JP2003116143A - 撮像装置および画質補正方法 - Google Patents

撮像装置および画質補正方法

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JP2003116143A JP2001307921A JP2001307921A JP2003116143A JP 2003116143 A JP2003116143 A JP 2003116143A JP 2001307921 A JP2001307921 A JP 2001307921A JP 2001307921 A JP2001307921 A JP 2001307921A JP 2003116143 A JP2003116143 A JP 2003116143A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高画素数の固体撮像素子を使用した撮像画像
に対する画質補正を適切に行うことが可能な撮像装置を
提供する。 【解決手段】 モニタ読み出しモードでは、撮像素子３
により画素が間引きされて読み出された画像信号に対し
て、カメラシステムＬＳＩ６は検波を行う。検波データ
に基づいてマイコン９において画質補正の制御値が演算
され、カメラシステムＬＳＩ６は、この制御値に基づい
て画像信号に対する画質補正処理を行う。また、キャプ
チャ読み出しモードに遷移すると、カメラシステムＬＳ
Ｉ６は全画素分が読み出された画像信号を一時的に画像
メモリ７に記憶させた後、読み出して検波を行う。マイ
コン９は、この検波データおよびこれ以前のモニタ読み
出しモードにおける検波データに基づいて制御値を演算
する。この後、カメラシステムＬＳＩ６は再び画像信号
を読み出し、マイコン９による制御値に基づいて画質補
正処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子を用
いて被写体を撮像する撮像装置、およびこの撮像におけ
る画質補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、撮像した画像をデジタルデータと
して記憶するデジタルスチルカメラが普及している。デ
ジタルスチルカメラでは、光学レンズによって撮像され
た画像を、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯ
Ｓ（Complementary Metal OxideSemiconductor）イメー
ジセンサといった撮像素子を使用して光電変換し、デジ
タルデータ化した後、所定の信号処理を行って外部記録
媒体等に記録する。
【０００３】撮像した画像信号に対する信号処理として
は、適切な露光を行うためのＡＥ（Auto Exposure）、
色温度に応じた色補正を行うＡＷＢ（Auto White Balan
ce）、および画像信号中に含まれるオフセットを除去す
るＤＣＬＰ（Digital Clamp）等の自動制御が行われて
いる。これらの自動制御のための検波は、撮像素子から
画素を間引いて読み出した画像信号を基にして行われて
いる。このような画像信号は、通常、使用者が撮像時に
モニタするためのＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等
への表示用データとして使用されることから、間引き読
み出しを行う読み出し動作モードはモニタ読み出しモー
ド等と呼ばれている。
【０００４】これに対して、撮像素子から画素を間引か
ずに信号を読み出す読み出し動作モードは、インタレー
ス走査方式の場合はフレーム読み出しモード、プログレ
ッシブ走査方式の場合は全画素読み出しモード等と呼ば
れ、これらは総称してキャプチャ読み出しモード等と呼
ばれている。
【０００５】ここで、図１４に、従来のデジタルスチル
カメラにおける読み出し動作モードの遷移に伴う信号処
理例を模式的に示す。図１４では、撮像素子としてイン
タレース走査方式のＣＣＤを使用した場合について示し
ており、図１４（Ａ）はフレームまたはフィールドに同
期した同期信号、（Ｂ）はＣＣＤにおける読み出し動作
モードの遷移、（Ｃ）および（Ｄ）はこれに対応するＡ
Ｅ、ＡＷＢおよびＤＣＬＰの制御のためのそれぞれ検波
処理および画像生成処理の流れを示している。なお、図
１４（Ｃ）および（Ｄ）の検波処理および画像生成処理
は、例えばカメラブロックＬＳＩ等によって実行され
る。
【０００６】タイミングＴ１４０１〜Ｔ１４０２におい
て、図１４（Ｂ）に示すように、ＣＣＤはモニタ読み出
しモードで動作し、画素を間引いた信号読み出しを同期
信号に同期して行う。モニタ読み出しモードによって得
られた画像信号はデジタルデータ化された後、図１４
（Ｃ）のように、カメラシステムＬＳＩにおいてＡＥ、
ＡＷＢおよびＤＣＬＰ等の制御のための検波がなされ
る。この検波により得られたデータは例えばマイコンに
渡され、ＡＥ、ＡＷＢおよびＤＣＬＰ等の制御のための
係数が演算されてカメラシステムＬＳＩに出力される。
【０００７】カメラシステムＬＳＩでは、図１４（Ｄ）
のように、演算された係数を基に、モニタ読み出しモー
ドで得られた画像信号に対して適切な画質の補正処理が
なされ、また所定の画像データフォーマットへの変換処
理等が行われて、モニタ用の画像信号（以下、モニタ画
像信号と呼称する）の生成処理が行われる。生成された
モニタ画像信号は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access
Memory）等の画像メモリに記憶された後、表示ブロック
に出力されることにより、ＬＣＤ等の表示装置に表示さ
れて使用者によるモニタが行われる。
【０００８】ところで、使用者は表示装置を使用して被
写体の画角合わせを行うが、このときの表示画像には高
いフレームレートが要求される。モニタ読み出しモード
は、このような要求のために、ＣＣＤにおいて画素を間
引いて読み出すことで情報量の小さなモニタ画像信号を
生成する読み出し動作モードである。
【０００９】次に、タイミングＴ１４０２において、例
えば使用者によってシャッタスイッチが押されると、Ｃ
ＣＤはキャプチャ読み出しモードとなって、まず水平方
向の奇数ラインの全画素に対する信号読み出しを行い、
続いてタイミングＴ１４０３において、偶数ラインの全
画素に対する信号読み出しを行う。キャプチャ読み出し
モードでは、画素の間引きが行われないために、同期信
号の間隔が長くなる。キャプチャ読み出しモードにより
得られた画像信号は、デジタルデータ化されて画像メモ
リに一時的に記憶される。
【００１０】次に、タイミングＴ１４０４において、Ｃ
ＣＤはモニタ読み出しモードに戻る。またこれととも
に、キャプチャ読み出しモードで得られた画像信号が画
像メモリから読み出されて、カメラシステムＬＳＩに供
給され、例えば外部記録媒体への記録用の画像信号（以
下、キャプチャ画像信号と呼称する）の生成処理が開始
される。図１４（Ｄ）のように、カメラシステムＬＳＩ
では、シャッタスイッチが押されたタイミングＴ１４０
２以前のモニタ読み出しモードでの画像信号から得られ
た各種係数を使用して、メモリからの画像信号に対する
ＡＥ、ＡＷＢおよびＤＣＬＰ等の補正処理がオープン制
御により行われ、さらにデータ変換処理等がなされて、
キャプチャ画像信号が生成される。生成されたキャプチ
ャ画像信号は、上記の画像メモリに再び記憶された後、
外部記録媒体に転送される。
【００１１】この後、タイミングＴ１４０５において、
カメラブロックＬＳＩでは、キャプチャ画像信号の生成
処理が終了して、再びモニタ読み出しモードで得られた
画像信号に対する検波が開始される。
【００１２】このように、従来のデジタルスチルカメラ
では、キャプチャ読み出しモード時に撮像された画像信
号に対して、それ以前のモニタ読み出しモードにおける
検波によって得られた各種係数を使用して、ＡＥ、ＡＷ
ＢおよびＤＣＬＰの制御を行っていた。これは、従来、
カメラ信号処理および検波処理がリアルタイムで行われ
ることを前提に構築された概念に基づいていたことに起
因している。すなわち、シャッタが押されてから出力さ
れる画像信号に対する検波を行っても、検波によって得
られたデータをマイコンで演算する時間が必要で、この
演算値に基づいてリアルタイムにカメラ信号処理を行う
ことができなかったためである。
【００１３】また、従来のデジタルスチルカメラでは、
モニタ読み出しモードで画素を間引きされて読み出され
た画像信号と、キャプチャ読み出しモードで画素の間引
きをせずに読み出された画像信号との間に大きな相違が
なく、モニタ読み出しモードで検波し、演算された各種
係数を使用して、キャプチャ読み出しモードで得られた
画像信号に対してオープン制御により補正処理を行って
も、撮像画像の画質に対する大きな問題は生じなかっ
た。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、最近では、Ｃ
ＣＤの画素数が多くなったことから、モニタ読み出しモ
ードによって得られる画像信号と、キャプチャ読み出し
モードで得られる画像信号との差が大きくなり、従来の
方法では撮像画像に対するＡＥ、ＡＷＢおよびＤＣＬＰ
の補正処理を適切に行うことができなくなってきてい
る。
【００１５】例えば、撮像素子では、露光時間や温度に
応じて暗信号の発生量が大きくなるが、画素数の増大に
伴い、キャプチャ読み出しモードでの画像信号の読み出
し時間が大きくなっていることから、その際に撮像素子
で発生される暗信号によるノイズ成分が大きくなってし
まう。その結果、モニタ読み出しモードおよびキャプチ
ャ読み出しモードの各読み出しモードで得られる画像信
号では、含まれるオフセット等が大きく異なることか
ら、モニタ読み出しモードでの検波に基づいた画質の補
正処理では、適切な画像信号を生成することができない
ことが問題となってきている。
【００１６】また、画素数の増大に伴い、使用者による
モニタ用の表示画像のフレームレートを下げないよう
に、モニタ読み出しモードでの画素の間引き率を高くす
る必要があるが、その結果、撮像素子上での空間サンプ
リングの際に顕著な折り返しが発生するようになってい
る。これを防ぐための１つの方法として、撮像素子上で
の垂直方向の同色のラインを加算する方法が一般的とな
りつつある。しかしこの方法では、モニタ読み出しモー
ドでの画像信号は、ライン加算により出力信号量が２倍
となる。従って、撮像画像に対する信号処理時には、ラ
イン加算された画像信号の検波に基づくデータを使用し
て、ライン加算されていない撮像画像信号の補正処理を
行うことになり、適切な制御を行うことが困難となって
いる。
【００１７】さらに、画素数の増大に伴う問題の他に
も、上記のＡＥ、ＡＷＢおよびＤＣＬＰの補正処理では
従来から問題となっていることがあった。例えば、モニ
タ読み出しモードでは、一般的にメカシャッタを開放し
たまま撮像が行われるが、このとき、撮像素子からの出
力信号にはいわゆるスミアが発生することがある。これ
に対して、キャプチャ読み出しモードではメカシャッタ
が使用されることが多く、この場合には原理的にスミア
が発生しない。従って、２つの読み出し動作モードによ
って生成される画像信号には明らかな差異が発生するこ
とがあり得る。
【００１８】また、デジタルスチルカメラにはストロボ
機構が搭載されていることが多い。このストロボ機構
は、撮像前のモニタ時、すなわちモニタ読み出しモード
では作動せず、撮像が行われるキャプチャ読み出しモー
ドでのみ作動する。従って、ストロボ発光がされていな
い画像信号に対する検波に基づいて、ストロボ発光がな
された画像信号の補正を行うことになり、正確な制御を
行うことは原理的に不可能であった。
【００１９】本発明はこのような課題に鑑みてなされて
ものであり、高画素数の固体撮像素子を使用した撮像画
像に対する画質補正を適切に行うことが可能な撮像装置
を提供することを目的とする。
【００２０】また、本発明の他の目的は、高画素数の固
体撮像素子を使用した撮像画像に対する画質補正を適切
に行うことが可能な画質補正方法を提供することであ
る。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、被写体を撮像する撮像装置において、撮
像した画像信号について画素を間引きして読み出す第１
の読み出し動作モードと、間引きせずに読み出す第２の
読み出し動作モードとを具備するマトリクス状の固体撮
像素子と、前記第２の読み出し動作モード時に前記固体
撮像素子から読み出された画像信号を一時的に記憶する
一時記憶手段と、前記第１の読み出し動作モード時には
前記固体撮像素子から読み出された前記画像信号に対し
て、また前記第２の読み出し動作モード時には前記一時
記憶手段から読み出された前記画像信号に対して、所定
の検波を行う検波手段と、前記第１の読み出し動作モー
ド時には前記固体撮像素子から読み出された前記画像信
号に対して、また前記第２の読み出し動作モード時には
前記一時記憶手段から読み出された前記画像信号に対し
て、前記各読み出し動作モードでの前記検波手段による
検波データに基づいて画質補正のための所定の信号処理
を行う信号処理手段と、前記第１の読み出し動作モード
から前記第２の読み出し動作モードに遷移すると、前記
一時記憶手段に記憶された前記画像信号を読み出して前
記検波手段に供給した後、再び前記画像信号を読み出し
て前記信号処理手段に供給する読み出し制御手段と、を
有することを特徴とする撮像装置が提供される。
【００２２】このような撮像装置では、固体撮像素子が
第１の読み出し動作モードの場合には、固体撮像素子か
ら画素を間引きして読み出された画像信号が、検波手段
によって検波され、この検波データに基づいて信号処理
手段によって画質補正のための所定の信号処理が行われ
る。また、第２の読み出し動作モードに遷移すると、固
体撮像素子から間引きせずに読み出された画像信号が、
一時記憶手段に一時的に記憶された後、読み出し制御手
段の制御によって一時記憶手段から読み出されて検波手
段に供給される。この後、読み出し制御手段の制御によ
って画像信号が一時記憶手段から再び読み出されて信号
処理手段に供給され、信号処理手段は、第２の読み出し
動作モードで読み出された画像信号に対する検波に基づ
いて、この画像信号の画質補正のための信号処理を行
う。また、例えば、第２の読み出し動作モード時におい
て、読み出し制御手段は、一時記憶手段に記憶された画
像信号を読み出して検波手段に供給する際、第１の読み
出し動作モード時の固体撮像素子からの読み出しに対応
するように画素を間引きして読み出すようにしてもよ
い。
【００２３】また、本発明では、固体撮像素子を用いた
被写体の撮像における画質補正方法において、前記固体
撮像素子において撮像した画像信号について画素を間引
きして読み出す第１の読み出し動作モードでは、前記固
体撮像素子から読み出された前記画像信号に対して所定
の検波を行い、前記所定の検波による検波データに基づ
いて前記画像信号に対して画質補正のための所定の信号
処理を行い、前記固体撮像素子において前記画素の間引
きを行わずに読み出す第２の読み出し動作モードに遷移
すると、前記固体撮像素子から読み出された前記画像信
号を一時的に記憶させ、記憶させた前記画像信号を読み
出して前記所定の検波を行い、記憶させた前記画像信号
を再び読み出して、前記所定の検波による検波データに
基づいて、再び読み出した前記画像信号に対して画質補
正のための所定の信号処理を行う、ことを特徴とする画
質補正方法が提供される。
【００２４】このような画質補正方法では、固体撮像素
子が第１の読み出し動作モードから第２の読み出し動作
モードに遷移すると、固体撮像素子から間引きせずに読
み出された画像信号が一時的に記憶された後、読み出さ
れて所定の検波が行われる。この後、一時的に記憶され
た画像信号が再び読み出されて、第２の読み出し動作モ
ードで読み出された画像信号に対する検波に基づいて、
この画像信号に対して画質補正のための所定の信号処理
が行われる。また、例えば、一時的に記憶された画像信
号を読み出して所定の検波を行う際に、第１の読み出し
動作モード時の固体撮像素子からの読み出しに対応する
ように画素を間引きして読み出すようにしてもよい。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明の撮像装置の構成
例を示すブロック図である。
【００２６】図１に示す撮像装置１は、被写体を撮像し
てデジタル方式の画像データを生成するための装置であ
り、被写体からの光に対するレンズ２ａ、アイリス２ｂ
およびシャッタ２ｃと、この光を光電変換する撮像素子
３と、撮像素子３からのアナログ画像信号をドライブす
るアンプ４と、アナログ画像信号のデジタルデータ化等
の処理を行うフロントエンド５と、デジタルデータ化さ
れた画像信号に対する画質補正処理や輝度信号、色差信
号への変換処理等を行うカメラシステムＬＳＩ６と、カ
メラシステムＬＳＩ６からの出力画像信号を記憶する画
像メモリ７と、撮像素子３を駆動するＴＧ（Timing Gen
erator）８と、装置全体を制御するマイコン９によって
構成される。
【００２７】レンズ２ａは、光軸に沿って可動となって
おり、被写体からの光を撮像素子３に正しく集光する。
アイリス２ｂは、集光された光が透過する面積を変化さ
せて、撮像素子３に供給される光量を制御する。シャッ
タ２ｃは、光の透過を遮断することにより撮像素子３に
おける露光を制御する。なお、シャッタ２ｃの機能をア
イリス２ｂが兼ねている場合もある。これらのレンズ２
ａ、アイリス２ｂおよびシャッタ２ｃの動作は、マイコ
ン９によって制御される。
【００２８】撮像素子３は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳイ
メージセンサ等の固体撮像素子がマトリクス状に多数集
積されて構成され、被写体からの光を電気信号に変換し
て、電流値または電圧値として出力する。また、撮像素
子３は、１回の走査で１フレームまたは１フィールド分
のすべての画素について、蓄積された電荷を読み出す読
み出し動作モードと、画素を間引きして読み出す読み出
し動作モードとを具備する。以下、前者をキャプチャ読
み出しモード、後者をモニタ読み出しモードと呼称す
る。
【００２９】また、撮像素子３は、モニタ読み出しモー
ドにおける画素の間引き率が高いことに起因する、空間
サンプリング時の信号の折り返し成分を除去するため
に、モニタ読み出しモード時に、撮像素子３上の垂直方
向の画素については、同色のラインの信号を加算して出
力する機能を具備している。
【００３０】アンプ４は、撮像素子３からのアナログ画
像信号をドライブして、アナログ画像信号としてフロン
トエンド５に供給する。フロントエンド５は、Ｓ／Ｈ
（Sample／Hold）・ＧＣ（Gain Control）回路５ａと、
Ａ／Ｄ変換回路５ｂによって構成される。Ｓ／Ｈ・ＧＣ
回路５ａは、アンプ４を介して供給されたアナログ画像
信号に対して、相関２重サンプリング処理によっていわ
ゆる１／Ｆ揺らぎノイズ等のノイズ除去処理を行い、さ
らに必要に応じてゲイン調整を行う。例えば、マイコン
９の制御のもとで、撮像素子３への入射光の強度が弱い
場合に入力画像信号を増幅する。Ａ／Ｄ変換回路５ｂ
は、Ｓ／Ｈ・ＧＣ回路５ａからの信号をデジタル画像信
号に変換して、カメラシステムＬＳＩ６に対して供給す
る。
【００３１】カメラシステムＬＳＩ６は、マイコン９の
制御のもとで、フロントエンド５からの画像信号を検波
し、この画像信号の画像メモリ７への書き込み、読み出
し操作を行いながら、ホワイトバランス調整やオフセッ
ト除去等の画質補正処理や輝度信号、色差信号への変換
処理等を行う。また、このような処理を経て生成した画
像信号を、図示しない表示装置の表示ブロックや、外部
記録媒体の書き込みブロックに対して出力する。さら
に、フロントエンド５およびＴＧ８に対して同期信号を
出力する。
【００３２】画像メモリ７は、例えばＤＲＡＭあるいは
ＳＤＲＡＭ（Synchronous−ＤＲＡＭ）等の半導体メモ
リ等であり、カメラシステムＬＳＩ６からのデジタル方
式の画像信号を一時的に記憶する。
【００３３】ＴＧ８は、マイコン９による制御のもと
で、撮像素子３における水平方向、垂直方向の駆動タイ
ミングを制御する。また、撮像素子３が高速／低速電子
シャッタ機能を具備する場合、この機能に対する露光時
間制御を行う。
【００３４】マイコン９は、撮像装置１全体の制御をつ
かさどる。例えば、アイリス２ｂによる露光量制御、シ
ャッタ２ｃに対する開閉制御による露光時間制御、撮像
素子３における後述する読み出し動作モードの制御、フ
ロントエンド５のＳ／Ｈ・ＧＣ回路５ａにおけるゲイン
制御、カメラシステムＬＳＩ６に対する動作制御や制御
値の演算、ＴＧ８による撮像素子３の電子シャッタ機能
の制御等を行う。
【００３５】次に、カメラシステムＬＳＩ６の内部構成
について詳述する。図２は、カメラシステムＬＳＩ６の
内部構成例を示すブロック図である。カメラシステムＬ
ＳＩ６は、画像信号の入力切り換えを行うデータバスセ
レクタ６１および６２と、入力画像信号を検波する検波
処理回路６３と、入力画像信号に対する画質補正処理等
の信号処理を行うカメラ前処理回路６４と、入力画像信
号に対する輝度信号、色差信号への変換処理等を行うカ
メラ本処理回路６５と、画像メモリ７に対するデータの
書き込みおよび読み出しを制御するメモリコントローラ
６６と、カメラシステムＬＳＩ６内の回路等に対してタ
イミング信号を発生させるタイミング発生回路６７によ
って構成される。
【００３６】データバスセレクタ６１は、マイコン９か
らの制御信号に応じて、検波処理回路６３およびカメラ
前処理回路６４に対する入力を、フロントエンド５から
の画像信号とメモリコントローラ６６を介した画像メモ
リ７からの画像信号との間で切り換える。また、データ
バスセレクタ６２は、メモリコントローラ６６に対する
入力を、フロントエンド５からの画像信号とカメラ本処
理回路６５からの画像信号との間で切り換える。
【００３７】検波処理回路６３は、データバスセレクタ
６１から入力された画像信号に対して、ＡＥ、ＡＷＢ、
ＤＣＬＰ等の制御を行うための検波を行う。例えば、Ａ
Ｅ制御用には検波枠内の輝度信号成分の積分処理、ＡＷ
Ｂ制御用には色別レベルの積分処理、ＤＣＬＰ用にはＯ
ＰＢ（Optical Black）領域の各色のオフセットレベル
の積分処理等を行う。検波処理回路６３は、各処理によ
って得た検波データをマイコン９に出力する。
【００３８】カメラ前処理回路６４は、データバスセレ
クタ６１から入力された画像信号に対して、マイコン９
によって演算された制御値に応じて、ホワイトバランス
やＤＣＬＰ、ゲイン調整、γ補正、クリップ処理等の画
質補正処理を行う。
【００３９】カメラ本処理回路６５は、カメラ前処理回
路６４から入力された例えばＲ／Ｇ／Ｂ原色信号で構成
される画像信号に対して、画素の補間処理や周波数特性
補正処理等を行い、輝度信号（Ｙ）と色差信号（Ｃｂ／
Ｃｒ）よりなる一般的な画像のデータフォーマットに変
換する。
【００４０】メモリコントローラ６６は、データバスセ
レクタ６２から供給された画像信号のバッファや、画像
メモリ７に対するアドレッシングを行い、マイコン９に
よる制御に応じて、指定された画像メモリ７上の領域に
画像信号を格納する。また、データバスセレクタ６１に
対して、指定された領域の画像信号を読み出して出力す
る。
【００４１】このメモリコントローラ６６は、内部に間
引き・加算回路６６ａを具備する。間引き・加算回路６
６ａは、画像信号を画像メモリ７から読み出す際に、画
素を間引いて読み出す機能と、マトリクス状での垂直方
向の同色のラインの画素信号を加算して出力する機能を
具備する。このうち、間引き読み出しの際は、モニタ読
み出しモードでの撮像素子３における間引きの方式に対
応するように、間引きする画素の位置やカラーコーディ
ングを一致させて行う。また、ライン加算の際も同様
に、モニタ読み出しモードでの撮像素子３におけるライ
ン加算と加算方法が一致するように行う。
【００４２】タイミング発生回路６７は、フロントエン
ド５やカメラシステムＬＳＩ６の各内部回路、ＴＧ８等
の動作基準となるタイミング信号を発生させる。ところ
で、この撮像装置１における撮像素子３は、前述したよ
うにキャプチャ読み出しモードとモニタ読み出しモード
の２つの読み出し動作モードを具備する。キャプチャ読
み出しモードは、撮像画像を生成するための動作モード
で、生成された画像信号は撮像素子３が具備する全画素
についてのデータを含み、高解像度の画像を表示するこ
とが可能となる。
【００４３】また、モニタ読み出しモードは、例えば撮
像前に使用者によって画角合わせ等をするために、ＬＣ
Ｄ等の表示装置に表示するための画像信号を生成するた
めの動作モードである。このモニタ読み出しモードで
は、撮像素子３から画素を間引いて信号を読み出すこと
で、生成される画像信号のデータ量が減り、表示装置に
おける表示画像のフレームレートを高めることができ
る。
【００４４】ここで、撮像素子３として原色単板ＣＣＤ
を使用した場合の信号読み出しの例について説明する。
まず、図３は、撮像素子３における画素コーディング例
を模式的に示す図である。
【００４５】撮像装置１の具備する撮像素子３は、例え
ば図３に示すようにＲ、Ｇｒ、ＧｂおよびＢの原色フィ
ルタが配置されている。なお、ＧｒおよびＧｂは、それ
ぞれＲ信号およびＢ信号と同一の水平ライン上に配置さ
れたＧ信号を示す。
【００４６】プログレッシブ走査方式の場合、水平ライ
ン上の画素が順に水平レジスタ３１に格納され、例えば
左側から順に読み出されることで全画素の信号が出力さ
れる。また、インタレース走査方式の場合、まず、図中
のＡ１、Ａ２のような奇数ラインの画素が順に読み出さ
れた後、Ｂ１、Ｂ２のような偶数ラインの画素が順に読
み出されて１フレーム分の全画素が出力される。
【００４７】次に、このような画素コーディングを有す
る撮像素子３における信号読み出し動作について説明す
る。まず、図４は、プログレッシブ走査方式の場合の信
号読み出しの例を示す図である。
【００４８】プログレッシブ走査方式の撮像素子３の場
合、キャプチャ読み出しモードでは、図４（Ａ）に示す
ように、水平方向の第１ラインから順に全画素の信号が
読み出される。また、図４（Ｂ）では、モニタ読み出し
モードの場合の画素の間引き読み出しの例を示してい
る。なお、ここでは黒塗り部分は信号読み出しが行われ
ない画素を示している。この例では、第１ラインと第４
ライン、第９ラインと第１２ラインのように、画素コー
ディングを守りながら、８ライン中２ラインの画素信号
のみ読み出すことで、読み出される画素数が１／４に減
少されている。
【００４９】次に、インタレース走査方式の場合の信号
読み出しの例を挙げる。図５は、インタレース走査方式
の場合のキャプチャ読み出しモードでの信号読み出し例
を示す図である。
【００５０】インタレース走査方式の場合、撮像素子３
中の画素信号は２つのフィールドごとに読み出される。
第１フィールドの読み出し時には、図５（Ａ）に示すよ
うに、例えば水平方向の奇数ラインについての画素信号
が読み出され、続く第２フィールドの読み出し時に、図
５（Ｂ）に示すように偶数ラインについての画素信号が
読み出される。各フィールドの画素信号は一旦画像メモ
リ７に記憶されることによって、全画素を含む１フレー
ム分の画像信号が生成される。
【００５１】次に、図６は、インタレース走査方式の場
合のモニタ読み出しモードでの信号読み出し例を示す図
である。モニタ読み出しモードでは、上記のプログレッ
シブ走査方式の場合と同様に、１回の走査で１フレーム
分の画素信号を読み出す。図６の例では、水平方向の８
ライン中２ラインのみ、画素コーディングを守りながら
読み出すことにより、画素数を１／４に減少させてい
る。
【００５２】また、図４（Ｂ）および図６に示したモニ
タ読み出しモードでの信号読み出し例では、１ラインず
つ画素信号を読み出すので、撮像素子３の有する画素数
が多くなるほど間引き率を高くする必要があり、画質が
粗くなり、また空間サンプリング時の折り返しが発生し
やすくなる。そこで、垂直方向の複数のラインにおける
同色の画素信号を加算して読み出すことで、画質を改善
させることが考えられている。
【００５３】図７は、モニタ読み出しモードでライン加
算を行う場合の信号読み出し例を示す図である。図７の
例では、垂直方向の１２ライン中４ラインを読み出し、
また垂直方向に隣接する同色画素の信号について、水平
レジスタ３１で２ライン分を加算して出力している。例
えば、Ｒ信号およびＧｒ信号については第１ラインおよ
び第３ラインの画素信号を加算し、Ｇｂ信号およびＢ信
号については第８ラインおよび第１０ラインの画素信号
を加算して、それぞれ出力している。
【００５４】これによって、出力される画素数は全画素
の１／６に減少しながら、画像中にはその倍の１／３の
映像情報量が反映され、間引き読み出しによる画質の粗
さが補正される。また、垂直方向の２ライン分の同色画
素信号を加算することで、帯域フィルタとして機能し、
空間サンプリングにより画像中に現れる折り返しノイズ
を低減することが可能となる。ただし、この加算により
出力画像信号のレベルは２倍になることに注意が必要と
なる。
【００５５】なお、以上では撮像素子３として原色単板
ＣＣＤを使用した場合の例を示したが、例えば３枚ＣＣ
Ｄを使用した場合には、各色について同じライン数の画
素信号について間引き読み出しを行うようにすればよ
い。
【００５６】ところで、この撮像装置１において、カメ
ラシステムＬＳＩ６は、マイコン９の制御のもとで、撮
像した画像信号に対する露出、ホワイトバランスおよび
オフセット等の補正処理を行うための検波を行う。ま
た、この検波結果をマイコン９に送出し、演算結果の入
力を受けることで、露出の自動補正（ＡＥ）、ホワイト
バランスの自動補正（ＡＷＢ）およびオフセットを除去
するデジタルクランプ（ＤＣＬＰ）処理等の機能を実現
する。
【００５７】モニタ読み出しモードでは、撮像素子３か
ら間引き読み出しされた画像信号に対して検波を行い、
この検波データを基に画質補正の制御が行われる。ま
た、例えばシャッタボタンが押された後のキャプチャ読
み出しモードでは、従来は以前のモニタ読み出しモード
における検波データを基にして画質補正の制御が行われ
ていたが、本発明では、これに加えてキャプチャ読み出
しモードで読み出された画像信号に対する検波も行うこ
とで、画質補正の精度を向上させる。
【００５８】ここで、図８に、撮像装置１における読み
出し動作モードの遷移に伴う信号処理例を模式的に示
す。以下、図８を用いて撮像装置１における動作を説明
する。図８では、撮像素子３としてインタレース走査方
式のＣＣＤを使用した場合について示しており、図８
（Ａ）はフレームまたはフィールドに同期した同期信
号、（Ｂ）は撮像素子３における読み出し動作モードの
遷移、（Ｃ）および（Ｄ）はこれに対応するＡＥ、ＡＷ
ＢおよびＤＣＬＰの制御のためのカメラブロックＬＳＩ
６におけるそれぞれ検波処理および画像生成処理の流れ
を示している。なお、図１４（Ｃ）の検波処理は検波処
理回路６３において、また（Ｄ）の画像生成処理はカメ
ラ前処理回路６４およびカメラ本処理回路６５において
それぞれ実行される処理である。
【００５９】タイミングＴ８０１〜Ｔ８０２において、
図８（Ｂ）に示すように、撮像素子３はモニタ読み出し
モードで動作し、画素を間引いた信号読み出しを同期信
号に同期して行う。モニタ読み出しモードによって得ら
れた画像信号は、アンプ４を介してフロントエンド５に
供給され、デジタルデータ化された後、図８（Ｃ）のよ
うに、カメラシステムＬＳＩ６の検波処理回路６３にお
いてＡＥ、ＡＷＢおよびＤＣＬＰ等の制御のための検波
処理がなされる。この検波処理により得られたデータは
マイコン９に渡され、ＡＥ、ＡＷＢおよびＤＣＬＰ等の
制御のための係数が演算されてカメラシステムＬＳＩ６
のカメラ前処理回路６４に出力される。
【００６０】図８（Ｄ）のように、カメラ前処理回路６
４では、マイコン９からの出力データに基づいて、使用
者によるモニタ用の画像信号（以下、モニタ画像信号と
呼称する）に対する生成処理が開始される。カメラ前処
理回路６４では、マイコン９において演算された係数を
基に、モニタ読み出しモードで得られた画像信号に対し
て適切な画質の補正処理が行われる。また、ＡＥの制御
に関しては、演算結果に基づいてマイコン９によりアイ
リス２ｂやフロントエンド５等の制御も行われる。カメ
ラ前処理回路６４から出力された画像信号は、さらにカ
メラ本処理回路６５において輝度信号および色差信号に
変換されて、モニタ画像信号が生成される。
【００６１】生成されたモニタ画像信号は、メモリコン
トローラ６６の制御により画像メモリ７に記憶された
後、例えば表示ブロックに出力されて、ＬＣＤ等の表示
装置に表示される。この表示画像は使用者によってモニ
タされる。このときの表示画像は、撮像素子３における
画素の間引き読み出しにより生成された画像信号を基に
しているので、高フレームレートで表示される。また、
撮像素子３において垂直方向の同色ラインについての加
算処理がなされて出力される場合は、画像中の折り返し
ノイズが低減されている。
【００６２】次に、タイミングＴ８０２において、例え
ば使用者によってシャッタスイッチが押される等によ
り、撮像画像の生成要求がマイコン９に与えられると、
図８（Ｂ）に示すように、撮像素子３がキャプチャ読み
出しモードに遷移し、またマイコン９の制御によってシ
ャッタ２ｃが動作する。撮像素子３では、まず水平方向
の例えば奇数ラインの全画素に対する信号読み出しが行
われ、続くタイミングＴ８０３において、偶数ラインの
全画素に対する信号読み出しが行われる。
【００６３】このキャプチャ読み出しモードでは、画素
の間引きが行われないために、同期信号の間隔が長くな
る。キャプチャ読み出しモードにより得られた画像信号
は、アンプ４を介してフロントエンド５でデジタルデー
タ化された後、カメラシステムＬＳＩ６のメモリコント
ローラ６６の制御によって、画像メモリ７の所定のアド
レスに一時的に記憶される。
【００６４】次に、タイミングＴ８０４において、撮像
素子３はモニタ読み出しモードに戻る。またこれととも
に、キャプチャ読み出しモードで得られた画像信号が、
メモリコントローラ６６の制御によって画像メモリ７か
ら読み出されて、カメラシステムＬＳＩ６に供給され
る。カメラシステムＬＳＩ６では、データバスセレクタ
６１が切り換えられることにより、画像メモリ７に記憶
されていた全画素信号を含む画像信号が、検波処理回路
６３に供給される。
【００６５】ここで、メモリコントローラ６６は、間引
き・加算回路６６ａの機能により、画像メモリ７に対す
る読み出しアドレスを制御することによって、記憶され
た画像信号について画素を間引きして読み出す。この間
引き読み出しでは、モニタ読み出しモードで撮像素子３
において画素信号が読み出される際の読み出し画素の位
置や画素コーディングに一致させる。また、撮像素子３
が垂直方向のライン加算を行って画素信号を出力してい
る場合は、間引き・加算回路６６ａは、間引き読み出し
を行った画素信号について、撮像素子３におけるライン
加算と画素位置が一致するように加算処理を行って、デ
ータバスセレクタ６１を介して検波処理回路６３に出力
する。
【００６６】検波処理回路６３は、供給された画像信号
に対する検波を行い、検波結果をマイコン９に出力す
る。そして、続くタイミングＴ８０５において、マイコ
ン９により、この検波結果等に基づく画質補正のための
各種係数に対する演算が行われる。ここで、マイコン９
は、キャプチャ読み出しモードにおいて検波された検波
データとともに、シャッタスイッチが押されたタイミン
グＴ８０２以前のモニタ読み出しモードでの画像信号に
よる検波結果の双方を使用して、各種係数の演算を行
う。
【００６７】続くタイミングＴ８０６において、演算さ
れた各種係数がマイコン９からカメラ前処理回路６４に
供給される。また、これとともに、メモリコントローラ
６６の制御により画像メモリ７に記憶されていた画像信
号が再び読み出され、データバスセレクタ６１を介して
カメラ前処理回路６４に供給される。このとき、メモリ
コントローラ６６は、間引き・加算回路６６ａの機能を
使用せず、画像信号の全画素データについて読み出す。
これにより、外部記録媒体への記録用の画像信号（以
下、キャプチャ画像信号と呼称する）に対する生成処理
が開始される。
【００６８】カメラ前処理回路６４では、マイコン９か
らの各種係数に基づいて、間引きおよびライン加算の施
されていない入力画像信号に対する画質補正処理が行わ
れる。この画質補正処理では、露出やホワイトバランス
の補正、オフセットの除去等が行われる。また、この画
像信号はカメラ本処理回路６５に供給されて、画素の補
間処理等が行われ、輝度信号および色差信号に変換され
て、キャプチャ画像信号が生成される。
【００６９】生成されたキャプチャ画像信号は、データ
バスセレクタ６２を介してメモリコントローラ６６に供
給され、この制御によって画像メモリ７の所定アドレス
領域に記憶される。また、記憶されたキャプチャ画像信
号は、再び読み出されて、例えば解像度変換処理やデー
タ圧縮処理等が施され、外部記録媒体等に転送される。
【００７０】この後、タイミングＴ８０７において、カ
メラブロックＬＳＩ６では、キャプチャ画像信号の生成
処理が終了して、再びモニタ読み出しモードで得られた
画像信号に対する検波が開始される。
【００７１】以上のようなキャプチャ読み出しモードで
生成された画像信号に対する処理では、それ以前のモニ
タ読み出しモードにおいて、検波処理回路６３によって
検波された検波データとともに、キャプチャ読み出しモ
ードで読み出された画像信号からの検波も行い、双方の
検波データに基づいてカメラ前処理回路６４における画
質補正処理が行われる。従って、モニタ読み出しモード
およびキャプチャ読み出しモードにおいて生成される各
画像信号の画像状態の違いを考慮して、撮像画像信号に
対する画質補正を行うことが可能となる。
【００７２】例えば、撮像素子３の高画素化に伴い、キ
ャプチャ読み出しモードでは全画素分の読み出しに要す
る時間が増加して、画像信号に大きなオフセットが発生
する場合があるが、上記の処理ではこのオフセットを検
知することが可能となるので、カメラ前処理回路６４に
おいてＤＣＬＰによる適切なオフセット除去処理が行わ
れ、画質を向上させることができる。
【００７３】また、モニタ読み出しモードにおいては画
像信号にスミアが発生する場合があるが、このスミアは
キャプチャ読み出しモードでは一般的に発生しない。上
記の処理ではスミアの発生による各読み出しモードでの
画像信号の差異を検知することができるため、この差異
に応じた画質補正を行うことが可能となる。
【００７４】さらに、撮像装置１にストロボ機構が具備
されている場合、このストロボ機構は一般的にキャプチ
ャ読み出しモードでのみ作動する。従って、上記の処理
ではストロボ機構作動の有無による画像信号の差異を検
知することができるので、カメラ前処理回路６４におい
てこの差異に応じた適切な露出補正およびホワイトバラ
ンス補正を行うことができる。
【００７５】また、メモリコントローラ６６における間
引き・加算回路６６ａによって、画像メモリ７に記憶さ
れた画像信号に対する間引き読み出しが可能であること
により、検波処理回路６３へ供給する画像信号のデータ
量が低減され、検波処理に要する時間を短縮することが
可能となる。
【００７６】また、モニタ読み出しモードにおいて、撮
像素子３では間引き率の増大に伴い顕著に発生する折り
返しノイズを低減するために、垂直方向のライン加算が
行われる場合があるが、間引き・加算回路６６ａによっ
て、画像メモリ７から読み出した信号に同様のライン加
算を行って検波処理回路６３に供給することができる。
従って、モニタ読み出しモードおよびキャプチャ読み出
しモードでの各画像信号に対して、基準となる信号レベ
ルを一致させて検波を行うことが可能となり、正確な画
質補正を行うことができる。
【００７７】また、間引き・加算回路６６ａにおける間
引き読み出しおよびライン加算処理によって、キャプチ
ャ読み出しモードで生成された画像信号と、モニタ読み
出しモードでの画像信号とについて、画素の間引き位置
や画素コーディング、および基準となる信号レベルを一
致させて検波することができる。従って、検波処理回路
６３やカメラ前処理回路６４について、従来と比較して
大幅なシステム変更を行う必要がなく、生成された画像
信号の画質を向上させることができる。
【００７８】なお、画像メモリ７から画像信号を読み出
して検波処理回路６３に供給する際、間引き・加算回路
６６ａにおいて間引き読み出しを行わず、全画素につい
ての信号を検波処理回路６３に供給してもよい。この場
合、キャプチャ読み出しモードで読み出された画像信号
中の全画素の検波に基づいて、画質補正を行うことがで
きるため、画質補正の精度を高めることができる。ただ
し、この場合は検波処理回路６３およびマイコン９につ
いて、より高い処理能力が必要となり、製造コストが増
加する。
【００７９】次に、画像信号に対する検波処理および画
質補正処理について説明する。なお、以下では撮像素子
３として原色単板ＣＣＤを使用した場合について説明す
る。検波処理回路６３では、主に、ＡＥ、ＡＷＢおよび
ＤＣＬＰの制御に対する検波データが算出される。この
うち、ＡＥに対する検波データについては、入力画像信
号中の検波枠をあらかじめ設定し、この検波枠中の輝度
信号レベルを全画素について積分して、この積分値をマ
イコン９に出力する。輝度信号レベルには、例えばＲ、
Ｇｒ、ＧｂおよびＢの４色の平均値が用いられる。ま
た、ＡＷＢに対する検波データについては、検波枠中に
おける各色別の信号レベルを検波枠中の全画素について
積分し、各色の積分値をマイコン９に出力する。さら
に、ＤＣＬＰに対する検波データについては、画像信号
中のＯＰＢ領域における各色のオフセットレベルを積分
し、この積分値をマイコン９に出力する。
【００８０】マイコン９は、受信したこれらの検波デー
タに基づき、画質補正に対する制御値として、ＡＥ、Ａ
ＷＢおよびＤＣＬＰに対する各係数を演算し、カメラシ
ステムＬＳＩ６のカメラ前処理回路６４に送出する。ま
た、モニタ読み出しモードでは、ＡＥについては係数を
カメラ前処理回路６４に送出せずに、アイリス２ｂやフ
ロントエンド５のＳ／Ｈ・ＧＣ回路５ａ、ＴＧ８に対し
て最適な露出となるように制御を行う。
【００８１】ここで、カメラ前処理回路６４における画
質補正処理の概要を説明する。図９は、カメラ前処理回
路６４の内部構成例を示すブロック図である。カメラ前
処理回路６４は、入力画像信号に含まれるオフセットを
除去するデジタルクランプ回路６４ａと、信号レベルを
調整して露出補正を行うデジタルゲイン回路６４ｂと、
ホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整回路
６４ｃと、γ補正を行うγ補正回路６４ｄで構成され
る。
【００８２】このうち、γ補正回路６４ｄについては従
来使用されていたものと同様の構成を有する回路を使用
することが可能である。また、キャプチャ読み出しモー
ドにおいて、メモリコントローラ６６の間引き・加算回
路６６ａを機能させて画像信号を読み込む場合は、デジ
タルクランプ回路６４ａおよびホワイトバランス調整回
路６４ｃについても従来と同様の構成を有する回路を使
用することが可能である。また、デジタルゲイン回路６
４ｂは、後述するように本発明で新たに設けられる回路
である。
【００８３】図１０は、デジタルクランプ回路６４ａの
構成例を示す図である。図１０に示すように、デジタル
クランプ回路６４ａは、入力画像信号中の各色信号レベ
ルに対してマイコン９で演算されたオフセット量を減算
する減算回路６４１によって構成される。マイコン９で
は、各色別のオフセットレベルとして係数Ｒ＿ＣＬＰ、
Ｇｒ＿ＣＬＰ、Ｇｂ＿ＣＬＰおよびＢ＿ＣＬＰの値が画
素ごとに演算される。デジタルクランプ回路６４ａは、
マイコン９から受信した各係数の値を、入力された画像
信号から減算する。これにより、キャプチャ読み出しモ
ードで読み出された画像信号に含まれる、主に暗信号に
よるオフセットが除去される。
【００８４】次に、図１１は、デジタルゲイン回路６４
ｂの構成例を示す図である。図１１に示すように、デジ
タルゲイン回路６４ｂは、入力画像信号の信号レベルに
対してマイコン９で演算された全色に対して一定のゲイ
ン係数を乗算する乗算回路６４２によって構成される。
【００８５】ここで、キャプチャ読み出しモードで供給
される画像信号は、それ以前のモニタ読み出しモードに
おいて、アイリス２ｂの開度やシャッタ２ｃによる露光
時間、フロントエンド５によるゲイン調整が行われて露
出補正がなされている。そこで、デジタルゲイン回路６
４ｂを新たに設けることにより、キャプチャ読み出しモ
ードにおける画像信号に基づき、入力画像信号の各色の
信号レベルに対して一様のゲイン係数を乗算すること
で、明るさに対するさらなる補正を行う。これにより、
例えばストロボ機能を使用したこと等による画像の明る
さの差異について補正することが可能となる。
【００８６】次に、図１２は、ホワイトバランス調整回
路６４ｃの構成例を示す図である。図１２に示すよう
に、ホワイトバランス調整回路６４ｃは、入力画像信号
中の各色信号レベルに対してマイコン９で演算されたＷ
Ｂ係数を乗算する乗算回路６４３によって構成される。
マイコン９では、各色別のＷＢ係数としてＲ＿ＷＢ、Ｇ
ｒ＿ＷＢ、Ｇｂ＿ＷＢおよびＢ＿ＷＢの値が画素ごとに
演算される。ホワイトバランス調整回路６４ｃは、マイ
コン９から受信した各係数の値を、入力された画像信号
に対して乗算する。これにより、例えばストロボ機能を
使用したこと等による画像中の色合いの差異について補
正することが可能となる。
【００８７】なお、デジタルゲイン回路６４ｂおよびホ
ワイトバランス調整回路６４ｃは、同一の回路において
実現することも可能である。また、γ補正回路６４ｄ
は、例えばＬＵＴ（Look Up Table）の参照や折れ線近
似等の方法によって、入力画像信号の各色信号レベルに
対して非線形な信号変換処理を行う。
【００８８】次に、図１３は、画像撮像時におけるマイ
コン９の動作を示すフローチャートである。ステップＳ
１３０１において、撮像素子３およびＴＧ８をモニタ読
み出しモードに設定する。撮像素子３ではこの設定に応
じて、画素の間引き読み出しおよび垂直方向へのライン
加算がなされた画像信号が出力される。このとき、マイ
コン９は、レンズ２ａやアイリス２ｂ、フロントエンド
５を初期設定あるいはそれ以前の設定により動作させ
る。また、マイコン９は、データバスセレクタ６１を制
御して、フロントエンド５を介してカメラシステムＬＳ
Ｉ６に入力された画像信号を、検波処理回路６３に入力
させ、検波させる。
【００８９】ステップＳ１３０２において、検波処理回
路６３からの検波データを受信する。また、受信した検
波データは、この後のキャプチャ読み出しモード時での
使用に備えて記憶する。ステップＳ１３０３において、
受信した検波データに基づいて、画質補正等の制御値と
してＡＥ、ＡＷＢ、ＤＣＬＰ等に対する各種係数を演算
する。またこのとき、ＡＦ（Auto Focus）に対する制御
値の演算も行われる。
【００９０】ステップＳ１３０４において、制御値の演
算結果を出力して、カメラ前処理回路６４に対するＡＷ
ＢおよびＤＣＬＰ機能の制御を行う。また、ＡＥ制御と
してアイリス２ｂ、フロントエンド５およびＴＧ８の動
作制御を行う。さらに、レンズ２ａに対するＡＦ制御を
行う。カメラ前処理回路６４において画質補正された画
像信号は、さらにカメラ本処理回路６５において輝度信
号および色差信号への変換処理等が施されて、モニタ画
像信号として出力される。
【００９１】ステップＳ１３０５において、データバス
セレクタ６２およびメモリコントローラ６６を制御し
て、生成されたモニタ画像信号を画像メモリ７に記憶さ
せる。この後、記憶されたモニタ画像信号を読み出し
て、図示しない表示ブロックに送出させ、表示装置に撮
像画像を表示させる。
【００９２】ステップＳ１３０６において、例えば図示
しないシャッタボタンがＯＮされたか否かの判断を行
い、ＯＮでない場合はステップＳ１３０２に戻り、モニ
タ読み出しモードによる画像信号に対する画質補正処理
等が繰り返されモニタ画像信号が順次生成される。これ
により、撮像素子３において間引き読み出しされた高フ
レームレートの画像信号について、ＡＥ、ＡＷＢ、ＤＣ
ＬＰおよびＡＦ等に対する最適な制御が行われる。ま
た、ステップＳ１３０６において、シャッタボタンがＯ
Ｎされると、ステップＳ１３０７に進む。
【００９３】ステップＳ１３０７において、撮像素子３
およびＴＧ８をキャプチャ読み出しモードに設定する。
これによりシャッタ２ｃが動作し、撮像素子３では、全
画素についての蓄積電荷の読み出しを行う。インタレー
ス走査方式の場合は、２度の走査により全画素の蓄積電
荷が読み出される。またこのとき、垂直方向のライン加
算は行われない。ステップＳ１３０８において、データ
バスセレクタ６２を切り換え、メモリコントローラ６６
を制御してフロントエンド５から出力された画像信号を
画像メモリ７に対して一時的に記憶させる。
【００９４】ステップＳ１３０９において、データバス
セレクタ６１を切り換え、メモリコントローラを制御し
て、画像メモリ７に一時的に記憶させた画像信号を読み
出し、検波処理回路６３に入力させて、検波させる。こ
のとき、メモリコントローラ６６における間引き・加算
回路６６ａを機能させ、メモリ読み出しモード時の撮像
素子３における機能に合わせて、画像信号に対して間引
き読み出しおよびライン加算を行う。
【００９５】ステップＳ１３１０において、検波処理回
路６３からの検波データを受信する。ステップＳ１３１
１において、受信した検波データを基にして画質補正に
対する制御値を演算する。このとき、例えば、ＤＣＬＰ
に対する係数は、このとき受信した検波データのみに基
づいて演算を行い、ＡＥおよびＡＷＢの係数について
は、この検波データとともに、これ以前のモニタ読み出
しモード時に記憶された検波データを参照して演算を行
う。
【００９６】ステップＳ１３１２において、メモリコン
トローラ６６を制御して、画像メモリ７に一時的に記憶
されていた画像信号を再び読み出し、カメラ前処理回路
６４に入力させる。このとき、メモリコントローラ６６
における間引き・加算回路６６ａの機能をキャンセルさ
せて、全画素についての画像信号を読み出す。
【００９７】ステップＳ１３１３において、演算した各
種係数をカメラ前処理回路６４に出力し、カメラ前処理
回路６４におけるＡＥ、ＡＷＢおよびＤＣＬＰ機能の制
御を行う。これにより、画素の間引きのない画像信号に
対する露出、ホワイトバランスおよびオフセットに対す
る補正が行われ、さらにカメラ本処理回路６５におい
て、輝度信号および色差信号への分離処理等が行われ
て、キャプチャ画像信号が生成される。
【００９８】ステップＳ１３１４において、メモリコン
トローラ６６を制御して、生成されたキャプチャ画像信
号を画像メモリ７の所定領域に記憶させる。この後、記
憶されたキャプチャ画像信号を読み出して、例えば解像
度変換処理やデータ圧縮処理等の処理ブロックに転送
し、図示しない外部記録媒体に転送させる。
【００９９】なお、上記フローチャートのステップＳ１
３１１において、マイコン９ではＡＥおよびＡＷＢの各
係数についても、キャプチャ読み出しモードでの検波デ
ータのみ使用して演算するようにしてもよい。ただし、
それ以前のモニタ読み出しモードにおける検波データも
使用することにより、キャプチャ読み出しモードでの画
像信号の画質についてある程度推測することができ、効
率よく画質補正の精度を高めることが可能となる。
【０１００】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の撮像装置
では、第２の読み出し動作モードにおいて、固体撮像素
子から間引きせずに読み出された画像信号が検波手段に
供給されて検波が行われる。従って、信号処理手段は、
第２の読み出し動作モードで読み出された画像信号に対
する検波に基づいて、この画像信号の画質補正のための
信号処理を行うので、固体撮像素子の有する画素数が多
い場合にも画質補正を適切に行うことが可能となる。
【０１０１】また、例えば、第２の読み出し動作モード
時において、読み出し制御手段は、一時記憶手段に記憶
された画像信号を読み出して検波手段に供給する際、第
１の読み出し動作モード時の固体撮像素子からの読み出
しに対応するように画素を間引きして読み出すようにし
てもよい。これによって、検波に要する時間が短縮され
るとともに、検波手段および信号処理手段の構成を従来
と比較して大幅に変更することなく、各機能を実現する
ことが可能となる。
【０１０２】また、本発明の画質補正方法では、固体撮
像素子が第１の読み出し動作モードから第２の読み出し
動作モードに遷移すると、固体撮像素子から間引きせず
に読み出された画像信号に対して所定の検波が行われ
る。従って、第２の読み出し動作モードで読み出された
画像信号に対する検波に基づいて、画質補正のための所
定の信号処理が行われるので、固体撮像素子の有する画
素数が多い場合にも画質補正を適切に行うことが可能と
なる。
【０１０３】また、例えば、一時的に記憶された画像信
号を読み出して所定の検波を行う際に、第１の読み出し
動作モード時の固体撮像素子からの読み出しに対応する
ように画素を間引きして読み出すようにしてもよい。こ
れによって、検波に要する時間が短縮されるとともに、
検波手段および信号処理手段の構成を従来と比較して大
幅に変更することなく、各機能を実現することが可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撮像装置の構成例を示すブロック図で
ある。
【図２】カメラシステムＬＳＩの内部構成例を示すブロ
ック図である。
【図３】撮像素子における画素コーディング例を模式的
に示す図である。
【図４】プログレッシブ走査方式の撮像素子における信
号読み出しの例を示す図である。
【図５】インタレース走査方式の撮像素子の場合のキャ
プチャ読み出しモードでの信号読み出し例を示す図であ
る。
【図６】インタレース走査方式の場合のモニタ読み出し
モードでの信号読み出し例を示す図である。
【図７】モニタ読み出しモードでライン加算を行う場合
の信号読み出し例を示す図である。
【図８】本発明の撮像装置における読み出し動作モード
の遷移に伴う信号処理例を模式的に示す図である。
【図９】カメラ前処理回路の内部構成例を示すブロック
図である。
【図１０】デジタルクランプ回路の構成例を示す図であ
る。
【図１１】デジタルゲイン回路の構成例を示す図であ
る。
【図１２】ホワイトバランス調整回路の構成例を示す図
である。
【図１３】画像撮像時におけるマイコンの動作を示すフ
ローチャートである。
【図１４】従来のデジタルスチルカメラにおける読み出
し動作モードの遷移に伴う信号処理例を模式的に示す図
である。
【符号の説明】
１……撮像装置、２ａ……レンズ、２ｂ……アイリス、
２ｃ……シャッタ、３……撮像素子、４……アンプ、５
……フロントエンド、５ａ……Ｓ／Ｈ・ＧＣ回路、５ｂ
……Ａ／Ｄ変換回路、６……カメラシステムＬＳＩ、７
……画像メモリ、８……ＴＧ、９……マイコン、６１、
６２……データバスセレクタ、６３……検波処理回路、
６４……カメラ前処理回路、６５……カメラ本処理回
路、６６……メモリコントローラ、６６ａ……間引き・
加算回路、６７……タイミング発生回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三井 敏 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ーイーエムシーエス株式会社内 Ｆターム(参考） 5C024 BX01 EX52 HX13 HX58 JX11 JX14 5C065 AA03 BB02 BB08 BB48 CC01 DD02 GG26 GG32

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被写体を撮像する撮像装置において、 撮像した画像信号について画素を間引きして読み出す第
    １の読み出し動作モードと、間引きせずに読み出す第２
    の読み出し動作モードとを具備するマトリクス状の固体
    撮像素子と、 前記第２の読み出し動作モード時に前記固体撮像素子か
    ら読み出された画像信号を一時的に記憶する一時記憶手
    段と、 前記第１の読み出し動作モード時には前記固体撮像素子
    から読み出された前記画像信号に対して、また前記第２
    の読み出し動作モード時には前記一時記憶手段から読み
    出された前記画像信号に対して、所定の検波を行う検波
    手段と、 前記第１の読み出し動作モード時には前記固体撮像素子
    から読み出された前記画像信号に対して、また前記第２
    の読み出し動作モード時には前記一時記憶手段から読み
    出された前記画像信号に対して、前記各読み出し動作モ
    ードでの前記検波手段による検波データに基づいて画質
    補正のための所定の信号処理を行う信号処理手段と、 前記第１の読み出し動作モードから前記第２の読み出し
    動作モードに遷移すると、前記一時記憶手段に記憶され
    た前記画像信号を読み出して前記検波手段に供給した
    後、再び前記画像信号を読み出して前記信号処理手段に
    供給する読み出し制御手段と、 を有することを特徴とする撮像装置。
  2. 【請求項２】 前記読み出し制御手段は、前記一時記憶
    手段に記憶された前記画像信号について、前記第１の読
    み出し動作モード時の前記固体撮像素子からの読み出し
    に対応するように画素を間引きして読み出し、前記検波
    手段に供給することを特徴とする請求項１記載の撮像装
    置。
  3. 【請求項３】 前記信号処理手段は、前記第２の読み出
    し動作モード時に、前記検波手段において検波された前
    記検波データと、前記第２の読み出し動作モードに遷移
    する以前の前記第１の読み出し動作モード時に得られた
    前記検波データとに基づいて前記所定の信号処理を行う
    ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
  4. 【請求項４】 前記固体撮像素子は、前記第１の読み出
    し動作モード時に、垂直方向の同色のラインにおける複
    数の画素の信号を加算して読み出す第１の信号加算手段
    を有し、 前記読み出し制御手段は、前記第２の読み出し動作モー
    ド時に前記一時記憶手段から読み出された前記画像信号
    について、前記第１の信号加算手段に対応する画素につ
    いての信号の加算を行って前記検波手段に供給する第２
    の信号加算手段を有することを特徴とする請求項３記載
    の撮像装置。
  5. 【請求項５】 前記信号処理手段は、前記検波手段によ
    る検波データに基づき、入力された前記画像信号に対し
    てホワイトバランスの調整を行うことを特徴とする請求
    項１記載の撮像装置。
  6. 【請求項６】 前記信号処理手段は、前記検波手段によ
    る検波データに基づき、入力された前記画像信号に対し
    てオフセットの除去処理を行うことを特徴とする請求項
    １記載の撮像装置。
  7. 【請求項７】 前記信号処理手段は、前記検波手段によ
    る検波データに基づき、入力された前記画像信号に対し
    てゲイン調整を行うことを特徴とする請求項１記載の撮
    像装置。
  8. 【請求項８】 固体撮像素子を用いた被写体の撮像にお
    ける画質補正方法において、 前記固体撮像素子において撮像した画像信号について画
    素を間引きして読み出す第１の読み出し動作モードで
    は、前記固体撮像素子から読み出された前記画像信号に
    対して所定の検波を行い、 前記所定の検波による検波データに基づいて前記画像信
    号に対して画質補正のための所定の信号処理を行い、 前記固体撮像素子において前記画素の間引きを行わずに
    読み出す第２の読み出し動作モードに遷移すると、前記
    固体撮像素子から読み出された前記画像信号を一時的に
    記憶させ、 記憶させた前記画像信号を読み出して前記所定の検波を
    行い、 記憶させた前記画像信号を再び読み出して、前記所定の
    検波による検波データに基づいて、再び読み出した前記
    画像信号に対して画質補正のための所定の信号処理を行
    う、 ことを特徴とする画質補正方法。
  9. 【請求項９】 前記第２の読み出し動作モード時におい
    て、一時的に記憶させた前記画像信号を読み出して前記
    所定の検波を行う際に、前記第１の読み出し動作モード
    時の前記固体撮像素子からの読み出しに対応するように
    画素を間引きして読み出すことを特徴とする請求項８記
    載の画質補正方法。
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