JPH01190190A - ディジタル電子スチルカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は電子スチルカメラ、とくに、静止画像を表わす
映像信号をディジタルデータの形で記憶装置に記憶する
ディジタル電子スチルカメラに関する。

背景技術 たとえば特開昭５９−１８３５９２に記載の電子スチル
カメラは、撮像光学系や固体撮像デバイスを有するカメ
ラ本体にメモリが着脱可能に接続され、撮像デバイスで
撮像された静止画像を表わす映像信号がこのメモリにデ
ィジタル信号の形で蓄積される。この映像信号の記憶さ
れたメモリは電子スチルカメラから外されて再生装置に
装填され、再生装置でメモリから読み出された映像信号
は映像七二夕のスクリーンに可視画像として再生される
。

カラー固体撮像デバイスから出力される映像信号は通常
、そのままの形では適切に利用することが困難であり、
ガンマ（γ）補正などの階調補正、および白バランス調
整などの色バランス調整を含む映像信号処理を行なう必
要があった。従来の電子スチルカメラシステムでは、こ
れらの映像信号処理が再生装置で行なわれていた。

周知のように、固体撮像デバイスから出力される映像信
号はアナログ信号である。ディジタル電子スチルカメラ
では従来、撮像デバイスから得られる映像信号をディジ
タル信号に変換してからガンマ特性の補正や白バランス
の調整を行なっていた。たとえば、大西他、「全ディジ
タル化電子スチルカメラ」テレビジョン学会誌、第３７
巻、第１Ｏ号、第８６３頁〜第８８８頁（１９８３年）
、および特願昭６２−１０６２３９参照。

通常のアナログ・ディジタル変換は、低レベルの入力信
号についても高レベルの入力信号についてもその量子化
ステップの幅が均等である。またガンマ補正は、低レベ
ルの信号に対してそれが高レベルの信号より相対的に強
調されるように行なわれる。したがって、ディジタル形
式に変換された後の信号に対してガンマ補正を行なうと
、小さい振幅の信号は、その量子化誤差が過度に強調さ
れ、したがって濃淡レベルの粗い画像として再生される
。

固体撮像デバイスは、その撮像セルアレイの各セルの入
射光に対する感度が色フィルタのセグメントの分解色に
応じて異なる。この感度の相違をなくすため、映像信号
の白バランス調整が行なわれる。入射光透過率の低い色
セグメント、たとえば青の撮像セルから得られる映像信
号は、他のセグメントの信号よりレベルが相対的に低い
、したがってこのような低レベルの信号は、アナログ中
ディジタル変換器にてこれをディジタル信号に変換する
際、そのダイナミックレンジを有効に利用できないので
、その後に白バランス調整を行なってもその信号対雑音
（Ｓ／Ｎ）比が低下する結果となる。

目　　　的 本発明は、このような問題を解決し、適切な映像信号処
理により良好な画像の得られるディジタル電子スチルカ
メラを提供することを目的とする。

発明の開示 本発明によれば、カラー固体撮像デバイスから得られる
アナログ形式の映像信号に映像信号処理を施してからデ
ィジタル信号に変換することによって、アナログ嗜ディ
ジタル信号変換手段のグ（−）−ミックレンジを有効に
利用することができ、上述の目的が達成される。

本発明によれば、静止画像を表わす映像信号がティジタ
ルデータの形で蓄積されるディジタル電子スチルカメラ
は、分解色フィルタセグメントを有する色フィルタが撮
像セルアレイの上に配設された撮像デバイスを有し撮像
デバイスにて被写界を撮像してその被写界を表わす映像
信号を出力する撮像手段と、撮像手段から出力される映
像信号の色バランスを調整する色バランス調整手段と、
色バランス調整された映像信号の階調を補正する階調補
正手段と、階調補正手段から出力される映像信号をディ
ジタル信号に変換して出力する信号変換手段と、撮像手
段、色バランス調整手段、階調補正手段および信号変換
手段を制御して撮像手段に撮像を行なわせ、色バランス
調整、階調補正およびディジタル信号への変換を行なわ
せるとともに、ディジタル映像信号を記憶するための制
御信号を生成する制御手段とを有する。

実施例の説明 次に添付図面を参照して本発明によるディジタル電子ス
チルカメラの実施例を詳細に説明する。

第１図および第２図を参照すると、本発明によるディジ
タル電子スチルカメラの実施例が示され、同実施例は、
撮像部１２を有するカメラ１０と、これにコネクタ１４
を介して着脱可能に接続されるメモリ９０とを有する。

なおメモリ８０は、コネクタ１４に固定的に接続される
ものであってもよい。また、メモリ９０が着脱可能であ
る場合は、その他に、カメラ１０の内部にパンツアメモ
リを有していてもよい。また、半導体メモリでなく、た
とえば磁気記録などの他の記憶方式であってもよい、同
図においてこのコネクタ１４かも左側の要素部分がディ
ジタル電子スチルカメラとして単一の筐体に搭載される
。

メモリ９０は、たとえばＳＲＡＭ半導体メモリを集積回
路（ｔＣ）カードまたはカートリン、ジなどの「モジュ
ール」の形態で搭載した書換え可能なディジタル記憶装
置であり、データの入出力線９２、ならびにアドレス、
読出し／書込みイネーブル、チンプセレクト、ストロー
ブおよびクロックなどを含む制御線８４がコネクタ１４
を介してカメラ１０に接続される。なおコネクタ１４は
、メモリ８０の給電線を有していてもよい、メモリ９０
は、たとえば、１コマの画像を１）４ないし１．５Ｍビ
ットのデータで表わすと、１チップＩＢＭビットの記憶
容量のＳＲＡＭでは２チツプで２４コマ撮りの記憶装置
が実現されるであろう。

撮像部１２は、図示のように撮像レンズ１８、絞り１８
、シャッタ２０、撮像デバイス２２、測光・測距機構、
ビューファインダ（図示せず）およびそれらの駆動機構
などの静止画像の撮影に必要な要素を有し、撮像レンズ
１６の合焦、絞り１８の制御、シャッタ２０の開閉など
は制御回路２４から制御線２６を介して制御される。撮
像デバイス２２は、たとえばＣＯＤもしくはＭＯＳなど
の固体撮像デバイス、または撮像管が有利に適用される
。カラー固体撮像デバイスの場合、その撮像セルアレイ
には色フィルタ２８が装着され、同期発生回路３０かも
駆動線３２を通して受けるクロックに応動して色変調さ
れた映像信号をその出力３４に点（画素）　ｌｌｌｎ次
にて出力する０色フィルタ２８の色セグメント配列は適
宜のものが使用される。

撮像デバイス２２の映像信号出力３４は前置増幅器７０
を介して色分離回路７２の入カフ４に接続されている０
色分離回路７２は、入カフ４に得られる点順次映像信号
を、制御回路２４から制御線３２を通して受ける画素ク
ロックに従ってそれぞれの色信号、たとえば赤（Ｒ）、
緑（Ｇ）および青ＣＢ）に分離してそれぞれの出力８２
Ｒ，８２Ｇおよび８２Ｂに出力する機能部である。この
色分離は、撮像デバイス２２の色フィルタ２８のフィル
タセグメントの配列に従って行なわれる。フィルタセグ
メントの配列はいかなるものであってもよい。

この色分離された色信号は次に、色バランス調整回路７
６に入力される。色バランス調整回路７６は、制御回路
２４かもの制御線５０に応動して、撮像デバイス２２で
撮像した際の光源の色温度による白バランスのずれを補
正する機能部である。固体撮像デバイス２２は、その撮
像セルアレイの各セルに入射する光の分光成分に対する
感度が異なるので、各分解色成分信号について増幅利得
を調整することによってこの感度を各分解色について均
一にする。

色バランス調整回路７６は、より具体的な出力を第７図
に示すように、３つの分解色信号のそれぞれについてサ
ンプル舎ホールド（Ｓ＆Ｈ）回路７８Ｒ９７８Ｇおよび
７８Ｂ、ならびに可変利得増幅器８０Ｒ，８０Ｇおよび
ＢＯＢが図示のように接続されて出力されている０色分
離回路７２でＲ，ＧおよびＢの各分解色成分に分離され
た信号８２Ｒ，８２Ｇは、サンプル會ホールド回路７８
Ｒ，７８Ｇおよび７８Ｂにてそれぞれサンプルされ、所
定の画素期間、すなわち本実施例では３画素期間ホール
ドされる。

サンプル・ホールド回路で保持された分解色成分信号は
、それぞれ可変利得増幅器８０Ｒ，８０Ｇおよび８０Ｂ
にて増幅され、それぞれの出力８４Ｒ，８４Ｇおよび８
４Ｂに出力される。可変利得増幅器８０Ｒ，８０Ｇおよ
び８０Ｂは、それぞれの増幅利得が制御線５０からの制
御信号によって可変的に制御される。そこで、撮像デバ
イス２２が白色を撮影した際、色フィルタ２８における
入射光透過率の低い色セグメント、たとえばＲおよびＢ
の撮像セルから得られる映像信号の平均レベルが他のセ
グメント、すなわちＧのセグメントからの信号のそれと
実質的に同じになるように調整され、また撮像デバイス
２２で撮像した際の光源の色温度による白バランスのず
れが補正される。

第１図に戻って、色バランス調整回路７６で色バランス
の調整された色信号はガンマ（γ）補正回路８６に入力
される。ガンマ補正回路８６は、撮像デバイス２２の非
線形特性などによる階調のずれを補正する階調補正機能
部である。一般には、低レベルの信号がそれより高いレ
ベルの信号に対して強調されるように階調補正が行なわ
れる９階調補正の指示は制御回路２４かも制御線８１を
通してガンマ補正回路８６に与えられ、階調補正された
信号はその出力８８Ｒ，８８Ｇおよび、８８Ｂに出力さ
れる。さらに、必要に応じて色差信号を形成する色差信
号形成回路を付加してもよい。

ガンマ補正部８６の３木の出力８８Ｒ，８８Ｇおよび８
８Ｂにはスイッチ回路５６が接続され、その出力５８が
アナログ・ディジタル変換器（ＡＤＯ）　８２に接続さ
れている。スイッチ回路５６は、制御回路２４の制御出
力６０に応動して３つの選択的接続位置を択一的にとる
選択回路である。制御回路２４は、この制御線６０に画
素クロックに対応したスイッチング信号を出力する。し
たがってスイッチ回路５６は、ガンマ補正回路８６の３
本の出力８８Ｒ，８８Ｇおよび８８Ｂに得られる色分離
された色信号Ｒ，Ｇ、Ｂ、または輝度信号Ｙ９色色信号
Ｒ−Ｙ、　Ｂ−Ｙ、すなわちコンポーネント信号を点順
次にて出力５８に出力する。

アナログ・ディジタル変換器８２はその入力５８のアナ
ログ形式の映像信号を、たとえば８ビツトの対応するデ
ィジタルデータに変換してその出力６４に出力する信号
変換回路である。その出力６４は、第２図に示すように
直交変換回路１０２に接続されている。

直交変換回路１０２は、映像信号データを周波数領域の
データに直交変換する回路である。直交変換回路１０２
は、本実施例では、映像信号データの表わす画面を所定
の大きさのブロックに分割し。

各ブロックごとに映像信号データを直交変換する。直交
変換は、たとえばアダマール変換、フーリエ変換、また
はコサイン変換などが有利に適用される。

直交変換されたデータ１０４は、符号化回路１０Ｂに入
力され、映像信号データに適した符号化が行なわれる。

この符号化は、たとえば低い周波数成分はど多くのビッ
ト数が割り当てられる方式がとられる。符号化回路１０
Ｂで符号化されたデータ１０８は、本装置のコネクタ１
４に接続される。

こうしてデータ圧縮されたディジタルデータは、コネク
タ１４を通してメモリ９０のデータ線８２からこれに書
き込まれる。データ圧縮の方式には、この直交変換符号
化の他に予測符号化方式をとってもよい、このようなデ
ータ圧縮によってメモリ９０の記憶領域を有効に利用す
ることができる。なお、このようなデータ圧縮を行なわ
ないで、映像信号データを点順次映像信号データとして
書き込むように出力してもよい。

制御回路２４は、操作表示部４４からの信号線５２によ
る指示信号に応動して本装置全体の動作を制御する制＠
機能部であり、その制御信号は、制御線４６を介して同
期発生回路３０に、制御線２６を介して撮像部１２に、
制御線４８を介してアナログ・ディジタル変換器６２に
、制御線５０を介して色バランス調整回路７６に、信号
線９１を介してガンマ補正回路８６に、制御線１００を
通して直交変換回路１０２および符号化回路１０６に、
そして信号線８０を介してスイッチ回路５６に接続され
ている。制御回路２４はまた、これらの制御線４Ｂ、２
６．４８．５０．１００および８１によって装置各部の
状態を監視している。

制御回路２４はまた、メモリ９０の主として書込みを制
御する機能も有し、その書込みアドレス、書込みイネー
ブル、チップセレクトおよびクロックなどを含む制御線
５４がコネクタ１４に接続されている。

同期発生回路３０は、制御回路２４から制御線４６を介
して制御され、撮像デバイス２２を駆動してその出力３
４から映像信号を出力させるのに必要なりロックまたは
アドレスなどの駆動信号を出力３２に出力する同期信号
発生回路である。これらの駆動信号は色分離回路７２に
も供給される。

操作表示部４４は、シャツタレリーズボタンや、自動／
手動設定、露光設定、白バランス調整などの様々な手動
操作ボタンを有して本装置に操作者の指示を入力し、こ
れを信号線５２によって制御回路２４に与える機能を有
するとともに、制御回路２４から本装置の状態を示す信
号を信号線５２から受けてこれを操作者に表示する表示
機能を有する。

動作を説明する。メモリ９０をコネクタ１４によってカ
メラ１０に装着し、操作表示部４４を操作して被写体の
撮影操作を行なう。シャツタレリーズボタンの操作によ
りシャッタ２０が開放されて撮像デバイス２２に捕捉さ
れた１コマの被写体画像は、同期発生回路３０からクロ
ック線３２を通して与えられるクロックに従って撮像デ
バイス２２から出力３４に点順次映像信号の形で出力さ
れる。

制御回路２４は、アナログ・ディジタル変換器６２、色
バランス調整回路７６およびガンマ補正回路８６を同期
発生回路３０の発生する同期信号に従って付勢する。そ
こで点順次映像信号は、アナログ信号の形で色分離回路
７２に入力される。これは、色分離回路７２にてたとえ
ばＲＧＢ色信号に分離され、色バランス調整回路７８に
てその色バランスが調整され、ガンマ補正回路８６にて
ガンマ特性の補正が行なわれる。こうして様々な信号処
理が行なわれた映像信号は、ガンマ補正回路８６から色
成分信号Ｒ，Ｇ、Ｂ、または輝度信号Ｙ９色色信号Ｒ−
Ｙ、　Ｂ−Ｙの形で、すなわちコンポーネント信号デー
タの形でスイッチ回路５６へ出力される。

制御回路２４は、スイッチ回路５８の制御線６０に画素
クロックに対応したスインチノグ信号を出力する。した
がってスイッチ回路５６は、カンマ補正回路８６の３本
の出力８８Ｒ，８８Ｇおよび８８Ｂに得られるコンポー
ネント信号を点順次にてアナログ・ディジタル変換器６
２の入力５８に入力する。そこでこの点順次映像信号は
、アナログ・ディジタル変換器８２によって対応するデ
ィジタルデータに変換される。このディジタルデータは
、直交変換回路１０２によって直交変換され、符号化回
路１０Ｂにて符号化される。こうしてデータ圧縮された
画像データ１０８は、コネクタ１４を通してメモリ８０
のデータ線９２に出力される。

制御回路２４はこれとともに、制御線５４を通してメモ
リ８０に書込みアドレス、書込みイネーブル、チップセ
レクトおよびクロックなどの制御信号を出力する。これ
に同期して、メモリ８０の順次の記憶位置にはデータ線
８２に入力される画像データが次々に書き込まれる。こ
うして１コマの画像の映像信号データがメモリ９０の記
憶領域に蓄積される。こうしてメモリ３０に記憶された
映像信号は、再生装着にて再生される。

このように本実施例は、アナログ争ディジタル変換器６
２でディジタルデータに変換するに先立って１色バラン
ス調整や階調補正などの映像信号処理を行なうように出
力されている。白バランス調整回路７Ｂでは、撮像デバ
イス２２で白色を撮影したときに３分解色Ｒ，Ｇおよび
Ｂの増幅利得が相対的に実質的に等しくなるように制御
される。したがって、アナログ争ディジタル変換器６２
のダイナミックレンジを有効に使用することができる。

従来提案されている方式では、このような映像信号処理
を行なってからアナログ・ディジタル変換を行なってい
たので、白色を撮影したときのＲ，Ｇ、Ｂ信号のレベル
比が、たとえば０．６：１：０．３であると、Ｇ信号に
ついてアナログ・ディジタル変換のダイナミックレンジ
を一杯にとってもＢ信号については０．３の入力しがな
い。

したがってＢ信号については大きなＳ／Ｎ比がとれず、
不利であった。

階調補正については、本実施例では、やはりアナログ・
ディジタル変換の前に行なっているので、先行技術で提
案されている方式のように小レベルの映像信号について
量子化誤差が過度に強調されてしまうことが本実施例で
はない。

第３図に示す本発明によるディジタル電子スチルカメラ
の他の実施例は、色バランス調整回路７６の３木の出力
８４Ｒ，８４Ｇおよび８４Ｂにスイッチ回路５６が接続
され、その出力５８がガンマ補正回路８８ａの入力に接
続され、ガンマ補正回路８８ａが点順次映像信号につい
てガンマ補正を行なう点で、第１図の実施例と相違する
。したがってスイッチ回路５６は、色バランス調整回路
７Ｂの３本の出力に得られるコンポーネント信号を点順
次にてガンマ補正回路８６へ出力する。ガンマ補正回路
８６はこの点順次信号について階調補正を行なってその
出力８８をアナログ争ディジタル変換器６２に与える。

以降の図において、第１図に示す出力要素と同様の要素
は同じ参照符号で示されている。また信号線６４．１０
０および５４は第２図に示す回路に接続されている。

第４図および第５図に示す本発明のさらに他の実施例は
、ガンマ補正回路８６の３木のコンポーネント信号出力
８８Ｒ，８８Ｇおよび８８Ｂが３つのアナログ・ディジ
タル変換器８２Ｒ，６２Ｇおよび８２Ｂにそれぞれ接続
され、スイッチ回路５Ｂが設けられていない点で第１図
および第２図の実施例と相違する。

したがって３つのアナログ・ディジタル変換器８２Ｒ，
６２Ｇおよび１３２Ｂの各出力８４Ｒ，８４Ｇおよび８
４Ｂがコネクタ端子１４を通してそのまま３線にて直交
変換回路１０２Ｒ，１０２Ｇおよび１０２Ｂへ転送され
る。

第５図に示す回路は、第２図のそれとほぼ同様であり、
直交変換回路および符号化回路が３分解色のそれぞれに
対応して設けられている点が第２図のものと異なる。３
分解色Ｒ，Ｇおよび日に対応する要素を参照符号の数字
にそれぞれ添字Ｒ，Ｇおよび日を付して示す。

第６図に示す実施例は、カラー固体撮像デバイス２２ａ
が３分解色信号を３線にて並列に出力する方式のもので
ある点で他の実施例と相違する。この実施例では、固体
撮像デバイス２２ａから、たとえばＲ，ＧおよびＢのコ
ンポーネント信号がそれぞれ出力３４Ｒ，’　３４Ｇお
よび３４Ｂに出力され、それぞれ対応する前置増幅器？
ＯＲ，７０Ｇおよび７０Ｂを通して色バランス調整回路
７８の各人力８２Ｒ，８２Ｇおよび８２Ｂに入力される
。したがって色分離回路７２が設けられていない。第６
図における信号線６４Ｒ９ｆ１４Ｇ、　１３４Ｂ、　１
００および５４は第５図に示す回路に接続されている。

本発明のいずれの実施例においても、映像信号のアナロ
グ・ディジタル変換に先立って映像信号処理を行なって
いる。したがって、色バランス調整によってアナログ・
ディジタル変換器のダイナミックレンジが有効に利用さ
れ、また階調補正を行なっても低レベルの信号の量子化
誤差が過度に強調されることがない。

級−１ 本発明によればこのように、アナログ映像信号をディジ
タルメモリに記憶させる際、これをディジタル信号に変
換する前に色バランスの調整や階調補正などの映像信号
処理を行なっている。したかって、色バランス調整でア
ナログ・ディジタル変換器のダイナミックレンジが有効
に利用され、また階調補正による低レベル信号の量子化
誤差の過度の強調がない。したがって、適切な映像信号
処理により良質な画像が記録される。また、このような
映像信号処理が記録機側で行なわれるので、再生装惹側
の出力が簡略化される。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明によるディジタル電子ス
チルカメラの実施例を示す機能ブロック図、 ８３図ないし第６図は、本発明によるディジタル電子ス
チルカメラの他の実施例を示す第１図および第２図と同
様の機能ブロック図、 第７図はこれらの実施例に用いられる色バランス調整回
路の出力例を示す機能ブロック図である。 一部分の符号の説明 １２、、、撮像部 ２４、、、制御回路 ５Ｂ、、、スイッチ回路 ８２、、、アナログ−ディジタル変換器７［（、、、色
バランス調整回路 ８８、、、ガンマ補正回路 ９０、、、メモリ １０２、、、直交変換回路 １０４、、、符号化回路 特許出願人　富士写真フィルム株式会社代　理　人　香
取　孝雄 丸山　隆夫 第２図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、静止画像を表わす映像信号がディジタルデータの形
   で蓄積されるディジタル電子スチルカメラにおいて、該
   カメラは、 分解色フィルタセグメントを有する色フィルタが撮像セ
   ルアレイの上に配設された撮像デバイスを有し、該撮像
   デバイスにて被写界を撮像して該被写界を表わす映像信
   号を出力する撮像手段と、 該撮像手段から出力される映像信号の色バランスを調整
   する色バランス調整手段と、 該色バランス調整された映像信号の階調を補正する階調
   補正手段と、 該階調補正手段から出力される映像信号をディジタル信
   号に変換して出力する信号変換手段と、 前記撮像手段、色バランス調整手段、階調補正手段およ
   び信号変換手段を制御して該撮像手段に撮像を行なわせ
   、前記色バランス調整、階調補正およびディジタル信号
   への変換を行なわせるとともに、該ディジタル信号を記
   憶するための制御信号を生成する制御手段とを有するこ
   とを特徴とするディジタル電子スチルカメラ。 ２、特許請求の範囲第１項記載のカメラにおいて、該カ
   メラは、前記階調補正手段から出力される映像信号を前
   記制御手段の制御の下に点順次信号に変換して前記信号
   変換手段へ供給するスイッチ手段を有するディジタル電
   子スチルカメラ。 ３、特許請求の範囲第１項記載のカメラにおいて、該カ
   メラは、前記色バランス調整手段から出力される映像信
   号を前記制御手段の制御の下に点順次信号に変換して前
   記階調補正手段へ供給するスイッチ手段を有するディジ
   タル電子スチルカメラ。 ４、特許請求の範囲第１項記載のカメラにおいて、前記
   撮像手段は前記映像信号を点順次に出力し、該カメラは
   、該撮像手段から出力される点順次の映像信号を前記色
   フィルタセグメントの分解色に応じたコンポーネント信
   号に分離して前記色バランス調整手段に供給する色分離
   手段を含むことを特徴とするディジタル電子スチルカメ
   ラ。 ５、特許請求の範囲第１項記載のカメラにおいて、前記
   撮像手段は前記映像信号を前記色フィルタセグメントの
   分解色に対応して並列に前記色バランス調整手段へ供給
   することを特徴とするディジタル電子スチルカメラ。 ６、特許請求の範囲第１項記載のカメラにおいて、該カ
   メラは、前記ディジタル信号を前記制御信号に応動して
   蓄積する半導体記憶モジュールを前記信号変換手段に着
   脱可能に接続する接続手段を有するすることを特徴とす
   るディジタル電子スチルカメラ。