JP2001238127A - カメラ - Google Patents
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- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
- H04N23/76—Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing the image signals
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- Signal Processing (AREA)
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Abstract
量を最適なレベルに自動調整し、表示装置の視認性を高
める。 【解決手段】CCD16から出力された撮像信号は撮像
信号処理回路18でA/D変換、YC信号処理等の所定
の処理を経てNTSC等の映像信号に変換され、D/A
変換後に出力される。マイコン20は撮像信号処理回路
18から映像信号を受入し、入力された映像信号の明る
さを算出する。EEPROM22には映像信号の信号量
(明るさ)に応じたオフセット量のデータテーブルが格
納されており、マイコン20はEEPROM22から最
適なオフセット値を取得する。このオフセット値に従っ
て撮像信号処理回路18においてD/A変換する前の映
像信号をオフセット処理し、得られた映像信号を表示装
置コントロール回路24に供給し、表示装置26に表示
する。
Description
の情報を電気信号に変換するカメラに係り、特に撮影さ
れた映像を液晶モニタなどの表示装置に表示する場合の
視認性を向上させる技術に関する。
ャッタ付き撮像素子(CCD)と利得制御可能な増幅器
を組み合わせた可変シャッタ付きテレビカメラ装置が開
示されている。この装置は、1フィールド毎に映像信号
のレベルを検出し、そのレベルに応じて撮像素子のシャ
ッタ量と、その後段の増幅器の利得を調整することによ
って最適な映像信号を得る構成になっている。
れたビデオカメラは、ビューファインダーに供給する映
像信号のレベルを調整するための可変アンプ回路を有し
ており、撮像系で得られた信号をマイクロコンピュータ
に入力して環境の明るさを算出し、得られた明るさに基
づいて前記可変アンプ回路のゲインを制御することによ
り、適切な明るさの映像信号を得ている。
の利得や、アンプ回路によるゲインアップを使用して映
像信号を調整する方法では、実用レベルを越えた補正を
行うと、S/N比が著しく悪化して表示装置の視認性が
損なわれるという欠点がある。そのため、上述のような
従来技術の場合、S/N比が悪くなる前に映像信号の補
正を終了させており、視認性の改善が十分に達成されな
い。
装置を搭載したデジタルカメラの多くは、表示装置の明
るさ等を調節するためのユーザーボリュームが設けられ
ており、撮影対象が暗い場合などはユーザーが手操作で
このユーザーボリュームのブライトネス等を変化させる
ことで、表示装置の視認性を上げている。
もので、映像信号のS/N比を悪化させることなく表示
装置の視認性改善のための調整を完全に自動化して、カ
メラの操作性を高めるとともに、従来よりも更なる視認
性の向上を達成することができるカメラを提供すること
を目的とする。
するために、撮像部を介して撮影した映像を表示装置に
出力可能なカメラにおいて、該カメラは、撮像部を介し
て取得される映像信号の明るさを検知し、検知した明る
さに応じて映像信号を自動的にオフセットして表示装置
に供給することにより、表示装置の視認性を適正化する
制御を行うことを特徴としている。
を処理して得られる映像信号の明るさに応じて映像信号
をオフセットし、このオフセットされた映像信号を表示
装置に供給して映像を表示させている。これにより、暗
い対象を撮影した場合にも映像信号の信号量が自動的に
調整され、表示装置の視認性を高めることができる。表
示装置は液晶ディスプレイやビューファインダーなどの
態様があり、カメラ本体に一体的に組み込まれていても
よいし、カメラ本体と別体に構成され、有線又は無線の
信号伝達手段を介して信号伝達可能に接続される外部の
表示装置であってもよい。
子を含む撮像部と、前記撮像部から出力される信号を処
理する信号処理部と、前記信号処理部から出力される映
像信号を受入し、該受入した信号に基づいて映像信号の
明るさを検知する明るさ検知部と、前記明るさ検知部で
検知した明るさに応じて映像信号のオフセット量を決定
するオフセット量決定部と、前記オフセット量決定部で
決定されたオフセット量に従って映像信号にオフセット
処理を施すオフセット処理部と、前記オフセット処理部
で処理された映像信号を表示装置に供給する出力部と、
を備えたことを特徴としている。
ば、映像信号の明るさ(信号量)に応じたオフセット量
のデータテーブルをメモリ等の記憶手段に格納してお
き、映像信号の明るさ検知に基づいてデータテーブルか
ら最適なオフセット値を取得する態様がある。
像部から出力される信号をデジタル信号に変換するA/
D変換器、及びオフセット処理された映像信号をアナロ
グ信号に変換するD/A変換器を具備し、前記オフセッ
ト処理部は前記D/A変換器でD/A変換する前の映像
信号に対してオフセット処理を施す態様がある。かかる
態様によれば、D/A変換前の映像信号をデジタル処理
によってオフセットさせるため、従来の可変利得アンプ
が不要となり、カメラを構成する回路部品の削減と低コ
スト化を図ることができるとともに、S/N比を悪化さ
せることなく表示装置の視認性を向上させることができ
る。
記撮像部を介して取得される映像信号を増幅する可変利
得アンプと、映像信号の明るさに応じて前記可変利得ア
ンプのゲインを制御するゲイン制御部と、を有し、前記
可変利得アンプによる映像信号の増幅処理と前記オフセ
ット処理部によるオフセット処理を組み合わせて得られ
る映像信号を表示装置に供給するように構成されている
ことを特徴としている。
るため映像信号の増幅に制限が課せられるが、可変利得
アンプによる増幅とオフセット処理部によるオフセット
とを組み合わせることによって映像信号を適正な信号レ
ベルまで自動調整することが可能になる。これにより、
表示装置の視認性改善のための調整を完全に自動化する
ことができる。
るカメラの好ましい実施の形態について詳説する。
形態を示すブロック図である。同図に示すように、この
カメラ10は、撮影レンズ12、絞り14、撮像素子と
してのCCD16、撮像信号処理回路18、マイクロコ
ンピュータ(以下、マイコンという。)20、EEPR
OM22、表示装置コントロール回路24、表示装置2
6、及びオフセット処理の有無を指示する選択スイッチ
28等から構成される。
ズで構成され、単一の焦点距離(固定焦点)のレンズで
も良いし、ズームレンズやステップズームレンズの如く
焦点距離を変更可能なものでもよい。
り14によって光量が調整された後、CCD16によっ
て光電変換される。CCD16はマイコン20の指令
(コマンド)に基づいて駆動され、CCD16の各受光
センサで蓄積された信号電荷は、CCD駆動パルスに基
づいて電荷量に応じた電圧信号として順次読み出され
る。CCD16にはシャッターゲートを介して不要電荷
排出用のドレインが設けられており、シャッターゲート
パルスによってシャッターゲートを制御することで前記
各センサで蓄積した信号電荷をドレインに排出できる。
すなわち、CCD16は電荷の蓄積時間(シャッタース
ピード)をシャッターゲートパルスによって制御する、
いわゆる電子シャッター機能を有している。
信号処理回路18に加えられる。撮像信号処理回路18
は、A/D変換器、ガンマ補正回路、YC信号生成回
路、エンコーダ、及びD/A変換器等を含み、マイコン
20のコマンドに従って撮像信号を処理するブロックで
ある。すなわち、CCD16から出力された撮像信号は
この撮像信号処理回路18においてA/D変換され、ガ
ンマ処理、色差信号処理等の所定の処理が施された後、
エンコーダによってNTSC方式その他の所定の方式の
映像信号に変換され、D/A変換されてから表示装置コ
ントロール回路24に出力される。
理回路18から供給される映像信号に従って表示装置2
6に対して表示に必要な信号を提供するブロックであ
る。この表示コントロール回路24から出力される信号
により表示装置26に映像が表示される。
ン20にも入力される。マイコン20は本システムの全
体的制御を行う制御部であるとともに、各種の演算を行
う処理部である。マイコン20は、撮像信号処理回路1
8から受入した映像信号に基づいて、映像信号の信号量
が最適になるように、絞り14に対して絞り制御信号を
送り、また、CCD16に対してはシャッタースピード
制御信号を送ることにより絞りとシャッター量を制御す
る。
にはシャッタースピードの制御限界は1/60秒であ
る。そのため、例えば、室内などの暗い場所では、絞り
を開放にし、シャッタースピードを1/60秒まで遅く
した場合でも最適な信号量が得られない場合が起こり得
る。このように、絞りとシャッタースピードによる制御
だけでは適切な信号量が得られない状況にあるとマイコ
ン20が判断した場合は、EEPROM22に格納され
ているデータテーブルを参照して映像信号のオフセット
処理を行う。
に対して、表示の際に適正な信号量を得るためのオフセ
ット量のデータテーブルが格納されている。マイコン2
0は、撮像信号処理回路18から受入する映像信号の信
号量に応じたオフセット量の値(オフセット値)をEE
PROM22から取得し、撮像信号処理回路18におい
てD/A変換する前の映像信号(この場合、輝度信号)
に対してオフセット処理を行わせる。撮像信号処理回路
18はマイコン20の指示に従って映像信号をオフセッ
ト処理する。オフセット処理によって適切な信号量に調
整された映像信号は表示装置コントロール回路24に入
力され、これにより表示装置26に映像が表示される。
実行の有無を選択するための手段である。選択スイッチ
28の情報はマイコン20に入力され、ユーザーの希望
に応じてオフセット処理を実行するモード(オフセット
実行モード)と、実行しないモード(オフセット非実行
モード)の何れか一方を選択できるようになっている。
この選択スイッチ28は省略することが可能であるが、
選択スイッチ28を付加することにより、カメラ利用時
のユーザー選択の幅が広がる。
示されている。同図に示したように、映像信号が明るい
場合はオフセット値は低い値に設定され、映像信号のレ
ベルが暗くなるにつれてオフセット値は高い値に設定さ
れることになる。図2では映像信号の明るさとオフセッ
ト値が直線的な関係で示されているが、映像信号の明る
さに対してオフセット値を直線的に増加させる制御態様
のみならず、映像信号が所定の信号レベルよりも明るい
場合(同図中で示した領域の場合)にはオフセット処
理を行わず、映像信号が所定の信号レベルよりも暗い場
合(同図中で示した領域)にオフセット処理を実行す
るという制御態様が可能である。なお、オフセット処理
の実行/非実行を分ける判断の基準となる所定の信号レ
ベルは、例えば、絞りとシャッタースピードによって調
整できる限界のレベルに設定される。
形とオフセット処理後の映像信号の波形の例が示されて
いる。同図(a)のように、映像信号の信号量が小さい
場合、このまま映像信号として表示装置コントロール回
路24に供給すると、表示画面の輝度が足りずに、見に
くい画面となる。これを同図(b)のように、映像信号
をオフセットすることにより信号量が増え、表示装置2
6の視認性がアップする。しかも従来のアンプによる増
幅と比べてS/N比を悪化させるという不具合もない。
なお、同期信号についてはオフセット処理の影響を受け
ないように、オフセット処理は同期信号の重畳(混合)
前の映像信号に対して行われる。
について説明する。図4はカメラ10に搭載されている
マイコン20の制御手順を示すフローチャートである。
同図に示すように、処理がスタートすると(ステップS
110)、マイコン20は撮像信号処理回路18から出
力される撮像信号を受入する(ステップS112)。そ
して、入力された撮像信号に基づいて露出演算を行い、
その演算結果に従って絞り制御及びシャッタースピード
の制御を行う(ステップS114)。
定を行う(ステップS116)。明るさの判定は、輝度
信号(Y信号)の信号レベルに基づいて行ってもよい
し、R(赤)、G(緑)、B(青)に色分離された色信
号のうちのG信号のレベルに基づいて行ってもよい。
ルよりも「明るい」との判定を得た時は、オフセット処
理を行わずにステップS126にジャンプして、オフセ
ットしない映像信号を撮像信号処理回路18から表示装
置コントロール回路24へ供給させる指示を与える。こ
うして、表示装置26にはCCD16が捉えた映像が表
示される。
ルよりも「暗い」との判定を得たときは、ステップS1
18に進む。ステップS118では選択スイッチの状態
を読み込む処理を行い、この読み込んだ情報に基づいて
映像信号のオフセット処理の実行の有無を判定する(ス
テップS120)。ユーザーが選択スイッチ28によっ
てオフセット処理の非実行モードを選択している時は、
ステップS120において「オフセット処理無し」の判
定を得て、ステップS126にジャンプする。この場
合、オフセットしない映像信号を撮像信号処理回路18
から表示装置コントロール回路24へ供給することにな
る。
よってオフセット処理の実行モードを選択している時
は、ステップS120において「オフセット処理有り」
の判定を得て、ステップS122に進む。ステップS1
22ではEEPROM22から映像信号の信号量に応じ
たオフセット値を取得する。そして、得られたオフセッ
ト値に従って映像信号をオフセットさせる指令(制御信
号)を映像信号処理回路18に出力する(ステップS1
24)。
8は映像信号のオフセット処理を実行する。次いでステ
ップS126に進み、オフセット処理後の映像信号を表
示装置コントロール回路24へ供給させる指示を与え
る。こうして、表示装置26には明るさが適正化された
映像が表示される。ステップS126の処理を実行する
と、制御の1サイクルが終了する(ステップS12
8)。
暗い撮影対象を撮影する時には、自動的に映像信号のオ
フセット処理が行われ、表示装置26の視認性が高ま
る。これにより、従来ユーザーがボリュームツマミ等で
設定していた表示装置の輝度調整作業を省略でき、カメ
ラの操作性が向上する。映像信号のオフセット処理は、
撮像信号処理回路18及びマイコン20などの資源を利
用した信号処理で実現できるために、従来の可変利得ア
ンプ等を省略でき、回路構成の簡略化、低コスト化を図
ることができる。また、オフセットによって信号量を増
加させる本発明の手法は、アンプによって映像信号を増
幅する従来の手法と比較してS/N比を著しく悪化させ
ることが無いという利点がある。
装置26における視認性を高めることができるが、表示
装置26の表示映像は明るさが補正されている分だけ実
際の撮影画像と比べると印象の異なるものとなってい
る。したがって、撮影対象をより正確に記録し再現する
という観点から、撮影した画像データを記録媒体(図1
中不図示)に記録する記録処理時においては、オフセッ
トを行わないことが望ましい。例えば、画角合わせのた
めのムービー表示(動画表示)中は映像信号のオフセッ
ト処理を実行して表示装置26の視認性を高め、レリー
ズボタンや録画ボタンなどの記録開始指示手段から記録
開始の指示を与えた時には、オフセットしない画像デー
タを記録媒体に書き込む。
テープ、光ディスクなど様々な形態が可能であり、電子
的、磁気的、若しくは光学的、又はこれらの組み合わせ
による方式に従って読み書き可能な種々の媒体を用いる
ことができる。記録媒体に画像データを記録する記録装
置はカメラ本体に一体的に搭載されていてもよいし、カ
メラ本体と別体に構成され、有線又は無線の信号伝達手
段を介して信号伝達可能に接続される外部の記録装置で
あってもよい。
形態を示すブロック図である。同図中図1に示した第1
の実施の形態と共通の部分には同一の符合を付し、その
説明は省略する。
ら出力される撮像信号を増幅する可変利得アンプ32を
有し、この可変利得アンプ32の出力が撮像信号処理回
路18に入力される。可変利得アンプ32のゲインは、
マイコン20から与えられるゲイン制御信号に基づいて
決定される。マイコン20は撮像信号処理回路18から
受入する映像信号に基づいて、最適な信号レベルの映像
信号が得られるように可変利得アンプ32を制御する。
EEPROM22には映像信号の信号量に応じたゲイン
値のデータテーブルが格納されており、マイコン20は
EEPROM22のデータテーブルから最適なゲイン値
を取得してゲイン制御を行う。
る映像信号の増幅処理には限界があるため、このカメラ
30では、可変利得アンプ32による増幅処理とオフセ
ット処理とを組み合わせて映像信号の適正化を達成して
いる。
ているマイコン20の制御手順を示すフローチャートで
ある。同図に示すように、処理がスタートすると(ステ
ップS210)、マイコン20は撮像信号処理回路18
から出力される撮像信号を受入する(ステップS21
2)。そして、入力された撮像信号に基づいて露出演算
を行い、その演算結果に基づいて絞り制御及びシャッタ
ースピードの制御を行う(ステップS214)。
判定を行う(ステップS216)。ステップS216に
おいて、予め設定されている基準の明るさよりも「明る
い」との判定を得た時は、ステップS234にジャンプ
する。この場合、可変利得アンプ32のゲインアップ制
御やオフセット処理などの映像信号の補正処理を行わ
ず、通常の信号処理で得られた映像信号を表示装置コン
トロール回路24へ供給するように撮像信号処理回路1
8に指示を与える。こうして、表示装置26にはCCD
16が捉えた映像が表示される。
定を得たときは、ステップS218に進む。ステップS
218ではEEPROM22のデータテーブルを参照し
て可変利得アンプ32のゲイン値を求める。そして、求
めたゲイン値が実用的な値であるか否かの判定を行う
(ステップS220)。可変利得アンプ32のゲイン値
についてはS/N比を著しく悪化させることのない実用
的な範囲が予め規定されており、ステップS218で求
めたゲイン値がその所定範囲内にあるか否かの判断が行
われる。
であるとの判定(YES判定)を得た時は、ステップS
222に進む。ステップS222では、前記ステップS
218で求めたゲイン値に基づいて可変利得アンプ32
のゲインを設定するゲイン制御信号を出力する。このゲ
イン制御信号を受けて可変利得アンプ32のゲインがア
ップし、CCDの出力信号が増幅される。この増幅され
た信号が撮像信号処理回路18に入力され、該入力され
た信号に基づいて撮像信号処理回路18において映像信
号が生成される。これにより、適正な信号量の映像信号
が得られる。
に進み、映像信号処理回路18で生成された映像信号を
表示装置コントロール回路24に供給させる指令を出力
する。この出力指令を受けて映像信号処理回路18から
映像信号が出力され、表示装置コントロール回路24を
介して表示装置26に映像信号が与えられる。
範囲を超えているとの判定(NO判定)を得た時はステ
ップS224に進む。ゲイン値が所定範囲を超えている
場合、その値に設定すると増幅処理によってS/N比が
著しく悪化することになるので、これを回避すべく、ゲ
イン値を実用的な範囲の所定の規定値に設定する。マイ
コン20は可変利得アンプ32のゲインを前記規定値に
設定するゲイン制御信号を出力し(ステップS22
4)、このゲイン制御信号によって可変利得アンプ32
のゲインが規定値に設定される。
ッチ28の状態を読み込む処理を行う。そして、読み込
んだ情報に基づいて映像信号のオフセット処理の実行の
有無を判定する(ステップS228)。ユーザーが選択
スイッチ28によってオフセット処理の非実行モードを
選択している時は、ステップS228において「オフセ
ット処理無し」の判定を得て、ステップS234にジャ
ンプする。この場合、オフセットしない映像信号を撮像
信号処理回路18から表示装置コントロール回路24へ
供給することになる。
よってオフセット処理の実行モードを選択している時
は、ステップS228において「オフセット処理有り」
の判定を得て、ステップS230に進む。ステップS2
30ではEEPROM22から映像信号の信号量に応じ
たオフセット値を取得する。そして、得られたオフセッ
ト値に従って映像信号をオフセットさせる指令(制御信
号)を映像信号処理回路18に出力する(ステップS2
32)。
8は映像信号のオフセット処理を実行する。次いでステ
ップS234に進み、この場合、オフセット処理後の映
像信号を表示装置コントロール回路24へ供給させる指
示を与える。こうして、表示装置26には明るさが適正
化された映像が表示される。ステップS234の処理を
実行すると、制御の1サイクルが終了する(ステップS
236)。
効果以外にも以下の様な作用効果を有する。すなわち、
ズームレンズを使用したカメラの場合、焦点距離を変更
すると広角側と望遠側とで明るさが変化するものがあ
る。通常、望遠側は広角側に比べてレンズの明るさが暗
くなり、像光量が減少する。特開平5−2923号公報
や特開平7−131701号には、ズーミングに応じて
変わるレンズの明るさ、像光量の変化を可変利得アンプ
のゲイン制御によって自動的に補正する技術が開示され
ている。
像部を介して取得した映像信号の明るさに応じて映像信
号を自動的にオフセットすることにより、映像出力レベ
ルを適正なレベルに保つことができ、ズームレンズの焦
点距離の変更に伴う光量変化を自動的に補正することが
できる。
によれば、撮像部から得られる信号を処理して得られる
映像信号の明るさを検知し、その明るさに応じて映像信
号を適切な信号レベルまで自動的にオフセットすること
により、表示装置の視認性を高めるようにしたので、従
来ユーザーがボリュームツマミ等で設定していた表示装
置の輝度調整作業を省略でき、カメラの操作性が向上す
る。
処理する処理回路やマイコンなどの資源を利用した信号
処理で実現できるために、従来の可変利得アンプを省略
でき、回路構成の簡略化、低コスト化を図ることができ
る。
せる本発明の手法は、アンプによって映像信号を増幅す
る従来の手法と比較してS/N比を著しく悪化させるこ
とも無い。
ブロック図
ト処理後の映像信号の波形の例を示す波形図
の制御手順を示すフローチャート
ブロック図
の制御手順を示すフローチャート
CCD(撮像素子)、18…撮像信号処理回路(信号処
理部、オフセット処理部、出力部)、20マイコン(明
るさ検知部、オフセット量決定部、ゲイン制御部)、2
2…EEPROM、26…表示装置
Claims (4)
- 【請求項1】 撮像部を介して撮影した映像を表示装置
に出力可能なカメラにおいて、該カメラは、 撮像部を介して取得される映像信号の明るさを検知し、
検知した明るさに応じて映像信号を自動的にオフセット
して表示装置に供給することにより、表示装置の視認性
を適正化する制御を行うことを特徴とするカメラ。 - 【請求項2】 撮像素子を含む撮像部と、 前記撮像部から出力される信号を処理する信号処理部
と、 前記信号処理部から出力される映像信号を受入し、該受
入した信号に基づいて映像信号の明るさを検知する明る
さ検知部と、 前記明るさ検知部で検知した明るさに応じて映像信号の
オフセット量を決定するオフセット量決定部と、 前記オフセット量決定部で決定されたオフセット量に従
って映像信号にオフセット処理を施すオフセット処理部
と、 前記オフセット処理部で処理された映像信号を表示装置
に供給する出力部と、 を備えたことを特徴とするカメラ。 - 【請求項3】 請求項2に記載のカメラにおいて、該カ
メラは、前記撮像部から出力される信号をデジタル信号
に変換するA/D変換器、及びオフセット処理された映
像信号をアナログ信号に変換するD/A変換器を有し、
前記オフセット処理部は前記D/A変換器でD/A変換
する前の映像信号に対してオフセット処理を施すことを
特徴とするカメラ。 - 【請求項4】 請求項2に記載のカメラにおいて、前記
撮像部を介して取得される映像信号を増幅する可変利得
アンプと、映像信号の明るさに応じて前記可変利得アン
プのゲインを制御するゲイン制御部と、を有し、前記可
変利得アンプによる映像信号の増幅処理と前記オフセッ
ト処理部によるオフセット処理を組み合わせて得られる
映像信号を表示装置に供給するように構成されているこ
とを特徴とするカメラ。
Priority Applications (2)
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