JP2006279652A - 固体撮像装置および撮像制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】行単位で間引き処理することにより各画素の信号電荷を高速に転送する固体撮像装置および撮像制御方法を提供。
【解決手段】固体撮像装置10は、撮像部14において、垂直転送路66から水平転送路62への信号電荷を行単位で間引き処理する垂直転送電荷掃出部68を備えて、予備撮像時に、AF調整したAF撮影エリアを示す部分画像を部分間引き転送により生成し、スルー画を示す間引き画像を隔行間引き転送により生成し、部分画像を間引き画像のAF撮影エリアに対応する位置に合成することにより、合焦確認画像を高速な信号電荷転送によって得て、さらに容量を縮小して画像信号を生成することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、行単位で間引き処理することにより各画素の信号電荷を高速に転送する固体撮像装置および撮像制御方法に関するものである

従来から、固体撮像装置は、垂直転送路と水平転送路との間に電荷排出部（Ｖドレイン）を設けて、複数の画素から読み出される複数の信号電荷を水平転送路の転送する際に、所定の行間隔で間引き処理することにより高速な信号電荷転送を可能とし、生成される画像信号の画素数を減少させて容量を縮小することにより信号処理における負担を減少するものがある。

たとえば、特許文献１に記載のカメラシステムでは、固体撮像素子における垂直転送部と水平転送部との間のVH転送部に電荷排出制御部を設けて、電荷排出制御部におけるオーバーフロードレイン電極にドレイン電圧などの制御電圧を供給してオーバーフロードレインを電圧変調することにより、垂直転送部から水平転送部へ転送される信号電荷を、電荷排出制御部にてライン単位で掃き出して、ライン間引きによる垂直圧縮を実現している。

ところで、固体撮像装置は、被写界像を自動焦点（Automatic Focus :AF）調整するとき、図11に示すように、被写界像の確認のために表示するスルー画302上に、この被写界像の中央部の画像304を拡大表示して、ピント合わせの視認性を良くすることが既に実現されている。

たとえば、特許文献２に記載の画像撮影装置では、シャッタ・レリーズ・ボタンの半押しに応動して焦点調節を行い、画角確認用画像に比べて合焦領域の画像のみを拡大した合焦確認用画像をビュー・ファインダの表示画面上に表示することにより、合焦しているかどうかを確認しやすくしている。

特開2001-53267号公報 特開2001-211351号公報

しかし、特許文献１に記載のカメラシステムでは、固体撮像素子の電荷排出部が、所定の間引き率で画像全体を均一に間引き処理して信号電荷を高速転送するものであるが、画角中の位置に応じた間引きを実現することはできない。

たとえば、AF撮影において合焦確認画像を表示する場合、AF撮影の対象とするAFエリアを示す部分画像をスルー画と共に拡大表示することがある。しかし、この部分画像の視認性を高くするために、間引きせずに全画素転送すると、通常のスルー画よりも転送に時間がかかり、生成される画像信号の容量が増加して、信号処理における負担も増加する。一方、スルー画に合わせて間引き処理すると、通常のスルー画の視認性が低いため、間引き処理された部分画像も視認性が低下してしまう。

また、AF撮影では、多点AF方式により、中央に限らない複数の位置のいずれかを撮影AFエリアとして選択可能とするものがあるが、選択された部分画像からなる合焦確認画像を高速に処理することは上記の理由により困難であると考えられる。

本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、視認性の低い画像と視認性の高い画像との合成画像を生成する場合に、最適に間引き処理することにより各画素の信号電荷を高速に転送して、容量を縮小した画像信号を生成し、かつ視認性の高い部分画像を生成する固体撮像装置および撮像制御方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、被写界を撮像して、複数の画素から読み出された信号電荷を垂直転送路および水平転送路に転送して画像信号を生成する撮像手段と、この画像信号を信号処理する信号処理手段と、この信号処理手段で信号処理されたこの画像信号を表示する表示手段とを含む固体撮像装置において、この撮像手段は、この垂直転送路から転送される行単位の信号電荷を、この水平転送路に転送し、または排出することにより間引き処理する垂直転送電荷掃出手段を含み、待機状態において、この被写界を確認できる画角確認画像を生成する際に、垂直転送電荷掃出手段でこの被写界像を所定の行間隔で間引き転送して得られた信号電荷に基づいて間引き画像信号を生成し、この被写界における撮影AFエリアを対象として自動焦点調節を行う予備撮像において、この自動焦点調節による合焦を確認できる合焦確認画像を生成する際に、この垂直転送電荷掃出手段でこの被写界像のうちこの撮影AFエリアに対応する部分画像のみを全画素転送して得られた信号電荷に基づいて部分画像信号を生成し、さらに、この間引き画像信号を生成して、この信号処理手段は、この予備撮像において、この間引き画像信号のこの撮影AFエリアに対応する位置にこの部分画像信号を合成してこの合焦確認画像を生成し、この表示手段は、この予備撮像において、この合焦確認画像を表示することを特徴とする。

また、被写界を撮像して、複数の画素から読み出された信号電荷を垂直転送路および水平転送路に転送して画像信号を生成する撮像工程と、この画像信号を信号処理する信号処理工程と、この信号処理工程で信号処理されたこの画像信号を表示する表示工程とを含む撮像制御方法において、この撮像工程は、この垂直転送路から転送される行単位の信号電荷を、この水平転送路に転送し、または排出することにより間引き処理する垂直転送電荷掃出工程を含み、待機状態において、この被写界を確認できる画角確認画像を生成する際に、垂直転送電荷掃出工程でこの被写界像を所定の行間隔で間引き転送して得られた信号電荷に基づいて間引き画像信号を生成し、この被写界における撮影AFエリアを対象として自動焦点調節を行う予備撮像において、この自動焦点調節による合焦を確認できる合焦確認画像を生成する際に、この垂直転送電荷掃出工程でこの被写界像のうちこの撮影AFエリアに対応する部分画像のみを全画素転送して得られた信号電荷に基づいて部分画像信号を生成し、さらに、この間引き画像信号を生成して、この信号処理工程は、この予備撮像において、この間引き画像信号のこの撮影AFエリアに対応する位置にこの部分画像信号を合成してこの合焦確認画像を生成し、この表示工程は、この予備撮像において、この合焦確認画像を表示することを特徴とする。

このように本発明の固体撮像装置によれば、複数の画素からの信号電荷を、垂直転送電荷掃出部で行単位で間引き処理することにより、AF撮影の対象としたAFエリアの部分画像、およびスルー画を示す間引き画像を、高速な信号電荷転送によって得ることができ、さらに、このとき、容量を縮小して画像信号を生成するために、信号処理における各回路の負担を減少することができ、かつ多画素で解像度を高くして視認性の高い部分画像を得ることができる。

次に添付図面を参照して本発明による固体撮像装置の実施例を詳細に説明する。

実施例の固体撮像装置10は、図１に示すように、被写界からの入射光を光学系12で取り込んで撮像部14に被写界像を結像し、操作部16を操作することによりシステム制御部18、レンズ駆動部20、絞り駆動部22および撮像駆動部24で各部を制御して、撮像部14でこの被写界像を撮像するもので、撮像した画像をアナログ信号処理部26およびアナログ・ディジタル（Analog/Digital：A/D）変換器28で処理してディジタル画像信号を生成し、データバス44に接続されたメモリ30、ディジタル信号処理部32、圧縮伸長処理部34、積算部36、記録部38および表示部40にてこのディジタル画像信号を処理する装置である。なお、本発明の理解に直接関係のない部分は、図示を省略し、冗長な説明を避ける。

また、本実施例の固体撮像装置10は、多点測距方式で自動焦点（Automatic Focus :AF）調整を実現する装置であり、複数のAFエリアのうち所定の撮影AFエリアが選択され、この撮影AFエリアを対象にしてAF調整するものである。たとえば、図２に示すように、被写界50に対して、複数のAFエリア52が選択可能であるときに、そのうちの一つが撮影AFエリア54として選択される。

光学系12は、レンズ46および絞り48を含み、所望の被写界像を取り込んで撮像部22に入射する光入射機構である。光学系12は、さらに、図示しないシャッタ機構、赤外線（Infrared Rays：IR）カットフィルタおよび光学ローパスフィルタ（Low Pass Filter：LPF）を含んでよい。

光学系12において、レンズ46は、図示しない鏡筒のほぼ前面に配設された光学レンズで構成され、複数のレンズを組み合わせて焦点を調節するものでよく、レンズ駆動部20からの駆動信号114に応じて駆動する。また、絞り48は、開口部の径を変化させて撮像部14への入射光量を調節するもので、絞り駆動部22からの駆動信号116に応じて駆動する。なお、以下の説明において、各信号はその現れる接続線の参照番号で特定する。

撮像部14は、図３に示すように、撮影画像の１画面を形成する撮像面60および水平転送路62を含み、撮像面60は、各画素に対応する複数のセンサ部64および複数の垂直転送路66を備えている。また、本実施例の撮像部14は、特に、垂直転送路66と水平転送路62との間に、いわゆるＶドレインなどと呼ばれる垂直転送電荷掃出部68を設けている。本実施例の撮像部14は、たとえば、電荷結合素子（Charge Coupled Device：CCD）や金属酸化膜型半導体（Metal Oxide Semiconductor：MOS）等のいずれのイメージセンサでもよい。

撮像部14は、光学系12を介してその撮像面60に結像される被写界像を、撮像駆動部24からの駆動信号118に応じて光電変換し、これにより得られた各画素の信号電荷をアナログ電気信号120に変換する。撮像部14は、トランスファシフトゲートパルスなどの転送タイミング信号、垂直駆動信号および水平駆動信号、ならびに垂直転送電荷掃出部68を制御する掃出部駆動信号などを、駆動信号118として入力する。

たとえば、撮像部14は、各センサ部64で光電変換によって得た信号電荷を、転送タイミング信号に応じて読み出しゲート部72を介して垂直転送路66に読み出し、この信号電荷を垂直駆動信号に応じて垂直方向にシフトして垂直転送電荷掃出部68を介して水平転送路62に供給する。また、撮像部14は、垂直方向にシフトされた信号電荷を垂直転送電荷掃出部68で掃出部駆動信号に応じて間引きして水平転送路62に転送する。さらに、撮像部14は、水平転送路62における各画素の信号電荷を水平駆動信号に応じて電荷検出部70に転送し、電荷検出部70でこれらの信号電荷をアナログ電気信号120に変換してアナログ信号処理部26に出力する。

複数のセンサ部64は、図３に示すように、行方向および列方向にそれぞれ一定ピッチで正方行列的に配列しているが、また、行方向および列方向に１つおきに位置をずらして配列する、ハニカム配列を用いてもよい。各センサ部64は、入射光を受光した際に、光を受光光量に応じた電気信号に光電変換する光センサであり、たとえば、フォトダイオードが用いられる。

垂直転送電荷掃出部68は、複数の垂直転送路66から各画素の信号電荷を行ごとに入力し、掃出部駆動信号に応じて、これらの信号電荷を行単位で水平転送路62に転送し、または排出して間引きする。たとえば、垂直転送電荷掃出部68は、図４に示すように、掃出部駆動信号がHレベルを示すときに入力する行の信号画素を水平転送路62に転送し、掃出部駆動信号がLレベルを示すときに入力する行の信号画素を排出して間引きする。

操作部16は、操作者の指示を入力する手操作装置であり、操作者の手操作状態、たとえばシャッタボタン（図示せず）のストローク操作に応じて、操作信号102をシステム制御部18に供給する機能を有する。また、操作部16は、操作者に複数のAFエリアのうち撮影AFエリアを選択させて、その撮影AFエリアを設定する操作信号102をシステム制御部18に供給してもよい。

本実施例において、操作部16のシャッタボタンは、２段押し機能を備えた押しボタンである。操作部16は、シャッタボタンが押されていない状態を、待機状態として、第１段の半押し状態では、被写界像に対する撮影条件を検出する予備撮像を指示する操作信号102を出力し、また、第２段の全押し状態では、この撮影条件に基づいて被写界像を撮像して記録する本撮像を指示する操作信号102を出力する。

システム制御部18は、操作部16から供給される操作信号102に応動して、本装置全体の動作を制御、統括する制御機能部で、たとえば、中央演算処理装置（Central Processing Unit：CPU）を有するものでよい。

システム制御部18は、たとえば、操作信号102に応じて生成した制御信号104、106、108および110を、レンズ駆動部20、絞り駆動部22、撮像駆動部24およびアナログ信号処理部28にそれぞれ供給して制御するもので、また、制御信号112を生成して制御バス42に供給し、この制御バス42に接続された各部を制御する。

本実施例のシステム制御部18は、本装置10の電源がオンであるがシャッタボタンの操作がされていない待機状態において、被写界を確認できる画角確認画像としてスルー画を表示させるように各制御信号を生成してよい。このとき、システム制御部18は、スルー画として間引き画像を得るために、垂直転送電荷掃出部68に所定の行間隔で間引き転送させ、たとえば、隔行間引き転送させるような制御信号108を撮像駆動部24に供給し、これにより得られた間引き画像を示すディジタル画像信号を表示部40に表示させるような制御信号112を制御バス42に供給する。

また、システム制御部18は、予備撮像および本撮像に係わらずAF撮影を行う場合、合焦位置を制御するためのAF評価値を積算部36から入力し、このAF評価値に応じてAF調整を行うように制御信号104を生成してよい。

また、本実施例のシステム制御部18は、特に、予備撮像を指示する操作信号102に応じて、撮影AFエリアを対象にしてAF調整した合焦確認画像を表示させるように各制御信号を生成する。このとき、システム制御部18は、たとえば、撮影AFエリアを示して合焦が確認できる部分画像の生成を指示し、スルー画を示す間引き画像の生成を指示し、さらに、部分画像および間引き画像を合成した合焦確認画像の生成および表示を指示して各制御信号を生成する。

システム制御部18は、たとえば、垂直転送電荷掃出部68に部分間引き転送させるような制御信号108を撮像駆動部24に供給して、撮影AFエリアを高解像度で示す部分画像のみを得て、この部分画像を示す画像信号をメモリ30に格納させるような制御信号112を制御バス42に供給する。

また、システム制御部18は、複数のAFエリアのうち撮影AFエリアを示す情報を保持する機能を有して、積算部36からのAF評価値に基づいて撮影する被写界に適するように撮影AFエリアを更新してもよく、操作部16からの操作信号102に応じて操作者が所望するように撮影AFエリアを更新してもよい。

レンズ駆動部20は、光学系12におけるレンズ46の移動を制御するズーム機構で、システム制御部18からの制御信号104に応じてレンズ46を駆動する駆動信号114を出力してAF調整を実現するものである。

絞り駆動部22は、光学系12における絞り48を制御するもので、システム制御部18からの制御信号106に応じて絞り48を駆動する駆動信号116を出力して自動露出（Automatic Exposure :AE）調整を実現するものである。

撮像駆動部24は、撮像部14の各画素に蓄積された信号電荷の読み出しおよび転送を制御するもので、システム制御部18からの制御信号108に応じて垂直駆動信号および水平駆動信号などを含む駆動信号118を撮像部14に供給する。

本実施例の撮像駆動部24は、特に、駆動信号118として、掃出部駆動信号を撮像部14に供給して垂直転送電荷掃出部68を制御する。たとえば、撮像駆動部24は、図４に示すように、水平駆動信号の立ち上がりが各行の処理を指示するとき、所定の行の信号電荷を水平転送路に転送する場合にHレベルを示し、排出して間引く場合にLレベルを示して、水平駆動信号の各行への指示に同期する掃出部駆動信号を生成する。

アナログ信号処理部26は、システム制御部18からの制御信号110に制御されて、撮像部14からのアナログ電気信号120にアナログ信号処理を施す機能を有し、たとえば、相関二重サンプリング回路（Correlated Double Sampling：CDS）およびゲインコントロールアンプ（Gain Controlled Amplifier：GCA）などの回路によってアナログ信号処理を実行し、その結果、アナログ画像信号122を生成して出力するものでよい。

A/D変換器28は、アナログ信号処理部26からのアナログ画像信号122にアナログ・ディジタル変換処理を施してディジタル画像信号124を生成し、データバス44を介して各部に供給する。本実施例のA/D変換器28は、生成したディジタル画像信号124を、予備撮影時には、積算部36に供給し、本撮像時には、ディジタル信号処理部32に供給するが、撮影状態に関わらずメモリ30に供給して一時蓄積してもよい。

メモリ30は、データバス44に接続された各部で処理されたディジタル画像信号126を、データバス44を介して入力して一時蓄積する記憶装置であり、本実施例では、予備撮像時に、撮影AFエリアを示す部分画像信号も格納する。

本実施例のディジタル信号処理部32は、制御バス42を介してシステム制御部18に制御されて、データバス44を介してA/D変換器28から入力したディジタル画像信号128にディジタル信号処理を施すもので、その結果のディジタル画像信号128を、データバス44を介してメモリ30または圧縮伸長処理部34に供給してよい。

ディジタル信号処理部32は、たとえば、入力したディジタル画像信号128に対して、オフセット補正処理、ホワイトバランス（White Balance：WB）補正処理、同時化処理部、補間処理、リニアマトリクス（Linear Matrix：LMTX）処理、ガンマ（γ）補正処理およびYC変換などの処理をするものである。

また、ディジタル信号処理部32は、予備撮像時に、撮影AFエリアを示す部分画像、およびスルー画を示す間引き画像を合成して合焦確認画像を生成する機能を有し、部分画像を拡大して合成してよい。

圧縮伸長処理部34は、ディジタル信号処理部32からデータバス44を介して入力したディジタル画像信号130を圧縮処理して、データバス44を介して記録部38などに供給し、また、記録部38からデータバス44を介して入力したディジタル画像信号130を伸長処理して、データバス44を介してメモリ30などに供給するものでよい。

積算部36は、AF調整およびAE調整のための評価値を算出する機能を有し、たとえば、予備撮像時にA/D変換器28からデータバス44を介して入力したディジタル画像信号132に基づいて評価値を算出するものでよく、このとき、複数のAFエリアごとに複数のAF評価値を算出してよい。

記録部38は、圧縮伸長処理部34などからデータバス44を介して入力したディジタル画像信号134を記録する機能を有し、たとえば、半導体メモリが搭載されたメモリカードや光磁気ディスク等の回転記録体を収容したパッケージなどを用いた情報記録媒体を含んでもよく、この情報記録媒体を着脱可能にしてもよい。

表示部40は、ディジタル信号処理部32などからデータバス44を介して入力したディジタル画像信号136に基づいて画像表示する機能を有し、たとえば、液晶表示（Liquid Crystal Display: LCD）パネルなどが用いられる。

また、表示部40は、図２に示すように、複数のAFエリア52をそれぞれ示す複数の図形、たとえば、比較的小さい四角形の枠を、被写界像を示すスルー画などに重ねて表示することができ、複数の図形のいずれかを操作部12の操作により選択させて、選択された図形に対応するAFエリアを撮影AFエリアとして操作部12に選択させてよい。

次に、この実施例の固体撮像装置10における動作を、図４のタイミングチャート、ならびに図５、図６、図７、図８および図９のフローチャートを参照しながら説明する。本装置10では、まず、電源がオンにされて動作が開始して、待機状態となる（ステップS202）。

待機状態の本装置10では、被写体を確認できるスルー画として間引き画像を表示部40に表示させるように動作する（サブルーチンSUB1）。

サブルーチンSUB1では、たとえば、システム制御部18において、間引き画像の撮像を指示する制御信号104、106および108が生成され、それぞれ、レンズ駆動部20、絞り駆動部22および撮像駆動部24に供給され、間引き画像の信号処理および表示を指示する制御信号110および112が生成され、それぞれ、アナログ信号処理部28、およびデータバス44に接続された各部に供給される。

まず、サブルーチンSUB1では、図６に示すように、間引き画像の撮像（ステップS222）が行われ、システム制御部18において、所定の行間隔で間引き転送を指示し、たとえば、隔行間引き転送を指示する制御信号108が生成されて撮像駆動部24に供給される。

撮像駆動部24では、制御信号108に応じて隔行間引き転送を指示する駆動信号118が生成され、この駆動信号118は、本実施例では、垂直転送電荷掃出部68に隔行間引き転送を指示する掃出部駆動信号を含んで、信号電荷を１行おきに間引きして水平転送路62に転送させる。

この隔行間引き転送を指示する掃出部駆動信号は、たとえば、図４に示すように、水平駆動信号に同期して１行ごとにHレベルおよびLレベルを交互に示すものでよい。

撮像部14では、撮像面60の各画素に蓄積された信号電荷が駆動信号118に応じて垂直転送路66に読み出され、垂直駆動信号に応じて垂直方向にシフトされる。また、垂直方向にシフトされた信号電荷は、垂直転送電荷掃出部68で掃出部駆動信号に応じて隔行間引きされて水平転送路62に転送される。さらに、水平転送路62における信号電荷は、水平駆動信号に応じて電荷検出部70に転送されてアナログ電気信号120に変換される。

次に、ステップS224に進み、アナログ電気信号120は、アナログ信号処理部26でアナログ信号処理されてアナログ画像信号122が生成され、アナログ画像信号122は、A/D変換器28でA/D変換されてディジタル画像信号124が生成され、さらにディジタル画像信号124は、データバス44を介してディジタル信号処理部32に供給され、ディジタル信号処理される。

このようにディジタル信号処理された間引き画像信号は、データバス44を介して表示部40に供給されてスルー画として表示される（ステップS226）。このようにしてスルー画が表示すると、リターンに移行してサブルーチンSUB1を終了する。

次に、本装置10では、操作者による操作部12のシャッタボタンの操作状況を確認し、このボタンが半押しされたかを判定する（ステップS204）。このボタンが半押しされた場合、予備撮像が開始してサブルーチンSUB2に進み、押されていない場合、待機状態のまま、SUB1に戻ってスルー画表示処理が繰り返される。

サブルーチンSUB2では、AF撮影のためのAF情報を決定し、たとえば、システム制御部18において、AF情報を得るための画像の撮像を指示する制御信号104、106および108が生成され、それぞれ、レンズ駆動部20、絞り駆動部22および撮像駆動部24に供給され、この画像の信号処理を指示する制御信号110および112が生成され、それぞれ、アナログ信号処理部28、およびデータバス44に接続された各部に供給される。

まず、サブルーチンSUB2では、図７に示すように、AF情報を得るための画像の撮像（ステップS232）が行われ、システム制御部18において、たとえば、AF情報を得るために必要な画素のみから信号電荷が転送されるように、AF間引き転送を指示する制御信号108が生成されて撮像駆動部24に供給される。

撮像駆動部24では、制御信号108に応じてAF間引き転送を指示する駆動信号118が生成され、この駆動信号118は、本実施例では、垂直転送電荷掃出部68にAF間引き転送を指示する掃出部駆動信号を含んで、AF情報に必要な信号電荷のみを水平転送路62に転送させる。

撮像部14では、撮像面60の各画素に蓄積された信号電荷は、駆動信号118に応じて垂直転送路66を介して垂直転送電荷掃出部68に転送され、ここで掃出部駆動信号に応じてAF情報に必要な信号電荷のみが水平転送路62に転送される。さらに、水平転送路62における信号電荷は、電荷検出部70に転送されてアナログ電気信号120に変換される。

次に、ステップS234に進んで、このアナログ電気信号120は、アナログ信号処理部26およびA/D変換器28で処理され、これにより生成されたディジタル画像信号124は、データバス44を介して積算部36に供給されてAF評価値が算出される。このとき、積算部36では、複数のAFエリアのそれぞれについて、複数のAF評価値が算出されてもよい。

このようなAF評価値が、積算部36からシステム制御部18に供給され、システム制御部18では、保持する撮影AFエリアと、そのエリアに対応するAF評価値とを含むAF情報が決定する（ステップS236）。このようにしてAF情報が決定すると、リターンに移行してサブルーチンSUB2を終了する。

次に、システム制御部18において、サブルーチンSUB2で決定したAF情報に基づいて、垂直転送電荷掃出部68、すなわちＶドレインの駆動方法が選択される（ステップS206）。

このとき、本実施例のシステム制御部18では、たとえば、図２に示すように、被写界50における複数のAFエリア52のうち、撮影AFエリア54が設定される場合、図10に示すように、第１のフレームでは撮影AFエリア54がある行から部分画像を生成し、第２のフレームでは全行から間引き画像を生成するように制御するＶドレイン駆動方法を決定する。しかしながら、第１のフレームで間引き画像を生成し、第２のフレームで部分画像を生成するようにＶドレイン駆動方法を決定してもよい。

次に、本装置10では、図10に示すように、撮影AFエリア54を対象にして合焦がされたことを確認できる部分画像82を含む画像、すなわち、合焦確認画像80を生成して表示するように動作する（サブルーチンSUB3）。

サブルーチンSUB3では、図８に示すように、ステップS206で決定したＶドレイン駆動方法に応じて、合焦確認画像における部分画像および間引き画像が、順次生成される。本装置10では、まず所定のフレームの部分画像が生成される（ステップS242）。この所定のフレームは、Ｖドレイン駆動方法が決定した直後に、システム制御部18が撮像の対象とするフレームでよい。

ステップS242では、たとえば、システム制御部18において、部分画像の撮像を指示する制御信号104、106および108が生成され、それぞれ、レンズ駆動部20、絞り駆動部22および撮像駆動部24に供給される。また、システム制御部18では、この部分画像の信号処理を指示する制御信号110および112が生成され、それぞれ、アナログ信号処理部28、およびデータバス44に接続された各部に供給される。

このとき、撮像駆動部24では、制御信号108に応じて部分間引き転送を指示する駆動信号118が生成され、この駆動信号118は、本実施例では、垂直転送電荷掃出部68に部分間引き転送を指示する掃出部駆動信号を含んで、撮影AFエリアのみにおける全ての信号電荷を水平転送路62に転送させる。

この部分間引き転送を指示する掃出部駆動信号は、たとえば、図４に示すように、水平駆動信号に同期して、撮影AFエリアに対応する行に対してはHレベルを示し、それ以外の行に対してはLレベルを示すものでよい。

撮像部14では、撮像面60の各画素に蓄積された信号電荷は、駆動信号118に応じて垂直転送路66を介して垂直転送電荷掃出部68に転送され、ここで掃出部駆動信号に応じて撮影AFエリアに対応する信号電荷のみが水平転送路62に転送される。さらに、水平転送路62における信号電荷は、電荷検出部70に転送されて部分画像を示すアナログ電気信号120に変換される。

この部分画像を示すアナログ電気信号120は、アナログ信号処理部26およびA/D変換器28で処理され、これにより生成されたディジタル画像信号124は、データバス44を介してディジタル信号処理部32でディジタル信号処理されて部分画像信号としてメモリ30に格納される。このとき、ディジタル信号処理部32において、ディジタル画像信号128が、撮影AFエリア以外の領域を示すデータがあるならば、そのデータを削除して撮影AFエリアのみを示す部分画像信号を生成してよい。

次に、ステップS244に進み、ステップS242で処理した所定のフレームに対して次のフレームの間引き画像が生成される。ここでは、サブルーチンSUB1と同様にして、通常のスルー画を示す間引き画像が撮像部14で撮像され、間引き画像信号がディジタル信号処理部32で信号処理される。

また、システム制御部18では、この間引き画像における撮影AFエリア54に対応する位置に部分画像を合成するように指示する制御信号112が、制御バス42を介してディジタル信号処理部32などに供給される。このとき、ディジタル信号処理部32において、間引き画像における撮影AFエリア54に対応する位置に、メモリ30から読み出される部分画像が合成処理され、たとえば、図10に示すように、被写界50においてAF対象である撮影AFエリア54のみが拡大表示された合成画像が生成される（ステップS246）。

この合成画像を示す画像信号は、データバス44を介して表示部40に供給されて合焦確認画像としてモニタ表示される（ステップS248）。このようにして合焦確認画像が表示されると、リターンに移行してサブルーチンSUB3を終了する。

本実施例では、図10に示すように、部分画像生成および間引き画像生成を繰り返すＶドレイン駆動方法に応じて、合焦確認画像がスルー画のように表示部40に表示されてよい。

次に、本装置10では、操作者による操作部12のシャッタボタンの操作状況を確認し、このボタンが全押しされたかを判定する（ステップS208）。このボタンが全押しされた場合、本撮像が開始してサブルーチンSUB4に進み、押されていない場合、SUB3に戻って合焦確認表示の処理がなされて、合焦確認画像がスルー画のように繰り返し表示される。このとき、合焦確認表示が所定回数または所定期間繰り返されて、本撮像されない場合には、SUB1に戻って通常のスルー画表示の処理を行ってよく、SUB2に戻ってAF情報決定の処理を行ってもよい。

サブルーチンSUB4では、たとえば、システム制御部18において、本撮像を指示する制御信号104、106および108が生成され、それぞれ、レンズ駆動部20、絞り駆動部22および撮像駆動部24に供給され、本撮像時の信号処理を指示する制御信号110および112が生成され、それぞれ、アナログ信号処理部28、およびデータバス44に接続された各部に供給される。

まず、サブルーチンSUB4では、図９に示すように、本撮像時の撮影（ステップS252）が行われ、システム制御部18において、全画素転送を指示する制御信号108が生成されて撮像駆動部24に供給される。

撮像駆動部24では、制御信号108に応じて全画素転送を指示する駆動信号118が生成され、この駆動信号118は、本実施例では、垂直転送電荷掃出部68に全画素転送を指示する掃出部駆動信号を含んで、すべての信号電荷を水平転送路62に転送させる。

撮像部14では、撮像面60の各画素に蓄積された信号電荷は、駆動信号118に応じて垂直転送路66を介して垂直転送電荷掃出部68に転送され、ここで掃出部駆動信号に応じてすべての信号電荷が水平転送路62に転送される。さらに、水平転送路62における信号電荷は、電荷検出部70に転送されてアナログ電気信号120に変換される。

次に、ステップS254に進み、アナログ電気信号120がアナログ信号処理部26およびA/D変換器28で処理され、これにより生成されたディジタル画像信号124は、データバス44を介してディジタル信号処理部32に供給され、ディジタル信号処理される。

このようにディジタル信号処理された本撮像のディジタル画像信号は、たとえば、データバス44を介して記録部38に供給されて記録媒体に記録される（ステップS256）。本実施例では、本撮像のディジタル画像信号が画像記録されると、リターンに移行してサブルーチンSUB4を終了する。

本実施例では、サブルーチンSUB4における本撮像が終了して、本装置10の動作が終了する（S210）。しかし、本撮像終了後には、SUB1に移行してスルー画を表示させ、本装置10を撮影待機状態にしてもよい。

本発明に係る固体撮像装置の一実施例を示すブロック図である。 図１に示す実施例の固体撮像装置において、選択可能な複数のAFエリアの表示例を示す図である。 図１に示す実施例の固体撮像装置における撮像部について詳細に示す平面図である。 図１に示す実施例の固体撮像装置における撮像駆動部の動作を示すタイミングチャートである。 図１に示す実施例の固体撮像装置の動作を示すフローチャートである。 図５に示す固体撮像装置の動作例の一部を詳細に示すフローチャートである。 図５に示す固体撮像装置の動作例の一部を詳細に示すフローチャートである。 図５に示す固体撮像装置の動作例の一部を詳細に示すフローチャートである。 図５に示す固体撮像装置の動作例の一部を詳細に示すフローチャートである。 図１に示す実施例の固体撮像装置におけるＶドレイン駆動方法と画像との対応関係を示す図である。 従来の固体撮像装置において、中央部のAFエリアの表示例を示す図である。

符号の説明

10 固体撮像装置
12 光学系
14 撮像部
16 操作部
18 システム制御部
20 レンズ駆動部
22 光学系駆動部
24 撮像駆動部
26 アナログ信号処理部
28 A/D変換器
30 メモリ
32 ディジタル信号処理部
34 圧縮伸長処理部
36 積算部
38 記録部
40 表示部
42 制御バス
44 データバス

Claims (16)

1. 被写界を撮像して、複数の画素から読み出された信号電荷を垂直転送路および水平転送路に転送して画像信号を生成する撮像手段と、
   前記画像信号を信号処理する信号処理手段と、
   該信号処理手段で信号処理された前記画像信号を表示する表示手段とを含む固体撮像装置において、
   前記撮像手段は、前記垂直転送路から転送される行単位の信号電荷を、前記水平転送路に転送し、または排出することにより間引き処理する垂直転送電荷掃出手段を含み、
   待機状態において、前記被写界を確認できる画角確認画像を生成する際に、垂直転送電荷掃出手段で前記被写界像を所定の行間隔で間引き転送して得られた信号電荷に基づいて間引き画像信号を生成し、
   前記被写界における撮影AFエリアを対象として自動焦点調節を行う予備撮像において、前記自動焦点調節による合焦を確認できる合焦確認画像を生成する際に、前記垂直転送電荷掃出手段で前記被写界像のうち前記撮影AFエリアに対応する部分画像のみを全画素転送して得られた信号電荷に基づいて部分画像信号を生成し、さらに、前記間引き画像信号を生成して、
   前記信号処理手段は、前記予備撮像において、前記間引き画像信号の前記撮影AFエリアに対応する位置に前記部分画像信号を合成して前記合焦確認画像を生成し、
   前記表示手段は、前記予備撮像において、前記合焦確認画像を表示することを特徴とする固体撮像装置。
2. 請求項１に記載の固体撮像装置において、前記撮像手段は、前記予備撮像において、所定のフレームに基づいて前記部分画像信号を生成し、前記所定のフレームの次のフレームに基づいて前記間引き画像信号を生成することを特徴とする固体撮像装置。
3. 請求項２に記載の固体撮像装置において、前記撮像手段は、前記予備撮像において、所定のフレームに基づいて前記部分画像信号を生成してメモリに格納することを特徴とする固体撮像装置。
4. 請求項１に記載の固体撮像装置において、前記撮像手段は、前記予備撮像において、所定のフレームに基づいて前記間引き画像信号を生成し、前記所定のフレームの次のフレームに基づいて前記部分画像信号を生成することを特徴とする固体撮像装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の固体撮像装置において、該装置は、多点測距方式で自動焦点調整するもので、複数のAFエリアのうち所定の前記撮影AFエリアを選択することを特徴とする固体撮像装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の固体撮像装置において、該装置は、予備撮像において、記録のために撮像を行う本撮像が指示されるまでの間、前記撮像手段における前記部分画像信号および前記間引き信号の生成、ならびに前記信号処理手段における前記合焦確認画像の生成を繰り返すことを特徴とする固体撮像装置。
7. 請求項６に記載の固体撮像装置において、該装置は、予備撮像において、前記撮像手段における前記部分画像信号および前記間引き信号の生成、ならびに前記信号処理手段における前記合焦確認画像の生成を、所定期間または所定回数繰り返して、前記本撮像が指示されない場合には、前記待機状態または前記自動焦点調整の直前の状態に戻ることを特徴とする固体撮像装置。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の固体撮像装置において、前記信号処理手段は、前記間引き画像信号の前記撮影AFエリアに対応する位置に、前記部分画像が拡大して表示されるように前記部分画像信号を合成して前記合焦確認画像を生成することを特徴とする固体撮像装置。
9. 被写界を撮像して、複数の画素から読み出された信号電荷を垂直転送路および水平転送路に転送して画像信号を生成する撮像工程と、
   前記画像信号を信号処理する信号処理工程と、
   該信号処理工程で信号処理された前記画像信号を表示する表示工程とを含む撮像制御方法において、
   前記撮像工程は、前記垂直転送路から転送される行単位の信号電荷を、前記水平転送路に転送し、または排出することにより間引き処理する垂直転送電荷掃出工程を含み、
   待機状態において、前記被写界を確認できる画角確認画像を生成する際に、垂直転送電荷掃出工程で前記被写界像を所定の行間隔で間引き転送して得られた信号電荷に基づいて間引き画像信号を生成し、
   前記被写界における撮影AFエリアを対象として自動焦点調節を行う予備撮像において、前記自動焦点調節による合焦を確認できる合焦確認画像を生成する際に、前記垂直転送電荷掃出工程で前記被写界像のうち前記撮影AFエリアに対応する部分画像のみを全画素転送して得られた信号電荷に基づいて部分画像信号を生成し、さらに、前記間引き画像信号を生成して、
   前記信号処理工程は、前記予備撮像において、前記間引き画像信号の前記撮影AFエリアに対応する位置に前記部分画像信号を合成して前記合焦確認画像を生成し、
   前記表示工程は、前記予備撮像において、前記合焦確認画像を表示することを特徴とする撮像制御方法。
10. 請求項９に記載の撮像制御方法において、前記撮像工程は、前記予備撮像において、所定のフレームに基づいて前記部分画像信号を生成し、前記所定のフレームの次のフレームに基づいて前記間引き画像信号を生成することを特徴とする撮像制御方法。
11. 請求項１０に記載の撮像制御方法において、前記撮像工程は、前記予備撮像において、所定のフレームに基づいて前記部分画像信号を生成してメモリに格納することを特徴とする撮像制御方法。
12. 請求項９に記載の撮像制御方法において、前記撮像工程は、前記予備撮像において、所定のフレームに基づいて前記間引き画像信号を生成し、前記所定のフレームの次のフレームに基づいて前記部分画像信号を生成することを特徴とする撮像制御方法。
13. 請求項９ないし１２のいずれかに記載の撮像制御方法において、該装置は、多点測距方式で自動焦点調整するもので、複数のAFエリアのうち所定の前記撮影AFエリアを選択することを特徴とする撮像制御方法。
14. 請求項９ないし１３のいずれかに記載の撮像制御方法において、該装置は、予備撮像において、記録のために撮像を行う本撮像が指示されるまでの間、前記撮像工程における前記部分画像信号および前記間引き信号の生成、ならびに前記信号処理工程における前記合焦確認画像の生成を繰り返すことを特徴とする撮像制御方法。
15. 請求項１４に記載の撮像制御方法において、該装置は、予備撮像において、前記撮像工程における前記部分画像信号および前記間引き信号の生成、ならびに前記信号処理工程における前記合焦確認画像の生成を、所定期間または所定回数繰り返して、前記本撮像が指示されない場合には、前記待機状態または前記自動焦点調整の直前の状態に戻ることを特徴とする撮像制御方法。
16. 請求項９ないし１４のいずれかに記載の撮像制御方法において、前記信号処理工程は、前記間引き画像信号の前記撮影AFエリアに対応する位置に、前記部分画像が拡大して表示されるように前記部分画像信号を合成して前記合焦確認画像を生成することを特徴とする撮像制御方法。
    

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