JPH02149072A - 電子的撮像装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子スチルカメラ等の電子的撮像装置に関す
る。

［従来の技術］ 近年、例えば電子スチルカメラのように固体撮像素子等
のイメージヤを用いて被写体像を撮像し、その撮像情報
をフロッピディスク等の記録媒体に記録する電子的撮像
装置が開発されている。この種の装置を使用すれば、光
学式カメラのようなフィルムの現像や印画紙への焼付は
等を行なう必要がなく、被写体像をテレビジョンモニタ
等により即時見ることができ非常に便利である。

ところで、この種の装置は一般に自動露出制御手段を有
しており、例えば被写体の光二をダイレクト測光方式に
より測光してそのレベルに応じてイメージヤへの露光時
間を可変制御するようにしている。したがって、例えば
被写体像が暗い場合にはその測光レベルに応じてイメー
ジヤへの露光時間が長く設定され、これによりイメージ
ヤの蓄積電荷量が増加して露出の十分な明瞭な撮像画像
を得ることができる。ところが、固体撮像素子等のイメ
ージヤにより得られる撮像信号は、一般に暗電流ノイズ
やリセットノイズ、光ショットノイズ等のノイズ成分を
含んでおり、これらのノイズは例えば第７図の（ｊ）、
＠、＠に示すように露光時間に比例して増加する傾向が
ある。このため、上記したように露出不足を補うために
露光時間を長く設定すると、それに伴いノイズ成分も増
加してこれが撮像画像のＳ／Ｎを劣化させる原因の一つ
になっていた。

一方、ＮＴＳＣ方式を採用したテレビジョン力メラの中
には、クロマ信号及び輝度信号のＳ／Ｎを改善させるた
めに、ベースクリップ方式やペディスタルクリップ方式
を採用したものがある。ベースクリップ方式とは、クロ
マ信号の色飽和付近のレベルに対してクリップ又は非直
線的な抑圧を行なうことにより、低彩度時のＳ／Ｎを改
善するようにしたものである。これに対しペディスクル
クリップ方式とは、輝度信号の黒付近のレベルに対して
クリップ又は非直線的な抑圧を行なうことにより、低輝
度時のＳ／Ｎを改善するようにしたものである。したが
って、これらの方式を電子スチルカメラにも採用すれば
、イメージヤにより得られた撮像信号に含まれる暗電流
ノイズ等のノイズ成分を低減することができ、これによ
り視覚上特に目につき易い低彩度及び低輝度時の撮像画
面のＳ／Ｎを改善することが可能である。しかし、テレ
ビジョンカメラで採用されているこのような従来のベー
スクリップ方式やペディスタルクリップ方式は、ノイズ
成分除去のためのクリップレベルを予め固定して設定し
たものであった。このため、電子スチルカメラのように
被写体の光量に応じて露光時間を可変制御するものでは
、被写体像が暗く露光時間が長くなった場合にノイズ成
分を除去し切れなくなり、このため撮像画像のＳ／Ｎ劣
化を改善することができなかった。

［発明が解決しようとする課題］ 以上のように従来の装置は、暗電流ノイズ等のノイズ成
分に対する対策を何ら講じていなかったり、また講じて
いたとしてもＮＴＳＣ方式のテレビジョンカメラで採用
されているベースクリップ方式及びペディスタルクリッ
プ方式をそのまま適用したものであるため、イメージヤ
への露光時間が長くなるとノイズ成分が撮像信号に現わ
れてこれが撮像画面のＳ／Ｎ劣化の大きな原因になると
いう問題点を有するもので、本発明はこの点に着目し、
露光時間が長い場合でもノイズ成分を確実に除去できる
ようにし、これにより低速度シャッタ時の撮像画面のＳ
／Ｎを改善して常に高品質の撮像画像を得ることができ
る電子的撮像装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記問題点を解決し目的を達成するために、次
のような手段を講じた。すなわち、イメージヤ上に画像
形成に必要な電荷を蓄積または保持するために要する期
間に対応して、輝度信号及び／又は色信号のノイズ抑圧
レベルを可変設定するようにしたものである。

［作用］ このような手段を講じたことにより、次のような作用を
呈する。すなわち、ノイズ抑圧レベルはイメージヤへの
被写体像の露光時間の長さに応じて可変されるため、た
とえ被写体が暗く露光時間が長くなった場合でも、つま
り低速度シャッタ時においても、この露光時間の長さに
応じたノイズ抑圧レベルが設定されることになる。この
ため、上記露光時間が長くなったことによってノイズ成
分のレベルが増加してもこのノイズ成分は確実に除去さ
れ、この結果Ｓ／Ｎの良い高品質の撮像画像を得ること
ができる。

［実施例コ 次に本発明の要旨に対応した実施例を説明する。

第１図は、同実施例における電子的撮像装置の要部構成
を示す回路ブロック図である。この装置は、被写体撮像
用の固体撮像素子からなるイメージヤ１の他に測光用の
フォトダイオードからなる受光素子２を備えている。そ
して、この受光索子２の受光信号レベルに応じて測光回
路３で露光時間制御信号Ｃ５を発生し、この露光時間制
御信号Ｃ８をドライバ４に供給することによりイメージ
ヤ１の素子シャッタを開閉制御している。

このイメージヤ１によ、り得られた被写体像の電荷信号
、つまり撮像信号は、色分離回路５に導かれてここで先
ず輝度信号とクロマ信号とに分離される。そして、この
うち輝度信号は輝度処理回路６でガンマ補正やベディス
クルクリップ等の所定の信号処理が行なわれたのちＦＭ
変調回路７に供給される。一方クロマ信号はクロマ処理
回路８でベースクリップ等の所定のクロマ処理が行なわ
れたのち、２系列の色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−ＹとなってＦ
Ｍ変調回路７に供給される。そして、これらの輝度信号
Ｙ＋Ｓ及び色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙは、ＦＭ変調回路７
でＦＭ変調されて記録用のビデオ信号■Ｓとなり、図示
しない例えばスチルビデオフロッピディスク（ＳＶＦ）
に記録される。

ところで、本実施例の装置はクリップ電圧制御回路部を
備えている。このクリップ電圧制御回路部は、上記クロ
マ処理回路８及び輝度処理回路６におけるベースクリッ
プ及びベディスクルクリップのクリップ電圧をそれぞれ
制御するためのもので、上記測光回路３から出力される
露光時間制御信号Ｃ５を電圧積分回路９に導き、この回
路９で先ず積分電圧波形ＤＳに変換している。そして、
この積分電圧波形ＤＳのピーク値Ｖｐをピーク値検出回
路１０で検出し、この検出したピーク値電圧Ｖｐを電圧
保持回路１１で一定時間保持したのち第１及び第２のレ
ベル調整回路１２．１３にそれぞれ供給している。この
うち先ずレベル調整回路１２は、上記ピーク値電圧Ｖｐ
の値に応じて所定の低彩度クリップ電圧ＡＳを発生し前
記クロマ処理回路８に供給する。これに対し第２のレベ
ル調整回路１３は、上記ピーク値電圧Ｖｐの値に応じて
所定の低輝度クリップ電圧ＢＳを発生し前記輝度処理回
路６に供給している。尚、これら第１及び第２のレベル
調整回路１２．１３は可変抵抗器１２　ａ＋　　１３　
ａを有している。このうち可変抵抗器１３ａは、低輝度
クリップ電圧ＢＳの利得を調整するためのものである。

一方可変抵抗器１２ａは、低彩度クリップ電圧ＡＳのオ
フセット値を設定するためのもので、これにより第７図
に示したように撮像信号に含まれるノイズ成分のオフセ
ット値Ｖｏｆｆ’相当分を補正している。

このような構成であるから、いま仮に被写体の光量が標
準値であったとし、それに伴いＭ１光回路３からシャッ
タ速度１／３０に対応する露光時間制御信号Ｃ８Ｉが出
力されたとする。そうすると、この露光時間制御信号Ｃ
ＳＩは電圧積分回路９でそのパルス出力時間Ｔ１に応じ
て第２図の破線ＤＳ１に示すような積分電圧波形に変換
され、そのピーク値Ｖｐｌがピーク値検出回路１０で検
出される。そして、このピーク値Ｖｐｌは電圧保持回路
１１で保持されたのち第１及び第２のレベル調整回路１
２．１３に供給され、ここで上記ピーク値Ｖｐｌに応じ
た低彩度クリップ電圧及び低輝度クリップ電圧がそれぞ
れ作成される。すなわち、上記シャッタ速度１／３０に
対応した低彩度クリップ電圧ＡＶ３０及び低輝度クリッ
プ電圧ＢＶ３０がそれぞれ得られることになる。

そうして低彩度クリップ電圧ＡＶ３０及び低輝度クリッ
プ電圧ＢＶ３０がそれぞれ得られる、クロマ処理回路８
及び輝度処理回路６ではそれぞれ次のようなりリップ処
理が行なわれる。すなわち、先ずクロマ処理回路８では
、いま例えば第３図（ａ）及び第４図（ａ）に示すよう
な色差信号が得られたとすると、これらの色差信号のセ
ンタ電圧付近において上記低彩度クリップ電圧ＡＶ３０
に相当する電圧成分がクリップされ、これにより第３図
（ｂ）及び第４図（ｂ）に示すような色差信号Ｒ−Ｙ、
Ｂ−Ｙとなって出力される。このためＦＭ変調回路７に
は、色差信号に含まれるノイズ成分のうち上記低彩度ク
リップ電圧ＡＶ３０の範囲内の低彩度ノイズ成分が除去
された色差信号が供給されることになる。

これに対し輝度処理回路６では、いま例えば第５図（ａ
）に示すような輝度信号が得られたとすると、この輝度
信号のうち低輝度クリップ電圧ＢＶ３０に相当する電圧
成分がクリップされ、これにより第５図（ｂ）に示すよ
うな輝度信号Ｙ＋ｓとなって出力される。このためＦＭ
変調回路７には、輝度信号に含まれるノイズ成分のうち
ＢＶ３０以下の低輝度レベルにおけるノイズ成分が除去
された輝度信号Ｙ＋Ｓが供給されることになる。

したがって、ＦＭ変調回路７からは上記低彩度及び低輝
度における暗電流ノイズ等のノイズ成分が除去されたビ
デオ信号■Ｓが得られＳＶＦに記録されることになり、
このビデオ信号ＶＳを再生してプレビジョンモニタに表
示すると、上記低彩度及び低輝度領域におけるノイズが
目立たない良質の画像を表示することができる。

一方、光量不足の状態で被写体を撮像したとすると、測
光回路３からは例えば第２図に示す如くパルス出力時間
Ｔ２、つまり露光時間の長い露光時間制御信号ＣＳ２が
出力される。いまこの露光制御信号Ｃ８２のパルス出力
時間Ｔ２がシャッタ速度１／１５に相当するもので、あ
ったとすると、電圧積分回路９およびピーク値検出回路
１０からは第２図に示す如くシャッタ速度が１／３０だ
った前述の場合に比べて電圧値が約２倍のピーク値Ｖｐ
２が出力される。そうすると、第１及び第２のレベル調
整回路１２．１３では、上記ピーク値ｖｐ２に応じて電
圧値がＡＶ３０．　　ＢＶ３０に対し約２倍の低彩度ク
リップ電圧Ａ　Ｖ　１５及び低輝度クリップ電圧ＢＶ１
５が作成される。

このためクロマ処理回路８では、各色差信号における上
記低彩度クリップ電圧ＡＶ１５以内の電圧成分がクリッ
プされ、第３図（ｃ）及び第４図（Ｃ）に示すような色
差信号となってＦＭ変調回路に供給される。また輝度処
理回路６においては、第５図（ｃ）に示す如く輝度信号
における上記低輝度クリップ電圧ＢＶ１５以下の電゛圧
成分がクリップされた信号がＦＭ変調回路７に供給きれ
ることになる。すなわち、色差信号及び輝度信号とも、
前述のシャッタ速度１／３０の場合に比べて２倍の低彩
度電圧骨及び低輝魔電圧分がクリップされてＦＭ変調に
供されることになる。このため、シャッタ速度が１／３
０から１／１５へ遅くなり、それに伴い撮像信号に含ま
れる暗電流ノイズ等のノイズレベルが倍増しても、低彩
度領域及び低輝度領域におけるノイズ成分は確実に除去
される。したがって、このような色差信号及び輝度信号
から作成したビデオ信号をＳＶＦに記録しておき、かつ
再生すれば低彩度及び低輝度においてノイズが目立たな
い良質の画像をテレビジョンモニタに表示することがで
きる。

このように本実施例であれば、低彩度クリップ電圧ＡＳ
及び低輝度クリップ電圧ＢＳを露光時間の長さに応じて
可変するようにしたので、シャッタ速度が如何なる値に
設定されても常に最適な低彩度クリップ及び低輝度クリ
ップを行なうことができ、これにより露光時間に比例し
て増加するノイズ成分を確実に除去することができる。

したがって、シャッタ速度とは無関係に常にノイズが少
ない高品質の撮像画像を得ることが可能となる。

尚、輝度信号に対しては一般にガンマ補正が行なわれる
が、このガンマ補正の特性曲線は例えば第６図に示す如
く入射光レベルが小さい領域で立上がりが急峻になって
いる。このため、このガンマ補正後の信号に含まれるノ
イズは高輝度領域よりも低輝度領域で多くなるが、本実
施例であれば先に述べた低輝度クリップによってこのノ
イズ成分を効率良く除去することができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例
えば、上記実施例では素子シャッタを用いた場合につい
て説明したが、機械シャッタを用いた場合にも同様に適
用できる。また前記実施例では、変調前の信号に対しク
リップを行なった場合について説明したが、変調後のビ
デオ信号についてクリップを行なうようにしてもよい。

さらに、クリップ電圧はステップ的に変化させるように
してもよく、その他露光時間に比例してクリップ電圧を
可変するための手段の回路構成やクリップ電圧値等につ
いても、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して
実施できる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、イメージヤ上に画
像形成に必要な電荷を蓄積または保持するために要する
期間に対応して、輝度信号及び／又は色信号のノイズ抑
圧レベルを可変設定するようにしたことによって、露光
時間が長い場合でもノイズ成分を確実に除去することが
でき、これにより低速度シャッタ時の撮像画面のＳ／Ｎ
を改善して常に高品質の撮像画像を得ることができる電
子的撮像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における電子的撮像装置の要
部構成を示す回路ブロック図、第２図乃至第５図は同装
置の動作説明に使用する信号波形図、第６図はガンマ補
正の特性曲線の一例を示す図、第７図は露光時間とノイ
ズレベルとの関係を示す特性図である。 １・・・イメージヤ、２・・・測光用の受光素子、３・
・・測光回路、４・・・ドライバ、５・・・色分離回路
、６・・・輝度処理回路、７・・・ＦＭ変調回路、８・
・・クロマ処理回路、９・・・電圧積分回路、１０・・
・ピーク値検出回路、１１・・・電圧保持回路、１１・
・・第１のレベル調整回路、１３・・・第２のレベル調
整回路、１４・・・クリップ電圧制御回路、。 出願人代理人　弁理士　坪井　　淳 入射えレベル ｇ６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. イメージャ上に画像形成に必要な電荷を蓄積または保持
   するために要する期間に対応して、輝度信号及び／又は
   色信号のノイズ抑圧レベルを可変設定することを特徴と
   する電子的撮像装置。