JPH07123421A

JPH07123421A - 撮像装置

Info

Publication number: JPH07123421A
Application number: JP5269012A
Authority: JP
Inventors: Masao Suzuki; 雅夫鈴木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-10-27
Filing date: 1993-10-27
Publication date: 1995-05-12

Abstract

(57)【要約】【目的】単一色の画像に対して高解像度の画像信号を
形成する。【構成】撮像素子から出力された電気信号を用いてカ
ラー自然画像信号を形成する第１の撮像モードと、単一
色又はモノクロの画像に対して高解像度の画像信号を形
成する第２の撮像モードとを切換える切換回路を有し、
この切換に伴って光学ローパスフィルタを出し入れする
と共に、光路長の変化を別の光学系により補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は撮像装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図２４は従来のデジタル電子カメラのブ
ロック図である。

【０００３】図２４において２００はデジタル電子カメ
ラ、２０１はメモリカード等の記録媒体である。デジタ
ル電子カメラ２００において、１は絞り機能とシャッタ
ー機能を兼ねる絞り兼用シャッター、２は光学的なロー
パスフィルター、３はメカ系各部の駆動回路である。４
は被写体からの反射光を電気信号に変換する撮像素子、
６は撮像素子を動作させるために必要なタイミング信号
を発生するタイミング信号発生回路（以降ＴＧとす
る）、５はタイミング信号発生回路からの信号を撮像信
号駆動可能なレベルに増幅する撮像素子駆動回路、７は
撮像素子４の出力ノイズ除去のためのＣＤＳ回路やＡ／
Ｄ変換前に非線形増幅を行う回路を備えた前置処理回
路、８はＡ／Ｄ変換器、１１は撮像信号処理回路、１２
は撮像信号処理回路を制御する信号処理制御用ＣＰＵ、
１３はメカ及び操作部の制御用ＣＰＵ、１４は操作補助
のための表示やカメラの状態を表わす操作表示部、１５
はカメラを外部から制御するための操作部である。１８
はデジタル電子カメラ２００と記録媒体２０１とを接続
するための記録媒体Ｉ／Ｆである。

【０００４】また図２５は図２４の撮像信号処理回路１
１を詳細に説明した図面で、１０１は撮像素子の出力信
号を各色ごとの信号に分離する色分離回路、１０２は色
分離された信号からＲ、Ｇ、Ｂ各色信号を導出する色マ
トリクス回路、１０３はＲ、Ｇ、Ｂ各信号レベルを被写
体を照射する光源の色に応じて補正するＷＢ補正回路、
１０４は補正されたＲ、Ｇ、Ｂ信号から色差信号Ｒ−
Ｙ、Ｂ−Ｙを導出する色差信号導出回路、１０５は同じ
く補正されたＲ、Ｇ、Ｂ信号から輝度信号の色成分比を
補正する信号を導出する低周波輝度信号補正値導出回
路、１０６は撮像信号に重畳している色変調信号を除去
する色変調分トラップ回路、１０７は水平方向の輪郭を
強調する水平アパーチャー回路、１０８は垂直方向の輪
郭を強調する垂直アパーチャー回路、１０９は各信号を
加算する加算器、１１０は減算器である。

【０００５】また図２７は撮像素子４の色フィルター配
列の一実施例であり、図２７は撮像素子４の動作タイミ
ングおよびその出力信号である。

【０００６】以下に図２４、図２５を用いて従来例につ
いて説明する。まず撮影者が操作部１５を制御すること
によりカメラが撮影動作に入り、撮影者の意図に応じ
て、不図示のレンズ系の制御がメカ操作部制御用ＣＰＵ
１３およびメカ系駆動回路３により行われる。この際撮
影条件などが操作部１５に表示され、撮影者にカメラの
状況を伝える。さらに不図示の測光回路により被写体の
明るさを測定し、絞り兼用シャッター１の絞り値やシヤ
ッタースピードをメカ操作部制御用ＣＰＵ１３にて導出
する。メカ操作部制御用ＣＰＵで導出した制御値にもと
ずき、メカ系駆動回路３により絞り兼用シヤッターを駆
動する。このようにして露光されて、被写体の反射光が
不図示の撮影レンズ及び絞り兼用シヤッター２を介して
撮像素子４に入射される。この際絞り兼用シヤッター１
は撮像素子４への入射光量を制限するとともに、撮像素
子としてインターレース読み出し型ＣＣＤを用いた場合
転送中に入射光が信号電荷に悪影響を与えないようにす
るために設けられている。撮像素子４は、タイミング信
号発生回路６の出力を撮像素子駆動回路５によって増幅
した駆動信号により動作させる。なお回路６は信号処理
制御用ＣＰＵ１２によりその動作を制御されている。こ
のようにして駆動させた撮像素子の出力は前置処理回路
７に出力される。前置処理回路７では撮像素子出力に含
まれる低域ノイズを除去するＣＤＳ処理及びＡ／Ｄ変換
器のＤレンジを有効に用いるために撮像出力を非線形化
する処理を行っている。前置処理された撮像信号出力は
Ａ／Ｄ変換器８においてデジタル信号に変換され撮像信
号処理回路１１に入力される。撮像信号処理回路１１で
は、以下に述べる所定の輝度信号処理・色信号処理が行
われ、さらに不図示の所定フォーマットへの信号変換処
理を経て、記録媒体Ｉ／Ｆ１８を介して記録媒体２０に
記録される。

【０００７】撮像信号処理回路１１にはＡ／Ｄ変換され
た撮像素子出力信号が入力されるが、図２６のようなＭ
ｇ（マゼンタ）、Ｇ（グリーン）、Ｙｌ（イエロー）、
Ｃｙ（シアン）が各画素上に配置された色フィルタ配列
の撮像素子を用い、例えばｆｉｅｌｄ１をＯＤＤフィ
ールド、ｆｉｅｌｄ２をＥＶＥＮフィールドとし、両
フィールドの読み出しは１行分インターレースさせ、し
かも２行同時読出しを行なうとすると撮像素子出力信号
は両フィールドともに（Ｍｇ＋Ｙｌ）と（Ｇ＋Ｃｙ）の
点順次信号と（Ｇ＋Ｙｌ）と（Ｍｇ＋Ｃｙ）の点順次信
号を線順次化した信号となる。この様子を図２７に示
す。図２７において（１）は垂直同期信号、（３）はイ
ンターラインＣＣＤを使った場合の垂直シフトレジスタ
へ各画素信号の転送パルス、（４）はＣＣＤ出力信号が
ある。撮像信号処理回路１１においてまず色分離回路１
０１で撮像信号を各色信号ｃ１（（Ｍｇ＋Ｙｌ）と（Ｇ
＋Ｙｌ）の線順次信号）、ｃ２（（Ｇ＋Ｃｙ）と（Ｍｇ
＋Ｃｙ）の線順次信号）に分離する。分離された信号は
色マトリクス回路１０２で線同時化およびマトリクス演
算により各純色信号Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０に変換されＷＢ補
正回路１０３に送られる。ＷＢ補正回路１０３では信号
処理制御用ＣＰＵ１２から送られるＷＢ制御信号により
被写体を照射している光源光の色温度補正を行う。補正
されたＲＧＢ信号により色差信号Ｒ−ＹとＢ−Ｙを色差
信号導出回路１０４により導出する。一方低周波輝度信
号補正値導出回路１０５では、各色ごとの明るさの再現
性を上げるために輝度信号を構成する色成分比を補正す
る補正信号ＹＬをＲＧＢ信号をもとに導出する。

【０００８】一方、Ａ／Ｄ変換器からの撮像信号は色変
調分トラップ回路１０６にも入力され、輝度信号に重畳
されている変調された色信号を減衰する。その出力から
水平アパーチャー回路１０７と垂直アパーチャー回路１
０８によりそれぞれ強調されたアパーチャー信号が導出
されスルーの輝度信号と加算器１０９にて加算される。
加算され導出された信号Ｙ０から減算器１１０にて補正
値ＹＬ分が減算され補正された輝度信号Ｙが得られる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら以上説明
したような従来のデジタル電子カメラには以下のような
課題がある。（１）カラー自然画像を撮影することが前提になってい
るので、文字、イラスト、図面等高解像度が要求される
被写体に対しては十分な性能を発揮できない。（２）文字を撮影した場合にエッジがぎざぎざになった
りとぎれたりするので、その文字のビットマップデータ
を認識ソフトにかけたとき誤認識が多くなる。（（（（３）コンピューター等の情報機器を用いて自然
画像をもとにイラスト画のようなデフォルメした画像を
作成する場合、入力した自然画像に色むら・輝度むらが
発生し易いため情報機器上でそのむらを除去する作業が
大変な負荷となる。）））

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するために、（１）自然画撮影の為のモードと、単一色の文字やイラ
スト等を撮影する為のモノカラーハイレゾリューション
モードを有し、両モードを切り換え可能とする。（２）モノカラーハイレゾリューションモードにおいて
は、下記の三項目のうち少なくとも一項目の手段を実現
する。

【００１１】光学ローパスフィルターを光路から退避
させる、もしくは光学ローパス特性を減少させる。

【００１２】被写体の色に対する撮像素子の各画素色
成分レベルを求め、各色成分ごとにそのレベルを補正し
て信号レベルをそろえる。

【００１３】ノンインターレースタイプの撮像素子、
もしくはインターレースタイプの撮像素子とメカニカル
なシャッターを組み合わせたものをもちいて、同時間中
に露光した全画素情報を読み出す。

【００１４】

【作用】上記構成（１）によりモノカラーモードが選択
された場合、の光学フィルター退避もしくは特性変更
により、自然画撮影モードでは失われていた画素による
空間サンプリングのナイキスト周波数近辺の映像情報を
トラップせずに高解像度の映像を得ることができる。

【００１５】の色レベル補正により撮像素子出力信号
の色成分による変調分が無くなるため、色変調分を除去
するためのトラップ回路などの帯域制限フィルターを高
帯域輝度信号処理系にいれなくて済み、やはり高周波数
帯域の映像情報を失わずにそのまま高解像輝度情報とし
て用いることができる。

【００１６】さらにの構成により時間差の無い撮像素
子全画素の情報を得ることができるため、手振れや被写
体の動きに影響されずに高解像の映像情報を得ることが
できる。

【００１７】

【実施例】（第１の実施例）本発明のデジタルカメラの
システムブロックの例を図１に示す。図２は回路１１の
構成例を示す図である。図３は回路１１２の構成例を示
す図である。

【００１８】図１および図２のうち従来例を示す図２３
および図２４と同一の機能をもつ要素は同一の番号を与
えてある。２０１は記録媒体でたとえばＰＣＭＣＩＡ規
格のメモリカードやハードディスクなどである。９はバ
スコントローラで信号処理制御用ＣＰＵ１２の制御によ
りＡ／Ｄ変換された信号のバスラインをコントロールす
る。１０はデジタル信号を一時蓄積するバッファメモリ
で、１９は拡張ユニット２１とカメラを接続する拡張Ｉ
／Ｆ（インターフェース）、２１はカメラ部とドッキン
グして新たな機能を実現したり、ホストコンピュータと
通信することを可能とする拡張ユニットである。２２は
パソコンやワークステーション等の情報機器のホストコ
ンピュータである。

【００１９】図２において１１１は２つの入力から１つ
の出力を選択するマルチプレクサ、１１２はＡ／Ｄ変換
された撮像素子出力を各画素ごとにレベル補正する各色
成分補正回路、１１３、１１４は２チャンネルの２入力
マルチプレクサ、１１５、１１６は信号の平均値を導出
する積分回路である。

【００２０】図３において、１１７は信号処理制御用Ｃ
ＰＵ１２より送られるデータを分配するデマルチプレク
サ、１１８、１１９、１２０、１２１はシフトレジスタ
等各色成分毎の補正量を一時記憶する回路、１２２は４
入力から１出力を選択するマルチプレクサ、１２３は乗
算器である。

【００２１】また図４は、本発明を説明するためのタイ
ミング図、図５は本実施例で用いた撮像素子の色フィル
ター配列を説明する図で各色フィルタが各画素上に配置
されている。図６は本実施例において、撮像信号の各色
成分を書き込むメモリ領域の概念図、図７は各ＣＰＵ１
２、１３の動作を説明するフローチャートである。

【００２２】以下本発明の第１の実施例を図１〜図７を
用いて説明する。

【００２３】まず撮影者は、撮影時に通常の自然画撮影
を行うか、本発明の特徴である単色被写体に対する高解
像度の撮影（以下モノカラーモードと表記する）を行う
かを操作表示部１４の表示を見ながら操作部１５を操作
することにより選択する（図７〔１〕）。その際、通常
撮影を選択した場合は従来例で説明したような自然画撮
像の動作を行う（〔２〕）。

【００２４】一方モノカラーモードを選択した場合に
は、メカ操作部制御用ＣＰＵ１３の制御によりメカ系駆
動回路３を駆動して光学ＬＰＦ２を退避し（〔３〕）、
各撮像回路の電源を投入する（〔４〕）。次に絞り兼用
メカシャッター１を開いて撮像素子を露光開始し
（〔５〕）、不図示の測光手段の出力により決定された
露光時間分開いた後閉じる（〔６〕）。図４においては
ｆｉｅｌｄ１にてその動作を行っている。完全に絞り兼
用メカシャッター１が閉まり切った後撮像素子４より出
力を読み出す。この際撮像素子からの読み出しは、例え
ば図５に示すようにＯＤＤフィールドの行を先ず順に読
み出し、その後次いでＥＶＥＮフィールドの行を順に読
み出していく。その結果読み出される信号は、まずＯＤ
Ｄフィールドの出力信号としてはＭｇとＧの点順次信号
となる。ただし１Ｈ毎にＭｇとＧの順番が入れ替わる
（図５参照）。

【００２５】このようにして撮像素子から読み出された
信号は従来例と同様に前置処理回路７、Ａ／Ｄ変換器８
を介してバスコントローラ９に入力される。バスコント
ローラ９ではその撮像出力をバッファメモリ１０に転送
し、図６（１）に示すような概念で、１Ｈ記憶したら次
のアドレス領域からは１Ｈ分空けて、その後のアドレス
領域に次の１Ｈ分を記憶していくというように、とびと
びにメモリマップ上に記憶していく。

【００２６】以上のようにして撮像素子信号はメモリマ
ップ上に記憶されるとともに、撮像信号処理回路１１に
も入力され色分離回路１０１にて単色の色信号であるＣ
１・Ｃ２の２種類の信号に分離される。ＯＤＤフィール
ドではＣ１はＭｇ信号とＧ信号の線順次信号となる。こ
れに対し、Ｃ２信号はＧ信号とＭｇ信号の線順次信号と
なる。さらにＣ１およびＣ２信号はＳＷ１１３に入力
し、信号処理制御用ＣＰＵ１２により１Ｈ毎に切り換え
られ、それぞれＭｇ信号とＧ信号とに同時化される。同
時化されたＭｇ信号およびＧ信号は信号処理制御用ＣＰ
Ｕ１２によって１１３の出力側が選択されたＳＷ１１４
を介して積分回路１１５、１１６に入力される
（〔７〕）。積分回路１１５、１１６では各色信号を一
画面分もしくはその一部の領域において平均化し（図４
ｆｉｅｌｄ２参照）、その出力を信号処理用制御ＣＰ
Ｕ１２に入力する（〔８〕）。信号処理用制御回路１２
ではＭｇとＧの積分情報から、それぞれＭｇとＧの信号
レベルが所定の値（最大レベルを１００％としたときに
例えば５０％に対応する信号レベル）と等しくなるため
の補正量を導出する。例えばＧの積分信号レベルが最大
レベルの２５％ならば補正量として６ｄＢを導出する
（

〔９〕）。

【００２７】続いてＥＶＥＮフィールドの信号が読み出
されるが、読み出される信号はＣｙとＹｌの点順次信号
となる（図５参照）。

【００２８】このようにして撮像素子から読み出された
信号はＭｇ・Ｇ点順次信号と同様に前置処理回路７、Ａ
／Ｄ変換器８を介してバスコントローラ９に入力され
る。バスコントローラ９ではその撮像出力をバッファメ
モリ１０に転送し、図６（２）に示すような概念で、空
白部分となっているアドレス領域に１Ｈ分ずつメモリマ
ップ上に記憶していく。

【００２９】以上のようにして撮像素子信号はメモリマ
ップ上に記憶されるとともに、撮像信号処理回路１１に
も入力され色分離回路１０１にて単色の色信号であるＣ
１・Ｃ２の２種類の信号に分離される。ＥＶＥＮフィー
ルドではＣ１はＹｌ信号となる。これに対し、Ｃ２信号
はＣｙ信号となる。さらにＣ１およびＣ２信号はＳＷ１
１３に入力するが、ＥＶＥＮフィールドではＣ１、Ｃ２
信号は線順次化されていないのでＳＷ１１３を切り換え
ることは行わない。次に各色信号は信号処理制御用ＣＰ
Ｕ１２によって１１３の出力側が選択されたＳＷ１１４
を介して積分回路１１５、１１６に入力される（〔１
０〕）。積分回路１１５、１１６では各色信号を一画面
分もしくはその一部の領域において平均化し（図４ｆ
ｉｅｌｄ３）、その出力を信号処理用制御ＣＰＵ１２に
入力する（〔１１〕）。信号処理用制御ＣＰＵ１２では
ＹｌとＣｙの積分情報から、それぞれＣｙとＹｌの信号
レベルが所定の値（例えば最大レベルを１００％とした
ときに５０％に対応する信号レベル）と等しくなるため
の補正量を導出する。例えばＣｙの積分信号レベルが最
大レベルの２５％ならば補正量として６ｄＢを導出する
（〔１２〕）。

【００３０】以上のようにして導出した各補正データを
撮像信号処理回路１１の各色成分補正回路１１２に入力
する。補正回路１１２では、ＣＰＵ１２によって制御さ
れ切り換えられるＳＷ１１７により各色信号補正用デー
タがそれぞれ所定のレジスタ１１８〜１２１に記憶され
る。

【００３１】そして各補正データがレジスタ１１８〜１
２１に設定された後、バスコントローラ９によりメモリ
の（ア）のアドレス領域からデータを読み出し、撮像信
号処理回路１１に入力する（図４ｆｉｅｌｄ４）。
撮像信号処理部では撮像信号が各色成分補正回路１１２
に入力される。補正回路１１２では乗算器１２３に信号
が入力されるが、その乗算係数はＣＰＵ１２の制御で切
り換わるＳＷ１２２によって各色信号に対応するレジス
タに予め格納されている補正データが割り当てられてい
く。このことにより撮像信号Ｓ０の各色成分は、積分回
路で導出された各色の平均信号に応じて補正され、撮像
対象が単色の被写体であれば各画素の信号レベルは全て
一致することになる。

【００３２】このようにして補正された信号ＹＷＢがＳ
Ｗ１１１で選択され、Ｙ信号として記録媒体Ｉ／Ｆ１８
を介して記録媒体２０に記録されたり、拡張Ｉ／Ｆ１９
を介して拡張ユニット２１やホストコンピュータ２２に
送られ映像情報のファイル化や文字情報の認識等といっ
た情報処理が行われる。この際記録媒体や拡張ユニット
の処理や転送スピードに応じてメモリからの読み出しス
ピードと撮像信号処理回路の処理スピードを遅くするこ
とで、さらにバッファメモリを必要とすることが無いよ
うに構成されている（図４ｆｉｅｌｄ４、図７〔１
２〕参照）。

【００３３】続いてメモリ１０の（イ）部から撮像デー
タを読み出し（ア）部と同様の処理を行う。つまり、バ
スコントローラ９によりメモリの（イ）のアドレス領域
からデータを読み出し、撮像信号処理回路１１に入力す
る（図４ｆｉｅｌｄ５）。撮像信号処理部では撮像
信号が各色成分補正回路１１２に入力される。補正回路
１１２では乗算器１２３に信号が入力されるが、その乗
算係数はＣＰＵ１２の制御で切り換わるＳＷ１２２によ
って各色信号に対応するレジスタに格納されている補正
データが割り当てられていく。このことにより撮像信号
Ｓ０の各色成分は、積分回路で導出された各色の平均信
号に応じて補正され、撮像対象が単色の被写体であれば
各画素の信号レベルは全て一致することになる。

【００３４】このようにして補正された信号ＹＷＢがＳ
Ｗ１１１で選択され、Ｙ信号として記録媒体Ｉ／Ｆ１８
を介して記録媒体２０に記録されたり、拡張Ｉ／Ｆ１９
を介して拡張ユニット２１やホストコンピュータ２２に
送られ映像情報のファイル化や文字情報の認識等といっ
た情報処理が行われる。この際記録媒体や拡張ユニット
の処理や転送スピードに応じてメモリからの読み出しス
ピードと撮像信号処理回路の処理スピードを遅くするこ
とで、さらにバッファメモリを必要とすることが無い用
に構成されている（図４ｆｉｅｌｄ５、図７〔１
３〕参照）。

【００３５】以上のようにモノカラーモードを設定し、
そのモードが選択された際には水晶ＬＰＦを退避し、各
画素の色成分を補正した信号をそのまま輝度信号として
利用することで、高解像の信号が得られるので文字や図
面などを撮像する場合に非常に品位の高い画像情報が得
られる。

【００３６】また撮像素子によりインターレース読み出
しされた信号をノンインターレース化して画面上部から
順に情報機器に送ることが追加回路無くできるため、情
報機器側で文字認識等のような高解像度情報が同時に必
要な処理を行う際に非常に有効となる。

【００３７】また色信号処理についても従来例と同様に
処理し、記録媒体に記録したり、情報機器側に拡張カー
ドを介して入力しても良い。但しこの場合は輝度信号の
エッジに偽色が発生しているのでその部分の信号は用い
ないようにする。また色信号を全信号記録するのではな
く積分信号情報のみ記録するとか、操作部１５により指
定した領域の色信号のみ記録するようにしても良い。こ
の場合その後の情報処理においてその色情報をもとにペ
イントソフトにより白黒画像に色を塗ったりする場合に
有効となり、また当然記録容量の大幅な低減につなが
る。

【００３８】（第２の実施例）上記実施例では光学ＬＰ
Ｆを退避する構成としたが、退避するのではなくその特
性を変更するようにしても良い。

【００３９】図８は光学ＬＰＦの周波数レスポンスを表
す特性図で、（ｉ）は通常動作モードにおける光学ＬＰ
Ｆである。これに対して（ｉｉ）は、モノカラーモード
時の光学ＬＰＦの特性でトラップポイントが高周波数側
にずれ、より多くの高周波数情報が信号成分に含まれる
ことになる。

【００４０】さらにｉｉｉ）はトラップポイントが１／
ＰＨとなり、輝度のキャリヤ発生の周波数はトラップす
るが色のキャリヤ発生周波数はトラップしない特性とな
っている。

【００４１】なお光学ＬＰＦの特性の変更は操作部１５
の制御により、メカ操作部制御用ＣＰＵ１３およびメカ
駆動系によって複数種のＬＰＦを移動させ交換する。

【００４２】このように光学ＬＰＦの特性を変更するこ
とにより、モノカラーモードにおいて高帯域の輝度信号
を得るとともに偽色の発生を適度に押さえることが可能
となり、モノカラーモードにおける解像度と偽色の発生
の程度のバランスを適度に設定することができる。

【００４３】（第３、第４の実施例）図９、図１０は夫
々本発明の第３、第４の実施例を説明をするフローチャ
ートであり、図１１、図１２は第３、第４実施例のシス
テムブロック図である。図１１において２３は撮像光学
レンズ、図１２において２４はＡＦ用投光器、２５はＡ
Ｆ用受光器である。

【００４４】先ず図９と図１１を用いて撮像素子出力に
よる自動焦点調節の動作について説明する。図９におい
て〔１〕〜〔７〕は第１の実施例における図７と同等の
動作である。本実施例では〔３〕で光学ＬＰＦの退避を
した後、先ずあらかじめ算出したメカ・操作部制御用Ｃ
ＰＵ１３に記憶してある光学ＬＰＦ退避によるピントず
れ補正量に基づき、メカ系駆動回路により補正分だけ光
学レンズ２３を移動する（図９（１））。次に各撮像回
路に電源を投入し（２）、メカシャッターを開き露光を
開始する（３）。その後通常動作と同様の撮像出力読み
出しを行い（４）、その読みだし信号に基づき自動焦点
調整を行う（５）。（６）で焦点調節完了かどうかをチ
ェックし、ＮＯであれば再度（４）に戻り撮像出力を読
み出し自動焦点調節を続ける。ＹＥＳであれば一旦メカ
シャッターを閉じた後（７）、から第１の実施例と同
様に高解像度の撮像動作を行う。

【００４５】次に図１０と図１２を用いてアクティブ方
式の自動焦点調整方法について説明する。図１０〔３〕
のにおいて光学ＬＰＦを退避した後、（８）に示すよう
にメカ・操作部制御用ＣＰＵに記憶されたＡＦ用レンズ
移動量演算式の係数を光学ＬＰＦを退避した場合の光学
系の光路長を考慮した係数に変更する。続いて図１２の
投光器２４および受光器２５を動作させ、被写体とカメ
ラとの距離を検出する（９）。検出した距離情報からメ
カ・操作部制御ＣＰＵ１３にてレンズ移動量を算出演算
し（１０）、メカ駆動回路によりレンズを移動制御する
（１１）。その後は第１の実施例と同様にメカシャッタ
ーを開いて露光開始して〔５〕、高解像度撮影を行って
いく。

【００４６】以上のようにモノカラーモードにおいて光
学ＬＰＦを退避させた後に焦点調整を再度行うことによ
り、最適な焦点調節状態で高解像度撮影が行えることに
なる。

【００４７】なお上記の実施例では光学ＬＰＦを退避し
た場合について説明したが、これは光学ＬＰＦの特性を
変更した場合についても同様の構成作用で同様の効果を
得られる。

【００４８】（第５の実施例）図１３は本発明の第５の
実施例を説明する図面で、撮像信号処理回路の一部であ
る。図１３において１１３は撮像信号に重畳している色
変調分を除去するための色変調分トラップ回路、１１４
は水平アパーチャー回路、１１５は垂直アパーチャー回
路、１１６は加算器である。また図１４および図１５は
本実施例のフィルタ回路の特性例を示す図である。

【００４９】本実施例においてモノカラーモードでの各
色成分補正回路１１２での作用は第１の実施例と同様で
ある。ただし第１の実施例では各色成分補正回路１１２
は乗算器を主体に構成していたが、例えばこの乗算器の
代わりに入力を１−ｎビットシフトしたデータをＣＰＵ
１２の制御により所定の組み合わせで加算する構成とし
ても良い。この場合乗算の精度はｎが小さいと通常の乗
算器を用いた場合に比べて落ちることになる。

【００５０】その出力は通常モードにおける輝度信号と
同様に色変調分トラップ回路１１３により補正回路１１
２で補正しきれなかった色変調分を除去し、水平アパー
チャー回路１１４および垂直アパーチャー回路１１５に
より各輪郭成分が強調される。但しそれらの各回路の周
波数特性は通常モードの場合と変えている。

【００５１】つまり図１４に示すように通常モード
（ｉ）では１／２ＰＨの周波数においてのトラップ量が
かなり大きいが、本実施例のモノカラーモード（ｉｉ）
ではトラップ量は小さくなっている。その結果補正回路
１１２で補正しきれなかった色変調分についてはトラッ
プ回路１１３で除去できるとともに、トラップ量が少な
く設定されているため解像度を大幅に劣化することなく
高解像度信号が得られる。

【００５２】また図１５には水平アパーチャー回路１１
４の特性例を示す図で、図１５示すように水平アパーチ
ャー信号の特性も強調する量を通常モード（ｉ）に対し
てモノカラーモード（ｉｉ）では少なくしている。これ
は光学ＬＰＦを除去したことによりそのための周波数特
性の劣化がないためそれほど強く強調する必要が無いこ
と、かつ輪郭強調しすぎることで信号の位相ずれやリン
ギング等の画質低下を極力防止するためである。垂直ア
パーチャーについても同様にそのアパーチャー量を通常
モードに比べ少なくしている。

【００５３】（第６の実施例）なお以上の実施例では撮
像信号処理回路１１によって各色成分補正用の信号検出
用の積分器を構成していたが、図１６に示すように積分
器１１５、１１６およびＳＷ１１３を第１の実施例に対
し除去し、色分離した信号ｃ１・ｃ２をそのままＣＰＵ
１２に送っても良い。信号処理制御用ＣＰＵ１２では送
られて来た各色分離信号を積分するために加算平均する
が、その際ＯＤＤフィールドではＭｇとＧが１Ｈ毎に交
互に出力されてくるので本実施例ではＣＰＵ１２におい
て各色信号を全て２Ｈ毎にサンプリングし加算する。つ
まりＯＤＤフィールドでは常にｃ１信号としてＭｇ、ｃ
２信号としてＧが演算され、ＥＶＥＮフィールドではｃ
１としてＹｌ、ｃ２としてＣｙが演算されることにな
る。

【００５４】このことによりＣＰＵ１２で行う演算にお
いてサンプリング信号の順番を入れ替える必要が無くな
りプログラムを簡易化することが可能となる。

【００５５】（第７の実施例）図１７、図１８は本発明
の第７の実施例を説明する図面で、図１８において２６
はペン入力等の入力手段を兼ね備えたディスプレイ装置
である。図１７は入力兼用ディスプレイ２６のディスプ
レイ表示例を示すものである。

【００５６】本実施例では先ず高解像度撮影動作に入る
前に被写体を通常動画にて撮像し、その表示を兼用ディ
スプレイ２６にて行う。この際通常撮像動作は従来例と
同様であり、その撮像画像は拡張Ｉ／Ｆ１９を介して兼
用ディスプレイ２６に送られる。

【００５７】これに対して撮影者は兼用ディスプレイ上
に表示される画像の内モノカラーモードで撮影したい部
分をペン入力等の入力手段によって図１７（２）のよう
に指定する。尚図１７において（１）は通常撮影時のデ
ィスプレイの表示画面であり左上半分が赤部、右下部が
青部となっている。これに対し撮影者がモノカラーモー
ドで高解像度撮影したい場合には（２）のようにその部
分をペン入力装置で囲み位置を入力する。指定範囲の入
力時には撮像動作をモノカラーモードに切り換え、撮像
信号出力をメモリに記憶すると同時にそのメモリ記憶デ
ータを信号処理した出力をディスプレイに表示するよう
にする。こうしてメモリにフリーズされた画像信号に対
する指定範囲のアドレスを、入力タブレット兼用ディス
プレイ２６から拡張Ｉ／Ｆ１９を介して撮像信号処理回
路１１および信号処理制御用ＣＰＵ１２に送る。送られ
てきたアドレス情報をもとにＣＰＵ１２ではその範囲内
のデータのみ順々にバッファメモリ１０から読み出して
くる。図１７（２）の場合先ず赤部の囲まれた部分が読
み出されその範囲内で第１の実施例で示された動作を行
うことでその範囲内での高解像度撮影が可能となる。次
に図１７（２）の青部の囲まれた部分を読み出しその部
分内の信号に対し第１の実施例と同様の動作を行う。

【００５８】このような構成・作用により図１７のよう
に被写体が二色以上で構成されている場合でも、単色で
構成されている部分を撮影者が指定してそれぞれ単独で
第一の実施例と同様な動作を行うことにより、高解像度
撮影が可能となる。

【００５９】また本実施例において図１７（２）に表示
したようにディスプレイ上の任意の部分にペン入力等で
Ｘのマーキングをすることでその交差点のアドレスを拡
張Ｉ／Ｆを介してＣＰＵ１２に送り、その部分の色情報
のみを信号処理によって求めて記録媒体もしくは兼用デ
ィスプレイ２６に入力することにより高解像度情報に色
情報を合わせて記録・表示することが可能となる。特に
この場合色情報の容量が少なくできるため記録や通信に
有利であると同時に、色むらや偽色等の情報は除去して
してしまうので、後で情報処理する場合に補正する必要
がなく扱い易い情報とすることができる。

【００６０】（第８の実施例）図１９は本発明の第８の
実施例における撮像信号処理回路１１のブロック構成の
一部を示す図面で、３０１、３０２は各色分離信号を１
クロック分遅延させる遅延器、３０３、３０４は２つの
入力のレベルを比較するための比較器、３０５は比較器
の出力のＮＯＲをとるＮＯＲ回路、３０６、３０７は各
色分離信号を遅延する遅延器である。

【００６１】以下に図１９を用いて本実施例について説
明する。

【００６２】モノカラーモードにおいて図７のでの動
作時に色分離出力ｃ１・ｃ２はそれぞれ遅延器３０１、
３０２と比較器３０３、３０４と遅延器３０６、３０７
に送られる。遅延器３０１、３０２では各色信号が１ク
ロック分遅延し出力される。また同じ信号が比較器３０
３、３０４に入力し、つまり各色分離信号とそれと同じ
色の１つ前の画素信号が比較器３０３、３０４に送られ
ることになる。比較器３０３、３０４ではその遅延信号
と遅延していない信号の２つの入力信号のレベルを比較
し、両信号の差が所定範囲内であればハイレベルを出力
するように構成しておく。ＮＯＲ回路３０５で比較器３
０３、３０４のどちらかの信号がハイレベルになってい
ることを検出し、その場合には検出信号をＣＰＵ１２に
送る。

【００６３】ＣＰＵ１２ではその検出信号が出された時
点に対応する画素のアドレスを記憶し、かつ積分回路１
１５、１１６の出力を検出し記憶するとともに検出後積
分回路をリセットし積分動作を再スタートさせる。この
とき積分回路には遅延器３０６、３０７の出力が入力し
ており色情報が変化する前の情報が積分されているとこ
ろである。

【００６４】以上の動作によりＣＰＵ１２には被写体の
各色毎の分割のポイントとその各色に対する各画素デー
タの積分値が記憶されていることになる。

【００６５】次に図７〔１４〕でメモリから各画素の信
号が読み出される際、ＣＰＵ１２に記憶されている色変
更ポイントのアドレスまではその変更ポイント前に積分
されていたデータをもとに色補正回路１１２にて補正を
行い、変更ポイントからはその変更ポイントから次の変
更ポイントまでの間の積分データにより補正を行う構成
・作用としている。

【００６６】その結果複数の色領域に分割された被写体
においても自動的にその分割ポイントを検出し各色毎に
最適な補正を行うことにより、このような被写体におい
ても色毎に高解像度な画像を取り込むことが可能とな
る。

【００６７】また各分割ポイント間の任意のポイントの
色を抽出し、記録したり、拡張ユニットに送ることで各
分割領域毎の色情報を効率よく情報収集することが可能
となる。

【００６８】また上記実施例に対して、色の分割ポイン
トが近接している場合にはその部分は文字や図面の線分
である場合が多く、特に黒文字や黒線である可能性が高
い。この場合その領域は分割領域から除外して扱い、そ
れ以前もしくはそれ以後の領域の補正値と同等の値で処
理を行うように構成しても良い。さらにこのような場合
に、各色分離信号を所定の信号レベルと比較し、所定レ
ベルより低いことを検出した場合には黒文字・黒線とみ
なして色補正を行わないようにしても良い。

【００６９】（第９の実施例）図２０は本発明の第９の
実施例を説明する図面で、３０８、３０９は所定の信号
レベルに対応する基準値を発生する回路である。

【００７０】これまでの実施例では範囲内の画像信号を
全て積分していたが、本実施例では基準値回路３０８、
３０９の出力と各色信号のレベルを比較しその一定レベ
ル以上の信号に対して検出信号をＣＰＵ１２におくり、
その検出された信号部分のみを積分回路１５によって加
算平均している。この場合、積分回路１１５・１１６の
積分期間の設定ははＣＰＵ１２によって制御している。

【００７１】（第１０の実施例）図２１は本発明の第１
０の実施例を説明するフローチャートである。

【００７２】図２１に示すように本実施例では〔１〕〜
〔１４〕の動作は第１の実施例と同様である。〔６〕で
メカシャッターを閉じ露光終了した後、色補正用のデー
タ収集モードであるかを確認し（ｉ）、上記モードであ
れば〔７〕〜〔１３〕の動作を行い〔３〕へ戻る。上記
収集モードではなく補正データが既に導出済であればＯ
ＤＤ・ＥＶＥＮの順に撮像素子から再度信号を読み出
し、導出済の各補正データに基づき各画素データを補正
し媒体に記録を行う（ｉｉ）（ｉｉｉ）。

【００７３】このように撮像信号をもとに各演算を行っ
て一旦補正値を導出してから再度撮影を行うことで、あ
らかじめ基準となる被写体を撮影する（例えば無地の用
紙を撮影したり、書類の無地の部分をあらかじめズーム
アップして撮影しておく）ことができるので、より精度
の高い補正が実現でき、苦手被写体の無いモノカラーモ
ード高解像度撮影が可能となる。

【００７４】またこのような動作ルーチンであらかじめ
白紙を撮影してそのデータを基準データとして記憶する
ことで、シェーディングや固定ノイズ等の影響を除去す
ることも可能である。

【００７５】（第１１の実施例）図２２は第１１の実施
例の撮像信号処理回路１１のブロック図である。

【００７６】本実施例ではモノカラーモード時には撮像
素子出力のデジタルデータをそのまま無処理でＳＷ１１
１を介して記録部もしくは拡張ユニット部に送るように
している。

【００７７】この場合にはこれまでの実施例で行ってき
た処理をホストコンピュータもしくは拡張ユニットで行
うようにする。そのために必要なデータとして撮像素子
出力そのままの信号を記録部もしくは拡張ユニットを介
して送るようにする。

【００７８】（第１２の実施例）図２３は第１２の実施
例の撮像信号処理回路１１のブロック図で、１３１、１
３２は非線形回路である。

【００７９】上記の実施例では通常モードにおける輝度
信号系とモノカラーモードにおける補正撮像信号に対し
ての非線形回路（ガンマ処理・ニー処理等）を明示して
いなかったが、例えば図２３のように通常モードにおい
ては加算器１０９の後に非線形回路１３１が挿入され
る。

【００８０】これに対しモノカラーモードの信号処理回
路系には各色成分補正回路１１２の後に非線形回路を設
定する。

【００８１】この位置に設定することで各画素のレベル
に依存せずにその補正ゲインが設定できる。例えば非線
形回路を補正回路１１２の前に設定すると、その非線形
回路の影響で補正回路の補正値を各画素のレベル毎に設
定しなくてはならず、回路が複雑で大規模なものとなっ
てしまう。

【００８２】さらに非線形回路１３２の特性は通常撮影
の回路系の非線形回路１３１の特性とは変えることで、
モノカラーモードに適した非線形特性とすることができ
る。

【００８３】例えば非線形回路１３２のガンマを１より
も大きく設定しておくことで、より高コントラストな信
号出力が可能となり、文字や図面を撮影した場合に有効
である。

【００８４】

【発明の効果】以上説明したように、自然画撮影のモー
ドと単一色を高解像度に撮影するモードとを有し、高解
像度モードのときには光学ＬＰＦの変更あるいは各画素
信号毎の色補正あるいはノンインターレース化を行うこ
とで、特に解像度を必要とする文字や図面等の特定の被
写体に対し高解像度の撮影時を行うことが可能となる。
その結果、文字を撮影しその結果を認識してキャラクタ
ー情報とすることができ、さらにはその情報をファイリ
ング化したり翻訳等の情報処理に大いに活用していくこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成のブロック図。

【図２】図１の一部について詳細に説明したブロック
図。

【図３】図２の一部について詳細に説明したブロック
図。

【図４】第１の実施例の動作を説明するためのタイミン
グ図。

【図５】撮像素子の色フィルター配列を示す図。

【図６】第１の実施例のメモリへの記憶におけるデータ
配置を説明するための概念図。

【図７】第１の実施例を説明するためのフローチャー
ト。

【図８】第２の実施例の説明のための光学ＬＰＦの特性
図。

【図９】第３の実施例を説明するためのフローチャー
ト。

【図１０】第３の実施例を説明するためのフローチャー
ト。

【図１１】第３、第４の実施例ブロック図。

【図１２】第３、第４の実施例ブロック図。

【図１３】第５の実施例を説明するためのブロック図。

【図１４】第５の実施例の各フィルタ回路の特性図。

【図１５】第５の実施例の各フィルタ回路の特性図。

【図１６】第６の実施例を説明するためのブロック図。

【図１７】第７の実施例を説明するためのディスプレイ
表示の図面。

【図１８】第７の実施例を説明するためのブロック図。

【図１９】第８の実施例を説明するためのブロック図。

【図２０】第９の実施例を説明するためのブロック図。

【図２１】第１０の実施例を説明するためのフローチャ
ート。

【図２２】第１１の実施例を説明するためのブロック
図。

【図２３】第１２の実施例を説明するためのブロック
図。

【図２４】従来例の構成のブロック図。

【図２５】従来例の構成の一部を詳細に説明したブロッ
ク図。

【図２６】従来例を説明するための撮像素子の色フィル
ター配列を示す図。

【図２７】従来例の動作を説明するためのタイミング
図。

【符号の説明】

１絞り兼用シャッター２光学ＬＰＦ３メカ系駆動回路４撮像素子８Ａ／Ｄ変換器９バスコントローラー１０バッファメモリ１１撮像信号処理回路１２信号処理制御用ＣＰＵ１３メカ・操作部制御ＣＰＵ１４操作表示部１５操作部１９拡張Ｉ／Ｆ２１拡張ユニット１０１色分離回路１０２色マトリクス回路１０６色変調分トラップ回路１０７水平アパーチャー回路１０８垂直アパーチャー回路１１２各色成分補正回路１１１、１１３、１１４スイッチ１１５、１１６積分回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学像を電気信号に変換する撮像素子
と、該撮像素子から出力された電気信号を用いてカラー自然
画像信号を形成する第一の撮像モードと、該撮像素子か
ら出力された電気信号を用いて単一色内の画像に対して
高解像の画像信号を形成する第二の撮像モードとを有
し、上記第二の撮像モードにおいては、撮像素子に入射する
被写体光の空間周波数を制限する光学的フィルタを光路
から退避若しくは変更する被写体光を撮像素子に結像さ
せる光学レンズを有し、上記光学フィルタの退避もしく
は変更が行われ撮像光学系の光路長が変化した場合前記
光源レンズを光路長変更分に対応する所定量移動する移
動手段を有することを特徴とした撮像装置。
【請求項２】上記第二の撮像モードにおいて、被写体
の色に応じた撮像素子の各色フィルタ毎の画素出力レベ
ルを検出する手段と、該検出手段の出力レベルに応じて
撮像素子の各画素のレベルを色フィルタの種類毎に補正
する色別補正手段を有することを特徴とした請求項１の
撮像装置。
【請求項３】上記第二の撮像モードにおいて、撮像素
子出力に重畳された変調色信号を除去する周波数トラッ
プ回路を信号処理系から除去するかもしくは該周波数ト
ラップ回路の周波数特性を上記第一のモードと異なるも
のとしたことを特徴とする請求項２の撮像装置。