JP4224504B2 - 撮像システムおよび撮像システムの撮影制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、外部制御装置から受けた撮影条件設定信号および露光開始信号に従い、撮影条件を切り替えながら複数回に亘る撮影シーケンスを繰り返し実行するデジタルカメラを備えた、例えば動体撮影に適用して好適な撮像システムおよび撮像システムの撮影制御方法に関する。

外部の制御装置から受けた撮影条件設定信号および露光開始信号に従い、撮影条件を切り替えながら複数回に亘る撮影シーケンスを繰り返し実行する機能を備えたデジタルカメラにおいては、例えば２度の撮影シーケンス（撮影シーケンス１および撮影シーケンス２）を繰り返し実行する場合、撮影シーケンス毎に、露光開始に先立ち、撮影条件を設定する必要がある。

条件設定を可能にしたカメラ技術として、従来では、一度、カメラのセッティングをしたら、その条件をメモリに残して、任意に読み出すことのできるようにした技術が存在する。
特開平１１−３３１８２２号公報

上記したような、撮影条件を切り替えながら複数回に亘る撮影シーケンスを繰り返し実行する機能を備えた、従来のデジタルカメラにおいては、撮影シーケンス１、および撮影シーケンス２の各撮影シーケンスにおいて、それぞれ撮影シーケンス内で、外部の制御装置から撮影条件設定信号を入力し、この撮影条件設定信号で撮影条件の設定（条件切り替え）を行って、その後に、外部の制御装置から露光開始信号を受け、露光を開始していた。

すなわち、従来では、撮影シーケンス１の処理がすべて終了した後に、撮影シーケンス２の撮影条件の設定を開始する必要があった。従って、撮影シーケンス２の撮影条件が事前に判明していても、撮影シーケンス１の処理がすべて終了するまで、撮影シーケンス２の撮影条件の設定（切り替え）を待たなければならず、処理の高速化を図る上で問題があった。また、撮影シーケンス１、および撮影シーケンス２の双方ともに、露光開始前に、撮影条件の設定（切り替え）が終了している必要がある。このため、外部の制御装置では、露光開始と、撮影条件の設定（切り替え）との同期をとらなければならない。このように、外部の制御装置は、撮影シーケンス１と、撮影シーケンス２との同期をとる必要があるとともに、各撮影シーケンス内の露光開始と撮影条件の設定との同期をとる必要があり、２系統の同期化を必要とすることから、この面でも処理の高速化を図る上で問題があった。また、各撮影シーケンス内で、撮影条件を設定（切り替え）するためのデータ転送を必要とすることから、その分、映像データ転送（撮像データ送信）の通信帯域が狭められ、高速処理に対処するには画質を落とさなければならないという問題もあった。

本発明は、上記したような種々の問題を解決して、複数の撮影シーケンスにおける撮像処理を高速化できるとともに、高品質の撮像データ転送を可能にした撮像システムおよび撮像システムの撮影制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、外部の制御側装置に、撮影条件の設定を意識させることなく、露光開始に際して内部で事前に撮影条件の設定を行う機能を備えた撮像システムを実現している。

本発明に係る撮像システムは、外部制御装置とデジタルカメラとが伝送路を介して接続される撮像システムにおいて、前記デジタルカメラは、システムの初期化処理時に、前記外部制御装置から入力される撮影条件設定信号をもとに、少なくとも第１，第２の撮影シーケンスに対応する第１，第２の撮影条件が予め記憶される記憶手段と、
前記初期化処理に前記記憶手段から読み出した前記第１の撮影シーケンスに対応する第１の撮影条件を内部回路に設定し、前記外部制御装置から入力される第１の露光開始信号をもとに前記内部回路に設定した前記第１の撮影条件で前記デジタルカメラの露光を開始して前記デジタルカメラから得られる撮像データを前記外部制御装置に転送すると共に、前記記憶手段に記憶された前記第２の撮影シーケンスに対応する前記第２の撮影条件を読み出して前記内部回路に設定する制御手段と、を備えることを特徴とする。

さらに本発明の撮像システムの撮影制御方法は、外部制御装置とデジタルカメラとが伝送路を介して接続される撮像システムの撮影制御方法において、システムの初期化処理時に、前記外部制御装置から前記デジタルカメラに入力される撮影条件設定信号をもとに、少なくとも第１，第２の撮影シーケンスに対応する第１，第２の撮影条件が前記デジタルカメラ内の記憶手段に予め記憶され、前記初期化処理に前記記憶手段から読み出した前記第１の撮影シーケンスに対応する第１の撮影条件を前記デジタルカメラ内の内部回路に設定し、前記外部制御装置から前記デジタルカメラに入力される第１の露光開始信号をもとに、前記内部回路に設定した前記第１の撮影条件で前記デジタルカメラの露光を開始することにより前記デジタルカメラから得られる第１の撮像データを前記外部制御装置に転送すると共に、前記記憶手段に記憶された第２の撮影シーケンスに対応する前記第２の撮影条件を読み出して前記デジタルカメラ内の内部回路に設定し、前記外部制御装置から前記デジタルカメラに入力される第２の露光開始信号をもとに、前記内部回路に設定した前記第２の撮影条件で前記デジタルカメラの露光を開始することにより前記デジタルカメラから得られる第２の撮像データを前記外部制御装置に転送することを特徴とする。

本発明によれば、複数の撮影シーケンスにおける撮像処理を高速化できるとともに、高品質の撮像データを出力できる撮像システムおよび撮像システムの撮影制御方法が提供することができる。

以下図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

本発明の実施形態に係る撮像システムの構成例を図１に示す。

実施形態の撮像システムに係るデジタルカメラ２０は、所定の信号伝送路（Ｌ）を介して、外部制御装置１０に接続され、外部制御装置１０により制御される。

外部制御装置１０は、例えば、デジタルカメラ２０で撮影した画像をモニタ表示する表示モニタを具備するパーソナルコンピュータ等の情報処理装置により構成される。外部制御装置１０は、上記信号伝送路（Ｌ）を介して、デジタルカメラ２０に撮影条件設定信号、および露光開始信号を送出し、デジタルカメラ２０に対して複数回の撮影シーケンスによる撮像処理を繰り返し実行させる。例えば、デジタルカメラ２０に対して、２回の撮影シーケンス（撮影シーケンス１および撮影シーケンス２）による撮像処理を繰り返し実行させる。

この際、デジタルカメラ２０は、複数回の撮影シーケンスにおいて、外部制御装置１０に撮影条件の設定（切り替え）を意識させることなく、露光開始に際して内部で事前に撮影条件の設定（切り替え）を行う。なお、当該実施形態における「撮影条件の設定（切り替え）」は、例えば、デジタルカメラ２０内部の、電子シャッター機能を実現する回路部、取得した映像データを扱う処理回路等に、上記撮影条件を反映させることを意味する。

この機能を実現するため、上記外部制御装置１０は、例えば２回の撮影シーケンス（撮影シーケンス１および撮影シーケンス２）に入る以前の「初期化処理」において、各撮影シーケンスで用いる複数の（ここでは２種の）撮影条件設定信号をデジタルカメラ２０に転送する。これらの各処理動作については、図４に示す動作シーケンスを参照して後述する。

実施形態の撮像システムに係るデジタルカメラ２０は、撮像部２１と、カメラ内制御部２２と、条件設定メインメモリ２３とを有して構成される。これら各構成要素の説明は図２および図３を参照して後述する。

デジタルカメラ２０は、上記信号伝送路（Ｌ）を介して、上記外部制御装置１０から撮影条件設定信号、および露光開始信号をする。そして、撮影シーケンス毎に、後述する撮像処理動作を実行して、各撮影シーケンス毎に一画面分の撮像データ（映像出力データ）を取得し、当該撮像データを信号伝送路（Ｌ）を介して外部制御装置１０に転送（例えばパケット転送）する。この際、デジタルカメラ２０は、後述するカメラ内部の処理により、外部制御装置１０に撮影条件の設定（切り替え）を意識させることなく撮影条件の設定（切り替え）を行う。この処理動作については、図４に示す動作シーケンスを参照して後述する。

上記した実施形態の撮像システムに係るデジタルカメラ２０の内部構成を、図２および図３に示す。

デジタルカメラ２０は、撮像部２１と、カメラ内制御部２２と、条件設定メインメモリ２３とを有して構成される。

撮像部２１は、例えばＣＣＤ、若しくはＣ−ＭＯＳセンサー等の撮像素子と、当該撮像素子に像を結ぶ光学系（レンズマウント）とにより構成される。ここでは撮像素子に例えばＣＣＤを用いて撮像部２１が構成される。

カメラ内制御部２２は、信号伝送路（Ｌ）を介して外部制御装置１０から、初期化処理時に撮影条件設定信号１０１を受信し、また各シーケンス開始時に露光開始信号１０２を受信する。そして、各シーケンス開始時の露光開始信号１０２を撮像部２１に送出するとともに、当該露光開始信号１０２を動作条件切替制御のトリガー信号として条件設定メインメモリ２３に送出し、条件設定メインメモリ２３をリードアクセス制御する。ここでは、条件設定メインメモリ２３に送出された露光開始信号を動作条件切替制御トリガー信号と称す。

さらに、カメラ内制御部２２は、外部制御装置１０から撮影条件設定信号１０１を受けると、この撮影条件設定信号１０１にもとに撮影条件を条件設定メインメモリ２３に書き込み、保存管理する。

この実施形態では、撮影シーケンスの処理動作に入る以前の初期化処理において、各撮影シーケンスで用いる複数の（ここでは２種の）撮影条件設定信号１０１を外部制御装置１０から受け、図３に示すように、撮影のシーケンス１，２の順に、各撮影条件１０１，１０１を、アドレスポインタ２４が示す記憶領域に書き込む。

また、カメラ内制御部２２は、初期化処理、およびその後の各シーケンス処理において、条件設定メインメモリ２３から読み出した撮影条件１０１，１０１をもとに撮影条件の設定（切り替え）を行う。

また、カメラ内制御部２２は、撮像部２１から読み出した撮像データ（映像出力データ）１０４を信号伝送路（Ｌ）を介して外部制御装置１０に転送制御する。これらの各処理動作については、図４に示す動作シーケンスを参照して後述する。

なお、条件設定メインメモリ２３に記憶される撮影条件１０１，１０１には、シャッタースピード、画像のゲインおよびセットアップレベル（オフセット）等の各設定値が含まれる。

また、アドレスポインタ２４は、カメラ内制御部２２の制御の下で、撮影条件１０１，１０１の記憶領域を指定するもので、ここではリード／ライトアクセス制御の度に、図３に示す条件１、条件２の順に番地指定を行う。

上記した撮像システムの撮影制御方法を、図４に示す動作シーケンスを参照して説明する。

撮影シーケンス（撮影シーケンス１、２）に入る以前の初期化処理に於いて、外部制御装置１０は、撮影シーケンス１および撮影シーケンス２の各撮影シーケンスで用いる複数の（ここでは２種の）撮影条件設定信号１０１，１０１をデジタルカメラ２０に転送する。

デジタルカメラ２０のカメラ内制御部２２は、外部制御装置１０から上記撮影条件設定信号１０１，１０１を受けると、アドレスポインタ２４を操作して、この撮影条件１０１，１０１を撮影シーケンス１，２の順に条件設定メインメモリ２３に書き込み、保存する。

さらにカメラ内制御部２２は、上記書き込み処理の終了後アドレスポインタ２４を操作して、条件設定メインメモリ２３から最初に書き込んだ撮影シーケンス１の撮影条件１０１を読み出し、この撮影条件１０１に従う撮影条件を設定して（例えば、カメラ内制御部２２の内部回路に含まれる、電子シャッター機能を実現する回路部、取得した映像データを扱う処理回路に含まれる、ゲイン調整回路部、黒レベル補正回路部等に反映させて）、撮影シーケンス１の露光開始を待つ。

その後、外部制御装置１０からデジタルカメラ２０に露光開始信号１０２が送出されると、デジタルカメラ２０のカメラ内制御部２２は、上記露光開始信号１０２を撮像部２１に送出し、露光を開始させる。

さらにカメラ内制御部２２は、この露光開始信号１０２を動作条件切替制御トリガー信号１０２として条件設定メインメモリ２３に送出し、条件設定メインメモリ２３をリードアクセス制御して、条件設定メインメモリ２３からに保存された次の撮影シーケンス２の撮影条件設定信号１０１の読出しを開始する。

一方、撮像部２１は、上記露光の開始に伴い撮像データ（映像出力データ）１０４をカメラ内制御部２２に出力する。カメラ内制御部２２は撮像部２１から１画像分の撮像データ１０４を受けると、この撮像データ１０４を信号伝送路（Ｌ）を介して外部制御装置１０に転送する。

さらに、カメラ内制御部２２は、上記撮像データ１０４の転送終了に伴い、上記条件設定メインメモリ２３から読み出した撮影条件設定信号１０１をもとに、撮影シーケンス１内で、次の撮影シーケンス２の撮影条件１０１を設定して（切り替えて）、撮影シーケンス２の露光開始を待つ。

このようにして、デジタルカメラ２０に設けられたカメラ内制御部２２は、上記各撮影シーケンスにおいて、外部制御装置１０に撮影条件の設定（切り替え）を意識させることなく、カメラ内部で露光開始前に事前に撮影条件の設定（切り替え）を行う。これにより、外部制御装置１０は、撮影条件の設定（切り替え）を意識することなく、各撮影シーケンスの露光を開始できる。

なお、上記した実施形態は、２つの撮影シーケンス（撮影シーケンス１および撮影シーケンス２）の処理についてその動作を説明したが、３つ以上の撮影シーケンスにおいても、上記した撮影シーケンス２の処理動作を繰り返し実行すればよく、例えば、特定の被写体について撮影条件を変えて３画像以上の任意数の撮像データを取得することができる。

本発明の実施形態の係る撮像システムの構成例を示す図。 上記実施形態に係る撮像システムのデジタルカメラの内部構成を示す図。 上記実施形態に係る撮像システムのデジタルカメラの内部構成を示す図。 上記実施形態に係る撮像システムの撮像制御方法の動作シーケンスを示す図。

符号の説明

１０…外部制御装置、２０…デジタルカメラ、２１…撮像部、２２…カメラ内制御部、２３…条件設定メインメモリ、２４…アドレスポインタ、１０１…撮影条件設定信号、１０２…露光開始信号、１０４…撮像データ（映像出力データ）。

Claims (4)

1. 外部制御装置とデジタルカメラとが伝送路を介して接続される撮像システムにおいて、
   前記デジタルカメラは、
   システムの初期化処理時に、前記外部制御装置から入力される撮影条件設定信号をもとに、少なくとも第１，第２の撮影シーケンスに対応する第１，第２の撮影条件が予め記憶される記憶手段と、
   前記初期化処理に前記記憶手段から読み出した前記第１の撮影シーケンスに対応する第１の撮影条件を内部回路に設定し、前記外部制御装置から入力される第１の露光開始信号をもとに前記内部回路に設定した前記第１の撮影条件で前記デジタルカメラの露光を開始して前記デジタルカメラから得られる撮像データを前記外部制御装置に転送すると共に、前記記憶手段に記憶された前記第２の撮影シーケンスに対応する前記第２の撮影条件を読み出して前記内部回路に設定する制御手段と、
   を備えることを特徴とする撮像システム。
2. 前記制御手段は、
   前記外部制御装置から次に入力される第２の露光開始信号をもとに、前記第２の撮影条件で前記デジタルカメラの露光を開始して前記デジタルカメラから得られる撮像データを前記外部制御装置に転送すると共に、前記記憶手段から第３の撮影シーケンスに対応する第３の撮影条件を読み出して前記内部回路に設定することを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
3. 前記制御手段は、前記撮像データの前記外部制御装置への出力終了を待って、次の撮影シーケンスに入る以前に前記デジタルカメラの前記撮影条件を切り替えることを特徴とする請求項２に記載の撮像システム。
4. 外部制御装置とデジタルカメラとが伝送路を介して接続される撮像システムの撮影制御方法において、
   システムの初期化処理時に、前記外部制御装置から前記デジタルカメラに入力される撮影条件設定信号をもとに、少なくとも第１，第２の撮影シーケンスに対応する第１，第２の撮影条件が前記デジタルカメラ内の記憶手段に予め記憶され、
   前記初期化処理に前記記憶手段から読み出した前記第１の撮影シーケンスに対応する第１の撮影条件を前記デジタルカメラ内の内部回路に設定し、
   前記外部制御装置から前記デジタルカメラに入力される第１の露光開始信号をもとに、前記内部回路に設定した前記第１の撮影条件で前記デジタルカメラの露光を開始することにより前記デジタルカメラから得られる第１の撮像データを前記外部制御装置に転送すると共に、前記記憶手段に記憶された第２の撮影シーケンスに対応する前記第２の撮影条件を読み出して前記デジタルカメラ内の内部回路に設定し、
   前記外部制御装置から前記デジタルカメラに入力される第２の露光開始信号をもとに、前記内部回路に設定した前記第２の撮影条件で前記デジタルカメラの露光を開始することにより前記デジタルカメラから得られる第２の撮像データを前記外部制御装置に転送する
   ことを特徴とする撮像システムの撮影制御方法。

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