JP2010103935A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の画像処理演算部の稼働数を適切に制御する撮像装置を提供する。
【解決手段】撮像装置１は、被写体像を撮像して画像データを出力する撮像素子１０と、画像データに対して所定の画像処理を行う複数の画像処理演算部１０３、１０４と、画像処理待ちの画像データを一時保存する記憶手段１０７と、撮像状況および画像処理状況の少なくとも一方に応じて複数の画像処理演算部１０３，１０４の稼働数を制御する制御手段１１０とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、撮像装置に関する。

撮像素子の異なる撮像領域から出力される複数の画像信号に対し、複数の画像処理部によってそれぞれ処理を行った画像信号を１つに合成する撮像装置が知られている（特許文献１参照）。
特開２００３−１０１８６０号公報

従来技術では、１つの画像信号を得るために複数の画像処理部を常時作動させなければならないという問題があった。

本発明による撮像装置は、被写体像を撮像して画像データを出力する撮像素子と、画像データに対して所定の画像処理を行う複数の画像処理演算部と、画像処理待ちの画像データを一時保存する記憶手段と、撮像状況および画像処理状況の少なくとも一方に応じて複数の画像処理演算部の稼働数を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明による撮像装置では、複数の画像処理演算部の稼働数を適切に制御できる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明の一実施の形態による一眼レフ電子カメラシステムの構成を説明する図である。図１において、着脱可能に構成される撮影レンズの鏡筒２とカメラ本体１とがレンズマウント１５を介して装着されている。

被写体からの光Ｌは、鏡筒２のレンズ光学系ＬＳおよび絞り３ａを介してカメラ本体１へ入射される。カメラ本体１に入射した被写体光Ｌは、レリーズ操作前はクイックリターンミラー（以下メインミラーと呼ぶ）４によって上方のファインダー部へ導かれてフォーカシングスクリーン５に結像する。また、カメラ本体１に入射した被写体光Ｌの一部はサブミラー１２で下方へ反射され、測距ユニット１３へ導かれる。測距ユニット１３による検出信号は、後述する測距制御演算部１１５（図２）によって焦点検出演算に用いられる。

スクリーン５に結像した被写体光Ｌはさらに、ペンタプリズム７へ入射される。ファインダ液晶６は、シャッター速度や絞り値などのカメラ情報を表示する。ファインダ液晶６による表示内容は、ファインダー部による光学的な観察像と別に、接眼光学系８を通して観察される。

ペンタプリズム７は入射された被写体光Ｌを接眼光学系８へ導く一方、その一部を測光ユニット９へも導く。測光ユニット９は、入射光の強さ（明るさ）に応じた光電変換信号を出力する。

レリーズ操作後はメインミラー４が上方へ回動し（ミラーアップ）、被写体光Ｌはシャッター（不図示）を介して撮像素子１０へ導かれ、その撮像面上に被写体像を結像する。撮像素子１０は、画素に対応する複数の光電変換素子を備えたＣＭＯＳイメージセンサなどによって構成される。撮像素子１０は、撮像面上に結像されている被写体像を撮像し、被写体像の明るさに応じた光電変換信号を出力する。

外部液晶１１はカメラ本体１の背面側（図１において右側）に配設される。外部液晶１１は、撮影画像や操作メニュー画面などを表示する。

絞りユニット３は絞り３ａを駆動する。フォーカスモータ１４は、焦点調節時にレンズ光学系ＬＳに含まれるフォーカスレンズを合焦位置へ移動させるための駆動力を発生する。合焦位置へフォーカスレンズを移動させる場合の移動方向および移動量は、上記焦点検出演算に基づいて決定される。

図２は、上述した一眼レフ電子カメラシステムの回路構成を例示するブロック図である。カメラ本体１には、撮像素子１０と、ドライバ１０１と、ＤＦＥ(digital front end)回路１０２と、第１画像処理エンジン１０３と、第２画像処理エンジン１０４と、撮像制御部１０５と、フラッシュメモリ１０６と、バッファメモリ１０７と、メモリカードコントローラ１０８と、電源部１０９と、ファインダ液晶６と、外部液晶１１と、システムマイコン１１０と、シャッター制御部１１１と、レリーズスイッチ１１２と、操作部材１１３と、測光制御演算部１１４と、測距制御演算部１１５とが設けられ、着脱可能な記録媒体であるメモリカード３００が実装されている。鏡筒２には、レンズ制御部２０１と、レンズデータ記憶部２０２と、絞り制御部２０３と、フォーカス駆動制御部２０４とが設けられている。
＜カメラ本体＞
ドライバ１０１は、撮像制御部１０５からの指示に応じて所定のタイミング信号を発生し、撮像に必要な駆動信号を撮像素子１０へ供給する。ＤＦＥ回路１０２は、撮像素子１０からの光電変換信号（アナログ画像信号）をディジタルデータに変換し、変換後の画像データを第１画像処理エンジン１０３および第２画像処理エンジン１０４へ送出する。

第１画像処理エンジン１０３は、ディジタル変換後の画像データに所定の画像処理（たとえば色補間処理、階調変換処理、輪郭強調処理、およびホワイトバランス調整処理など）を施し、必要に応じて圧縮処理を施す。第２画像処理エンジン１０４は、第１画像処理エンジン１０３と同じ処理能力を備え、システムマイコン１１０から指示を受けた場合に第１画像処理エンジン１０３と並んで画像処理を行う。

撮像制御部１０５は、撮像時に必要な制御信号を各ブロックへ出力する。撮像制御部１０５と第１画像処理エンジン１０３、および撮像制御部１０５と第２画像処理エンジン１０４は、それぞれ通信を行うことによって制御情報を送受する。フラッシュメモリ１０６は、第１画像処理エンジン１０３および第２画像処理エンジン１０４が実行する画像処理に必要なパラメータなどの情報を記憶する不揮発性メモリである。

バッファメモリ１０７は、第１画像処理エンジン１０３、第２画像処理エンジン１０４による画像処理時に、画像データを一時保存するメモリである。メモリカードコントローラ１０８は、実装されたメモリカード３００に対するデータの書き込みや、メモリカード３００からのデータの読み込みを行う。

電源部１０９は、各ブロックへ所定の電力を供給する。電力の供給開始および供給停止は、システムマイコン１１０から指示される。各ブロックに対する電力供給／非供給は、ブロック単位で行えるように構成されている。

システムマイコン１１０は、各ブロックから出力される信号を入力して所定の演算を行い、演算結果に基づく制御信号を各ブロックへ出力する。システムマイコン１１０と第１画像処理エンジン１０３、および第１画像処理エンジン１０３と第２画像処理エンジン１０４は、それぞれ通信を行うことによって制御情報を送受する。

シャッター制御部１１１は、システムマイコン１１０から送出される指示に応じて不図示のフォーカルプレーンシャッタのチャージおよび駆動制御を行う。

レリーズスイッチ１１２は、不図示のレリーズボタン操作に応じて撮影指示を示す信号をシステムマイコン１１０へ送出する。操作部材１１３は、各種設定および選択操作に応じた設定・切換え信号をシステムマイコン１１０へ出力する。操作部材１１３には、単写モード／連写モードを設定するためのレリーズモードスイッチ、ＡＦスイッチなどが含まれる。単写モードは、撮影指示に応じて１コマ撮影するモードであり、連写モードは、撮影指示が継続されている場合に次コマの撮影を続けて行うモードである。ＡＦスイッチは、自動焦点調節（ＡＦ）動作を開始させるためのスイッチである。

測距制御演算部１１５は測距ユニット１３（図１）を含む。測距制御演算部１１５は、測距ユニット１３による検出信号を用いて公知の位相差方式の焦点検出演算を行う。この演算によって鏡筒２による焦点調節状態（デフォーカス量）を求め、デフォーカス量に応じてレンズ光学系ＬＳを構成するフォーカスレンズ（不図示）の移動量を算出する。フォーカスレンズの移動量を示す信号は、システムマイコン１１０を介して鏡筒２側へ送信される。

測光制御演算部１１４は測光ユニット９（図１）を含む。測光制御演算部１１４は、測光ユニット９による検出信号を用いて被写体輝度を算出する。測光制御演算部１１４はさらに、設定されている撮像感度（ＩＳＯ）、システムマイコン１１０で取得されるレンズ情報、および算出した被写体輝度を用いて所定の露出演算を行い、制御絞り値ＡＶおよび制御シャッター速度ＴＶを決定する。

また、システムマイコン１１０は、カメラ本体１に装着されている鏡筒２側のレンズ制御部２０１との間で通信を行う。カメラ本体１および鏡筒２間の通信により、絞り値やレンズデータなどのレンズ情報が鏡筒２からカメラ本体１へ送信される一方、上記フォーカスレンズの移動量や駆動指示などのレンズ制御情報がカメラ本体１から鏡筒２側へ送信される。
＜鏡筒＞
レンズ制御部２０１は、カメラ本体１側のシステムマイコン１１０との間で通信を行う。レンズ制御部２０１は、絞り値やレンズデータなどのレンズ情報をカメラ本体１側へ送信する一方、上記フォーカスレンズの移動量や駆動指示などのレンズ制御情報をカメラ本体１から取得する。

フォーカス駆動制御部２０４は、レンズ制御部２０１から送出される指示に応じて、フォーカスモータ１４を駆動させてフォーカスレンズを所定方向へ所定量移動させる。絞り制御部２０３は、レンズ制御部２０１から送出される指示に応じた絞り値にするように絞りユニット３（図１）へ絞り制御信号を送出する。レンズデータ記憶部２０２は、レンズ光学系ＬＳのレンズデータを記憶する。

本実施形態は、上記一眼レフカメラシステムで第１画像処理エンジン１０３に加えて第２画像処理エンジン１０４を使用するか否かの切替制御に特徴を有するので、以下、この点を中心に説明する。

一眼レフカメラシステムの第１画像処理エンジン１０３は、ＤＦＥ回路１０２を介して第１画像処理エンジン１０３へ入力される画像データに対し、１コマ分ずつ上述した画像処理を施す。連写撮影時には、撮像素子１０からの画像データを入力してバッファメモリ１０７内に逐次蓄積させながら、該バッファメモリ１０７から画像データを徐々に読み出して上記画像処理を施す。バッファメモリ１０７内に画像処理待ちのデータを蓄積することにより、第１画像処理エンジン１０３による画像処理の終了を待たずに新たなコマを撮像し、その画像データを撮像素子１０から読み出してバッファメモリ１０７にさらに蓄積することができる。

ところで、バッファメモリ１０７の容量は有限なので、（第１画像処理エンジン１０３による１コマ分の画像処理時間）＞（１コマ分の撮像およびその画像信号の読み出し時間）が成立する場合には、連写枚数の増加に伴ってバッファメモリ１０７の空き容量（残容量）が低下する。そこで、第１画像処理エンジン１０３と第２画像処理エンジン１０４とでバッファメモリ１０７内に蓄積した画像データを交互に読み出して、両画像処理エンジン１０３、１０４によって並列に画像処理をさせることにより、バッファメモリ１０７の空き容量の低下を抑制する。第１画像処理エンジン１０３は、単独処理を行うか、あるいは上記のような第２画像処理エンジン１０４との間で並列処理を行うかについて、以下のように切替判定処理を行う。

図３は、第１画像処理エンジン１０３が行う切替判定処理の流れを説明するフローチャートである。第１画像処理エンジンは、電源部１０９から電力供給を受けて起動している状態で図３による処理を繰り返し実行する。

図３のステップＳ１０１において、第１画像処理エンジン１０３は、連写モードか否かを判定する。第１画像処理エンジン１０３は、カメラ本体１が連写モードに設定されている場合にステップＳ１０１を肯定判定してステップＳ１０２へ進む。第１画像処理エンジン１０３は、カメラ本体１が連写モードに設定されていない（すなわち単写モードに設定されている）場合にはステップＳ１０１を否定判定し、図３による処理を終了する。単写撮影の場合はバッファメモリ１０７の使用量が限られ、容量不足が問題になるほど空き容量が低下するおそれがないからである。

ステップＳ１０２において、第１画像処理エンジン１０３は自己の負荷率を判定する。第１画像処理エンジン１０３は、負荷率が所定値（たとえば９０％）以上の場合にステップＳ１０２を肯定判定してステップＳ１０３へ進む。第１画像処理エンジン１０３は、負荷率が所定値未満の場合にステップＳ１０２を否定判定してステップＳ１０７へ進む。負荷率は、たとえば１コマ分の画像処理に要した時間に応じて算出する。

ステップＳ１０３において、第１画像処理エンジン１０３は、バッファメモリ１０７の空き容量を判定する。第１画像処理エンジン１０３は、空き容量が所定値（たとえば２０％）以下の場合にステップＳ１０３を肯定判定してステップＳ１０４へ進む。第１画像処理エンジン１０３は、空き容量が所定値を超えている場合にステップＳ１０３を否定判定してステップＳ１０７へ進む。

ステップＳ１０４において、第１画像処理エンジン１０３は、システムマイコン１１０へ並列運転要を通報してステップＳ１０５へ進む。これにより、並列運転要の通報を受けたシステムマイコン１１０が電源部１０９へ指示を送り、第２画像処理エンジン１０４に対する電力供給を開始させる。第２画像処理エンジン１０４は、電源部１０９から電力供給を受けて起動すると、第１画像処理エンジン１０３へ起動中であることを知らせる。

ステップＳ１０５において、第１画像処理エンジン１０３は、第２画像処理エンジン１０４が起動しているか否かを判定する。第１画像処理エンジン１０３は、第２画像処理エンジン１０４から起動している旨の通報を受けた場合にステップＳ１０５を肯定判定してステップＳ１０６へ進む。第１画像処理エンジン１０３は、第２画像処理エンジン１０４から起動している旨の通報を受けない場合にはステップＳ１０５を否定判定し、当該判定処理を繰り返す。

ステップＳ１０６において、第１画像処理エンジン１０３は、フラッシュメモリ１０６から並列処理用の設定パラメータを読み出してセットし、図３による処理を終了する。一方、起動した第２画像処理エンジン１０３は、フラッシュメモリ１０６から並列処理用の設定パラメータを読み出してセットする。これにより、第１画像処理エンジン１０３と第２画像処理エンジン１０４とがバッファメモリ１０７内に蓄積されている画像データを交互に読み出して、それぞれの画像データに対して並列に画像処理を行う。

ステップＳ１０７において、第１画像処理エンジン１０３は、システムマイコン１１０へ並列運転不要を通報してステップＳ１０８へ進む。これにより、並列運転不要の通報を受けたシステムマイコン１１０は、第２画像処理エンジン停止処理として、第１画像処理エンジン１０３へ第２画像処理エンジン停止の通報を行う。第１画像処理エンジン１０３は第２画像処理エンジン１０４へ停止通知を行い、停止通知を受けた第２画像処理エンジン１０４は停止に備えて動作中の処理を終了させ、第１画像処理エンジン１０３へ停止了解の通知を行う。それをシステムマイコン１１０へ通知し、システムマイコン１１０は電源部１０９へ指示を送り、第２画像処理エンジン１０４に対する電力供給を停止させる。

ステップＳ１０８において、第１画像処理エンジン１０３は、第２画像処理エンジン１０４が停止しているか否かを判定する。第１画像処理エンジン１０３は、第２画像処理エンジン１０４との間で通信不能の場合にステップＳ１０８を肯定判定してステップＳ１０９へ進む。第１画像処理エンジン１０３は、第２画像処理エンジン１０４から起動している旨の通報を受けている場合にはステップＳ１０８を否定判定し、当該判定処理を繰り返す。

ステップＳ１０９において、第１画像処理エンジン１０３は、フラッシュメモリ１０６から単独処理用の設定パラメータを読み出してセットし、図３による処理を終了する。これにより、第１画像処理エンジン１０３は、バッファメモリ１０７内に蓄積されている画像データを単独で読み出して、該画像データに対して画像処理を行う。

以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）一眼レフ電子カメラシステム１，２は、被写体像を撮像して画像データを出力する撮像素子１０と、画像データに対して所定の画像処理を行う複数の画像処理エンジン１０３，１０４と、画像処理待ちの画像データを一時保存するバッファメモリ１０７と、撮像状況および画像処理状況の少なくとも一方に応じて複数の画像処理エンジン１０３，１０４の稼働数を制御するシステムマイコン１１０とを備えるようにしたので、画像処理エンジンの稼働数を適切に制御できる。
（２）バッファメモリ１０７の空き容量および画像処理エンジンの負荷率に応じて複数の画像処理エンジン１０３、１０４の稼働数を決定するので、適切な稼働数を決めることができる。
（３）バッファメモリ１０７の空き容量が所定量以上、または画像処理エンジンの負荷率が所定値以下の場合に画像処理エンジンの稼働数を１つに制限するので、複数の画像処理エンジンを稼働する場合に比べて、カメラ本体１の処理負担を軽減できる。
（４）複数の画像処理エンジンに対する電力の供給／停止を個別に制御するシステムマイコン１１０および電源部１０９を備え、非稼働の画像処理エンジンに対する電力供給を停止させるようにしたので、複数の画像処理エンジンに対して常時電力供給する場合に比べて、カメラ本体１の消費電力を抑制できる。
（変形例１）
以上の説明では、第１画像処理エンジン１０３が行った並列運転の要否判定結果に基づいて、システムマイコン１１０が第２画像処理エンジン１０４に対する電力供給／供給停止を制御するようにした。この代わりに、第１画像処理エンジン１０３が、並列運転の要否判定と第２画像処理エンジン１０４に対する電力供給／供給停止の制御との双方を行う構成にしてもよい。また、システムマイコン１１０によって並列運転の要否判定および第２画像処理エンジン１０４に対する電力供給／供給停止の双方を制御するように構成してもよい。
（変形例２）
上記の説明では、バッファメモリ１０７の空き容量が不足する前に空き容量の低下状態を判定し、この判定結果に基づいて第１画像処理エンジン１０３と第２画像処理エンジン１０４との並列運転要を判定した。この代わりに、あるいはこの判定処理に加えて、連写モードにおいて設定されているシャッター速度が所定速度より速い高速撮影の場合には、上記並列運転要を判定するようにしてもよい。１コマ分の撮像時間が短い場合には、次々と画像読み出しが行われ、画像処理時間が確保できなくなるので画像処理エンジンを並列運転させてバッファメモリ１０７の空き容量低下を抑制する。反対に、被写体輝度が低い場合など、所定値より低速シャッター速度が設定される場合には並列運転否を判定する。撮像時間が長くなる場合には撮像時間中に前コマの画像処理時間が確保できるため、連写撮影中であってもバッファメモリ１０７の空き容量低下が少ないからである。このように、連写時のシャッター速度に応じて適切な稼働数を決めることができる。
（変形例３）
第１画像処理エンジン１０３の負荷率判定（ステップＳ１０２）、およびバッファメモリ１０７の空き容量判定（ステップＳ１０３）のうち、一方を省略するように構成しても構わない。
（変形例４）
画像処理エンジンを２つ備える例に限らず、さらに第３画像処理エンジンや第４画像処理エンジンを備える構成にしてもよい。この場合、バッファメモリ１０７の空き容量の低下状態に基づいて、第１画像処理エンジン１０３〜第４画像処理エンジンの並列運転数を段階的に制御する。

以上の説明はあくまで一例であり、上記の実施形態の構成に何ら限定されるものではない。

本発明の一実施の形態による一眼レフ電子カメラシステムの構成を説明する図である。 一眼レフ電子カメラシステムの回路構成を例示するブロック図である。 第１画像処理エンジンが行う切替判定処理の流れを説明するフローチャートである。

符号の説明

１…カメラ本体
２…レンズ鏡筒
１０…撮像素子
１０３…第１画像処理エンジン
１０４…第２画像処理エンジン
１０６…フラッシュメモリ
１０７…バッファメモリ
１０９…電源部
１１０…システムマイコン

Claims (6)

1. 被写体像を撮像して画像データを出力する撮像素子と、
   前記画像データに対して所定の画像処理を行う複数の画像処理演算部と、
   前記画像処理待ちの画像データを一時保存する記憶手段と、
   撮像状況および画像処理状況の少なくとも一方に応じて前記複数の画像処理演算部の稼働数を制御する制御手段とを備えることを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記制御手段は、前記記憶手段の残容量および前記画像処理演算部の負荷状況に応じて前記複数の画像処理演算部の稼働数を決定することを特徴とする撮像装置。
3. 請求項２に記載の撮像装置において、
   前記制御手段は、前記記憶手段の残容量が所定量以上、または前記画像処理演算部の負荷率が所定値以下の場合に前記画像処理演算部の稼働数を１つに制限することを特徴とする撮像装置。
4. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記制御手段は、連写時のシャッター速度に応じて前記複数の画像処理演算部の稼働数を決定することを特徴とする撮像装置。
5. 請求項４に記載の撮像装置において、
   前記制御手段は、前記シャッター速度が所定値より低速の場合に前記画像処理演算部の稼働数を１つに制限することを特徴とする撮像装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の撮像装置において、
   前記複数の画像処理演算部に対する電力の供給／停止を個別に制御する電力供給制御手段をさらに備え、
   前記電力供給制御手段は、非稼働の画像処理演算部に対する電力供給を停止することを特徴とする撮像装置。

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