(57)【要約】【課題】モニタリングや動画記録で要求される画素数よりも画素数の多い撮像素子を用い、動画記録時などに、可能な限り解像度を落とさず、デジタルズームの効果を出すよう、撮像素子の駆動方式を変更するデジタルスチルカメラを提供する。【解決手段】制約条件になっているＣＣＤ１２の出力画素数を増加するために、デジタルズームが指示された時点からＣＣＤ１２の駆動モードをドラフトモードからフレーム読出しモードに変更する。まずドラフトモードからフレーム読出しモードに変更して、２０４８×５１２の画素４６に変更する。そして網掛けの部分４６ａを切り出して３２０×２４０の画素４７を出力段のアスペクト比に水平・垂直を合わせたときのイメージとする。この画素は１マス水平・垂直ともに２０画素とし、網掛けの部分４７は全画角に対して水平、垂直１／２の領域を表す。そしてこの画像をモニタリング或いは動画記録画のイメージとしてデジタルズーム２倍時の画像４８とする。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
限定的な画素のみを読み出して得られるモニタリング画素数に対し十分に多い画素数を有し、且つ２種類以上の異なる画素数読出し駆動モードを備えた撮像素子と、動画記録が可能な画像処理装置とを備えたデジタルスチルカメラであって、
前記画像処理装置は、撮像画面の一部を切り出すことによりデジタル的にズームを行うデジタルズーム手段を備え、該デジタルズーム手段によりデジタルズームを行う場合、前記モニタリング画素数或いは動画記録画素数で得られる解像度を維持するように前記撮像素子の駆動モードを選択することを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【請求項２】
前記画像処理装置は、撮像画面の一部を切り出すことによりデジタル的にズームを行うデジタルズーム手段を備え、該デジタルズーム手段によりデジタルズームを行う場合、前記撮像素子の駆動モードをフレーミングに支障をきたさないような画面の更新スピードを有するドラフトモードからフレーム読み出しモードに変更し、該フレーム読み出しモードの１フィールドの中から中心を合わせた所定の画素を切りだしてデジタルズーム画面とすることを特徴とする請求項１に記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項３】
前記撮像素子を駆動するタイミング発生部と、該タイミング発生部の入力クロックを任意の周波数に変更するためのクロック発生部とを備え、前記撮像素子の駆動モードに変更が生じた場合、該変更に合わせて前記クロック発生部の出力クロック周波数を変更することにより、前記撮像素子から１画面分が出力される画像の更新レートを不変とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項４】
前記画像処理装置は、前記撮像素子の駆動モードに変更が生じた場合、該変更に合わせて前記クロック発生部の出力クロック周波数を変更する動作を、前記動画記録の場合に限って行うことを特徴とする請求項３に記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項５】
前記画像処理装置は、前記撮像素子の駆動モード或いは前記クロック発生部の出力クロック周波数に合わせて、前記撮像素子に出力する電子シャッタ本数を変更し、前記撮像素子から出力される信号レベルが変わらないようにすることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のデジタルスチルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルスチルカメラに関し、さらに詳しくは、デジタルスチルカメラのデジタルズーム処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタルスチルカメラにおいて、撮像素子（ＣＣＤ）の画素数は、画素サイズの小型化に伴い一般的に普及機で使用される１／３〜１／２型クラスのＣＣＤであっても、３００万〜５００万画素と多画素化が進んでいる。これらのデジタルスチルカメラは、予め撮影する画角を決定できるよう、連続画としてＬＣＤやＴＶなどの表示装置に、ある程度高速（一般的には１／１５〜１／６０ｓｅｃ毎）に、且つ一定周期で表示するために、撮像素子から限定的な画素だけを読み出すモニタリングモードを持っている。更に、そのモニタリング画像を、所定の記録フォーマットに変換して記録することで、動画記録機能を備えたとする機種も多く発売されている。
一方、使用されるＣＣＤにおいては、構造的に小型化に有利なインターレースタイプが主流となっている。しかし、インターレースタイプのＣＣＤであっても、画素サイズの小型化に伴い、垂直転送路のポテンシャル井戸の容量低下により、従来の２フィールドに分けた全画素読出し方式から、３フィールドや４フィールドに分けて全画素を読み出すタイプのものが主流になりつつある。そして３フィールドなどの奇数フィールドで読み出す原色フィルタタイプのＣＣＤであれば、１フィールド内に３原色全てが揃うことになるため、１フィールドだけで１枚の画像を構成することができる。このとき、例えば５００万画素のＣＣＤであれば、有効な垂直段数は約２６００ラインで、３フィールドで読み出す場合であれば、１フィールドあたりは、その１／３の約８７０ラインということになる。
【０００３】
更に、通常のＣＣＤは最低２つの駆動方式を持つ。前述のモニタリング用に、垂直方向で読み出すラインを限定し、垂直ライン数をテレビ用の映像信号の片フィールドのライン数に近い２５０ライン前後で読み出すと共に、１画面を読み出す時間も、フレーミングに支障をきたさないよう画面の更新スピードを１／６０〜１／１５ｓｅｃ程度にするドラフトモードと、全画素を読み出すためのフレーム読出しモードである。なお、上述の５００万画素ＣＣＤの例の場合、フレーム読出しモードの１フィールドを読み出す時間は、垂直ライン数が約３倍なので、ドラフトモードと水平駆動周波数を変更しなければ、１／２０〜１／５ｓｅｃとなる。このように異なる垂直ライン数で、且つ異なる解像度の画像を、ＣＣＤの駆動モードを変更することで、比較的高速に得ることができるようなＣＣＤが近年多くなってきている。また、ＣＭＯＳセンサのようにランダムアクセスが可能な撮像素子であれば、全画角の中から任意に一部分を切り出し、撮像素子から出力される画像の解像度を変更できることは言うまでもない。しかし、現在デジタルスチルカメラで使用される撮像素子としては、固定パターンノイズの問題等でＣＭＯＳセンサを使用することは稀である。
ここで動画記録について言及すると、通常、動画と呼ぶためには、１／６０〜１／１５ｓｅｃ程度の更新レートが要求される。これを下まわる更新レートでは、人間の目で見て画像に違和感を感じてしまう。この６０ｆｐｓ〜１５ｆｐｓという更新レートは、先に説明したモニタリングの際の更新レートと同じであることから、デジタルスチルカメラの動画記録は、前述のＣＣＤのドラフトモードを使用することが一般的である。またその際、記録画素数は、前述の様に垂直ライン数は２５０ライン程度であることから、ＶＧＡの１／４である３２０×２４０（水平×垂直）のサイズで記録するのが一般的である。
【０００４】
次にデジタルズームについて説明する。デジタルズームとは、例えばモニタリングや動画記録を行う際、ＣＣＤから得られる画像の内、中心部分のみを切り出し、切り出し前の画素数まで補間することで、あたかも光学ズームを使ったときと同じような被写体拡大効果をデジタル的な処理によって得ようとするものである。ズーム機能を搭載しないカメラはもちろんだが、光学的なレンズ駆動を必要としないので、動画記録中はその無音性、低消費電力の観点から、光学的なズームを搭載したデジタルスチルカメラでも、デジタルズームしか使用しない等の使われ方をすることもある。或いは両者を併用することで、より倍率を高くする機種なども存在する。
しかし、補間によって所定の画素数まで大きくするため、例えば２倍のデジタルズームの効能を得ようとする場合、前述の３２０×２４０の記録においては、中心部の１６０×１２０を切り出し、縦横２倍に拡大する処理をしているので、実質の垂直解像度は１２０本であり、デジタルズームを使用しない場合の２４０本に比べて、一画面あたりの解像度は低下してしまう。
【０００５】
そこで前記課題を解決する従来技術として、特開２００１−１４５０１０公報には、どんな拡大率に対しても最大の画質で連続的な被写域を実現するデジタルカメラについて開示されている。それによると、作成された画像ファイルの中の一組の解像度画素値を、ユーザが選択したファイルの中の解像度画素値のうちの対応するものと比較し、最終的なデジタルズーム画像解像度として、ユーザが選択したファイルの中の解像度画素値のうちの対応するものが、作成された画像ファイルの中の対応する解像度画素値以上である場合には、作成された画像ファイルの中の一組の解像度画素値を、そうではない場合には、作成された画像ファイルの中の縮小された一組の解像度画素値を提供するアルゴリズムを有するプロセッサをデジタルカメラが備えるとしている。
【特許文献１】特開２００１−１４５０１０公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のデジタルズーム方式では、デジタルズームの拡大率を大きくすればするほど、解像度は低下してしまうという問題があった。
また特許文献１は、静止画記録において、光学ズーム、デジタルズームを併用した場合の解像度の最適化について述べられたものであり、本発明のように動画記録やモニタリングについて述べられたものではない。また撮像素子の駆動を変更するなど、入力画素数そのものを変更するというものでもない。
本発明は、かかる課題に鑑み、モニタリングや動画記録で要求される画素数よりも画素数の多い撮像素子を用い、動画記録時などに、可能な限り解像度を落とさず、デジタルズームの効果を出すよう、撮像素子の駆動方式を変更するデジタルスチルカメラを提供することを目的する。
また他の目的は、撮像素子の駆動方式を変更したとしても、モニタリングや動画のフレームレートが変わることがないよう、回路構成を工夫したデジタルスチルカメラを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、限定的な画素のみを読み出して得られるモニタリング画素数に対し十分に多い画素数を有し、且つ２種類以上の異なる画素数読出し駆動モードを備えた撮像素子と、動画記録が可能な画像処理装置とを備えたデジタルスチルカメラであって、前記画像処理装置は、撮像画面の一部を切り出すことによりデジタル的にズームを行うデジタルズーム手段を備え、該デジタルズーム手段によりデジタルズームを行う場合、前記モニタリング画素数或いは動画記録画素数で得られる解像度を維持するように前記撮像素子の駆動モードを選択することを特徴とする。
モニタリング画素数より十分多い画素数を有し、しかも、２つ以上のモードに切替が可能な撮像素子と、動画記録が可能な画像処理機能を備えたデジタルカメラにおいて、デジタルズームを行うと従来の場合、ズームした画像の画像品質が劣化してしまう。そこで本発明では、モニタリング画素数或いは動画記録画素数で得られる解像度を維持するように最適な駆動モードを選択するものである。
かかる発明によれば、デジタルズームを使用しても撮像素子から得られる撮像画素数を、撮像素子の駆動モードを変更するので、変更された駆動モードでの垂直段数をモニタリングで必要な垂直段数で割った拡大率、或いは動画記録に必要な垂直段数の拡大率まで画像品質の劣化を防ぐことができる。
請求項２は、前記画像処理装置は、撮像画面の一部を切り出すことによりデジタル的にズームを行うデジタルズーム手段を備え、該デジタルズーム手段によりデジタルズームを行う場合、前記撮像素子の駆動モードをフレーミングに支障をきたさないような画面の更新スピードを有するドラフトモードからフレーム読み出しモードに変更し、該フレーム読み出しモードの１フィールドの中から中心を合わせた所定の画素を切りだしてデジタルズーム画面とすることを特徴とする。
本発明は請求項１を更に具体的に述べたものであり、つまり、デジタルズーム手段によりデジタルズームを行う場合、ドラフトモードから画素数の多いフレーム読み出しモードに変更して、その中心画素を所定の領域切りだし、その画像をデジタルズーム画像とするものである。
かかる発明によれば、デジタルズームを行う場合、画素数の多いフレーム読み出しモードに変更して、その中心画素領域をデジタルズーム画像とするので、２倍の垂直解像度を得ることができる。
【０００８】
請求項３は、前記撮像素子を駆動するタイミング発生部と、該タイミング発生部の入力クロックを任意の周波数に変更するためのクロック発生部とを備え、前記撮像素子の駆動モードに変更が生じた場合、該変更に合わせて前記クロック発生部の出力クロック周波数を変更することにより、前記撮像素子から１画面分が出力される画像の更新レートを不変とすることを特徴とする。
撮像素子の駆動モードに変更が生じた場合、撮像素子の水平駆動周波数が変更前のままだと、垂直段数が倍になっているので、フレームレートはドラフトモードで駆動しているときの半分になってしまう。モニタリング或いは動画記録中にフレームレートが遅くなると、違和感のあるものになってしまう。そこで、前述のクロックジェネレータの周波数も半分にして、駆動モードに変更が生じた場合、その変更に合わせてクロック周波数も変更する。
かかる発明によれば、駆動モードに変更が生じた場合、その変更に合わせてクロック周波数も変更するので、垂直段数を増加させたことによるフレームレートの低下を防止し、動画などを撮影した場合でも違和感無く、解像度の高いデジタルズーム処理された画像を得ることができる。
請求項４は、前記画像処理装置は、前記撮像素子の駆動モードに変更が生じた場合、該変更に合わせて前記クロック発生部の出力クロック周波数を変更する動作を、前記動画記録の場合に限って行うことを特徴とする。
かかる発明によれば、クロック周波数を変更する動作を、動画記録の場合に限って行うので、請求項１での効果を、動画記録時に限って行うことで、モニタリングにおける消費電力を抑えることができる。
請求項５は、前記画像処理装置は、前記撮像素子の駆動モード或いは前記クロック発生部の出力クロック周波数に合わせて、前記撮像素子に出力する電子シャッタ本数を変更し、前記撮像素子から出力される信号レベルが変わらないようにすることを特徴とする。
１ＶＤ中のＨＤ入力数（言い換えれば１画面あたりの垂直段数）が変わることで、出力信号レベルが変わってはいけない。通常ＨＤに同期して電子シャッタは出力されるため、同じ電子シャッタ本数の設定のままでは、クロックジェネレータの出力周波数を高くした場合は、露光時間が長くなり、露光がオーバになってしまう。逆に周波数を低く切替えた場合は、アンダーになる。従って、クロックジェネレータからの出力周波数にあわせ、電子シャッタ本数の調節をする必要がある。
かかる発明によれば、垂直段数を増した場合でも、出力信号量を変更しないように、ＣＣＤの露出量を制御されるため、ダイナミックレンジの設定を維持すると共に、Ｓ／Ｎの劣化を招くこともないので、良質な画像を得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の実施形態に係るデジタルスチルカメラの構成ブロック図である。本発明の実施形態に係るデジタルスチルカメラは、被写体からの光情報をＣＣＤに合焦する撮影レンズ１０と、その撮影レンズ１０からの光スポットをＣＣＤ１２の受光面に集光する絞り・シャッタ１１と、集光された光情報を光電変換するＣＣＤ１２と、光電変換された映像信号からリセットノイズを除去するためにダブルサンプリングするＣＤＳ回路１３と、ＣＣＤ１２とＡ／Ｄ変換回路１７のダイナミックレンジを整えるために基準となるゲインにより映像信号を増幅するＡＧＣ回路１４と、ＡＧＣ回路１４の映像信号をデジタルコードに変換するＡ／Ｄ変換回路１７と、ズームモータ、シャッタモータ、フォーカスモータを駆動するモータドライバ１９と、その出力信号を画像処理する画像処理部２０と、全体の制御を司るＣＰＵ２６と、ＣＰＵ２６の制御プログラムと補正テーブルを記憶するプログラムＲＯＭ２５と、原発振のクロックを発生するクロックジェネレータ２２と、このクロックジェネレータ２２を分周して所定のタイミング波形を生成するタイミングジェネレータ２１と、モニタ画像を表示するＬＣＤ１５と、撮影画像を外部のＴＶ１８に出力するためのビデオアンプ１６と、デジタルズームを設定するデジタルズーム設定手段２３と、光学ズームを設定する光学ズーム設定手段２４と、圧縮した画像を記憶するＳＤＲＡＭ２７と、外部のメモリカードを駆動制御するカードコントローラ２８と、メモリカード等の記憶メディア２９を備えて構成される。
【００１０】
尚、ＣＣＤ１２としては、３００万画素タイプのものを用いた。このＣＣＤ１２はインターレースタイプで、全画素の読出し（フレーム読出し）は３フィールドに分けて行われるタイプのものとする。フィルタタイプは原色フィルタで、図２（ａ）に示すようにフレーム読出しモードにおける１フィールドでも、全ての色が揃うようになっている。また、図２（ｂ）に示すドラフトモードは、垂直１２画素中の２画素が読み出される駆動モードになっているものとする。また、それぞれのモードにおける垂直段数は、３００万画素の場合、２０４８×１５３６画素を記録画素数とすることが一般的であるので、ドラフトモードの場合は、１５３６／（１２／２）で有効２５６ライン、フレーム読出しモードの１フィールド当たりの垂直段数は、１５３６／３で有効５１２ラインであるものとする。なお、アスペクト比を維持するために、水平方向の間引きを、後段の画像処理ＬＳＩ３０内で行われるものとする。また、それぞれのモードで一画面をＣＣＤ１２から読み出すための時間は、水平転送周波数を変更しなければ、有効垂直ライン数の比に等しくなるものとする。このＣＣＤ１２で動作保証される最も早い水平駆動周波数（その周波数は２４ＭＨｚとする）で駆動した場合、ドラフトモードでのフレームレートは３０ｆｐｓになるものとする。但し、このデジタルカメラは消費電力の低下を目的に、ドラフトモードでの駆動は１２ＭＨｚで行われ、フレームレートは１５ｆｐｓで通常のモニタリングは行われているものとする。
【００１１】
次に本実施形態の概略動作について説明する。ＣＣＤ１２で光電変換された電荷は、ＣＤＳ１３（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ）でリセットノイズを取り除くためにダブルサンプリングされ、次段のＡＧＣ（Ａｕｔｏ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路１７に送られる。ＣＣＤ１２の駆動を行うパルスを出力するのがタイミングジェネレータ（ＴＧ）２１である。また、駆動モードの切り替え、露光量制御のための電子シャッタの出力なども、ＣＰＵ２６から制御されＴＧ２１から相応のパルスが出力される。ＴＧ２１の発振源となっているのがクロックジェネレータ２２で、その周波数は、ＣＰＵ２６からの制御により、任意に周波数を変更できる機能を持っているものとする。また、この例におけるカメラは、固定絞りで、ＴＧ２１から出力される電子シャッタによってのみ、露出の制御が可能になっているものとする。露出の制御は、画像処理部２０から出力される露出評価値をＣＰＵ２６が受け、その評価値に基づいて、ＣＰＵ２６から適正となるための電子シャッタ本数をＴＧ２１に設定している。
またＡＧＣ回路１４においては、ＣＣＤ１２とＡＤＣ１７（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）のダイナミックレンジの整合をとるため、基準ゲインとよばれるゲイン量がかけられる。適正な信号レベルになった映像信号はＡＤＣ回路１４でアナログ信号からデジタル信号へ変換され、画像処理ＬＳＩ３０へ送られる。画像処理ＬＳＩ３０内部では、ぺデスタル処理、色分離処理、補間処理、ホワイトバランス処理、γ処理、ＲＧＢ・ＹＵＶ処理などがされ、モニタリングの場合は、画像が連続的にＬＣＤ１５に出力される。また静止画記録の際は記録フレームの露光後、絞り・シャッタ１１を閉じ、ＣＣＤ１２の駆動をフレーム読出しモードに設定し、全画素を読み出した後、モニタリングと同様の処理を施し、ＪＰＥＧ圧縮し、記録メディア２９に記録される。
【００１２】
また動画記録では、ＣＣＤ１２としてはモニタリングと同じドラフトモードで駆動される。撮像された画像データは、所定の画像サイズにリサイズされ、前後の画像と関連付けされながら連続的に圧縮処理され、逐次記録メディア２９に書き込まれる。あるいは、ＳＤＲＡＭ２７に前述のリサイズされた状態で記憶された後、撮影終了と同時に圧縮しながら記録メディア２９に書き込むタイプなどさまざまある。また記録フォーマットとしては、モーションＪＰＥＧやＭＰＥＧ４などが一般的である。記録画素数としては、３２０×２４０（水平×垂直）、または１６０×１２０にリサイズすることが多い。これは更新レートをモニタリングと同程度にする必要があるために、ドラフトモードで得られる垂直ライン数の２５６に収まる規格化されたサイズということで、前記サイズが選ばれているという背景がある。これよりも多い画素数で動画を記録しようとする場合は、絞り・シャッタ１１を用いなくても全画素を読み出すことが可能なプログレッシブタイプのＣＣＤを使用する場合などがあるが、プログレッシブタイプのＣＣＤは、インターレースタイプのＣＣＤに比べ、構造が複雑で小型化しにくく、必然的にコスト的にも高くなってしまうなどの理由で、現在ではプログレッシブタイプのＣＣＤを使ったデジタルスチルカメラは、あまり商品化されなくなった。
尚、本発明の効果を得るにはプログレッシブタイプのＣＣＤを使用しても問題ない。但し、更新レートを維持したまま、ＣＣＤ１２から読み出す垂直ライン数を増加させるには、水平駆動周波数を早くする必要があるが、水平駆動周波数を高くすると撮像系の消費電力が、ほぼそれに比例して増加してしまうため、消費電力を抑制したい携帯機器であるデジタルスチルカメラにとっては、あまり良い方法とはいえない。
【００１３】
図３は本発明のデジタルズームについて説明する図であり、比較のために従来の処理方式を併せて図示している。符号４０は撮像素子面上の被写体のイメージを表す図であり、２０４８×１５３６の画素に被写体４９が映し出されているイメージとして説明する。従来のモニタリング及び動画記録におけるデジタルズームの処理方法は、図３の上段に示すように、ドラフトモードで得られた２０４８×２５６の画素４１を、出力段であるＬＣＤやＴＶのアスペクト比に合わせるために水平画素を間引き、３２０×２４０程度の画素数４２にする。ここでデジタルズームを使用しない場合は、この状態の画像４４が所定の処理を施され、出力手段に送られることになる。次に２倍のデジタルズームを効かせた場合、従来は、前述の３２０×２４０の画像４２の中から、中心を合わせた１６０×１２０画素４３を切り出し、それを３２０×２４０画素４５まで補間によって拡大していた。従って、中心部分４３を拡大した画像を得られるものの、その解像度は低下したものになっていた。
そこで、制約条件になっているＣＣＤ１２の出力画素数を増加するために、デジタルズームが指示されると次のＶＤのタイミングから水平駆動周波数を切替えると共に、ＣＣＤ１２の駆動モードをドラフトモードからフレーム読出しモードに変更する。その様子を示したものが図３の下段である。まずドラフトモードからフレーム読出しモードに変更して、２０４８×５１２の画素４６に変更する。この画素は１マス水平６４画素、垂直約２１画素とし、網掛けの部分４６ａは全画角に対して水平、垂直１／２の領域を表す。そして網掛けの部分４６ａを切り出して３２０×２４０の画素４７を出力段のアスペクト比に水平・垂直を合わせたときのイメージとする。この画素は１マス水平・垂直ともに２０画素とし、網掛けの部分４７は全画角に対して水平、垂直１／２の領域を表す。そしてこの画像をモニタリング或いは動画記録画のイメージとしてデジタルズーム２倍時の画像４８とする。
【００１４】
このようにすることによりデジタルズームが指示されたとしても、モニタリングで表示する垂直段数或いは動画記録における垂直段数＜ＣＣＤから得られる垂直段数の関係が、５１２／２４０＝２．１３倍まで維持される。それ以上の拡大率を指示された場合でも、フレーム読出しモードを継続することで、従来に対して、５１２／２５６＝２倍の垂直解像度を得られることには変わりない。しかし、このとき、ＣＣＤの水平駆動周波数が１２ＭＨｚのままだと、垂直段数が倍になっているので、フレームレートはドラフトモードで駆動しているときの半分の７．５ｆｐｓになってしまう。モニタリング或いは動画記録中にフレームレートが遅くなると、違和感のあるものになってしまうことは容易に想像される。そこで、前述のクロックジェネレータ２２の周波数を１２ＭＨｚから２４ＭＨｚにする。以上のようにすることで、ドラフトモード（デジタルズームを使用していない状態）でのフレームを維持しつつ、解像度の高いデジタルズーム画像を得ることができるようになる。
【００１５】
しかし、１ＶＤ中のＨＤ入力数（言い換えれば１画面あたりの垂直段数）が変わることで、出力信号レベルが変わっては好ましくない。通常ＨＤに同期して電子シャッタは出力されるため、同じ電子シャッタ本数の設定のままでは、クロックジェネレータ２２の出力周波数を高くした場合は、露光時間が長くなり、オーバになってしまう。逆に周波数を低く切替えた場合は、露光が不足する。従って、クロックジェネレータ２２からの出力周波数にあわせ、電子シャッタ本数の調節をする必要がある。
図４はその様子を示すタイミングチャートである。（ａ）は垂直同期信号ＶＤ，（ｂ）は水平同期信号ＨＤ，（ｃ）は電子シャッタの信号、（ｄ）は読み出しパルス、（ｅ）はＣＣＤ１２の蓄積電荷量、（ｆ）は水平駆動周波数を表す。例えば、垂直同期信号ＶＤのポイントＡのときにデジタルズームの指示が出されたとすると、電子シャッタは水平駆動周波数が１２ＭＨｚの領域ではＢの本数で行っているが、水平駆動周波数を倍の２４ＭＨｚに変更すると、それに合わせて電子シャッタの本数をＣのように倍に増加させ、クロックジェネレータ２２からの出力周波数にあわせ、電子シャッタ本数の調節をする。もちろん後段のＡＧＣ回路１４や画像処理回路２０でゲイン調整することも可能であるが、その場合ダイナミックレンジの設定が崩れることで、ＣＣＤ１２が早く飽和してしまったり（ＣＣＤ１２でオーバで、後段のゲインを低下させた場合）、Ｓ／Ｎの劣化を招く（ＣＣＤ１２でアンダーで、後段のゲインを上げた場合）など、撮影される画像が劣悪なものになってしまう。
【００１６】
【発明の効果】
以上記載のごとく請求項１の発明によれば、デジタルズームを使用しても撮像素子から得られる撮像画素数を、撮像素子の駆動モードを変更するので、変更された駆動モードでの垂直段数をモニタリングで必要な垂直段数で割った拡大率、或いは動画記録に必要な垂直段数の拡大率まで画像品質の劣化を防ぐことができる。
また請求項２では、デジタルズームを行う場合、画素数の多いフレーム読み出しモードに変更して、その中心画素領域をデジタルズーム画像とするので、２倍の垂直解像度を得ることができる。
また請求項３では、駆動モードに変更が生じた場合、その変更に合わせてクロック周波数も変更するので、垂直段数を増加させたことによるフレームレートの低下を防止し、動画などを撮影した場合でも違和感無く、解像度の高いデジタルズーム処理された画像を得ることができる。
また請求項４では、クロック周波数を変更する動作を、動画記録の場合に限って行うので、請求項１での効果を、動画記録時に限って行うことで、モニタリングにおける消費電力を抑えることができる。
また請求項５では、垂直段数を増した場合でも、出力信号量を変更しないように、ＣＣＤの露出量を制御されるため、ダイナミックレンジの設定を維持すると共に、Ｓ／Ｎの劣化を招くこともないので、良質な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の本発明の実施形態に係るデジタルスチルカメラの構成ブロック図である。
【図２】本発明の各フィールドでの読み出しモードを説明する図である。
【図３】本発明のデジタルズームについて説明する図である。
【図４】本発明のクロックジェネレータ２２からの出力周波数にあわせ、電子シャッタ本数の調節をするタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０  撮影レンズ、１１  絞り・シャッタ、１２  ＣＣＤ、１３  ＣＤＳ回路、１４  ＡＧＣ回路、１５  ＬＣＤ、１６  ビデオアンプ、１７  Ａ／Ｄ変換回路、１８  外部のＴＶ、１９  モータドライバ、２０  画像処理部、２１  タイミングジェネレータ、２２  クロックジェネレータ、２３  デジタルズーム設定手段、２４  光学ズーム設定手段、２５  プログラムＲＯＭ、２６  ＣＰＵ、２７  ＳＤＲＡＭ、２８  カードコントローラ、２９  記憶メディア、３０  画像処理ＬＳＩ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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