JP4362898B2 - 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、ＣＣＤなどの撮像装置で被写体を撮像するデジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、撮影レンズを通過する被写体像を撮像して画像データを出力するＣＣＤのような撮像装置と、撮像装置から出力される画像信号に対して相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路などによりノイズ除去を行う画像信号処理回路とを備えるデジタルカメラが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のデジタルカメラでは、撮像装置から画像信号が出力されるタイミングに合わせてサンプリングを行うサンプリング回路、画像信号の黒レベルを所定値とするため、上記タイミングに合わせて画像信号の黒レベル期間をサンプリングするクランプ回路、および上記の回路でサンプリングされたアナログ画像信号をディジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換回路などの動作タイミングが一致するように調整されている。
【０００４】
ところが、上記の回路で使用される部品が変更される場合は、変更された部品に応じて上述した動作タイミングの変更が必要となる場合がある。また、一般に、上記の回路で使用される電子部品は、電子部品の動作時の温度や電子部品に印加される電圧によりその動作タイミングが変化する。この結果、デジタルカメラが温度変化が大きい使用条件で使用される場合や、デジタルカメラの電池が消耗して回路の電圧が低下した場合には、上述した回路の動作タイミングが変化する可能性がある。とくに、撮像装置の画素数が多く、撮像された画像信号が高速でサンプリングされる高画質のデジタルカメラの場合や、デジタルカメラが連続して長時間使用される場合は問題になりやすい。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）請求項１に記載の発明は、撮影レンズを通して被写体像を撮像する撮像装置と、撮像装置から出力された撮像信号にノイズ除去などの所定の処理を行う信号処理回路と、撮像装置を動作させる駆動回路とを備えるデジタルカメラに適用される。そして、撮像装置、信号処理回路および駆動回路に供給される電源の電圧を検出する電圧検出手段と、撮像装置および信号処理回路を駆動する駆動信号に対して所定の遅延を与えて出力する遅延手段と、電圧検出手段による検出電圧に応じて遅延手段に対して遅延時間を設定する制御手段とを備えることを特徴とする。
（２）請求項５に記載の発明は、撮影レンズを通して被写体像を撮像する撮像装置と、撮像装置から出力された撮像信号にノイズ除去などの所定の処理を行う信号処理回路と、撮像装置を動作させる駆動回路とを備えるデジタルカメラに適用される。そして、撮像装置による累積撮影枚数をカウントするカウント手段と、撮像装置および信号処理回路を駆動する駆動信号に対して所定の遅延を与えて出力する遅延手段と、カウント手段による累積撮影枚数に応じて遅延手段に対して遅延時間を設定する制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
【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、本発明の第一の実施の形態によるデジタルスチルカメラの収納時、および携帯時の外観を示し、(a)が上から見た図、(b)が後ろから見た図である。また、図２は図１に示したカメラの通常撮影時の外観を示し、(a)が前から見た図、(b)が上から見た図、(c)が後ろから見た図である。この実施の形態によるデジタルスチルカメラ１は、撮影ズームレンズ２を含むレンズユニット１ａとＬＣＤモニター３を含むモニターユニット１ｂとに分割され、両ユニット１ａ、１ｂが相対的に回転可能に連結されている。
【０００９】
収納時または携帯時には、図１に示すように、レンズユニット１ａとモニターユニット１ｂとがフラットになるようにレンズユニット１ａを回転する。また、通常撮影時には、図２に示すように、撮影ズームレンズ２が被写体方向を向くようにレンズユニット１ａを回転する。このとき、モニターユニット１ｂはＬＣＤモニター３が撮影者の方向を向くように保持されるので、撮影者はＬＣＤモニター３を見ながら撮影を行うことができる。
【００１０】
レンズユニット１ａは、撮影ズームレンズ２の他に電子閃光装置４、ファインダー窓５、赤目軽減・セルフタイマー表示ランプ６、ファインダー接眼窓７などを備えている。一方、モニターユニット１ｂは、ＬＣＤモニター３の他にメインスイッチ８、レリーズボタン９、表示パネル１０、閃光撮影モードボタン１１、ＡＦモードボタン１２、画質モードボタン１３、ズーム切換えボタン１４、モニターボタン１５、メニューボタン１６、選択ダイヤル１７などを備えている。
【００１１】
図３は、この実施の形態によるデジタルスチルカメラ１の回路ブロックを示す図である。このデジタルスチルカメラ１は、撮像素子２６と、撮像素子２６から出力されるアナログ信号を処理するアナログ信号処理回路２７と、撮像素子２６の駆動を制御するドライバ２５と、撮像素子２６やアナログ信号処理回路２７の動作タイミングを制御するタイミング制御回路２４とを含んで構成される撮像部１００を備えている。そして、デジタルスチルカメラ１は、焦点検出／調整処理および測光処理などを制御するメインＣＰＵ２１と、画像処理および画像表示処理を制御する画像処理ＣＰＵ２９と、各スイッチからの入力信号を制御するスイッチ制御ＣＰＵ４１とにより制御されている。スイッチ制御ＣＰＵ４１は、デジタルスチルカメラ１の各スイッチが操作されたときはその情報をメインＣＰＵ２１へ送り、ズーム切換えボタン１４が操作されたときはズームレンズ駆動装置３７を制御して撮影ズームレンズ２を駆動するように構成されている。
【００１２】
このデジタルスチルカメラ１は、メインスイッチ８の切換え動作により撮影モード(REC)と再生モード(PLAY)とが選択される。メインスイッチ８は、オフ、ＲＥＣ、ＰＬＡＹの少なくとも３つの位置に切換えられる。撮影モードは撮像した被写体像を画像データとして記録する動作モードであり、再生モードは記録した画像データを読み出してＬＣＤモニター３に表示する動作モードである。そして、両動作モードにおいて、それぞれカメラ動作を選択／設定するためのメニュー設定モードが設けられている。本発明は撮影モードにおける撮影動作に特徴があるので、撮影モードについて説明を行う。
【００１３】
メインスイッチ８を撮影モード(REC)位置に切換え操作すると、デジタルスチルカメラ１は電源オンとともに撮影モードに切換えられる。スイッチ制御ＣＰＵ４１には、レリーズボタン９に連動する半押しスイッチ２２と全押しスイッチ２３（以下、レリーズスイッチ２３と呼ぶ）から半押し信号と全押し信号がそれぞれ入力される。半押しスイッチ２２が操作されて半押し信号が入力されると、スイッチ制御ＣＰＵ４１はその情報をメインＣＰＵ２１に伝え、メインＣＰＵ２１からの指令により焦点検出／調整装置３６が撮影ズームレンズ２の焦点調節状態を検出する。そして、撮影ズームレンズ２に入射する被写体光が撮像装置である撮像素子２６上で結像するように撮影ズームレンズ２を合焦位置へ駆動する。
【００１４】
ズーム切換えボタン１４が操作されると、スイッチ制御ＣＰＵ４１からの指令によりズームレンズ駆動装置３７が撮影ズームレンズ２を駆動し、焦点距離を変化させる。ズームボタン１４はシーソー形のスイッチからなり、望遠側（Ｔ）と広角側（Ｗ）のうち、いずれか押されている側に焦点距離が移動される。測光装置３８は、被写体の輝度を測定するもので、レリーズボタン９に連動する半押しスイッチ２２による半押し信号が、スイッチ制御ＣＰＵ４１を介してメインＣＰＵ２１に入力されたときに測光を行う。
【００１５】
半押しスイッチ２２のオン操作に引続いてレリーズスイッチ２３がオン操作されると、測光装置３８による測光結果と閃光撮影モードボタン１１によりあらかじめ設定されたモード設定とに応じて閃光装置４が発光し、撮影ズームレンズ２からの被写体光が撮像素子２６の受光面上で結像することにより、撮像素子２６には被写体像の明るさに応じた信号電荷が蓄積される。撮像素子２６はドライバ２５を介してタイミング制御回路２４からタイミング制御され、撮像素子２６に蓄積された信号電荷はドライバ２５から出力される駆動信号により吐き出され、後述するノイズ除去回路や直流再生回路などを含むアナログ信号処理回路２７に入力される。アナログ信号処理回路２７でアナログ画像信号に対してノイズ除去、ゲインコントロールなどのアナログ処理が施された後、Ａ／Ｄ変換回路２８によってデジタル信号に変換される。上記のアナログ処理回路２７およびＡ／Ｄ変換回路２８もタイミング制御回路２４からタイミング制御される。
【００１６】
デジタル変換された信号は、上述した画像処理ＣＰＵ２９に導かれ、そこで輪郭補償、ガンマ補正等の画像前処理が行われて一旦バッファメモリ３０に格納される。そして、メインＣＰＵ２１とバッファメモリ３０との間で画像データの授受を行い、格納されている画像データからホワイトバランス調整値を求め、この調整値に基づいて画像処理ＣＰＵ２９でホワイトバランス調整が行われ、ホワイトバランス調整後の画像データが再びバッファメモリ３０へ格納される。
【００１７】
バッファメモリ３０に記憶された画像データは、画像処理ＣＰＵ２９に制御される表示画像作成回路３１により表示用の画像データに処理され、この画像データがＬＣＤモニター３にフリーズ画面と呼ばれる撮影画面として表示される。
【００１８】
上述したような画像前処理が行なわれた画像データに対してはさらに、画像処理ＣＰＵ２９によりＪＰＥＧ圧縮のためのフォーマット処理（画像後処理）が行なわれ、画像処理ＣＰＵ２９により制御される圧縮回路３２によりＪＰＥＧ方式で所定の比率にデータ圧縮を受け、メインＣＰＵ２１により所定のデータ名を付与されてリアルタイムクロック３５からのタイム情報とともに、フラッシュメモリ等の記録媒体（ＰＣカード、ＣＦカードなど）３４に記録される。
【００１９】
この他、メインＣＰＵ２１には表示パネルドライバー３３が接続され、閃光撮影モードボタン１１による閃光装置４の発光モード設定、ＡＦモードボタン１２による距離範囲設定、画質モードボタン１３による圧縮率設定の状態が表示パネル１０に表示される。
【００２０】
−撮像部−
図４は、上述したように動作するデジタルカメラにおける撮像部１００の詳細を示すブロック図である。図４において、電池３９に接続された電源回路４０は、電池３９から入力される電源電圧を所定の電圧に変換して、出力電圧VA、VB、VC、VD、VEを各回路ブロックに供給する。電源回路４０はメインＣＰＵ２１の制御端子と接続されており、メインＣＰＵ２１から制御端子を通して送られる制御信号により、上記出力電圧VA、VB、VC、VD、VEの出力をオン／オフする。なお、メインＣＰＵ２１に対する所定の電源電圧は、メインスイッチ８が撮影モード(REC)および再生モード(PLAY)のいずれかに切り換えられているときは常時供給される。
【００２１】
タイミング制御回路２４（図３）は基準発振回路２４ａ、タイミング発生回路２４ｂおよび遅延回路２４ｃから構成され、アナログ信号処理回路２７はノイズ除去回路２７ａ、直流再生回路２７ｂおよび可変増幅回路２７ｃから構成され、撮像素子２６用のドライバ２５は水平駆動回路２５ａおよび垂直駆動回路２５ｃより構成される。これら各回路２４，２５および２７は、電源回路４０の電源電圧VA〜VDが接続される。基準発振回路２４ａは水晶発振器から発生される発振出力による基準クロック信号を出力し、タイミング発生回路２４ｂは基準クロック信号を分周および論理合成することにより、撮像素子２６用の水平駆動信号φＨ１，φＨ２，φＲＧ，および撮像素子２６用の垂直駆動信号Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，ＳＵＢ，ＳＧを発生する。また、タイミング発生回路２４ｂはノイズ除去回路２７ａ用の駆動信号ＳＨＰ、ＳＨＤ、直流再生回路２７ｂ用の駆動信号ＣＰＯＢ、およびＡ／Ｄ変換回路２８用の駆動信号ＡＤＣＬＫを発生する。タイミング発生回路２４ｂから出力された上記の各駆動信号は、遅延回路２４ｃに入力される。
【００２２】
図４の撮像部１００において、半押しスイッチ２２（図３）が操作されて半押し信号が入力されると、メインＣＰＵ２１の指示により焦点調節状態の検出および測光動作が開始される。さらに、レリーズスイッチ２３がオンされることにより電源回路４０がオンされ、撮像素子２６をはじめとする撮像部１００の回路に各電源電圧VA,VB,VC,VD,VEが供給される。電源の供給が開始されると基準発振回路２４ａが基準クロック信号を出力し、タイミング発生回路２４ｂが撮像素子２６用の水平駆動信号φＨ１，φＨ２，φＲＧおよび撮像素子２６用の垂直駆動信号Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，ＳＵＢ，ＳＧを発生する。
【００２３】
タイミング発生回路２４ｂから出力された各駆動信号φＨ１，φＨ２，φＲＧ，Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，ＳＵＢ，ＳＧ，ＳＨＰ，ＳＨＤ，ＣＰＯＢ，ＡＤＣＬＫは、それぞれ独立して遅延回路２４ｃへ入力され、遅延回路２４ｃで各駆動信号ごとに遅延が与えられる。遅延回路２４ｃで与えられる遅延量は、メインＣＰＵ２１の制御端子から送信される遅延量の情報によって決定され、この遅延量の情報はレリーズスイッチ２３が操作されるごとに、すなわち、撮影ごとにメインＣＰＵ２１から遅延回路２４ｃに送信される。
【００２４】
メインＣＰＵ２１から遅延回路２４ｃに対する遅延量情報の送信はシリアル通信により行われる。メインＣＰＵ２１から各駆動信号に対する遅延量の情報が順次送信され、遅延回路２４ｃで受信された遅延量の情報が遅延回路２４ｃ内のレジスタへ格納される。格納された各駆動信号に対する遅延量の情報は、次に再びレリーズスイッチ２３が操作され、新たな遅延量の情報が送信されるまでレジスタ内に保持される。
【００２５】
遅延回路２４ｃがレリーズスイッチ２３の操作によりＣＰＵ２１から送信される遅延量の情報に基づいて回路の遅延量を設定し、設定した遅延量による遅延が与えられた水平駆動信号が水平駆動回路２５ａに、垂直駆動信号が垂直駆動回路２５ｂにそれぞれ出力される。水平駆動回路２５ａは、遅延回路２４ｃから出力された水平駆動信号の振幅および出力インピーダンスを撮像素子２６が必要とする所定の値に変換して出力し、垂直駆動回路２５ｂは、遅延回路２４ｃから出力された垂直駆動信号の振幅および出力インピーダンスを撮像素子２６が必要とする所定の値に変換して出力する。
【００２６】
撮像素子２６は撮像面に照射された光に応じて電荷を蓄積し、蓄積された電荷が撮像素子２６用の駆動信号により読み出され、画像信号として出力される。出力された信号は後述するノイズ除去回路２７ａへ入力され、リセットノイズなどの不要な信号成分が除去される。ノイズ除去回路２７ａは駆動信号ＳＨＰ，ＳＨＤパルスを用いて撮像素子２６から出力された画像信号をサンプル／ホールドし、有効な信号成分のみを出力する。上述したように駆動信号ＳＨＤおよびＳＨＤは、ＣＰＵ２１からの遅延量の情報に基づいて遅延回路２４ｃにて遅延量が調整されている。駆動信号ＳＨＤおよびＳＨＤが、撮像素子２６から出力される画像信号のタイミングと厳密に一致するように調整されている場合においてノイズ除去回路２７ａの効果が十分に発揮される。
【００２７】
ノイズ除去回路２７ａの出力信号は、直流再生回路２７ｂに入力される。直流再生回路２７ｂは、撮像素子２６から出力される画像信号のうち、光学的に黒基準となる画素信号、すなわち遮光画素から出力された画像信号を所定の電圧に設定するように動作する。直流再生回路２７ｂで設定される所定の電圧値は、メインＣＰＵ２１から制御端子を通して送信される。送信される設定電圧の情報は、上述した遅延量の情報と同様に、レリーズスイッチ２３が操作されるごとに、すなわち、撮影ごとにメインＣＰＵ２１から直流再生回路２７ｂに送信される。また、直流再生回路２７ｂ用の駆動信号ＣＰＯＢも、ＣＰＵ２１からの遅延量の情報に基づいて遅延回路２４ｃにて遅延量が調整されている。
【００２８】
直流再生回路２７ｂの出力信号は可変増幅回路２７ｃへ入力される。可変増幅回路２７ｃは、メインＣＰＵ２１から送信される増幅度の情報により、入力された画像信号を所定の増幅度で増幅してＡ／Ｄ変換回路２８へ出力する。可変増幅回路２７ｃで増幅される増幅度は、メインＣＰＵ２１から制御端子を通して送信される。送信される増幅度の情報は、遅延量および設定電圧の情報と同様にレリーズスイッチ２３が操作されるごとに、すなわち、撮影ごとにメインＣＰＵ２１から可変増幅回路２７ｃに送信される。
【００２９】
Ａ／Ｄ変換回路２８へ入力された画像信号は、遅延回路２４ｃから出力される駆動信号ＡＤＣＬＫのタイミングにより、アナログ信号からデジタル信号に変換され、変換後のデジタル画像信号が画像処理ＣＰＵ２９（図３）へ出力される。Ａ／Ｄ変換回路２８の変換タイミングは、遅延回路２４ｃで駆動信号ＡＤＣＬＫに与えられる遅延量で変化し、この遅延量はメインＣＰＵ２１から制御端子を通して遅延回路２４ｃに送信された遅延量の情報に基づいて調整されている。送信される遅延量の情報は、レリーズスイッチ２３が操作されるごとに、すなわち、撮影ごとにメインＣＰＵ２１から遅延回路２４ｃに送信される。Ａ／Ｄ変換回路２８から画像処理ＣＰＵ２９（図３）に出力されたデジタル画像信号は、空格子補間、ホワイトバランスおよびγ補正処理などの一連の画像処理を受ける。
【００３０】
−ノイズ除去−
上述したノイズ除去回路２７ａについてさらに詳細に説明する。一般に、ＣＣＤなどの固体撮像素子から出力される信号には、撮像素子のリセットノイズやアンプノイズなどの低周波ノイズが含まれる。そこで、相関二重サンプリング(ＣＤＳ)回路を用いたノイズ低減処理が行われる。図５はＣＤＳ回路２７ａを説明する図である。図５において、撮像素子２６で蓄積されて読み出された電荷は、画像信号としてバッファアンプ２７１を介してクランプ回路２７２に入力される。クランプ回路２７２は、バッファアンプ２７１から出力された信号をカップリングコンデンサ２７３を介して出力するとともに、カップリングコンデンサ２７３の出力側に直流電源２７５からの電圧をクランプパルスＳＨＰを用いてスイッチ２７４で印加することにより、カップリングコンデンサ２７３から出力される画像信号をフィールドスルーレベルにクランプして、リセットノイズおよびアンプノイズなどを除去する。
【００３１】
クランプ回路２７２から出力された画像信号は、バッファアンプ２７６を介してサンプルホールド回路２７７に入力される。サンプルホールド回路２７７は、サンプリングパルスＳＨＤを用いてスイッチ２７８を駆動することにより、バッファアンプ２７６から出力された画像信号をサンプリングして、ホールディングコンデンサ２７９にホールドさせる。ホールドされた画像信号はバッファアンプ２８０を介して出力される。
【００３２】
上述したＣＤＳ回路の動作を図６のタイミングチャートを参照して説明する。図６(a)に示す撮像素子２６からの出力信号は、撮像素子２６の各画素である光電変換素子により光電変換された電荷信号が順次転送されて、バッファアンプ２７１(図５)を介して出力される画像信号である。この撮像素子２６の出力信号は、撮像素子２６が画素単位ごとにリセットされると、電荷量が増大してリセットレベルＲで安定する。図６(b)のクランプパルスＳＨＰがリセット後のタイミングtt1からタイミングtt2の間に印加されると、撮像素子２６の出力信号は直流電源２７５からの電圧、すなわちフィールドスルーレベルＬＳにクランプされ、ノイズが除去された基準レベルに合わされる。その後、出力信号がフィールドスルーレベルＬＳから信号レベルＬＬになるとタイミングtt3からタイミングtt4の間に図６(c)のサンプリングパルスＳＨＤにより信号レベルＬＬがサンプリングされ、ホールドされた信号レベルＬＬが画像信号として出力される。すなわち、フィールドスルーレベルＬＳに対する信号レベルＬＬが出力される。
【００３３】
−タイミング調整−
図６に示すように、撮像素子２６から出力される出力信号と、クランプパルスＳＨＰおよびサンプリングパルスＳＨＤとのタイミングを最適化することが必要である。一般に、回路に入力される信号と回路から出力される信号には、回路内部の伝播遅延時間により位相遅延が生じる。図４において撮像素子２６は、水平駆動回路２５ａおよび垂直駆動回路２５ｂから出力される各駆動信号により駆動されるので、上記各駆動信号には両駆動回路の遅延特性に依存した位相遅延がそれぞれ発生する。また、撮像素子２６に上記の位相遅延が生じた各駆動信号が入力されることにより、撮像素子２６から出力される画像信号の出力タイミングにも遅延が生じる。したがって、撮像素子２６、ノイズ除去回路２７ａ、直流再生回路２７ｂ、および画像信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換回路２８に対する最適な駆動タイミングを得るためには、撮像素子２６の駆動信号の入力端子における水平および垂直駆動信号波形を基準にして、上記各波形のタイミングが一致するように調整を行う。これらの遅延量の調整は、上述したようにメインＣＰＵ２１から遅延回路２４ｃに送信される遅延量の情報に基づいて遅延回路２４ｃで行われる。
【００３４】
図７は撮像素子２６の駆動に必要な水平駆動信号φＨ１，φＨ２，φＲＧと、上記水平駆動信号により撮像素子２６から出力された画像信号をノイズ除去回路２７ａでサンプリングするために必要な駆動信号ＳＨＰ，ＳＨＤ、および撮像素子２６から出力された画像信号(撮像素子出力)の信号波形を説明する図である。図７の信号波形において、実線は遅延量が最適な状態に調整されたタイミング波形を示し、破線は遅延量を調整する前のタイミング波形である。まず実線で示された各波形について説明する。図７(a)の駆動信号φＨ１と図７(b)の駆動信号φＨ２は撮像素子２６から画像信号を出力させる信号であり、φＨ１が立ち下がり、φＨ２が立ち上がると図７(f)のように撮像素子２６の出力が信号レベルＬＬになる。図７(c)の駆動信号φＲＧは撮像素子２６の出力信号をリセットさせる信号である。
【００３５】
図７(d)の駆動信号ＳＨＰはノイズ除去回路２７ａ用のクランプパルスであり、図６のＳＨＰに相当する。クランプパルスＳＨＰにより、撮像素子２６からの出力信号が所定のフィールドスルーレベルＬＳに合わせられる。図７(e)の駆動信号ＳＨＤはノイズ除去回路２７ａ用のサンプリングパルスであり、図６のＳＨＤに相当する。サンプリングパルスＳＨＤにより、撮像素子２６からの出力信号がサンプリングされてホールドされる。
【００３６】
上述した内容を動作順に説明する。撮像素子２６の出力信号をリセットさせる駆動信号φＲＧが立ち上がると出力信号のリセット動作が行われる（t71）。クランプパルスＳＨＰが立ち上がり、駆動信号φＲＧが立ち下がると撮像素子２６の出力信号がフィールドスルーレベルＬＳに固定される（t72）。クランプパルスＳＨＰが立ち下がってから駆動信号φＨ１が立ち下がるとともにφＨ２が立ち上がると、撮像素子２６の出力が信号レベルＬＬになる（t73）。撮像素子２６の出力に信号レベルＬＬが出力されてからサンプリングパルスＳＨＤが立ち上がり、立ち下がると信号レベルＬＬがサンプリングされる（t74）。再び駆動信号φＲＧが立ち上がって撮像素子２６の出力信号のリセット動作が行われ（t75）、以上の動作が画素ごとに繰り返して行われる。
【００３７】
クランプパルスＳＨＰおよびサンプリングパルスＳＨＤと、撮像素子２６から出力される画像信号とのタイミングが最適化されていない場合は、メインＣＰＵ２１があらかじめメインＣＰＵ２１内のレジスタに記憶された調整値データ、すなわち遅延量の情報を読み出して、撮影ごとに遅延回路２４ｃに対して遅延量の情報を送信する。メインＣＰＵ２１から送信された遅延量が０の場合の信号波形が最小遅延量設定となり、図７において破線で示されたタイミング調整前の波形はこの状態の波形である。遅延回路２４ｃにおいて各駆動信号に対して独立した遅延量が設定されることにより、撮像素子２６、ノイズ除去回路２７ａ、Ａ／Ｄ変換回路２８の動作に最適な実線波形のタイミングが設定される。遅延量の設定は、たとえば、最小設定単位を1nsecとし、4bitの制御信号（制御ビットと呼ぶ）にて選択する場合は[0000]〜[1111]までの１６通りの遅延時間の設定が可能である。図８は制御ビットと設定される遅延量の対応の例を示す表である。
【００３８】
各波形のタイミングを最適な状態とするために、駆動信号φＨ１に必要な遅延量がT1、駆動時間φＨ２に必要な遅延量がT2、駆動信号φＲＧに必要な遅延量がT3、クランプパルスＳＨＰに必要な遅延量がT4、サンプリングパルスＳＨＤに必要な遅延量がT5とすれば、メインＣＰＵ２１は上記の遅延量を設定するために、遅延量T1〜T5に対応する制御ビットをシリアルに配置した信号列を遅延回路２４ｃに送信し、遅延回路２４ｃがその信号を受信して内部のレジスタへ格納することにより、信号列に基づいた遅延量の設定が行われる。例としてT1=3nsec、T2=3nsec、T3=2nsec、T4=1nsec、T5=1nsecとすれば、信号列は次のようになる。
上記の遅延量は、撮像部１００の組立／調整時にあらかじめ最適な遅延量が設定され、その遅延量がメインＣＰＵ２１内のレジスタに記憶されている。
【００３９】
上記の信号列に基づいた遅延量による遅延方法として、デジタル遅延線が用いられる。デジタル遅延線は、遅延量を設定するデジタル入力端子への設定内容に応じて、遅延線に入力された信号に所定の遅延を与えて出力する。
【００４０】
以上説明したデジタルカメラ１の撮影動作を説明する。図９は半押しスイッチで起動されるプログラムのフローチャートである。図３の半押しスイッチ２２が操作されるとステップＳ２０で測光装置３７により被写体の輝度を測定して露出演算し、焦点検出装置３８により焦点調節状態を検出する。ステップＳ２１においてレリーズスイッチ２３が操作されたと判断されると、メインＣＰＵ２１により電源回路４０（図４）がオンされる。ステップＳ２３で電源回路４０の動作が安定するために必要な所定時間が経過したと判断されるとステップＳ２４へ進み、上述したようにメインＣＰＵ２１のレジスタ内に格納されている遅延量の情報を読み出し、読み出した遅延量をシリアル信号列に変換して制御端子から遅延回路２４ｃに送信する。また、メインＣＰＵ２１のレジスタ内に格納されている直流再生回路２７ｂに対する設定電圧の情報、および可変増幅回路２７ｃに対する増幅度の情報を読み出して、制御端子から各回路２７ｂ、２７ｃに送信する。ここで、メインＣＰＵ２１のレジスタ内に格納されている遅延量の情報、設定電圧の情報および増幅度の情報はデジタルカメラ１の調整時に格納されたものであり、これらの情報は調整用の外部装置を用いることにより変更することが可能である。
【００４１】
ステップＳ２５において、遅延回路２４ｃによるタイミング調整が行われるために必要な所定時間が経過したと判断されるとステップＳ２６へ進み、撮影シーケンスが開始される。ステップＳ２６では、撮像素子２６の各画素が受光信号を蓄積し、蓄積終了後、全画素の蓄積電荷が順次に読み出される。ステップＳ２７において、読み出された画像信号の低周波ノイズがノイズ除去回路２７ａで除去されてステップＳ２８へ進み、直流再生回路２７ｂにより遮光画素に対応する信号レベルが所定のレベルになるように調整される。ステップＳ２９において、可変増幅回路２７ｃで画像信号の振幅レベルが所定の振幅となるように調整され、ステップＳ３０でＡ／Ｄ変換回路２８によりデジタル画像信号に変換される。
【００４２】
ステップＳ３１において、デジタル画像信号に対してゲイン調整、γ階調補正、ＪＰＥＧフォーマット化処理などが画像処理ＣＰＵ２９で行なわれる。画像処理が終了するとステップＳ３２に進み、画像処理後の画像データをいったんバッファメモリ３０に記憶して電源回路４０をオフする。ステップＳ３３において、バッファメモリ３０から画像データを読み込んでＪＰＥＧ圧縮回路３２でデータを圧縮し、圧縮した画像データをＰＣカード３４に記憶する。以上により、一連の撮影動作が終了する。
【００４３】
第一の実施の形態の特徴についてまとめる。
（１）撮像部１００の各回路を駆動する各駆動信号に遅延を与える遅延回路２４ｃに対して、メインＣＰＵ２１が各駆動信号ごとに遅延量の情報を設定し、この遅延量の情報によりデジタル遅延線を用いて各駆動信号に遅延が与えられるようにしたので、たとえば、撮像部１００の回路で使用される部品が変更された結果、撮像動作のタイミングに変更が必要となる場合でも回路を変更することなく、遅延回路２４ｃに設定する遅延量の情報を変更するだけで各駆動信号に対する遅延量を調整することができる。
（２）メインＣＰＵ２１から制御端子を通して送られる制御信号により、撮像部１００の各回路に電源電圧を供給する電源回路４０の出力をオン／オフできるようにして、レリーズスイッチ２３が操作されることにより各回路に対して電源の供給／停止を行うようにしたので、デジタルカメラ１の消費電力を低減して電池３９の使用時間を長くすることが可能になる。
（３）レリーズスイッチ２３が操作されたとき、メインＣＰＵ２１が可変増幅回路２７ｃに対して所定の増幅度の情報を設定し、この増幅度の情報により可変増幅回路２７ｃが画像信号を所定の振幅に増幅するようにしたので、撮影の時点で設定された新しい増幅度の情報により画像信号を増幅することができる。したがって、絞り値が変えられることにより撮像素子２６への入射光量が変化して、画像信号の振幅に変化が生じた場合でもＡ／Ｄ変換回路２８に入力される画像信号の振幅が常に最適な値に保たれるので、高画質の画像を得ることができる。
【００４４】
以上の説明では、遅延方法としてデジタル遅延線を使用するようにしたが、デジタル遅延線に代えてロジック回路の組み合わせで遅延を与えるようにしてもよい。たとえば、カウンタを利用すれば、所定の時間をカウントしてから、信号を出力するように構成できる。
【００４５】
−第二の実施の形態−
一般に、回路内部の伝播遅延時間は回路の動作温度により変化する。このため、図４において水平駆動回路２５ａおよび垂直駆動回路２５ｂの動作温度が変化することにより、撮像素子２６を駆動させる上記各駆動信号には上記両駆動回路の温度変化による位相遅延の変化がそれぞれ発生する。撮像素子２６にこのような位相遅延の変化が生じた各駆動信号が入力されることにより、撮像素子２６から出力される画像信号の出力タイミングにも変化が生じる。また、撮像素子２６自体も駆動信号が入力されてから撮像素子出力にデータが出力されるまでのタイミングが動作温度により変化する。
【００４６】
第二の実施の形態では、第一の実施の形態に加えて、もしくは単独で、温度センサ４２（図４）がデジタルカメラ１内の撮像部１００の回路に近接して配設される。さらに、メインＣＰＵ２１のレジスタ内に記憶する遅延量の情報は、温度センサ４２による検出温度ごとに、図７に示した各波形のタイミングを最適な状態とするような遅延量の情報をあらかじめ用意して、これら遅延量の情報が検出温度をパラメータとするテーブルとしてメインＣＰＵ２１内のレジスタに記憶される。また、メインＣＰＵ２１のレジスタ内に記憶する直流再生回路２７ｂの設定電圧の情報は、温度センサ４２による検出温度ごとに所定の情報が用意され、これらの情報も検出温度をパラメータとするテーブルとしてメインＣＰＵ２１内のレジスタに記憶される。
【００４７】
メインＣＰＵ２１がレジスタ内に格納されている遅延量の情報を読み出すとき、温度センサ４２で検出された温度に対応した遅延量の情報をレジスタ内のテーブルから読み出し、読み出した遅延量をシリアル信号列に変換してメインＣＰＵ２１の制御端子から遅延回路２４ｃに送信する。図１０は検出温度と遅延量の情報との対応例を示す表である。図１０において、たとえば、上述した温度センサ４２による検出温度が＋８℃から＋２５℃へ変化した場合、φＨ１に対するシリアル信号列を［0010］から［0100］とすれば、設定される遅延量が２nsecから４nsecに変更できる。検出温度が＋８℃から＋２５℃へ変化するとき、駆動信号φＨ１のタイミングが２nsec進む場合は、駆動信号φＨ１に対する遅延量を２nsecから４nsecに増加させることにより駆動信号のタイミングの変化が相殺される。他の駆動信号についても、同様に検出温度に対応した遅延量の情報を設定して、撮像部１００の回路動作のタイミングを最適に保つことができる。
【００４８】
また、メインＣＰＵ２１がレジスタ内に格納されている直流再生回路２７ｂに対する設定電圧の情報を読み出すとき、温度センサ４２で検出された温度に対応した情報をレジスタ内のテーブルから読み出し、読み出した情報をメインＣＰＵ２１の制御端子から直流再生回路２４ｂに送信する。
【００４９】
第二の実施の形態の特徴についてまとめる。
（１）温度センサ４２を撮像部１００の回路に近接して配設し、遅延回路２４ｃに対する遅延量の情報を温度センサ４２による検出温度をパラメータとするテーブルとしてメインＣＰＵ２１内のレジスタに記憶し、レリーズスイッチ２３が操作されたとき、検出した温度に応じて遅延量の情報を読み出せるようにした。したがって、撮影の時点の検出温度に応じた遅延量の情報により撮像部１００の各駆動信号に対して遅延を与えることができるので、撮像部１００の回路の撮像動作のタイミングが温度により変化する場合でも、撮像動作のタイミングを常に最適な状態にして撮像動作を行うことができ、高画質の画像を得ることができる。（２）直流再生回路２４ｂに対する設定電圧の情報を温度センサ４２による検出温度をパラメータとするテーブルとしてメインＣＰＵ２１内のレジスタに記憶し、レリーズスイッチ２３が操作されたとき、検出された温度に応じて設定電圧の情報を読み出して直流再生回路２７ｂに送信するようにしたので、直流再生回路２７ｂの出力電圧が温度により変化する場合でも、画像信号の基準電圧を常に最適な値に保つことができ、高画質の画像を得ることができる。
【００５０】
−第三の実施の形態−
一般に、回路内部の伝播遅延時間は回路の動作電圧により変化する。このため、図４における水平駆動回路２５ａおよび垂直駆動回路２５ｂに供給される電源電圧VC，VAおよびVBが変化する場合は、上記両駆動回路から出力され、撮像素子２６を駆動する各駆動信号には、電源電圧の変化による位相遅延の変化がそれぞれ生じる。撮像素子２６にこのような位相遅延の変化が生じた各駆動信号が入力されることにより、撮像素子２６から出力される画像信号の出力タイミングにも変化が生じる。また、撮像素子２６自体も駆動信号が入力されてから撮像素子出力にデータが出力されるまでのタイミングが撮像素子２６に供給される電源電圧VA，VBにより変化する。
【００５１】
第三の実施の形態では、第一または第二の実施の形態に加えて、もしくは単独で、電圧センサ４３（図４０）がデジタルカメラ１内の電池３９の端子電圧を検出するように配設される。さらに、メインＣＰＵ２１のレジスタ内に記憶する遅延量の情報は、電池３９の端子電圧を検出する電圧センサ４３による検出電圧ごとに、図７に示した各波形のタイミングを最適な状態とするような遅延量の情報をあらかじめ用意して、遅延量の情報が検出電圧をパラメータとするテーブルとしてメインＣＰＵ２１内のレジスタに記憶される。
【００５２】
メインＣＰＵ２１がレジスタ内に格納されている遅延量の情報を読み出すとき、電圧センサ４３で検出された電圧に対応した遅延量の情報をレジスタ内のテーブルから読み出し、読み出した遅延量をシリアル信号列に変換してメインＣＰＵ２１の制御端子から遅延回路２４ｃに送信する。図１１は検出電圧と遅延量の情報との対応例を示す表である。図１１において、たとえば、上述した電圧センサによる検出電圧がＶ1以上からＶ2以上かつＶ1未満へ変化した場合、φＨ２に対するシリアル信号列を［0011］から［0100］とすれば、設定される遅延量が３nsecから４nsecに変更できる。検出電圧がＶ1以上からＶ2以上かつＶ1未満へ変化するとき、駆動信号φＨ２のタイミングが１nsec進む場合は、駆動信号φＨ２に対する遅延量を３nsecから４nsecに増加させることにより駆動信号のタイミングの変化が相殺される。他の駆動信号についても、同様に検出電圧に対応した遅延量の情報を設定して、撮像部１００の回路動作のタイミングを最適に保つことができる。
【００５３】
第三の実施の形態の特徴についてまとめる。電池３９の端子電圧を検出する電圧センサ４３を設け、遅延回路２４ｃに対する遅延量の情報を電圧センサ４３による検出電圧をパラメータとするテーブルとしてメインＣＰＵ２１内のレジスタに記憶し、撮影時に検出した電池電圧に応じて遅延量の情報を読み出せるようにした。したがって、撮影の時点の電池３９の端子電圧に応じた遅延量の情報により各駆動信号に遅延を与えることができるので、撮像部１００の回路の撮像動作のタイミングが電池３９の電圧により変化する場合でも、撮像動作のタイミングを常に最適な状態にして撮像動作を行うことができ、高画質の画像を得ることができる。一般に、電池で動作させる機器は、電池の残量を表示したり、電池切れ警告を行うために電池の端子電圧を検出する電圧検出回路が備えられるので、このような場合には本実施の形態のために新たな電圧センサを設けなくてもよく、コストの上昇を抑える効果も得られる。
【００５４】
以上の説明では、デジタルカメラ１に内蔵される電池３９の端子電圧を検出するようにしたが、デジタルカメラ１が外部から供給される電源により動作する場合は、外部からデジタルカメラ１に供給された電源電圧を検出して、検出電圧に応じて遅延量の情報を設定するようにしてもよい。また、各回路に供給される電源電圧VA〜VEを検出するようにしてもよい。
【００５５】
−第四の実施の形態−
回路内部の伝播遅延時間が回路の動作（使用）時間により変化する場合も考えられる。このため、図４における水平駆動回路２５ａおよび垂直駆動回路２５ｂから出力されて撮像素子２６を駆動する各駆動信号が、上記両回路の動作時間に起因する位相遅延の変化をともなう場合は、撮像素子２６にこのような位相遅延の変化が生じた各駆動信号が入力されることにより、撮像素子２６から出力される画像信号の出力タイミングにも変化が生じる。また、撮像素子２６自体も駆動信号が入力されてから撮像素子出力にデータが出力されるまでのタイミングが撮像素子２６の動作時間により変化する場合もある。
【００５６】
第四の実施の形態では、第一〜第三のいずれかの実施の形態に加えて、もしくは単独、あるいは適宜組合わせて、デジタルカメラ１の累積撮影枚数を計数する撮影枚数カウンタがメインＣＰＵ２１内のレジスタに設けられる。ここで、累積撮影枚数とは、デジタルカメラ１が使用開始されてから積算された合計撮影枚数である。メインＣＰＵ２１のレジスタ内に記憶する遅延量の情報は、撮影枚数カウンタにより計数された累積撮影枚数ごとに、図７に示した各波形のタイミングを最適な状態とするような遅延量の情報をあらかじめ用意して、これら遅延量の情報が累積撮影枚数をパラメータとするテーブルとしてメインＣＰＵ２１内のレジスタ内に撮影枚数カウンタと別に記憶される。
【００５７】
メインＣＰＵ２１がレジスタ内に格納されている遅延量の情報を読み出すとき、計数された累積撮影枚数に対応した遅延量の情報をレジスタ内のテーブルから読み出し、読み出した遅延量をシリアル信号列に変換してメインＣＰＵ２１の制御端子から遅延回路２４ｃに送信する。図１２は累積撮影枚数と遅延量の情報との対応例を示す表である。図１２において、たとえば、上述した撮影枚数カウンタによる累積撮影枚数が１万枚を超えたとき、φＲＧに対するシリアル信号列を［0001］から［0010］とすれば、設定される遅延量が１nsecから２nsecに変更できる。累積撮影枚数が１万枚に達する頃、駆動信号φＲＧのタイミングが１nsec進む場合は、駆動信号φＲＧに対する遅延量を１nsecから２nsecに増加させることにより駆動信号のタイミングの変化が相殺される。他の駆動信号についても、同様に累積撮影枚数に対応した遅延量の情報を設定して、撮像部１００の回路動作のタイミングを最適に保つことができる。
【００５８】
第四の実施の形態の特徴についてまとめる。デジタルカメラ１の累積撮影枚数を計数する撮影枚数カウンタを設け、遅延回路２４ｃに対する遅延量の情報を上記カウンタによる累積撮影枚数をパラメータとするテーブルとしてメインＣＰＵ２１内のレジスタに記憶し、撮影時の累積撮影枚数に応じて遅延量の情報を読み出せるようにした。したがって、撮影時点の累積撮影枚数に応じた遅延量の情報により各駆動信号に遅延を与えることができるので、撮像部１００の回路の撮像動作のタイミングが回路の動作（使用）時間により変化する場合でも、累積撮影枚数により撮像動作のタイミングを常に最適な状態にして撮像動作を行うことができ、高画質の画像を得ることができる。
【００５９】
以上の説明では、累積した撮影枚数に応じて遅延量の情報を読み出せるようにしたが、撮影枚数に代えてデジタルカメラ１の累積使用時間に応じて遅延量の情報を読み出せるようにしてもい。この場合には、デジタルカメラ１が電源オンされている時間を積算する時間積算計を設け、遅延回路２４ｃに対する遅延量の情報を上記時間積算計による積算時間をパラメータとするテーブルとしてメインＣＰＵ２１内のレジスタに記憶し、撮影時の積算時間に応じて遅延量の情報を読み出せるようにすればよい。
【００６０】
上述した遅延量の情報のテーブルにおける制御ビットは、それぞれ撮像部１００の回路の各駆動信号に対する遅延時間の計算値、あるいは実測値に基づいてあらかじめ遅延量の情報として作成され、メインＣＰＵ２１が管理するレジスタ内に格納される。以上説明した第一〜第四の実施の形態が組合わされる場合には、メインＣＰＵ２１が各テーブルにおける遅延量の情報を組合わせて、遅延回路２４ｃに対する遅延量の情報を決定する。
【００６１】
以上の説明では、レンズ交換ができないデジタルスチルカメラについて説明したが、一眼レフデジタルスチルカメラ、動画像も取込めるデジタルビデオカメラにも本発明を適用できる。一眼レフデジタルスチルカメラの場合、撮像素子２６の前にメカニカルシャッターを設け、レリーズスイッチ２３が操作されたとき撮像素子２６の電源をオンにし、メカニカルシャッターの開口時間を制御して露光動作を制御するものもある。このような一眼レフデジタルスチルカメラでは、電源回路４０、メカニカルシャッターおよび撮像素子２６の動作タイミングを遅延回路２４ｃで最適化することにより本発明が適用される。
【００６２】
特許請求の範囲における各構成要素と、発明の実施の形態における各構成要素との対応について説明すると、撮像素子２６が撮像装置に、ノイズ除去回路２７ａ、直流再生回路２７ｂ、Ａ／Ｄ変換回路２８および画像処理ＣＰＵ２９が信号処理回路に、水平駆動回路２５ａおよび垂直駆動回路２５ｂが駆動回路に、遅延回路２４ｃが遅延手段に、メインＣＰＵ２１が制御手段に温度センサ４２が温度検出手段に、電圧センサ４３が電圧検出手段にそれぞれ対応する。
【００６３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、たとえば、撮像装置および信号処理回路の動作タイミングが電源電圧により変化する場合でも、高画質な画像を得ることができる。
請求項５に記載の発明によれば、たとえば、撮像装置および信号処理回路の動作タイミングが動作時間により変化する場合でも、高画質な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態によるデジタルスチルカメラの収納時、および携帯時の外観を示す図で(a)が上から見た図、(b)が後ろから見た図である。
【図２】図２は図１のカメラの通常撮影時の外観を示す図で(a)が前から見た図、(b)が上から見た図、(c)が後ろから見た図である。
【図３】一実施の形態によるデジタルスチルカメラの回路ブロックを示す図である。
【図４】撮像部の回路を説明するブロック図である。
【図５】ＣＤＳ回路の構成を示す図である。
【図６】ＣＤＳ回路のタイミングチャートである。
【図７】第一の実施の形態による撮像部のタイミングチャートである。
【図８】遅延量を設定する制御ビットと遅延量の対応例を示す表である。
【図９】半押しスイッチで起動する撮影処理のフローチャートである。
【図１０】検出温度と各駆動信号に対する制御ビットの対応例を示す表である。
【図１１】検出電圧と各駆動信号に対する制御ビットの対応例を示す表である。
【図１２】累積撮影枚数と各駆動信号に対する制御ビットの対応例を示す表である。
【符号の説明】
１…デジタルスチルカメラ、 ２…撮影ズームレンズ、
３…ＬＣＤモニター、 ４…閃光装置、
８…メインスイッチ、 ９…レリーズボタン、
１１…閃光撮影モードボタン、 １４…ズーム切換えボタン、
１６…メニューボタン、 １７…選択ダイヤル、
２１…メインＣＰＵ、 ２２…半押しスイッチ、
２３…レリーズスイッチ、 ２４ａ…基準発振回路、
２４ｂ…タイミング発生回路、 ２４ｃ…遅延回路、
２５ａ…水平駆動回路、 ２５ｂ…垂直駆動回路、
２６…撮像素子、 ２７ａ…ノイズ除去回路、
２７ｂ…直流再生回路、 ２７ｃ…可変増幅回路、
２８…Ａ／Ｄ変換回路、 ２９…画像処理ＣＰＵ、
３０…バッファメモリ、 ３１…表示画像作成回路、
３２…圧縮回路、 ３４…記録媒体、
３５…リアルタイムクロック、 ３６…焦点検出／調整装置、
３７…ズームレンズ駆動装置、 ３８…測光装置、
３９…電池、 ４０…電源回路、
４１…スイッチ制御ＣＰＵ、 ４２…温度センサ、
４３…電圧センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＣＤなどの撮像装置で被写体を撮像するデジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、撮影レンズを通過する被写体像を撮像して画像データを出力するＣＣＤのような撮像装置と、撮像装置から出力される画像信号に対して相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路などによりノイズ除去を行う画像信号処理回路とを備えるデジタルカメラが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のデジタルカメラでは、撮像装置から画像信号が出力されるタイミングに合わせてサンプリングを行うサンプリング回路、画像信号の黒レベルを所定値とするため、上記タイミングに合わせて画像信号の黒レベル期間をサンプリングするクランプ回路、および上記の回路でサンプリングされたアナログ画像信号をディジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換回路などの動作タイミングが一致するように調整されている。
【０００４】
ところが、上記の回路で使用される部品が変更される場合は、変更された部品に応じて上述した動作タイミングの変更が必要となる場合がある。また、一般に、上記の回路で使用される電子部品は、電子部品の動作時の温度や電子部品に印加される電圧によりその動作タイミングが変化する。この結果、デジタルカメラが温度変化が大きい使用条件で使用される場合や、デジタルカメラの電池が消耗して回路の電圧が低下した場合には、上述した回路の動作タイミングが変化する可能性がある。とくに、撮像装置の画素数が多く、撮像された画像信号が高速でサンプリングされる高画質のデジタルカメラの場合や、デジタルカメラが連続して長時間使用される場合は問題になりやすい。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）請求項１に記載の発明は、撮影レンズを通して被写体像を撮像する撮像装置と、撮像装置から出力された撮像信号にノイズ除去などの所定の処理を行う信号処理回路と、撮像装置を動作させる駆動回路とを備えるデジタルカメラに適用される。そして、撮像装置、信号処理回路および駆動回路に供給される電源の電圧を検出する電圧検出手段と、撮像装置および信号処理回路を駆動する駆動信号に対して所定の遅延を与えて出力する遅延手段と、電圧検出手段による検出電圧に応じて遅延手段に対して遅延時間を設定する制御手段とを備えることを特徴とする。
（２）請求項５に記載の発明は、撮影レンズを通して被写体像を撮像する撮像装置と、撮像装置から出力された撮像信号にノイズ除去などの所定の処理を行う信号処理回路と、撮像装置を動作させる駆動回路とを備えるデジタルカメラに適用される。そして、撮像装置による累積撮影枚数をカウントするカウント手段と、撮像装置および信号処理回路を駆動する駆動信号に対して所定の遅延を与えて出力する遅延手段と、カウント手段による累積撮影枚数に応じて遅延手段に対して遅延時間を設定する制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
【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、本発明の第一の実施の形態によるデジタルスチルカメラの収納時、および携帯時の外観を示し、(a)が上から見た図、(b)が後ろから見た図である。また、図２は図１に示したカメラの通常撮影時の外観を示し、(a)が前から見た図、(b)が上から見た図、(c)が後ろから見た図である。この実施の形態によるデジタルスチルカメラ１は、撮影ズームレンズ２を含むレンズユニット１ａとＬＣＤモニター３を含むモニターユニット１ｂとに分割され、両ユニット１ａ、１ｂが相対的に回転可能に連結されている。
【０００９】
収納時または携帯時には、図１に示すように、レンズユニット１ａとモニターユニット１ｂとがフラットになるようにレンズユニット１ａを回転する。また、通常撮影時には、図２に示すように、撮影ズームレンズ２が被写体方向を向くようにレンズユニット１ａを回転する。このとき、モニターユニット１ｂはＬＣＤモニター３が撮影者の方向を向くように保持されるので、撮影者はＬＣＤモニター３を見ながら撮影を行うことができる。
【００１０】
レンズユニット１ａは、撮影ズームレンズ２の他に電子閃光装置４、ファインダー窓５、赤目軽減・セルフタイマー表示ランプ６、ファインダー接眼窓７などを備えている。一方、モニターユニット１ｂは、ＬＣＤモニター３の他にメインスイッチ８、レリーズボタン９、表示パネル１０、閃光撮影モードボタン１１、ＡＦモードボタン１２、画質モードボタン１３、ズーム切換えボタン１４、モニターボタン１５、メニューボタン１６、選択ダイヤル１７などを備えている。
【００１１】
図３は、この実施の形態によるデジタルスチルカメラ１の回路ブロックを示す図である。このデジタルスチルカメラ１は、撮像素子２６と、撮像素子２６から出力されるアナログ信号を処理するアナログ信号処理回路２７と、撮像素子２６の駆動を制御するドライバ２５と、撮像素子２６やアナログ信号処理回路２７の動作タイミングを制御するタイミング制御回路２４とを含んで構成される撮像部１００を備えている。そして、デジタルスチルカメラ１は、焦点検出／調整処理および測光処理などを制御するメインＣＰＵ２１と、画像処理および画像表示処理を制御する画像処理ＣＰＵ２９と、各スイッチからの入力信号を制御するスイッチ制御ＣＰＵ４１とにより制御されている。スイッチ制御ＣＰＵ４１は、デジタルスチルカメラ１の各スイッチが操作されたときはその情報をメインＣＰＵ２１へ送り、ズーム切換えボタン１４が操作されたときはズームレンズ駆動装置３７を制御して撮影ズームレンズ２を駆動するように構成されている。
【００１２】
このデジタルスチルカメラ１は、メインスイッチ８の切換え動作により撮影モード(REC)と再生モード(PLAY)とが選択される。メインスイッチ８は、オフ、ＲＥＣ、ＰＬＡＹの少なくとも３つの位置に切換えられる。撮影モードは撮像した被写体像を画像データとして記録する動作モードであり、再生モードは記録した画像データを読み出してＬＣＤモニター３に表示する動作モードである。そして、両動作モードにおいて、それぞれカメラ動作を選択／設定するためのメニュー設定モードが設けられている。本発明は撮影モードにおける撮影動作に特徴があるので、撮影モードについて説明を行う。
【００１３】
メインスイッチ８を撮影モード(REC)位置に切換え操作すると、デジタルスチルカメラ１は電源オンとともに撮影モードに切換えられる。スイッチ制御ＣＰＵ４１には、レリーズボタン９に連動する半押しスイッチ２２と全押しスイッチ２３（以下、レリーズスイッチ２３と呼ぶ）から半押し信号と全押し信号がそれぞれ入力される。半押しスイッチ２２が操作されて半押し信号が入力されると、スイッチ制御ＣＰＵ４１はその情報をメインＣＰＵ２１に伝え、メインＣＰＵ２１からの指令により焦点検出／調整装置３６が撮影ズームレンズ２の焦点調節状態を検出する。そして、撮影ズームレンズ２に入射する被写体光が撮像装置である撮像素子２６上で結像するように撮影ズームレンズ２を合焦位置へ駆動する。
【００１４】
ズーム切換えボタン１４が操作されると、スイッチ制御ＣＰＵ４１からの指令によりズームレンズ駆動装置３７が撮影ズームレンズ２を駆動し、焦点距離を変化させる。ズームボタン１４はシーソー形のスイッチからなり、望遠側（Ｔ）と広角側（Ｗ）のうち、いずれか押されている側に焦点距離が移動される。測光装置３８は、被写体の輝度を測定するもので、レリーズボタン９に連動する半押しスイッチ２２による半押し信号が、スイッチ制御ＣＰＵ４１を介してメインＣＰＵ２１に入力されたときに測光を行う。
【００１５】
半押しスイッチ２２のオン操作に引続いてレリーズスイッチ２３がオン操作されると、測光装置３８による測光結果と閃光撮影モードボタン１１によりあらかじめ設定されたモード設定とに応じて閃光装置４が発光し、撮影ズームレンズ２からの被写体光が撮像素子２６の受光面上で結像することにより、撮像素子２６には被写体像の明るさに応じた信号電荷が蓄積される。撮像素子２６はドライバ２５を介してタイミング制御回路２４からタイミング制御され、撮像素子２６に蓄積された信号電荷はドライバ２５から出力される駆動信号により吐き出され、後述するノイズ除去回路や直流再生回路などを含むアナログ信号処理回路２７に入力される。アナログ信号処理回路２７でアナログ画像信号に対してノイズ除去、ゲインコントロールなどのアナログ処理が施された後、Ａ／Ｄ変換回路２８によってデジタル信号に変換される。上記のアナログ処理回路２７およびＡ／Ｄ変換回路２８もタイミング制御回路２４からタイミング制御される。
【００１６】
デジタル変換された信号は、上述した画像処理ＣＰＵ２９に導かれ、そこで輪郭補償、ガンマ補正等の画像前処理が行われて一旦バッファメモリ３０に格納される。そして、メインＣＰＵ２１とバッファメモリ３０との間で画像データの授受を行い、格納されている画像データからホワイトバランス調整値を求め、この調整値に基づいて画像処理ＣＰＵ２９でホワイトバランス調整が行われ、ホワイトバランス調整後の画像データが再びバッファメモリ３０へ格納される。
【００１７】
バッファメモリ３０に記憶された画像データは、画像処理ＣＰＵ２９に制御される表示画像作成回路３１により表示用の画像データに処理され、この画像データがＬＣＤモニター３にフリーズ画面と呼ばれる撮影画面として表示される。
【００１８】
上述したような画像前処理が行なわれた画像データに対してはさらに、画像処理ＣＰＵ２９によりＪＰＥＧ圧縮のためのフォーマット処理（画像後処理）が行なわれ、画像処理ＣＰＵ２９により制御される圧縮回路３２によりＪＰＥＧ方式で所定の比率にデータ圧縮を受け、メインＣＰＵ２１により所定のデータ名を付与されてリアルタイムクロック３５からのタイム情報とともに、フラッシュメモリ等の記録媒体（ＰＣカード、ＣＦカードなど）３４に記録される。
【００１９】
この他、メインＣＰＵ２１には表示パネルドライバー３３が接続され、閃光撮影モードボタン１１による閃光装置４の発光モード設定、ＡＦモードボタン１２による距離範囲設定、画質モードボタン１３による圧縮率設定の状態が表示パネル１０に表示される。
【００２０】
−撮像部−
図４は、上述したように動作するデジタルカメラにおける撮像部１００の詳細を示すブロック図である。図４において、電池３９に接続された電源回路４０は、電池３９から入力される電源電圧を所定の電圧に変換して、出力電圧VA、VB、VC、VD、VEを各回路ブロックに供給する。電源回路４０はメインＣＰＵ２１の制御端子と接続されており、メインＣＰＵ２１から制御端子を通して送られる制御信号により、上記出力電圧VA、VB、VC、VD、VEの出力をオン／オフする。なお、メインＣＰＵ２１に対する所定の電源電圧は、メインスイッチ８が撮影モード(REC)および再生モード(PLAY)のいずれかに切り換えられているときは常時供給される。
【００２１】
タイミング制御回路２４（図３）は基準発振回路２４ａ、タイミング発生回路２４ｂおよび遅延回路２４ｃから構成され、アナログ信号処理回路２７はノイズ除去回路２７ａ、直流再生回路２７ｂおよび可変増幅回路２７ｃから構成され、撮像素子２６用のドライバ２５は水平駆動回路２５ａおよび垂直駆動回路２５ｃより構成される。これら各回路２４，２５および２７は、電源回路４０の電源電圧VA〜VDが接続される。基準発振回路２４ａは水晶発振器から発生される発振出力による基準クロック信号を出力し、タイミング発生回路２４ｂは基準クロック信号を分周および論理合成することにより、撮像素子２６用の水平駆動信号φＨ１，φＨ２，φＲＧ，および撮像素子２６用の垂直駆動信号Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，ＳＵＢ，ＳＧを発生する。また、タイミング発生回路２４ｂはノイズ除去回路２７ａ用の駆動信号ＳＨＰ、ＳＨＤ、直流再生回路２７ｂ用の駆動信号ＣＰＯＢ、およびＡ／Ｄ変換回路２８用の駆動信号ＡＤＣＬＫを発生する。タイミング発生回路２４ｂから出力された上記の各駆動信号は、遅延回路２４ｃに入力される。
【００２２】
図４の撮像部１００において、半押しスイッチ２２（図３）が操作されて半押し信号が入力されると、メインＣＰＵ２１の指示により焦点調節状態の検出および測光動作が開始される。さらに、レリーズスイッチ２３がオンされることにより電源回路４０がオンされ、撮像素子２６をはじめとする撮像部１００の回路に各電源電圧VA,VB,VC,VD,VEが供給される。電源の供給が開始されると基準発振回路２４ａが基準クロック信号を出力し、タイミング発生回路２４ｂが撮像素子２６用の水平駆動信号φＨ１，φＨ２，φＲＧおよび撮像素子２６用の垂直駆動信号Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，ＳＵＢ，ＳＧを発生する。
【００２３】
タイミング発生回路２４ｂから出力された各駆動信号φＨ１，φＨ２，φＲＧ，Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，ＳＵＢ，ＳＧ，ＳＨＰ，ＳＨＤ，ＣＰＯＢ，ＡＤＣＬＫは、それぞれ独立して遅延回路２４ｃへ入力され、遅延回路２４ｃで各駆動信号ごとに遅延が与えられる。遅延回路２４ｃで与えられる遅延量は、メインＣＰＵ２１の制御端子から送信される遅延量の情報によって決定され、この遅延量の情報はレリーズスイッチ２３が操作されるごとに、すなわち、撮影ごとにメインＣＰＵ２１から遅延回路２４ｃに送信される。
【００２４】
メインＣＰＵ２１から遅延回路２４ｃに対する遅延量情報の送信はシリアル通信により行われる。メインＣＰＵ２１から各駆動信号に対する遅延量の情報が順次送信され、遅延回路２４ｃで受信された遅延量の情報が遅延回路２４ｃ内のレジスタへ格納される。格納された各駆動信号に対する遅延量の情報は、次に再びレリーズスイッチ２３が操作され、新たな遅延量の情報が送信されるまでレジスタ内に保持される。
【００２５】
遅延回路２４ｃがレリーズスイッチ２３の操作によりＣＰＵ２１から送信される遅延量の情報に基づいて回路の遅延量を設定し、設定した遅延量による遅延が与えられた水平駆動信号が水平駆動回路２５ａに、垂直駆動信号が垂直駆動回路２５ｂにそれぞれ出力される。水平駆動回路２５ａは、遅延回路２４ｃから出力された水平駆動信号の振幅および出力インピーダンスを撮像素子２６が必要とする所定の値に変換して出力し、垂直駆動回路２５ｂは、遅延回路２４ｃから出力された垂直駆動信号の振幅および出力インピーダンスを撮像素子２６が必要とする所定の値に変換して出力する。
【００２６】
撮像素子２６は撮像面に照射された光に応じて電荷を蓄積し、蓄積された電荷が撮像素子２６用の駆動信号により読み出され、画像信号として出力される。出力された信号は後述するノイズ除去回路２７ａへ入力され、リセットノイズなどの不要な信号成分が除去される。ノイズ除去回路２７ａは駆動信号ＳＨＰ，ＳＨＤパルスを用いて撮像素子２６から出力された画像信号をサンプル／ホールドし、有効な信号成分のみを出力する。上述したように駆動信号ＳＨＤおよびＳＨＤは、ＣＰＵ２１からの遅延量の情報に基づいて遅延回路２４ｃにて遅延量が調整されている。駆動信号ＳＨＤおよびＳＨＤが、撮像素子２６から出力される画像信号のタイミングと厳密に一致するように調整されている場合においてノイズ除去回路２７ａの効果が十分に発揮される。
【００２７】
ノイズ除去回路２７ａの出力信号は、直流再生回路２７ｂに入力される。直流再生回路２７ｂは、撮像素子２６から出力される画像信号のうち、光学的に黒基準となる画素信号、すなわち遮光画素から出力された画像信号を所定の電圧に設定するように動作する。直流再生回路２７ｂで設定される所定の電圧値は、メインＣＰＵ２１から制御端子を通して送信される。送信される設定電圧の情報は、上述した遅延量の情報と同様に、レリーズスイッチ２３が操作されるごとに、すなわち、撮影ごとにメインＣＰＵ２１から直流再生回路２７ｂに送信される。また、直流再生回路２７ｂ用の駆動信号ＣＰＯＢも、ＣＰＵ２１からの遅延量の情報に基づいて遅延回路２４ｃにて遅延量が調整されている。
【００２８】
直流再生回路２７ｂの出力信号は可変増幅回路２７ｃへ入力される。可変増幅回路２７ｃは、メインＣＰＵ２１から送信される増幅度の情報により、入力された画像信号を所定の増幅度で増幅してＡ／Ｄ変換回路２８へ出力する。可変増幅回路２７ｃで増幅される増幅度は、メインＣＰＵ２１から制御端子を通して送信される。送信される増幅度の情報は、遅延量および設定電圧の情報と同様にレリーズスイッチ２３が操作されるごとに、すなわち、撮影ごとにメインＣＰＵ２１から可変増幅回路２７ｃに送信される。
【００２９】
Ａ／Ｄ変換回路２８へ入力された画像信号は、遅延回路２４ｃから出力される駆動信号ＡＤＣＬＫのタイミングにより、アナログ信号からデジタル信号に変換され、変換後のデジタル画像信号が画像処理ＣＰＵ２９（図３）へ出力される。Ａ／Ｄ変換回路２８の変換タイミングは、遅延回路２４ｃで駆動信号ＡＤＣＬＫに与えられる遅延量で変化し、この遅延量はメインＣＰＵ２１から制御端子を通して遅延回路２４ｃに送信された遅延量の情報に基づいて調整されている。送信される遅延量の情報は、レリーズスイッチ２３が操作されるごとに、すなわち、撮影ごとにメインＣＰＵ２１から遅延回路２４ｃに送信される。Ａ／Ｄ変換回路２８から画像処理ＣＰＵ２９（図３）に出力されたデジタル画像信号は、空格子補間、ホワイトバランスおよびγ補正処理などの一連の画像処理を受ける。
【００３０】
−ノイズ除去−
上述したノイズ除去回路２７ａについてさらに詳細に説明する。一般に、ＣＣＤなどの固体撮像素子から出力される信号には、撮像素子のリセットノイズやアンプノイズなどの低周波ノイズが含まれる。そこで、相関二重サンプリング(ＣＤＳ)回路を用いたノイズ低減処理が行われる。図５はＣＤＳ回路２７ａを説明する図である。図５において、撮像素子２６で蓄積されて読み出された電荷は、画像信号としてバッファアンプ２７１を介してクランプ回路２７２に入力される。クランプ回路２７２は、バッファアンプ２７１から出力された信号をカップリングコンデンサ２７３を介して出力するとともに、カップリングコンデンサ２７３の出力側に直流電源２７５からの電圧をクランプパルスＳＨＰを用いてスイッチ２７４で印加することにより、カップリングコンデンサ２７３から出力される画像信号をフィールドスルーレベルにクランプして、リセットノイズおよびアンプノイズなどを除去する。
【００３１】
クランプ回路２７２から出力された画像信号は、バッファアンプ２７６を介してサンプルホールド回路２７７に入力される。サンプルホールド回路２７７は、サンプリングパルスＳＨＤを用いてスイッチ２７８を駆動することにより、バッファアンプ２７６から出力された画像信号をサンプリングして、ホールディングコンデンサ２７９にホールドさせる。ホールドされた画像信号はバッファアンプ２８０を介して出力される。
【００３２】
上述したＣＤＳ回路の動作を図６のタイミングチャートを参照して説明する。図６(a)に示す撮像素子２６からの出力信号は、撮像素子２６の各画素である光電変換素子により光電変換された電荷信号が順次転送されて、バッファアンプ２７１(図５)を介して出力される画像信号である。この撮像素子２６の出力信号は、撮像素子２６が画素単位ごとにリセットされると、電荷量が増大してリセットレベルＲで安定する。図６(b)のクランプパルスＳＨＰがリセット後のタイミングtt1からタイミングtt2の間に印加されると、撮像素子２６の出力信号は直流電源２７５からの電圧、すなわちフィールドスルーレベルＬＳにクランプされ、ノイズが除去された基準レベルに合わされる。その後、出力信号がフィールドスルーレベルＬＳから信号レベルＬＬになるとタイミングtt3からタイミングtt4の間に図６(c)のサンプリングパルスＳＨＤにより信号レベルＬＬがサンプリングされ、ホールドされた信号レベルＬＬが画像信号として出力される。すなわち、フィールドスルーレベルＬＳに対する信号レベルＬＬが出力される。
【００３３】
−タイミング調整−
図６に示すように、撮像素子２６から出力される出力信号と、クランプパルスＳＨＰおよびサンプリングパルスＳＨＤとのタイミングを最適化することが必要である。一般に、回路に入力される信号と回路から出力される信号には、回路内部の伝播遅延時間により位相遅延が生じる。図４において撮像素子２６は、水平駆動回路２５ａおよび垂直駆動回路２５ｂから出力される各駆動信号により駆動されるので、上記各駆動信号には両駆動回路の遅延特性に依存した位相遅延がそれぞれ発生する。また、撮像素子２６に上記の位相遅延が生じた各駆動信号が入力されることにより、撮像素子２６から出力される画像信号の出力タイミングにも遅延が生じる。したがって、撮像素子２６、ノイズ除去回路２７ａ、直流再生回路２７ｂ、および画像信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換回路２８に対する最適な駆動タイミングを得るためには、撮像素子２６の駆動信号の入力端子における水平および垂直駆動信号波形を基準にして、上記各波形のタイミングが一致するように調整を行う。これらの遅延量の調整は、上述したようにメインＣＰＵ２１から遅延回路２４ｃに送信される遅延量の情報に基づいて遅延回路２４ｃで行われる。
【００３４】
図７は撮像素子２６の駆動に必要な水平駆動信号φＨ１，φＨ２，φＲＧと、上記水平駆動信号により撮像素子２６から出力された画像信号をノイズ除去回路２７ａでサンプリングするために必要な駆動信号ＳＨＰ，ＳＨＤ、および撮像素子２６から出力された画像信号(撮像素子出力)の信号波形を説明する図である。図７の信号波形において、実線は遅延量が最適な状態に調整されたタイミング波形を示し、破線は遅延量を調整する前のタイミング波形である。まず実線で示された各波形について説明する。図７(a)の駆動信号φＨ１と図７(b)の駆動信号φＨ２は撮像素子２６から画像信号を出力させる信号であり、φＨ１が立ち下がり、φＨ２が立ち上がると図７(f)のように撮像素子２６の出力が信号レベルＬＬになる。図７(c)の駆動信号φＲＧは撮像素子２６の出力信号をリセットさせる信号である。
【００３５】
図７(d)の駆動信号ＳＨＰはノイズ除去回路２７ａ用のクランプパルスであり、図６のＳＨＰに相当する。クランプパルスＳＨＰにより、撮像素子２６からの出力信号が所定のフィールドスルーレベルＬＳに合わせられる。図７(e)の駆動信号ＳＨＤはノイズ除去回路２７ａ用のサンプリングパルスであり、図６のＳＨＤに相当する。サンプリングパルスＳＨＤにより、撮像素子２６からの出力信号がサンプリングされてホールドされる。
【００３６】
上述した内容を動作順に説明する。撮像素子２６の出力信号をリセットさせる駆動信号φＲＧが立ち上がると出力信号のリセット動作が行われる（t71）。クランプパルスＳＨＰが立ち上がり、駆動信号φＲＧが立ち下がると撮像素子２６の出力信号がフィールドスルーレベルＬＳに固定される（t72）。クランプパルスＳＨＰが立ち下がってから駆動信号φＨ１が立ち下がるとともにφＨ２が立ち上がると、撮像素子２６の出力が信号レベルＬＬになる（t73）。撮像素子２６の出力に信号レベルＬＬが出力されてからサンプリングパルスＳＨＤが立ち上がり、立ち下がると信号レベルＬＬがサンプリングされる（t74）。再び駆動信号φＲＧが立ち上がって撮像素子２６の出力信号のリセット動作が行われ（t75）、以上の動作が画素ごとに繰り返して行われる。
【００３７】
クランプパルスＳＨＰおよびサンプリングパルスＳＨＤと、撮像素子２６から出力される画像信号とのタイミングが最適化されていない場合は、メインＣＰＵ２１があらかじめメインＣＰＵ２１内のレジスタに記憶された調整値データ、すなわち遅延量の情報を読み出して、撮影ごとに遅延回路２４ｃに対して遅延量の情報を送信する。メインＣＰＵ２１から送信された遅延量が０の場合の信号波形が最小遅延量設定となり、図７において破線で示されたタイミング調整前の波形はこの状態の波形である。遅延回路２４ｃにおいて各駆動信号に対して独立した遅延量が設定されることにより、撮像素子２６、ノイズ除去回路２７ａ、Ａ／Ｄ変換回路２８の動作に最適な実線波形のタイミングが設定される。遅延量の設定は、たとえば、最小設定単位を1nsecとし、4bitの制御信号（制御ビットと呼ぶ）にて選択する場合は[0000]〜[1111]までの１６通りの遅延時間の設定が可能である。図８は制御ビットと設定される遅延量の対応の例を示す表である。
【００３８】
各波形のタイミングを最適な状態とするために、駆動信号φＨ１に必要な遅延量がT1、駆動時間φＨ２に必要な遅延量がT2、駆動信号φＲＧに必要な遅延量がT3、クランプパルスＳＨＰに必要な遅延量がT4、サンプリングパルスＳＨＤに必要な遅延量がT5とすれば、メインＣＰＵ２１は上記の遅延量を設定するために、遅延量T1〜T5に対応する制御ビットをシリアルに配置した信号列を遅延回路２４ｃに送信し、遅延回路２４ｃがその信号を受信して内部のレジスタへ格納することにより、信号列に基づいた遅延量の設定が行われる。例としてT1=3nsec、T2=3nsec、T3=2nsec、T4=1nsec、T5=1nsecとすれば、信号列は次のようになる。
【００３９】
上記の信号列に基づいた遅延量による遅延方法として、デジタル遅延線が用いられる。デジタル遅延線は、遅延量を設定するデジタル入力端子への設定内容に応じて、遅延線に入力された信号に所定の遅延を与えて出力する。
【００４０】
以上説明したデジタルカメラ１の撮影動作を説明する。図９は半押しスイッチで起動されるプログラムのフローチャートである。図３の半押しスイッチ２２が操作されるとステップＳ２０で測光装置３７により被写体の輝度を測定して露出演算し、焦点検出装置３８により焦点調節状態を検出する。ステップＳ２１においてレリーズスイッチ２３が操作されたと判断されると、メインＣＰＵ２１により電源回路４０（図４）がオンされる。ステップＳ２３で電源回路４０の動作が安定するために必要な所定時間が経過したと判断されるとステップＳ２４へ進み、上述したようにメインＣＰＵ２１のレジスタ内に格納されている遅延量の情報を読み出し、読み出した遅延量をシリアル信号列に変換して制御端子から遅延回路２４ｃに送信する。また、メインＣＰＵ２１のレジスタ内に格納されている直流再生回路２７ｂに対する設定電圧の情報、および可変増幅回路２７ｃに対する増幅度の情報を読み出して、制御端子から各回路２７ｂ、２７ｃに送信する。ここで、メインＣＰＵ２１のレジスタ内に格納されている遅延量の情報、設定電圧の情報および増幅度の情報はデジタルカメラ１の調整時に格納されたものであり、これらの情報は調整用の外部装置を用いることにより変更することが可能である。
【００４１】
ステップＳ２５において、遅延回路２４ｃによるタイミング調整が行われるために必要な所定時間が経過したと判断されるとステップＳ２６へ進み、撮影シーケンスが開始される。ステップＳ２６では、撮像素子２６の各画素が受光信号を蓄積し、蓄積終了後、全画素の蓄積電荷が順次に読み出される。ステップＳ２７において、読み出された画像信号の低周波ノイズがノイズ除去回路２７ａで除去されてステップＳ２８へ進み、直流再生回路２７ｂにより遮光画素に対応する信号レベルが所定のレベルになるように調整される。ステップＳ２９において、可変増幅回路２７ｃで画像信号の振幅レベルが所定の振幅となるように調整され、ステップＳ３０でＡ／Ｄ変換回路２８によりデジタル画像信号に変換される。
【００４２】
ステップＳ３１において、デジタル画像信号に対してゲイン調整、γ階調補正、ＪＰＥＧフォーマット化処理などが画像処理ＣＰＵ２９で行なわれる。画像処理が終了するとステップＳ３２に進み、画像処理後の画像データをいったんバッファメモリ３０に記憶して電源回路４０をオフする。ステップＳ３３において、バッファメモリ３０から画像データを読み込んでＪＰＥＧ圧縮回路３２でデータを圧縮し、圧縮した画像データをＰＣカード３４に記憶する。以上により、一連の撮影動作が終了する。
【００４３】
第一の実施の形態の特徴についてまとめる。
（１）撮像部１００の各回路を駆動する各駆動信号に遅延を与える遅延回路２４ｃに対して、メインＣＰＵ２１が各駆動信号ごとに遅延量の情報を設定し、この遅延量の情報によりデジタル遅延線を用いて各駆動信号に遅延が与えられるようにしたので、たとえば、撮像部１００の回路で使用される部品が変更された結果、撮像動作のタイミングに変更が必要となる場合でも回路を変更することなく、遅延回路２４ｃに設定する遅延量の情報を変更するだけで各駆動信号に対する遅延量を調整することができる。
（２）メインＣＰＵ２１から制御端子を通して送られる制御信号により、撮像部１００の各回路に電源電圧を供給する電源回路４０の出力をオン／オフできるようにして、レリーズスイッチ２３が操作されることにより各回路に対して電源の供給／停止を行うようにしたので、デジタルカメラ１の消費電力を低減して電池３９の使用時間を長くすることが可能になる。
（３）レリーズスイッチ２３が操作されたとき、メインＣＰＵ２１が可変増幅回路２７ｃに対して所定の増幅度の情報を設定し、この増幅度の情報により可変増幅回路２７ｃが画像信号を所定の振幅に増幅するようにしたので、撮影の時点で設定された新しい増幅度の情報により画像信号を増幅することができる。したがって、絞り値が変えられることにより撮像素子２６への入射光量が変化して、画像信号の振幅に変化が生じた場合でもＡ／Ｄ変換回路２８に入力される画像信号の振幅が常に最適な値に保たれるので、高画質の画像を得ることができる。
【００４４】
以上の説明では、遅延方法としてデジタル遅延線を使用するようにしたが、デジタル遅延線に代えてロジック回路の組み合わせで遅延を与えるようにしてもよい。たとえば、カウンタを利用すれば、所定の時間をカウントしてから、信号を出力するように構成できる。
【００４５】
−第二の実施の形態−
一般に、回路内部の伝播遅延時間は回路の動作温度により変化する。このため、図４において水平駆動回路２５ａおよび垂直駆動回路２５ｂの動作温度が変化することにより、撮像素子２６を駆動させる上記各駆動信号には上記両駆動回路の温度変化による位相遅延の変化がそれぞれ発生する。撮像素子２６にこのような位相遅延の変化が生じた各駆動信号が入力されることにより、撮像素子２６から出力される画像信号の出力タイミングにも変化が生じる。また、撮像素子２６自体も駆動信号が入力されてから撮像素子出力にデータが出力されるまでのタイミングが動作温度により変化する。
【００４６】
第二の実施の形態では、第一の実施の形態に加えて、もしくは単独で、温度センサ４２（図４）がデジタルカメラ１内の撮像部１００の回路に近接して配設される。さらに、メインＣＰＵ２１のレジスタ内に記憶する遅延量の情報は、温度センサ４２による検出温度ごとに、図７に示した各波形のタイミングを最適な状態とするような遅延量の情報をあらかじめ用意して、これら遅延量の情報が検出温度をパラメータとするテーブルとしてメインＣＰＵ２１内のレジスタに記憶される。また、メインＣＰＵ２１のレジスタ内に記憶する直流再生回路２７ｂの設定電圧の情報は、温度センサ４２による検出温度ごとに所定の情報が用意され、これらの情報も検出温度をパラメータとするテーブルとしてメインＣＰＵ２１内のレジスタに記憶される。
【００４７】
メインＣＰＵ２１がレジスタ内に格納されている遅延量の情報を読み出すとき、温度センサ４２で検出された温度に対応した遅延量の情報をレジスタ内のテーブルから読み出し、読み出した遅延量をシリアル信号列に変換してメインＣＰＵ２１の制御端子から遅延回路２４ｃに送信する。図１０は検出温度と遅延量の情報との対応例を示す表である。図１０において、たとえば、上述した温度センサ４２による検出温度が＋８℃から＋２５℃へ変化した場合、φＨ１に対するシリアル信号列を［0010］から［0100］とすれば、設定される遅延量が２nsecから４nsecに変更できる。検出温度が＋８℃から＋２５℃へ変化するとき、駆動信号φＨ１のタイミングが２nsec進む場合は、駆動信号φＨ１に対する遅延量を２nsecから４nsecに増加させることにより駆動信号のタイミングの変化が相殺される。他の駆動信号についても、同様に検出温度に対応した遅延量の情報を設定して、撮像部１００の回路動作のタイミングを最適に保つことができる。
【００４８】
また、メインＣＰＵ２１がレジスタ内に格納されている直流再生回路２７ｂに対する設定電圧の情報を読み出すとき、温度センサ４２で検出された温度に対応した情報をレジスタ内のテーブルから読み出し、読み出した情報をメインＣＰＵ２１の制御端子から直流再生回路２４ｂに送信する。
【００４９】
第二の実施の形態の特徴についてまとめる。
（１）温度センサ４２を撮像部１００の回路に近接して配設し、遅延回路２４ｃに対する遅延量の情報を温度センサ４２による検出温度をパラメータとするテーブルとしてメインＣＰＵ２１内のレジスタに記憶し、レリーズスイッチ２３が操作されたとき、検出した温度に応じて遅延量の情報を読み出せるようにした。したがって、撮影の時点の検出温度に応じた遅延量の情報により撮像部１００の各駆動信号に対して遅延を与えることができるので、撮像部１００の回路の撮像動作のタイミングが温度により変化する場合でも、撮像動作のタイミングを常に最適な状態にして撮像動作を行うことができ、高画質の画像を得ることができる。（２）直流再生回路２４ｂに対する設定電圧の情報を温度センサ４２による検出温度をパラメータとするテーブルとしてメインＣＰＵ２１内のレジスタに記憶し、レリーズスイッチ２３が操作されたとき、検出された温度に応じて設定電圧の情報を読み出して直流再生回路２７ｂに送信するようにしたので、直流再生回路２７ｂの出力電圧が温度により変化する場合でも、画像信号の基準電圧を常に最適な値に保つことができ、高画質の画像を得ることができる。
【００５０】
−第三の実施の形態−
一般に、回路内部の伝播遅延時間は回路の動作電圧により変化する。このため、図４における水平駆動回路２５ａおよび垂直駆動回路２５ｂに供給される電源電圧VC，VAおよびVBが変化する場合は、上記両駆動回路から出力され、撮像素子２６を駆動する各駆動信号には、電源電圧の変化による位相遅延の変化がそれぞれ生じる。撮像素子２６にこのような位相遅延の変化が生じた各駆動信号が入力されることにより、撮像素子２６から出力される画像信号の出力タイミングにも変化が生じる。また、撮像素子２６自体も駆動信号が入力されてから撮像素子出力にデータが出力されるまでのタイミングが撮像素子２６に供給される電源電圧VA，VBにより変化する。
【００５１】
第三の実施の形態では、第一または第二の実施の形態に加えて、もしくは単独で、電圧センサ４３（図４０）がデジタルカメラ１内の電池３９の端子電圧を検出するように配設される。さらに、メインＣＰＵ２１のレジスタ内に記憶する遅延量の情報は、電池３９の端子電圧を検出する電圧センサ４３による検出電圧ごとに、図７に示した各波形のタイミングを最適な状態とするような遅延量の情報をあらかじめ用意して、遅延量の情報が検出電圧をパラメータとするテーブルとしてメインＣＰＵ２１内のレジスタに記憶される。
【００５２】
メインＣＰＵ２１がレジスタ内に格納されている遅延量の情報を読み出すとき、電圧センサ４３で検出された電圧に対応した遅延量の情報をレジスタ内のテーブルから読み出し、読み出した遅延量をシリアル信号列に変換してメインＣＰＵ２１の制御端子から遅延回路２４ｃに送信する。図１１は検出電圧と遅延量の情報との対応例を示す表である。図１１において、たとえば、上述した電圧センサによる検出電圧がＶ1以上からＶ2以上かつＶ1未満へ変化した場合、φＨ２に対するシリアル信号列を［0011］から［0100］とすれば、設定される遅延量が３nsecから４nsecに変更できる。検出電圧がＶ1以上からＶ2以上かつＶ1未満へ変化するとき、駆動信号φＨ２のタイミングが１nsec進む場合は、駆動信号φＨ２に対する遅延量を３nsecから４nsecに増加させることにより駆動信号のタイミングの変化が相殺される。他の駆動信号についても、同様に検出電圧に対応した遅延量の情報を設定して、撮像部１００の回路動作のタイミングを最適に保つことができる。
【００５３】
第三の実施の形態の特徴についてまとめる。電池３９の端子電圧を検出する電圧センサ４３を設け、遅延回路２４ｃに対する遅延量の情報を電圧センサ４３による検出電圧をパラメータとするテーブルとしてメインＣＰＵ２１内のレジスタに記憶し、撮影時に検出した電池電圧に応じて遅延量の情報を読み出せるようにした。したがって、撮影の時点の電池３９の端子電圧に応じた遅延量の情報により各駆動信号に遅延を与えることができるので、撮像部１００の回路の撮像動作のタイミングが電池３９の電圧により変化する場合でも、撮像動作のタイミングを常に最適な状態にして撮像動作を行うことができ、高画質の画像を得ることができる。一般に、電池で動作させる機器は、電池の残量を表示したり、電池切れ警告を行うために電池の端子電圧を検出する電圧検出回路が備えられるので、このような場合には本実施の形態のために新たな電圧センサを設けなくてもよく、コストの上昇を抑える効果も得られる。
【００５４】
以上の説明では、デジタルカメラ１に内蔵される電池３９の端子電圧を検出するようにしたが、デジタルカメラ１が外部から供給される電源により動作する場合は、外部からデジタルカメラ１に供給された電源電圧を検出して、検出電圧に応じて遅延量の情報を設定するようにしてもよい。また、各回路に供給される電源電圧VA〜VEを検出するようにしてもよい。
【００５５】
−第四の実施の形態−
回路内部の伝播遅延時間が回路の動作（使用）時間により変化する場合も考えられる。このため、図４における水平駆動回路２５ａおよび垂直駆動回路２５ｂから出力されて撮像素子２６を駆動する各駆動信号が、上記両回路の動作時間に起因する位相遅延の変化をともなう場合は、撮像素子２６にこのような位相遅延の変化が生じた各駆動信号が入力されることにより、撮像素子２６から出力される画像信号の出力タイミングにも変化が生じる。また、撮像素子２６自体も駆動信号が入力されてから撮像素子出力にデータが出力されるまでのタイミングが撮像素子２６の動作時間により変化する場合もある。
【００５６】
第四の実施の形態では、第一〜第三のいずれかの実施の形態に加えて、もしくは単独、あるいは適宜組合わせて、デジタルカメラ１の累積撮影枚数を計数する撮影枚数カウンタがメインＣＰＵ２１内のレジスタに設けられる。ここで、累積撮影枚数とは、デジタルカメラ１が使用開始されてから積算された合計撮影枚数である。メインＣＰＵ２１のレジスタ内に記憶する遅延量の情報は、撮影枚数カウンタにより計数された累積撮影枚数ごとに、図７に示した各波形のタイミングを最適な状態とするような遅延量の情報をあらかじめ用意して、これら遅延量の情報が累積撮影枚数をパラメータとするテーブルとしてメインＣＰＵ２１内のレジスタ内に撮影枚数カウンタと別に記憶される。
【００５７】
メインＣＰＵ２１がレジスタ内に格納されている遅延量の情報を読み出すとき、計数された累積撮影枚数に対応した遅延量の情報をレジスタ内のテーブルから読み出し、読み出した遅延量をシリアル信号列に変換してメインＣＰＵ２１の制御端子から遅延回路２４ｃに送信する。図１２は累積撮影枚数と遅延量の情報との対応例を示す表である。図１２において、たとえば、上述した撮影枚数カウンタによる累積撮影枚数が１万枚を超えたとき、φＲＧに対するシリアル信号列を［0001］から［0010］とすれば、設定される遅延量が１nsecから２nsecに変更できる。累積撮影枚数が１万枚に達する頃、駆動信号φＲＧのタイミングが１nsec進む場合は、駆動信号φＲＧに対する遅延量を１nsecから２nsecに増加させることにより駆動信号のタイミングの変化が相殺される。他の駆動信号についても、同様に累積撮影枚数に対応した遅延量の情報を設定して、撮像部１００の回路動作のタイミングを最適に保つことができる。
【００５８】
第四の実施の形態の特徴についてまとめる。デジタルカメラ１の累積撮影枚数を計数する撮影枚数カウンタを設け、遅延回路２４ｃに対する遅延量の情報を上記カウンタによる累積撮影枚数をパラメータとするテーブルとしてメインＣＰＵ２１内のレジスタに記憶し、撮影時の累積撮影枚数に応じて遅延量の情報を読み出せるようにした。したがって、撮影時点の累積撮影枚数に応じた遅延量の情報により各駆動信号に遅延を与えることができるので、撮像部１００の回路の撮像動作のタイミングが回路の動作（使用）時間により変化する場合でも、累積撮影枚数により撮像動作のタイミングを常に最適な状態にして撮像動作を行うことができ、高画質の画像を得ることができる。
【００５９】
以上の説明では、累積した撮影枚数に応じて遅延量の情報を読み出せるようにしたが、撮影枚数に代えてデジタルカメラ１の累積使用時間に応じて遅延量の情報を読み出せるようにしてもい。この場合には、デジタルカメラ１が電源オンされている時間を積算する時間積算計を設け、遅延回路２４ｃに対する遅延量の情報を上記時間積算計による積算時間をパラメータとするテーブルとしてメインＣＰＵ２１内のレジスタに記憶し、撮影時の積算時間に応じて遅延量の情報を読み出せるようにすればよい。
【００６０】
上述した遅延量の情報のテーブルにおける制御ビットは、それぞれ撮像部１００の回路の各駆動信号に対する遅延時間の計算値、あるいは実測値に基づいてあらかじめ遅延量の情報として作成され、メインＣＰＵ２１が管理するレジスタ内に格納される。以上説明した第一〜第四の実施の形態が組合わされる場合には、メインＣＰＵ２１が各テーブルにおける遅延量の情報を組合わせて、遅延回路２４ｃに対する遅延量の情報を決定する。
【００６１】
以上の説明では、レンズ交換ができないデジタルスチルカメラについて説明したが、一眼レフデジタルスチルカメラ、動画像も取込めるデジタルビデオカメラにも本発明を適用できる。一眼レフデジタルスチルカメラの場合、撮像素子２６の前にメカニカルシャッターを設け、レリーズスイッチ２３が操作されたとき撮像素子２６の電源をオンにし、メカニカルシャッターの開口時間を制御して露光動作を制御するものもある。このような一眼レフデジタルスチルカメラでは、電源回路４０、メカニカルシャッターおよび撮像素子２６の動作タイミングを遅延回路２４ｃで最適化することにより本発明が適用される。
【００６２】
特許請求の範囲における各構成要素と、発明の実施の形態における各構成要素との対応について説明すると、撮像素子２６が撮像装置に、ノイズ除去回路２７ａ、直流再生回路２７ｂ、Ａ／Ｄ変換回路２８および画像処理ＣＰＵ２９が信号処理回路に、水平駆動回路２５ａおよび垂直駆動回路２５ｂが駆動回路に、遅延回路２４ｃが遅延手段に、メインＣＰＵ２１が制御手段に温度センサ４２が温度検出手段に、電圧センサ４３が電圧検出手段にそれぞれ対応する。
【００６３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、たとえば、撮像装置および信号処理回路の動作タイミングが電源電圧により変化する場合でも、高画質な画像を得ることができる。
請求項５に記載の発明によれば、たとえば、撮像装置および信号処理回路の動作タイミングが動作時間により変化する場合でも、高画質な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態によるデジタルスチルカメラの収納時、および携帯時の外観を示す図で(a)が上から見た図、(b)が後ろから見た図である。
【図２】図２は図１のカメラの通常撮影時の外観を示す図で(a)が前から見た図、(b)が上から見た図、(c)が後ろから見た図である。
【図３】一実施の形態によるデジタルスチルカメラの回路ブロックを示す図である。
【図４】撮像部の回路を説明するブロック図である。
【図５】ＣＤＳ回路の構成を示す図である。
【図６】ＣＤＳ回路のタイミングチャートである。
【図７】第一の実施の形態による撮像部のタイミングチャートである。
【図８】遅延量を設定する制御ビットと遅延量の対応例を示す表である。
【図９】半押しスイッチで起動する撮影処理のフローチャートである。
【図１０】検出温度と各駆動信号に対する制御ビットの対応例を示す表である。
【図１１】検出電圧と各駆動信号に対する制御ビットの対応例を示す表である。
【図１２】累積撮影枚数と各駆動信号に対する制御ビットの対応例を示す表である。
【符号の説明】
１…デジタルスチルカメラ、 ２…撮影ズームレンズ、
３…ＬＣＤモニター、 ４…閃光装置、
８…メインスイッチ、 ９…レリーズボタン、
１１…閃光撮影モードボタン、 １４…ズーム切換えボタン、
１６…メニューボタン、 １７…選択ダイヤル、
２１…メインＣＰＵ、 ２２…半押しスイッチ、
２３…レリーズスイッチ、 ２４ａ…基準発振回路、
２４ｂ…タイミング発生回路、 ２４ｃ…遅延回路、
２５ａ…水平駆動回路、 ２５ｂ…垂直駆動回路、
２６…撮像素子、 ２７ａ…ノイズ除去回路、
２７ｂ…直流再生回路、 ２７ｃ…可変増幅回路、
２８…Ａ／Ｄ変換回路、 ２９…画像処理ＣＰＵ、
３０…バッファメモリ、 ３１…表示画像作成回路、
３２…圧縮回路、 ３４…記録媒体、
３５…リアルタイムクロック、 ３６…焦点検出／調整装置、
３７…ズームレンズ駆動装置、 ３８…測光装置、
３９…電池、 ４０…電源回路、
４１…スイッチ制御ＣＰＵ、 ４２…温度センサ、
４３…電圧センサ
Claims (5)
- 撮影レンズを通して被写体像を撮像する撮像装置と、前記撮像装置から出力された撮像信号にノイズ除去などの所定の処理を行う信号処理回路と、前記撮像装置を動作させる駆動回路とを備えるデジタルカメラにおいて、
前記撮像装置、前記信号処理回路および前記駆動回路に供給される電源の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記撮像装置および前記信号処理回路を駆動する駆動信号に対して所定の遅延を与えて出力する遅延手段と、
前記電圧検出手段による検出電圧に応じて前記遅延手段に対して遅延時間を設定する制御手段とを備えることを特徴とするデジタルカメラ。 - 請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、
前記制御手段は、撮影ごとに前記遅延手段に対して遅延時間を設定することを特徴とするデジタルカメラ。 - 請求項１または２に記載のデジタルカメラにおいて、
前記撮像装置、前記信号処理回路および前記駆動回路の温度を検出する温度検出手段を設け、
前記制御手段は、前記温度検出手段による検出温度に応じて前記遅延手段に対する遅延時間を設定することを特徴とするデジタルカメラ。 - 請求項１〜３のいずれか一項に記載のデジタルカメラにおいて、
前記撮像装置による累積撮影枚数をカウントするカウント手段を設け、
前記制御手段は、前記電圧検出手段による検出電圧および前記カウント手段による累積撮影枚数に応じて前記遅延手段に対する遅延時間を設定することを特徴とするデジタルカメラ。 - 撮影レンズを通して被写体像を撮像する撮像装置と、前記撮像装置から出力された撮像信号にノイズ除去などの所定の処理を行う信号処理回路と、前記撮像装置を動作させる駆動回路とを備えるデジタルカメラにおいて、
前記撮像装置による累積撮影枚数をカウントするカウント手段と、
前記撮像装置および前記信号処理回路を駆動する駆動信号に対して所定の遅延を与えて出力する遅延手段と、
前記カウント手段による累積撮影枚数に応じて前記遅延手段に対して遅延時間を設定する制御手段とを備えることを特徴とするデジタルカメラ。
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