(57)【要約】【課題】主要被写体の動きが激しいシーンでは画面が見やすく、かつ、省電力化にも寄与するデジタルカメラを提供することができる。【解決手段】撮影モードが選択されると、標準フレームレートでスルー画の取り込みが開始される。このスルー画が表示されている間、ＣＰＵは、前後２つのフレームの差分データの積算値を求め、その積算値と基準値とを比較し、積算値が基準値よりも小さい場合には、フレームレートを低フレームレートに切り換える。これにより、主要被写体の動きが激しいシーンでは画面が見やすく、動きが少ないシーンでは電力消費が抑制される。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズによって結像された被写体像を光電変換して撮影画像を得る撮像手段と、この撮像手段によって取り込まれたフレームをリアルタイムで再生してディスプレイにスルー画として表示する電子ビューファインダとを備えたデジタルカメラにおいて、
前後２つのフレームの差分データに基づいてスルー画のフレームレートを調節するフレームレート調節手段を設けたことを特徴とするデジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ビューファインダを備えたデジタルカメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
撮影画像をデジタルデータとしてメモリーカードへ記録するデジタルカメラが知られている。デジタルカメラの多くには、フレーミングの際に、ＣＣＤイメージセンサが撮像したフレームをリアルタイムで再生し、これをスルー画として表示する電子ビューファインダが設けられている。ＣＣＤイメージセンサは、撮影モードが選択されると、例えば、１秒間に３０コマ程度のフレームレートでスルー画の取り込みを行う。
【０００３】
フレームレートが高いと、単位時間当たりに再生されるコマ数が多いので、スルー画の画質が良くなる反面、ＣＣＤイメージセンサの動作周波数が高くなるので、電力消費が大きい。他方、フレームレートを低くすれば、電力消費を抑えることができるが、スルー画の画質は低下する。
【０００４】
そこで、通常時には低フレームレートでスルー画の取り込みを行い、シャッタボタンを半押し操作したときに標準フレームレートに切り換えるデジタルカメラが提案されている（例えば、特許文献１参照）。これによれば、通常時の画像取り込み回数を減らすことができるので省電力化が達成されるとともに、撮影直前においては、標準フレームレートに切り換えることで良好な画質で被写体を確認することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−６７０３９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したデジタルカメラでは、撮影シーンに関わりなく、シャッタボタンを半押し操作しない限りフレームレートが標準レートに切り換わらない。撮影シーンには、例えば、主要被写体が風景である撮影シーンのように主要被写体の動きがほとんどないシーンや、運動会のシーンのように、主要被写体の動きが激しいシーンなど様々なシーンがある。主要被写体の動きが激しいシーンでは、フレームレートが低いと主要被写体の動きがスムーズに表示されず、画面が見づらいという問題があった。
【０００７】
本発明は、主要被写体の動きが激しいシーンでは画面が見やすく、かつ、省電力化にも寄与するデジタルカメラを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明のデジタルカメラは、撮影レンズによって結像された被写体像を光電変換して撮影画像を得る撮像手段と、この撮像手段によって取り込まれたフレームをリアルタイムで再生してディスプレイにスルー画として表示する電子ビューファインダとを備えたデジタルカメラにおいて、前後２つのフレームの差分データに基づいてスルー画のフレームレートを調節するフレームレート調節手段を設けたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に示すデジタルカメラ１０は、カメラ本体１１に、電源供給用のバッテリ１５が着脱自在にセットされる。カメラ本体１１前面には、撮影レンズが組み込まれたレンズ鏡筒１２が設けられており、上面には、電源ボタン１３及びシャッタボタン１４が設けられている。また、カメラ本体１１の背面には、ズームボタン１６，４つのボタンが十字配列された汎用キー１７，モード選択レバー１８、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）パネル１９が設けられている。
【００１０】
モード選択レバー１８は、撮影を行う撮影モード、撮影画像を再生する再生モード、各種設定を行うセットアップモードなどの各種のモードを選択する。汎用キー１７は、メニュー画面内に表示され各種項目を選択するカーソルの移動や、項目の選択等に使用される。ＬＣＤパネル１９は、再生モードにおいては、撮影画像の再生表示に使用され、セットアップモードでは、各種設定を行うためのメニュー画面の表示に用いられるとともに、撮影モードでは、被写体確認用画像であるスルー画を表示する電子ビューファインダとして使用される。
【００１１】
ズームボタン１６は、拡大ボタン１６ａ、縮小ボタン１６ｂからなり、これらを操作することにより、撮影レンズ２６（図２参照）の光学撮影倍率が切り換えられる。撮影モードが選択されると、スルー画の取り込みが開始されて、スルー画がＬＣＤパネル１９へ表示される。
【００１２】
図２は、デジタルカメラ１０の構成を示すブロック図である。カメラ本体１１には、メモリーカード２３が着脱自在にセットされる。このメモリーカード２３には、本画像データが、例えば、ＪＰＧ（Ｊｏｉｎｔ  Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ  ｅｘｐｅｒｔ  Ｇｒｏｕｐ  ）形式の画像ファイルに変換されて記憶される。
【００１３】
ＣＰＵ２１は、操作部２２から入力される操作信号に応じてデジタルカメラ１０の本体各部を制御する。レンズ鏡筒１２内には、撮影レンズ２６や絞り２７からなる撮影光学系が組み込まれている。
【００１４】
撮影レンズ２６は、モータを含むレンズ駆動機構２８によって駆動されて、光学撮影倍率の変更と焦点調節が行われる。絞り２７は、モータを含む絞り駆動機構２９によって駆動されて絞り径が切り換えられる。レンズ駆動機構２８及び絞り駆動機構２９は、ＣＰＵ２１に制御されるモータドライバ３１，３２によって駆動される。
【００１５】
撮影光学系の背後には、撮像素子としてＣＣＤイメージセンサ３３が配置されている。ＣＣＤイメージセンサ３３は、周知のように、多数の受光素子をマトリックス状に配列された光電面を備えており、撮影光学系を通過し、この光電面に結像した被写体光を光電変換する。光電面の前方には、各画素に光を集光するためのマイクロレンズアレイと、各画素がそれぞれＲ，Ｇ，Ｂのいずれかに対応するように各色のフイルタが規則的に配列されたカラーフイルタアレイとが配置されている。
【００１６】
ＣＣＤイメージセンサ３３は、ＣＣＤドライバ３６から供給される垂直転送クロック及び水平転送クロックに同期して、画素毎に蓄積された電荷を１ラインずつシリアルな撮像信号として出力する。各画素の電荷蓄積時間（露出時間）は、ＣＣＤドライバ３６から与えられる電子シャッタ駆動信号によって決められる。
【００１７】
ＣＣＤイメージセンサ３３から取り込まれたアナログの撮像信号は、アナログ信号処理回路３８に入力される。アナログ信号処理回路３８は、相関２重サンプリング回路（ＣＤＳ）と、オートゲインコントローラ（ＡＧＣ）と、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）とからなる。ＣＤＳは、アナログ信号のノイズを除去し、ＡＧＣはアナログ信号のゲインを自動調節する。ＡＤＣは、アナログ信号をデジタル変換して画像データを生成する。この画像データは、各画素毎にＲ，Ｇ，Ｂの濃度値を持つＣＣＤ−ＲＡＷデータであり、このＣＣＤ−ＲＡＷデータがＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）  ４１へ入力される。アナログ信号処理回路３８にも、タイミングジェネレータ３１からのタイミング信号が供給され、ＣＣＤイメージセンサ３３から電荷が取り込みまれるタイミングと同期が取られている。
【００１８】
ＣＣＤイメージセンサ３３は、撮影モードが選択されると、スルー画の取り込みを開始し、シャッタボタン１４が全押しされて本撮影指示がなされたときに、スルー画の取り込みをいったん中断して、本画像を取り込む。本撮影が終了すると、スルー画の取り込みが再開される。
【００１９】
取り込まれたスルー画は、リアルタイムで再生されてＬＣＤパネル１９に表示される。この取り込み及び表示のフレームレートは、標準フレームレートと、この標準フレームレートよりも低い低フレームレートの２段階で調節できるようになっている。標準フレームレートでは、１秒間に３０コマのフレームが取り込まれ、低フレームレートでは、その半分で、１秒間に１５コマのフレームが取り込まれる。低フレームレートと比較して、標準フレームレートの方が、単位時間当たりの取り込み回数が多いので、滑らかな画質が得られる反面、電力消費は大きい。
【００２０】
これらフレームレートの調節は、主要被写体の動きの激しさに応じて行われる。主要被写体の動きは、取り込み時刻が異なる前後２つのフレームの差分データを求めることにより検出する。スルー画の取り込みは、標準フレームレートで開始され、求めた差分データが予め設定された基準値よりも小さい場合には、低フレームレートに切り換えられる。
【００２１】
フレームメモリ３９は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）  ４１が画像データに対して各種信号処理を施す際に使用する作業用メモリである。フレームメモリ３９は、データバス５５を介して、ＣＰＵ２１とＤＳＰ４１の各部と接続されている。フレームメモリ３９としては、例えば、一定周期のバスクロック信号に同期してデータ転送を行うＳＤＲＡＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）が使用される。フレームメモリ３９に書き込まれた画像は、ＤＳＰ４１によって各種の画像処理が施される。
【００２２】
ＤＳＰ４１は、ＡＦ回路４３，ＡＥ／ＡＷＢ回路４４，画像入力コントローラ４６，フレーム間差分積算回路４７，画像処理回路４８，圧縮処理回路４９，メディアコントローラ５０，ビデオエンコーダ５１からなるＩＣチップであり、アナログ信号処理回路３８から入力された画像データに対して、各種の信号処理を施すとともに、スルー画のＬＣＤ１９への表示や、メモリーカード２３へアクセスして画像ファイルの読み書きを行う。
【００２３】
画像入力コントローラ４６は、アナログ信号処理回路３８から前記ＣＣＤ−ＲＡＷデータを取り込んで、これをフレームメモリ３９に書き込む。ＡＦ回路４３は、ＣＣＤイメージセンサ３３が撮像した画像に基づいて焦点位置を検出し、フォーカシングを行う。ＡＥ回路は、被写体輝度を測定し、絞り値やシャッタ速度等を決定する。ＡＷＢ回路は、オートホワイトバランス回路であり、撮影時のホワイトバランスを自動調整する。
【００２４】
圧縮処理回路４９は、画像処理回路４８によって各種の画像処理が施された本画像のデータに対して、圧縮処理を施して画像ファイルを生成する。メディアコントローラ５０は、メモリーカード２３へアクセスして画像ファイルの書き込みと読み込みとを行う。再生モードにおいては、メモリーカード２３から圧縮された画像データが読み出されて、圧縮処理回路４９によって伸張処理が施された後、ＬＣＤ１９に出力される。
【００２５】
画像処理回路４８は、画像データに対して、ガンマ補正，シャープネス補正，コントラスト補正などの画質補正処理、ＣＣＤ−ＲＡＷデータを輝度信号であるＹデータと、青色色差信号であるＣｂデータ及び赤色色差信号であるＣｒデータとからなるＹＣデータに変換するＹＣ処理を施す。
【００２６】
フレーム間差分積算回路４７は、フレームメモリ３９に書き込まれたスルー画を読み出して、２つのフレームを比較し、比較によって得られた差分データの積分値を求める。図３（Ａ）に示すように、主要被写体５５が画面の左から右方向に移動するシーンを例に説明すると、最新フレーム５６とその前に取り込まれた前フレーム５７との差分データは、差分フレーム５８中のハッチングで示す領域５８ａで表される。差分データの積分値は、この領域５８ａの面積に相当する。図３（Ａ）と比較して、主要被写体５５の移動速度が早い（動きが激しい）場合には、図３（Ｂ）に示すように領域５８ａの面積が大きくなる。
【００２７】
ＣＰＵ２１は、このフレーム間差分積算回路４７が求めた差分データの積分値が予め設定された基準値よりも小さくなった場合には、フレームレートを低フレームレートに切り換える。そして、差分データの積分値が基準値以上の場合には、標準フレームレートに復帰する。この比較は、例えば、１フレームを取り込む毎に行われて、フレームレートが調節される。このようにスルー画のフレームレートを調節することで、動きが激しい主要被写体の場合には、標準フレームレートになるので、動きがスムーズに表示される。他方、動きが小さい場合には、低フレームレートに切り換えられるので、省電力化にも寄与する。
【００２８】
ＶＲＡＭ４０は、ＬＣＤ１９への画像出力用メモリである。フレームメモリ３９にいったん書き込まれたスルー画は、画質補正処理やＹＣ処理が施された後、ＶＲＡＭ４０に書き込まれる。ＶＲＡＭ４０に書き込まれたスルー画は、ビデオエンコーダ５１へ送られる。ビデオエンコーダ５１は、デジタルデータをアナログのコンポジット信号に変換してＬＣＤ１９に出力する。スルー画は、高速で書き換えられるので、ＶＲＡＭ４０には、データの書き込みと読み出しとを並行してできるように、２フレーム分のエリア４０ａ，４０ｂが設けられている。
【００２９】
以下、上記構成による作用について、図４に示すフローチャートを参照しながら説明する。電源を投入し、撮影モードが選択されると、デジタルカメラ１０は、標準フレームレートで、スルー画の取り込みと取り込んだスルー画のＬＣＤパネル１９への表示を開始する。撮影者は、ＬＣＤパネル１９に表示されたスルー画を見ながらフレーミングを行う。
【００３０】
フレーム間差分積算回路４７は、スルー画が１フレーム取り込まれると、その前に取り込んだ前フレームと最新フレームとを比較して、２つのフレームの差分データを求め、それらの積分値を求める。ＣＰＵ２１は、この積分値と基準値とを比較して、積分値が基準値よりも小さい場合には、低フレームレートに切り換える。低フレームレートで取り込みを行い、再び積分値が基準値を上回った場合には標準フレームレートに復帰する。スルー画の取り込みが終了するまで、この手順でフレームレートの調節が繰り返される。
【００３１】
このように、主要被写体の動きに応じてフレームレートを調節するようにしたから、主要被写体の動きが激しいシーンでも画面が見やすく、かつ、主要被写体の動きが小さいシーンでは低フレームレートに切り換えられるので省電力化にも寄与する。
【００３２】
上記実施形態では、フレームレートを２段階で調節する例で説明したが、３段階以上のフレームレートを設定して、これらの間でフレームレートを調節するようにしてもよい。
【００３３】
また、前後２つのフレーム間の比較を１フレーム取り込む毎に行っているが、比較の間隔は、１フレーム取り込み毎に行うのではなく、例えば、２〜３程度の複数フレームを取り込む毎に比較を行ってもよいし、予め設定した所定時間間隔で行うようにしてもよい。
【００３４】
また、本発明をデジタルスチルカメラに適用した例に説明したが、動画を撮影可能なデジタルカメラに適用することもできる。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明のデジタルカメラは、撮像手段によって取り込まれたフレームをリアルタイムで再生してディスプレイにスルー画として表示する電子ビューファインダとを備えたデジタルカメラにおいて、前後２つのフレームの差分データに基づいてスルー画のフレームレートを調節するフレームレート調節手段を設けたから、主要被写体の動きが激しいシーンでは画面が見やすく、かつ、省電力化にも寄与するデジタルカメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】デジタルカメラの背面斜視図である。
【図２】デジタルカメラの電気構成を示すブロック図である。
【図３】主要被写体の動き検出方法の説明図である。
【図４】スルー画のフレームレート調節手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０  デジタルカメラ
１９  ＬＣＤパネル
２１  ＣＰＵ
３３  ＣＣＤイメージセンサ
４７  フレーム間差分積算回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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