(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像した画像を示す撮像信号を出力する撮像部と、
記憶部と、
前記撮像信号に画像処理を施して画像信号を生成し、前記記憶部に書き込む画像処理部と、
前記記憶部から前記画像信号を読み出して表示部に出力する画像信号出力部と、
前記撮像部を駆動するための第１垂直同期信号を生成して前記撮像部に供給するとともに、前記第１垂直同期信号を前記画像処理に要する所定時間だけ少なくとも遅延させた第２垂直同期信号を生成して表示部に供給するタイミング制御部とを備えた撮像装置であって、
前記タイミング制御部は、
第１クロック信号に基づいて、前記第１垂直同期信号を生成して前記撮像部に供給するとともに、前記第１クロック信号を用いて前記第１垂直同期信号を前記所定時間だけ少なくとも遅延させた遅延垂直同期信号を生成する第１タイミング制御部と、
前記第１クロック信号とは周波数が異なる第２クロック信号を用いて、前記遅延垂直同期信号をラッチして前記第２垂直同期信号を生成する第２タイミング制御部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置と、
前記画像信号出力部から出力される前記画像信号を表示する表示部と、
を備えることを特徴とする撮像表示装置。
【請求項３】
被写体の像を結像させるレンズユニットと、
前記レンズユニットを介して撮像した画像を示す撮像信号を出力する撮像部と、
記憶部と、
前記撮像信号に画像処理を施して画像信号を生成し、前記記憶部に書き込む画像処理部と、
前記記憶部から前記画像信号を読み出して表示部に出力する画像信号出力部と、
前記撮像部を駆動するための第１垂直同期信号を生成して前記撮像部に供給するとともに、前記第１垂直同期信号を前記画像処理に要する所定時間だけ少なくとも遅延させた第２垂直同期信号を生成して表示部に供給するタイミング制御部と、
前記レンズユニットの光学特性と、前記第１垂直同期信号と前記第２垂直同期信号の時間差とを対応づけて記憶させた位相差テーブルと、
を備え、
前記タイミング制御部が、前記所定時間を前記位相差テーブルに基づいて決定する、
ことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、撮像表示装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆるミラーレスのデジタルカメラでは、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサ等のイメージセンサで撮像した画像信号に応じた画像をリアルタイムで筐体裏面に設けられた液晶パネルや筐体上部に内蔵された電子ビューファインダー（以下、ＥＶＦ[Electronic View Finder]と称する）等に表示するいわゆるライブビュー動作により、被写体の画像を確認することができるようになっている。
しかしながら、このライブビューでは、イメージセンサで被写体を撮像してからビューファインダー等に表示されるまでに顕著な遅延が生じている。このため、動きのある被写体にカメラを向けて追従させることが困難になる。さらに、表示されている被写体の画像に基づいて静止画像の撮像を指示すると、表示されていた被写体の画像と実際に撮像される静止画の画像とにタイミングのずれが生じ、特に動きの早い被写体の場合には、意図した静止画を撮像することが困難になる。
【０００３】
そこで、イメージセンサによる撮像からビューファインダー等の表示部による表示までの遅延を短くする試みがなされている。
例えば、特許文献１に記載の撮像表示装置は、表示部の動作タイミングを規定する信号を生成し、これを一定時間だけ遅延することによって、イメージセンサの動作タイミングを規定する垂直同期信号を生成している。これにより、イメージセンサの垂直同期信号と表示部の垂直同期信号とに一定の位相差を持たせ、イメージセンサによる信号の出力から、当該信号に基づく画像の表示までの遅延を低減させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２４３６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、撮像表示装置では、一般に、ライブビュー→本撮影→クイックビュー→ライブビューといった順序で被写体を撮影する。これらの動作では、いずれもイメージセンサが最初に動作してタイミングの基準となる。すなわち、表示部がイメージセンサよりも先に動作することはない。さらに、自動露出や自動ホワイトバランスを実行する場合、イメージセンサを動作させてこれらの処理を実行した後に、処理済みの画像を表示部に表示することにより、利用者は本撮影で撮影される画像を知ることができる。このため、イメージセンサを表示部より先に動作させることが望ましい。
しかしながら、従来の技術では、表示部の動作タイミングを規定する信号を最初に生成し、その後、イメージセンサの垂直同期信号を生成するため、表示部の垂直同期信号を生成してもその直後には、イメージセンサの読み出しをさせることができず、表示部に画像を表示させるのに時間遅れが発生するといった問題があった。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑てなされたものであり、表示部に画像を表示するまでの時間遅れを短縮することを解決課題の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するために、本発明に係る撮像装置の一態様は、撮像した画像を示す撮像信号を出力する撮像部と、記憶部と、前記撮像信号に画像処理を施して画像信号を生成し、前記記憶部に書き込む画像処理部と、前記記憶部から前記画像信号を読み出して表示部に出力する画像信号出力部と、前記撮像部を駆動するための第１垂直同期信号を生成して前記撮像部に供給するとともに、前記第１垂直同期信号を前記画像処理に要する所定時間だけ少なくとも遅延させた第２垂直同期信号を生成して表示部に供給し、前記撮像部から前記撮像信号が出力されてから、前記第１垂直同期信号と前記第２垂直同期信号との位相差だけ遅れて前記記憶部から前記画像信号を読み出すように前記画像信号出力部を制御するタイミング制御部と、を備える。
【０００８】
この態様によれば、撮像部を制御する第１垂直同期信号を最初に生成し、第１垂直同期信号を遅延させて表示部を制御する第２垂直同期信号を生成する。従って、撮像部を表示部より先に動作させることができるので、表示部に第２垂直同期信号が供給されて画像を表示できるにも拘わらず、撮像部に第１垂直同期信号が供給されておらず、撮像信号を出力することができないといった状態を防ぐことができる。この結果、表示部に画像を表示するまでの時間遅れを短縮することができる。さらに、第２垂直同期信号は、第１垂直同期信号を画像処理に要する所定時間だけ少なくとも遅延させて生成されるので、画像処理が間に合うように制御することができ、撮像部から撮像信号を出力してから表示部に画像を表示するまでの遅れを短くすることが可能となる。
【０００９】
上述した撮像装置の一態様において、前記タイミング制御部は、前記撮像部から前記撮像信号が出力されてから、前記第１垂直同期信号と前記第２垂直同期信号との位相差だけ遅れて前記記憶部から前記画像信号を読み出すように前記画像信号出力部を制御するころが好ましい。第２垂直同期信号は、第１垂直同期信号を画像処理に要する所定時間だけ少なくとも遅延させて生成するので、第１垂直同期信号と第２垂直同期信号との位相差は、画像処理に要する所定時間以上となる。撮像部から撮像信号が出力されてから、位相差だけ遅れて記憶部から画像信号を読み出すので、画像処理済みの画像信号を表示部に供給することができる。
【００１０】
上述した撮像装置の一態様において、前記タイミング制御部は、第１クロック信号に基づいて、前記第１垂直同期信号を生成して前記撮像部に供給する第１タイミング制御部と、前記第１クロック信号とは周波数が異なる第２クロック信号を用いて、前記第1垂直同期信号を前記所定時間だけ少なくとも遅延させた前記第２垂直同期信号を生成して前記表示部に供給する第２タイミング制御部とを備えることが好ましい。この態様によれば、撮像部を動作させる第１クロック信号と表示部を動作させる第２クロック信号の周波数が異なる場合であっても、撮像部のフレームの開始と表示部のフレームの開始に所定の位相差を持たせることができる。
【００１１】
上述した撮像表示装置の一態様において、前記タイミング制御部は、第１クロック信号に基づいて、前記第１垂直同期信号を生成して前記撮像部に供給するとともに、前記第１クロック信号を用いて前記第１垂直同期信号を前記所定時間だけ少なくとも遅延させた遅延垂直同期信号を生成する第１タイミング制御部と、前記第１クロック信号とは周波数が異なる第２クロック信号を用いて、前記遅延垂直同期信号をラッチして前記第２垂直同期信号を生成する第２タイミング制御部とを備えることが好ましい。この態様によれば、撮像部を動作させる第１クロック信号と表示部を動作させる第２クロック信号の周波数が異なる場合であっても、撮像部のフレームの開始と表示部のフレームの開始に所定の位相差を持たせることができる。
【００１２】
次に、本発明に係る撮像表示装置の一態様は、上述した撮像装置の一態様と、前記画像信号出力部から出力される前記画像信号を表示する表示部とを備えることを特徴とする。この態様によれば、撮像から表示までの時間遅れを短縮することができる。
【００１３】
次に、本発明に係る撮像表示装置の制御方法の一態様は、撮像した画像を示す撮像信号を出力する撮像部と、記憶部と、前記撮像信号に画像処理を施して画像信号を生成し前記記憶部に書き込む画像処理部と、表示部と、前記記憶部から前記画像信号を読み出して前記表示部に出力する画像信号出力部とを備えた撮像表示装置を制御する方法であって、前記撮像部を駆動するための第１垂直同期信号を生成して前記撮像部に供給し、前記第１垂直同期信号を前記画像処理に要する所定時間だけ少なくとも遅延させた第２垂直同期信号を生成して前記表示部に供給し、前記撮像部から前記撮像信号が出力されてから、前記第１垂直同期信号と前記第２垂直同期信号との位相差だけ遅れて前記記憶部から前記画像信号を読み出すように前記画像信号出力部を制御することを特徴とする。
【００１４】
この態様によれば、撮像部を制御する第１垂直同期信号を最初に生成し、第１垂直同期信号を遅延させて表示部を制御する第２垂直同期信号を生成する。従って、撮像部を表示部より先に動作させることができるので、表示部に第２垂直同期信号が供給されて画像を表示できるにも拘わらず、撮像部に第１垂直同期信号が供給されておらず、撮像信号を出力することができないといった状態を防ぐことができる。この結果、表示部に画像を表示するまでの時間遅れを短縮することができる。さらに、第２垂直同期信号は、第１垂直同期信号を画像処理に要する所定時間だけ少なくとも遅延させて生成されるので、画像処理が間に合うように制御することができ、撮像部から撮像信号を出力してから表示部に画像を表示するまでの遅れを短くすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像表示装置１の構成を示すブロック図である。
【図２】有効イメージセンサ領域ＡSと表示領域ＡDとの関係を説明するための説明図である。
【図３】撮像表示装置１の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】撮像表示装置１の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】表示領域ＡDを説明するための説明図である。
【図６】画像信号生成部３０の構成を示すブロック図である。
【図７】タイミング制御部７０の構成を示すブロック図である。
【図８】撮像表示装置１の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図９】変形例に係るタイミング制御部７０の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。ただし、各図において、各部の寸法及び縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００１７】
＜１．撮像表示装置の構成＞
図１は、撮像表示装置１の機能を示すブロック図である。
図１に示すように、撮像表示装置１は、被写体の像を結像させるレンズユニット１０と、被写体を撮像し、撮像して得たデータを撮像信号ＤSとして出力する撮像部２０と、撮像信号ＤSに対して画像処理を施して画像信号Ｄを生成する画像信号生成部３０と、画像信号Ｄに応じた画像を表示する表示部４０と、装置全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）５０と、撮像表示装置１の設定の変更、撮像の指示等を入力するための操作部６０と、ブートプログラムや位相差テーブルＴＢＬが記憶された不揮発性メモリ６１と、ＣＰＵ５０の作業領域として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）６２と、静止画データを記憶するメモリカード６３と、ＯＳＤ画像信号Ｄosdを記憶するＶＲＡＭ６４と、各種のタイミング信号を生成するタイミング制御部７０とを備える。ＣＰＵ５０は、シャッター速度、逆光補正、絞り値といった撮影条件などを示すＯＳＤ画像信号Ｄosdを生成して、後述するＶＲＡＭ３４に格納する。なお、以下の説明では、撮像表示装置１からレンズユニット１０を除いた構成を本体と称する。
【００１８】
この撮像表示装置１は、いわゆるミラーレスデジタル一眼レフカメラであり、レンズユニット１０の交換が可能である。また、撮像表示装置１の利用者による操作部６０の操作により、撮像部２０で撮像した被写体に係る画像をほぼリアルタイムで表示部４０に表示するライブビューモードによる動作と、撮像部２０で撮像した被写体に係る画像を静止画格納用のメモリカード６３に静止画データとして格納する撮像モードによる動作と、を選択可能となっている。
【００１９】
撮像部２０は、メカニカルシャッター２１と、マトリックス状に配列された受光素子（撮像素子）からの信号を線順次に走査して被写体の像に応じた撮像信号ＤSを出力するイメージセンサ２２とを備える。
【００２０】
次に、画像信号生成部３０は、撮像信号ＤSに基づいて画像信号Ｄ(DGA)を生成する画像処理部３１と、画像信号Ｄ(DGA)を一時的に記憶するＶＲＡＭ３２と、ＶＲＡＭ３２から読み出した画像信号Ｄ(DGA)とＯＳＤ画像信号Ｄosdとを合成して得た画像信号Ｄ(DGB)を表示部４０に出力する画像信号出力部３３とを備える。なお、以下の説明では、画像信号Ｄ(DGB)を単に画像信号Ｄと表記することがある。
【００２１】
次に、表示部４０は、撮像対象となる被写体を示す画像を表示して撮像表示装置１の利用者に被写体の様子を把握させるためのＥＶＦ（Electronic View Finder）であり、画像信号生成部３０が生成した画像信号Ｄに応じた画像を表示するための液晶パネル４２と、液晶パネル４２の動作を制御するＥＶＦコントローラ４１と、を備える。
液晶パネル４２には、画像信号Ｄに応じた画像を表示するための表示領域ＡDが設けられている。表示領域ＡDは、Ｘ軸方向に延在するＭ行の走査線と、Ｙ軸方向に延在するＮ列のデータ線と、走査線及びデータ線の交差に対応しても受けられるＭ行×Ｎ列の画素と、を含んで構成されている（図２（Ｃ）参照）。また、液晶パネル４２は、走査線を選択するための走査線駆動回路４２１と、データ線を駆動するためのデータ線駆動回路４２２と、表示領域ＡDに表示される画像を拡大して観察可能とするための光学系（図示省略）と、を備える。なお、表示領域ＡDに配置されるＭ行×Ｎ列の画素の各々は、ＲＧＢの色に対応しており、カラー表示が可能である。
【００２２】
図２（Ａ）に示すように、イメージセンサ２２は、有効イメージセンサ領域ＡSにおいて、複数の受光素子がＸ軸方向（水平方向）にＱS列、Ｘ軸方向に交差するＹ軸方向（垂直方向）にＰS行（ＰSライン）となるようにマトリックス状に配列されている（ＰSびＱSは、２以上の自然数）。換言すれば、有効イメージセンサ領域ＡSには、Ｘ軸方向に配列されたＱS個の受光素子からなるラインが、Ｙ軸方向にＰS行並ぶように構成されている。各受光素子は、検出した光量に応じた画素データ信号Ｓigを生成する。
また、各受光素子に１対１に対応するように、赤色、緑色、または、青色のうちいずれか１色のカラーフィルターが設けられている。以下では、１つの受光素子と、当該１つの受光素子に対応して設けられるカラーフィルターとの組を、イメージセンサ２２の画素と称することがある。
【００２３】
イメージセンサ２２は、撮像表示装置１が撮像モードで動作する場合、有効イメージセンサ領域ＡSに設けられたＰS行×ＱS列の受光素子から出力される画素データ信号Ｓigの全部を静止画用撮像データとして出力することができる。そして、静止画用撮像データが出力されると、後述する画像信号生成部３０が、当該静止画用撮像データに対してフィルタ処理等の各種画像処理を施して静止画データを生成し、生成した静止画データを静止画格納用のメモリカード６３に格納する。
【００２４】
一方、イメージセンサ２２は、撮像表示装置１がライブビューモードで動作する場合、ＰS行×ＱS列の受光素子が出力する画素データ信号Ｓigに対して間引き処理を施すことで画素データ信号Ｓigのデータサイズを小さくして、図２（Ｂ）に示すようなＰ行×Ｑ列の画素に対応する撮像信号ＤSとして出力する（Ｐは、２≦Ｐ≦ＰSを満たす自然数。Ｑは、２≦Ｑ≦ＱSを満たす自然数）。
なお、イメージセンサ２２は、有効イメージセンサ領域ＡS以外の領域に画素を備えるものであってもよいが、本明細書では簡単のために有効イメージセンサ領域ＡSの画素についての説明は省略する。
【００２５】
また、図２（Ｃ）に示すように、液晶パネル４２には、表示領域ＡDにおいて、複数の画素がＸ軸方向にＮ列、Ｙ軸方向にＭ行（Ｍライン）となるようにマトリックス状に配列されている（Ｍは、２≦Ｍ≦Ｐを満たす自然数。Ｎは、２≦Ｎ≦Ｑを満たす自然数）。換言すれば、表示領域ＡDは、Ｘ軸方向に配列されたＮ個の画素からなるラインが、Ｙ軸方向にＭ行並ぶように構成されている。これらＭ行×Ｎ列の画素は、赤色を表示するための画素、緑色を表示するための画素、及び、青色を表示するための画素を含む。当該表示領域ＡDには、画像信号生成部３０が生成する画像信号Ｄに応じた画像が表示される。
上述のとおり、Ｍ≦Ｐであり、Ｎ≦Ｑである。つまり、有効イメージセンサ領域ＡSに設けられた有効画素数と、表示領域ＡDに設けられた画素数は、異なる場合がある。
なお、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示す座標系は、それぞれ、有効イメージセンサ領域ＡSに固定された座標系、撮像信号ＤSを表すための概念上の座標系、及び、表示領域ＡDに固定された座標系であり、これら３つの座標系の各軸の向きは互いに相違するものであってもよい。
【００２６】
上述した画像信号Ｄは、液晶パネル４２の表示領域ＡDに設けられるＭ行×Ｎ列の画素のそれぞれが表示すべき画像（階調）を規定する信号である。以下では、表示領域ＡDで表示すべき画像を示す画像信号Ｄのうち、表示領域ＡDの第ｍ行のラインで表示すべき画像を示す１ライン分の画像信号Ｄを、画像信号Ｄ[m]と表記する（ｍは、１≦ｍ≦Ｍを満たす自然数）。
【００２７】
次に、図１に示すタイミング制御部７０は、撮像垂直同期信号ＳＶsync（第1垂直同期信号）、撮像水平同期信号ＳＨsync、及び撮像ドットクロック信号ＳCLK（第１クロック信号）を生成し、これらをイメージセンサ２２に出力するとともに、表示垂直同期信号ＤＶsync（第２垂直同期信号）、表示水平同期信号ＤＨsync、及び撮像ドットクロック信号ＳCLKと周波数が異なる表示ドットクロック信号ＤCLK（第２クロック信号）を生成し、これらをＥＶＦコントローラ４１に出力する。
【００２８】
図３は、タイミング制御部７０が生成する、撮像垂直同期信号ＳＶsync、撮像水平同期信号ＳＨsync、及び、撮像ドットクロック信号ＳCLKを説明するためのタイミングチャートである。撮像垂直同期信号ＳＶsyncは、イメージセンサ２２の有効イメージセンサ領域ＡS全体（ＰSライン分）の受光素子から画素データ信号Ｓigを読み出すための垂直走査期間Ｆs（すなわち、撮像部２０のフレーム期間）を規定する信号である。撮像水平同期信号ＳＨsyncは、有効イメージセンサ領域ＡSの１ライン分の受光素子から画素データ信号Ｓigを読み出すための水平走査期間Ｈsを規定する信号である。撮像ドットクロック信号ＳCLKは、有効イメージセンサ領域ＡSの１画素分の受光素子から画素データ信号Ｓigを読み出すためのタイミングを規定する信号である。
【００２９】
図４は、タイミング制御部７０が生成する、表示垂直同期信号ＤＶsync、表示水平同期信号ＤＨsync、及び表示ドットクロック信号ＤCLKを説明するためのタイミングチャートである。表示垂直同期信号ＤＶsyncは、液晶パネル４２の表示領域ＡD全体（Ｍライン分）の画素で画像を表示するための垂直走査期間Ｆd（すなわち、表示部４０のフレーム期間）を規定する信号である。表示水平同期信号ＤＨsyncは、表示領域ＡDの１ライン分の画素で画像を表示すための水平走査期間Ｈdを規定する信号である。表示ドットクロック信号ＤCLKは、表示領域ＡDの各画素で画像を表示するためのタイミングを規定する信号である。
【００３０】
本実施形態においてイメージセンサ２２における垂直走査期間Ｆsの時間長と表示部４０における垂直走査期間Ｆdの時間長とは等しくなるように設定される。一方、水平走査期間Ｈsの時間長と水平走査期間Ｈdの時間長とは相違する。
なお、タイミング制御部７０は、画像信号生成部３０に対して各種のタイミング信号を出力するが、その中には、撮像垂直同期信号ＳＶsync、撮像水平同期信号ＳＨsync、撮像ドットクロック信号ＳCLK、表示垂直同期信号ＤＶsync、表示水平同期信号ＤＨsync、及び表示ドットクロック信号ＤCLKが含まれる。
【００３１】
図５は、タイミング制御部７０が生成する各種信号と、液晶パネル４２の表示領域ＡDにおける画像の表示タイミングとの関係を説明するための説明図である。
この図に示すように、表示領域ＡDの有する第１行のラインから第Ｍ行のラインに至るＭ行×Ｎ列の画素は、垂直走査期間Ｆdのうち、垂直有効データ期間ＤＶＩにおいて、画像信号Ｄ[1]〜Ｄ[M]の示す１画面分の画像を表示する。
また、表示領域ＡDのうち第ｍ行のラインを構成するＮ個の画素は、水平走査期間Ｈdのうち、水平有効データ期間ＤＨＩにおいて、画像信号Ｄ[m]の示す画像を表示する。
【００３２】
図６は、画像処理部３１の構成を示すブロック図である。この図に示すように、画像処理部３１は、イメージセンサ２２から出力される撮像信号ＤSを一時的に格納するラインバッファ３１１と、ラインバッファ３１１に格納された撮像信号ＤSに対して欠落した色情報の色情報補完処理を行う画素補完処理部３１２と、補完された撮像信号ＤSに対して色再現処理（３ｘ３の行列計算処理）を行う色再現処理部３１３と、色再現された撮像信号ＤSに対してフィルタ処理を行うフィルタ処理部３１４と、フィルタ処理された撮像信号ＤSに対してガンマ補正を施すガンマ補正部３１５と、ガンマ補正された撮像信号ＤSを一時的に格納するラインバッファ３１６と、ラインバッファ３１６に格納された撮像信号ＤSを表示領域ＡDの備える画素数の画像信号Ｄに変換するリサイズ処理を行うリサイズ処理部３１７と、を備える。
【００３３】
上述のとおり、撮像信号ＤSの示す画像の画素数と、画像信号Ｄの示す画像の画素数（表示領域ＡDの画素数）とは異なる。このため、リサイズ処理部３１７では、撮像信号ＤSを、表示領域ＡDの画素数に対応した画像信号Ｄに変換するリサイズ処理を実行する。
【００３４】
撮像信号ＤSの示す画像は、レンズユニット１０の光学特性に起因する歪曲収差や色収差といった各種の収差を有する場合がある。歪曲収差としては、具体的には、被写体を撮像した際の撮像結果を示す画像が、表示領域ＡDにおいて本来表示すべき画像に比べて外側に向かって膨張する樽型収差や、または、本来表示すべき画像に比べて内側に向かって収縮する糸巻形収差がある。
また、色収差は、レンズを通って像を結んだ時、色により結像位置がずれる現象であるが、色毎にピントがズレ、像が色の滲みとなる軸上色収差と、色による主点・焦点距離が違う事により、像高がズレ(倍率が違ってくる)る倍率色収差がある。どちらも、光線成分の色波長の違いとレンズの屈折率が相違に起因する。望遠レンズでは軸上色収差が発生し易く、広角レンズでは倍率色収差が発生し易い傾向がある。倍率色収差については、像高が大きくなると波長の長い光ほど、拡大率が大きくなるため、画面の周辺部において色ズレが大きくなる。このため、リサイズ処理部３１７では、リサイズ処理において、樽型収差や糸巻型収差等の歪曲収差を補正する歪曲補正処理と色収差（特に、倍率色収差）を補正する色収差補正処理を実行する。リサイズ処理部３１７は、リサイズ処理が完了し、画像信号Ｄをライン毎に生成すると、生成した１ライン分の画像信号Ｄ[m]をＶＲＡＭ３２に格納する。
【００３５】
歪曲収差の程度は、レンズユニット１０の種類、焦点距離やズーム率、絞り値、フォーカス値になどの光学特性に関するパラメーターによって変化する（特に、レンズユニット１０の種類及び焦点距離やズーム率）。したがって、レンズユニット１０から光学特性に関するパラメーターを取得し、歪曲収差補正処理の内容を変更することが好ましい。
【００３６】
撮像信号ＤSが撮像部２０から出力されてから、画像信号Ｄを表示部４０に出力するまでの時間は、短い程、表示遅れが小さくなるため好ましい。一方、上述した画像処理に要する時間は、リサイズ処理部３１７で実行される歪曲収差補正処理及び色収差補正処理の内容等に応じて変化する。上述したようにタイミング制御部７０は、イメージセンサ２２を制御する撮像垂直同期信号ＳＶsync、撮像水平同期信号ＳＨsync、及び、撮像ドットクロック信号ＳCLKを生成するとともに、表示部４０を制御する表示垂直同期信号ＤＶsync、表示水平同期信号ＤＨsync、及び表示ドットクロック信号ＤCLKを生成する。
【００３７】
ここで、撮像信号ＤSのフレームの開始は、撮像垂直同期信号ＳＶsyncによって規定され、画像信号Ｄのフレームの開始は、表示垂直同期信号ＤＶsyncによって規定される。そこで、撮像垂直同期信号ＳＶsyncと表示垂直同期信号ＤＶsyncとの位相差をリサイズ処理部３１７で実行される歪曲収差補正処理及び色収差補正処理の内容に応じて変化させることによって、収差補正処理に要する時間を確保しつつ、表示遅れを短くすることが可能となる。
【００３８】
本実施形態においては、ＣＰＵ５０は、レンズユニット１０から光学特性に関するパラメーターを含む光学特性データＤocpを取得する。また、不揮発性メモリ６１に格納された位相差テーブルＴＢＬには、光学特性データＤocpと位相差ＴＤ及び画像処理の内容とが対応付けられて記憶されている。位相差ＴＤは、撮像垂直同期信号ＳＶsyncから表示垂直同期信号ＤＶsyncまでの時間差であって、撮像信号ＤSのフレームの開始から画像信号Ｄのフレームの開始までの時間差を示す。ＣＰＵ５０は位相差テーブルＴＢＬを参照することによって、光学特性データＤocpに対応する位相差ＴＤ及び画像処理の内容を特定する。ＣＰＵ５０は、歪曲収差補正処理及び色収差補正処理の内容を指定する補正処理制御信号ＣＴＬを生成し、リサイズ処理部３１７に供給するとともに、位相差ＴＤをタイミング制御部７０に供給する。
【００３９】
タイミング制御部７０の具体的な構成について、図７を参照して説明する。図７に示すようにタイミング制御部７０は、第1タイミングジェネレータ７０Ａと第２タイミングジェネレータ７０Ｂとを備える。第1タイミングジェネレータ７０Ａは、撮像ドットクロック信号ＳCLKを発生する撮像ドットクロック信号発生部７１と、撮像ドットクロック信号ＳCLKに基づいて、撮像垂直同期信号ＳＶsync及び撮像水平同期信号ＳＨsyncを生成する撮像同期信号発生部７２を備える。
【００４０】
また、第２タイミングジェネレータ７０Ｂは、表示ドットクロック信号ＤCLKを発生する表示ドットクロック信号発生部７３と、表示ドットクロック信号ＤCLKに基づいて、表示垂直同期信号ＤＶsync及び表示水平同期信号ＤＨsyncを生成する表示同期信号発生部７４と、ＶＲＡＭ３２から画像信号Ｄを読み出すタイミングを指定する読出タイミング信号ＲＴＳを生成する読出タイミング信号発生部７５を備える。さらに、表示同期信号発生部７４は、表示垂直同期信号発生部７４１と表示水平同期信号発生部７４２とを備える。
【００４１】
表示垂直同期信号発生部７４１は、撮像垂直同期信号ＳＶsyncを位相差ＴＤだけ遅延させて表示垂直同期信号ＤＶsyncを生成する。位相差ＴＤは、画像処理部３１における画像処理時間に応じて定めればよい。即ち、画像処理時間が短い場合は、位相差ＴＤを小さくし、画像処理時間が長い場合は、位相差ＴＤを大きくすればよい。
【００４２】
表示垂直同期信号発生部７４１は、表示ドットクロック信号ＤCLKを用いて撮像垂直同期信号ＳＶsyncを位相差ＴＤだけ遅らせて表示垂直同期信号ＤＶsyncを生成するのであれば、どのように構成してもよい。例えば、撮像垂直同期信号ＳＶsyncがアクティブになるとリセットされるカウンタで表示ドットクロック信号ＤCLKの立ち上がりエッジを計数し、計数結果が所定数に達するとアクティブになるパルスを生成し、当該パルスに基づいて表示垂直同期信号ＤＶsyncを生成してもよい。
あるいは、表示ドットクロック信号ＤCLKを分周した分周クロック信号を生成し。これを縦続接続したＫ個のＤフリップフロップのクロック入力端子に供給するとともに、撮像垂直同期信号ＳＶsyncを初段のＤフリップフロップに供給し、各Ｄフリップフロップの出力信号を位相差ＴＤに応じて選択して出力すしてもよい。例えば、分周クロック信号の１周期がＴclkであり、画像処理に要する時間がＴｘであれば、Ｔｘ／Ｔclkを演算し小数点を切り上げた値Ｚを位相差ＴＤとしてもよい。これにより、撮像垂直同期信号ＳＶsyncを画像処理に要する所定時間だけ少なくとも遅延させた表示垂直同期信号ＤＶsyncを生成することができる。
【００４３】
読出タイミング信号発生部７５は、表示垂直同期信号ＤＶsyncを所定数の表示ドットクロック信号ＤCLKだけ遅延して読出タイミング信号ＲＴＳを生成し、画像信号出力部３３に供給する。読出タイミング信号ＲＴＳは、撮像部２０から撮像信号ＤSが出力されてから、撮像垂直同期信号ＳＶsyncと表示垂直同期信号ＤＶsyncとの位相差ＴＤだけ遅れてＶＲＡＭ３２から画像信号Ｄを読み出すように画像信号出力部３３を制御する。
【００４４】
次に、図７に示す表示水平同期信号発生部７４２は、表示垂直同期信号ＤＶsyncの立下りエッジから表示ドットクロック信号ＤCLKを所定数カウントして１つの表示水平同期パルスを生成し、これを繰り返すことにより表示水平同期信号ＤＨsyncを生成してもよい。
【００４５】
図８に、位相差ＴＤがΔＴ１である場合と、位相差ＴＤがΔＴ２である場合における撮像垂直同期信号ＳＶsync、撮像信号ＤS、表示垂直同期信号ＤＶsync、及び画像信号Ｄのタイミングチャートを示す。ここで、時刻t0は、撮像信号ＤSのフレームの開始時刻であり、時刻t1は位相差ＴＤがΔＴ１である場合における画像信号Ｄのフレームの開始時刻であり、時刻t2は位相差ＴＤがΔＴ２である場合における画像信号Ｄのフレームの開始時刻である。
【００４６】
位相差ＴＤがΔＴ２である場合は、例えば、リサイズ処理部３１７において収差補正処理を実行しない場合である。この場合は、収差補正処理が実行されないので、ラインバッファ３１６に書き込まれた撮像信号ＤSは、直ちにリサイズ処理部３１７に読み出され、リサイズされた後、ＶＲＡＭ３２に格納される。そして、表示部４０のフレーム周期の時間長は、イメージセンサ２２のフレーム周期と同一の時間となり、且つ撮像信号ＤSが画像信号生成部３０に供給されてから、画像信号Ｄが表示部４０に出力されるまでの時間がΔＴ２となるようにＶＲＡＭ３２から画像信号Ｄが読み出される。
【００４７】
位相差ＴＤがΔＴ１である場合は、例えば、リサイズ処理部３１７において収差補正処理を実行する場合である。この場合は、収差補正処理を実行するために、ラインバッファ３１６に処理に必要なライン数分の撮像信号ＤSを記憶する。そして、リサイズ処理部３１７は保存された撮像信号ＤSを参照して表示用の画像信号Ｄを生成しＶＲＡＭ３２に格納する。この場合、処理対象となる画像信号Ｄのラインの位置に応じて参照すべき撮像信号ＤSのラインが異なるため、フレーム内でのラインに応じて画像信号Ｄの生成タイミングが変化する。ここで、あるラインの画像信号Ｄを生成するために参照すべき撮像信号ＤSのライン数が最も大きい場合に収差補正処理に要する時間が最大となる。その最大時間をｔmaxとすると、ΔＴ１は、ΔＴ１＝ΔＴ２＋tmaxとなる。すなわち、位相差ＴＤは、第１ラインから第Ｍラインの画像信号Ｄ[1]〜Ｄ[M]を生成する場合に、最も参照ライン数が大きいラインについての処理時間である最大時間ｔmaxを考慮して決定される。
【００４８】
このように本実施形態においては、撮像垂直同期信号ＳＶsyncを位相差ＴＤだけ遅延させて、表示垂直同期信号ＤＶsyncを生成し、表示垂直同期信号ＤＶsyncを用いて表示部４０を制御する。このため、画像信号出力部３３は、表示垂直同期信号ＤＶsyncに同期してＶＲＡＭ３２から画像信号Ｄを読み出して表示部４０に供給する。
これにより、画像処理の内容に応じて、撮像部２０におけるフレームの開始から表示部４０のフレームの開始までの位相差ＴＤを設定することができ、画像処理の時間を確保しつつ、撮像から表示までの時間遅れを適切に制御することが可能となる。
【００４９】
さらに、本実施形態では、まず、撮像部２０を制御する撮像垂直同期信号ＳＶsyncを生成し、これを遅延させて、表示部４０を制御する表示垂直同期信号ＤＶsyncを生成した。このため、撮像部２０のフレーム周期の時間長に表示部４０のフレーム周期の時間長を合わせることができる。表示部４０のフレーム周期よりも撮像部２０のフレーム周期を優先させることにより、表示画像の品質の低下を抑えることができる。
【００５０】
くわえて、最初に表示垂直同期信号ＤＶsyncを生成し、これを遅延させて、撮像垂直同期信号ＳＶsyncを生成すると、電源を投入した直後には、撮像部２０が動作可能であるにも拘わらず、撮像信号ＤSを生成することができず、画像を表示させることができない。これに対して、撮像垂直同期信号ＳＶsyncを遅延させて表示垂直同期信号ＤＶsyncを生成することにより、電源を投入した直後であっても迅速に画像を表示することが可能となる。
【００５１】
また、撮像表示装置１では、一般に、ライブビュー→本撮影→クイックビュー→ライブビューといった順序で被写体を撮影する。これらの動作では、いずれもイメージセンサ２２が最初に動作してタイミングの基準となり、表示部４０がイメージセンサ２２よりも先に動作することはない。さらに、自動露出や自動ホワイトバランスを実行する場合、イメージセンサ２２を動作させてこれらの処理を実行した後に、表示部４０に画像を表示させることにより、利用者は本撮影で得られる画像を確認することができる。
本実施形態では、まず、撮像垂直同期信号ＳＶsyncを生成してイメージセンサ２２を動作させ、その後、表示垂直同期信号ＤＶsyncを生成して表示部４０を動作させるので、速やかに表示部４０において画像を表示することが可能となる。
【００５２】
＜２．応用例＞
上述した実施形態では、撮像表示装置１を、ミラーレスデジタル一眼レフカメラを一例として説明したが、撮像表示装置１は各種の電子機器に応用することが可能である。
＜応用例１＞
撮像表示装置１を、レンズユニット１０の交換がないデジタルカメラに適用してもよい。この場合、焦点距離、ズーム率、絞り値、あるいはフォーカス値といったレンズユニット１０の光学特性に関するパラメーターの少なくなとも一つに応じて収差補正の処理内容及び位相差ＴＤを決定すればよい。
【００５３】
＜応用例２＞
倍率を可変できる電子双眼鏡や電子望遠鏡に撮像表示装置１を応用してもよい。この場合には、倍率（レンズの光学特性に関するパラメーター）に応じて、収差補正処理の内容を変更し、これに伴い位相差ＴＤを定めることにより、撮像から表示までの時間遅れを最短化することが可能となる。
【００５４】
＜応用例３＞
車両に用いられるサイドミラーやバックミラーの替りに、電子的な撮像表示システムを用いる場合、これに上述した撮像表示装置１を応用してもよい。車載用の撮像表示システムにおいては、車両が高速で移動する点を考慮する必要がある。すなわち、イメージセンサ２２で被写体を撮像してから、表示部４０で画像を表示するまでの時間遅れを短縮することが安全な運行に重要である。上述した撮像表示装置１を用いると、電子双眼鏡や電子望遠鏡と同様に、光学ズームによって変化する倍率に応じて、収差補正処理の内容を変更し、これに伴い位相差ＴＤを定めることにより、撮像から表示までの時間遅れを最短化することが可能となる。
【００５５】
＜３．変形例＞
以上の各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲内で適宜に併合され得る。なお、以下において説明する変形例では、説明の重複を避けるため、上述した本発明の実施形態との共通点については説明を省略する。
【００５６】
＜変形例１＞
上述した実施形態において、タイミング制御部７０は、撮像垂直同期信号ＳＶsyncを表示ドットクロック信号ＤCLKに従って遅延して、表示垂直同期信号ＤＶsyncを生成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、撮像垂直同期信号ＳＶsyncを画像処理に要する所定時間だけ少なくとも遅延させて表示垂直同期信号ＤＶsyncを生成するのであればどのような方法であってもよい。
例えば、図９に示すようにタイミング制御部７０を構成してもよい。この例の第1タイミングジェネレータ７０Ａは、遅延垂直同期信号発生部７２１を備える。遅延垂直同期信号発生部７２１は、撮像ドットクロック信号ＳCLKを用いて撮像垂直同期信号ＳＶsyncを位相差ＴＤだけ遅延して遅延垂直同期信号Ｖdsを生成する。
次に、表示同期信号発生部７４は、表示垂直同期信号発生部７４１の代わりにラッチ回路７４３を備える。ラッチ回路７４３は、遅延垂直同期信号Ｖdsを表示ドットクロック信号ＤCLKでラッチして表示垂直同期信号ＤＶsyncを生成する。
【００５７】
＜変形例２＞
上述した実施形態及び変形例では、表示部４０が液晶パネル４２を備える場合を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、ＯＬＥＤ（organic light emitting diode）パネル、プラズマ表示パネル等の表示素子を用いてもよい。
【００５８】
＜変形例３＞
上述した実施形態及び変形例では、画像信号生成部３０と表示部４０との間のデータ伝送をパラレルインタフェースによって行うが、低電圧差動（ＬＶＤＳ）のシリアルインタフェースによって行うようにしてもよい。
【００５９】
＜変形例４＞
上述した実施形態及び変形例では、撮像表示装置１に表示部４０が内蔵されているが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、表示部４０をデジタルカメラの外部に接続するファインダー（表示装置）等として構成してもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１……撮像表示装置、１０……レンズユニット、２０……撮像部、２２……イメージセンサ、３０……画像信号生成部、３１……画像処理部、３２……ＶＲＡＭ、３３……画像出力部、４０……表示部、４１……ＥＶＦコントローラ、４２……液晶パネル、５０……ＣＰＵ、６０……操作部、７０……タイミング制御部、７０Ａ…第1タイミングジェネレータ、７０Ｂ…第２タイミングジェネレータ、７２１……遅延垂直同期信号発生部、７４１……表示垂直同期信号発生部。
【図１】
0006515455.tif 000002
【図２】
0006515455.tif 000003
【図３】
0006515455.tif 000004
【図４】
0006515455.tif 000005
【図５】
0006515455.tif 000006
【図６】
0006515455.tif 000007
【図７】
0006515455.tif 000008
【図８】
0006515455.tif 000009
【図９】
0006515455.tif 000010