(57)【要約】【課題】撮像素子から画像信号を読み出す際のフレームレートを切り替えた場合にも、質感を変化させることなく動画像を記録することができる画像記録装置、画像記録方法、プログラム、及び記憶媒体を提供する。【解決手段】ビデオカメラ１００は、ＣＰＵ１０２及び操作部１０５を備える。また、ビデオカメラ１００は、通常フレームレートのみで撮影を行う通常モードと、通常フレームレート及び３倍速の高速フレームレートでの撮影を切り替え可能なＳモードとを備える。ＣＰＵ１０２は、操作部１０５により通常モードが選択された場合には、以降の露出制御に通常フレームレート用のプログラム線図を用いる。また、ＣＰＵ１０２は、操作部１０５によりＳモードが選択された場合には、以降の露出制御に高速フレームレート用のプログラム線図を用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光量に応じて画像信号を生成する撮像手段と、
前記撮像手段の露光時間を調整する調整手段と、
前記撮像手段により生成された画像信号を読み出す読み出し手段と、
前記読み出し手段により読み出された画像信号を動画像として記録媒体に記録する記録手段と、
前記記録手段による記録中に前記読み出し手段のフレームレートを切り替える切り替え手段とを備え、
前記調整手段は、前記切り替え手段により切り替え可能なフレームレートに応じた調整方法で前記撮像手段の露光時間を調整することを特徴とする画像記録装置。
【請求項２】
前記調整手段は、前記切り替え手段により切り替え可能なフレームレートのうち最も高速なフレームレートに対応する調整方法で前記撮像手段の露光時間を調整することを特徴とする請求項１記載の画像記録装置。
【請求項３】
前記調整手段は、前記切り替え手段により切り替え可能なフレームレートのうち最も高速なフレームレートのフレーム間隔又はフィールド間隔を前記撮像手段の露光時間の最大値とすることを特徴とする請求項１又は２記載の画像記録装置。
【請求項４】
前記切り替え手段により前記読み出し手段のフレームレートを切り替え不可能な第１の撮影モードと、前記切り替え手段により前記読み出し手段のフレームレートを切り替え可能な第２の撮影モードとを選択する選択手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像記録装置。
【請求項５】
画像記録装置を制御する画像記録方法において、
露光量に応じて画像信号を生成する撮像ステップと、
前記撮像ステップにおける露光時間を調整する調整ステップと、
前記撮像ステップにおいて生成された画像信号を読み出す読み出しステップと、
前記読み出しステップにおいて読み出された画像信号を動画像として記録媒体に記録する記録ステップと、
前記記録ステップにおける記録中に前記読み出しステップのフレームレートを切り替える切り替えステップとを備え、
前記調整ステップは、前記切り替えステップにおいて切り替え可能なフレームレートに応じた調整方法で前記撮像ステップにおける露光時間を調整することを特徴とする画像記録方法。
【請求項６】
画像記録装置を制御する画像記録方法をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、前記画像記録方法は、露光量に応じて画像信号を生成する撮像ステップと、
前記撮像ステップにおける露光時間を調整する調整ステップと、
前記撮像ステップにおいて生成された画像信号を読み出す読み出しステップと、
前記読み出しステップにおいて読み出された画像信号を動画像として記録媒体に記録する記録ステップと、
前記記録ステップにおける記録中に前記読み出しステップのフレームレートを切り替える切り替えステップとを備え、
前記調整ステップは、前記切り替えステップにおいて切り替え可能なフレームレートに応じた調整方法で前記撮像ステップにおける露光時間を調整することを特徴とするプログラム。
【請求項７】
請求項６記載のプログラムを格納することを特徴とするコンピュータで読み取り可能な記憶媒体。
【請求項８】
露光量に応じて画像信号を生成する撮像手段と、
前記撮像手段の露光時間を調整する調整手段と、
前記撮像手段により生成された画像信号を読み出す読み出し手段と、
前記読み出し手段により読み出された画像信号を動画像として記録媒体に記録する記録手段と、
前記記録手段による記録中に前記読み出し手段のフレームレートを切り替える切り替え手段と、
前記撮像手段の露光時間に応じて前記フレームレートの切り替えの指示を受け付ける受け付け手段とを備えることを特徴とする画像記録装置。
【請求項９】
前記受け付け手段は、前記撮像手段の露光時間が前記切り替え手段により切り替え可能なフレームレートのフレーム間隔又はフィールド間隔より短い場合に、前記フレームレートの切り替えの指示を受け付けることを特徴とする請求項８記載の画像記録装置。
【請求項１０】
前記受け付け手段によって前記フレームレートの切り替えの指示を受け付けるか否かを表示する表示手段を備えることを特徴とする請求項８又は９記載の画像記録装置。
【請求項１１】
画像記録装置を制御する画像記録方法において、
露光量に応じて画像信号を生成する撮像ステップと、
前記撮像ステップにおける露光時間を調整する調整ステップと、
前記撮像ステップにおいて生成された画像信号を読み出す読み出しステップと、
前記読み出しステップにおいて読み出された画像信号を動画像として記録媒体に記録する記録ステップと、
前記記録ステップにおける記録中に前記読み出しステップのフレームレートを切り替える切り替えステップと、
前記撮像ステップにおける露光時間に応じて前記フレームレートの切り替えの指示を受け付ける受け付けステップとを備えることを特徴とする画像記録方法。
【請求項１２】
画像記録装置を制御する画像記録方法をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、前記画像記録方法は、露光量に応じて画像信号を生成する撮像ステップと、
前記撮像ステップにおける露光時間を調整する調整ステップと、
前記撮像ステップにおいて生成された画像信号を読み出す読み出しステップと、
前記読み出しステップにおいて読み出された画像信号を動画像として記録媒体に記録する記録ステップと、
前記記録ステップにおける記録中に前記読み出しステップのフレームレートを切り替える切り替えステップと、
前記撮像ステップにおける露光時間に応じて前記フレームレートの切り替えの指示を受け付ける受け付けステップとを備えることを特徴とするプログラム。
【請求項１３】
請求項１２記載のプログラムを格納することを特徴とするコンピュータで読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像記録装置、画像記録方法、プログラム、及び記憶媒体に関し、特に、通常に比べ高速なフレームレートで動画像の記録を行うことが可能な画像記録装置、画像記録方法、プログラム、及び記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ビデオカメラには、ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）イメージセンサ又はＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor：相補性金属酸化膜半導体）イメージセンサなどの撮像素子が使用される。最近では、これらの撮像素子から、通常に比べて高速なフレームレートで画像を読み出して記録媒体に記録し、動きが滑らかなスローの動画像として再生することが可能となってきた。
【０００３】
例えば、１フィールド期間にｎ枚の画像を読み出して１フィールドの画像にまとめて記録し、再生する際には１フィールド期間に１枚ずつ表示することによって、１／ｎ倍速の動画像を再生する撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、撮像素子を高速に駆動することなく、隣接した画素グループの露光時間をずらすことによって、通常に比べ低解像度で高速なフレームレートの動画像が読み出し可能な撮像装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
通常に比べ高速なフレームレートの動画像は、記録時間に対するデータ量が増加するため、記録媒体の容量に対する記録可能時間が短くなる。記録可能時間を長く維持する場合には、フレームあたりのデータ量を減らさねばならず、記録された動画像の画質が落ちる。そのため、撮影中の特定のシーンだけを高速なフレームレートの動画像で記録したい場合がある。
【０００６】
そこで、動画像の記録中に、フレームレート切り替えの指示に応じて、高速なフレームレートの動画像を通常のフレームレートの動画像に代えて記録する記録装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特許第３５９６３０７号公報
【特許文献２】特開２００４−０３２１００号公報
【特許文献３】特開２００６−３５２５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１〜３に記載された技術では、動画像の記録中に撮像素子から画像信号を読み出す際のフレームレートを通常より高速のフレームレートに切り替えた場合、シャッター速度、絞り、ゲインなどの露出パラメータが変化することがある。そのため、高速なフレームレートで撮影したシーンだけフォーカス感やノイズ感が変化して、動画像の質感が変化するおそれがある。また、記録された動画像が所望する露出パラメータで記録されていない場合がある。
【０００８】
本発明の目的は、撮像素子から画像信号を読み出す際のフレームレートを切り替えた場合にも、質感を変化させることなく動画像を記録することができる画像記録装置、画像記録方法、プログラム、及び記憶媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するために、請求項１記載の画像記録装置は、露光量に応じて画像信号を生成する撮像手段と、前記撮像手段の露光時間を調整する調整手段と、前記撮像手段により生成された画像信号を読み出す読み出し手段と、前記読み出し手段により読み出された画像信号を動画像として記録媒体に記録する記録手段と、前記記録手段による記録中に前記読み出し手段のフレームレートを切り替える切り替え手段とを備え、前記調整手段は、前記切り替え手段により切り替え可能なフレームレートに応じた調整方法で前記撮像手段の露光時間を調整することを特徴とする。
【００１０】
上述の目的を達成するために、請求項５記載の画像記録方法は、画像記録装置を制御する画像記録方法において、露光量に応じて画像信号を生成する撮像ステップと、前記撮像ステップにおける露光時間を調整する調整ステップと、前記撮像ステップにおいて生成された画像信号を読み出す読み出しステップと、前記読み出しステップにおいて読み出された画像信号を動画像として記録媒体に記録する記録ステップと、前記記録ステップにおける記録中に前記読み出しステップのフレームレートを切り替える切り替えステップとを備え、前記調整ステップは、前記切り替えステップにおいて切り替え可能なフレームレートに応じた調整方法で前記撮像ステップにおける露光時間を調整することを特徴とする。
【００１１】
上述の目的を達成するために、請求項６記載のプログラムは、画像記録装置を制御する画像記録方法をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、前記画像記録方法は、露光量に応じて画像信号を生成する撮像ステップと、前記撮像ステップにおける露光時間を調整する調整ステップと、前記撮像ステップにおいて生成された画像信号を読み出す読み出しステップと、前記読み出しステップにおいて読み出された画像信号を動画像として記録媒体に記録する記録ステップと、前記記録ステップにおける記録中に前記読み出しステップのフレームレートを切り替える切り替えステップとを備え、前記調整ステップは、前記切り替えステップにおいて切り替え可能なフレームレートに応じた調整方法で前記撮像ステップにおける露光時間を調整することを特徴とする。
【００１２】
上述の目的を達成するために、請求項７記載のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体は、請求項６記載のプログラムを格納することを特徴とする。
【００１３】
上述の目的を達成するために、請求項８記載の画像記録装置は、露光量に応じて画像信号を生成する撮像手段と、前記撮像手段の露光時間を調整する調整手段と、前記撮像手段により生成された画像信号を読み出す読み出し手段と、前記読み出し手段により読み出された画像信号を動画像として記録媒体に記録する記録手段と、前記記録手段による記録中に前記読み出し手段のフレームレートを切り替える切り替え手段と、前記撮像手段の露光時間に応じて前記フレームレートの切り替えの指示を受け付ける受け付け手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
上述の目的を達成するために、請求項１１記載の画像記録方法は、画像記録装置を制御する画像記録方法において、露光量に応じて画像信号を生成する撮像ステップと、前記撮像ステップにおける露光時間を調整する調整ステップと、前記撮像ステップにおいて生成された画像信号を読み出す読み出しステップと、前記読み出しステップにおいて読み出された画像信号を動画像として記録媒体に記録する記録ステップと、前記記録ステップにおける記録中に前記読み出しステップのフレームレートを切り替える切り替えステップと、前記撮像ステップにおける露光時間に応じて前記フレームレートの切り替えの指示を受け付ける受け付けステップとを備えることを特徴とする。
【００１５】
上述の目的を達成するために、請求項１２記載のプログラムは、画像記録装置を制御する画像記録方法をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、前記画像記録方法は、露光量に応じて画像信号を生成する撮像ステップと、前記撮像ステップにおける露光時間を調整する調整ステップと、前記撮像ステップにおいて生成された画像信号を読み出す読み出しステップと、前記読み出しステップにおいて読み出された画像信号を動画像として記録媒体に記録する記録ステップと、前記記録ステップにおける記録中に前記読み出しステップのフレームレートを切り替える切り替えステップと、前記撮像ステップにおける露光時間に応じて前記フレームレートの切り替えの指示を受け付ける受け付けステップとを備えることを特徴とする。
【００１６】
上述の目的を達成するために、請求項１３記載のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体は、請求項１２記載のプログラムを格納することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、切り替え可能なフレームレートに応じた調整方法で露光時間を調整するので、撮像素子から画像信号を読み出す際のフレームレートを切り替えた場合にも、質感を変化させることなく動画像を記録することができる。また、撮影条件に関わらずフレームレートの切り替えを行うことができる。
【００１８】
本発明によれば、露光時間に応じてフレームレートの切り替えの指示を受け付けるので、撮像素子から画像信号を読み出す際のフレームレートを切り替えた場合にも、質感を変化させることなく動画像を記録することができる。また、フレームレートに応じた露出制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳述する。
【００２０】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像記録装置の内部構成を示すブロック図である。
【００２１】
図１において、ビデオカメラ１００は、ＣＰＵ１０２、ＲＡＭ１０３、ＲＯＭ１０４、操作部１０５、カメラ制御部１１１、レコーダ制御部１２１、ＡＦＥ（Analog Front End）１４５、及びレンズ制御部１４０を備える。これらは、バス１０１を介して互いに接続されている。
【００２２】
また、ビデオカメラ１００は、ＲＡＭ１１４、ＲＡＭ１２４、ＣＣＤイメージセンサ１４２、ビデオ信号出力端子１２８、ＬＣＤ１２６、及びＤＶＤ（Digital Versatile Disk）１２５を備える。
【００２３】
ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０４に格納されている制御プログラムによって動作し、動作時の一時的な情報の格納場所としてＲＡＭ１０３を用いる。また、ＣＰＵ１０２は、カメラ制御部１１１より周期的な割り込み信号のアサートを受けて、接続された各デバイスの参照や設定を周期的に行うことにより、ビデオカメラ１００全体の制御を行う。
【００２４】
ビデオカメラ１００は、モードダイヤル、シャッタボタン、及び十字キー等の操作キーを備える（不図示）。これらの操作キーの状態は、操作部１０５に保持される。ＣＰＵ１０２は、操作部１０５に保持された操作キーの状態を取得し、この操作キーの状態に基づいて、ＡＦＥ１４５、カメラ制御部１１１、及びレコーダ制御部１２１に対する設定を行う。これにより、ＣＰＵ１０２は、後述する通常フレームレート及び高速フレームレートの撮影動作を行う。
【００２５】
ＡＦＥ１４５は、タイミング発生（ＴＧ）回路、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路、自動利得（ＡＧＣ）回路、及びアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路を備える（不図示）。ＴＧ回路は、ＣＰＵ１０２の設定により、カメラ制御部１１１が備える同期信号発生回路から出力される同期信号を基準とした各種のタイミング信号を出力してＣＣＤイメージセンサ１４２を駆動する。
【００２６】
ＣＤＳ回路は、ＣＣＤイメージセンサ１４２から出力される画像信号を画像信号読み出し時に画素間で生じるノイズを除去しながらサンプリングする。ＡＧＣ回路は、露光時間不足によりＣＤＳ回路から出力される画像信号の出力電圧が小さい場合に、画像信号をＣＰＵ１０２のゲイン設定により増幅してＡ／Ｄ変換回路に出力する。Ａ／Ｄ変換回路は、画像信号をアナログ信号からデジタル信号に変換してカメラ制御部１１１に出力する。
【００２７】
カメラ制御部１１１は、同期信号発生回路、割り込み発生回路、画像信号入力回路、画像信号レベル検出回路、画像信号処理回路、画像信号出力回路、及びメモリ制御回路を備えるＡＳＩＣ（Application Specific IC）である（不図示）。
【００２８】
同期信号発生回路は、撮影動作のフレームレートに応じた周期でアサートされる垂直同期（ＶＤ）信号と、水平同期（ＨＤ）信号とを生成する。割り込み発生回路は、同期信号発生回路で生成されたＶＤ信号のアサート時に、ＣＰＵ１０２に対する割り込み信号をアサートする。画像信号入力回路は、ＴＧ回路から出力されるタイミング信号に同期してＡ／Ｄ変換回路が出力するプログレッシブスキャンの画像信号を取得する。
【００２９】
画像信号レベル検出回路は、画像信号入力回路より入力された画像信号の部分領域について信号レベルの積分値を算出する。ＣＰＵ１０２は、画像信号レベル検出回路により算出された積分値を画像信号レベルとして露出のフィードバック制御に用いる。
【００３０】
画像信号処理回路は、ＣＰＵ１０２からの設定により、画像信号入力回路より入力された画像信号に対して色変換、解像度変換等の各種の画像信号処理を行う。画像信号出力回路は、画像信号処理回路の画像信号処理結果として得られた画像信号を、インターレーススキャンでレコーダ制御部１２１に出力する。例えば、画像信号入力回路より入力される画像信号のフレームレートが通常の６０フレーム／秒である場合、画像信号出力回路の出力する画像信号は６０フィールド／秒となるため、フレームレートは半分の３０フレーム／秒となる。メモリ制御回路は、画像信号入力回路、画像処理回路、及び画像信号出力回路の一時的な画像信号の格納場所として、ＲＡＭ１１４に対するデータの読み書きを制御する。
【００３１】
レコーダ制御部１２１は、画像信号入力回路、画像符号化回路、画像復号化回路、ＤＶＤ制御回路、画像信号出力回路、液晶表示装置（ＬＣＤ）制御回路、及びメモリ制御回路を備えるＡＳＩＣである（不図示）。
【００３２】
画像信号入力回路は、カメラ制御部１１１が備える画像信号出力回路により出力された画像信号を取得する。画像符号化回路は、ＤＶＤ１２５への画像記録動作時に、画像信号入力回路より入力された画像信号に対してＭＰＥＧ（Motion Picture Experts Group）２フォーマットによる符号化処理を行う。
【００３３】
ＤＶＤ制御回路は、画像符号化回路の符号化処理の結果として得られた符号データを、ＤＶＤの論理フォーマットに従って記録媒体であるＤＶＤ１２５に記録する。また、ＤＶＤ制御回路は、ＤＶＤからの画像再生動作時に、ＤＶＤ１２５に記録された符号データをＤＶＤ論理フォーマットに従って再生する。
【００３４】
画像復号化回路は、ＤＶＤからの画像再生動作時に、ＤＶＤ制御回路が出力した符号データに対して、記録時に入力された画像信号のフレームレートに関わらず、３０フレーム／秒（６０フィールド／秒）でＭＰＥＧ２フォーマットによる復号化処理を行う。このため、通常より高速な高速フレームレートで撮影され、ＤＶＤ１２５に記録された画像信号を再生した場合には、なめらかなスロー再生となった画像信号が得られる。
【００３５】
画像信号出力回路は、ＤＶＤ１２５からの画像再生動作時以外には、画像信号入力回路より入力された画像信号を、入力された画像信号のフレームレートに関わらず、３０フレーム／秒（６０フィールド／秒）でビデオ信号出力端子１２８に出力する。また、ＤＶＤ１２５からの画像再生動作時には、画像復号化回路が出力した画像信号を、そのまま通常フレームレートでビデオ信号出力端子１２８に出力する。ＬＣＤ制御回路は、画像信号出力回路が出力した画像信号を、ＬＣＤ１２６へと出力する。メモリ制御回路は、画像信号入力回路、画像符号化回路、画像復号化回路、及びＤＶＤ制御回路の一時的な画像信号の格納場所として、ＲＡＭ１２４に対するデータの読み書きを制御する。
【００３６】
図２は、図１のビデオカメラ１００の光学系の構成を示すブロック図である。
【００３７】
図２において、レンズ１５０から入射された被写体像は、ＣＣＤイメージセンサ１４２の露光面に露光される。ＣＣＤイメージセンサ１４２とレンズ１５０との間には絞り１５１が設けられている。ＣＰＵ１０２は、レンズ制御部１４０に対する設定よって絞り１５１の絞り値を制御することで、ＣＣＤイメージセンサ１４２の露光面に達する光量を調整し、露出制御を行う。
【００３８】
図３は、図２におけるＣＣＤイメージセンサ１４２の回路構成を概略的に示す図である。
【００３９】
図３において、ＣＣＤイメージセンサ１４２は、プログレッシブスキャン型のイメージセンサである。ＣＣＤイメージセンサ１４２は、フォトダイオード３０１、垂直転送回路３０２、及び水平転送回路３０３を露光面に備えると共に、電荷検出（ＦＤ）回路３０４を出力部に備える。垂直転送回路３０２及び水平転送回路３０３は、ＣＣＤからなる。
【００４０】
これらの回路は、ＡＦＥ１４３が備えるＴＧ回路より受信した電荷読み出し（ＳＧ）信号、電荷掃き出し（ＳＵＢ）信号、垂直転送タイミング信号、水平転送タイミング信号、及び電荷リセット信号によって駆動される。
【００４１】
フォトダイオード３０１は、画素としてマトリクス状に配置されており、露光時間に応じた電荷の蓄積を行う。蓄積された電荷は、ＳＧ信号によって、垂直方向に並行して配置された垂直転送回路３０２に受け渡される。また、蓄積された電荷はＳＵＢ信号によって、基板上に掃き出される。さらに、フォトダイオード３０１の飽和電荷量を超えた電荷は基板上に放出される。
【００４２】
垂直転送回路３０２は、フォトダイオード３０１より受け取った信号電荷を、垂直転送タイミング信号によって水平転送回路３０３に向け垂直方向にシリアル転送する。水平転送回路３０３は、複数の垂直転送回路３０２より転送された信号電荷をパラレルに受け取り、それらの信号電荷を水平転送タイミング信号によってＦＤ回路３０４に向け水平方向にシリアル転送する。ＦＤ回路３０４は、電荷リセット信号によって残留している電荷を外部に排出してから、転送されてきた電荷を受け取り、その電荷量に比例した電位差を画像信号として出力する。
【００４３】
ここで、ＣＣＤイメージセンサ１４２は、通常３０フレーム／秒の通常フレームレートで画像信号が読み出すが、３倍速の９０フレーム／秒の高速フレームレートでの画像信号の読み出しにも対応している。フレームレートを３倍速とする場合、ＣＰＵ１０２は、カメラ信号処理部１１１に対する設定により、同期信号発生回路から出力されるＶＤ信号、及びＨＤ信号の周波数を３倍とする。また同時に、ＣＰＵ１０２は、ＡＦＥ１４３に対する設定により、タイミング信号発生回路から出力される各種のタイミング信号も周波数を３倍とする。これにより、フォトダイオード３０１に蓄積された電荷は３倍の速度で垂直転送、水平転送され、ＦＤ回路３０４から通常に比べて３倍の速度で画像信号を読み出すことができる。
【００４４】
図４は、図３のＣＣＤイメージセンサ１４２の露光時間を制御する電子シャッター動作のタイミングチャートである。
【００４５】
図４において、ＶＤ信号、ＨＤ信号、１つのフォトダイオード３０１に蓄積された電荷量Ｑ、ＳＧ信号、及びＳＵＢ信号のタイミングを示す。
【００４６】
画像信号の読み出しに対して、カメラ信号処理部１１１の同期信号発生回路は、ＨＤ信号を１回の水平走査（１Ｈ）毎にアサートすると共に、ＶＤ信号を１回の垂直走査（１Ｖ）毎にアサートする。
【００４７】
ＡＦＥ１４３が備えるタイミング信号出力回路は、ＳＵＢ信号４０２を１Ｈ刻みの任意のタイミングでアサートする。これにより、１Ｖ前のＳＧ信号４０１をアサートしてからフォトダイオード３０１で蓄積された電荷４０４が掃き出される。この掃き出し動作により、ＳＧ信号４０３がＶＤ信号に対して一定の位相差でアサートされるまで、１Ｈ刻みで最大１Ｖまでの所望の露光時間Ｓでフォトダイオード３０１に電荷４０５を蓄積することができる。
【００４８】
このように電子シャッター動作は、ＳＵＢ信号をアサートする位置を制御することで露光時間、すなわちシャッター速度を調整することで実現される。なお、露光時間の最大値は、フレームレートのフレーム間隔又はフィールド間隔となる。例えば、ＣＣＤイメージセンサ１４２から６０フレーム／秒の通常フレームレートで画像信号を読み出す場合、シャッター速度は最長１／６０秒となる。また、ＣＣＤイメージセンサ１４２から１８０フレーム／秒の高速フレームレートで画像信号を読み出す場合、シャッター速度は最長１／１８０秒となる。
【００４９】
なお、本実施の形態では、プログレッシブスキャン型のＣＣＤイメージセンサを利用しているが、インターフェーススキャン型のイメージセンサや、ＣＭＯＳイメージセンサ等の他のイメージセンサを利用してもよい。
【００５０】
次に、ビデオカメラ１００の露出制御について説明する。
【００５１】
ＣＰＵ１０２は、カメラ制御部１１１より取得した画像信号レベルに基づいて、ＣＣＤイメージセンサ１４２のシャッター速度と、絞り１５１の絞り値と、ＡＦＥ１４３のゲイン設定とをフィードバック制御することで露出制御を行う。
【００５２】
図５は、図１のビデオカメラ１００の通常フレームレートでの撮影動作における露出制御に用いられるプログラム線図である。
【００５３】
図５において、横軸はＣＣＤイメージセンサ１４２のシャッター速度Ｓを示し、縦軸は絞り１５１の絞り値Ｆを示す。
【００５４】
例えば、Ｓ＝１／５００、Ｆ＝９．０で撮影を行っている場合において、画像信号レベルが規定値より低くなったときは、露光量を増やすために、Ｓ＝１／９０、Ｆ＝１．８の方向へとＳ及びＦを調整する。逆に、画像信号レベルが規定値より高くなったときは、露光量を減らすために、Ｓ＝１／１４００、Ｆ＝２５．６の方向へとＳ及びＦを調整する。
Ｓ＝１／９０、Ｆ＝１．８からさらに露光量を増やす場合には、Ｓ＝１／６０の方向へとＳのみを調整する。Ｓ＝１／６０の状態でも画像信号レベルが規定値より低い場合には、ＡＦＥ１４３のゲイン設定によって画像信号レベルを調整する。なお、この調整は図中の目盛りよりも高い分解能で行われる。
【００５５】
図６は、図１のビデオカメラ１００の高速フレームレートでの撮影動作における露出制御に用いられるプログラム線図である。
【００５６】
図６において、横軸はＣＣＤイメージセンサ１４２のシャッター速度Ｓを示し、縦軸は絞り１５１の絞り値Ｆを示す。
【００５７】
例えば、Ｓ＝１／５００、Ｆ＝９．０で撮影を行っている場合において、画像信号レベルが規定値より低くなったときは、露光量を増やすために、Ｓ＝１／１８０、Ｆ＝１．８の方向へとＳ及びＦを調整する。逆に、画像信号レベルが規定値より高くなったときは、露光量を減らすために、Ｓ＝１／１４００、Ｆ＝２５．６の方向へとＳ及びＦを調整する。
【００５８】
Ｓ＝１／１８０、Ｆ＝１．８からさらに露光量を増やす場合には、Ｆ＝１．８の方向へとＦのみを調整する。Ｆ＝１．８の状態でも画像信号レベルが規定値より低い場合には、ＡＦＥ１４３のゲイン設定によって画像信号レベルを調整する。なお、この調整は図中の目盛りよりも高い分解能で行われる。
【００５９】
次に、ビデオカメラ１００が備える２つの撮影モードについて説明する。
【００６０】
ビデオカメラ１００は、通常フレームレートのみで撮影を行う通常モード（第１の撮影モード）と、通常フレームレート及び３倍速の高速フレームレートでの撮影を切り替え可能なＳモード（第２の撮影モード）とを備える。ＤＶＤ１２５への記録を行っていない待機状態において、ユーザーが操作部１０５によって上記２つの撮影モードのいずれかを選択した場合、ＣＰＵ１０２は操作部１０５により選択された撮影モードを取得する。
【００６１】
ＣＰＵ１０２は、操作部１０５により通常モードが選択された場合には、以降の露出制御に通常フレームレート用のプログラム線図（図５）を用いる。また、ＣＰＵ１０２は、操作部１０５によりＳモードが選択された場合には、以降の露出制御に高速フレームレート用のプログラム線図（図６）を用いる。
【００６２】
次に、ビデオカメラ１００における撮影中のフレームレート切り替え動作について説明する。
【００６３】
ビデオカメラ１００は、不図示のＳボタンを備える。ＣＰＵ１０２は、操作部１０５よりＳボタンの状態を取得して、図７に示すフレームレート切り替え処理を実行する。
【００６４】
図７は、図１におけるＣＰＵ１０２によって実行されるフレームレート切り替え処理のフローチャートである。
【００６５】
図７において、まず、ＣＰＵ１０２は、操作部１０５よりＳボタンの状態を取得し、ユーザーによってＳボタンが押下されているか否かを判別する（ステップＳ７０１）。
【００６６】
ステップＳ７０１の判別の結果、ユーザーによってＳボタンが押下されているときは、現在の撮影モードがＳモードであるか否かを判別する（ステップＳ７０５）。
【００６７】
ステップＳ７０５の判別の結果、撮影モードがＳモードでないとき、即ち撮影モードが通常モードであるときは、本処理を終了する。一方、撮影モードがＳモードであるときは、高速フレームレートで撮影中であるか否かを判別する（ステップＳ７０６）。
【００６８】
ステップＳ７０５の判別の結果、高速フレームレートで撮影中であるときは、本処理を終了する。一方、ステップＳ７０５の判別の結果、高速フレームレートで撮影中でないとき、即ち通常フレームレートで撮影中であるときは、高速フレームレートでの撮影に移行する（ステップＳ７０７）。
【００６９】
一方、ステップＳ７０１の判別の結果、ユーザーによってＳボタンが押下されていないときは、通常フレームレートで撮影中であるか否かを判別する（ステップＳ７０２）。
【００７０】
ステップＳ７０２の判別の結果、通常フレームレートで撮影中であるときは、本処理を終了する。一方、ステップＳ７０２の判別の結果、通常フレームレートで撮影中でないとき、即ち高速フレームレートで撮影中であるときは、通常フレームレートでの撮影への移行が可能であるか否か判別する（ステップＳ７０３）。
【００７１】
ステップＳ７０３の判別の結果、通常フレームレートでの撮影への移行が可能でないときは、本処理を終了する。一方、ステップＳ７０３の判別の結果、通常フレームレートでの撮影への移行が可能であるときは、通常フレームレートでの撮影に移行する（ステップＳ７０４）。
【００７２】
ここで、ステップＳ７０３において、通常フレームレートでの撮影への移行が可能である条件とは、高速フレームレートの撮影に移行してから撮影した画像のフレームの総数が、高速フレームレート／通常フレームレートの倍数であることである。例えば、高速フレームレートが１８０フレーム／秒で、通常フレームレートが６０フレーム／秒である場合、フレームの総数が３の倍数であることが条件となる。
【００７３】
これは、撮影動作時にレコーダ制御部１２１が備える画像信号出力回路が、入力された画像信号のフレームレートに関わらず、３０フレーム／秒（６０フィールド／秒）で、画像信号をビデオ信号出力端子１２８に出力するためである。上記条件を満たすことで、通常フレームレートに移行した際に、レコーダ制御部１２１が備える画像信号出力部に入力される画像信号と出力する画像信号の位相が一致するため、高速フレームレートの撮影動作を行う前の通常状態に戻すことができる。
【００７４】
本実施の形態によれば、ビデオカメラ１００は、２つの撮影モードを備え、撮影モードに応じて異なるプログラム線図を用いて露出制御を行う。これにより、撮像素子から画像信号を読み出す際のフレームレートを切り替えた場合にも、質感を変化させることなく動画像を記録することができる。また、撮影条件に関わらずフレームレートの切り替えを行うことができる。
【００７５】
なお、本実施の形態では、通常フレームレート及び高速フレームレートの２種類のフレームレートに切り替え可能であるとしたが、これに限定されるものではなく、３種類以上のフレームレートに切り替え可能であってもよい。
【００７６】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００７７】
本実施の形態に係る画像記録装置としてのビデオカメラの内部構成は、図１に示すものと同一であるものとする。
【００７８】
第１の実施の形態において、ビデオカメラ１００は、２つの撮影モードを備え、撮影モードに応じて異なるプログラム線図を用いて露出制御を行った。一方、第２の実施の形態では、ビデオカメラ１００は、撮影動作中にシャッター速度に応じて操作部１０５によるフレームレートの切り替えの指示を受け付けるか否かを判別する１つの撮影モードを備える。
【００７９】
本実施の形態では、通常フレームレート及び高速フレームレートでの撮影動作における露出制御用のプログラム線図（図５及び図６）が、Ｓ≦１／１８０の範囲では同一となることを利用する。即ち、ＣＰＵ１０２は、Ｓ≦１／１８０の条件下でのみ、操作部１０５によるフレームレートの切り替えの指示を受け付け、フレームレートの切り替えに応じて利用するプログラム線図を切り替える。
【００８０】
例えば、通常フレームレートで、Ｓ＝１／５００、Ｆ＝９．０の条件で撮影を行っている場合、高速フレームレートに切り替えても同じ条件で撮影を続けることができる。そのため、この場合は、ＣＰＵ１０２は、操作部１０５によるフレームレートの切り替えの指示を受け付ける。
【００８１】
一方、通常フレームレートで、Ｓ＝１／１２０、Ｆ＝２．２の条件で撮影を行っている場合、高速フレームレートでは同じ条件での撮影が不可能である。そのため、この場合は、ＣＰＵ１０２は、操作部１０５によるフレームレートの切り替えの指示を受け付けない。
【００８２】
なお、高速フレームレートでの撮影動作時に、画像信号レベルが規定値より低くなった場合、プログラム線図（図６）に従った露出制御によって、Ｆ＜３．２の範囲に調整されることがある。例えば、Ｓ＝１／１８０、Ｆ＝１．８の条件で撮影中に、通常フレームレートのプログラム線図（図５）に移行した後に、Ｓ＝１／１２０、Ｆ＝２．２に条件を調整する場合がある。この場合、再び通常フレームレートに移行すると、撮影対象に何の変化が起きていなくても、記録中の動画像の画質が変化してしまう。このため、ＣＰＵ１０２は、Ｆ＜３．２の範囲では、フレームレートが切り替わった場合にも、プログラム線図を切り替えず、その後Ｆ≧３．２の範囲に調整が行われた際にプログラム線図を切り替える。
【００８３】
図８は、図１におけるＬＣＤ１２６の高速フレームレートへの切り替えの指示を受け付ける場合の表示画面を示す図である。
【００８４】
図８において、通常フレームレートでＳ≦１／１８０の条件で撮影動作中であるときは、ＣＰＵ１０２は、高速フレームレートへの切り替えの指示を受け付ける。そのため、高速フレームレートへ切り替え可能であることを示すアイコン８０１をＬＣＤ１２６上に表示することで、ユーザーに対して高速フレームレートでの撮影が可能なことを知らせる。
【００８５】
図９は、図１におけるＬＣＤ１２６の高速フレームレートへの切り替えの指示を受け付けない場合の表示画面を示す図である。
【００８６】
図９において、通常フレームレートでＳ＞１／１８０の条件で撮影動作中であるときは、ＣＰＵ１０２は、高速フレームレートへの切り替えの指示を受け付けない。そのため、高速フレームレートへ切り替え不可能であることを示すアイコン９０１をＬＣＤ１２６上に表示することで、ユーザーに対して高速フレームレートでの撮影が不可能であることを知らせる。
【００８７】
本実施の形態によれば、ビデオカメラ１００は、撮影動作中にシャッター速度に応じて操作部１０５によるフレームレートの切り替えの指示を受け付けるか否かを判別する。これにより、撮像素子から画像信号を読み出す際のフレームレートを切り替えた場合にも、質感を変化させることなく動画像を記録することができる。また、フレームレートに応じた露出制御を行うことができる。
【００８８】
なお、本実施の形態では、通常フレームレート及び高速フレームレートの２種類のフレームレートに切り替え可能であるとしたが、これに限定されるものではなく、３種類以上のフレームレートに切り替え可能であってもよい。
【００８９】
上記の実施の形態で説明した処理、機能等は、いずれもコンピュータで読み取り可能なプログラム等で実現することもできる。
【００９０】
この場合、上記の実施の形態で説明した処理、機能等は、システム又は装置に含まれるコンピュータ（ＣＰＵ、ＭＰＵ等でもよい）が上記のプログラム等を実行することによって実現されることになる。言い換えれば、上記のプログラム等が、システム又は装置に含まれるコンピュータに、上記の実施の形態で説明した処理、機能等を実行させることになる。また、この場合、上記のプログラム等は、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体又はネットワークを介してシステム又は装置に含まれるコンピュータに提供されることになる。
【００９１】
システム又は装置に含まれるコンピュータに上記のプログラム等を提供する記憶媒体には、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ハードディスク、磁気テープ、不揮発性メモリ等を用いることができる。
【００９２】
また、上記のプログラム等は、その一部をコンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等を用いて構成してもよい。
【００９３】
さらに、上記のプログラム等は、その一部をコンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットで実行するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像記録装置の内部構成を示すブロック図である。
【図２】図１のビデオカメラ１００の光学系の構成を示すブロック図である。
【図３】図２におけるＣＣＤイメージセンサ１４２の回路構成を概略的に示す図である。
【図４】図３のＣＣＤイメージセンサ１４２の露光時間を制御する電子シャッター動作のタイミングチャートである。
【図５】図１のビデオカメラ１００の通常フレームレートでの撮影動作における露出制御に用いられるプログラム線図である。
【図６】図１のビデオカメラ１００の高速フレームレートでの撮影動作における露出制御に用いられるプログラム線図である。
【図７】図１におけるＣＰＵ１０２によって実行されるフレームレート切り替え処理のフローチャートである。
【図８】図１におけるＬＣＤ１２６の高速フレームレートへの切り替えの指示を受け付ける場合の表示画面を示す図である。
【図９】図１におけるＬＣＤ１２６の高速フレームレートへの切り替えの指示を受け付けない場合の表示画面を示す図である。
【符号の説明】
【００９５】
１００  ビデオカメラ
１０２  ＣＰＵ
１０５  操作部
１１１  カメラ制御部
１２１  レコーダ制御部
１４０  レンズ制御部
１４２  ＣＣＤイメージセンサ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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