JP2005333494A

JP2005333494A - 撮影装置

Info

Publication number: JP2005333494A
Application number: JP2004150898A
Authority: JP
Inventors: Keiichiro Takahashi; 圭一郎高橋
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2004-05-20
Filing date: 2004-05-20
Publication date: 2005-12-02
Also published as: US20050259178A1

Abstract

【課題】好適なアパーチャ補正が行なわれる撮影装置を提供する。
【解決手段】交換自在に撮像素子が装着されたことを検知部１０４で検知したときに、マイコン１００がＣＣＤ１０Ｂの種類に関する情報を、その検知部１０４を介して取得する。その取得した情報に基づいて画像処理部１０６に、装着された撮像素子の種類に応じたパラメータを設定する。レンズで捉えた被写体を表す画像データをＣＣＤ１０Ｂで生成し、その生成した画像データに、画像処理部１０６で上記パラメータに基づくアパーチャ補正を施す。
【選択図】図２

Description

本発明は、利用可能な複数の撮像素子のうちの今回利用する撮像素子で被写体光を捉えることによりその撮像素子に画像信号を生成させる撮影を行なう撮影装置に関する。

解像度の異なる撮像素子が一つの撮影装置内に複数搭載され、それらの撮像素子のうちのいずれかを選択することで解像度の異なる撮影を行なうことができる撮影装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。また、複数種類の、撮影光学系と撮像素子を備えたカメラヘッドのうちのいずれかが交換自在に装着されその装着されたカメラヘッドから画像信号を受け取って信号処理を行なう撮影装置も提案されている（例えば特許文献２参照）。

いずれの特許文献のものにおいても、複数種類の撮像素子の中からいずれか一つの撮像素子が選択されるので、選択された撮像素子の種類に応じて画像信号に適宜信号処理を施す必要がある。このような信号処理の中には被写体の輪郭を強調する処理いわゆるアパーチャ補正と呼ばれるものなどがあり、これらの処理を行なうためにはどうしても撮像素子の画素数やフィルタ配列などの情報が必要になる。このアパーチャ補正を好適に行なうにあたっては様々な提案がなされており、その中には交換レンズが交換自在に装着されたときに交換レンズの種類に応じたアパーチャ補正が行なわれるもの（例えば特許文献３参照）や小絞り状態のときに充分な解像度が得られるようにアパーチャ補正の内容を変更するもの（例えば特許文献４参照）などがある。また、ネットワークカメラにより撮影された画像信号に好適なアパーチャ補正を行なう技術（例えば特許文献５参照）も提案されている。

しかし特許文献１や特許文献２に示したように複数種類の撮像素子の中からいずれか１つの撮像素子が選択されるものであった場合には、撮像素子の種類が変わってしまうと、特許文献３〜特許文献５に示した技術によってアパーチャー補正の内容を変更したとしても、好適なアパーチャ補正が行なわれるとは限らない。
特開２００２−１６７０２２号公報特開平８−１７２５６１号公報特開平６−１４２６１号公報特開２００１−２５１５４９号公報特開２００３−２３００２３号公報

本発明は、上記事情に鑑み、好適なアパーチャ補正が行なわれる撮影装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の第１の撮影装置は、利用可能な複数の撮像素子のうちの今回利用する撮像素子で被写体光を捉えることによりその撮像素子に画像信号を生成させる撮影を行なう撮影装置において、
画像信号にアパーチャ補正を行なうアパーチャ補正部と、
上記アパーチャ補正部は、上記画像信号を生成した撮像素子の種類に応じたアパーチャ補正を行なうものであることを特徴とする。

上記本発明の撮影装置によれば、上記アパーチャ補正部により上記撮像素子の種類に応じたアパーチャ補正が行なわれる。

ここで、上記複数種類の撮像素子を固定的に備えたことが好ましい。

例えば、特許文献１のようにこの撮影装置が複数の撮像素子を固定的に備え、選択的にいずれかの撮像素子が選択されて撮影が行なわれるものである場合には、予め複数の撮像素子ごとの情報を記憶部に記憶しておき、撮像素子の選択に応じてその記憶部から選択された撮像素子の画素数であるとか、フィルタ配列であるとかの情報を読み出すような構成にしておくと、撮像素子が選択自在に切り替えられてもその撮像素子の選択に応じて好適なアパーチャ補正が行なえる。

ここで、上記複数種類の撮像素子を固定的に備えたものではなく、上記複数種類の撮像素子のうちの任意の撮像素子が交換自在に装着されるものであっても良く、その場合には交換自在に装着された撮像素子の種類を検知する検知部を設けておけば良い。

また、撮影光学系と撮像素子とを備えた複数種類の撮像ユニットのうちの任意の撮像ユニットが交換自在に装着されることが好ましい。

このように特許文献２のように複数種類の撮像素子のうちの任意の撮像素子がカメラヘッドに搭載され、そのカメラヘッドが交換自在にカメラ本体に装着されるものである場合には、カメラヘッド側に撮像素子の情報を記憶しておく記憶部を設けておいて、カメラヘッドがカメラ本体に装着されたときにその記憶部の中の情報がカメラ本体側に伝えられるような構成にしておけば、カメラヘッドが交換自在に装着されたときにその装着されたカメラヘッドが備える撮像素子に応じて好適な信号処理が行なえる。

また、上記本発明の第２の撮影装置は、撮像素子で被写体を捉え該撮像素子の画素配列よりも間引いた画素配列の画像信号の生成が自在な撮影装置において、
上記画像信号にアパーチャ補正を行なうアパーチャ補正部を備え、
上記アパーチャ補正部は、前記画像信号の間引き状態に応じたアパーチャ補正を行なうものであることを特徴とする。

このように上記撮像素子の全画素を用いて画像信号の生成を行なわずに間引いた画素配列の画像信号の生成を行なう場合にあっては、撮像素子の間引きに関する情報に基づいてアパーチャ補正を行なうものであると都合が良い。

そうすると、例えばこの撮影装置が備える表示画面をファインダ代わりに用いる場合、そのファインダ代わりとなる表示画面上に、撮影レンズが捉えている被写体を常に表示するように上記撮像素子で被写体を表す画像データを所定の間隔ごとに生成する場合においても、また動画像データを上記撮像素子で所定の間隔ごとに生成する場合においても、上記撮像素子の間引きに関する情報に基づいて上記画像処理部でアパーチャ補正を行なうことで鮮明な画像が得られるという効果が導き出される。

以上、説明したように、好適なアパーチャー補正が行なわれる撮影装置が実現される。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態である撮影装置を示す図である。

図１に示す撮影装置１のカメラボディ１ａの中央にはレンズ鏡胴１０が配備されており、そのレンズ鏡胴１０の上部にはファインダ１１が配備されている。そのファインダ１１の横には閃光発光窓１２が配備されており、被写界輝度が低い場合にはその閃光発光窓を通して被写体に向けて閃光が発せられて撮影が行なわれる。また、カメラボディ１ａ上面にはレリーズ釦１３と電源スイッチ１４が配備されている。また、図示はしていないが、カメラボディ１ａ底面側には撮像素子をカメラボディ内部に挿入する挿入口が設けられており、その挿入口から交換自在に撮像素子（ここではＣＣＤ固体撮像素子が用いられているので以降ＣＣＤという）が挿入されるようになっている。

図２は、図１の撮影装置１の内部構成を示すブロック図である。

図１に示す撮影装置１全体の動作は、統括的にマイコン１００で制御される。図１に示すようにマイコン１００はＣＰＵ１０１とＲＯＭ１０２とＲＡＭ１０３とからなり、主記憶装置にあたるＲＯＭ１０２内にはこの撮影装置の動作手順を示すプログラムが不揮発的に格納されていて補助記憶装置にあたるＲＡＭ１０３にはＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０２に格納されているプログラムの手順にしたがって処理を実行している最中に使用される処理変数などが揮発的に記憶される。このマイコン１００に電源オン信号やレリーズ信号のような操作信号が入力されると、ＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０２内のプログラムの手順にしたがってこの撮影装置の動作を制御するように処理を開始する。その手順を示すプログラムが格納されているＲＯＭ１０２内には他に、前述したカメラボディ１ａ底面にある挿入口から挿入されるＣＣＤ１０Ｂの種類に応じた情報たとえば画素数やフィルタ配列などがアパーチャ補正などに必要な情報として格納されている。この図２に示すものでは、ＣＣＤ１０Ｂが挿入口から挿入されて検知部１０４でＣＣＤ１０Ｂの挿入が検知されたときにその検知部１０Ｂを介してマイコン１００によってＣＣＤ１０Ｂの種類に関する情報が自動的に取得される。

ここで図２を参照してこの撮影装置の撮影処理を簡単に説明する。

まず、ＣＣＤ１０Ｂが挿入口から挿入され図１に示す電源スイッチ１４が投入されると、ＣＣＤ１０Ｂの挿入が検知部１０４で検知されその検知部１０４を介してマイコン１００によってＣＣＤ１０Ｂの情報が取得される。このように情報が取得されたら、マイコン１００によって画像処理部１０６にその情報に応じたパラメータが設定される。そのパラメータが画像処理部１０６に設定されたら、マイコン１００はＣＣＤ１０Ｂへ向けて所定の時刻ごとにタイミング信号を供給するようにしてＣＣＤ１０Ｂで生成した画像信号を画像処理部１０６側へと出力させるようにする。この出力させた画像信号はアナログ信号であってＣＣＤから画像信号を出力させたときにその画像信号に雑音が重畳されている可能性があるので、画像信号が画像処理部１０６へ供給される前に、ＣＤＳ／ＡＤ部１０５のＣＤＳ部で雑音の低減が行なわれ、その後ＣＤＳ／ＡＤ部１０５のＡＤ部でアナログ信号からデジタル信号へ画像信号が変換されてから、そのデジタル信号に変換された画像信号が画像処理部１０６へと供給される。

前述したようにこの画像処理部１０６にはマイコン１００によってアパーチャ補正などに必要なパラメータの設定が行なわれているのでこの画像処理部１０６に供給されてくる画像信号にはいつでも好適なアパーチャ補正を含む画像処理が施されるようになっている。図２には画像処理部内でアパーチャ補正が行なわれるので、画像処理部１０６内にアパーチャ補正部１０６０が含まれているということが示されている。この画像処理部では、アパーチャ補正のほか、ＹＣ変換処理や圧縮処理などの画像処理などが行なわれる。そのアパーチャ補正などの処理が行なわれた画像信号がＬＣＤ表示部１０７に供給されてＬＣＤ表示部１０７の表示画面上に鮮明な被写体がスルー画像として表示される。さらに、その表示画面上に表示されているスルー画像を見ながらレリーズ釦１３が押されたら、アパーチャ補正が施された画像信号がＣＣＤ１０Ｂの画素数やフィルタ配列に応じて圧縮されてその圧縮に関する情報とともに画像データが画像ファイルとなって記録媒体１０８に記録される。

図３はマイコン１００の処理手順を示すフローチャートである。

前述したようにカメラボディ底面部にある挿入口からＣＣＤ１０Ｂが挿入された後、あるいは挿入された状態のまま電源スイッチ１４が投入されたらこのフローの処理が開始される。

ステップＳ３０１でＣＣＤの種類に関する情報を、検知部１０４を介して取得する。ステップＳ３０２では、ステップＳ３０１で取得した情報に応じた処理を画像処理部１０６に行なわせるためのパラメータを画像処理部１０６に設定する。次のステップＳ３０３でレリーズ釦１３が押されたどうかを判断して、レリーズ釦１３が押されていなかったらＮｏ側へ進みステップＳ３０３を繰り返し、レリーズ釦１３が押されていたらＹｅｓ側に進みステップＳ３０４で画像処理部１０６に設定したパラーメータに基づくアパーチャ補正を行なわせる。次のステップＳ３０５でその他の処理を画像処理部１０６に行なわせて次のステップＳ３０６へ進み、ＣＣＤ（撮像素子）が交換されているかどうかを判断し、交換されていなかったらＮｏ側へ進み、ステップＳ３０１へ戻ってステップＳ３０３からステップＳ３０６までの処理を繰り返し行なう。ＣＣＤ（撮像素子）が交換されていたらＹｅｓ側へ進みステップＳ３０１へ戻ってステップＳ３０１からステップＳ３０６までの一連の処理を繰り返し行なう。

ここで、図４を参照して、画像処理部１０６のアパーチャ補正部が行なうアパーチャ補正を簡単に説明しておく。

図４は、アパーチャ補正を説明する図であって、画素数の異なる２つのＣＣＤの画素配列を同一平面上に表した図である。簡単のため、画素数の比が９倍になるＣＣＤ１／ＣＣＤ２を２つ取り上げた例を示してあり、その２つのうちの１つとして相対的に画素数の多い高画素数のＣＣＤ１と相対的に画素数の少ない低画素ＣＣＤ２とがそれぞれ点線、実線で区別されて同一平面上に示されている。同一平面上に２つの異なる画素配列が重ねて示されているので双方を区別するため、図４には高画素ＣＣＤであるＣＣＤ１の方をＢ画像イメージ、ＣＣＤ２の方をＡ画像イメージと表記してある。

例えば低画素ＣＣＤの画素配列において水平方向のエッジ強調を行なうためには、水平方向において（−１、２、−１）という３タップのフィルタ（図中画素に対応するように数字を示してある）があれば処理は充分可能である。しかし高画素ＣＣＤの画素配列においては、低画素ＣＣＤと同じ位置の画素に同じフィルタ処理を行なおうとすると、（−１、０、０、２、０、０、−１）という７タップのフィルタ（図中画素に対応するように数字を示してある）が必要になってしまう。このように同一の位置にある画素を用いて同様のアパーチャ処理を行なおうとすると、このようにフィルタのタップ数に違いが生じてしまう。この撮影装置では、画素数やフィルタ配列などの撮像素子の情報があれば画像処理部にパラメータを設定することで何段のフィルタであっても自在に構成することができるので、ここでは撮像素子の情報として画素数やフィルタ配列などのＣＣＤの種類に関する情報をマイコン１００で取得してその取得した情報に応じて適宜パラメータを画像処理部１０６に設定するようにしている。そうすると、ＣＣＤ１０Ｂが交換されてＣＣＤ１０Ｂの種類が変更されＣＣＤ１０Ｂの画素数やフィルタ配列などが変更されても画素数やフィルタ配列などの情報に基づいて好適なアパーチャ補正およびその他の処理が画像処理部１０６で行なわれるようになる。

ここで、簡単にフィルタの動作の説明をしておく。

前述の説明中、アパーチャ補正用のフィルタのタップつまりフィルタ係数が（−１、２、−１）であると表記されている場合には、３つの係数が配列されている３画素それぞれに乗じられる係数に該当する。

つまり、３つの画素の振幅をそれぞれＸ_-1、Ｘ、Ｘ₊₁とすると、（Ｘ−Ｘ_-1）＋（Ｘ₊₁−Ｘ）となり、２回差分演算が行なわれることになる。これを隣接する画素ごとに行なっていくと差分演算によって従来アナログ回路で行なわれていた微分処理と同じ処理が行なわれて輪郭線が抽出されるという訳である。なお、ここでは２回差分演算を行なっているが、１回であっても２回以上の複数回の差分演算を行なっても良い。また上記例では行ベクトルの形でフィルタ係数が示されているが、列ベクトルの形で示されると垂直方向に連続的に配列されている３画素を用いて差分演算が行なわれることになる。さらにｎ×ｎの行列の形でフィルタ係数が示されると、水平方向に連続的に配列されているｎ画素および垂直方向に連続的に配列されているｎ画素を用いて差分演算が行なわれることになる。

図２にはＣＣＤが交換自在な例を掲げたが、複数種類のＣＣＤが撮影装置内に固定的に配備されていてそれらのうちのいずれかが選択されるようなものであって良く、さらに撮影光学系と撮像素子とを備えた複数種類の撮像ユニットのうちの任意の撮像ユニットが交換自在に装着される撮影装置であっても良い。

図５はその撮像ユニットが交換自在に本体に装着される撮影装置の構成を示す図である。図５には、撮像ユニット１６ｂが交換自在に本体１５ｂに装着される撮影装置の外観が示されている。

図５を参照して簡単に外観を説明する。

図５に示すように本実施形態の撮影装置１ｂは、カメラヘッド１６ｂとカメラ本体１５ｂとを備える。図１には、撮影光学系と撮像素子を備えたカメラヘッド１６ｂと、そのカメラヘッド１６ｂが着脱自在に装着されカメラヘッド１６ｂから画像信号を受け取って信号処理を行なうカメラ本体１５ｂとが示されている。

カメラヘッド１６ｂの外観は従来の交換レンズと同様のものである。

カメラ本体１５ｂの中央には、多数のマウント接点を持つヘッドマウント１０ｂが配備されている。カメラヘッド１６ｂ側にも同様のマウント部が構成されており、双方のマウント接点の位置がそれぞれあうように図中の一点鎖線に沿ってカメラヘッド１６ｂがカメラ本体１５ｂに装着されると、多数のマウント接点同士が各々接続されてカメラヘッド１６ｂとカメラ本体１５ｂとが電気的に接続される。

この多数のマウント接点の中のそれぞれが通信用、電力供給用にそれぞれ割り当てられていてカメラ本体１５ｂ側からカメラヘッド１６ｂ側への通信が行なわれたり、またカメラヘッド１６ｂ側からカメラ本体１５ｂ側への通信が行なわれたり、さらにカメラ本体１５ｂ側からカメラヘッド１６ｂ側への電力の供給が行なわれたりする。

このヘッドマウント１０ｂの上方にはＡＷＢセンサ１１ｂが配備され、そのＡＷＢセンサ１１ｂにより撮影時の光源種が検出される。この光源種とは、例えば太陽光であるか蛍光灯であるかといったようなものであり、この光源種がＡＷＢセンサ１１ｂにより検出され後述するデジタル信号処理部に適正な色温度（例えば太陽光の場合には６０００Ｋ、蛍光灯の場合には４５００Ｋ）が設定されて最適なホワイトバランスの調整が行なわれる。そのＡＷＢセンサ１１ｂの横には、閃光発光窓１２ｂが配備されており、その閃光発光窓１２ｂを通して閃光を発光する閃光発光装置がカメラ本体１５ｂ内に配備されている。さらにカメラ本体１ｂのボディ上面にはレリーズ釦１３ｂとモードダイヤル１４ｂが配備されている。このモードダイヤル１４ｂによって撮影モードと再生モードとが選択され、その撮影モードにあっては、さらに静止画撮影モードであるとか、動画撮影モードであるとかが選択される。なお、図１には複数のカメラヘッドのうちの一つが例として、また複数の本体のうちの一つが例としてそれぞれ示されている。なおモードダイヤル１４ｂには一体的に電源スイッチも配備されており、そのモードダイヤル１４ｂの操作により電源が投入されるようになっている。

図６は、図５の内部の構成を示す構成ブロック図である。図６には画像信号の処理にかかる系統のみを抜粋して示してある。

図６に示すように、ＣＤＳ／ＡＤ部１６３ｂと画像処理部１０６ｂとの間を境にして撮影レンズ１６１ｂ側が交換自在な別ユニットである撮像ユニット１６ｂとして構成され、カメラ本体１５ｂがその撮像ユニットと別体になっている以外、図２の構成と同様の構成である。また撮像ユニット１６ｂが本体１５ｂに装着されたときに本体１５ｂ側のマイコン１００ｂが撮像ユニット１６ｂの情報を取得し易いように撮像ユニットにはＣＣＤ情報用メモリ１６４ｂが配備されている。

このようにしておくと、撮像ユニット１６ｂが本体側に装着されたときに本体側のマイコン１００ｂによってそのＣＣＤ情報用メモリ１６４ｂの情報が容易に取得され、画像処理部にパラメータの設定が手早く行なわれるようになる。それ以外の構成は図２と同様である。

以上説明したように、撮像素子が交換されても、好適なアパーチャー補正を行なうことができる撮影装置が実現される。

最後に、所定の時刻ごとにＣＣＤにタイミング信号を供給して後段に画像信号を出力させる場合、その画像信号を間引いた状態で出力させるような場合にもやはりアパーチャ補正のパラメータを変更する必要があるので、そのことを説明しておく。

図７は、図６の変形例を示す図である。図６では撮像ユニット１６ｂ側にマイコン１６００ｂが配備されていなかったが、図７に示す撮像ユニット１６０ｂにはマイコン１６００ｂが配備されている。

近年の撮像素子においては高画素化が進み、今までに比べてかなり画素数の多い高画素ＣＣＤが開発されている。このような高画素ＣＣＤを用いた場合に所定の時刻ごとにＣＣＤからすべての画素信号からなる画像信号を後段へ出力させるとなると、後段での処理が大変になってしまう。このように画素数が多い高画素数のＣＣＤ１６０３ｂを用いる場合には、全画素データを出力させずに間引いて出力させることでデータ数を低減して、いわゆるスルー画像を表す画像データや動画像データなどの処理が行なわれるのが通例である。

図７にはカメラ本体側のマイコン１００ｂが撮像ユニットのマイコン１６００ｂとの間の通信によりＣＣＤ１６０３ｂの駆動に関する間引き情報を取得して、その取得した間引き情報に応じたパラメータを画像処理部１０６ｂに設定してアパーチャ補正などの処理を行なわせて表示画面上に被写体を表示させておいて、レリーズ時に画像処理部１０６ｂに通常のアパーチャ補正の処理を行なわせるようにした例が示されている。

このようにしておくと、撮影前には間引き状態に応じたアパーチャ補正が行なわれて鮮明な被写体がＬＣＤ表示部１０７ｂの表示画面上に表示され、その表示画面上に表示された被写体を見ながらシャッタチャンスにレリーズ操作が行なわれるとそのレリーズ操作に応じて通常のアパーチャ補正が行なわれて高精細な画像データが記録媒体１０８ｂに記録されるようになる。

また、動画像の撮影においても、間引き情報に応じてアパーチャ補正が行なわれて動画像データが記録媒体に記録されるので、再生時には動画像データに基づく鮮明な動画像が表示されるようになる。

本発明の一実施形態である撮影装置を示す図である。図１の撮影装置内部の構成を示すブロック図である。マイコン１００の処理手順を示すフローチャートである。アパーチャ補正を説明する図であって、画素数の異なる２つのＣＣＤの画素配列を示した図である。本発明の別の実施形態である撮影装置を示す図である。撮像素子と撮影レンズとを備える撮像ユニットがマイコンを備えた場合の撮影装置の構成を示す図である。図６の変形例を示す図である。

符号の説明

１１ｂ撮影装置
１ａボディ
１０レンズ鏡胴
１１１１ｂファインダ
１２１２ｂ閃光発光窓
１３１３ｂレリーズ釦
１４電源スイッチ
１４ｂモードダイヤル
１００１００ｂマイコン
１０１１０１ｂＣＰＵ
１０２１０２ｂＲＯＭ
１０３１０３ｂＲＡＭ
１０４検知部
１０５１０５ｂＣＤＳ／ＡＤ部
１０６１０６ｂ画像処理部
１０６０１０６０ｂアパーチャ補正部
１０７１０７ｂ記録媒体
１０８１０８ｂＬＣＤ表示部

Claims

利用可能な複数種類の撮像素子のうちの今回利用する撮像素子で被写体光を捉えることにより該撮像素子に画像信号を生成させる撮影を行なう撮影装置において、
画像信号にアパーチャ補正を行なうアパーチャ補正部を備え、
前記アパーチャ補正部は、前記画像信号を生成した撮像素子の種類に応じたアパーチャ補正を行なうものであることを特徴とする撮影装置。
前記複数種類の撮像素子を固定的に備えたことを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
前記複数種類の撮像素子のうちの任意の撮像素子が交換自在に装着されることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
撮影光学系と撮像素子とを備えた複数種類の撮像ユニットのうちの任意の撮像ユニットが交換自在に装着されることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
撮像素子で被写体を捉え該撮像素子の画素配列よりも間引いた画素配列の画像信号の生成が自在な撮影装置において、
前記画像信号にアパーチャ補正を行なうアパーチャ補正部を備え、
前記アパーチャ補正部は、前記画像信号の間引き状態に応じたアパーチャ補正を行なうものであることを特徴とする撮影装置。