JP2003101889A - 電子カメラ - Google Patents

電子カメラ

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JP2003101889A
JP2003101889A JP2001290884A JP2001290884A JP2003101889A JP 2003101889 A JP2003101889 A JP 2003101889A JP 2001290884 A JP2001290884 A JP 2001290884A JP 2001290884 A JP2001290884 A JP 2001290884A JP 2003101889 A JP2003101889 A JP 2003101889A
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JP
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image
electronic camera
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signal
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JP2001290884A
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Shuji Hayashi
修二 林
Toshinori Tsuchiya
憲法 土屋
Masanao Mashima
雅尚 真島
Etsuko Rokutanda
悦子 六反田
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】多フィールド読み出し方式の撮像素子を利用し
て所望の画像を撮像可能な電子カメラを提供すること。 【解決手段】被写体像を撮像して得られた画像信号を複
数フィールドに分割して出力する撮像素子を有する電子
カメラであって、複数フィールドに分割されて出力され
る画像信号の露光を変化させて読み出す露光変化手段を
有することを特徴とする電子カメラ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
【0002】
【発明の属する技術分野】本発明は電子カメラに関し、
複数フィールドに分割して出力ができる撮像素子を用い
た電子カメラに関する。
【0003】
【従来の技術】デジタルスチルカメラ、デジタルビデオ
カメラ等の電子カメラにおいて被写体からの光を光電変
換する手段として撮像素子が用いられている。
【0004】従来の撮像素子は、光電変換して得られた
画像信号をどのように出力するかによって全画素読み出
し方式とフレーム読み出し方式に区分されている。
【0005】全画素読み出し方式とは、撮像素子を構成
する画素全ての画像信号を1つのフィールドで出力す
る、即ち1画像分の信号を1回で出力する方式である。
【0006】一方、フレーム読み出し方式とは、撮像素
子を構成する画素の画像信号を2つのフィールドに分け
て出力する、即ち1画像分の信号を2回に分けて出力す
る方式である。
【0007】ところが近年、画像信号を複数フィールド
に分割して出力するいわゆる多フィールド読み出し方式
の撮像素子が提案され、注目を集めている。
【0008】かかる多フィールド読み出し方式は、複数
の受光画素で1つの転送路を共有することができるの
で、撮像画素を小さくすることができ、結果として従来
の撮像素子よりも小型化が図れたり、受光画素を大きく
することができるので高解像度の画像の取り込みができ
る点で注目されている。
【0009】しかし、多フィールド読み出し方式の撮像
素子は、上記のようなメリットを持つ反面、転送路を共
有化することになるため、かかる撮像素子を電子カメラ
に利用して画像を得ようとした場合に、従来の信号処理
の方法では、所望の画像が得られないという問題があっ
た。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、多フィールド読み出し方式の撮像素子を利用して所
望の画像を撮像可能な電子カメラを提供することにあ
る。
【0011】本発明の他の課題は、本明細書の以下の記
載によって明らかになる。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を鑑み
なされたもので、請求項1に記載の発明は、被写体像を
撮像して得られた画像信号を複数フィールドに分割して
出力する撮像素子を有する電子カメラであって、複数フ
ィールドに分割されて出力される画像信号の露光を変化
させて読み出す露光変化手段を有することを特徴とする
電子カメラである。
【0013】請求項2に記載の発明は、前記撮像素子
は、1つの電荷排出部に対して複数の受光画素から電荷
を排出する構成であることを特徴とする請求項1記載の
電子カメラである。
【0014】請求項3に記載の発明は、撮像画素位置に
よりどのフィールドの画像信号を読み出し、どのフィー
ルドの画像信号を読み出さないかを選択する画像信号選
択手段を有することを特徴とする請求項1又は2記載の
電子カメラである。
【0015】請求項4に記載の発明は、画像信号の出力
値にオフセットをつけるオフセット手段を有することを
特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の電子カメラ
である。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳述する。
【0017】まず、本発明の電子カメラの概略構成につ
いて図1乃至図3を用いて説明する。
【0018】図1は本発明の電子カメラの概略構成を示
すブロック図であり、図2及び図3は本発明の電子カメ
ラに係る撮像素子を説明するための図である。図1にお
いて、1はレンズであり、2はCCDであり、3はA/
D変換器であり、4はメモリコントローラであり、5は
メモリであり、6は信号処理部であり、7は画像表示部
であり、8は外部I/Fであり、9はメモリカードであ
り、10は制御部である。
【0019】レンズ1は、協働して被写体を結像する複
数のレンズからなる。
【0020】CCD2は、本発明の撮像素子に相当し、
レンズ1により結像された被写体像を受光し、該受光し
た光を光電変換することによって得た電荷を蓄積し、制
御部10からの転送パルスによって該電荷をアナログの
画像信号として出力する。
【0021】本発明において、撮像素子に相当するCC
D2は、被写体像を受光する3つ以上で決定される所定
数の受光画素に対して転送路を1つ設けることによって
単位領域を構成し、該単位領域を複数設けることにより
構成されている。
【0022】かかる撮像素子は、複数フィールドに分割
して画像信号を出力する、即ち1回の出力でそれぞれの
単位領域の複数の受光画素のうちの1つだけから画像信
号を出力する。
【0023】ここで、本発明の電子カメラに用いること
ができる撮像素子について図2及び図3を用いて説明す
ると、図2において20a、20b、20c…は2次元
状に配列された多数の受光画素であり、結像された被写
体を受光して光電変換を行うものである。各受光画素2
0a、20b、20c…には画像の色を構成する様々な
色(図示ではR、Gb、Gr、B)からなる色フィルタ
ーが各々設けられている。受光画素20a、20b、2
0c…は、受光した被写体像を光電変換して得られた電
荷を一旦蓄積する。蓄積された電荷は、隣接する垂直転
送路21a、21bに一定時間毎に読み出され、垂直転
送路21a、21bに読み出された電荷は水平転送路2
2に読み出され、出力バッファ23から撮像素子の外部
へ出力される。
【0024】本発明で用いられる撮像素子は、各受光画
素20a、20b、20c…から垂直転送路21a、2
1bに電荷が読み出されるタイミングが1画像について
3回以上に分けて読み出されることを特徴とする。即
ち、本発明で用いられる撮像素子は、画像信号を出力す
る際に3回以上(以下、3フィールド以上ともいう)に
分けて1画像分の画像信号を出力する。例えば、図2の
例では、3フィールに分割して1画像分の画像信号を出
力している。また、図3の例では、4フィールドに分割
して1画像分の画像信号を出力している。
【0025】このような撮像素子は、所定数の受光画素
に対し1つ分の垂直転送路を有していればよい。尚、1
つ分の垂直転送路と表現しているのは、従来複数の受光
画素に対して該受光画素に対応する数の電荷排出部(排
出面積)が必要であったが、本発明では所定数の受光画
素から電荷を順番に排出するので、所定数の受光画素に
対して必要な電荷排出部(排出面積)は1つの受光画素
から排出された電荷を転送できるだけを有していればよ
いということである。例えば、図2の例では撮像画素2
0a、20b、20cに対して少なくとも1つ分の垂直
転送路を有していればよいし、図3の例では撮像画素2
0a、20b、20c、20dに対して少なくとも1つ
分の垂直転送路を有していればよい。分割するフィール
ド数に応じた受光画素で1つ分の垂直転送路を共有する
ことができる。
【0026】このように、本発明で用いられる撮像素子
は、所定数の受光画素から1つの垂直転送路に順番に電
荷を出力すればよいので、複数の受光画素で1つの垂直
転送路を共有することができる。従って、従来の撮像素
子に比べて垂直転送路に必要な面積が削減できるので、
全体として撮像素子が小型化できる。
【0027】A/D変換器3は、CCD2から出力され
たアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換す
る。
【0028】メモリコントローラ4は、A/D変換器3
で変換されたデジタルの画像信号をメモリ5に記録した
り、メモリ5に記録された画像信号を信号処理するため
に信号処理部6に送る。
【0029】メモリ5は、デジタル化された画像信号を
一旦記録しておくための記憶手段である。
【0030】信号処理部6は、メモリコントローラ4に
より送られたメモリ5に一旦記録された画像信号に対し
て輝度処理や色処理等の信号処理を施す。
【0031】画像表示部7は、信号処理部6で信号処理
された画像信号を画像表示する。
【0032】外部I/F8は、信号処理部6で信号処理
された画像信号を電子カメラ本体の外部媒体へ転送等を
行うための外部接続手段である。
【0033】メモリカード9は、外部媒体の一種類であ
るメモリカードである。
【0034】次に、第1の形態の電子カメラについて主
として図4に基づいて説明する。図4は第1の形態の電
子カメラに係る撮像素子の電荷読み出し状態の一例を示
すタイミングチャート図である。
【0035】本発明の第1の形態の電子カメラは複数フ
ィールドに分割されて出力される画像信号の露光を変化
させて読み出す露光変化手段を有することを特徴とす
る。
【0036】本発明の露光変化手段は、図1においては
主としてCCD2に相当する。
【0037】図4において、画像信号はAフィールド、
Bフィールド、Cフィールド、Dフィールドの4つに分
割されてVD信号(垂直同期信号)に基づく読み出しパ
ルスに従って出力されている。このとき、A、Bフィー
ルドとC、Dフィールドに関して掃き捨てパルスが異な
っており、結果としてA、BフィールドとC、Dフィー
ルドとでは露光量が異なっている。
【0038】掃き捨てパルスとは、受光画素の電荷蓄積
部から垂直転送路の電荷排出部に電荷を排出するタイミ
ングを与えるための信号である。
【0039】このように複数フィールドによって分割さ
れた画像信号の露光量を変化させて出力する露光変化手
段によると、高ダイナミックレンジの画像信号を得るこ
とができる。
【0040】以上のように異なる露光量により出力され
た画像信号は、A/D変換器3によりA/D変換された
後、本発明の画像信号選択手段に相当するメモリコント
ローラ4により画像信号の選択が行われる。
【0041】この際、A、Bフィールドで得られた画像
信号と、C、Dフィールドで得られた画像信号とを合成
すると高ダイナミックレンジの画像が得られる。
【0042】画像信号の合成は、撮像面位置によりどの
フィールドの信号を読み出すかを制御することによって
行われる。例えば、予め閾値を設定し、露光量の大きい
A、Bフィールドの画像信号で閾値以上の画素のところ
は、露光量の小さいC、Dフィールドの画素の画像信号
を読み出すことにより画像の合成が行われる。
【0043】動画像ようにODD信号による画像とEV
EN信号による画像との2つの画像を作成し、かかる画
像を交互に表示させることにより表示を行う場合は、A
フィールドとCフィールドの画像信号からODD信号に
よる画像を作成し、BフィールドとDフィールドの画像
信号からEVEN信号による画像を作成すれば、撮像画
素位置により露光量を変化させた画像信号を得ることが
できる。
【0044】このように露光変化手段により露光量を変
化した画像信号を撮像画素位置によって画像信号選択手
段により読み出すか又は読み出さないかの選択をする
と、高ダイナミックレンジの撮像画像を得ることができ
る。
【0045】また、画像信号の選択は、撮像画素位置に
よりどのフィールドの画像信号を読み出しどのフィール
ドの画像信号を読み出さないかの制御を行うので、露光
量が異なる画像信号を選択することにより得られる画像
データは図5(A)に示すように入射光量に対する出力
値の関係に傾きが生ずることになる。このため、露光量
を多くした画素と露光量を少なくした画素とが隣接する
場合、そのつなぎ目で光量の急激な変化があるという不
自然な画像ができてしまう。
【0046】そこで、オフセット手段により出力値にオ
フセットをつけることが好ましい。このようにすれば、
図5(B)に示すように入射光量に対する出力値に連続
性が保たれるので、露光量を多くした画素と露光量を少
なくした画素との隣接部分で光量の急激な変化のある不
自然な画像となることを回避することができる。
【0047】上記のオフセットを行うオフセット手段は
主としてメモリコントローラ4に相当する。
【0048】露光変化手段により露光量を変化した画像
信号について撮像画素位置に応じて画像信号選択手段に
より読み出すか又は読み出さないかを選択した後、読み
出す画像信号に対してオフセット手段によりオフセット
を行うと、不自然な光量の変化よる違和感のない撮像画
像を高ダイナミックレンジで得ることができる。
【0049】尚、動画撮像時とは、撮像画像として被写
体の画像を連続的にメモリ5に記録し処理する撮影を行
う時をいい、いわゆる銀塩写真に代表される静止画像に
対するテレビ画像のような動画像を得ることができるよ
うな撮像を行う時のことをいう。
【0050】連続的とは、被写体の動作の動きがいわゆ
るテレビ画像のような動画像として視覚的に確認できる
程度のことをいう。
【0051】次に、第2の形態の電子カメラについて主
として図6に基づいて説明する。図6は静止画撮像と動
画撮像の際の読み出しフィールドを示すタイミングチャ
ート図である。
【0052】第2の形態の電子カメラは、動画撮像時は
必要なフィールドの読み出しのみを行い、静止画撮像時
には全てのフィールドの読み出しをする切り替えを行う
読み出し切替え手段を有することを特徴とする。
【0053】かかる読み出し切替え手段は、画像信号を
出力するCCD2によって、上記の切り替えを行う場合
は、CCD2に相当する。また、CCD2から出力され
てA/D変換器3で変換された画像信号をメモリコント
ローラ4によって読み出す際に上記の切り替えを行う場
合は、メモリコントローラ4が読み出し切替え手段に相
当する。
【0054】動画撮像をする場合は、必要なフィール
ド、即ち全ての色が揃うだけのフィールドを読み出せば
画像は完成する。図6に示す例においてはODD信号に
よる画像及びEVEN信号による画像のいずれもAフィ
ールド及びBフィールドからの画像信号で作成すること
ができるので、Aフィールド及びBフィールドの画像信
号だけを読み出せば画像が完成する。
【0055】従って、かかる切替え手段によって動画撮
像時と静止画撮像時とで読み出しフィールドを切替える
と、動画と静止画の撮像の切り替えがスムーズにできる
電子カメラを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子カメラの概略構成を示すブロック
【図2】本発明の電子カメラに係る撮像素子を説明する
ための図
【図3】本発明の電子カメラに係る撮像素子を説明する
ための図
【図4】第1の形態の電子カメラに係る撮像素子の電荷
読み出し状態の一例を示すタイミングチャート図
【図5】オフセット手段を説明するための図
【図6】静止画撮影と動画撮影の際の読み出しフィール
ドを示すタイミングチャート図
【符号の説明】
1:レンズ 2:CCD 3:A/D変換器 4:メモリコントローラ 5:メモリ 6:信号処理部 7:画像表示部 8:外部I/F 9:メモリカード 10:制御部 20a、20b、20c…:受光画素 21a、21b:垂直転送路 22:水平転送路 23:出力バッファ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 真島 雅尚 東京都八王子市石川町2970番地 コニカ株 式会社内 (72)発明者 六反田 悦子 東京都八王子市石川町2970番地 コニカ株 式会社内 Fターム(参考) 4M118 AA02 AB01 BA13 GD03 5C022 AB01 AC42 5C024 CX39 CX43 CY11 GY04 GY37 GZ33 HX23 HX57

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被写体像を撮像して得られた画像信号を複
    数フィールドに分割して出力する撮像素子を有する電子
    カメラであって、複数フィールドに分割されて出力され
    る画像信号の露光を変化させて読み出す露光変化手段を
    有することを特徴とする電子カメラ。
  2. 【請求項2】前記撮像素子は、1つの電荷排出部に対し
    て複数の受光画素から電荷を排出する構成であることを
    特徴とする請求項1記載の電子カメラ。
  3. 【請求項3】撮像画素位置によりどのフィールドの画像
    信号を読み出し、どのフィールドの画像信号を読み出さ
    ないかを選択する画像信号選択手段を有することを特徴
    とする請求項1又は2記載の電子カメラ。
  4. 【請求項4】画像信号の出力値にオフセットをつけるオ
    フセット手段を有することを特徴とする請求項1〜3の
    いずれかに記載の電子カメラ。
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