(57)【要約】【課題】撮像素子の駆動速度の変更可能な撮像装置において、駆動速度変更後においても適正な露出の画像が得られるようにする。【解決手段】電子ビューファインダ表示のための撮像における撮像素子の駆動速度に対し、静止画像撮像における撮像素子の駆動速度を低く変更する場合に、変更前における撮像素子の電子シャッタ値（Ｓｆ）と、変更前後における撮像素子の駆動速度の比とにもとづいて適正な電子シャッタ値（Ｓｘ）を推測し、設定する。【選択図】　　　　図１
2004007685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子の駆動速度を変更可能な撮像装置であって、前記撮像素子の駆動速度の変更前における前記撮像素子の電子シャッタ値を決定する電子シャッタ値決定手段と、前記撮像素子の駆動速度の変更後における前記撮像素子の電子シャッタ値を推測する電子シャッタ値推測手段と、この電子シャッタ値推測手段で推測した電子シャッタ値を前記撮像素子の駆動速度の変更後に設定する設定手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
電子シャッタ値推測手段は、電子シャッタ値決定手段で決定した電子シャッタ値と、撮像素子の駆動速度変更の前後における前記撮像素子の駆動速度の比とにもとづいて前記撮像素子の電子シャッタ値を推測するものであることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
電子シャッタ値推測手段は、撮像素子の駆動速度の変更前における撮像素子の露光値と、前記撮像素子の駆動速度変更前における任意の２点以上の露光値に対する、前記撮像素子の駆動速度の変更後における適性な電子シャッタ値とにもとづいて前記撮像素子の電子シャッタ値を推測するものであることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】
撮像素子の駆動速度の変更前に電子ビューファインダ表示のための撮像を行い、前記撮像素子の駆動速度の変更後に静止画像の撮像を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項５】
当該撮像装置は、撮像ユニットと、これにＰＣＭＣＩＡ規格の接続端子を介して接続されるコンピュータとを備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像素子の駆動速度変更可能な撮像装置に関し、特にコンピュータとこれに接続する撮像ユニットからなる撮像装置における撮像素子の電子シャッタ値制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータがＰＣＭＣＩＡの基準に適合した接続端子を持つ場合、この接続端子にＰＣＭＣＩＡ基準に適合した接続端子を持った、ファックス用カード，メモリカードといった様々な機能を持ったカード状のユニットを差し込んで利用することが一般的となっている。また逆に、ＰＣＭＣＩＡ基準に適合した接続端子をもったカードは、該接続端子をもった様々なコンピュータに接続して利用することが可能である。
【０００３】
ＰＣＭＣＩＡ規格の接続端子は、データの転送が高速なため、大容量のデータを必要とする画像のコンピュータへの入力手段として有効である。
【０００４】
図４にＰＣＭＣＩＡ規格の接続端子を持つ撮像ユニットと、同規格の接続端子を持つコンピュータからなる撮像システムの例を示す。
【０００５】
図４において、４１はＰＣＭＣＩＡ規格の接続端子を持つ撮像ユニット、４２はコンピュータ、４３はコンピュータ４２が持っているＰＣＭＣＩＡ規格の接続端子、４４はコンピュータ４２が持っている液晶ディスプレイなどの表示装置を示す。
【０００６】
撮像ユニット４１内において、４０１はレンズユニット、４０２はＣＣＤ（撮像素子）、４０３はＡ／Ｄコンバータ、４０４はデジタル信号処理（ＤＳＰ）、４０５はＦＩＦＯ（先入れ先出し方式）メモリ、４０６はタイミングジェネレータ（ＴＧ）、４０７は撮像ユニットの制御ユニット、４０８は自動露出（ＡＥ）制御ユニット、４０９は自動ホワイトバランス（ＡＷＢ）制御ユニット、４１０はＰＣＭＣＩＡ規格の接続端子を示す。
【０００７】
図４の撮像システムで撮像を行う手順は次のとおりである。撮像ユニット４１がコンピュータ４２に接続されている場合、コンピュータ４２から撮像指示を行うことにより、まず撮像ユニット４１が内蔵するレンズユニット４０１，ＣＣＤ４０２で撮像を行う。この時点で撮像画像はＣＣＤ４０２内に電荷として蓄積されている。次に撮像画像をＣＣＤ４０２から画素ごとに取り出して、Ａ／Ｄコンバータ４０３で順次デジタルデータに変換する。デジタルデータに変換されたデータは、同時にＤＳＰ４０４で輝度信号と色差信号、あるいはＲＧＢ信号などの様々なフォーマットの画像信号に変換され、ＦＩＦＯメモリ４０５に順次蓄積されていく。ＣＣＤ４０２から撮像画像を取り出して、ＦＩＦＯメモリ４０５に蓄積していくタイミングは、タイミングジェネレータ４０６によって制御される。また撮像画像の露光値やホワイトバランス用のデータはＤＳＰ４０４を通るときに獲得され、それぞれＡＥ制御部４０８，ＡＷＢ制御部４０９に取り込まれる。
【０００８】
ＡＥ制御部４０８，ＡＷＢ制御部４０９に取り込まれた露光値やホワイトランス用のデータは、接続端子４１０，４３を通じてコンピュータ４２に取り込まれ、コンピュータ４２内でＣＣＤ４０２の電子シャッタ値やホワイトバランスのパラメータを計算する。それらのデータをＡＥ制御部４０８，ＡＷＢ制御部４０９に命令として送ることによって、ＡＥ制御部４０８ではＣＣＤ４０２の電子シャッタ値を制御して、撮像画像が適正な露出となるように制御し、またＡＷＢ制御部４０９は撮像画像が適正な色となるように制御している。ＣＣＤ４０２の電子シャッタ値とタイミングジェネレータ４０６が作り出す特定のクロックの単位幅を掛けたものがＣＣＤ４０２の露光時間となる。
【０００９】
一方、コンピュータ４２側では、ＦＩＦＯ４０５に蓄積された画像データを接続端子４１０，４３を通じて取り込んでいく。このとき取り込んだ画像データをコンピュータ４２内のメモリに記憶することによって静止画像を保存することができる。また一方で、撮像ユニット４１から取り込んだ画像をコンピュータ４２上の液晶ディスプレイ４４に逐次表示することによって、コンピュータ４２をファインダとしても使用することができる。ユーザは撮像対象の構図や大きさをファインダで確認し、気に入った図柄のところでコンピュータのキーボードやマウスで撮像指示を行うことによって、適当な静止画像を撮像することができる。
【００１０】
ところで、一般的にコンピュータの液晶ディスプレイは解像度が低いため、限られた色数しか表示できないことが多い。また、図４のコンピュータ４２をファインダとして使用するためには、単位時間あたりにできるだけ多くの画像を表示することが望ましいことから、コンピュータ４２が撮像ユニット４１から取り込む画像は、多少解像度が低くても、一画像あたりのデータ量ができるだけ少ない方がよい。
【００１１】
それに対して、図４の撮像システムで静止画像を撮像する場合は、撮像した画像を最終的にはより高解像度のディスプレイで観賞することも考えられるため、できるだけ解像度の高い画像が得られた方がよい。
【００１２】
このため、図４の撮像システムにおいて、静止画像を撮像する場合は、ファインダとして使用する場合よりも高い解像度の画像信号を撮像ユニット４１からコンピュータ４２へ取り込むことが行われている。例えば、コンピュータの液晶ディスプレイ４４が２５６色のパレットのモードの場合、取り込む画像データは１画素あたり８ビットのデータ量となる。一方、フルカラーの静止画像を撮像しようとすると、取り込む画像データは１画素あたり１６ビット、あるいは１画素あたり２４ビットのデータ量となる。
【００１３】
ここで、コンピュータ４２が接続端子４１０，４３を通じて単位時間に取り込むデータの量は一定であることから、ファインダとして使用する場合に対して静止画像を撮像する場合は、ＦＩＦＯメモリ４０５に蓄積される画像があふれてしまうことのないように、ＣＣＤ４０２から撮像画像を取り出してＦＩＦＯメモリ４０５に蓄積するタイミングを制御しているタイミングジェネレータ４０６のクロックの速度を遅くする必要がある。
【００１４】
すなわち、先の例で接続端子を通じて単位時間にコンピュータが撮像ユニットから取り込むデータ量を一定にしようとすると、静止画像を撮像する場合はファインダ表示をする場合と比べて、タイミングジェネレータ４０６のクロックを半分、あるいは１／３の速度にする必要がある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
前記撮像システムにおいて、撮像画像を逐次液晶ディスプレイ４４にファインダ表示している状態では、撮像画像が適切な露出となるようにＡＥ制御部がＡＥデータからＣＣＤの電子シャッタ値を計算し、逐次設定している。
【００１６】
しかし、この状態でユーザが静止画像の撮像指示を行った場合、タイミングジェネレータ４０６のクロックの速度を遅くすることから、そのままのＣＣＤ４０２の電子シャッタ値では撮像画像の露出がオーバとなってしまう。
【００１７】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、撮像素子駆動速度変更後において適正な露出の画像の得られる撮像装置を提供することを目的とするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では撮像装置を次の（１）〜（５）のとおりに構成する。
【００１９】
（１）撮像素子の駆動速度を変更可能な撮像装置であって、前記撮像素子の駆動速度の変更前における前記撮像素子の電子シャッタ値を決定する電子シャッタ値決定手段と、前記撮像素子の駆動速度の変更後における前記撮像素子の電子シャッタ値を推測する電子シャッタ値推測手段と、この電子シャッタ値推測手段で推測した電子シャッタ値を前記撮像素子の駆動速度の変更後に設定する設定手段とを備えた撮像装置。
【００２０】
（２）電子シャッタ値推測手段は、電子シャッタ値決定手段で決定した電子シャッタ値と、撮像素子の駆動速度変更の前後における前記撮像素子の駆動速度の比とにもとづいて前記撮像素子の電子シャッタ値を推測するものである前記（１）記載の撮像装置。
【００２１】
（３）電子シャッタ値推測手段は、撮像素子の駆動速度の変更前における撮像素子の露光値と、前記撮像素子の駆動速度変更前における任意の２点以上の露光値に対する、前記撮像素子の駆動速度の変更後における適性な電子シャッタ値とにもとづいて前記撮像素子の電子シャッタ値を推測するものである前記（１）記載の撮像装置。
【００２２】
（４）撮像素子の駆動速度の変更前に電子ビューファインダ表示のための撮像を行い、前記撮像素子の駆動速度の変更後に静止画像の撮像を行う前記（１）ないし（３）のいずれかに記載の撮像装置。
【００２３】
（５）当該撮像装置は、撮像ユニットと、これにＰＣＭＣＩＡ規格の接続端子を介して接続されるコンピュータとを備えている前記（１）ないし（４）のいずれかに記載の撮像装置。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下本発明を、静止画像撮像装置の実施例により詳しく説明する。なお本発明は、静止画像撮像装置に限らず、撮像素子駆動速度可変の適宜の撮像装置において実施することができる。
【００２５】
【実施例１】
（実施例１）
本実施例の静止画像撮像装置では、図４と同様のハードウエア構成を用いるので、その説明は省略する。
【００２６】
図１は本実施例において、撮像画像を液晶ディスプレイにファインダ表示している状態から、ユーザが撮像指示を行ったことによって静止画像を撮像するときの電子シャッタ値の推測手法および該推測値の設定方法を示したフローチャートである。
【００２７】
まずステップ１１で、現在のファインダ表示でのＣＣＤの電子シャッタ値Ｓｆを得る。本実施例では、露光値が一定範囲内であれば電子シャッタ値Ｓｆが撮像システムが備えるＡＥ制御部によって適正な値をとることによって、ファインダ表示での撮像画像は適正な露出となっている。また本実施例では、電子シャッタ値は１〜Ｓの整数値をとり、電子シャッタ値にタイミングジェネレータで作り出される特定のクロックの単位幅を掛けたものが露光時間となり、電子シャッタ値が１のとき最も露光時間が短く、Ｓのとき最も露光時間が長いものとする。
【００２８】
次に、ステップ１２で、ＣＣＤ駆動速度をファインダでの駆動速度であるＡＨｚから、静止画像での駆動速度であるＢＨｚに変更する。本実施例では静止画像の方がファインダ画像よりも高解像度のためＡ＞Ｂとなる。
【００２９】
次に、ステップ１３でステップ１１で求めた電子シャッタ値ＳｆおよびファインダでのＣＣＤ駆動速度Ａ、静止画像撮像でのＣＣＤ駆動速度Ｂから、静止画像を撮像するときの適正な電子シャッタ値Ｓｘを推測する。
【００３０】
静止画像撮像のときの電子シャッタ値は次の式（１）で推測する。
【００３１】
Ｓｘ＝Ｓｆ×Ｂ／Ａ×Ｐ１　　　……（１）
ここでＰ１はある特定の正の値である。
【００３２】
式（１）の結果Ｓｘ＝０のときは、Ｓｘ＝１とする。
【００３３】
次にステップ１４でＣＣＤの電子シャッタ値をステップ１３で求めたＳｘに設定する。次にステップ１５で静止画像の撮像を行う。次にステップ１６でＣＣＤの電子シャッタ値をファインダ表示での電子シャッタ値であるＳｆに戻す。最後にステップ１７でＣＣＤ駆動速度をファインダでの駆動速度であるＡＨｚに変更して終了する。
【００３４】
以上説明したように、本実施例によれば、ＣＣＤ駆動速度の変更にかかわらず、適正な露出の静止画像を得ることができる。
【００３５】
（実施例２）
本実施例の静止画像撮像装置においても、図４と同様のハードウエア構成を用いる。以下本実施例を図２および図３を用いて説明する。
【００３６】
実施例１において、Ｐ１をＡ／Ｂ以下の値とすると、ＣＣＤ駆動速度Ａ，ＢにおいてＡ＞Ｂの関係があることから、ファインダ表示における電子シャッタ値Ｓｆと図１のステップ１３で求められた静止画像撮像における電子シャッタ値Ｓｘとの間には、Ｓｆ＞Ｓｘの関係がある。
【００３７】
電子シャッタ値Ｓｆは最大値Ｓまでしか制御できないことから、ファインダ表示において、露光値が一定値以下のときは露出制御が不可となる。
【００３８】
しかし、ファインダ表示において露出制御が不可の場合でも、静止画像撮像では露出を適正にすることができることがある。
【００３９】
ところが実施例１では、ファインダ表示における電子シャッタ値は１からＳの値をとることから、静止画像撮像における電子シャッタ値の最大値はＳより小さくなり、電子シャッタによって制御可能な撮像画像の露出範囲が狭められてしまっている。
【００４０】
そこで、本実施例では、ファインダ表示における露出制御が不可である場合で、ファインダ表示における撮像画像の露光値が一定値以上であるときの、静止画像を適正な露出で撮像できる電子シャッター値を推測する手法を示す。
【００４１】
図２は図１と同様に、図４の撮像システムにおいて、撮像画像を液晶ディスプレイにファインダ表示している状態から、ユーザが撮像指示を行ったことによって静止画像を撮像するときの電子シャッタ値の推測手法および該推測値の設定方法を示したフローチャートである。
【００４２】
まずステップ２１で、現在のファインダ表示でのＣＣＤの電子シャッタ値Ｓｆを得る。電子シャッタＳｆは実施例１の場合と同様の特徴を持つ。
【００４３】
次に、ステップ２２でファインダ表示での電子シャッタ値Ｓｆによって、ファインダ表示において露出制御不可であるか否かを判断する。ステップ２１で得た電子シャッタ値ＳｆがＳでないとき（すなわちＳｆ＜Ｓのとき）、実施例１の手法で制御可能な露出範囲であるので、ステップ２９に移り、実施例１の手法にしたがって静止画像撮像の電子シャッタ値Ｓｘを得る。ステップ２１で得た電子シャッタ値ＳｆがＳのとき、実施例１の手法では制御不可能な露出範囲であるので、以降の手法で電子シャッタ値Ｓｘを得る。
【００４４】
まずステップ２３で、ファインダ表示状態での撮像画像の露光値Ｅｘを得る。次に、ステップ２４で、ＣＣＤ駆動速度をファインダでの駆動速度であるＡＨｚから、静止画像での駆動速度であるＢＨｚに変更する。次に、ステップ２５でステップ２３で求めたＥｘから、次に述べる手法で静止画像を撮像するときの適正な電子シャッタ値Ｓｘを推測する。
【００４５】
まず、露光値Ｅｘが一定値以下のとき、ＣＣＤ駆動速度変更後において撮像画像の露出制御が不可の露光範囲であるので、電子シャッタ値Ｓｘを最大値Ｓとする。露光値Ｅｘが一定値以上のとき、以下の手順に従う。図３は本実施例での静止画像を撮像するときの適正な電子シャッタ値Ｓｘを推測する手法を示したものである。図３でＥ１およびＥ２はＣＣＤ駆動速度変更前のファインダ表示における任意の２点の露光値であり、Ｓ１およびＳ２はファインダ表示における露光値がそれぞれＥ１およびＥ２であるときに、ＣＣＤ駆動速度を遅く変更して静止画像を撮像した場合、適正な露出の撮像画像が得られる電子シャッタ値とする。
【００４６】
このとき、静止画像を撮像するときの適正な電子シャッタ値Ｓｘは、図３で横軸方向をファインダ表示における露光値、縦軸方向を適正な露出の画像が得られる電子シャッタ値とする空間において、（Ｅ１，Ｓ１）と（Ｅ２，Ｓ２）を通る直線上にあり、ファインダ表示における露光値がＥｘとなる点とする。
【００４７】
式で表わすと次のとおりである。
【００４８】
Ｓｘ＝（Ｓ１−Ｓ２）×（Ｅｘ−Ｅ１）／（Ｅ２−Ｅ１）＋Ｓ２　……（２）
本実施例では任意の２点のファインダ表示における露光値、およびそれぞれの露光値における適正な露出が得られる電子シャッタ値を標本点としたが、標本点が３点以上とした場合も同様の手法で静止画像撮像における電子シャッタ値Ｓｘを得ることができる。
【００４９】
例えば標本点を（Ｅ１，Ｓ１）、（Ｅ２，Ｓ２）、（Ｅ３，Ｓ３）の３点（Ｅ１＜Ｅ２＜Ｅ３）とした場合、まずファインダ表示における露光値ＥｘがＥｘ＜Ｅ２のときは（Ｅ１，Ｓ１），（Ｅ２，Ｓ２）を使って前述した手法で推測し、露光値ＥｘがＥｘ＞Ｅ２のときは（Ｅ２，Ｓ２），（Ｅ３，Ｓ３）を使って推測すればよい。標本点を多くすればより確度の高い電子シャッタ値の推測が行える。
【００５０】
ステップ２６からステップ２９は、実施例１のステップ１４からステップ１７と同じである。
【００５１】
以上説明したように、本実施例によれば、静止画像撮像におけるより確度の高い電子シャッタ値の推定ができる。
【００５２】
なお実施例では有線で撮像ユニットと外部機器を接続して通信をしているが本発明はこれに限られるものではなく、無線で画像信号及びコマンド等を通信するものも含む。
【００５３】
更に本実施例では電子シャッタ値推測手段は演算により電子シャッタ値を推測する例を示したがこれをＲＯＭ等を用いて実現しても良い。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、撮像する画像が適正な露出となるように、撮像素子駆動速度変更後の撮像素子の電子シャッタ値を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の動作を示すフローチャート
【図２】実施例２の動作を示すフローチャート
【図３】実施例２における電子シャッタ値推測手法の説明図
【図４】従来例の説明図
【符号の説明】
４１　撮像ユニット
４２　コンピュータ
４３　ＰＣＭＣＩＡ規格の接続端子
４０２　ＣＣＤ
４０７　制御ユニット
４０８　自動露出制御部
４１０　外部接続用インターフェース
【図１】
2004007685.tif 000003
【図２】
2004007685.tif 000004
【図３】
2004007685.tif 000005
【図４】
2004007685.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成15年5月19日(2003.5.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子から取り出された撮像データを蓄積する記憶手段と、
前記撮像素子から撮像データを取り出して前記記憶手段に蓄積するタイミングを制御しているタイミング制御手段と、
前記記憶手段に蓄積された撮像データを外部機器に出力する接続手段と、
前記撮像素子への露光時間を変更する電子シャッタ手段とを有し、
前記タイミング制御手段による前記記憶手段への蓄積速度を遅くした場合には前記撮像素子への露光時間を短くするよう前記電子シャッタ手段を制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
撮像素子から取り出された撮像データを記憶手段に蓄積する記憶ステップと、
前記撮像素子から撮像データを取り出して前記記憶手段に蓄積するタイミングを制御しているタイミング制御ステップと、
前記記憶手段に蓄積された撮像データを接続手段を介して外部機器に出力する出力ステップと、
前記撮像素子への露光時間を変更する電子シャッタステップとを有し、
前記タイミング制御ステップによる前記記憶手段への蓄積速度を遅くした場合には前記撮像素子への露光時間を短くするよう前記電子シャッタステップを制御することを特徴とする撮像方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、撮像装置を次の（１）のとおりに構成し、撮像方法を次の（２）のとおりに構成する。
（１）撮像素子から取り出された撮像データを蓄積する記憶手段と、
前記撮像素子から撮像データを取り出して前記記憶手段に蓄積するタイミングを制御しているタイミング制御手段と、
前記記憶手段に蓄積された撮像データを外部機器に出力する接続手段と、
前記撮像素子への露光時間を変更する電子シャッタ手段とを有し、
前記タイミング制御手段による前記記憶手段への蓄積速度を遅くした場合には前記撮像素子への露光時間を短くするよう前記電子シャッタ手段を制御することを特徴とする撮像装置。
（２）撮像素子から取り出された撮像データを記憶手段に蓄積する記憶ステップと、
前記撮像素子から撮像データを取り出して前記記憶手段に蓄積するタイミングを制御しているタイミング制御ステップと、
前記記憶手段に蓄積された撮像データを接続手段を介して外部機器に出力する出力ステップと、
前記撮像素子への露光時間を変更する電子シャッタステップとを有し、
前記タイミング制御ステップによる前記記憶手段への蓄積速度を遅くした場合には前記撮像素子への露光時間を短くするよう前記電子シャッタステップを制御することを特徴とする撮像方法。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】