(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子シャッター動作により蓄積電荷を強制的に掃き出す撮像手段と、前記撮像手段の出力信号を２フィールド期間遅延させる遅延手段と、前記遅延手段に入力する以前の第１の信号及び前記遅延手段から出力される前記第１の信号とはインターレス関係にない第２の信号を加算する加算手段とを備え、前記加算手段は、前記電子シャッター動作を行っていない時には前記第１もしくは第２の信号のいずれか一方を出力し、前記電子シャッター動作を行っている時には前記第１および第２の信号を加算して出力することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
電子シャッター動作により蓄積電荷を強制的に掃き出す撮像手段と、前記撮像手段に前記電子シャッター動作を駆動するよう制御するシャッター駆動手段と、前記撮像手段の出力信号を２フィールド期間遅延させる遅延手段と、前記遅延手段の出力信号に所定の係数を乗算する第１の乗算手段と、前記撮像手段の出力信号に所定の係数を乗算する第２の乗算手段と、前記第１の乗算手段からの出力信号及び前記第２の乗算手段からの前記第１の乗算手段の出力信号とはインターレス関係にない出力信号を加算する加算手段と、前記シャッター駆動手段に対してユーザにより設定されたシャッタースピードで駆動するよう指示するとともに前記第１及び第２の乗算手段にて所定の係数を乗算するよう指示するコントロール手段とを備え、前記コントロール手段は、前記シャッター駆動手段に、前記シャッタースピードで駆動するよう指示し、かつ前記シャッタースピードが早いほど前記加算手段における前記第１の乗算手段の出力信号の割合が高くなる係数で前記第１及び第２の乗算手段が動作するよう制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
電子シャッター動作により蓄積電荷を強制的に掃き出す撮像手段と、前記撮像手段に前記電子シャッター動作を駆動するよう制御するシャッター駆動手段と、前記撮像手段の出力信号を２フィールド期間遅延させる遅延手段と、前記撮像手段の出力および前記遅延手段の出力にそれぞれ所定の係数を乗算する第１および第２の乗算手段と、前記第１の乗算手段から出力される信号及び前記第２の乗算手段から出力される前記第１の乗算手段の出力信号とはインターレス関係にない信号を加算する加算手段と、前記シャッター駆動手段に対してユーザにより設定されたシャッタースピードで駆動するよう指示するとともに前記第１及び第２の乗算手段にて所定の係数を乗算するよう指示するコントロール手段とを備え、前記コントロール手段は、前記電子シャッター動作を行う指示がない場合は前記第１および第２の乗算手段のうち一方の信号のみを通過させるような係数を出力し、前記電子シャッター動作を行う指示がある場合は前記シャッター駆動手段に前記シャッタースピードで動作するよう指示するとともに前記シャッタースピードが早いほど前記加算手段における前記第１の乗算手段の出力信号の割合が高くなる係数で前記第１及び第２の乗算手段が動作するよう制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
入射される光量を調整可能な絞り手段と、前記絞り手段からの光信号を電気信号に変換するとともに、電子シャッター動作により蓄積電荷を強制的に掃き出す撮像手段と、前記撮像手段に前記電子シャッター動作を駆動するよう制御するシャッター駆動手段と、前記撮像手段の出力信号を２フィールド期間遅延させる遅延手段と、前記撮像手段の出力および前記遅延手段の出力にそれぞれ所定の係数を乗算する第１および第２の乗算手段と、前記第１の乗算手段から出力される信号及び前記第２の乗算手段から出力される前記第１の乗算手段の出力信号とはインターレス関係にない信号を加算する加算手段と、前記シャッター駆動手段に対してユーザにより設定されたシャッタースピードで駆動するよう指示するとともに前記第１及び第２の乗算手段にて所定の係数を乗算するよう指示するコントロール手段とを備え、前記コントロール手段は、前記絞り手段が小絞りになった時に、前記シャッター駆動手段に前記シャッタースピードで動作するよう指示するとともに前記シャッタースピードが早いほど前記加算手段における前記第１の乗算手段の出力信号の割合が高くなる係数で前記第１及び第２の乗算手段が動作するよう制御することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、シャッター動作が可能な撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、シャッター機能を有しシャッタースピードを任意に変更できる撮像装置が一般化してきている。
【０００３】
以下に図３を用いて、従来のシャッター機能付き撮像装置の一例を示す。図３において、２００は被写体からの光学情報を電気信号に変換する固体撮像素子（以下ＣＣＤと呼ぶ）、２０１はＣＣＤ２００の駆動を行うための駆動信号を与えるＣＣＤ駆動部、２０２はＣＣＤ２００にシャッター動作を施す駆動信号を与えるシャッター駆動部、２０３はシャッター駆動部２０２に対してシャッタースピードの制御を行うコントロール部、２０４はコントロール部２０３に対して外部からシャッタースピードを指示するシャッタースピード指示部、２０５はＣＣＤ２００の出力信号を映像信号に変換したりするアナログ前処理部、２０６はアナログ前処理部２０５からの出力信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換部（以下、Ａ／Ｄ変換部と記す）、２０７はＡ／Ｄ変換部２０６から出力する信号を外部へ出力する出力部である。
【０００４】
以上のように構成された従来のシャッター機能付き撮像装置の動作について、以下その動作について説明を行う。
【０００５】
ＣＣＤ２００はＣＣＤ駆動部２０１から出力する駆動信号によって動作し、電気信号をアナログ前処理部２０５へ出力する。アナログ前処理部２０５で映像信号に変換するなどの信号処理を行い、Ａ／Ｄ変換部２０６でデジタル信号に変換し、出力部２０７から外部へ出力される。
【０００６】
この時、シャッター駆動部２０２からシャッターの駆動信号が出力している場合は、ＣＣＤ２００から出力する映像信号はシャッターのかかった信号となる。例えば、一般的な撮像装置の場合、１秒間に６０フィールドの映像信号が出力するので、シャッターをかけていない時は１フィールドの映像信号に対しては１／６０秒間の信号電荷を蓄積していることになるが、シャッターをかけたときは蓄積電荷を強制的に掃き出すことで１フィールドあたりの実質上の電荷蓄積時間を短くし、１／１２５秒や、極端な例では１／１００００秒などのシャッター時間に設定して、それを１秒間に６０フィールド出力する。シャッターの動作原理については一般的に十分知れているので、詳しい説明は割愛する。
【０００７】
なお、シャッターのシャッター時間の設定については、撮影者がシャッタースピード指示部２０４からコントロール部２０３に対してシャッターのシャッター時間の設定を行い、それに伴いコントロール部２０３からシャッター駆動部２０２に対して駆動の司令を送り、シャッター駆動部２０２は設定されたシャッター時間になるようシャッター駆動信号をＣＣＤ２００に送って制御する。ＣＣＤ２００を出力する信号はアナログ前処理部２０５で適切な信号に整形され、Ａ／Ｄ変換部２０６でデジタル信号に変換されて出力部２０７から出力する。
【０００８】
シャッターをかければシャッター時間が短くなるので１フィールドあたりの被写体の動きに対する残像が少なくなる。これを利用して、一般的には再生時にスチルしてブレのない鮮明な画像を得る時などに用いる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
撮影者はシャッターを上述のようなブレのない画像を得るという目的のためだけに用いるわけではなく、シャッタースピードが上がることで相対的に感度が低下するという特徴を積極的に利用する場合がある。例えば非常に明るい被写体を撮影した場合、レンズの絞りが極端に絞ってしまい、光の回折現象により解像感がなくなるという現象（小絞りボケという）がある。このようなときシャッターを強制的に入れ、シャッタースピードを上げて相対的に感度を落とし、レンズの絞りを開いて解像感の劣化を防ぐことに用いたりする。しかしながら、シャッターをかけると１フィールドあたりの被写体の動きに対する残像が少なくなるので、動きのある被写体を撮影した場合、連続した動きがストロボ映像のようになり非常に見づらくなるという課題があった。
【００１０】
本発明は上記課題を鑑み、シャッターを用いた場合でも残像を残せることから、動きのある被写体を撮影した場合もストロボ映像のようになる現象を緩和することができる撮像装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明の撮像装置は、電子シャッター動作により蓄積電荷を強制的に掃き出す撮像手段と、前記撮像手段の出力信号を２フィールド期間遅延させる遅延手段と、前記遅延手段に入力する以前の第１の信号及び前記遅延手段から出力される前記第１の信号とはインターレス関係にない第２の信号を加算する加算手段とを備え、前記加算手段は、前記電子シャッター動作を行っていない時には前記第１もしくは第２の信号のいずれか一方を出力し、前記電子シャッター動作を行っている時には前記第１および第２の信号を加算して出力するものである。
【００１２】
上記手段により、シャッターをかけたときでも動きに対する残像感を残すことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、電子シャッター動作により蓄積電荷を強制的に掃き出す撮像手段と、前記撮像手段の出力信号を２フィールド期間遅延させる遅延手段と、前記遅延手段に入力する以前の第１の信号及び前記遅延手段から出力される前記第１の信号とはインターレス関係にない第２の信号を加算する加算手段とを備え、前記加算手段は、前記電子シャッター動作を行っていない時には前記第１もしくは第２の信号のいずれか一方を出力し、前記電子シャッター動作を行っている時には前記第１および第２の信号を加算して出力するものであり、上記構成により、シャッターをかけた時でも動きに対する残像感を残すことができるものである。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、電子シャッター動作により蓄積電荷を強制的に掃き出す撮像手段と、前記撮像手段に前記電子シャッター動作を駆動するよう制御するシャッター駆動手段と、前記撮像手段の出力信号を２フィールド期間遅延させる遅延手段と、前記遅延手段の出力信号に所定の係数を乗算する第１の乗算手段と、前記撮像手段の出力信号に所定の係数を乗算する第２の乗算手段と、前記第１の乗算手段からの出力信号及び前記第２の乗算手段からの前記第１の乗算手段の出力信号とはインターレス関係にない出力信号を加算する加算手段と、前記シャッター駆動手段に対してユーザにより設定されたシャッタースピードで駆動するよう指示するとともに前記第１及び第２の乗算手段にて所定の係数を乗算するよう指示するコントロール手段とを備え、前記コントロール手段は、前記シャッター駆動手段に、前記シャッタースピードで駆動するよう指示し、かつ前記シャッタースピードが早いほど前記加算手段における前記第１の乗算手段の出力信号の割合が高くなる係数で前記第１及び第２の乗算手段が動作するよう制御するものであり、このような構成により、シャッタースピードに応じて加算する比率を変えることで、シャッタースピードに応じて最適な残像度合いを設定することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、電子シャッター動作により蓄積電荷を強制的に掃き出す撮像手段と、前記撮像手段に前記電子シャッター動作を駆動するよう制御するシャッター駆動手段と、前記撮像手段の出力信号を２フィールド期間遅延させる遅延手段と、前記撮像手段の出力および前記遅延手段の出力にそれぞれ所定の係数を乗算する第１および第２の乗算手段と、前記第１の乗算手段から出力される信号及び前記第２の乗算手段から出力される前記第１の乗算手段の出力信号とはインターレス関係にない信号を加算する加算手段と、前記シャッター駆動手段に対してユーザにより設定されたシャッタースピードで駆動するよう指示するとともに前記第１及び第２の乗算手段にて所定の係数を乗算するよう指示するコントロール手段とを備え、前記コントロール手段は、前記電子シャッター動作を行う指示がない場合は前記第１および第２の乗算手段のうち一方の信号のみを通過させるような係数を出力し、前記電子シャッター動作を行う指示がある場合は前記シャッター駆動手段に前記シャッタースピードで動作するよう指示するとともに前記シャッタースピードが早いほど前記加算手段における前記第１の乗算手段の出力信号の割合が高くなる係数で前記第１及び第２の乗算手段が動作するよう制御するものであり、このような構成により、シャッタースピードに応じて最適な残像度合いを設定することができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、入射される光量を調整可能な絞り手段と、前記絞り手段からの光信号を電気信号に変換するとともに、電子シャッター動作により蓄積電荷を強制的に掃き出す撮像手段と、前記撮像手段に前記電子シャッター動作を駆動するよう制御するシャッター駆動手段と、前記撮像手段の出力信号を２フィールド期間遅延させる遅延手段と、前記撮像手段の出力および前記遅延手段の出力にそれぞれ所定の係数を乗算する第１および第２の乗算手段と、前記第１の乗算手段から出力される信号及び前記第２の乗算手段から出力される前記第１の乗算手段の出力信号とはインターレス関係にない信号を加算する加算手段と、前記シャッター駆動手段に対してユーザにより設定されたシャッタースピードで駆動するよう指示するとともに前記第１及び第２の乗算手段にて所定の係数を乗算するよう指示するコントロール手段とを備え、前記コントロール手段は、前記絞り手段が小絞りになった時に、前記シャッター駆動手段に前記シャッタースピードで動作するよう指示するとともに前記シャッタースピードが早いほど前記加算手段における前記第１の乗算手段の出力信号の割合が高くなる係数で前記第１及び第２の乗算手段が動作するよう制御するものであり、このような構成により、小絞り時には係数を可変させて残像が残るようにし、絞り部を開かせることで、小絞りボケを防止することができるものである。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は本実施の形態の撮像装置の構成を示すブロック図である。図１において、２００は被写体からの光学情報を電気信号に変換する撮像手段であるＣＣＤ、２０１はＣＣＤ２００の駆動を行うための駆動信号を与えるＣＣＤ駆動部、２０２はＣＣＤ２００にシャッター動作を制御する駆動信号を与えるシャッター駆動手段であるシャッター駆動部、１０３はシャッター駆動部２０２に対してシャッタースピードの制御および後述の乗算部１０１及び１０２に任意の係数の設定を行うコントロール手段であるコントロール部、２０４はコントロール部１０３に対して外部からシャッタースピードを指示するシャッタースピード指示部、２０５はＣＣＤ２００から出力される電気信号を映像信号に変換するなどの信号処理を行うアナログ前処理部、２０６はアナログ前処理部２０５からの出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部、１００はＡ／Ｄ変換部１００の出力を一時的に記憶して２フィールド期間遅延させて出力する遅延手段であるメモリー部、１０１はメモリー部１００の出力に係数αを乗算する第１の乗算手段である第１の乗算部、１０２はＡ／Ｄ変換部２０６の出力信号すなわちメモリー部１００で２フィールド期間遅延させる前の信号に係数（１―α）を掛ける第２の乗算手段である第２の乗算部、１０４は第１及び第２の乗算部１０１及び１０２の出力を加算する加算手段である加算部、１０５は加算部１０４から出力される映像信号を外部へ出力する出力部である。
【００１８】
以上のように構成された本実施の形態の撮像装置について、以下その動作について説明を行う。
【００１９】
ＣＣＤ２００はＣＣＤ駆動部２０１から出力する駆動信号によって動作し映像信号を出力する。シャッターをかける場合、撮影者はシャッタースピード指示部２０４からコントロール部１０３に対してシャッターのシャッター時間の設定を行い、それに伴いコントロール部１０３からシャッター駆動部２０２に対して駆動の司令を送り、シャッター駆動部２０２は設定されたシャッター時間になるようシャッター駆動信号をＣＣＤ２００に送って制御する。ＣＣＤ２００を出力する信号はアナログ前処理部２０５で適切な映像信号に信号処理され、Ａ／Ｄ変換部２０６でデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換部２０６を出力したデジタル信号はメモリー部１００と第２の乗算部１０２へ入力される。
【００２０】
メモリー部１００では、入力された映像信号を一時的に記憶し、２フィールド期間遅延されて出力される。メモリー部１００から出力される信号は、第１の乗算部１０１で、コントロール部１０３から命令を受けた係数としてα倍される。Ａ／Ｄ変換部２０６を出力したもう一方の信号は、第２の乗算部１０２に入力し（１−α）倍される。第１及び第２の乗算部１０１及び１０２を出力する信号は加算部１０４で加算され、出力部１０５から外部へ出力される。
【００２１】
ここで、撮影者がシャッター動作の選択をしなかった場合、シャッタースピード指示部２０４からはコントロール部１０３に対してシャッターを行わない旨の設定が行われ、それに伴いシャッター駆動部２０２にはコントロール部１０３から駆動の司令は入らない。したがってＣＣＤ２００からはシャッターのかかっていない信号が出力する。一方、コントロール部１０３からは第１及び第２の乗算部１０１及び１０２に対して、α＝１なる係数の指令を行う。すなわちシャッターをかけない場合、第１の乗算部１０１を通過する信号のみが加算部１０４を通り、出力部１０５から出力することになる。
【００２２】
次に撮影者がシャッター動作の選択をした場合、シャッタースピード指示部２０４からコントロール部１０３にシャッターの指示を行い、それに伴いコントロール部１０３からシャッター駆動部２０２に対して駆動の司令を送り、ＣＣＤ２００からシャッターのかかっている信号が出力する。一方、コントロール部１０３からは第１及び第２の乗算部１０１及び１０２に対して、α＝０．５なる係数の指令を行う。すなわちシャッターをかけた場合、２フィールド遅延した第１の乗算部１０１を通過する信号と、遅延のない第２の乗算部１０２を通過する信号が、いずれも０．５倍され同一レベルで加算部１０４にて加算され、出力部１０５から出力する。
【００２３】
以上のように本実施の形態によれば、シャッター時に２フィールドずれた二つの映像信号を加算するので、動きのある被写体に対して残像を残すことができる。
【００２４】
ところで、遅延時間を１フィールドでなく２フィールドにしているのは、１フィールドの遅延信号の加算ではインターレス関係にある信号の加算になるため、垂直の解像度が低下する。これを防ぐため２フィールド遅延の信号の加算にしている。
【００２５】
（実施の形態２）
次に第２の実施の形態について説明を行う。ここで、第１の実施の形態と重複する点はその説明は省略する。撮影者がシャッター動作の選択をしなかった場合は第１の実施の形態と同じ動作である。シャッターをかける場合、撮影者はシャッタースピード指示部２０４からコントロール部１０３に対して、１／１２５や１／５００などシャッター時間の設定を行い、それに伴いコントロール部１０３からシャッター駆動部２０２に対して駆動の司令を送る。シャッター駆動部２０２は、設定されたシャッター時間になるよう、シャッター駆動信号をＣＣＤ２００に送って制御する。
【００２６】
一方、コントロール部１０３からは第１及び第２の乗算部１０１及び１０２に対して、選択されたシャッタースピードに応じた係数αの指令を行う。例えば、シャッタースピードを１／１２５にした時にはα＝０．６とし、シャッタースピードを１／５００にした時はα＝０．８として、シャッタースピードが早いほどαの値を大きくして、残像レベルを大きくするものである。シャッターをかけ、そのシャッタースピードが変化する場合、２フィールド遅延した第１の乗算部１０１を通過する信号と、遅延のない第２の乗算部１０２を通過する信号の比率を変えて加算部１０４にて加算し、出力部１０５から出力する。
【００２７】
以上のように本実施の形態によれば、シャッター時に２フィールドずれた二つの映像信号を加算するので、動きのある被写体に対して残像を残すことができる。さらに、シャッタースピードに応じて加算する比率を変えることで、各シャッタースピードに対して最適な残像度合いを設定することができる。
【００２８】
（実施の形態３）
次に、第３の実施の形態について、図２を用いて説明を行う。図２において、図１と同様の構成要素については同様に動作するものとし、その詳述については省略する。１０６はレンズ、１０７はレンズ１０６から入射された光を絞る絞り部、１０８はシャッタースピード指示部２０４からの指示に基づきシャッター駆動部２０２及び第１及び第２の乗算部１０１及び１０２を制御するコントロール部であり、絞り部１０７からの絞り情報に基づき第１及び第２の乗算部における係数を制御する。
【００２９】
以上のように構成された本実施の形態の撮像装置について、以下その動作について説明する。
【００３０】
撮影者がシャッター動作の選択をした場合、シャッタースピード指示部２０４からはコントロール部１０８に対してシャッターを行なう旨の設定が行われ、それに伴いシャッター駆動部２０２にはコントロール部１０８から駆動の指令が入り、ＣＣＤ２００からはシャッターのかかった信号が出力する。一方、コントロール部１０８からは第１及び第２の乗算部１０１及び１０２に対してα＝１なる係数の指令を行う。すなわち撮影者が意図してシャッター動作の選択をした場合、第１の乗算部１０１を通過する信号のみが加算部１０４を通り、出力部１０５から出力することになり、Ａ／Ｄ変換部２０６から出力された映像信号がそのまま出力することになるので、残像のないシャッター映像を出力できる。
【００３１】
次に、撮影者がシャッター動作の選択をしなかった場合、シャッタースピード指示部２０４からコントロール部１０８にシャッターの指示は入らない。しかしながらコントロール部１０８では、絞り部１０７における絞り量を認識し、絞り部１０７において絞り切っているか否かを判断して、絞りきっていると判断した時、小絞りボケを防ぐために、シャッター駆動部２０２に対して最適なシャッター時間の駆動の命令を送るとともに、そのシャッター時間に応じた係数αを第１及び第２の乗算部１０１及び１０２へ出力する。つまり、絞りきって残像がなくなりそうになる時、コントロール部１０８から出力されるαの値を「０＜α＜１」の範囲内で適正な値に可変することで、残像を残しつつ、ＣＣＤ２００の感度を落として絞り部１０７の絞りを開かせることができる。
【００３２】
以上のように本実施の形態によれば、絞り部１０７の絞り量を監視し、小絞り時には係数αの値を可変させて残像が残るようにし、絞り部１０７を開かせることで、小絞りボケを防止することができるものである。また、シャッター時間を短くして１フィールドあたりの被写体の動きに対する残像を少なくし、スチルした時にブレのない鮮明な画像を得ることができる。
【００３３】
なお、上記の説明は１フィールド期間に１フィールドの情報を出力するインターラインＣＣＤを想定して説明を行ったため、メモリーによる遅延時間を２フィールドとしたが、１フィールド期間に２フィールドの情報を出力するノンインターラインＣＣＤを用いて１フィールド期間遅延させ、その入出力を加算するようなシステムにおいても本発明の範囲から外れるものではない。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、シャッターを用いた場合でも残像を残せることから、動きのある被写体を撮影した場合もストロボ映像のようになる現象を緩和して自然な動きの映像を提供でき、その効果は極めて大なるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１及び２における撮像装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態３における撮像装置の構成を示すブロック図
【図３】従来の撮像装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１００  メモリー部
１０１  第１の乗算部
１０２  第２の乗算部
１０３  コントロール部
１０４  加算部
１０５  出力部
２００  ＣＣＤ
２０１  ＣＣＤ駆動部
２０２  シャッター駆動部
２０４  シャッタースピード指示部
２０５  アナログ前処理部
２０６  Ａ／Ｄ変換部
【図１】
0003812182.tif 000002
【図２】
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【図３】
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