JP2002300466A

JP2002300466A - 撮像における電力調整方法

Info

Publication number: JP2002300466A
Application number: JP2001104196A
Authority: JP
Inventors: Masaru Osada; 勝長田
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2001-04-03
Filing date: 2001-04-03
Publication date: 2002-10-11

Abstract

(57)【要約】【課題】長時間露光に際して省電力化を図ることがで
きる撮像における電力操作方法の提供。【解決手段】撮像における電力操作方法は、露光開始
させ（S14)、露光終了かどうかの判定を行い（S16)、継
続の際にカメラの露光開始から現時点までの実際の露光
時間を計測し（S18)、この実際の露光時間と所定の時間
Lsと比較して長時間露光モードの判定を行い（S20)、判
定が偽のとき、通常の露光モードで撮像し、判定が真の
とき長時間露光モードにおける露光に関与する箇所に給
電し、かつ残る箇所への給電を抑制または停止する制御
を施し（S22)、露光終了時には通常の露光モードでの終
了処理を行い（S26)、さらに信号読出しおよび信号処理
を行う（S28)。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像における電力
調整方法に関し、たとえば撮像機能を有する電子カメラ
にて露光を長時間にわたって行う撮影時における処理等
に適用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】ディジタルスチルカメラは、撮像部の
駆動電位および信号処理自体の電源電圧の低レベル化を
図って動作させるように技術的な改善が施されてきた。
このようにディジタルスチルカメラは携帯機器の一つと
して消費電力化が進められてきている。

【０００３】撮像部以降の処理では省電力化を意図した
内容ではないが、動作を停止させる処理に関連した、ク
ランプ制御に関する提案がある。第１の提案が特開平9-
322071号公報の映像信号処理回路であり、第２の提案が
特開平11-103469 号公報のクランプ制御方法である。前
者はバイアス付与手段で電源投入直後の所定期間に入力
映像信号に所定のバイアスを付与してアナログクランプ
における過渡応答特性の改善（すなわち、クランプ電位
への到達時間の短縮化）が図れるようにクランプ動作を
停止させている。

【０００４】また、後者は、オプティカルブラック（O
B)レベルとブランキング（BLK）レベルを常時監視して
黒バランスを保持し、基準信号入力時には監視動作を停
止させている。

【０００５】ディジタルスチルカメラでは、このように
たとえば、１秒ないし数秒以下までを通常露光時間とす
る通常露光モードにおける撮像信号の読出しや信号処理
にともなって意図的にまたは結果的に省電力化が図られ
てきている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、撮影には微
弱な光を検出するため通常露光時間以上にさらに長い露
出時間にわたって露光を行う場合や長時間露光の効果を
出すために、光量を少なく調整して長時間露光を行う場
合がある。長時間露光時の信号処理例としては、以下に
示す熱ノイズ対策がある。

【０００７】特開平8-306908号公報の電荷検出装置は、
電荷電圧変換手段の出力を低インピーダンス化するよう
に複数のソースフォロワ回路を有するインピーダンス変
換手段を用いて、ソースフォロワ回路の少なくとも初段
と２段目以降で異なる負荷トランジスタのゲート電圧に
することにより、熱ノイズの発生を抑制している。

【０００８】また、特開平9-168118号公報の固体撮像装
置はノイズ対策として以下のような提案を行っている。
固体撮像装置は、所定の時間よりも長い露光時に動作部
品の抵抗性分から生じる熱の発生および装置内を流れる
暗電流にともなって生じるショットノイズの発生を防止
するように、制御手段で駆動手段への信号電荷読出しパ
ルスと、駆動パルスおよびリセットパルスの供給の有無
を制御して、露光期間中で信号電荷が読み出されるとき
以外の期間では、水平および垂直レジスタおよび電荷検
出の駆動を停止させて、レジスタおよび電荷検出器の無
駄な駆動による余分な発熱を押さえている。

【０００９】前述したように、長時間露光モードにおい
ては撮像部の信号電荷の読出しを行う期間以外にパルス
の供給を停止して、信号電荷の読出し駆動動作を停止さ
せている。しかしながら、ディジタルスチルカメラの長
時間露光におけるノイズ対策が主目的であり、積極的に
省電力化を考慮したカメラ全体に対する提案は行われて
きていない。

【００１０】本発明はこのような従来技術の欠点を解消
し、長時間露光に際して省電力化を図ることができる撮
像における電力調整方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、被写界からの入射光を露光し、この入射
光を電気信号に光電変換して得られる撮像信号を求める
際に、電源から供給される電力を調整する撮像における
電力調整方法において、この方法は、電源供給の開始に
ともなう撮像に関する初期設定後に、任意に撮像の準備
を行う待機状態の開始に合わせてクロックを供給する第
１の工程と、被写界に応じた露光条件のパラメータを算
出して、この算出したパラメータを設定し、露光を開始
する第２の工程と、この露光の終了または継続かどうか
を判断する第３の工程と、露光の継続の際にこの露光の
開始から現時点までの時間を実際の露光時間とし、実際
の露光時間と所定の露光時間とを比較判定を行い、実際
の露光時間が所定の露光時間より短い場合露光を継続さ
せ、実際の露光時間が所定の露光時間以上の場合長時間
露光と判断する第４の工程と、この長時間露光と判断さ
れた際に、露光をそのまま継続してこの露光に係る処理
を維持しながら、残るこの他の処理において前記電力の
消費を抑える第５の工程と、長時間露光の終了または継
続かどうかを判断し、長時間露光を継続させる場合第６
の工程にて露光をそのまま継続する第６の工程と、長時
間露光を終了させる場合、この露光終了動作として光電
変換により蓄積した信号を読み出す第７の工程とを含む
ことを特徴とする。

【００１２】本発明の撮像における電力調整方法は、初
期設定した後、任意に撮像の準備を行う待機状態の開始
に合わせて、たとえばクランプ動作のパルスや信号処理
へのクロックの供給を開始し、被写界の撮像において用
いる露光条件のパラメータの算出を行い、この露光条件
の設定後、得られた露光パラメータに合わせて露光を開
始し、この露光の終了／継続かどうかを判断して、露光
の終了の際にこの露光終了動作に進み、露光の継続の際
にこの露光の開始から現時点までの実際の露光時間を求
め、露光の継続の際に、この実際の露光時間と所定の露
光時間とを比較判定を行って、実際の露光時間が所定の
露光時間より短い場合、露光を継続させ、実際の露光時
間が所定の露光時間以上の場合、長時間露光と判断し、
この長時間露光と判断された際に、露光をそのまま継続
してこの露光に係る処理を維持しながら、残りの処理に
おいて電力の消費を抑え、長時間露光の終了／継続かど
うかを判断して、この長時間露光が継続する場合、露光
をそのまま継続し、長時間露光が終了する場合、露光終
了動作に進ませて、この露光終了動作として光電変換に
より蓄積した信号を読み出すことにより、通常の露出と
長時間露出とを区別してそれぞれに対応した動作を行わ
せ、長時間露出の際に露光と関係のない処理に対して大
きく消費電力を抑制させて低消費電力化している。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に添付図面を参照して本発明に
係る撮像における電力調整方法を適用したディジタルカ
メラの実施例を詳細に説明する。

【００１４】また、本発明は本発明と直接関係のない部
分について図示および説明を省略する。ここで、信号の
参照符号はその現れる接続線の参照番号で表す。

【００１５】本実施例のディジタルカメラ10は、図１に
示すように、初期設定した後、任意に撮像の準備を行う
待機状態の開始に合わせてパルスやクロックの供給を開
始し（ステップS12)、被写界の撮像において用いる露光
条件のパラメータの算出を行い、この露光条件の設定後
に、得られた露光パラメータに合わせて露光を開始し
（ステップS14)、この露光の終了／継続かどうかを判断
して、露光の終了の際にこの露光終了動作に進み、露光
の継続の際にこの露光の開始から現時点までの実際の露
光時間を求め（ステップS16)、露光の継続の際に、実際
の露光時間と所定の露光時間とを比較判定を行って（ス
テップS18)、実際の露光時間が所定の露光時間より短い
場合、露光を継続させ、実際の露光時間が所定の露光時
間以上の場合、長時間露光と判断し（ステップS20)、こ
の長時間露光と判断された際に、露光をそのまま継続し
てこの露光に係る処理を維持しながら、残りの処理にお
いて電力の消費を抑え（ステップS22)、長時間露光の終
了／継続かどうかを判断して（ステップS24)、この長時
間露光が継続する場合、露光をそのまま継続し、長時間
露光が終了する場合、露光終了動作に進ませて（ステッ
プS26)、この露光終了動作として光電変換により蓄積し
た信号を読み出す（ステップS28)ことに特徴がある。

【００１６】本実施例のディジタルカメラ10は、一眼レ
フタイプのカメラである。したがって、カメラ10は、詳
細に示さないがカメラ本体の機構にレンズの交換を可能
にする機構を有している。

【００１７】ディジタルカメラ10には、図２に示すよう
に、光学レンズ系12、操作部14、システム制御部16、光
学調整部18、撮像部22、前処理部24、信号処理部26、ド
ライバ部28、タイミング信号発生部30、モニタ32、信号
発生部34、ストレージ36、閃光発光部38、選択スイッチ
40、拡張信号処理部42および専用信号処理部44が含まれ
ている。

【００１８】光学レンズ系12には、たとえば、複数枚の
光学レンズを組み合わせて構成されている。光学レンズ
系12には、図示しないが、これら光学レンズの配置する
位置を調節して画面の画角を操作部14からの操作信号14
a に応じて調節するズーム機構や被写体とカメラ10との
距離に応じてピント調節する、AF（Automatic Focus：
自動焦点）調節機構が含まれている。操作信号14a は、
システム制御部16に供給される。光学レンズ系12には、
後述する光学調整部18から駆動信号18a, 18bが供給され
ている。

【００１９】操作部14には、図示しないレリーズシャッ
タボタンやたとえばモニタ画面に表示される項目を選択
するカーソル選択機能等が備えられている。特に、レリ
ーズシャッタボタンの操作は、撮像タイミングの供給と
ともに、複数の段階のそれぞれでカメラ10の操作を行う
ように撮像に関して予備撮像をボタンの押込みにより選
択する。操作部14は、半押しの予備撮像モードと全押し
の静止画撮像のモードのいずれが選択されたかを操作信
号14a によりシステム制御部16に出力して報知する。本
実施例では示していないが操作信号14a をシステムバス
20を介してシステム制御部16に供給するようにしてもよ
い。

【００２０】システム制御部16には、カメラ制御部160
およびディジタル制御部162が含まれている。カメラ制
御部160 は、これまでの銀塩カメラでも駆動制御等に用
いられてきたカメラ全体の汎用、かつ一般的的な部分を
制御するマイクロコンピュータである。カメラ制御部16
0 は、図２に示すようにおいて光学調整部18を制御して
いる。また、もう一つのディジタル制御部162 は、ディ
ジタルデータの処理を制御するマイクロコンピュータで
ある。システム制御部16の制御については後段でさらに
それぞれ説明する。システム制御部16は、カメラ制御部
160 とディジタル制御部162とを信号線16aでつないで互
いを考慮して両者間の関連した制御も行ってカメラ本体
とディジタル信号処理とを関連させていることから動作
がスムーズに行わせている。

【００２１】また、システム制御部16は、操作部14から
供給される操作信号14a に応じて露光時間を計測し、計
測した時間と所定の時間Lsとを比較して通常露光と長時
間露光とを判断してそれぞれの露光が行われるように給
電および供給するクロック周波数を制御している。露光
時間は、レリーズシャッタボタンの全押し操作された露
光開始から全押し操作の解除されるまでの時間である
が、システム制御部16は、操作部14からの操作信号14a
または解除信号を検出するように監視している。システ
ム制御部16は露光の終了まで、たとえば内部カウンタ機
能を用いて露光開始から現時点までを実際の露光時間と
してその都度の時間計測も行っている。

【００２２】光学調整部18には、図３に示すように、ミ
ラー180、モジュールミラー182、コンデンサレンズ18
4、AF駆動制御部186、AE駆動制御部188、白バランスセ
ンサ190が備えられている。ミラー 180は光学レンズ系1
2を通った入射光をカメラ本体10の上方に90°反射させ
る角度に配置させる。レリーズシャッタボタン（図示せ
ず）を全押し操作する撮像の場合を除いてミラー 180は
この位置にある。したがって、ミラー 180の反射光は、
図示しないプリズムにより反射し、レンズを介してビュ
ーファインダに結像される。ユーザは被写界の画角等の
確認を行うことができる。また、ミラー 180には、入射
光を撮像部22に送ることができるように、たとえば跳ね
上げる機構（図示せず）が施されている。レリーズシャ
ッタボタンを全押し操作した際に、この機構が動作す
る。

【００２３】モジュールミラー182は、入射光の光路を
コンデンサレンズ184の方向に反射させる位置に配され
ている。レリーズシャッタボタンを半押し操作した場
合、コンデンサレンズ184は、AF駆動制御部186の光検出
部に反射光を収束させる。AF駆動制御部186 は、システ
ム制御部16から供給される制御信号160bに応動して駆動
制御を行わせる。この駆動制御を行う際にAF駆動制御部
186 は検出した信号から光学レンズ系12のフォーカスサ
ーボ調整にともなって移動させる方向を求め、この方向
に光学レンズ系12のレンズを移動させるように駆動信号
を生成する。AF駆動制御部 186は、このような制御を行
うように生成した駆動信号186aを光学レンズ系12の移動
機構に出力する。AF駆動制御部 186はこの駆動制御を行
うことにより光学レンズ系12を最適なフォーカス位置に
到達するように位置調節することができる。

【００２４】AE駆動制御部188 には予備撮像のモードに
おいて制御信号162bおよびAE評価値に基づく絞り・シャ
ッタ速度（露光時間）のデータが供給される。これらの
供給に応動してAE駆動制御部188 は、図示しない絞り機
構およびメカシャッタに駆動信号188aを出力する。な
お、AE評価値は、撮像部22の複数の部分領域および／ま
たは中央領域から得られた信号電荷を測光信号として読
み出して、前処理部24を介して信号処理部26に供給し、
供給されるディジタル信号に対する信号処理を行って算
出されている。

【００２５】白バランスセンサ190 は、システム制御部
16の制御信号164bを入力してセンサを動作状態にさせ、
入射光を受けて白バランスの調整用信号190aを、たとえ
ば信号処理部26に出力する。

【００２６】光学調整部18は、図１に示すシステム制御
部16から供給される制御信号16b がこれらの各部を制御
する制御信号160b, 162b, 164bをまとめて表したもので
ある。光学調整部18は、長時間露光モードと検出された
際に光学レンズ系12のメカニカル機構においてレンズ固
定に用いる給電だけを行い、駆動信号18a, 18bの供給を
停止し、この機構動作をロックする。これにより、長時
間露光時における露光条件が維持される。

【００２７】撮像部22には、光学ローパスフィルタ22
a、色フィルタ22bおよび固体撮像素子22cが含まれてい
る。光学ローパスフィルタ22aは入射光の空間周波数を
ナイキスト周波数以下にするフィルタである。色フィル
タ22bは三原色RGBの色フィルタセグメントが固体撮像素
子22c の個々の撮像素子と一対一に所定の位置関係に配
されたフィルタである。したがって、色フィルタ22bは
固体撮像素子22cの撮像素子の配置に依存し、固体撮像
素子22cが画素ずらし配置の場合には、たとえばG正方RB
完全市松パターン等が用いられる。色フィルタ22bは三
原色RGBに限定するものでなく、補色系の色フィルタセ
グメントであってもよい。ただし、この場合、後段の信
号処理には補色を原色に変換する処理が追加される。

【００２８】固体撮像素子22cにはCCD (Charge Coupled
Device)型やMOS (Metal Oxide Semiconductor）型があ
る。本実施例ではCCD型が用いられ、固体撮像素子22cは
入射光を光電変換して信号電荷を生成している。図示し
ないが撮像素子のアレイ配置は垂直および水平方向の画
素間隔をピッチとし、互いに隣接する素子間隔が垂直お
よび水平方向に半ピッチずつ画素がずれている。この配
置に合わせて信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送レ
ジスタは、隣接する素子を迂回するように蛇行またはジ
グザグに形成されている。

【００２９】水平転送レジスタは垂直転送レジスタと直
交する方向に形成されている。水平転送レジスタは供給
される信号電荷を出力アンプに向けて転送する。出力ア
ンプは、信号電荷(Q)を電圧(V)に変換して出力する。固
体撮像素子22c は、実際に入射光に対する露光、信号電
荷の転送、素子のリセット等を後述するドライバ部28か
ら供給される駆動信号に応動して行われる。撮像部22
は、撮像信号22dを前処理部24に出力する。

【００３０】前処理部24には、図示しないが相関二重サ
ンプリング回路、アンプ、クランプ回路、前置白バラン
ス調整回路、色分離回路および A/D変換部が含まれてい
る。前処理部24は、図示しないが、システム制御部16の
制御を受けるとともに、タイミング信号発生部30から供
給される各種のタイミング信号に応じて動作する。前処
理部24は、システム制御部16によりカメラ10が待機モー
ドと判断された際に省電力化に移行する。カメラ10は、
この移行にともなって待機モードや長時間露光モードか
ら通常動作モードへの復帰が迅速に行える程度に動作電
圧を低下させている。

【００３１】ここで、動作モードを簡単に説明する。シ
ステム制御部16は、レリーズシャッタボタンが全押しさ
れて所定の時間Ls以上に時間経過した場合、レリーズシ
ャッタボタンがまったく押されていない状態が第１の設
定した時間以上に継続した場合、第１の設定時間より長
い第２の設定時間以上が経過した場合で長時間露光モー
ド、待機モードおよび電源遮断モードとに対応してカメ
ラ10を動作させている。

【００３２】相関二重サンプリング回路は、供給される
信号が含む低周波のノイズ成分を除去する。ノイズ除去
された信号はアンプでのAGC (Automatic Gain Control)
による増幅により波形整形され、クランプ回路では波形
整形した信号をあらかじめ規定した基準レベルに固定さ
れる。前置白バランス調整回路は、たとえば光学調整部
18の白バランスセンサ190 の検出結果に応じた制御をク
ランプした信号に対して前置白バランス調整を施す。前
置白バランス調整は原色または補色系を考慮して行うと
よい。色分離回路は白バランス調整した信号が有する三
原色RGBのうちの各色ごとに分離する。A/D変換部は各色
のアナログ信号をディジタル信号24aに変換して信号処
理部26に出力する。

【００３３】信号処理部26は、画像信号処理部で、RISC
（Reduced Instruction Set Computer：縮小命令セット
コンピュータ）チップである。このチップ内には、図示
しないが前処理バッファ部、画像処理部、D/A部、PIO
(Programmed Input/Output)部、UART (Universal Async
hronous Receive-Transceiver：非同期シリアル通信用
送受信回路)部、PLL (Phase Locked Loop）回路、DMA
(Direct Memory Access）部および圧縮伸長部が含まれ
ている。信号処理部26は、システム制御部16からの制御
信号16cがシステムバス20、制御線27を介して供給さ
れ、この制御に応動して動作している。

【００３４】前処理バッファ部は、ディジタルデータに
変換した画像データ24a を入力し、一時的に記憶する。
前処理バッファ部には、たとえばガンマ補正用のルック
アップテーブルが含まれている。画像処理部は、前処理
の一つとして格納している画像データをテーブルのデー
タを用いてガンマ補正する。画像処理部は、ハニカムタ
イプの固体撮像素子22c が撮像部22に用いられている場
合、このガンマ補正した画像データを用いて実際に画素
の存在する位置（実画素）や画素の存在しない位置（仮
想画素）に三原色RGB の画素データを補間処理により生
成する。また、画像処理部は、上述した各画素における
三原色RGB のデータおよび高周波成分を含む高輝度デー
タY_Hの生成を行って得られた画像データにマトリクス処
理を施す。画像処理部はマトリクス処理を施して得られ
た画像データY, C_r, C_bを生成する。

【００３５】画像処理部は、予備撮像およびムービーモ
ードの際にガンマ補正した画像データを間引いて画像デ
ータY, C_r, C_bを生成し、静止画撮影モードでは前述し
た補間処理を駆使して画素数を増やして画像データY,
C_r, C_bを生成する。画像処理部は、これらのモードおよ
びモニタ32の表示画素数等を考慮した画像データに調整
して、間引いた画像データをD/A部に供給する。D/A部は
供給された画像データをアナログ信号に変換する。D/A
変換部はアナログ信号26aをモニタ32に出力する。

【００３６】PIO部は、入出力をプログラムで変更する
ことのできるインターフェース部である。UART部は、シ
リアル・インターフェースに用いられるデバイスであ
る。このデバイスは、供給されるパラレル信号をシリア
ル信号に変換したり、シリアル・デバイスから送られる
シリアル信号をパラレル信号に変換する機能を有してい
る。PLL回路は、信号発生部34から供給されるクロック
信号（図示せず)を入力し、位相管理しながら逓倍して
信号処理部26内で使用する所望の周波数を生成してい
る。PLL回路は要求される動作速度に応じた周波数の信
号を信号処理部26内の各部に供給している。DMA部はマ
イクロプロセッサのような制御部を介すことなく、直接
にメモリ相互間でデータ転送を行う機能を有している。

【００３７】圧縮伸長部は、たとえば直交変換を用いた
JPEG（Joint Photographic ExpertsGroup)規格での圧縮
を画像データに施すエンコード回路と、この圧縮した画
像データを再び元のデータに伸長するデコード回路とを
有する。圧縮伸長部は、システム制御部16の制御により
記録時には圧縮したデータ26b をシステムバス20、信号
線36a を介してストレージ36に供給する。また、圧縮伸
長部が伸長処理を行う場合、逆にストレージ36から信号
線 36a、システムバス20を介して圧縮伸長部にデータを
取り込んで処理する。圧縮伸長処理を行う際に前置バッ
ファ部に画像データを一時的に格納する記憶部として用
いてもよい。ここで、伸長処理されたデータもD/A変換
部を介してモニタ32に表示させる。

【００３８】信号処理部26は、このように画像処理を施
して画像データを生成し、圧縮データ26bに限らず前述
した機能が駆使されたデータ26bがシステムバス20を介
して各部に出力している。

【００３９】ドライバ部28は、図４に示すようにVドラ
イバ 280、廃棄信号生成部282および転送信号生成部284
を有している。通常の露光モードでのドライバ部28の
動作を説明する。Vドライバ280は信号電荷の垂直転送に
対応して３値レベル（H, M, L)の信号280aを生成する回
路であり、光電変換する素子に対してバイアス電圧を供
給している。Vドライバ280には、たとえばフィールドシ
フトゲートパルス等のタイミング信号30a がタイミング
信号発生部30から垂直駆動に係る信号として撮像部22に
供給されている。廃棄信号生成部282はリセットドレイ
ンおよびオーバーフロードレインのそれぞれが要求時に
これらを介して余分な信号電荷を基板に逃がす機能を果
たすように廃棄信号282aを撮像部22に出力する。

【００４０】また、転送信号生成部284 は転送信号284a
として垂直転送信号φV、水平転送信号φHおよびリセッ
トパルスφRを生成する回路である。転送信号生成部284
は、素子内に蓄積した信号電荷を固体撮像素子22c に形
成されている転送レジスタ内へのフィールドシフト、転
送レジスタ内での多相駆動による転送、ラインシフト等
を順次行わせて信号電荷を転送させるとともに、所定の
タイミングに供給するリセットパルスを供給して撮像部
22の素子内に蓄積している信号電荷を廃棄している。

【００４１】次にドライバ部28が長時間露光モードにな
った際について説明する。長時間露光モードでは微弱な
入射光の強度を改善するように長時間の露光を試みてい
るので、露光の間にリセットすることはなく、信号電荷
がオーバーフローする虞も少ないと考えられる。そこ
で、ディジタル制御部162 は、ドライバ部28のうち、廃
棄信号生成部282および転送信号生成部284の動作を停止
するように制御することが望ましい。廃棄信号生成部28
2および転送信号生成部284には、タイミング信号発生部
30からそれぞれのタイミング信号30b, 30cが供給されて
いる。これらタイミング信号30b, 30cが供給されなけれ
ば、廃棄信号生成部282 および転送信号生成部284 は動
作しない。

【００４２】一方、Vドライバ280は、長時間露光モード
にあっても露光中にアレイ素子にそれぞれ光電変換用に
バイアス電圧を印加している。このため、Vドライバ280
は、Hレベルとして、たとえば10V程度の電圧を常に固体
撮像素子22c の撮像素子に印加している。この露光に際
して、Vドライバ280は、このうちのMレベルおよびLレベ
ルの駆動を行わないから、長時間露光期間中の動作を完
全に停止させても構わない。これらMおよびLレベルの駆
動を行うドライバには、図示しないが長時間露光に応動
してドライバに供給するラインをオフ／オンする切換ス
イッチを配設し、システム制御部16の制御により切換ス
イッチを制御するようにしてもよい。

【００４３】また、Vドライバ280は、長時間露光モード
の場合、バイアス電圧の供給を閃光発光部38から給電を
受けるようにしてもよい（図１を参照）。Vドライバ280
は閃光発光部38との間に選択スイッチ40を配設する。選
択スイッチ40は、システム制御部16からの制御信号16d
に応動して動作する。この際、カメラ制御部160は給電
を可能にするように閃光発光部38に制御を施し、閃光発
光部38は閃光発光処理における前段処理として充電処理
を行わせる。閃光発光部38は露光時に撮像が可能な程度
に行えるように調整してVドライバ280に給電している。
Vドライバ280は、この給電を実現させるようにHレベル
を供給する信号線38aと信号線40aとの間に選択スイッチ
40を配設し、選択スイッチ40のオン状態で給電を行う。

【００４４】タイミング信号発生部30は、信号発生部34
から供給される基準クロック信号34cを受けてドライバ
部28で用いる各種の信号30a, 30b, 30cを生成する。各
信号は同期関係が保たれるように生成される。タイミン
グ信号発生部30は、供給される基準クロック信号34c を
カウンタで分周して、水平同期信号、垂直同期信号や各
種のパルスを生成する。タイミング信号発生部30は、シ
ステム制御部16からの制御信号16eに応じて信号生成を
行う。

【００４５】モニタ32には、一般的に液晶表示が用いら
れている。モニタ32には、画面の大きさを考慮された輝
度データYおよび色差データC_r, C_bまたは三原色RGBのデ
ータが信号処理部26のD/A部からアナログ信号26aに変換
されて供給される。

【００４６】信号発生部34は、発振器を有している。発
振器としては、電圧制御発振器（VCO：Voltage-Control
led Oscillator)が用いられている。

【００４７】ストレージ36には、基本的に記録媒体に記
録する記録処理機能と、記録媒体から記録した画像デー
タを読み出す再生処理機能とを含む（ともに図示せ
ず）。また、ストレージ36には、ハードディスクインタ
ーフェースの規格の一つであるATA (AT Attachment）規
格のインターフェースが用いられている。ストレージ36
は、たとえば、いわゆる、スマートメディア（登録商
標）のような半導体メモリや磁気ディスク、光ディスク
等がある。磁気ディスク、光ディスクを用いる場合、画
像データを変調する変調部とともに、この画像データを
書き込むヘッドがある。

【００４８】閃光発光部38には、閃光発光制御部、発光
部、受光部、積分器、基準電圧源回路、および比較器が
含まれている（図示せず）。閃光発光制御部は、たとえ
ば被写体とカメラ10との間の距離に基づいて閃光発光部
のモードに応じた発光駆動信号を生成する発光駆動信号
生成部と、発光から所定の時間が経過した後の測光およ
び撮像開始、ならびに発光停止のタイミングを供給する
動作制御信号を生成する動作制御信号生成部とを含んで
いる。

【００４９】発光駆動信号生成部は、システム制御部16
からの制御信号16f を撮像開始信号として用い、かつシ
ステム制御部16が有する被写体とカメラ10との間の距離
情報および露光に関する情報から近距離対応の微小発光
モードと中・遠距離対応の通常モードといずれのモード
を用いるかを判断して、発光駆動信号の生成を行う機能
を有する。発光駆動信号は各モードに応じて発光させる
光量をパルス幅や信号の幅で表す信号である。

【００５０】本実施例の閃光発光部38は、図示しないが
閃光発光用に充電しているコンデンサからVドライバ280
に給電するように回路が形成されている。前述したよう
に閃光発光部38とVドライバ280との間には選択スイッチ
40が配設されている。

【００５１】拡張信号処理部42には、図示しないがRISC
回路、複数個のDRAM (Dynamic Random Access Memor
y)、ROM (Read Only Memory）が含まれている。拡張信
号処理部42は、たとえば信号処理部26における画像処理
の負担が重いような場合、この画像処理の負担軽減を図
るため画像データやデータを信号線26b、システムバス2
0および信号線42aを介してDRAMに供給する。RISC回路は
ROMに書き込まれているプログラム手順に応じてDRAMに
格納されているデータに対して処理を施す。ROMに書き
込まれているプログラムの処理内容を変えることで処理
の多用化を図ることができる。処理したデータは信号線
42a、システムバス20および信号線26bを介して信号処理
部26に戻す。信号処理部26では拡張信号処理部42と信号
処理部26との処理結果と合わせて一つの処理結果にして
もよいし、拡張信号処理部42の処理結果を単独で扱うよ
うにしてもよい。拡張信号処理部42には、基準クロック
信号34a が供給されるとともに、制御信号16cがシステ
ムバス20、信号線42bを介して供給されている。

【００５２】専用信号処理部44は、ゲートアレイを用い
たハードウェアで構成された所定機能を実現させる回路
である。専用信号処理部44も処理の負担軽減を図ること
を目的として構成されている。専用信号処理部44には、
画像データやデータが信号線26b、システムバス20およ
び信号線44aを介して信号処理部26から供給される。専
用信号処理部44は拡張信号処理部42に比べて処理をハー
ドウェアで行うことから処理速度が非常に速い。しかし
ながら、専用信号処理部44では、構成が固定的なため機
能の多用化を図ることはできない。したがって、処理速
度の速さが要求される機能が複数ある場合、各機能を実
現させるローカルエンジンをそれぞれ要することにな
る。専用信号処理部44も図示しないがシステム制御部16
の制御を受けていることは言うまでもない。

【００５３】次にディジタルカメラ10の動作について説
明する（図１を参照）。カメラ10は電源スイッチをオン
状態に設定して動作を立ち上げる。この電源供給の開始
にともなって、カメラ10は撮像に関する初期設定を行
う。このとき撮像部22は、ドライバ部28からの駆動信号
282aにより現時点で有する信号電荷を掃き出す。そし
て、初期設定に関与しない部分には動作タイミングの基
準であるクロック信号34aの供給を停止する（ステップS
10)。この供給停止により、本実施例のカメラ10は、図
１から明らかなようにシステム制御部16だけでなく、タ
イミング信号発生部30および拡張信号処理部42への供給
も停止する。これにより、カメラ10の全体に停止が影響
し、たとえばクランプ動作のパルス供給を停止させた
り、信号処理のクロック信号の供給も停止させたりする
になる。

【００５４】この初期設定を行い、所定の時間経過後
に、たとえば何の操作もおこなわれなかった場合、任意
に撮像の準備を行う待機状態に移行する。待機状態の開
始に合わせてクロック供給の開始する（ステップS12)。
このとき、消費電力の大きいモニタ32はオフにする。カ
メラ10は一眼レフタイプなので前述したようにビューフ
ァインダが搭載されているから代用が可能である。待機
モードとは、前述したようにレリーズシャッタボタンが
押されない状態が第１の設定時間以上継続した場合に採
られるモードである。

【００５５】ユーザが撮像に備えて所望のタイミングで
多段押込み操作が可能なレリーズシャッタボタンを半押
しして予備の撮像を行う。この撮像により測距および測
光が光学調整部18および撮像部22で行われる。測光して
得られた信号は信号処理部26に供給され、信号処理部26
で露光条件に関するパラメータ、絞りおよびシャッタ速
度が算出される。測距および測光を受けてシステム制御
部16は光学調整部18を制御する。

【００５６】光学調整部18はシステム制御部16を介して
供給される露光パラメータや光学調整部18の測距データ
を基に駆動信号188a, 186aをそれぞれ光学レンズ系12の
メカニカル機構（図示せず）に供給する。光学レンズ系
12は供給される駆動信号188a, 186aに応動した動作を行
わせる。これによりカメラ10は被写体に対する露光前の
設定を完了する。ユーザはさらに所望のタイミングでレ
リーズシャッタボタンを全押しする。このタイミングが
露光開始タイミングである（ステップS14)。

【００５７】露光開始後、システム制御部16でこの露光
が終了したかどうかの判断を行う（ステップS16)。露光
の終了はレリーズシャッタボタンの全押し解除されたか
どうかを検出する。検出した信号はシステム制御部16に
操作信号14aとして供給される。一方、露光終了の判断
を行うとともに、システム制御部16では、露光の開始タ
イミングから現時点までの期間が時間計測される。シス
テム制御部16では、供給されるクロック信号を分周した
信号を用いてカウントを行う。

【００５８】ここで、レリーズシャッタボタンの全押し
状態が解除されたとき(YES) 、露光の終了と判断する。
また、レリーズシャッタボタンが全押しされたままのと
き(NO)、露光の継続と判断する。露光の終了の際にこの
露光終了動作に進み（ステップS26)、露光の継続の際に
この露光の開始から現時点までの経過時間を実際の露光
時間として算出する処理に進む（ステップS18)。

【００５９】レリーズシャッタボタンが全押しされたま
まのとき、システム制御部16では露光開始後から現時点
までを連続して時間計測処理を行う（ステップS18)。こ
の際にシステム制御部16の内部で行うこのカウント値か
ら時間換算している。露光カウント値そのものを用いて
もよい。

【００６０】システム制御部16のディジタル制御部162
では、時間計測により得られた実際の露光時間があらか
じめ定めた所定の時間Lsよりも大きいかどうかを判断す
る（ステップS20)。実際の露光時間が所定の時間Ls以上
のとき（YES)、長時間露光モードになったと判断する。
また、実際の露光時間が所定の時間Lsより小さいとき
（NO）、まだ通常露光モードにあると判断し露光を継続
しながら、露光終了の判断処理に戻る（ステップS16
へ)。

【００６１】長時間露光と判断された場合、長時間露光
モードに対応した制御を行う（ステップS22)。このモー
ドでは露光に係る処理を維持しながら、残りのこれ以外
の処理に関して極力電力の消費を抑える。このモードは
給電を制御するだけでなく、供給するクロック周波数を
低下させてもよい。カメラ10は、システム制御部16の復
帰に関わる最小限の動作を除くシステム制御部16の動作
を停止させるだけでなく、カメラ10の全体に停止を影響
させて、たとえば、クランプ動作のパルス供給の停止や
信号処理のクロック信号の供給も停止も行わせてもよ
い。結果的に、カメラ10は、全体として消費電力を抑え
ることになる。

【００６２】より具体的には、露光に係る処理として光
電変換するアレイ配列された撮像素子に供給するバイア
ス電圧をVドライバ280から固体撮像素子22c に供給す
る。ドライバ部28のうち、廃棄信号生成部282および転
送信号生成部284は動作をシステム制御部16の制御によ
り間接的に停止させる。これは、システム制御部16がタ
イミング信号発生部30の動作を停止するからである。給
電は前述したように閃光発光部38から行うようにしても
よい。高速駆動を行う水平駆動信号φHの供給を停止さ
せるとよい。

【００６３】また、撮像部22の後段に位置するフロント
エンドである前処理部24および信号処理部26もこの判断
後ただちに待機状態に移行する。このように待機状態に
することにより、カメラ10における全体の消費電力を抑
える。前処理部24はディジタル回路でASIC（Applicatio
n-Specific Integrated Circuit)で形成した、たとえば
専用信号処理部44に比べて消費電力が多いので、多大な
節電効果をもたらす。

【００６４】また、信号処理部26において、この露光の
間に通信も行わないことが多いので、通信に関与する制
御機能も停止させてよい。さらに、システム制御部16
は、光学レンズ系12のメカニズム機構の固定に用いる給
電を除いて、カメラ本体側の給電も停止する。

【００６５】これら省電力化制御を行った後、露光の終
了かどうかの判断を行う（ステップS24)。この長時間露
光が継続する場合（NO）、露光をそのまま継続する。長
時間露光の終了がレリーズシャッタボタンの全押し解除
により検出された際に、接続子Aを介して露光終了処理
に進む。

【００６６】露光終了処理では、終了にともなう操作信
号14a をシステム制御部16に供給する（ステップS26)。
システム制御部16は、通常露光モードで行っている処理
を行う。長時間露光モードで待機状態および給電停止状
態にあった回路に通常の給電を再開する。

【００６７】この露光終了動作として光電変換により蓄
積した信号を読み出す（ステップS28)。撮像部22はドラ
イバ部28からの駆動に応動した信号電荷をQ/V変換して
撮像信号22dにし、撮像信号22dを前処理部24に出力す
る。前処理部24ではディジタル信号24aにして信号処理
部26に供給する。信号処理部26は、ディジタル信号24a
に対して画像処理を施す。

【００６８】信号処理の負荷が重い場合、カメラ10は信
号処理部26だけでなく、拡張信号処理部42や専用信号処
理部44も活用して信号処理を行う。信号処理の結果は、
信号処理部26のD/A部を経たアナログ信号26aをモニタ32
に供給する。また、圧縮処理を経た画像データやまった
く画像処理を経ない生データ等が信号処理部26から信号
線26b、システムバス20および信号線36aを介してストレ
ージ36に供給される。ストレージ36は、供給されたデー
タをインターフェース規格に合わせた信号にして記録す
る。

【００６９】撮影を継続するかどうかの判断を行う（ス
テップS30)。撮影を継続するとき（YES)、接続子Bを介
してステップS12の待機状態に戻って、前述した処理を
繰り返す。継続しないとき（NO）、電源オフにするかど
うかの判断（ステップS32)に進む。電源オフは、第２の
設定時間を経過したかどうかに応じて判断している。電
源オフにするかどうかの判断で電源オフにしないとき
（NO）、接続子Bを介して処理を戻す。この戻す際に、
撮像部22に対してリセット信号φRを供給して余分な信
号電荷を掃き出し、その後基準クロック信号34aの供給
は停止している。この後、電荷掃き捨てパルスをたとえ
ば1Hの間隔で供給して信号電荷の掃き出しを行う。ま
た、電源をオフにしても構わないとき（YES）、カメラ1
0の電源をおとして終了する。このような長時間露光モ
ードは、微弱な光を撮影する星野写真や夜間撮影におい
て効果を発揮する。

【００７０】本実施例は、たとえばタイム露出した際を
考慮し、露光時間の長さを所定の時間Lsと比較して長時
間露光モードの判断を行ったが、カメラ10の本体側に配
設されたバルブ機構で動作させた際でも同様に行うこと
ができることは言うまでもない。

【００７１】以上のように構成してカメラ10の動作は、
初期設定、待機状態を経て、露光開始させ、露光終了か
どうかの判断を行い、露光開始から現時点までの実際の
露光時間を計測し、この実際の露光時間と所定の時間Ls
と比較して長時間露光モードの判断を行い、判断が偽の
とき、通常の露光モードでの撮像と判断して以後の信号
処理を行い、判断が真のとき長時間露光モードにおける
露光に関与する箇所に給電し、かつ残る箇所への給電を
抑制または停止する制御を施し、以後通常露光モードと
同様に露光終了処理、信号電荷読出しおよび信号処理を
順次行うことにより、カメラ10の動作に要する電力を大
幅に低減させることができる。これにより、カメラ10を
長時間繰り返して動作させても、使用する電池の消費を
抑えることができるので、寿命を延ばすことができる。

【００７２】

【発明の効果】このように本発明の撮像における電力調
整方法によれば、初期設定した後、任意に撮像の準備を
行う待機状態の開始に合わせて、たとえばクランプ動作
のパルスや信号処理へのクロックの供給を開始し、被写
界の撮像において用いる露光条件のパラメータの算出を
行い、この露光条件の設定後、得られた露光パラメータ
に合わせて露光を開始し、この露光の終了／継続かどう
かを判断して、露光の終了の際にこの露光終了動作に進
み、露光の継続の際にこの露光の開始から現時点までの
実際の露光時間を求め、露光の継続の際に、実際の露光
時間と所定の露光時間とを比較判定を行って、実際の露
光時間が所定の露光時間より短い場合、露光を継続さ
せ、実際の露光時間が所定の露光時間以上の場合、長時
間露光と判断し、この長時間露光と判断された際に、露
光をそのまま継続してこの露光に係る処理を維持しなが
ら、残りの処理において電力の消費を抑え、長時間露光
の終了／継続かどうかを判断して、この長時間露光が継
続する場合、露光をそのまま継続し、長時間露光が終了
する場合、露光終了動作に進ませて、この露光終了動作
として光電変換により蓄積した信号を読み出すことによ
り、通常の露出と長時間露出とを区別してそれぞれに対
応した動作を行わせ、長時間露出の際に露光と関係のな
い処理に対して大きく消費電力を抑制させて低消費電力
化して、従来の撮影にない、長時間露光の繰り返し撮影
を行っても電池の消耗を抑えることにより、撮影中に電
池の寿命が尽きてしまう危険性を低下させ、信頼性の高
い撮影できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の撮像における電力調整方法を適用した
ディジタルカメラの動作手順を説明するフローチャート
である。

【図２】図１のディジタルカメラの概略的な構成を示す
ブロック図である。

【図３】図２のディジタルカメラのうち、光学調整部の
概略的な構成を示すブロック図である。

【図４】図２のディジタルカメラのうち、ドライバ部の
概略的な構成と、タイミング信号発生部および信号発生
部の接続関係を説明するブロック図である。

【符号の説明】

10 ディジタルスチルカメラ 12 光学レンズ系 14 操作部 16 システム制御部 18 光学調整部 20 システムバス 22 撮像部 24 前処理部 26 信号処理部 28 ドライバ部 30 タイミング信号発生部 32 モニタ 34 信号発生部 36 ストレージ 38 閃光発光部 40 選択スイッチ 42 拡張信号処理部 44 専用信号処理部

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｇ０３Ｂ 19/02 Ｇ０３Ｂ 19/02 Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｑ // Ｈ０４Ｎ 101:00 101:00 Ｆターム(参考） 2H002 BC06 BC11 BC13 CC01 GA09 HA06 JA07 2H053 AC21 AC23 CA41 DA03 2H054 AA01 BB08 CD00 5C022 AA13 AB15 AB17 AB67 AC42 AC52 5C024 BX01 CX54 CX55 CY42 EX03 EX34 HX46

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写界からの入射光を露光し、該入射光
を電気信号に光電変換して得られる撮像信号を求める際
に、電源から供給される電力を調整する撮像における電
力調整方法において、該方法は、前記電源供給の開始にともなう前記撮像に関する初期設
定後に、任意に前記撮像の準備を行う待機状態の開始に
合わせて前記クロックを供給する第１の工程と、前記被写界に応じた前記露光条件のパラメータを算出し
て、該算出したパラメータを設定し、前記露光を開始す
る第２の工程と、該露光の終了または継続かどうかを判断する第３の工程
と、前記露光の継続の際に該露光の開始から現時点までの時
間を実際の露光時間とし、該実際の露光時間と所定の露
光時間とを比較判定を行い、前記実際の露光時間が前記
所定の露光時間より短い場合前記露光を継続させ、前記
実際の露光時間が前記所定の露光時間以上の場合前記長
時間露光と判断する第４の工程と、該長時間露光と判断された際に、前記露光をそのまま継
続して該露光に係る処理を維持しながら、残るこの他の
処理において前記電力の消費を抑える第５の工程と、前記長時間露光の終了または継続かどうかを判断し、前
記長時間露光を継続させる場合第６の工程にて前記露光
をそのまま継続する第６の工程と、前記長時間露光を終了させる場合、該露光終了動作とし
て前記光電変換により蓄積した信号を読み出す第７の工
程とを含むことを特徴とする撮像における電力調整方法
。
【請求項２】請求項１に記載の方法において、第５の
工程は、前記露光状態を維持する電圧のうち、露光に関
与する電圧だけを給電することを特徴とする撮像におけ
る電力調整方法。
【請求項３】請求項１または２に記載の方法におい
て、第５の工程は、通信処理および前記露光条件のパラ
メータに対応した機構の設定位置の維持を行うように給
電することを特徴とする撮像における電力調整方法。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれか一項に記載
の方法において、第５の工程は、前記給電を閃光発光に
用いるコンデンサから供給することを特徴とする撮像に
おける電力調整方法。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれか一項に記載
の方法において、第５の工程では、相関２重サンプリン
グ、クランプ処理、A/D変換処理、およびディジタル処
理に対する各給電電圧および／または各動作周波数を前
記撮像の待機状態時以下に抑える省電力モードに移行す
ることを特徴とする撮像における電力調整方法。
【請求項６】請求項１ないし５のいずれか一項に記載
の方法において、第７の工程以降に、前記蓄積した信号
を読み出した後、前記クロックを停止して信号の掃出し
を行う第８の工程と、前記読み出した信号を供給されるクロックに応動して出
力する第９工程とを含むことを特徴とする撮像における
電力調整方法。