專利名稱：攝像裝置及攝像方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠用于數(shù)碼相機(jī)的攝像裝置以及攝像方法，該數(shù)碼相機(jī) 具備以與感光面上的像素的排列順序不同的規(guī)定排列順序輸出一水平行 量的信號電荷的固體攝像元件。
背景技術(shù)：
以往，在數(shù)碼相機(jī)等的攝像裝置中多采用CCD作為攝像元件。在相 關(guān)的CCD中，通常逐行向水平傳送路徑垂直傳送以像素排列順序排列的 同一行像素的電荷信號，采用一個水平同步信號進(jìn)行掃描，通過反復(fù)進(jìn)行 上述動作，在維持像素排列順序的狀態(tài)下輸出所有像素的信息。
此外，作為從CCD讀出攝像信號的技術(shù)，公知有例如以縮短在運 動圖像攝影時從CCD輸出后的攝像信號的處理時間為目的，在CCD內(nèi)將 垂直方向上鄰接的配置有同色濾色器的多個像素的信號電荷相加(混合) 并讀出的方法、以及能夠采用該方法的CCD (參照例如日本公開專利公報 特開平9—19792號公報)。
然而，在近年中，能高速進(jìn)行基于像素相加后讀出的像素數(shù)據(jù)的一系 列處理，因此考慮具有下述特定構(gòu)造的CCD，即以維持感光面的水平行上 的實際排列順序的狀態(tài)進(jìn)行掃描的方式驅(qū)動在CCD內(nèi)部被相加的同一水 平行上的各像素的信號電荷的特定構(gòu)造。
但是，上述特定構(gòu)造的CCD中，在不相加所有像素的信號電荷而讀 出的情況下，需要分為多次水平同步定時掃描同一水平行上的各像素的信 號電荷，其結(jié)果，從CCD輸出的一水平行量的攝像信號，由與實際的像 素配置不同的排列順序的信號電荷構(gòu)成，存在對所讀出的攝像信號進(jìn)行各 種圖像處理時的數(shù)據(jù)處理變得復(fù)雜化的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)而提出的，其目的在于即使在采用 以與感光面上的像素的排列順序不同的規(guī)定排列順序輸出一水平行量的 信號電荷的固體攝像元件的情況下，也能高效地進(jìn)行針對攝像信號的各種 圖像處理的攝像裝置以及攝像方法。
本發(fā)明的一個技術(shù)方案的攝像裝置構(gòu)成為，具備具備固體攝像元 件，其將由光電變換元件構(gòu)成的像素二維排列，并且以與感光面上的像素 的排列順序不同的規(guī)定排列順序輸出這些像素的信號電荷；變換單元，其 將從該固體攝像元件以所述規(guī)定排列順序輸出的像素的信號電荷依次變 換為像素數(shù)據(jù)；存儲單元，其存儲通過該變換單元變換后的像素數(shù)據(jù)；地 址取得單元，其取得在將通過所述變換單元變換后的像素數(shù)據(jù)存儲到所述 存儲單元時使用的寫入地址，該寫入地址用于將具有所述規(guī)定排列順序的 各個像素數(shù)據(jù)以與固體攝像元件的感光面上的排列順序相同的排列順序 存儲到所述存儲單元中；和存儲控制單元，其按照通過所述地址取得單元 取得的寫入地址，將通過所述變換單元變換后的像素數(shù)據(jù)存儲到所述存儲 單元中。
此外，另一技術(shù)方案的攝像裝置構(gòu)成為，具備具備固體攝像元件， 其將由光電變換元件構(gòu)成的像素二維排列，并且以與感光面上的像素的排 列順序不同的規(guī)定排列順序輸出這些像素的信號電荷；變換單元，其將從 該固體攝像元件以所述規(guī)定排列順序輸出的像素的信號電荷依次變換為 像素數(shù)據(jù)；存儲單元，其存儲通過該變換單元變換后的像素數(shù)據(jù)；地址取 得單元，其取得讀出地址，該讀出地址用于將該存儲單元中存儲的具有所 述規(guī)定排列順序的各像素數(shù)據(jù)以固體攝像元件的感光面上的排列順序讀 出；和讀出單元，其從所述存儲單元按順序讀出通過該地址取得單元取得 的讀出地址中存儲的像素數(shù)據(jù)。
此外，另一技術(shù)方案提供一種攝像方法，是具備固體攝像元件的攝像 裝置的攝像方法，該固體攝像元件將由光電變換元件構(gòu)成的像素二維排 列，并且以與感光面上的像素的排列順序不同的規(guī)定排列順序輸出這些像 素的信號電荷，該攝像方法包括將從所述固體攝像元件以所述規(guī)定排列 順序輸出的像素的信號電荷依次變換為像素數(shù)據(jù)的步驟；取得針對變換后
的像素數(shù)據(jù)的寫入地址的步驟，該寫入地址用于將具有所述規(guī)定排列順序 的各個像素數(shù)據(jù)以與固體攝像元件的感光面上的排列順序相同的排列順
序存儲；和按照所取得的寫入地址將變換后的像素數(shù)據(jù)存儲到存儲單元中 的步驟。
此外，另一技術(shù)方案提供一種攝像方法，是具備固體攝像元件的攝像 裝置的攝像方法，該固體攝像元件將由光電變換元件構(gòu)成的像素二維排 列，并且以與感光面上的像素的排列順序不同的規(guī)定排列順序輸出這些像 素的信號電荷，該攝像方法包括將從所述固體攝像元件以所述規(guī)定排列
順序輸出的像素的信號電荷依次變換為像素數(shù)據(jù)的步驟；將變換后的像素 數(shù)據(jù)存儲到存儲單元中的步驟；取得讀出地址的步驟，該讀出地址用于將 所述存儲單元中存儲的具有所述規(guī)定排列順序的各像素數(shù)據(jù)以固體攝像 元件的感光面上的排列順序讀出；和從所述存儲單元讀出存儲在所取得的 讀出地址的像素數(shù)據(jù)的步驟。


圖1是表示本發(fā)明相關(guān)的數(shù)碼相機(jī)的主要部分的模塊圖。 圖2為表示地址生成電路的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的模塊圖。 圖3為保持于偏移位置寄存器的偏移數(shù)據(jù)的示意圖。 圖4為表示地址生成電路的動作的時序圖。
圖5A 圖5D為表示行緩沖器7中的像素數(shù)據(jù)的存儲狀態(tài)的變化的示 意圖。
圖6A、圖6B為表示所有像素讀出模式下的CCD的動作內(nèi)容的示意圖。
圖7為表示電源接通后的CPU的處理步驟的流程圖。
圖8為表示本發(fā)明的其他實施方式相關(guān)的數(shù)碼相機(jī)的主要部分的模塊圖。
具體實施例方式
以下，根據(jù)附圖對本發(fā)明的一實施方式進(jìn)行說明。 本實施方式涉及數(shù)碼相機(jī)，該數(shù)碼相機(jī)作為基本動作模式具有攝影用
的記錄模式和再生記錄圖像的再生模式，作為記錄模式的下位模式具有用 于攝影靜止圖像的靜止圖像攝影模式和用于攝影運動圖像的運動圖像攝 影模式，進(jìn)而作為靜止圖像攝影模式的下位模式具有通常攝影模式和高靈 敏度攝影模式這兩種模式。
在此，靜止圖像攝影模式中的通常攝影模式為一般的攝影狀況下使用 的通用性高的攝影模式。此外，高靈敏度攝影模式為進(jìn)行基于像素相加的 高靈敏度攝影的攝影模式，以確保攝影暗的被攝體時的曝光和防止手抖 動、防止拍攝運動速度快的被攝體搖擺等為目的準(zhǔn)備的攝影模式。另外， 具有如下結(jié)構(gòu)通常攝影模式和高靈敏度攝影模式能夠通過用戶手動來選 擇，并且關(guān)于高靈敏度攝影模式按照攝影狀況自動地設(shè)定。
圖1為表示本實施方式的數(shù)碼相機(jī)的主要部分的模塊圖。數(shù)碼相機(jī)包 括前面說明的具有特定構(gòu)造的固體攝像元件即CCD1、和用于驅(qū)動該
CCD1的驅(qū)動電路2。 CCD1作為攝像信號的讀出模式(驅(qū)動模式)具有 用于在內(nèi)部相加并讀出在垂直以及水平方向上鄰接的多個像素(nXm像 素)的信號電荷的像素相加模式、和直接讀出所有像素的信號電荷的所有 像素讀出模式。而且，CCDl根據(jù)CPUll的控制，基于從驅(qū)動電路2供給 的與讀出模式對應(yīng)的驅(qū)動信號而被驅(qū)動，通過未圖示的光學(xué)系統(tǒng)對在受光 面上成像的被攝體的光像進(jìn)行光電變換而作為攝像信號輸出。
CCD1的輸出在通過CDS (Correlated Double Sampling:相關(guān)二重采 樣電路)3除去噪聲后，被輸出到信號處理部4，通過信號處理部4內(nèi)的 A/D變換器5 (變換單元)變換為像素數(shù)據(jù)后，變換后的像素數(shù)據(jù)通過數(shù) 據(jù)分開電路6被暫時保存在行緩沖器7中。行緩沖器7為本發(fā)明的存儲單 元，行緩沖器7中確保有與CCD1的一行量的像素數(shù)據(jù)對應(yīng)的存儲容量。
上述數(shù)據(jù)分開電路6為本發(fā)明的存儲控制單元，在驅(qū)動CCD1時，按 照從本發(fā)明的地址取得單元即地址生成電路8送出的寫入地址，將從A/D 變換器5輸入的像素數(shù)據(jù)存儲在行緩沖器7的規(guī)定的地址位置。
存儲在行緩沖器7中的像素數(shù)據(jù)被順次送到圖像處理電路9，在圖像 處理電路9中，在每次規(guī)定行數(shù)目的像素數(shù)據(jù)齊備時實施插補每個像素的 顏色信息的插補處理或YUV變換等的圖像處理后，依次被存儲在 DRAM10中。
上述的各模塊通過控制數(shù)碼相機(jī)整體的CPU11被控制，CPU11在各 模塊的控制時所必要的程序、例如與被攝體的明亮度對應(yīng)的CCD1的電荷 蓄積時間(曝光時間)的調(diào)整所引起的AE控制用的程序、各種控制動作 所必需的各種數(shù)據(jù)被存儲在EEPROM或閃存等的可重寫的非易失性存儲 器即程序存儲器12中。另外，程序存儲器12中，存儲有用于使CPU11 作為本發(fā)明的驅(qū)動模式單元以及驅(qū)動模式判定單元發(fā)揮功能的程序。
另外，雖然在圖l中省略了圖示，但數(shù)碼相機(jī)設(shè)置有用戶用于操作 數(shù)碼相機(jī)的按鍵類、顯示記錄圖像并且在攝影待機(jī)狀態(tài)下顯示直通 (through)圖像而作為電子取景器發(fā)揮作用的液晶監(jiān)視器、用于記錄所攝 影的靜止圖像或運動圖像的規(guī)定的圖像存儲器等。
另一方面，上述CCD1具有已述的特定構(gòu)造，在通過像素相加模式進(jìn) 行驅(qū)動時，以一次的水平同步定時輸出在CCD1內(nèi)部相加后的同一水平線 上的各像素的信號電荷，并且在所有像素讀出模式所進(jìn)行的驅(qū)動時，將同 一行上的各像素的信號電荷分割為以多次的水平同步定時作為一個周期 分別輸出的多次的分割行信號并輸出。
因此，在以像素相加模式驅(qū)動時，相加后的各像素的信號電荷，按照 與CCD1的感光面上的像素的排列順序?qū)?yīng)的順序從CCD1輸出，但在以 所有像素讀出模式被驅(qū)動時，如圖6A及圖6B所示那樣輸出沒有被相加 的所有像素的信號電荷。圖6A為了便于說明，設(shè)CCD1的像素數(shù)為垂直 n像素、水平16像素，表示同一行中的各像素的位置和通過各次的水平同 步定時輸出的各像素的信號電荷之間的關(guān)系，圖6B為表示同一行中的各 像素的信號電荷的輸出順序的圖。
如圖6A所示，CCD1的所有像素的信號電荷分為在每一行以4個水 平同步定時為一個周期的分割行信號并被輸出。此時，同一行的各像素的 信號電荷，以與分割次數(shù)(4次)對應(yīng)的數(shù)目的每4像素的像素組為單位， 只將每位于各像素組的規(guī)定位置的像素的電荷作為分割行信號依次輸出。 也即CCD1在所有像素讀出模式下的驅(qū)動時，如圖6B所示，在各水平同 步定時中，輸出與CCD1的感光面上的像素的排列順序不同的規(guī)定排列順 序的信號電荷所構(gòu)成的攝像信號。另外，實際上，CCD1的水平像素數(shù)目 為16以上，因此像素組數(shù)目也為與此對應(yīng)的數(shù)目(水平像素數(shù)/4)， 一個
分割行信號由與像素組數(shù)目相同的像素數(shù)的信號電荷構(gòu)成。
而且，上述的地址生成電路8用于生成水平行分割用寫入地址和通常
寫入地址，上述水平行分割用寫入地址用于使如上所述那樣分為4個分割 行信號依次從CCD1輸出并且以與實際的像素配置不同的順序被數(shù)字化的 一行量的像素數(shù)據(jù)，如圖5D所示那樣在上述數(shù)據(jù)分開電路6中以實際的 像素的排列順序重新排列的狀態(tài)存儲到行緩沖器7內(nèi)，上述通常寫入地址 用于使以像素相加模式驅(qū)動時在一次的水平同步定時從CCD1輸出、并且 按照與CCD1的感光面的空間的像素的配置對應(yīng)的順序被數(shù)字化的一行量 的相加后的像素數(shù)據(jù)，在仍維持從CCD1向上述數(shù)據(jù)分開電路6輸出的順 序的狀態(tài)下存儲到行緩沖器7內(nèi)。上述地址生成電路8具有下述結(jié)構(gòu)。
圖2為表示上述地址生成電路8的詳細(xì)的模塊圖。地址生成電路8包 括行分割數(shù)寄存器81、偏移位置寄存器82、像素組計數(shù)器83、行計數(shù)器 84、基地址生成電路85、偏移位置選擇電路86、第一乘法器87、第二乘 法器88、加法器89、像素計數(shù)器90、像素相加模式寄存器91、行緩沖器 寫入地址選擇電路92。
行分割數(shù)寄存器81是保持行分割數(shù)("4")的寄存器，該行分割數(shù) 是用于表示CCD1中的一行量的像素數(shù)據(jù)以幾次水平同步定時輸出的參 數(shù)，該值通過CPU11設(shè)定。另外，行分割數(shù)被存儲在上述程序存儲器12 中。
像素組計數(shù)器83是用于判斷通過A/D變換器5被數(shù)字化的像素數(shù)據(jù) 屬于各個像素組中的哪一組(第幾組)的像素數(shù)據(jù)的計數(shù)器(本發(fā)明的第 2計數(shù)單元)。像素組計數(shù)器83在按照基準(zhǔn)時鐘每次輸入像素數(shù)據(jù)時增加 計數(shù)值，并且該計數(shù)值為與像素組的構(gòu)成像素數(shù)(在此為4像素)對應(yīng)的 "0" "3"，在計數(shù)值達(dá)到"3"時，下一個計數(shù)值返回到"0"，反復(fù) 增加。
另外，由于CCD1的實際的水平像素數(shù)為16像素以上，因此通過A/D 變換器5被數(shù)字化的像素數(shù)據(jù)為圖6A中所沒有表示的第5行、第9行、 第13行…時，像素組計數(shù)器83的計數(shù)值也為"0"。
行計數(shù)器84是用于確定這一次讀出為一循環(huán)中的哪一個分割行(圖 6A、圖6B中為第n行)的計數(shù)器(本發(fā)明的第l計數(shù)器單元)。行計數(shù)
器84在按照基準(zhǔn)時鐘每當(dāng)輸入了 1分割行量的像素數(shù)據(jù)時增加計數(shù)值， 并且該計數(shù)值與上述像素組計數(shù)器83同樣為"0" "3"，在計數(shù)值達(dá) 到"3"時，下一個計數(shù)值返回到"0"而反復(fù)增加。
偏移位置寄存器82是保持用于得知所輸入的像素數(shù)據(jù)為上述各個像 素組的哪一個位置的像素的數(shù)據(jù)的偏移數(shù)據(jù)100的寄存器(本發(fā)明的偏移 位置存儲單元)。偏移數(shù)據(jù)100如圖3所示，為表示與上述像素組計數(shù)器 83的值(像素組計數(shù)值)和上述行計數(shù)器84的值(行計數(shù)值)對應(yīng)的偏 移位置的表格數(shù)據(jù)，被存儲在上述程序存儲器12中，并且通過CPU11被 設(shè)定。
基地址生成電路85是生成成為寫入地址的基準(zhǔn)的基地址的本發(fā)明的 基地址生成單元，是在每次上述像素組計數(shù)器83的計數(shù)值復(fù)位為"0"時， 從第一乘法器87輸出的上述行分割數(shù)寄存器81中設(shè)定的行分割數(shù)("4") 的二次方值，以相當(dāng)于像素組的像素數(shù)("4" ) X 1周期的行分割數(shù)("4") 的值("16")為單位增加自己所保持的基地址值，并將其輸出。
偏移位置選擇電路86從被保持在上述偏移位置寄存器82中的偏移數(shù) 據(jù)，選擇與上述行計數(shù)值和上述像素組計數(shù)值對應(yīng)的偏移位置。
第二乘法器88將保持在上述行分割數(shù)寄存器81中的行分割數(shù)("4") 與上述像素組計數(shù)器83的計數(shù)值("0" "3")相乘，算出所輸入的 像素數(shù)據(jù)的像素所屬的像素組的起始位置(圖6A中各像素組的左端的像 素位置)。
加法器89是本發(fā)明的加法單元，通過將由上述的基地址生成電路85 所生成的基地址、由第2乘法器88算出的像素組的起始位置和由偏移位 置選擇電路86所選擇的偏移位置相加，生成被數(shù)字化的像素數(shù)據(jù)的寫入 地址、即CCD1以所有像素讀出模式驅(qū)動時所使用的上述水平行分割用寫 入地址a，向行緩沖器寫入地址選擇電路92輸出。
另一方面，像素計數(shù)器90是每次像素數(shù)據(jù)按照基準(zhǔn)時鐘輸入到信號 處理部4時增加計數(shù)值的單純的計數(shù)器，在生成與從加法器89輸出的水 平行分割用寫入地址a不同的、CCD1以像素相加模式驅(qū)動時使用的上述 通常寫入地址b后，輸出到行緩沖器寫入地址選擇電路92。像素相加模式 寄存器91是存儲表示當(dāng)前設(shè)定的CCD1的驅(qū)動模式的種類的值的寄存器，
該值通過CPU11被適當(dāng)改寫。
行緩沖器寫入地址選擇電路92是按照通過上述像素相加模式寄存器 91中存儲的值所表示的CCD1的驅(qū)動模式的種類，選擇向上述數(shù)據(jù)分開電 路6輸出的寫入地址的電路，按照上述驅(qū)動模式是所有像素讀出模式期間 則輸出從加法器89輸出的水平行分割用寫入地址a，是像素相加模式期間 則輸出從像素計數(shù)器90輸出的通常的寫入地址b的方式工作。
圖4是表示CCD1在所有像素讀出模式下被驅(qū)動期間，讀出圖6A所 示的CCD1的一行量(在此為16像素)的像素數(shù)據(jù)時的地址生成電路8 的各部分的動作、以及此時在地址生成電路8的內(nèi)部生成的水平行分割用 寫入地址和通常寫入地址的時序圖。
如圖所示，在以基準(zhǔn)定時輸入像素數(shù)據(jù)的期間，在每次分割行變化(在 此每次像素數(shù)據(jù)輸入4像素)時行寄存器84的值反復(fù)在"0" "3"變 化。另一方面，在各分割行的讀出期間中，在每次輸入像素數(shù)據(jù)時，像素 組計數(shù)器83的值反復(fù)在"0" "3"變化，并且由第二乘法器88算出的 像素組的起始位置反復(fù)在"0" 、 "4" 、 "8" 、 "12"變化。此外，關(guān) 于從上述基地址生成電路85輸出的基地址，由于在此由各分割行讀出的 圖像數(shù)為4像素(l組量)，因此始終為"0"。另外，實際上由各分割行 讀出的圖像數(shù)為4像素以上，因此在同一分割行的讀出期間內(nèi)，在上述像 素組計數(shù)器83的計數(shù)值被復(fù)位為"0"時，基地址變化為"0" 、 "16"、 "32，，…。
此外，在開始讀出時，首先在分割行的第一行的像素R1、 G4、 G5、 G8的數(shù)據(jù)的讀出期間a中，在每次像素數(shù)據(jù)被數(shù)字化時，通過偏移位置 選擇電路86所選擇的偏移位置按"0" 、 "3" 、 "0" 、 "3"的順序變 化，從而通過加法器89生成的水平行分割用寫入地址a(『基地址J +『像 素組的起始位置』+『偏移位置』)按"0" 、 "7" 、 "8" 、 "15"的 順序變化。
此外，在第一行的像素R2、 G3、 R6、 G7的數(shù)據(jù)的讀出期間b中，上 述偏移位置按照"2" 、 "1" 、 "2" 、 "1"的順序變化，從而水平行分 割用寫入地址a按"2" 、 "5" 、 "10" 、 "13"的順序變化。以后，水 平行分割用寫入地址a，在第3行的像素的數(shù)據(jù)的讀出期間c中變化為"1"、"6"、 "9"、 "14"，在第4行的像素的數(shù)據(jù)的讀出期間d中變化為"3"、
4 ,， "11" "12"
另一方面，與上述并行，在所有讀出期間a d中，像素計數(shù)器90通 過像素數(shù)據(jù)每次輸入到信號處理部4時反復(fù)進(jìn)行單純的增加，通常寫入地 址b變化為"1" 、 "2" 、 "3" 、 "4"，但如上所述，在所有像素讀出 模式中，通過行緩沖器寫入地址選擇電路92選擇水平行分割用寫入地址a， 因此從地址生成電路8將水平行分割用寫入地址a作為最終的寫入地址輸 出到上述數(shù)據(jù)分開電路6。
圖5A以及圖5B為表示其間的行緩沖器7中的像素數(shù)據(jù)的存儲狀態(tài) 的變化的遷移圖，圖5A為第1行的讀出期間a的結(jié)束時刻的狀態(tài)，圖5B 圖5D為從第2行的讀出期間b到第4行的讀出期間d的各結(jié)束時刻的狀 態(tài)。
也即，如圖6A以及圖6B所示，在所有像素讀出模式中，從上述CCD1 輸出的攝像信號，即使為以與實際的像素配置不同的順序生成的攝像信 號，也能在將其依次變換為像素數(shù)據(jù)的期間，對一行量的每一個像素數(shù)據(jù) 在與實際的像素配置相同的順序重新排列各圖像數(shù)據(jù)的狀態(tài)下依次存儲 到行緩沖器7。
因此，在上述圖像處理電路9中，能夠通過行緩沖器7依次輸入構(gòu)成 原始數(shù)據(jù)(Bayerdata)的每行的攝像數(shù)據(jù)，在所有像素讀出模式中也能高 效地進(jìn)行插補處理或YUV變換等的圖像處理。
接下來，按照圖7的流程圖，對在以上的數(shù)碼相機(jī)中電源接通后CPU11 執(zhí)行的處理步驟進(jìn)行說明。
CPU11在數(shù)碼相機(jī)的電源接通的同時開始動作，之后確認(rèn)當(dāng)前的動作 模式(基本動作模式)(步驟S1)。另外，電源剛剛接通之后的動作模式 例如是預(yù)先決定的動作模式，或者是獨立設(shè)定有記錄模式設(shè)定用和再生模 式—設(shè)定用的鍵、且在上述模式是具有電源接通功能的結(jié)構(gòu)的情況下還與電 源接通操作中所使用的鍵對應(yīng)的動作模式。
之后，在動作模式為再生模式的情況下(步驟Sl中"再生")，向 顯示所記錄的任意圖像的處理轉(zhuǎn)移(步驟S2)。此外，在動作模式為記錄 模式的情況下(在步驟Sl為"記錄")，分別開始基于像素相加模式的CCD1的驅(qū)動、上述的地址生成電路8中的通常寫入地址的生成(輸出) 以及直通圖像顯示(步驟S3 S5)。
之后，在直通圖像的顯示中即攝影待機(jī)狀態(tài)下，通過按下錄像按鈕指 示開始運動圖像的記錄(步驟S6中為"是")，分別開始在基于運動圖 像記錄時的幀速率而進(jìn)行的像素相加模式下的CCD1的驅(qū)動(步驟S7)、 基于地址生成電路8生成的通常寫入地址的生成(步驟S8)。由此，以每 行按照保持從CCD1的輸出順序的狀態(tài)將在CCD1的內(nèi)部相加后的各像素 的信號電荷的數(shù)據(jù)保存在行緩沖器7中。而且，通過行緩沖器7按每行被 發(fā)送到圖像處理電路9，在此實施規(guī)定的圖像處理后，將基于被保存在 DRAM10中的圖像數(shù)據(jù)的幀圖像記錄在規(guī)定的圖像存儲器中(步驟S9)， 并且進(jìn)行基于上述圖像數(shù)據(jù)的直通圖像的顯示(步驟SIO)。
以后，在錄像結(jié)束之前，例如再次按下錄像按鈕之前，或經(jīng)過規(guī)定的 全部錄像時間之前，或在規(guī)定的圖像存儲器的空余容量用盡之前反復(fù)進(jìn)行 步驟S7 步驟S10的處理(步驟Sll否)。之后，如果錄像結(jié)束(步驟 Sll是)，則返回到步驟S3而進(jìn)行攝影指示等待。
此外，在攝影待機(jī)狀態(tài)下，在為通過按下快門鍵的靜止圖像的攝影指 示時(步驟S12是)，首先確認(rèn)是否設(shè)定高靈敏度攝影模式作為該時刻的 靜止圖像攝影模式(步驟S13)。在此，高靈敏度攝影模式如上所述那樣， 通過用戶所進(jìn)行的模式選擇由手動設(shè)定，或者按照攝影狀況通過CPUU 自動地被設(shè)定。
另外，雖然未圖示，但高靈敏度攝影模式的自動設(shè)定，基于在處于被 設(shè)定為通常攝影模式的狀態(tài)時之前所顯示的直通圖像的亮度信息進(jìn)行。例 如，被攝體的明亮度非常暗且通過AE控制不能得到適當(dāng)?shù)钠毓獾那闆r、 或通過AE控制所引起的曝光時間比規(guī)定時間長，擔(dān)心手抖動或被攝體搖 擺的情況下，被自動地設(shè)定。
而且，在靜止圖像攝影模式為高靈敏度攝影模式的情況下(步驟S13 中是)，面向記錄用靜止圖像的取得而以像素相加模式驅(qū)動CCD1 (步驟 S14),使地址生成電路8生成通常寫入地址(步驟S15)。由此，按照 在每行保持從CCD1的輸出順序的狀態(tài)將在CCD1的內(nèi)部相加的各像素的 信號電荷的數(shù)據(jù)保存在行緩沖器7中。之后，通過行緩沖器7按每行送到圖像處理電路9，在此實施規(guī)定的圖像處理之后，將基于保存在DRAMIO 中的圖像數(shù)據(jù)的靜止圖像記錄在規(guī)定的圖像存儲器中(步驟S16)。之后， 返回到步驟S3，進(jìn)行攝影指示等待。
此外，在靜止圖像攝影模式不是高靈敏度攝影模式而是通常攝影模式 的情況下(步驟S13否)，面向記錄用靜止圖像的取得而以所有像素讀出 模式驅(qū)動CCD1 (步驟S17)，使地址生成電路8生成水平行分割用寫入 地址(步驟S18)。由此，按照在每行具有與感光面上的實際的像素配置 對應(yīng)的順序的方式，將CCD1的所有像素的信號電荷的數(shù)據(jù)保存在行緩沖 器7中。之后，通過行緩沖器7按每行送給圖像處理電路9，在此實施規(guī) 定的圖像處理后，將基于保存在DRAMIO中的圖像數(shù)據(jù)的靜止圖像記錄 在規(guī)定的圖像存儲器中(步驟S19)。之后，返回到步驟S3，進(jìn)行攝影指
不等待。
在此，在以上說明的本實施方式中，CCD1以所有像素讀出模式驅(qū)動 時，將4次的水平同步定時作為一個周期來輸出一行中的像素的信號電荷， 此時對以4像素作為一個像素組進(jìn)行處理的方式進(jìn)行了說明，雖然分割行 數(shù)和像素組的像素數(shù)一致，但在采用該數(shù)目不同的方式的其他CCD的情 況下，如果如下述那樣變更上述的地址生成電路8的結(jié)構(gòu)，則能夠與其對 應(yīng)。
艮口，分別變更在行分割數(shù)寄存器81以及偏移位置寄存器82中設(shè)定的 參數(shù)即行分割數(shù)以及偏移數(shù)據(jù)100的值，并且變更像素組計數(shù)器83以及 行計數(shù)器84的最大計數(shù)值即可。也即能夠不變更基本結(jié)構(gòu)，而通過微小 的變更也能與其他CCD容易對應(yīng)。
此外，關(guān)于地址生成電路8的具體結(jié)構(gòu)，并不限定于圖2所示的結(jié)構(gòu)， 如上所述，如果能夠在對從CCD1輸出的攝像信號依次進(jìn)行像素數(shù)據(jù)的變 換期間，按每一行量的像素數(shù)據(jù)，在以與實際的像素配置相同的順序重新 排列的狀態(tài)下將上述信號依次保存在行緩沖器7中，則變更為其他的結(jié)構(gòu) 也沒有關(guān)系。
在此，對本發(fā)明的其他實施方式進(jìn)行說明。在上述的實施方式中，對 下述情況進(jìn)行了說明，即在以所有像素讀出模式驅(qū)動時，將從CCD1輸出 的攝像信號依次變換為像素數(shù)據(jù)的期間所變換的一行量的像素數(shù)據(jù)，以與實際的像素配置相同的順序重新排列的狀態(tài)下，將其存儲在行緩沖器7中， 但也可與其不同而如下所述。即，也可按照變換的順序?qū)⒁恍辛康南袼財?shù)
據(jù)暫時存儲在行緩沖器7中，并且在一行量的像素數(shù)據(jù)齊備的時刻，以與 實際的像素配置相同的順序(排列順序)讀出一行量的像素數(shù)據(jù)，也即一 邊在與讀出同時進(jìn)行重新排列， 一邊輸入到圖像處理電路9。關(guān)于其他的 實施方式，即使在所有像素讀出模式中，從上述CCD1輸出的攝像信號為 根據(jù)以與實際的像素配置不同的順序的信號電荷生成的攝像信號，也能在 所有像素讀出模式中高效地進(jìn)行插補處理或YUV變換等的圖像處理。
關(guān)于此時的具體的結(jié)構(gòu)，例如圖8所示，廢止上述的數(shù)據(jù)分開電路6 (圖l)，并且在行緩沖器7和圖像處理電路9之間，設(shè)置有用于在行緩 沖器7中存儲有一行量的像素數(shù)據(jù)的時刻，從行緩沖器7選擇地讀出存儲 在規(guī)定地址位置的像素數(shù)據(jù)的讀出電路(讀出單元)13。進(jìn)而，也可設(shè)置 包括第1讀出地址生成電路14、第2讀出地址生成電路15和讀出地址選 擇電路16的其他地址生成電路，來代替上述地址生成電路8，其中上述第 1讀出地址生成電路14，依次生成用于以與實際的像素配置相同的順序(排 列順序)讀出暫時存儲在行緩沖器7的一行量的像素數(shù)據(jù)的水平行分割用 讀出地址，上述第2讀出地址生成電路15，依次生成用于以保持原狀的順 序讀出暫時存儲在行緩沖器7中的一行量的像素數(shù)據(jù)的通常讀出地址，上 述讀出地址選擇電路16用于選擇性地分別向上述讀出電路供給地址，在 CCD1的驅(qū)動模式為所有像素讀出模式的期間供給上述第1讀出地址生成 電路14生成的水平行分割用讀出地址，在CCD1的驅(qū)動模式為像素相加 模式的期間供給上述第2讀出地址生成電路15生成的通常讀出地址。
此時，上述其他地址生成電路可以為任意的結(jié)構(gòu)，但應(yīng)依次供給到上 述讀出電路的讀出地址對所有的行來說都是相同的，此外，上述水平分割 用讀出地址成為各個的前后關(guān)系以4像素組為一個周期并以同一模式變 化，而且按每一周期每次增加"16"的地址。因此，作為上述第l讀出地 址生成電路具有下述結(jié)構(gòu)，即包括例如預(yù)先依次將16像素量的基本的 基本讀出地址存儲的寄存器；依次讀出基本讀出地址的電路；生成在每次 讀出像素數(shù)達(dá)到16像素時每次增加"16"的基地址("0"、 "16"、 "32"、…) 的電路；和將上述基本讀出地址和上述基地址相加的電路等，將基本讀出 地址和基地址之間的相加結(jié)果生成為上述水平行分割用讀出地址的結(jié)構(gòu)。
此外，在以上的說明中，對采用專用的電路生成向上述數(shù)據(jù)分開電路 6供給的寫入地址、或向讀出電路供給的讀出地址的情況進(jìn)行了描述，但
也可進(jìn)行在上述CUP11等中生成或取得寫入地址或讀出地址，將上述地 址供給到數(shù)據(jù)分開電路6或讀出電路的動作。
此外，在本實施方式中，如上所述，對下述情況的數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行了說 明，即例如在被攝體的明亮度非常暗且通過AE控制不能得到適當(dāng)?shù)钠毓?的情況，或AE控制所得到的曝光時間比規(guī)定時間長且擔(dān)心手抖動或被攝 體搖擺的情況下，自動地設(shè)定高靈敏度攝影模式作為靜止圖像攝影模式的 數(shù)碼相機(jī)，但在數(shù)碼相機(jī)具有陀螺傳感器等的手抖動檢查用的任意傳感器 的情況下，也可具有例如在按下快門鍵的時刻通過上述傳感器判斷是否檢 測到手抖動，在檢測出手抖動時，自動地將靜止圖像攝影模式設(shè)定為高靈 敏度攝影模式的結(jié)構(gòu)。
此外，在以上的說明中，對將本發(fā)明適用于數(shù)碼相機(jī)的情況進(jìn)行了說 明，但如果具備CCD等，該CCD具有將所有像素的信號電荷在每水平行 作為多次的分割行信號(將多次的水平同步定時作為一個周期)輸出的特 定構(gòu)造，則本發(fā)明也可使用于數(shù)碼攝像機(jī)、帶照相機(jī)的攜帶電話終端、帶 照相機(jī)的PDA等的其他的攝像裝置。
權(quán)利要求
1、一種攝像裝置，具備固體攝像元件，其將由光電變換元件構(gòu)成的像素二維排列，并且以與感光面上的像素的排列順序不同的規(guī)定排列順序輸出這些像素的信號電荷；變換單元，其將從該固體攝像元件以所述規(guī)定排列順序輸出的像素的信號電荷依次變換為像素數(shù)據(jù)；存儲單元，其存儲通過該變換單元變換后的像素數(shù)據(jù)；地址取得單元，其取得在將通過所述變換單元變換后的像素數(shù)據(jù)存儲到所述存儲單元時使用的寫入地址，該寫入地址用于將具有所述規(guī)定排列順序的各個像素數(shù)據(jù)以與固體攝像元件的感光面上的排列順序相同的排列順序存儲到所述存儲單元中；和存儲控制單元，其按照通過所述地址取得單元取得的寫入地址，將通過所述變換單元變換后的像素數(shù)據(jù)存儲到所述存儲單元中。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的攝像裝置，其特征在于， 所述固體攝像元件以所述規(guī)定排列順序按每個水平行輸出所述像素的信號電荷，所述變換單元將從所述固體攝像元件以所述規(guī)定排列順序按每個水 平行輸出的像素的信號電荷依次變換為像素數(shù)據(jù)，所述存儲單元存儲通過所述變換單元變換后的一水平行量的像素數(shù)據(jù)，所述地址取得單元取得通過所述變換單元變換后的一水平行量的像 素數(shù)據(jù)的所述寫入地址。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝像裝置，其特征在于， 所述固體攝像元件通過將一水平行量的信號電荷分割為多次的分割行信號后輸出，從而以與感光面上的像素的排列順序不同的規(guī)定排列順序 輸出一水平行量的信號電荷。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的攝像裝置，其特征在于，所述固體攝像元件中的各個水平行的像素以規(guī)定數(shù)目為單位被分組 化，并且，從所述固體攝像元件輸出的多次的分割行信號由以所述規(guī)定數(shù) 目為單位的各組中規(guī)定像素數(shù)量的信號電荷構(gòu)成，所述地址取得單元，基于各像素數(shù)據(jù)的變換源的分割行信號的輸出順 序、和包括各像素數(shù)據(jù)所對應(yīng)的像素的組在水平行上的組順序，取得各像 素數(shù)據(jù)的寫入地址。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的攝像裝置，其特征在于，所述地址取得單元包括偏移位置存儲單元，其存儲偏移數(shù)據(jù)，該偏移數(shù)據(jù)表示與任意的所述 輸出順序和任意的所述組順序這雙方對應(yīng)的規(guī)定的偏移位置、即各像素數(shù) 據(jù)所對應(yīng)的各像素在組內(nèi)的位置；第一計數(shù)單元，其對所述輸出順序進(jìn)行計數(shù)；第二計數(shù)單元，其以規(guī)定的組數(shù)為單位對所述組順序進(jìn)行反復(fù)計數(shù)； 基地址生成單元，其生成基地址，該基地址成為各像素數(shù)據(jù)的寫入地址的基準(zhǔn)，且與所述第二計數(shù)單元所進(jìn)行的組順序的計數(shù)的反復(fù)次數(shù)對應(yīng)；禾B加法單元，其將偏移位置、由所述基地址生成單元生成的基地址、和 包括各像素數(shù)據(jù)所對應(yīng)的像素的組的起始像素在水平行內(nèi)的位置即組起 始位置相加，所述偏移位置是所述偏移位置存儲單元中存儲的偏移數(shù)據(jù)所 表示的位置，與由所述第一計數(shù)單元計數(shù)的輸出順序以及由所述第二計數(shù) 單元計數(shù)的組順序?qū)?yīng)；所述存儲控制單元按照由所述地址取得單元的加法單元取得的相加 結(jié)果即寫入地址，將通過所述變換單元變換后的像素數(shù)據(jù)存儲到所述存儲 單元中。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其特征在于， 具備驅(qū)動模式設(shè)定單元，其將用于對多個像素的信號電荷以相加后的狀態(tài) 讀出的像素相加模式、和用于對所有像素的信號電荷在未進(jìn)行相加的情況 下讀出的所有像素讀出模式中的任一模式，設(shè)定為所述固體攝像元件的驅(qū) 動模式；和 驅(qū)動模式判定單元，其判定由該驅(qū)動模式設(shè)定單元設(shè)定的固體攝像元件的驅(qū)動模式；所述地址取得單元在通過所述驅(qū)動模式判定單元判定固體攝像元件 的驅(qū)動模式是所有像素讀出模式時，取得在將通過所述變換單元變換后的 像素數(shù)據(jù)存儲到所述存儲單元時使用的寫入地址，該寫入地址用于將具有 所述規(guī)定排列順序的各個像素數(shù)據(jù)以與固體攝像元件的感光面上的排列 順序相同的排列順序存儲到所述存儲單元中。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的攝像裝置，其特征在于， 所述地址取得單元在通過所述驅(qū)動模式判定單元判定固體攝像元件的驅(qū)動模式是像素相加模式時，取得在將通過所述變換單元變換后的像素 數(shù)據(jù)存儲到所述存儲單元時使用的寫入地址，該寫入地址用于使各個像素 數(shù)據(jù)按照通過所述變換單元變換后的順序存儲到所述存儲單元中。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的攝像裝置，其特征在于， 具備攝影模式設(shè)定單元，其設(shè)定靜止圖像攝影模式作為攝影模式， 所述驅(qū)動模式設(shè)定單元在通過所述攝影模式設(shè)定單元設(shè)定了靜止圖像攝影模式時，將固體攝像元件的驅(qū)動模式設(shè)定為所述所有像素讀出模 式。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的攝像裝置，其特征在于， 具備攝影模式設(shè)定單元，其設(shè)定運動圖像攝影模式或高靈敏度靜止圖像攝影模式中的至少任一方作為攝影模式，所述驅(qū)動模式設(shè)定單元在通過所述攝影模式設(shè)定單元設(shè)定為運動圖 像攝影模式或高靈敏度靜止圖像攝影模式中的至少任一方時，將固體攝像 元件的驅(qū)動模式設(shè)定為所述像素相加模式。
10、 一種攝像裝置，具備固體攝像元件，其將由光電變換元件構(gòu)成的像素二維排列，并且以與 感光面上的像素的排列順序不同的規(guī)定排列順序輸出這些像素的信號電 荷；變換單元，其將從該固體攝像元件以所述規(guī)定排列順序輸出的像素的信號電荷依次變換為像素數(shù)據(jù)；存儲單元，其存儲通過該變換單元變換后的像素數(shù)據(jù)； 地址取得單元，其取得讀出地址，該讀出地址用于將該存儲單元中存 儲的具有所述規(guī)定排列順序的各像素數(shù)據(jù)以固體攝像元件的感光面上的排列順序讀出；和讀出單元，其從所述存儲單元按順序讀出通過該地址取得單元取得的讀出地址中存儲的像素數(shù)據(jù)。
11、 一種攝像方法，是具備固體攝像元件的攝像裝置的攝像方法，該 固體攝像元件將由光電變換元件構(gòu)成的像素二維排列，并且以與感光面上 的像素的排列順序不同的規(guī)定排列順序輸出這些像素的信號電荷，該攝像方法包括將從所述固體攝像元件以所述規(guī)定排列順序輸出的像素的信號電荷依次變換為像素數(shù)據(jù)的步驟；取得針對變換后的像素數(shù)據(jù)的寫入地址的步驟，該寫入地址用于將具 有所述規(guī)定排列順序的各個像素數(shù)據(jù)以與固體攝像元件的感光面上的排 列順序相同的排列順序存儲；禾B按照所取得的寫入地址將變換后的像素數(shù)據(jù)存儲到存儲單元中的步驟。
12、 一種攝像方法，是具備固體攝像元件的攝像裝置的攝像方法，該 固體攝像元件將由光電變換元件構(gòu)成的像素二維排列，并且以與感光面上 的像素的排列順序不同的規(guī)定排列順序輸出這些像素的信號電荷，該攝像方法包括將從所述固體攝像元件以所述規(guī)定排列順序輸出的像素的信號電荷依次變換為像素數(shù)據(jù)的步驟；將變換后的像素數(shù)據(jù)存儲到存儲單元中的步驟；取得讀出地址的步驟，該讀出地址用于將所述存儲單元中存儲的具有 所述規(guī)定排列順序的各像素數(shù)據(jù)以固體攝像元件的感光面上的排列順序 讀出；禾口從所述存儲單元讀出存儲在所取得的讀出地址的像素數(shù)據(jù)的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種攝像裝置及攝像方法，在所有像素讀出模式下驅(qū)動時，從CCD1輸出在各水平同步定時中與實際的像素配置不同的順序的信號電荷構(gòu)成的攝像信號的期間，通過數(shù)據(jù)分開電路(6)將采用A/D變換器(5)依次數(shù)據(jù)化后的各像素數(shù)據(jù)每次一行量再生存儲在行緩沖器(7)中。此時，在地址生成電路(8)中，對每個圖像數(shù)據(jù)生成用于使行緩沖器(7)中的各圖像數(shù)據(jù)的排列順序為與實際的像素配置相同的排列順序的寫入地址，分為按所生成的寫入地址的行緩沖器(7)的規(guī)定的地址位置并使各圖像數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)分開電路(6)中。
文檔編號H04N5/335GK101197950SQ20071019694
公開日2008年6月11日 申請日期2007年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月8日
發(fā)明者西本正輝 申請人:卡西歐計算機(jī)株式會社