JP2004023452A

JP2004023452A - 電子カメラ

Info

Publication number: JP2004023452A
Application number: JP2002175814A
Authority: JP
Inventors: Masakatsu Kubota; 久保田　政勝
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2002-06-17
Filing date: 2002-06-17
Publication date: 2004-01-22

Abstract

【課題】画像を高画質で記録でき、しかも電池の寿命を向上する。
【解決手段】画像記録時に使用する第１の撮像素子１１と、外部に設けたＬＣＤ２８でモニタリングするときに使用する第２の撮像素子１２とを共通の撮影光学系の結像面に配する。第１の撮像素子１１は、相対的に高画素の撮像信号を出力する。第２の撮像素子１２は、相対的に低画素の撮像信号を出力し第１の撮像素子１１とほぼ同一の撮影領域を撮影する。電源スイッチ２３の投入時には、第２の撮像素子１２のみを駆動して取り込んだ画像データをＬＣＤ２８にスルー表示して撮像素子の消費電力を抑える。シャッタボタン２４の半押し操作信号に応答して駆動を第１の撮像素子１１に切り換え記録用の画像データを高画質で記録する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録するための画像を外部に表示する機能を有する電子カメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、撮像素子で撮像した画像データを圧縮してメモリカードなどの記録媒体に記録する電子カメラが普及している。電子カメラとしては、電子スチルカメラ以外に動画撮影を主機能とするデジタルビデオカメラなどがある。
【０００３】
一般的に、電子カメラには、ＬＣＤ（液晶デバイス）や覗き込み型電子ビューファインダ（液晶ビューファインダ）などの表示パネルが設けられており、フレーミングを容易にするために撮像素子の出力を表示パネルにスルー画像として常時表示している。
【０００４】
撮像素子としては、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅ　Ｄｅｖｉｃｅ）　センサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　）センサが知られている。ＣＣＤセンサは、半導体技術等の向上及び高画質化の要求に伴って、電子カメラに使用される撮像素子の画素数は増大化している。具体的には、動画撮影用としては、数十万程度の画素数であるが、静止画撮影用としては数百万画素まで達している。しかし、ＣＣＤセンサは高画素である反面、高価で消費電力が多く、しかも高画素化にするほどこの傾向が顕著になる。
【０００５】
一方、ＣＭＯＳセンサは、ＣＭＯＳ製造プロセスと同様のプロセスで作製されるため、ＣＣＤセンサに比べて安価でしかも消費電力が少ない（５分の１程度）という特徴がある。その一方、ＣＭＯＳセンサは、ＣＣＤセンサに比べ画質（Ｓ／Ｎ）がやや劣り、感度も低い。
【０００６】
【発明が解決するための課題】
電子カメラでは、スルー画像を液晶パネルに表示するために撮像素子を常に駆動し、シャッタレリーズに応答してその時点の静止画像を記録用として取り込む。このため、撮像素子としてＣＣＤセンサを使用した場合には電力を消費し、電源電池の寿命が短くなる。一方ＣＭＯＳセンサを使用した場合、安価で電源電池の寿命が向上する反面、記録画像の画質を低下させてしまう、とういう欠点があった。
【０００７】
本発明は、上記課題を考慮してなされたもので、記録画像を高画質に維持しながら撮像素子の消費電力を極力抑えるように工夫した電子カメラを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の電子カメラでは、相対的に高画素の第１の撮像素子と、相対的に低画素であり、前記第１の撮像素子とほぼ同一の撮影領域を撮影するための第２の撮像素子と、画像を記録する動作のときには第１の撮像素子を駆動し、画像を前記表示手段に表示する動作のときには第２の撮像素子を駆動する駆動切り換え手段とを備えたものである。
【０００９】
また、相対的に高画素の撮像信号を出力する第１の撮像素子と、相対的に低画素の撮像信号を出力し、前記第１の撮像素子とほぼ同一の撮影領域を撮影するための第２の撮像素子と、記録開始信号に応答して第２の撮像素子の駆動を停止して第１の撮像素子を駆動する駆動切換手段と、前記駆動切換手段が第１の撮像素子を駆動したときに前記第１の撮像素子から得られる撮像信号を画像処理して記録画像データを生成するとともに、第２の撮像素子を駆動したときには前記第２の撮像素子から得られる撮像信号を画像処理して撮影画像データを生成する画像処理手段と、前記撮影画像データを外部に設けた表示画面に表示する画像表示手段と、前記記録画像データを記録媒体に記録する記録手段とを具備してもよい。
【００１０】
画像表示手段は、相対的に画素数の少ない第２の撮像素子から得られた撮影画像データを使用して表示画面にスルー画像を表示する。駆動切換手段は記録開始信号に応答して第２の撮像素子の駆動を停止し、この停止と同時又は一定時間経過後に第１の撮像素子を駆動する。画像処理手段は、第１の撮像素子から得られる撮像信号を処理して記録画像データを生成し、記録画像データを記録手段で記録媒体に記録する。本発明によれば、画像を記録するときだけ相対的に高画素の第１の撮像素子を駆動するから、撮像素子の消費電力を低く抑えることができる。
【００１１】
記録開始信号としては、シャッタボタンの半押し操作や全押し操作、あるいはグリップセンサ、又はシャッタボタンに指をかけたことを検知する感圧センサや光電センサなどから得られる信号とするのが望ましい。
【００１２】
プリズムなどを用いて第１及び第２の撮像素子に被写体を結像する光学系を共通使用することができる。この場合には、同じ画角となるように第１及び第２の撮像素子の受光面を同じサイズにする。別々の光学系を用い、かつ受光面のサイズが異なる第１及び第２の撮像素子を用いる場合には、同じ画角となるように各光学系を構成する。
【００１３】
第１及び第２の撮像素子としては、ＣＣＤセンサとＣＭＯＳセンサとで構成してもよい。特に、同じ画角で光学系を構成する場合、ＣＭＯＳセンサはＣＣＤセンサより感度が低いため、同一チップサイズにすることで感度も同じにすることができ、これによりＡ／Ｄコンバータや画像処理などのセンサ以降の後段の処理が同じに構成することができるため、第１の撮像素子をＣＣＤセンサで第２の撮像素子をＣＭＯＳセンサで構成した方が望ましい。例えば、１００万画素のＣＣＤセンサに対して５０万画素のＣＭＯＳセンサの感度が１／２の場合、ＣＭＯＳセンサの開口を２倍にすることでＣＣＤセンサと同じ感度にすることができ、チップサイズもほぼ同等にすることができる。また、高画素のＣＣＤセンサとそれよりも低画素のＣＣＤセンサとで構成してもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
電子スチルカメラ１０には、図１に示すように、共通の光学系である撮影レンズ１３の結像面をプリズム１４により２つに分け、これら結像面に受光面がそれぞれ位置するようにＣＣＤセンサ１１及びＣＭＯＳセンサ１２がそれぞれ配されている。
【００１５】
ＣＣＤセンサ１１は、多画素の撮像信号を出力するＣＣＤセンサとなっている。ＣＭＯＳセンサ１２は、ＣＣＤセンサ１１と比べて消費電力が低く、また少画素（例えばＣＣＤセンサのほぼ１／２の画素）で、低感度（例えばＣＣＤセンサのほぼ１／２の感度）の撮像信号を出力するＣＭＯＳセンサセンサとなっている。このＣＭＯＳセンサ１２は、ＣＣＤセンサ１１とほぼ同じサイズの受光面をもっており、ＣＣＤセンサ１１と同じ撮影領域を撮像する。
【００１６】
第１の駆動回路１５は、増幅器や信号処理回路で構成されており、タイミングジェネレータ１６から得られるクロックパルスに同期してＣＣＤセンサ１１からの撮像信号を読み出す。一方、第２の駆動回路１７も、増幅器や信号処理回路で構成されており、クロックパルスに同期してＣＭＯＳセンサ１２からの撮像信号を読み出す。ＣＣＤセンサ１１は走査部が信号転送方式であり、第１の駆動回路１５は各画素を同時に空間サンプリングした後に増幅器で電流／電圧変換を行って撮像信号を電圧信号として出力する。ＣＭＯＳセンサ１２は走査部がアドレス方式であり、第２の駆動回路１７は時系列に空間サンプリングした後に増幅器でノイズを除去した形態で撮像信号を出力する。
【００１７】
駆動切換器１８は、撮像素子電源部１９から得られる電源を第１の駆動回路１５に供給する第１位置と、第２の駆動回路１７に供給する第２位置との間で開閉することで撮像素子への電源供給路を択一的に切り換える。この切り換えはシステム制御部２０の制御により行われる。
【００１８】
撮像素子電源部１９には電源回路２１から電源が供給される。電源回路２１には、カメラ１０の内蔵電池２２から電源が供給される。電源回路２１は、カメラ１０の電源スイッチ２３のＯＮ操作に応答して第１及び第２駆動回路１５，１７以外のタイミングジェネレータ１６などの各部に電源供給を開始する。撮像素子電源部１９は、第１の駆動回路１５用と第２の駆動回路１７用との電源をそれぞれ出力する。
【００１９】
システム制御部２０は、カメラ１０の電源スイッチ２３のＯＮ操作に応答して駆動切換器１８を第２位置に切り換えるよう制御し、また、シャッタボタン２４の半押し操作に応答して駆動切換器１８を第１位置に切り換えるよう制御するとともに、画像記録完了から一定時間経過後に再び駆動切換器１８を第２位置に切り換えるよう制御する。
【００２０】
シャッタボタン２４には、レリーズ信号発生回路に接続されており、レリーズ信号発生回路はシャッタボタン２４の半押し時、及び全押し時にそれぞれの操作信号をシステム制御部２０に入力する。本実施形態では、半押し操作信号を画像記録開始信号としている。
【００２１】
第１及び第２の駆動回路１５，１７から得られる撮像信号は、それぞれ入力切換器２５に入力される。入力切換器２５は、第１の駆動回路１５から得られる撮像信号をＡ／Ｄコンバータ２６に入力する第１位置と第２の駆動回路１７から得られる撮像信号をＡ／Ｄコンバータ２６に入力する第２置との間で開閉することで撮像信号取込路を択一的に切り換える。
【００２２】
システム制御部２０は、駆動切換器１８の第２位置への切り換えに応答して入力切換器２５を第２位置に切り換えるよう制御し、また、駆動切換器１８の第１位置への切り換えに応答して入力切換器２５を第１位置に切り換えるよう制御するとともに、画像記録完了後から一定時間経過後に再び入力切換器２５を第２位置に切り換えるよう制御する。なお、駆動切換器１８の切り換えに応じて切り換える代わりに、第２位置への切り換えを電源スイッチ２３のＯＮ操作に応答して、また、第１位置への切り換えを半押し操作信号の入力に応答して行うようにしてもよい。
【００２３】
入力切換器２５から得られる撮像信号は、Ａ／Ｄコンバータ２６でデジタル信号に変換されて画像処理部２７に送られる。
【００２４】
画像処理部２７は、第１の駆動回路１５から得られる撮像信号が入力したときには、記録用の高画質の記録画像データを生成する画像処理を行うとともに、第２の駆動回路１７から得られる撮像信号が入力したときには、ＬＣＤ２８に表示するためのスルー画像となる撮影画像データを生成する。これらの画像処理の切換もシステム制御部２０によって制御される。
【００２５】
撮影画像データは、画像処理部２７で生成された後にビデオメモリ２９に取り込まれ、その後にスルー画像としてドライバ３０に送られる。ドライバ３０は、ＬＣＤ２８を制御してビデオメモリ２９から読み出した撮影画像データをＬＣＤ２８に表示する。ＬＣＤ２８はカメラ１０の外部に設けられている。
【００２６】
記録画像データは、画像処理部２７で生成された後にフレームメモリ３１に格納され、１フレーム分の記録画像データとして圧縮処理部３２に送られる。圧縮処理部３２では、１フレーム分の記録画像データを例えばＪＰＥＧ方式により画像圧縮してカードドライブ３３に出力する。カードドライブ３３は、圧縮した記録画像データをメモリカード３４などの記録媒体に記録する。
【００２７】
なお、画像処理部２７から得られる撮影画像データは、システム制御部２０に入力されて、撮影条件（自動合焦（ＡＦ）、自動露光（ＡＥ）など）の設定にも使用される。
【００２８】
次に上記構成の作用を図２を参照しながら説明する。電源スイッチ２３をＯＮ操作すると、電願回路２１が第１及び第２の駆動回路１５，１７以外のタイミングジェネレータ１６などの各部に内蔵電池２２から取り込んだ電源を供給し、これによりシステム制御部２０が立ち上がり、予め記憶されているプログラムが実行される。
【００２９】
タイミングジェネレータ１６は、電源供給に応答してクロックパルスを第１及び第２の駆動回路１５，１７にそれぞれ供給する。なお、このとき第１及び第２の駆動回路１５，１７は駆動電圧が供給されていないため駆動していない。
【００３０】
システム制御部２０は、プログラムの実行によりまず、駆動切換部１８の開閉を第２位置に切り換え、これに応答して入力切換部２５の開閉を第２位置に切り換える。また、システム制御部２０は、撮像素子電源部１９を制御して第１の駆動回路１５用と第２の駆動回路１７用との電源をそれぞれ出力させる。開閉位置が第２位置となった駆動切換部１８は、このうちの第２の駆動回路１７用の電源を第２の駆動回路１７に印加する。これにより、ＣＭＯＳセンサ１２が駆動する。
【００３１】
第２の駆動回路１７は、クロックパルスに同期してＣＭＯＳセンサ１２から画像信号を読み出す。読み出した画像信号は、第２位置となった入力切換器２５によりＡ／Ｄコンバータ２６に入力され、ここでクロックパルスに応じた周波数でサンプリングを行ってデジタル信号に変換してから画像処理部２７に送られる。駆動切換器１８を第２位置に切り換えたときにはシステム制御部２０が画像処理部２７を制御してＬＣＤ２８に表示するための撮影画像データを生成する。その後ビデオメモリ２９に格納され、ビデオメモリ２９から読み出した撮影画像データがＬＣＤ２８にスルー画像として表示される。この表示画像は、ＣＭＯＳセンサ１２がＣＣＤセンサ１１とほぼ同じサイズの受光面をもっているため、記録用の画像を取り込むＣＣＤセンサ１１と同じの撮影領域で表示される。
【００３２】
このように、モニタリング時には、第１の駆動回路１５の駆動を停止し、低画素の撮像信号を出力するＣＭＯＳセンサ１２用の駆動回路１７のみを駆動するため、内蔵電池２２の充電又は交換時期を延ばすことができる。
【００３３】
なお、システム制御部２０は、画像処理部２７から得られる撮影画像データを使用して図示していない自動合焦（ＡＦ）、自動露光ＡＥなどの調節を行う。
【００３４】
フレーミングはＬＣＤ２８に表示された画像を見ながら行い、撮影はシャッタボタン２４を半押し操作した後にそのまま全押し操作する。シャッタボタン２４の半押し操作信号を得るとシステム制御部２０は、駆動切換器１８の開閉を第１位置に切り換え、これに応答して入力切換器２５の開閉も第１位置に切り換える。これにより、第２の駆動回路１７の駆動電源が断たれ、代わりに第１の駆動回路１５に電源が供給され、ＣＣＤセンサ１１を第１の駆動回路１５が駆動する。
【００３５】
第１の駆動回路１５は、ＣＣＤセンサ１１から画像信号を読み出す。読み出した画像信号は、開閉位置が第１位置となった入力切換器２５によりＡ／Ｄコンバータ２６に入力され、ここでデジタル信号に変換されてから画像処理部２７に取り込まれる。
【００３６】
半押し操作が解除されることなくそのまま全押し操作が行われると、全押し操作信号がシステム制御部２０に入力される。システム制御部２０は、全押し操作信号を受けることに応答して画像処理部２７を静止画撮影画像に対応する高画質の記録画像データを生成するよう制御する。したがって、画像処理部２７は、全押し操作信号の入力時点に対応した撮像信号を記録画像用の画像処理を行って記録画像データを生成し、その後にフレ−ムメモリ３１に送られる。
【００３７】
フレームメモリ３１には１フレーム分の記録画像データが取り込まれる。取り込まれた記録画像データは、圧縮処理部３２に送られ、ここで例えばＪＰＥＧ方式により画像圧縮され、圧縮データがカードドライブ３３に出力される。カードドライブ３３は、圧縮データをメモリカード３４などの記録媒体に記録する。
【００３８】
なお、システム制御部２０は、駆動切換器１８を第１位置に切り換えたときに、表示パネルであるＬＣＤ２８の解像度に対応するドット数に間引きする処理を行ってスルー画像となる表示画像データを生成する。
【００３９】
表示画像データは、画像処理部２７からビデオメモリ２９に取り込まれ、その後ドライバ３０の制御によりＬＣＤ２８に表示される。また、画像処理部２７から得られる表示画像データ又は記録画像データはシステム制御部２０にも入力され、システム制御部２０での自動合焦（ＡＦ）、自動露光ＡＥなどの調節に用いられる。
【００４０】
このように、画像記録時には、高画素の撮像信号を出力するＣＣＤセンサ１１用の駆動回路１５を駆動するため、記録データを高画質で保存することができる。
【００４１】
上記実施形態では、入力切換器２５を設けてＡ／Ｄコンバータ２６及び画像処理部２７とを共通使用しているが、入力切換器２５を省略して第１及び第２駆動回路１５，１７に対応してＡ／Ｄコンバータ及び画像処理部とを別々に設けても良い。
【００４２】
上記実施形態では、ＣＣＤセンサ１１とＣＭＯＳセンサ１２とで構成しているが、高画素と低画素との２つのＣＣＤセンサを使用してもよい。低画素のＣＣＤセンサは高画素に比べてクロックレートが低いから消費電力も少なくなる。
【００４３】
また、撮像素子の駆動を切り換える記録開始信号としては、シャッタボタン２４の半押し操作信号としているが、全押し操作信号としてもよい。また、グリップセンサをグリップ部に設け、グリップセンサの検知信号に応答して切り換えるように構成してもよい。また、シャッタボタンの近傍に、シャッタボタンへの指かけを検知する例えばフォトセンサや圧力センサを設け、センサから得られる信号に応答して切り換えるようにしてもよい。
【００４４】
さらに、上記実施形態では、撮像素子の駆動を切り換える構成として、電源供給路を切り換える構成としているが、代わりに電源を常に供給しておき、システム制御部からの駆動開始信号に基づいて撮像素子の駆動を択一的に切り換えるようにしてもよい。これによれば、電源供給を開始した直後に生じる過大電流や過大電圧により駆動回路などが故障するおそれがあるのを防止することができる。
【００４５】
なお、電子カメラには、撮像した画像データの一部を拡大し、拡大した画像データを補完処理してから表示又は記録する電子ズームという機能をもったものがある。この電子ズームを選択したときにも高画素の撮像素子を駆動するのが好適である。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の電子カメラでは、画像を記録する動作のときには第１の撮像素子を駆動し、画像を前記表示手段に表示する動作のときには第２の撮像素子を駆動する駆動切り換え手段を備えたから、記録画像の高画質化を維持したままで電源電池の消費を極力抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である電子スチルカメラの構成を概略的に示す説明図である。
【図２】電子スチルカメラの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０　電子スチルカメラ
１１　ＣＣＤセンサ
１２　ＣＭＯＳセンサ
１３　撮影レンズ
１４　プリズム
１８　駆動切換器
２５　入力切換器
３４　メモリカード

Claims

記録するための画像を外部に表示する表示手段を備えた電子カメラにおいて、相対的に高画素の第１の撮像素子と、相対的に低画素であり、前記第１の撮像素子とほぼ同一の撮影領域を撮影するための第２の撮像素子と、画像を記録する動作のときには第１の撮像素子を駆動し、画像を前記表示手段に表示する動作のときには第２の撮像素子を駆動する駆動切り換え手段とを備えたことを特徴とする電子カメラ。
相対的に高画素の第１の撮像素子と、相対的に低画素であり、前記第１の撮像素子とほぼ同一の撮影領域を撮影するための第２の撮像素子と、記録開始信号に応答して第２の撮像素子の駆動を停止して第１の撮像素子を駆動する駆動切換手段と、前記駆動切換手段が第１の撮像素子を駆動したときに前記第１の撮像素子から得られる撮像信号を画像処理して記録画像データを生成するとともに、第２の撮像素子を駆動したときには前記第２の撮像素子から得られる撮像信号を画像処理して撮影画像データを生成する画像処理手段と、前記撮影画像データを外部に設けた表示画面に表示する画像表示手段と、前記記録画像データを記録媒体に記録する記録手段とを具備したことを特徴とする電子カメラ。