JP3566370B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、デジタル電子カメラ等の撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ビデオカメラや電子スチルカメラなど、自然画を良好に撮像する撮像装置が実現されている。しかしながら、近年、コンピュータなどの情報機器のパーソナル化により、撮像装置に対してこれまで以上の役割が求められるようになってきた。その新たに求められる役割の一つとして、文字や数字等の単一色の被写体をも良好に撮像する性能が挙げられるが、このような性能を有する撮像装置が既に提案されている（特願平５−２６９０１２号）されている。
【０００３】
図５は、上記の性能を有する従来のデジタル電子カメラのブロック図である。ここで、１は絞り機能とシャッタ機能を備えるレンズシャッタ、２は光学的なローパスフィルタ、３はメカ系各部の駆動回路、４は被写体の光学像を電機信号に変換する撮像素子、５は撮像素子４を駆動させるために必要なタイミング信号を発生するタイミング信号発生回路（以下、ＴＧという）、６はＴＧ５からの信号を撮像素子４の駆動に必要なレベルに増幅する撮像素子駆動回路、７は撮像素子４の出力ノイズ除去のためのＣＤＳ回路や増幅回路を備えた前置処理回路、８はアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路、９は撮像信号処理回路、１０は例えばメモリカードやハードディスク等の記録媒体、１１は記録媒体１０に信号を記録するためのインターフェース回路、１２はメカ系駆動回路３、撮像信号処理回路９などの制御のためのシステムコントローラ、１３はカメラを外部からコントロールするための操作部である。１４はバスコントローラであり、システムコントローラ１２の制御により、Ａ／Ｄ変換された信号のバスラインをコントロールする。１５はデジタル信号を一時蓄積するバッファメモリである。
【０００４】
図６は、図５の撮像信号処理回路９の詳細を示すブロック図である。図６において、１０１は撮像素子４の出力信号を各色毎の信号に分離する色分離回路、１０２は色分離された信号からＲ，Ｇ，Ｂ各色信号を導出する色マトリクス回路、１０３は被写体に照射する光源の色温度に応じてＲ，Ｇ，Ｂ各信号レベルを補正するホワイトバランス補正回路、１０４は補正されたＲ，Ｇ，Ｂ信号から色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを導出する色差信号導出回路、１０５は同じく補正されたＲ，Ｇ，Ｂ信号から輝度信号の色成分を補正する信号を導出する低周波輝度信号補正値導出回路、１０６は撮像信号に重畳している色変調信号を除去する色変調分トラップ回路、１０７は水平方向の輪郭を強調する水平アパーチャ回路、１０８は垂直方向の輪郭を強調するアパーチャ回路、１０９は各信号を加算する加算器、１１０は減算器、１１１は２つの入力から１つの出力を選択するマルチプレマサ、１１２はＡ／Ｄ変換された撮像素子出力を各画素ごとにレベル補正する各色成分補正回路、１１３，１１４は２チャンネルの２入力マルチプレクサ、１１５，１１６は信号の平均値を導出する積分回路である。
【０００５】
図７は、各色成分補正回路１１２の詳細を示すブロック図である。図７において、１１７はシステムコントローラ１２より送られるデータを分配するデマルチプレクサ、１１８，１１９，１２０，１２１は、各色成分毎の補正量を一時記憶するシフトレジスタ等の回路、１２２は４入力から１出力を選択するマルチプレクサ、１２３は乗算器である。
【０００６】
次に、従来例の動作等について図５〜図１１を用いて詳細に説明する。まず、撮影者は、撮影時に通常の自然画像撮影を行うのか、あるいは文章等の単色被写体に対する高解像度の撮影（以下ドキュメントモード）を行うのかを操作部１３により選択する。
【０００７】
ここで、自然画像が選ばれた場合を説明する。撮影者が操作部１３で撮影開始を命令するとカメラは撮影動作を始める。まず、不図示の測光回路によって被写体の輝度を測定し、その測定値をもとにレンズシャッタ１の絞り値とシャッタスピードをシステムコントローラ１２にて導出する。システムコントローラ１３は導出された制御値を基にメカ系駆動回路３によってレンズシャッタ１を駆動する。このようにして、被写体の光学像は適正光量にて撮像素子４のイメージエリア上に結ばれる。撮像素子は、ＴＧ５の出力を撮像素子駆動回路６によって増幅した駆動信号により動作される。なお、ＴＧ５はシステムコントローラ１２によりその動作を制御されている。このようにして駆動された撮像素子の出力は前置処理回路７に出力される。前置処理回路７では撮像素子出力に含まれる低域ノイズを除去するＣＤＳ処理、およびＡ／Ｄ変換器のダイナミックレンジを有効に用いるための撮像信号出力の非線形化の処理を行っている。前置処理された撮像信号出力はＡ／Ｄ変換器８においてデジタル信号に変換さ、バスコントローラ１４を介して撮像信号処理回路９に入力される。撮像信号処理回路９では、以下に述べる所定の輝度信号処理、色信号処理が行われ、さらに、不図示の所定フォーマットへの信号変換処理を経て、記録媒体Ｉ／Ｆ１１を介して記録媒体１０に記録される。
【０００８】
撮像処理回路９にはＡ／Ｄ変換された撮像素子出力信号が入力されるが、図８のような色フィルタ配列の撮像素子を用いた場合は、０ＤＤフィールドの撮像素子信号出力は（Ｍｇ＋Ｙ１）と（Ｇ＋Ｃｙ）の点順次信号を、ＥＶＥＮフィールドの撮像素子信号出力は（Ｇ＋Ｙ１）（Ｍｇ＋Ｃｙ）の点順次信号を、各々線順次化した信号となる。撮像信号処理回路９では、まず色分離回路１０１で撮像信号を各色信号ｃ１（Ｍｇ＋Ｙ１）と（Ｇ＋Ｙ１）の線順次信号、ｃ２（（Ｇ＋Ｃｙ）と（ＭＧ＋Ｃｙ）の線順次信号）に分離する。分離された信号は、色マトリックス回路１０２において線同時化およびマトリックス演算により各純色信号Ｒ０，Ｇ０，Ｂ０に変換され、ＷＢ補正回路１０３に送られる。ＷＢ補正回路１０３では、システムコントローラ１２から送られてくるＷＢ制御信号により被写体を照射している光の色温度補正を行う。色差信号導出回路１０４は、色温度補正されたＲＧＢ信号から色差信号Ｒ−ＹとＢ−Ｙを導出する。一方、低周波輝度信号補正値導出回路１０５では、各色毎の明るさの再現性を上げるために輝度信号を構成する色成分比を補正する補正信号ＹＬとＲＧＢ信号を基に導出する。
【０００９】
一方、Ａ／Ｄ変換器８からの撮像信号は、色変調分トラップ回路１０６にも入力され、輝度信号に重畳されている変調された色信号を減衰する。その出力から水平アパーチャ回路１０７と垂直アパーチャ回路１０８によりそれぞれ水平、垂直方向の輪郭が強調されたアパーチャ信号が導出され、加算器１０９にてスルーの輝度信号と加算される。そして、減算器１１０によって、上記加算されて導出された信号Ｙ０から補正値ＹＬ分が減算され、補正された輝度信号Ｙが得られる。
【００１０】
次に、ドキュメントモードの撮影を説明する。撮影者が操作部１３でドキュメントモードを選択すると、システムコントローラ１２の制御によりメカ系駆動回路３を駆動して、光学ＬＰＦ２を光学系の光路上から退避させる。続いて撮影者が撮像の命令を与えると、自然画撮影時と同様に測光が行われ、撮像素子４のイメージエリア上に適性光量でフォーカスの合った被写体像が結像されるように、不図示の光学レンズとレンズシャッタ１が駆動される。レンズシャッタ１が閉じると、撮像素子４から撮像信号が読出される。この際の読出しは、図９に示したように、ＯＤＤとＥＶＥＮを交互に読出して行く。その結果、読出される信号は、まずＯＤＤフィールドの出力信号としてＭｇとＧの点順次信号となる。ただし、１Ｈ（水平走査）毎にＭｇとＧの順番が入れ代わる。
【００１１】
このようにして撮像素子４から読出された信号は、自然画モードの場合と同様に、前置処理回路７、Ａ／Ｄ変換器８を介してバスコントローラ１４に入力される。バスコントローラ１４では、その撮像出力をバッファメモリ１５に転送し、図１０（ａ）に示すような概念で、１Ｈ分記憶したら次のアドレス領域からは１Ｈ分空けて、その後のアドレス領域の次に１Ｈ分を記憶していくというように、飛び飛びにメモリマップ上に記憶していく。
【００１２】
以上のようにして、撮像素子信号はメモリマップ上に記憶されるとともに、撮像信号処理回路９にも入力され、撮像信号処理回路９内の色分離回路１０１にて、単色の色信号であるＣ１，Ｃ２の２種類の色信号に分離される。ＯＤＤフィールドでは、色信号Ｃ１はＭｇ信号とＧ信号の線順次信号となり、色信号Ｃ２信号はＧ信号とＭｇ信号の線順次信号となる。さらに、色信号Ｃ１，Ｃ２はスイッチ１１３に入力されて、システムコントローラ１２により１Ｈ毎に切り換えられ、それぞれＭｇ信号とＧ信号とに同時化される。同時化されたＭｇ信号、Ｇ信号は、システムコントローラ１２によってスイッチ１１３の出力側が選択されたスイッチ１１４を介して積分回路１１５，１１６に入力される。積分回路１１５，１１６では各色信号を一画面分、もしくは、その一部の領域において平均化し、その出力をシステムコントローラ１２に入力する。すると、システムコントローラ１２は、ＭｇとＧの積分情報から、それぞれＭｇとＧの信号レベルが所定の値と等しくなるための補正量を導出する。続いてＥＶＥＮフィールドの信号が読出されるが、読出される信号はＣｙとＹ１の点順次信号となる。
【００１３】
このようにして撮像素子から読出された信号は、ＭｇとＧの点順次信号と同様に前置処理回路７、Ａ／Ｄ変換器８を介してバスコントローラ１４に入力される。バスコントローラ１４では、その撮像出力をバッファメモリ１５に転送し、図１０（ｂ）に示すような概念で、空白部分となっているアドレス領域に１Ｈ分ずつメモリマップ上に記憶していく。
【００１４】
以上のようにして、撮像信号はメモリマップ上に記憶されるとともに、撮像信号処理回路９にも入力され、撮像信号処理回路９内の色分離回路１０１にて単色の色信号であるＣ１，Ｃ２の２種類の色信号に分離される。ＥＶＥＮフィールドでは、色信号Ｃ１はＹ１信号となり、色信号Ｃ２はＣｙ信号となる。さらに、色信号Ｃ１，Ｃ２はスイッチ１１３に入力されるが、ＥＶＥＮフィールドでは色信号Ｃ１，Ｃ２は線順次化されていないので、スイッチ１１３を切り換えることは行われない。次に、各信号はシステムコントローラ１２によってスイッチ１１３の出力側が選択されたスイッチ１１４を介して積分回路１１５，１１６に入力される。積分回路１１５，１１６では各色信号を一画面分、もしくは、その一部の領域において平均化し、その出力をシステムコントローラ１２に入力する。システムコントローラ１２では、Ｙ１信号とＣｙ信号の積分情報から、それぞれＣｙ信号とＹ１信号の信号レベルが所定の値と等しくなるための補正量を導出する。
【００１５】
以上のようにして導出した各補正データは、撮像信号処理回路９内の各色成分補正回路１１２に入力される。各色成分補正回路１１２では、システムコントローラ１２によって制御され切り換えられるスイッチ１１７により、各色補正用データがそれぞれ所定のレジスタ１１８から１２１に設定・記憶される（図７参照）。
【００１６】
そして、各補正データが設定・記憶された後、バスコントローラ１４によりバッファメモリ１５の（ア）のアドレス領域（図１０（ｂ）参照）から撮像信号を読出し、撮像信号処理回路９に入力する。撮像信号処理回路９では、撮像信号が各色成分補正回路１１２に入力される。各色成分補正回路１１２では、乗算器１２３に信号が入力されるが、その乗算係数は、システムコントローラ１２の制御で切り換わるスイッチ１２２によって各色信号に対応するレジスタに格納されている補正データが割り当てられていく。このことにより撮像信号Ｓ０の各成分は、積分回路１１５，１１６で導出された各色の平均信号に応じて補正され、撮像対象が単色の被写体であれば、各画素の信号レベルはすべて一致することになる。
【００１７】
このようにして補正された信号ＹＷＢがスイッチ１１１で選択され、Ｙ信号として記録媒体Ｉ／Ｆ１１を介して記録媒体１０に記録される。
【００１８】
続いて、図１０（ｂ）に示したバッファメモリ１５の（イ）のアドレス領域から撮像信号を読み出し、アドレス領域（ア）と同様の処理を行う。つまり、バスコントローラ１４によりバッファメモリ１５の（イ）のアドレス領域から撮像信号を読出し、撮像信号処理回路９に入力する。撮像信号処理回路９では、撮像信号が各色成分補正回路１１２に入力される。各色成分補正回路１１２では乗算器１２３に信号が入力されるが、その乗算係数はシステムコントローラ１２の制御で切り換わるスイッチ１２２によって各色信号に対応するレジスタに格納されている補正データが割り当てられていく。このことにより撮像信号Ｓ０の各成分は、積分回路１１５，１１６で導出された各色の平均信号に応じて補正され、撮像対象が単色の被写体であれば、各画素の信号レベルはすべて一致することになる。
【００１９】
このようにして補正された信号ＹＷＢがスイッチ１１１で選択され、Ｙ信号として記録媒体Ｉ／Ｆ１１を介して記録媒体１０に記録される。
【００２０】
さて、ドキュメントモードでは、光学ＬＰＦ２を除去し、かつ、撮像素子４を画素加算することなく一画素単位で読出すことで高解像度化を実現するものであるが、このような場合でも、輪郭強調することは画質の改善効果につながる。そこで図１１に示したように、各色成分補正回路１１２の後段に輪郭強調のための回路して、色変調分トラップ回路１２３、水平アパーチャ回路１２４、垂直アパーチャ回路１２５、加算器１２６が設けられる。そして、ここでの輪郭強調の強度は、光学ＬＰＦ２を除去したことで周波数特性の劣化がないため、それ程強くする必要はないとして、自然画モードよりも弱く輪郭強調がなされる。
【００２１】
【発明が解決しようとしている課題】
しかしながら、上記の従来のデジタル電子カメラにおいては、以下の問題があった。すなわち、
【００２２】
（ａ） 光学絞りの開口径に応じてＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、すなわち解像度が変化する。
【００２３】
図１２（ａ）に、光学絞り開口とＭＴＦの関係を示す。図示したように、Ｆ１１より小絞り側では、絞り径が小さくなるほどＭＴＦが劣化する。これは、絞り径が小さくなることで光学絞りを通過する光が干渉を起こすことが原因となっている。
【００２４】
ところで、小型のカメラを作るときには小絞り側の径が小さくなり、小絞り側ので光学絞りの制御が難しくなることから、小絞り側において、ＮＤフィルタが絞り開口内に被さるようにすることで、小絞り側の開口面積を大きくすることが多く行われる。このため、絞り開口内はＮＤフィルタのある領域とない領域とに分れる。この場合には、ＮＤフィルタのない領域の大きさが小さくなるときに光の干渉がおこり、ＭＴＦが劣化する。図１２（ｂ）は、そのような絞りを用いたときの絞りの開口とＭＴＦの関係を示したものである。図１２（ｂ）において、Ｆ２２の場合に、それより開口の広いときよりもＭＴＦが増しているのは、ＮＤフィルタを入れたことで開口面積が広がったことと、この開口のときにはＮＤフィルタが開口径の全領域を覆っていることとに拠る。ＭＴＦの劣化は画像の解像度を低下させることになるが、ドキュメントモードでは、文字のコントラストを低下させる形で影響が現れる。
【００２５】
（ｂ） また、従来のように自然画モードに対してドキュメントモードの輪郭強調を低くしていたのでは、ドキュメントモードとして求められる性能を十分に発揮することができなかった。
【００２６】
本発明は、このような背景の下になされたもので、その第１の目的は、絞り値によって解像度が低下することのない撮像装置を提供することにある。
【００２７】
本発明の第２の目的は、単一色の被写体を高解像度で撮像し得る撮像装置を提供することにある。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
上記第２の目的を達成するため、請求項１記載の発明は、光学像を電気信号に変換する撮像素子を有し、該撮像素子の出力信号を用いてカラー画像信号を形成する第１のモードと、該撮像素子から出力された電気信号を用いて単一色の画像信号を形成する第２のモードとを切換え可能な撮像装置において、前記撮像素子から出力された電気信号に基づいて画像信号を形成するに当たって該画像信号の輪郭を強調する際、前記第２のモード時における輪郭強調の強さを前記第１のモード時に比べて強くするようにして輪郭強調を行う輪郭強調手段を備えている。
【００３０】
上記第２の目的を達成するため、請求項２記載の発明は、光学像を電気信号に変換する撮像素子を有し、該撮像素子の出力信号を用いてカラー画像信号を形成する第１のモードと、該撮像素子から出力された電気信号を用いて単一色の画像信号を形成する第２のモードとを切換え可能な撮像装置において、前記撮像素子から出力された電気信号に基づいて画像信号を形成するに当たって該画像信号の輪郭を強調する際、前記第２のモード時における輪郭強調の周波数帯域を前記第１のモード時に比べて高い周波数帯域とするようにして輪郭強調を行う輪郭強調手段を備えている。
【００３１】
上記第１又は第２の目的を達成するため、請求項３記載の発明では、請求項１又は請求項２記載の前記輪郭強調手段は、水平アパーチャ回路により構成されている。
【００３２】
上記第１又は第２の目的を達成するため、請求項４記載の発明では、請求項１又は請求項２記載の前記輪郭強調手段は、垂直アパーチャ回路により構成されている。
【００３３】
上記第１又は第２の目的を達成するため、請求項５記載の発明では、請求項１又は請求項２記載の前記輪郭強調手段は、水平アパーチャ回路および垂直アパーチャ回路により構成されている。
【００３５】
上記第２の目的を達成するため、請求項６記載の発明では、請求項２記載の前記輪郭強調手段は、前記第２のモード時における輪郭強調の周波数帯域をナイキスト周波数の近傍、又はナイキスト周波数以上の帯域とするように構成されている。
【００３７】
【作用】
請求項１記載の発明では、前記輪郭強調手段は、前記撮像素子から出力された電気信号に基づいて画像信号を形成するに当たって該画像信号の輪郭を強調する際、前記第２のモード時における輪郭強調の強さを前記第１のモード時に比べて強くするようにして輪郭強調を行うので、単一色の被写体が高解像度で撮像される。
【００３８】
請求項２記載の発明では、前記輪郭強調手段は、前記撮像素子から出力された電気信号に基づいて画像信号を形成するに当たって該画像信号の輪郭を強調する際、前記第２のモード時における輪郭強調の周波数帯域を前記第１のモード時に比べて高い周波数帯域とするようにして輪郭強調を行うので、単一色の被写体が高解像度で撮像される。
【００３９】
請求項３記載の発明では、請求項１又は請求項２記載の前記輪郭強調手段は、水平アパーチャ回路により構成されており、絞り値によって解像度が低下することはなくなるか、或いは単一色の被写体が高解像度で撮像される。
【００４０】
請求項４記載の発明では、請求項１又は請求項２記載の前記輪郭強調手段は、垂直アパーチャ回路により構成されており、絞り値によって解像度が低下することはなくなるか、或いは単一色の被写体が高解像度で撮像される。
【００４１】
請求項５記載の発明では、請求項１又は請求項２記載の前記輪郭強調手段は、水平アパーチャ回路および垂直アパーチャ回路により構成されており、絞り値によって解像度が低下することはなくなるか、或いは単一色の被写体が高解像度で撮像される。
【００４３】
請求項６記載の発明では、請求項２記載の前記輪郭強調手段は、前記第２のモード時における輪郭強調の周波数帯域をナイキスト周波数の近傍、又はナイキスト周波数以上の帯域とするように構成されているので、単一色の被写体が高解像度で撮像される。
【００４４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
【００４５】
［第１実施例］
第１実施例による撮像装置（デジタル電子カメラ）の全体構成は、図５に示した従来例と全く同様である。本実施例と従来例との相違点は、撮像信号処理回９にあり、本実施例における撮像信号処理回路９の構成は、図１のようになっている。すなわち、図１と図５との比較から明らかなように、本実施例が従来例と異なっているのは、本実施例ではアパーチャ選択回路１２７が設けられた点である。
【００４６】
このアパーチャ選択回路１２７は、図２に示したような構成となっている。すなわち、図２において、１２３は撮像信号に重畳している色変調信号を除去する色変調分トラップ回路、１２８と１３３は色変調トラップ回路１２３より出力される信号を分配するデマルチプレクサ、１２９，１３０，１３１は水平方向の輪郭を強調する第１，第２，第３の水平アパーチャ回路であり、それぞれの強調度（周波数特性）を図３（ａ）〜（ｃ）のように変えてある。１３４，１３５，１３６は垂直方向の輪郭を強調する第１，第２，第３の垂直アパーチャ回路であり、これも第１，第２，第３水平アパーチャ回路と同様にそれぞれの強調度を変えてある
【００４７】
１３２，１３７は３つの入力から１つの入力を選択するマルチプレクサ、１２６は各信号を加算する加算器である。
【００４８】
次に、本撮像装置の動作を説明する。
【００４９】
撮影者が操作部１３によってドキュメントモードを選択すると、システムコントローラ１２の制御によりメカ系駆動回路３を駆動して、光学ＬＰＦ２を光学系の光路上から退避させる。この際、マルチプレクサ１１１は、アパーチャ選択回路１２７からの信号が選択される側にスイッチされる。続いて、撮影者が操作部１３により撮影開始を命令すると、撮影動作を開始する。まず、不図示の測光回路によって被写体の輝度を測定し、その測定値を基にレンズシャッタ１の絞り値とシャッタスピードをシステムコントローラ１２にて導出する。
【００５０】
絞り値が決定すると、システムコントローラ１２は、その絞り値に応じて、デマルチプレクサ１２８，１３３と、マルチプレクサ１３２，１３７とにより、最適な強度の輪郭強調がなされるように、第１〜第３の水平アパーチャ回路１２９〜１３１、および第１〜第３の垂直アパーチャ回路１３４〜１３６の中から、それぞれ適当な回路を選択する。
【００５１】
例えば、レンズシャッタ１の特性が図１２（ａ）の場合には、絞り値Ｆ４，Ｆ５．６，Ｆ８，Ｆ１１のときは図３（ａ）に示した輪郭強調強度の第１水平アパーチャ回路１２９、第１垂直アパーチャ回路１３４を選択し、絞り値Ｆ１６のときは図３（ｂ）に示した輪郭強調強度の第２水平アパーチャ回路１３０、第２垂直アパーチャ回路１３５を選択し、絞り値Ｆ２２のときは図３（ｂ）に示した輪郭強調強度の第３水平アパーチャ回路１３１、第３垂直アパーチャ回路１３６を選択する。また、レンズシャッタ１の特性が図１２（ｂ）の場合には、絞り値Ｆ４，Ｆ２２のときは図３（ａ）に示した輪郭強調強度の第１水平アパーチャ回路１２９、第１垂直アパーチャ回路１３４を選択し、絞り値Ｆ５．６，Ｆ８のときは図３（ｂ）に示した輪郭強調強度の第２水平アパーチャ回路１３０、第２垂直アパーチャ回路１３５を選択し、絞り値Ｆ１１，Ｆ１６のときは図３（ｂ）に示した輪郭強調強度の第３水平アパーチャ回路１３１、第３垂直アパーチャ回路１３６を選択する。
【００５２】
ここにおいて、システムコントローラ１３は、導出された制御値を基に、メカ系駆動回路３によってレンズシャッタ１を駆動し、以下、従来例で説明した手順で撮影が完了する。
【００５３】
このように、光学絞りの開口度に応じて輪郭強調の強度を変えることにより、絞り開口値によって文字解像能力が変わることなく、コントラストの低下することのない、安定した映像が得られる。
【００５４】
なお、光学絞りの開口度に応じて水平、および垂直方向の輪郭強調の強度を双方とも変えることなく、水平、または垂直方向のどちらか一方の輪郭強調の強度を変えるようにしてもよい。また、光学絞りの開口度に応じて輪郭強調の強度を変えることによって最も良い効果がえられるのはドキュメントモードであるが、自然画モードにおいても光学絞りの開口度に応じて輪郭強調の強度を変えることにより、同様の効果が得られるようにしても良い。
【００５５】
［第２実施例］
次に、第２実施例を説明する。なお、第２実施例の構成要素は、図１、図２に示した第１実施例と同様である。
【００５６】
問題点の項で述べたように、自然画と文字では輪郭強調の強さの適正量が異なる。そして、自然画モードで輪郭強調を強めていくとリンギングなどによる画質の劣化がみられる。ドキュメントモードでは、扱う画質の差、および信号処理の差から、画質の劣化するスレッショールドが高いところにあり、自然画よりも輪郭強調を強めにしておいた方が、むしろ好ましい画質となる。
【００５７】
そこで、第２実施例では、ドキュメントモード用の第１〜第３の水平アパーチャ回路１２９〜１３１と、第１〜第３の垂直アパーチャ回路１３４〜１３６のそれぞれの強度は、自然画モード用の水平アパーチャ回路１０７、垂直アパーチャ回路１０８のそれぞれの強度よりも強くしている。なお、本実施例においても、第１〜第３の水平アパーチャ回路１２９〜１３１、または第１〜第３の垂直アパーチャ回路１３４〜１３６のいずれか一方だけを設けてもよい。
【００５８】
［第３実施例］
次に、第３実施例を説明する。なお、第３実施例の構成要素も、図１、図２に示した第１実施例と同様である。
【００５９】
ドキュメントモードでは、光学ＬＰＦ２を除去することで、自然画モードでは失われていた画素による空間サンプリングのナイキスト周波数周辺の映像情報を得ることができる。自然画モードでは、ナイキスト周波数の周辺がトラップされることから、図４（ａ）に示したように、ナイキスト周波数（１／２ＰＨ）よりも十分低い周波数帯域が強調されていた。そして、これまでは、ドキュメントモードにおいても、自然画モードと同様の周波数帯域を強調していた。
【００６０】
上記のように、ドキュメントモードでは、自然画モードでは失われていた画素による空間サンプリングのナイキスト周波数周辺の映像情報を得ることができるので、第３実施例では、ドキュメントモード時における強調周波数帯域を、図４（ｂ）に示したように自然画モード時よりも高くして、ナイキスト周波数近辺、あるいはナイキスト周波数以上とするように、第１〜第３の水平アパーチャ回路１２９〜１３１、または第１〜第３の垂直アパーチャ回路１３４〜１３６を構成している。これにより、文字や数字等の単一色の被写体に対してより適正化した輪郭補正をし高画質化を図ることが可能となる。
【００６１】
なお、本実施例においても、第１〜第３の水平アパーチャ回路１２９〜１３１、または第１〜第３の垂直アパーチャ回路１３４〜１３６のいずれか一方だけを設けてもよい。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光学絞りの開口値に応じて輪郭強調の強度を変えることにより、絞り値によって解像度が低下することを防止でき、また、自然画モードよりもドキュメントモードの輪郭強調の強さを強くすること、または、自然画モードよりもドキュメントモードの輪郭強調の周波数帯域を高い周波数とすることによって、文字等の単一色の被写体を高解像度で撮像することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による撮像信号処理回路の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１のアパーチャ選択回路の構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施例におけるアパーチャ回路の特性図である。
【図４】第３実施例のアパーチャ回路の特性図である。
【図５】デジタル電子カメラの概略構成を示すブロック図である。
【図６】従来の撮像信号処理回路の概略構成を示すブロック図である。
【図７】図６の各色成分補正回路の構成を示すブロック図である。
【図８】撮像素子の色フィルタの色配列を示す図である。
【図９】撮像素子からの撮像信号の読出し方を説明するための説明図である。
【図１０】バッファメモリに撮像信号を記憶する際のデータ配置を説明するための概念図である。
【図１１】輪郭強調用の回路を付加した従来の撮像信号処理回路の概略構成を示すブロック図である。
【図１２】絞り開口値とＭＴＦの関係を示した図である。
【符号の説明】
１…レンズシャッタ
２…光学ＬＰＦ
３…メカ系駆動回路
４…撮像素子
９…撮像信号処理回路
１２…システムコントローラ
１３…操作部
１５…バッファメモリ
１２７…アパーチャ選択回路
１２８，１３３…デマルチプレクサ
１２９…第１水平アパーチャ回路
１３０…第２水平アパーチャ回路
１３１…第３水平アパーチャ回路
１３２，１３７…マルチプレクサ
１３４…第１垂直アパーチャ回路
１３５…第２垂直アパーチャ回路
１３６…第３垂直アパーチャ回路
【産業上の利用分野】
本発明は、デジタル電子カメラ等の撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ビデオカメラや電子スチルカメラなど、自然画を良好に撮像する撮像装置が実現されている。しかしながら、近年、コンピュータなどの情報機器のパーソナル化により、撮像装置に対してこれまで以上の役割が求められるようになってきた。その新たに求められる役割の一つとして、文字や数字等の単一色の被写体をも良好に撮像する性能が挙げられるが、このような性能を有する撮像装置が既に提案されている（特願平５−２６９０１２号）されている。
【０００３】
図５は、上記の性能を有する従来のデジタル電子カメラのブロック図である。ここで、１は絞り機能とシャッタ機能を備えるレンズシャッタ、２は光学的なローパスフィルタ、３はメカ系各部の駆動回路、４は被写体の光学像を電機信号に変換する撮像素子、５は撮像素子４を駆動させるために必要なタイミング信号を発生するタイミング信号発生回路（以下、ＴＧという）、６はＴＧ５からの信号を撮像素子４の駆動に必要なレベルに増幅する撮像素子駆動回路、７は撮像素子４の出力ノイズ除去のためのＣＤＳ回路や増幅回路を備えた前置処理回路、８はアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路、９は撮像信号処理回路、１０は例えばメモリカードやハードディスク等の記録媒体、１１は記録媒体１０に信号を記録するためのインターフェース回路、１２はメカ系駆動回路３、撮像信号処理回路９などの制御のためのシステムコントローラ、１３はカメラを外部からコントロールするための操作部である。１４はバスコントローラであり、システムコントローラ１２の制御により、Ａ／Ｄ変換された信号のバスラインをコントロールする。１５はデジタル信号を一時蓄積するバッファメモリである。
【０００４】
図６は、図５の撮像信号処理回路９の詳細を示すブロック図である。図６において、１０１は撮像素子４の出力信号を各色毎の信号に分離する色分離回路、１０２は色分離された信号からＲ，Ｇ，Ｂ各色信号を導出する色マトリクス回路、１０３は被写体に照射する光源の色温度に応じてＲ，Ｇ，Ｂ各信号レベルを補正するホワイトバランス補正回路、１０４は補正されたＲ，Ｇ，Ｂ信号から色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを導出する色差信号導出回路、１０５は同じく補正されたＲ，Ｇ，Ｂ信号から輝度信号の色成分を補正する信号を導出する低周波輝度信号補正値導出回路、１０６は撮像信号に重畳している色変調信号を除去する色変調分トラップ回路、１０７は水平方向の輪郭を強調する水平アパーチャ回路、１０８は垂直方向の輪郭を強調するアパーチャ回路、１０９は各信号を加算する加算器、１１０は減算器、１１１は２つの入力から１つの出力を選択するマルチプレマサ、１１２はＡ／Ｄ変換された撮像素子出力を各画素ごとにレベル補正する各色成分補正回路、１１３，１１４は２チャンネルの２入力マルチプレクサ、１１５，１１６は信号の平均値を導出する積分回路である。
【０００５】
図７は、各色成分補正回路１１２の詳細を示すブロック図である。図７において、１１７はシステムコントローラ１２より送られるデータを分配するデマルチプレクサ、１１８，１１９，１２０，１２１は、各色成分毎の補正量を一時記憶するシフトレジスタ等の回路、１２２は４入力から１出力を選択するマルチプレクサ、１２３は乗算器である。
【０００６】
次に、従来例の動作等について図５〜図１１を用いて詳細に説明する。まず、撮影者は、撮影時に通常の自然画像撮影を行うのか、あるいは文章等の単色被写体に対する高解像度の撮影（以下ドキュメントモード）を行うのかを操作部１３により選択する。
【０００７】
ここで、自然画像が選ばれた場合を説明する。撮影者が操作部１３で撮影開始を命令するとカメラは撮影動作を始める。まず、不図示の測光回路によって被写体の輝度を測定し、その測定値をもとにレンズシャッタ１の絞り値とシャッタスピードをシステムコントローラ１２にて導出する。システムコントローラ１３は導出された制御値を基にメカ系駆動回路３によってレンズシャッタ１を駆動する。このようにして、被写体の光学像は適正光量にて撮像素子４のイメージエリア上に結ばれる。撮像素子は、ＴＧ５の出力を撮像素子駆動回路６によって増幅した駆動信号により動作される。なお、ＴＧ５はシステムコントローラ１２によりその動作を制御されている。このようにして駆動された撮像素子の出力は前置処理回路７に出力される。前置処理回路７では撮像素子出力に含まれる低域ノイズを除去するＣＤＳ処理、およびＡ／Ｄ変換器のダイナミックレンジを有効に用いるための撮像信号出力の非線形化の処理を行っている。前置処理された撮像信号出力はＡ／Ｄ変換器８においてデジタル信号に変換さ、バスコントローラ１４を介して撮像信号処理回路９に入力される。撮像信号処理回路９では、以下に述べる所定の輝度信号処理、色信号処理が行われ、さらに、不図示の所定フォーマットへの信号変換処理を経て、記録媒体Ｉ／Ｆ１１を介して記録媒体１０に記録される。
【０００８】
撮像処理回路９にはＡ／Ｄ変換された撮像素子出力信号が入力されるが、図８のような色フィルタ配列の撮像素子を用いた場合は、０ＤＤフィールドの撮像素子信号出力は（Ｍｇ＋Ｙ１）と（Ｇ＋Ｃｙ）の点順次信号を、ＥＶＥＮフィールドの撮像素子信号出力は（Ｇ＋Ｙ１）（Ｍｇ＋Ｃｙ）の点順次信号を、各々線順次化した信号となる。撮像信号処理回路９では、まず色分離回路１０１で撮像信号を各色信号ｃ１（Ｍｇ＋Ｙ１）と（Ｇ＋Ｙ１）の線順次信号、ｃ２（（Ｇ＋Ｃｙ）と（ＭＧ＋Ｃｙ）の線順次信号）に分離する。分離された信号は、色マトリックス回路１０２において線同時化およびマトリックス演算により各純色信号Ｒ０，Ｇ０，Ｂ０に変換され、ＷＢ補正回路１０３に送られる。ＷＢ補正回路１０３では、システムコントローラ１２から送られてくるＷＢ制御信号により被写体を照射している光の色温度補正を行う。色差信号導出回路１０４は、色温度補正されたＲＧＢ信号から色差信号Ｒ−ＹとＢ−Ｙを導出する。一方、低周波輝度信号補正値導出回路１０５では、各色毎の明るさの再現性を上げるために輝度信号を構成する色成分比を補正する補正信号ＹＬとＲＧＢ信号を基に導出する。
【０００９】
一方、Ａ／Ｄ変換器８からの撮像信号は、色変調分トラップ回路１０６にも入力され、輝度信号に重畳されている変調された色信号を減衰する。その出力から水平アパーチャ回路１０７と垂直アパーチャ回路１０８によりそれぞれ水平、垂直方向の輪郭が強調されたアパーチャ信号が導出され、加算器１０９にてスルーの輝度信号と加算される。そして、減算器１１０によって、上記加算されて導出された信号Ｙ０から補正値ＹＬ分が減算され、補正された輝度信号Ｙが得られる。
【００１０】
次に、ドキュメントモードの撮影を説明する。撮影者が操作部１３でドキュメントモードを選択すると、システムコントローラ１２の制御によりメカ系駆動回路３を駆動して、光学ＬＰＦ２を光学系の光路上から退避させる。続いて撮影者が撮像の命令を与えると、自然画撮影時と同様に測光が行われ、撮像素子４のイメージエリア上に適性光量でフォーカスの合った被写体像が結像されるように、不図示の光学レンズとレンズシャッタ１が駆動される。レンズシャッタ１が閉じると、撮像素子４から撮像信号が読出される。この際の読出しは、図９に示したように、ＯＤＤとＥＶＥＮを交互に読出して行く。その結果、読出される信号は、まずＯＤＤフィールドの出力信号としてＭｇとＧの点順次信号となる。ただし、１Ｈ（水平走査）毎にＭｇとＧの順番が入れ代わる。
【００１１】
このようにして撮像素子４から読出された信号は、自然画モードの場合と同様に、前置処理回路７、Ａ／Ｄ変換器８を介してバスコントローラ１４に入力される。バスコントローラ１４では、その撮像出力をバッファメモリ１５に転送し、図１０（ａ）に示すような概念で、１Ｈ分記憶したら次のアドレス領域からは１Ｈ分空けて、その後のアドレス領域の次に１Ｈ分を記憶していくというように、飛び飛びにメモリマップ上に記憶していく。
【００１２】
以上のようにして、撮像素子信号はメモリマップ上に記憶されるとともに、撮像信号処理回路９にも入力され、撮像信号処理回路９内の色分離回路１０１にて、単色の色信号であるＣ１，Ｃ２の２種類の色信号に分離される。ＯＤＤフィールドでは、色信号Ｃ１はＭｇ信号とＧ信号の線順次信号となり、色信号Ｃ２信号はＧ信号とＭｇ信号の線順次信号となる。さらに、色信号Ｃ１，Ｃ２はスイッチ１１３に入力されて、システムコントローラ１２により１Ｈ毎に切り換えられ、それぞれＭｇ信号とＧ信号とに同時化される。同時化されたＭｇ信号、Ｇ信号は、システムコントローラ１２によってスイッチ１１３の出力側が選択されたスイッチ１１４を介して積分回路１１５，１１６に入力される。積分回路１１５，１１６では各色信号を一画面分、もしくは、その一部の領域において平均化し、その出力をシステムコントローラ１２に入力する。すると、システムコントローラ１２は、ＭｇとＧの積分情報から、それぞれＭｇとＧの信号レベルが所定の値と等しくなるための補正量を導出する。続いてＥＶＥＮフィールドの信号が読出されるが、読出される信号はＣｙとＹ１の点順次信号となる。
【００１３】
このようにして撮像素子から読出された信号は、ＭｇとＧの点順次信号と同様に前置処理回路７、Ａ／Ｄ変換器８を介してバスコントローラ１４に入力される。バスコントローラ１４では、その撮像出力をバッファメモリ１５に転送し、図１０（ｂ）に示すような概念で、空白部分となっているアドレス領域に１Ｈ分ずつメモリマップ上に記憶していく。
【００１４】
以上のようにして、撮像信号はメモリマップ上に記憶されるとともに、撮像信号処理回路９にも入力され、撮像信号処理回路９内の色分離回路１０１にて単色の色信号であるＣ１，Ｃ２の２種類の色信号に分離される。ＥＶＥＮフィールドでは、色信号Ｃ１はＹ１信号となり、色信号Ｃ２はＣｙ信号となる。さらに、色信号Ｃ１，Ｃ２はスイッチ１１３に入力されるが、ＥＶＥＮフィールドでは色信号Ｃ１，Ｃ２は線順次化されていないので、スイッチ１１３を切り換えることは行われない。次に、各信号はシステムコントローラ１２によってスイッチ１１３の出力側が選択されたスイッチ１１４を介して積分回路１１５，１１６に入力される。積分回路１１５，１１６では各色信号を一画面分、もしくは、その一部の領域において平均化し、その出力をシステムコントローラ１２に入力する。システムコントローラ１２では、Ｙ１信号とＣｙ信号の積分情報から、それぞれＣｙ信号とＹ１信号の信号レベルが所定の値と等しくなるための補正量を導出する。
【００１５】
以上のようにして導出した各補正データは、撮像信号処理回路９内の各色成分補正回路１１２に入力される。各色成分補正回路１１２では、システムコントローラ１２によって制御され切り換えられるスイッチ１１７により、各色補正用データがそれぞれ所定のレジスタ１１８から１２１に設定・記憶される（図７参照）。
【００１６】
そして、各補正データが設定・記憶された後、バスコントローラ１４によりバッファメモリ１５の（ア）のアドレス領域（図１０（ｂ）参照）から撮像信号を読出し、撮像信号処理回路９に入力する。撮像信号処理回路９では、撮像信号が各色成分補正回路１１２に入力される。各色成分補正回路１１２では、乗算器１２３に信号が入力されるが、その乗算係数は、システムコントローラ１２の制御で切り換わるスイッチ１２２によって各色信号に対応するレジスタに格納されている補正データが割り当てられていく。このことにより撮像信号Ｓ０の各成分は、積分回路１１５，１１６で導出された各色の平均信号に応じて補正され、撮像対象が単色の被写体であれば、各画素の信号レベルはすべて一致することになる。
【００１７】
このようにして補正された信号ＹＷＢがスイッチ１１１で選択され、Ｙ信号として記録媒体Ｉ／Ｆ１１を介して記録媒体１０に記録される。
【００１８】
続いて、図１０（ｂ）に示したバッファメモリ１５の（イ）のアドレス領域から撮像信号を読み出し、アドレス領域（ア）と同様の処理を行う。つまり、バスコントローラ１４によりバッファメモリ１５の（イ）のアドレス領域から撮像信号を読出し、撮像信号処理回路９に入力する。撮像信号処理回路９では、撮像信号が各色成分補正回路１１２に入力される。各色成分補正回路１１２では乗算器１２３に信号が入力されるが、その乗算係数はシステムコントローラ１２の制御で切り換わるスイッチ１２２によって各色信号に対応するレジスタに格納されている補正データが割り当てられていく。このことにより撮像信号Ｓ０の各成分は、積分回路１１５，１１６で導出された各色の平均信号に応じて補正され、撮像対象が単色の被写体であれば、各画素の信号レベルはすべて一致することになる。
【００１９】
このようにして補正された信号ＹＷＢがスイッチ１１１で選択され、Ｙ信号として記録媒体Ｉ／Ｆ１１を介して記録媒体１０に記録される。
【００２０】
さて、ドキュメントモードでは、光学ＬＰＦ２を除去し、かつ、撮像素子４を画素加算することなく一画素単位で読出すことで高解像度化を実現するものであるが、このような場合でも、輪郭強調することは画質の改善効果につながる。そこで図１１に示したように、各色成分補正回路１１２の後段に輪郭強調のための回路して、色変調分トラップ回路１２３、水平アパーチャ回路１２４、垂直アパーチャ回路１２５、加算器１２６が設けられる。そして、ここでの輪郭強調の強度は、光学ＬＰＦ２を除去したことで周波数特性の劣化がないため、それ程強くする必要はないとして、自然画モードよりも弱く輪郭強調がなされる。
【００２１】
【発明が解決しようとしている課題】
しかしながら、上記の従来のデジタル電子カメラにおいては、以下の問題があった。すなわち、
【００２２】
（ａ） 光学絞りの開口径に応じてＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、すなわち解像度が変化する。
【００２３】
図１２（ａ）に、光学絞り開口とＭＴＦの関係を示す。図示したように、Ｆ１１より小絞り側では、絞り径が小さくなるほどＭＴＦが劣化する。これは、絞り径が小さくなることで光学絞りを通過する光が干渉を起こすことが原因となっている。
【００２４】
ところで、小型のカメラを作るときには小絞り側の径が小さくなり、小絞り側ので光学絞りの制御が難しくなることから、小絞り側において、ＮＤフィルタが絞り開口内に被さるようにすることで、小絞り側の開口面積を大きくすることが多く行われる。このため、絞り開口内はＮＤフィルタのある領域とない領域とに分れる。この場合には、ＮＤフィルタのない領域の大きさが小さくなるときに光の干渉がおこり、ＭＴＦが劣化する。図１２（ｂ）は、そのような絞りを用いたときの絞りの開口とＭＴＦの関係を示したものである。図１２（ｂ）において、Ｆ２２の場合に、それより開口の広いときよりもＭＴＦが増しているのは、ＮＤフィルタを入れたことで開口面積が広がったことと、この開口のときにはＮＤフィルタが開口径の全領域を覆っていることとに拠る。ＭＴＦの劣化は画像の解像度を低下させることになるが、ドキュメントモードでは、文字のコントラストを低下させる形で影響が現れる。
【００２５】
（ｂ） また、従来のように自然画モードに対してドキュメントモードの輪郭強調を低くしていたのでは、ドキュメントモードとして求められる性能を十分に発揮することができなかった。
【００２６】
本発明は、このような背景の下になされたもので、その第１の目的は、絞り値によって解像度が低下することのない撮像装置を提供することにある。
【００２７】
本発明の第２の目的は、単一色の被写体を高解像度で撮像し得る撮像装置を提供することにある。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
上記第２の目的を達成するため、請求項１記載の発明は、光学像を電気信号に変換する撮像素子を有し、該撮像素子の出力信号を用いてカラー画像信号を形成する第１のモードと、該撮像素子から出力された電気信号を用いて単一色の画像信号を形成する第２のモードとを切換え可能な撮像装置において、前記撮像素子から出力された電気信号に基づいて画像信号を形成するに当たって該画像信号の輪郭を強調する際、前記第２のモード時における輪郭強調の強さを前記第１のモード時に比べて強くするようにして輪郭強調を行う輪郭強調手段を備えている。
【００３０】
上記第２の目的を達成するため、請求項２記載の発明は、光学像を電気信号に変換する撮像素子を有し、該撮像素子の出力信号を用いてカラー画像信号を形成する第１のモードと、該撮像素子から出力された電気信号を用いて単一色の画像信号を形成する第２のモードとを切換え可能な撮像装置において、前記撮像素子から出力された電気信号に基づいて画像信号を形成するに当たって該画像信号の輪郭を強調する際、前記第２のモード時における輪郭強調の周波数帯域を前記第１のモード時に比べて高い周波数帯域とするようにして輪郭強調を行う輪郭強調手段を備えている。
【００３１】
上記第１又は第２の目的を達成するため、請求項３記載の発明では、請求項１又は請求項２記載の前記輪郭強調手段は、水平アパーチャ回路により構成されている。
【００３２】
上記第１又は第２の目的を達成するため、請求項４記載の発明では、請求項１又は請求項２記載の前記輪郭強調手段は、垂直アパーチャ回路により構成されている。
【００３３】
上記第１又は第２の目的を達成するため、請求項５記載の発明では、請求項１又は請求項２記載の前記輪郭強調手段は、水平アパーチャ回路および垂直アパーチャ回路により構成されている。
【００３５】
上記第２の目的を達成するため、請求項６記載の発明では、請求項２記載の前記輪郭強調手段は、前記第２のモード時における輪郭強調の周波数帯域をナイキスト周波数の近傍、又はナイキスト周波数以上の帯域とするように構成されている。
【００３７】
【作用】
請求項１記載の発明では、前記輪郭強調手段は、前記撮像素子から出力された電気信号に基づいて画像信号を形成するに当たって該画像信号の輪郭を強調する際、前記第２のモード時における輪郭強調の強さを前記第１のモード時に比べて強くするようにして輪郭強調を行うので、単一色の被写体が高解像度で撮像される。
【００３８】
請求項２記載の発明では、前記輪郭強調手段は、前記撮像素子から出力された電気信号に基づいて画像信号を形成するに当たって該画像信号の輪郭を強調する際、前記第２のモード時における輪郭強調の周波数帯域を前記第１のモード時に比べて高い周波数帯域とするようにして輪郭強調を行うので、単一色の被写体が高解像度で撮像される。
【００３９】
請求項３記載の発明では、請求項１又は請求項２記載の前記輪郭強調手段は、水平アパーチャ回路により構成されており、絞り値によって解像度が低下することはなくなるか、或いは単一色の被写体が高解像度で撮像される。
【００４０】
請求項４記載の発明では、請求項１又は請求項２記載の前記輪郭強調手段は、垂直アパーチャ回路により構成されており、絞り値によって解像度が低下することはなくなるか、或いは単一色の被写体が高解像度で撮像される。
【００４１】
請求項５記載の発明では、請求項１又は請求項２記載の前記輪郭強調手段は、水平アパーチャ回路および垂直アパーチャ回路により構成されており、絞り値によって解像度が低下することはなくなるか、或いは単一色の被写体が高解像度で撮像される。
【００４３】
請求項６記載の発明では、請求項２記載の前記輪郭強調手段は、前記第２のモード時における輪郭強調の周波数帯域をナイキスト周波数の近傍、又はナイキスト周波数以上の帯域とするように構成されているので、単一色の被写体が高解像度で撮像される。
【００４４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
【００４５】
［第１実施例］
第１実施例による撮像装置（デジタル電子カメラ）の全体構成は、図５に示した従来例と全く同様である。本実施例と従来例との相違点は、撮像信号処理回９にあり、本実施例における撮像信号処理回路９の構成は、図１のようになっている。すなわち、図１と図５との比較から明らかなように、本実施例が従来例と異なっているのは、本実施例ではアパーチャ選択回路１２７が設けられた点である。
【００４６】
このアパーチャ選択回路１２７は、図２に示したような構成となっている。すなわち、図２において、１２３は撮像信号に重畳している色変調信号を除去する色変調分トラップ回路、１２８と１３３は色変調トラップ回路１２３より出力される信号を分配するデマルチプレクサ、１２９，１３０，１３１は水平方向の輪郭を強調する第１，第２，第３の水平アパーチャ回路であり、それぞれの強調度（周波数特性）を図３（ａ）〜（ｃ）のように変えてある。１３４，１３５，１３６は垂直方向の輪郭を強調する第１，第２，第３の垂直アパーチャ回路であり、これも第１，第２，第３水平アパーチャ回路と同様にそれぞれの強調度を変えてある
【００４７】
１３２，１３７は３つの入力から１つの入力を選択するマルチプレクサ、１２６は各信号を加算する加算器である。
【００４８】
次に、本撮像装置の動作を説明する。
【００４９】
撮影者が操作部１３によってドキュメントモードを選択すると、システムコントローラ１２の制御によりメカ系駆動回路３を駆動して、光学ＬＰＦ２を光学系の光路上から退避させる。この際、マルチプレクサ１１１は、アパーチャ選択回路１２７からの信号が選択される側にスイッチされる。続いて、撮影者が操作部１３により撮影開始を命令すると、撮影動作を開始する。まず、不図示の測光回路によって被写体の輝度を測定し、その測定値を基にレンズシャッタ１の絞り値とシャッタスピードをシステムコントローラ１２にて導出する。
【００５０】
絞り値が決定すると、システムコントローラ１２は、その絞り値に応じて、デマルチプレクサ１２８，１３３と、マルチプレクサ１３２，１３７とにより、最適な強度の輪郭強調がなされるように、第１〜第３の水平アパーチャ回路１２９〜１３１、および第１〜第３の垂直アパーチャ回路１３４〜１３６の中から、それぞれ適当な回路を選択する。
【００５１】
例えば、レンズシャッタ１の特性が図１２（ａ）の場合には、絞り値Ｆ４，Ｆ５．６，Ｆ８，Ｆ１１のときは図３（ａ）に示した輪郭強調強度の第１水平アパーチャ回路１２９、第１垂直アパーチャ回路１３４を選択し、絞り値Ｆ１６のときは図３（ｂ）に示した輪郭強調強度の第２水平アパーチャ回路１３０、第２垂直アパーチャ回路１３５を選択し、絞り値Ｆ２２のときは図３（ｂ）に示した輪郭強調強度の第３水平アパーチャ回路１３１、第３垂直アパーチャ回路１３６を選択する。また、レンズシャッタ１の特性が図１２（ｂ）の場合には、絞り値Ｆ４，Ｆ２２のときは図３（ａ）に示した輪郭強調強度の第１水平アパーチャ回路１２９、第１垂直アパーチャ回路１３４を選択し、絞り値Ｆ５．６，Ｆ８のときは図３（ｂ）に示した輪郭強調強度の第２水平アパーチャ回路１３０、第２垂直アパーチャ回路１３５を選択し、絞り値Ｆ１１，Ｆ１６のときは図３（ｂ）に示した輪郭強調強度の第３水平アパーチャ回路１３１、第３垂直アパーチャ回路１３６を選択する。
【００５２】
ここにおいて、システムコントローラ１３は、導出された制御値を基に、メカ系駆動回路３によってレンズシャッタ１を駆動し、以下、従来例で説明した手順で撮影が完了する。
【００５３】
このように、光学絞りの開口度に応じて輪郭強調の強度を変えることにより、絞り開口値によって文字解像能力が変わることなく、コントラストの低下することのない、安定した映像が得られる。
【００５４】
なお、光学絞りの開口度に応じて水平、および垂直方向の輪郭強調の強度を双方とも変えることなく、水平、または垂直方向のどちらか一方の輪郭強調の強度を変えるようにしてもよい。また、光学絞りの開口度に応じて輪郭強調の強度を変えることによって最も良い効果がえられるのはドキュメントモードであるが、自然画モードにおいても光学絞りの開口度に応じて輪郭強調の強度を変えることにより、同様の効果が得られるようにしても良い。
【００５５】
［第２実施例］
次に、第２実施例を説明する。なお、第２実施例の構成要素は、図１、図２に示した第１実施例と同様である。
【００５６】
問題点の項で述べたように、自然画と文字では輪郭強調の強さの適正量が異なる。そして、自然画モードで輪郭強調を強めていくとリンギングなどによる画質の劣化がみられる。ドキュメントモードでは、扱う画質の差、および信号処理の差から、画質の劣化するスレッショールドが高いところにあり、自然画よりも輪郭強調を強めにしておいた方が、むしろ好ましい画質となる。
【００５７】
そこで、第２実施例では、ドキュメントモード用の第１〜第３の水平アパーチャ回路１２９〜１３１と、第１〜第３の垂直アパーチャ回路１３４〜１３６のそれぞれの強度は、自然画モード用の水平アパーチャ回路１０７、垂直アパーチャ回路１０８のそれぞれの強度よりも強くしている。なお、本実施例においても、第１〜第３の水平アパーチャ回路１２９〜１３１、または第１〜第３の垂直アパーチャ回路１３４〜１３６のいずれか一方だけを設けてもよい。
【００５８】
［第３実施例］
次に、第３実施例を説明する。なお、第３実施例の構成要素も、図１、図２に示した第１実施例と同様である。
【００５９】
ドキュメントモードでは、光学ＬＰＦ２を除去することで、自然画モードでは失われていた画素による空間サンプリングのナイキスト周波数周辺の映像情報を得ることができる。自然画モードでは、ナイキスト周波数の周辺がトラップされることから、図４（ａ）に示したように、ナイキスト周波数（１／２ＰＨ）よりも十分低い周波数帯域が強調されていた。そして、これまでは、ドキュメントモードにおいても、自然画モードと同様の周波数帯域を強調していた。
【００６０】
上記のように、ドキュメントモードでは、自然画モードでは失われていた画素による空間サンプリングのナイキスト周波数周辺の映像情報を得ることができるので、第３実施例では、ドキュメントモード時における強調周波数帯域を、図４（ｂ）に示したように自然画モード時よりも高くして、ナイキスト周波数近辺、あるいはナイキスト周波数以上とするように、第１〜第３の水平アパーチャ回路１２９〜１３１、または第１〜第３の垂直アパーチャ回路１３４〜１３６を構成している。これにより、文字や数字等の単一色の被写体に対してより適正化した輪郭補正をし高画質化を図ることが可能となる。
【００６１】
なお、本実施例においても、第１〜第３の水平アパーチャ回路１２９〜１３１、または第１〜第３の垂直アパーチャ回路１３４〜１３６のいずれか一方だけを設けてもよい。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光学絞りの開口値に応じて輪郭強調の強度を変えることにより、絞り値によって解像度が低下することを防止でき、また、自然画モードよりもドキュメントモードの輪郭強調の強さを強くすること、または、自然画モードよりもドキュメントモードの輪郭強調の周波数帯域を高い周波数とすることによって、文字等の単一色の被写体を高解像度で撮像することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による撮像信号処理回路の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１のアパーチャ選択回路の構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施例におけるアパーチャ回路の特性図である。
【図４】第３実施例のアパーチャ回路の特性図である。
【図５】デジタル電子カメラの概略構成を示すブロック図である。
【図６】従来の撮像信号処理回路の概略構成を示すブロック図である。
【図７】図６の各色成分補正回路の構成を示すブロック図である。
【図８】撮像素子の色フィルタの色配列を示す図である。
【図９】撮像素子からの撮像信号の読出し方を説明するための説明図である。
【図１０】バッファメモリに撮像信号を記憶する際のデータ配置を説明するための概念図である。
【図１１】輪郭強調用の回路を付加した従来の撮像信号処理回路の概略構成を示すブロック図である。
【図１２】絞り開口値とＭＴＦの関係を示した図である。
【符号の説明】
１…レンズシャッタ
２…光学ＬＰＦ
３…メカ系駆動回路
４…撮像素子
９…撮像信号処理回路
１２…システムコントローラ
１３…操作部
１５…バッファメモリ
１２７…アパーチャ選択回路
１２８，１３３…デマルチプレクサ
１２９…第１水平アパーチャ回路
１３０…第２水平アパーチャ回路
１３１…第３水平アパーチャ回路
１３２，１３７…マルチプレクサ
１３４…第１垂直アパーチャ回路
１３５…第２垂直アパーチャ回路
１３６…第３垂直アパーチャ回路
Claims (6)
- 光学像を電気信号に変換する撮像素子を有し、該撮像素子の出力信号を用いてカラー画像信号を形成する第１のモードと、該撮像素子から出力された電気信号を用いて単一色の画像信号を形成する第２のモードとを切換え可能な撮像装置において、
前記撮像素子から出力された電気信号に基づいて画像信号を形成するに当たって該画像信号の輪郭を強調する際、前記第２のモード時における輪郭強調の強さを前記第１のモード時に比べて強くするようにして輪郭強調を行う輪郭強調手段を備えたことを特徴とする撮像装置。 - 光学像を電気信号に変換する撮像素子を有し、該撮像素子の出力信号を用いてカラー画像信号を形成する第１のモードと、該撮像素子から出力された電気信号を用いて単一色の画像信号を形成する第２のモードとを切換え可能な撮像装置において、
前記撮像素子から出力された電気信号に基づいて画像信号を形成するに当たって該画像信号の輪郭を強調する際、前記第２のモード時における輪郭強調の周波数帯域を前記第１のモード時に比べて高い周波数帯域とするようにして輪郭強調を行う輪郭強調手段を備えたことを特徴とする撮像装置。 - 前記輪郭強調手段は、水平アパーチャ回路により構成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の撮像装置。
- 前記輪郭強調手段は、垂直アパーチャ回路により構成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の撮像装置。
- 前記輪郭強調手段は、水平アパーチャ回路および垂直アパーチャ回路により構成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の撮像装置。
- 前記輪郭強調手段は、前記第２のモード時における輪郭強調の周波数帯域をナイキスト周波数の近傍、又はナイキスト周波数以上の帯域とすることを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
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