JP2013106230A - 撮像装置及び撮像装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】構図確認時、ユーザに液晶ディスプレイ等で表示される画像の動きや画質に違和感を感じさせることなく、単位時間当たりの消費電力を低減する。
【解決手段】構図確認時の動作であって、第１の読み出しモードで生成し記憶手段２１２で記憶した画像信号に含まれる所定の被写体が異なる所定のタイミングで生成した画像信号に含まれない場合、撮像制御手段２１１を撮像手段から信号電荷を読み出す1画面あたりのライン数が第１の読み出しモードより少なく駆動周波数が低い第２の読み出しモードに切り替え、第２の読み出しモードで生成し記憶手段２１２で記憶した画像信号に含まれる所定の被写体が異なる所定のタイミングで生成した画像信号に含まれる場合、撮像制御手段２１１を第１の読み出しモードに切り替える。
【選択図】図２

Description

本発明は、被写体を撮影記録する前の構図確認時に好適な、デジタルカメラ等の撮像装置及び撮像装置の制御方法に関するものである。

デジタルカメラ等の撮像装置では、被写体はＣＣＤセンサ等の撮像素子に露光され、光電変換された画像信号が読み出される。高解像度を実現するために、通常、各画素の信号電荷を垂直ＣＣＤ中で加算せず、同一露光時間の全画素の信号電荷を独立して順次読み出す、いわゆる全画素読み出しが行われている。

このような撮像装置に対して、長時間の使用を可能にするために、単位時間当たりの消費電力を低減することが要望されている。これを実現するための一つの方法として、撮像素子の駆動周波数を低下させることが効果的である。すなわち、撮像素子の単位時間当たりの消費電力は、その駆動周波数に大きく依存する。更に、ここから得られる画像信号の処理を行う信号処理回路の単位時間当たりの消費電力も低減できる。

しかしながら、撮像素子の駆動周波数を低下させると、これに合わせて撮像素子から出力される、単位時間あたりの画面数、すなわち、フレームレートも低下してしまう。フレームレートが低下すると、構図確認時に、備え付けられている液晶ディスプレイ等で表示される画像の動きが滑らかでなく、不自然なものになってしまう。

これを解決するため、下記の特許文献１では、構図確認時に、垂直方向の一部ラインの画素のみから信号電荷を読み出す、いわゆる間引き読み出しモードに変更する。この場合、垂直方向の一部ラインの画素のみから信号電荷を読み出すので、駆動周波数を低くしてもフレームレートが低下しない。したがって、構図確認時に、液晶ディスプレイ等で表示される画像の動きが滑らかでなく、不自然なものになってしまうことがない。

特開平１０−３０４２５０号公報

しかしながら、特許文献１では、構図確認時は、常時、間引き読み出しモードに変更する。したがって、間引き読み出しモードで読み出す1画面あたりのライン数が、液晶ディスプレイ等で表示する垂直方向のライン数より少ない場合がある。この場合、表示する際の垂直解像度が低下し、全画素読み出しで撮影した画像の画質と、視感的な差異があり、ユーザに違和感を生じさせてしまう、という問題がある。

本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、構図確認時、ユーザに液晶ディスプレイ等で表示される画像の動きや画質に違和感を感じさせることなく、単位時間当たりの消費電力を低減することが可能な撮像装置、及び撮像装置の制御方法を提供することを目的とする。

本発明の撮像装置は、
被写体の光学像を光電変換し画像信号を生成する、同一露光時間の全画素の信号電荷を独立して順次読み出す全画素読み出しモードと、垂直方向の一部ラインの画素のみから信号電荷を読み出す少なくとも１つの間引き読み出しモードとを備える撮像手段と、前記撮像手段の駆動周波数を読み出しモードに応じて可変させる周波数可変手段と、前記周波数可変手段からの所定期間毎のタイミング信号に応答して前記撮像手段の露光と読み出しを制御する撮像制御手段と、前記撮像手段で生成した画像信号を記憶する記憶手段と、前記記憶手段で記憶した画像信号と前記記憶手段で記憶した画像信号とは異なるタイミングで生成した前記撮像手段からの画像信号とを比較する画像処理手段と、を有し、
前記画像処理手段により検出される画像信号の比較情報を参照し、前記撮像制御手段の読み出しモードを決定することを特徴とする。

本発明によれば、構図確認時、主被写体が、所定時間経過する間に、画面内から外れている場合に、撮像部の駆動周波数が低く、かつ撮像部から信号電荷を読み出す1画面あたりのライン数が少ない、読み出しモードに切り替える。また、構図確認時、主被写体が、所定時間経過する間に、画面内から外れ、かつ、該撮像装置に所定量以上の動きがある場合に、撮像部の駆動周波数が低く、かつ撮像部から信号電荷を読み出す1画面あたりのライン数が少ない、読み出しモードに切り替える。

これにより、ユーザに、備え付けられている液晶ディスプレイ等で表示される画像の動きや画質に違和感を感じさせることなく、単位時間当たりの消費電力を低減することが可能な撮像装置、及び撮像装置の制御方法を提供することができる。

本発明の撮像装置の一例としてのデジタルカメラ１００の外観を示す図である。 本発明の第１の実施形態によるデジタルカメラ１００の構成例を示すブロック図である。 撮像部に構成されている固体撮像素子であるＣＣＤセンサの一例であるインターライン型固体撮像素子の概略構成を示した図である。 タイミング信号発生部の構成の一例を示した図である。 本発明の第１の実施形態による構図確認時動作処理の一例のフローチャートを示す図である。 本発明の第２の実施形態によるによるデジタルカメラ１００の構成例を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態による構図確認時動作処理の一例のフローチャートを示す図である。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

［実施例１］
図１は、本発明の撮像装置の一例としてのデジタルカメラ１００の外観を示す図である。図１（ａ）は正面から、図１（ｂ）は裏面から、それぞれ見たものである。１０１はレンズ及び絞りからなる撮像光学系であり、被写体像をＣＣＤセンサ等の撮像素子の受光面上に結像させる。１０２は被写体に向け送光する発光部であり、低照度の被写体でのオートフォーカス精度向上等に使用される。１０３はストロボである。表示部１０４は画像や各種情報を表示する液晶ディスプレイ等の表示部である。シャッターボタン１０５は撮影指示を行うための操作部である。モードダイアル１０６は各種モードを切り替えるための操作部である。操作部１０７はユーザからの各種操作を受け付ける各種スイッチ、ボタン、タッチパネル等の操作部材より成る操作部である。１０８は電源スイッチであり、電源オン、電源オフを切り替える。記録媒体１０９はメモリカードやハードディスク等の記録媒体である。記録媒体スロット１１０は記録媒体１０９を格納するためのスロットである。記録媒体スロット１１０に格納された記録媒体１０９は、デジタルカメラ１００との通信が可能となる。

図２は、本実施形態によるデジタルカメラ１００の構成例を示すブロック図である。図２において、２０１はフォーカスレンズを含む撮影レンズ、２０２は絞り機能を備えるシャッターであり、撮像光学系１０１はこれらで構成されている。２０３は光学像を電気信号に変換するＣＣＤセンサ等の撮像部である。２０４はアナログ信号処理を行う相関二重サンプリング（Ｃｏｒｒｅｌｌａｔｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ：以下ＣＤＳ）部である。２０５は所望の増幅度に設定可能なプログラマブル・ゲイン・アンプ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｉｎ Ａｍｐ：以下ＰＧＡ）部である。２０６はアナログデジタルコンバータ（Ａｎａｌｏｇ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：以下ＡＤＣ）部ある。２０７は、撮像部２０３、ＣＤＳ部２０４、ＰＧＡ部２０５、ＡＤＣ部２０６、をそれぞれ動作させる信号を発生するタイミング信号発生部である。２０８は、ＡＤＣ部２０６からの画像信号に対し、顔検出や演算処理、又は、メモリ制御部２１２からのデータに対し所定の画素補間、縮小といったリサイズ処理や色変換処理を行う、画像処理部である。

２０９は、ＡＤＣ部２０６からの画像信号を用いて、所定の演算処理が行われ、得られた演算結果に基づいて、撮影レンズ２０１を駆動するレンズ駆動部である。撮影レンズ２０１には、被写体像を撮像部２０３の受光面上に結像させるためのフォーカスレンズが設けられている。フォーカスレンズの光軸は、撮像部２０３の光軸と一致しており、光軸に沿って移動自在である。撮影レンズ２０１は、レンズ駆動部２０９によって制御され、これにより、ＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）方式のＡＦ（オートフォーカス）処理が行われる。２１０は、絞り機能を備えるシャッター２０２を駆動するシャッター駆動部である。

２１１は、デジタルカメラ１００全体を制御する、システム制御部である。ＡＤＣ部２０６からの画像信号は、画像処理部２０８及びシステム制御部２１１を介して、メモリ２１２に書き込まれる。メモリ２１２は、撮像部２０３によって得られＡＤＣ部２０６によりデジタルデータに変換された画像データや、表示部１０４に表示するための画像データを格納する。メモリ２１２は、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像および音声を格納するのに十分な記憶容量を備えている。また、メモリ２１２は画像表示用のメモリ（ビデオメモリ）を兼ねている。２１３は、メモリ２１２に格納されている画像表示用のデータに、必要に応じ所定のデータを重畳する、表示制御部である。２１４はデジタルアナログコンバータ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：以下ＤＡＣ）部である。ＤＡＣ部２１４は、表示制御部２１３からのデータをアナログ信号に変換して表示部１０４に供給する。こうして、メモリ２１２に書き込まれた表示用の画像データはＤＡＣ部２１４を介して表示部１０４により表示される。表示部１０４は、液晶ディスプレイ等の表示器上に、ＤＡＣ部２１４からのアナログ信号に応じた表示を行う。

２１５は、電気的に消去、記録可能な不揮発性メモリであり、例えばＥＥＰＲＯＭ等が用いられる。不揮発性メモリ２１５には、システム制御部２１１により実行される制御方法を記載したプログラム、プログラムを実行する際に使用されるパラメータ及びテーブル等の制御データ、並びにキズアドレス等の補正データが記憶されている。ここでいう、プログラムとは、本実施形態にて後述する各種フローチャートを実行するためのプログラムのことである。２１６は、不揮発性メモリ２１５に記憶されたプログラム、制御データ及び補正データ等が展開され、システム制御部２１１が、デジタルカメラ１００全体を制御する際に使用するシステムメモリである。なお、撮影動作に先立ち、撮像装置の電源投入時等のシステム制御部２１１の動作開始時において、不揮発性メモリ２１５から必要なプログラム、制御データ及び補正データ等をシステムメモリ２１６に転送して記憶してある。また、必要に応じて、追加のプログラムやデータが不揮発性メモリ２１５からシステムメモリ２１６に転送されたり、システム制御部２１１により直接不揮発性メモリ２１５内のデータが読み出されて使用されたりする。

１０２は被写体に向け送光する発光部であり、低照度の被写体でのオートフォーカス精度向上等に使用される。モードダイアル１０６、操作部１０７、電源スイッチ１０８、第１シャッタースイッチ２１７、第２シャッタースイッチ２１８は、システム制御部２１１に各種の動作指示を入力するための操作手段である。

モードダイアル１０６は、システム制御部２１１の動作モードを静止画記録モード、動画記録モード、再生モード等のいずれかに切り替える。第１シャッタースイッチ２１７は、デジタルカメラ１００に設けられたシャッターボタン１０５の操作途中、いわゆる半押し（撮影準備指示）でＯＮとなり第１シャッタースイッチ信号ＳＷ１を発生する。第１シャッタースイッチ信号ＳＷ１により、ＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理、ＥＦ（フラッシュプリ発光）処理等の動作を開始する。第２シャッタースイッチ２１８は、シャッターボタン１０５の操作完了、いわゆる全押し（撮影指示）でＯＮとなり、第２シャッタースイッチ信号ＳＷ２を発生する。システム制御部２１１は、第２シャッタースイッチ信号ＳＷ２により、撮像部２０３からの信号読み出しから記録媒体１０９に画像データを書き込むまでの一連の撮影処理、いわゆる静止画撮影の動作を開始する。

操作部１０７の各操作部材は、表示部１０４に表示される種々の機能アイコンを選択操作することなどにより、場面ごとに適宜機能が割り当てられ、各種機能ボタンとして作用する。機能ボタンとしては、例えば終了ボタン、戻るボタン、画像送りボタン、ジャンプボタン、絞込みボタン、属性変更ボタン等がある。例えば、操作部１０７に含まれるメニューボタンが押されると各種の設定可能なメニュー画面が表示部１０４に表示される。ユーザは、表示部１０４に表示されたメニュー画面と、操作部１０７に含まれる４方向ボタンやＳＥＴボタンとを用いて直感的に各種設定を行うことができる。

２１９は電源制御部であり、電池検出回路、ＤＣ−ＤＣコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成され、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行う。また、電源制御部２１９は、その検出結果及びシステム制御部２１１の指示に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体１０９を含む各部へ供給する。２２０は電源部であり、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やＮｉＣｄ電池やＮｉＭＨ電池、Ｌｉ電池等の二次電池、ＡＣアダプター等からなる。

２２１はメモリカードやハードディスク等の記録媒体１０９とのインターフェースである。記録媒体１０９は、メモリカード等の記録媒体であり、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される。

図３は、撮像部２０３に構成されている固体撮像素子であるＣＣＤセンサの一例であるインターライン型固体撮像素子の概略構成を示した図であり、複数の画素がマトリクス状に配列されている。図３においては、水平１４画素、垂直１０画素となっている。

図３において、３０１は被写体からの光を受け光電変換する感光画素（以後感光画素と呼ぶ）、３０２は感光画素を遮光したオプティカルブラック画素（以後ＯＢ画素と呼ぶ）、３０３は垂直電荷転送素子、３０４は水平電荷転送素子、３０５は出力部、３０６は信号出力端子となっている。

感光画素３０１、及びＯＢ画素３０２の信号電荷は、読み出しパルスにより垂直電荷転送素子３０３に読み出され、それぞれ、転送電極Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３およびＶ４に加えられる４相駆動パルスφＶ１、φＶ２、φＶ３およびφＶ４により水平電荷転送素子３０４の方向へ順に転送される。水平電荷転送素子３０４は、垂直電荷転送素子３０３から転送されて来た水平１行分の信号電荷を、それぞれ、転送電極Ｈ１およびＨ２に加えられる２相駆動パルスφＨ１およびφＨ２により順次出力部３０５に転送し、転送されてきた信号電荷は出力部３０５において電圧に変換され、信号出力端子３０６より画像アナログ信号として出力される。このように出力された画像アナログ信号は、ＡＤＣ部２０６で、画像デジタル信号に変換され、画像処理部２０８に入力される。画像処理部２０８は、水平１４画素、垂直１０画素の１４０画素、それぞれ画像信号に対し、顔検出や演算処理を行う。

図４は、タイミング信号発生部２０７の構成の一例を示した図である。図４において、４０１は、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ（Ｔｉｍｉｎｇ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ：以下ＴＧ）部である。４０２は発振部、４０３は分周部、４０４は選択部である。

ＴＧ部４０１は、システム制御部２１１からの制御信号に応じて、全画素の信号電荷を同一時刻に独立に読み出す全画素読み出しモードと、垂直方向の一部の画素列のみから信号電荷を読み出す間引き読み出しモードを、とり得る構成となっている。

発振部４０２は、所定周波数の基準パルスを発振する。分周部４０３は、発振部４０２が発振した基準パルスを、１／ｍ（ただし、ｍは自然数）に分周する。選択部４０４は、発振部４０２による基準パルス信号と、分周部４０３が分周した後のパルス信号とのいずれか一方を、ＴＧ部４０１に与えるための切り替えを行う。この切り替えは、全画素読み出しモードと間引き読み出しモードとの２つの読み出しモードに応じて行われる。ここで、全画素読み出しモードでは、全画素から信号電荷を読み出し、間引き読み出しモードでは、ｎ（ただし、ｎは自然数）ラインおきに信号電荷を読み出すこととする。すなわち、間引き読み出しモードでは、１／ｎ間引き読み出しを行うことになる。

上述のように構成されたデジタルカメラを用いた、被写体を撮影記録する前の構図確認時動作について説明する。図５は、モードダイアル１０６で静止画記録モードが選択された場合の、構図確認時動作処理の一例のフローチャートを示す図である。モードダイアル１０６で静止画記録モードが選択されると、システム制御部２１１は、記録開始に先立ち、カウンタＮの値を０にセットした後（Ｓ５０１）、第1の撮像駆動動作を開始させる（Ｓ５０２）。すなわち、タイミング信号発生部２０７を用いて、撮像部２０３に対し、発振部４０２が発振した基準パルス、かつ全画素読み出しモードで、一定周期、例えば、通常の撮像周期である１／３０秒での撮影動作を行う。もちろん、撮像周期は、１／３０秒に限らず１／６０秒などその他のものでも良い。

画像処理部２０８は、ＡＤＣ部２０６からの画像信号を参照し、顔検出等の公知の手法により、主被写体を検出し、システム制御部２１１を介して、メモリ２１２に記憶させる（Ｓ５０３）。なお、主被写体は、車や電車、建物、動物等、特に人物に限るものではない。

ＡＤＣ部２０６からの1フレームの画像信号は、画像処理部２０８、システム制御部２１１、メモリ２１２、表示制御部２１３、ＤＡＣ部２１４を介して、表示部１０４に、表示される（Ｓ５０４）。ここで、表示画像を、１／３０秒の撮像周期毎に取得した1フレームの画像信号で更新することで、３０ｆｐｓのライブ画像として表示されることになる。

システム制御部２１１は、第１シャッタースイッチ信号ＳＷ１の発生有無を確認（Ｓ５０５）し、ＳＷ１の発生が有ると、構図確認時動作を終了し、例えば、ＡＦ処理、ＡＥ処理、ＡＷＢ処理、ＥＦ処理等の動作を開始する。引き続き、システム制御部２１１は、第２シャッタースイッチ信号ＳＷ２により、撮像部２０３からの信号読み出しから記録媒体１０９に画像データを書き込むまでの一連の撮影処理、いわゆる静止画撮影の動作を開始する。

第１シャッタースイッチ信号ＳＷ１の発生が無い場合、システム制御部２１１は、カウンタＮのカウントアップを行う（Ｓ５０６）。システム制御部２１１は、カウンタＮの値が、所定の値ｐ（ただし、ｐは自然数）であるかを確認（Ｓ５０７）し、異なる場合、Ｓ５０４に戻り、表示画像を、次の1フレームの画像信号で更新させる。カウンタＮの値が、所定の値ｐである場合、システム制御部２１１は、カウンタＮの値を０にセットした後（Ｓ５０８）、現在の画像信号から、画像処理部２０８に主被写体を検出させ、Ｓ５０３で記憶している主被写体が、画面内から外れているかを判定する（Ｓ５０９）。システム制御部２１１は、外れていないと判定した場合、Ｓ５０４に戻り、表示画像を、次の1フレームの画像信号で更新させる。システム制御部２１１は、外れていると判定した場合、第２の撮像駆動動作に変更させる（Ｓ５１０）。すなわち、タイミング信号発生部２０７を用いて、撮像部２０３に対し、分周部４０３が分周した後のパルス信号、かつ間引き読み出しモードで、一定周期、例えば、通常の撮像周期である１／３０秒での撮影動作を行う。もちろん、撮像周期は、１／３０秒に限らず１／６０秒などその他のものでも良い。

画像処理部２０８は、ＡＤＣ部２０６からの画像信号を参照し、Ｓ５０３と同様の手法により、現在の画像信号内に存在する主被写体を検出し、システム制御部２１１を介して、メモリ２１２に記憶させる（Ｓ５１１）。すなわち、Ｓ５０３で検出した主被写体は、Ｓ５０９の画面内には存在せず、画面内から外れている、と判定したので、現在の画像信号内に存在する主被写体を検出する。なお、主被写体は、車や電車、建物、動物等、特に人物に限るものではない。

ＡＤＣ部２０６からの1フレームの画像信号は、画像処理部２０８、システム制御部２１１、メモリ２１２、表示制御部２１３、ＤＡＣ部２１４を介して、表示部１０４に、表示される（Ｓ５１２）。ここで、表示画像を、１／３０秒の撮像周期毎に取得した1フレームの画像信号で更新することで、３０ｆｐｓのライブ画像として表示されることになる。

システム制御部２１１は、第１シャッタースイッチ信号ＳＷ１の発生有無を確認（Ｓ５１３）し、ＳＷ１の発生が有ると、構図確認時動作を終了し、例えば、ＡＦ処理、ＡＥ処理、ＡＷＢ処理、ＥＦ処理等の動作を開始する。引き続き、システム制御部２１１は、第２シャッタースイッチ信号ＳＷ２により、撮像部２０３からの信号読み出しから記録媒体１０９に画像データを書き込むまでの一連の撮影処理、いわゆる静止画撮影の動作を開始する。

第１シャッタースイッチ信号ＳＷ１の発生が無い場合、システム制御部２１１は、カウンタＮのカウントアップを行う（Ｓ５１４）。システム制御部２１１は、カウンタＮの値が、所定の値ｑ（ただし、ｑは自然数）であるかを確認（Ｓ５１５）し、異なる場合、Ｓ５１２に戻り、表示画像を、次の1フレームの画像信号で更新させる。カウンタＮの値が、所定の値ｑである場合、システム制御部２１１は、カウンタＮの値を０にセットした後（Ｓ５１６）、現在の画像信号から、画像処理部２０８に主被写体を検出させ、Ｓ５１１で記憶している主被写体が、画面内から外れているかを判定する（Ｓ５１７）。システム制御部２１１は、外れていると判定した場合、Ｓ５１１に戻り、画像処理部２０８に、ＡＤＣ部２０６からの画像信号を参照し、主被写体を検出させ、メモリ２１２に記憶させる。システム制御部２１１は、外れていないと判定した場合、Ｓ５０２に戻り、第１の撮像駆動動作に変更させる。

なお、Ｓ５０７での所定の値ｐと、Ｓ５１５での所定の値ｑについて、例えば、pやqが３０であれば、３０フレーム毎に主被写体が画面内から外れているかを判定する、であり、必ずしも、ｐとｑの値が異なっている必要はない。

ここで、タイミング信号発生部２０７は、システム制御部２１１からの制御信号に応じて、全画素読み出しモードと間引き読み出しモードを、とり得る構成のＴＧ部４０１に加えて、発振部４０２、分周部４０３および選択部４０４を有している。これにより、このタイミング信号発生部２０７では、ＴＧ部４０１に対し、発振部４０２による基準パルスをそのまま与えるか、この基準パルスを１／ｍに分周して与えるかが、選択部４０４によって切り替えられるようになっている。この切り替えは、ＴＧ部４０１と同様に、システム制御部２１１からの制御信号に応じて行われる。

なお、全画素読み出しモード時には、ＴＧ部４０１に基準パルスをそのまま与え、間引き読み出しモード時には、ＴＧ部４０１に１／ｍ分周後のパルス信号を与えるように、選択部４０４が切り替えを行う。このとき、ＴＧ部４０１は、与えられた基準パルス、または１／ｍ分周後のパルス信号を基に、撮像部２０３を駆動するための垂直転送クロックφＶ１〜φＶ４、水平転送クロックφＨ１、φＨ２を含む、各種のタイミング信号を生成する。そのため、間引き読み出しモード時に生成されるタイミング信号は、全画素読み出しモード時に生成されるタイミング信号に対して、その周波数が１／ｍとなる。つまり、間引き読み出しモード時には、撮像部２０３に供給される駆動周波数が、全画素読み出しモード時の１／ｍとなる。

駆動周波数が１／ｍになると、その駆動周波数が供給される撮像部２０３においては、フレームレートが１／ｍに低下してしまう。ところが、このとき、撮像部２０３では、間引き読み出しモードで動作している。すなわち、１／ｎ間引き読み出しを行うことで、全画素読み出しモード時に比べて、フレームレートをｎ倍にすることが可能になる。

したがって、駆動周波数が１／ｍになっても、１／ｎ間引き読み出しを行うことによって、フレームレートがｎ／ｍになる。ここで、ｎ＝ｍであれば、全画素読み出しモード時とのフレームレートの変化がなくなる。しかも、駆動周波数が１／ｍになることによって、その駆動周波数が供給される撮像部２０３では、単位時間当たりの消費電力の低減が実現される。更に、ここから得られる画像信号の処理を行う信号処理回路の単位時間当たりの消費電力も低減できる。

なお、図５で、静止画記録モードが選択された場合、すなわち、静止画記録前の構図確認時動作としたが、動画記録前の構図確認時動作にも、適応することができる。

また、第1の撮像駆動は、全画素読み出しモードとしたが、これに限定されるわけではない。すなわち、第1の撮像駆動は、第２の撮像駆動の間引き読み出しモードで読み出す1画面あたりのライン数より、多いライン数を読み出す、異なる間引き読み出しモードであっても良い。その場合、ＴＧ部４０１に供給するパルス信号は、第1の撮像駆動は、発振部４０２による基準パルス、または、分周部４０３が１／ｍ1に分周した後のパルス、第２の撮像駆動は、分周部４０３が１／ｍ２分周した後のパルスで良い（ただし、ｍ１＜ｍ２）。

また、第1の撮像駆動の読み出しモードで読み出す1画面あたりのライン数は、液晶ディスプレイ等で表示する垂直方向のライン数より多い場合、より好適な効果が得られる。第２の撮像駆動の読み出しモードで読み出す1画面あたりのライン数は、液晶ディスプレイ等で表示する垂直方向のライン数より少ない場合、より好適な効果が得られる。

以上、本発明の第１の実施の形態のデジタルカメラにおいては、構図確認時、主被写体が、所定時間経過する間に、画面内から外れている場合に、撮像部２０３に対し、分周部４０３が分周した後のパルス信号、かつ間引き読み出しモードで、撮像駆動動作を行う。構図確認時、主被写体が、所定時間経過する間に、画面内から外れる状態は、ユーザは、デジタルカメラを大きく動かし、構図を探しているので、撮影を行わない、と考えられる。したがって、間引き読み出しモードで読み出す1画面あたりのライン数が、液晶ディスプレイ等で表示する垂直方向のライン数より少なく、表示する際の垂直解像度が低下しても、ユーザに全画素読み出しで撮影した画像の画質と、視感的な差異があるという違和感を生じさせることがない。これにより、ユーザに、備え付けられている液晶ディスプレイ等で表示される画像の動きや画質に違和感を感じさせることなく、単位時間当たりの消費電力を低減することが可能な撮像装置、及び撮像装置の制御方法を提供することが可能となる。

［実施例２］
本発明の第２の実施の形態について説明する。図６は、本実施形態によるデジタルカメラ１００の構成例を示すブロック図である。図２に示したものと同様の構成については、説明を省く。図６において、６０１は、デジタルカメラ１００の動きを検出する動き検出部である。動き検出部６０１は、例えば、ジャイロや加速度センサで構成されており、デジタルカメラ１００の動きを検出することができる。

上述のように構成されたデジタルカメラを用いた、被写体を撮影記録する前の構図確認時動作について説明する。図７は、モードダイアル１０６で静止画記録モードが選択された場合の、構図確認時動作処理の一例のフローチャートを示す図である。モードダイアル１０６で静止画記録モードが選択されると、システム制御部２１１は、記録開始に先立ち、カウンタＮの値を０にセットした後（Ｓ７０１）、第1の撮像駆動動作を開始させる（Ｓ７０２）。すなわち、タイミング信号発生部２０７を用いて、撮像部２０３に対し、発振部４０２が発振した基準パルス、かつ全画素読み出しモードで、一定周期、例えば、通常の撮像周期である１／３０秒での撮影動作を行う。もちろん、撮像周期は、１／３０秒に限らず１／６０秒などその他のものでも良い。

画像処理部２０８は、ＡＤＣ部２０６からの画像信号を参照し、顔検出等の公知の手法により、主被写体を検出し、システム制御部２１１を介して、メモリ２１２に記憶させる（Ｓ７０３）。なお、主被写体は、車や電車、建物、動物等、特に人物に限るものではない。

ＡＤＣ部２０６からの1フレームの画像信号は、画像処理部２０８、システム制御部２１１、メモリ２１２、表示制御部２１３、ＤＡＣ部２１４を介して、表示部１０４に、表示される（Ｓ７０４）。ここで、表示画像を、１／３０秒の撮像周期毎に取得した1フレームの画像信号で更新することで、３０ｆｐｓのライブ画像として表示されることになる。

システム制御部２１１は、第１シャッタースイッチ信号ＳＷ１の発生有無を確認（Ｓ７０５）し、ＳＷ１の発生が有ると、構図確認時動作を終了し、例えば、ＡＦ処理、ＡＥ処理、ＡＷＢ処理、ＥＦ処理等の動作を開始する。引き続き、システム制御部２１１は、第２シャッタースイッチ信号ＳＷ２により、撮像部２０３からの信号読み出しから記録媒体１０９に画像データを書き込むまでの一連の撮影処理、いわゆる静止画撮影の動作を開始する。

第１シャッタースイッチ信号ＳＷ１の発生が無い場合、システム制御部２１１は、カウンタＮのカウントアップを行う（Ｓ７０６）。システム制御部２１１は、カウンタＮの値が、所定の値ｐ（ただし、ｐは自然数）であるかを確認（Ｓ７０７）し、異なる場合、Ｓ７０４に戻り、表示画像を、次の1フレームの画像信号で更新させる。カウンタＮの値が、所定の値ｐである場合、システム制御部２１１は、カウンタＮの値を０にセットした後（Ｓ７０８）、現在の画像信号から、画像処理部２０８に主被写体を検出させ、Ｓ７０３で記憶している主被写体が、画面内から外れているかを判定する（Ｓ７０９）。システム制御部２１１は、外れていないと判定した場合、Ｓ７０４に戻り、表示画像を、次の1フレームの画像信号で更新させる。システム制御部２１１は、外れていると判定した場合、動き検出部６０１からの情報を参照し、デジタルカメラ１００に所定量以上の動きがあるかを判定する（Ｓ７１０）。システム制御部２１１は、所定量以上の動きがないと判定した場合、Ｓ７０３に戻り、画像処理部２０８に、ＡＤＣ部２０６からの画像信号を参照し、主被写体を検出させ、メモリ２１２に記憶させる。システム制御部２１１は、所定量以上の動きがあると判定した場合、第２の撮像駆動動作に変更させる（Ｓ７１１）。すなわち、タイミング信号発生部２０７を用いて、撮像部２０３に対し、分周部４０３が分周した後のパルス信号、かつ間引き読み出しモードで、一定周期、例えば、通常の撮像周期である１／３０秒での撮影動作を行う。もちろん、撮像周期は、１／３０秒に限らず１／６０秒などその他のものでも良い。

画像処理部２０８は、ＡＤＣ部２０６からの画像信号を参照し、Ｓ７０３と同様の手法により、主被写体を検出し、システム制御部２１１を介して、メモリ２１２に記憶させる（Ｓ７１２）。なお、主被写体は、車や電車、建物、動物等、特に人物に限るものではない。

ＡＤＣ部２０６からの1フレームの画像信号は、画像処理部２０８、システム制御部２１１、メモリ２１２、表示制御部２１３、ＤＡＣ部２１４を介して、表示部１０４に、表示される（Ｓ７１３）。ここで、表示画像を、１／３０秒の撮像周期毎に取得した1フレームの画像信号で更新することで、３０ｆｐｓのライブ画像として表示されることになる。

システム制御部２１１は、第１シャッタースイッチ信号ＳＷ１の発生有無を確認（Ｓ７１４）し、ＳＷ１の発生が有ると、構図確認時動作を終了し、例えば、ＡＦ処理、ＡＥ処理、ＡＷＢ処理、ＥＦ処理等の動作を開始する。引き続き、システム制御部２１１は、第２シャッタースイッチ信号ＳＷ２により、撮像部２０３からの信号読み出しから記録媒体１０９に画像データを書き込むまでの一連の撮影処理、いわゆる静止画撮影の動作を開始する。

第１シャッタースイッチ信号ＳＷ１の発生が無い場合、システム制御部２１１は、カウンタＮのカウントアップを行う（Ｓ７１５）。システム制御部２１１は、カウンタＮの値が、所定の値ｑ（ただし、ｑは自然数）であるかを確認（Ｓ７１６）し、異なる場合、Ｓ７１３に戻り、表示画像を、次の1フレームの画像信号で更新させる。カウンタＮの値が、所定の値ｑである場合、システム制御部２１１は、カウンタＮの値を０にセットした後（Ｓ７１７）、現在の画像信号から、画像処理部２０８に主被写体を検出させ、Ｓ７１２で記憶している主被写体が、画面内から外れているかを判定する（Ｓ７１８）。システム制御部２１１は、外れていないと判定した場合、Ｓ７０２に戻り、第１の撮像駆動動作に変更させる。システム制御部２１１は、外れていると判定した場合、動き検出部６０１からの情報を参照し、デジタルカメラ１００に所定量以上の動きがあるかを判定する（Ｓ７１９）。システム制御部２１１は、所定量以上の動きがあると判定した場合、Ｓ７１２に戻り、画像処理部２０８に、ＡＤＣ部２０６からの画像信号を参照し、主被写体を検出させ、メモリ２１２に記憶させる。システム制御部２１１は、所定量以上の動きがないと判定した場合、Ｓ７０２に戻り、第１の撮像駆動動作に変更させる。

なお、Ｓ７０７での所定の値ｐと、Ｓ７１６での所定の値ｑについて、例えば、pやqが３０であれば、３０フレーム毎に主被写体が画面内から外れているかを判定する、であり、必ずしも、ｐとｑの値が異なっている必要はない。

ここで、タイミング信号発生部２０７は、システム制御部２１１からの制御信号に応じて、全画素読み出しモードと間引き読み出しモードを、とり得る構成のＴＧ部４０１に加えて、発振部４０２、分周部４０３および選択部４０４を有している。これにより、このタイミング信号発生部２０７では、ＴＧ部４０１に対し、発振部４０２による基準パルスをそのまま与えるか、この基準パルスを１／ｍに分周して与えるかが、選択部４０４によって切り替えられるようになっている。この切り替えは、ＴＧ部４０１と同様に、システム制御部２１１からの制御信号に応じて行われる。

なお、全画素読み出しモード時には、ＴＧ部４０１に基準パルスをそのまま与え、間引き読み出しモード時には、ＴＧ部４０１に１／ｍ分周後のパルス信号を与えるように、選択部４０４が切り替えを行う。このとき、ＴＧ部４０１は、与えられた基準パルス、または１／ｍ分周後のパルス信号を基に、撮像部２０３を駆動するための垂直転送クロックφＶ１〜φＶ４、水平転送クロックφＨ１、φＨ２を含む、各種のタイミング信号を生成する。そのため、間引き読み出しモード時に生成されるタイミング信号は、全画素読み出しモード時に生成されるタイミング信号に対して、その周波数が１／ｍとなる。つまり、間引き読み出しモード時には、撮像部２０３に供給される駆動周波数が、全画素読み出しモード時の１／ｍとなる。

駆動周波数が１／ｍになると、その駆動周波数が供給される撮像部２０３においては、フレームレートが１／ｍに低下してしまう。ところが、このとき、撮像部２０３では、間引き読み出しモードで動作している。すなわち、１／ｎ間引き読み出しを行うことで、全画素読み出しモード時に比べて、フレームレートをｎ倍にすることが可能になる。

したがって、駆動周波数が１／ｍになっても、１／ｎ間引き読み出しを行うことによって、フレームレートがｎ／ｍになる。ここで、ｎ＝ｍであれば、全画素読み出しモード時とのフレームレートの変化がなくなる。しかも、駆動周波数が１／ｍになることによって、その駆動周波数が供給される撮像部２０３では、単位時間当たりの消費電力の低減が実現される。更に、ここから得られる画像信号の処理を行う信号処理回路の単位時間当たりの消費電力も低減できる。

なお、図７で、静止画記録モードが選択された場合、すなわち、静止画記録前の構図確認時動作としたが、動画記録前の構図確認時動作にも、適応することができる。

また、第1の撮像駆動は、全画素読み出しモードとしたが、これに限定されるわけではない。すなわち、第1の撮像駆動は、第２の撮像駆動の間引き読み出しモードで読み出す1画面あたりのライン数より、多いライン数を読み出す、異なる間引き読み出しモードであっても良い。その場合、ＴＧ部４０１に供給するパルス信号は、第1の撮像駆動は、発振部４０２による基準パルス、または、分周部４０３が１／ｍ1に分周した後のパルス、第２の撮像駆動は、分周部４０３が１／ｍ２分周した後のパルスで良い（ただし、ｍ１＜ｍ２）。

また、第1の撮像駆動の読み出しモードで読み出す1画面あたりのライン数は、液晶ディスプレイ等で表示する垂直方向のライン数より多い場合、より好適な効果が得られる。第２の撮像駆動の読み出しモードで読み出す1画面あたりのライン数は、液晶ディスプレイ等で表示する垂直方向のライン数より少ない場合、より好適な効果が得られる。

以上、本発明の第２の実施の形態のデジタルカメラにおいては、構図確認時、主被写体が、所定時間経過する間に、画面内から外れ、かつ、デジタルカメラ１００に所定量以上の動きがある場合に、撮像部２０３に対し、分周部４０３が分周した後のパルス信号、かつ間引き読み出しモードで、撮像駆動動作を行う。

構図確認時、主被写体が、所定時間経過する間に、画面内から外れているが、デジタルカメラに所定量以上の動きがない状態は、ユーザは、動きのある主被写体が画面内に入る場合のシャッターチャンスを待っている、と考えられる。また、デジタルカメラに所定量以上の動きがあるのに、主被写体が、所定時間経過する間に、画面内から外れない状態は、ユーザは、主被写体の動きを追って、デジタルカメラをパンして、シャッターチャンスをうかがっている、と考えられる。したがって、構図確認時、主被写体が、所定時間経過する間に、画面内から外れ、かつ、デジタルカメラに所定量以上の動きがある状態は、ユーザは、デジタルカメラを大きく動かし、構図を探しているので、撮影を行わない、と考えられる。したがって、間引き読み出しモードで読み出す1画面あたりのライン数が、液晶ディスプレイ等で表示する垂直方向のライン数より少なく、表示する際の垂直解像度が低下しても、ユーザに全画素読み出しで撮影した画像の画質と、視感的な差異があるという違和感を生じさせることがない。これにより、ユーザに、備え付けられている液晶ディスプレイ等で表示される画像の動きや画質に違和感を感じさせることなく、単位時間当たりの消費電力を低減することが可能な撮像装置、及び撮像装置の制御方法を提供することが可能となる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１００：デジタルカメラ
１０１：撮像光学系
１０２：被写体に向け送光する発光部
１０３：ストロボ
１０４：表示部
１０５：操作部
１０６：操作部
１０７：操作部
１０８：電源スイッチ
１０９：画像記録媒体
２０１：撮影レンズ
２０２：シャッター
２０３：撮像部
２０４：ＣＤＳ部
２０５：ＰＧＡ部
２０６：ＡＤＣ部
２０７：タイミング信号発生部
２０８：画像処理部
２０９：レンズ駆動部
２１０：シャッター駆動部
２１１：システム制御部
２１２：メモリ
２１３：表示制御部
２１４：ＤＡＣ部
２１５：不揮発性メモリ
２１６：システムメモリ
２１７：第１シャッタースイッチ
２１８：第２シャッタースイッチ
２１９：電源制御部
２２０：電源部
２２１：画像記録媒体とのインターフェース
６０１：動き検出部

Claims (10)

1. 被写体の光学像を光電変換し画像信号を生成する、同一露光時間の全画素の信号電荷を独立して順次読み出す全画素読み出しモードと、垂直方向の一部ラインの画素のみから信号電荷を読み出す少なくとも１つの間引き読み出しモードとを備える撮像手段と、前記撮像手段の駆動周波数を読み出しモードに応じて可変させる周波数可変手段と、前記周波数可変手段からの所定期間毎のタイミング信号に応答して前記撮像手段の露光と読み出しを制御する撮像制御手段と、前記撮像手段で生成した画像信号を記憶する記憶手段と、前記記憶手段で記憶した画像信号と前記記憶手段で記憶した画像信号とは異なるタイミングで生成した前記撮像手段からの画像信号とを比較する画像処理手段と、を有し、
   前記画像処理手段により検出される画像信号の比較情報を参照し、前記撮像制御手段の読み出しモードを決定することを特徴とする撮像装置。
2. 被写体の構図を確認するために画像信号を表示する表示手段、を有し、
   構図確認時の動作であって、前記撮像制御手段における第１の読み出しモードで生成し前記記憶手段で記憶した画像信号に含まれる所定の被写体が、前記記憶手段で記憶した画像信号とは異なる所定のタイミングで生成した前記撮像手段からの画像信号に前記所定の被写体が含まれない場合、前記撮像制御手段を、前記撮像手段から信号電荷を読み出す1画面あたりのライン数が第１の読み出しモードより少なく、駆動周波数が低い第２の読み出しモードに切り替え、前記撮像制御手段における第２の読み出しモードで生成し前記記憶手段で記憶した画像信号に含まれる所定の被写体が、前記記憶手段で記憶した画像信号とは異なる所定のタイミングで生成した前記撮像手段からの画像信号に前記所定の被写体が含まる場合、前記撮像制御手段を第１の読み出しモードに切り替えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 被写体の光学像を光電変換し画像信号を生成する、同一露光時間の全画素の信号電荷を独立して順次読み出す全画素読み出しモードと、垂直方向の一部ラインの画素のみから信号電荷を読み出す少なくとも１つの間引き読み出しモードとを備える撮像手段と、前記撮像手段の駆動周波数を読み出しモードに応じて可変させる周波数可変手段と、前記周波数可変手段からの所定期間毎のタイミング信号に応答して前記撮像手段の露光と読み出しを制御する撮像制御手段と、前記撮像手段で生成した画像信号を記憶する記憶手段と、前記記憶手段で記憶した画像信号と前記記憶手段で記憶した画像信号とは異なるタイミングで生成した前記撮像手段からの画像信号とを比較する画像処理手段と、該撮像装置の動きを検出する動き検出手段と、を有し、
   前記画像処理手段により検出される画像信号の比較情報と、前記動き検出手段により検出される該撮像装置の動き情報と、を参照し、前記撮像制御手段の読み出しモードを決定することを特徴とする撮像装置。
4. 被写体の構図を確認するために画像信号を表示する表示手段、を有し、
   構図確認時の動作であって、前記撮像制御手段における第１の読み出しモードで生成し前記記憶手段で記憶した画像信号に含まれる所定の被写体が、前記記憶手段で記憶した画像信号とは異なる所定のタイミングで生成した前記撮像手段からの画像信号に前記所定の被写体が含まれず、かつ、前記動き検出手段により検出される該撮像装置の動きが所定量以上である場合、前記撮像制御手段を、前記撮像手段から信号電荷を読み出す1画面あたりのライン数が第１の読み出しモードより少なく、駆動周波数が低い第２の読み出しモードに切り替え、前記撮像制御手段における第２の読み出しモードで生成し前記記憶手段で記憶した画像信号に含まれる所定の被写体が、前記記憶手段で記憶した画像信号とは異なる所定のタイミングで生成した前記撮像手段からの画像信号に前記所定の被写体が含まれる、または、前記動き検出手段により検出される該撮像装置の動きが所定量より小さい場合、前記撮像制御手段を第１の読み出しモードに切り替えることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記第１の読み出しモードで読み出す1画面あたりのライン数は、前記表示手段で表示する垂直方向のライン数より多く、前記第２の読み出しモードで読み出す1画面あたりのライン数は、前記表示手段で表示する垂直方向のライン数より少ないことを特徴とする請求項２または請求項４に記載の撮像装置。
6. 被写体の光学像を光電変換し画像信号を生成する、同一露光時間の全画素の信号電荷を独立して順次読み出す全画素読み出しモードと、垂直方向の一部ラインの画素のみから信号電荷を読み出す少なくとも１つの間引き読み出しモードとを備える撮像手段と、前記撮像手段の駆動周波数を読み出しモードに応じて可変させる周波数可変手段と、前記周波数可変手段からの所定期間毎のタイミング信号に応答して前記撮像手段の露光と読み出しを制御する撮像制御手段と、前記撮像手段で生成した画像信号を記憶する記憶手段と、前記記憶手段で記憶した画像信号と前記記憶手段で記憶した画像信号とは異なるタイミングで生成した前記撮像手段からの画像信号とを比較する画像処理手段と、を有し、
   前記画像処理手段により検出される画像信号の比較情報を参照し、前記撮像制御手段の読み出しモードを決定することを特徴とする撮像装置の制御方法。
7. 被写体の構図を確認するために画像信号を表示する表示手段、を有し、
   構図確認時の動作であって、前記撮像制御手段における第１の読み出しモードで生成し前記記憶手段で記憶した画像信号に含まれる所定の被写体が、前記記憶手段で記憶した画像信号とは異なる所定のタイミングで生成した前記撮像手段からの画像信号に前記所定の被写体が含まれない場合、前記撮像制御手段を、前記撮像手段から信号電荷を読み出す1画面あたりのライン数が第１の読み出しモードより少なく、駆動周波数が低い第２の読み出しモードに切り替え、前記撮像制御手段における第２の読み出しモードで生成し前記記憶手段で記憶した画像信号に含まれる所定の被写体が、前記記憶手段で記憶した画像信号とは異なる所定のタイミングで生成した前記撮像手段からの画像信号に前記所定の被写体が含まる場合、前記撮像制御手段を第１の読み出しモードに切り替えることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置の制御方法。
8. 被写体の光学像を光電変換し画像信号を生成する、同一露光時間の全画素の信号電荷を独立して順次読み出す全画素読み出しモードと、垂直方向の一部ラインの画素のみから信号電荷を読み出す少なくとも１つの間引き読み出しモードとを備える撮像手段と、前記撮像手段の駆動周波数を読み出しモードに応じて可変させる周波数可変手段と、前記周波数可変手段からの所定期間毎のタイミング信号に応答して前記撮像手段の露光と読み出しを制御する撮像制御手段と、前記撮像手段で生成した画像信号を記憶する記憶手段と、前記記憶手段で記憶した画像信号と前記記憶手段で記憶した画像信号とは異なるタイミングで生成した前記撮像手段からの画像信号とを比較する画像処理手段と、該撮像装置の動きを検出する動き検出手段と、を有し、
   前記画像処理手段により検出される画像信号の比較情報と、前記動き検出手段により検出される該撮像装置の動き情報と、を参照し、前記撮像制御手段の読み出しモードを決定することを特徴とする撮像装置の制御方法。
9. 被写体の構図を確認するために画像信号を表示する表示手段、を有し、
   構図確認時の動作であって、前記撮像制御手段における第１の読み出しモードで生成し前記記憶手段で記憶した画像信号に含まれる所定の被写体が、前記記憶手段で記憶した画像信号とは異なる所定のタイミングで生成した前記撮像手段からの画像信号に前記所定の被写体が含まれず、かつ、前記動き検出手段により検出される該撮像装置の動きが所定量以上である場合、前記撮像制御手段を、前記撮像手段から信号電荷を読み出す1画面あたりのライン数が第１の読み出しモードより少なく、駆動周波数が低い第２の読み出しモードに切り替え、前記撮像制御手段における第２の読み出しモードで生成し前記記憶手段で記憶した画像信号に含まれる所定の被写体が、前記記憶手段で記憶した画像信号とは異なる所定のタイミングで生成した前記撮像手段からの画像信号に前記所定の被写体が含まれる、または、前記動き検出手段により検出される該撮像装置の動きが所定量より小さい場合、前記撮像制御手段を第１の読み出しモードに切り替えることを特徴とする請求項８に記載の撮像装置の制御方法。
10. 前記第１の読み出しモードで読み出す1画面あたりのライン数は、前記表示手段で表示する垂直方向のライン数より多く、前記第２の読み出しモードで読み出す1画面あたりのライン数は、前記表示手段で表示する垂直方向のライン数より少ないことを特徴とする請求項７または請求項９に記載の撮像装置の制御方法。