JP2007243615A

JP2007243615A - 撮影装置

Info

Publication number: JP2007243615A
Application number: JP2006063217A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Uchida; 亮宏内田; Keiichiro Takahashi; 圭一郎高橋
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2006-03-08
Filing date: 2006-03-08
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2026-03-08
Also published as: JP4727457B2; US20070211153A1; US7710468B2

Abstract

【課題】スルー画像の表示遅れを小さくする
【解決手段】ＬＣＤドライバは、再生タイミング信号の入力によりＶＲＡＭから１フレーム分の画像データの読出しを開始する。再生タイミング信号を遅延時間Ｔｄで遅延させた同期信号をタイミングジェネレータに供給することにより、再生タイミング信号よりも位相差ΔＴだけ位相の進んだ駆動タイミング信号が発生される。イメージセンサは、駆動タイミング信号に同期したタイミングで撮影を行い、また画像信号を出力する。この画像信号が画像データに変換されてＶＲＡＭに第１ラインの画像データの書込完了後に再生タイミング信号に同期したタイミングでＬＣＤドライバがＶＲＡＭからの１フレーム分の画像データの読出しを開始するようにΔＴが決められている。
【選択図】図８

Description

本発明は、イメージセンサで撮影中の被写体像を表示装置にスルー画像として表示する撮影装置に関するものである。

撮影装置として、ＣＣＤイメージセンサ等のイメージセンサで被写体を撮影するデジタルカメラが広く普及しており、多くのデジタルカメラではＬＣＤ等の表示装置を備えている。この表示装置は、撮影済みの画像を再生表示する他に、スルー画像を再生表示するビューファインダとしても利用される。スルー画像は、イメージセンサが所定のフレームレート（撮影周期）で繰り返し撮影した画像を順次に表示することで撮影範囲の被写体が動画として表示されるので、撮影者はこれを観察しながら構図を決定して撮影を行うことができる。

一般に表示装置は、イメージセンサとは非同期で駆動されており、イメージセンサによる撮影によって得られた画像データを画像メモリに記憶させた後に、表示装置の駆動に同期したタイミングで画像メモリから読み出して表示装置へ出力することでスルー画像の表示を実現している。

上記のように表示装置とイメージセンサとの駆動を非同期で実現する手法としては、それぞれが画像１枚分の容量を有する２個の画像メモリを用いる技術が、例えば特許文献１によって知れられている。この特許文献１では、外部から転送される画像データを毎秒６０フィールドで表示装置に再生する際に、一方の画像メモリを外部からの画像データの書き込み用に割り当て、他方の画像メモリを画像再生のための画像データの読み出し用に割り当てて、読み出し用に割り当てられている画像メモリから読み出すデータがなくなると、各画像メモリに対する割り当てを入れ替えるものである。

また、３個のフレームバッファ（画像メモリ）Ａ〜Ｃを用いた技術が特許文献２によって知られている。この特許文献２では、供給される画像データをフレームバッファＡに書き込んでいる間には残りのフレームバッファＢ，Ｃをデータ読み出し用とし、フレームバッファＡへのデータ書き込みが終了すると、フレームバッファＢに対してデータ書き込みを開始すると共に、そのフレームバッファＡへのデータ書き込みが終了してからフレームバッファＡからのデータの読み出しが開始される迄の期間にはフレームバッファＣに書き込まれているデータを画像として表示させる。これにより、供給されるデータの書き込みレートと、データの読み出しレートが相違している場合にも、個々のフレームバッファに対して二重アクセスがされないようにしている。
特開平６−１２４０７３号公報特開平１１−２９６１５５号公報

ところで、デジタルカメラでスルー画像の表示を行う場合に、上記の特許文献１，２のように画像メモリに対する画像データの書き込み、読み出しを行った場合には、イメージセンサで被写体を撮影したタイミングからその被写体が表示装置に表示されるまでには、１フレームレート以上の遅延が生じることになる。このため表示装置上に表示されているスルー画像を観察しながら操作して撮影を行った場合には、実際の被写体の動きに対するに対して大きく遅れて操作されることになるため、適切なタイミングで撮影ができないという問題があった。このようなタイミングの遅れは、特に被写体の動きが早い場合にはより顕著になる。

本発明は上記問題を解消するためになされたもので、スルー画像の表示の遅れを低減することができる撮影装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の撮影装置では、イメージセンサからの画像信号の出力に同期して１フレーム分の画像信号が書き込まれる画像記憶手段と、前記画像記憶手段に画像信号の書き込みを開始してから１フレーム分の画像信号の書き込みが完了する前に、その１フレーム分の画像信号の読み出しが開始されるように、前記イメージセンサによる被写体の撮影及び撮影で得られる１フレーム分の画像信号を出力する駆動タイミングと、画像の表示を行うために前記画像記憶手段から１フレーム分の画像信号の読み出しを開始する再生タイミングとに所定の位相差を持たせて同期させる同期制御手段を備えたものである。

請求項２記載の撮影装置では、駆動タイミング信号発生手段からの駆動タイミング信号に同期して駆動され、被写体を撮影するとともに撮影で得られた１フレーム分の画像信号を出力するイメージセンサと、前記イメージセンサからの画像信号の出力に同期して、前記イメージセンサから得られる１フレーム分の画像信号が書き込まれる画像記憶手段と、前記イメージセンサで撮影された画像を表示するために、再生タイミング信号発生手段からの再生タイミング信号に同期して１フレーム分の画像信号の読出しを開始する読出手段と、画像信号の前記画像記憶手段へ書き込みを開始してからその１フレーム分の画像信号の書き込みに要する時間よりも短い時間が経過した時点で画像信号の読み出しを開始するように、前記駆動タイミング信号と前記再生タイミング信号との位相差を持たせて同期させる同期制御手段とを備えたものである。

また、請求項３記載の撮影装置では、画像記憶手段に書き込むべき画像信号に対して、その画像信号が表す画像から指定された画像領域を抽出し、かつ抽出した画像領域の絶対解像度を再生表示の絶対解像度に一致するように変換する第１の解像度変換手段を備え、同期制御手段は、前記第１の解像度変換手段による変換に要する時間を考慮した位相差を持たせて前記駆動タイミング信号と前記再生タイミング信号とを同期させるようにしたものである。

請求項４記載の撮影装置では、画像信号が表す画像を縮小して表示するために、画像信号が表す画像を所定の絶対解像度に縮小する第２の解像度変換手段を備え、書込手段は、第２の解像度変換手段から得られる画像信号を、縮小して表示すべき画面上の表示領域に対応した前記画像記憶手段の記憶領域に書き込み、読出手段は、前記記憶領域に書き込まれた画像信号を含む前記画像記憶手段の画像信号を１フレーム分の画像信号として読み出しを行うようにされ、同期制御手段は、前記記憶領域の最終ラインの画像信号の書き込み後に、その最終ラインの読み出しが行われるように、駆動タイミング信号と再生タイミング信号とを位相差を持たせて同期させるようにしたものである。

請求項５記載の撮影装置では、同期制御手段を、再生タイミング信号を基準にして、駆動タイミング信号を同期させるように駆動タイミング信号発生手段を制御するように構成したものであり、この場合、請求項６に記載されるように、駆動タイミング信号発生手段を、再生タイミング信号の発生周期よりも長い発生周期で駆動タイミング信号を発生するようにするとともに、リセット直後に前記駆動タイミング信号を発生するようにし、同期制御手段を、再生タイミング信号発生手段からの再生タイミング信号を所定の遅延時間だけ遅延させた信号を前記駆動タイミング信号発生手段にリセット信号として与えてリセットするようにするのが簡便である。

本発明の撮影装置によれば、画像記憶手段に表示すべき画像信号の書き込みを開始してから、その１フレーム分の画像信号の書き込みまたは読み出しに要する時間よりも短い時間が経過した時点で、画像記憶手段からの１フレーム分の画像信号の読み出しを開始するようにして、イメージセンサを駆動するタイミングを規定する駆動タイミング信号と、画像信号の読み出しタイミングを規定する再生タイミング信号とに位相差を持たせて同期させたから、イメージセンサによる画像信号の出力からその画像信号に基づくスルー画像の表示までの遅延を低減することができ、適切な撮影タイミングで撮影することができるようになる。

本発明を実施したデジタルカメラの正面を図１に、背面を図２にそれぞれ示す。撮影装置としてのデジタルカメラ１０は、そのカメラ本体１１の前面に、撮影レンズ１２，ストロボ発光部１３を、背面には各種操作部材からなる操作部１４，表示装置としてのＬＣＤ（液晶ディスプレイ）１５をそれぞれ設けてある。また、カメラ本体１１の上面には、レリーズボタン１６を設けてある。

操作部１４は、電源ボタン１７，モードボタン１８，ズームボタン１９，メニューボタン２０，十字キー２１からなる。電源ボタン１７は、これを押圧操作することにより、デジタルカメラ１０の電源をオン・オフすることができる。モードボタン１９は、これを押圧操作するごとに、レリーズボタン１６の押圧操作に応答して静止画の撮影・記録を行う撮影モードと、撮影済みの画像をＬＣＤ１５に再生表示する再生モードとを切り換えることができる。

撮影モード下でズームボタン１９を操作することにより、撮影レンズ１２を広角端あるいは望遠端に向けてズーミングすることができる。撮影レンズ１２を望遠端までズーミングした後、さらに望遠側にズーミングするようにズームボタン１９を操作すると、通常撮影モードから、画像処理によって撮影された画像の一部が切り出されて拡大される電子ズームモードとなる。

メニューボタン２０を押圧操作することにより、ＬＣＤ１５に各種設定を行うためのメニューを表示することができ、このメニューからデジタルカメラ１０の各種設定、例えば撮影モード下のストロボ発光モードの切り換え等を行うことができる。また、このメニュー画面から後述するアシストサムネイルモードを選択することができる。十字キー２１は、上下左右の各キーから構成してあり、メニュー上で項目選択等の各種設定操作や再生画像のコマ送りや選択操作等に用いられる。

レリーズボタン１６は、浅く押した半押しとこの半押しからさらに押し込んだ全押しとに押圧操作可能となっている。撮影モード下でレリーズボタン１６を押圧操作していないときには、撮影レンズ３の奧に配されたイメージセンサ２４（図３参照）によって、スルー画像表示のための撮影が行われ、その撮影された画像がスルー画像としてＬＣＤ１５に表示される。

なお、この例ではＬＣＤ１５を上記のようにスルー画像を表示する表示装置としているが、表示装置としては、例えばデジタルカメラ１０に接続される外部のモニタ装置などであってもよい。

レリーズボタン１６が半押しとされると、静止画撮影用のシャッタ速度，絞り，撮影感度を決定するＡＥ処理，被写体に撮影レンズ１２のピントを合致させるＡＦ処理等の準備処理が行われる。この準備処理の完了後にもレリーズボタン１６の半押しが維持されている間では、レリーズボタン１６を押圧操作していないときと同様に、スルー画像がＬＣＤ１５に表示される。

レリーズボタン１６が全押しとされると、先に半押しに応答して決定されたシャッタ速度，絞り，撮影感度を用いた静止画の撮影が行われ、得られる静止画は、画像データに変換されて着脱自在にされたメモリカード２５（図３参照）に記録される。ストロボ発光部１３は、主要被写体の被写体輝度が所定レベル以下のときに、静止画撮影の際にストロボ光を被写体に向けて照射する。

図３にデジタルカメラ１０の構成を示す。操作部１４は、それを構成する各操作部材の操作に応じた操作信号をＣＰＵ２６に送る。スイッチ部２７は、レリーズボタン１６の押圧に連動してオン・オフするスイッチＳ１，スイッチＳ２からなる。スイッチＳ１は、レリーズボタン１６が半押しのときにオンとなり、スイッチＳ２はレリーズボタン１６が全押しのときにオンとなる。各スイッチＳ１，Ｓ２のオン・オフはＣＰＵ２６に送られる。

ＣＰＵ２６は、操作部１４，スイッチ部２７からの各種信号に基づいて各部を制御する。このＣＰＵ２６には、ＲＯＭ２６ａ，ＲＡＭ２６ｂが接続されている。ＲＯＭ２６ａには、各種シーケンスを実行するためのプログラム等が書き込まれており、このプログラムにしたがってＣＰＵ２６は各部を制御する。また、ＲＡＭ２６ｂは、撮影シーケンスなどを実行する際に必要なデータを一時的に記憶するワークメモリとして利用される。

クロック発生回路２７は、一定の周波数のクロック信号を生成し、そのクロック信号をＣＰＵ２６に供給する。ＣＰＵ２６は、クロック信号を用いて、後述する再生タイミング信号等を発生し、また再生タイミング信号に基づいて同期信号を発生させる。

撮影レンズ１２には、ズーム機構３１，フォーカス機構３２，絞り装置３３，シャッタ装置３４が組み込まれている。ズーム機構３１は、操作部１４のズーム操作に応答して、撮影レンズ１２を構成するレンズを移動することでズーミングを行い、フォーカス機構３２はピント合せを行う。絞り装置３３は、絞り（絞り開口径）を調節することで、撮影レンズ１２からイメージセンサ２４に入射する被写体光の光強度を調節する。ズーム機構３１，フォーカス機構３２，絞り装置３３は、対応するドライバ３５〜３７を介してＣＰＵ２６によって駆動が制御される。なお、撮影レンズ１２は、単焦点レンズであってもよい。

シャッタ装置３４は、通常はシャッタ羽根を開いた開き状態とされている。レリーズボタン１６が押圧操作された際には、それに応答した１フレーム分のイメージセンサ２４による撮影（電荷蓄積）完了直後にシャッタ羽根を閉じた閉じ状態とされ、イメージセンサ２４への被写体光の入射を阻止し、スメアの発生を防止する。このシャッタ装置２４は、ドライバ３８を介してタイミングジェネレータ４０に接続されており、このタイミングジェネレータ４０からのシャッタ駆動信号により作動される。

撮影レンズ１２の背後に、イメージセンサ２４を配してあり、撮影レンズ１２による被写体像がイメージセンサ２４の受光面に結像される。イメージセンサ２４の受光面上には、多数の光電変換セルがマトリクス状に配されている。各光電変換セルは、入射した光をその光量に応じた電荷に変換して蓄積するフォトダイオードと、Ｒ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）のいずれかの色フィルタとからなる。

イメージセンサ２４は、上記の各光電変換セルで入射光量に応じた電荷に変換して蓄積することにより、被写体を撮影する。このイメージセンサ２４は、タイミングジェネレータ４０からの各種駆動信号により駆動され、撮影した被写体像をアナログの画像信号として出力する。イメージセンサ２４としては、例えばＣＣＤイメージセンサを用いているが、それに限るものではなく、例えばＭＯＳ型のイメージセンサを用いてもよい。

上記イメージセンサ２４は、例えば数百万個の光電変換セルを備えており、レリーズボタン１６の押圧による静止画撮影の際にはそれらを最大限に利用した画素数が非常多い高解像度（絶対解像度）の画像信号を出力するが、スルー画像表示の際には、電荷転送を制御することで画素混合や間引き等を行うことにより、ＬＣＤ１５に表示するのに必要な程度に画素数を減らしたＬライン×Ｍ画素の画像信号を出力する。

タイミングジェネレータ４０は、後述するようにＣＰＵ２６からの同期信号が入力されると駆動タイミング信号を発生し、この駆動タイミング信号に同期した各種駆動信号を発生してイメージセンサ２４を駆動する。これにより、イメージセンサ２４は、駆動タイミングを規定する駆動タイミング信号に同期したタイミングで駆動され、被写体を撮影するとともに撮影で得られた画像信号を出力する。

スルー画像表示の際には、駆動タイミング信号を繰り返し発生することにより、駆動タイミング信号ごとにイメージセンサ２４で撮影を行うとともに、前回の駆動タイミング信号に同期した撮影の画像信号を出力させる。駆動タイミング信号は、ＣＰＵ２６，アナログ信号処理部４２にも送られ、後述するアナログ信号処理やデジタル画像処理等のタイミング制御に用いられる。

イメージセンサ２４からの画像信号は、アナログ信号処理部４２に送られる。アナログ信号処理部４２は、ＣＤＳ回路４２ａ，ＡＭＰ回路４２ｂ，Ａ／Ｄ変換器４２ｃから構成されており、駆動タイミング信号に同期したタイミングで画像信号に対して各種のアナログ信号処理を行う。ＣＤＳ回路４２ａは、相関二重サンプリングを行うことによって画像信号からノイズの除去を行なう。ＡＭＰ回路４２ｂは撮影感度に応じたゲインで画像信号を増幅するとともに、ホワイトバランスの補正を行う。Ａ／Ｄ変換器４２ｃは、ＡＭＰ回路４２ｂからの画像信号をデジタル変換する。

アナログ信号処理部４２でデジタル変換された画像信号（以下、画像データという）は、画像入力コントローラ４４に送られる。画像入力コントローラ４４は、バス４５への画像データの入力を制御する。バス４５には、ＣＰＵ２６，デジタル画像処理部４６，圧縮処理部４７，ＡＦ検出部４８，ＡＥ／ＡＷＢ検出部４９，メディアコントローラ５０，内部メモリ５１，ＶＲＡＭ５２，ＬＣＤドライバ５３が接続されており、これら各部はバス４５を介してＣＰＵ２６に制御されるとともに、相互間でデータの授受が可能になっている。

デジタル画像処理部４６は、画像データに対して、γ補正，ＲＧＢの画像データを輝度（Ｙ），各色差（Ｃｒ，Ｃｂ）のデータに変換するＹ／Ｃ変換等のデジタル画像処理を行う。また、電子ズームモード下のスルー画像表示の際には、デジタル画像処理部４６は、Ｌライン×Ｍ画素の有効画像領域から電子ズームの倍率に応じたサイズの抽出画像領域を切り出す切出処理と、その切り出した抽出画像領域を１フレームの画像としてＬＣＤ１５に表示するために１フレームの画素数を変換する第１解像度変換処理を行う。

さらに、アシストサムネイルモード下のスルー画像表示の際には、デジタル画像処理部４６は、有効画像領域をそれよりも小さい絶対解像度に変換するための第２解像度変換処理やメモリカード２５から読み出した画像データに基づいてサムネイル画像を表示するための処理等を行う。

圧縮処理部４７は、メモリカード２５に画像データを記録する際には、その画像データのデータ圧縮を行い、メディアコントローラ５０に送る。また、この圧縮処理部４７は、再生モード下でメモリカード２５から読み出した圧縮された画像データの伸長を行う。

ＡＦ検出部４８は、撮影レンズ１２のピント合せのために、画像入力コントローラ４４から出力される画像データを用いて撮影中の画像のコントラストを検出し、そのコントラスト情報をＣＰＵ２６に送る。ＣＰＵ２６は、コントラスト情報を参照し、そのコントラストが最大となるようにドライバ３６を介してフォーカス機構３２を駆動することにより、撮影中の被写体にピントを合致させる。

ＡＥ／ＡＷＢ検出部４９は、画像入力コントローラ４４からの画像データに基づいて、撮影中の被写体画像の被写体輝度の検出と、光源の種類の検出を行い、それらの被写体輝度情報，光源情報をＣＰＵ２６に送る。ＣＰＵ２６は、光源情報に基づいて、アナログ信号処理部４２にホワイトバランスのパラメータを設定する。また、ＣＰＵ２６は、被写体輝度情報に基づいて適正となる絞り，シャッタ速度等を決定して制御する。

メディアコントローラ５０は、メモリカード２５に対する画像データの書き込み及び読み出しを制御する。メモリカード２５に記録すべき画像データは、デジタル画像処理部４６でデジタル画像処理が施されてからいったん内部メモリ５１に記憶された後に、圧縮処理部４７によって読み出されてデータ圧縮されてメモリカード２５に書き込まれる。また、再生モード時には、メディアコントローラ５０によってメモリカード２５に記録されている画像データが読み出され、圧縮処理部４７に送られて画像データの伸長が行われる。

内部メモリ５１は、読み出しと書き込みが可能な例えばＳＤＲＡＭを用いており、上述のようにデジタル画像処理部４６や圧縮処理部４７で処理を行う画像データが一時的に書き込まれる。

ＶＲＡＭ５２は、ＬＣＤ１５に表示すべき画像の画像データが書き込まれるビデオメモリであり、画像記憶手段となっている。このＶＲＡＭ５２は、ＬＣＤ１５に表示するＬライン×Ｍ画素分の画像データが書き込まれる。スルー画像表示の際には、各種処理が施された画像データが書込手段としてのデジタル画像処理部４６によってＶＲＡＭ５２に書き込まれ、再生モード下では、メモリカード２５から読み出されて圧縮処理部４７で伸長された画像データが書き込まれる。なお、この例においては、画像記憶手段としてＶＲＡＭ５２を専用に設けているが、例えば内部メモリ５１内に表示すべき画像の画像データを書き込むためのメモリエリアを設けてもよい。

ＬＣＤドライバ５３は、再生タイミング信号に同期したタイミングで１フレーム分の画像データの読み出しを開始する読出手段となっており、再生タイミング信号が入力されると、画像データをＶＲＡＭ５２から１ラインずつ読み出し、この読み出した画像データに基づいてＬＣＤ１５を駆動する。これにより、ＬＣＤ１５にイメージセンサ２４で撮影された被写体画像やメモリカード２５に保存した画像を表示する。再生タイミング信号は、ＣＰＵ２６によって所定の再生周期Ｔｔで生成されてＬＣＤドライバ５３に入力される。この例では、再生周期Ｔｔは、１／６０秒としてある。

なお、外部のモニタ装置等にスルー画像を表示する場合には、読出手段で画像データを読み出して、例えばそれをＤ／Ａ変換器でアナログの所定の形式の画像信号に変換したものを外部に出力するようにすればよい。

スルー画像表示の際の各モードにおけるＶＲＡＭ５２に対する画像データの書き込み状態を図４ないし図６に模式的に示す。前述のように、ＶＲＡＭ５２は、Ｌライン×Ｍ画素分の画像データを書き込む容量を備えており、ＬＣＤ１５にスルー画像を表示する際には、第１ラインの画像データから順番に読み出される。また、通常撮影モード下では、図４に示すように、デジタル画像処理部４６によって、有効画像領域６２のＬライン×Ｍ画素分の画像データがＶＲＡＭ５２に書き込まれる。

電子ズームモードのスルー画像表示の際には、図５に示されるように、デジタル画像処理部４６による切出処理によって、有効画像領域６２内から電子ズームの倍率に応じたサイズの抽出画像領域６３（ｐ〜ｑラインのｒ〜ｓ画素の範囲）の切出しが行われ、その抽出画像領域６３を第１解像度変換処理によって、Ｌライン×Ｍ画素に変換した１フレーム分の画像データがＶＲＡＭ５２に順次に書き込まれる。

アシストサムネイルモードは、例えばメモリカード２５に記録されている撮影済みの画像を縮小したサムネイル画像と、縮小したスルー画像とを同時にＬＣＤ１５に表示するモードとなっている。この場合に、サムネイル画像とスルー画像とは、それぞれＬＣＤ１５上の予め決められた所定位置に、所定サイズで表示される。

このアシストサムネイルモードでは、図６に示されるように、イメージセンサ２４から得られる有効画像領域６２のＬライン×Ｍ画素の画像データは、デジタル画像処理部４６の第２変換処理によってそれよりも小さい絶対解像度に変換され、その画像データがＬＣＤ１５上のスルー画像を表示する画像表示領域に対応したＶＲＡＭ５２のスルー画像記憶領域５２ａに書き込まれる。また、サムネイル画像を表示するためのサムネイル画像データは、ＬＣＤ１５上のサムネイル画像を表示する画像表示領域に対応したＶＲＡＭ５２のサムネイル記憶領域５２ｂに書き込まれ、スルー画像記憶領域５２ａ，サムネイル記憶領域５２ｂの他の部分は背景記憶領域５２ｃとなっており、背景画像データが書き込まれる。スルー画像記憶領域５２ａの画像データは、イメージセンサ２４の撮影に同期して画像データが更新され、その他の領域の画像データは更新されない。これによりＬＣＤ１５にサムネイル画像を固定的に表示しながら、縮小されかつ更新されるスルー画像を表示する。

駆動タイミング信号，再生タイミング信号の発生に関わる機能ブロックを図７に示す。ＣＰＵ２６の再生タイミング信号発生手段７１は、スルー画像表示の際に、クロック発生回路２７から供給されるクロック信号を分周することによって再生タイミング信号を一定の再生周期Ｔｔで発生させる。この再生タイミング信号は、上述のように、１フレーム分の画像の読み出し開始のタイミングを規定するタイミング信号であり、この再生タイミング信号が入力されることにより、読出手段であるＬＣＤドライバ５３がＶＲＡＭ５２から第１ラインの画像データから順番に読み出しを開始する。なお、ＬＣＤドライバ５３による１フレーム分の画像データの読み出しは時間Ｔｔ（１再生周期）内に完了する。

同期制御手段７２は、スルー画像として表示すべきフレームの画像データのＶＲＡＭ５２への書き込みを開始してから、後述する所定の時間が経過した時点で、画像データの読み出しが開始されるように、駆動タイミング信号と再生タイミング信号とに所定の位相差を持たせて同期させるためものであり、再生タイミング信号を遅延時間Ｔｄで遅延させた同期信号を出力する。この同期制御手段７２の遅延時間Ｔｄは、遅延時間設定手段７３によって設定される。遅延時間設定手段７３は、設定されているモード（通常撮影モード，電子ズームモード，アシストサムネイルモード）に応じた遅延時間Ｔｄを同期制御手段７２に設定する。

タイミングジェネレータ４０の駆動タイミング信号発生手段７４は、同期制御手段７２からの同期信号が入力される毎に駆動タイミング信号を発生する。この駆動タイミング信号発生手段７４の機能は、それに備えたクロック発生手段７５からのクロック信号を分周することにより、設定されている撮影周期Ｔｉで駆動タイミング信号を発生し、駆動タイミング信号を発生するタイミングがリセット信号でリセットされ、そのリセットの直後に駆動タイミング信号を発生するように構成されたタイミングジェネレータ４０を用い、撮影周期Ｔｉを同期信号の発生周期すなわち再生周期Ｔｔよりも長く設定し、同期信号をリセット信号として与えることで実現している。

駆動タイミング信号発生手段７４は、上記のように同期信号が入力されると、その直後に駆動タイミング信号を発生する。したがって、再生タイミング信号と同期し、これに対して遅延時間Ｔｄだけ位相の遅れた、すなわち再生タイミング信号に対して位相差ΔＴ（＝Ｔｔ−Ｔｄ）だけ位相の進んだ駆動タイミング信号を発生する。駆動タイミング信号は、駆動信号発生手段７６に送られてイメージセンサ２４の駆動タイミングとして用いられるとともに、アナログ信号処理部４２，ＣＰＵ２６に送られて前述のようにアナログ信号処理、デジタル画像処理等のタイミング制御等に利用される。

駆動信号発生手段７６は、駆動タイミング信号の入力に応答してイメージセンサ２４に撮影（電荷蓄積）を行わせ、また画像信号を出力させるための各種駆動信号を発生する。駆動信号発生手段７６は、スルー画像表示の際には、撮影，画像信号の出力のをイメージセンサ２４の動作が時間Ｔｔ内で完了するように各種駆動信号を発生する。

上記の位相差ΔＴは、スルー画像として表示するフレームの画像データをＶＲＡＭ５２に書き込みを開始した時点からその１フレーム分の画像信号の書き込みまたは読み出しに要する時間よりも短い時間が経過したタイミングを、駆動タイミング信号が出力された時点から再生タイミング信号を出力すべき時間差で表した値である。そして、この位相差ΔＴと再生周期Ｔｔとによって各モードにおける遅延時間Ｔｄが決定されている。

図８に通常撮影モードにおけるスルー画像表示の際のタイミングチャートを示す。通常撮影モードでは、スルー画像として有効画像領域６２を表示するため、ＶＲＡＭ５２に対して有効画像領域６２の１フレーム分の画像データの書き込みを開始した時点から、その１フレーム分の画像データの書き込みまたは読み出しに要する時間よりも短い時間が経過した時点でＶＲＡＭ５２からの読み出しが開始されるように決定された遅延時間Ｔｄが用いられる。

この通常撮影モード時の遅延時間Ｔｄに対応する位相差ΔＴは、駆動タイミング信号が発生してから表示すべき有効画像領域６２のライン（第１ライン）の画像データの書き込みがＶＲＡＭ５２に開始されるまでの時間Ｔａと、画像データの書き込みと読み出しとの間隔を調整する時間Ｔｂとを加算した値となっている。

上記通常撮影モードの時間Ｔａは、駆動タイミング信号が発生してから有効画像領域６２の画像信号がイメージセンサ２４から出力されるまでのタイムラグや画信号処理部４６によってγ補正，Ｙ／Ｃ変換等のデジタル画像処理をすることによるタイムラグ等からなる。また、時間Ｔｂは、ＶＲＡＭ５２に対して１ライン分の画像データを書き込むのに必要な時間，各ラインの画像データの書き込み周期，ＶＲＡＭ５２から画像データを読み出す間隔等を考慮して、１フレーム内の画像データに対する読み出しが画像データの書き込みと同時ないし先行しないように決められるが、この時間Ｔｂが短いほど撮影されたタイミングとスルー画像として表示されるタイミングとの時間差を少なくすることができるので、可能な限り短い時間とすることが好ましい。例えば時間Ｔｂとしては、ＶＲＡＭ５２に１ラインの画像データの書き込みを完了してから次の１ラインの画像データの記録が完了するまでの時間とするのもよい。

この例では、通常撮影モードにおいては、時間Ｔｂを１ライン分の画像データの書き込みに要する時間としてΔＴを求めて遅延時間Ｔｄを決めることにより、ＶＲＡＭ５２に第１ラインの画像データの記録が完了した時点で、そのフレームの画像データの読み出しが開始されるようにしてある。

なお、イメージセンサ２４から出力される有効画像領域６２の絶対解像度と、ＬＣＤ１５に表示するスルー画像の絶対解像度とが異なる場合には、絶対解像度をＬＣＤ１５に合わせるための変換処理等を行う必要があるが、このような場合には、その処理に要する時間を考慮してΔＴを求め、遅延時間Ｔｄを決定すればよい。

図９は、電子ズームモードにおけるスルー画像表示の際のタイミングチャートを示している。電子ズームモードでは、スルー画像として有効画像領域６２から切り出された抽出画像領域６３を表示するため、抽出画像領域６３の画像データをＶＲＡＭ５２に書き込みを開始した時点から、その抽出画像領域６３の１フレーム分の画像データの書き込みまたは読み出しに要する時間よりも短い時間が経過した時点でＶＲＡＭ５２からの読み出しが開始されるように遅延時間Ｔｄを決定してある。

この電子ズームモードにおける遅延時間Ｔｄに対応するΔＴは、駆動タイミング信号が発生してから表示すべき第１ラインの画像データの書き込みがＶＲＡＭ５２に開始されるまでの時間Ｔａと画像データの書き込みと読み出しとの間隔を調整する時間Ｔｂとを加算した値となっている。したがって、時間Ｔａは、駆動タイミング信号が発生してから抽出画像領域６３の第１ラインである有効画像領域６２の第ｐラインが出力されるまでのタイムラグや、画信号処理部４６によるγ補正，Ｙ／Ｃ変換、切出処理，第１解像度変換処理によるタイムラグ等から決まる。

なお、第１解像度変換処理が隣接する２ラインの画像データからそれら間のラインを生成するような処理を行う場合には、２ライン目の入力が完了する時間等も、タイムラグになる。また、電子ズームの倍率が異なる場合には、抽出画像領域６３の第１ラインとなる有効画素６２のラインが変化するので、電子ズームの倍率毎に遅延時間Ｔｄを決定して用いる必要がある。

図１０は、アシストサムネイルモードにおけるスルー画像表示の際のタイミングチャートを示している。なお、図１０では、スルー画像記憶領域５２ａに書き込まれる第２解像度変換処理後の第１〜最終（Ｎ）ラインを丸付数字で示してある。このアシストサムネイルモードでは、スルー画像表示の際には、有効画像領域６２に第２解像度変換処理を施して得られる画像データをスルー画像記憶領域５２ａに書き込みを開始した時点から、その１フレーム分の画像データの書き込みまたは読み出しに要する時間よりも短い時間が経過した時点でＶＲＡＭ５２からの読み出しが開始されるようにしながら、スルー画像記憶領域５２ａの最終ラインの画像データの書き込みが完了してから、ＬＣＤドライバ５２によってその最終画像データの読み出しが開始されるように遅延時間Ｔｄを決定してある。

この例のアシストサムネイルモードにおける遅延時間Ｔｄに対応するΔＴは、時間Ｔｂを調整することにより、スルー画像表示領域５２ａの最終ラインの画像データがＶＲＡＭ５２に書き込まれた直後に、ＬＣＤドライバ５２によってその最終画像データの読み出しが開始されるようにして、遅延時間Ｔｄを決定してある。

次に上記構成の作用について説明する。撮影を行う場合には、デジタルカメラ１０の電源をオンとして撮影モードを選択する。撮影モードが選択されると、ＣＰＵ２６から再生周期Ｔｔで再生タイミング信号が発生され、これがＬＣＤドライバ５２に送られる。また、再生タイミング信号が出力されるようになると、その再生タイミング信号を遅延時間Ｔｄだけ遅延させた同期信号がＣＰＵ２６によって生成され、これがタイミングジェネレータ４０に送られる。そして、同期信号が入力されると、タイミングジェネレータ４０は、その直後に駆動タイミング信号を発生させる。

再生周期Ｔｔで再生タイミング信号が繰り返し発生されるから、駆動タイミング信号もこれに同期して繰り返し発生され、それに応じてイメージセンサ２４も駆動される。結果として、再生タイミング信号に同期し、これに対して位相差ΔＴだけ位相の進んだ駆動タイミング信号が発生されることになる。このときに、遅延時間Ｔｄは、通常撮影モード，電子ズームモード，アシストサムネイルモードのいずれになっているかで異なるため、それに応じて位相差ΔＴも異なる。

駆動タイミング信号が発生するごとにタイミングジェネレータ４０から各種駆動信号が発生されてイメージセンサ２４が駆動される。これにより、イメージセンサ２４は、駆動タイミング信号に同期したタイミングで被写体の撮影を行い、また駆動タイミング信号に同期したタイミングで前回の撮影で蓄積した電荷の転送を開始することにより、画像信号の出力を開始する。

例えば通常撮影モードとなっている場合には、イメージセンサ２４からの画像信号は、アナログ信号処理部４２によるアナログ処理を経て順次に画像データに変換された後に、デジタル画像処理部４６によってγ補正，Ｙ／Ｃ変換が施されてから、ＶＲＡＭ５２に第１ラインの画像データから順次に書き込まれ、結果としてＬライン×Ｍ画素分の画像データがＶＲＡＭ５２に書き込まれる。

そして、ＬＣＤドライバ５３は、ＣＰＵ２６からの再生用タイミング信号が入力されると、ＶＲＡＭ５２から画像データを読み出すが、駆動タイミング信号が再生タイミング信号に対して、通常撮影モードに設定された位相差ΔＴだけ位相が進むようにされていから、ＶＲＡＭ５２に第１ラインの画像データの書き込みが完了した時点で、ＬＣＤドライバ５３によるその第１ラインの画像データの読み出しが開始される。

ＶＲＡＭ５２から第１ラインの読出しが完了すると、ＬＣＤドライバ５３によって次に第２ラインの画像データがＶＲＡＭ５２から読み出されるが、このときにも第１ラインと同様に第２ラインの画像データの書き込み完了直後に、その第２ラインの画像データが読み出される。以降、同様にして第３ライン以降の画像データが読み出される。そして、読み出された画像データに基づいてＬＣＤ１５にスルー画像の表示が行われる。

また、ズーム操作部材１９を操作して、電子ズームモードとした場合には、デジタル画像処理部４６がその入力される画像データに対してγ補正，Ｙ／Ｃ変換の後に、切出処理と第１解像度変換処理からなる電子ズームのための処理を順次に施していき、得られる画像データを第１ラインのものからＶＲＡＭ５２に順次に書き込む。結果としてＶＲＡＭ５２には、抽出画像領域６３の画像がＬライン×Ｍ画素の１フレームの画像データに変換されてＶＲＡＭ５２に書き込まれる。

ＣＰＵ２６からの再生用タイミング信号が入力されるとＬＣＤドライバ５３がＶＲＡＭ５２に書き込まれている画像データを第１ラインのものから最終ラインまで順番に読み出すが、駆動タイミング信号が再生タイミング信号に対して、駆動タイミング信号の発生から抽出画像領域６３の画像信号が出力されるまでのタイムラグや切出処理や第１解像度変換処理のタイムラグを考慮した位相差ΔＴだけ位相が進むようにされていから、やはりこの場合にも、デジタル画像処理部４によってＶＲＡＭ５２に１ライン分の書き込みが完了した直後にその１ライン分の画像データを読み出すようにして、順次に画像データが読み出されてＬＣＤ１５にスルー画像の表示が行われる。

さらに、アシストサムネイルモードが設定された場合には、メモリカード２５から例えば３個の画像の画像データが読み出され、それぞれの画像についてサムネイル画像データがデジタル画像処理部４６で作成される。そして、これらサムネイル画像データがＶＲＡＭ５２のサムネイル記憶領域５２ｂにそれぞれ書き込まれ、背景記憶領域５２ｃには背景画像データが書き込まれる。

この後に、再生タイミング信号に対して位相差ΔＴだけ位相の進んだ駆動タイミング信号によってイメージセンサ２４の駆動が開始され、そのイメージセンサ２４からの画像信号がアナログ信号処理部４２で画像データに順次に変換されてから、デジタル画像処理部４６に送られる。デジタル画像処理部４６は画像データが入力されると、その入力される画像データに対してγ補正，Ｙ／Ｃ変換の後に、第２解像度変換処理によってＬライン×Ｍ画素よりも小さい例えば１／２のライン数、画素数で構成される１フレーム分の画像データを順次に生成し、得られる画像データを第１ラインのものからＶＲＡＭ５２のスルー画像記憶領域５２ａに順次に書き込む。

一方、ＣＰＵ２６からの再生用タイミング信号が入力されるとＬＣＤドライバ５３がＶＲＡＭ５２に書き込まれている画像データを第１ラインのものから最終ラインまで順番に読み出す。そして、このアシストサムネイルモードでは、スルー画像記憶領域５２ａの最終ラインの書き込みの完了後に、その最終ラインの読み出し行うように位相差ΔＴが設定されているので、スルー画像記憶領域５２ａの画像データを読み出している間に、スルー画像記憶領域５２ａ内の同じ位置の画像データに同時に書き込みと読み出しが行われることはなく、また書き込みよりも読み出しが先行してしまうことはない。

このようにして、スルー画像記憶領域５２ａ内の画像データ，サムネイル画像記憶領域５２ｂ内のサムネイル画像データを含め、ＶＲＡＭ５２からＬライン×Ｍ画素の画像データが順次に読み出されて、サムネイル画像とともにスルー画像がＬＣＤ１５に表示される。

いずれモードの場合にも、上記のようなタイミングで繰り返し発生される駆動タイミング信号と再生タイミング信号とにより、画像データの書き込みと読み出しとが繰り返し行われることによって、ＬＣＤ１５にはスルー画像が動画で表示される。そして、撮影者は、このようにＬＣＤ１５に表示されるスルー画像を観察してフレーミングを行ってからレリーズボタン１６を押圧操作して静止画の撮影・記録を行う。なお、上記のようにレリーズボタン１６を押圧していないときには、スルー画像を表示するために、ＡＥ処理，ＡＦ処理等が周期的に行われる。

レリーズボタン１６を半押しとすると、スイッチＳ１がオンとなる。このスイッチＳ１のオンに応答して、静止画撮影用のシャッタ速度，絞り，撮影感度を決定するＡＥ処理，被写体に撮影レンズ１２のピントを合致させるＡＦ処理等の準備処理が行われる。この準備処理の間では、ＶＲＡＭ５２に対する画像データの書き込みが停止されるため、ＬＣＤ１５にフリーズされた被写体像が表示される。

準備処理の完了後にもレリーズボタン１６を半押し状態となっている場合には、レリーズボタン１６を押圧操作していないときの上記と同様な手順によって、その後の駆動タイミング信号に同期したタイミングで撮影されるフレームの画像データが順次にＶＲＡＭ５２に書き込まれ、再生タイミング信号に同期したタイミングでＶＲＡＭ５２から画像データが順次に読み出されて、スルー画像の表示が行われる。

レリーズボタン１６をさらに押し込んで全押しとすると、スイッチＳ２がオンとなる。スイッチＳ２がオンとなると、静止画撮影のためにタイミングジェネレータ４０の設定がＣＰＵ２６によって変更され、この後にタイミングジェネレータ４０が駆動タイミング信号を発生することにより、イメージセンサ２４による撮影と、その撮影で得られる電荷の転送が行われて画像信号が出力される。出力された画像信号は、アナログ信号処理が施された画像データに変換されてから，デジタル画像処理、データ圧縮処理を施した後にメディアコントローラ５０によってメモリカード２５に記録される。

なお、レリーズボタン１６が全押しとされた際には、その時点でＶＲＡＭ５２に対する画像データの書き込みを停止し、ＬＣＤ１５上の画像を短い時間で黒画像をとするいわゆるブラックアウトを行って、一眼レフカメラのように撮影光の光路を切り替えるミラーが跳ね上がった時にファインダ内の画像が見えなくなる場合と同様な感覚を撮影者に与える処理が行われる。

以上のように、ＬＣＤ１５に表示されるスルー画像は、その表示の遅延が最小限に抑えられているので、ＬＣＤ１５上のスルー画像を観察しながらレリーズボタン１６を操作しても、所望とするタイミングで静止画の撮影を行うことができる。

なお、レリーズボタン１６を半押しとしたきに、ＡＥ処理，ＡＦ処理を簡略化して高速に行う、例えばレリーズボタン１６を半押しとしたときのスルー画像を用いてＡＥ処理を行うとともに、温度特性等の補償するための動作を省略し、比較的に狭い撮影距離の範囲でＡＦ処理を行うクイックモードと併用することにより、より良好なタイミングで静止画の撮影を行うことができるようなる。

上記実施形態では、電子ズームとサムネイルアシストモードと別々に説明したが、これらを組み合わせた場合にも、本発明を利用することができる。電子ズームモード及びアシストサムネイルモード、あるいはその組み合せ時の遅延時間Ｔｄは、それらを行わない場合を基準にして、下記に示すような演算式で求めることができる。

上記式中の右辺第１項の値Ｔｄ０は、電子ズーム，アシストサムネイルモードでの表示を行わない通常撮影モードにおける遅延時間（Ｔｄ）である。また、右辺第２項は、電子ズームのズーム倍率に応じた補正量を表しており、値ＥＺｐは、電子ズーム時の切り出す抽出画像領域６３の水平方向の画素数であり、Ｈｐは、有効画像領域６２の水平方向の画素数である。つまり、この２つの値の比によって、電子ズームのズーム倍率を表している。

値ＳｃＬは、表示の走査数（水平ライン数）であって、表示装置の信号形式に応じた値が用いられる。ＣＰＵ２６に設定する遅延時間Ｔｄは、この走査数を基準に設定することになるため、表示装置の信号形式毎に設定可能な遅延時間Ｔｄの最大値は、走査数（値ＳｃＬ）に対応する時間に等しい。すなわち、ライン数を単位として遅延時間を計測するならば、値Ｔｄの最大値と値ＳｃＬとは一致する。

値ＳｃＬは、信号形式が例えばＮＴＳＣ形式では「５２５」，ＰＡＬでは「６２５」を用いられる。また、表示装置としてＬＣＤを用いる場合には、その種類や駆動形式に応じた値が用いられるが、例えば表示するライン数が５２５本の場合には、「５２５」が用いられる。

右辺第３項の値Ａｔｄは、アシストサムネイルモード時における遅延時間の補正量を示すものであり、その値は、表示位置、表示サイズ等に応じて決められる。値Kａｔはアシストサムネイルモードの際に「１」、その他のときに「０」とされる係数であり、アシストサムネイルモードを使用する場合に値Ａｔｄによる補正を有効にする。

上記実施形態では、撮影装置としてデジタルカメラを例に説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、イメージセンサによる撮影画像をスルー画像として表示する各種の撮影装置に利用することができる。

本発明を実施したデジタルカメラの正面図である。デジタルカメラの背面図である。デジタルカメラの構成を示すブロック図である。通常撮影モード時のＶＲＡＭの記録状態を示す説明図である。電子ズームモード時のＶＲＡＭの記録状態を示す説明図である。アシストサムネイルモード時のＶＲＡＭの記録状態を示す説明図である。駆動タイミング信号と再生タイミング信号の発生に関する機能ブロック図である。通常撮影モードのスルー画像表示におけるタイミングチャートを示すものである。電子ズームモードのスルー画像表示におけるタイミングチャートを示すものである。アシストサムネイルモードのスルー画像表示におけるタイミングチャートを示すものである。

符号の説明

１０デジタルカメラ
１５ＬＣＤ
２４イメージセンサ
２６ＣＰＵ
４０タイミングジェネレータ
５１ＶＲＡＭ
５２ＬＣＤドライバ
７１再生タイミング信号発生手段
７２同期制御手段
７３駆動タイミング信号発生手段

Claims

イメージセンサからの画像信号の出力に同期して１フレーム分の画像信号が書き込まれる画像記憶手段と、
前記画像記憶手段に画像信号の書き込みを開始してから１フレーム分の画像信号の書き込みが完了する前に、その１フレーム分の画像信号の読み出しが開始されるように、前記イメージセンサによる被写体の撮影及び撮影で得られる１フレーム分の画像信号を出力する駆動タイミングと、画像の表示を行うために前記画像記憶手段から１フレーム分の画像信号の読み出しを開始する再生タイミングとに所定の位相差を持たせて同期させる同期制御手段を備えたことを特徴とする撮影装置。
駆動タイミング信号発生手段からの駆動タイミング信号に同期して駆動され、被写体を撮影するとともに撮影で得られた１フレーム分の画像信号を出力するイメージセンサと、前記イメージセンサからの画像信号の出力に同期して、前記イメージセンサから得られる１フレーム分の画像信号が書き込まれる画像記憶手段と、前記イメージセンサで撮影された画像を表示するために、再生タイミング信号発生手段からの再生タイミング信号に同期して１フレーム分の画像信号の読出しを開始する読出手段と、画像信号の前記画像記憶手段へ書き込みを開始してからその１フレーム分の画像信号の書き込みに要する時間よりも短い時間が経過した時点で画像信号の読み出しを開始するように、前記駆動タイミング信号と前記再生タイミング信号との位相差を持たせて同期させる同期制御手段とを備えたことを特徴とする撮影装置。
前記画像記憶手段に書き込むべき画像信号に対して、その画像信号が表す画像から指定された画像領域を抽出し、かつ抽出した画像領域の絶対解像度を再生表示の絶対解像度に一致するように変換する第１の解像度変換手段を備え、前記同期制御手段は、前記第１の解像度変換手段による変換に要する時間を考慮した位相差を持たせて前記駆動タイミング信号と前記再生タイミング信号とを同期させることを特徴とする請求項２記載の撮影装置。
画像信号が表す画像を縮小して表示するために、前記画像信号が表す画像を所定の絶対解像度に縮小する第２の解像度変換手段を備え、前記書込手段は、第２の解像度変換手段から得られる画像信号を、縮小して表示すべき画面上の表示領域に対応した前記画像記憶手段の記憶領域に書き込み、前記読出手段は、前記記憶領域に書き込まれた画像信号を含む前記画像記憶手段の画像信号を１フレーム分の画像信号として読み出しを行うようにされ、前記同期制御手段は、前記記憶領域の最終ラインの画像信号の書き込み後に、その最終ラインの読み出しが行われるように、前記駆動タイミング信号と前記再生タイミング信号とを位相差を持たせて同期させることを特徴とする請求項２記載の撮影装置。
前記同期制御手段は、再生タイミング信号を基準にして、駆動タイミング信号を同期させるように前記駆動タイミング信号発生手段を制御することを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載の撮影装置。
前記駆動タイミング信号発生手段は、前記再生タイミング信号の発生周期よりも長い発生周期で前記駆動タイミング信号を発生するようにされるとともに、リセット直後に前記駆動タイミング信号を発生するようにされ、前記同期制御手段は、再生タイミング信号発生手段からの再生タイミング信号を所定の遅延時間だけ遅延させた信号を前記駆動タイミング信号発生手段にリセット信号として与えてリセットすることを特徴とする請求項５記載の撮影装置。