JP3846860B2

JP3846860B2 - 撮像装置および撮像方法

Info

Publication number: JP3846860B2
Application number: JP2002021416A
Authority: JP
Inventors: 憲昭尾島; 賢二白石
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-01-30
Filing date: 2002-01-30
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2022-01-30
Also published as: JP2003224856A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像素子に蓄積された電荷を転送する際、複数フィールドに分割して各フィールドの転送データに少なくともＲＧＢまたはＹｅＣｙＭｇＧからなるカラー信号を含むインタレース転送方式の撮像素子を使用した撮像装置および撮像方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のデジタルカメラに使用される撮像装置において、２回に分けて読み出しを行うインタレース方式、または１回で読み出しを行うプログレッシブ方式による撮像素子からの電荷を転送することが行われている。これらの各方式にはいずれも長所があり、または短所がある。例えば、特開２００１−２８５６８８号公報に記載されるデジタルカメラのように、インタレース転送方式、プログレッシブ転送方式の両方を備えたものがある。この記載によれば、インタレース転送方式においては、シャッターを用いる単写モードにより処理時間を要するが質の高い画像を提供し、プログレッシブ転送方式では、シャッターを用いず複数画素列に１画素列の信号を転送する連写モードによってスミア等が生じてしまうが高速連写を可能としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成のインタレース転送方式の撮像素子を用いる撮像装置では、撮像素子に蓄積された電荷を転送する際、原色系のカラーフィルタの場合はＲ，Ｇｒ信号とＢ，Ｇｂ信号に分け、または補色系のカラーフィルタの場合はＹｅ，Ｃｙ信号とＭｇ，Ｇ信号に分け、第１，第２フィールドの２フィールドにより転送を行っていた（図７参照）。この方式ではＲＧＢ信号、またはＹｅＣｙＭｇＧ信号の画像処理に必要なデータを第１，第２の２フィールド分の転送が完了するまで得ることができず画像処理に時間を要し、さらに、撮影確認画像の作成，サムネイル画像の作成等においても同様の処理が行われていることから時間を要していたという問題があった。
【０００４】
本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、インタレース転送方式の撮像素子を用い、画像処理のモード設定によって、記録画素数に応じたフィールド数の転送データにより画像処理を行って、撮影してから次の撮影までの画像処理時間を短縮する撮像装置および撮像方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明の請求項１に係る撮像装置は、撮像素子に蓄積された全画素数の電荷を転送する際に電荷のデータ転送を複数フィールドに分割して行い、かつ複数のカラーフィルタを設けた撮像素子を用いる撮像装置であって、電荷を転送する各フィールドの転送データに少なくともＲＧＢまたはＹｅＣｙＭｇＧからなるカラー信号を含むインタレース転送方式の撮像素子と、作成する画像の圧縮率に応じて任意のフィールド数の転送データにより画像処理する画像処理手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２，３の記載は、請求項１の撮像装置において、画像処理手段が、複数のフィールド中の転送された転送データの中で、最初のフィールドで転送された転送データに基づいて撮影直後に表示する撮影確認画像を作成すること、また、複数のフィールド中の転送された転送データの中で、最初のフィールドで転送された転送データに基づいてサムネイル画像を作成することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４〜８の記載は、請求項１〜３の撮像装置において、画像処理手段が、作成する画像の解像度に応じた任意のフィールド数の転送データにより画像処理すること、また、転送データから画像を作成する際に、アスペクト変換を行うこと、また、複数のフィールドに分割して電荷を転送する転送回数を３回行い、かつ各フィールドは、全画素を垂直方向に１／３に間引くインタレース転送方式であること、また、撮像素子に設けたカラーフィルタを、ＲＧＢの原色系であるカラーフィルタとしたこと、または、ＹｅＣｙＭｇＧの補色系であるカラーフィルタとしたことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項９に係る撮像方法は、撮像素子に蓄積された全画素数の電荷を転送する際に電荷のデータ転送を複数フィールドに分割して行い、かつ複数のカラーフィルタを設けた撮像素子を用いた撮像装置の撮像方法であって、インタレース転送方式の撮像素子からの電荷を転送する各フィールドの転送データに少なくともＲＧＢまたはＹｅＣｙＭｇＧからなるカラー信号を含み、画像処理手段において、作成する画像の圧縮率に応じて任意のフィールド数の転送データにより画像処理することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項１０，１１の記載は、請求項９の撮像方法において、画像処理手段が、複数のフィールド中の転送された転送データの中で、最初のフィールドで転送された転送データに基づいて撮影直後に表示する撮影確認画像を作成すること、また、複数のフィールド中の転送された転送データの中で、最初のフィールドで転送された転送データに基づいてサムネイル画像を作成することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項１２〜１４の記載は、請求項９〜１１の撮像方法において、画像処理手段が、作成する画像の解像度に応じた任意のフィールド数の転送データにより画像処理すること、また、転送データから画像を作成する際に、アスペクト変換を行うこと、また、複数のフィールドに分割して電荷を転送する転送回数を３回行い、かつ各フィールドは、全画素を垂直方向に１／３に間引くインタレース転送方式であることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施の形態における撮像装置を有するデジタルカメラの概略構成を示すブロック図である。ここで本実施の形態において、撮像素子に蓄積された電荷を転送する際に、３フィールドに分割し各フィールドにＲＧＢ信号の全てを含む、３：１インタレース転送方式の撮像素子を用いた撮像装置を例とする。
【００１７】
図１において、１は、原色系のＲＧＢカラーフィルタを設けた、電荷の転送を３回に分割して行う撮像素子（以下、ＣＣＤという）、２は、撮像レンズ群，シャッターを介して入射しＣＣＤ面に結像した画像を、アナログ画像信号として取り出してデジタル画像信号に変換等を行う撮像処理部（ＣＤＳ（相関２重サンプリング回路），ＡＧＣ（自動利得制御回路），Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル変換回路），ＴＧ（タイミング発生回路）等を有する）、３はデジタル画像信号をＣＣＤ−Ｉ／Ｆ３ａ，メモリコントローラ３ｂを介して記憶部（ＳＤＲＡＭ）４に格納する処理等を行う信号処理部、５は各部の制御を行う制御部（ＣＰＵ）、６は撮影確認画像，サムネイル画像を表示する表示部、７はデジタルカメラの各設定を入力する操作部である。
【００１８】
また、図２は本実施の形態におけるＣＣＤに蓄積された電荷を転送する際、３フィールドに分割して各フィールドにＲＧＢ信号を全て含む３：１インタレース転送方式の原色系のカラーフィルタを設けたＣＣＤのデータ転送の概要図であり、図３（ａ）は本実施の形態における撮像装置を有するデジタルカメラの外観を示す正面図、図３（ｂ）は側面図、図３（ｃ）は上面図である。
【００１９】
図２に示すように、垂直方向の３ラインを１グループとして考え転送を行うフレームにおいて、まず、数字の“１”が書かれているラインを第１フィールドとしてデータ転送をする。この第１フィールドにはＲＧＢ信号の全ての成分が含まれている。このように全てのＲＧＢ信号を含む転送データによって画像データは、第１フィールドの転送が完了したところで取得することができる。そして第１フィールドの転送が完了した後、第２，第３フィールドがそれぞれ転送されることになる。また、図２に示す原色系のＲ，Ｇｒ信号、Ｂ，Ｇｂ信号を補色系のＹｅ，Ｃｙ信号、Ｍｇ，Ｇ信号に置き換えることも可能である（図４参照）。
【００２０】
以下に、図１を参照しながら本実施の形態の動作について図５のフローチャートに基づき説明する。まず、撮影対象の画像に応じＣＣＤ１に蓄積された電荷のデータとして、３フィールドに分割された第１フィールド分のデータ転送が行われ、撮像処理部２を介して信号処理部３のＣＣＤ−Ｉ／Ｆ３ａ，メモリコントローラ３ｂを経て、転送データは記憶部４に格納される（Ｓ１）。この第１フィールドのデータ転送の完了を確認し（Ｓ２）、完了した時点で（Ｓ２のＹｅｓ）、撮影確認画像を表示する設定の有無を確認する（Ｓ３）。この第１フィールドからの転送データには、画素のＲＧＢ信号の全てのデータが含まれていることから、転送の完了時点において画像処理を行うことができる。
【００２１】
処理Ｓ３において撮影確認画像を表示する設定のとき（Ｓ３のＹｅｓ）、第１フィールドの転送データを基に撮影確認画像を作成する画像処理を行う（Ｓ４）。また、処理Ｓ３において撮影確認画像を表示する設定でないとき（Ｓ３のＮｏ）、または処理Ｓ４の終了後に、サムネイル画像を作成する画像処理を行う（Ｓ５）。さらに、作成する画像の解像度が「低」に設定されているか否かを確認し（Ｓ６）、「低」解像度の設定のとき（Ｓ６のＹｅｓ）、第１フィールドの転送データを用いて画像処理を行う（Ｓ７）。
【００２２】
また、「低」解像度の設定でないとき（Ｓ６のＮｏ）、第２フィールドのデータ転送の完了を確認し（Ｓ８）、さらに、作成する画像の解像度が「中」に設定されているか否かを確認する（Ｓ９）。「中」解像度の設定のとき（Ｓ９のＹｅｓ）、第１，第２フィールドの転送データを用いて画像処理を行う（Ｓ１０）。
【００２３】
またさらに、処理Ｓ９において「中」解像度の設定でないとき（Ｓ９のＮｏ）、第３フィールドのデータ転送の完了を確認し（Ｓ１１）、第１，第２，第３フィールドの転送データを用いた高解像度となる画像処理を行う（Ｓ１２）。
【００２４】
以上のように、各解像度の画像処理として、ＣＣＤ１からの転送データは第１，第２，第３フィールドの順に撮像処理部２を介して、信号処理部３のＣＣＤ−Ｉ／Ｆ３ａ，メモリコントローラ３ｂを経て記憶部４（ＲＡＷ−ＲＧＢ領域）に格納される。各フィールドの転送データは前述の図５で説明したように、撮影確認画像，解像度「低」，「中」，「高」のユーザの設定に応じて各フィールドの転送完了の検出によって、メモリコントローラ３ｂを介して記憶部４（ＲＡＷ−ＲＧＢ領域）に格納されたＲＧＢ信号のデータは、ＹＵＶ（輝度色差信号）変換部３ｃによりＹＵＶ信号のデータに変換され、再び記憶部４（ＹＵＶ領域）に格納される。
【００２５】
例えば、第１フィールドの転送データにより作成の撮影確認画像，サムネイル画像は、表示部Ｉ／Ｆ３ｅを介して表示部６に表示される。また、解像度「低」の設定時には、ＹＵＶ信号のデータは再度、記憶部４から読み出され圧縮処理部３ｄにより、ＪＰＥＧフォーマットに圧縮処理をして記憶部４（ＪＰＥＧ領域）に格納する。また、記憶部４（ＪＰＥＧ領域）に格納する際に、ＪＰＥＧ圧縮されたデータにヘッダデータ等が付加されてＪＰＥＧ画像データとして、制御部５によって外部記憶部４’に保存される。
【００２６】
さらに、解像度「中」の設定時には、第２フィールドのデータ転送の完了検出により第１，第２フィールドの転送データを用いて画像処理を行い、解像度「高」の設定時には、第３フィールドのデータ転送の完了検出によって第１，第２，第３フィールドの転送データを用いた画像処理を行う。
【００２７】
具体的には、水平２０４８画素、垂直１５３６画素の３００万画素のＣＣＤを用いた場合、３回の分割転送を行うインタレース転送方式では、１回の転送により水平２０４８画素，垂直５１２画素のデータが転送されることになる。そのため水平６４０画素，垂直４８０画素（ＶＧＡ）サイズを記録する場合、第１フィールドの転送画素数により画像を生成することができる。さらに、第１，第２フィールド（２回分）の転送画素数を用いることにより水平２０４８画素，垂直１０２４画素のデータとなり、水平１０２４画素，垂直７６８画素（ＸＧＡ）サイズや水平１２８０画素，垂直１０２４画素サイズの画像を生成することができる。
【００２８】
なお、第１フィールド、および第１，第２フィールドの転送データを用いる場合に、水平画素と垂直画素のアスペクト比が異なり水平方向に長い画像となるが、これは、ＹＵＶ変換部において変換処理する際に、記憶部から間引きした読み出し等の処理を行って、アスペクト比の調整をする。
【００２９】
ここで、撮影確認画像やサムネイル画像と同様なＶＧＡサイズの画像記録を目的とすれば、撮影した画像処理は第１フィールドの転送データにて十分なため、第２，第３フィールドのデータ転送の処理を中止し、次の撮影に移ることで処理を速くすることができる。つまり、解像度の設定に応じた画像処理に必要なフィールドの転送データを用いて、不要なフィールドのデータ転送を行わずに、次の撮影を開始して処理の高速化を図ることができる。
【００３０】
また、ＣＣＤから転送される第１，第２，第３フィールドの転送データを選択し画像処理することを、圧縮率の設定に対応させて前記の選択を行うようにすることもできる。例えば、早く記録して、早く送信したいような場合には、高い圧縮率を選ぶ場合が多い。そこで、高圧縮率が設定された場合に、第１フィールドの転送データを用いて画像処理し、中圧縮率では第１，第２フィールド、低圧縮率では第１，第２，第３フィールドの転送データを用いるといった選択を行う。
【００３１】
図６はデジタルカメラの表示部である液晶モニタに解像度設定をする選択画面の表示例を示す図である。図６に示すように、記録設定画面の中で撮影確認画像の項目に表示「オフ」または表示時間「１秒」，「３秒」を設定、および記録画像解像度の項目に「高」，「中」，「低」を操作部から入力し設定する。さらに、画像圧縮率においても同様な表示をしてユーザの選択により設定を行うことができる。
【００３２】
なお、前述の説明においては、３つのフィールドに分割したデータ転送を例に説明したが、さらに今後、撮像素子の画素数が増えていき全画素数の転送時間が増加し、また分割した１フィールドの転送画素数からＶＧＡサイズを得られれば、５つのフィールドに分割しデータ転送する等のように分割するフィールド数が増加することも考えられる。
【００３３】
以上のように、設定された画像出力の設定に応じた最適な処理を選択することによって高速な画像処理を行うことができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、撮像素子に蓄積された電荷を転送する際に、１つのフィールドに全てのカラー信号が含まれるインタレース転送方式の撮像素子を使用することにより、１つのフィールドのデータ転送が終了すれば、画像データの作成ができ、撮影画像の確認や、次の撮影を開始するまでの処理時間を短縮すること、およびユーザの使い勝手を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における撮像装置を有するデジタルカメラの概略構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態におけるＣＣＤに蓄積された電荷を転送する際、３フィールドに分割して各フィールドにＲＧＢ信号を全て含む３：１インタレース転送方式の撮像素子（ＣＣＤ）のデータ転送の概要図
【図３】（ａ）は本実施の形態における撮像装置を有するデジタルカメラの外観を示す正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は上面図
【図４】原色系のＲ，Ｇｒ信号、Ｂ，Ｇｂ信号と補色系のＹｅ，Ｃｙ信号、Ｍｇ，Ｇ信号のカラーフィルタを示す図
【図５】本発明の実施の形態の動作を示すフローチャート
【図６】本発明の実施の形態におけるデジタルカメラの記録設定画面の表示例を示す図
【図７】従来のインタレース転送方式の撮像素子（ＣＣＤ）のデータ転送の概要図
【符号の説明】
１撮像素子（ＣＣＤ）
２撮像処理部
３信号処理部
３ａＣＣＤ−Ｉ／Ｆ
３ｂメモリコントローラ
３ｃＹＵＶ変換部
３ｄ圧縮処理部
３ｅ表示部Ｉ／Ｆ
４記憶部（ＳＤＲＡＭ）
４’ 外部記憶部（メモリカード）
５制御部（ＣＰＵ）
６表示部
７操作部

Claims

撮像素子に蓄積された全画素数の電荷を転送する際に前記電荷のデータ転送を複数フィールドに分割して行い、かつ複数のカラーフィルタを設けた撮像素子を用いる撮像装置であって、
前記電荷を転送する各フィールドの転送データに少なくともＲＧＢまたはＹｅＣｙＭｇＧからなるカラー信号を含むインタレース転送方式の撮像素子と、作成する画像の圧縮率に応じて任意のフィールド数の転送データにより画像処理する画像処理手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
前記画像処理手段が、複数のフィールド中の転送された転送データの中で、最初のフィールドで転送された転送データに基づいて撮影直後に表示する撮影確認画像を作成することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
前記画像処理手段が、複数のフィールド中の転送された転送データの中で、最初のフィールドで転送された転送データに基づいてサムネイル画像を作成することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
前記画像処理手段が、作成する画像の解像度に応じた任意のフィールド数の転送データにより画像処理することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記画像処理手段が、転送データから画像を作成する際に、アスペクト変換を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記複数のフィールドに分割して電荷を転送する転送回数を３回行い、かつ各フィールドは、全画素を垂直方向に１／３に間引くインタレース転送方式であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記撮像素子に設けたカラーフィルタを、ＲＧＢの原色系であるカラーフィルタとしたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記撮像素子に設けたカラーフィルタを、ＹｅＣｙＭｇＧの補色系であるカラーフィルタとしたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の撮像装置。
撮像素子に蓄積された全画素数の電荷を転送する際に前記電荷のデータ転送を複数フィールドに分割して行い、かつ複数のカラーフィルタを設けた撮像素子を用いた撮像装置の撮像方法であって、
インタレース転送方式の撮像素子からの前記電荷を転送する各フィールドの転送データに少なくともＲＧＢまたはＹｅＣｙＭｇＧからなるカラー信号を含み、画像処理手段において、作成する画像の圧縮率に応じて任意のフィールド数の転送データにより画像処理することを特徴とする撮像方法。
前記画像処理手段において、複数のフィールド中の転送された転送データの中で、最初のフィールドで転送された転送データに基づいて撮影直後に表示する撮影確認画像を作成することを特徴とする請求項９記載の撮像方法。
前記画像処理手段において、複数のフィールド中の転送された転送データの中で、最初のフィールドで転送された転送データに基づいてサムネイル画像を作成することを特徴とする請求項９記載の撮像方法。
前記画像処理手段において、作成する画像の解像度に応じた任意のフィールド数の転送データにより画像処理することを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の撮像方法。
前記画像処理手段において、転送データから画像を作成する際に、アスペクト変換を行うことを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載の撮像方法。
前記複数のフィールドに分割して電荷を転送する転送回数を３回行い、かつ各フィールドは、全画素を垂直方向に１／３に間引くインタレース転送方式であることを特徴とする請求項９〜１３のいずれか１項に記載の撮像方法。