JP3738654B2

JP3738654B2 - Digital camera

Info

Publication number: JP3738654B2
Application number: JP2000095241A
Authority: JP
Inventors: 広明久保
Original assignee: コニカミノルタフォトイメージング株式会社
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2006-01-25
Anticipated expiration: 2020-03-29
Also published as: JP2001285688A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタルカメラに関し、特に、記録指示に応じて複数の画像を撮影して記録する連写機能を有するデジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカメラは、画像を略一定の周期で繰り返し撮影して表示し、その間に使用者より与えられる記録指示に応じて、記録用の画像を撮影してその画像を表す画像データを記録媒体に記録する。デジタルカメラの中には、記録指示が与えられると画像の撮影、画像データの生成および画像データの記録を１回のみ行う単写機能に加えて、記録指示が与えられると画像の撮影から画像データの記録までの処理を複数回行う連写機能を有するものがある。
【０００３】
一般に、撮像素子は２次元の電荷結合素子（ＣＣＤ）として構成されており、画素であるフォトダイオードの垂直方向の列ごとに設けられた垂直転送レジスタと、出力用の水平転送レジスタを備える。各画素は光電変換を行って画像の１点を表す信号として電荷を蓄積し、その信号を対応する垂直転送レジスタに出力する。各垂直転送レジスタは、画素から出力された信号を水平転送レジスタに転送する。水平転送レジスタには水平方向の画素列の信号が同時に与えられることになり、撮像素子の信号は水平方向の画素列ごとに読み出される。なお、垂直転送レジスタおよび水平転送レジスタは遮光されている。
【０００４】
撮像素子からの信号の読み出しには、インターレース方式とプログレッシブ方式がある。インターレース方式は、奇数列目の画素列の信号の読み出しと、偶数列目の画素列の信号の読み出しとを分けて行うものである。各回の読み出しで解像度の粗い１フィールド分の信号が得られ、２フィールドの信号を合成することにより１フレームの画像データを生成する。プログレッシブ方式は、奇数列目と偶数列目に分けることなく、画素列の順に電荷を読み出すものである。１回の読み出しで１フレームの画像データを生成することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
インターレース方式とプログレッシブ方式のいずれにも長所があり、また短所がある。インターレース方式では、１回目の読み出しを行っている間は２回目に読み出す信号を各画素が保持しておくから、この間に光電変換が進むと信号強度が変化する。このため、インターレース方式を採用するデジタルカメラでは、撮像素子に入射する光の光路上にシャッターを備えて、撮影終了後は撮像素子の露光を機械的に遮断する必要がある。しかも、インターレース方式では、読み出し動作を２回行うから、読み出しに要する時間が長くなり、次の撮影を速やかに開始することが難しい。特に、連写機能を利用する際の撮影間隔を短くすることの大きな障害となっている。ただし、シャッターを使用することで、スミアのない質の高い画像を提供することができる。
【０００６】
撮像素子の信号の読み出しを１回で行うプログレッシブ方式では、光電変換終了後各画素から直ちに信号を出力すればよく、このため、プログレッシブ方式を採用するカメラではシャッターを備える必要がなく、構成が簡素になる。また、複数の画素列に１列の割合で信号を読み出すようにすることも可能であり、これにより、読み出しに要する時間を短縮することができる。近年では、きわめて多くの画素を備えた撮像素子の開発が進み、一部の画素列の信号を用いて画像データを生成しても、撮影条件に適する解像度の画像を得ることができる場合も多い。ただし、シャッターを用いないため、撮影対象中に光源等のきわめて明るい部分があると、その光が遮光された垂直転送レジスタに回り込んでスミアが発生することがある。
【０００７】
従来のデジタルカメラでは、撮像素子の信号の読み出しはインターレース方式またはプログレッシブ方式に固定されており、両方式の特長を生かすことはできない。本発明は、撮影条件に応じて両方式の特長を生かすことが可能なデジタルカメラ、特に、連写機能を利用するか否かに応じて両方式を使い分けることが可能なデジタルカメラを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、画素が２次元に配列された撮像素子を備え、与えられる記録指示に応じて、記録用の画像を撮影し、撮影した画像を表す画像データを生成して記録媒体に記録するデジタルカメラであって、記録指示が与えられたときに、画像の撮影と画像データの生成と画像データの記録を１回行う単写モードと、記録指示が与えられたときに、画像の撮影と画像データの生成と画像データの記録を複数回行う連写モードとを有するものにおいて、単写モードでは、インターレース方式で撮像素子から信号を読み出して画像データを生成し、連写モードでは、プログレッシブ方式で撮像素子から信号を読み出して画像データを生成するものとする。
【０００９】
単写モードでは、インターレース方式で信号を読み出すことにより、質の高い画像データを記録することが可能である。一方、連写モードでは、プログレッシブ方式で信号を読み出すことにより、撮影間隔を短くすることができる。
【００１０】
ここで、撮像素子が受ける光の光路上にシャッターを備え、単写モードのみで、画像を撮影した後にシャッターにより撮像素子の露光を遮るようにするとよい。このようにすると、単写モードで記録する画像の質を確実に高くすることができる上、連写モードでは、シャッターを閉じる動作に起因する遅れを避けることができて、確実に撮影間隔を短くすることが可能である。
【００１１】
撮像素子が受ける光の光路上にシャッターを備え、単写モードと連写モードの双方で、画像を撮影した後にシャッターにより撮像素子の露光を遮るようにしてもよい。単写モードだけでなく、連写モードで記録する画像データの質も高くすることができる。
【００１２】
また、連写モードで、複数の画素列に１画素列の割合で撮像素子から信号を読み出し、読み出した各画素列の信号の一部のみを用いて、撮影した画像と同じ画角の画像を表す画像データを生成するようにするとよい。複数の画素列に１画素列の割合で信号を読み出すことで、読み出しに要する時間が大幅に短縮され、撮影間隔を一層短くすることができる。また、撮影した画像全体を表す画像データが得られ、しかも、画像データの記録に必要な記録媒体の容量が少なくなる。
【００１３】
連写モードで、複数の画素列に１画素列の割合で撮像素子から信号を読み出し、読み出した画素列の信号に補間処理を施して、撮影した画像と同じ画角の画像を表す画像データを生成するようにしてもよい。このようにしても、信号の読み出しに要する時間が大幅に短縮され、撮影間隔を一層短くすることができる。また、撮影した画像全体を表す画像データが得られ、しかも、その画像の解像度も高くなる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のデジタルカメラの一実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態のデジタルカメラ１の外観を図１〜図３に示し、その回路構成の概略を図４に模式的に示す。図１はデジタルカメラ１の正面図、図２は背面図、図３は上面図である。
【００２０】
デジタルカメラ１は前面に撮影レンズ１１を有し、背面に２つの表示部１２、１３を有する。上面には押しボタン式のシャッタースイッチ１４、回転式のスイッチ１５、および押しボタン式のスイッチ１６が設けられている。図示しないが、デジタルカメラ１の底面には記録媒体であるメモリカード１８（図４参照）を装着するための挿入口が設けられている。
【００２１】
図４に示すように、撮影レンズ１１の瞳位置にはシャッターを兼ねる絞り１１ａが備えられており、また、撮影レンズ１１の後方には撮像素子２１が配置されている。デジタルカメラ１は、撮影レンズ１１を透過した撮影対象からの光を撮像素子２１で光電変換して電荷とすることにより画像を撮影し、撮像素子２１が蓄積した電荷を後述の諸回路で処理することにより、画像を表す画像データを生成する。生成した画像データが表す画像は表示部１２、１３に表示され、また、シャッタースイッチ１４の操作により与えられる記録指示に応じて、画像データはメモリカード１８に記録される。画像の撮影や表示は略一定の周期、例えば１／３０秒で繰り返し行われる。
【００２２】
一方の表示部１２は、大型の液晶表示器（ＬＣＤ）より成る。使用者は数十ｃｍ以上離れたところから表示部１２に表示された画像を観察することができる。以下、表示部１２をモニターともいう。他方の表示部１３は、小型のＬＣＤ１３ａ、凸レンズ１３ｂおよび反射ミラー１３ｃより成る。使用者は数ｃｍ以下の距離からレンズ１３ｂおよびミラー１３ｃを介してＬＣＤ１３ａを見ることにより、表示された画像をさらに拡大して観察することができる。レンズ１３ｂは接眼レンズである。以下、表示部１３を電子ビューファインダあるいはファンイダともいう。
【００２３】
使用者は、モニター１２または電子ビューファインダ１３に表示される画像を見ながら構図を設定したり、撮影対象に対する撮影レンズ１１の合焦状態を確認したりすることができる。モニター１２およびファインダ１３のＬＣＤはいずれも、水平（横）方向に６４０、垂直（縦）方向に４８０の画素を有する。
【００２４】
撮像素子２１は、水平方向に２５６０、垂直方向に１９２０の画素を有するエリアセンサである。各画素には赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光または青色（Ｂ）光を選択的に透過させるフィルターのいずれかが設けられており、全ての画素はＲ光用、Ｇ光用およびＢ光用の３種に分類される。これら３種の画素はベイヤー型に配列されている（図７参照）。
【００２５】
デジタルカメラ１の回路構成について、図４を参照して説明する。デジタルカメラ１は、撮像素子２１よりアナログ信号として出力される電荷を処理する相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路２２および自動ゲイン制御（ＡＧＣ）回路２３、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ２４、デジタル信号を処理して撮影された画像を表す画像データを生成する画像処理ＣＰＵ２５、ならびに画像処理ＣＰＵ２５が一時的な記憶に利用する画像メモリ２６を備えている。
【００２６】
ＣＤＳ回路２２は撮像素子２１が出力するアナログ信号のノイズを低減させ、ＡＧＣ回路２３は、そのゲインによってＣＤＳ回路２２からの全ての信号のレベルを調整する。Ａ／Ｄコンバータ２４は、ＡＧＣ回路２３からのアナログ信号を１０ビットのデジタル信号に変換する。
【００２７】
画像処理ＣＰＵ２５は、デジタル化された信号に画素補間２５ａ、解像度変換２５ｂ、カラーバランス調整２５ｃ、およびガンマ補正２５ｄの処理を行って、撮影された画像を表す画像データを生成する。また、メモリカード１８に記録する画像データについては、画像圧縮２５ｅの処理を行う。画像処理ＣＰＵ２５は、Ａ／Ｄコンバータ２４からのデジタル信号をまず画像メモリ２６に書き込み、その後画像メモリ２６からの信号の読み出しと画像メモリ２６への信号の書き込みを行いながら画素補間２５ａ〜画像圧縮２５ｅの処理を進めていく。
【００２８】
画素補間２５ａは、撮像素子２１の各画素の位置において欠落する信号（例えばＧ光用の画素の位置でのＲおよびＢの信号）を周囲の画素の信号から生成するものである。これにより、各画素に対応してＲ、Ｇ、Ｂの３つの信号が得られる。Ｇの信号については４画素の信号の中間２値の平均値、ＲおよびＢの信号については２画素の信号の平均値を求める。
【００２９】
解像度変換２５ｂは、画素補間後の信号から所定数の信号を抽出し、または画素補間後の信号にさらに補間処理を行って、解像度を変換するものである。信号の抽出および補間は、撮像素子２１からの信号の読み出しの方式に関連して行われる。
【００３０】
カラーバランス調整２５ｃは、適正なホワイトバランスとなるように、Ｒ、Ｇ、Ｂの信号群ごとの強度を調整するものである。具体的には、Ｒ、Ｇ、Ｂの信号の強度と分布に基づいて本来白色である部分を推測し、その部分について、Ｒ、Ｇ、Ｂの信号のそれぞれについての平均値を求めて、Ｇ／Ｒの強度比とＧ／Ｂの強度比からＲ、Ｇ、Ｂの各信号の強度を補正する。
【００３１】
ガンマ補正２５ｄは、モニター１２、ファインダ１３、あるいはメモリカード１８を介して画像データを使用する外部機器に適合するように、信号強度に非線形化を施すものである。画像圧縮２５ｅは、ＪＰＥＧ方式に従って離散コサイン変換（ＤＣＴ）およびハフマン符号化を行い、画像データを圧縮するものである。なお、メモリカード１８に記録した画像データを読み出してモニター１２に再生表示することも可能であり、その場合、画像処理ＣＰＵ２５は、読み出した画像データに圧縮の逆処理を施して、圧縮前の画像データを再生する。
【００３２】
デジタルカメラ１は、このほか、カメラ制御ＣＰＵ３１、絞りドライバ３２、センサドライバ３３、ビデオエンコーダ３４、カードドライバ３５を備えている。カメラ制御ＣＰＵ３１はデジタルカメラ１の全体を制御する。カメラ制御ＣＰＵ３１は、シャッタースイッチ１４をはじめとする前述の諸スイッチを含む操作部３６に接続されており、操作部３６から与えられる信号に応じてデジタルカメラ１の動作を制御する。絞りドライバ３２はシャッターを兼ねる絞り１１ａを駆動し、センサドライバ３３は、光電変換によって蓄積した電荷の出力のタイミングを示す制御信号を生成して撮像素子２１に与える。
【００３３】
シャッタースイッチ１４により記録指示が与えられるまでの撮影においては、絞り１１ａを開放した状態とし、撮像素子２１の光電変換時間（電子シャッター速度）を調整することにより露光量を制御する。記録指示が与えられたとき、すなわち記録用の画像を撮影するときは、あらかじめ定められた関係に従って絞り１１ａの口径と光電変換時間を設定して、露光量を制御する。露光量の制御は、撮像素子２１の中央部の一部の領域からの信号の強度に基づいて行う。
【００３４】
ビデオエンコーダ３４は画像処理ＣＰＵ２５から与えられる画像データを、ＮＴＳＣ方式またはＰＡＬ方式でエンコードして、モニター１２およびファインダ１３に出力する。カードドライバ３５は、画像処理ＣＰＵ２５から与えられる画像データをメモリカード１８に書き込み、また、メモリカード１８から画像データを読み出して画像処理ＣＰＵ２５に与える。
【００３５】
デジタルカメラ１は、シャッタースイッチ１４の操作により記録指示が与えられたときに、記録用の画像の撮影、撮影した画像を表す画像データの生成、生成した画像データの記録を１回のみ行う単写モードと、記録指示が与えられたときに、記録用の画像の撮影から画像データの記録までを複数回連続して行う連写モードを有する。連写モードで撮影する画像の数は３に設定されている。単写モードと連写モードの切り換えはスイッチ１５の操作によってなされる。
【００３６】
デジタルカメラ１は、また、撮像素子２１からの電荷（信号）の読み出し方式として、インターレース方式とプログレッシブ方式の双方を有する。読み出し方式と上記のモードは対応しており、単写モードではインターレース方式で、連写モードではプログレッシブ方式で信号を読み出す。
【００３７】
デジタルカメラ１は、記録用の画像を表す画像データの生成に関して、フルモードとハーフモードを有する。フルモードは、撮像素子２１の画素数と同じ水平方向２５６０、垂直方向１９２０の信号数の画像データを生成して記録するものである。ハーフモードは、水平方向、垂直方向共に、フルモードの半分の信号数の画像データを生成して記録するものである。フルモードとハーフモードのいずれにおいても、画像データが表す画像の画角は、撮像素子２１で撮影した画像の画角に等しい。
【００３８】
単写モードおよび連写モードとフルモードおよびハーフモードの関係に制約はなく、単写モードと連写モードのいずれにおいても、フルモードとハーフモードを選択することができる。スイッチ１６を操作するごとにフルモードとハーフモードが切り換わり、設定されたモードがモニター１２およびファインダ１３に表示される。
【００３９】
表示のみに用いる画像を表す画像データは、モニター１２およびファインダ１３のＬＣＤの画素数と同じ水平方向６４０、垂直方向４８０の信号数とする。また、表示のみに用いる画像の信号の撮像素子２１からの読み出しはプログレッシブ方式で行う。
【００４０】
撮像素子２１の構成を図５に模式的に示す。撮像素子２１は、画素としてフォトダイオード２１ａを備えている。フォトダイオード２１ａは、前述のように、水平方向に２５６０、垂直方向に１９２０配列されている。フォトダイオード２１ａの垂直方向の列ごとに、電荷結合素子（ＣＣＤ）として形成された垂直転送レジスタ２１ｂが設けられており、各フォトダイオード２１ａは、光電変換によって蓄積した電荷（信号）を垂直転送レジスタ２１ｂの対応部位に出力する。
【００４１】
各垂直転送レジスタ２１ｂは、同じくＣＣＤとして形成された水平転送レジスタ２１ｃに接続されており、各フォトダイオード２１ａが出力した信号を水平転送レジスタ２１ｃの対応部位に順次出力する。また、水平転送レジスタ２１ｃは増幅器２１ｄに接続されており、水平転送レジスタ２１ｃの出力は増幅器２１ｄによって増幅されて、図外のＣＤＳ回路２２に与えられる。なお、垂直転送レジスタ２１ｂおよび水平転送レジスタ２１ｃは遮光されている。
【００４２】
フォトダイオード２１ａから垂直転送レジスタ２１ｂへの信号の出力、垂直転送レジスタ２１ｂ内での信号の転送、水平転送レジスタ２１ｃ内での信号の転送は、前述のようにセンサドライバ３３から与えられる制御信号によって制御される。一方、カメラ制御ＣＰＵ３１は、センサドライバ３３を制御して、単写モードであるか連写モードであるかに応じて、また、フルモードであるかハーフモードであるかに応じて、電荷を出力させるフォトダイオード２１ａや、垂直転送レジスタ２１ｂおよび水平転送レジスタ２１ｃの転送速度を変化させる。
【００４３】
以下、撮像素子２１の電荷の読み出しから画像データのメモリカード１８への記録またはモニター１２およびファインダ１３への画像の表示までの処理について具体例を掲げて説明する。各例で使用する符号のうち、Ｐ１は撮像素子２１から電荷を読み出す処理、Ｐ２は画像を表す画像データを生成する処理、Ｐ３はモニター１２またはファインダ１３に画像を表示する処理を表す。また、Ｓ１は撮像素子２１に蓄積された電荷、Ｓ２は処理Ｐ１で読み出されデジタル化された信号、Ｓ３は処理Ｐ２で画像を表す画像データとされた信号を表す。
【００４４】
第１の例の信号処理を図６に示す。この例は、記録指示が与えられるまでの処理、すなわち表示のみに用いる信号の処理である。この例では、プログレッシブ方式で撮像素子２１の電荷を４画素列に１画素列の割合で読み出して、垂直方向の間引き処理を行う。また、読み出しに際し、垂直転送レジスタ２１ｂ上で隣合う同色の画素の電荷を加算する。
【００４５】
電荷を読み出す画素列を図７に示す。１６画素列ごとに４画素列の電荷が読み出され、これらの画素列の中には、Ｇ光用の画素とＲ光用の画素を含む２つの画素列と、Ｇ光用の画素とＢ光用の画素を含む２つの画素列が含まれる。Ｒ光用の２画素の電荷は加算され、Ｂ光用の２画素の電荷も加算され、Ｇ光用の４画素の電荷も２画素ずつ加算される。結局、読み出し後の信号Ｓ２の水平方向の列の数は２４０になる。この読み出し処理Ｐ１は水平方向の全ての画素列を個別に読み出すときの８倍の速度で行うことができる。
【００４６】
画像データ生成処理Ｐ２では、水平方向の信号列それぞれについて、４画素に１画素の割合で信号を抽出して、信号Ｓ３の数を水平方向６４０、垂直方向２４０とする。この水平方向の信号数はモニター１２やファインダ１３のＬＣＤの水平方向の画素数に一致し、垂直方向の信号数はＬＣＤの垂直方向の画素数の半分になる。そこで、表示処理Ｐ３では、水平方向の各信号列を２回ずつ出力する。これで、撮像素子２１の全体に対応する画角の画像が、モニター１２やファインダ１３の全体に表示される。
【００４７】
第２の例の信号処理を図８に示す。この例は、単写モードかつフルモードにおいて、記録指示が与えられたときの信号処理である。読み出し処理Ｐ１では撮像素子２１の全画素列の電荷をインターレース方式で２回に分けて読み出す。電荷を読み出す画素列を図９に示す。１回目の読み出しではＧおよびＲの信号を含む１フィールド分の信号が得られ、２回目の読み出しではＧおよびＢの信号を含む１フィールド分の信号が得られる。各フィールドの信号Ｓ２の数は水平方向２５６０、垂直方向９６０である。
【００４８】
信号の読み出しに際してセンサドライバ３３から撮像素子２１に与える制御信号と、シャッター１１ａの開閉状態を図１０に模式的に示す。ＳＨはシャッター１１ａの状態を表している。ＶＤはフォトダイオード２１ａに電荷の出力を指令するパルスである。ここでは、出力指令パルスＶＤは１列おきのフォトダイオードに与えられる。ＶＴは垂直転送レジスタ２１ｂに転送を指令するパルスである。転送指令パルスＶＴの先頭の部分Ｈは垂直転送レジスタ２１ｂ上の電荷を無くすためのものであり、出力指令パルスＶＤが与えられた後の信号の転送を指令する部分よりも周期がきわめて短い。出力指令パルスＶＤおよび転送指令パルスＶＴは２回与えられ、その期間全体にわたってシャッター１１ａは閉じられる。
【００４９】
画像データ生成処理Ｐ２では、各フィールドの信号を先頭列から交互に配置して１フレームの画像を表す信号Ｓ３とする。この信号Ｓ３は、撮像素子２１の解像度をそのまま反映するものとなる。信号Ｓ３はメモリカード１８に記録する。
【００５０】
第３の例の信号処理を図１１に示す。この例は、単写モードかつハーフモードにおいて、記録指示が与えられたときの信号処理である。読み出し処理Ｐ１では撮像素子２１の全画素列の電荷をインターレース方式で２回に分けて読み出す。電荷を読み出す画素列を図１２に示す。読み出しに際しては、垂直転送レジスタ２１ｂ上で隣合う同色の画素の電荷を加算する。これにより、転送速度を高くすることができて、読み出しに要する時間は第２の例の半分程度となる。各フィールドの信号Ｓ２の数は水平方向２５６０、垂直方向４８０である。
【００５１】
画像データ生成処理Ｐ２では、各フィールドの信号を先頭列から交互に配置して１フレームの画像を表す信号Ｓ３とする。ただし、各信号列の全ての信号を用いるのではなく、２画素に１画素のの割合で信号を抽出する。これにより、信号Ｓ３の数は水平方向１２８０、垂直方向９６０となる。信号Ｓ３が表す画像の画角はフルモードのときと同じである。解像度は半分程度になるが、読み出しに際して隣合う同色の信号を加算しているため、モアレは生じない。信号Ｓ３はメモリカード１８に記録する。
【００５２】
第４の例の信号処理を図１３に示す。この例は、連写モードかつハーフモードにおいて、記録指示が与えられたときの信号処理である。読み出し処理Ｐ１では撮像素子２１の電荷をプログレッシブ方式で２画素列に１画素列の割合で読み出す。電荷を読み出す画素列を図１４に示す。電荷を読み出す画素列は全画素列の半分であるから、転送速度を高くすることができて、読み出しに要する時間は短い。読み出した信号Ｓ２の数は水平方向２５６０、垂直方向９６０である。
【００５３】
画像データ生成処理Ｐ２では、信号Ｓ２の各信号列から２画素に１画素の割合で信号を抽出して、画像を表す信号Ｓ３とする。これにより、信号Ｓ３の数は水平方向１２８０、垂直方向９６０となる。信号Ｓ３が表す画像の画角はフルモードのときと同じであるが、その解像度は半分になる。信号Ｓ３はメモリカード１８に記録する。
【００５４】
信号の読み出しに際して撮像素子２１に与える制御信号と、シャッター１１ａの開閉状態を図１５に模式的に示す。ここでは、出力指令パルスＶＤは半分のフォトダイオードに与えられる。フォトダイオードが出力した電荷が垂直転送レジスタ２１ｂ上にある期間全体にわたって、シャッター１１ａを閉じる。これにより、スミアのない画像が得られる。
【００５５】
なお、図１６に示すように、シャッター１１ａを閉じずに読み出しを行ってもよい。この場合、スミアが発生する可能性はあるが、シャッターが閉じるのを待つ必要がなくなり、読み出しに要する時間を短縮することができる。
【００５６】
第５の例の信号処理を図１７に示す。この例は、連写モードかつフルモードにおいて、記録指示が与えられたときの信号処理である。読み出し処理Ｐ１では撮像素子２１の電荷をプログレッシブ方式で２画素列に１画素列の割合で読み出す。電荷を読み出す画素列は図１４に示したものと同じである。読み出した信号Ｓ２の数は水平方向２５６０、垂直方向９６０である。
【００５７】
画像データ生成処理Ｐ２では、信号Ｓ２に垂直方向の補間処理を施して新たな信号列を生成し、画像を表す信号Ｓ３とする。これにより、信号Ｓ３の数は水平方向２５６０、垂直方向１９２０となる。信号Ｓ３はメモリカード１８に記録する。信号Ｓ３の解像度は第２の例よりも低くなるが、補間処理を行うため、単に信号列の複写を行う場合と異なり、１／２まで低下することはない。また、読み出し処理Ｐ１に要する時間が短いため、撮影間隔を短くすることができる。
【００５８】
なお、本実施形態のカメラでは、連写モードで撮影し記録する画像の数や、記録する画像データの信号数を一定としているが、これらを可変としてもよい。また、ここでは、画素、読み出し処理の対象とする信号列等の具体的な数値を示したが、これらは例にすぎず、他の値とすることもできる。今後もより多くの画素を有する撮像素子が開発されると期待されるが、読み出し処理の対象とする信号数や画像データに含める信号数は撮像素子の画素数に応じて定めればよい。
【００５９】
【発明の効果】
記録指示が与えられたときに、画像の撮影と画像データの生成と画像データの記録を１回行う単写モードと、記録指示が与えられたときに、画像の撮影と画像データの生成と画像データの記録を複数回行う連写モードとを有し、単写モードでは、インターレース方式で撮像素子から信号を読み出して画像データを生成し、連写モードでは、プログレッシブ方式で撮像素子から信号を読み出して画像データを生成する本発明のデジタルカメラでは、質の高い画像を撮影して記録するという単写モードの目的と、短い時間間隔で複数の画像を撮影して記録するという連写モードの目的の双方を十分に達成することができる。
【００６０】
画像を撮影した後にシャッターにより撮像素子の露光を遮ることを単写モードのみで行うと、単写モードで記録する画像の質を確実に高くすることができる上、連写モードでは、シャッターを閉じる動作に起因する遅れを避けることができて、確実に撮影間隔を短くすることが可能である。
【００６１】
画像を撮影した後にシャッターにより撮像素子の露光を遮ることを単写モードと連写モードの双方で行うと、単写モードだけでなく、連写モードで記録する画像データの質も高くすることができる。
【００６２】
連写モードで、複数の画素列に１画素列の割合で撮像素子から信号を読み出し、読み出した各画素列の信号の一部のみを用いて、撮影した画像と同じ画角の画像を表す画像データを生成すると、信号の読み出しに要する時間が大幅に短縮され、撮影間隔を一層短くすることができる。また、撮影した画像全体を表す画像データが得られる。しかも、画像データの記録に必要な記録媒体の容量も少なくなる。
【００６３】
連写モードで、複数の画素列に１画素列の割合で撮像素子から信号を読み出し、読み出した画素列の信号に補間処理を施して、撮影した画像と同じ画角の画像を表す画像データを生成しても、信号の読み出しに要する時間が大幅に短縮され、撮影間隔を一層短くすることができる。また、撮影した画像全体を表す画像データが得られ、その画像の解像度も高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のデジタルカメラの正面図。
【図２】上記デジタルカメラの背面図。
【図３】上記デジタルカメラの上面図。
【図４】上記デジタルカメラの回路構成の概略を模式的に示すブロック図。
【図５】上記デジタルカメラの撮像素子の構成を模式的に示す図。
【図６】上記デジタルカメラの信号処理の第１の例を示す図。
【図７】上記撮像素子の画素の配置および第１の例で読み出す画素列を示す図。
【図８】上記デジタルカメラの信号処理の第２の例を示す図。
【図９】第２の例で読み出す画素列を示す図。
【図１０】第２の例の読み出し処理で撮像素子に与える制御信号とシャッターの状態を模式的に示す図。
【図１１】上記デジタルカメラの信号処理の第３の例を示す図。
【図１２】第３の例で読み出す画素列を示す図。
【図１３】上記デジタルカメラの信号処理の第４の例を示す図。
【図１４】第４の例で読み出す画素列を示す図。
【図１５】第４の例の読み出し処理で撮像素子に与える制御信号とシャッターの状態を模式的に示す図。
【図１６】第４の例の読み出し処理で撮像素子に与える制御信号とシャッターの別の状態を模式的に示す図。
【図１７】上記デジタルカメラの信号処理の第５の例を示す図。
【符号の説明】
１デジタルカメラ
１１撮影レンズ
１１ａシャッター兼絞り
１２モニター
１３電子ビューファインダ
１３ａＬＣＤ
１３ｂ接眼レンズ
１４シャッタースイッチ
１５、１６スイッチ
１８メモリカード
２１撮像素子
２１ａフォトダイオード
２１ｂ垂直転送レジスタ
２１ｃ水平転送レジスタ
２２ＣＤＳ回路
２３ＡＧＣ回路
２４Ａ／Ｄコンバータ
２５画像処理ＣＰＵ
２５ａ画素補間処理
２５ｂ解像度変換処理
２５ｃカラーバランス調整処理
２５ｄガンマ補正処理
２５ｅ画像圧縮処理
２６画像メモリ
３１カメラ制御ＣＰＵ
３２絞りドライバ
３３センサドライバ
３４ビデオエンコーダ
３５カードドライバ
３６操作部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a digital camera, and more particularly to a digital camera having a continuous shooting function that captures and records a plurality of images according to a recording instruction.
[0002]
[Prior art]
The digital camera repeatedly captures and displays images at a substantially constant period, and in response to recording instructions given by the user, captures an image for recording and records image data representing the image on a recording medium. To do. In some digital cameras, in addition to a single shooting function that performs image shooting, image data generation, and image data recording only once when a recording instruction is given, image data is acquired from image shooting when a recording instruction is given. Some cameras have a continuous shooting function for performing the process up to recording a plurality of times.
[0003]
In general, the imaging device is configured as a two-dimensional charge coupled device (CCD), and includes a vertical transfer register provided for each vertical column of photodiodes as pixels and a horizontal transfer register for output. Each pixel performs photoelectric conversion, accumulates electric charge as a signal representing one point of the image, and outputs the signal to a corresponding vertical transfer register. Each vertical transfer register transfers a signal output from the pixel to the horizontal transfer register. The horizontal transfer register is simultaneously supplied with the signal of the pixel column in the horizontal direction, and the signal of the image sensor is read out for each pixel column in the horizontal direction. The vertical transfer register and the horizontal transfer register are shielded from light.
[0004]
There are an interlace method and a progressive method for reading a signal from the image sensor. In the interlace method, reading of signals of odd-numbered pixel columns and reading of signals of even-numbered pixel columns are performed separately. A signal for one field having a coarse resolution is obtained by reading each time, and one frame of image data is generated by synthesizing the signals of two fields. In the progressive method, charges are read out in the order of pixel columns without being divided into odd and even columns. One frame of image data can be generated by one reading.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Both interlaced and progressive methods have advantages and disadvantages. In the interlace method, each pixel holds a signal read for the second time while the first reading is performed, and thus the signal intensity changes as the photoelectric conversion progresses during this time. For this reason, in a digital camera that employs an interlace method, it is necessary to provide a shutter on the optical path of light incident on the image sensor, and to mechanically block the exposure of the image sensor after completion of shooting. In addition, in the interlace method, since the reading operation is performed twice, the time required for reading becomes long, and it is difficult to start the next shooting promptly. In particular, this is a major obstacle to shortening the shooting interval when using the continuous shooting function. However, by using the shutter, it is possible to provide a high-quality image without smear.
[0006]
In the progressive method in which the signal of the image sensor is read out once, it is only necessary to output a signal immediately from each pixel after the photoelectric conversion is completed. For this reason, a camera adopting the progressive method does not need to have a shutter and has a simple configuration. become. In addition, it is possible to read out signals at a rate of one column to a plurality of pixel columns, thereby shortening the time required for reading. In recent years, development of an image sensor having an extremely large number of pixels has progressed, and even when image data is generated using signals of a part of pixel columns, an image having a resolution suitable for shooting conditions can often be obtained. . However, since the shutter is not used, if there is a very bright part such as a light source in the object to be photographed, the light may wrap around the shielded vertical transfer register and smear may occur.
[0007]
In the conventional digital camera, the signal reading from the image sensor is fixed to the interlace method or the progressive method, and the features of both methods cannot be utilized. The present invention provides a digital camera that can make use of the features of both types according to shooting conditions, and in particular, a digital camera that can use both types according to whether or not to use the continuous shooting function. With the goal.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, an image pickup device in which pixels are two-dimensionally arranged is provided, a recording image is taken according to a given recording instruction, and image data representing the taken image is generated. A digital camera for recording on a recording medium, and when a recording instruction is given, a single shooting mode in which an image is photographed, image data is generated, and image data is recorded once, and a recording instruction is given In some cases, having a continuous shooting mode in which image shooting, image data generation, and image data recording are performed multiple times, in single shooting mode, signals are read from the image sensor in an interlaced manner to generate image data, In the continuous shooting mode, a signal is read from the image sensor in a progressive manner to generate image data.
[0009]
In the single shooting mode, it is possible to record high-quality image data by reading out signals in an interlaced manner. On the other hand, in the continuous shooting mode, the shooting interval can be shortened by reading the signal in a progressive manner.
[0010]
Here, a shutter may be provided on the optical path of the light received by the image sensor, and the exposure of the image sensor may be blocked by the shutter after taking an image only in the single shooting mode. In this way, it is possible to reliably improve the quality of images recorded in the single shooting mode, and in the continuous shooting mode, it is possible to avoid the delay caused by the operation of closing the shutter and to reliably shorten the shooting interval. Is possible.
[0011]
A shutter may be provided on the optical path of the light received by the image sensor, and the exposure of the image sensor may be blocked by the shutter after taking an image in both the single shooting mode and the continuous shooting mode. The quality of image data recorded in the continuous shooting mode as well as the single shooting mode can be improved.
[0012]
In continuous shooting mode, a signal is read from the image sensor at a rate of one pixel row to a plurality of pixel rows, and only a part of the read signal of each pixel row is used to obtain an image having the same angle of view as the captured image. It is preferable to generate image data to represent. By reading out signals at a rate of one pixel column to a plurality of pixel columns, the time required for readout can be greatly shortened, and the photographing interval can be further shortened. Further, image data representing the entire captured image is obtained, and the capacity of the recording medium necessary for recording the image data is reduced.
[0013]
In continuous shooting mode, a signal is read from the image sensor at a rate of one pixel row to a plurality of pixel rows, and interpolation processing is performed on the signal of the read pixel row, and image data representing an image having the same angle of view as the captured image You may make it produce | generate. Even in this case, the time required to read out the signal is greatly shortened, and the photographing interval can be further shortened. In addition, image data representing the entire captured image is obtained, and the resolution of the image is also increased.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a digital camera of the present invention will be described with reference to the drawings. The external appearance of the digital camera 1 of this embodiment is shown in FIGS. 1 to 3, and the outline of the circuit configuration is schematically shown in FIG. 1 is a front view of the digital camera 1, FIG. 2 is a rear view, and FIG. 3 is a top view.
[0020]
The digital camera 1 has a photographing lens 11 on the front surface and two display units 12 and 13 on the rear surface. A push button shutter switch 14, a rotary switch 15, and a push button switch 16 are provided on the upper surface. Although not shown, an insertion slot for mounting a memory card 18 (see FIG. 4) as a recording medium is provided on the bottom surface of the digital camera 1.
[0021]
As shown in FIG. 4, a stop 11 a that also serves as a shutter is provided at the pupil position of the photographic lens 11, and an imaging element 21 is disposed behind the photographic lens 11. The digital camera 1 captures an image by photoelectrically converting light from a subject to be transmitted that has passed through the photographing lens 11 into an electric charge by the image sensor 21, and processes the electric charge accumulated in the image sensor 21 by various circuits described later. Thus, image data representing the image is generated. The image represented by the generated image data is displayed on the display units 12 and 13, and the image data is recorded on the memory card 18 in accordance with a recording instruction given by operating the shutter switch 14. Images are captured and displayed repeatedly at a substantially constant period, for example, 1/30 seconds.
[0022]
One display unit 12 is composed of a large liquid crystal display (LCD). The user can observe the image displayed on the display unit 12 from a distance of several tens of centimeters or more. Hereinafter, the display unit 12 is also referred to as a monitor. The other display unit 13 includes a small LCD 13a, a convex lens 13b, and a reflection mirror 13c. The user can further enlarge and observe the displayed image by viewing the LCD 13a through the lens 13b and the mirror 13c from a distance of several centimeters or less. The lens 13b is an eyepiece. Hereinafter, the display unit 13 is also referred to as an electronic viewfinder or a fan finder.
[0023]
The user can set the composition while viewing the image displayed on the monitor 12 or the electronic viewfinder 13, and can confirm the in-focus state of the photographing lens 11 with respect to the photographing target. Each of the LCDs of the monitor 12 and the viewfinder 13 has 640 pixels in the horizontal (lateral) direction and 480 pixels in the vertical (vertical) direction.
[0024]
The image sensor 21 is an area sensor having 2560 pixels in the horizontal direction and 1920 pixels in the vertical direction. Each pixel is provided with a filter that selectively transmits red (R) light, green (G) light, or blue (B) light, and all the pixels are for R light, G light, and B light. It is classified into three types for light. These three types of pixels are arranged in a Bayer type (see FIG. 7).
[0025]
The circuit configuration of the digital camera 1 will be described with reference to FIG. The digital camera 1 includes a correlated double sampling (CDS) circuit 22 and an automatic gain control (AGC) circuit 23 that process charges output as an analog signal from the image sensor 21, and an A / D converter that converts the analog signal into a digital signal. 24. An image processing CPU 25 that processes digital signals to generate image data representing a photographed image, and an image memory 26 that the image processing CPU 25 uses for temporary storage are provided.
[0026]
The CDS circuit 22 reduces the noise of the analog signal output from the image sensor 21, and the AGC circuit 23 adjusts the level of all signals from the CDS circuit 22 by its gain. The A / D converter 24 converts the analog signal from the AGC circuit 23 into a 10-bit digital signal.
[0027]
The image processing CPU 25 performs pixel interpolation 25a, resolution conversion 25b, color balance adjustment 25c, and gamma correction 25d on the digitized signal to generate image data representing the photographed image. Further, the image data to be recorded in the memory card 18 is subjected to image compression 25e processing. The image processing CPU 25 first writes the digital signal from the A / D converter 24 into the image memory 26, and then reads out the signal from the image memory 26 and writes the signal into the image memory 26 while performing pixel interpolation 25a to image compression 25e. We will proceed with the process.
[0028]
The pixel interpolation 25a generates a signal missing at each pixel position of the image sensor 21 (for example, R and B signals at the G light pixel position) from signals of surrounding pixels. Thereby, three signals of R, G, and B are obtained corresponding to each pixel. For the G signal, the average value of the intermediate binary values of the four pixel signals is obtained, and for the R and B signals, the average value of the two pixel signals is obtained.
[0029]
In the resolution conversion 25b, a predetermined number of signals are extracted from the signal after pixel interpolation, or the signal after pixel interpolation is further subjected to interpolation processing to convert the resolution. Signal extraction and interpolation are performed in association with a method of reading a signal from the image sensor 21.
[0030]
The color balance adjustment 25c adjusts the intensity for each of the R, G, and B signal groups so as to achieve an appropriate white balance. Specifically, a portion that is originally white is estimated based on the intensity and distribution of the R, G, and B signals, and an average value for each of the R, G, and B signals is obtained for the portion, and G The intensity of each of the R, G, and B signals is corrected from the intensity ratio of / R and the intensity ratio of G / B.
[0031]
The gamma correction 25d performs non-linearization on the signal intensity so as to be compatible with an external device that uses image data via the monitor 12, the finder 13 or the memory card 18. The image compression 25e compresses image data by performing discrete cosine transform (DCT) and Huffman coding according to the JPEG method. It is also possible to read out the image data recorded in the memory card 18 and reproduce and display it on the monitor 12. In this case, the image processing CPU 25 performs a reverse process of the compression on the read out image data to obtain an image before compression. Play the data.
[0032]
In addition, the digital camera 1 includes a camera control CPU 31, an aperture driver 32, a sensor driver 33, a video encoder 34, and a card driver 35. The camera control CPU 31 controls the entire digital camera 1. The camera control CPU 31 is connected to the operation unit 36 including the above-described various switches including the shutter switch 14, and controls the operation of the digital camera 1 in accordance with a signal given from the operation unit 36. The aperture driver 32 drives the aperture 11 a that also functions as a shutter, and the sensor driver 33 generates a control signal indicating the output timing of the electric charge accumulated by the photoelectric conversion and gives it to the image sensor 21.
[0033]
In photographing until a recording instruction is given by the shutter switch 14, the aperture 11a is opened, and the exposure amount is controlled by adjusting the photoelectric conversion time (electronic shutter speed) of the image sensor 21. When a recording instruction is given, that is, when an image for recording is taken, the aperture of the diaphragm 11a and the photoelectric conversion time are set according to a predetermined relationship to control the exposure amount. The exposure amount is controlled based on the intensity of a signal from a partial area at the center of the image sensor 21.
[0034]
The video encoder 34 encodes the image data given from the image processing CPU 25 by the NTSC method or the PAL method, and outputs the encoded image data to the monitor 12 and the finder 13. The card driver 35 writes the image data given from the image processing CPU 25 to the memory card 18, reads the image data from the memory card 18, and gives it to the image processing CPU 25.
[0035]
When a recording instruction is given by operating the shutter switch 14, the digital camera 1 captures an image for recording, generates image data representing the captured image, and records the generated image data only once. Mode, and a continuous shooting mode in which from recording of a recording image to recording of image data is continuously performed a plurality of times when a recording instruction is given. The number of images shot in the continuous shooting mode is set to 3. Switching between the single shooting mode and the continuous shooting mode is performed by operating the switch 15.
[0036]
The digital camera 1 also has both an interlace method and a progressive method as a method for reading out charges (signals) from the image sensor 21. The readout method corresponds to the above-described mode, and signals are read out in the interlace method in the single shooting mode and in the progressive method in the continuous shooting mode.
[0037]
The digital camera 1 has a full mode and a half mode with respect to generation of image data representing an image for recording. In the full mode, image data having the same number of signals in the horizontal direction 2560 and the vertical direction 1920 as the number of pixels of the image sensor 21 is generated and recorded. The half mode is to generate and record image data having half the number of signals in both the horizontal direction and the vertical direction. In both the full mode and the half mode, the angle of view of the image represented by the image data is equal to the angle of view of the image captured by the image sensor 21.
[0038]
There is no restriction on the relationship between the single shooting mode and the continuous shooting mode and the full mode and the half mode, and the full mode and the half mode can be selected in either the single shooting mode or the continuous shooting mode. Each time the switch 16 is operated, the full mode and the half mode are switched, and the set mode is displayed on the monitor 12 and the finder 13.
[0039]
Image data representing an image used only for display has the same number of signals in the horizontal direction 640 and the vertical direction 480 as the number of pixels of the LCD of the monitor 12 and the finder 13. Further, readout of an image signal used only for display from the image sensor 21 is performed by a progressive method.
[0040]
The configuration of the image sensor 21 is schematically shown in FIG. The image sensor 21 includes a photodiode 21a as a pixel. As described above, the photodiodes 21a are arranged in 2560 in the horizontal direction and 1920 in the vertical direction. Each vertical column of photodiodes 21a is provided with a vertical transfer register 21b formed as a charge coupled device (CCD), and each photodiode 21a is a vertical transfer register for storing charges (signals) accumulated by photoelectric conversion. It outputs to the corresponding part of 21b.
[0041]
Each vertical transfer register 21b is connected to a horizontal transfer register 21c which is also formed as a CCD, and sequentially outputs a signal output from each photodiode 21a to a corresponding portion of the horizontal transfer register 21c. The horizontal transfer register 21c is connected to the amplifier 21d, and the output of the horizontal transfer register 21c is amplified by the amplifier 21d and supplied to the CDS circuit 22 (not shown). The vertical transfer register 21b and the horizontal transfer register 21c are shielded from light.
[0042]
Signal output from the photodiode 21a to the vertical transfer register 21b, signal transfer in the vertical transfer register 21b, and signal transfer in the horizontal transfer register 21c are performed by the control signal supplied from the sensor driver 33 as described above. Be controlled. On the other hand, the camera control CPU 31 controls the sensor driver 33 to output charges depending on whether the mode is the single shooting mode or the continuous shooting mode, and whether the mode is the full mode or the half mode. The transfer speed of the photodiode 21a to be moved, the vertical transfer register 21b, and the horizontal transfer register 21c is changed.
[0043]
Hereinafter, processing from reading of electric charges of the image sensor 21 to recording of image data on the memory card 18 or display of images on the monitor 12 and the viewfinder 13 will be described with specific examples. Among the codes used in each example, P1 represents a process of reading out charges from the image sensor 21, P2 represents a process of generating image data representing an image, and P3 represents a process of displaying an image on the monitor 12 or the viewfinder 13. Further, S1 represents electric charges accumulated in the image sensor 21, S2 represents a signal read and digitized in the process P1, and S3 represents a signal converted into image data representing an image in the process P2.
[0044]
The signal processing of the first example is shown in FIG. This example is processing until a recording instruction is given, that is, processing of a signal used only for display. In this example, the charge of the image sensor 21 is read at a rate of one pixel column to four pixel columns by the progressive method, and the thinning process in the vertical direction is performed. Further, when reading, the charges of pixels of the same color adjacent on the vertical transfer register 21b are added.
[0045]
FIG. 7 shows a pixel column from which charges are read. The charges of 4 pixel columns are read out every 16 pixel columns. Among these pixel columns, two pixel columns including G light pixels and R light pixels, G light pixels, and B light Two pixel columns including pixels for light are included. The charges of the two pixels for R light are added, the charges of the two pixels for B light are added, and the charges of the four pixels for G light are also added by two pixels. Eventually, the number of horizontal columns of the signal S2 after reading is 240. This reading process P1 can be performed at a speed eight times that for reading all the pixel columns in the horizontal direction individually.
[0046]
In the image data generation process P2, signals are extracted at a rate of one pixel per four pixels for each horizontal signal sequence, and the number of signals S3 is set to the horizontal direction 640 and the vertical direction 240. The number of signals in the horizontal direction coincides with the number of pixels in the horizontal direction of the LCD of the monitor 12 and the finder 13, and the number of signals in the vertical direction is half the number of pixels in the vertical direction of the LCD. Therefore, in the display process P3, each signal sequence in the horizontal direction is output twice. As a result, an image having an angle of view corresponding to the entire image sensor 21 is displayed on the entire monitor 12 and the finder 13.
[0047]
The signal processing of the second example is shown in FIG. This example is signal processing when a recording instruction is given in the single shooting mode and the full mode. In the reading process P1, the charges of all the pixel columns of the image sensor 21 are read out twice in an interlaced manner. FIG. 9 shows a pixel column from which charges are read. A signal for one field including G and R signals is obtained in the first reading, and a signal for one field including G and B signals is obtained in the second reading. The number of signals S2 in each field is 2560 in the horizontal direction and 960 in the vertical direction.
[0048]
FIG. 10 schematically shows a control signal given from the sensor driver 33 to the image sensor 21 when the signal is read and the open / closed state of the shutter 11a. SH represents the state of the shutter 11a. VD is a pulse for instructing the photodiode 21a to output charges. Here, the output command pulse VD is applied to every other row of photodiodes. VT is a pulse for instructing transfer to the vertical transfer register 21b. The head portion H of the transfer command pulse VT is for eliminating the charge on the vertical transfer register 21b, and has a period shorter than that of the portion that commands the transfer of the signal after the output command pulse VD is given. The output command pulse VD and the transfer command pulse VT are given twice, and the shutter 11a is closed over the entire period.
[0049]
In the image data generation process P2, the signals of each field are alternately arranged from the top row to obtain a signal S3 representing an image of one frame. This signal S3 reflects the resolution of the image sensor 21 as it is. The signal S3 is recorded on the memory card 18.
[0050]
The signal processing of the third example is shown in FIG. This example is signal processing when a recording instruction is given in the single shooting mode and the half mode. In the reading process P1, the charges of all the pixel columns of the image sensor 21 are read out twice in an interlaced manner. FIG. 12 shows a pixel column from which charges are read. At the time of reading, the charges of adjacent pixels of the same color on the vertical transfer register 21b are added. As a result, the transfer rate can be increased, and the time required for reading is about half that of the second example. The number of signals S2 in each field is 2560 in the horizontal direction and 480 in the vertical direction.
[0051]
In the image data generation process P2, the signals of each field are alternately arranged from the top row to obtain a signal S3 representing an image of one frame. However, instead of using all signals in each signal sequence, signals are extracted at a rate of one pixel per two pixels. As a result, the number of signals S3 becomes the horizontal direction 1280 and the vertical direction 960. The angle of view of the image represented by the signal S3 is the same as in the full mode. Although the resolution is about half, moire does not occur because adjacent signals of the same color are added during reading. The signal S3 is recorded on the memory card 18.
[0052]
The signal processing of the fourth example is shown in FIG. This example is signal processing when a recording instruction is given in the continuous shooting mode and the half mode. In the reading process P1, the charge of the image sensor 21 is read at a ratio of one pixel column to two pixel columns in a progressive manner. FIG. 14 shows a pixel column from which charges are read. Since the number of pixel columns from which charges are read is half that of all the pixel columns, the transfer rate can be increased and the time required for reading is short. The number of read signals S2 is 2560 in the horizontal direction and 960 in the vertical direction.
[0053]
In the image data generation process P2, a signal is extracted from each signal sequence of the signal S2 at a rate of one pixel per two pixels, and is set as a signal S3 representing an image. As a result, the number of signals S3 becomes the horizontal direction 1280 and the vertical direction 960. The angle of view of the image represented by the signal S3 is the same as in the full mode, but the resolution is halved. The signal S3 is recorded on the memory card 18.
[0054]
FIG. 15 schematically shows a control signal given to the image sensor 21 at the time of signal readout and the open / closed state of the shutter 11a. Here, the output command pulse VD is given to half of the photodiodes. The shutter 11a is closed over the entire period in which the charge output from the photodiode is on the vertical transfer register 21b. Thereby, an image without smear is obtained.
[0055]
As shown in FIG. 16, the reading may be performed without closing the shutter 11a. In this case, although smear may occur, it is not necessary to wait for the shutter to close, and the time required for reading can be shortened.
[0056]
The signal processing of the fifth example is shown in FIG. This example is signal processing when a recording instruction is given in continuous shooting mode and full mode. In the reading process P1, the charge of the image sensor 21 is read at a ratio of one pixel column to two pixel columns in a progressive manner. The pixel column from which charges are read out is the same as that shown in FIG. The number of read signals S2 is 2560 in the horizontal direction and 960 in the vertical direction.
[0057]
In the image data generation process P2, a vertical signal interpolation process is performed on the signal S2 to generate a new signal sequence, which is a signal S3 representing an image. As a result, the number of signals S3 becomes the horizontal direction 2560 and the vertical direction 1920. The signal S3 is recorded on the memory card 18. Although the resolution of the signal S3 is lower than that in the second example, since the interpolation process is performed, the signal S3 does not decrease to ½, unlike the case where the signal sequence is simply copied. Further, since the time required for the reading process P1 is short, the photographing interval can be shortened.
[0058]
In the camera of this embodiment, the number of images captured and recorded in the continuous shooting mode and the number of signals of image data to be recorded are constant, but these may be variable. Further, here, specific numerical values such as a pixel and a signal sequence to be read out are shown, but these are merely examples, and other values may be used. Although it is expected that an image sensor having more pixels will be developed in the future, the number of signals to be read and the number of signals included in image data may be determined according to the number of pixels of the image sensor.
[0059]
【The invention's effect】
Single shooting mode in which image shooting, image data generation, and image data recording are performed once when a recording instruction is given; image shooting, image data generation, and image when a recording instruction is given It has a continuous shooting mode in which data is recorded multiple times. In the single shooting mode, it reads out signals from the image sensor using the interlace method, and in continuous shooting mode, it reads out signals from the image sensor using the progressive method. In the digital camera of the present invention for generating image data, the purpose of the single shooting mode of shooting and recording a high-quality image and the purpose of the continuous shooting mode of shooting and recording a plurality of images at short time intervals Both of these can be fully achieved.
[0060]
If only the single-shot mode is used to block the exposure of the image sensor with the shutter after taking an image, the quality of the image recorded in the single-shot mode can be reliably increased, and the shutter is closed in the continuous-shot mode. The delay due to the operation can be avoided, and the photographing interval can be surely shortened.
[0061]
If the exposure of the image sensor is blocked by the shutter after taking an image in both the single shooting mode and the continuous shooting mode, the quality of the image data recorded not only in the single shooting mode but also in the continuous shooting mode may be improved. it can.
[0062]
In continuous shooting mode, an image representing an image having the same angle of view as the captured image is obtained by reading out signals from the image sensor at a rate of one pixel row to a plurality of pixel rows and using only a part of the read signals of each pixel row. When data is generated, the time required to read out the signal is greatly shortened, and the photographing interval can be further shortened. Further, image data representing the entire photographed image is obtained. In addition, the capacity of the recording medium necessary for recording the image data is reduced.
[0063]
In continuous shooting mode, a signal is read from the image sensor at a rate of one pixel row to a plurality of pixel rows, and interpolation processing is performed on the signal of the read pixel row, and image data representing an image having the same angle of view as the captured image is obtained. Even if it is generated, the time required to read out the signal is greatly shortened, and the imaging interval can be further shortened. Further, image data representing the entire captured image is obtained, and the resolution of the image is also increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a digital camera according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a rear view of the digital camera.
FIG. 3 is a top view of the digital camera.
FIG. 4 is a block diagram schematically showing an outline of a circuit configuration of the digital camera.
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a configuration of an image sensor of the digital camera.
FIG. 6 is a diagram showing a first example of signal processing of the digital camera.
FIG. 7 is a diagram showing a pixel arrangement of the image sensor and a pixel column read out in the first example.
FIG. 8 is a diagram showing a second example of signal processing of the digital camera.
FIG. 9 is a diagram showing a pixel row to be read in a second example.
FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a control signal and a shutter state given to an image sensor in a reading process of a second example.
FIG. 11 is a diagram showing a third example of signal processing of the digital camera.
FIG. 12 is a diagram showing a pixel row to be read in a third example.
FIG. 13 is a diagram showing a fourth example of signal processing of the digital camera.
FIG. 14 is a diagram showing a pixel row to be read in a fourth example.
FIG. 15 is a diagram schematically illustrating a control signal and a shutter state given to an image sensor in a read process according to a fourth example.
FIG. 16 is a diagram schematically illustrating another state of a control signal and a shutter that are applied to an image sensor in a read process according to a fourth example.
FIG. 17 is a diagram showing a fifth example of signal processing of the digital camera.
[Explanation of symbols]
1 Digital camera
11 Shooting lens
11a Shutter / aperture
12 Monitor
13 Electronic viewfinder
13a LCD
13b eyepiece
14 Shutter switch
15, 16 switch
18 Memory card
21 Image sensor
21a photodiode
21b Vertical transfer register
21c Horizontal transfer register
22 CDS circuit
23 AGC circuit
24 A / D converter
25 Image processing CPU
25a Pixel interpolation processing
25b Resolution conversion processing
25c Color balance adjustment processing
25d Gamma correction processing
25e Image compression processing
26 Image memory
31 Camera control CPU
32 Aperture driver
33 Sensor driver
34 Video encoder
35 Card driver
36 Operation unit

Claims

画素が２次元に配列された撮像素子を備え、与えられる記録指示に応じて、記録用の画像を撮影し、撮影した画像を表す画像データを生成して記録媒体に記録するデジタルカメラであって、
記録指示が与えられたときに、画像の撮影と画像データの生成と画像データの記録を１回行う単写モードと、記録指示が与えられたときに、画像の撮影と画像データの生成と画像データの記録を複数回行う連写モードとを有するものにおいて、
単写モードでは、インターレース方式で撮像素子から信号を読み出して画像データを生成し、連写モードでは、プログレッシブ方式で撮像素子から信号を読み出して画像データを生成する
ことを特徴とするデジタルカメラ。A digital camera that includes an image sensor in which pixels are arranged two-dimensionally, captures a recording image in accordance with a given recording instruction, generates image data representing the captured image, and records the image data on a recording medium. ,
A single shooting mode in which an image is shot, image data is generated, and image data is recorded once when a recording instruction is given, and an image is shot, image data is generated, and an image is shot when the recording instruction is given. With a continuous shooting mode that records data multiple times,
A digital camera characterized in that in the single shooting mode, signals are read from the image sensor by the interlace method to generate image data, and in the continuous shooting mode, signals are read from the image sensor by the progressive method to generate image data.

撮像素子が受ける光の光路上にシャッターを備え、
単写モードのみで、画像を撮影した後にシャッターにより撮像素子の露光を遮ることを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。A shutter is provided on the optical path of the light received by the image sensor,
2. The digital camera according to claim 1, wherein the exposure of the image sensor is blocked by a shutter after taking an image only in the single shooting mode.

撮像素子が受ける光の光路上にシャッターを備え、
単写モードと連写モードの双方で、画像を撮影した後にシャッターにより撮像素子の露光を遮ることを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。A shutter is provided on the optical path of the light received by the image sensor,
The digital camera according to claim 1, wherein exposure of the image sensor is blocked by a shutter after taking an image in both the single shooting mode and the continuous shooting mode.

連写モードで、複数の画素列に１画素列の割合で撮像素子から信号を読み出し、読み出した各画素列の信号の一部のみを用いて、撮影した画像と同じ画角の画像を表す画像データを生成することを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。 In continuous shooting mode, an image representing an image with the same angle of view as the captured image is obtained by reading out signals from the image sensor at a ratio of one pixel column to a plurality of pixel columns and using only a part of the read signals of each pixel column. The digital camera according to claim 1, wherein data is generated.

連写モードで、複数の画素列に１画素列の割合で撮像素子から信号を読み出し、読み出した画素列の信号に補間処理を施して、撮影した画像と同じ画角の画像を表す画像データを生成することを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。 In continuous shooting mode, a signal is read from the image sensor at a rate of one pixel row to a plurality of pixel rows, and interpolation processing is performed on the signal of the read pixel row, and image data representing an image having the same angle of view as the captured image is obtained. The digital camera according to claim 1, wherein the digital camera is generated .