JP2006074676A - 電子スチルカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】撮影時間を出来るだけ短くかつ、Ｓ／Ｎを劣化させることないＡＥＢ撮影を実現する。
【解決手段】 撮像信号出力が分割出力と非分割出力の切替えが可能な撮像素子と、該いずれかの出力による撮像信号を並列処理する複数の増幅器、複数のＡＤ変換器を有するオートブラケット撮影可能な電子スチルカメラにおいて、ＡＥＢ撮影時に１ショットの撮影が実行された時には、該１ショットの撮像信号を、撮像素子の出力形態を非分割出力、複数の増幅器のゲインを所定の異なる値とした状態で並列処理することで複数ショット分の撮像信号を生成し、ＡＥＢ撮影相当の画像を取得する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子スチルカメラのＡＥＢ撮影機能に関して好適なものである。

電子スチルカメラには、露出をずらして複数のカットを自動的に連続撮影する機能（オート・エクスポージャ・ブラケッティング 以降ＡＥＢ）を備えたものが知られている。またＡＥＢ機能を含むブラケット撮影時に実際の撮影は１ショットだけ行い、基準となる画像データとそのブラケット撮影モードの撮影条件を含む撮影情報とから、デジタル的に画像処理を行うことによりブラケット撮影結果同等の画像を作り出すものもある（例えば特許文献１参照）。

後者の方式では、撮影時間を短縮するとともに、画像データを記憶するためのメモリ領域の圧迫を抑える効果があった。

また電子スチルカメラに搭載されている撮像素子には、光電変換された撮像信号の転送時間を削減するために、画素信号を複数のチャンネルに分割して出力し、並列処理する方式が知られている。

上記方式の撮像素子を使った撮像部は、例えば図３にあるように、撮像素子２からａ出力、ｂ出力からなる２系統に分割された撮像信号出力端子にそれぞれの撮像信号を増幅するための増幅器４ａ、４ｂが接続され、それぞれの増幅出力にはそれぞれをＡＤ変換するためのＡＤ変換器５ａ、５ｂが接続され、それぞれのＡＤ変換出力には信号処理部６が接続されている。この信号処理部内ではそれまで並列処理されていた２系統の撮像信号が１系統の信号に変換され、画像処理を行い不図示の記録媒体へ記録書き込みされる。尚、本説明において撮像素子の出力は２系統としたが、系統の数はこれに限らない。
特開２００３−１１０９２３号公報（第７頁 図１）

従来のＡＥＢ撮影では、複数ショットを連続撮影する必要があるため、少なくとも基準となる露出、基準となる露出に対してオーバー露出、基準となる露出に対してアンダー露出の３ショットの撮影が必要であり、撮影に時間がかかった。またシャッター精度のばらつきによって、特に高速秒時における基準となる露出に対してオーバーまたはアンダー露出の画像の露出精度が劣化する場合があった。

また特許文献１の発明においては、ショット数は１ショットであるため、撮影時間は短縮されたが、基準となる撮像信号が既にデジタル化されており、基準撮像信号から作られるその他の撮像信号にはデジタル的な演算による丸め誤差が発生しＳ／Ｎが劣化してしまうという問題があった。特にＡＥＢ撮影の基準となる露出に対する露出量の振れ幅（以降：ステップ量）が細かくなるとその誤差はより大きくなってしまう。

本発明は、以上の点に着目して成されたもので、撮影時間を出来るだけ短くかつ、Ｓ／Ｎを劣化させることないＡＥＢ撮影を実現する電子スチルカメラを提供することを目的とする。

本発明は以上の問題を解決するために、
オートブラケット撮影が可能な電子スチルカメラにおいて
複数の画素で構成され、被写体からの光情報を光電変換する光電変換部並びに、それぞれの画素で光電変換した撮像信号を所定数のチャンネルに分割して出力する第一の出力端子、全画素の撮像信号を分割することなく出力する第二の出力端子を備えた撮像素子と、撮像素子から出力された撮像信号を撮影条件に応じて上記撮像素子の第一、第二の出力端子に接続切替えが可能な複数の切替えスイッチと、この切替えスイッチを介し、第一または第二の出力端子からの撮像信号の増幅を並列処理する増幅倍率可変な複数の増幅器と、複数の増幅器で増幅されたそれぞれの撮像信号のＡＤ変換を並列処理するための複数のＡＤ変換器と、複数のＡＤ変換器でＡＤ変換された撮像信号を正規の撮像信号の配列に並べ替え、画像処理を行う信号処理部を備えており、
オートブラケット撮影時に１ショットの撮影が実行された時には、該１ショットの撮像信号から、
上記切替えスイッチを撮像素子の第二の出力端子と接続し、複数の増幅器の増幅倍率をそれぞれ所定の異なる値に設定して、異なる複数ショット分の撮像信号を生成することを特徴とする。

また上記電子スチルカメラは、上記オートブラケット撮影は、ＡＥＢ相当の撮影であることを特徴とする。

また上記電子スチルカメラは、ＡＥＢ相当の撮影時における複数の増幅器の増幅倍率は、ＡＥＢ撮影の設定に対応することを特徴とする。

また上記電子スチルカメラは、上記複数の増幅器の増幅倍率はそれぞれ独立して設定可能であることを特徴とする。

また上記電子スチルカメラは、上記撮像素子はエリアセンサであることを特徴とする。

本発明においては、撮影条件がＡＥＢ撮影かそうでないかによって、それぞれの撮影条件に応じた撮像素子の出力形態及び、複数の増幅器のゲインを設定することにより、１ショットの撮影でＡＥＢ撮影が可能となるため、ＡＥＢ撮影時の撮影時間が最小限に抑えることができるだけでなく、シャッター精度によるショット毎の露光むらの影響を受けることがないので、特に高速秒時におけるＡＥＢ撮影の基準露出の画像に対するオーバーまたはアンダー露出の画像の露出精度が向上する。

また生成される撮像信号は、基準となる撮像信号がデジタル信号になる前にアナログ的なゲインをかけるため、基準となる画像がデジタル信号になった後にゲインをかけた場合に発生する演算の丸め誤差がないため、ＡＥＢ撮影のステップ量を細かくしてもＳ／Ｎを劣化させることなく画像を得ることができる。

図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１は本発明に係る撮像部を説明したブロック構成図である。

１は撮像部の全動作の制御をつかさどるＭＰＵであり、２は不図示の光学系から入射した光信号を光電変換するための撮像素子である。この撮像素子２は例えばＣＣＤや、ＣＭＯＳで構成されたエリアセンサである。尚、本実施例の撮像素子２は光電変換した撮像信号の出力形態は、撮像信号を所定の形態で分割し、複数の出力端子から出力する分割出力タイプと、単一の出力端子から全ての画素信号を出力する非分割出力タイプとを備えており、該出力形態は撮影条件に応じてＭＰＵ１が切替え制御を行っている。３は切替えスイッチであり、ＭＰＵ１により撮影条件に応じて接続先が制御される。本実施例では、撮影条件がＡＥＢ撮影の場合ｉに、それ以外ではiiに接続される。４ａ〜４ｃは増幅器であり、撮像素子２でからの撮像信号出力は切替えスイッチ３を介してそれぞれの増幅器で増幅される。この増幅器の増幅倍率の設定はＭＰＵ１により制御されており、増幅倍率の設定はそれぞれの増幅器毎で独立している。５ａ〜５ｃはＡＤ変換器であり、増幅器４ａ〜４ｃで増幅された信号がそれぞれの増幅出力に接続されたＡＤ変換器５ａ〜５ｃでＡＤ変換される。６は信号処理部であり、ここではまずＡＤ変換器５ａ〜５ｃまでに並列処理されてきた撮像信号を直列の信号系統に変換する。またＡＥＢ撮影時には１ショットの撮像信号から３ショット分の撮像信号を生成するように並列処理しているため、それぞれの撮像信号を正規配置になるように撮像信号の並べ替えを行いながら記憶部７に一時的に格納している。また画像の色づけ、画像の圧縮等の画像処理も信号処理部６で行われる。７は記憶部であり、画像処理前の撮像信号や、画像処理後の画像を一時的に格納するためのものである。尚、所定の画像処理を終えた画像信号は不図示の記録媒体に記録される。

次に本実施例の撮像動作について図１、図２を使って説明する。

図２は、本実施例に係る撮像動作を説明したフローチャートである。

同図において、撮影者が不図示の撮影釦を使ってカメラに撮影命令する（Ｓ２０１）。すると撮像部ではＳ２０２以降の動作を実行する。

Ｓ２０２では撮影条件を判別し、撮影者がＡＥＢ撮影以外の条件を設定している場合は、Ｓ２０３において撮像素子２の撮影信号出力形態を分割出力に設定し、撮像素子２の分割出力ａ〜ｃの端子より撮像信号を出力できるようにする。次に切替えスイッチ３をiiに設定し、撮像信号出力の分割出力端子ａ〜ｃとそれぞれの増幅器４ａ〜４ｃを接続する。また増幅器４ａ〜４ｃのゲインをそれぞれＧａ、Ｇｂ、Ｇｃとすると、
Ｇａ＝Ｇｂ＝Ｇｃ
の関係となるよう設定する。但しこれは理想的な状態であり、撮像素子２で分割されたそれぞれの回路系にゲインの差が生じることがあるため実際のゲインの関係は
Ｇａ≒Ｇｂ≒Ｇｃ
となる。

一方撮影者がＡＥＢ撮影を設定している場合、Ｓ２１１において撮像素子２の撮像信号出力形態を非分割出力に設定し、撮像素子２の全画素出力の端子より撮像信号を出力できるようにする。次に切替えスイッチ３をｉに設定し、撮像信号出力の全画素出力端子とそれぞれの増幅器４ａ〜４ｃを接続する。また増幅器４ａ〜４ｃのゲインを設定する。増幅器４ａ、４ｂ、４ｃの設定するゲインＧａ、Ｇｂ、Ｇｃは、それぞれ異なりＡＥＢ撮影のステップ量によって決定される。例えば上記ステップ量が±１段の場合、
Ｇａ：Ｇｂ：Ｇｃ＝１／２：１：２（但しＧｂを基準ゲインとした場合）
のような関係になるように設定される。

Ｇｂのゲインが２倍であれば、
Ｇａ：１倍 Ｇｃ：４倍
にそれぞれ設定される。

Ｓ２０４では撮影前に撮像素子２の各画素内の残留電荷を除去するための初期化をおこなっている。初期化した後露光動作に入る。撮像部では撮像素子２が不図示のシャッターにより所定時間だけ露光され、この期間撮像素子２の各画素で電荷蓄積を行う（Ｓ２０５）。上記所定時間が経過したら不図示のシャッターにより露光動作を終了するとともに、撮像素子２の蓄積動作を終了し、光電変換された撮像信号の読出しを行う（Ｓ２０６）。読出しされる撮像信号は撮影条件に応じた出力端子から出力され、切替えスイッチ３を介して、増幅器４ａ〜４ｃで増幅を、ＡＤ変換器５ａ〜５ｃでＡＤ変換を並列処理した後信号処理部６に入力される。信号処理部６に並列入力された撮像信号は、信号処理部内でによって直列の信号系統に変換された後、撮影条件がＡＥＢ撮影以外の場合は（Ｓ２０７の≠ＡＥＢ撮影）、撮像信号を必要に応じて並べ替えを行いながら記憶部７の所定アドレスに一時記憶し（Ｓ２０８）、一時記憶した撮像信号に色処理、画像圧縮などの画像処理を行い（Ｓ２０９）、画像を不図示の記録媒体に記録する。

一方撮影条件がＡＥＢ撮影の場合は（Ｓ２０７の＝ＡＥＢ撮影）、３種類の撮像信号が一度に信号処理部６に入力してくるため、信号の並べ替えを行いながら記憶部７のそれぞれの所定アドレスへ一時的に格納していく必要がある（Ｓ２１２）。Ｓ２１３では記憶部７に一時的に格納した３種類の撮像信号を順次画像処理して処理した画像を再度記憶部７の所定アドレスへ一時的に格納する。画像処理が終了したらそれぞれの画像を順次不図示の記憶媒体へ記録する（Ｓ２１４）。

以上で撮像部の一連の動作が終了する。

以上に述べた実施例では、撮像素子２の分割出力数を３出力で説明したが、分割出力数はこれに限らず３出力以上であれば構わない。

切替えスイッチ３について本実施例では撮像素子２の外部にあるものとして説明したが、撮像素子２内部に備えても構わない。

以上述べたように、本実施例においては、撮影条件がＡＥＢ撮影かそうでないかによって、それぞれの撮影条件に応じた撮像素子２の出力形態及び、増幅器４ａ〜４ｃのゲインを設定することにより、１ショットの撮影でＡＥＢ撮影相当の画像の取得が可能となるため、従来例にあるような複数ショットから画像が得られるＡＥＢ撮影時に比べ撮影時間が短縮するだけでなく、シャッター精度によるショット毎の露光むらの影響を受けることが無くなり基準露光の画像に対して露出精度のよいブラケット撮影が可能となる。

また生成される撮像信号は、基準となる撮像信号がデジタル信号になる前にアナログ的なゲインをかけるため、基準となる画像がデジタル信号になった後にゲインをかけた場合に発生する演算の丸め誤差がないため、ＡＥＢ撮影のステップ量を細かくしてもＳ／Ｎを劣化させることなく画像を得ることができる。

実施例１に係る撮像部のブロック構成を説明した図である。 実施例１に係る撮影時における撮像部の動作を説明したフローチャートである。 従来例のブロック構成を説明した図である。

符号の説明

１ ＭＰＵ
２ 撮像素子
３ 切替えスイッチ
４ａ〜４ｃ 増幅器
５ａ〜５ｃ ＡＤ変換器
６ 信号処理部
７ 記憶部

Claims (5)

1. オートブラケット撮影が可能な電子スチルカメラにおいて、
   複数の画素で構成され、被写体からの光情報を光電変換する光電変換部並びに、それぞれの画素で光電変換した撮像信号を所定数のチャンネルに分割して出力する第一の出力端子、全画素の撮像信号を分割することなく出力する第二の出力端子を備えた撮像素子と、撮像素子から出力された撮像信号を撮影条件に応じて上記撮像素子の第一、第二の出力端子に接続切替えが可能な複数の切替えスイッチと、この切替えスイッチを介し、第一または第二の出力端子からの撮像信号の増幅を並列処理する増幅倍率可変な複数の増幅器と、複数の増幅器で増幅されたそれぞれの撮像信号のＡＤ変換を並列処理するための複数のＡＤ変換器と、複数のＡＤ変換器でＡＤ変換された撮像信号を正規の撮像信号の配列に並べ替え、画像処理を行う信号処理部を備えており、
   オートブラケット撮影時に１ショットの撮影が実行された時には、該１ショットの撮像信号から、
   上記切替えスイッチを撮像素子の第二の出力端子と接続し、複数の増幅器の増幅倍率をそれぞれ所定の異なる値に設定して、異なる複数ショット分の撮像信号を生成することを特徴とする電子スチルカメラ。
2. 上記オートブラケット撮影は、ＡＥＢ撮影であることを特徴とする請求項１の電子スチルカメラ。
3. オートブラケット撮影時における複数の増幅器の増幅倍率は、オートブラケット撮影の設定に対応することを特徴とする請求項１の電子スチルカメラ。
4. 上記複数の増幅器の増幅倍率はそれぞれ独立して設定可能であることを特徴とする請求項１の電子スチルカメラ。
5. 上記撮像素子はエリアセンサであることを特徴とする請求項１の電子スチルカメラ。

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