KR100731713B1 - 디지털 카메라 - Google Patents

Abstract

디지털 카메라는, CCD 이메이져를 포함한다. 피사체의 밝기가 불충분하면, 포커스 조정 시의 CCD 이메이져의 프레임레이트가, 30fps에서 l5fps로 변경된다. 이것에 의해, 카메라 신호의 판독 속도도 저하되어, 카메라 신호에 포함되는 노이즈가 저감된다. AF 평가값은 카메라 신호에 기초하여 생성된 Y 신호의 고역 주파수 성분을 적분함으로써 구해지므로, 노이즈가 많이 포함되면 AF 평가값에 오차가 생겨, 포커스를 정확하게 조정할 수 없다. 그 때문에, 피사체의 밝기가 불충분할 때에 CCD 이메이져의 구동 속도를 저하시킨다.

카메라 신호, 노이즈, 구동 속도, 이메이져, 판독 속도

Description

디지털 카메라{DIGITAL CAMERA}

본 발명은 디지털 카메라에 관한 것으로, 특히 예를 들면, 이미지 센서에 의해 광전 변환된 화상 신호를 해당 이미지 센서로부터 판독하는 디지털 카메라에 관한 것이다.

본 발명은 또한, 디지털 카메라에 관한 것으로, 특히 예를 들면, 이미지 센서에 의해 촬영된 피사체상에 대응하는 화상 신호의 고역 주파수 성분에 기초하여 포커스를 조정하는 디지털 카메라에 관한 것이다.

디지털 카메라에서는, 피사체는 CCD 이메이져와 같은 이미지 센서에 노광되고, 수광 소자로 광전 변환된 화상 신호는 수직 전송 펄스 및 수평 전송 펄스에 응답하여 이미지 센서로부터 판독된다. 또한, 포커스와 같은 촬영 조건은 이미지 센서로부터 출력된 화상 신호에 기초하여 조정된다. 즉, 화상 신호의 고역 휘도 성분이 적분되어, 적분값이 최대가 되도록 포커스 렌즈의 위치가 조정된다. 그러나, 종래 기술에서는, 이미지 센서를 구동하는 클럭의 주파수가 고정되어 있기 때문에, 주파수가 높아짐에 따라 화상 신호에 많은 노이즈가 포함된다는 문제가 있었다. 또, 이 노이즈는 고역 휘도 성분의 적분값에도 악영향을 끼쳐 포커스를 정확하게 조정할 수 없다는 문제도 있었다.

본 발명의 주된 목적은 이미지 센서의 출력에 포함되는 노이즈를 저감시킬 수 있는 디지털 카메라를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은,포커스를 정확하게 조정할 수 있는 디지털 카메라를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 디지털 카메라는, 피사체의 광상(光像)을 광전 변환하여 화상 신호를 생성하는 이미지 센서; 소정 기간마다의 타이밍 신호에 응답하여 이미지 센서를 노광하는 노광 수단; 노광 수단에 의한 노광에 의해 생성된 화상 신호를 소정 기간에 대응하는 제1 속도로 이미지 센서로부터 판독하는 판독 수단; 판독 수단에 의해 판독된 화상 신호에 기초하여 소정의 처리를 실시하는 처리 수단; 원하는 피사체의 촬영을 지시하는 지시 수단; 및 원하는 피사체의 화상 신호를 판독할 때 판독 수단의 판독 속도를 제1 속도보다도 느린 제2 속도로 변경하는 변경 수단을 포함한다.

이미지 센서는 소정 기간마다의 타이밍 신호에 응답하여 노광되고, 노광에 의해 생성된 화상 신호는 이 소정 기간에 대응하는 제1 속도로 이미지 센서로부터 판독된다. 판독된 화상 신호는 소정의 처리에 이용된다. 원하는 피사체의 촬영이 지시되면, 판독 수단의 판독 속도는 제1 속도로부터 저속의 제2 속도로 변경된다. 원하는 피사체의 화상 신호는 제2 속도로 이미지 센서로부터 판독된다.

제1 속도는 상기한 소정 기간에 대응하고, 또한 제2 속도보다도 빠르다. 즉, 제1 속도에 대응하는 타이밍 신호의 주기는 제2 속도에 대응하는 타이밍 신호 의 주기보다도 짧다. 이 때문에, 촬영 지시가 입력되고 나서 원하는 피사체가 노광되기까지의 시간은, 타이밍 신호가 제2 속도에 대응하는 주기마다 발생할 때에 비하여 단축된다. 그 결과, 응답 특성이 개선된다. 또한, 원하는 피사체의 화상 신호를 제1 속도보다도 느린 제2 속도로 판독함으로써, 화상 신호에 포함되는 노이즈가 저감된다.

본 발명의 어느 한 예에서는, 처리 수단은 제1 속도로 판독된 화상 신호에 기초하여 촬영 조건을 조정하는 조정 수단; 및 제2 속도로 판독된 화상 신호를 기록하는 기록 수단을 포함한다. 즉, 촬영 조건을 조정할 때, 화상 신호는 제1 속도로 판독되고, 그에 따라 촬영 조건의 조정이 단시간에 완료된다. 한편, 제2 속도로 판독된 화상 신호 즉, 노이즈가 저감된 원하는 피사체의 화상 신호는 기록 수단에 의해 기록된다.

본 발명의 다른 예에서는, 처리 수단은 판독 수단에 의해 판독된 화상 신호에 기초하여 디스플레이에 표시하기 위한 표시 화상 신호를 생성하는 생성 수단을 포함한다. 따라서, 화상 신호가 제1 속도로 판독될 때에는 동화상이 디스플레이에 표시되고, 화상 신호가 제2 속도로 판독될 때에는 원하는 피사체의 정지 화상이 디스플레이에 표시된다.

본 발명의 그 밖의 예에서는, 촬영 지시는 본 노광 지시를 포함하고, 노광 수단은 본 노광 지시가 입력된 직후의 타이밍 신호에 응답하여 본 노광을 행한다. 본 노광은 본 노광 지시 후 빠르게 실행된다.

본 발명의 또 다른 그 밖의 예에서는, 제2 속도는 제1 속도의 1/N(N : 2 이 상의 정수)이다.

본 발명의 다른 예에서는, 이미지 센서로부터 판독된 화상 신호는 샘플링 수단에 의해 제3 속도로 상관 2중 샘플링이 실시된다. 단, 제1 변경 수단에 의해 판독 속도가 변경되면, 제2 변경 수단이 샘플링 속도를 제3 속도보다도 느린 제4 속도로 변경한다.

본 발명에 따른 디지털 카메라는, 소정 속도로 구동되고 또한 피사체를 촬영하는 이미지 센서; 이미지 센서에 의해 촬영된 피사체의 화상 신호의 고역 주파수 성분을 검출하는 검출 수단; 고역 주파수 성분에 기초하여 포커스를 조정하는 조정 수단; 피사체의 밝기가 충분한지의 여부를 판별하는 판별 수단; 및 밝기가 불충분할 때에 이미지 센서의 구동 속도를 저하시키는 저하 수단을 포함한다.

피사체가 이미지 센서에 의해 촬영되면, 촬영된 피사체의 화상 신호의 고역 주파수 성분이 검출 수단에 의해 검출된다. 포커스는 검출된 고역 주파수 성분에 기초하여 조정 수단에 의해 조정된다. 한편, 판별 수단은 피사체의 밝기가 충분한지의 여부를 판별하고, 밝기가 불충분하면, 저하 수단에 의해 이미지 센서의 구동 속도가 저하된다.

화상 신호에 노이즈가 많이 포함되면, 포커스 조정에 이용하는 고주파 휘도 성분에도 많은 노이즈가 포함되어, 포커스를 정확하게 조정할 수 없다. 이 때문에, 피사체의 밝기가 불충분할 때에 이미지 센서의 구동 속도를 저하시킨다. 이에 따라, 고주파 성분이 노이즈의 영향을 받는 것을 방지할 수 있고, 포커스를 정확하게 조정할 수 있다.

본 발명의 어느 한 예로는, 최적 노광량이 얻어지는 노광 관련 파라미터가 산출 수단에 의해 산출된다. 판별 수단은 산출된 노광 관련 파라미터를 소정 임계치와 비교하여 밝기를 판별한다.

본 발명의 상술한 목적, 그 밖의 목적, 특징, 및 이점은 도면을 참조하여 행하는 이하의 실시예의 상세한 설명으로부터 한층 분명해질 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예를 도시하는 블록도.

도 2는 CCD 이메이져의 구성을 도시하는 도해도.

도 3은 전자 셔터 방식의 동작의 일례를 도시하는 도해도.

도 4는 타이밍 제너레이터의 구성을 도시하는 흐름도.

도 5는 도 1의 실시예의 동작의 일부를 도시하는 흐름도.

도 6은 도 1의 실시예의 동작의 다른 일부를 도시하는 흐름도.

도 7은 도 1의 실시예의 동작의 그 밖의 일부를 도시하는 흐름도.

도 8은 도 1의 실시예의 동작의 그 밖의 일부를 도시하는 흐름도.

도 9는 도 1의 실시예의 동작의 다른 일부를 도시하는 흐름도.

도 10은 도 1의 실시예의 동작의 그 밖의 일부를 도시하는 흐름도.

도 11은 도 1의 실시예의 동작의 또다른 그 밖의 일부를 도시하는 흐름도.

도 12는 도 1의 실시예의 동작의 일부를 도시하는 도해도.

도 13의 (A)는 도 1의 실시예의 동작의 일부를 도시하는 도해도이고, 도 13의 (B)는 종래 기술의 동작의 일부를 도시하는 도해도.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 디지털 카메라(10)는 포커스 렌즈(12) 및 조리개 유닛(14)을 포함한다. 피사체상(피사체의 광상)은 이들 부재를 통해 인터 라인 전송 방식의 CCD 이메이져(16)에 입사된다. 또, CCD 이메이져(16)의 유효 에어리어는 640 화소 ×480 라인(VGA)의 해상도를 갖고, 광학적 흑(黑) 에어리어도 포함한 총 화소수는 680 화소 ×533 라인이다. 또한, CCD 이메이져(16)의 수광면은, 예를 들면 원색 베이어 배열의 색 필터(도시되지 않음)에 의해 피복되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, CCD 이메이져(16)는 각 화소에 대응하는 복수의 수광 소자(16a), 각각의 수광 소자(16a)로 광전 변환되고 또한 축적된 전하를 수직 방향으로 전송하는 복수의 수직 전송 레지스터(16b) 및 수직 전송 레지스터(16b)의 종단에 배치되며 수직 전송 레지스터(16b)에 의해 전송되어 온 전하를 수평 방향으로 전송하는 수평 전송 레지스터(16c)를 포함한다. 이들 소자는, 타이밍 제너레이터(18)(TG)로부터 출력되는 타이밍 펄스에 의해 구동된다. 타이밍 펄스로서는, 수광 소자(16a)로부터 수직 전송 레지스터(16b)로 전하를 판독함과 함께 판독한 전하를 1 라인씩 수직 방향으로 전송하는 수직 전송 펄스, 수평 전송 레지스터(16c) 내의 전하를 1화소씩 수평 방향으로 전송하는 수평 전송 펄스, 비노광 시간 즉, 비전하 축적 기간에서 수광부(16a)에서 생성된 전하를 오버플로 드레인(도시되지 않음)으로 쓸어버리는 전하 소거 펄스 등이 있다.

또, 도 3에 도시된 바와 같이 소거 기간은 주목하는 1 필드 기간의 처음부터 시작되고, 소거 기간의 종료 시기가 제어된다. 이것에 따라 전하 축적 기간이 변 화하고, 원하는 셔터 스피드(노광 시간)를 얻을 수 있다. 이와 같이 소거 펄스에 의해 노광 기간을 제어하는 기술은 전자 셔터 기능으로서 주지된 사실이다.

모드 설정 스위치(58)를 "카메라"측으로 전환하면, 시스템 컨트롤러(60)는 대응하는 키 스테이트 신호를 CPU(34)에 제공한다. 그러면, CPU(34)는 TG(18), 신호 처리 회로(28) 등을 포함하는 신호 처리 블록 및 비디오 인코더(48), 모니터(디스플레이 : 50) 등을 포함하는 인코드 블록을 기동한다.

TG(18)는, 상술한 타이밍 펄스를 발생시켜 CCD 이메이져(16)로부터 카메라 신호(생(生)화상 신호)를 판독하고, 판독된 카메라 신호는 CDS 회로(22) 및 AGC 회로(24)의 각각으로 상관 2중 샘플링 및 게인 조정을 실시한다. 게인 조정이 실시된 카메라 신호는 A/D 변환기(26)를 통해 신호 처리 회로(28)에 제공된다. 신호 처리 회로(28)는 제공된 카메라 신호에 기초하여 YUV 신호를 생성하고, 생성된 YUV 신호를 기입 요청과 함께 메모리 제어 회로(44)에 출력한다. YUV 신호는 메모리 제어 회로(44)에 의해 SDRAM(46)에 기입된다.

SDRAM(46)에 기입된 YUV 신호는 그 후 비디오 인코더(48)로부터 출력된 판독 요청에 기초하여 동일한 메모리 제어 회로(44)에 의해 판독된다. 비디오 인코더(48)는 판독된 YUV 신호를 NTSC 포맷의 콤포지트 화상 신호로 변환하고, 변환된 콤포지트 화상 신호를 모니터(50)에 제공한다. 그 결과, 피사체의 동화상(스루 화상)이 실시간으로 모니터 화면에 표시된다.

신호 처리 회로(28)에서 생성된 YUV 신호 중 Y 신호는 휘도 평가 회로(30) 및 포커스 평가 회로(32)에도 입력된다. 휘도 평가 회로(30)에서는 Y 신호가 1 프 레임마다 적분되고, 이에 따라 1 화면분의 적분값이 구해진다. 이 적분값이 휘도 평가값이다. 한편, 포커스 평가 회로(32)로서는 Y 신호의 고역 주파수 성분이 1 프레임마다 적분된다. 이에 따라 얻어진 적분값이 AF 평가값이다. 휘도 평가값은 최적 셔터 스피드(최적 노광 기간) 및 스트로보(42)의 발광량의 산출에 이용되고, AF 평가값은 포커스 제어에 이용된다.

오퍼레이터가 셔터 버튼(64)을 반 누르면, 시스템 컨트롤러(60)는 반 누름 상태를 나타내는 키 스테이트 신호를 CPU(34)에 출력한다. 이 때, CPU(34)는 우선 CCD 이메이져(16)를 프리 노광하고, 이에 따라 얻어진 카메라 신호에 기초한 휘도 평가값을 취득한다. 그리고, 취득된 휘도 평가값에 기초하여 최적 노광 시간을 구한다. CPU(34)는 계속해서, 포커스 조정을 행한다. 우선, 드라이버(36)를 구동하여 포커스 렌즈(12)를 복수의 위치에 순차 세트하고, 또한 각각의 위치에서 소정 시간의 프리 노광을 행한다. 또한, 프리 노광에 의해 촬영된 피사체상의 AF 평가값을 포커스 평가 회로(30)로부터 취득하고, 취득한 복수의 AF 평가값으로부터 최대 AF 평가값을 특정한다. 그리고, 특정한 최대 AF 평가값에 대응하는 렌즈 위치에 포커스 렌즈(12)를 배치한다.

이와 같이 함으로써 촬영 조건이 조정된 후에 셔터 버튼(64)이 완전히 눌러지면, CPU(34)는 상술한 최적 노광 시간이 설정 가능 범위에 있는지의 여부를 판단한다. 설정 가능 범위 내에 있으면, 스트로보(42)를 발광시키지 않고, 최적 노광 시간에 따르는 본 노광을 행한다. 한편, 최적 노광 시간이 설정 가능 범위 내에 있지 않으면, 노광 부족을 보충하기 위해 드라이버(40)를 구동하여 스트로보(42)를 발광시켜, 소정의 노광 시간에 따르는 본 노광을 행한다.

본 노광에 의해 생성된 카메라 신호는, 상술한 바와 동일한 요령으로 YUV 신호로 변환되어, SDRAM(46)에 기입된다. SDRAM(46)에 기입된 YUV 신호는, JPEG 코덱(52)으로부터의 판독 요청에 기초하여 판독되고, JPEG 코덱(52)에 의해 압축 처리가 실시된다. 이에 따라 얻어진 압축 YUV 신호는 메모리 제어 회로(44)에 의해 SDRAM(46)에 일단 저장되고, 그 후 CPU(34)로부터의 요청에 따라 판독된다. 판독된 압축 YUV 신호는 CPU(34)에 의해 메모리 카드(54)에 기록된다.

TG(18)는 구체적으로는 도 4에 도시된 바와 같이 구성된다. 분주기(18a)는 도시되지 않은 발진기로부터 출력된 56㎒의 시스템 클럭을 1/2로 분주하여 28㎒의 분주 클럭을 생성한다. 스위치 SW1은 CPU(34)로부터의 제어 신호에 응답하여 56㎒의 시스템 클럭 또는 28㎒의 분주 클럭을 선택하고, 선택한 클럭을 분주기(18b)에 제공한다. 여기서, CCD 이메이져(16)를 15fps의 프레임레이트로 구동할 때에는 28㎒의 분주 클럭이 스위치 SW1에 의해 선택되고, CCD 이메이져(16)를 30fps의 프레임레이트로 구동할 때에는 56㎒의 시스템 클럭이 스위치 SW1에 의해 선택된다.

분주기(18b)도 또한, 제공된 클럭을 1/2로 분주한다. 따라서, 스위치 SW1에 의해 56㎒의 시스템 클럭이 선택되었을 때에는 분주기(18b)로부터 28㎒의 분주 클럭이 출력되고, 스위치 SW1에 의해 28㎒의 분주 클럭이 선택되었을 때에는 분주기(18b)로부터 14㎒의 분주 클럭이 출력된다. 분주기(18b)로부터 출력된 분주 클럭은 H 카운터(18d)의 클럭 단자에 제공한다.

H 카운터(18d)는 입력된 분주 클럭에 응답하여 인크리먼트되고, 카운트값(수 평 카운트값)은 디코더(18f)에 제공된다. 디코더(18f)는 수평 카운트값이 "680"을 나타내었을 때에 액티브 신호(HD 펄스)를 발생시켜, 이 HD 펄스를 H 카운터(18e)의 리세트 단자에 제공한다. 따라서, 수평 카운트값은 "0"∼"679" 사이에서 순환적으로 변화한다.

HD 펄스는 또한, V 카운터(18e)의 클럭 단자에 제공되고, V 카운터(18e)는 HD 펄스에 응답하여 인크리먼트된다. V 카운터(18e)의 카운트값(수직 카운트값)은 디코더(18g)에 제공되고, 디코더(18g)는 수직 카운트값이 "533"을 나타내었을 때에 액티브 신호(VD 펄스)를 발생시킨다. VD 펄스는 V 카운터(18c)의 리세트 단자에 입력되고, 이에 따라 수직 카운트값은 "0"∼"532" 사이에서 순환적으로 변화한다. 스위치 SW1에 의해 56㎒의 시스템 클럭이 선택되었을 때, VD 펄스는 1/30 초마다 발생하고, 스위치 SW1에 의해 28㎒의 분주 클럭이 선택되었을 때, VD 펄스는 1/15초마다 발생한다.

수평 카운트값 및 수직 카운트값은 또한, 디코더(18h∼18j)에 제공된다. 디코더(18h∼18j)의 각각은, 이들 카운트값 및 CPU(34)로부터의 제어 신호에 기초하여, 상술한 수직 전송 펄스, 수평 전송 펄스 및 전하 소거 펄스를 발생시킨다. 스위치 SW1에 의해 56㎒의 시스템 클럭이 선택되었을 때에는 이들 펄스는 30fps에 대응하는 주기로 발생하고, 스위치 SW1에 의해 28㎒의 분주 클럭이 선택되었을 때에는 이들 펄스는 15fps에 대응하는 주기로 발생한다.

또, HD 펄스, VD 펄스, 수평 카운트값, 및 수직 카운트값은 후술하는 촬영 처리를 위해 CPU(34)에도 출력된다.

스위치 SW1로부터 출력된 클럭(58㎒ 또는 28㎒) 및 분주기(18b)로부터 출력된 클럭(28㎒ 또는 14㎒)은 CDS 구동 펄스 발생 회로(18c)에도 제공된다. CDS 구동 펄스 발생 회로(18c)는, 제공된 두개의 클럭에 기초하여 30fps 또는 15fps에 대응하는 DS 구동 펄스를 발생시킨다. 즉, 스위치 SW1로부터 56㎒의 시스템 클럭이 출력되고, 분주기(18b)로부터 28㎒의 분주 클럭이 출력되었을 때에는 30fps에 대응하는 DS 구동 펄스를 발생시키고 스위치 SW1로부터 28㎒의 분주 클럭이 출력되며, 분주기(18b)로부터 14㎒의 분주 클럭이 출력되었을 때에는 15fps에 대응하는 CDS 구동 펄스를 발생시킨다. 이와 같이, TG(18)로부터는 CCD 이메이져(16)를 구동하기 위한 타이밍 펄스 외에 CDS 회로(22)를 구동하기 위한 펄스도 출력된다.

CPU(34)는 카메라 모드가 선택되었을 때 도 5∼도 11에 도시된 흐름도를 처리한다. 우선 단계 S1에서, CCD 이메이져(16)의 프레임레이트를 15fps로 설정하기 위해 스위치 SW1를 단자 S1에 접속한다. 이어서, 셔터 버튼(64)이 반 누름 상태로 되었는지의 여부를 판단하여, '아니오'이면 단계 S5에서 모니터용 AE 처리를 행한다. 이 모니터용 AE 처리는 셔터 버튼(64)이 조작되지 않는 동안 반복하여 실행되고, 이에 따라 적절한 노광량으로 촬영된 피사체의 스루 화상이 모니터(50)에 표시된다.

셔터 버튼(64)이 반 눌러지면 단계 S3에서 '예'라고 판단하고, 단계 S7에서 VD 펄스의 입력 판별을 행한다. 그리고, 입력이 있다는 판별 결과가 얻어진 시점에서 단계 S9로 진행한다. 단계 S9에서는 CCD 이메이져(16)의 프레임레이트를 30fps에 설정하기 위해, 도 4에 도시된 스위치 SW1을 단자 S2에 접속한다. 계속해 서, 단계 S11에서 프리 노광을 행함과 함께, 단계 S13에서 VD 펄스의 입력 판별을 행한다. 단계 S11에서는 단계 S5의 모니터 AE 처리로 결정된 노광 시간에 따라 프리 노광을 행하고, 단계 S13에서는 VD 펄스가 2회가 되면 '예'라고 판단한다.

단계 S13에서 '예'라고 판단된 시점에서, 2 프레임 전 즉, 단계 S11에서 행해진 프리 노광에 기초한 휘도 평가값이 휘도 평가 회로(30)로부터 출력된다. 단계 S15에서는 이 휘도 평가값을 취득하고, 이어지는 단계 S17에서는 취득한 휘도 평가값에 기초하여 최적 노광 시간 Ts를 산출한다. 단계 S19에서는 산출된 최적 노광 시간 Ts를 소정 임계치(예를 들면 1/8초)와 비교한다. 여기서, Ts≤임계치이면, 단계 S31의 AF 처리를 거쳐 단계 S33으로 진행하지만, Ts>임계치이면 단계 S21∼S29의 일련의 처리를 거쳐 단계 S33으로 진행한다.

우선, V 카운터(18c)의 수직 카운트값이 "520"로 되었는지의 여부를 단계 S21에서 판단하여, '예'라는 판단 결과가 얻어졌을 때에는 단계 S23에서 프레임레이트를 15fps로 변경한다. 프레임레이트는 VD 펄스의 발생과 거의 동시에(즉 광학적 흑 기간 내에서) 전환되고, 스위칭 노이즈가 모니터(50)에 나타나지는 않는다. 단계 S25에서는 AF 처리를 행하고, AF 처리가 완료되면, 단계 S27에서 수직 카운트값이 "0"으로 되었는지의 여부를 판별한다. 그리고, '예'라고 판단되는 것과 동시에 단계 S29에서 프레임레이트를 30fps로 복원한다. 이 전환도 VD 펄스의 발생과 거의 동시에 행해진다.

단계 S33에서는 셔터 버튼(64)가 완전히 눌러진 상태인지의 여부를 판단하고, 단계 S35에서는 셔터 버튼(64)의 반 누름 상태가 해제되었는지의 여부를 판단 한다. 반 누름 상태가 계속되어 있으면, 단계 S37에서 VD 펄스의 입력 판별을 행하고, 입력이 있다는 판별 결과에 응답하여 단계 S39에서 최적 노광 시간 Ts에 따르는 프리 노광을 행한다. 한편, 반 누름 상태가 해제되면 단계 S35로부터 단계 S1로 복귀한다. 즉, 반 누름 상태가 계속되어 있으면, 포커스 렌즈(12)의 위치가 고정된 상태에서 프리 노광이 반복되고, 모니터(50)에는 프리 노광에 기초하는 스루 화상이 표시된다.

셔터 버튼(64)이 반 누름 상태에서 완전히 눌러진 상태로 이행되면, 단계 S33에서 '예'라고 판단하고, 단계 S41에서 최적 노광 시간 Ts를 최장 노광 시간 Tmax와 비교한다. 이 시점에서의 이미지 센서(16)의 프레임레이트는 30fps이기 때문에 최장 노광 시간 Tmax는 1/30초이다.

Ts ≤Tmax라고 판단되면, 단계 S43에서의 VD 펄스의 입력 판별을 거쳐 단계 S45로 진행하고, 최적 노광 시간 Ts에 따르는 본 노광을 행한다. 본 노광이 완료되면, 단계 S47에서 수직 카운트값의 판별 처리를 행하고, 수직 카운트값이 "0"을 나타내었을 때에 단계 S49에서 프레임레이트를 15fps로 복원한다. 단계 S51에서는, 본 노광에 의해 얻어진 카메라 신호(원하는 피사체의 화상 신호)의 기록 처리를 행한다. 즉, 본 노광에 기초하는 카메라 신호를 YUV 신호로 변환함과 함께, 변환된 YUV 신호에 JPEG 압축을 실시하고, 이에 따라 얻어진 압축 YUV 신호를 메모리 카드(54)에 기록한다. 기록 처리가 완료되면 단계 S3으로 복귀된다.

한편, 단계 S41에서 Ts > Tmax라고 판단되면, 단계 S53에서 VD 펄스의 입력이 있다고 판별되는 것을 기다려, 단계 S55에서 프리 발광 및 프리 노광을 행한다. 즉, 스트로보(42)를 소정의 프리 발광량으로 발광시킴과 함께, 이미지 센서(16)에 최장 노광 시간 Tmax에 따르는 프리 노광을 실시한다. 계속되는 단계 S57에서는, VD 펄스가 2회 입력되었는지 판단하여, '예'이면, 단계 S59에서 휘도 평가 회로(30)로부터 휘도 평가값을 취득한다. 취득한 휘도 평가값은 단계 S55에서의 프리 발광 및 프리 노광에 기초하는 평가값으로, 단계 S61에서는 이 휘도 평가값에 기초하여 본 발광량을 산출한다.

그 후, 단계 S63에서의 VD 펄스의 입력 판별 처리를 거쳐 단계 S65로 진행하고, 산출된 본 발광량으로 스트로보(42)를 발광시킴과 함께, 이미지 센서(16)에 최장 노광 시간 Tmax에 따르는 본 노광을 실시한다. 본 발광 및 본 노광이 완료되면, 단계 S47∼단계 S51의 처리를 거쳐 단계 S3으로 복귀한다.

단계 S5에서는 도 9에 도시된 서브 루틴이 처리된다. 우선, 단계 S71에서 VD 펄스의 입력 판별을 행하고, '예'라는 판단 결과가 얻어졌을 때에 단계 S73에서 휘도 평가값을 취득한다. 단계 S75에서는 취득한 휘도 평가값에 기초하여 최적 노광 노광 시간을 산출한다. 계속되는 단계 S77에서는, 산출된 노광 시간에서 전회의 노광 시간(전 노광 시간)을 감산하여 양자의 차분 ΔS를 구하고, 그 후 단계 S79 및 단계 S83의 각각에서 차분 ΔS를 소정값 "a" 및 "-a"와 비교한다. ΔS > a이면, 단계 S81에서 이전 노광 시간에 소정값 a를 가산하고, 가산값을 현 노광 시간으로 한다. 한편, ΔS < -a이면, 단계 S85에서 이전 노광 시간으로부터 소정값 "a"를 감산하고, 감산한 값을 현 노광 시간으로 한다. 한편, 단계 S79 및 단계 S83 모두 '아니오'이면, 단계 S87에서 이전 노광 시간에 차분 ΔS를 가산하고, 가 산값을 현 노광 시간으로 한다. 단계 S89에서는, 결정된 현 노광 시간에 따라 프리 노광을 행하고, 프리 노광이 완료되면 도 5로 복귀한다. 이에 따라, 노광 시간이 소정값 "a"의 폭보다도 크게 변동하지는 않고, 모니터(50)에 표시되는 스루 화상의 밝기는 순조롭게 변화한다.

또, 프리 노광을 행하고 나서 이것에 기초한 휘도 평가값이 구해질 때까지 2 프레임 기간이 걸리므로, 최초의 2 프레임 기간의 프리 노광은 초기값에 따라 행해진다.

단계 S25 또는 단계 S31에서는 도 10 및 도 11에 도시된 서브 루틴에 따라 AF 처리를 행한다. 우선, 단계 S91에서 초기 설정을 행한다. 구체적으로는, 드라이버(38)를 구동하여 포커스 렌즈(12)를 초기 위치에 배치함과 함께, AF 평가값용 메모리(34a) 및 렌즈 위치용 메모리(34b)를 클리어한다.

이어서, VD 펄스의 입력 판별, 프리 노광 및 포커스 렌즈(12)의 1 단계 이동의 일련의 처리를 단계 S93∼ 단계 S97 및 단계 S99∼ 단계 S103 각각에서 실행한다. 단계 S105 및 단계 S107에서는 VD 펄스의 입력 판별 및 프리 노광을 재차 행하고, 그 후 단계 S109에서 AF 평가값을 포커스 평가 회로(32)로부터 취득한다. 이 단계에서 취득한 AF 평가값은 단계 S95의 프리 노광에 기초한 평가값이다.

단계 S111에서는, 이번에 구해진 AF 평가값(현 AF 평가값)을 평가값용 메모리(34a)에 저장된 AF 평가값(이전 AF 평가값)과 비교한다. 최초의 단계 S111에서는 현 AF 평가값 > 이전 AF 평가값(= 0)이 되고, 이 때는 단계 S113에서 현 AF 평가값을 AF 평가값용 메모리(34a)에 저장함과 함께, 단계 S115에서 현재의 렌즈 위 치 데이터를 렌즈 위치용 메모리(34b)에 저장하고, 단계 S117로 진행한다. 또, 현 AF 평가값 ≤이전 AF 평가값이면, 단계 S111에서 '아니오'로 판단되고, 그대로 단계 S117로 진행한다.

단계 S117에서는, 포커스 렌즈(12)의 이동이 완료되었는지의 여부를 판단한다. 구체적으로는, 포커스 렌즈(12)의 이동 처리가 소정 회수 행해지는지의 여부를 판단하여, 소정 회수에 도달해 있지 않으면 단계 S103∼단계 S117의 처리를 반복한다. 이에 따라, 포커스 렌즈(12)의 이동이 완료될 때까지 취득한 AF 평가값 중, 최대 AF 평가값이 AF 평가값용 메모리(34a)에 저장되고, 최대 AF 평가값이 취득되었을 때의 포커스 렌즈(12)의 위치 데이터가 렌즈 위치용 메모리(34b)에 저장된다.

단, 프리 노광이 행해지고 나서 이것에 기초한 AF 평가값이 산출될 때까지 2 프레임 기간이 걸리고, 포커스 렌즈(12)의 이동이 완료된 후에도 AF 평가값은 2회 구해진다. 이 때문에, 단계 S105, 단계 S111∼단계 S115와 마찬가지의 처리가 단계 S119∼단계 S127에서 행해진다. 또한, 이 2개의 AF 평가값의 비교 처리가 완료되었는지의 여부가 단계 S129에서 판단된다. 단계 S129에서 '예'라고 판단되면, 단계 S131에서 포커스 렌즈(131)의 위치를 확정시킨다. 렌즈 위치용 메모리(34b)에 저장된 렌즈 위치 데이터가 나타내는 렌즈 위치와 최대 AF 평가값이 얻어지는 렌즈 위치에는 2 단계의 차이가 있기 때문에, 단계 S131에서는 렌즈 위치 데이터가 나타내는 렌즈 위치보다도 2 단계 전의 위치에 포커스 렌즈(12)는 배치된다. 이와 같이 함으로써 포커스 조정이 완료되면, 도 5로 복귀한다.

또, 단계 S25의 AF 처리에서는 최적 노광 시간 Ts에 따라 프리 노광이 행해지고, 단계 S31의 AF 처리에서는 1/15초의 프리 노광이 행해진다. 즉, 단계 S31의 처리가 행해지는 것은, 최적 노광 시간 Ts가 임계값(= 1/8초)보다도 길 때이기 때문에, 최대 노광량을 확보하기 위해 설정할 수 있는 최장의 노광 시간에 프리 노광이 행해진다.

도 12를 참조하면, 셔터 버튼(64)이 반 눌러지면, CCD 이메이져(16)가 30fps의 프레임레이트로(1/30초마다) 프리 노광을 실시한다. 이 프리 노광에 의해 생성된 카메라 신호는 30fps에 대응하는 속도로 CCD 이메이져(16)로부터 판독된다. 즉, 수직 전송 펄스 및 수평 전송 펄스는 30fps가 얻어지는 28㎒의 시스템 클럭에 기초하여 생성되기 때문에, 카메라 신호는 30fps에 대응하는 속도로 판독된다. 판독된 카메라 신호는, 모니터(50)에 스루 화상을 표시하기 위한 신호 처리 및 포커스를 조정하기 위한 신호 처리가 실시된다.

셔터 버튼(64)이 반 누름 상태로부터 완전히 눌러진 상태로 이행하면, 그 다음의 프레임에서 본 노광이 행해진다. 그리고, 본 노광이 완료되면, 프레임레이트가 30fps로부터 15fps로 변경된다. 본 노광에 의해 생성된 원하는 피사체의 카메라 신호는 15fps에 대응하는 속도로 판독된다. 즉, 수직 전송 펄스 및 수평 전송 펄스는 15fps가 얻어지는 14㎒의 분주 클럭에 기초하여 생성되기 때문에, 카메라 신호는 15fps에 대응하는 속도로 판독된다.

이와 같이, 프리 노광 시의 프레임레이트(30fps)는, 본 노광에 의해 생성된 카메라 신호를 판독할 때의 프레임레이트(15fps)보다도 빠르다. 이 때문에, 도 13 의 (A) 및 (B)로부터 알 수 있듯이, 셔터 버튼(64)이 완전히 눌러지고 나서 다음 프레임(본 노광을 행하는 프레임)이 개시되기까지의 타임 러그는, 프레임레이트가 항상 15fps를 유지하는 경우에 비하여 단축된다. 그 결과, 응답 특성이 개선된다. 또한, 본 노광에 의해 생성된 카메라 신호를 15fps에 대응하는 속도로 판독함으로써, 카메라 신호에 포함되는 노이즈가 저감된다.

또한, 피사체의 밝기가 불충분하면, 포커스 조정 시의 CCD 이메이져(16)의 프레임레이트가 30fps에서 15fps로 변경된다. 이에 따라, 카메라 신호의 판독 속도도 저하되고, 카메라 신호에 포함되는 노이즈가 저감된다. AF 평가값은 카메라 신호에 기초하여 생성된 Y 신호의 고역 주파수 성분을 적분함으로써 구해지기 때문에, 노이즈가 많이 포함되면 AF 평가값에 오차가 생기고, 포커스를 정확하게 조정할 수 없다. 이 실시예에서는, 피사체의 밝기가 불충분할 때에 CCD 이메이져(16)의 구동 속도를 저하시키도록 했으므로, AF 평가값이 노이즈의 영향을 받는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 포커스를 정확하게 조정할 수 있다.

또, 본 실시예에서는 조리개 우선 모드에서의 촬영 처리를 설명하고 있지만, 본 발명은 프로그램 AE 모드나 노광 시간 우선 모드에서의 촬영 처리에도 적용할 수 있다. 단, 프로그램 AE 모드에서는, 도 6의 단계 S19에서의 밝기의 판별을 EV치에 기초하여 행할 필요가 있고, 노광 시간 우선 모드에서는 동일한 단계 S19의 밝기 판별을 포커싱량에 기초하여 행할 필요가 있다.

또한, 본 실시예에서는, 셔터 버튼이 반 눌러졌을 때에는 포커스 등의 촬영 조건을 조정하고, 완전히 눌러졌을 때에는 본 노광을 행하도록 하고 있지만, 반 누 름 조작을 하지 않고, 셔터 버튼의 가압에 응답하여 촬영 조건의 조정 및 본 노광을 연속하여 실행해도 된다. 이 경우, 셔터 버튼의 가압이 촬영 지시에 상당한다.

또한, 본 실시예에서는, 본 노광에 의해 생성된 카메라 신호를 15fps에 대응하는 속도로 판독하고 있지만, 이 카메라 신호는 더 느린 속도로 판독하도록 해도 된다. 단, 바람직하게는 프리 노광 시의 1/N(N:2 이상의 정수)의 속도로 본 노광 시의 카메라 신호를 판독하는 것이 더 낫다. 또한, 본 실시예에서는 프리 노광 및 본 노광 모두 전자 셔터 방식으로 제어하고 있지만, 본 노광은 메카니즘 셔터 방식으로 제어해도 무방하다. 또한, 피사체를 촬영하는 이미지 센서로서는, CCD형 외에 CMOS형도 이용할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 포커스를 조정하기 위해 포커스 렌즈를 이동시키도록 하고 있지만, 포커스는 포커스 렌즈와 이미지 센서와의 상대 위치에 따라 결정되기 때문에, 포커스 렌즈 대신에 혹은 포커스 렌즈와 동시에 이미지 센서를 이동시키도록 해도 된다.

본 발명이 상세히 설명되고 도시되었지만, 이는 단순한 도해 및 일례로서 이용한 것으로, 한정적인 것으로 해석해서는 안 되며, 본 발명의 정신 및 범위는 첨부된 청구항의 문언에 의해서만 한정된다.

Claims (8)

1. 디지털 카메라에 있어서,

   피사계의 광학상이 조사되는 촬상면을 갖는 이미지 센서;

   제1 주파수를 갖는 제1 클럭과 상기 제1 주파수보다도 낮은 제2 주파수를 갖는 제2 클럭을 포함하는 복수의 클럭 중 어느 하나를 선택하는 선택 수단;

   상기 선택 수단에 의해 선택된 클럭의 주파수에 대응하는 주기에서 타이밍 신호를 발생하는 발생 수단;

   상기 발생 수단에 의해 발생된 타이밍 신호에 응답하여 상기 촬상면을 노광하는 노광 수단;

   상기 노광 수단의 노광 처리에 의해 상기 촬상면에서 생성된 화상 신호를 상기선택 수단에 의해 선택된 클럭의 주파수에 대응하는 속도로 상기 이미지 센서로부터 판독하는 판독 수단;

   본 노광 지시에 앞서서 상기 선택 수단을 상기 제1 클럭을 선택하는 제1 상태로 설정하는 제l 설정 수단:

   상기 본 노광 지시에 앞서서 상기 판독 수단에 의해 판독되는 화상 신호에 기초해서 소정의 처리를 실행하는 처리 수단;

   기록을 위해 상기 본 노광 지시를 접수한 후에 상기 노광 수단에 의해 최초로 실행되는 본 노광 처리의 완료시에 상기 선택 수단을 상기 제2 클럭을 선택하는 제2 상태로 설정하는 제2 설정 수단; 및

   상기 제2 설정 수단의 설정 처리 후에 상기 판독 수단에 의해 판독되는 화상 신호에 기록 처리를 실행하는 기록 수단을 포함하며,

   상기 기록 수단에 의해 기록 처리가 실행되는 화상 신호는 상기 본 노광 처리에 의해 생성된 화상 신호이고, 상기 소정의 처리는 상기 화상 신호에 기초하여 촬영 조건을 조정하는 조정 처리 및 모니터에 표시하기 위한 표시 화상 신호를 상기 화상 신호에 기초하여 생성하는 생성 처리를 포함하고, 상기 제1 설정 수단은 상기 촬영 조건을 조정하는 조정 지시를 접수했을 때에 설정 처리를 실행하고, 상기 선택 수단은 상기 제2 설정 수단의 설정 처리의 타이밍으로부터 상기 제1 설정 수단의 다음번의 설정 처리의 타이밍까지 상기 제2 클럭을 계속해서 선택하는 디지털 카메라.
2. 제1항에 있어서, 상기 촬영 조건은 포커스를 포함하는 디지털 카메라.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 촬영 조건은 노광량을 포함하는 디지털 카메라.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 클럭의 주파수는 상기 제1 클럭의 주파수의 1/N(N: 2 이상의 정수)인 디지털 카메라.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 판독 수단에 의해 판독된 화상 신호에 상기 선택 수단에 의해 선택된 클럭의 주파수에 대응하는 속도로 상관 2중 샘플링을 실행하는 샘플링 수단을 더 포함하는 디지털 카메라.
6. 삭제
7. 디지털 카메라에 있어서,

   소정 속도로 구동되고 또한 피사체를 촬영하는 이미지 센서;

   상기 이미지 센서에 의해 촬영된 상기 피사체의 화상 신호의 고역 주파수 성분을 검출하는 검출 수단;

   상기 고역 주파수 성분에 기초하여 포커스를 조정하는 조정 수단;

   상기 피사체의 밝기가 충분한지의 여부를 판별하는 판별 수단; 및

   상기 밝기가 불충분할 때에 상기 이미지 센서의 구동 속도를 저하시키는 저하 수단

   을 포함하는 디지털 카메라.
8. 제7항에 있어서,

   상기 화상 신호에 기초하여 최적 노광량이 얻어지는 노광 관련 파라미터를 산출하는 산출 수단

   을 더 포함하고,

   상기 판별 수단은 상기 노광 관련 파라미터를 소정 임계치와 비교하여 밝기를 판별하는 디지털 카메라.

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