JP2000299810A

JP2000299810A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2000299810A
Application number: JP11105224A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sakaguchi; 隆坂口
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-04-13
Filing date: 1999-04-13
Publication date: 2000-10-24

Abstract

(57)【要約】【課題】動画を撮影する場合には手振れのない記録に
適した良好な画質の画像が得られ、また、静止画を撮影
する場合には、高画質の画像が得られるようにして、動
画と静止画の画像品位を両立させる。【解決手段】標準テレビジョンフォーマットに基づく
画像を表示するのに必要とされる画素数よりも多い画素
を有する撮像素子１０２と、静止画と動画の撮影モード
を設定するモード設定手段１０９とを備えており、動画
の撮影モードでは、撮像素子１０２に対してインタレー
ス読み出し駆動と高速転送パルスとを組み合わせて電荷
信号を読み出して記録に適した動画を生成する一方、静
止画撮影モードでは、撮像素子１０２に対して全画素読
み出し駆動あるいはＣ.Ｃ.駆動により垂直方向に画素を
加算混合せずに電荷信号を読み出して高画質の静止画像
を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動画と静止画の両
者を撮影可能な撮像装置に係り、特には、多画素の撮像
素子(以下、ＣＣＤという)を用いて、動画を撮影する場
合でも画質を損なわず、また、静止画を撮影する場合に
は高画質の画像が得られるようにするための技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、多画素のＣＣＤを使用して動画と
静止画の両者を撮影可能な撮像装置として、たとえば、
特開平１０−１３６２４４号公報に記載されたもの(以
下、従来技術１という)が知られている。

【０００３】この従来技術１では、電子ビューファイン
ダに動画を表示する場合には、ＣＣＤにおいて垂直方向
に３ライン毎に２ライン分の信号を間引いて１ライン分
だけの電荷信号を出力することで６０枚/秒のフレーム
レートを確保する一方、静止画を撮影する場合には、間
引き処理を行わず、垂直方向に１ラインずつ順次走査に
よって電荷信号を独立して読み出すことで、垂直解像度
の高い高画質を確保するようにしている。

【０００４】また、動画と静止画の両者を撮影可能な他
の従来技術として、たとえば特開平８−１５４２１２号
公報に記載されたもの(以下、従来技術２という)が知ら
れている。

【０００５】この従来技術２では、動画表示の場合の手
振れ補正を行うために、ＣＣＤには、標準テレビジョン
フォーマットに基づく動画像を表示するのに必要とされ
る水平走査ライン数分の領域(以下、正規領域という)以
外に手振れ補正を行うための領域(以下、手振れ補正領
域という)が余分に確保されており、動画を撮影する際
には、上記の正規領域にある信号について、垂直方向に
互いに隣接した信号同士を混合加算して出力する一方、
静止画を撮影する際には、正規領域と手振れ補正領域と
を含む全領域にある信号について、垂直方向に互いに隣
接した信号同士を混合加算して出力するようにしてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術１の場合には、静止画を撮影するときには、垂
直方向に１ラインずつ順次走査して信号を読み出してい
るので、高画質のものが得られるものの、動画を表示す
る高速表示モードは、垂直方向にデータを間引いている
ので、動画を電子ビューファインダに単に表示するとい
う目的で使用するときには何ら問題はないが、動画を記
録することを目的とするときには粗い画像のものとなっ
って記録用として適さない。

【０００７】また、上記の従来技術２の場合には、動画
の撮影モードにおいて、従来技術１のように、信号を間
引きするのではないため、比較的記録に適した動画が得
られるものの、静止画を撮影する場合においても動画の
撮影モードの場合と同じ駆動方法、すなわち、垂直方向
に互いに隣接した上下の信号同士を混合加算して２フィ
ールド期間をかけて読み出すようにしているので、垂直
方向の解像度が不十分となり、高画質な静止画像を得る
のに限界がある。

【０００８】本発明は、上記課題を解決するものであっ
て、多画素のＣＣＤを使用して、動画を撮影する場合に
は手振れのない記録に適した良好な画質の画像が得ら
れ、また、静止画を撮影する場合には、高画質の画像が
得られるようにすることを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の撮像装置は、こ
の課題を解決するために、次のように構成している。

【００１０】第１の発明は、標準テレビジョンフォーマ
ットに基づく画像を表示するのに必要とされる画素数よ
りも多い画素を有する撮像素子と、静止画と動画の撮影
モードを設定するモード設定手段と、このモード設定手
段によるモード設定に応じて、前記撮像素子の各画素を
構成する受光部から電荷信号を互いに異なる方式で読み
出す第１，第２の駆動手段と、前記撮像素子内において
受光部から読み出された電荷信号を垂直方向に高速に転
送する電荷高速転送手段と、前記動画の撮影モードが設
定された場合には、前記電荷高速転送手段と前記第１の
駆動手段とによって前記撮像素子からの電荷信号の読み
出し領域を制御して、前記電荷信号を動画処理する動画
信号処理手段と、前記静止画の撮影モードが設定された
場合には、前記電荷高速転送手段と前記第２の駆動手段
とによって前記撮像素子からの電荷信号の読み出し領域
を制御して、前記動画の撮影モードと略同一の領域から
の電荷信号を読み出して静止画処理する静止画信号処理
手段とを具備している。

【００１１】これにより、動画の撮影モードでは、記録
に適した動画を生成でき、また、静止画撮影モードで
は、高画質の静止画像を生成することができる。しか
も、静止画の撮影モードでは、動画像と等しい画角とな
るので、撮影モードの移行時に操作性を確保することが
可能である。

【００１２】第２の発明は、第１の発明における静止画
信号処理手段の代わりに、前記静止画の撮影モードが設
定された場合には、前記第２の駆動手段によって前記撮
像素子の全画素領域からの電荷信号の読み出して静止画
処理する静止画信号処理手段を設けている。

【００１３】これにより、動画の撮影モードでは、記録
に適した動画を生成できる。また、静止画の撮影モード
では、撮像素子の全画素領域から電荷信号を読み出すの
で、動画像よりも広い画角で、かつ、高画質の静止画像
を生成することができる。

【００１４】第３の発明は、第１の発明と第２の発明と
を組み合わせたもので、第１の発明における静止画信号
処理手段と同じ構成の第１の静止画信号処理手段と、第
２の発明における静止画信号処理手段と同じ構成の第２
の静止画信号処理手段とを備えるとともに、第１の静止
画信号処理手段と第２の静止画信号処理手段とを選択す
る選択手段とを備えている。

【００１５】これにより、動画の撮影モードでは、記録
に適した動画を生成でき、また、静止画の撮影モードで
は、高画質の静止画像を生成することができる。しか
も、静止画の撮影モードでは、動画像と等しい画角の静
止画の生成と、動画像よりも広い画角の静止画の生成と
を選択することが可能であり、さらに、静止画撮影時の
焦点距離範囲を拡大することが可能である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。

【００１７】(実施形態１)図１は、本発明の実施形態１
に係る撮像装置の基本ブロック図である。

【００１８】この実施形態１の撮像装置は、レンズ１０
１、撮像素子(ＣＣＤ)１０２、撮像素子駆動回路１０
３、アナログ信号処理回路１０４、アナログ・デジタル
変換回路（以下Ａ／Ｄと表記する)１０５、デジタル信
号処理回路１０６、撮像素子駆動制御回路１０７、シス
テム制御回路１０８、および撮影モード設定回路１０９
を備える。

【００１９】この構成の撮像装置において、レンズ１０
１を通過した被写体の画像がＣＣＤ１０２で撮影されて
光電変換され、これにより得られた電荷信号が撮像素子
駆動回路１０３の駆動によって読み出されてアナログ信
号処理回路１０４に出力される。そして、アナログ信号
処理回路１０４において、ノイズ除去、増幅等の処理が
行われてＡ／Ｄ１０５にてデジタル信号に変換される。
デジタル信号処理回路１０６ではこの入力された電荷信
号に基づいて輝度信号等の映像信号を作成する。

【００２０】また、撮影モード設定回路１０９により設
定された撮影モードに応じて、システム制御回路１０８
は、撮像素子駆動制御回路１０７を経て撮像素子駆動回
路１０３を制御し、また、各撮影モード時にデジタル信
号処理回路１０６に対して必要な信号処理を制御する。

【００２１】図２は図１に示したＣＣＤ１０２の構成を
示す説明図である。

【００２２】図２において、１aは受光部、１bは垂直転
送部、１cは水平転送部、１dは電荷検出増幅器、１eは
出力回路である。

【００２３】このＣＣＤ１０２は、以下に説明するよう
に、動画の撮影モードに適した駆動方法と、静止画の撮
影モードに適した駆動方法とが適宜選択できるようにな
っている。

【００２４】動画の撮影モードに適した駆動方法として
は、インタレース読み出し駆動があり、また、静止画の
撮影モードに適した駆動方法としては、全画素読み出し
駆動あるいはＣ.Ｃ.駆動がある。これらの各駆動は、シ
ステム制御回路１０８からの指令を受けて、撮像素子駆
動制御回路１０７が撮像素子駆動回路１０３を制御する
ことにより行われる。

【００２５】まず、上記のインタレース読み出し駆動
は、図２(a)に示すように、テレビジョン信号における
１フィールド期間(ＮＴＳＣ方式の場合、約６０分の１
秒)に、ＣＣＤ１０２の受光部１aの全ての画素に蓄積し
た電荷信号を読み出すために、垂直方向に隣接した上下
２画素の電荷信号を混合し、この混合のペアをフィール
ドごとに切り替える駆動方法である。すなわち、受光部
１aの垂直方向に隣接する上下の画素の電荷信号が、チ
ャージパルスによって垂直転送部１bに移送されるとき
に混合される。たとえば、ある１フィールド期間では垂
直転送部１bのＶ１１にはＰ１１とＰ１２の電荷信号が
混合し、Ｖ１２にはＰ１３とＰ１４の電荷信号が混合す
る。次の２フィールド期間では、Ｖ１１にはＰ１２とＰ
１３の電荷信号が混合し、Ｖ１２にはＰ１４とＰ１５の
電荷信号が混合する。

【００２６】全画素読み出し駆動は、図２(b)に示すよ
うに、垂直転送部１bの段数を図２(a)のＣＣＤの場合の
段数の２倍にすることにより、順次走査によって１フレ
ーム(１画面)の画素の各電荷信号を混合することなく独
立に読み出す駆動方法である。すなわち、受光部１aの
垂直方向に隣接する各画素の電荷信号はチャージパルス
によって混合されることなく垂直転送部１bにそのまま
移送される。たとえば、各フレーム期間ごとに、Ｖ１p
にはＰ１１の電荷信号が、Ｖ２pにはＰ１２の電荷信号
が、Ｖ３pにはＰ１３の電荷信号が、Ｖ４pにはＰ１４の
電荷信号がそれぞれ個別に移送される。

【００２７】Ｃ.Ｃ.駆動は、図２(a)に示すように、受
光部１aに蓄積された電荷信号のうち、奇数ラインの電
荷信号と偶数ラインの電荷信号とをフィールドごとに別
々に垂直転送部１bに移送し、垂直転送部１bでは隣接す
る上下の受光部１aの画素混合を行わないことによっ
て、垂直方向の解像度劣化を抑制する読み出す駆動方法
である。たとえば、あるフィールド期間では垂直転送部
１bのＶ１１にはＰ１１の電荷信号が、Ｖ１２にはＰ１
３の電荷信号が、Ｖ１３にＰ１５の電荷信号がそれぞれ
個別に移送される。次のフィールド期間では、垂直転送
部１bのＶ１１にはＰ１２の電荷信号が、Ｖ１２にはＰ
１４の電荷信号が、Ｖ１３にはＰ１６の電荷信号が移送
される。この場合、２回に分けて読み出し駆動を行うた
めの受光部１aに対する遮光が必要になり、具体的には
シャッタによる遮光等が必要である。

【００２８】そして、上記の各駆動方法のいずれの場合
も、Ｖ転送パルスによって垂直転送部１bから水平転送
部１cに１ライン分の電荷信号が転送された後、Ｈ転送
パルスによって水平方向に転送され、電荷検出増幅器１
dおよび出力回路１eを経て出力される。

【００２９】図３は図１および図２に示した撮像素子１
０２の駆動タイミングの一例を示す説明図であって、同
図(a)は前段フィールドの開始付近、同図(b)は後段フィ
ールドの開始付近の駆動タイミングを示している。

【００３０】図３(a)，(b)において、垂直ＢＬＫはテレ
ビジョン信号での垂直ブランキング信号、ＨＤ・ＶＤは
テレビジョン信号での水平方向・垂直方向の基準信号、
チャ−ジパルス(ＣＨ)はＣＣＤ１０２の受光部１aに蓄
積された電荷を垂直転送部１bに移送するための信号、
Ｖ転送パルスは移送された電荷信号を垂直転送部１bで
垂直方向に転送するための信号である。特に、このＶ転
送パルス内のチャージパルスの前後に位置する箇所に
は、高速転送パルスが挿入されている。この高速転送パ
ルスは、動画の撮影に際してＣＣＤ１０２に手振れ量に
応じた正規領域を確保したときには、その正規領域以外
の領域は実際の表示に寄与できず不要なので、そのよう
な不要な画素に蓄積された電荷信号を破棄するためのも
のである。

【００３１】Ｈ転送パルスは水平転送部１cに移送され
た電荷信号を水平方向に転送するための信号であり、撮
像素子出力信号は、出力回路１eから読み出された出力
信号を示している。

【００３２】次に、図１および図２に示したＣＣＤ１０
２を有する撮像装置において、動画を撮影する場合と、
静止画を撮影する場合との各動作について説明する。

【００３３】図４は、ＣＣＤ１０２の画素領域と図３に
示したＣＣＤ１０２の駆動タイミングとの関係を示す説
明図である。

【００３４】図４において、ＣＣＤ１０２の全画素領域
Ａ０の内、Ａ２が標準テレビジョンフォーマットに基づ
く動画像を表示するのに必要とされる水平走査ライン数
分の領域(すなわち、正規領域)であり、その正規領域Ａ
２の上下にある領域が垂直方向の手振れ補正を行うため
に必要な手振れ補正領域Ａ１，Ａ３である。手振れ補正
領域Ａ１，Ａ３は、手振れの程度に応じて大きさが変更
されるようになっている。ただし、Ａ１，Ａ３の領域の
総和は変わらない。

【００３５】次に、このように構成された撮像装置の動
作について、図５を参照して説明する。なお、ここで
は、ＣＣＤ１０２の垂直方向に沿う画素数をＶ、上側の
手振れ補正領域Ａ１の垂直方向の画素数をＶ１、正規領
域Ａ２の垂直方向の画素数をＶ２、下側の手振れ補正領
域Ａ３の垂直方向の画素数をＶ３とする。

【００３６】動画の撮影モード時動画の撮影モードにおいては、インタレース読み出し駆
動(図２(a)参照)を行う。

【００３７】このインタレース読み出し駆動では、垂直
転送部１bにおいて受光部１aの垂直方向の互いに隣接す
る上下２画素が混合加算されるために、受光部１aから
垂直転送部１bへ移送されるときには、全体で(Ｖ／２)
ライン分の電荷信号となる。

【００３８】そして、図３に示したように、各フィール
ド期間(ＮＴＳＣ方式では１／６０秒の期間)中に、チャ
ージパルスの出力後、垂直方向の手振れ補正量に応じて
高速転送(前半)期間において(Ｖ１)／２個分の高速転送
パルスが出力されてＡ１領域からの高速転送が行なわれ
た後、(Ｖ２)／２個分のＶ転送パルスが出力されてＡ２
領域から正規の電荷信号が読み出され、最後に高速転送
(後半)期間において(Ｖ３)／２個分の高速転送パルスが
出力されてＡ３領域からの高速転送が行なわれる。

【００３９】したがって、この動画の撮影モードでは、
１フィールド期間中に、図５(a)に示すように、ＣＣＤ
１０２の水平転送部１cからは、前後の高速転送期間を
除いたＬi＝(Ｖ２)／２ライン分の電荷信号、つまり正
規領域Ａ２からの電荷信号が実質的に出力されることに
なる。

【００４０】なお、上記の正規領域Ａ２に対応するＬi
ライン分の電荷信号が得られた後は、デジタル信号処理
回路１０６において、水平方向の手振れ補正量に応じて
実質的に映像信号出力領域Ａ４に含まれる映像信号のみ
が抽出されることになる。

【００４１】静止画の撮影モード時静止画の撮影モードにおいては、全画素読み出し駆動
(図２(b)参照)、あるいはＣ.Ｃ.駆動(図２(a)参照)を行
う。

【００４２】まず、全画素読み出し駆動では、順次走査
によって各ラインごとの画素の各電荷信号を混合するこ
となく独立に読み出すため、受光部１aから垂直転送部
１bへ移送されるときには、全体でＶライン分の電荷信
号となる。

【００４３】そして、この全画素読み出し駆動の場合
は、垂直方向の手振れ補正量に応じて高速転送(前半)期
間においてＶ１個分の高速転送パルスが出力されてＡ１
領域からの高速転送が行なわれた後、Ｖ２個分のＶ転送
パルスによって正規領域Ａ２から正規の電荷信号が読み
出され、最後に高速転送(後半)期間においてＶ３個分の
高速転送パルスが出力されてＡ３領域からの高速転送が
行なわれる。

【００４４】一方、Ｃ.Ｃ.駆動の場合には、奇数ライン
と偶数ラインの各画素の電荷信号をフィールド期間ごと
に別々に２回に分けて読み出すため、各フィールド期間
については、受光部１aから垂直転送部１bへ移送される
ときに全体で(Ｖ／２)ライン分の電荷信号となる。

【００４５】そして、各フィールド期間(ＮＴＳＣ方式
では１／６０秒の期間)中に、チャージパルスの出力
後、垂直方向の手振れ補正量に応じて高速転送(前半)期
間において(Ｖ１)／２個分の高速転送パルスが出力され
てＡ１領域からの高速転送が行なわれた後、(Ｖ２)／２
個分のＶ転送パルスが出力されてＡ２領域から正規の電
荷信号が読み出され、最後に高速転送(後半)期間におい
て(Ｖ３)／２個分の高速転送パルスが出力されてＡ３領
域からの高速転送が行なわれる。

【００４６】したがって、１フレーム期間でみれば、図
５(b)に示すように、正規領域Ａ２からは、Ｌp１＝(Ｖ
２)／２×２＝Ｖ２ライン分の電荷信号が出力される。

【００４７】なお、この静止画の撮影モードの場合も、
動画の撮影モードの場合と同様、上記の正規領域Ａ２に
対応するＬp１ライン分の電荷信号が得られた後は、デ
ジタル信号処理回路１０６において、水平方向の手振れ
補正量に応じて実質的に映像信号出力領域Ａ４に含まれ
る映像信号のみが抽出されることになる。

【００４８】このように、この実施形態１の場合は、動
画の撮影モードの場合の正規領域Ａ２におけるライン数
Ｌiと、静止画の撮影モードの場合の正規領域Ａ２にお
けるライン数Ｌiとは等しいので(Ｌi＝Ｌp１)、動画と
静止画の撮影時の画角は等しくなる。

【００４９】ただし、この静止画の撮影モードでは、動
画の撮影モードのようなリアルタイム性は要求されない
ので、全画素読み出し駆動とＣ.Ｃ.駆動のいずれの場合
も、ＣＣＤの読み出し駆動用周波数を一定としたとき、
動画の場合の２倍の時間がかかる。すなわち、２フィー
ルド期間(＝１フレーム期間)内にＬp１(＝Ｌi)ライン分
の電荷信号が生成される。

【００５０】以上のように、この実施形態１において、
動画の撮影モードでは、インタレース読み出し駆動と高
速転送パルスとの組み合わせにより、記録に適した動画
を生成できる。また、静止画撮影モードでは、全画素読
み出し駆動あるいはＣ.Ｃ.駆動と高速転送パルスとの組
み合わせにより、動画像と等しい画角で、かつ、垂直方
向に画素を加算混合していないために高画質の静止画像
を生成することができる。

【００５１】また、この実施形態１では動画と静止画の
画角が等しいことから、操作性の点で動画撮影モードか
ら静止画撮影モードへのモード移行が容易である。

【００５２】さらに、静止画撮影モードにおける撮影状
態の設定、例えばフォーカス，ホワイトバランス，絞り
調整などの設定を動画撮影モードで実施して、その状態
をホールドして静止画撮影モードに移行することが可能
である。

【００５３】(実施形態２)上記の実施形態１では、動画
の撮影モードと静止画の撮影モードの画角は同じであっ
たが、この実施形態２では、動画の撮影モードと静止画
の撮影モードとで画角が異なるように設定されているこ
とである。

【００５４】この実施形態２の構成が実施形態１と異な
る点は、図１のブロック図において、撮影モード設定回
路１０９によって動画と静止画の撮影モードのいずれか
一方が設定されると、この設定に応じて、システム制御
回路１０８が撮像素子駆動制御回路１０７に撮像モード
の設定に応じた指令を与えるので、撮像素子駆動制御回
路１０７が撮像素子駆動回路１０３によるＣＣＤ１０２
の駆動を撮像モードの設定に応じて制御することにより
行われる。

【００５５】その他の構成は、実施形態１の場合と同様
である。

【００５６】次に、この実施形態２におけるＣＣＤ１０
２の駆動制御について、図６を参照して説明する。な
お、この実施形態２の場合も、実施形態１と同様、ＣＣ
Ｄ１０２の垂直方向に沿う画素数をＶ、上側の手振れ補
正領域Ａ１の垂直方向の画素数をＶ１、正規領域Ａ２の
垂直方向の画素数をＶ２、下側の手振れ補正領域Ａ３の
垂直方向の画素数をＶ３とする。

【００５７】動画撮影モード時動画の撮影モードにおいては、インタレース読み出し駆
動(図２(a)参照)を行う。

【００５８】このインタレース読み出し駆動は、上記の
実施形態１と全く同じであって、Ｖ転送パルスに高速転
送パルスが挿入されている。したがって、この動画の撮
影モードでは、１フィールド期間中に、図６(a)に示す
ように、ＣＣＤ１０２の水平転送部１cからは、前後の
高速転送期間に対応する領域Ａ１，Ａ３を除いた正規領
域Ａ２からＬi＝(Ｖ２)／２ライン分の電荷信号が実質
的に出力されることになる。

【００５９】なお、上記の正規領域Ａ２に対応するＬi
ライン分の電荷信号が得られた後は、デジタル信号処理
回路１０６において、水平方向の手振れ補正量に応じて
実質的に映像信号出力領域Ａ４に含まれる映像信号のみ
が抽出されることになる。

【００６０】静止画の撮影モード時静止画の撮影モードにおいては、全画素読み出し駆動
(図２(b)参照)、あるいはＣ.Ｃ.駆動(図２(a)参照)を行
う。

【００６１】まず、全画素読み出し駆動では、Ｖ転送パ
ルスに高速転送パルスは挿入されず、したがって、全画
素領域Ａ０からの電荷信号が読み出される。すなわち、
順次走査によって各ラインごとの画素の各電荷信号を混
合することなく全画素領域Ａ０から独立に読み出すた
め、受光部１aから垂直転送部１bへ移送されるときに
は、全体でＬp２＝Ｖライン分の電荷信号となる。

【００６２】一方、Ｃ.Ｃ.駆動の場合も、Ｖ転送パルス
に高速転送パルスは挿入されず、したがって、全画素領
域Ａ０について、奇数ラインと偶数ラインの各画素の電
荷信号をフィールド期間ごとに別々に２回に分けて読み
出すため、１フレーム期間(＝２フィールド期間)では、
全体でＬp２＝(Ｖ／２)×２＝Ｖライン分の電荷信号と
なる。

【００６３】このように、この実施形態２の場合は、動
画の撮影モードの場合の正規領域Ａ２におけるライン数
Ｌiと、静止画の撮影モードの場合の全画素領域Ａ０に
おけるライン数Ｌp２とが異なるので(Ｌi＜Ｌp２)、動
画と静止画の撮影時の画角も異なる。

【００６４】なお、この静止画の撮影モードでは、動画
の撮影モードのようなリアルタイム性は要求されないの
で、全画素読み出し駆動とＣ.Ｃ.駆動のいずれの場合
も、ＣＣＤ１０２の読み出し駆動周波数を一定としたと
き、動画の場合に２倍を越える時間がかかる。すなわ
ち、２フィールド期間(＝１フレーム期間)を越える時間
内にＬp２ライン分の電荷信号が生成される。

【００６５】上述したように、この実施の形態２では、
動画と静止画の各撮影モードでは画角が異なるので、動
画の撮影モードから静止画の撮影モードに切り換えるよ
うな時には、画角調整などの必要性が生じる。そして、
このような画角調整に際しては、電子ビューファインダ
に撮影する静止画撮影モードの画角に対応した動画を表
示する必要が生じる。このため、動画の場合のインタレ
ース読み出し駆動とは別の読み出し駆動が必要になる。
以下、この点について説明する。

【００６６】動画の撮影期間としては、たとえば、ＮＴ
ＳＣ方式では１／６０秒が適していることが多いので、
静止画の撮影モード時の画角調整等のためには、動画の
撮影の場合と略同じフレームレートを有する画像を電子
ビューファインダに表示できるようにする。そのための
読み出し駆動として、１／６０〜１／３０maxの撮影期
間となる駆動方式(以下、モニタモード駆動と称する)を
採用する。

【００６７】このモニタモード駆動では、その読み出し
ライン数をＬmとした場合、Ｌm≦２Ｌi、つまり、イン
タレース読み出し駆動で動画を表示する場合と略同じラ
イン数を確保する必要がある。これを実現するための一
例として、受光部１aから垂直転送部１bへの電荷の移送
を(Ｌm／Ｌi〜Ｌm／２Ｌi)置きに出力する。例えば１２
８０Ｈ×９６０Ｖの撮像素子の場合は、９６０／２４０
〜９６０／４８０、つまり、信号を間引いて４〜２画素
置きに出力すればよい。

【００６８】以上のように、この実施形態２において、
動画の撮影モードでは、インタレース読み出し駆動と高
速転送パルスとの組み合わせにより、記録に適した動画
を生成できる。また、静止画の撮影モードでは、全画素
読み出し駆動あるいはＣ.Ｃ.駆動によりＣＣＤ１０２の
全画素領域から電荷信号を読み出すので、動画像よりも
広い画角で、かつ、垂直方向に画素を加算混合していな
いために高画質の静止画像を生成することができる。さ
らに、この場合は静止画の撮影モードの撮影間隔として
操作性を損なうこと無く、モニタモード駆動の構成が容
易になる。

【００６９】(実施形態３)上記の実施形態１では、動画
の撮影モードと静止画の撮影モードの画角は同じであ
り、また、実施形態２では、動画の撮影モードと静止画
の撮影モードとで画角が異なるように設定されていた
が、この実施形態３では、実施形態１の場合と実施形態
２の場合とを適宜使い分けることができるようにしたも
のである。

【００７０】すなわち、図７に示すように、動画の撮影
モードの場合には、同図(a)に示すように、各フィール
ド期間ごとに正規領域Ａ２からＬiラインの電荷信号を
取り出す。また、静止画の撮影モードの場合には、動画
と同じ画角の静止画を得る場合には、同図(b)に示すよ
うに、各フレーム期間ごとに正規領域Ａ２からＬiライ
ンの電荷信号を取り出す。さらに、動画よりも広い画角
の静止画を得る場合には、同図(c)に示すように、各フ
レーム期間ごとに全画素領域Ａ０からＬp２ラインの電
荷信号を取り出す。

【００７１】具体的な実現手段の構成としては、たとえ
ば、図１に示すように、画角設定回路１２０を設け、撮
影者が画角を選択するものである。この場合、撮影モー
ド設定回路１０９によって静止画の撮影モードが選択さ
れた場合に、画角設定回路１１０によって、その静止画
が必要とする画角を選択する。

【００７２】他の実現手段としては、静止画の撮影モー
ドの画角の基準を動画の撮影モードの画角に設定してお
き、光学ズームの領域内においては、動画の撮影モード
の場合と等しい正規領域Ａ２を読み出す駆動方法を選択
し、光学ズームのワイド端に達したときには、動画の撮
影モードの正規領域Ａ２よりも広い領域を読み出す駆動
方法を選択して、光学ズームに連動してその読み出し領
域を拡大して最大で全画素領域Ａ０に達するようにす
る。その逆に、静止画の撮影モードの画角の基準を全画
素領域Ａ０を読み出す場合の画角に設定しておき、光学
ズーム領域内においては、動画の撮影モードの領域Ａ２
よりも広い全画素領域Ａ０を読み出す駆動方法を選択
し、光学ズームのテレ端に達したときには、光学ズーム
に連動してその読み出し領域を徐々に狭くして最小で動
画の撮影モードと等しい正規領域Ａ２に達するようにす
る。

【００７３】なお、ここでは光学ズームを有する場合に
ついて説明したが、光学ズームを有しない場合は、基準
状態において、光学ズームのワイド端およびテレ端に達
している状態と等価であり、ワイド側設定およびテレ側
設定に応じて読み出し駆動を変化させれば良い。

【００７４】その他の構成は、実施形態１，２の場合と
同様である。

【００７５】以上のように、この実施の形態３におい
て、動画の撮影モードでは、インタレース読み出し駆動
と高速転送パルスとの組み合わせにより、記録に適した
動画を生成できる。また、静止画の撮影モードでは、動
画の撮影モードの場合と同じ画角か、動画の撮影モード
の場合よりも広い画角を選択できるため、高画質の静止
画像の生成が可能であるばかりか、必要に応じてＣＣＤ
の全領域から高画質の静止画像を生成することが可能と
なる。さらに、静止画の撮影モード時において焦点距離
範囲を拡大することが可能である。

【００７６】(実施形態４)図８は、この実施形態４にお
ける撮像装置のブロック図であり、図１に示した構成と
対応する部分には同一の符号を付す。

【００７７】この実施形態４は、動画の撮影モードにお
ける手振れ補正を実際に行えるようにした場合の具体的
な構成を示したもので、デジタル信号処理回路１０６
が、デジタル輝度／色信号処理回路１１０、手ぶれ量検
出回路１１１、動き補正回路１１２、および動き補正制
御回路１１３を備えている。

【００７８】上記の手ぶれ量検出回路１１１の構成とし
ては、映像検出方式、つまり映像信号の一定期間内の移
動量の検出や、あるいは、センサ検出方式つまり角速度
センサ等による機器そのものの動きの検出等がある。

【００７９】そして、上記の手ぶれ量検出回路１１１、
動き補正回路１１２、動き補正制御回路１１３が動画の
信号処理特有の構成要素であって、特許請求の範囲にお
ける動画信号処理手段に相当する。

【００８０】この構成の撮像装置においては、被写体画
像を撮像素子駆動制御回路１０７に制御される撮像素子
駆動回路１０３の駆動によりＣＣＤ１０２が光電変換を
行って撮像信号を生成する。アナログ信号処理回路１０
４では、ノイズ除去、増幅等の処理を行い、Ａ／Ｄ１０
５にてデジタル信号に変換され、デジタル輝度／色信号
処理回路１１０では輝度信号および色信号等の映像信号
を作成している。

【００８１】また、撮影モード設定回路１０９が動画の
撮影モードを設定している場合、手ぶれ量検出回路１１
１が検出した動きデータはシステム制御回路１０８に入
力され、システム制御回路１０８が撮像素子駆動制御回
路１０７および動き補正制御回路１１３を制御すること
によって手振れ補正を行う。

【００８２】なお、この実施形態４における動画の手振
れ補正のための構成は、上記の各実施形態１〜３にそれ
ぞれ適用可能である。

【００８３】次に、図８に示したＣＣＤ１０２および撮
像素子駆動回路１０３の動作について、図９および図１
０を用いて説明する。

【００８４】図９はＣＣＤ１０２の画素領域を示す説明
図である。ここでは、ＣＣＤ１０２の全画素領域Ａ０が
m₀画素×n₀ラインで構成され、また、この全画素領域Ａ
０内には信号切り出し領域Ａ４が確保され、その信号切
り出し領域Ａ４は、m₁画素×n₁ライン(m₁＜m₀，n₁＜n₀)
で構成されているものとする。なお、信号切り出し領
域Ａ４の位置は固定されたものではなく、手振れの方向
と量とに応じて変位される。

【００８５】図１０に示すように、まず、撮像素子駆動
回路１０３による高速掃き出し処理により、ＣＣＤ１０
２からは、全画素領域Ａ０(m₀画素×n₀ライン)の内から
正規領域Ａ２内の電荷信号が読み出され、次に、この正
規領域Ａ２(m₀画素×n₁ライン)の電荷信号は、デジタル
信号処理部１０６において信号切り出し領域(m₁画素×n
₁ライン)内の信号が切り出され、その後、クロック変換
等を行って(m₂画素×n₁ライン)のデータの信号となる。

【００８６】ここで、手ぶれ量検出回路１１１で検出し
た動き検出データに基づいて、垂直方向の動きをキャン
セルするように、全画素領域Ａ０内から正規領域Ａ２(m
₀画素×n₁ライン)の位置が設定され、続いて、水平方向
の動きをキャンセルするように、この正規領域Ａ２内か
ら信号切り出し領域Ａ４(m₁画素×n₁ライン)の位置が設
定される。

【００８７】これは、例えば撮像素子１０２のアスペク
ト比(縦横比)がテレビジョン信号と同じ４：３の場合、
ＣＣＤ１０２からの読み出し時に垂直方向にn₁/n₀の比
でもって切り出されるので、デジタル信号処理部１０６
において、水平方向にも同様にn₁/n₀の比でもって切り
出す必要があるためである。したがって、信号切り出し
領域Ａ４の水平方向の画素数m₁と、切り出し前の正規領
域Ａ２の水平方向の画素数m₀との比m₁/m₀は、n₁/n₀＝m₁
/m₀の関係を満たしている。続いて、この信号切り出し
領域Ａ４内にある信号について、クロック変換等の変換
を行なって、テレビジョン信号の出力フォーマットに合
致した表示領域Ａ５となるようする。

【００８８】以上のように、この実施形態４で示した動
画信号処理においては、手振れ補正された動画像を得る
ことができる。

【００８９】そして、この手振れ補正の具体的な構成を
実施形態１〜３の場合に適用することにより、動画の撮
影モードでは、手振れ補正を行った記録に適した動画を
生成でき、また、静止画の撮影モードでは、高画質の静
止画像の生成が可能となる。

【００９０】(実施形態５)図１１は、この実施形態５に
おける撮像装置のブロック図であり、図８に示した構成
と対応する部分には同一の符号を付す。

【００９１】この実施形態５は、動画の撮影モードにお
いて、電子ズーム処理と手ぶれ補正処理とが連動するよ
うにした場合の具体的な構成を示したもので、デジタル
信号処理回路１０６が、デジタル輝度／色信号処理回路
１１０、手ぶれ量検出回路１１１、電子ズーム倍率設定
回路１１４、動き補正／補間演算回路１１５、および動
き補正／補間演算制御回路１１６を備えている。

【００９２】その他の構成は、図８に示した実施形態４
の場合と同様である。

【００９３】そして、手ぶれ量検出回路１１１、電子ズ
ーム倍率設定回路１１４、動き補正／補間演算回路１１
５、および動き補正／補間演算制御回路１１６が動画信
号処理特有の構成要素であって、特許請求の範囲におけ
る動画信号処理手段に相当する。

【００９４】このように構成された撮像装置の動画信号
処理においては、被写体画像を撮像素子駆動制御回路１
０７に制御される撮像素子駆動回路１０３の駆動により
ＣＣＤ１０２が光電変換を行って撮像信号を生成する。
アナログ信号処理回路１０４では、ノイズ除去、増幅等
の処理を行い、Ａ／Ｄ１０５でデジタル信号に変換さ
れ、デジタル輝度／色信号処理回路１１０で輝度信号お
よび色信号等の映像信号が作成される。

【００９５】また、撮影モード設定回路１０９が動画撮
影モードを設定している場合、手ぶれ量検出回路１１１
が検出した手振れ量、および電子ズーム倍率設定回路１
１４で設定された電子ズーム倍率は、それぞれシステム
制御回路１０８に入力され、システム制御回路１０８が
撮像素子駆動制御回路１０７および動き補正／補間演算
制御回路１１６を制御することによって手振れ補正およ
び電子ズーム処理を行う。

【００９６】なお、この実施形態５における動画の電子
ズーム処理と手ぶれ補正処理とが連動するための構成
は、上記の各実施形態１〜３にそれぞれ適用可能であ
る。

【００９７】次に、ＣＣＤ１０２と撮像素子駆動回路１
０３の動作について図１２を用いて説明する。

【００９８】図１２に示すように、まず、撮像素子駆動
回路１０３による高速掃き出し処理により、ＣＣＤ１０
２からは、全画素領域Ａ０(m₀画素×n₀ライン)の内から
正規領域Ａ２(m₀画素×n₂ライン)内の電荷信号が読み出
され、次に、デジタル信号処理部１０６において、この
正規領域Ａ２内の電荷信号の内から信号切り出し領域Ａ
４(m₃画素×n₂ライン)(m₁＞m₃)内の信号が切り出され、
その後、クロック変換および補間演算による拡大処理が
行なわれて、表示領域Ａ５(m₂画素×n₁ライン)のデータ
となる。

【００９９】ここで、手ぶれ量検出回路１１１で検出し
た動き検出データおよび電子ズーム倍率設定回路１１５
で設定した電子ズーム倍率に基づいて、垂直方向の動き
を抑制してズーム倍率に一致するように、正規領域Ａ２
(m₀画素×n₂ライン)の位置が設定され、続いて、水平方
向の動きを抑制してズーム倍率に一致するように信号切
り出し領域Ａ４(m₃画素×n₂ライン)の位置が設定され
る。

【０１００】この場合も、実施形態４の場合と同様、Ｃ
ＣＤ１０２のアスペクト比(縦横比)がテレビジョン信号
と同じ４：３の場合、n₂/n₀＝m₃/m₀の関係を有してい
る。

【０１０１】次に、この信号切り出し領域Ａ４の信号を
テレビジョン信号の出力フォーマットに合致するよう
に、クロック変換および拡大処理等を行って電子ズーム
倍率に応じた垂直および水平の大きさに拡大している。

【０１０２】以上のように、この実施形態５で示した動
画信号処理においては、手ぶれ量検出回路による手ぶれ
量および電子ズーム倍率設定回路で設定された電子ズー
ム倍率に応じて、手振れ補正されかつズーム倍率に合致
した動画像を得ることができる。

【０１０３】そして、この手振れ補正の具体的な構成を
実施形態１〜３の場合に適用することにより、動画の撮
影モードでは、手振れ補正されかつ所定のズーム倍率を
もつ記録に適した動画を生成でき、また、静止画の撮影
モードでは、高画質の静止画像の生成が可能となる。

【０１０４】なお、この実施形態５では、手ぶれ補正と
電子ズームの両機能を有する場合について説明したが、
電子ズーム単独の動画処理を行うことも可能である。

【０１０５】また、前記の各実施形態１〜５では、ＣＣ
Ｄ１０２の垂直転送部１bの構成として１画素あたり２
個の転送段数を、また、水平転送部１cとして１垂直転
送部１bあたり２個の転送段数を有する構成を示した
が、これは一例であって、転送段数がこのような構成に
限定されるものではない。

【０１０６】さらに、前記の各実施形態１〜５では、Ｃ
ＣＤ１０２の駆動方法として、インタレース読み出し駆
動において、垂直転送部１bで垂直方向に隣接した２画
素の電荷信号を混合し、この混合のペアをフィールドで
切り替えるようにしているが、インタレース読み出し駆
動を次の方式にすることも可能である。すなわち、垂直
転送部１bは全画素読み出し駆動の場合と同様に各ライ
ンごとに順次走査で読み出した後、水平転送部１cにお
いて垂直方向に隣接した２画素の電荷信号を混合して、
この混合のペアをフィールドで切り替えるようにする。

【０１０７】

【発明の効果】本発明によれば、次の効果が得られる。

【０１０８】(１) 第１の発明では、動画の撮影モード
では、記録に適した動画を生成でき、また、静止画撮影
モードでは、高画質の静止画像を生成することができ
る。しかも、静止画の撮影モードでは、動画像と等しい
画角となるので、撮影モードの移行時に操作性を確保す
ることが可能である。

【０１０９】(２) 第２の発明では、動画の撮影モード
では、記録に適した動画を生成できる。また、静止画の
撮影モードでは、撮像素子の全画素領域から電荷信号を
読み出すので、動画像よりも広い画角で、かつ、高画質
の静止画像を生成することができる。さらに、静止画モ
ードの撮影間隔として操作性を損なうこと無く、モニタ
ーモード駆動の構成が容易になる。

【０１１０】(３) 第３の発明では、動画の撮影モード
では、記録に適した動画を生成でき、また、静止画の撮
影モードでは、高画質の静止画像を生成することができ
る。しかも、静止画の撮影モードでは、動画像と等しい
画角の静止画の生成と、動画像よりも広い画角の静止画
の生成とを選択することが可能であり、さらに、静止画
撮影時の焦点距離範囲を拡大することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１における撮像装置の基本構
成を示すブロック図

【図２】図１の撮像装置における撮像素子の構成を示す
ブロック図

【図３】図１に示した撮像素子の駆動タイミングの一例
を示すタイミングチャート

【図４】図３に示す駆動タイミング時の撮像素子の読み
出し領域の説明図

【図５】本発明の実施形態１において、撮像素子から読
み出す信号の処理動作の説明図

【図６】本発明の実施形態２において、撮像素子から読
み出す信号の処理動作の説明図

【図７】本発明の実施形態３において、撮像素子から読
み出す信号の処理動作の説明図

【図８】本発明の実施形態４における撮像装置の構成を
示すブロック図

【図９】撮像素子に手振れ補正のための信号切り出し領
域を確保した状態の説明図

【図１０】図８の実施形態４において、撮像素子から読
み出す信号の処理動作の説明図

【図１１】本発明の実施形態５における撮像装置の構成
を示すブロック図

【図１２】図１１の実施形態５において、撮像素子から
読み出す信号の処理動作の説明図

【符号の説明】

１a…受光部、１b…垂直転送部、１c…水平転送部、１
０１…レンズ、１０２…撮像素子、１０３…撮像素子駆
動回路、１０４…アナログ信号処理回路、１０５…アナ
ログ・デジタル変換回路、１０６…デジタル信号処理回
路、１０７…撮像素子駆動制御回路、１０８…システム
制御回路、１０９…撮影モード設定回路、１１０…デジ
タル輝度／色信号処理回路、１１１…手ぶれ量検出回
路、１１２…動き補正回路、１１３…動き補正制御回
路、１１４…電子ズーム倍率設定回路、１１５…動き補
正／補間演算回路、１１６…動き補正／補間演算制御回
路、１２０…画角設定回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】標準テレビジョンフォーマットに基づく
画像を表示するのに必要とされる画素数よりも多い画素
を有する撮像素子と、静止画と動画の撮影モードを設定するモード設定手段
と、このモード設定手段によるモード設定に応じて、前記撮
像素子の各画素を構成する受光部から電荷信号を互いに
異なる方式で読み出す第１，第２の駆動手段と、前記撮像素子内において受光部から読み出された電荷信
号を垂直方向に高速に転送する電荷高速転送手段と、前記動画の撮影モードが設定された場合には、前記電荷
高速転送手段と前記第１の駆動手段とによって前記撮像
素子からの電荷信号の読み出し領域を制御して、前記電
荷信号を動画処理する動画信号処理手段と、前記静止画の撮影モードが設定された場合には、前記電
荷高速転送手段と前記第２の駆動手段とによって前記撮
像素子からの電荷信号の読み出し領域を制御して、前記
動画の撮影モードと略同一の領域からの電荷信号を読み
出して静止画処理する静止画信号処理手段と、を具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】静止画の撮影モード時の画角設定は、動
画撮影モードに基づいて行われることを特徴とする請求
項１記載の撮像装置。
【請求項３】標準テレビジョンフォーマットに基づく
画像を表示するのに必要とされる画素数よりも多い画素
を有する撮像素子と、静止画と動画の撮影モードを設定するモード設定手段
と、このモード設定手段によるモード設定に応じて、前記撮
像素子の各画素を構成する受光部から電荷信号を互いに
異なる方式で読み出す第１，第２の駆動手段と、前記撮像素子内において受光部から読み出された電荷信
号を垂直方向に高速に転送する電荷高速転送手段と、前記動画の撮影モードが設定された場合には、前記電荷
高速転送手段と前記第１の駆動手段とによって前記撮像
素子からの電荷信号の読み出し領域を制御して、前記電
荷信号を動画処理する動画信号処理手段と、前記静止画の撮影モードが設定された場合には、前記第
２の駆動手段によって前記撮像素子の全画素領域からの
電荷信号の読み出して静止画処理する静止画信号処理手
段と、を具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】静止画の撮影モード時の画角設定を行う
ための動画表示は、動画の撮影モード時とは異なる撮像
素子の駆動方法によって行うことを特徴とする請求項３
記載の撮像装置。
【請求項５】動画と静止画の各撮影モードの撮像素子
の駆動周波数は共に等しく、かつ、第２の駆動手段によ
る撮影期間は、第１の駆動手段による撮影期間より長く
設定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項
４のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】前記第２の駆動手段は、前記受光部に蓄
積された電荷信号の内、奇数ラインの電荷信号と偶数ラ
インの電荷信号とを時分割で別々に読み出すものである
ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに
記載の撮像装置。
【請求項７】標準テレビジョンフォーマットに基づく
画像を表示するのに必要とされる画素数よりも多い画素
を有する撮像素子と、静止画と動画の撮影モードを設定するモード設定手段
と、このモード設定手段によるモード設定に応じて、前記撮
像素子の各画素を構成する受光部から電荷信号を互いに
異なる方式で読み出す第１，第２，第３の各駆動手段
と、前記撮像素子内において受光部から読み出された電荷信
号を垂直方向に高速に転送する電荷高速転送手段と、前記動画の撮影モードが設定された場合には、前記電荷
高速転送手段と前記第１の駆動手段とによって前記撮像
素子からの電荷信号の読み出し領域を制御して、前記電
荷信号を動画処理する動画信号処理手段と、前記静止画の撮影モードが設定された場合には、前記電
荷高速転送手段と前記第２の駆動手段とによって前記撮
像素子からの電荷信号の読み出し領域を制御して、前記
動画の撮影モードと略同一の領域からの電荷信号を読み
出して静止画処理する第１の静止画信号処理手段と、前記静止画の撮影モードが設定された場合には、前記第
３の駆動手段によって前記撮像素子の全画素領域からの
電荷信号の読み出して静止画処理する第２の静止画信号
処理手段と、前記第１の静止画信号処理手段と第２の静止画信号処理
手段とを選択する選択手段と、を具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項８】動画と静止画の各撮影モードの撮像素子
の駆動周波数は共に等しく、かつ、第２の駆動手段によ
る撮影期間は第１の駆動手段による撮影期間より長く、
さらに、第３の駆動手段による撮影期間は第２の駆動手
段による撮影期間より長く設定されていることを特徴と
する請求項７記載の撮像装置。
【請求項９】前記選択手段は、光学ズーム範囲におい
ては第２の静止画信号処理手段を選択し、光学ズームの
最大テレ側からは第１の静止画信号処理手段を選択する
か、または光学ズーム範囲においては第１の静止画信号
処理手段を選択し、光学ズームの最大ワイド側からは第
２の静止画信号処理手段を選択することを特徴とする請
求項７または請求項８記載の撮像装置。
【請求項１０】前記第２，第３の駆動手段は、受光部
に蓄積された電荷信号の内、奇数ラインの電荷信号と偶
数ラインの電荷信号とを時分割で別々に読み出すもので
あることを特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれ
かに記載の撮像装置。
【請求項１１】前記動画信号処理手段は、被写体の動
きの有無を検出する動き検出手段と、この動き検出手段
により検出した動き量に基づいて動き補正を行う動き補
正手段と、を具備することを特徴とする請求項１ないし
請求項１０のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１２】前記動画信号処理手段は、電子式拡大
手段を有し、この電子式拡大手段は、電子式ズーム倍率
設定手段と、前記撮像素子出力信号を補間する補間演算
手段とから構成されていることを特徴とする請求項１な
いし請求項１０のいずれかに記載の撮像装置。