JP2002232899A - 撮像装置及びその制御方法 - Google Patents
撮像装置及びその制御方法Info
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Abstract
メラ等において、レンズとカメラ本体のいかなる組み合
わせに対しても良好な精度の高いホワイトバランス調整
が行えるようにする。 【解決手段】 交換レンズユニットの撮影レンズ1の分
光透過率に関する情報をユニット内のROM14に記憶
しておき、その情報をカメラ本体内に読み込む。そして
CPU7により、ROM14の情報とカメラ本体内の撮
像系の分光透過率に関する情報とによりホワイトバラン
スの補正係数を演算し、その演算した補正係数に基づい
て、デジタル画像処理回路5によりホワイトバランスの
制御を行う。
Description
脱可能な交換レンズを用いるビデオカメラ等の撮像装置
及びその制御方法に関するものである。
におけるカラー撮像信号のホワイトバランスは、一般に
使用されるレンズの分光特性のうち最も標準的なレンズ
の分光特性を設定して、該設定された分光特性と被写体
からの撮像光による色温度情報に基づいて調整されてい
る。
メラあるいはデジタルスチルカメラでは、使用レンズに
より分光特性が異なるので、標準的なレンズの分光特性
を設定して被写体からの色温度情報によりホワイトバラ
ンスを調整しても、実際に使用する交換レンズによって
は上記標準的なレンズと分光特性が大きく異なり、同じ
被写体でもホワイトバランスがうまく調整できない場合
がある。
ば近赤外(IR)カットフィルタあるいは撮像素子の出
力において、折り返し歪の発生を防止するために光学ロ
ーパスフィルタ及び撮像素子前面にカラーフィルタ等を
設けているが、かかるフィルタの分光特性は理想的な特
性ではない。例えば、IRカットフィルタによって入射
光の赤外光成分だけでなく、赤色光成分までもカットさ
れてしまう等の理由により、実際にはビデオカメラの撮
像系の分光特性を補償する必要がある。
れているように、かかる問題の解決のために、カメラ本
体に対して交換可能な交換レンズとカメラ本体の組み合
わせにおいて、交換レンズの分光特性とカメラ本体の撮
像系の分光特性とに応じた総合分光特性に相応した情報
から、ホワイトバランスの補正を行うことが知られてい
る。
ワイトバランスの制御に用いるR(赤),G(緑),B
(青)の出力のR/G,B/Gの割合を電気的に記憶し
ているが、記憶容量が少ない利点はあるものの、より高
度な補正等には不向きな面を有している。
な撮像装置におけるホワイトバランスの目的は、白い被
写体を照明する光源色温度が変化しても記録画像が常に
それを白として再現できるようにするものであるが、最
終的な総合分光特性は、上記光源色温度特性を含めたす
べてのの分光特性の積で決定される。このため、交換レ
ンズの分光特性情報として、R/G,B/Gの比率値を
有する場合には、変化しないかあるいは理想として仮定
した撮像装置本体の撮像系の分光特性のR,G,Bの特
性が既知であらねばならない。
も、また使用する撮像素子の種類によっても撮像系の分
光特性は変化するので、交換レンズのみの影響を分離し
てレンズ側に記録情報として持たせたことにはならな
い。したがって、精度の高い最適なホワイトバランス制
御を行うことが難しいという問題点があった。
ためになされたもので、どのような交換レンズを使用し
ても、また異なる撮像装置との組み合わせにおいても良
好な精度の高いホワイトバランス調整が行えるレンズ交
換可能なビデオカメラやデジタルスチルカメラのような
撮像装置及びその制御方法を提供することを目的として
いる。
は、撮像装置本体に着脱可能な交換レンズユニットを用
いる撮像装置であって、前記交換レンズユニットは、該
交換レンズの分光透過率あるいはその個体差の情報を記
憶する記憶手段を有し、前記撮像装置本体は、該撮像装
置本体の撮像系の分光透過率あるいはその個体差の情報
を記憶する記憶手段と、前記各記憶手段に記憶された交
換レンズの分光透過率あるいはその個体差の情報及び前
記撮像装置本体の撮像系の分光透過率の情報に基づいて
ホワイトバランスの演算を行う演算手段と、その演算結
果に基づいてホワイトバランスを制御する制御手段を有
するようにしたものである。
装置本体に着脱可能な交換レンズユニットを用いる撮像
装置の制御方法であって、前記交換レンズユニットの交
換レンズの分光透過率あるいはその個体差の情報及び前
記撮像装置本体の撮像系の分光透過率あるいはその個体
差の情報を記憶し、これらの記憶された各情報に基づい
てホワイトバランスの演算を行い、その演算結果に基づ
いてホワイトバランスを制御するようにしたものであ
る。
いて説明する。本発明のシステム構成は、カメラ本体
(撮像装置本体)と、これに着脱可能な交換レンズユニ
ットとからなるものである。
メラの構成を示すブロック図である。同図において、1
は上記交換レンズユニットの撮影レンズ(交換レンズ)
で、その分光透過率の情報を内部のROM(記憶手段)
に記憶している。2は撮影レンズ1を通して入射する被
写体からの画像光(撮像光)を電気信号に変換するCC
D等の撮像素子で、カメラ本体内のCPU7は不図示の
操作レリーズ釦に連動して、タイミングジェネレータ8
とドライバ9を介してこの撮像素子2を駆動する。ま
た、タイミングジェネレータ8によりアナログ信号処理
回路3とA/D(アナログ−デジタル)変換回路4が制
御され、さらにCPU7からの信号により後述するホワ
イトバランス検出処理回路が駆動を開始する。
子2の受光面上で結像し、撮像素子2には被写体像の明
るさに応じた信号電荷が蓄積される。この撮像素子2に
蓄積された信号電荷はドライバ9により吐き出され、A
GC回路やCDS回路などを含むアナログ信号処理回路
3に入力される。アナログ信号処理回路3では、アナロ
グ画像信号に対してゲインコントロール、雑音除去等の
アナログ処理が施された後、A/D変換回路4によって
デジタル信号に変換される。このデジタル変換された信
号は、例えばASIC(application sp
ecificIC)として構成されるデジタル画像処理
回路5に導かれ、ここでホワイトバランス調整、ガンマ
補正等の画像前処理が行われる。
色温度センサであるホワイトバランスセンサ12、ホワ
イトバランスセンサ12からのアナログ信号をデジタル
信号に変換するA/D変換回路11、及びデジタル色温
度信号に基づいてホワイトバランス補正信号を生成する
CPU7とを含んでいる。ホワイトバランスセンサ12
は、例えば赤色Rと青色Bと緑色Gとにそれぞれ感度を
有する複数の光電変換素子からなり、部分的な白を抽出
したり、または全画素全体の平均光を無彩色として光源
色温度を推定する。CPU7は、複数の光電変換素子の
出力に基づいてRゲインとBゲインを算出する。また、
図1のホワイトバランスセンサ12は、専用のセンサで
あるが、撮像素子2で兼用することもできる。
してはさらに、圧縮処理回路6によりJPEG圧縮のた
めのフォーマット処理が行われ、その後、その画像デー
タは一時的にバッファメモリ13に格納される。そして
最終的には、JPEG方式で所定の比率にデータ圧縮を
受け、フラッシュメモリ等の記憶媒体であるPCカード
10に記録される。
構成を示すブロック図である。このデジタル画像処理回
路5はゲイン回路15、ホワイトバランス回路16及び
γ補正回路17から構成されている。
して1ラインごとに点順次で、撮像素子2から出力され
るR,G,B信号の各々に対して一律に所定のゲインを
掛けるとともに、撮像素子2の感度のばらつき補正をG
信号に対して行い、さらに、撮像素子2の感度比のばら
つきをR,B信号に対して行う。
の出力に対して1ラインごとに点順次で、あらかじめ決
定されてCPUに格納されているホワイトバランス調整
係数であるRゲインとBゲインをR,B信号に掛け合せ
る。本実施例では後述するように、撮影レンズ1のカラ
ーバランス情報とホワイトバランスセンサ12との情報
に基づいて、調整係数をCPU7が演算して算出する。
して1ラインごとに点順次で、階調ルックアップテーブ
ルを用いてγ補正を行う。
レンズユニットのROM14に該レンズ1の分光透過率
あるいはその製造個体差の情報を記憶させてカメラ本体
側で読み込めるようにし、またカメラ本体の撮像系の分
光透過率あるいはその製造個体差の情報を不図示の記憶
手段(記憶装置)に記憶させている。そして、それらの
各情報に基づいてホワイトバランスの補正係数の演算を
行う演算手段がCPU7により構成され、その演算結果
の補正係数に基づいてホワイトバランスを制御する制御
手段がデジタル画像処理回路5により構成されている。
率の情報は、撮像素子2の分光感度の情報、色分解用の
カラーフィルタの分光感度の情報、及び赤外カットフィ
ルタの分光透過率の情報のうち少なくとも何れかの情報
を含むようにし、ホワイトバランスの演算では、各情報
を波長ごとに乗算して総合分光特性を求めることもでき
る。
り読み出される交換レンズユニット内のROM14のデ
ータについて詳細に説明する。
したときの撮像素子2からのR,G,Bの撮像信号出力
データCr,Cg,Cbは、以下の式で表される。
タ、ローパスフィルタ等の色分解フィルタを除く各種フ
ィルタの分光透過率 τj(λ):R,G,B色分解フィルタの分光透過率
で、jをrとした場合には赤、jをgにした場合には
緑、jをbにした場合には青のフィルタの透過率である
(カメラの色分解フィルタがR,G,Bの純色タイプの
ものでなければ、最終的にR,G,Bに変換する信号処
理回路から得られたR,G,Bの値)。
撮像素子)の分光感度である。すなわち、かかるデータ
Cr,Cg,Cbは、標準として定めた白色の被写体
に、標準として定めた白色の光源から放射された光束を
当てた際に標準撮影レンズ、カメラ本体の撮像系、つま
りIRカットフィルタ、ローパスフィルタ等の各種フィ
ルタ、R,G,B色分解フィルタを介して撮像素子から
得られるR,G,B出力である。
タは、カメラに固有な値であるので、撮影レンズの如何
にかかわりなく、カメラ本体内の記憶装置内に情報を有
していれば良い。
されていれば、撮像素子からの出力Cr,Cg,Cb
を、例えば1:1:1となる補正係数でホワイトバラン
ス調整してやれば良い。
が不明であるため、ホワイトバランスセンサ12からの
出力を用いて上記補正係数に修正を加える。
ズ1からの光を用いない所謂、外測センサの場合には、
交換レンズの分光透過率の差に対して、上記補正係数の
修正値は同一の値となるが、実際には交換レンズと標準
レンズの分光透過率の差だけホワイトバランス制御に差
が生じる。
レンズ1からの光を用いたTTLセンサの場合には、交
換レンズと標準レンズの分光透過率の差は自動的に補正
されるかの如く思われる。しかし、TTLホワイトバラ
ンス調整の場合は、あらかじめ白と推定される光源色温
度に対しての補正テーブルを必要とするが、交換レンズ
と標準レンズの分光透過率の差で、その補正テーブルの
値が異なってくる。
ランスに与える影響を示す図である。同図において、光
源#1、#2は色温度が異なる光源のスペクトラム分布
を示し、Rフィルタ、Gフィルタはホワイトバランス用
のセンサの前面に設けられた赤フィルタ、緑フィルタの
透過特性を示し、基準レンズA,レンズ#1,#2はレ
ンズの分光特性を示している。
うな基準レンズAとほぼ同じ分布の分光特性のレンズで
は、基準レンズ(レンズの分光特性の補正を必要としな
いレンズ)に対して光源によって異なる補正量を必要と
はしない。つまり、図3に示す光源#1に対する補正量
と光源#2に対する補正量はあまり変らない。
に対して短波長側の感度が極端に低いので、光源#1,
#2によって補正量に違いが出てくる。つまり、色温度
の低い光源#1では、緑成分Gに対しての赤成分Rの補
正量は小さくても良いが、色温度の高い光源#2では、
その補正量は大きくしなければならない。
度の低い赤っぽい光源である光源#1より色温度の高い
青っぽい光源である光源#2に対してより感度が低いの
で、光源#2の下ではレンズ#2の分光特性の補正量を
より大きく、緑に対する赤の信号の補正量を大きくする
必要がある。
とbの信号出力の比が既知であれば調整を行うことがで
きるはずであるが、撮影レンズと標準レンズの分光透過
率が異なると、本来の補正量の他に、レンズ分光透過率
による色温度に依存した補正量がさらに必要となり、結
果的に複雑な情報が必要となってしまう。
を撮影レンズ1のROM14内に有しており、例えば、
380nmから680nmまでに10nmピッチで透過
率を、最大1で規格化して、8ビット形式で表現する。
過率データの例で、ヘッダ部にデータ開始波長、データ
ピッチ波長、データ終了波長(何れもnm単位)、各波
長での透過率データを示す。
ーパスフィルタ等の分光透過率、R,G,B色分解フィ
ルタの分光透過率は同じ形式でカメラ本体内の記憶装置
内に格納されている。したがって、カメラ本体内のCP
U7は、交換レンズの分光透過率とカメラ本体内の分光
透過率の情報から、その掛け合せ値を算出し、前述の
(1)式のCr,Cg,Cbから光源色温度を求め、補
正値を一意的に決定できる。
ローチャートである。このフローチャートに示す制御処
理は、図1のCPU7によりあらかじめ記憶されたプロ
グラムに従って実行されるものである。
と(S1)、その交換レンズのメモリから該レンズの分
光透過率に関する情報を読み込み(S2)、その情報と
カメラ本体の撮像系の分光透過率に関する情報とからホ
ワイトバランスの補正係数を演算する(S3)。そし
て、その演算した係数に基づいてホワイトバランス調整
が行われる(S4)。
に設けた記憶手段には交換レンズの分光透過率の情報が
あり、この情報はカメラ本体側により読み出され、一方
でカメラ本体の記憶装置には撮像系の分光感度特性の情
報があり、両者の積を演算して求まる総合分光特性に応
じてホワイトバランス制御手段によりカラー撮像信号の
ホワイトバランスが制御される。したがって、使用する
交換レンズごとに良好な精度の高いホワイトバランス調
節を実行することが可能となる。
あるいは感度特性の形式であるため、交換レンズに対し
てカメラが変わった場合でも互換性の高いシステムを構
築することができる。
の製造上のバラツキや、撮像素子のカラーフィルタのバ
ラツキ、撮像素子の分光感度のバラツキ等による分光透
過率の個体差の情報を読み込んでホワイトバランス補正
することで、交換レンズ及びカメラ本体の個体差を吸収
して最適色補正を行うことができる。
ついて説明したが、動画像も取り込めるデジタルビデオ
カメラにも本発明を適用することができる。また、以上
では、JPEG圧縮方式について説明したが、その他の
圧縮方式(TIFF方式による圧縮、フラクタル方式に
よる圧縮、MPEG方式による圧縮)であっても良い。
交換レンズの分光透過率の情報をレンズ側からカメラ本
体に伝達し、カメラ本体の撮像系の分光透過率との掛け
合せから、より精度の高い最適なホワイトバランス調整
制御が行える。
の反射防止コーティングの製造上のバラツキや、撮像素
子のカラーフィルタのバラツキ、撮像素子の分光感度の
バラツキ等による分光透過率の個体差の情報を読み込ん
でホワイトバランス補正することで、交換レンズ及びカ
メラ本体の個体差を吸収して最適色補正を行うことがで
きる。
ック図
ンスに与える影響を示す説明図
Claims (6)
- 【請求項1】 撮像装置本体に着脱可能な交換レンズユ
ニットを用いる撮像装置であって、前記交換レンズユニ
ットは、該交換レンズの分光透過率の情報を記憶する記
憶手段を有し、前記撮像装置本体は、該撮像装置本体の
撮像系の分光透過率の情報を記憶する記憶手段と、前記
各記憶手段に記憶された交換レンズの分光透過率の情報
及び前記撮像装置本体の撮像系の分光透過率の情報に基
づいてホワイトバランスの演算を行う演算手段と、その
演算結果に基づいてホワイトバランスを制御する制御手
段を有することを特徴とする撮像装置。 - 【請求項2】 撮像装置本体の撮像系の分光透過率の情
報は、撮像素子の分光感度の情報、色分解用のカラーフ
ィルタの分光感度の情報、及び赤外カットフィルタの分
光透過率の情報のうち少なくとも何れかの情報を含むこ
とを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 - 【請求項3】 ホワイトバランスの演算を行う演算手段
は、各情報を波長ごとに乗算して総合分光特性を求める
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 - 【請求項4】 撮像装置本体に着脱可能な交換レンズユ
ニットを用いる撮像装置であって、前記交換レンズユニ
ットは、該交換レンズの分光透過率の個体差情報を記憶
する記憶手段を有し、前記撮像装置本体は、該撮像装置
本体の撮像系の分光透過率の個体差情報を記憶する記憶
手段と、前記各記憶手段に記憶された交換レンズの分光
透過率の個体差情報及び前記撮像装置本体の撮像系の分
光透過率の個体差情報に基づいてホワイトバランスの演
算を行う演算手段と、その演算結果に基づいてホワイト
バランスを制御する制御手段を有することを特徴とする
撮像装置。 - 【請求項5】 撮像装置本体に着脱可能な交換レンズユ
ニットを用いる撮像装置の制御方法であって、前記交換
レンズユニットの交換レンズの分光透過率の情報及び前
記撮像装置本体の撮像系の分光透過率の情報を記憶し、
これらの記憶された各情報に基づいてホワイトバランス
の演算を行い、その演算結果に基づいてホワイトバラン
スを制御するようにしたことを特徴とする撮像装置の制
御方法。 - 【請求項6】 撮像装置本体に着脱可能な交換レンズユ
ニットを用いる撮像装置の制御方法であって、前記交換
レンズユニットの交換レンズの分光透過率の個体差情報
及び前記撮像装置本体の撮像系の分光透過率の個体差情
報を記憶し、これらの記憶された各情報に基づいてホワ
イトバランスの演算を行い、その演算結果に基づいてホ
ワイトバランスを制御するようにしたことを特徴とする
撮像装置の制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001028063A JP2002232899A (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | 撮像装置及びその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001028063A JP2002232899A (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | 撮像装置及びその制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002232899A true JP2002232899A (ja) | 2002-08-16 |
JP2002232899A5 JP2002232899A5 (ja) | 2008-03-13 |
Family
ID=18892626
Family Applications (1)
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JP2001028063A Pending JP2002232899A (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | 撮像装置及びその制御方法 |
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- 2001-02-05 JP JP2001028063A patent/JP2002232899A/ja active Pending
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