JP2005229292A - 撮像装置及び撮像装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来技術と異なる方法を用いて低消費電力化を実現する電子カメラ及び電流制御方法を提供する。
【解決手段】ＣＣＤ１４のＯＳ端子１００から出力される出力信号はエミッタフォロワ回路１１０によって後段の信号処理回路（ＡＦＥ）を駆動可能な電流に変換される。一方、エミッタフォロワ回路１１０の電流を切り換えるエミッタフォロワ電流制御回路１２０が設けられており、ＣＰＵからエミッタフォロア電流制御回路１２０へ送出されるコントロール信号によって電流を２段階に切り換えることができる。例えば、動画撮影においてＣＰＵ２０が暗いシーンを撮影していると判断すると、エミッタフォロア１１０の電流を低減させるようにエミッタフォロア電流制御回路１２０が制御される。電流の切り換えを多段階に行えるようにエミッタフォロア電流制御回路１２０を構成してもよい。
【選択図】 図２

Description

本発明は撮像装置及び撮像装置の制御方法に係り、特に光電変換素子等の撮像素子を用いた撮像装置における低消費電力化技術に関する。

近年、デジタルカメラ（デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等）は画質に対する要求が高くなり、この要求に応じて高画質を実現するためにデジタルカメラは高解像度化され、ＣＣＤ（固体撮像素子）等の撮像デバイスの素子数は増加している。このように撮像素子数の増加が進むに従い、該撮像デバイスから得られた画像信号の処理を行う画像処理系では短時間のうちに大量の信号処理を行うことが要求されるようになった。

一方、撮像デバイスの素子数の増加や画像処理系の高速処理化に伴い、デジタルカメラ内の消費電流（消費電力）が増加しており、デジタルカメラ内部の消費電流が増えると電池（バッテリー）等の電源供給系の大型化を招くだけでなく該電源供給系への負担が大きくなり、デジタルカメラ内部の処理速度の低下などの問題を引き起こすことになり得る。

したがって、デジタルカメラ内部の消費電流を低減させることによって、内部回路の安定動作（処理系の安定動作）及び、電源供給部の小型化を実現できる。

特許文献１に開示された固体撮像装置及び固体撮像素子駆動方法では、測光制御モード時には信号電荷の平均操作（積分操作）が行われるために電源電圧低下による解像度の低下は目立たず、また、動画撮影モード時には通常間引きが行われるため、同様に電源電圧低下による解像度の低下は目立たない。よって、測光制御モード時及び動画撮影モード時には、本撮影（例えば、高解像度が必要な静止画撮影）に比べて水平駆動信号の電圧を低くするように切り替えることにより消費電流の低減化を実現している。
特開２００１−５７６５３号公報

デジタルカメラ内部の低消費電力化を実現するために、駆動信号を低電圧化することにより消費電流を下げる方法がよく用いられる。

しかしながら、デジタルカメラの解像度は撮像素子の光電変換機能により得られた信号電荷を垂直方向及び水平方向に転送する転送路の転送能力に依存するので、駆動信号の電圧を下げることにより解像度を下げることになってしまう。

特許文献１に開示された固体撮像装置及び固体撮像素子駆動方法では、少なくとも２種類の出力電圧を持つ電源ユニットを備えなければならない。また、電源ユニットの出力電圧の切り替え制御を行う制御部が必要になる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、上述した従来技術とは異なる方法を用いて低消費電力化を実現する撮像装置及び撮像装置の制御方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために請求項１に係る発明は、光学系から得られた被写体像を撮像信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段から出力された出力信号に応じた電流を次段の信号処理部へ供給する電流変換手段と、前記電流変換手段の電流を可変させる電流可変手段と、を備えたことを特徴としている。

即ち、撮像手段によって得られた被写体像の電気信号（撮像信号）を受けて次段にある信号処理手段へ該撮像信号（撮像手段の出力信号）に応じた電流を供給する電流変換手段の電流を可変させる電流可変手段を備えたので、該電流変換手段の電流を可変させることができ、装置内の消費電流を削減することができる。

光学系には被写体の光学像を得るための撮像レンズを含んでおり、該撮像レンズは１枚のレンズでもよいし、複数のレンズから構成されていてもよい。

撮像手段にはＣＣＤ型撮像素子（固体撮像素子）やＭＯＳ型撮像素子などがあり、何れの撮像素子を用いてもよい。

電流変換手段では前段回路の出力インピーダンスと後段回路のインピーダンスの整合を取る回路、即ち、後段回路への電流供給源となるためのインピーダンス変換手段（インピーダンス変換回路）が含まれている。

信号処理手段には、撮像信号の増幅及びＡ／Ｄ変換等のアナログ処理を行うアナログ信号処理手段やデジタル化された撮像信号へデジタル信号処理を施すデジタル信号処理手段、該デジタル信号の一時記憶領域や作業領域となるメモリー手段などを含んでいてもよい。

また、請求項２に示すように請求項１記載の発明において、前記電流可変手段によって前記電流変換手段の電流を可変させる際の基準を設定する基準設定手段と、前記基準設定手段により設定された基準に応じて前記電流変換手段の電流を可変させるように制御する電流制御手段と、を備えたことを特徴としている。

該基準は製造時（検査時）にシステムパラメータ等として設定されてもよいし、外部から設定可能に構成されてもよい。また、予備撮影などによって実際に撮影を行い、カメラ内部で演算等によって求められた基準を設定してもよい。

また、請求項３に示すように請求項１又は２記載の発明において、前記電流変換手段は前記撮像手段に接続されるエミッタフォロワ回路を含むことを特徴としている。

エミッタフォロワ回路に次段の回路に信号として認識されない微小信号（即ち、出力インピーダンスが高い出力から出力された信号）が入力されると、該エミッタフォロワ回路から次段回路に信号として認識される信号が出力され、エミッタフォロワ回路をはさんだ前後の回路のインピーダンスの整合が取られる。

言い換えると、エミッタフォロワ回路によって次段の入力回路を駆動するための電流を供給できる能力を有しない（次段回路を駆動するだけの電流を供給できない）信号を、次段の入力回路を駆動するための電流を供給できる能力を有する信号に変換される。また、エミッタフォロワ回路からは入力信号と略同位相の信号が出力される。

また、請求項４に示すように請求項２又は３記載の発明において、前記基準設定手段により設定された基準により撮像シーンが暗いシーンであるか否かを判断するシーン判断手段を備え、前記シーン判断手段によって暗いシーンであると判断されると、前記電流制御手段は前記電流変換手段の電流を低減させるように制御することを特徴としている。

暗いシーンでは、電流変換手段の電流を低減させた際に該電流変換手段から送出される信号の波形歪みがサンプリングポイントの波形に影響を与えないので、暗いシーンでは電流変換手段の電流を絞ることが可能である。

撮像信号から得られＡＥ等に用いられる輝度信号に適当なしきい値を設け、該輝度信号がしきい値を超えるか否かによって暗いシーンであるか明るいシーンであるかを判断してもよい。

また、請求項５に示すように請求項４記載の発明において、連続撮影時に前記撮影シーン判断手段によって暗いシーンであると判断された場合には、前記電流制御手段によって前記電流変換手段の電流を低減させるように制御することを特徴としている。

連続撮影には、撮影モード設定手段により動画撮影モードに設定された場合（動画撮影時）や静止画の連写撮影、インターバル撮影の他にスルー画等を含んでいてもよい。

また、請求項６に示すように請求項５記載の発明において、前記撮影シーン判断手段は、連続撮影時には一定周期ごとにシーン判断を行うことを特徴としている。

連続撮影時には常に撮影シーンの明暗の監視を常に行い、撮影シーンの明暗に応じて直ちに電流変換手段の電流を制御することができる。

シーン判断は１フレームごとに行ってもよいし、数フレームごとに行ってもよい。また、一定時間間隔で行う態様でもよい。

また、請求項７に示すように請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の発明において、前記電流可変手段は、前記電流変換手段の電流を２段階に切り換え可能であることを特徴としている。

即ち、信号送信手段の電流を２段階切り換え可能に構成したので、該電流可変手段により該電流変換手段の電流を切り換えて、該電流を低減させることが可能である。

信号送信手段の電流を２段階に切り換える態様は、スイッチ等の手段により抵抗器などの電流制限素子を付加する（即ち、電流が小さくなる）、付加しない（即ち、電流が大きくなる）を切り換えてもよい。

また、請求項８に示すように請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の発明において、前記電流可変手段は前記電流変換手段の電流を所定の範囲内において連続的に可変可能であることを特徴としている。

即ち、電流変換手段の電流を多段階に可変させることが可能になる。

また、前記目的を達成するために請求項９に係る発明は、被写体の光学像を撮像信号に変換する撮像手段と、前記撮像信号に所定の処理を施す信号処理部と、を備えた撮像装置の制御方法であって、被写体の光学像を撮像信号に変換する光電変換工程と、前記撮像手段に接続される電流変換手段によって前記撮像手段から出力された信号に応じた電流を前記信号処理部へ供給する電流変換工程と、前記電流変換工程における前記電流変換手段の電流を可変させる電流可変工程と、を含むことを特徴としている。

電流制御工程における電流制御の基準（しきい値）を設定する基準設定工程を設けてもよい。

本発明によれば、撮像手段から出力される出力信号に応じた電流を次段の回路に供給する電流変換手段の電流を可変させる電流可変手段を備えたので、該電流変換手段の電流を低減させることができ、装置の消費電力削減を実現することができる。

また、電流変換手段の電流を可変させる基準を設定する基準設定手段及び、該基準設定手段によって設定された基準に従って電流可変手段の制御を行う電流制御手段を備えたので、該基準に従って該電流変換手段の電流を低減させるように制御可能である。

該電流変換手段には撮像手段の出力に接続されるエミッタフォロワ回路が含まれていてもよい。

更に、連続撮影時には基準設定手段により設定された基準によって撮影シーンの明暗の判断を行い、暗いシーンであれば電流変換手段の電流を絞るように制御することができる。連続撮影には動画撮影や連写撮影、インターバル撮影及び、スルー画などが含まれていてもよい。

電流を切り換える態様は２段階に切り換えてもよいし、多段階や連続的に切り換えてもよい。

以下添付図面に従って本発明に係る撮像装置及び撮像装置の制御方法の好ましい実施の形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラ１０の内部構成を示したブロック図である。本カメラ１０は静止画撮影及び音声付動画撮影が可能なデジタルカメラである。

撮影レンズ１２を通過した光は、不図示の絞りによって光量が調節された後、ＣＣＤイメージセンサ（以下ＣＣＤと記載）１４に入射する。ＣＣＤ１４の受光面には、フォトセンサが平面的に配列されており、撮影レンズ１２を介してＣＣＤ１４の受光面に結像された被写体像は、各フォトセンサによって入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。なお、ＣＣＤ１４は、シャッターゲートパルスのタイミングによって各フォトセンサの電荷蓄積時間（シャッタースピード）を制御する、いわゆる電子シャッター機能を有している。

撮影レンズ１２は１枚又は複数枚のレンズで構成され、単焦点レンズでもよいし、ズームレンズ等の焦点距離可変のものでもよい。

各フォトセンサに蓄積された信号電荷は、不図示のＣＣＤドライバーから与えられるパルスに基づいて信号電荷に応じた電圧信号（画像信号）として順次読み出される。ＣＣＤ１４から出力された画像信号は、エミッタフォロワ回路を含んだ電流変換部１６を介してアナログ処理部１８に送られる。

電流変換部１６では出力インピーダンスの高い出力であるＣＣＤ１４の出力から出力された微小信号を次段のアナログ処理部１８が認識し得る（アナログ処理部１８の入力段の回路を駆動できる電流を供給する）信号に変換する電流変換及び電圧変換が行われている。言い換えると、電流変換部１６はＣＣＤ１４の出力とアナログ処理部１８の入力とのインピーダンスの整合を取るインピーダンス変換手段として機能している。

本カメラ１０は電流変換部１６の電流をＣＰＵ２０から送出される制御信号によって可変させる電流可変機能を備えている。なお、電流変換部１６の電流可変機能及びその制御の詳細は後述する。

アナログ処理部１８は、サンプリングホールド回路、色分離回路、ゲイン調整回路等の信号処理回路を含み、このアナログ処理部１８において、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）処理並びにＲ，Ｇ，Ｂの各色信号に色分離処理され、各色信号の信号レベルの調整（プリホワイトバランス処理）が行われる。

アナログ処理部１８から出力された信号は、Ａ／Ｄ変換器２２によりデジタル信号に変換された後、画像入力コントローラ３０を介して一旦メモリー３２に格納される。メモリー３２にはＳＤＲＡＭが適用される。もちろんＤＲＡＭ等の他の記憶素子を用いてもよい。

アナログ処理部１８とＡ／Ｄ変換器２２とを１つのＩＣ（プロセッサー）内に搭載したアナログフロントエンド（ＡＦＥ）を用いてもよい。

タイミングジェネレータ（ＴＧ）３４は、ＣＰＵ２０の指令に従ってＣＣＤドライバー、アナログ処理部１８およびＡ／Ｄ変換器２２に対してタイミング信号を与えており、このタイミング信号によって各回路の同期がとられている。

また、カメラ１０は各ブロックに対して所定のクロックを供給するクロックジェネレータ３５を備えている。クロックジェネレータ３５には基準クロックを発生させる水晶振動子等のクロック源、該基準クロックから所望の周波数を持つクロックを生成する分周回路等が含まれている。

画像信号処理回路３６は輝度・色差信号生成回路、ガンマ補正回路、シャープネス補正回路、コントラスト補正回路、ホワイトバランス補正回路等を含むデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）で構成された画像処理手段であり、ＣＰＵ２０からのコマンドに従って画像信号に所定の処理を施す。メモリー３２に一時記憶された画像データは画像信号処理回路３６により輝度信号（Ｙ信号）および色差信号（Ｃr,Ｃb 信号）に変換されるとともに、ガンマ補正等の所定の処理が施された後、メモリー（ＶＲＡＭ）３８に格納される。

撮影画像を表示出力する場合、ＶＲＡＭ３８から画像データが読み出され、バス４０を介してビデオエンコーダ回路（VIDEO エンコーダ）４２に転送される。ビデオエンコーダ回路４２に送られたデータは、表示用の所定方式の信号（例えば、ＮＴＳＣ方式のカラー複合映像信号）に変換された後、液晶モニタ（ＬＣＤ）や有機ＥＬ等の画像表示装置４４に出力される。こうして、当該画像データの画像内容が画像表示装置４４の画面上に表示される。

ＣＣＤ１４から出力される画像信号によってＶＲＡＭ３８内の画像データが定期的に書き換えられ、その画像データから生成される映像信号が画像表示装置４４に供給されることにより、ＣＣＤ１４を介して入力する画像がリアルタイムに画像表示装置４４に表示される。撮影者は、画像表示装置４４に映し出される画像（スルー画）、或いはファインダー（不図示）によって撮影画角を確認できる。

また文字情報を画像に重ねて画像表示装置４４に表示するオーバーレイ表示を行う場合、不図示のキャラクタジェネレータ（ＣＧＥＭ）により文字情報のデータが生成され、ビデオエンコーダ回路４２で画像データと合成されて、画像に文字情報がオーバーレイ表示される。

なお、図１にはメモリー（ＳＤＲＡＭ）３２とメモリー（ＶＲＡＭ）３８とを別のデバイスとして示したが、これらのメモリーを含んだ記憶手段は１つのデバイスを領域分割して構成してもよい。また、図１に図示しない他のメモリーを含めて１チップとすることも可能である。

操作部５０は、ボタン、レバー、スイッチ等の操作部材から構成され、撮影者が操作部５０に含まれる操作手段を操作してカメラ１０に所望の指示を与えることができる。操作部５０から送出される操作信号（操作指令）はＣＰＵ２０に受入されると、ＣＰＵ２０によって該当部分の制御が行われる。

操作部５０には、電源スイッチ５２、モード選択スイッチ（記録／再生）５４、モード選択スイッチ（静止画／動画）５６、記録開始ボタン（レリーズボタン）５８、ズームレバー６０、メニューボタン６２、及びメニュー選択ボタン６４等が含まれている。

なお、上述した操作部５０の構成はあくまでも一例であり、他の操作部材を備えてもよいし、上述した操作部材のうち複数の操作部材を兼用してもよい。また、上述した操作部材の機能をソフトウエアに割り付け、メニュー画面から選択して設定できるように構成してもよい。

操作部５０に含まれる電源スイッチ５２はカメラ１０の主電源スイッチであり、電源スイッチ５２を操作するとカメラ１０の主電源がオンになる。

モード選択スイッチ５４、５６はカメラ１０のモードを選択するスイッチであり、モード選択スイッチ５４を操作すると記録モード（撮影モード）と再生モードとを切り換えることができ、モード選択スイッチ５４を操作すると静止画記録モードと動画記録モードとを切り換えることができる。

モード選択スイッチ５４、５６は多接点スイッチを適用してこれらを兼用してもよいし、スイッチ部材にはスライドスイッチを用いてもよいし回動式スイッチ（ダイヤル）を用いてもよい。

モード選択スイッチ５４により記録モードが選択されると共にモード選択スイッチ５６により静止画モードが選択され記録ボタン５８が押されると記録指示（レリーズＯＮ）信号が発せられる。

ＣＰＵ２０は、この指示信号の受入に呼応して、記録用の静止画像データの取り込みを開始する。また、ＣＰＵ２０は圧縮伸張回路７０にコマンドを送り、これにより圧縮伸張回路７０は、ＶＲＡＭ３８上の画像データをＪＰＥＧその他の所定の形式に従って圧縮する。圧縮された画像データは、メディア記録制御部７２を介して記録メディア７４に記録される。

本例のカメラ１０では、画像データを保存する手段として、例えばxD-Picture Card （登録商標）が適用される。記録メディアの形態はこれに限定されず、ＰＣカード、コンパクトフラッシュ（登録商標）、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、メモリースティック（登録商標）などでもよく、電子的、磁気的、若しくは光学的、又はこれらの組み合わせによる方式に従って読み書き可能な種々の媒体を用いることができる。

また、使用される媒体に応じた信号処理手段とインターフェイスが適用される。異種、同種の記録メディアを問わず、複数の媒体を装着可能な構成にしてもよい。また、画像ファイルを保存する手段は、カメラ本体に着脱可能なリムーバブルメディアに限らず、カメラ１０に内蔵された記録媒体（内部メモリ）であってもよい。

モード選択スイッチ５４により記録モードが選択され、モード選択スイッチ５６により動画モードが選択されると、音声付動画撮影をすることができる。記録開始ボタン５８が押下されると記録用の画像データ取り込みが開始されると共にマイク９０から音声が取り込まれ、音声増幅部９２にて増幅された音声信号は音入力処理部９４にて変調及びデジタル化され画像ファイルと共に記録メディア７４に記録される。

なお、音声データは画像データの圧縮形式によっては圧縮伸長回路７０にて圧縮処理が施される。

記録開始ボタン５８が再度押下されると、記録動作が停止され、記録メディア７４にはavi 形式等の動画像ファイルが生成される。

モード選択スイッチ５４によって画像再生モードが設定されると、記録メディア７４から画像ファイルが読み出される。読み出された画像データは、圧縮伸張回路７０によって伸張処理され、ビデオエンコーダ回路４２を介して画像表示装置４４に出力される。

ＣＰＵ２０は、本カメラシステムを統括制御する制御部であり、ＣＰＵ２０は、電源スイッチ５２、記録開始ボタン５８等を含んだ操作部５０から受入する入力信号に基づいて、対応する回路の動作を制御し、画像表示装置４４における表示の制御、ストロボ（不図示）発光制御、ＡＦ検出回路７６におけるオートフォーカス（ＡＦ）制御及びＡＥ／ＡＷＢ検出回路７８における自動露出（ＡＥ）制御、自動ホワイトバランス（ＡＷＢ）制御等を行う。

ＣＰＵ２０は、ＣＣＤ１４を介して入力された画像データに基づいて焦点評価演算やＡＥ演算などの各種演算を行い、その演算結果に基づいてレンズ駆動部のモータドライバ８０を制御して撮影レンズ１２を合焦位置に移動させる一方、図示せぬアイリス駆動部を制御して絞りを適正絞り値に設定するとともにＣＣＤ１４の電荷蓄積時間を制御する。

ＲＯＭ８２にはＣＰＵ２０が処理するプログラムおよび制御に必要な各種データ等が格納され、メモリー３２は画像処理領域の他、ＣＰＵ２０が各種の演算処理等を行う作業用領域を有する。また、図１には図示しないが、ＥＥＰＲＯＭ（不揮発性メモリー）をＲＯＭ８２とは別に備え、各種設定情報など格納してもよい。

カメラ１０の電源は、不図示のバッテリー又は不図示の電源入力端子に接続される外部電源（不図示）を用いることができる。バッテリー等から供給される電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータを含む電源部８４によって所要の電圧に変換された後、各回路ブロックに電源供給される。

また、動画再生時にはスピーカー９６を介して動画像と共に記録されている音声を再生することができる。該等動画ファイル内の音声データは音声出力処理部９８によって復調されスピーカーから外部に送出される。

次に、電流変換部１６の電流可変機能及びその制御について詳説する。本カメラ１０では、暗いシーンを動画撮影しているときには電流変換部１６の電流を絞る命令を行うように構成されている。なお、ここで言う動画にはスルー画を含んでいてもよい。

図２は、電流変換部１６の概略構成を示すブロック図である。

ＣＣＤ１４のＯＳ端子（出力端子）１００は電流変換部１６内にあるトランジスタ１０２のベース（Ｂ）に接続されている。一方、トランジスタ１０２にはＮＰＮ型トランジスタが適用され、そのコレクタ（Ｃ）は電源１０４に接続され、エミッタ（Ｅ）は抵抗器（エミッタ抵抗）１０６を介してコレクタに接続された電源の基準電位（ＧＮＤ）に接続される、いわゆるエミッタフォロワ回路１１０を構成している。

また、電流変換部１６にはエミッタフォロワ回路１１０の電流を可変させるエミッタフォロワ電流制御回路１２０が備えられている。具体的には、エミッタフォロワ電流制御回路１２０は、抵抗器１２２及びスイッチ手段１２４を含んだ構成になっており、抵抗器１０６と並列接続されるように抵抗器１２２が接続され、ＣＰＵ２０の制御に従って抵抗器１２２の接続、切断を切り換えるスイッチ手段１２４が抵抗器１２２と直列に接続されている。

なお、抵抗器１２２及びスイッチ手段１２４を図３に示すように、可変抵抗器１２６に置き換えると、エミッタフォロワ回路１１０の電流を所定の範囲内で連続的に可変させることができる。

ＣＣＤ１４のＯＳ端子１００の出力がトランジスタ１０２のベース（Ｂ）−エミッタ（Ｅ）間が順バイアスとなる電圧になると、トランジスタ１０２のＢ−Ｅ間にベース電流が流れコレクタ（Ｃ）−エミッタ間が導通状態となる。

Ｃ−Ｅ間が導通状態になるとトランジスタ１０２のエミッタ電圧は電源１０４の電圧からトランジスタ１０２のＣ−Ｅ間のオン電圧を差し引いた電圧になる。即ち、トランジスタ１０２のエミッタからはＣＤＤ１４の出力と同位相の信号が出力されることになる。なお、電源１０４の電圧はトランジスタ１０２の最大定格を超えない範囲で任意に設定でき、一般には後段回路に合わせて決められる。

このときのエミッタフォロワ回路１１０の電流はエミッタ電圧と抵抗器１０６の抵抗値によって求められる。例えば、電源１０４の電圧を１２Ｖ、トランジスタ１０２のＣ−Ｅオン電圧を０．５Ｖ、抵抗器１０６の抵抗値を１００Ωとすると、エミッタフォロワ回路１１０の電流は１１５ｍＡとなる。

一方、スイッチ手段１２４がオン状態に設定されると、トランジスタ１０２のエミッタ抵抗は抵抗器１０６と抵抗器１２２との合成抵抗になる。例えば、抵抗器１０６、抵抗器１２２を共に１００Ωとすると、このときの合成抵抗は５０Ωとなり、エミッタフォロワ回路１１０の電流は２３０ｍＡになる。

本カメラ１０にはスイッチ手段１２４の切り換え基準が設定されており、ＣＰＵ２０が切り換え基準を判断し、エミッタフォロワ電流制御回路１２０へコントロール信号を送出する。

このコントロール信号に応じてスイッチ手段１２４のオン、オフ切換制御が行われ、エミッタフォロワ回路１１０の電流が２段階に切り換えられる。図３に示したエミッタフォロワ電流制御回路１２０を用いると、エミッタフォロワ回路１１０の電流を連続的に可変させることが可能である。

なお、上述した回路構成はあくまでも一例であり、他の回路構成を適用してもよい。例えば、本実施形態では電流変換部１６にはトランジスタ１０２を用いたエミッタフォロワ回路１１０を適用したが、トランジスタ１０２に代わり電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を用いてもよい。

本カメラ１０では、動画撮影時に暗いシーンであると判断されるとエミッタフォロワ回路１１０の電流を絞る（減らす）ように制御される。即ち、エミッタフォロワ回路１１０の電流切り換え基準に撮影シーンの明暗を適用している。

図４には、暗いシーンを動画撮影している場合におけるＣＣＤ１４の出力波形（時間経過による電圧の変化）を示している。図４中左側の出力波形２００は、図２に示したエミッタフォロワ回路１１０の電流を絞っていない場合（即ち、図３のスイッチ手段１２４オンの状態）を示し、右側の出力波形２０２は該エミッタフォロワ回路１１０の電流を絞った場合（即ち、図２のスイッチ手段１２４オフの状態）を示している。

トランジスタの等の受動素子では、電流を絞る（小さくする）ことによって動作速度が遅くなる傾向がある。即ち、動作電流を小さくするとトランジスタの各端子間に寄生する浮遊容量を充放電する時間が長くなり、これが動作速度に影響を与えるとともに出力波形を鈍らせる原因になり得る。

暗いシーン（即ち、ＣＣＤ１４の出力電圧が低い場合）の撮影では出力波形２０２の波形の鈍りは信号サンプリングタイミング（符号２０４、２０６）では影響しない。したがって、暗いシーンではエミッタフォロワ回路１１０の電流を絞るように制御される。

一方、図５には明るいシーンを撮影した場合におけるＣＣＤ１４の出力波形２１０、２１２を示す。出力波形２１０はエミッタフォロワ回路１１０の電流を絞っていない場合を示し、出力波形２１２はエミッタフォロワ回路１１０の電流を絞った場合を示している。

図５に示すように、明るいシーン（即ち、ＣＣＤ１４の出力電圧が高い場合）の撮影では出力波形２１２の鈍りは信号サンプリングポイント（符号２０４、２０６）での波形に悪影響がでるために、エミッタフォロワ回路１１０の電流を絞らないように制御される。

暗いシーンと明るいシーンとの判別には、ＡＥ制御等に用いられる輝度信号（Ｙ信号）を用いることができる。該輝度信号に適当なしきい値（例えば、ダイナミックレンジの３０％以下等）を設け、該輝度信号が設定されたしきい値を超えるか否かをＣＰＵ２０が判断すればよい。

しきい値の設定は製造時や検査工程においてシステムパラメータとして設定されてもよいし、撮影結果などを参考にしてカメラ１０内で演算などによって適正値を求め、求められた値を設定してもよい。また、いくつかの値の中から撮影者が選択的に設定できるようにしてもよい。

暗いシーンと明るいシーンとの判別にはＲＧＢ信号のＧ信号を用いることも可能であり、外部から得られる信号など輝度信号以外の信号を用いて明るいシーンと暗いシーンとを判別してもよい。

ここで、最も明るいシーンとはＣＣＤ１４の最大出力時（入射光量を増やしても出力電圧が上がらない状態）であり、最も暗いシーンとはＣＣＤ１４の最小出力時（一般的には出力ゼロの状態）である。

輝度信号が該しきい値を超えない場合には暗いシーンと判断され、図２及び図３に示したエミッタフォロワ回路１１０の電流値を絞るようにエミッタフォロワ電流制御回路１２０が動作し、該しきい値を超える場合には明るいシーンと判断され、エミッタフォロワ回路１１０の電流を絞らないようにエミッタフォロワ電流制御回路１２０が動作する。

即ち、ＣＣＤ１４の出力波形の鈍り（歪み）がサンプリングポイントでの波形に悪影響を及ぼさないように識別信号（本例では、輝度信号）のエミッタフォロワ回路１１０の電流切り換え基準（しきい値）が設定されており、ＣＰＵなどの制御手段によって識別信号の監視を行うと共に、該識別信号が設定されたしきい値を超えているか否かに応じてＣＰＵ２０からエミッタフォロワ電流制御回路１２０へコントロール信号が送出される。

また、動画撮影を行っている間は常に撮影シーンの明暗をＣＰＵ２０が監視することにより、直ちにエミッタフォロワ回路１１０の電流制御を行うことができる。ＣＰＵ２０による撮影シーンの監視は所定のタイミングで行われてもよい。

なお、本実施形態では動画撮影について例示したが、本発明は静止画撮影における連写撮影やインターバル撮影、スルー画などの連続撮影に適用可能である。

図６は、本カメラ１０のエミッタフォロワ回路１１０の電流可変制御の流れを示したフローチャートである。

まず、電源スイッチ５２が押下され、カメラ１０の主電源がオンになると、カメラ１０のイニシャル動作が行われる（ステップＳ１０）。

次に、モード選択スイッチ５４、５６が操作されカメラ１０の動作モードが設定される（ステップＳ１２）。カメラ１０の動作モードが静止画撮影モード又は再生モードに設定されると（ＮＯ判定）、静止画撮影モード及び再生モードの制御が実行される（ステップＳ１４）。

一方、ステップＳ１２において動画撮影モードが選択されると（ＹＥＳ判定）、輝度信号を用いてＣＰＵ２０によって暗いシーンを撮影しているか否かが判断される（ステップＳ２０）。

暗いシーンを撮影しているか、明るいシーンを撮影しているかを判断する一例を挙げると、ＡＥ制御やＡＷＢ制御等に用いられる輝度信号を用い、該輝度信号が予め準備されているしきい値を超えていない場合には暗いシーンを撮影していると判断され、一方、該輝度信号が前述したしきい値を超えている場合には明るいシーンを撮影していると判断される。

ステップＳ２０において、明るいシーンを撮影していると判断されると（ＮＯ判定）、図２に示したスイッチ手段１２４がオンになり、エミッタフォロワ回路１１０は通常電流に設定される（図６のステップＳ２２）。

一方、ステップＳ２０において、暗いシーンを撮影していると判断されると（ＮＯ判定）、図３に示したスイッチ手段１２４がオフになり、エミッタフォロワ回路１１０は電流を絞った状態に設定される。（ステップＳ２４）。

その後、所定の撮影が行われ、撮影（記録）終了操作が行われるか否かが検出され（ステップＳ２６）、撮影終了操作が行われない場合には（ＮＯ判定）、ステップＳ２０に戻り、輝度信号が所定の値（しきい値）を超えるか否かがＣＰＵ２０を含んだ制御系によって監視される。

また、撮影終了操作がなされると（ＹＥＳ判定）、記録メディア７４への書き込まれた動画データ及び音声データは動画ファイルとして保存され、画像表示装置４４にはスルー画が表示される。

なお、上述したエミッタフォロワ電流可変機能を強制的にオフにできるように、スイッチ等の操作手段を設けてもよいしソフトウエア上でオフ設定をできるように構成してもよい。

上記の如く構成されたカメラ１０は、ＣＣＤ１４の出力に接続され、ＣＣＤ１４の出力信号を後段回路の信号処理回路に送出する電流変換部１６（エミッタフォロワ回路１１０）の電流を可変させるエミッタフォロワ電流制御回路１２０を備え、連続撮影において撮像信号から得られる輝度信号がしきい値を超えないような暗いシーンを撮影している場合には該エミッタフォロワ回路１１０の電流を絞るように制御される。該しきい値はエミッタフォロワ回路１１０の電流を絞っても波形に悪影響がでないように設定され、例えば、ＣＣＤ１４の出力電圧が低くなる暗いシーンではエミッタフォロワ回路１１０の電流を絞るように制御する態様がある。したがって、暗いシーンを動画撮影する場合には、エミッタフォロワ回路１１０の電流を絞るように制御されるので、カメラ１０の消費電流を削減する効果を得ることができる。

上記実施形態ではデジタルカメラを例示したが、本発明の適用範囲はデジタカメラに限定されない。動画記録を行うムービーカメラや動画及び静止画の何れも記録可能なデジタルビデオカメラにも適用可能である。また、カメラ付き携帯電話、カメラ付きパソコン、カメラ付きＰＤＡなど撮像機能を搭載した電子機器の撮像部分や該電子機器に接続され撮像を行う撮像装置などの電子カメラに広く適用可能である。

本発明の実施形態に係るデジタルカメラの基本構成を示すブロック図 図１に示したエミッタフォロワ（電流変換部）の概略構成を示すブロック図 図２に示したエミッタフォロワ（電流変換部）の変形例を示す図 暗いシーンを動画撮影しているときのＣＣＤ１４の出力波形を示す図 明るいシーンを動画撮影しているときのＣＣＤ１４の出力波形を示す図 エミッタフォロワ（電流変換部）の電流制御の流れを示すフローチャート

符号の説明

１０…デジタルカメラ、１４…ＣＣＤ、１６…電流変換部、２０…ＣＰＵ、３６…画像信号処理回路、１０２…トランジスタ、１１０…エミッタフォロワ回路、１２０…エミッタフォロワ電流制御回路、１２２…抵抗器、１２６…可変抵抗器

Claims (9)

1. 光学系から得られた被写体像を撮像信号に変換する撮像手段と、
   前記撮像手段から出力された出力信号に応じた電流を次段の信号処理部へ供給する電流変換手段と、
   前記電流変換手段の電流を可変させる電流可変手段と、
   を備えたことを特徴とする撮像装置。
2. 前記電流可変手段によって前記電流変換手段の電流を可変させる際の基準を設定する基準設定手段と、
   前記基準設定手段により設定された基準に応じて前記電流変換手段の電流を可変させるように制御する電流制御手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 前記電流変換手段は前記撮像手段に接続されるエミッタフォロワ回路を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。
4. 前記基準設定手段により設定された基準により撮像シーンが暗いシーンであるか否かを判断するシーン判断手段を備え、
   前記シーン判断手段によって暗いシーンであると判断されると、前記電流制御手段は前記電流変換手段の電流を低減させるように制御することを特徴とする請求項２又は３記載の撮像装置。
5. 連続撮影時に前記撮影シーン判断手段によって暗いシーンであると判断された場合には、前記電流制御手段によって前記電流変換手段の電流を低減させるように制御することを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
6. 前記撮影シーン判断手段は、連続撮影時には一定周期ごとにシーン判断を行うことを特徴とする請求項５記載の撮像装置。
7. 前記電流可変手段は、前記電流変換手段の電流を２段階に切り換え可能であることを特徴とする請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の撮像装置。
8. 前記電流可変手段は前記電流変換手段の電流を所定の範囲内において連続的に可変可能であることを特徴とする１乃至６のうち何れか１項に記載の撮像装置。
9. 被写体の光学像を撮像信号に変換する撮像手段と、前記撮像信号に所定の処理を施す信号処理部と、を備えた撮像装置の制御方法であって、
   被写体の光学像を撮像信号に変換する光電変換工程と、
   前記撮像手段に接続される電流変換手段によって前記撮像手段から出力された信号に応じた電流を前記信号処理部へ供給する電流変換工程と、
   前記電流変換工程における前記電流変換手段の電流を可変させる電流可変工程と、
   を含むことを特徴とする撮像装置の制御方法。

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