JP2001054027A - デジタルスチルカメラ - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
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- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
- H04N25/616—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise involving a correlated sampling function, e.g. correlated double sampling [CDS] or triple sampling
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Abstract
せる。 【解決手段】メインCPU21はレリーズスイッチ23
が操作されると電源回路40をオンし、電源回路40が
撮像部100の各回路に電源電圧VA〜VEを供給して、タ
イミング発生回路24bが撮像部100の各回路の駆動
信号を出力する。メインCPU21が内部レジスタから
遅延量の情報を読み出して遅延回路24cに送信して、
遅延回路24cが遅延量の情報に応じて各駆動信号ごと
に遅延を与える。撮像部100では、遅延された駆動信
号で駆動された撮像素子26が電荷を蓄積し、蓄積され
た電荷が読み出されてノイズ除去回路27aに入力され
る。ノイズ除去回路27aは遅延された駆動信号でサン
プル/ホールドを行い、ホールドされた信号が直流再生
回路27bで所定電圧に調整され、可変増幅回路27c
で振幅調整されてA/D変換回路28でデジタル信号に
変換される。
Description
装置で被写体を撮像するデジタルカメラに関する。
像を撮像して画像データを出力するCCDのような撮像
装置と、撮像装置から出力される画像信号に対して相関
二重サンプリング(CDS)回路などによりノイズ除去
を行う画像信号処理回路とを備えるデジタルカメラが知
られている。
タルカメラでは、撮像装置から画像信号が出力されるタ
イミングに合わせてサンプリングを行うサンプリング回
路、画像信号の黒レベルを所定値とするため、上記タイ
ミングに合わせて画像信号の黒レベル期間をサンプリン
グするクランプ回路、および上記の回路でサンプリング
されたアナログ画像信号をディジタル画像信号に変換す
るA/D変換回路などの動作タイミングが一致するよう
に調整されている。
変更される場合は、変更された部品に応じて上述した動
作タイミングの変更が必要となる場合がある。また、一
般に、上記の回路で使用される電子部品は、電子部品の
動作時の温度や電子部品に印加される電圧によりその動
作タイミングが変化する。この結果、デジタルカメラが
温度変化が大きい使用条件で使用される場合や、デジタ
ルカメラの電池が消耗して回路の電圧が低下した場合に
は、上述した回路の動作タイミングが変化する可能性が
ある。とくに、撮像装置の画素数が多く、撮像された画
像信号が高速でサンプリングされる高画質のデジタルカ
メラの場合や、デジタルカメラが連続して長時間使用さ
れる場合は問題になりやすい。
信号、および撮像信号を処理する信号処理回路の駆動信
号の動作タイミングを調整可能にしたデジタルカメラを
提供することにある。
3、図4に対応づけて本発明を説明する。 (1)請求項1の発明は、撮影レンズ2を通して被写体
像を撮像する撮像装置26と、撮像装置26から出力さ
れた撮像信号にノイズ除去などの所定の処理を行う信号
処理回路27,28,29と、撮像装置26を動作させ
る駆動回路25とを備えるデジタルカメラに適用され
る。そして、撮像装置26および信号処理回路27,2
8,29を駆動する駆動信号に対して所定の遅延を与え
て出力する遅延手段24cと、遅延手段24cに対して
遅延時間を設定する制御手段21とを備えることによ
り、上述した目的を達成する。 (2)請求項2の発明は、請求項1に記載のデジタルカ
メラにおいて、制御手段21は、撮影ごとに遅延手段2
4cに対して遅延時間を設定することを特徴とする。 (3)請求項3の発明は、請求項1または2に記載のデ
ジタルカメラにおいて、撮像装置26、信号処理回路2
7,28,29および撮像装置26を動作させる駆動回
路25の温度を検出する温度検出手段42を設け、制御
手段21が温度検出手段42による検出温度に応じて遅
延手段24cに対する遅延時間を設定することを特徴と
する。 (4)請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれかに記
載のデジタルカメラにおいて、撮像装置26、信号処理
回路27,28,29および撮像装置26を動作させる
駆動回路25に供給される電源の電圧を検出する電圧検
出手段43を設け、制御手段21が電圧検出手段43に
よる検出電圧に応じて遅延手段24cに対する遅延時間
を設定することを特徴とする。
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が
実施の形態に限定されるものではない。
施の形態を説明する。図1は、本発明の第一の実施の形
態によるデジタルスチルカメラの収納時、および携帯時
の外観を示し、(a)が上から見た図、(b)が後ろから見た
図である。また、図2は図1に示したカメラの通常撮影
時の外観を示し、(a)が前から見た図、(b)が上から見た
図、(c)が後ろから見た図である。この実施の形態によ
るデジタルスチルカメラ1は、撮影ズームレンズ2を含
むレンズユニット1aとLCDモニター3を含むモニタ
ーユニット1bとに分割され、両ユニット1a、1bが
相対的に回転可能に連結されている。
に、レンズユニット1aとモニターユニット1bとがフ
ラットになるようにレンズユニット1aを回転する。ま
た、通常撮影時には、図2に示すように、撮影ズームレ
ンズ2が被写体方向を向くようにレンズユニット1aを
回転する。このとき、モニターユニット1bはLCDモ
ニター3が撮影者の方向を向くように保持されるので、
撮影者はLCDモニター3を見ながら撮影を行うことが
できる。
2の他に電子閃光装置4、ファインダー窓5、赤目軽減
・セルフタイマー表示ランプ6、ファインダー接眼窓7
などを備えている。一方、モニターユニット1bは、L
CDモニター3の他にメインスイッチ8、レリーズボタ
ン9、表示パネル10、閃光撮影モードボタン11、A
Fモードボタン12、画質モードボタン13、ズーム切
換えボタン14、モニターボタン15、メニューボタン
16、選択ダイヤル17などを備えている。
チルカメラ1の回路ブロックを示す図である。このデジ
タルスチルカメラ1は、撮像素子26と、撮像素子26
から出力されるアナログ信号を処理するアナログ信号処
理回路27と、撮像素子26の駆動を制御するドライバ
25と、撮像素子26やアナログ信号処理回路27の動
作タイミングを制御するタイミング制御回路24とを含
んで構成される撮像部100を備えている。そして、デ
ジタルスチルカメラ1は、焦点検出/調整処理および測
光処理などを制御するメインCPU21と、画像処理お
よび画像表示処理を制御する画像処理CPU29と、各
スイッチからの入力信号を制御するスイッチ制御CPU
41とにより制御されている。スイッチ制御CPU41
は、デジタルスチルカメラ1の各スイッチが操作された
ときはその情報をメインCPU21へ送り、ズーム切換
えボタン14が操作されたときはズームレンズ駆動装置
37を制御して撮影ズームレンズ2を駆動するように構
成されている。
イッチ8の切換え動作により撮影モード(REC)と再生モ
ード(PLAY)とが選択される。メインスイッチ8は、オ
フ、REC、PLAYの少なくとも3つの位置に切換え
られる。撮影モードは撮像した被写体像を画像データと
して記録する動作モードであり、再生モードは記録した
画像データを読み出してLCDモニター3に表示する動
作モードである。そして、両動作モードにおいて、それ
ぞれカメラ動作を選択/設定するためのメニュー設定モ
ードが設けられている。本発明は撮影モードにおける撮
影動作に特徴があるので、撮影モードについて説明を行
う。
に切換え操作すると、デジタルスチルカメラ1は電源オ
ンとともに撮影モードに切換えられる。スイッチ制御C
PU41には、レリーズボタン9に連動する半押しスイ
ッチ22と全押しスイッチ23(以下、レリーズスイッ
チ23と呼ぶ)から半押し信号と全押し信号がそれぞれ
入力される。半押しスイッチ22が操作されて半押し信
号が入力されると、スイッチ制御CPU41はその情報
をメインCPU21に伝え、メインCPU21からの指
令により焦点検出/調整装置36が撮影ズームレンズ2
の焦点調節状態を検出する。そして、撮影ズームレンズ
2に入射する被写体光が撮像装置である撮像素子26上
で結像するように撮影ズームレンズ2を合焦位置へ駆動
する。
スイッチ制御CPU41からの指令によりズームレンズ
駆動装置37が撮影ズームレンズ2を駆動し、焦点距離
を変化させる。ズームボタン14はシーソー形のスイッ
チからなり、望遠側(T)と広角側(W)のうち、いず
れか押されている側に焦点距離が移動される。測光装置
38は、被写体の輝度を測定するもので、レリーズボタ
ン9に連動する半押しスイッチ22による半押し信号
が、スイッチ制御CPU41を介してメインCPU21
に入力されたときに測光を行う。
レリーズスイッチ23がオン操作されると、測光装置3
8による測光結果と閃光撮影モードボタン11によりあ
らかじめ設定されたモード設定とに応じて閃光装置4が
発光し、撮影ズームレンズ2からの被写体光が撮像素子
26の受光面上で結像することにより、撮像素子26に
は被写体像の明るさに応じた信号電荷が蓄積される。撮
像素子26はドライバ25を介してタイミング制御回路
24からタイミング制御され、撮像素子26に蓄積され
た信号電荷はドライバ25から出力される駆動信号によ
り吐き出され、後述するノイズ除去回路や直流再生回路
などを含むアナログ信号処理回路27に入力される。ア
ナログ信号処理回路27でアナログ画像信号に対してノ
イズ除去、ゲインコントロールなどのアナログ処理が施
された後、A/D変換回路28によってデジタル信号に
変換される。上記のアナログ処理回路27およびA/D
変換回路28もタイミング制御回路24からタイミング
制御される。
処理CPU29に導かれ、そこで輪郭補償、ガンマ補正
等の画像前処理が行われて一旦バッファメモリ30に格
納される。そして、メインCPU21とバッファメモリ
30との間で画像データの授受を行い、格納されている
画像データからホワイトバランス調整値を求め、この調
整値に基づいて画像処理CPU29でホワイトバランス
調整が行われ、ホワイトバランス調整後の画像データが
再びバッファメモリ30へ格納される。
タは、画像処理CPU29に制御される表示画像作成回
路31により表示用の画像データに処理され、この画像
データがLCDモニター3にフリーズ画面と呼ばれる撮
影画面として表示される。
像データに対してはさらに、画像処理CPU29により
JPEG圧縮のためのフォーマット処理(画像後処理)
が行なわれ、画像処理CPU29により制御される圧縮
回路32によりJPEG方式で所定の比率にデータ圧縮
を受け、メインCPU21により所定のデータ名を付与
されてリアルタイムクロック35からのタイム情報とと
もに、フラッシュメモリ等の記録媒体(PCカード、C
Fカードなど)34に記録される。
ドライバー33が接続され、閃光撮影モードボタン11
による閃光装置4の発光モード設定、AFモードボタン
12による距離範囲設定、画質モードボタン13による
圧縮率設定の状態が表示パネル10に表示される。
る撮像部100の詳細を示すブロック図である。図4に
おいて、電池39に接続された電源回路40は、電池3
9から入力される電源電圧を所定の電圧に変換して、出
力電圧VA、VB、VC、VD、VEを各回路ブロックに供給す
る。電源回路40はメインCPU21の制御端子と接続
されており、メインCPU21から制御端子を通して送
られる制御信号により、上記出力電圧VA、VB、VC、VD、
VEの出力をオン/オフする。なお、メインCPU21に
対する所定の電源電圧は、メインスイッチ8が撮影モー
ド(REC)および再生モード(PLAY)のいずれかに切り換え
られているときは常時供給される。
振回路24a、タイミング発生回路24bおよび遅延回
路24cから構成され、アナログ信号処理回路27はノ
イズ除去回路27a、直流再生回路27bおよび可変増
幅回路27cから構成され、撮像素子26用のドライバ
25は水平駆動回路25aおよび垂直駆動回路25cよ
り構成される。これら各回路24,25および27は、
電源回路40の電源電圧VA〜VDが接続される。基準発振
回路24aは水晶発振器から発生される発振出力による
基準クロック信号を出力し、タイミング発生回路24b
は基準クロック信号を分周および論理合成することによ
り、撮像素子26用の水平駆動信号φH1,φH2,φ
RG,および撮像素子26用の垂直駆動信号V1,V
2,V3,V4,SUB,SGを発生する。また、タイ
ミング発生回路24bはノイズ除去回路27a用の駆動
信号SHP、SHD、直流再生回路27b用の駆動信号
CPOB、およびA/D変換回路28用の駆動信号AD
CLKを発生する。タイミング発生回路24bから出力
された上記の各駆動信号は、遅延回路24cに入力され
る。
ッチ22(図3)が操作されて半押し信号が入力される
と、メインCPU21の指示により焦点調節状態の検出
および測光動作が開始される。さらに、レリーズスイッ
チ23がオンされることにより電源回路40がオンさ
れ、撮像素子26をはじめとする撮像部100の回路に
各電源電圧VA,VB,VC,VD,VEが供給される。電源の供給が
開始されると基準発振回路24aが基準クロック信号を
出力し、タイミング発生回路24bが撮像素子26用の
水平駆動信号φH1,φH2,φRGおよび撮像素子2
6用の垂直駆動信号V1,V2,V3,V4,SUB,
SGを発生する。
各駆動信号φH1,φH2,φRG,V1,V2,V
3,V4,SUB,SG,SHP,SHD,CPOB,
ADCLKは、それぞれ独立して遅延回路24cへ入力
され、遅延回路24cで各駆動信号ごとに遅延が与えら
れる。遅延回路24cで与えられる遅延量は、メインC
PU21の制御端子から送信される遅延量の情報によっ
て決定され、この遅延量の情報はレリーズスイッチ23
が操作されるごとに、すなわち、撮影ごとにメインCP
U21から遅延回路24cに送信される。
する遅延量情報の送信はシリアル通信により行われる。
メインCPU21から各駆動信号に対する遅延量の情報
が順次送信され、遅延回路24cで受信された遅延量の
情報が遅延回路24c内のレジスタへ格納される。格納
された各駆動信号に対する遅延量の情報は、次に再びレ
リーズスイッチ23が操作され、新たな遅延量の情報が
送信されるまでレジスタ内に保持される。
操作によりCPU21から送信される遅延量の情報に基
づいて回路の遅延量を設定し、設定した遅延量による遅
延が与えられた水平駆動信号が水平駆動回路25aに、
垂直駆動信号が垂直駆動回路25bにそれぞれ出力され
る。水平駆動回路25aは、遅延回路24cから出力さ
れた水平駆動信号の振幅および出力インピーダンスを撮
像素子26が必要とする所定の値に変換して出力し、垂
直駆動回路25bは、遅延回路24cから出力された垂
直駆動信号の振幅および出力インピーダンスを撮像素子
26が必要とする所定の値に変換して出力する。
じて電荷を蓄積し、蓄積された電荷が撮像素子26用の
駆動信号により読み出され、画像信号として出力され
る。出力された信号は後述するノイズ除去回路27aへ
入力され、リセットノイズなどの不要な信号成分が除去
される。ノイズ除去回路27aは駆動信号SHP,SH
Dパルスを用いて撮像素子26から出力された画像信号
をサンプル/ホールドし、有効な信号成分のみを出力す
る。上述したように駆動信号SHDおよびSHDは、C
PU21からの遅延量の情報に基づいて遅延回路24c
にて遅延量が調整されている。駆動信号SHDおよびS
HDが、撮像素子26から出力される画像信号のタイミ
ングと厳密に一致するように調整されている場合におい
てノイズ除去回路27aの効果が十分に発揮される。
再生回路27bに入力される。直流再生回路27bは、
撮像素子26から出力される画像信号のうち、光学的に
黒基準となる画素信号、すなわち遮光画素から出力され
た画像信号を所定の電圧に設定するように動作する。直
流再生回路27bで設定される所定の電圧値は、メイン
CPU21から制御端子を通して送信される。送信され
る設定電圧の情報は、上述した遅延量の情報と同様に、
レリーズスイッチ23が操作されるごとに、すなわち、
撮影ごとにメインCPU21から直流再生回路27bに
送信される。また、直流再生回路27b用の駆動信号C
POBも、CPU21からの遅延量の情報に基づいて遅
延回路24cにて遅延量が調整されている。
回路27cへ入力される。可変増幅回路27cは、メイ
ンCPU21から送信される増幅度の情報により、入力
された画像信号を所定の増幅度で増幅してA/D変換回
路28へ出力する。可変増幅回路27cで増幅される増
幅度は、メインCPU21から制御端子を通して送信さ
れる。送信される増幅度の情報は、遅延量および設定電
圧の情報と同様にレリーズスイッチ23が操作されるご
とに、すなわち、撮影ごとにメインCPU21から可変
増幅回路27cに送信される。
は、遅延回路24cから出力される駆動信号ADCLK
のタイミングにより、アナログ信号からデジタル信号に
変換され、変換後のデジタル画像信号が画像処理CPU
29(図3)へ出力される。A/D変換回路28の変換
タイミングは、遅延回路24cで駆動信号ADCLKに
与えられる遅延量で変化し、この遅延量はメインCPU
21から制御端子を通して遅延回路24cに送信された
遅延量の情報に基づいて調整されている。送信される遅
延量の情報は、レリーズスイッチ23が操作されるごと
に、すなわち、撮影ごとにメインCPU21から遅延回
路24cに送信される。A/D変換回路28から画像処
理CPU29(図3)に出力されたデジタル画像信号
は、空格子補間、ホワイトバランスおよびγ補正処理な
どの一連の画像処理を受ける。
明する。一般に、CCDなどの固体撮像素子から出力さ
れる信号には、撮像素子のリセットノイズやアンプノイ
ズなどの低周波ノイズが含まれる。そこで、相関二重サ
ンプリング(CDS)回路を用いたノイズ低減処理が行わ
れる。図5はCDS回路27aを説明する図である。図
5において、撮像素子26で蓄積されて読み出された電
荷は、画像信号としてバッファアンプ271を介してク
ランプ回路272に入力される。クランプ回路272
は、バッファアンプ271から出力された信号をカップ
リングコンデンサ273を介して出力するとともに、カ
ップリングコンデンサ273の出力側に直流電源275
からの電圧をクランプパルスSHPを用いてスイッチ2
74で印加することにより、カップリングコンデンサ2
73から出力される画像信号をフィールドスルーレベル
にクランプして、リセットノイズおよびアンプノイズな
どを除去する。
号は、バッファアンプ276を介してサンプルホールド
回路277に入力される。サンプルホールド回路277
は、サンプリングパルスSHDを用いてスイッチ278
を駆動することにより、バッファアンプ276から出力
された画像信号をサンプリングして、ホールディングコ
ンデンサ279にホールドさせる。ホールドされた画像
信号はバッファアンプ280を介して出力される。
ングチャートを参照して説明する。図6(a)に示す撮像
素子26からの出力信号は、撮像素子26の各画素であ
る光電変換素子により光電変換された電荷信号が順次転
送されて、バッファアンプ271(図5)を介して出力さ
れる画像信号である。この撮像素子26の出力信号は、
撮像素子26が画素単位ごとにリセットされると、電荷
量が増大してリセットレベルRで安定する。図6(b)の
クランプパルスSHPがリセット後のタイミングtt1か
らタイミングtt2の間に印加されると、撮像素子26の
出力信号は直流電源275からの電圧、すなわちフィー
ルドスルーレベルLSにクランプされ、ノイズが除去さ
れた基準レベルに合わされる。その後、出力信号がフィ
ールドスルーレベルLSから信号レベルLLになるとタ
イミングtt3からタイミングtt4の間に図6(c)のサンプ
リングパルスSHDにより信号レベルLLがサンプリン
グされ、ホールドされた信号レベルLLが画像信号とし
て出力される。すなわち、フィールドスルーレベルLS
に対する信号レベルLLが出力される。
号と、クランプパルスSHPおよびサンプリングパルス
SHDとのタイミングを最適化することが必要である。
一般に、回路に入力される信号と回路から出力される信
号には、回路内部の伝播遅延時間により位相遅延が生じ
る。図4において撮像素子26は、水平駆動回路25a
および垂直駆動回路25bから出力される各駆動信号に
より駆動されるので、上記各駆動信号には両駆動回路の
遅延特性に依存した位相遅延がそれぞれ発生する。ま
た、撮像素子26に上記の位相遅延が生じた各駆動信号
が入力されることにより、撮像素子26から出力される
画像信号の出力タイミングにも遅延が生じる。したがっ
て、撮像素子26、ノイズ除去回路27a、直流再生回
路27b、および画像信号をデジタル変換するA/D変
換回路28に対する最適な駆動タイミングを得るために
は、撮像素子26の駆動信号の入力端子における水平お
よび垂直駆動信号波形を基準にして、上記各波形のタイ
ミングが一致するように調整を行う。これらの遅延量の
調整は、上述したようにメインCPU21から遅延回路
24cに送信される遅延量の情報に基づいて遅延回路2
4cで行われる。
動信号φH1,φH2,φRGと、上記水平駆動信号に
より撮像素子26から出力された画像信号をノイズ除去
回路27aでサンプリングするために必要な駆動信号S
HP,SHD、および撮像素子26から出力された画像
信号(撮像素子出力)の信号波形を説明する図である。図
7の信号波形において、実線は遅延量が最適な状態に調
整されたタイミング波形を示し、破線は遅延量を調整す
る前のタイミング波形である。まず実線で示された各波
形について説明する。図7(a)の駆動信号φH1と図7
(b)の駆動信号φH2は撮像素子26から画像信号を出
力させる信号であり、φH1が立ち下がり、φH2が立
ち上がると図7(f)のように撮像素子26の出力が信号
レベルLLになる。図7(c)の駆動信号φRGは撮像素
子26の出力信号をリセットさせる信号である。
路27a用のクランプパルスであり、図6のSHPに相
当する。クランプパルスSHPにより、撮像素子26か
らの出力信号が所定のフィールドスルーレベルLSに合
わせられる。図7(e)の駆動信号SHDはノイズ除去回
路27a用のサンプリングパルスであり、図6のSHD
に相当する。サンプリングパルスSHDにより、撮像素
子26からの出力信号がサンプリングされてホールドさ
れる。
子26の出力信号をリセットさせる駆動信号φRGが立
ち上がると出力信号のリセット動作が行われる(t7
1)。クランプパルスSHPが立ち上がり、駆動信号φ
RGが立ち下がると撮像素子26の出力信号がフィール
ドスルーレベルLSに固定される(t72)。クランプパ
ルスSHPが立ち下がってから駆動信号φH1が立ち下
がるとともにφH2が立ち上がると、撮像素子26の出
力が信号レベルLLになる(t73)。撮像素子26の出
力に信号レベルLLが出力されてからサンプリングパル
スSHDが立ち上がり、立ち下がると信号レベルLLが
サンプリングされる(t74)。再び駆動信号φRGが立
ち上がって撮像素子26の出力信号のリセット動作が行
われ(t75)、以上の動作が画素ごとに繰り返して行わ
れる。
パルスSHDと、撮像素子26から出力される画像信号
とのタイミングが最適化されていない場合は、メインC
PU21があらかじめメインCPU21内のレジスタに
記憶された調整値データ、すなわち遅延量の情報を読み
出して、撮影ごとに遅延回路24cに対して遅延量の情
報を送信する。メインCPU21から送信された遅延量
が0の場合の信号波形が最小遅延量設定となり、図7に
おいて破線で示されたタイミング調整前の波形はこの状
態の波形である。遅延回路24cにおいて各駆動信号に
対して独立した遅延量が設定されることにより、撮像素
子26、ノイズ除去回路27a、A/D変換回路28の
動作に最適な実線波形のタイミングが設定される。遅延
量の設定は、たとえば、最小設定単位を1nsecとし、4bi
tの制御信号(制御ビットと呼ぶ)にて選択する場合は
[0000]〜[1111]までの16通りの遅延時間の設定が可能
である。図8は制御ビットと設定される遅延量の対応の
例を示す表である。
めに、駆動信号φH1に必要な遅延量がT1、駆動時間φ
H2に必要な遅延量がT2、駆動信号φRGに必要な遅延
量がT3、クランプパルスSHPに必要な遅延量がT4、サ
ンプリングパルスSHDに必要な遅延量がT5とすれば、
メインCPU21は上記の遅延量を設定するために、遅
延量T1〜T5に対応する制御ビットをシリアルに配置した
信号列を遅延回路24cに送信し、遅延回路24cがそ
の信号を受信して内部のレジスタへ格納することによ
り、信号列に基づいた遅延量の設定が行われる。例とし
てT1=3nsec、T2=3nsec、T3=2nsec、T4=1nsec、T5=1nsec
とすれば、信号列は次のようになる。 上記の遅延量は、撮像部100の組立/調整時にあらか
じめ最適な遅延量が設定され、その遅延量がメインCP
U21内のレジスタに記憶されている。
方法として、デジタル遅延線が用いられる。デジタル遅
延線は、遅延量を設定するデジタル入力端子への設定内
容に応じて、遅延線に入力された信号に所定の遅延を与
えて出力する。
を説明する。図9は半押しスイッチで起動されるプログ
ラムのフローチャートである。図3の半押しスイッチ2
2が操作されるとステップS20で測光装置37により
被写体の輝度を測定して露出演算し、焦点検出装置38
により焦点調節状態を検出する。ステップS21におい
てレリーズスイッチ23が操作されたと判断されると、
メインCPU21により電源回路40(図4)がオンさ
れる。ステップS23で電源回路40の動作が安定する
ために必要な所定時間が経過したと判断されるとステッ
プS24へ進み、上述したようにメインCPU21のレ
ジスタ内に格納されている遅延量の情報を読み出し、読
み出した遅延量をシリアル信号列に変換して制御端子か
ら遅延回路24cに送信する。また、メインCPU21
のレジスタ内に格納されている直流再生回路27bに対
する設定電圧の情報、および可変増幅回路27cに対す
る増幅度の情報を読み出して、制御端子から各回路27
b、27cに送信する。ここで、メインCPU21のレ
ジスタ内に格納されている遅延量の情報、設定電圧の情
報および増幅度の情報はデジタルカメラ1の調整時に格
納されたものであり、これらの情報は調整用の外部装置
を用いることにより変更することが可能である。
によるタイミング調整が行われるために必要な所定時間
が経過したと判断されるとステップS26へ進み、撮影
シーケンスが開始される。ステップS26では、撮像素
子26の各画素が受光信号を蓄積し、蓄積終了後、全画
素の蓄積電荷が順次に読み出される。ステップS27に
おいて、読み出された画像信号の低周波ノイズがノイズ
除去回路27aで除去されてステップS28へ進み、直
流再生回路27bにより遮光画素に対応する信号レベル
が所定のレベルになるように調整される。ステップS2
9において、可変増幅回路27cで画像信号の振幅レベ
ルが所定の振幅となるように調整され、ステップS30
でA/D変換回路28によりデジタル画像信号に変換さ
れる。
号に対してゲイン調整、γ階調補正、JPEGフォーマ
ット化処理などが画像処理CPU29で行なわれる。画
像処理が終了するとステップS32に進み、画像処理後
の画像データをいったんバッファメモリ30に記憶して
電源回路40をオフする。ステップS33において、バ
ッファメモリ30から画像データを読み込んでJPEG
圧縮回路32でデータを圧縮し、圧縮した画像データを
PCカード34に記憶する。以上により、一連の撮影動
作が終了する。
る。 (1)撮像部100の各回路を駆動する各駆動信号に遅
延を与える遅延回路24cに対して、メインCPU21
が各駆動信号ごとに遅延量の情報を設定し、この遅延量
の情報によりデジタル遅延線を用いて各駆動信号に遅延
が与えられるようにしたので、たとえば、撮像部100
の回路で使用される部品が変更された結果、撮像動作の
タイミングに変更が必要となる場合でも回路を変更する
ことなく、遅延回路24cに設定する遅延量の情報を変
更するだけで各駆動信号に対する遅延量を調整すること
ができる。 (2)メインCPU21から制御端子を通して送られる
制御信号により、撮像部100の各回路に電源電圧を供
給する電源回路40の出力をオン/オフできるようにし
て、レリーズスイッチ23が操作されることにより各回
路に対して電源の供給/停止を行うようにしたので、デ
ジタルカメラ1の消費電力を低減して電池39の使用時
間を長くすることが可能になる。 (3)レリーズスイッチ23が操作されたとき、メイン
CPU21が可変増幅回路27cに対して所定の増幅度
の情報を設定し、この増幅度の情報により可変増幅回路
27cが画像信号を所定の振幅に増幅するようにしたの
で、撮影の時点で設定された新しい増幅度の情報により
画像信号を増幅することができる。したがって、絞り値
が変えられることにより撮像素子26への入射光量が変
化して、画像信号の振幅に変化が生じた場合でもA/D
変換回路28に入力される画像信号の振幅が常に最適な
値に保たれるので、高画質の画像を得ることができる。
遅延線を使用するようにしたが、デジタル遅延線に代え
てロジック回路の組み合わせで遅延を与えるようにして
もよい。たとえば、カウンタを利用すれば、所定の時間
をカウントしてから、信号を出力するように構成でき
る。
り変化する。このため、図4において水平駆動回路25
aおよび垂直駆動回路25bの動作温度が変化すること
により、撮像素子26を駆動させる上記各駆動信号には
上記両駆動回路の温度変化による位相遅延の変化がそれ
ぞれ発生する。撮像素子26にこのような位相遅延の変
化が生じた各駆動信号が入力されることにより、撮像素
子26から出力される画像信号の出力タイミングにも変
化が生じる。また、撮像素子26自体も駆動信号が入力
されてから撮像素子出力にデータが出力されるまでのタ
イミングが動作温度により変化する。
に加えて、もしくは単独で、温度センサ42(図4)が
デジタルカメラ1内の撮像部100の回路に近接して配
設される。さらに、メインCPU21のレジスタ内に記
憶する遅延量の情報は、温度センサ42による検出温度
ごとに、図7に示した各波形のタイミングを最適な状態
とするような遅延量の情報をあらかじめ用意して、これ
ら遅延量の情報が検出温度をパラメータとするテーブル
としてメインCPU21内のレジスタに記憶される。ま
た、メインCPU21のレジスタ内に記憶する直流再生
回路27bの設定電圧の情報は、温度センサ42による
検出温度ごとに所定の情報が用意され、これらの情報も
検出温度をパラメータとするテーブルとしてメインCP
U21内のレジスタに記憶される。
ている遅延量の情報を読み出すとき、温度センサ42で
検出された温度に対応した遅延量の情報をレジスタ内の
テーブルから読み出し、読み出した遅延量をシリアル信
号列に変換してメインCPU21の制御端子から遅延回
路24cに送信する。図10は検出温度と遅延量の情報
との対応例を示す表である。図10において、たとえ
ば、上述した温度センサ42による検出温度が+8℃か
ら+25℃へ変化した場合、φH1に対するシリアル信
号列を[0010]から[0100]とすれば、設定される遅延
量が2nsecから4nsecに変更できる。検出温度が+8℃
から+25℃へ変化するとき、駆動信号φH1のタイミ
ングが2nsec進む場合は、駆動信号φH1に対する遅延
量を2nsecから4nsecに増加させることにより駆動信号
のタイミングの変化が相殺される。他の駆動信号につい
ても、同様に検出温度に対応した遅延量の情報を設定し
て、撮像部100の回路動作のタイミングを最適に保つ
ことができる。
納されている直流再生回路27bに対する設定電圧の情
報を読み出すとき、温度センサ42で検出された温度に
対応した情報をレジスタ内のテーブルから読み出し、読
み出した情報をメインCPU21の制御端子から直流再
生回路24bに送信する。
る。 (1)温度センサ42を撮像部100の回路に近接して
配設し、遅延回路24cに対する遅延量の情報を温度セ
ンサ42による検出温度をパラメータとするテーブルと
してメインCPU21内のレジスタに記憶し、レリーズ
スイッチ23が操作されたとき、検出した温度に応じて
遅延量の情報を読み出せるようにした。したがって、撮
影の時点の検出温度に応じた遅延量の情報により撮像部
100の各駆動信号に対して遅延を与えることができる
ので、撮像部100の回路の撮像動作のタイミングが温
度により変化する場合でも、撮像動作のタイミングを常
に最適な状態にして撮像動作を行うことができ、高画質
の画像を得ることができる。 (2)直流再生回路24bに対する設定電圧の情報を温
度センサ42による検出温度をパラメータとするテーブ
ルとしてメインCPU21内のレジスタに記憶し、レリ
ーズスイッチ23が操作されたとき、検出された温度に
応じて設定電圧の情報を読み出して直流再生回路27b
に送信するようにしたので、直流再生回路27bの出力
電圧が温度により変化する場合でも、画像信号の基準電
圧を常に最適な値に保つことができ、高画質の画像を得
ることができる。
り変化する。このため、図4における水平駆動回路25
aおよび垂直駆動回路25bに供給される電源電圧VC,
VAおよびVBが変化する場合は、上記両駆動回路から出力
され、撮像素子26を駆動する各駆動信号には、電源電
圧の変化による位相遅延の変化がそれぞれ生じる。撮像
素子26にこのような位相遅延の変化が生じた各駆動信
号が入力されることにより、撮像素子26から出力され
る画像信号の出力タイミングにも変化が生じる。また、
撮像素子26自体も駆動信号が入力されてから撮像素子
出力にデータが出力されるまでのタイミングが撮像素子
26に供給される電源電圧VA,VBにより変化する。
実施の形態に加えて、もしくは単独で、電圧センサ43
(図40)がデジタルカメラ1内の電池39の端子電圧
を検出するように配設される。さらに、メインCPU2
1のレジスタ内に記憶する遅延量の情報は、電池39の
端子電圧を検出する電圧センサ43による検出電圧ごと
に、図7に示した各波形のタイミングを最適な状態とす
るような遅延量の情報をあらかじめ用意して、遅延量の
情報が検出電圧をパラメータとするテーブルとしてメイ
ンCPU21内のレジスタに記憶される。
ている遅延量の情報を読み出すとき、電圧センサ43で
検出された電圧に対応した遅延量の情報をレジスタ内の
テーブルから読み出し、読み出した遅延量をシリアル信
号列に変換してメインCPU21の制御端子から遅延回
路24cに送信する。図11は検出電圧と遅延量の情報
との対応例を示す表である。図11において、たとえ
ば、上述した電圧センサによる検出電圧がV1以上から
V2以上かつV1未満へ変化した場合、φH2に対するシ
リアル信号列を[0011]から[0100]とすれば、設定さ
れる遅延量が3nsecから4nsecに変更できる。検出電圧
がV1以上からV2以上かつV1未満へ変化するとき、駆
動信号φH2のタイミングが1nsec進む場合は、駆動信
号φH2に対する遅延量を3nsecから4nsecに増加させ
ることにより駆動信号のタイミングの変化が相殺され
る。他の駆動信号についても、同様に検出電圧に対応し
た遅延量の情報を設定して、撮像部100の回路動作の
タイミングを最適に保つことができる。
る。電池39の端子電圧を検出する電圧センサ43を設
け、遅延回路24cに対する遅延量の情報を電圧センサ
43による検出電圧をパラメータとするテーブルとして
メインCPU21内のレジスタに記憶し、撮影時に検出
した電池電圧に応じて遅延量の情報を読み出せるように
した。したがって、撮影の時点の電池39の端子電圧に
応じた遅延量の情報により各駆動信号に遅延を与えるこ
とができるので、撮像部100の回路の撮像動作のタイ
ミングが電池39の電圧により変化する場合でも、撮像
動作のタイミングを常に最適な状態にして撮像動作を行
うことができ、高画質の画像を得ることができる。一般
に、電池で動作させる機器は、電池の残量を表示した
り、電池切れ警告を行うために電池の端子電圧を検出す
る電圧検出回路が備えられるので、このような場合には
本実施の形態のために新たな電圧センサを設けなくても
よく、コストの上昇を抑える効果も得られる。
される電池39の端子電圧を検出するようにしたが、デ
ジタルカメラ1が外部から供給される電源により動作す
る場合は、外部からデジタルカメラ1に供給された電源
電圧を検出して、検出電圧に応じて遅延量の情報を設定
するようにしてもよい。また、各回路に供給される電源
電圧VA〜VEを検出するようにしてもよい。
り変化する場合も考えられる。このため、図4における
水平駆動回路25aおよび垂直駆動回路25bから出力
されて撮像素子26を駆動する各駆動信号が、上記両回
路の動作時間に起因する位相遅延の変化をともなう場合
は、撮像素子26にこのような位相遅延の変化が生じた
各駆動信号が入力されることにより、撮像素子26から
出力される画像信号の出力タイミングにも変化が生じ
る。また、撮像素子26自体も駆動信号が入力されてか
ら撮像素子出力にデータが出力されるまでのタイミング
が撮像素子26の動作時間により変化する場合もある。
れかの実施の形態に加えて、もしくは単独、あるいは適
宜組合わせて、デジタルカメラ1の累積撮影枚数を計数
する撮影枚数カウンタがメインCPU21内のレジスタ
に設けられる。ここで、累積撮影枚数とは、デジタルカ
メラ1が使用開始されてから積算された合計撮影枚数で
ある。メインCPU21のレジスタ内に記憶する遅延量
の情報は、撮影枚数カウンタにより計数された累積撮影
枚数ごとに、図7に示した各波形のタイミングを最適な
状態とするような遅延量の情報をあらかじめ用意して、
これら遅延量の情報が累積撮影枚数をパラメータとする
テーブルとしてメインCPU21内のレジスタ内に撮影
枚数カウンタと別に記憶される。
ている遅延量の情報を読み出すとき、計数された累積撮
影枚数に対応した遅延量の情報をレジスタ内のテーブル
から読み出し、読み出した遅延量をシリアル信号列に変
換してメインCPU21の制御端子から遅延回路24c
に送信する。図12は累積撮影枚数と遅延量の情報との
対応例を示す表である。図12において、たとえば、上
述した撮影枚数カウンタによる累積撮影枚数が1万枚を
超えたとき、φRGに対するシリアル信号列を[0001]
から[0010]とすれば、設定される遅延量が1nsecから
2nsecに変更できる。累積撮影枚数が1万枚に達する
頃、駆動信号φRGのタイミングが1nsec進む場合は、
駆動信号φRGに対する遅延量を1nsecから2nsecに増
加させることにより駆動信号のタイミングの変化が相殺
される。他の駆動信号についても、同様に累積撮影枚数
に対応した遅延量の情報を設定して、撮像部100の回
路動作のタイミングを最適に保つことができる。
る。デジタルカメラ1の累積撮影枚数を計数する撮影枚
数カウンタを設け、遅延回路24cに対する遅延量の情
報を上記カウンタによる累積撮影枚数をパラメータとす
るテーブルとしてメインCPU21内のレジスタに記憶
し、撮影時の累積撮影枚数に応じて遅延量の情報を読み
出せるようにした。したがって、撮影時点の累積撮影枚
数に応じた遅延量の情報により各駆動信号に遅延を与え
ることができるので、撮像部100の回路の撮像動作の
タイミングが回路の動作(使用)時間により変化する場
合でも、累積撮影枚数により撮像動作のタイミングを常
に最適な状態にして撮像動作を行うことができ、高画質
の画像を得ることができる。
て遅延量の情報を読み出せるようにしたが、撮影枚数に
代えてデジタルカメラ1の累積使用時間に応じて遅延量
の情報を読み出せるようにしてもい。この場合には、デ
ジタルカメラ1が電源オンされている時間を積算する時
間積算計を設け、遅延回路24cに対する遅延量の情報
を上記時間積算計による積算時間をパラメータとするテ
ーブルとしてメインCPU21内のレジスタに記憶し、
撮影時の積算時間に応じて遅延量の情報を読み出せるよ
うにすればよい。
制御ビットは、それぞれ撮像部100の回路の各駆動信
号に対する遅延時間の計算値、あるいは実測値に基づい
てあらかじめ遅延量の情報として作成され、メインCP
U21が管理するレジスタ内に格納される。以上説明し
た第一〜第四の実施の形態が組合わされる場合には、メ
インCPU21が各テーブルにおける遅延量の情報を組
合わせて、遅延回路24cに対する遅延量の情報を決定
する。
ジタルスチルカメラについて説明したが、一眼レフデジ
タルスチルカメラ、動画像も取込めるデジタルビデオカ
メラにも本発明を適用できる。一眼レフデジタルスチル
カメラの場合、撮像素子26の前にメカニカルシャッタ
ーを設け、レリーズスイッチ23が操作されたとき撮像
素子26の電源をオンにし、メカニカルシャッターの開
口時間を制御して露光動作を制御するものもある。この
ような一眼レフデジタルスチルカメラでは、電源回路4
0、メカニカルシャッターおよび撮像素子26の動作タ
イミングを遅延回路24cで最適化することにより本発
明が適用される。
明の実施の形態における各構成要素との対応について説
明すると、撮像素子26が撮像装置に、ノイズ除去回路
27a、直流再生回路27b、A/D変換回路28およ
び画像処理CPU29が信号処理回路に、水平駆動回路
25aおよび垂直駆動回路25bが駆動回路に、遅延回
路24cが遅延手段に、メインCPU21が制御手段に
温度センサ42が温度検出手段に、電圧センサ43が電
圧検出手段にそれぞれ対応する。
ば、次のような効果を奏する。 (1)請求項1の発明では、撮像装置および信号処理回
路を駆動する駆動信号に所定の遅延を与える遅延手段を
設け、制御手段が設定した遅延時間により上記遅延手段
が各駆動信号に対して遅延を与えるようにしたので、た
とえば、撮像装置および信号処理回路の動作タイミング
を変更する必要が生じたとき、制御手段が遅延時間を設
定するだけで動作タイミングの変更を行うことができ、
信号処理回路を変更して動作タイミングの変更を行う場
合に比べて作業時間を大幅に短縮することが可能にな
る。 (2)請求項2の発明では、請求項1の構成に加えて、
制御手段が撮影ごとに遅延手段に対して遅延時間を設定
するようにしたので、たとえば、撮影ごとに動作タイミ
ングを変更することも可能になり、撮影時に最適な動作
タイミングの設定ができ、高画質な画像を得ることがで
きる。
の構成に加えて、温度検出手段が検出した撮像装置、信
号処理回路および駆動回路の温度に応じて、制御手段が
遅延手段に遅延時間を設定するようにしたので、たとえ
ば、撮像装置および信号処理回路の動作タイミングが温
度により変化する場合でも最適な動作タイミングに保つ
ことができ、高画質な画像を得ることができる。 (4)請求項4の発明では、請求項1、2、3の構成に
加えて、電圧検出手段がが検出した撮像装置、信号処理
回路および駆動回路の電源電圧に応じて、制御手段が遅
延手段に遅延時間を設定するようにしたので、たとえ
ば、撮像装置および信号処理回路の動作タイミングが電
源電圧により変化する場合でも最適な動作タイミングに
保つことができ、高画質な画像を得ることができる。
納時、および携帯時の外観を示す図で(a)が上から見た
図、(b)が後ろから見た図である。
図で(a)が前から見た図、(b)が上から見た図、(c)が後
ろから見た図である。
路ブロックを示す図である。
ャートである。
を示す表である。
ャートである。
対応例を示す表である。
対応例を示す表である。
トの対応例を示す表である。
レンズ、3…LCDモニター、 4…閃
光装置、8…メインスイッチ、 9…レ
リーズボタン、11…閃光撮影モードボタン、
14…ズーム切換えボタン、16…メニューボタン、
17…選択ダイヤル、21…メインCP
U、 22…半押しスイッチ、23…レ
リーズスイッチ、 24a…基準発振回路、
24b…タイミング発生回路、 24c…遅延回
路、25a…水平駆動回路、 25b…垂
直駆動回路、26…撮像素子、 2
7a…ノイズ除去回路、27b…直流再生回路、
27c…可変増幅回路、28…A/D変換回
路、 29…画像処理CPU、30…バッ
ファメモリ、 31…表示画像作成回路、
32…圧縮回路、 34…記録媒
体、35…リアルタイムクロック、 36…焦点
検出/調整装置、37…ズームレンズ駆動装置、
38…測光装置、39…電池、
40…電源回路、41…スイッチ制御CPU、
42…温度センサ、43…電圧センサ
Claims (4)
- 【請求項1】撮影レンズを通して被写体像を撮像する撮
像装置と、前記撮像装置から出力された撮像信号にノイ
ズ除去などの所定の処理を行う信号処理回路と、前記撮
像装置を動作させる駆動回路とを備えるデジタルカメラ
において、 前記撮像装置および前記信号処理回路を駆動する駆動信
号に対して所定の遅延を与えて出力する遅延手段と、 前記遅延手段に対して遅延時間を設定する制御手段とを
備えることを特徴とするデジタルカメラ。 - 【請求項2】請求項1に記載のデジタルカメラにおい
て、 前記制御手段は、撮影ごとに前記遅延手段に対して遅延
時間を設定することを特徴とするデジタルカメラ。 - 【請求項3】請求項1または2に記載のデジタルカメラ
において、 前記撮像装置、前記信号処理回路および前記駆動回路の
温度を検出する温度検出手段を設け、 前記制御手段は、前記温度検出手段による検出温度に応
じて前記遅延手段に対する遅延時間を設定することを特
徴とするデジタルカメラ。 - 【請求項4】請求項1〜3のいずれかに記載のデジタル
カメラにおいて、 前記撮像装置、前記信号処理回路および前記駆動回路に
供給される電源の電圧を検出する電圧検出手段を設け、 前記制御手段は、前記電圧検出手段による検出電圧に応
じて前記遅延手段に対する遅延時間を設定することを特
徴とするデジタルカメラ。
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