(57)【要約】【課題】  構図確認時、ユーザに液晶ディスプレイ等で表示される画像の動きや画質に違和感を感じさせることなく、単位時間当たりの消費電力を低減する。【解決手段】  被写体照度レベルが所定値より低い場合、撮像部から信号電荷を読み出す１画面あたりのライン数が第１の読み出しモードより少なく、駆動周波数が低い第２の読み出しモードに切り替え、被写体照度レベルが所定値以上である場合、第１の読み出しモードに切り替える。【選択図】  図５
2014155112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の光学像を光電変換し画像信号を生成する撮像手段と、
前記撮像手段から全画素の画像信号を読み出す全画素読み出しモードと、前記撮像手段から一部画素の画像信号を読み出す間引き読み出しモードのいずれかに設定するモード設定手段と、
被写体照度レベルが所定値以上である場合に、前記全画素読み出しモードを設定し、前記被写体照度レベルが前記所定値よりも低い場合に、前記間引き読み出しモードを設定するように前記モード設定手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記間引き読み出しモードは、前記全画素読み出しモードよりも前記撮像手段の駆動周波数が低いことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記画像信号の輝度値を検出する輝度値検出手段と、
前記輝度値検出手段により検出される画像信号の輝度値情報に基づき前記被写体照度レベルを算出する算出手段と、
を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御手段は、所定回数連続して前記被写体照度レベルが所定値以上である場合に、前記モード設定手段が前記全画素読み出しモードを設定し、所定回数連続して前記被写体照度レベルが前記所定値よりも低い場合に、前記間引き読み出しモードを設定するように前記モード設定手段を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
被写体の光学像を光電変換し画像信号を生成する撮像手段と、
前記撮像手段から全画素の画像信号を読み出す全画素読み出しモードと、前記撮像手段から一部画素の画像信号を読み出す間引き読み出しモードのいずれかに設定するモード設定手段と、
前記画像信号に含まれるノイズレベルが所定値よりも小さい場合に、前記全画素読み出しモードを設定し、前記ノイズレベルが前記所定値以上である場合に、前記間引き読み出しモードを設定するように前記モード設定手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
前記間引き読み出しモードは、前記全画素読み出しモードよりも前記撮像手段の駆動周波数が低いことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
所定の周波数帯域の信号レベルを検出する信号レベル検出手段と、
前記信号レベル検出手段により検出される前記所定の周波数帯域の信号レベル情報に基づき画像信号に含まれるノイズレベルを算出する算出手段と、
を有することを特徴とする請求項５又は６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記所定の周波数帯域は、前記撮像手段から読み出した画像信号が、前記信号レベル検出手段に入力されるまでに構成される回路が有する伝送周波数帯域に含まれることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記制御手段は、所定回数連続して前記画像信号に含まれるノイズレベルが前記所定値よりも小さい場合に、前記全画素読み出しモードを設定し、所定回数連続して前記画像信号に含まれるノイズレベルが前記所定値以上である場合に、前記間引き読み出しモードを設定するように前記モード設定手段を制御することを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記撮像手段から読み出される画像信号に基づく画像を表示する表示手段を有し、
前記全画素読み出しモードで読み出す１画面あたりのライン数は、前記表示手段で表示するライン数より多く、前記間引き読み出しモードで読み出す１画面あたりのライン数は、前記表示手段で表示するライン数より少ないことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
被写体の光学像を光電変換し画像信号を生成する撮像手段と、前記撮像手段から全画素の画像信号を読み出す全画素読み出しモードと、前記撮像手段から一部画素の画像信号を読み出す間引き読み出しモードのいずれかに設定するモード設定手段とを備えた撮像装置の制御方法であって、
被写体照度レベルが所定値以上である場合に、前記全画素読み出しモードを設定し、前記被写体照度レベルが前記所定値よりも低い場合に、前記間引き読み出しモードを設定するように前記モード設定手段を制御することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項１２】
被写体の光学像を光電変換し画像信号を生成する撮像手段と、前記撮像手段から全画素の画像信号を読み出す全画素読み出しモードと、前記撮像手段から一部画素の画像信号を読み出す間引き読み出しモードのいずれかに設定するモード設定手段とを備えた撮像装置の制御方法であって、
前記画像信号に含まれるノイズレベルが所定値よりも小さい場合に、前記全画素読み出しモードを設定し、前記ノイズレベルが前記所定値以上である場合に、前記間引き読み出しモードを設定するように前記モード設定手段を制御することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像装置では、被写体はＣＣＤセンサ等の撮像素子に露光され、光電変換された画像信号が読み出される。高解像度を実現するために、通常、各画素の信号電荷を加算せず、同一露光時間の全画素の信号電荷を独立して順次読み出す、いわゆる全画素読み出しが行われている。
【０００３】
このような撮像装置に対して、長時間の使用を可能にするために、単位時間当たりの消費電力を低減することが要望されている。これを実現するための一つの方法として、撮像素子の駆動周波数を低下させることが効果的である。すなわち、撮像素子の単位時間当たりの消費電力は、その駆動周波数に大きく依存する。更に、ここから得られる画像信号の処理を行う信号処理回路の単位時間当たりの消費電力も低減できる。
【０００４】
しかしながら、撮像素子の駆動周波数を低下させると、これに合わせて撮像素子から出力される単位時間あたりの画面数、すなわちフレームレートも低下してしまう。フレームレートが低下すると、構図確認時に、備え付けられている液晶ディスプレイ等で表示される画像の動きが滑らかでなく、不自然なものになってしまう。
【０００５】
これを解決するため、従来の手法として、構図確認時に垂直方向の一部ラインの画素のみから信号電荷を読み出す、いわゆる間引き読み出しモードに変更するものがある（特許文献１参照）。この場合、垂直方向の一部ラインの画素のみから信号電荷を読み出すので、駆動周波数を低くしてもフレームレートが低下しない。したがって、構図確認時に、液晶ディスプレイ等で表示される画像の動きが滑らかで不自然になることもない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−３０４２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１では、構図確認時は、常時、間引き読み出しモードに変更する。したがって、間引き読み出しモードで読み出す１画面あたりのライン数が、液晶ディスプレイ等で表示する垂直方向のライン数より少ない場合がある。この場合、表示する際の垂直解像度が低下し、全画素読み出しで撮影した画像の画質と、視感的な差異があり、ユーザに違和感を生じさせてしまう、という問題がある。
【０００８】
本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、構図確認時、ユーザに液晶ディスプレイ等で表示される画像の動きや画質に違和感を感じさせず、撮像装置の単位時間当たりの消費電力を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、請求項１に記載の撮像装置は、被写体の光学像を光電変換し画像信号を生成する撮像手段と、前記撮像手段から全画素の画像信号を読み出す全画素読み出しモードと、前記撮像手段から一部画素の画像信号を読み出す間引き読み出しモードのいずれかに設定するモード設定手段と、被写体照度レベルが所定値以上である場合に、前記全画素読み出しモードを設定し、前記被写体照度レベルが前記所定値よりも低い場合に、前記間引き読み出しモードを設定するように前記モード設定手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の撮像装置は、被写体の光学像を光電変換し画像信号を生成する撮像手段と、前記撮像手段から全画素の画像信号を読み出す全画素読み出しモードと、前記撮像手段から一部画素の画像信号を読み出す間引き読み出しモードのいずれかに設定するモード設定手段と、前記画像信号に含まれるノイズレベルが所定値よりも小さい場合に、前記全画素読み出しモードを設定し、前記ノイズレベルが前記所定値以上である場合に、前記間引き読み出しモードを設定するように前記モード設定手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項１１に記載の撮像装置の制御方法は、被写体の光学像を光電変換し画像信号を生成する撮像手段と、前記撮像手段から全画素の画像信号を読み出す全画素読み出しモードと、前記撮像手段から一部画素の画像信号を読み出す間引き読み出しモードのいずれかに設定するモード設定手段とを備えた撮像装置の制御方法であって、被写体照度レベルが所定値以上である場合に、前記全画素読み出しモードを設定し、前記被写体照度レベルが前記所定値よりも低い場合に、前記間引き読み出しモードを設定するように前記モード設定手段を制御することを特徴とする。
【００１２】
請求項１２に記載の撮像装置の制御方法は、被写体の光学像を光電変換し画像信号を生成する撮像手段と、前記撮像手段から全画素の画像信号を読み出す全画素読み出しモードと、前記撮像手段から一部画素の画像信号を読み出す間引き読み出しモードのいずれかに設定するモード設定手段とを備えた撮像装置の制御方法であって、前記画像信号に含まれるノイズレベルが所定値よりも小さい場合に、前記全画素読み出しモードを設定し、前記ノイズレベルが前記所定値以上である場合に、前記間引き読み出しモードを設定するように前記モード設定手段を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、撮影する画像の構図確認時などにおいて、ユーザに表示画像の動きや画質の違和感を感じさせることなく、単位時間当たりの消費電力を低減することが可能な撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態におけるデジタルカメラ１００の外観を示す図である。
【図２】第１の実施形態におけるデジタルカメラ１００の構成ブロック図である。
【図３】第１の実施形態におけるインターライン型固体撮像素子の概略構成図である。
【図４】第１の実施形態におけるタイミング信号発生部の構成図である。
【図５】第１の実施形態における構図確認時動作処理のフローチャートを示す図である。
【図６】第２の実施形態におけるデジタルカメラ１００の構成ブロック図である。
【図７】第２の実施形態におけるノイズレベル検出部の具体的な回路図である。
【図８】第２の実施形態における構図確認時動作処理のフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の撮像装置の一例としてのデジタルカメラ１００の外観を示す図である。図１（ａ）は正面から、図１（ｂ）は裏面から、それぞれ見たものである。レンズ及び絞りからなる撮像光学系１０１は、被写体像をＣＣＤセンサ等の撮像素子の受光面上に結像させる。発光部１０２は、被写体に向け送光することで、低照度の被写体でのオートフォーカス精度向上等に使用される。ストロボ１０３は、低輝度時に被写体に向けて強い光を発光する。表示部１０４は、画像や各種情報を表示する液晶ディスプレイ等の表示部である。シャッターボタン１０５は、撮影指示を行うための操作部である。モードダイアル１０６は、各種モードを切り替えるための操作部である。操作部１０７は、ユーザからの各種操作を受け付ける各種スイッチ、ボタン、タッチパネル等の操作部材より成る操作部である。１０８は、電源スイッチであり、電源オン、電源オフを切り替える。記録媒体１０９は、メモリカードやハードディスク等の記録媒体である。記録媒体スロット１１０は、記録媒体１０９を格納するためのスロットである。記録媒体スロット１１０に格納された記録媒体１０９は、デジタルカメラ１００との通信が可能となる。
【００１７】
図２は、本実施形態によるデジタルカメラ１００の構成例を示すブロック図である。図２において、フォーカスレンズを含む撮影レンズ２０１と、絞り機能を備えるシャッター２０２は、撮像光学系１０１を構成する。ＣＣＤセンサ等の撮像部２０３は、光学像を電気信号に変換する。相関二重サンプリング（Ｃｏｒｒｅｌｌａｔｅｄ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ：以下ＣＤＳ）部２０４は、アナログ信号処理を行う。プログラマブル・ゲイン・アンプ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｉｎ  Ａｍｐ：以下ＰＧＡ）部２０５は、所望の増幅度に設定可能である。タイミング信号発生部２０７は、撮像部２０３、ＣＤＳ部２０４、ＰＧＡ部２０５、アナログデジタルコンバータ（Ａｎａｌｏｇ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：以下ＡＤＣ）部２０６をそれぞれ動作させる信号を発生するである。画像処理部２０８は、ＡＤＣ部２０６からの画像信号の輝度値検出や演算処理、又は、メモリ制御部２１２からのデータに対し所定の画素補間、縮小といったリサイズ処理や色変換処理を行う。
【００１８】
レンズ駆動部２０９は、ＡＤＣ部２０６からの画像信号を用いて、所定の演算処理が行われ、得られた演算結果に基づいて、撮影レンズ２０１を駆動する。撮影レンズ２０１には、被写体像を撮像部２０３の受光面上に結像させるためのフォーカスレンズが設けられている。フォーカスレンズの光軸は、撮像部２０３の光軸と一致しており、光軸に沿って移動自在である。撮影レンズ２０１は、レンズ駆動部２０９によって制御され、これにより、ＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）方式のＡＦ（オートフォーカス）処理が行われる。シャッター駆動部２１０は、絞り機能を備えるシャッター２０２を駆動する。
【００１９】
システム制御部２１１は、デジタルカメラ１００全体を制御する。ＡＤＣ部２０６からの画像信号は、画像処理部２０８及びシステム制御部２１１を介して、メモリ２１２に書き込まれる。メモリ２１２は、撮像部２０３によって得られＡＤＣ部２０６によりデジタルデータに変換された画像データや、表示部１０４に表示するための画像データを格納する。メモリ２１２は、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像および音声を格納するのに十分な記憶容量を備えている。また、メモリ２１２は、画像表示用のメモリ（ビデオメモリ）を兼ねている。表示制御部２１３は、メモリ２１２に格納されている画像表示用のデータに、必要に応じ所定のデータを重畳する。デジタルアナログコンバータ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：以下ＤＡＣ）部２１４は、表示制御部２１３からのデータをアナログ信号に変換して表示部１０４に供給する。こうして、メモリ２１２に書き込まれた表示用の画像データはＤＡＣ部２１４を介して表示部１０４により表示される。表示部１０４は、液晶ディスプレイ等の表示器上に、ＤＡＣ部２１４からのアナログ信号に応じた表示を行う。
【００２０】
電気的に消去、記録可能な不揮発性メモリ２１５は、例えばＥＥＰＲＯＭ等が用いられる。不揮発性メモリ２１５には、システム制御部２１１により実行される制御方法を記載したプログラム、プログラムを実行する際に使用されるパラメータ及びテーブル等の制御データ、並びにキズアドレス等の補正データが記憶されている。ここでいう、プログラムとは、本実施形態にて後述する各種フローチャートを実行するためのプログラムのことである。システムメモリ２１６は、不揮発性メモリ２１５に記憶されたプログラム、制御データ及び補正データ等が展開され、システム制御部２１１が、デジタルカメラ１００全体を制御する際に使用する。なお、撮影動作に先立ち、撮像装置の電源投入時等のシステム制御部２１１の動作開始時において、不揮発性メモリ２１５から必要なプログラム、制御データ及び補正データ等をシステムメモリ２１６に転送して記憶してある。また、必要に応じて、追加のプログラムやデータが不揮発性メモリ２１５からシステムメモリ２１６に転送されたり、システム制御部２１１により直接不揮発性メモリ２１５内のデータが読み出されて使用されたりする。
【００２１】
発光部１０２は、被写体に向け送光し、低照度の被写体でのオートフォーカス精度向上等に使用される。モードダイアル１０６、操作部１０７、電源スイッチ１０８、第１シャッタースイッチ２１７、第２シャッタースイッチ２１８は、システム制御部２１１に各種の動作指示を入力するための操作手段である。
【００２２】
モードダイアル１０６は、システム制御部２１１の動作モードを静止画記録モード、動画記録モード、再生モード等のいずれかに切り替える。第１シャッタースイッチ２１７は、デジタルカメラ１００に設けられたシャッターボタン１０５の操作途中、いわゆる半押し（撮影準備指示）でＯＮとなり、第１シャッタースイッチ信号ＳＷ１を発生する。第１シャッタースイッチ信号ＳＷ１により、ＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理、ＥＦ（フラッシュプリ発光）処理等の動作を開始する。第２シャッタースイッチ２１８は、シャッターボタン１０５の操作完了、いわゆる全押し（撮影指示）でＯＮとなり、第２シャッタースイッチ信号ＳＷ２を発生する。システム制御部２１１は、第２シャッタースイッチ信号ＳＷ２により、撮像部２０３からの信号読み出しから記録媒体１０９に画像データを書き込むまでの一連の撮影処理、いわゆる静止画撮影の動作を開始する。
【００２３】
操作部１０７の各操作部材は、表示部１０４に表示される種々の機能アイコンを選択操作することなどにより、場面ごとに適宜機能が割り当てられ、各種機能ボタンとして作用する。機能ボタンとしては、例えば終了ボタン、戻るボタン、画像送りボタン、ジャンプボタン、絞込みボタン、属性変更ボタン等がある。例えば、操作部１０７に含まれるメニューボタンが押されると各種の設定可能なメニュー画面が表示部１０４に表示される。ユーザは、表示部１０４に表示されたメニュー画面と、操作部１０７に含まれる４方向ボタンやＳＥＴボタンとを用いて直感的に各種設定を行うことができる。
【００２４】
２電源制御部１９は、電池検出回路、ＤＣ−ＤＣコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成され、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行う。また、電源制御部２１９は、その検出結果及びシステム制御部２１１の指示に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体１０９を含む各部へ供給する。電源部２２０は、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やＮｉＣｄ電池やＮｉＭＨ電池、Ｌｉ電池等の二次電池、ＡＣアダプター等からなる。デジタルカメラ１００は、インターフェース２２１を介してメモリカードやハードディスク等の記録媒体１０９と接続される。記録媒体１０９は、メモリカード等の記録媒体であり、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される。
【００２５】
図３は、撮像部２０３を構成する固体撮像素子として、ＣＣＤセンサの一例であるインターライン型固体撮像素子の概略構成を示した図であり、複数の画素がマトリクス状に配列されている。図３においては、水平１４画素、垂直１０画素となっている。被写体からの光を受け光電変換する感光画素（以後感光画素と呼ぶ）３０１、及び感光画素を遮光したオプティカルブラック画素（以後ＯＢ画素と呼ぶ）３０２の信号電荷は、読み出しパルスにより垂直電荷転送素子３０３に読み出される。そして、それぞれ、転送電極Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３およびＶ４に加えられる４相駆動パルスφＶ１、φＶ２、φＶ３およびφＶ４により水平電荷転送素子３０４の方向へ順に転送される。
【００２６】
水平電荷転送素子３０４は、垂直電荷転送素子３０３から転送されて来た水平１行分の信号電荷を、それぞれ、転送電極Ｈ１およびＨ２に加えられる２相駆動パルスφＨ１およびφＨ２により順次出力部３０５に転送する。転送されてきた信号電荷は出力部３０５において電圧に変換され、信号出力端子３０６より画像アナログ信号として出力される。このように出力された画像アナログ信号は、ＡＤＣ部２０６で、画像デジタル信号に変換され、画像処理部２０８に入力される。画像処理部２０８は、水平１４画素、垂直１０画素の１４０画素、それぞれ画像信号の輝度値検出や演算処理を行う。
【００２７】
図４は、モード設定手段としてのタイミング信号発生部２０７の構成の一例を示した図である。図４において、タイミングジェネレータ（Ｔｉｍｉｎｇ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ：以下ＴＧ）部４０１は、各種のタイミング信号を生成する。ＴＧ部４０１は、システム制御部２１１からの制御信号に応じて、全画素読み出しモードと、間引き読み出しモードを、とり得る構成となっている。全画素読み出しモードでは、全画素の信号電荷（画像信号）が同一時刻に独立に読み出される。また、間引き読み出しモードでは、垂直方向の一部画素列のみから信号電荷（画像信号）が読み出される。
【００２８】
発振部４０２は、所定周波数の基準パルスを発振する。分周部４０３は、発振部４０２が発振した基準パルスを、１／ｍ（ただし、ｍは自然数）に分周する。選択部４０４は、発振部４０２による基準パルス信号と、分周部４０３が分周した後のパルス信号とのいずれか一方を、ＴＧ部４０１に与えるための切り替えを行う。この切り替えは、全画素読み出しモードと間引き読み出しモードとの２つの読み出しモードに応じて行われる。ここで、全画素読み出しモードでは、全画素から信号電荷を読み出し、間引き読み出しモードでは、ｎ（ただし、ｎは自然数）ラインおきに信号電荷を読み出すこととする。すなわち、間引き読み出しモードでは、１／ｎ間引き読み出しを行うことになる。
【００２９】
上述のように構成されたデジタルカメラを用いた、被写体を撮影記録する前の構図確認時動作について説明する。図５は、モードダイアル１０６で静止画記録モードが選択された場合の、構図確認時動作処理の一例のフローチャートを示す図である。モードダイアル１０６で静止画記録モードが選択されると、システム制御部２１１は、記録開始に先立ち、第１の撮像駆動動作を開始する（Ｓ５０１）。すなわち、タイミング信号発生部２０７を用いて、撮像部２０３に対し、発振部４０２が発振した基準パルス、かつ全画素読み出しモードで、一定周期、例えば、通常の撮像周期である１／３０秒での撮影動作を行う。もちろん、撮像周期は、１／３０秒に限らず１／６０秒などその他のものでも良い。ＡＤＣ部２０６からの画像信号は、画像処理部２０８、システム制御部２１１、メモリ２１２、表示制御部２１３、ＤＡＣ部２１４を介して、表示部１０４に、３０ｆｐｓのライブ画像として表示される（Ｓ５０２）。
【００３０】
システム制御部２１１は、第１シャッタースイッチ信号ＳＷ１の発生有無を確認（Ｓ５０３）し、ＳＷ１の発生が有ると、構図確認時動作を終了し、例えば、ＡＦ処理、ＡＥ処理、ＡＷＢ処理、ＥＦ処理等の動作を開始する。引き続き、システム制御部２１１は、第２シャッタースイッチ信号ＳＷ２により、撮像部２０３からの信号読み出しから記録媒体１０９に画像データを書き込むまでの一連の撮影処理、いわゆる静止画撮影の動作を開始する。
【００３１】
第１シャッタースイッチ信号ＳＷ１の発生が無い場合、システム制御部２１１は、画像処理部２０８からの画像信号の輝度値情報に基づき、被写体照度レベルを算出する。
【００３２】
システム制御部２１１は、被写体照度レベルが、所定値より低いかを確認し（Ｓ５０４）、所定値以上である場合は、Ｓ５０１に戻り、第１の撮像駆動動作を継続する。ここで、ＡＤＣ部２０６の入力信号レベルは、被写体照度に係わらず、常に適正レベルになるように、システム制御部２１１が、画像処理部２０８からの画像信号の輝度値情報に基づき、ＰＧＡ部２０５の増幅度を設定している。したがって、システム制御部２１１は、画像処理部２０８からの画像信号の輝度値情報とＰＧＡ部２０５の増幅度の設定情報から、被写体照度レベルが算出できる。また、Ｓ５０４で、システム制御部２１１は、被写体照度レベルに変え、ＰＧＡ部２０５の増幅度で判断することも可能である。
【００３３】
Ｓ５０４において、被写体照度レベルが、所定の値より低い場合、システム制御部２１１は、第２の撮像駆動動作に変更する（Ｓ５０５）。すなわち、タイミング信号発生部２０７を用いて、撮像部２０３に対し、分周部４０３が分周した後のパルス信号、かつ間引き読み出しモードで、一定周期、例えば、通常の撮像周期である１／３０秒での撮影動作を行う。もちろん、撮像周期は、１／３０秒に限らず１／６０秒などその他のものでも良い。ＡＤＣ部２０６からの画像信号は、画像処理部２０８、システム制御部２１１、メモリ２１２、表示制御部２１３、ＤＡＣ部２１４を介して、表示部１０４に、３０ｆｐｓのライブ画像として表示される（Ｓ５０６）。
【００３４】
システム制御部２１１は、第１シャッタースイッチ信号ＳＷ１の発生有無を確認（Ｓ５０７）し、ＳＷ１の発生が有ると、構図確認時動作を終了し、例えば、ＡＦ処理、ＡＥ処理、ＡＷＢ処理、ＥＦ処理等の動作を開始する。引き続き、システム制御部２１１は、第２シャッタースイッチ信号ＳＷ２により、撮像部２０３からの信号読み出しから記録媒体１０９に画像データを書き込むまでの一連の撮影処理、いわゆる静止画撮影の動作を開始する。第１シャッタースイッチ信号ＳＷ１の発生が無い場合、システム制御部２１１は、被写体照度レベルが、所定値以上であるかどうかを確認し（Ｓ５０８）、所定値以上である場合は、Ｓ５０１に戻り、第１の撮像駆動動作に変更する。被写体照度レベルが、所定値より低い場合、システム制御部２１１は、Ｓ５０５に戻り、第２の撮像駆動動作を継続する。
【００３５】
なお、Ｓ５０４において、被写体照度レベルが、所定値より低い場合が、１回または、所定回数連続した時に、第２の撮像駆動動作に変更するようにしても良い。すなわち、１／３０秒毎に読み出した画像信号毎に被写体照度レベルを算出し、例えば５回連続して、所定値より低い場合に、第２の撮像駆動動作に変更する。また、Ｓ５０８において、被写体照度レベルが、所定値以上である場合が、１回または、所定回数連続した時に、第１の撮像駆動動作に変更するようにしても良い。すなわち、１／３０秒毎に読み出した画像信号毎に被写体照度レベルを算出し、例えば５回連続して、所定値以上である場合に、第１の撮像駆動動作に変更する。
【００３６】
ここで、タイミング信号発生部２０７は、システム制御部２１１からの制御信号に応じて、全画素読み出しモードと間引き読み出しモードを、とり得る構成のＴＧ部４０１に加えて、発振部４０２、分周部４０３および選択部４０４を有している。これにより、このタイミング信号発生部２０７では、ＴＧ部４０１に対し、発振部４０２による基準パルスをそのまま与えるか、この基準パルスを１／ｍに分周して与えるかが、選択部４０４によって切り替えられるようになっている。この切り替えは、ＴＧ部４０１と同様に、システム制御部２１１からの制御信号に応じて行われる。
【００３７】
なお、全画素読み出しモード時には、ＴＧ部４０１に基準パルスをそのまま与え、間引き読み出しモード時には、ＴＧ部４０１に１／ｍ分周後のパルス信号を与えるように、選択部４０４が切り替えを行う。このとき、ＴＧ部４０１は、与えられた基準パルス、または１／ｍ分周後のパルス信号を基に、撮像部２０３を駆動するための垂直転送クロックφＶ１〜φＶ４、水平転送クロックφＨ１、φＨ２を含む、各種のタイミング信号を生成する。そのため、間引き読み出しモード時に生成されるタイミング信号は、全画素読み出しモード時に生成されるタイミング信号に対して、その周波数が１／ｍとなる。つまり、間引き読み出しモード時には、撮像部２０３に供給される駆動周波数が、全画素読み出しモード時の１／ｍとなる。
【００３８】
駆動周波数が１／ｍになると、その駆動周波数が供給される撮像部２０３においては、フレームレートが１／ｍに低下してしまう。ところが、このとき、撮像部２０３では、間引き読み出しモードで動作している。すなわち、１／ｎ間引き読み出しを行うことで、全画素読み出しモード時に比べて、フレームレートをｎ倍にすることが可能になる。したがって、駆動周波数が１／ｍになっても、１／ｎ間引き読み出しを行うことによって、フレームレートがｎ／ｍになる。ここで、ｎ＝ｍであれば、全画素読み出しモード時とのフレームレートの変化がなくなる。しかも、駆動周波数が１／ｍになることによって、その駆動周波数が供給される撮像部２０３では、単位時間当たりの消費電力の低減が実現される。更に、ここから得られる画像信号の処理を行う信号処理回路の単位時間当たりの消費電力も低減できる。
【００３９】
また、Ｓ／Ｎの観点では、一般的に、入力側のＳｉ／Ｎｉに対して、出力側のＳｏ／Ｎｏがどれだけ劣化するかを示すものとして、雑音指数Ｆが定義され、次の式で表される。
Ｆ＝（Ｓｉ／Ｎｉ）／（Ｓｏ／Ｎｏ）
【００４０】
この雑音指数を多段の増幅器で接続されたシステムで考えた場合、各段の増幅器の利得をＧ１、Ｇ２、・・・Ｇｎ、雑音指数をＦ１、Ｆ２、・・・Ｆｎとすると、そのトータル雑音指数Ｆｔｏｔａｌは、次の式で表される。
Ｆｔｏｔａｌ＝Ｆ１＋（Ｆ２−１）／Ｇ１＋・・・＋（Ｆｎ−１）／（Ｇ１×Ｇ２×・・・×Ｇｎ−１）
【００４１】
この式から、第２項はＧ１が大きければＦ２の影響は少なくなり、初段の利得が大きければ２段目の雑音指数の影響は少なくなり、３段目以降は更に顕著になることがわかる。すなわち、多段接続システムのトータル雑音指数を低くするには、できるだけ前段で増幅した方が有利である。その上、光電変換するシステムでは、光でのパワーが、−３ｄＢ（１／２倍）になると、電気での電力が、−６ｄＢ（１／４倍）に、電気での電圧が、−６ｄＢ（１／２倍）になってしまい、更に顕著である。したがって、被写体照度、すなわち、撮像部２０３の受光パワーレベルが、−３ｄＢ（１／２倍）になると、ＡＤＣ部２０６の入力信号レベルを同じにするためには、ＰＧＡ部２０５の増幅度を６ｄＢ（２倍）にする必要がある。これにより、ＰＧＡ部２０５の入力ノイズ雑音電力レベルが同じなら、ＰＧＡ部２０５の出力雑音電力レベルは４倍になる。
【００４２】
このように、低照度被写体で、撮像部２０３の露光量が少なく、ＰＧＡ部２０５の増幅度を高くすると、ＡＤＣ部２０６からの画像信号のＳ／Ｎが低下してしまう。ＡＤＣ部２０６からの画像信号は、画像処理部２０８、システム制御部２１１、メモリ２１２、表示制御部２１３、ＤＡＣ部２１４を介して、表示部１０４に、３０ｆｐｓのライブ画像として表示される。ＡＤＣ部２０６からの画像信号のＳ／Ｎが低下すると、液晶ディスプレイ等の表示部１０４の表示画像のランダムノイズが大きくなる。したがって、システム制御部２１１は、被写体照度レベルやＰＧＡ部２０５の増幅度を参照し、表示部１０４の表示画像のランダムノイズが大きいかを判断することができる。
【００４３】
このような、ランダムノイズが大きい表示画像では、ユーザは、ランダムノイズに意識がいき、垂直解像度低下や、全画素読み出しで撮影した画像の画質との視感的な違和感を感じることが無い。したがって、システム制御部２１１は、被写体照度レベルやＰＧＡ部２０５の増幅度を参照し、撮像部の駆動周波数と、撮像部の読み出しモードに切り替えることで、好適な効果が得られる。
【００４４】
なお、図５で、静止画記録モードが選択された場合、すなわち、静止画記録前の構図確認時動作としたが、動画記録前の構図確認時動作にも、適応することができる。また、第１の撮像駆動は、全画素読み出しモードとしたが、これに限定されるわけではない。すなわち、第１の撮像駆動は、第２の撮像駆動の間引き読み出しモードで読み出す１画面あたりのライン数より、多いライン数を読み出す、異なる間引き読み出しモードであっても良い。その場合、ＴＧ部４０１に供給するパルス信号は、第１の撮像駆動は、発振部４０２による基準パルス、第２の撮像駆動は、分周部４０３が分周した後のパルスで良い。
【００４５】
また、第１の撮像駆動の読み出しモードで読み出す１画面あたりのライン数は、液晶ディスプレイ等で表示する垂直方向のライン数より多い場合、より好適な効果が得られる。第２の撮像駆動の読み出しモードで読み出す１画面あたりのライン数は、液晶ディスプレイ等で表示する垂直方向のライン数より少ない場合、より好適な効果が得られる。
【００４６】
以上、本発明の第１の実施の形態の撮像装置の一例であるデジタルカメラにおいては、構図確認時、被写体照度レベルが、所定の値より低い場合に、撮像部２０３に対し、分周部４０３が分周した後のパルス信号、かつ間引き読み出しモードで、撮像駆動動作を行う。これにより、ユーザに、備え付けられている液晶ディスプレイ等で表示される画像の動きや画質に違和感を感じさせることなく、単位時間当たりの消費電力を低減することが可能な撮像装置、及び撮像装置の制御方法を提供することが可能となる。
【００４７】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施の形態について説明する。図６は、本実施形態によるデジタルカメラ１００の構成例を示すブロック図である。図２に示したものと同様の構成については、説明を省く。図６において、信号レベル検出手段としてのノイズレベル検出部６０１は、ＰＧＡ部２０５の出力信号のノイズ信号レベルを検出する。ノイズレベル検出部６０１は、ＰＧＡ部２０５から出力される画像アナログ信号が入力され、その信号に含まれているノイズ信号レベルを検出し、システム制御部２１１に、検出情報を入力する。また、ノイズレベル検出部６０１には、タイミング信号発生部２０７から、動作させるタイミング信号が入力されているので、システム制御部２１１に、タイミング信号発生部２０７からの信号を参照し、所定のタイミングで出力する。
【００４８】
図７は、ノイズレベル検出部６０１を構成する、特に検波回路の具体的な回路図の一例を示す図である。検波回路は、オペアンプＯＰ７０１〜ＯＰ７０３と抵抗Ｒ７０１〜Ｒ７１２、コンデンサＣ７０１〜Ｃ７０４、ダイオードＤ７０１、Ｄ７０２で構成される。そして、ダイオードＤ７０１、Ｄ７０２で検波し、ＯＰ７０２で構成した回路で、ＤＣオフセットをキャンセルする回路の一例である。なお、本発明にかかる検波回路は、図７に示した回路に限定されるものではなく、種種の変形例が可能である。
【００４９】
ノイズレベル検出部６０１の入力段には、撮像部２０３、ＣＤＳ部２０４、ＰＧＡ部２０５が有する伝送周波数帯域の中で、画像アナログ信号には含まれない周波数帯域のみを通過する帯域制限フィルタが構成されている。すなわち、その伝送周波数帯域内には、単位周波数あたりに同じパワーのホワイトノイズが含まれるので、画像アナログ信号成分は無く、ホワイトノイズのみが存在する周波数帯域の信号を検波回路に入力する。ノイズレベル検出部６０１の入力であるＡＤＣ部２０６の入力信号レベルは、被写体照度に係わらず、常に適正レベルになるように、システム制御部２１１が、画像処理部２０８からの画像信号の輝度値情報に基づき、ＰＧＡ部２０５の増幅度を設定している。ここでの信号レベルは一定であるので、画像アナログ信号が有する周波数帯域外のホワイトノイズレベルを検出すれば、画像アナログ信号に含まれるホワイトノイズレベルがわかる。
【００５０】
例えばＣＣＤセンサでは、画像信号輝度レベルが同じであっても、温度上昇により、暗電流ノイズ起因のホワイトノイズが増加し、出力された画像信号のＳ／Ｎが低下してしまう場合がある。画像信号のＳ／Ｎが低下すると、液晶ディスプレイ等の表示画像のランダムノイズが大きくなる。従って、システム制御部２１１は、ノイズレベル検出部６０１からの検出信号レベル情報に基づき算出する、画像信号に含まれるノイズレベルを参照し、前記第１の撮像駆動と第２の撮像駆動を切り替えることで、好適な効果が得られる。したがって、ノイズレベル検出部６０１からの検出信号レベル情報に基づき算出する、画像信号に含まれるノイズレベルを参照し、撮像部の駆動周波数と、撮像部の読み出しモードに切り替えることで、好適な効果が得られる。
【００５１】
上述のように構成されたデジタルカメラを用いた、被写体を撮影記録する前の構図確認時動作について説明する。図８は、モードダイアル１０６で静止画記録モードが選択された場合の、構図確認時動作処理の一例のフローチャートを示す図である。モードダイアル１０６で静止画記録モードが選択されると、システム制御部２１１は、記録開始に先立ち、第１の撮像駆動動作を開始する（Ｓ８０１）。すなわち、タイミング信号発生部２０７を用いて、撮像部２０３に対し、発振部４０２が発振した基準パルス、かつ全画素読み出しモードで、一定周期、例えば、通常の撮像周期である１／３０秒での撮影動作を行う。もちろん、撮像周期は、１／３０秒に限らず１／６０秒などその他のものでも良い。ＡＤＣ部２０６からの画像信号は、画像処理部２０８、システム制御部２１１、メモリ２１２、表示制御部２１３、ＤＡＣ部２１４を介して、表示部１０４に、３０ｆｐｓのライブ画像として表示される（Ｓ８０２）。
【００５２】
システム制御部２１１は、第１シャッタースイッチ信号ＳＷ１の発生有無を確認（Ｓ８０３）し、ＳＷ１の発生が有ると、構図確認時動作を終了し、例えば、ＡＦ処理、ＡＥ処理、ＡＷＢ処理、ＥＦ処理等の動作を開始する。引き続き、システム制御部２１１は、第２シャッタースイッチ信号ＳＷ２により、撮像部２０３からの信号読み出しから記録媒体１０９に画像データを書き込むまでの一連の撮影処理、いわゆる静止画撮影の動作を開始する。第１シャッタースイッチ信号ＳＷ１の発生が無い場合、システム制御部２１１は、ノイズレベル検出部６０１からの検出信号レベル情報に基づき、画像信号に含まれるノイズレベルを算出する。システム制御部２１１は、画像信号に含まれるノイズレベルが、所定値以上であるかどうかを確認し（Ｓ８０４）、所定値よりも小さい場合は、Ｓ８０１に戻り、第１の撮像駆動動作を継続する。
【００５３】
画像信号に含まれるノイズレベルが、所定値以上である場合、システム制御部２１１は、第２の撮像駆動動作に変更する（Ｓ８０５）。すなわち、タイミング信号発生部２０７を用いて、撮像部２０３に対し、分周部４０３が分周した後のパルス信号、かつ間引き読み出しモードで、一定周期、例えば、通常の撮像周期である１／３０秒での撮影動作を行う。もちろん、撮像周期は、１／３０秒に限らず１／６０秒などその他のものでも良い。ＡＤＣ部２０６からの画像信号は、画像処理部２０８、システム制御部２１１、メモリ２１２、表示制御部２１３、ＤＡＣ部２１４を介して、表示部１０４に、３０ｆｐｓのライブ画像として表示される（Ｓ８０６）。
【００５４】
システム制御部２１１は、第１シャッタースイッチ信号ＳＷ１の発生有無を確認（Ｓ８０７）し、ＳＷ１の発生が有ると、構図確認時動作を終了し、例えば、ＡＦ処理、ＡＥ処理、ＡＷＢ処理、ＥＦ処理等の動作を開始する。引き続き、システム制御部２１１は、第２シャッタースイッチ信号ＳＷ２により、撮像部２０３からの信号読み出しから記録媒体１０９に画像データを書き込むまでの一連の撮影処理、いわゆる静止画撮影の動作を開始する。
【００５５】
第１シャッタースイッチ信号ＳＷ１の発生が無い場合、システム制御部２１１は、画像信号に含まれるノイズレベルが、所定値よりも小さいかを確認し（Ｓ８０８）、小さい場合は、Ｓ８０１に戻り、第１の撮像駆動動作に変更する。画像信号に含まれるノイズレベルが、所定値以上である場合、システム制御部２１１は、Ｓ８０５に戻り、第２の撮像駆動動作を継続する。なお、図８で、静止画記録モードが選択された場合、すなわち、静止画記録前の構図確認時動作としたが、動画記録前の構図確認時動作にも、適応することができる。
【００５６】
また、Ｓ８０４において、画像信号に含まれるノイズレベルが、所定値以上である場合が、１回または、所定回数連続した時に、第２の撮像駆動動作に変更する、としても良い。すなわち、１／３０秒毎に読み出した画像信号毎にノイズレベルを算出し、例えば５回連続して、所定値以上である場合に、第２の撮像駆動動作に変更する。また、Ｓ８０８において、画像信号に含まれるノイズレベルが、所定値よりも小さい場合が、１回または、所定回数連続した時に、第１の撮像駆動動作に変更する、としても良い。すなわち、１／３０秒毎に読み出した画像信号毎にノイズレベルを算出し、例えば５回連続して、所定値よりも小さい場合に、第１の撮像駆動動作に変更する。
【００５７】
なお、図８で、第１の撮像駆動は、全画素読み出しモードとしたが、これに限定されるわけではない。すなわち、第１の撮像駆動は、第２の撮像駆動の間引き読み出しモードで読み出す１画面あたりのライン数より、多いライン数を読み出す、異なる間引き読み出しモードであっても良い。その場合、ＴＧ部４０１に供給するパルス信号は、第１の撮像駆動は、発振部４０２による基準パルス、第２の撮像駆動は、分周部４０３が分周した後のパルスで良い。また、第１の撮像駆動の読み出しモードで読み出す１画面あたりのライン数は、液晶ディスプレイ等で表示する垂直方向のライン数より多い場合、より好適な効果が得られる。第２の撮像駆動の読み出しモードで読み出す１画面あたりのライン数は、液晶ディスプレイ等で表示する垂直方向のライン数より少ない場合、より好適な効果が得られる。
【００５８】
以上、本発明の第２の実施の形態の撮像装置においては、構図確認時、画像信号に含まれるノイズレベルが、所定値以上である場合に、撮像部２０３に対し、分周部４０３が分周した後のパルス信号、かつ間引き読み出しモードで、撮像駆動動作を行う。これにより、ユーザに、備え付けられている液晶ディスプレイ等で表示される画像の動きや画質に違和感を感じさせることなく、単位時間当たりの消費電力を低減することが可能な撮像装置、及び撮像装置の制御方法を提供することが可能となる。
【００５９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００６０】
（その他の実施例）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【符号の説明】
【００６１】
１００  デジタルカメラ
１０１  撮像光学系
２０３  撮像部
２０７  タイミング信号発生部
２１１  システム制御部
【図１】
2014155112.tif 000003
【図２】
2014155112.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014155112.tif 000006
【図５】
2014155112.tif 000007
【図６】
2014155112.tif 000008
【図７】
2014155112.tif 000009
【図８】
2014155112.tif 000010