JP4573367B2

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Publication number: JP4573367B2
Application number: JP10648998A
Authority: JP
Inventors: 則之木村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-04-16
Filing date: 1998-04-16
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2018-04-16
Also published as: JPH11298768A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、全画素読み出し方式の固体撮像素子を使用したモニタリング機能付きのデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ及び監視カメラなどに適用して好適な画像撮影装置に関する。
【０００２】
詳しくは、被写体の全画素の画像情報をｎライン毎に読み出すモニタリングモードから全画素の画像情報を読み出す全画素読み出しモードに切換えられたときに、被写体の明るさや色などの画像検出情報の信号レベルを１／ｎにして、全画素読み出しモード時にも、モニタリングモード時と制御条件が等価となる信号レベルの画像検出情報に基づいて撮像手段や画像処理手段の入出力を制御できるようにしたものである。
【０００３】
【従来の技術】
近年、静止画像の編集記録が可能な画像処理分野ではデジタルスチルカメラが使用される場合が多くなってきた。この種のデジタルスチルカメラには全画素読み出し方式の固体撮像素子が使用され、被写体の静止画像の構図を決めるためにその動画像をモニタ表示するモニタリングモードと、その静止画像をフラッシュメモリなどに格納する全画素読み出しモードとが予め準備されている。
【０００４】
通常はデジタルスチルカメラをモニタリングモードで使用し、静止画像をフラッシュメモリなどに格納するときには、全画素読み出しモードを実行するように取り扱われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、全画素読み出し方式の固体撮像素子を備えたデジタルスチルカメラによれば、モニタリングモードにおいて、１画面を構成する１フレームの画像情報のうち、ｎライン毎に読み出す画素と読み出さない画素とがある。また、固体撮像素子の出力を次段の画像処理回路に入力し、その画像処理回路で検出された検波値をそのまま固体撮像素子や画像処理回路の制御値として使用している。
【０００６】
このため、モニタリングモードから全画素読み取りモードに切り換わった時点に、制御系は画像処理回路からｎ倍の検波値（以下画像検出情報ともいう）を得ることになり、ｎ倍になった明るさ・色情報に基づいて固体撮像素子（以下撮像手段ともいう）や画像処理回路（以下画像処理手段ともいう）が制御されてしまうという問題がある。
【０００７】
因みに、デジタルスチルカメラでモニタリングモードを使用しないで、全画素読み出しモードのみで、被写体の静止画像の構図を決めようとすると、１／３０秒（通常１／６０秒）毎に被写体の動画像が更新される。このために、その動画像がモニタ上でカクカク動いてしまい非常に見ずらくなる。
【０００８】
そこで、この発明はこのような従来の課題を解決したものであって、全画素読み出しモード時にも、モニタリングモード時と制御条件が等価となる信号レベルの画像検出情報に基づいて撮像手段や画像処理手段を制御できるようにした画像撮影装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題は、被写体からの光を入射して該被写体の全画素の画像情報を出力するためにＮライン×Ｍ画素の光電変換素子を有した撮像手段と、この撮像手段から全画素の画像情報を読み出す全画素読み出しモード又は撮像手段から全画素の画像情報をｎライン毎に読み出すモニタリングモードのいずれかを指示する操作手段と、撮像手段による画像情報から、少なくとも、被写体の明るさ及び色に関する画像情報である光学的な特徴量を検出して画像検出情報を出力する画像処理手段と、この画像処理手段による画像検出情報及び操作手段から出力されるモード指示情報に基づいて撮像手段の入出力を制御する制御手段とを備え、制御手段は、少なくとも、操作手段によってモニタリングモードから全画素読み出しモードに指示が切換えられたときに、画像処理手段による画像検出情報の信号レベルを１／ｎにし、その後、操作手段によって当該制御手段にシャッター指示が与えられた時点の被写体のある瞬間の動画像を静止画像としてメモリに取り込み、当該メモリに静止画データを記録した後に、撮像手段を全画素読み出しモードからモニタリングモードに復帰させるように制御する画像撮影装置によって解決される。
【００１０】
本発明によれば、例えば、モニタリングモード時の被写体の明るさに関する画像検出情報の信号レベルをＡとしたときに、モニタリングモードから全画素読み出しモードに切換えられたときに、そのままでは画像検出情報の信号レベルがｎ倍×Ａとなるが、画像検出情報の信号レベルを１／ｎにするようになされたので、全画素読み出しモード時にも、モニタリングモード時と制御条件が等価となる信号レベルＡの画像検出情報に基づいて撮像手段の絞りや画像処理手段のゲインなどをフィードバック制御することができる。従って、モニタリング機能を備えた全画素読み出し方式の画像撮影装置をデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ及び監視カメラなどに十分に応用できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
続いて、この発明に係る画像撮影装置の一実施の形態について、図面を参照しながら説明をする。
【００１２】
図１は本実施の形態としての画像撮影装置１００の構成例を示すブロック図である。本実施の形態では、被写体の全画素の画像情報をｎライン毎に読み出すモニタリングモードから全画素の画像情報を読み出す全画素読み出しモードに切換えられたときに、少なくとも、被写体の明るさや色に関する画像検出情報の信号レベルを１／ｎにして、モニタリングモードと制御条件が等価となる信号レベルの画像検出情報に基づいて撮像手段の入出力を制御できるようにしたものである。
【００１３】
この画像撮影装置１００は図１に示す全画素読み出し方式の撮像手段（ＰＳ−ＣＣＤ：Ｐrogressive Ｓcan ＣＣＤＩmage Ｓensor）１を有している。この撮像手段１は絞り１１、固体撮像素子ユニット１２及びサンプルホールド＆アナログデジタル変換回路（以下Ｓ／Ｈ＆Ａ／Ｄ変換回路という）１３を有している。
【００１４】
絞り（アイリス）１１は被写体３０からの光の量を調整するものであり、ガルバノメータ方式の絞り機構を有している。絞り１１の前方には図示しないレンズ部が設けられ、その後方にもレンズ部が設けられ、被写体３０からの光Ｌが結像される。絞り１１の後方には固体撮像素子ユニット１２が設けられ、絞り１１により光量調整された被写体３０による光Ｌを入射してその被写体３０の全画素の画像情報として画像取得信号Ｓinが出力される。固体撮像素子ユニット１２は、例えば、Ｎライン×Ｍ画素の光電変換素子（センサ）Ｄ１１〜Ｄｉｊ（ｉ＝１〜Ｎ、ｊ＝１〜Ｍ）を有している。
【００１５】
固体撮像素子ユニット１２の出力段にはＳ／Ｈ＆Ａ／Ｄ変換回路１３が接続され、画像取得信号Ｓinが図示しない容量などにホールドされる。この容量にホールドされた電圧がデジタル信号に変換された後に画像データＤoutとなる。Ｓ／Ｈ＆Ａ／Ｄ変換回路１３の出力段には画像処理手段２が接続され、画像データＤoutから被写体３０の光学的な特徴量を検出し、画像検出情報が出力される。この例で光学的な特徴量は少なくとも被写体３０の明るさ及び色に関する画像情報である。画像処理手段２は明るさ検出回路１４及び色検出回路１５を有している。明るさ検出回路１４では画像データＤoutに基づいて被写体３０の露光状態を示す輝度検波信号Ｓ１が検出される。色検出回路１５では画像データＤoutに基づいて被写体３０の色の調整状態を示す例えばホワイトバランス検波信号Ｓ２が検出される。
【００１６】
この画像処理手段２には制御手段３が接続されている。制御手段３には操作手段４が接続され、固体撮像素子ユニット１２から全画素の画像データＤoutを読み出す全画素読み出しモード又はそのユニット１２から全画素の画像データＤoutをｎライン毎に読み出すモニタリングモードのいずれかを指示するように操作される。操作手段４はユーザによって操作される。この例では、操作手段４によって被写体３０のある瞬間の動画像を静止画像として取り込むように制御手段３に指示が与えられる。この指示こそがシャッター信号Ｓ３であり、モニタリングモードを全画素読み出しモードに切換える信号でもある。
【００１７】
制御手段３は画像処理手段２による輝度検波信号Ｓ１、ホワイトバランス検波信号Ｓ２及び操作手段４から出力されるシャッター信号Ｓ３に基づいて絞り１１、固体撮像素子ユニット１２、明るさ検出回路１４及び色検出回路１５の入出力が制御される。例えば、制御手段３は、少なくとも、操作手段４によってモニタリングモードから全画素読み出しモードに指示が切換えられたとき、すなわち、シャッターが押されたときに、画像処理手段２による輝度検波信号Ｓ１及びホワイトバランス検波信号Ｓ２の信号レベルを１／ｎにする。この信号レベルの１／ｎに関してはハードウエアでは割算回路などを使用する。ソフトウエアではプログラム上で信号レベルを１／ｎにする計算を実行する。
【００１８】
また、この例では輝度検波信号Ｓ１と、予め設定された適切な露光量を校正した基準値とが制御手段３によって比較され、絞り１１を自動露出するような制御が行われる。制御手段３の出力段には絞り駆動回路４が接続され、制御手段３からの絞り駆動制御信号Ｓ４に基づいて絞り１１を通過する光量が調整される。更に、制御手段３の出力段にはタイミング発生回路５が接続され、制御手段３からの読み出し制御信号Ｓ５に基づいて電荷転送用の転送クロック信号などが生成される。明るさ検出回路１４や色検出回路１５は制御手段３からのゲイン調整信号Ｓ６に基づいて制御され、モニタリングモード及び全画素読み出しモードにおいて制御条件が等価になされる。
【００１９】
この画像処理手段２の出力段（次段）には、図示しないメモリコントローラなどが接続され、このメモリコントローラにディスクなどの記録媒体（以下単にメモリともいう）が接続される。そして、操作手段４及び制御手段３によって取り込まれた静止画像に関する静止画データがメモリに記録される。
【００２０】
次に、図２を参照しながら画像撮影装置１００の動作を説明する。図２は、画像撮影装置１００の動作例を示す制御フローチャートである。この例では固体撮像素子ユニット１２から被写体３０の画像情報を１フィールド毎に読み出して表示をするモニタリングモード、及び、被写体３０の１フレームの画像情報を読み出して静止画像を記録する全画素読み出しモードが準備され、通常、画像撮影装置１００がモニタリングモードを基準にして動作している。
【００２１】
このモニタリングモードのときは、全画素の１／２の信号レベルの画像検出情報を使用している。従って、全画素読み出しモードではモニタリングモードの２倍の信号レベルの画像検出情報を得ることになる。この信号レベルによる制御を避けるために、モニタリングモードから全画素読み出しモードに切り換わったときに、画像検出情報の信号レベルを１／２にする。
【００２２】
これを前提として、図２に示すフローチャートにおいて、まず、ステップＰ１で画像処理手段２から制御手段３へ画像検出情報が入力される。画像検出情報としては、明るさ検出回路１４から制御手段３へ輝度検波信号Ｓ１が出力され、色検出回路１５から制御手段３へホワイトバランス検波信号Ｓ２が出力される。
【００２３】
その後、ステップＰ２で制御手段３によって全画素読み出しモードが指示されたかが判断される。全画素読み出しモードはユーザが操作手段４としてのシャッターボタンを押下するような操作によって指示される。従って、ユーザがシャッターボタンなどを押下すると、制御手段３はモニタリングモードから全画素読み出しモードへ切換えられたと判断する。この場合には、ステップＰ３に移行して画像処理手段２からの輝度検波信号Ｓ１やホワイトバランス検波信号Ｓ２などの検波値（信号レベル）を１／２にする。検波値の１／２に関しては割り算回路などを使用する。
【００２４】
その後、ステップＰ４に移行して輝度検波信号Ｓ１やホワイトバランス検波信号Ｓ２などの検波値から、絞り駆動制御信号Ｓ４、読み出し制御信号Ｓ５及びゲイン調整信号Ｓ６などの制御値を算出した後に、ステップＰ５で制御手段３はこれらの制御値に基づいて絞り駆動回路４、タイミング発生回路５、画像処理手段２などが制御され、絞り１１、固体撮像素子ユニット１２、明るさ検出回路１４及び色検出回路１５が最適に調整される。
【００２５】
なお、ステップＰ２でユーザによる指示が全画素読み出しモードではないと判断された場合、すなわち、通常のモニタリングモードを引き続き継続する場合には、ステップＰ４に移行してそのままの検波値に基づいて制御値が計算された後に、ステップＰ５でその制御値に基づいて絞り駆動回路４、タイミング発生回路５及び画像処理手段２などが制御され、絞り１１、固体撮像素子ユニット１２、明るさ検出回路１４及び色検出回路１５が最適に調整される。
【００２６】
このように本実施の形態としての画像撮影装置１００によれば、モニタリングモード時の被写体の明るさに関する画像検出情報の信号レベルをＡとしたときに、ステップＰ２でモニタリングモードから全画素読み出しモードに切換えられた場合に、そのままでは画像検出情報の信号レベルが２倍×Ａとなるが、画像検出情報の信号レベルを１／２にするようになされたので、全画素読み出しモード時にも、モニタリングモード時と等価な信号レベルＡの画像検出情報に基づいて絞り１１、固体撮像素子ユニット１２、明るさ検出回路１４及び色検出回路１５をフィードバック制御することができる。これにより、モニタリング機能を備えた全画素読み出し方式の画像撮影装置１００をデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ及び監視カメラなどに十分に応用できる。
【００２７】
続いて、全画素読み出し方式の固体撮像素子ユニット１２の構成例について説明する。この例では図示しない基板上にＮ×Ｍ個の光電変換素子Ｄ１１〜Ｄｉｊ（ｉ＝１〜Ｎ、ｊ＝１〜Ｍ）がマトリクス状に配列されている。
【００２８】
この固体撮像素子ユニット１２では、例えば、水平方向にＭ個の光電変換素子Ｄ１１〜Ｄ１Ｍが配列され、その垂直方向に光電変換素子列がＮライン配列されている。垂直方向に並んだ光電変換素子Ｄ１１〜ＤＮ１の右側には垂直転送用のレジスタＲ１が配置され、光電変換素子Ｄ１２〜ＤＮ２の右側には垂直転送用のレジスタＲ２が配置され、同様に光電変換素子Ｄ１Ｍ〜ＤＮＭの右側には垂直転送用のレジスタＲＭが配置されている。各々のレジスタＲ１〜ＲＭには垂直方向に電荷を転送するための転送クロック信号ΦＶが供給される。
【００２９】
また、各々のレジスタＲ１〜ＲＭの最終段には水平転送用のレジスタ７が接続され、垂直方向に転送されてきた電荷が転送クロック信号ΦＨに基づいてシリアルに水平方向に読み出される。水平転送用のレジスタ７の出力段には電荷検出部８が接続され、電荷読み出しパルス信号ＸＳＧに基づいて画像取得信号Ｓinが出力される。電荷検出部８の出力段にはアンプ９が接続され、画像取得信号Ｓinが増幅されて出力される。
【００３０】
このレジスタ７及び電荷検出部８にはタイミング発生回路５が接続され、制御手段３からの読み出し制御信号Ｓ５に基づいて発生した転送クロック信号ΦＶ、ΦＨ及び電荷読み出しパルス信号ＸＳＧが出力される。
【００３１】
ここで固体撮像素子ユニット１２による読み出し画素の奇数ラインをＯ１〜Ｏ（Ｎ／２）とし、偶数ラインをＥ１〜Ｅ（Ｎ／２）とすると、モニタリングモード時には、フィールド読み出しを実行するので、フィールド単位に垂直転送用のレジスタＲ１〜ＲＭから水平転送用のレジスタ７へ電荷が転送され、１ライン分の画像情報は奇数ラインと偶数ラインとの和により生成される。つまり、１／３０秒間の奇数フィールド期間に（Ｏ１＋Ｅ１）、（Ｏ２＋Ｅ２）、（Ｏ３＋Ｅ３）・・・・、続く１／３０秒間の偶数フィールド期間に（Ｅ１＋Ｏ２）、（Ｅ２＋Ｏ３）、（Ｅ３＋Ｏ４）・・・・というように画像情報が読み出される。
【００３２】
一方、全画素読み出しモードではフレーム読み出しを実行するので、奇数列の各光電変換素子Ｄ１１〜ＤＮ１からの電荷は１フレームに１回の割合で垂直転送用のレジスタＲ１へ読み出され、同様に、光電変換素子Ｄ２１〜ＤＮ２からの電荷は１フレームに１回の割合で垂直転送用のレジスタＲ２へ読み出される。つまり、奇数フィールド期間ではＯ１、Ｏ２、Ｏ３・・・・というように奇数ラインのみの画像情報が読み出され、続く偶数フィールド期間ではＥ１、Ｅ２、Ｅ３・・・・というように偶数ラインの画像情報が読み出される。
【００３３】
続いて、本実施の形態としての画像撮影装置１００を応用したデジタルスチルカメラ２００について説明する。図４はデジタルスチルカメラ２００の構成例を示すブロック図である。
【００３４】
このデジタルスチルカメラ２００は図３に示すフォーカス部及び絞り１１を備えたレンズ部２１を有している。レンズ部２１の後段には電子シャッターを有した固体撮像素子ユニット１２としてのＣＣＤ２２が設けられる。ＣＣＤ２２の出力段にはＳ／Ｈ＆Ａ／Ｄ変換回路１３が接続され、ＣＣＤ２２による画像取得信号Ｓinが図示しない容量などにホールドされる。この容量にホールドされた電圧がデジタル信号に変換された後に画像データＤoutとなる。
【００３５】
このＳ／Ｈ＆Ａ／Ｄ変換回路１３の出力段には自動焦点検出部（Ａuto Ｆocus；以下ＡＦ検出部という）２４、自動露出検出部（Ａuto Ｅxpose；以下ＡＥ検出部という）２５、自動ホワイトバランス検出部（Ａuto Ｗhite Ｂarance；以下ＡＷＢ検出部という）２６及びＲＧＢゲイン補正部２７が接続される。ＡＦ検出部２４では画像データＤoutに基づいて焦点検出信号Ｓ０が生成される。ＡＥ検出部２５では画像データＤoutに基づいて輝度検波信号Ｓ１が生成される。ＡＷＢ検出部２６では画像データＤoutに基づいてホワイトバランス検波信号Ｓ２が生成される。
【００３６】
ＡＦ検出部２４、ＡＥ検出部２５及びＡＷＢ検出部２６の出力段には制御手段３としての１チップマイクロコンピュータ（以下単に制御マイコンという）４５が接続され、カメラ全体の制御が行われる。例えば、画像データＤoutと予め設定された適切な露光量を校正した基準値とが比較され、レンズ部２１の絞りを自動露出する制御を行ったり、全画素読み出しモードからモニタリングモードへの復帰処理などが実行される。
【００３７】
その他に、制御マイコン４５は焦点検出信号Ｓ０からフォーカス制御信号Ｓ９を作成し、輝度検波信号Ｓ１から絞り駆動制御信号Ｓ４と読み出し制御信号Ｓ５とを作成し、ホワイトバランス検波信号Ｓ２からＲＧＢゲイン補正制御信号Ｓ７を作成する。このＲＧＢゲイン補正制御信号Ｓ７はＲＧＢゲイン補正部２７に出力され、この信号Ｓ７に基づいて画像の色温度の補正が行われる。
【００３８】
ＲＧＢゲイン補正部２７の出力段にはメモリコンロトーラ２８が接続され、画像データＤoutの記録または格納制御やその画像データＤoutに基づいた動画像及び静止画像の表示制御が行われる。メモリコンロトーラ２８の出力段には表示用のバッファメモリ２９が接続され、補正後の画像データＤoutが格納されると共に、その画像データＤoutが液晶ディスプレイ（以下ＬＣＤという）４１に表示するためラスタスキャンデータとして読み出される。バッファメモリ２９の出力段にはデジタル・アナログ変換回路（以下Ｄ／Ａ変換回路という）４０が接続され、ラスタスキャンデータがアナログ画像信号Ｓ１１に変換された後に、そのアナログ画像信号Ｓ１１がＬＣＤ４１に出力され、動画像や静止画像が表示される。
【００３９】
上述した制御マイコン４５の入力段には操作手段４としてシャッターボタン（スイッチ）４３が接続され、これが押されると制御マイコン４５にシャッター信号Ｓ３が出力される。制御マイコン４５はこのシャッター信号Ｓ３から静止画像の記録が指示されたことが認識される。
【００４０】
また、メモリコントローラ２８にはデータ圧縮／伸張回路４２が接続され、画像データＤoutが圧縮／伸張される。データ圧縮／伸長回路４２にはフラッシュ記録ブロックメモリ（以下単にフラッシュメモリという）４４が接続され、シャッターボタン４３が押されたときに、静止画像が格納される。
【００４１】
続いて、デジタルスチルカメラ２００の動作について説明する。図５はその制御例を示すフローチャートである。この例では、制御マイコン４５にシャッターボタン４３が接続され、通常はモニタリングモードによって、被写体３０の動画像がＬＣＤ４１にモニタ出力される。また、ユーザがシャッターボタン４３を押下すると、その時点の静止画像がＬＣＤ４１にモニタ出力されると共に、その静止画像がフラシュメモリ４４に格納されることを前提とする。
【００４２】
まず、ステップＱ１で制御マイコン４５はユーザからの撮影要求を待つ。その撮影要求があった場合には、ステップＱ２に移行してモニタリングモードに係る画像取得処理を実行する。ここでは、例えば、ＴＶ信号の１フィールド時間で露光量が一定になるようにレンズ部２１の絞り１１に対して安定な速度フィードバックループ制御が実行される。この結果で、レンズ部２１を通して受光された画像はＣＣＤ２２によって電気信号に変換される。
【００４３】
このモニタリングモードではフィールド読み出しを実行するので、フィールド単位に図３に示した垂直転送用のレジスタＲ１〜ＲＭから水平転送用のレジスタ７へ電荷が転送され、１ライン分の画像情報は奇数ラインと偶数ラインとの和により生成される。つまり、１／３０秒間の奇数フィールド期間に（Ｏ１＋Ｅ１）、（Ｏ２＋Ｅ２）、（Ｏ３＋Ｅ３）・・・・、続く１／３０秒間の偶数フィールド期間に（Ｅ１＋Ｏ２）、（Ｅ２＋Ｏ３）、（Ｅ３＋Ｏ４）・・・・というように画像情報が読み出される。その後、画像情報はＳ／Ｈ＆Ａ／Ｄ変換回路１３によって、デジタル化された後に画像データＤoutとなる。
【００４４】
そして、ステップＱ３で制御マイコン４５はＳ／Ｈ＆Ａ／Ｄ変換回路１３による画像データＤoutに基づいて画像処理を実行する。この画像データＤoutはＡＦ検出部２４、ＡＥ検出部２５、ＡＷＢ検出部２６によって信号処理された後に、焦点検出信号Ｓ０、輝度検波信号Ｓ１及びホワイトバランス検波信号Ｓ２となる。これらの信号Ｓ０〜Ｓ２を入力した制御マイコン４５では焦点検出信号Ｓ０からフォーカス制御信号Ｓ９が作成され、輝度検波信号Ｓ１から絞り駆動制御信号Ｓ４と読み出し制御信号Ｓ５とが作成され、ホワイトバランス検波信号Ｓ２からＲＧＢゲイン補正制御信号Ｓ７が作成される。この制御信号Ｓ４はレンズ部２１に出力され、制御信号Ｓ５はＣＣＤ２２に出力される。
【００４５】
その後、ステップＱ４で制御マイコン４５は動画像をＬＣＤ４１にモニタ出力する。この際にＲＧＢゲイン補正制御信号Ｓ７はＲＧＢゲイン補正部２７に出力される。ＲＧＢゲイン補正部２７では、この信号Ｓ７に基づいて画像の色温度の補正が行われる。ＲＧＢゲイン補正部２７で補正された画像データＤoutは、メインコントローラ２８によってバッファメモリ２９に格納される。バッファメモリ２９ではＬＣＤ４１に合わせたラスタスキャンデータに変換され、このラスタスキャンデータがＤ／Ａ変換回路４０によってアナログ画像信号Ｓ１１に変換される。このアナログ画像信号Ｓ１１に基づいてＬＣＤ４１に動画像が表示される。
【００４６】
その後、ステップＱ５で制御マイコン４５はユーザから撮影終了命令として電源がオフされたかを判断する。この例ではモニタリングモードにおいて、シャッターボタン４３が押されることを前提としているので、ステップＱ６に移行する。
【００４７】
このステップＱ６では制御マイコン４５がユーザによって、モニタリングモードから全画素読み出しモードに切り換るためのシャッターボタン４３が押されたかを検出する。このときに、シャッターボタン４３が押されると、制御マイコンによってシャッター信号Ｓ３が検出される。これと共に、制御マイコン４５からメモリコントローラ２８に取り込み命令信号Ｓ８が出力される。ある程度の時間を待ってシャッターボタン４３が押されていない場合にはステップＱ２に戻る。
【００４８】
シャッターボタン４３が押された場合には、ステップＱ７に移行して全画素読み出しモードに係る画像取得処理を実行する。この全画素読み出しモードではフレーム読み出しを実行するので、各光電変換素子からの電荷は１フレームに１回の割合で図３に示した垂直転送用のレジスタＲ１〜ＲＭへ読み出される。つまり、奇数フィールド期間ではＯ１、Ｏ２、Ｏ３・・・・というように奇数ラインのみの画像情報が読み出され、続く偶数フィールド期間ではＥ１、Ｅ２、Ｅ３・・・・というように偶数ラインの画像情報が読み出される。その後、画像情報はＳ／Ｈ＆Ａ／Ｄ変換回路１３によって、デジタル化された後に画像データＤoutとなる。
【００４９】
そして、ステップＱ８で制御マイコン４５はＳ／Ｈ＆Ａ／Ｄ変換回路１３による画像データＤoutに基づいて画像処理を実行する。この際に画像データＤoutに基づいてＡＦ検出部２４、ＡＥ検出部２５、ＡＷＢ検出部２６によって信号処理された後の焦点検出信号Ｓ０、輝度検波信号Ｓ１及びホワイトバランス検波信号Ｓ２に１／２が演算される。ここで１／２を演算した信号Ｓ０〜Ｓ２を入力した制御マイコン４５では焦点検出信号Ｓ０からフォーカス制御信号Ｓ９が作成され、輝度検波信号Ｓ１から絞り駆動制御信号Ｓ４と読み出し制御信号Ｓ５とが作成され、ホワイトバランス検波信号Ｓ２からＲＧＢゲイン補正制御信号Ｓ７が作成される。これらの制御信号Ｓ４はレンズ部２１に出力され、制御信号Ｓ５はＣＣＤ２２に出力される。
【００５０】
その後、ステップＱ９でメモリコントローラ２８では、静止画記録のためのシャッターボタン４３が押下されたとき、ＲＧＢゲイン補正部２７による画像データＤoutをデータ圧縮／伸長回路４２に転送する。このデータ圧縮／伸長回路４２で圧縮された画像データＤoutがフレーム静止画としてフラッシュメモリ４４に格納される。
【００５１】
その後、ステップＱ１０で制御マイコン４５は全画素読み出しモードをモニタリングモードに復帰させた後に、ステップＱ２に戻ってモニタリングモードに係る画像取得処理を継続する。以下、ユーザの指示に従って制御マイコン４５はステップＱ３〜ステップＱ１０の処理を繰り返す。なお、ステップＱ５で電源がオフされた場合には画像撮影制御を終了する。
【００５２】
このように本実施の形態としての画像撮影装置１００を応用したデジタルスチルカメラ２００によれば、モニタリングモード時の被写体の明るさに関する画像検出情報の信号レベルをＡとしたときに、ステップＱ２でモニタリングモードから全画素読み出しモードに切換えられた場合に、そのままでは画像検出情報の信号レベルが２倍×Ａとなるが、画像検出情報の信号レベルを１／２にするようになされたので、全画素読み出しモード時にも、モニタリングモード時と制御条件が等価となる信号レベルの画像検出情報に基づいてレンズ部２１、ＣＣＤ２２、ＡＦ検出部２４、ＡＥ検出部２５、ＡＷＢ検出部２６及びＲＧＢゲイン補正回路２７などをフィードバック制御することができる。これにより、モニタリング機能を備えた全画素読み出し方式のデジタルスチルカメラ２００を提供できる。
【００５３】
また、制御マイコン４５は全画素読み出しモード及びモニタリングモードを通して計算上の検波値をモード相違を意識せずに画像処理を行なうことができる。これにより、ソフトウエアのアルゴリスムがシンプルになり、デジタルスチルカメラ２００の信頼性の向上と処理時間の短縮とを図ること、及び、そのデバッグを容易にすることができる。
【００５４】
更に、本発明の画像処理を実行することで、ＬＣＤ４１を見ながら静止画像の構図を決めるときも、被写体３０の動画像がカクカク動くことなく、被写体３０の動きがごく自然で、ＩＴ（インターライントラアンスファー）型のビデオカメラと同様に滑らかな動きで被写体３０の動画像をモニタリングすることが可能となる。従って、静止画像を記録するときの被写体３０の構図を容易に決定することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の画像撮影装置によれば、被写体の全画素の画像情報をｎライン毎に読み出すモニタリングモードから全画素の画像情報を読み出す全画素読み出しモードに切換えられたときに、少なくとも、被写体の明るさや色などの画像検出情報を１／ｎするようにし、その後、操作手段によって当該制御手段にシャッター指示が与えられた時点の被写体のある瞬間の動画像を静止画像としてメモリに取り込み、当該メモリに静止画データを記録した後に、撮像手段を全画素読み出しモードからモニタリングモードに復帰させるように制御するものである。
【００５６】
この構成によって、全画素読み出しモード時でもモニタリングモード時と等価な検出レベルの画像検出情報に基づいて撮像手段の入出力を制御することができる。従って、モニタリング機能を備えた全画素読み出し方式の画像撮影装置をデジタルスチルカメラなどに十分に応用できる。
【００５７】
この発明は全画素読み出し方式の固体撮像素子を使用したモニタリング機能付きのデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ及び監視カメラなどに適用して極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態としての画像撮影装置１００の構成例を示すブロックである。
【図２】画像撮影装置１００の動作例を示す制御フローチャートである。
【図３】全画素読み出し方式の固体撮像素子ユニット１２の構成例を示すブロック図である。
【図４】画像撮影装置１００を応用したデジタルスチルカメラ２００の構成例を示すブロック図である。
【図５】デジタルスチルカメラ２００の動作例を示す制御フローチャートである。
【符号の説明】
１・・・撮像手段、２・・・画像処理手段、３・・・制御手段、４・・・操作手段、１１・・・絞り、１２・・・固体撮像素子ユニット、１３・・サンプルホールド＆アナログ・デジタル変換回路、１４・・・明るさ検出回路、１５・・・色検出回路、２１・・・レンズ部、２２・・・ＣＣＤ、２４・・・ＡＦ検出部、２５・・・ＡＥ検出部、２６・・・ＡＷＢ検出部、２７・・・ＲＧＢゲイン補正回路、２８・・・メモリコントローラ、２９・・・バッファメモリ、４０・・・Ｄ／Ａ変換回路、４１・・・ＬＣＤ、４２・・・データ圧縮／伸張回路、４３・・・シャッターボタン、４４・・・フラッシュメモリ、４５・・・制御マイコン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image photographing apparatus suitable for application to a digital still camera with a monitoring function, a video camera, a surveillance camera, and the like using a solid-state imaging device of an all-pixel readout method.
[0002]
Specifically, the signal level of the image detection information such as the brightness and color of the subject when the mode is switched from the monitoring mode in which image information of all pixels of the subject is read every n lines to the all pixel readout mode in which image information of all pixels is read out. 1 / n so that the input / output of the image pickup means and the image processing means can be controlled even in the all-pixel readout mode based on the image detection information of the signal level that is equivalent to the control condition in the monitoring mode. is there.
[0003]
[Prior art]
In recent years, digital still cameras are often used in the field of image processing capable of editing and recording still images. This type of digital still camera uses a solid-state image sensor with an all-pixel readout method, and in order to determine the composition of a still image of a subject, a monitoring mode for displaying the moving image on the monitor and storing the still image in a flash memory or the like The all-pixel readout mode is prepared in advance.
[0004]
Normally, when a digital still camera is used in a monitoring mode and a still image is stored in a flash memory or the like, it is handled so as to execute an all-pixel reading mode.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, according to the digital still camera equipped with a solid-state image pickup device of all-pixel readout method, there are pixels that are read out every n lines and pixels that are not read out in one frame of image information constituting one screen in the monitoring mode. . In addition, the output of the solid-state image sensor is input to an image processing circuit at the next stage, and the detection value detected by the image processing circuit is used as it is as a control value for the solid-state image sensor or the image processing circuit.
[0006]
For this reason, when the monitoring mode is switched to the all-pixel reading mode, the control system obtains an n-fold detection value (hereinafter also referred to as image detection information) from the image processing circuit, and the brightness becomes n-fold. There is a problem in that a solid-state imaging device (hereinafter also referred to as imaging means) and an image processing circuit (hereinafter also referred to as image processing means) are controlled based on color information.
[0007]
By the way, if you try to determine the composition of a still image of a subject using only the all-pixel readout mode without using the monitoring mode with a digital still camera, the moving image of the subject will appear every 1/30 seconds (usually 1/60 seconds). Updated. For this reason, the moving image moves rapidly on the monitor, making it very difficult to see.
[0008]
Accordingly, the present invention solves such a conventional problem, and in the all-pixel readout mode, the imaging means and the image processing are performed based on the signal level image detection information in which the control conditions are equivalent to those in the monitoring mode. It is an object of the present invention to provide an image photographing apparatus capable of controlling the means.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The above-described problem is that an imaging unit having an N-line × M-pixel photoelectric conversion element for inputting light from a subject and outputting image information of all pixels of the subject, and an image of all pixels from the imaging unit. From the all-pixel readout mode for reading information or the monitoring mode for reading image information of all pixels from the imaging means for every n lines, and the image information from the imaging means ,at least, Subject It is image information about brightness and color Image processing means for detecting optical feature amounts and outputting image detection information, and control for controlling input / output of the imaging means based on image detection information by the image processing means and mode instruction information output from the operation means The control means sets the signal level of the image detection information by the image processing means to 1 / n at least when the instruction is switched from the monitoring mode to the all-pixel reading mode by the operation means, and then the operation means As a still image, a moving image at a certain moment of the subject when the shutter instruction is given to the control means In memory Import After recording still image data in the memory, the image is controlled so that the imaging means is returned from the all-pixel readout mode to the monitoring mode. Solved by an image taking device.
[0010]
According to the present invention, for example, when the signal level of the image detection information related to the brightness of the subject in the monitoring mode is set to A, when the monitoring mode is switched to the all-pixel readout mode, the image detection information remains unchanged. Although the signal level is n times × A, the signal level of the image detection information is set to 1 / n. Therefore, even in the all-pixel readout mode, the signal level A is equivalent to the control condition in the monitoring mode. Based on the image detection information, it is possible to feedback-control the aperture of the imaging unit, the gain of the image processing unit, and the like. Therefore, an all-pixel readout type image photographing apparatus having a monitoring function can be sufficiently applied to a digital still camera, a video camera, a surveillance camera, and the like.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Subsequently, an embodiment of an image photographing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0012]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an image capturing apparatus 100 according to the present embodiment. In the present embodiment, when switching from the monitoring mode in which image information of all pixels of the subject is read every n lines to the all pixel reading mode in which image information of all pixels is read out, at least image detection related to the brightness and color of the subject is detected. The signal level of the information is set to 1 / n so that the input / output of the imaging means can be controlled based on the image detection information of the signal level that is equivalent to the monitoring mode and the control conditions.
[0013]
The image capturing apparatus 100 includes an imaging unit (PS-CCD: Progressive Scan CCD Image Sensor) 1 of an all-pixel readout method shown in FIG. The imaging means 1 includes a diaphragm 11, a solid-state imaging device unit 12, and a sample hold & analog / digital conversion circuit (hereinafter referred to as S / H & A / D conversion circuit) 13.
[0014]
A diaphragm (iris) 11 adjusts the amount of light from the subject 30 and has a galvanometer-type diaphragm mechanism. A lens unit (not shown) is provided in front of the diaphragm 11 and a lens unit is also provided behind the lens unit, and the light L from the subject 30 is imaged. A solid-state image sensor unit 12 is provided behind the diaphragm 11, and the light L from the subject 30 whose light amount is adjusted by the diaphragm 11 is incident, and an image acquisition signal Sin is output as image information of all the pixels of the subject 30. The solid-state image sensor unit 12 includes, for example, N line × M pixel photoelectric conversion elements (sensors) D11 to Dij (i = 1 to N, j = 1 to M).
[0015]
An S / H & A / D conversion circuit 13 is connected to the output stage of the solid-state image sensor unit 12, and the image acquisition signal Sin is held in a capacitor (not shown). After the voltage held in the capacitor is converted into a digital signal, it becomes image data Dout. The image processing means 2 is connected to the output stage of the S / H & A / D conversion circuit 13, detects the optical feature amount of the subject 30 from the image data Dout, and outputs image detection information. In this example, the optical feature amount is image information related to at least the brightness and color of the subject 30. The image processing means 2 has a brightness detection circuit 14 and a color detection circuit 15. The brightness detection circuit 14 detects a luminance detection signal S1 indicating the exposure state of the subject 30 based on the image data Dout. The color detection circuit 15 detects, for example, a white balance detection signal S2 indicating the color adjustment state of the subject 30 based on the image data Dout.
[0016]
A control means 3 is connected to the image processing means 2. The operation means 4 is connected to the control means 3, and an all-pixel reading mode for reading the image data Dout of all the pixels from the solid-state imaging device unit 12 or a monitoring mode for reading the image data Dout of all the pixels from the unit 12 every n lines. Operated to indicate either. The operation means 4 is operated by the user. In this example, the control means 3 is instructed by the operation means 4 to capture a moving image at a certain moment of the subject 30 as a still image. This instruction is the shutter signal S3, and is also a signal for switching the monitoring mode to the all-pixel readout mode.
[0017]
The control means 3 is based on the luminance detection signal S1, the white balance detection signal S2 by the image processing means 2 and the shutter signal S3 output from the operation means 4, and the diaphragm 11, the solid-state image sensor unit 12, the brightness detection circuit 14, and the color detection. The input / output of the circuit 15 is controlled. For example, the control means 3 at least when the instruction is switched from the monitoring mode to the all-pixel reading mode by the operation means 4, that is, when the shutter is pressed, the luminance detection signal S1 and the white balance by the image processing means 2 The signal level of the detection signal S2 is set to 1 / n. With respect to 1 / n of the signal level, a division circuit or the like is used in hardware. In the software, a calculation for reducing the signal level to 1 / n is executed on the program.
[0018]
In this example, the luminance detection signal S1 is compared with a reference value obtained by calibrating a preset appropriate exposure amount by the control means 3, and control is performed so that the aperture 11 is automatically exposed. A diaphragm drive circuit 4 is connected to the output stage of the control means 3, and the amount of light passing through the diaphragm 11 is adjusted based on a diaphragm drive control signal S 4 from the control means 3. Further, a timing generation circuit 5 is connected to the output stage of the control means 3, and a transfer clock signal for charge transfer and the like are generated based on the read control signal S5 from the control means 3. The brightness detection circuit 14 and the color detection circuit 15 are controlled based on the gain adjustment signal S6 from the control means 3, and the control conditions are made equivalent in the monitoring mode and the all-pixel readout mode.
[0019]
A memory controller or the like (not shown) is connected to the output stage (next stage) of the image processing means 2, and a recording medium such as a disk (hereinafter also simply referred to as a memory) is connected to the memory controller. Then, still image data relating to the still image captured by the operation unit 4 and the control unit 3 is recorded in the memory.
[0020]
Next, the operation of the image capturing apparatus 100 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a control flowchart illustrating an operation example of the image capturing apparatus 100. In this example, there are a monitoring mode in which image information of the subject 30 is read out from the solid-state image pickup unit 12 for each field and displayed, and an all-pixel readout mode in which image information of one frame of the subject 30 is read out and a still image is recorded. In general, the image capturing apparatus 100 operates on the basis of the monitoring mode.
[0021]
In this monitoring mode, image detection information having a signal level that is ½ of all pixels is used. Therefore, in the all-pixel readout mode, image detection information having a signal level twice that of the monitoring mode is obtained. In order to avoid control by this signal level, the signal level of the image detection information is halved when the monitoring mode is switched to the all-pixel readout mode.
[0022]
Assuming this, in the flowchart shown in FIG. 2, first, image detection information is input from the image processing means 2 to the control means 3 in step P1. As the image detection information, the luminance detection signal S1 is output from the brightness detection circuit 14 to the control means 3, and the white balance detection signal S2 is output from the color detection circuit 15 to the control means 3.
[0023]
Thereafter, in step P2, it is determined whether the all-pixel readout mode is instructed by the control means 3. The all-pixel readout mode is instructed by an operation in which the user presses the shutter button as the operation means 4. Therefore, when the user presses the shutter button or the like, the control unit 3 determines that the monitoring mode has been switched to the all-pixel readout mode. In this case, the process proceeds to step P3, and detection values (signal levels) such as the luminance detection signal S1 and the white balance detection signal S2 from the image processing means 2 are halved. For ½ of the detected value, a division circuit or the like is used.
[0024]
Thereafter, the process proceeds to step P4, and control values such as the aperture drive control signal S4, the read control signal S5, and the gain adjustment signal S6 are calculated from the detection values such as the luminance detection signal S1 and the white balance detection signal S2, and then step P5. The control means 3 controls the diaphragm drive circuit 4, the timing generation circuit 5, the image processing means 2 and the like based on these control values, and the diaphragm 11, the solid-state image sensor unit 12, the brightness detection circuit 14, and the color detection circuit 15 are controlled. Is optimally adjusted.
[0025]
When it is determined in step P2 that the instruction from the user is not in the all-pixel reading mode, that is, when the normal monitoring mode is continued, the process proceeds to step P4 and the control value is based on the detected value as it is. In step P5, the aperture driving circuit 4, the timing generation circuit 5, the image processing means 2, and the like are controlled based on the control value, and the aperture 11, the solid-state image sensor unit 12, the brightness detection circuit 14, and the color are controlled. The detection circuit 15 is optimally adjusted.
[0026]
As described above, according to the image capturing apparatus 100 according to the present embodiment, when the signal level of the image detection information related to the brightness of the subject in the monitoring mode is A, the monitoring mode is changed to the all-pixel reading mode in step P2. When switched, the signal level of the image detection information is doubled × A as it is, but since the signal level of the image detection information is halved, the monitoring mode is also used in the all-pixel readout mode. Based on the image detection information of the signal level A equivalent to the time, the diaphragm 11, the solid-state image sensor unit 12, the brightness detection circuit 14, and the color detection circuit 15 can be feedback-controlled. Thereby, the all-pixel readout type image capturing apparatus 100 having a monitoring function can be sufficiently applied to a digital still camera, a video camera, a surveillance camera, and the like.
[0027]
Next, a configuration example of the all-pixel readout type solid-state imaging device unit 12 will be described. In this example, N × M photoelectric conversion elements D11 to Dij (i = 1 to N, j = 1 to M) are arranged in a matrix on a substrate (not shown).
[0028]
In the solid-state imaging element unit 12, for example, M photoelectric conversion elements D11 to D1M are arranged in the horizontal direction, and N lines of photoelectric conversion element arrays are arranged in the vertical direction. A vertical transfer register R1 is arranged on the right side of the photoelectric conversion elements D11 to DN1 arranged in the vertical direction, and a vertical transfer register R2 is arranged on the right side of the photoelectric conversion elements D12 to DN2. A vertical transfer register RM is arranged on the right side of D1M to DNM. A transfer clock signal ΦV for transferring charges in the vertical direction is supplied to each of the registers R1 to RM.
[0029]
Further, a horizontal transfer register 7 is connected to the last stage of each of the registers R1 to RM, and the charges transferred in the vertical direction are serially read out in the horizontal direction based on the transfer clock signal ΦH. The charge detection unit 8 is connected to the output stage of the horizontal transfer register 7, and an image acquisition signal Sin is output based on the charge read pulse signal XSG. An amplifier 9 is connected to the output stage of the charge detection unit 8, and the image acquisition signal Sin is amplified and output.
[0030]
A timing generation circuit 5 is connected to the register 7 and the charge detection unit 8, and the transfer clock signals ΦV and ΦH and the charge read pulse signal XSG generated based on the read control signal S5 from the control means 3 are output.
[0031]
Here, assuming that the odd lines of the readout pixels by the solid-state imaging device unit 12 are O1 to O (N / 2) and the even lines are E1 to E (N / 2), field readout is executed in the monitoring mode. Charges are transferred from the vertical transfer registers R1 to RM to the horizontal transfer register 7 in units, and image information for one line is generated by the sum of odd lines and even lines. That is, (O1 + E1), (O2 + E2), (O3 + E3)... In the odd field period of 1/30 seconds, (E1 + O2), (E2 + O3), (E3 + O4),. The image information is read out as follows.
[0032]
On the other hand, since frame readout is executed in the all-pixel readout mode, charges from the odd-numbered photoelectric conversion elements D11 to DN1 are read out to the vertical transfer register R1 at a rate of once per frame. The charges from the photoelectric conversion elements D21 to DN2 are read out to the vertical transfer register R2 at a rate of once per frame. That is, image information of only odd lines such as O1, O2, O3... Is read in the odd field period, and even line images such as E1, E2, E3. Information is read.
[0033]
Next, a digital still camera 200 to which the image capturing apparatus 100 as the present embodiment is applied will be described. FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of the digital still camera 200.
[0034]
The digital still camera 200 has a lens unit 21 having a focus unit and a diaphragm 11 shown in FIG. A CCD 22 as a solid-state image sensor unit 12 having an electronic shutter is provided at the rear stage of the lens unit 21. An S / H & A / D conversion circuit 13 is connected to the output stage of the CCD 22, and an image acquisition signal Sin from the CCD 22 is held in a capacitor (not shown). After the voltage held in the capacitor is converted into a digital signal, it becomes image data Dout.
[0035]
The output stage of the S / H & A / D conversion circuit 13 includes an automatic focus detection unit (Auto Focus; hereinafter referred to as AF detection unit) 24, an automatic exposure detection unit (Auto Exposure; hereinafter referred to as AE detection unit) 25, and automatic white balance detection. A unit (Auto White Balance; hereinafter referred to as an AWB detection unit) 26 and an RGB gain correction unit 27 are connected. The AF detection unit 24 generates a focus detection signal S0 based on the image data Dout. The AE detection unit 25 generates a luminance detection signal S1 based on the image data Dout. The AWB detection unit 26 generates a white balance detection signal S2 based on the image data Dout.
[0036]
A one-chip microcomputer (hereinafter simply referred to as a control microcomputer) 45 as the control means 3 is connected to the output stages of the AF detection unit 24, the AE detection unit 25, and the AWB detection unit 26, and the entire camera is controlled. For example, the image data Dout is compared with a reference value obtained by calibrating an appropriate exposure amount set in advance, and control for automatically exposing the aperture of the lens unit 21 is performed, or processing for returning from the all-pixel readout mode to the monitoring mode is performed. Is executed.
[0037]
In addition, the control microcomputer 45 creates a focus control signal S9 from the focus detection signal S0, creates an aperture drive control signal S4 and a readout control signal S5 from the luminance detection signal S1, and performs RGB gain correction control from the white balance detection signal S2. A signal S7 is generated. The RGB gain correction control signal S7 is output to the RGB gain correction unit 27, and the color temperature of the image is corrected based on the signal S7.
[0038]
A memory controller 28 is connected to the output stage of the RGB gain correction unit 27, and recording or storing control of the image data Dout and display control of moving images and still images based on the image data Dout are performed. A buffer memory 29 for display is connected to the output stage of the memory controller 28 to store the corrected image data Dout, and the image data Dout is displayed on a liquid crystal display (hereinafter referred to as LCD) 41 for raster scanning. Read as data. A digital / analog conversion circuit (hereinafter referred to as a D / A conversion circuit) 40 is connected to the output stage of the buffer memory 29. After the raster scan data is converted into the analog image signal S11, the analog image signal S11 is output to the LCD 41. Then, a moving image or a still image is displayed.
[0039]
A shutter button (switch) 43 is connected as an operation means 4 to the input stage of the control microcomputer 45 described above, and when this is pressed, a shutter signal S3 is output to the control microcomputer 45. The control microcomputer 45 recognizes that the recording of the still image is instructed from the shutter signal S3.
[0040]
A data compression / decompression circuit 42 is connected to the memory controller 28 to compress / decompress the image data Dout. A flash recording block memory (hereinafter simply referred to as a flash memory) 44 is connected to the data compression / decompression circuit 42, and a still image is stored when the shutter button 43 is pressed.
[0041]
Next, the operation of the digital still camera 200 will be described. FIG. 5 is a flowchart showing an example of the control. In this example, the shutter button 43 is connected to the control microcomputer 45, and the moving image of the subject 30 is usually output to the LCD 41 by monitoring mode. Further, it is assumed that when the user presses the shutter button 43, the still image at that time is output to the LCD 41 and the still image is stored in the flash memory 44.
[0042]
First, in step Q1, the control microcomputer 45 waits for a shooting request from the user. If there is a photographing request, the process proceeds to step Q2 to execute image acquisition processing related to the monitoring mode. Here, for example, stable speed feedback loop control is executed for the diaphragm 11 of the lens unit 21 so that the exposure amount becomes constant in one field time of the TV signal. As a result, the image received through the lens unit 21 is converted into an electrical signal by the CCD 22.
[0043]
In this monitoring mode, field reading is performed, so that charges are transferred from the vertical transfer registers R1 to RM shown in FIG. 3 to the horizontal transfer register 7 in units of fields, and image information for one line is an odd line. Generated by summing with even lines. That is, (O1 + E1), (O2 + E2), (O3 + E3)... In the odd field period of 1/30 seconds, (E1 + O2), (E2 + O3), (E3 + O4),. The image information is read out as follows. Thereafter, the image information is digitized by the S / H & A / D conversion circuit 13 and becomes image data Dout.
[0044]
In step Q3, the control microcomputer 45 executes image processing based on the image data Dout by the S / H & A / D conversion circuit 13. The image data Dout is subjected to signal processing by the AF detection unit 24, the AE detection unit 25, and the AWB detection unit 26, and then becomes a focus detection signal S0, a luminance detection signal S1, and a white balance detection signal S2. In the control microcomputer 45 to which these signals S0 to S2 are inputted, a focus control signal S9 is created from the focus detection signal S0, an aperture drive control signal S4 and a readout control signal S5 are created from the luminance detection signal S1, and a white balance detection signal is generated. An RGB gain correction control signal S7 is created from S2. The control signal S4 is output to the lens unit 21, and the control signal S5 is output to the CCD 22.
[0045]
Thereafter, in step Q4, the control microcomputer 45 outputs the moving image to the LCD 41 on a monitor. At this time, the RGB gain correction control signal S 7 is output to the RGB gain correction unit 27. The RGB gain correction unit 27 corrects the color temperature of the image based on the signal S7. The image data Dout corrected by the RGB gain correction unit 27 is stored in the buffer memory 29 by the main controller 28. In the buffer memory 29, the raster scan data is converted into the raster scan data suitable for the LCD 41, and this raster scan data is converted into the analog image signal S 11 by the D / A conversion circuit 40. A moving image is displayed on the LCD 41 based on the analog image signal S11.
[0046]
Thereafter, in step Q5, the control microcomputer 45 determines whether the power is turned off as a photographing end command from the user. In this example, since it is assumed that the shutter button 43 is pressed in the monitoring mode, the process proceeds to step Q6.
[0047]
In this step Q6, the control microcomputer 45 is operated by the user. To switch from monitoring mode to all-pixel readout mode It is detected whether the shutter button 43 has been pressed. At this time, when the shutter button 43 is pressed, the shutter signal S3 is detected by the control microcomputer. At the same time, a fetch command signal S8 is output from the control microcomputer 45 to the memory controller 28. If the shutter button 43 has not been pressed after a certain amount of time, the process returns to step Q2.
[0048]
If the shutter button 43 has been pressed, the process proceeds to step Q7 to execute image acquisition processing related to the all-pixel readout mode. In this all-pixel readout mode, frame readout is executed, so that charges from each photoelectric conversion element are read out once per frame to the vertical transfer registers R1 to RM shown in FIG. That is, image information of only odd lines such as O1, O2, O3... Is read in the odd field period, and even line images such as E1, E2, E3. Information is read. Thereafter, the image information is digitized by the S / H & A / D conversion circuit 13 and becomes image data Dout.
[0049]
In step Q8, the control microcomputer 45 executes image processing based on the image data Dout by the S / H & A / D conversion circuit 13. At this time, 1/2 is applied to the focus detection signal S0, the luminance detection signal S1, and the white balance detection signal S2 after the signal processing by the AF detection unit 24, the AE detection unit 25, and the AWB detection unit 26 based on the image data Dout. Calculated. Here, in the control microcomputer 45 to which the signals S0 to S2 obtained by calculating 1/2 are input, a focus control signal S9 is generated from the focus detection signal S0, and an aperture drive control signal S4 and a readout control signal S5 are generated from the luminance detection signal S1. Then, an RGB gain correction control signal S7 is created from the white balance detection signal S2. These control signals S4 are output to the lens unit 21, and the control signal S5 is output to the CCD 22.
[0050]
Thereafter, in step Q9, the memory controller 28 For still image recording Shutter button 43 was pressed When The image data Dout by the RGB gain correction unit 27 is transferred to the data compression / decompression circuit 42. The image data Dout compressed by the data compression / decompression circuit 42 is stored in the flash memory 44 as a frame still image.
[0051]
Thereafter, in step Q10, the control microcomputer 45 returns the all-pixel reading mode to the monitoring mode, and then returns to step Q2 to continue the image acquisition process related to the monitoring mode. Thereafter, the control microcomputer 45 repeats the processing from step Q3 to step Q10 according to the user's instruction. If the power is turned off in step Q5, the image shooting control is terminated.
[0052]
As described above, according to the digital still camera 200 to which the image capturing apparatus 100 according to the present embodiment is applied, when the signal level of the image detection information related to the brightness of the subject in the monitoring mode is A, the monitoring is performed in step Q2. When the mode is switched from the mode to the all-pixel readout mode, the signal level of the image detection information is doubled × A as it is, but the signal level of the image detection information is halved. Even in the readout mode, the lens unit 21, the CCD 22, the AF detection unit 24, the AE detection unit 25, the AWB detection unit 26, and the RGB gain correction circuit 27 are based on the signal level image detection information in which the control conditions are equivalent to those in the monitoring mode. Etc. can be feedback controlled. As a result, an all-pixel readout digital still camera 200 having a monitoring function can be provided.
[0053]
Further, the control microcomputer 45 can perform image processing on the calculated detection value through the all-pixel readout mode and the monitoring mode without being aware of the mode difference. This simplifies the software algorithm, improving the reliability of the digital still camera 200 and shortening the processing time, and facilitating debugging.
[0054]
Furthermore, by executing the image processing of the present invention, even when the composition of a still image is determined while viewing the LCD 41, the moving image of the subject 30 does not move rapidly, the movement of the subject 30 is very natural, and IT (interline) The moving image of the subject 30 can be monitored with a smooth movement as in the case of the (Tranrancer) type video camera. Accordingly, it is possible to easily determine the composition of the subject 30 when recording a still image.
[0055]
【The invention's effect】
As described above, according to the image capturing device of the present invention, when the monitoring mode for reading out image information of all pixels of the subject for every n lines is switched to the all-pixel reading mode for reading out image information of all the pixels, At least image detection information such as the brightness and color of the subject is reduced to 1 / n, and then a moving image at a certain moment of the subject at the time when a shutter instruction is given to the control means by the operation means is set as a still image. In memory Import After the still image data is recorded in the memory, the imaging unit is controlled to return from the all-pixel readout mode to the monitoring mode. Is.
[0056]
With this configuration, the input / output of the imaging unit can be controlled based on the image detection information having a detection level equivalent to that in the monitoring mode even in the all-pixel readout mode. Therefore, an all-pixel readout type image photographing apparatus having a monitoring function can be sufficiently applied to a digital still camera or the like.
[0057]
The present invention is extremely suitable when applied to a digital still camera with a monitoring function, a video camera, a surveillance camera, and the like using a solid-state imaging device of an all-pixel readout system.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an image capturing apparatus 100 as an embodiment.
FIG. 2 is a control flowchart illustrating an operation example of the image capturing apparatus 100.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of a solid-state imaging device unit 12 of an all-pixel readout method.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of a digital still camera 200 to which the image capturing apparatus 100 is applied.
FIG. 5 is a control flowchart showing an operation example of the digital still camera 200;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Imaging means, 2 ... Image processing means, 3 ... Control means, 4 ... Operation means, 11 ... Aperture, 12 ... Solid-state image sensor unit, 13 ... Sample hold & Analog / digital conversion circuit, 14 ... brightness detection circuit, 15 ... color detection circuit, 21 ... lens unit, 22 ... CCD, 24 ... AF detection unit, 25 ... AE detection , 26 ... AWB detector, 27 ... RGB gain correction circuit, 28 ... memory controller, 29 ... buffer memory, 40 ... D / A conversion circuit, 41 ... LCD, 42 ... Data compression / decompression circuit, 43 ... Shutter button, 44 ... Flash memory, 45 ... Control microcomputer

Claims

被写体からの光を入射して該被写体の全画素の画像情報を出力するためにＮライン×Ｍ画素の光電変換素子を有した撮像手段と、
前記撮像手段から全画素の画像情報を読み出す全画素読み出しモード又は前記撮像手段から全画素の画像情報をｎライン毎に読み出すモニタリングモードのいずれかを指示する操作手段と、
前記撮像手段による画像情報から、少なくとも、前記被写体の明るさ及び色に関する画像情報である光学的な特徴量を検出して画像検出情報を出力する画像処理手段と、
前記画像処理手段による画像検出情報及び前記操作手段から出力されるモード指示情報に基づいて前記撮像手段の入出力を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
少なくとも、前記操作手段によって前記モニタリングモードから全画素読み出しモードに指示が切換えられたときに、
前記画像処理手段による画像検出情報の信号レベルを１／ｎにし、
その後、前記操作手段によって当該制御手段にシャッター指示が与えられた時点の被写体のある瞬間の動画像を静止画像としてメモリに取り込み、
前記メモリに静止画データを記録した後に、前記撮像手段を全画素読み出しモードからモニタリングモードに復帰させるように制御することを特徴とする画像撮影装置。An imaging means having a photoelectric conversion element of N lines × M pixels for inputting light from a subject and outputting image information of all pixels of the subject;
An operation means for instructing either an all-pixel reading mode for reading image information of all pixels from the imaging means or a monitoring mode for reading image information of all pixels from the imaging means for every n lines;
Image processing means for detecting at least an optical feature amount that is image information related to brightness and color of the subject and outputting image detection information from the image information obtained by the imaging means;
Control means for controlling input / output of the imaging means based on image detection information by the image processing means and mode instruction information output from the operation means,
The control means includes
At least when an instruction is switched from the monitoring mode to the all-pixel readout mode by the operation means,
The signal level of the image detection information by the image processing means is set to 1 / n,
Thereafter, a moving image at a certain moment of the subject at the time when a shutter instruction is given to the control means by the operation means is taken into a memory as a still image ,
An image capturing apparatus , wherein after the still image data is recorded in the memory, the imaging unit is controlled to return from the all-pixel reading mode to the monitoring mode .