JP3826949B2 - Digital camera - Google Patents
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Description
本発明はデジタルカメラに関し、特に、撮影した画像を電子的に拡大する機能を有するデジタルカメラに関する。 The present invention relates to a digital camera, and more particularly to a digital camera having a function of electronically enlarging a captured image.
デジタルカメラは、画像を略一定の周期で繰り返し撮影し、その間に使用者より与えられる記録指示に応じて、撮影した画像を表す画像データを記録媒体に記録する。多くのデジタルカメラには液晶表示器等の表示装置が備えられており、表示装置は、撮影し記録した画像の再生表示と、撮影中の画像の表示に用いられている。使用者は表示される撮影中の画像すなわちライブビューを見ながら構図を設定したり合焦状態を確認したりすることができ、表示装置は電子ビューファインダとして機能する。 The digital camera repeatedly captures images at a substantially constant period, and records image data representing the captured images on a recording medium in response to a recording instruction given by the user. Many digital cameras are provided with a display device such as a liquid crystal display, and the display device is used for reproducing and displaying a photographed and recorded image and displaying an image being photographed. The user can set the composition or confirm the in-focus state while viewing the displayed image being captured, that is, the live view, and the display device functions as an electronic viewfinder.
一般に、撮像素子が光電変換によって蓄積した電荷は、画素列ごとに読み出されて、画像データの生成に用いられる。表示装置の大きさの縦横比は撮像素子の縦横比と同じであるが、表示装置の画素数は撮像素子の画素数の1/16〜1/25程度であり、したがって、画素列の数は1/4〜1/5程度である。このため、撮影した画像を記録せず表示のみに用いるときは、4〜5の画素列につき1画素列の割合となるよう間引きしながら、撮像素子の電荷を読み出すようにしている。 In general, the charge accumulated by the image sensor by photoelectric conversion is read out for each pixel column and used to generate image data. The aspect ratio of the size of the display device is the same as the aspect ratio of the image sensor, but the number of pixels of the display device is about 1/16 to 1/25 of the number of pixels of the image sensor, and therefore the number of pixel columns is It is about 1/4 to 1/5. For this reason, when the photographed image is used for display only without being recorded, the charge of the image sensor is read while thinning out so as to have a ratio of one pixel column to four to five pixel columns.
デジタルカメラの中には、望遠レンズで撮影したような狭い画角の画像を提供するために、撮像素子の一部の領域のみの蓄積電荷を用いて記録用の画像データを生成する機能を備えるものがある。この機能はデジタルテレ機能と呼ばれている。また、合焦状態の確認を容易にするために、記録用の画像データよりも狭い画角の画像データを生成して、その画像を拡大して表示する機能を備えるデジタルカメラもある。この機能はマグニファイア機能と呼ばれている。 Some digital cameras have a function of generating image data for recording using stored charges in only a part of the image sensor in order to provide an image with a narrow angle of view as taken with a telephoto lens. There is something. This function is called a digital tele function. Some digital cameras have a function of generating image data with a narrower angle of view than recording image data and enlarging and displaying the image in order to facilitate confirmation of the in-focus state. This function is called a magnifier function.
マグニファイア機能では、撮影した画像の一部を数倍以上に拡大して観察することができるが、その拡大率は、撮像素子の全体の大きさを基準として定められて、固定されている。したがって、デジタルテレ機能を用いると、記録する画像に対する拡大率は、デジタルテレ機能を用いないときよりも低下する。このため、デジタルテレ機能と併用すると、合焦状態の確認を容易にするというマグニファイア機能の目的が十分に達成されなくなる。 With the magnifier function, it is possible to observe a part of the photographed image by magnifying it several times or more, but the enlargement ratio is determined and fixed on the basis of the overall size of the image sensor. Therefore, when the digital tele function is used, the enlargement ratio for the recorded image is lower than when the digital tele function is not used. For this reason, when used together with the digital tele function, the purpose of the magnifier function of facilitating confirmation of the in-focus state cannot be sufficiently achieved.
しかも、表示のみに用いる画像を撮影するときは、マグニファイア機能を用いるか否かにかかわらず、撮像素子の電荷を一定の割合で間引きしながら読み出すから、マグニファイア機能で拡大して表示する画像は粗くなる。この点でも、マグニファイア機能の目的を十分に達成することができていない。 In addition, when taking an image for display only, regardless of whether the magnifier function is used or not, images are read out while thinning out the charge of the image sensor at a constant rate. Becomes rough. In this respect as well, the purpose of the magnifier function is not fully achieved.
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、合焦状態の確認を容易にするというマグニファイア機能を十分に発揮し得るデジタルカメラを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a digital camera that can sufficiently exhibit a magnifier function of facilitating confirmation of a focused state.
上記目的を達成するために、本発明では、画素が2次元に配列された撮像素子を備え、撮像素子の各画素が光電変換により蓄積した電荷を読み出して、表示用の画像データを生成してその画像データが表す画像を表示することを繰り返し、その間に与えられる記録指示に応じて記録用の画像データを生成して記録するデジタルカメラであって、記録用の画像データの画角を撮像素子の略全体に対応する画角とする全体記録モードと、記録用の画像データの画角を撮像素子の一部に対応する画角とする部分記録モードと、表示用の画像データの画角を記録用の画像データの画角と同じにして、その画像を所定の大きさで表示する等倍表示モードと、表示用の画像データの画角を記録用の画像データの画角よりも小さくして、その画像を等倍表示モードと略同じ大きさで表示する拡大表示モードとを有するものにおいて、拡大表示モードでの表示用の画像データの画角は、全体記録モードと部分記録モードのいずれにおいても、記録用の画像データの画角に対して所定値に定められているものとする。 In order to achieve the above object, the present invention includes an image sensor in which pixels are two-dimensionally arranged, and reads out the charges accumulated by photoelectric conversion of each pixel of the image sensor to generate image data for display. A digital camera that repeatedly displays an image represented by the image data, and generates and records image data for recording in accordance with a recording instruction given in the meantime. The entire recording mode with an angle of view corresponding to almost the entire image, the partial recording mode with the angle of view of image data for recording corresponding to a part of the image sensor, and the angle of view of image data for display Same view angle as that of the image data for recording, the same size display mode that displays the image at a predetermined size, and the angle of view of the image data for display is made smaller than the angle of view of the image data for recording. To display the same size The display image data in the enlarged display mode has an angle of view in both the whole recording mode and the partial recording mode. It is assumed that a predetermined value is set for the angle of view of the data.
このデジタルカメラは、全体記録モードと記録用の画像全体を表示する等倍表示モードに加え、デジタルテレ機能を実現する部分記録モードと、マグニファイア機能を実現する拡大表示モードを有する。拡大表示モードで生成する表示用の画像データの画角は、全体記録モードであるか部分記録モードであるかにかかわらず、記録用の画像データの画角に対して定められている。つまり、マグニファイア機能の拡大率は、デジタルテレ機能を併用するか否かによらず、記録される画像の大きさが基準となる。したがって、記録する画像の大きさに適する合焦状態であるか否かを拡大表示モードによって確実に知ることができる。 This digital camera has a partial recording mode for realizing a digital tele function and an enlarged display mode for realizing a magnifying function, in addition to a whole recording mode and an equal magnification display mode for displaying an entire recording image. The angle of view of the image data for display generated in the enlarged display mode is determined with respect to the angle of view of the image data for recording regardless of whether it is the full recording mode or the partial recording mode. That is, the magnification of the magnifier function is based on the size of the recorded image regardless of whether the digital tele function is used together. Therefore, it can be surely known from the enlarged display mode whether or not the in-focus state is suitable for the size of the image to be recorded.
上記のデジタルカメラにおいて、部分記録モードでの記録用の画像データの画角を可変とし、部分記録モードでの表示用の画像データの画角を、撮像素子の大きさを基準に定められた下限値以上に常に保つようにしてもよい。 In the above digital camera, the angle of view of the image data for recording in the partial recording mode is variable, and the angle of view of the image data for display in the partial recording mode is a lower limit determined based on the size of the image sensor. You may make it always keep above the value.
拡大表示モードの画角は記録用の画像データの画角に対して所定値に定められているから、部分記録モードで記録用の画像データの画角を小さくしていくと、表示される画像の範囲も小さくなっていく。ところが、あまりに微小な範囲を拡大して表示すると、撮影対象のどの部位に対応するのか判らなくなり、また、撮像素子の画素の境界が明瞭に現れることになって、合焦状態の確認をすることができなくなる。拡大表示モードで生成する表示用の画像データの画角の下限を撮像素子の大きさを基準に定めることで、表示する画像の範囲を合焦状態の確認を確実に行い得る大きさにとどめることが可能になる。 Since the angle of view in the enlarged display mode is set to a predetermined value with respect to the angle of view of the image data for recording, the image displayed when the angle of view of the image data for recording is reduced in the partial recording mode. The range of becomes smaller. However, if an extremely small range is enlarged and displayed, it is not possible to know which part of the imaging target corresponds, and the boundary of the pixels of the image sensor appears clearly, so that the in-focus state can be confirmed. Can not be. By setting the lower limit of the angle of view of the image data for display generated in the enlarged display mode based on the size of the image sensor, the range of the image to be displayed can be limited to a size that allows confirmation of the in-focus state with certainty. Is possible.
記録用の画像データの画角を撮像素子の略全体に対応する画角とする全体記録モードと、記録用の画像データの画角を撮像素子の一部に対応する画角とする部分記録モードと、表示用の画像データの画角を記録用の画像データの画角と同じにして、その画像を所定の大きさで表示する等倍表示モードと、表示用の画像データの画角を記録用の画像データの画角よりも小さくして、その画像を等倍表示モードと略同じ大きさで表示する拡大表示モードとを有し、拡大表示モードでの表示用の画像データの画角が、全体記録モードと部分記録モードのいずれにおいても、記録用の画像データの画角に対して所定値に定められている本発明のデジタルカメラでは、拡大表示モードの拡大率が実際に記録される画像の大きさを基準に定められることになり、部分記録モードを併用するか否かにかかわらず、拡大表示モードで確実に合焦状態を確認することができる。 Whole recording mode in which the angle of view of the image data for recording corresponds to almost the entire image sensor, and partial recording mode in which the angle of view of the image data for recording corresponds to a part of the image sensor The same angle of view of the image data for display as the angle of view of the image data for recording, and the same size display mode for displaying the image in a predetermined size and the angle of view of the image data for display are recorded. And an enlarged display mode for displaying the image in substantially the same size as the normal magnification display mode, and the angle of view of the image data for display in the enlarged display mode is In both the whole recording mode and the partial recording mode, the digital camera of the present invention in which the angle of view of the image data for recording is set to a predetermined value actually records the enlargement ratio in the enlarged display mode. To be determined based on the size of the image Ri, regardless of whether a combination of partial recording mode, it is possible to confirm reliably focus state in the enlarged display mode.
ここで、部分記録モードでの記録用の画像データの画角を可変とし、部分記録モードでの表示用の画像データの画角を、撮像素子の大きさを基準に定められた下限値以上に常に保つようにすると、様々な画角の画像を撮影して記録することが可能になって使い勝手が大きく向上する上、あまりに微小な範囲を拡大して表示することが避けられて、合焦状態の確認を確実に行い得る画像を常に提供することが可能になる。 Here, the angle of view of the image data for recording in the partial recording mode is variable, and the angle of view of the image data for display in the partial recording mode is greater than or equal to the lower limit value determined based on the size of the image sensor. If it is always kept, it is possible to shoot and record images of various angles of view, greatly improving usability, and avoiding enlarging and displaying a very small range, and focusing. It is possible to always provide an image that can be surely confirmed.
以下、本発明のデジタルカメラの一実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態のデジタルカメラ1の外観を図1〜図3に示し、その回路構成の概略を図4に模式的に示す。図1はデジタルカメラ1の正面図、図2は背面図、図3は上面図である。
Hereinafter, an embodiment of a digital camera of the present invention will be described with reference to the drawings. The external appearance of the
デジタルカメラ1は前面に撮影レンズ11を有し、背面に2つの表示部12、13を有する。上面には押しボタン式のシャッタースイッチ14、押しボタン式のスイッチ15およびスライド式のスイッチ16が設けられており、背面にはスライド式のスイッチ17が設けられている。図示しないが、デジタルカメラ1の底面には記録媒体であるメモリカード18(図4参照)を装着するための挿入口が設けられている。
The
図4に示すように、撮影レンズ11の瞳位置には絞り11aが備えられており、また、撮影レンズ11の後方には撮像素子21が配置されている。デジタルカメラ1は、撮影レンズ11を透過した撮影対象からの光を撮像素子21で光電変換して電荷とすることにより画像を撮影し、撮像素子21が蓄積した電荷を後述の諸回路で処理することにより、画像を表す画像データを生成する。生成した画像データが表す画像は表示部12、13に表示され、また、シャッタースイッチ14の操作により与えられる記録指示に応じて、画像データはメモリカード18に記録される。画像の撮影や表示は略一定の周期、例えば1/30秒で繰り返し行われる。
As shown in FIG. 4, a stop 11 a is provided at the pupil position of the
一方の表示部12は、大型の液晶表示器(LCD)より成り、記録用の画像データが表すと同じ画角の画像を表示する。使用者は数十cm以上離れたところから表示部12に表示された画像を観察することができる。以下、表示部12をモニターともいう。
One
他方の表示部13は、小型のLCD13a、凸レンズ13bおよび反射ミラー13cより成る。LCD13aは、記録用の画像データが表す画像と同じ画角、またはそれより小さな画角の画像を表示する。使用者は数cm以下の距離からレンズ13bおよびミラー13cを介してLCD13aを見ることにより、表示された画像をさらに拡大して観察することができる。レンズ13bは接眼レンズである。以下、表示部13を電子ビューファインダあるいはファンイダともいう。
The
使用者は、モニター12または電子ビューファインダ13に表示される画像を見ながら構図を設定したり、撮影対象に対する撮影レンズ11の合焦状態を確認したりすることができる。モニター12とファインダ13のどちらに画像を表示するかは切り換え可能であり、この切り換えはスイッチ17の設定により行われる。モニター12およびファインダ13のLCDはいずれも、水平(横)方向に640、垂直(縦)方向に480の画素を有する。
The user can set the composition while viewing the image displayed on the
撮像素子21は、水平方向に2560、垂直方向に1920の画素を有するエリアセンサである。各画素には赤色(R)光、緑色(G)光または青色(B)光を選択的に透過させるフィルターのいずれかが設けられており、全ての画素はR光用、G光用およびB光用の3種に分類される。これら3種の画素はベイヤー型に配列されている(図7参照)。
The
デジタルカメラ1の回路構成について、図4を参照して説明する。デジタルカメラ1は、撮像素子21よりアナログ信号として出力される電荷を処理する相関二重サンプリング(CDS)回路22および自動ゲイン制御(AGC)回路23、アナログ信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータ24、デジタル信号を処理して撮影された画像を表す画像データを生成する画像処理CPU25、ならびに画像処理CPU25が一時的な記憶に利用する画像メモリ26を備えている。
The circuit configuration of the
CDS回路22は撮像素子21が出力するアナログ信号のノイズを低減させ、AGC回路23は、そのゲインによってCDS回路22からの全ての信号のレベルを調整する。A/Dコンバータ24は、AGC回路23からのアナログ信号を10ビットのデジタル信号に変換する。
The CDS circuit 22 reduces the noise of the analog signal output from the
画像処理CPU25は、デジタル化された信号に画素補間25a、解像度変換25b、カラーバランス調整25c、およびガンマ補正25dの処理を行って、撮影された画像を表す画像データを生成する。また、メモリカード18に記録する画像データについては、画像圧縮25eの処理を行う。画像処理CPU25は、A/Dコンバータ24からのデジタル信号をまず画像メモリ26に書き込み、その後画像メモリ26からの信号の読み出しと画像メモリ26への信号の書き込みを行いながら画素補間25a〜画像圧縮25eの処理を進めていく。
The
画素補間25aは、撮像素子21の各画素の位置において欠落する信号(例えばG光用の画素の位置でのRおよびBの信号)を周囲の画素の信号から生成するものである。これにより、各画素に対応してR、G、Bの3つの信号が得られる。Gの信号については4画素の信号の中間2値の平均値、RおよびBの信号については2画素の信号の平均値を求める。 The pixel interpolation 25a generates a signal missing at each pixel position of the image sensor 21 (for example, R and B signals at the G light pixel position) from signals of surrounding pixels. Thereby, three signals of R, G, and B are obtained corresponding to each pixel. For the G signal, the average value of the intermediate binary values of the four pixel signals is obtained, and for the R and B signals, the average value of the two pixel signals is obtained.
解像度変換25bは、画素補間後の信号から、水平方向および垂直方向のそれぞれについて、所定数の信号を抽出するものである。信号の抽出は、抽出した信号で構成される画像データの用途に応じて行われ、所定範囲内の連続する信号を抽出することもあれば、全範囲から所定の間隔で離間した信号を抽出する、すなわち間引くこともある。これにより、画像データが表す画像の範囲が定まる。解像度変換25bでは、水平方向および垂直方向の信号列の複写も行う。信号列の複写は、後述の拡大表示モードで表示する画像の解像度を変換するために利用される。
The
カラーバランス調整25cは、適正なホワイトバランスとなるように、R、G、Bの信号群ごとの強度を調整するものである。具体的には、R、G、Bの信号の強度と分布に基づいて本来白色である部分を推測し、その部分について、R、G、Bの信号のそれぞれについての平均値を求めて、G/Rの強度比とG/Bの強度比からR、G、Bの各信号の強度を補正する。
The
ガンマ補正25dは、モニター12、ファインダ13、あるいはメモリカード18を介して画像データを使用する外部機器に適合するように、信号強度に非線形化を施すものである。画像圧縮25eは、JPEG方式に従って離散コサイン変換(DCT)およびハフマン符号化を行い、画像データを圧縮するものである。なお、メモリカード18に記録した画像データを読み出してモニター12に再生表示することも可能であり、その場合、画像処理CPU25は、読み出した画像データに圧縮の逆処理を施して、圧縮前の画像データを再生する。
The
デジタルカメラ1は、このほか、カメラ制御CPU31、絞りドライバ32、センサドライバ33、ビデオエンコーダ34、カードドライバ35を備えている。カメラ制御CPU31はデジタルカメラ1の全体を制御する。カメラ制御CPU31は、シャッタースイッチ14をはじめとする前述の諸スイッチを含む操作部36に接続されており、操作部36から与えられる信号に応じてデジタルカメラ1の動作を制御する。絞りドライバ32は絞り11aを駆動し、センサドライバ33は、光電変換によって蓄積した電荷の出力のタイミングを示す制御信号を生成して撮像素子21に与える。
In addition, the
シャッタースイッチ14により記録指示が与えられるまでの撮影においては、絞り11aを開放した状態とし、撮像素子21の光電変換時間(電子シャッター速度)を調整することにより露光量を制御する。記録指示が与えられたとき、すなわち記録用の画像を撮影するときは、あらかじめ定められた関係に従って絞り11aの口径と光電変換時間を設定して、露光量を制御する。露光量の制御は、撮像素子21の中央部の一部の領域からの信号の強度に基づいて行う。
In photographing until a recording instruction is given by the
ビデオエンコーダ34は画像処理CPU25から与えられる画像データを、NTSC方式またはPAL方式でエンコードして、モニター12およびファインダ13に出力する。カードドライバ35は、画像処理CPU25から与えられる画像データをメモリカード18に書き込み、また、メモリカード18から画像データを読み出して画像処理CPU25に与える。
The
デジタルカメラ1は、画像データの記録に関して、全体記録モードと部分記録モードの2モードを有する。全体記録モードは、撮像素子21の全体に対応する大きな画角の画像を表す画像データを生成するものであり、部分記録モードは、撮像素子21の一部に対応する小さな画角の画像を表す画像データを生成するものである。部分記録モードによりデジタルテレ機能が実現される。
The
部分記録モードの画角は、全体記録モードの画角の2/3、1/2および1/4の3つの画角の中から選択することができる。すなわち、部分記録モードの拡大率は1.5倍、2倍または4倍(面積では2.25倍、4倍または16倍)である。画角の切り換えは、スイッチ15を操作することにより行われる。スイッチ15を操作するごとに画角は順に変わり、選択された画角に対応する拡大率がモニター12またはファインダ13に暫時表示される。
The angle of view of the partial recording mode can be selected from three angles of view of 2/3, 1/2 and 1/4 of the angle of view of the entire recording mode. That is, the magnification in the partial recording mode is 1.5 times, 2 times, or 4 times (2.25 times, 4 times, or 16 times in area). The angle of view is switched by operating the
デジタルカメラ1はまた、画像の表示に関して、等倍表示モードと拡大表示モードの2モードを有する。等倍表示モードは、記録用の画像と同じ画角の画像をモニター12またはファインダ13の全体に表示するものであり、拡大表示モードは、記録用の画像よりも小さい画角の画像をファインダ13の全体に表示するものである。拡大表示モードによりマグニファイア機能が実現される。等倍表示モードと拡大表示モードはスイッチ17の設定により切り換えられる。
The
拡大表示モードの画角は、等倍表示モードの画角の1/2および1/4の2つの画角の中から選択することができる。すなわち、拡大表示モードの拡大率は2倍または4倍(面積では4倍または16倍)である。画角の切り換えは、スイッチ16を操作することにより行われる。
The angle of view in the enlarged display mode can be selected from two angles of view that are 1/2 and 1/4 of the angle of view in the normal magnification display mode. That is, the enlargement ratio in the enlargement display mode is 2 times or 4 times (4 times or 16 times in area). The angle of view is switched by operating the
全体記録モードおよび部分記録モードと等倍表示モードおよび拡大表示モードの組み合わせは任意であり、使用者は4通りの組み合わせの中から自由に選択することができる。拡大表示モードでは、記録に関するモードが全体記録モードであるは部分記録モードであるかによらず、記録用の画像データの画角の1/2または1/4に相当する中央の範囲を表示する。すなわち、拡大表示モードの拡大率は、撮像素子21の物理的な大きさではなく、実際の画像の大きさを基準に定められる。
A combination of the whole recording mode and the partial recording mode, the same magnification display mode, and the enlarged display mode is arbitrary, and the user can freely select from four combinations. In the enlarged display mode, a central range corresponding to 1/2 or 1/4 of the angle of view of the image data for recording is displayed regardless of whether the recording mode is the full recording mode or the partial recording mode. . That is, the enlargement ratio in the enlargement display mode is determined based on the actual image size, not the physical size of the
ただし、拡大率4倍の部分記録モードと拡大率4倍の拡大表示モードを組み合わせると、撮像素子21に対しては16倍の拡大率となって、合焦状態の確認には不適切な、あまりに微小な範囲を表示することになる。すなわち、撮影対象のどの部位が表示されているのかが使用者に判らなくなり、また、撮像素子21の画素の境界が明瞭に現れてしまう。そこで、デジタルカメラ1では、拡大率4倍の部分記録モードと組み合わせるときには、拡大表示モードの画角を全体記録モードの画角の1/10未満になることがないように制限している。つまり、この場合の拡大表示モードの拡大率は2.5倍である。
However, when the partial recording mode with a magnification factor of 4 and the magnified display mode with a magnification factor of 4 are combined, the
撮像素子21の構成を図5に模式的に示す。撮像素子21は、画素としてフォトダイオード21aを備えている。フォトダイオード21aは、前述のように、水平方向に2560、垂直方向に1920配列されている。フォトダイオード21aの垂直方向の列ごとに、電荷結合素子(CCD)として形成された垂直転送レジスタ21bが設けられており、各フォトダイオード21aは、光電変換によって蓄積した電荷(信号)を垂直転送レジスタ21bの対応部位に出力する。
The configuration of the
各垂直転送レジスタ21bは、同じくCCDとして形成された水平転送レジスタ21cに接続されており、各フォトダイオード21aが出力した信号を水平転送レジスタ21cの対応部位に順次出力する。また、水平転送レジスタ21cは増幅器21dに接続されており、水平転送レジスタ21cの出力は増幅器21dによって増幅されて、図外のCDS回路22に与えられる。
Each
フォトダイオード21aから垂直転送レジスタ21bへの信号の出力、垂直転送レジスタ21b内での信号の転送、水平転送レジスタ21c内での信号の転送は、前述のようにセンサドライバ33から与えられる制御信号によって制御される。一方、カメラ制御CPU31は、センサドライバ33を制御して、全体記録モードであるか部分記録モードであるかに応じて、また、等倍表示モードであるか拡大表示モードであるかに応じて、電荷を出力させるフォトダイオード21aや、垂直転送レジスタ21bおよび水平転送レジスタ21cの転送速度を変化させる。
Signal output from the photodiode 21a to the
以下、撮像素子21の電荷の読み出しから画像データのメモリカード18への記録またはモニター12もしくはファインダ13への画像の表示までの処理について具体例を掲げて説明する。各例で使用する符号のうち、P1は撮像素子21から電荷を読み出す処理、P2は画像を表す画像データを生成する処理、P3はモニター12またはファインダ13に画像を表示する処理を表す。また、S1は撮像素子21に蓄積された電荷、S2は処理P1で読み出されデジタル化された信号、S3は処理P2で画像を表す画像データとされた信号を表す。
Hereinafter, processing from reading of electric charges of the
第1の例の信号処理を図6に示す。この例は、全体記録モードにおいて、記録指示が与えられたときの信号処理である。この例では、撮像素子21の水平方向の全ての画素列の電荷を読み出して、読み出した全ての信号S2を画像データ生成処理P2で画像を表す信号S3とする。信号S3はメモリカード18に記録する。読み出し処理P1で電荷を読み出す画素列を図7に示す。
The signal processing of the first example is shown in FIG. This example is signal processing when a recording instruction is given in the overall recording mode. In this example, the charges of all the pixel columns in the horizontal direction of the
また、読み出し処理P1でセンサドライバ33から撮像素子21に与える制御信号を図8に模式的に示す。VDはフォトダイオード21aに電荷の出力を指令するパルスであり、全てのフォトダイオードに与えられる。VTは垂直転送レジスタ21bに転送を指令するパルスである。転送指令パルスVTは全期間にわたって一定の周期で与えられる。
Further, a control signal given from the
第2の例の信号処理を図9に示す。この例は、全体記録モードかつ等倍表示モードにおいて、記録指示が与えられるまでの処理である。この例では、撮像素子21の水平方向の画素列の電荷を4列に1列の割合で読み出して、垂直方向の間引き処理を行う。また、読み出しに際し、垂直転送レジスタ21b上で隣合う同色の画素の電荷を加算する。
The signal processing of the second example is shown in FIG. This example is processing until a recording instruction is given in the entire recording mode and the equal magnification display mode. In this example, the charges in the horizontal pixel columns of the
電荷を読み出す画素列を図10に示す。16画素列ごとに4画素列の電荷が読み出され、これらの画素列の中には、G光用の画素とR光用の画素を含む2つの画素列と、G光用の画素とB光用の画素を含む2つの画素列が含まれる。R光用の2画素の電荷は加算され、B光用の2画素の電荷も加算され、G光用の4画素の電荷も2画素ずつ加算される。結局、読み出し後の信号S2の水平方向の列の数は240になる。この読み出し処理P1は第1の例の読み出し処理の8倍の速度で行うことができる。 FIG. 10 shows a pixel column from which charges are read. The charges of 4 pixel columns are read out every 16 pixel columns. Among these pixel columns, two pixel columns including G light pixels and R light pixels, G light pixels, and B light Two pixel columns including pixels for light are included. The charges of the two pixels for R light are added, the charges of the two pixels for B light are added, and the charges of the four pixels for G light are also added by two pixels. Eventually, the number of horizontal columns of the signal S2 after reading is 240. This read process P1 can be performed at a speed eight times that of the read process of the first example.
画像データ生成処理P2では、水平方向の信号列それぞれについて、4画素に1画素の割合で信号を抽出して、信号S3の数を水平方向640、垂直方向240とする。この水平方向の信号数はモニター12やファインダ13のLCDの水平方向の画素数に一致し、垂直方向の信号数はLCDの垂直方向の画素数の半分になる。そこで、表示処理P3では、水平方向の各信号列を2回ずつ出力する。これで、撮像素子21の全体に対応する画角の画像が、モニター12やファインダ13の全体に表示される。
In the image data generation process P2, signals are extracted at a rate of one pixel per four pixels for each horizontal signal sequence, and the number of signals S3 is set to the
第3の例の信号処理を図11に示す。この例は、拡大率2倍の部分記録モードにおいて、記録指示が与えられたときの信号処理である。読み出し処理P1では、撮像素子21の垂直方向中央部の960の全ての画素列の電荷を読み出す。画像データ生成処理P2では、読み出した信号S2に含まれる各信号列の中央部の1280の信号を全て抽出して、画像を表す信号S3とする。信号S3はメモリカード18に記録する。
The signal processing of the third example is shown in FIG. This example is signal processing when a recording instruction is given in the partial recording mode with a magnification of 2 times. In the reading process P1, the charges of all the
読み出し処理P1でセンサドライバ33から撮像素子21に与える制御信号を図12に模式的に示す。図12において、駆動指令パルスVTのうちHを付した部分は、他の部分よりも周期が短く、高速駆動を指令するものである。出力指令パルスVDにより全ての画素列から電荷を垂直転送レジスタ21bに出力させる。しかし、上部の480の画素列分と下部の480の画素列分に相当する電荷は、垂直転送レジスタ21bを高速で駆動して(H)、読み出しを行わない。一方、中央の960の画素列の電荷については、水平転送レジスタ21cとの同期をとって垂直転送レジスタ21bを通常の速度で駆動して、読み出す。したがって、読み出し処理に要する時間は、第1の例の半分程度となる。
FIG. 12 schematically shows a control signal given from the
第4の例の信号処理を図13に示す。この例は、拡大率2倍の部分記録モードかつ拡大率2倍の拡大表示モードにおいて、記録指示が与えられるまでの信号処理である。読み出し処理P1は第2の例と同様に行う。すなわち、4画素列に1画素列の割合で電荷を読み出して、同色の2画素の電荷を加算する。画像データ生成処理P2では、読み出した信号S2の中央部の水平方向640、垂直方向120の信号を抽出し、さらに水平方向の各信号列を複写して2倍にし、画像を表す信号S3とする。表示処理P3では、信号S3に含まれる各信号列を2回ずつ出力する。図14に、撮像素子21の画角A1、記録する画像の画角A2、および表示する画像の画角A3の関係を示す。
The signal processing of the fourth example is shown in FIG. This example is signal processing until a recording instruction is given in a partial recording mode with an enlargement ratio of 2 and an enlarged display mode with an enlargement ratio of 2 times. The read process P1 is performed as in the second example. That is, charges are read at a rate of one pixel column to four pixel columns, and the charges of two pixels of the same color are added. In the image data generation process P2, the signals in the
この信号処理では、全体記録モードと同じ方法で読み出し処理P1を行うため、センサドライバ33から撮像素子21に与える制御信号を別途用意する必要がなく、センサドライバ33や撮像素子21の構成が複雑になることはない。また、感度の変更を伴わないため、等倍表示モードと拡大表示モードの切り換えを容易に行うことができる。表示する画像の垂直方向の分解能は記録用に撮影される画像の半分しかないが、水平方向の分解能は同じであるから、合焦状態の確認を容易にする機能が大きく低下することはない。
In this signal processing, since the reading process P1 is performed in the same manner as in the whole recording mode, it is not necessary to prepare a separate control signal from the
第5の例の信号処理を図15に示す。この例も、拡大率2倍の部分記録モードかつ拡大率2倍の拡大表示モードにおいて、記録指示が与えられるまでの信号処理である。読み出し処理P1では、撮像素子21の垂直方向中央部の画素列の電荷を、2列に1列の割合で、240画素列分読み出す。画像データ生成処理P2では、信号S2に含まれる各信号列の中央部の640の信号を抽出して、画像を表す信号S3とする。表示処理P3では、信号S3に含まれる各信号列を2回ずつ出力する。読み出し処理P1で電荷を読み出す画素列を図16に示す。撮像素子21の画角A1、記録する画像の画角A2、および表示する画像の画角A3の関係は図14に示したものと同じである。
FIG. 15 shows the signal processing of the fifth example. This example is also signal processing until a recording instruction is given in the partial recording mode with an enlargement ratio of 2 and the enlarged display mode with an enlargement ratio of 2 times. In the reading process P1, the charges of the pixel columns at the center in the vertical direction of the
読み出し処理P1は第3の例と同様な方法で行う。すなわち、撮像素子21の上部および下部の各720の画素列の電荷については高速で転送を行って、中央部の画素列の電荷だけを通常の速度で水平転送レジスタに出力させる。したがって、読み出し処理はきわめて短時間で行うことができる。
The read process P1 is performed by the same method as in the third example. That is, the charges in the upper and lower 720 pixel columns of the
第6の例の信号処理を図17に示す。この例は、拡大率2倍の部分記録モードかつ拡大率4倍の拡大表示モードにおいて、記録指示が与えられるまでの信号処理である。読み出し処理P1では、撮像素子21の垂直方向中央部の240の画素列の電荷を全て読み出す。画像データ生成処理P2では、信号S2に含まれる各信号列の中央部の320の信号を抽出し、抽出した信号に含まれる垂直方向の各信号列を複写して、画像を表す信号S3とする。表示処理P3では、信号S3に含まれる水平方向の各信号列を2回ずつ出力する。図18に、撮像素子21の画角A1、記録する画像の画角A2、および表示する画像の画角A3の関係を示す。
The signal processing of the sixth example is shown in FIG. This example is signal processing until a recording instruction is given in the partial recording mode with an enlargement ratio of 2 and the enlarged display mode with an enlargement ratio of 4 times. In the reading process P1, all the charges in the 240 pixel columns at the center in the vertical direction of the
読み出し処理P1では、撮像素子21の上部および下部の各840の画素列の電荷については高速で転送を行って、中央部の画素列の電荷だけを通常の速度で水平転送レジスタに出力させる。したがって、読み出し処理はきわめて短時間で完了する。なお、処理P2で垂直方向の画素列の複写を行っているが、記録用の画像と同じ分解能で画像を表示することができるため、合焦状態の確認を容易にする機能の低下は皆無である。
In the reading process P1, the charges of the pixel columns of the upper and lower portions of the
第7の例の信号処理を図19に示す。この例は、拡大率4倍の部分記録モードにおいて、記録指示が与えられたときの信号処理である。読み出し処理P1では、撮像素子21の垂直方向中央部の960の画素列の電荷を全て読み出す。画像データ生成処理P2では、信号S2のうち中央部の水平方向640、垂直方向480の信号を抽出して、画像を表す信号S3とする。信号S3はメモリカード18に記録する。
The signal processing of the seventh example is shown in FIG. This example is signal processing when a recording instruction is given in the partial recording mode with a magnification of 4 times. In the readout process P1, all charges in the 960 pixel columns in the center in the vertical direction of the
この例でも、撮像素子21の上部および下部の各480の画素列の電荷については高速で転送を行って、中央部の画素列の電荷だけを通常の速度で水平転送レジスタに出力させる。したがって、読み出し処理P1に要する時間は短い。
Also in this example, the charges in the upper and lower 480 pixel columns of the
第8の例の信号処理を図20に示す。この例は、拡大率1.5倍の部分記録モードにおいて、記録指示が与えられたときの信号処理である。読み出し処理P1では、撮像素子21の全ての画素列の電荷を読み出す。画像データ生成処理P2では、信号S2のうち中央部の水平方向1706、垂直方向1280の信号を抽出して、画像を表す信号S3とする。信号S3はメモリカード18に記録する。
The signal processing of the eighth example is shown in FIG. This example is signal processing when a recording instruction is given in the partial recording mode with an enlargement ratio of 1.5. In the reading process P1, the charges of all the pixel columns of the
第9の例の信号処理を図21に示す。この例は、全体記録モードかつ拡大率4倍の拡大表示モードにおいて、記録指示が与えられるまでの信号処理である。読み出し処理P1では、撮像素子21の垂直方向中央部の画素列の電荷を、2列に1列の割合で、240画素列分読み出す。画像データ生成処理P2では、信号S2に含まれる各信号列の中央部の640の信号を抽出して、画像を表す信号S3とする。表示処理P3では、信号S3に含まれる各信号列を2回ずつ出力する。読み出し処理P1で電荷を読み出す画素列は、図16に示したものと同じである。
The signal processing of the ninth example is shown in FIG. This example is signal processing until a recording instruction is given in the entire recording mode and the enlarged display mode with an enlargement ratio of 4 times. In the reading process P1, the charges of the pixel columns at the center in the vertical direction of the
第10の例の信号処理を図22に示す。この例も、全体記録モードかつ拡大率4倍の拡大表示モードにおいて、記録指示が与えられるまでの信号処理である。ただし、垂直方向の拡大率は4倍よりもやや小さい。読み出し処理P1では、撮像素子21の垂直方向中央部の画素列の電荷を、2列に1列の割合で、220画素列分読み出す。画像データ生成処理P2では、信号S2に含まれる各信号列の中央部の640の信号を抽出して、画像を表す信号S3とする。表示処理P3では、信号S3に含まれる各信号列を2回ずつ出力する。表示する画像は、第9の例で表示する画像から、上端部と下端部のそれぞれ4%程度を除いたものとなる。読み出し処理P1で電荷を読み出す画素列は、図16に示したものと同様である。
The signal processing of the tenth example is shown in FIG. This example is also signal processing until a recording instruction is given in the entire recording mode and the enlarged display mode with an enlargement ratio of 4 times. However, the enlargement ratio in the vertical direction is slightly smaller than four times. In the reading process P1, the charges of the pixel columns at the center in the vertical direction of the
この例で垂直方向の拡大率を4倍よりもやや小さくしているのは、拡大表示モードで等倍表示モードと同じかそれを超える速度で画像を表示し得るようにするためである。本実施形態のデジタルカメラ1では、撮像素子21の垂直方向の画素数は1920であって特別多くないから、第9の例でも拡大表示モードの表示速度が等倍表示モードよりも遅くなることはない。しかし、撮像素子21として画素数がきわめて多いものを使用する構成では、拡大表示モードの表示速度を高めるために、この信号処理の方法は有用である。
In this example, the reason why the vertical enlargement ratio is set to be slightly smaller than 4 times is to allow an image to be displayed in the enlargement display mode at the same speed or higher than the same magnification display mode. In the
なお、本実施形態のデジタルカメラ1では、表示部としてモニター12とファインダ13の2つを備えているが、ファインダ13を省略することも可能である。その場合、等倍表示モードと拡大表示モードの切り換えに応じて、モニター12に表示する画像を切り換えるようにする。また、ここでは、画素、処理対象とする信号、拡大率等の具体的な数値を示したが、これらは例にすぎず、他の値とすることもできる。今後もより多くの画素を有する撮像素子が開発されると期待されるが、処理対象とする信号数や拡大率は撮像素子の画素数に応じて定めればよい。
In the
1 デジタルカメラ
11 撮影レンズ
11a 絞り
12 モニター
13 電子ビューファインダ
13a LCD
13b 接眼レンズ
14 シャッタースイッチ
15〜17 スイッチ
18 メモリカード
21 撮像素子
21a フォトダイオード
21b 垂直転送レジスタ
21c 水平転送レジスタ
22 CDS回路
23 AGC回路
24 A/Dコンバータ
25 画像処理CPU
25a 画素補間処理
25b 解像度変換処理
25c カラーバランス調整処理
25d ガンマ補正処理
25e 画像圧縮処理
26 画像メモリ
31 カメラ制御CPU
32 絞りドライバ
33 センサドライバ
34 ビデオエンコーダ
35 カードドライバ
36 操作部
1
25a
32
Claims (2)
拡大表示モードでの表示用の画像データの画角は、全体記録モードと部分記録モードのいずれにおいても、記録用の画像データの画角に対して所定値に定められていることを特徴とするデジタルカメラ。 It is equipped with an image sensor in which pixels are arranged in a two-dimensional manner, and each pixel of the image sensor reads out the electric charge accumulated by photoelectric conversion, generates display image data, and repeatedly displays an image represented by the image data , A digital camera that generates and records image data for recording in accordance with a recording instruction given in the meantime, and performs overall recording in which the angle of view of the image data for recording is an angle of view corresponding to substantially the entire image sensor Mode, partial recording mode in which the angle of view of the image data for recording corresponds to a part of the image sensor, and the angle of view of the image data for display is the same as the angle of view of the image data for recording The same size display mode that displays the image at a predetermined size, and the angle of view of the image data for display is smaller than the angle of view of the image data for recording, and the image is substantially the same as the normal size display mode. Enlarged display to display in size In those with and over de,
The angle of view of the image data for display in the enlarged display mode is set to a predetermined value with respect to the angle of view of the image data for recording in both the whole recording mode and the partial recording mode. Digital camera.
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