(57)【要約】【課題】　ＰＡＬ方式にもＮＴＳＣ方式にも対応できるムービーカメラ機能、そして、画素数の多いＰＡＬ方式センサーを使用した高精細なスチルカメラ機能をも有する撮像装置。【解決手段】　光学ブロック１１を通り入射した被写体像を光電変換するＰＡＬ方式のＣＣＤ１２と、ＣＣＤ１２出力に対して種々の画像処理を行って画像信号に変換するデジタル信号処理部１５と、デジタルの映像信号を種々の記録媒体に記録する記録部１９と、デジタル映像信号を外部のＴＶモニターに出力するビデオ出力部と、ＣＣＤ１２からの出力を表示する電子ビューファインダー１８を備え、全画素を長サイクルで読み出すモードと、画像信号のブランキング期間にＣＣＤの高速転送を行い不要電荷を掃き捨てることにより任意の画素領域を切り出して短サイクルで読み出すモードの撮影を行う。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
　被写体像を画像信号に変換し画像データを得るための撮像手段と、前記撮像手段で得られた画像データを記憶媒体に記録する記録手段と、前記撮像手段で得られた画像データを表示する表示手段と、
　外部の機器と前記記録媒体に記録された画像データの送受をする外部インターフェイスと、
　前記撮像領域に含まれる第１の領域で得られる画像データを前記記録手段で前記記録媒体に記憶する静止画像処理モードと、前記第１の領域よりも小さい第２の領域で得られる画像データを前記記録手段で前記記録媒体に記録する動画像処理モードとを選択的に設定可能とする制御手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
　請求項１に記載の撮像装置において、前記動画像処理モードでは、前記撮像領域内の前記第２の領域を含まない垂直方向の複数ラインの画像データを前記撮像手段から読み出さず、前記撮像領域内の前記第２の領域を含む水平方向の複数ラインを撮像手段から読み出し、その後、前記撮像領域内の前記第２の領域を含む水平方向の複数ラインの画像データのうち、前記第２の領域以外の領域の画像データを読み出さないように制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
　請求項１又は２に記載の撮像装置において、前記記録媒体は、前記第１の記憶媒体と第２の記憶媒体とを有し、前記制御手段は、前記静止画像処理モードでは、静止画像を前記第１の記憶媒体に記憶し、前記動画像処理モードでは、動画像を前記第２の記憶媒体に記憶するように制御することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、動画と静止画の両方を取り込むビデオカメラシステム等の撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
　ＰＡＬ方式のセンサーは、同一サイズのものであれば一般にＮＴＳＣ方式のセンサーより画素数が多い。そこでＰＡＬ方式センサーを用いてそこからＮＴＳＣの領域だけ切り出し、残りの画素で動き補償用に用いるＮＴＳＣ方式のカメラ一体型のビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）が商品化されている。
【０００３】
　また、ＰＡＬ方式センサーは正方画素のため取り込んだ後の画像処理に有効である。そのため画像の縦横変換や圧縮伸張など画像の２次元処理をするためのセンサーとして適している。
【０００４】
　なお、電子ビューファインダを備えた電子スチルカメラやビデオカメラは、例えば、特許文献１や２に開示されている。
【特許文献１】特開平０３−１７５７８４号公報
【特許文献２】特開平０２−３１２４５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
　動画と静止画の両方を取り込む画像入力機器に於いて、高画素化及びデジタル処理対応を考慮してＰＡＬ方式のセンサーを用いたシステムでは、動画（ムービー）は６４０ｘ４８０画素の切り出し領域にて３０フレーム／秒で取り込み、静止画は画質を高めるために７６８ｘ５８０画素の全領域で取り込む必要がある。しかし、従来技術ではＰＡＬ／ＮＴＳＣの両方の画像を切り替えて取り込むようなことは行われておらず、またＰＡＬ／ＮＴＳＣの両方式に対応したシステムは構成が複雑で高価なものであった。
【０００６】
　本発明は、ムービーカメラ機能、そして高精細なスチルカメラ機能をも有する撮像装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
　本発明は、下記の技術的構成により前記目的を達成できたものである。
【０００８】
　（１）被写体像を画像信号に変換し画像データを得るための撮像手段と、前記撮像手段で得られた画像データを記憶媒体に記録する記録手段と、前記撮像手段で得られた画像データを表示する表示手段と、
　外部の機器と前記記録媒体に記録された画像データの送受をする外部インターフェイスと、
　前記撮像領域に含まれる第１の領域で得られる画像データを前記記録手段で前記記録媒体に記憶する静止画像処理モードと、前記第１の領域よりも小さい第２の領域で得られる画像データを前記記録手段で前記記録媒体に記録する動画像処理モードとを選択的に設定可能とする制御手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
【０００９】
　（２）前記（１）項に記載の撮像装置において、前記動画像処理モードでは、前記撮像領域内の前記第２の領域を含まない垂直方向の複数ラインの画像データを前記撮像手段から読み出さず、前記撮像領域内の前記第２の領域を含む水平方向の複数ラインを撮像手段から読み出し、その後、前記撮像領域内の前記第２の領域を含む水平方向の複数ラインの画像データのうち、前記第２の領域以外の領域の画像データを読み出さないように制御することを特徴とする撮像装置。
【００１０】
　（３）前記（１）項又は（２）項に記載の撮像装置において、前記記録媒体は、前記第１の記憶媒体と第２の記憶媒体とを有し、前記制御手段は、前記静止画像処理モードでは、静止画像を前記第１の記憶媒体に記憶し、前記動画像処理モードでは、動画像を前記第２の記憶媒体に記憶するように制御することを特徴とする撮像装置。
【００１１】
　上記構成により、静止画モード時には、第１の領域の画像データを読み出して取り込み、動画モード時には、撮像手段から第１の領域よりも少ない画素数の画像データを読み出して取り込むという、どちらでも操作者が希望するモードで被写体を撮影することができる。
【発明の効果】
【００１２】
　本発明によれば、静止画モード時には、第１の領域の画像データを読み出して取り込み、動画モード時には、撮像手段から第１の領域よりも少ない画素数の画像データを読み出して取り込むという、どちらでも操作者が希望するモードで被写体を撮影することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
　以下、実施例を用いて、本発明の実施の形態について述べる。
【実施例】
【００１４】
　以下に本発明の実施例をＰＡＬ用のＣＣＤセンサーを用いた場合について説明する。
【００１５】
　図１は本発明の第１実施例のシステムブロック図である。同図の１１は、レンズやシャッター等の光学ブロックを示す。１２は、固体撮像素子（ＣＣＤ）を示す。このＣＣＤは、コンピューターへの画像入力に対応して、ＰＡＬ方式用の（７６８ｘ５８０画素）センサーで正方画素である。１３は、各ブロックやシステムをコントロールするＣＰＵである。１４は、ＣＣＤの撮像出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバーターである。
【００１６】
　１５は、Ａ／Ｄコンバーター１４からの映像信号をデジタルで処理するデジタル信号処理部である。ここでは、ホワイトバランス，ＡＥ補正、ガンマ処理、画像圧縮、ノイズリダクション等その他様々な画像処理を行う。２３は、ＣＣＤからの画像データを、記憶するメモリーである。デジタル信号処理部１５では、このメモリー２３を用いて上記の様々な画像処理を行っている。１６は、デジタル信号処理部からのデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバーターである。１７は、Ｄ／Ａコンバーター１６の出力を外部のＴＶモニターに出力するためのビデオ出力部である。１８は、Ａ／Ｄコンバーター１４の出力を表示するための電子ビューファインダーである。ただしＡ／Ｄコンバーター１４の出力を表示するために白黒表示になる。
【００１７】
　１９は、デジタルの映像信号を様々な記録媒体へ記録する記録部である。この記録部１９には、デジタル記録用のＶＴＲ、光磁気ディスク（ＭＯ）、小型ハードディスク（ＨＤＤ）、ＩＣカード等の半導体メモリー等が接続されており、ムービーはＶＴＲへ、スチル画はＭＯ、ＨＤＤ、ＩＣカードへ記録される。
【００１８】
　２０は、外部のコンピューターとデータの送受をする外部インターフェイス（Ｉ／Ｆ）である。ここでは、外部のパソコンなどと画像データ等の受け渡しを行う。
【００１９】
　次に本実施例の動作について説明する。本システムでは、ＰＡＬ方式のＣＣＤセンサー（７６８×５８０画素）を用いることにより、同一システムでＰＡＬとＮＴＳＣの両方式に対応したシステムを実現している。更に、以下に述べる３つのモードを持っている。それは、ＮＴＳＣ（３０フレーム／ｓｅｃ）とＰＡＬ（２５フレーム／ｓｅｃ）のそれぞれのムービー動作モード、コンピュータへの画像入力に対応した６４０×４８０画素の切り出しスチルモード、そして７６８×５８０画素の全画面スチルモードである。
【００２０】
　本システムでの各モードをわかりやすく説明するために、表１にこれをまとめた。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
　この表１では上記の各モードについてＰＡＬ／ＮＴＳＣのそれぞれの方式の場合の画素数とその状態を示している。
【００２３】
　まずムービー動作モードについて説明する。ＰＡＬ方式のムービー動作ではＣＣＤからそのまま読み出せば良いが、ＮＴＳＣ方式のムービー動作では６４０ｘ４８０の画素領域を切り出して処理する。これはＰＡＬ方式のＣＣＤセンサーは５０Ｈｚで６２５ラインを読み出すため、ＮＴＳＣ方式の６０Ｈｚで５２５ラインの場合には全画素を読み出すことができない。そこで６０Ｈｚで５２５ラインに対応した領域の６４０ｘ４８０画素の電荷のみを読み出すのである。この読み出し方法については以下に図２を参照して説明する。
【００２４】
　図２（Ａ）に、本実施例で用いているＣＣＤのＰＡＬ／ＮＴＳＣモードの切り替え領域を示す。同図の２１はＰＡＬモードのＣＣＤ全領域を示す。これに対し同図の２２は、ＮＴＳＣモードの切り出し領域を示す。図２（Ｂ）には、電荷読み出し時の特に垂直ブランキング期間について注目したタイミング図を示す。同図（Ｂ）のＴ１とＴ２は、それぞれ同図（Ａ）のＴ１とＴ２に対応している。このＴ１及びＴ２は、ＮＴＳＣの領域を切り出す際に垂直ブランキング期間を利用してＮＴＳＣ以外の領域を高速転送で掃き捨てるタイミングを示している。つまりＰＡＬセンサーからＮＴＳＣ領域を読み出すときは、ＣＣＤセンサーの垂直方向の上下のラインを掃き捨てて、残りの４８０ラインを使用する。そして図２の（Ｃ）に示す様に、水平方向も垂直方向と同様に水平ブランキング期間に図２（Ａ）のＴ３とＴ４の期間を高速転送して掃き捨てる。以上の方法によりＰＡＬ領域のＣＣＤからＮＴＳＣ領域を切り出して読み出す。
【００２５】
　次に表１のコンピューター対応のスチル画モードについて説明する。パソコンの標準ディスプレイはＶＧＡ（６４０ｘ４８０）であり、パソコンへの画像入力を考えた場合には、ＰＡＬもＮＴＳＣも６４０ｘ４８０画素を切り出して出力する方が都合が良い。そこでこのモードについても上記のＰＡＬのＣＣＤセンサーから切り出しモードでＮＴＳＣのムービー動作を行ったのと同様に６４０ｘ４８０画素を切り出して読み出し、その画像データを外部インターフェイスを通して外部のコンピューターへ伝送するのである。
【００２６】
　続いて表１の全画面スチルモードは、ＣＣＤ全画面の静止画データを記録媒体へ保存するモードである。静止画データを圧縮するにしても、より詳細な、より多くの画像データを保持しておいたほうが望ましい。そのためこのモードでは、ＣＣＤの画素をフルに生かして全画素数の７６８ｘ５８０画素をすべて取り込む。ＰＡＬ方式ではムービー動作モードでの読み出しで全画面スチル画の取り込みを行えるが、ＮＴＳＣ方式ではムービー時の切り出しから全画面の読み出しへ切り替える必要がある。しかしＮＴＳＣタイミングでは全画素を正しく読み出すことができないので、この場合にはＰＡＬタイミングで読み出し、メモリーに記憶させて圧縮などの処理を行い、記録媒体に書き込むのである。
【００２７】
　ここでＮＴＳＣ方式に於いて全画面読み出しを行った場合には、図１の電子ビューファインダー１８で正しく表示が行われなくなる恐れがある。この場合ＮＴＳＣ方式でもＰＡＬ用のビューファインダーを用いてＣＣＤの画素に対応して表示させるのが簡単な方法である。つまりＮＴＳＣ領域の切り出しのときは、切り出した画素をそのまま表示し、全画面のときはファインダーの全体に画像を映しだすのである。このようにすることにより操作者も動作モードが一目でわかりシステム構成上も簡単にできる。
【００２８】
　次にＣＣＤ読み出し以外の方法でＰＡＬ／ＮＴＳＣの領域変換システムについて説明する。
【００２９】
　図３は画像用フィールドメモリーの画素に対応した構成概念図である。実線を含めた点線までの部分がＰＡＬ対応の全メモリー領域であり、実線の部分がＮＴＳＣ対応の切り出し領域である。図３に図示するＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の各タイミングはＮＴＳＣ領域外の部分を示し、メモリーから読み出すときには同図（Ｂ），（Ｃ）に示す様にブランキング期間中に高速読み出しを行うのである。
【００３０】
　これによりＰＡＬ方式でＣＣＤから読み出され、メモリーに書き込まれた信号からＮＴＳＣのタイミングの信号を読み出すことができるのである。
【００３１】
　又、上記のＣＣＤ読み出し方法と、メモリーを用いた読み出し方法を複合してＰＡＬ方式のＣＣＤセンサーからＮＴＳＣ方式の画像信号を読み出してもよい。例えば、垂直方向はＣＣＤの読み出しで５８０ラインから４８０ライン読み出し、水平方向はメモリーを用いて７６８画素から６４０画素を読み出すことにより、ＰＡＬ方式のＣＣＤセンサーからＮＴＳＣ方式の画像信号を読み出すのである。
【００３２】
　上記した方法により、全画素を長サイクルで読み出すモードと、任意の画素領域を切り出して短サイクルで読み出すモードの、どちらでも操作者が希望するモードで被写体を撮影することができる。
【００３３】
　（第２実施例）
　次に、ＣＣＤの全画素を長サイクルで表示する表示系に於いて、切り出し画素を全画素の表示より短いサイクルで表示する表示部の実施例について説明する。
【００３４】
　図４に本実施例の表示部のブロック図を示す。同図の５１は、画像データを表示するための水平方向のタイミングクロック（Ｈ＿ＣＫ）である。このパルスにより水平方向の画像表示が順次行われるのである。５２は、水平方向の第１画素目からデータを転送するためのタイミングパルス（Ｈ＿ＳＴ）である。このパルスが入力されると水平方向の第１画素から表示が行われる。５３は、画像データを表示するための垂直方向のタイミングクロック（Ｖ＿ＣＫ）である。このパルスにより垂直方向の画像ライン表示が順次行われるのである。５４は、垂直方向の１ライン目から画像表示するためのタイミングパルス（Ｖ＿ＳＴ）である。このパルスが入力されると垂直方向の第１ライン目から表示が行われる。
【００３５】
　５５は、水平方向のシフトレジスタである。Ｈ＿ＣＫ５１のパルスにより画像データを水平方向に順次表示するためのゲートパルスを出力する。５６は、垂直方向のシフトレジスタである。Ｖ＿ＣＫ５３のパルスにより画像ラインを垂直方順次表示するためのゲートパルスを出力する。
【００３６】
　５７は、図１および図５に示すデジタル信号処理部１５などから送られる画像データである。この画像データは前記したように全画素の５０Ｈｚ／６２５ラインや切り出しの６０Ｈｚ／５２５ラインなど様々なサイクルや画素数のデータが送られてくる。５８は、Ｈシフトレジスタ５５やＶシフトレジスタ５６の出力パルスにより制御され、画像データ５７を表示する液晶表示部である。
【００３７】
　本実施例の上記表示部の特徴的な動作について説明する。
【００３８】
　まずＣＣＤやメモリーから全画面モードである７６８ｘ５８０画素のデータが送られてきた場合の動作を説明する。このときＨシフトレジスタ５５には約１５ＫＨｚ周期で７６８画素を表示するためのタイミングパルスＨ＿ＣＫ５１とＨ＿ＳＴ５２が入力される。又、Ｖシフトレジスタ５６には５０Ｈｚ周期で５８０ラインを表示するためのタイミングパルスＶ＿ＣＫ５３とＶ＿ＳＴ５４が入力される。このタイミングパルスによりＣＣＤの全画素７６８ｘ５８０が５０Ｈｚで順次表示される。これらＨ＿ＣＫ・Ｈ＿ＳＴ・Ｖ＿ＣＫ・Ｖ＿ＳＴのパルスは図１に示すＣＰＵ１３やデジタル信号処理部１５でＣＣＤからの画像信号をもとに作られる。これは、ＣＣＤからの読み出しパルスのタイミングと同様のタイミングで作ることになる。
【００３９】
　次に切り出しモードである６４０ｘ４８０画素のデータが送られてきた場合の動作を説明する。このときＨシフトレジスタ５５には約１５ＫＨｚ周期で６４０画素を表示するためのタイミングパルスＨ＿ＣＫとＨ＿ＳＴが入力される。又、Ｖシフトレジスタ５６には６０Ｈｚ周期で４８０ラインを表示するためのタイミングパルスＶ＿ＣＫとＶ＿ＳＴが入力される。このタイミングパルスによりＣＣＤの切り出し画素６４０ｘ４８０が６０Ｈｚで順次表示される。詳しく説明すると、切り出しモードでは図３の（Ｂ）（Ｃ）に示されるような読み出しタイミングが使われる。このタイミングに合わせ図４の（Ｂ）（Ｃ）に示すようなタイミングパルスを作り、ブランキング期間に切り出し領域以外の画素部分のＨとＶのシフトレジスタを進ませるのである。これにより任意のサイクルの画像信号に対応してリアルタイムに表示できる様になる。
【００４０】
　（第３実施例）
　次に本発明の他の実施例について説明する。図５に本発明第３実施例のシステムブロック図を示す。基本構成は第１実施例とほぼ同じであり、図１と同じブロックについては同一符号で示してある。
【００４１】
　第３実施例の特徴となっているところは、３１の光学ブロックと１８の電子ビューファインダーの入力である。光学ブロック３１は、第１実施例の光学ブロック（図１の１１）に変倍式２焦点レンズを搭載した構成になっている。
【００４２】
　本システムでは、例えば図６に示す様にモードによりビューファインダーの映像の視野枠が変わってしまうのでは操作者に煩わしさを感じさせてしまう恐れがある。そこで第３実施例では、どのモードでもファインダーの視野枠が同じになるように変倍式レンズを用いた光学手段を制御する。
【００４３】
　即ち、ＰＡＬのムービー動作モードや全画面スチルモード時には変倍式２焦点レンズをテレ側にし、ＮＴＳＣのムービー動作モードなどの切り出しモード時には変倍式２焦点レンズをワイド側にすることにより、ファインダーの視野枠を合わせるのである。このとき光学ブロックの変倍式２焦点レンズは、テレ側でＰＡＬの画面を撮影したときと、ワイド側でＮＴＳＣの画面を撮影したときとが同じ撮影領域になるように設定してある。
【００４４】
　次に、ＰＡＬとＮＴＳＣで同一のファインダー（ＰＡＬ用）を使用したときには、画素数が異なるため視野枠は同じでも表示サイズが変わってしまう。そこで図５に示すデジタル信号処理部１５でＮＴＳＣの６４０ｘ４８０画素をサンプリング変換して７６８ｘ５８０画素に変換する。これによりファインダーに表示されるサイズもＰＡＬ／ＮＴＳＣで同じになる。
【００４５】
　このサンプリング変換については様々な回路構成が考えられるが、例えばＰＡＬとＮＴＳＣの両タイミング読み書き可能なフレームメモリーを用いて、ＮＴＳＣで書き込みＰＡＬで読み出し、不足画素については補間操作等を行って補う方法がある。ここでそのサンプリング変換についての実施例について説明する。
【００４６】
　図７にＰＡＬとＮＴＳＣの両タイミング読み書き可能なフレームメモリーの概念構成図を示す。
【００４７】
　図７の（Ａ）がＮＴＳＣ水平１ライン分のメモリー構成を示し、（Ｂ）にＰＡＬ水平１ライン分の構成を示す。又、（Ｃ）がＮＴＳＣ垂直方向のメモリー構成を示し、（Ｄ）にＰＡＬ垂直方向の構成を示す。この図から分かる様にＰＡＬの１・２・４・５・６はそれぞれＮＴＳＣの１・２・３・４・５を用い、ＰＡＬの３はＮＴＳＣの２と３を加算したものを用いている。この加算した情報は図８に示すビットシフター７３，７７でビットシフトを行うことにより平均値補間を行っている。このようにＮＴＳＣのタイミングでメモリーに書き込まれた情報を、ＰＡＬのタイミングで読み出すために図８に示す回路構成を用いている。即ち、図８では、ラインメモリーバッファー７２に１ライン前の情報があり、ＰＡＬタイミングで読み出しながらＳＷ７４を切り替えてＰＡＬの３ライン目は補間情報で補っているのである。図８の７５に図示するように不足画素についても同様の構成で１画素バッファー７６を用いてＰＡＬの３画素目は補間して補っている。因みにここでサンプリング変換したＰＡＬ信号は電子ビューファインダーの表示のために使われ、記録媒体に記録される情報はＮＴＳＣのままである。
【００４８】
　以上の構成により、表１にある様々なモードでもビューファインダーの視野枠の見えはいつも一定になる。よって操作者に煩わしさを与えずに各モードに対応した画素情報の画像を得ることができるようになる。
【００４９】
　因みにこのときの表示部は、常に６０Ｈｚで６２５ライン表示となる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】第１実施例のブロック図である。
【図２】実施例で用いるＣＣＤのＰＡＬ／ＮＴＳＣモード切り替え説明図である。
【図３】画像メモリーでのＰＡＬ／ＮＴＳＣの領域変換システムの説明図である。
【図４】第２実施例の表示部のブロックとブランキングのノイズ除去の説明図である。
【図５】第３実施例のブロック図である。
【図６】ビューファインダーの映像視野がモードにより変化する例の説明図である。
【図７】第３実施例のＰＡＬとＮＴＳＣの両タイミング読み書き可能なフレームメモリー構成の説明図である。
【図８】第３実施例の画像メモリーのＮＴＳＣ方式の画像データからＰＡＬ方式の画像データを読み出すメモリー周辺回路のブロック図である。
【符号の説明】
【００５１】
１１　　光学ブロック
１２　　ＣＣＤ
１３　　ＣＰＵ
１５　　デジタル信号処理部
１７　　ビデオ出力部
１８　　ビューフアインダー
１９　　記録部
【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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