JP2009231900A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】効率よく且つ高速に画像処理を行い、撮影画像を記録することができる撮像装置を提供する。
【解決手段】画像データの書き込み／読み出しのアクセスがシーケンシャルな第１の不揮発メモリ（ＮＡＮＤフラッシュ５）と、画像データの書き込み／読み出しのアクセスがランダムな第２の不揮発メモリ（ＭＲＡＭ４）とを備える。また、画像データを第１の不揮発メモリに書き込み、画像データの第１の不揮発メモリの書き込みアドレスを含む管理情報を第２の不揮発メモリに書き込む制御を行う制御手段（制御回路２）を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置に関し、特に、高速での画像データへの書き込み及び読み出し技術に特徴のある撮像装置に関する。

従来、デジタルカメラ等の撮像装置において、画像はＮＡＮＤ フラッシュ（メモリ）に記録している。

上記の撮像装置において、効率よくＮＡＮＤ フラッシュに画像を記録するために、特許文献１に提案の技術がある。
特許第３８３０１４５号

近年、ＮＡＮＤ フラッシュは大容量化、高速化している。従って、デジタルカメラ等の撮像装置において、画像データの書き込み／読み出しも高速化している。

しかしながら、大容量化、高速化に伴い、ＮＡＮＤ フラッシュへアクセスするためのブロックサイズも大きくなっている。そのため、画像データの書き込み／読み出しは速くても、それらの画像データを管理するためのファイルシステムが持つ管理情報ディレクトリエントリ、ＦＡＴ等の書き込み／読み出しを高速化しづらいという問題があった。

大容量ＮＡＮＤ フラッシュを管理するファイルシステムが、例えば、ＦＡＴ３２を採用しており、そのときのクラスターサイズが３２キロバイト／クラスターに設定されていたとする。すると、このファイルシステムにおいては、書き込み／読み出しは３２キロバイト単位でしか実行できない。

撮像装置が１回の撮影で、例えば、１メガバイトの画像データを生成したとすると、画像データは、１メガバイト／３２キロバイト=３２クラスターの書き込みを実行すればよい。しかし、その画像データの管理情報であるディレクトリエントリ＝３２バイトはディレクトリエントリを書き込む場所に書き込む必要がある。

このとき、３２バイトのデータを書き込むために、やはり、アクセス単位である１クラスター＝３２キロバイトを読み出し／書き込みする必要が生じる。さらに、ＦＡＴのデータは、ＦＡＴ３２の場合、３２×４＝１２８バイトのデータを書き込む必要がある。ＦＡＴを書き込む場合も、少なくとも、アクセス単位である１クラスター＝３２キロバイトを読み出し／書き込みする必要が生じる。

上記のように、画像データそのものの書き込み／読み出しは高速化されても、その管理情報であるディレクトリエントリやＦＡＴ等の情報の書き込み／読み出しの効率がよくないため、効率よく撮影画像を記録することが困難となる。そして、それが結果的に画像処理能力を低下させる原因になるという問題があった。

本発明の目的は、効率よく且つ高速に画像処理を行い、撮影画像を記録することができる撮像装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の撮像装置は、撮影動作により撮像素子から画像データを取得する撮像装置において、前記画像データの書き込み／読み出しのアクセスがシーケンシャルな第１の不揮発メモリと、前記画像データの書き込み／読み出しのアクセスがランダムな第２の不揮発メモリと、前記画像データを前記第１の不揮発メモリに書き込み、前記画像データの前記第１の不揮発メモリの書き込みアドレスを含む管理情報を前記第２の不揮発メモリに書き込む制御を行う制御手段とを備えることを特徴とする。

請求項３記載の撮像装置は、撮影動作により撮像素子から画像データを取得する撮像装置において、前記画像データの書き込み／読み出しのアクセスがシーケンシャルな第１の不揮発メモリと、前記画像データの書き込み／読み出しのアクセスがランダムな第２の不揮発メモリと、前記第１の不揮発メモリ及び前記第２の不揮発メモリとともに、前記画像データの書き込み／読み出しが行われる取り外し可能な外部記憶手段と、前記第１の不揮発メモリ、前記第２の不揮発メモリ、前記外部記憶手段への書き込みに際し、撮影モードを切り替えるモード切替手段と、前記モード切替手段によって前記撮影モードが切り替えられたことを検出し、前記撮影モードを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、第１の撮影モードにおいては、前記画像データを前記第１の不揮発メモリに書き込み、前記画像データの前記第１の不揮発メモリの書き込みアドレスを含む管理情報を前記第２の不揮発メモリに書き込み、第２の撮影モードにおいては、前記画像データを前記外部記憶手段に書き込み、前記画像データの前記外部記憶手段の書き込みアドレスを含む管理情報も前記外部記憶手段に書き込むことを特徴とする。

請求項５記載の撮像装置は、撮影動作により撮像素子から画像データを取得する撮像装置において、前記画像データの書き込み／読み出しのアクセスがシーケンシャルな第１の不揮発メモリと、前記画像データの書き込み／読み出しのアクセスがランダムな第２の不揮発メモリと、前記画像データの識別情報を生成する識別情報生成手段と、前記画像データを前記第１の不揮発メモリに書き込み、前記画像データの前記第１の不揮発メモリの書き込みアドレスを含む管理情報を前記第２の不揮発メモリに書き込み、前記撮影動作と同時または異なる時刻に前記識別情報生成手段により生成された前記識別情報を、それぞれの前記画像データに対応した前記管理情報と関連付けて前記第２の不揮発メモリに書き込む制御を行う制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明の撮像装置によれば、効率よく且つ高速に画像処理を行い、撮影画像を記録することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置のブロック構成図である。

以下、撮影動作により撮像素子から画像データを取得する撮像装置について、その構成を動作と併せて説明する。

図１において、撮像素子１から出力される画像信号を制御回路２に入力し、信号処理した結果の画像データをＤＲＡＭ３に書き込む。ＤＲＡＭ３に書き込まれた画像データをＮＡＮＤフラッシュ５に書き込む。

ＮＡＮＤ フラッシュ５に書き込まれた画像データの書き込みアドレス等の管理情報をランダムアクセス可能な不揮発メモリとしてのＭＲＡＭ（Magnettoresistive Radom Access Memory）４に書き込む。

ここで、ＮＡＮＤ フラッシュ５は、画像データの書き込み／読み出しのアクセスがシーケンシャルな第１の不揮発メモリを構成する。また、ＭＲＡＭ４は、画像データの書き込み／読み出しのアクセスがランダムな第２の不揮発メモリを構成する。

図２は、図１の撮像装置によって実行される撮像処理の手順を示すフローチャートである。

本処理は、図１における制御回路２の制御の下に実行される。

図２において、ステップＳ１０で、撮影（撮像）動作を行う。ステップＳ１１で、生成された画像データをＤＲＡＭ３上に書き込む。ステップＳ１２で、ＤＲＡＭ３上の画像データをＮＡＮＤフラッシュ５に書き込む。ステップＳ１３で、管理情報をＭＲＡＭ４に書き込む。そして、本処理を終了する。

以上のシーケンスを繰り返すことにより、本実施の形態の撮像装置は撮影した画像データを記録する。

本実施の形態では、ＮＡＮＤ フラッシュ５に画像データを書き込んだ後に、管理情報をＭＲＡＭ４に書き込んだ。しかし、ＮＡＮＤフラッシュ５に画像データを書き込む前に、書き込むべきアドレス等の管理情報を確定させ、その管理情報をＭＲＡＭ４に書き込んでもよい。つまり、ステップＳ１３の処理をステップＳ１１あるいはステップＳ１２の前に実行してもよい。

また、本実施の形態では、画像データをＤＲＡＭ３に書き込んでから、その画像データをＮＡＮＤ フラッシュ５に書き込んでいるが、制御回路２から出力される画像データを直接ＮＡＮＤ フラッシュ５に書き込んでもよい。つまり、ステップＳ１１の処理を省略してもよい。

但し、この場合、制御回路２より出力される画像データの出力レートより速いレートでＮＡＮＤ フラッシュ５への書き込みを実行する必要がある。つまり、制御回路２より出力される画像データの出力レートＤｏｕｔメガバイト／ｓｅｃとＮＡＮＤフラッシュ５の書き込みレートＷｄａｔａメガバイトｓ／ｓｅｃが
Ｄｏｕｔ ＜ Ｗｄａｔａ
という関係にあるときには、ステップＳ１１の処理を省略してもよい。

図３は、図１におけるＭＲＡＭに書き込まれる管理情報の構成例を示す図である。

本実施の形態は、容量１Ｍビット＝１２８キロバイトで６４キロワード×１６ビットの構成のＭＲＡＭ４を搭載している。この容量は別であっても一般性は失われないし、構成も別のものであってもよい。

アドレス０の場所に３２ビットで、ＮＡＮＤ フラッシュ５に記録されている画像データ数を書き込んでいる。

アドレス２０Ｈから３２バイト単位で画像データのディレクトリエントリが記録されている。個々のディレクトリエントリの構成はＦＡＴ１６ファイルシステムのディレクトリエントリと同様のものであり、画像データのファイル名、拡張子、ファイルサイズ、スタートのクラスター番号等を含んでいる。

但し、この場合のクラスター番号とは、ＮＡＮＤ フラッシュ５の全領域をクラスターサイズで分割し、番号を割り当てた数値を指す。このディレクトリエントリを、順次画像データごとに割り当て、アドレス２０Ｈ、４０Ｈ、６０Ｈ．．．に書き込んでいる。

また、アドレス１Ｅ０００Ｈから１ＦＦＦＦＨまでＦＡＴを書き込んでいる。これもＦＡＴ１６ファイルシステムのＦＡＴと同様のものであり、１６ビットで１データの構成で４０９６個のデータが存在することになる。

また、本実施の形態では、それぞれのＦＡＴデータは、ＮＡＮＤ フラッシュ５の全領域をクラスターサイズで分割し、番号を割り当てたクラスター番号を対応する。

Ｎ番目の画像データを撮影したとき、生成された画像データをＮＡＮＤ フラッシュ５に書き込む。そして、その後、Ｎ＋１×２０Ｈのディレクトリエントリの領域にその画像データのファイル名、拡張子、ファイルサイズ、スタートのクラスター番号等を含むディレクトリエントリ情報を書き込む。

このとき、スタートのクラスター番号がｍであった場合、ｍ番目のクラスターに対応するＦＡＴデータから順にＦＡＴのチェインを書き込んでいく。

図３に示したＦＡＴチェインは、画像データが７クラスター分のデータサイズを持っており、ｍ番目のクラスターから順にｍ＋１、ｍ＋２．．．ｍ＋６のクラスターまで画像データを記録したというようになっている。

その後、アドレス０の領域に書き込まれている画像データ数を読み込み、１増加させて書き戻すという動作を行う。

これらの撮影動作において、ＭＲＡＭ４へのアクセスは、ディレクトリエントリの書き込み３２バイト、ＦＡＴへの書き込み１４バイト、画像データ数の読み込み４バイトと書き込み４バイトの合計５４バイトのアクセスでよいことになる。

ここで、前述したように、本実施の形態では、６４キロワード×１６ビットの構成のＭＲＡＭ４を搭載している。このため、１アクセス１６ビットアクセスになるため、ＭＲＡＭ４へは、２７回アクセスすればよいことになり、ＭＲＡＭ４のアクセス時間が４０ｎｓｅｃ程度だとすると、約１μｓｅｃ程度で上記のアクセスが完了することになる。

図４は、図１におけるＮＡＮＤ フラッシュに書き込まれる画像データの構成例を示す図である。

本実施の形態では、４ギガバイトのＮＡＮＤ フラッシュ５を搭載している。

前述した通り、このＮＡＮＤ フラッシュ５の全領域を４０９６個のクラスターに分割し、すべての領域に画像データを書き込む。従って、１クラスター当たり１メガバイトになる。

Ｎ番目の画像を撮影し、画像データが生成されたとき、画像データのデータサイズが６メガバイトから７メガバイトのとき、このＮＡＮＤフラッシュ５に画像データを書き込むのに７個のクラスターが必要となる。そのとき、図４に示したように、ｍ番目のクラスターからｍ＋６番目のクラスターに画像データを書き込む。

このような構成により、画像データを効率よく、且つ高速に記録することが可能となる。

また、本実施の形態では、ＮＡＮＤ フラッシュ５及びＭＲＡＭ４は、撮像装置に取り外し不可能な状態で搭載されている構成になっている。

但し、ＮＡＮＤ フラッシュ５及びＭＲＡＭ４が取り外し可能なコネクタを介して、制御回路２に接続されている構成であっても、本発明は有効である。

しかし、ＮＡＮＤ フラッシュ５及びＭＲＡＭ４が取り外し可能な状態になっているとすると、取り外したときに、ＮＡＮＤフラッシュ５の中の画像データを取り出す場合、何らかの方法でＮＡＮＤ フラッシュ５とＭＲＡＭ４の情報を対応させる必要がある。

従って、ＮＡＮＤ フラッシュ５及びＭＲＡＭ４は、撮像装置に取り外し不可能な状態で搭載されている構成の方が、本発明の効果を得ることができる。

また、本実施の形態では、ランダムアクセス可能な不揮発メモリとしてＭＲＡＭ４を搭載したが、ＦｅＲＡＭ（Ferroelectric Random Access Memory）であってもよい。

ＭＲＡＭ４は前述のように、アクセス時間が４０ｎｓｅｃ程度と高速である。従って、より高速性を生かすことができる。但し、動作時の消費電力が１００ｍＷ程度必要となる。

それに対して、ＦｅＲＡＭはアクセス時間が１２０ｎｓｅｃ程度とＭＲＡＭ４ほど高速ではないが、動作時の消費電力が１０ｍＷ程度と少なくなっている。

従って、特にデジタルカメラ等のようにバッテリーで駆動されることが多い撮像装置においては、ＦｅＲＡＭは有効である。

（第２の実施の形態）
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置のブロック構成図である。

図１の第１の実施の形態と同一箇所には同一符号を付して、重複する説明は省略する。

図５に示す第２の実施の形態の撮像装置は、第１の実施の形態の撮像装置の構成に加えて、取り外し可能な外部記憶部６、モード切替部７を備える。

本実施の形態においては、撮影された画像データは、最終的にこの外部記憶部６に書き込まれる。また、モード切替部７により、撮像装置は連続撮影モードと単写モードに切り替えられる。このモード切替部７は、デジタルカメラの外部ボタンであってもよいし、ＧＵＩによりモードを切り替えるものであってもよい。

図６は、図５の撮像装置によって実行される撮像処理の手順を示すフローチャートである。

本処理は、図５における制御回路２の制御の下に実行される。

図６において、ステップＳ２０で、まず、モード切替部７により、撮影モードを、連続撮影モード（第１の撮影モード；連写モード）か単写モード（第２の撮影モード）のいずれかに設定する。単写モードに設定された場合、従来と同じように画像データを外部記憶部６に記憶（記録）する。

まず、ステップＳ２１で、外部記憶部６の管理情報をＤＲＡＭ３上に読み出す。次に、撮影動作により、撮像素子１から制御回路２を介して生成された画像データをＤＲＡＭ３に書き込む。ステップＳ１０、Ｓ１１は、第１の実施の形態に示した動作と同じである。

次に、ステップＳ２２で、ＤＲＡＭ３上の画像データを外部記憶部６に書き込む。その後、ステップＳ２３で、先にＤＲＡＭ３上に読み出した外部記憶部６の管理情報を更新し、ステップＳ２４で、更新した管理情報を外部記憶部６に書き込む。そして、本処理を終了する。

撮影動作を行うたびに上記の動作を繰り返す。

連続撮影モードに設定されると、まず、前述の図２に示す第１の実施の形態のフローと同様の動作（ステップＳ１０乃至Ｓ１３）で、ＮＡＮＤフラッシュ５に画像データを書き込むとともに、管理情報をＭＲＡＭ４に書き込む。

次に、ステップＳ２５で、連続撮影動作が続いているかどうかを判断し、連続撮影が続いている期間は上記の動作を繰り返す。連続撮影が終了した時点で、ステップＳ２６で、ＮＡＮＤフラッシュ５に書き込まれた画像データを、ＭＲＡＭ４に書き込まれた管理情報に基づき読み出して、外部記憶部６に書き込む。

この動作により、連続撮影モードのように、連続して、且つ、高速に画像データが生成される場合は、ＮＡＮＤ フラッシュ５とＭＲＡＭ４を使って、高速に画像データを書き込むことが可能となる。

また、単写モードのように、画像データが生成されるレートが低い場合は、従来の記録方法で外部記憶部６に画像データを書き込むことにより、必要以上に電力を消費することを抑えることができる。

以上の構成により、撮像装置において、より効率よく、且つ、高速に画像データを記憶（記録）することが可能となる。

（第３の実施の形態）
図７は、本発明の第３の実施の形態に係る撮像装置のブロック構成図である。

図１の第１の実施の形態と同一箇所には同一符号を付して、重複する説明は省略する。

図７に示す第３の実施の形態の撮像装置は、第１の実施の形態の撮像装置の構成に加えて、識別情報生成部８を備える。識別情報生成部８は、撮影動作と同時または異なる時刻に識別情報を生成する。

制御手段としての制御回路２は、その識別情報を、それぞれの画像データに対応した管理情報と関連付けてＭＲＡＭ４に書き込む制御を行う。

この識別情報生成部８は、例えば、顔検出回路、顔識別回路等のように画像データを判断して、識別情報を生成してもよいし、ＧＵＩから撮影前に設定した情報から識別情報を生成してもよい。

図８は、図７の撮像装置によって実行される撮像処理の手順を示すフローチャートである。

本処理は、図７における制御回路２の制御の下に実行される。

図８において、管理情報のＭＲＡＭ４への書き込みまでは、第１の実施の形態と同様な動作を行う（ステップＳ１０乃至Ｓ１３）。

その後、ステップＳ３０で、識別情報生成部８により生成された識別情報を画像データに対応したディレクトリエントリの中に書き込む。そして、本処理を終了する。

図９は、図７におけるＭＲＡＭに書き込まれる管理情報の構成例を示す図である。

ディレクトリエントリ領域／ＦＡＴ領域の構成は第１の実施の形態と同じである。但し、それぞれの画像データに対応したディレクトリエントリの中のオフセット１４Ｈの場所に、１６ビットの識別情報を書き込んでいる。

本実施の形態によれば、識別情報を基に画像データを検索する場合、識別情報だけを読み出すことにより、高速に画像検索を実施することが可能となる。

つまり、Ｌ個のディレクトリエントリの中から画像を検索する場合、Ｌ×２バイトの読み出しを実行すればよい。即ち、第１の実施の形態と同様に、ＭＲＡＭ４のアクセス速度が４０ｎｓｅｃだとすると、４０×Ｌｎｓｅｃで読み出しが完了する。従って、検索が高速化されるという効果がある。

本実施の形態では、ランダムアクセス可能な不揮発メモリとしてＭＲＡＭ４を搭載したが、これをＮＯＲ型のフラッシュメモリにしても読み出しが高速化され、検索等が速くなるという効果がある。

本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置のブロック構成図である。 図１の撮像装置によって実行される撮像処理の手順を示すフローチャートである。 図１におけるＭＲＡＭに書き込まれる管理情報の構成例を示す図である。 図１におけるＮＡＮＤ フラッシュに書き込まれる画像データの構成例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置のブロック構成図である。 図５の撮像装置によって実行される撮像処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態に係る撮像装置のブロック構成図である。 図７の撮像装置によって実行される撮像処理の手順を示すフローチャートである。 図７におけるＭＲＡＭに書き込まれる管理情報の構成例を示す図である。

符号の説明

１ 撮像素子
２ 制御回路
３ ＤＲＡＭ
４ ＭＲＡＭ
５ ＮＡＮＤ フラッシュ
６ 外部記憶部
７ モード切替部
８ 識別情報生成部

Claims (6)

1. 撮影動作により撮像素子から画像データを取得する撮像装置において、
   前記画像データの書き込み／読み出しのアクセスがシーケンシャルな第１の不揮発メモリと、
   前記画像データの書き込み／読み出しのアクセスがランダムな第２の不揮発メモリと、
   前記画像データを前記第１の不揮発メモリに書き込み、前記画像データの前記第１の不揮発メモリの書き込みアドレスを含む管理情報を前記第２の不揮発メモリに書き込む制御を行う制御手段と、
   を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 前記第１の不揮発メモリ及び前記第２の不揮発メモリは取り外し不可能であることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 撮影動作により撮像素子から画像データを取得する撮像装置において、
   前記画像データの書き込み／読み出しのアクセスがシーケンシャルな第１の不揮発メモリと、
   前記画像データの書き込み／読み出しのアクセスがランダムな第２の不揮発メモリと、
   前記第１の不揮発メモリ及び前記第２の不揮発メモリとともに、前記画像データの書き込み／読み出しが行われる取り外し可能な外部記憶手段と、
   前記第１の不揮発メモリ、前記第２の不揮発メモリ、前記外部記憶手段への書き込みに際し、撮影モードを切り替えるモード切替手段と、
   前記モード切替手段によって前記撮影モードが切り替えられたことを検出し、前記撮影モードを制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、第１の撮影モードにおいては、前記画像データを前記第１の不揮発メモリに書き込み、前記画像データの前記第１の不揮発メモリの書き込みアドレスを含む管理情報を前記第２の不揮発メモリに書き込み、
   第２の撮影モードにおいては、前記画像データを前記外部記憶手段に書き込み、前記画像データの前記外部記憶手段の書き込みアドレスを含む管理情報も前記外部記憶手段に書き込むことを特徴とする撮像装置。
4. 前記第１の不揮発メモリ及び前記第２の不揮発メモリは取り外し不可能であることを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
5. 撮影動作により撮像素子から画像データを取得する撮像装置において、
   前記画像データの書き込み／読み出しのアクセスがシーケンシャルな第１の不揮発メモリと、
   前記画像データの書き込み／読み出しのアクセスがランダムな第２の不揮発メモリと、
   前記画像データの識別情報を生成する識別情報生成手段と、
   前記画像データを前記第１の不揮発メモリに書き込み、前記画像データの前記第１の不揮発メモリの書き込みアドレスを含む管理情報を前記第２の不揮発メモリに書き込み、前記撮影動作と同時または異なる時刻に前記識別情報生成手段により生成された前記識別情報を、それぞれの前記画像データに対応した前記管理情報と関連付けて前記第２の不揮発メモリに書き込む制御を行う制御手段と、
   を備えることを特徴とする撮像装置。
6. 前記第１の不揮発メモリ及び前記第２の不揮発メモリは取り外し不可能であることを特徴とする請求項５記載の撮像装置。

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