JP4105904B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばデジタル・スチルカメラや携帯テレビ電話端末装置、或はカメラ内蔵型ノートPC等に内蔵された撮像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
最近のデジタル・スチルカメラに代表される、画像の撮像及び再生を行う電子機器にあっては、機器の電源を投入しても撮像装置は使用しないという動作状態がある。特に携帯機器では、電力の浪費を防ぐために使用しない装置の電力消費を抑える種々のモードがあり、省電力のために種々の提案がなされている。
一例としては、特開2001−238189公報の技術は、画像処理装置にあって、ユーザの操作負担を無くしつつユーザの利用形態に最も適した省電力動作を実現するために、装置内の複数の処理ブロック夫々に電力を供給する電源による電圧を、電圧検知回路により検知した電源の状態に基づいて可変とすると共に、その検知された電源の状態に応じて複数の処理ブロックのいずれかの処理モードの変更、処理ブロックに対応する複数のクロック源から供給されるクロック信号の周波数の変更、或は対応する複数の電圧源から供給される電圧値の変更によって装置の動作を制御することにより、省電力動作制御を行うことが開示されている。
上述の従来例は、省電力を図る装置の一例であり、撮像素子としてCCDを用いたデジタル・カメラ等の撮像装置にて、省電力をさらに詳しく述べれば次のようなことになる。
一般的にデジタル・カメラにあっては、ストロボ充電時、メニューモード時、画像再生時、カード書き込み時においてCCDは不使用状態に有り、このため省電力を行うべく図6に示す省電力パターンが設定される。この省電力パターンでは、CCD電源のオン・オフ、CCD駆動回路の駆動或いはオフ、CDS/AD電源のオン・オフ・スタンバイの各組合せとその組合せに基づく電力消費及び復帰時間からなる効果とが表示され、この中で、特に顕著なのはCCD電源オフでCCD駆動回路オフは省電力の点で優れていることである。
例えば、ストロボ充電中にCCD電源とCCD駆動回路とCDS/AD電源をオフにした場合、ストロボ充電開始から、モニタ出力がでるまでのシーケンス例は図7に示すようになっている。図7において、ストロボ充電が終了すると、CCD駆動回路電源コントロール信号が発生し、3.3V系の電圧がCCD駆動回路に印加される。次にDC15Vコントロール電圧が発生し、その後DC−7.5Vコントロール信号が発生し、15V系と−7.5V系の電圧がCCDに供給される。こうして、CCDに電源が入ることになる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上述の場合、ビデオ出力をみると、CCDに電源が入ってもCCD出力信号としては、2フィールド目から発生し、しかもこの後、約3フィールド(図7におけるフィールド2、3、4)はCCDを安定させるための時間となり、5フィールド目から正常な露光が行われる。つまり、CCD電源をストロボ充電中にオフした場合は、正常な露光ができる状態になるまでに数フィールド分の時間がかかることになる。そして、CCDからホトダイオードで光電変換されたデータは、次のVDで読み出されて、CCD出力信号のフィールド5として出力され、このCCD出力信号の5フィールド目(フィールド5)からモニタ出力に表れることになる。
このように、ストロボ充電中に、CCD電源オフでCCD駆動回路をオフとした場合、省電力にはなるが、CCD電源とCCD駆動回路を再び起動するための時間とCCDを再び安定させるための時間が復帰時間としてかかってしまう。また、仮にこれを短くしようとするためには、常にCCD電源をオンしておく必要があるが、消費電流が増加してしまう。
また、図8に示すメニューモード時、図9に示す画像再生時、図10に示すカード書き込み時においても、全く同様の復帰時間が長くなるという問題が生じている。なお、図8では、メニューモード時にCCD電源オンでCCD駆動回路スタンバイにした場合のシーケンス例を示し、図9では、画像再生時にCCD電源オンでCCD駆動回路スタンバイにした場合のシーケンス例を示し、図10では、カード書き込み時にCCD電源オンでCCD駆動回路スタンバイにした場合のシーケンス例を示している。
本発明は、ストロボ充電時、メニューモード時、画像再生時、カード書き込み時等CCD出力を利用する必要がない時に、CCD及びその駆動回路をゆっくり駆動させることによって、短い復帰時間と低消費電力を両立させるようにした撮像装置の提供を目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成する請求項1の発明は、被写体を撮像する撮像素子と、撮像素子の出力を輝度信号と色信号に処理する信号処理手段と、撮像素子の駆動周波数を可変させる周波数可変手段と、を備えた撮像装置であって、前記撮像素子と前記信号処理手段への印加電圧を変化させないまま、ストロボ充電開始時には前記周波数可変手段により前記撮像素子の駆動周波数を前記撮像素子のフレームレートを1fpsまで低下させるとともに、ストロボ充電終了後には前記撮像素子の駆動周波数をストロボ充電開始前の状態に戻すように制御することを特徴とする。
この発明によれば、ストロボ充電時撮像素子の駆動をゆっくり行うことで、駆動による消費電力を低下すると共に、駆動により撮像素子の安定化時間等復帰時間を短縮することができる。
【0005】
更に請求項2の発明によれば、被写体を撮像する撮像素子と、撮像素子の出力を輝度信号と色信号に処理する信号処理手段と、撮像素子の駆動周波数を可変させる周波数可変手段と、を備えた撮像装置であって、前記撮像素子と前記信号処理手段への印加電圧を変化させないまま、メニューモード開始時には前記周波数可変手段により前記撮像素子の駆動周波数を前記撮像素子のフレームレートを1fpsまで低下させるとともに、メニューモード終了後には前記撮像素子の駆動周波数をメニューモード開始前の状態に戻すように制御することを特徴とする。
この発明によれば、メニューモード時撮像素子の駆動をゆっくり行うことで、駆動による消費電力を低下すると共に、駆動により撮像素子の安定化時間等復帰時間を短縮することができる。
更に請求項3の発明によれば、前記周波数可変手段は、前記撮像素子の駆動周波数を低下させるため、CPUからの指令によるクロック発生器のクロック周波数を低下させることにより制御することを特徴とする。
上記発明において、撮像素子の駆動周波数を低下させる手段は、CPUからの指令によるクロック発生器のクロック周波数を低下させる手段に基づくこととすることができる。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図1は、撮像装置の構成例としてデジタル・カメラの例を示すブロック図であり、同図においては、大略レンズ系10、絞り・シャッター系11、撮像素子であるCCD12、信号処理を行うフロントエンド13、画像処理を行うDSP(デジタルシグナルプロセッサ)14、CPU15からなる。
また、CCD12の駆動のためのTG(Timing Generator)16、このTG16のクロックを発生させDSP14とのシステムの同期をとり更にはシステムクロックの他USB等周辺機能のクロックを供給するクロック発生器(CLK発生器;Clock Generator)17を有する。ここで、クロック発生器17は、内部にマルチプレクサを持ち、CPUの制御で出力周波数を変更できるように構成されている。
更に、図1においては、DSP14に接続されCCD出力のAD変換されたRawデータや信号処理されたデータを読出し/書き込むSDRAM18、モニタリングや再生の画像と各種情報を表示するためのLCD19、メモリカード20、調整値等のデータを保存しておくEEPROM21、AF用の外部測距素子22、そして操作スイッチ23を有する。
更に、フロントエンド13内には、画像ノイズ除去用相関二重サンプリングであるCDS回路131、利得調整・補正用AGC回路132、デジタル信号変換用A/D変換器133を有し、またDSP14内にはJPEGコーダやビデオDAコンバータを備える。
そして、CPU15では、AF(オートフォーカス)、AE(オートアイリス)、ホワイトバランス等の各演算を行う機能、フロントエンド13やDSP14に対してパラメータを設定する機能、ユーザからの操作を処理する機能と、を持つ。また、DSP14では、AF、AE、ホワイトバランス等の評価値(AFの場合は例えば画像の周波数成分毎の積算値等)を生成し、CPU15で演算する。
【0007】
以上のような構成において、CCD12の出力信号は、CDS回路131、AGC回路132を経由してAD変換されて、CCD12の配列のまま、SDRAM18に格納される。CCD12からの静止画処理は、通常SDRAM18からCCDデータを読み出して輝度信号と色信号を生成し、JPEG処理を行い、メモリカード20に記録する。また、CCD12のRawデータから表示用RGB信号またはYUV信号に変換されたデータは、DSP14内部のビデオDAコンバータから出力されLCD19で表示される。
また、被写体距離等を表示させる場合はCPU15からDSP14経由でSDRAM18に描画しておき、DSP14で映像信号に重畳する。また、AFは、外部測距素子からアナログで出力される1/L(被写体までの距離の逆数)をCPU15のADポートで受け、被写体までの距離に応じて光学系を駆動する。
ここにおいて、ストロボ充電中に、CCD12のオンでCLK発生器17の出力周波数をCPU15の制御によって低い周波数で出力するようにした場合、ストロボ充電から、モニタ出力が出るまでのシーケンス例は図2に示すようになる。すなわち、ストロボ充電中(図2のストロボ充電の“L”期間)は、CLK発生器17の出力周波数を低くすることによって、図2に示すVD(1fps)にて示すようにフレームレートを遅くする。そして、ストロボ充電が終了すると、CLK発生器17のフレームレートを通常の例えば30fpsに戻す。
【0008】
この場合、CCD電源は常にオンさせているため15V系と−7.5V系の電圧は、常にCCD12にかかっており、CCD駆動回路は常にCCD12を駆動できる通電状態になっている。このシーケンスにおいては、ストロボ充電中も、CCD12を低速駆動させているので、適正信号量になるための電子シャッター制御も行われている。この結果、充電終了後、図7の従来例ようなCCD12を安定させるための時間(図7のVDのフレーム2、3、4)を費やすことなく、図2に示すように安定した出力信号がすぐに得られる。そして、ストロボ充電後、早い段階で(図2におけるフレーム0)にてLCD19のモニタ出力が表れることになる。
このように、ストロボ充電中に、CCD12オンでCCD駆動回路を低速駆動させた場合、図7の従来例に比べて、消費電力をそれほど増加させることなく、CCD12とCCD駆動回路に電源を入れるための時間とCCD12を安定させるための時間を短縮することができる。
【0009】
図3は、画像再生時における具体的なシーケンスを示し、図4は、カード書き込み時における具体的なシーケンスを示し、図5は、メニューモードにおける具体的なシーケンスを示しており、それぞれ図2に示すストロボ充電中のシーケンスと同様である。
こうして、クロック発信器17による周波数低減により、ストロボ充電、メニューモード、画像再生、カード書き込み終了から、消費電力をそれほど増加させることなく通常動作までの時間を短縮できる。
【0010】
【発明の効果】
以上実施の形態にて説明したように、本発明によれば、被写体を撮像する撮像素子と、撮像素子の出力を輝度信号と色信号に処理する信号処理手段と、撮像素子の駆動周波数を可変させる手段とを持つ撮像装置において、前記撮像素子と前記信号処理手段への印加電圧を変化させないまま、ストロボ充電開始時、又はメニューモード開始時には、撮像素子の駆動周波数を前記撮像素子のフレームレートを1fpsまで低下させるとともに、ストロボ充電又はメニューモード終了後には前記撮像素子の駆動周波数をストロボ充電又はメニューモード開始前の状態に戻す手段を有することにより、撮像素子の駆動をゆっくり行うことで、駆動による消費電力を低下すると共に、駆動により撮像素子の安定化時間等復帰時間を短縮することができ、短い復帰時間と低消費電力を両立させることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】撮像装置の一例のブロック構成図である。
【図2】ストロボ充電時のタイミングチャートである。
【図3】画像再生時のタイミングチャートである。
【図4】カード書き込み時のタイミングチャートである。
【図5】メニューモード時のタイミングチャートである。
【図6】CCDの省電力パターン図である。
【図7】ストロボ充電時のタイミングチャートである。
【図8】メニューモード時のタイミングチャートである。
【図9】画像再生時のタイミングチャートである。
【図10】カード書き込み時のタイミングチャートである。
【符号の説明】
12 CCD
13 フロントエンド
14 DSP
15 CPU
16 TG
17 クロック発生器。
Claims (3)
- 被写体を撮像する撮像素子と、撮像素子の出力を輝度信号と色信号に処理する信号処理手段と、撮像素子の駆動周波数を可変させる周波数可変手段と、を備えた撮像装置であって、
前記撮像素子と前記信号処理手段への印加電圧を変化させないまま、ストロボ充電開始時には前記周波数可変手段により前記撮像素子の駆動周波数を前記撮像素子のフレームレートを1fpsまで低下させるとともに、ストロボ充電終了後には前記撮像素子の駆動周波数をストロボ充電開始前の状態に戻すように制御することを特徴とする撮像装置。 - 被写体を撮像する撮像素子と、撮像素子の出力を輝度信号と色信号に処理する信号処理手段と、撮像素子の駆動周波数を可変させる周波数可変手段と、を備えた撮像装置であって、
前記撮像素子と前記信号処理手段への印加電圧を変化させないまま、メニューモード開始時には前記周波数可変手段により前記撮像素子の駆動周波数を前記撮像素子のフレームレートを1fpsまで低下させるとともに、メニューモード終了後には前記撮像素子の駆動周波数をメニューモード開始前の状態に戻すように制御することを特徴とする撮像装置。 - 前記周波数可変手段は、前記撮像素子の駆動周波数を低下させるため、CPUからの指令によるクロック発生器のクロック周波数を低下させることにより制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。
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