JP3783276B2

JP3783276B2 - 撮像装置

Info

Publication number: JP3783276B2
Application number: JP09128496A
Authority: JP
Inventors: 洋幸板倉; 裕政池山
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-04-12
Filing date: 1996-04-12
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2016-04-12
Also published as: JPH09284605A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、撮像装置に関する。詳しくは、ビューファインダー部で撮影画像を表示するためのビューファインダー用映像信号を生成する映像信号生成手段と撮像素子から得られた撮像信号を用いてビューファインダー部で表示される撮影画像の輪郭を強調する輪郭補強信号を生成する補強信号生成手段をカメラ部に設けて、ビューファインダー部に表示された撮影画像の垂直走査方向と水平走査方向の輪郭を強調してフォーカス調整を容易とするものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、撮像装置では、撮影画像をモニタするためのビューファインダーが接続されている。このビューファインダーが接続された従来の撮像装置では、ビューファインダー内部に、輪郭強調信号（以下「ディテール信号」という）を生成するディテール生成回路が設けられている。このディテール生成回路では、ビューファインダー用の映像信号から高域成分が抽出されて、この高域成分を用いてディテール信号が生成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ビューファインダー用の映像信号は、γ補正やニー補正等の信号処理が行われて高域成分が少ないものとされている。このため、このビューファインダー用の映像信号からディテール信号を生成するには限度がある。
【０００４】
また、水平走査方向の輪郭を検出するためにはラインメモリが必要とされて回路規模が大きくなることから、水平走査方向の輪郭に対するディテール信号は生成されず、このため縦方向のフォーカス調整が容易でなかった。
【０００５】
そこで、この発明では、ビューファインダーに表示される画像の輪郭の強調を細かく調整することができると共に、縦方向のフォーカス調整も容易とすることができる撮像装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る撮像装置では、カメラ部は、ビューファインダー部で撮影画像を表示するためのビューファインダー用映像信号を生成する映像信号生成手段と、撮像素子から得られた撮像信号を用いてビューファインダー部で表示される撮影画像の輪郭を強調する輪郭補強信号を生成する補強信号生成手段とを備え、補強信号生成手段では、撮像信号を用いて撮影画像の垂直走査方向の輪郭の高域側を補強する高域補強信号と垂直走査方向の輪郭の低域側を補強する補強信号および水平走査方向の輪郭を強調するための補強信号を生成し、高域側を補強する高域補強信号と低域側を補強する補強信号および水平走査方向の輪郭を強調するための補強信号とを加算して輪郭補強信号を生成するものである。また、ビューファインダー部は、表示された画像の輪郭の補強量を操作する操作手段を有し、操作手段では、操作に応じた操作信号をカメラ部の補強信号生成手段に供給し、補強信号生成手段では、操作信号に基づき、高域側を補強する高域補強信号と低域側を補強する補強信号および水平走査方向の輪郭を強調するための補強信号の加算比や輪郭補強信号の信号レベルを制御するものである。
【０００７】
この発明においては、撮像素子から得られた撮像信号を用いてビューファインダー部で表示される撮影画像の垂直走査方向と水平走査方向の輪郭を強調する輪郭補強信号が生成されて、例えばビューファインダー用映像信号と輪郭補強信号が加算されて輪郭が強調された映像信号がビューファインダー部に供給される。
【０００８】
また、ビューファインダー部の操作手段を操作することにより、垂直走査方向の輪郭を強調する補強信号と水平走査方向の輪郭を調整する補強信号の加算比や輪郭補強信号の信号レベルが制御されて、表示される画像の輪郭の強調レベルが可変される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
続いて、この発明に係る撮像装置の一実施態様を図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
撮像装置は図１に示すように、３個の固体撮像素子（以下は「ＣＣＤイメージセンサ」という）が使用され、被写体１２を撮影してＣＣＤイメージセンサ２０，２２，２４から三原色撮像信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂが得られるようになされている。これら３個のＣＣＤイメージセンサから得られる三原色撮像信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂは、Ａ／Ｄ変換器３０，３２，３４に供給されて、第１のサンプリング周波数（ｆｓとする。ｆｓは例えば１８ＭＨｚ）によってディジタル化される。この三原色撮像信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂのスペクトラムを図２Ａ，Ｂに示す。なお、図２において鎖線は側波帯成分を示している。
【００１１】
ディジタル化された撮像信号はプリプロセッサ４０においてプリプロセス処理が行われる。プリプロセス処理とは、プリアンプ処理、補間処理、それに伴うフィルタ処理、シェーディング処理などを総称した信号処理を言う。
【００１２】
プリプロセス処理を施された赤色撮像信号Ｓｒは遅延部４３で１水平走査期間だけ遅延されて赤色撮像信号Ｓｒ1Hとして補強信号生成手段であるイメージエンハンサ７０に供給される。さらに、赤色撮像信号Ｓｒ1Hは、遅延部４４で更に１水平走査期間だけ遅延されて、赤色撮像信号Ｓｒ2Hとしてイメージエンハンサ７０に供給される。
【００１３】
同様に、緑色撮像信号Ｓｇは遅延部４５で１水平走査期間だけ遅延されて緑色撮像信号Ｓｇ1Hとしてイメージエンハンサ７０に供給される。さらに、緑色撮像信号Ｓｇ1Hは、遅延部４６で更に１水平走査期間だけ遅延されて、緑色撮像信号Ｓｇ2Hとしてイメージエンハンサ７０に供給される。また青色撮像信号Ｓｂは、イメージエンハンサ７０に供給される。
【００１４】
さらに、青色撮像信号Ｓｂと、この青色撮像信号Ｓｂと画像位置が対応する赤色撮像信号Ｓｒ1Hと緑色撮像信号Ｓｇ1Hがアップコンバータ５０，５６，５８に供給されてアップコンバート処理などが行われる。アップコンバータ５０（５６，５８も同様）は図４に示すようにレートコンバータ５２とディジタルローパスフィルタ５４とで構成される。
【００１５】
レートコンバータ５２では第１のサンプリング周波数ｆｓよりも高い第２のサンプリング周波数ｆ２を使用してアップコンバートされる。アップコンバート処理は、できるだけ高調波成分による折り返し成分が基本波成分内に混入しないようにするためで、ｆ２としてこの例では２ｆｓを示す。
【００１６】
このレートコンバータ５２でアップコンバートされた撮像信号は後段のディジタルローパスフィルタ５４によって通過帯域が制限される。このディジタルローパスフィルタ５４では、ニー処理やガンマ処理あるいはホワイトクリップ処理などの非線形処理等で発生する折り返し成分を抑圧するために、折り返る元の高調波自体を抑圧できるように、２ｆｓ／３を阻止周波数とした帯域制限が加えられる（図２Ｃ，Ｄ）。このように帯域制限された撮像信号は次段の色補正回路６０で画像全体に対する色補正処理が行われる。
【００１７】
イメージエンハンサ７０は図５に示す構成とされる。ディジタルの緑色撮像信号Ｓｇ，Ｓｇ1H，Ｓｇ2Hと赤色撮像信号Ｓｒ，Ｓｒ1H，Ｓｒ2Hおよび、青色撮像信号Ｓｂはミキサ７２に供給される。このミキサ７２では、２ｆｓのスイッチングパルスを使用して撮像信号のミックス処理が行われる。このミキサ７２から得られた合成信号ＳMIXはアパーチャー強調回路７４に供給されて、合成信号ＳMIXに基づき、図６Ａで示すような高域補強特性となされた高域補強信号（アパーチャー補強信号）Ｓａが生成される。この高域補強信号Ｓａのスペクトルを図２Ｅに示す。
【００１８】
合成信号ＳMIXはさらに低域側の補強を行うために、本例では低域側をさらに３つの帯域に分けた周波数領域に対する補強信号が生成される。本例では第１のローパスフィルタ（ディジタルローパスフィルタ）７８で図６Ｂの曲線ＦHで示すように、比較的に高域側（例えば７ＭＨｚ近傍）のゲインがアップするようなフィルタ特性が付与されており、補強信号Ｓｈが生成される（図２Ｆ）。また第２のローパスフィルタ８０で図６Ｂの曲線ＦMで示すように中域、例えば５ＭＨｚ近傍のゲインがアップするようなフィルタ特性が付与されており、補強信号Ｓｍが生成される（図２Ｇ）。同様に、第３のローパスフィルタ８２で図６Ｂの曲線ＦLで示すように低域、例えば４ＭＨｚ近傍のゲインがアップするようなフィルタ特性が付与されており、補強信号Ｓｌが生成される（図２Ｈ）。なお、第１の補強信号は補強信号Ｓｌ，Ｓｍ等で構成される。
【００１９】
合成信号ＳMIXは、水平走査方向の輪郭を補強するために、垂直ディテールフィルタ８３に供給されて、垂直ディテールフィルタ８３で図６Ｃに示すようなフィルタ特性が付与されており、第２の補強信号である補強信号Ｓｖｔが生成される。この補強信号Ｓｖｔのスペクトルを図２Ｊ，Ｋに示す。なお、図２Ｋにおいて「ｆｖ」は垂直周波数を示している。
【００２０】
高域補強信号Ｓａは乗算器７６，７７に供給にされて、乗算器７６に与えられる係数Ｋａおよび乗算器７６に与えられる係数Ｋｖａによって信号レベルが調整されて出力される。この乗算器７７の出力は加算器１００に供給される。
【００２１】
補強信号Ｓｈは乗算器８４，９２に供給にされて、乗算器８４に与えられる係数Ｋｈおよび乗算器９２に与えられる係数Ｋｖｈによって信号レベルが調整されて出力される。この乗算器８４の出力は加算器９０に供給されると共に、乗算器９２の出力は加算器１００に供給される。
【００２２】
補強信号Ｓｍは乗算器８６，９４に供給にされて、乗算器８６に与えられる係数Ｋｍおよび乗算器９４に与えられる係数Ｋｖｍによって信号レベルが調整されて出力される。この乗算器８６の出力は加算器９０に供給されると共に、乗算器９４の出力は加算器１００に供給される。
【００２３】
補強信号Ｓｌは乗算器８８，９６に供給にされて、乗算器８８に与えられる係数Ｋｌおよび乗算器９６に与えられる係数Ｋｖｌによって信号レベルが調整されて出力される。この乗算器８８の出力は加算器９０に供給されると共に、乗算器９６の出力は加算器１００に供給される。
【００２４】
補強信号Ｓｖｔは乗算器９８に供給にされて、乗算器９８に与えられる係数Ｋｖｔ与えられる係数Ｋｖｔによって信号レベルが調整されて出力される。この乗算器９８の出力は加算器１００に供給される。
【００２５】
なお、係数Ｋａ，Ｋｈ，Ｋｍ，Ｋｌおよび係数Ｋｖａ，Ｋｖｈ，Ｋｖｍ，Ｋｖｌ，Ｋｖｔは、後述するマイクロコンピュータ（（以下「マイコン」という）１５０から供給される。
【００２６】
加算器９０では、信号レベルが調整された補強信号Ｓｈ，Ｓｍ，Ｓｌが加算されて低域補強信号Ｓｃが生成される（図３Ｌ）。また加算器１００では、信号レベルが調整された高域補強信号Ｓａと補強信号Ｓｈ，Ｓｍ，Ｓｌおよび補強信号Ｓｖｔが加算されてビューファインダー用の輪郭補強信号ＳVDTLが生成される（図３Ｍ）。なお、加算器１００では、水平走査方向の輪郭を補強するための補強信号Ｓｖｔと、垂直走査方向の輪郭を補強する補強信号のいずれかを選択して、ビューファインダー用の輪郭補強信号ＳVDTLを生成するものとしてもよい。例えば補強信号Ｓｖｔと補強信号Ｓｌに基づいて輪郭補強信号ＳVDTLを生成することもできる。
【００２７】
このようにして生成された、高域補償信号Ｓａは図１に示す加算器１１６，１１８，１２０に供給される。また低域補強信号Ｓｃは加算器６２，６４，６６に供給される。さらに輪郭補強信号ＳVDTLは加算器１４５に供給される。
【００２８】
加算器６２，６４，６６では、色補正された撮像信号に低域補強信号Ｓｃが加算されて低域補償される（図３Ｎ，Ｐ）。
【００２９】
低域補償された撮像信号Ｓｇｃ，Ｓｒｃ，Ｓｂｃは非線形処理回路１１０，１１２，１１４に供給されて各種の非線形処理が施される。非線形処理とは上述したように、ニー処理、ガンマ処理、ホワイトクリップ処理などを指す。
【００３０】
非線形処理後の各撮像信号に対して加算器１１６，１１８，１２０で高域補強信号Ｓａの加算処理が行われ、高域までブロードな周波数特性となされた撮像信号Ｓｇａ，Ｓｒａ，Ｓｂａが得られる（図３Ｑ，Ｒ）。
【００３１】
このような周波数特性の補正処理が施されたのち、各撮像信号が映像信号生成手段を構成するＹ／Ｃマトリックス回路１３０に供給されて、輝度信号Ｙと一対のクロマ信号Ｃｒ，Ｃｂとが生成されると共にビューファインダー用の輝度信号ＹVFが生成される（図３Ｓ）。
【００３２】
このビューファインダー用の輝度信号ＹVFは加算器１４５に供給される。この加算器１４５にはイメージエンハンサ７０からビューファインダー用の輪郭補強信号ＳVDTLが供給されており、信号ＹVFと輪郭補強信号ＳVDTLが加算されてビューファ信号ＳVFとしてビューファインダー部２００に供給される（図３Ｔ）。
【００３３】
また、このビューファインダー部２００には、補強信号調整用の操作部（図示せず）が設けられており、この操作部が操作されると操作に応じて操作信号ＶＴＣが撮像装置のマイコン１５０に供給される。このマイコン１５０では、操作信号ＶＴＣに基づき係数Ｋｖａ，Ｋｖｈ，Ｋｖｍ，Ｋｖｌ，Ｋｖｔの係数値が変更される。
【００３４】
このため、輪郭補強信号ＳVDTLによってビューファインダー部２００に表示される画像の垂直走査方向および水平走査方向の輪郭が強調されると共に、操作信号ＶＴＣによって輪郭補強信号ＳVDTLの周波数特性や信号レベルを制御して輪郭の強調量を可変することができる。
【００３５】
なお、輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃｒ，ＣｂはＤ／Ａ変換器１３２，１３４，１３６でアップコンバートしたままの状態でアナログ信号に戻すこともできれば、レートコンバータ１４０に供給して第１のサンプリング周波数ｆｓを使用して元のサンプリングレートにダウンコンバートすることもできる。レートコンバータ１４０の出力はディジタルＶＴＲ（Ｄ１型ディジタルＶＴＲなど）を使用してディジタル撮像信号のまま記録することもできる。
【００３６】
このように、上述の実施の形態によれば、ビューファインダー部２００に表示される画像の水平走査方向の輪郭も強調することができるので、縦方向のフォーカス調整を容易に行うことができる。また、ビューファインダー部２００の操作部を操作して、輪郭の補強をより細かくまた容易に制御することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、撮像信号を用いてビューファインダー部で表示される撮影画像の垂直走査方向と水平走査方向の輪郭を強調する輪郭補強信号が生成されると共に、例えばビューファインダー用映像信号と輪郭補強信号が加算されて輪郭が強調された映像信号がビューファインダー部に供給されるので、垂直走査方向の輪郭だけでなく水平走査方向の輪郭も強調することができる。このため、縦方向のフォーカス調整も容易とすることができる。
【００３８】
また、ビューファインダー部の操作手段を操作することにより、垂直走査方向の輪郭を強調する第１の補強信号と水平走査方向の輪郭を調整する第２の補強信号の加算比や生成される輪郭補強信号の信号レベルを制御できるので、きめ細やかな輪郭強調を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る撮像装置の実施の一形態の構成を示す図である。
【図２】ディジタル信号処理を説明するための波形図（１／２）である。
【図３】ディジタル信号処理を説明するための波形図（２／２）である。
【図４】アップコンバータ５０の構成を示す図である。
【図５】イメージエンハンサ７０の構成を示す図である。
【図６】イメージエンハンサ７０のフィルタ特性を示す図である。
【符号の説明】
２０，２２，２４・・・固体撮像素子（ＣＣＤイメージセンサ）、３０，３２，３４・・・Ａ／Ｄ変換器、４０・・・プリプロセッサー、６０・・・色補正回路、７０・・・イメージエンハンサ、１３０・・・Ｙ／Ｃマトリクス回路、１５０・・・マイクロコンピュータ（マイコン）、２００・・・ビューファインダー部

Claims

被写体を撮影して映像出力信号を得るカメラ部と、このカメラ部で撮影された撮影画像を表示するビューファインダー部とを備える撮像装置において、
上記カメラ部では、上記ビューファインダー部で撮影画像を表示するためのビューファインダー用映像信号を生成する映像信号生成手段と、
撮像素子から得られた撮像信号を用いて上記ビューファインダー部で表示される撮影画像の輪郭を強調する輪郭補強信号を生成する補強信号生成手段とを備え、
上記補強信号生成手段では、上記撮像信号を用いて撮影画像の垂直走査方向の輪郭の高域側を補強する高域補強信号と上記垂直走査方向の輪郭の低域側を補強する補強信号および水平走査方向の輪郭を強調するための補強信号を生成し、上記高域側を補強する高域補強信号と上記低域側を補強する補強信号および水平走査方向の輪郭を強調する補強信号とを加算して輪郭補強信号を生成する
ことを特徴とする撮像装置。
上記ビューファインダー部は、表示された画像の輪郭の補強量を操作する操作手段を有し、
上記操作手段では、操作に応じた操作信号を上記カメラ部の補強信号生成手段に供給し、
上記補強信号生成手段では、上記操作信号に基づき、上記高域側を補強する高域補強信号と上記低域側を補強する補強信号および上記水平走査方向の輪郭を強調するための補強信号の加算比や上記輪郭補強信号の信号レベルを制御する
ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
上記補強信号生成手段は、上記撮像信号と、１水平走査期間遅延された上記撮像信号と、さらに１水平期間遅延された上記撮像信号とを合成して合成信号を生成し、該合成信号をフィルタ処理して、上記高域側を補強する高域補強信号と上記低域側を補強する補強信号および上記水平走査方向の輪郭を強調するための補強信号を生成する
ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。