デジタルカメラおよびデジタルカメラを備えた映像表示装置
【課題】 出力する映像信号の量に関わらず、撮像される映像や表示される映像の調節を常に適正に行うことが可能なデジタルカメラおよび映像表示装置を提供する。
【解決手段】 デジタル化した光電変換素子の出力を、映像信号を生成する回路と、信号強度およびホワイトバランスに関する情報を求める回路とに交互に与え、一部のフレームのみの映像信号を生成する。生成した映像信号をカメラに設けたデジタルインターフェイスを介してパーソナルコンピュータに伝送し、その伝送の空き時間に、求めた情報を伝送する。パーソナルコンピュータは映像を表示するとともに、与えられた情報に基づいてデジタルカメラを制御して、撮像される映像を調節する。
【解決手段】 デジタル化した光電変換素子の出力を、映像信号を生成する回路と、信号強度およびホワイトバランスに関する情報を求める回路とに交互に与え、一部のフレームのみの映像信号を生成する。生成した映像信号をカメラに設けたデジタルインターフェイスを介してパーソナルコンピュータに伝送し、その伝送の空き時間に、求めた情報を伝送する。パーソナルコンピュータは映像を表示するとともに、与えられた情報に基づいてデジタルカメラを制御して、撮像される映像を調節する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光電変換素子によって撮像を行いデジタルの映像信号を出力するデジタルカメラ、およびデジタルカメラで撮像した映像を情報処理装置で表示するデジタルカメラを備えた映像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光電変換素子によって撮像を行うビデオカメラを、パーソナルコンピュータをはじめとする情報処理装置の映像入力に用いることが行われている。このような情報処理装置では、カメラから供給される映像の表示のほか、映像信号の加工、保存等の様々な処理が行われる。
【０００３】ビデオカメラを情報処理装置の映像入力専用とするシステムでは、カメラの構成を簡略にするために、映像の明るさを調節する機構や、明るさの調節に必要な情報の取得のための装置を、カメラから省略したものがある。このようなシステムでは、情報処理装置が、映像の明るさの調節に必要な情報をカメラから供給される映像信号より取得し、取得した情報に基づいて、自身で映像信号の強度を変化させて表示する映像の明るさを調整し、または、カメラの光電変換素子の出力ゲインを制御して、撮像される映像の明るさを調整するようにしている。
【０００４】近年では、ビデオカメラの信号処理回路のデジタル化が進み、光電変換素子のアナログの出力信号からデジタルの映像信号を生成するデジタルカメラが実用化されている。映像信号を情報処理装置での直接の利用が容易なデジタル信号の形態で供給するめに、デジタルインターフェイスを備えたカメラも提供されるようになってきた。
【０００５】従来より、ビデオカメラではテレビジョン方式の基準である毎秒３０フレーム（６０フィールド）の周期で撮像を行っており、デジタルカメラでもこれを踏襲している。ところが、ビデオカメラに用いられる光電変換素子は画素数の少ないものでも十万画素以上であって、映像信号はきわめて多量であるため、撮像した全てのフレームまたはフィールドの映像信号を伝送するには、デジタルインターフェイスの処理能力が及ばない現状にある。このため、映像信号をデジタル信号として出力するデジタルカメラでは、間引きを行って、一部のフレームまたはフィールドの映像信号のみを出力するようにしている。
【０００６】間引きされた映像信号を供給される情報処理装置では、同一のフレームまたはフィールドの映像を繰り返して表示することにより、同一映像の表示時間を長くする。これにより、表示速度を撮像速度に一致させて、両者を並行して行うことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、映像の明るさの調節に必要な情報を、情報処理装置がカメラから供給される映像信号より取得するようにした構成では、映像信号の間引きにより情報量が減少することになる。情報が減少すると、情報処理装置自身の映像信号の強度の調節や、情報処理装置によるカメラの光電変換素子の出力ゲインの調節が困難となり、表示される映像が見苦しいものとなる。
【０００８】映像の明るさの調節はフィードバック制御によって行われる。すなわち、映像信号の強度の適正範囲をあらかじめ定めておき、映像信号の強度が適正範囲からどれだけずれているかを検出し、そのずれ量に応じて次の映像信号の強度を補正するという処理を繰り返すことにより、映像信号の強度を適正範囲内に収束させるようにしている。このため、映像信号を間引きすると、このフィードバック制御の周期が長くなって、映像を適正な明るさにするのが遅れてしまうことになる。
【０００９】蛍光灯光による照明の下での撮像では、映像の明るさの適正化の遅延は特に大きくなる。蛍光灯の光量は電源電力の交流周期で変動しており、その周期が撮像の周期と一致していないときは、映像信号の強度もフレームごとに変動する。このような条件のときに映像信号の間引きをすると、映像信号の強度の適正範囲からのずれ量は不規則に大きく変動することになり、フィードバック制御が発散する可能性が生じる。したがって、映像信号の強度の補正量を、映像信号の間引きをしない場合よりも少なくする必要が生じて、映像を適正な明るさにするのにその分長い時間を要する。
【００１０】蛍光灯の交流周期と撮像周期が一致しないとき、映像の明るさはフレームごとに変動するが、表示する全てのフレームの映像信号の強度が適正範囲に入っていなければフリッカが発生する。映像信号の強度を適正範囲内に収束させることが遅れるとフリッカの除去も遅れ、映像信号の間引きをするときは、明るさが不適正なだけでなくフリッカが生じた低品位の映像が長い時間表示されることになる。
【００１１】映像の色合いは、被写体自体の本質的な色のみならず、被写体を照明する光の色温度に依存する。たとえば、真白の被写体であっても、タングステン光下での撮像では赤味を帯びた画像となり、曇天の屋外での撮像では青味を帯びた画像となる。そこで、被写体の色を忠実に再現するために、光電変換素子の出力信号を処理する際に、ホワイトバランスすなわち光電変換素子からの赤、緑、青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の出力の混合の比率を調節することが行われている。
【００１２】通常、光源が変化しなければ光の色温度はほぼ一定になり、直前の映像信号に基づいてホワイトバランスを調節することで適正な色合いの映像が得られる。しかしながら、例えば、蛍光灯光とタングステン光の混合光源によって被写体が照明されているときは、蛍光灯の光量の周期的な変動によって色温度も周期的に変動するから、光の平均の色温度に基づいてホワイトバランスの調節を行うことが好ましい。その場合、映像信号が間引きされていると、色温度の平均を求めるのに時間がかかり、表示映像の色合いを速やかに調節することができなくなる。
【００１３】明るさやホワイトバランスを適正に設定する必要があるのは、表示される映像だけではなく、情報処理装置での複数映像の合成等の加工処理でも同じである。個々の映像に関して正しい情報を保持しておかなければ、加工後の映像を適正な明るさや色温度にすることはできない。
【００１４】本発明は、出力する映像信号の量に関わらず、撮像される映像や表示される映像の調節を常に適正に行うことが可能なデジタルカメラおよび映像表示装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明では、光電変換素子によって繰り返し撮像し、撮像と並行して、所定間隔のフレームまたはフィールドの映像信号を外部装置に供給するデジタルカメラにおいて、外部装置に映像信号を供給しないフレームまたはフィールドの映像に関する情報を、外部装置に供給するようにする。
【００１６】このデジタルカメラは、撮像を行いつつ、撮像した映像を表す映像信号を外部装置に供給する。外部装置に供給される映像信号は所定間隔のフレームまたはフィールドのものであるから、撮像した全ての映像のうち一部のフレームまたはフィールドは間引かれて、その映像信号は外部装置に供給されないことになる。一部の映像信号を外部装置に供給しないことで、外部装置への信号の供給速度に制限がある場合でも、撮像と外部装置への映像信号の供給を並行して行うことができる。デジタルカメラは、映像信号を供給しないフレームまたはフィールドについては、映像に関する情報を外部装置に供給する。
【００１７】外部装置は、供給された映像信号を任意に処理することが可能であり、例えばパーソナルコンピュータのように表示機能を有する装置であれば、供給されたフレームまたはフィールドの映像を順次表示することができる。また、供給された映像信号から、それらの映像に関する情報、例えば明るさやホワイトバランス、を得ることも可能である。
【００１８】映像信号を供給されなかったフレームやフィールドについては、映像を表示することは当然できないが、それらの映像に関する情報が供給されるから、外部装置はその情報で供給された映像信号から得た情報を補って、映像信号の処理をはじめとする様々な処理に利用することができる。デジタルカメラが映像信号を供給しない全てのフレームまたはフィールドの情報を外部装置に供給するようにすれば、外部装置は、撮像された全ての映像について情報を取得することができる。
【００１９】映像信号を供給しないフレームまたはフィールドの映像に関する情報を、所定間隔のフレームまたはフィールドの映像信号の供給の合間に、外部装置に供給するとよい。映像信号の供給の空き時間を有効に利用することができる。
【００２０】映像信号を供給しないフレームまたはフィールドの映像に関する情報として、映像全体の明るさ、複数の領域に分割した映像の領域ごとの明るさ、または映像のホワイトバランスを外部装置に供給するようにする。
【００２１】デジタルカメラを制御する機能を有する外部装置を使用し、外部装置によってデジタルカメラを制御するようにしてもよい。具体的には、撮像する映像の明るさやホワイトバランスの調節を外部装置によって制御する。この制御において外部装置は、供給された映像信号から得た明るさやホワイトバランスのみならず、映像信号を供給されないフレームまたはフィールドの映像の明るさやホワイトバランスを利用することができて、より確実で速やかな調節が可能となる。
【００２２】前記目的を達成するために、本発明ではまた、デジタルインターフェイスを備えたデジタルカメラとコンピュータとから成り、デジタルカメラで撮像した映像をフレームまたはフィールドごとのデジタルの映像信号としてコンピュータに順次伝送して、コンピュータで映像を表示する映像表示装置において、撮像した全てのフレームまたはフィールドのうち所定間隔の一部のフレームまたはフィールドの映像信号のみを伝送することにより、伝送する映像信号の量をデジタルインターフェイスが処理し得る量内に収めるとともに、映像信号の伝送の空き時間に、伝送しないフレームまたはフィールドの映像に関する情報をデジタルカメラからコンピュータに伝送するようにする。
【００２３】デジタルカメラで撮像した全てのフレームまたはフィールドの映像信号をコンピュータに伝送しようとすれば、信号量がデジタルインターフェイスの伝送処理能力を超えてしまい、映像信号が無秩序に欠落することになる。しかしながら、所定間隔の一部のフレームまたはフィールドの映像信号のみを伝送することにより、伝送する映像信号の量をデジタルインターフェイスが処理し得る量内に収めれば、映像信号の無秩序の欠落が防止され、コンピュータで規則正しく映像信号を処理することが可能になる。
【００２４】コンピュータは、伝送された映像信号からそれらのフレームまたはフィールドの映像に関する情報を得ることが可能であり、これに加えて伝送されないフレームまたはフィールドの映像に関する情報も得ることができる。したがって、コンピュータは、表示する映像の調節を、デジタルカメラが全てのフレームまたはフィールドの映像信号を伝送する場合と同様に行うことが可能である。
【００２５】映像信号を伝送しないフレームまたはフィールドの映像に関する情報として映像の明るさを伝送し、コンピュータが、伝送された映像信号とこの情報に基づいてデジタルカメラを制御して、撮像される映像の明るさを調節するようにするとよい。例えば、被写体が明るすぎる場合や暗すぎる場合でも、撮像される映像を速やかに適正な明るさにすることができる。表示される映像も速やかに適正な明るさとなる。
【００２６】コンピュータが、伝送された映像信号と明るさの情報に基づいて、表示する映像の明るさを調節するようにしてもよい。撮像される映像への影響はないが、表示映像を速やかに適正な明るさにすることができる。
【００２７】映像信号を伝送しないフレームまたはフィールドの映像に関する情報として映像のホワイトバランスを伝送し、コンピュータが、伝送された映像信号とこの情報に基づいてデジタルカメラを制御して、撮像される映像のホワイトバランスを調節するようにしてもよい。また、表示する映像のホワイトバランスを調節してもよい。表示映像の色合いを速やかに適正にすることができる。
【００２８】前記目的を達成するために、本発明ではさらに、デジタルカメラに、受光量に応じたアナログの信号を出力する撮像手段と、撮像手段の出力信号を増幅して出力する増幅手段と、増幅手段の出力信号をデジタルの信号に変換して出力する変換手段と、変換手段の出力信号からデジタルの映像信号を生成して出力する映像生成手段と、変換手段の出力信号の強度を検出し、検出した強度を表すデジタルの信号を出力する検出手段と、映像生成手段が出力する映像信号と前記検出手段の出力信号を入力されて、入力された信号を外部装置に送出する送出手段と、変換手段の出力信号を所定の周期で前記映像生成手段と前記検出手段に交互に与える切換手段を備える。
【００２９】この構成のデジタルカメラでは、撮像手段の出力は増幅してデジタル信号に変換された後、映像生成手段と検出手段とに交互に切り換えて与えられる。したがって、撮像された一部の映像から映像信号が生成され、映像信号が生成されない映像については信号の強度が検出されることになる。映像信号と検出された強度は送出手段から交互に送出され、デジタル信号として外部装置に与えられる。
【００３０】本発明ではまた、上記デジタルカメラとコンピュータとを組み合わせて、映像表示装置とする。ここで、コンピュータは、デジタルカメラの送出手段から送出される信号を受けて、映像生成手段が出力した映像信号が表す映像を表示するとともに、映像生成手段が出力した映像信号と検出手段の出力信号に基づいてデジタルカメラを制御するものとする。制御には、表示される映像の信号のみならず、表示されない映像の信号強度が利用される。
【００３１】コンピュータは、撮像手段の受光量または増幅手段の増幅率を制御して、映像生成手段によって生成される映像信号の強度を調節してもよく、映像生成手段の映像信号の生成を制御して、生成される映像信号のホワイトバランスを調節してもよい。生成される映像信号の強度を調節することで、表示される映像の明るさが調節され、生成される映像信号のホワイトバランスを調節することで、表示される映像の色合いが調節される。
【００３２】前記目的を達成するために、本発明ではさらにまた、デジタルカメラに、受光量に応じたアナログの信号を出力する撮像手段と、撮像手段の出力信号を増幅して出力する増幅手段と、増幅手段の出力信号をデジタルの信号に変換して出力する変換手段と、変換手段の出力信号からデジタルの映像信号を生成して出力する映像生成手段と、映像生成手段が出力する映像信号を外部装置に送出する送出手段と、変換手段の出力信号の映像生成手段への供給を所定の周期で遮断する遮断手段と、変換手段の出力信号の強度を検出する検出手段と、検出手段によって検出された強度に基づいて映像信号の調節に関する制御をする制御手段とを備える。
【００３３】この構成のデジタルカメラでは、撮像手段の出力は増幅してデジタル信号に変換された後、映像生成手段と制御手段に与えられるが、映像生成手段への供給は所定の周期で遮断されるため、撮像された一部の映像から映像信号が生成されることになる。生成された映像信号はデジタル信号として送出手段から外部装置に与えられる。制御手段は検出手段が検出した映像の信号強度に基づいて映像信号の調節に関する制御を行うが、検出手段は映像信号が生成されるか否かに関わらず映像の信号強度を検出するから、制御には映像信号が生成されない映像の信号強度も反映される。
【００３４】制御手段は、撮像手段の受光量または前記増幅手段の増幅率を制御して、映像生成手段によって生成される映像信号の強度を調節してもよく、映像生成手段の映像信号の生成を制御して、生成される映像信号のホワイトバランスを調節してもよい。外部装置に与えられる映像の明るさまたは色合いが調節されることになる。
【００３５】
【発明の実施の形態】本発明について図面を参照して説明する。以下に示す実施の形態では、デジタルカメラは、撮像した全フレームから映像信号を生成するのではなく、一部のフレームのみについて映像信号を生成する。映像信号を生成するフレームのことを有効フレームという。また、デジタルカメラによって撮像される映像の明るさをアイリスという。図１に、本発明の第１の実施形態のデジタルカメラ１の概略構成を示す。
【００３６】デジタルカメラ１は、撮像レンズを透過した被写体からの光を受けて受光量に応じたアナログの電気信号を出力する撮像手段としての光電変換素子（ＣＣＤ）１１、光電変換素子１１の出力信号を二重相関サンプリング処理して自動利得制御により増幅する増幅手段としてのＣＤＳ／ＡＧＣ回路１２、およびＣＤＳ／ＡＧＣ回路１２のアナログの出力信号をデジタル信号に変換する変換手段としてのＡ／Ｄコンバータ１３を備えている。これらの回路は１／３０秒の周期で動作し、毎秒３０フレームの映像が撮像される。
【００３７】デジタルカメラ１はさらに、Ａ／Ｄコンバータ１３の出力信号の伝達先を切り換える切換手段としての選択回路１４、選択回路１４の一方の出力信号を与えられて一時記憶するメモリ１５、メモリ１５から信号を読み出して処理し、デジタルの映像信号を生成する映像生成手段としての信号処理回路１６、メモリ１５の書き込みと読み出しを制御するメモリ制御回路１７、選択回路１４の他方の出力信号を与えられて、その信号の強度に基づき、それぞれアイリス調節およびホワイトバランス調節に必要な演算を行い、演算結果をデジタル信号として出力する検出手段としてのアイリス算出回路１８とホワイトバランス算出回路１９、外部装置とデジタル信号を授受するための外部インターフェイス２０、および映像調節回路２１を備えている。
【００３８】外部インターフェイス２０は、信号処理回路１６によって生成された映像信号とアイリス算出回路１８およびホワイトバランス算出回路１９の出力信号を与えられて、与えられた信号を所定の速度で外部装置に送出し、送出手段として機能する。外部インターフェイス２０は、また、外部装置から与えられる制御信号Ｃ４を映像調節回路２１に出力する。外部インターフェイス２０の信号処理能力は１２Ｍｂｐｓであり、これは映像信号にして毎秒１０フレーム強に相当する。したがって、外部インターフェイス２０は撮像された全フレームの１／３の映像信号を、撮像と並行して送出することができる。
【００３９】映像調節回路２１は制御信号Ｃ４に基づいて、光電変換素子１１の光電変換時間およびＣＤＳ／ＡＧＣ回路１２の増幅率を変化させ、これによりＣＤＳ／ＡＧＣ回路１２の出力信号の強度を調節してアイリス調節を行うとともに、信号処理回路１６における３色の信号の混合比を調節してホワイトバランス調節を行う。これらの調節のために、映像調節回路２１は、制御信号Ｃ１を後述のタイミング発生回路２２に、制御信号Ｃ２をＣＤＳ／ＡＧＣ回路１２に、制御信号Ｃ３を信号処理回路１６に出力する。
【００４０】上記諸回路のほか、デジタルカメラ１は、信号の伝達制御のために、タイミング発生回路２２および有効フレーム判定回路２３を備えている。タイミング発生回路２２は発振器２２ａを有しており、発振器２２ａの発振出力に基づいて種々のクロック信号を生成して、諸回路に与える。
【００４１】具体的には、光電変換の開始や蓄積電荷の出力のタイミングを指示する駆動パルスＳ１を光電変換素子１１に、サンプリングのタイミングを指示するサンプリングパルスＳ２をＣＤＳ／ＡＧＣ回路１２に、変換のタイミングを指示する変換パルスＳ３をＡ／Ｄコンバータ１３にそれぞれ与える。タイミング発生回路２２は制御信号Ｃ１に応じて駆動パルスＳ１を変化させ、光電変換時間を調節する。これにより、光電変換素子１１の受光量が変わり、出力信号の強度が調節される。
【００４２】タイミング発生回路２２は、また、光電変換素子１１が有効画素の出力をしている期間に高レベル、他の期間に低レベルとなり、光電変換素子１１の出力が有効画素の出力期間に相当するかブランキング期間に相当するかを表す有効画素識別信号Ｓ４をメモリ制御回路１７に、演算の開始と結果出力の時期を指示する演算制御信号Ｓ５およびＳ６をそれぞれアイリス算出回路１８およびホワイトバランス算出回路１９に、フレームの先頭に同期するフレーム識別信号Ｓ７を有効フレーム判定回路２３に与える。
【００４３】有効フレーム判定回路２３は、光電変換素子１１の出力信号から映像信号を生成するか否かを示す有効フレーム識別信号Ｓ８を生成して、選択回路１４およびメモリ制御回路１７に与える。有効フレーム識別信号Ｓ８は高低２レベルの信号であり、フレーム識別信号Ｓ７を分周して生成する。ここでは、外部インターフェイス２０の信号送出能力の範囲内で最多数のフレームの映像信号を生成するために、フレーム識別信号Ｓ７を３分周して、有効フレームを表す高レベルの期間を全期間の１／３にする。
【００４４】選択回路１４は、有効フレーム判定回路２３から与えられる有効フレーム識別信号Ｓ８が高レベルのときに、Ａ／Ｄコンバータ１３の出力信号をメモリ１５に出力し、有効フレーム識別信号Ｓ８が低レベルのときに、Ａ／Ｄコンバータ１３の出力信号をアイリス算出回路１８およびホワイトバランス算出回路１９に出力する。したがって、デジタル信号とされた光電変換素子１１の出力信号の伝達先は、フレーム単位で所定の周期で切り換えられることになる。
【００４５】メモリ制御回路１７は、有効フレーム判定回路２３から与えられる有効フレーム識別信号Ｓ８とタイミング発生回路２２から与えられる有効画素識別信号Ｓ４の論理積をとって、その論理演算結果をメモリ１５への書き込みを許可する書き込み制御信号Ｓ９として出力する。したがって、メモリ１５には、有効フレームの有効画素の信号のみが記憶される。
【００４６】メモリ制御回路１７には、外部インターフェイス２０が送出動作を行っているか否かを表す状況通知信号Ｓ１１も与えられる。メモリ制御回路１７は、書き込み制御信号Ｓ９を出力しておらずかつ外部インターフェイス２０が送出動作を行っていない期間に、メモリ１５に記憶している信号を信号処理回路１６に出力する指示を与える読み出し制御信号Ｓ１０を出力する。これにより、メモリ１５への書き込みとメモリ１５からの読み出しは交互に行われることになる。
【００４７】メモリ１５の信号記憶に関する制御のタイミングを図２に示す。図２において、（ａ）はＡ／Ｄコンバータ１３の出力を表しており、各フレームの信号は、有効画素の出力信号とそれに続くブランキング信号より成る。（ｂ）は有効フレーム識別信号Ｓ８であり、１フレームの期間高レベルになった後、２フレームの期間低レベルとなっている。
【００４８】（ｃ）は、選択回路１４のメモリ１５への出力を表しており、有効フレーム識別信号Ｓ８が高レベルの期間のみ、信号はメモリ１５に出力されている。（ｄ）は有効画素識別信号Ｓ４であり、（ａ）の有効画素に対応する期間のみ高レベルとなる。（ｅ）および（ｆ）はそれぞれ、書き込み制御信号Ｓ９および読み出し制御信号Ｓ１０である。（ｇ）はメモリ１５の動作状態を表しており、メモリ１５は書き込み制御信号Ｓ９および読み出し制御信号Ｓ１０に対応して動作する。
【００４９】信号処理回路１６の概略構成を図３に示す。信号処理回路１６は、色分離回路３１、ローパスフィルタ３２R、３２B、３２Y、利得制御回路３３R、３３B、γ補正回路３４、色差信号生成回路３５より成る。メモリ１５より入力される信号は色分離回路３１によってＲ信号、Ｂ信号およびＹ信号に分離され、各信号はローパスフィルタ３２R、３２B、３２Yによって高周波成分を除去される。
【００５０】ローパスフィルタ３２R、３２B透過後のＲ信号およびＢ信号は、利得制御回路３３R、３３Bに入力され、ホワイトバランス調節のために、制御信号Ｃ３に応じて個別に強度を調節される。利得制御回路３３R、３３Bの出力は、ローパスフィルタ３２Yを透過したＹ信号と共に、γ補正回路３４に入力される。γ補正された各信号は色差信号生成回路３５に与えられ、ここでＲ−Ｙ信号およびＢ−Ｙ信号の２つの色差信号が生成される。これらの色差信号は映像信号として外部インターフェイス２０に出力される。
【００５１】アイリス算出回路１８は、アイリス制御のために、選択回路１４から与えられるＡ／Ｄコンバータ１３の出力信号の強度を求める。本実施形態では多分割測光に基づいてアイリス制御を行うようにしており、アイリス算出回路１８は、撮像された映像を複数のブロックに分割してブロックごとの信号強度を算出する。映像の分割パターンを図４に示し、アイリス算出回路１８の構成の概略を図５に示す。ここでは、有効画素エリアを水平方向に８分割、垂直方向に６分割する。
【００５２】アイリス算出回路１８は、ブロック内の平均的な信号強度を求めるために部分的に強度の高い信号成分を除去するローパスフィルタ４１、信号を水平方向に１ブロック分加算するための加算器４２および水平データ保持レジスタ４３、水平方向に加算された信号を垂直方向に１ブロック分加算するための加算器４４およびデータ保持レジスタ４５ａ〜４５ｈ、ならびに加算後の全ブロックの信号を蓄積するシフトレジスタ４６より成る。
【００５３】前述のように、アイリス算出回路１８にはタイミング発生回路２２から演算制御信号Ｓ５が与えられており、これによって動作を制御される。演算制御信号Ｓ５には、水平データ保持レジスタ４３を制御する水平画素加算クロックおよびレジスタリセット信号、データ保持レジスタ４５ａ〜４５ｈを制御するブロックシフトクロックおよびブロックリセット信号、ならびにシフトレジスタ４６を制御するデータ読み出しクロックが含まれている。これらの制御信号に基づくアイリス算出回路１８の信号処理のタイミングを図６、７に示す。
【００５４】光電変換素子１１は水平３６２画素×垂直２９１ラインで構成され、有効画素数は約２１万である。これを８×６のブロックに分割することにより、各ブロックは水平方向４４画素×４８ラインで構成される。これらの信号を全て加算するとデータ量が多くなるため、水平方向に１画素おきに加算して、処理する信号量を半分にする。
【００５５】まず、最初のラインの加算を先頭ブロック（図４の最上段左端）について行う。すなわち、水平画素加算クロックに従って、水平方向に１画素おきに４４画素までの加算をする。この加算が終了した時点で、ブロックシフトクロックにより加算結果を水平データ保持レジスタ４３から、加算器４４を経て、最初のデータ保持レジスタ４５ａにシフトする。加算器４４では水平データ保持レジスタ４３の出力に最後のデータ保持レジスタ４５ｈの出力が加算されるが、後者の出力値は最初のラインの加算が終了するまでは初期値０であり、このシフトでは水平保持レジスタの内容がそのまま最初のデータ保持レジスタ４５ａにシフトされる。
【００５６】シフト後、レジスタリセット信号によって水平データ保持レジスタ４３をクリアして、次のブロックの水平方向の加算を行う。これを繰り返すことで、８ブロックに分割した水平１ライン分の加算結果を得る。
【００５７】１ブロックの水平方向の加算が終了するごとに、データ保持レジスタ４５ａ〜４５ｇの内容はブロックシフトクロックによってそれぞれ次のデータ保持レジスタ４５ｂ〜４５ｈにシフトさせられ、８番目のブロック（図４の最上段右端）の加算が終了した時には、先頭ブロックの加算結果は最後のデータ保持レジスタ４５ｈに格納されている。最後のデータ保持レジスタ４５ｈの出力は、次のラインの１ブロック分の加算結果を水平データ保持レジスタ４３からデータ保持レジスタ４５ａにシフトする際に、加算器４４によって加算される。
【００５８】したがって、データ保持レジスタ４５ａ〜４５ｈの内容は、ブロックごとの水平方向の加算結果を垂直方向に順次加算したものとなる。４８ライン分の加算を終了した時点では、先頭ブロックの全ラインの加算結果が最後のデータ保持レジスタ４５ｈに格納され、８番目のブロックの全ラインの加算結果が最初のデータ保持レジスタ４５ａに格納されている。データ保持レジスタ４５ａ〜４５ｈの内容はシフトレジスタ４６にシフトされ、その後、データ保持レジスタ４５ａ〜４５ｈはブロックリセット信号によってクリアされる。
【００５９】続いて、２段目のブロックの最初のラインに相当する４９番目のラインから上記の処理を繰り返して、２段目の８ブロックについての加算を行う。この処理を反復することにより、全てのブロックについての加算を行い、８×６の全ブロックの加算結果をシフトレジスタ４６に蓄積する。シフトレジスタ４６に蓄積されたブロックごとの加算結果は、データ読み出しクロックによって外部インターフェース２０に出力される。
【００６０】なお、アイリス制御のための情報量は少なくなるが、多分割測光に代えて全面平均測光を行うようにしてもよい。その場合、有効画素エリア全体を１ブロックとして扱うことで、必要なデータ保持レジスタをただ１つにすることが可能であり、アイリス算出回路の構成がきわめて簡単になる。また、上記のように分割して加算した結果を、全てのブロックについて加算することで、平均測光を行うようにしてもよい。その際、全ブロックに均等に重み付けをして加算すれば全面平均測光となり、有効画素エリアの中央部のブロックに周辺部よりも大きな重み付けをして加算すれば中央重点平均測光となる。
【００６１】ホワイトバランス算出回路１９の概略構成を図８に示す。ホワイトバランス算出回路１９は、色分離回路５１、ローパスフィルタ５２R、５２B、５２Y、γ補正回路５４、色差信号生成回路５５、Ｉ／Ｑ変換回路５６、リミッタ回路５７、Ｉ成分積分回路５８、およびＱ成分積分回路５９より成る。
【００６２】選択回路１４から与えられるＡ／Ｄコンバータ１３の出力信号は、色分離回路５１によってＲ信号、Ｂ信号およびＹ信号に分離される。これらの信号はローパスフィルタ５２R、５２B、５２Yによって高周波成分を除去され、γ補正された後、色差信号生成回路５５に入力されて、Ｒ−Ｙ信号およびＢ−Ｙ信号の２つの色差信号とされる。これらの色差信号は、Ｉ／Ｑ変換回路５６によってＩ信号およびＱ信号に変換された後、リミッタ回路５７に入力される。
【００６３】リミッタ回路５７は平均が白に近くなる信号のみを抽出する。これにより、例えば映像全体が同じ色の場合のように、ホワイトバランスの調節のための参考にならない信号が除去される。リミッタ回路５７から出力されるＩ信号およびＱ信号は、それぞれＩ成分積分回路５８およびＱ成分積分回路５９において積分され、積分結果は外部インターフェイス２０に出力される。
【００６４】こうして、外部インターフェイス２０には信号処理回路１６で生成された映像信号すなわちＲ−Ｙ信号およびＢ−Ｙ信号、アイリス算出回路１８の算出結果すなわちブロックごとの信号強度、ならびにホワイトバランス算出回路１９の算出結果すなわちＩ成分積分値およびＱ成分積分値が入力される。これらの信号は全てデジタル信号であり、外部インターフェイス２０は入力された信号を外部装置に、前述の速度で順次送出する。
【００６５】Ａ／Ｄコンバータ１３から外部インターフェイス２０までの信号処理経路における信号のフレーム間の関係と、タイミングを図９に示す。図９において、（ａ）はＡ／Ｄコンバータ１３の出力信号、（ｂ）は信号処理回路１６で処理される信号、（ｃ）はアイリス算出回路１８で処理される信号、（ｄ）はアイリス算出回路１８の算出結果の信号、（ｅ）はホワイトバランス算出回路１９で処理される信号、（ｆ）はホワイトバランス算出回路１９の算出結果の信号、（ｇ）は外部インターフェイス２０に入力され、外部装置に出力される信号を表す。
【００６６】Ａ／Ｄコンバータ１３の出力信号（ａ）は、３フレームごとに信号処理回路１６に与えられて（ｂ）、生成された映像信号は外部インターフェイス２０の送出能力に応じた速度で外部インターフェイス２０に与えられ、外部装置に送出される（ｇ）。信号処理回路１６に与えられないフレーム、すなわち映像信号とされないフレームの信号は、アイリス算出回路１８とホワイトバランス算出回路１９に与えられて（ｃ、ｅ）、各回路の算出結果（ｄ、ｆ）は映像信号の後に外部インターフェイス２０に与えられて、外部装置に送出される（ｇ）。したがって、映像信号を送出されないフレームの映像に関する情報が、映像信号の送出の合間に外部装置に送出される。
【００６７】本実施形態では、外部装置として、デジタルカメラ１にパーソナルコンピュータが接続されている。このパーソナルコンピュータの概略構成を図１０に示す。パーソナルコンピュータ７は、ＣＲＴまたはＬＣＤから成る表示装置７１、キーボードおよびマウスを含む入力装置７２、ＣＰＵ７３、ならびにＲＯＭ、ＲＡＭ、磁気ディスクおよび光ディスクを含む記憶装置７４を備えている。これらによりコンピュータの通常の情報処理機能が実現される。
【００６８】このほか、パーソナルコンピュータ７には、デジタルカメラ１で撮像した映像を表示するために、信号処理回路７６およびデジタルインターフェイス７７が設けられている。パーソナルコンピュータ７は、また、デジタルカメラ１に制御信号を与えてデジタルカメラ１の撮像を制御する。
【００６９】信号処理回路７６は、信号分離回路８１、映像信号処理回路８２、アイリス算出回路８３およびホワイトバランス算出回路８４より成る。信号分離回路８１はインターフェイス７７で受信した信号を、映像信号とアイリス算出結果およびホワイトバランス算出結果の信号とに分離する。分離された映像信号は映像信号処理回路８２、アイリス算出回路８３およびホワイトバランス算出回路８４にそれぞれ与えられ、分離されたアイリス算出結果およびホワイトバランス算出結果はＣＰＵ７３に与えられる。
【００７０】映像信号処理回路８２は、ブランキング信号の付加およびアナログ信号への変換を含む処理を映像信号に施して、表示装置７１に映像信号を出力する。これにより、デジタルカメラ１から与えられたフレームの映像が順次表示される。映像信号処理回路８２は、デジタルカメラ１の撮像周期と同じ１／３０秒の周期で動作し、映像の表示を撮像と並行して行うために、同一フレームの映像信号を３回出力する。アイリス算出回路８３およびホワイトバランス算出回路８４は、デジタルカメラ１のアイリス算出回路１８およびホワイトバランス算出回路１９と同様に構成されており、同様の処理を行って、算出結果をＣＰＵ７３に与える。
【００７１】ＣＰＵ７３は、アイリス算出回路８３の算出結果および信号分離回路８１によって分離されたデジタルカメラ１のアイリス算出回路１８の算出結果に基づいて、デジタルカメラ１に与えるアイリス制御信号を生成する。具体的には、全ブロックの信号強度を加算して平均し、この平均値を主たる被写体を含むブロックの信号強度の平均値を考慮して補正し、補正後の平均信号強度が所定の強度範囲内にないときに、光電変換素子１１の光電変換時間もしくはＣＤＳ／ＡＧＣ回路１２のゲインまたは両者を、所定量だけ増加または減少させる指示を制御信号に記す。
【００７２】このように主たる被写体を含むブロックの信号強度に基づいて映像全体の平均信号強度を補正することで多分割測光の特長が発揮され、逆光条件下で撮像する場合でも、主たる被写体を適正な明るさにした映像を撮像することができる。映像のうちどの部分が主たる被写体であるかは、映像観察者が入力装置７２を介して指定することができる。映像のうちどの部分が主たる被写体であるかを判断するプログラムを記憶装置７４に記憶しておき、ＣＰＵ７３がそのプログラムに従って自動的に判断するようにしてもよい。
【００７３】映像全体の平均の信号強度の算出に際しては、他のブロックに比べて異常に強度の高いブロックは除外する。これにより、フレア等の迷走光の影響を受けることなく、撮像される映像の明るさを調節することができる。
【００７４】平均の信号強度は、フィードバック制御を確実ならしめるために少なくとも３フレーム以上の、所定数の連続するフレームについて算出する。マイクロコンピュータ７には全てのフレームの映像の信号強度が供給されるから、常に、連続するフレームの信号強度の平均値を求めることが可能である。
【００７５】ＣＰＵ７３はデジタルカメラ１に与えるホワイトバランス制御信号も生成する。この制御信号の生成においても、アイリス制御信号の生成と同様に、ホワイトバランス算出回路８３で映像信号から算出した結果のみならず、信号分離回路８１によって分離されたデジタルカメラ１のホワイトバランス算出回路１９の算出結果を考慮する。ＣＰＵ７３は、少なくとも３フレーム以上の所定数の連続するフレームについて、Ｉ成分積分値の平均とＱ成分積分値の平均を求め、これらに基づいて、信号処理回路１６の利得制御回路３２Rおよび３２Bでの利得調節を変化させる指示を制御信号に記す。
【００７６】ＣＰＵ７３が生成したアイリス制御信号およびホワイトバランス制御信号は、インターフェイス７７を介してデジタルカメラ１の外部インターフェイス２０に伝送され、制御信号Ｃ４として映像調節回路２１に与えられる。映像調節回路２１によるデジタルカメラ１の撮像の調節は前述のとおりである。
【００７７】なお、記憶装置７４に所定の映像信号を記憶しておき、これを映像信号処理回路８２に与えて信号分離回路８１から与えられる映像信号と合成するようにしてもよい。映像にタイトル等を重ねて表示することが可能になる。また、信号分離回路８１によって分離された映像信号を、記憶装置７４に記憶させるようにしてもよい。記憶した映像信号を後にＣＰＵ７３によって読み出し、任意に加工することができる。
【００７８】以上説明したように、本実施形態では、デジタルカメラ１によって撮像し、撮像した映像の一部のフレームについて映像信号を生成し、この映像信号をパーソナルコンピュータ７に伝送してパーソナルコンピュータ７上で映像を表示する。デジタルカメラ１で撮像される映像の明るさおよびホワイトバランスの調節はパーソナルコンピュータ７によって制御され、その制御は伝送された映像信号と、映像信号を生成されたなかったフレームの映像の明るさおよびホワイトバランスとに基づいて行われる。映像信号を生成されなかったフレームの映像に関するこれらの情報は、映像信号の送信の合間に行われるから、空き時間が有効に利用される。
【００７９】本実施形態のデジタルカメラ１とパーソナルコンピュータ７の組み合わせでは、撮像した全フレームに基づいて撮像調節を制御するから、調節制御が確実かつ速やかに収束する。表示される映像は一部のフレームのみであるが、その明るさおよびホワイトバランスも速やかに適正になり、フレームの間引き処理によって従来生じていた表示映像の質の劣化の問題が解消される。
【００８０】なお、光電変換素子１１に入射する光束を規制するための絞りをデジタルカメラ１に備え、この絞りの開口径を調節することによって、撮像する映像の明るさを調節するようにしてもよい。絞りの調節により被写界深度が変わり、光電変換時間の調節やゲインの調節では変えることができない映像のぼけ具合を調節することも可能になる。その場合、絞りを調節する制御信号をパーソナルコンピュータ７で生成し、これに基づいて映像調節回路２１が絞りを調節すればよい。
【００８１】本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、デジタルカメラで撮像した映像の一部のフレームについて映像信号を生成し、これをパーソナルコンピュータに伝送して表示する点で、上記第１の実施形態と同様であるが、パーソナルコンピュータによってデジタルカメラを制御することは行わず、デジタルカメラによる撮像を常時一定とする。パーソナルコンピュータで表示する映像は、パーソナルコンピュータで明るさとホワイトバランスの調節を行う。
【００８２】本実施形態のデジタルカメラ２の概略構成を図１１に示す。デジタルカメラ２は、図１に示した第１の実施形態のデジタルカメラ１から映像調節回路２１を除いた構成であり、タイミング発生回路２２、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１２および信号処理回路１６には、前述の制御信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は与えられない。また、外部インターフェイス２０は送信専用である。デジタルカメラ２の他の構成および機能はデジタルカメラ１と同じであり、重複する説明は省略する。
【００８３】本実施形態のパーソナルコンピュータ８の概略構成を図１２に示す。パーソナルコンピュータ８は第１の実施形態のパーソナルコンピュータ７と類似の構成であるが、映像信号処理回路８２の構成および機能、ならびにＣＰＵ７３からの制御信号の出力先が相違する。他の構成はパーソナルコンピュータ７と同じであり、重複する説明は省略する。
【００８４】図示しないが、映像信号処理回路８２は、映像信号の強度を一率に変化させる表示映像のアイリス調節用の利得制御回路を備えており、また、デジタルカメラ１の信号処理回路１６の利得制御回路３２Rおよび３２Bに相当するホワイトバランス調節用の利得制御回路を備えている。
【００８５】ＣＰＵ７３は、アイリス算出回路８３の算出結果および信号分離回路８１によって分離されたデジタルカメラ１のアイリス算出回路１８の算出結果に基づいて算出した制御信号を、アイリス調節用の利得制御回路に与え、ホワイトバランス算出回路８４の算出結果および信号分離回路８１によって分離されたデジタルカメラ１のホワイトバランス算出回路１９の算出結果に基づいて算出した制御信号を、ホワイトバランス調節用の利得制御回路に与える。
【００８６】本実施形態では、表示映像の調節をパーソナルコンピュータ８自体で行うことにより、デジタルカメラ２の構成が簡素になっている。また、パーソナルコンピュータ８からデジタルカメラ２への制御信号の伝送が必要ないため、デジタルカメラ２の外部インターフェイス２０として送信専用のものを用いることができる。本実施形態の構成では、撮像の調節は行わないが、表示映像の調節を撮像した全フレームに基づいて制御するから、表示映像の調節制御が速やかに収束し、フレーム間引きに起因する表示映像の質の劣化の問題が解消される。
【００８７】本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態は、デジタルカメラで撮像した映像の一部のフレームについて映像信号を生成し、これをパーソナルコンピュータに伝送して表示する点で、上記第１および第２の実施形態と同様であるが、デジタルカメラ自体でアイリス調節およびホワイトバランス調節を行う。
【００８８】本実施形態のデジタルカメラ３の概略構成を図１３に示す。第１の実施形態のデジタルカメラ１と同じ構成の回路についての説明は省略し、異なる構成および機能の回路について説明する。デジタルカメラ３は、第１の実施形態のデジタルカメラ１の選択回路１４に代えて、Ａ／Ｄコンバータ１３の出力信号のメモリ１５への伝達、すなわち信号処理回路１６への供給を、所定の周期で遮断する遮断回路２４を備えている。
【００８９】遮断回路２４には有効フレーム判定回路２３から、第１の実施形態と同じ有効フレーム識別信号Ｓ８が与えられ、遮断回路２４は有効フレーム識別信号Ｓ８が高レベルの期間にのみ、Ａ／Ｄコンバータ１３の出力信号をメモリ１５に出力する。メモリ１５の書き込みおよび読み出しを制御するメモリ制御回路１７および信号処理回路１６の構成および機能は第１の実施形態と同じであり、信号処理回路１６は撮像された全フレームのうち１／３のフレームについて映像信号を生成する。生成された映像信号は送信専用の外部インターフェイス２０から、パーソナルコンピュータに送出される。
【００９０】アイリス算出回路１８およびホワイトバランス算出回路１９には、Ａ／Ｄコンバータ１３の出力信号が直接供給される。これらの回路は、撮像された全てのフレームについて、アイリス調節またはホワイトバランス調節のための演算を行い、演算結果を映像調節回路２１に与える。映像調節回路２１は、与えられた演算結果に基づいて、制御信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を出力する。アイリス算出回路１８およびホワイトバランス算出回路１９の演算の内容、ならびに映像調節回路２１による制御の内容は第１の実施形態と同じである。
【００９１】本実施形態のパーソナルコンピュータは、図１０に示したパーソナルコンピュータ７から、信号分離回路８１、アイリス算出回路８３およびホワイトバランス算出回路８４を除いた構成である。また、ＣＰＵ７３はデジタルカメラ３を制御するための演算を行わない。
【００９２】本実施形態のデジタルカメラ３とパーソナルコンピュータの組み合わせは、第１の実施形態のデジタルカメラ１とパーソナルコンピュータ７の組み合わせと機能的に等価である。本実施形態でも、撮像の調節を撮像した全フレームに基づいて制御するから、調節制御が速やかに収束し、フレームの間引き処理によって表示映像の明るさやホワイトバランスの調節が遅れることがない。
【００９３】なお、ここでは、デジタルカメラの動作周期、外部インターフェイスの送信速度、映像信号を送信するフレームの全フレームに対する比率、光電変換素子の画素数、信号強度検出のための有効画素エリアの分割、パーソナルコンピュータの動作周期等を、具体的な数値を掲げて説明したが、本発明はこれらの数値に限定されるものではなく、任意に変更可能である。特に、映像信号を送信するフレームの全フレームに対する比率は、外部インターフェイスの送信速度、光電変換素子の画素数、および撮像周期を考慮して設定すべきものである。
【００９４】また、上記いずれの実施形態においても、撮像および信号処理をフレーム単位で行うようにしたが、１フレームを２フィールドで構成し、信号処理をフィールド単位で行う構成としてもよい。撮像した全フィールドのうち、所定間隔の一部のフィールドについてのみ映像信号を生成して送出し、映像信号を生成しないフィールドについては、明るさやホワイトバランスを算出して、その算出結果を映像信号の合間に送信することで、容易に本発明を適用することができる。
【００９５】
【発明の効果】請求項１のデジタルカメラによるときは、外部装置への信号の供給速度に制限がある場合でも、供給する映像信号の量を制限内に抑えることが可能であり、撮像と映像信号の供給を並行して行うことができる。しかも、映像信号を供給しない映像に関する情報を外部装置に供給するから、外部装置は供給された映像信号の処理をはじめとする任意の処理にその情報を利用することができて、外部装置が行う処理の質が高いものとなる。
【００９６】請求項２のデジタルカメラでは、映像信号の供給の空き時間を有効に利用することができる。しかも、外部装置への情報供給のために映像信号に何の処理も施す必要がないから、デジタルカメラの構成が簡単になり、外部装置での映像信号の処理も容易である。
【００９７】請求項３のデジタルカメラでは、外部装置は、情報として供給された明るさを利用して、映像の明るさに関する処理を的確にかつ速やかに行うことが可能である。例えば、供給された映像信号の映像を表示する場合、被写体の明るさが変化しても、表示映像を速やかに適正な明るさにすることができる。
【００９８】請求項４のデジタルカメラでは、外部装置は映像の明るさに関する処理を、分割された領域ごとの明るさに応じて、細かく行うことができる。例えば、逆光条件下で撮像した映像であっても、主要な被写体が適正な明るさになるように表示することができる。
【００９９】請求項５のデジタルカメラでは、被写体の明るさが変動した場合でも、これに速やかに応じて、適正な明るさの映像を撮像することが可能である。
【０１００】請求項６のデジタルカメラでは、外部装置は、情報として供給されたホワイトバランスを利用して、映像の色合いに関する処理を的確にかつ速やかに行うことが可能である。例えば、供給された映像信号の映像を表示する場合、被写体を照明する光の色温度が変化しても、表示映像を速やかに適正な色合いにすることができる。
【０１０１】請求項７のデジタルカメラでは、光の色温度が変動した場合でも、これに速やかに応じて、適正な色合いの映像を撮像することが可能である。
【０１０２】請求項８の映像表示装置によるときは、伝送する映像信号の量をデジタルインターフェイスが処理し得る量内に収めることで、映像信号の無秩序の欠落が防止され、コンピュータは規則正しく映像信号を処理することが可能である。しかも、コンピュータは、伝送された映像の情報のみならず伝送されない映像の情報も利用することができるため、表示映像の調節を、全ての映像信号を伝送する場合と同様に、的確にかつ速やかに行うことが可能である。
【０１０３】請求項９の映像表示装置では、被写体を照明する光量が変動しても、撮像される映像を速やかに適正な明るさにすることができる。表示される映像も速やかに適正な明るさとなる。細かい周期で光量が変動するときは、映像の明るさが適正でなければ表示映像にフリッカが発生しがちであるが、撮像する映像を速やかに適正な明るさとすることで、フリッカの発生期間も短く抑えることができる。
【０１０４】請求項１０の映像表示装置でも、表示映像を速やかに適正な明るさにすることが可能であり、フリッカが発生し易い条件で撮像する場合でも、表示映像からフリッカを速やかに除去することができる。
【０１０５】請求項１１の映像表示装置では、被写体を照明する光の色温度が変動しても、撮像される映像を速やかに適正な色合いにすることができる。表示される映像の色合いも速やかに適正になる。
【０１０６】請求項１２の映像表示装置でも、表示映像の色合いを速やかに適正にすることができる。
【０１０７】請求項１３のデジタルカメラによるときは、撮像された全映像のうちの一部の映像から映像信号を生成して外部装置に送出するため、外部装置への信号伝送速度に制限がある場合でも、撮像と映像信号の伝送を並行して行うことができる。しかも、送出しない映像については映像信号を生成しないから、映像信号の生成を無駄に行うことがない。また、映像信号を送出しない映像については信号の強度を検出して外部装置に送出するから、外部装置が映像信号の処理に利用し得る情報量は多くなる。さらに、検出した強度と映像信号を交互に送出することで、検出強度の送出を映像信号送出の空き時間に行うことができて、時間を有効に利用することができる。
【０１０８】請求項１４の映像表示装置によるときは、映像の表示をコンピュータで行うから、単に映像を表示するだけでなく、映像信号に処理を施したり映像信号を記憶したりすることが可能になる。また、撮像の制御もコンピュータで行うから、撮像される映像を、映像観察者の指示に応じてまたはプログラムに従って任意に調節することができる。制御にはデジタルカメラから映像信号を送出しない映像の信号の強度も利用可能であり、これにより的確かつ速やかな調節がなされる。
【０１０９】請求項１５または請求項１６の映像表示装置では、撮像される映像の明るさまたは色合いが調節され、したがって、表示される映像も適正な明るさまたは色合いとなる。
【０１１０】請求項１７のデジタルカメラによるときは、撮像された全映像のうちの一部の映像から映像信号を生成して外部装置に送出するため、外部装置への信号伝送速度に制限がある場合でも、撮像と映像信号の伝送を並行して行うことができる。しかも、送出しない映像については映像信号を生成しないから、映像信号の生成を無駄に行うことがない。映像信号の調節制御はデジタルカメラ自体が行うが、撮像した全ての映像の信号強度に基づいて行われるから、的確かつ速やかな調節が可能である。
【０１１１】請求項１８または請求項１９のデジタルカメラでは、撮像される映像の明るさまたは色合いが調節され、したがって、外部装置に送出される映像信号が表す映像も適正な明るさまたは色合いとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施形態のデジタルカメラの概略構成を示す図。
【図２】 デジタルカメラのメモリに関する制御のタイミングを示す図。
【図３】 デジタルカメラの信号処理回路の概略構成を示す図。
【図４】 信号強度算出のための映像の分割パターンを示す図。
【図５】 デジタルカメラのアイリス算出回路の概略構成を示す図。
【図６】 デジタルカメラのアイリス算出回路の信号処理のタイミングを示す図。
【図７】 図６に続く信号処理のタイミングを示す図。
【図８】 デジタルカメラのホワイトバランス算出回路の概略構成を示す図。
【図９】 デジタルカメラの信号処理経路における信号のフレーム間の関係とタイミングを示す図。
【図１０】 第１の実施形態のパーソナルコンピュータの概略構成を示す図。
【図１１】 第２の実施形態のデジタルカメラの概略構成を示す図。
【図１２】 第２の実施形態のパーソナルコンピュータの概略構成を示す図。
【図１３】 第３の実施形態のデジタルカメラの概略構成を示す図。
【符号の説明】
１、２、３ デジタルカメラ
７、８ パーソナルコンピュータ
１１ 光電変換素子
１２ ＣＤＳ／ＡＧＣ回路
１３ Ａ／Ｄコンバータ
１４ 選択回路
１５ メモリ
１６ 信号処理装置
１７ メモリ制御回路
１８ アイリス算出回路
１９ ホワイトバランス算出回路
２０ 外部インターフェイス
２１ 映像調節回路
２２ タイミング発生回路
２３ 有効フレーム判定回路
２４ 遮断回路
３１ 色分離回路
３２R、３２B、３２Y ローパスフィルタ
３３R、３３B 利得制御回路
３４ γ補正回路
３５ 色差信号生成回路
４１ ローパスフィルタ
４２ 加算器
４３ レジスタ
４４ 加算器
４５ａ〜４５ｈ レジスタ
４６ シフトレジスタ
５１ 色分離回路
５２R、５２B、５２Y ローパスフィルタ
５４ γ補正回路
５５ 色差信号生成回路
５６ Ｉ／Ｑ変換回路
５７ リミッタ回路
５８ Ｉ成分積分回路
５９ Ｑ成分積分回路
７１ 表示装置
７２ 入力装置
７３ ＣＰＵ
７４ 記憶装置
７６ 信号処理回路
７７ デジタルインターフェイス
８１ 信号分離回路
８２ 映像信号処理回路
８３ アイリス算出回路
８４ ホワイトバランス算出回路
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光電変換素子によって撮像を行いデジタルの映像信号を出力するデジタルカメラ、およびデジタルカメラで撮像した映像を情報処理装置で表示するデジタルカメラを備えた映像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光電変換素子によって撮像を行うビデオカメラを、パーソナルコンピュータをはじめとする情報処理装置の映像入力に用いることが行われている。このような情報処理装置では、カメラから供給される映像の表示のほか、映像信号の加工、保存等の様々な処理が行われる。
【０００３】ビデオカメラを情報処理装置の映像入力専用とするシステムでは、カメラの構成を簡略にするために、映像の明るさを調節する機構や、明るさの調節に必要な情報の取得のための装置を、カメラから省略したものがある。このようなシステムでは、情報処理装置が、映像の明るさの調節に必要な情報をカメラから供給される映像信号より取得し、取得した情報に基づいて、自身で映像信号の強度を変化させて表示する映像の明るさを調整し、または、カメラの光電変換素子の出力ゲインを制御して、撮像される映像の明るさを調整するようにしている。
【０００４】近年では、ビデオカメラの信号処理回路のデジタル化が進み、光電変換素子のアナログの出力信号からデジタルの映像信号を生成するデジタルカメラが実用化されている。映像信号を情報処理装置での直接の利用が容易なデジタル信号の形態で供給するめに、デジタルインターフェイスを備えたカメラも提供されるようになってきた。
【０００５】従来より、ビデオカメラではテレビジョン方式の基準である毎秒３０フレーム（６０フィールド）の周期で撮像を行っており、デジタルカメラでもこれを踏襲している。ところが、ビデオカメラに用いられる光電変換素子は画素数の少ないものでも十万画素以上であって、映像信号はきわめて多量であるため、撮像した全てのフレームまたはフィールドの映像信号を伝送するには、デジタルインターフェイスの処理能力が及ばない現状にある。このため、映像信号をデジタル信号として出力するデジタルカメラでは、間引きを行って、一部のフレームまたはフィールドの映像信号のみを出力するようにしている。
【０００６】間引きされた映像信号を供給される情報処理装置では、同一のフレームまたはフィールドの映像を繰り返して表示することにより、同一映像の表示時間を長くする。これにより、表示速度を撮像速度に一致させて、両者を並行して行うことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、映像の明るさの調節に必要な情報を、情報処理装置がカメラから供給される映像信号より取得するようにした構成では、映像信号の間引きにより情報量が減少することになる。情報が減少すると、情報処理装置自身の映像信号の強度の調節や、情報処理装置によるカメラの光電変換素子の出力ゲインの調節が困難となり、表示される映像が見苦しいものとなる。
【０００８】映像の明るさの調節はフィードバック制御によって行われる。すなわち、映像信号の強度の適正範囲をあらかじめ定めておき、映像信号の強度が適正範囲からどれだけずれているかを検出し、そのずれ量に応じて次の映像信号の強度を補正するという処理を繰り返すことにより、映像信号の強度を適正範囲内に収束させるようにしている。このため、映像信号を間引きすると、このフィードバック制御の周期が長くなって、映像を適正な明るさにするのが遅れてしまうことになる。
【０００９】蛍光灯光による照明の下での撮像では、映像の明るさの適正化の遅延は特に大きくなる。蛍光灯の光量は電源電力の交流周期で変動しており、その周期が撮像の周期と一致していないときは、映像信号の強度もフレームごとに変動する。このような条件のときに映像信号の間引きをすると、映像信号の強度の適正範囲からのずれ量は不規則に大きく変動することになり、フィードバック制御が発散する可能性が生じる。したがって、映像信号の強度の補正量を、映像信号の間引きをしない場合よりも少なくする必要が生じて、映像を適正な明るさにするのにその分長い時間を要する。
【００１０】蛍光灯の交流周期と撮像周期が一致しないとき、映像の明るさはフレームごとに変動するが、表示する全てのフレームの映像信号の強度が適正範囲に入っていなければフリッカが発生する。映像信号の強度を適正範囲内に収束させることが遅れるとフリッカの除去も遅れ、映像信号の間引きをするときは、明るさが不適正なだけでなくフリッカが生じた低品位の映像が長い時間表示されることになる。
【００１１】映像の色合いは、被写体自体の本質的な色のみならず、被写体を照明する光の色温度に依存する。たとえば、真白の被写体であっても、タングステン光下での撮像では赤味を帯びた画像となり、曇天の屋外での撮像では青味を帯びた画像となる。そこで、被写体の色を忠実に再現するために、光電変換素子の出力信号を処理する際に、ホワイトバランスすなわち光電変換素子からの赤、緑、青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の出力の混合の比率を調節することが行われている。
【００１２】通常、光源が変化しなければ光の色温度はほぼ一定になり、直前の映像信号に基づいてホワイトバランスを調節することで適正な色合いの映像が得られる。しかしながら、例えば、蛍光灯光とタングステン光の混合光源によって被写体が照明されているときは、蛍光灯の光量の周期的な変動によって色温度も周期的に変動するから、光の平均の色温度に基づいてホワイトバランスの調節を行うことが好ましい。その場合、映像信号が間引きされていると、色温度の平均を求めるのに時間がかかり、表示映像の色合いを速やかに調節することができなくなる。
【００１３】明るさやホワイトバランスを適正に設定する必要があるのは、表示される映像だけではなく、情報処理装置での複数映像の合成等の加工処理でも同じである。個々の映像に関して正しい情報を保持しておかなければ、加工後の映像を適正な明るさや色温度にすることはできない。
【００１４】本発明は、出力する映像信号の量に関わらず、撮像される映像や表示される映像の調節を常に適正に行うことが可能なデジタルカメラおよび映像表示装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明では、光電変換素子によって繰り返し撮像し、撮像と並行して、所定間隔のフレームまたはフィールドの映像信号を外部装置に供給するデジタルカメラにおいて、外部装置に映像信号を供給しないフレームまたはフィールドの映像に関する情報を、外部装置に供給するようにする。
【００１６】このデジタルカメラは、撮像を行いつつ、撮像した映像を表す映像信号を外部装置に供給する。外部装置に供給される映像信号は所定間隔のフレームまたはフィールドのものであるから、撮像した全ての映像のうち一部のフレームまたはフィールドは間引かれて、その映像信号は外部装置に供給されないことになる。一部の映像信号を外部装置に供給しないことで、外部装置への信号の供給速度に制限がある場合でも、撮像と外部装置への映像信号の供給を並行して行うことができる。デジタルカメラは、映像信号を供給しないフレームまたはフィールドについては、映像に関する情報を外部装置に供給する。
【００１７】外部装置は、供給された映像信号を任意に処理することが可能であり、例えばパーソナルコンピュータのように表示機能を有する装置であれば、供給されたフレームまたはフィールドの映像を順次表示することができる。また、供給された映像信号から、それらの映像に関する情報、例えば明るさやホワイトバランス、を得ることも可能である。
【００１８】映像信号を供給されなかったフレームやフィールドについては、映像を表示することは当然できないが、それらの映像に関する情報が供給されるから、外部装置はその情報で供給された映像信号から得た情報を補って、映像信号の処理をはじめとする様々な処理に利用することができる。デジタルカメラが映像信号を供給しない全てのフレームまたはフィールドの情報を外部装置に供給するようにすれば、外部装置は、撮像された全ての映像について情報を取得することができる。
【００１９】映像信号を供給しないフレームまたはフィールドの映像に関する情報を、所定間隔のフレームまたはフィールドの映像信号の供給の合間に、外部装置に供給するとよい。映像信号の供給の空き時間を有効に利用することができる。
【００２０】映像信号を供給しないフレームまたはフィールドの映像に関する情報として、映像全体の明るさ、複数の領域に分割した映像の領域ごとの明るさ、または映像のホワイトバランスを外部装置に供給するようにする。
【００２１】デジタルカメラを制御する機能を有する外部装置を使用し、外部装置によってデジタルカメラを制御するようにしてもよい。具体的には、撮像する映像の明るさやホワイトバランスの調節を外部装置によって制御する。この制御において外部装置は、供給された映像信号から得た明るさやホワイトバランスのみならず、映像信号を供給されないフレームまたはフィールドの映像の明るさやホワイトバランスを利用することができて、より確実で速やかな調節が可能となる。
【００２２】前記目的を達成するために、本発明ではまた、デジタルインターフェイスを備えたデジタルカメラとコンピュータとから成り、デジタルカメラで撮像した映像をフレームまたはフィールドごとのデジタルの映像信号としてコンピュータに順次伝送して、コンピュータで映像を表示する映像表示装置において、撮像した全てのフレームまたはフィールドのうち所定間隔の一部のフレームまたはフィールドの映像信号のみを伝送することにより、伝送する映像信号の量をデジタルインターフェイスが処理し得る量内に収めるとともに、映像信号の伝送の空き時間に、伝送しないフレームまたはフィールドの映像に関する情報をデジタルカメラからコンピュータに伝送するようにする。
【００２３】デジタルカメラで撮像した全てのフレームまたはフィールドの映像信号をコンピュータに伝送しようとすれば、信号量がデジタルインターフェイスの伝送処理能力を超えてしまい、映像信号が無秩序に欠落することになる。しかしながら、所定間隔の一部のフレームまたはフィールドの映像信号のみを伝送することにより、伝送する映像信号の量をデジタルインターフェイスが処理し得る量内に収めれば、映像信号の無秩序の欠落が防止され、コンピュータで規則正しく映像信号を処理することが可能になる。
【００２４】コンピュータは、伝送された映像信号からそれらのフレームまたはフィールドの映像に関する情報を得ることが可能であり、これに加えて伝送されないフレームまたはフィールドの映像に関する情報も得ることができる。したがって、コンピュータは、表示する映像の調節を、デジタルカメラが全てのフレームまたはフィールドの映像信号を伝送する場合と同様に行うことが可能である。
【００２５】映像信号を伝送しないフレームまたはフィールドの映像に関する情報として映像の明るさを伝送し、コンピュータが、伝送された映像信号とこの情報に基づいてデジタルカメラを制御して、撮像される映像の明るさを調節するようにするとよい。例えば、被写体が明るすぎる場合や暗すぎる場合でも、撮像される映像を速やかに適正な明るさにすることができる。表示される映像も速やかに適正な明るさとなる。
【００２６】コンピュータが、伝送された映像信号と明るさの情報に基づいて、表示する映像の明るさを調節するようにしてもよい。撮像される映像への影響はないが、表示映像を速やかに適正な明るさにすることができる。
【００２７】映像信号を伝送しないフレームまたはフィールドの映像に関する情報として映像のホワイトバランスを伝送し、コンピュータが、伝送された映像信号とこの情報に基づいてデジタルカメラを制御して、撮像される映像のホワイトバランスを調節するようにしてもよい。また、表示する映像のホワイトバランスを調節してもよい。表示映像の色合いを速やかに適正にすることができる。
【００２８】前記目的を達成するために、本発明ではさらに、デジタルカメラに、受光量に応じたアナログの信号を出力する撮像手段と、撮像手段の出力信号を増幅して出力する増幅手段と、増幅手段の出力信号をデジタルの信号に変換して出力する変換手段と、変換手段の出力信号からデジタルの映像信号を生成して出力する映像生成手段と、変換手段の出力信号の強度を検出し、検出した強度を表すデジタルの信号を出力する検出手段と、映像生成手段が出力する映像信号と前記検出手段の出力信号を入力されて、入力された信号を外部装置に送出する送出手段と、変換手段の出力信号を所定の周期で前記映像生成手段と前記検出手段に交互に与える切換手段を備える。
【００２９】この構成のデジタルカメラでは、撮像手段の出力は増幅してデジタル信号に変換された後、映像生成手段と検出手段とに交互に切り換えて与えられる。したがって、撮像された一部の映像から映像信号が生成され、映像信号が生成されない映像については信号の強度が検出されることになる。映像信号と検出された強度は送出手段から交互に送出され、デジタル信号として外部装置に与えられる。
【００３０】本発明ではまた、上記デジタルカメラとコンピュータとを組み合わせて、映像表示装置とする。ここで、コンピュータは、デジタルカメラの送出手段から送出される信号を受けて、映像生成手段が出力した映像信号が表す映像を表示するとともに、映像生成手段が出力した映像信号と検出手段の出力信号に基づいてデジタルカメラを制御するものとする。制御には、表示される映像の信号のみならず、表示されない映像の信号強度が利用される。
【００３１】コンピュータは、撮像手段の受光量または増幅手段の増幅率を制御して、映像生成手段によって生成される映像信号の強度を調節してもよく、映像生成手段の映像信号の生成を制御して、生成される映像信号のホワイトバランスを調節してもよい。生成される映像信号の強度を調節することで、表示される映像の明るさが調節され、生成される映像信号のホワイトバランスを調節することで、表示される映像の色合いが調節される。
【００３２】前記目的を達成するために、本発明ではさらにまた、デジタルカメラに、受光量に応じたアナログの信号を出力する撮像手段と、撮像手段の出力信号を増幅して出力する増幅手段と、増幅手段の出力信号をデジタルの信号に変換して出力する変換手段と、変換手段の出力信号からデジタルの映像信号を生成して出力する映像生成手段と、映像生成手段が出力する映像信号を外部装置に送出する送出手段と、変換手段の出力信号の映像生成手段への供給を所定の周期で遮断する遮断手段と、変換手段の出力信号の強度を検出する検出手段と、検出手段によって検出された強度に基づいて映像信号の調節に関する制御をする制御手段とを備える。
【００３３】この構成のデジタルカメラでは、撮像手段の出力は増幅してデジタル信号に変換された後、映像生成手段と制御手段に与えられるが、映像生成手段への供給は所定の周期で遮断されるため、撮像された一部の映像から映像信号が生成されることになる。生成された映像信号はデジタル信号として送出手段から外部装置に与えられる。制御手段は検出手段が検出した映像の信号強度に基づいて映像信号の調節に関する制御を行うが、検出手段は映像信号が生成されるか否かに関わらず映像の信号強度を検出するから、制御には映像信号が生成されない映像の信号強度も反映される。
【００３４】制御手段は、撮像手段の受光量または前記増幅手段の増幅率を制御して、映像生成手段によって生成される映像信号の強度を調節してもよく、映像生成手段の映像信号の生成を制御して、生成される映像信号のホワイトバランスを調節してもよい。外部装置に与えられる映像の明るさまたは色合いが調節されることになる。
【００３５】
【発明の実施の形態】本発明について図面を参照して説明する。以下に示す実施の形態では、デジタルカメラは、撮像した全フレームから映像信号を生成するのではなく、一部のフレームのみについて映像信号を生成する。映像信号を生成するフレームのことを有効フレームという。また、デジタルカメラによって撮像される映像の明るさをアイリスという。図１に、本発明の第１の実施形態のデジタルカメラ１の概略構成を示す。
【００３６】デジタルカメラ１は、撮像レンズを透過した被写体からの光を受けて受光量に応じたアナログの電気信号を出力する撮像手段としての光電変換素子（ＣＣＤ）１１、光電変換素子１１の出力信号を二重相関サンプリング処理して自動利得制御により増幅する増幅手段としてのＣＤＳ／ＡＧＣ回路１２、およびＣＤＳ／ＡＧＣ回路１２のアナログの出力信号をデジタル信号に変換する変換手段としてのＡ／Ｄコンバータ１３を備えている。これらの回路は１／３０秒の周期で動作し、毎秒３０フレームの映像が撮像される。
【００３７】デジタルカメラ１はさらに、Ａ／Ｄコンバータ１３の出力信号の伝達先を切り換える切換手段としての選択回路１４、選択回路１４の一方の出力信号を与えられて一時記憶するメモリ１５、メモリ１５から信号を読み出して処理し、デジタルの映像信号を生成する映像生成手段としての信号処理回路１６、メモリ１５の書き込みと読み出しを制御するメモリ制御回路１７、選択回路１４の他方の出力信号を与えられて、その信号の強度に基づき、それぞれアイリス調節およびホワイトバランス調節に必要な演算を行い、演算結果をデジタル信号として出力する検出手段としてのアイリス算出回路１８とホワイトバランス算出回路１９、外部装置とデジタル信号を授受するための外部インターフェイス２０、および映像調節回路２１を備えている。
【００３８】外部インターフェイス２０は、信号処理回路１６によって生成された映像信号とアイリス算出回路１８およびホワイトバランス算出回路１９の出力信号を与えられて、与えられた信号を所定の速度で外部装置に送出し、送出手段として機能する。外部インターフェイス２０は、また、外部装置から与えられる制御信号Ｃ４を映像調節回路２１に出力する。外部インターフェイス２０の信号処理能力は１２Ｍｂｐｓであり、これは映像信号にして毎秒１０フレーム強に相当する。したがって、外部インターフェイス２０は撮像された全フレームの１／３の映像信号を、撮像と並行して送出することができる。
【００３９】映像調節回路２１は制御信号Ｃ４に基づいて、光電変換素子１１の光電変換時間およびＣＤＳ／ＡＧＣ回路１２の増幅率を変化させ、これによりＣＤＳ／ＡＧＣ回路１２の出力信号の強度を調節してアイリス調節を行うとともに、信号処理回路１６における３色の信号の混合比を調節してホワイトバランス調節を行う。これらの調節のために、映像調節回路２１は、制御信号Ｃ１を後述のタイミング発生回路２２に、制御信号Ｃ２をＣＤＳ／ＡＧＣ回路１２に、制御信号Ｃ３を信号処理回路１６に出力する。
【００４０】上記諸回路のほか、デジタルカメラ１は、信号の伝達制御のために、タイミング発生回路２２および有効フレーム判定回路２３を備えている。タイミング発生回路２２は発振器２２ａを有しており、発振器２２ａの発振出力に基づいて種々のクロック信号を生成して、諸回路に与える。
【００４１】具体的には、光電変換の開始や蓄積電荷の出力のタイミングを指示する駆動パルスＳ１を光電変換素子１１に、サンプリングのタイミングを指示するサンプリングパルスＳ２をＣＤＳ／ＡＧＣ回路１２に、変換のタイミングを指示する変換パルスＳ３をＡ／Ｄコンバータ１３にそれぞれ与える。タイミング発生回路２２は制御信号Ｃ１に応じて駆動パルスＳ１を変化させ、光電変換時間を調節する。これにより、光電変換素子１１の受光量が変わり、出力信号の強度が調節される。
【００４２】タイミング発生回路２２は、また、光電変換素子１１が有効画素の出力をしている期間に高レベル、他の期間に低レベルとなり、光電変換素子１１の出力が有効画素の出力期間に相当するかブランキング期間に相当するかを表す有効画素識別信号Ｓ４をメモリ制御回路１７に、演算の開始と結果出力の時期を指示する演算制御信号Ｓ５およびＳ６をそれぞれアイリス算出回路１８およびホワイトバランス算出回路１９に、フレームの先頭に同期するフレーム識別信号Ｓ７を有効フレーム判定回路２３に与える。
【００４３】有効フレーム判定回路２３は、光電変換素子１１の出力信号から映像信号を生成するか否かを示す有効フレーム識別信号Ｓ８を生成して、選択回路１４およびメモリ制御回路１７に与える。有効フレーム識別信号Ｓ８は高低２レベルの信号であり、フレーム識別信号Ｓ７を分周して生成する。ここでは、外部インターフェイス２０の信号送出能力の範囲内で最多数のフレームの映像信号を生成するために、フレーム識別信号Ｓ７を３分周して、有効フレームを表す高レベルの期間を全期間の１／３にする。
【００４４】選択回路１４は、有効フレーム判定回路２３から与えられる有効フレーム識別信号Ｓ８が高レベルのときに、Ａ／Ｄコンバータ１３の出力信号をメモリ１５に出力し、有効フレーム識別信号Ｓ８が低レベルのときに、Ａ／Ｄコンバータ１３の出力信号をアイリス算出回路１８およびホワイトバランス算出回路１９に出力する。したがって、デジタル信号とされた光電変換素子１１の出力信号の伝達先は、フレーム単位で所定の周期で切り換えられることになる。
【００４５】メモリ制御回路１７は、有効フレーム判定回路２３から与えられる有効フレーム識別信号Ｓ８とタイミング発生回路２２から与えられる有効画素識別信号Ｓ４の論理積をとって、その論理演算結果をメモリ１５への書き込みを許可する書き込み制御信号Ｓ９として出力する。したがって、メモリ１５には、有効フレームの有効画素の信号のみが記憶される。
【００４６】メモリ制御回路１７には、外部インターフェイス２０が送出動作を行っているか否かを表す状況通知信号Ｓ１１も与えられる。メモリ制御回路１７は、書き込み制御信号Ｓ９を出力しておらずかつ外部インターフェイス２０が送出動作を行っていない期間に、メモリ１５に記憶している信号を信号処理回路１６に出力する指示を与える読み出し制御信号Ｓ１０を出力する。これにより、メモリ１５への書き込みとメモリ１５からの読み出しは交互に行われることになる。
【００４７】メモリ１５の信号記憶に関する制御のタイミングを図２に示す。図２において、（ａ）はＡ／Ｄコンバータ１３の出力を表しており、各フレームの信号は、有効画素の出力信号とそれに続くブランキング信号より成る。（ｂ）は有効フレーム識別信号Ｓ８であり、１フレームの期間高レベルになった後、２フレームの期間低レベルとなっている。
【００４８】（ｃ）は、選択回路１４のメモリ１５への出力を表しており、有効フレーム識別信号Ｓ８が高レベルの期間のみ、信号はメモリ１５に出力されている。（ｄ）は有効画素識別信号Ｓ４であり、（ａ）の有効画素に対応する期間のみ高レベルとなる。（ｅ）および（ｆ）はそれぞれ、書き込み制御信号Ｓ９および読み出し制御信号Ｓ１０である。（ｇ）はメモリ１５の動作状態を表しており、メモリ１５は書き込み制御信号Ｓ９および読み出し制御信号Ｓ１０に対応して動作する。
【００４９】信号処理回路１６の概略構成を図３に示す。信号処理回路１６は、色分離回路３１、ローパスフィルタ３２R、３２B、３２Y、利得制御回路３３R、３３B、γ補正回路３４、色差信号生成回路３５より成る。メモリ１５より入力される信号は色分離回路３１によってＲ信号、Ｂ信号およびＹ信号に分離され、各信号はローパスフィルタ３２R、３２B、３２Yによって高周波成分を除去される。
【００５０】ローパスフィルタ３２R、３２B透過後のＲ信号およびＢ信号は、利得制御回路３３R、３３Bに入力され、ホワイトバランス調節のために、制御信号Ｃ３に応じて個別に強度を調節される。利得制御回路３３R、３３Bの出力は、ローパスフィルタ３２Yを透過したＹ信号と共に、γ補正回路３４に入力される。γ補正された各信号は色差信号生成回路３５に与えられ、ここでＲ−Ｙ信号およびＢ−Ｙ信号の２つの色差信号が生成される。これらの色差信号は映像信号として外部インターフェイス２０に出力される。
【００５１】アイリス算出回路１８は、アイリス制御のために、選択回路１４から与えられるＡ／Ｄコンバータ１３の出力信号の強度を求める。本実施形態では多分割測光に基づいてアイリス制御を行うようにしており、アイリス算出回路１８は、撮像された映像を複数のブロックに分割してブロックごとの信号強度を算出する。映像の分割パターンを図４に示し、アイリス算出回路１８の構成の概略を図５に示す。ここでは、有効画素エリアを水平方向に８分割、垂直方向に６分割する。
【００５２】アイリス算出回路１８は、ブロック内の平均的な信号強度を求めるために部分的に強度の高い信号成分を除去するローパスフィルタ４１、信号を水平方向に１ブロック分加算するための加算器４２および水平データ保持レジスタ４３、水平方向に加算された信号を垂直方向に１ブロック分加算するための加算器４４およびデータ保持レジスタ４５ａ〜４５ｈ、ならびに加算後の全ブロックの信号を蓄積するシフトレジスタ４６より成る。
【００５３】前述のように、アイリス算出回路１８にはタイミング発生回路２２から演算制御信号Ｓ５が与えられており、これによって動作を制御される。演算制御信号Ｓ５には、水平データ保持レジスタ４３を制御する水平画素加算クロックおよびレジスタリセット信号、データ保持レジスタ４５ａ〜４５ｈを制御するブロックシフトクロックおよびブロックリセット信号、ならびにシフトレジスタ４６を制御するデータ読み出しクロックが含まれている。これらの制御信号に基づくアイリス算出回路１８の信号処理のタイミングを図６、７に示す。
【００５４】光電変換素子１１は水平３６２画素×垂直２９１ラインで構成され、有効画素数は約２１万である。これを８×６のブロックに分割することにより、各ブロックは水平方向４４画素×４８ラインで構成される。これらの信号を全て加算するとデータ量が多くなるため、水平方向に１画素おきに加算して、処理する信号量を半分にする。
【００５５】まず、最初のラインの加算を先頭ブロック（図４の最上段左端）について行う。すなわち、水平画素加算クロックに従って、水平方向に１画素おきに４４画素までの加算をする。この加算が終了した時点で、ブロックシフトクロックにより加算結果を水平データ保持レジスタ４３から、加算器４４を経て、最初のデータ保持レジスタ４５ａにシフトする。加算器４４では水平データ保持レジスタ４３の出力に最後のデータ保持レジスタ４５ｈの出力が加算されるが、後者の出力値は最初のラインの加算が終了するまでは初期値０であり、このシフトでは水平保持レジスタの内容がそのまま最初のデータ保持レジスタ４５ａにシフトされる。
【００５６】シフト後、レジスタリセット信号によって水平データ保持レジスタ４３をクリアして、次のブロックの水平方向の加算を行う。これを繰り返すことで、８ブロックに分割した水平１ライン分の加算結果を得る。
【００５７】１ブロックの水平方向の加算が終了するごとに、データ保持レジスタ４５ａ〜４５ｇの内容はブロックシフトクロックによってそれぞれ次のデータ保持レジスタ４５ｂ〜４５ｈにシフトさせられ、８番目のブロック（図４の最上段右端）の加算が終了した時には、先頭ブロックの加算結果は最後のデータ保持レジスタ４５ｈに格納されている。最後のデータ保持レジスタ４５ｈの出力は、次のラインの１ブロック分の加算結果を水平データ保持レジスタ４３からデータ保持レジスタ４５ａにシフトする際に、加算器４４によって加算される。
【００５８】したがって、データ保持レジスタ４５ａ〜４５ｈの内容は、ブロックごとの水平方向の加算結果を垂直方向に順次加算したものとなる。４８ライン分の加算を終了した時点では、先頭ブロックの全ラインの加算結果が最後のデータ保持レジスタ４５ｈに格納され、８番目のブロックの全ラインの加算結果が最初のデータ保持レジスタ４５ａに格納されている。データ保持レジスタ４５ａ〜４５ｈの内容はシフトレジスタ４６にシフトされ、その後、データ保持レジスタ４５ａ〜４５ｈはブロックリセット信号によってクリアされる。
【００５９】続いて、２段目のブロックの最初のラインに相当する４９番目のラインから上記の処理を繰り返して、２段目の８ブロックについての加算を行う。この処理を反復することにより、全てのブロックについての加算を行い、８×６の全ブロックの加算結果をシフトレジスタ４６に蓄積する。シフトレジスタ４６に蓄積されたブロックごとの加算結果は、データ読み出しクロックによって外部インターフェース２０に出力される。
【００６０】なお、アイリス制御のための情報量は少なくなるが、多分割測光に代えて全面平均測光を行うようにしてもよい。その場合、有効画素エリア全体を１ブロックとして扱うことで、必要なデータ保持レジスタをただ１つにすることが可能であり、アイリス算出回路の構成がきわめて簡単になる。また、上記のように分割して加算した結果を、全てのブロックについて加算することで、平均測光を行うようにしてもよい。その際、全ブロックに均等に重み付けをして加算すれば全面平均測光となり、有効画素エリアの中央部のブロックに周辺部よりも大きな重み付けをして加算すれば中央重点平均測光となる。
【００６１】ホワイトバランス算出回路１９の概略構成を図８に示す。ホワイトバランス算出回路１９は、色分離回路５１、ローパスフィルタ５２R、５２B、５２Y、γ補正回路５４、色差信号生成回路５５、Ｉ／Ｑ変換回路５６、リミッタ回路５７、Ｉ成分積分回路５８、およびＱ成分積分回路５９より成る。
【００６２】選択回路１４から与えられるＡ／Ｄコンバータ１３の出力信号は、色分離回路５１によってＲ信号、Ｂ信号およびＹ信号に分離される。これらの信号はローパスフィルタ５２R、５２B、５２Yによって高周波成分を除去され、γ補正された後、色差信号生成回路５５に入力されて、Ｒ−Ｙ信号およびＢ−Ｙ信号の２つの色差信号とされる。これらの色差信号は、Ｉ／Ｑ変換回路５６によってＩ信号およびＱ信号に変換された後、リミッタ回路５７に入力される。
【００６３】リミッタ回路５７は平均が白に近くなる信号のみを抽出する。これにより、例えば映像全体が同じ色の場合のように、ホワイトバランスの調節のための参考にならない信号が除去される。リミッタ回路５７から出力されるＩ信号およびＱ信号は、それぞれＩ成分積分回路５８およびＱ成分積分回路５９において積分され、積分結果は外部インターフェイス２０に出力される。
【００６４】こうして、外部インターフェイス２０には信号処理回路１６で生成された映像信号すなわちＲ−Ｙ信号およびＢ−Ｙ信号、アイリス算出回路１８の算出結果すなわちブロックごとの信号強度、ならびにホワイトバランス算出回路１９の算出結果すなわちＩ成分積分値およびＱ成分積分値が入力される。これらの信号は全てデジタル信号であり、外部インターフェイス２０は入力された信号を外部装置に、前述の速度で順次送出する。
【００６５】Ａ／Ｄコンバータ１３から外部インターフェイス２０までの信号処理経路における信号のフレーム間の関係と、タイミングを図９に示す。図９において、（ａ）はＡ／Ｄコンバータ１３の出力信号、（ｂ）は信号処理回路１６で処理される信号、（ｃ）はアイリス算出回路１８で処理される信号、（ｄ）はアイリス算出回路１８の算出結果の信号、（ｅ）はホワイトバランス算出回路１９で処理される信号、（ｆ）はホワイトバランス算出回路１９の算出結果の信号、（ｇ）は外部インターフェイス２０に入力され、外部装置に出力される信号を表す。
【００６６】Ａ／Ｄコンバータ１３の出力信号（ａ）は、３フレームごとに信号処理回路１６に与えられて（ｂ）、生成された映像信号は外部インターフェイス２０の送出能力に応じた速度で外部インターフェイス２０に与えられ、外部装置に送出される（ｇ）。信号処理回路１６に与えられないフレーム、すなわち映像信号とされないフレームの信号は、アイリス算出回路１８とホワイトバランス算出回路１９に与えられて（ｃ、ｅ）、各回路の算出結果（ｄ、ｆ）は映像信号の後に外部インターフェイス２０に与えられて、外部装置に送出される（ｇ）。したがって、映像信号を送出されないフレームの映像に関する情報が、映像信号の送出の合間に外部装置に送出される。
【００６７】本実施形態では、外部装置として、デジタルカメラ１にパーソナルコンピュータが接続されている。このパーソナルコンピュータの概略構成を図１０に示す。パーソナルコンピュータ７は、ＣＲＴまたはＬＣＤから成る表示装置７１、キーボードおよびマウスを含む入力装置７２、ＣＰＵ７３、ならびにＲＯＭ、ＲＡＭ、磁気ディスクおよび光ディスクを含む記憶装置７４を備えている。これらによりコンピュータの通常の情報処理機能が実現される。
【００６８】このほか、パーソナルコンピュータ７には、デジタルカメラ１で撮像した映像を表示するために、信号処理回路７６およびデジタルインターフェイス７７が設けられている。パーソナルコンピュータ７は、また、デジタルカメラ１に制御信号を与えてデジタルカメラ１の撮像を制御する。
【００６９】信号処理回路７６は、信号分離回路８１、映像信号処理回路８２、アイリス算出回路８３およびホワイトバランス算出回路８４より成る。信号分離回路８１はインターフェイス７７で受信した信号を、映像信号とアイリス算出結果およびホワイトバランス算出結果の信号とに分離する。分離された映像信号は映像信号処理回路８２、アイリス算出回路８３およびホワイトバランス算出回路８４にそれぞれ与えられ、分離されたアイリス算出結果およびホワイトバランス算出結果はＣＰＵ７３に与えられる。
【００７０】映像信号処理回路８２は、ブランキング信号の付加およびアナログ信号への変換を含む処理を映像信号に施して、表示装置７１に映像信号を出力する。これにより、デジタルカメラ１から与えられたフレームの映像が順次表示される。映像信号処理回路８２は、デジタルカメラ１の撮像周期と同じ１／３０秒の周期で動作し、映像の表示を撮像と並行して行うために、同一フレームの映像信号を３回出力する。アイリス算出回路８３およびホワイトバランス算出回路８４は、デジタルカメラ１のアイリス算出回路１８およびホワイトバランス算出回路１９と同様に構成されており、同様の処理を行って、算出結果をＣＰＵ７３に与える。
【００７１】ＣＰＵ７３は、アイリス算出回路８３の算出結果および信号分離回路８１によって分離されたデジタルカメラ１のアイリス算出回路１８の算出結果に基づいて、デジタルカメラ１に与えるアイリス制御信号を生成する。具体的には、全ブロックの信号強度を加算して平均し、この平均値を主たる被写体を含むブロックの信号強度の平均値を考慮して補正し、補正後の平均信号強度が所定の強度範囲内にないときに、光電変換素子１１の光電変換時間もしくはＣＤＳ／ＡＧＣ回路１２のゲインまたは両者を、所定量だけ増加または減少させる指示を制御信号に記す。
【００７２】このように主たる被写体を含むブロックの信号強度に基づいて映像全体の平均信号強度を補正することで多分割測光の特長が発揮され、逆光条件下で撮像する場合でも、主たる被写体を適正な明るさにした映像を撮像することができる。映像のうちどの部分が主たる被写体であるかは、映像観察者が入力装置７２を介して指定することができる。映像のうちどの部分が主たる被写体であるかを判断するプログラムを記憶装置７４に記憶しておき、ＣＰＵ７３がそのプログラムに従って自動的に判断するようにしてもよい。
【００７３】映像全体の平均の信号強度の算出に際しては、他のブロックに比べて異常に強度の高いブロックは除外する。これにより、フレア等の迷走光の影響を受けることなく、撮像される映像の明るさを調節することができる。
【００７４】平均の信号強度は、フィードバック制御を確実ならしめるために少なくとも３フレーム以上の、所定数の連続するフレームについて算出する。マイクロコンピュータ７には全てのフレームの映像の信号強度が供給されるから、常に、連続するフレームの信号強度の平均値を求めることが可能である。
【００７５】ＣＰＵ７３はデジタルカメラ１に与えるホワイトバランス制御信号も生成する。この制御信号の生成においても、アイリス制御信号の生成と同様に、ホワイトバランス算出回路８３で映像信号から算出した結果のみならず、信号分離回路８１によって分離されたデジタルカメラ１のホワイトバランス算出回路１９の算出結果を考慮する。ＣＰＵ７３は、少なくとも３フレーム以上の所定数の連続するフレームについて、Ｉ成分積分値の平均とＱ成分積分値の平均を求め、これらに基づいて、信号処理回路１６の利得制御回路３２Rおよび３２Bでの利得調節を変化させる指示を制御信号に記す。
【００７６】ＣＰＵ７３が生成したアイリス制御信号およびホワイトバランス制御信号は、インターフェイス７７を介してデジタルカメラ１の外部インターフェイス２０に伝送され、制御信号Ｃ４として映像調節回路２１に与えられる。映像調節回路２１によるデジタルカメラ１の撮像の調節は前述のとおりである。
【００７７】なお、記憶装置７４に所定の映像信号を記憶しておき、これを映像信号処理回路８２に与えて信号分離回路８１から与えられる映像信号と合成するようにしてもよい。映像にタイトル等を重ねて表示することが可能になる。また、信号分離回路８１によって分離された映像信号を、記憶装置７４に記憶させるようにしてもよい。記憶した映像信号を後にＣＰＵ７３によって読み出し、任意に加工することができる。
【００７８】以上説明したように、本実施形態では、デジタルカメラ１によって撮像し、撮像した映像の一部のフレームについて映像信号を生成し、この映像信号をパーソナルコンピュータ７に伝送してパーソナルコンピュータ７上で映像を表示する。デジタルカメラ１で撮像される映像の明るさおよびホワイトバランスの調節はパーソナルコンピュータ７によって制御され、その制御は伝送された映像信号と、映像信号を生成されたなかったフレームの映像の明るさおよびホワイトバランスとに基づいて行われる。映像信号を生成されなかったフレームの映像に関するこれらの情報は、映像信号の送信の合間に行われるから、空き時間が有効に利用される。
【００７９】本実施形態のデジタルカメラ１とパーソナルコンピュータ７の組み合わせでは、撮像した全フレームに基づいて撮像調節を制御するから、調節制御が確実かつ速やかに収束する。表示される映像は一部のフレームのみであるが、その明るさおよびホワイトバランスも速やかに適正になり、フレームの間引き処理によって従来生じていた表示映像の質の劣化の問題が解消される。
【００８０】なお、光電変換素子１１に入射する光束を規制するための絞りをデジタルカメラ１に備え、この絞りの開口径を調節することによって、撮像する映像の明るさを調節するようにしてもよい。絞りの調節により被写界深度が変わり、光電変換時間の調節やゲインの調節では変えることができない映像のぼけ具合を調節することも可能になる。その場合、絞りを調節する制御信号をパーソナルコンピュータ７で生成し、これに基づいて映像調節回路２１が絞りを調節すればよい。
【００８１】本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、デジタルカメラで撮像した映像の一部のフレームについて映像信号を生成し、これをパーソナルコンピュータに伝送して表示する点で、上記第１の実施形態と同様であるが、パーソナルコンピュータによってデジタルカメラを制御することは行わず、デジタルカメラによる撮像を常時一定とする。パーソナルコンピュータで表示する映像は、パーソナルコンピュータで明るさとホワイトバランスの調節を行う。
【００８２】本実施形態のデジタルカメラ２の概略構成を図１１に示す。デジタルカメラ２は、図１に示した第１の実施形態のデジタルカメラ１から映像調節回路２１を除いた構成であり、タイミング発生回路２２、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１２および信号処理回路１６には、前述の制御信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は与えられない。また、外部インターフェイス２０は送信専用である。デジタルカメラ２の他の構成および機能はデジタルカメラ１と同じであり、重複する説明は省略する。
【００８３】本実施形態のパーソナルコンピュータ８の概略構成を図１２に示す。パーソナルコンピュータ８は第１の実施形態のパーソナルコンピュータ７と類似の構成であるが、映像信号処理回路８２の構成および機能、ならびにＣＰＵ７３からの制御信号の出力先が相違する。他の構成はパーソナルコンピュータ７と同じであり、重複する説明は省略する。
【００８４】図示しないが、映像信号処理回路８２は、映像信号の強度を一率に変化させる表示映像のアイリス調節用の利得制御回路を備えており、また、デジタルカメラ１の信号処理回路１６の利得制御回路３２Rおよび３２Bに相当するホワイトバランス調節用の利得制御回路を備えている。
【００８５】ＣＰＵ７３は、アイリス算出回路８３の算出結果および信号分離回路８１によって分離されたデジタルカメラ１のアイリス算出回路１８の算出結果に基づいて算出した制御信号を、アイリス調節用の利得制御回路に与え、ホワイトバランス算出回路８４の算出結果および信号分離回路８１によって分離されたデジタルカメラ１のホワイトバランス算出回路１９の算出結果に基づいて算出した制御信号を、ホワイトバランス調節用の利得制御回路に与える。
【００８６】本実施形態では、表示映像の調節をパーソナルコンピュータ８自体で行うことにより、デジタルカメラ２の構成が簡素になっている。また、パーソナルコンピュータ８からデジタルカメラ２への制御信号の伝送が必要ないため、デジタルカメラ２の外部インターフェイス２０として送信専用のものを用いることができる。本実施形態の構成では、撮像の調節は行わないが、表示映像の調節を撮像した全フレームに基づいて制御するから、表示映像の調節制御が速やかに収束し、フレーム間引きに起因する表示映像の質の劣化の問題が解消される。
【００８７】本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態は、デジタルカメラで撮像した映像の一部のフレームについて映像信号を生成し、これをパーソナルコンピュータに伝送して表示する点で、上記第１および第２の実施形態と同様であるが、デジタルカメラ自体でアイリス調節およびホワイトバランス調節を行う。
【００８８】本実施形態のデジタルカメラ３の概略構成を図１３に示す。第１の実施形態のデジタルカメラ１と同じ構成の回路についての説明は省略し、異なる構成および機能の回路について説明する。デジタルカメラ３は、第１の実施形態のデジタルカメラ１の選択回路１４に代えて、Ａ／Ｄコンバータ１３の出力信号のメモリ１５への伝達、すなわち信号処理回路１６への供給を、所定の周期で遮断する遮断回路２４を備えている。
【００８９】遮断回路２４には有効フレーム判定回路２３から、第１の実施形態と同じ有効フレーム識別信号Ｓ８が与えられ、遮断回路２４は有効フレーム識別信号Ｓ８が高レベルの期間にのみ、Ａ／Ｄコンバータ１３の出力信号をメモリ１５に出力する。メモリ１５の書き込みおよび読み出しを制御するメモリ制御回路１７および信号処理回路１６の構成および機能は第１の実施形態と同じであり、信号処理回路１６は撮像された全フレームのうち１／３のフレームについて映像信号を生成する。生成された映像信号は送信専用の外部インターフェイス２０から、パーソナルコンピュータに送出される。
【００９０】アイリス算出回路１８およびホワイトバランス算出回路１９には、Ａ／Ｄコンバータ１３の出力信号が直接供給される。これらの回路は、撮像された全てのフレームについて、アイリス調節またはホワイトバランス調節のための演算を行い、演算結果を映像調節回路２１に与える。映像調節回路２１は、与えられた演算結果に基づいて、制御信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を出力する。アイリス算出回路１８およびホワイトバランス算出回路１９の演算の内容、ならびに映像調節回路２１による制御の内容は第１の実施形態と同じである。
【００９１】本実施形態のパーソナルコンピュータは、図１０に示したパーソナルコンピュータ７から、信号分離回路８１、アイリス算出回路８３およびホワイトバランス算出回路８４を除いた構成である。また、ＣＰＵ７３はデジタルカメラ３を制御するための演算を行わない。
【００９２】本実施形態のデジタルカメラ３とパーソナルコンピュータの組み合わせは、第１の実施形態のデジタルカメラ１とパーソナルコンピュータ７の組み合わせと機能的に等価である。本実施形態でも、撮像の調節を撮像した全フレームに基づいて制御するから、調節制御が速やかに収束し、フレームの間引き処理によって表示映像の明るさやホワイトバランスの調節が遅れることがない。
【００９３】なお、ここでは、デジタルカメラの動作周期、外部インターフェイスの送信速度、映像信号を送信するフレームの全フレームに対する比率、光電変換素子の画素数、信号強度検出のための有効画素エリアの分割、パーソナルコンピュータの動作周期等を、具体的な数値を掲げて説明したが、本発明はこれらの数値に限定されるものではなく、任意に変更可能である。特に、映像信号を送信するフレームの全フレームに対する比率は、外部インターフェイスの送信速度、光電変換素子の画素数、および撮像周期を考慮して設定すべきものである。
【００９４】また、上記いずれの実施形態においても、撮像および信号処理をフレーム単位で行うようにしたが、１フレームを２フィールドで構成し、信号処理をフィールド単位で行う構成としてもよい。撮像した全フィールドのうち、所定間隔の一部のフィールドについてのみ映像信号を生成して送出し、映像信号を生成しないフィールドについては、明るさやホワイトバランスを算出して、その算出結果を映像信号の合間に送信することで、容易に本発明を適用することができる。
【００９５】
【発明の効果】請求項１のデジタルカメラによるときは、外部装置への信号の供給速度に制限がある場合でも、供給する映像信号の量を制限内に抑えることが可能であり、撮像と映像信号の供給を並行して行うことができる。しかも、映像信号を供給しない映像に関する情報を外部装置に供給するから、外部装置は供給された映像信号の処理をはじめとする任意の処理にその情報を利用することができて、外部装置が行う処理の質が高いものとなる。
【００９６】請求項２のデジタルカメラでは、映像信号の供給の空き時間を有効に利用することができる。しかも、外部装置への情報供給のために映像信号に何の処理も施す必要がないから、デジタルカメラの構成が簡単になり、外部装置での映像信号の処理も容易である。
【００９７】請求項３のデジタルカメラでは、外部装置は、情報として供給された明るさを利用して、映像の明るさに関する処理を的確にかつ速やかに行うことが可能である。例えば、供給された映像信号の映像を表示する場合、被写体の明るさが変化しても、表示映像を速やかに適正な明るさにすることができる。
【００９８】請求項４のデジタルカメラでは、外部装置は映像の明るさに関する処理を、分割された領域ごとの明るさに応じて、細かく行うことができる。例えば、逆光条件下で撮像した映像であっても、主要な被写体が適正な明るさになるように表示することができる。
【００９９】請求項５のデジタルカメラでは、被写体の明るさが変動した場合でも、これに速やかに応じて、適正な明るさの映像を撮像することが可能である。
【０１００】請求項６のデジタルカメラでは、外部装置は、情報として供給されたホワイトバランスを利用して、映像の色合いに関する処理を的確にかつ速やかに行うことが可能である。例えば、供給された映像信号の映像を表示する場合、被写体を照明する光の色温度が変化しても、表示映像を速やかに適正な色合いにすることができる。
【０１０１】請求項７のデジタルカメラでは、光の色温度が変動した場合でも、これに速やかに応じて、適正な色合いの映像を撮像することが可能である。
【０１０２】請求項８の映像表示装置によるときは、伝送する映像信号の量をデジタルインターフェイスが処理し得る量内に収めることで、映像信号の無秩序の欠落が防止され、コンピュータは規則正しく映像信号を処理することが可能である。しかも、コンピュータは、伝送された映像の情報のみならず伝送されない映像の情報も利用することができるため、表示映像の調節を、全ての映像信号を伝送する場合と同様に、的確にかつ速やかに行うことが可能である。
【０１０３】請求項９の映像表示装置では、被写体を照明する光量が変動しても、撮像される映像を速やかに適正な明るさにすることができる。表示される映像も速やかに適正な明るさとなる。細かい周期で光量が変動するときは、映像の明るさが適正でなければ表示映像にフリッカが発生しがちであるが、撮像する映像を速やかに適正な明るさとすることで、フリッカの発生期間も短く抑えることができる。
【０１０４】請求項１０の映像表示装置でも、表示映像を速やかに適正な明るさにすることが可能であり、フリッカが発生し易い条件で撮像する場合でも、表示映像からフリッカを速やかに除去することができる。
【０１０５】請求項１１の映像表示装置では、被写体を照明する光の色温度が変動しても、撮像される映像を速やかに適正な色合いにすることができる。表示される映像の色合いも速やかに適正になる。
【０１０６】請求項１２の映像表示装置でも、表示映像の色合いを速やかに適正にすることができる。
【０１０７】請求項１３のデジタルカメラによるときは、撮像された全映像のうちの一部の映像から映像信号を生成して外部装置に送出するため、外部装置への信号伝送速度に制限がある場合でも、撮像と映像信号の伝送を並行して行うことができる。しかも、送出しない映像については映像信号を生成しないから、映像信号の生成を無駄に行うことがない。また、映像信号を送出しない映像については信号の強度を検出して外部装置に送出するから、外部装置が映像信号の処理に利用し得る情報量は多くなる。さらに、検出した強度と映像信号を交互に送出することで、検出強度の送出を映像信号送出の空き時間に行うことができて、時間を有効に利用することができる。
【０１０８】請求項１４の映像表示装置によるときは、映像の表示をコンピュータで行うから、単に映像を表示するだけでなく、映像信号に処理を施したり映像信号を記憶したりすることが可能になる。また、撮像の制御もコンピュータで行うから、撮像される映像を、映像観察者の指示に応じてまたはプログラムに従って任意に調節することができる。制御にはデジタルカメラから映像信号を送出しない映像の信号の強度も利用可能であり、これにより的確かつ速やかな調節がなされる。
【０１０９】請求項１５または請求項１６の映像表示装置では、撮像される映像の明るさまたは色合いが調節され、したがって、表示される映像も適正な明るさまたは色合いとなる。
【０１１０】請求項１７のデジタルカメラによるときは、撮像された全映像のうちの一部の映像から映像信号を生成して外部装置に送出するため、外部装置への信号伝送速度に制限がある場合でも、撮像と映像信号の伝送を並行して行うことができる。しかも、送出しない映像については映像信号を生成しないから、映像信号の生成を無駄に行うことがない。映像信号の調節制御はデジタルカメラ自体が行うが、撮像した全ての映像の信号強度に基づいて行われるから、的確かつ速やかな調節が可能である。
【０１１１】請求項１８または請求項１９のデジタルカメラでは、撮像される映像の明るさまたは色合いが調節され、したがって、外部装置に送出される映像信号が表す映像も適正な明るさまたは色合いとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施形態のデジタルカメラの概略構成を示す図。
【図２】 デジタルカメラのメモリに関する制御のタイミングを示す図。
【図３】 デジタルカメラの信号処理回路の概略構成を示す図。
【図４】 信号強度算出のための映像の分割パターンを示す図。
【図５】 デジタルカメラのアイリス算出回路の概略構成を示す図。
【図６】 デジタルカメラのアイリス算出回路の信号処理のタイミングを示す図。
【図７】 図６に続く信号処理のタイミングを示す図。
【図８】 デジタルカメラのホワイトバランス算出回路の概略構成を示す図。
【図９】 デジタルカメラの信号処理経路における信号のフレーム間の関係とタイミングを示す図。
【図１０】 第１の実施形態のパーソナルコンピュータの概略構成を示す図。
【図１１】 第２の実施形態のデジタルカメラの概略構成を示す図。
【図１２】 第２の実施形態のパーソナルコンピュータの概略構成を示す図。
【図１３】 第３の実施形態のデジタルカメラの概略構成を示す図。
【符号の説明】
１、２、３ デジタルカメラ
７、８ パーソナルコンピュータ
１１ 光電変換素子
１２ ＣＤＳ／ＡＧＣ回路
１３ Ａ／Ｄコンバータ
１４ 選択回路
１５ メモリ
１６ 信号処理装置
１７ メモリ制御回路
１８ アイリス算出回路
１９ ホワイトバランス算出回路
２０ 外部インターフェイス
２１ 映像調節回路
２２ タイミング発生回路
２３ 有効フレーム判定回路
２４ 遮断回路
３１ 色分離回路
３２R、３２B、３２Y ローパスフィルタ
３３R、３３B 利得制御回路
３４ γ補正回路
３５ 色差信号生成回路
４１ ローパスフィルタ
４２ 加算器
４３ レジスタ
４４ 加算器
４５ａ〜４５ｈ レジスタ
４６ シフトレジスタ
５１ 色分離回路
５２R、５２B、５２Y ローパスフィルタ
５４ γ補正回路
５５ 色差信号生成回路
５６ Ｉ／Ｑ変換回路
５７ リミッタ回路
５８ Ｉ成分積分回路
５９ Ｑ成分積分回路
７１ 表示装置
７２ 入力装置
７３ ＣＰＵ
７４ 記憶装置
７６ 信号処理回路
７７ デジタルインターフェイス
８１ 信号分離回路
８２ 映像信号処理回路
８３ アイリス算出回路
８４ ホワイトバランス算出回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】 光電変換素子によって繰り返し撮像し、撮像と並行して、所定間隔のフレームまたはフィールドの映像信号を外部装置に供給するデジタルカメラにおいて、前記外部装置に映像信号を供給しないフレームまたはフィールドの映像に関する情報を、前記外部装置に供給することを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項２】 前記情報を、前記所定間隔のフレームまたはフィールドの映像信号の供給の合間に、前記外部装置に供給することを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
【請求項３】 前記情報は映像全体の明るさであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のデジタルカメラ。
【請求項４】 前記情報は、複数の領域に分割した映像の、領域ごとの明るさであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のデジタルカメラ。
【請求項５】 撮像する映像の明るさの調節を、前記外部装置によって制御されることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のデジタルカメラ。
【請求項６】 前記情報は映像のホワイトバランスであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のデジタルカメラ。
【請求項７】 撮像する映像のホワイトバランスの調節を、前記外部装置によって制御されることを特徴とする請求項６に記載のデジタルカメラ。
【請求項８】 デジタルインターフェイスを備えたデジタルカメラとコンピュータとから成り、前記デジタルカメラで撮像した映像をフレームまたはフィールドごとのデジタルの映像信号として前記コンピュータに順次伝送して、前記コンピュータで映像を表示する映像表示装置において、撮像した全てのフレームまたはフィールドのうち所定間隔の一部のフレームまたはフィールドの映像信号のみを伝送することにより、伝送する映像信号の量を前記デジタルインターフェイスが処理し得る量内に収めるとともに、映像信号の伝送の空き時間に、伝送しないフレームまたはフィールドの映像に関する情報を前記デジタルカメラから前記コンピュータに伝送することを特徴とする映像表示装置。
【請求項９】 前記情報は映像の明るさであり、前記コンピュータは、伝送された映像信号と前記情報に基づいて前記デジタルカメラを制御して、撮像される映像の明るさを調節することを特徴とする請求項８に記載の映像表示装置。
【請求項１０】 前記情報は映像の明るさであり、前記コンピュータは、伝送された映像信号と前記情報に基づいて、表示する映像の明るさを調節することを特徴とする請求項８に記載の映像表示装置。
【請求項１１】 前記情報は映像のホワイトバランスであり、前記コンピュータは、伝送された映像信号と前記情報に基づいて前記デジタルカメラを制御して、撮像される映像のホワイトバランスを調節することを特徴とする請求項８に記載の映像表示装置。
【請求項１２】 前記情報は映像のホワイトバランスであり、前記コンピュータは、伝送された映像信号と前記情報に基づいて、表示する映像のホワイトバランスを調節することを特徴とする請求項８に記載の映像表示装置。
【請求項１３】 受光量に応じたアナログの信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段の出力信号を増幅して出力する増幅手段と、前記増幅手段の出力信号をデジタルの信号に変換して出力する変換手段と、前記変換手段の出力信号からデジタルの映像信号を生成して出力する映像生成手段と、前記変換手段の出力信号の強度を検出し、検出した強度を表すデジタルの信号を出力する検出手段と、前記映像生成手段が出力する映像信号と前記検出手段の出力信号を入力されて、入力された信号を外部装置に送出する送出手段と、前記変換手段の出力信号を所定の周期で前記映像生成手段と前記検出手段に交互に与える切換手段とを備えることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項１４】 請求項１３に記載のデジタルカメラと、前記送出手段から送出される信号を受けて、前記映像生成手段が出力した映像信号が表す映像を表示するとともに、前記映像生成手段が出力した映像信号と前記検出手段の出力信号に基づいて前記デジタルカメラを制御するコンピュータとから成ることを特徴とする映像表示装置。
【請求項１５】 前記コンピュータは、前記撮像手段の受光量または前記増幅手段の増幅率を制御して、前記映像生成手段によって生成される映像信号の強度を調節することを特徴とする請求項１４に記載の映像表示装置。
【請求項１６】 前記コンピュータは、前記映像生成手段の映像信号の生成を制御して、生成される映像信号のホワイトバランスを調節することを特徴とする請求項１４に記載の映像表示装置。
【請求項１７】 受光量に応じたアナログの信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段の出力信号を増幅して出力する増幅手段と、前記増幅手段の出力信号をデジタルの信号に変換して出力する変換手段と、前記変換手段の出力信号からデジタルの映像信号を生成して出力する映像生成手段と、前記映像生成手段が出力する映像信号を外部装置に送出する送出手段と、前記変換手段の出力信号の前記映像生成手段への供給を所定の周期で遮断する遮断手段と、前記変換手段の出力信号の強度を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された強度に基づいて前記映像信号の調節に関する制御をする制御手段とを備えることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項１８】 前記制御手段は、前記撮像手段の受光量または前記増幅手段の増幅率を制御して、前記映像生成手段によって生成される映像信号の強度を調節することを特徴とする請求項１７に記載のデジタルカメラ。
【請求項１９】 前記制御手段は、前記映像生成手段の映像信号の生成を制御して、生成される映像信号のホワイトバランスを調節することを特徴とする請求項１７に記載のデジタルカメラ。
【請求項１】 光電変換素子によって繰り返し撮像し、撮像と並行して、所定間隔のフレームまたはフィールドの映像信号を外部装置に供給するデジタルカメラにおいて、前記外部装置に映像信号を供給しないフレームまたはフィールドの映像に関する情報を、前記外部装置に供給することを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項２】 前記情報を、前記所定間隔のフレームまたはフィールドの映像信号の供給の合間に、前記外部装置に供給することを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
【請求項３】 前記情報は映像全体の明るさであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のデジタルカメラ。
【請求項４】 前記情報は、複数の領域に分割した映像の、領域ごとの明るさであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のデジタルカメラ。
【請求項５】 撮像する映像の明るさの調節を、前記外部装置によって制御されることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のデジタルカメラ。
【請求項６】 前記情報は映像のホワイトバランスであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のデジタルカメラ。
【請求項７】 撮像する映像のホワイトバランスの調節を、前記外部装置によって制御されることを特徴とする請求項６に記載のデジタルカメラ。
【請求項８】 デジタルインターフェイスを備えたデジタルカメラとコンピュータとから成り、前記デジタルカメラで撮像した映像をフレームまたはフィールドごとのデジタルの映像信号として前記コンピュータに順次伝送して、前記コンピュータで映像を表示する映像表示装置において、撮像した全てのフレームまたはフィールドのうち所定間隔の一部のフレームまたはフィールドの映像信号のみを伝送することにより、伝送する映像信号の量を前記デジタルインターフェイスが処理し得る量内に収めるとともに、映像信号の伝送の空き時間に、伝送しないフレームまたはフィールドの映像に関する情報を前記デジタルカメラから前記コンピュータに伝送することを特徴とする映像表示装置。
【請求項９】 前記情報は映像の明るさであり、前記コンピュータは、伝送された映像信号と前記情報に基づいて前記デジタルカメラを制御して、撮像される映像の明るさを調節することを特徴とする請求項８に記載の映像表示装置。
【請求項１０】 前記情報は映像の明るさであり、前記コンピュータは、伝送された映像信号と前記情報に基づいて、表示する映像の明るさを調節することを特徴とする請求項８に記載の映像表示装置。
【請求項１１】 前記情報は映像のホワイトバランスであり、前記コンピュータは、伝送された映像信号と前記情報に基づいて前記デジタルカメラを制御して、撮像される映像のホワイトバランスを調節することを特徴とする請求項８に記載の映像表示装置。
【請求項１２】 前記情報は映像のホワイトバランスであり、前記コンピュータは、伝送された映像信号と前記情報に基づいて、表示する映像のホワイトバランスを調節することを特徴とする請求項８に記載の映像表示装置。
【請求項１３】 受光量に応じたアナログの信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段の出力信号を増幅して出力する増幅手段と、前記増幅手段の出力信号をデジタルの信号に変換して出力する変換手段と、前記変換手段の出力信号からデジタルの映像信号を生成して出力する映像生成手段と、前記変換手段の出力信号の強度を検出し、検出した強度を表すデジタルの信号を出力する検出手段と、前記映像生成手段が出力する映像信号と前記検出手段の出力信号を入力されて、入力された信号を外部装置に送出する送出手段と、前記変換手段の出力信号を所定の周期で前記映像生成手段と前記検出手段に交互に与える切換手段とを備えることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項１４】 請求項１３に記載のデジタルカメラと、前記送出手段から送出される信号を受けて、前記映像生成手段が出力した映像信号が表す映像を表示するとともに、前記映像生成手段が出力した映像信号と前記検出手段の出力信号に基づいて前記デジタルカメラを制御するコンピュータとから成ることを特徴とする映像表示装置。
【請求項１５】 前記コンピュータは、前記撮像手段の受光量または前記増幅手段の増幅率を制御して、前記映像生成手段によって生成される映像信号の強度を調節することを特徴とする請求項１４に記載の映像表示装置。
【請求項１６】 前記コンピュータは、前記映像生成手段の映像信号の生成を制御して、生成される映像信号のホワイトバランスを調節することを特徴とする請求項１４に記載の映像表示装置。
【請求項１７】 受光量に応じたアナログの信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段の出力信号を増幅して出力する増幅手段と、前記増幅手段の出力信号をデジタルの信号に変換して出力する変換手段と、前記変換手段の出力信号からデジタルの映像信号を生成して出力する映像生成手段と、前記映像生成手段が出力する映像信号を外部装置に送出する送出手段と、前記変換手段の出力信号の前記映像生成手段への供給を所定の周期で遮断する遮断手段と、前記変換手段の出力信号の強度を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された強度に基づいて前記映像信号の調節に関する制御をする制御手段とを備えることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項１８】 前記制御手段は、前記撮像手段の受光量または前記増幅手段の増幅率を制御して、前記映像生成手段によって生成される映像信号の強度を調節することを特徴とする請求項１７に記載のデジタルカメラ。
【請求項１９】 前記制御手段は、前記映像生成手段の映像信号の生成を制御して、生成される映像信号のホワイトバランスを調節することを特徴とする請求項１７に記載のデジタルカメラ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図８】
【図４】
【図５】
【図１０】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図８】
【図４】
【図５】
【図１０】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開平１０−３３６５１３
【公開日】平成１０年（１９９８）１２月１８日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平９−１４７３５１
【出願日】平成９年（１９９７）６月５日
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【公開日】平成１０年（１９９８）１２月１８日
【国際特許分類】
【出願日】平成９年（１９９７）６月５日
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
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