(57)【要約】【課題】動画と静止画の同時記録での静止画の画質を向上し、かつ前後のフィールドで違和感の少ない動画を同時記録する。【解決手段】電子シャッター機能を有する固体撮像素子と、電子シャッター制御手段と、前記固体撮像素子の出力信号のゲインを調整するＡＧＣ手段と、前記ＡＧＣ手段のゲイン制御をするＡＧＣゲイン制御手段と、ノイズリダクション手段と、前記ノイズリダクション手段のノイズ除去レベル設定を制御する手段と、動画を記録する第１の記録手段と静止画を記録する第２の記録手段を備え、静止画と動画の同時記録する画像を取り込む時に前記固体撮像素子の電子シャッターを通常よりも高速に設定するとともに、前記電子シャッターの設定に応じて、前記ＡＧＣゲイン制御とノイズリダクションのノイズ除去レベル設定制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動画を第１の記録媒体へ記録し、静止画を第２の記録媒体へ記録可能な撮像装置であって、
電子シャッター機能を有する撮像手段と、前記撮像手段の出力信号のゲインを調整するゲイン調整手段と、前記ゲイン調整手段からの信号からノイズを除去するノイズ除去手段と、前記ノイズ除去手段からの信号を第１及び第２の記録手段へ記録する信号処理手段と、前記信号処理手段における映像信号に応じて前記撮像手段と前記ゲイン調整手段と前記ノイズ除去手段とを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、静止画と動画の同時記録する画像を取り込む際、前記撮像手段の電子シャッターを動画のみの撮影時よりも高速に設定するとともに、前記撮像手段における電子シャッターの設定に応じて、前記ゲイン制御と前記ノイズ除去手段のノイズ除去レベル設定制御を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
電子シャッター機能を有する固体撮像素子と、電子シャッター制御手段と、前記固体撮像素子の出力信号のゲインを調整するＡＧＣ手段と、前記ＡＧＣ手段のゲイン制御をするＡＧＣゲイン制御手段と、ノイズ除去手段と、前記ノイズ除去手段のノイズ除去レベル設定を制御する手段と、動画を記録する第１の記録手段と静止画を記録する第２の記録手段を備え、
静止画と動画の同時記録する画像を取り込む時に前記固体撮像素子の電子シャッターを通常よりも高速に設定するとともに、前記電子シャッターの設定に応じて、前記ＡＧＣゲイン制御と前記ノイズ除去手段のノイズ除去レベル設定制御を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
静止画と動画の同時記録する時間のフィールドと１フィールド前との前記電子シャッター制御手段で設定した露光時間の比率だけ前記ＡＧＣ制御手段のゲイン設定値と前記ノイズ除去手段のノイズ設定レベルの両方を大きくし、前記静止画と動画の同時記録する時間のフィールドに取り込んだ信号を制御する請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
静止画と動画の同時記録する１フィールド前の前記ＡＧＣゲイン制御手段のゲイン設定値が最大値の時、静止画と動画の同時記録する画像を取り込む場合の電子シャッターとＡＧＣゲイン制御とノイズ除去手段のノイズ除去レベル設定制御を通常と同じとする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
静止画と動画の同時記録するフィールドに設定する固体撮像素子の電子シャッターと通常動画記録時の電子シャッターの設定比が所定の値を超えた場合、静止画と動画の同時記録する画像を取り込む場合の電子シャッター制御とＡＧＣゲイン制御とノイズ除去手段のノイズ除去レベル設定制御を通常と同じとする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項６】
静止画と動画の同時記録する画像を取り込む時に電子シャッターとＡＧＣゲイン制御を実施し、ノイズ除去手段のノイズ除去レベル設定制御を通常と同じとする請求項３に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動画と静止画の同時記録機能を有する撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ビデオカメラの機能の一つとして、動画と静止画の同時記録機能を有するものがでてきている。従来例として動画と静止画の同時記録時に所定の動作が為されると画質データの品質を上げて記録するもの（公開番号：特開平７−２８４０５８号）などが提案されている。
【特許文献１】特開平７−２８４０５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、動画記録の場合、固体撮像素子の最適な露光時間が一定（ＮＴＳＣでは１フィールド期間が約１／６０であり、ＰＡＬでは１／５０秒）となっているため、動画と静止画記録の同時記録を実施すると被写体ブレや手ブレが発生しやすいという課題を有していた。特に、静止画においては露光時間の長さが原因で、ブレが目立ってしまうという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
電子シャッター機能を有する固体撮像素子と、電子シャッター制御手段と、前記固体撮像素子の出力信号のゲインを調整するＡＧＣ手段と、前記ＡＧＣ手段のゲイン制御をするＡＧＣゲイン制御手段と、ＮＲ（ノイズリダクション）手段と、前記ＮＲ（ノイズリダクション）手段のノイズ除去レベル設定を制御する手段と、動画を記録する第１の記録手段と静止画を記録する第２の記録手段を備え、
静止画と動画の同時記録する画像を取り込む時に前記固体撮像素子の電子シャッターを通常よりも高速に設定するとともに、前記電子シャッターの設定に応じて、前記ＡＧＣゲイン制御と前記ＮＲ（ノイズリダクション）のノイズ除去レベル設定制御を行うことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の撮像装置は、動画と静止画の同時記録する画像を取り込む時に固体撮像素子の電子シャッターを通常よりも高速に設定するとともに、前記電子シャッターの設定に応じて、ＡＧＣのゲイン制御を行い、かつＮＲ（ノイズリダクション）のノイズ除去設定を通常よりもノイズ除去レベルを強く制御するため、ブレとノイズの少ない静止画と前後の画像と輝度やノイズレベルで違和感のない動画を記録することができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の請求項１に記載の発明は、動画を第１の記録媒体へ記録し、静止画を第２の記録媒体へ記録可能な撮像装置であって、電子シャッター機能を有する撮像手段と、前記撮像手段の出力信号のゲインを調整するゲイン調整手段と、前記ゲイン調整手段からの信号からノイズを除去するノイズ除去手段と、前記ノイズ除去手段からの信号を第１及び第２の記録手段へ記録する信号処理手段と、前記信号処理手段における映像信号に応じて前記撮像手段と前記ゲイン調整手段と前記ノイズ除去手段とを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、静止画と動画の同時記録する画像を取り込む際、前記撮像手段の電子シャッターを動画のみの撮影時よりも高速に設定するとともに、前記撮像手段における電子シャッターの設定に応じて、前記ゲイン制御と前記ノイズ除去手段のノイズ除去レベル設定制御を行うものである。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、電子シャッター機能を有する固体撮像素子と、電子シャッター制御手段と、前記固体撮像素子の出力信号のゲインを調整するＡＧＣ手段と、前記ＡＧＣ手段のゲイン制御をするＡＧＣゲイン制御手段と、ＮＲ（ノイズリダクション）手段と、前記ＮＲ（ノイズリダクション）手段のノイズ除去レベル設定を制御する手段と、動画を記録する第１の記録手段と静止画を記録する第２の記録手段を備え、静止画と動画の同時記録する画像を取り込む時に前記固体撮像素子の電子シャッターを通常よりも高速に設定するとともに、前記電子シャッターの設定に応じて、前記ＡＧＣゲイン制御と前記ＮＲ（ノイズリダクション）のノイズ除去レベル設定制御を行うものである。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、静止画と動画の同時記録する時間のフィールドと１フィールド前との前記電子シャッター制御手段で設定した露光時間の比率だけ前記ＡＧＣ制御手段のゲイン設定値と前記ＮＲ（ノイズリダクション）のノイズ設定レベルの両方を大きくし、前記静止画と動画の同時記録する時間のフィールドに取り込んだ信号を制御するものである。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、静止画と動画の同時記録する１フィールド前の前記ＡＧＣゲイン制御手段のゲイン設定値が最大値の時、静止画と動画の同時記録する画像を取り込む場合の電子シャッターとＡＧＣゲイン制御とＮＲ（ノイズリダクション）のノイズ除去レベル設定制御を通常と同じとするものである。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、静止画と動画の同時記録するフィールドに設定する固体撮像素子の電子シャッターと通常動画記録時の電子シャッターの設定比が所定の値を超えた場合、静止画と動画の同時記録する画像を取り込む場合の電子シャッター制御とＡＧＣゲイン制御とＮＲ（ノイズリダクション）のノイズ除去レベル設定制御を通常と同じとするものである。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、静止画と動画の同時記録する画像を取り込む時に電子シャッターとＡＧＣゲイン制御を実施し、ＮＲ（ノイズリダクション）のノイズ除去レベル設定制御を通常と同じとするものである。
【００１２】
これにより、動画と静止画の同時記録で高画質の静止画記録と通常記録と違和感のない動画記録の両立を実現した。
【００１３】
（実施の形態１）
以下、この発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施の形態である撮像装置を示すものである。図１において、０１はレンズなどを介して入射される光学信号を電気信号に変換する撮像手段である固体撮像素子で、露光時間を可変とする電子シャッター機能を有している。０２はＣＤＳ、０４はＣＤＳ０２からの映像信号の利得を制御する自動利得制御手段（以下、ＡＧＣと記す）、０５はＡＧＣ０４から出力されるアナログの映像信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換手段であるＡＤコンバータ（以下、ＡＤＣと記す）、０６はＡＤＣ０５からのデジタル映像信号からノイズを除去するノイズ除去手段であるノイズリダクション手段（以下、ＮＲと記す）、０７はＮＲ０６からの入力信号（補色または原色データ）に対してホワイトバランス処理、γ補正、輝度信号および色差信号の作成、輪郭強調など一連のカメラ信号処理を施す映像信号処理手段、１０は映像信号処理手段０７の出力をＮＴＳＣやＰＡＬなどのテレビジョン方式で表示可能な画素数に変換して出力する画素数変換手段、１１は画素数変換手段１０の出力を第１の記録手段１２のフォーマットにあったＤＶ圧縮などに変換し第１の記録手段１２に記録するビデオ信号処理手段、１２はビデオ信号処理手段１１からの映像信号を記録媒体へ記録する第１の記録手段で、第１の記録手段で用いる記録媒体は、本実施の形態ではテープ状媒体としたが、記録媒体の種類としてはこれに限定されるものではない。１３は映像信号処理０７の出力を第２の記録手段のフォーマットにあった方式（例えばＪＰＥＧなど）に変換静止画信号処理手段、１４は静止画信号処理手段１３からの静止画信号を記録媒体へ記録する第２の記録手段で、第２の記録手段１４で用いる記録媒体は、本実施の形態ではメモリーカードなどの半導体メモリとしたが、記録媒体の種類はこれに限定されるものではない。本実施の形態では、映像信号処理手段０７と画素数変換手段１０とビデオ信号処理手段１１と第１の記録手段１２と静止画信号処理手段１３と第２の記録手段１４とで信号処理手段を構成している。
【００１５】
０９はフィールド単位毎に映像信号処理手段０７の出力から所定の範囲の輝度信号の加算平均やピーク値を算出しシステムコンローラ０８に出力する検波手段、０８は検波手段０９の出力をもとにＡＧＣ０４の出力のレベルが目標値に合うようにＡＧＣ０４のゲインレベルを制御する制御手段であるシステムコントローラで、ＮＲ０６や同期信号発生手段０３の制御をも行っている。１５は静止画や動画の記録などの操作を行う操作手段で、ビデオカメラの場合、撮影ボタンなどに相当する。本実施の形態では、検波手段０９とシステムコントローラ０８と同期信号発生手段０３とで制御手段を構成してもよい。
【００１６】
以上のように構成された本実施の形態の撮像装置について、以下その動作について説明する。
【００１７】
レンズ（図示せず）、絞り（図示せず）を通って入射した光は固体撮像素子０１で光電変換され、映像信号として出力される。固体撮像素子０１は、電子シャッター機能を有しており、同期信号発生手段０３によりシステムコントローラ０８の制御のもと固体撮像素子０１の露光時間を変えることができる。固体撮像素子０１の出力がＣＤＳ０２を経由してＡＧＣ０４に入力される。ＡＧＣ０４では、システムコントローラ０８の制御のもとゲイン調整された映像信号が出力され、ＡＤＣ０５でデジタル信号に変換される。ＡＤＣ０５の出力がＮＲ０６のノイズリダクション回路に入力される。ＮＲ０６は、システムコントローラ０８の制御のもとノイズ除去された映像信号を出力し、映像信号処理手段０７に入力される。映像信号処理手段０７は、入力信号（補色または原色データ）に対してホワイトバランス処理、γ補正、輝度信号および色差信号の作成、輪郭強調など一連のカメラ信号処理を施す。画素数変換手段１０は、映像信号処理手段０７の出力をＮＴＳＣやＰＡＬなどのテレビジョン方式で表示可能な画素数に変換して出力する。ビデオ信号処理手段１１は、画素数変換手段１０の出力を第１の記録手段１２のフォーマットにあったＤＶ圧縮などに変換し、第１の記録手段１２に記録する。静止画信号処理手段１３は、映像信号処理０７の出力を第２の記録手段のフォーマットにあったＪＰＥＧなどに変換し、第２の記録手段に記録する。検波手段０９は、フィールド単位毎に映像信号処理手段０７の出力から所定の範囲の輝度信号の加算平均やピーク値を算出しシステムコンローラ０７に出力する。システムコントローラ０８は検波手段０９の出力をもとにＡＧＣ０４の出力のレベルが目標値に合うようにＡＧＣ０４のゲインレベルを制御する。操作手段１５は、静止画や動画の記録などの操作を行うブロックである。
【００１８】
図２は、本発明の一実施の形態であるＮＴＳＣ方式の撮像装置において動画と静止画の同時記録する場合のタイミングチャートの一例を示したものである。図２の１０１は垂直同期信号ＶＤであり、１０２はＣＤＳ０２の出力であり、１０３は操作手段１５の静止画の同時記録指示を示す信号である。１０４は静止画同時記録フラグであり、１０５が固体撮像素子０１の電子シャッター設定であり、１０６が同時記録指示フラグであり、１０７がＡＧＣ０４とＮＲ０６の制御を切り替えるＡＧＣ補正フラグであり、１０８はＡＧＣ０４の出力信号である。
【００１９】
図４は、本発明の一実施の形態である撮像装置において動画と静止画の同時記録する場合の固体撮像素子０１の電子シャッターとＡＧＣ０４に設定するゲインおよびＮＲ０６に設定するノイズレベル除去設定の制御に関するフローチャートである。
【００２０】
動画記録がスタートすると、初期設定処理として静止画同期記録指示フラグ１０４と同時記録指示フラグ１０６とＡＧＣ補正フラグ１０７がそれぞれ０に設定される（ステート２０２）。時刻Ｔ１で垂直同期信号ＶＤ１０１がＬからＨに変化するＶＤ割り込みが入ると検波器０９の出力からＡＧＣゲインＭを算出し（ステート２１０）、電子シャッターを通常動画の設定にするステート２１５に入り、ＮＴＳＣだと１／６０にＰＡＬだと１／５０に設定される。そして、ステート２１８、ステート２１９で時刻Ｔ１からＴ３の期間のＡＧＣゲインＭと電子シャッターが決定される。ＡＧＣ補正フラグ１０７がＬ（０）の場合、ＮＲのノイズ除去設定レベルも通常設定値を使用する。（図２では、ＮＴＳＣのタイミングチャートを記載しているため、固体撮像素子の電子シャッター設定１０５は１／６０と記載。）。
【００２１】
次に、時刻Ｔ２で静止画の同時記録指示１０３がＬからＨに変化するとステート２０４の条件が成立するため、静止画同時記録フラグ１０４がＨ（１）に設定される（ステート２０５）。
【００２２】
そして時刻Ｔ３で垂直同期信号ＶＤ１０１がＬからＨに変化するＶＤ割り込みが入ると検波器０９の出力からＡＧＣゲインＭを算出し（ステート２１０）、ステート２１１の条件が満足するため、２１２で静止画同時記録フラグ１０４をＬ（０）に設定し、ステート２１３にてＡＧＣゲインが所定の値以上がどうか比較する。ステート２１３に記載されている所定の値とは通常ＡＧＣの補正係数ＫとＡＧＣゲインＭを乗算した値がＡＧＣ０４の制御範囲を超えないあらかじめ設定できる数値とする。図２では、ステート２１３の条件が成立しないの場合を記載しているため、ステート２１４で同時記録指示フラグ１０６をＨ（１）に設定し、電子シャッターの設定を１／Ｎ、ＡＧＣ補正係数Ｋを式１にて算出する。
【００２３】
Ｎ  ×  Ｌ  ＝  Ｋ        ・・・  式１
（ＮＴＳＣの場合、Ｌ＝１／６０。ＰＡＬの場合、Ｌ＝１／５０）
ＡＧＣ補正フラグ１０７は０であるので、ステート２１８、ステート２１９で時刻Ｔ３からＴ４の期間のＡＧＣゲインＭと電子シャッター１／Ｎが決定される（図２では、Ｎ＝１００）。
【００２４】
時刻Ｔ４で垂直同期信号ＶＤ１０１がＬからＨに変化するＶＤ割り込みが入ると、ステート２０８の条件が成立するのでステート２０９でＡＧＣ補正フラグをＨ（１）に設定し、検波器０９の出力からＡＧＣゲインＭを算出する（ステート２１０）。そして、静止画同時記録フラグ１０４が０なので、ステート２１５で電子シャッターを通常動画の設定にするステート２１５に入り、ＮＴＳＣだと１／６０にＰＡＬだと１／５０に設定される。次にステート２１６の条件が成立するため、ステート２１７でＡＧＣゲインをステート２１０で算出したＭと時刻Ｔ３に算出したＡＧＣ補正係数Ｋの算出したＫの乗算した値を設定し、ＮＲ０６のノイズ除去レベル設定値も通常設定値にＡＧＣ補正係数Ｋをかけた値を設定する。また、ＡＧＣ補正フラグ１０７と同時記録指示フラグ１０６のそれぞれをＬ（０）とする。そしてステート２１９で時刻Ｔ４からＴ５の期間のＡＧＣゲインＭ×ＫとＮＲノイズ除去レベル、通常の動画時の電子シャッターが設定される。
【００２５】
時刻Ｔ５以降は、静止画同時期記録指示１０３がＬからＨに変化するまで、通常の動画と同じ制御を実施する。
【００２６】
図３は、本発明の一実施の形態である撮像装置において動画と静止画の同時記録する場合のタイミングチャートの一例を示したものである。図３において、図２と同じ構成要素についは同じ符号を用い、説明を省略する。
【００２７】
動画記録がスタートすると、初期設定処理として静止画同期記録指示フラグ１０４と同時記録指示フラグ１０６とＡＧＣ補正フラグ１０７がそれぞれ０に設定される（ステート２０２）。時刻Ｔ１で垂直同期信号ＶＤ１０１がＬからＨに変化するＶＤ割り込みが入ると検波器０９の出力からＡＧＣゲインＭを算出し（ステート２１０）、電子シャッターを通常動画の設定にするステート２１５に入り、ＮＴＳＣだと１／６０にＰＡＬだと１／５０に設定される。そして、ステート２１８、ステート２１９で時刻Ｔ１からＴ３の期間のＡＧＣゲインＭと電子シャッターが決定される。ＡＧＣ補正フラグ１０７がＬ（０）の場合、ＮＲのノイズ除去設定レベルも通常設定値を使用する（図２では、ＮＴＳＣのタイミングチャートを記載しているため、固体撮像素子の電子シャッター設定１０５は１／６０と記載）。
【００２８】
次に、時刻Ｔ２で静止画の同時記録指示１０３がＬからＨに変化するとステート２０４の条件が成立するため、静止画同時記録フラグ１０４がＨ（１）に設定される（ステート２０５）。
【００２９】
そして時刻Ｔ３で垂直同期信号ＶＤ１０１がＬからＨに変化するＶＤ割り込みが入ると検波器０９の出力からＡＧＣゲインＭを算出し（ステート２１０）、ステート２１１、２１２で静止画同時記録フラグ１０４をＬ（０）に設定し、ステート２１３にてＡＧＣゲインが所定の値以上がどうか比較する。ステート２１３に記載されている所定の値とは通常ＡＧＣの補正係数ＫとＡＧＣゲインＭを乗算した値がＡＧＣ０４の制御範囲を超えないあらかじめ設定できる数値とする。図３では、ステート２１３の条件を満足する場合を記載しているため、通常のステート２１５で電子シャッターを通常動画の設定にするステート２１５に入り、ＡＧＣ補正フラグ１０７は０であるので、ステート２１８、ステート２１９で時刻Ｔ３からＴ４の期間のＡＧＣゲインＭと電子シャッターの設定はステート２１５でＮＴＳＣだと１／６０にＰＡＬだと１／５０に設定される。
【００３０】
時刻Ｔ４で垂直同期信号ＶＤ１０１がＬからＨに変化するＶＤ割り込みが入ると、ステート２０８の条件が成立しないため  静止画同時期記録指示１０３がＬからＨに変化するまで、通常の動画と同じ制御を実施する。
【００３１】
このように動画と静止画の同時記録時に固体撮像素子０１の電子シャッターとＡＧＣ０５およびＮＲ０６の制御を連動させることにより、ブレとノイズの少ない静止画と前後の画像と輝度やノイズレベルで違和感のない動画を記録することができるという利点がある。
【００３２】
なお、同時記録時の電子シャッター設定を１／１００としたが、ＡＧＣのゲイン設定で出力の信号レベルが補正可能な範囲でより高速側に設定してよい。また、ＮＲ０６は、映像信号処理手段０７の後段に配置してもかまわない。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明にかかる撮像装置は、動画と静止画の同時記録する画像を取り込む時に固体撮像素子の電子シャッターを通常よりも高速に設定するとともに、前記電子シャッターの設定に応じて、ＡＧＣのゲイン制御とＮＲ（ノイズリダクション）のノイズ除去レベル設定制御を行うため、ブレとノイズの少ない静止画と前後の画像と輝度やノイズレベルで違和感のない動画を記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態１に於ける撮像装置の構成を示したブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に於ける同時記録時した場合のタイミングチャート
【図３】本発明の一実施の形態である撮像装置において動画と静止画の同時記録する場合のタイミングチャート
【図４】本発明の一実施の形態である撮像装置において動画と静止画の同時記録する場合の固体撮像素子の電子シャッターとＡＧＣに設定するゲインおよびＮＲに設定するノイズレベル除去設定の制御に関するフローチャート
【符号の説明】
【００３５】
０１    固体撮像素子
０２    ＣＤＳ
０３    同期信号発生手段
０４    ＡＧＣ
０５    ＡＤＣ
０６    ＮＲ
０７    映像信号処理手段
０８    システムコントローラ
０９    検波手段
１０    画素数変換手段
１１    ビデオ信号処理手段
１２    第１の記録手段
１３    静止画信号処理手段
１４    第２の記録手段
１５    操作手段
【図１】
2006050308.tif 000003
【図２】
2006050308.tif 000004
【図３】
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【図４】
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