JP4982286B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置の改良に関する。

撮像装置としてのデジタルスチルカメラの多くのものは光学ファインダを搭載している。近年、デジタルスチルカメラの技術の分野では、その開発が、小型化、長焦点化の方向に向かって進展している。その光学ファインダには、撮像レンズ系を通った光に基づく被写体像を見る方式のＴＴＬ形式の光学ファインダと、このＴＴＬ形式の光学ファインダとは異なる形式の光学ファインダとがある。

そのＴＴＬ形式以外の光学ファインダは、長焦点に対応させつつかつ小型のボディにフィットする構造を実現することが難しい。従って、光学ファインダを搭載しないデジタルスチルカメラや電子ビューファインダ（以下、ＥＶＦという）を搭載したデジタルスチルカメラが増えてきている。

この種のデジタルスチルカメラは、被写体を撮像する撮像素子と、この撮像素子から画像データを読み出すために撮像素子を駆動する撮像素子駆動部と、撮像素子から出力された画像データが入力されて画像データを処理するデジタル信号処理部とを備えている。

また、デジタルスチルカメラには、デジタル信号処理部に接続されて画像処理後の画像データを一の表示形式で表示する一の画像表示部と、デジタル信号処理部に接続されて一の表示形式での表示処理に要する時間よりも処理に時間を要する他の表示形式で画像処理後の画像データを表示する他の画像表示部と、一の画像表示部と他の画像表示部との間で撮像素子により取得された画像の表示先を切り換えるための画像切り替え部と、撮像素子駆動部の動作速度を設定するクロック信号供給部とを備えたものも知られている。

例えば、撮像装置としてのデジタルスチルカメラには、画像表示部として電子ビューファインダ（以下、ＥＶＦという）と、液晶表示装置（以下、ＬＣＤという）とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

このデジタルスチルカメラでは、ユーザが被写体のリアルタイム画像を視認しつつ撮影操作を行うときには、ＥＶＦ又はＬＣＤに画像をライブビューで表示する際のフレームレートが基準フレームレートに設定されている。

また、ユーザが被写体のリアルタイム画像を視認しつつ撮影操作を行わないときには、ＥＶＦ又はＬＣＤに画像をライブビューで表示する際のフレームレートが、基準フレームレートよりも低いフレームレートに設定されている。

更に、このデジタルスチルカメラでは、バッテリ検知回路の検知結果に基づきフレームレートを低下させたり、撮像素子としてのＣＣＤの露光時間に応じてフレームレートを低下させたりしている。

これらの処理により、このデジタルスチルカメラでは、デジタルスチルカメラに内蔵の処理回路の画像処理に関する負担が軽減され、単位時間当たりの電力消費量が低減される。

その結果、バッテリの有効活用を図ることができ、１枚でも多くの画像の記録保存が可能になっている。

また、例えば、デジタルスチルカメラには、ＣＰＵ（中央演算処理装置）により電源の出力インピーダンス特性値と大消費電流動作モードとを識別し、電源の出力インピーダンス特性値が基準値を超えかつ大消費電流動作モード期間では、ＣＣＤの駆動周波数を通常周波数よりも低く設定し、電源の出力インピーダンス特性値が基準値以下の場合にはＡＦ評価値取得時のＣＣＤの駆動周波数を通常周波数よりも高く設定する構成のものも知られている（例えば、特許文献２参照。）。

このデジタルスチルカメラでは、電源の出力インピーダンス特性値が基準値を超えかつ大消費電流動作モード期間では、ＣＣＤの駆動周波数を通常周波数よりも低く設定されているので、安定して高品質の画像が取得可能である。また、電源の出力インピーダンス特性値が基準値以下の場合には、ＡＦ評価値取得時のＣＣＤの駆動周波数が通常周波数よりも高く設定されているので、ＡＦ評価値取得が高速度で行なわれ、全体の撮像時間の短縮化を図ることができる。
特開２００４−１５５９５号 特開２００４−６４１６１号

ところで、ＥＶＦを従来のＬＣＤと比較した場合には、以下に説明するような問題がある。

図１は画像表示部としてのＥＶＦ２を備えたデジタルカメラ１の外観図を示している。このＥＶＦ２は、図２に示すように、表示素子として小型のＬＣＤ３と拡大レンズ光学系４とこれらを覆って外光を遮光する筒状のカバー部材５とから大略構成されている。

このＥＶＦ２を従来からデジタルスチルカメラにおいてフレーミングの確認や撮影画像の鑑賞のために使用されてきた画像表示部としてのＬＣＤとをモニタリングで使用する際について比較すると、ＥＶＦ２は、従来のＬＣＤの表示画面の大きさに較べてＬＣＤ３の表示画面の大きさが小さいので、画面全体を見渡し易い。

また、ＥＶＦ２は、そのＬＣＤ３と拡大レンズ光学系４とがカバー部材５によって覆われているので、従来のＬＣＤに較べて屋外における視認性が良好である。

ＥＶＦ２は上記のようなメリットがあるが、構造的に出力遅延の生じない光学ファインダと比較される傾向にある。すなわち、ＥＶＦ２は表示画面の大きさが小さいので、ユーザは小さな画面範囲を凝視することになり、被写体の動きに対する画面上の被写体像の動きのずれ（追従性の速さ）が問題視される。

また、デジタルスチルカメラを用いて屋外で撮影を行う場合、従来のＬＣＤでモニタリングを行う際には、問題視されなかったスミアがＥＶＦ２では問題視される傾向がある。

そのスミアは、高輝度被写体が撮影フレーム内に存在する場合に画面全体の広範囲に渡って薄く尾を引くように生じるといわれている。

デジタルスチルカメラを用いて屋外で撮影を行う場合であってかつ従来のＬＣＤを用いてモニタリングを行う場合、従来のＬＣＤではもともと視認性が良好でない条件のもとで視認するために、このスミアはほとんど問題視されなかった。

これに対して、ＥＶＦ２は遮光した状態でＬＣＤ３を視認することになり、従来のＬＣＤに較べて視認性が良好な条件のもとで視認するので、スミアが目立つことになる。

また、ユーザはＥＶＦ２を用いてモニタリングする際、光学ファインダでは生じない屋内蛍光灯やスポットライトの輝点に起因するスミアに対しても、違和感を感じるという問題がある。

このように、ＥＶＦ２を搭載したデジタルスチルカメラでは、従来のＬＣＤと異なり、光学ファインダの代用として用いられるために、ＥＶＦ２に固有の問題がある。

また、画像データの出力手段の種類によっては、一般的なビデオフォーマット（例えば、ＣＣＩＲ−６０１形式、ＣＣＩＲ−６５６形式、８ビットＲＧＢシリアル形式のビデオフォーマット）から実際に表示素子としてのＬＣＤに表示するためのビデオフォーマットに表示形式を変換しなければならないデジタルスチルカメラもある。

例えば、ＥＶＦ２の表示素子として、強誘電性液晶からなるＬＣＤ３を使用する場合には、一般的なビデオフォーマットで出力手段から出力された画像データをＬＣＤ３の内部エンコーダ回路を用いてＲＧＢ面順次データに変換しなければならない。

この強誘電性液晶からなるＬＣＤ３を使用する場合、ビデオフォーマットの変換を必要としない表示形式のＬＣＤに較べて、撮影時点からＬＣＤ３の画面に表示される表示時点までに６０分の１秒程度の遅れが生じる。

ここでは、ＬＣＤ３の内部エンコーダ回路を用いて画像データのビデオフォーマットを変換する構成としたが、デジタルスチルカメラの画像処理部でビデオフォーマットを変換する場合も遅れが生じる。

更に、従来のＬＣＤとＥＶＦ２に用いられるＬＣＤ３とでは、消費電力が異なっている。一般的に、表示素子の消費電力は異なる。例えば、ＬＥＤを光源として用いたＬＣＤの場合、単位面積当たりの輝度を一定にするためには、画像表示面積が大きければ大きいほど、消費電力が大きくなることは明白である。

表示素子で消費する電力は、撮像装置の全体で消費する電力の約４分の１程度を占めるため、表示素子で消費する電力が変化すると、撮像装置の全体で消費する電力に少なからず影響がある。

デジタルスチルカメラの消費電力が、画像データの出力先の画像表示部の切り替えによって変化すると、或る条件のもとで電池の放電カーブ特性に基づき設定されたバッテリチェック電圧の設定値を、出力先の表示素子によって変更する必要がある。

というのは、電池の残量が同じであっても、画像表示部によって消費される電力が少なければその分だけ、撮影に振り分けることができる電力が多くなり、その結果、より多くの個数の撮影画像を得ることができるからである。その逆に、電池の残量が同じであっても、画像表示部によって消費される電力が多くなればその分だけ、撮影に振り分けることのできる電力が少なくなり、その結果、撮影できる撮影画像の個数が少なくなる。

このように、電池の残量に基づき残り何枚の画像を撮影できるかの目安に用いられるバッテリチェック電圧の設定値を、画像データの出力先の表示素子の種類によって変更することにより、適切な撮影枚数をユーザに知らせることができる。

ところが、このように、出力先の画像表示部の消費電力特性が異なる毎に、設定値を変更することにすると、消費電力特性の異なる画像表示部が設けられている個数のメモリを準備し、このメモリに設定値を記憶保存させることが必要となり、メモリー容量の増大、ひいては、デジタルスチルカメラのコストが増加する。

従って、遅延と共にスミアがきびしく問題視されるが消費電力は少ない画像表示部と遅延と共にスミアがきびしく問題視されないが消費電力が大きい画像表示部とを切り換え可能な撮像装置では、モニタリングの際に用いる表示素子によって撮像装置全体としての特性が変化することになる。

本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、被写体を撮像する撮像素子と、この撮像素子から画像信号を読み出すために撮像素子を駆動する撮像素子駆動部と、撮像素子から出力された画像信号が入力されて画像信号を処理するデジタル信号処理部と、このデジタル信号処理部に接続されて画像処理後の画像を一の表示形式で表示する一の画像表示部と、デジタル信号処理部に接続されて一の表示形式での表示処理に要する時間よりも表示処理に時間を要する他の表示形式で画像処理後の画像を表示する他の画像表示部と、一の画像表示部と他の画像表示部との間で画像の表示先を切り換えるための画像切り替え部と、撮像素子駆動部の動作速度を設定するクロック信号供給部とを備えた撮像装置に特有の問題を解消することにある。

請求項１に記載の撮像装置は、被写体を撮像する撮像素子と、該撮像素子から画像信号を読み出すために前記撮像素子を駆動する撮像素子駆動部と、前記撮像素子から出力された画像信号が入力されて該画像信号を処理するデジタル信号処理部と、前記デジタル信号処理部に接続されて画像処理後の画像を一の表示形式で表示する一の画像表示部と、前記デジタル信号処理部に接続されてかつスミアに対する改善が前記一の画像表示部よりも要望されしかも前記一の表示形式での表示処理に要する時間よりも表示処理に時間を要する他の表示形式で画像処理後の画像を表示する他の画像表示部と、前記一の画像表示部と前記他の画像表示部との間で画像表示先を切り換えるための画像切り替え部と、前記撮像素子駆動部の動作速度を設定するクロック信号供給部とを備え、前記デジタル信号処理部は、前記一の画像表示部から前記他の画像表示部への画像表示先の切り換えに応じて前記撮像素子駆動部の動作速度を早くするための動作速度変更部と、前記撮像素子により取得された画像データに基づきスミアを検出するスミア検出部とを有し、前記デジタル信号処理部は、前記スミア検出部の検出結果に基づきスミアが検出されなかったときには前記他の画像表示部に画像を表示させる際の動作速度を前記一の画像表示部に画像を表示させる際の動作速度に維持させることを特徴とする。

請求項２に記載の撮像装置は、被写体を撮像する撮像素子と、該撮像素子から画像信号を読み出すために前記撮像素子を駆動する撮像素子駆動部と、前記撮像素子から出力された画像信号が入力されて該画像信号を処理するデジタル信号処理部と、前記デジタル信号処理部に接続されて画像処理後の画像を一の表示形式で表示する一の画像表示部と、前記デジタル信号処理部に接続されて前記一の表示形式での表示処理に要する時間よりも表示処理に時間を要する他の表示形式で画像処理後の画像を表示する他の画像表示部と、前記一の画像表示部と前記他の画像表示部との間で画像表示先を切り換えるための画像切り替え部と、前記撮像素子駆動部の動作速度を設定するクロック信号供給部と、前記被写体の相対移動を検出する被写体移動検出部とを備え、前記デジタル信号処理部は、前記一の画像表示部から前記他の画像表示部への画像表示先の切り換えに応じて前記撮像素子駆動部の動作速度を早くするための動作速度変更部を有し、前記デジタル信号処理部は、前記被写体移動検出部により被写体が移動していないと検出されたときには、前記他の画像表示部に画像を表示させる際の動作速度を前記一の画像表示部に画像を表示させる際の動作速度に維持することを特徴とする装置。

請求項３に記載の撮像装置は、被写体を撮像する撮像素子と、該撮像素子から画像信号を読み出すために前記撮像素子を駆動する撮像素子駆動部と、前記撮像素子から出力された画像信号が入力されて該画像信号を処理するデジタル信号処理部と、前記デジタル信号処理部に接続されて画像処理後の画像を一の表示形式で表示する一の画像表示部と、前記デジタル信号処理部に接続されて前記一の表示形式での表示処理に要する時間よりも表示処理に時間を要する他の表示形式で画像処理後の画像を表示する他の画像表示部と、前記一の画像表示部と前記他の画像表示部との間で画像表示先を切り換えるための画像切り替え部と、前記撮像素子駆動部の動作速度を設定するクロック信号供給部とを備え、前記デジタル信号処理部は、前記一の画像表示部から前記他の画像表示部への画像表示先の切り換えに応じて前記撮像素子駆動部の動作速度を早くするための動作速度変更部を有し、前記デジタル信号処理部は、撮影スイッチの第１段レリーズ操作に基づいて前記動作速度変更部にクロック信号周波数を増加させる処理を実行させることを特徴とする。

請求項４に記載の撮像装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置において、前記他の画像表示部の表示処理に要する消費電力が前記一の画像表示部の表示処理に要する消費電力よりも小さいことを特徴とする。

請求項５に記載の撮像装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置において、前記他の画像表示部の表示面積が前記一の画像表示部の表示面積よりも小さいことを特徴とする。

請求項６に記載の撮像装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置において、前記一の画像表示部が液晶表示装置であり、前記他の画像表示部が電子ビューファインダ装置であり、該電子ビューファインダ装置は表示素子と該表示素子に表示された画像を拡大する拡大光学系と、前記表示素子と前記拡大光学系とを覆って外光を遮光するカバー部材とを備えていることを特徴とする。

請求項７に記載の撮像装置は、請求項１又は請求項２に記載の撮像装置において、前記デジタル信号処理部は、撮影スイッチの第１段レリーズ操作に基づいて前記動作速度変更部に動作速度を速くする処理を実行させることを特徴とする。

請求項８に記載の撮像装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置において、前記画像の表示先が前記他の画像表示部であるときの前記撮像素子の水平駆動周波数が前記画像の表示先が前記一の画像表示部であるときの水平駆動周波数の略２倍であることを特徴とする。

請求項９に記載の撮像装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置において、前記一の画像表示部から前記他の画像表示部への画像の表示先の切り替えに応じて前記撮像素子の動作速度を速くしたときに消費される消費電力の増加分が前記一の画像表示部から前記他の画像表示部への画像の表示先の切り替えに応じて減少する消費電力の減少分と同程度であることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、画像処理後の画像を一の表示形式で表示する一の画像表示部と、一の表示形式で表示処理に要する時間よりも処理に時間を要する他の表示形式で画像処理後の画像を表示する他の画像表示部とを有し、一の画像表示部から他の画像表示部への画像表示先の切り換えに応じて撮像素子駆動部の動作速度を早くする撮像装置において、スミアが検出されなかったときには、そもそもスミアの発生を抑制するために動作速度を早くする必要はなく、他の画像表示部に画像を表示させる際の動作速度を一の画像表示部に画像を表示する際の動作速度に維持することにしたので、消費電力の増加を防止できる。その結果、少しでも多くの撮影画像を得ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、被写体の相対移動が検出されなかったときには、例えば、撮像装置が静止状態にあって被写体が撮像装置に対して移動している状態が検出されなかったとき、被写体が静止状態にあって被写体に対して撮像装置が移動している状態が検出されなかったときには、そもそも被写体の移動に対する被写体像の追従性を考慮する必要がなく、他の画像表示部に画像を表示する際の動作速度を一の画像表示部に画像を表示する際の動作速度に維持することにしたので、消費電力の増加を防止できる。その結果、少しでも多くの撮影画像を得ることができる。

請求項３に記載の撮像装置によれば、撮影スイッチの第１段レリーズ操作に基づいて動作速度を速くする処理を実行させることにしたので、ユーザの撮影実行直前に動作速度を早くさせて、追従性の向上を図ることができ、その結果、少しでも消費電力の増加を防止でき、ひいては、多くの撮影画像を得ることができる。

請求項４ないし請求項８に記載の発明によれば、請求項１ないし請求項３に記載の発明と同様の効果を奏する。

請求項９に記載の発明によれば、一の画像表示部から他の画像表示部への画像表示先の切り替えに応じて撮像素子の動作速度を速くしたときに消費される消費電力の増加分が一の画像表示部から他の画像表示部への出力先の切り替えに応じて減少する消費電力の減少分と同程度であるので、画像表示部の切り替えに応じて消費される消費電力を切り替え前と同程度に保つことができ、１個のバッテリチェック電圧で電池の電圧残量を評価できるという効果を奏する。

以下に、本発明に係わる撮像装置としてのデジタルスチルカメラの発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図３は本発明に係わる撮像装置としてのデジタルスチルカメラの概要を示すブロック回路図である。この図３において、１０は撮像レンズ、１１は撮像素子としてのＣＣＤ、１２は相関二重サンプリング及びアナログデジタルコンバータ回路、１３は撮像素子駆動部の一部を構成する垂直ドライバ、１４は水晶発振器、１５はクロック信号供給部としてのクロックジェネレータ（ＣＬＫ＿ＧＥＮ）、１６はデジタル信号処理部としてのデジタルシグナルプロセッサ、１７はユーザインターフェース、１８はＲＯＭ、１９はＳＤＲＡＭ、２０は記録媒体、２１はＬＣＤ、２２はＥＶＦ２とＬＣＤ２１とを切り換えるための切り替えスイッチ、２３は手ぶれ検出用のジャイロセンサである。

ユーザインターフェース１７は撮影スイッチを含み、撮影スイッチを操作すると、第１段レリーズ操作で測光・測距が行なわれ、第２段レリーズ操作で撮影が実行される。

タイミングジェネレータ・垂直ドライバ（ＴＧ・ＶＤｒ）１３、水晶発振器１４、クロックジェネレータ１５、撮像レンズ１０、ＣＣＤ１１は撮像系を構成している。タイミングジェネレータ・垂直ドライバ（ＴＧ・ＶＤｒ）１３はクロックジェネレータ１５からのマスタークロック信号によって駆動される。ＥＶＦ２、ＬＣＤ２１は表示系を構成している。

クロックジェネレータ１５はデジタルシグナルプロセッサ１６からの制御信号に基づきマスタークロック信号の周波数が可変制御される。デジタルシグナルプロセッサ１６はプリ処理部１６Ａ、画像処理部１６Ｂ、中央演算処理装置（ＣＰＵ）１６Ｃ、ビデオエンコーダ（ＶＥＮＣ）部１６Ｄ、ダイレクトメモリアクセスコントローラ（ＤＭＡ＿ＣＯＮＴ）部１６Ｅ、カードインターフェース１６Ｆ、スミア検出部１６Ｇ、動作速度変更部１６Ｈを有する。

ＲＯＭ１８にはデジタルスチルカメラを動作させるための制御プログラムが保存されている。この制御プログラムはデジタルスチルカメラの電源をオンすると、ＣＰＵ１６Ｃにロードされる。ＳＤＲＡＭ１９については後述することにし、記録媒体２０にはカードインターフェース１６Ｆに装着され、記録媒体２０とデジタルシグナルプロセッサ１６との間でデータ授受が行なわれる。

ＲＯＭ１８、ＳＤＲＡＭ１９とデジタルシグナルプロセッサ１６との間での情報授受はＤＭＡ＿ＣＯＮＴ部１６Ｅを介して行なわれる。動作速度変更部１６Ｈはクロックジェネレータ１５に制御信号を出力する。垂直ドライバ１３は撮像素子１１と相関二重サンプリング及びアナログデジタルコンバータ回路１２とに駆動信号を出力すると共に同期信号をデジタルシグナルプロセッサ１６に同期信号を出力する。

撮像レンズ１０を通じて入射した被写体光は、撮像素子１１に結像される。撮像素子１１には、例えば、原色ベイヤ配列のものが用いられる。撮像素子１１の受光面にはその被写体光の光量に対応して電荷が蓄積される。

撮像素子１１は駆動信号によって映像信号を相関二重サンプリング及びアナログデジタルコンバータ回路１２に出力する。相関二重サンプリング及びアナログデジタルコンバータ回路１２はその映像信号をアナログデジタル変換して画像データとしてデジタルシグナルプロセッサ１６に出力する。デジタルシグナルプロセッサ１６はその画像データに所定の処理を行ってＥＶＦ２又はＬＣＤ２１に向かって出力する。

ここでは、ＬＣＤ２１はデジタルシグナルプロセッサ１６により画像処理された画像処理後の画像データが一の表示形式で表示する一の画像表示部である。ＥＶＦ２はデジタルシグナルプロセッサ１６により画像処理された画像処理後の画像データが他の表示形式で表示される他の画像表示部である。

ここでは、ＥＶＦ２はスミアに対する改善が要望されかつ一の表示形式での表示処理に要する時間よりも表示処理に時間を要する他の画像表示部でもある。ＥＶＦ２のＬＣＤ３の表示面積はＬＣＤ２１の表示面積よりも小さい。また、ＥＶＦ２により画像表示を行う際の消費電力はＬＣＤ２１により画像表示を行う際の消費電力よりも小さい。

図４はＬＣＤ２１に画像を表示させて被写体をモニタリングしているときのデジタルスチルカメラの動作タイミングチャートを示している。

その図４（ａ）において、ＶＤは垂直同期信号を示している。ここでは、１垂直同期期間（１ＶＤ）は約３３．３３ミリ秒（ｍｓｅｃ）に設定されている。この１垂直同期期間は１画面分の最大露光時間に対応している。この１垂直同期期間（１ＶＤ）は、露光によって撮像素子１１に蓄積された１画面分の画像データに対応する信号電荷を転送するのに要する時間から定められている。

１画素を転送するのに要する時間は、例えば、ビデオグラフィックスアレイ（ＶＧＡ）タイプのＣＣＤの場合、有効画素数が（６４０×４８０）画素であるので、約１０８（＝（３３．３３×１０⁶）／（６４０×４８０））ナノ秒（ｎｓｅｃ）となる。周波数はこの１画素転送時間の逆数であるので、水平駆動周波数は約９．２ＭＨｚとなる。一般に、デジタルスチルカメラに用いられるＣＣＤの場合、水平駆動周波数は最速で３６ＭＨｚ程度である。

その理由は、水平駆動周波数をこれ以上早くすると、撮像系の消費電力が急激に増大し、電池駆動のデジタルスチルカメラに用いるのは好ましくないからである。

なお、ＶＧＡタイプのＣＣＤの場合、水平駆動周波数が通常約９．２ＭＨｚであるので、その３倍の水平駆動周波数で駆動したとしても、２７．６ＭＨｚであり、撮像系の消費電力が急激に増大するという問題は生じない。

図４（ｂ）に示すように、モニタリング時には、所定期間の間、電子シャッターパルスによって、ＣＣＤ１１の各画素部１１Ａ（図５参照）に蓄積された信号電荷が掃き出され、電子シャッターパルスがオフされた時点からＣＣＤ１１の各画素部に信号電荷の蓄積が開始される。

ついで、適正露光量に対応する信号電荷が各画素部１１Ａに蓄積されると、各画素部１１Ａに蓄積された信号電荷は垂直同期信号ＶＤの立ち下がりのタイミングで図５に示すように垂直転送部１１Ｂに転送され、垂直転送部１１Ｂに転送された信号電荷は１ラインずつ水平転送部１１Ｃに垂直転送される。１ライン分の水平転送が終わると次のラインの信号電荷が垂直転送部１１Ｂに転送され、ついで、垂直転送部１１Ｂに転送された信号電荷が水平転送され、この繰り返しにより、１画面分の画像信号の転送が行われる。

この１画面分の画像データは、デジタルシグナルプロセッサ１６に入力され、ＳＤＲＡＭ１９に記憶される。より詳細に説明すると、ＣＣＤ１１から出力された映像信号は、相関二重サンプリング及びアナログデジタルコンバータ回路１２のＣＤＳ回路（相関二重サンプリング回路）において１画素単位でサンプリングされ、次段のＡ／Ｄ変換回路に入力される。

ＣＣＤ１１から出力された映像信号は、このＡ／Ｄ変換回路によって、アナログ・デジタル変換され、デジタル画像データ（ＲＧＢ画像データ）としてデジタルシグナルプロセッサ１６に入力される。シグナルプロセッサ１６のプリ処理部１６Ａにおいては、黒レベルを揃えるためのペデスタル処理、ホワイトバランス調整のためのＲＧＢ積算値の取得処理が行われる。

オートフォーカス機能を有するデジタルスチルカメラでは、これらの処理に加えて、デジタルシグナルプロセッサ１６の回路部（図示を略す）で、オートフォーカス用の微分データを得るためのフォーカスデータの取得処理が行われる。

デジタルシグナルプロセッサ１６に入力された画像データは、これらの取得処理が行われた後、ダイレクトメモリアクセスコントローラ（ＤＭＡ＿ＣＯＮＴ）部１６Ｅを介して一旦ＳＤＲＡＭ１９にＲＧＢ画像データのまま保存される。

これらの処理は、ほぼリアルタイムで処理されるため、この図４（ｃ）に示すように、次の垂直同期信号ＶＤの期間内に行われる。その図４（ｃ）はＣＣＤ１１から出力された映像信号がＳＤＲＡＭ１９に画像データとして保存されるまでの状態を模式的に示している。なお、その図４（ｂ）において、符号ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅはモニタリングの際に得られた適正露光量の画像データを意味している。

ＳＤＲＡＭ１９に一旦保存された画像データ（ＲＧＢ画像データ）は、次の１垂直同期ＶＤ内に図４（ｄ）に示すように、ダイレクトメモリアクセスコントローラ（ＤＭＡ＿ＣＯＮＴ）部１６Ｅを介して画像処理部１６Ｂに転送される。画像処理部１６Ｂは、その画像データにホワイトバランス処理、γ変換処理、色補間処理、色変換処理、リサイズ処理を施す。ここでは、色変換処理とは、ＲＧＢ画像データをＹＣｒＣｂ画像データに変換することをいう。リサイズ処理とは、画像データのサイズを出力先に適合する画像サイズに変換することをいう。そのＹＣｒＣｂ画像データは再度ＳＤＲＡＭ１９に保存される。

８bitＲＧＢ画像データのデジタルインターフェース方式を採用する一般的な従来のＬＣＤ２１の場合、ＳＤＲＡＭ１９に保存されたＹＣｒＣｂ画像データはビデオエンコーダ（ＶＥＮＣ）部１６Ｄに転送される。そして、このＹＣｒＣｂ画像データはビデオエンコーダ（ＶＥＮＣ）部１６Ｄにより色変換処理が施される。すなわち、ＹＣｒＣｂ画像データはＲＧＢ画像データに変換される。ビデオエンコーダ（ＶＥＮＣ）部１６Ｄは、撮像系と表示系とが非同期であっても、画像表示に支障が生じないようにダブルバッファメモリ（図示を略す）を有している。

ダブルバッファメモリに一時的に保存された画像データは図４（ｅ）に示す表示系の垂直同期信号ＶＤ’の発生に基づき図４（ｆ）に示すようにＬＣＤ２１に転送される。これにより、画像データａに基づく画像がＬＣＤ２１の表示面に表示される。ここでは、表示系の垂直同期信号ＶＤ’の周期は、図４（ｅ）に示すように６０フレームパーセカント（ｆｐｓ）、撮像系の垂直同期信号ＶＤの周期はその半分の３０フレームパーセカント（ｆｐｓ）とされている。この撮像系の垂直同期信号ＶＤの周期はビデオインターフェースとして通常使用するＣＣＩＲ−６０１やＣＣＩＲ−６５６の周期と同じである。表示系の垂直同期信号ＶＤ’の周期は約１６．６７ｍｓｅｃである。ここでは、撮像系の垂直同期信号ＶＤの２倍の周期毎に見て、撮像系の垂直同期信号ＶＤに対する表示系の垂直同期信号ＶＤ’のずれ時間は６．６７ｍｓｅｃに設定されているものとする。

この条件のもとで、図４（ａ）に示すように、画像ａに注目すると、ＣＣＤ１１からの画像データの読み出しからＬＣＤ２１の表示面に画像データが表示されるまでの遅れ時間は７３．３３ｍｓｅｃとなる（３３．３３ｍｓｅｃ＋３３．３３ｍｓｅｃ＋６．６７ｍｓｅｃ）。

モニタリング中に撮像された画像ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ…はデジタルシグナルプロセッサ１６により上記の各処理が行われた後、順次ＬＣＤ２１に送られて、ＬＣＤ２１に表示される。ここでは、デジタルシグナルプロセッサ１６は、画像ａに続く画像ｂ…がＬＣＤ２１に転送されるまでの間、図４（ｆ）に示すように、同一の画像ａが引き続きＬＣＤ２１に表示されるように、ビデオエンコーダのダブルバッファメモリを制御する。

図６は、切替スイッチ２２を操作して、ＬＣＤ２１に画像を表示させる状態からＥＶＦ２に画像データを表示させて、被写体をモニタリングしているときに生じる問題を説明するためのデジタルスチルカメラのタイミングチャートを示している。

ここでは、このＥＶＦ２にはＬＣＤ２１と同様に８bitＲＧＢ画像データが入力されるものとする。また、ＥＶＦ２はその内部回路で一旦この８bitＲＧＢ画像データの一画面分を保存するものとする。更に、ＥＶＦ２はＲＧＢ面順次データに基づきＬＣＤ３を点灯させるタイプのものを採用する。

図６（ａ）から図６（ｅ）までの処理は図４（ａ）から図４（ｅ）までの処理と同様である。ＥＶＦ２には表示面積は小さいが解像度が要求されるＬＣＤ３が用いられている。このＬＣＤ３では、人間の眼の残存特性を利用して、１個の画素をＲＧＢ面順次データを用いて点灯させることにより見掛けの解像度を向上させながら、１画素当たりの面積を確保する方式を採用している。

従って、ＥＶＦ２では、入力された８bitＲＧＢ画像データをＲＧＢ面順次データにエンコードするための時間が必要となる。この時間として、図６（ｆ）に示すように、表示系の１垂直同期信号（１ＶＤ’）期間が要求される。その結果、ＥＶＦ２では、図４に示す遅れ時間に対して、ＥＶＦ２における画面表示は更に１６．６６ｍｓｅｃだけ遅れることになる。

従って、図６（ａ）に示すように、画像ａに注目すると、ＣＣＤ１１からの画像データの読み出しからＥＶＦ２のＬＣＤ３の表示面に画像データが表示されるまでの遅れ時間ｔ＿ｄｅｌａｙは８９．９９ｍｓｅｃとなる。なお、その図６（ｆ）において、符号（ａ→ａ’）、（ｂ→ｂ’）は８bitＲＧＢ画像データを面順次画像データに変換することを意味し、図６（ｇ）において、ａ’（Ｒ）、ａ’（Ｇ）、ａ’（Ｂ）、ｂ’（Ｒ）、ｂ’（Ｇ）、は面順次画像データによる画像の表示を示している。

光学ファインダの代替として使用されるＥＶＦ２では、ｔ＿ｄｅｌａｙがＬＣＤ２１よりも長いと非常に違和感があり、撮影タイミングもとりにくくなる。また、ＥＶＦ２ではカバー部材５の奥にＬＣＤ３が配置され、カバー部材５を覗き込むようにして、画像の観察を行うため、屋外では視認性が良好でないために問題となることがほとんど少なかった高輝度被写体のフレーミング時に希に発生する薄いスミアが気になることがある。また、ＥＶＦ２では相対的に小さな表示素子としてのＬＣＤ３を凝視するので、スポットライト等の点光源がフレーム内に入った場合に生じる通常のスミアが気になることもある。

その一方、ＥＶＦ２は、画像表示面積が小さく、外光が遮光されているので、ＬＣＤ２１よりも表示に要する消費電力が少ない。ＥＶＦ２とＬＣＤ２１とでは、その消費電力が大きく異なるので、電池の放電特性が変化する。従って、ＲＯＭ１８に複数個のバッテリチェックテーブルを保存する必要がある。このため、ＲＯＭ１８の容量の増大を招く。

そこで、本発明の実施例では、図４（ａ）に示すＬＣＤ２１を駆動するときの撮像系の水平同期信号の駆動周波数９．２ＭＨｚに対して、図７（ａ）に示すようにＥＶＦ２を駆動するときの撮像系の水平同期信号の駆動周波数を１８．４ＭＨｚに設定している。撮像系の水平駆動周波数を１８．４ＭＨＺに設定すると、ＣＣＤ１１の露光の状態は図７（ｂ）に示すようになる。また、ＣＣＤ１１からＳＤＲＡＭ１９への保存処理は図７（ｃ）、図７（ｄ）に示すようになり、表示処理に要する時間は図７（ｆ）に示すようになる。このようにＥＶＦ２を駆動するときの撮像系の水平同期信号の駆動周波数をＬＣＤ２１を駆動するときの撮像系の水平同期信号の駆動周波数９．２ＭＨｚの２倍に設定すると、表示系の水平駆動周波数をそのままとして、ＣＣＤ１１からの画像データの読み出しからＥＶＦ２のＬＣＤ３の表示面に画像データが表示されるまでの遅れ時間ｔ＿ｄｅｌａｙを５６．６６ｍｓｅｃに短縮できることになる。

ＥＶＦ２の水平駆動周波数を高く設定すると、ＬＣＤ２１を用いた場合に生じる表示遅れに対してより一層表示遅れを改善することができ、原理的に遅れ時間の生じない光学ファインダー系の表示状態に近づけることができる。

次に、撮像画像中に、スミアが発生する状態を図８を参照しつつ説明する。

図８において、符号Ｑ１はＣＣＤ１１に撮影された被写体画像（撮影画像）を示している。ＣＣＤ１１上の被写体画像Ｑ１は天地逆さまの状態となっている。被写体画像Ｑ１中に高輝度被写体像Ｑ１’が存在するものとする。また、その図８において、斜線部はアルミ蒸着膜で画素部（フォトダイオード）１１Ａが覆われたオプティカルブラック領域ＯＢとする。

画素部１１Ａは、光が入射しないようにアルミ蒸着膜で被覆されているので、通常は、このオプティカルブラック領域ＯＢで被覆された画素部１１Ａから信号電荷が出力されることはなく、このオプティカルブラック領域ＯＢで被覆された画素部１１Ａから信号電荷の出力はほぼゼロである。

この被写体画像Ｑ１の垂直転送部１１Ｂ上での被写体画像の転送状態が、図８において符号Ｑ２〜Ｑ９で示されている。符号Ｑ２ないし符号Ｑ９は９０分の１秒毎の画像転送状態を示し、３０分の１秒毎に１フレームの画像の垂直転送が実行される。

スミアが発生していない状態から垂直転送部１１Ｂへ画像の転送が開始された時刻をｔ＝ｔ０として、一水平ライン分の信号電荷の垂直転送を行い、垂直転送によりオプティカルブラック領域ＯＢで被覆された画素部１１Ａを含む最下段（図５では最左方）の信号電荷は水平転送部１１Ｃへ送られる。

水平転送部１１Ｃに送られた信号電荷は逐次図示を略すアンプリファイアに送られた後、相関二重サンプリング及びアナログデジタルコンバータ回路１２に送られる。この転送動作を垂直転送部１１Ｂの段数分だけ繰り返し行うことにより一画面分の信号電荷が読み出される。

一水平ライン分の信号電荷が読み出されるまでに、水平画素数×１画素分を水平転送するのに要する時間がかかることになる。その間、高輝度被写体に基づきスミア成分が生成される。

その結果、９０分の１秒後には、符号Ｑ１”で示すように、高輝度被写体の垂直転送とは逆側に尾を引いて延びるいわゆるスミアが生じる。

３０分の１秒後には、一画面の読み出しが終了する。すると、次の一フレームの画像の読み出しが開始されるが、スミア成分が垂直転送部１１Ｂに残っているために、高輝度被写体から垂直転送部１１Ｂに向かう方向に延びるスミアＱ１”に基づく信号電荷が次の画像に基づく信号電荷に加わることになる。

このようにして、高輝度被写体像Ｑ１’を中心にして、垂直転送部の延びる方向と直交する方向に延びるスミアＱ１”が生じることとなる。スミアＱ１”は、通常出力が０であるべきはずのオプティカルブラック領域ＯＢに存在する画素部１１Ａにおいても発生する。

スミア検出部１６Ｇはこのオプティカルブラック領域ＯＢに存在する画素部１１Ａの信号電荷が所定閾値以上であるか否かによりスミアの有無を判断する。

このオプティカルブラック領域ＯＢに存在する画素部１１Ａの信号電荷がスミアに起因するものであるか暗電荷に起因するものであるか否かを識別するために、このオプティカルブラック領域ＯＢに存在する画素部１１Ａ複数箇所の信号電荷を比較する。

このように、スミア検出部１６Ｇはこのオプティカルブラック領域ＯＢに存在する画素部１１Ａの信号電荷が所定閾値以上であるか否かによりスミアの有無を判断する。

デジタル信号処理部１１はそのスミア検出部１６Ｇの検出結果に基づき、スミアが検出されなかったときには、ＥＶＦ２へ画像表示させる際のクロック信号の周波数をＬＣＤ２１へ画像表示させる際のクロック信号周波数である９．２ＭＨｚに維持する。

これにより、消費電力の増加を防止できる。その結果、少しでも多くの撮影画像を得ることができる。

また、デジタルシグナルプロセッサ１６に、被写体の相対移動を検出する被写体移動検出部としての機能を持たせても良い。被写体の相対移動は、画面全体の動きベクトルを算出するという画像処理技術を用いて達成できる（例えば、特開２００３−７８８０７号公報参照）。

この被写体相対移動検出処理により、被写体に対するデジタルスチルカメラの相対移動、例えば手ぶれによる移動、デジタルスチルカメラが静止状態で被写体がデジタルスチルカメラに対して相対的移動を検出できる。
ジャイロセンサ２３の検出結果に基づき、被写体が撮像装置に対して、相対移動していないと判断されたときには、ＥＶＦ２へ画像表示させる際のクロック信号の周波数をＬＣＤ２１へ画像表示させる際のクロック信号周波数である９．２ＭＨｚに維持する。これによっても、消費電力の増加を防止できる。その結果、少しでも多くの撮影画像を得ることができる。

なお、ＥＶＦ２に画像表示させる際、ユーザインタフェースＩ／Ｆ１７の撮影スイッチの第１段のレリーズ操作によっても、デジタルシグナルプロセッサ１６がクロック信号周波数を増加させる処理を実行させても良い。

このように構成すると、ユーザの撮影実行直前にクロック信号周波数を増加させて、追従性の向上を図ることができ、その結果、少しでも消費電力の増加を防止でき、ひいては、多くの撮影画像を得ることができる。

更に、ＬＣＤ２１からＥＶＦ２への出力先の切り替えに応じて撮像素子１１の動作速度を速くしたときに消費される消費電力の増加分がＬＣＤ２１からＥＶＦ２への出力先の切り替えに応じて減少する消費電力の減少分と同程度としても良い。

このように構成すると、画像表示部の切り替えに応じて消費される消費電力を切り替え前と同程度に保つことができ、１個のバッテリチェック電圧で電池の電圧残量を評価できるという効果を奏する。

従来のデジタルスチルカメラの外観を示す図である。 図１に示す電子ビューファインダ装置の概略構造を示す断面図である。 本発明の一実施例に係わるデジタルスチルカメラのブロック回路を示す概要図である。 本発明の一実施例に係わるデジタルスチルカメラのＬＣＤのモニタリング動作を説明するためのタイミングチャートである。 撮像素子から読み出される信号電荷の転送状態を示す模式図である。 従来のデジタルスチルカメラのＥＶＦのモニタリング動作の問題点を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の一実施例に係わるデジタルスチルカメラのＥＶＦのモニタリング動作を説明するためのタイミングチャートである。 スミアの発生を説明するための説明図である。

符号の説明

２…ＥＶＦ（他の画像表示部）
１６…デジタルシグナルプロセッサ（デジタル信号処理部）
２１…ＬＣＤ（一の画像表示部）
１３…垂直ドライバ（撮像素子駆動部）
１６Ｇ…スミア検出部
１６Ｈ…動作速度変更部

Claims (9)

1. 被写体を撮像する撮像素子と、
   該撮像素子から画像信号を読み出すために前記撮像素子を駆動する撮像素子駆動部と、
   前記撮像素子から出力された画像信号が入力されて該画像信号を処理するデジタル信号処理部と、
   前記デジタル信号処理部に接続されて画像処理後の画像を一の表示形式で表示する一の画像表示部と、
   前記デジタル信号処理部に接続されてかつスミアに対する改善が前記一の画像表示部よりも要望されしかも前記一の表示形式での表示処理に要する時間よりも表示処理に時間を要する他の表示形式で画像処理後の画像を表示する他の画像表示部と、
   前記一の画像表示部と前記他の画像表示部との間で画像表示先を切り換えるための画像切り替え部と、
   前記撮像素子駆動部の動作速度を設定するクロック信号供給部とを備え、
   前記デジタル信号処理部は、前記一の画像表示部から前記他の画像表示部への画像表示先の切り換えに応じて前記撮像素子駆動部の動作速度を早くするための動作速度変更部と、前記撮像素子により取得された画像データに基づきスミアを検出するスミア検出部とを有し、
   前記デジタル信号処理部は、前記スミア検出部の検出結果に基づきスミアが検出されなかったときには前記他の画像表示部に画像を表示させる際の動作速度を前記一の画像表示部に画像を表示させる際の動作速度に維持させることを特徴とする撮像装置。
2. 被写体を撮像する撮像素子と、
   該撮像素子から画像信号を読み出すために前記撮像素子を駆動する撮像素子駆動部と、
   前記撮像素子から出力された画像信号が入力されて該画像信号を処理するデジタル信号処理部と、
   前記デジタル信号処理部に接続されて画像処理後の画像を一の表示形式で表示する一の画像表示部と、
   前記デジタル信号処理部に接続されて前記一の表示形式での表示処理に要する時間よりも表示処理に時間を要する他の表示形式で画像処理後の画像を表示する他の画像表示部と、
   前記一の画像表示部と前記他の画像表示部との間で画像表示先を切り換えるための画像切り替え部と、
   前記撮像素子駆動部の動作速度を設定するクロック信号供給部と、
   前記被写体の相対移動を検出する被写体移動検出部とを備え、
   前記デジタル信号処理部は、前記一の画像表示部から前記他の画像表示部への画像表示先の切り換えに応じて前記撮像素子駆動部の動作速度を早くするための動作速度変更部を有し、
   前記デジタル信号処理部は、前記被写体移動検出部により被写体が移動していないと検出されたときには、前記他の画像表示部に画像を表示させる際の動作速度を前記一の画像表示部に画像を表示させる際の動作速度に維持することを特徴とする撮像装置。
3. 被写体を撮像する撮像素子と、
   該撮像素子から画像信号を読み出すために前記撮像素子を駆動する撮像素子駆動部と、
   前記撮像素子から出力された画像信号が入力されて該画像信号を処理するデジタル信号処理部と、
   前記デジタル信号処理部に接続されて画像処理後の画像を一の表示形式で表示する一の画像表示部と、
   前記デジタル信号処理部に接続されて前記一の表示形式での表示処理に要する時間よりも表示処理に時間を要する他の表示形式で画像処理後の画像を表示する他の画像表示部と、
   前記一の画像表示部と前記他の画像表示部との間で画像表示先を切り換えるための画像切り替え部と、
   前記撮像素子駆動部の動作速度を設定するクロック信号供給部とを備え、
   前記デジタル信号処理部は、前記一の画像表示部から前記他の画像表示部への画像表示先の切り換えに応じて前記撮像素子駆動部の動作速度を早くするための動作速度変更部を有し、
   前記デジタル信号処理部は、撮影スイッチの第１段レリーズ操作に基づいて前記動作速度変更部にクロック信号周波数を増加させる処理を実行させることを特徴とする撮像装置。
4. 前記他の画像表示部の表示処理に要する消費電力が前記一の画像表示部の表示処理に要する消費電力よりも小さいことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 前記他の画像表示部の表示面積が前記一の画像表示部の表示面積よりも小さいことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記一の画像表示部が液晶表示装置であり、前記他の画像表示部が電子ビューファインダ装置であり、該電子ビューファインダ装置は表示素子と該表示素子に表示された画像を拡大する拡大光学系と、前記表示素子と前記拡大光学系とを覆って外光を遮光するカバー部材とを備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記デジタル信号処理部は、撮影スイッチの第１段レリーズ操作に基づいて前記動作速度変更部に動作速度を速くする処理を実行させ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。
8. 前記画像の表示先が前記他の画像表示部であるときの前記撮像素子の水平駆動周波数が前記画像の表示先が前記一の画像表示部であるときの水平駆動周波数の略２倍であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置。
9. 前記一の画像表示部から前記他の画像表示部への画像の表示先の切り替えに応じて前記撮像素子の動作速度を速くしたときに消費される消費電力の増加分が前記一の画像表示部から前記他の画像表示部への画像の表示先の切り替えに応じて減少する消費電力の減少分と同程度であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置。

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