JP2000041192A - 撮像装置及び撮像方法 - Google Patents
撮像装置及び撮像方法Info
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Abstract
サを用いて動いている被写体を撮像してもぶれのない静
止画を得ることができるようにした撮像装置及び撮像方
法を提供する。 【解決手段】 全画素読み出しモードで撮像信号を出力
可能なCCDイメージセンサ23の電子シャッタ機能を
タイミング信号発生器28により標準テレビジョン方式
におけるフィールド周期を基本とするシャッタパルスで
制御して、上記CCDイメージセンサ23から全画素読
み出しモードで撮像信号を出力させる。
Description
ードで撮像信号を出力可能な固体イメージセンサにより
電子シャッタ機能を利用して撮像を行う撮像装置及び撮
像方法に関する。
ystems Committee) 方式やPAL(Phase Alternation b
y Line) 方式などの標準テレビジョン方式に準拠した撮
像装置は、撮像部からインターレース読み出しされた撮
像信号を得て、所定の標準テレビジョン方式の映像信号
として出力するようになっている。そして、ビデオカセ
ットレコーダ(video cassette recorder; VCR)やカメ
ラ一体型のビデオテープレコーダ(video tape recorde
r; VTR)いわゆるカムコーダでは、図11に示すよう
に、固体イメージセンサにより垂直同期信号VDに同期
した撮像動作を行い、1フィールド期間を電荷蓄積期間
として1フィールド毎に撮像電荷を読み出すことにより
得られるインターレースされた撮像信号から生成された
所定の標準テレビジョン方式の映像信号による動画像を
取り扱うようになっている。また、カムコーダにおい
て、静止画を取り扱う場合、インターレース読み出しさ
れたされた撮像信号は2フィールドで1フレームの画像
を構成しているのでフィールド間の時間的なズレが画質
劣化となってしまうので、インターレース信号をプログ
レススキャン信号に変換して、静止画の記録/再生を行
うようにしている。
ラ等では、プログレススキャン対応の固体イメージセン
サから全画素読み出しにより高画質の静止画撮像信号を
得て、記録媒体に記録するようになっている。
スキャン対応の固体イメージセンサでは、全画素読み出
しにより高画質の静止画撮像信号を得ることができるの
であるが、図12に示すように、1フレーム期間で電荷
蓄積を行っているので、動いている被写体を撮像した場
合に、ぶれた画像になってしまい、静止画としてはきれ
いに止まった画像にならないと言った問題点があった。
ャン対応の固体イメージセンサを用いて動いている被写
体を撮像してもぶれのない静止画を得ることができるよ
うにした撮像装置及び撮像方法を提供することにある。
めに、本発明に係る撮像装置は、電子シャッタ機能を有
し、全画素読み出しモードで撮像信号を出力可能な固体
イメージセンサと、標準テレビジョン方式におけるフィ
ールド周期を基本とするシャッタパルスにより上記固体
イメージセンサの電子シャッタ機能を制御して、上記固
体イメージセンサから全画素読み出しモードで撮像信号
を出力させる駆動制御手段とを備えることを特徴とす
る。
ッタ機能を有し、インターレース読み出しモードと全画
素読み出しモードとに動作モードを切り換えて撮像信号
を出力可能な固体イメージセンサと、上記固体イメージ
センサの動作モードを切り換える制御を行うとともに、
全画素読み出しモードにおいて、インターレース読み出
しモードにおけるシャッタスピードに合わせて上記固体
イメージセンサの電子シャッタ機能を制御し、上記固体
イメージセンサから全画素読み出しモードで撮像信号を
出力させる駆動制御手段とを備えることを特徴とする。
み出しモードで撮像信号を出力可能な固体イメージセン
サの電子シャッタ機能を標準テレビジョン方式における
フィールド周期を基本とするシャッタパルスにより制御
して、上記固体イメージセンサから全画素読み出しモー
ドで撮像信号を出力させることを特徴とする。
ーレース読み出しモードと全画素読み出しモードとに動
作モードを切り換えて撮像信号を出力可能な固体イメー
ジセンサの電子シャッタ機能を、全画素読み出しモード
において、インターレース読み出しモードにおけるシャ
ッタスピードに合わせて制御し、上記固体イメージセン
サから全画素読み出しモードで撮像信号を出力させるこ
とを特徴とする。
て、図面を参照して詳細に説明する。
カムコーダ100に適用される。このカムコーダ100
は、撮像部1と又はラインイン信号処理回路2から画像
信号が供給されるI/F処理・画像MIX回路3、この
I/F処理・画像MIX回路3にDV記録再生信号処理
回路4を介して接続された記録再生部5及び表示部6、
上記I/F処理・画像MIX回路3に圧縮伸長回路7を
介して接続されたI/F処理回路8、上記I/F処理回
路8にPCMCIA(personal computer memory card
international association )コネクタ9を介して着脱
自在に接続されたPCMCIAメモリカード10、これ
らを制御する制御部11、この制御部11に接続された
操作ブロック12等からなる。
してあるように、撮像レンズ21から絞り22を介して
入射される撮像光が撮像光が入射されるCCDイメージ
センサ23を備え、このCCDイメージセンサ23によ
り撮像出力として得られる撮像信号がカメラ信号処理回
路24を介して出力されるようになっている。
ンピュータ25から絞り制御信号が与えられる絞り駆動
回路26に接続された絞り駆動部27によって駆動され
るようになっている。
センサーゲート信号や転送クロックなどの各種タイミン
グ信号がタイミング信号発生器28から与えられること
により駆動されるようになっている。
グ信号発生器28は、上記カメラ制御用マイクロコンピ
ュータ25から与えられる制御信号によって動作モード
が切り換えられるようになっている。
造を図3に模式的に示してあるように、画素に対応して
マトリクス上に配設された各フォトセンサSと、各フォ
トセンサSにより得られる各画素の撮像電荷が読み出さ
れる垂直転送レジスタVRと、各画素の撮像電荷が上記
垂直転送レジスタVRを介して水平ライン毎に転送され
てくる水平転送レジスタHRを備え、各画素の撮像電荷
が上記水平転送レジスタHRから水平ライン毎に出力部
SOを介して撮像信号として出力されるようになってい
る。このCCDイメージセンサ23は、原理的に全画素
読み出しのCCDイメージャであって、上記垂直転送レ
ジスタVRが水平ラインにおける画素数に等しい本数設
けられているとともに、各垂直転送レジスタVRはそれ
ぞれ垂直ラインにおける全画素数に等しい転送段数を有
する。
は、上記カメラ制御用マイクロコンピュータ25から与
えられる制御信号によって全画素読み出しモードが設定
されると、図4に示すように、2フィード(2V)すな
わち1フレーム周期(1F)のセンサゲート信号SG
と、1水平走査周期(1H)の垂直転送クロックCKV
と、水平ラインにおける画素数に対応する周波数の水平
転送クロックCKHを生成して、上記CCDイメージセ
ンサ23を全画素読み出しモードで駆動する。
記CCDイメージセンサ23の各フォトセンサSにより
得られる各画素の撮像電荷をセンサゲート信号SGによ
って垂直転送レジスタVRに2フィードすなわち1フレ
ーム期間(1F)毎に読み出し、上記垂直転送レジスタ
VRに読み出した全画素の撮像電荷を1水平走査期間
(1H)毎に1水平ラインずつ水平転送レジスタHRに
転送して、各画素の撮像電荷を上記水平転送レジスタH
Rから水平ライン毎に出力部SOを介して撮像信号とし
て出力することにより、全画素の撮像電荷によるプログ
レススキャン信号として撮像信号を得ることができる。
は、この全画素読み出しモードにおいて、標準テレビジ
ョン方式におけるフィールド周期を基本とするシャッタ
パルスにより上記CCDイメージセンサ23の電子シャ
ッタ機能を制御する。
シャッタをNTSC方式における1フィールド期間(1
/60秒)に設定して、第1フィールドはすべて電荷を
掃き捨てて次の第2フィールドで電荷蓄積を行う。この
蓄積された電荷は次の2フィールドすなわちフレームで
読み出される。つまり1フィールドの蓄積分だけで読み
出すので、インターレースのときと同じ様にぶれた画像
にならない。このように、全画素読み出しモードすなわ
ちプログレススキャンにおいては、上記CCDイメージ
センサ23の電子シャッタ機能を1/60秒を基本とし
たシャッタパルスで制御することにより、きれいな静止
画を撮影することができる。
上記カメラ制御用マイクロコンピュータ25から与えら
れる制御信号によってインタレース読み出しモードが設
定されると、図6に示すように、1フィード周期(1
V)のセンサゲート信号SGと、1水平走査期間(1
H)毎に2発連続した垂直転送クロックCKVと、水平
ラインにおける画素数に対応する周波数の水平転送クロ
ックCKHを生成して、上記CCDイメージセンサ23
をインターレース読み出しモードで駆動する。
では、上記CCDイメージセンサ23の各フォトセンサ
Sにより得られる各画素の撮像電荷をセンサゲート信号
SGによって垂直転送レジスタVRに1フィード期間
(1V)毎に読み出し、上記垂直転送レジスタVRに読
み出した全画素の撮像電荷を1水平走査期間(1H)毎
に2水平ラインずつ水平転送レジスタHRに転送して、
垂直ライン上で隣接する2画素分の電荷を上記水平転送
レジスタHRにおいて加算合成することにより、水平ラ
イン数を1/2に減少させた各画素の撮像電荷を上記水
平転送レジスタHRから水平ライン毎に出力部SOを介
して撮像信号として出力することにより、全画素の撮像
電荷からインターレース信号として撮像信号を得ること
ができる。なお、上記水平転送レジスタHRにおいて加
算合成する垂直ライン上で隣接する2画素分の電荷の組
合せは、奇数フィールドと偶数フィールドで異ならしめ
るようにする。
上記I/F処理・画像MIX回路3は、上記撮像部1及
びラインイン信号処理回路2から入力される信号に対す
るインターフェース処理を行うとともに、各信号の混合
を行う。また、上記DV記録再生信号処理回路4は、い
わゆるデジタルビデオ(degital videl;DV)規格の情報
信号に対する記録再生に関する信号処理を行う。さら
に、上記記録再生部5は、DV記録再生信号処理回路4
からの情報信号を記録媒体に記録し、また、上記記録媒
体から情報信号を再生して上記DV記録再生信号処理回
路4に供給する。上記磁気記録媒体としては、例えばテ
ープ上の媒体に情報信号が残留磁化として記録される磁
気テープが用いられる。
信号処理回路4を介して記録再生される情報信号を表示
するものである。
(joint photographic expert group)規格の静止画又
はMotion JPEG規格の動画像の符号化画像を
画像信号に伸長したり、静止画あるいは動画像の画像信
号を上記規格の符号化画像に圧縮する回路である。この
圧縮伸長回路7は、I/F処理・画像MIX回路3又は
PCMCIA I/O/ATA I/F処理回路8から
の画像信号又は符号化画像に対して上記処理を行う。
I/F8は、JPEG/Motion JPEG圧縮伸
長回路8とPCMCIAメモリカード10の間のインタ
ーフェースを行う回路である。また、PCMCIAコネ
クタ12は、PCMCIA規格のコネクタである。
カメラ本体101の外観斜視図を示してあるように、上
記表示部6として電子ビューファインダ6A及び液晶表
示パネル6Bが上記カメラ本体101に設けられている
とともに、上記操作ブロック12として、ズーム操作レ
バー12A、動作モード切換レバー12B、静止画撮影
用操作ボタン12C、コントロールダイヤル12D、メ
ニューボタン12Eやデータコードボタン12F等の各
種設定操作ボタンが上記カメラ本体101に配設されて
いる。
位置に応じたズーム操作入力データを上記制御部11に
与える。そして、上記制御部11は、上述の撮像部1の
撮像レンズ21のズーム駆動部を上記ズーム操作入力デ
ータに応じて制御する。
は、図8に示すように、 ポジション1:VTR ポジション2:オフ ポジション3:CAM ポジション4:メモリ の4つの切換設定ポジションを有しており、各ポジショ
ンに対応した操作入力データを上記制御部11に与え
る。また、上記静止画撮影用操作ボタン12Cは、2段
階で押圧され、1段階目の押圧ポジションと2段階目の
押圧ポジションに対応した操作入力データを上記制御部
11に与える。そして、上記制御部11は、上述の撮像
部1、I/F処理・画像MIX回路3、DV記録再生信
号処理回路4、記録再生部5、圧縮伸長回路やI/F処
理回路8等を上記操作入力データに応じて次のように制
御する。
て、上記制御部11は、上記動作モード切換レバー12
Bが上記ポジション1にあるときに、このカムコーダ1
00をVTRモードに設定する。VTRモードにおい
て、上記制御部11は、図示しないVTR操作ボタンの
操作入力を受け付けて、その操作入力に応じて上記記録
再生部5の制御を行い、例えば再生ボタン操作されれば
上記記録再生部5による再生を開始する。
切換レバー12Bが上記ポジション2にあるときに、こ
のカムコーダ100を動作停止状態にする。
切換レバー12Bが上記ポジション3にあるときに、こ
のカムコーダ100をカメラモードに設定する。カメラ
モードにおいて、上記制御部11は、上記撮像部1を作
動させて、撮像信号による画像を上記表示部6すなわち
電子ビューファインダ6A又は液晶表示パネル6Bに表
示させる。そして、この撮像スタンバイ状態でスタート
/ストップボタン12Gの操作入力を受け付けると、上
記記録再生部5による記録を開始し、再び上記スタート
/ストップボタン12Gの操作入力を受け付けると記録
を終了して撮像スタンバイ状態に戻る。
ドにおいて、上記静止画撮影用操作ボタン12Cの押圧
操作による操作入力データを受け付ける。撮像スタンバ
イ状態で上記静止画撮影用操作ボタン12Cの押圧操作
による操作入力データを受け付けた場合には、上記静止
画撮影用操作ボタン12Cの1段階目の押圧ポジション
において、上記撮像部1により得られた撮像信号を静止
画としてキャプチャし、上記表示部6に表示し、さら
に、上記静止画撮影用操作ボタン12Cの2段階目の押
圧ポジションまで押圧されたときに、上記キャプチャし
た静止画を上記記録再生部5により所定時間(この例で
は7秒間)記録する。なお、記録中の音声も上記記録再
生部5により記録される。また、上記静止画撮影用操作
ボタン12Cを2段階目の押圧ポジションまで押圧せず
に、押圧を解除すれば、上記記録再生部5により記録す
る静止画を選び直すことができる。さらに、カメラ録画
中に上記静止画撮影用操作ボタン12Cが押圧操作され
た場合には、上記制御部11は、その時の画像を静止画
として上記記録再生部5により所定時間(この例では7
秒間)記録し、記録終了後に撮像スタンバイ状態に戻
る。
切換レバー12Bが上記ポジション4にあるときに、こ
のカムコーダ100をメモリモードに設定する。
いて、上記撮像部1の動作モードを全画素読み出しモー
ドに強制的に切り換える。そして、上記制御部11は、
このメモリモードにおいて、上記静止画撮影用操作ボタ
ン12Cの押圧操作による操作入力データを受け付ける
と、上記静止画撮影用操作ボタン12Cの1段階目の押
圧ポジションにおいて、上記撮像部1によりプログレス
スキャン信号として得られた撮像信号をキャプチャし、
上記表示部6に表示し、さらに、上記静止画撮影用操作
ボタン12Cの2段階目の押圧ポジションまで押圧され
たときに、上記キャプチャした静止画を上記メモリカー
ド10に記録する。なお、上記静止画撮影用操作ボタン
12Cを2段階目の押圧ポジションまで押圧せずに、押
圧を解除すれば、上記メモリカード10に記録する静止
画を選び直すことができる。
スキャン信号として得られる撮像信号は、インターレー
ス信号に対応する表示部6では直接表示することができ
ないので、プログレススキャン信号からインターレース
信号に変換して上記表示部6で表示するようになってい
る。また、このカムコーダ100では、上記カメラモー
ドにおいて、上記撮像部1の動作モードを全画素読み出
しモードに切り換えて撮像動作を行い、上記撮像部1に
よりプログレススキャン信号として得られる撮像信号を
インターレース信号に変換して、上記記録再生部5によ
り記録することができるようになっている。
モードの設定は、上記カメラ本体101に配設されてい
るメニューボタン12Eを撮影スタンバイ状態で押すこ
とにより、メニュー画面を表示部6に出し、コントロー
ルダイヤル12Dを回して、図9(A),(B)に示す
ようにプログレッシブを「切」の状態から「入」の状態
に切り換えることにより実行することができる。
像部1では、2フィールド蓄積のプログレススキャンを
行う場合ついて説明したが、図10に示すように、3フ
ィールド蓄積を行う場合には、電子シャッタ機能を2フ
ィールド(1/30秒)を基本とするシャッタパルスに
より制御すればよい。また、露光量が多くなった場合に
絞り22を閉じる制御を行う代わりに、電子シャッタを
1/60秒から高速側に制御するようにしてもよい。
読み出しモードで撮像信号を出力可能な固体イメージセ
ンサの電子シャッタ機能を標準テレビジョン方式におけ
るフィールド周期を基本とするシャッタパルスにより制
御して、上記固体イメージセンサから全画素読み出しモ
ードで撮像信号を出力させることによって、動いている
被写体を撮像してもぶれのないきれいな静止画を得るこ
とができる。
スキャン対応の固体イメージセンサを用いて動いている
被写体を撮像してもぶれのない静止画を得ることができ
るようにした撮像装置及び撮像方法を提供することがで
きる。
ック図である。
ック図である。
式的に示す平面図である。
ードでの撮像動作を示すタイムチャートである。
機能を用いた撮像動作を示すタイムチャートである。
み出しモードでの撮像動作を示すタイムチャートであ
る。
バーの各切換ポジションを示す図である。
読み出しモードの設定について説明するための図であ
る。
出しモードでの電子シャッタ機能を用いた撮像動作を示
すタイムチャートである。
メージセンサによる撮像動作を示すタイムチャートであ
る。
ージセンサによる撮像動作を示すタイムチャートであ
る。
V記録再生信号処理回路、5 記録再生部、6 表示
部、7 圧縮伸張処理回路、8 PCMCIAI/O/
ATA I/F処理回路、9 PCMCIAコネクタ、
10 PCMCIAメモリカード、11 制御部、12
操作ブロック
Claims (4)
- 【請求項1】 電子シャッタ機能を有し、全画素読み出
しモードで撮像信号を出力可能な固体イメージセンサ
と、 標準テレビジョン方式におけるフィールド周期を基本と
するシャッタパルスにより上記固体イメージセンサの電
子シャッタ機能を制御して、上記固体イメージセンサか
ら全画素読み出しモードで撮像信号を出力させる駆動制
御手段とを備えることを特徴とする撮像装置。 - 【請求項2】 電子シャッタ機能を有し、インターレー
ス読み出しモードと全画素読み出しモードとに動作モー
ドを切り換えて撮像信号を出力可能な固体イメージセン
サと、 上記固体イメージセンサの動作モードを切り換える制御
を行うとともに、全画素読み出しモードにおいて、イン
ターレース読み出しモードにおけるシャッタスピードに
合わせて上記固体イメージセンサの電子シャッタ機能を
制御し、上記固体イメージセンサから全画素読み出しモ
ードで撮像信号を出力させる駆動制御手段とを備えるこ
とを特徴とする撮像装置。 - 【請求項3】 全画素読み出しモードで撮像信号を出力
可能な固体イメージセンサの電子シャッタ機能を標準テ
レビジョン方式におけるフィールド周期を基本とするシ
ャッタパルスにより制御して、 上記固体イメージセンサから全画素読み出しモードで撮
像信号を出力させることを特徴とする撮像方法。 - 【請求項4】 インターレース読み出しモードと全画素
読み出しモードとに動作モードを切り換えて撮像信号を
出力可能な固体イメージセンサの電子シャッタ機能を、
全画素読み出しモードにおいて、インターレース読み出
しモードにおけるシャッタスピードに合わせて制御し、 上記固体イメージセンサから全画素読み出しモードで撮
像信号を出力させることを特徴とする撮像方法。
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