JP3665100B2 - 電子スチルカメラの信号処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は電子スチルカメラの信号処理装置、特に画素に対応してマイクロ・レンズが設けられたCCD から出力される撮像信号を処理する電子スチルカメラの信号処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子スチルカメラは、CCD のような固体撮像素子を用いて被写体が撮影される。近年、CCD には受光部に入射する光量を増やすために、画素に対応してその受光面にマイクロ・レンズが設けられているものがある。
【０００３】
このようなCCD において、図８に示すように絞りの絞り値が大きい場合は、マイクロ・レンズ800 に入射する光線P1は平行光線となり、ほぼすべての光線が受光部に入射する。しかし図９に示すように絞りの絞り値が小さくなると、マイクロ・レンズ800 に入射する光線P2は斜めのものも含み、その入射角によっては屈折角も大きくなり、入射光線P2が遮光膜801 によって阻まれて受光部802 に入射しないことになる。
【０００４】
一般に電子スチルカメラでは撮像光学系の光軸とは別の光軸をもつ外部測光素子を用いて被写体光量を測定し、被写体光量値に応じて露光条件を定めている。マイクロ・レンズ800 が設けられたCCD の場合、絞りの絞り値が小さくなるとCCD の入射光線が遮光膜801 によって阻まれることがあるので、図10に示すようにCCD の出力レベルが低下する。このために測光素子によって測定された被写体光量値に基づいて露光条件を定めて被写体を撮影すると露光量不足となる。
【０００５】
また、CCD から射出瞳の位置までの距離が近いときも絞りの絞り値が小さいときと同じように考えられ、図11に示すようにCCD の出力レベルが低下することがある。この場合も外部測光素子によって測定された被写体光量値に基づいて露光条件を定めて被写体を撮影すると露光量不足となる。ズーム機能を備えた電子スチルカメラでは図12に示すようにワイド位置に近づくほどCCD から射出瞳までの距離は近くなり、CCD の出力レベルは低下する。
【０００６】
このようなCCD の出力レベルの劣化に対する従来の対策としては、すなわち、たとえば測光センサによって露光条件を定め、その露光条件を満足するように絞りの絞り値を定め、そして、この絞り値に対応してメモリに記憶されているシャッタ速度となるようにCCD を制御し、またCCD から射出瞳までの距離が近いほど自動利得調整回路の増幅率が高くなるように、自動利得調整回路の増幅率を制御していた。なお、このような方式の詳細は、本願と同じ出願人による特許出願、特開平06-311422 などを参照されたい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように従来の技術において、たとえば、レンズ交換式で、メカニカルシャッタを併用した電子スチルカメラでは、CCD の出力レベルが低下する。その低下対策として、CCD の直後に構成される自動利得調整回路の増幅率を高める制御、すなわち自動利得調整回路の利得を上げる以外に対応の方法はなかった。このような方法では、撮像信号のS/N の劣化を回避することができず、したがって画像品質を低下させるいう問題があった。また、このように利得を上げないと、自動利得調整回路の後段のアナログγ補正回路において、とくにγ特性の黒レベル側に黒つぶれが現れ、これによるγ歪とS/N 劣化が起こり、したがって画像品質を劣化させるという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、良質の映像信号を得ることのできる電子スチルカメラの信号処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するために、多数の受光素子を有し、この受光素子の各々にはマイクロ・レンズが設けられ、被写体像を表わす撮像信号を出力する固体撮像手段を含む撮像手段と、この被写体側からの入射光を受け、この入射光の光量値に応じた信号を出力する光検出手段とを含み、この光検出手段から得られた光量値にもとづいてこの撮像手段からの撮像信号を処理する電子スチルカメラの信号処理装置は、この光量値に応じた信号を入力し、この光量値に基づいて絞り値を決定し、この決定した絞り値に基づいてこの撮像手段から出力される撮像信号のレベル値を決定する制御手段と、この撮像信号を入力し、この入力した撮像信号に対しアナログ的にγ補正するアナログγ補正手段であって、この入力した撮像信号のレベル値が所定の１００％の場合には、このγ補正した撮像信号をこの１００％のレベル値にて出力し、また、この入力した撮像信号のレベル値がこの１００％以下の場合には、このγ補正を施した際に生じる黒つぶれによるγ歪みを含む撮像信号をこの１００％以下のレベル値にて出力するアナログγ補正手段と、このアナログγ補正手段からの撮像信号を入力し、この入力した撮像信号をディジタル形式の撮像データに変換して出力するアナログ・ディジタル変換手段と、このアナログ・ディジタル変換手段から撮像データを入力し、レベル歪制御データおよびγ歪制御データに基づきこの入力した撮像データをそのまま、または、この入力した撮像データに対しレベル歪およびγ歪の補正を行って出力するディジタルプロセス手段と、この撮像信号のレベル値に対応したレベル歪制御データおよびγ歪制御データを記憶する記憶手段とを含み、この制御手段は、この撮像信号のレベル値に対応したこのレベル歪制御データおよびこのγ歪制御データを出力するもので、このディジタルプロセス手段に入力した撮像データがこの撮像手段の出力による１００％のレベル値を示す撮像信号に基づいている場合、レベル歪およびγ歪の補正を行なわないことを示す信号処理用のレベル歪制御データおよびγ歪制御データを、または、この撮像データがこの撮像手段の出力による１００％以下のレベル値を示す撮像信号に基づいている場合、この入力した撮像データに応じたレベル歪およびこの黒つぶれに基づく部分のγ歪の補正を行なうことを示す信号処理用のレベル歪制御データおよびγ歪制御データをこの記憶手段から読み出し、この読み出したレベル歪制御データおよびγ歪制御データをこのディジタルプロセス手段に出力し、このディジタルプロセス手段にレベル歪およびγ歪の補正を行なわせることを特徴とする。
【００１１】
また、この電子スチルカメラの信号処理装置は、この光量値に応じた信号を入力し、この光量値に基づいて絞り値を決定し、この決定した絞り値に基づいてこの撮像手段から出力される撮像信号のレベル値を決定する制御手段と、この撮像信号を入力し、この入力した撮像信号に対しアナログ的にγ補正するアナログγ補正手段であって、この入力した撮像信号のレベル値が所定の１００％の場合には、このγ補正した撮像信号をこの１００％のレベル値にて出力し、また、この入力した撮像信号のレベル値がこの１００％以下の場合には、このγ補正を施した際に生じる黒つぶれによるγ歪みを含む撮像信号をこの１００％以下のレベル値にて出力するアナログγ補正手段と、このアナログγ補正手段から撮像信号を入力し、この撮像信号にゲイン制御データに基づいたレベル歪補正を行って出力する増幅手段と、この増幅手段からの撮像信号を入力し、この入力した撮像信号をディジタル形式の撮像データに変換して出力するアナログ・ディジタル変換手段と、このアナログ・ディジタル変換手段から撮像データを入力し、γ歪制御データに基づきこの入力した撮像データをそのまま、または、この入力した撮像データに対しγ歪の補正を行って出力するディジタルプロセス手段と、この撮像信号のレベル値に対応したゲイン制御データおよびγ歪制御データを記憶する記憶手段とを含み、この制御手段は、この撮像信号のレベル値に対応したこのゲイン制御データおよびこのγ歪制御データを出力するもので、この増幅手段に入力した撮像信号のレベルに応じたレベル歪の補正を行なうゲイン制御データをこの記憶手段から読み出し、この読み出したゲイン制御データをこの増幅手段に出力し、このディジタルプロセス手段に入力した撮像データがこの撮像手段の出力による１００％のレベル値を示す撮像信号に基づいている場合、γ歪の補正を行なわないことを示す信号処理用のγ歪制御データを、または、この撮像データがこの撮像手段の出力による１００％以下のレベル値を示す撮像信号に基づいている場合、この入力した撮像データに応じたこの黒つぶれに基づく部分のγ歪の補正を行なうことを示す信号処理用のγ歪制御データをこの記憶手段から読み出し、この読み出したγ歪制御データをこのディジタルプロセス手段に出力し、この増幅手段にレベル歪の補正を行なわせるとともに、このディジタルプロセス手段にγ歪の補正を行なわせることを特徴とする。
【００１５】
【作用】
本発明によれば、第１の記憶手段には撮像手段からの撮像信号のレベル値が小さくなるほど第１のディジタルプロセス手段における増幅率が高くなるレベル歪制御データおよびγ歪の補償率が高くなるγ歪制御データがあらかじめ記憶されている。撮影の際、第１の制御手段は、光検出手段から光量値に応じた信号を入力し、この光量値にもとづいて絞り値を決定し、この決定した絞り値にもとづいて撮像手段から出力される撮像信号のレベル値を決定し、この決定した撮像信号のレベル値に対応したレベル歪制御データおよびγ歪制御データを第１の記憶手段から読み出し、この読出したレベル歪制御データおよびγ歪制御データを第１のディジタルプロセス手段に送る。撮影において、撮像手段から出力される撮像信号のレベル値が小さい場合に、このレベル値に対応するレベル歪制御データおよびγ歪制御データが第１のディジタルプロセス手段に供給され、これにより、この第１のディジタルプロセス手段によって入力する撮像データのレベルがこのレベル歪制御データに応じて適正に増幅され、さらに増幅された撮像データのγ歪がこのγ歪制御データに応じて適正にγ補正されて出力される。
【００１６】
また、本発明によれば、第２の記憶手段には撮像手段からの撮像信号のレベル値が小さくなるほど増幅手段における増幅率が高くなるゲイン制御データおよび第２のディジタルプロセス手段におけるγ歪の補償率が高くなるγ歪制御データがあらかじめ記憶されている。撮影の際、第２の制御手段は、光検出手段から光量値に応じた信号を入力し、この光量値にもとづいて絞り値を決定し、この決定した絞り値にもとづいて撮像手段から出力される撮像信号のレベル値を決定し、この決定した撮像信号のレベル値に対応したゲイン制御データおよびγ歪制御データを第２の記憶手段から読み出し、この読出したゲイン制御データおよびγ歪制御データを第２のディジタルプロセス手段に送る。撮影において、撮像手段から出力される撮像信号のレベル値が小さい場合に、まず、このレベル値に対応するゲイン制御データが増幅手段に供給され、これにより、この増幅手段によって入力する撮像信号のレベルがこのゲイン制御データに応じて適正に増幅され、続いて、このレベル値に対応するγ歪制御データが第２のディジタルプロセス手段に供給され、増幅された撮像データのγ歪がこのγ歪制御データに応じて適正にγ補正されて出力される。
【００１７】
さらに、本発明によれば、第３の記憶手段には撮像手段からの撮像信号のレベル値が小さくなるほど第３のディジタルプロセス手段における増幅率が高くなるレベル歪制御データが記憶され、またさらに、この記憶手段には第３のディジタルプロセス手段おける撮像データにγ補正を施すγ補正制御データがあらかじめ記憶されている。撮影の際、第３の制御手段は、光検出手段から光量値に応じた信号を入力し、この光量値にもとづいて絞り値を決定し、この決定した絞り値にもとづいて撮像手段から出力される撮像信号のレベル値を決定し、この決定した撮像信号のレベル値に対応したレベル歪制御データと、第３のディジタルプロセス手段おける撮像データにγ補正を施すγ補正制御データとを第３の記憶手段から読み出し、この読出したレベル歪制御データおよびγ補正制御データを第３のディジタルプロセス手段に送る。撮影において、撮像手段から出力される撮像信号のレベル値が小さい場合に、このレベル値に対応するレベル歪制御データ第３のディジタルプロセス手段に供給され、これにより、まず、この第３のディジタルプロセス手段によって入力する撮像データのレベルがこのレベル歪制御データに応じて適正に増幅され、続いて、同手段によりこの増幅された撮像データがγ補正制御データに応じて適正にγ補正されて出力される。
【００１８】
【実施例】
次に添付図面を参照して本発明による電子スチルカメラの信号処理装置の実施例を詳細に説明する。図１を参照すると、画素に対応してマイクロ・レンズが設けられたCCD から出力される撮像信号の処理をする電子スチルカメラの信号処理装置の実施例が示されている。この電子スチルカメラ１では、撮影によって固体撮像素子18から出力される撮像信号にレベル低下が生じても、撮像系信号処理回路22によってレベルに応じてγ補償およびS/N 劣化防止の調整が行なわれ、γ補償されたS/N 劣化のない撮像データが出力される。この実施例における電子スチルカメラ１は撮像光学系10、固体撮像素子(CCD)18 、撮像系信号処理回路22、記録系信号処理回路40、ズームモータ42、絞り駆動部44、シャッタ駆動部46、測光センサ48、同期信号発生回路50、テレ／ワイド・スイッチ52、シャッタレリーズボタン54、記憶部56および全体制御部58から構成されている。
【００１９】
撮像光学系10は、ズーム機能を有した撮像レンズ12、絞り14およびシャッタ16が図示のように光軸100 上に配設されて構成されている。シャッタ16の後方にはたとえば画素に対応してマイクロ・レンズが設けられたCCD などの固体撮像素子18が配設されている。
【００２０】
撮像レンズ12は、操作者によるテレ／ワイド・スイッチ52の操作により後述する全体制御部58によってズーム・モータ42が制御され、ズーム・モータ42によって位置決めされる。それによって撮像レンズ12は、固体撮像素子18の撮像セルアレイ20に被写界の像を結像する。絞り14は、撮像セルアレイ20への入射光量を調節する露光調整機構であり、点線102 で示すように絞り駆動部44によってその絞り込みが駆動される。シャッタ16は、撮像セルアレイ20の露光を行なう露出機構であり、点線104 にて示すようにシャッタ駆動部46によってその開閉が制御される。
【００２１】
測光センサ48は、本実施例では撮像レンズ12の光軸と異なる光軸をもち、被写界光量を測定するセンサであり、その出力122 は、全体制御部58の入力に接続されている。測光センサ48で測光した光量を表わす信号122 は全体制御部58に与えられ、全体制御部58によって測光された光量を表わす信号に応じて絞り駆動部44およびシャッタ駆動部46が制御される。
【００２２】
同期信号発生回路50は、安定な周波数で自走する基準発振器を有し、全体制御部58から信号線112 を介して送られてくる指示信号に応動して、固体撮像素子18の駆動に必要な水平および垂直駆動クロックを出力106 に、またアナログ・ディジタル変換用のサンプリング信号などをその出力110 に出力する。
【００２３】
固体撮像素子18は本実施例では図８および９に示すように、画素の前面にマイクロレンズ800 が配置されたCCD 撮像デバイスであり、その駆動入力106 が同期信号発生回路50の駆動出力に接続され、その撮像信号出力108 が撮像系信号処理回路22に接続されている。固体撮像素子18は、シャッタ16の開放により撮像セルアレイ20に露光された被写体画像に応じた電荷を蓄積し、駆動入力106 からの駆動クロックに応動してその電荷に応じた撮像信号を出力108 に出力する。
【００２４】
撮像系信号処理回路22は、固体撮像素子18にて撮像された撮像信号を処理する撮像系の信号処理回路である。撮像系信号処理回路22は、図２に示すように、入力108 に現われた撮像信号をアナログ的にγ補正し、アナログγ補正された撮像信号をディジタルデータの形式に変換し、ディジタル形式に変換された撮像データに含まれるアナログγ補正で生じたγ歪およびCCD で生じたレベル歪をディジタル的にγおよびレベル補正処理を施す回路である。図３は、図２に示すアナログγ補正とアナログγ補正された撮像信号をディジタルデータに変換する間にCCD で生じたレベル歪をアナログ的に補正する変形実施例である。また、図４は、図２に示すアナログγ補正を除き、全てディジタル的にγおよびレベル補正処理を施す変形実施例である。
【００２５】
とくに本実施例における撮像系信号処理回路22は、全体制御部58から制御される。以降の図において同じ構成要素は同一の参照符号で示されている。
【００２６】
撮像系信号処理回路22の一実施例である図２を参照すると、この撮像系信号処理回路22は、前置増幅器200 と、アナログγ補正回路210 と、アナログ・ディジタル変換回路(A/D)220と、第１のディジタルプロセス部240 と、第１の制御電圧発生回路250 と、第２の制御電圧発生回路260 とを有する。
【００２７】
同図に示すように、固体撮像素子18の出力108 は、前置増幅器200 の入力に接続され、この前置増幅器200 は、固体撮像素子18にて撮像された撮像信号108 を本実施例では増幅率が１倍にて増幅し出力202 に出力する。前置増幅器200 によって増幅され出力202 に出力された撮像信号のレベル例が図５(a)、(b) に示されている。具体的には、図５(a) は、図10に示す絞り値の大きいときのCCD から出力された100%レベルの撮像信号を単に100%レベルにバッファアンプしたものであり、同様に、図５(b) も、図10に示す絞り値の小さいときのCCD から出力された50% レベルの撮像信号を単に50% レベルにバッファアンプしたものである。この前置増幅器200 の出力202 はアナログγ補正回路210 に接続されている。なお、この前置増幅器200 の増幅率は、本実施例では１倍としたが、たとえば１倍を含む１倍以下でよい。また、本実施例における前置増幅器200 は、外部から増幅率を制御する構成でもよい。
【００２８】
アナログγ補正回路210 は、CRT のカソードの電圧・電流の非直線性を補償するためのγ補正（本実施例ではγ＝0.45）を行なう回路（図示せず）と撮像信号の黒レベル側をスライスするブラック・クリップ回路（図示せず）とから構成され、前置増幅器200 からの撮像信号202 にγ補正を施し、さらにγ補正した撮像信号の黒レベル側をその制御入力252 に入力された制御電圧に基づいてスライスして出力212 に出力する。具体的には、たとえば前置増幅器200 から100%レベルの撮像信号202 を受けた場合、この撮像信号202 は、γ補正回路によってγ補正が施されて図５(c) に示すように100%のレベルとなり、さらにこのレベルの黒レベル側が次のブラック・クリップ回路によって図６(c) に示すスライスレベル値（撮像信号が100%レベルのときのγ特性曲線（図６(a）) に対する適正スライスレベル値）にてスライスされて出力212 に出力される。また、たとえば、前置増幅器200 から50% レベルの撮像信号202 を受けた場合、この撮像信号202 はγ補正回路によってγ補正が施されて図５(d) に示すように約75% のレベルとなる。また、この場合のγ特性曲線は、図６(b）に示すようになる。図６の(a）と(b）からわかるように、一般的にアナログγ補正回路は入力レベルによりγ特性の曲線が変わる、つまり100%レベルのときのγ特性と75% レベルのときのγ特性の曲線が同一にならず（γ歪）、特に75% レベルの場合、黒レベル側に黒つぶれが現れる。この黒つぶれは、撮像された画像の暗い部分のS/N の劣化、つまり暗い部分で画質の劣化をもたらす。なお本実施例の場合、撮像信号202 のレベルが100%のレベルから低下してもスライスレベル値は図６(c) のままの固定でよい。
【００２９】
本実施例では、図６(c) のスライスレベル252 は全体制御部58から制御線116 を介して送られてくる制御信号に応じて第１の制御電圧発生回路250 によって生成されたものである。なお、本実施例では特に、絞り値の小さいときに生じるこのような黒つぶれによるγ歪の補正は後述する第１のディジタルプロセス部240 にてディジタル的に行なうようになっている。γ補正回路210 の出力212 はアナログ・ディジタル変換回路220 に接続されている。
【００３０】
アナログ・ディジタル変換回路220 は、その入力110 から入力するサンプリング信号によりその入力212 から入力する黒レベルがクランプされたアナログ形式の撮像信号をサンプリングし、たとえば８ビットの対応するディジタルデータに変換してその出力222 から出力する信号変換回路である。また、このアナログ・ディジタル変換回路220 は、トップとボトムのレベル設定機能、すなわちVRT とVRB という二つの電圧入力端子を有しており、A/D 変換する入力電圧範囲を設定することができる。電圧入力端子VRT は、制御線262 を介し、また電圧入力端子VRB は、制御線264 を介して第２の制御電圧発生回路260 のそれぞれ対応する出力端子に接続されている。信号出力222 は、第１のディジタルプロセス部240 の入力に接続されている。
【００３１】
具体的には、たとえば、γ補正回路210 から図５(c) に示すような100%レベルの撮像信号212 を受けた場合、電圧入力端子VRT には、第２の制御電圧発生回路260 から制御線262 を介して図５(e) に示すように2.5Vの基準電圧が供給され、また、その電圧入力端子VRB には、第２の制御電圧発生回路260 から制御線264 を介して図５(f) に示すように0.5Vの基準電圧が供給される。本実施例では、たとえば、γ補正回路210 から図５(d) に示すような75% レベルの撮像信号212 を受けた場合、つまりレベルが低下した場合も、VRT およびVRB は上記のままの供給電圧でよい。本実施例では、図５(e)、(f) などの基準電圧は全体制御部58から制御線116 を介して送られてくる制御信号に応じて第２の制御電圧発生回路260 によって生成されたものである。
【００３２】
第１のディジタルプロセス部240 は、その制御入力端子116 に入力する制御信号に応じてその入力222 に入力する撮像データに含まれるγ補正回路210 で生じたγ歪およびCCD で生じたレベル歪をディジタル的にγおよびレベル補正処理を施す回路である。補正されたデータは出力118 に出力される。具体的には、本実施例ではとくに、前述したたとえば、γ補正回路210 から図５(c) に示すような100%レベルの撮像信号を受けた場合、第１のディジタルプロセス部240 によるディジタルγ特性曲線は図７の(a) に示す様になっており、また、この場合、全体制御部58によってγ補正回路210 で生ずるγ歪およびCCD18 で生じるレベル歪がないものと判断されており、したがって、このプロセス部240 は、このような歪のない信号の処理を行なう制御信号116 に応じて入力撮像データ222 の処理を行なう。結果的には、入力撮像データ222 がそのまま出力118 に出力される。
【００３３】
また、γ補正回路210 から図５(d) に示すような75% レベルの撮像信号を受けた場合、第１のディジタルプロセス部240 によるディジタルγ特性曲線は図７の(b) に示す様になっており、また、この場合、全体制御部58によってγ補正回路210 で生じるγ歪およびCCD18 で生じるレベル歪があると判断されている。したがって、このプロセス部240 は、まず、増幅を指示する制御信号116 により図７(b) 特性の入力撮像データ222 を図７(c) 特性の撮像データに増幅し、さらに増幅した図７(c) 特性の撮像データをγ歪（図７の斜線部分）の補正を指示する制御信号116 に応じて図７(a) の特性の撮像データになるように補正する機能を有している。このプロセス部240 の出力118 は、記録系信号処理回路40の入力に接続されている。
【００３４】
図２を参照すると、全体制御部58の出力116 は前にも少し触れた第１の制御電圧発生回路250 の入力に接続され、この第１の制御電圧発生回路250 は、電子ボリュームの機能を有し、この電子ボリュームは、本実施例では、その制御入力端子116 に入力する制御信号によりその入力端子に入力される所定のある入力電圧を制御して図６(c) に示すスライスレベル、すなわちスライス電圧を生成しその出力端子から出力252 に出力する。
【００３５】
さらに全体制御部58の出力116 は前に少し触れた第２の制御電圧発生回路260 の入力にも接続され、この第２の制御電圧発生回路250 は、電子ボリュームの機能を２回路有し、このうち一つの電子ボリュームは、本実施例では、その制御入力端子116 に入力する制御信号によりその入力端子に入力される所定のある入力電圧を制御して図５(e) に示すトップ基準電圧を生成してその出力端子から出力262 に出力し、また、もう一つの電子ボリュームは、本実施例では、その制御入力端子116 に入力する制御信号によりその入力端子に入力される所定のある入力電圧を制御して図５(f) に示すボトム基準電圧を生成してその出力端子から出力264 に出力する。
【００３６】
次に、撮像系信号処理回路22の他の実施例である図３を参照すると、この撮像系信号処理回路22は、前置増幅器200 と、アナログγ補正回路210 と、アナログ・ディジタル変換回路(A/D)220と、第１の制御電圧発生回路250 と、第２の制御電圧発生回路260 と、増幅器270 と、第２のディジタルプロセス部280 と、第３の制御電圧発生回路290 とを有する。このうちの前置増幅器200 、アナログγ補正回路210 、アナログ・ディジタル変換回路220 、第１の制御電圧発生回路250 および第２の制御電圧発生回路260 は、基本的に図２に示したものと同じものであり、説明を省略する。
【００３７】
同図を参照すると、アナログγ補正回路210 の出力212 は、増幅器270 の入力に接続され、この増幅器270 は、CCD18 で生じたレベル歪を補正する機能部であり、撮像信号212 をその制御入力292 に入力された制御電圧に基づく増幅率にて増幅し、増幅した撮像信号を出力272 に出力する。この制御電圧292 は、第３の制御電圧発生回路290 によって生成され、第３の制御電圧発生回路290 は、全体制御部58から制御線116 を介して送られてくる制御信号によって増幅器270 の増幅率を制御し増幅器270 の出力レベルを図５に示す(c) 、つまり100 % レベルにまで増幅する機能を有している。したがって、出力レベル272 は、固体撮像素子18からの撮像信号のレベルが図５(d) のように低下しても常に100 % の一定のレベルになるように制御されている。図５(d) のレベルを図５(c) のレベルに増幅したときのγ特性曲線をデータに変換して見た場合、その特性はたとえば図７の(c) の様に見える。この出力272 は、アナログ・ディジタル変換回路220 の入力に接続されている。
【００３８】
図３に示すように、アナログ・ディジタル変換回路220 の出力222 は、第２のディジタルプロセス部280 の入力に接続され、この第２のディジタルプロセス部280 はその制御入力端子116 に入力する制御信号に応じてその入力222 に入力する撮像データに含まれるγ補正回路210 で生じたγ歪をディジタル的にγ補正する回路である。補正されたデータは出力119 に出力される。具体的には、本実施例ではとくに、たとえば、増幅器270 がγ補正回路210 から図５(c) のレベルの撮像信号を受けてそれを１倍の増幅率にて増幅し、この増幅撮像信号を変換回路220 を介して第２のディジタルプロセス部280 が受けたとき、プロセス部280 によるディジタルγ特性曲線は、図７の(a) に示す様になっており、この場合、全体制御部58によってγ補正回路210 で生じるγ歪およびCCD18 で生じるレベル歪がないものと判断されており、このプロセス部280 は、歪のない信号を処理するための制御信号116 を受けて入力撮像データ222 の処理を行ない出力する。結果的には、入力撮像データ222 がそのまま出力119 に出力される。
【００３９】
また、増幅器270 がγ補正回路210 から図５(d) に示す75% レベルの撮像信号を受けそれを図５(c) に示す100 レベルにまで増幅して出力し、この出力撮像信号をを変換回路220 を介して第２のディジタルプロセス部280 が受けたとき、プロセス部280 によるディジタルγ特性曲線は図７の(c) に示す様になっており、この場合、全体制御部58によってγ補正回路210 で生じるγ歪を受けていると判断されており、このプロセス部280 は、そのγ歪を補正するための制御信号116 を受けて図７(a) に示すγ特性に近づける機能を有している。この出力119 は記録系信号処理回路40の入力に接続されている。
【００４０】
全体制御部58の出力116 は第３の制御電圧発生回路290 の入力に接続され、この第３の制御電圧発生回路270 は電子ボリュームの機能を有し、この電子ボリュームは、本実施例では、その制御入力端子116 に入力する制御信号によりその電圧入力端子に入力される所定のある入力電圧を制御して増幅器270 の出力レベルを図５に示す(c) 、つまり100 % のレベルにする制御電圧を生成し、それをその出力端子から出力292 に出力する。
【００４１】
次に、撮像系信号処理回路22のさらに他の実施例である図４を参照すると、この撮像系信号処理回路22は、前置増幅器200 と、アナログ・ディジタル変換回路(A/D)220と、第２の制御電圧発生回路260 と、第３のディジタルプロセス部300 とを有する。この図４は図２におけるアナログγ補正回路210 が、また、図３におけるアナログγ補正回路210 および増幅器270 が除かれた構成になっている。したがって、図４の場合は、第３のディジタルプロセス部300 がγ補正とCCD18 で生じたレベル歪の補正を行なう。図４のうちの前置増幅器200 、アナログ・ディジタル変換回路220 および第２の制御電圧発生回路260 は、基本的に図２に示したものと同じものであり、説明を省略する。
【００４２】
同図を参照すると、アナログ・ディジタル変換回路220 の出力222 は、第３のディジタルプロセス部300 の入力に接続され、この第３のディジタルプロセス部300 は、その制御入力端子116 に入力する制御信号に応じてその入力222 に入力する撮像データのγ補正処理とCCD18 で生じたレベル歪の補正処理を施す回路である。補正されたデータは出力120 に出力される。具体的には、本実施例ではとくに、アナログ・ディジタル変換回路220 が前置増幅器200 から図５(a) に示すような100%レベルの撮像信号を受け、それをディジタルデータに変換して出力しているとき、全体制御部58によってCCD18 で生じるレベル歪がないものと判断されており、この場合、この第３のディジタルプロセス部300 は、γ補正を行なう制御信号116 により入力撮像データ222 を図７の(a) に示す本来のディジタルγ特性曲線になるように変換して出力120 に出力する。
【００４３】
また、アナログ・ディジタル変換回路220 が前置増幅器200 から図５(b) に示すような50% レベルの撮像信号を受け、それをディジタルデータに変換して出力しているとき、全体制御部58によってその出力には50% のレベル歪があるもの判断されており、この場合、この第３のディジタルプロセス部300 は、まず、入力撮像データ222 をレベル補正を行なう制御信号116 により100%レベルの撮像信号を受け場合と同じレベルまで一旦増幅し、次にこの増幅した撮像データをγ補正を行なう制御信号116 により図７の(a) に示すディジタルγ特性曲線になるように変換して出力120 に出力する。
【００４４】
図１に戻って、撮像系信号処理回路22の出力118、119 120 は記録系信号処理回路40の入力に接続され、この記録系信号処理回路40は、撮像系信号処理回路22にて処理された撮像信号118、119、120 を情報記録媒体に記録するための記録信号に処理する回路を含み、たとえば、FM変調されたビデオ信号がこの回路から出力され、図示しない磁気ディスクなどの記録媒体に与えられる。また、この記録系信号処理回路40は、撮像データ118、119、120 の圧縮処理回路を含み、たとえば、圧縮処理したビデオデータをこの回路の出力端子から出力して、図示しないICメモリカードなどの記録媒体に与えてよい。
【００４５】
これら本装置の各部は全体制御部58によって制御される。この電子スチルカメラ１はシャッタレリーズボタン54を有し、その出力124 は全体制御部58の入力に接続されている。全体制御部58は、本実施例ではやはりマイクロプロセッサなどの処理システムにて有利に構成され、シャッタレリーズボタン54から制御線124 を通して送られるシャッタレリーズ信号に応動して絞り駆動部44、シャッタ駆動部46および撮像系信号処理回路22を制御し、これによって撮影、すなわち撮像セルアレイへの露光と固体撮像素子18からの撮像信号の読出しなどを行なう制御機構である。
【００４６】
前にも触れたように測光センサ48の出力122 は全体制御部58の入力ポート122 に接続されており、この全体制御部58は測光センサ48からの測光された光量を表す信号に応じて、絞り駆動部44およびシャッタ駆動部46を制御する。この場合、この光量を表す信号に基づく絞りの絞り値およびシャッタによる開時間に応じてたとえば、図10に示すようなレベルの撮像信号が固体撮像素子18の出力108 から出力される。また、固体撮像素子18から出力される撮像信号のレベルは、ズーム位置による固体撮像素子18から射出瞳の位置までの距離の条件を含んだものでよく、予め色々な条件における撮像信号のレベルを測定しておく。
【００４７】
全体制御部58には、このような固体撮像素子18から出力される撮像信号の測定レベルに基づいて各部を制御するのに用いるルックアップテーブルが格納された記憶部56が接続されている。この記憶部56には、本実施例では特に、アナログγ補正回路210 にて用いるスライスレベル値を示すスライスレベル制御データ、アナログ・ディジタル変換回路220 にて用いる基準電圧を示す制御データ、撮像信号のレベルに対応した増幅器270 の増幅率を設定するためのゲイン制御データ、プロセス部240 および300 にて撮像データのレベル歪を補正するためのレベル歪制御データ、プロセス部240 および280 にて撮像データのγ歪を補正するためのγ歪制御データ、およびプロセス部300 にて入力撮像データから本来のγ特性の撮像データを得るためのγ補正制御データが記憶されている。
【００４８】
具体的には、この全体制御部58は、予め記憶部56から図６(c) のスライスレベル値を示すスライスレベル制御データと、図５(e) の2.5Vの基準電圧を示す制御データと、図５(f) の0.5Vの基準電圧を示す制御データとを読出して制御線116 を通して図２、３に示す撮像系信号処理回路22に送り、また、読出した2.5Vの基準電圧を示す制御データと、0.5Vの基準電圧を示す制御データを制御線116 を通して図４に示す撮像系信号処理回路22に送る。これにより上記各部は予め所定のレベルおよび電圧に設定される。
【００４９】
また、たとえば、全体制御部58が測光センサ48から測光された光量を表す信号を受けて、固体撮像素子18の出力108 から図10に示す50% のレベルの撮像信号が出力されると判断した場合、この全体制御部58は、図２の撮像系信号処理回路22に対しては記憶部56から50% のレベル歪を補正するためのレベル歪制御データと50% のレベルにおけるアナログγ補正回路210 で生ずるγ歪を補正するためのγ歪制御データを読出して送る。また、図３の撮像系信号処理回路22に対しては、記憶部56から75% のレベル歪（図５(d) ）を補正するためのゲイン制御データと50% のレベルにおけるアナログγ補正回路210 で生ずるγ歪を補正するためのγ歪制御データを読出して送る。さらに図４の撮像系信号処理回路22に対しては、記憶部56から50% のレベル歪を補正するためのレベル歪制御データと本来のγ特性の撮像データを得るためのγ補正制御データを読出して送る。
【００５０】
このように図２では、固体撮像素子18から出力されるレベル108 が低下した場合に、全体制御部58は、まず、第１のディジタルプロセス部240 に供給するレベル歪制御データにより撮像データのレベル低下した分レベルを上げるように制御して、撮像信号のS/N の劣化のないレベル補償をしている。また、図２では、固体撮像素子18から出力されるレベル108 が低下した場合に、次に全体制御部58は、第１のディジタルプロセス部240 に供給するγ歪制御データによりアナログγ補正回路210 で生じたγ歪を補正するように制御して、特にγ特性の黒つぶれを補正し本来のγ特性の曲線に近づける。
【００５１】
図３では、固体撮像素子18から出力されるレベル108 が低下した場合に、全体制御部58は、まず、増幅器270 に供給するゲイン制御データにより撮像データのレベル低下した分増幅率を上げるように制御して、撮像信号のS/N の劣化のないレベル補償をしている。また、図２では、固体撮像素子18から出力されるレベル108 が低下した場合に、次に全体制御部58は、第２のディジタルプロセス部280 に供給するγ歪制御データによりアナログγ補正回路210 で生じたγ歪を補正するように制御し、特にγ特性の黒つぶれを補正して本来のγ特性の曲線に近づける。
【００５２】
図４では、固体撮像素子18から出力されるレベル108 が低下した場合に、全体制御部58は、まず、第３のディジタルプロセス部300 に供給するレベル歪制御データにより撮像データのレベル低下した分増幅率を上げるように制御して、撮像信号のS/N の劣化のないレベル補償をしている。また、図４では、固体撮像素子18から出力されるレベル108 が低下した場合に、次に全体制御部58は、第３のディジタルプロセス部300 に供給するγ補正制御データにより上記レベル補正された撮像データを制御して、γ補正された撮像データを得る。
【００５３】
今まではある二点のレベルについて説明してきたが、固体撮像素子18から出力されるレベル108 は、たとえば図10のようになっているから、当然、適正にS/N の劣化のないレベル制御および本来のγ特性の曲線への補償などの制御を行なう場合には、同図の少なくとも要所要所のレベル値に対応するルックアップテーブルを用意しておき、上記制御を行なうのでよい。
【００５４】
動作を説明する。操作者によってテレ／ワイド・スイッチ52が操作され、ズーム・モータ42によって撮像レンズ12が所定の位置に位置決めされる。続いて、２段階ストロークで動作するシャッタレリーズボタン54のその第１段階まで押されると、これに応動して測光センサ48は被写界から入射した光の光量を測定し、この測定値を表す信号を全体制御部58に送る。全体制御部58はこの信号に応じて絞り14の開口の程度すなわち絞り値とシャッタ16の開放時間を決定する。さらに全体制御部58は、それら決定した絞り値および露出値に応じて固体撮像素子18から出力される撮像信号のレベル値を決定するとともに、この決定したレベル値にもとづく増幅器270 の増幅率を設定するためのゲイン制御データ値、撮像データのレベル歪を補正するためのレベル歪制御データ値、撮像データのγ歪を補正するためのγ歪制御データ値、および所定のγ特性の撮像データを得るためのγ補正制御データ値を記憶部56をアクセスして決定する。この場合、撮像信号のレベル値を決定する際に、ズーム・モータ42によって移動された撮像レンズ12の位置や固体撮像素子18から射出瞳の位置までの距離の条件を含んでよい。
【００５５】
シャッタレリーズボタン54が第２段階まで押されると、これに応動して全体制御部58はそれら決定した絞り値および露出値に応じてそれぞれ絞り駆動部44およびシャッタ駆動部46を制御するとともに、上記データ値に応じて撮像系信号処理回路22を制御して、固体撮像素子18による撮影を行なう。固体撮像素子18には、シャッタ16の開放により撮像セルアレイ20に露光された被写体画像に応じた電荷が蓄積され、駆動入力106 からの駆動クロックに応動してその電荷に応じた撮像信号108 が出力される。
【００５６】
固体撮像素子18から読み出された撮像信号108 は、図２、３、４に示す撮像系信号処理回路22に送られる。図２の動作を説明する。この撮像信号108 は、前置増幅器200 によって本実施例では１倍の増幅率にて増幅され、増幅された撮像信号はアナログγ補正回路210 に送られ、撮像信号のγ補正が行なわれ、γ補正された撮像信号は同回路の制御入力252 から入力するスライスレベル（図６(c) ）によってスライスされて出力212 から出力される。この場合に、上記決定された固体撮像素子18から出力されるレベル値が、たとえば、図10に示すように100%のときは、出力212 から出力される撮像信号のレベル値は図５(c) となり、またこのときのγ特性は図６(a) となる。同様にレベル値が50% のときは、撮像信号のレベル値は図５(d) となり、また、このときのγ特性は図６(b) となる。
【００５７】
この図６(b) のように、固体撮像素子18から出力されるレベル値が低下（レベル歪）すると、γ補正回路210 の出力212 からは、黒つぶれを含むγ特性の撮像信号が出力される。すなわちγ歪を持った撮像信号が出力される。このようにレベル低下によるレベル歪およびγ歪を持った撮像信号はアナログ・ディジタル変換回路220 に送られ、ディジタル形式の撮像データに変換されて第１のディジタルプロセス部240 に送られる。なお、本実施例では、アナログ・ディジタル変換回路220 に入力されるトップ基準電圧262 とボトム基準電圧264 は、固体撮像素子18から出力されるレベル値が100%のときの同回路220 に入力する撮像信号のレベル値に合わて設定されている。
【００５８】
そこで、固体撮像素子18から100%のレベル値で出力された撮像信号が最終的に第１のディジタルプロセス部240 に入力されたとき、その入力した撮像信号にはレベル歪およびγ歪がないものと全体制御部58によって判断され、その判断にもとづくレベル歪制御データおよびγ歪制御データが全体制御部58によって記憶部56から読出され、それら制御データ値に応じた制御信号116 がプロセス部240 に入力されて、その制御信号116 によって変換回路220 からの撮像データが制御され、結果的には、変換回路220 からの撮像データがそのまま出力される。
【００５９】
また、50% のレベル値で出力された撮像信号が最終的に第１のディジタルプロセス部240 に入力されたとき、その入力した撮像信号にはレベル歪があると全体制御部58によって判断され、その判断にもとづいて全体制御部58によって記憶部56から、まずそのレベル歪を補正するためのレベル歪制御データ値が読出され、その読出された制御データ値に対応する制御信号116 がプロセス部240 に入力され、その制御信号116 によって、たとえば、図７(b) に示すレベルの入力撮像データが同図(c) になる様に増幅制御される。これによって、撮像信号のS/N の劣化なくレベル補償することができる。さらに、そのγ歪を補正するためのγ歪制御データ値が読出され、その読出された制御データ値に対応する制御信号116 がプロセス部240 に入力され、その制御信号116 によって、たとえば、図７(c) のγ特性が同図(a) のγ特性になる様に補正制御される。これによって、本来の所定のγ特性曲線に近づけることができる。このように第１のディジタルプロセス部240 によって補正された撮像データは記録系信号処理回路40の入力され、同回路40にてたとえば、ICメモリカードに記録するために圧縮されてビデオデータが出力される。
【００６０】
次に、図３の動作を説明する。固体撮像素子18から読み出された撮像信号108 は、図２と同じ前置増幅器200 によって増幅され、増幅された撮像信号は図２と同じアナログγ補正回路210 に送られ、撮像信号のγ補正が行なわれ、γ補正された撮像信号は同回路の制御入力252 から入力するスライスレベル（図６(c) ）によってスライスされて出力212 から出力される。この場合、図２と同様に出力212 からは、固体撮像素子18の出力レベルの低下によるレベル歪およびγ歪を持った撮像信号が増幅器270 に出力される。
【００６１】
そこで、固体撮像素子18から100%のレベル値にて出力された撮像信号が前置増幅器200 およびγ補正回路210 を介して増幅器270 に入力されたとき、その入力した撮像信号にはレベル歪がないものと全体制御部58によって判断され、全体制御部58によって記憶部56からそのレベル歪を補正する増幅器270 の増幅率を設定するためのゲイン制御データ値が読出され、その読出された制御データ値に対応する制御信号292 が第３の制御電圧発生回路290 を介して増幅器270 に入力され、その制御信号292 によってγ補正回路210 からの撮像信号が制御され、結果的には、γ補正回路210 からの撮像信号がそのまま出力される。
【００６２】
また、50% のレベル値で出力された撮像信号が前置増幅器200 およびγ補正回路210 を介して増幅器270 に入力されたとき、その入力した撮像信号にはレベル歪があると全体制御部58によって判断され、その判断にもとづいて全体制御部58によって記憶部56からそのレベル歪を補正する増幅器270 の増幅率を設定するためのゲイン制御データ値が読出され、その読出された制御データ値に対応する制御信号292 が第３の制御電圧発生回路290 を介して増幅器270 に入力され、その制御信号292 によって、たとえば、図５(d) に示すレベルの入力撮像信号が同図(c) になる様に増幅制御される。これによって、撮像信号のS/N の劣化なくレベル補償することができる。
【００６３】
このように、固体撮像素子18から出力されるレベル値が低下（レベル歪）すると、増幅器270 の出力272 からは、撮像信号のレベル歪のない、図７(c) に相当する黒つぶれを含むγ特性の撮像信号が出力される。すなわちγ歪を持った撮像信号が出力される。このようにレベル低下によるγ歪を持った撮像信号はアナログ・ディジタル変換回路220 に送られ、ディジタル形式の撮像データに変換されて第２のディジタルプロセス部280 に送られる。なお本実施例では、アナログ・ディジタル変換回路220 に入力されるトップ基準電圧262 とボトム基準電圧264 は、図２の値と同じに設定されている。
【００６４】
たとえば、固体撮像素子18から100%のレベル値で出力された撮像信号が最終的に第２のディジタルプロセス部280 に入力されたとき、その入力した撮像信号にはレベル歪およびγ歪がないものと全体制御部58によって判断され、その判断にもとづくレベル歪制御データおよびγ歪制御データが全体制御部58によって記憶部56から読出され、それら制御データ値に応じた制御信号116 がプロセス部280 に入力され、その制御信号116 によって変換回路220 からの撮像データが制御され、結果的には、変換回路220 からの撮像データがそのまま出力される。
【００６５】
また、50% のレベル値で出力された撮像信号が最終的に第２のディジタルプロセス部280 に入力されたとき、その入力した撮像信号にはγ歪があると全体制御部58によって判断され、その判断にもとづいて全体制御部58によって記憶部56から、そのγ歪を補正するためのγ歪制御データが読出され、その読出された制御データ値に対応する制御信号116 がプロセス部280 に入力され、その制御信号116 によってたとえば、図７(c) のγ特性が同図(a) のγ特性になる様に補正制御される。これによって、本来の所定のγ特性曲線に近づけることができる。このように第２のディジタルプロセス部280 によって補正された撮像データは記録系信号処理回路40の入力され、同回路40にてたとえば、ICメモリカードに記録するために圧縮されてビデオデータが出力される。
【００６６】
さらに図４の動作を説明する。固体撮像素子18から読み出された撮像信号108 は、図２、３と同じ前置増幅器200 によって増幅され、増幅された撮像信号は図２、３と同じアナログ・ディジタル変換回路220 に送られ、ディジタル形式の撮像データに変換されて第３のディジタルプロセス部300 に送られる。なお、本実施例では、アナログ・ディジタル変換回路220 に入力されるトップ基準電圧262 とボトム基準電圧264 は、図２、３の値と同じに設定されている。
【００６７】
たとえば、固体撮像素子18から100%のレベル値で出力された撮像信号が変換回路220 を介して第３のディジタルプロセス部300 に入力されたとき、その入力した撮像信号にはレベル歪がないものと全体制御部58によって判断され、その判断にもとづくγ補正制御データが全体制御部58によって記憶部56から読出され、それら制御データ値に応じた制御信号116 がプロセス部300 に入力され、その制御信号116 によって変換回路220 からの撮像データにγ補正が施され、たとえば図７(a) に示すγ特性を持つ撮像データが出力される。
【００６８】
また、50% のレベル値で出力された撮像信号が変換回路220 を介して第３のディジタルプロセス部300 に入力されたとき、その入力した撮像信号にはレベル歪があると全体制御部58によって判断され、その判断にもとづいて全体制御部58によって記憶部56から、まずそのレベル歪を補正するためのレベル歪制御データ値が読出され、その読出された制御データ値に応じた制御信号116 がプロセス部300 に入力され、その制御信号116 によって、たとえば、上記固体撮像素子18から100%のレベルで出力されたときと同じレベルになる様に増幅制御される。これによって、撮像信号のS/N の劣化なくレベル補償することができる。さらに、増幅された撮像データにγ補正を行なうために全体制御部58によって記憶部56からγ補正制御データが読出され、それら制御データ値に応じた制御信号116 がプロセス部300 に入力され、その制御信号116 によって増幅された撮像データにγ補正が施され、たとえば図７(a) に示す所定のγ特性の撮像データが出力される。このように第３のディジタルプロセス部300 によって生成された撮像データは記録系信号処理回路40の入力され、同回路40にてたとえば、ICメモリカードに記録するために圧縮されてビデオデータが出力される。
【００６９】
前述のように、本実施例では、測光センサ48により検出された入射光の光量から絞り14の開口の程度すなわち絞り値、シャッタ16の開放時間値などを予め決定し、この決定した絞り値や開放時間値などに応じた固体撮像素子18から出力される撮像信号のレベル値を測定し、この測定したレベル値に対応した増幅器270 の増幅率を設定するためのゲイン制御データ値、撮像データのレベル歪を補正するためのレベル歪制御データ値、撮像データのγ歪を補正するためのγ歪制御データ値、および所定のγ特性の撮像データを得るためのγ補正制御データ値などが記憶部56に記憶されている。
【００７０】
したがって、固体撮像素子18の出力108 から出力された撮像レベルが、たとえば、図10に示すように50% の方向に低下しても、図２の場合は、第１のディジタルプロセス部240 に入力するレベル歪制御データ値およびγ歪制御データ値の調節をしているから、常にS/N 劣化のないレベル補償とγ補償された撮像データを得ることができる。また、図３の場合も、増幅器270 に入力する増幅器の増幅率を設定するためのゲイン制御データ値の調節と、さらに、第２のディジタルプロセス部280 に入力するγ歪制御データ値の調節をしているから、常にS/N 劣化のないレベル補償とγ補償された撮像データが得られる。また、さらに、図４の場合も、第３のディジタルプロセス部300 に入力するレベル歪制御データ値およびγ補正制御データ値の調節をしているから、常にS/N 劣化のないレベル補償とγ補償された撮像データを得ることができる。
【００７１】
なお、以上は、メカニカルシャッタ16を併用した電子スチルカメラ１の実施例について説明してきたが、本発明をメカニカルシャッタ16を併用せずに電子シャッタのみによる構成の電子スチルカメラに適用してもよい。
【００７２】
【発明の効果】
このように本発明によれば、固体撮像素子から出力される撮像信号の出力レベルに応じてγ補償およびレベル補償している。そこで、固体撮像素子から出力された撮像信号の出力レベルに変化があっても、S/N を劣化させずに、撮像信号のγ特性およびレベルを適正に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電子スチルカメラの信号処理装置の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した撮像系信号処理回路の第一の構成例を示すブロック図である。
【図３】図１に示した撮像系信号処理回路の第二の構成例を示すブロック図である。
【図４】図１に示した撮像系信号処理回路の第三の構成例を示すブロック図である。
【図５】図２、３および４に示した撮像系信号処理回路の各部の信号のレベル例を示す図である。
【図６】図２および３に示した撮像系信号処理回路のγ補正回路のγ特性曲線例およびγ補正回路に供給するスライスレベル例を示す図である。
【図７】図２、３および４に示した撮像系信号処理回路の各プロセス部における処理を説明するためのγ特性曲線例を示す図である。
【図８】マイクロ・レンズを有したCCD に平行光が入射する様子を示す図である。
【図９】マイクロ・レンズを有したCCD に斜め入射する様子を示す図である。
【図１０】絞り値とCCD 出力との関係を示す図である。
【図１１】 CCD から射出瞳までの距離とCCD 出力との関係を示す図である。
【図１２】ズーム位置とCCD から射出瞳までの距離との関係を示す図である。
【符号の説明】
1 電子スチルカメラ
12 撮像レンズ
14 絞り
16 シャッタ
18 固体撮像素子(CCD)
22 撮像系信号処理回路
40 記録系信号処理回路
42 ズームモータ
44 絞り駆動部
46 シャッタ駆動部
48 測光センサ
50 同期信号発生回路
56 記憶部
58 全体制御部
200 前置増幅器
210 アナログγ補正回路
220 アナログ・ディジタル変換回路(A/D)
240 第１のディジタルプロセス部
250 第１の制御電圧発生回路
260 第２の制御電圧発生回路
270 増幅器
280 第２のディジタルプロセス部
290 第３の制御電圧発生回路
300 第３のディジタルプロセス部
【産業上の利用分野】
本発明は電子スチルカメラの信号処理装置、特に画素に対応してマイクロ・レンズが設けられたCCD から出力される撮像信号を処理する電子スチルカメラの信号処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子スチルカメラは、CCD のような固体撮像素子を用いて被写体が撮影される。近年、CCD には受光部に入射する光量を増やすために、画素に対応してその受光面にマイクロ・レンズが設けられているものがある。
【０００３】
このようなCCD において、図８に示すように絞りの絞り値が大きい場合は、マイクロ・レンズ800 に入射する光線P1は平行光線となり、ほぼすべての光線が受光部に入射する。しかし図９に示すように絞りの絞り値が小さくなると、マイクロ・レンズ800 に入射する光線P2は斜めのものも含み、その入射角によっては屈折角も大きくなり、入射光線P2が遮光膜801 によって阻まれて受光部802 に入射しないことになる。
【０００４】
一般に電子スチルカメラでは撮像光学系の光軸とは別の光軸をもつ外部測光素子を用いて被写体光量を測定し、被写体光量値に応じて露光条件を定めている。マイクロ・レンズ800 が設けられたCCD の場合、絞りの絞り値が小さくなるとCCD の入射光線が遮光膜801 によって阻まれることがあるので、図10に示すようにCCD の出力レベルが低下する。このために測光素子によって測定された被写体光量値に基づいて露光条件を定めて被写体を撮影すると露光量不足となる。
【０００５】
また、CCD から射出瞳の位置までの距離が近いときも絞りの絞り値が小さいときと同じように考えられ、図11に示すようにCCD の出力レベルが低下することがある。この場合も外部測光素子によって測定された被写体光量値に基づいて露光条件を定めて被写体を撮影すると露光量不足となる。ズーム機能を備えた電子スチルカメラでは図12に示すようにワイド位置に近づくほどCCD から射出瞳までの距離は近くなり、CCD の出力レベルは低下する。
【０００６】
このようなCCD の出力レベルの劣化に対する従来の対策としては、すなわち、たとえば測光センサによって露光条件を定め、その露光条件を満足するように絞りの絞り値を定め、そして、この絞り値に対応してメモリに記憶されているシャッタ速度となるようにCCD を制御し、またCCD から射出瞳までの距離が近いほど自動利得調整回路の増幅率が高くなるように、自動利得調整回路の増幅率を制御していた。なお、このような方式の詳細は、本願と同じ出願人による特許出願、特開平06-311422 などを参照されたい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように従来の技術において、たとえば、レンズ交換式で、メカニカルシャッタを併用した電子スチルカメラでは、CCD の出力レベルが低下する。その低下対策として、CCD の直後に構成される自動利得調整回路の増幅率を高める制御、すなわち自動利得調整回路の利得を上げる以外に対応の方法はなかった。このような方法では、撮像信号のS/N の劣化を回避することができず、したがって画像品質を低下させるいう問題があった。また、このように利得を上げないと、自動利得調整回路の後段のアナログγ補正回路において、とくにγ特性の黒レベル側に黒つぶれが現れ、これによるγ歪とS/N 劣化が起こり、したがって画像品質を劣化させるという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、良質の映像信号を得ることのできる電子スチルカメラの信号処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するために、多数の受光素子を有し、この受光素子の各々にはマイクロ・レンズが設けられ、被写体像を表わす撮像信号を出力する固体撮像手段を含む撮像手段と、この被写体側からの入射光を受け、この入射光の光量値に応じた信号を出力する光検出手段とを含み、この光検出手段から得られた光量値にもとづいてこの撮像手段からの撮像信号を処理する電子スチルカメラの信号処理装置は、この光量値に応じた信号を入力し、この光量値に基づいて絞り値を決定し、この決定した絞り値に基づいてこの撮像手段から出力される撮像信号のレベル値を決定する制御手段と、この撮像信号を入力し、この入力した撮像信号に対しアナログ的にγ補正するアナログγ補正手段であって、この入力した撮像信号のレベル値が所定の１００％の場合には、このγ補正した撮像信号をこの１００％のレベル値にて出力し、また、この入力した撮像信号のレベル値がこの１００％以下の場合には、このγ補正を施した際に生じる黒つぶれによるγ歪みを含む撮像信号をこの１００％以下のレベル値にて出力するアナログγ補正手段と、このアナログγ補正手段からの撮像信号を入力し、この入力した撮像信号をディジタル形式の撮像データに変換して出力するアナログ・ディジタル変換手段と、このアナログ・ディジタル変換手段から撮像データを入力し、レベル歪制御データおよびγ歪制御データに基づきこの入力した撮像データをそのまま、または、この入力した撮像データに対しレベル歪およびγ歪の補正を行って出力するディジタルプロセス手段と、この撮像信号のレベル値に対応したレベル歪制御データおよびγ歪制御データを記憶する記憶手段とを含み、この制御手段は、この撮像信号のレベル値に対応したこのレベル歪制御データおよびこのγ歪制御データを出力するもので、このディジタルプロセス手段に入力した撮像データがこの撮像手段の出力による１００％のレベル値を示す撮像信号に基づいている場合、レベル歪およびγ歪の補正を行なわないことを示す信号処理用のレベル歪制御データおよびγ歪制御データを、または、この撮像データがこの撮像手段の出力による１００％以下のレベル値を示す撮像信号に基づいている場合、この入力した撮像データに応じたレベル歪およびこの黒つぶれに基づく部分のγ歪の補正を行なうことを示す信号処理用のレベル歪制御データおよびγ歪制御データをこの記憶手段から読み出し、この読み出したレベル歪制御データおよびγ歪制御データをこのディジタルプロセス手段に出力し、このディジタルプロセス手段にレベル歪およびγ歪の補正を行なわせることを特徴とする。
【００１１】
また、この電子スチルカメラの信号処理装置は、この光量値に応じた信号を入力し、この光量値に基づいて絞り値を決定し、この決定した絞り値に基づいてこの撮像手段から出力される撮像信号のレベル値を決定する制御手段と、この撮像信号を入力し、この入力した撮像信号に対しアナログ的にγ補正するアナログγ補正手段であって、この入力した撮像信号のレベル値が所定の１００％の場合には、このγ補正した撮像信号をこの１００％のレベル値にて出力し、また、この入力した撮像信号のレベル値がこの１００％以下の場合には、このγ補正を施した際に生じる黒つぶれによるγ歪みを含む撮像信号をこの１００％以下のレベル値にて出力するアナログγ補正手段と、このアナログγ補正手段から撮像信号を入力し、この撮像信号にゲイン制御データに基づいたレベル歪補正を行って出力する増幅手段と、この増幅手段からの撮像信号を入力し、この入力した撮像信号をディジタル形式の撮像データに変換して出力するアナログ・ディジタル変換手段と、このアナログ・ディジタル変換手段から撮像データを入力し、γ歪制御データに基づきこの入力した撮像データをそのまま、または、この入力した撮像データに対しγ歪の補正を行って出力するディジタルプロセス手段と、この撮像信号のレベル値に対応したゲイン制御データおよびγ歪制御データを記憶する記憶手段とを含み、この制御手段は、この撮像信号のレベル値に対応したこのゲイン制御データおよびこのγ歪制御データを出力するもので、この増幅手段に入力した撮像信号のレベルに応じたレベル歪の補正を行なうゲイン制御データをこの記憶手段から読み出し、この読み出したゲイン制御データをこの増幅手段に出力し、このディジタルプロセス手段に入力した撮像データがこの撮像手段の出力による１００％のレベル値を示す撮像信号に基づいている場合、γ歪の補正を行なわないことを示す信号処理用のγ歪制御データを、または、この撮像データがこの撮像手段の出力による１００％以下のレベル値を示す撮像信号に基づいている場合、この入力した撮像データに応じたこの黒つぶれに基づく部分のγ歪の補正を行なうことを示す信号処理用のγ歪制御データをこの記憶手段から読み出し、この読み出したγ歪制御データをこのディジタルプロセス手段に出力し、この増幅手段にレベル歪の補正を行なわせるとともに、このディジタルプロセス手段にγ歪の補正を行なわせることを特徴とする。
【００１５】
【作用】
本発明によれば、第１の記憶手段には撮像手段からの撮像信号のレベル値が小さくなるほど第１のディジタルプロセス手段における増幅率が高くなるレベル歪制御データおよびγ歪の補償率が高くなるγ歪制御データがあらかじめ記憶されている。撮影の際、第１の制御手段は、光検出手段から光量値に応じた信号を入力し、この光量値にもとづいて絞り値を決定し、この決定した絞り値にもとづいて撮像手段から出力される撮像信号のレベル値を決定し、この決定した撮像信号のレベル値に対応したレベル歪制御データおよびγ歪制御データを第１の記憶手段から読み出し、この読出したレベル歪制御データおよびγ歪制御データを第１のディジタルプロセス手段に送る。撮影において、撮像手段から出力される撮像信号のレベル値が小さい場合に、このレベル値に対応するレベル歪制御データおよびγ歪制御データが第１のディジタルプロセス手段に供給され、これにより、この第１のディジタルプロセス手段によって入力する撮像データのレベルがこのレベル歪制御データに応じて適正に増幅され、さらに増幅された撮像データのγ歪がこのγ歪制御データに応じて適正にγ補正されて出力される。
【００１６】
また、本発明によれば、第２の記憶手段には撮像手段からの撮像信号のレベル値が小さくなるほど増幅手段における増幅率が高くなるゲイン制御データおよび第２のディジタルプロセス手段におけるγ歪の補償率が高くなるγ歪制御データがあらかじめ記憶されている。撮影の際、第２の制御手段は、光検出手段から光量値に応じた信号を入力し、この光量値にもとづいて絞り値を決定し、この決定した絞り値にもとづいて撮像手段から出力される撮像信号のレベル値を決定し、この決定した撮像信号のレベル値に対応したゲイン制御データおよびγ歪制御データを第２の記憶手段から読み出し、この読出したゲイン制御データおよびγ歪制御データを第２のディジタルプロセス手段に送る。撮影において、撮像手段から出力される撮像信号のレベル値が小さい場合に、まず、このレベル値に対応するゲイン制御データが増幅手段に供給され、これにより、この増幅手段によって入力する撮像信号のレベルがこのゲイン制御データに応じて適正に増幅され、続いて、このレベル値に対応するγ歪制御データが第２のディジタルプロセス手段に供給され、増幅された撮像データのγ歪がこのγ歪制御データに応じて適正にγ補正されて出力される。
【００１７】
さらに、本発明によれば、第３の記憶手段には撮像手段からの撮像信号のレベル値が小さくなるほど第３のディジタルプロセス手段における増幅率が高くなるレベル歪制御データが記憶され、またさらに、この記憶手段には第３のディジタルプロセス手段おける撮像データにγ補正を施すγ補正制御データがあらかじめ記憶されている。撮影の際、第３の制御手段は、光検出手段から光量値に応じた信号を入力し、この光量値にもとづいて絞り値を決定し、この決定した絞り値にもとづいて撮像手段から出力される撮像信号のレベル値を決定し、この決定した撮像信号のレベル値に対応したレベル歪制御データと、第３のディジタルプロセス手段おける撮像データにγ補正を施すγ補正制御データとを第３の記憶手段から読み出し、この読出したレベル歪制御データおよびγ補正制御データを第３のディジタルプロセス手段に送る。撮影において、撮像手段から出力される撮像信号のレベル値が小さい場合に、このレベル値に対応するレベル歪制御データ第３のディジタルプロセス手段に供給され、これにより、まず、この第３のディジタルプロセス手段によって入力する撮像データのレベルがこのレベル歪制御データに応じて適正に増幅され、続いて、同手段によりこの増幅された撮像データがγ補正制御データに応じて適正にγ補正されて出力される。
【００１８】
【実施例】
次に添付図面を参照して本発明による電子スチルカメラの信号処理装置の実施例を詳細に説明する。図１を参照すると、画素に対応してマイクロ・レンズが設けられたCCD から出力される撮像信号の処理をする電子スチルカメラの信号処理装置の実施例が示されている。この電子スチルカメラ１では、撮影によって固体撮像素子18から出力される撮像信号にレベル低下が生じても、撮像系信号処理回路22によってレベルに応じてγ補償およびS/N 劣化防止の調整が行なわれ、γ補償されたS/N 劣化のない撮像データが出力される。この実施例における電子スチルカメラ１は撮像光学系10、固体撮像素子(CCD)18 、撮像系信号処理回路22、記録系信号処理回路40、ズームモータ42、絞り駆動部44、シャッタ駆動部46、測光センサ48、同期信号発生回路50、テレ／ワイド・スイッチ52、シャッタレリーズボタン54、記憶部56および全体制御部58から構成されている。
【００１９】
撮像光学系10は、ズーム機能を有した撮像レンズ12、絞り14およびシャッタ16が図示のように光軸100 上に配設されて構成されている。シャッタ16の後方にはたとえば画素に対応してマイクロ・レンズが設けられたCCD などの固体撮像素子18が配設されている。
【００２０】
撮像レンズ12は、操作者によるテレ／ワイド・スイッチ52の操作により後述する全体制御部58によってズーム・モータ42が制御され、ズーム・モータ42によって位置決めされる。それによって撮像レンズ12は、固体撮像素子18の撮像セルアレイ20に被写界の像を結像する。絞り14は、撮像セルアレイ20への入射光量を調節する露光調整機構であり、点線102 で示すように絞り駆動部44によってその絞り込みが駆動される。シャッタ16は、撮像セルアレイ20の露光を行なう露出機構であり、点線104 にて示すようにシャッタ駆動部46によってその開閉が制御される。
【００２１】
測光センサ48は、本実施例では撮像レンズ12の光軸と異なる光軸をもち、被写界光量を測定するセンサであり、その出力122 は、全体制御部58の入力に接続されている。測光センサ48で測光した光量を表わす信号122 は全体制御部58に与えられ、全体制御部58によって測光された光量を表わす信号に応じて絞り駆動部44およびシャッタ駆動部46が制御される。
【００２２】
同期信号発生回路50は、安定な周波数で自走する基準発振器を有し、全体制御部58から信号線112 を介して送られてくる指示信号に応動して、固体撮像素子18の駆動に必要な水平および垂直駆動クロックを出力106 に、またアナログ・ディジタル変換用のサンプリング信号などをその出力110 に出力する。
【００２３】
固体撮像素子18は本実施例では図８および９に示すように、画素の前面にマイクロレンズ800 が配置されたCCD 撮像デバイスであり、その駆動入力106 が同期信号発生回路50の駆動出力に接続され、その撮像信号出力108 が撮像系信号処理回路22に接続されている。固体撮像素子18は、シャッタ16の開放により撮像セルアレイ20に露光された被写体画像に応じた電荷を蓄積し、駆動入力106 からの駆動クロックに応動してその電荷に応じた撮像信号を出力108 に出力する。
【００２４】
撮像系信号処理回路22は、固体撮像素子18にて撮像された撮像信号を処理する撮像系の信号処理回路である。撮像系信号処理回路22は、図２に示すように、入力108 に現われた撮像信号をアナログ的にγ補正し、アナログγ補正された撮像信号をディジタルデータの形式に変換し、ディジタル形式に変換された撮像データに含まれるアナログγ補正で生じたγ歪およびCCD で生じたレベル歪をディジタル的にγおよびレベル補正処理を施す回路である。図３は、図２に示すアナログγ補正とアナログγ補正された撮像信号をディジタルデータに変換する間にCCD で生じたレベル歪をアナログ的に補正する変形実施例である。また、図４は、図２に示すアナログγ補正を除き、全てディジタル的にγおよびレベル補正処理を施す変形実施例である。
【００２５】
とくに本実施例における撮像系信号処理回路22は、全体制御部58から制御される。以降の図において同じ構成要素は同一の参照符号で示されている。
【００２６】
撮像系信号処理回路22の一実施例である図２を参照すると、この撮像系信号処理回路22は、前置増幅器200 と、アナログγ補正回路210 と、アナログ・ディジタル変換回路(A/D)220と、第１のディジタルプロセス部240 と、第１の制御電圧発生回路250 と、第２の制御電圧発生回路260 とを有する。
【００２７】
同図に示すように、固体撮像素子18の出力108 は、前置増幅器200 の入力に接続され、この前置増幅器200 は、固体撮像素子18にて撮像された撮像信号108 を本実施例では増幅率が１倍にて増幅し出力202 に出力する。前置増幅器200 によって増幅され出力202 に出力された撮像信号のレベル例が図５(a)、(b) に示されている。具体的には、図５(a) は、図10に示す絞り値の大きいときのCCD から出力された100%レベルの撮像信号を単に100%レベルにバッファアンプしたものであり、同様に、図５(b) も、図10に示す絞り値の小さいときのCCD から出力された50% レベルの撮像信号を単に50% レベルにバッファアンプしたものである。この前置増幅器200 の出力202 はアナログγ補正回路210 に接続されている。なお、この前置増幅器200 の増幅率は、本実施例では１倍としたが、たとえば１倍を含む１倍以下でよい。また、本実施例における前置増幅器200 は、外部から増幅率を制御する構成でもよい。
【００２８】
アナログγ補正回路210 は、CRT のカソードの電圧・電流の非直線性を補償するためのγ補正（本実施例ではγ＝0.45）を行なう回路（図示せず）と撮像信号の黒レベル側をスライスするブラック・クリップ回路（図示せず）とから構成され、前置増幅器200 からの撮像信号202 にγ補正を施し、さらにγ補正した撮像信号の黒レベル側をその制御入力252 に入力された制御電圧に基づいてスライスして出力212 に出力する。具体的には、たとえば前置増幅器200 から100%レベルの撮像信号202 を受けた場合、この撮像信号202 は、γ補正回路によってγ補正が施されて図５(c) に示すように100%のレベルとなり、さらにこのレベルの黒レベル側が次のブラック・クリップ回路によって図６(c) に示すスライスレベル値（撮像信号が100%レベルのときのγ特性曲線（図６(a）) に対する適正スライスレベル値）にてスライスされて出力212 に出力される。また、たとえば、前置増幅器200 から50% レベルの撮像信号202 を受けた場合、この撮像信号202 はγ補正回路によってγ補正が施されて図５(d) に示すように約75% のレベルとなる。また、この場合のγ特性曲線は、図６(b）に示すようになる。図６の(a）と(b）からわかるように、一般的にアナログγ補正回路は入力レベルによりγ特性の曲線が変わる、つまり100%レベルのときのγ特性と75% レベルのときのγ特性の曲線が同一にならず（γ歪）、特に75% レベルの場合、黒レベル側に黒つぶれが現れる。この黒つぶれは、撮像された画像の暗い部分のS/N の劣化、つまり暗い部分で画質の劣化をもたらす。なお本実施例の場合、撮像信号202 のレベルが100%のレベルから低下してもスライスレベル値は図６(c) のままの固定でよい。
【００２９】
本実施例では、図６(c) のスライスレベル252 は全体制御部58から制御線116 を介して送られてくる制御信号に応じて第１の制御電圧発生回路250 によって生成されたものである。なお、本実施例では特に、絞り値の小さいときに生じるこのような黒つぶれによるγ歪の補正は後述する第１のディジタルプロセス部240 にてディジタル的に行なうようになっている。γ補正回路210 の出力212 はアナログ・ディジタル変換回路220 に接続されている。
【００３０】
アナログ・ディジタル変換回路220 は、その入力110 から入力するサンプリング信号によりその入力212 から入力する黒レベルがクランプされたアナログ形式の撮像信号をサンプリングし、たとえば８ビットの対応するディジタルデータに変換してその出力222 から出力する信号変換回路である。また、このアナログ・ディジタル変換回路220 は、トップとボトムのレベル設定機能、すなわちVRT とVRB という二つの電圧入力端子を有しており、A/D 変換する入力電圧範囲を設定することができる。電圧入力端子VRT は、制御線262 を介し、また電圧入力端子VRB は、制御線264 を介して第２の制御電圧発生回路260 のそれぞれ対応する出力端子に接続されている。信号出力222 は、第１のディジタルプロセス部240 の入力に接続されている。
【００３１】
具体的には、たとえば、γ補正回路210 から図５(c) に示すような100%レベルの撮像信号212 を受けた場合、電圧入力端子VRT には、第２の制御電圧発生回路260 から制御線262 を介して図５(e) に示すように2.5Vの基準電圧が供給され、また、その電圧入力端子VRB には、第２の制御電圧発生回路260 から制御線264 を介して図５(f) に示すように0.5Vの基準電圧が供給される。本実施例では、たとえば、γ補正回路210 から図５(d) に示すような75% レベルの撮像信号212 を受けた場合、つまりレベルが低下した場合も、VRT およびVRB は上記のままの供給電圧でよい。本実施例では、図５(e)、(f) などの基準電圧は全体制御部58から制御線116 を介して送られてくる制御信号に応じて第２の制御電圧発生回路260 によって生成されたものである。
【００３２】
第１のディジタルプロセス部240 は、その制御入力端子116 に入力する制御信号に応じてその入力222 に入力する撮像データに含まれるγ補正回路210 で生じたγ歪およびCCD で生じたレベル歪をディジタル的にγおよびレベル補正処理を施す回路である。補正されたデータは出力118 に出力される。具体的には、本実施例ではとくに、前述したたとえば、γ補正回路210 から図５(c) に示すような100%レベルの撮像信号を受けた場合、第１のディジタルプロセス部240 によるディジタルγ特性曲線は図７の(a) に示す様になっており、また、この場合、全体制御部58によってγ補正回路210 で生ずるγ歪およびCCD18 で生じるレベル歪がないものと判断されており、したがって、このプロセス部240 は、このような歪のない信号の処理を行なう制御信号116 に応じて入力撮像データ222 の処理を行なう。結果的には、入力撮像データ222 がそのまま出力118 に出力される。
【００３３】
また、γ補正回路210 から図５(d) に示すような75% レベルの撮像信号を受けた場合、第１のディジタルプロセス部240 によるディジタルγ特性曲線は図７の(b) に示す様になっており、また、この場合、全体制御部58によってγ補正回路210 で生じるγ歪およびCCD18 で生じるレベル歪があると判断されている。したがって、このプロセス部240 は、まず、増幅を指示する制御信号116 により図７(b) 特性の入力撮像データ222 を図７(c) 特性の撮像データに増幅し、さらに増幅した図７(c) 特性の撮像データをγ歪（図７の斜線部分）の補正を指示する制御信号116 に応じて図７(a) の特性の撮像データになるように補正する機能を有している。このプロセス部240 の出力118 は、記録系信号処理回路40の入力に接続されている。
【００３４】
図２を参照すると、全体制御部58の出力116 は前にも少し触れた第１の制御電圧発生回路250 の入力に接続され、この第１の制御電圧発生回路250 は、電子ボリュームの機能を有し、この電子ボリュームは、本実施例では、その制御入力端子116 に入力する制御信号によりその入力端子に入力される所定のある入力電圧を制御して図６(c) に示すスライスレベル、すなわちスライス電圧を生成しその出力端子から出力252 に出力する。
【００３５】
さらに全体制御部58の出力116 は前に少し触れた第２の制御電圧発生回路260 の入力にも接続され、この第２の制御電圧発生回路250 は、電子ボリュームの機能を２回路有し、このうち一つの電子ボリュームは、本実施例では、その制御入力端子116 に入力する制御信号によりその入力端子に入力される所定のある入力電圧を制御して図５(e) に示すトップ基準電圧を生成してその出力端子から出力262 に出力し、また、もう一つの電子ボリュームは、本実施例では、その制御入力端子116 に入力する制御信号によりその入力端子に入力される所定のある入力電圧を制御して図５(f) に示すボトム基準電圧を生成してその出力端子から出力264 に出力する。
【００３６】
次に、撮像系信号処理回路22の他の実施例である図３を参照すると、この撮像系信号処理回路22は、前置増幅器200 と、アナログγ補正回路210 と、アナログ・ディジタル変換回路(A/D)220と、第１の制御電圧発生回路250 と、第２の制御電圧発生回路260 と、増幅器270 と、第２のディジタルプロセス部280 と、第３の制御電圧発生回路290 とを有する。このうちの前置増幅器200 、アナログγ補正回路210 、アナログ・ディジタル変換回路220 、第１の制御電圧発生回路250 および第２の制御電圧発生回路260 は、基本的に図２に示したものと同じものであり、説明を省略する。
【００３７】
同図を参照すると、アナログγ補正回路210 の出力212 は、増幅器270 の入力に接続され、この増幅器270 は、CCD18 で生じたレベル歪を補正する機能部であり、撮像信号212 をその制御入力292 に入力された制御電圧に基づく増幅率にて増幅し、増幅した撮像信号を出力272 に出力する。この制御電圧292 は、第３の制御電圧発生回路290 によって生成され、第３の制御電圧発生回路290 は、全体制御部58から制御線116 を介して送られてくる制御信号によって増幅器270 の増幅率を制御し増幅器270 の出力レベルを図５に示す(c) 、つまり100 % レベルにまで増幅する機能を有している。したがって、出力レベル272 は、固体撮像素子18からの撮像信号のレベルが図５(d) のように低下しても常に100 % の一定のレベルになるように制御されている。図５(d) のレベルを図５(c) のレベルに増幅したときのγ特性曲線をデータに変換して見た場合、その特性はたとえば図７の(c) の様に見える。この出力272 は、アナログ・ディジタル変換回路220 の入力に接続されている。
【００３８】
図３に示すように、アナログ・ディジタル変換回路220 の出力222 は、第２のディジタルプロセス部280 の入力に接続され、この第２のディジタルプロセス部280 はその制御入力端子116 に入力する制御信号に応じてその入力222 に入力する撮像データに含まれるγ補正回路210 で生じたγ歪をディジタル的にγ補正する回路である。補正されたデータは出力119 に出力される。具体的には、本実施例ではとくに、たとえば、増幅器270 がγ補正回路210 から図５(c) のレベルの撮像信号を受けてそれを１倍の増幅率にて増幅し、この増幅撮像信号を変換回路220 を介して第２のディジタルプロセス部280 が受けたとき、プロセス部280 によるディジタルγ特性曲線は、図７の(a) に示す様になっており、この場合、全体制御部58によってγ補正回路210 で生じるγ歪およびCCD18 で生じるレベル歪がないものと判断されており、このプロセス部280 は、歪のない信号を処理するための制御信号116 を受けて入力撮像データ222 の処理を行ない出力する。結果的には、入力撮像データ222 がそのまま出力119 に出力される。
【００３９】
また、増幅器270 がγ補正回路210 から図５(d) に示す75% レベルの撮像信号を受けそれを図５(c) に示す100 レベルにまで増幅して出力し、この出力撮像信号をを変換回路220 を介して第２のディジタルプロセス部280 が受けたとき、プロセス部280 によるディジタルγ特性曲線は図７の(c) に示す様になっており、この場合、全体制御部58によってγ補正回路210 で生じるγ歪を受けていると判断されており、このプロセス部280 は、そのγ歪を補正するための制御信号116 を受けて図７(a) に示すγ特性に近づける機能を有している。この出力119 は記録系信号処理回路40の入力に接続されている。
【００４０】
全体制御部58の出力116 は第３の制御電圧発生回路290 の入力に接続され、この第３の制御電圧発生回路270 は電子ボリュームの機能を有し、この電子ボリュームは、本実施例では、その制御入力端子116 に入力する制御信号によりその電圧入力端子に入力される所定のある入力電圧を制御して増幅器270 の出力レベルを図５に示す(c) 、つまり100 % のレベルにする制御電圧を生成し、それをその出力端子から出力292 に出力する。
【００４１】
次に、撮像系信号処理回路22のさらに他の実施例である図４を参照すると、この撮像系信号処理回路22は、前置増幅器200 と、アナログ・ディジタル変換回路(A/D)220と、第２の制御電圧発生回路260 と、第３のディジタルプロセス部300 とを有する。この図４は図２におけるアナログγ補正回路210 が、また、図３におけるアナログγ補正回路210 および増幅器270 が除かれた構成になっている。したがって、図４の場合は、第３のディジタルプロセス部300 がγ補正とCCD18 で生じたレベル歪の補正を行なう。図４のうちの前置増幅器200 、アナログ・ディジタル変換回路220 および第２の制御電圧発生回路260 は、基本的に図２に示したものと同じものであり、説明を省略する。
【００４２】
同図を参照すると、アナログ・ディジタル変換回路220 の出力222 は、第３のディジタルプロセス部300 の入力に接続され、この第３のディジタルプロセス部300 は、その制御入力端子116 に入力する制御信号に応じてその入力222 に入力する撮像データのγ補正処理とCCD18 で生じたレベル歪の補正処理を施す回路である。補正されたデータは出力120 に出力される。具体的には、本実施例ではとくに、アナログ・ディジタル変換回路220 が前置増幅器200 から図５(a) に示すような100%レベルの撮像信号を受け、それをディジタルデータに変換して出力しているとき、全体制御部58によってCCD18 で生じるレベル歪がないものと判断されており、この場合、この第３のディジタルプロセス部300 は、γ補正を行なう制御信号116 により入力撮像データ222 を図７の(a) に示す本来のディジタルγ特性曲線になるように変換して出力120 に出力する。
【００４３】
また、アナログ・ディジタル変換回路220 が前置増幅器200 から図５(b) に示すような50% レベルの撮像信号を受け、それをディジタルデータに変換して出力しているとき、全体制御部58によってその出力には50% のレベル歪があるもの判断されており、この場合、この第３のディジタルプロセス部300 は、まず、入力撮像データ222 をレベル補正を行なう制御信号116 により100%レベルの撮像信号を受け場合と同じレベルまで一旦増幅し、次にこの増幅した撮像データをγ補正を行なう制御信号116 により図７の(a) に示すディジタルγ特性曲線になるように変換して出力120 に出力する。
【００４４】
図１に戻って、撮像系信号処理回路22の出力118、119 120 は記録系信号処理回路40の入力に接続され、この記録系信号処理回路40は、撮像系信号処理回路22にて処理された撮像信号118、119、120 を情報記録媒体に記録するための記録信号に処理する回路を含み、たとえば、FM変調されたビデオ信号がこの回路から出力され、図示しない磁気ディスクなどの記録媒体に与えられる。また、この記録系信号処理回路40は、撮像データ118、119、120 の圧縮処理回路を含み、たとえば、圧縮処理したビデオデータをこの回路の出力端子から出力して、図示しないICメモリカードなどの記録媒体に与えてよい。
【００４５】
これら本装置の各部は全体制御部58によって制御される。この電子スチルカメラ１はシャッタレリーズボタン54を有し、その出力124 は全体制御部58の入力に接続されている。全体制御部58は、本実施例ではやはりマイクロプロセッサなどの処理システムにて有利に構成され、シャッタレリーズボタン54から制御線124 を通して送られるシャッタレリーズ信号に応動して絞り駆動部44、シャッタ駆動部46および撮像系信号処理回路22を制御し、これによって撮影、すなわち撮像セルアレイへの露光と固体撮像素子18からの撮像信号の読出しなどを行なう制御機構である。
【００４６】
前にも触れたように測光センサ48の出力122 は全体制御部58の入力ポート122 に接続されており、この全体制御部58は測光センサ48からの測光された光量を表す信号に応じて、絞り駆動部44およびシャッタ駆動部46を制御する。この場合、この光量を表す信号に基づく絞りの絞り値およびシャッタによる開時間に応じてたとえば、図10に示すようなレベルの撮像信号が固体撮像素子18の出力108 から出力される。また、固体撮像素子18から出力される撮像信号のレベルは、ズーム位置による固体撮像素子18から射出瞳の位置までの距離の条件を含んだものでよく、予め色々な条件における撮像信号のレベルを測定しておく。
【００４７】
全体制御部58には、このような固体撮像素子18から出力される撮像信号の測定レベルに基づいて各部を制御するのに用いるルックアップテーブルが格納された記憶部56が接続されている。この記憶部56には、本実施例では特に、アナログγ補正回路210 にて用いるスライスレベル値を示すスライスレベル制御データ、アナログ・ディジタル変換回路220 にて用いる基準電圧を示す制御データ、撮像信号のレベルに対応した増幅器270 の増幅率を設定するためのゲイン制御データ、プロセス部240 および300 にて撮像データのレベル歪を補正するためのレベル歪制御データ、プロセス部240 および280 にて撮像データのγ歪を補正するためのγ歪制御データ、およびプロセス部300 にて入力撮像データから本来のγ特性の撮像データを得るためのγ補正制御データが記憶されている。
【００４８】
具体的には、この全体制御部58は、予め記憶部56から図６(c) のスライスレベル値を示すスライスレベル制御データと、図５(e) の2.5Vの基準電圧を示す制御データと、図５(f) の0.5Vの基準電圧を示す制御データとを読出して制御線116 を通して図２、３に示す撮像系信号処理回路22に送り、また、読出した2.5Vの基準電圧を示す制御データと、0.5Vの基準電圧を示す制御データを制御線116 を通して図４に示す撮像系信号処理回路22に送る。これにより上記各部は予め所定のレベルおよび電圧に設定される。
【００４９】
また、たとえば、全体制御部58が測光センサ48から測光された光量を表す信号を受けて、固体撮像素子18の出力108 から図10に示す50% のレベルの撮像信号が出力されると判断した場合、この全体制御部58は、図２の撮像系信号処理回路22に対しては記憶部56から50% のレベル歪を補正するためのレベル歪制御データと50% のレベルにおけるアナログγ補正回路210 で生ずるγ歪を補正するためのγ歪制御データを読出して送る。また、図３の撮像系信号処理回路22に対しては、記憶部56から75% のレベル歪（図５(d) ）を補正するためのゲイン制御データと50% のレベルにおけるアナログγ補正回路210 で生ずるγ歪を補正するためのγ歪制御データを読出して送る。さらに図４の撮像系信号処理回路22に対しては、記憶部56から50% のレベル歪を補正するためのレベル歪制御データと本来のγ特性の撮像データを得るためのγ補正制御データを読出して送る。
【００５０】
このように図２では、固体撮像素子18から出力されるレベル108 が低下した場合に、全体制御部58は、まず、第１のディジタルプロセス部240 に供給するレベル歪制御データにより撮像データのレベル低下した分レベルを上げるように制御して、撮像信号のS/N の劣化のないレベル補償をしている。また、図２では、固体撮像素子18から出力されるレベル108 が低下した場合に、次に全体制御部58は、第１のディジタルプロセス部240 に供給するγ歪制御データによりアナログγ補正回路210 で生じたγ歪を補正するように制御して、特にγ特性の黒つぶれを補正し本来のγ特性の曲線に近づける。
【００５１】
図３では、固体撮像素子18から出力されるレベル108 が低下した場合に、全体制御部58は、まず、増幅器270 に供給するゲイン制御データにより撮像データのレベル低下した分増幅率を上げるように制御して、撮像信号のS/N の劣化のないレベル補償をしている。また、図２では、固体撮像素子18から出力されるレベル108 が低下した場合に、次に全体制御部58は、第２のディジタルプロセス部280 に供給するγ歪制御データによりアナログγ補正回路210 で生じたγ歪を補正するように制御し、特にγ特性の黒つぶれを補正して本来のγ特性の曲線に近づける。
【００５２】
図４では、固体撮像素子18から出力されるレベル108 が低下した場合に、全体制御部58は、まず、第３のディジタルプロセス部300 に供給するレベル歪制御データにより撮像データのレベル低下した分増幅率を上げるように制御して、撮像信号のS/N の劣化のないレベル補償をしている。また、図４では、固体撮像素子18から出力されるレベル108 が低下した場合に、次に全体制御部58は、第３のディジタルプロセス部300 に供給するγ補正制御データにより上記レベル補正された撮像データを制御して、γ補正された撮像データを得る。
【００５３】
今まではある二点のレベルについて説明してきたが、固体撮像素子18から出力されるレベル108 は、たとえば図10のようになっているから、当然、適正にS/N の劣化のないレベル制御および本来のγ特性の曲線への補償などの制御を行なう場合には、同図の少なくとも要所要所のレベル値に対応するルックアップテーブルを用意しておき、上記制御を行なうのでよい。
【００５４】
動作を説明する。操作者によってテレ／ワイド・スイッチ52が操作され、ズーム・モータ42によって撮像レンズ12が所定の位置に位置決めされる。続いて、２段階ストロークで動作するシャッタレリーズボタン54のその第１段階まで押されると、これに応動して測光センサ48は被写界から入射した光の光量を測定し、この測定値を表す信号を全体制御部58に送る。全体制御部58はこの信号に応じて絞り14の開口の程度すなわち絞り値とシャッタ16の開放時間を決定する。さらに全体制御部58は、それら決定した絞り値および露出値に応じて固体撮像素子18から出力される撮像信号のレベル値を決定するとともに、この決定したレベル値にもとづく増幅器270 の増幅率を設定するためのゲイン制御データ値、撮像データのレベル歪を補正するためのレベル歪制御データ値、撮像データのγ歪を補正するためのγ歪制御データ値、および所定のγ特性の撮像データを得るためのγ補正制御データ値を記憶部56をアクセスして決定する。この場合、撮像信号のレベル値を決定する際に、ズーム・モータ42によって移動された撮像レンズ12の位置や固体撮像素子18から射出瞳の位置までの距離の条件を含んでよい。
【００５５】
シャッタレリーズボタン54が第２段階まで押されると、これに応動して全体制御部58はそれら決定した絞り値および露出値に応じてそれぞれ絞り駆動部44およびシャッタ駆動部46を制御するとともに、上記データ値に応じて撮像系信号処理回路22を制御して、固体撮像素子18による撮影を行なう。固体撮像素子18には、シャッタ16の開放により撮像セルアレイ20に露光された被写体画像に応じた電荷が蓄積され、駆動入力106 からの駆動クロックに応動してその電荷に応じた撮像信号108 が出力される。
【００５６】
固体撮像素子18から読み出された撮像信号108 は、図２、３、４に示す撮像系信号処理回路22に送られる。図２の動作を説明する。この撮像信号108 は、前置増幅器200 によって本実施例では１倍の増幅率にて増幅され、増幅された撮像信号はアナログγ補正回路210 に送られ、撮像信号のγ補正が行なわれ、γ補正された撮像信号は同回路の制御入力252 から入力するスライスレベル（図６(c) ）によってスライスされて出力212 から出力される。この場合に、上記決定された固体撮像素子18から出力されるレベル値が、たとえば、図10に示すように100%のときは、出力212 から出力される撮像信号のレベル値は図５(c) となり、またこのときのγ特性は図６(a) となる。同様にレベル値が50% のときは、撮像信号のレベル値は図５(d) となり、また、このときのγ特性は図６(b) となる。
【００５７】
この図６(b) のように、固体撮像素子18から出力されるレベル値が低下（レベル歪）すると、γ補正回路210 の出力212 からは、黒つぶれを含むγ特性の撮像信号が出力される。すなわちγ歪を持った撮像信号が出力される。このようにレベル低下によるレベル歪およびγ歪を持った撮像信号はアナログ・ディジタル変換回路220 に送られ、ディジタル形式の撮像データに変換されて第１のディジタルプロセス部240 に送られる。なお、本実施例では、アナログ・ディジタル変換回路220 に入力されるトップ基準電圧262 とボトム基準電圧264 は、固体撮像素子18から出力されるレベル値が100%のときの同回路220 に入力する撮像信号のレベル値に合わて設定されている。
【００５８】
そこで、固体撮像素子18から100%のレベル値で出力された撮像信号が最終的に第１のディジタルプロセス部240 に入力されたとき、その入力した撮像信号にはレベル歪およびγ歪がないものと全体制御部58によって判断され、その判断にもとづくレベル歪制御データおよびγ歪制御データが全体制御部58によって記憶部56から読出され、それら制御データ値に応じた制御信号116 がプロセス部240 に入力されて、その制御信号116 によって変換回路220 からの撮像データが制御され、結果的には、変換回路220 からの撮像データがそのまま出力される。
【００５９】
また、50% のレベル値で出力された撮像信号が最終的に第１のディジタルプロセス部240 に入力されたとき、その入力した撮像信号にはレベル歪があると全体制御部58によって判断され、その判断にもとづいて全体制御部58によって記憶部56から、まずそのレベル歪を補正するためのレベル歪制御データ値が読出され、その読出された制御データ値に対応する制御信号116 がプロセス部240 に入力され、その制御信号116 によって、たとえば、図７(b) に示すレベルの入力撮像データが同図(c) になる様に増幅制御される。これによって、撮像信号のS/N の劣化なくレベル補償することができる。さらに、そのγ歪を補正するためのγ歪制御データ値が読出され、その読出された制御データ値に対応する制御信号116 がプロセス部240 に入力され、その制御信号116 によって、たとえば、図７(c) のγ特性が同図(a) のγ特性になる様に補正制御される。これによって、本来の所定のγ特性曲線に近づけることができる。このように第１のディジタルプロセス部240 によって補正された撮像データは記録系信号処理回路40の入力され、同回路40にてたとえば、ICメモリカードに記録するために圧縮されてビデオデータが出力される。
【００６０】
次に、図３の動作を説明する。固体撮像素子18から読み出された撮像信号108 は、図２と同じ前置増幅器200 によって増幅され、増幅された撮像信号は図２と同じアナログγ補正回路210 に送られ、撮像信号のγ補正が行なわれ、γ補正された撮像信号は同回路の制御入力252 から入力するスライスレベル（図６(c) ）によってスライスされて出力212 から出力される。この場合、図２と同様に出力212 からは、固体撮像素子18の出力レベルの低下によるレベル歪およびγ歪を持った撮像信号が増幅器270 に出力される。
【００６１】
そこで、固体撮像素子18から100%のレベル値にて出力された撮像信号が前置増幅器200 およびγ補正回路210 を介して増幅器270 に入力されたとき、その入力した撮像信号にはレベル歪がないものと全体制御部58によって判断され、全体制御部58によって記憶部56からそのレベル歪を補正する増幅器270 の増幅率を設定するためのゲイン制御データ値が読出され、その読出された制御データ値に対応する制御信号292 が第３の制御電圧発生回路290 を介して増幅器270 に入力され、その制御信号292 によってγ補正回路210 からの撮像信号が制御され、結果的には、γ補正回路210 からの撮像信号がそのまま出力される。
【００６２】
また、50% のレベル値で出力された撮像信号が前置増幅器200 およびγ補正回路210 を介して増幅器270 に入力されたとき、その入力した撮像信号にはレベル歪があると全体制御部58によって判断され、その判断にもとづいて全体制御部58によって記憶部56からそのレベル歪を補正する増幅器270 の増幅率を設定するためのゲイン制御データ値が読出され、その読出された制御データ値に対応する制御信号292 が第３の制御電圧発生回路290 を介して増幅器270 に入力され、その制御信号292 によって、たとえば、図５(d) に示すレベルの入力撮像信号が同図(c) になる様に増幅制御される。これによって、撮像信号のS/N の劣化なくレベル補償することができる。
【００６３】
このように、固体撮像素子18から出力されるレベル値が低下（レベル歪）すると、増幅器270 の出力272 からは、撮像信号のレベル歪のない、図７(c) に相当する黒つぶれを含むγ特性の撮像信号が出力される。すなわちγ歪を持った撮像信号が出力される。このようにレベル低下によるγ歪を持った撮像信号はアナログ・ディジタル変換回路220 に送られ、ディジタル形式の撮像データに変換されて第２のディジタルプロセス部280 に送られる。なお本実施例では、アナログ・ディジタル変換回路220 に入力されるトップ基準電圧262 とボトム基準電圧264 は、図２の値と同じに設定されている。
【００６４】
たとえば、固体撮像素子18から100%のレベル値で出力された撮像信号が最終的に第２のディジタルプロセス部280 に入力されたとき、その入力した撮像信号にはレベル歪およびγ歪がないものと全体制御部58によって判断され、その判断にもとづくレベル歪制御データおよびγ歪制御データが全体制御部58によって記憶部56から読出され、それら制御データ値に応じた制御信号116 がプロセス部280 に入力され、その制御信号116 によって変換回路220 からの撮像データが制御され、結果的には、変換回路220 からの撮像データがそのまま出力される。
【００６５】
また、50% のレベル値で出力された撮像信号が最終的に第２のディジタルプロセス部280 に入力されたとき、その入力した撮像信号にはγ歪があると全体制御部58によって判断され、その判断にもとづいて全体制御部58によって記憶部56から、そのγ歪を補正するためのγ歪制御データが読出され、その読出された制御データ値に対応する制御信号116 がプロセス部280 に入力され、その制御信号116 によってたとえば、図７(c) のγ特性が同図(a) のγ特性になる様に補正制御される。これによって、本来の所定のγ特性曲線に近づけることができる。このように第２のディジタルプロセス部280 によって補正された撮像データは記録系信号処理回路40の入力され、同回路40にてたとえば、ICメモリカードに記録するために圧縮されてビデオデータが出力される。
【００６６】
さらに図４の動作を説明する。固体撮像素子18から読み出された撮像信号108 は、図２、３と同じ前置増幅器200 によって増幅され、増幅された撮像信号は図２、３と同じアナログ・ディジタル変換回路220 に送られ、ディジタル形式の撮像データに変換されて第３のディジタルプロセス部300 に送られる。なお、本実施例では、アナログ・ディジタル変換回路220 に入力されるトップ基準電圧262 とボトム基準電圧264 は、図２、３の値と同じに設定されている。
【００６７】
たとえば、固体撮像素子18から100%のレベル値で出力された撮像信号が変換回路220 を介して第３のディジタルプロセス部300 に入力されたとき、その入力した撮像信号にはレベル歪がないものと全体制御部58によって判断され、その判断にもとづくγ補正制御データが全体制御部58によって記憶部56から読出され、それら制御データ値に応じた制御信号116 がプロセス部300 に入力され、その制御信号116 によって変換回路220 からの撮像データにγ補正が施され、たとえば図７(a) に示すγ特性を持つ撮像データが出力される。
【００６８】
また、50% のレベル値で出力された撮像信号が変換回路220 を介して第３のディジタルプロセス部300 に入力されたとき、その入力した撮像信号にはレベル歪があると全体制御部58によって判断され、その判断にもとづいて全体制御部58によって記憶部56から、まずそのレベル歪を補正するためのレベル歪制御データ値が読出され、その読出された制御データ値に応じた制御信号116 がプロセス部300 に入力され、その制御信号116 によって、たとえば、上記固体撮像素子18から100%のレベルで出力されたときと同じレベルになる様に増幅制御される。これによって、撮像信号のS/N の劣化なくレベル補償することができる。さらに、増幅された撮像データにγ補正を行なうために全体制御部58によって記憶部56からγ補正制御データが読出され、それら制御データ値に応じた制御信号116 がプロセス部300 に入力され、その制御信号116 によって増幅された撮像データにγ補正が施され、たとえば図７(a) に示す所定のγ特性の撮像データが出力される。このように第３のディジタルプロセス部300 によって生成された撮像データは記録系信号処理回路40の入力され、同回路40にてたとえば、ICメモリカードに記録するために圧縮されてビデオデータが出力される。
【００６９】
前述のように、本実施例では、測光センサ48により検出された入射光の光量から絞り14の開口の程度すなわち絞り値、シャッタ16の開放時間値などを予め決定し、この決定した絞り値や開放時間値などに応じた固体撮像素子18から出力される撮像信号のレベル値を測定し、この測定したレベル値に対応した増幅器270 の増幅率を設定するためのゲイン制御データ値、撮像データのレベル歪を補正するためのレベル歪制御データ値、撮像データのγ歪を補正するためのγ歪制御データ値、および所定のγ特性の撮像データを得るためのγ補正制御データ値などが記憶部56に記憶されている。
【００７０】
したがって、固体撮像素子18の出力108 から出力された撮像レベルが、たとえば、図10に示すように50% の方向に低下しても、図２の場合は、第１のディジタルプロセス部240 に入力するレベル歪制御データ値およびγ歪制御データ値の調節をしているから、常にS/N 劣化のないレベル補償とγ補償された撮像データを得ることができる。また、図３の場合も、増幅器270 に入力する増幅器の増幅率を設定するためのゲイン制御データ値の調節と、さらに、第２のディジタルプロセス部280 に入力するγ歪制御データ値の調節をしているから、常にS/N 劣化のないレベル補償とγ補償された撮像データが得られる。また、さらに、図４の場合も、第３のディジタルプロセス部300 に入力するレベル歪制御データ値およびγ補正制御データ値の調節をしているから、常にS/N 劣化のないレベル補償とγ補償された撮像データを得ることができる。
【００７１】
なお、以上は、メカニカルシャッタ16を併用した電子スチルカメラ１の実施例について説明してきたが、本発明をメカニカルシャッタ16を併用せずに電子シャッタのみによる構成の電子スチルカメラに適用してもよい。
【００７２】
【発明の効果】
このように本発明によれば、固体撮像素子から出力される撮像信号の出力レベルに応じてγ補償およびレベル補償している。そこで、固体撮像素子から出力された撮像信号の出力レベルに変化があっても、S/N を劣化させずに、撮像信号のγ特性およびレベルを適正に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電子スチルカメラの信号処理装置の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した撮像系信号処理回路の第一の構成例を示すブロック図である。
【図３】図１に示した撮像系信号処理回路の第二の構成例を示すブロック図である。
【図４】図１に示した撮像系信号処理回路の第三の構成例を示すブロック図である。
【図５】図２、３および４に示した撮像系信号処理回路の各部の信号のレベル例を示す図である。
【図６】図２および３に示した撮像系信号処理回路のγ補正回路のγ特性曲線例およびγ補正回路に供給するスライスレベル例を示す図である。
【図７】図２、３および４に示した撮像系信号処理回路の各プロセス部における処理を説明するためのγ特性曲線例を示す図である。
【図８】マイクロ・レンズを有したCCD に平行光が入射する様子を示す図である。
【図９】マイクロ・レンズを有したCCD に斜め入射する様子を示す図である。
【図１０】絞り値とCCD 出力との関係を示す図である。
【図１１】 CCD から射出瞳までの距離とCCD 出力との関係を示す図である。
【図１２】ズーム位置とCCD から射出瞳までの距離との関係を示す図である。
【符号の説明】
1 電子スチルカメラ
12 撮像レンズ
14 絞り
16 シャッタ
18 固体撮像素子(CCD)
22 撮像系信号処理回路
40 記録系信号処理回路
42 ズームモータ
44 絞り駆動部
46 シャッタ駆動部
48 測光センサ
50 同期信号発生回路
56 記憶部
58 全体制御部
200 前置増幅器
210 アナログγ補正回路
220 アナログ・ディジタル変換回路(A/D)
240 第１のディジタルプロセス部
250 第１の制御電圧発生回路
260 第２の制御電圧発生回路
270 増幅器
280 第２のディジタルプロセス部
290 第３の制御電圧発生回路
300 第３のディジタルプロセス部
Claims (2)
- 多数の受光素子を有し、該受光素子の各々にはマイクロ・レンズが設けられ、被写体像を表わす撮像信号を出力する固体撮像手段を含む撮像手段と、該被写体側からの入射光を受け、該入射光の光量値に応じた信号を出力する光検出手段とを含み、該光検出手段から得られた光量値にもとづいて前記撮像手段からの撮像信号を処理する電子スチルカメラの信号処理装置において、該装置は、
前記光量値に応じた信号を入力し、該光量値に基づいて絞り値を決定し、該決定した絞り値に基づいて前記撮像手段から出力される撮像信号のレベル値を決定する制御手段と、
前記撮像信号を入力し、該入力した撮像信号に対しアナログ的にγ補正するアナログγ補正手段であって、該入力した撮像信号のレベル値が所定の１００％の場合には、該γ補正した撮像信号を該１００％のレベル値にて出力し、また、該入力した撮像信号のレベル値が該１００％以下の場合には、該γ補正を施した際に生じる黒つぶれによるγ歪みを含む撮像信号を該１００％以下のレベル値にて出力するアナログγ補正手段と、
該アナログγ補正手段からの撮像信号を入力し、該入力した撮像信号をディジタル形式の撮像データに変換して出力するアナログ・ディジタル変換手段と、
該アナログ・ディジタル変換手段から撮像データを入力し、レベル歪制御データおよびγ歪制御データに基づき該入力した撮像データをそのまま、または、該入力した撮像データに対しレベル歪およびγ歪の補正を行って出力するディジタルプロセス手段と、
前記撮像信号のレベル値に対応したレベル歪制御データおよびγ歪制御データを記憶する記憶手段とを含み、
該制御手段は、前記撮像信号のレベル値に対応した前記レベル歪制御データおよび前記γ歪制御データを出力するもので、
前記ディジタルプロセス手段に入力した撮像データが前記撮像手段の出力による１００％のレベル値を示す撮像信号に基づいている場合、レベル歪およびγ歪の補正を行なわないことを示す信号処理用のレベル歪制御データおよびγ歪制御データを前記記憶手段から読み出し、
該撮像データが前記撮像手段の出力による１００％以下のレベル値を示す撮像信号に基づいている場合、該入力した撮像データに応じたレベル歪および前記黒つぶれに基づく部分のγ歪の補正を行なうことを示す信号処理用のレベル歪制御データおよびγ歪制御データを前記記憶手段から読み出し、
該読み出したレベル歪制御データおよびγ歪制御データを前記ディジタルプロセス手段に出力し、前記ディジタルプロセス手段にレベル歪およびγ歪の補正を行なわせることを特徴とする電子スチルカメラの信号処理装置。 - 多数の受光素子を有し、該受光素子の各々にはマイクロ・レンズが設けられ、被写体像を表わす撮像信号を出力する固体撮像手段を含む撮像手段と、該被写体側からの入射光を受け、該入射光の光量値に応じた信号を出力する光検出手段とを含み、該光検出手段から得られた光量値にもとづいて前記撮像手段からの撮像信号を処理する電子スチルカメラの信号処理装置において、該装置は、
前記光量値に応じた信号を入力し、該光量値に基づいて絞り値を決定し、該決定した絞り値に基づいて前記撮像手段から出力される撮像信号のレベル値を決定する制御手段と、
前記撮像信号を入力し、該入力した撮像信号に対しアナログ的にγ補正するアナログγ補正手段であって、該入力した撮像信号のレベル値が所定の１００％の場合には、該γ補正した撮像信号を該１００％のレベル値にて出力し、また、該入力した撮像信号のレベル値が該１００％以下の場合には、該γ補正を施した際に生じる黒つぶれによるγ歪みを含む撮像信号を該１００％以下のレベル値にて出力するアナログγ補正手段と、
該アナログγ補正手段から撮像信号を入力し、該撮像信号にゲイン制御データに基づいたレベル歪補正を行って出力する増幅手段と、
該増幅手段からの撮像信号を入力し、該入力した撮像信号をディジタル形式の撮像データに変換して出力するアナログ・ディジタル変換手段と、
該アナログ・ディジタル変換手段から撮像データを入力し、γ歪制御データに基づき該入力した撮像データをそのまま、または、該入力した撮像データに対しγ歪の補正を行って出力するディジタルプロセス手段と、
前記撮像信号のレベル値に対応したゲイン制御データおよびγ歪制御データを記憶する記憶手段とを含み、
該制御手段は、前記撮像信号のレベル値に対応した前記ゲイン制御データおよび前記γ歪制御データを出力するもので、
前記増幅手段に入力した撮像信号のレベルに応じたレベル歪の補正を行なうゲイン制御データを前記記憶手段から読み出し、該読み出したゲイン制御データを前記増幅手段に出力し、
前記ディジタルプロセス手段に入力した撮像データが前記撮像手段の出力による１００％のレベル値を示す撮像信号に基づいている場合、γ歪の補正を行なわないことを示す信号処理用のγ歪制御データを、
または、該撮像データが前記撮像手段の出力による１００％以下のレベル値を示す撮像信号に基づいている場合、該入力した撮像データに応じた前記黒つぶれに基づく部分のγ歪の補正を行なうことを示す信号処理用のγ歪制御データを前記記憶手段から読み出し、
該読み出したγ歪制御データを前記ディジタルプロセス手段に出力し、前記増幅手段にレベル歪の補正を行なわせるとともに、前記ディジタルプロセス手段にγ歪の補正を行なわせることを特徴とする電子スチルカメラの信号処理装置。
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