JP2007228015A - 撮像素子制御ユニット及びデジタルカメラ - Google Patents

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Abstract

【課題】撮像装置の消費電力を削減する。
【解決手段】デジタルカメラは撮影待機中にスルー画像を液晶モニタに表示する。通常時AFEは高周波数のフレーム信号に対応した撮像素子駆動信号を撮像素子に送信する(ステップS104)。撮像素子は高周波数のフレーム信号に対応した撮像素子駆動信号を受信することにより1/30秒ごとに被写体像を撮像する。撮像素子は被写体像に相当する画像信号を生成する。ズームレンズを動かすための操作コマンドを検出するとき(ステップS105)、AFEは低周波数のフレーム信号に対応した撮像素子駆動信号を撮像素子に送信する(ステップS106)。撮像素子は低周波数のフレーム信号に対応した撮像素子駆動信号を受信することにより1/15秒ごとに被写体像を撮像する。
【選択図】図2

Description

本発明は、デジタルカメラなどの撮像装置に設けられる撮像素子の駆動を制御する撮像素子制御ユニット及びデジタルカメラに関する。
デジタルカメラでは、被写体を撮像することにより撮像した画像に相当する電子データが生成され、保存される。電子データの生成及び保存動作には、電力が消費される。また、デジタルカメラには所定の機能が設けられており、これらの機能の一部の動作の実行にも電力が消費されている。
これらのデジタルカメラの携帯時に動作に用いる電力は充電池により供給される。充電池に蓄積可能な電気エネルギーは有限である。従って、充電池の電気エネルギーを使い切った場合には、被写体の撮像を含む多様な機能を実行させることが出来なかった。
したがって、本発明では消費電力を削減させる撮像素子制御ユニット及びデジタルカメラの提供を目的とする。
本発明の撮像素子制御ユニットは、複数の機能を実行可能な撮像装置に設けられる撮像素子を制御する撮像素子制御ユニットであって、複数の機能の中で予め定められた所定の機能が実行されていることを検出する検出部と、所定の機能が実行されていることを検出する検出期間より前又は検出期間より後において撮像素子に被写体を第1の間隔で撮像させ検出期間には撮像素子に被写体を第1の間隔より長い第2の間隔で撮像させる撮像素子駆動部とを備えることを特徴としている。
さらに、所定の機能が撮影光学系の焦点距離を調整するためのズームレンズを光軸方向に沿って移動させることであることが好ましい。
また、所定の機能が被写体の光学像を撮像素子の受光面に合焦させるためのフォーカスレンズを予め定められる原点位置へ移動させることであることが好ましい。
また、所定の機能が手ブレにより撮像素子の受光面における被写体の光学像の結像位置のズレを打ち消すための防振機構を予め定められる原点位置へ移動させることであることが好ましい。
また、撮像装置に特定の機能を実行させるための操作入力部への切替え停止コマンド入力により、撮像素子駆動部は撮像素子に第1の間隔での撮像を続行させることが好ましい。
本発明のデジタルカメラは、複数の機能を実行可能なデジタルカメラであって、被写体を撮像する撮像素子と、複数の機能の中で予め定められた所定の機能が実行されていることを検出する検出部と、所定の機能が実行されていることを検出する検出期間より前又は前記検出期間より後において撮像素子に被写体を第1の間隔で撮像させ検出期間には撮像素子に被写体を第1の間隔より長い第2の間隔で撮像させる撮像素子駆動部とを備えることを特徴としている。
本発明によれば、デジタルカメラの所定の機能を実行している間に撮影間隔を長期化するので、デジタルカメラにおける消費電力の削減が可能である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態を適用した撮像素子制御ユニットを有するデジタルカメラの内部構成を概略的に示すブロック図である。
デジタルカメラ10は、撮影光学系11、撮像素子12、AFE(Analog Front End)13、DSP(Digital Signal Processor)14、操作入力部15、防振機構16、防振機構駆動部17、ズーム駆動部18、及びフォーカス駆動部19等によって構成される。
撮影光学系11は、撮像素子12に光学的に接続される。撮影光学系11を透過する被写体の光学像が撮像素子12の受光面に入射される。撮像素子12は、例えばCCDである。受光面において被写体の光学像が受光されることにより、光学像に相当する画像信号が生成される。
撮影光学系11は、変倍レンズ11aやフォーカスレンズ11bなどの複数のレンズにより構成される。変倍レンズ11a及びフォーカスレンズ11bは光軸方向に移動自在である。変倍レンズ11aとフォーカスレンズ11bとによってズーム光学系が形成されており、両者を相対的に移動させることにより撮影光学系11の焦点距離を調整可能である。フォーカスレンズ11bを移動させることにより被写体像を撮像素子12の受光面に合焦させることが出来る。
変倍レンズ11aとフォーカスレンズ11bがズーム駆動部18に駆動されることにより撮影光学系11の焦点距離が調整される。また、フォーカスレンズ11bがフォーカス駆動部19に駆動されることにより、被写体像の合焦が実行される。
撮影光学系11と撮像素子12の間には、絞り20とシャッタ21とが配置される。絞り20の開度を調整することにより、撮像素子12の受光面に入射する光の照度が調整される。シャッタ21の開閉により被写体光束の通過と遮光が切替えられる。絞り20は絞り駆動部22によって駆動され、開度調整が行なわれる。シャッタ21はシャッタ駆動部23によって駆動され、開閉が実行される。
撮像素子12は、AFE13を介してDSP14に接続される。DSP14からAFE13にクロック信号が出力される。AFE13は、クロック信号に基づいてフレーム信号及び撮像素子駆動信号を生成する。撮像素子駆動信号は撮像素子12に送信される。撮像素子12は撮像素子駆動信号により駆動され、フレーム信号に対応した画像信号を生成する。
撮像素子12は、防振機構16に保持される。防振機構16は、カメラ固定部(図示せず)と撮像素子保持部(図示せず)とによって形成される。カメラ固定部はデジタルカメラ10内に固定される。撮像素子保持部に撮像素子12は保持される。
撮像素子保持部は撮影光学系11の光軸に垂直な平面に沿って移動自在である。従って、撮像素子12も撮影光学系11の光軸に垂直な平面に沿って移動自在である。防振機構駆動部17が防振機構16を駆動することによって、撮像素子保持部は光軸に垂直な平面上で移動する。
防振機構駆動部17には、ブレ量検出センサ(図示せず)が設けられる。ブレ量検出センサにより、デジタルカメラ10のブレ量が検出される。防振機構駆動部17では、撮像素子保持部を検出されたブレ量の反対方向に移動させる。操作者の手ブレにより撮像素子12の受光面における被写体の光学像の結像する位置がずれるが、前述のように撮像素子保持部を介して撮像素子12を移動させることにより、結像位置のズレを打ち消すことが可能である。
なお、ズーム駆動部18、フォーカス駆動部19、絞り駆動部22、シャッタ駆動部23、及び防振機構駆動部17は、DSP14に接続され、それぞれの動作は、DSP14によって制御される。
生成した画像信号はAFE13に送信される。画像信号はAFE13において相関二重サンプリング、ゲイン調製、及びA/D変換が施され、画像データに変換される。画像データはDSP14に送信される。
DSP14には、信号処理の作業用のメモリであるDRAM(Dynamic Random Access Memory)24が接続される。DSP14に送信された画像データは、DRAM24に一時格納される。DSP14により、DRAM24に格納された画像データに対して所定のデータ処理が施される。
DSP14には、液晶モニタ25が接続される。所定のデータ処理が施された画像データは、液晶モニタ25に送信される。送信された画像データに相当する画像が液晶モニタ25に表示可能である。
また、DSP14には、外部カードインターフェース26が接続される。後述するレリーズ動作を実行するときに、所定の信号処理の施された画像データは外部カードインターフェース26に接続されるカード型メモリ(図示せず)に格納される。
また、DSP14には、デジタルカメラ10を操作するためのコマンド入力を行なうための操作入力部15が接続される。操作入力部15は、電源ボタン(図示せず)、ズームボタン(図示せず)、レリーズボタン(図示せず)などによって構成される。操作者による操作入力部15へのコマンド入力に応じて、DSP14はデジタルカメラ10の各部位に必要な動作を行なわせる。
電源ボタンの押下により、デジタルカメラ10の電源のON/OFFが切替えられる。デジタルカメラ10の電源がONになると、デジタルカメラ10の各部位が起動される。
電源がONになると、撮像素子12が駆動され被写体像の撮像が開始される。後述するように、撮像された被写体が液晶モニタ25に表示され、デジタルカメラ10は撮影待機状態となる。
また、電源がONに切替わるとき、ズーム駆動部18及びフォーカス駆動部19は変倍レンズ11a及びフォーカスレンズ11bをそれぞれに定められている起動時原点位置に移動させる。なお、変倍レンズ11a及びフォーカスレンズ11bは、電源がOFFの間は収納位置にある。
また、電源がONに切り替わるとき、防振機構駆動部17は撮像素子保持部を予め定められる原点位置に移動させることにより、撮像素子12を予め定められた原点位置に移動させる。なお、撮像素子12の原点位置は撮像素子12の受光面と撮影光学系11の光軸との交点であり、撮像素子12の受光面の中心が原点位置に一致するように動かされる。なお、撮像素子12は、電源がOFFの間は収納位置にある。
ズームボタンを押下している間、ズーム駆動部18は変倍レンズ11aとフォーカスレンズ11bとを光軸方向に沿って移動させる。前述のように、変倍レンズ11aとフォーカスレンズ11bとを光軸方向に沿って相対距離を変化させて移動させることにより、撮影光学系11の焦点距離が調整される。
撮影待機中に、レリーズボタンを半押しすることにより露出調整及び合焦動作が実行される。すなわち、露出調整において絞り20の開度、シャッタスピード調整、及びDSP14におけるゲイン調整が行なわれ、合焦動作においてフォーカスレンズ11bの位置調整が行われる。また、レリーズボタンを全押しすることにより、シャッタ21の開閉、撮像素子12による撮像、及びカード型メモリへの画像データの格納が行なわれる。
次に、撮影待機状態におけるDSP14により実行される動作の制御について説明する。撮影待機状態では、液晶モニタ25にスルー画像が表示される。スルー画像とは、撮像素子12に受光される被写体像のリアルタイム画像である。
撮影待機状態では、DSP14からAFE13に、周波数が36Mhzのクロック信号が送信される。AFE13は36Mhzのクロック信号を受信するときに、周波数が30Hzのフレーム信号及び周波数が30Hzのフレーム信号に対応した撮像素子駆動信号を生成する。生成された撮像素子駆動信号が撮像素子12に送られる。また、撮影モードに切替えるとき、シャッタ21を開いたままにするように、DSP14はシャッタ駆動部23の動作を制御する。
撮像素子12では、撮像素子駆動信号に基づいて被写体の光学像の受光を開始し、1フレームの画像信号が生成される。なお、フレーム信号の周期と1フレームの画像信号の生成周期は同一であり、1/30秒ごとに画像信号が生成される。
生成された画像信号は、順次AFE13を介してDSP14に送信される。前述のようにDSP14は送信された画像信号に所定の信号処理を施した後、液晶モニタ25に画像データとして送信する。従って液晶モニタ25には1/30秒ごとに更新される画像が、連続するスルー画像として表示される。
デジタルカメラ10には省エネ機能が設けられる。省エネ機能をOFFにしているときは、撮影待機状態においてDSP14により前述のようなAFE13の制御が行なわれる。省エネ機能をONにすると、DSP14により以下のような制御が行なわれる。
前述のように撮影待機状態においては、通常1/30秒ごとに被写体像を撮像することによりスルー画像が表示される。一方、ズーム駆動部18による変倍レンズ11a及びフォーカスレンズ11bの移動中、変倍レンズ11a及びフォーカスレンズ11bの起動時原点位置への移動中、又は撮像素子12の原点位置への移動中に、撮影間隔が通常の2倍となる1/15秒ごとの被写体像の撮像によるスルー画像が液晶モニタ25に表示される。
なお、ズーム駆動部18による変倍レンズ11a及びフォーカスレンズ11bの移動、変倍レンズ11a及びフォーカスレンズ11bの起動時原点位置への移動、並びに撮像素子12の原点位置への移動は、DSP14により検出される。例えば、ズーム駆動部18による変倍レンズ11a及びフォーカスレンズ11bの移動は、ズームボタンを押下することによるコマンド入力によりDSP14に検出される。両レンズの起動時原点位置への移動及び撮像素子12の移動は、電源がONになり各部位を起動させるときに検出される。
これらの移動がDSP14に検出されると、18Mhzのクロック信号がDSP14からAFE13に送信される。18Mhzのクロック信号が送信されることによって、AFE13において15Hzのフレーム信号及び15Hzのフレーム信号に対応した撮像素子駆動信号が生成される。撮像素子駆動信号は撮像素子12に送信される。従って、撮像素子12による被写体像の撮像は、通常の半分の1/15秒おきに行なわれる。
ズームレンズの移動後、フォーカスレンズ及びズームレンズの起動時原点位置への移動後、又は撮像素子12の原点位置への移動後には、再び、送信されるクロック信号の周波数が36Mhzに戻される。従って、撮像素子12による被写体像の撮像が、1/30秒おきの撮像に戻される。
次に、DSP14及びAFE13によって、省エネ機能の実行のために行なわれる処理を、図2のフローチャートを用いて説明する。図2は省エネ機能を実行させるために行なわれる処理を説明するためのフローチャートである。
デジタルカメラ10の電源をONにしたときに本処理が開始される。また、本処理は、デジタルカメラ10の電源がOFFに切替えられまで繰返される。
ステップS100において、デジタルカメラ10の各部位を起動させる。例えば前述のように、変倍レンズ11a及びフォーカスレンズ11bの起動時原点位置への移動、及び防振機構16に保持される撮像素子12の原点位置への移動が開始される。
次のステップS101では、撮像素子12の駆動が開始され、停止しない限り撮像素子12は動作を継続する。なお、撮像素子12の駆動は、変倍レンズ11a及びフォーカスレンズ11bや撮像素子12の原点位置への移動と同時に開始されても良い。撮像素子12の駆動はAFE13から撮像素子駆動信号を送信することにより実行される。
ステップS101では、DSP14からAFE13に18Mhzのクロック信号が送信される。低周波数であるクロック信号を受信することにより、AFE13から撮像素子12に低周波数の15Hzのフレーム信号に対応した撮像素子駆動信号が送信される。15Hzのフレーム信号に同期して、1/15秒ごとに画像信号が生成される。生成された画像信号に対して所定の信号処理が施され、画像データが液晶モニタ25に送信される。
15Hzのフレーム信号に対応した撮像素子駆動信号を送信することにより撮像素子12の駆動を開始すると、次にステップS102に進む。ステップS102では、変倍レンズ11a及びフォーカスレンズ11bの起動時原点位置までの移動が終了しているか否かについての判定が行なわれる。
両レンズ11a、11bの起動時原点位置までの移動が終了している場合はステップS102に戻る。以後、両レンズ11a、11bの移動が終了するまでステップS102の処理が繰返される。両レンズ11a、11bの移動が終了すると、ステップS103に進む。
ステップS103では、防振機構16における撮像素子12の原点位置までの移動が終了しているか否かについての判定が行われる。撮像素子12の移動が終了していない場合はステップS102に戻る。以後、撮像素子12の移動が終了するまでステップS102、ステップS103の処理が繰返される。撮像素子12の移動が終了すると、ステップS104に進む。
ステップS104では、DSP14からAFE13に送信されるクロック信号の周波数が36Mhzに切替えられる。高周波数であるクロック信号を受信することにより、AFE13から撮像素子12に高周波数の30Hzのフレーム信号に対応した撮像素子駆動信号が送信される。30Hzのフレーム信号に同期して、1/30秒ごとに画像信号が生成される。生成された画像信号に対して所定の信号処理が施され、画像データが液晶モニタ25に送信される。
次のステップS105では、操作者によるズーム調整操作のコマンド入力があるか否かが判定される。ズーム調整操作のコマンド入力が無いときは、ステップS105に戻る。以後、ズーム調整操作のコマンド入力があるまでステップS105の処理が繰返される。ズーム調整操作のコマンド入力があるとステップS106に進む。
ステップS106では、DSP14からAFE13に送信されるクロック信号の周波数が18Mhzに切替えられる。低周波数であるクロック信号を受信することにより、AFE13から撮像素子12に低周波数の15Hzのフレーム信号に対応した撮像素子駆動信号が送信される。15Hzのフレーム信号に同期して、1/15秒ごとに画像信号が生成される。生成された画像信号に対して所定の信号処理が施され、画像データが液晶モニタ25に送信される。
次のステップS107において、ズーム駆動部18による変倍レンズ11a及びフォーカスレンズ11bの駆動が開始され撮影光学系11の焦点距離が調整される。次のステップS108ではズーム調整操作のコマンド入力が解除されているか否かが判定される。ズーム調整操作のコマンド入力が解除されていないときは、ステップS107に戻る。以後、ズーム調整操作のコマンド入力が解除されるまで、ステップS107、ステップS108の処理が繰返される。ズーム調整操作のコマンド入力が解除されると、ステップS104に戻り、再び高周波数のフレーム信号に対応した撮像素子駆動信号が撮像素子12に送信される。以後、同様の処理が繰返される。
以上のような構成である本実施形態の撮像素子制御ユニットによれば、特定の機能が実行されるときに、フレーム信号の周波数の低減化、すなわち撮影間隔の長期化が実行されるのでデジタルカメラ10全体の電力の消費量を削減することが可能である。
ズーム駆動部18による変倍レンズ11a及びフォーカスレンズ11bの移動時、変倍レンズ11a又はフォーカスレンズ11bの起動時限定位置への移動時、及び撮像素子12の原点位置への移動時には、一般的に動解像度を高く保つ必要が無いため、フレーム信号の周波数を低くして撮像間隔を長くしても、デジタルカメラ10の利便性を維持することは可能である。
また、特定の機能の実行が終了すると、フレーム信号の周波数が元に戻るので、デジタルカメラ10の利便性を維持することが可能である。
また、省エネ機能をOFFに切替えることにより、省エネ動作の実行を停止することが可能である。従って、ズーム操作をしているときにもスルー画像の視認を望む場合に、省エネ動作の実行を停止していれば、利便性が損なわれることは無い。
なお、本実施形態において、フレーム信号の周波数を高周波数から低周波数への切替えは、ズーム操作のための変倍レンズ11a及びフォーカスレンズ11bの移動時、変倍レンズ11a及びフォーカスレンズ11bの起動時原点位置への移動時、並びに撮像素子12の原点位置への移動時に行われる。しかし、デジタルカメラ10の機能の中で、当該機能を実行中に高い動解像度が必要とされない機能の実行中にフレーム信号の周波数を切替える構成であってもよい。例えば、当該機能の実行中に操作者がスルー画像を注視しないと考えられる機能や、フレーム信号のHigh/Lowの切替えのタイミングと同期せずに実行される機能等が考えられる。
また、本実施形態では、ズーム操作時に、フレーム信号の周波数を下げた後に変倍レンズ11a及びフォーカスレンズ11bの移動を開始する構成であるが、両レンズ11a、11bの移動を開始した後にフレーム信号の周波数を下げる構成であっても良い。ただし、消費電力低減のためには、先に周波数を下げることが好ましい。
また、本実施形態では、デジタルカメラ10の電源をONにした直後に、変倍レンズ11a及びフォーカスレンズ11bの起動時原点位置への移動並びに撮像素子12の原点位置への移動を行う構成であるが、撮影待機中にも行なえる構成であっても良い。このような構成では、それぞれの位置調整を行うための入力コマンドをDSP14が検出するときに、フレーム信号の周波数を下げれば良い。
また、本実施形態では、防振機構16に撮像素子12を保持させる構成であったが、撮影光学系11を構成するブレ補正レンズを保持させる構成であっても良い。手ブレ補正は撮像素子12の移動だけでなく、ブレ補正レンズを移動させることによっても実行可能である。
また、本実施形態において液晶モニタ25にスルー画像を表示する構成であるが、液晶モニタ以外の表示手段を適用してもよい。
また、本実施形態において、フレーム信号を受信した撮像素子12は1フレームの画像信号を生成するが、1フィールドの画像信号を生成する構成であっても、本実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
また、本実施形態において、フレーム信号の周波数は30Hzと15Hzとのいずれかに切替えられる構成であるが、30Hzと15Hzとに限定されるわけではない。省エネ動作を実行するときの周波数が通常動作を実行するときの周波数より低い場合は、本実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
本発明の一実施形態を適用した撮像素子制御ユニットを有するデジタルカメラの内部構成を概略的に示すブロック図である。 省エネ機能を実行させるために行なわれる処理を説明するためのフローチャートである。
符号の説明
10 デジタルカメラ
11 撮影光学系
12 撮像素子
13 AFE(Analog Front End)
14 DSP(Digital Signal Processor)
15 操作入力部
16 防振機構
17 防振機構駆動部
18 ズーム駆動部

Claims (6)

  1. 複数の機能を実行可能な撮像装置に設けられる撮像素子を制御する撮像素子制御ユニットであって、
    前記複数の機能の中で、予め定められた所定の機能が実行されていることを検出する検出部と、
    前記所定の機能が実行されていることを検出する検出期間より前又は前記検出期間より後において前記撮像素子に被写体を第1の間隔で撮像させ、前記検出期間には前記撮像素子に前記被写体を前記第1の間隔より長い第2の間隔で撮像させる撮像素子駆動部とを備える
    ことを特徴とする撮像素子制御ユニット。
  2. 前記撮影光学系は複数の光学系を有し、前記所定の機能が前記撮影光学系の焦点距離を変更するために前記複数の光学系を光軸方向に沿って移動させることであることを特徴とする請求項1に記載の撮像素子制御ユニット。
  3. 前記所定の機能が、前記被写体の光学像を前記撮像素子の受光面に合焦させるためのフォーカスレンズを予め定められる原点位置へ移動させることであることを特徴とする請求項1に記載の撮像素子制御ユニット。
  4. 前記所定の機能が、手ブレにより前記撮像素子の受光面における前記被写体の光学像の結像位置のズレを打ち消すための防振機構を予め定められる原点位置へ移動させることであることを特徴とする請求項1に記載の撮像素子制御ユニット。
  5. 前記撮像装置に特定の機能を実行させるための操作入力部への切替え停止コマンド入力により、前記撮像素子駆動部は前記撮像素子に前記第1の間隔での撮像を続行させることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の撮像素子制御ユニット。
  6. 複数の機能を実行可能なデジタルカメラであって、
    被写体を撮像する撮像素子と、
    前記複数の機能の中で、予め定められた所定の機能が実行されていることを検出する検出部と、
    前記所定の機能が実行されていることを検出する検出期間より前又は前記検出期間より後において前記撮像素子に被写体を第1の間隔で撮像させ、前記検出期間には前記撮像素子に前記被写体を前記第1の間隔より長い第2の間隔で撮像させる撮像素子駆動部とを備える
    ことを特徴とするデジタルカメラ。
JP2006043496A 2006-02-21 2006-02-21 撮像素子制御ユニット及びデジタルカメラ Pending JP2007228015A (ja)

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