JP2002354344A

JP2002354344A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2002354344A
Application number: JP2001154088A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Nakahira; 寿昭中平
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-05-23
Filing date: 2001-05-23
Publication date: 2002-12-06

Abstract

(57)【要約】【課題】高感度な小サイズ画像を得ることが可能な撮
像装置を提供すること。【解決手段】図６に示す如く、本発明の撮像装置は、
二次元に複数配列された光電変換素子からなる画素部２
００と、画素部２００の光電変換素子から読み出された
信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部２０１と、垂
直転送部２０１で伝送された信号電荷を水平方向に転送
する水平転送部２０２と、を備え、小サイズの画像デー
タを記録する際には、垂直方向に並んだＮ個（Ｎは２以
上）の光電変換素子の信号電荷を画素混合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像装置に関し、
詳細には、小サイズの画像データを記録する際に画素混
合を行う撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、デジタルスチルカメラにおいて
は、ＣＣＤの高画素化が進んでいる。ＣＣＤの高画素化
が進むのに伴い、ファイル記録に時間を要してしまった
り、また、その記録した画像を携帯電話などの通信機能
を使って別の場所に転送する場合に、インフラがデジタ
ルスチルカメラの急速な発展に追いついていないため、
転送に時間を要してしまう。

【０００３】上述のような理由から、例えば、３００万
画素レベルの画像を記録可能なデジタルスチルカメラに
あっても、ＶＧＡ（３０万画素相当）での撮影機能を備
えているものや、トリミング機能を有するものもあり、
画像転送前にトリミング、或いはサイズを縮小するなど
して、上述のような問題を解決しているデジタルカメラ
も知られている。

【０００４】このように、ユーザは必ずしも高解像、高
画素の画像を必要としない場合もある。また、予め解像
度等を問わず小さいサイズでの撮影でも良いという場合
には、例えばＶＧＡクラスの画像サイズでの記録に設定
しても、最高画素数での撮影時とＣＣＤの駆動自体を変
えずに、ＤＳＰ等の信号処理によって、大きな画像から
間引き処理等により、希望のファイルサイズに変換し、
圧縮・記録するのが一般的な方法である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法では、解像度を特に問題としない小サイズの画像が必
要な場合に、大きいサイズ（高画素数）の画像を取り込
んで、間引き処理等により所望の大きさの画像としてい
るため、高感度化することができず、低照度下では、シ
ャッター秒時を短くすることができないため、手ぶれ等
の影響を受け、また、ＡＧＣなどでゲインアップを必要
とするため、記録画像にノイズが発生するという問題が
ある。

【０００６】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、小サイズの画像を記録する際に、単純に間引き
などの処理によって画像サイズを小さくするのではな
く、画像サイズが小さくて良いことを利用して、高画素
撮影時では達成できない高感度化を画素混合によって実
現し、高感度な小サイズ画像を得ることが可能な撮像装
置を提供することを目的とする。

【０００７】また、本発明は、小サイズの画像を記録す
る場合に、低照度下でも手ぶれを防止可能な撮像装置を
提供することを目的とする。

【０００８】また、本発明は、小サイズの画像を記録す
る場合に、ノイズの少ない画像を得ることが可能な撮像
装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１にかかる発明は、二次元に複数配列された
光電変換素子と、前記光電変換素子から読み出された信
号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、前記垂直転
送部で伝送された信号電荷を水平方向に転送する水平転
送部と、を備え、小サイズの画像データを記録する際に
は、垂直方向に並んだＮ個（Ｎは２以上）の光電変換素
子の信号電荷を画素混合するものである。

【００１０】上記発明によれば、垂直転送部は、光電変
換素子から読み出された信号電荷を垂直方向に転送し、
水平転送部は、垂直転送部で伝送された信号電荷を水平
方向に転送し、小サイズの画像データを記録する際に
は、垂直方向に並んだＮ個（Ｎは２以上）の光電変換素
子の信号電荷を画素混合する。

【００１１】また、請求項２にかかる発明は、請求項１
にかかる発明において、小サイズの画像データを記録す
る際に、被写体の輝度が低い場合には、手ぶれによる画
質劣化を防止すべく、画素混合によって得られる感度上
昇分だけ露光時間を短くするものである。上記発明によ
れば、小サイズの画像データを記録する際に、被写体の
輝度が低い場合には、手ぶれによる画質劣化を防止すべ
く、画素混合によって得られる感度上昇分だけ露光時間
を短くする。

【００１２】また、請求項３にかかる発明は、請求項１
にかかる発明において、小サイズの画像データを記録す
る際に、画素混合によって得られる感度上昇分以下でシ
ステムのゲインを下げるものである。上記発明によれ
ば、小サイズの画像データを記録する際に、画素混合に
よって得られる感度上昇分以下でシステムのゲインを下
げる。

【００１３】また、請求項４にかかる発明は、請求項１
にかかる発明において、記録モードを選択するための記
録モード選択手段を備え、前記記録モード選択手段で小
サイズの画像データの記録が選択された場合に、垂直方
向に並んだＮ個（Ｎは２以上）の光電変換素子の信号電
荷を画素混合するものである。上記発明によれば、記録
モード選択手段で小サイズの画像データの記録が選択さ
れた場合に、垂直方向に並んだＮ個（Ｎは２以上）の光
電変換素子の信号電荷を画素混合する。

【００１４】また、請求項５にかかる発明は、請求項１
にかかる発明において、画素混合を行った場合には、ア
パーチャーの強調を押さえるものである。上記発明によ
れば、画素混合を行った場合には、アパーチャーの強調
を押さえる。

【００１５】また、請求項６にかかる発明は、請求項１
にかかる発明において、画素混合を行う場合には、前記
水平転送部の転送パルスの周波数を１／Ｎ（Ｎは２以
上）とするものである。上記発明によれば、画素混合を
行う場合には、前記水平転送部の転送パルスの周波数を
１／Ｎ（Ｎは２以上）とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
かかる撮像装置を適用したデジタルスチルカメラの好適
な実施の形態を詳細に説明する。

【００１７】図１は、本実施の形態にかかるデジタルス
チルカメラの概略構成を示す図である。同図に示すデジ
タルスチルカメラは、レンズ１００、メカ機構（絞り・
フィルタ部）１０１、ＣＣＤ１０２、ＣＤＳ回路１０
３、ＡＧＣ回路１０４、Ａ／Ｄ変換回路１０５、ＤＳＰ
（デジタル信号処理回路）１０６、圧縮／伸張回路１０
７、ＤＲＡＭ１０８、メモリカード１０９、表示部１１
０、ＣＰＵ１１１、操作部１１２、ＴＧ（タイミングジ
ェネレータ）１１３、ドライバ１１４、マルチプレクサ
１１５、発振器１１６、およびカウンタ１１７を備えて
いる。

【００１８】レンズ１００は、被写体像をＣＣＤ１０２
に結像する。メカ機構１０１は、ＣＣＤ１０２に結像さ
れる被写体像の光量を制限する絞りやフィルタ部からな
る。ＣＣＤ１０２は、レンズ１００を介して入力した被
写体像を電気信号（アナログ画像データ）に変換する。
ＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路１０３は、ＣＣＤ
１０２に対する低雑音化のための回路である。また、Ａ
ＧＣ回路１０４は、ＣＤＳ回路１０３で相関２重サンプ
リングされた信号のレベルを、ＣＰＵ１１１により設定
されるゲインで補正する。さらにＡ／Ｄ変換回路１０５
は、ＡＧＣ回路１０４を介して入力したＣＣＤ１０２か
らのアナログ画像データをデジタル画像データに変換す
る。すなわち、ＣＣＤ１０２の出力信号は、ＣＤＳ回路
１０３およびＡＧＣ回路１０４を介し、またＡ／Ｄ変換
回路１０５により、最適なサンプリング周波数（例え
ば、ＮＴＳＣ信号のサブキャリア周波数の整数倍）にて
デジタル信号に変換される。

【００１９】また、ＤＳＰ（デジタル信号処理回路）１
０６は、Ａ／Ｄ変換回路１０５から入力したデジタル画
像データについて、色差（Ｃｂ、Ｃｒ）と輝度（Ｙ）に
分けて各種処理・補正を行い、処理後のデジタル画像デ
ータを出力する。

【００２０】圧縮／伸張回路１０７は、画像データの圧
縮処理や圧縮画像データの伸張処理を行う。ＤＲＡＭ１
０８は、ＤＳＰ１０６で信号処理された画像データを一
時的に格納するフレームメモリである。メモリカード１
０９には、圧縮された画像データが記録される。

【００２１】表示部１１０は、例えば、ＬＣＤデバイス
からなり、被写体をモニタリングしたモニタリング画像
やメモリカード１０９に記録されている画像データに応
じた表示が行われる。

【００２２】ＣＰＵ１１１は、ＲＯＭ（不図示）に格納
されたプログラムに従ってＲＡＭ（不図示）を作業領域
として使用して、操作部１１２からの指示、或いは図示
しないリモコン等の外部動作指示に従い、上記デジタル
カメラ内部の全動作を制御する。具体的には、ＣＰＵ１
１１は、メモリカード１０９への画像データの記録動作
の制御、被写体のモニタリング画像の表示部１１０への
表示動作の制御、メモリカード１０９に記録されている
画像データの再生動作の制御等を行う。

【００２３】操作部１１２は、各種モード（モニタリン
グモード、再生モード、通常画像サイズ記録モード、１
／４画像サイズ記録モード、１／１６画像サイズ記録モ
ード）を選択するためのボタンや、撮影指示を与えるた
めのレリーズキー等を備えており、ユーザーによりキー
操作された内容をＣＰＵ１１１に与える。

【００２４】発振器１１６は、基本クロックを生成して
マルチプレクサ１１５およびカウンタ１１７に出力す
る。カウンタ１１７は発振器１１６から入力される基本
クロックをカウントして基本クロックの１／Ｎ（Ｎは２
または４）の周波数のクロック信号をマルチプレクサ１
１５に出力する。マルチプレクサ１１５は、ＣＰＵ１１
１から入力される制御信号に従って、発振器１１６およ
びカウンタ１１７から入力されるクロック信号を切り替
えてＴＧ１１３に出力する。

【００２５】ＴＧ１１３は、マルチプレクサ１１５から
入力されるクロック信号およびＣＰＵ１１１から入力さ
れる制御信号に基づいて、水平転送パルスおよび垂直転
送パルスを生成してＣＣＤ１０２に出力する。

【００２６】上記したデジタルカメラは、被写体を撮像
して表示部１１０に表示するモニタリングモード、被写
体を撮像して得られる画像データをメモリカード１０９
に記録する記録モードと、メモリカード１０９に記録さ
れた画像を表示する表示モード等を備えている。

【００２７】図２は、図１のＣＣＤ１０２の画素配列の
一例を示す図である。同図に示す例は、インターレース
タイプの記録画素数４９１万画素（２５６０列×１９２
０行）の原色ＣＣＤの概略構成例を示している。ここで
は、感度を上昇させた場合の画素数がポピュラーなサイ
ズ（ＶＧＡサイズ）となる画素数とした。なお、本発明
のＣＣＤの画素数はこれに限られるものでないことはい
うまでもない。また、図２では、原色タイプのＣＣＤを
例に挙げたが、図２の読み出しゲートの配線パターンを
変更することにより、補色ＣＣＤにも適用可能である。
補色ＣＣＤの場合は配線パターンが複雑になるため、こ
こでは、説明の簡略化のため原色ＣＣＤを採用した場合
について説明する。

【００２８】図２に示すＣＣＤ１０２は、ベイヤ配列と
なっており、ＧＢラインとＢＧラインが垂直方向に交互
に配列されている。同図では、垂直転送部および水平転
送部の図示を省略している。

【００２９】図３は、図２のＣＣＤ１０２の左下部分
（図２のＣＣＤの１列の１行〜１６行）の拡大図（詳細
図）を示している。ＣＣＤ１０２は、２次元に光電変換
素子が複数配列された画素部２００と、読み出しゲート
（Ｖ１Ａ、Ｖ１Ｂ、Ｖ３Ａ、およびＶ３Ｂ）により読み
出された画素部２００の光電変換素子の信号電荷を、垂
直転送ゲート（Ｖ２、Ｖ４）により垂直方向に転送する
垂直転送部２０１と、垂直転送部２０１で転送された電
荷を水平方向に転送する水平転送部２０２（図４参照：
図３では図示を省略している）と、水平転送部２０２で
転送された信号電荷を増幅した出力信号（アナログ画像
データ）を発生する出力アンプ部２０３（図４参照：図
３では図示を省略している）を備えている。また、同図
において、Ｖ１Ａ、Ｖ１Ｂ、Ｖ３Ａ、およびＶ３Ｂは、
画素部２００の信号電荷を垂直転送部２０１に読み出す
ための読み出しゲートである。また、Ｖ２、Ｖ４は、読
み出された信号電荷を垂直転送するための垂直転送ゲー
トである。

【００３０】一般的に、Ｖ１〜Ｖ４に、順次に−８Ｖ程
度の負の電圧を加えることによって垂直駆動を行う。図
３の構造はインターレースタイプＣＣＤで一般的に使用
される構造で、４つのゲートで垂直転送を行うため４相
駆動と呼ばれている。このゲートの配線パターンは各種
態様が考えられる。

【００３１】図３以外の配線パターンを採用すると、画
素混合による感度上昇なしで垂直の間引き処理だけを行
う場合や補色ＣＣＤに対応することができる。また、読
み出しゲート（Ｖ１Ａ、Ｖ１Ｂ、Ｖ３Ａ、Ｖ３Ｂ）に対
して、垂直転送ゲート（Ｖ２、Ｖ４）は倍の負荷容量に
なるため、Ｖ２をＶ２、Ｖ５に、Ｖ４をＶ４、Ｖ６のよ
うに２つに分け、ドライバの負荷を同程度にすること
で、ドライバの構造を簡略化することもできる。

【００３２】ここでは、説明の簡略化のため図３の配線
パターンとしている。図３のような配線パターンとする
ことにより、最も少ないゲート数で、本発明を実現する
ことができる。このように、ゲート数を少なくすると、
ＣＣＤの製造が容易となり、これにより、製造歩留まり
が良くなりＣＣＤの製造のコストダウンとなる。

【００３３】つぎに、図１のデジタルカメラの概略のモ
ニタリング動作を説明する。操作部１１２で、モニタリ
ングモードが選択されると、レンズ１００を介した被写
体像は、ＣＣＤ１０２で電気信号（アナログ画像デー
タ）に変換された後、ＣＤＳ回路１０３およびＡＧＣ回
路１０４を経て、Ａ／Ｄ変換回路１０５でデジタル画像
データに変換される。変換されたデジタル画像データ
は、ＤＳＰ１０６で信号処理されてバスを介してＤＲＡ
Ｍ１０８に格納される。ＣＰＵ１１１は、ＤＲＡＭ１０
８に格納されたデジタル画像データをバスを介して表示
部１１０に表示して、被写体のモニタリング画像を表示
部１１０に表示する。

【００３４】つづいて、図１のデジタルカメラの概略の
記録動作を説明する。操作部１１２で、記録モードが選
択されて、レリーズキーが押下されると、レンズ１００
を介した被写体像は、ＣＣＤ１０２で電気信号（アナロ
グ画像データ）に変換された後、ＣＤＳ回路１０３およ
びＡＧＣ回路１０４を経て、Ａ／Ｄ変換回路１０５でデ
ジタル画像データに変換される。変換されたデジタル画
像データは、ＤＳＰ１０６で信号処理されてバスを介し
てＤＲＡＭ１０８に格納される。ＤＲＡＭ１０８に格納
されたデジタル画像データは、バスを介して圧縮／伸張
回路１０７に入力されて圧縮処理され、再びＤＲＡＭ１
０８に格納される。圧縮処理が終了すると、ＣＰＵ１１
１は、ＤＲＡＭ１０８に格納されている圧縮処理された
画像データを、バスを介してメモリカード１０９に記憶
する。

【００３５】つぎに、図４〜図７を参照して、ＣＣＤ１
０２のデータ転送方法について説明する。ＣＰＵ１１１
が、画像データの取り込み開始指示とともに、ＣＣＤ１
０２の垂直転送段数を指示するモード信号をタイミング
ジェネレータに出力する。これに応じて、タイミングジ
ェネレータは、モード信号に応じた水平転送パルスおよ
び垂直転送パルスをＣＣＤ１０２に出力して、画像デー
タの取り込み動作に移行する。すなわち、ＣＰＵ１１１
は、モード信号でＣＣＤ１０２の垂直転送段数を設定し
ている。このモード信号は、複数種類（モニタリングモ
ード、通常サイズ画像サイズ記録モード、１／４画像サ
イズ記録モード、１／１６画像サイズ記録モード）あ
り、その詳細は後述する。

【００３６】（モニタリング動作時のＣＣＤのデータ転
送）図４は、モニタリング動作時のＣＣＤ１０２のデー
タ転送方法を説明するための図である。モニタリング時
は、感度を全画素記録時の４倍とし、垂直有効ライン数
を１９２０×（２／１６）＝２４０とする。

【００３７】モニタリング動作時は、Ｖ１Ａ、Ｖ３Ａに
一般的には１５Ｖ程度の正の電圧を印加することで、そ
れぞれ垂直転送部２０１に電荷を読み出す（Ｒ１、Ｒ
３、Ｒ５、Ｒ７、Ｇ１０、Ｇ１２、Ｇ１４、Ｇ１６）。

【００３８】読み出された電荷は、水平転送部２０２に
向けて垂直転送部２０１をそれぞれ４段転送され、水平
転送部２０２内で混合される。次に水平方向、アウトプ
ット端子に向けて順次、水平転送され、次段の回路でサ
ンプルホールドされ、Ａ／Ｄ変換後、ＤＳＰ１０６に送
出される。

【００３９】水平転送部２０２が空になるまで水平転送
を行った後、再び垂直転送部２０１内の転送を４段行
う。この動作を全ての垂直転送部２０１内が空になるま
で繰り返す。以上の動作で１フレーム分の電荷の転送が
完了する。

【００４０】図２のＣＣＤの場合、この転送方法で読み
出された有効な垂直段数は２４０段となる。これは、Ｎ
ＴＳＣのＴＶモニターにモニタリング画像を映し出す場
合、ほぼ１フィールド分の水平本数になるので、ＤＳＰ
１０６での画像処理を容易にすることができる。以上の
ようなモニタリング動作をすることで、混合読み出しを
しないタイプのＣＣＤに比して、４倍の感度を持つこと
が可能となる。

【００４１】（画像記録時のＣＣＤのデータ転送）図５
〜図７は、画像記録時のＣＣＤの垂直転送方法を説明す
るための説明図である。通常画像サイズ記録モード、
１／４画像サイズ記録モード、および１／１６画像
サイズ記録モードでの画像記録時のＣＣＤ１０２の垂直
転送方法を、図５〜図７を参照して説明する。

【００４２】通常画像サイズ記録モード図５は、通常画像サイズ記録時のＣＣＤのデータ転送方
法（感度が等倍）を説明するための図である。同図にお
いて、（Ａ）は第１フィールドのデータ転送、（Ｂ）は
第２フィールドのデータ転送を示している。

【００４３】操作部１１２のレリーズキーを押される
と、被写体の輝度に応じてＣＰＵ１１１が絞り値、露光
時間を決定し、記録フレームで規定量の露光後、シャッ
ターを閉じる。そして、垂直転送部２０１の掃き出しを
行う。この後、ＣＣＤ１０２の読み出しゲート（Ｖ１
Ａ、Ｖ１Ｂ）に正の電圧を印加し、Ｒ画素の信号電荷を
垂直転送部２０１に読み出す。読み出された信号電荷
は、水平転送部２０２に向けて垂直転送部２０１をそれ
ぞれ１段転送される。次に、水平方向、アウトプット端
子に向けて水平転送される。水平転送部２０２が空にな
るまで水平転送を行った後、再び垂直転送部２０１内の
転送を１段行う。この動作を全ての垂直転送部２０１内
が空になるまで繰り返す。以上の動作で第１フィールド
分の信号電荷の転送が完了する。

【００４４】第１フィールドの転送が終わると、ＣＣＤ
１０２の読み出しゲート（Ｖ３Ａ、Ｖ３Ｂ）に正の電圧
を印加し、Ｇ画素の信号電荷を垂直転送部２０１に読み
出す。以後、第１フィールドと同様に転送し、第２フィ
ールドの転送を完了する。以上の動作で１９２０水平ラ
イン全てを読み出すことができる。

【００４５】従来の技術では、例えばＩＳＯ感度の設定
や、記録画素数の設定によらず、この読み出し方法は変
わらなかった。後段のＡＧＣ回路やＤＳＰなどで、ゲイ
ンアップ、間引き処理をしていたからである。したがっ
て、このように記録する場合は、上述のような設定によ
らずＣＣＤ自体の感度は一定であった。

【００４６】１／４画像サイズ記録モード図６は、１／４画像サイズ記録時のＣＣＤ１０２のデー
タ転送方法を説明するための図である。同図を参照し
て、１／４画像サイズ記録モード時に、記録画像サイズ
が全画素記録時の画素数に対し、１／４の画素数（１／
４画像サイズ）で記録して、感度を２倍とした場合を説
明する。有効垂直ライン数は、１９２０×（４／１６）
×２フィールド＝９６０となる。同図において、（Ａ）
は第１フィールドのデータ転送、（Ｂ）は第２フィール
ドのデータ転送を示している。

【００４７】図５と異なる点は、読み出し後、垂直転送
部２０１で、水平転送部２０２に向けての垂直転送を２
段行っている点である。これにより、全画素読み出し時
のＣＣＤ感度に対し、見かけ上２倍の感度を持つのと等
価になる。垂直段数は画素混合することで、半分（９６
０段）となる。希望の画像サイズにするためには、水平
方向も１／２に間引く必要がある。水平の間引きは水平
転送部を複数本備えたＣＣＤ（例えば、特開昭６３−１
１７５７７号公報の個体撮像素子）の場合には、ＣＣＤ
で実現可能であるが、ここでは簡略化のため、間引き処
理は後段のＤＳＰ１０６で行う。

【００４８】ところで、従来技術では、例えば、手ぶれ
撮影を防止するために、露光時間にリミットを設け、そ
れ以上の露光時間にならないように制御していた。すな
わち、手ぶれ秒時以上の露光時間を持たないと、露光量
がアンダーになってしまう場合が発生した時には、露光
時間を手ぶれ秒時で止めて、後段のアンプ回路でゲイン
アップして、適正露光レベルになるようにする。したが
って、アンプ回路のゲインをアップするためノイズが増
加してしまう。

【００４９】これに対して、本実施の形態においては、
上記図６の如き転送方法を採用することにより、手ぶれ
による画質劣化を防止する場合は、画素混合によって得
られる感度上昇分だけ露光時間を短くし、すなわち、全
画素読み出しに比して、１／２の明るさまで露光時間を
短くする。また、本実施の形態では、ノイズの少ない１
／４サイズの画像データを得るために、画素混合によっ
て得られる感度上昇分以下でＡＧＣ回路１０４のゲイン
を下げる。これにより、全画素を読み出す方法に比し
て、半分の明るさまでは通常の撮影と変わらないＡＧＣ
回路１０４のゲインで撮影することができる。

【００５０】また、デジタルスチルカメラにおいて、消
費電力が大きいことは大きな問題である。電力消費の内
訳の中でＣＣＤの水平転送による電力消費の占める割合
は高い。また、ＣＣＤの水平転送の効率は、一般的に周
波数に反比例する。画素混合を水平転送部で行うと、当
然通常撮影より大きな電荷を転送することになるが、こ
の電荷量の増加によっても転送効率が下がってしまうこ
とがある。

【００５１】そこで、１／４画像サイズ記録モードで
は、シャッター閉のあと、前述の垂直転送部２０１の掃
き出しを行う際に、ＣＰＵ１１１からマルチプレクサ１
１５に、源発振に対し、１／２の周波数のクロックを選
択する制御信号を送出する。これにより、水平転送部２
０２の水平転送の駆動周波数を全画素サイズの記録時に
比して１／２とする。この結果、水平転送にかかる消費
電力は、理想的には１／２になり、転送効率も上昇す
る。この場合、もともとの垂直段数が１９２０の１／２
になっているので、１フレーム転送するための時間は、
全画素転送する時間と変わらないことになる。

【００５２】さらに、一般的に標本化による折り返しの
発生を軽減する為に、ＣＣＤの画素ピッチに対応した光
学的ＬＰＦ（フィルタ部）をＣＣＤ１０２の前面に配置
するが、上述のように画素混合を行う場合は、光学的Ｌ
ＰＦの点分離距離と合わなくなってしまうため、折り返
しが発生しやすくなってしまうが、これを軽減するため
に、アパーチャーの強調を全画素読み出し時に比して弱
めにする。これにより、より画質の良い画像の記録が可
能となる。

【００５３】１／１６画像サイズ記録モード図７は、１／１６画像サイズ記録時のＣＣＤのデータ転
送方法を説明するための図である。同図を参照して、１
／１６画像サイズ記録時に、記録画像サイズが全画素記
録時の画素数に対し、１／１６の画素数（１／１６画像
サイズ）で記録して、感度を４倍とした場合を説明す
る。この場合の有効垂直ライン数は、１９２０×（２／
１６）×２フィールド＝４８０となる。同図において、
（Ａ）は第１フィールドのデータ転送、（Ｂ）は第２フ
ィールドのデータ転送を示している。

【００５４】図７の場合（１／１６画像サイズ）には、
図６の場合（１／４画像サイズ）に比して更に２倍の感
度を有する記録方式となっており、垂直転送部２０１の
読み出し後の垂直転送を４段行うことで高感度化を実現
している。かかる転送方法により、垂直段数は４８０段
になるため、画角を維持するための水平方向の１／４の
間引きをＤＳＰ１０６で行う。その結果、全画素読み出
し時（通常画像サイズ）に比して感度は４倍となり、画
像サイズは１／１６になる。

【００５５】上記図７の如き転送方法を採用することに
より、手ぶれによる画質劣化を防止する場合は、画素混
合によって得られる感度上昇分だけ露光時間を短くし、
すなわち、全画素読み出しに比して、１／４の明るさま
で露光時間を短くする。また、本実施の形態では、ノイ
ズの少ない１／１６サイズの画像データを得るために、
画素混合によって得られる感度上昇分以下でＡＧＣ回路
１０４のゲインを下げる。これにより、全画素を読み出
す方法に比して、１／４の明るさまでは通常の撮影と変
わらないＡＧＣ回路１０４のゲインで撮影することがで
きる。

【００５６】また、１／１６画像サイズ記録モードで
は、シャッター閉のあと、前述の垂直転送部の掃き出し
を行う際に、ＣＰＵ１１１からマルチプレクサ１１５に
信号が送られ、源発振に対し、１／４の周波数のクロッ
クを選択する制御信号を送出する。これにより、垂直転
送部２０１の水平転送の駆動周波数を全画素サイズの記
録時に比して１／４とする。この結果、水平転送にかか
る消費電力は、理想的には１／４になり、転送効率も上
昇する。また、１／１６画像サイズ記録モードでも、１
／４画像サイズ記録モードと同様に、アパーチャーの強
調を全画素読み出し時に比して弱めにする。

【００５７】以上説明したように、本実施の形態におい
ては、小サイズの画像データを記録する際には、ＣＣＤ
１０２の画素部２００の垂直方向に並んだＮ個（Ｎは２
以上）の光電変換素子の信号電荷を画素混合することと
したので、高画素撮影時では達成できない高感度化を画
素混合によって実現することができ、高感度な小サイズ
画像を得ることが可能となる。

【００５８】また、本実施の形態においては、小サイズ
の画像データを記録する際に、被写体の輝度が低い場合
には、手ぶれによる画質劣化を防止すべく、画素混合に
よって得られる感度上昇分だけ露光時間を短くすること
としたので、画素混合をしない場合に比して、１／感度
（感度が２倍の場合は１／２）の明るさまで露光時間を
短くすることができ、小サイズ画像を記録する際に、手
ぶれを防止することが可能となる。

【００５９】また、本実施の形態においては、小サイズ
の画像データを記録する際に、画素混合によって得られ
る感度上昇分以下でシステムのゲインを下げることとし
たので、ノイズの少ない小サイズ画像を得ることが可能
となる。

【００６０】なお、本発明は、上記した実施の形態に限
定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で
適宜変形可能である。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１にかかる
撮像装置によれば、垂直転送部は、光電変換素子から読
み出された信号電荷を垂直方向に転送し、水平転送部
は、垂直転送部で伝送された信号電荷を水平方向に転送
し、小サイズの画像データを記録する際には、垂直方向
に並んだＮ個（Ｎは２以上）の光電変換素子の信号電荷
を画素混合することとしたので、高画素撮影時では達成
できない高感度化を画素混合によって実現することがで
き、高感度な小サイズ画像を得ることが可能な撮像装置
を提供することが可能となるという効果を奏する。

【００６２】また、請求項２にかかる撮像装置によれ
ば、請求項１にかかる発明において、小サイズの画像デ
ータを記録する際に、被写体の輝度が低い場合には、手
ぶれによる画質劣化を防止すべく、画素混合によって得
られる感度上昇分だけ露光時間を短くすることとしたの
で、請求項１にかかる発明の効果に加えて、画素混合を
しない場合に比して、１／Ｎの明るさまで露光時間を短
くすることができ、小サイズ画像を記録する際に、手ぶ
れを防止することが可能となる。

【００６３】また、請求項３にかかる撮像装置によれ
ば、請求項１にかかる発明において、小サイズの画像デ
ータを記録する際に、画素混合によって得られる感度上
昇分以下でシステムのゲインを下げることとしたので、
請求項１にかかる発明の効果に加えて、ノイズの少ない
小サイズ画像を得ることが可能となる。

【００６４】また、請求項４にかかる撮像装置によれ
ば、請求項１にかかる発明において、記録モード選択手
段で小サイズの画像データの記録が選択された場合に、
垂直方向に並んだＮ個（Ｎは２以上）の光電変換素子の
信号電荷を画素混合することとしたので、請求項１にか
かる発明の効果に加えて、高感度の小サイズ画像を記録
する場合に、特別な操作を要することがなくなり、ユー
ザーの使い勝手が良くなる。

【００６５】また、請求項５にかかる撮像装置によれ
ば、請求項１にかかる発明において、画素混合を行った
場合には、アパーチャーの強調を押さえることとしたの
で、請求項１にかかる発明の効果に加えて、画素混合を
行った場合に光学的ＬＰＦの効果が低減することに起因
して発生する擬色を、目立たなくすることが可能とな
る。

【００６６】また、請求項６にかかる撮像装置によれ
ば、画素混合を行う場合には、前記水平転送部の転送パ
ルスの周波数を１／Ｎ（Ｎは２以上）とすることとした
ので、請求項１にかかる発明の効果に加えて、撮像装置
の消費電力を低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態にかかるデジタルスチルカメラの
概略構成を示すブロック図である。

【図２】図１のＣＣＤの画素配列の一例を示す図であ
る。

【図３】図２のＣＣＤの左下部分（図２のＣＣＤの１列
の１行〜１６行）の拡大図（詳細図）である。

【図４】モニタリング動作時のＣＣＤのデータ転送を説
明するための図である。

【図５】通常画像サイズ記録時のＣＣＤのデータ転送方
法を説明するための図である。

【図６】１／４画像サイズ記録時のＣＣＤのデータ転送
方法を説明するための図である。

【図７】１／１６画像サイズ記録時のＣＣＤのデータ転
送方法を説明するための図である。

【符号の説明】

１００レンズ１０１メカ機構（絞り・フィルタ部）１０２ＣＣＤ１０３ＣＤＳ回路１０４ＡＧＣ回路１０５Ａ／Ｄ変換回路１０６ＤＳＰ（デジタル信号処理回路）１０７圧縮／伸張回路１０８ＤＲＡＭ１０９メモリカード１１０表示部１１１ＣＰＵ１１２操作部１１３ＴＧ（タイミングジェネレータ）１１４ドライバ１１５マルチプレクサ１１６発振器１１７カウンタ２００画素部２０１垂直転送部２０２水平転送部２０３出力アンプ部

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｈ０４Ｎ 5/907 Ｈ０４Ｎ 5/907 Ｂ 5/91 101:00 // Ｈ０４Ｎ 101:00 5/91 ＪＦターム(参考） 5C022 AA13 AB19 AB20 AB55 AC52 5C024 BX01 CX47 CX54 CX55 CY21 CY45 DX02 DX04 GZ27 HX55 5C052 GA02 GA07 GB05 GC03 GC05 GE04 GE08 5C053 FA08 FA09 GA11 GB40 KA04 KA10 KA30 LA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】二次元に複数配列された光電変換素子
と、前記光電変換素子から読み出された信号電荷を垂直方向
に転送する垂直転送部と、前記垂直転送部で伝送された信号電荷を水平方向に転送
する水平転送部と、を備え、小サイズの画像データを記録する際には、垂直方向に並
んだＮ個（Ｎは２以上）の光電変換素子の信号電荷を画
素混合することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】小サイズの画像データを記録する際に、
被写体の輝度が低い場合には、手ぶれによる画質劣化を
防止すべく、画素混合によって得られる感度上昇分だけ
露光時間を短くすることを特徴とする請求項１に記載の
撮像装置。
【請求項３】小サイズの画像データを記録する際に、
画素混合によって得られる感度上昇分以下でシステムの
ゲインを下げることを特徴とする請求項１に記載の撮像
装置。
【請求項４】記録モードを選択するための記録モード
選択手段を備え、前記記録モード選択手段で小サイズの画像データの記録
が選択された場合に、、垂直方向に並んだＮ個（Ｎは２
以上）の光電変換素子の信号電荷を画素混合することを
特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】画素混合を行った場合には、アパーチャ
ーの強調を押さえることを特徴とする請求項１に記載の
撮像装置。
【請求項６】画素混合を行う場合には、前記水平転送
部の転送パルスの周波数を１／Ｎ（Ｎは２以上）とする
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。