デジタルスチルカメラ
【課題】フルフレーム型ＣＣＤを搭載したデジタルスチルカメラは、撮像の際に機械式シャッタによるシャッタ動作が必須であるため、高速で正確なシャッタ速度で動作可能な機械式シャッタが必要であるのと、オートフォーカス制御、ホワイトバランス制御及び測光制御等を行うためには、別個にそれらの部品とその周辺回路が必要になり、カメラ回路規模増大の大きな要因となっていた。
【解決手段】フルフレーム型ＣＣＤ１０５とは別に動画撮影の可能な、小型で解像度のさほど大きくないサブＣＣＤ１３６とその駆動・処理回路を搭載することで、本撮像前のＬＣＤ等画像表示デバイスへのプレビュー画像表示を可能にし、また、サブＣＣＤ１３６の出力信号を用いてオートフォーカス、ホワイトバランス及び測光制御、調光制御を一手に行うことで、夫々の機能に対応した複数のセンサを用いる必要性が解消され、駆動回路や制御回路を削減することが出来る。
【解決手段】フルフレーム型ＣＣＤ１０５とは別に動画撮影の可能な、小型で解像度のさほど大きくないサブＣＣＤ１３６とその駆動・処理回路を搭載することで、本撮像前のＬＣＤ等画像表示デバイスへのプレビュー画像表示を可能にし、また、サブＣＣＤ１３６の出力信号を用いてオートフォーカス、ホワイトバランス及び測光制御、調光制御を一手に行うことで、夫々の機能に対応した複数のセンサを用いる必要性が解消され、駆動回路や制御回路を削減することが出来る。
【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、特にフルフレーム型ＣＣＤを搭載したデジタルスチルカメラの部品及び回路構成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、デジタルスチルカメラ用の撮像素子（ＣＣＤ）として、多くの場合インターライン型ＣＣＤ（以下ＩＴ−ＣＣＤ）が用いられてきた。ＩＴ−ＣＣＤの構造、動作に関するさらに詳細な記述は、例えば、ＣＣＤカメラ技術、ラジオ技術社、１９８６年刊、或いは、電子情報通信学会誌、１９８９年９月、第Ｊ７２−Ｃ−ＩＩ巻、第９号、第８７１−第８７８頁に開示されている。
【０００３】ＩＴ−ＣＣＤは図２のように、主としてフォトダイオードで構成された感光部２０１と、遮光された電荷転送部である垂直ＣＣＤ２０２を交互に設けた構造になっている。また、その下に水平ＣＣＤ２０３（ライン転送部）が設けられている。その駆動方法は以下のようなものである。
【０００４】１画面の間、感光部２０１へ光を当てて信号電荷を蓄積しておき、これが終了すると信号電荷を感光部２０１の間に設けられている遮光された垂直ＣＣＤ２０２へ転送し、さらにこの垂直ＣＣＤ２０２上を信号電荷が下部に設けられた水平ＣＣＤ２０３へと転送され、さらのこの水平ＣＣＤ２０３上を電荷が水平方向に転送されて信号読出し部２０４より信号出力（Ｖｏｕｔ）として得られる。
【０００５】デジタルスチルカメラ用のＣＣＤとしてＩＴ−ＣＣＤが用いられるのは、これまでビデオカメラ用として大量に生産されていて各ＣＣＤメーカはその製造ノウハウの蓄積があり、感度等について性能の良いものを作ることが出来ること、またＣＣＤの全体あるいは一部分を高速で駆動して、記録媒体へ撮影画像を記録する本来の撮像処理の前に同デジタルカメラに備えられたＬＣＤディスプレイ等への動画像プレビュー表示が可能であること、さらに上述の駆動方法を用いることで、オートフォーカス処理等を行うときの画像入力源としての使用が容易であること、といった理由が挙げられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、６００万画素といった高解像度のデジタルスチルカメラに搭載されるＣＣＤは、一般にフルフレーム型と呼ばれる構造をもつＣＣＤである。フルフレーム型ＣＣＤ（以下ＦＦ−ＣＣＤ）の構造、動作に関する詳細な記述は、例えばＣＣＤカメラ技術、ラジオ技術社、１９８６年刊、或いは、特開昭６１−０７２４８３号公報に記載されている。
【０００７】ＦＦ−ＣＣＤは、図３のように、感光部が全て垂直ＣＣＤ３０２で構成されており、この垂直ＣＣＤ３０２に１画面の間、光を当てて信号電荷を蓄積しておき、露光期間が終了すると信号電荷を一斉に下部に設けられた水平ＣＣＤ３０３へ順次転送し、さらに同水平ＣＣＤ３０３上を電荷が水平方向に転送されて、信号読出し部３０４より信号出力Ｖｏｕｔとして得られるようにしたものである。
【０００８】なお、ＦＦ−ＣＣＤは垂直ＣＣＤ３０２そのものが感光部となるので、機械式シャッタを装備し、露光期間のみこのシャッタを開き、終了するとこれを閉じて垂直転送中に垂直ＣＣＤ３０２に光が入り込まないようにする必要がある。
【０００９】６００万画素といった高解像度のデジタルスチルカメラにＦＦ−ＣＣＤが用いられるのは、非常に高画素数であるため、限られたチップサイズに対してなるたけ多くの画素を集積し、かつ１つの画素のサイズを出来るだけ大きくし、より高い感度を稼ぐ事を意図しているためである。
【００１０】ＦＦ−ＣＣＤは、図３と図２の比較から推察されるように、従来用いられていたＩＴ−ＣＣＤと比べて開口率を大きくでき、理論上１００％近くにすることが可能である。つまり、チップあたりの感光部面積の比率が大きく、このことにより、一般にＣＣＤ上にマイクロレンズを搭載する必要がない。
【００１１】さらに、開口率が大きいことにより、電荷を転送するために感光部上に存在している転送電極の光の透過率が十分に高ければ、感光部により多くの光が入射されることになり、一般にＩＴ−ＣＣＤより高い感度が得られる。
【００１２】その他、製造行程上は微細加工が容易、また同一画素数で比べれば、ＩＴ−ＣＣＤに対してチップサイズをより小さく出来るなどの利点がある。
【００１３】しかし、先に述べたように、ＦＦ−ＣＣＤは構造上、撮像の際に機械式シャッタによるシャッタ動作がどうしても必要になるため、非常に画素数の多いＦＦ−ＣＣＤを用いてデジタルスチルカメラを構築した場合、動画として撮像できるように連続して駆動しようとすると、機械式シャッタを非常に早いスピードで連続動作させる必要がある。しかしこれを実現しようとすると、機械式シャッタは非常に高価になってしまうのと、カメラシステム全体の消費電力も非常に大きくなってしまうと考えられる。
【００１４】また、ＩＴ−ＣＣＤ、ＦＦ−ＣＣＤに限らず、画素数の非常に大きなＣＣＤは一般にフレームレートが遅いため、毎秒１５フレーム以上といった動画撮影には適さないと言える。
【００１５】これらの理由により、従来のＦＦ−ＣＣＤを搭載したデジタルカメラの液晶表示装置では撮像前の撮影領域の確認（プレビュー表示）は行われず、通常撮影動作を行った後の画像の簡易表示（ポストビュー）のみが行われ、撮像前の撮影領域の確認には光学ファインダを通して行われるのが通例である。
【００１６】また、動画撮影が困難という理由により、連続した画像情報が必要なホワイトバランス制御や測光制御を行うためには、別にホワイトバランス用センサや測光用センサ等の部品とその周辺回路が必要になる。
【００１７】このように、デジタルカメラにＦＦ−ＣＣＤを用いれば、一般に画質的な側面において様々な利点がある代わりに、昨今のデジタルカメラに搭載されているカラー液晶によるプレビュー画像表示を行うことが出来ない。さらに、メカシャッタ、センサ等、様々な外部機構部品が必要となる。このような理由のため、ＦＦ−ＣＣＤが用いられるのは、ほぼ高画素数を必要とするデジタルスチルカメラ、業務用のデジタルスチルカメラに限られている。
【００１８】次に、従来のＦＦ−ＣＣＤを用いたデジタルスチルカメラの内部構成について、図面を用いて説明する。図５は、ＦＦ−ＣＣＤを搭載した従来のデジタルスチルカメラの一般的な内部構成例を示すブロック図である。
【００１９】本構成例においては、ＦＦ−ＣＣＤである撮像素子５０５、またズームレンズ５０１とこれを駆動するためのズーム駆動機構５１０、オートフォーカス機構５０２、絞り機構５０３、機械式シャッタ機構５０４を備え、さらにＦＦ−ＣＣＤ５０５の出力に対して処理を行うアナログ処理回路（アナログフロントエンド）５４０を備えている。アナログフロントエンド５４０はＣＣＤ出力信号から雑音成分を取り除くための相関２重サンプリング回路（ＣＤＳ）５０６、信号のゲインをコントロールするためのオートゲインコントロールアンプ５０７と、この処理により整形されたＣＣＤ出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ５０８で構成されている。また、これらのアナログフロントエンド回路群５０６、５０７、５０８を制御するフロントエンドロジック回路５１４が備えられている。
【００２０】さらに、オートフォーカス、レンズ絞り、シャッタといった光学機構系を制御するためのＡＦ／ＡＥ／Ｚｏｏｍ用ロジック回路５１５、ＣＣＤを駆動するためのＶドライバ５１１、Ｈドライバ５１２、タイミング信号発生回路（ＴＧ／ＳＳＧ）５１３を備えている。
【００２１】前述のように、ＦＦ−ＣＣＤを搭載したデジタルスチルカメラでは、動画像の撮影動作が困難なため、時間的に連続した画像情報が必要なオートフォーカス制御、ホワイトバランス制御及び測光制御等を行うためには、それらの機能に対応したセンサ部品とその周辺回路が必要になる。
【００２２】本従来例のデジタルスチルカメラは、オートフォーカス動作を行うのに必要な距離情報を取得するためのＡＦ用センサ５１７、夜間等におけるフラッシュの光量に関して、その必要量を測定する調光用センサ５１８、測光（ＡＥ）、ホワイトバランスを行うために撮影対象物の明るさと色あい（例えばＲ、Ｇ、Ｂ３原色の比率）を測定するための測光／ホワイトバランス用センサ５１９を備え、またこれらの外部センサの制御／出力信号処理回路５１６を備えている。
【００２３】センサ群５１７、５１８、５１９は、これらの出力信号に関して、その処理を行うサブＣＰＵ５２０に内蔵されている１つのＡ／Ｄコンバータに入力する形態となっているが、これはサブＣＰＵ５２０とは別に夫々のセンサ出力信号処理回路を備えている形態も考えられる。
【００２４】また、各制御信号発生回路である５１３、５１４、５１５は、これらの制御を行う役割をも担っているサブＣＰＵ５２０とデジタルバス５３４を介して接続されており、サブＣＰＵ５２０からの指令によりこれらの各制御回路ブロックは動作する。
【００２５】また、デジタルバス５３４上には、夜間等における撮影時に必要なストロボ機構５３６とその制御回路５３７が備えられている。なお、デジタルバス５３４は主にカメラヘッド部分における各処理ブロック間の制御データの受け渡しを行うバスであり、データ量はそれほど多くないので、メインの処理を行う主デジタルバス５３５より低速のバスとすることが出来る。
【００２６】この２つのバス５３４と５３５は、ブリッジ５２１を介して接続され、撮像開始の命令がメインＣＰＵ５２６から発せられた場合などにおける情報のやり取りが可能な構成となっている。
【００２７】また、デジタルスチルカメラは通常、ＣＣＤ信号処理、圧縮、蓄積メディアへの書き込み処理等を行う処理ブロック等を備えている。これは、アナログフロントエンド部５４０からの映像信号に対してこれをカラー画像に変換するＣＣＤ信号処理ブロック５２２、ＣＣＤ信号処理ブロック５２２よりの出力に対してＪＰＥＧ圧縮を行うＪＰＥＧ処理ブロック５２３、ＣＣＤ信号処理及びＪＰＥＧ圧縮処理用一時バッファメモリ及びＣＰＵのメインメモリとして用いられるメモリブロック５２８、ハードディスクドライブにより構成される圧縮画像データ蓄積手段５３０とそのインターフェースロジック５２９、あるいはコンパクトフラッシュ（登録商標）カードないしスマートメディア等のフラッシュメモリを媒体とした画像データ蓄積手段５３２、又そのインターフェースロジック５３１、画像データ等を外部ＰＣ等へ出力するための外部出力Ｉ／Ｆ５３３、画像データをデジタルスチルカメラ上で表示するためのＬＣＤディスプレイ５２４とそのインターフェースロジック５２５、等から構成されている。
【００２８】さらに、これらの信号処理ブロックはスチルカメラのメインＣＰＵ５２６によって制御され、主デジタルバス５３５により相互に接続されている。
【００２９】また、ＣＰＵ５２６用の実行プログラムが書き込まれたフラッシュロム５２７を備えている。
【００３０】なお、本従来例はあくまで一例であり、例えば上述のデジタルスチルカメラの各内部ブロックを唯１つのデジタルバスで相互に接続する構成とする場合も考えられる。この場合は、カメラとしてより単純な構成とすることができ、システムとしての低コスト化に寄与することができる。
【００３１】総じて、従来のＦＦ−ＣＣＤ搭載式デジタルカメラは、最適な撮影設定を行うための情報入力手段として、複数のセンサ部品及びこれらの制御機構、制御ロジックを備えている。
【００３２】以上のことから、フルフレーム型ＣＣＤを搭載したデジタルスチルカメラには、次に述べるような問題点が存在している。
【００３３】フルフレーム型ＣＣＤを搭載したデジタルスチルカメラでは、撮影前における液晶表示装置へのプレビュー動画表示が困難である。その理由は、フルフレーム型ＣＣＤは構造上、撮像の際に機械式シャッタによるシャッタ動作が必須であるため、これを搭載したカメラで動画撮影を行う場合には、高速な連続動作が可能で、かつ各フレーム毎に正確なシャッタスピードで動作可能な機械式シャッタが必要になる。しかし、この実現は技術的に難しい上、仮に実現しても複雑で大きな機構になり、消費電力も大きくなると考えられるため、デジタルスチルカメラ用のシャッタ機構としては適さないからである。
【００３４】また、前述のように動画像の撮影動作が困難なため、時間的に連続した画像情報が必要なオートフォーカス制御、ホワイトバランス制御及び測光制御等を行うためには、別個にオートフォーカス用センサ、ホワイトバランス用センサや測光用センサ等の部品とその周辺回路が必要になり、カメラ回路規模増大の大きな要因となる。
【００３５】本発明の目的は、ＦＦ−ＣＣＤを搭載したデジタルスチルカメラにおいて、液晶表示装置へのプレビュー表示を可能にし、またホワイトバランスや測光等に使用される様々なセンサ部品及びその周辺回路を削減することにある。
【００３６】
【課題を解決するための手段】本発明のデジタルスチルカメラは、フルフレーム型固体撮像素子をメイン固体撮像素子とし、前記メイン固体撮像素子よりも画素数が少なく、前記メイン固体撮像素子よりも高いフレームレートでの動作が可能な固体撮像素子をサブ固体撮像素子とするデジタルスチルカメラであって、前記サブ固体撮像素子により撮影前の撮影前動作を実行する機構を備え、前記サブ固体撮像素子による撮影前の撮影前動作を実行した後、前記撮影前動作により得られた撮影パラメータを基に前記メイン固体撮像素子による撮影を行うことを特徴とし、前記撮影前動作は、オートフォーカス処理、簡易画像表示を含み、前記撮影前動作により前記サブ固体撮像素子の出力信号が色信号処理されてカラー動画像となり、前記カラー動画像がデジタルスチルカメラに備えられた簡易画像表示部に表示され、前記カラー動画像の前記簡易画像表示部への表示は、撮影者が撮影前に撮影像を確認するためのプレビュー表示であり、前記プレビュー表示は前記メイン固体撮像素子による撮影が開始される前に終了して前記簡易画像表示部における前記カラー動画像の表示が無くなり、前記メイン固体撮像素子による撮影の終了後に、前記メイン固体撮像素子により撮影された撮影像が前記簡易画像表示部に表示され、前記メイン固体撮像素子により撮影された撮影像は、圧縮処理された画像である、というもので、撮影者が前記プレビュー表示を行うか、或いは、行わないかを選択することが出来る機能を有する、というものである。
【００３７】次に、上記のデジタルスチルカメラにおいて、前記撮影前動作は、ホワイトバランス処理を含み、前記ホワイトバランス処理により得られた信号処理係数を算出して、前記信号処理係数を前記メイン固体撮像素子による撮影により得られた撮影像の処理に用い、また、前記撮影前動作は、測光制御機能を含み、前記測光制御機能により絞り値、シャッタスピードを含む測光データを求め、前記測光データを基に前記測光制御機能により測光制御を行った後に、前記メイン固体撮像素子による撮影を行い、さらに、前記撮影前動作は、調光制御機能を含み、前記調光制御機能によりストロボ撮影時のストロボ光量を求め、前記調光制御機能により前記ストロボ光量を基にストロボを用いた前記メイン固体撮像素子による撮影を行い、前記ストロボ光量は、調光用センサにより測定する、或いは、前記サブ固体撮像素子により測定する、という形態も取り得る。
【００３８】また、上述のデジタルスチルカメラにおいて、デジタルスチルカメラは、被写体からの光の光路を変更する、或いは、分配する光路変更機構を有する光学機構を備えており、前記光路変更機構により、被写体からの光を前記メイン固体撮像素子及び前記サブ固体撮像素子の双方に、或いは、前記メイン固体撮像素子及び前記サブ固体撮像素子のいずれか一方に入射させる、また、被写体からの光の光路を変更する、或いは、分配する光路変更機構を有する光学機構を備えており、前記光路変更機構により、前記メイン固体撮像素子及び前記サブ固体撮像素子のいずれか一方に被写体からの光を入射させるときは、他方は前記被写体からの光が遮光される、また、前記メイン固体撮像素子及び前記サブ固体撮像素子は、一方が動作しているときは、他方は動作していない、という形態も可能である。これらの形態を可能とするために、デジタルスチルカメラには、前記光学機構を制御する光制御ロジック回路と、前記メイン固体撮像素子及び前記サブ固体撮像素子それぞれの出力信号を入力して処理するそれぞれメイン画像アナログ処理回路及びサブ画像アナログ処理回路と、前記メイン画像アナログ処理回路及び前記サブ画像アナログ処理回路を制御するアナログ処理制御ロジック回路と、前記メイン画像アナログ処理回路及び前記サブ画像アナログ処理回路からのデジタル出力信号を入力してカラー化処理を行うデジタル画像信号処理回路とが備えられており、前記光制御ロジック回路及び前記デジタル画像信号処理回路は互いに接続され、前記光制御ロジック回路、前記メイン画像アナログ処理回路，前記サブ画像アナログ処理回路、前記アナログ処理制御ロジック回路、前記デジタル画像信号処理回路のほかに、前記光制御ロジック回路及び前記アナログ処理制御ロジック回路をサブデジタルバスを通して制御するサブＣＰＵと、前記デジタル画像信号処理回路をメインデジタルバスを通して制御するメインＣＰＵとが備えられ、前記光制御ロジック回路及び前記デジタル画像信号処理回路は、それらの間に設けられた双方向デジタルバスにより互いに接続されるか、或いは、前記メインデジタルバスを経由して互いに接続され、前記メイン画像アナログ処理回路及び前記サブ画像アナログ処理回路のいずれか一方に、スイッチ及びアナログ−デジタル変換回路が含まれており、前記スイッチにより前記メイン固体撮像素子及び前記サブ固体撮像素子からの出力信号のいずれかを選択し、その後、選択された出力信号を前記アナログ−デジタル変換回路により変換する。
【００３９】以上のデジタルスチルカメラにおいて、前記サブ固体撮像素子は、フルフレーム型以外の固体撮像素子であり、前記サブ固体撮像素子は、インターライン型固体撮像素子であるか、或いは、ＣＭＯＳ型固体撮像素子である、という形態を採り得る。
【００４０】
【発明の実施の形態】以下、図面に従い本発明の実施形態を説明する。
【００４１】図１は、ＦＦ−ＣＣＤを搭載した本発明のデジタルスチルカメラの内部構成例を示すブロック図である。本構成例においては主撮像用として用いられる高画素数、高解像度のＦＦ−ＣＣＤ１０５の他に、画素数が少なく、低解像度であるが、毎秒３０フレームといった動画像を撮像しうるだけの高速動作が可能なインターライン型ＣＣＤ１３６を備えている。なお本実施形態においてＦＦ−ＣＣＤ１０５をメインＣＣＤ、インターライン型ＣＣＤ１３６をサブＣＣＤと呼ぶものとする。サブＣＣＤ１３６は簡易画像入力用であり、その出力信号をオートフォーカス処理、測光制御、調光制御、カメラに搭載されたＬＣＤへの簡易画像表示等に用いるものとする。
【００４２】なお、このサブＣＣＤ１３６の代わりに、小型で高フレームレートの実現が可能なカラーイメージセンサであれば、インターライン型ＣＣＤに限らず、他方式のＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサ等を用いることも可能である。
【００４３】まず、光は１つの光学系（レンズ）より入射し、その中途に存在する光分配機構により２方向に分かれた後、上述の２つのＣＣＤへ投影される。これはファインダとしての機能を受け持つサブＣＣＤ１３６とメインＣＣＤ１０５とで視差や視野角の差異が生じないようにするためである。
【００４４】光学系は、ズームレンズ１０１とこれを駆動するためのズーム駆動機構１１０、オートフォーカス機構１０２、絞り機構１０３、機械式シャッタ機構１０４、入力された光をサブＣＣＤ１３６及びメインＣＣＤ１０５に分配するためのミラー機構１１７により構成される。なお、ミラー機構１１７をプリズム等の光路を変更ないし分配する機構に換えても良い。
【００４５】２個のＣＣＤの出力信号は、アナログ処理回路（アナログフロントエンド）１３９、１４０によりアナログ処理される。アナログフロントエンド１３９、１４０は、ＣＣＤ出力信号から雑音成分を取り除くための相関２重サンプリング回路（ＣＤＳ）１３７、１０６、信号のゲインをコントロールするためのオートゲインコントロールアンプ１３８、１０７をそれぞれ備え、さらに２つの信号入力系統を切り替えるためのアナログスイッチ１０９、アナログスイッチ１０９の出力信号に対しアナログ／デジタル変換処理を行うためのＡ／Ｄコンバータ１０８を備えている。これらのアナログフロントエンド回路群はフロントエンドロジック回路１１４により制御される。
【００４６】また、光学機構系を制御するためのＡＦ／ＡＥ／Ｚｏｏｍ用ロジック回路１１５、ＣＣＤを駆動するためのＶドライバ１１１、Ｈドライバ１１２、タイミング信号発生回路（ＴＧ／ＳＳＧ）１１３を備える。なお、図１ではＶドライバ、Ｈドライバ、及びＴＧ／ＳＳＧは便宜上１つずつしか図示していないが、２つのＣＣＤ１３６、１０５を駆動するように、それぞれのＣＣＤに対応したドライバ及びＴＧ／ＳＳＧが各１組ずつ存在しているものとする。但し、これらの回路は、実現可能な範囲で唯一つのロジック回路で共用し、回路規模の縮小を図る構造としている。
【００４７】各制御信号発生回路である１１３、１１４、１１５はこれらを制御するサブＣＰＵ１２０とデジタルバス１３４を介して接続されており、このサブＣＰＵ１２０からの指令によりこれらの各制御回路ブロックは動作する。
【００４８】また、低照度撮影時に必要なストロボ機構１４１とその制御回路１４２を備え、ストロボ光量がどの程度必要かを測定するために必要な調光用センサ１１８を備えている。図１において、調光用センサ１１８は他のセンサ機能を受け持つサブＣＣＤ１３６とは別個に存在し、その出力は内部にＡＤ変換器を備えるサブＣＰＵ１２０に直結する構成としている。しかし、サブＣＣＤ１３６が夜間等の暗時に於いて調光を行える程の感度性能を持つものであれば、これに調光用センサとしての役割を持たせ、調光用センサ１１８を省略しても良い。
【００４９】また、デジタルバス１３４は、主としてカメラヘッド部分における各処理ブロック間の制御データの受け渡しを行うバスであるので、大容量の画像データの送受を行う主デジタルバス１３５より低速なバスでよい。この２つのバス１３４と１３５は、ブリッジ１２１を介して接続され、撮像開始の命令がメインＣＰＵ１２６から発せられた場合などにおける情報のやり取りが可能な構成となっている。一般に、デジタルカメラはＣＣＤ信号処理、圧縮、蓄積メディアへの書き込み処理等を行う処理ブロックを備えている。
【００５０】本実施形態におけるデジタルカメラの構成例では、Ａ／Ｄ変換器１０８からの映像信号出力に対しカラー化処理を行うＣＣＤ信号処理ブロック１２２を備えている。これは、２つのＣＣＤからの異なる解像度の画像データに対し、可能な限り一つの処理回路でカラー化処理が行える回路構成になっており、例えば、ＣＣＤ信号処理ブロック１２２中の処理で、色分離処理回路、高域強調処理回路、γ処理回路等は、入力する水平及び垂直同期信号が異なっているだけで回路の共用が可能である。ＣＣＤ信号処理ブロック１２２は、サブＣＣＤ１３６からの画像信号を処理する場合には、そのカラー信号出力をメインデジタルバス１３５に出力し、同時に双方向デジタルバス１４３を介して、オートフォーカス、測光処理、ズーム処理等を対応するロジック処理部１１５へ直接カラー信号出力を伝達することができる。
【００５１】さらに、ＣＣＤ信号処理ブロック１２２からの出力に対してＪＰＥＧ圧縮を行うＪＰＥＧ処理ブロック１２３、これらＣＣＤ信号処理及びＪＰＥＧ圧縮処理用の一時バッファメモリ及びＣＰＵのメインメモリとして用いられるメモリブロック１２８、ハードディスクドライブにより構成される圧縮画像データ蓄積手段１３０とそのインターフェースロジック１２９、あるいはコンパクトフラッシュカード乃至スマートメディア等のフラッシュメモリを媒体とした画像データ蓄積手段１３２、とそのインターフェースロジック１３１、画像データ等を外部ＰＣ等へ出力するための外部出力Ｉ／Ｆ１３３、画像データをデジタルスチルカメラ上で表示するためのＬＣＤディスプレイ１２４とそのインターフェースロジック１２５を備えている。以上の各信号処理ブロックは、主にメインＣＰＵ１２６によって制御され、かつ主デジタルバス１３５により相互に接続されている。またＣＰＵ１２６用の実行プログラムが書き込まれたフラッシュロム１２７を備えている。
【００５２】なお、回路の高速性を期すために、本実施形態では、ＣＣＤ信号処理ブロック１２２とオートフォーカス、測光、ズーム制御等を行うロジック回路１１５とを直結したデジタルバス１４３を用いているが、回路の単純化、低コスト化を期して双方向デジタルバス１４３を設けず、メインバス１３５からバス間ブリッジ１２１及びカメラヘッド部に設けられたデジタルバス１３４を介してカメラヘッド部制御ロジック部１１５へ画像信号及びこれに関連した制御信号等を送受する構成としてもよい。
【００５３】以下に、本実施形態の図１のデジタルスチルカメラの撮像時における動作について、図１のブロック図及び図４の動作シーケンス図を参照して説明する。
【００５４】デジタルスチルカメラの電源が投入される、あるいは、電源投入後に撮影動作を行うためシャッタボタンを半押しにする、あるいはＬＣＤ表示を行うスイッチをオンにする、等のいわゆる“撮影前スタンバイ状態”になる（図４のＴ０）と、液晶表示装置へのプレビュー表示、及びオートフォーカス、測光、ホワイトバランス処理を行うためサブＣＣＤ１３６が動作する。このとき、主画像の撮影用たるメインＣＣＤ１０５は動作せず、ＣＣＤ用のシャッタ１０４は閉じられたままである。このときメインＣＣＤ１０５には、不要な電荷を引き抜くための一定のバイアス電圧（電荷引き抜き電圧）が印加されていて、誤って光が入射されて信号電荷が発生してもメインＣＣＤ１０５には何ら信号は発生しない。
【００５５】サブＣＣＤ１３６の出力は、相関２重サンプリング回路１３７によりノイズ除去がなされ、オートゲインコントロールアンプ１３８によりゲイン調整され、アナログスイッチ１０９を介してＡ／Ｄ変換機１０８に入力される。
【００５６】続いて、Ａ／Ｄ変換機１０８においてデジタル信号に変換された映像信号は、ＣＣＤ信号処理部１２２においてカラー化処理される。このとき行われる処理は、その目的がＬＣＤ１２４へのプレビュー画像表示、オートフォーカスや測光制御に用いるものであるため、やや簡便で高速に行えるものであれば良い。この処理による出力はデジタルバス１３５を介してＬＣＤインターフェースロジック１２５へ送られ、ＬＣＤ１２４においてカラー動画表示がなされる。さらに、このカラー画像信号は双方向デジタルバス１４３を介してロジック回路１１５へ伝送されて、サブＣＰＵ１２０との協調動作の許に、オートフォーカス、測光等の処理が供される。
【００５７】なお、ホワイトバランス処理は、サブＣＣＤ１３６の出力信号をカラー化した信号を基にして、メインＣＣＤ１０５を用いた本撮像時における最適な色の配分比率を求めると同時に、上述のカラー信号をＬＣＤ１２４に表示するときの最適な色配分比率を決定するものであるので、この処理はＣＣＤ信号処理部１２２において行われる。
【００５８】また、この処理の結果は、デジタルカメラの然るべき記憶領域、例えばＣＣＤ信号処理部１２２内に含まれるレジスタ等に記憶される。この値は、サブＣＣＤ１３６によって撮像される画像フレーム毎に毎回計算され、記憶領域へ上書きされており、メインＣＣＤ１０５による本撮像時まで保持されて、本撮像時におけるＣＣＤ信号処理に供される。
【００５９】また、測光処理による、絞り値、シャッタスピード等の最適な撮影パラメータは、ホワイトバランス処理と同様にサブＣＣＤ１３６の各画像フレーム毎に計算され、然るべき記憶領域に書き込まれると共に、最適な絞り値としてシャッタ／絞り機構１０４へフィードバックされ制御される。さらにＬＣＤ１２４上へユーザーに対する撮影情報として表示される。
【００６０】また、目標物に対してピントが一致するように最適なレンズ移動量を求める計算処理（オートフォーカス計算処理）も各画像フレーム毎に行われ、その結果がオートフォーカス機構１０２へフィードバックされて、レンズ駆動によるオートフォーカス制御が行われる。
【００６１】撮影者がシャッタボタンを押下する等の撮影動作を行う（図４のＴ１）と、時刻Ｔ１において行われている一フレーム分のサブＣＣＤ１３６による撮像動作（図４におけるサブＣＣＤのフレーム期間Ａ１）が終了した時点で、サブＣＣＤ１３６による撮像動作は終了し、フレーム期間Ａ１に対応する画像データを基にして、メインＣＣＤ１０５の撮像動作に最適なシャッタスピード、絞り値及びホワイトバランス係数等の撮影パラメータが計算される。
【００６２】続いて、各光学機構１０２、１０３、１０４が動作し、上述の動作により得られたそれぞれの撮影パラメータ値にセットされる。またメインＣＣＤ１０５は時刻Ｔ１において通電され、待機状態となる。
【００６３】なお、時刻Ｔ１においてサブＣＣＤ１３６による撮像動作及びこれに対する処理を全て終了し、時刻Ｔ１の直前に撮像が完了しているサブＣＣＤによる一フレーム分の画像データ（図４ではサブＣＣＤ１３６のフレーム期間Ａ０に対応する画像データ）を基にして、撮影パラメータ値を計算する動作シーケンスを採っても良い。
【００６４】次に、メインＣＣＤ１０５用の機械式シャッタ１０４が開かれ、電荷引き抜き電圧の印加を停止することにより、光電変換による電荷蓄積が可能な状態になり、露光動作が開始される（時刻Ｔ２）。
【００６５】その後、設定された露光時間（シャッタスピード）が終了する（時刻Ｔ３）と、シャッタ１０４は閉じられ、ＣＣＤ１０５上に蓄積された電荷の転送、読出し動作が開始されて、画像信号出力が行われる。
【００６６】露光終了後（時刻Ｔ３）にメインＣＣＤ１０５からの画像信号出力に対して、アナログフロントエンド１４０によってアナログ信号処理が施される。これには、相関２重サンプリング回路１０６によるノイズ除去、オートゲインコントロールアンプ１０７によるゲイン調整、コントロールアンプ１０７の信号（アナログ映像信号）をアナログスイッチ１０９を介してＡ／Ｄ変換機１０８へ入力し、デジタル信号に変換する処理が含まれる。
【００６７】画像信号の出力が終了すると（Ｔ４）、メインＣＣＤ１０５は動作を停止し、電荷引き抜き電圧が印加され、常時不用な電荷を掃き出している待機状態となる。
【００６８】また、デジタル化されたＣＣＤ信号出力はＣＣＤ信号処理部１２２においてカラー画像データが生成されるが、このときに行われるＣＣＤ信号処理は、通常ノイズ抑制や適切な高域補償等を行った、高画質なカラー画像を生成する処理である。この処理の終了後（時刻Ｔ４）、ＪＰＥＧ圧縮部１２３における圧縮処理を経て、ハードディスク１３０やコンパクトフラッシュカード、スマートメディアといった蓄積メディア１３２にそれぞれのインターフェースロジック１２９、１３１を介して画像データが記録される。さらには、画像デ−タに対して解像度変換を行い、撮影した静止画像をＬＣＤ１２４へ表示する動作を行う（ポストビュー表示）。
【００６９】これらの一連の撮像動作が終了する（時刻Ｔ５）と、デジタルカメラは初期状態に戻り、サブＣＣＤ１３６による簡易動画像表示と各種センサとしての動作が開始されるか、あるいは再度ユーザーによりシャッタボタンが半押しの状態になるまでサブＣＣＤ１３６の動作も開始せず停止状態としてそのまま待機するか、いずれかの状態となる。
【００７０】
【発明の効果】フルフレーム型ＣＣＤを用いたデジタルカメラにおいて、ＣＣＤとは別に、動画撮影の可能な、小型で解像度のそれほど大きくないイメージセンサとその駆動・処理回路を搭載することにより、本撮像前のＬＣＤ等画像表示デバイスへのプレビュー画像表示を可能にする。また、イメージセンサの出力信号を用いてオートフォーカス、ホワイトバランス及び測光制御、あるいは調光制御を一手に行うことで、夫々の機能に対応した複数のセンサを用いる必要性が解消され、駆動回路や制御回路を削減することが可能になる。さらにフルフレーム型ＣＣＤ及びイメージセンサの駆動、信号処理は互いに類似しているため、これらの駆動パルス発生回路や信号処理回路は、実施形態に示されている通りある程度共用することができ、カメラの内部構成の規模増大を最小限に押えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のデジタルスチルカメラの動作を説明するための動作機構ブロック図である。
【図２】インターライン型ＣＣＤを説明するための模式平面図である。
【図３】フルフレーム型ＣＣＤを説明するための模式平面図である。
【図４】本発明の実施形態のデジタルスチルカメラの撮影動作を説明するための各機構のタイミングチャートである。
【図５】フルフレーム型ＣＣＤを用いた従来のデジタルスチルカメラの動作を説明するための動作機構ブロック図である。
【符号の説明】
１０１、５０１ ズームレンズ
１０２、５０２ オートフォーカス機構
１０３、５０３ 絞り機構
１０４、５０４ 機械式シャッタ機構
１０５、５０５ メインＣＣＤ
１０６、１３７、５０６ 相関２重サンプリング回路
１０７、１３８、５０７ オートゲインコントロールアンプ
１０８、５０８ Ａ／Ｄコンバータ
１０９ アナログスイッチ
１１０、５１０ ズーム駆動機構
１１１、５１１ Ｖドライバ
１１２、５１２ Ｈドライバ
１１３、５１３ タイミング信号発生回路
１１４、５１４ フロントエンドロジック回路
１１５、５１５ ＡＰ／ＡＥ／Ｚｏｏｍロジック回路
１１７ ミラー機構
１１８、５１８ 調光用センサ
１２０、５２０ サブＣＰＵ
１２１ ブリッジ
１２２、５２２ ＣＣＤ信号処理ブロック
１２３、５２３ ＪＰＥＧ処理ブロック
１２４、５２４ ＬＣＤディスプレイ
１２５、５２５ ＬＣＤインターフェースロジック
１２６、５２６ メインＣＰＵ
１２７、５２７ フラッシュロム
１２８、５２８ メモリブロック
１２９、５２９ ＨＤＤインターフェースロジック
１３０、５３０ 圧縮画像データ蓄積手段
１３１、５３１ 圧縮画像データ蓄積手段インターフェースロジック
１３２、５３２ 画像データ蓄積手段
１３３、５３３ 外部出力Ｉ／Ｆ
１３４、５３４ デジタルバス
１３５、５３５ 主デジタルバス
１３６ サブＣＣＤ
１３９、１４０、５４０ アナログ処理回路
１４１、５４１ ストロボ機構
１４２、５４２ ストロボ機構制御回路
１４３ 双方向デジタルバス
２０１ 感光部
２０２、３０２ 垂直ＣＣＤ
２０３、３０３ 水平ＣＣＤ
２０４、３０４ 信号読出し部
【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、特にフルフレーム型ＣＣＤを搭載したデジタルスチルカメラの部品及び回路構成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、デジタルスチルカメラ用の撮像素子（ＣＣＤ）として、多くの場合インターライン型ＣＣＤ（以下ＩＴ−ＣＣＤ）が用いられてきた。ＩＴ−ＣＣＤの構造、動作に関するさらに詳細な記述は、例えば、ＣＣＤカメラ技術、ラジオ技術社、１９８６年刊、或いは、電子情報通信学会誌、１９８９年９月、第Ｊ７２−Ｃ−ＩＩ巻、第９号、第８７１−第８７８頁に開示されている。
【０００３】ＩＴ−ＣＣＤは図２のように、主としてフォトダイオードで構成された感光部２０１と、遮光された電荷転送部である垂直ＣＣＤ２０２を交互に設けた構造になっている。また、その下に水平ＣＣＤ２０３（ライン転送部）が設けられている。その駆動方法は以下のようなものである。
【０００４】１画面の間、感光部２０１へ光を当てて信号電荷を蓄積しておき、これが終了すると信号電荷を感光部２０１の間に設けられている遮光された垂直ＣＣＤ２０２へ転送し、さらにこの垂直ＣＣＤ２０２上を信号電荷が下部に設けられた水平ＣＣＤ２０３へと転送され、さらのこの水平ＣＣＤ２０３上を電荷が水平方向に転送されて信号読出し部２０４より信号出力（Ｖｏｕｔ）として得られる。
【０００５】デジタルスチルカメラ用のＣＣＤとしてＩＴ−ＣＣＤが用いられるのは、これまでビデオカメラ用として大量に生産されていて各ＣＣＤメーカはその製造ノウハウの蓄積があり、感度等について性能の良いものを作ることが出来ること、またＣＣＤの全体あるいは一部分を高速で駆動して、記録媒体へ撮影画像を記録する本来の撮像処理の前に同デジタルカメラに備えられたＬＣＤディスプレイ等への動画像プレビュー表示が可能であること、さらに上述の駆動方法を用いることで、オートフォーカス処理等を行うときの画像入力源としての使用が容易であること、といった理由が挙げられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、６００万画素といった高解像度のデジタルスチルカメラに搭載されるＣＣＤは、一般にフルフレーム型と呼ばれる構造をもつＣＣＤである。フルフレーム型ＣＣＤ（以下ＦＦ−ＣＣＤ）の構造、動作に関する詳細な記述は、例えばＣＣＤカメラ技術、ラジオ技術社、１９８６年刊、或いは、特開昭６１−０７２４８３号公報に記載されている。
【０００７】ＦＦ−ＣＣＤは、図３のように、感光部が全て垂直ＣＣＤ３０２で構成されており、この垂直ＣＣＤ３０２に１画面の間、光を当てて信号電荷を蓄積しておき、露光期間が終了すると信号電荷を一斉に下部に設けられた水平ＣＣＤ３０３へ順次転送し、さらに同水平ＣＣＤ３０３上を電荷が水平方向に転送されて、信号読出し部３０４より信号出力Ｖｏｕｔとして得られるようにしたものである。
【０００８】なお、ＦＦ−ＣＣＤは垂直ＣＣＤ３０２そのものが感光部となるので、機械式シャッタを装備し、露光期間のみこのシャッタを開き、終了するとこれを閉じて垂直転送中に垂直ＣＣＤ３０２に光が入り込まないようにする必要がある。
【０００９】６００万画素といった高解像度のデジタルスチルカメラにＦＦ−ＣＣＤが用いられるのは、非常に高画素数であるため、限られたチップサイズに対してなるたけ多くの画素を集積し、かつ１つの画素のサイズを出来るだけ大きくし、より高い感度を稼ぐ事を意図しているためである。
【００１０】ＦＦ−ＣＣＤは、図３と図２の比較から推察されるように、従来用いられていたＩＴ−ＣＣＤと比べて開口率を大きくでき、理論上１００％近くにすることが可能である。つまり、チップあたりの感光部面積の比率が大きく、このことにより、一般にＣＣＤ上にマイクロレンズを搭載する必要がない。
【００１１】さらに、開口率が大きいことにより、電荷を転送するために感光部上に存在している転送電極の光の透過率が十分に高ければ、感光部により多くの光が入射されることになり、一般にＩＴ−ＣＣＤより高い感度が得られる。
【００１２】その他、製造行程上は微細加工が容易、また同一画素数で比べれば、ＩＴ−ＣＣＤに対してチップサイズをより小さく出来るなどの利点がある。
【００１３】しかし、先に述べたように、ＦＦ−ＣＣＤは構造上、撮像の際に機械式シャッタによるシャッタ動作がどうしても必要になるため、非常に画素数の多いＦＦ−ＣＣＤを用いてデジタルスチルカメラを構築した場合、動画として撮像できるように連続して駆動しようとすると、機械式シャッタを非常に早いスピードで連続動作させる必要がある。しかしこれを実現しようとすると、機械式シャッタは非常に高価になってしまうのと、カメラシステム全体の消費電力も非常に大きくなってしまうと考えられる。
【００１４】また、ＩＴ−ＣＣＤ、ＦＦ−ＣＣＤに限らず、画素数の非常に大きなＣＣＤは一般にフレームレートが遅いため、毎秒１５フレーム以上といった動画撮影には適さないと言える。
【００１５】これらの理由により、従来のＦＦ−ＣＣＤを搭載したデジタルカメラの液晶表示装置では撮像前の撮影領域の確認（プレビュー表示）は行われず、通常撮影動作を行った後の画像の簡易表示（ポストビュー）のみが行われ、撮像前の撮影領域の確認には光学ファインダを通して行われるのが通例である。
【００１６】また、動画撮影が困難という理由により、連続した画像情報が必要なホワイトバランス制御や測光制御を行うためには、別にホワイトバランス用センサや測光用センサ等の部品とその周辺回路が必要になる。
【００１７】このように、デジタルカメラにＦＦ−ＣＣＤを用いれば、一般に画質的な側面において様々な利点がある代わりに、昨今のデジタルカメラに搭載されているカラー液晶によるプレビュー画像表示を行うことが出来ない。さらに、メカシャッタ、センサ等、様々な外部機構部品が必要となる。このような理由のため、ＦＦ−ＣＣＤが用いられるのは、ほぼ高画素数を必要とするデジタルスチルカメラ、業務用のデジタルスチルカメラに限られている。
【００１８】次に、従来のＦＦ−ＣＣＤを用いたデジタルスチルカメラの内部構成について、図面を用いて説明する。図５は、ＦＦ−ＣＣＤを搭載した従来のデジタルスチルカメラの一般的な内部構成例を示すブロック図である。
【００１９】本構成例においては、ＦＦ−ＣＣＤである撮像素子５０５、またズームレンズ５０１とこれを駆動するためのズーム駆動機構５１０、オートフォーカス機構５０２、絞り機構５０３、機械式シャッタ機構５０４を備え、さらにＦＦ−ＣＣＤ５０５の出力に対して処理を行うアナログ処理回路（アナログフロントエンド）５４０を備えている。アナログフロントエンド５４０はＣＣＤ出力信号から雑音成分を取り除くための相関２重サンプリング回路（ＣＤＳ）５０６、信号のゲインをコントロールするためのオートゲインコントロールアンプ５０７と、この処理により整形されたＣＣＤ出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ５０８で構成されている。また、これらのアナログフロントエンド回路群５０６、５０７、５０８を制御するフロントエンドロジック回路５１４が備えられている。
【００２０】さらに、オートフォーカス、レンズ絞り、シャッタといった光学機構系を制御するためのＡＦ／ＡＥ／Ｚｏｏｍ用ロジック回路５１５、ＣＣＤを駆動するためのＶドライバ５１１、Ｈドライバ５１２、タイミング信号発生回路（ＴＧ／ＳＳＧ）５１３を備えている。
【００２１】前述のように、ＦＦ−ＣＣＤを搭載したデジタルスチルカメラでは、動画像の撮影動作が困難なため、時間的に連続した画像情報が必要なオートフォーカス制御、ホワイトバランス制御及び測光制御等を行うためには、それらの機能に対応したセンサ部品とその周辺回路が必要になる。
【００２２】本従来例のデジタルスチルカメラは、オートフォーカス動作を行うのに必要な距離情報を取得するためのＡＦ用センサ５１７、夜間等におけるフラッシュの光量に関して、その必要量を測定する調光用センサ５１８、測光（ＡＥ）、ホワイトバランスを行うために撮影対象物の明るさと色あい（例えばＲ、Ｇ、Ｂ３原色の比率）を測定するための測光／ホワイトバランス用センサ５１９を備え、またこれらの外部センサの制御／出力信号処理回路５１６を備えている。
【００２３】センサ群５１７、５１８、５１９は、これらの出力信号に関して、その処理を行うサブＣＰＵ５２０に内蔵されている１つのＡ／Ｄコンバータに入力する形態となっているが、これはサブＣＰＵ５２０とは別に夫々のセンサ出力信号処理回路を備えている形態も考えられる。
【００２４】また、各制御信号発生回路である５１３、５１４、５１５は、これらの制御を行う役割をも担っているサブＣＰＵ５２０とデジタルバス５３４を介して接続されており、サブＣＰＵ５２０からの指令によりこれらの各制御回路ブロックは動作する。
【００２５】また、デジタルバス５３４上には、夜間等における撮影時に必要なストロボ機構５３６とその制御回路５３７が備えられている。なお、デジタルバス５３４は主にカメラヘッド部分における各処理ブロック間の制御データの受け渡しを行うバスであり、データ量はそれほど多くないので、メインの処理を行う主デジタルバス５３５より低速のバスとすることが出来る。
【００２６】この２つのバス５３４と５３５は、ブリッジ５２１を介して接続され、撮像開始の命令がメインＣＰＵ５２６から発せられた場合などにおける情報のやり取りが可能な構成となっている。
【００２７】また、デジタルスチルカメラは通常、ＣＣＤ信号処理、圧縮、蓄積メディアへの書き込み処理等を行う処理ブロック等を備えている。これは、アナログフロントエンド部５４０からの映像信号に対してこれをカラー画像に変換するＣＣＤ信号処理ブロック５２２、ＣＣＤ信号処理ブロック５２２よりの出力に対してＪＰＥＧ圧縮を行うＪＰＥＧ処理ブロック５２３、ＣＣＤ信号処理及びＪＰＥＧ圧縮処理用一時バッファメモリ及びＣＰＵのメインメモリとして用いられるメモリブロック５２８、ハードディスクドライブにより構成される圧縮画像データ蓄積手段５３０とそのインターフェースロジック５２９、あるいはコンパクトフラッシュ（登録商標）カードないしスマートメディア等のフラッシュメモリを媒体とした画像データ蓄積手段５３２、又そのインターフェースロジック５３１、画像データ等を外部ＰＣ等へ出力するための外部出力Ｉ／Ｆ５３３、画像データをデジタルスチルカメラ上で表示するためのＬＣＤディスプレイ５２４とそのインターフェースロジック５２５、等から構成されている。
【００２８】さらに、これらの信号処理ブロックはスチルカメラのメインＣＰＵ５２６によって制御され、主デジタルバス５３５により相互に接続されている。
【００２９】また、ＣＰＵ５２６用の実行プログラムが書き込まれたフラッシュロム５２７を備えている。
【００３０】なお、本従来例はあくまで一例であり、例えば上述のデジタルスチルカメラの各内部ブロックを唯１つのデジタルバスで相互に接続する構成とする場合も考えられる。この場合は、カメラとしてより単純な構成とすることができ、システムとしての低コスト化に寄与することができる。
【００３１】総じて、従来のＦＦ−ＣＣＤ搭載式デジタルカメラは、最適な撮影設定を行うための情報入力手段として、複数のセンサ部品及びこれらの制御機構、制御ロジックを備えている。
【００３２】以上のことから、フルフレーム型ＣＣＤを搭載したデジタルスチルカメラには、次に述べるような問題点が存在している。
【００３３】フルフレーム型ＣＣＤを搭載したデジタルスチルカメラでは、撮影前における液晶表示装置へのプレビュー動画表示が困難である。その理由は、フルフレーム型ＣＣＤは構造上、撮像の際に機械式シャッタによるシャッタ動作が必須であるため、これを搭載したカメラで動画撮影を行う場合には、高速な連続動作が可能で、かつ各フレーム毎に正確なシャッタスピードで動作可能な機械式シャッタが必要になる。しかし、この実現は技術的に難しい上、仮に実現しても複雑で大きな機構になり、消費電力も大きくなると考えられるため、デジタルスチルカメラ用のシャッタ機構としては適さないからである。
【００３４】また、前述のように動画像の撮影動作が困難なため、時間的に連続した画像情報が必要なオートフォーカス制御、ホワイトバランス制御及び測光制御等を行うためには、別個にオートフォーカス用センサ、ホワイトバランス用センサや測光用センサ等の部品とその周辺回路が必要になり、カメラ回路規模増大の大きな要因となる。
【００３５】本発明の目的は、ＦＦ−ＣＣＤを搭載したデジタルスチルカメラにおいて、液晶表示装置へのプレビュー表示を可能にし、またホワイトバランスや測光等に使用される様々なセンサ部品及びその周辺回路を削減することにある。
【００３６】
【課題を解決するための手段】本発明のデジタルスチルカメラは、フルフレーム型固体撮像素子をメイン固体撮像素子とし、前記メイン固体撮像素子よりも画素数が少なく、前記メイン固体撮像素子よりも高いフレームレートでの動作が可能な固体撮像素子をサブ固体撮像素子とするデジタルスチルカメラであって、前記サブ固体撮像素子により撮影前の撮影前動作を実行する機構を備え、前記サブ固体撮像素子による撮影前の撮影前動作を実行した後、前記撮影前動作により得られた撮影パラメータを基に前記メイン固体撮像素子による撮影を行うことを特徴とし、前記撮影前動作は、オートフォーカス処理、簡易画像表示を含み、前記撮影前動作により前記サブ固体撮像素子の出力信号が色信号処理されてカラー動画像となり、前記カラー動画像がデジタルスチルカメラに備えられた簡易画像表示部に表示され、前記カラー動画像の前記簡易画像表示部への表示は、撮影者が撮影前に撮影像を確認するためのプレビュー表示であり、前記プレビュー表示は前記メイン固体撮像素子による撮影が開始される前に終了して前記簡易画像表示部における前記カラー動画像の表示が無くなり、前記メイン固体撮像素子による撮影の終了後に、前記メイン固体撮像素子により撮影された撮影像が前記簡易画像表示部に表示され、前記メイン固体撮像素子により撮影された撮影像は、圧縮処理された画像である、というもので、撮影者が前記プレビュー表示を行うか、或いは、行わないかを選択することが出来る機能を有する、というものである。
【００３７】次に、上記のデジタルスチルカメラにおいて、前記撮影前動作は、ホワイトバランス処理を含み、前記ホワイトバランス処理により得られた信号処理係数を算出して、前記信号処理係数を前記メイン固体撮像素子による撮影により得られた撮影像の処理に用い、また、前記撮影前動作は、測光制御機能を含み、前記測光制御機能により絞り値、シャッタスピードを含む測光データを求め、前記測光データを基に前記測光制御機能により測光制御を行った後に、前記メイン固体撮像素子による撮影を行い、さらに、前記撮影前動作は、調光制御機能を含み、前記調光制御機能によりストロボ撮影時のストロボ光量を求め、前記調光制御機能により前記ストロボ光量を基にストロボを用いた前記メイン固体撮像素子による撮影を行い、前記ストロボ光量は、調光用センサにより測定する、或いは、前記サブ固体撮像素子により測定する、という形態も取り得る。
【００３８】また、上述のデジタルスチルカメラにおいて、デジタルスチルカメラは、被写体からの光の光路を変更する、或いは、分配する光路変更機構を有する光学機構を備えており、前記光路変更機構により、被写体からの光を前記メイン固体撮像素子及び前記サブ固体撮像素子の双方に、或いは、前記メイン固体撮像素子及び前記サブ固体撮像素子のいずれか一方に入射させる、また、被写体からの光の光路を変更する、或いは、分配する光路変更機構を有する光学機構を備えており、前記光路変更機構により、前記メイン固体撮像素子及び前記サブ固体撮像素子のいずれか一方に被写体からの光を入射させるときは、他方は前記被写体からの光が遮光される、また、前記メイン固体撮像素子及び前記サブ固体撮像素子は、一方が動作しているときは、他方は動作していない、という形態も可能である。これらの形態を可能とするために、デジタルスチルカメラには、前記光学機構を制御する光制御ロジック回路と、前記メイン固体撮像素子及び前記サブ固体撮像素子それぞれの出力信号を入力して処理するそれぞれメイン画像アナログ処理回路及びサブ画像アナログ処理回路と、前記メイン画像アナログ処理回路及び前記サブ画像アナログ処理回路を制御するアナログ処理制御ロジック回路と、前記メイン画像アナログ処理回路及び前記サブ画像アナログ処理回路からのデジタル出力信号を入力してカラー化処理を行うデジタル画像信号処理回路とが備えられており、前記光制御ロジック回路及び前記デジタル画像信号処理回路は互いに接続され、前記光制御ロジック回路、前記メイン画像アナログ処理回路，前記サブ画像アナログ処理回路、前記アナログ処理制御ロジック回路、前記デジタル画像信号処理回路のほかに、前記光制御ロジック回路及び前記アナログ処理制御ロジック回路をサブデジタルバスを通して制御するサブＣＰＵと、前記デジタル画像信号処理回路をメインデジタルバスを通して制御するメインＣＰＵとが備えられ、前記光制御ロジック回路及び前記デジタル画像信号処理回路は、それらの間に設けられた双方向デジタルバスにより互いに接続されるか、或いは、前記メインデジタルバスを経由して互いに接続され、前記メイン画像アナログ処理回路及び前記サブ画像アナログ処理回路のいずれか一方に、スイッチ及びアナログ−デジタル変換回路が含まれており、前記スイッチにより前記メイン固体撮像素子及び前記サブ固体撮像素子からの出力信号のいずれかを選択し、その後、選択された出力信号を前記アナログ−デジタル変換回路により変換する。
【００３９】以上のデジタルスチルカメラにおいて、前記サブ固体撮像素子は、フルフレーム型以外の固体撮像素子であり、前記サブ固体撮像素子は、インターライン型固体撮像素子であるか、或いは、ＣＭＯＳ型固体撮像素子である、という形態を採り得る。
【００４０】
【発明の実施の形態】以下、図面に従い本発明の実施形態を説明する。
【００４１】図１は、ＦＦ−ＣＣＤを搭載した本発明のデジタルスチルカメラの内部構成例を示すブロック図である。本構成例においては主撮像用として用いられる高画素数、高解像度のＦＦ−ＣＣＤ１０５の他に、画素数が少なく、低解像度であるが、毎秒３０フレームといった動画像を撮像しうるだけの高速動作が可能なインターライン型ＣＣＤ１３６を備えている。なお本実施形態においてＦＦ−ＣＣＤ１０５をメインＣＣＤ、インターライン型ＣＣＤ１３６をサブＣＣＤと呼ぶものとする。サブＣＣＤ１３６は簡易画像入力用であり、その出力信号をオートフォーカス処理、測光制御、調光制御、カメラに搭載されたＬＣＤへの簡易画像表示等に用いるものとする。
【００４２】なお、このサブＣＣＤ１３６の代わりに、小型で高フレームレートの実現が可能なカラーイメージセンサであれば、インターライン型ＣＣＤに限らず、他方式のＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサ等を用いることも可能である。
【００４３】まず、光は１つの光学系（レンズ）より入射し、その中途に存在する光分配機構により２方向に分かれた後、上述の２つのＣＣＤへ投影される。これはファインダとしての機能を受け持つサブＣＣＤ１３６とメインＣＣＤ１０５とで視差や視野角の差異が生じないようにするためである。
【００４４】光学系は、ズームレンズ１０１とこれを駆動するためのズーム駆動機構１１０、オートフォーカス機構１０２、絞り機構１０３、機械式シャッタ機構１０４、入力された光をサブＣＣＤ１３６及びメインＣＣＤ１０５に分配するためのミラー機構１１７により構成される。なお、ミラー機構１１７をプリズム等の光路を変更ないし分配する機構に換えても良い。
【００４５】２個のＣＣＤの出力信号は、アナログ処理回路（アナログフロントエンド）１３９、１４０によりアナログ処理される。アナログフロントエンド１３９、１４０は、ＣＣＤ出力信号から雑音成分を取り除くための相関２重サンプリング回路（ＣＤＳ）１３７、１０６、信号のゲインをコントロールするためのオートゲインコントロールアンプ１３８、１０７をそれぞれ備え、さらに２つの信号入力系統を切り替えるためのアナログスイッチ１０９、アナログスイッチ１０９の出力信号に対しアナログ／デジタル変換処理を行うためのＡ／Ｄコンバータ１０８を備えている。これらのアナログフロントエンド回路群はフロントエンドロジック回路１１４により制御される。
【００４６】また、光学機構系を制御するためのＡＦ／ＡＥ／Ｚｏｏｍ用ロジック回路１１５、ＣＣＤを駆動するためのＶドライバ１１１、Ｈドライバ１１２、タイミング信号発生回路（ＴＧ／ＳＳＧ）１１３を備える。なお、図１ではＶドライバ、Ｈドライバ、及びＴＧ／ＳＳＧは便宜上１つずつしか図示していないが、２つのＣＣＤ１３６、１０５を駆動するように、それぞれのＣＣＤに対応したドライバ及びＴＧ／ＳＳＧが各１組ずつ存在しているものとする。但し、これらの回路は、実現可能な範囲で唯一つのロジック回路で共用し、回路規模の縮小を図る構造としている。
【００４７】各制御信号発生回路である１１３、１１４、１１５はこれらを制御するサブＣＰＵ１２０とデジタルバス１３４を介して接続されており、このサブＣＰＵ１２０からの指令によりこれらの各制御回路ブロックは動作する。
【００４８】また、低照度撮影時に必要なストロボ機構１４１とその制御回路１４２を備え、ストロボ光量がどの程度必要かを測定するために必要な調光用センサ１１８を備えている。図１において、調光用センサ１１８は他のセンサ機能を受け持つサブＣＣＤ１３６とは別個に存在し、その出力は内部にＡＤ変換器を備えるサブＣＰＵ１２０に直結する構成としている。しかし、サブＣＣＤ１３６が夜間等の暗時に於いて調光を行える程の感度性能を持つものであれば、これに調光用センサとしての役割を持たせ、調光用センサ１１８を省略しても良い。
【００４９】また、デジタルバス１３４は、主としてカメラヘッド部分における各処理ブロック間の制御データの受け渡しを行うバスであるので、大容量の画像データの送受を行う主デジタルバス１３５より低速なバスでよい。この２つのバス１３４と１３５は、ブリッジ１２１を介して接続され、撮像開始の命令がメインＣＰＵ１２６から発せられた場合などにおける情報のやり取りが可能な構成となっている。一般に、デジタルカメラはＣＣＤ信号処理、圧縮、蓄積メディアへの書き込み処理等を行う処理ブロックを備えている。
【００５０】本実施形態におけるデジタルカメラの構成例では、Ａ／Ｄ変換器１０８からの映像信号出力に対しカラー化処理を行うＣＣＤ信号処理ブロック１２２を備えている。これは、２つのＣＣＤからの異なる解像度の画像データに対し、可能な限り一つの処理回路でカラー化処理が行える回路構成になっており、例えば、ＣＣＤ信号処理ブロック１２２中の処理で、色分離処理回路、高域強調処理回路、γ処理回路等は、入力する水平及び垂直同期信号が異なっているだけで回路の共用が可能である。ＣＣＤ信号処理ブロック１２２は、サブＣＣＤ１３６からの画像信号を処理する場合には、そのカラー信号出力をメインデジタルバス１３５に出力し、同時に双方向デジタルバス１４３を介して、オートフォーカス、測光処理、ズーム処理等を対応するロジック処理部１１５へ直接カラー信号出力を伝達することができる。
【００５１】さらに、ＣＣＤ信号処理ブロック１２２からの出力に対してＪＰＥＧ圧縮を行うＪＰＥＧ処理ブロック１２３、これらＣＣＤ信号処理及びＪＰＥＧ圧縮処理用の一時バッファメモリ及びＣＰＵのメインメモリとして用いられるメモリブロック１２８、ハードディスクドライブにより構成される圧縮画像データ蓄積手段１３０とそのインターフェースロジック１２９、あるいはコンパクトフラッシュカード乃至スマートメディア等のフラッシュメモリを媒体とした画像データ蓄積手段１３２、とそのインターフェースロジック１３１、画像データ等を外部ＰＣ等へ出力するための外部出力Ｉ／Ｆ１３３、画像データをデジタルスチルカメラ上で表示するためのＬＣＤディスプレイ１２４とそのインターフェースロジック１２５を備えている。以上の各信号処理ブロックは、主にメインＣＰＵ１２６によって制御され、かつ主デジタルバス１３５により相互に接続されている。またＣＰＵ１２６用の実行プログラムが書き込まれたフラッシュロム１２７を備えている。
【００５２】なお、回路の高速性を期すために、本実施形態では、ＣＣＤ信号処理ブロック１２２とオートフォーカス、測光、ズーム制御等を行うロジック回路１１５とを直結したデジタルバス１４３を用いているが、回路の単純化、低コスト化を期して双方向デジタルバス１４３を設けず、メインバス１３５からバス間ブリッジ１２１及びカメラヘッド部に設けられたデジタルバス１３４を介してカメラヘッド部制御ロジック部１１５へ画像信号及びこれに関連した制御信号等を送受する構成としてもよい。
【００５３】以下に、本実施形態の図１のデジタルスチルカメラの撮像時における動作について、図１のブロック図及び図４の動作シーケンス図を参照して説明する。
【００５４】デジタルスチルカメラの電源が投入される、あるいは、電源投入後に撮影動作を行うためシャッタボタンを半押しにする、あるいはＬＣＤ表示を行うスイッチをオンにする、等のいわゆる“撮影前スタンバイ状態”になる（図４のＴ０）と、液晶表示装置へのプレビュー表示、及びオートフォーカス、測光、ホワイトバランス処理を行うためサブＣＣＤ１３６が動作する。このとき、主画像の撮影用たるメインＣＣＤ１０５は動作せず、ＣＣＤ用のシャッタ１０４は閉じられたままである。このときメインＣＣＤ１０５には、不要な電荷を引き抜くための一定のバイアス電圧（電荷引き抜き電圧）が印加されていて、誤って光が入射されて信号電荷が発生してもメインＣＣＤ１０５には何ら信号は発生しない。
【００５５】サブＣＣＤ１３６の出力は、相関２重サンプリング回路１３７によりノイズ除去がなされ、オートゲインコントロールアンプ１３８によりゲイン調整され、アナログスイッチ１０９を介してＡ／Ｄ変換機１０８に入力される。
【００５６】続いて、Ａ／Ｄ変換機１０８においてデジタル信号に変換された映像信号は、ＣＣＤ信号処理部１２２においてカラー化処理される。このとき行われる処理は、その目的がＬＣＤ１２４へのプレビュー画像表示、オートフォーカスや測光制御に用いるものであるため、やや簡便で高速に行えるものであれば良い。この処理による出力はデジタルバス１３５を介してＬＣＤインターフェースロジック１２５へ送られ、ＬＣＤ１２４においてカラー動画表示がなされる。さらに、このカラー画像信号は双方向デジタルバス１４３を介してロジック回路１１５へ伝送されて、サブＣＰＵ１２０との協調動作の許に、オートフォーカス、測光等の処理が供される。
【００５７】なお、ホワイトバランス処理は、サブＣＣＤ１３６の出力信号をカラー化した信号を基にして、メインＣＣＤ１０５を用いた本撮像時における最適な色の配分比率を求めると同時に、上述のカラー信号をＬＣＤ１２４に表示するときの最適な色配分比率を決定するものであるので、この処理はＣＣＤ信号処理部１２２において行われる。
【００５８】また、この処理の結果は、デジタルカメラの然るべき記憶領域、例えばＣＣＤ信号処理部１２２内に含まれるレジスタ等に記憶される。この値は、サブＣＣＤ１３６によって撮像される画像フレーム毎に毎回計算され、記憶領域へ上書きされており、メインＣＣＤ１０５による本撮像時まで保持されて、本撮像時におけるＣＣＤ信号処理に供される。
【００５９】また、測光処理による、絞り値、シャッタスピード等の最適な撮影パラメータは、ホワイトバランス処理と同様にサブＣＣＤ１３６の各画像フレーム毎に計算され、然るべき記憶領域に書き込まれると共に、最適な絞り値としてシャッタ／絞り機構１０４へフィードバックされ制御される。さらにＬＣＤ１２４上へユーザーに対する撮影情報として表示される。
【００６０】また、目標物に対してピントが一致するように最適なレンズ移動量を求める計算処理（オートフォーカス計算処理）も各画像フレーム毎に行われ、その結果がオートフォーカス機構１０２へフィードバックされて、レンズ駆動によるオートフォーカス制御が行われる。
【００６１】撮影者がシャッタボタンを押下する等の撮影動作を行う（図４のＴ１）と、時刻Ｔ１において行われている一フレーム分のサブＣＣＤ１３６による撮像動作（図４におけるサブＣＣＤのフレーム期間Ａ１）が終了した時点で、サブＣＣＤ１３６による撮像動作は終了し、フレーム期間Ａ１に対応する画像データを基にして、メインＣＣＤ１０５の撮像動作に最適なシャッタスピード、絞り値及びホワイトバランス係数等の撮影パラメータが計算される。
【００６２】続いて、各光学機構１０２、１０３、１０４が動作し、上述の動作により得られたそれぞれの撮影パラメータ値にセットされる。またメインＣＣＤ１０５は時刻Ｔ１において通電され、待機状態となる。
【００６３】なお、時刻Ｔ１においてサブＣＣＤ１３６による撮像動作及びこれに対する処理を全て終了し、時刻Ｔ１の直前に撮像が完了しているサブＣＣＤによる一フレーム分の画像データ（図４ではサブＣＣＤ１３６のフレーム期間Ａ０に対応する画像データ）を基にして、撮影パラメータ値を計算する動作シーケンスを採っても良い。
【００６４】次に、メインＣＣＤ１０５用の機械式シャッタ１０４が開かれ、電荷引き抜き電圧の印加を停止することにより、光電変換による電荷蓄積が可能な状態になり、露光動作が開始される（時刻Ｔ２）。
【００６５】その後、設定された露光時間（シャッタスピード）が終了する（時刻Ｔ３）と、シャッタ１０４は閉じられ、ＣＣＤ１０５上に蓄積された電荷の転送、読出し動作が開始されて、画像信号出力が行われる。
【００６６】露光終了後（時刻Ｔ３）にメインＣＣＤ１０５からの画像信号出力に対して、アナログフロントエンド１４０によってアナログ信号処理が施される。これには、相関２重サンプリング回路１０６によるノイズ除去、オートゲインコントロールアンプ１０７によるゲイン調整、コントロールアンプ１０７の信号（アナログ映像信号）をアナログスイッチ１０９を介してＡ／Ｄ変換機１０８へ入力し、デジタル信号に変換する処理が含まれる。
【００６７】画像信号の出力が終了すると（Ｔ４）、メインＣＣＤ１０５は動作を停止し、電荷引き抜き電圧が印加され、常時不用な電荷を掃き出している待機状態となる。
【００６８】また、デジタル化されたＣＣＤ信号出力はＣＣＤ信号処理部１２２においてカラー画像データが生成されるが、このときに行われるＣＣＤ信号処理は、通常ノイズ抑制や適切な高域補償等を行った、高画質なカラー画像を生成する処理である。この処理の終了後（時刻Ｔ４）、ＪＰＥＧ圧縮部１２３における圧縮処理を経て、ハードディスク１３０やコンパクトフラッシュカード、スマートメディアといった蓄積メディア１３２にそれぞれのインターフェースロジック１２９、１３１を介して画像データが記録される。さらには、画像デ−タに対して解像度変換を行い、撮影した静止画像をＬＣＤ１２４へ表示する動作を行う（ポストビュー表示）。
【００６９】これらの一連の撮像動作が終了する（時刻Ｔ５）と、デジタルカメラは初期状態に戻り、サブＣＣＤ１３６による簡易動画像表示と各種センサとしての動作が開始されるか、あるいは再度ユーザーによりシャッタボタンが半押しの状態になるまでサブＣＣＤ１３６の動作も開始せず停止状態としてそのまま待機するか、いずれかの状態となる。
【００７０】
【発明の効果】フルフレーム型ＣＣＤを用いたデジタルカメラにおいて、ＣＣＤとは別に、動画撮影の可能な、小型で解像度のそれほど大きくないイメージセンサとその駆動・処理回路を搭載することにより、本撮像前のＬＣＤ等画像表示デバイスへのプレビュー画像表示を可能にする。また、イメージセンサの出力信号を用いてオートフォーカス、ホワイトバランス及び測光制御、あるいは調光制御を一手に行うことで、夫々の機能に対応した複数のセンサを用いる必要性が解消され、駆動回路や制御回路を削減することが可能になる。さらにフルフレーム型ＣＣＤ及びイメージセンサの駆動、信号処理は互いに類似しているため、これらの駆動パルス発生回路や信号処理回路は、実施形態に示されている通りある程度共用することができ、カメラの内部構成の規模増大を最小限に押えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のデジタルスチルカメラの動作を説明するための動作機構ブロック図である。
【図２】インターライン型ＣＣＤを説明するための模式平面図である。
【図３】フルフレーム型ＣＣＤを説明するための模式平面図である。
【図４】本発明の実施形態のデジタルスチルカメラの撮影動作を説明するための各機構のタイミングチャートである。
【図５】フルフレーム型ＣＣＤを用いた従来のデジタルスチルカメラの動作を説明するための動作機構ブロック図である。
【符号の説明】
１０１、５０１ ズームレンズ
１０２、５０２ オートフォーカス機構
１０３、５０３ 絞り機構
１０４、５０４ 機械式シャッタ機構
１０５、５０５ メインＣＣＤ
１０６、１３７、５０６ 相関２重サンプリング回路
１０７、１３８、５０７ オートゲインコントロールアンプ
１０８、５０８ Ａ／Ｄコンバータ
１０９ アナログスイッチ
１１０、５１０ ズーム駆動機構
１１１、５１１ Ｖドライバ
１１２、５１２ Ｈドライバ
１１３、５１３ タイミング信号発生回路
１１４、５１４ フロントエンドロジック回路
１１５、５１５ ＡＰ／ＡＥ／Ｚｏｏｍロジック回路
１１７ ミラー機構
１１８、５１８ 調光用センサ
１２０、５２０ サブＣＰＵ
１２１ ブリッジ
１２２、５２２ ＣＣＤ信号処理ブロック
１２３、５２３ ＪＰＥＧ処理ブロック
１２４、５２４ ＬＣＤディスプレイ
１２５、５２５ ＬＣＤインターフェースロジック
１２６、５２６ メインＣＰＵ
１２７、５２７ フラッシュロム
１２８、５２８ メモリブロック
１２９、５２９ ＨＤＤインターフェースロジック
１３０、５３０ 圧縮画像データ蓄積手段
１３１、５３１ 圧縮画像データ蓄積手段インターフェースロジック
１３２、５３２ 画像データ蓄積手段
１３３、５３３ 外部出力Ｉ／Ｆ
１３４、５３４ デジタルバス
１３５、５３５ 主デジタルバス
１３６ サブＣＣＤ
１３９、１４０、５４０ アナログ処理回路
１４１、５４１ ストロボ機構
１４２、５４２ ストロボ機構制御回路
１４３ 双方向デジタルバス
２０１ 感光部
２０２、３０２ 垂直ＣＣＤ
２０３、３０３ 水平ＣＣＤ
２０４、３０４ 信号読出し部
【特許請求の範囲】
【請求項１】 フルフレーム型固体撮像素子をメイン固体撮像素子とし、前記メイン固体撮像素子よりも画素数が少なく、前記メイン固体撮像素子よりも高いフレームレートでの動作が可能な固体撮像素子をサブ固体撮像素子とするデジタルスチルカメラであって、前記サブ固体撮像素子により撮影前の撮影前動作を実行する機構を備え、前記サブ固体撮像素子による撮影前の撮影前動作を実行した後、前記撮影前動作により得られた撮影パラメータを基に前記メイン固体撮像素子による撮影を行うことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【請求項２】 前記撮影前動作は、オートフォーカス処理、簡易画像表示を含む請求項１記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項３】 前記撮影前動作により前記サブ固体撮像素子の出力信号が色信号処理されてカラー動画像となり、前記カラー動画像がデジタルスチルカメラに備えられた簡易画像表示部に表示される請求項１又は２記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項４】 前記カラー動画像の前記簡易画像表示部への表示は、撮影者が撮影前に撮影像を確認するためのプレビュー表示である請求項３記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項５】 前記プレビュー表示は前記メイン固体撮像素子による撮影が開始される前に終了して前記簡易画像表示部における前記カラー動画像の表示が無くなり、前記メイン固体撮像素子による撮影の終了後に、前記メイン固体撮像素子により撮影された撮影像が前記簡易画像表示部に表示される請求項４記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項６】 前記メイン固体撮像素子により撮影された撮影像は、圧縮処理された画像である請求項５記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項７】 撮影者が前記プレビュー表示を行うか、或いは、行わないかを選択することが出来る機能を有する請求項４、５又は６記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項８】 前記撮影前動作は、ホワイトバランス処理を含み、前記ホワイトバランス処理により得られた信号処理係数を算出して、前記信号処理係数を前記メイン固体撮像素子による撮影により得られた撮影像の処理に用いる請求項１、２、３、４、５、６又は７記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項９】 前記撮影前動作は、測光制御機能を含み、前記測光制御機能により絞り値、シャッタスピードを含む測光データを求め、前記測光データを基に前記測光制御機能により測光制御を行った後に、前記メイン固体撮像素子による撮影を行う請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項１０】 前記撮影前動作は、調光制御機能を含み、前記調光制御機能によりストロボ撮影時のストロボ光量を求め、前記調光制御機能により前記ストロボ光量を基にストロボを用いた前記メイン固体撮像素子による撮影を行う請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項１１】 前記ストロボ光量は、調光用センサにより測定する請求項１０記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項１２】 前記ストロボ光量は、前記サブ固体撮像素子により測定する請求項１０記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項１３】 デジタルスチルカメラは、被写体からの光の光路を変更する、或いは、分配する光路変更機構を有する光学機構を備えており、前記光路変更機構により、被写体からの光を前記メイン固体撮像素子及び前記サブ固体撮像素子の双方に、或いは、前記メイン固体撮像素子及び前記サブ固体撮像素子のいずれか一方に入射させる請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１又は１２記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項１４】 デジタルスチルカメラは、被写体からの光の光路を変更する、或いは、分配する光路変更機構を有する光学機構を備えており、前記光路変更機構により、前記メイン固体撮像素子及び前記サブ固体撮像素子のいずれか一方に被写体からの光を入射させるときは、他方は前記被写体からの光が遮光される請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１又は１２記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項１５】 前記メイン固体撮像素子及び前記サブ固体撮像素子は、一方が動作しているときは、他方は動作していない請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３又は１４記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項１６】 デジタルスチルカメラには、前記光学機構を制御する光制御ロジック回路と、前記メイン固体撮像素子及び前記サブ固体撮像素子それぞれの出力信号を入力して処理するそれぞれメイン画像アナログ処理回路及びサブ画像アナログ処理回路と、前記メイン画像アナログ処理回路及び前記サブ画像アナログ処理回路を制御するアナログ処理制御ロジック回路と、前記メイン画像アナログ処理回路及び前記サブ画像アナログ処理回路からのデジタル出力信号を入力してカラー化処理を行うデジタル画像信号処理回路とが備えられており、前記光制御ロジック回路及び前記デジタル画像信号処理回路は互いに接続される請求項１３、１４又は１５記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項１７】 デジタルスチルカメラには、前記光制御ロジック回路、前記メイン画像アナログ処理回路，前記サブ画像アナログ処理回路、前記アナログ処理制御ロジック回路、前記デジタル画像信号処理回路のほかに、前記光制御ロジック回路及び前記アナログ処理制御ロジック回路をサブデジタルバスを通して制御するサブＣＰＵと、前記デジタル画像信号処理回路をメインデジタルバスを通して制御するメインＣＰＵとが備えられる請求項１６記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項１８】 前記光制御ロジック回路及び前記デジタル画像信号処理回路は、それらの間に設けられた双方向デジタルバスにより互いに接続される請求項１６又は１７記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項１９】 前記光制御ロジック回路及び前記デジタル画像信号処理回路は、前記メインデジタルバスを経由して互いに接続される請求項１６又は１７記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項２０】 前記メイン画像アナログ処理回路及び前記サブ画像アナログ処理回路のいずれか一方に、スイッチ及びアナログ−デジタル変換回路が含まれており、前記スイッチにより前記メイン固体撮像素子及び前記サブ固体撮像素子からの出力信号のいずれかを選択し、その後、選択された出力信号を前記アナログ−デジタル変換回路により変換する請求項１６、１７、１８又は１９記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項２１】 前記サブ固体撮像素子は、フルフレーム型以外の固体撮像素子である請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９又は２０記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項２２】 前記サブ固体撮像素子は、インターライン型固体撮像素子である請求項２１記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項２３】 前記サブ固体撮像素子は、ＣＭＯＳ型固体撮像素子である請求項２１記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項１】 フルフレーム型固体撮像素子をメイン固体撮像素子とし、前記メイン固体撮像素子よりも画素数が少なく、前記メイン固体撮像素子よりも高いフレームレートでの動作が可能な固体撮像素子をサブ固体撮像素子とするデジタルスチルカメラであって、前記サブ固体撮像素子により撮影前の撮影前動作を実行する機構を備え、前記サブ固体撮像素子による撮影前の撮影前動作を実行した後、前記撮影前動作により得られた撮影パラメータを基に前記メイン固体撮像素子による撮影を行うことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
【請求項２】 前記撮影前動作は、オートフォーカス処理、簡易画像表示を含む請求項１記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項３】 前記撮影前動作により前記サブ固体撮像素子の出力信号が色信号処理されてカラー動画像となり、前記カラー動画像がデジタルスチルカメラに備えられた簡易画像表示部に表示される請求項１又は２記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項４】 前記カラー動画像の前記簡易画像表示部への表示は、撮影者が撮影前に撮影像を確認するためのプレビュー表示である請求項３記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項５】 前記プレビュー表示は前記メイン固体撮像素子による撮影が開始される前に終了して前記簡易画像表示部における前記カラー動画像の表示が無くなり、前記メイン固体撮像素子による撮影の終了後に、前記メイン固体撮像素子により撮影された撮影像が前記簡易画像表示部に表示される請求項４記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項６】 前記メイン固体撮像素子により撮影された撮影像は、圧縮処理された画像である請求項５記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項７】 撮影者が前記プレビュー表示を行うか、或いは、行わないかを選択することが出来る機能を有する請求項４、５又は６記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項８】 前記撮影前動作は、ホワイトバランス処理を含み、前記ホワイトバランス処理により得られた信号処理係数を算出して、前記信号処理係数を前記メイン固体撮像素子による撮影により得られた撮影像の処理に用いる請求項１、２、３、４、５、６又は７記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項９】 前記撮影前動作は、測光制御機能を含み、前記測光制御機能により絞り値、シャッタスピードを含む測光データを求め、前記測光データを基に前記測光制御機能により測光制御を行った後に、前記メイン固体撮像素子による撮影を行う請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項１０】 前記撮影前動作は、調光制御機能を含み、前記調光制御機能によりストロボ撮影時のストロボ光量を求め、前記調光制御機能により前記ストロボ光量を基にストロボを用いた前記メイン固体撮像素子による撮影を行う請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項１１】 前記ストロボ光量は、調光用センサにより測定する請求項１０記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項１２】 前記ストロボ光量は、前記サブ固体撮像素子により測定する請求項１０記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項１３】 デジタルスチルカメラは、被写体からの光の光路を変更する、或いは、分配する光路変更機構を有する光学機構を備えており、前記光路変更機構により、被写体からの光を前記メイン固体撮像素子及び前記サブ固体撮像素子の双方に、或いは、前記メイン固体撮像素子及び前記サブ固体撮像素子のいずれか一方に入射させる請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１又は１２記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項１４】 デジタルスチルカメラは、被写体からの光の光路を変更する、或いは、分配する光路変更機構を有する光学機構を備えており、前記光路変更機構により、前記メイン固体撮像素子及び前記サブ固体撮像素子のいずれか一方に被写体からの光を入射させるときは、他方は前記被写体からの光が遮光される請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１又は１２記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項１５】 前記メイン固体撮像素子及び前記サブ固体撮像素子は、一方が動作しているときは、他方は動作していない請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３又は１４記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項１６】 デジタルスチルカメラには、前記光学機構を制御する光制御ロジック回路と、前記メイン固体撮像素子及び前記サブ固体撮像素子それぞれの出力信号を入力して処理するそれぞれメイン画像アナログ処理回路及びサブ画像アナログ処理回路と、前記メイン画像アナログ処理回路及び前記サブ画像アナログ処理回路を制御するアナログ処理制御ロジック回路と、前記メイン画像アナログ処理回路及び前記サブ画像アナログ処理回路からのデジタル出力信号を入力してカラー化処理を行うデジタル画像信号処理回路とが備えられており、前記光制御ロジック回路及び前記デジタル画像信号処理回路は互いに接続される請求項１３、１４又は１５記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項１７】 デジタルスチルカメラには、前記光制御ロジック回路、前記メイン画像アナログ処理回路，前記サブ画像アナログ処理回路、前記アナログ処理制御ロジック回路、前記デジタル画像信号処理回路のほかに、前記光制御ロジック回路及び前記アナログ処理制御ロジック回路をサブデジタルバスを通して制御するサブＣＰＵと、前記デジタル画像信号処理回路をメインデジタルバスを通して制御するメインＣＰＵとが備えられる請求項１６記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項１８】 前記光制御ロジック回路及び前記デジタル画像信号処理回路は、それらの間に設けられた双方向デジタルバスにより互いに接続される請求項１６又は１７記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項１９】 前記光制御ロジック回路及び前記デジタル画像信号処理回路は、前記メインデジタルバスを経由して互いに接続される請求項１６又は１７記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項２０】 前記メイン画像アナログ処理回路及び前記サブ画像アナログ処理回路のいずれか一方に、スイッチ及びアナログ−デジタル変換回路が含まれており、前記スイッチにより前記メイン固体撮像素子及び前記サブ固体撮像素子からの出力信号のいずれかを選択し、その後、選択された出力信号を前記アナログ−デジタル変換回路により変換する請求項１６、１７、１８又は１９記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項２１】 前記サブ固体撮像素子は、フルフレーム型以外の固体撮像素子である請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９又は２０記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項２２】 前記サブ固体撮像素子は、インターライン型固体撮像素子である請求項２１記載のデジタルスチルカメラ。
【請求項２３】 前記サブ固体撮像素子は、ＣＭＯＳ型固体撮像素子である請求項２１記載のデジタルスチルカメラ。
【図１】
【図２】
【図４】
【図３】
【図５】
【図２】
【図４】
【図３】
【図５】
【公開番号】特開２００１−３４６０９５（Ｐ２００１−３４６０９５Ａ）
【公開日】平成１３年１２月１４日（２００１．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０００−１６６２２５（Ｐ２０００−１６６２２５）
【出願日】平成１２年６月２日（２０００．６．２）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１３年１２月１４日（２００１．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１２年６月２日（２０００．６．２）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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