JPH07107357A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 補間・内挿処理した後のモニター画面上の画
像が像倍率に応じて適確な露出となって、高品質の拡大
画像が得られる撮像装置を提供する。 【構成】 ステップＳ１で被写体の電子ズームの像倍率
が選択され、ステップＳ２（Ｓ３、Ｓ４）で前記像倍率
に応じて、予め複数領域に分割された撮像素子の撮像面
から指定領域が選択され、ステップＳ５で前記指定領域
に対応する撮像信号が積分されて平均光量が求められ、
ステップＳ６で前記平均光量が基準レベルと比較され、
ステップＳ７（Ｓ８）で撮像素子から間欠的に読み出さ
れる撮像信号に基づいて生成された補間信号を、前記撮
像信号に内挿することにより、拡大画像を生成する際の
露出が制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カメラ一体型ＶＴＲ
（ビデオテープレコーダ）などの撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、撮像素子から間欠的に読み出した
信号に内挿・補間処理を施すことによって、被写体の像
倍率を電子的に拡大する機能を備えた撮像装置が知られ
ている。

【０００３】図４はこの種の撮像装置の構成を示すブロ
ック図であり、同図中、１は撮影レンズで、その後段に
は入射光量を調整するアイリス２が配設されている。該
アイリス２の後段にはＣＣＤなどの撮像素子３が配設さ
れている。該撮像素子３は、その撮像面に撮影レンズ１
により結像され且つアイリス２によって光量を調節され
た被写体の画像信号（光信号）を光電変換して撮像信号
に変換するものである。この撮像素子３からの撮像信号
は２重相関サンプリング回路（ＣＤＳ回路）４に入力さ
れ、撮像素子３の蓄積電荷によるノイズが除去されるよ
うになっている。

【０００４】ＣＤＳ回路４には第１のＡ／Ｄ変換器５が
接続され、該Ａ／Ｄ変換器５には信号処理回路６が接続
されている。そして、ＣＤＳ回路４でノイズ成分が除去
され且つＡ／Ｄ変換器５でＡ／Ｄ変換された撮像信号
が、信号処理回路６で色信号の処理などが施された後、
画像メモリ７に格納されるようになっている。該画像メ
モリ７には第１のＤ／Ａ変換器８が接続され、画像メモ
リ７から読み出された撮像信号は、Ｄ／Ａ変換器８でＤ
／Ａ変換された後、図示しない外部回路に供給されるよ
うになっている。

【０００５】ＣＤＳ回路４にはゲート回路９が接続され
ている。該ゲート回路９は、複数領域に分割された撮像
素子３の撮像面上をゲート処理して、ＣＤＳ回路４の出
力信号から所定の領域の撮像信号を抽出するものであ
る。ゲート回路９には積分器１０が接続されている。該
積分器１０は、ゲート回路９で抽出された領域に対応す
る撮像信号を積分して、抽出された領域の平均光量を演
算するものである。該積分器１０には第２のＡ／Ｄ変換
器１１が接続され、該Ａ／Ｄ変換器１１にはシステムコ
ントロール回路１８が接続されている。該システムコン
トロール回路１８は、本装置全体の動作を制御するマイ
クロコンピュータで構成されている。そして、積分器１
０の出力が第２のＡ／Ｄ変換器１１によりＡ／Ｄ変換さ
れた後、システムコントロール回路１８に入力されるよ
うになっている。

【０００６】システムコントロール回路１８には、撮像
素子３の蓄積動作、読み出し動作及びリセット動作を制
御する走査タイミングパルス発生器１２が接続され、該
走査タイミングパルス発生器１２には撮像素子３が接続
されている。システムコントロール回路１８には、アイ
リス駆動回路１４が第２のＤ／Ａ変換器１５を介して接
続されている。該アイリス駆動回路１４には、アイリス
２を開閉駆動するアイリスモータ１３が接続されてい
る。システムコントロール回路１８には、第１のＡ／Ｄ
変換器５、画像メモリ７及び第１のＤ／Ａ変換器８がそ
れぞれ接続されている。システムコントロール回路１８
には、アイリス２の開度を検出するホール素子で構成さ
れたアイリスエンコーダ１６が第３のＡ／Ｄ変換器１７
を介して接続されている。システムコントロール回路１
８には、電子ズームの像倍率を選択するズーム倍率選択
スイッチ１９が接続されている。

【０００７】次に、上記構成になる撮像装置の電子ズー
ム動作を、図５及び図６を参照して説明する。図５は撮
像素子３の走査タイミングを示すタイミングチャート、
図６は撮像素子３の撮像面とモニター画面での被写体画
像の説明図である。

【０００８】システムコントロール回路１８の指令によ
つて、走査タイミングパルス発生器１２からは、図５
（Ａ）に示すような垂直転送パルス、同図（Ｂ）に示す
ような水平転送パルス、同図（Ｃ）に示すような水平走
査パルスがそれぞれ出力され、同図（Ｄ）に示す撮像素
子３からの出力信号が読み取られる。

【０００９】図６では、撮像素子３の撮像面（受光面）
２１の拡大しようとする領域（以下、拡大領域という）
を枠Ｆで囲み、それ以外の不要な領域（以下、非拡大領
域という）には斜線Ｃを付してある。撮像面２１の拡大
領域のみを走査領域とするために、垂直帰線期間内だ
け、撮像素子３内の図示せぬ垂直ＣＣＤを駆動する垂直
転送パルス（図５（Ａ））を高速にして、撮像面２１の
非拡大領域の上下方向部位の不要電荷が掃き出される。
そして、拡大領域では水平走査パルス（図５（Ｃ））２
回について、垂直転送パルス（図５（Ａ））を１回発生
させて、撮像素子３の出力信号（図５（Ｄ））が読み取
られる。その時に、拡大する倍率に合わせて、水平走査
方向の信号を垂直方向に間欠的に読み出すために、走査
タイミングパルス発生器１２からの制御信号により、撮
像素子３から走査線２本に対して１本の割合で撮像素子
３の出力信号（図５（Ｄ））が間引かれて読み出され
る。

【００１０】このようにして、読み出された撮像素子３
の出力信号は、ＣＤＳ回路４でノイズ成分が除去された
後、第１のＡ／Ｄ変換器５でディジタル信号に変換され
て、信号処理回路６に入力され、該信号処理回路６で色
信号処理などの信号処理が施され、画像メモリ７に格納
される。該画像メモリ７に格納された撮像素子３の出力
信号に対して、システムコントロール回路１８によっ
て、隣接する２本の走査線の平均値が演算され、該平均
値を２本の走査線間に内挿することにより、垂直方向の
補間が実行される。また、撮像素子３の撮像面２１の非
拡大領域の左右方向部位に対応する撮像信号のディジタ
ルデータの読み出し或いは書き込みが禁止されることに
よって該ディジタルデータが画像メモリ７内で捨てら
れ、拡大領域に対応する撮像信号の隣り合ったディジタ
ルデータ間に、これら２個のディジタルデータの平均値
を必要回数内挿することにより、水平方向の補間が実行
される。そして、補間後のディジタル信号が、第１のＤ
／Ａ変換器８によりアナログ信号である撮像信号に戻さ
れ、図６に示すように、撮像素子３の撮像面２１の拡大
領域の画像Ｐ１に対応する拡大画像Ｐ２がモニター画面
２０に表示される。

【００１１】次に、この種の撮像装置の露出制御動作
を、図７を参照して説明する。図７は撮像素子３の撮像
面２１を複数領域に分割する説明図である。

【００１２】図４においては、撮影レンズ１からの光信
号がアイリス２を介して、撮像素子３で光電変換されて
ＣＤＳ回路４に入力される。この場合、露出を制御する
ためにＣＤＳ回路４から出力される輝度信号に対して、
ゲート回路９により図７に示すように、１−Ａ〜１−
Ｈ、２−Ａ〜２−Ｈ・・・・８−Ａ〜８−Ｈの６４領域
に分割された撮像素子３の撮像面２１に対応してゲート
がかけられ、それぞれの領域に対応する輝度信号が取り
込まれる。このようにして、ゲート回路９により取り込
まれた輝度信号は、積分器１０で６４個の各領域に対し
て積分され、第２のＡ／Ｄ変換器１１でＡ／Ｄ変換され
てシステムコントロール回路１８に取り込まれる。シス
テムコントロール回路１８では、取り込まれた６４個の
領域の平均光量のレベルが、予め設定された所定レベル
範囲に入るようにアイリス駆動回路１４を制御し、アイ
リスモータ１３への駆動信号を制御してアイリス２の開
度を適切な値に制御する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の撮像装
置では、補間・内挿処理して拡大画像を生成する前の信
号を用いて露出を制御しているため、補間・内挿処理し
た後のモニター画面上の画像が適正露出にならず、高品
質の拡大画像が得られないという問題があった。

【００１４】本発明は、上述した従来の撮像装置におけ
る電子ズーム動作時の露出制御の現状に鑑みてなされた
もので、その目的は、補間・内挿処理した後のモニター
画面上の画像が像倍率に応じて適確な露出となって、高
品質の拡大画像が得られる撮像装置を提供することにあ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、被写体の像倍率で定まる転送レートに従
って撮像素子から間欠的に読み出された撮像信号より生
成される補間信号を前記撮像信号に内挿することによっ
て前記被写体の像倍率を電子的に拡大して拡大画像を生
成する電子式像倍率拡大手段と、前記撮像素子の撮像面
を複数領域に分割し前記電子式像倍率拡大手段によって
拡大される像倍率に応じて前記複数領域の中から指定領
域を選択する指定領域選択手段と、該指定領域選択手段
により指定された指定領域に対応する撮像信号を積分し
て平均光量を求める平均光量検出手段と、該平均光量検
出手段により求められた平均光量に応じて前記拡大画像
生成時の露出を制御する露出制御手段とを具備したこと
を特徴とするものである。

【００１６】

【作用】本発明によると、電子式像倍率拡大手段におい
て、撮像素子から被写体の像倍率で定まる転送レートに
従って撮像素子から間欠的に読み出された撮像信号より
作成される補間信号を前記撮像信号に内挿することによ
り、被写体の像倍率が電子的に拡大されて拡大画像が生
成される。また、指定領域選択手段において、前記撮像
素子の撮像面が複数領域に分割され、電子式像倍率拡大
手段により拡大される像倍率に応じて前記複数領域の中
から指定領域が選択され、平均光量検出手段において、
指定領域に対応する撮像信号を積分することにより平均
光量が求められ、露出制御手段において、平均光量検出
手段で求めた平均光量に応じて、拡大画像生成時の露出
が制御される。これにより、補間・内挿処理した後のモ
ニター画面上の画像が像倍率に応じて適確な露出となっ
て、高品質の拡大画像が得られる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図３を参
照して説明する。なお、本実施例に係わる撮像装置の基
本的な構成は、図４に示す従来例と同一であるから、同
図を流用して説明する。図１は本実施例に係わる撮像装
置の動作を示すフローチャート、図２は同装置のズーム
倍率を２倍にした時の撮像面の領域選択の説明図、図３
は同装置のズーム倍率を３倍にした時の撮像面の領域選
択の説明図である。

【００１８】本実施例に係わる撮像装置において従来と
異なる点は、特にシステムコントロール回路１８が、撮
像素子３の撮像面２１を複数領域に分割し該分割された
複数領域から選択される像倍率に応じて指定領域を選択
する指定領域選択手段と、該指定領域選択手段により指
定された指定領域に対応する撮像信号を積分することに
より平均光量を求める平均光量検出手段と、平均光量検
出手段により求められた平均光量に応じて拡大画像生成
時の露出を制御する露出制御手段とを具備していること
である。

【００１９】このような構成の本実施例に係わる撮像装
置の露出制御動作を、図１のフローチャートに基づき説
明する。

【００２０】まず、ステップＳ１において、ズーム倍率
選択スイッチ１９によってズーム倍率が、１倍、１．３
倍、２倍の何れかが選択される。２倍が選択されるとス
テップＳ２に進み、１．３倍が選択されるとステップＳ
３に進み、１倍が選択されるとステップＳ４に進む。ス
テップＳ２、ステップＳ３或いはステップＳ４に進む
と、システムコントロール回路１８によつて、前記選択
されたズーム倍率に応じて、複数領域に予め分割された
札像素子３の撮像面２１から指定領域が選択される。

【００２１】ズーム倍率が２倍に選択されてステップＳ
２に進んだ場合には、システムコントロール回路１８の
指令によつて、ゲート回路９が作動し、図２に示すよう
に予め１−Ａ〜１−Ｈ・・・８Ａ〜８Ｈの６４領域に分
割された撮像面２１から、３Ｃ〜３Ｆ・・・６Ｃ〜６Ｆ
の１６個の領域が選択される。次いで、ステップＳ５に
進んで、システムコントロール回路１８の指令によつて
積分器１０が作動して、ステップＳ２で選択された３Ｃ
〜３Ｆ・・・６Ｃ〜６Ｆの１６個の領域の撮像信号の光
量が積分され、システムコントロール回路１８で平均光
量が演算された後、ステップＳ６に進む。

【００２２】また、ズーム倍率が１．３倍に選択されて
ステップＳ３に進んだ場合には、図３に示すように予め
１−Ａ〜１−Ｈ・・・８Ａ〜８Ｈの６４領域に分割され
た撮像面２１から、２Ｂ〜２Ｇ・・・７Ｂ〜７Ｇの３６
個の領域が選択される。そして、ステップＳ５に進ん
で、システムコントロール回路１８の指令によつて、積
分器１０が作動してステップＳ２で選択された２Ｂ〜２
Ｇ・・・７Ｂ〜７Ｇの３６個の領域の撮像信号の光量が
積分され、システムコントロール回路１８で平均光量が
演算された後、ステップＳ６に進む。

【００２３】ステップＳ６では、前記ステップＳ５にお
いて、演算された平均光量が予め設定された露出基準レ
ベルよりも高いか否かが判別される。そして、平均光量
が予め設定された露出基準レベルよりも高いと判別され
ると、ステップＳ８に進んで、システムコントロール回
路１８の指令によつてアイリス駆動回路１４が作動し、
アイリスモータ１３がアイリス２を閉じる方向に駆動
し、光量が少なくなる。また、平均光量が予め設定され
た露出基準レベルよりも低いと判別されると、ステップ
Ｓ７に進んで、システムコントロール回路１８の指令に
よつてアイリス駆動回路１４が作動し、アイリスモータ
１３がアイリス２を開く方向に駆動し、光量が多くな
る。

【００２４】なお、本実施例に係わる撮像装置の電子ズ
ーム動作は、すでに説明した従来の撮像装置の電子ズー
ム動作と同一であるから、その説明を省略する。

【００２５】以上のように本実施例によれば、撮像素子
３の撮像面２１上の拡大領域から、ゲート回路９によっ
て撮像信号が取り込まれ、積分器１０によつて該撮像信
号に対応する光量の平均値が求められ、この平均値が露
出基準レベルと比較されて、アイリス２の開度が調整さ
れて露出制御が行われるので、電子ズーム倍率に対応し
て適確な露出制御が行われ、高品質の拡大画像を得るこ
とができる。

【００２６】なお、本実施例では撮像素子３の撮像面２
１を６４の領域に分割した場合を説明したが、これに限
られるものではなく、該撮像面の領域の分割数は任意の
数に設定し得る。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明の撮像装置によれ
ば、撮像素子から間欠的に読み出した撮像信号から、補
間・内挿によって被写体の像倍率を電子的に拡大する際
に、前記撮像素子の撮像面が複数領域に分割され、像倍
率に応じて前記複数領域から指定領域が選択され、該指
定領域に対応する撮像信号を積分した平均光量に応じて
露出が制御されるので、補間・内挿処理した後のモニタ
ー画面上の画像が像倍率に応じて適確な露出となって、
高品質の拡大画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる撮像装置の動作を示
すフローチャートである。

【図２】同撮像装置におけるズーム倍率を２倍にした時
の撮像面の領域選択の説明図である。

【図３】同撮像装置におけるズーム倍率を１．３倍にし
た時の撮像面の領域選択の説明図である。

【図４】従来の撮像装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図５】同撮像装置における撮像素子の走査タイミング
を示すタイミングチャートである。

【図６】同撮像素子の撮像面とモニター画面の被写体画
像の説明図である。

【図７】同撮像素子の撮像面の領域分割の説明図であ
る。

【符号の説明】

２ アイリス ３ 撮像素子 １２ システムコントロール回路（電子式像倍率拡大手
段，指定領域選択手段，平均光量検出手段，露出制御手
段） １３ アイリスモータ １４ アイリス駆動回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体の像倍率で定まる転送レートに従
   って撮像素子から間欠的に読み出された撮像信号より生
   成される補間信号を前記撮像信号に内挿することによっ
   て前記被写体の像倍率を電子的に拡大して拡大画像を生
   成する電子式像倍率拡大手段と、前記撮像素子の撮像面
   を複数領域に分割し前記電子式像倍率拡大手段によって
   拡大される像倍率に応じて前記複数領域の中から指定領
   域を選択する指定領域選択手段と、該指定領域選択手段
   により指定された指定領域に対応する撮像信号を積分し
   て平均光量を求める平均光量検出手段と、該平均光量検
   出手段により求められた平均光量に応じて前記拡大画像
   生成時の露出を制御する露出制御手段とを具備したこと
   を特徴とする撮像装置。