JP2006197222A - Photographing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置に関し、撮影シーンに応じて撮像素子の画素転送クロックを変更することが可能な撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus, and more particularly to an imaging apparatus capable of changing a pixel transfer clock of an imaging element according to a shooting scene.
近年、電子カメラ、デジタルビデオカメラなどの撮像装置では、高性能化が進展するに伴い、CCD(Charge Coupled Device)に代表される撮像素子の性能も高解像度、高精細なものが求められる様になってきた。例えば、電子カメラが最初に商品化された頃の撮像素子は、VGA(Video Graphics Array;画素数=640×480画素)のものが主流だったが、最近では、SXGA(Super Extended Graphics Array;画素数=1280×1024画素)や500万画素クラスの撮像素子が普及するまでに至っている。 In recent years, as the performance of imaging devices such as electronic cameras and digital video cameras has improved, the performance of imaging devices represented by CCD (Charge Coupled Device) is also required to have high resolution and high definition. It has become. For example, the image pickup device when the electronic camera was first commercialized was mainly VGA (Video Graphics Array; number of pixels = 640 × 480 pixels), but recently, SXGA (Super Extended Graphics Array; pixels). Number = 1280 × 1024 pixels) and 5 million pixel class image sensors.
一方、高い画素密度の撮像素子は、駆動信号の周波数を高くして高速駆動に対応できる様にしているが、駆動信号を高速化させると、消費電力が大きくなる為に、比較的早く電池が消耗してしまい、撮影枚数や使用時間に大きく影響を及ぼすことになる。 On the other hand, an image sensor with a high pixel density increases the frequency of the drive signal so that it can be used for high-speed driving. However, if the drive signal is increased in speed, the power consumption increases, so the battery will run relatively quickly. It will be consumed, greatly affecting the number of shots and usage time.
この様に、撮像装置の高性能化に伴い、撮像素子の高画素化が加速しているが、一方で消費電力の増加を招き、これが撮影枚数に大きな影響を及ぼすので省エネ対応の操作等によりその影響を軽減させる必要がある。そして、消費電力増大に対する省エネ対策の技術は、撮像装置の分野ではこれまでも種々検討されていた。 In this way, with the higher performance of imaging devices, the increase in the number of pixels in the imaging device is accelerating, but on the other hand, it causes an increase in power consumption, which greatly affects the number of shots. It is necessary to reduce the effect. Various techniques for energy saving measures for increasing power consumption have been studied in the field of imaging devices.
具体的には、被写体の照度が低くなった場合に自動的にフレームレートを下げて長時間蓄積を実現し高感度化を図ったビデオカメラ装置の技術(例えば、特許文献1)が挙げられる。この様に、消費電力の増大に対して撮影枚数を確保するために撮像装置の消費電力を低減化させて省エネ対応を行おうとする技術がこれまでも検討されていた。
ところで、デジタルカメラのフレームレートは、撮影シーンによっては操作性や描写性に大きな影響を及ぼすことがある。例えば、スポーツシーンの様に動きの激しい被写体を撮影する場合は、速いシャッタスピードが必要である。この様な撮影では、フレームレートが遅いと被写体の動きに表示画像が追従できなくなる。その結果、構図の決定が難しくなってシャッタチャンスを逸してしまう。 By the way, the frame rate of a digital camera may greatly affect operability and depictability depending on the shooting scene. For example, when shooting a subject that moves rapidly, such as a sports scene, a high shutter speed is required. In such shooting, if the frame rate is slow, the display image cannot follow the movement of the subject. As a result, it is difficult to determine the composition and the photo opportunity is missed.
一方、静止物の撮影や動きのある被写体を長時間露光して残像効果を得る撮影では、速いフレームレートは必要ではなく、むしろフレームレートを遅くした方が描写性に優れた効果的な写真が得られ、同時に消費電力の低減化も可能になる。 On the other hand, when shooting a stationary object or shooting a moving subject for a long time to obtain an afterimage effect, a fast frame rate is not necessary. At the same time, power consumption can be reduced.
この様に、フレームレートを下げずに撮影を行う必要がある場合や、逆にフレームレートを下げて撮影を行うことで良好な仕上がり画質の写真が得られる場合があるなど、撮影シーンに応じてフレームレートの設定変更が可能なデジタルカメラが望まれていた。
前述の特許文献1に開示された技術は、被写体の照度を検知することによりフレームレートの設定を変えて高感度化を実現しているが、撮影シーンに応じたフレームレート設定を行える撮像装置を示唆するものではなかった。
In this way, depending on the shooting scene, it is necessary to shoot without reducing the frame rate, or on the other hand, it may be possible to obtain a good quality picture by reducing the frame rate. A digital camera capable of changing the frame rate setting has been desired.
The technique disclosed in Patent Document 1 described above realizes high sensitivity by changing the frame rate setting by detecting the illuminance of the subject. However, an imaging apparatus capable of setting the frame rate according to the shooting scene is provided. There was no suggestion.
本発明は、上記課題に鑑み、部品数の増大などによる装置の複雑化や高価格化を招くことなく、撮影シーンに応じてフレームレートの設定変更が可能な撮像装置を提供することを目的とする。具体的には、動きの激しい被写体を撮影する場合には高速撮影に対応したフレームレートを設定し、速いシャッタスピードを必要としない撮影では撮像素子の画素転送クロックを低速化して消費電力を低減化して効率的な省エネ対応を行う撮像装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an imaging device capable of changing the frame rate setting according to the shooting scene without incurring complexity and high cost of the device due to an increase in the number of parts. To do. Specifically, when shooting a fast moving subject, set a frame rate that supports high-speed shooting, and for shooting that does not require a fast shutter speed, reduce the pixel transfer clock of the image sensor to reduce power consumption. An object of the present invention is to provide an imaging apparatus that can efficiently and efficiently save energy.
上記目的は、下記の請求項1〜3のいずれか1項に記載の発明によって達成される。 The above object is achieved by the invention according to any one of claims 1 to 3.
(請求項1)
被写体光像を光電変換して画像信号を生成する撮像手段と、
前記撮像手段の駆動を制御する制御信号を生成する駆動制御信号生成手段と、
前記駆動制御信号生成手段で使用される基準信号を生成する基準信号生成手段と、
前記基準信号生成手段の作動を制御する基準信号制御手段と、
前記画像信号に基づいて前記撮像手段の露出制御を行う露出制御手段とを、有し
前記基準信号制御手段は、
前記露出制御手段で設定された露出制御値に基づいて、
前記基準信号生成手段より生成される基準信号の周波数が変動する様に前記基準信号生成手段の作動を制御することを特徴とする撮像装置。
(Claim 1)
Imaging means for photoelectrically converting a subject light image to generate an image signal;
Drive control signal generating means for generating a control signal for controlling driving of the imaging means;
Reference signal generating means for generating a reference signal used in the drive control signal generating means;
Reference signal control means for controlling the operation of the reference signal generation means;
Exposure control means for performing exposure control of the imaging means based on the image signal, the reference signal control means,
Based on the exposure control value set by the exposure control means,
An image pickup apparatus that controls the operation of the reference signal generation means so that the frequency of the reference signal generated by the reference signal generation means varies.
(請求項2)
前記基準信号制御手段は、
予め設定された基準露出制御値を有し、
前記露出制御手段で設定された露出制御値と前記基準露出制御値とを比較し、比較結果に基づいて前記基準信号生成手段で生成される基準信号の周波数を変更するように制御することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
(Claim 2)
The reference signal control means includes
Having a preset reference exposure control value,
The exposure control value set by the exposure control means is compared with the reference exposure control value, and control is performed so as to change the frequency of the reference signal generated by the reference signal generating means based on the comparison result. The imaging apparatus according to claim 1.
(請求項3)
前記露出制御手段での処理内容を選択する露出制御モード選択手段を有し、
前記基準信号制御手段は、前記露出制御モード選択手段で選択された露出制御値に基づいて、前記基準信号生成手段より生成される基準信号の周波数が変動する様に前記基準信号生成手段の作動を制御することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。
(Claim 3)
Exposure control mode selection means for selecting processing contents in the exposure control means;
The reference signal control means operates the reference signal generation means so that the frequency of the reference signal generated by the reference signal generation means varies based on the exposure control value selected by the exposure control mode selection means. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the imaging apparatus is controlled.
本発明では、基準信号制御手段は予め設定されている基準露出制御値を有しており、撮影時に露出制御手段で設定された露出制御値と基準露出制御値とを比較し、比較結果に基づいて基準信号生成手段で生成する基準信号の周波数の設定を変更することができる。すなわち、撮影時の露出制御値が閾値よりも低い場合、撮像手段の駆動を制御する駆動制御信号の周波数を低減させることができ、シャッタスピードの遅い撮影ではCCDの消費電力を低減させた状態で良好な仕上がりとなる撮影を行うことが可能になる。 In the present invention, the reference signal control means has a preset reference exposure control value, compares the exposure control value set by the exposure control means at the time of shooting with the reference exposure control value, and based on the comparison result. Thus, the setting of the frequency of the reference signal generated by the reference signal generating means can be changed. That is, when the exposure control value at the time of shooting is lower than the threshold value, the frequency of the drive control signal for controlling the driving of the image pickup means can be reduced, and the power consumption of the CCD is reduced in shooting at a low shutter speed. It is possible to perform shooting with a good finish.
この様に、本発明によれば、静止物の撮影や動きのある被写体を長時間露光して残像効果を得る撮影のように早いフレームレートが不要な撮影を行う時には、フレームレートを遅くして消費電力を低減して省エネ対応した撮影を行うことができる。また、スポーツシーンの様に動きのある被写体の撮影を行う場合には、もともとのフレームレートが維持されるので高速のシャッタスピードでの撮影を安定して行える。 As described above, according to the present invention, when performing shooting that does not require a fast frame rate, such as shooting of a stationary object or shooting of a moving subject for a long time to obtain an afterimage effect, the frame rate is decreased. It can reduce power consumption and perform energy-saving shooting. Further, when shooting a moving subject such as a sports scene, the original frame rate is maintained, so that shooting at a high shutter speed can be performed stably.
本発明に係る撮像装置の具体的な実施形態としては、デジタルカメラが代表的であるが、この他にカメラ付きの携帯電話機や、デジタルビデオカメラなども含まれる。 As a specific embodiment of the imaging apparatus according to the present invention, a digital camera is typical, but a mobile phone with a camera, a digital video camera, and the like are also included.
図1及び図2を用いて、本発明に係る撮像装置の代表的な実施形態の1つであるデジタルカメラの外観を説明する。図1(a)は、本発明に係るデジタルカメラ1の正面図、(b)は背面図である。また、図2(a)は、デジタルカメラ1の上面図、(b)は側面図である。図に示す様に、デジタルカメラ1は、撮像部2とカメラ本体部3よりなる。 The appearance of a digital camera that is one of the representative embodiments of the imaging apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1A is a front view of a digital camera 1 according to the present invention, and FIG. 2A is a top view of the digital camera 1, and FIG. 2B is a side view. As shown in the figure, the digital camera 1 includes an imaging unit 2 and a camera body unit 3.
撮像部2は、マクロズームからなる撮影レンズ及びCCD等の光電変換素子からなり、被写体の光学像(被写体光像)を画像信号(CCDの各画素で光電変換された電荷信号により構成される画像信号)に変換して取り込むものである。 The imaging unit 2 includes a photographing lens including a macro zoom and a photoelectric conversion element such as a CCD, and an optical image of a subject (subject light image) is formed of an image signal (an electric charge signal photoelectrically converted by each pixel of the CCD). Signal).
撮像部2の内部には、後述するマクロズームレンズ201が配設され、マクロズームレンズ201が配設された箇所の後方に後述するCCDエリアセンサ202を備えた撮像回路(図示せず)が設けられている。 A macro zoom lens 201 (to be described later) is provided inside the imaging unit 2, and an imaging circuit (not shown) including a CCD area sensor 202 (to be described later) is provided behind the location where the macro zoom lens 201 is provided. It has been.
また、撮像部2の内部には、適所にフラッシュ光の被写体からの反射光を受光する調光センサを備えた調光回路(図示せず)が設けられている。 In addition, a dimming circuit (not shown) including a dimming sensor that receives reflected light from the subject of flash light is provided inside the image pickup unit 2.
カメラ本体部3は、LCD(Liquid Crystal Display;液晶表示素子)からなるLCD表示部6、EVF(Electronic View Finder;電子ビューファインダ)7、デジタルカメラ1を図示しないパーソナルコンピュータに接続する外部接続端子13を有しており、撮像部2で取り込まれた画像信号に所定の信号処理を施し、LCD表示部6やEVF7への画像表示、後述するメモリカード14などの記録媒体への画像記録、あるいはパーソナルコンピュータへの画像の転送といった処理を行う。
The camera body unit 3 includes an
図1(a)に示す様に、カメラ本体部3の前面には、上部適所にフラッシュ4が設けられている。また、図1(b)に示す様に、カメラ本体部3の背面の略中央部には撮影画像の表示や記録画像の再生表示を行うLCD表示部6とEVF7が設けられている。
As shown in FIG. 1A, a flash 4 is provided at an appropriate position on the front surface of the camera body 3. As shown in FIG. 1B, an
カメラ本体部3の上面には、図2(a)に示す様に、撮影画像をキャプチャしメモリカード14に記録するシャッタボタン5と、シャッタボタン5の近くに「記録モード」(図中のREC)と「再生モード」(図中のPLAY)とを切換設定する撮影モード切換スイッチ12が設けられている。記録モードは、撮影待機状態から露光制御のプロセスを経て撮影にいたる写真撮影を行うモードであり、再生モードは、メモリカード14に記録された撮影画像をLCD表示部6やEVF7に再生表示するモードである。
On the upper surface of the camera body 3, as shown in FIG. 2A, a shutter button 5 that captures a captured image and records it on the
また、図2(a)に示す様に、カメラ本体部3の上面には、撮影感度を切り換えるための撮影感度切換スイッチ10が設けられている。撮影感度切換スイッチ10は、スイッチを押す度に、例えば、撮影感度がISO100からISO800までサイクリックに切り換り、撮影時の状況に適した感度を選択することが可能である。
Further, as shown in FIG. 2A, a photographing
さらに、カメラ本体3の上面には露出調整モードを切り換えるための露出調整モード切換えスイッチ11が設けられている。露出調整モード切換えスイッチ11は、オートまたはマニュアルによる露出調整操作を選択するとともに、マニュアル操作を行う場合にシャッタスピードの選択を行えるようにしてある。すなわち、露出調整モード切換えスイッチ11を押す度に、例えば、オート、マニュアル30秒からマニュアル1/2000秒まで切り換る。すなわち、露出調整モード切換えスイッチ11は、本発明に係わる露出制御モード選択手段として機能するものである。
Further, an exposure adjustment
カメラ本体部3の背面には、図1(b)に示す様に、再生画像のコマ送りや、撮影時にズーム操作を行うための再生コマ送りスイッチ/ズームスイッチ9が設けられている。再生コマ送りスイッチ/ズームスイッチ9における再生画像のコマ送りとは、カメラを再生モードに設定しメモリカード14に記録された画像をコマ番号とともにLCD表示部6に順次表示する様にしたものである。なお、LCD表示部6への画像表示を昇順方向(撮影順の方向)若しくは降順方向(撮影順と逆の方向)に変更指示することも可能である。また、撮影時のズーム操作は、再生コマ送りスイッチ/ズームスイッチ9を操作することにより、マクロズームレンズ201をテレ方向若しくはワイド方向にズーミングすることである。
As shown in FIG. 1B, a playback frame advance switch / zoom switch 9 is provided on the rear surface of the camera body 3 for performing frame advance of a playback image and zooming operation during shooting. In the playback frame advance switch / zoom switch 9, the frame playback of the playback image is to set the camera to the playback mode and display the images recorded on the
さらに、カメラ本体部3の背面には、画像表示を行うためのLCD表示部6とEVF7とを選択するEVF切換スイッチ8が設けられている。
Further, an EVF changeover switch 8 for selecting an
また、カメラ本体部3の底面内部には、デジタルカメラ1の動作用電源としての電池314(図示せず)が設けられている。 A battery 314 (not shown) is provided inside the bottom surface of the camera body 3 as a power source for operating the digital camera 1.
次に、デジタルカメラ1の制御系について図3を用いて説明する。図3は、本発明に係るデジタルカメラ1の制御系のブロック図である。なお、図3では、図1及び図2に示した部材と同じ部材には同一の番号を付与した。 Next, the control system of the digital camera 1 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram of a control system of the digital camera 1 according to the present invention. In FIG. 3, the same members as those shown in FIGS. 1 and 2 are given the same numbers.
撮像部2内のマクロズームレンズ201には開口量が固定された絞り部材(固定絞り)が設けられている。CCDエリアセンサ202(以下、CCD202と略称する。)は、R(赤)光、G(緑)光、B(青)光の各色透過フィルタをピクセル単位(画素単位)で市松模様状に配置させたカラーエリア撮像センサで、マクロズームレンズ201により結像された被写体光像を、R(赤)光、G(緑)光、B(青)光の各色成分の画像信号(各画素単位で受光された画素信号の信号列からなる信号)に光電変換するものである。すなわち、CCD202は、本発明に係る撮像装置における撮像手段として機能するものである。
The macro zoom lens 201 in the imaging unit 2 is provided with a diaphragm member (fixed diaphragm) having a fixed aperture. The CCD area sensor 202 (hereinafter abbreviated as CCD 202) has R (red) light, G (green) light, and B (blue) light transmission filters arranged in a checkered pattern in pixel units (pixel units). The object light image formed by the macro zoom lens 201 by the color area image sensor is received as an image signal (each pixel unit) of each color component of R (red) light, G (green) light, and B (blue) light. The signal is converted into a signal comprising a signal string of the pixel signals thus obtained. That is, the
撮像部2では、撮影待機状態で露出制御(CCD202の露光量調節)が行えるが、撮影待機状態では絞りドライバ208により絞りが開放固定絞りに設定されるので、CCD202の電荷蓄積時間の調節により露出制御が行われる。すなわち撮影待機状態における露出制御は、シャッタスピードに相当するCCD202の電荷蓄積時間の調節により行われるものである。
The imaging unit 2 can perform exposure control (adjustment of the exposure amount of the CCD 202) in the shooting standby state. However, in the shooting standby state, the aperture is set to an open fixed aperture by the
電荷蓄積時間の調節は以下の様に行われる。先ず、CCD202により測光された光量データより選択された測光エリアに基づいてカメラ本体部3に設けられたカメラ制御CPU311で露出制御データが算出される。そして、算出された露出制御データと予め設定されているプログラム線図のデータに基づき、露光時間データが算出されタイミングジェネレータ209に送られる。これらのデータに基づいてタイミングジェネレータ209よりCCD202に適正な露光時間となる電荷蓄積時間の情報がフィードバックされて電荷蓄積時間が調節される。
The charge accumulation time is adjusted as follows. First, exposure control data is calculated by a
なお、被写体輝度が低輝度の時、適切なシャッタスピードの設定できず適正な露光制御を行うことができない場合があるが、この様な場合、シャッタスピードの調整とともに、AGC回路205のゲイン調整を行うことで適正な露出制御を実現させることができる。
Note that when the subject brightness is low, an appropriate shutter speed cannot be set and appropriate exposure control cannot be performed. In such a case, the gain adjustment of the
すなわち、低輝度時の場合、信号処理回路203内のAGC回路205のゲイン調整をシャッタスピード調整と組み合わせることで、双方の調整による相乗的な効果が得られて画像信号のレベル調整が可能になり、適正な露出制御が実現される。
That is, in the case of low luminance, by combining the gain adjustment of the
また、撮影時における露出制御は、前述したカメラ制御CPU311で算出された露出制御データと予め設定されたプログラム線図に基づく情報により、絞りドライバ208とタイミングジェネレータ209によりCCD202への適正な露光量が制御される。
Further, the exposure control at the time of photographing is performed by determining the appropriate exposure amount to the
タイミングジェネレータ209は、後述するカメラ本体部3の基準クロック発生部308から送信される基準クロックに基づいてCCD202の駆動制御信号を生成するものである。タイミングジェネレータ209で生成される駆動制御信号には、例えば、CCD202における露出開始及び終了タイミングを制御する積分開始/終了のタイミング信号、各画素の受光信号の読出制御信号(水平同期信号、垂直同期信号、転送信号等)等のクロック信号が挙げられ、これらのクロック信号がCCD202に供給されるとCCD202では各クロック信号に対応した駆動制御が行われる。この様に、タイミングジェネレータ209は、本発明に係る撮像装置における駆動制御信号生成手段として機能する。
The
電荷蓄積が完了すると(すなわち、デジタルカメラ1の露出制御が完了すると)、光電変換により形成された画像信号は、遮光されたCCD202内の転送路にシフトされてバッファを介して読み出される。そしてCCD202から読み出された画像信号は、信号処理回路203に取り込まれて所定の処理が施される。
When the charge accumulation is completed (that is, when the exposure control of the digital camera 1 is completed), the image signal formed by the photoelectric conversion is shifted to the light-shielded transfer path in the
図3に示す様に、信号処理回路203は、CDS回路204、AGC回路205より構成され、これらの構成部を介して画像信号に所定の処理が行われる。以下、信号処理回路203で行われる画像信号への所定の処理について説明する。
As shown in FIG. 3, the
CDS(相関二重サンプリング)回路204は、CCD202から読み出された画像信号より読出し時に発生するノイズの低減や、OBクランプ動作による暗ノイズの補正を行うものである。
A CDS (Correlated Double Sampling)
AGC回路205は、CDS回路204で処理された画像信号に対し、前述した撮影感度切換スイッチ10により選択された撮影感度に基づいてゲイン調整を行い、撮影感度の制御を行うものである。
The
A/D変換器206は、AGC回路205から入力された画像信号を構成する各画素信号を14ビットのデジタル信号に変換するものである。A/D変換器206は、基準クロック発生部308から入力されるA/D変換用クロックに基づき、アナログ信号の各画素信号を14ビットのデジタル信号に変換する。
The A /
CCD202で読み出された画像信号は、信号処理回路203、及びA/D変換器206で所定の処理が施されて、デジタル画像信号に変換される。デジタル化された画像信号は、画像処理CPU301に取り込まれて所定の処理が行われる。
The image signal read by the
画像処理CPU301は、マイクロコンピュータからなり、前述した撮像部2及びカメラ本体部3を構成する各部材の作動を制御することにより、デジタルカメラ1の撮影動作を統括的に制御するものである。以下、画像処理CPU301で行われるデジタル画像信号への処理について説明する。
The
最初に、画像処理CPU301に取り込まれた画像信号は、CCD202から出力される画像信号の読出しに同期して画像メモリ313に書き込まれる。すなわち、画像処理CPU301で行われる処理に使用されるデジタル画像信号は、画像メモリ313に一度記録したものを画像メモリ313から取り出し、各ブロックにおける処理に使用される。
First, the image signal captured by the
画像処理CPU301は、画像メモリ313より取り出したデジタル画像信号に所定の処理を行うものであるが、図3に示す画素補間部302からマトリックス演算部306にかけての部位で所定の処理を行う。
The
画素補間部302は、画像メモリ313に記録された画像データをR、G、Bの各画素フィルタパターンでマスキングし、その後で平均補間(画素補間ともいう)を行うものである。このうち、高帯域にまで画素を有するGの画素フィルタパターンは、周辺4画素の中間2値の平均値に置換して平均補間を行うメディアン(中間値)フィルタであり、RとBの画素フィルタパターンは周辺9画素から同色に対して平均補間を行うものである。
The
解像度変換部303は、画素補間部302で画素補間を行った画像信号に対して、水平方向及び垂直方向に縮小処理や間引き処理を行い、デジタルカメラ1の撮像部2で設定された記録画像画素数に対応可能な解像度に変換するものである。同時にモニタ表示用の画像信号に対しても水平画素の間引き処理を行い、LCD表示部6やEVF7に表示可能な低解像度の画像信号に変換することも可能である。
The
ホワイトバランス制御部(WB制御部)304は、解像度変換部303で解像度変換処理を行ったR、G、B各色成分の画像信号に対してレベル変換を行うもので、このレベル変換処理をホワイトバランス処理という。ホワイトバランス処理は、例えば、撮影待機時に画像メモリ313に書き込まれたデータより、予め設定されてある撮像面上の測色エリアに関する画像データを読み出し、この読み出された画像データの輝度や彩度のデータ等より、本来白と思われる部分を推測して、その部分のR、G、Bの各平均強度や、G/R比、G/B比を求め、R、Bの補正ゲインとして補正制御を行うものである。
A white balance control unit (WB control unit) 304 performs level conversion on the image signals of the R, G, and B color components subjected to resolution conversion processing by the
ガンマ補正部305は、画像信号のγ特性を補正して画像信号を出力機器の特性に適したものに変換するもので、具体的な処理方法としては、例えば、非線形変換処理を行い、8ビットの画像信号に変換するなどの方法が挙げられる。
The
マトリックス演算部306は、ガンマ補正処理した画像信号R、G、Bを輝度信号(Y信号)と色差信号(Cr(R−Y)信号、Cb(B−Y)信号)に変換するものである。そして、これらの部位で所定の処理を施されたデジタル画像信号は、再度、画像メモリ313に格納される。
The
基準クロック発生部308は、デジタルカメラ1の駆動制御に使用される基準クロックを生成し、これを各回路に供給する回路である。本発明における基準クロックの具体例としては、タイミングジェネレータ209に使用される基準クロックや、A/D変換器206に使用されるA/D変換用クロックなどが挙げられ、基準クロック発生部308でこれらのクロックを生成する。この様に、基準クロック発生部308は、本発明に係る撮像装置における基準信号生成手段として機能する。また、基準クロック発生部308で生成する基準クロックの周波数は、後述するカメラ制御CPU311により変動する様に制御されるものである。
The reference
LCDドライバ309は、画像処理CPU301より画像メモリ313から読み出された画像信号をNTSC/PALにエンコードし、これをフィールド画像としてLCD表示部6やEVF7に画像表示する。
The
カメラ制御CPU311は、マイクロコンピュータからなり、後述するスイッチ群315の各スイッチ操作によるスイッチ信号に基づき、上述した撮像部2内及びカメラ本体部3内の各部材の駆動をシーケンシャルに制御してデジタルカメラ1の撮影動作を統括制御するものである。
The
また、カメラ制御CPU311は、デジタルカメラ1の露出制御を行うものであり、露出調整モード切換えスイッチ11で、オートモードが選択されている場合は、上述した様に、撮影待機時及び撮影時において自動露出調整を行うが、マニュアルモードが選択されている場合は、カメラ制御CPU311は、選択されたシャッタスピードに基づいて露出制御データを算出する。そして、算出した露出制御データと予め設定されているプログラム線図のデータに基づき、露光時間データを算出してタイミングジェネレータ209に送出する。これらのデータに基づいてタイミングジェネレータ209よりCCD202に適正な露光時間となる電荷蓄積時間の情報がフィードバックされて電荷蓄積時間が調節される。この様に、カメラ制御CPU311は、本発明に係る撮像装置における露出制御手段として機能する。
The
さらに、カメラ制御CPU311は、デジタルカメラ1の基準クロック発生部308で生成する基準クロックの周波数を制御するものであり、本発明では撮影時に設定された撮影条件に基づいて基準クロックの周波数を変更することが可能である。すなわち、カメラ制御CPU311では基準クロック周波数を変更する閾値としての基準露出制御値(シャッタスピード値)を予め設定しておき、算出した露出制御データと基準露出制御値(シャッタスピード値)とを比較する。そして、露出制御データの値が基準露出制御値よりも低い場合には基準クロック発生部308で生成される基準クロックの周波数を低速化させるように制御する。この様に、カメラ制御CPU311は、設定されたシャッタスピードに基づいてフレームレートを変更して基準信号の周波数を変更する機能を有し、本発明に係る撮像装置における基準信号制御手段として機能するものである。
Further, the
カメラ制御CPU311で行われる基準信号制御についてさらに説明する。本発明では、カメラ制御CPU311で基準露光制御値としてシャッタスピード値について予め閾値を設定しておく。そして、この閾値と撮影時に設定されたシャッタスピード値とを比較し、比較結果に基づいてフレームレートの設定を変更する。具体的には、設定されたシャッタスピード値が閾値となるシャッタスピードよりも低速と判断した場合、カメラ制御CPU311は基準クロック発生部308で生成する基準クロックの周波数が低速化するように周波数の設定を変更する。そして、基準クロック発生部308より低速化された基準クロックがタイミングジェネレータ209に送信され、タイミングジェネレータ209は低速化された基準クロックに基づいてCCD202の駆動を制御する。
Reference signal control performed by the
この様に、本発明ではCCD202の画素転送クロックを低速化することにより、撮影シーンに応じてフレームレートの設定を変更することができるので、低速のシャッタスピードでの撮影時に電力消費の低減化を実現することが可能である。
In this way, in the present invention, the frame rate setting can be changed according to the shooting scene by reducing the pixel transfer clock of the
また、画像処理CPU301は、撮影画像の圧縮を行う画像圧縮部307を有しており、画像圧縮部307では撮影画像にJPEG(Joint Photographic Coding Experts Group)方式などの画像圧縮処理を施して、所定の圧縮率に圧縮した画像データを生成する。そして、この圧縮画像データはメモリカードドライバ310を介してメモリカード14に記録される。
The
この様に、デジタルカメラ1では、画像処理CPU301において撮像部2より取り込まれた画像信号に上述した様な信号処理を行い、これらの処理を行った画像信号を画像メモリ313に記録するようになっている。
As described above, in the digital camera 1, the
本発明に係るデジタルカメラ1は、撮影モード切換スイッチ12で設定したモードの下で撮像部2で取り込んだ画像信号を、画像メモリ313に記録したり、あるいは、LCD表示部6やEVF7に表示する。
The digital camera 1 according to the present invention records the image signal captured by the imaging unit 2 under the mode set by the shooting
撮影待機状態(撮影モード切換スイッチ12で記録モード(REC)に設定した状態)では、撮像部2より画像信号が例えば1/30秒毎などの所定間隔でカメラ本体部3に取り込まれている。取り込まれた画像信号は、前述した様に、画像処理CPU301中の画素補間部302からマトリクス演算部306にかけての部位で所定の信号処理が施され、その後、デジタル画像信号として画像メモリ313に記録される。
In the shooting standby state (state in which the recording mode (REC) is set with the shooting mode changeover switch 12), the image signal is taken into the camera body 3 from the imaging unit 2 at a predetermined interval such as every 1/30 seconds. As described above, the captured image signal is subjected to predetermined signal processing at a portion from the
そして、画像メモリ313に記録された画像信号を読み出し、読み出された画像信号をLCDドライバ309でNTSC/PALにエンコードし、これをフィールド画像としてLCD表示部6やEVF7で画像表示する。
Then, the image signal recorded in the image memory 313 is read out, the read image signal is encoded into NTSC / PAL by the
また、画像記録時は、前述した様に、設定された記録解像度の画像とするために画像信号を画像圧縮部307で圧縮処理し、得られた圧縮画像はメモリカードドライバ310を介してメモリカード14に記録される。
Further, at the time of image recording, the image signal is compressed by the
再生モード(撮影モード切換スイッチ12で再生モード(PLAY)に設定した状態)では、メモリカード14より読み出された画像信号は、画像処理CPU301中の画素補間部302からマトリックス演算部306にかけての部位で所定の信号処理を施し、LCDドライバ309を介してLCD表示部6やEVF7に表示する。
In the reproduction mode (the state in which the reproduction mode (PLAY) is set by the photographing mode changeover switch 12), the image signal read from the
なお、図3中のスイッチ群315は、図1及び図2のシャッタボタン5、EVF切換スイッチ8、再生コマ送りスイッチ/ズームスイッチ9、撮影感度切換スイッチ10、露出調整モード切換スイッチ11、撮影モード切換スイッチ12に対応するスイッチである。
The
ここで、本発明に係るデジタルカメラ1で行われるCCD202の駆動信号低速化による消費電力の低減化(省エネ方法)を図4のフローチャートを用いて詳細に説明する。
Here, the reduction in power consumption (energy saving method) by reducing the drive signal speed of the
最初に、デジタルカメラ1を記録モードに設定して撮影待機状態にする。撮影待機状態にすると、デジタルカメラ1のLCD表示部6に撮影待機画像が表示される(ステップS1)。
First, the digital camera 1 is set to a recording mode and put in a shooting standby state. In the shooting standby state, a shooting standby image is displayed on the
次に、カメラ制御CPU311は、露出調整モード切換スイッチ11で選択された露出調整モードの下で決定された露出調整値を取得する。具体的には、露出調整モード切換スイッチ11でオートモードが選択されている場合は、自動露出調整によって算出されたシャッタスピード値を、また、マニュアルモードが選択されている場合は、選択されたシャッタスピード値を取得する(ステップS2)。
Next, the
カメラ制御CPU311は、シャッタスピード値について予め閾値を設定しておき(例えば、本発明においては、シャッタスピード値1秒を閾値とする。)、この閾値と、取得したシャッタスピード値とを比較し(ステップS3)、シャッタスピード値が閾値より高速であるか否かを判定する(ステップS4)。取得したシャッタスピード値が閾値よりも低速の場合は(ステップS4;Yes)、CCD202の駆動信号を低速化することは可能であることより、カメラ制御CPU311は、基準クロック発生部308で生成する基準クロックの周波数が低速化するように周波数設定制御を行う(ステップS5)。
The
そして、タイミングジェネレータ209は、基準クロック発生部308から送信される低速化した基準クロックに基づいてCCD202の駆動制御を行うことができるようになる(ステップS6)。この様にして、CCD202の画素転送クロックを低速化することにより、消費電力を大きく低減させることができる。
Then, the
一方、取得したシャッタスピード値が閾値よりも高速の場合は(ステップS4;No)、CCD202の駆動信号を低速化は行わずに処理を完了する。
On the other hand, when the acquired shutter speed value is higher than the threshold value (step S4; No), the process is completed without reducing the drive signal of the
また、ステップS4において、取得したシャッタスピード値を1つの閾値で判定して、CCD202の画素転送クロックを低速化させる動作を説明したが、複数種の閾値を設定しておき、シャッタスピードに応じて、CCD202の画素転送クロックを段階的に低速化させることにより、より効率的な消費電力の低減化(省エネ)が可能である。
Further, in the step S4, the operation of determining the acquired shutter speed value with one threshold value and reducing the pixel transfer clock of the
以上の様に、本発明に係る撮像装置では、撮影シーンに応じて撮像素子の画素転送クロックを低速化することにより、消費電力を大きく低減することができ、効率的な省エネ対策を行える様になった。 As described above, in the imaging apparatus according to the present invention, by reducing the pixel transfer clock of the imaging device according to the shooting scene, the power consumption can be greatly reduced, and efficient energy saving measures can be taken. became.
1 デジタルカメラ
2 撮像部
201 マクロズームレンズ
202 CCDエリアセンサ
203 信号処理回路
204 CDS回路
205 AGC回路
206 A/D変換器
207 フォーカスモータードライバ
208 絞りドライバ
209 タイミングジェネレータ
3 カメラ本体部
301 画像処理CPU
302 画素補間部
303 解像度変換部
304 ホワイトバランス制御部
305 ガンマ補正部
306 マトリックス演算部
307 画像圧縮部
308 基準クロック発生部
309 LCDドライバ
310 メモリカードドライバ
311 カメラ制御CPU
312 DC/DCコンバータ
313 画像メモリ
314 電池
315 スイッチ群
4 フラッシュ
5 シャッタボタン
6 LCD表示部
7 EVF
8 EVF切換スイッチ
9 再生コマ送りスイッチ/ズームスイッチ
10 撮影感度切換スイッチ
11 露出調整モード切換スイッチ
12 撮影モード切換スイッチ
13 外部接続端子
14 メモリカード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Digital camera 2 Imaging part 201
302
312 DC / DC converter 313
8 EVF selector switch 9 Playback frame advance switch /
Claims (3)
前記撮像手段の駆動を制御する制御信号を生成する駆動制御信号生成手段と、
前記駆動制御信号生成手段で使用される基準信号を生成する基準信号生成手段と、
前記基準信号生成手段の作動を制御する基準信号制御手段と、
前記画像信号に基づいて前記撮像手段の露出制御を行う露出制御手段とを、有し
前記基準信号制御手段は、
前記露出制御手段で設定された露出制御値に基づいて、前記基準信号生成手段より生成される基準信号の周波数が変動する様に前記基準信号生成手段の作動を制御することを特徴とする撮像装置。 Imaging means for photoelectrically converting a subject light image to generate an image signal;
Drive control signal generating means for generating a control signal for controlling driving of the imaging means;
Reference signal generating means for generating a reference signal used in the drive control signal generating means;
Reference signal control means for controlling the operation of the reference signal generation means;
Exposure control means for performing exposure control of the imaging means based on the image signal, the reference signal control means,
An image pickup apparatus that controls the operation of the reference signal generation means so that the frequency of the reference signal generated by the reference signal generation means varies based on an exposure control value set by the exposure control means. .
予め設定された基準露出制御値を有し、
前記露出制御手段で設定された露出制御値と前記基準露出制御値とを比較し、比較結果に基づいて前記基準信号生成手段で生成される基準信号の周波数を変更するように制御することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The reference signal control means includes
Having a preset reference exposure control value,
The exposure control value set by the exposure control means is compared with the reference exposure control value, and control is performed so as to change the frequency of the reference signal generated by the reference signal generating means based on the comparison result. The imaging apparatus according to claim 1.
前記基準信号制御手段は、前記露出制御モード選択手段で選択された露出制御値に基づいて、前記基準信号生成手段より生成される基準信号の周波数が変動する様に前記基準信号生成手段の作動を制御することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。 Exposure control mode selection means for selecting processing contents in the exposure control means;
The reference signal control means operates the reference signal generation means so that the frequency of the reference signal generated by the reference signal generation means varies based on the exposure control value selected by the exposure control mode selection means. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the imaging apparatus is controlled.
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