JP4130592B2

JP4130592B2 - 撮像装置およびその制御方法

Info

Publication number: JP4130592B2
Application number: JP2003012979A
Authority: JP
Inventors: 政勝久保田
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2003-01-22
Filing date: 2003-01-22
Publication date: 2008-08-06
Anticipated expiration: 2023-01-22
Also published as: JP2004228827A

Description

【０００１】
【技術分野】
この発明は，撮像装置（ディジタル・スチル・カメラ，携帯型情報機器にカメラの機能を持たせたものを含む）およびその制御方法に関する。
【０００２】
【発明の背景】
ディジタル・スチル・カメラの撮像素子に利用されるＣＣＤは，一般的にダイナミック・レンジが狭い。ダイナミック・レンジを広げるために，異なる露光条件で２回撮像し，高感度画像データと低感度画像データとを得るものがある。得られた高感度画像データと低感度画像データとを合成して合成画像データが得られる（たとえば，特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特願平11−271239号公報
【０００４】
通常は，高感度画像データと低感度画像デートとが順にＣＣＤから出力されるから，出力時間が長くなる。このために，連写しようとしたときに、連写間隔が長くなってしまうことがある。
【０００５】
【発明の開示】
この発明は，連写間隔を短くすることを目的とする。
【０００６】
第１の発明は，被写体を撮像し，被写体像を表す高感度画像データと低感度画像データとを順に出力する固体電子撮像装置を備え，上記固体電子撮像装置から出力された高感度画像データと低感度画像データとを合成して得られる合成画像データを記録媒体に記録する撮像装置において，連写モードの設定手段，および上記設定手段によって連写モードが設定されたことに応じて，所定の連写間隔で被写体を撮像し，かつ低感度画像データの出力を停止するように上記固体電子撮像装置を制御する撮像制御手段を備えていることを特徴とする。
【０００７】
第１の発明は，上記撮像装置に適した方法も提供している。すなわち，この方法は，被写体を撮像し，被写体像を表す高感度画像データと低感度画像データとを順に出力する固体電子撮像装置を備え，上記固体電子撮像装置から出力された高感度画像データと低感度画像データとを合成して得られる合成画像データを記録媒体に記録する撮像装置において，連写モードの設定を可能とし，連写モードが設定されたことに応じて，所定の連写間隔で被写体を撮像し，かつ低感度画像データの出力を停止するように上記固体電子撮像装置を制御するものである。
【０００８】
第１の発明によると，連写モードが設定されると，所定の連写間隔で被写体が撮像される。また，低感度画像データの出力が停止させられるように固体電子撮像装置が制御される。低感度画像データの出力が停止させられるので，一駒分の画像データの出力時間が短くなる。連写間隔を短くすることができる。
【０００９】
上記設定手段によって連写モードが設定されたことに応じて，上記固体電子撮像装置から出力された高感度画像データのレベルを調整するレベル調整手段をさらに備えるようにしてもよい。
【００１０】
第２の発明は，被写体を撮像し，被写体像を表す画像データを出力する固体電子撮像装置を備え，上記固体電子撮像装置から出力された画像データを記録媒体に記録する撮像装置において，連写モードの設定手段，および上記設定手段によって連写モードが設定されたことに応じて，所定の連写間隔で被写体を撮像し，かつ出力される画像データが間引かれるように上記固体電子撮像装置を制御する撮像制御手段を備えていることを特徴とする。
【００１１】
第２の発明によると，連写モードが設定されると，出力される画像データが間引かれるように固体電子撮像装置が制御される。固体電子撮像装置から出力される画像データの量が少なくなるので連写間隔を短くできる。
【００１２】
【実施例の説明】
図１は，この発明の実施例によるディジタル・スチル・カメラに用いられるＣＣＤ１の一部を模式的に示している。
【００１３】
ＣＣＤ１には，多数のフォトダイオード２または３が水平方向および垂直方向に配列されている。奇数列奇数行には高感度用フォトダイオード２が配列され，偶数列偶数行には低感度用フォトダイオード３が配列されている。高感度用フォトダイオード２の受光領域は，低感度用フォトダイオード３の受光領域よりも大きい（例えば，４倍）。
【００１４】
高感度用フォトダイオード２の右側には，高感度用フォトダイオード２に蓄積された信号電荷を垂直方向に転送させるための第１の垂直転送路４が形成されている。低感度用フォトダイオード３の右側には，低感度用フォトダイオード３に蓄積された信号電荷を垂直方向に転送させるための第２の垂直転送路５が形成されている。第１の垂直転送路４および第２の垂直転送路５の出力側には信号電荷を水平方向に転送するための水平転送路６が形成されている。水平転送路６の出力側には増幅回路７が形成されている。
【００１５】
高感度用フォトダイオード２に蓄積された信号電荷が高感度映像信号としてＣＣＤ１から出力される。また，低感度用フォトダイオード３に蓄積された信号電荷が低感度映像信号として高感度映像信号の出力後にＣＣＤ１から出力される。
【００１６】
図２は，高感度映像信号と低感度映像信号とを合成（加算）する様子を示している。
【００１７】
横軸がＣＣＤ１の露光量であり，縦軸が得られる映像信号レベルを示している。
【００１８】
上述したように，高感度用フォトダイオード２の受光量域は，低感度用のフォトダイオード３の受光領域よりも大きい。このために，同じ輝度の被写体を撮像して得られる映像信号のレベルは，低感度映像信号よりも高感度映像信号の方が高い。高感度映像信号は所定のしきい値th以上の露光量となると飽和する。この実施例によるディジタル・スチル・カメラにおいては，高感度映像信号と低感度映像信号とが加算され，合成映像信号が生成される。合成映像信号によりダイナミック・レンジが広がった被写体像が得られる。
【００１９】
図３は，高感度映像信号のレベルを調整した様子を示している。
【００２０】
横軸がＣＣＤの露光量であり，縦軸が得られる映像信号レベルを示している。
【００２１】
この実施例においては，高感度映像信号と低感度映像信号とを加算して合成映像信号を生成できるほか，高感度映像信号に所定の係数を乗じた映像信号（係数倍映像信号）を生成することもできる。係数倍することにより，被写体輝度が低い場合でも比較的明るい被写体像を得ることができる。
【００２２】
この実施例によるディジタル・スチル・カメラにおいては，連写モードの設定が可能である。連写モードが設定された場合には，ＣＣＤ１からの低感度映像信号の出力は停止させれる。低感度映像信号の出力が停止するので，一駒分の映像信号の出力間隔を短くでき，連写間隔を短縮できる。
【００２３】
連写モードが設定されていない場合には，ＣＣＤ１からは高感度映像信号と低感度映像信号とが順に出力され，合成映像信号が生成される。ダイナミック・レンジの広い被写体像が得られる。
【００２４】
図４は，ディジタル・スチル・カメラの電気的構成を示すブロック図である。
【００２５】
ディジタル・スチル・カメラの全体の動作は，ＣＰＵ10によって統括される。
【００２６】
ディジタル・スチル・カメラには，操作装置11が含まれている。この操作装置11には，二段ストローク・タイプのシャッタ・レリーズ・ボタン，連写モード設定スイッチ，ストロボ発光スイッチなどが含まれている。操作装置11からの出力信号は，ＣＰＵ10に与えられる。
【００２７】
ディジタル・スチル・カメラは，ストロボ撮影が可能であり，そのためにＣＰＵ10によって発光制御されるストロボ発光装置12が含まれている。また，ストロボ発光装置12からの発光量を一定に保つために受光センサ13が設けられている。受光センサ13から出力される受光信号は，ＣＰＵ10に入力する。
【００２８】
ＣＣＤ１の受光面前方には，レンズ駆動回路14によってそのズーム量が制御されるズーム・レンズ17，絞り駆動回路15により絞り値が制御される絞り18，赤外線カット・フィルタ19および光学的ロウ・パス・フィルタ20が設けられている。これらのズーム・レンズ17，絞り18，赤外線カット・フィルタ19および光学的ロウ・パス・フィルタ20を透過した光はＣＣＤ１の受光面上に入射し，被写体像が結像する。撮像素子駆動回路16によってＣＣＤ１が駆動させられ，ＣＣＤ１から被写体像を表す高感度映像信号および低感度映像信号が順に出力される。
【００２９】
高感度映像信号および低感度映像信号は，アナログ信号処理回路21においてガンマ補正，白バランス調整などの所定のアナログ信号処理が行われる。アナログ信号処理回路21から出力された映像信号は，アナログ／ディジタル変換回路22においてディジタル画像データに変換される。
【００３０】
ディジタル画像データは，ディジタル信号処理回路25において輝度データおよび色差データの生成など所定のディジタル信号処理が行われる。生成された輝度データおよび色差データが表示制御回路30に与えられる。表示装置31の表示画面上に撮像された被写体像が表示される。
【００３１】
まず，単写の場合について説明する。
【００３２】
シャッタ・レリーズ・ボタンの第１段階の押下があると，上述のようにして生成された輝度データは，ＣＰＵ10に与えられ，合焦量および露光量が算出される。算出された合焦量にもとづいて合焦するように、ズーム・レンズ17が制御され，かつ算出された露光量にもとづいて適正露光となるように、絞り18の絞り値およびシャッタ速度がそれぞれ決定される。
【００３３】
シャッタ・レリーズ・ボタンの第２段階の押下があると，被写体が撮像され，ＣＣＤ１からは低感度映像信号および高感度映像信号が順に出力される。上述したように，低感度映像信号から低感度の輝度データおよび色差データが生成され，高感度映像信号から高感度の輝度データおよび色差データが生成される。生成された低感度の輝度データおよび色差データならびに高感度の輝度データおよび色差データが積算回路27に与えられ，図２に示したように加算処理が行われる。加算処理により得られた合成画像データが，圧縮／伸張処理回路26に与えられる。圧縮／伸張処理回路26においてデータ圧縮が行われる。圧縮された合成画像データがメモリ制御回路28によってメモリ・カード29に記録される。メモリ・カード29には，ダイナミック・レンジの広い被写体像を表す画像データが記録されることとなる。
【００３４】
次に連写の場合について説明する。連写は，シャッタ・レリーズ・ボタンの第２段階が押下され続けている間，被写体が撮像され，被写体像を表す画像データがメモリ・カード29に記録される。
【００３５】
連写の場合には，シャッタ・レリーズ・ボタンの第１段階の押下は，上述した単写の場合と同じであるが，第２段階の押下があり，被写体が撮像されると，低感度映像信号の出力は停止させられる。高感度映像信号のみがＣＣＤ１から出力されることとなる。ＣＣＤ１からは，低感度映像信号が出力されないので，高感度映像信号の出力間隔が短くなる。すなわち，連写間隔が短くなる。ＣＣＤ１から出力された高感度映像信号は，上述のようにして高感度画像データに変換される。変換された高感度画像データは，図３に示したように，そのレベルか係数倍される。係数倍された画像データが圧縮／伸張処理回路26において圧縮され，メモリ・カード29に記録される。シャッタ・レリーズ・ボタンの第２段階が押下されて続けている間，得られた画像データがメモリ・カード29に記録される。
【００３６】
ディジタル・スチル・カメラは再生機能も有しているが、ここでは説明を省略する。
【００３７】
図５は，ディジタル・スチル・カメラの処理手順を示すフローチャートである。
【００３８】
シャッタ・レリーズ・ボタンの第１段階の押下があると（ステップ41でＹＥＳ），被写体が撮像され，上述のようにして得られた画像データにもとづいてＡＥ（auto exposure）処理およびＡＦ（auto focus）処理が行われる（ステップ42）。
【００３９】
つづいて，シャッタ・レリーズ・ボタンの第２段階の押下があると（ステップ43でＹＥＳ），連写モードが設定されているかどうかが確認される（ステップ44）。
【００４０】
連写モードが設定されていなければ（ステップ44でＮＯ），広ダイナミック・レンジ撮影が行われる（ステップ45）。広ダイナミック・レンジ撮影により得られた高感度画像データと低感度画像データとが加算されて，広ダイナミック・レンジをもつ被写体像を表す一駒の合成画像データが生成される（ステップ46）。生成された合成画像データがメモリ・カード記録される。
【００４１】
連写モードが設定されていると（ステップ44でＹＥＳ），高感度画像撮影が行われる（ステップ47）。シャッタ・レリーズ・ボタンの第２段階の押下が解除されるまでまたはメイン・メモリ24に空き領域が無くなるまで高感度撮影が続行される（ステップ48でＮＯ）。得られた高感度画像データに係数が乗じられる処理が行われ，連写枚数分の画像を表す画像データの生成処理が行われる（ステップ49）。
【００４２】
図６は，広ダイナミック・レンジ撮影の処理手順（図５ステップ45の処理手順）を示すフローチャートである。
【００４３】
被写体が撮像され（ステップ51），高感度映像信号がＣＣＤから出力される。高感度映像信号がディジタル画像データに変換され，高感度画像データが得られる（ステップ52）。つづいて，ＣＣＤから低感度映像信号が出力され，低感度画像データに変換される（ステップ53）。その後，上述したように，高感度画像データと低感度画像データとからダイナミック・レンジの広い画像を表わす合成画像データが生成される。
【００４４】
図７は，高感度画像撮影の処理手順（図５ステップ47の処理手順）を示すフローチャートである。
【００４５】
被写体が撮像され（ステップ61），ＣＣＤから高感度映像信号が出力される。低感度映像信号は出力されない。出力された高感度映像信号が高感度画像データに変換される（ステップ62）。変換された高感度画像データのレベルがｋ倍され（ステップ63），係数倍画像データが生成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＣＣＤの模式図である。
【図２】合成映像信号の生成過程を示している。
【図３】係数倍映像信号の生成過程を示している。
【図４】ディジタル・スチル・カメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図５】ディジタル・スチル・カメラの処理手順を示すフローチャートである。
【図６】広ダイナミック・レンジ撮影の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】高感度画像撮影の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ＣＣＤ
２高感度用フォトダイオード
３低感度用フォトダイオード
10 ＣＰＵ
27 積算回路
28 メモリ制御回路
29 メモリ・カード

Claims

被写体を撮像し，被写体像を表す高感度画像データと低感度画像データとを順に出力する固体電子撮像装置を備え，上記固体電子撮像装置から出力された高感度画像データと低感度画像データとを合成して得られる合成画像データを記録媒体に記録する撮像装置において，
連写モードの設定手段，および
上記設定手段によって連写モードが設定されたことに応じて，低感度画像データの出力を停止し，かつ高感度画像データと低感度画像データとを順に出力するときの高感度画像データの出力間隔よりも短い所定の連写間隔で被写体を撮像するように上記固体電子撮像装置を制御する撮像制御手段，
を備えた撮像装置。
上記設定手段によって連写モードが設定されたことに応じて，上記固体電子撮像装置から出力された高感度画像データのレベルを調整するレベル調整手段をさらに備えた請求項１に記載の撮像装置。
被写体を撮像し，被写体像を表す高感度画像データと低感度画像データとを順に出力する固体電子撮像装置を備え，上記固体電子撮像装置から出力された高感度画像データと低感度画像データとを合成して得られる合成画像データを記録媒体に記録する撮像装置において，
連写モードの設定を可能とし，
連写モードが設定されたことに応じて，低感度画像データの出力を停止し，かつ高感度画像データと低感度画像データとを順に出力するときの高感度画像データの出力間隔よりも短い所定の連写間隔で被写体を撮像するように上記固体電子撮像装置を制御する，
撮像装置の制御方法。