トップ :: H 電気 :: H04 電気通信技術




【発明の名称】 撮像装置
【発明者】 【氏名】大塚 元太
【要約】 【課題】フラッシュ静止画撮影の直後から、コンデンサ充電によるノイズの影響を抑えつつスルー画像表示の再開が可能であり、また次のフラッシュ静止画撮影や動画記録までの待ち時間が短くすることできる撮像装置を提供する。

【構成】撮像装置は、被写体像を光電変換する撮像素子１と、被写体を照明する照明ユニット１２と、該照明ユニットの発光に用いられる電気エネルギを蓄積するコンデンサ１１と、該コンデンサへの充電を制御する制御手段８，９と、撮像素子を用いて生成された画像を表示する表示手段７とを有する。制御手段は、非記録用動画の表示手段での表示中であって該撮像素子からの画像読み出し動作における水平ブランキング期間毎にコンデンサへ充電を行い、動画の記録中はコンデンサの充電を停止させる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を光電変換する撮像素子と、
被写体を照明する照明ユニットと、
該照明ユニットの発光に用いられる電気エネルギを蓄積するコンデンサと、
該コンデンサへの充電を制御する制御手段と、
前記撮像素子を用いて生成された画像を表示する表示手段とを有し、
前記制御手段は、非記録用動画の前記表示手段での表示中であって該撮像素子からの画像読み出し動作における水平ブランキング期間毎に前記コンデンサへ充電を行い、動画の記録中は前記コンデンサの充電を停止させることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
被写体像を光電変換する撮像素子と、
被写体を照明する照明ユニットと、
該照明ユニットの発光に用いられる電気エネルギを蓄積するコンデンサと、
該コンデンサへの充電を制御する制御手段と、
前記撮像素子を用いて生成された画像を表示する表示手段とを有し、
前記制御手段は、非記録用動画の前記表示手段での表示中であって該撮像素子からの画像読み出し動作における水平ブランキング期間毎に前記コンデンサへ充電を行い、動画の記録中は、非記録用動画の表示中よりも少ない充電電流で前記コンデンサを充電することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
該撮像装置は、非記録用動画の表示中及び動画の記録中のうち少なくとも一方における静止画撮影要求に応じて、該表示又は記録を中断して静止画の撮影動作を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、動画撮影機能を有するデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置に関し、さらに詳しくは、被写体を照明する照明ユニットを備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明ユニットを内蔵した撮像装置には、該照明ユニットを発光させるための電気エネルギを蓄積するメインコンデンサを充電する充電回路が設けられている。充電回路は、通常、トランスを用いて昇圧動作を行うため、メインコンデンサの充電時に大きな電流ノイズや磁界ノイズ等の充電ノイズが発生する。したがって、撮像素子からの信号読み出し等のアナログ処理中に充電動作を行うと、充電ノイズによって画像に影響をきたすおそれがある。そこで、撮像素子からの信号読み出し期間とメインコンデンサの充電期間とが互いに重ならないように制御することが好ましい。
【０００３】
例えば、特許文献１には、表示用画像の取り込み期間中に充電を制限し、該画像の取り込み期間以外の期間にメインコンデンサの充電を行う撮像装置が開示されている。具体的には、スルー画像表示中ではあるが実際には画像が表示されていない垂直ブランキング期間においてメインコンデンサを充電し、それ以外の期間での充電を禁止する。
【０００４】
撮像装置の多くは、磁気テープ、光ディスク、半導体メモリ等の記録媒体への記録を目的としない、いわゆる非記録用の動画（以下、スルー画像という）を電子ビューファインダ等の表示部に表示する機能を有する。また、スルー画像の表示中若しくは動画の記録中に、撮影者のスイッチ操作に応じて、スルー画像の表示又は動画の記録を中断して静止画の記録動作を行う機能も有する。
【０００５】
このような撮像装置において、例えば、スルー画像の表示中にフラッシュを用いて静止画の撮影を行った場合、静止画撮影の直後からメインコンデンサの充電を行うことが望ましい。
【特許文献１】特開２００１−８０７９号公報（段落００３６〜００３８、図２等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
但し、静止画撮影の直後からスルー画像表示を再開すると、スルー画像の画像取り込み期間とメインコンデンサの充電期間とが重なるため、スルー画像に充電ノイズの影響が発生することが懸念される。
【０００７】
このような充電ノイズの影響を回避するために、図６に示すように、フラッシュを用いた静止画撮影が行われた後、メインコンデンサの充電が一旦完了するまではスルー画像表示を再開せず、該充電の完了後にスルー画像表示を再開することが考えられる。
【０００８】
しかしながら、この方式では、スルー画像表示が再開されるまでの期間が長くなり、スルー画像によって構図決めを行う動画撮影や静止画撮影を長時間の間行うことができなくなる。
【０００９】
また、特許文献１にて開示された方式を用いた場合には、図７に示すように、垂直ブランキング期間のみでメインコンデンサの充電を行うため、フラッシュ静止画撮影の直後においてもスルー画像表示を再開することは可能である。しかし、充電期間が垂直ブランキング期間のみであるため、充電スピードは遅い。このため、次のフラッシュ静止画撮影が可能となるまでの時間や、動画記録中にフラッシュ静止画撮影を行った場合における動画記録の休止期間が長くなる。
【００１０】
本発明は、フラッシュ静止画撮影の直後から、コンデンサ充電によるノイズの影響を抑えつつスルー画像表示の再開が可能であり、また次のフラッシュ静止画撮影や動画記録までの待ち時間が短くすることできる撮像装置を提供することを目的の１つとしている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一側面としての撮像装置は、被写体像を光電変換する撮像素子と、被写体を照明する照明ユニットと、該照明ユニットの発光に用いられる電気エネルギを蓄積するコンデンサと、該コンデンサへの充電を制御する制御手段と、撮像素子を用いて生成された画像を表示する表示手段とを有する。そして、制御手段は、非記録用動画の表示手段での表示中であって該撮像素子からの画像読み出し動作における水平ブランキング期間毎にコンデンサへ充電を行い、動画の記録中はコンデンサの充電を停止させることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の他の側面としての撮像装置は、被写体像を光電変換する撮像素子と、被写体を照明する照明ユニットと、該照明ユニットの発光に用いられる電気エネルギを蓄積するコンデンサと、該コンデンサへの充電を制御する制御手段と、撮像素子を用いて生成された画像を表示する表示手段とを有する。そして、制御手段は、非記録用動画の表示手段での表示中であって該撮像素子からの画像読み出し動作における水平ブランキング期間毎にコンデンサへ充電を行い、動画の記録中は、非記録用動画の表示中よりも少ない充電電流でコンデンサを充電することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、撮像素子からの画像（非記録用動画）の読み出し動作における水平ブランキング期間毎にコンデンサの充電を行う。このため、照明ユニットを発光させた（例えば、フラッシュ静止画撮影を行った）直後から、充電ノイズの影響をほとんど受けずに非記録用動画を表示することができる。したがって、フラッシュ静止画撮影を行った後、次のフラッシュ静止画撮影や動画記録が可能となるまでの時間を短縮することができる。
【００１４】
また、動画記録中はコンデンサの充電を停止させる又は非記録用動画の表示中よりも少ない充電電流でコンデンサを充電することで、記録動画に対する充電ノイズの影響を抑えることができる。
【００１５】
さらに、本発明においては、画像読み出し動作のブランキング期間、つまりは読み出された信号を処理する画像処理系やメモリ系の回路電流が低い期間にコンデンサの充電を行うため、この期間の充電電流を回路電流が高い期間に比べて大きくすることができる。したがって、充電スピードを上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１には、本発明の実施例１であるデジタルスチルカメラ（撮像装置）の全体構成を示している。
【００１８】
８はＭＰＵである。該ＭＰＵ８は、被写体輝度を測定する不図示のＡＥ回路の制御機能と、該測定輝度から適正露出を演算する演算機能とを有する。また、ＭＰＵ８は、被写体までの距離の測定又は焦点状態の検出を行う不図示のＡＦ回路の制御機能と、該ＡＦ回路からの信号に基づいて合焦を得るための演算を行う演算機能と、該演算結果から不図示の撮像レンズのフォーカス制御を行う制御機能とを有する。さらに、ＭＰＵ８は、不図示の電源スイッチや、Ｔｖ値，Ａｖ値及び焦点検出（測距）点等を選択する選択スイッチの操作を検出する操作系回路を有する。
【００１９】
カメラは、電池（図３の３６参照）から各回路の動作電圧に応じた電源を供給する不図示の電源系回路を有する。また、カメラは、被写体から撮像レンズを介して入射した光束をファインダ光学系、ＡＥ光学系、ＡＦ光学系及び撮像素子１に導くクイックリターンミラーを有する。さらに、カメラは、撮像素子１の露出を制御する不図示のフォーカルプレンシャッタや被写体を照明するフラッシュユニット（照明ユニット）１２内のズーム機構等を含む各種動作機構を有する。ＭＰＵ８は、これらの電源系回路、クイックリターンミラー及び各種動作機構をも制御する。
【００２０】
フラッシュユニット１２は、放電管１２ａと、該放電管１２ａから発せられた光を被写体側に向かって集光する光学部材１２ｂとを有する。１２ｃは放電管１２ａから被写体側とは反対方向に発せられた光を被写体側に反射する反射傘である。
【００２１】
１０はフラッシュ充電回路であり、電池電力を用いて、フラッシュ発光のための電気エネルギを蓄積するメインコンデンサ１１への充電を行う。フラッシュ充電回路１０の充電制御は、充電制御ＩＣ９により行う。但し、充電制御ＩＣ９の動作は、ＭＰＵ８により制御される。充電制御ＩＣ９及びＭＰＵ８により、請求項にいう制御手段が構成される。フラッシュ充電回路１０の具体的な構成については、後述する。また、フラッシュ系回路としては、フラッシュ充電回路１０以外に、フラッシュ発光を制御する不図示の調光回路を有する。
【００２２】
撮像素子１は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子であり、被写体像を光電変換して電荷を蓄積する。撮像素子１は、蓄積された電荷に応じた信号としてアナログ信号を出力する。
【００２３】
２はＡＤコンバータであり、撮像素子１から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、変換後の信号をＤＳＰ４に入力する。ここで、撮像素子１において電荷蓄積により生成されたアナログ画素信号は、水平シフトレジスタにより画素行ごとに読み出される。ここで、画素信号の１行読み出し毎に、垂直転送等に必要な所定のブランキング期間が設けられる。
【００２４】
撮像素子１及びＡＤコンバータ２の制御に関しては、タイミングジェネレータ（ＴＧ）３からのタイミング信号を用いた同期制御が行われる。ＴＧ３は、ＤＳＰ４によって制御される。また、ＡＤコンバータ２からＤＳＰ４への信号転送に関しても、同期制御が行われる。
【００２５】
ＤＳＰ４は、ＡＤコンバータ２から得られたデジタル画素信号（画像データ）に対して、ホワイトバランス、γ処理、データ圧縮等の一連の画像処理を施し、画像を生成する。撮像素子１、ＡＤコンバータ２及びＤＳＰ４により撮像系が構成される。
【００２６】
５はＲＡＭであり、一連の画像処理を行う場合に用いられるダイナミックアクセスメモリである。
【００２７】
６はフラッシュメモリであり、ＤＳＰ４内で処理された画像データを保存する、書き換えが可能であるとともにカメラに対する取り外しが可能な外部メモリである。
【００２８】
７は表示手段としての外部表示回路であり、ＤＳＰ４で生成された画像を撮影者に対して表示する。該外部表示回路７は、ＴＦＴ液晶パネル等の表示素子を含む。ＴＦＴ液晶パネルの駆動は、ＤＳＰ４が行う。
【００２９】
カメラの動作を統括的に制御するＭＰＵ８とデジタル処理系を統括的に制御するＤＳＰ４は双方向通信可能に接続され、これらによって、ＡＥ，ＡＦ，撮像、画像処理、メモリ書き込み及び外部表示等の一連のシーケンスが制御される。
【００３０】
次に、図２を用いて、スルー画像表示及び動画記録とその途中で静止画撮影要求が発生した場合の撮像系の動作について説明する。ここで、「スルー画像」とは、撮像素子１からの信号に基づいて生成される動画であって、フラッシュメモリ６等への記録を目的とせず、外部表示回路７への表示を目的とした動画を意味する。これに対して、「動画記録（若しくは記録用動画）」にいう「動画」は、撮像素子１からの信号に基づいて生成され、フラッシュメモリ６等への記録を目的とした動画である。
【００３１】
図２の（Ａ）は、動画記録と動画記録との間に静止画撮影を行った場合の撮像系の動作を表している。本実施例のカメラでは、スルー画像表示中又は動画記録中に、不図示の静止画撮影スイッチが操作されることで、静止画撮影要求を示す信号がＭＰＵ８に入力される。ＭＰＵ８は、静止画撮影要求信号に応じて、撮像系で行われているスルー画像表示中又は動画記録を中断し、静止画撮影動作を行う。ＭＰＵ８は、静止画撮影動作が終了した後、撮像系にスルー画像表示中又は動画記録を再開させる。
【００３２】
（Ａ）では、動画記録が終了した後、スルー画像表示が行われている間にフラッシュを用いた静止画撮影（静止画記録）が行われ、その後、スルー画像表示が再開され、該スルー画像表示中に次の動画記録が行われた場合を示す。
【００３３】
スルー画像表示中は、撮像素子１における電荷蓄積と、Ｎ画素行からの画素信号の読み出しと、撮像素子１による電荷蓄積を行わない垂直ブランキングとが繰り返し行われる。垂直ブランキング期間は、フレーム画像とフレーム画像（又はフィールド画像とフィールド画像）との間の垂直方向での帰線期間であり、画像表示は行われない。
【００３４】
また、撮像素子１の各画素行からの画素信号の読み出しの間には、水平ブランキング期間（図２には、「Ｈブランキング」と記す）が設けられる。水平ブランキング期間は、１フレーム画像（又は１フィールド画像）の読み出し走査中、すなわち画像読み出し動作中の水平方向での帰線期間であり、外部表示回路７上での画像表示中（画像表示過程）の期間である。但し、請求項にいう「非記録画像の表示手段での表示中」とは、スルー画像が外部表示回路７上にて見かけ上継続的に表示されている状態を意味する。
【００３５】
なお、「画像読み出し動作」に関して、実際には撮像素子１が読み出された画素信号に対して各種処理が施されることで画像が生成され、撮像素子１から画像が直接読み出されるわけではない。しかし、本実施例では、１フレーム画像（又は１フィールド画像）を生成するための全ての有効画素行からの一連の画素信号の読み出し動作を、画像読み出し動作と称する。
【００３６】
静止画撮影要求が発生したときには、スルー画像表示状態から静止画撮影動作に移行し、撮像素子１の全画素の一括蓄積が行われる。
【００３７】
図２の（Ｂ）には、（Ａ）に示した撮像系の動作とメインコンデンサ１１の充電電流との関係を示している。また、図２の（Ｃ）は、（Ａ）に示した撮像系の動作とメインコンデンサ１１の充電電圧との関係を示している。さらに、図２の（Ｄ）には、スルー画像表示又は動画記録時における撮像素子１の１フレーム画像の読み出し動作について模式的に示している。
【００３８】
（Ｄ）において、スルー画像表示時及び動画記録中の撮像素子１からの画像読み出し動作は、画素配列の１行（以下、１画像行という）ごとに、電荷蓄積→水平ブランキング期間→水平方向での画素信号の読み出しとをシーケンシャルに行う。この１フレーム画像（又はフィールド画像）を生成するためのシーケンシャルな動作を、本実施例では、画像読み出し動作という。
【００３９】
ここで、水平ブランキング期間に関しては、次の画素行の電荷蓄積期間とタイミングが重なる。例えば、Ｎ画素行の水平ブランキング期間は、Ｎ＋１画素行での電荷蓄積期間と重なる。
【００４０】
また、この例では、電荷蓄積期間が１画素行からの信号読み出し期間と水平ブランキング期間との和に等しくなっている。但し、電荷蓄積期間は、（Ｄ）に示す時間以上で可変であるため、これ以上の電荷蓄積時間が設定される場合には、その長さに応じて、Ｎ行の水平ブランキング期間とＮ＋１画素行以降の電荷蓄積期間とのタイミングが重なる。
【００４１】
水平ブランキング期間及び電荷蓄積時間においては、当該画素行からの信号出力はないため、この期間中にメインコンデンサ１１の充電を行っても、充電ノイズが画像に影響することはない。したがって、撮像素子１からの画像読み出し動作中における水平ブランキング期間毎に充電を行うことで、後述するように垂直ブランキング期間中の充電よりも平均電流は低いものの、垂直ブランキング期間中の充電よりも早い繰り返し周期で充電が行われる。
【００４２】
図２の（Ａ）に示した静止画撮影はフラッシュユニット１２を発光させて行われるため、撮像素子１の一括蓄積終了後からメインコンデンサ１１の充電が開始される。また、このとき、スルー画像の表示も再開される。スルー画像の表示中においては、撮像素子１からの画素信号の読み出し動作の水平ブランキング期間毎及び垂直ブランキング毎にメインコンデンサ１１が充電される。
【００４３】
（Ｂ）に示すように、メインコンデンサ１１の充電を水平ブランキング期間中に行う場合は、平均的な充電電流は、垂直ブランキング期間での充電電流に比べて小さくなる。また、（Ｃ）に示すように、充電電圧は、フラッシュ発光が行われた静止画撮影での撮像素子１での電荷蓄積中に低下し、その後、水平ブランキング期間には、垂直ブランキング期間に比べて、小さな傾き（小さな増加量）で増加するように充電を行っていく。一方、スルー画像と異なり、保存を目的とした動画の記録中は、充電ノイズの影響を排除する目的から、充電を禁止する。
【００４４】
図３には、図１に示したフラッシュ充電回路１０の具体的な構成例を示す。ここで、フライバックコンバータ回路を例にして、その充電動作原理について説明する。
【００４５】
該フライバックコンバータ回路では、充電制御ＩＣ９からの充電制御信号によりトランス４１の一次側に設けられたＦＥＴ（電界効果トランジスタ）３８のＯＮ−ＯＦＦ制御が行われる。これにより、電池３６からの電力によりコンデンサ３７に蓄積されたエネルギがトランス４１の一次側にパルス的に供給される。そして、トランス４１の一次側電流３３が流れ終わった瞬間に、逆起電力によって二次側電流３４が発生する。該二次側電流３４は、ダイオード３９で整流され、メインコンデンサ１１に蓄積される。二次側電流３４がなくなると、次の充電制御信号によりＦＥＴ３８がＯＮ−ＯＦＦ制御される。このようなメカニズムでメインコンデンサ１１の充電が行われる。
【００４６】
次に、図４を用いて、水平ブランキング期間中の充電について説明する。（Ａ）に示すＨＤは、ＤＳＰ４より出力される水平シフトレジスタの同期信号（以下、ＨＤ信号という）である。また、（Ｂ）に示す画像読み出し信号は、ＨＤ信号に同期して行われる１画素行から読み出した画素信号である。
【００４７】
（Ｃ）に示す充電制御信号は、前述したように、充電制御ＩＣ９からトランス４１の一次側電流を制御する信号であり、水平ブランキング期間中のみ出力される。トランス４１の一次側電流３３は、充電制御信号がＨｉｇｈのときにのみ流れ、充電制御信号がＨｉｇｈ→Ｌｏｗに切り替わったときに、トランス４１の二次側電流３４が所定時間流れる。充電ノイズとしては、この電流の流れる期間に発生する。したがって、ＭＰＵ８から充電制御ＩＣ９に対しての充電指令信号は、この二次側電流の発生期間をみこして、水平ブランキング期間より短めに設定する必要がある。
【００４８】
以上説明したように、本実施例によれば、スルー画像及び記録用動画にメインコンデンサ１１の充電に伴うノイズの影響を与えることなく、撮像素子からの画像読み出し中にメインコンデンサ１１の充電を行うことが可能となる。したがって、スルー画像表示中や都動画記録中にフラッシュ静止画撮影を行った場合においても、スルー画像表示や動画記録の中断時間を短くすることができるとともに、短時間で次のフラッシュ静止画撮影のスタンバイ状態に入ることができる。
【００４９】
なお、フラッシュ充電回路１０の構成は、図３に示すものに限らず、他の構成であってもよい。
【実施例２】
【００５０】
実施例１では、動画記録中には、充電ノイズの影響を排除するために充電を完全に禁止する場合について説明した。しかし、動画記録中に充電を完全に禁止してしまうと、メインコンデンサ１１の充電に要する時間が長くなるというデメリットもある。そこで、充電ノイズが許容できる範囲に収まる小さな電流により、動画記録中も垂直ブランキング期間に充電を行ってもよい。
【００５１】
具体的には、水平ブランキング期間中での充電電流（平均的な充電電流）よりも小さい充電電流とするのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施例１であるデジタルカメラの構成を示すブロック図。
【図２】実施例１のデジタルカメラにおける撮像シーケンスとメインコンデンサの充電電流及び充電電圧との関係を示す図。
【図３】実施例１におけるフラッシュ充電回路の構成例を示す回路図。
【図４】実施例１における水平ブランキング期間でのメインコンデンサの充電動作を説明するタイミングチャート。
【図５】実施例１におけるメインコンデンサの充電タイミングを説明するタイミングチャート。
【図６】従来のメインコンデンサの充電タイミングを説明するタイミングチャート。
【図７】従来（特許文献１）のメインコンデンサの充電タイミングを説明するタイミングチャート。
【符号の説明】
【００５３】
１ 撮像素子
７ 外部表示回路
８ ＭＰＵ
９ 充電制御ＩＣ
１０ フラッシュ制御ＩＣ
１１ メインコンデンサ
１２ フラッシュユニット
３６ 電池
３８ ＦＥＴ
４１ トランス
【出願人】 【識別番号】０００００１００７
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
【出願日】 平成１８年７月５日（２００６．７．５）
【代理人】 【識別番号】１００１１０４１２
【弁理士】
【氏名又は名称】藤元 亮輔

【識別番号】１００１０４６２８
【弁理士】
【氏名又は名称】水本 敦也
【公開番号】 特開２００８−１７１１０（Ｐ２００８−１７１１０Ａ）
【公開日】 平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【出願番号】 特願２００６−１８５４６７（Ｐ２００６−１８５４６７）