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【発明の名称】 撮像装置及び方法
【発明者】 【氏名】鍛冶 敏雄
【要約】 【課題】異なる複数の種類のイメージセンサを選択することができる撮像装置及び方法を提供することを課題とする。

【構成】画像信号を生成する第１のイメージセンサ（１３）と、前記第１のイメージセンサとは異なる種類であり、画像信号を生成する第２のイメージセンサ（１４）と、前記第１のイメージセンサにより生成される画像信号又は前記第２のイメージセンサにより生成される画像信号を選択して出力する選択手段（１９）とを有することを特徴とする撮像装置が提供される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号を生成する第１のイメージセンサと、
前記第１のイメージセンサとは異なる種類であり、画像信号を生成する第２のイメージセンサと、
前記第１のイメージセンサにより生成される画像信号又は前記第２のイメージセンサにより生成される画像信号を選択して出力する選択手段と
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記選択手段は、被写体に応じて選択することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記選択手段は、被写体の輝度に応じて選択することを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
さらに、前記第１のイメージセンサ又は第２のイメージセンサにより生成される画像信号を増幅するためのアンプを有し、
前記選択回路は、前記アンプのゲインに応じて選択することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
さらに、前記アンプにより増幅された画像信号のレベルに応じて前記アンプのゲインを制御する制御手段を有することを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【請求項６】
さらに、前記第１のイメージセンサ及び／又は前記第２のイメージセンサに電源電圧を供給するためのバッテリを有し、
前記選択手段は、前記バッテリの状況に応じて選択することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項７】
前記選択手段は、前記バッテリの残量に応じて選択することを特徴とする請求項６記載の撮像装置。
【請求項８】
前記選択手段は、前記バッテリの電圧に応じて選択することを特徴とする請求項６記載の撮像装置。
【請求項９】
前記選択手段は、前記第１のイメージセンサにより生成される画像信号を選択して出力するときには、前記バッテリの電圧を前記第２のイメージセンサには供給せずに前記第１のイメージセンサに供給し、前記第２のイメージセンサにより生成される画像信号を選択して出力するときには、前記バッテリの電圧を前記第１のイメージセンサには供給せずに前記第２のイメージセンサに供給することを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記第１のイメージセンサ及び前記第２のイメージセンサは、同一のレンズを介して被写体像を入力することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記第１のイメージセンサはＣＣＤセンサであり、前記第２のイメージセンサはＣＭＯＳセンサであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
第１のイメージセンサにより画像信号を生成する第１の生成ステップと、
前記第１のイメージセンサとは異なる種類の第２のイメージセンサにより画像信号を生成する第２の生成ステップと、
前記第１のイメージセンサにより生成される画像信号又は前記第２のイメージセンサにより生成される画像信号を選択して出力する選択ステップと
を有することを特徴とする撮像方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のＣＭＯＳＬＳＩ技術の進展により、ＣＭＯＳイメージセンサの弱点であった固定パターンノイズの抑圧に大きな改善が見られ、ビデオカメラ、デジタルカメラ等への応用例が多く見られている。
【０００３】
特許文献１には、ＣＭＯＳセンサ又はＣＣＤセンサを識別し、画像信号を処理する画像処理装置が記載されている。特許文献１は、イメージセンサを識別し、識別されたイメージセンサに対応する画像信号処理設定値を設定し、画像信号を処理する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３５８９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１は、ＣＣＤセンサとＣＭＯＳセンサの特徴を生かして、被写体の状況や、撮像装置の駆動バッテリの状況に応じてイメージセンサの切り替えを行っていない。
【０００６】
つまり、撮像状況に応じて固定パターンノイズの問題があるＣＭＯＳセンサと、ＣＣＤセンサとを切り替えたり、撮像装置の駆動バッテリ残量に応じて、消費電力に問題があるＣＣＤセンサと、ＣＭＯＳセンサとを切り替えることは不可能であった。
【０００７】
本発明の目的は、異なる複数の種類のイメージセンサを選択することができる撮像装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の撮像装置は、画像信号を生成する第１のイメージセンサと、前記第１のイメージセンサとは異なる種類であり、画像信号を生成する第２のイメージセンサと、前記第１のイメージセンサにより生成される画像信号又は前記第２のイメージセンサにより生成される画像信号を選択して出力する選択手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の撮像方法は、第１のイメージセンサにより画像信号を生成する第１の生成ステップと、前記第１のイメージセンサとは異なる種類の第２のイメージセンサにより画像信号を生成する第２の生成ステップと、前記第１のイメージセンサにより生成される画像信号又は前記第２のイメージセンサにより生成される画像信号を選択して出力する選択ステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
複数種類のイメージセンサを持ち、状況に応じてイメージセンサを使い分けることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態による撮像装置の構成例を示す図である。１１はレンズを含む光学系部材である。１２は入射光を分離するハーフミラーである。１３はＣＣＤセンサである。１４はＣＭＯＳセンサである。１５及び１６はサンプリングを行うＣＤＳ回路である。１７及び１８はアナログ形式からデジタル形式に変換を行うアナログ／デジタル（ＡＤ）コンバータである。１９は２つの入力信号ａ及びｂのうちの１つを選択して出力する選択回路である。２０は信号の増幅及びレベル検出をする検出回路である。２１は信号処理を行う信号処理回路である。２２は選択回路１９を制御する選択制御回路である。ＣＣＤセンサ１３及びＣＭＯＳセンサ１４は、相互に異なる種類のイメージセンサであり、光電変換により画像信号を生成する。
【００１２】
レンズ１１より入射した被写体像はハーフミラー１２にて２分割され、それぞれＣＣＤセンサ１３及びＣＭＯＳセンサ１４で光電変換される。ＣＣＤセンサ１３及びＣＭＯＳセンサ１４は、同一のレンズ１１を介して被写体像を入力し、光電変換により画像信号を生成する。ＣＣＤセンサ１３で変換された被写体信号（画像信号）はＣＤＳ回路１５でクロック成分と低周波ノイズが除去され、ＡＤコンバータ１７でアナログ信号からデジタル信号に変換される。ＡＤコンバータ１７の出力信号ａは、選択回路１９に出力される。一方、ＣＭＯＳセンサ１４で光電変換された被写体信号は、上記ＣＣＤセンサ１３の場合と同様にＣＤＳ回路１６でクロック成分と低周波ノイズが除去され、ＡＤコンバータ１８でアナログ信号からデジタル信号に変換される。ＡＤコンバータ１８の出力信号ｂは、選択回路１９に出力される。選択回路１９は、制御信号ｃに基づいて、入力信号ａ及びｂの内いずれかを選択し、検出回路２０に出力する。
【００１３】
図２は、検出回路２０の構成例を示す図である。検出回路２０は、ゲインコントロールアンプ２０ａ及び検出回路２０ｂを有する。ゲインコントロールアンプ２０ａは、選択制御回路２２の制御信号に応じて、被写体信号を増幅し、検出回路２０ｂに出力する。検出回路２０ｂは、ゲインコントロールアンプ２０ａの出力信号のレベルを検出し、信号処理回路２１及び選択制御回路２２に出力する。選択制御回路２２は、検出回路２０ｂで検出されたレベルに応じてゲインコントロールアンプ２０ａに制御信号をフィードバックする。ゲインコントロールアンプ２０ａで適正に増幅された被写体信号は、信号処理回路２１へ出力される。一方、選択制御回路２２は、ゲインコントロールアンプ２０ａのゲインに応じて、選択回路１９に制御信号ｃを出力する。選択回路１９は、その制御信号ｃに応じて、入力信号ａ又はｂのいずれかを選択し、検出回路２０に出力する。
【００１４】
図３は撮像装置の処理を示すフローチャートであり、図４は選択回路１９の構成例を示す図である。撮像装置の動作を図３及び図４を用いて説明する。被写体信号が検出回路２０に入力された時点で図３の処理が開始する。まず、ステップＳ３０１では、選択制御回路２２は、検出回路２０ｂの検出レベルが適正か否かを判断する。適正レベルであればステップＳ３０３へ進み、適正レベルでなければステップＳ３０２へ進む。ステップＳ３０２では、選択制御回路２２は、ゲインコントロールアンプ２０ａの出力信号が適正レベルになるように、ゲインコントロールアンプ２０ａのゲインを変更し、ステップＳ３０１に戻る。ステップＳ３０３では、選択制御回路２２は、ゲインコントロールアンプ２０ａのゲインが６ｄＢ以上か否かを判断する。ゲインが６ｄＢ以上であればステップＳ３０４へ進み、６ｄＢ未満であればステップＳ３０５へ進む。ステップＳ３０４では、選択制御回路２２の指示により、選択回路１９はＣＣＤセンサ１３側の出力信号ａを選択し、検出回路２０に出力する。ステップＳ３０５では、選択制御回路２２の指示により、選択回路１９はＣＭＯＳセンサ１４側の出力信号ｂを選択し、検出回路２０に出力する。
【００１５】
この動作により、被写体の輝度が下がり、ゲインコントロールアンプ２０ａのゲインが６ｄＢ以上となると、選択回路１９がＣＣＤセンサ１３側の出力信号ａを選択し、６ｄＢ未満であれば、選択回路１９がＣＭＯＳセンサ１４側の出力信号ｂを選択する。信号処理回路２１は、検出回路２０の出力信号を信号処理し、次段のブロックへ出力する。
【００１６】
被写体の輝度が低いときには、ゲインコントロールアンプ２０ａのゲインは大きくなるように制御される。逆に、被写体の輝度が高いときには、ゲインコントロールアンプ２０ａのゲインは小さくなるように制御される。ＣＭＯＳセンサ１４は、ＣＣＤセンサ１３に比べ、固定パターンノイズが大きい。固定パターンノイズは、被写体の輝度が低いときに目立ち易い。そこで、被写体の輝度が低く、ゲインコントローラ２０ａのゲインが大きくなるときには、ＣＣＤセンサ１３側の出力信号ａを選択する。逆に、被写体の輝度が高く、ゲインコントローラ２０ａのゲインが小さくなるときには、ＣＭＯＳセンサ１４側の出力信号ｂを選択する。被写体の輝度に応じて、ＣＣＤセンサ１３又はＣＭＯＳセンサ１４の出力信号を選択することにより、適切なイメージセンサにより画像を撮像することができる。
【００１７】
本実施形態は、異なる複数の種類のイメージセンサ１３及び１４を有する撮像装置において、被写体の状況に応じてイメージセンサを切り替えて使用することが可能である。なお、イメージセンサは、３種類以上設けてもよい。
【００１８】
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態による撮像装置の構成例を示す図である。５１はレンズを含む光学系部材である。５２は入射光を分離するハーフミラーである。５３はＣＣＤセンサである。５４はＣＭＯＳセンサである。５５及び５６はサンプリングを行うＣＤＳ回路である。５７及び５８はアナログ形式からデジタル形式に変換を行うＡＤコンバータである。５９は２つの入力信号ａ及びｂのうちの１つを選択して出力する選択回路である。６１は信号処理を行う信号処理回路である。６２は電源制御回路である。６３は撮像装置の駆動電源バッテリである。
【００１９】
レンズ５１より入射した被写体像はハーフミラー５２にて２分割され、それぞれＣＣＤセンサ５３及びＣＭＯＳセンサ５４で光電変換される。ＣＣＤセンサ５３で変換された被写体信号はＣＤＳ回路５５でクロック成分と低周波ノイズが除去され、ＡＤコンバータ５７でアナログ信号からデジタル信号に変換される。ＡＤコンバータ５７の出力信号ａは、選択回路５９に出力される。一方、ＣＭＯＳセンサ５４で光電変換された被写体信号は、上記ＣＣＤセンサ５３の場合と同様にＣＤＳ回路５６でクロック成分と低周波ノイズが除去され、ＡＤコンバータ５８でアナログ信号からデジタル信号に変換される。ＡＤコンバータ５８の出力信号ｂは、選択回路５９に出力される。選択回路５９では、制御信号ｃに基づいて、入力信号ａ及びｂの内いずれかを選択し、信号処理回路６１に出力する。
【００２０】
図６は、電源制御回路６２の構成例を示す図である。電源制御回路６２は、バッテリ６３の電源電圧を検出する電圧検出回路６２ａと、バッテリ６３の出力を切り替えるスイッチ回路６２ｂとからなる。電圧検出回路６２ａは、バッテリ６３の電圧を検出し、あらかじめ決められた電圧値Ｅ以上の場合は、スイッチ回路６２ｂがバッテリ６３の出力を端子Ａに接続するように制御する。電圧検出回路６２ａは、バッテリ６３の電圧が下がってきて電圧値Ｅを下回ると、スイッチ回路６２ｂがバッテリ６３の出力を端子Ｂに接続する。端子Ａは、ＣＣＤセンサ５３、ＣＤＳ回路５５及びＡＤコンバータ５７に接続される。端子Ｂは、ＣＭＯＳセンサ５４、ＣＤＳ回路５６及びＡＤコンバータ５８に接続される。
【００２１】
この動作により、撮像装置の駆動バッテリ６３の電圧がある値Ｅ以上であれば、スイッチ回路６２ａはバッテリ６３の出力を端子Ａに接続する。これにより、ＣＣＤセンサ５３、ＣＤＳ回路５５及びＡＤコンバータ５７に電源電圧が供給され、ＣＭＯＳセンサ５４、ＣＤＳ回路５６及びＡＤコンバータ５８に電源電圧が供給されない。この時、電源制御回路６２内の電圧検出回路６２ａは、制御信号ｃにより、選択回路５９が入力信号ａを選択して信号処理回路６１に出力するように制御する。
【００２２】
撮像装置の駆動バッテリ６３の電圧が下がり、電圧値Ｅ以下となると、スイッチ回路６２ｂはバッテリ６３の出力を端子Ｂに接続する。これにより、ＣＭＯＳセンサ５４、ＣＤＳ回路５６及びＡＤコンバータ５８に電源電圧が供給され、ＣＣＤセンサ５３、ＣＤＳ回路５５及びＡＤコンバータ５７に電源電圧が供給されない。この時、電源制御回路６２内の電圧検出回路６２ａは、制御信号ｃにより、選択回路５９が入力信号ｂを選択して信号処理回路６１に出力するように制御する。すなわち、選択回路５９は、スイッチ回路６２ａの端子Ａ、Ｂの切り替わり動作にあわせて選択が切り替わり、電源が供給されている側のイメージセンサの信号が選択される。
【００２３】
ＣＣＤセンサ５３は消費電力が大きく、ＣＭＯＳセンサ５４は消費電力が小さい。そこで、バッテリ６３の電圧が十分高いときには、ＣＣＤセンサ５３側の出力信号ａを選択する。やがて、バッテリ６３の使用によりバッテリ６３の電圧が低くなったときには、ＣＭＯＳセンサ５４側の出力信号ｂを選択する。バッテリ６３の検出電圧に応じて、ＣＣＤセンサ５３又はＣＭＯＳセンサ５４の出力信号を選択することにより、適切なイメージセンサにより画像を撮像することができる。
【００２４】
電源制御回路６２は、バッテリ６３の残量（例えば電流又は電圧）を検出するようにしてもよい。バッテリ６３の残量が多いときには、選択回路５９はＣＣＤセンサ５３側の出力信号ａを選択し、スイッチ回路６２ｂは端子Ａに接続する。逆に、バッテリ６３の残量が少ないときには、選択回路５９はＣＭＯＳセンサ５４側の出力信号ｂを選択し、スイッチ回路６２ｂは端子Ｂに接続する。
【００２５】
本実施形態は、異なる複数の種類のイメージセンサ５３及び５４を有する撮像装置において、撮像装置（撮像装置のバッテリ）の状況に応じてイメージセンサを切り替えて使用することが可能である。
【００２６】
なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施形態による撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】検出回路の構成例を示す図である。
【図３】選択回路及び検出回路の処理を示すフローチャートである。
【図４】選択回路の構成例を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態による撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図６】電源制御回路の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１１ レンズ
１２ ハーフミラー
１３ ＣＣＤセンサ
１４ ＣＭＯＳセンサ
１５ ＣＤＳ回路
１６ ＣＤＳ回路
１７ ＡＤコンバータ
１８ ＡＤコンバータ
１９ 選択回路
２０ 検出回路
２１ 信号処理回路
２２ 選択制御回路
【出願人】 【識別番号】０００００１００７
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
【出願日】 平成１８年７月５日（２００６．７．５）
【代理人】 【識別番号】１０００９０２７３
【弁理士】
【氏名又は名称】國分 孝悦
【公開番号】 特開２００８−１７１５１（Ｐ２００８−１７１５１Ａ）
【公開日】 平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【出願番号】 特願２００６−１８５９５２（Ｐ２００６−１８５９５２）