(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素が２次元に配列された撮像素子を備え、与えられる記録指示に応じて、記録用の画像を撮影し、撮影した画像を表す画像データを生成して記録媒体に記録するデジタルカメラであって、
記録指示が与えられたときに、画像の撮影と画像データの生成と画像データの記録を１回行う単写モードと、記録指示が与えられたときに、画像の撮影と画像データの生成と画像データの記録を複数回行う連写モードとを有するものにおいて、
単写モードでは、インターレース方式で撮像素子から信号を読み出して画像データを生成し、連写モードでは、プログレッシブ方式で撮像素子から信号を読み出して画像データを生成する
ことを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項２】
撮像素子が受ける光の光路上にシャッターを備え、
単写モードのみで、画像を撮影した後にシャッターにより撮像素子の露光を遮ることを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
【請求項３】
撮像素子が受ける光の光路上にシャッターを備え、
単写モードと連写モードの双方で、画像を撮影した後にシャッターにより撮像素子の露光を遮ることを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
【請求項４】
連写モードで、複数の画素列に１画素列の割合で撮像素子から信号を読み出し、読み出した各画素列の信号の一部のみを用いて、撮影した画像と同じ画角の画像を表す画像データを生成することを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
【請求項５】
連写モードで、複数の画素列に１画素列の割合で撮像素子から信号を読み出し、読み出した画素列の信号に補間処理を施して、撮影した画像と同じ画角の画像を表す画像データを生成することを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタルカメラに関し、特に、記録指示に応じて複数の画像を撮影して記録する連写機能を有するデジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカメラは、画像を略一定の周期で繰り返し撮影して表示し、その間に使用者より与えられる記録指示に応じて、記録用の画像を撮影してその画像を表す画像データを記録媒体に記録する。デジタルカメラの中には、記録指示が与えられると画像の撮影、画像データの生成および画像データの記録を１回のみ行う単写機能に加えて、記録指示が与えられると画像の撮影から画像データの記録までの処理を複数回行う連写機能を有するものがある。
【０００３】
一般に、撮像素子は２次元の電荷結合素子（ＣＣＤ）として構成されており、画素であるフォトダイオードの垂直方向の列ごとに設けられた垂直転送レジスタと、出力用の水平転送レジスタを備える。各画素は光電変換を行って画像の１点を表す信号として電荷を蓄積し、その信号を対応する垂直転送レジスタに出力する。各垂直転送レジスタは、画素から出力された信号を水平転送レジスタに転送する。水平転送レジスタには水平方向の画素列の信号が同時に与えられることになり、撮像素子の信号は水平方向の画素列ごとに読み出される。なお、垂直転送レジスタおよび水平転送レジスタは遮光されている。
【０００４】
撮像素子からの信号の読み出しには、インターレース方式とプログレッシブ方式がある。インターレース方式は、奇数列目の画素列の信号の読み出しと、偶数列目の画素列の信号の読み出しとを分けて行うものである。各回の読み出しで解像度の粗い１フィールド分の信号が得られ、２フィールドの信号を合成することにより１フレームの画像データを生成する。プログレッシブ方式は、奇数列目と偶数列目に分けることなく、画素列の順に電荷を読み出すものである。１回の読み出しで１フレームの画像データを生成することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
インターレース方式とプログレッシブ方式のいずれにも長所があり、また短所がある。インターレース方式では、１回目の読み出しを行っている間は２回目に読み出す信号を各画素が保持しておくから、この間に光電変換が進むと信号強度が変化する。このため、インターレース方式を採用するデジタルカメラでは、撮像素子に入射する光の光路上にシャッターを備えて、撮影終了後は撮像素子の露光を機械的に遮断する必要がある。しかも、インターレース方式では、読み出し動作を２回行うから、読み出しに要する時間が長くなり、次の撮影を速やかに開始することが難しい。特に、連写機能を利用する際の撮影間隔を短くすることの大きな障害となっている。ただし、シャッターを使用することで、スミアのない質の高い画像を提供することができる。
【０００６】
撮像素子の信号の読み出しを１回で行うプログレッシブ方式では、光電変換終了後各画素から直ちに信号を出力すればよく、このため、プログレッシブ方式を採用するカメラではシャッターを備える必要がなく、構成が簡素になる。また、複数の画素列に１列の割合で信号を読み出すようにすることも可能であり、これにより、読み出しに要する時間を短縮することができる。近年では、きわめて多くの画素を備えた撮像素子の開発が進み、一部の画素列の信号を用いて画像データを生成しても、撮影条件に適する解像度の画像を得ることができる場合も多い。ただし、シャッターを用いないため、撮影対象中に光源等のきわめて明るい部分があると、その光が遮光された垂直転送レジスタに回り込んでスミアが発生することがある。
【０００７】
従来のデジタルカメラでは、撮像素子の信号の読み出しはインターレース方式またはプログレッシブ方式に固定されており、両方式の特長を生かすことはできない。本発明は、撮影条件に応じて両方式の特長を生かすことが可能なデジタルカメラ、特に、連写機能を利用するか否かに応じて両方式を使い分けることが可能な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】
上記目的を達成するために、本発明では、画素が２次元に配列された撮像素子を備え、与えられる記録指示に応じて、記録用の画像を撮影し、撮影した画像を表す画像データを生成して記録媒体に記録するデジタルカメラであって、記録指示が与えられたときに、画像の撮影と画像データの生成と画像データの記録を１回行う単写モードと、記録指示が与えられたときに、画像の撮影と画像データの生成と画像データの記録を複数回行う連写モードとを有するものにおいて、単写モードでは、インターレース方式で撮像素子から信号を読み出して画像データを生成し、連写モードでは、プログレッシブ方式で撮像素子から信号を読み出して画像データを生成するものとする。
【０００９】
単写モードでは、インターレース方式で信号を読み出すことにより、質の高い画像データを記録することが可能である。一方、連写モードでは、プログレッシブ方式で信号を読み出すことにより、撮影間隔を短くすることができる。
【００１０】
ここで、撮像素子が受ける光の光路上にシャッターを備え、単写モードのみで、画像を撮影した後にシャッターにより撮像素子の露光を遮るようにするとよい。このようにすると、単写モードで記録する画像の質を確実に高くすることができる上、連写モードでは、シャッターを閉じる動作に起因する遅れを避けることができて、確実に撮影間隔を短くすることが可能である。
【００１１】
撮像素子が受ける光の光路上にシャッターを備え、単写モードと連写モードの双方で、画像を撮影した後にシャッターにより撮像素子の露光を遮るようにしてもよい。単写モードだけでなく、連写モードで記録する画像データの質も高くすることができる。
【００１２】
また、連写モードで、複数の画素列に１画素列の割合で撮像素子から信号を読み出し、読み出した各画素列の信号の一部のみを用いて、撮影した画像と同じ画角の画像を表す画像データを生成するようにするとよい。複数の画素列に１画素列の割合で信号を読み出すことで、読み出しに要する時間が大幅に短縮され、撮影間隔を一層短くすることができる。また、撮影した画像全体を表す画像データが得られ、しかも、画像データの記録に必要な記録媒体の容量が少なくなる。
【００１３】
連写モードで、複数の画素列に１画素列の割合で撮像素子から信号を読み出し、読み出した画素列の信号に補間処理を施して、撮影した画像と同じ画角の画像を表す画像データを生成するようにしてもよい。このようにしても、信号の読み出しに要する時間が大幅に短縮され、撮影間隔を一層短くすることができる。また、撮影した画像全体を表す画像データが得られ、しかも、その画像の解像度も高くなる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のデジタルカメラの一実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態のデジタルカメラ１の外観を図１〜図３に示し、その回路構成の概略を図４に模式的に示す。図１はデジタルカメラ１の正面図、図２は背面図、図３は上面図である。
【００２０】
デジタルカメラ１は前面に撮影レンズ１１を有し、背面に２つの表示部１２、１３を有する。上面には押しボタン式のシャッタースイッチ１４、回転式のスイッチ１５、および押しボタン式のスイッチ１６が設けられている。図示しないが、デジタルカメラ１の底面には記録媒体であるメモリカード１８（図４参照）を装着するための挿入口が設けられている。
【００２１】
図４に示すように、撮影レンズ１１の瞳位置にはシャッターを兼ねる絞り１１ａが備えられており、また、撮影レンズ１１の後方には撮像素子２１が配置されている。デジタルカメラ１は、撮影レンズ１１を透過した撮影対象からの光を撮像素子２１で光電変換して電荷とすることにより画像を撮影し、撮像素子２１が蓄積した電荷を後述の諸回路で処理することにより、画像を表す画像データを生成する。生成した画像データが表す画像は表示部１２、１３に表示され、また、シャッタースイッチ１４の操作により与えられる記録指示に応じて、画像データはメモリカード１８に記録される。画像の撮影や表示は略一定の周期、例えば１／３０秒で繰り返し行われる。
【００２２】
一方の表示部１２は、大型の液晶表示器（ＬＣＤ）より成る。使用者は数十ｃｍ以上離れたところから表示部１２に表示された画像を観察することができる。以下、表示部１２をモニターともいう。他方の表示部１３は、小型のＬＣＤ１３ａ、凸レンズ１３ｂおよび反射ミラー１３ｃより成る。使用者は数ｃｍ以下の距離からレンズ１３ｂおよびミラー１３ｃを介してＬＣＤ１３ａを見ることにより、表示された画像をさらに拡大して観察することができる。レンズ１３ｂは接眼レンズである。以下、表示部１３を電子ビューファインダあるいはファンイダともいう。
【００２３】
使用者は、モニター１２または電子ビューファインダ１３に表示される画像を見ながら構図を設定したり、撮影対象に対する撮影レンズ１１の合焦状態を確認したりすることができる。モニター１２およびファインダ１３のＬＣＤはいずれも、水平（横）方向に６４０、垂直（縦）方向に４８０の画素を有する。
【００２４】
撮像素子２１は、水平方向に２５６０、垂直方向に１９２０の画素を有するエリアセンサである。各画素には赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光または青色（Ｂ）光を選択的に透過させるフィルターのいずれかが設けられており、全ての画素はＲ光用、Ｇ光用およびＢ光用の３種に分類される。これら３種の画素はベイヤー型に配列されている（図７参照）。
【００２５】
デジタルカメラ１の回路構成について、図４を参照して説明する。デジタルカメラ１は、撮像素子２１よりアナログ信号として出力される電荷を処理する相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路２２および自動ゲイン制御（ＡＧＣ）回路２３、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ２４、デジタル信号を処理して撮影された画像を表す画像データを生成する画像処理ＣＰＵ２５、ならびに画像処理ＣＰＵ２５が一時的な記憶に利用する画像メモリ２６を備えている。
【００２６】
ＣＤＳ回路２２は撮像素子２１が出力するアナログ信号のノイズを低減させ、ＡＧＣ回路２３は、そのゲインによってＣＤＳ回路２２からの全ての信号のレベルを調整する。Ａ／Ｄコンバータ２４は、ＡＧＣ回路２３からのアナログ信号を１０ビットのデジタル信号に変換する。
【００２７】
画像処理ＣＰＵ２５は、デジタル化された信号に画素補間２５ａ、解像度変換２５ｂ、カラーバランス調整２５ｃ、およびガンマ補正２５ｄの処理を行って、撮影された画像を表す画像データを生成する。また、メモリカード１８に記録する画像データについては、画像圧縮２５ｅの処理を行う。画像処理ＣＰＵ２５は、Ａ／Ｄコンバータ２４からのデジタル信号をまず画像メモリ２６に書き込み、その後画像メモリ２６からの信号の読み出しと画像メモリ２６への信号の書き込みを行いながら画素補間２５ａ〜画像圧縮２５ｅの処理を進めていく。
【００２８】
画素補間２５ａは、撮像素子２１の各画素の位置において欠落する信号（例えばＧ光用の画素の位置でのＲおよびＢの信号）を周囲の画素の信号から生成するものである。これにより、各画素に対応してＲ、Ｇ、Ｂの３つの信号が得られる。Ｇの信号については４画素の信号の中間２値の平均値、ＲおよびＢの信号については２画素の信号の平均値を求める。
【００２９】
解像度変換２５ｂは、画素補間後の信号から所定数の信号を抽出し、または画素補間後の信号にさらに補間処理を行って、解像度を変換するものである。信号の抽出および補間は、撮像素子２１からの信号の読み出しの方式に関連して行われる。
【００３０】
カラーバランス調整２５ｃは、適正なホワイトバランスとなるように、Ｒ、Ｇ、Ｂの信号群ごとの強度を調整するものである。具体的には、Ｒ、Ｇ、Ｂの信号の強度と分布に基づいて本来白色である部分を推測し、その部分について、Ｒ、Ｇ、Ｂの信号のそれぞれについての平均値を求めて、Ｇ／Ｒの強度比とＧ／Ｂの強度比からＲ、Ｇ、Ｂの各信号の強度を補正する。
【００３１】
ガンマ補正２５ｄは、モニター１２、ファインダ１３、あるいはメモリカード１８を介して画像データを使用する外部機器に適合するように、信号強度に非線形化を施すものである。画像圧縮２５ｅは、ＪＰＥＧ方式に従って離散コサイン変換（ＤＣＴ）およびハフマン符号化を行い、画像データを圧縮するものである。なお、メモリカード１８に記録した画像データを読み出してモニター１２に再生表示することも可能であり、その場合、画像処理ＣＰＵ２５は、読み出した画像データに圧縮の逆処理を施して、圧縮前の画像データを再生する。
【００３２】
デジタルカメラ１は、このほか、カメラ制御ＣＰＵ３１、絞りドライバ３２、センサドライバ３３、ビデオエンコーダ３４、カードドライバ３５を備えている。カメラ制御ＣＰＵ３１はデジタルカメラ１の全体を制御する。カメラ制御ＣＰＵ３１は、シャッタースイッチ１４をはじめとする前述の諸スイッチを含む操作部３６に接続されており、操作部３６から与えられる信号に応じてデジタルカメラ１の動作を制御する。絞りドライバ３２はシャッターを兼ねる絞り１１ａを駆動し、センサドライバ３３は、光電変換によって蓄積した電荷の出力のタイミングを示す制御信号を生成して撮像素子２１に与える。
【００３３】
シャッタースイッチ１４により記録指示が与えられるまでの撮影においては、絞り１１ａを開放した状態とし、撮像素子２１の光電変換時間（電子シャッター速度）を調整することにより露光量を制御する。記録指示が与えられたとき、すなわち記録用の画像を撮影するときは、あらかじめ定められた関係に従って絞り１１ａの口径と光電変換時間を設定して、露光量を制御する。露光量の制御は、撮像素子２１の中央部の一部の領域からの信号の強度に基づいて行う。
【００３４】
ビデオエンコーダ３４は画像処理ＣＰＵ２５から与えられる画像データを、ＮＴＳＣ方式またはＰＡＬ方式でエンコードして、モニター１２およびファインダ１３に出力する。カードドライバ３５は、画像処理ＣＰＵ２５から与えられる画像データをメモリカード１８に書き込み、また、メモリカード１８から画像データを読み出して画像処理ＣＰＵ２５に与える。
【００３５】
デジタルカメラ１は、シャッタースイッチ１４の操作により記録指示が与えられたときに、記録用の画像の撮影、撮影した画像を表す画像データの生成、生成した画像データの記録を１回のみ行う単写モードと、記録指示が与えられたときに、記録用の画像の撮影から画像データの記録までを複数回連続して行う連写モードを有する。連写モードで撮影する画像の数は３に設定されている。単写モードと連写モードの切り換えはスイッチ１５の操作によってなされる。
【００３６】
デジタルカメラ１は、また、撮像素子２１からの電荷（信号）の読み出し方式として、インターレース方式とプログレッシブ方式の双方を有する。読み出し方式と上記のモードは対応しており、単写モードではインターレース方式で、連写モードではプログレッシブ方式で信号を読み出す。
【００３７】
デジタルカメラ１は、記録用の画像を表す画像データの生成に関して、フルモードとハーフモードを有する。フルモードは、撮像素子２１の画素数と同じ水平方向２５６０、垂直方向１９２０の信号数の画像データを生成して記録するものである。ハーフモードは、水平方向、垂直方向共に、フルモードの半分の信号数の画像データを生成して記録するものである。フルモードとハーフモードのいずれにおいても、画像データが表す画像の画角は、撮像素子２１で撮影した画像の画角に等しい。
【００３８】
単写モードおよび連写モードとフルモードおよびハーフモードの関係に制約はなく、単写モードと連写モードのいずれにおいても、フルモードとハーフモードを選択することができる。スイッチ１６を操作するごとにフルモードとハーフモードが切り換わり、設定されたモードがモニター１２およびファインダ１３に表示される。
【００３９】
表示のみに用いる画像を表す画像データは、モニター１２およびファインダ１３のＬＣＤの画素数と同じ水平方向６４０、垂直方向４８０の信号数とする。また、表示のみに用いる画像の信号の撮像素子２１からの読み出しはプログレッシブ方式で行う。
【００４０】
撮像素子２１の構成を図５に模式的に示す。撮像素子２１は、画素としてフォトダイオード２１ａを備えている。フォトダイオード２１ａは、前述のように、水平方向に２５６０、垂直方向に１９２０配列されている。フォトダイオード２１ａの垂直方向の列ごとに、電荷結合素子（ＣＣＤ）として形成された垂直転送レジスタ２１ｂが設けられており、各フォトダイオード２１ａは、光電変換によって蓄積した電荷（信号）を垂直転送レジスタ２１ｂの対応部位に出力する。
【００４１】
各垂直転送レジスタ２１ｂは、同じくＣＣＤとして形成された水平転送レジスタ２１ｃに接続されており、各フォトダイオード２１ａが出力した信号を水平転送レジスタ２１ｃの対応部位に順次出力する。また、水平転送レジスタ２１ｃは増幅器２１ｄに接続されており、水平転送レジスタ２１ｃの出力は増幅器２１ｄによって増幅されて、図外のＣＤＳ回路２２に与えられる。なお、垂直転送レジスタ２１ｂおよび水平転送レジスタ２１ｃは遮光されている。
【００４２】
フォトダイオード２１ａから垂直転送レジスタ２１ｂへの信号の出力、垂直転送レジスタ２１ｂ内での信号の転送、水平転送レジスタ２１ｃ内での信号の転送は、前述のようにセンサドライバ３３から与えられる制御信号によって制御される。一方、カメラ制御ＣＰＵ３１は、センサドライバ３３を制御して、単写モードであるか連写モードであるかに応じて、また、フルモードであるかハーフモードであるかに応じて、電荷を出力させるフォトダイオード２１ａや、垂直転送レジスタ２１ｂおよび水平転送レジスタ２１ｃの転送速度を変化させる。
【００４３】
以下、撮像素子２１の電荷の読み出しから画像データのメモリカード１８への記録またはモニター１２およびファインダ１３への画像の表示までの処理について具体例を掲げて説明する。各例で使用する符号のうち、Ｐ１は撮像素子２１から電荷を読み出す処理、Ｐ２は画像を表す画像データを生成する処理、Ｐ３はモニター１２またはファインダ１３に画像を表示する処理を表す。また、Ｓ１は撮像素子２１に蓄積された電荷、Ｓ２は処理Ｐ１で読み出されデジタル化された信号、Ｓ３は処理Ｐ２で画像を表す画像データとされた信号を表す。
【００４４】
第１の例の信号処理を図６に示す。この例は、記録指示が与えられるまでの処理、すなわち表示のみに用いる信号の処理である。この例では、プログレッシブ方式で撮像素子２１の電荷を４画素列に１画素列の割合で読み出して、垂直方向の間引き処理を行う。また、読み出しに際し、垂直転送レジスタ２１ｂ上で隣合う同色の画素の電荷を加算する。
【００４５】
電荷を読み出す画素列を図７に示す。１６画素列ごとに４画素列の電荷が読み出され、これらの画素列の中には、Ｇ光用の画素とＲ光用の画素を含む２つの画素列と、Ｇ光用の画素とＢ光用の画素を含む２つの画素列が含まれる。Ｒ光用の２画素の電荷は加算され、Ｂ光用の２画素の電荷も加算され、Ｇ光用の４画素の電荷も２画素ずつ加算される。結局、読み出し後の信号Ｓ２の水平方向の列の数は２４０になる。この読み出し処理Ｐ１は水平方向の全ての画素列を個別に読み出すときの８倍の速度で行うことができる。
【００４６】
画像データ生成処理Ｐ２では、水平方向の信号列それぞれについて、４画素に１画素の割合で信号を抽出して、信号Ｓ３の数を水平方向６４０、垂直方向２４０とする。この水平方向の信号数はモニター１２やファインダ１３のＬＣＤの水平方向の画素数に一致し、垂直方向の信号数はＬＣＤの垂直方向の画素数の半分になる。そこで、表示処理Ｐ３では、水平方向の各信号列を２回ずつ出力する。これで、撮像素子２１の全体に対応する画角の画像が、モニター１２やファインダ１３の全体に表示される。
【００４７】
第２の例の信号処理を図８に示す。この例は、単写モードかつフルモードにおいて、記録指示が与えられたときの信号処理である。読み出し処理Ｐ１では撮像素子２１の全画素列の電荷をインターレース方式で２回に分けて読み出す。電荷を読み出す画素列を図９に示す。１回目の読み出しではＧおよびＲの信号を含む１フィールド分の信号が得られ、２回目の読み出しではＧおよびＢの信号を含む１フィールド分の信号が得られる。各フィールドの信号Ｓ２の数は水平方向２５６０、垂直方向９６０である。
【００４８】
信号の読み出しに際してセンサドライバ３３から撮像素子２１に与える制御信号と、シャッター１１ａの開閉状態を図１０に模式的に示す。ＳＨはシャッター１１ａの状態を表している。ＶＤはフォトダイオード２１ａに電荷の出力を指令するパルスである。ここでは、出力指令パルスＶＤは１列おきのフォトダイオードに与えられる。ＶＴは垂直転送レジスタ２１ｂに転送を指令するパルスである。転送指令パルスＶＴの先頭の部分Ｈは垂直転送レジスタ２１ｂ上の電荷を無くすためのものであり、出力指令パルスＶＤが与えられた後の信号の転送を指令する部分よりも周期がきわめて短い。出力指令パルスＶＤおよび転送指令パルスＶＴは２回与えられ、その期間全体にわたってシャッター１１ａは閉じられる。
【００４９】
画像データ生成処理Ｐ２では、各フィールドの信号を先頭列から交互に配置して１フレームの画像を表す信号Ｓ３とする。この信号Ｓ３は、撮像素子２１の解像度をそのまま反映するものとなる。信号Ｓ３はメモリカード１８に記録する。
【００５０】
第３の例の信号処理を図１１に示す。この例は、単写モードかつハーフモードにおいて、記録指示が与えられたときの信号処理である。読み出し処理Ｐ１では撮像素子２１の全画素列の電荷をインターレース方式で２回に分けて読み出す。電荷を読み出す画素列を図１２に示す。読み出しに際しては、垂直転送レジスタ２１ｂ上で隣合う同色の画素の電荷を加算する。これにより、転送速度を高くすることができて、読み出しに要する時間は第２の例の半分程度となる。各フィールドの信号Ｓ２の数は水平方向２５６０、垂直方向４８０である。
【００５１】
画像データ生成処理Ｐ２では、各フィールドの信号を先頭列から交互に配置して１フレームの画像を表す信号Ｓ３とする。ただし、各信号列の全ての信号を用いるのではなく、２画素に１画素のの割合で信号を抽出する。これにより、信号Ｓ３の数は水平方向１２８０、垂直方向９６０となる。信号Ｓ３が表す画像の画角はフルモードのときと同じである。解像度は半分程度になるが、読み出しに際して隣合う同色の信号を加算しているため、モアレは生じない。信号Ｓ３はメモリカード１８に記録する。
【００５２】
第４の例の信号処理を図１３に示す。この例は、連写モードかつハーフモードにおいて、記録指示が与えられたときの信号処理である。読み出し処理Ｐ１では撮像素子２１の電荷をプログレッシブ方式で２画素列に１画素列の割合で読み出す。電荷を読み出す画素列を図１４に示す。電荷を読み出す画素列は全画素列の半分であるから、転送速度を高くすることができて、読み出しに要する時間は短い。読み出した信号Ｓ２の数は水平方向２５６０、垂直方向９６０である。
【００５３】
画像データ生成処理Ｐ２では、信号Ｓ２の各信号列から２画素に１画素の割合で信号を抽出して、画像を表す信号Ｓ３とする。これにより、信号Ｓ３の数は水平方向１２８０、垂直方向９６０となる。信号Ｓ３が表す画像の画角はフルモードのときと同じであるが、その解像度は半分になる。信号Ｓ３はメモリカード１８に記録する。
【００５４】
信号の読み出しに際して撮像素子２１に与える制御信号と、シャッター１１ａの開閉状態を図１５に模式的に示す。ここでは、出力指令パルスＶＤは半分のフォトダイオードに与えられる。フォトダイオードが出力した電荷が垂直転送レジスタ２１ｂ上にある期間全体にわたって、シャッター１１ａを閉じる。これにより、スミアのない画像が得られる。
【００５５】
なお、図１６に示すように、シャッター１１ａを閉じずに読み出しを行ってもよい。この場合、スミアが発生する可能性はあるが、シャッターが閉じるのを待つ必要がなくなり、読み出しに要する時間を短縮することができる。
【００５６】
第５の例の信号処理を図１７に示す。この例は、連写モードかつフルモードにおいて、記録指示が与えられたときの信号処理である。読み出し処理Ｐ１では撮像素子２１の電荷をプログレッシブ方式で２画素列に１画素列の割合で読み出す。電荷を読み出す画素列は図１４に示したものと同じである。読み出した信号Ｓ２の数は水平方向２５６０、垂直方向９６０である。
【００５７】
画像データ生成処理Ｐ２では、信号Ｓ２に垂直方向の補間処理を施して新たな信号列を生成し、画像を表す信号Ｓ３とする。これにより、信号Ｓ３の数は水平方向２５６０、垂直方向１９２０となる。信号Ｓ３はメモリカード１８に記録する。信号Ｓ３の解像度は第２の例よりも低くなるが、補間処理を行うため、単に信号列の複写を行う場合と異なり、１／２まで低下することはない。また、読み出し処理Ｐ１に要する時間が短いため、撮影間隔を短くすることができる。
【００５８】
なお、本実施形態のカメラでは、連写モードで撮影し記録する画像の数や、記録する画像データの信号数を一定としているが、これらを可変としてもよい。また、ここでは、画素、読み出し処理の対象とする信号列等の具体的な数値を示したが、これらは例にすぎず、他の値とすることもできる。今後もより多くの画素を有する撮像素子が開発されると期待されるが、読み出し処理の対象とする信号数や画像データに含める信号数は撮像素子の画素数に応じて定めればよい。
【００５９】
【発明の効果】
記録指示が与えられたときに、画像の撮影と画像データの生成と画像データの記録を１回行う単写モードと、記録指示が与えられたときに、画像の撮影と画像データの生成と画像データの記録を複数回行う連写モードとを有し、単写モードでは、インターレース方式で撮像素子から信号を読み出して画像データを生成し、連写モードでは、プログレッシブ方式で撮像素子から信号を読み出して画像データを生成する本発明のデジタルカメラでは、質の高い画像を撮影して記録するという単写モードの目的と、短い時間間隔で複数の画像を撮影して記録するという連写モードの目的の双方を十分に達成することができる。
【００６０】
画像を撮影した後にシャッターにより撮像素子の露光を遮ることを単写モードのみで行うと、単写モードで記録する画像の質を確実に高くすることができる上、連写モードでは、シャッターを閉じる動作に起因する遅れを避けることができて、確実に撮影間隔を短くすることが可能である。
【００６１】
画像を撮影した後にシャッターにより撮像素子の露光を遮ることを単写モードと連写モードの双方で行うと、単写モードだけでなく、連写モードで記録する画像データの質も高くすることができる。
【００６２】
連写モードで、複数の画素列に１画素列の割合で撮像素子から信号を読み出し、読み出した各画素列の信号の一部のみを用いて、撮影した画像と同じ画角の画像を表す画像データを生成すると、信号の読み出しに要する時間が大幅に短縮され、撮影間隔を一層短くすることができる。また、撮影した画像全体を表す画像データが得られる。しかも、画像データの記録に必要な記録媒体の容量も少なくなる。
【００６３】
連写モードで、複数の画素列に１画素列の割合で撮像素子から信号を読み出し、読み出した画素列の信号に補間処理を施して、撮影した画像と同じ画角の画像を表す画像データを生成しても、信号の読み出しに要する時間が大幅に短縮され、撮影間隔を一層短くすることができる。また、撮影した画像全体を表す画像データが得られ、その画像の解像度も高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態のデジタルカメラの正面図。
【図２】  上記デジタルカメラの背面図。
【図３】  上記デジタルカメラの上面図。
【図４】  上記デジタルカメラの回路構成の概略を模式的に示すブロック図。
【図５】  上記デジタルカメラの撮像素子の構成を模式的に示す図。
【図６】  上記デジタルカメラの信号処理の第１の例を示す図。
【図７】  上記撮像素子の画素の配置および第１の例で読み出す画素列を示す図。
【図８】  上記デジタルカメラの信号処理の第２の例を示す図。
【図９】  第２の例で読み出す画素列を示す図。
【図１０】  第２の例の読み出し処理で撮像素子に与える制御信号とシャッターの状態を模式的に示す図。
【図１１】  上記デジタルカメラの信号処理の第３の例を示す図。
【図１２】  第３の例で読み出す画素列を示す図。
【図１３】  上記デジタルカメラの信号処理の第４の例を示す図。
【図１４】  第４の例で読み出す画素列を示す図。
【図１５】  第４の例の読み出し処理で撮像素子に与える制御信号とシャッターの状態を模式的に示す図。
【図１６】  第４の例の読み出し処理で撮像素子に与える制御信号とシャッターの別の状態を模式的に示す図。
【図１７】  上記デジタルカメラの信号処理の第５の例を示す図。
【符号の説明】
１    デジタルカメラ
１１    撮影レンズ
１１ａ  シャッター兼絞り
１２    モニター
１３    電子ビューファインダ
１３ａ  ＬＣＤ
１３ｂ  接眼レンズ
１４    シャッタースイッチ
１５、１６  スイッチ
１８    メモリカード
２１    撮像素子
２１ａ  フォトダイオード
２１ｂ  垂直転送レジスタ
２１ｃ  水平転送レジスタ
２２    ＣＤＳ回路
２３    ＡＧＣ回路
２４    Ａ／Ｄコンバータ
２５    画像処理ＣＰＵ
２５ａ  画素補間処理
２５ｂ  解像度変換処理
２５ｃ  カラーバランス調整処理
２５ｄ  ガンマ補正処理
２５ｅ  画像圧縮処理
２６    画像メモリ
３１    カメラ制御ＣＰＵ
３２    絞りドライバ
３３    センサドライバ
３４    ビデオエンコーダ
３５    カードドライバ
３６    操作部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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