JP2000023016A - デジタルカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】大形の撮像素子を用いなくて画質が良い撮影画
像が得られ、しかも３個の撮像素子を用いる場合のよう
なサイズ、重量の問題がなく、光軸の調整も簡単なデジ
タルカメラを提供する。 【解決手段】撮影レンズと、撮影レンズ後方の第１の合
焦位置に配置されるとともに、撮影レンズからの光学像
の色情報を出力する第１の撮像素子３０３ａと、撮影レ
ンズ後方の第２の合焦位置に配置されるとともに、前記
第１の撮像素子に比べて画素数が多く、かつ撮影レンズ
からの光学像の輝度情報を出力する第２の撮像素子３０
３ｂとを備える。シャッターボタン９が押されたタイミ
ングで、前記第１、第２の撮像素子の出力を合成するこ
とにより、１枚の画像データを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はデジタルカメラに
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体や画像処理技術の進歩に伴
い、銀塩フィルムカメラに代わって、デジタルカメラが
普及の途にある。このデジタルカメラは、基本的には、
撮影レンズからの光学像をＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｕ
ｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等の撮像素子で光電変換し、
その出力を画像処理し画像データをメモリカード等の記
憶媒体に記憶させるようにしたものである。

【０００３】このようなデジタルカメラが普及する中
で、銀塩一眼レフカメラの資産を活用するため、銀塩一
眼レフカメラのボディを利用し、フィルムゲートの位置
に、撮像素子を配置した、いわゆる一眼レフタイプのデ
ジタルカメラが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、デジタルカ
メラでは、前記撮像素子の画素数により画質が左右され
るため、銀塩一眼レフカメラと同等の画質を確保するた
めには、画素数が多く、よってサイズも大きい撮像素子
を用いる必要があるが、このような撮像素子は歩留まり
が非常に悪く製造が困難である。

【０００５】そこで小型の撮像素子を２個組み合わせて
擬似的に２倍の画素数の輝度情報を得、別の小型のカラ
ー撮像素子により色情報を得、合計３個の撮像素子を組
み合わせたデジタルカメラが提案されているが、３個の
撮像素子への光路分岐のための光学系が必要となるた
め、カメラのサイズが大きくなり重量も重くなるという
問題があった。しかも、３個の撮像素子に対する光軸の
調整が困難であった。

【０００６】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたものであって、大形の撮像素子を用いなくても画質
の良い撮影画像が得られ、しかも３個の撮像素子を用い
る場合のようなサイズ、重量の問題がなく、光軸の調整
も簡単なデジタルカメラの提供を課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題は、撮影レンズ
と、該撮影レンズの光路方向後方の第１の合焦位置に配
置されるとともに、撮影レンズからの光学像の色情報を
出力する第１の撮像素子と、前記撮影レンズの光路方向
後方の第２の合焦位置に配置されるとともに、前記第１
の撮像素子に比べて画素数が多く、かつ撮影レンズから
の光学像の輝度情報を出力する第２の撮像素子と、シャ
ッターボタンと、該シャッターボタンが押されたタイミ
ングで、前記第１、第２の撮像素子の出力より１枚の画
像データを形成する手段とを備えたことを特徴とするデ
ジタルカメラによって解決される。

【０００８】このデジタルカメラでは、２個の撮像素子
を用いて１枚の画像データを形成するため、３個の撮像
素子を用いる場合のように、カメラのサイズが大きくな
り重量も重くなるという問題もなく、光軸の調整も簡単
である。

【０００９】また、相対的に画素数の少ない第１の撮像
素子によって撮影レンズからの光学像の色情報を出力
し、相対的に画素数の多い第２の撮像素子によって撮影
レンズからの光学像の輝度情報を出力し、これらに基づ
いて１枚の画像データを形成したものであり、明るさの
差には敏感で色の差には鈍感であるという人間の視覚特
性を利用したものであるから、撮像素子を大形化しなく
ても画質の良い撮影画像が得られる。

【００１０】また、前記撮影レンズを介して入射する被
写体光の光路を、前記第１の合焦位置と第２の合焦位置
との間で切換える光路切換え手段を備えている場合に
は、光路切換え手段によって、被写体光の光路が第１の
合焦位置と第２の合焦位置との間で切換えられ、第１の
撮像素子と第２の撮像素子とに確実に結像される。この
場合、光路切換え手段を、銀塩一眼レフカメラで使われ
てきたようなクイックリターンミラーで構成すれば、確
実な切換え動作を行わせることができる。

【００１１】また、第１の撮像素子の前方に、被写体光
を第１の撮像素子上に結像させるためのリレーレンズ光
学系が配置されている場合には、第１の撮像素子として
サイズの小さなものを使用できる。

【００１２】また、撮影レンズとリレーレンズ光学系の
合成焦点距離と第１の撮像素子の受光部サイズの比と、
前記撮影レンズの焦点距離と前記第２の撮像素子の受光
部サイズの比とが一致している場合には、第２の撮像素
子によって得られる画像の範囲と、実際の撮影範囲とが
一致する。

【００１３】また、第１の撮像素子から得られた画像信
号を処理する第１の画像処理手段と、第２の撮像素子か
ら得られた画像信号を処理する第２の画像処理手段とを
備え、前記第１の画像処理手段にのみ、ホワイトバラン
ス調整手段が設けられている場合には、第１の画像処理
手段によって確実な色情報が得られ、ひいてはさらに高
画質の撮影画像が得られる。

【００１４】また、ビューファインダーを備えており、
前記第１の撮像素子はビューファインダー用撮像素子を
兼ねている場合には、撮影前に、ビューファインダーに
ライブビュー画像を表示することも可能となる。

【００１５】また、第１の撮像素子は、一定間隔でシー
ンを撮像し、撮像して得られた第１の画像データを格納
するメモリ手段と、該メモリ手段に格納された画像を表
示する表示手段と、シャッタータイミングに同期して前
記第２の撮像素子で撮像することにより得られる第２の
画像データと、前記メモリ手段に格納されているシャッ
タータイミング以前の第１の画像データと、前記第２の
画像データとを合成することにより１枚の画像データを
形成する画像形成手段とを備えている場合には、第１の
撮像素子による撮像中にシャッタータイミングが発生し
ても、シャッタータイミング以前の第１の画像データを
用いることで、合成された撮影画像が確実に得られるこ
とになる。

【００１６】また、第２の撮像素子により出力される輝
度情報に対して、輪郭補正を行う画像処理手段を備えて
いる場合には、輪郭部分の画質が改善した合成撮影画像
が得られる。

【００１７】また、カメラ本体が銀塩一眼レフカメラの
ボディを利用して構成され、銀塩一眼レフカメラのボデ
ィのファインダー部の位置に、第１の撮像素子とリレー
レンズ光学系とが配置され、フィルムゲート近傍に第２
の撮像素子が設けられている場合には、銀塩一眼レフカ
メラのボディの利用により、銀塩一眼レフカメラ資産が
有効に活用される。この場合、所定以上の高速シャッタ
ーを禁止する手段を備えている構成とすることにより、
銀塩一眼レフカメラのクイックリターンミラーを用いて
第１の撮像素子と第２の撮像素子との光路切替えを行う
場合でも、クイックリターンミラーの機械的動作に伴う
各撮像素子の露光タイミングの遅れに起因して、動きの
速い被写体に対する画像の合成が中途半端に行われると
いう不都合が防止される。一方、所定以上の高速シャッ
ターの際には、第１の撮像素子によって得られた色情報
に対して空間ローパスフィルタをかけるように構成され
ている場合には、被写体の動きによる輝度信号と色差信
号の不整合が目立たなくなり、綺麗な画像が得られる。

【００１８】

【発明の実施の形態】この実施形態に係るデジタルカメ
ラ１は、図１〜３に示すように、略横長の箱型のカメラ
本体２と、銀塩一眼レフカメラ用交換レンズからなる撮
影レンズ３０１とを備えている。

【００１９】前記カメラ本体２は、銀塩一眼レフカメラ
のボディを利用して構成されており、その上部には、銀
塩一眼レフカメラのフォーカシングスクリーンとファイ
ンダーに代えて、第１の撮像ユニット２２が一体的に設
けられている。また、カメラ本体２における裏蓋Ｂは、
銀塩一眼レフカメラの裏蓋に代えて、第２の撮像ユニッ
トとして構成されている。

【００２０】前記カメラ本体２の前面には前記撮影レン
ズ３０１の装着用マウント部２７が形成され、前記撮影
レンズ３０１はこのマウント部２７に装着されている。
また、カメラ本体２の左右方向の一端部にカメラ把持用
のグリップ部Ｇが連成されている。

【００２１】上記撮影レンズ３０１は、カメラ本体２内
に設置されたＡＦ（オートフォーカス）アクチュエータ
２０５により駆動されるが、このアクチュエータ２０５
は、銀塩一眼レフカメラ用のレンズ駆動アクチュエータ
がそのまま用いられている。

【００２２】上記カメラ本体２内には、撮影レンズ３０
１からの光路Ｌを上記撮像ユニット２２内に向かうよう
に上方へ９０度曲げる光路切替え手段として、クイック
リターンミラーＭ１が枢支部２８を介して回動可能に配
設されている。このクイックリターンミラーＭ１の動作
は銀塩一眼レフカメラのクイックリターンミラーと同じ
であり、後述するシャッターボタンが押されるまでは図
２の実線で示す斜め下向き状態にあり、シャッターボタ
ンが押されると、枢支部２８を介して、点線で示す水平
位置まで上方に回動変位するように設定されている。

【００２３】上記撮像ユニット２２内には、後述するリ
レーレンズ３０２の光路長を確保するために、上記クイ
ックリターンミラーＭ１からの光路Ｌを後方に向かうよ
うに９０度曲げる固定ミラーＭ２が設けられている。そ
して、この固定ミラーＭ２の光路方向後方に、上記撮影
レンズ３０１による光学像を光電変換して画像データを
得るためのカラーの第１のＣＣＤ３０３ａが配置され、
さらに、第１のＣＣＤ３０３ａの光路方向前方には、光
学像をＣＣＤ３０３ａに結像させるためのリレーレンズ
３０２が配置されている。

【００２４】一方、前記カメラ本体２内には、クイック
リターンミラーＭ１の後方に位置して、フォーカルプレ
ーンシャッター２６が配設されている。さらにこのフォ
ーカルプレーンシャッター２６の後方には、裏蓋Ｂに設
けられた単色の第２のＣＣＤ３０３ｂが、フィルムゲー
ト２９の近傍に位置して、撮影レンズ３０１の光路Ｌ上
に配置されている。

【００２５】さらに、撮像ユニット２２における第１の
ＣＣＤ３０３ａ、裏蓋Ｂにおける第２のＣＣＤ３０３ｂ
の光路前方には、第１、第２の各ＣＣＤ３０３ａ、３０
３ｂの特性に応じた赤外線フィルター２４ａ、２４ｂ
と、各ＣＣＤ３０３ａ、３０３ｂの画素サイズに応じた
光学ローパスフィルタ２５ａ、２５ｂが挿入されてい
る。なお、第２のＣＣＤ３０３ｂの受光面は、フィルタ
２４ｂ、２５ｂの厚み分だけ銀塩一眼レフカメラのフィ
ルムゲート２９より奥の位置にあり、リレーレンズなし
で無限大からレンズ３０１の仕様で決まる近接撮影距離
の範囲で合焦可能になっている。

【００２６】前記第１のＣＣＤ３０３ａは、ファインダ
ー用としてプレビュー画像を得るとともに、画像の色情
報を得るためのものであり、比較的サイズが小さく画素
数も少ないＣＣＤで構成されている。一方、第２のＣＣ
Ｄ３０３ｂは、画像の輝度情報を得るためのものであ
り、よって単色であり比較的サイズが大きく、前記第１
のＣＣＤ３０３ａよりも画素数の多いＣＣＤで構成され
ている。周知のように、人間の視覚特性は明るさの差に
は敏感であるが、色の差には鈍感である。従って、この
実施形態では後述するように、色差信号（Ｃｂ、Ｃｒ）
の取得は前記第１のＣＣＤ３０３ａで行い、輝度信号Ｙ
の取得は前記第２のＣＣＤ３０３ｂで行い、両者を合成
することで必要十分な画像データを得るものとしてい
る。具体的には、第１のＣＣＤ３０３ａは画素数４０万
のベイヤー配列のものが、第２のＣＣＤ３０３ｂは緑の
単色フィルターを介した１６０万画素のものが用いられ
ており、第１のＣＣＤ３０３ａの画素数は、第２のＣＣ
Ｄ３０３ｂの縦横１／２の画素数となっている。

【００２７】前記裏蓋Ｂの背面右側部にはスロット４が
形成されており、撮影した画像を記録する記録媒体の一
例としてのメモリカード８が、側方から取出し可能に挿
入されるようになっている。また、裏蓋Ｂの背面には、
ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａ
ｙ）表示部１０が装備されている。これは、撮影時のモ
ニタ（ビューファインダーに相当）や記録画像の再生表
示などのために使用される。

【００２８】さらに、裏蓋Ｂの背面左側下部には、デジ
タルカメラ１を外部パーソナルコンピュータ１９（図
４）に電気的に接続するためのコネクタ２２４が設けら
れるとともに、コネクタ２２４の上側には、メモリカー
ド８に記録される画像データの圧縮率Ｋを切り換え設定
するための圧縮率設定スライドスイッチ１２、さらに、
「撮影モード」と「再生モード」とを切り換える撮影／
再生モード設定スイッチ１４が設けられている。このデ
ジタルカメラ１は、１／８と１／２０の２種類の圧縮率
Ｋが選択設定可能であり、前記圧縮率設定スイッチ１２
を、例えば右にスライドさせると、圧縮率Ｋが１／８に
設定され、左にスライドさせると、圧縮率Ｋが１／２０
に設定される。勿論、圧縮率Ｋの種類の増減は任意であ
る。

【００２９】一方、撮影モードは写真撮影を行うモード
であり、再生モードは、メモリカード８に記録された撮
影画像をＬＣＤ表示部１０に再生表示するモードであ
る。撮影／再生モード設定スイッチ１４も２接点のスラ
イドスイッチからなり、例えば、右にスライドさせると
再生モードが設定され、左にスライドさせると撮影モー
ドが設定される。

【００３０】また、前記ＬＣＤ表示部１０の右側上方に
は、４連の押しボタンスイッチＳＷが配置されている。
左右方向の２つのボタン６、７には、記録画像を再生す
る際のコマ送り機能が割り当てられている。スイッチ６
は、記録画像をコマ番号が増大する方向（撮影順方向）
にコマ送りするためのもの（以下、ＵＰキーと称する）
であり、他方のスイッチ７は、記録画像をコマ番号が減
少する方向にコマ送りするためのもの（以下、ＤＯＷＮ
キーと称する）である。

【００３１】また、カメラ本体２の上面には、ロータリ
ースイッチからなる電源スイッチＰＳが、また、グリッ
プ部Ｇの上面には、シャッターボタン９がそれぞれ設け
られている。

【００３２】なお、前記グリップ部Ｇの内部は電池室と
なっており、各部品の駆動用の電力源として、たとえば
単三形乾電池Ｅ１〜Ｅ４が格納されている。

【００３３】上記実施形態におけるデジタルカメラ１で
は、撮影モード時、クイックリターンミラーＭ１は銀塩
一眼レフカメラ同様に、図２の実線で示す斜め下向き状
態にある。従って、撮影レンズ３０１からの光学像は、
クイックリターンミラーＭ１で上方に反射されて撮像ユ
ニット２２へと向かい、さらに固定ミラーＭ２で後方に
反射され、リレーレンズ３０２を介して第１のＣＣＤ３
０３ａに結像する。これにより得られた画像をビューフ
ァインダーとしてのＬＣＤ表示部１０に表示することに
より、撮影範囲の確認を行うことができる。

【００３４】シャッターボタン９を押すと、銀塩一眼レ
フカメラと同様、クイックリターンミラーＭ１が破線で
示す水平位置まで回動変位したのち、フォーカルプレー
ンシャッター２６が所定時間開き、撮影レンズ３０１か
らの光学像はクイックリターンミラーＭ１で妨げられる
ことなく、ＬＣＤ表示部１０で確認された像として、第
２のＣＣＤ３０３ｂ上に結像される。この実施形態で
は、ＬＣＤ表示部１０で確認した撮影範囲と実際に撮影
される範囲とを一致させるために、撮影レンズ３０１の
焦点距離と第２のＣＣＤ３０３ｂの受光範囲との比と、
撮影レンズ３０１とリレーレンズ３０２の合成焦点距離
と第１のＣＣＤ３０３ａの受光範囲の比が一致するよう
に設定されている。具体的には、撮影レンズ３０１の焦
点距離：３６ｍｍに対して第２のＣＣＤ３０３ｂの受光
部は１８ｍｍ×１２ｍｍのサイズであり、撮影レンズ３
０１とリレーレンズ３０２の合成焦点距離：１８ｍｍに
対して第２のＣＣＤ３０３ａの受光部は９ｍｍ×６ｍｍ
のサイズであり、各ＣＣＤ長辺側に対して、２：１、短
辺側に対して３：１の比率に設定している。

【００３５】図４は前記デジタルカメラ１の制御系を示
すブロック図である。

【００３６】図４において、２１１は全体制御部であ
り、たとえばマイクロコンピュータからなり、前記裏蓋
Ｂの各部品及び第１の撮像ユニット２２内の各部品を有
機的に制御する。この全体制御部２１１は、カメラ制御
ＣＰＵ２２０によって制御される。

【００３７】また、カメラ本体２側の各部品、具体的に
は、前記撮影レンズ３０１に対する絞り制御ドライバ２
１４、前記ＡＦアクチュエータ２１５、クイックリター
ンミラー制御部２１６、フォーカルプレーンシャッタ制
御部２１７、カメラ操作部２１８、時計回路（ＲＴＣ）
２１９等が前記カメラ制御ＣＰＵ２２０によって制御さ
れる。なお、カメラ操作部２１８は、カメラ本体２のシ
ャッターボタン９や電源スイッチＰＳ、圧縮率設定スイ
ッチ１２、撮影／再生モード設定スイッチ１４、ＵＰス
イッチ６、ＤＯＷＮスイッチ７等を含む。また、時計回
路２１９は撮影日時の管理等に用いられる。

【００３８】撮像ユニット２２内の前記第１のＣＣＤ３
０３ａは、カラーエリア形センサとして構成されてお
り、前記レンズ３０１及びリレーレンズ３０２により結
像された被写体の光学像を、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ
（青）の色成分の画像、つまり、各画素で受光された画
像信号の信号列からなる信号に光電変換して出力する。
一方、裏蓋Ｂにおける第２のＣＣ３０３ｂは、緑の単色
フィルターを設けたモノクロエリア形センサであり、Ｇ
（緑）色成分の画像信号を光電変換して出力する。タイ
ミングジェネレータ３１４は、両ＣＣＤ３０３ａ、３０
３ｂの駆動を制御するための各種タイミングパルスを生
成するものである。

【００３９】なお、本件で用いるＣＣＤは、原色系のＲ
ＧＢタイプのものに限らず、補色系のＹＭＣタイプのも
のでも良い。

【００４０】タイミングジェネレータ３１４は、タイミ
ング制御回路２０２から送信される基準クロックに基
き、ＣＣＤ３０３ａ、３０３ｂの駆動制御用の信号を生
成する。つまり、このタイミングジェネレータ３１４
は、例えば、積分開始／終了（露出開始／終了）のタイ
ミング信号、各画素毎の受光信号を読み出す読出制御信
号 （水平同期信号、垂直同期信号、転送信号等）のク
ロック信号を生成して、前記ＣＣＤ３０３ａ、３０３ｂ
に出力する。

【００４１】第１のＣＣＤ３０３ａから出力された信号
は、信号処理回路３１３ａ、Ａ／Ｄ変換器２０５ａ、黒
レベル補正回路２０６ａ、ホワイトバランス回路（以
下、ＷＢ回路という）２０７ａ、γ補正回路２０８ａを
含む第１の画像処理手段によって処理され、第２のＣＣ
Ｄ３０３ｂから出力された信号は、信号処理回路３１３
ｂ、Ａ／Ｄ変換器２０５ｂ、黒レベル補正回路２０６
ｂ、γ補正回路２０８ｂを含む第２の画像処理手段によ
って処理される。

【００４２】前記信号処理回路３１３ａ、３１３ｂは、
前記各ＣＣＤ３０３ａ、３０３ｂから出力される画像信
号（アナログ信号）に所定のアナログ信号処理を施すも
のである。各信号処理回路３１３ａ、３１３ｂは、ＣＤ
Ｓ（相関二重サンプリング）回路と、ＡＧＣ（オートゲ
インコントロール）回路とを有し、ＣＤＳ回路により画
像信号のノイズを低減させ、ＡＧＣ回路のゲインを調整
することにより画像信号のレベル調整を行う。

【００４３】前記Ａ／Ｄ変換器２０５ａ、２０５ｂは、
画像信号の各画素信号を１０ビットのデジタル信号に変
換するものである。各Ａ／Ｄ変換器２０５ａ、２０５ｂ
は、タイミング制御回路２０２からそれぞれ入力される
Ａ／Ｄ変換用のクロックに基づいて各画素信号（アナロ
グ信号）を１０ビットのデジタル信号に変換する。

【００４４】前記黒レベル補正回路２０６ａ、２０６ｂ
は、Ａ／Ｄ変換された画素信号（以下、画素データと称
する）の黒レベルを基準の黒レベルに補正するものであ
る。

【００４５】前記ＷＢ回路２０７ａは、γ補正後にホワ
イトバランスも合わせて調整されるように、Ｒ、Ｇ、Ｂ
の各色成分の画素データのレベル変換を行うものであ
る。ＷＢ回路２０７ａは、全体制御部２１１内にあるレ
ベル変換テーブルを用いてＲ、Ｇ、Ｂの各色成分の画素
データのレベルを変換する。なお、レベル変換テーブル
の各色成分の変換係数（特性の傾き）は全体制御部２１
１により撮影画像毎に設定される。このＷＢ回路２０７
ａは、輝度情報を得るための第２の画像処理手段には不
要であり、色情報を得るための第１の画像処理手段にの
み設けられている。

【００４６】前記γ補正回路２０８ａ、２０８ｂは、画
素データのγ特性を補正するものである。各γ補正回路
２０８ａ、２０８ｂは、γ特性の異なる例えば６種類の
γ補正テーブルを有し、撮影シーンや撮影条件に応じて
所定のγ補正テーブルにより画素データのγ補正を行
う。

【００４７】画像メモリ２０９ａ、２０９ｂは、γ補正
回路２０８ａ、２０８ｂから出力される画素データを記
憶するメモリである。一方の画像メモリ２０９ａは２フ
レーム分の記憶容量を有している。すなわち、画像メモ
リ２０９ａは、ＣＣＤ３０３ａがｎ行ｍ列の画素を有し
ている場合、２×ｎ×ｍ画素分の画素データの記憶容量
を有している。また、他方の画像メモリ２０９ｂは１フ
レーム分の記憶容量を有している。すなわち、ＣＣＤ３
０３ｂがｎ行ｍ列の画素を有している場合、ｎ×ｍ画素
分の画素データの記憶容量を有している。そして、いず
れの画像メモリ２０９ａ、２０９ｂにおいても、各画素
データが対応する画素位置に記憶されるようになってい
る。

【００４８】ＶＲＡＭ２１０は、ＬＣＤ表示部１０に再
生表示される画像データのバッファメモリである。ＶＲ
ＡＭ２１０は、ＬＣＤ表示部１０の画素数に対応した画
像データの記憶容量を有している。

【００４９】カードＩ／Ｆ２１２は、メモリカード８へ
の画像データの書き込み及び画像データの読み出しを行
うためのインターフェースである。また、通信用Ｉ／Ｆ
２１３は、パーソナルコンピュータ１９を通信可能に外
部接続するための、ＵＳＢ規格に準拠したインターフェ
ースである。

【００５０】撮影待機状態においては、前記第１のＣＣ
Ｄ３０３ａにより１／３０（秒）毎に撮像された画像の
各画素データが第１の画像処理手段により所定の信号処
理を施された後、画像メモリ２０９ａに記憶されるとと
もに、全体制御部２１１を介してＶＲＡＭ２１０に転送
され、ＬＣＤ表示部１０に表示される。これにより、撮
影者はＬＣＤ表示部１０に表示された画像により被写体
像を視認することができる。また、再生モードにおいて
は、メモリカード８から読み出された画像が全体制御部
２１１で所定の信号処理が施された後、ＶＲＡＭ２１０
に転送され、ＬＣＤ表示部１０に再生表示される。

【００５１】この時、全体制御部２１１は、画像メモリ
２０９ａの画像データの中央部分のコントラストを判別
し、フォーカシング信号をカメラ制御ＣＰＵ２２０に送
信する。カメラ制御ＣＰＵ２２０はコントラストが最大
になるように、前記ＡＦアクチュエータ２０５を制御し
て、合焦状態を維持させる。

【００５２】撮影時において、シャッターボタン９が押
され、フォーカルプレーンシャッター２６が開くと、第
２のＣＣＤ３０３ｂで撮影された画像データが信号処理
回路２１３ｂ、Ａ／Ｄ変換回路２０５ｂ、黒レベル補正
回路２０６ｂ、ガンマ補正回路２０８ｂにより画像処理
され、画像メモリ２０９ｂの対応する画素位置に記憶さ
れる。

【００５３】ところで、本実施形態のデジタルカメラ１
においては、ファインダー用のプレビュー画像を提供す
る第１のＣＣＤ３０３ａによる画像信号と、シャッター
ボタン９を押すことによって得られるＣＣＤ３０３ｂに
よる画像信号とを全体制御部２１１で合成して、１ショ
ットの撮影画像データを形成するようにしている。

【００５４】このような撮影画像の記録処理を、図５〜
図７を用いて説明する。

【００５５】＜撮影モード（待機状態）＞撮影待機状態
において、画像メモリ２０９ａには、図７に示すよう
に、第１のＣＣＤ３０３ａによりφ１，φ２、．．．と
１／３０（秒）毎に撮像され、信号処理回路３１３ａ〜
γ補正回路２０８ａにより画像処理された画像データが
２フレーム分格納されている。また、上記タイミングに
同期して、画像メモリ２０９ａのデータを画素数変換部
２１１ｆで所定画素毎に間引いて、ＶＲＡＭ２１０に転
送し、ＬＣＤ表示部１０にライブビュー画像を表示す
る。

【００５６】＜撮影モード（撮影時）＞第１のＣＣＤ３
０３ａによる露光中（φ３）にシャッターボタン９が押
されると、ＣＣＤ３０３ａによる撮像を中止し、前回
（φ２）で露光された画像データが格納されてるフレー
ムの画像メモリ２０９ａの画像データの処理を開始す
る。また、クイックリターンミラーＭ１が回動し、フォ
ーカルプレーンシャッタ２６が開いて、第２のＣＣＤ３
０３ｂによる露光（Ｔｅｘｐ）を開始する。

【００５７】露光完了後、第２のＣＣＤ３０３ｂで撮影
した画像データを、信号処理回路２１３ｂ、Ａ／Ｄ変換
回路２０５ｂ、黒レベル補正回路２０６ｂ、ガンマ補正
回路２０８ｂを通して画像処理した後、画像メモリ２０
９ｂに格納する（Ｔ１）。

【００５８】これが完了すると、図７のタイムチャート
においてＴ２で示されるタイミングで、以下の処理を実
行する。

【００５９】すなわち、図５に示すように、画像メモリ
２０９ａの画像データを読み出し、補間回路２１１ａに
より補間処理を行う。先述の通り、第１のＣＣＤ３０３
ａはベイヤー配列でＣＣＤ３０３ｂの縦横１／２の画素
数である（図６）。これをＧ、Ｒ、Ｂ成分に分解し
（図６、、）、それぞれ、線形補間により４倍の
画素数を得、第２のＣＣＤ３０３ｂと画素数をそろえる
（図６、、）。処理中の一時保管データの記憶
は、全体制御部２１１の図示しないワークメモリにて行
う。

【００６０】同時に、画像メモリ２０９ｂの画像データ
を読み出し、フィルタ部２１１ｂにて、 １：画像メモリ２０９ｂの画像の輝度レベルＢｒ(x,y)
に、第２のＣＣＤ３０３ｂの露光量（絞り値、シャッタ
ースピード）とＣＣＤ３０３ｂの感度に応じた所定の係
数を掛ける。これは、第１のＣＣＤ３０３ａ、第２のＣ
ＣＤ３０３ｂの画像を合成するにあたり、輝度レベルを
そろえるための処理である。

【００６１】２：その後デジタルフィルタにより記録す
べき画像の高周波成分を補正して輪郭に関する画質の補
正を行なう。フィルタ部は、圧縮率Ｋ＝１／８，１／２
０のそれぞれについて、標準的な輪郭補正を行うデジタ
ルフィルタと、この標準的な輪郭補正に対して、輪郭を
強める２種類のデジタルフィルタと輪郭を弱める２種類
のデジタルフィルタの合計５種類のデジタルフィルタを
備えている。フィルタ部の出力はＢｒ´である。

【００６２】次いで、ＲＧＢ→ＹＣｂＣｒ変換回路２１
１ｃにて、色空間の変換処理を行う（図６の最下段の図
を参照）。変換式は、次の通りである。

【００６３】

【数１】

【００６４】このとき、Ｃｂ、Ｃｒは、第１のＣＣＤ３
０３ａから得られるＲＧＢ信号を用いて求め、輝度信号
ＹはＣＣＤ３０３ｂの出力を補正したものＢｒ´から求
めるようにする。この処理により、サイズと画素数が小
さい第１のＣＣＤ３０３ａにより色情報が、サイズと画
素数の大きな第２のＣＣＤ３０３ｂにより輝度情報が得
られる。なお、この処理は後段のＪＰＥＧ圧縮の際の前
処理を兼ねている。

【００６５】次いで、記録画像生成部２１１ｄにより、
メモリカード８に記録すべきサムネイル画像と圧縮画像
とを生成する。ＲＧＢ→ＹＣｂＣｒ変換回路２１１ｃに
おけるフィルタ処理が完了したものから、順次、メモリ
カード８に転送することで、サムネイル画像を生成しつ
つメモリカード８に記録する。サムネイル画像の生成は
元の画像から一定間隔で画像データを読み出すことによ
り行う。また、記録画像生成部２１１ｄは、画素データ
に２次元ＤＣＴ変換、ハフマン符号化等のＪＰＥＧ方式
による、圧縮率設定スイッチ１２で設定された圧縮率で
所定の圧縮処理を施して圧縮画像の画像データを生成
し、この圧縮画像データをメモリカード８の画像エリア
に記録する。さらに撮影画像に関するタグ情報（コマ番
号、露出値、シャッタスピード、圧縮率Ｋ、撮影日、等
の情報）とともに両画像をメモリカード８に記憶する。

【００６６】メモリカード８の容量を６４ＭＢとしたと
きに、圧縮率１／２０で約２７０コマの画像が記憶可能
であり、各コマはタグの部分とJPEG形式で圧縮された高
解像度の画像データ（１０２４×１５３６画素）とサム
ネイル表示用の画像データ（９６×６４画素）が記録さ
れている。各コマ単位で、たとえばEXIF形式の画像ファ
イルとして扱うことが可能である。

【００６７】＜再生モード＞再生モードにおいては、Ｕ
Ｐキー６、ＤＯＷＮキー７により指定されたコマの画像
データをメモリカード８から読み出し、図５の再生画像
生成部２１１ｅにより画像データの伸張と色空間のＲＧ
Ｂ変換を行い、ＬＣＤ表示部１０の表示画素数に合わせ
て、画素数変換部２１１ｆで所定画素毎に間引いて、Ｖ
ＲＡＭ２１０に転送し、ＬＣＤ表示部１０に表示する。

【００６８】ところで、前述のように、第１のＣＣＤ３
０３ａによる前回（φ２）で露光された画像データと、
第２のＣＣＤ３０３ｂによる画像データとが合成される
が、図７のタイムチャートに示されているように、第１
のＣＣＤ３０３ａの露光タイミングに比べて、第２のＣ
ＣＤ３０３ｂの露光タイミングはＴｄ＋Ｔｄ‘の遅れが
ある。Ｔｄは最大１／１５秒になり、Ｔｄ’はクイック
リターンミラーＭ１による機構的な時間遅れであり、こ
れは１／３０秒程度である。よって、両ＣＣＤの露光タ
イミングには１／１０秒程度の遅れが発生し、動きの速
い被写体では問題になることがある。

【００６９】そこで、本実施形態では、（１）高速シャ
ッターを禁止するモード（２）高速シャッター時に、画
像データのＣｒ、Ｃｂ成分にのみぼかしフィルタをか
け、Ｃｒ、Ｃｂデータの空間周波数を下げ、被写体の動
きによるＹとＣｒ、Ｃｂデータの不整合を目立たなくす
るモード、（３）上記（１）、（２）の処理を行わない
通常の処理を行うモードの３つが選択できるようになっ
ている。

【００７０】選択は、ＬＣＤ表示部１０に表示された設
定メニューで、４連の押しボタンスイッチＳＷを操作す
ることにより行う。

【００７１】上記（１）の高速シャッターを禁止するモ
ードが選択された場合には、例えば、１／６０秒より速
いシャッターは禁止するようにする。これはカメラ制御
ＣＰＵ２２０により行われる。

【００７２】上記（２）の高速シャッター時に画像デー
タのＣｒ、Ｃｂ成分にのみぼかしフィルタをかけるモー
ド、が選択されたときには、補間回路２１１ａの出力デ
ータをＲＧＢ→ＹＣｂＣｒ変換回路２１１ｃに入力する
前に以下のフィルターをかける。

【００７３】

【数２】

【００７４】なお、シャッタースピードに応じてフィル
ターの係数を変えてもかまわない。

【００７５】以上の実施形態においては、撮影レンズ３
０１からの光学像を第１のＣＣＤ３０３ａ及び第２のＣ
ＣＤ３０３ｂへと導くために、銀塩一眼レフカメラと同
じクイックリターンミラーＭ１を光路切換え手段として
利用したが、クイックリターンミラーＭ１に代えて、撮
影レンズからの被写体光の一部を固定ミラーＭ２へと反
射するとともに、一部を第２のＣＣＤ３０３ｂへと透過
させるハーフミラーを用いても良い。この場合は、撮影
画像の合成に際しての、クイックリターンミラーＭ１に
よる機構的な時間遅れＴｄ’をなくすことができる。

【００７６】また、カメラ本体２及び撮影レンズ３０１
として、銀塩一眼レフカメラのボディ及び撮影レンズを
利用しているが、専用のボディ、専用のレンズを用いて
本発明のデジタルカメラを構成しても良い。

【００７７】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、２個の
撮像素子を用いて１枚の画像データを形成するため、３
個の撮像素子を用いる場合のように、カメラのサイズが
大きくなり重量も重くなるという問題を解消でき、しか
も光軸の調整も簡単となる。また、相対的に画素数の少
ない第１の撮像素子によって撮影レンズからの光学像の
色情報を出力し、相対的に画素数の多い第２の撮像素子
によって撮影レンズからの光学像の輝度情報を出力し、
これらに基づいて１枚の画像データを形成したものであ
って、人間の視覚特性を利用したものであるから、撮像
素子を大形化しなくても画質の良い撮影画像を得ること
ができる。

【００７８】また、請求項２に記載の発明によれば、光
路切換え手段によって、被写体光の光路を第１の合焦位
置と第２の合焦位置との間で切換えることができ、被写
体光を第１の撮像素子と第２の撮像素子とに確実に結像
させることができる。この場合、請求項３に記載された
発明のように、光路切換え手段を、銀塩一眼レフカメラ
で使われてきたようなクイックリターンミラーで構成す
れば、確実で安定した切換え動作を行わせることがで
き、信頼性の高い光路切換え手段を構成できる。

【００７９】また、請求項４に記載の発明によれば、第
１の撮像素子の前方にリレーレンズ光学系が設けられて
いるから、第１の撮像素子としてサイズの小さなものを
使用できる。

【００８０】また、請求項５に記載の発明によれば、第
２の撮像素子によって得られる画像の範囲と、実際の撮
影範囲とを一致させることができ、実際の撮影に際して
極めて便利となる。

【００８１】また、請求項６に記載の発明によれば、第
１の撮像素子から得られた画像信号を処理する第１の画
像処理手段にのみ、ホワイトバランス調整手段が設けら
れているから、第１の画像処理手段によって確実な色情
報が得られ、ひいては高画質の撮影画像を得ることがで
きる。

【００８２】また、請求項７に記載の発明によれば、撮
影者は、撮影前にビューファインダーによりライブビュ
ー画像を見ることができる。

【００８３】また、請求項８に記載の発明によれば、第
１の撮像素子による撮像中にシャッタータイミングが発
生しても、シャッタータイミング以前の第１の画像デー
タを用いて撮影画像を合成するから、撮影画像を確実に
得ることができる。

【００８４】また、請求項９に記載の発明によれば、輪
郭補正を行う画像処理手段によって輪郭部分の画質が改
善した合成撮影画像を得ることができる。

【００８５】また、請求項１０に記載の発明によれば、
銀塩一眼レフカメラのボディの利用により、銀塩一眼レ
フカメラ資産を有効に活用することができる。

【００８６】また、請求項１１に記載の発明によれば、
所定以上の高速シャッターを禁止する手段を備えている
から、銀塩一眼レフカメラのクイックリターンミラーを
用いて第１の撮像素子と第２の撮像素子との光路切換え
を行う場合でも、クイックリターンミラーの機械的動作
に伴う各撮像素子の露光タイミングの遅れに起因して、
動きの速い被写体に対する画像の合成が中途半端に行わ
れるという不都合を強制的に防止することができる。

【００８７】また請求項１２に記載の発明によれば、所
定以上の高速シャッターの際には、第１の撮像素子によ
って得られた色情報に対して空間ローパスフィルタをか
けるように構成されているから、被写体の動きによる輝
度信号と色差信号の不整合が目立たなくなり、動きの速
い被写体であっても綺麗な合成撮影画像を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係るデジタルカメラを
示す平断面相当図である。

【図２】同じくデジタルカメラを示す右側断面相当図で
ある。

【図３】同じくデジタルカメラを示す背面図である。

【図４】図１〜図３に示したデジタルカメラの制御系を
示すブロック図である。

【図５】図３のブロック図における全体制御部の内容を
示すブロック図である。

【図６】撮影画像を得るための合成処理を模式的に示す
推移図である。

【図７】撮影画像を得るための合成処理のタイミングチ
ャートである。

【符号の説明】

１ デジタルカメラ ２ カメラ本体 ９ シャッターボタン １０ ＬＣＤ表示部（ビューファインダー、表示
手段） ２２ 撮像ユニット ２０７ａ ホワイトバランス回路（ホワイトバランス
調整手段） ２０９ａ 画像メモリ ２１１ｂ フィルタ部 ３０１ 撮影レンズ（銀塩カメラ用撮影レンズ） ３０２ リレーレンズ ３０３ａ 第１のＣＣＤ（撮像素子） ３０３ｂ 第２のＣＣＤ（撮像素子） ２１１ 全体制御部 Ｂ 裏蓋 Ｍ１ クイックリターンミラー Ｍ２ 固定ミラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 濱村 俊宏 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 中村 健二 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H054 AA01 BB07 5C022 AA13 AB43 AC03 AC32 AC42 AC51 AC52 AC54 AC69 AC78 5C024 AA01 BA01 CA24 DA01 EA01 EA03 EA04 FA01 FA13 GA11 HA08 HA24

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮影レンズと、 該撮影レンズの光路方向後方の第１の合焦位置に配置さ
   れるとともに、撮影レンズからの光学像の色情報を出力
   する第１の撮像素子と、 前記撮影レンズの光路方向後方の第２の合焦位置に配置
   されるとともに、前記第１の撮像素子に比べて画素数が
   多く、かつ撮影レンズからの光学像の輝度情報を出力す
   る第２の撮像素子と、 シャッターボタンと、 該シャッターボタンが押されたタイミングで、前記第
   １、第２の撮像素子の出力より１枚の画像データを形成
   する手段とを備えたことを特徴とするデジタルカメラ。
2. 【請求項２】 前記撮影レンズを介して入射する被写体
   光の光路を、前記第１の合焦位置と第２の合焦位置との
   間で切換える光路切換え手段を備えた請求項１に記載の
   デジタルカメラ。
3. 【請求項３】 前記光路切換え手段がクイックリターン
   ミラーからなる請求項２に記載のデジタルカメラ。
4. 【請求項４】 前記第１の撮像素子の前方に、被写体光
   を第１の撮像素子上に結像させるためのリレーレンズ光
   学系が配置されている請求項１に記載のデジタルカメ
   ラ。
5. 【請求項５】 前記第１の撮像素子の前方に、被写体光
   を第１の撮像素子上に結像させるためのリレーレンズ光
   学系が配置されるとともに、前記撮影レンズと前記リレ
   ーレンズ光学系の合成焦点距離と第１の撮像素子の受光
   部サイズの比と、前記撮影レンズの焦点距離と前記第２
   の撮像素子の受光部サイズの比とが一致している、請求
   項１に記載のデジタルカメラ。
6. 【請求項６】 前記第１の撮像素子から得られた画像信
   号を処理する第１の画像処理手段と、 前記第２の撮像素子から得られた画像信号を処理する第
   ２の画像処理手段とを備え、 前記第１の画像処理手段にのみ、ホワイトバランス調整
   手段が設けられている請求項１に記載のデジタルカメ
   ラ。
7. 【請求項７】 ビューファインダーを備えており、前記
   第１の撮像素子はビューファインダー用撮像素子を兼ね
   ている請求項１に記載のデジタルカメラ。
8. 【請求項８】 前記第１の撮像素子は、一定間隔でシー
   ンを撮像し、 撮像して得られた第１の画像データを格納するメモリ手
   段と、 該メモリ手段に格納された画像を表示する表示手段と、 シャッタータイミングに同期して前記第２の撮像素子で
   撮像することにより得られる第２の画像データと、 前記メモリ手段に格納されているシャッタータイミング
   以前の第１の画像データと、前記第２の画像データとを
   合成することにより１枚の画像データを形成する画像形
   成手段とを備えている請求項１に記載のデジタルカメ
   ラ。
9. 【請求項９】 前記第２の撮像素子により出力される輝
   度情報に対して、輪郭補正を行う画像処理手段を備えた
   請求項１に記載のデジタルカメラ。
10. 【請求項１０】 カメラ本体が銀塩一眼レフカメラのボ
    ディを利用して構成され、 銀塩一眼レフカメラのボディのファインダー部の位置
    に、前記第１の撮像素子と被写体光を該第１の撮像素子
    上に結像させるためのリレーレンズ光学系とが配置さ
    れ、 フィルムゲート近傍に前記第２の撮像素子が設けられて
    いる請求項１に記載のデジタルカメラ。
11. 【請求項１１】 所定以上の高速シャッターを禁止する
    手段を備えている請求項１０に記載のデジタルカメラ。
12. 【請求項１２】 所定以上の高速シャッターの際には、
    第１の撮像素子によって得られた色情報に対して空間ロ
    ーパスフィルタをかける請求項１０に記載のデジタルカ
    メラ。