(撮影時に取得した加速度を調整時の加速度で除したもの)
gy:Y軸方向の加速度(撮影時に取得した加速度を調整時の加速度で除したもの)
The normal posture data corresponds to the reference image of the Y-axis component of the image noise caused by the change in the posture of the imaging device 1, and the vertical posture data corresponds to the X-axis of the image noise caused by the change in the posture of the imaging device 1 This corresponds to the reference image of the direction component. Then, a value obtained by multiplying the vertical posture data by the acceleration in the X-axis direction at the time of photographing and a value obtained by multiplying the normal posture data by the acceleration in the Y-axis direction at the time of photographing are combined, so that the image noise due to the posture of the imaging device 1 is obtained. The correction amount is calculated in advance, and the correction data is generated by the following equation in consideration of the above-described reference data.

(Correction data) = (reference data)-{(vertical attitude data) gx + (normal attitude data) gy}
gx: acceleration in the X-axis direction (the acceleration obtained at the time of shooting divided by the acceleration at the time of adjustment)
gy: acceleration in the Y-axis direction (the acceleration obtained during shooting divided by the acceleration during adjustment)

なお、上記数式右辺の第1項目における基準データは、撮像装置1におけるgx、gyに依存しない画像ノイズに対応している。   Note that the reference data in the first item on the right side of the above mathematical expression corresponds to image noise independent of gx and gy in the imaging device 1.

以上の補正データ作成例によれば、撮像装置1における姿勢変化による画像ノイズを好適に補正することができる。   According to the above example of creating correction data, image noise due to a change in posture in the imaging device 1 can be suitably corrected.

また、撮像装置1の姿勢による画像ノイズとして、直流成分的なノイズ量である補正オフセット量を下記の数式によって定義し、この補正オフセット量を上述の補正データの算出に加える構成としても良い。なお、下記オフセット補正量の算出では、撮像装置1においてZ軸方向に加速度がかかっている場合にもぶれ補正機構140に対して駆動が行われことを考慮し、Z軸方向加速度の検出値gzを加味している。

補正オフセット量=(基準データオフセット)gz−(縦姿勢データオフセット)gx−(正姿勢データオフセット)gy
gz:Z軸方向の加速度
Further, a configuration may be adopted in which a correction offset amount, which is a DC component noise amount, is defined as the image noise due to the attitude of the imaging device 1 by the following formula, and this correction offset amount is added to the above-described correction data calculation. In the calculation of the offset correction amount described below, the detection value gz of the Z-axis direction acceleration is considered in consideration of the fact that the imaging apparatus 1 is driven with respect to the shake correction mechanism 140 even when acceleration is applied in the Z-axis direction. Is added.

Correction offset amount = (reference data offset) gz-(vertical attitude data offset) gx-(normal attitude data offset) gy
gz: acceleration in the Z-axis direction

以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示される実施形態等又は自明な実施形態等を適宜組み合わせた内容も本発明の実施形態に含まれる。   The above is the description of the exemplary embodiment of the present invention. The embodiments of the present invention are not limited to those described above, and various modifications are possible within the scope of the technical idea of the present invention. For example, the embodiments of the present invention also include embodiments exemplarily illustrated in the specification or contents obtained by appropriately combining obvious embodiments and the like.

上述の実施形態では、ぶれ補正機構140(駆動コイル14)の駆動の状態(すなわち、ノイズ源)と相関のある情報として加速度検出値を用いる構成であったが、本発明はこれに限られない。例えば、ノイズ源の大きさ等の状態に相関のある情報として、PWM制御される駆動コイル14の駆動量に関する情報を用いても良い。或いは、例えばホールセンサのように磁界の量を直接測定する手法を用いても良い。   In the above-described embodiment, the acceleration detection value is used as the information correlated with the driving state (ie, the noise source) of the shake correction mechanism 140 (the driving coil 14). However, the present invention is not limited to this. . For example, information relating to the drive amount of the drive coil 14 that is PWM-controlled may be used as information correlated with the state of the noise source, for example. Alternatively, a method of directly measuring the amount of a magnetic field, such as a Hall sensor, may be used.

上述の実施形態では、撮像装置1内で撮像装置1の姿勢に伴い磁界を変化させる作動手段としてぶれ補正機構について説明したが、撮像装置1内で撮像装置1の姿勢に伴い磁界を変化させる作動手段はこれに限られない。例えば、撮像装置1がレンズ、ミラーといった構成部品を駆動するモータ等の電磁アクチュエータを有する場合には、これらも、撮像装置1内で撮像装置1の姿勢に伴い磁界を変化させそれにより画像ノイズを生じさせる作動手段となり得る。   In the above-described embodiment, the shake correction mechanism has been described as an operating unit that changes the magnetic field according to the attitude of the imaging apparatus 1 in the imaging apparatus 1. However, the operation that changes the magnetic field according to the attitude of the imaging apparatus 1 in the imaging apparatus 1 has been described. The means is not limited to this. For example, when the imaging device 1 has an electromagnetic actuator such as a motor that drives a component such as a lens or a mirror, these also change the magnetic field in the imaging device 1 according to the attitude of the imaging device 1, thereby reducing image noise. It can be the actuation means that causes it.

また、撮像装置1の姿勢によって撮像素子に影響を与える磁場を変化させる要因としては、撮像素子1内部の構成要素以外にも、撮像装置1外部の磁場も考えられる。例えば、地球磁場や、強磁場環境で撮像装置を使用する場合の影響である。これら外部磁場に関しても、撮像装置の方位や使用環境内での姿勢が、画像ノイズと相関を持つと考えられる。したがって、地球磁場の影響による画像ノイズを補正する場合には、撮像装置内に方位磁針センサ、GPS(Global Positioning System)センサを設け、これらのセンサ出力に基づき撮像装置の方位や位置を検出し、検出された方位や位置に基づいて上述の実施形態で説明した画像ノイズ補正の原理に従って補正を行うことができる。また、撮像装置が強磁場の環境で使用される場合には、撮像装置内にホールセンサ等の磁気センサを設け、撮像装置内で外部磁場を検出し、検出された磁場に基づいて上述の実施形態で説明した画像ノイズ補正の原理に従って補正を行うことができる。   Further, as a factor that changes the magnetic field that affects the image pickup device depending on the attitude of the image pickup device 1, a magnetic field outside the image pickup device 1 can be considered in addition to the components inside the image pickup device 1. For example, there is an influence when the imaging device is used in a terrestrial magnetic field or a strong magnetic field environment. Regarding these external magnetic fields as well, it is considered that the orientation of the imaging device and the attitude in the use environment have a correlation with image noise. Therefore, when correcting image noise due to the influence of the earth's magnetic field, an azimuth magnetic needle sensor and a GPS (Global Positioning System) sensor are provided in the imaging device, and the azimuth and position of the imaging device are detected based on the outputs of these sensors. Based on the detected azimuth and position, the correction can be performed according to the principle of the image noise correction described in the above embodiment. When the imaging device is used in an environment with a strong magnetic field, a magnetic sensor such as a Hall sensor is provided in the imaging device, an external magnetic field is detected in the imaging device, and the above-described operation is performed based on the detected magnetic field. The correction can be performed according to the principle of the image noise correction described in the embodiment.

1 撮像装置
10 筐体
11 レンズユニット
12 フラッシュ窓
13 レリーズボタン
100 CPU
102 操作部
104 駆動回路
106 フォーカスレンズ
107 レンズ駆動機構
110 絞り兼シャッタ
112 撮像素子
114 信号処理回路
116 画像処理エンジン
118 バッファメモリ
120 カード用インタフェース
122 LCD制御回路
124 LCD
126 ROM
127 フラッシュ駆動回路
128 フラッシュ
130 加速度センサ
131 ジャイロセンサ
140 ぶれ補正機構
200 メモリカード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Imaging device 10 Housing 11 Lens unit 12 Flash window 13 Release button 100 CPU
102 Operation unit 104 Drive circuit 106 Focus lens 107 Lens drive mechanism 110 Aperture and shutter 112 Image sensor 114 Signal processing circuit 116 Image processing engine 118 Buffer memory 120 Card interface 122 LCD control circuit 124 LCD
126 ROM
127 Flash drive circuit 128 Flash 130 Acceleration sensor 131 Gyro sensor 140 Image stabilizer 200 Memory card

Claims (6)

画像信号を生成する撮像素子と、
磁界作用を伴う作動装置と、
前記作動装置における磁界に関する情報を取得する磁界情報取得手段と、
前記磁界に伴う画像ノイズの基準を表す基準情報を保持する基準情報保持手段と、
前記基準情報と、前記磁界情報取得手段によって取得された磁界に関する情報とに基づいて、前記撮像素子によって取得される撮影画像の画像ノイズを補正する補正手段と、
撮像装置の姿勢に関する情報を取得するための姿勢情報取得手段と、
を備え
前記磁界情報取得手段は、
前記撮像装置の姿勢に関する情報を、前記磁界に関する情報として取得す
撮像装置。
An image sensor that generates an image signal;
An actuator with a magnetic field effect;
Magnetic field information acquisition means for acquiring information on a magnetic field in the actuator,
Reference information holding means for holding reference information representing a reference of image noise due to the magnetic field,
A correction unit that corrects image noise of a captured image obtained by the imaging device based on the reference information and information on the magnetic field obtained by the magnetic field information obtaining unit;
Attitude information obtaining means for obtaining information on the attitude of the imaging device,
Equipped with a,
The magnetic field information acquisition means,
Information relating to the posture of the imaging device, obtained as information on the magnetic field,
Imaging device.
前記基準情報保持手段は、
前記画像ノイズの基準を表す基準情報を、前記撮像装置に固定される座標系の座標軸それぞれの成分毎に保持し、
前記磁界情報取得手段は、
前記座標軸それぞれについて前記磁界に関する情報を取得し、
前記補正手段は、
前記座標軸それぞれの成分毎に保持される基準情報に、前記座標軸それぞれについて取得される前記磁界に関する情報をそれぞれ係数として乗じて合成することによって補正画像を生成し、前記撮影画像の補正を行う、
請求項に記載の撮像装置。
The reference information holding means,
Reference information representing the reference of the image noise is held for each component of each coordinate axis of a coordinate system fixed to the imaging device,
The magnetic field information acquisition means,
Acquiring information on the magnetic field for each of the coordinate axes,
The correction means,
Reference information held for each component of each of the coordinate axes is multiplied by multiplying information on the magnetic field obtained for each of the coordinate axes as a coefficient to generate a corrected image, and the captured image is corrected.
The imaging device according to claim 1 .
前記基準情報は、前記撮像装置における前記磁界が最大となる姿勢で取得される、
請求項に記載の撮像装置。
The reference information is obtained in a posture in which the magnetic field in the imaging device is maximized,
The imaging device according to claim 1 .
前記基準情報は、前記撮像装置における前記磁界が、目的の軸以外の影響が最小となる姿勢で取得される、
請求項に記載の撮像装置。
The reference information, the magnetic field in the imaging device is acquired in a posture in which the influence other than the target axis is minimized,
The imaging device according to claim 1 .
画像信号を生成する撮像素子と、
撮像装置の姿勢に関する情報を取得する為の姿勢情報取得手段と、
前記撮像装置の姿勢の変化に伴う画像ノイズの基準を表す基準情報を保持する基準情報保持手段と、
前記基準情報と、前記姿勢情報取得手段によって取得される前記撮像装置の姿勢に関する情報とに基づいて、前記撮像素子によって取得される撮影画像の画像ノイズを補正する補正手段と、
を備える撮像装置。
An image sensor that generates an image signal;
Attitude information acquisition means for acquiring information on the orientation of the imaging device ,
Reference information holding means for holding reference information representing a reference of image noise due to a change in the attitude of the imaging device,
A correction unit configured to correct image noise of a captured image obtained by the imaging device, based on the reference information and information on a posture of the imaging device obtained by the posture information obtaining unit;
An imaging device comprising:
コンピュータに、
撮像装置の姿勢に関する情報を取得する為の姿勢情報取得手順と、
前記撮像装置の姿勢の変化に伴う画像ノイズの基準を表す基準情報を保持する基準情報保持手順と、
前記基準情報と、前記姿勢情報取得手順によって取得される前記撮像装置の姿勢に関する情報とに基づいて、撮像素子によって取得される撮影画像の画像ノイズを補正する補正手順と、
を実行させる為の撮像制御プログラム。
On the computer,
A posture information acquisition procedure for acquiring information on the posture of the imaging device,
A reference information holding procedure for holding reference information representing a reference of image noise due to a change in the attitude of the imaging device,
A correction procedure for correcting image noise of a captured image acquired by an imaging device, based on the reference information and information on the orientation of the imaging device acquired by the orientation information acquisition procedure;
An imaging control program for executing the program.
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