JP4573725B2

JP4573725B2 - 複数光学系を有する撮像装置

Info

Publication number: JP4573725B2
Application number: JP2005223463A
Authority: JP
Inventors: 秀夫中村; 岳治堀籠; 正夫小林; 和安倉田
Original assignee: イーストマンコダックカンパニー
Priority date: 2005-08-01
Filing date: 2005-08-01
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2025-08-01
Also published as: US7623177B2; US20070024737A1; JP2007043337A

Description

本発明はデジタルカメラ等の撮像装置に関し、特にシーンを撮影する複数の光学系を備える撮像装置に関する。

現在、多くのデジタルカメラがズームレンズと単一イメージセンサを備え、静止画や動画を撮影している。撮影された画像はデジタル的に処理されてデジタル画像ファイルが生成され、デジタルカメラ内のメモリに記憶される。デジタル画像ファイルは次にコンピュータに転送されて表示され、あるいはプリンタに転送されて印刷される。

小さなサイズと大きな光学ズーム範囲がデジタルカメラの望ましい仕様として要求される。ユーザは、限定されたズーム範囲よりも大きなズーム範囲を好む。しかしながら、撮影画像の画質を犠牲にすることなく大きなズーム範囲レンズを備えるとデジタルカメラのサイズが増大してしまう。光学一眼レフカメラのような高価なカメラにおいては、例えば２８ｍｍ−７０ｍｍズームレンズと７０ｍｍ−２１０ｍｍズームレンズのような複数の交換レンズを用いることが可能であるが、コンパクトなデジタルカメラではユーザにとり不便である。

いくつかのデジタルカメラは一つのカラー画像を生成するために単一のレンズ及び複数のイメージセンサを用いている。被写体からの光はプリズムビームスプリッタにより複数のカラーに分離され、複数のモノクロイメージセンサがＲ，Ｇ，Ｂのカラー画像を撮像するために用いられる。

また、従来において、ステレオフィルムカメラ及びステレオデジタルカメラも知られている。これらのカメラは焦点距離が同じで水平方向に離間配置された２つのレンズを有し、シーンのわずかに異なる画像をフィルムの２つのフレーム、あるいは２つのイメージセンサに形成する。２つの画像はいわゆるステレオ対をなす。２つのレンズは同一拡大率となるように設計され、ステレオ効果を得るためにイメージセンサ上に左目と右目の画像を形成すべく同時に使用される。

コンパクトなデジタルカメラにおいて、レンズ交換の手間をかけることなく大きなズーム範囲を得るためには、互いに焦点距離の異なる複数のレンズをデジタルカメラに搭載し、これらをズーム位置に応じて使い分けることが好適である。但し、例えば焦点距離の異なる２つのレンズをカメラに搭載した場合、それぞれの焦点距離をどのように設定するか、及び２つのレンズをどのように切り替えるがが重要となる。デジタルカメラでは、光学ズームのみならず、デジタル画像データを電子的にズームアップできる電子ズーム機能が可能だからである。

下記に示す特許文献１には、単一のレンズ及び単一のイメージセンサを備えたカメラにおいて、電子ズームと光学ズームを駆動して画角を決定し、画角を保持しながら光学ズームの比率を増大させていくことが記載されている。

また、下記に示す特許文献２には、光学ファインダとズームファインダを備えたカメラにおいて、これらを適宜切り替えること、電子ファインダから光学ファインダの切り替え時には、その画角が一致するように光学ファインダ系のレンズを撮影レンズに連動させて駆動することが記載されている。

特開平１０−４２１８３号公報特開２００３−２８３９１０号公報

上記従来技術は、いずれも単一のレンズ及び単一のイメージセンサを備えたカメラであり、シーンを撮影するための複数の光学系を備えたカメラシステムではない。したがって、当然ながら複数の光学系をいかに切り替えるかについて開示されていない。

２つのレンズとして固定焦点距離レンズとズームレンズを備えたデジタルカメラを想定する。これら２つのレンズの切り替えは以下のように行われることが想定される。すなわち、固定焦点距離レンズの焦点距離とズームレンズの最小焦点距離との間の焦点距離ギャップを、固定焦点距離レンズで得られたデジタル画像の電子ズームで補間する。カメラにはズーム位置を設定するためのズーム設定手段（ズームボタン）が搭載され、ユーザはこのズーム設定手段をワイド側、あるいはテレ側に設定することで所望のズーム位置で撮影することができる。ユーザがカメラに搭載されたズーム設定手段を「テレ」に設定した場合、固定焦点距離レンズで得られたデジタル画像を電子的にズームアップし、電子ズームの望遠端に達した時点でズームレンズに切り替え、その後はズームレンズで光学ズームを行う。また、ユーザがズーム設定手段を操作して「ワイド」に設定した場合、ズームレンズで得られたデジタル画像を光学的にズームダウンし、ズームレンズの最小焦点距離に達した時点で固定焦点距離レンズの電子ズームに切り替え、その後は固定焦点距離レンズのズームダウンを行う。

このように、２つのレンズを備えたデジタルカメラではそれぞれのレンズに対応させてＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子が設けられるが、これらの撮像素子をそれぞれに対応させて設けられたドライバで駆動する構成は電力を要し、バッテリでのデジタルカメラ駆動時間の短縮を招くおそれがある。したがって、複数光学系を備えたデジタルカメラでは、いかに複数の撮像素子を効率的に駆動するかがユーザの使い勝手を大きく左右する重要な技術課題となる。

本発明の目的は、複数光学系を有する撮像装置において、複数の撮像素子を効率的に駆動して電力消費を低減することにある。

本発明は、相対的に画角の広い、第１レンズ及び第１撮像素子を含む画角可変の第１撮像光学系と、相対的に画角の狭い、第２レンズ及び第２撮像素子を含む画角可変の第２撮像光学系と、ズーム位置を設定するユーザ操作手段と、前記ユーザ操作手段で設定された前記ズーム位置に応じて前記第１撮像光学系からの画像信号と前記第２撮像光学系からの画像信号のいずれかを出力する制御手段であって、前記ズーム位置が所定の第１しきいズーム位置より広角側の第１ズーム範囲内にある場合に前記前記第１撮像光学系からの画像信号を出力するとともに前記第２撮像素子を動作停止状態に制御し、前記ズーム位置が前記第１しきいズーム位置より望遠側の第２ズーム範囲内にある場合に前記第２撮像光学系からの画像信号を出力するとともに前記第１撮像素子を動作停止状態に制御する制御手段とを有することを特徴とする。

また、本発明は、相対的に画角の広い、第１レンズ及び第１撮像素子を含む画角可変の第１撮像光学系と、相対的に画角の狭い、第２レンズ及び第２撮像素子を含む画角可変の第２撮像光学系と、ズーム位置を設定するユーザ操作手段と、前記ユーザ操作手段で設定された前記ズーム位置に応じて前記第１撮像光学系からの画像信号と前記第２撮像光学系からの画像信号のいずれかを出力する制御手段であって、前記ズーム位置が所定の第１しきいズーム位置より広角側の第１ズーム範囲内にあり、かつ前記第１しきいズーム位置よりも広角側の第２しきいズーム位置よりも広角側である場合に前記第１撮像光学系からの画像信号を出力するとともに前記第２撮像素子を動作停止状態に制御し、前記ズーム位置が前記第１しきいズーム位置よりも望遠側の第２ズーム範囲内にある場合に前記第２撮像光学系からの画像信号を出力するとともに前記第１撮像素子を動作停止状態に制御する制御手段とを有することを特徴とする。

なお、本発明において、「動作停止状態」には電源は供給されていても動作していない状態の他、電源自体の供給が遮断される状態も含まれる。

本発明によれば、複数の撮像光学系を備え、いずれかの光学系からの画像信号を選択出力する撮像装置において、選択しない撮像素子を動作停止状態とするため消費電力を低減することができる。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
＜基本構成＞
図１に、本実施形態にかかるデジタルカメラの基本構成ブロック図を示す。デジタルカメラはポータブルなバッテリ駆動のカメラである。デジタルカメラは着脱自在（リムーバブル）なメモリカード５４に記憶される静止画（スチル）デジタル画像を生成する。デジタルカメラは静止画に加え、あるいは静止画と択一的に動画デジタル画像を生成してもよく、動画デジタル画像も同様にメモリカード５４に記憶される。

デジタルカメラは撮像アセンブリを含み、撮像アセンブリは第１イメージセンサ１２上にシーンの画像を結像する固定焦点距離レンズ２と、第２イメージセンサ１４上にそのシーンの画像を結像するズームレンズ３を含む。撮像アセンブリは第１イメージセンサ１２からの第１画像出力と、第２イメージセンサ１４からの第２画像出力を提供する。イメージセンサ１２、１４はアスペクト比及び画素サイズが同一のイメージセンサであり、レンズ２は３５ｍｍフィルム換算焦点距離２２ｍｍの超広角レンズで、ズームレンズ３は３５ｍｍフィルム換算焦点距離４０ｍｍ−１２０ｍｍズームレンズである。

固定レンズ２の焦点距離は超広角視野を提供し、４フィートから無限遠までの被写体に合焦する。従って、固定レンズ２はフォーカス調整を必要としない。固定焦点距離レンズ２はイメージセンサ１２の露光を制御する絞り及びシャッタアセンブリを含む。ズームレンズ３はズーム及びフォーカスモータ５ａにより駆動され、イメージセンサ１４の露光を制御する絞り及びシャッタアセンブリを含む。

イメージセンサ１２、１４はシングルチップのカラーメガピクセルＣＣＤセンサであり、カラー画像を撮影するための公知のベイヤー（Ｂａｙｅｒ）カラーフィルタを用いる。イメージセンサ１２、１４は４：３イメージアスペクト比を有し、３．１有効メガピクセル、２０４８ピクセル×１５３６ピクセルを有する。

コントローラ及びタイミングジェネレータ４０はクロックドライバ１３に信号を供給することで第１イメージセンサ１２を制御し、クロックドライバ１５に信号を供給することで第２イメージセンサ１４を制御する。コントローラ及びタイミングジェネレータ４０はズーム及びフォーカスモータ５ａ並びにシーンを照射するためのフラッシュも制御する。ユーザコントロール４２はデジタルカメラの操作制御に用いられる。

第１イメージセンサ１２からのアナログ出力信号は第１アナログ信号プロセッサ（ＡＳＰ１）２２で相関２重サンプリング等の処理とともに増幅され、アナログマルチプレクサ（アナログＭＵＸ）の第１入力に供給される。第２イメージセンサ１４からの第２アナログ出力信号は第２アナログ信号プロセッサ（ＡＳＰ２）２４で相関２重サンプリング処理とともに増幅され、アナログＭＵＸ３４の第２入力に供給される。アナログＭＵＸ３４の機能は第１イメージセンサ１２からの第１センサ出力あるいは第２イメージセンサ１４からの第２センサ出力のいずれかを選択することであり、これにより撮像アセンブリからの選択されたセンサ出力を後段の部品に供給する。

コントローラ及びタイミングジェネレータ４０は、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換回路３６に第１アナログ信号プロセッサ（ＡＳＰ１）２２あるいは第２アナログ信号プロセッサ（ＡＳＰ２）２４のいずれかの出力を供給するためにアナログＭＵＸ３４を制御する。Ａ／Ｄコンバータ３６から供給されたデジタルデータはＤＲＡＭバッファメモリ３８に記憶され、さらに画像プロセッサ５０で処理される。画像プロセッサ５０で実行される処理は、フラッシュＥＰＲＯＭメモリで構成されるファームウェアメモリに記憶されたファームウェアで制御される。

２つのＡ／Ｄ変換回路がそれぞれ第１アナログ信号プロセッサ（ＡＳＰ１）２２及び第２アナログ信号プロセッサ（ＡＳＰ２）２４の出力に接続される構成でもよく、この場合にはアナログＭＵＸ３４は不要となる。代わりに、デジタルマルチプレクサがＡ／Ｄ変換回路の出力のいずれかを選択するために用いられる。

画像プロセッサ５０で処理されたデジタル画像ファイルはリムーバブルメモリカード５４に記憶される。メモリカード５４はデジタル画像記憶媒体の一種であり、いくつかの異なる物理フォーマットで利用できる。例えば、メモリカード５４は公知のフォーマット、例えばコンパクトフラッシュ（登録商標）、スマートメディア、メモリスティック、ＭＭＣ、ＳＤ、ＸＤメモリカードフォーマットに適用できる。他の形式、例えば磁気ハードドライブ、磁気テープ、光ディスクも使用し得る。あるいは、デジタルカメラはフラッシュＥＰＲＯＭ等の内蔵不揮発性メモリを用いてもよい。このような場合、メモリカード５４は不要である。

画像プロセッサ５０は種々のハウスキーピング及び画像処理機能を実行し、この中にはｓＲＧＢ画像データを生成するためにカラー及びトーン補正によるカラー補間を含む。ｓＲＧＢ画像データは次にＪＰＥＧ圧縮され、ＪＰＥＧ画像データとしてメモリカード５４に記憶される。ｓＲＧＢ画像データは、ＳＣＳＩ接続、ＵＳＢ接続、ＦｉｒｅＷｉｒｅ接続等のホストインタフェースを介してホストＰＣにも供給され得る。ＪＰＥＧファイルはいわゆる「Ｅｘｉｆ」画像フォーマットを用いる。

画像プロセッサ５０は、典型的にはプログラマブル画像プロセッサであるが、ハード結線されたカスタム集積回路プロセッサ、汎用マイクロプロセッサ、ハード結線カスタムＩＣとプログラマブルプロセッサの混合でもよい。

画像プロセッサ５０は低解像度サムネイル画像も生成する。画像が撮影された後、サムネイル画像はカラーＬＣＤ７０に表示される。カラーＬＣＤ７０に表示されるグラフィカルユーザインタフェースはユーザコントロール４２で制御される。

撮像アセンブリはレンズ２，３、イメージセンサ１２，１４、絞りモータ２ａ、ズーム及びフォーカスモータ５ａを含む集積アセンブリでもよい。加えて、クロックドライバ１３，１５、アナログ信号プロセッサ２２，２４、アナログＭＵＸ３４、Ａ／Ｄコンバータ３６も集積アセンブリの一部としてもよい。

図２に、図１の構成におけるレンズ２，３のズーム操作、第１イメージセンサ１２，第２イメージセンサ１４、及びアナログＭＵＸ３４の切替タイミングを示す。図の左から右に向けてズーム位置がワイドからテレに遷移するものとする。ワイド側では固定焦点距離レンズ２（ＦＩＸ）の電子ズームが有効であり、あるズーム位置（第１しきいズーム位置）において固定焦点距離レンズ２の電子ズームからズームレンズ３（ＺｏｏｍＬＥＮＺ）の光学ズーム（ＷＩＤＥからＴＥＬＥ）に切り替わる。ズームレンズ３の光学ズームがあるズーム位置まで遷移した後、ズームレンズ３の電子ズームにさらに切り替わってもよい。第１イメージセンサ１２及び第２イメージセンサ１４はデジタルカメラの電源がＯＮされている限り常に電源ＯＮ状態にあり、動作状態にある。すなわち、ユーザコントロール４２のズームボタンで設定されたズーム位置が固定焦点距離レンズ２の電子ズーム範囲内にある場合、第１イメージセンサ１２は動作中であるが、第２イメージセンサ１４も同時に動作中となる。ズーム位置が固定焦点距離レンズ２の電子ズーム範囲内にある場合、第１イメージセンサ１２からの画像信号がＭＵＸ３４で選択され出力される。また、ズーム位置がズームレンズ３の光学ズーム範囲あるいは電子ズーム範囲内にある場合、第２イメージセンサ１４からの画像信号がＭＵＸ３４で選択され出力される。第２イメージセンサ１４からの画像信号が選択され出力されている間も、第１イメージセンサ１２は動作状態にある。図２の例は最も基本的な動作切替であるが、第１イメージセンサ１２及び第２イメージセンサ１４は常に電源ＯＮ状態であるため消費電力は大きい。

図３に、図１の構成における他の動作切替を示す。ズーム位置が固定焦点距離レンズ２の光学ズーム及び電子ズーム範囲内にある場合、第１イメージセンサ１２は動作状態にあるが、第２イメージセンサ１４は動作停止状態にある。また、ズーム位置がズームレンズ３の電子ズーム範囲内にある場合、第２イメージセンサ１４は動作状態にあるが第１イメージセンサ１２は動作停止状態にある。すなわち、ズーム位置に応じて、使用しないレンズ側のイメージセンサの動作を停止させて消費電力を低減する。

図４に、図１の構成におけるさらに他の動作切替を示す。ズーム位置が固定焦点距離レンズ２の光学ズーム及び電子ズーム範囲内にある場合、第１イメージセンサ１２は動作するが、第２イメージセンサ１４は動作停止状態にある。但し、図３と異なり、固定焦点距離レンズ２の電子ズームからズームレンズ３の光学ズームに切り替わるタイミングの手前（第２しきいズーム位置）で第２イメージセンサ１４は動作停止状態から動作状態に移行する。第１イメージセンサ１２は、固定焦点距離レンズ２の電子ズームからズームレンズ３の光学ズームに切り替わるタイミングで動作状態から動作停止状態に移行する。この例でも、使用しないレンズ側のイメージセンサが動作停止状態となるため電力消費を低減できる。しかも、この例では、固定焦点距離レンズ２の電子ズームからズームレンズ３の光学ズームに切り替わる直前で第２イメージセンサ１４を事前に動作状態に移行させておくため、固定焦点距離レンズ２の電子ズームからズームレンズ３の光学ズームへの切替に伴う時間遅延を解消ないし抑制することができる。第１しきいズーム位置で画像信号の切替及び第１イメージセンサ１２の動作状態と動作停止状態の切替が実行され、第１ズーム位置よりもワイド側にある第２しきいズーム位置で第２イメージセンサ１４の動作停止状態と動作状態の切替が実行されるということができる。

図４では、ユーザがユーザコントロール４２のズームボタンをテレ側に操作して画角をワイド側からテレ側に遷移させる場合であるが、逆にユーザがズームボタンをワイド側に設定して画角をテレ側からワイド側に遷移させる場合、ズームレンズ３の光学ズーム範囲では第２イメージセンサ１４が動作状態であり第１イメージセンサ１２が動作停止状態であるが、第１しきいズーム位置で第１イメージセンサ１２を動作停止状態から動作状態に移行させるのではなく、その手前、つまり第１しきいズーム位置よりもテレ側にある第３しきいズーム位置において事前に第１イメージセンサ１２を動作停止状態から動作状態に移行させる。

＜他の構成１＞
図５に、デジタルカメラの他の構成ブロック図を示す。図１と異なるのは、電源コントロール２５が設けられ、コントローラ及びタイミングジェネレータ４０からの指令により第１イメージセンサ１２及びクロックドライバ１３の電源、並びに第２イメージセンサ１４とクロックドライバ１５の電源を制御する点、及びアナログ信号プロセッサ（ＡＳＰ）を共通化して単一のＡＳＰ２２を設けた点である。第１イメージセンサ１２からの画像信号及び第２イメージセンサ１４からの画像信号はともにアナログ信号プロセッサＡＳＰ２２に供給されて相関２重サンプリング等の処理とともに増幅される。アナログ信号プロセッサＡＳＰ２２は共通化されているため、２つの信号のいずれかを選択するＭＵＸ３４は不要である。アナログ信号プロセッサはＡＳＰ２２で増幅された画像信号はＡ／Ｄコンバータ３６に供給されてデジタル画像信号に変換される。

図６に、図５の構成におけるレンズ２，３、第１イメージセンサ１２、第２イメージセンサ１４、電源コントロール２５の切替を示す。ズーム位置が固定焦点距離レンズ２の電子ズーム範囲内にある場合、第１イメージセンサ１２及びクロックドライバ１３に電源コントロール２５から電源が供給されて動作状態となるが、第２イメージセンサ１４及びクロックドライバ１５には電源コントロール２５から電源が供給されず動作停止状態にある。また、ズーム位置がズームレンズ３の光学ズーム範囲あるいは電子ズーム範囲内にある場合、第２イメージセンサ１４及びクロックドライバ１５に電源が供給されて動作状態にあるが、第１イメージセンサ１２及びクロックドライバ１５には電源が供給されず動作停止状態にある。使用していないレンズ側のイメージセンサ及びクロックドライバへの電源供給を遮断することで、一層の消費電力低減を図ることが可能である。

＜他の構成２＞
図７に、デジタルカメラのさらに他の構成ブロック図を示す。クロックドライバが共有化されてクロックドライバ１５のみで第１イメージセンサ１２及び第２イメージセンサ１４を駆動する。第１イメージセンサ１２からの画像信号及び第２イメージセンサ１４からの画像信号はアナログＭＵＸ３４に供給され、いずれかの画像信号が選択されてアナログ信号プロセッサＡＳＰ２２に供給される。アナログ信号プロセッサＡＳＰ２２は画像信号を増幅してＡ／Ｄコンバータ３６に供給する。クロックドライバ１５のみで２つのイメージセンサ１２，１４を駆動するため、消費電力を低減できる。

図８に、図７の構成における第１イメージセンサ１２、第２イメージセンサ１４の切替を示す。ズーム位置によらず第１イメージセンサ１２及び第２イメージセンサ１４は常に動作状態にある。ズーム位置が固定焦点距離レンズ２の電子ズーム範囲内にある場合、クロックドライバ１５は第１イメージセンサ１２及び第２イメージセンサ１４にクロックを供給する。ＭＵＸ３４は第１イメージセンサ１２からの画像信号を選択する。また、ズーム位置がズームレンズ３の光学ズーム範囲あるいは電子ズーム範囲内にある場合も、クロックドライバ１５は第１イメージセンサ１２及び第２イメージセンサ１４にクロックを供給する。ＭＵＸ３４は第２イメージセンサ１４からの画像信号を選択する。

図９に、図７の構成における他の切替を示す。ズーム位置が固定焦点距離レンズ２の電子ズーム範囲内にある場合、クロックドライバ１５は第１イメージセンサ１２のみにクロックを供給し、第２イメージセンサ１４にはクロックを供給せず動作停止状態とする。また、ズーム位置がズームレンズ３の光学ズーム範囲あるいは電子ズーム範囲内にある場合、クロックドライバ１５は第２イメージセンサ１４のみにクロックを供給し第１イメージセンサ１２にはクロックを供給せず動作停止状態とする。使用しないレンズ側のイメージセンサに読み出し用クロックを供給しないことで消費電力を低減できる。

図１０に、図７の構成におけるさらに他の切替を示す。図９とほぼ同様であるが、固定焦点距離レンズ２の電子ズームからズームレンズ３の光学ズームに切り替わる直前でクロックドライバ１５は第２イメージセンサ１４にクロックを供給して動作停止状態から動作状態に移行させる点が異なる。これにより、固定焦点距離レンズ２からズームレンズ３への切替に伴う時間遅延を解消ないし抑制することができる。第１イメージセンサ１２は、固定焦点距離レンズ２の電子ズームからズームレンズ３の光学ズームへの切替タイミングにおいて動作状態から動作停止状態に移行する。

＜詳細構成＞
図１１に、本実施形態のデジタルカメラの詳細構成を示す。図５の構成に対応する詳細構成である。コントローラ及びタイミングジェネレータ４０はコントローラ４０ａとタイミングジェネレータ４０ｂに分離して示されている。また、クロックドライバ１３は垂直ドライバ１３として示され、クロックドライバ１５は垂直ドライバ１５として示されている。

第１イメージセンサ（ＣＣＤ１）１２及び第２イメージセンサ１４（ＣＣＤ２）はそれぞれ水平転送クロック信号（水平転送ドライブ信号）Ｈｎ及び垂直転送クロック信号（垂直転送ドライブ信号）Ｖｎにより駆動され、蓄積電荷を転送して出力する。水平転送ドライブ信号はタイミングジェネレータ４０ｂから第１イメージセンサ１２及び第２イメージセンサ１４に供給され、垂直転送ドライブ信号は垂直ドライバ１３，１５から供給される。すなわち、タイミングジェネレータ４０ｂは第１イメージセンサ１２に水平転送ドライブ信号Ｈｎ１を供給するとともに第２イメージセンサ１４に水平転送ドライブ信号Ｈｎ２を供給する。また、タイミングジェネレータ４０ｂは第１イメージセンサ１２及び第２イメージセンサ１４に対して水平転送路最終段ドライブ信号ＨＬ及びリセットパルスＲを供給する。水平ドライバ系で低負荷のドライブ信号はこのように第１イメージセンサ１２と第２イメージセンサ１４とで共有される。また、タイミングジェネレータ４０ｂは垂直転送ドライブ信号Ｖｎを垂直ドライバ１３，１５に供給する。垂直ドライバ１３は第１イメージセンサ１２に垂直転送ドライブ信号Ｖｎ１を供給する。また、垂直ドライバ１５は第２イメージセンサ１４に垂直転送ドライブ信号Ｖｎ２を供給する。

第１イメージセンサ１２から読み出された画像信号ｓｉｇ１はアンプａｍｐ１で増幅（利得１．０の増幅で実質的にはバッファあるいはインピーダンス変換器として機能）されてキャパシタＣ１に供給される。一方、第２イメージセンサ１４から読み出された画像信号ｓｉｇ２はアンプａｍｐ２で増幅（利得１．０の増幅で実質的にはバッファあるいはインピーダンス変換器として機能）されてキャパシタＣ２に供給される。キャパシタＣ１とキャパシタＣ２は他端で共通接続され、第１イメージセンサ１２とキャパシタＣ１は、第２イメージセンサ１４とキャパシタＣ２に対して互いに並列接続される。キャパシタＣ１及びキャパシタＣ２の出力はともに後段のアナログフロントエンド（ＡＦＥ）及びＡ／Ｄコンバータ３６に供給される。ＡＦＥ及びＡ／Ｄコンバータ３６は図５におけるＡＳＰ２２及びＡ／Ｄコンバータ３６に対応するものである。アンプａｍｐ１及びアンプａｍｐ２はともにバイポーラトランジスタのエミッタフォロワで、ベース端子が入力（イメージセンサからの画像信号が供給される）、エミッタ端子が出力とされ、コレクタ端子に電源が接続される。アンプａｍｐ１、２はコレクタ電源ＯＦＦ時にはハイインピーダンスとなる。図２６に、アンプａｍｐ１、２を構成するエミッタフォロワの例を示す。抵抗Ｒとダイレクト接続されたバイポーラトランジスタＱ３，及びバイポーラトランジスタＱ２とで定電流負荷を構成し、バイポーラトランジスタＱ１に接続されている。コレクタ電源Ｖｃｃは抵抗Ｒとトランジスタのコレクタに接続されている。入力端子Ｖｉｎに信号が加えられると、ＶｃｃよりトランジスタＱ１のベースエミッタ間電圧Ｖ_BEだけ低い電圧の信号が出力端子Ｖｏｕｔに出力される。動作時には電圧ゲイン１のアンプとして動作するが、コレクタ電源ＶｃｃがＯＦＦになるとトランジスタＱ２がＯＦＦとなるため、出力端子Ｖｏｕｔの出力インピーダンスはほぼ無限大となる。なお、ここではバイポーラトランジスタを用いたエミッタフォロワとして構成したが、ＦＥＴを用いたソースフォロワで構成しても同様の効果を得ることができる。したがって、ａｍｐ２のコレクタ電源がＯＦＦ時には画像信号ｓｉｇ１がキャパシタＣ１を介してＡＦＥ及びＡ／Ｄコンバータ３６に供給され、ａｍｐ１のコレクタ電源がＯＦＦ時には画像信号ｓｉｇ２がキャパシタＣ２を介してＡＦＥ及びＡ／Ｄコンバータ３６に供給される。このようにして、アナログスイッチを用いることなく画像信号の切替出力が可能となる。一般的なＭＯＳ型のアナログスイッチは熱ノイズ、１／ｆノイズ等のノイズを発生する上、オン抵抗が大きく正確な信号伝達ができない等の問題があり、バイポーラ型のいわゆるビデオスイッチは構成が複雑、消費電力が大きい、コストが高い等の課題があるが、本実施形態ではこのようなアナログスイッチを用いることなく画像信号を切替出力しているため、ノイズを低減するとともにコストも削減できる。

第１イメージセンサ１２は正電源ＶＨにスイッチＳＷ１を介して接続され、負電源ＶＬにスイッチＳＷ２を介して接続される。また、垂直ドライバ１３も正電源ＶＨにＳＷ１を介してＶＨ１電源ラインで接続され、負電源ＶＬにスイッチＳＷ２を介してＶＬ１電源ラインで接続される。一方、第２イメージセンサ１４は正電源ＶＨにスイッチＳＷ４を介して接続され、負電源ＶＬにスイッチＳＷ５を介して接続される。また、垂直ドライバ１５も正電源ＶＨにスイッチＳＷ４を介して電源ラインＶＨ２で接続され、負電源ＶＬにスイッチＳＷ５を介して電源ラインＶＬ２で接続される。スイッチＳＷ１とＳＷ４は直列接続され、ＳＷ１とＳＷ４の結線点に正電源ＶＨの電源ラインが接続される。また、スイッチＳＷ２とＳＷ５も直列接続され、ＳＷ２とＳＷ５の結線点に負電源ＶＬの電源ラインが接続される。これらのスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ５はいずれもスイッチングトランジスタで構成され、そのＯＮ／ＯＦＦはコントローラ４０ａから供給されるパワースイッチ制御信号ＰＳＷで制御される。スイッチＳＷ１にはコントローラ４０ａからＰＳＷＣＣＤ１ＶＨ信号が供給され、スイッチＳＷ２にはコントローラ４０ａからＰＳＷＣＣＤ１ＶＬ信号が供給される。スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２がともにＯＮ制御されると、第１イメージセンサ１２及び垂直ドライバ１３に電源が供給され、第１イメージセンサ１２で生成された画像信号が第１イメージセンサ１２から出力される。また、スイッチＳＷ４にはコントローラ４０ａからＰＳＷＣＣＤ２ＶＨ信号が供給され、スイッチＳＷ５にはコントローラ４０ａからＰＳＷＣＣＤ２ＶＬ信号が供給される。スイッチＳＷ４及びスイッチＳＷ５がともにＯＮ制御されると、第２イメージセンサ１４及び垂直ドライバ１５に電源が供給され、第２イメージセンサ１４で生成された画像信号が第２イメージセンサ１４から出力される。コントローラ４０ａは、これらの制御信号ＰＳＷＣＣＤ１ＶＨ〜ＰＳＷＣＣＤ２ＶＬを各スイッチに供給することで第１イメージセンサ１２、垂直ドライバ１３、第２イメージセンサ１４、垂直ドライバ１５の動作状態、動作停止状態、電源供給状態、電源遮断状態を制御する。したがって、コントローラ４０ａは図５における電源コントロール２５としても機能する。コントローラ４０ａは、ユーザが設定したズーム位置に応じて制御信号ＰＳＷＣＣＤ１ＶＨ〜ＰＳＷＣＣＤ２ＶＬを各スイッチに供給する。ズーム位置が第１ズーム位置にある場合、スイッチＳＷ１及びＳＷ２をＯＮ制御し、第１イメージセンサ１２及び垂直ドライバ１３に電源を供給して動作状態とする。ズーム位置が第２ズーム位置にある場合、スイッチＳＷ１及びＳＷ２をＯＦＦ状態とし、代わりにスイッチＳＷ４及びスイッチＳＷ５をＯＮ制御し、第２イメージセンサ及び垂直ドライバ１５に電源を供給して動作状態とする。画像信号ｓｉｇ１及びｓｉｇ２はＡＦＥ及びＡ／Ｄコンバータ３６でデジタル画像信号に変換され、コントローラ４０ａに供給される。コントローラ４０ａはデジタル画像信号をバッファメモリ３８として機能するＤＲＡＭ３８に記憶する。ＤＲＡＭ３８はプログラムメモリの他、ビデオメモリ、いわゆるＶＲＡＭとしても使用され、表示系（ＬＣＤ）と撮像系（ＣＣＤ）の非同期動作を吸収する。タイミングジェネレータ４０ｂ、ＡＦＥ及びＡ／Ｄコンバータ３６は１チップに搭載され得る。

なお、第１イメージセンサ１２はさらにスイッチＳＷ３を介して接地され、第２イメージセンサ１４はさらにスイッチＳＷ６を介して接地される。これらのスイッチはそれぞれのイメージセンサの負電源ＶＬのＯＦＦ速度を高速化してイメージセンサ間の切替速度を高速化するための放電スイッチである。すなわち、第１イメージセンサ１２の非選択時にはＳＷ３をＯＮ制御して第１イメージセンサ１２の蓄積電荷を速やかに放電して次回の選択時に備える。また、第２イメージセンサ１４の非選択時にはＳＷ６をＯＮ制御して第２イメージセンサ１４の蓄積電荷を速やかに放電して次回の選択時に備える。これらのスイッチＳＷ３、ＳＷ６のＯＮ／ＯＦＦもコントローラ４０ａにより制御される。すなわち、スイッチＳＷ３にはコントローラ４０ａからの制御信号ＰＳＷＣＣＤ１ＶＬがインバータで論理反転されて供給され、スイッチＳＷ６にはコントローラ４０ａからの制御信号ＰＳＷＣＣＤ２ＶＬ２がインバータで論理反転されて供給される。したがって、第１イメージセンサ１２に関しては、スイッチＳＷ２がＯＦＦ制御されている場合にスイッチＳＷ３はＯＮ制御されて蓄積電荷を放電する。また、第２イメージセンサ１４に関しては、スイッチＳＷ５がＯＦＦ制御されている場合にスイッチＳＷ６はＯＮ制御されて蓄積電荷を放電する。

図１２に、図１１に示す構成の動作タイミングチャートを示す。図６の切替チャートに対応するものである。ズーム位置が第１ズーム範囲内にある場合、タイミングジェネレータ４０ｂから水平転送ドライブ信号Ｈｎ１が第１イメージセンサ１２に供給され、垂直ドライバ１３から垂直転送ドライブ信号Ｖｎ１が第１イメージセンサ１２に供給される。これにより、垂直同期信号ＶＤに同期して第１イメージセンサ１２から順次、画像ｗ２、ｗ３、ｗ４、・・の画像信号ｓｉｇ１が出力される。ここで、「ｗ」は第１イメージセンサ１２が形成する画像はワイド側の固定焦点距離レンズ２で結像した画像であることを考慮してｗ（ワイド）と表記している。カラーＬＣＤ７０にはこれらの画像ｗ２、ｗ３、ｗ４が順次表示される。ユーザがズーム位置をワイド端から第１しきいズーム位置まで移動させると、ＰＳＷＣＣＤ１ＶＬがＯＮ状態からＯＦＦ状態に移行し、続いてＰＳＷＣＣＤ１ＶＨがＯＮ状態からＯＦＦ状態に移行する。ＰＳＷＣＣＤ１ＶＬがＯＦＦ状態に制御されるとＳＷ３がＯＮ制御され、ＶＬ１ラインは高速放電によりその電位が上昇する。一方、ＶＨ１ラインの電位はＰＳＷＣＣＤ１ＶＨのＯＦＦ状態により徐々に低下する。これにより、第１イメージセンサ１２及び垂直ドライバ１３の電源供給が遮断される。ＰＳＷＣＣＤ１ＶＨがＯＮ状態からＯＦＦ状態に移行するタイミングに同期してＰＳＷＣＣＤ２ＶＬ及びＰＳＷＣＣＤ２ＶＨがＯＦＦ状態からＯＮ状態に移行する。これにより、ＶＬ２ラインの電位は低下し、ＶＨ２ラインの電位は上昇して第２イメージセンサ１４及び垂直ドライバ１５に電源が供給される。また、第１イメージセンサ１２から第２イメージセンサ１４への切替時には、同期信号Ｓｙｎｃを強制的にＬｏｗレベルとし、その後、強制的にＨｉレベルとして同期をかける。この同期信号ＳｙｎｃのＨｉレベルのタイミングに同期して第２イメージセンサ１４からの読み出しが開始され、水平転送ドライブ信号Ｈｎ２が第２イメージセンサ１４に供給され、垂直ドライバ１５から垂直転送ドライブ信号Ｖｎ２が第２イメージセンサ１４に供給される。その後、第２イメージセンサ１４から垂直同期信号ＶＤに同期して順次、画像ｚ０、ｚ１、ｚ２、・・・の画像信号ｓｉｇ２が出力される。ここで、「ｚ」は第２イメージセンサ１４がテレ側のズームレンズ３で結像した画像であることを考慮してｚ（ズーム）と表記している。第１イメージセンサ１２の画像ｗ４を表示してから第２イメージセンサ１４の画像ｚ０を表示するまでには有限の時間を要する。そこで、プロセッサ４０ａは画像ｗ４を表示してから画像ｚ０を表示するまでは画像ｗ４の画像をＬＣＤ７０に表示し続ける（フリーズさせる）。具体的には、プロセッサ４０ａはＤＲＡＭ３８に記憶された画像ｗ４を繰り返し読み出してＬＣＤ７０に表示し続ける。図では、画像ｚ０のＬＣＤ出力までに５フレーム分の時間を要するため５フレーム分だけ画像ｗ４をフリーズさせている。また、３ｗｓｅｒｉａｌは３ワイヤーのシリアル信号で図１１に示されるようにコントローラ４０ａからタイミングジェネレータ４０ｂに供給される。このシリアル信号は３つの状態値をもち、「１」でＣＣＤのスタンバイ状態への移行、「２」でＣＣＤのセッティング（ＣＣＤ用のゲイン、電子シャッタ等）、「３」でスタンバイ解除で画像信号出力を意味する。３ｗｓｅｒｉａｌ信号の「１」が入力されると、タイミングジェネレータ４０ｂは第１イメージセンサ１２をスタンバイ状態に移行させ、その後に３ｗｓｅｒｉａｌ信号の「２」が入力されると測光センサからのデータに基づいて第２イメージセンサ１４のゲイン調整を行い、ＶＨ２ライン、ＶＬ２ラインが安定した電位となった時点で「３」が入力されると第１イメージセンサ１２のスタンバイ状態を解除する。なお、図には第１イメージセンサ１２及び第２イメージセンサ１４の絞りのタイミングチャートも併せて示す。図中、ラインが交差しているのは絞り調整が実行されることを示す。

図１２には、ユーザがズーム位置をテレ側から第１しきいズーム位置まで移動させたときの動作タイミングチャートも示されている。ユーザがズームボタンをテレ側から第１しきいズーム位置まで移動させると、ＰＳＷＣＣＤ２ＶＬ及びＰＳＷＣＣＤ２ＶＨ２を順次ＯＮ状態からＯＦＦ状態に制御して第２イメージセンサ１４及び垂直ドライバ１５の電源供給を遮断する。また、ＰＳＷＣＣＤ２ＶＨのＯＮ状態からＯＦＦ状態への制御タイミングに同期してＰＳＷＣＣＤ１ＶＬ及びＰＳＷＣＣＤ１ＶＨをＯＦＦ状態からＯＮ状態に制御して第１イメージセンサ１２及び垂直ドライバ１３に電源を供給する。その後、水平転送ドライブ信号Ｈｎ１を第１イメージセンサ１２に供給して第１イメージセンサ１２から画像信号を読み出す。第２イメージセンサ１４から第１イメージセンサ１２の切替にも時間を要するから、第２イメージセンサ１４の最後の画像ｚ３を５フレーム分だけフリーズさせた後、第１イメージセンサ１２からの画像ｗ５をＬＣＤ７０に表示する。

図１３に、図１１の構成における他の動作タイミングチャートを示す。ズーム位置が第１しきいズーム位置まで移動すると、ＰＳＷＣＣＤ１ＶＬ及びＰＳＷＣＣＤ１ＶＨは同時にＯＮ状態からＯＦＦ状態に移行する。また、このタイミングに同期してＰＳＷＣＣＤ２ＶＬ及びＰＳＷＣＣＤ２ＶＨはＯＦＦ状態からＯＮ状態に移行する。３Ｗｓｅｒｉａｌ信号によりＣＣＤのセッティングが行われ、強制的に同期信号Ｓｙｎｃを生成して第１イメージセンサ１２から第２イメージセンサ１４に切り替える。第１イメージセンサ１２の最後の画像ｗ４から第２イメージセンサ１４の最初の画像ｚ０までは最後の画像ｗ４をフリーズさせる。図では２フレーム分だけｗ４をフリーズさせている。

図１４に、本実施形態のデジタルカメラの他の詳細構成を示す。図７の構成に対応する詳細構成である。図１１と異なり、垂直ドライバが第１イメージセンサ１２、第２イメージセンサ１４で共有化され垂直ドライバ１５のみが設けられている。また、第１イメージセンサ１２、第２イメージセンサ１４の電源供給を制御する各種スイッチが設けられておらず、第１イメージセンサ１２、第２イメージセンサ１４は動作停止状態であっても電源自体は供給される。垂直ドライバ１５は垂直転送ドライブ信号Ｖｎ１を第１イメージセンサ１２に供給するとともに垂直転送ドライブ信号Ｖｎ２を第２イメージセンサ１４に供給する。なお、第１イメージセンサ１２の動作停止中は垂直転送ドライブ信号Ｖｎ１の供給を停止し、第２イメージセンサ１４の動作停止中は垂直転送ドライブ信号Ｖｎ２の供給を停止する。なお、ｓＶｎは低負荷用ドライブ信号であり、動画像等の高フレームレート画像を画素加算により実現する等の目的で特別に設けられた、内部等価容量の小さい垂直転送端子に入力される。第１イメージセンサ１２から読み出された画像信号ｓｉｇ１はアンプａｍｐ１で増幅されてセレクタ（ｓｅｌ）スイッチＳＷ３４に供給される。また、第２イメージセンサ１４から読み出された画像信号ｓｉｇ２もアンプａｍｐ２で増幅されてセレクタスイッチＳＷ３４に供給される。セレクタスイッチＳＷ２４は相関２重サンプリング回路のサンプリングキャパシタを切替型とする等で構成された等価スイッチであり、図７におけるＭＵＸ３４として機能する。セレクタスイッチＳＷ３４はタイミングジェネレータ４０ｂからの信号に応じてｓｉｇ１あるいはｓｉｇ２のいずれかを選択して出力する。より具体的には、コントローラ４０ａが３ｗｉｒｅｄｓｅｒｉａｌ信号としてタイミングジェネレータ４０ｂに切替信号を供給し、タイミングジェネレータ４０ｂがこの信号に応じてセレクタスイッチＳＷ３４の切替を制御する。セレクタスイッチＳＷ３４から出力された画像信号はコントローラ４０ａに供給される。アンプａｍｐ１及びａｍｐ２はバイポーラトランジスタのエミッタフォロワで、使用しないときにはコントローラ４０ａからのＰｓａｖｅ１及びＰｓａｖｅ２信号によりエミッタ電流を停止する。

図１５に、図１４の構成における動作タイミングチャートを示す。図９の切替チャートに対応するものである。ズーム位置が第１ズーム範囲にある場合、水平転送ドライブ信号Ｈｎ１及び垂直転送ドライブ信号Ｖｎ１により第１イメージセンサ１２から画像信号ｉｇ１が出力され、セレクタスイッチＳＷ３４ではｓｉｇ１が選択されて画像ｗ０、ｗ２、ｗ３・・が順次出力される。この場合、水平転送ドライブ信号Ｈｎ２及び垂直転送ドライブ信号Ｖｎ２は第２イメージセンサ１４に出力されない。ズーム位置が第１しきいズーム位置まで移動すると、プロセッサ４０ａから３ｗｓｅｒｉａｌ信号がタイミングジェネレータ４０ｂに供給され、この信号に基づいて水平転送ドライブ信号Ｈｎ１及び垂直転送ドライブ信号Ｖｎ１が第１イメージセンサ１２に出力されず、水平転送ドライブ信号Ｈｎ２及び垂直ドライブ信号Ｖｎ２が第２イメージセンサ１４に出力される。また、このコントローラ４０ａはＰＳａｖｅ１信号及びＰｓａｖｅ２信号を切り替えて出力する。これにより、ａｍｐ１のエミッタ電流は停止状態となり、ａｍｐ２のエミッタ電流は通電状態となる。さらに、タイミングジェネレータ４０ｂからの信号によりセレクタスイッチＳＷ３４は選択出力をｓｉｇ１からｓｉｇ２へ切り替える。すなわち、プロセッサ４０ａからの３ｗｓｅｒｉａｌ信号により、第２イメージセンサ１４のゲインや電子シャッタの調整の他、水平ドライブ信号Ｈｎ、垂直ドライブ信号Ｖｎの切替、セレクタスイッチＳＷ３４での切替が制御される。第１イメージセンサ１２から第２イメージセンサ１４への切替に時間を要することから、プロセッサ４０ａは第１イメージセンサ１２の最後の画像ｗ４を所定フレーム分（図では２フレーム分）フリーズさせてＬＣＤ７０に表示する。

図１６に、図１４の構成における他の動作タイミングチャートを示す。図１０の切替チャートに対応するものである。ズーム位置が第１ズーム位置にある場合、水平転送ドライブ信号Ｈｎ１及び垂直転送ドライブ信号Ｖｎ１が第１イメージセンサ１２に供給され、水平転送ドライブ信号Ｈｎ２及び垂直転送ドライブ信号Ｖｎ２は第２イメージセンサ１４には供給されないが、ズーム位置が第１しきいズーム位置よりもワイド側にある第２しきいズーム位置まで移動すると、プロセッサ４０ａは３ｗｓｅｒｉａｌ信号をタイミングジェネレータ４０ｂに供給する。タイミングジェネレータ４０ｂはこの信号に応じ、第２しきいズーム位置で水平転送ドライブ信号Ｈｎ２及び垂直転送ドライブ信号Ｖｎ２を第２イメージセンサ１４に供給する。したがって、第１しきいズーム位置から第２しきいズーム位置は第１イメージセンサ１２及び第２イメージセンサ１４がともに動作を行うオーバラップ期間となる。なお、セレクタスイッチＳＷ３４はこのズーム位置では依然としてｓｉｇ１を選択出力するから、第２イメージセンサ１４からのｓｉｇ２は出力されない。ズーム位置が第１しきいズーム位置に達すると、プロセッサ４０ａは再び３ｗｓｅｒｉａｌ信号をタイミングジェネレータ４０ｂに供給する。タイミングジェネレータ４０ｂはこの信号に応じ、水平転送ドライブ信号Ｈｎ１及び垂直転送ドライブ信号Ｖｎ１の第１イメージセンサ１２への供給を停止し、また、セレクタスイッチＳＷ３４の選択出力をｓｉｇ１からｓｉｇ２へ切り替える、これにより、第２イメージセンサ１４からの信号ｓｉｇ２がプロセッサ４０ａに供給され、ＬＣＤ７０に表示される。第１しきいズーム位置直前の第２しきいズーム位置で既に第２イメージセンサ１４の動作を開始しているため、第１しきいズーム位置では既に第２イメージセンサ１４からの画像ｚ０が生成されており、第１イメージセンサ１２の最後の画像ｗ４をフリーズさせる必要がなくなる。つまり、ＬＣＤ７０の表示は切れ目なく繋がるようになる。

上記の実施形態では、第１イメージセンサ１２及び第２イメージセンサ１４を選択的に動作させて省電力を図っているが、第１イメージセンサ１２及び第２イメージセンサ１４をともに動作させる場合においても、垂直ドライバ１５等を共有化することで一定の省電力効果が得られる。第１イメージセンサ１２及び第２イメージセンサ１４をともに動作させることで、同一被写体に対して画角の異なる画像を得ることができるから、これらを画像合成することで単一の撮像光学系では得られない画像を得ることが可能である。

以下、第１イメージセンサ１２及び第２イメージセンサ１４をともに動作させて合成画像を得る場合について説明する。

図１７に、第１イメージセンサ１２及び第２イメージセンサ１４をともに動作させる場合の詳細構成を示す。図１４の構成と略同一であるが、共有の垂直ドライバ１５は垂直転送ドライブ信号Ｖｎ１及びＶｎ２をそれぞれ第１イメージセンサ１２及び第２イメージセンサ１４に供給して第１イメージセンサ１２及び第２イメージセンサ１４を同時に駆動する。なお、２つの画像を合成するタイミングでない場合には、図１４と同様にＶｎ１、Ｖｎ２を選択的に供給する。第１イメージセンサ１２の出力はａｍｐ１で増幅されてセレクタスイッチＳＷ３４に供給され、第２イメージセンサ１４の出力はａｍｐ２で増幅されてセレクタスイッチＳＷ３４に供給される。タイミングジェネレータ４０ｂは、コントローラ及びバックエンドプロセッサ４０ａからの３ｗｉｒｅｄｓｅｒｉａｌ信号に応じて選択信号ＳＥＬをセレクタスイッチＳＷ３４に供給して選択を制御する。セレクタスイッチＳＷ３４は、選択信号ＳＥＬに応じて第１イメージセンサ１２からの信号ｓｉｇ１と第２イメージセンサ１４からの信号ｓｉｇ２を交互に切り替えて出力することでｓｉｇ１とｓｉｇ２を多重化した信号を出力する。選択にはいくつかの態様あるいはレベルがあり、具体的には以下の３つのレベルで実行される。
（１）フレーム単位
（２）ライン単位
（３）画素単位
セレクタスイッチＳＷ３４は多重化信号をＡＦＥ３６に供給する。ＡＦＥ３６は多重化信号をコントローラ及びバックエンドプロセッサ４０ａのバックエンドプロセッサ（ＢＥＰ）サブブロックに供給する。ＢＥＰサブブロックは、多重化信号を処理して２つの画像を所望のサイズで合成した合成画像を生成して出力する。

図１８に、図１７におけるＢＥＰサブブロックの構成を示す。デマルチプレクサ４００は多重化信号を元の信号ｓｉｇ１と信号ｓｉｇ２に分離し、信号ｓｉｇ１をデジタルデータＤＡＴＡ１としてＯＢクランプ回路４０４に供給するとともに信号ｓｉｇ２をデジタルデータＤＡＴＡ２としてＯＢクランプ回路４０６に供給する。ＯＢクランプ回路４０４，４０６は黒レベル（オプティカルブラック）のクランプを行ってそれぞれサブサンプリング回路４０８，４１０に供給する。サブサンプリング回路４０８，４１０はサンプリングによりそれぞれの画像を拡大あるいは縮小してイメージプロセッサ４１２，４１４に供給する。イメージプロセッサ４１２，４１４は補間（インターポレーション）、ホワイトバランス、カラーマトリクス、コアリング等の画像処理を実行して２画像合成器４１６に供給する。２画像合成器４１６は入力した２画像を合成し、メモリコントローラ４２０を介して合成画像をＤＲＡＭ３８に書き込む。ＤＲＡＭ３８の空間上にＶＲＡＭが置かれ、メモリコントローラ４２０はビデオエンコーダ４１８からの読み出しと２画像合成器４１６からの書き込みを非同期で実行する。ビデオエンコーダ４１８はＤＲＡＭ３８から読み出した合成画像をＮＴＳＣコンポジット等一般的なビデオフォーマットに変換してＬＣＤ７０等に出力する。タイミングコントローラ４０２はサブブロック内の各部のタイミングを制御する。

なお、図１８ではそれぞれの画像毎にイメージプロセッサ４１２，４１４を設けているが、図１９に示すように一つのイメージプロセッサ４１４を共有してもよい。サブサンプリング回路４０８，４１０の後段には２画像合成器４１６が設けられ、２画像合成器４１６は合成画像をイメージプロセッサ４１４に供給する。イメージプロセッサ４１４は合成画像に対して所定の画像処理を実行してＤＲＡＭ３８に書き込む。

図２０、図２１及び図２２に、それぞれフレーム単位で多重化する場合、ライン単位で多重化する場合、画素単位で多重化する場合のタイミングチャートを示す。図２０において、フレーム単位で多重化する場合、選択信号ＳＥＬは垂直同期信号ＶＤに同期して前半周期で信号ｓｉｇ１を選択し、後半周期で信号ｓｉｇ２を選択するような信号となる。これにより、セレクタスイッチＳＷ３４からの信号ＭＳｉｇは１フレームの前半に第１イメージセンサ１２の画像Ｗ、後半に第２イメージセンサ１４の画像Ｔが多重化された信号となる。一方、図２１において、ライン単位で多重化する場合、選択信号ＳＥＬは水平同期信号ＨＤに同期して前半周期で信号ｓｉｇ１を選択し、後半周期で信号ｓｉｇ２を選択するような信号となる。これにより、セレクタスイッチＳＷ３４からの信号Ｍｓｉｇは１ラインの前半に第１イメージセンサ１２の画像Ｗ、後半に第２イメージセンサ１４の画像Ｔが多重化された信号となる。さらに、図２２において、画素単位で多重化する場合、選択信号ＳＥＬは各ラインのピクセルレートに同期して交互に信号ｓｉｇ１と信号ｓｉｇ２を選択する信号となる。これにより、セレクタスイッチＳＷ３４からの信号Ｍｓｉｇは画素毎に第１イメージセンサ１２の画像Ｗと第２イメージセンサ１４の画像Ｔが多重化された信号となる。

図２５Ａ、図２５Ｂ及び図２５Ｃに、以上のようにして第１イメージセンサ１２の画像と第２イメージセンサ１４の画像とを合成する様子を示す。図２５Ａは第１イメージセンサ１２で得られる画像であり、ワイド画角の画像である。図２５Ｂは第２イメージセンサ１４で得られる画像であり、ワイド画角の中の一部をズームしたテレ画角の画像である。図２５Ｃは図２５Ｂの画像を縮小し、さらにその一部を切り取って図２５Ａの画像に合成した合成画像である。ユーザはＬＣＤ７０に表示されたこのような合成画像を視認することで、２つの撮像光学系を有するデジタルカメラ独自の画像を得ることができる。

なお、図１７の構成ではセレクタスイッチＳＷ３４で多重化した信号Ｍｓｉｇを単一のＡＦＥ３６に供給しているが、セレクタスイッチＳＷ３４の代わりに２つのＡＦＥを設けてもよい。

図２３に、２つのＡＦＥ３６ａ、３６ｂを用いる場合の構成を示す。第１イメージセンサ１２からの信号はａｍｐ１で増幅されてＡＦＥ３６ａに供給され、第２イメージセンサ１４からの信号はａｍｐ２で増幅されてＡＦＥ３６ｂに供給される。ＡＦＥ３６ａ、３６ｂはそれぞれ信号ｓｉｇ１、ｓｉｇ２をデジタルデータＤＡＴＡ１、デジタルデータＤＡＴＡ２に変換してＢＥＰサブブロックに供給する。

図２４に、図２３におけるＢＥＰサブブロックの構成を示す。図１８と異なり、既にＡＦＥ３６ａ、３６ｂで前処理されているためデマルチプレクサ４００及びＯＢクランプ回路４０４，４０６が不要化され、構成を簡略化できる。

デジタルカメラの基本構成図である。図１における切替チャート図である。図１における他の切替チャート図である。図１におけるさらに他の切替チャート図である。デジタルカメラの他の基本構成図である。図５における切替チャート図である。デジタルカメラのさらに他の基本構成図である。図７における切替チャート図である。図７における他の切替チャート図である。図７におけるさらに他の切替チャート図である。デジタルカメラの詳細構成図である。図１１における動作タイミングチャート図である。図１１における他の動作タイミングチャート図である。デジタルカメラの他の詳細構成図である。図１４における動作タイミングチャート図である。図１４における他の動作タイミングチャート図である。デジタルカメラの他の詳細構成図であり、２つのＣＣＤを同時駆動する場合の構成図である。図１７におけるＢＥＰサブブロックの構成図である。図１７におけるＢＥＰサブブロックの他の構成図である。フレーム単位で多重化する場合のタイミングチャートである。ライン単位で多重化する場合のタイミングチャートである。画素単位で多重化する場合のタイミングチャートである。デジタルカメラのさらに他の詳細構成図であり、２つのＣＣＤを同時駆動する場合の構成図である。図２３におけるＢＥＰサブブロックの構成図である。合成画像説明図である。合成画像説明図である。合成画像説明図である。アンプａｍｐ１及びアンプａｍｐ２の回路図である。

符号の説明

２固定焦点距離レンズ、３ズームレンズ、１２第１イメージセンサ、１３第２イメージセンサ、１３，１５クロックドライバ、３４アナログＭＵＸ、３６Ａ／Ｄコンバータ、３８バッファメモリ、４０コントローラ及びタイミングジェネレータ、５０画像プロセッサ、５４メモリカード、７０カラーＬＣＤ。

Claims

相対的に画角の広い、第１レンズ及び第１撮像素子を含む画角可変の第１撮像光学系と、
相対的に画角の狭い、第２レンズ及び第２撮像素子を含む画角可変の第２撮像光学系と、
ズーム位置を設定するユーザ操作手段と、
前記ユーザ操作手段で設定された前記ズーム位置に応じて前記第１撮像光学系からの画像信号と前記第２撮像光学系からの画像信号のいずれかを出力する制御手段であって、前記ズーム位置が所定の第１しきいズーム位置より広角側の第１ズーム範囲内にある場合に前記前記第１撮像光学系からの画像信号を出力するとともに前記第２撮像素子を動作停止状態に制御し、前記ズーム位置が前記第１しきいズーム位置より望遠側の第２ズーム範囲内にある場合に前記第２撮像光学系からの画像信号を出力するとともに前記第１撮像素子を動作停止状態に制御する制御手段と、
を有することを特徴とする複数光学系を有する撮像装置。
相対的に画角の広い、第１レンズ及び第１撮像素子を含む画角可変の第１撮像光学系と、
相対的に画角の狭い、第２レンズ及び第２撮像素子を含む画角可変の第２撮像光学系と、
ズーム位置を設定するユーザ操作手段と、
前記ユーザ操作手段で設定された前記ズーム位置に応じて前記第１撮像光学系からの画像信号と前記第２撮像光学系からの画像信号のいずれかを出力する制御手段であって、前記ズーム位置が所定の第１しきいズーム位置より広角側の第１ズーム範囲内にあり、かつ前記第１しきいズーム位置よりも広角側の第２しきいズーム位置よりも広角側である場合に前記第１撮像光学系からの画像信号を出力するとともに前記第２撮像素子を動作停止状態に制御し、前記ズーム位置が前記第１しきいズーム位置よりも望遠側の第２ズーム範囲内にある場合に前記第２撮像光学系からの画像信号を出力するとともに前記第１撮像素子を動作停止状態に制御する制御手段と、
を有することを特徴とする複数光学系を有する撮像装置。
請求項１記載の装置において、さらに、
前記第１撮像素子に動作用クロックを供給する第１クロックドライバと、
前記第２撮像素子に動作用クロックを供給する第２クロックドライバと、
を有し、前記制御手段は前記第１撮像素子、前記第１クロックドライバ、前記第２撮像素子、及び前記第２クロックドライバに電源を供給する電源供給手段を有し、該電源供給手段は前記ズーム位置が前記第１ズーム範囲内にある場合に前記第１撮像素子及び前記第１クロックドライバに電源を供給するとともに前記第２撮像素子及び前記第２クロックドライバへの電源供給を遮断し、前記ズーム位置が前記第２ズーム範囲内にある場合に前記第２撮像素子及び前記第２クロックドライバに電源を供給するとともに前記第１撮像素子及び前記第１クロックドライバへの電源供給を遮断することを特徴とする複数光学系を有する撮像装置。
請求項２記載の装置において、さらに、
前記第１撮像素子に動作用クロックを供給する第１クロックドライバと、
前記第２撮像素子に動作用クロックを供給する第２クロックドライバと、
を有し、前記制御手段は前記第１撮像素子、前記第１クロックドライバ、前記第２撮像素子、及び前記第２クロックドライバに電源を供給する電源供給手段を有し、該電源供給手段は前記ズーム位置が前記第１ズーム範囲内にある場合に前記第１撮像素子及び前記第１クロックドライバに電源を供給するとともに前記第２しきいズーム位置までは前記第２撮像素子及び前記第２クロックドライバへの電源供給を遮断し、前記ズーム位置が前記第２ズーム範囲内にある場合に前記第２撮像素子及び前記第２クロックドライバに電源を供給するとともに前記第１撮像素子及び前記第１クロックドライバへの電源供給を遮断することを特徴とする複数光学系を有する撮像装置。
請求項３記載の装置において、
前記電源供給手段は、
正電源及び負電源と、
前記正電源及び前記負電源を前記第１撮像素子及び前記第１クロックドライバに選択的に供給する第１スイッチ手段と、
前記正電源及び前記負電源を前記第２撮像素子及び前記第２クロックドライバに選択的に供給する第２スイッチ手段と、
を有し、前記制御手段は前記ズーム位置が前記第１ズーム範囲内にある場合に前記第１スイッチ手段をＯＮ制御するとともに前記第２スイッチ手段をＯＦＦ制御し、前記ズーム位置が前記第２ズーム範囲内にある場合に前記第１スイッチ手段をＯＦＦ制御するとともに前記第２スイッチ手段をＯＮ制御することを特徴とする複数光学系を有する撮像装置。
請求項１記載の装置において、
前記制御手段は、
前記第１撮像素子に接続され、前記第１撮像光学系からの画像信号を増幅して出力する第１増幅手段と、
前記第２撮像素子に接続され、前記第２撮像光学系からの画像信号を増幅して出力する第２増幅手段と、
を有し、
前記第１増幅手段と前記第２増幅手段は、電源の供給を断つと出力端子がハイインピーダンスになる特性を有するとともに互いに並列に接続され、
前記ユーザ操作手段で設定された前記ズーム位置に応じて前記第１増幅手段あるいは前記第２増幅手段の電源を選択的に接続する手段と、
を有することを特徴とする複数光学系を有する撮像装置。
請求項５記載の装置において、
前記第１撮像素子の電源ラインを選択的に接地する第３スイッチ手段と、
前記第２撮像素子の電源ラインを選択的に接地する第４スイッチ手段と、
を有し、前記制御手段は前記第２スイッチ手段をＯＦＦ制御するとともに前記第４スイッチ手段をＯＮ制御して前記第２撮像素子の蓄積電荷を排出し、前記第１スイッチ手段をＯＦＦ制御するとともに前記第３スイッチ手段をＯＮ制御して前記第１撮像素子の蓄積電荷を排出することを特徴とする複数光学系を有する撮像装置。
請求項１記載の装置において、さらに、
前記第１撮像素子及び前記第２撮像素子に動作用クロックを供給する共有クロックドライバ
を有し、前記制御手段は前記ズーム位置に応じて前記共有クロックドライバを制御し、前記ズーム位置が前記第１ズーム範囲内にある場合に前記共有クロックドライバから前記第１撮像素子に前記動作用クロックを供給するとともに前記第２撮像素子へのクロック供給を遮断し、前記ズーム位置が前記第２ズーム範囲内にある場合に前記共有クロックドライバから前記第２撮像素子に前記動作用クロックを供給するとともに前記第１撮像素子へのクロック供給を遮断することを特徴とする複数光学系を有する撮像装置。
請求項２記載の装置において、さらに、
前記第１撮像素子及び前記第２撮像素子に動作用クロックを供給する共有クロックドライバ
を有し、前記制御手段は前記ズーム位置に応じて前記共有クロックドライバを制御し、前記ズーム位置が前記第１ズーム範囲内にある場合に前記共有クロックドライバから前記第１撮像素子に前記動作用クロックを供給するとともに前記第２しきいズーム位置までは前記第２撮像素子へのクロック供給を遮断し、前記ズーム位置が前記第２ズーム範囲内にある場合に前記共有クロックドライバから前記第２撮像素子に前記動作用クロックを供給するとともに前記第１撮像素子へのクロック供給を遮断することを特徴とする複数光学系を有する撮像装置。
請求項８，９のいずれかに記載の装置において、
前記共有クロックドライバは、前記第１撮像素子に対する低負荷のドライブ信号と前記第２撮像素子に対する低負荷のドライブ信号を共通化して供給することを特徴とする複数光学系を有する撮像装置。
請求項８，９のいずれかに記載の装置において、
前記第１撮像素子に接続され、前記第１撮像光学系からの画像信号を増幅して出力する、エミッタフォロワのバイポーラトランジスタで構成される第１増幅手段と、
前記第２撮像素子に接続され、前記第２撮像光学系からの画像信号を増幅して出力する、エミッタフォロワのバイポーラトランジスタで構成される第２増幅手段と、
前記第１増幅手段からの信号と前記第２増幅手段からの信号が入力され、これらのいずれかを選択的に出力する選択手段と、
前記選択手段で選択されない側の増幅手段のエミッタ電流を停止する手段と、
を有することを特徴とする複数光学系を有する撮像装置。
請求項６記載の装置において、
前記第１増幅手段と前記第２増幅手段は、バイポーラトランジスタを用いたエミッタフォロワであることを特徴とする複数光学系を有する撮像装置。