JP4015964B2 - デジタルカメラ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルカメラに係わり、特に、撮像素子により被写体を撮影して、被写体像を表す画像データを取得するデジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの撮像素子の高解像度化に伴い、デジタルカメラの高画素化が進み、１０００万画素を超えるようなものも開発されるようになってきている。デジタルカメラでは、画像の画素数が増えると、撮影１回当たりのデータ処理量が増え、撮影間隔（次の撮影が可能になるまでの待ち時間）が長くなってしまう。
【０００３】
このための技術として、デジタルカメラに撮影により得られたデジタル画像データ（以下、画像データ）を記録する記憶手段を複数設け、複数の記憶手段に画像データを並行して記録する技術がある（特許文献１参照）。しかしながら、この技術は、画像データの記録処理を高速化するためのものであり、記録処理の前に画像データに施す欠陥画素補正、エッジ強調処理、ＹＣ変換処理といった撮影信号処理を高速化することはできず、撮影間隔の短縮には限界があった。このため、近年は、１回の撮影で得られた１画像分の画像データを分割して、複数のプロセッサで１画像分の撮影信号処理を分担（並列処理）するデジタルカメラの開発が進められている。この場合、プロセッサの個数だけ消費電力が増大するため、静止画を撮影する本撮影以外での消費電力を極力抑える必要がある。
【０００４】
ところで、デジタルカメラには、液晶モニタなど撮影した画像を表示するための表示手段が一般に設けられている。この表示手段は、撮影の際には、該デジタルカメラが捕らえている被写体像を動画表示し、撮影者が画角や焦点を合わせるためのファインダ（所謂ビューファインダ）として用いられるが、高画素の撮像素子を用いると、フレームレートが低くなってしまう。具体的に、１０００万画素を超えるような撮像素子の場合は１コマ／秒程度の速度でしか画像を読み出すことができず、３０コマ／秒程度のフレームレートが要求される動画表示機能を達成することはできなかった。このため、従来より、動画には、静止画ほど解像度への要求が高くない点に着目して、動画表示の際に、撮像素子から所定方向に画像を間引いて読み出すことで、読出速度を向上する技術が提案されている（特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２３３６５号公報
【特許文献２】
特開平５−９１４１５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、画像を間引いて読み出す従来の技術を、撮影間隔の短縮化のために複数のプロセッサで撮影信号処理を分担するデジタルカメラに単に適用しただけでは、動画では静止画よりも１画像（１フレーム）の画素数が減らされているのにも係わらず、静止画と同数のプロセッサで撮影信号処理が分担されることになり、電力が無駄に消費されるという問題があった。
【０００７】
本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、高画素化によっても動画表示機能を実現でき、且つ撮影間隔の短縮及び省電力化を図ることができる動画表示機能を備えたデジタルカメラを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、被写体像に対応する光を受光して、受光量に応じた電荷を画素毎に蓄積して画像信号を生成すると共に、蓄積した電荷を掃き出す掃出手段を備えた撮像素子と、前記撮像素子から前記画像信号を読み出す読出手段と、前記読出手段により読み出した前記画像信号に基づく画像データに対して所定の撮影信号処理を施すと共に、１被写体像分の前記撮影信号処理を分担して並列処理する複数の撮影信号処理手段と、前記複数の撮影信号処理手段により並列処理された前記画像データを記録メディアに記録する記録手段と、前記被写体像を表示するための表示手段と、を備えたデジタルカメラであって、前記表示手段に前記被写体像を動画表示する場合は、前記読出手段は、前記掃出手段を動作させて前記撮像素子から前記画像信号を所定周期で間引いて読出し、当該読出し結果の画像データに対する前記撮影信号処理を前記複数の撮影信号処理手段の何れか１つのみが担当する、ことを特徴としている。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、撮像素子は、被写体像に対応する光を受光して、受光量に応じた電荷を画素毎に蓄積し、この画素毎の蓄積電荷を画像信号として読出手段により読み出すことで、被写体像を表す画像データが取得される。この被写体像を表す画像データの撮影信号処理を複数の撮影信号処理手段で分担して並列処理する。並列処理した画像データは記録手段により記録メディアに記録され、後からこの記録した画像データを表示手段に再生表示することができる。すなわち、複数の撮影信号処理手段で被写体像を表す画像データの撮影信号処理を分担して並列処理するので、撮影間隔を短縮可能である。なお、記録メディアは、デジタルカメラに内蔵されているものでもよいし、デジタルカメラに着脱可能に装填されているものであってもよい。
【００１０】
ここで、この表示手段に被写体像を動画表示する場合には、読出手段では、撮像素子から画像信号を読み出す際に、撮像素子の掃出手段を動作させて蓄積電荷を所定周期で掃き出させ、撮像素子から所定周期で間引きながら画像信号を読出す。これにより、本来の被写体像を縮小した画像データを取得することができ、この画像データの撮影信号処理については、複数の撮影信号処理手段の何れか１つのみが担当する。すなわち、撮像素子から画像信号を間引き読出しすることで、高速読出しが可能となり、動画撮影機能を実現できると共に、撮影信号処理を１つの撮影信号処理手段だけで行い、他の撮影信号処理手段は駆動されないので、省電力化も実現できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、被写体像に対応する光を受光して、受光量に応じた電荷を画素毎に蓄積して画像信号を生成すると共に、蓄積した電荷を掃き出す掃出手段を備えた撮像素子と、前記撮像素子から前記画像信号を読み出す読出手段と、前記読出手段により読み出した前記画像信号に基づく画像データに対して所定の撮影信号処理を施すと共に、１被写体像分の前記撮影信号処理を分担して並列処理する複数の撮影信号処理手段と、前記複数の撮影信号処理手段により並列処理された前記画像データを記録メディアに記録する記録手段と、前記被写体像を表示するための表示手段と、を備えたデジタルカメラであって、前記表示手段に前記被写体像を動画表示する場合は、前記読出手段は、前記掃出手段を動作させて、前記撮像素子から前記被写体像の一部の領域の画像信号を読出し、当該読出し結果の画像データに対する前記撮影信号処理を前記複数の撮影信号処理手段の何れか１つのみが担当する、ことを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、撮像素子は、被写体像に対応する光を受光して、受光量に応じた電荷を画素毎に蓄積し、この画素毎の蓄積電荷を画像信号として読出手段により読み出すことで、被写体像を表す画像データが取得される。この被写体像を表す画像データの撮影信号処理を複数の撮影信号処理手段で分担して並列処理する。この並列処理した画像データは記録手段により記録メディアに記録され、後からこの記録した画像データを表示手段に再生表示することができる。すなわち、複数の撮影信号処理手段で被写体像を表す画像データの撮影信号処理を分担して並列処理するので、撮影間隔を短縮可能である。なお、記録メディアは、デジタルカメラに内蔵されているものでもよいし、デジタルカメラに着脱可能に装填されているものであってもよい。
【００１３】
ここで、表示手段に被写体像を動画表示する場合には、読出手段では、撮像素子から画像信号を読み出す際に、撮像素子の掃出手段を動作させて不要領域の蓄積電荷を掃き出させ、撮像素子から被写体像の一部の領域の画像信号を読出す。これにより、本来の被写体像の一部の領域を表す画像データを取得することができる。この画像データの撮影信号処理については、複数の撮影信号処理手段の何れか１つのみが担当する。すなわち、撮像素子から被写体像の一部の領域のみを読出すことで、高速読出しが可能となり、動画撮影機能を実現できると共に、撮影信号処理を１つの撮影信号処理手段だけで行い、他の撮影信号処理手段は駆動されないので、省電力化も実現できる。なお、この場合、請求項３に記載されているように、前記被写体像の一部分を、前記被写体像の焦点を合わせるために用いる画像領域にするとよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明に係る実施形態の１例を詳細に説明する。
【００１５】
［全体構成］
図１に示すように、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０は、被写体像を結像させるためのレンズを含んで構成された光学ユニット１２と、光学ユニット１２を駆動するための駆動回路１４と、光学ユニット１２の光軸後方に配設され、１０００万画素レベルで被写体像を撮影するＣＣＤイメージセンサ（以下、単にＣＣＤと称す）１６と、ＣＣＤ１６の駆動を制御すると共に、ＣＣＤ１６から読み出された被写体像を示す出力信号に対して所定のアナログ信号処理を施すアナログフロントエンド１８と、主として画像データに対して所定のデジタル信号処理を施すためのデジタル演算処理部２０と、記録手段として、記録メディア２２に対する各種データの読書きを制御するメディアインタフェース（Ｉ／Ｆ）２４と、表示手段として、撮影によって得られた画像や各種情報を表示するための表示モニタ２６と、撮影者によって操作される操作手段２８と、所定のケーブルを介して接続されたＰＣなどの外部装置へ画像データを出力するための外部出力Ｉ／Ｆ３０と、を備えて構成されている。
【００１６】
なお、操作手段２８には、図示は省略するが、静止画の撮影記録を指示する際に操作されるレリーズボタン、撮影モード／再生モードの何れかを選択するために操作されるモード切替スイッチ、各種パラメータを設定したり、再生モード選択時には再生対象の画像を指定するために操作されるカーソルボタン、本デジタルカメラ１０の電源をＯＮ／ＯＦＦするために操作される電源スイッチなどが含まれる。
【００１７】
光学ユニット１２は、ステッピングモータ等の駆動源の駆動力により焦点位置を変更可能な機構（オートフォーカス（ＡＦ）機構）を備えたズームレンズ（焦点距離可変レンズ）であり、このＡＦ機構及びズーム機構は、駆動回路１４によって駆動される。なお、ＡＦ機構のみを備えた焦点距離固定レンズを用いてもよい。
【００１８】
なお、本実施の形態では、合焦制御として、撮影によって得られた画像のコントラストが最大となるようにレンズ位置を調整する、所謂ＴＴＬ（Through The Lens）方式を採用しており、撮影エリア内の予め定められた位置（ＡＦフレーム）に存在する被写体に焦点が合うように、自動的に合焦制御が行われるようになっている。具体的には、撮影者による操作手段２８のモード切替スイッチの操作により、撮影モードが選択されている場合には、レリーズボタンが半押しされることによって、自動的に合焦制御が行われる。
【００１９】
この光学ユニット１２の焦点位置に相当する位置に、撮像素子であるＣＣＤ１６が配設されている。光学ユニット１２を通過した光は、ＣＣＤ１６の受光面上に結像されるようになっている。
【００２０】
ＣＣＤ１６の受光面上には、多数個の光電変換セルがマトリクス状に配列されており、各々のセルにおいて受光量に応じた信号電荷を蓄積し、当該蓄積した信号がアナログ画像信号として出力される。具体的に、本実施の形態では、ＣＣＤ１６として、所謂電子シャッター機能を有するインターライン型のＣＣＤセンサを用いる。なお、本発明は、ＣＣＤ１６の種類を特に限定するものではない。また、ＣＣＤ１６の代わりに、ＣＭＯＳイメージセンサを用いることもできる。
【００２１】
このＣＣＤ１６は、アナログフロントエンド１８と接続されており、アナログフロントエンド１８は、タイミングジェネレータ（ＴＧ）３２と、アナログ処理回路３４と、Ａ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）３６と、を含んで構成されている。
【００２２】
タイミングジェネレータ３２は、主として、ＣＣＤ１６、アナログ処理回路３４、及びＡ／Ｄコンバータ３６を駆動させるためのタイミング信号（詳細後述）を生成して、各部に供給するものである。なお、このタイミングジェネレータ３２は、アナログフロントエンド１８とは別に設けてもよいし、ＣＣＤ１６に内蔵してもよい。
【００２３】
ＣＣＤ１６は、このタイミングジェネレータ３２からのタイミング信号と同期して、撮影した被写体像を表すアナログ画像信号（受光面上にマトリクス状に配列された多数個の光電変換セルの各々における受光量を表す信号）を出力する。すなわち、タイミングジェネレータ３２が本発明の読出手段に対応する。ＣＣＤ１６から出力されたアナログ画像信号は、アナログフロントエンド１８に入力されるようになっている。
【００２４】
アナログフロントエンド１８では、この入力されたアナログ画像信号に対して、タイミングジェネレータ３２のタイミング信号と同期して、アナログ処理回路３４により相関２重サンプリング処理を施し、且つＲＧＢ各色毎の感度調整を行った後、Ａ／Ｄコンバータ３６によりデジタル画像信号に変換して出力する。アナログフロントエンド１８の出力端は、デジタル演算処理部２０と接続されており、アナログフロントエンド１８から出力されたデジタル画像信号は、デジタル演算処理部２０へ伝達されるようになっている。
【００２５】
デジタル演算処理部２０は、撮影信号処理手段として、複数のプロセッサ４０を備え、且つ各プロセッサ４０に対して、主としてＣＣＤ１６による撮影によって得られた画像データを一時的に記憶するためのＳＤＲＡＭ４２と、各種プログラム、パラメータなどが予め記憶されたＲＯＭ４４とが設けられている。各プロセッサ４０は、対応するＳＤＲＡＭ４２及びＲＯＭ４４とバス４６を介して接続されており、ＳＤＲＡＭ４２及びＲＯＭ４４に任意にアクセスすることができるようになっている。
【００２６】
なお、本実施の形態では一例として、第１〜第３の３つのプロセッサ４０を備えた場合を説明する。また、以下では、各プロセッサを区別する場合は、第１のプロセッサ４０Ａ、第２のプロセッサ４０Ｂ、第３のプロセッサ４０Ｃと称し、ＳＤＲＡＭ４２、ＲＯＭ４４、及びバス４６についても対応するプロセッサを示すアルファベット（Ａ／Ｂ／Ｃ）を符号末尾に付与して説明する。
【００２７】
各プロセッサ４０は、それぞれアナログフロントエンド１８及びメディアＩ／Ｆ２４と各種情報を授受可能に接続されている。各プロセッサ４０は、アナログフロントエンド１８からデジタル演算処理部２０に出力されたデジタル画像信号を取り込むことができる。また、各プロセッサ４０は、取り込んだデジタル画像信号を、それぞれ対応するＳＤＲＡＭ４２の所定領域に画像データとして一旦格納した後、ＳＤＲＡＭ４２から画像データを読出して、所定のデジタル信号処理を施した後、それぞれ対応するＳＤＲＡＭ４２に書き戻す。
【００２８】
このときプロセッサ４０で実行されるデジタル信号処理には、例えば、ＣＣＤ１６の欠陥画素に対応する画像データを当該欠陥画素の周辺の画素に対応する画像データを用いて補正する欠陥画素補正処理、画像の明るさを補正するγ補正処理、画像を先鋭化にするエッジ強調処理、色のバランス調整を行うゲイン補正処理（所謂、ホワイトバランス補正処理）、及びＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色の画像データをＹ信号（輝度信号）及びＣ信号（色差信号）に変換するＹＣ変換処理が含まれ、ＳＤＲＡＭ４２に書き戻されるデータは、ＹＣ変換処理後のデータ（ＹＣ信号）である。
【００２９】
このＳＤＲＡＭ４２に書き戻された画像データは、ユーザから撮影記録が指示された場合には、各々対応するプロセッサ４０により読み出され、所定の圧縮形式（例えば、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）形式等）で圧縮する圧縮処理が行われた後、メディアＩ／Ｆ２４を介して同一の記録メディア２２へ記録される。なお、記録メディア２２としては、マイクロドライブ、スマートメディア、ＰＣカート、マイクロドライブ、マルチメディアカード（ＭＭＣ）、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、メモリスティックなどの種々の形態が可能であり、使用されるメディアに応じた信号処理手段とインターフェースが適用される。
【００３０】
なお、以下では、プロセッサ４０において画像データに対して実行される処理（デジタル信号処理や圧縮処理）のことを撮影信号処理と総称して説明する。
【００３１】
ここで、本実施形態に係わるデジタルカメラ１０においては、撮影信号処理の高速化のために、図２に示すように、１回の撮影により得られる１画像（１フレーム）５０を３つの領域（担当領域）５２に分割し、第１〜第３のプロセッサ４０Ａ〜Ｃに撮影信号処理を分担させて並列処理するようになっている。すなわち、第１〜第３のプロセッサで１画像５０分の撮影信号処理を分割処理する。なお、図２では、１画像５０が３αライン（α：正の整数）で構成されている場合を示しており、画像をライン方向にαライン毎に均等に３分割した場合を示している。また、図２では、担当領域５２の符号末尾に、担当するプロセッサ４０Ａ〜Ｃを表すアルファベット（Ａ／Ｂ／Ｃ）を付与している。
【００３２】
この分割処理のために、各プロセッサ４０には、画像データの他に、タイミングジェネレータ３２により発生されたタイミング信号もアナログフロントエンド１８から供給されるようになっている。
【００３３】
詳しくは、前述のアナログフロントエンド１８では、タイミングジェネレータ３２のタイミング信号に同期して出力された信号に対して、アナログ信号処理及びＡ／Ｄ変換を行って出力するので、デジタル画像信号もタイミングジェネレータ３２のタイミング信号に同期してアナログフロントエンド１８から出力されることになる。タイミングジェネレータ３２のタイミング信号を各プロセッサ４０に供給することにより、各プロセッサ４０では、このタイミング信号により、画像上におけるアナログフロントエンド１８から出力されているデジタル画像信号の位置を把握でき、図２に示すように、各々の担当領域５２の撮影信号処理に必要な領域（以下、取込領域）５４の画像データを取り込んで、担当領域５２の撮影信号処理を行う。なお、図２では、取込領域５４の符号末尾に、担当するプロセッサ４０Ａ〜Ｃを表すアルファベット（Ａ／Ｂ／Ｃ）を付与している。
【００３４】
なお、取込領域５４については、撮影信号処理に含まれる周辺の多画素を用いた補間処理を考慮して、図２に示すように、担当領域５２が隣り合うプロセッサ４０間で、画像の分割位置となる両者の担当領域の繋ぎ目Ｌの近傍が重複するように重複領域５６を設けて設定し、第１〜第３のプロセッサ４０では、互いに重複領域５６を設けながら、画像データを分割して取込むようにするとよい。
【００３５】
また、第１〜第３のプロセッサ４０Ａ〜Ｃの各々は、図１に示すようにバス４８に接続されており、バス４８を介して相互に通信可能となっている。第１〜第３のプロセッサ４０Ａ〜Ｃは、このバス４８を介した通信により、各々で処理した画像データを送受信可能であると共に、互いの状況を把握することもできる。
【００３６】
第１〜第３のプロセッサ４０Ａ〜Ｃの少なくとも１つ、本実施形態では具体的に第１のプロセッサ４０Ａは、表示モニタ２６及び外部出力Ｉ／Ｆ３０と接続されている。第１のプロセッサ４０Ａの制御により、撮影した画像を表示モニタ２６に表示したり、外部出力Ｉ／Ｆ３０から外部装置に撮影により得られた画像データを出力することができる。なお、外部装置へ出力する画像データの指定は、外部出力Ｉ／Ｆ３０を介して外部装置から入力される。
【００３７】
また、表示モニタ２６は、撮影モード選択時には、ＣＣＤ１６による連続的な撮像によって得られた動画像（スルー画像）を表示し、ファインダとして使用できるものとして構成されている。なお、撮影画像の表示は、プロセッサ４０によるＹＣ変換後の画像データを所定方式（例えば、ＮＴＳＣ方式）の映像信号に変換する表示制御回路（図示省略）を介して表示モニタ２６に出力することで行われる。
【００３８】
また、第１〜第３のプロセッサ４０Ａ〜Ｃの何れか１つのプロセッサ、本実施形態では具体的に第１のプロセッサ４０Ａは、他のプロセッサ４０の処理を含めた該デジタルカメラ１０全体の動作の制御を行うマスタープロセッサとして用いられる。
【００３９】
このため、マスタープロセッサとしての第１のプロセッサ４０Ａは、駆動回路１４、タイミングジェネレータ３２、及び操作手段２８とも接続されている。第１のプロセッサ４０Ａは、操作手段２８の被操作に応じて、駆動回路１４、タイミングジェネレータ３２、及び各プロセッサ４０の動作を制御することで、該デジタルカメラ１０全体の動作を制御することができる。
【００４０】
また、本実施形態に係るデジタルカメラ１０においては、動画（スルー画像）表示には、間引き画像を用いるようになっている。すなわち、静止画の撮影記録にはＣＣＤ１６により得られる画像５０全体を用いるが、動画表示については、所定の割合で間引いた縮小画像を用いるようになっている。このために、ＣＣＤ１６として、図３に示す如く信号電荷を掃き出す掃出手段を備えたＣＣＤイメージセンサを用いている。なお、図３は、一般的なインターライン転送型のＣＣＤイメージセンサに行単位で信号電荷を掃き出す掃出手段を設けた例である。
【００４１】
図３に示すように、このインターライン転送型のＣＣＤ１６は、各々入射光に応じた電荷を発生する光電変換セル７０が水平方向及び垂直方向に所定ピッチで配置されている。なお、同図において光電変換セル７０毎に表記されている‘Ｒ’、‘Ｇ’、‘Ｂ’は、対応する光電変換セル７０の受光面上に設けられた色分解フィルタ（図示省略）の対応色を示すものであり、‘Ｒ’は赤を、‘Ｇ’は緑を、‘Ｂ’は青を、各々示している。また、ＣＣＤ１６には、受光部列の間の各々に、各受光部列の各々に対応して垂直転送路７４が形成されている。垂直転送路７４は、光電変換セル７０の各々に対応して設けられた、垂直転送電極Ｖを備えた垂直転送ＣＣＤを含んで構成されている。
【００４２】
また、ＣＣＤ１６には、電気的に接続された垂直転送電極Ｖに所定レベルの電圧が印加されることにより、光電変換セル７０で発生された信号電荷を当該光電変換セル７０から対応する垂直転送ＣＣＤに転送させるトランスファーゲート（転送ゲート）７６が各光電変換セル７０に対応して設けられている。
【００４３】
ここで、垂直転送電極Ｖは各行毎に電気的に接続されている。また、このＣＣＤ１６には、垂直転送電極Ｖに対し、垂直転送路７４による電荷転送方向（垂直方向）に沿って７つおきに共通の垂直駆動信号が供給されるように垂直駆動信号用配線７８が設けられている。すなわち、ＣＣＤ１６は、垂直転送路７４を８相の垂直駆動信号φＶ１〜φＶ８によって駆動させるものとして構成されており、垂直駆動信号φＶ１、φＶ２、・・・、φＶ８は、各々、垂直転送電極Ｖ１、Ｖ２、・・・、Ｖ８に印加される。
【００４４】
また、ＣＣＤ１６には、各垂直転送路７４の電荷転送方向最下流に位置する垂直転送ＣＣＤに隣接して、各垂直転送路７４から転送された電荷を水平方向に転送する水平転送路８２が形成されている。水平転送路８２は、対応する垂直転送路７４の各々に対応して設けられた、水平転送電極Ｈを備えた水平転送ＣＣＤを含んで構成されている。水平転送電極Ｈは、水平転送路８２による電荷転送方向に沿って２つおきに水平駆動信号が供給されるように構成されている。すなわち、ＣＣＤ１６は、水平転送路８２を２相の水平駆動信号φＨ１、φＨ２によって駆動させるものとして構成されており、水平転送路８２では水平駆動信号φＨ１、φＨ２が各々水平転送電極Ｈ１Ｌ、Ｈ２Ｌに印加される。ＣＣＤ１６では、垂直転送路から転送されてきた電荷を水平転送路８２において水平駆動信号に同期して所定方向に転送して、当該所定方向の端部から画像信号として出力する。以上が、一般的なインターライン転送型のＣＣＤイメージセンサの構成である。
【００４５】
図３に示すＣＣＤ１６は、上記のような一般的なインターライン転送型のＣＣＤイメージセンサに対して、リセット信号φＲとして、所定レベルの電圧を印加することにより、水平転送路８２に含まれる水平転送ＣＣＤに蓄積された電荷を掃き出す水平リセットドレイン８８を更に設けて構成されている。すなわち、不要部分の信号電荷については、垂直転送路７４から水平転送路８２に転送され、水平転送ＣＣＤに蓄積されている時点で、水平リセットドレイン８８にリセット信号φＲ、すなわち所定レベルの電圧を印加して行単位で掃き出すことがっできる。
【００４６】
なお、ＣＣＤ１６を駆動するためのタイミング信号である垂直駆動信号φＶ１〜φＶ８、水平駆動信号φＨ１、φＨ２、及びリセット信号φＲは、タイミングジェネレータ３２から供給される。
【００４７】
なお、本実施の形態では、説明の簡便化のために、ＣＣＤ１６を行単位で信号電荷を掃き出し可能に構成した場合（図３参照）を説明するが、ＣＣＤ１６は、列単位で信号電荷を掃き出し可能に構成してもよいし、行・列の両単位で信号電荷を掃き出し可能に構成してもよい。
【００４８】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００４９】
本実施形態に係わるデジタルカメラ１０においては、撮影者による操作手段２８の電源スイッチの操作により、電源がＯＮされると起動される。撮影者は、該デジタルカメラ１０で撮影を行う場合には、操作手段２８のモード切替スイッチを操作して撮影モードを選択する。撮影者により撮影モードが選択された場合は、デジタルカメラ１０では、図４に示す如く動作する。
【００５０】
すなわち、デジタルカメラ１０は、撮影モードが選択されると、まず図４のステップ１００において、マスタープロセッサとしての第１のプロセッサ４０Ａの制御により、タイミングジェネレータ３２を駆動し、光学ユニット１２を介したＣＣＤ１６の連続的な撮影を開始し、次のステップ１０２で、各撮影毎に、ＣＣＤ１６からアナログ画像信号を間引いて読み出すようになっている。
【００５１】
詳しくは、光学ユニット１２によりＣＣＤ１６の光電変換セル７０側表面に被写体の光学像が結像されると、各光電変換セル７０では光電変換が行われ、光の強さと時間に応じて信号電荷が蓄積される。これによって電荷像ができる。
【００５２】
ここで、垂直駆動信号φＶ１〜φＶ８が所定レベルの電圧とされて対応するトランスファーゲート７６がオンされることにより、全ての光電変換セル７０によって蓄積された信号電荷が一斉に対応する垂直転送ＣＣＤに転送される。垂直転送ＣＣＤに読み出された信号電荷は、各垂直転送ＣＣＤの垂直転送電極Ｖに印加された垂直駆動信号に同期して、水平転送路側に順次転送される。以上の動作により、水平転送路８２の垂直転送路７４に対応する水平転送ＣＣＤには、１行毎の信号電荷が次々に転送されることになる。
【００５３】
そして、水平転送路８２にある行の信号電荷が転送されてきた場合は、水平転送路８２の水平転送電極Ｈへの水平駆動信号φＨ１、φＨ２の供給を行い、転送されてきた当該行の信号電荷を出力する。また、水平転送路８２に別のある行の信号電荷が転送されてきた場合には、水平転送路８２の水平転送電極Ｈへの水平駆動信号φＨ１、φＨ２の供給を停止し、水平リセットドレイン８８に所定レベルの電圧を印加することにより、転送されてきた当該行の信号電荷を掃き出す。
【００５４】
このような行単位の信号電荷の出力及び掃き出しを、例えば信号電荷を１行出力したら２行続けて掃き出すなど、所定周期で繰り返すことで、ＣＣＤ１６から垂直方向に間引いて画像信号を読み出すことになり、全ての画像信号を読み出すのに比べて大幅に読み出し時間を短縮可能である。また、この間引き読出しにより、アナログフロントエンド１８には、垂直方向に縮小した画像を表すアナログ画像信号が入力されることになる。アナログフロントエンド１８では、入力されたアナログ画像信号に対して、相関２重サンプリング処理、及びＲＧＢ各色毎の感度調整といった所定のアナログ信号処理を施した後Ａ／Ｄ変換し、デジタル画像信号を出力する。
【００５５】
次のステップ１０４では、第１のプロセッサ４０Ａにより、アナログフロントエンド１８から出力されたデジタル画像信号を画像データとして取り込んで、撮影信号処理を行う。
【００５６】
なお、本実施の形態では、ＣＣＤ１６が行単位で信号電荷を掃き出す掃出手段を備え、ＣＣＤ１６からの読出し時に垂直方向についてのみ間引きを行うようにしたため、アナログフロントエンド１８から出力される画像信号が表す画像は、本来の画像の縦横比と異なる。このため、第１のプロセッサ４０Ａにより、取り込んだ画像データに対して水平方向に間引くデジタル画像処理を施してもよい。なお、行・列の両単位で信号電荷を掃き出し可能にＣＣＤ１６を構成した場合には、ＣＣＤ１６から垂直・水平の両方向に間引いて画像信号を読み出せばよい。
【００５７】
また、或いは、第１のプロセッサ４０Ａによりデジタル画像信号を所定画素毎に間引いて取込み、画像データの取り込みと共に水平方向への間引きも行われるようにしてもよい。なお、この間引き取込は、タイミングジェネレータ３２のタイミング信号を用いることで容易に可能である。詳しくは、前述のアナログフロントエンド１８では、タイミングジェネレータ３２のタイミング信号に同期して出力された信号に対して、アナログ信号処理及びＡ／Ｄ変換を行って出力するので、デジタル画像信号もタイミングジェネレータ３２のタイミング信号に同期してアナログフロントエンド１８から出力されることになる。タイミングジェネレータ３２のタイミング信号は、各プロセッサ４０にも供給されているので、第１のプロセッサ４０Ａでは、このタイミング信号により、画像上におけるアナログフロントエンド１８から出力されているデジタル画像信号の位置を把握し、必要な画素に相当するデジタル画像信号を選択して取り込むことができる。
【００５８】
そして、次のステップ１０６では、第１のプロセッサ４０Ａにより、撮影信号処理後の画像データを表示制御回路（図示省略）を介して表示モニタ２６へ出力することで、動画表示する（スルー画像表示）。これにより、ＣＣＤ１６による連続的な撮影により得られた画像を動画表示する際には、ＣＣＤ１６から画像信号を間引いて読出して、本来の画像を縮小した縮小画像が動画として表示されることになる。その後、撮影記録指示が入力されるまでは、次のステップ１０８からステップ１０２に戻り、略リアルタイムで当該デジタルカメラ１０が捕らえている被写体像がスルー画像として動画表示されることになる。
【００５９】
撮影者は、表示モニタ２６に表示されたスルー画像により被写体像を確認しながら撮影画角を調整して、操作手段２８のレリーズスイッチを操作する。詳しくは、レリーズスイッチを半押して、デジタルカメラ１０に合焦制御（第１のプロセッサ４０Ａの制御により駆動回路１４を駆動し、コントラスト最大となる位置にフォーカスレンズを移動する）を実行させ、その後、レリーズボタンが全押しして、静止画の撮影記録指示を入力する。
【００６０】
デジタルカメラ１０では、この操作手段２８のレリーズスイッチの被操作により、撮影記録指示が入力されると、次のステップ１０８からステップ１１０に進む。ステップ１１０では、第１のプロセッサ４０の制御によりタイミングジェネレータ３２が駆動されて、ＣＣＤ１６から撮影された画像を表す全画素の画像信号を読み出す。すなわち、静止画撮影記録時は、水平リセットドレイン８８を駆動せずに、全ての行の信号電荷がＣＣＤ１６から順次出力されることになる。
【００６１】
これにより、タイミングジェネレータ３２のタイミング信号に同期して、撮影された被写体像を表すアナログ画像信号がＣＣＤ１６から順次出力されてアナログフロントエンド１８に入力される。そして、アナログフロントエンド１８により、ＣＣＤ１６から入力されたアナログ画像信号に対して、相関２重サンプリング処理、及びＲＧＢ各色毎の感度調整といった所定のアナログ信号処理が施された後Ａ／Ｄ変換されて、デジタル画像信号が出力される。
【００６２】
次のステップ１１２では、第１〜第３のプロセッサ４０Ａ〜Ｃにより、アナログフロントエンド１８から出力される１画像分のデジタル画像信号を、図２で示したように互いに重複領域５６を設けながら分割して取込み、各々の担当領域５２Ａ〜Ｃについての撮影信号処理を行う。なお、第１〜第３のプロセッサ４０Ａ〜Ｃでは、タイミングジェネレータ３２からのタイミング信号を用いることで、各々の取込領域５４のデジタル画像信号を選択して取込むことができ、容易に上記の分割取込を実行できる。
【００６３】
そして、次のステップ１１４では、全てのプロセッサ４０での撮影信号処理が終了するまで待機する。なお、撮影信号処理の終了判断については、本実施の形態では、各プロセッサ４０が圧縮処理が終了したものから処理終了を互いに通知し合い、この通知により、マスタープロセッサとしての第１のプロセッサ４０Ａにおいて、全てのプロセッサ４０の撮影信号処理が終了したか否かを判断するようになっている。
【００６４】
全てのプロセッサ４０での撮影信号処理が終了したら、ステップ１１４からステップ１１６に進み、各プロセッサ４０により、撮影信号処理後の各々の担当領域５２の画像データを、メディアＩ／Ｆ２４を介して記録メディア２２に順に記録する。すなわち、第１〜第３のプロセッサ４０Ａ〜Ｃにより分割処理した１画像分の画像データが同一の記録メディア２２に記録されることになる。このとき、第１〜第３のプロセッサ４０Ａ〜Ｃにより分割処理した各々の担当領域５２の画像データは、１つのファイルとして記録メディア２２に記録してもよいし、それぞれ別々のファイルとして記録メディア２２に記録してもよい。
【００６５】
上記をまとめると、第１の実施の形態では、静止画撮影記録時には、ＣＣＤ１６から全画素の画像信号を読み出し、複数のプロセッサ４０により１画像分の撮影信号処理を分担して並列処理する（分割処理）するが、動画表示の際には、ＣＣＤ１６から画像信号を間引いて読出し、１つのプロセッサ４０（上記では具体的には第１のプロセッサ４０Ａとした）により撮影信号処理を行なって、ＣＣＤ１６の撮影により得られる本来の画像の縮小画像をスルー画像として動画表示させるようになっている。
【００６６】
すなわち、静止画撮影記録時は、複数のプロセッサ４０で１画像分の撮影信号処理を分割処理するので、たとえ１０００万画素レベルのデジタルカメラ１０であっても、撮影間隔の短縮化を図ることができる。また、ＣＣＤ１６から画像信号を間引いて読み出すことで高速読出しが可能となり、フレームレートの向上、すなわち動画表示機能を実現できると共に、動画表示に用いる縮小画像の撮影信号処理を１つのプロセッサ４０（具体的には第１のプロセッサ４０Ａ）だけで行い、他のプロセッサ（具体的には第２、第３のプロセッサ４０Ｂ、４０Ｃ）は駆動されないので、省電力化も実現できる。また、縮小画像を動画表示するようにしたことで、デジタルカメラ１０が捕らえている被写体像の全体の様子を撮影者が把握することができるという効果もある。
【００６７】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態では、図４に示すように、動画（スルー画像）表示に、例えば焦点を合わせたい画像領域など、画像５０の予め定められた一部の領域（以下、動画表示用領域）５８のみを用いる場合を説明する。なお、デジタルカメラの構成については、第１の実施の形態と同様でよいため、ここでは説明を省略する。
【００６８】
第２の実施の形態に係るデジタルカメラ１０は、撮影者による操作手段２８の電源スイッチの操作により、電源がＯＮされて起動され、操作手段２８のモード切替スイッチの操作により撮影モードが選択された場合は、図６に示す如く動作するようになっている。なお、図６では、図４と同様の処理については、同一のステップ番号を付与しており、以下では詳細な説明を省略する。
【００６９】
すなわち、デジタルカメラ１０は、撮影モードが選択され、図６のステップ１００でＣＣＤ１６による連続撮影を開始すると、次のステップ１０２Ａにおいて、ＣＣＤ１６から動画表示に必要な領域に相当する画像信号のみ読み出す。
【００７０】
詳しくは、第１の実施と同様に、各光電変換セル７０に蓄積された信号電荷を垂直転送ＣＣＤに転送し、垂直転送ＣＣＤに読み出された信号電荷を垂直同期信号と同期させて水平転送路７４側に順次転送することで、水平転送路８２に１行毎の信号電荷を次々に転送する。
【００７１】
そして、水平転送路８２に、動画表示用領域５８を含まない行の信号電荷が転送されてきた場合には、水平転送路８２の水平転送電極Ｈへの水平駆動信号φＨ１、φＨ２の供給を停止し、水平リセットドレイン８８に所定レベルの電圧を印加することにより、転送されてきた当該行の信号電荷を掃き出す。
【００７２】
これに対し、水平転送路８２に、動画表示用領域５８を含む行の信号電荷が転送されてきた場合には、水平転送路８２の水平転送電極Ｈへの水平駆動信号φＨ１、φＨ２の供給を行い、転送されてきた当該行の信号電荷を１画素毎に順次出力する。
【００７３】
これにより、動画表示用領域５８を含まない行については水平リセットドレイン８８により掃き出して、ＣＣＤ１６からは、結果として、動画表示用領域５８を含む行の画像信号のみを読み出すことになるので、全ての画像信号を読み出すのに比べて大幅に読み出し時間を短縮可能である。具体的に、図５の例では、ＣＣＤ１６からは、画像５０の中央部の動画表示用領域５８を含む行で構成された領域６０に相当する画像信号のみが読み出され、領域６０の上下に位置するＣＣＤ１６から５８を含まない行で構成された領域６２については、掃き出されることになる。
【００７４】
なお、水平転送路８２に、動画表示用領域５８を含む行の信号電荷が転送されてきた場合に、水平転送路８２の水平転送電極Ｈへの水平駆動信号φＨ１、φＨ２の供給を行い、当該動画表示用領域５８を含む行の信号電荷を１画素毎に順次出力していき、動画表示用領域５８内に対応する信号電荷が出力された時点で、水平転送電極Ｈへの水平駆動信号φＨ１、φＨ２の供給を停止し、水平リセットドレイン８８に所定レベルの電圧を印加することにより、その時点で各水平転送ＣＣＤに残存していた信号電荷を掃き出すようにするとよい。これにより、動画表示用領域５８を含む行で構成された領域６０のうち、動画表示用領域５８よりも、１行分の画像信号を読み出す際の読出し方向終端側の領域６０Ａについても、水平リセットドレイン８８により掃き出すことができ、読出時間を更に短縮することがでいる。
【００７５】
また、動画表示用領域５８を含む行で構成された領域６０内について、第１の実施の形態で説明したように間引き読出しを行うようにしてもよい。
【００７６】
また、行・列の両単位で信号電荷を掃き出し可能にＣＣＤ１６を構成した場合には、ＣＣＤ１６に不要な行と列の信号電荷は掃き出させて、動画表示用領域５８の画像信号のみをＣＣＤ１６から読み出せばよい。
【００７７】
このようにしてＣＣＤ１６から読み出されたアナログ画像信号は、第１の実施の形態と同様に、アナログフロントエンド１８に入力され、所定の所定のアナログ信号処理が施され、Ａ／Ｄ変換されて、当該アナログフロントエンド１８から出力される。
【００７８】
図６の次のステップ１０４Ａでは、第１のプロセッサ４０Ａにより、アナログフロントエンド１８から出力された行単位のデジタル画像信号から動画表示用領域５８に相当する画像信号のみを選択して、画像データとして取り込み、動画表示用領域５８の撮影信号処理を行う。この選択取込は、タイミングジェネレータ３２からのタイミング信号を用いることで容易に実現可能である。なお、選択取込に代えて、第１のプロセッサ４０Ａにより画像データを取り込んでから、動画表示用領域５８を切り出すデジタル画像処理を施してもよい。
【００７９】
そして、次のステップ１０６Ａでは、第１のプロセッサ４０Ａにより、撮影信号処理後の画像データを表示制御回路（図示省略）を介して表示モニタ２６へ出力することで、動画表示する（スルー画像表示）。これにより、ＣＣＤ１６による連続的な撮影により得られた画像を動画表示する際には、画像５０の一部である動画表示用領域５８のみが動画として表示されることになる。その後は、撮影記録指示が入力されるまでは、次のステップ１０８からステップ１０２Ａに戻り、略リアルタイムで当該デジタルカメラ１０が捕らえている被写体像のうち、動画表示用領域５８内だけがスルー画像として動画表示されることになり、撮影記録指示が入力されたらステップ１０８からステップ１１０に進み、以降は第１の実施の形態と同様の動作となる。
【００８０】
上記をまとめると、第２の実施の形態では、静止画撮影記録時には、ＣＣＤ１６から全画素の画像信号を読み出し、複数のプロセッサ４０により１画像分の撮影信号処理を分担して並列処理する（分割処理）するが、動画表示の際には、ＣＣＤ１６から予め定められた動画表示用領域５８外の行により構成された領域６２に相当する画像信号については掃き出して、１つのプロセッサ４０（上記では具体的には第１のプロセッサ４０Ａとした）により動画表示用領域５８についてのみ撮影信号処理を行なって、ＣＣＤ１６の撮影により得られる本来の画像の一部分のみをスルー画像として動画表示表示させるようになっている。
【００８１】
すなわち、静止画撮影記録時は、複数のプロセッサ４０で１画像分の撮影信号処理を分割処理するので、たとえ１０００万画素レベルのデジタルカメラ１０であっても、撮影間隔の短縮化を図ることができる。また、ＣＣＤ１６から動画表示に不要な領域６２に相当する画像信号を掃き出して、動画表示に必要な領域６０のみを読み出すことで高速読出しが可能となり、フレームレートの向上、すなわち動画表示機能を実現できると共に、動画表示する動画表示用領域５８の撮影信号処理を１つのプロセッサ４０（具体的には第１のプロセッサ４０Ａ）だけで行い、他のプロセッサ（具体的には第２、第３のプロセッサ４０Ｂ、４０Ｃ）は駆動されないので、省電力化も実現できる。また、動画表示用領域５８を焦点を合わせたい画像領域とすることで、高精度に焦点合わせを実施することができる。
【００８２】
なお、上記では、説明の簡便化のために、ＣＣＤ１６として、画像の圧縮処理方向と同一の方向に画像信号を読み出すタイプ（水平読出タイプと称す）のＣＣＤセンサを用いる場合を前提に説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、より高速に画像信号が読み出すために注目されている圧縮方向と読出し方向が直交するタイプ（垂直読出タイプと称す）のＣＣＤセンサを用いてもよい。垂直読出タイプのＣＣＤセンサを用いる場合は、画像データの各画素の配置を縦横並び替えて、９０度回転させる処理が必要となるが、複数のプロセッサ４０を用いて分割処理することにより、この回転処理も高速に処理することができ、撮影信号処理に回転処理が追加されたとしても、垂直読出タイプのＣＣＤを用いたことによるメリットを享受することができる。言いかえると、複数のプロセッサ４０を用いて画像データを分割処理することにより、撮影信号処理として、従来技術では処理速度の点から断念せざる得なかった処理を実行することができる。
【００８３】
【発明の効果】
上記に示したように、本発明は、デジタルカメラにおいて、高画素化によっても動画表示機能を実現でき、且つ撮影間隔の短縮及び省電力化を図ることができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施の形態に係るデジタルカメラの電気系の構成を示すブロック図である。
【図２】 第１〜第３のプロセッサにより１画像を分割処理するために定めた各々の担当領域と取込領域の関係を示す概念図である。
【図３】 不要部分の信号電荷を掃き出す掃出手段を備えたＣＣＤイメージセンサの構成一例を示す図である。
【図４】 第１の実施の形態に係るデジタルカメラの撮影モード選択時の動作を示すフローチャートである。
【図５】 第２の実施の形態に係るデジタルカメラにおいて動画表示に用いる画像領域を説明するための概念図である。
【図６】 第２の実施の形態に係るデジタルカメラの撮影モード選択時の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ デジタルカメラ
１２ 光学ユニット
１４ 駆動回路
１６ ＣＣＤセンサ
１８ アナログフロントエンド
２０ デジタル演算処理部
２２ 記録メディア
２４ メディアＩ／Ｆ
２６ 表示モニタ
２８ 操作手段
３２ タイミングジェネレータ
３４ アナログ処理回路
３６ Ａ／Ｄコンバータ
４０ プロセッサ
５０ 画像
５２ 担当領域
５８ 動画表示用領域
８８ 水平リセットドレイン
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルカメラに係わり、特に、撮像素子により被写体を撮影して、被写体像を表す画像データを取得するデジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの撮像素子の高解像度化に伴い、デジタルカメラの高画素化が進み、１０００万画素を超えるようなものも開発されるようになってきている。デジタルカメラでは、画像の画素数が増えると、撮影１回当たりのデータ処理量が増え、撮影間隔（次の撮影が可能になるまでの待ち時間）が長くなってしまう。
【０００３】
このための技術として、デジタルカメラに撮影により得られたデジタル画像データ（以下、画像データ）を記録する記憶手段を複数設け、複数の記憶手段に画像データを並行して記録する技術がある（特許文献１参照）。しかしながら、この技術は、画像データの記録処理を高速化するためのものであり、記録処理の前に画像データに施す欠陥画素補正、エッジ強調処理、ＹＣ変換処理といった撮影信号処理を高速化することはできず、撮影間隔の短縮には限界があった。このため、近年は、１回の撮影で得られた１画像分の画像データを分割して、複数のプロセッサで１画像分の撮影信号処理を分担（並列処理）するデジタルカメラの開発が進められている。この場合、プロセッサの個数だけ消費電力が増大するため、静止画を撮影する本撮影以外での消費電力を極力抑える必要がある。
【０００４】
ところで、デジタルカメラには、液晶モニタなど撮影した画像を表示するための表示手段が一般に設けられている。この表示手段は、撮影の際には、該デジタルカメラが捕らえている被写体像を動画表示し、撮影者が画角や焦点を合わせるためのファインダ（所謂ビューファインダ）として用いられるが、高画素の撮像素子を用いると、フレームレートが低くなってしまう。具体的に、１０００万画素を超えるような撮像素子の場合は１コマ／秒程度の速度でしか画像を読み出すことができず、３０コマ／秒程度のフレームレートが要求される動画表示機能を達成することはできなかった。このため、従来より、動画には、静止画ほど解像度への要求が高くない点に着目して、動画表示の際に、撮像素子から所定方向に画像を間引いて読み出すことで、読出速度を向上する技術が提案されている（特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２３３６５号公報
【特許文献２】
特開平５−９１４１５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、画像を間引いて読み出す従来の技術を、撮影間隔の短縮化のために複数のプロセッサで撮影信号処理を分担するデジタルカメラに単に適用しただけでは、動画では静止画よりも１画像（１フレーム）の画素数が減らされているのにも係わらず、静止画と同数のプロセッサで撮影信号処理が分担されることになり、電力が無駄に消費されるという問題があった。
【０００７】
本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、高画素化によっても動画表示機能を実現でき、且つ撮影間隔の短縮及び省電力化を図ることができる動画表示機能を備えたデジタルカメラを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、被写体像に対応する光を受光して、受光量に応じた電荷を画素毎に蓄積して画像信号を生成すると共に、蓄積した電荷を掃き出す掃出手段を備えた撮像素子と、前記撮像素子から前記画像信号を読み出す読出手段と、前記読出手段により読み出した前記画像信号に基づく画像データに対して所定の撮影信号処理を施すと共に、１被写体像分の前記撮影信号処理を分担して並列処理する複数の撮影信号処理手段と、前記複数の撮影信号処理手段により並列処理された前記画像データを記録メディアに記録する記録手段と、前記被写体像を表示するための表示手段と、を備えたデジタルカメラであって、前記表示手段に前記被写体像を動画表示する場合は、前記読出手段は、前記掃出手段を動作させて前記撮像素子から前記画像信号を所定周期で間引いて読出し、当該読出し結果の画像データに対する前記撮影信号処理を前記複数の撮影信号処理手段の何れか１つのみが担当する、ことを特徴としている。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、撮像素子は、被写体像に対応する光を受光して、受光量に応じた電荷を画素毎に蓄積し、この画素毎の蓄積電荷を画像信号として読出手段により読み出すことで、被写体像を表す画像データが取得される。この被写体像を表す画像データの撮影信号処理を複数の撮影信号処理手段で分担して並列処理する。並列処理した画像データは記録手段により記録メディアに記録され、後からこの記録した画像データを表示手段に再生表示することができる。すなわち、複数の撮影信号処理手段で被写体像を表す画像データの撮影信号処理を分担して並列処理するので、撮影間隔を短縮可能である。なお、記録メディアは、デジタルカメラに内蔵されているものでもよいし、デジタルカメラに着脱可能に装填されているものであってもよい。
【００１０】
ここで、この表示手段に被写体像を動画表示する場合には、読出手段では、撮像素子から画像信号を読み出す際に、撮像素子の掃出手段を動作させて蓄積電荷を所定周期で掃き出させ、撮像素子から所定周期で間引きながら画像信号を読出す。これにより、本来の被写体像を縮小した画像データを取得することができ、この画像データの撮影信号処理については、複数の撮影信号処理手段の何れか１つのみが担当する。すなわち、撮像素子から画像信号を間引き読出しすることで、高速読出しが可能となり、動画撮影機能を実現できると共に、撮影信号処理を１つの撮影信号処理手段だけで行い、他の撮影信号処理手段は駆動されないので、省電力化も実現できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、被写体像に対応する光を受光して、受光量に応じた電荷を画素毎に蓄積して画像信号を生成すると共に、蓄積した電荷を掃き出す掃出手段を備えた撮像素子と、前記撮像素子から前記画像信号を読み出す読出手段と、前記読出手段により読み出した前記画像信号に基づく画像データに対して所定の撮影信号処理を施すと共に、１被写体像分の前記撮影信号処理を分担して並列処理する複数の撮影信号処理手段と、前記複数の撮影信号処理手段により並列処理された前記画像データを記録メディアに記録する記録手段と、前記被写体像を表示するための表示手段と、を備えたデジタルカメラであって、前記表示手段に前記被写体像を動画表示する場合は、前記読出手段は、前記掃出手段を動作させて、前記撮像素子から前記被写体像の一部の領域の画像信号を読出し、当該読出し結果の画像データに対する前記撮影信号処理を前記複数の撮影信号処理手段の何れか１つのみが担当する、ことを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、撮像素子は、被写体像に対応する光を受光して、受光量に応じた電荷を画素毎に蓄積し、この画素毎の蓄積電荷を画像信号として読出手段により読み出すことで、被写体像を表す画像データが取得される。この被写体像を表す画像データの撮影信号処理を複数の撮影信号処理手段で分担して並列処理する。この並列処理した画像データは記録手段により記録メディアに記録され、後からこの記録した画像データを表示手段に再生表示することができる。すなわち、複数の撮影信号処理手段で被写体像を表す画像データの撮影信号処理を分担して並列処理するので、撮影間隔を短縮可能である。なお、記録メディアは、デジタルカメラに内蔵されているものでもよいし、デジタルカメラに着脱可能に装填されているものであってもよい。
【００１３】
ここで、表示手段に被写体像を動画表示する場合には、読出手段では、撮像素子から画像信号を読み出す際に、撮像素子の掃出手段を動作させて不要領域の蓄積電荷を掃き出させ、撮像素子から被写体像の一部の領域の画像信号を読出す。これにより、本来の被写体像の一部の領域を表す画像データを取得することができる。この画像データの撮影信号処理については、複数の撮影信号処理手段の何れか１つのみが担当する。すなわち、撮像素子から被写体像の一部の領域のみを読出すことで、高速読出しが可能となり、動画撮影機能を実現できると共に、撮影信号処理を１つの撮影信号処理手段だけで行い、他の撮影信号処理手段は駆動されないので、省電力化も実現できる。なお、この場合、請求項３に記載されているように、前記被写体像の一部分を、前記被写体像の焦点を合わせるために用いる画像領域にするとよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明に係る実施形態の１例を詳細に説明する。
【００１５】
［全体構成］
図１に示すように、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０は、被写体像を結像させるためのレンズを含んで構成された光学ユニット１２と、光学ユニット１２を駆動するための駆動回路１４と、光学ユニット１２の光軸後方に配設され、１０００万画素レベルで被写体像を撮影するＣＣＤイメージセンサ（以下、単にＣＣＤと称す）１６と、ＣＣＤ１６の駆動を制御すると共に、ＣＣＤ１６から読み出された被写体像を示す出力信号に対して所定のアナログ信号処理を施すアナログフロントエンド１８と、主として画像データに対して所定のデジタル信号処理を施すためのデジタル演算処理部２０と、記録手段として、記録メディア２２に対する各種データの読書きを制御するメディアインタフェース（Ｉ／Ｆ）２４と、表示手段として、撮影によって得られた画像や各種情報を表示するための表示モニタ２６と、撮影者によって操作される操作手段２８と、所定のケーブルを介して接続されたＰＣなどの外部装置へ画像データを出力するための外部出力Ｉ／Ｆ３０と、を備えて構成されている。
【００１６】
なお、操作手段２８には、図示は省略するが、静止画の撮影記録を指示する際に操作されるレリーズボタン、撮影モード／再生モードの何れかを選択するために操作されるモード切替スイッチ、各種パラメータを設定したり、再生モード選択時には再生対象の画像を指定するために操作されるカーソルボタン、本デジタルカメラ１０の電源をＯＮ／ＯＦＦするために操作される電源スイッチなどが含まれる。
【００１７】
光学ユニット１２は、ステッピングモータ等の駆動源の駆動力により焦点位置を変更可能な機構（オートフォーカス（ＡＦ）機構）を備えたズームレンズ（焦点距離可変レンズ）であり、このＡＦ機構及びズーム機構は、駆動回路１４によって駆動される。なお、ＡＦ機構のみを備えた焦点距離固定レンズを用いてもよい。
【００１８】
なお、本実施の形態では、合焦制御として、撮影によって得られた画像のコントラストが最大となるようにレンズ位置を調整する、所謂ＴＴＬ（Through The Lens）方式を採用しており、撮影エリア内の予め定められた位置（ＡＦフレーム）に存在する被写体に焦点が合うように、自動的に合焦制御が行われるようになっている。具体的には、撮影者による操作手段２８のモード切替スイッチの操作により、撮影モードが選択されている場合には、レリーズボタンが半押しされることによって、自動的に合焦制御が行われる。
【００１９】
この光学ユニット１２の焦点位置に相当する位置に、撮像素子であるＣＣＤ１６が配設されている。光学ユニット１２を通過した光は、ＣＣＤ１６の受光面上に結像されるようになっている。
【００２０】
ＣＣＤ１６の受光面上には、多数個の光電変換セルがマトリクス状に配列されており、各々のセルにおいて受光量に応じた信号電荷を蓄積し、当該蓄積した信号がアナログ画像信号として出力される。具体的に、本実施の形態では、ＣＣＤ１６として、所謂電子シャッター機能を有するインターライン型のＣＣＤセンサを用いる。なお、本発明は、ＣＣＤ１６の種類を特に限定するものではない。また、ＣＣＤ１６の代わりに、ＣＭＯＳイメージセンサを用いることもできる。
【００２１】
このＣＣＤ１６は、アナログフロントエンド１８と接続されており、アナログフロントエンド１８は、タイミングジェネレータ（ＴＧ）３２と、アナログ処理回路３４と、Ａ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）３６と、を含んで構成されている。
【００２２】
タイミングジェネレータ３２は、主として、ＣＣＤ１６、アナログ処理回路３４、及びＡ／Ｄコンバータ３６を駆動させるためのタイミング信号（詳細後述）を生成して、各部に供給するものである。なお、このタイミングジェネレータ３２は、アナログフロントエンド１８とは別に設けてもよいし、ＣＣＤ１６に内蔵してもよい。
【００２３】
ＣＣＤ１６は、このタイミングジェネレータ３２からのタイミング信号と同期して、撮影した被写体像を表すアナログ画像信号（受光面上にマトリクス状に配列された多数個の光電変換セルの各々における受光量を表す信号）を出力する。すなわち、タイミングジェネレータ３２が本発明の読出手段に対応する。ＣＣＤ１６から出力されたアナログ画像信号は、アナログフロントエンド１８に入力されるようになっている。
【００２４】
アナログフロントエンド１８では、この入力されたアナログ画像信号に対して、タイミングジェネレータ３２のタイミング信号と同期して、アナログ処理回路３４により相関２重サンプリング処理を施し、且つＲＧＢ各色毎の感度調整を行った後、Ａ／Ｄコンバータ３６によりデジタル画像信号に変換して出力する。アナログフロントエンド１８の出力端は、デジタル演算処理部２０と接続されており、アナログフロントエンド１８から出力されたデジタル画像信号は、デジタル演算処理部２０へ伝達されるようになっている。
【００２５】
デジタル演算処理部２０は、撮影信号処理手段として、複数のプロセッサ４０を備え、且つ各プロセッサ４０に対して、主としてＣＣＤ１６による撮影によって得られた画像データを一時的に記憶するためのＳＤＲＡＭ４２と、各種プログラム、パラメータなどが予め記憶されたＲＯＭ４４とが設けられている。各プロセッサ４０は、対応するＳＤＲＡＭ４２及びＲＯＭ４４とバス４６を介して接続されており、ＳＤＲＡＭ４２及びＲＯＭ４４に任意にアクセスすることができるようになっている。
【００２６】
なお、本実施の形態では一例として、第１〜第３の３つのプロセッサ４０を備えた場合を説明する。また、以下では、各プロセッサを区別する場合は、第１のプロセッサ４０Ａ、第２のプロセッサ４０Ｂ、第３のプロセッサ４０Ｃと称し、ＳＤＲＡＭ４２、ＲＯＭ４４、及びバス４６についても対応するプロセッサを示すアルファベット（Ａ／Ｂ／Ｃ）を符号末尾に付与して説明する。
【００２７】
各プロセッサ４０は、それぞれアナログフロントエンド１８及びメディアＩ／Ｆ２４と各種情報を授受可能に接続されている。各プロセッサ４０は、アナログフロントエンド１８からデジタル演算処理部２０に出力されたデジタル画像信号を取り込むことができる。また、各プロセッサ４０は、取り込んだデジタル画像信号を、それぞれ対応するＳＤＲＡＭ４２の所定領域に画像データとして一旦格納した後、ＳＤＲＡＭ４２から画像データを読出して、所定のデジタル信号処理を施した後、それぞれ対応するＳＤＲＡＭ４２に書き戻す。
【００２８】
このときプロセッサ４０で実行されるデジタル信号処理には、例えば、ＣＣＤ１６の欠陥画素に対応する画像データを当該欠陥画素の周辺の画素に対応する画像データを用いて補正する欠陥画素補正処理、画像の明るさを補正するγ補正処理、画像を先鋭化にするエッジ強調処理、色のバランス調整を行うゲイン補正処理（所謂、ホワイトバランス補正処理）、及びＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色の画像データをＹ信号（輝度信号）及びＣ信号（色差信号）に変換するＹＣ変換処理が含まれ、ＳＤＲＡＭ４２に書き戻されるデータは、ＹＣ変換処理後のデータ（ＹＣ信号）である。
【００２９】
このＳＤＲＡＭ４２に書き戻された画像データは、ユーザから撮影記録が指示された場合には、各々対応するプロセッサ４０により読み出され、所定の圧縮形式（例えば、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）形式等）で圧縮する圧縮処理が行われた後、メディアＩ／Ｆ２４を介して同一の記録メディア２２へ記録される。なお、記録メディア２２としては、マイクロドライブ、スマートメディア、ＰＣカート、マイクロドライブ、マルチメディアカード（ＭＭＣ）、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、メモリスティックなどの種々の形態が可能であり、使用されるメディアに応じた信号処理手段とインターフェースが適用される。
【００３０】
なお、以下では、プロセッサ４０において画像データに対して実行される処理（デジタル信号処理や圧縮処理）のことを撮影信号処理と総称して説明する。
【００３１】
ここで、本実施形態に係わるデジタルカメラ１０においては、撮影信号処理の高速化のために、図２に示すように、１回の撮影により得られる１画像（１フレーム）５０を３つの領域（担当領域）５２に分割し、第１〜第３のプロセッサ４０Ａ〜Ｃに撮影信号処理を分担させて並列処理するようになっている。すなわち、第１〜第３のプロセッサで１画像５０分の撮影信号処理を分割処理する。なお、図２では、１画像５０が３αライン（α：正の整数）で構成されている場合を示しており、画像をライン方向にαライン毎に均等に３分割した場合を示している。また、図２では、担当領域５２の符号末尾に、担当するプロセッサ４０Ａ〜Ｃを表すアルファベット（Ａ／Ｂ／Ｃ）を付与している。
【００３２】
この分割処理のために、各プロセッサ４０には、画像データの他に、タイミングジェネレータ３２により発生されたタイミング信号もアナログフロントエンド１８から供給されるようになっている。
【００３３】
詳しくは、前述のアナログフロントエンド１８では、タイミングジェネレータ３２のタイミング信号に同期して出力された信号に対して、アナログ信号処理及びＡ／Ｄ変換を行って出力するので、デジタル画像信号もタイミングジェネレータ３２のタイミング信号に同期してアナログフロントエンド１８から出力されることになる。タイミングジェネレータ３２のタイミング信号を各プロセッサ４０に供給することにより、各プロセッサ４０では、このタイミング信号により、画像上におけるアナログフロントエンド１８から出力されているデジタル画像信号の位置を把握でき、図２に示すように、各々の担当領域５２の撮影信号処理に必要な領域（以下、取込領域）５４の画像データを取り込んで、担当領域５２の撮影信号処理を行う。なお、図２では、取込領域５４の符号末尾に、担当するプロセッサ４０Ａ〜Ｃを表すアルファベット（Ａ／Ｂ／Ｃ）を付与している。
【００３４】
なお、取込領域５４については、撮影信号処理に含まれる周辺の多画素を用いた補間処理を考慮して、図２に示すように、担当領域５２が隣り合うプロセッサ４０間で、画像の分割位置となる両者の担当領域の繋ぎ目Ｌの近傍が重複するように重複領域５６を設けて設定し、第１〜第３のプロセッサ４０では、互いに重複領域５６を設けながら、画像データを分割して取込むようにするとよい。
【００３５】
また、第１〜第３のプロセッサ４０Ａ〜Ｃの各々は、図１に示すようにバス４８に接続されており、バス４８を介して相互に通信可能となっている。第１〜第３のプロセッサ４０Ａ〜Ｃは、このバス４８を介した通信により、各々で処理した画像データを送受信可能であると共に、互いの状況を把握することもできる。
【００３６】
第１〜第３のプロセッサ４０Ａ〜Ｃの少なくとも１つ、本実施形態では具体的に第１のプロセッサ４０Ａは、表示モニタ２６及び外部出力Ｉ／Ｆ３０と接続されている。第１のプロセッサ４０Ａの制御により、撮影した画像を表示モニタ２６に表示したり、外部出力Ｉ／Ｆ３０から外部装置に撮影により得られた画像データを出力することができる。なお、外部装置へ出力する画像データの指定は、外部出力Ｉ／Ｆ３０を介して外部装置から入力される。
【００３７】
また、表示モニタ２６は、撮影モード選択時には、ＣＣＤ１６による連続的な撮像によって得られた動画像（スルー画像）を表示し、ファインダとして使用できるものとして構成されている。なお、撮影画像の表示は、プロセッサ４０によるＹＣ変換後の画像データを所定方式（例えば、ＮＴＳＣ方式）の映像信号に変換する表示制御回路（図示省略）を介して表示モニタ２６に出力することで行われる。
【００３８】
また、第１〜第３のプロセッサ４０Ａ〜Ｃの何れか１つのプロセッサ、本実施形態では具体的に第１のプロセッサ４０Ａは、他のプロセッサ４０の処理を含めた該デジタルカメラ１０全体の動作の制御を行うマスタープロセッサとして用いられる。
【００３９】
このため、マスタープロセッサとしての第１のプロセッサ４０Ａは、駆動回路１４、タイミングジェネレータ３２、及び操作手段２８とも接続されている。第１のプロセッサ４０Ａは、操作手段２８の被操作に応じて、駆動回路１４、タイミングジェネレータ３２、及び各プロセッサ４０の動作を制御することで、該デジタルカメラ１０全体の動作を制御することができる。
【００４０】
また、本実施形態に係るデジタルカメラ１０においては、動画（スルー画像）表示には、間引き画像を用いるようになっている。すなわち、静止画の撮影記録にはＣＣＤ１６により得られる画像５０全体を用いるが、動画表示については、所定の割合で間引いた縮小画像を用いるようになっている。このために、ＣＣＤ１６として、図３に示す如く信号電荷を掃き出す掃出手段を備えたＣＣＤイメージセンサを用いている。なお、図３は、一般的なインターライン転送型のＣＣＤイメージセンサに行単位で信号電荷を掃き出す掃出手段を設けた例である。
【００４１】
図３に示すように、このインターライン転送型のＣＣＤ１６は、各々入射光に応じた電荷を発生する光電変換セル７０が水平方向及び垂直方向に所定ピッチで配置されている。なお、同図において光電変換セル７０毎に表記されている‘Ｒ’、‘Ｇ’、‘Ｂ’は、対応する光電変換セル７０の受光面上に設けられた色分解フィルタ（図示省略）の対応色を示すものであり、‘Ｒ’は赤を、‘Ｇ’は緑を、‘Ｂ’は青を、各々示している。また、ＣＣＤ１６には、受光部列の間の各々に、各受光部列の各々に対応して垂直転送路７４が形成されている。垂直転送路７４は、光電変換セル７０の各々に対応して設けられた、垂直転送電極Ｖを備えた垂直転送ＣＣＤを含んで構成されている。
【００４２】
また、ＣＣＤ１６には、電気的に接続された垂直転送電極Ｖに所定レベルの電圧が印加されることにより、光電変換セル７０で発生された信号電荷を当該光電変換セル７０から対応する垂直転送ＣＣＤに転送させるトランスファーゲート（転送ゲート）７６が各光電変換セル７０に対応して設けられている。
【００４３】
ここで、垂直転送電極Ｖは各行毎に電気的に接続されている。また、このＣＣＤ１６には、垂直転送電極Ｖに対し、垂直転送路７４による電荷転送方向（垂直方向）に沿って７つおきに共通の垂直駆動信号が供給されるように垂直駆動信号用配線７８が設けられている。すなわち、ＣＣＤ１６は、垂直転送路７４を８相の垂直駆動信号φＶ１〜φＶ８によって駆動させるものとして構成されており、垂直駆動信号φＶ１、φＶ２、・・・、φＶ８は、各々、垂直転送電極Ｖ１、Ｖ２、・・・、Ｖ８に印加される。
【００４４】
また、ＣＣＤ１６には、各垂直転送路７４の電荷転送方向最下流に位置する垂直転送ＣＣＤに隣接して、各垂直転送路７４から転送された電荷を水平方向に転送する水平転送路８２が形成されている。水平転送路８２は、対応する垂直転送路７４の各々に対応して設けられた、水平転送電極Ｈを備えた水平転送ＣＣＤを含んで構成されている。水平転送電極Ｈは、水平転送路８２による電荷転送方向に沿って２つおきに水平駆動信号が供給されるように構成されている。すなわち、ＣＣＤ１６は、水平転送路８２を２相の水平駆動信号φＨ１、φＨ２によって駆動させるものとして構成されており、水平転送路８２では水平駆動信号φＨ１、φＨ２が各々水平転送電極Ｈ１Ｌ、Ｈ２Ｌに印加される。ＣＣＤ１６では、垂直転送路から転送されてきた電荷を水平転送路８２において水平駆動信号に同期して所定方向に転送して、当該所定方向の端部から画像信号として出力する。以上が、一般的なインターライン転送型のＣＣＤイメージセンサの構成である。
【００４５】
図３に示すＣＣＤ１６は、上記のような一般的なインターライン転送型のＣＣＤイメージセンサに対して、リセット信号φＲとして、所定レベルの電圧を印加することにより、水平転送路８２に含まれる水平転送ＣＣＤに蓄積された電荷を掃き出す水平リセットドレイン８８を更に設けて構成されている。すなわち、不要部分の信号電荷については、垂直転送路７４から水平転送路８２に転送され、水平転送ＣＣＤに蓄積されている時点で、水平リセットドレイン８８にリセット信号φＲ、すなわち所定レベルの電圧を印加して行単位で掃き出すことがっできる。
【００４６】
なお、ＣＣＤ１６を駆動するためのタイミング信号である垂直駆動信号φＶ１〜φＶ８、水平駆動信号φＨ１、φＨ２、及びリセット信号φＲは、タイミングジェネレータ３２から供給される。
【００４７】
なお、本実施の形態では、説明の簡便化のために、ＣＣＤ１６を行単位で信号電荷を掃き出し可能に構成した場合（図３参照）を説明するが、ＣＣＤ１６は、列単位で信号電荷を掃き出し可能に構成してもよいし、行・列の両単位で信号電荷を掃き出し可能に構成してもよい。
【００４８】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００４９】
本実施形態に係わるデジタルカメラ１０においては、撮影者による操作手段２８の電源スイッチの操作により、電源がＯＮされると起動される。撮影者は、該デジタルカメラ１０で撮影を行う場合には、操作手段２８のモード切替スイッチを操作して撮影モードを選択する。撮影者により撮影モードが選択された場合は、デジタルカメラ１０では、図４に示す如く動作する。
【００５０】
すなわち、デジタルカメラ１０は、撮影モードが選択されると、まず図４のステップ１００において、マスタープロセッサとしての第１のプロセッサ４０Ａの制御により、タイミングジェネレータ３２を駆動し、光学ユニット１２を介したＣＣＤ１６の連続的な撮影を開始し、次のステップ１０２で、各撮影毎に、ＣＣＤ１６からアナログ画像信号を間引いて読み出すようになっている。
【００５１】
詳しくは、光学ユニット１２によりＣＣＤ１６の光電変換セル７０側表面に被写体の光学像が結像されると、各光電変換セル７０では光電変換が行われ、光の強さと時間に応じて信号電荷が蓄積される。これによって電荷像ができる。
【００５２】
ここで、垂直駆動信号φＶ１〜φＶ８が所定レベルの電圧とされて対応するトランスファーゲート７６がオンされることにより、全ての光電変換セル７０によって蓄積された信号電荷が一斉に対応する垂直転送ＣＣＤに転送される。垂直転送ＣＣＤに読み出された信号電荷は、各垂直転送ＣＣＤの垂直転送電極Ｖに印加された垂直駆動信号に同期して、水平転送路側に順次転送される。以上の動作により、水平転送路８２の垂直転送路７４に対応する水平転送ＣＣＤには、１行毎の信号電荷が次々に転送されることになる。
【００５３】
そして、水平転送路８２にある行の信号電荷が転送されてきた場合は、水平転送路８２の水平転送電極Ｈへの水平駆動信号φＨ１、φＨ２の供給を行い、転送されてきた当該行の信号電荷を出力する。また、水平転送路８２に別のある行の信号電荷が転送されてきた場合には、水平転送路８２の水平転送電極Ｈへの水平駆動信号φＨ１、φＨ２の供給を停止し、水平リセットドレイン８８に所定レベルの電圧を印加することにより、転送されてきた当該行の信号電荷を掃き出す。
【００５４】
このような行単位の信号電荷の出力及び掃き出しを、例えば信号電荷を１行出力したら２行続けて掃き出すなど、所定周期で繰り返すことで、ＣＣＤ１６から垂直方向に間引いて画像信号を読み出すことになり、全ての画像信号を読み出すのに比べて大幅に読み出し時間を短縮可能である。また、この間引き読出しにより、アナログフロントエンド１８には、垂直方向に縮小した画像を表すアナログ画像信号が入力されることになる。アナログフロントエンド１８では、入力されたアナログ画像信号に対して、相関２重サンプリング処理、及びＲＧＢ各色毎の感度調整といった所定のアナログ信号処理を施した後Ａ／Ｄ変換し、デジタル画像信号を出力する。
【００５５】
次のステップ１０４では、第１のプロセッサ４０Ａにより、アナログフロントエンド１８から出力されたデジタル画像信号を画像データとして取り込んで、撮影信号処理を行う。
【００５６】
なお、本実施の形態では、ＣＣＤ１６が行単位で信号電荷を掃き出す掃出手段を備え、ＣＣＤ１６からの読出し時に垂直方向についてのみ間引きを行うようにしたため、アナログフロントエンド１８から出力される画像信号が表す画像は、本来の画像の縦横比と異なる。このため、第１のプロセッサ４０Ａにより、取り込んだ画像データに対して水平方向に間引くデジタル画像処理を施してもよい。なお、行・列の両単位で信号電荷を掃き出し可能にＣＣＤ１６を構成した場合には、ＣＣＤ１６から垂直・水平の両方向に間引いて画像信号を読み出せばよい。
【００５７】
また、或いは、第１のプロセッサ４０Ａによりデジタル画像信号を所定画素毎に間引いて取込み、画像データの取り込みと共に水平方向への間引きも行われるようにしてもよい。なお、この間引き取込は、タイミングジェネレータ３２のタイミング信号を用いることで容易に可能である。詳しくは、前述のアナログフロントエンド１８では、タイミングジェネレータ３２のタイミング信号に同期して出力された信号に対して、アナログ信号処理及びＡ／Ｄ変換を行って出力するので、デジタル画像信号もタイミングジェネレータ３２のタイミング信号に同期してアナログフロントエンド１８から出力されることになる。タイミングジェネレータ３２のタイミング信号は、各プロセッサ４０にも供給されているので、第１のプロセッサ４０Ａでは、このタイミング信号により、画像上におけるアナログフロントエンド１８から出力されているデジタル画像信号の位置を把握し、必要な画素に相当するデジタル画像信号を選択して取り込むことができる。
【００５８】
そして、次のステップ１０６では、第１のプロセッサ４０Ａにより、撮影信号処理後の画像データを表示制御回路（図示省略）を介して表示モニタ２６へ出力することで、動画表示する（スルー画像表示）。これにより、ＣＣＤ１６による連続的な撮影により得られた画像を動画表示する際には、ＣＣＤ１６から画像信号を間引いて読出して、本来の画像を縮小した縮小画像が動画として表示されることになる。その後、撮影記録指示が入力されるまでは、次のステップ１０８からステップ１０２に戻り、略リアルタイムで当該デジタルカメラ１０が捕らえている被写体像がスルー画像として動画表示されることになる。
【００５９】
撮影者は、表示モニタ２６に表示されたスルー画像により被写体像を確認しながら撮影画角を調整して、操作手段２８のレリーズスイッチを操作する。詳しくは、レリーズスイッチを半押して、デジタルカメラ１０に合焦制御（第１のプロセッサ４０Ａの制御により駆動回路１４を駆動し、コントラスト最大となる位置にフォーカスレンズを移動する）を実行させ、その後、レリーズボタンが全押しして、静止画の撮影記録指示を入力する。
【００６０】
デジタルカメラ１０では、この操作手段２８のレリーズスイッチの被操作により、撮影記録指示が入力されると、次のステップ１０８からステップ１１０に進む。ステップ１１０では、第１のプロセッサ４０の制御によりタイミングジェネレータ３２が駆動されて、ＣＣＤ１６から撮影された画像を表す全画素の画像信号を読み出す。すなわち、静止画撮影記録時は、水平リセットドレイン８８を駆動せずに、全ての行の信号電荷がＣＣＤ１６から順次出力されることになる。
【００６１】
これにより、タイミングジェネレータ３２のタイミング信号に同期して、撮影された被写体像を表すアナログ画像信号がＣＣＤ１６から順次出力されてアナログフロントエンド１８に入力される。そして、アナログフロントエンド１８により、ＣＣＤ１６から入力されたアナログ画像信号に対して、相関２重サンプリング処理、及びＲＧＢ各色毎の感度調整といった所定のアナログ信号処理が施された後Ａ／Ｄ変換されて、デジタル画像信号が出力される。
【００６２】
次のステップ１１２では、第１〜第３のプロセッサ４０Ａ〜Ｃにより、アナログフロントエンド１８から出力される１画像分のデジタル画像信号を、図２で示したように互いに重複領域５６を設けながら分割して取込み、各々の担当領域５２Ａ〜Ｃについての撮影信号処理を行う。なお、第１〜第３のプロセッサ４０Ａ〜Ｃでは、タイミングジェネレータ３２からのタイミング信号を用いることで、各々の取込領域５４のデジタル画像信号を選択して取込むことができ、容易に上記の分割取込を実行できる。
【００６３】
そして、次のステップ１１４では、全てのプロセッサ４０での撮影信号処理が終了するまで待機する。なお、撮影信号処理の終了判断については、本実施の形態では、各プロセッサ４０が圧縮処理が終了したものから処理終了を互いに通知し合い、この通知により、マスタープロセッサとしての第１のプロセッサ４０Ａにおいて、全てのプロセッサ４０の撮影信号処理が終了したか否かを判断するようになっている。
【００６４】
全てのプロセッサ４０での撮影信号処理が終了したら、ステップ１１４からステップ１１６に進み、各プロセッサ４０により、撮影信号処理後の各々の担当領域５２の画像データを、メディアＩ／Ｆ２４を介して記録メディア２２に順に記録する。すなわち、第１〜第３のプロセッサ４０Ａ〜Ｃにより分割処理した１画像分の画像データが同一の記録メディア２２に記録されることになる。このとき、第１〜第３のプロセッサ４０Ａ〜Ｃにより分割処理した各々の担当領域５２の画像データは、１つのファイルとして記録メディア２２に記録してもよいし、それぞれ別々のファイルとして記録メディア２２に記録してもよい。
【００６５】
上記をまとめると、第１の実施の形態では、静止画撮影記録時には、ＣＣＤ１６から全画素の画像信号を読み出し、複数のプロセッサ４０により１画像分の撮影信号処理を分担して並列処理する（分割処理）するが、動画表示の際には、ＣＣＤ１６から画像信号を間引いて読出し、１つのプロセッサ４０（上記では具体的には第１のプロセッサ４０Ａとした）により撮影信号処理を行なって、ＣＣＤ１６の撮影により得られる本来の画像の縮小画像をスルー画像として動画表示させるようになっている。
【００６６】
すなわち、静止画撮影記録時は、複数のプロセッサ４０で１画像分の撮影信号処理を分割処理するので、たとえ１０００万画素レベルのデジタルカメラ１０であっても、撮影間隔の短縮化を図ることができる。また、ＣＣＤ１６から画像信号を間引いて読み出すことで高速読出しが可能となり、フレームレートの向上、すなわち動画表示機能を実現できると共に、動画表示に用いる縮小画像の撮影信号処理を１つのプロセッサ４０（具体的には第１のプロセッサ４０Ａ）だけで行い、他のプロセッサ（具体的には第２、第３のプロセッサ４０Ｂ、４０Ｃ）は駆動されないので、省電力化も実現できる。また、縮小画像を動画表示するようにしたことで、デジタルカメラ１０が捕らえている被写体像の全体の様子を撮影者が把握することができるという効果もある。
【００６７】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態では、図４に示すように、動画（スルー画像）表示に、例えば焦点を合わせたい画像領域など、画像５０の予め定められた一部の領域（以下、動画表示用領域）５８のみを用いる場合を説明する。なお、デジタルカメラの構成については、第１の実施の形態と同様でよいため、ここでは説明を省略する。
【００６８】
第２の実施の形態に係るデジタルカメラ１０は、撮影者による操作手段２８の電源スイッチの操作により、電源がＯＮされて起動され、操作手段２８のモード切替スイッチの操作により撮影モードが選択された場合は、図６に示す如く動作するようになっている。なお、図６では、図４と同様の処理については、同一のステップ番号を付与しており、以下では詳細な説明を省略する。
【００６９】
すなわち、デジタルカメラ１０は、撮影モードが選択され、図６のステップ１００でＣＣＤ１６による連続撮影を開始すると、次のステップ１０２Ａにおいて、ＣＣＤ１６から動画表示に必要な領域に相当する画像信号のみ読み出す。
【００７０】
詳しくは、第１の実施と同様に、各光電変換セル７０に蓄積された信号電荷を垂直転送ＣＣＤに転送し、垂直転送ＣＣＤに読み出された信号電荷を垂直同期信号と同期させて水平転送路７４側に順次転送することで、水平転送路８２に１行毎の信号電荷を次々に転送する。
【００７１】
そして、水平転送路８２に、動画表示用領域５８を含まない行の信号電荷が転送されてきた場合には、水平転送路８２の水平転送電極Ｈへの水平駆動信号φＨ１、φＨ２の供給を停止し、水平リセットドレイン８８に所定レベルの電圧を印加することにより、転送されてきた当該行の信号電荷を掃き出す。
【００７２】
これに対し、水平転送路８２に、動画表示用領域５８を含む行の信号電荷が転送されてきた場合には、水平転送路８２の水平転送電極Ｈへの水平駆動信号φＨ１、φＨ２の供給を行い、転送されてきた当該行の信号電荷を１画素毎に順次出力する。
【００７３】
これにより、動画表示用領域５８を含まない行については水平リセットドレイン８８により掃き出して、ＣＣＤ１６からは、結果として、動画表示用領域５８を含む行の画像信号のみを読み出すことになるので、全ての画像信号を読み出すのに比べて大幅に読み出し時間を短縮可能である。具体的に、図５の例では、ＣＣＤ１６からは、画像５０の中央部の動画表示用領域５８を含む行で構成された領域６０に相当する画像信号のみが読み出され、領域６０の上下に位置するＣＣＤ１６から５８を含まない行で構成された領域６２については、掃き出されることになる。
【００７４】
なお、水平転送路８２に、動画表示用領域５８を含む行の信号電荷が転送されてきた場合に、水平転送路８２の水平転送電極Ｈへの水平駆動信号φＨ１、φＨ２の供給を行い、当該動画表示用領域５８を含む行の信号電荷を１画素毎に順次出力していき、動画表示用領域５８内に対応する信号電荷が出力された時点で、水平転送電極Ｈへの水平駆動信号φＨ１、φＨ２の供給を停止し、水平リセットドレイン８８に所定レベルの電圧を印加することにより、その時点で各水平転送ＣＣＤに残存していた信号電荷を掃き出すようにするとよい。これにより、動画表示用領域５８を含む行で構成された領域６０のうち、動画表示用領域５８よりも、１行分の画像信号を読み出す際の読出し方向終端側の領域６０Ａについても、水平リセットドレイン８８により掃き出すことができ、読出時間を更に短縮することがでいる。
【００７５】
また、動画表示用領域５８を含む行で構成された領域６０内について、第１の実施の形態で説明したように間引き読出しを行うようにしてもよい。
【００７６】
また、行・列の両単位で信号電荷を掃き出し可能にＣＣＤ１６を構成した場合には、ＣＣＤ１６に不要な行と列の信号電荷は掃き出させて、動画表示用領域５８の画像信号のみをＣＣＤ１６から読み出せばよい。
【００７７】
このようにしてＣＣＤ１６から読み出されたアナログ画像信号は、第１の実施の形態と同様に、アナログフロントエンド１８に入力され、所定の所定のアナログ信号処理が施され、Ａ／Ｄ変換されて、当該アナログフロントエンド１８から出力される。
【００７８】
図６の次のステップ１０４Ａでは、第１のプロセッサ４０Ａにより、アナログフロントエンド１８から出力された行単位のデジタル画像信号から動画表示用領域５８に相当する画像信号のみを選択して、画像データとして取り込み、動画表示用領域５８の撮影信号処理を行う。この選択取込は、タイミングジェネレータ３２からのタイミング信号を用いることで容易に実現可能である。なお、選択取込に代えて、第１のプロセッサ４０Ａにより画像データを取り込んでから、動画表示用領域５８を切り出すデジタル画像処理を施してもよい。
【００７９】
そして、次のステップ１０６Ａでは、第１のプロセッサ４０Ａにより、撮影信号処理後の画像データを表示制御回路（図示省略）を介して表示モニタ２６へ出力することで、動画表示する（スルー画像表示）。これにより、ＣＣＤ１６による連続的な撮影により得られた画像を動画表示する際には、画像５０の一部である動画表示用領域５８のみが動画として表示されることになる。その後は、撮影記録指示が入力されるまでは、次のステップ１０８からステップ１０２Ａに戻り、略リアルタイムで当該デジタルカメラ１０が捕らえている被写体像のうち、動画表示用領域５８内だけがスルー画像として動画表示されることになり、撮影記録指示が入力されたらステップ１０８からステップ１１０に進み、以降は第１の実施の形態と同様の動作となる。
【００８０】
上記をまとめると、第２の実施の形態では、静止画撮影記録時には、ＣＣＤ１６から全画素の画像信号を読み出し、複数のプロセッサ４０により１画像分の撮影信号処理を分担して並列処理する（分割処理）するが、動画表示の際には、ＣＣＤ１６から予め定められた動画表示用領域５８外の行により構成された領域６２に相当する画像信号については掃き出して、１つのプロセッサ４０（上記では具体的には第１のプロセッサ４０Ａとした）により動画表示用領域５８についてのみ撮影信号処理を行なって、ＣＣＤ１６の撮影により得られる本来の画像の一部分のみをスルー画像として動画表示表示させるようになっている。
【００８１】
すなわち、静止画撮影記録時は、複数のプロセッサ４０で１画像分の撮影信号処理を分割処理するので、たとえ１０００万画素レベルのデジタルカメラ１０であっても、撮影間隔の短縮化を図ることができる。また、ＣＣＤ１６から動画表示に不要な領域６２に相当する画像信号を掃き出して、動画表示に必要な領域６０のみを読み出すことで高速読出しが可能となり、フレームレートの向上、すなわち動画表示機能を実現できると共に、動画表示する動画表示用領域５８の撮影信号処理を１つのプロセッサ４０（具体的には第１のプロセッサ４０Ａ）だけで行い、他のプロセッサ（具体的には第２、第３のプロセッサ４０Ｂ、４０Ｃ）は駆動されないので、省電力化も実現できる。また、動画表示用領域５８を焦点を合わせたい画像領域とすることで、高精度に焦点合わせを実施することができる。
【００８２】
なお、上記では、説明の簡便化のために、ＣＣＤ１６として、画像の圧縮処理方向と同一の方向に画像信号を読み出すタイプ（水平読出タイプと称す）のＣＣＤセンサを用いる場合を前提に説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、より高速に画像信号が読み出すために注目されている圧縮方向と読出し方向が直交するタイプ（垂直読出タイプと称す）のＣＣＤセンサを用いてもよい。垂直読出タイプのＣＣＤセンサを用いる場合は、画像データの各画素の配置を縦横並び替えて、９０度回転させる処理が必要となるが、複数のプロセッサ４０を用いて分割処理することにより、この回転処理も高速に処理することができ、撮影信号処理に回転処理が追加されたとしても、垂直読出タイプのＣＣＤを用いたことによるメリットを享受することができる。言いかえると、複数のプロセッサ４０を用いて画像データを分割処理することにより、撮影信号処理として、従来技術では処理速度の点から断念せざる得なかった処理を実行することができる。
【００８３】
【発明の効果】
上記に示したように、本発明は、デジタルカメラにおいて、高画素化によっても動画表示機能を実現でき、且つ撮影間隔の短縮及び省電力化を図ることができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施の形態に係るデジタルカメラの電気系の構成を示すブロック図である。
【図２】 第１〜第３のプロセッサにより１画像を分割処理するために定めた各々の担当領域と取込領域の関係を示す概念図である。
【図３】 不要部分の信号電荷を掃き出す掃出手段を備えたＣＣＤイメージセンサの構成一例を示す図である。
【図４】 第１の実施の形態に係るデジタルカメラの撮影モード選択時の動作を示すフローチャートである。
【図５】 第２の実施の形態に係るデジタルカメラにおいて動画表示に用いる画像領域を説明するための概念図である。
【図６】 第２の実施の形態に係るデジタルカメラの撮影モード選択時の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ デジタルカメラ
１２ 光学ユニット
１４ 駆動回路
１６ ＣＣＤセンサ
１８ アナログフロントエンド
２０ デジタル演算処理部
２２ 記録メディア
２４ メディアＩ／Ｆ
２６ 表示モニタ
２８ 操作手段
３２ タイミングジェネレータ
３４ アナログ処理回路
３６ Ａ／Ｄコンバータ
４０ プロセッサ
５０ 画像
５２ 担当領域
５８ 動画表示用領域
８８ 水平リセットドレイン
Claims (3)
- 被写体像に対応する光を受光して、受光量に応じた電荷を画素毎に蓄積して画像信号を生成すると共に、蓄積した電荷を掃き出す掃出手段を備えた撮像素子と、
前記撮像素子から前記画像信号を読み出す読出手段と、
前記読出手段により読み出した前記画像信号に基づく画像データに対して所定の撮影信号処理を施すと共に、１被写体像分の前記撮影信号処理を分担して並列処理する複数の撮影信号処理手段と、
前記複数の撮影信号処理手段により並列処理された前記画像データを記録メディアに記録する記録手段と、
前記被写体像を表示するための表示手段と、を備えたデジタルカメラであって、
前記表示手段に前記被写体像を動画表示する場合は、前記読出手段は、前記掃出手段を動作させて前記撮像素子から前記画像信号を所定周期で間引いて読出し、当該読出し結果の画像データに対する前記撮影信号処理を前記複数の撮影信号処理手段の何れか１つのみが担当する、
ことを特徴とするデジタルカメラ。 - 被写体像に対応する光を受光して、受光量に応じた電荷を画素毎に蓄積して画像信号を生成すると共に、蓄積した電荷を掃き出す掃出手段を備えた撮像素子と、
前記撮像素子から前記画像信号を読み出す読出手段と、
前記読出手段により読み出した前記画像信号に基づく画像データに対して所定の撮影信号処理を施すと共に、１被写体像分の前記撮影信号処理を分担して並列処理する複数の撮影信号処理手段と、
前記複数の撮影信号処理手段により並列処理された前記画像データを記録メディアに記録する記録手段と、
前記被写体像を表示するための表示手段と、を備えたデジタルカメラであって、
前記表示手段に前記被写体像を動画表示する場合は、前記読出手段は、前記掃出手段を動作させて、前記撮像素子から前記被写体像の一部の領域の画像信号を読出し、当該読出し結果の画像データに対する前記撮影信号処理を前記複数の撮影信号処理手段の何れか１つのみが担当する、
ことを特徴とするデジタルカメラ。 - 前記被写体像の一部分が、前記被写体像の焦点を合わせるための画像領域である、ことを特徴とする請求項２に記載のデジタルカメラ。
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