(57)【要約】【課題】高速連写が可能であって、しかも画素数を低下させずに高精細な画像が得られる撮影ユニットおよびその撮影ユニットを備えた撮影装置を提供する。【解決手段】撮影光学系１１の終端部に撮像素子１２ａ〜１２ｎを順次位置させることができるように、円周に沿って複数の撮像素子１２ａ〜１２ｎを配列する。ＣＰＵ１Ａがバス１Ｃを介してモータドライバ１１０ａに駆動パラメータを設定することによりモータ１１１をステッピング動作させながら高速回転させる。このときに複数の撮像素子１２ａ〜１２ｎを撮影光学系光軸上に順次移動させ複数の撮像素子１２ａ〜１２ｎを順次用いて１コマ分の画像データを順次生成させ、撮影ユニット１０で生成された画像データをメモリ１Ｂに順次記憶していく。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の動画撮影を行なって動画用の画像データを生成する撮影ユニットにおいて、
撮影光学系と、
円周に沿って配列された複数の撮像素子と、
前記複数の撮像素子を前記撮影光学系光軸上に順次移動させ該複数の撮像素子を順次用いて動画用の画像データを生成させる撮影制御部とを備えたことを撮影ユニット。
【請求項２】
前記複数の撮像素子は、それぞれ、赤色光、青色光、および緑色光による各画像データを生成するためのＲ用撮像素子、Ｂ用撮像素子、およびＧ用撮像素子が循環的に配列されたものであることを特徴とする請求項１記載の撮影ユニット。
【請求項３】
前記撮影光学系は、それぞれ１つのＲ用撮像素子、Ｂ用撮像素子、およびＧ用撮像素子からなる３つの撮像素子に同時に結像する撮影光学系であることを特徴とする請求項２記載の撮影ユニット。
【請求項４】
撮像素子を駆動するドライバおよび撮像素子から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログフロントエンドを、前記複数の撮像素子それぞれに対応して備えたことを特徴とする請求項１記載の撮影ユニット。
【請求項５】
前記複数の撮像素子に共用される、撮像素子を駆動するドライバおよび撮像素子から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログフロントエンドを備えたことを特徴とする請求項１記載の撮影ユニット。
【請求項６】
請求項１記載の撮影ユニットと、さらに、該撮影ユニットで生成された画像データを受け取って記憶する画像記憶部とを備えたことを特徴とする撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体の動画撮影を行なって動画用の画像データを生成する撮影ユニットおよびその撮影ユニットを備えた撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等で動画を撮影する場合には、そのデジタルカメラが備える信号処理部の処理能力に応じたフレームレートであることが必要になる。当然１フレーム中の画素数が少なければ少ないほど、つまりフレームレートが低ければ低いほど、処理能力の低い信号処理部であっても信号処理は可能となる。
【０００３】
通常、動画を信号処理部で信号処理する場合には、１／３０ｓ（あるいは１／６０ｓ）ごとに信号処理が完了するようにしておかなければならないので、デジタルカメラにおいては動画を撮影する場合においては撮像素子が備える全画素の読出しを行なわずに間引き読み出しを行なって、画素数を減らしてつまりフレームレートを下げて信号処理部で信号処理するようにしている。このようにフレームレートを下げないと、撮像素子からの読出レートと信号処理部での処理レートと画像表示部の表示レートとの間にずれが生じてしまって動画像を信号処理しようとしても処理不能の状態に陥ってしまうことがある。
【０００４】
ところで、上記のように１／３０ｓ（１／６０ｓ）ごとの読出しでは、素早く動く移動体の一瞬の動きを撮影することができないことがあるので、撮像素子からの画像データの間引き読出しと後段の処理動作とを並行に行なうようにして高速連写を可能にしたり、水平ラインの読出しについてはさらなる間引きを行なっていままでよりも高速の連写を行なうことができるようにしている電子スチールカメラもある（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
【０００５】
しかしながら、特許文献１、特許文献２の技術、すなわち今までよりも間引き率を上げて読み出しを行なうこと等により高速連写を行なうことができるようにすると、間引き率を上げた分、画素の数の低下から画像が非常に粗い画像になってしまう。
【特許文献１】特開２００１−９４８５４号公報
【特許文献２】特開平５−１９１７００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑み、高速連写が可能であって、しかも画素数を低下させずに高精細な画像が得られる撮影ユニットおよびその撮影ユニットを備えた撮影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】
【０００７】
上記目的を達成する本発明の撮影ユニットは、被写体の動画撮影を行なって動画用の画像データを生成する撮影ユニットにおいて、
撮影光学系と、
円周に沿って配列された複数の撮像素子と、
上記複数の撮像素子を上記撮影光学系光軸上に順次移動させその複数の撮像素子を順次用いて動画用の画像データを生成させる撮影制御部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
上記本発明の撮影ユニットによれば、上記撮影制御部が上記複数の撮像素子を順次用いて動画用の一コマの被写体像をその複数の撮像素子それぞれに順次結像させることができる。
【０００９】
ここで、撮像素子の初期設定などを撮影光軸上にその撮像素子を移動させる前に予め行なっておいて撮影光学系の光軸上に進出させたときに撮像素子に露光のみを行なわせることができるので、複数の撮像素子のうちのいずれかを上記撮影光学系光軸上に順次移動させていくときの時間間隔を例えば１／３０ｓよりも速めるようなこともできる。
【００１０】
そうすると、高速連写が行なえるようになって、さらに露光終了後に撮像素子が円周上を回って撮影光学系の光軸上に戻ってくるまでの間に画像データを順次出力させてメモリに動画を表わす画像データを書き込んでいくようなことができる。
【００１１】
このときに読み出しが相対的に高速に行なえるメモリを利用することで、後から１コマ１コマの画像を繋いでいくような作業を行うと、高精細な１コマ１コマの画像からなる高精細な動画像を再生表示するようなことも行なえるようになる。
【００１２】
すなわち、高速連写が可能であって、しかも画素数を低下させずに高精細な画像が得られる撮影ユニットが実現される。
【００１３】
ここで、上記複数の撮像素子は、それぞれ、赤色光、青色光、および緑色光による各画像データを生成するためのＲ用撮像素子、Ｂ用撮像素子、およびＧ用撮像素子が循環的に配列されたものであることが好ましい。
【００１４】
そうすると、Ｒ用撮像素子、Ｂ用撮像素子、Ｇ用撮像素子それぞれに各色光の被写体が結像されるので、後から色再現性の良いカラー画像を得ることができる。
【００１５】
ここで上記Ｒ用撮像素子、Ｂ用撮像素子、Ｇ用撮像素子それぞれに各色光を順次結像させるようにすると少々時間がかかってしまう。
【００１６】
そこで上記撮影光学系は、それぞれ１つのＲ用撮像素子、Ｂ用撮像素子、およびＧ用撮像素子からなる３つの撮像素子に同時に結像する撮影光学系例えばダイクロイックプリズムを備えた撮影光学系であることが望ましい。
【００１７】
そうすると、各色光が３つの撮像素子に同時に結像されるようになるので、より色再現性の良いカラー画像が得られる。また短時間のうちに３つの撮像素子それぞれに各色光を結像させることができるようになるので、処理時間も短縮され、より一層の高速連写が可能となる。
【００１８】
また、上記複数の撮像素子それぞれに対応して撮像素子を駆動するドライバおよび撮像素子から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログフロントエンドを上記複数の撮像素子それぞれに対応して備えた態様であることが好ましい。
【００１９】
そうすると、上記複数の撮像素子それぞれを撮像素子それぞれが備えるドライバにより駆動して撮像素子それぞれに被写体を結像させることも、また複数の撮像素子それぞれから被写体を表わすアナログ信号を出力させることも、さらに上記アナログフロントエンドによってそのアナログ信号をデジタル信号に変換することもできる。
【００２０】
このようにしておくと、上記アナログフロントエンドからデジタル信号が出力されるようになっているので、バスを介して後段の制御部に簡単に接続することができ、撮影装置などの装置に組み込むことが簡単な撮影ユニットになる。
【００２１】
ただし、上記のように各撮像素子にドライバとアナログフロントエンドをそれぞれ配備するようにすると、少々コスト高になることもある。
【００２２】
そのような場合には、上記複数の撮像素子に共用される、撮像素子を駆動するドライバおよび撮像素子から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログフロントエンドを備えた態様にしてこの撮影ユニットの低コスト化を図るようにすると良い。
【００２３】
上記課題を達成する本発明の撮影装置は、請求項１記載の撮影ユニット、さらに該撮影ユニットで生成された画像データを受け取って記憶する画像記憶部を備えたことを特徴とする。
【００２４】
上記本発明の撮影装置のように上記請求項１記載の撮影ユニットが撮影装置に適用されると、上記撮影制御部が、上記撮像素子を一コマ分の画像データを生成した後、円周に沿ってその撮像素子が一週まわるまでの間に上記撮影ユニットで生成された動画を表わす画像データを上記画像記憶部にゆっくりと記憶することができるので、その画像記憶部に記憶された画像データに基づく高精細な動画を後から表示画面上に再生表示するようなことが行なえる。さらに、一コマ一コマの画像がすべて高精細な画像からなる動画が生成されるようになるので、スチール写真を生成したとしても静止画撮影を行なったかのごとき写真が得られるようになる。
【発明の効果】
【００２５】
以上、説明したように、高速連写が可能であって、しかも画素数を低下させずに高精細な画像が得られる撮影ユニットおよびその撮影ユニットを備えた撮影装置が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施形態である撮影ユニットを示す図である。
【００２８】
図１に示す撮影ユニット１０は、被写体の動画撮影を行なって動画用の画像データを生成する撮影ユニットであって、撮影光学系１１と、円筒１００の円周に沿って配列された複数の撮像素子１２ａ〜１２ｎと、ＤＲ（モータドライバ）１１０ａに指示してモータ１１１をステッピング駆動させることにより円筒１００を間欠的に回転させて複数の撮像素子１２ａ〜１２ｎを撮影光学系１０の光軸上に順次移動させ複数の撮像素子１２ａ〜１２ｎを順次用いて動画用の画像データを生成させる撮影制御部１１０とを備えている。
【００２９】
図１には、１つの撮像素子１２ｎ−１が備えるドライバ１２０ｎ−１とアナログフロントエンド（以降ＡＦＥという）１２１ｎ−１とが示されているが、実際には複数の撮像素子１２ａ〜１２ｎそれぞれに対応して撮像素子１２ａ〜１２ｎを駆動するドライバおよび撮像素子１２ａ〜１２ｎから出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＦＥが複数の撮像素子それぞれに対応して備えられている。この例においては撮影制御部１１０が、各撮像素子が備えるドライバ（撮像素子１２ｎ−１が備えるドライバ１２０ｎ−１のように各撮像素子がドライバを備えている）およびＡＦＥ（撮像素子１２ｎ−１が備えるＡＦＥ１２１ｎ−１のように各撮像素子がＡＦＥを備えている）に動作指示を与えるとともに円筒１００の軸近傍に配備されているモータ１１１をステッピング動作させるようにして撮影光学系の光軸上に位置した撮像素子（図１の１２ａ）に１コマの動画を露光させ露光終了後その撮像素子１２ａを光軸上から退避させてからその１コマ分の画像を表わす画像データを生成させるようにしている。
【００３０】
このようにしておくと、撮影光学系の光軸に位置した撮像素子例えば１２ａに被写体を結像させ露光が完了した後、モータ１１１により円筒１００が回転駆動され一周回って再び撮影光学系の光軸上に戻ってくるまでの間にその撮像素子に画像データの出力を行わせれば良くなる。
【００３１】
つまり、撮影光学系の光軸上に撮像素子が位置しているときに露光が完了した後、撮像素子が光軸上にないときに後段のＡＦＥでアナログ信号をデジタル信号に変換させてから例えばメモリに１コマ１コマの画像データを順次書き込んでいくようなことができる。
【００３２】
ここで、そのメモリに高速読出しが自在なメモリを用いることで、そのメモリに順次記憶された１コマ１コマの画像を表わす画像データを高速で読み出して高精細な動画像を表示画面上に再生表示させることができるようになる。
【００３３】
さらに、１個の撮像素子に１コマ分の被写体像を結像させた後、その撮像素子が再び光軸上に来るまでの間に露光準備やメモリへの書き込み処理等が行なえるので、複数の撮像素子それぞれを撮影光学系の光軸上に順次移動させるときの時間間隔を速め円筒を高速回転させることによりこの撮影ユニットに高速連写を行なわせることもできる。
【００３４】
すなわち、高速連写が可能であって、しかも画素数を低下させずに高精細な画像が得られる撮影ユニットが実現される。
【００３５】
図２は、図１の変形例を説明する図である。
【００３６】
複数の撮像素子１２ａ〜１２ｎに共用される、撮像素子１２ａ〜１２ｎを駆動するドライバ１３Ａおよび撮像素子１２ａ〜１２ｎから出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＦＥ１３Ｂを備えた例が示されている。
【００３７】
図２には、ドライバ１３ＡとＡＦＥ１３Ｂとが、４つの撮像素子１２ｎ−３〜１２ｎ−４に共用されていることが示されているが、実際にはドライバ１３ＡとＡＦＥ１３Ｂとすべての撮像素子１２ａ〜１２ｎとがそれぞれ接続されている。
【００３８】
このようにするとドライバ１３ＡとＡＦＥ１３Ｂが一個で済むので低コスト化が図れる。
【００３９】
また、上記撮像素子１２ａ〜１２ｎそれぞれには、ＲＧＢの色フィルタ（ＣＦＡ）が配列されていて少なくとも３つの画素で１つのカラー画素を構成するようにしているが、もっと色再現性の良い画像データを生成させるようにもしておきたい。
【００４０】
図３は、赤色光、青色光、および緑色光による各画像データを生成するためのＲ用撮像素子、Ｂ用撮像素子、およびＧ用撮像素子が循環的に配列された撮影ユニットを示す図である。図３には、図２の撮影ユニットの構成が適用されており、それぞれの撮像素子に専用の色フィルタがそれぞれ取り付けられた例が示されている。
【００４１】
このようにして赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）の画像をそれぞれＲ用撮像素子、Ｇ用撮像素子、Ｂ用撮像素子それぞれで個別に生成するようにして後からそれらのＲ色，Ｇ色，Ｂ色の画像それぞれを合成するにようにすると、高精細であってしかも色再現性の良いカラー画像が得られるようになる。
【００４２】
ただし、図３に示す構成にすると各色光による結像がＲ光用撮像素子、Ｇ光用撮像素子、Ｂ光用撮像素子それぞれに、所定の間隔ごとに行なわれるようになるので、Ｒ光とＧ光とＢ光の結像タイミングにずれが生じてしまう。そうするとこの撮影ユニットに低速連写を行なわせたときにはカラー画像に若干の色むらが生じてしまうこともある。
【００４３】
そこで、三板方式の構成を適用して３つの撮像素子に同時に結像させることができるような構成にすると処理時間の短縮化が図れる。
【００４４】
図４は、その３板方式の構成を採用した場合の構成を示す図である。
【００４５】
図４に示すように撮影光学系が、それぞれ１つのＲ用撮像素子、Ｂ用撮像素子、およびＧ用撮像素子からなる３つの撮像素子に同時に結像するダイクロイックプリズム１１Ａにより構成されている。
【００４６】
このようにすると、ダイクロイックプリズム１１Ａによって３つの撮像素子１２ａ，１２ｂ，１２ｎに同時にＲ光、Ｇ光、Ｂ光がそれぞれ別々に結像されることになるので、低速連写であっても各色光の結像に際して時間的なずれが生じることもなく、高精細であってしかも色再現性の良いカラー画像が得られるようになる。
【００４７】
図５は、図１の撮影ユニットを備えた撮影装置１の構成を示す図である。
【００４８】
図５には、図１の撮影ユニット１０、さらにその撮影ユニット１０が備えるドライバ１２０ｎ−１とＡＦＥ１２１ｎ−１、さらに円筒１００を回転駆動するモータ１１１を制御する撮影制御部であるＣＰＵ１Ａ、さらにその撮影制御部であるＣＰＵ１Ａがバス１Ｃを介して撮影ユニット１０で生成された画像データを受け取って記録するメモリ１Ｂを備えた撮影装置１の構成が示されている。
【００４９】
このようにすると、メモリ１Ｂに記憶された動画を表わす画像データを、高速読出を行なって表示画面上に高精細な動画像を再生表示することも、その動画像の中の一コマを高精細、高品位なスチール写真にすることもできる。
【００５０】
以上説明したように、動画を撮影した後、その動画の中の一コマをスチール写真としたときに高精細なスチール写真が得られる撮影ユニットおよびその撮影ユニットを備えた撮影装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態である撮影ユニットを示す図である。
【図２】図１の変形例を説明する図である。
【図３】赤色光、青色光、および緑色光による各画像データを生成するためのＲ用撮像素子、Ｂ用撮像素子、およびＧ用撮像素子が循環的に配列された撮影ユニットを示す図である。
【図４】３板方式の構成を採用した場合の構成を示す図である。
【図５】図１の撮影ユニットを備えた撮影装置１の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１    撮影装置
１Ａ    ＣＰＵ
１Ｂ    メモリ
１Ｃ    バス
１０  １０Ｍ  撮影ユニット
１００    円筒
１１    撮影光学系
１１Ｑ    撮影光学系（ダイクロイックプリズム付き）
１２ａ〜１２ｎ    撮像素子
１２０ｎ−１    ドライバ
１２１ｎ−１    ＡＦＥ（アナログフロントエンド）
１１０  １１０Ｍ  撮影制御部
１１０ａ    １１０ａＭ  モータドライバ
１１１    モータ
１３Ａ  ドライバ
１３Ｂ    ＡＦＥ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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