(57)【要約】【課題】色Ｓ／Ｎ比を改善すると共に、装置の小型化と製造コストの削減を可能にする。【解決手段】ＣＣＤ１０４は、静止画撮影時に、各フィールド内にＲｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの色対応信号を含む３フィールド転送を行い、これにより、一度に垂直転送路を流れる電荷量の減少化を達成することで結果的に飽和信号量の増加を可能にしている。また、白バランス処理として、モニタリング駆動時には、画像処理ＩＣ１１０内で取得される信号成分（評価値）に対して、この画像処理ＩＣ１１０内でデジタル増幅まで行い、続く画像取り込み時には、第１フィールドからはＲｅｄ成分、第２フィールドからはＧｒｅｅｎ成分、第３フィールドからはＢｌｕｅ成分を、それぞれ抽出する。３フィールドで画像を生成する画像取り込みモード時においては、上記モニタリング駆動時に得られたホワイトバランス情報に基づき、露光時間制御でホワイトバランスを行う。【選択図】      図１
2004274684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各フィールド毎にＲｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの３色すべてを含む３フィールド転送駆動する撮像素子と、前記撮像素子の露光量調整、読出し、転送などを行うための駆動信号を発生する駆動信号発生部と、前記撮像素子の出力を画素単位でサンプリング・増幅・アナログ／デジタル変換する撮像素子信号処理部と、前記撮像素子信号処理部の後段において、モニタリング駆動時に各色フィルタ毎に前記撮像素子の出力レベルを取得し、所定の増幅率で増幅する画像処理部を備えるデジタルカメラにおいて、１つのフィールドに対して、Ｒｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅのうち、１色ずつ使用して３フィールドで画像を生成する画像取り込みモード時には、前記モニタリング駆動時に得られた情報に基づきホワイトバランスを露光時間制御で行うように構成したことを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項２】
画像取り込み時の第１フィールドの出力は、第１フィールドに含まれるＲｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅ成分のうち、Ｇｒｅｅｎ出力を取り込み、画像生成に使用すべく露光時間調整・読み出し・転送を行うことを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
【請求項３】
前記画像取り込みの直前のモニタリング駆動時において、被写体の色温度情報を取得し、その色温度情報により高色温度でＢｌｕｅが支配的であることが示される場合には、前記画像取り込み時において、前記３フィールドのうちの第２フィールドの出力は、Ｂｌｕｅ成分を取り込み画像生成に使用すべく露光時間調整・読み出し・転送を行い、前記色温度情報により低色温度でＲｅｄが支配的であることが示される場合には、前記画像取り込み時において、前記３フィールドのうちの第２フィールドの出力は、Ｒｅｄ成分を取り込み画像生成に使用すべく露光時間調整・読み出し・転送を行うことを特徴とする請求項２記載のデジタルカメラ。
【請求項４】
各フィールド毎にＲｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの３色すべてを含む３フィールド転送を行う機能を有する撮像素子を備えたデジタルカメラにおいて、
モニタリング駆動時の実行手段として、前記撮像素子から出力されるＲｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの各色に対応する信号成分を検出して記憶する手段と、前記信号成分の各々を、それぞれ所定の増幅率で増幅する増幅手段と、を備え、
画像取り込み時の実行手段として、前記モニタリング駆動時に前記記憶された信号成分の各々のレベルに基づいて前記撮像素子のＲｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの各色に対応する露光時間の各々を、それぞれ制御してホワイトバランスを行う露光制御手段と、を備えたことを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項５】
前記画像取り込み時には、前記３フィールドの各々から、Ｒｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの各色に対応する信号成分のうちの、いずれか１つの信号成分が、重複を排して抽出されることを特徴とする請求項４記載のデジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルカメラに係り、特に、ホワイトバランス処理の方法を工夫することにより、色Ｓ／Ｎ比を改善したデジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、デジタルカメラは、その撮像部にＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）を使用しているが、近年、カメラ本体のサイズの小型化と、撮像部（ＣＣＤ）の高画素化が進展することにより、この撮像部を構成するＣＣＤには、飽和信号量・感度・Ｓ／Ｎ比の各特性の維持・向上を目的としたプロセスの改善が要求されている。
また、従来技術においては、ホワイトバランス処理について、画像処理ＩＣ内で、被写体のＲｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの各成分（評価値）を取得し、この画像処理ＩＣ内でデジタル増幅する処理が一般的である。
また、従来技術によるホワイトバランス処理の他の手段として、画像処理ＩＣ内において、評価値を取得して、撮像素子後段のＣＤＳにおいて画素単位でアナログ増幅する手段も採用されている。
【０００３】
なお、従来技術には、写真フィルムやプリント写真や印刷物などの、光源が管理された静止物を撮影するために、ＣＣＤの前面でＲｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの各フィルタを順次切替えて３色に分解し、画像を生成する３色面順次方式において、ＣＣＤの分光感度特性に基づいて増幅率を変えて増幅し、３色光の光強度の違いによって生じるホワイトバランスのずれは露光時間制御によって補正しながら、取り込み時間を短縮化するために、フィルタの挿入順序と、露光・転送・フィルタ切換のタイミングの最適化を行うものとして、例えば、特許文献１に記載されたものがある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２６１６６７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のデジタルカメラにおいては、前述のとおり、ホワイトバランス処理を行う手段として、前述の画像処理ＩＣ内において、被写体のＲｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの各成分（評価値）を取得し、この画像処理ＩＣ内で、デジタル増幅する処理が一般的に行われているが、このような手段では、増幅によるＳ／Ｎ比の劣化は避けられないという問題点があった。
また、前述のとおり、この画像処理ＩＣ内において、評価値を取得して、撮像素子後段のＣＤＳにおいて画素単位でアナログ増幅するという手段の場合も、前述の手段と同様に、上記増幅により、Ｓ／Ｎ比の劣化が生じるという問題点があった。
なお、前述の特許文献１に示された技術では、３色面順次方式のカラー画像入力装置として、画像取り込みを行う際にホワイトバランスを増幅制御と露光時間制御とで行っており、ある程度の色Ｓ／Ｎ比の改善効果はあるが、撮像素子の前面にＲｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの各フィルタを配したターレット（機械式の回転円盤）が必要な構成であるため、製造コストが高くなり、また装置サイズの小型化も困難であるという問題点があった。
【０００６】
請求項１に記載の発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、静止画撮影時のホワイトバランス処理を改良することにより、取り込み画像の色Ｓ／Ｎ比を改善すると共に、装置の小型化と、製造コストの削減とを達成することが可能なデジタルカメラを提供することにある。
請求項２および３に記載の発明の目的は、特に、レリーズの押下時のタイミングから最もタイムラグの短い画像を取得し得るデジタルカメラを提供することにある。
請求項４に記載の発明の目的は、静止画撮像時のホワイトバランス処理に際し、デジタル処理を不要化し、取り込み画像の色Ｓ／Ｎ比を改善し得るデジタルカメラを提供することにある。
請求項５に記載の発明の目的は、直前のモニタリング駆動時に得られたホワイトバランス情報による制御を容易に実現することができ、画素数の利用率の低さにも拘らず近年における撮像素子の技術の進歩を取り入れて色Ｓ／Ｎ比、解像力の改善を実現可能であり、また装置の小型化と、製造コストの削減が可能なデジタルカメラを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明に係るデジタルカメラは、上述した目的を達成するために、各フィールド毎にＲｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの３色すべてを含む３フィールド転送駆動する撮像素子と、前記撮像素子の露光量調整、読出し、転送などを行うための駆動信号を発生する駆動信号発生部と、前記撮像素子の出力を画素単位でサンプリング・増幅・アナログ／デジタル変換する撮像素子信号処理部と、前記撮像素子信号処理部の後段において、モニタリング駆動時に各色フィルタ毎に前記撮像素子の出力レベルを取得し、所定の増幅率で増幅する画像処理部を備えるデジタルカメラにおいて、１つのフィールドに対して、Ｒｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅのうち、１色ずつ使用して３フィールドで画像を生成する画像取り込みモード時には、前記モニタリング駆動時に得られた情報に基づきホワイトバランスを露光時間制御で行うように構成したことを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明に係るデジタルカメラは、画像取り込み時の第１フィールドの出力は、第１フィールドに含まれるＲｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅ成分のうち、Ｇｒｅｅｎ出力を取り込み、画像生成に使用すべく露光時間調整・読み出し・転送を行うことを特徴としている。
また、請求項３に記載の発明に係るデジタルカメラは、前記画像取り込みの直前のモニタリング駆動時において、被写体の色温度情報を取得し、その色温度情報により高色温度でＢｌｕｅが支配的であることが示される場合には、前記画像取り込み時において、前記３フィールドのうちの第２フィールドの出力は、Ｂｌｕｅ成分を取り込み画像生成に使用すべく露光時間調整・読み出し・転送を行い、前記色温度情報により低色温度でＲｅｄが支配的であることが示される場合には、前記画像取り込み時において、前記３フィールドのうちの第２フィールドの出力は、Ｒｅｄ成分を取り込み画像生成に使用すべく露光時間調整・読み出し・転送を行うことを特徴としている。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明に係るデジタルカメラは、各フィールド毎にＲｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの３色すべてを含む３フィールド転送を行う機能を備えた撮像素子を有するデジタルカメラにおいて、
モニタリング駆動時の実行手段として、前記撮像素子から出力されるＲｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの各色に対応する信号成分を検出して記憶する手段と、前記信号成分の各々を、それぞれ所定の増幅率で増幅する増幅手段と、を備え、
画像取り込み時の実行手段として、前記モニタリング駆動時に前記記憶された信号成分の各々のレベルに基づいて前記撮像素子のＲｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの各色に対応する露光時間の各々を、それぞれ制御してホワイトバランスを行う露光制御手段を備えたことを特徴としている。
さらに、請求項５に記載の発明に係るデジタルカメラは、前記画像取り込み時には、前記３フィールドの各々から、Ｒｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの各色に対応する信号成分のうちの、いずれか１つの信号成分が、重複を排して抽出されることを特徴としている。
【００１０】
【作用】
すなわち、本発明の請求項１によるデジタルカメラは、各フィールド毎にＲｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの３色すべてを含む３フィールド転送駆動する撮像素子の露光量調整・読み出し・転送などを駆動信号発出部から駆動信号を与えて実行し、撮像素子信号処理部で撮像素子から得られた出力を画像単位でサンプリング・増幅・アナログ／デジタル変換を行い、前記撮像素子信号処理部の後段に配した画像処理部で、サンプリング駆動時には各色フィルタ毎に前記撮像素子の出力レベルを取得し、所定の増幅率、即ち、ホワイトバランスに対応させた増幅率で増幅し、一方、１つのフィールドに対して、Ｒｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅのうちの１色ずつ使用して３フィールドで画像を生成する画像取り込みモード時においては、上記モニタリング駆動時に得られたホワイトバランス情報に基づき、ホワイトバランスを露光時間制御で行うように構成してある。
このような構成とすることにより、静止画撮影時のホワイトバランス処理をデジタル増幅処理せずに実行し、取り込み画像の色Ｓ／Ｎ比を向上させ、併せて簡単且つ安価な構成で、小型化を実現することができる。
【００１１】
また、請求項２に記載のデジタルカメラは、画像取り込み時の第１フィールドの出力として、第１フィールドに含まれるＲｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅ成分のうち、Ｇｒｅｅｎ出力を取り込み、露光時間調整・読み出し・転送を行って、画像生成を行うようにしている。
このような構成とすることによって、各フィールドが時系列的に別々に露光される画像取込方式であっても、最も露光時間が短く輝度信号の生成に最も支配的であるＧｒｅｅｎの画像を最初に撮像することで、レリーズ釦の押下時のタイミングに近い画像（レリーズ釦押下時からのタイムラグが最も短い画像）を、取り込むことができ、且つ、撮像時のカメラの手ブレについても抑制することができる。すなわち、この構成では、各フィールドが時系列的に別々に露光されるため、被写体として動的な物体に対してはブレが発生する。よって現実的には被写体は動きの少ない物体に限定されるが、カメラの振動によるブレなどの抑制なども考慮に入れると、撮影時にはレリーズ釦押下時のタイミングにできるだけ近い画像を取り込むことが要求される。よって、第１フィールド出力からは輝度信号の生成（Ｙを撮像素子のＹ信号のレベルとして、Ｙ＝０．３０×Ｒ＋０．５９×Ｇ＋０．１１×Ｂなる計算式で生成）において、係数が最も大きく、従って、最も支配的であるＧｒｅｅｎ成分を使用することで上記の対策としている。
【００１２】
また、請求項３に記載のデジタルカメラは、前記画像取り込みの直前のモニタリング駆動時において、被写体の色温度情報を取得し、その色温度情報により高色温度でＢｌｕｅが支配的であることが示される場合には、前記画像取り込み時において、前記３フィールドのうちの第２フィールドの出力は、Ｂｌｕｅ成分を取り込み画像生成に使用すべく露光時間調整・読み出し・転送を行い、前記色温度情報により低色温度でＲｅｄが支配的であることが示される場合には、前記画像取り込み時において、前記３フィールドのうちの第２フィールドの出力は、Ｒｅｄ成分を取り込み画像生成に使用すべく露光時間調整・読み出し・転送を行うことを特徴とする請求項２記載のように構成してある。
このような構成とすることにより、第２フィールド出力に対してＲｅｄ成分とＢｌｕｅ成分のどちらを抽出するかの判定を直前のモニタリング駆動におけるホワイトバランス情報から判断することができ、前記請求項３に記載の作用を効果的に発揮させることができる。
【００１３】
また、請求項４に記載のカメラは、各フィールド毎にＲｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの３色すべてを含む３フィールド転送を行う機能を有する前記撮像素子から出力されるＲｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの各色に対応する信号成分を検出して記憶する手段と、前記信号成分の各々を、それぞれ所定の増幅率で増幅する増幅手段とを備え、
画像取り込み時の実行手段として、前記モニタリング駆動時に前記記憶された信号成分の各々のレベルに基づいて前記撮像素子のＲｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの各色に対応する露光時間の各々を、それぞれ制御してホワイトバランスを行う露光制御手段を備えた構成としてある。
このような構成とすることにより、静止画撮影時のホワイトバランス処理をデジタル増幅せずに実行し、取り込み画像の色Ｓ／Ｎ比を向上させ、併せて、簡単且つ安価な構成で小型化を実現することができる。
また、請求項５に記載のカメラは、前記画像取り込み時には、前記３フィールドの各々から、Ｒｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの各色に対応する信号成分のうちの、いずれか１つの信号成分が、重複を排して抽出されるように構成してある。
このような構成とすることにより、装置の小型化と製造コストの削減を図りながら、色Ｓ／Ｎ比を改善することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のデジタルカメラの実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
最初に、本発明の原理を説明する。
本発明で使用するＣＣＤは、これまで一般的であった２フィールド転送とは異なり、静止画撮影時に３フィールド転送をするという特徴を有し、一度に垂直転送路を流れる電荷量の減少化を達成することで結果的に飽和信号量の増加を可能にしている。
また、このＣＣＤは、３フィールド（奇数）転送であることから、後述の図２に示すように、各フィールド内にＲｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの各色に対応する全ての信号成分が含まれている。
【００１５】
以下、ホワイトバランス処理の方法について説明すると、モニタリング駆動時には、図１に示す画像処理ＩＣ１１０内で取得される評価値に対して、この画像処理ＩＣ１１０内でデジタル増幅まで行う。即ち、この増幅において、前述のＲｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの各色に対応する信号成分の各々について、それぞれ所定の増幅率、即ち、撮像素子１０４の分光感度特性によって生じるホワイトバランスのずれを補正するために設定された増幅率を適用して増幅する。
しかし、このモニタリング駆動時の直後に実行される画像取り込み時（画像取り込みモード時）には、モニタリング駆動時に検出・増幅され、かつ記憶された上記Ｒｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの各色に対応する信号成分の信号レベル（ホワイトバランス情報）に基づいて、各フィールドの適切な露光時間を調整することによりホワイトバランス処理を実施する。なお、この画像取り込み時には、第１フィールドからはＲｅｄ成分、第２フィールドからはＧｒｅｅｎ成分、第３フィールドからはＢｌｕｅ成分のみを、それぞれ抽出することにより、この画像処理ＩＣ１１０内において、１枚の画像を生成する。
【００１６】
なお、上記の各フィールドの露光時間の調節とは、画像取り込み直前のモニタリング駆動時に検出され、かつ記憶された上記ホワイトバランス情報に基づいて適切な露光時間を算出し、この算出した露光時間を適用して撮像素子を制御することを意味する。
ここで、前述の色対応信号の抽出順序は、Ｒｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの順としたが、この順序は、一例に過ぎず、これに限定されるものではない。
即ち、本発明のデジタルカメラは、画像取り込み時には、Ｒｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの各露光時間を制御することでホワイトバランス処理を実現しており、この場合は、モニタリング駆動時に実施される画像処理ＩＣ１１０内で行われるようなデジタル増幅は行われない。
図１は、本発明に係る実施の形態のデジタルカメラの回路構成を示すブロック図である。
【００１７】
同図には、デジタルカメラの一例としてデジタルスチルカメラの構成が示されている。光学駆動部１０３は、絞りシャッタ１０１とレンズユニット１０２の駆動を行い、例えばモニタリング時や記録画像取り込み時に、適切な光学条件（例えば、絞り）の設定や、フォーカス駆動やズーム駆動の制御を実行する。
尚、本実施の形態におけるデジタルカメラにおいては、機械式のシャッタは必要としない。
電気的な撮像部１００は、撮像素子としてのＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）１０４とこのＣＣＤ１０４の駆動や電子シャッタによる露光時間を司るタイミングジェネレータ１０５と撮像素子信号処理部としての相関二重サンプリングＡ／Ｄ変換部（以下、「ＣＤＳ・Ａ／Ｄ部」と称する）１０６からなる。このＣＤＳ・Ａ／Ｄ部１０６は、ＣＣＤ１０４の出力を相関二重サンプリングするＣＤＳ１０７とＣＣＤ１０４の出力レベルと後段のデジタル処理のレンジを適合させるためのＡＧＣ１０８とＡＧＣ１０８から出力されるアナログ信号をデジタル化するＡ／Ｄ（アナログデジタル）変換器１０９から構成される。
尚、上記ＣＤＳ・Ａ／Ｄ部１０６において、画素単位でアナログゲインをかけるように構成することもできる。
【００１８】
画像のデジタル処理は、画像処理部としての画像処理ＩＣ１１０で行われる。即ち、この画像処理ＩＣ１１０は、入出力回路１１１、Ｒ・Ｇ・Ｂ分離回路１１２、ＡＷＢ処理回路１１３、γ変換回路１１４、制御部１１５から構成されている。
即ち、入力処理回路１１１は、ＣＤＳ・Ａ／Ｄ部１０９でＡ／Ｄ変換して得られたデジタル信号に入力処理を施し、Ｒ・Ｇ・Ｂ分離部１１２は、ＣＤＳ・Ａ／Ｄ部で処理されたＲｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの各信号の分離を行い、ＡＷＢ処理部１１３は、Ｒ・Ｇ・Ｂ分離部１１２で分離された各色成分の信号をデジタル増幅し、γ変換部１１４は、ＡＷＢ処理部１１３で増幅された各色成分の信号をγ変換する。制御部１１５は、上述の入力処理部１１１、Ｒ・Ｇ・Ｂ分離部１１２、ＡＷＢ処理部１１３、γ変換部１１４等にそれぞれの機能に応じ、画像データバッファメモリ１２０、プログラム用メモリ１２２、通信系１２３、画像データ記録部１２４、ＣＰＵ１２５等からのデータ制御信号等に基づいて、それぞれ指令信号を与える。
【００１９】
操作系スイッチ１２１は、操作者が直接触れることによって応答するスイッチであり、例えば、レリーズ釦の初段の押下時にフォーカス開始を指示するレリーズ１と画像取り込み処理を開始するレリーズ２などが含まれ、このレリーズ１、レリーズ２の状態は、ＣＰＵ１２５が検出し、カメラ動作に反映させるように構成されている。
このように構成されたデジタルスチルカメラの各部には、電源部１２７から所定の電圧が供給されるようになっている。
尚、ストロボユニット１２６は、ＣＰＵ１２５と接続され、例えば、被写界の照度が所定以下になったとき、あるいは、被写体が逆光状態にあるなどのような場合、それをＣＰＵ１２５が判別してストロボライトを閃光させ得るように構成されている。
【００２０】
次に、このように構成されたデジタルカメラの機能を、その主要な構成要素毎に説明する。
以下、本実施の形態のデジタルカメラの機能を、主要な構成要素毎に説明する。光学系駆動部１０３は、ＣＰＵ１２５からの指令を受けて絞りシャッタ１０１とレンズユニット１０２の駆動を行って、撮像のモニタリングや、記録画像取り込み時に、適切な光学条件を設定したり、フォーカス・ズームの制御を行い、所望の被写体に対するフォーカシングや焦点距離の設定を行う。なお、本発明の画像取り込み時には、従来技術のようなフィルタの切り換えが不要であるため、機械式のシャッタは使用されず、代わって、電子シャッタ機構により、露光時間を制御している。
電気的な撮像部は、撮像素子であるＣＣＤ１０４、タイミングジェネレータ１０５、および信号変換部としてのＣＤＳ・Ａ／Ｄ部１０６とから構成されている。このタイミングジェネレータ１０５は、画像処理ＩＣ１１０から所定の駆動信号を受けてＣＣＤ１０４とＣＤＳ・Ａ／Ｄ部１０６を駆動し、上記電子シャッタとして露光時間の制御を行う。
【００２１】
ＣＤＳ・Ａ／Ｄ部１０６のＣＤＳ１０７は、ＣＣＤ１０４の出力を相関二重サンプリングし、ＡＧＣ１０８によって、ＣＤＳ１０７やＣＣＤ１０４の出力レベルと、後段のデジタル処理のレンジとを合わせるようにゲイン調整を行う。また、Ａ／Ｄ１０９は、ＡＧＣ１０８の出力信号をデジタル信号に変換する。ここで、ＣＤＳ１０７は、画素単位でアナログゲインを掛けるように構成することも可能である。
画像処理部としての画像処理ＩＣ１１０は、撮影画像のデジタル処理を行う。即ち、ＣＤＳ・Ａ／Ｄ部１０６から出力された画像信号は、まず、制御部１１５の指示に従って、例えばＳＤＲＡＭからなる画像データバッファメモリ１２０を介しながら入力処理部１１１で入力処理され、次に、Ｒ・Ｇ・Ｂ分離部１１２で、Ｒｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの各色対応の信号に分離される。ここでＲｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの各色対応の信号成分（評価値）が取得されて、それぞれ個別に出力される。
【００２２】
先ず、モニタリング駆動時には、上記入力処理部１１１の出力およびＲ・Ｇ・Ｂ分離部１１２の出力（各色対応の信号成分の出力）は、制御部１１５を介して画像データ記録部１２４に記憶され、後述する画像取り込み時に、制御部１１５において、この画像データ記録部１２４に記憶されたＲ・Ｇ・Ｂ分離部１１２の出力レベルに基づいてタイミングジェネレータ１０５を制御する。これにより、タイミングジェネレータ１０５は、この画像取り込み時において、Ｒｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの各色対応（実際には、ＣＣＤ１０４の出力フレーズ対応）の露光時間を制御することができる。例えば、露光時間の制御は、ＣＣＤ１０４に入力される電荷クリアパルスの送出が停止される期間を制御することによって実現することができる。
また、モニタリング駆動時には、このＲ・Ｇ・Ｂ分離部１１２の出力は、後段のＡＷＢ処理部１１３に送出されて、このＡＷＢ処理部１１３において、それぞれ所定の倍率でデジタル的に増幅される（この増幅により、Ｒｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの各色対応の信号成分がバランスされて、適正なモニタ画像が得られる）。つまり、モニタリング駆動時には、ＡＷＢ処理部１１３のスイッチＳＷＲ、ＳＷＧ、ＳＷＢのそれぞれは、ｂ側の端子にＯＮ（接触）している。尚、ＡＷＢ処理部１１３を構成する増幅手段としての増幅器ＡＲ、ＡＧ、ＡＢのそれぞれは、ＣＣＤ１０４の分光感度特性に基づいた増幅率に設定されている。
【００２３】
一方、画像取り込み時には、ホワイトバランス処理は露光時間を制御することによって実現できるので、前述のスイッチは、ａ側の端子にＯＮすることにより直後の増幅処理を迂回（スルー）するように構成されている。
なお、前述の信号成分（評価値）を取得するＲ・Ｇ・Ｂ分離部１１２は、入力処理部１１１の後段に配置する構成としたが、これは、一例であり、他の構成として、例えば、γ変換部１１４の後段に配置することも可能である。
操作系ＳＷ１２１は、ユーザが直接触れて操作できる釦であり、例えば、フォーカス開始を指示するレリーズ１、画像取り込み処理を開始するレリーズ２などもこの操作系ＳＷ１２１に含まれる。この操作系ＳＷ１２１の釦の状態は、ＣＰＵ１２５により検出されて、カメラの動作制御に反映される。
図２は、本発明に係る実施の形態のデジタルカメラの撮像素子による３フィールド読み出しの一例を説明する模式的な説明図である。
【００２４】
以下、図２を参照して、本実施の形態のデジタルカメラの撮像素子（請求項１に記載の撮像素子）について、３フィールド読み出しの一例を説明する。
通常、インターレース式の撮像素子は、１ラインの飛び越し走査によるＯｄｄ（偶）フィールドと、Ｅｖｅｎ（奇）フィールドから成る２フィールドとを合成することにより、１枚の画像を得ている。この方式の転送処理では、上記の片方のフィールドはＲｅｄ、Ｇｒｅｅｎ成分で構成されており、他方のフィールドはＧｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅ成分で構成されている。このため、いずれか片方のフィールドのみではＢｌｕｅ成分またはＲｅｄ成分を欠くことになり、適正な色を有する一枚の静止画像を形成せしめることが困難になる。
しかしながら、これに対して本実施の形態のデジタルカメラの撮像素子は、２ラインの飛び越し走査方式であるため、第１フィールド、第２フィールド、第３フィールドの各々が、Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅの各成分（全色）を有する構成となっている。
【００２５】
図３は、本発明に係る実施の形態のデジタルカメラの撮像素子による３フィールド転送の一例を説明する説明図である。
以下、図３を参照して、本実施の形態のデジタルカメラの撮像素子について、３フィールド転送の一例を説明する。
まず、静止画取り込み時には、直前のモニタリングにおいて図１に示すＲ・Ｇ・Ｂ分離部１１２において取得されるＲｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの各色対応の信号成分のレベル（評価値）を基にして、露光時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を演算する。ここでモニタリング駆動時のＲｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅのデジタル増幅率を、それぞれＲＧＡＩＮ・ＧＧＡＩＮ・ＢＧＡＩＮとすると、ＧＧＡＩＮ：ＲＧＡＩＮ：ＢＧＡＩＮ＝Ｔ１：Ｔ２：Ｔ３の関係となる（但し、第１フィールド出力からＧｒｅｅｎ成分、第２フィールド出力からＲｅｄ成分、第３フィールド出力からＢｌｕｅ成分を抽出する場合）。
【００２６】
なお、図３において、露光時間の最大値は、垂直同期信号ＶＤの周期をＶＤＴとする時、最大２（ＶＤＴ）となるように設定しているが、被写体の色温度範囲を考慮した場合に、この露光時間が上記の２（ＶＤＴ）で不足する場合には、
（１）  画像処理ＩＣ１１０によるデジタル増幅と併用する、
（２）  垂直同期信号ＶＤの周期ＶＤＴを長くする、
（３）  露光時間の最大値を３（ＶＤＴ）以上にする、
などの手段が可能である。
【００２７】
図４は、本発明に係る実施の形態のデジタルカメラの画像信号の出力レベルの一例を説明する説明図である。
以下、図４を参照して、本実施の形態のデジタルカメラの画像信号の出力レベルの一例を従来技術の場合と対比して説明する。但し、被写体は白い物体とする。従来技術においては、Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅの各色対応出力の比率は、ＲＧＢ分離後までは不揃いであり、ＡＷＢ処理においてデジタル増幅されることで、上記比率は、ようやく１：１：１となる。
一方、本発明において画像取り込みモードにおいては、各フィールドの露光時間を変化せしめるために、ＡＷＢ処理前のＲＧＢ分離時点において、上記のＲｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅの各色対応出力の比率は、１：１：１となる。
なお、この実施の形態では、前述のホワイトバランス情報を画像データ記録部１２４に記憶する構成としたが、本発明では、一般に、このホワイトバランス情報を制御部１１５またはＣＰＵ１２５内の内部記憶装置に記憶せしめる構成とすることも可能である。
【００２８】
また、前記３フィールドのうち、第１フィールドの出力に含める信号成分として、Ｇｒｅｅｎ成分を抽出することが可能である。また、その場合、画像取り込み直前のモニタリング駆動時において、被写体の色温度情報を取得すると共に、前記色温度情報により高色温度でＢｌｕｅが支配的であることが示される場合に、直後の画像取り込み時において、前記３フィールドのうちの第２フィールドの出力に含める信号成分としてＢｌｕｅ成分を抽出し、前記色温度情報により低色温度でＲｅｄが支配的であることが示される場合に、直後の画像取り込み時において、前記３フィールドのうちの第２フィールドの出力に含める信号成分としてＲｅｄ成分を抽出するように制御することが可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳しく述べたように、請求項１に記載の発明によれば、各フィールド毎にＲｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの３色すべてを含む３フィールド転送駆動する撮像素子と、前記撮像素子の露光量調整、読出し、転送などを行うための駆動信号を発生する駆動信号発生部と、前記撮像素子の出力を画素単位でサンプリング・増幅・アナログ／デジタル変換する撮像素子信号処理部と、前記撮像素子信号処理部の後段において、モニタリング駆動時に各色フィルタ毎に前記撮像素子の出力レベルを取得し、所定の増幅率で増幅する画像処理部を備えるデジタルカメラにおいて、１つのフィールドに対して、Ｒｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅのうち、１色ずつ使用して３フィールドで画像を生成する画像取り込みモード時には、前記モニタリング駆動時に得られた情報に基づきホワイトバランスを露光時間制御で行うように構成したので、静止画撮影時のホワイトバランス処理をデジタル増幅処理せずに実行し、取り込み画像の色Ｓ／Ｎ比を向上させ、結果的に飽和信号量の増加を可能にし、併せて簡単且つ安価な構成で、小型化を実現し得るデジタルカメラを提供することができる。
【００３０】
また、請求項２に記載の発明によれば、画像取り込み時の第１フィールドの出力は、第１フィールドに含まれるＲｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅ成分のうち、Ｇｒｅｅｎ出力を取り込み、画像生成に使用すべく露光時間調整・読み出し・転送を行うように構成したので、各フィールドが時系列的に別々に露光される画像取込方式であっても、最も露光時間が短く輝度信号の生成に最も支配的であるＧｒｅｅｎの画像を最初に撮像することで、レリーズ釦の押下時のタイミングに近い画像（レリーズ釦押下時からのタイムラグが最も短い画像）を、取り込むことができ且つ、撮像時のカメラの手ブレについても抑制することが可能なデジタルカメラを提供することができる。
【００３１】
また、請求項３に記載の発明によれば、前記画像取り込みの直前のモニタリング駆動時において、被写体の色温度情報を取得し、その色温度情報により高色温度でＢｌｕｅが支配的であることが示される場合には、前記画像取り込み時において、前記３フィールドのうちの第２フィールドの出力は、Ｂｌｕｅ成分を取り込み画像生成に使用すべく露光時間調整・読み出し・転送を行い、前記色温度情報により低色温度でＲｅｄが支配的であることが示される場合には、前記画像取り込み時において、前記３フィールドのうちの第２フィールドの出力は、Ｒｅｄ成分を取り込み画像生成に使用すべく露光時間調整・読み出し・転送を行うように構成したので、第２フィールド出力に対してＲｅｄ成分とＢｌｕｅ成分のどちらを抽出するかの判定を直前のモニタリング駆動におけるホワイトバランス情報から判断することができ、前記請求項３に記載の作用を効果的に発揮させ得るデジタルカメラを提供することができる。
【００３２】
また、請求項４に記載の発明によれば、各フィールド毎にＲｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの３色すべてを含む３フィールド転送を行う機能を有する前記撮像素子から出力されるＲｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの各色に対応する信号成分を検出して記憶する手段と、前記信号成分の各々を、それぞれ所定の増幅率で増幅する増幅手段とを備え、
画像取り込み時の実行手段として、前記モニタリング駆動時に前記記憶された信号成分の各々のレベルに基づいて前記撮像素子のＲｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの各色に対応する露光時間の各々を、それぞれ制御してホワイトバランスを行う露光制御手段を備えた構成としたので、静止画撮影時のホワイトバランス処理をデジタル増幅せずに実行し、取り込み画像の色Ｓ／Ｎ比を向上させ、結果的に飽和信号量の増加を可能とし、併せて、簡単且つ安価な構成で小型化を実現し得るデジタルカメラを提供することができる。
【００３３】
また、請求項５に記載の発明によれば、前記画像取り込み時には、前記３フィールドの各々から、Ｒｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの各色に対応する信号成分のうちの、いずれか１つの信号成分が、重複を排して抽出されるように構成したので、装置の小型化と製造コストの削減を図りながら、色Ｓ／Ｎ比を改善することが可能なデジタルカメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態のデジタルカメラの回路構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る実施の形態のデジタルカメラの撮像素子による３フィールド読み出しの一例を説明する説明図である。
【図３】本発明に係る実施の形態のデジタルカメラの撮像素子による３フィールド転送の一例を説明する説明図である。
【図４】本発明に係る実施の形態のデジタルカメラの画像信号の出力レベルの一例を説明する説明図である。
【符号の説明】
１００  電気的な撮像部
１０１  絞りシャッタ
１０２  レンズユニット
１０３  光学系駆動部
１０４  ＣＣＤ（撮像素子）
１０５  タイミグジェネレータ
１０６  撮像素子信号変換部
１０７  ＣＤＳ
１０８  ＡＧＣ
１０９  Ａ／Ｄ（Ａ／Ｄ変換器）
１１０  画像処理ＩＣ
１１１  入力処理部
１１２  Ｒ・Ｇ・Ｂ分離部
１１３  ＡＷＢ処理部
１１４  γ変換部
１１５  制御部
１２０  画像データバッファメモリ
１２１  操作系スイッチ
１２２  プログラム用メモリ
１２３  通信系
１２４  画像データ記録部
１２５  ＣＰＵ
１２６  ストロボユニット
１２７  電源部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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