(57)【要約】【課題】  画素信号を読み出すときに固体撮像センサの撮像領域をいくつかに分かれて読み出しを行うデジタルカメラにおいて、解像度を低くして撮影を行った時に消費電力をさげて、さらに、現像処理の速度を向上させる。【解決手段】  撮影で使用する領域だけを使用して撮影を行うようにし、使用する領域を限定することによって使用しない回路には電源を供給しない構成とする。また、撮影に使用する領域だけを現像する構成とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像センサの画素を読み出すときにセンサ領域を少なくとも２つの区分の領域即ち第１の区分領域及び第２の区分領域に分けて画素信号を読み出すことのできる固体撮像センサを用いたデジタルカメラにおいて、解像度の変更を指定できる手段をもっていて、指定された解像度に対して固体撮像センサの使用する領域を変更できる手段をもっていて、使用した領域が第１の区分領域と第２の区分領域にまたがる場合には、第１の区分領域と第２の区分領域の画像信号を読み出し、使用した領域が第１の区分領域だけの場合は第１の区分領域のみの画像信号を読み出し、使用した領域が第２の区分領域だけの場合は第２の区分領域のみの画像信号を読み出して、使用した領域を含む区分の領域のみを読み出して画像処理をおこなうことを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項２】
請求項１に記載されたデジタルカメラにおいて、指定された解像度に対して固体撮像センサの使用領域を変更するために、固体撮像センサを移動させて固体撮像センサの領域を変更する構造をもっていることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項３】
請求項２に記載されたデジタルカメラにおいて、固体撮像センサを回転できる構造をもっていて、指定された解像度に対して固体撮像センサの使用領域を変更するために、固体撮像センサを回転させて固体撮像センサの領域を変更することもできることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項４】
請求項３に記載されたデジタルカメラにおいて、固体撮像センサを回転させて撮影を行った場合には、画像処理をした画像を固体撮像センサを回転させた方向と逆の方向に画像を回転させて画像を記録することを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項５】
請求項１に記載されたデジタルカメラにおいて、指定された解像度に対して固体撮像センサの使用領域を変更するために、レンズを移動させて固体撮像センサの領域を変更する構造をもっていることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項６】
請求項１に記載されたデジタルカメラにおいて、指定された解像度に対して固体撮像センサの使用領域を変更するために、固体撮像センサとレンズを移動させて固体撮像センサの領域を変更する構造をもっていることを特徴とするデジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像センサの画素を読み出すときにセンサ領域を少なくとも２つの区分の領域即ち第１の区分領域及び第２の区分領域に分けて画素信号を読み出すことのできる固体撮像センサを用いたデジタルカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラに使用されている固体撮像センサの画素数は増加の一途をたどっているが、固体撮像センサの画素数が増加するとその増加した分の画素を読み出さなければならないが、読み出す速度をあげると読み出すための回路構成が複雑になるので、固体撮像センサの領域を分けて読み出すことによって読み出し速度を向上する方法が近年とられている。このような固体撮像センサを用いたデジタルカメラにおいて、解像度が選択できるようになっており、解像度を低くした場合には、固体撮像センサから画素信号を読み出すときに読み出すラインを幾つか無視して読み出す間引き読み出しなどをおこなって実現している。
【特許文献１】特開平１０−１５５１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
撮影画像の解像度を低くしたにもかかわらず固体撮像センサの画素を全体から読み出しをおこなって、さらに分割された領域の撮影画像を合成していたのでは撮影の速度があまり向上しない。また、回路的にも解像度を下げているのにあまり消費電力がさがらないという問題があった。
【０００４】
本発明は、以上の点に着目して成されたもので、解像度を低くして撮影を行った時に消費電力をさげて、さらに、現像処理の速度を向上させるデジタルカメラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明では、固体撮像センサの領域が分割して読み出しすることが可能なので、解像度を低くした場合には、低くした解像度に合わせて撮影で使用する領域だけを使用して撮影を行うようにする。使用する領域を限定することによって使用しない回路には電源を供給しない構成とすることによって消費電力を下げることが可能になる。また、撮影に使用する領域が減少するので分割して読み出した画素信号を合成する数も減少するので撮影の速度が向上する。
【０００６】
すなわち、本発明の技術内容は以下の構成を備えることにより前記課題を解決できた。
【０００７】
（１）固体撮像センサの画素を読み出すときにセンサ領域を少なくとも２つの区分の領域即ち第１の区分領域及び第２の区分領域に分けて画素信号を読み出すことのできる固体撮像センサを用いたデジタルカメラにおいて、解像度の変更を指定できる手段をもっていて、指定された解像度に対して固体撮像センサの使用する領域を変更できる手段をもっていて、使用した領域が第１の区分領域と第２の区分領域にまたがる場合には、第１の区分領域と第２の区分領域の画像信号を読み出し、使用した領域が第１の区分領域だけの場合は第１の区分領域のみの画像信号を読み出し、使用した領域が第２の区分領域だけの場合は第２の区分領域のみの画像信号を読み出して、使用した領域を含む区分の領域のみを読み出して画像処理をおこなうことを特徴とするデジタルカメラ。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば低い解像度で撮影を行う場合には、ＣＤＳとＡＤの回路構成の１組に電源を供給しなくなるので消費電力が少なくて済むようになり、また、ＣＣＤ撮像センサの領域１と領域２から読み出した画素信号を合成する処理が不要になり処理が簡単になりデジタル画像信号処理が高速になる。それによって、連続撮影できる速度も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に本発明の一実施例をあげていく。
【実施例】
【００１０】
図１に本発明を実施化したデジタルカメラのブロックを示した。このデジタルカメラは撮影光学系のレンズ１００と、このレンズ１００で集光された光を受光する固体撮像センサ即ちＣＣＤ撮像センサ１０１とを備えている。レンズ１００によって撮られた光学的被写体像はＣＣＤ撮像センサ１０１の画像検出領域即ち受光領域に結像され、ＣＣＤ撮像センサ１０１はその光学的被写体を画素信号に光電変換する。
【００１１】
ＣＣＤ撮像センサ１０１からは画素信号がＣＣＤドライバ１０４によって同時に順次読み出され、次いで画素信号処理回路１０２に対して出力される。画素信号処理回路１０２で処理された画素信号はデジタル画素信号処理回路１０３に対して出力され、そこで画素信号は先ずデジタル画像信号に変換される。デジタル画素信号は種々の画像処理、たとえばシェーディング補正処理、ガンマ補正処理等を受けた後に一時的にビデオメモリに格納される。デジタル画素信号処理回路１０３のビデオメモリからは１水平ライン分の画素信号が順次読み出されてＬＣＤドライバ１０７に対して出力される。ＬＣＤドライバ１０７はデジタル画素処理信号回路１０３から順次出力される１水平ライン分の画素信号に水平同期信号および垂直同期信号等を付加して、ＬＣＤ１１０に出力して光学的被写体像がＬＣＤ１１０に再生される。
【００１２】
図１に示すように、デジタルカメラ全体をコントロールするシステムコントローラ１０６が設けられている。例えば、システムコントローラ１０６はＣＣＤ撮像センサ１０１からの画素信号の読み出しをＣＣＤドライバ１０４を介して制御する。また、システムコントローラ１０６はタイミングジェネレータ１０５を制御し、このタイミングジェネレータ１０５からはクロックパルスがＣＣＤドライバ１０４及び画素信号処理回路１０２の双方に出力される。ＣＣＤ撮像センサ１０１からの画素信号の読み出し及び画素信号処理回路１０２での画素信号の処理はタイミングジェネレータ１０５からのクロックパルスに従って行われる。更に、システムコントローラ１０６は種々の画像処理を行うデジタル画素信号処理回路１０３も制御する。
【００１３】
レンズ１００と撮像センサ１０１は、モータ１１１を用いて位置が移動できる。このレンズ１００と撮像センサ１０１の位置関係を解像度ごとに決められた値をシステムコントローラ１０６のメモリに記憶されていて、解像度が指定されるとシステムコントローラ１０６は解像度によって決められたレンズ１００と撮像センサ１０１の位置関係の値を読み出してきてモータドライバ１１２を通してモータ１１１を制御して、レンズ１００と撮像センサ１０１の位置を移動させる。
【００１４】
デジタルカメラは、更に、ＩＣメモリカード等の記憶媒体１０９と、この記憶媒体１０９を駆動するための記憶媒体ドライバ１０８を装備している。システムコントローラ１０６は記憶媒体ドライバ１０８を駆動してデジタル画素信号を記憶媒体１０９に書き込んだり或いはそこからデジタル画祖信号を読み出させたりする。
【００１５】
図２に撮像センサ１０１の概念図を示す。ＣＣＤ撮像センサ１０４の画像検出領域は２つの区分領域Ａ及びＢに区分されている。各区分領域（Ａ、Ｂ）には、ＣＣＤ素子がｎ×ｍのマトリックス状に配列される。即ち、各区分領域には、ｍ個の垂直ＣＣＤ素子配列が設けられ、各垂直ＣＣＤ素子配列にはｎ個のＣＣＤ素子が含まれている。
【００１６】
ＣＣＤ素子のそれぞれにはフォトダイオードが含まれ、これらフォトダイオードによりＣＣＤ撮像センサ１０１の画像検出領域が形成される。各ＣＣＤ素子はそのフォトダイオードに入射した光量に応じて発生した電荷を保持する。即ち、光学的被写体像がＣＣＤ撮像センサ１０１の画像検出領域に結像されると、個々のフォトダイオードは光学的被写体像の光強度分布に応じて電荷を発生し、その電荷が画素信号として個々のＣＣＤ素子によって保持される。
【００１７】
また、図２に示すように、ＣＣＤ撮像センサ１０１の各区分領域（Ａ、Ｂ）にはｎ個の垂直転送ＣＣＤが設けられ、これら垂直転送ＣＣＤは各区分領域でｍ個の垂直ＣＣＤ素子配列にそれぞれ隣接して配置される。また、各区分領域（Ａ、Ｂ）には水平転送ＣＣＤ（１２０Ａ、１２０Ｂ）が設けられ、そこには各区分領域のｎ個の垂直転送ＣＣＤ（１２１Ａ、１２１Ｂ）が接続される。各水平転送ＣＣＤ（１２０Ａ、１２０Ｂ）の出力端子にはアンプ（１２２Ａ、１２２Ｂ）が接続され、これらアンプの出力端子は画素信号処理回路１０２に接続される。
【００１８】
ＣＣＤ撮像センサ１０１からの画素信号の読出し開始時、区分領域Ａ及びＢのそれぞれでは、各垂直ＣＣＤ素子配列に保持されたｎ個の画素信号（電荷）が隣接した垂直転送ＣＣＤ（１２１Ａ、１２１Ｂ）に同時にシフトされ、このような画素信号のシフト自体はＣＣＤドライバ１０４によって制御される。
【００１９】
次に、各垂直ＣＣＤ素子配列からシフトされたｎ個の画素信号は垂直転送ＣＣＤ（１２１Ａ、１２１Ｂ）に沿って該当水平転送ＣＣＤ（１２０Ａ、１２０Ｂ）に向かって順次転送され、このような画素信号の垂直転送はタイミングジェネレータ１０５からＣＣＤドライバ１０４に対して出力される第１のクロックパルス即ち垂直転送クロックパルスに従って行われる。即ち、タイミングジェネレータ１０５からＣＣＤドライバ１０４に対して垂直転送クロックパルスの１つが出力されると、水平転送ＣＣＤ（１２０Ａ、１２０Ｂ）はそれに対応したｍ個の垂直転送ＣＣＤ（１２１Ａ、１２１Ｂ）から一水平ライン分のｍの画素信号を得ることになる。
【００２０】
水平転送ＣＣＤ（１２０Ａ、１２０Ｂ）に保持された一水平ライン分のｍ個の画素信号はタイミングジェネレータ１０５からＣＣＤドライバ１０４に対して出力される第２のクロックパルス即ち水平転送クロックパルスに従ってその該当アンプ（１２２Ａ、１２２Ｂ）に順次転送される。即ち、タイミングジェネレータ１０５からＣＣＤドライバ１０４に対して水平転送クロックパルスの１つが出力される度毎に、水平転送ＣＣＤ（１２０Ａ、１２０Ｂ）から画素信号が１つずつその該当アンプに対して出力される。
【００２１】
要するに図２に示す例では、第２のクロックパルス即ち水平転送クロックパルスの周波数は第１のクロックパルス即ち垂直転送クロックパルスの周波数のｍ倍とされているので、ＣＣＤ撮像センサ１０１の各区分領域（Ａ、Ｂ）からはｎ×ｍ個の画素信号がＣＣＤ素子の番号順に従って読み出されてその該当アンプ（１２２Ａ、１２２Ｂ）に対して順次出力され、ＣＣＤ撮像センサ１０１の画素信号が２分割されて出力される。
【００２２】
本発明のデジタルカメラには、幾つかの解像度を選択できる機能をもっていて選択された解像度に応じて撮影を行うＣＣＤの領域が決められている。例えば図３（ａ）のように選択された解像度の撮影領域１３１がＣＣＤ撮像センサ１３０の領域１の中に含まれる場合には、撮像画像が撮影領域１３１の領域に結像できるようにシステムコントローラ１０６はモータコントローラ１１２を通してモータ１１１を駆動してレンズの位置を移動させる。
【００２３】
また、図３（ｂ）のように選択された解像度の撮影領域１３２がＣＣＤ撮像センサ１３３の領域１の範囲に収まらなくてＣＣＤ撮像センサを１３４の様にＣＣＤ撮像センサを回転させると領域１に収まる場合には、システムコントローラ１０６はモータコントローラ１１２を通してモータ１１１を駆動してＣＣＤ撮像センサを９０度回転させて、撮像画像がＣＣＤ撮像センサ１３４の領域１に結像されるようにレンズまたはＣＣＤを移動させる。
【００２４】
また、図３（ｃ）のように選択された解像度の撮影領域１３７がＣＣＤ撮像センサ１３６の領域１と領域２の２つの領域を使用しないと収まらない場合には、撮影領域１３７に収まるように撮像映像が結像されるようにシステムコントローラ１０６はモータコントローラ１１２を通してモータ１１１を駆動してレンズの位置を移動させる。
【００２５】
本発明で使用するＣＣＤ撮像センサは図２を使用して説明したように領域１と領域２に分けて画素信号を読み出すことが可能になっているので、図３（ａ）または図３（ｂ）に示したような撮影領域がＣＣＤ撮像センサの片側の領域に収まる解像度の場合には、片側だけの領域の画素信号を読みだして撮影画像作成をする。
【００２６】
また、撮像センサから画素信号を読み出してデジタル画像信号処理回路の回路構成としては、図４のような構成になっていてＣＣＤ１４０の領域１から出力された画素信号はＣＤＳ１である１４１において相関２重サンプリングを行うことによってＣＣＤで発生するノイズを軽減し、撮影した画素の信号を取り出しＡＤ１である１４３でデジタルデータに変換されてデジタル画像信号処理回路１４５に入力される。また、同様にＣＣＤ１４０の領域２から出力された画素信号はＣＤＳ２である１４２に入力され相関２重サンプリングされてＡＤ２である１４４に入力されてデジタルデータ化されてデジタル画像信号処理回路１４５に入力されて領域１と領域２の両データがデジタル画像信号処理回路１４５で処理される。選択された解像度が領域１に収まる場合には、ＣＤＳ２である１４２とＡＤ２である１４４は使用されないのでこのＣＤＳ２とＡＤ２の電源供給を停止しておくようにして消費電力を押さえる構成になっている。
【００２７】
また、図３（ｂ）に説明したようにＣＣＤ撮像センサを回転させて撮影を行った場合には、ＣＣＤ撮像センサを回転させた方向と逆の方向に撮影画像を回転させて記憶媒体に保存されるような構成になっている。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明によるデジタルカメラのブロック図である。
【図２】図１で示したＣＣＤ撮像センサを示す概念的ブロック図である。
【図３】ＣＣＤ撮像センサの領域と撮影で使用する領域の概念図である。
【図４】ＣＣＤ撮像センサからデジタル画像信号処理回路のブロック図である。
【符号の説明】
【００２９】
１００  レンズ
１０１  ＣＣＤ撮像センサ
１０２  画素信号処理回路
１０３  デジタル画像信号処理回路
１０４  ＣＣＤドライバ
１０５  タイミングジェネレータ
１０６  システムコントローラ
１０７  ＬＣＤドライバ
１０８  記録媒体ドライバ
１０９  記録媒体
１１０  ＬＣＤ
１１１  モータ
１１２  モータドライバ
１２０Ａ、１２０Ｂ  水平転送ＣＣＤ
１２１Ａ、１２１Ｂ  垂直転送ＣＣＤ
１２２Ａ、１２２Ｂ  アンプ
１３０、１３３、１３４、１３６  ＣＣＤ撮像センサ
１３１、１３２、１３５、１３７  撮影領域
１４０  ＣＣＤ撮像センサ
１４１、１４２  ＣＤＳ
１４３、１４４  ＡＤ
１４５  デジタル画像信号処理回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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