JP4570837B2

JP4570837B2 - 撮像装置

Info

Publication number: JP4570837B2
Application number: JP2002144325A
Authority: JP
Inventors: 晃治古林
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2002-05-20
Filing date: 2002-05-20
Publication date: 2010-10-27
Anticipated expiration: 2022-05-20
Also published as: JP2003338979A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子によって撮像し、光電変換してアナログ画像データを得る撮像部と、前記アナログ画像データをアナログ−デジタル変換してデジタル画像データを作成し記録媒体に記録する共に、前記デジタル画像データを表示する表示装置と、で構成された撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、撮像装置、特にデジタルカメラでは、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）を用い、静止画等を撮影すると、その画像データはアナログ−デジタル変換された後、予め設定された圧縮形式（例えば、ＪＰＥＧ）によって圧縮した状態でメモリカード等の記録媒体に記録して保存する。
【０００３】
ところで、ＣＣＤで撮像する際の被写体は、一般的には、デジタルカメラの背面側に設けられたＬＣＤ（液晶表示装置）に表示される。このＬＣＤに表示された画像を見ながら画角を定め、レリーズボタンを操作することで撮影がなされる。
【０００４】
また、デジタルカメラには、ＣＣＤの画素数が飛躍的に向上している。画素数の増加により画質は向上するが、従前の処理速度では間延びしてしまう。このため、処理速度を落とさないで、撮像系の基準クロックの周波数を上げることで対応している。
【０００５】
ところで、基準クロックの周波数を増加させると、電力の消費が早まるため、画角を設定するためのスルー画表示を行っていると、デジタルカメラの持つ電源維持機能によって自動的に電源が遮断される不都合があった。
【０００６】
そこで、従来は、バッテリー電源電圧が所定以下となったときに、撮像系の基準クロックを低下させることが提案されている（一例として特開平９−１６３２３８号公報参照）。これにより、バッテリーの寿命を延ばすことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、スルー画像の追従性が悪くなる。また、特に動画撮像時では、撮像系の基準クロックをダウンさせると、フレームレートが変化してしまうため、この動画の再生時に通常（バッテリーが充分あるときの動作再生時）に比べて、違和感を感じることになる。
【０００８】
本発明は上記事実を考慮し、バッテリー低下等、電源電圧を延命させるための撮像系の基準クロックのダウン時であっても、再生時等にほとんど違和感を感じさせることがない撮像装置を得ることが目的である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、固体撮像素子によって撮像し、光電変換してアナログ画像データを得る撮像部と、前記アナログ画像データをアナログ−デジタル変換してデジタル画像データを作成し記録媒体に記録すると共に、前記デジタル画像データを表示する表示装置と、で構成された撮像装置であって、前記撮像部における動画撮像時の同期信号として、前記撮像部において画角を設定するために表示装置に撮像状態をほぼリアルタイムに表示するスルー画表示時と、前記撮像部において前記アナログ画像データを取り込む動画撮像時との少なくとも２種類の異なる基準クロックを選択的に発生する基準クロック発生手段と、前記基準クロック発生手段により選択された基準クロックに基づいて、前記スルー画表示時の撮像系基準クロックを、前記動画撮影時の撮像系基準クロックよりもＮ（Ｎは正の整数）倍遅く設定し、かつ互いの処理速度が一致するように画像の間引き率を設定する間引き率設定手段と、前記スルー画表示における前記間引き率設定手段で設定された間引き率に基づいて撮像系によって取り込み可能な走査ライン数を、前記Ｎ値に基づいて繰り返し走査することで固定的なフレームレートに依存する表示用走査ライン数に適合させ、前記デジタル画像データを表示装置へ送出する画像データ送出制御手段と、を有している。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記基準クロック発生手段が、電力供給源であるバッテリーの残量に応じて少なくとも２種類の異なる基準クロックを発生することを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１に本実施の形態に係るデジタルカメラ１０における制御系が示されている。デジタルカメラ１０には、撮像部１８が配設されている。撮像部１８は、レンズ１８Ａ、メカニカル・シャッタ及び絞り（図示省略）が配設され、レンズ１８Ａから入射した光を、メカニカル・シャッタが開放しているときに、絞りを介して、ＣＣＤ１８Ｂに入射させる構成である。
【００１４】
また、デジタルカメラ１０にはストロボ１２が設けられ、必要に応じて、ストロボ制御部１４の制御により、手動又は自動で発光するようになっている。
【００１５】
デジタルカメラ１０の前記撮像部１８、ストロボ制御部１４を含む各制御デバイスは、バス１６によって接続され、ＣＰＵ２０によってその動作が制御されるようになっている。各制御デバイスは、バッテリ２２からの電源が供給され、動作可能となっている。
【００１６】
バス１６には、制御デバイスとして、システムメモリ（ＲＡＭやＲＯＭ）２４、揮発性メモリ（ＳＤＲＡＭ）２６、タイマ機能部２８、カレンダ／時計機能部３０がそれぞれ接続されている。
【００１７】
また、バス１６には、Ｉ／Ｏポート３２が接続され、このＩ／Ｏポート３２には、デジタルカメラ１０の筐体３４（図２参照）に取り付けられる操作・表示系３６からの信号の入出力がなされる。
【００１８】
図２（Ａ）に示される如く、デジタルカメラ１０の筐体３４の裏面側（前記撮像部１８が配設された側とは反対側）には、液晶モニタ（ＬＣＤ）３８が配設されている。
【００１９】
また、操作・表示系として、筐体３４の裏面側におけるＬＣＤ３８の右側には、前記ＬＣＤ３８上に表示される画像のコマ切り替え、項目選択等に適用される円形の上下左右キー４２が配設されている。この円形の上下左右キー４２の軸線を上下左右に傾斜することで、それぞれに傾斜させたときに異なるスイッチの接点が切り替わり、当該切り替え信号が前記Ｉ／Ｏ３２（図１参照）に入力されるようになっている。
【００２０】
この上下左右キー４２の下部には、縦方向に上からメニューボタン４４、実行ボタン４６、取消ボタン４８が配列されている。また、筐体３４の上面には、レリーズボタン５０とモード設定ダイヤル５２とが設けられている。
【００２１】
モード設定ダイヤル５２とメニューボタン４４とが操作されると、ＬＣＤ３８上には、例えば、各種設定を行うためのセットアップ画面５４が表示されるようになっている。
【００２２】
実行ボタン４６は、上記セットアップ画面５４上で、前記上下左右キー４２による機能選択後の決定時に操作され、取消ボタン４８は、当該決定した機能のキャンセルの際に操作される。
【００２３】
また、図２（Ｂ）に示される如く、デジタルカメラ１０の筐体３４の前面には、前記撮像部１８のレンズ１８Ａが露出可能な開口部６０が設けられている。この開口部６０には、円板状のバリア６２が取り付けられている。このバリア６２は、デジタルカメラ１０の電源スイッチ６４（図２（Ａ）参照）の動作に連動して、前記開口部６０を閉止する位置並びに開口する位置に移動可能（図２（Ｂ）の矢印Ａ参照）な駆動系を備えている。
【００２４】
すなわち、電源がオフの状態では、バリア６２は開口部６０を閉止することで、レンズ１８Ａを保護し、電源がオンの状態では、バリア６２を開口部６０から退避させることで、撮影可能な状態とすることができるようになっている。
【００２５】
図１に示される如く、バス１６には、カードＩ／Ｆ５６を介して、記録媒体としてのメモリカード５８が着脱可能なメモリカードスロット６０が接続されている。前記撮像部１８で撮影された画像データは、このメモリカードスロット６０に装填されたメモリカード５８に記録されることになる。
【００２６】
前記撮像部１８に入力された信号は、信号処理部１０４に送出され、ノイズ低減処理が施されると共に、ゲインコントロールがなされ、Ａ／Ｄ変換部１０６へ送出される。
【００２７】
Ａ／Ｄ変換部１０６でＡ／Ｄ変換された画像データは、ＣＰＵ２０からの指示に応じて、圧縮／伸長部１０８へ送られて圧縮処理（ＪＰＥＧ）がなされるか或いはそのまままの状態でカードＩ／Ｆ５６を介してメモリカードスロット６０へ送られるようになっている。
【００２８】
メモリカード５８に記録された画像データは、ＣＰＵ２０からの再生表示指示に基づいて読み出され、フレームメモリ１１０に格納され、ＬＣＤ制御部１１２の制御により、ＬＣＤ１２に表示される。なお、このとき、ＬＣＤ１１２には、ＯＳＤ（オンスクリーンディスプレイ部１１４によって制御される、当該画像データに基づく画像表示と共に文字やキャラクタデータ等が重ねて表示されるようになっている。
【００２９】
なお、バス１６には、外部Ｉ／Ｆ１１６が接続され、コネクタ１１８を介してパソコン等の外部制御装置（以下ＰＣ１２０という）と直接接続することが可能となっており、このＰＣ１２０に前記メモリカード５８に記録した画像データを伝送することができるようになっている。
【００３０】
また、デジタルカメラ１０には、画像確認のためののモニタとして、ＬＣＤ１１２とは別に光学ファインダー６６を備えている。光学ファインダー６６は、筐体３４の上面部から突出可能に設けられており、図２（Ａ）の状態が格納位置（光学ファインダー６６の非使用位置）、図２（Ｂ）の状態が突出位置（光学ファインダー６６の使用位置）となる。
【００３１】
また、撮像された画像のＬＣＤ１１２への表示、特に動画撮像時、並びにスルー画表示時において、図３に示される如く、揮発性メモリ２６の内部にＡ面及びＢ面記憶領域２６Ａ、２６Ｂを設けておき、ＣＣＤ１８Ｂによる撮像ライン毎に交互に画像データを記憶するようになっている。このとき、記憶動作している記憶領域２６Ａ（又は２６Ｂ）とは異なる側の記憶領域２６Ｂ（又は２６Ａ）では、フレームメモリ１１０に送出するようにしている。すなわち、Ａ面とＢ面とが交互に記憶、再生に適用され、追従性を維持している。
【００３２】
図１に示される如く、前記撮像部１８、信号処理部１０４及びＡ／Ｄ１０６で構成される撮像系は、所定の基準クロックで動作するようになっており、その基準クロックは、タイミングジェネレータ１２２から送出されるようになっている。
【００３３】
ここで、本実施の形態では、このタイミングジェネレータ１２２から２種類の基準クロック（異なる周波数）が選択的に送出されるようになっている。
【００３４】
すなわち、タイミングジェネレータ１２２は、２４．５４５ＭＨｚ（以下、２４ＭＨｚという）と、その１／２の１２．２７２５ＭＨｚ（以下、１２ＭＨｚという）の２種類の基準クロックを出力することができるようになっており、ＣＰＵからの指示信号に基づいて、選択される。なお、基準クロックは上げればあげるほど処理速度が速くなり、下げれば下げるほど消費電力は少なくなる。なお、撮像系以外、すなわち再生系の基準クロックは２４ＭＨｚで固定である。
【００３５】
ここで、上記２４ＭＨｚと１２ＭＨｚのそれぞれにおいて、間引き処理をすることで、処理速度を定めており、例えば、１／２間引き、１／４間引き、１／８間引きの場合の各処理速度は、表１のようになる。
【００３６】
【表１】

【００３７】
上記表１の場合、基準クロックとして、例えば、２４ＭＨｚを１／２間引きで使用した場合と、１２ＭＨｚを１／４間引きで使用した場合とで処理速度が３０Ｈｚで一致することがわかる。
【００３８】
本実施の形態では、このフレームレートが一致することを、動画撮像時の基準クロックと、スルー画再生時の基準クロックとで使い分けるようにしている。
【００３９】
すなわち、デジタルカメラ１０において、動画を撮像する場合の基準クロックＶＩとして２４ＭＨｚの１／２間引きを指示する。一方、スルー画を表示する場合の基準クロックＶＤとして、１２ＭＨｚの１／４間引きを指示する。
【００４０】
一方、再生系の基準クロックは、２４ＭＨｚで固定とされており、例えば、撮像系の基準クロックを１２ＭＨｚとした場合は、２４０本の取り込みラインとなるのに対し、４８０本の表示ラインが必要となる（表２参照）。
【００４１】
【表２】

【００４２】
そこで、スルー画再生時では、ＬＣＤ制御部１１２においてエンコード（符号化）時に所謂２度書き（同一ラインを２回連続走査）することで、フレームレートを一致させている（図４参照）。この場合、ＬＣＤ３８での表示画像において、垂直解像度が若干低下という現象が起こるが、基本的に画面サイズの小さいＬＣＤ３８においては、視覚上何ら問題はない。なお、実際のデジタル画像データとしては、高画質状態が維持されるため、例えば、画像データをＰＣ１２０へ転送したときの再生画像に何ら影響を及ぼすものではない。
【００４３】
上記のような基準クロックの切替えを行うことで、不必要な基準クロックの増加による消費電力の低下を防止と、スルー画表示の追従性の維持という二律背反の目的を同時に達成することができる。
【００４４】
以下に本実施の形態の作用を説明する。
【００４５】
デジタルカメラ１０で撮影を行なう前に、モード設定ダイヤル５２を操作してセットアップ画面５４をＬＣＤ３８に表示する。
【００４６】
セットアップ画面により、記録モード、画素数、シャープネス、ビープ音等の項目を必要に応じて選択し、撮影の条件を設定する。
【００４７】
撮影モードでは、ＬＣＤ３８上に撮像部１８で撮影されているプレビューが表示され、所定の画角が決まるとレリーズボタン５０が操作され、撮影が実行される。
【００４８】
この場合、撮像部１８で撮像されたデータは、信号処理部１０４へ送出され、ノイズ低減処理、ゲインコントロール等の処理がなされた後、Ａ／Ｄ変換されて、デジタル画像データを生成する。
【００４９】
その後、圧縮／伸長部１０８において、デジタル画像データを圧縮し、メモリカード５８に記録する。
【００５０】
再生モードでは、インデックスモードが選択された場合は、メモリカード５８に記録されたデジタル画像データからサムネイル画像が読み出され、ＬＣＤ上にインデックス画像として、マトリクス状に撮影済の画像が表示される。また、１画像再生モードが選択された場合には、圧縮された画像データが読み出され、圧縮／伸長部１０８において伸長され、フレームメモリ１１０に展開した後に、ＬＣＤ３８に表示される。
【００５１】
ここで、本実施の形態では、デジタルカメラの使用状況により、撮像系の基準クロックを変更している。この基準クロックの変更は、ＣＰＵ２０からの指示信号によるタイミングジェネレータ１２２の制御により実行される。
【００５２】
基準クロックの変更は、第１の使用状況としては動画撮像時であり、第２の使用状況としては電力（バッテリー）残量低下時である。
（第１の使用状況）
すなわち、動作撮像時には、実際のデータ取り込み中と、スルー画表示中と、があり、スルー画表示の際にも基準クロックを高いままとしておくと、電力消費がどんどん進んでしまい、まだ動画撮像ができるだけの電力が残っているにも拘らず、バッテリー低下による自動シャットダウンがなされてしまう。そこで、スルー画再生時は、基準クロックを通常の２４ＭＨｚから１２ＭＨｚに下げることで、電力消費のカーブを緩やかにする。ここで、問題となるのが、基準クロックの低下によるスルー画の再生画像の追従性である。しかし、本実施の形態では、この追従性を維持するべく、設定される基準クロックに合わせて間引き率並びに取り込みライン数を設定すると共に、ＬＣＤへ表示するためのフレームメモリへのライン書き込みを再生系の基準クロック（２４ＭＨｚ）に合わせるようにしている。
【００５３】
以下、図５のフローチャートに従い、第１の使用状況における基準クロック変更制御について説明する。
【００５４】
ステップ２００では、動画撮像モードか否かが判断され、肯定判定されるとステップ２０２へ移行し、撮像系基準クロックを２４ＭＨｚに設定し、ステップ２０４へ移行する。ステップ２０４では、間引き率を１／２とし、ステップ２０６へ移行して、取り込みライン数を４８０本とする。また、次のステップ２０８では、ＬＣＤ制御部１１２におけるエンコードを１倍に設定する。
【００５５】
これにより、撮像系では、最も処理速度が優先された基準クロックで動作すると共に、再生系の基準クロックと一致するため、デジタルカメラの機能を最大限に発揮することができる。
【００５６】
次のステップ２１０では、上記設定完了後に動画撮像モードに移行する。
【００５７】
次に、前記ステップ２００で否定判定された場合、ステップ２１２へ移行し、撮像系基準クロックを１２ＭＨｚに設定し、ステップ２１４へ移行する。ステップ２１４では、間引き率を１／４とし、ステップ２１６へ移行して、取り込みライン数を２４０本とする。また、次のステップ２１８では、ＬＣＤ制御部１１２におけるエンコードを２倍に設定する。
【００５８】
これにより、撮像系では、処理速度が最大時の半分となるが、間引き率を１／４とし、取り込みライン数を２４０本とすることで、最大時の処理速度を維持するようにした。
【００５９】
また、ＬＣＤ制御部１１２のエンコードを２倍に設定し、再生系の基準クロックに応じた処理速度に対応させた。すなわち、スルー画表示の際に、取り込んだ２４０本をそのまま再生すると、撮像した画像に対する追従性が低下する。そこで、取り込まれたラインを２度書きすることで、ライン数が一致し、追従性が維持できる。
【００６０】
次のステップ２２０では、上記設定完了後にスルー画表示モードに移行する。
【００６１】
なお、前記ステップ２１０及びステップ２２０において移行した各モード中にモード切替の操作がなされた時点で、このルーチンが割り込まれ、モードに合わせた設定が実行される。
（第２の使用状況）
第２の使用状況である電力残量低下時では、これ以上電力が低下するとＬＣＤ３８への表示が自動的に遮断される等、バッテリー温存機能がが働く前に必要以上の電力の消費を抑えるため、基準クロックを変更するようにしている。すなわち、上記第１の使用状況のように動画撮像時等、特定の状態とは無関係に電力（バッテリー）残量の予め設定したしきい値のみによって基準クロックの変更が実行される。以下、図６のフローチャートに従い、第２の使用状況における基準クロック変更制御について説明する。
【００６２】
ステップ２５０ではバッテリー残量がしきい値を下回ったか否かが判断される。このしきい値は予め設定されたものであってもよいし、ユーザーが設定するようにしてもよいが、一般的には、全バッテリー容量の３０％程度の残量をしきい値として設定することが好ましい。
【００６３】
このステップ２５０で否定判定された場合には、バッテリー残量が充分であると判断され、ステップ２５２へ移行し、撮像系基準クロックを２４ＭＨｚに設定し、ステップ２５４へ移行する。ステップ２５４では、間引き率を１／２とし、ステップ２５６へ移行して、取り込みライン数を４８０本とする。また、次のステップ２５８では、ＬＣＤ制御部１１２におけるエンコードを１倍に設定する。
【００６４】
これにより、撮像系では、最も処理速度が優先された基準クロックで動作すると共に、再生系の基準クロックと一致するため、デジタルカメラの機能を最大限に発揮することができる。
【００６５】
次にステップ２５０において肯定判定されると、バッテリー残量が少ないと判断され、ステップ２６０へ移行し、撮像系基準クロックを１２ＭＨｚに設定し、ステップ２６２へ移行する。ステップ２６２では、間引き率を１／４とし、ステップ２６４へ移行して、取り込みライン数を２４０本とする。また、次のステップ２６６では、ＬＣＤ制御部１１２におけるエンコードを２倍に設定する。
【００６６】
これにより、撮像系では、処理速度が最大時の半分となるが、間引き率を１／４とし、取り込みライン数を２４０本とすることで、最大時の処理速度を維持するようにした。
【００６７】
また、ＬＣＤ制御部１１２のエンコードを２倍に設定し、再生系の基準クロックに応じた処理速度に対応させた。すなわち、スルー画表示の際に、取り込んだ２４０本をそのまま再生すると、撮像した画像に対する追従性が低下する。そこで、取り込まれたラインを２度書きすることで、ライン数が一致し、追従性が維持できる。
【００６８】
このように、バッテリー残量が所定のしきい値を下回ったときに、撮像系の基準クロックを下げ、バッテリーを温存させることができるため、バッテリー寿命を延ばすことができる。
【００６９】
なお、上記実施の形態では、撮像系の基準クロックを２４ＭＨｚと１２ＭＨｚの２種類を適用し、タイミングジェネレータによって２段階に変更するようにしたが、さらに変更段数を増やしてもよい。また、間引き率も１／２間引きと、１／４間引きを適用したが、再生系の基準クロックと合わせるようにすれば、他の間引き率を適用してもよい。
【００７０】
以上説明したように、本実施の形態では、撮像系の基準クロックを２種類（２４ＭＨｚ、１２ＭＨｚ）用意し、動画撮像モード時においては、動画を記憶するときは２４ＭＨｚで動作し、スルー画を表示するときは１２ＭＨｚで動作すると共に、１２ＭＨｚでの動作時のフレームレートを２４ＭＨｚで固定の再生系の基準クロックに合わせるように同一のラインを２度書きするようにしたため、スルー画表示中の電力消耗を軽減することができる。また、このような基準クロックの変更を、バッテリーの残量に応じて実行することで（通常は基準クロックを２４ＭＨｚで動作させ、所定のしきい値以下となったときに基準クロックを１２ＭＨｚに変更）、バッテリー寿命を伸ばすことができる。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明した如く本発明では、バッテリー低下等、電源電圧を延命させるための撮像系の基準クロックのダウン時であっても、再生時等にほとんど違和感を感じさせることがないという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るデジタルカメラの制御ブロック図である。
【図２】（Ａ）はデジタルカメラの外観を背面側から見た斜視図、（Ｂ）は正面側から見た斜視図である。
【図３】撮像部による撮像データのＬＣＤへの表示の流れを示すブロック図である。
【図４】撮像系及び再生系の基準クロックのタイミングチャートである。
【図５】動画撮像時基準クロック変更制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】バッテリー低下時基準クロック変更制御ルーチン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（撮像装置）
１６バス
１８撮像部
１８ＢＣＣＤ（撮像系）
２０ＣＰＵ（間引き率設定手段、画像データ送出制御手段）
２２バッテリ
３８ＬＣＤ（表示装置）
１０４信号処理部（撮像系）
１０６Ａ／Ｄ（撮像系）
１１０フレームメモリ（再生系）
１１２ＬＣＤ制御部（再生系）
１２２タイミングジェネレータ（基準クロック発生手段）

Claims

固体撮像素子によって撮像し、光電変換してアナログ画像データを得る撮像部と、前記アナログ画像データをアナログ−デジタル変換してデジタル画像データを作成し記録媒体に記録すると共に、前記デジタル画像データを表示する表示装置と、で構成された撮像装置であって、
前記撮像部における動画撮像時の同期信号として、前記撮像部において画角を設定するために表示装置に撮像状態をほぼリアルタイムに表示するスルー画表示時と、前記撮像部において前記アナログ画像データを取り込む動画撮像時との少なくとも２種類の異なる基準クロックを選択的に発生する基準クロック発生手段と、
前記基準クロック発生手段により選択された基準クロックに基づいて、前記スルー画表示時の撮像系基準クロックを、前記動画撮影時の撮像系基準クロックよりもＮ（Ｎは正の整数）倍遅く設定し、かつ互いの処理速度が一致するように画像の間引き率を設定する間引き率設定手段と、
前記スルー画表示における前記間引き率設定手段で設定された間引き率に基づいて撮像系によって取り込み可能な走査ライン数を、前記Ｎ値に基づいて繰り返し走査することで固定的なフレームレートに依存する表示用走査ライン数に適合させ、前記デジタル画像データを表示装置へ送出する画像データ送出制御手段と、
を有する撮像装置。
前記基準クロック発生手段が、電力供給源であるバッテリーの残量に応じて少なくとも２種類の異なる基準クロックを発生することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。