JP2006229448A

JP2006229448A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2006229448A
Application number: JP2005039244A
Authority: JP
Inventors: Osamu Aizawa; 理相澤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-02-16
Filing date: 2005-02-16
Publication date: 2006-08-31

Abstract

【課題】ヘッド分離型の撮像装置において、接続される本体の各種情報をカメラヘッドが判別することによって、接続される本体に合わせた初期設定をカメラヘッド自身で変更できる新しいカメラヘッドを提供する。
【解決手段】カメラヘッド部と本体部の接合手段を持ち、本体部には、キーＳＷや、リモートコントローラ等の機能指示手段と、上記接合手段には、本体部がカメラヘッド部に各種情報を出力するための本体情報送信手段と、カメラヘッド部には、カメラコントロール部から送られる各種情報を判別する本体情報判別手段と、カメラヘッド部の動作変更をするカメラヘッド動作変更手段を有する構成にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、パソコンなどで使用される動画像もしくは静止画像を撮影するヘッド分離型の撮像装置に関するものであり、更に詳しくは、撮像素子部（以下ＣＣＤと記す）、ＣＣＤ制御部、ＣＣＤ信号処理部、モータ駆動制御部などで構成されたカメラヘッド部とストレージ手段であるＣＦカードに画像保存やＬＣＤの表示などを行うカメラコントロール部（以下、本体部と記す）がコネクタもしくはケーブルによって接続されている撮像装置に関するものである。

図５は、従来のヘッド分離型撮像装置を説明するブロック図である。

図５について説明する。５０１はレンズ群で、固定焦点のレンズ群もしくは所定倍率のズームレンズ群で構成される。５０２はＣＣＤに代表される撮像素子で、画素数は解像度に依存して決定されるものとする。５０３はＣＣＤコントロール部で、ＣＣＤ５０２に転送クロックおよびシャッタ信号を供給するタイミングジェネレータ（ＴＧ回路）とともに、ＣＣＤ５０２からの画像信号にノイズ除去およびゲイン調整処理を行うＣＤＳ／ＡＧＣ回路、およびアナログ画像信号を１０ｂｉｔデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータなどを具備する。このＣＣＤコントロール部５０３からは１秒間に３０画面（フレーム）の画像データが、常に出力される。上記ＣＤＳ／ＡＧＣ回路及びＴＧ回路は、デジタルカメラ機能ＩＣ５０４から出力される同期シリアル通信によって制御されるものがほとんどである。５１１はレンズ群５０１のフォーカス制御やズーム制御を行うレンズ駆動モータ部である。５０４はデジタルカメラ機能ＩＣで、ＣＣＤコントロール部５０３からの画像データに、ホワイトバランス調整およびシャッタースピードおよび絞り制御等の画像処理を行い、Ｙ・Ｃｂ・Ｃｒフォーマットのデジタル信号に変換して出力する。デジタルカメラ機能ＩＣ５０４には、上記処理を行うために必要となるワークエリア用のメモリであるワークメモリ５０５と、ストレージ手段であるＣＦカード５０７と、シャッタＳＷやモード切り替えＳＷ等のキーＳＷ群５０６が接続している。また、多くの場合、デジタルカメラ機能ＩＣ５０４の表示のための出力はＮＴＳＣであり、その信号を表示する手段であるＮＴＳＣディスプレイ５０９に出力するためにＮＴＳＣ出力ＩＣ５０８が接続されている。５１０は、デジタルカメラ機能ＩＣ５０４のプログラムが格納されているＦｌａｓｈメモリやマスクメモリ等からなるプログラムメモリである。

次に、デジタルカメラ機能ＩＣの表示信号の出力について説明する。

キーＳＷ群５０６内のシャッタＳＷを押下せず、ＮＴＳＣ表示部５０９上に画像を表示するだけのモード（通常、ファインダーモードと呼ばれる）における内部動作について説明する。静止画撮影モードもしくは動画撮影モードにおいて、デジタルカメラ機能ＩＣ５０４がＣＣＤコントロール部５０３に対し、ファインダ動作を設定する為のデータを同期シリアル通信で出力する。上記データを受けたＣＣＤコントロール部５０３はＣＣＤ５０２に対し、ファインダーモードに対応した各種制御クロックを出力する。この状態において、カメラレンズ５０１から取り込まれた被写体の光情報は、デジタルカメラ機能ＩＣ５０４からタイミングジェネレータ（ＴＧ）を通して出力される各種制御クロックで、ＣＣＤ５０２によって電気信号に変換される。ＣＣＤ５０２から出力される電気信号はＣＤＳ／ＡＧＣ＆ＡＤを通して、デジタル信号に変換され、デジタルカメラ機能ＩＣ５０４に入力される。デジタルカメラ機能ＩＣ５０４の内部では、入力された画像のデジタル信号から、ＡＥ・ＡＦ・ＡＷＢ等のパラメータを演算し、新しいパラメータをＣＣＤコントロール部５０３に送り返す。デジタルカメラ機能ＩＣ５０４は、そのパラメータ設定により画像を加工し、表示するために必要な画素サイズに縮小した画像データを出力する。この画像データは、デジタル出力を備えたデジタルカメラ機能ＩＣにおいて通常１ドットあたり１３．５ＭＨｚ、一画面約６４０×４８０ドットで秒３０フレーム、データの形式はＹＣｂＣｒの４：２：２で出力される。しかしながら通常のデジタルカメラにおける表示手段は、ＮＴＳＣ方式が主流であるため、ほとんどのデジタルカメラ機能ＩＣはデジタル出力だけでなく、ＮＴＳＣ信号で画像データを表示できるように構成されている。ＮＴＳＣ信号の場合、本来ならば一画面約７２０×４８０で秒３０フレームの画像を、ＥＶＥＮフレームとＯＤＤフレームに分けて約７２０×２４０ドットで秒６０フレームとして出力する。ＮＴＳＣ出力ＩＣ５０８は、このＮＴＳＣ信号を入力しＮＴＳＣ表示部５０９上に、画像を表示することができる。

以上のように、従来のヘッド分離型撮像装置は、５０１〜５０３及び５１１で構成されている破線で囲まれたカメラヘッド部５１２と、５０４から５１０で構成された本体部５１３をコネクタもしくはケーブルで接続し構成されている。この場合、ＣＣＤコントロール部５０３とデジタルカメラ機能ＩＣ５０４の間の信号線は、ＣＣＤコントロール部５０３を制御する同期シリアル通信用の信号と、ＣＣＤコントロール部からパラレル出力される画像データになり、そのほかでは、デジタルカメラ機能ＩＣ５０４からレンズ駆動モータ部５１１を制御する信号が出力される
又、別の従来例としては、特許文献１及び特許文献２をあげることが出来る。
特開平０７−０７４９９５号公報特開２０００−０２３００５号公報

しかしながら、上記従来のヘッド分離型撮像装置のようにカメラヘッドのＣＣＤコントロール部と本体部のデジタルカメラ機能ＩＣ部との間で分離すると、接続する本体部にバリエーションを持たせた場合に対し、カメラヘッド部は接続されている本体部がどのようなものであるか認識できないため、本体部の種類に合わせたクロック周波数の変更ができないために、無駄な電力を消費してしまう本体が発生してしまうといった問題や、本体の種類に合わせ表示解像度を変えるといったことができないために、カメラヘッド部と本体部の応答性が悪くなる本体が生じてしまうといった問題を抱えていた。また、フォーカスやズームレンズ用モータの初期位置、ＣＣＤコントロール部における駆動モードやＧＡＩＮといった設定情報及びパラメータなどをカメラヘッドのプログラムメモリから読み出し、接続される本体に合わせて最適な初期設定を行うことができないという問題点を抱えていた。

上記目的を達成するために本発明のヘッド分離型撮像装置は以下のような構成を備える。カメラヘッド部と本体部が分離する構造を備えた撮像装置において、カメラヘッド部と本体部の接合手段を持ち、本体部には、キーＳＷや、リモートコントローラ等の機能指示手段と、上記接合手段には、本体部がカメラヘッド部に各種情報を出力するための本体情報送信手段と、カメラヘッド部には、カメラコントロール部から送られる各種情報を判別する本体情報判別手段と、カメラヘッド部の動作変更をするカメラヘッド動作変更手段を有するヘッド分離型撮像装置。

以上説明したように、本発明のカメラヘッドを用いれば、接続する本体部にバリエーションを持たせた場合でも、本体部の種類に合わせたクロック周波数の変更が可能な為、無駄な電力を消費してしまう本体が発生することも無く、本体の種類に合わせ表示解像度を変えるといったことができるため、カメラヘッド部と本体部の応答性が悪くなる本体が発生することも無い。また、必要に応じて、フォーカスやズームレンズ用モータの初期位置、ＣＣＤコントロール部における駆動モードやＧＡＩＮといった設定情報及びパラメータなどをカメラヘッドのプログラムメモリから読み出し、接続される本体に合わせて最適な初期設定を行うことが可能になる。

以下、本発明の目的を実現させるためのヘッド分離型撮像装置の基本構成図と実施例を図示した図面を用い詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は本実施形態のヘッド分離型撮像装置を実施するためのカメラヘッドの概略をブロックで示した基本構成図であり、図２、図３、図４は本発明のヘッド分離型撮像装置を各種カメラで構成した場合の実施例である。実際の動作原理を説明する前に図１の各モジュールについて説明する。

図１において１０１は、ＣＣＤ１０２に画像を入力するレンズ群である。１０２は、レンズ群１０１から入力される画像を電気信号に変換するＣＣＤである。１０３は、ＣＣＤ１０２から出力されるアナログ信号を調整し、デジタル信号に変換するＣＤＳ／ＡＧＣ＆ＡＤ及びＣＣＤ１０２を駆動するためのタイミング信号を出力するタイミングジェネレータからなるＣＣＤコントロール部である。１０４は、ＣＣＤコントロール部を、同期シリアル通信によって制御し、ＣＣＤコントロール部１０３から出力されるデジタル信号を画像データとして生成したり、露出やホワイトバランスをコントロールしたり、ファインダ画像の出力や本体のＣＰＵから出力される制御信号により、撮影画像のＪＰＥＧファイルを生成するデジタルカメラ機能ＩＣである。１０５は、デジタルカメラ機能ＩＣ１０４に接続され、ＪＰＥＧ展開や画像サイズ変換等に使われるワークメモリとして使用される、主にＳＤＲＡＭやＳＲＡＭが使用されるカメラ用ワークメモリである。１０６は、デジタルカメラ機能ＩＣ１０４の制御プログラムが格納されているＦｌａｓｈメモリやマスクメモリからなるプログラムメモリである。１０７は、カメラヘッド部１００と本体部を接続する為のコネクタである。１０８は、デジタルカメラ機能ＩＣ１０４から出力される、ファインダデータを出力するファインダ出力専用バスである。１０９は、デジタルカメラ機能ＩＣ１０４と本体のＣＰＵが、相互にファイルデータの送受信を行う、カメラ側ファイル転送専用バスである。１１０は、本体のＣＰＵが、カメラヘッドに各種情報の送信を行うためのカメラ側本体情報受信専用バスである。

次に、図２を用い、本発明をデジタルカメラとして実施した場合について説明する。２００は、本発明のカメラヘッドをデジタルカメラとして使用する場合におけるカメラヘッド部と分離されたデジタルカメラ本体部である。２０１は、キーＳＷ２０６からの入力に基づき当該機器をコントロールし、デジタルカメラ機能ＩＣ１０４の制御や、ＴＦＴ液晶表示部２０５への表示データをコントロールするＣＰＵである。ワークメモリ２０２は、メモリバスで接続され、ＣＰＵ２０１の画像展開エリアやワークエリアとして使用される、ＳＲＡＭやＳＤＲＡＭ等からなるワークメモリである。２０３は、メモリバスで接続され、当該機器をコントロールする制御プログラムやフォントデータを格納する、フラッシュメモリやマスクＲＯＭ等からなるプログラムメモリである。２０４は、ＣＰＵ２０１からＲＧＢ信号と同期信号を入力し、ＴＦＴ液晶表示部２０５に画像を表示するための信号を生成・出力する表示制御回路である。２０５は、ＶＧＡサイズのＴＦＴ方式の液晶ディスプレイである。２０６は、シャッタＳＷやモードＳＷなどの各種制御用のＳＷを検出する、キーＳＷである。２０７は、ＣＰＵ２０１と専用バスを経由しコネクタで接続される、ストレージ手段であるところのＣＦカードである。２０８は、リチウムイオン電池や単３乾電池などの各種電池やＡＣアダプタが接続され、デジタルカメラ本体部２００及びカメラヘッド部１００の各デバイスに電源を供給する為の電源部である。本実施例では、カメラヘッド部を制御するデジタルカメラ本体部のみに電源部２０８を持ち、カメラヘッド部１００へは本体側コネクタ２０９及びカメラ側コネクタ１０７を通して、電源を供給する方式について説明している。２０９は、カメラヘッド部１００とデジタルカメラ本体部２００を接続する為の、デジタルカメラ本体部２００側の本体側コネクタである。２１０は、デジタルカメラ機能ＩＣ１０４から出力されるファインダデータを、カメラ側コネクタ１０７及び本体側コネクタ２０９を経由してＣＰＵ２０１に入力する為のファインダ入力専用バスである。２１１は、デジタルカメラ機能ＩＣ１０４とＣＰＵ２０１が、相互にファイルデータの送受信を行う、本体側ファイル転送専用バスである。２１２は、本体のＣＰＵが、カメラヘッドに各種情報の送信を行う本体側本体情報送信専用バスである。

次に、図６に示す本発明に係るヘッド分離型撮像装置の流れを示したフローチャートを用い、動作原理について説明する。図２のカメラヘッド部１００がデジタルカメラ本体部２００と接続（６０１）されると、デジタルカメラ本体部２００のＣＰＵ２０１は、カメラヘッド部に電源を供給する。（６０２）、カメラヘッド部１００自体のイニシャル処理終了後（６０３）、デジタルカメラ用本体２００のＣＰＵ２０１は、本体情報送信専用バス２１２を通しデジタルカメラ機能ＩＣ１０４にデジタルカメラ本体用の出力するデータ、モータの初期位置及びＣＣＤの初期設定に関する情報を送信する。（６０４）各情報を受信したデジタルカメラ機能ＩＣ１０４は、受信した各情報の種類を判別し、（６０５）各情報に合わせたパラメータをプログラムメモリから読み出し、接続された本体の表示解像度に合わせてカメラヘッドの出力する解像度を変更し、接続された本体の最適な動作周波数に変更する。また、デジタルカメラであれば、１〜２ｍの前方を撮影するズームやフォーカスモーターの初期設定、画像の明るさの増減に対するレジスタ設定値などが実施される。（６０６）上記内容を実施することによって、カメラヘッド部のデジタルカメラ機能ＩＣ１０４はデジタルカメラ本体部から要求があった場合に、最適なＪＰＥＧファイルを生成することが可能となり、生成されたＪＰＥＧファイルは、ファイル転送専用バス１０９及び２１１を通してデジタルカメラ本体部２００のＣＰＵ２０１に転送することが可能となる。

（実施の形態２）
次に、図３を用いコンビニエンスストア、金融機関などで使用されている監視カメラとして本発明を実施した場合について説明する。３００は本発明のカメラヘッドを監視カメラとして使用する場合におけるカメラヘッド部と分離された監視カメラ用本体である。３０１は、ＬＡＮコントローラ３０４、ＲＳ２３２Ｃドライバ３０５、リモートコントローラ３０６を通して各メディアから送信される制御コマンドに基づき当該機器をコントロールし、デジタルカメラ機能ＩＣ１０４の制御を行い、カメラヘッド１００をコントロールするＣＰＵである。３０２は、メモリバスで接続され、ＣＰＵ３０１の画像展開エリアやワークエリアとして使用される、ＳＲＡＭやＳＤＲＡＭ等からなるワークメモリである。３０３はメモリバスで接続され、当該機器をコントロールする制御プログラムを格納する、フラッシュメモリやマスクＲＯＭ等からなるプログラムメモリである。３０４は複数のコンピュータを通信ケーブルでつないで使用されている構内情報通信網から当該監視カメラをコントロールするために接続されているＬＡＮコントローラである。３０５は、直接パソコンなどから当該監視カメラをコントロールするために必要なＲＳ２３２Ｃコントローラである。３０６は赤外線などを用いテレビ等で利用されているリモートコントローラを用いて監視カメラをコントロールするために必要な赤外受光素子である。３０７は、リチウムイオン電池や単３乾電池などの各種電池やＡＣアダプタが接続され、監視カメラ本体部３００及びカメラヘッド部１００の各デバイスに電源を供給する為の電源部である。３０８は、カメラヘッド部１００と監視カメラ本体部３００を接続する為の、監視カメラ本体部３００側の本体側コネクタである。

３０９は、デジタルカメラ機能ＩＣ１０４から出力されるファインダデータを、カメラ側コネクタ１０７及び監視カメラ本体側コネクタ３０８を経由してデジタルビデオエンコーダ３１１に入力する為のファインダ入力専用バスである。３１０は、本体のＣＰＵが、カメラヘッドに各種情報の送信を行う本体側本体情報送信専用バスである。３１１は、デジタル映像信号（ＲＧＢ信号／ＹＣｂＣｒ信号）をＮＴＳＣ方式のコンポジットビデオ信号に変換するビデオエンコーダＩＣである。

次にカメラヘッド部１００が監視カメラ本体部３００と接続された場合の動作原理について説明する。カメラヘッド部１００が監視カメラ本体部３００と接続されると、監視カメラ本体部３００のＣＰＵ３０１は、カメラヘッド部に電源を供給する。カメラヘッド部１００自体のイニシャル処理終了後、監視カメラ用本体３００のＣＰＵ３０１は、本体情報送信専用バス２１２を通しデジタルカメラ機能ＩＣ１０４に監視カメラ本体用の出力するデータ、モータの初期位置及びＣＣＤの初期設定に関する情報を送信する。各情報を受信したデジタルカメラ機能ＩＣ１０４は、受信した各情報の種類を判別し、各情報に合わせたパラメータをプログラムメモリから読み出し、接続された本体の表示解像度に合わせてカメラヘッドの出力する解像度を変更し、接続された本体の最適な動作周波数に変更する。また、監視カメラであれば、暗い状況でも撮影が可能となるレジスタ設定値などが記憶され、広範囲で撮影できるようにズームモーターの初期位置を望遠側に設定するというような最適な初期設定を行う。

従って、上記内容を実施することによって、カメラヘッド部は監視カメラ本体部から要求があった場合に、上記設定を行い、ファインダ出力専用バスからＹＣｂＣｒ４：２：２のデータを出力し、デジタルビデオエンコーダＩＣ３１１によってアナログ信号に変換され、ＮＴＳＣディスプレイに出力されるようになる。

（実施の形態３）
次に、動画用デジタルカメラとして本発明を実施した場合について説明する。

図４に示す４００は本発明のカメラヘッドに接続される動画撮影用本体のブロック図である。４０１はキーＳＷ４０６からの入力に基づき当該機器をコントロールするＣＰＵであり、デジタルカメラ機能ＩＣ１０４の制御や、デジタルカメラ機能ＩＣ１０４から出力される１ドットあたり１３．５ＭＨｚ、一画面約６４０×４８０ドットで秒３０フレーム、データの形式ＹＣｂＣｒの４：２：２のデータを受け取り、受け取ったファインダのＹＣデータをＲＧＢデータに変換するロジックやプログラムメモリ４０３やワークメモリ４０２等の外部メモリをコントロールするメモリコントローラ等のロジックを内蔵するいわゆるＳＯＣ（システム・オン・シリコン）といわれるものである。ワークメモリ４０２は、メモリバスで接続され、ＣＰＵ４０１の画像展開エリアやワークエリアとして使用される、ＳＲＡＭやＳＤＲＡＭ等からなるワークメモリである。４０３は、メモリバスで接続され、当該機器をコントロールする制御プログラムやフォントデータを格納する、フラッシュメモリやマスクＲＯＭ等からなるプログラムメモリである。４０４は、ＣＰＵ４０１からＲＧＢ信号と同期信号を入力し、ＴＦＴ液晶表示部４０５に画像を表示するための信号を生成・出力する表示制御回路である。４０５は、ＶＧＡサイズのＴＦＴ方式の液晶ディスプレイである。４０６は、シャッタＳＷやモードＳＷなどの各種制御用のＳＷを検出する、キーＳＷである。４０７は、ＣＰＵ４０１と専用バスを経由しコネクタで接続される、ストレージ手段であるところのＣＦカードである。

４０８はマイク４１０から入力されたアナログ音声情報を符号化するいわゆるＣＯＤＥＣ用ＩＣである。４０９はマイクから入力された音声信号を増幅させるために使用する増幅器である。４１０は音声を電気信号に変換するマイクである。４１１は、リチウムイオン電池や単３乾電池などの各種電池やＡＣアダプタが接続され、動画撮影用本体４００及びカメラヘッド部１００の各デバイスに電源を供給する為の電源部である。４１２は、カメラヘッド部１００と動画撮影用本体４００を接続する為の、動画撮影用本体４００側の本体側コネクタである。４１３は、デジタルカメラ機能ＩＣ１０４から出力されるファインダデータを、カメラ側コネクタ１０７及び本体側コネクタ４１２を経由してＣＰＵ４０１に入力する為のファインダ入力専用バスである。４１４は、デジタルカメラ機能ＩＣ１０４とＣＰＵ４０１が、相互にファイルデータの送受信を行う、本体側ファイル転送専用バスである。４１５は、本体のＣＰＵが、カメラヘッドに各種情報の送信を行う本体側本体情報送信専用バスである。

次にカメラヘッド部１００が動画撮影用本体４００と接続された場合について説明する。動作撮影用本体４００のＣＰＵ４０１は、カメラヘッド部に電源を供給し、本体情報送信専用バス４１５を通し、デジタルカメラ機能ＩＣ１０４に動画撮影用本体の出力するデータ、モータの初期位置、ＣＣＤの初期設定に関する情報を送信する。各情報を受信したデジタルカメラ機能ＩＣ１０４は、受信した各情報の種類を判別し、各情報に合わせたパラメータをプログラムメモリから読み出し、接続された本体の表示解像度に合わせてカメラヘッドの出力する解像度を変更し、接続された本体の最適な動作周波数に変更し、デジタルカメラ機能ＩＣ１０４からファインダデータを出力する。

本実施形態のヘッド分離型撮像装置を実施するためのカメラヘッドの構成を示すブロック図である。本実施の形態１に係る画像処理システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態２に係る画像処理システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態３に係る画像処理システムの構成を示すブロック図である。従来のデジタルカメラ装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態１に係る画像処理システムの流れを示すフローチャートである。

Claims

カメラヘッド部とカメラコントロール部が分離する構造を備えた撮像装置において、カメラヘッド部とカメラコントロール部の接合手段を持ち、カメラコントロール部には、キーＳＷや、リモートコントローラ等の機能指示手段と、上記接合手段には、カメラコントロール部がカメラヘッド部に各種情報を出力するための本体情報送信手段と、カメラヘッド部には、カメラコントロール部から送られる各種情報を判別する本体情報判別手段と、カメラヘッド部の動作変更をするカメラヘッド動作変更手段を有する撮像装置。
請求項１に示す本体情報送信手段には、本体部における表示解像度、データ量、データ形式の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
請求項１に示すカメラヘッド設定変更手段には、レンズ用のフォーカスモーター、ズームモーターの少なくとも一方の初期位置設定を含むことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
請求項１に示すカメラヘッド設定変更手段には、画像の明るさの増減に対するレジスタ設定値、出力する画像のサイズを含むことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。