JP2002027326A - デジタルカメラ - Google Patents

デジタルカメラ

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JP2002027326A
JP2002027326A JP2000204083A JP2000204083A JP2002027326A JP 2002027326 A JP2002027326 A JP 2002027326A JP 2000204083 A JP2000204083 A JP 2000204083A JP 2000204083 A JP2000204083 A JP 2000204083A JP 2002027326 A JP2002027326 A JP 2002027326A
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main exposure
live view
pixels
digital camera
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JP2000204083A
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English (en)
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Kazuki Akaho
一樹 赤穂
Kazumutsu Sato
一睦 佐藤
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Minolta Co Ltd
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Minolta Co Ltd
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  • Adjustment Of Camera Lenses (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本露光前のライブビュー表示や手ぶれ検出は
もとより、本露光中にもライブビュー表示や手ぶれ検出
を行うことができるデジタルカメラを提供する。 【解決手段】 画素信号を非破壊で読み出し可能な撮像
素子403における全画素Pのうちの間引きされた複数
の画素Psのアドレスを指定し、その複数の指定画素P
sについて、本露光前には、画素信号の破壊読み出しを
行い、本露光中には、画素信号の非破壊読み出しを行う
ようにする。これにより、本露光中でも、高速周期での
読み出しによる画素データが得られ、撮像素子403の
画素数の増大化に対応でき、しかも最新の画素データを
使用でき、例えば、本露光中のライブビュー表示が可能
となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、画素データを非
破壊で読み出し可能な撮像素子を有するデジタルカメラ
に関する。
【0002】
【従来の技術】デジタルカメラとして、液晶モニタ等の
表示装置に、画像をライブビュー表示するようにしたも
のが知られている。また、手ぶれ補正機能を備えたデジ
タルカメラも知られている。このようなライブビュー表
示をスムーズに行い、あるいは高精度な手ぶれ補正を行
うためには、例えば1/30秒程度の周期で画素データ
を更新するのが望ましい。
【0003】ところが、近年、撮像素子の画素数の増大
化に伴い、全画素の画素データを読み出していては、上
記短時間での処理が非常に困難となってきている。この
ため、任意の画素を指定してその画素データを読み出す
ことが可能な例えばCMOSセンサ等の撮像素子を用
い、撮像素子における全画素のうちの間引きされた複数
の指定画素(間引き画素ともいう)のデータを読み出す
ことにより、画素数を実質的に減らした状態でライブビ
ュー表示したり、手ぶれ検出処理を行うことが提案され
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の間引
き画素データを用いたデジタルカメラでは、図7に示す
ように、撮影画像を得るための本露光の前においては、
間引きされた複数画素の画素データの読み出しによりラ
イブビュー表示や手ぶれ検出がなされているが、レリー
ズボタン(シャッターボタン)が押されて本露光が開始
されると、ライブビュー表示や手ぶれ検出がされなくな
り、本露光が終了し全画素の画素データの読み出しが終
了した時点から、再び間引き画素データの読み出しが行
われ、ライブビュー表示や手ぶれ検出が再開されるもの
であった。つまり、本露光中にはライブビュー表示や手
ぶれ検出がなされないという欠点があった。
【0005】なお、ライブビュー表示に関して、特開平
11−205689号公報には、本露光中の撮像素子に
対して周期的な読み出しを継続し、画像データを画像保
持部に保持しておくことにより、前記読み出し周期より
も蓄積時間を長く設定するようにした構成が開示されて
いるが、この構成では、本露光中に画素データが更新さ
れておらず、リアルタイムでのライブビュー表示とはな
っていない。
【0006】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
のであり、本露光前のライブビュー表示や手ぶれ検出は
もとより、本露光中にもライブビュー表示や手ぶれ検出
を行うことができるデジタルカメラを提供することを課
題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題は、画素データ
を非破壊で読み出し可能な撮像素子と、撮像素子におけ
る任意の画素のアドレスを指定するためのアドレス指定
手段と、前記撮像素子の全画素のうちの間引きされた複
数の指定画素について、本露光前には画素データの破壊
の読み出しを行い、本露光中には画素データの非破壊の
読み出しを行うように、前記アドレス指定手段を介して
撮像素子を制御する制御手段と、を備えていることを特
徴とするデジタルカメラによって解決される。
【0008】このデジタルカメラによれば、制御手段に
よりアドレス指定手段を介して撮像素子における全画素
のうちの間引きされた複数の画素のアドレスが指定され
る。アドレス指定された複数の指定画素について、本露
光前には、画素データの破壊読み出しが行われ、本露光
中には、画素データの非破壊読み出しが行われる。これ
により、本露光中においても最新の画素データを使用で
きるから、ライブビュー表示や手ぶれ検出が可能とな
る。
【0009】具体的には、本露光前の前記破壊読み出し
による画素データならびに本露光中の前記非破壊読み出
しによる画素データを用いてライブビュー表示するライ
ブビュー表示手段を備えている構成とすることにより、
本露光前だけでなく本露光中でも、ライブビュー表示が
可能となる。
【0010】また、本露光前の前記破壊読み出しによる
画素データならびに本露光中の前記非破壊読み出しによ
る画素データを用いて、ぶれ検出を行うぶれ検出手段を
備えている構成とすることにより、本露光前から本露光
中にかけてもぶれ検出が行われるので、手ぶれ予測誤差
が少なくなり、有効な手ぶれ補正が可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面
に基づいて説明する。
【0012】図1は、この発明の一実施形態にかかるデ
ジタルカメラを示す外観斜視図であり、また、図2は、
同デジタルカメラを示す背面図である。
【0013】図1,2において、デジタルカメラ5にお
けるカメラ本体5Aの前面には、撮影レンズ51が装備
されている他に、前面上部には、ファインダ窓54およ
び測距窓59などが設けられており、カメラ本体5Aの
内部には、上記撮影レンズ51による光学像を受光して
光電変換する撮像素子403が配設されている。この撮
像素子403は、この実施形態では非破壊読み出しが可
能なCMOSセンサからなる。さらに、カメラ本体5A
の上面には、レリーズボタン53、撮影モードキー57
および液晶パネル58などが設けられている。カメラ本
体5Aの側面には、記憶メディア55が挿脱可能に挿入
される挿入口56が形成されている。
【0014】撮影モードキー57では、液晶パネル58
の表示内容を見ながら、絞り優先、シャッタースピード
優先などの露光条件の設定、マクロ撮影の切り替え、さ
らに、ズームの設定が行える。
【0015】また、カメラ本体5Aの背面には、ライブ
ビュー表示用の液晶モニタ413aおよび画像処理モー
ド設定キー501などが設けられている。この画像処理
モード設定キー501により、上記液晶モニタ413a
の表示内容を見ながら、手ぶれ補正モードの設定が行え
るようになっている。
【0016】このデジタルカメラ5は、通常のものと同
様に、撮像素子403による撮影画像を記録メディア5
5に記録することが可能であり、また、撮影画像を取得
するための本露光中においても手ぶれ検出を行うことが
できる機能を有している。もちろん、手ぶれ補正モード
を設定することなく自動的に手ぶれ補正が機能するよう
にしてもよい。さらに、デジタルカメラ5は、本露光前
はもとより本露光中においても、液晶モニタ413aに
ライブビュー表示ができるようになっている。
【0017】上記本露光中の手ぶれ検出やライブビュー
表示は、後述するように、撮像素子403としてのCM
OSセンサの画素(図3)Pのうちの間引きされた複数
の画素をアドレス指定して、画素データの非破壊読み出
しを行うことにより実行される。
【0018】図3は、撮像素子403を構成しているア
クティブピクセルCMOSセンサの画素構造を示す。撮
像素子403は、周知のようにマトリックス状に配列さ
れた多数の画素Pを有する。ここでは、図面の簡素化
上、2×2画素を例示してある。
【0019】図3において、一つの画素Pは、リセット
スイッチを構成するCMOS形のトランジスタ104に
接続された受光素子としてのフォトダイオード105、
フォトダイオード105の画素信号に対する増幅用トラ
ンジスタ106、増幅用トランジスタ106に直列接続
されて、垂直方向選択回路101により制御される行選
択用トランジスタ等からなる。図3中、102はリセッ
トライン、108は行選択用アドレスライン、109は
信号ライン、110は出力ライン113における出力増
幅器である。また、111はノイズキャンセル回路、1
12は画素列を選択する水平方向選択回路である。
【0020】このような撮像素子403においては、外
部から制御信号を水平方向選択回路112および垂直方
向選択回路101に印加することにより、特定の画素P
を指定することができ、その指定された画素Pのフォト
ダイオード105の画素データが信号ライン109を介
して出力ライン113に取り出され、出力増幅器110
を介して画像データとして送出される。このため、水平
方向選択回路112および垂直方向選択回路101によ
り、必要な画素のデータのみを高速周期で読み出すこと
が可能となる。
【0021】この種の撮像素子403における通常の読
み出し(破壊読み出し)については、増幅用トランジス
タ106の閾値等のばらつきによる固定パターンノイズ
(FPNという)を、撮像素子403内でキャンセルす
ることが可能である。具体的には、フォトダイオード1
05による光電変換で蓄積された電荷を読み出し、ノイ
ズキャンセル回路111で保持し、ついで、リセット用
トランジスタ104でリセットをかけたのちに再び電荷
を読み出し、ノイズキャンセル回路111で保持し、こ
れら二つの信号を減算することにより、ノイズキャンセ
ル処理が行われるようになっている。
【0022】一方また、この種の撮像素子403では、
非破壊読み出し、つまり、フォトダイオード105によ
り光電変換されて蓄積された画素データを破壊すること
なく、読み出すことが可能である。それは、前記破壊読
み出しとは異なり、リセット状態での読み出しを行わな
いからであり、これにより、例えば、露光中でも、フォ
トダイオード105に蓄積された電荷を失わずに、読み
出すことができるのである。
【0023】しかし、上記非破壊読み出しにおいては、
リセット状態での読み出しを行わないので、撮像素子4
03内でノイズキャンセル処理を行うことができない。
そのために、この実施形態では、メモリにFPNテーブ
ルとして、一画面分の暗示出力を記憶させておき、画素
データから対応する暗示出力を減算してノイズキャンセ
ルを行う。
【0024】図4は、上記デジタルカメラ5の電気的構
成を示すブロック図である。
【0025】このデジタルカメラ5は、撮像素子駆動部
を兼ねたアドレス指定部402、カメラ全体を制御する
制御CPU404、撮像素子403によるアナログ画像
信号をデジタル画像信号に変換するA/D変換器40
5、手ぶれを検出するぶれ検出部409、ぶれ補正部4
11、画像メモリ412、ライブビュー表示部413、
前記記録メディア55に対するメディア記録部(ドライ
バ)414などを有している他に、FPN除去部40
6、間引き読み出し画素FPNテーブル記憶メモリ40
7、デジタル画像データの送出を切り換える切り換え部
408、ぶれ軌跡記憶メモリ兼間引き画像記憶メモリ4
10を備えている。
【0026】アドレス指定部402は、後述するライブ
ビュー表示等のために、本露光前には、撮像素子403
の受光面403aを構成する全画素Pのうち、図5に示
すように、間引きされた複数の指定画素Psの各画素デ
ータが破壊で読み出しされるようにアドレス指定し、ま
た、露光中には、前記複数の指定画素Psの各画素デー
タが非破壊で読み出されるようにアドレス指定するもの
である。
【0027】制御CPU404は、前記アドレス指定部
402を介して前記撮像素子403における複数の指定
画素Psの画素データの読み出しを制御する他、FPN
除去部406、間引き読み出し画素FPNテーブル記憶
メモリ407、さらには、切り換え部408、ぶれ軌跡
記憶メモリ兼間引き画像記憶メモリ410を制御するよ
うに設定されている。
【0028】FPN除去部406は、本露光中に、複数
の指定画素Psから画素データが非破壊読み出された際
に、撮像素子403内でキャンセル処理できないFPN
を、複数の指定画素Ps分だけのFPNテーブル407
のデータを参照して除去する機能を有する。間引き読み
出し画素FPNテーブル記憶メモリ407は、FPNテ
ーブルに指定画素のFPNデータを記憶している。
【0029】ぶれ検出部409は、前記複数の指定画素
Psの読み出しにより得られた画素データを、ぶれ軌跡
記憶メモリ兼間引き画像記憶メモリ410に記憶させ、
次回からの画素データについては、前回の画像データと
比較することにより、ぶれ軌跡を算出して、前記ぶれ軌
跡記憶メモリ兼間引き画像記憶メモリ410に記憶させ
るようになっている。
【0030】ぶれ補正部411は、前記ぶれ軌跡記憶メ
モリ兼間引き画像記憶メモリ410に記憶されているぶ
れ軌跡データを用いて、手ぶれの補正を行う機能を持っ
ている。
【0031】ライブビュー表示部413は、本露光前の
破壊読み出しによる画素データならびに本露光中の非破
壊読み出しによる画素データをそれぞれ処理して、ライ
ブビュー表示するものであり、前記液晶表示モニタ41
3aを含む。
【0032】つぎに、上記デジタルカメラ5の動作を図
4〜図6を参照して説明する。
【0033】被写体像は、前記撮影レンズ51を含む光
学系401を通して撮像素子403により受光され、各
画素P(Ps)毎に受光量に応じて光電変換される。
【0034】(1)本露光前の場合 制御CPU404は、図6に示すように、撮像素子40
3の複数の指定画素Psに対して、所定の周期(例えば
1/30秒)で画素データの読み出しとリセットつまり
破壊読み出しが行われるように、アドレス指定部402
を制御し、さらに、破壊読み出しされた画素データがF
PN除去部406に送られるように、切り換え部408
を制御する。
【0035】破壊読み出しされた画素データは、A/D
変換回路405によりA/D変換され、そのデジタル画
素データは、上記切り換え部408を介してFPN除去
部406に送られる。
【0036】前述したように、破壊読み出しされた画素
データは、撮像素子403内でFPNのキャンセル処理
がなされている。このため、このFPN除去部406に
送られた画素データは、このFPN除去部406では何
も行われることなく、そのままライブビュー表示部41
3およびぶれ検出部409に送出される。
【0037】ライブビュー表示部413は、送られてき
た画素データをライブビュー表示に必要な処理を施し
て、液晶モニタ413aにライブビュー表示する。この
時の画素データは、前記複数の指定画素Psについて読
み出されたものであるから、撮像素子403の画素Pの
総数が大きくても、高速周期での読み出しが可能であ
り、例えば1/30秒ごとのスムーズな画像切り替え表
示が可能となる。
【0038】ぶれ検出部409において、前記複数の指
定画素Psの破壊読み出しによって得られた1枚目の画
素データは、そのままぶれ軌跡記憶メモリ兼間引き画像
記憶メモリ410に格納・保存される。これ以降の破壊
読み出しによる画素データについては、前回の破壊読み
出しによる画素データを用いてぶれ軌跡が算出される。
破壊読み出しによる画素データと、算出されたぶれ軌跡
とは、共にぶれ軌跡記憶メモリ兼間引き画像記憶メモリ
410に格納・保存される。
【0039】これにより、ぶれ軌跡記憶メモリ兼間引き
画像記憶メモリ410には、得られた複数枚分の破壊読
み出しによる画素データと、ぶれ軌跡データとが保存さ
れることになる。
【0040】但し、複数枚分とは、ぶれ軌跡演算に必要
な指定枚数のことであり、指定枚数以上になると、最も
古い破壊読み出しによる画素データは破棄され、最新の
画素データのみが保存される。
【0041】(2)本露光期間中の場合 レリーズボタン53が押されると、図6に示すように、
すべての画素Pを順次リセットして、本露光が開始され
る。本露光期間は、前記ライブビューの切り替え周期
(1/30秒)よりも長く設定されている。本露光期間
が1/30秒以下の場合は、ぶれがほとんど生じないの
で、本露光期間中に非破壊読み出しする必要はない。ま
た、1/30秒毎のライブビューのための非破壊読み出
しが必要ないのは明らかである。
【0042】制御CPU404は、本露光期間中でも前
記周期でライブビュー表示を行わせるために、前記複数
の指定画素Psの画素データが非破壊で読み出されるよ
うに、アドレス指定部402を制御し、さらに、非破壊
読み出しされた画素データがFPN除去部406に送ら
れるように、切り換え部408を制御する。
【0043】非破壊読み出しされた画素データは、A/
D変換回路405によりA/D変換され、そのデジタル
画素データは、上記切り換え部408を介してFPN除
去部406に送られる。
【0044】前述したように、非破壊読み出しが行われ
た時には、撮像素子403内でFPNのキャンセル処理
をすることができない。このため、FPN除去部406
では、得られた画素データから間引き読み出し画像FP
Nテーブルにおける対応する画素のノイズデータを減算
してFPNのキャンセル処理を行う。
【0045】FPNが除去された画素データは、前記ラ
イブビュー表示部413およびぶれ検出部409に送出
される。ライブビュー表示部413は、送られてきた画
素データをライブビュー表示に必要な処理を施して、ラ
イブビュー表示する。
【0046】このように、本露光中でも、複数の画素P
sを指定して画素データを非破壊で読み出すので、画素
データの高速周期での処理が行えるうえ、読み出す度に
画素データが更新されているので、リアルタイムでのラ
イブビューを得ることができる。
【0047】ぶれ検出部409において、前記複数の指
定画素Psの非破壊読み出しによって得られた1枚目の
画素データは、そのままぶれ軌跡記憶メモリ兼間引き画
像記憶メモリ410に格納・保存される。これ以降の非
破壊の読み出しによる画素データについては、前回の非
破壊の読み出しによる画素データを用いてぶれ軌跡が算
出される。非破壊読み出しされた画素データと、算出さ
れたぶれ軌跡とは、共にぶれ軌跡記憶メモリ兼間引き画
像記憶メモリ410に格納・保存される。
【0048】つまり、これにより、ぶれ軌跡記憶メモリ
兼間引き画像記憶メモリ410には、得られた複数枚分
の非破壊読み出しされた画素データと、ぶれ軌跡データ
とが保存されることになる。
【0049】但し、複数枚分とは、ぶれ軌跡演算に必要
な指定枚数のことであり、指定枚数以上になると、最も
古い非破壊読み出しデータは破棄され、最新の画素デー
タが保存される。
【0050】このように、前記露光前から露光中にかけ
ての連続したぶれ検出が行われるので、ぶれの予測誤差
が小さくなる。つまり、ぶれ検出精度が高く、手ぶれ補
正が的確に行えることになる。
【0051】(3)本露光期間終了 本露光期間が終了すると、制御CPU404は、全画素
Pについて画素データの破壊読み出しを行わせるため、
まず、複数の指定画素Psにおける画素データが破壊読
み出しされ、その後残りの画素Pの画素データが破壊読
み出しされるように、アドレス指定部402を制御す
る。また、上記複数の指定画素Psの画素データのみが
ぶれ検出部409で処理されるように、かつ全画素Pの
画素データがぶれ補正部411で処理されるように、切
り換え部408を制御する。
【0052】破壊読み出しされた全画素Pの画素データ
から、複数の指定画素Psの画素データを選択して送出
することは、全画素Pの画素データを破壊読み出しする
際に、まず複数の指定画素Psの画素データを読み出し
ているので、簡単に実現できる。
【0053】破壊読み出しされた全画素Pの画素データ
は、A/D変換回路405によりA/D変換され、その
デジタル画素データは、上記切り換え部408を介して
FPN除去部406に送られる。
【0054】FPN除去部406に送られた画素データ
は、破壊読み出しであるので、FPN除去処理をする必
要がなく、そのままライブビュー表示部413およびぶ
れ検出部409に送出される。
【0055】ぶれ検出部409においては、前回の非破
壊読み出しの画素データを用いてぶれ軌跡が算出され
る。破壊読み出しされた画素データと、算出されたぶれ
軌跡データとは、共にぶれ軌跡記憶メモリ兼間引き画像
記憶メモリ410に格納・保存される。
【0056】ぶれ補正部411においては、破壊読み出
しされた全画素のデータについて、前記ぶれ軌跡記憶メ
モリ兼間引き画像記憶メモリ410に記憶されている本
露光前から本露光期間終了に到るまでの連続したぶれ軌
跡データを用いて、ぶれ復元の処理を施す。そして、復
元された画素データは、画像メモリ412に送られて、
撮影画像として保存される。
【0057】この画像メモリ412に保存されている画
像については、ユーザーの操作により、ライブビュー表
示部413の液晶モニタ413aに表示したり、メディ
ア記録部414にある記録メディア55に記録させるこ
とができる。
【0058】
【発明の効果】以上のように、この発明は、画素データ
を非破壊で読み出し可能な撮像素子における全画素のう
ちの間引きされた複数の画素のアドレスを指定し、その
複数の指定画素について、本露光前には、画素データの
破壊読み出しを行い、本露光中には非破壊読み出しを行
うようにしたことから、本露光中でも、高速周期での画
素データの読み出しによる画素データが得られ、撮像素
子の画素数の増大化に容易に対応できるのはもとより、
最新の画素データを使用して、本露光中にライブビュー
表示や、高精度な手ぶれ検出を行うことができる。
【0059】例えば、本露光前の前記破壊読み出しによ
る画素データならびに本露光中の前記非破壊読み出しに
よる画素データを用いてライブビュー表示するライブビ
ュー表示手段を備えた構成とすることにより、本露光前
だけでなく、本露光中でも、ライブビュー表示を行うこ
とができる。
【0060】また、本露光前の前記破壊読み出しによる
画素データならびに本露光中の前記非破壊読み出しによ
る画素データを用いて、ぶれ検出を行うぶれ検出手段を
備えている構成とすることにより、本露光前から本露光
中にかけてもぶれ検出を行うことができるので、手ぶれ
予測誤差が少なくなり、有効な手ぶれ補正が可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態にかかるデジタルカメラ
を示す外観斜視図である。
【図2】同じくデジタルカメラを示す背面図である。
【図3】同じくデジタルカメラの撮像素子の画素構造を
示す構成図である。
【図4】同じくデジタルカメラの電気的構成を示すブロ
ック図である。
【図5】撮像素子における複数の指定画素の選択例の説
明図である。
【図6】同じく撮像素子の画素信号の読み出しタイミン
グの説明図である。
【図7】従来のデジタルカメラにおける画素信号のリセ
ットと画像読み出しタイミングの関係の説明図である。
【符号の説明】
5・・・・・・・・・デジタルカメラ 402・・・・・・・アドレス指定手段 403・・・・・・・撮像素子 404・・・・・・・制御CPU(制御手段) 409・・・・・・・ぶれ検出部 413・・・・・・・ライブビュー表示部 413a・・・・・・液晶モニタ P・・・・・・・・・画素 Ps・・・・・・・・指定画素
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // H04N 101:00 H04N 101:00 Fターム(参考) 5C022 AB31 AB37 AB55 AC03 AC42 AC69 5C024 AX01 BX01 CY01 CY15 CY21 DX04 DX07 GX03 GY31 HX13 HX50 HX60

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画素データを非破壊で読み出し可能な撮
    像素子と、 撮像素子における任意の画素のアドレスを指定するため
    のアドレス指定手段と、 前記撮像素子の全画素のうちの間引きされた複数の指定
    画素について、本露光前には画素データの破壊の読み出
    しを行い、本露光中には画素データの非破壊の読み出し
    を行うように、前記アドレス指定手段を介して撮像素子
    を制御する制御手段と、 を備えていることを特徴とするデジタルカメラ。
  2. 【請求項2】 本露光前の前記破壊読み出しによる画素
    データならびに本露光中の前記非破壊読み出しによる画
    素データを用いてライブビュー表示するライブビュー表
    示手段を備えている請求項1に記載のデジタルカメラ。
  3. 【請求項3】 本露光前の前記破壊読み出しによる画素
    データならびに本露光中の前記非破壊読み出しによる画
    素データを用いて、ぶれ検出を行うぶれ検出手段を備え
    ている請求項2に記載のデジタルカメラ。
JP2000204083A 2000-07-05 2000-07-05 デジタルカメラ Pending JP2002027326A (ja)

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