JP4738667B2 - 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、撮像装置に関し、特に撮像手段の読み出し制御に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、静止画像を撮影するためのデジタルスチルカメラとしては、撮像素子としてインターライン転送方式のCCDを用いたものが提案されている。これらのデジタルスチルカメラにおいて、静止画を撮影する場合には、メカシャッターを用いてCCDの奇数ラインの信号と偶数ラインの信号とを2フィールドに分けて読み出すフレーム読み出しを行い、後段の信号処理回路で2フィールド分の信号を合成することにより静止画を構成している。また、LCD等の表示装置に動画を表示する場合に、高画素数のCCDから全信号を読み出すと1画面の信号を読み出す時間が長くなってしまうため、表示画像のフレームレートが低下してしまう。これを改善しフレームレートを高くするために、CCDから信号を読み出す際に垂直方向の複数のライン毎に信号を間引きながら読み出す、所謂間引き読み出しが行われる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年高画質化のためによりますます高画素化されたCCDが用いられるようになってきており、CCDの駆動周波数を従来のままにした場合には、CCDから信号を読み出す時間は当然長くなってしまうため、動画表示のフレームレートが低下してしまい、さらに静止画像を読み出す際の時間も長くなってしまうため、所謂レリーズタイムラグが長くなってしまうという課題があった。
【0004】
上記課題を改善し、動画表示のフレームレートを高くするためには、CCDの駆動周波数を高くして、CCDからの信号の読み出し時間を短くしなければならないが、駆動周波数を高くすればカメラの消費電力は増加してしまうため、電池の持ちが悪くなり、撮影可能な画像の枚数が減少してしまうというさらなる課題が生じる。
【0005】
また、CCDが高画素化されるにしたがって、CCDの画素サイズが小さくなり、その分感度が低下してしまうという課題もあった。
【0006】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、本発明の第1の目的は、高画素数のCCDを用いても、フレームレートを低下させず、かつレリーズタイムラグを短くすることの可能な、撮像装置及びカメラシステムを提供することである。
【0007】
本発明の第2の目的は、高画素数のCCDを用いても、消費電力を抑えることの可能な、撮像装置及びカメラシステムを提供することである。
【0008】
本発明の第3の目的は、高画素数のCCDを用いても、感度の低下を防ぐことの可能な、撮像装置及びカメラシステムを提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本願発明の撮像装置は、水平方向及び垂直方向に配列された光信号に対応した電荷を発生する複数の画素と、垂直方向の複数の画素列毎に設けられ、前記画素で発生した電荷を受けて垂直方向に読み出す複数の垂直電荷転送素子と、前記複数の垂直電荷転送素子から読み出される電荷を受けて水平方向に読み出す水平電荷転送素子と、前記水平電荷転送素子により読み出された電荷を電気信号に変換する出力回路とを有する撮像手段と、前記撮像手段を駆動するための駆動パルスを前記撮像手段に供給するタイミング発生手段と、前記撮像手段から出力された電気信号を用いて画像を表示する表示手段と、前記撮像手段から出力された電気信号に対して所定の信号処理を行うことで得られる静止画像を記録媒体に記録する静止画撮影モードと、前記撮像手段から出力された電気信号を用いて撮影画像を前記表示手段に表示する第1及び第2の表示モードを含む複数のモードのいずれかに設定する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記撮影画像を前記表示手段に表示する際に、被写体の明るさに応じて前記第1の表示モードと前記第2の表示モードのいずれかの表示モードに設定し、前記静止画撮影モードでは、前記タイミング発生手段が第1の周波数の駆動パルスを前記撮像素子に供給して前記複数の画素から電荷を複数のフィールドに分けて順次読み出して1フレームの画像を取得し、前記第1の表示モードでは、前記タイミング発生手段が前記第1の周波数よりも低い第2の周波数の駆動パルスを前記撮像素子に供給して前記静止画撮影モードにおける前記複数のフィールドのうちの第1のフィールドに属する画素の電荷を複数ライン間引いて前記垂直電荷転送素子に読み出し、当該垂直電荷転送素子に読み出された電荷を前記水平転送素子から読み出して1フレームの画像を取得し、前記第2の表示モードでは、前記タイミング発生手段が前記第2の周波数の駆動パルスを前記撮像素子に供給して前記静止画撮影モードにおける前記複数のフィールドのうちの前記第1のフィールドに属する画素の電荷を複数ライン間引いて前記垂直電荷転送素子に読み出すとともに、前記複数のフィールドのうちの前記第1のフィールドと異なる第2のフィールドに属する画素の電荷を複数ライン間引いて前記垂直電荷転送素子に読み出し、当該垂直電荷転送素子に読み出された電荷を加算して前記水平転送素子から読み出して1フレームの画像を取得することを特徴とする。
【0012】
上記構成において、本出願に係る撮像装置及びカメラシステムでは、高画素数のCCDを用いても、フレームレートを低下させず、かつレリーズタイムラグを短くすることが可能で、さらには消費電力を抑えることが可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
図1は本発明の撮像装置のブロック図であり、同図において、1がレンズ、絞り、シャッター等で構成される光学系、2が被写体像を電気信号に変換するための撮像手段たる撮像素子たとえばCCD、3がCCD2を駆動するための駆動パルスを発生するタイミング発生回路、4がCCD2の出力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するためのA/D変換回路、5がA/D変換回路4の出力信号を所定の信号形式に処理するための信号処理回路、6がタイミング発生回路3、A/D変換回路4及び信号処理回路5を動作させるための所定の周波数のクロックを供給するためのクロック発生回路である。
【0014】
図2は本発明の撮像装置で用いられるインターライン型CCDの概略図であり、同図において、11が画素、12が垂直CCD、13が水平CCD、14が出力部、15が信号出力端子となっている。画素11で光電変換された信号電荷は、読み出しパルスにより垂直CCD12に送られ、六相駆動パルスφV1、φV2A、φV2B、φV3、φV4A、φV4B、φV5、及び、φV6により水平CCD13の方向へ順に転送される。水平CCD13は、垂直CCD12から転送されて来た水平一列分の信号電荷を二相駆動パルスφH1及びφH2により出力回路14に転送し、出力回路14で、電圧に変換され、画像信号出力端子15より出力される。
【0015】
図3に図2の撮像素子の画素の色フィルタ配置と電極配置を垂直12画素分だけ示す。水平方向、垂直方向は、この繰り返しとなる。21は色フィルタをのせた画素で、赤(R)と緑(G)を繰り返す水平画素列と、緑(G)と青(B)を繰り返す水平画素列が、垂直方向に交互に配列されている。22は、垂直CCDの転送電極を示していて、垂直CCDの2転送電極毎に1画素が対応している。同じ数字で表している転送電極V1、V2A及びV2B、V3、V4A及びV4B、V5、及び、V6のそれぞれに、6相駆動パルスφV1、φV2A及びφV2B、φV3、φV4A及びφV4B、φV5、及び、φV6を加えることで、6相で転送させることができる。6相駆動パルスのうち、φV2A及びφV2B、φV4A及びφV4Bは、垂直CCDの電荷転送に関わるパルスは、同じものを用いるものとする。また、第1フィールドの読み出しパルスは、読み出し電極を兼ねた転送電極V2A及びV2Bに加えられ、第1水平画素列、第4水平画素列、第7水平画素列及び第10水平画素列の電荷を垂直CCDに読み出すことができる。第2フィールドの読み出しパルスは、読み出し電極を兼ねた転送電極V4A及びV4Bに加えられ、第2水平画素列、第5水平画素列、第8水平画素列及び第11水平画素列の電荷を垂直CCDに読み出すことができる。第3フィールドの読み出しパルスは、読み出し電極を兼ねた転送電極V6に加えられ、第3水平画素列、第6水平画素列、第9水平画素列及び第12水平画素列の電荷を垂直CCDに読み出すことができるように構成されている。さらに、転送電極V2Aは、第1水平画素列及び第10水平画素列の電荷を垂直CCDに読み出し、転送電極V2Bは、第4水平画素列及び第7水平画素列の電荷を垂直CCDに読み出し、転送電極V4Aは、第5水平画素列及び第8水平画素列の電荷を垂直CCDに読み出し、転送電極V4Bは、第2水平画素列及び第11水平画素列の電荷を垂直CCDに読み出すことができるように構成されている。
【0016】
図4のタイミングチャート及び図5の画素配置を用いて、本発明の撮像装置の第1の読み出しモードについて説明する。同図において、VDは、垂直同期信号、電子シャッターは、撮像素子の基板電位にパルスを加え、画素の電荷を基板方向に抜き取るためのパルス、駆動パルスφV2A、φV2B、φV4A、φV4B及びφV6は、それぞれ、垂直の転送パルスについては省略してあり、画素から垂直転送CCDへの読み出しパルスのみを示している。電子シャッターパルス、駆動パルスφV2A、φV2B、φV4A、φV4B及びφV6は、タイミング発生回路3からCCDに供給される駆動パルスである。また、CCD出力は、撮像素子の出力を示している。
【0017】
t12の時点で、φV2A及びφV2Bに読み出しパルスが加わり、第1水平画素列、第4水平画素列、第7水平画素列及び第10水平画素列の電荷を垂直CCDに読み出す。これを図示したのが、図5(a)となり、この電荷を出力したのが、CCD出力の第1フィールドとなる。
【0018】
次に、t13の時点で、φV4A及びφV4Bに読み出しパルスが加わり、第2水平画素列、第5水平画素列、第8水平画素列及び第11水平画素列の電荷を垂直CCDに読み出す。これを図示したのが、図5(b)となり、この電荷を出力したのが、CCD出力の第2フィールドとなる。
【0019】
さらに、t14の時点で、φV6に読み出しパルスが加わり、第3水平画素列、第6水平画素列、第9水平画素列及び第12水平画素列の電荷を垂直CCDに読み出す。これを図示したのが、図5(c)となり、この電荷を出力したのが、CCD出力の第3フィールドとなる。
【0020】
同図から明らかなように、第1の読み出しモードでは、t12、t13、t14からの1フィールド期間に出力信号としては、それぞれCCDの垂直画素数の1/3のライン数の信号が出力され、3フィールド期間で全ての画素の信号が読み出されることになる。
【0021】
図6のタイミングチャート及び図7の画素配置を用いて、本発明の撮像装置の第2の読み出しモードについて説明する。
【0022】
t22の時点で、φV2A及びφV2Bに読み出しパルスが加わり、第1水平画素列、第4水平画素列、第7水平画素列及び第10水平画素列の電荷を垂直CCDに読み出す。これを図示したのが、図7となり、この電荷を出力したのが、CCD出力の第1フィールドとなる。
【0023】
さらに、t23、t24の時点でも同様にφV2A及びφV2Bに読み出しパルスが加わり、第1水平画素列、第4水平画素列、第7水平画素列及び第10水平画素列の電荷を垂直CCDに読み出す。
【0024】
同図から明らかなように、第2の読み出しモードでは、t22、t23、t24からの1フィールド期間に出力信号としては、それぞれCCDの垂直画素数の1/3のライン数の信号が出力され、それを繰り返すことで、3ライン毎の画素の信号が読み出されることになる。
【0025】
図8のタイミングチャート及び図9の画素配置を用いて、本発明の撮像装置の第3の読み出しモードについて説明する。
【0026】
t22の時点で、φV2A、φV2B及びφV6に読み出しパルスが加わり、第1水平画素列、第3水平画素列、第4水平画素列、第6水平画素列、第7水平画素列、第9水平画素列、第10水平画素列、及び第11水平画素列の電荷を垂直CCDに読み出し、垂直CCDで第1水平画素列と第3水平画素列、第4水平画素列と第6水平画素列、第7水平画素列と第9水平画素列、及び第10水平画素列と第11水平画素列の電荷を加算して読み出す。これを図示したのが、図9となり、この電荷を出力したのが、CCD出力の第1フィールドと第3フィールドを加算したものとなる。
【0027】
さらに、t23、t24の時点でも同様にφV2A、φV2B及びφV6に読み出しパルスが加わり、同様の読み出しが行われる。
【0028】
同図から明らかなように、第3の読み出しモードでは、t22、t23、t24からの1フィールド期間に出力信号としては、第1フィールドと第3フィールドの信号が加算されて垂直画素数の1/3のライン数の信号として出力され、それを繰り返すことで、3ライン毎に2ライン分の画素が加算された信号が読み出されることになる。
【0029】
図10のタイミングチャート及び図11の画素配置を用いて、本発明の撮像装置の第4の読み出しモードについて説明する。
【0030】
t22の時点で、φV2Aに読み出しパルスが加わり、第1水平画素列、及び第10水平画素列の電荷を垂直CCDに読み出す。これを図示したのが、図11となり、この電荷を出力したのが、CCD出力の間引きフィールドとなる。
【0031】
さらに、t23、t24の時点でも同様にφV2Aに読み出しパルスが加わり、第1水平画素列及び第10水平画素列の電荷を垂直CCDに読み出す。
【0032】
同図から明らかなように、第4の読み出しモードでは、t22、t23、t24からの1フィールド期間に出力信号としては、それぞれCCDの垂直画素数の1/6のライン数に間引かれた信号が出力され、それを繰り返すことで、12ライン中2ラインの画素の信号が読み出されることになる。
【0033】
図12のタイミングチャート及び図13の画素配置を用いて、本発明の撮像装置の第5の読み出しモードについて説明する。
【0034】
t22の時点で、φV2A及びφV4Aに読み出しパルスが加わり、第1水平画素列、第5水平画素列、第8水平画素列、及び第10水平画素列の電荷を垂直CCDに読み出し、水平CCDで第1水平画素列と第5水平画素列、及び第8水平画素列と第10水平画素列の電荷を加算して読み出す。これを図示したのが、図13となり、この電荷を出力したのが、CCD出力の間引きフィールドを加算したものとなる。
【0035】
さらに、t23、t24の時点でも同様にφV2A及びφV4Aに読み出しパルスが加わり、同様の読み出しが行われる。
【0036】
同図から明らかなように、第5の読み出しモードでは、t22、t23、t24からの1フィールド期間に出力信号としては、12ライン中の特定の4ラインの信号を間引いて読み出し、かつ間引かれた4ラインの信号を2ライン分ずつ加算することで、CCDの垂直画素数の1/6のライン数の信号として出力され、それが繰り返し読み出されることになる。
【0037】
以上の説明の通り、本発明の撮像装置では、前記タイミング発生回路3は、前記5通りの読み出しモードでCCD2を駆動できるように構成されている。本発明において、第1、第2及び第3の読み出しモードでCCD2を駆動する際には、タイミング発生回路3はCCDの駆動周波数、即ち水平転送CCDの駆動パルス、φH1、φH2の周波数を所定の第1の周波数、例えば、クロック発生回路から供給されるクロックの周波数の1/2の周波数とするように制御する。さらに、第4及び第5の読み出しモードでCCD2を駆動する際には、タイミング発生回路3はCCDの駆動周波数を、前記第1の周波数より低い所定の第2の周波数、例えば、第1の周波数の1/2の周波数とするように制御する。この場合、前述したように、前記第1、第2及び第3の読み出しモードでCCD2を駆動する際に読み出される信号のライン数は、前記第4及び第5の読み出しモードで読み出される信号のライン数の2倍になっているので、CCD2の駆動周波数を2倍にすることにより、読み出しのフレームレートを概略合わせることができる。
【0038】
また、前記5通りの読み出しモードは、撮像装置の動作状態に応じて最適なモードに設定される。例えば、前記第1の読み出しモードには、CCD2から読み出した信号で静止画を撮影する場合に設定される。前記第2の読み出しモードには、画像のサイズが所定の大きさ以上の動画を撮影する場合に設定される。即ち、第2の読み出しモードで読み出される信号のライン数より、画像のサイズのライン数が多い場合である。前記第3の読み出しモードには、前記第2の読み出しモードの設定では、被写体の光量が落ちて、撮影画像が暗くなってしまう場合に感度を上げて撮影する場合に設定される。前記第4の読み出しモードには、不図示の表示装置に撮影画像を表示する、所謂電子ビューファインダーモード、あるいは画像のサイズが所定の大きさ以下の動画を撮影する場合に設定される。さらに、前記第5の読み出しモードには、前記第4の読み出しモードの設定では、被写体の光量が落ちて、撮影画像が暗くなってしまう場合に感度を上げて撮影する場合に設定される。
【0039】
このようにすることにより、第1の読み出しモード時にはCCDの駆動周波数を高くするため、信号の読み出し時間を短縮できるので、レリーズタイムラグを短くすることが可能である。第2の読み出しモード時にはCCDの駆動周波数を高くするので、動画撮影の際のフレームレートを上げることが可能となる。第3の読み出しモード時には、CCDの駆動周波数を高くするので、動画撮影の際のフレームレートを上げることが可能であり、かつ2ライン分の信号を加算するので、暗時の感度を上げることが可能となる。第4の読み出しモード時には、CCDの駆動周波数を低くするので、ファインダーモードや動画撮影の際のフレームレートを下げることなく、消費電流を抑えることが可能となる。この場合、CCD2の駆動周波数が低いので、CCD2、タイミング発生回路3だけではなく、後段のA/D変換回路4、信号処理回路5の動作周波数を合わせて下げることが出来るので、撮像装置全体の消費電流を抑えることが出来ることはいうまでもない。さらに、第5の読み出しモード時には、CCDの駆動周波数を低くするので、ファインダーモードや動画撮影の際のフレームレートを下げることなく、消費電流を抑えることが可能であり、かつ2ライン分の信号を加算するので、暗時の感度を上げることが可能となる。
【0040】
(実施の形態2)
図14は本発明のカメラシステムのブロック図であり、同図において、図1と同一の番号のものは、同一の構成要素であり、説明は省略する。31はLCD等の表示装置であり、32は前記タイミング発生回路3や前記信号処理回路5等のカメラ部を制御するためのカメラ制御回路である。
【0041】
図14中のCCD2、及びタイミング発生回路3は、前述した実施の形態1と同じものであり、タイミング発生回路3は、実施の形態1と同様に前記5通りの読み出しモードでCCD2を駆動できるように構成されている。また、タイミング発生回路3でCCD2を駆動する際のCCDの駆動周波数、即ち水平転送CCDの駆動パルス、φH1、φH2の周波数を所定の第1の周波数、例えば、クロック発生回路から供給されるクロックの周波数の1/2の周波数と、前記第1の周波数より低い所定の第2の周波数とで切り換えることが可能である。
【0042】
以下、本発明のカメラシステムの動作モード毎にカメラ制御回路32でのカメラの制御方法について説明する。
【0043】
カメラシステムで静止画を撮影する静止画撮影モードでは、カメラ制御回路32は、所定時間の露光を行ったあと、光学系1のメカニカルシャッターを閉じ、CCD2に蓄積された電荷を読み出すが、この際には、タイミング発生回路3がCCD2を前記第1の読み出しモードで駆動し、かつCCDの駆動周波数を前記第1の周波数となるように制御する。
【0044】
カメラシステムで画像のサイズが所定の大きさ以上の動画を撮影するモードでは、タイミング発生回路3がCCD2を前記第2あるいは第3の読み出しモードで駆動し、かつCCDの駆動周波数を前記第1の周波数となるように制御する。所定の画像サイズとは、第2あるいは第3の読み出しモードで読み出される信号のライン数より、画像のサイズのライン数が多い場合である。
【0045】
カメラシステムで静止画撮影直前に、自動露出(AE)制御、オートフォーカス(AF)制御を行うために、CCD2からの信号を読み出すモードでは、タイミング発生回路3がCCD2を前記第4あるいは第5の読み出しモードで駆動し、かつCCDの駆動周波数を前記第1の周波数となるように制御し、読み出された信号からAE、AFの制御を行うための情報をカメラ制御回路32で演算して、その結果に基づいて光学系1のレンズ、絞りの制御を行うように制御する。
【0046】
カメラシステムで静止画を高速の連写で撮影する高速連写撮影モードでは、カメラ制御回路32は、所定時間の露光を行ったあと、光学系1のメカニカルシャッターを閉じ、CCD2に蓄積された電荷を読み出すという動作を繰り返すが、この際には、タイミング発生回路3がCCD2を前記第1の読み出しモードで駆動し、かつCCDの駆動周波数を前記第1の周波数となるように制御する。
【0047】
カメラシステムでCCD2から出力される信号を、表示装置31に表示する、所謂電子ビューファインダーモードでは、タイミング発生回路3がCCD2を前記第4あるいは第5の読み出しモードで駆動し、かつCCDの駆動周波数を前記第2の周波数となるように制御する。
【0048】
カメラシステムで画像のサイズが所定の大きさ以下の動画を撮影するモードでは、タイミング発生回路3がCCD2を前記第4あるいは第5の読み出しモードで駆動し、かつCCDの駆動周波数を前記第2の周波数となるように制御する。所定の画像サイズとは、第4あるいは第5の読み出しモードで読み出される信号のライン数より、画像のサイズのライン数が少ない場合である。
【0049】
カメラシステムで静止画を撮影する際の、所定時間の露光期間中では、タイミング発生回路3がCCDの駆動周波数を前記第2の周波数となるように制御する。この場合は、露光期間中であるので、CCD2からの読み出しは行わない。
【0050】
カメラシステムでカメラ制御回路は、不図示の設定手段でカメラが消費電力を抑えるための省電力モードに設定されている場合には、タイミング発生回路3がCCD2をいかなる読み出しモードで駆動する場合でも、CCDの駆動周波数を前記第2の周波数となるように制御する。
【0051】
カメラシステムでカメラ制御回路は、カメラに装着されている電池の電圧の検出を行い、電池の電圧が低下しており、電池の残量が少ないことが予測される場合には、タイミング発生回路3がCCD2をいかなる読み出しモードで駆動する場合でも、CCDの駆動周波数を前記第2の周波数となるように制御する。
【0052】
図15、図16、図17に本発明のカメラシステムの制御のフローチャートを示す。同図にそってカメラの動作を説明する。図15に示すように、S102でメインSWがONされると、カメラシステムの電源が投入され動作を開始する。S103でカメラのモードが消費電流を抑えるための省電力モードに設定されているかを判別し、省電力モードでない場合は、S104でカメラ制御回路32はカメラに装着されている電池の電圧を検出し、電池の電圧が所定の電圧以上であるかどうかを判別する。所定の電圧以上の場合は、S105でカメラ制御回路32はタイミング発生回路3を制御し、CCD2の駆動周波数を前記第2の周波数に設定する。S106でカメラ制御回路32は被写体の明るさを判別し、被写体が所定の明るさ以上の場合には、S107でタイミング発生回路3を制御し、CCD2を前記第4の読み出しモードで駆動する。また、被写体が所定の明るさ以下の場合には、S108でタイミング発生回路3を制御し、CCD2を前記第5の読み出しモードで駆動する。この状態でCCD2から出力される信号を表示する、所謂電子ビューファインダーモードになっており、ビューファインダーモードでは、被写体の明るさにより、2種類の読み出しモードが切り換えられる。S109で不図示のレリーズスイッチが第1スイッチまで押されると、S110でカメラの撮影モードが静止画撮影のモードか動画の撮影モードのいずれに設定されているかを判別し、静止画モードの場合には、図16のS201でCCD2の駆動周波数を前記第1の周波数に設定し、S202でCCD2から読み出された信号からAE、AFの制御を行うための情報をカメラ制御回路32で演算して、その結果から光学系1のレンズ、絞りの制御を行う。AE、AF制御の完了後、S204で、CCD2の駆動周波数を前記第2の周波数に設定し、S204で前記レリーズスイッチが第2スイッチまで押されると、S205で露光を行い、S206でカメラ制御回路32は光学系1のシャッターを閉じて、S207でCCD2の駆動周波数を前記第1の周波数に設定し、さらにS208でCCD2を前記第1の読み出しモードで駆動してCCD2に蓄積された電荷を読み出し、信号処理回路5で所定の形式に変換して、S209で不図示の記録媒体に静止画像として記録する。この一連の動作で静止画の記録が終了する。
【0053】
S110での撮影モードの判別で、動画モードの場合には、図17のS301で前記レリーズスイッチが第2スイッチまで押されると、S302で記録する画像のサイズがどのようなサイズに設定されているかを判別する。画像のサイズが所定のサイズ以上に設定されている場合は、S303でCCD2の駆動周波数を前記第1の周波数に設定し、S304で被写体の明るさを判別し、被写体が所定の明るさ以上の場合には、S305でタイミング発生回路3を制御し、CCD2を前記第2の読み出しモードで駆動し、被写体が所定の明るさ以下の場合には、S306でタイミング発生回路3を制御し、CCD2を前記第3の読み出しモードで駆動する。また、S302で画像のサイズが所定のサイズ以下に設定されている場合は、S307でCCD2の駆動周波数を前記第2の周波数に設定し、S308で被写体の明るさを判別し、被写体が所定の明るさ以上の場合には、S309でタイミング発生回路3を制御し、CCD2を前記第4の読み出しモードで駆動し、被写体が所定の明るさ以下の場合には、S310でタイミング発生回路3を制御し、CCD2を前記第5の読み出しモードで駆動する。S311で前記レリーズスイッチが第2スイッチまで押されるまで、前記第2、第3、第4あるいは第5のいずれかの読み出しモードでCCD2を駆動し、読み出された信号を、信号処理回路5で所定の形式に変換して、S312で不図示の記録媒体に動画として記録する。
【0054】
また、S103でカメラのモードが消費電流を抑えるための省電力モードに設定されている場合、あるいは、S104でカメラに装着されている電池の電圧が所定の電圧以下である場合は、S111でカメラ制御回路32はタイミング発生回路3を制御し、CCD2の駆動周波数を前記第2の周波数に設定し、以降の全ての処理は前記第2の駆動周波数のまま行う。
【0055】
このようにすることにより、静止画撮影モードでの露光後の信号読み出し時、AE、AF制御のための信号の読み出し時、及び高速連写時には、CCDの駆動周波数を高くするため、信号の読み出し時間を短縮できるので、レリーズタイムラグを短縮することが可能である。画像サイズが所定の大きさ以上の動画を撮影するモードでは、CCDの駆動周波数を高くすることにより、動画撮影の際のフレームレートを上げることが可能であり、かつ暗時には2ライン分の信号を加算するので、感度を上げることができる。また、電子ビューファインダーモード、画像サイズが所定の大きさ以下の動画を撮影するモード、静止画撮影モードの露光期間中、カメラが省電力モードに設定されている時、及びカメラに装着されている電池の電圧が低下したときには、いずれの場合もCCDの駆動周波数を低くすることによって、ファインダーモードや動画撮影の際のフレームレートを下げることなく、消費電流を抑えることが可能であり、かつ暗時には2ライン分の信号を加算するので、感度を上げることができる。この場合、CCD2の駆動周波数が低いので、CCD2、タイミング発生回路3だけではなく、後段のA/D変換回路4、信号処理回路5の動作周波数を合わせて下げることが出来るので、撮像装置全体の消費電流を抑えることが出来ることはいうまでもない。
【0056】
上記記載した実施の形態1によれば、CCDの読み出しモードが、第1の読み出しモード時にはCCDの駆動周波数を高くするので、信号の読み出し時間を短縮できるので、レリーズタイムラグを短くすることが可能である。第2の読み出しモード時にはCCDの駆動周波数を高くするので、動画撮影の際のフレームレートを上げることが可能となる。第3の読み出しモード時には、CCDの駆動周波数を高くするので、動画撮影の際のフレームレートを上げることが可能であり、かつ2ライン分の信号を加算するので、暗時の感度を上げることが可能となる。第4の読み出しモード時には、CCDの駆動周波数を低くするので、ファインダーモードや動画撮影の際のフレームレートを下げることなく、消費電流を抑えることが可能となる。この場合、CCD2の駆動周波数が低いので、CCD2、タイミング発生回路3だけではなく、後段のA/D変換回路4、信号処理回路5の動作周波数を合わせて下げることが出来るので、撮像装置全体の消費電流を抑えることが出来ることはいうまでもない。さらに、第5の読み出しモード時には、CCDの駆動周波数を低くするので、ファインダーモードや動画撮影の際のフレームレートを下げることなく、消費電流を抑えることが可能であり、かつ2ライン分の信号を加算するので、暗時の感度を上げることが可能となる。
【0057】
また、実施の形態2によれば、カメラの動作モードが、静止画撮影モードでの露光後の信号読み出し時、AE、AF制御のための信号の読み出し時、及び高速連写時には、CCDの駆動周波数を高くするため、信号の読み出し時間を短縮できるので、レリーズタイムラグを短縮することが可能である。画像サイズが所定の大きさ以上の動画を撮影するモードでは、CCDの駆動周波数を高くすることにより、動画撮影の際のフレームレートを上げることが可能であり、かつ暗時には2ライン分の信号を加算するので、感度を上げることができる。また、電子ビューファインダーモード、画像サイズが所定の大きさ以下の動画を撮影するモード、静止画撮影モードの露光期間中、カメラが省電力モードに設定されている時、及びカメラに装着されている電池の電圧が低下したときには、いずれの場合もCCDの駆動周波数を低くすることによって、ファインダーモードや動画撮影の際のフレームレートを下げることなく、消費電流を抑えることが可能であり、かつ暗時には2ライン分の信号を加算するので、感度を上げることができる。この場合、CCD2の駆動周波数が低いので、CCD2、タイミング発生回路3だけではなく、後段のA/D変換回路4、信号処理回路5の動作周波数を合わせて下げることが出来るので、撮像装置全体の消費電流を抑えることが出来ることはいうまでもない。
【0058】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、消費電力の軽減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る撮像装置のブロック図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係る撮像装置及び第2の実施の形態に係るカメラシステムで用いられるインターライン型CCDの概念図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態に係る撮像装置及び第2の実施の形態に係るカメラシステムで用いられるCCDの色フィルタ配列と電極配置を説明する図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態に係る撮像装置及び第2の実施の形態に係るカメラシステムの第1の読み出しモードのタイミングチャートである。
【図5】本発明の第1の実施の形態に係る撮像装置及び第2の実施の形態に係るカメラシステムの第1の読み出しモードでの電荷の読み出しを説明する図である。
【図6】本発明の第1の実施の形態に係る撮像装置及び第2の実施の形態に係るカメラシステムの第2の読み出しモードのタイミングチャートである。
【図7】本発明の第1の実施の形態に係る撮像装置及び第2の実施の形態に係るカメラシステムの第2の読み出しモードでの電荷の読み出しを説明する図である。
【図8】本発明の第1の実施の形態に係る撮像装置及び第2の実施の形態に係るカメラシステムの第3の読み出しモードのタイミングチャートである。
【図9】本発明の第1の実施の形態に係る撮像装置及び第2の実施の形態に係るカメラシステムの第3の読み出しモードでの電荷の読み出しを説明する図である。
【図10】本発明の第1の実施の形態に係る撮像装置及び第2の実施の形態に係るカメラシステムの第4の読み出しモードのタイミングチャートである。
【図11】本発明の第1の実施の形態に係る撮像装置及び第2の実施の形態に係るカメラシステムの第4の読み出しモードでの電荷の読み出しを説明する図である。
【図12】本発明の第1の実施の形態に係る撮像装置及び第2の実施の形態に係るカメラシステムの第5の読み出しモードのタイミングチャートである。
【図13】本発明の第1の実施の形態に係る撮像装置及び第2の実施の形態に係るカメラシステムの第5の読み出しモードでの電荷の読み出しを説明する図である。
【図14】本発明の第2の実施の形態に係るカメラシステムのブロック図である。
【図15】本発明の第2の実施の形態に係るカメラシステムの動作を説明するフローチャートである。
【図16】本発明の第2の実施の形態に係るカメラシステムの動作を説明するフローチャートである。
【図17】本発明の第2の実施の形態に係るカメラシステムの動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
1 光学系
2 CCD
3 タイミング発生回路
4 A/D変換回路
5 信号処理回路
6 クロック発生回路
11 画素
12 垂直CCD
13 水平CCD
14 出力部
15 信号出力端子
21 色フィルタをのせた画素
22 垂直CCDの転送電極
31 LCD
32 カメラ制御回路
Claims (3)
- 水平方向及び垂直方向に配列された光信号に対応した電荷を発生する複数の画素と、垂直方向の複数の画素列毎に設けられ、前記画素で発生した電荷を受けて垂直方向に読み出す複数の垂直電荷転送素子と、前記複数の垂直電荷転送素子から読み出される電荷を受けて水平方向に読み出す水平電荷転送素子と、前記水平電荷転送素子により読み出された電荷を電気信号に変換する出力回路とを有する撮像手段と、
前記撮像手段を駆動するための駆動パルスを前記撮像手段に供給するタイミング発生手段と、
前記撮像手段から出力された電気信号を用いて画像を表示する表示手段と、
前記撮像手段から出力された電気信号に対して所定の信号処理を行うことで得られる静止画像を記録媒体に記録する静止画撮影モードと、前記撮像手段から出力された電気信号を用いて撮影画像を前記表示手段に表示する第1及び第2の表示モードを含む複数のモードのいずれかに設定する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記撮影画像を前記表示手段に表示する際に、被写体の明るさに応じて前記第1の表示モードと前記第2の表示モードのいずれかの表示モードに設定し、
前記静止画撮影モードでは、前記タイミング発生手段が第1の周波数の駆動パルスを前記撮像素子に供給して前記複数の画素から電荷を複数のフィールドに分けて順次読み出して1フレームの画像を取得し、
前記第1の表示モードでは、前記タイミング発生手段が前記第1の周波数よりも低い第2の周波数の駆動パルスを前記撮像素子に供給して前記静止画撮影モードにおける前記複数のフィールドのうちの第1のフィールドに属する画素の電荷を複数ライン間引いて前記垂直電荷転送素子に読み出し、当該垂直電荷転送素子に読み出された電荷を前記水平転送素子から読み出して1フレームの画像を取得し、
前記第2の表示モードでは、前記タイミング発生手段が前記第2の周波数の駆動パルスを前記撮像素子に供給して前記静止画撮影モードにおける前記複数のフィールドのうちの前記第1のフィールドに属する画素の電荷を複数ライン間引いて前記垂直電荷転送素子に読み出すとともに、前記複数のフィールドのうちの前記第1のフィールドと異なる第2のフィールドに属する画素の電荷を複数ライン間引いて前記垂直電荷転送素子に読み出し、当該垂直電荷転送素子に読み出された電荷を加算して前記水平転送素子から読み出して1フレームの画像を取得することを特徴とする撮像装置。 - 前記制御手段は、被写体の明るさを判別し、被写体が所定の明るさ以下である場合に、前記第2の表示モードにおける駆動を実行することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 省電力モードが設定されている場合には、前記タイミング発生手段が前記第2の周波数の駆動パルスを前記撮像素子に供給することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の撮像装置。
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