(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接する奇数ラインと偶数ラインを加算して読み出すフィールド撮影および奇数ラインと偶数ラインを独立して読み出すフレーム撮影に切り換えられる撮像素子と、
前記撮像素子の出力信号の奇数ラインと偶数ラインを加算する加算回路と、
フィールド撮影時に前記撮像素子の出力信号を選択し、フレーム撮影時に前記加算回路の出力信号を選択するセレクタ回路と、
前記セレクタ回路の出力信号に対してダイナミックレンジ補正を行うダイナミックレンジ補正回路と、
前記ダイナミックレンジ補正回路の出力信号に対して信号処理を行い、映像信号を出力する信号処理回路と、を備えていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
光学系によって得られた被写体像を電荷に光電変換する撮像素子と、
前記撮像素子の隣接する奇数ラインと偶数ラインを加算して読み出すフィールド撮影の駆動方式および奇数ラインと偶数ラインを独立して読み出すフレーム撮影の駆動方式とを切り換え可能な撮像素子駆動回路と、
前記撮像素子の出力信号の奇数ラインを記憶するフィールドメモリと、
前記撮像素子の出力信号の偶数ラインを記憶するフィールドメモリと、
前記奇数ライン用のフィールドメモリの出力信号と前記偶数ライン用のフィールドメモリの出力信号を加算する加算回路と、
前記撮像素子の出力信号と前記加算回路の出力信号を選択するセレクタ回路と、
前記セレクタ回路の出力信号に対してダイナミックレンジ補正を行うダイナミックレンジ補正回路と、
前記ダイナミックレンジ補正回路の出力信号に対して信号処理を行い、映像信号を出力する信号処理回路とを具備し、
フィールド撮影とフレーム撮影の撮影状態に応じて、前記撮像素子駆動回路における駆動方式および前記セレクタ回路における出力信号の選択を切り換えることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
隣接する奇数ラインと偶数ラインを加算して読み出すフィールド撮影および奇数ラインと偶数ラインを独立して読み出すフレーム撮影に切り換えられる撮像素子と、
前記撮像素子の出力信号とその出力信号の１ライン遅延信号を加算する加算回路と、
フィールド撮影時に前記撮像素子の出力信号を選択し、フレーム撮影時に前記加算回路の出力信号を選択するセレクタ回路と、
前記セレクタ回路の出力信号に対してダイナミックレンジ補正を行うダイナミックレンジ補正回路と、
前記ダイナミックレンジ補正回路の出力信号に対して信号処理を行い、映像信号を出力する信号処理回路と、を備えていることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
光学系によって得られた被写体像を電荷に光電変換する撮像素子と、
前記撮像素子の隣接する奇数ラインと偶数ラインを加算して読み出すフィールド撮影の駆動方式および奇数ラインと偶数ラインを独立して読み出すフレーム撮影の駆動方式とを切り換え可能な撮像素子駆動回路と、
前記撮像素子の出力信号を１ライン遅延させる１ライン遅延メモリと、
前記撮像素子の出力信号と前記ライン遅延メモリの出力信号を加算する加算回路と、
前記撮像素子の出力信号と前記加算回路の出力信号を選択するセレクタ回路と、
前記セレクタ回路の出力信号に対してダイナミックレンジ補正を行うダイナミックレンジ補正回路と、
前記ダイナミックレンジ補正回路の出力信号に対して信号処理を行い、映像信号を出力する信号処理回路とを具備し、
フィールド撮影とフレーム撮影の撮影状態に応じて、前記撮像素子駆動回路における駆動方式および前記セレクタ回路における出力信号の選択を切り換えることを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
前記ダイナミックレンジ補正回路は、フィールド撮影時とフレーム撮影時とで同じ特性のガンマ補正回路、あるいは同じ特性のヒストグラムイコライゼーションを用いた階調補正回路とすることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
隣接する奇数ラインと偶数ラインを加算して読み出すフィールド撮影および奇数ラインと偶数ラインを独立して読み出すフレーム撮影に切り換えられる撮像素子と、
フィールド撮影時とフレーム撮影時とでニー特性を切り換えて前記撮像素子の出力信号に対してニー処理を行うニー処理回路と、
前記ニー処理回路を介しての前記撮像素子の出力信号の奇数ラインと偶数ラインを加算する加算回路と、
フィールド撮影時に前記ニー処理回路を介しての前記撮像素子の出力信号を選択し、フレーム撮影時に前記加算回路の出力信号を選択するセレクタ回路と、
前記セレクタ回路の出力信号に対して信号処理を行い、映像信号を出力する信号処理回路と、を備えていることを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
光学系によって得られた被写体像を電荷に光電変換する撮像素子と、
前記撮像素子の隣接する奇数ラインと偶数ラインを加算して読み出すフィールド撮影の駆動方式および奇数ラインと偶数ラインを独立して読み出すフレーム撮影の駆動方式とを切り換え可能な撮像素子駆動回路と、
フィールド撮影時とフレーム撮影時とでニー特性を切り換えて前記撮像素子の出力信号に対してニー処理を行うニー処理回路と、
前記撮像素子の奇数ラインに相当する前記ニー処理回路の出力信号を記憶するフィールドメモリと、
前記撮像素子の偶数ラインに相当する前記ニー処理回路の出力信号を記憶するフィールドメモリと、
前記奇数ライン用のフィールドメモリの出力信号と前記偶数ライン用のフィールドメモリの出力信号を加算する加算回路と、
前記ニー処理回路の出力信号と前記加算回路の出力信号を選択するセレクタ回路と、
前記セレクタ回路の出力信号に対して信号処理を行い、映像信号を出力する信号処理回路とを具備し、
フィールド撮影とフレーム撮影の撮影状態に応じて、前記撮像素子駆動回路における駆動方式および前記セレクタ回路における出力信号の選択を切り換えるとともに、フィールド撮影とフレーム撮影のいずれの撮影状態おいても同一の前記信号処理回路により信号処理を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
前記ニー処理回路は、フレーム撮影時ニー特性線がフィールド撮影時ニー特性線のおよそ半分のレベルをもつものに設定されていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記ニー処理回路は、フィールド撮影時ニー特性線とフレーム撮影時ニー特性線においてそれぞれのニーポイントレベルが異にされている請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記ニー処理回路は、フィールド撮影時ニー特性線とフレーム撮影時ニー特性線においてそれぞれのニー圧縮率が異にされている請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記ニー処理回路は、フィールド撮影時ニー特性線とフレーム撮影時ニー特性線においてそれぞれのニーポイントレベルおよびニー圧縮率が異にされている請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１２】
フレーム撮影時に１フィールド期間で奇数ラインと偶数ラインを倍速で読み出すように構成されている請求項１から請求項１１まで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、フィールド撮影とフレーム撮影とを切り換えられる構成された撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自然界における被写体がもつダイナミックレンジは非常に大きく、そのすべてを撮像装置のダイナミックレンジに収めることはできない。しかし、せめて撮像素子出力のハイライト部分の階調は表現したい。そこで、画像信号のあるレベル以上を圧縮して信号処理系のダイナミックレンジの中に収めるというテクニックが用いられる。このような画像信号の高輝度部分を抑圧する処理を「ニー処理」という。
【０００３】
フィールド撮影とフレーム撮影とを切り換え可能に構成した撮像装置の従来の技術として、特開昭６３−１９３７７２号公報に記載された電子スチルカメラが知られている。
【０００４】
図９は同公報に示されている従来の電子スチルカメラの電気的構成を示すブロック図である。この従来の電子スチルカメラは、レンズ、絞り、シャッター等からなる撮像光学系１００１と、撮像光学系１００１から得た被写体像を電荷に光電変換する撮像素子（ＣＣＤ）１００２と、撮像素子１００２の出力を増幅するプリアンプ１００３と、ニー特性を切り換えることが可能なニー（ＫＮＥＥ）処理回路１００４と、ニー処理回路１００４の出力を増幅する出力アンプ１００５と、磁気ディスク装置等の画像記録装置１００６と、フィールド撮影／フレーム撮影切り換え回路１００７と、撮像素子１００２を駆動するドライブ回路１００８と、露出制御用の自動露光制御（ＡＥ）回路１００９とから構成されている。
【０００５】
さて、ここでまず、図１１を用いて、ニー処理回路１００４によるニー処理を行わないとした場合の状況から説明しておく。図１１において、勾配の急なＦiはフィールド撮影時におけるＣＣＤ上の像面光量と出力電圧強度との関係を示すフィールド撮影特性線、勾配のゆるやかなＦr はフレーム撮影時における像面光量と出力電圧強度との関係を示すフレーム撮影特性線である。Ｖｓ1 はフレーム撮影時における出力飽和電圧、Ｖｓ2 はフィールド撮影時における出力飽和電圧、Ｈｓは飽和像面光量である。図１１の特性図から明らかなように、フィールド撮影時には撮像面での感度がフレーム撮影時と比較して２倍となる。
【０００６】
電子スチルカメラでは、撮像素子と信号処理系のダイナミックレンジの問題、あるいは人間の視覚特性等を考慮して、画像信号の高輝度部分を抑圧する処理である「ニー処理」を行う。
【０００７】
図１０（ａ），（ｂ）は図１１に示した特性のものに対して、上記の公報の電子スチルカメラにおいてニー処理を行ったときの特性を示す。図１０（ａ）はフィールド撮影時とフレーム撮影時とでニーポイント電圧とニー圧縮率の双方を切り換える場合の特性図、図１０（ｂ）はニー圧縮率のみを切り換える場合の特性図である。Ｖｋ1 ，Ｖｋ2 ，Ｖｋはニー処理の開始電圧であるニーポイント電圧、Ｖmax は信号処理系のダイナミックレンジによって決定される最大信号レベルのダイナミックレンジ上限値である。
【０００８】
ニーポイント電圧とニー圧縮率の双方を切り換える特性を示す図１０（ａ）において、ＫＦi はニーポイント電圧をＶｋ2 としダイナミックレンジ上限値をＶmax とする勾配の大きめのフィールド撮影時ニー特性線、ＫＦr はニーポイント電圧をＶｋ1 としダイナミックレンジ上限値を同じくＶmax とする勾配の小さめのフレーム撮影時ニー特性線である。
【０００９】
ニー圧縮率のみを切り換える特性を示す図１０（ｂ）において、ＫＦi はニーポイント電圧をＶｋとしダイナミックレンジ上限値をＶmax とする勾配の小さめのフィールド撮影時ニー特性線、ＫＦr はニーポイント電圧を同じくＶｋとしダイナミックレンジ上限値を同じくＶmax とする勾配のやや大きめのフレーム撮影時ニー特性線である。
【００１０】
以上のように構成された図９に示す従来の電子スチルカメラの動作について説明する。
【００１１】
撮像光学系１００１によって得られた被写体像は、撮像素子（ＣＣＤ）１００２上に結像して光電変換され、プリアンプ１００３を介してニー処理回路１００４によってニー処理される。ニー処理回路１００４の出力画像信号は、出力アンプ１００５を介して画像記録装置１００６に記録される。
【００１２】
フィールド撮影時には、フィールド撮影／フレーム撮影切り換え回路１００７がフィールド撮影側に切り換えられ、その切り換え状態に応じて、自動露光制御回路１００９、ドライブ回路１００８およびニー処理回路１００４が切り換え制御される。つまり、自動露光制御回路１００９によってフィールド撮影時における感度に適した露光条件が決定され、撮像光学系１００１に伝えられる。この露光条件によって得られた被写体像は、撮像素子（ＣＣＤ）１００２によって光電変換され、得られた電荷は、ドライブ回路１００８によって決定されたフィールド撮影モードにおいて撮像素子１００２から出力される。すなわち、奇数ラインと偶数ラインが撮像素子内部で画素混合され出力される。また、ニー処理回路１００４では、切り換え回路１００７からの信号によってフィールド撮影用の図１０（ａ）または（ｂ）に示すフィールド撮影時ニー特性線ＫＦi が選択され、適切なニー処理が行われ、さらに出力アンプ１００５を介して画像記録装置１００６に記録される。
【００１３】
次に、フレーム撮影時には、フィールド撮影／フレーム撮影切り換え回路１００７がフレーム撮影側に切り換えられることによって、フィールド撮影時におけるのと同様にして、自動露光制御回路１００９によってフレーム撮影時における感度に適した露光条件が決定され、得られた被写体像は撮像素子１００２によって光電変換される。撮像素子１００２に蓄積された奇数ラインまたは偶数ラインの電荷は、ドライブ回路１００８によって決定されたフレーム撮影モードにおいて撮像素子１００２から順次読み出され、プリアンプ１００３を介してニー処理回路１００４に入力される。ニー処理回路１００４では、切り換え回路１００７からの信号によってフレーム撮影用の図１０（ａ）または（ｂ）に示すフレーム撮影時ニー特性線ＫＦr が選択され、適切なニー処理が行われ、さらに出力アンプ１００５を介して画像記録装置１００６に記録される。
【００１４】
このように、上記した従来の技術の撮像装置（電子スチルカメラ）においては、フィールド撮影時とフレーム撮影時とでニー処理回路におけるニー特性の切り換えを行うことにより、フィールド撮影時とフレーム撮影時のいずれにおいても適正なダイナミックレンジを有する良好な画像を得ることができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成の従来の技術の撮像装置（電子スチルカメラ）の場合には、フィールド撮影時にはそのニー特性としてフィールド撮影時ニー特性線ＫＦi に切り換え、また、フレーム撮影時にはそのニー特性としてフレーム撮影時ニー特性線ＫＦr に切り換えても、低光量領域では、元のフィールド撮影特性線Ｆi やフレーム撮影特性線Ｆr と同じであり、感度が１：２と大きく異なっているため、フィールド撮影時とフレーム撮影時とでダイナミックレンジが同じになってはいても、同じ光量に対してフィールド撮影時とフレーム撮影時とで出力信号レベルが大きく変動してしまう。また、高光量領域においても、同じ光量に対してフィールド撮影時とフレーム撮影時とで出力信号レベルが大きく変動してしまう。
【００１６】
換言すれば、従来の技術において、適正なダイナミックレンジがフィールド撮影時でもフレーム撮影時でも確保できたとはいっても、そのダイナミックレンジの適正さというのは、フィールド撮影状態自体の内部でのことであり、あるいは、フレーム撮影状態自体の内部でのことであって、フィールド撮影時とフレーム撮影時との相互切り換えにおいても適正なダイナミックレンジであるということにはなっていないのである。
【００１７】
また、自動露光制御回路によってフィールド撮影時／フレーム撮影時における感度に適した露光条件を決定し、撮像素子（ＣＣＤ）によって画像信号を取り込むようにしても、通常、絞りの動作は遅いので、フレーム撮影とフィールド撮影とを相互に切り換えたときに絞りが安定するまで時間がかかり、その間は出力信号レベルが変動してしまうという問題もある。例えば、フィールド動画撮影とフレーム静止画撮影とを相互に切り換えた場合、動画と静止画の明るさが大きく異なってしまうのである。
【００１８】
さらに、従来の技術においては、その図９に信号処理回路が図示されていないが、当該の構成でのニー特性切り換えの場合には、フィールド撮影時とフレーム撮影時とで信号処理回路に入力する信号が異なるものであり、その結果、特性の異なる２つの信号処理回路が必要になるのである。
【００１９】
本発明は、上記の問題の解決を図り、フィールド撮影時自体においてまたフレーム撮影時自体においても適正なダイナミックレンジを確保するだけにとどまらず、フィールド撮影時とフレーム撮影時との相互切り換えにおけるトータルな意味でも適正なダイナミックレンジを確保して、良好な画像を得ることができるようにすることを目的としている。また、フィールド撮影時とフレーム撮影時とで同じ信号処理回路を使用できるようにすることを目的としている。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかわる撮像装置は、フィールド撮影時には撮像素子から画素混合して読み出した信号に対してダイナミックレンジ補正を行うが、フレーム撮影時には撮像素子から読み出した奇数ラインと偶数ラインを加算した信号に対してダイナミックレンジ補正を行うように構成することにより、フィールド撮影とフレーム撮影を相互に切り換えたときに、ニー特性の切り換えを行わなくても、出力信号レベルの変動を生じさせない。また、信号処理回路に入力する信号の状態はフィールド撮影時とフレーム撮影時とで基本的に同じになる。
【００２１】
また、本発明にかかわる撮像装置は、フィールド撮影時には撮像素子から画素混合して読み出した信号に対してダイナミックレンジ補正を行うが、フレーム撮影時には撮像素子から読み出した信号とその１ライン遅延信号を加算した信号に対してダイナミックレンジ補正を行うように構成することにより、フィールド撮影とフレーム撮影を相互に切り換えたときに、ニー特性の切り換えを行わなくても、出力信号レベルの変動を生じさせない。また、信号処理回路に入力する信号の状態はフィールド撮影時とフレーム撮影時とで基本的に同じになる。なお、一般的には、フィールド撮影時もフレーム撮影時もともに動画を得るのであるが、フレーム撮影でも静止画を得ることも可能である。
【００２２】
また、本発明にかかわる撮像装置は、フィールド撮影時にはニー特性をフィールド撮影時ニー特性にし、撮像素子から画素混合して読み出した信号に対してニー処理を行ったものを出力するが、フレーム撮影時にはニー特性を切り換えてフレーム撮影時ニー特性線にするとともに撮像素子から読み出した奇数ラインに対してニー処理を行った信号と偶数ラインに対してニー処理を行った信号を加算したものを出力するように構成することにより、フィールド撮影とフレーム撮影を相互に切り換えたときに、出力信号レベルの変動を生じさせない。また、信号処理回路に入力する信号の状態はフィールド撮影時とフレーム撮影時とで基本的に同じになる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１の撮像装置は、隣接する奇数ラインと偶数ラインを加算して読み出すフィールド撮影および奇数ラインと偶数ラインを独立して読み出すフレーム撮影に切り換えられる撮像素子と、前記撮像素子の出力信号の奇数ラインと偶数ラインを加算する加算回路と、フィールド撮影時に前記撮像素子の出力信号を選択し、フレーム撮影時に前記加算回路の出力信号を選択するセレクタ回路と、前記セレクタ回路の出力信号に対してダイナミックレンジ補正を行うダイナミックレンジ補正回路と、前記ダイナミックレンジ補正回路の出力信号に対して信号処理を行い、映像信号を出力する信号処理回路とを備えた構成となっている。これにより、フィールド撮影時は奇数ラインと偶数ラインが撮像素子内部で加算され出力される。また、フレーム撮影時は撮像素子に蓄積された奇数ラインまたは偶数ラインの電荷が順次読み出され、加算回路により加算して出力するので、フィールド撮影とフレーム撮影を切り換えても出力信号レベルの変動はない。すなわち、フィールド撮影時自体においてまたフレーム撮影時自体においても適正なダイナミックレンジを確保するだけにとどまらず、フィールド撮影時とフレーム撮影時との相互切り換えにおけるトータルな意味でも適正なダイナミックレンジを確保して、良好な画像を得ることができるという効果が得られる。また、信号処理回路に入力する信号はフィールド撮影時とフレーム撮影時とで基本的に同じになるので、信号処理回路としてフィールド撮影用のものとフレーム撮影用のものとの２つを用意する必要はなく、共通に使用できて構成を簡略化することができる。
【００２４】
本発明の請求項２の撮像装置は、光学系によって得られた被写体像を電荷に光電変換する撮像素子と、前記撮像素子の隣接する奇数ラインと偶数ラインを加算して読み出すフィールド撮影の駆動方式および奇数ラインと偶数ラインを独立して読み出すフレーム撮影の駆動方式とを切り換え可能な撮像素子駆動回路と、前記撮像素子の出力信号の奇数ラインを記憶するフィールドメモリと、前記撮像素子の出力信号の偶数ラインを記憶するフィールドメモリと、前記奇数ライン用のフィールドメモリの出力信号と前記偶数ライン用のフィールドメモリの出力信号を加算する加算回路と、前記撮像素子の出力信号と前記加算回路の出力信号を選択するセレクタ回路と、前記セレクタ回路の出力信号に対してダイナミックレンジ補正を行うダイナミックレンジ補正回路と、前記ダイナミックレンジ補正回路の出力信号に対して信号処理を行い、映像信号を出力する信号処理回路とを具備し、フィールド撮影とフレーム撮影の撮影状態に応じて、前記撮像素子駆動回路における駆動方式および前記セレクタ回路における出力信号の選択を切り換えることを特徴とするものである。これにより、フィールド撮影時は奇数ラインと偶数ラインが撮像素子内部で加算され出力される。また、フレーム撮影時は撮像素子に蓄積された奇数ラインまたは偶数ラインの電荷は順次読み出され、加算回路により加算して出力するので、フィールド撮影とフレーム撮影を切り換えても出力信号レベルの変動はなく、フィールド撮影時とフレーム撮影時のいずれにおいても適正なダイナミックレンジを有する良好な画像を得ることができるという効果が得られる。また、信号処理回路に入力する信号はフィールド撮影時とフレーム撮影時とで基本的に同じになるので、信号処理回路は単一のもので構成できる。
【００２５】
本発明の請求項３の撮像装置は、隣接する奇数ラインと偶数ラインを加算して読み出すフィールド撮影および奇数ラインと偶数ラインを独立して読み出すフレーム撮影に切り換えられる撮像素子と、前記撮像素子の出力信号とその出力信号の１ライン遅延信号を加算する加算回路と、フィールド撮影時に前記撮像素子の出力信号を選択し、フレーム撮影時に前記加算回路の出力信号を選択するセレクタ回路と、前記セレクタ回路の出力信号に対してダイナミックレンジ補正を行うダイナミックレンジ補正回路と、前記ダイナミックレンジ補正回路の出力信号に対して信号処理を行い、映像信号を出力する信号処理回路とを備えた構成となっている。これにより、フィールド撮影時は奇数ラインと偶数ラインが撮像素子内部で加算され出力される。また、フレーム撮影時は撮像素子に蓄積された奇数ラインまたは偶数ラインの電荷は順次読み出され、１ライン遅延メモリによって１ライン遅延させる。次に撮像素子からの出力信号と１ライン遅延された撮像素子の出力信号を加算回路により加算して出力するので、フィールド撮影とフレーム撮影を切り換えても出力信号レベルの変動はなく、フィールド撮影時とフレーム撮影時のいずれにおいても適正なダイナミックレンジを有する良好な画像を得ることができるという効果が得られる。また、信号処理回路に入力する信号はフィールド撮影時とフレーム撮影時とで基本的に同じになるので、信号処理回路としてフィールド撮影用のものとフレーム撮影用のものとの２つを用意する必要はなく、共通に使用できて構成を簡略化することができる。
【００２６】
本発明の請求項４の撮像装置は、光学系によって得られた被写体像を電荷に光電変換する撮像素子と、前記撮像素子の隣接する奇数ラインと偶数ラインを加算して読み出すフィールド撮影の駆動方式および奇数ラインと偶数ラインを独立して読み出すフレーム撮影の駆動方式とを切り換え可能な撮像素子駆動回路と、前記撮像素子の出力信号を１ライン遅延させる１ライン遅延メモリと、前記撮像素子の出力信号と前記ライン遅延メモリの出力信号を加算する加算回路と、前記撮像素子の出力信号と前記加算回路の出力信号を選択するセレクタ回路と、前記セレクタ回路の出力信号に対してダイナミックレンジ補正を行うダイナミックレンジ補正回路と、前記ダイナミックレンジ補正回路の出力信号に対して信号処理を行い、映像信号を出力する信号処理回路とを具備し、フィールド撮影とフレーム撮影の撮影状態に応じて、前記撮像素子駆動回路における駆動方式および前記セレクタ回路における出力信号の選択を切り換えるように構成したものである。上記請求項３と同様の作用・効果が得られる。
【００２７】
上記請求項１〜４において、前記ダイナミックレンジ補正回路として好ましい態様は、フィールド撮影時とフレーム撮影時とで同じ特性のガンマ補正回路、あるいは同じ特性のヒストグラムイコライゼーションを用いた階調補正回路とすることである。
【００２８】
本発明の請求項６の撮像装置は、隣接する奇数ラインと偶数ラインを加算して読み出すフィールド撮影および奇数ラインと偶数ラインを独立して読み出すフレーム撮影に切り換えられる撮像素子と、フィールド撮影時とフレーム撮影時とでニー特性を切り換えて前記撮像素子の出力信号に対してニー処理を行うニー処理回路と、前記ニー処理回路を介しての前記撮像素子の出力信号の奇数ラインと偶数ラインを加算する加算回路と、フィールド撮影時に前記ニー処理回路を介しての前記撮像素子の出力信号を選択し、フレーム撮影時に前記加算回路の出力信号を選択するセレクタ回路と、前記セレクタ回路の出力信号に対して信号処理を行い、映像信号を出力する信号処理回路とを備えた構成となっている。これにより、フィールド撮影とフレーム撮影を相互に切り換えたときに、出力信号レベルの変動を生じさせない。また、信号処理回路に入力する信号の状態はフィールド撮影時とフレーム撮影時とで基本的に同じになる。
【００２９】
本発明の請求項７の撮像装置は、光学系によって得られた被写体像を電荷に光電変換する撮像素子と、前記撮像素子の隣接する奇数ラインと偶数ラインを加算して読み出すフィールド撮影の駆動方式および奇数ラインと偶数ラインを独立して読み出すフレーム撮影の駆動方式とを切り換え可能な撮像素子駆動回路と、フィールド撮影時とフレーム撮影時とでニー特性を切り換えて前記撮像素子の出力信号に対してニー処理を行うニー処理回路と、前記撮像素子の奇数ラインに相当する前記ニー処理回路の出力信号を記憶するフィールドメモリと、前記撮像素子の偶数ラインに相当する前記ニー処理回路の出力信号を記憶するフィールドメモリと、前記奇数ライン用のフィールドメモリの出力信号と前記偶数ライン用のフィールドメモリの出力信号を加算する加算回路と、前記ニー処理回路の出力信号と前記加算回路の出力信号を選択するセレクタ回路と、前記セレクタ回路の出力信号に対して信号処理を行い、映像信号を出力する信号処理回路とを具備し、フィールド撮影とフレーム撮影の撮影状態に応じて、前記撮像素子駆動回路における駆動方式および前記セレクタ回路における出力信号の選択を切り換えるとともに、フィールド撮影とフレーム撮影のいずれの撮影状態おいても同一の前記信号処理回路により信号処理を行うことを特徴とする撮像装置。これにより、フィールド撮影時は奇数ラインと偶数ラインが撮像素子内部で加算され出力される。また、フレーム撮影時は撮像素子に蓄積された奇数ラインないし偶数ラインの電荷は順次読み出され、それぞれ奇数ライン用のフィールドメモリと偶数ライン用のフィールドメモリに書き込まれる。次に、両フィールドメモリの出力信号を加算回路により加算して出力する。撮像素子内部で加算される場合と撮像素子の外部で加算される場合も同じ信号レベルになるようにニー特性を切り換えるので、フィールド撮影とフレーム撮影を切り換えても出力信号レベルの変動はなく、フィールド撮影時とフレーム撮影時のいずれにおいても適正なダイナミックレンジを有する良好な画像を得ることができるという効果が得られる。また、信号処理回路に入力する信号はフィールド撮影時とフレーム撮影時も基本的に同じになるので、フィールド撮影時とフレーム撮影時も同じ信号処理回路で構成できるという効果も得られる。
【００３０】
その他の事項として、好ましい態様は次のとおりである。請求項６，７では、前記ニー処理回路は、フレーム撮影時ニー特性線がフィールド撮影時ニー特性線のおよそ半分のレベルをもつものに設定されているのがよい（請求項８）。請求項８では、前記ニー処理回路は、フィールド撮影時ニー特性線とフレーム撮影時ニー特性線においてそれぞれのニーポイントレベルが異にされているのがよい（請求項９）。また、前記ニー処理回路は、フィールド撮影時ニー特性線とフレーム撮影時ニー特性線においてそれぞれのニー圧縮率が異にされているのでもよい（請求項１０）。また、前記ニー処理回路は、フィールド撮影時ニー特性線とフレーム撮影時ニー特性線においてそれぞれのニーポイントレベルおよびニー圧縮率が異にされているのでもよい（請求項１１）。また、請求項１〜１１において、フレーム撮影時に１フィールド期間で奇数ラインと偶数ラインを倍速で読み出すように構成されているのが好ましい（請求項１２）。
【００３１】
以下、本発明にかかわる撮像装置の具体的な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の実施の形態は、撮像装置として電子スチルカメラを例にあげる。
【００３２】
〔実施の形態１〕
図１は実施の形態１の電子スチルカメラ（撮像装置）の電気的構成を示すブロック図である。図１において、１０１は被写体像を入力するレンズ、１０２は撮像素子１０３への入射光量を制限する絞り、１０３は入射した被写体像を電荷に光電変換する撮像素子（ＣＣＤ：電荷結合デバイス）、１０４は撮像素子１０３の出力をサンプリングし、利得を自動調整しながら増幅するＣＤＳ・ＡＧＣ回路（Correlated Double Sampling：相関二重サンプリング、Automatic gain Control：自動利得制御）、１０５はＣＤＳ・ＡＧＣ回路１０４を介しての撮像素子（ＣＣＤ）１０３からの出力信号のうち奇数ラインの出力信号（デジタルデータ）を記憶する奇数（ＯＤＤ）ライン用のフィールドメモリ、１０６はＣＤＳ・ＡＧＣ回路１０４を介しての撮像素子（ＣＣＤ）１０３からの出力信号のうち偶数ラインの出力信号（デジタルデータ）を記憶する偶数（ＥＶＥＮ）ライン用のフィールドメモリ、１０７は奇数ライン用のフィールドメモリ１０５の出力信号と偶数ライン用のフィールドメモリ１０６の出力信号とを加算する加算器、１０８はＣＤＳ・ＡＧＣ回路１０４の出力信号と加算器１０７の出力信号のいずれか一方を選択するセレクタ回路、１０９はセレクタ回路１０８の出力に対してニー処理によってダイナミックレンジ補正を施すダイナミックレンジ補正回路、１１０はダイナミックレンジ補正回路１０９の出力信号の信号処理を行って映像信号を出力する信号処理回路、１１１は絞り１０２を駆動する絞り駆動回路、１１２はフィールド読み出しとフレーム読み出しとを切り換えて撮像素子１０３を駆動する撮像素子駆動回路、１１３は絞り駆動回路１１１と撮像素子駆動回路１１２とセレクタ回路１０８を制御するマイクロコンピュータである。
【００３３】
以上の構成において注意すべき点は、ダイナミックレンジ補正回路１０９は、従来技術のニー処理回路１００４とは違って、必ずしもニー特性の切り換えを行う必要のないものであるということである。それゆえに、マイクロコンピュータ１１３からはダイナミックレンジ補正回路１０９に対してはニー特性切り換えのための制御信号は出力されていない。
【００３４】
本実施の形態１においては、フィールド撮影時とフレーム撮影時との相互切り換えにおけるトータルな意味での適正なダイナミックレンジを確保するための対策として、奇数ライン用のフィールドメモリ１０５と偶数ライン用のフィールドメモリ１０６と加算器１０７とセレクタ回路１０８とを設けてあるのである。
【００３５】
図２はＣＣＤからなる撮像素子１０３における読み出し動作を説明するための模式図である。図２（ａ）は単板方式のＣＣＤにおけるカラーフィルタの配列を示す。シアン（Ｃｙ：青緑）、イエロー（Ｙｅ：黄）、マゼンタ（Ｍｇ：赤紫）およびグリーン（Ｇ：緑）の補色フィルタとなっている。垂直走査方向に沿って、ライン１、ライン２、ライン３、ライン４…と並んでいるが、このうちライン１、ライン３、ライン５…が奇数ラインであり、ライン２、ライン４、ライン６…が偶数ラインである。図２（ｂ）はフィールド撮影時における撮像素子１０３からの読み出し動作を示し、図２（ｃ）はフレーム撮影時における読み出し動作を示す。
【００３６】
図３はダイナミックレンジ補正回路１０９におけるニー処理機能部のニー特性を示す。フィールド撮影時ニー特性線ＫＦi は、ニー処理を行わない場合のフィールド撮影特性線Ｆi を圧縮したものに相当している。飽和像面光量Ｈｓ以上におけるフィールド撮影特性線Ｆi の飽和出力電圧Ｖｓ2 を信号処理回路１１０のダイナミックレンジに対応するダイナミックレンジ上限値Ｖmax まで圧縮し、フィールド撮影特性線Ｆi の傾斜部分におけるＶｋをニーポイント電圧として、ニーポイント電圧Ｖｋから飽和出力電圧Ｖｓ2 までの勾配をダイナミックレンジ上限値Ｖmax まで圧縮し、ニーポイント電圧Ｖｋ以下ではニー処理を行わない元のフィールド撮影特性線Ｆi と一致させてある。そして、フレーム撮影時ニー特性線ＫＦr はフィールド撮影時ニー特性線ＫＦi と同じとしてある。すなわち、このダイナミックレンジ補正回路１０９は、ニー処理は行うものであっても、ニー特性の切り換えは行わないものとなっている。
【００３７】
以上のように構成された実施の形態１の電子スチルカメラ（撮像装置）について、以下にその動作を説明する。
【００３８】
レンズ１０１および絞り１０２を介して被写体像を入射した撮像素子（ＣＣＤ）１０３において、その被写体像を電荷に光電変換する。このとき、マイクロコンピュータ１１３は撮像素子１０３の蓄積電荷量を適正レベルに保つように制御信号を絞り駆動回路１１１に与えることにより、絞り駆動回路１１１が絞り１０２を制御する。そして、撮像素子（ＣＣＤ）１０３における読み出し動作の制御は、マイクロコンピュータ１１３から撮像素子駆動回路１１２を介して行われる。絞り１０２における開口量は、フィールド撮影時とフレーム撮影時とで異なる。撮像素子１０３からの読み出し動作についても、セレクタ回路１０８に対する制御についても、フィールド撮影時とフレーム撮影時とで異なる。
【００３９】
（１）《フィールド撮影時》
フィールド撮影時において、マイクロコンピュータ１１３はフィールド／フレーム切換信号を撮像素子駆動回路１１２に与えることにより、撮像素子駆動回路１１２が撮像素子１０３を駆動する状態をフィールド撮影のモードに切り換える。また、マイクロコンピュータ１１３はセレクタ回路１０８に制御信号を与えることにより、セレクタ回路１０８がＣＤＳ・ＡＧＣ回路１０４からの出力信号を選択する状態に切り換える。
【００４０】
このフィールド撮影時における撮像素子駆動回路１１２による撮像素子（ＣＣＤ）１０３からの読み出し動作は、図２（ｂ）に示すとおりである。
【００４１】
（Ａ）奇数（ＯＤＤ）フィールドでは、ライン１とライン２とを画素混合して読み出し、またライン３とライン４とを画素混合して読み出すといった具合に、ｎを自然数（１，２，３…）として、奇数ライン（２ｎ−１）を先に読み出して、これと次の偶数ライン（２ｎ）を画素混合して読み出す。
【００４２】
（Ｂ）偶数（ＥＶＥＮ）フィールドでは、ライン２とライン３とを画素混合して読み出し、またライン４とライン５とを画素混合して読み出すといった具合に、偶数ライン（２ｎ）を先に読み出して、これと次の奇数ライン（２ｎ＋１）を画素混合して読み出す。
【００４３】
このようにして撮像素子１０３からフィールド撮影での信号を読み出す。奇数フィールドからの読み出しは１フィールド期間かかり、偶数フィールドからの読み出しも１フィールド期間かかる。奇数フィールドからの読み出しと偶数フィールドからの読み出しとは交互に繰り返し実行される。各１フィールド期間の撮像素子１０３からの出力信号をＣＤＳ・ＡＧＣ回路１０４においてサンプリングし、増幅して出力する。セレクタ回路１０８はＣＤＳ・ＡＧＣ回路１０４からの出力信号を選択的に入力し、それをダイナミックレンジ補正回路１０９に送出する。奇数ライン用のフィールドメモリ１０５、偶数ライン用のフィールドメモリ１０６および加算器１０７の経路は用いない。ダイナミックレンジ補正回路１０９におけるニー処理機能部は入力した信号に対してニー処理に基づくダイナミックレンジ補正を行う。信号処理回路１１０はダイナミックレンジ補正された信号に対して所要の信号処理を行い、フィールド動画を出力する。
【００４４】
（２）《フレーム撮影時》
フレーム撮影時において、マイクロコンピュータ１１３はフィールド／フレーム切換信号を絞り駆動回路１１１および撮像素子駆動回路１１２に与えることにより、絞り１０２の開口量を調整するとともに、撮像素子駆動回路１１２が撮像素子１０３を駆動する状態をフレーム撮影のモードに切り換える。また、マイクロコンピュータ１１３はセレクタ回路１０８に制御信号を与えることにより、セレクタ回路１０８が加算器１０７からの出力信号を選択する状態に切り換える。
【００４５】
さらに、撮像素子（ＣＣＤ）１０３が１フィールド期間の被写体像の電荷を蓄積した時点でさらなる電荷蓄積を起こさないようにするため、マイクロコンピュータ１１３は絞り駆動回路１１１に制御信号を与えることにより、これ以降次の撮影まで絞り１０２を一旦閉鎖する。
【００４６】
このフレーム撮影時における撮像素子駆動回路１１２による撮像素子１０３からの読み出し動作は、図２（ｃ）において矢印で示すとおりである。
【００４７】
（Ａ）奇数（ＯＤＤ）フィールドでは、ライン１，３，５…というふうに奇数ラインを読み出す。マイクロコンピュータ１１３はタイミングを同期させて奇数ライン用のフィールドメモリ１０５をアクティブにする。ＣＤＳ・ＡＧＣ回路１０４からの１フィールド分の奇数ラインの信号を奇数ライン用のフィールドメモリ１０５に記憶する。
【００４８】
（Ｂ）偶数（ＥＶＥＮ）フィールドでは、ライン２，４，６…というふうに偶数ラインを読み出す。マイクロコンピュータ１１３はタイミングを同期させて偶数ライン用のフィールドメモリ１０６をアクティブにする。ＣＤＳ・ＡＧＣ回路１０４からの１フィールド分の偶数ラインの信号を偶数ライン用のフィールドメモリ１０６に記憶する。
【００４９】
このようにして撮像素子１０３からフレーム撮影での信号を読み出し、奇数フィールドと偶数フィールドを合わせて２フィールド分つまり１フレーム分の信号を２フィールド期間かけて読み出し、奇数フィールドの信号は奇数ライン用のフィールドメモリ１０５に記憶し、偶数フィールドの信号は偶数ライン用のフィールドメモリ１０６に記憶する。読み出し中は絞り１０２は閉鎖されている。フレーム撮影は静止画撮影であって動画撮影ではないので、１コマ分の被写体像を撮像素子（ＣＣＤ）１０３の撮像面に結像したら、次のコマの被写体像の入射は必要なくなり、絞り１０２は閉鎖するのである。
【００５０】
マイクロコンピュータ１１３はさらに奇数ライン用のフィールドメモリ１０５と偶数ライン用のフィールドメモリ１０６とを同時的に制御して読み出し制御を行い、上記のフィールド撮影時の撮像素子１０３からの読み出し（図２（ｂ）参照）と同じ組み合わせのもとで、両フィールドメモリ１０５，１０６からフィールド周期で加算する組み合わせを変えて読み出し、それぞれを加算器１０７に送り出す。加算器１０７は両フィールドメモリ１０５，１０６からの信号を加算し、フレーム静止画信号を生成し、これを出力する。セレクタ回路１０８は加算器１０７からの出力信号を選択的に入力し、それをダイナミックレンジ補正回路１０９に送出する。ニー処理回路であるダイナミックレンジ補正回路１０９は入力した信号に対してニー処理に基づくダイナミックレンジ補正を行う。信号処理回路１１０はダイナミックレンジ補正された信号に対して所要の信号処理を行い、フレーム静止画を出力する。
【００５１】
上記のように撮像素子１０３において、フィールド撮影時には隣接する奇数ラインと偶数ラインとを組み合わせて画素混合して読み出し、また、フレーム撮影時には加算器１０７において隣接する奇数ラインと偶数ラインを加算して読み出すのは、色分離を行うためである。図２（ａ）に示したカラーフィルタの場合、画素混合して読み出し、演算することにより、周知のとおり、色差信号２Ｒ−Ｇ，２Ｂ−Ｇを得る。
【００５２】
次に、図３を用いて、ダイナミックレンジ補正回路１０９のニー処理について説明する。フィールド撮影時は隣接する奇数ラインと偶数ラインを撮像素子（ＣＣＤ）１０３の内部で画素混合して読み出しており、フレーム撮影時は画素混合せずに読み出し、フィールド撮影時と同様の信号状態となるように加算器１０７で加算している。したがって、フレーム撮影時での加算された信号の輝度レベルはフィールド撮影時の画素混合された信号の輝度レベルと同程度のものとなるので、フレーム撮影時ニー特性線ＫＦr としてはフィールド撮影時ニー特性線ＫＦi と同じでよいのである。すなわち、ダイナミックレンジ補正回路１０９において、フィールド撮影時とフレーム撮影時とでニー特性の切り換えを行う必要はない。
【００５３】
そして、このようにフィールド撮影時ニー特性線ＫＦi とフレーム撮影時ニー特性線ＫＦr とを共通にすることにより、フィールド撮影とフレーム撮影とを切り換えても出力信号レベルの変動はなく、フィールド撮影時とフレーム撮影時のいずれにおいても最適なダイナミックレンジを有する良好な画像を得ることができる。あわせて、ニー特性線が全く同じであることから、フィールド撮影時とフレーム撮影時との相互切り換えにおけるトータルな意味でも最適なダイナミックレンジを確保して、良好な画像を得ることができるのである。
【００５４】
さらに、撮像素子（ＣＣＤ）１０３からの画素混合による信号の形態と、両フィールドメモリ１０５，１０６からの読み出し信号を加算した信号の形態とが同一となるので、信号処理回路１１０としては、フィールド動画・フレーム静止画に共通の信号処理回路を用いることができる。
【００５５】
フレーム撮影時においては、絞り１０２の開口量をフィールド撮影時と同じに設定する。その理由は次のとおりである。フィールド撮影時の絞り開口量における露光量をＥ1 とし、これが光電変換され、画素混合して読み出された輝度レベルを２・Ｙ1 とする。また、フレーム撮影時もフィールド撮影時と同じ絞り開口量における露光量をＥ1 とし、これが光電変換されて読み出された輝度レベルをＹ1 とする。フィールド撮影時ニー特性線ＫＦi とフレーム撮影時ニー特性線ＫＦr とは同じものであり、そのニー圧縮率をαとする。フィールド撮影時において、ＣＤＳ・ＡＧＣ回路１０４からの輝度レベルは２・Ｙ1 であり、これをニー処理すると、その輝度レベルは、α・２・Ｙ1 となる。フレーム撮影時において、奇数ライン用のフィールドメモリ１０５からの輝度レベルはＹ1 、偶数ライン用のフィールドメモリ１０６からの輝度レベルもＹ1 であるから、加算器１０７からの輝度レベルは２・Ｙ1 となる。これをニー処理すると、その輝度レベルは、α・２・Ｙ1 である。α・２・Ｙ1 ＝α・２・Ｙ1 となり、輝度レベルが等しくなる。すなわち、フレーム撮影時の絞り開口量はフィールド撮影時と同じになる。
【００５６】
絞り開口量をフィールド撮影時とフレーム撮影時とで同じにするということは、フィールド撮影とフレーム撮影との間での相互の切り換えそのものに対しては、マイコン１１３は絞り駆動回路１１１の制御を行わないということである。したがって、切り換え時の絞り開口量の調整に要する時間がなくなり、切り換え時に応答遅れが軽減され、出力レベルの変動をより少なくすることができる。
【００５７】
なお、以上の説明では、フレーム撮影時の撮像素子１０３からの読み出し方式を２フィールド期間かけて奇数フィールドでは奇数ラインを読み出し、偶数フィールドでは偶数ラインを読み出すように構成した例で説明したが、１フィールド期間に奇数ラインと偶数ラインとを倍速で順次に読み出す方式についても同様に実施可能である。すなわち、１フィールド期間に奇数ラインと偶数ラインとを倍速で順次に読み出す場合も同様に、奇数ラインの信号を奇数ライン用のフィールドメモリ１０５に記憶し、偶数ラインの信号を偶数ライン用のフィールドメモリ１０６に記憶する。あとは上記した実施の形態１と同様の処理を行うことで同様の効果を得ることができる。
【００５８】
なお、以上の説明では、ダイナミックレンジ補正回路１０９をニー処理回路で構成した例で説明したが、ニー処理回路の代わりにガンマ補正回路やヒストグラムイコライゼーション等の階調補正処理のための回路を用いたものでも、あるいはこれらのダイナミックレンジ補正処理方式を組み合わせた回路を用いたものでも同様に実施可能である。
【００５９】
〔実施の形態２〕
図４は実施の形態２の電子スチルカメラ（撮像装置）の電気的構成を示すブロック図である。図４において、３０１は被写体像を入力するレンズ、３０２は撮像素子３０３への入射光量を制限する絞り、３０３は入射した被写体像を電荷に光電変換する撮像素子（ＣＣＤ）、３０４は撮像素子３０３の出力をサンプリングし、利得を自動調整しながら増幅するＣＤＳ・ＡＧＣ回路（相関二重サンプリング・自動利得制御回路）、３０５は撮像素子３０３からの出力信号の１ライン分を遅延させる１ライン遅延メモリ、３０７はＣＤＳ・ＡＧＣ回路３０４の出力信号と１ライン遅延メモリ３０５の出力信号とを加算する加算器、３０８はＣＤＳ・ＡＧＣ回路３０４の出力信号と加算器３０７の出力信号のいずれか一方を選択するセレクタ回路、３０９はセレクタ回路３０８の出力に対してニー処理によってダイナミックレンジ補正を施すダイナミックレンジ補正回路、３１０はダイナミックレンジ補正回路３０９の出力信号の信号処理を行って映像信号を出力する信号処理回路、３１１は絞り３０２を駆動する絞り駆動回路、３１２はフィールド読み出しとフレーム読み出しとを切り換えて撮像素子３０３を駆動する撮像素子駆動回路、３１３は絞り駆動回路３１１と撮像素子駆動回路３１２とセレクタ回路３０８を制御するマイクロコンピュータである。
【００６０】
実施の形態２における構成が実施の形態１と異なっている点は、フィールド撮影時とフレーム撮影時との相互切り換えにおけるトータルな意味での適正なダイナミックレンジを確保するための対策として、実施の形態１における奇数ライン用のフィールドメモリ１０５と偶数ライン用のフィールドメモリ１０６とがなく、代わりに、１ライン遅延メモリ３０５を用い、加算器３０７の入力が、ＣＤＳ・ＡＧＣ回路３０４から出力されてくる信号と、１ライン遅延メモリ３０５に記憶されている１ライン前の出力信号となっているということである。
【００６１】
実施の形態１の場合と同様に、ダイナミックレンジ補正回路３０９は、従来技術のニー処理回路１００４とは違って、必ずしもニー特性の切り換えを行う必要のないものである。それゆえに、マイクロコンピュータ３１３からはダイナミックレンジ補正回路３０９に対してはニー特性切り換えのための制御信号は出力されていない。
【００６２】
ダイナミックレンジ補正回路３０９におけるニー処理機能部のニー特性は実施の形態１の場合の図３と同様である。すなわち、フレーム撮影時ニー特性線ＫＦr はフィールド撮影特性線Ｆi と同じとしてある。
【００６３】
以上のように構成された実施の形態２の電子スチルカメラ（撮像装置）について、以下にその動作を説明する。実施の形態２の電子スチルカメラは、実施の形態１の電子スチルカメラとほぼ同様の動作を行う。
【００６４】
レンズ３０１および絞り３０２を介して被写体像を入射した撮像素子（ＣＣＤ）３０３において、その被写体像を電荷に光電変換する。このとき、マイクロコンピュータ３１３は撮像素子３０３の蓄積電荷量を適正レベルに保つように制御信号を絞り駆動回路３１１に与えることにより、絞り駆動回路３１１が絞り３０２を制御する。そして、撮像素子（ＣＣＤ）３０３における読み出し動作の制御は、マイクロコンピュータ３１３から撮像素子駆動回路３１２を介して行われる。撮像素子３０３からの読み出し動作は、フィールド撮影時とフレーム撮影時とで異なる。セレクタ回路３０８に対する制御も、フィールド撮影時とフレーム撮影時とで異なる。
【００６５】
実施の形態１と異なっている点は、フレーム撮影時における撮像素子（ＣＣＤ）３０３からの読み出し動作と１ライン遅延メモリ３０５と加算器３０７の動作である。
【００６６】
（１）《フィールド撮影時》
フィールド撮影時において、マイクロコンピュータ３１３はフィールド／フレーム切換信号を撮像素子駆動回路３１２に与えることにより、撮像素子駆動回路３１２が撮像素子３０３を駆動する状態をフィールド撮影のモードに切り換える。また、マイクロコンピュータ３１３はセレクタ回路３０８に制御信号を与えることにより、セレクタ回路３０８がＣＤＳ・ＡＧＣ回路３０４からの出力信号を選択する状態に切り換える。
【００６７】
このフィールド撮影時における撮像素子駆動回路３１２による撮像素子（ＣＣＤ）３０３からの読み出し動作は、図２（ｂ）に示すとおりである。
【００６８】
（Ａ）奇数フィールドでは、実施の形態１の場合と同様に、ｎを自然数（１，２，３…）として、奇数ライン（２ｎ−１）を先に読み出して、これと次の偶数ライン（２ｎ）を画素混合して読み出す。
【００６９】
（Ｂ）偶数フィールドでは、実施の形態１の場合と同様に、偶数ライン（２ｎ）を先に読み出して、これと次の奇数ライン（２ｎ＋１）を画素混合して読み出す。
【００７０】
奇数フィールドからの読み出しは１フィールド期間かかり、偶数フィールドからの読み出しも１フィールド期間かかる。奇数フィールドからの読み出しと偶数フィールドからの読み出しとは交互に繰り返し実行される。各１フィールド期間の撮像素子３０３からの出力信号をＣＤＳ・ＡＧＣ回路３０４においてサンプリングし、増幅して出力する。セレクタ回路３０８はＣＤＳ・ＡＧＣ回路３０４からの出力信号を選択的に入力し、それをダイナミックレンジ補正回路３０９に送出する。１ライン遅延メモリ３０５および加算器３０７の経路は用いない。ダイナミックレンジ補正回路３０９におけるニー処理機能部は入力した信号に対してニー処理に基づくダイナミックレンジ補正を行う。信号処理回路３１０はダイナミックレンジ補正された信号に対して所要の信号処理を行い、フィールド動画を出力する。
【００７１】
（２）《フレーム撮影時》
フレーム撮影時において、マイクロコンピュータ３１３はフィールド／フレーム切換信号を撮像素子駆動回路３１２に与えることにより、撮像素子駆動回路３１２が撮像素子３０３を駆動する状態をフレーム撮影のモードに切り換える。また、マイクロコンピュータ３１３はセレクタ回路３０８に制御信号を与えることにより、セレクタ回路３０８が加算器３０７からの出力信号を選択する状態に切り換える。
【００７２】
本実施の形態２の場合は、実施の形態１とは異なり、フレーム撮影時においてフレーム静止画ではなくフレーム動画を出力するようになっている。そのため、撮像素子（ＣＣＤ）３０３から１フィールド期間で奇数ラインと偶数ラインを倍速で順次に読み出す。実施の形態１の場合のような絞り３０２の一旦閉鎖はしない。
【００７３】
まず、撮像素子３０３からライン１が読み出され、これが１ライン遅延メモリ３０５に記憶される。次に、撮像素子３０３からライン２が読み出され、同時に１ライン遅延メモリ３０５からライン１が読み出され、これらライン１，２が加算器３０７において加算され、ライン（１＋２）の信号となって、セレクタ回路３０８に送出される。ライン２は１ライン遅延メモリ３０５に記憶される。次に、撮像素子３０３からライン３が読み出され、同時に１ライン遅延メモリ３０５からライン２が読み出され、これらライン２，３が加算器３０７において加算され、ライン（２＋３）の信号となって、セレクタ回路３０８に送出される。ライン３は１ライン遅延メモリ３０５に記憶される。さらに、撮像素子３０３からライン４が読み出され、同時に１ライン遅延メモリ３０５からライン３が読み出され、これらライン３，４が加算器３０７において加算され、ライン（３＋４）の信号となって、セレクタ回路３０８に送出される。ライン４は１ライン遅延メモリ３０５に記憶される。このような動作が１フィールド期間にわたって繰り返される。それが終了すると、次の１フィールド分について、同様の処理が行われる。
【００７４】
以上のようにして、ＣＤＳ・ＡＧＣ回路３０４の出力信号と１ライン遅延メモリ３０５の出力信号とを加算器１０７で加算してセレクタ回路３０８に送出する動作を１フィールド期間にわたって実行すると、フレーム動画信号が生成されることになる。
【００７５】
セレクタ回路３０８は加算器３０７からの出力信号を選択的に入力し、それをダイナミックレンジ補正回路３０９に送出する。ニー処理回路であるダイナミックレンジ補正回路３０９は入力した信号に対してニー処理に基づくダイナミックレンジ補正を行う。信号処理回路３１０はダイナミックレンジ補正された信号に対して所要の信号処理を行い、フレーム動画を出力する。
【００７６】
ダイナミックレンジ補正回路３０９のニー処理については、実施の形態１の場合に図３を用いて説明したのと同じである。フィールド撮影時は隣接する奇数ラインと偶数ラインを撮像素子（ＣＣＤ）３０３の内部で画素混合して読み出しており、フレーム撮影時は画素混合せずに読み出し、フィールド撮影時と同様に加算器３０７で加算している。したがって、フレーム撮影時での加算された信号の輝度レベルはフィールド撮影時の画素混合された信号の輝度レベルと同程度のものとなるので、フレーム撮影時ニー特性線ＫＦr としてはフィールド撮影時ニー特性線ＫＦi と同じでよいのである。すなわち、ダイナミックレンジ補正回路３０９において、フィールド撮影時とフレーム撮影時とでニー特性の切り換えを行う必要はない。
【００７７】
そして、このようにフィールド撮影時ニー特性線ＫＦi とフレーム撮影時ニー特性線ＫＦr とを共通にすることにより、フィールド撮影とフレーム撮影とを切り換えても出力信号レベルの変動はなく、フィールド撮影時とフレーム撮影時のいずれにおいても最適なダイナミックレンジを有する良好な画像を得ることができる。あわせて、ニー特性線が全く同じであることから、フィールド撮影時とフレーム撮影時との相互切り換えにおけるトータルな意味でも最適なダイナミックレンジを確保して、良好な画像を得ることができるのである。
【００７８】
さらに、撮像素子（ＣＣＤ）３０３からの画素混合による信号の形態と、ＣＤＳ・ＡＧＣ回路３０４からの信号と１ライン遅延メモリ３０５からの信号を加算した信号の形態とが同一となるので、信号処理回路３１０としては、フィールド動画・フレーム動画に共通の信号処理回路を用いることができる。
【００７９】
なお、以上の説明では、ダイナミックレンジ補正回路３０９をニー処理回路で構成した例で説明したが、ニー処理回路の代わりにガンマ補正回路やヒストグラムイコライゼーション等の階調補正処理のための回路を用いたものでも、あるいはこれらのダイナミックレンジ補正処理方式を組み合わせた回路を用いたものでも同様に実施可能である。
【００８０】
なお、信号処理回路３１０等において別にフィールドメモリを設けておき、このフィールドメモリにフレーム画を一旦記憶した上で、読み出すようにすれば、フレーム静止画信号を出力することもできる。
【００８１】
〔実施の形態３〕
図５は実施の形態３の電子スチルカメラ（撮像装置）の電気的構成を示すブロック図である。図５において、実施の形態１と同様に、４０１は被写体像を入力するレンズ、４０２は撮像素子４０３への入射光量を制限する絞り、４０３は入射した被写体像を電荷に光電変換する撮像素子（ＣＣＤ）、４０４は撮像素子４０３の出力をサンプリングし、利得を自動調整しながら増幅するＣＤＳ・ＡＧＣ回路である。
【００８２】
実施の形態３での新たな構成要素としての４０９はＣＤＳ・ＡＧＣ回路４０４の出力をニー特性を切り換えてニー処理でダイナミックレンジ補正を行うニー処理回路である。
【００８３】
実施の形態１の場合と同様に、４０５はニー処理回路４０９を介しての撮像素子（ＣＣＤ）４０３からの出力信号のうち奇数ラインの出力信号（デジタルデータ）を記憶する奇数（ＯＤＤ）ライン用のフィールドメモリ、４０６はニー処理回路４０９を介しての撮像素子（ＣＣＤ）４０３からの出力信号のうち偶数ラインの出力信号（デジタルデータ）を記憶する偶数（ＥＶＥＮ）ライン用のフィールドメモリ、４０７は奇数ライン用のフィールドメモリ４０５の出力信号と偶数ライン用のフィールドメモリ４０６の出力信号とを加算する加算器、４０８はニー処理回路４０９の出力信号と加算器４０７の出力信号のいずれか一方を選択するセレクタ回路、４１０はセレクタ回路４０８の出力信号の信号処理を行って映像信号を出力する信号処理回路、４１１は絞り４０２を駆動する絞り駆動回路、４１２はフィールド読み出しとフレーム読み出しとを切り換えて撮像素子４０３を駆動する撮像素子駆動回路、４１３は絞り駆動回路４１１と撮像素子駆動回路４１２とセレクタ回路４０８とさらにニー処理回路４０９を制御するマイクロコンピュータである。
【００８４】
本実施の形態３においては、実施の形態１，２の場合の、ニー処理によってダイナミックレンジ補正を施すダイナミックレンジ補正回路は設けていない。
【００８５】
本実施の形態３においては、フィールド撮影時とフレーム撮影時との相互切り換えにおけるトータルな意味での適正なダイナミックレンジを確保するための対策として、奇数ライン用のフィールドメモリ４０５と偶数ライン用のフィールドメモリ４０６と加算器４０７とセレクタ回路４０８と、さらにニー特性を切り換え可能なニー処理回路４０９を設けてあるのである。
【００８６】
ニー処理回路４０９における切り換えるべきニー特性のパターンとしてはいくつかのものが考えられる。その代表例を、図６、図７、図８に示す。
【００８７】
図６に示すニー特性は、ニーポイント電圧とニー圧縮率をともに切り換えるモードに相当している。
【００８８】
フィールド撮影時ニー特性線ＫＦi は、ニー処理を行わない場合のフィールド撮影特性線Ｆi を圧縮したものに相当している。飽和像面光量Ｈｓ以上におけるフィールド撮影特性線Ｆi の飽和出力電圧Ｖｓ2 を信号処理回路４１０のダイナミックレンジに対応するダイナミックレンジ上限値Ｖmax まで圧縮し、フィールド撮影特性線Ｆi の傾斜部分におけるＶｋ2 をニーポイント電圧として、ニーポイント電圧Ｖｋ2 から飽和出力電圧Ｖｓ２までの勾配をダイナミックレンジ上限値Ｖmax まで圧縮し、ニーポイント電圧Ｖｋ2 以下ではニー処理を行わない元のフィールド撮影特性線Ｆi と一致させてある。
【００８９】
そして、実施の形態１，２の場合と異なって、フレーム撮影時ニー特性線ＫＦr はフィールド撮影時ニー特性線ＫＦi とは別のものとして設定してある。すなわち、フレーム撮影時ニー特性線ＫＦr は、ニー処理を行わない場合のフレーム撮影特性線Ｆr を圧縮したものに相当している。飽和像面光量Ｈｓ以上におけるフレーム撮影特性線Ｆr の飽和出力電圧Ｖｓ1 をダイナミックレンジ上限値Ｖmax の１／２まで圧縮し、フレーム撮影特性線Ｆr の傾斜部分におけるＶｋ1 をニーポイント電圧として、ニーポイント電圧Ｖｋ1 からダイナミックレンジ上限値Ｖmax の１／２までの勾配を圧縮し、ニーポイント電圧Ｖｋ1 以下ではニー処理を行わない元のフレーム撮影特性線Ｆr と一致させてある。
【００９０】
図７に示すニー特性は、ニー圧縮率だけを切り換えるモードに相当している。ニーポイント電圧Ｖｋは、フィールド撮影時ニー特性線ＫＦi とフレーム撮影時ニー特性線ＫＦr とで同じとなっている。
【００９１】
図８に示すニー特性は、ニーポイント電圧だけを切り換えるモードに相当している。フィールド撮影特性線Ｆi からフィールド撮影時ニー特性線ＫＦi へのニー圧縮率と、フレーム撮影特性線Ｆr からフレーム撮影時ニー特性線ＫＦr へのニー圧縮率とが等しく、フィールド撮影時ニー特性線ＫＦi とフレーム撮影時ニー特性線ＫＦr の勾配が同じとなっている。フレーム撮影時ニー特性線ＫＦr におけるニーポイント電圧Ｖｋ1 は、フィールド撮影時ニー特性線ＫＦi におけるニーポイント電圧Ｖｋ2 の１／２となっている。
【００９２】
以上のように構成された実施の形態３の電子スチルカメラについて、以下にその動作を説明する。本実施の形態３の電子スチルカメラも実施の形態１の電子スチルカメラとほぼ同様の動作を行う。すなわち、レンズ４０１および絞り４０２を介して被写体像を入射した撮像素子（ＣＣＤ）４０３において、その被写体像を電荷に光電変換する。このとき、マイクロコンピュータ４１３は撮像素子４０３の蓄積電荷量を適正レベルに保つように制御信号を絞り駆動回路４１１に与えることにより、絞り駆動回路４１１が絞り４０２を制御する。そして、撮像素子（ＣＣＤ）４０３における読み出し動作の制御は、マイクロコンピュータ４１３から撮像素子駆動回路４１２を介して行われる。撮像素子４０３からの読み出し動作は、フィールド撮影時とフレーム撮影時とで異なる。セレクタ回路４０８に対する制御も、フィールド撮影時とフレーム撮影時とで異なる。そして、マイクロコンピュータ４１３は、ニー処理回路４０９に対して、フィールド撮影時とフレーム撮影時とでニー特性を切り換えるように制御を行う。
【００９３】
（１）《フィールド撮影時》
フィールド撮影時において、マイクロコンピュータ４１３はフィールド／フレーム切換信号を撮像素子駆動回路４１２に与えることにより、撮像素子駆動回路４１２が撮像素子４０３を駆動する状態をフィールド撮影のモードに切り換える。また、マイクロコンピュータ４１３はセレクタ回路４０８に制御信号を与えることにより、セレクタ回路４０８がニー処理回路４０９からの出力信号を選択する状態に切り換える。そして、マイクロコンピュータ４１３はニー処理回路４０９に制御信号を与えることにより、ニー処理回路４０９のニー特性をフィールド撮影時ニー特性線ＫＦi に切り換える。
【００９４】
このフィールド撮影時における撮像素子駆動回路４１２による撮像素子（ＣＣＤ）４０３からの読み出し動作は、図２（ｂ）に示すとおりである。
【００９５】
（Ａ）奇数フィールドでは、ライン１とライン２とを画素混合して読み出し、またライン３とライン４とを画素混合して読み出すといった具合に、ｎを自然数（１，２，３…）として、奇数ライン（２ｎ−１）を先に読み出して、これと次の偶数ライン（２ｎ）を画素混合して読み出す。
【００９６】
（Ｂ）偶数フィールドでは、ライン２とライン３とを画素混合して読み出し、またライン４とライン５とを画素混合して読み出すといった具合に、偶数ライン（２ｎ）を先に読み出して、これと次の奇数ライン（２ｎ＋１）を画素混合して読み出す。
【００９７】
奇数フィールドからの読み出しと偶数フィールドからの読み出しとは交互に繰り返し実行される。各１フィールド期間の撮像素子４０３からの出力信号をＣＤＳ・ＡＧＣ回路４０４においてサンプリングし、増幅してニー処理回路４０９に出力し、ニー処理回路４０９においてフィールド撮影時ニー特性線ＫＦi に従ってニー処理を行う。セレクタ回路４０８はニー処理回路４０９からの出力信号を選択的に入力し、それを信号処理回路４１０に送出する。奇数ライン用のフィールドメモリ４０５、偶数ライン用のフィールドメモリ４０６および加算器４０７の経路は用いない。信号処理回路４１０はニー処理された信号に対して所要の信号処理を行い、フィールド動画を出力する。
【００９８】
（２）《フレーム撮影時》
フレーム撮影時において、マイクロコンピュータ４１３はフィールド／フレーム切換信号を撮像素子駆動回路４１２に与えることにより、撮像素子駆動回路４１２が撮像素子４０３を駆動する状態をフレーム撮影のモードに切り換える。また、マイクロコンピュータ４１３はセレクタ回路４０８に制御信号を与えることにより、セレクタ回路４０８が加算器４０７からの出力信号を選択する状態に切り換える。そして、マイクロコンピュータ４１３はニー処理回路４０９に制御信号を与えることにより、ニー処理回路４０９のニー特性をフレーム撮影時ニー特性線ＫＦr に切り換える。
【００９９】
さらに、撮像素子（ＣＣＤ）４０３が１フィールド期間の被写体像の電荷を蓄積した時点でさらなる電荷蓄積を起こさないようにするため、マイクロコンピュータ４１３は絞り駆動回路４１１に制御信号を与えることにより、それ以降次の撮影まで絞り４０２を一旦閉鎖する。撮像素子４０３からの出力信号をＣＤＳ・ＡＧＣ回路４０４においてサンプリングし、増幅してニー処理回路４０９に出力し、ニー処理回路４０９においてフレーム撮影時ニー特性線ＫＦr に従ってニー処理を行う。
【０１００】
このフレーム撮影時における撮像素子駆動回路４１２による撮像素子４０３からの読み出し動作は、図２（ｃ）において矢印で示すとおりである。
【０１０１】
（Ａ）奇数フィールドでは、撮像素子（ＣＣＤ）４０３において、ライン１，３，５…というふうに奇数ラインを読み出す。マイクロコンピュータ４１３はタイミングを同期させて奇数ライン用のフィールドメモリ４０５をアクティブにする。ニー処理が行われたニー処理回路４０９からの１フィールド分の奇数ラインの信号を奇数ライン用のフィールドメモリ４０５に記憶する。
【０１０２】
（Ｂ）偶数フィールドでは、ライン２，４，６…というふうに偶数ラインを読み出す。マイクロコンピュータ４１３はタイミングを同期させて偶数ライン用のフィールドメモリ４０６をアクティブにする。ニー処理が行われたニー処理回路４０９からの１フィールド分の偶数ラインの信号を偶数ライン用のフィールドメモリ４０６に記憶する。
【０１０３】
このようにして撮像素子４０３からフレーム撮影での信号を読み出し、奇数フィールドと偶数フィールドを合わせて２フィールド分つまり１フレーム分の信号を２フィールド期間かけて読み出し、奇数フィールドの信号は奇数ライン用のフィールドメモリ４０５に記憶し、偶数フィールドの信号は偶数ライン用のフィールドメモリ４０６に記憶する。
【０１０４】
マイクロコンピュータ４１３はさらに奇数ライン用のフィールドメモリ４０５と偶数ライン用のフィールドメモリ４０６とを同時的に制御して読み出し制御を行い、上記のフィールド撮影時の撮像素子４０３からの読み出し（図２（ｂ）参照）と同じ組み合わせのもとで、両フィールドメモリ４０５，４０６からフィールド周期で加算する組み合わせを変えて読み出し、それぞれを加算器４０７に送り出す。加算器４０７は両フィールドメモリ４０５，４０６からの信号を加算し、フレーム静止画信号を生成し、これを出力する。セレクタ回路４０８は加算器４０７からの出力信号を選択的に入力し、それを信号処理回路４１０に送出する。信号処理回路４１０はニー処理された信号に対して所要の信号処理を行い、フレーム静止画を出力する。
【０１０５】
次に、図６を用いて、ニー処理回路４０９のニー処理について説明する。フィールド撮影時においては隣接する奇数ラインと偶数ラインを撮像素子（ＣＣＤ）４０３の内部で画素混合して読み出しているが、その画素混合された信号を、実施の形態１の場合にはセレクタ回路１０８の後段のダイナミックレンジ補正回路１０９においてフィールド撮影時ニー特性線ＫＦi に従ってニー処理を行っており、本実施の形態３の場合にはセレクタ回路４０８の前段のニー処理回路４０９においてフィールド撮影時ニー特性線ＫＦi に従ってニー処理を行っている。これらの間には実質的な相違がない。
【０１０６】
これに対して、フレーム撮影時の場合には、ニー処理回路４０９によるニー処理済みの信号を奇数ライン用のフィールドメモリ４０５と偶数ライン用のフィールドメモリ４０６とに記憶して、それらを加算４０７で加算し、輝度を２倍にした状態でセレクタ回路４０８に送出している。したがって、実施の形態１の場合のようにセレクタ回路１０８の後段のダイナミックレンジ補正回路１０９においてフィールド撮影時ニー特性線ＫＦi に従ってニー処理を行う場合と、本実施の形態３の場合のようにセレクタ回路４０８の前段のニー処理回路４０９においてフィールド撮影時ニー特性線ＫＦi に従ってニー処理を行う場合とは、その実体が異なるのである。
【０１０７】
もし、実施の形態１の場合と同様に、フィールド撮影時ニー特性線ＫＦi とフレーム撮影時ニー特性線ＫＦr とを同じにしていると、加算器４０７を通ってセレクタ回路４０８にきた信号の輝度レベルは、加算器４０７を通らずにニー処理回路４０９から直接にセレクタ回路４０８にきた信号の輝度レベルに対して高輝度部（ニーポイント電圧より大きい部分）が大きくなってしまう。
【０１０８】
そのような理由により、図６について説明したように、両フィールドメモリ４０５，４０６の前段にあるニー処理回路４０９におけるフレーム撮影時ニー特性線ＫＦr をフィールド撮影時ニー特性線ＫＦi の１／２に設定してあるのである。ニーポイント電圧もニー圧縮率も１／２になっている。
【０１０９】
フィールド撮影時に蓄積した電荷を撮像素子（ＣＣＤ）４０３の内部で画素混合して読み出し、これをニー処理回路４０９においてフィールド撮影時ニー特性線ＫＦi のもとでニー処理を行った信号の輝度レベルは、フレーム撮影時に蓄積電荷を撮像素子から画素混合せずに読み出してニー処理回路４０９でニー処理を行った後に、両フィールドメモリ４０５，４０６に記憶した上で、奇数ラインと偶数ラインを加算器４０７で加算した信号の輝度レベルが一致することになる。すなわち、フィールド撮影時とフレーム撮影時の出力信号のレベル変化がないようにしている。
【０１１０】
また、フレーム撮影時においては、ニー処理回路４０９によるニー処理ののちに加算器４０７で隣接する奇数ラインと偶数ラインを加算しているので、マイクロコンピュータ４１３は、フィールド撮影とフレーム撮影時の切り換えに際して、絞り駆動回路４１１を介しての絞り４０２の制御を行わない。その理由は次のとおりである。
【０１１１】
フィールド撮影時の絞り開口量における露光量に対応した輝度レベルを２・Ｙ1 とし、フレーム撮影時もフィールド撮影時と同じ絞り開口量における露光量に対応した輝度レベルをＹ1 とする。フィールド撮影時ニー特性線ＫＦi のニー圧縮率をα、ニーポイント電圧をＶｋ2 、フレーム撮影時ニー特性線ＫＦr のニー圧縮率をβ、ニーポイント電圧をＶｋ1 とすると、α＝２・β、Ｖｋ2 ＝２・Ｖｋ1 である。
【０１１２】
フィールド撮影時において、ＣＤＳ・ＡＧＣ回路４０４からの輝度レベルは２・Ｙ1 であり、これをニー処理すると、その輝度レベルは、ニーポイント電圧以下では２・Ｙ1 となり、ニーポイント電圧以上では（２・Ｙ1 −Ｖｋ2 ）α＋Ｖｋ2 となる。また、同様にして、フレーム撮影時において、奇数フィールドの輝度レベルは、ニーポイント電圧Ｖｋ1 以下ではＹ1 となり、ニーポイント電圧以上では（Ｙ1 −Ｖｋ1 ）β＋Ｖｋ1 であり、偶数フィールドの輝度レベルも同じであり、加算器４０７からの輝度レベルは、ニーポイント電圧以下では２・Ｙ1 となり、ニーポイント電圧以上では｛（Ｙ1 −Ｖｋ1 ）β＋Ｖｋ1 ｝×２となる。ニーポイント電圧以下では２・Ｙ1 ＝２・Ｙ1 となって等しくなり、ニーポイント電圧以上ではα＝２・β、Ｖｋ2 ＝２・Ｖｋ1 であるから、Ｙ1 ＝Ｖｋ1 のときに等しくなる。あるいは２・Ｙ1 ＝Ｖｋ2 のときに等しくなる。すなわち、フレーム撮影時の絞り開口量はフィールド撮影時と同じにしてニーポイント電圧Ｖｋ1 とＶｋ2 を設定したとき出力を等しくすることができる。
【０１１３】
絞り開口量をフィールド撮影時とフレーム撮影時とで同じにするということは、フィールド撮影とフレーム撮影との間での相互の切り換えそのものに対しては、マイコン４１３は絞り駆動回路４１１の制御を行わないということである。したがって、切り換え時の絞り開口量の調整に要する時間がなくなり、切り換え時に応答遅れが軽減され、出力レベルの変動をより少なくすることができる。
【０１１４】
本実施の形態３においては、このような構成にすることで、フィールド撮影とフレーム撮影とを切り換えても出力信号レベルの変動はなく、フィールド撮影時とフレーム撮影時のいずれにおいても最適なダイナミックレンジを有する良好な画像を得ることができる。あわせて、奇数フィールドと偶数フィールドの加算に相当するところのフレーム撮影時ニー特性線ＫＦr を２回足し算したものがフィールド撮影時ニー特性線ＫＦi に匹敵することから、フィールド撮影時とフレーム撮影時との相互切り換えにおけるトータルな意味でも最適なダイナミックレンジを確保して、良好な画像を得ることができるのである。
【０１１５】
さらに、撮像素子（ＣＣＤ）４０３からの画素混合による信号の形態と、両フィールドメモリ４０５，４０６からの読み出し信号を加算した信号の形態とが同一となるので、信号処理回路４１０としては、フィールド動画・フレーム静止画に共通の信号処理回路を用いることができる。
【０１１６】
なお、以上の説明では、ニー処理回路４０９を図６で示したニー特性をもつものとして構成した例で説明したが、その他の図７で示すニー特性や図８で示すニー特性をもつものとしてニー処理回路４０９を構成してもよい。いずれのニー特性も、フレーム撮影時のニー特性を２倍するとフィールド撮影時のニー特性に近くなるように設定してある。このように構成することによって、上記した実施の形態３と同様の効果を得ることができる。
【０１１７】
なお、以上の説明では、フレーム撮影時の撮像素子４０３からの読み出し方式を２フィールド期間かけて奇数フィールドでは奇数ラインを読み出し、偶数フィールドでは偶数ラインを読み出すように構成した例で説明したが、１フィールド期間に奇数ラインと偶数ラインとを倍速で順次に読み出す方式についても同様に実施可能である。すなわち、１フィールド期間に奇数ラインと偶数ラインとを倍速で順次に読み出す場合も同様に、奇数ラインの信号を奇数ライン用のフィールドメモリ４０５に記憶し、偶数ラインの信号を偶数ライン用のフィールドメモリ４０６に記憶する。あとは上記した実施の形態３と同様の処理を行うことで同様の効果を得ることができる。
【０１１８】
【発明の効果】
以上のように、撮像装置についての本発明によれば、フィールド撮影とフレーム撮影とを相互に切り換えても出力信号レベルの変動はなく、フィールド撮影時自体においてまたフレーム撮影時自体においても適正なダイナミックレンジを確保するだけにとどまらず、フィールド撮影時とフレーム撮影時との相互切り換えにおけるトータルな意味でも適正なダイナミックレンジを確保して、良好な画像を得ることができるという効果が得られる。また、フィールド撮影時とフレーム撮影時とで同じ信号処理回路を使用でき、信号処理回路の単一化を図って構成の簡略化を果たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１の撮像装置（電子スチルカメラ）の電気的構成を示すブロック図
【図２】  ＣＣＤからなる撮像素子における読み出し動作を示す模式図
【図３】  実施の形態１におけるダイナミックレンジ補正回路におけるニー処理機能部のニー特性図
【図４】  実施の形態２の撮像装置（電子スチルカメラ）の電気的構成を示すブロック図
【図５】  実施の形態３の撮像装置（電子スチルカメラ）の電気的構成を示すブロック図
【図６】  実施の形態３におけるニー処理回路のニー特性図
【図７】  実施の形態３におけるニー処理回路の別のニー特性図
【図８】  実施の形態３におけるニー処理回路のさらに別のニー特性図
【図９】  従来の技術の撮像装置（電子スチルカメラ）の電気的構成を示すブロック図
【図１０】  従来の技術の撮像装置（電子スチルカメラ）におけるニー処理回路のニー特性図
【図１１】  一般的な電子スチルカメラにおけるＣＣＤの撮像面での感度特性図
【符号の説明】
１０１，３０１，４０１…レンズ、１０２，３０２，４０２…絞り、１０３，３０３，４０３…撮像素子、１０４，３０４，４０４…ＣＤＳ・ＡＧＣ回路、１０５，４０５…奇数ライン用のフィールドメモリ、１０６，４０６…偶数ライン用のフィールドメモリ、３０５…１ライン遅延メモリ、１０７，３０７，４０７…加算器、１０８，３０８，４０８…セレクタ回路、１０９，３０９…ダイナミックレンジ補正回路、１１０，３１０，４１０…信号処理回路、１１１，３１１，４１１…絞り駆動回路、１１２，３１２，４１２…撮像素子駆動回路、１１３，３１３，４１３…マイクロコンピュータ、ＫＦi …フィールド撮影時ニー特性線、ＫＦr …フレーム撮影時ニー特性線、Ｖｋ，Ｖｋ1 ，Ｖｋ2 …ニーポイント電圧
【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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【図１０】
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【図１１】
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