JP2001128058A

JP2001128058A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2001128058A
Application number: JP30336299A
Authority: JP
Inventors: Keizo Ishiguro; 敬三石黒
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 1999-10-26
Publication date: 2001-05-11

Abstract

(57)【要約】【課題】ノンインターレースで撮像する際、撮像素子の
蓄積時間を１／６０秒以上にしないよう制御することに
より、垂直解像度が高く、かつ動解像度も高い撮像装置
を提供する。【解決手段】レンズ１と、絞り２と、１フレーム期間に
ノンインターレースで順次読み出すＣＣＤ３と、ＡＧＣ
４と、映像信号を生成し、かつ、平均輝度信号を生成す
るカメラ信号処理部５と、平均輝度信号をもとにＣＣＤ
３の露光時間を制御する露光制御部８とを備え、露光制
御部８は、Ｆ値以下に絞り２が調整されない条件の下
で、露光時間が１フィールド期間よりも短い一定の期間
になるようにＣＣＤ３を制御し、被写体の明るさに応じ
て絞り２で露光調整をする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像素子を用いた
カラーカメラ等の撮像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子カメラも高画質化が望まれ、
電子スチルカメラでは３５万画素から１００万画素程度
の画素数が一般的になってきている。また、撮像素子で
あるＣＣＤも全画素を独立で読み出せる、いわゆるプロ
グレッシブタイプになり高画質化が進んでいる。ノンイ
ンターレース（プログレッシブ）で撮像した画像はイン
ターレース方式で撮像したものに比べ垂直解像度が高く
なり、静止画としてはきれいになるが、ＴＶ信号がイン
ターレース方式であるため、プログレッシブで撮像した
信号そのものはＴＶでは表示できなかった。

【０００３】これを解決する手段としては、例えば特開
昭６１−１５９８８１号公報に示されており、以下に、
この従来の撮像装置について説明する。

【０００４】図１３は従来の撮像装置のブロック図を示
すものである。図１３において、７１はＴＶカメラ、７
２はスイッチ、７３、７４はフレームメモリ、７５はメ
モリ制御部、７６はスイッチである。

【０００５】以上のように構成された撮像装置の動作と
して、ＴＶカメラ７１よりノンインターレース方式で得
た映像信号をメモリ制御部７５の指令に基づいてスイッ
チ７２を介して、ｍ番フレーム目の映像信号はフレーム
メモリ７３へ、ｍ＋１番フレーム目の映像信号はフレー
ムメモリ７４へ蓄積し、ｍ＋１番フレーム目が蓄積され
ている期間に、ｍ番フレーム目に蓄積された映像信号が
メモリ制御部７５によってノンインターレースからイン
ターレースの映像信号に変換されてスイッチ７６を介し
て出力される。次のフレームではスイッチ７２、７６が
切り替えられて、ｍ＋１番フレーム目の映像信号がイン
ターレースの映像信号に変換されて出力される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の構成においては、３０フレームのノンイン
ターレースの映像信号を６０フィールドのインターレー
スの映像信号の形式に変換していることになる。すなわ
ちＴＶカメラから出力されるノンインターレースの映像
信号は１フレームの期間（１／３０秒）露光された信号
であるため、ノンインターレースの撮像で動画の垂直解
像度が向上しても、フィールド期間（１／６０秒）露光
された映像信号よりも動解像度が劣ることになり、動画
として欠点を有していた。

【０００７】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、ノンインターレースで撮像する際、撮像素子の蓄
積時間を１／６０秒以上にはしないよう制御することに
より、垂直解像度が高く、かつ動解像度も高い撮像装置
を実現することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の撮像装置
は、被写体像を撮像面に結像するレンズと、このレンズ
の一部であって撮像面に入射する光量を調整する絞り
と、撮像面上の画像情報を光電変換し１フレーム期間に
ノンインターレースで順次読み出す撮像手段と、この撮
像手段からの信号の利得を調整する利得調整手段と、こ
の利得調整手段で利得調整された信号に、一定の信号処
理を施して映像信号を生成し、かつ画面全体の明るさを
表す平均輝度信号を生成する信号処理部と、平均輝度信
号の情報をもとに撮像手段の露光時間を制御する露光制
御手段とを備え、露光制御手段は、あらかじめ設定され
たＦ値以下に絞りが調整されない条件の下で、露光時間
が１フィールド期間よりも短い一定の期間になるよう撮
像手段を制御し、被写体の明るさに応じて絞りで露光調
整をすることを特徴とするものである。

【０００９】請求項１記載の撮像装置によれば、ノンイ
ンターレースで撮像する際、撮像素子の蓄積時間を１／
６０秒以上にはしないよう制御し、かつ遠近混在の被写
体についても絞りによって最適な被写界深度に設定され
るため、解像度が高く、かつ動解像度も高い撮像装置が
提供できる。

【００１０】請求項２記載の撮像装置は、請求項１にお
いて、露光制御手段が被写体の明るい場合は絞りで露光
調整し、絞りでの露光調整が不能な暗い場合は利得調整
手段で撮像手段からの信号を増幅して露光調整をするも
のである。

【００１１】請求項２記載の撮像装置によれば、請求項
１と同様な効果と同様な効果がある。

【００１２】請求項３記載の撮像装置は、被写体像を撮
像面に結像するレンズと、このレンズの一部であって撮
像面に入射する光量を調整する絞りと、撮像面上の画像
情報を光電変換し１フレーム期間にノンインターレース
で順次読み出す撮像手段と、この撮像手段からの信号の
利得を調整する利得調整手段と、この利得調整手段で利
得調整された信号に、一定の信号処理を施して映像信号
を生成し、かつ画面全体の明るさを表す平均輝度情報を
生成する信号処理部と、映像信号から映像の動き情報を
動きベクトルとして抽出する動き検出手段と、平均輝度
信号の情報をもとに撮像手段の露光時間を制御する露光
制御手段とを備え、露光制御手段は、動き検出手段で検
出された動きベクトルの量に応じて任意に設定されたＦ
値以下に絞りが調整されない条件の下で、露光時間が１
フィールド期間よりも短い一定の期間になるよう撮像手
段を制御し、被写体の明るさに応じて絞りで露光調整を
することを特徴とするものである。

【００１３】請求項３記載の撮像装置によれば、請求項
１と同様な効果のほか、被写体の動きに応じて絞りが調
整されるため、動解像度をより一層良好にすることがで
きる。

【００１４】請求項４記載の撮像装置は、請求項３にお
いて、被写体像を撮像面に結像するレンズと、このレン
ズの一部であって撮像面に入射する光量を調整する絞り
と、撮像面上の画像情報を光電変換し１フレーム期間に
ノンインターレースで順次読み出す撮像手段と、この撮
像手段からの信号の利得を調整する利得調整手段と、こ
の利得調整手段で利得調整された信号に、一定の信号処
理を施して映像信号を生成し、かつ画面全体の明るさを
表す平均輝度情報を生成する信号処理部と、映像信号か
ら映像の動き情報を動きベクトルとして抽出する動き検
出手段と、平均輝度信号の情報をもとに撮像手段の露光
時間を制御する露光制御手段とを備え、露光制御手段は
動き検出手段で検出された動きベクトルの量に応じて期
間設定された１フィールド期間より短い露光時間で撮像
手段を制御し、被写体の明るさに応じて絞りで露光調整
をすることを特徴とするものである。

【００１５】請求項４記載の撮像装置によれば、請求項
３と同様な効果がある。

【００１６】請求項５記載の撮像装置は、請求項３また
は請求項４において、露光制御手段が露光時間を１フィ
ールド期間より短い期間で露光調整ができない場合は、
利得調整手段で撮像手段からの信号を増幅して露光調整
をするものである。

【００１７】請求項５記載の撮像装置によれば、請求項
３または請求項４と同様な効果がある。

【００１８】請求項６記載の撮像装置は、被写体像を撮
像面に結像するレンズと、このレンズの一部であって撮
像面に入射する光量を調整する絞りと、撮像面上の画像
情報を光電変換し１フレーム期間にノンインターレース
で順次読み出す撮像手段と、この撮像手段からの信号の
利得を調整する利得調整手段と、この利得調整手段で利
得調整された信号に、一定の信号処理を施して映像信号
を生成し、かつ画面全体の明るさを表す平均輝度信号を
生成する信号処理部と、映像信号から映像の動き情報を
抽出する動き検出手段と、平均輝度信号の情報をもとに
撮像手段の露光時間を制御する露光制御手段とを備え、
動き検出手段は画面を複数のブロックに分割した各ブロ
ックごとに１フィールド以上前の映像と現在の映像の比
較で算出された動きベクトル情報を出力し、露光制御手
段は、動き検出手段で検出された動きベクトルの量があ
らかじめ設定された値を越えるブロックの数に応じて設
定されたＦ値以下に絞りが調整されない条件の下で、露
光時間が１フィールド期間よりも短い一定の期間になる
よう撮像手段を制御し、被写体の明るさに応じて絞りで
露光調整をすることを特徴とするものである。

【００１９】請求項６記載の撮像装置によれば、請求項
３の効果のほか、画面の広い範囲で被写体が動いていれ
ば、遠近さまざまな被写体が混在しているという判断に
基づいて、被写体の動きが多くかつ早い場合でも絞りを
開きすぎることがなく、露光時間も短く撮像できるた
め、動解像度をさらに良好な状態にすることができる。

【００２０】請求項７記載の撮像装置は、被写体像を撮
像面に結像するレンズと、このレンズの一部であって撮
像面に入射する光量を調整する絞りと、撮像面上の画像
情報を光電変換し１フレーム期間にノンインターレース
で順次読み出す撮像手段と、この撮像手段からの信号の
利得を調整する利得調整手段と、この利得調整手段で利
得調整された信号に、一定の信号処理を施して映像信号
を生成し、かつ画面全体の明るさを表す平均輝度信号を
生成する信号処理部と、映像信号から映像の動き情報を
抽出する動き検出手段と、平均輝度信号の情報をもとに
撮像手段の露光時間を制御する露光制御手段とを備え、
動き検出手段は画面を複数のブロックに分割した各ブロ
ックごとに１フィールド以上前の映像と現在の映像の比
較で算出された動きベクトル情報を出力し、露光制御手
段は動き検出手段で検出された動きベクトルの量に応じ
て期間設定された１フィールド期間より短い露光時間で
撮像手段を制御し、被写体の明るさに応じて絞りで露光
調整をすることを特徴とするものである。

【００２１】請求項７記載の撮像装置によれば、請求項
６と同様な効果がある。

【００２２】請求項８記載の撮像装置は、請求項６また
は請求項７において、露光制御手段が露光時間を１フィ
ールド期間より短い期間で露光調整ができない場合は、
利得調整手段で撮像手段からの信号を増幅して露光調整
をするものである。

【００２３】請求項８記載の撮像装置によれば、請求項
６または請求項７と同様な効果がある。

【００２４】請求項９記載の撮像装置は、被写体像を撮
像面に結像するレンズと、レンズの一部であって撮像面
に入射する光量を調整する絞りと、撮像面上の画像情報
を光電変換し１フレーム期間にノンインターレースで順
次読み出す撮像手段と、この撮像手段からの信号の利得
を調整する利得調整手段と、この利得調整手段で利得調
整された信号に、一定の信号処理を施して映像信号を生
成し、かつ画面全体の明るさを表す平均輝度信号を生成
する信号処理部と、映像信号から映像の高周波成分の量
を抽出する高域信号検出手段と、平均輝度信号の情報を
もとに撮像手段の露光時間を制御する露光制御手段とを
備え、露光制御手段は、高域信号検出手段で検出された
高周波成分の量に応じて設定されたＦ値以下に絞りが調
整されない条件の下で、露光時間が１フィールド期間よ
りも短い一定の期間になるよう撮像手段を制御し、被写
体の明るさに応じて絞りで露光調整をすることを特徴と
するものである。

【００２５】請求項９記載の撮像装置によれば、請求項
１と同様な効果のほか、画面の鮮鋭度の高い画像は、鮮
鋭度を落とさない条件で露光制御が可能となる。

【００２６】請求項１０記載の撮像装置は、請求項９に
おいて、映像信号から映像の動き情報を抽出する動き検
出手段を有し、露光制御手段が動き検出手段で検出され
た動きベクトルの量に応じて期間設定された１フィール
ド期間より短い露光時間で撮像手段を制御し、被写体の
明るさに応じて絞りで露光調整をするものである。

【００２７】請求項１０記載の撮像装置によれば、請求
項９と同様な効果がある。

【００２８】請求項１１記載の撮像装置は、請求項９ま
たは請求項１０において、露光制御手段が露光時間を１
フィールド期間より短い期間で露光調整ができない場合
は、利得調整手段で撮像手段からの信号を増幅して露光
調整をするものである。

【００２９】請求項１１記載の撮像装置によれば、請求
項９または請求項１０と同様な効果がある。

【００３０】請求項１２記載の撮像装置は、被写体像を
撮像面に結像するレンズと、このレンズの一部であって
撮像面に入射する光量を調整する絞りと、撮像面上の画
像情報を光電変換し１フレーム期間にノンインターレー
スで順次読み出す撮像手段と、この撮像手段からの信号
の利得を調整する利得調整手段と、この利得調整手段で
利得調整された信号に、一定の信号処理を施して映像信
号を生成し、かつ画面全体の明るさを表す平均輝度信号
を生成する信号処理部と、映像信号から映像の高周波成
分の量を抽出する高域信号検出手段と、平均輝度信号の
情報をもとに撮像手段の露光時間を制御する露光制御手
段とを備え、露光制御手段は、まず絞りを開く方向に制
御しながら、逐次露光時間を変えて撮像手段の露光量を
一定になるよう調整し、その過程で高域信号検出手段は
高周波成分の量を逐次検出し、高周波成分の量が一定の
量を少なくなる方向に変化する直前の絞りのＦ値以下に
絞りが調整されない条件の下で、露光時間が１フィール
ド期間よりも短い一定の期間になるよう撮像手段を制御
し、被写体の明るさに応じて絞りで露光調整をすること
を特徴とするものである。

【００３１】請求項１２記載の撮像装置によれば、請求
項１と同様な効果のほか、画面全体が最もピントが合っ
た状態に絞りが調整され、遠近とも良好な解像感が得ら
れる。

【００３２】請求項１３記載の撮像装置は、請求項１２
において、映像信号から映像の動き情報を抽出する動き
検出手段を有し、露光制御手段が動き検出手段で検出さ
れた動きベクトルの量に応じて期間設定された１フィー
ルド期間より短い露光時間で撮像手段を制御し、被写体
の明るさに応じて絞りで露光調整をするものである。

【００３３】請求項１３記載の撮像装置によれば、請求
項１２と同様な効果がある。

【００３４】請求項１４記載の撮像装置は、請求項１２
または請求項１３において、露光制御手段が露光時間を
１フィールド期間より短い期間で露光調整ができない場
合は、利得調整手段で撮像手段からの信号を増幅して露
光調整をするものである。

【００３５】請求項１４記載の撮像装置によれば、請求
項１２または請求項１３と同様な効果がある。

【００３６】請求項１５記載の撮像装置は、請求項１、
請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、
請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０、請求項１
１、請求項１２、請求項１３または請求項１４におい
て、画面を複数のブロックに分割した各ブロックごとに
１フィールド以上前の映像と現在の映像の比較で算出さ
れた動きベクトル情報を出力し、動きベクトルの量があ
らかじめ設定された一定値を越えたブロックの群を有効
の撮像範囲とするものである。

【００３７】請求項１５記載の撮像装置によれば、請求
項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求
項６、請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０、請
求項１１、請求項１２、請求項１３または請求項１４と
同様な効果がある。

【００３８】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態につい
て、図１を参照しながら説明する。

【００３９】図１は本発明の第１の実施の形態における
撮像装置の全体のブロック図を示すものである。まず、
本発明の映像処理の流れを図面を参照しながら説明す
る。被写体からの光Ｓ１はレンズ１およびその一部であ
る絞り２により撮像手段である例えばＣＣＤ３の撮像面
上に結像され、ＣＣＤ３で光電変換され１フレームが１
／３０秒のプログレッシブスキャンで読み出されノンイ
ンターレースの電気信号Ｓ２に変わる。電気信号Ｓ２は
利得調整手段である例えばＡＧＣ４でゲインアップさ
れ、カメラ信号処理部５でノンインターレースの輝度信
号Ｓ３と色差信号Ｓ４に分離され、Ｐ／Ｉ制御（変換処
理）部６でノンインターレースの信号をインターレース
の信号に変換してインターレースの輝度信号Ｓ５と色差
信号Ｓ６として出力される。

【００４０】一方、カメラ信号処理部５において輝度信
号Ｓ３は積分されて画像の輝度平均Ｓ７が算出され露光
制御部８に出力される。露光制御部８では、まずＣＣＤ
３の露光時間が１／６０秒になるよう、電荷排出パルス
Ｓ８がＣＣＤ３に送られる。露光制御の動作は輝度平均
Ｓ７が予め設定された目標の輝度になるように制御信号
Ｓ９を送出し、絞り２を開閉することにより行われる。
絞り２による露光調整の過程で、絞り２のＦ値とＦ値設
定部７で設定された下限のＦ値Ｓ１１が露光制御部８で
比較され、下限の値を下回っていなければ、露光調整は
目標の輝度になるように制御されるが、下限の値と同じ
絞りのＦ値になっても露光不足で目標の輝度に達しない
場合は、ＡＧＣ４へゲインアップ信号Ｓ１０を送り目標
の輝度になるようゲインが制御される。なお、カメラ信
号処理部５は輝度信号Ｓ３と色差信号Ｓ４を形成する処
理としているが、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号を形成する処理をする
回路でも良い。また、露光制御部８で、ＣＣＤ３の露光
時間を１／６０秒としているが、１／６０秒よりも短い
時間であれば、任意に設定することができる。特に動き
の早い被写体が頻繁に現れる環境では、露光時間を短く
しておく必要がある。ただし、露光時間の設定を短かく
しすぎると、被写体があまり暗くなくても、絞りを下限
のＦ値と同じ絞りのＦ値にした状態でＡＧＣ４でゲイン
アップをしなければならなくなり、Ｓ／Ｎを劣化させて
しまう場合がある。

【００４１】本発明の第２の実施の形態について図２か
ら図４により説明する。図２は本発明の第２の実施の形
態における撮像装置の全体のブロック図を示すものであ
る。本発明の第１の実施の形態は動解像度を低下させな
いために、露光時間をインターレースと同程度にし、さ
らに絞りが開きすぎて被写界深度が浅くなって映像がぼ
けないようにすることがポイントになっているが、特に
動きのある被写体は露光時間を短く撮影し、動きの無い
被写体は露光時間を長くしてＳ／Ｎを劣化させないこと
が望ましい。また、動きの少ない映像は許容される映像
のぼけも厳しくなるため、被写界深度ができるだけ深い
方が望ましい。そこで第２の実施の形態では動き検出部
２７を設け、この回路部でカメラ信号処理部５の出力で
ある輝度信号Ｓ３を前のフレームの輝度信号と比較して
動きの量と方向を示す動きベクトルＳ２２を検出する。
図３に示すとおり、動きベクトルＳ２２は画面を４分割
したそれぞれの動きベクトルを動き検出部２７で総合的
に判断して算出する。露光制御部２８では、まず図４の
（ａ）に示すように動きベクトルＳ２２が大きければ小
さくし、動きベクトルＳ２２が小さければ大きくするよ
うにＦ値の下限を設定し、また同図（ｂ）に示すように
動きベクトルＳ２２が大きければ短く、動きベクトルＳ
２２が小さければ長くなるよう露光時間を決定する。絞
り２がＦ値の下限を下回っていないことを確認して、決
定した露光時間に基づいて電荷排出パルスＳ２８を出力
してＣＣＤ３を制御する。この状態で、平均輝度Ｓ７が
目標の輝度に達するように制御信号Ｓ２３により、まず
絞り２が調整される。このとき絞りをＦ値の下限値と同
等にしてもなお、露光不足の状態の場合にはＡＧＣ４で
の制御に切り替わり、ＡＧＣ４へゲインアップ信号Ｓ２
０を送り目標の輝度になるよう制御される。さらに、そ
の状態でＡＧＣ４のゲインアップが最大に達してもな
お、露光不足の状態であれば、露光時間を長くする方向
に制御する。

【００４２】第２の実施の形態では被写体の動きに応じ
てＦ値の下限と露光時間が決まるため、動解像度は良好
な状態にすることができる。かつ、動きが少ない被写体
の場合には、１／６０秒以上に露光時間を長くでき、か
つ絞りも大きくは開かず被写界深度を深くできるため、
ぼけの少ない、比較的Ｓ／Ｎの良い画像が得られること
になる。

【００４３】本発明の第３の実施の形態について図５か
ら図７により説明する。図５は本発明の第３の実施の形
態における撮像装置の全体のブロック図を示すものであ
る。本発明の第２の実施の形態は画面の動きが少ない場
合は、より解像度が求められるため、被写界深度をでき
るだけ深くすることがポイントとなっているが、第３の
実施の形態は画面の多くの部分（面積）で動きのある被
写体があれば被写体が遠近に混在している可能性が高い
と判断して被写界深度を深く設定することが特徴であ
る。しかるに構成は第２の実施の形態とほぼ同じである
が、動き検出部２７で検出する動き情報と絞りのＦ値の
設定方法が異なる。動き検出部２７では図３で示した方
法で検出する動きベクトルＳ２２に加えて、図６に示す
とおり、画面を複数のブロックに分割してそれぞれに動
きベクトルを抽出し、その動きベクトルの絶対値が一定
量を越えているブロックの数を計算して動ブロック数Ｓ
５２として、動き検出部２７から出力する。露光制御部
２８では、まず図７の（ａ）に示すように動ブロック数
Ｓ５２が大きければ大きく、動ブロック数Ｓ５２が小さ
ければ小さくするようにＦ値の下限を設定し、また同図
（ｂ）に示すように第２の実施の形態と同様に動きベク
トルＳ２２が大きければ短く、動きベクトルＳ２２が小
さければ長くなるよう露光時間を決定する。絞り２がＦ
値の下限を下回っていないことを確認して、決定した露
光時間に基づいて電荷排出パルスＳ２８を出力してＣＣ
Ｄ３を制御する。この状態で、平均輝度Ｓ７が目標の輝
度に達するように制御信号Ｓ２３により、まず絞り２が
調整される。このとき絞りをＦ値の下限値と同等にして
もなお、露光不足の状態の場合にはＡＧＣ４での制御に
切り替わり、ＡＧＣ４へゲインアップ信号Ｓ２０を送り
目標の輝度になるよう制御される。さらに、その状態で
ＡＧＣ４のゲインアップが最大に達してもなお、露光不
足の状態であれば、露光時間を長くする方向に制御す
る。

【００４４】以上のように第３の実施の形態では、画面
の広い範囲で被写体が動いていれば、遠近さまざまな被
写体が混在しているという判断に基づいて、被写体の動
きが多くかつ早い場合でも絞りを開きすぎることがな
く、露光時間も短く撮像できるため、動解像度を良好な
状態にすることができる。

【００４５】次に第４の実施の形態について図８から図
１０により説明する。図８は本発明の第４の実施の形態
における撮像装置の全体のブロック図を示すものであ
る。第３の実施の形態では画面の多くの部分（面積）で
動きのある被写体があれば被写体が遠近に混在している
可能性が高いと判断して被写界深度が浅くならないよう
絞りのＦ値の下限を設定するが、第４の実施の形態では
画面の中に含まれている高周波成分の量に応じて、絞り
のＦ値の下限を設定する。すなわち高域信号検出部３７
で高周波成分の量Ｓ３２を検出し、高周波成分の量が多
い場合は露光制御部３８でＦ値の下限を大きく設定し
て、ぼけが発生しにくくなる条件にする。高域信号検出
部３７における高周波成分の検出は図９に示すとおり、
ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）で映像に含まれる高域成分
を抽出し、その信号を映像信号のラインごとにピークを
検波して、各ラインの最大の傾きを求め、それを全ライ
ンにわたって積分することで、画面全体の高周波成分の
量Ｓ３２を検出する。露光制御部３８では図１０に示す
とおり高周波成分量が大きい場合は大きく、小さい場合
は小さくなるようＦ値の下限を設定する。ＣＣＤ３の露
光時間およびＡＧＣ４の制御は第１の実施の形態と同様
の方法で行われ、これにより、画面の鮮鋭度の高い画像
は、鮮鋭度を落とさない条件で露光制御が可能となる。
ここで、露光時間の制御は第１の実施の形態と同様の構
成にしているが、第２の実施の形態もしくは第３の実施
の形態の構成と同じであっても良い。

【００４６】次に第５の実施の形態について図１１およ
び図１２により説明する。第５の実施の形態は第４の実
施の形態と同様に図８に示したブロック図のとおり構成
される。第４の実施の形態では高周波成分量から図１０
で示した関係で絞りのＦ値の下限を求めていたが、第５
の実施の形態では絞り２を変化させながらＦ値を変え、
そのときの高周波成分量の変化を確認して絞り２を調整
する。遠近が混在した被写体では図１２に示すように、
絞り２のＦ値が大きければ被写界深度が広く、高周波成
分量も大きいが、Ｆ値を小さくしてゆくと被写界深度は
狭くなり、あるＦ値から徐々に高周波成分量が減衰して
ゆく。このＦ値の変化点以下にＦ値を設定しないように
絞り２を調整すれば良好な、解像感のある撮像が可能に
なる。具体的には図１１に示したフローで処理が行われ
るが、その前に通常の露光制御が実行され完了した状態
にしておく。すなわち露光制御部８で、ＣＣＤ３の露光
時間が１／６０秒になるよう、電荷排出パルスＳ８がＣ
ＣＤ３に送られ、その条件で輝度平均Ｓ７が予め設定さ
れた目標の輝度になるように制御信号Ｓ９を送出し、絞
り２を開閉することにより露光制御を完了する。次に図
１１のフローに基づいて調整が実行される。まず、Ｆ値
を上げる方向に絞り２を微少に変化させ、その時の高周
波成分量の変化がなければ、そのＦ値が最適な絞り２の
調整点と判断する。高周波成分量に変化があれば、さら
にＦ値を上げ再度高周波成分量を確認する。このとき、
Ｆ値を上げることで画面の平均輝度が落ちていれば、第
１の実施の形態と同じようにＡＧＣ４でゲインを調整し
て目標の輝度に調整しておく。そこで確認した高周波成
分量が変化をしていなければ、そのＦ値が最適な絞り２
の調整点と判断されるが、変化があれば再度Ｆ値を上
げ、それを繰り返す。これにより、画面全体が最もピン
トが合った状態に絞りが調整され、遠近とも良好な解像
感が得られる。

【００４７】なお、第１〜第５の実施の形態において
は、画面全体を撮像領域と考え、絞りによる解像感の最
適化の情報として用いているが、例えば第３の実施の形
態で示したような動き検出部でブロック分割された動き
情報から、その動きベクトルの量があらかじめ設定され
た一定値を越えたブロックの群を有効の撮像範囲とす
る、すなわち解像感最適化の判断に必要な画面中のブロ
ックを判断して、そのブロック群を有効な撮像領域と考
え、絞りの制御に用いるようにしても良い。

【００４８】

【発明の効果】請求項１記載の撮像装置によれば、ノン
インターレースで撮像する際、撮像素子の蓄積時間を１
／６０秒以上にはしないよう制御し、かつ遠近混在の被
写体についても絞りによって最適な被写界深度に設定さ
れるため、解像度が高く、かつ動解像度も高い撮像装置
が提供できる。

【００４９】請求項２記載の撮像装置によれば、請求項
１と同様な効果と同様な効果がある。

【００５０】請求項３記載の撮像装置によれば、請求項
１と同様な効果のほか、被写体の動きに応じて絞りが調
整されるため、動解像度をより一層良好にすることがで
きる。

【００５１】請求項４記載の撮像装置によれば、請求項
３と同様な効果がある。

【００５２】請求項５記載の撮像装置によれば、請求項
３または請求項４と同様な効果がある。

【００５３】請求項６記載の撮像装置によれば、請求項
３の効果のほか、画面の広い範囲で被写体が動いていれ
ば、遠近さまざまな被写体が混在しているという判断に
基づいて、被写体の動きが多くかつ早い場合でも絞りを
開きすぎることがなく、露光時間も短く撮像できるた
め、動解像度をさらに良好な状態にすることができる。

【００５４】請求項７記載の撮像装置によれば、請求項
６と同様な効果がある。

【００５５】請求項８記載の撮像装置によれば、請求項
６または請求項７と同様な効果がある。

【００５６】請求項９記載の撮像装置によれば、請求項
１と同様な効果のほか、画面の鮮鋭度の高い画像は、鮮
鋭度を落とさない条件で露光制御が可能となる。

【００５７】請求項１０記載の撮像装置によれば、請求
項９と同様な効果がある。

【００５８】請求項１１記載の撮像装置によれば、請求
項９または請求項１０と同様な効果がある。

【００５９】請求項１２記載の撮像装置によれば、請求
項１と同様な効果のほか、画面全体が最もピントが合っ
た状態に絞りが調整され、遠近とも良好な解像感が得ら
れる。

【００６０】請求項１３記載の撮像装置によれば、請求
項１２と同様な効果がある。

【００６１】請求項１４記載の撮像装置によれば、請求
項１２または請求項１３と同様な効果がある。

【００６２】請求項１５記載の撮像装置によれば、請求
項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求
項６、請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０、請
求項１１、請求項１２、請求項１３または請求項１４と
同様な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における撮像装置の
ブロック図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態における撮像装置の
ブロック図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態における動きベクト
ル検出の説明図である。

【図４】（ａ）は本発明の第２の実施の形態における動
きベクトル量に対するＦ値設定の説明図、（ｂ）は動き
ベクトルに対する露光時間設定の説明図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態における撮像装置の
ブロック図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態における動きベクト
ル検出の説明図である。

【図７】（ａ）は本発明の第３の実施の形態における動
ブロック数に対するＦ値設定の説明図、（ｂ）は動きベ
クトル量に対する露光時間設定の説明図である。

【図８】本発明の第４の実施の形態における撮像装置の
ブロック図である。

【図９】本発明の第４の実施の形態における高域信号検
出部のブロック図である。

【図１０】本発明の第４の実施の形態における高周波成
分量に対するＦ値設定の説明図である。

【図１１】本発明の第５の実施の形態における露光制御
のフローチャートである。

【図１２】本発明の第５の実施の形態におけるＦ値設定
に対する高周波成分量の説明図である。

【図１３】従来の撮像装置のブロック図である。

【符号の説明】

１レンズ２絞り３ＣＣＤ４ＡＧＣ５カメラ信号処理部６Ｐ／Ｉ変換処理部７Ｆ値設定部８露光制御部２７動き検出部２８露光制御部３７高域信号検出部３８露光制御部７１ＴＶカメラ７２スイッチ７３メモリ７４メモリ７５メモリ制御部７６スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体像を撮像面に結像するレンズと、
このレンズの一部であって前記撮像面に入射する光量を
調整する絞りと、前記撮像面上の画像情報を光電変換し
１フレーム期間にノンインターレースで順次読み出す撮
像手段と、この撮像手段からの信号の利得を調整する利
得調整手段と、この利得調整手段で利得調整された信号
に、一定の信号処理を施して映像信号を生成し、かつ画
面全体の明るさを表す平均輝度信号を生成する信号処理
部と、前記平均輝度信号の情報をもとに前記撮像手段の
露光時間を制御する露光制御手段とを備え、前記露光制
御手段は、あらかじめ設定されたＦ値以下に絞りが調整
されない条件の下で、露光時間が１フィールド期間より
も短い一定の期間になるよう前記撮像手段を制御し、被
写体の明るさに応じて絞りで露光調整をすることを特徴
とする撮像装置。
【請求項２】露光制御手段は被写体の明るい場合は絞
りで露光調整し、絞りでの露光調整が不能な暗い場合は
利得調整手段で撮像手段からの信号を増幅して露光調整
をする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】被写体像を撮像面に結像するレンズと、
このレンズの一部であって前記撮像面に入射する光量を
調整する絞りと、前記撮像面上の画像情報を光電変換し
１フレーム期間にノンインターレースで順次読み出す撮
像手段と、この撮像手段からの信号の利得を調整する利
得調整手段と、この利得調整手段で利得調整された信号
に、一定の信号処理を施して映像信号を生成し、かつ画
面全体の明るさを表す平均輝度情報を生成する信号処理
部と、前記映像信号から映像の動き情報を動きベクトル
として抽出する動き検出手段と、前記平均輝度信号の情
報をもとに前記撮像手段の露光時間を制御する露光制御
手段とを備え、前記露光制御手段は、前記動き検出手段
で検出された前記動きベクトルの量に応じて任意に設定
されたＦ値以下に絞りが調整されない条件の下で、露光
時間が１フィールド期間よりも短い一定の期間になるよ
う撮像手段を制御し、被写体の明るさに応じて絞りで露
光調整をすることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】被写体像を撮像面に結像するレンズと、
このレンズの一部であって前記撮像面に入射する光量を
調整する絞りと、前記撮像面上の画像情報を光電変換し
１フレーム期間にノンインターレースで順次読み出す撮
像手段と、この撮像手段からの信号の利得を調整する利
得調整手段と、この利得調整手段で利得調整された信号
に、一定の信号処理を施して映像信号を生成し、かつ画
面全体の明るさを表す平均輝度情報を生成する信号処理
部と、前記映像信号から映像の動き情報を動きベクトル
として抽出する動き検出手段と、前記平均輝度信号の情
報をもとに前記撮像手段の露光時間を制御する露光制御
手段とを備え、前記露光制御手段は動き検出手段で検出
された動きベクトルの量に応じて期間設定された１フィ
ールド期間より短い露光時間で撮像手段を制御し、被写
体の明るさに応じて絞りで露光調整をすることを特徴と
する撮像装置。
【請求項５】露光制御手段は露光時間を１フィールド
期間より短い期間で露光調整ができない場合は、利得調
整手段で撮像手段からの信号を増幅して露光調整をする
請求項３または請求項４記載の撮像装置。
【請求項６】被写体像を撮像面に結像するレンズと、
このレンズの一部であって前記撮像面に入射する光量を
調整する絞りと、前記撮像面上の画像情報を光電変換し
１フレーム期間にノンインターレースで順次読み出す撮
像手段と、この撮像手段からの信号の利得を調整する利
得調整手段と、この利得調整手段で利得調整された信号
に、一定の信号処理を施して映像信号を生成し、かつ画
面全体の明るさを表す平均輝度信号を生成する信号処理
部と、前記映像信号から映像の動き情報を抽出する動き
検出手段と、前記平均輝度信号の情報をもとに前記撮像
手段の露光時間を制御する露光制御手段とを備え、前記
動き検出手段は画面を複数のブロックに分割した各ブロ
ックごとに１フィールド以上前の映像と現在の映像の比
較で算出された動きベクトル情報を出力し、前記露光制
御手段は、前記動き検出手段で検出された前記動きベク
トルの量があらかじめ設定された値を越えるブロックの
数に応じて設定されたＦ値以下に絞りが調整されない条
件の下で、露光時間が１フィールド期間よりも短い一定
の期間になるよう撮像手段を制御し、被写体の明るさに
応じて絞りで露光調整をすることを特徴とする撮像装
置。
【請求項７】被写体像を撮像面に結像するレンズと、
このレンズの一部であって前記撮像面に入射する光量を
調整する絞りと、前記撮像面上の画像情報を光電変換し
１フレーム期間にノンインターレースで順次読み出す撮
像手段と、この撮像手段からの信号の利得を調整する利
得調整手段と、この利得調整手段で利得調整された信号
に、一定の信号処理を施して映像信号を生成し、かつ画
面全体の明るさを表す平均輝度信号を生成する信号処理
部と、前記映像信号から映像の動き情報を抽出する動き
検出手段と、前記平均輝度信号の情報をもとに前記撮像
手段の露光時間を制御する露光制御手段とを備え、前記
動き検出手段は画面を複数のブロックに分割した各ブロ
ックごとに１フィールド以上前の映像と現在の映像の比
較で算出された動きベクトル情報を出力し、前記露光制
御手段は動き検出手段で検出された動きベクトルの量に
応じて期間設定された１フィールド期間より短い露光時
間で撮像手段を制御し、被写体の明るさに応じて絞りで
露光調整をすることを特徴とする撮像装置。
【請求項８】露光制御手段は露光時間を１フィールド
期間より短い期間で露光調整ができない場合は、利得調
整手段で撮像手段からの信号を増幅して露光調整をする
請求項６または請求項７記載の撮像装置。
【請求項９】被写体像を撮像面に結像するレンズと、
レンズの一部であって前記撮像面に入射する光量を調整
する絞りと、前記撮像面上の画像情報を光電変換し１フ
レーム期間にノンインターレースで順次読み出す撮像手
段と、この撮像手段からの信号の利得を調整する利得調
整手段と、この利得調整手段で利得調整された信号に、
一定の信号処理を施して映像信号を生成し、かつ画面全
体の明るさを表す平均輝度信号を生成する信号処理部
と、前記映像信号から映像の高周波成分の量を抽出する
高域信号検出手段と、前記平均輝度信号の情報をもとに
前記撮像手段の露光時間を制御する露光制御手段とを備
え、前記露光制御手段は、前記高域信号検出手段で検出
された前記高周波成分の量に応じて設定されたＦ値以下
に絞りが調整されない条件の下で、露光時間が１フィー
ルド期間よりも短い一定の期間になるよう前記撮像手段
を制御し、被写体の明るさに応じて前記絞りで露光調整
をすることを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】映像信号から映像の動き情報を抽出す
る動き検出手段を有し、露光制御手段が動き検出手段で
検出された動きベクトルの量に応じて期間設定された１
フィールド期間より短い露光時間で撮像手段を制御し、
被写体の明るさに応じて絞りで露光調整をする請求項９
記載の撮像装置。
【請求項１１】露光制御手段は露光時間を１フィール
ド期間より短い期間で露光調整ができない場合は、利得
調整手段で撮像手段からの信号を増幅して露光調整をす
る請求項９または請求項１０記載の撮像装置。
【請求項１２】被写体像を撮像面に結像するレンズ
と、このレンズの一部であって前記撮像面に入射する光
量を調整する絞りと、前記撮像面上の画像情報を光電変
換し１フレーム期間にノンインターレースで順次読み出
す撮像手段と、この撮像手段からの信号の利得を調整す
る利得調整手段と、この利得調整手段で利得調整された
信号に、一定の信号処理を施して映像信号を生成し、か
つ画面全体の明るさを表す平均輝度信号を生成する信号
処理部と、前記映像信号から映像の高周波成分の量を抽
出する高域信号検出手段と、前記平均輝度信号の情報を
もとに前記撮像手段の露光時間を制御する露光制御手段
とを備え、前記露光制御手段は、まず絞りを開く方向に
制御しながら、逐次前記露光時間を変えて前記撮像手段
の露光量を一定になるよう調整し、その過程で前記高域
信号検出手段は前記高周波成分の量を逐次検出し、前記
高周波成分の量が一定の量を少なくなる方向に変化する
直前の絞りのＦ値以下に前記絞りが調整されない条件の
下で、露光時間が１フィールド期間よりも短い一定の期
間になるよう撮像手段を制御し、被写体の明るさに応じ
て前記絞りで露光調整をすることを特徴とする撮像装
置。
【請求項１３】映像信号から映像の動き情報を抽出す
る動き検出手段を有し、露光制御手段が前記動き検出手
段で検出された動きベクトルの量に応じて期間設定され
た１フィールド期間より短い露光時間で撮像手段を制御
し、被写体の明るさに応じて絞りで露光調整をする請求
項１２記載の撮像装置。
【請求項１４】露光制御手段は露光時間を１フィール
ド期間より短い期間で露光調整ができない場合は、利得
調整手段で撮像手段からの信号を増幅して露光調整をす
る請求項１２または請求項１３記載の撮像装置。
【請求項１５】画面を複数のブロックに分割した各ブ
ロックごとに１フィールド以上前の映像と現在の映像の
比較で算出された動きベクトル情報を出力し、前記動き
ベクトルの量があらかじめ設定された一定値を越えたブ
ロックの群を有効の撮像範囲とする請求項１、請求項
２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項
７、請求項８、請求項９、請求項１０、請求項１１、請
求項１２または請求項１３記載の撮像装置。