JPH09214829A - デジタルスチルカメラ - Google Patents
デジタルスチルカメラInfo
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- JPH09214829A JPH09214829A JP8016910A JP1691096A JPH09214829A JP H09214829 A JPH09214829 A JP H09214829A JP 8016910 A JP8016910 A JP 8016910A JP 1691096 A JP1691096 A JP 1691096A JP H09214829 A JPH09214829 A JP H09214829A
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- JP
- Japan
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- ccd
- exposure
- image data
- image
- mechanical shutter
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Television Signal Processing For Recording (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】輝度域が大きい被写体に対して、奇数フィール
ドと偶数フィールドとで露光量を変えて撮影した後、両
フィールド画像をレベルシフトさせて合成することで、
輝度域の大きい被写体に対しても、階調再現で破綻のな
い画像を得る。 【解決手段】電子シャッターと機械シャッターの組み合
わせで、奇数フィールドと偶数フィールドとで露光量を
所定量変えて撮影した後、両フィールド画像をレベルシ
フトさせて合成する。
ドと偶数フィールドとで露光量を変えて撮影した後、両
フィールド画像をレベルシフトさせて合成することで、
輝度域の大きい被写体に対しても、階調再現で破綻のな
い画像を得る。 【解決手段】電子シャッターと機械シャッターの組み合
わせで、奇数フィールドと偶数フィールドとで露光量を
所定量変えて撮影した後、両フィールド画像をレベルシ
フトさせて合成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】画像撮影用の電荷結合素子の
偶数奇数両フィールドの出力を用いて被写体像を記録す
るデジタルスチルカメラにかかわり、特に輝度域の大き
な被写体に対し、高輝度領域の階調の欠損および低輝度
域でのノイズ混入によるざらつき感を抑制する技術に関
する。
偶数奇数両フィールドの出力を用いて被写体像を記録す
るデジタルスチルカメラにかかわり、特に輝度域の大き
な被写体に対し、高輝度領域の階調の欠損および低輝度
域でのノイズ混入によるざらつき感を抑制する技術に関
する。
【０００２】
【従来の技術】撮像素子としてCCDを用いたデジタルス
チルカメラが市場に出ている。これらデジタルカメラの
中には、安価に設計するため、家庭用ビデオカメラに使
用されているCCDを用いているものも知られている。
チルカメラが市場に出ている。これらデジタルカメラの
中には、安価に設計するため、家庭用ビデオカメラに使
用されているCCDを用いているものも知られている。
【０００３】一般に、ビデオカメラに使用されるCCD
は、ビデオ信号（NTSC）出力にあわせて設計されている
ため、例えば約40万個あるCCD中の受光素子の半分の情
報しか一度に読み出すことができない。そこで、静止画
を記録する場合、偶数ラインと奇数ラインの画像情報
（フィールド）を一つのフレームとして構成しなおす必
要がある。
は、ビデオ信号（NTSC）出力にあわせて設計されている
ため、例えば約40万個あるCCD中の受光素子の半分の情
報しか一度に読み出すことができない。そこで、静止画
を記録する場合、偶数ラインと奇数ラインの画像情報
（フィールド）を一つのフレームとして構成しなおす必
要がある。
【０００４】しかし、奇数フィールドと偶数フィールド
の取り込み時間にタイムラグが生じてしまい、動きのあ
る被写体を撮影した場合では輪郭部でぎざぎざが目立っ
てしまうという問題が生じる。
の取り込み時間にタイムラグが生じてしまい、動きのあ
る被写体を撮影した場合では輪郭部でぎざぎざが目立っ
てしまうという問題が生じる。
【０００５】そこで、これを解消するためにカメラ本体
に内蔵した機械シャッターを閉めることにより、偶奇両
フィールドでの露出量を同じにしつつ、偶奇フィールド
のタイムラグをなくす方式が知られている。
に内蔵した機械シャッターを閉めることにより、偶奇両
フィールドでの露出量を同じにしつつ、偶奇フィールド
のタイムラグをなくす方式が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、デジタ
ルスチルカメラは静止画として安定して十分な画質を得
られるまでにはいたっていない。これは、ビデオのよう
な動画よりも、静止画の方が、はるかにその画像の欠損
を認識しやすい人間の特性によるものである。
ルスチルカメラは静止画として安定して十分な画質を得
られるまでにはいたっていない。これは、ビデオのよう
な動画よりも、静止画の方が、はるかにその画像の欠損
を認識しやすい人間の特性によるものである。
【０００７】特に輝度域の大きな被写体を撮影する場合
には、階調再現が不十分になるために、高輝度領域で階
調欠損が起こったり、低輝度域でノイズ混入によるざら
つき感が認められる等の不具合が生じやすくなる。
には、階調再現が不十分になるために、高輝度領域で階
調欠損が起こったり、低輝度域でノイズ混入によるざら
つき感が認められる等の不具合が生じやすくなる。
【０００８】ここで、前記階調再現が不十分であるの
は、撮像素子であるCCDのダイナミックレンジの低さに
起因するものである。図２はCCDの光電特性である。図
２で示すように、高輝度領域ではCCDの蓄積電荷量が飽
和するため、明暗を検出できない部分が生じる。また、
低輝度領域ではCCDの蓄積電荷量がノイズレベル以下に
なってしまうため、ここでも明暗が検出されない部分が
発生する。
は、撮像素子であるCCDのダイナミックレンジの低さに
起因するものである。図２はCCDの光電特性である。図
２で示すように、高輝度領域ではCCDの蓄積電荷量が飽
和するため、明暗を検出できない部分が生じる。また、
低輝度領域ではCCDの蓄積電荷量がノイズレベル以下に
なってしまうため、ここでも明暗が検出されない部分が
発生する。
【０００９】これを解決するためには、飽和電荷量の大
きなCCD、S/Nの高いCCDを用いる必要があった。
きなCCD、S/Nの高いCCDを用いる必要があった。
【００１０】しかし、そのようなＣＣＤは一般に高価で
ある。
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は前記の課題を解
決するためのもので、輝度域の大きな被写体に対してダ
イナミックレンジの低いCCDを用いても、高輝度領域の
階調の欠損や低輝度域でのノイズ混入によるざらつき感
の発生の問題をできるだけ生じない様にするデジタルス
チルカメラを提供することにある。
決するためのもので、輝度域の大きな被写体に対してダ
イナミックレンジの低いCCDを用いても、高輝度領域の
階調の欠損や低輝度域でのノイズ混入によるざらつき感
の発生の問題をできるだけ生じない様にするデジタルス
チルカメラを提供することにある。
【００１２】そこで、画像撮影用のCCDの出力を用いて
被写体像を記録する本発明のデジタルスチルカメラは、
画像データ演算手段と露出量制御手段を備え、被写体輝
度域が大である場合に、前記露出量制御手段は一回の撮
影においてCCD中の一群と他群に異なる露出時間を与
え、前記画像データ演算手段はそれぞれ異なる群より得
られた信号をそれぞれレベルシフトさせた後、１フレー
ムの画像データに合成することを特徴とする。
被写体像を記録する本発明のデジタルスチルカメラは、
画像データ演算手段と露出量制御手段を備え、被写体輝
度域が大である場合に、前記露出量制御手段は一回の撮
影においてCCD中の一群と他群に異なる露出時間を与
え、前記画像データ演算手段はそれぞれ異なる群より得
られた信号をそれぞれレベルシフトさせた後、１フレー
ムの画像データに合成することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施例を示すデ
ジタルカメラのシステムブロック図である。
ジタルカメラのシステムブロック図である。
【００１４】測光素子20もしくは、CCD3により被写体の
明るさが測定され、CPU6に内包される露出量制御手段61
において露出量（絞り、露出時間）が決定される。引き
続いて、露出量制御手段61により、絞り2、CCD3の電子
シャッター速度、機械シャッター2の開口時間（機械シ
ャッター速度）が設定され、タイミングジェネレータ8
で時間制御されて、被写体の露光が行われる。露光によ
りCCD3上の各受光素子（フォトダイオード（図示せ
ず））で光電変換が行われる。この後、CCD3の奇数フィ
ールド、偶数フィールドに蓄えられた電荷は、A/Dコン
バータ4を経てデジタルデータ化され、フレームメモリ
に蓄えられる。さらに、前記デジタルデータは、CPU6に
内包される画像データ演算手段62により、一枚のフレー
ムとしての画像データとなるように演算がなされる。生
成された画像データは圧縮もしくは非圧縮の状態でフラ
ッシュメモリ7に記録される。
明るさが測定され、CPU6に内包される露出量制御手段61
において露出量（絞り、露出時間）が決定される。引き
続いて、露出量制御手段61により、絞り2、CCD3の電子
シャッター速度、機械シャッター2の開口時間（機械シ
ャッター速度）が設定され、タイミングジェネレータ8
で時間制御されて、被写体の露光が行われる。露光によ
りCCD3上の各受光素子（フォトダイオード（図示せ
ず））で光電変換が行われる。この後、CCD3の奇数フィ
ールド、偶数フィールドに蓄えられた電荷は、A/Dコン
バータ4を経てデジタルデータ化され、フレームメモリ
に蓄えられる。さらに、前記デジタルデータは、CPU6に
内包される画像データ演算手段62により、一枚のフレー
ムとしての画像データとなるように演算がなされる。生
成された画像データは圧縮もしくは非圧縮の状態でフラ
ッシュメモリ7に記録される。
【００１５】本実施例では被写体の輝度域の大きさによ
り、２種類の露光方法が用意されている。ここで、この
２つの方法の選択は、被写体輝度域の大小の判断に応じ
て撮影者に判断させ、図示しないマニュアルスイッチに
より選択してもよいし、選択手段をCPUに内包させ、CCD
の測光情報をもとに被写体輝度域の大小に応じてCPUで
自動判断させてもよい。
り、２種類の露光方法が用意されている。ここで、この
２つの方法の選択は、被写体輝度域の大小の判断に応じ
て撮影者に判断させ、図示しないマニュアルスイッチに
より選択してもよいし、選択手段をCPUに内包させ、CCD
の測光情報をもとに被写体輝度域の大小に応じてCPUで
自動判断させてもよい。
【００１６】まず、被写体輝度域の大きくない場合の露
光方法に関して説明する。ここで、「被写体輝度域の大
きくない」とは、具体的には、例えば５Ev以内である。
光方法に関して説明する。ここで、「被写体輝度域の大
きくない」とは、具体的には、例えば５Ev以内である。
【００１７】その場合、被写体の輝度分布は図２の中輝
度域の部分におさまる。このため、外部測光素子、もし
くはCCDによって測光された平均露出量で記録がおこな
われても、階調再現上の破綻は発生しない。
度域の部分におさまる。このため、外部測光素子、もし
くはCCDによって測光された平均露出量で記録がおこな
われても、階調再現上の破綻は発生しない。
【００１８】図３は輝度域の大きくない被写体におい
て、奇数フィールド、偶数フィールドでの露光時間を示
すタイムチャートである。本実施例では、機械シャッタ
ーとCCDの電子シャッターとの組み合わせで露出時間が
制御される。ここで電子シャッターとは、CCD中の受光
素子の電荷量を初期化するリセットパルスと、受光素子
に蓄積された電荷を垂直レジスタに送るための電荷転送
パルスを印加することである。
て、奇数フィールド、偶数フィールドでの露光時間を示
すタイムチャートである。本実施例では、機械シャッタ
ーとCCDの電子シャッターとの組み合わせで露出時間が
制御される。ここで電子シャッターとは、CCD中の受光
素子の電荷量を初期化するリセットパルスと、受光素子
に蓄積された電荷を垂直レジスタに送るための電荷転送
パルスを印加することである。
【００１９】まず、時刻t0で機械シャターが開口状態に
される。次に、時刻t1においてCCDの奇数フィールド、
偶数フィールド双方にその受光素子の電荷量を初期化す
るリセットパルスが送られる。この時点で、偶奇両フィ
ールドとも機械的（光路的）にも電気的にも蓄光可能な
状態となる。続いて、予めCPUで算出された露出時間Tex
後の時刻t2に奇数フィールドの受光素子に蓄えられた電
荷をCCDの垂直レジスタに送るための電荷転送パルスが
送られる。これと同期して機械シャッターが閉じられ
る。奇数フィールドには、時間Tex分の露光に相応する
電荷が発生しており、これが前記のCCDの垂直レジス
タ、水平レジスタを経て、A/Dコンバータに送られる。C
CDの設計上の制約から、偶数フィールドの電荷転送は、
時刻t2より時間Tf後にならざるをえないため、偶数フィ
ールドは電気的には時刻t2から時刻t2+Tfの間でも、蓄
光可能な状態にある。しかしながら前述したように、時
刻t2で機械シャッターが閉じられるため、偶数フィール
ドには奇数フィールドと同様に時間Tex分の露光に相応
する電荷が発生する。従って、偶奇両フィールドで電荷
転送タイミングが異なるにもかかわらず、同一時間、同
一露光量が得られる。そして時刻t2+Tfに偶数フィール
ドの受光素子に蓄えられた電荷をCCDの垂直レジスタに
送るための電荷転送パルスが送られ、時間Tex分の露光
に相応する電荷が前記のCCDの垂直レジスタ、水平レジ
スタを経てA/Dコンバータに送られる。
される。次に、時刻t1においてCCDの奇数フィールド、
偶数フィールド双方にその受光素子の電荷量を初期化す
るリセットパルスが送られる。この時点で、偶奇両フィ
ールドとも機械的（光路的）にも電気的にも蓄光可能な
状態となる。続いて、予めCPUで算出された露出時間Tex
後の時刻t2に奇数フィールドの受光素子に蓄えられた電
荷をCCDの垂直レジスタに送るための電荷転送パルスが
送られる。これと同期して機械シャッターが閉じられ
る。奇数フィールドには、時間Tex分の露光に相応する
電荷が発生しており、これが前記のCCDの垂直レジス
タ、水平レジスタを経て、A/Dコンバータに送られる。C
CDの設計上の制約から、偶数フィールドの電荷転送は、
時刻t2より時間Tf後にならざるをえないため、偶数フィ
ールドは電気的には時刻t2から時刻t2+Tfの間でも、蓄
光可能な状態にある。しかしながら前述したように、時
刻t2で機械シャッターが閉じられるため、偶数フィール
ドには奇数フィールドと同様に時間Tex分の露光に相応
する電荷が発生する。従って、偶奇両フィールドで電荷
転送タイミングが異なるにもかかわらず、同一時間、同
一露光量が得られる。そして時刻t2+Tfに偶数フィール
ドの受光素子に蓄えられた電荷をCCDの垂直レジスタに
送るための電荷転送パルスが送られ、時間Tex分の露光
に相応する電荷が前記のCCDの垂直レジスタ、水平レジ
スタを経てA/Dコンバータに送られる。
【００２０】上記例では、偶奇両フィールドの蓄光開始
タイミングは機械シャッター開口後の電荷リセットパル
ス印加時刻としたが、偶奇両フィールドへの電荷リセッ
トパルス印加後に機械シャッターを開口させるように
し、この機械シャッターを開口時刻としてもよい。
タイミングは機械シャッター開口後の電荷リセットパル
ス印加時刻としたが、偶奇両フィールドへの電荷リセッ
トパルス印加後に機械シャッターを開口させるように
し、この機械シャッターを開口時刻としてもよい。
【００２１】また、上記例では、偶奇両フィールドの蓄
光終了タイミングは奇数フィールドの電荷転送パルス印
加時刻、及びこれに同期させた機械シャッター閉口時刻
としたが、奇数フィールドの電荷転送パルス印加前に機
械シャッター閉口させるようにし、この機械シャッター
閉口時刻としてもよい。
光終了タイミングは奇数フィールドの電荷転送パルス印
加時刻、及びこれに同期させた機械シャッター閉口時刻
としたが、奇数フィールドの電荷転送パルス印加前に機
械シャッター閉口させるようにし、この機械シャッター
閉口時刻としてもよい。
【００２２】図４は、被写体輝度とAD変換された後の出
力レベルとの関係図である。フレームメモリに蓄えられ
た偶奇両フィールドのデジタル信号は、１フレームの画
像データに生成する演算手段を内包するCPUにより、一
枚のフレームとしての画像データとなるように演算がな
される。
力レベルとの関係図である。フレームメモリに蓄えられ
た偶奇両フィールドのデジタル信号は、１フレームの画
像データに生成する演算手段を内包するCPUにより、一
枚のフレームとしての画像データとなるように演算がな
される。
【００２３】次に、被写体輝度域の大きい場合の露光方
法に関して説明する。
法に関して説明する。
【００２４】この場合、被写体の輝度分布は図２の低輝
度域から高輝度域にわたる。前述した輝度域の大きくな
い場合と同様にして、外部測光素子、もしくはCCDによ
って測光された平均露出量でそのまま記録がおこなわれ
ると、低輝度域と高輝度域の一部がCCDの有効記録輝度
域のレンジを超え、階調再現上の破綻が発生する。
度域から高輝度域にわたる。前述した輝度域の大きくな
い場合と同様にして、外部測光素子、もしくはCCDによ
って測光された平均露出量でそのまま記録がおこなわれ
ると、低輝度域と高輝度域の一部がCCDの有効記録輝度
域のレンジを超え、階調再現上の破綻が発生する。
【００２５】このため以下のようにして偶数フィールド
と奇数フィールドでの露出量は前記の平均露出量に前後
するように与えられる。ここで、偶奇両フィールド間で
の露出量の差はCCDの測光値にもとづいてCPUにより算出
する構成としても良いし、撮影者が任意に決める構成と
してもよい。
と奇数フィールドでの露出量は前記の平均露出量に前後
するように与えられる。ここで、偶奇両フィールド間で
の露出量の差はCCDの測光値にもとづいてCPUにより算出
する構成としても良いし、撮影者が任意に決める構成と
してもよい。
【００２６】図5は輝度域の大きい被写体において奇数
フィールドと偶数フィールドでの露光時間を示すタイム
チャートである。
フィールドと偶数フィールドでの露光時間を示すタイム
チャートである。
【００２７】まず、時刻t0で機械シャターが開口状態に
される。次に、時刻t1においてCCDの奇数フィールド、
偶数フィールド双方にその受光素子の電荷量を初期化す
るリセットパルスが送られる。この時点で、偶奇両フィ
ールドとも機械的（光路的）にも電気的にも蓄光可能な
状態となる。続いて、予めCPUで算出された奇数フィー
ルドの露出時間 Tex/od後の時刻t2に、奇数フィールド
の受光素子に蓄えられた電荷をCCDの垂直レジスタに送
るための電荷転送パルスが送られる。ここでTex/od=Tex
/ave-ΔTexであり、Tex/aveは前記の平均露出量から算
出される露出時間、ΔTexは前記の偶奇両フィールドの
露出量差から算出される露出時間差の1/2である。奇数
フィールドには時間Tex/od分の露光に相応する電荷が発
生しており、これが前記のCCDの垂直レジスタ、水平レ
ジスタを経て、A/Dコンバータに送られる。つづいて、
時刻t3=t2+２ΔTexに機械シャッターが閉じられる。偶
数フィールドは電気的には時刻t3から時刻t2+Tfの間も
蓄光可能な状態にある。しかしながら、前述したように
時刻t3で機械シャッターが閉じられるため、偶数フィー
ルドの受光素子に蓄えられる電荷量は時間Tex/ev=Tex/a
ve+ΔTex分の露光に相応する量となる。そして、時刻t2
+Tfに偶数フィールドの受光素子に蓄えられた電荷をCCD
の垂直レジスタに送るための電荷転送パルスが送られ、
時間Tex/ev=Tex/ave+ΔTex分の露光に相応する電荷が前
記のCCDの垂直レジスタ、水平レジスタを経て、A/Dコン
バータに送られる。以上のようにして偶奇両フィールド
間で所定量、露出時間が変えられる。
される。次に、時刻t1においてCCDの奇数フィールド、
偶数フィールド双方にその受光素子の電荷量を初期化す
るリセットパルスが送られる。この時点で、偶奇両フィ
ールドとも機械的（光路的）にも電気的にも蓄光可能な
状態となる。続いて、予めCPUで算出された奇数フィー
ルドの露出時間 Tex/od後の時刻t2に、奇数フィールド
の受光素子に蓄えられた電荷をCCDの垂直レジスタに送
るための電荷転送パルスが送られる。ここでTex/od=Tex
/ave-ΔTexであり、Tex/aveは前記の平均露出量から算
出される露出時間、ΔTexは前記の偶奇両フィールドの
露出量差から算出される露出時間差の1/2である。奇数
フィールドには時間Tex/od分の露光に相応する電荷が発
生しており、これが前記のCCDの垂直レジスタ、水平レ
ジスタを経て、A/Dコンバータに送られる。つづいて、
時刻t3=t2+２ΔTexに機械シャッターが閉じられる。偶
数フィールドは電気的には時刻t3から時刻t2+Tfの間も
蓄光可能な状態にある。しかしながら、前述したように
時刻t3で機械シャッターが閉じられるため、偶数フィー
ルドの受光素子に蓄えられる電荷量は時間Tex/ev=Tex/a
ve+ΔTex分の露光に相応する量となる。そして、時刻t2
+Tfに偶数フィールドの受光素子に蓄えられた電荷をCCD
の垂直レジスタに送るための電荷転送パルスが送られ、
時間Tex/ev=Tex/ave+ΔTex分の露光に相応する電荷が前
記のCCDの垂直レジスタ、水平レジスタを経て、A/Dコン
バータに送られる。以上のようにして偶奇両フィールド
間で所定量、露出時間が変えられる。
【００２８】図6は輝度域の大きい被写体での本発明の
偶奇フィールドの露光量とCCDの光電特性を示す図であ
る。前述したように、偶奇フィールド間で露出時間が変
えられることにより両フィールド間で2ΔE分の露光量差
が与えられる。奇数フィールドでは小さめの露出時間に
より小さめの露光量が与えられるため、被写体の高輝度
領域に対してCCDの蓄積電荷量が飽和電荷量に達しな
い。これにより、被写体の高輝度領域から中輝度域の明
暗情報を記録することが可能となる。同様に偶数フィー
ルドでは大きめの露出時間により大きめの露光量が与え
られるため、被写体の低輝度領域に対してCCDの蓄積電
荷量がノイズレベルを越える。これにより、被写体の高
輝度領域から中輝度域の明暗情報を記録することが可能
となる。
偶奇フィールドの露光量とCCDの光電特性を示す図であ
る。前述したように、偶奇フィールド間で露出時間が変
えられることにより両フィールド間で2ΔE分の露光量差
が与えられる。奇数フィールドでは小さめの露出時間に
より小さめの露光量が与えられるため、被写体の高輝度
領域に対してCCDの蓄積電荷量が飽和電荷量に達しな
い。これにより、被写体の高輝度領域から中輝度域の明
暗情報を記録することが可能となる。同様に偶数フィー
ルドでは大きめの露出時間により大きめの露光量が与え
られるため、被写体の低輝度領域に対してCCDの蓄積電
荷量がノイズレベルを越える。これにより、被写体の高
輝度領域から中輝度域の明暗情報を記録することが可能
となる。
【００２９】上記のように奇数、偶数それぞれのフィー
ルドに記録された情報は、演算手段を内包するCPUで以
下のようにレベルがシフトされた後、合成され一枚のフ
レーム情報となされる。
ルドに記録された情報は、演算手段を内包するCPUで以
下のようにレベルがシフトされた後、合成され一枚のフ
レーム情報となされる。
【００３０】図7は奇数フィールド、偶数フィールドの
それぞれでの被写体輝度と出力レベルとの関係図であ
る。奇数フィールド、偶数フィールドは標準的な露出に
対してΔE分前後に変化させられているため、それぞれ
の出力レベルｙは以下の関係式に基づき、補正がなされ
る。 奇数フィールド 0≦y＜Hi-γΔE y=y +γΔE Hi-γΔE≦y≦Max y=y +γΔE(Max-y)/(γΔE+Max-Hi) 偶数フィールド 0≦y＜Lo+γΔE y=yLo/(γΔE+Lo) Lo+γΔE≦y≦Max y=y -γΔE ここで、Max：最高レベル値、Hi：ハイライトレベル
値、Lo：シャドウレベル値、γ：輝度と出力レベル間の
勾配であり、適宜の値が設定されるが、出力レベルが0
〜255である場合Hiは200〜230、Loは30〜5に設定される
のが望ましい。また、ΔEは、0.5Ev〜1Evに設定される
ことが望ましい。
それぞれでの被写体輝度と出力レベルとの関係図であ
る。奇数フィールド、偶数フィールドは標準的な露出に
対してΔE分前後に変化させられているため、それぞれ
の出力レベルｙは以下の関係式に基づき、補正がなされ
る。 奇数フィールド 0≦y＜Hi-γΔE y=y +γΔE Hi-γΔE≦y≦Max y=y +γΔE(Max-y)/(γΔE+Max-Hi) 偶数フィールド 0≦y＜Lo+γΔE y=yLo/(γΔE+Lo) Lo+γΔE≦y≦Max y=y -γΔE ここで、Max：最高レベル値、Hi：ハイライトレベル
値、Lo：シャドウレベル値、γ：輝度と出力レベル間の
勾配であり、適宜の値が設定されるが、出力レベルが0
〜255である場合Hiは200〜230、Loは30〜5に設定される
のが望ましい。また、ΔEは、0.5Ev〜1Evに設定される
ことが望ましい。
【００３１】上記関係式により、奇数、偶数フィールド
の出力レベルを合成して、図７の中央の折実線で示され
る被写体輝度と出力レベルの関係が得られ、１フレーム
の画像データが得られる。
の出力レベルを合成して、図７の中央の折実線で示され
る被写体輝度と出力レベルの関係が得られ、１フレーム
の画像データが得られる。
【００３２】ここで、主として偶数フィールドでは高輝
度領域で、奇数フィールドでは低輝度領域で実質的に出
力レベル情報が欠落する。これらの領域に関しては、実
質的な情報を有する片側のフィールドの出力レベルを元
に補間により出力レベルが決定される。一般に高輝度領
域や低輝度領域は、高空間周波数の情報が含まれること
が少ないため、画像データとして破綻をきたすことはな
い。
度領域で、奇数フィールドでは低輝度領域で実質的に出
力レベル情報が欠落する。これらの領域に関しては、実
質的な情報を有する片側のフィールドの出力レベルを元
に補間により出力レベルが決定される。一般に高輝度領
域や低輝度領域は、高空間周波数の情報が含まれること
が少ないため、画像データとして破綻をきたすことはな
い。
【００３３】また、上記演算では中輝度部でのγ特性
は、フィールド間で露出を変化させる必要のない輝度域
が狭い被写体を対象とする場合と同じである。このた
め、被写体輝度域の大小による階調再現の軟調、硬調差
も少なくてすみ、撮影者の混乱を招かない。
は、フィールド間で露出を変化させる必要のない輝度域
が狭い被写体を対象とする場合と同じである。このた
め、被写体輝度域の大小による階調再現の軟調、硬調差
も少なくてすみ、撮影者の混乱を招かない。
【００３４】また、撮影時に機械シャッターが用いられ
るため、撮影者が、機械シャッター音により撮影の終了
を関知できる。
るため、撮影者が、機械シャッター音により撮影の終了
を関知できる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるデジ
タルスチルカメラによれば、ダイナミックレンジの低い
安価なCCDを用いても、輝度域の大きな被写体に対し、
高輝度領域の階調の欠損および低輝度域でのノイズ混入
によるざらつき感を抑制した画像を生成することが可能
となる。
タルスチルカメラによれば、ダイナミックレンジの低い
安価なCCDを用いても、輝度域の大きな被写体に対し、
高輝度領域の階調の欠損および低輝度域でのノイズ混入
によるざらつき感を抑制した画像を生成することが可能
となる。
【図１】本発明の実施例を示すデジタルカメラのシステ
ムブロック図である。
ムブロック図である。
【図２】CCDの光電特性図である。
【図３】輝度域の大きくない被写体において、奇数フィ
ールド、偶数フィールドでの露光時間を示すタイムチャ
ートである。
ールド、偶数フィールドでの露光時間を示すタイムチャ
ートである。
【図４】輝度域の大きくない被写体においての、被写体
輝度とAD変換された後の出力レベルとの関係図である。
輝度とAD変換された後の出力レベルとの関係図である。
【図５】輝度域の大きい被写体において、奇数フィール
ド、偶数フィールドでの露光時間を示すタイムチャート
である。
ド、偶数フィールドでの露光時間を示すタイムチャート
である。
【図６】輝度域の大きい被写体での、本発明の偶奇フィ
ールドの露光量とCCDの光電特性を示す図である。
ールドの露光量とCCDの光電特性を示す図である。
【図７】輝度域が大きい被写体での、奇数フィールド、
偶数フィールドのそれぞれでの被写体輝度とAD変換され
た後の出力レベルとの関係図である。
偶数フィールドのそれぞれでの被写体輝度とAD変換され
た後の出力レベルとの関係図である。
１ ：レンズ ２ ：絞り、機械シャッター ３ ：.CCD ４ ：.A/Dコンバーター ５ ：フレームメモリ ６ ：CPU ６１ ：露出量制御手段 ６２ ：.画像データ演算手段 ７ ：フラッシュメモリ ８ ：タイミングジェネレータ
Claims (4)
- 【請求項１】 画像撮影用のCCDの出力を用いて被写体
像を記録するデジタルスチルカメラにおいて、 画像データ演算手段と露出量制御手段と、 を備え、被写体輝度域が大である場合に、前記露出量制
御手段は一回の撮影においてCCD中の一群と他群に異な
る露出時間を与え、前記画像データ演算手段はそれぞれ
異なる群より得られた信号をそれぞれレベルシフトさせ
た後、１フレームの画像データに合成することを特徴と
するデジタルスチルカメラ。 - 【請求項２】 画像撮影用のCCDの偶奇両フィールドの
出力を用いて被写体像を記録するデジタルスチルカメラ
において、絞りと、機械シャッターと、CCDの偶奇両フ
ィールドに蓄えられた電荷量信号をデジタル信号に変換
するA/Dコンバーターと、前記偶奇両フィールドから得
られるデジタル信号を１フレームの画像データに変換す
る画像データ演算手段と前記の絞り、機械シャッター、
CCDの電子シャッターの制御を行う露出量制御手段と、
を備え、被写体輝度域が大である場合に、前記露出量制
御手段は機械シャッターを開口した後、偶奇両フィール
ドに同時に電荷量を初期化するリセットパルスを与え、
その後一方のフィールドに蓄えられた電荷を転送する電
荷転送パルスを与え、前記電荷転送パルス印加して所定
時間後に機械シャッターを閉口させ、しかる後に他方の
フィールドに蓄えられた電荷を転送する電荷転送パルス
を与え、前記画像データ演算手段は、前記偶奇両フィー
ルドのデジタル信号をレベルシフトさせた後、１フレー
ムの画像データに合成することを特徴とするデジタルス
チルカメラ。 - 【請求項３】 画像撮影用のCCDの偶奇両フィールドの
出力を用いて被写体像を記録するデジタルスチルカメラ
において、絞りと、機械シャッターと、CCDの偶奇両フ
ィールドに蓄えられた電荷量信号をデジタル信号に変換
するA/Dコンバーターと、前記偶奇両フィールドから得
られるデジタル信号を１フレームの画像データに変換す
る画像データ演算手段と、前記の絞り、機械シャッタ
ー、CCDの電子シャッター制御を行う露出量制御手段
と、を備え、被写体輝度域が大である場合に、前記露出
量制御手段は、偶奇両フィールドに電荷量を初期化する
リセットパルスを与えた後、機械シャッターを開口さ
せ、その後一方のフィールドに蓄えられた電荷を転送す
る電荷転送パルスを与え、前記電荷転送パルス印加して
所定時間後に機械シャッターを閉口させ、しかる後に他
方のフィールドに蓄えられた電荷を転送する電荷転送パ
ルスを与え、前記画像データ演算手段は、前記偶奇両フ
ィールドのデジタル信号をレベルシフトさせた後、１フ
レームの画像データに合成することを特徴とするデジタ
ルスチルカメラ。 - 【請求項４】 被写体輝度域が５Ev以上である場合を、
特に被写体輝度域が大とすることを特徴とする前記請求
項１から３に記載のデジタルスチルカメラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01691096A JP3536502B2 (ja) | 1996-02-01 | 1996-02-01 | デジタルスチルカメラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01691096A JP3536502B2 (ja) | 1996-02-01 | 1996-02-01 | デジタルスチルカメラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09214829A true JPH09214829A (ja) | 1997-08-15 |
| JP3536502B2 JP3536502B2 (ja) | 2004-06-14 |
Family
ID=11929305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01691096A Expired - Fee Related JP3536502B2 (ja) | 1996-02-01 | 1996-02-01 | デジタルスチルカメラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3536502B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002165138A (ja) * | 2000-11-24 | 2002-06-07 | Olympus Optical Co Ltd | 撮像装置 |
| JP2003032555A (ja) * | 2001-07-19 | 2003-01-31 | Olympus Optical Co Ltd | 撮像装置 |
| US7466358B1 (en) | 1999-11-22 | 2008-12-16 | Panasonic Corporation | Solid-state imaging device for enlargement of dynamic range |
| KR101133733B1 (ko) * | 2009-12-10 | 2012-04-09 | 삼성전자주식회사 | 전자 셔터를 이용한 다단계 노출 방법 및 이를 이용한 촬영 장치 |
-
1996
- 1996-02-01 JP JP01691096A patent/JP3536502B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7466358B1 (en) | 1999-11-22 | 2008-12-16 | Panasonic Corporation | Solid-state imaging device for enlargement of dynamic range |
| JP2002165138A (ja) * | 2000-11-24 | 2002-06-07 | Olympus Optical Co Ltd | 撮像装置 |
| JP2003032555A (ja) * | 2001-07-19 | 2003-01-31 | Olympus Optical Co Ltd | 撮像装置 |
| KR101133733B1 (ko) * | 2009-12-10 | 2012-04-09 | 삼성전자주식회사 | 전자 셔터를 이용한 다단계 노출 방법 및 이를 이용한 촬영 장치 |
| US9247160B2 (en) | 2009-12-10 | 2016-01-26 | Samsung Electronics Co., Ltd | Multi-step exposure method using electronic shutter and photography apparatus using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3536502B2 (ja) | 2004-06-14 |
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