专利名称：摄像设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能够拍摄高清晰度运动图像等的高分辨率运动图像的摄像设备。
背景技术：
关于能够拍摄高清晰度运动图像的摄像设备，越来越需要提高拍摄静止图像和运 动图像时的分辨率和动作速度。然而，分辨率和动作速度的提高将会导致摄像设备的功耗 增大，这样，由于设备的发热和电池容量的限制，导致可记录时间和静止图像的拍摄数量难 以增多。参考图7和8，说明能够拍摄高清晰度运动图像的典型传统摄像设备。参考图7，摄像装置101以四通道分割输出形式进行输出。AFE 103将从摄像装置 101输出的各通道的模拟视频信号转换成各自的数字图像信号。为了以可以实现高清晰度运动图像质量的分辨率和帧频进行读出，需要非常高的 工作时钟频率。对于为实现高清晰度运动图像质量而提高了的工作时钟频率，为了将每一 通道的读出工作频率降低至摄像装置101可以实现的读出速度，摄像装置101以四通道分 割输出形式进行输出。DFE 104是接收来自AFE 103的输出并对包括在来自摄像装置101的输出中的 FTN(线划痕和变形等的固定模式噪声)进行校正的数字信号处理电路。来自AFE 103和 DFE 104的输出都是10位并行数字输出。PS电路(并-串行转换电路)105将来自DFE 104的10位并行数字输出转换成各 自的串行数字信号，并且以差动方式低电压输出各自的串行数字信号。引擎116从PS电路105接收各通道的输出，并且合并和组合分割的摄像信号，以 创建静止图像或运动图像等可与计算机传送的形式的文件，并且生成可在显示单元等上显 示的视频信号。TG(timing generator，时序发生器)102生成同步驱动摄像装置101、AFE 103、 DFE 104、PS电路105和引擎116的脉冲。CPU 115使用控制信号117控制摄像装置101、AFE 103,DFE 104,PS电路105、引 擎116和TG 102的动作。图8是用于解释在图7所示的摄像设备中进行运动图像的记录和产生被摄体的实 时取景显示的情况下的动作时序的图。在进行运动图像的记录的情况下，CPU 115使用控制信号117指示摄像装置101、 AFE 103、DFE 104、PS电路105、引擎116和TG 102进行向运动图像记录工作模式的变换。在进行了向运动图像记录工作模式的变换时，TG 102以60fps (每秒60次)的速 度生成垂直同步信号VD。根据包括由TG 102生成的垂直同步信号VD的控制信号118，摄 像装置101、AFE103、DFE 104、PS电路105和引擎116与该垂直同步信号VD同步地读出并 处理每秒60帧的场图像信号。这里假定一场的图像信号构成一帧。另一方面，在进行实时取景显示的情况下，CPU 115使用控制信号117指示摄像装置101、AFE 103、DFE 104、PS电路105、引擎116和TG 102进行向实时取景工作模式的变换。在进行了向实时取景工作模式的变换时，TG 102通过将工作时钟频率改变成与 运动图像记录模式下的工作时钟频率相比一半的频率，将垂直同步信号VD的速度降低至 30fps (每秒30次)的速度。摄像装置101、AFE 103、DFE 104、PS电路105和引擎116与垂直同步信号VD同 步地读出并处理每秒30帧的场图像信号。以上述方式，在连续工作时间最长的实时取景工作模式下，通过将工作时钟频率 切换成与运动图像记录模式下的工作时钟频率相比一半的频率来降低功耗，从而使得可以 降低设备整体的发热和电池的消耗。然而，在摄像装置101和AFE 103等处理模拟信号的块中，存在许多不管工作时钟 频率如何都恒定地消耗偏置电流等电力的电子电路。为此，即使当在实时取景工作模式下 将工作时钟频率降低一半时，设备主体的功耗也未降低一半，而是仅降低了正常条件下的 大约15%。而且，由于摄像设备已变成使用四通道来拍摄高清晰度图像，因而并行处理所需 的设备规模变成四倍，导致功耗出现相当大的增加，同时模拟信号处理块的功耗所占的百 分比逐渐增大。另一方面，提出了一种用于通过根据传输所需的帧频间歇性地驱动摄像设备来降 低摄像设备的功耗的技术(日本特开平H11-168770号公报)。可以考虑通过使用以上日本特开平H11-168770号公报所述的技术间歇性地切断 摄像装置101和AFE 103等模拟信号处理块的电源来减少摄像设备在实时取景工作模式下 的功耗。然而，由于通信速度的限制，CPU 115在技术上难以对摄像装置101、AFE 103,DFE 104、PS电路105、引擎116和TG 102以帧为单位高速地提供工作模式切换控制和电力控 制。
发明内容
本发明提供一种摄像设备，该摄像设备可以降低摄像设备的功耗，并且可以在不 减少可记录时间和静止图像的拍摄数量的情况下，以高速拍摄高清晰度运动图像。因此，在本发明的第一方面，提供一种摄像设备，该摄像设备包括摄像处理单元， 用于在多种工作模式下工作，并且具有摄像装置和处理从摄像装置输出的摄像信号的多个 处理单元；间隔控制单元，用于提供切换控制，以在预定定时在待机ON状态和待机OFF状态 之间切换摄像处理单元；以及系统控制单元，用于根据摄像处理单元的工作模式向间隔控 制单元输出控制信号；其中，在摄像处理单元的工作模式是预定工作模式的情况下，系统控 制单元向间隔控制单元输出控制信号，以使间隔控制单元进行该切换控制。根据本发明，可以降低功耗，并且可以在减少可记录时间和静止图像的拍摄数量 的情况下，通过摄像设备以高速拍摄高清晰度运动图像。通过以下(参考附图)对典型实施例的说明，本发明的其它特征将显而易见。
图1是用于解释根据本发明第一实施例的摄像设备的框图；图2是用于解释在进行向被摄体的实时取景显示以及记录静止图像和各种运动 图像的变换中执行的处理的流程图；图3是用于详细解释摄像处理单元的框图；图4是用于解释在图1和3所示的摄像设备中进行HD运动图像拍摄处理和进行 被摄体实时取景显示处理的情况下的动作时序的图；图5是用于解释在根据本发明第二实施例的摄像设备中进行HD运动图像拍摄处 理和进行被摄体实时取景显示处理的情况下的动作时序的图；图6是用于解释根据本发明第三实施例的摄像设备的摄像处理单元的框图；图7是用于解释传统摄像设备的摄像处理单元的框图；以及图8是用于解释图7所示的摄像处理单元的动作时序的图。
具体实施例方式现参考示出本发明的实施例的附图详细说明本发明。图1是用于解释根据本发明第一实施例的摄像设备的框图。参考图1，根据本实施例的摄像设备被构造成摄像处理单元21、电源开关22、剩 余电池容量检测单元23、记录介质检测单元24、模式拨盘开关25、释放开关26和显示单元 27与系统控制器11连接。系统控制器11控制摄像设备的整个操作。以多种工作模式驱动摄像处理单元21， 并且摄像处理单元21具有摄像装置和处理从摄像装置输出的摄像信号的多个处理单元。 摄像处理单元21根据被摄体的光学图像生成电子静止图像和运动图像。剩余电池容量检测单元23检测是否装载了电池和剩余电池容量。记录介质检测 单元24检测是否装载了存储卡等记录介质和剩余记录容量。模式拨盘开关25是用于检测拍摄静止图像和各种运动图像的工作模式的开关。 释放开关26是用于指示开始静止图像或运动图像的操作的开关。显示单元27显示与设备 有关的各种状态信息以及所拍摄的图像。接着参考图2，说明在如上所述构造的摄像设备中进行向被摄体的实时取景显示 以及记录静止图像和各种运动图像的变换中执行的处理。通过装载存储在未示出的ROM等 中的程序并且由系统控制器11的CPU等执行该程序，来执行图2中的处理。在步骤S 1，系统控制器11判断电源开关22是接通(on)还是断开(off)，并且当 电源开关22是断开时，系统控制器11进入步骤S2，当电源开关22是接通时，系统控制器 11进入步骤S3。在步骤S2，系统控制器11使显示单元27进入结束状态，执行切断设备各种组件的 不必要的电源等的预定终止处理，然后返回至步骤S1。在步骤S3，系统控制器11通过使剩余电池容量检测单元23检查剩余电池容量，并 且使记录介质检测单元24检查是否装载了记录介质以及检查剩余记录容量，来判断工作 条件是否存在任何问题。当工作条件存在任何问题时，系统控制器11进入步骤S4，并且当工作条件没有任何问题时，系统控制器11进入步骤S5。在步骤S4，系统控制器11使用显示单元27通过图像或声音以预定方式显示警告， 然后返回至步骤S1。在步骤S5，系统控制器11控制摄像处理单元21执行实时取景显示处理。具体地，系统控制器11在取景器模式下驱动摄像处理单元21的摄像装置，其中， 在取景器模式下，通过线间除(linethirming)或线添加等将读出像素信号的数量减少至 适合于取景器显示的数量，以设置取景器运动图像所需的比率。然后，系统控制器11将通过摄像处理单元21读出和创建的图像数据作为取景器 图像顺序显示在显示单元27上，并且进入步骤S6。在步骤S6，系统控制器11判断是否按下了释放开关26，并且当未按下释放开关26 时，系统控制器11返回至步骤S1，当按下了释放开关26时，系统控制器11进入步骤S7。在步骤S7,系统控制器11检测模式拨盘开关25的操作位置，并且当模式拨盘开 关25处于静止图像拍摄模式的位置时，系统控制器11进入步骤S8,当模式拨盘开关25处 于高清晰度运动图像拍摄模式(HD运动图像拍摄模式)的位置时，系统控制器11进入步 骤S9。当模式拨盘开关25处于VGA运动图像拍摄模式的位置时，系统控制器11进入步骤 S10。在步骤S8，系统控制器11控制摄像处理单元21以完成预定的静止图像拍摄处理， 然后返回至步骤S1。在步骤S9，系统控制器11控制摄像处理单元21以完成预定时间段的HD运动图像 拍摄处理，然后返回至步骤S1。在步骤S10，系统控制器11控制摄像处理单元21以完成预定时间段的VGA运动图 像拍摄处理，然后返回至步骤S1。这里，HD运动图像是指高清晰度高帧频(1080p，60fps)的运动图像，并且VGA运 动图像是指具有标准图像大小(640X480)和标准帧频(30fps)的运动图像。接着参考图3详细说明摄像处理单元21。参考图3，摄像装置1以四通道分割输出形式进行输出，并且将被摄体的光学图像 转换成电信号。AFE 3是将从摄像装置1输出的各通道的模拟视频信号转换成各自的数字 图像信号的信号处理电路。对于为实现高清晰度运动图像质量而提高了的工作时钟频率，为了将每一通道的 读出工作频率降低至摄像装置1可以实现的读出速度，摄像装置1以四通道分割输出形式 进行输出。DFE 4是接收来自AFE 3的输出并且对包括在来自摄像装置1的输出中的FTN(线 划痕和变形等的固定模式噪声)进行校正的数字信号处理电路。AFE 3和DFE 4均输出10 位并行数字信号。PS电路5是将来自DFE 4的10位并行数字输出转换成串行数字信号的并_串行 转换处理电路，并且以差动方式低电压输出该串行数字信号。引擎17从PS电路5接收各个通道的输出，并且合并和组合分割的摄像信号，以创 建静止图像或运动图像等可与计算机传送的格式的文件，并且生成可在显示单元27上显 示的视频信号。
TG(时序发生器)2生成同步驱动摄像装置1、AFE 3、DFE 4、PS电路5和引擎17 的脉冲。间隔控制单元16在间隔期间使用控制信号19改变摄像装置1、AFE 3、DFE 4、PS 电路5、引擎17和TG 2的工作模式。系统控制器11使用控制信号18改变间隔控制单元 16的工作模式。图4是用于解释在图1和3所示的摄像设备中进行HD运动图像拍摄处理和进行 被摄体实时取景显示处理的情况下的动作时序的图。在进行HD运动图像拍摄处理的情况下，系统控制器11指示间隔控制单元16进行 向HD运动图像拍摄工作模式的变换。响应于来自系统控制器11的用以进行向HD运动图像拍摄工作模式的变换的指 示，间隔控制单元16指示摄像装置1、AFE3、DFE 4、PS电路5、引擎17和TG 2分别进行向 HD运动图像拍摄工作模式的变换。结果，摄像装置1、AFE 3,DFE 4、P S电路5、引擎17和 TG 2进行向HD运动图像拍摄工作模式的变换。在进行了向HD运动图像拍摄工作模式的变换时，TG 2以60fps (每秒60次)的 速度生成垂直同步信号VD。摄像装置1、AFE 3、DFE 4、P S电路5和引擎17与该垂直同步信号VD同步地读 出并处理每秒60帧的场图像信号。应该注意，在本实施例中，假定一场的图像信号构成一 帧。另一方面，在进行实时取景显示处理的情况下，系统控制器11指示间隔控制单元 16进行向实时取景工作模式的变换，并且生成间隔开始控制信号。响应于来自系统控制器11的用于进行向实时取景工作模式的变换的指示，间隔 控制单元16指示摄像装置1、AFE 3、DFE4、PS电路5、引擎17和TG 2分别进行向实时取景 工作模式的变换。结果，摄像装置1、AFE 3、DFE 4、PS电路5、引擎17和TG2进行向实时取 景工作模式的变换。另外，响应于来自系统控制器11的间隔开始控制信号，间隔控制单元16分别对摄 像装置1、AFE 3、DFE 4、PS电路5、引擎17和TG 2生成各个场的间隔控制信号。间隔控制信号是指示摄像装置UAFE 3、DFE 4、PS电路5、引擎17和TG 2以场为 单位交替进入待机ON状态和待机OFF状态的控制信号。根据间隔控制信号，摄像装置1、AFE 3、DFE 4、PS电路5、引擎17和TG 2每隔一 场进入待机ON状态，以停止读出和处理摄像信号。结果，与HD运动图像拍摄操作期间的帧 频相比，帧频被降低至一半的帧频(30fps)。由于在待机ON状态下，摄像装置1、AFE 3,DFE 4、PS电路5、引擎17和TG 2停止 读出和处理摄像信号，因而与作为正常状态的待机OFF状态下的功耗相比，待机ON状态下 的功耗被降低至接近于零。为此，与HD运动图像拍摄操作后的帧频下降大体成比例地，功 耗被降低至一半的功耗。如上所述，根据本实施例，在降低系统控制器11上的控制负荷的同时，可以将实 时取景显示处理期间的功耗降低至与HD运动图像处理期间的帧频下降大体成比例的功 耗。结果，可以降低摄像设备的功耗，并且可以在不减少可记录时间和静止图像的拍摄数量 的情况下，通过摄像设备高速地拍摄高清晰度运动图像。
接着参考图5说明根据本发明第二实施例的摄像设备。应该注意，在下面的说明 中，通过相同的附图标记指定与上述第一实施例的元件和部件相同的元件和部件。利用根据本实施例的摄像设备，通过关注下面的事实来实现功耗的降低当将驱 动模式从HD运动图像拍摄处理切换成实时取景显示处理时，可以降低帧大小。图5是用于解释在图1和3所示的摄像设备中进行HD运动图像拍摄处理和进行 被摄体实时取景显示处理的情况下的动作时序的图。在进行HD运动图像拍摄处理的情况下，系统控制器11指示间隔控制单元16进行 向HD运动图像拍摄工作模式的变换。响应于来自系统控制器11的用于进行向HD运动图像拍摄工作模式的变换的指 示，间隔控制单元16指示摄像装置1、AFE3、DFE 4、PS电路5、引擎17和TG 2分别进行向 HD运动图像拍摄工作模式的变换。结果，摄像装置1、AFE 3、DFE 4、PS电路5、引擎17和 TG 2进行向HD运动图像拍摄工作模式的变换。在进行了向HD运动图像拍摄模式的变换时，TG 2以60fps (每秒60次)的速度 生成垂直同步信号VD。摄像装置1、AFE 3、DFE 4、PS电路5和引擎17与垂直同步信号VD同步地读出并 处理每秒60帧的场图像信号。应该注意，在本实施例中，假定一场的图像信号构成一帧。另一方面，在进行实时取景显示处理的情况下，系统控制器11指示间隔控制单元 16进行向实时取景工作模式的变换，并且生成间隔开始控制信号。响应于来自系统控制器11的用于进行向实时取景工作模式的变换的指示，间隔 控制单元16指示摄像装置1、AFE 3、DFE4、PS电路5、引擎17和TG 2分别进行向实时取景 工作模式的变换。结果，摄像装置1、AFE 3、DFE 4、PS电路5、引擎17和TG2进行向实时取 景工作模式的变换。通常，如果要在显示单元27上显示的实时取景图像的帧大小显著小于HD运动图 像拍摄期间的图像的帧大小，则不会存在实际问题。因此，当帧频相同时，可以在更短时间 段内读出一场内的摄像信号。为此，在本实施例中，提供控制以在待机ON状态和待机OFF状态之间切换，从而使 得在读出一场内的摄像信号的时间段中待机为OFF，并且在从完成该读出起到开始下一场 的读出为止的时间段中待机为ON。响应于来自系统控制器11的间隔开始控制信号，间隔控制单元16分别对摄像装 置1、AFE 3、DFE 4、PS电路5、引擎17和TG 2生成每一场两次的间隔控制信号。间隔控制信号是指示摄像装置1、AFE 3、DFE 4、P S电路5、引擎17和TG 2在一 场内在待机ON状态和待机OFF状态之间切换的控制信号。根据间隔控制信号，摄像装置1、AFE 3、DFE 4、PS电路5、引擎17和TG 2在一场 内的预定时间段进入待机0N状态，以停止读出和处理摄像信号。由于在待机0N状态下，摄像装置1、AFE 3,DFE 4、PS电路5、引擎17和TG 2停止 读出和处理摄像信号，因而与作为正常状态的待机OFF状态下的功耗相比，待机0N状态下 的功耗被降低至接近于零。为此，与HD运动图像拍摄操作后的帧频下降大体成比例地，功 耗被降低至一半的功耗。如上所述，根据本实施例，在降低系统控制器11上的控制负荷的同时，可以将实时取景显示处理期间的功耗降低至与HD运动图像拍摄处理期间的帧频下降大体成比例的 功耗。结果，可以降低摄像设备的功耗，并且可以在不减少可记录时间和静止图像的拍摄数 量的情况下，通过摄像设备高速地拍摄高清晰度运动图像。在以上第一和第二实施例的说明中，假定在实时取景工作模式下提供用于降低功 耗的控制。然而，在其它工作模式下通过相同配置也可以获得相同效果，只要这些工作模式 是与HD运动图像相比可以降低帧频和帧大小的诸如VGA运动图像模式等的预定工作模式 即可。接着参考图6说明根据本发明第三实施例的摄像设备。图6是用于解释根据本发 明第三实施例的摄像设备的摄像处理单元的框图。应该注意，在下面的说明中，通过相同的 附图标记指定与上述第一或第二实施例中的元件和部件相同的元件和部件。在根据本实施例的摄像设备中，摄像装置1、AFE 3、DFE4、PS电路5、引擎17和TG 2均设置有间隔控制单元16，以单独对它们进行控制。因此，在降低各间隔控制单元16上的控制负荷的同时，摄像装置1、AFE 3、DFE 4、 PS电路5、引擎17和TG 2可以以更高的速度选择性地进入待机ON状态或待机OFF状态。 其它配置和动作效果与上述第一或第二实施例中的相同。应该注意，本发明不局限于上述实施例，并且在本发明的范围内，可以做出某些改 变和修改。其它实施例还可以通过读出并执行记录在存储器装置上的程序以执行上述实施例的功能的 系统或设备的计算机(或者CPU或MPU等装置)和通过下面的方法来实现本发明的各方面， 其中，系统或设备的计算机通过例如读出并执行记录在存储器装置上的程序以执行上述实 施例的功能来执行该方法的各步骤。为此，例如，通过网络或者通过用作存储器装置的各种 类型的记录介质(例如计算机可读介质)向计算机提供该程序。尽管参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不局限于所公开的典 型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功 能。本申请要求2009年4月7日提交的日本2009-093104号专利申请的优先权，其全 部内容通过引用包含于此。
权利要求
一种摄像设备，包括摄像处理单元，用于在多种工作模式下工作，并且具有摄像装置和处理从所述摄像装置输出的摄像信号的多个处理单元；间隔控制单元，用于提供切换控制，以在预定定时在待机ON状态和待机OFF状态之间切换所述摄像处理单元；以及系统控制单元，用于根据所述摄像处理单元的工作模式向所述间隔控制单元输出控制信号，其中，在所述摄像处理单元的工作模式是预定工作模式的情况下，所述系统控制单元向所述间隔控制单元输出控制信号，以使所述间隔控制单元进行所述切换控制。
2.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，在所述摄像处理单元的工作模式是 与高清晰度运动图像拍摄相比能够降低帧频或帧大小的工作模式的情况下，所述系统控制 单元向所述间隔控制单元输出控制信号，以使所述间隔控制单元进行所述切换控制。
3.根据权利要求2所述的摄像设备，其特征在于，所述工作模式是实时取景工作模式。
4.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，所述间隔控制单元控制所述摄像处 理单元，从而以场为单位在所述待机ON状态和所述待机OFF状态之间交替切换。
5.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，所述间隔控制单元控制所述摄像处 理单元，从而在一场内在所述待机ON状态和所述待机OFF状态之间切换。
6.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，所述间隔控制单元被设置在所述多 个处理单元和所述摄像装置中的每一个中。
全文摘要
一种摄像设备，其可以降低摄像设备的功耗，并且可以在不减少可记录时间和静止图像的拍摄数量的情况下，高速地拍摄高清晰度运动图像。摄像处理单元在多种工作模式下工作，并且具有摄像装置和处理从摄像装置输出的摄像信号的多个处理单元。间隔控制单元使摄像处理单元在预定定时在待机ON状态和待机OFF状态之间切换。根据摄像处理单元的工作模式，向间隔控制单元输出控制信号。当摄像处理单元处于预定工作模式时，向间隔控制单元输出用于使间隔控制单元进行该切换的控制信号。
文档编号H04N5/225GK101860682SQ201010143018
公开日2010年10月13日 申请日期2010年4月7日 优先权日2009年4月7日
发明者伊势诚 申请人:佳能株式会社