(57)【要約】【課題】消費電力を節約しながら、スミアの発生を抑える。【解決手段】スミア検出部１３ｓは撮像素子１２から画像信号を受信する。スミア検出部１３ｓは画像信号にスミアが発生しているかを判別する。スミアが発生したときにスミア検出部１３ｓはスミア検出信号をＣＰＵ１６に送る。ＣＰＵ１６は発振回路１６ｏと周波数調整回路１６ｃとを有する。発振回路１６ｏはクロック信号を生成する。周波数調整回路１６ｃがスミア検出信号を受信する。スミア検出信号を受信するとき周波数調整回路１６ｃはクロック信号の周波数を高くする。また、エコモードのときにクロック信号の周波数を低くする。撮像素子ドライバ１３ｄはクロック信号に基づいて駆動信号を生成する。駆動信号に基づいて、撮像素子１２は画像信号を生成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子を駆動するためのクロック信号を発生するクロック信号発振部と、
前記撮像素子が生成した画像信号に、スミアが発生しているかを検出するスミア検出部と、
前記スミア検出部が前記画像信号にスミアの発生を検出するときに、前記クロック信号のクロック周波数を大きくする周波数調整部とを備える
ことを特徴とする撮像素子駆動システム。
【請求項２】
前記撮像素子が組込まれる撮像ユニットの消費電力を節約させるための省電力モードの開始後において、前記周波数調整部は前記画像信号にスミアが未発生であるときに前記クロック周波数を小さくすることを特徴とする請求項１に記載の撮像素子駆動システム。
【請求項３】
前記省電力モードにおいて、前記周波数調整部が前記クロック周波数を下げた後に、前記画像信号にスミアが検出される場合に、前記クロック周波数を大きくすることを特徴とする請求項２に記載の撮像素子駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スミアの発生を抑えながら消費電力を節約させるように撮像素子を駆動する撮像素子駆動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のデジタルカメラには、ＣＣＤなどの電荷転送型の撮像素子が用いられていた。電荷転送型の撮像素子には、特有のノイズであるスミアが発生することがある。それゆえ、電荷転送型の撮像素子を用いる場合にはスミアの低減化が必要であった。画像信号に乗じるゲインおよび露光時間の調整（特許文献１参照）、クロック周波数の調整などのスミア低減化のための様々な技術が提案されている。
【０００３】
このようなスミア低減化のための技術は、他の機能を実行するための制限となることもある。そこで、スミアの低減化と他の機能の実行とのバランスを考慮に入れ、通常の被写体の撮影においてスミアの発生が抑制されるように、デジタルカメラの駆動方法が定められていた。
【０００４】
例えば、通常の被写体の撮影においてスミアの発生が抑制される範囲内でデジタルカメラの消費電力を節約するように、デジタルカメラは駆動されていた。しかし、設定された駆動方法では撮影する被写体によってはスミアを発生することがあった。
【特許文献１】特許第２９８７４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明では、消費電力の節約とスミアの抑制とを実現させる撮像素子駆動システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の撮像素子駆動システムは、撮像素子を駆動するためのクロック信号を発生するクロック信号発振部と、撮像素子が生成した画像信号にスミアが発生しているかを検出するスミア検出部と、スミア検出部が画像信号にスミアの発生を検出するときにクロック信号のクロック周波数を大きくする周波数調整部とを備えることを特徴としている。
【０００７】
なお、撮像素子が組込まれる撮像ユニットの消費電力を節約させるための省電力モードの開始後において、周波数調整部は画像信号にスミアが未発生であるときにクロック周波数を小さくすることが好ましい。
【０００８】
また、省電力モードにおいて周波数調整部がクロック周波数を下げた後に、画像信号にスミアが検出される場合に、クロック周波数を大きくすることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、スミアが発生するときにクロック周波数を上げてスミアの発生を抑制することが可能であり、消費電力を抑えながら、スミアの発生を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態を適用した撮像素子駆動システムを有するデジタルカメラの内部構成を概略的に示すブロック図である。
【００１１】
デジタルカメラ１０は、撮影光学系１１、撮像素子１２、ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ）１３、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）１４、ＳＤＲＡＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１５、ＣＰＵ１６、操作入力部１７、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）１８などによって構成される。
【００１２】
撮影光学系１１は、撮像素子１２に光学的に接続される。撮影光学系１１を透過する被写体の光学像が撮像素子１２の受光面に入射する。撮像素子１２は、ＣＣＤ撮像素子である。受光面において被写体の光学像が受光されることにより、光学像に相当する画像信号が生成される。
【００１３】
撮影光学系１１と撮像素子１２の間には、シャッタ（図示せず）が配置される。シャッタの開閉により被写体光束の通過と遮光が切替えられる。シャッタはシャッタ駆動部（図示せず）によって駆動され、開閉が実行される。
【００１４】
撮像素子１２は、ＡＦＥ１３を介してＤＳＰ１４に接続される。また、ＡＦＥ１３はＣＰＵ１６に接続される。ＣＰＵ１６からＡＦＥ１３にクロック信号が出力される。ＡＦＥ１３は、クロック信号に基づいてフレーム信号などの撮像素子を駆動するための駆動信号を生成する。駆動信号は撮像素子１２に送信される。撮像素子１２は、駆動信号に基づいて画像信号を生成する。
【００１５】
生成した画像信号はＡＦＥ１３に送信される。画像信号はＡＦＥ１３において相関二重サンプリング、ゲイン調整、及びＡ／Ｄ変換が施され、画像データに変換される。画像データはＤＳＰ１４に送信される。
【００１６】
ＤＳＰ１４に送られた画像データは、ＳＤＲＡＭ１５に送られる。ＳＤＲＡＭ１５には、ＲＡＷ  ＤＡＴＡバッファ領域とスルー画像バッファ領域とが設けられる。送られた画像データはＲＡＷ  ＤＡＴＡバッファ領域に格納される。
【００１７】
ＤＳＰ１４によりＲＡＷ  ＤＡＴＡバッファ領域に格納された画像データに対して所定のデータ処理が施される。撮影待機中に、所定のデータ処理の施された画像データはスルー画像バッファ領域に格納される。
【００１８】
また、ＤＳＰ１４には、ＬＣＤ１８およびメモリコネクタ１９が接続される。静止画像撮影実行時に、所定のデータ処理が施された画像データはＬＣＤ１８および／またはメモリコネクタ１９を介してメモリカード２０に送られる。
【００１９】
デジタルカメラ１０の撮影待機中には、クロック信号に応じた所定の間隔で撮像素子１２により画像信号が生成される。例えば、クロック信号の周波数が後述する第１の周波数である場合には、１／１５秒毎の間隔で画像信号が生成される。クロック信号が後述する第２の周波数である場合には、１／３０秒毎の間隔で画像信号が生成される。また、クロック信号が後述する第３の周波数である場合には、１／６０秒毎の間隔で画像信号が生成される。
【００２０】
送られる画像信号に対して所定のデータ処理が施され、スルー画像バッファ領域に格納される。ＬＣＤ１８には１／３０秒毎にスルー画像バッファ領域に格納された最新の画像データが送られる。ＬＣＤ１８に表示される画像が１／３０秒毎に切替られることにより、リアルタイムの動画像、いわゆるスルー画像が表示される。
【００２１】
なお、画像信号の生成が１／１５秒毎または１／６０秒毎の間隔であっても、ＬＣＤ１８への画像データの送信は１／３０秒毎に行なわれる。
【００２２】
また、ＤＳＰ１４は、ＣＰＵ１６に接続される。ＤＳＰ１４における画像データに対する所定のデータ処理、ＬＣＤ１８またはメモリカード２０への画像データの送信は、ＣＰＵ１６によって制御される。
【００２３】
また、ＣＰＵ１６にはデジタルカメラ１０を操作するコマンド入力を行なうための操作入力部１７が接続される。操作入力部１７は、レリーズボタン（図示せず）および多機能十字キー（図示せず）などによって構成される。ユーザーによる操作入力部１７へのコマンド入力に応じて、ＣＰＵ１６はデジタルカメラ１０の各部位に必要な動作を行なわせる。
【００２４】
次に、クロック信号の周波数の制御について、ＡＦＥ１３およびＣＰＵ１６の内部構成に基づいて説明する。
【００２５】
ＡＦＥ１３には、信号処理部１３ｐ、スミア検出部１３ｓ、撮像素子ドライバ１３ｄなどが設けられる。撮像素子１２が生成した画像信号は、信号処理部１３ｐとスミア検出部１３ｓとに入力される。信号処理部１３ｓにおいて、前述の相関二重サンプリングやＡ／Ｄ変換などの画像信号処理が行われる。
【００２６】
スミア検出部１３ｓでは、入力される画像信号に基づいてスミアの検出が行われる。スミアの検出は従来公知のいかなる検出方法が用いられてもよいが、例えば、受光面を遮光したＯＢ画素の受光量に応じた画素信号が所定の閾値レベルを超えているかを判別することにより、スミアの検出が行なわれる。
【００２７】
スミアが検出されると、スミア検出信号がスミア検出部１３ｓからＣＰＵ１６に送られる。ＣＰＵ１６には、発振回路１６ｏと周波数調整回路１６ｃとが設けられる。発振回路１６ｏにより、撮像素子１２の駆動のために用いられるクロック信号が生成される。
【００２８】
クロック信号の周波数は、第１〜第３の周波数（第１の周波数<第２の周波数＜第３の周波数）の３段階で調整可能である。なお、通常の撮影待機時には第２の周波数のクロック信号が生成される。
【００２９】
スミア検出信号は、周波数調整回路１６ｃに入力される。スミア検出信号を受信すると、周波数調整回路１６ｃは発振回路１６ｏを制御して、クロック信号の周波数をより大きな周波数に変更させる。したがって、クロック信号の周波数は、第１の周波数であるときには第２の周波数に、第２の周波数であるときには第３の周波数に変更される。
【００３０】
周波数調整回路１６ｃの制御に基づいて発信回路１６ｏはクロック信号を生成する。クロック信号は、撮像素子ドライバ１３ｄに送られる。撮像素子ドライバ１３ｄはクロック信号に基づいて、フレーム信号、垂直転送パルス、水平転送パルスなどの撮像素子１２を駆動するための駆動信号が生成される。前述のように、駆動信号は撮像素子１２に送られ、駆動信号に基づいて画像信号が生成される。
【００３１】
なお、デジタルカメラ１０には、省エネを実行させるエコモードが設けられる。撮影待機時に無操作状態のまま所定の設定時間経過後に、通常撮影モードからエコモードに切替えられる。エコモードに切替えられると、ＬＣＤ１８のバックライトの発光量が下げられる。さらに、クロック周波数が第１の周波数に変えられる。なお、エコモード中に操作入力部１７へのコマンド入力が行われるときに、エコモードから通常撮影モードに戻される。
【００３２】
なお、周波数調整回路１６ｃにはタイマ（図示せず）が接続され、デジタルカメラ１０の無操作状態の継続時間が検出される。無操作状態の継続時間が設定時間を超えるときに、前述のようにデジタルカメラ１０はエコモードに切替えられる。
【００３３】
次に、撮影待機中にＣＰＵ１６およびＡＦＥ１３により実行される処理について図２〜図５のフローチャートを用いて説明する。図２は撮影待機中に行われる全体動作を説明するためのフローチャートである。図３は、スミア低減の動作のサブルーチンである。図４は、エコモード実行のサブルーチンである。図５は、エコモード解除のサブルーチンである。
【００３４】
デジタルカメラ１０の動作モードを撮影待機モードに切替えることにより、撮影待機中の制御などを開始する。なお、図２に示す処理は、撮影待機状態から他の動作モードに切替えられるまで、またはデジタルカメラ１０の電源がＯＦＦに切替えられるまで実行される。ステップＳ１００において、撮像素子１２の初期設定や撮影光学系１１の繰出しなどの撮影のための初期設定が行われる。
【００３５】
初期設定後にステップＳ１０１に進む。ステップＳ１０１では、リアルタイムの被写体像を受光して、ＬＣＤ１８にスルー画像を表示する。スルー画像を表示するとステップＳ１０２に進み、タイマによる無操作状態の継続時間の測定が始められる。
【００３６】
継続時間の検出開始後に、ステップＳ２００に進む。図３に示すように、ステップＳ２００ではスミア低減のための動作が実行される。まず、ステップＳ２０１において、スミアが検出されているかが判別される。スミアが検出された場合は、ステップＳ２０２に進み、クロック周波数が第３の周波数に設定される。
【００３７】
ステップＳ２０１において、スミアが検出されなかった場合は、ステップＳ２０３に進む。ステップＳ２０３では、クロック周波数が第３の周波数に設定されているかが判別される。第３の周波数である場合は、ステップＳ２０４に進み、クロック周波数が第２の周波数に戻される。
【００３８】
ステップＳ２０３においてクロック周波数が第３の周波数に設定されていない、すなわち第２の周波数である場合には、クロック周波数をそのまま維持して、スミア低減動作を終了する。また、ステップＳ２０２およびステップＳ２０４の終了後にもスミア低減動作を終了し、ステップＳ１０３に進む。
【００３９】
ステップＳ１０３において、操作入力部１７へのコマンド入力があるか否かが判別される（図２参照）。操作入力部１７へのコマンド入力が無い場合は、ステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、デジタルカメラ１０がエコモードであるか否かが判別される。
【００４０】
エコモードでない場合は、ステップＳ１０５に進み、さらに無操作状態の継続時間が設定時間を越えているか否かが判別される。設定時間を越えていない場合は、ステップＳ１０３に戻る。
【００４１】
ステップＳ１０５において、無操作状態の継続時間が設定時間を超えている場合はステップＳ３００に進む。図４に示すように、ステップＳ３００では、エコモードにおける各種動作が実行される。
【００４２】
ステップＳ３０１において、ＬＣＤ１８のバックライトの発光量が落とされる。次にステップＳ３０２において、スミアが検出されているか否かが判別される。スミアが検出されなかった場合は、ステップＳ３０３に進み、クロック周波数が第１の周波数に下げられる。
【００４３】
ステップＳ２０２においてスミアが検出された場合、またはステップＳ２０３におけるクロック周波数の調整後にエコモード実行の処理を終了し、ステップＳ１０３に戻る。
【００４４】
ステップＳ１０４において、デジタルカメラ１０がエコモードに設定されている場合（図２参照）、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、エコモード実行中にスミアが検出されたか否かの判別が行なわれる。
【００４５】
スミアが検出された場合は、ステップＳ１０７に進み、クロック周波数第２の周波数に戻される。ステップＳ１０７におけるクロック周波数の設定の変更後、またはステップＳ１０６においてスミアが検出されなかった場合に、ステップＳ１０３に戻る。
【００４６】
ステップＳ１０３において、操作入力部１７へのコマンド入力があった場合は、ステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８ではコマンド入力に応じた動作が実行され、ステップＳ４００に進む。
【００４７】
図５に示すように、ステップＳ４００ではエコモード解除のための動作が実行される。まず、ステップＳ４０１において、クロック周波数が第２の周波数に戻される。次にステップＳ４０２に進み、ＬＣＤ１８のバックライトの発光量が通常撮影モードのときの発光量に戻される。ステップＳ４０２の動作の終了後、エコモード解除動作は終了し、ステップＳ１０９に進む。
【００４８】
ステップＳ１０９では、タイマによる継続時間がゼロにリセットされ、ステップＳ１０２に戻る。再び、ステップＳ１０２において、無操作状態の継続時間の測定が開始される。
【００４９】
以上のような構成により撮像素子１２を駆動するデジタルカメラによれば、スミアの発生を防ぎながら、クロック信号の周波数を下げることが可能になる。クロック信号の周波数を下げることにより、省エネを達成することが可能である。
【００５０】
なお、本実施形態において、クロック周波数は３段階のいずれかに調整可能な構成であるが、何段階であってもよい。または、リニアに切替えられる構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態を適用した撮像素子駆動システムを有するデジタルカメラの内部構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】ＣＰＵおよびＡＦＥにより、撮影待機中に行われる全体動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】スミア低減の動作を示すサブルーチンである。
【図４】エコモード実行のサブルーチンである。
【図５】エコモード解除のサブルーチンである。
【符号の説明】
【００５２】
１０  デジタルカメラ
１２  撮像素子
１３  ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ）
１３ｄ  撮像素子ドライバ
１３ｐ  信号処理部
１３ｓ  スミア検出部
１６  ＣＰＵ
１６ｃ  周波数調整回路
１６ｏ  発振回路
１７  操作入力部
１８  ＬＣＤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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