JP2005012403A

JP2005012403A - Digital camera and picture information acquisition method

Info

Publication number: JP2005012403A
Application number: JP2003172994A
Authority: JP
Inventors: Kazushi Kodama; 一志児玉; Yasunori Hatakeyama; 康紀畠山
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2003-06-18
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2005-01-13

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a digital camera and a picture information acquisition method which realize acquisition of picture information of a moving picture for creating picture information of a still picture of high resolution. <P>SOLUTION: The camera is provided with a CCD 14 including a plurality of photodiodes 14A which are arranged in a matrix-shape, receive light from an object and photo-electrically convert the light. When digital picture data showing the moving picture constituted of a plurality of picture frames showing the object at a 1/n thinning mode for reading only charges accumulated in the photodiodes 14A arranged in one row among the prescribed number (n) (n is a natural number) of rows is acquired, CCD 14 is controlled to read the charges accumulated in the photodiodes 14A arranged in the different rows or columns in the prescribed number of picture frames which time-sequentially continue. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子を用いて被写体像を示す画像情報を取得するデジタルカメラ及び当該デジタルカメラの画像情報取得方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）エリアセンサ、ＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージ・センサ等の撮像素子の高解像度化に伴い、デジタルカメラの需要が急増している。
【０００３】
ところで、この種のデジタルカメラでは、従来は主として静止画像の撮影機能が搭載されたものが主流であったが、動画像の撮影への要求が高まり、動画像の撮影機能を備えた機種も製品化されている。
【０００４】
また、静止画像を撮影する場合にも、デジタルカメラに備えられたＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等の表示装置に撮像素子によって時系列に取得された画像を連続して表示することにより動画像（以下、「スルー画像」という。）として表示してファインダとして用いる機能を備えた機種も多い。
【０００５】
しかし、静止画像と同じ画素数を用いて動画像の撮影やスルー画像の表示を行うと、動画の取り込みが間に合わなくなり、単位時間当りの画像フレーム数（フレームレート）が低下してしまう。
【０００６】
そこで、従来、多画素の撮像素子を用いたカメラにおいてスルー画像表示の際のフレームレートを上げるために、ＣＣＤイメージャおよびこれを撮像デバイスとして用いるカメラシステムにおいて、各画素の垂直方向において所定数ｎ（ｎは自然数）行につき１行の割合で行単位で読み出しパルスを印加して信号電荷の読み出しを行い、１／ｎに間引く間引きモードで動作させる技術があった（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
一方、動画像の撮影機能を備えたデジタルカメラがさらに普及して一般化された場合、動画像から静止画像を生成することにより動画像中の１シーンを静止画像として記録したいという要求も増えてくると予想される。そこで、動画像撮影時のフレームレートを上げつつ当該要求に応えるため、１／ｎ間引きモードで取得された動画像の画像情報から静止画像の画像情報を生成して記録する技術も要求されてくると予想される。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−１８６４１８公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この技術によれば、解像度が撮像素子の有する解像度の１／ｎとされた画像情報が取得されるため、動画像としては十分な解像度であっても、動画像から生成された静止画像の解像度は、通常の静止画像の撮影により得られた静止画像の解像度よりも低くなってしまうという問題点がある。
【００１０】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、高解像度の静止画像の画像情報を生成可能な動画像の画像情報を取得できるデジタルカメラ及び画像情報取得方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載のデジタルカメラは、行列状に配列されると共に被写体からの光を受光して光電変換する複数個の受光素子を含んで構成された固体撮像素子と、前記複数個の受光素子のうち、所定数ｎ（ｎは自然数）の行につき１行に配列された受光素子に蓄積された電荷のみを読み出すか、又は所定数ｎの列につき１列に配列された受光素子に蓄積された電荷のみを読み出す１／ｎ間引きモードで被写体像を示す複数枚の画像フレームにより構成された動画像を示す画像情報を取得する際に、時系列で連続する所定枚数の画像フレームではそれぞれ互いに異なる行又は列に配列された受光素子に蓄積された電荷を読み出すように前記固体撮像素子を制御する制御手段と、を備えている。
【００１２】
請求項１に記載のデジタルカメラによれば、行列状に配列されると共に被写体からの光を受光して光電変換する複数個の受光素子を含んで構成された固体撮像素子により被写体像を示す画像情報が取得される。
【００１３】
なお、上記固体撮像素子としては、ＣＣＤエリアセンサやＣＭＯＳイメージ・センサ等を適用することができる。
【００１４】
ここで、本発明では、前記複数個の受光素子のうち、所定数ｎ（ｎは自然数）の行につき１行に配列された受光素子に蓄積された電荷のみを読み出すか、又は所定数ｎの列につき１列に配列された受光素子に蓄積された電荷のみを読み出す１／ｎ間引きモードで被写体像を示す複数枚の画像フレームにより構成された動画像を示す画像情報を取得する際に、制御手段によって、時系列で連続する所定枚数の画像フレームではそれぞれ互いに異なる行又は列に配列された受光素子に蓄積された電荷が読み出されるように前記固体撮像素子が制御される。
【００１５】
すなわち、このようにして取得された動画像を示す画像情報は、個々の画像フレーム単位では画素数が１／ｎに間引かれた状態となっているが、時系列で連続する所定枚数の画像フレームの画像情報には、それぞれ互いに異なる受光素子に蓄積された電荷に基づく画像情報が含まれているため、これら所定枚数の画像フレームの画像情報を組合わせることにより、全受光素子の１／ｎ以上の受光素子に蓄積された電荷に基づく画像情報が得られる。よって、当該動画像における連続する所定枚数の画像フレームの画像情報に基づいて静止画像の画像情報を生成することにより、動画像より高解像度の静止画像の画像情報を得ることができる。
【００１６】
このように、請求項１に記載のデジタルカメラによれば、行列状に配列されると共に被写体からの光を受光して光電変換する複数個の受光素子を含んで構成された固体撮像素子を備え、前記複数個の受光素子のうち、所定数ｎ（ｎは自然数）の行につき１行に配列された受光素子に蓄積された電荷のみを読み出すか、又は所定数ｎの列につき１列に配列された受光素子に蓄積された電荷のみを読み出す１／ｎ間引きモードで被写体像を示す複数枚の画像フレームにより構成された動画像を示す画像情報を取得する際に、時系列で連続する所定枚数の画像フレームではそれぞれ互いに異なる行又は列に配列された受光素子に蓄積された電荷を読み出すように前記固体撮像素子を制御しているので、高解像度の静止画像の画像情報を生成可能な動画像の画像情報を取得できる。
【００１７】
ところで、本発明により取得された動画像の画像情報に基づき静止画像の画像情報を生成することにより、上記動画像より高解像度な静止画像の画像情報を得ることができるのは前述した通りである。
【００１８】
そこで、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、前記１／ｎ間引きモードで取得された前記連続する所定枚数の画像フレームの画像情報に基づいて静止画を示す静止画像情報を生成する静止画生成手段を更に備えている。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、それぞれ互いに異なる受光素子に蓄積された電荷に基づく画像情報が含まれる、時系列で連続する所定枚数の画像フレームの画像情報を用いて静止画像の画像情報（静止画像情報）を生成するので、全受光素子の１／ｎ以上の受光素子に蓄積された電荷に基づく画像情報が反映された静止画像の画像情報が得られる。
【００２０】
このように、請求項２に記載のデジタルカメラによれば、請求項１記載の発明と同様の効果が得られると共に、撮影によって得られた動画像より高解像度の静止画像を示す画像情報を得ることができる。
【００２１】
なお、本発明における前記所定枚数は、請求項３に記載の発明のように、前記所定数ｎと同一の枚数とすることが好ましい。
【００２２】
すなわち、本発明において、時系列で連続するｎ枚の画像フレームの画像情報には、それぞれ互いに異なる行又は列の受光素子に蓄積された電荷に基づく画像情報が含まれる。すなわち、これらｎ枚の画像フレームの画像情報には、全ての受光素子に蓄積された電荷に基づく画像情報が含まれることになる。よって、当該動画像のｎ枚の画像フレームの画像情報に基づいて静止画像を生成することにより、上記固体撮像素子の解像度に等しい高解像度の静止画像の画像情報を得ることができる。このように、本発明によって、より高解像度の静止画像の画像情報を生成可能な動画像の画像情報を取得できる。
【００２３】
一方、上記目的を達成するために、請求項４に記載の画像情報取得方法は、行列状に配列されると共に被写体からの光を受光して光電変換する複数個の受光素子を含んで構成された固体撮像素子を備えたデジタルカメラの画像情報取得方法であって、前記複数個の受光素子のうち、所定数ｎ（ｎは自然数）の行につき１行に配列された受光素子に蓄積された電荷のみを読み出すか、又は所定数ｎの列につき１列に配列された受光素子に蓄積された電荷のみを読み出す１／ｎ間引きモードで被写体像を示す複数枚の画像フレームにより構成された動画像を示す画像情報を取得する際に、時系列で連続する所定枚数の画像フレームではそれぞれ互いに異なる行又は列に配列された受光素子に蓄積された電荷を読み出すように前記固体撮像素子を制御するものである。
【００２４】
従って、請求項４に記載の画像情報取得方法によれば、デジタルカメラに対して請求項１に記載の発明と同様に作用させるものであるので、請求項１と同様に、高解像度の静止画像の画像情報を生成可能な動画像の画像情報を取得できる。
【００２５】
【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について詳細に説明する。
【００２６】
まず、図１を参照して、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０の外観上の構成を説明する。同図に示すように、デジタルカメラ１０の正面には、被写体像を結像させるためのレンズ１２と、撮影する被写体の構図を決定するために用いられるファインダ７０と、が備えられている。また、デジタルカメラ１０の上面には、撮影を実行する際に撮影者によって押圧操作されるレリーズボタン（所謂シャッター）６０と、電源スイッチ６６と、が備えられている。
【００２７】
なお、本実施の形態に係るレリーズボタン６０は、中間位置まで押下される状態（以下、「半押し状態」という。）と、当該中間位置を超えた最終押下位置まで押下される状態（以下、「全押し状態」という。）と、の２段階の押圧操作が検出可能に構成されている。そして、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０では、静止画像の撮影を行う際には、レリーズボタン６０を半押し状態にすることによりＡＥ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＥｘｐｏｓｕｒｅ、自動露出）機能が働いて露出状態（シャッタースピード、絞りの状態）が設定された後、ＡＦ（ＡｕｔｏＦｏｃｕｓ、自動合焦）機能が働いて合焦制御され、その後、引き続き全押し状態にすると露光（撮影）が行われる。
【００２８】
また、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０では、動画像の撮影を行う際には、レリーズボタン６０が全押し状態とされたタイミングで撮影が開始され、その後、レリーズボタン６０が未押下状態に復帰された後に再度全押し状態とされたタイミングで当該撮影が停止されるものとして構成されている。そして、動画像の撮影時には、当該撮影の期間中において所定時間毎にＡＥ機能及びＡＦ機能が働くことになる。
【００２９】
一方、デジタルカメラ１０の背面には、前述のファインダ７０の接眼部と、撮影によって得られたデジタル画像データにより示される被写体像や各種メニュー画面、メッセージ等を表示するための液晶ディスプレイ（以下、「ＬＣＤ」という。）３０と、静止画像の撮影を行うモードである静止画像撮影モード、動画像の撮影を行うモードである動画像撮影モード及び撮影によって得られたデジタル画像データにより示される被写体像をＬＣＤ３０に表示（再生）するモードである再生モードの何れかのモードに設定するために操作されるモード切替スイッチ６２と、ＬＣＤ３０の表示領域における上下左右の４方向の移動方向を示す４つの矢印キー及び当該４つの矢印キーの中央部に位置された決定キーの合計５つのキーを含んで構成された十字カーソルボタン６４と、が備えられている。
【００３０】
次に、図２を参照して、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０の電気系の構成を説明する。
【００３１】
同図に示すように、デジタルカメラ１０は、前述のレンズ１２を含んで構成された光学ユニット１３と、レンズ１２の光軸後方に配設されたＣＣＤ１４と、相関二重サンプリング回路（以下、「ＣＤＳ」という。）１６と、入力されたアナログ信号をデジタルデータに変換するアナログ／デジタル変換器（以下、「ＡＤＣ」という。）１８と、を含んで構成されており、ＣＣＤ１４の出力端はＣＤＳ１６の入力端に、ＣＤＳ１６の出力端はＡＤＣ１８の入力端に、各々接続されている。
【００３２】
ここで、ＣＤＳ１６による相関二重サンプリング処理は、固体撮像素子の出力信号に含まれるノイズ（特に熱雑音）等を軽減することを目的として、固体撮像素子の１画素毎の出力信号に含まれるフィードスルー成分レベルと画素信号成分レベルとの差をとることにより正確な画素データを得る処理である。
【００３３】
一方、デジタルカメラ１０は、所定容量のラインバッファを内蔵すると共に入力されたデジタル画像データを後述する第２メモリ４０の所定領域に直接記憶させる制御を行う画像入力コントローラ２０と、デジタル画像データに対して各種画像処理を施す画像信号処理回路２２と、所定の圧縮形式でデジタル画像データに対して圧縮処理を施す一方、圧縮処理されたデジタル画像データに対して圧縮形式に応じた形式で伸張処理を施す圧縮・伸張処理回路２４と、デジタル画像データにより示される画像やメニュー画面等をＬＣＤ３０に表示させるための信号を生成してＬＣＤ３０に供給する一方、ＬＣＤ３０に表示させる画像を示す映像信号（本実施の形態では、ＮＴＳＣ信号。）を生成してビデオ出力端子ＯＵＴに出力するビデオ／ＬＣＤエンコーダ２８と、を含んで構成されている。なお、画像入力コントローラ２０の入力端はＡＤＣ１８の出力端に接続されている。
【００３４】
また、デジタルカメラ１０は、デジタルカメラ１０全体の動作を司るＣＰＵ（中央処理装置）３２と、ＡＦ機能を働かせるために必要とされる物理量（本実施の形態では、ＣＣＤ１４による撮像によって得られた画像のコントラスト値。）を検出するＡＦ検出回路３４と、ＡＥ機能及びＡＷＢ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＷｈｉｔｅＢａｌａｎｃｅ）機能を働かせるために必要とされる物理量（本実施の形態では、ＣＣＤ１４による撮像によって得られた画像の明るさを示す量（以下、「測光データ」という。）。）を検出するＡＥ・ＡＷＢ検出回路３６と、ＣＰＵ３２による各種処理の実行時のワークエリア等として用いられるＳＤＲＡＭ（ＳｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＤｙｎａｍｉｃＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）により構成された第１メモリ３８と、主として撮影により得られたデジタル画像データを記憶するＶＲＡＭ（ＶｉｄｅｏＲＡＭ）により構成された第２メモリ４０と、を含んで構成されている。
【００３５】
更に、デジタルカメラ１０は、記録メディア４２をデジタルカメラ１０でアクセス可能とするためのメディアコントローラ４２を含んで構成されている。
【００３６】
以上の画像入力コントローラ２０、画像信号処理回路２２、圧縮・伸張処理回路２４、ビデオ／ＬＣＤエンコーダ２８、ＣＰＵ３２、ＡＦ検出回路３４、ＡＥ・ＡＷＢ検出回路３６、第１メモリ３８、第２メモリ４０及びメディアコントローラ４２は、各々システムバスＢＵＳを介して相互に接続されている。
【００３７】
従って、ＣＰＵ３２は、画像入力コントローラ２０、画像信号処理回路２２、圧縮・伸張処理回路２４、及びビデオ／ＬＣＤエンコーダ２８の各々の作動の制御と、ＡＦ検出回路３４及びＡＥ・ＡＷＢ検出回路３６により検出された物理量の取得と、第１メモリ３８、第２メモリ４０及び記録メディア４２へのアクセスと、を各々行うことができる。
【００３８】
更に、ＣＰＵ３２はモータ駆動部５０の入力端に接続され、モータ駆動部５０の出力端は光学ユニット１３に備えられた焦点調整モータ、ズームモータ及び絞り駆動モータに接続されている。
【００３９】
本実施の形態に係る光学ユニット１３に含まれるレンズ１２は複数枚のレンズを有し、焦点距離の変更（変倍）が可能なズームレンズとして構成されており、図示しないレンズ駆動機構を備えている。このレンズ駆動機構に上記焦点調整モータ、ズームモータ及び絞り駆動モータは含まれるものであり、焦点調整モータ、ズームモータ及び絞り駆動モータは各々ＣＰＵ３２の制御下でモータ駆動部５０から供給された駆動信号によって駆動される。
【００４０】
ＣＰＵ３２は、光学ズーム倍率を変更する際にはズームモータを駆動制御して光学ユニット１３に含まれるレンズの焦点距離を変化させる。
【００４１】
また、ＣＰＵ３２は、ＣＣＤ１４による撮像によって得られた画像のコントラスト値が最大となるように上記焦点調整モータを駆動制御することによって合焦制御を行う。すなわち、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０では、合焦制御として、読み取られた画像のコントラストが最大となるようにレンズの位置を設定する、所謂ＴＴＬ（ＴｈｒｏｕｇｈＴｈｅＬｅｎｓ）方式を採用している。
【００４２】
更に、前述のレリーズボタン６０、モード切替スイッチ６２、十字カーソルボタン６４、及び電源スイッチ６６の各種ボタン類及びスイッチ類（図２では、「操作部５２」と総称。）はＣＰＵ３２に接続されており、ＣＰＵ３２は、これらのボタン類及びスイッチ類に対する操作状態を常時把握できる。
【００４３】
また、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０には、電源回路５４と電池５６が備えられており、電源回路５４は、ＣＰＵ３２による制御の下に、電池５６から出力された電力に基づいて適切な作動用の電力を生成して各部に供給する。なお、錯綜を回避するために、同図では、電源回路５４から電力が供給される各部への接続線の図示を省略している。
【００４４】
また、デジタルカメラ１０には、主としてＣＣＤ１４を駆動させるためのタイミング信号を生成してＣＣＤ１４に供給するタイミングジェネレータ４８が設けられており、当該タイミングジェネレータ４８の入力端はＣＰＵ３２に、出力端はＣＣＤ１４に、各々接続されている。
【００４５】
図３に示されるように、ＣＣＤ１４は、行列状に配列されてＣＣＤ１４の受光面の各画素を構成すると共に、受光した光を電気信号に光電変換する複数個のフォトダイオード（本発明の受光素子に相当。）１４Ａを備えている。
【００４６】
また、ＣＣＤ１４には、複数の垂直転送路１４Ｂと、１つの水平転送路１４Ｃと、が備えられており、各フォトダイオード１４Ａに蓄積された電荷は、それぞれ対応する垂直転送路１４Ｂ（図３では、当該フォトダイオード１４Ａの右側に隣接した垂直転送路１４Ｂ）を矢印Ｘ方向に転送され、その後、水平転送路１４Ｃによって矢印Ｙ方向に転送される。
【００４７】
このＣＣＤ１４の駆動は、ＣＰＵ３２によりタイミングジェネレータ４８を介して制御されるようになっている。
【００４８】
ＣＰＵ３２は、静止画像の撮影を行う際には、ＣＣＤ１４の全てのフォトダイオード１４Ａにより蓄積された電荷を読み出すことのできるタイミング信号をタイミングジェネレータ４８に生成させ、ＣＣＤ１４に供給させる。これにより、静止画像の撮影の際には、ＣＣＤ１４の解像度（最大解像度）に等しい解像度のデジタル画像データを得ることができる。
【００４９】
また、ＣＰＵ３２は、動画像の撮影を行う際には、後述する間引き撮影処理プログラムが実行され、所定数ｎ（ｎは自然数）の行につき１行に配列されたフォトダイオード１４Ａに蓄積された電荷のみを読み出すことのできるタイミング信号をタイミングジェネレータ４８に生成させ、ＣＣＤ１４に供給させる。これにより、動画像の撮影の際には、ＣＣＤ１４の解像度の１／ｎの解像度となるデジタル画像データが得られることになるが、これによって滑らかに再生することのできるフレームレートを達成するようにしている。
【００５０】
このような、動画像の撮影時における動作モードを本明細書では「１／ｎ間引きモード」と称しており、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０では、動画像の撮影を行う際には、後述する間引き撮影処理によって自動的に１／ｎ間引きモードで撮影を行うように構成されているものとして説明する。
【００５１】
以下に、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０の作用を説明する。まず、静止画像撮影モードが設定されている場合のデジタルカメラ１０の撮影時の動作を簡単に説明する。
【００５２】
光学ユニット１３を介した撮像によってＣＣＤ１４から出力された被写体像を示す信号は順次ＣＤＳ１６に入力されて相関二重サンプリング処理が施された後にＡＤＣ１８に入力され、ＡＤＣ１８は、ＣＤＳ１６から入力されたＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の信号を各々１２ビットのＲ、Ｇ、Ｂ信号（デジタル画像データ）に変換して画像入力コントローラ２０に出力する。
【００５３】
画像入力コントローラ２０は内蔵しているラインバッファにＡＤＣ１８から順次入力されるデジタル画像データを蓄積して一旦第２メモリ４０の所定領域に格納する。
【００５４】
第２メモリ４０の所定領域に格納されたデジタル画像データは、ＣＰＵ３２による制御下で画像信号処理回路２２によって読み出され、これらにＡＥ・ＡＷＢ検出回路３６により検出された物理量（測光データ）に応じたデジタルゲインをかけることでホワイトバランス調整を行うと共に、ガンマ処理及びシャープネス処理を行なって８ビットのデジタル画像データを生成し、更にＹＣ信号処理を施して輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂ（以下、「ＹＣ信号」という。）を生成し、ＹＣ信号を第２メモリ４０の上記所定領域とは異なる領域に格納する。
【００５５】
なお、ＬＣＤ３０は、ＣＣＤ１４による連続的な撮像によって得られた動画像（スルー画像）を表示してファインダとして使用することができるものとして構成されているが、このようにＬＣＤ３０をファインダとして使用する場合には、生成したＹＣ信号を、ビデオ／ＬＣＤエンコーダ２８を介して順次ＬＣＤ３０に出力する。これによってＬＣＤ３０にスルー画像が表示されることになる。
【００５６】
ここで、レリーズボタン６０がユーザによって全押し状態とされたときには、その時点で第２メモリ４０に格納されているＹＣ信号を、圧縮・伸張処理回路２４によって所定の圧縮形式（本実施の形態では、ＪＰＥＧ形式）で圧縮した後にメディアコントローラ４２を介して記録メディア４２に記録する。
【００５７】
次に、動画像撮影モードが設定されている場合のデジタルカメラ１０の撮影時の動作について、図４を参照しつつ詳細に説明する。なお、図４は、モード切り替えスイッチ６２によりデジタルカメラ１０の動作モードが動画像撮影モードに設定されており、かつレリーズボタン６０が全押し状態とされたときにＣＰＵ３２において実行される間引き撮影処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【００５８】
まず、ステップ１００では、前述したように、所定数ｎ（ｎは自然数）の行につき１行に配列されたフォトダイオード１４Ａに蓄積された電荷のみを読み出すことのできるタイミング信号を生成し、ＣＣＤ１４に供給する動作を開始することを指示する指示信号をタイミングジェネレータ４８に出力することにより、１／ｎ間引きモードによる撮影を開始する。なお、上記所定数ｎを、本実施の形態では「３」とする。
【００５９】
ここで、本実施の形態のタイミングジェネレータ４８では、上記タイミング信号を、時系列で連続する所定枚数（本実施の形態では、所定数ｎと同一である「３枚」とする。）の画像フレームではそれぞれ互いに異なる行に配列されたフォトダイオード１４Ａに蓄積された電荷を読み出すように生成する。
【００６０】
これにより、ＣＣＤ１４からは、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に時系列順で模式的に示されるように、ＣＣＤ１４を構成する全フォトダイオード１４Ａの１／ｎ（本実施の形態では１／３）のフォトダイオード１４Ａ（図５で斜線塗りつぶしで示す行のフォトダイオード１４Ａ）に蓄積された電荷のみが読み出され、かつ時系列で連続する所定枚数（本実施の形態では３枚）の画像フレームではそれぞれ互いに異なる行に配列されたフォトダイオード１４Ａに蓄積された電荷が読み出されることになる。
【００６１】
すなわち、図５に示すように、時系列で連続する３枚の画像フレームのうち、例えば１枚目の画像フレームのデジタル画像データが図５（Ａ）に斜線塗りつぶしで示す行に配列されたフォトダイオード１４Ａに蓄積された電荷から作成されたとすると、２枚目の画像フレームのデジタル画像データは、図５（Ｂ）に示すように、１枚目の画像フレームのデジタル画像データの作成において用いられたフォトダイオード１４Ａが配列された行とは異なる行に配列されたフォトダイオード１４Ａに蓄積された電荷から作成される。さらに、３枚目の画像フレームのデジタル画像データは、図５（Ｃ）に示すように、１枚目及び２枚目の画像フレームの各デジタル画像データの作成において用いられたフォトダイオード１４Ａが配列された行とは異なる行に配列されたフォトダイオード１４Ａに蓄積された電荷から作成される。なお、４枚目以降の画像フレームのデジタル画像データは、３枚毎に、以上の１枚目〜３枚目の画像フレームにおけるデジタル画像データの作成と同様に時系列で作成されることになる。
【００６２】
次のステップ１０２（図４参照）では、上記のようにして作成された画像フレームのデジタル画像データを、メディアコントローラ４２を介して記録メディア４２に記録し、その後にステップ１０４に移行して、レリーズボタン６０が再び押下されたか否かを判定する。当該判定が否定判定である場合はステップ１０２に戻り、再び画像フレームのデジタル画像データの記録を行なう。
【００６３】
一方、ステップ１０４で肯定判定となった場合は、動画像撮影の終了の指示が入力されたものとしてステップ１０６に移行し、タイミングジェネレータ４８に、ＣＣＤ１４を通常の動作状態で駆動させるタイミング信号を生成する指示信号を入力することにより上記ステップ１００で開始した１／ｎ間引きモードによる撮影を終了して、その後に本間引き撮影処理プログラムを終了する。
【００６４】
なお、図４に示すフローチャートにおいて、ステップ１０２における画像フレームのデジタル画像データの記録は、画像フレーム単位で記録するものとしてもよいし、取得する動画像の所定時間（例えば、０．１秒、０．５秒など）分を構成する複数の画像フレームをまとめて記録するものとしてもよい。
【００６５】
また、ステップ１０２の処理では、記録する各画像フレームをＣＣＤ１４のどの行に配列されたフォトダイオード１４Ａに蓄積された電荷を用いて作成したかを示す情報（以下、「読取情報」という。）も記録メディア４２に記録する。
【００６６】
このようにして間引き撮影処理プログラムによって取得された動画像の複数枚の画像フレームのデジタル画像データから静止画像のデジタル画像データを生成することにより、高解像度の静止画像を得ることができる。
【００６７】
一方、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０では、再生モードが設定されているときにおいて動画像のデジタル画像データから静止画像のデジタル画像データを生成する機能を備えている。ユーザは、ＬＣＤ３０に再生される動画像を参照しながら、静止画像として記録したいシーンがあれば、当該シーンが表示されているタイミングでレリーズボタン６０を押下する。これにより、デジタルカメラ１０では、静止画像生成処理プログラムが実行される。
【００６８】
図６は、当該静止画像生成処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、以下、同図を参照して、本実施の形態に係る静止画像生成処理について説明する。
【００６９】
まず、ステップ１２０では、動画像の再生を停止し、次のステップ１２２では、再生が停止された時点でＬＣＤ３０の表示領域に表示されていた画像フレームを含む連続した３枚の画像フレームのデジタル画像データ、及び当該３枚の画像フレームの読取情報を記録メディア４２から読み出す。
【００７０】
すなわち、高解像度の静止画像のデジタル画像データを生成するために、ＣＣＤ１４のそれぞれ互いに異なる行に配列されたフォトダイオード１４Ａを用いて作成された時系列で連続する３枚の画像フレームのデジタル画像データを読み出す。これにより、ＣＣＤ１４に配列された全てのフォトダイオード１４Ａにより取得された画素データが揃う。
【００７１】
なお、本実施の形態では、ステップ１２２において読み出す画像フレームのデジタル画像データ及び読取情報は、再生が停止された時点で表示されていた画像フレーム及び当該画像フレームに続く２枚の画像フレームについてのものとする。
【００７２】
次のステップ１２４では、読み出した３枚の画像フレームのデジタル画像データを読取情報に基づき１枚の画像のデジタル画像データとなるように合成して静止画像のデジタル画像データを生成し、その後に、ステップ１２６に移行して、生成したデジタル画像データにより示される静止画像をＬＣＤ３０の表示領域に表示する。
【００７３】
すなわち、読み出した３枚の画像フレームをＡ、Ｂ及びＣとすると（ここでは、Ａ〜Ｃの画像フレームは、それぞれ図５（Ａ）〜（Ｃ）に斜線塗りつぶしで示すフォトダイオード１４Ａに蓄積された電荷から作成されたものとする。）、Ａ〜Ｃの３枚の画像フレームは、図７に示すように合成されて、ＬＣＤ３０の表示領域に表示される。
【００７４】
これにより、ユーザは、ＬＣＤ３０の表示領域に表示された静止画像を見て確認し、当該静止画像を記録メディア４２に記録する場合は記録の指示を、記録しない場合はキャンセルの指示を、それぞれ入力する。
【００７５】
このため、ステップ１２８に移行して、当該静止画像の記録の指示が入力されたか否かを判定する。当該判定が肯定判定である場合は、ステップ１３２に移行し、生成した静止画像を示すデジタル画像データを記録メディア４２に記録して、その後に本静止画像生成処理プログラムを終了する。
【００７６】
一方、ステップ１２８で否定判定となった場合は、ステップ１３０に移行し、キャンセルの指示が入力されたか否かを判定する。当該判定が否定判定である場合は、記録指示又はキャンセル指示の何れも入力されていないものと見なし、ステップ１２８に戻る。
【００７７】
一方、ステップ１３０で肯定判定となった場合は、静止画像のデジタル画像データの生成がキャンセルされたものとして、ステップ１３２の処理を実行することなく、本静止画像生成処理プログラムを終了する。
【００７８】
以上詳細に説明したように、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０は、行列状に配列されると共に被写体からの光を受光して光電変換する複数個のフォトダイオード１４Ａを含んで構成されたＣＣＤ１４を備え、複数個のフォトダイオード１４Ａのうち、所定数ｎ（ｎは自然数）の行につき１行に配列されたフォトダイオード１４Ａに蓄積された電荷のみを読み出す１／ｎ間引きモードで被写体像を示す複数枚の画像フレームにより構成された動画像を示すデジタル画像データを取得する際に、時系列で連続する所定枚数の画像フレームではそれぞれ互いに異なる行又は列に配列されたフォトダイオード１４Ａに蓄積された電荷を読み出すようにＣＣＤ１４を制御しているので、高解像度の静止画像のデジタル画像データを生成可能な動画像のデジタル画像データを取得できる。
【００７９】
また、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０は、それぞれ互いに異なるフォトダイオード１４Ａに蓄積された電荷に基づくデジタル画像データが含まれる、時系列で連続する所定枚数の画像フレームのデジタル画像データを用いて静止画像のデジタル画像データ（静止画像情報）を生成するので、全フォトダイオード１４Ａの１／ｎ以上のフォトダイオード１４Ａに蓄積された電荷に基づくデジタル画像データが反映された静止画像のデジタル画像データが得られ、撮影によって得られた動画像より高解像度の静止画像を示すデジタル画像データを得ることができる。
【００８０】
さらに、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０は、時系列で連続するｎ枚の画像フレームのデジタル画像データに基づいて静止画像を生成するので、ＣＣＤ１４の解像度に等しい高解像度の静止画像のデジタル画像データを得ることができ、より高解像度の静止画像のデジタル画像データを生成可能な動画像のデジタル画像データを取得できる。
【００８１】
なお、本実施の形態では、動画像から静止画像を生成する際に用いる、連続する複数の画像フレームは、動画像の再生が停止された時点でＬＣＤ３０の表示領域に表示されていた画像フレームと当該画像フレームに続く画像フレームとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、動画像の再生が停止された時点でＬＣＤ３０の表示領域に表示されていた画像フレームと、その前後の画像フレームとしてもよい。
【００８２】
また、本実施の形態では、説明の錯綜を回避するために、間引き撮影はＣＣＤ１４を構成する全フォトダイオード１４Ａの１／３のフォトダイオード１４Ａに蓄積された電荷のみを読み出して行なわれる形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＣＣＤ１４を構成する全フォトダイオード１４Ａの１／ｎ（ｎは自然数）のフォトダイオード１４Ａに蓄積された電荷のみを読み出して行なわれるものであればよい。
【００８３】
さらに、本実施の形態では、間引き撮影において、所定数ｎ（ｎは自然数）の行につき１行に配列されたフォトダイオード１４Ａに蓄積された電荷のみを読み出す形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、所定数ｎの列につき１列に配列されたフォトダイオード１４Ａに蓄積された電荷のみを読み出す形態としてもよい。
【００８４】
また、間引き撮影において、連続する所定数ｎの画像フレームではそれぞれ互いに異なる行に配列されたフォトダイオード１４Ａに蓄積された電荷が読み出される形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００８５】
例えば、間引き撮影は、画像フレームを作成する際に用いるフォトダイオードを１／８に間引いて、連続する６つの画像フレームをそれぞれ異なるフォトダイオード１４Ａに蓄積された電荷のみを用いて作成することも考えられる。この場合、動画像から静止画像を生成する際には、連続する６つの画像フレームに基づいて画像情報が合成され、通常の３／４のフォトダイオード１４Ａに基づく画像情報が揃う。
【００８６】
また、上記各実施の形態で説明したフローチャート（図４及び図６参照）の処理の流れは一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
【００８７】
さらに、上記各実施の形態に係るデジタルカメラ１０の構成（図１及び図２参照）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るデジタルカメラ及び画像情報取得方法によれば、行列状に配列されると共に被写体からの光を受光して光電変換する複数個の受光素子を含んで構成された固体撮像素子を備え、前記複数個の受光素子のうち、所定数ｎ（ｎは自然数）の行につき１行に配列された受光素子に蓄積された電荷のみを読み出すか、又は所定数ｎの列につき１列に配列された受光素子に蓄積された電荷のみを読み出す１／ｎ間引きモードで被写体像を示す複数枚の画像フレームにより構成された動画像を示す画像情報を取得する際に、時系列で連続する所定枚数の画像フレームではそれぞれ互いに異なる行又は列に配列された受光素子に蓄積された電荷を読み出すように前記固体撮像素子を制御しているので、高解像度の静止画像の画像情報を生成可能な動画像の画像情報を取得できる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係るデジタルカメラの外観図である。
【図２】実施の形態に係るデジタルカメラの電気的な構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態に係るＣＣＤの構成を模式的に示す概略図である。
【図４】実施の形態に係る間引き撮影処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】１／ｎ間引き撮影により取得された連続する画像フレームの各デジタル画像データがＣＣＤのどの行のフォトダイオードに蓄積された電荷に基づくものであるかを模式的に示す説明図である。
【図６】実施の形態に係る静止画像生成処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】実施の形態に係る静止画像の合成方法を説明する模式図である。
【符号の説明】
１０デジタルカメラ
１４ＣＣＤ（撮像素子）
１４Ａフォトダイオード（受光素子）
３２ＣＰＵ（制御手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a digital camera that acquires image information indicating a subject image using a solid-state imaging device and an image information acquisition method of the digital camera.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, demand for digital cameras has increased rapidly with the increase in resolution of imaging elements such as CCD (Charge Coupled Device) area sensors and CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensors.
[0003]
By the way, this type of digital camera has been mainly equipped with a still image shooting function, but the demand for moving image shooting has increased, and models with a moving image shooting function are also available. It has become.
[0004]
In addition, even when a still image is taken, a moving image (hereinafter, referred to as a moving image) is displayed by continuously displaying images acquired in time series by an imaging device on a display device such as an LCD (liquid crystal display) provided in the digital camera. Many models have a function of displaying as “through image”) and using it as a viewfinder.
[0005]
However, if a moving image is captured or a through image is displayed using the same number of pixels as that of a still image, the moving image cannot be captured in time, and the number of image frames (frame rate) per unit time decreases.
[0006]
Therefore, conventionally, in a camera system using a CCD imager and a camera system using the same as an imaging device in order to increase a frame rate when displaying a through image in a camera using a multi-pixel imaging device, a predetermined number n (in the vertical direction of each pixel) There has been a technique in which a signal pulse is read out by applying a readout pulse at a rate of one row per row (where n is a natural number) and operated in a thinning mode that thins out to 1 / n (see, for example, Patent Document 1). .
[0007]
On the other hand, when a digital camera having a moving image shooting function is further spread and generalized, there is an increasing demand for recording one scene in a moving image as a still image by generating a still image from the moving image. Expected to come. Therefore, in order to meet this requirement while increasing the frame rate at the time of moving image shooting, a technique for generating and recording still image information from moving image image information acquired in the 1 / n thinning mode is also required. It is expected to be.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2001-186418 A
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to this technique, image information whose resolution is 1 / n of the resolution of the image sensor is acquired, so that a still image generated from a moving image can be obtained even if the resolution is sufficient as a moving image. There is a problem that the resolution of is lower than the resolution of a still image obtained by shooting a normal still image.
[0010]
The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a digital camera and an image information acquisition method capable of acquiring image information of a moving image capable of generating image information of a high-resolution still image. And
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a digital camera according to claim 1 includes a solid-state imaging device that is arranged in a matrix and includes a plurality of light receiving elements that receive light from a subject and perform photoelectric conversion. Of the plurality of light receiving elements, only the charges accumulated in the light receiving elements arranged in one row per predetermined number n (n is a natural number) are read, or arranged in one column for the predetermined number n columns. When acquiring image information indicating a moving image composed of a plurality of image frames indicating a subject image in 1 / n thinning mode for reading out only the electric charge accumulated in the received light receiving element, a predetermined number of time series The image frame includes control means for controlling the solid-state imaging element so as to read out the electric charges accumulated in the light receiving elements arranged in different rows or columns.
[0012]
According to the digital camera of claim 1, an image showing a subject image by a solid-state imaging device that is arranged in a matrix and includes a plurality of light receiving elements that receive and photoelectrically convert light from the subject. Information is acquired.
[0013]
As the solid-state imaging device, a CCD area sensor, a CMOS image sensor, or the like can be applied.
[0014]
Here, in the present invention, among the plurality of light receiving elements, only the charges accumulated in the light receiving elements arranged in one row per predetermined number n (n is a natural number) are read, or the predetermined number n When acquiring image information indicating a moving image composed of a plurality of image frames indicating a subject image in a 1 / n thinning mode that reads out only the electric charges accumulated in the light receiving elements arranged in one row per row. The solid-state imaging device is controlled by the means so that the charges accumulated in the light receiving elements arranged in different rows or columns are read out in a predetermined number of image frames continuous in time series.
[0015]
That is, the image information indicating the moving image acquired in this way is in a state where the number of pixels is thinned out to 1 / n in units of individual image frames, but a predetermined number of images that are continuous in time series. Since the frame image information includes image information based on charges accumulated in different light receiving elements, the image information of the predetermined number of image frames is combined to obtain 1 / n of all the light receiving elements. Image information based on the electric charge accumulated in the light receiving element is obtained. Therefore, by generating image information of a still image based on image information of a predetermined number of consecutive image frames in the moving image, it is possible to obtain image information of a still image having a higher resolution than the moving image.
[0016]
As described above, according to the digital camera of the first aspect, the solid-state imaging device including the plurality of light receiving elements arranged in a matrix and receiving light from the subject and performing photoelectric conversion is provided. Of the plurality of light receiving elements, only the charges accumulated in the light receiving elements arranged in one row per predetermined number n (n is a natural number) are read, or arranged in one column for the predetermined number n columns. When acquiring image information indicating a moving image composed of a plurality of image frames indicating a subject image in 1 / n thinning mode for reading out only the electric charge accumulated in the received light receiving element, a predetermined number of time series In the image frame, the solid-state image sensor is controlled so as to read out the electric charges accumulated in the light receiving elements arranged in different rows or columns, so that the image information of the high-resolution still image can be generated. You can obtain image information of the image.
[0017]
By the way, as described above, it is possible to obtain still image information of a higher resolution than the moving image by generating image information of the still image based on the image information of the moving image acquired by the present invention. .
[0018]
Therefore, according to a second aspect of the present invention, in the digital camera according to the first aspect, a still image indicating a still image based on image information of the predetermined number of consecutive image frames acquired in the 1 / n thinning mode. Still image generating means for generating image information is further provided.
[0019]
According to the second aspect of the present invention, image information of a still image using image information of a predetermined number of consecutive image frames in time series including image information based on charges accumulated in different light receiving elements. Since (still image information) is generated, image information of a still image reflecting image information based on charges accumulated in 1 / n or more of the light receiving elements of all the light receiving elements is obtained.
[0020]
Thus, according to the digital camera of the second aspect, the same effect as that of the first aspect of the invention can be obtained, and image information indicating a still image having a higher resolution than the moving image obtained by photographing can be obtained. be able to.
[0021]
The predetermined number in the present invention is preferably the same as the predetermined number n as in the third aspect of the present invention.
[0022]
That is, in the present invention, the image information of n image frames that are continuous in time series includes image information based on charges accumulated in the light receiving elements in different rows or columns. That is, the image information of these n image frames includes image information based on the charges accumulated in all the light receiving elements. Therefore, by generating a still image based on image information of n image frames of the moving image, it is possible to obtain high-resolution still image information equal to the resolution of the solid-state imaging device. Thus, according to the present invention, it is possible to acquire image information of a moving image that can generate image information of a still image with higher resolution.
[0023]
On the other hand, in order to achieve the above object, the image information acquisition method according to claim 4 includes a plurality of light receiving elements arranged in a matrix and receiving and photoelectrically converting light from a subject. An image information acquisition method for a digital camera having a solid-state imaging device, wherein a predetermined number n (n is a natural number) of the plurality of light receiving devices are stored in a light receiving device arranged in one row. A moving image composed of a plurality of image frames showing a subject image in a 1 / n thinning mode that reads out only the charges or reads out only the charges accumulated in the light receiving elements arranged in one row for a predetermined number n of rows. When the image information indicating the image is acquired, the solid-state imaging device is controlled so as to read out the electric charges accumulated in the light receiving devices arranged in different rows or columns in a predetermined number of image frames continuous in time series. It is intended to.
[0024]
Therefore, according to the image information acquisition method of the fourth aspect, since the digital camera is caused to act similarly to the first aspect of the invention, the high-resolution still image is similar to the first aspect. The image information of the moving image that can generate the image information can be acquired.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0026]
First, an external configuration of the digital camera 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the front of the digital camera 10 is provided with a lens 12 for forming a subject image and a viewfinder 70 used for determining the composition of the subject to be photographed. Further, on the upper surface of the digital camera 10, a release button (so-called shutter) 60 that is pressed by a photographer when performing photographing and a power switch 66 are provided.
[0027]
Note that the release button 60 according to the present embodiment is in a state where the release button 60 is pressed down to an intermediate position (hereinafter referred to as “half-pressed state”) and a state where the release button 60 is pressed down to a final pressed position beyond the intermediate position (hereinafter, referred to as “lower pressed state”). It is configured to be able to detect a two-stage pressing operation of “fully pressed state”. In the digital camera 10 according to the present embodiment, when a still image is taken, the release button 60 is half-pressed to activate an AE (Automatic Exposure) function to expose the shutter (shutter). After the speed and aperture state are set, the AF (Auto Focus) function is activated and focus control is performed, and then exposure (photographing) is performed when the button is fully pressed.
[0028]
Further, in the digital camera 10 according to the present embodiment, when shooting a moving image, shooting starts at the timing when the release button 60 is fully pressed, and then the release button 60 is not pressed. The photographing is configured to stop at the timing when the state is fully pressed again after the return. When shooting a moving image, the AE function and the AF function are activated every predetermined time during the shooting period.
[0029]
On the other hand, on the back of the digital camera 10, a liquid crystal display (hereinafter referred to as “the eyepiece” of the finder 70 and a subject image, various menu screens, messages, etc. indicated by the digital image data obtained by photographing). 30), a still image shooting mode that is a mode for shooting still images, a moving image shooting mode that is a mode for shooting moving images, and a subject image indicated by digital image data obtained by the shooting. The mode selector switch 62 that is operated to set one of the playback modes, which is a mode for displaying (reproducing) the image on the LCD 30, and four arrows indicating the four directions of movement in the display area of the LCD 30 It is composed of a total of five keys including a key and a determination key located in the center of the four arrow keys. A cross cursor button 64, are provided.
[0030]
Next, the configuration of the electrical system of the digital camera 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0031]
As shown in the figure, the digital camera 10 includes an optical unit 13 including the lens 12 described above, a CCD 14 disposed behind the optical axis of the lens 12, and a correlated double sampling circuit (hereinafter “ CDS ”) 16 and an analog / digital converter (hereinafter referred to as“ ADC ”) 18 for converting the input analog signal into digital data, and the output terminal of the CCD 14 is the CDS 16. The output terminal of the CDS 16 is connected to the input terminal of the ADC 18.
[0032]
Here, the correlated double sampling processing by the CDS 16 is a feed included in the output signal for each pixel of the solid-state image sensor for the purpose of reducing noise (particularly thermal noise) included in the output signal of the solid-state image sensor. This is processing for obtaining accurate pixel data by taking the difference between the through component level and the pixel signal component level.
[0033]
On the other hand, the digital camera 10 has a line buffer having a predetermined capacity and an image input controller 20 that performs control for directly storing the input digital image data in a predetermined area of the second memory 40 described later, and the digital image data. The image signal processing circuit 22 that performs various image processing and the digital image data are compressed in a predetermined compression format, while the compressed digital image data is decompressed in a format corresponding to the compression format. The compression / decompression processing circuit 24 to be applied and a video signal indicating the image to be displayed on the LCD 30 while generating a signal for displaying on the LCD 30 an image or menu screen indicated by the digital image data (this embodiment) In this embodiment, an NTSC signal is generated and output to the video output terminal OUT. It is configured to include an encoder 28, a. Note that the input end of the image input controller 20 is connected to the output end of the ADC 18.
[0034]
In addition, the digital camera 10 includes a CPU (central processing unit) 32 that controls the operation of the entire digital camera 10 and physical quantities required to operate the AF function (in this embodiment, an image obtained by imaging with the CCD 14). Of the image obtained by imaging by the CCD 14 in the present embodiment, and an AF detection circuit 34 that detects the contrast value.), And an AE function and an AWB (Automatic White Balance) function. An AE / AWB detection circuit 36 that detects the amount (hereinafter referred to as “photometric data”), and an SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) used as a work area when the CPU 32 executes various processes. Configured A first memory 38 is configured to include a second memory 40 which is constituted by a VRAM (Video RAM) that stores digital image data obtained by mainly photographing a.
[0035]
Furthermore, the digital camera 10 includes a media controller 42 for making the recording medium 42 accessible by the digital camera 10.
[0036]
The image input controller 20, image signal processing circuit 22, compression / decompression processing circuit 24, video / LCD encoder 28, CPU 32, AF detection circuit 34, AE / AWB detection circuit 36, first memory 38, second memory 40, and the like. The media controllers 42 are connected to each other via the system bus BUS.
[0037]
Therefore, the CPU 32 controls the operations of the image input controller 20, the image signal processing circuit 22, the compression / decompression processing circuit 24, and the video / LCD encoder 28, and detects them by the AF detection circuit 34 and the AE / AWB detection circuit 36. The obtained physical quantity and the access to the first memory 38, the second memory 40, and the recording medium 42 can be respectively performed.
[0038]
Further, the CPU 32 is connected to an input end of the motor drive unit 50, and an output end of the motor drive unit 50 is connected to a focus adjustment motor, a zoom motor, and an aperture drive motor provided in the optical unit 13.
[0039]
The lens 12 included in the optical unit 13 according to the present embodiment has a plurality of lenses, and is configured as a zoom lens that can change (magnify) the focal length, and includes a lens driving mechanism (not shown). Yes. The lens drive mechanism includes the focus adjustment motor, the zoom motor, and the aperture drive motor. The focus adjustment motor, the zoom motor, and the aperture drive motor are each supplied with a drive signal supplied from the motor drive unit 50 under the control of the CPU 32. Driven by.
[0040]
When changing the optical zoom magnification, the CPU 32 controls the zoom motor to change the focal length of the lens included in the optical unit 13.
[0041]
Further, the CPU 32 performs focusing control by driving and controlling the focus adjustment motor so that the contrast value of the image obtained by imaging by the CCD 14 is maximized. That is, the digital camera 10 according to the present embodiment employs a so-called TTL (Through The Lens) system in which the lens position is set so that the contrast of the read image is maximized as the focus control. .
[0042]
Further, the various buttons and switches (generally referred to as “operation unit 52” in FIG. 2) of the release button 60, the mode switch 62, the cross cursor button 64, and the power switch 66 are connected to the CPU 32. The CPU 32 can always grasp the operation state of these buttons and switches.
[0043]
The digital camera 10 according to the present embodiment is provided with a power supply circuit 54 and a battery 56, and the power supply circuit 54 is appropriate based on the power output from the battery 56 under the control of the CPU 32. Electric power for operation is generated and supplied to each part. In addition, in order to avoid complication, in the same figure, illustration of the connection line to each part to which electric power is supplied from the power supply circuit 54 is abbreviate | omitted.
[0044]
The digital camera 10 is provided with a timing generator 48 that mainly generates a timing signal for driving the CCD 14 and supplies the timing signal to the CCD 14. The input end of the timing generator 48 is connected to the CPU 32 and the output end is connected to the CCD 14. , Each connected.
[0045]
As shown in FIG. 3, the CCD 14 is arranged in a matrix to form each pixel on the light receiving surface of the CCD 14, and a plurality of photodiodes (photodetecting elements of the present invention) that photoelectrically convert received light into electric signals. 14A).
[0046]
The CCD 14 is provided with a plurality of vertical transfer paths 14B and one horizontal transfer path 14C, and the charges accumulated in the photodiodes 14A are respectively corresponding to the corresponding vertical transfer paths 14B (in FIG. 3). The vertical transfer path 14B) adjacent to the right side of the photodiode 14A is transferred in the arrow X direction, and then transferred in the arrow Y direction by the horizontal transfer path 14C.
[0047]
The driving of the CCD 14 is controlled by the CPU 32 via the timing generator 48.
[0048]
When capturing a still image, the CPU 32 causes the timing generator 48 to generate a timing signal that can read out the charges accumulated by all the photodiodes 14 </ b> A of the CCD 14 and supply the timing signal to the CCD 14. Thereby, when photographing a still image, digital image data having a resolution equal to the resolution (maximum resolution) of the CCD 14 can be obtained.
[0049]
Further, when shooting a moving image, the CPU 32 executes a thinning shooting processing program to be described later, and charges accumulated in the photodiodes 14A arranged in one row per predetermined number n (n is a natural number). The timing generator 48 generates a timing signal from which only the signal can be read out and supplies it to the CCD 14. As a result, when shooting a moving image, digital image data having a resolution of 1 / n of the resolution of the CCD 14 can be obtained. By this, a frame rate that can be smoothly reproduced is achieved. ing.
[0050]
Such an operation mode at the time of capturing a moving image is referred to as “1 / n thinning mode” in the present specification. When the digital camera 10 according to the present embodiment captures a moving image, In the following description, it is assumed that photographing is automatically performed in 1 / n thinning mode by thinning photographing processing described later.
[0051]
Hereinafter, the operation of the digital camera 10 according to the present embodiment will be described. First, the operation at the time of shooting of the digital camera 10 when the still image shooting mode is set will be briefly described.
[0052]
A signal indicating the subject image output from the CCD 14 by imaging through the optical unit 13 is sequentially input to the CDS 16 and subjected to correlated double sampling processing, and then input to the ADC 18. The ADC 18 receives R ( The red, G (green), and B (blue) signals are converted into 12-bit R, G, and B signals (digital image data) and output to the image input controller 20.
[0053]
The image input controller 20 accumulates digital image data sequentially input from the ADC 18 in a built-in line buffer and temporarily stores it in a predetermined area of the second memory 40.
[0054]
The digital image data stored in the predetermined area of the second memory 40 is read out by the image signal processing circuit 22 under the control of the CPU 32, and in response to the physical quantity (photometric data) detected by the AE / AWB detection circuit 36. The white balance is adjusted by applying the digital gain, gamma processing and sharpness processing are performed to generate 8-bit digital image data, and further YC signal processing is performed to obtain the luminance signal Y and the chroma signals Cr and Cb (hereinafter referred to as “black signal”). , “YC signal”), and the YC signal is stored in an area different from the predetermined area of the second memory 40.
[0055]
Note that the LCD 30 is configured to display a moving image (through image) obtained by continuous imaging by the CCD 14 and can be used as a finder. However, when the LCD 30 is used as a finder in this way, The generated YC signal is sequentially output to the LCD 30 via the video / LCD encoder 28. As a result, a through image is displayed on the LCD 30.
[0056]
Here, when the release button 60 is fully pressed by the user, the YC signal stored in the second memory 40 at that time is converted by the compression / expansion processing circuit 24 into a predetermined compression format (in this embodiment). , JPEG format) and then recorded on the recording medium 42 via the media controller 42.
[0057]
Next, the operation at the time of shooting of the digital camera 10 when the moving image shooting mode is set will be described in detail with reference to FIG. FIG. 4 shows a thinning shooting processing program executed by the CPU 32 when the operation mode of the digital camera 10 is set to the moving image shooting mode by the mode switch 62 and the release button 60 is fully pressed. It is a flowchart which shows the flow of a process of.
[0058]
First, in step 100, as described above, a timing signal that can read out only the charges accumulated in the photodiodes 14A arranged in one row per predetermined number n (n is a natural number) is generated, and the CCD 14 receives the timing signal. By outputting an instruction signal instructing to start the supplying operation to the timing generator 48, imaging in the 1 / n thinning mode is started. The predetermined number n is “3” in the present embodiment.
[0059]
Here, in the timing generator 48 of the present embodiment, the timing signal is a predetermined number of image frames that are continuous in time series (in this embodiment, “3 frames”, which is the same as the predetermined number n). Then, the charges are generated so as to read out the charges accumulated in the photodiodes 14A arranged in different rows.
[0060]
Thereby, from the CCD 14, as schematically shown in time-series order in FIGS. 5A to 5C, 1 / n (1 in this embodiment) of all the photodiodes 14A constituting the CCD 14. / 3) of the photodiodes 14A (the photodiodes 14A in the rows indicated by hatching in FIG. 5) are read out, and a predetermined number (three in this embodiment) of time series is read out. In the image frame, charges accumulated in the photodiodes 14A arranged in different rows are read out.
[0061]
That is, as shown in FIG. 5, among the three image frames that are continuous in time series, for example, the digital image data of the first image frame is arranged in a row indicated by hatching in FIG. Assuming that it is created from the charge accumulated in the diode 14A, the digital image data of the second image frame is used in creating the digital image data of the first image frame as shown in FIG. 5B. It is created from the charges accumulated in the photodiodes 14A arranged in a row different from the row in which the photodiodes 14A are arranged. Further, as shown in FIG. 5C, the digital image data of the third image frame includes an array of photodiodes 14A used in the creation of the digital image data of the first and second image frames. It is created from the electric charges accumulated in the photodiodes 14A arranged in a different row from the formed row. Note that the digital image data of the fourth and subsequent image frames is created in chronological order in the same manner as the creation of the digital image data in the first to third image frames. .
[0062]
In the next step 102 (see FIG. 4), the digital image data of the image frame created as described above is recorded on the recording medium 42 via the media controller 42, and then the process proceeds to step 104, where the release is performed. It is determined whether or not the button 60 has been pressed again. If the determination is negative, the process returns to step 102 and digital image data of the image frame is recorded again.
[0063]
On the other hand, if the determination in step 104 is affirmative, the process proceeds to step 106 on the assumption that an instruction to end moving image shooting has been input, and the timing generator 48 generates a timing signal for driving the CCD 14 in a normal operation state. When the instruction signal is input, the photographing in the 1 / n thinning mode started in step 100 is finished, and then the thinning photographing processing program is finished.
[0064]
In the flowchart shown in FIG. 4, the recording of the digital image data of the image frame in step 102 may be performed in units of image frames, or a predetermined time (for example, 0.1 second, 0) of the moving image to be acquired. A plurality of image frames constituting a minute may be recorded together.
[0065]
In the process of step 102, information (hereinafter referred to as “reading information”) indicating that each image frame to be recorded is created using charges accumulated in the photodiodes 14A arranged in which row of the CCD 14 is also obtained. Recording is performed on the recording medium 42.
[0066]
A high-resolution still image can be obtained by generating digital image data of a still image from digital image data of a plurality of image frames of a moving image acquired by the thinning shooting processing program in this way.
[0067]
On the other hand, the digital camera 10 according to the present embodiment has a function of generating digital image data of a still image from digital image data of a moving image when the playback mode is set. If there is a scene to be recorded as a still image while referring to the moving image reproduced on the LCD 30, the user presses the release button 60 at the timing when the scene is displayed. Thereby, in the digital camera 10, the still image generation processing program is executed.
[0068]
FIG. 6 is a flowchart showing a flow of processing of the still image generation processing program. Hereinafter, still image generation processing according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0069]
First, in step 120, the reproduction of the moving image is stopped, and in the next step 122, a digital image of three consecutive image frames including the image frame displayed in the display area of the LCD 30 at the time when the reproduction is stopped. Data and read information of the three image frames are read from the recording medium 42.
[0070]
That is, in order to generate digital image data of a high-resolution still image, digital image data of three consecutive image frames generated in time series using the photodiodes 14A arranged in different rows of the CCD 14 respectively. Is read. Thereby, the pixel data acquired by all the photodiodes 14A arranged in the CCD 14 are prepared.
[0071]
In this embodiment, the digital image data and read information of the image frame read in step 122 are for the image frame that was displayed when playback was stopped and the two image frames that follow the image frame. And
[0072]
In the next step 124, the digital image data of the three image frames that have been read out are combined to become digital image data of one image based on the read information to generate digital image data of a still image, and then Proceeding to step 126, the still image indicated by the generated digital image data is displayed in the display area of the LCD 30.
[0073]
That is, assuming that the three read image frames are A, B, and C (here, the image frames A to C are accumulated in the photodiode 14A indicated by hatching in FIGS. 5A to 5C, respectively). The three image frames A to C are combined as shown in FIG. 7 and displayed in the display area of the LCD 30.
[0074]
As a result, the user views and confirms the still image displayed in the display area of the LCD 30, and inputs a recording instruction when the still image is recorded on the recording medium 42, and a cancel instruction when the recording is not performed. To do.
[0075]
Therefore, the process proceeds to step 128 to determine whether or not an instruction to record the still image has been input. If the determination is affirmative, the process proceeds to step 132 where digital image data indicating the generated still image is recorded on the recording medium 42, and then the still image generation processing program is terminated.
[0076]
On the other hand, if a negative determination is made in step 128, the process proceeds to step 130 to determine whether or not a cancel instruction has been input. If the determination is negative, it is assumed that neither a recording instruction nor a cancellation instruction has been input, and the process returns to step 128.
[0077]
On the other hand, if the determination in step 130 is affirmative, it is determined that the generation of the digital image data of the still image has been canceled, and the still image generation processing program is terminated without executing the processing of step 132.
[0078]
As described above in detail, the digital camera 10 according to the present embodiment includes a plurality of photodiodes 14A that are arranged in a matrix and that receive and photoelectrically convert light from a subject. The subject image is displayed in a 1 / n thinning mode in which only the charges accumulated in the photodiodes 14A arranged in one row per a predetermined number n (n is a natural number) among the plurality of photodiodes 14A are read. When acquiring digital image data representing a moving image composed of a plurality of image frames, a predetermined number of image frames that are continuous in time series are accumulated in photodiodes 14A arranged in different rows or columns. Since the CCD 14 is controlled so as to read out electric charges, a moving image capable of generating digital image data of a high-resolution still image You can obtain the digital image data.
[0079]
Also, the digital camera 10 according to the present embodiment uses digital image data of a predetermined number of consecutive image frames in time series, including digital image data based on charges accumulated in different photodiodes 14A. Since still image digital image data (still image information) is generated, the still image digital image data reflecting the digital image data based on the charges accumulated in the photodiodes 14A of 1 / n or more of all the photodiodes 14A is generated. It is possible to obtain digital image data indicating a still image having a higher resolution than a moving image obtained by photographing.
[0080]
Furthermore, since the digital camera 10 according to the present embodiment generates a still image based on digital image data of n image frames that are continuous in time series, a digital image of a high-resolution still image that is equal to the resolution of the CCD 14. Data can be obtained, and digital image data of moving images that can generate digital image data of still images with higher resolution can be acquired.
[0081]
In the present embodiment, a plurality of consecutive image frames used when generating a still image from a moving image are the image frames displayed in the display area of the LCD 30 when the reproduction of the moving image is stopped. Although described as an image frame subsequent to the image frame, the present invention is not limited to this, and the image frame displayed in the display area of the LCD 30 when the playback of the moving image is stopped, It may be an image frame.
[0082]
In the present embodiment, in order to avoid complication of explanation, the thinning photographing is performed by reading out only the charges accumulated in one-third photodiodes 14A of all the photodiodes 14A constituting the CCD 14. However, the present invention is not limited to this, and may be performed by reading out only the charges accumulated in 1 / n (n is a natural number) of photodiodes 14A of all photodiodes 14A constituting CCD 14. That's fine.
[0083]
Further, in the present embodiment, in thinning-out photography, a mode has been described in which only charges accumulated in the photodiodes 14A arranged in one row per predetermined number n (n is a natural number) are read. However, the present invention is not limited to this, and only a charge stored in the photodiodes 14A arranged in one column per predetermined number n may be read.
[0084]
Further, in the thinning shooting, the description has been given of the mode in which the charges accumulated in the photodiodes 14A arranged in different rows are read in a predetermined number n of consecutive image frames, but the present invention is not limited to this. Absent.
[0085]
For example, in thinning-out photography, the number of photodiodes used when creating an image frame is thinned to 1/8, and six consecutive image frames are created using only the charges accumulated in different photodiodes 14A. It is done. In this case, when a still image is generated from a moving image, image information is synthesized based on six consecutive image frames, and image information based on a normal 3/4 photodiode 14A is prepared.
[0086]
Moreover, it is needless to say that the processing flow of the flowcharts described in the above embodiments (see FIGS. 4 and 6) is an example, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
[0087]
Furthermore, the configuration (see FIGS. 1 and 2) of the digital camera 10 according to each of the above embodiments is also an example, and it is needless to say that the configuration can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
[0088]
【The invention's effect】
As described above, according to the digital camera and the image information acquisition method according to the present invention, the digital camera and the image information acquisition method are configured to include a plurality of light receiving elements that are arranged in a matrix and receive light from a subject and perform photoelectric conversion. A solid-state image sensor is provided, and among the plurality of light receiving elements, only charges accumulated in the light receiving elements arranged in one row per predetermined number n (n is a natural number) are read, or a predetermined number n columns When acquiring image information indicating a moving image composed of a plurality of image frames indicating a subject image in the 1 / n thinning mode for reading out only the charges accumulated in the light receiving elements arranged in one row per time series Since the solid-state imaging device is controlled so as to read out the electric charges accumulated in the light receiving elements arranged in different rows or columns in a predetermined number of consecutive image frames, a high-resolution still image It acquires image information of a moving image capable of generating image information, it has an excellent effect that.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view of a digital camera according to an embodiment.
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the digital camera according to the embodiment.
FIG. 3 is a schematic diagram schematically showing a configuration of a CCD according to the embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing a processing flow of a thinning-out photographing processing program according to the embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing which digital image data of successive image frames acquired by 1 / n decimation imaging is based on charges stored in photodiodes in which row of the CCD. .
FIG. 6 is a flowchart showing a processing flow of a still image generation processing program according to the embodiment.
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a still image composition method according to the embodiment;
[Explanation of symbols]
10 Digital camera
14 CCD (imaging device)
14A Photodiode (light receiving element)
32 CPU (control means)

Claims

行列状に配列されると共に被写体からの光を受光して光電変換する複数個の受光素子を含んで構成された固体撮像素子と、
前記複数個の受光素子のうち、所定数ｎ（ｎは自然数）の行につき１行に配列された受光素子に蓄積された電荷のみを読み出すか、又は所定数ｎの列につき１列に配列された受光素子に蓄積された電荷のみを読み出す１／ｎ間引きモードで被写体像を示す複数枚の画像フレームにより構成された動画像を示す画像情報を取得する際に、時系列で連続する所定枚数の画像フレームではそれぞれ互いに異なる行又は列に配列された受光素子に蓄積された電荷を読み出すように前記固体撮像素子を制御する制御手段と、
を備えたデジタルカメラ。A solid-state imaging device configured to include a plurality of light receiving elements arranged in a matrix and receiving and photoelectrically converting light from a subject;
Of the plurality of light receiving elements, a predetermined number n (n is a natural number) rows are read out, or only the charges accumulated in the light receiving elements arranged in one row are read, or a predetermined number n columns are arranged in one column. When acquiring image information indicating a moving image composed of a plurality of image frames indicating a subject image in the 1 / n thinning mode for reading out only the electric charge accumulated in the light receiving element, a predetermined number of continuous images in time series Control means for controlling the solid-state imaging device so as to read out the charges accumulated in the light receiving elements arranged in different rows or columns in the image frame;
Digital camera equipped with.

前記１／ｎ間引きモードで取得された前記連続する所定枚数の画像フレームの画像情報に基づいて静止画を示す静止画像情報を生成する静止画生成手段
を更に備えた請求項１記載のデジタルカメラ。2. The digital camera according to claim 1, further comprising still image generation means for generating still image information indicating a still image based on image information of the predetermined number of consecutive image frames acquired in the 1 / n thinning mode.

前記所定枚数を前記所定数ｎと同一の枚数とした
請求項１又は請求項２に記載のデジタルカメラ。The digital camera according to claim 1, wherein the predetermined number is the same as the predetermined number n.

行列状に配列されると共に被写体からの光を受光して光電変換する複数個の受光素子を含んで構成された固体撮像素子を備えたデジタルカメラの画像情報取得方法であって、
前記複数個の受光素子のうち、所定数ｎ（ｎは自然数）の行につき１行に配列された受光素子に蓄積された電荷のみを読み出すか、又は所定数ｎの列につき１列に配列された受光素子に蓄積された電荷のみを読み出す１／ｎ間引きモードで被写体像を示す複数枚の画像フレームにより構成された動画像を示す画像情報を取得する際に、時系列で連続する所定枚数の画像フレームではそれぞれ互いに異なる行又は列に配列された受光素子に蓄積された電荷を読み出すように前記固体撮像素子を制御する
画像情報取得方法。An image information acquisition method for a digital camera comprising a solid-state imaging device arranged in a matrix and including a plurality of light receiving elements that receive and photoelectrically convert light from a subject,
Of the plurality of light receiving elements, a predetermined number n (n is a natural number) rows are read out, or only the charges accumulated in the light receiving elements arranged in one row are read, or a predetermined number n columns are arranged in one column. When acquiring image information indicating a moving image composed of a plurality of image frames indicating a subject image in the 1 / n thinning mode for reading out only the electric charge accumulated in the light receiving element, a predetermined number of continuous images in time series An image information acquisition method for controlling the solid-state imaging device so as to read out charges accumulated in light receiving elements arranged in different rows or columns in an image frame.