JP2006333177A - Imaging apparatus - Google Patents

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俊樹 工藤
Hironobu Mikoshiba
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an imaging apparatus using a linear log sensor capable of obtaining an image with a photographer's intention included by preventing a high luminance part of an object from being uselessly compressed while reproducing the object with large luminance width. <P>SOLUTION: The imaging apparatus is provided with a point of inflection control means for controlling to change a point of inflection to be a boundary between a linear conversion region and a logarithmic conversion region and a luminance detecting means for detecting luminance values of a plurality of positions of a field on the basis of an output of an imaging element, wherein the point of inflection control means controls to change the point of inflection so as to saturate a prescribed luminance value when positions that exceed the prescribed luminance value among the luminance values of the plurality of positions of the field obtained by the luminance detecting means exceed a prescribed number. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、入射光量に対して線形的に変換した電気信号と、入射光量に対して対数的に変換した電気信号の出力が可能な撮像素子を有する撮像装置に関するものである。   The present invention relates to an image pickup apparatus having an image pickup device capable of outputting an electric signal linearly converted with respect to an incident light amount and an electric signal converted logarithmically with respect to the incident light amount.

従来より、デジタルカメラ、車載カメラ、携帯端末に内蔵されるカメラモジュール等の撮像装置には、被写体光を光電変換する撮像素子が用いられている。この撮像素子としては、CCD(Charge Coupled Device)型イメージセンサやCMOS(Complementary Metal−Oxide Semiconductor)型イメージセンサ等の固体撮像素子がある。また、これらの撮像素子は、入射光量に対して線形的に変換した電気信号を出力するものが一般的である。   2. Description of the Related Art Conventionally, an imaging device that photoelectrically converts subject light is used in an imaging device such as a digital camera, an in-vehicle camera, or a camera module built in a portable terminal. As this imaging device, there is a solid-state imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device) type image sensor or a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) type image sensor. Further, these image pickup devices generally output an electrical signal that is linearly converted with respect to the amount of incident light.

この線形的に変換した電気信号を出力する撮像素子は、発生した光電荷の量に比例した出力を出力するため再現できるダイナミックレンジが狭いという欠点がある。   The imaging device that outputs the linearly converted electric signal has a drawback that the dynamic range that can be reproduced is narrow because the output is proportional to the amount of generated photocharge.

一方、この欠点を解消するものとして、入射光量に対して線形的に変換した電気信号と、入射光量に対して対数的に変換した電気信号の出力が可能な撮像素子(リニアログセンサ)が提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
特開2002−223392号公報 特開2004−088312号公報
On the other hand, an image sensor (linear log sensor) capable of outputting an electrical signal linearly converted with respect to the amount of incident light and an electric signal converted logarithmically with respect to the amount of incident light has been proposed as a solution to this drawback. (For example, refer to Patent Document 1 and Patent Document 2).
JP 2002-223392A JP 2004-088312 A

上記のリニアログセンサは、従来の線形的に変換するだけの撮像素子に比べ、ダイナミックレンジを格段に広くすることができ、輝度幅の広い被写体の再現に際し、特に高輝度部の白とびが防止でき、非常に有用なものである。   The above linear log sensor has a much wider dynamic range than conventional image sensors that only convert linearly, and prevents overexposure in high-luminance areas, especially when reproducing subjects with a wide luminance range. Can and is very useful.

しかしながら、単純に広い輝度範囲をログ領域として、ダイナミックレンジを広くすると、海面の太陽光の反射によるきらめき等の撮影者が意図的に白とびさせたいシーンであっても、高輝度部が圧縮して再現され、撮影者の意図に反する画像となってしまう場合がある。   However, simply widening the dynamic range with a wide luminance range as the log area will compress the high-intensity part even in scenes that the photographer wants to intentionally blow out, such as sparkling due to reflection of sunlight on the sea surface. May be reproduced and the image may be contrary to the photographer's intention.

即ち、被写体条件や撮影者の意図に基づき、適切な変曲点に設定することが、リニアログセンサの持つ利点をより効果的に利用した撮像装置とすることができる。   In other words, setting an appropriate inflection point based on the subject condition and the photographer's intention can provide an imaging apparatus that more effectively uses the advantages of the linear log sensor.

本発明は上記問題に鑑み、輝度幅の広い被写体の再現を可能としつつ、被写体の高輝度部が不要に圧縮されるのを防ぎ、撮影者の意図を盛り込んだ画像を得ることが可能な、リニアログセンサを用いた撮像装置を得ることを目的とするものである。   In view of the above problems, the present invention enables reproduction of a subject with a wide luminance width, prevents unnecessary compression of the high-luminance portion of the subject, and obtains an image incorporating the photographer's intention. An object of the present invention is to obtain an imaging apparatus using a linear log sensor.

上記の課題は、以下の構成により解決することができる。   The above problem can be solved by the following configuration.

1) 入射光量に対して線形的に変換した電気信号と、入射光量に対して対数的に変換した電気信号の出力が可能な複数の画素を有する撮像素子と、前記撮像素子に被写界の光を入射させる撮像光学系と、前記撮像素子からの電気信号出力における線形的変換領域と対数的変換領域との境界となる変曲点を変更制御する変曲点制御手段と、前記撮像素子の出力に基づいて被写界の複数の位置の輝度値を検出する輝度検出手段と、を有し、前記輝度検出手段により得られた被写界の複数の位置の輝度値のうち、所定の輝度値を越える位置が、所定の数を越える場合には、前記変曲点制御手段は、前記所定の輝度値を越える位置が飽和するよう変曲点を変更制御することを特徴とする撮像装置。   1) An image sensor having a plurality of pixels capable of outputting an electric signal linearly converted with respect to the amount of incident light and an electric signal logarithmically converted with respect to the amount of incident light; An imaging optical system that makes light incident; an inflection point control unit that controls and controls an inflection point that is a boundary between a linear transformation region and a logarithmic transformation region in an electrical signal output from the imaging device; and Brightness detecting means for detecting brightness values at a plurality of positions in the scene based on the output, and a predetermined brightness among the brightness values at the plurality of positions in the scene obtained by the brightness detecting means. The inflection point control means changes and controls the inflection point so that the position exceeding the predetermined luminance value is saturated when the position exceeding the value exceeds a predetermined number.

2) 前記輝度検出手段による被写界の複数の位置の輝度値の検出時には、前記変曲点制御手段は、少なくとも前記所定の輝度値以下が飽和しないよう変曲点を変更制御する1)の撮像装置。   2) When detecting the luminance values at a plurality of positions in the object scene by the luminance detecting means, the inflection point control means changes and controls the inflection points so that at least the predetermined luminance value or less is not saturated. Imaging device.

3) 前記所定の輝度値を変更可能とした1)又は2)の撮像装置。   3) The imaging device according to 1) or 2), wherein the predetermined luminance value can be changed.

4) 前記輝度検出手段による被写界の複数の位置の輝度値の検出時には、前記変曲点制御手段は、全ての領域を対数的変換領域となるよう変曲点を変更制御する1)の撮像装置。   4) When detecting the luminance values at a plurality of positions in the object scene by the luminance detecting means, the inflection point control means changes and controls the inflection points so that all areas become logarithmic transformation areas. Imaging device.

上記1)の発明によれば、輝度幅の広い被写体の再現を可能としつつ、被写体の高輝度部が不要に圧縮されるのを防ぎ、撮影者の意図を盛り込んだ画像を得ることが可能な、リニアログセンサを用いた撮像装置を得ることが可能となる。   According to the first aspect of the invention, it is possible to reproduce an object with a wide luminance width, and to prevent the high-luminance portion of the object from being unnecessarily compressed, and to obtain an image incorporating the photographer's intention. It is possible to obtain an imaging device using a linear log sensor.

上記2)の発明によれば、1度のサンプリングで、被写界の複数の位置の輝度値を検出することができ、撮影準備のための時間を短縮でき、シャッタチャンスを逃さない撮像装置とすることができる。   According to the above invention 2), an imaging device that can detect the luminance values at a plurality of positions in the object field by one sampling, can shorten the time for preparation for photographing, and does not miss a photo opportunity. can do.

上記3)の発明によれば、撮影者の意図に応じた、高輝度部を白とびさせた画像を得ることが可能な撮像装置とすることができる。   According to the third aspect of the invention, an imaging apparatus capable of obtaining an image in which the high-luminance portion is overexposed according to the photographer's intention can be obtained.

上記4)の発明によっても、1度のサンプリングで、被写界の複数の位置の輝度値を検出することができ、撮影準備のための時間を短縮でき、シャッタチャンスを逃さない撮像装置とすることができる。   According to the invention 4), it is possible to detect luminance values at a plurality of positions in the object field by one sampling, to shorten the time for preparation for photographing, and to obtain an imaging device that does not miss a photo opportunity. be able to.

以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments, but the present invention is not limited thereto.

図1は、本実施の形態に係る撮像装置1の外観斜視図である。同図に示す撮像装置1は、デジタルカメラであり、同図(a)はカメラ前面側を示し、同図(b)はカメラ背面側を示している。   FIG. 1 is an external perspective view of an imaging apparatus 1 according to the present embodiment. The image pickup apparatus 1 shown in FIG. 1 is a digital camera. FIG. 1A shows the front side of the camera, and FIG. 1B shows the back side of the camera.

同図(a)に示すように、撮像装置1が備える筐体2の前面中央部付近には、被写体の画像光を所定の焦点に集光させるレンズユニット3が配置され、レンズユニット3の光軸が筐体2の前面に直交するように設けられている。そして、筐体2の内部であってレンズユニット3の後方には、レンズユニット3を介して入射した被写体の反射光を電気信号に光電変換する、不図示の撮像素子が設けられている。   As shown in FIG. 2A, a lens unit 3 that collects image light of a subject at a predetermined focal point is disposed in the vicinity of the center of the front surface of a housing 2 included in the imaging apparatus 1. The shaft is provided so as to be orthogonal to the front surface of the housing 2. An imaging element (not shown) that photoelectrically converts the reflected light of the subject incident through the lens unit 3 into an electric signal is provided inside the housing 2 and behind the lens unit 3.

また、筐体2の前面上端部付近には撮影時に、補助光として光を照射するフラッシュ発光部5が備えられている。本実施形態のフラッシュ発光部5は撮像装置1に内蔵されたエレクトリックフラッシュによって構成されているが、外付けのフラッシュ又は高輝度LEDによって構成してもよい。また、筐体2の前面であってレンズユニット3の上部付近には、フラッシュ発光部5から照射された光の、被写体からの反射光を受光する調光センサ6が設けられている。14aは光学式ファインダの対物側の入射窓である。   In addition, a flash light emitting unit 5 that irradiates light as auxiliary light at the time of photographing is provided in the vicinity of the front upper end portion of the housing 2. The flash light emitting unit 5 of the present embodiment is configured by an electric flash built in the imaging apparatus 1, but may be configured by an external flash or a high-intensity LED. A light control sensor 6 is provided near the upper portion of the lens unit 3 on the front surface of the housing 2 to receive the reflected light from the subject of the light emitted from the flash light emitting unit 5. Reference numeral 14a denotes an entrance window on the objective side of the optical viewfinder.

上面には、シャッタレリーズを行うためのレリーズスイッチ16が設けられている。レリーズスイッチ16は、途中まで押し込んだ「半押し状態」の操作と、更に押し込んだ「全押し状態」の操作とが可能とされている。側面には、撮像装置1をパーソナルコンピュータなどに接続するUSBケーブルを接続するためのUSB端子18が設けられている。   A release switch 16 for performing shutter release is provided on the upper surface. The release switch 16 can be operated in a “half-pressed state” in which it is pressed halfway and in a “fully pressed state” in which it is further pressed. On the side surface, a USB terminal 18 for connecting a USB cable for connecting the imaging device 1 to a personal computer or the like is provided.

更に、撮像装置1が備える筐体2の内部には、不図示のシステム制御部及び信号処理部などの回路を含む回路基板が設けられている。   Furthermore, a circuit board including circuits such as a system control unit and a signal processing unit (not shown) is provided inside the housing 2 included in the imaging apparatus 1.

また、同図(b)に示すように、筐体2の背面には、画像表示用のモニタ11が設けられている。モニタ11はLCD(Liquid Crystal Display)、有機ELディスプレイなどによって構成されており、被写体のプレビュー画面や撮影画像を表示することができるようになっている。   Further, as shown in FIG. 2B, an image display monitor 11 is provided on the back surface of the housing 2. The monitor 11 includes an LCD (Liquid Crystal Display), an organic EL display, and the like, and can display a subject preview screen and a captured image.

撮像装置1の背面上端部付近には、ズームを調整するためのズームボタンW12(Wide:広角)及びズームボタンT13(Telephoto:望遠)が設けられている。また、撮像装置1の背面であってレンズユニット3が設けられている位置の上方には、筐体2の背面側から被写体を確認するための光学式のファインダ接眼部14bが配置されている。   A zoom button W12 (Wide: wide angle) and a zoom button T13 (Telephoto: telephoto) for adjusting the zoom are provided in the vicinity of the upper rear portion of the imaging apparatus 1. In addition, an optical viewfinder eyepiece 14b for confirming a subject from the back side of the housing 2 is disposed above the position where the lens unit 3 is provided on the back side of the imaging device 1. .

更に、撮像装置1の背面には、モニタ11の画面上に表示されたカーソルやウィンドウの移動又はウィンドウの指定範囲の変更をするための十字キーを備えた選択用十字キー15aが設けられている。また、選択用十字キー15aの隣には、カーソルやウィンドウによって指定した内容を確定するための確定キー15bが備えられている。   Further, on the rear surface of the image pickup apparatus 1, a selection cross key 15a including a cursor displayed on the screen of the monitor 11, a window, or a cross key for changing a designated range of the window is provided. . Next to the selection cross key 15a, a confirmation key 15b for confirming the contents designated by the cursor or window is provided.

また、筐体2の内部には不図示の電池及びメモリカードなどの記録部が装填されている。   In addition, a recording unit such as a battery and a memory card (not shown) is loaded in the housing 2.

なお、コンパクトカメラタイプのデジタルカメラで説明したが、本発明の撮像装置には、一眼レフタイプのデジタルカメラ、カメラ付携帯電話、車載カメラなどの撮影機能を備えた電子機器の他、携帯電話、車載カメラなどの電子機器に組み込まれるカメラユニットなども含まれるものである。   Although described with a compact camera type digital camera, the imaging device of the present invention includes a single-lens reflex digital camera, a mobile phone with a camera, an electronic device having a photographing function such as an in-vehicle camera, a mobile phone, A camera unit incorporated in an electronic device such as an in-vehicle camera is also included.

図2は、本実施の形態に係る撮像装置1の機能的構成を示すブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration of the imaging apparatus 1 according to the present embodiment.

上述のように、撮像装置1は筐体2の内部の回路基板上にシステム制御部7を備えている。システム制御部7は、CPU(Central Processing Unit)、書き換え可能な半導体素子で構成されるRAM(Random Access Memory)及び不揮発性の半導体メモリで構成されるROM(Read Only Memory)から構成されている。   As described above, the imaging apparatus 1 includes the system control unit 7 on the circuit board inside the housing 2. The system control unit 7 includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory) composed of rewritable semiconductor elements, and a ROM (Read Only Memory) composed of a nonvolatile semiconductor memory.

また、システム制御部7には撮像装置1の各構成部分が接続されており、システム制御部7は、ROMに記録された処理プログラムをRAMに展開してCPUによりこの処理プログラムを実行することにより、これらの各構成部分を駆動制御するようになっている。   Further, each component of the imaging device 1 is connected to the system control unit 7, and the system control unit 7 develops a processing program recorded in the ROM on the RAM and executes the processing program by the CPU. These components are driven and controlled.

同図に示すように、システム制御部7には、レンズユニット3、絞り制御部19、撮像素子4、信号処理部8、タイミング生成部20、記録部10、フラッシュ発光部5、調光センサ6、モニタ11、操作部21及び変曲点変更部22が接続されている。   As shown in the figure, the system control unit 7 includes a lens unit 3, an aperture control unit 19, an image sensor 4, a signal processing unit 8, a timing generation unit 20, a recording unit 10, a flash light emitting unit 5, and a light control sensor 6. The monitor 11, the operation unit 21, and the inflection point changing unit 22 are connected.

レンズユニット3は、被写体光像を撮像素子4の撮像面に結像する複数のレンズ及びレンズにより集光される光の量を調整する絞り部から構成されている。   The lens unit 3 includes a plurality of lenses that form a subject light image on the imaging surface of the image sensor 4 and a diaphragm unit that adjusts the amount of light collected by the lenses.

絞り制御部19は、レンズユニット3においてレンズにより集光される光の量を調整する絞り部を駆動制御するようになっている。すなわち、絞り制御部19は、システム制御部7から入力される制御値に基づき、撮像素子4の撮像動作時に開口している絞り部を、所定の露光時間の経過後に閉塞させ、また、非撮像時は撮像素子4への入射光を遮断することにより、入射光量を制御するようになっている。   The diaphragm control unit 19 drives and controls the diaphragm unit that adjusts the amount of light collected by the lens in the lens unit 3. That is, the aperture controller 19 closes the aperture that is opened during the imaging operation of the image sensor 4 based on the control value input from the system controller 7 after a predetermined exposure time has passed, In some cases, the amount of incident light is controlled by blocking the incident light on the image sensor 4.

撮像素子4は、被写体光像であるR,G,Bの各色成分の入射光を電気信号に光電変換して取り込むようになっている。   The image sensor 4 captures the incident light of each color component of R, G, and B, which is a subject light image, by photoelectrically converting it into an electrical signal.

図3は、本実施の形態に係る撮像素子の構成を示すブロック図である。   FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the image sensor according to the present embodiment.

同図に示すように、撮像素子4は、行列配置(マトリクス配置)された複数の画素G11〜Gmn(但し、n,mは1以上の整数)を有している。 As shown in the figure, the image pickup device 4 has a plurality of pixels G 11 to G mn (where n and m are integers of 1 or more) arranged in a matrix (matrix arrangement).

各画素G11〜Gmnは、入射光を光電変換して電気信号を出力するものである。これら画素G11〜Gmnは、入射光量に応じた電気信号の変換動作の切り換えが可能となっており、より詳細には、入射光を電気信号に線形変換する線形変換動作と、対数変換する対数変換動作とを切り換えるようになっている。なお、本実施形態において、入射光を電気信号に線形変換や対数変換するとは、光量の時間積分値を線形的に変化するような電気信号に変換することや、対数的に変化するような電気信号に対数変換することである。 Each of the pixels G 11 to G mn photoelectrically converts incident light and outputs an electrical signal. These pixels G 11 to G mn can switch the conversion operation of the electric signal according to the amount of incident light. More specifically, the pixel G 11 to G mn perform a logarithmic conversion and a linear conversion operation for linearly converting incident light into an electric signal. The logarithmic conversion operation is switched. In the present embodiment, linear conversion or logarithmic conversion of incident light into an electric signal means conversion into an electric signal that linearly changes the time integral value of the light amount, or electric conversion that changes logarithmically. Logarithmic conversion to a signal.

画素G11〜Gmnのレンズユニット3側には、それぞれレッド(Red)、グリーン(Green)及びブルー(Blue)のうち何れか1色のフィルタ(図示せず)が配設されている。また、画素G11〜Gmnには、同図に示すように、電源ライン23や信号印加ラインLA1〜LAn,LB1〜LBn,LC1〜LCn、信号読出ラインLD1〜LDmが接続されている。なお、画素G11〜Gmnには、クロックラインやバイアス供給ライン等のラインも接続されているが、同図ではこれらの図示を省略している。 A filter (not shown) of any one of red (Red), green (Green), and blue (Blue) is disposed on the lens unit 3 side of each of the pixels G 11 to G mn . The pixels G 11 to G mn have power supply lines 23, signal application lines L A1 to L An , L B1 to L Bn , L C1 to L Cn , and signal readout lines L D1 to L N as shown in FIG. Dm is connected. Note that lines such as a clock line and a bias supply line are also connected to the pixels G 11 to G mn , but these are not shown in the figure.

信号印加ラインLA1〜LAn,LB1〜LBn,LC1〜LCnは画素G11〜Gmnに対して信号φv,φVD,φVPS(図4,図5参照)を与えるようになっている。これら信号印加ラインLA1〜LAn,LB1〜LBn,LC1〜LCnには、垂直走査回路24が接続されている。この垂直走査回路24は、タイミング生成部20(図2参照)からの信号に基づいて信号印加ラインLA1〜LAn,LB1〜LBn,LC1〜LCnに信号を印加するものであり、信号を印加する対象の信号印加ラインLA1〜LAn,LB1〜LBn,LC1〜LCnをX方向に順次切り換えるようになっている。 The signal application lines L A1 to L An , L B1 to L Bn , and L C1 to L Cn give signals φ v , φ VD and φ VPS to the pixels G 11 to G mn (see FIGS. 4 and 5). It has become. A vertical scanning circuit 24 is connected to these signal application lines L A1 to L An , L B1 to L Bn , and L C1 to L Cn . The vertical scanning circuit 24 applies signals to the signal application lines L A1 to L An , L B1 to L Bn , and L C1 to L Cn based on signals from the timing generator 20 (see FIG. 2). The signal application lines L A1 to L An , L B1 to L Bn , and L C1 to L Cn to which signals are applied are sequentially switched in the X direction.

信号読出ラインLD1〜LDmには、各画素G11〜Gmnで生成された電気信号が導出されるようになっている。これら信号読出ラインLD1〜LDmには定電流源D1〜Dm及び選択回路S1〜Smが接続されている。また、定電流源D1〜Dmの一端(図中下側の端部)には、直流電圧VPSが印加されるようになっている。 The electric signals generated by the pixels G 11 to G mn are derived from the signal readout lines L D1 to L Dm . Constant current sources D 1 to D m and selection circuits S 1 to S m are connected to these signal read lines L D1 to L Dm . Further, a DC voltage V PS is applied to one end (lower end portion in the figure) of the constant current sources D 1 to D m .

選択回路S1〜Smは、各信号読出ラインLD1〜LDmを介して画素G11〜Gmnから与えられるノイズ信号と撮像時の電気信号とをサンプルホールドするものである。これら選択回路S1〜Smには、水平走査回路25及び補正回路26が接続されている。水平走査回路25は、電気信号をサンプルホールドして補正回路26に送信する選択回路S1〜Smを、Y方向に順次切り換えるものである。また、補正回路26は、選択回路S1〜Smから送信されるノイズ信号及び撮像時の電気信号に基づき、当該電気信号からノイズ信号を除去するものである。 The selection circuits S 1 to S m sample-hold the noise signals given from the pixels G 11 to G mn through the signal readout lines L D1 to L Dm and the electrical signals at the time of imaging. A horizontal scanning circuit 25 and a correction circuit 26 are connected to these selection circuits S 1 to S m . The horizontal scanning circuit 25 sequentially switches selection circuits S 1 to S m that sample and hold an electric signal and transmit the electric signal to the correction circuit 26 in the Y direction. The correction circuit 26 removes the noise signal from the electric signal based on the noise signal transmitted from the selection circuits S 1 to S m and the electric signal at the time of imaging.

なお、選択回路S1〜Sm及び補正回路26としては、特開2001−223948号公報に開示のものを用いることができる。また、本実施の形態においては、選択回路S1〜Smの全体に対して補正回路26を1つのみ設けることとして説明するが、選択回路S1〜Smのそれぞれに対して補正回路26を1つずつ設けることとしても良い。続いて、撮像素子4が備える画素G11〜Gmnについて説明する。 As the selection circuits S 1 to S m and the correction circuit 26, those disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-223948 can be used. In the present embodiment, it is assumed that only one correction circuit 26 is provided for the entire selection circuits S 1 to S m , but the correction circuit 26 is provided for each of the selection circuits S 1 to S m. It is good also as providing one by one. Next, the pixels G 11 to G mn included in the image sensor 4 will be described.

図4は、本実施の形態に係る撮像素子が備える画素の構成を示す回路図である。   FIG. 4 is a circuit diagram illustrating a configuration of a pixel included in the image sensor according to the present embodiment.

同図に示すように、各画素G11〜Gmnは、フォトダイオードP、トランジスタT1〜T6及びキャパシタCを備えている。なお、トランジスタT1〜T6は、PチャネルのMOSトランジスタである。 As shown in the figure, each of the pixels G 11 to G mn includes a photodiode P, transistors T 1 to T 6, and a capacitor C. The transistors T 1 to T 6 are P-channel MOS transistors.

フォトダイオードPには、レンズユニット3を通過した光が当たるようになっている。このフォトダイオードPのカソードPkには直流電圧VPDが印加されており、アノードPAにはトランジスタT1のドレインT1Dが接続されている。 The light passing through the lens unit 3 hits the photodiode P. A DC voltage V PD is applied to the cathode P k of the photodiode P, and the drain T 1D of the transistor T 1 is connected to the anode P A.

トランジスタT1のゲートT1Gには信号φSが入力されるようになっており、ソースT1SにはトランジスタT2のゲートT2G及びドレインT2Dが接続されている。 The signal φ S is inputted to the gate T 1G of the transistor T 1 , and the gate T 2G and the drain T 2D of the transistor T 2 are connected to the source T 1S .

このトランジスタT2のソースT2Sには信号印加ラインLC(図3のLC1〜LCnに相当)が接続されており、この信号印加ラインLCから信号φVPSが入力されるようになっている。ここで、信号φVPSは電圧信号であり、より詳細には、入射光量が所定入射光量thを超えたときにトランジスタT2をサブスレッショルド領域で動作させるための電圧値VLと、トランジスタT2を導通状態にする電圧値VHの値をとるようになっている。 A signal application line L C (corresponding to L C1 to L Cn in FIG. 3) is connected to the source T 2S of the transistor T 2 , and the signal φ VPS is input from the signal application line L C. ing. Here, the signal φ VPS is a voltage signal, and more specifically, a voltage value VL for operating the transistor T 2 in the subthreshold region when the incident light amount exceeds the predetermined incident light amount th, and the transistor T 2 are The voltage value VH to be in a conductive state is taken.

また、トランジスタT1のソースT1SにはトランジスタT3のゲートT3Gが接続されている。このトランジスタT3のドレインT3Dには、直流電圧VPDが印加されるようになっている。また、トランジスタT3のソースT3Sには、キャパシタCの一端と、トランジスタT5のドレインT5Dと、トランジスタT4のゲートT4Gとが接続されている。 Also, gate T 3G of the transistor T 3 is connected to a source T 1S of the transistor T 1. A DC voltage V PD is applied to the drain T 3D of the transistor T 3 . Further, the source T 3S of the transistor T 3 has one end of a capacitor C, a drain T 5D of the transistor T 5, and the gate T 4G of the transistor T 4 is connected.

キャパシタCの他端には、信号印加ラインLB(図3のLB1〜LBnに相当)が接続されており、この信号印加ラインLBから信号φVDが与えられるようになっている。ここで、信号φVDは3値の電圧信号であり、より詳細には、キャパシタCを積分動作させる際の電圧値Vhと、光電変換された電気信号読み出し時の電圧値Vmと、ノイズ信号読み出し時の電圧値Vlとの3つの値をとるようになっている。 A signal application line L B (corresponding to L B1 to L Bn in FIG. 3) is connected to the other end of the capacitor C, and a signal φ VD is given from this signal application line L B. Here, the signal φ VD is a ternary voltage signal. More specifically, the voltage value Vh when the capacitor C is integrated, the voltage value Vm at the time of reading out the photoelectrically converted electric signal, and the noise signal reading out. It takes three values with the hourly voltage value Vl.

トランジスタT5のソースT5Sには直流電圧VRGが、ゲートT5Gには信号φRSが入力されるようになっている。トランジスタT4のドレインT4Dには、トランジスタT3のドレインT3Dと同様に直流電圧VPDが印加されるようになっており、ソースT4Sには、トランジスタT6のドレインT6Dが接続されている。 A DC voltage V RG is input to the source T 5S of the transistor T 5 , and a signal φ RS is input to the gate T 5G . The DC voltage V PD is applied to the drain T 4D of the transistor T 4 in the same manner as the drain T 3D of the transistor T 3 , and the drain T 6D of the transistor T 6 is connected to the source T 4S. ing.

このトランジスタT6のソースT6Sには、信号読出ラインLD(図3のLD1〜LDmに相当)が接続されており、ゲートT6Gには、信号印加ラインLA(図3のLA1〜LAnに相当)から信号φVが入力されるようになっている。 A signal readout line L D (corresponding to L D1 to L Dm in FIG. 3) is connected to the source T 6S of the transistor T 6 , and a signal application line L A (L in FIG. 3) is connected to the gate T 6G . A signal φ V is input from A1 to L An ).

このような回路構成をとることにより、各画素G11〜Gmnは以下のリセット動作を行うようになっている。 By adopting such a circuit configuration, each of the pixels G 11 to G mn performs the following reset operation.

図5は、本実施の形態に係る撮像素子が備える画素の動作のタイミングチャートを示す図である。   FIG. 5 is a diagram illustrating a timing chart of the operation of the pixels provided in the image sensor according to the present embodiment.

同図に示すように、垂直走査回路24が画素G11〜Gmnのリセット動作を行うようになっている。具体的には、信号φSがLow、信号φVがHi、信号φVPSがVL、信号φRSがHi、信号φVDがVhとなっている状態から、垂直走査回路24が、パルス信号φVと、電圧値Vmのパルス信号φVDとを画素G11〜Gmnに与えて電気信号を信号読出ラインLDに出力させた後、信号φSをHiとしてトランジスタT1をOFFとするようになっている。 As shown in the figure, the vertical scanning circuit 24 performs a reset operation of the pixels G 11 to G mn . Specifically, from the state where the signal φ S is Low, the signal φ V is Hi, the signal φ VPS is VL, the signal φ RS is Hi, and the signal φ VD is Vh, the vertical scanning circuit 24 generates the pulse signal φ and V, after outputted an electric signal by applying a pulse signal phi VD of the voltage value Vm in the pixel G 11 ~G mn to the signal reading line L D, to the transistors T 1 and OFF signals phi S as Hi It has become.

次に、垂直走査回路24が信号φVPSをVHとすることで、トランジスタT2のゲートT2G及びドレインT2D、並びにトランジスタT3のゲートT3Gに蓄積された負の電荷を速やかに再結合させるようになっている。また、垂直走査回路24が信号φRSをLowとしてトランジスタT5をONにすることにより、キャパシタCとトランジスタT4のゲートT4Gとの接続ノードの電圧を初期化するようになっている。 Next, the vertical scanning circuit 24 to the signal phi VPS and VH, the gate T 2G and drain T 2D of the transistor T 2, and quickly recombine negative charges accumulated in the gate T 3G of the transistor T 3 It is supposed to let you. Further, the vertical scanning circuit 24 sets the signal φ RS to Low and turns on the transistor T 5 to initialize the voltage at the connection node between the capacitor C and the gate T 4G of the transistor T 4 .

次に、垂直走査回路24が信号φVPSをVLとすることで、トランジスタT2のポテンシャル状態を基の状態に戻した後、信号φRSをHiにして、トランジスタT5をOFFにする。次に、キャパシタCが積分動作を行うようになっている。これにより、キャパシタCとトランジスタT4のゲートT4Gとの接続ノードの電圧が、リセットされたトランジスタT2のゲート電圧に応じたものとなる。 Next, the vertical scanning circuit 24 sets the signal φ VPS to VL to return the potential state of the transistor T 2 to the original state, and then sets the signal φ RS to Hi and turns off the transistor T 5 . Next, the capacitor C performs an integration operation. As a result, the voltage at the connection node between the capacitor C and the gate T 4G of the transistor T 4 becomes in accordance with the reset gate voltage of the transistor T 2 .

次に、垂直走査回路24がパルス信号φVをトランジスタT6のゲートT6Gに与えることでトランジスタT6をONにするとともに、電圧値Vlのパルス信号φVDをキャパシタCに印加するようになっている。このとき、トランジスタT4がソースフォロワ型のMOSトランジスタとして動作するため、信号読出ラインLDにはノイズ信号が電圧信号として現れる。 Next, the vertical scanning circuit 24 is turned ON transistor T 6 by giving a pulse signal phi V to the gate T 6G of the transistor T 6, is a pulse signal phi VD voltage value Vl to be applied to the capacitor C ing. At this time, since the transistor T 4 operates as MOS transistor of a source follower type, the noise signals on the signal reading line L D appears as a voltage signal.

そして、垂直走査回路24がパルス信号φRSをトランジスタT5のゲートT5Gに与えてキャパシタCとトランジスタT4のゲートT4Gとの接続ノードの電圧をリセットした後、信号φSをLowにしてトランジスタT1をONとするようになっている。これにより、リセット動作が完了し、画素G11〜Gmnが撮像可能状態となる。 The vertical scanning circuit 24 applies the pulse signal φ RS to the gate T 5G of the transistor T 5 to reset the voltage at the connection node between the capacitor C and the gate T 4G of the transistor T 4 , and then sets the signal φ S to Low. It is adapted to the transistor T 1 and oN. As a result, the reset operation is completed, and the pixels G 11 to G mn are ready for imaging.

また、各画素G11〜Gmnは以下の撮像動作を行うようになっている。 Each of the pixels G 11 to G mn performs the following imaging operation.

フォトダイオードPより入射光量に応じた光電荷がトランジスタT2に流れ込むと、光電荷がトランジスタT2のゲートT2Gに蓄積されるようになっている。 When light charges corresponding to the amount of incident light from the photodiode P flows into the transistor T 2, photocharge is adapted to be accumulated in the gate T 2G of the transistor T 2.

ここで、被写体の輝度が低く、フォトダイオードPに対する入射光量が前記所定入射光量thよりも少ない場合には、トランジスタT2はカットオフ状態であるので、トランジスタT2のゲートT2Gに蓄積された光電荷量に応じた電圧が当該ゲートT2Gに現れる。そのため、トランジスタT3のゲートT3Gには、入射光を線形変換した電圧が現れるようになっている。 Here, when the luminance of the subject is low and the amount of light incident on the photodiode P is smaller than the predetermined amount of incident light th, the transistor T 2 is in the cut-off state, so that it is accumulated in the gate T 2G of the transistor T 2 . A voltage corresponding to the amount of photocharge appears at the gate T2G . Therefore, a voltage obtained by linearly converting incident light appears at the gate T 3G of the transistor T 3 .

一方、被写体の輝度が高く、フォトダイオードPに対する入射光量が前記所定入射光量thよりも多い場合には、トランジスタT2がサブスレッショルド領域で動作を行うようになっている。そのため、トランジスタT3のゲートT3Gには、入射光を自然対数で対数変換した電圧が現れる。 On the other hand, the luminance of the subject is high and the amount of incident light with respect to the photodiode P is larger than the predetermined amount of incident light th, the transistor T 2 is adapted to perform the operation in the sub-threshold region. Therefore, a voltage obtained by logarithmically converting incident light with a natural logarithm appears at the gate T 3G of the transistor T 3 .

なお、本実施の形態においては、画素G11〜Gmnの間で前記所定値の値は等しくなっている。 In the present embodiment, the predetermined value is the same among the pixels G 11 to G mn .

トランジスタT3のゲートT3Gに電圧が現れると、その電圧量に応じてキャパシタCからトランジスタT3のドレインT3Dに流れる電流が増幅されるようになっている。そのため、トランジスタT4のゲートT4Gには、フォトダイオードPの入射光を線形変換又は対数変換した電圧が現れる。 When the voltage on the gate T 3G of the transistor T 3 appears, the current flowing from the capacitor C to the drain T 3D of the transistor T 3 in accordance with the amount of voltage is adapted to be amplified. Therefore, a voltage obtained by linear conversion or logarithmic conversion of incident light from the photodiode P appears at the gate T 4G of the transistor T 4 .

次に、垂直走査回路24が信号φVDの電圧値をVmとするとともに、信号φVをLowとするようになっている。これにより、トランジスタT4のゲート電圧に応じたソース電流が、トランジスタT6を介して信号読出ラインLDへ流れる。このとき、トランジスタT4がソースフォロワ型のMOSトランジスタとして動作するため、信号読出ラインLDには撮像時の電気信号が電圧信号として現れるようになっている。ここで、トランジスタT4,T6を介して出力される電気信号の信号値はトランジスタT4のゲート電圧に比例した値となるため、当該信号値はフォトダイオードPの入射光を線形変換又は対数変換した値となる。 Next, the vertical scanning circuit 24 sets the voltage value of the signal φ VD to Vm and sets the signal φ V to Low. As a result, a source current corresponding to the gate voltage of the transistor T 4 flows to the signal read line L D via the transistor T 6 . At this time, since the transistor T 4 operates as MOS transistor of a source follower type, the signal reading line L D so that the electrical signal at the time of imaging appears as a voltage signal. Here, since the signal value of the electric signal output through the transistors T 4 and T 6 is a value proportional to the gate voltage of the transistor T 4 , the signal value is linearly converted or logarithmized from the incident light of the photodiode P. It becomes the converted value.

そして、垂直走査回路24が信号φVDの電圧値をVhとするとともに、信号φVをHiとすることにより、撮像動作が終了するようになっている。 The vertical scanning circuit 24 sets the voltage value of the signal φ VD to Vh and sets the signal φ V to Hi, thereby completing the imaging operation.

以上のように動作するとき、撮像時の信号φVPSの電圧値VLが低くなり、リセット時の信号φVPSの電圧値VHとの差を大きくするほど、トランジスタT2のゲート・ソース間におけるポテンシャル差が大きくなって、トランジスタT2がカットオフ状態で動作する被写体輝度の割合が大きくなる。したがって、以下の図6に示すように、電圧値VLが低いほど、線形変換する被写体輝度の割合が大きくなる。このように、本実施形態に係る撮像素子4の出力信号は、入射光量に応じて線形領域及び対数領域が連続的に変化するようになっている。 When operating as described above, the potential value between the gate and the source of the transistor T 2 increases as the voltage value VL of the signal φ VPS during imaging decreases and the difference from the voltage value VH of the signal φ VPS during reset increases. difference therebetween increases, the proportion of subject brightness that transistor T 2 is operated in a cut-off state is increased. Therefore, as shown in FIG. 6 below, the lower the voltage value VL, the larger the ratio of subject luminance to be linearly converted. As described above, the output signal of the image sensor 4 according to the present embodiment has a linear region and a logarithmic region that change continuously according to the amount of incident light.

そこで、例えば、被写体の輝度範囲が狭い場合は電圧値VLを低くして線形変換する輝度範囲を広くし、また、被写体の輝度範囲が広い場合は電圧値VLを高くして対数変換する輝度範囲を広くすることで、被写体の特性に合った光電変換特性とすることができる。なお、電圧値VLを最小とするとき、常に線形変換する状態とし、また、電圧値VHを最大とするとき、常に対数変換する状態とすることもできる。   Therefore, for example, when the subject luminance range is narrow, the voltage value VL is lowered to widen the luminance range for linear conversion, and when the subject luminance range is wide, the voltage value VL is increased to perform logarithmic conversion. By widening, the photoelectric conversion characteristics suitable for the characteristics of the subject can be obtained. It should be noted that when the voltage value VL is minimized, it is possible to always perform linear conversion, and when the voltage value VH is maximized, it is possible to always perform logarithmic conversion.

このように動作する撮像素子4の画素G11〜Gmnに与える信号φVPSの電圧値VLの値を切り換えることによって、ダイナミックレンジを切り換えることが可能となっている。すなわち、システム制御部2が信号φVPSの電圧値VLの値を切り換えることによって、画素G11〜Gmnの線形変換動作から対数変換動作に切り換わる変曲点を変更することができるようになっている。 The dynamic range can be switched by switching the voltage value VL of the signal φ VPS given to the pixels G 11 to G mn of the image sensor 4 operating in this way. That is, the system control unit 2 can change the inflection point at which the linear conversion operation of the pixels G 11 to G mn is switched to the logarithmic conversion operation by switching the voltage value VL of the signal φ VPS. ing.

図6は、本実施の形態に係る撮像素子への露光量に対する出力を示すグラフである。同図に示すように、システム制御部2が電圧値VLの値を切り換えることにより、画素G11〜Gmnの線形変換動作から対数変換動作に切り換わる変曲点を変更することができるようになっている。 FIG. 6 is a graph showing an output with respect to the exposure amount to the image sensor according to the present embodiment. As shown in the figure, the system control unit 2 can change the voltage value VL so that the inflection point at which the linear conversion operation of the pixels G 11 to G mn is switched to the logarithmic conversion operation can be changed. It has become.

なお、本実施形態に係る撮像素子4は線形変換動作と対数変換動作とを各画素において自動的に切り換えるものであればよく、図4とは異なる構成の画素を備えた撮像素子4であってもよい。   Note that the image pickup device 4 according to the present embodiment may be any device that automatically switches between linear conversion operation and logarithmic conversion operation in each pixel, and is an image pickup device 4 including pixels having a configuration different from that shown in FIG. Also good.

また、本実施の形態においては撮像時の信号φVPSの電圧値VLを変更することで線形変換動作と対数変換動作とを切り換えることとしたが、リセット時の信号φVPSの電圧値VHを変更することで線形変換動作と対数変換動作との変曲点を変更してもよい。更に、リセット時間を変更することで線形変換動作と対数変換動作との変曲点を変更してもよい。 In the present embodiment, the linear conversion operation and the logarithmic conversion operation are switched by changing the voltage value VL of the signal φ VPS at the time of imaging. However, the voltage value VH of the signal φ VPS at the time of reset is changed. Thus, the inflection point between the linear conversion operation and the logarithmic conversion operation may be changed. Further, the inflection point between the linear conversion operation and the logarithmic conversion operation may be changed by changing the reset time.

また、本実施の形態の撮像素子4は各画素にRGBフィルタを備えるものとしたが、シアン(Cyan)、マゼンタ(Magenta)、イエロー(Yellow)など他の色フィルタを備えるものとしてもよい。   In addition, although the image pickup device 4 of the present embodiment is provided with an RGB filter in each pixel, it may be provided with other color filters such as cyan, magenta, and yellow.

図2に戻り、信号処理部8はアンプ27、A/Dコンバータ28、黒基準補正部29、AE評価値算出部30、WB処理部31、色補間部32、色補正部33、階調変換部34及び色空間変換部35から構成されている。   Returning to FIG. 2, the signal processing unit 8 includes an amplifier 27, an A / D converter 28, a black reference correction unit 29, an AE evaluation value calculation unit 30, a WB processing unit 31, a color interpolation unit 32, a color correction unit 33, and tone conversion. Part 34 and a color space conversion part 35.

このうち、アンプ27は、撮像素子4から出力された電気信号を所定の規定レベルに増幅して撮影画像のレベル不足を補償するようになっている。また、A/Dコンバータ28(ADC)は、アンプ27において増幅された電気信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するようになっている。   Among these, the amplifier 27 amplifies the electrical signal output from the image sensor 4 to a predetermined specified level to compensate for a lack of level in the captured image. The A / D converter 28 (ADC) converts the electrical signal amplified by the amplifier 27 from an analog signal to a digital signal.

黒基準補正部29は、最低輝度値となる黒レベルを、基準値に補正するようになっている。すなわち、撮像素子4のダイナミックレンジにより黒レベルが異なるため、A/Dコンバータ28から出力されるRGB各信号の信号レベルに対して、黒レベルとなる信号レベルを減算することで黒基準補正が行われるようになっている。   The black reference correction unit 29 corrects the black level that is the lowest luminance value to the reference value. That is, since the black level varies depending on the dynamic range of the image sensor 4, the black reference correction is performed by subtracting the signal level that becomes the black level from the signal level of each RGB signal output from the A / D converter 28. It has come to be.

AE評価値算出部30は、黒基準補正後の電気信号からAE(自動露出)のための、2つの機能を有している。RGBの各原色成分から成る電気信号の輝度値を確認することにより、被写体の輝度範囲を表す輝度の平均値を算出して、入射光量を設定するAE評価値としてシステム制御部7に出力する機能と、撮像素子4で得られる被写体画像全体(被写界と称す)のうち、予め決めておいた複数の位置の輝度値を演算する輝度検出部と、輝度検出部により得られた被写界の複数の位置の輝度値のうち所定の輝度値を越える位置の数をカウントするカウント部と、カウント値が所定値を越えているかどうか判断する比較部とを有し、カウント値が所定値を越えている場合には、システム制御部7に所定値を越えている旨を出力する機能とを有している。   The AE evaluation value calculation unit 30 has two functions for AE (automatic exposure) from the electric signal after black reference correction. A function of calculating the average value of the luminance representing the luminance range of the subject by confirming the luminance value of the electrical signal composed of each RGB primary color component, and outputting it to the system control unit 7 as the AE evaluation value for setting the incident light amount A luminance detection unit that calculates luminance values at a plurality of positions determined in advance in the entire subject image (referred to as a scene) obtained by the imaging device 4, and a scene obtained by the luminance detection unit A counting unit that counts the number of positions that exceed a predetermined luminance value among the luminance values of the plurality of positions, and a comparison unit that determines whether or not the count value exceeds the predetermined value. If it exceeds, the system control unit 7 has a function of outputting that the predetermined value is exceeded.

システム制御部7では、輝度検出部により得られた被写界の複数の位置の輝度値のうち所定の輝度値を越える位置の数が所定値を越えているか否かに対応して、変曲点変更部22を制御するようになっている。   The system control unit 7 changes the inflection according to whether or not the number of positions exceeding a predetermined luminance value out of the luminance values at a plurality of positions in the scene obtained by the luminance detection unit exceeds the predetermined value. The point changing unit 22 is controlled.

WB処理部31は、黒基準補正後の電気信号から補正係数を算出することによって、撮像画像のR,G,Bの各色成分のレベル比(R/G,B/G)を調整して白色を正しく表示するようになっている。色補間部32は、撮像素子4の画素において得られる信号が原色のうち一つあるいは二つだけである場合に、各画素についてR,G,Bの各色成分値を求めることができるように、欠落する色成分を画素ごとに補間する色補間処理を行う。色補正部33は、色補間部32から入力する画像データの画素ごとの色成分値を補正して、各画素の色合いを強調した画像を生成する。階調変換部34は、画像を忠実に再現すべく、画像の入力から最終出力までにおいてガンマを1として理想階調再現特性を実現するために、画像の階調の応答特性を撮像装置1のガンマ値に応じた最適のカーブに補正するガンマ補正処理を行う。   The WB processing unit 31 adjusts the level ratio (R / G, B / G) of each of the R, G, and B color components of the captured image by calculating a correction coefficient from the electric signal after the black reference correction, thereby generating a white color. Is displayed correctly. The color interpolation unit 32 can obtain R, G, and B color component values for each pixel when the signals obtained at the pixels of the image sensor 4 are only one or two of the primary colors. Color interpolation processing for interpolating missing color components for each pixel is performed. The color correction unit 33 corrects the color component value for each pixel of the image data input from the color interpolation unit 32, and generates an image in which the hue of each pixel is emphasized. In order to reproduce the image faithfully, the gradation conversion unit 34 sets the response characteristic of the image gradation to the image pickup apparatus 1 in order to realize the ideal gradation reproduction characteristic with gamma being 1 from the input of the image to the final output. A gamma correction process is performed to correct the curve according to the gamma value.

色空間変換部35は、色空間をRGBからYUVに変換するようになっている。YUVは、輝度(Y)信号と青の色差(U、Cb)と赤の色差(V、Cr)の2つの色度で色を表現するの管理方法であり、色空間をYUVに変換することにより、色差信号のみのデータ圧縮が行いやすくなる。   The color space conversion unit 35 converts the color space from RGB to YUV. YUV is a management method for expressing a color with two chromaticities: a luminance (Y) signal, a blue color difference (U, Cb), and a red color difference (V, Cr), and converting the color space to YUV. This facilitates data compression of only the color difference signal.

タイミング生成部20は、撮像素子4による撮影動作(露光に基づく電荷蓄積や蓄積電荷の読出しなど)を制御するようになっている。すなわち、システム制御部7からの撮影制御信号に基づいて所定のタイミングパルス(画素駆動信号、水平同期信号、垂直同期信号、水平走査回路駆動信号、垂直走査回路駆動信号など)を生成して撮像素子4に出力するようになっている。また、タイミング生成部20は、A/Dコンバータ28において用いられるA/D変換用のクロックも生成する。   The timing generation unit 20 controls the photographing operation (charge accumulation based on exposure, reading of accumulated charge, etc.) by the image sensor 4. That is, a predetermined timing pulse (a pixel driving signal, a horizontal synchronizing signal, a vertical synchronizing signal, a horizontal scanning circuit driving signal, a vertical scanning circuit driving signal, etc.) is generated on the basis of a photographing control signal from the system control unit 7 and an image pickup device. 4 is output. The timing generation unit 20 also generates an A / D conversion clock used in the A / D converter 28.

記録部10は、半導体メモリなどからなる記録用のメモリであり、信号処理部8から入力された画像データを記録する画像データ記録領域を有している。記録部10は、例えばフラッシュメモリなどの内蔵型メモリや、着脱可能なメモリカードであってもよく、また、ハードディスク等の磁気記録媒体などであってもよい。   The recording unit 10 is a recording memory composed of a semiconductor memory or the like, and has an image data recording area for recording image data input from the signal processing unit 8. The recording unit 10 may be a built-in memory such as a flash memory, a removable memory card, or a magnetic recording medium such as a hard disk.

フラッシュ発光部5は、被写体の撮影時に検出された周囲環境の輝度が不足する場合に、システム制御部7の制御によって所定の発光タイミングで発光するようになっている。調光センサ6は、発光量を調光するために、被写体側から反射されるフラッシュ光の反射光を受光して、受光結果をシステム制御部7に出力するようになっている。   The flash light emitting unit 5 emits light at a predetermined light emission timing under the control of the system control unit 7 when the brightness of the surrounding environment detected at the time of photographing the subject is insufficient. The light control sensor 6 receives the reflected light of the flash light reflected from the subject side in order to control the light emission amount, and outputs the light reception result to the system control unit 7.

モニタ11は、表示部としての機能を果たすものであり、被写体のプレビュー画像を表示し、システム制御部7の制御に基づいて信号処理部8で画像処理された撮影画像を表示する他、ユーザが機能選択するためのメニュー画面などのテキスト画面を表示するようになっている。すなわち、モニタ11は、静止画撮影モード又は動画撮影モードを選択する撮影モード選択画面や、オートモード、オフモード又はオンモードのいずれかを選択するストロボモード選択画面などを表示するようになっている。
操作部21は、ズームボタンW12、ズームボタンT13、選択用十字キー15a、レリーズスイッチ16及び電源スイッチ17等から構成されており、ユーザが操作部21を操作することにより、各ボタン又はスイッチの機能に対応した指示信号がシステム制御部7に送信され、この指示信号に従って撮像装置1の各構成部分が駆動制御されるようになっている。
The monitor 11 functions as a display unit, displays a preview image of a subject, displays a photographed image that has been subjected to image processing by the signal processing unit 8 based on control of the system control unit 7, and allows the user to A text screen such as a menu screen for selecting a function is displayed. That is, the monitor 11 displays a shooting mode selection screen for selecting a still image shooting mode or a moving image shooting mode, a strobe mode selection screen for selecting any one of an auto mode, an off mode, and an on mode. .
The operation unit 21 includes a zoom button W12, a zoom button T13, a selection cross key 15a, a release switch 16, a power switch 17, and the like. When the user operates the operation unit 21, the function of each button or switch is configured. Is transmitted to the system control unit 7, and each component of the imaging apparatus 1 is driven and controlled in accordance with the instruction signal.

このうち、選択用十字キー15aは、十字キーの押下によりモニタ11の画面上でカーソルやウィンドウを移動させる機能を果たすと共に、確定キー15bの押下によりカーソルやウィンドウによる選択内容を確定させる機能を果たしている。すなわち、選択用十字キー15aの十字キーを押下することによりモニタ11に表示されたカーソルを移動させて、メニュー画面から撮影モードの選択画面を開き、更に撮影モードの選択画面上で所望の撮影モードボタンにカーソルを移動させて、確定キー15bを押下すると、撮影モードを決定することができるようになっている。   Of these, the selection cross key 15a functions to move a cursor or window on the screen of the monitor 11 when the cross key is pressed, and also functions to confirm the selection contents by the cursor or window when the enter key 15b is pressed. Yes. That is, by pressing the cross key of the selection cross key 15a, the cursor displayed on the monitor 11 is moved to open the shooting mode selection screen from the menu screen, and the desired shooting mode is displayed on the shooting mode selection screen. When the cursor is moved to the button and the enter key 15b is pressed, the shooting mode can be determined.

ズームボタンW12は押下によりズームを調整して被写体を小さく写す機能を果たし、また、ズームボタンT13は押下によりズームを調整して被写体を大きく写す機能を果たしている。   The zoom button W12 has a function of adjusting the zoom when pressed to make the subject appear small, and the zoom button T13 has a function of adjusting the zoom when pressed to make the subject appear larger.

レリーズスイッチ16は、静止画撮影モードにおいて半押し(以下、スイッチS1のONと称す)により撮影の準備動作を開始し、また、全押し(以下、スイッチS1のONと称す)により撮像素子4を露光して、その露光によって得られた電気信号に所定の信号処理を施して記録部10に記録するという一連の撮影動作が実行されるようになっている。電源スイッチ17は、押下により撮像装置1のON、OFFを順次繰り返すようになっている。   The release switch 16 starts a shooting preparation operation by half-pressing (hereinafter referred to as ON of the switch S1) in the still image shooting mode, and the image sensor 4 is pressed fully (hereinafter referred to as ON of the switch S1). A series of photographing operations is performed such that exposure is performed, electric signals obtained by the exposure are subjected to predetermined signal processing and recorded in the recording unit 10. When the power switch 17 is pressed, the imaging device 1 is turned on and off in order.

以上が、本実施の形態に係る撮像素子4及びこの撮像素子4を備えた撮像装置1の概略である。以下に、撮像装置1の動作について説明する。   The above is the outline of the imaging device 4 according to the present embodiment and the imaging device 1 including the imaging device 4. Below, operation | movement of the imaging device 1 is demonstrated.

なお、撮像装置1は、静止画撮影モード、動画撮影モード、再生モード、セットアップモード等を有するものであるが、本発明は、静止画もしくは動画撮影モードに係るものであり、以下では、静止画撮影モードを例にとり詳しく説明する。   The imaging device 1 has a still image shooting mode, a moving image shooting mode, a playback mode, a setup mode, and the like. However, the present invention relates to a still image or moving image shooting mode. The shooting mode will be described as an example in detail.

更に、本発明は、被写界の複数の位置の輝度値のうち、所定の輝度値を越える位置が、所定の数を越える場合には、変曲点制御手段により、意図的に所定の輝度値を越える輝度値の被写体が飽和レベルとなるよう撮影露光を行うものであり、このような撮影モードを本実施の形態では、白飛び撮影モードと称して説明する。   Furthermore, the present invention intentionally controls the inflection point control means by means of the inflection point control means when the position exceeding a predetermined luminance value exceeds a predetermined number among the luminance values at a plurality of positions in the scene. Shooting exposure is performed so that a subject with a luminance value exceeding the value reaches a saturation level, and in this embodiment, such a shooting mode is referred to as a whiteout shooting mode.

図7は、静止画撮影モード時の概略の動作を示すフローチャートである。また、図8は静止画撮影モード内の白飛び撮影モードが選択されている場合の概略の動作を示すフローチャートである。以下、図7及び図8に示すフローに従い説明する。   FIG. 7 is a flowchart showing a schematic operation in the still image shooting mode. FIG. 8 is a flowchart showing a schematic operation when the overexposure shooting mode in the still image shooting mode is selected. In the following, description will be given according to the flow shown in FIGS.

図7のフローチャートにおいて、静止画撮影モードに入ると、撮像素子、アンプ、A/Dコンバータ等の撮像部の駆動を開始し(ステップS150)、画像表示部であるモニタでライブビュー表示を行う(ステップS151)。   In the flowchart of FIG. 7, when the still image shooting mode is entered, driving of the image pickup unit such as an image pickup device, an amplifier, an A / D converter, etc. is started (step S150), and live view display is performed on a monitor which is an image display unit ( Step S151).

ここで、メインスイッチのONを判断する(ステップS152)。メインスイッチがOFFされた場合(ステップS152;No)には、ライブビュー表示を停止させ(ステップS180)、撮像部の駆動を停止(ステップS185)させて終了する。   Here, it is determined whether the main switch is ON (step S152). When the main switch is turned off (step S152; No), the live view display is stopped (step S180), the driving of the imaging unit is stopped (step S185), and the process is terminated.

メインスイッチがONの場合(ステップS152;Yes)には、再度、静止画撮影モードであるか判断する(ステップS153)。静止画撮影モード以外のモードに切り替えられた場合(ステップS153;No)には、他の切り替えられたモードへ移行する(ステップS170)。   If the main switch is ON (step S152; Yes), it is determined again whether the still image shooting mode is set (step S153). When the mode is switched to a mode other than the still image shooting mode (step S153; No), the mode is switched to another switched mode (step S170).

静止画撮影モードである場合(ステップS153;Yes)は、次に白飛び撮影モードが予め設定されているか判断する(ステップS154)。   If it is the still image shooting mode (step S153; Yes), it is next determined whether or not the whiteout shooting mode is set in advance (step S154).

この白飛び撮影モードの設定は、例えば図1及び図2で説明したように、モニタ11にメニュー画面から撮影モードの選択画面を開き、更に撮影モードの選択画面上で、選択用十字キー15aの十字キーを押下することにより、モニタ11に表示された白飛び撮影モードにカーソルを移動させて、確定キー15bを押下すると、白飛び撮影モードが設定されるようになっている。   For example, as described with reference to FIGS. 1 and 2, the setting of the overshooting shooting mode is performed by opening a shooting mode selection screen from the menu screen on the monitor 11, and further selecting the cross key 15a for selection on the shooting mode selection screen. By pressing the cross key, the cursor is moved to the overexposure shooting mode displayed on the monitor 11 and when the enter key 15b is pressed down, the overexposure shooting mode is set.

ここで、白飛び撮影モードが予め設定されている場合(ステップS154;Yes)は、白飛び撮影モードへ移行する(ステップS200)。この白飛び撮影モードの動作概略について、先に説明する。   If the overexposure shooting mode is set in advance (step S154; Yes), the operation shifts to the overexposure shooting mode (step S200). An outline of the operation in the overexposure shooting mode will be described first.

図8は、静止画撮影モード内の白飛び撮影モード時の概略の動作を示すフローチャートである。   FIG. 8 is a flowchart showing a schematic operation in the overexposure shooting mode in the still image shooting mode.

図8のフローチャートにおいて、白飛び撮影モードに入ると、まずスイッチS1がONされているか判断する(ステップS201)。   In the flowchart of FIG. 8, when the whiteout shooting mode is entered, it is first determined whether or not the switch S1 is turned on (step S201).

スイッチS1がONされていない場合(ステップS201;No)は、図7に示すステップS152へ戻る。即ち、スイッチS1がONされるまで、ライブビュー表示をおこないつつ、メインスイッチ、モード選択、スイッチS1のいずれかが操作されるのを待機する。   If the switch S1 is not turned on (step S201; No), the process returns to step S152 shown in FIG. That is, until the switch S1 is turned on, the live view display is performed and the main switch, the mode selection, or the switch S1 is waited to be operated.

スイッチS1がONされる(ステップS201;Yes)と、例えば、所定の露光時間、絞り値で撮像素子出力が全ての輝度に対し対数的変換がされるよう変曲点を設定する(ステップS202)。これは、システム制御部7が変曲点変更部22を制御することで行われる(図2参照)。   When the switch S1 is turned on (step S201; Yes), for example, an inflection point is set so that the image sensor output is logarithmically converted for all luminances with a predetermined exposure time and aperture value (step S202). . This is performed by the system control unit 7 controlling the inflection point changing unit 22 (see FIG. 2).

次いで、被写界の画像を対数的変換領域での画像データとして取り込む(ステップS203)。次に、得られた被写界の画像データのうち、予め決められた複数の位置の輝度値を演算により求める(ステップS204)。   Next, the image of the scene is captured as image data in the logarithmic transformation region (step S203). Next, luminance values at a plurality of predetermined positions are obtained by calculation from the obtained image data of the object scene (step S204).

これは、例えば、以下のようにして求めることができる。例えば画像データが1600画素×1200画素の解像度の画像の場合、得られた被写界の画像データを長辺方向200、短辺方向150の30000のブロックに分割し、それぞれのブロック内の8画素×8画素の64画素から、R(赤)の16画素の平均値AveR、G(緑)の32画素の平均値AveG、B(青)の16画素の平均値AveBを算出し、対数的変換データを線形的変換データに換算した後、輝度Yとし、K1、K2、K3を重み付け係数とすると、以下の式、
Y=AveR×K1+AveG×K2+AveB×K3
で求められる。これを被写界の分割された各ブロックについて同様に輝度Yを求める。
This can be determined, for example, as follows. For example, when the image data is an image having a resolution of 1600 pixels × 1200 pixels, the obtained image data of the object scene is divided into 30000 blocks of 200 in the long side direction and 150 in the short side direction, and 8 pixels in each block The average value AveR of 16 pixels of R (red), the average value AveG of 32 pixels of G (green), and the average value AveB of 16 pixels of B (blue) are calculated from 64 pixels of 8 pixels, and logarithmic conversion After converting the data into linear conversion data, assuming that the luminance is Y, and K1, K2, and K3 are weighting coefficients,
Y = AveR × K1 + AveG × K2 + AveB × K3
Is required. Similarly, the luminance Y is obtained for each block obtained by dividing the object scene.

次いで、得られた各ブロック、即ち被写界の各位置の輝度Yのうち、予め決められた輝度値を越えた位置の数をカウントする(ステップS205)。予め決められた輝度値とは、本例では海岸の波で反射される太陽光のきらめき等の高輝度の値であり、例えばISO感度100に換算してEV15等が用いられる。   Next, among the obtained blocks, that is, the luminance Y at each position of the object scene, the number of positions exceeding a predetermined luminance value is counted (step S205). In this example, the predetermined luminance value is a high luminance value such as the sparkle of sunlight reflected by a coastal wave. For example, EV 15 or the like is used in terms of ISO sensitivity 100.

更に、カウント値である、予め決められた輝度値を越えた位置の数が所定数以上存在するか判断する(ステップS206)。予め決められた輝度値を越えた位置の数が所定数を越えていない場合(ステップS206;No)は、後述の図7に示すステップS156へ移行する。   Further, it is determined whether or not there are a predetermined number or more of positions that exceed a predetermined luminance value that is a count value (step S206). When the number of positions exceeding the predetermined luminance value does not exceed the predetermined number (step S206; No), the process proceeds to step S156 shown in FIG.

なお、所定の数とはセンサ固有のばらつきに対し、確実に白飛びが生じている被写体であることを識別するために必要な値として、予め設定された数である。例えば、上記の1600画素×1200画素の解像度の画像の場合は25程度の値が用いられている。また、2272×1704画素の解像度の画像の場合は50程度の値が望ましいが、これに限らず、適宜、仕様に応じて設定されるものである。   Note that the predetermined number is a number set in advance as a value necessary for identifying the subject in which the whiteout is surely generated with respect to the variation unique to the sensor. For example, in the case of the above-mentioned image having a resolution of 1600 pixels × 1200 pixels, a value of about 25 is used. In the case of an image having a resolution of 2272 × 1704 pixels, a value of about 50 is desirable. However, the value is not limited to this, and is appropriately set according to specifications.

予め決められた輝度値を越えた位置の数が、所定の数以上ある場合(ステップS206;Yes)は、AF動作である焦点合わせを行うと共に、絞り値、シャッター速度を決定し、予め決められた輝度以上が飽和レベルとなるように変曲点を変更制御する(ステップS207)。   When the number of positions exceeding the predetermined luminance value is greater than or equal to the predetermined number (step S206; Yes), focusing is performed as an AF operation, and the aperture value and shutter speed are determined to be predetermined. The inflection point is changed and controlled so that the luminance is equal to or higher than the saturation level (step S207).

次いで、再度スイッチS1がONされているか判断(ステップS208)し、スイッチS1がONでない、即ちOFFされている場合(ステップS208;No)には、図7に示すステップS152へ戻り、
スイッチS1がONされている場合(ステップS208;Yes)には、スイッチS2がONされるのを待機する(ステップS209)。スイッチS2がONされていない場合(ステップS209;No)には、ステップS208へ戻る。
Next, it is determined again whether the switch S1 is turned on (step S208). If the switch S1 is not turned on, that is, turned off (step S208; No), the process returns to step S152 shown in FIG.
When the switch S1 is turned on (step S208; Yes), it waits for the switch S2 to be turned on (step S209). If the switch S2 is not turned on (step S209; No), the process returns to step S208.

スイッチS2がONされた場合(ステップS209;Yes)には、ステップS207で決定された撮影条件で撮影動作が実行され(ステップS210)、図7に示すステップS161へ移行し、メモリーカードに撮影した画像データを記録する。   When the switch S2 is turned on (step S209; Yes), the shooting operation is executed under the shooting conditions determined in step S207 (step S210), and the process proceeds to step S161 shown in FIG. Record image data.

このような白飛び撮影モードを有することで、例えば海岸での波頭による太陽光の反射等を白飛びさせることができ、撮影者の作画意図に対応して、被写体の高輝度部が不要に圧縮されるのを防いで、撮影者の意図を盛り込んだ画像を得ることが可能な撮像装置を得ることができる。   By having such a whiteout shooting mode, for example, the reflection of sunlight due to the wavefront on the coast can be overexposed, and the high brightness part of the subject is compressed unnecessary according to the photographer's intention to draw Therefore, it is possible to obtain an imaging apparatus capable of obtaining an image incorporating the photographer's intention.

図7の、ステップS154へ戻り、白飛び撮影モードに設定されていない場合(ステップS154;No)には、ステップS155へ移行し、スイッチS1がONされているか判断する(ステップS155)。スイッチS1がONされていない場合(ステップS155;No)は、ステップS152へ戻る。   Returning to step S154 in FIG. 7, when the overexposure shooting mode is not set (step S154; No), the process proceeds to step S155, and it is determined whether the switch S1 is turned on (step S155). If the switch S1 is not turned on (step S155; No), the process returns to step S152.

スイッチS1がONされる(ステップS155;Yes)と、AF動作とAE準備動作(ステップS156)を行う。ここでのAE準備動作とは、例えば、被写界全体の輝度が全て再現可能となるように変曲点を変更制御し、絞り値、露光時間であるシャッター速度を決定することである。   When the switch S1 is turned on (step S155; Yes), an AF operation and an AE preparation operation (step S156) are performed. Here, the AE preparation operation refers to, for example, changing and controlling the inflection point so that the entire luminance of the object scene can be reproduced, and determining the aperture value and the shutter speed that is the exposure time.

この後、再度スイッチS1がONされているか確認する(ステップS157)。スイッチS1がONされていない場合(ステップS157;No)には、ステップS152へ戻る。スイッチS1がONされている場合(ステップS157;Yes)には、スイッチS2がONされるのを待機する(ステップS158)。スイッチS2がONされていない場合(ステップS158;No)には、ステップS157へ戻る。   Thereafter, it is confirmed again whether the switch S1 is turned on (step S157). If the switch S1 is not turned on (step S157; No), the process returns to step S152. When the switch S1 is turned on (step S157; Yes), it waits for the switch S2 to be turned on (step S158). If the switch S2 is not turned on (step S158; No), the process returns to step S157.

スイッチS2がONされた場合(ステップS158;Yes)には、フラッシュ撮影かどうか確認する(ステップS159)。これはステップS156のAE準備動作時に決定されているものであり、これを確認するものである。フラッシュ撮影でない場合(ステップS159;No)には、定常光による撮影動作が実行され(ステップS160)、メモリーカードに撮影した画像データを記録(ステップS161)し、撮影した画像を画像表示部に所定時間アフタービュー表示(ステップS162)した後、ステップS151のライブビュー表示に戻る。   When the switch S2 is turned on (step S158; Yes), it is confirmed whether flash photography is performed (step S159). This is determined at the time of the AE preparation operation in step S156, and this is confirmed. If it is not flash photography (step S159; No), a photographing operation using stationary light is executed (step S160), the photographed image data is recorded on the memory card (step S161), and the photographed image is stored in the image display unit. After the time after view display (step S162), the display returns to the live view display in step S151.

一方、フラッシュ撮影の場合(ステップS159;Yes)には、フラッシュ撮影を行い(ステップS175)、ステップS161に移行する。   On the other hand, in the case of flash photography (step S159; Yes), flash photography is performed (step S175), and the process proceeds to step S161.

以上が、本実施の形態に係る撮像装置の動作概略である。   The above is the outline of the operation of the imaging apparatus according to the present embodiment.

図9は、白飛び撮影モード時の変曲点の制御の概略を示す図である。   FIG. 9 is a diagram showing an outline of the control of the inflection point in the whiteout shooting mode.

同図(a)は、所定の輝度値を越える位置が所定の数を越え且つ、所定の輝度と最低輝度の差の輝度幅が狭い場合を示している。即ち、輝度幅が狭い場合には対数変換領域を用いず、図示のように、所定の輝度値を越える輝度に関しては飽和レベルとなり、所定の輝度値より低い輝度部については、線形的変換領域となるように露光が行われる。   FIG. 4A shows a case where the number of positions exceeding a predetermined luminance value exceeds a predetermined number and the luminance width of the difference between the predetermined luminance and the minimum luminance is narrow. That is, when the luminance width is narrow, the logarithmic conversion area is not used, and as shown in the figure, the luminance exceeding the predetermined luminance value becomes a saturation level, and the luminance portion lower than the predetermined luminance value is expressed as a linear conversion area. The exposure is performed as follows.

同図(b)は、所定の輝度値を越える位置が所定の数を越え且つ、所定の輝度と最低輝度の差の輝度幅が線形変換領域の幅を僅か越える場合を示している。この場合には、所定の輝度値を越える輝度に関しては飽和レベルとなり、所定の輝度値より低い輝度部については、被写界の最低輝度が再現可能な線形変換領域に位置するように変曲点を制御し、図示の如く、所定の輝度以下で所定の輝度近傍が対数的変換領域となり、低輝度部については、線形的変換領域となるように露光が行われる。   FIG. 4B shows a case where the number of positions exceeding a predetermined luminance value exceeds a predetermined number, and the luminance width of the difference between the predetermined luminance and the minimum luminance slightly exceeds the width of the linear conversion area. In this case, the luminance exceeding the predetermined luminance value becomes a saturation level, and the inflection point is set so that the luminance part lower than the predetermined luminance value is located in the linear transformation region where the minimum luminance of the object scene can be reproduced. As shown in the drawing, exposure is performed so that a predetermined luminance is equal to or lower than a predetermined luminance and the vicinity of the predetermined luminance is a logarithmic conversion region, and the low luminance portion is a linear conversion region.

同図(c)は、所定の輝度値を越える位置が所定の数を越え且つ、所定の輝度と最低輝度の差の輝度幅が遙かに大きい場合を示している。この場合には、所定の輝度値を越える輝度に関しては飽和レベルとなり、所定の輝度値より低い輝度部については、被写界の最低輝度が再現可能な線形変換領域に位置すると共に、所定の輝度値以下の輝度幅の全てが線形的もしくは対数的変換領域に含まれるように変曲点を制御して、露光が行われる。   FIG. 3C shows a case where the number of positions exceeding a predetermined luminance value exceeds a predetermined number and the luminance width of the difference between the predetermined luminance and the minimum luminance is much larger. In this case, the luminance exceeding the predetermined luminance value becomes a saturation level, and the luminance portion lower than the predetermined luminance value is located in the linear conversion region where the minimum luminance of the object field can be reproduced, and the predetermined luminance. Exposure is performed by controlling the inflection point so that all of the luminance widths below the value are included in the linear or logarithmic transformation region.

以上説明したように、公知の被写界全体の輝度が全て再現可能となるように変曲点を変更制御するモード以外に、被写界の複数の位置の輝度値のうち、所定の輝度値を越える位置が、所定の数を越える場合には、所定の輝度値が飽和するよう変曲点を変更制御するモードを備えることにより、例えば太陽光の波頭による反射等を白飛びさせることができ、被写体に対応して撮影者の意図を盛り込んだ画像も得られる、リニアログセンサを用いた撮像装置を得ることができる。   As described above, in addition to the mode in which the inflection point is changed and controlled so that all the brightness of the entire scene can be reproduced, a predetermined brightness value among the brightness values at a plurality of positions in the scene When the number of positions exceeding the predetermined number exceeds a predetermined number, for example, reflection by the wave front of sunlight can be blown out by providing a mode for changing and controlling the inflection point so that the predetermined luminance value is saturated. Thus, it is possible to obtain an imaging device using a linear log sensor that can also obtain an image incorporating the photographer's intention corresponding to the subject.

なお、上記の実施の形態においては、飽和させる輝度値を、例えばISO感度100に換算してEV15で説明したが、撮影者が意図に応じてメニュー画面から入力し、変更可能にしても良く、この場合には、白飛び撮影モードを設定する際に、飽和させる輝度値をも同時に設定するよう構成することが好ましい。   In the above-described embodiment, the luminance value to be saturated is converted into ISO sensitivity 100, for example, and described in EV15. However, the photographer may input it from the menu screen according to the intention and change it. In this case, it is preferable that the brightness value to be saturated is set at the same time when setting the whiteout shooting mode.

また、上記のフローでは、撮像素子出力を全ての輝度に対し対数的変換領域となるよう変曲点を設定するもので説明したが、所定の露光時間及び絞り値で、予め決められた所定の輝度値以上が対数的変換領域となるよう変曲点を変更制御するか、もしくは予め決められた所定の輝度値以上は飽和させ、予め決められた所定の輝度値以下を線形的変換領域となるよう変曲点を制御してもよい。   In the above flow, the inflection point is set so that the output of the image sensor becomes a logarithmic conversion region for all luminances. However, a predetermined exposure time and an aperture value are used to determine a predetermined inflection point. The inflection point is changed and controlled so that the luminance value is in the logarithmic transformation region, or the predetermined luminance value or more is saturated and the linear transformation region is below the predetermined luminance value. The inflection point may be controlled.

また、静止画撮影モードを例にして説明したが、動画撮影モードにも適用可能なのは言うまでもない。   In addition, the still image shooting mode has been described as an example, but it goes without saying that the still image shooting mode can also be applied to the moving image shooting mode.

本実施の形態に係る撮像装置の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the imaging device concerning this embodiment. 本実施の形態に係る撮像装置の機能的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the imaging device which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る撮像素子の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image pick-up element which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る撮像素子が備える画素の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the pixel with which the image pick-up element which concerns on this Embodiment is provided. 本実施の形態に係る撮像素子が備える画素の動作のタイミングチャートを示す図である。It is a figure which shows the timing chart of operation | movement of the pixel with which the image pick-up element which concerns on this Embodiment is provided. 本実施の形態に係る撮像素子の入射光量に対する出力を示すグラフである。It is a graph which shows the output with respect to the incident light quantity of the image pick-up element which concerns on this Embodiment. 静止画撮影モード時の概略の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the outline operation | movement at the time of still image shooting mode. 静止画撮影モード内の白飛び撮影モード時の概略の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the general | schematic operation | movement at the time of the overexposure photography mode in still image photography mode. 白飛び撮影モード時の変曲点の制御の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of control of the inflection point at the time of a whiteout photography mode.

符号の説明Explanation of symbols

1 撮像装置
2 筐体
3 レンズユニット
4 撮像素子
5 フラッシュ発光部
6 調光センサ
7 システム制御部
8 信号処理部
11 モニタ
12 ズームボタンW
13 ズームボタンT
14 光学式ファインダ
15 選択用十字キー
16 レリーズスイッチ
17 電源スイッチ
18 USB端子
22 変曲点変更部
27 アンプ
28 A/Dコンバータ
29 黒基準補正部
30 AE評価値算出部
31 WB処理部
32 色補間部
33 色補正部
34 階調変換部
35 色空間変換部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Imaging device 2 Case 3 Lens unit 4 Image pick-up element 5 Flash light emission part 6 Light control sensor 7 System control part 8 Signal processing part 11 Monitor 12 Zoom button W
13 Zoom button T
DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 Optical finder 15 Selection cross key 16 Release switch 17 Power switch 18 USB terminal 22 Inflection point change part 27 Amplifier 28 A / D converter 29 Black reference correction part 30 AE evaluation value calculation part 31 WB process part 32 Color interpolation part 33 Color correction unit 34 Gradation conversion unit 35 Color space conversion unit

Claims (4)

入射光量に対して線形的に変換した電気信号と、入射光量に対して対数的に変換した電気信号の出力が可能な複数の画素を有する撮像素子と、前記撮像素子に被写界の光を入射させる撮像光学系と、前記撮像素子からの電気信号出力における線形的変換領域と対数的変換領域との境界となる変曲点を変更制御する変曲点制御手段と、前記撮像素子の出力に基づいて被写界の複数の位置の輝度値を検出する輝度検出手段と、を有し、
前記輝度検出手段により得られた被写界の複数の位置の輝度値のうち、所定の輝度値を越える位置が、所定の数を越える場合には、
前記変曲点制御手段は、前記所定の輝度値を越える位置が飽和するよう変曲点を変更制御することを特徴とする撮像装置。
An image sensor having a plurality of pixels capable of outputting an electric signal linearly converted with respect to the amount of incident light and an electric signal converted logarithmically with respect to the amount of incident light; An imaging optical system to be incident, an inflection point control means for changing and controlling an inflection point that is a boundary between a linear transformation region and a logarithmic transformation region in an electric signal output from the imaging device, and an output of the imaging device Luminance detecting means for detecting luminance values at a plurality of positions in the scene based on
In the case where the position exceeding a predetermined luminance value exceeds a predetermined number among the luminance values at a plurality of positions of the object scene obtained by the luminance detecting means,
The inflection point control means changes and controls an inflection point so that a position exceeding the predetermined luminance value is saturated.
前記輝度検出手段による被写界の複数の位置の輝度値の検出時には、前記変曲点制御手段は、少なくとも前記所定の輝度値以下が飽和しないよう変曲点を変更制御することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The inflection point control means changes and controls the inflection point so that at least the predetermined luminance value or less is not saturated when the luminance value is detected by the luminance detection means at a plurality of positions in the scene. The imaging device according to claim 1. 前記所定の輝度値を変更可能としたことを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1, wherein the predetermined luminance value is changeable. 前記輝度検出手段による被写界の複数の位置の輝度値の検出時には、前記変曲点制御手段は、全ての領域を対数的変換領域となるよう変曲点を変更制御することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The inflection point control means changes and controls the inflection points so that all areas become logarithmic transformation areas when the luminance values are detected by the luminance detection means at a plurality of positions in the object scene. The imaging device according to claim 1.
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