JP2007067491A - Imaging apparatus - Google Patents
Imaging apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007067491A JP2007067491A JP2005247322A JP2005247322A JP2007067491A JP 2007067491 A JP2007067491 A JP 2007067491A JP 2005247322 A JP2005247322 A JP 2005247322A JP 2005247322 A JP2005247322 A JP 2005247322A JP 2007067491 A JP2007067491 A JP 2007067491A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inflection point
- incident light
- image sensor
- signal
- light amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
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信号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 image pickup device that outputs the linearly converted electric signal has a drawback that a dynamic range that can be reproduced is narrow because a signal proportional to the amount of generated photocharge is output.
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(リニアログセンサとも称する場合がある)が提案されている。この撮像素子のダイナミックレンジを被写体輝度幅に適合させることで、白とびの発生を無くし、種々の被写体条件に対し、被写体を良好に再現しようとする撮像装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
上記特許文献1に記載の撮像装置は、被写体各部の輝度差が大きい被写体条件に対し、高輝度部を飽和させることなく、被写体画像を得ることができるものである。しかしながら、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、撮影に先立って決定するための処理時間が必要である。即ち、撮影前に被写体画像を取り込み、得られた画像から被写体の輝度幅を算出し、輝度幅に応じて変曲点を決定する処理を行うための所定の時間を必要とすることで、使用者の操作感がやや損なわれる問題がある。 The imaging device described in Patent Document 1 can obtain a subject image without saturating a high-luminance portion with respect to a subject condition in which a luminance difference between each portion of the subject is large. However, a processing time is required to determine an inflection point that becomes a boundary between the linear transformation region and the logarithmic transformation region in the electric signal output from the image sensor prior to photographing. In other words, it takes a predetermined time to capture the subject image before shooting, calculate the luminance width of the subject from the obtained image, and determine the inflection point according to the luminance width. There is a problem that the user's operation feeling is slightly impaired.
本発明は上記問題に鑑み、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決定するための時間を要せず、使用者にとって良好な操作感を有した、種々の被写体条件に対して、被写体を良好に再現できる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 does not require time for determining an inflection point that is a boundary between a linear transformation region and a logarithmic transformation region in an electrical signal output from an image sensor, and is a good operation for the user An object of the present invention is to obtain an imaging apparatus that can reproduce a subject satisfactorily for various subject conditions.
上記の課題は、以下の構成で解決される。 The above problem is 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、被写体輝度を検出する輝度検出手段と、前記被写体輝度に対応して予め設定された変曲点位置を記憶した記憶手段と、を有し、前記輝度検出手段で検出した被写体輝度に基づいて、前記変曲点制御手段は、前記記憶手段に記憶された変曲点位置に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 pickup device having a plurality of pixels capable of outputting an electric signal linearly converted with respect to an incident light amount and an electric signal logarithmically converted with respect to the incident light amount, and an electric signal output from the image pickup device An inflection point control means for changing and controlling an inflection point that is a boundary between the linear transformation area and the logarithmic transformation area, a luminance detection means for detecting the subject brightness, and a preset variable corresponding to the subject brightness. Storage means storing the inflection point position, and based on the subject brightness detected by the brightness detection means, the inflection point control means converts the inflection point to the inflection point position stored in the storage means. An image pickup apparatus characterized in that change control is performed.
2) 前記撮像素子に入射する入射光量を制御する入射光量制御手段を有し、前記入射光量制御手段では過度の露光量となる場合に、変曲点を変更制御する1)の撮像装置。 2) The imaging apparatus according to 1), further including an incident light amount control unit that controls an incident light amount incident on the imaging element, wherein the inflection point is changed and controlled when the incident light amount control unit has an excessive exposure amount.
3) 前記記憶手段は、被写体輝度に対応して前記入射光量制御手段の制御値を予め記憶している1)又は2)の撮像装置。 3) The imaging device according to 1) or 2), wherein the storage unit stores in advance a control value of the incident light amount control unit corresponding to subject luminance.
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、被写体輝度を検出する輝度検出手段と、前記撮像素子の感度を変更する感度変更手段と、前記撮像素子に入射する入射光量を制御する入射光量制御手段と、を有し、前記輝度検出手段で検出した被写体輝度に基づいて、前記入射光量制御手段と、前記感度変更手段と、前記変曲点制御手段と、を選択的に用いて前記撮像素子への露光制御を行うことを特徴とする撮像装置。 4) An image sensor having a plurality of pixels capable of outputting an electric signal linearly converted with respect to the incident light amount and an electric signal logarithmically converted with respect to the incident light amount, and an electric signal output from the image sensor An inflection point control means for changing and controlling an inflection point that is a boundary between the linear transformation area and the logarithmic transformation area, a luminance detection means for detecting subject luminance, and a sensitivity changing means for changing the sensitivity of the image sensor. Incident light quantity control means for controlling the incident light quantity incident on the imaging device, and based on the subject brightness detected by the brightness detection means, the incident light quantity control means, the sensitivity change means, An inflection point control means is selectively used to perform exposure control on the image sensor.
本発明によれば、種々の被写体条件に対して被写体を良好に再現できると共に、使用者にとって良好な操作感を有した撮像装置を得ることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to obtain an imaging apparatus that can reproduce a subject satisfactorily with respect to various subject conditions and has a good operational feeling for a user.
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、被写体光を所定の焦点位置に結像させる、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
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。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
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
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
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
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12、13が設けられている。ズームボタン12をONするとワイド方向にズーミングし、ズームボタン13をONするとテレ方向にズーミングを行う。また、撮像装置1の背面には、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。
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
また、筐体2の内部には不図示であるが、電池及びメモリカードなどの記録部が装填されている。
Although not shown in the figure, a recording unit such as a battery and a memory card is loaded inside the
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
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・シャッタ制御部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
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・シャッタ部から構成されている。
The
絞り・シャッタ制御部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入射光量制御手段である絞り・シャッタ部を駆動制御するようになっている。即ち、絞り・シャッタ制御部19は、システム制御部7から入力される制御値に基づき、絞り値を設定すると共に、撮像素子4の撮像動作時に開口しているシャッタ部を、所定の露光時間の経過後に閉塞させることにより、入射光量を制御する。
The aperture /
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 pixel G 11 ~G mn is for outputting an electric signal incident light by photoelectric conversion. 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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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。即ち、電圧値VLを低くすることで線形変換する領域が多くなり、電圧値VLを高くすることで対数変換する領域を多くすることで、所望の光電変換特性とすることができる。 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. That is, the region for linear conversion increases by lowering the voltage value VL, and the desired photoelectric conversion characteristics can be obtained by increasing the region for logarithmic conversion by increasing the voltage value VL.
このように、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7が変曲点変更部22を介して撮像素子4への信号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。
As described above, 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. That is, the system control unit 7 switches the value of the voltage value VL of the signal φ VPS to the image sensor 4 via the inflection
図6は、本実施の形態に係る画素の受光量に対する出力を示したグラフである。上述のように、システム制御部7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 the output with respect to the amount of light received by the pixel according to the present embodiment. As described above, when the system control unit 7 switches the voltage value VL, 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. Yes.
同図に示すAのグラフは、受光量に対し線形変換動作した場合の出力を示し、Bは受光量に対し対数変換動作した場合の出力を示し、Cは線形変換動作と対数変換動作が所望の変曲点で変更され、併用された場合の出力状態を示している。 The graph of A shown in the figure shows the output when the linear conversion operation is performed on the received light amount, B shows the output when the logarithmic conversion operation is performed on the received light amount, and C shows the linear conversion operation and the logarithmic conversion operation desired. The output state when changed at the inflection point and used together is shown.
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
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
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
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、以下の機能を有している。RGBの各原色成分から成る電気信号レベルに所定の演算を行うことで、撮像素子4の所定の範囲の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に出力する機能を有している。即ち、本例ではAE評価値算出部30が被写体輝度を検出する輝度検出手段となっている。
The AE evaluation
一方、システム制御部7内のROMには、被写体輝度に対応して予め設定された変曲点位置、即ち、被写体輝度に対応して上記の電圧値VLの値を記憶した記憶領域を有している。変曲点制御手段であるシステム制御部7は、輝度検出手段であるAE評価値算出部30から被写体輝度情報を得ると、この被写体輝度値に対応づけられたROMに記憶された変曲点位置となるよう、変曲点変更部22を介して撮像素子4の変曲点を制御するようになっている。
On the other hand, the ROM in the system control unit 7 has a storage area in which the inflection point position set in advance corresponding to the subject brightness, that is, the voltage value VL corresponding to the subject brightness is stored. ing. When the system control unit 7 serving as the inflection point control unit obtains the subject luminance information from the AE evaluation
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
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
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
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
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
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12、ズームボタン13、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
The
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
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S2のONと称す)により撮像素子4に露光を与え、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。メインスイッチ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 shooting preparation operation when pressed halfway (hereinafter referred to as ON of the switch S1) in the still image shooting mode, and is also applied to the image sensor 4 when pressed fully (hereinafter referred to as ON of the switch S2). A series of photographing operations is performed in which exposure is given, electrical signals obtained by the exposure are subjected to predetermined signal processing and recorded in the
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の概略構成である。以下に、撮像装置1の動作について説明する。 The above is the schematic configuration 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、静止画又は動画の撮影モード時に係るものであり、以下では、静止画撮影モードであって、被写体輝度に対応して予め絞り値とシャッター速度の組み合わせで露光を与える所謂プログラムAEで撮影する場合を例にとって説明する。 The imaging apparatus 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. A case will be described as an example in which an image is shot with a so-called program AE in which exposure is performed in advance by a combination of an aperture value and a shutter speed in accordance with subject brightness.
図7は、本実施の形態に係る撮像装置1の静止画撮影モード時の動作概略を示すフローチャートである。以下、同図に示すフローに従い説明する。 FIG. 7 is a flowchart showing an outline of the operation of the imaging apparatus 1 according to this embodiment in the still image shooting mode. Hereinafter, description will be given according to the flow shown in FIG.
同図において、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)。ここでのライブビュー表示は、入射光量に対して線形的に変換した撮像素子出力に基づいて行われる。 In the figure, when the still image shooting mode is entered, driving of the image pickup unit such as an image pickup device, an amplifier, and an A / D converter is started (step S150), and live view display is performed on a monitor which is an image display unit (step S151). ). The live view display here is performed based on the image sensor output that is linearly converted with respect to the incident light amount.
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。 If it is the still image shooting mode (step S153; Yes), it is next determined whether or not 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。AF動作は、例えばレンズユニット内のフォーカシングレンズを小刻みに移動と停止を繰り返し、各停止位置での画像を取り込み、各画像を評価して、高周波成分が最も多く存在し最もピントが合っていると評価された画像の得られた位置にフォーカシングレンズを位置させることで行われる。また、AE準備動作は、以下のようにする。 When the switch S1 is turned on (step S155; Yes), an AF operation and an AE preparation operation (step S156) are performed. For example, the AF operation repeatedly moves and stops the focusing lens in the lens unit in small increments, captures an image at each stop position, evaluates each image, and indicates that the highest frequency component exists and is in focus. This is done by positioning the focusing lens at the position where the evaluated image is obtained. The AE preparation operation is as follows.
図8は、図7に示すステップS156のAE準備動作の概略を示すフローチャートである。 FIG. 8 is a flowchart showing an outline of the AE preparation operation in step S156 shown in FIG.
AE準備動作は、例えば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し、所定の露光時間、絞り値で被写体画像が取り込まれる(ステップS201)。次に、得られた被写体の画像データを用いて、予め決められた範囲の領域の平均輝度値を演算により求める(ステップS202)。 In the AE preparation operation, for example, an inflection point is set so that the image sensor output is logarithmically converted for all luminances, and a subject image is captured with a predetermined exposure time and aperture value (step S201). Next, using the obtained image data of the subject, an average luminance value of an area in a predetermined range is obtained by calculation (step S202).
次いで、ステップS202で得られた平均輝度値がAE評価値算出部30からシステム制御部7に出力され(図2参照)、システム制御部7は、システム制御部7内のROMに予め記憶されている、被写体輝度と変曲点位置のテーブルより、撮影時の変曲点の設定を読み出して決定する(ステップS203)。この後、図7に示すステップS157へ移行する。
Next, the average luminance value obtained in step S202 is output from the AE evaluation
このAE準備動作後は、ステップS203で決定された変曲点位置での撮像素子出力によるライブビュー表示が行われる。このライブビュー表示はステップS157におけるスイッチS1がOFFされるか、ステップS158のスイッチS2がONされるまで、行われる。このようにすることで、撮影後の画像を想定することができると共に、画面のちらつきを防ぐこともできる。 After this AE preparation operation, live view display is performed by the image sensor output at the inflection point position determined in step S203. This live view display is performed until the switch S1 in step S157 is turned off or the switch S2 in step S158 is turned on. By doing so, it is possible to assume an image after shooting, and to prevent flickering of the screen.
即ち、本実施の形態では、撮影時の変曲点の設定が被写体輝度に対応して予め決められて記憶手段に記憶されており、被写体輝度を得た後、記憶手段から被写体輝度に対応した変曲点の設定位置を読み出して、その設定で撮影を行うというものである。 That is, in this embodiment, the setting of the inflection point at the time of shooting is determined in advance corresponding to the subject brightness and stored in the storage means. After obtaining the subject brightness, the inflection point setting corresponding to the subject brightness is stored from the storage means. The setting position of the inflection point is read out and shooting is performed with the setting.
表1に、記憶手段に記憶された被写体輝度と撮影条件及び変曲点の設定の対応テーブルの例を示す。 Table 1 shows an example of a correspondence table of subject brightness, shooting conditions, and inflection point settings stored in the storage means.
図9は、本実施の形態に係る画素の受光量と出力の関係を示す図である。同図(a)は撮像素子を線形変換のみで使用した場合の画素出力を示すグラフであり、同図(b)、(c)は撮像素子を線形変換領域と対数変換領域を併用して使用した場合の画素出力を示すグラフであり、同図(b)と(c)の相違点は線形変換領域と対数変換領域の変曲点の位置が異なるものである。表1と図9を用いて、より詳しく説明する。 FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the amount of light received by the pixel and the output according to the present embodiment. FIG. 4A is a graph showing pixel output when the image sensor is used only for linear conversion, and FIGS. 2B and 2C use the image sensor in combination with a linear conversion area and a logarithmic conversion area. FIG. 6B is a graph showing the pixel output in the case where the inflection points in the linear transformation area and the logarithmic transformation area are different. This will be described in more detail with reference to Table 1 and FIG.
表1に示すように、記憶手段であるシステム制御部内のROMには、被写体輝度を表すブライトバリュー値(BV値)と、各BV値に対応して、撮影する際の入射光量制御手段である絞り値とシャッタ速度と、撮像素子のゲインに相当するISO感度と、画素の受光量と出力の変換を線形とするか対数とするかが、予め記憶されている。 As shown in Table 1, the ROM in the system control unit, which is a storage unit, is a bright value value (BV value) representing subject luminance and an incident light amount control unit at the time of shooting corresponding to each BV value. The aperture value, shutter speed, ISO sensitivity corresponding to the gain of the image sensor, and whether the conversion of the received light amount of the pixel and the output is linear or logarithm are stored in advance.
同表に示すように、BV値が4〜9である場合には、画素出力は線形変換のみが用いられるよう設定され、絞り値とシャッタ速度とISO感度を選択的に変更することにより露光がなされるように決められている。この時は、図9(a)に示すグラフのような画素出力を得るように決められ、記憶されている。 As shown in the table, when the BV value is 4 to 9, the pixel output is set so that only linear conversion is used, and exposure is performed by selectively changing the aperture value, shutter speed, and ISO sensitivity. It is decided to be made. At this time, it is determined and stored so as to obtain a pixel output like the graph shown in FIG.
また、BV値が10である場合には、画素出力は線形変換領域と対数変換領域が併用されると共に、絞り値とシャッタ速度とISO感度はBV値9の時の露光条件が用いられて露光が行われる。この時は、図9(b)に示すグラフ、即ち、画素出力の出力範囲のうち、線形変換領域:対数変換領域が4:1となるように変曲点が設定されるように決められ、記憶されている。 When the BV value is 10, the linear output area and the logarithmic conversion area are used together for the pixel output, and the aperture value, shutter speed, and ISO sensitivity are exposed using the exposure conditions when the BV value is 9. Is done. At this time, in the graph shown in FIG. 9B, that is, out of the output range of the pixel output, the inflection point is determined so that the linear transformation region: log transformation region is 4: 1, It is remembered.
また、BV値が11である場合には、画素出力は線形変換領域と対数変換領域が併用されると共に、絞り値とシャッタ速度とISO感度はBV値9の時の露光条件が用いられて露光が行われる。この時は、図9(c)に示すグラフ、即ち、画素出力の出力範囲のうち、線形変換領域:対数変換領域が3:2となるように変曲点が設定されるように決められ、記憶されている。 When the BV value is 11, the linear output area and the logarithmic conversion area are used together for the pixel output, and the aperture value, shutter speed, and ISO sensitivity are exposed using the exposure conditions when the BV value is 9. Is done. At this time, in the graph shown in FIG. 9C, that is, out of the output range of the pixel output, the inflection point is determined so that the linear transformation region: log transformation region is 3: 2. It is remembered.
図8のステップS203の後、図7に戻り、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。 After step S203 in FIG. 8, the process returns to FIG. 7 to confirm 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、被写体輝度に応じて予め決められ記憶手段に記憶された、上記の表1に示した露光条件及び画素出力条件で撮影が行われる(ステップS160)。次いで、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), shooting is performed under the exposure conditions and pixel output conditions shown in Table 1 above, which are determined in advance according to the subject brightness and stored in the storage means ( Step S160). Next, the photographed image data is recorded on the memory card (step S161), and the photographed image is displayed on the image display unit after view for a predetermined time (step S162), and then the display returns to the live view display in step S151.
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.
上記の説明では、プログラムAEを例に取り説明したが、絞り優先AEやシャッタ速度優先AEにおいても、同様のことが可能である。 In the above description, the program AE has been described as an example, but the same can be applied to the aperture priority AE and shutter speed priority AE.
表2に、絞り優先AEの場合の、記憶手段に記憶された被写体輝度と撮影条件及び変曲点の設定の対応テーブルの例を示す。なお、同表は絞り値をF2.8とした場合を示している。 Table 2 shows an example of a correspondence table of subject brightness, shooting conditions, and inflection point settings stored in the storage means in the case of aperture priority AE. The table shows the case where the aperture value is F2.8.
同表に示すように、BV値が4〜7である場合には、画素出力は線形変換のみが用いられるよう設定され、シャッタ速度とISO感度を選択的に変更することにより露光がなされるように決められている。この時は、図9(a)に示すグラフのような画素出力を得るように決められ、予め記憶手段に記憶されている。 As shown in the table, when the BV value is 4 to 7, the pixel output is set so that only linear conversion is used, and exposure is performed by selectively changing the shutter speed and ISO sensitivity. It is decided to. At this time, it is determined to obtain a pixel output as shown in the graph of FIG. 9A and is stored in the storage means in advance.
BV値が8の場合には、画素出力は線形変換領域と対数変換領域が併用されると共に、シャッタ速度とISO感度はBV値7の時の露光条件が用いられて露光が行われる。この時は、図9(b)に示すグラフ、即ち、画素出力の出力範囲のうち、線形変換領域:対数変換領域が4:1となるように変曲点が設定されるように決められ、記憶されている。 When the BV value is 8, the linear output region and the logarithmic conversion region are used together for the pixel output, and exposure is performed using the exposure conditions when the shutter speed and the ISO sensitivity are 7 for the BV value. At this time, in the graph shown in FIG. 9B, that is, out of the output range of the pixel output, the inflection point is determined so that the linear transformation region: log transformation region is 4: 1, It is remembered.
BV値が9の場合には、画素出力は線形変換領域と対数変換領域が併用されると共に、絞り値とシャッタ速度とISO感度はBV値7の時の露光条件が用いられて露光が行われる。この時は、図9(c)に示すグラフ、即ち、画素出力の出力範囲のうち、線形変換領域:対数変換領域が3:2となるように変曲点が設定されるように決められ、記憶されている。 When the BV value is 9, the linear output area and the logarithmic conversion area are used together for the pixel output, and the aperture value, shutter speed, and ISO sensitivity are exposed using the exposure conditions when the BV value is 7. . At this time, in the graph shown in FIG. 9C, that is, out of the output range of the pixel output, the inflection point is determined so that the linear transformation region: log transformation region is 3: 2. It is remembered.
BV値が10の場合には、画素出力は線形変換領域と対数変換領域が併用されると共に、シャッタ速度とISO感度はBV値7の時の露光条件が用いられて露光が行われる。この時は、不図示であるが、画素出力の出力範囲のうち、線形変換領域:対数変換領域が2:3となるように変曲点が設定されるように決められ、記憶されている。 When the BV value is 10, the linear output region and the logarithmic conversion region are used together for the pixel output, and exposure is performed using the exposure conditions when the shutter speed and the ISO sensitivity are 7 for the BV value. At this time, although not shown, the inflection point is determined and stored so that the linear transformation region: log transformation region becomes 2: 3 in the output range of the pixel output.
BV値が11の場合には、画素出力は線形変換領域と対数変換領域が併用されると共に、シャッタ速度とISO感度はBV値7の時の露光条件が用いられて露光が行われる。この時は、不図示であるが、画素出力の出力範囲のうち、線形変換領域:対数変換領域が1:4となるように変曲点が設定されるように決められ、記憶されている。 When the BV value is 11, the linear output region and the logarithmic conversion region are used together for the pixel output, and exposure is performed using the exposure conditions when the shutter speed and the ISO sensitivity are 7 for the BV value. At this time, although not shown, the inflection point is determined and stored so that the linear transformation area: log transformation area is 1: 4 in the output range of the pixel output.
表3に、シャッタ速度優先AEの場合の、記憶手段に記憶された被写体輝度と撮影条件及び変曲点の設定の対応テーブルの例を示す。同表はシャッタ速度を1/128秒とした場合を示している。 Table 3 shows an example of a correspondence table of subject brightness, shooting conditions, and inflection point settings stored in the storage means in the case of shutter speed priority AE. The table shows the case where the shutter speed is 1/128 seconds.
同表に示すように、BV値が4〜7である場合には、画素出力は線形変換のみが用いられるよう設定され、絞り値とISO感度を選択的に変更することにより露光がなされるように決められている。この時は、図9(a)に示すグラフのような画素出力を得るように決められ、予め記憶手段に記憶されている。 As shown in the table, when the BV value is 4 to 7, the pixel output is set so that only linear conversion is used, and exposure is performed by selectively changing the aperture value and the ISO sensitivity. It is decided to. At this time, it is determined to obtain a pixel output as shown in the graph of FIG. 9A and is stored in the storage means in advance.
BV値が8の場合には、画素出力は線形変換領域と対数変換領域が併用されると共に、絞り値とISO感度はBV値7の時の露光条件が用いられて露光が行われる。この時は、図9(b)に示すグラフ、即ち、画素出力の出力範囲のうち、線形変換領域:対数変換領域が4:1となるように変曲点が設定されるように決められ、記憶されている。 When the BV value is 8, the linear output area and the logarithmic conversion area are used together for the pixel output, and exposure is performed using the exposure condition when the aperture value and the ISO sensitivity are 7 for the BV value. At this time, in the graph shown in FIG. 9B, that is, out of the output range of the pixel output, the inflection point is determined so that the linear transformation region: log transformation region is 4: 1, It is remembered.
BV値が9の場合には、画素出力は線形変換領域と対数変換領域が併用されると共に、絞り値とISO感度はBV値7の時の露光条件が用いられて露光が行われる。この時は、図9(c)に示すグラフ、即ち、画素出力の出力範囲のうち、線形変換領域:対数変換領域が3:2となるように変曲点が設定されるように決められ、記憶されている。 When the BV value is 9, the linear output area and the logarithmic conversion area are used together for the pixel output, and exposure is performed using the exposure condition when the aperture value and the ISO sensitivity are BV values of 7. At this time, in the graph shown in FIG. 9C, that is, out of the output range of the pixel output, the inflection point is determined so that the linear transformation region: log transformation region is 3: 2. It is remembered.
BV値が10の場合には、画素出力は線形変換領域と対数変換領域が併用されると共に、絞り値とISO感度はBV値7の時の露光条件が用いられて露光が行われる。この時は、不図示であるが、画素出力の出力範囲のうち、線形変換領域:対数変換領域が2:3となるように変曲点が設定されるように決められ、記憶されている。 When the BV value is 10, the linear output region and the logarithmic conversion region are used together for the pixel output, and exposure is performed using the exposure condition when the aperture value and ISO sensitivity are BV value 7. At this time, although not shown, the inflection point is determined and stored so that the linear transformation region: log transformation region becomes 2: 3 in the output range of the pixel output.
BV値が11の場合には、画素出力は線形変換領域と対数変換領域が併用されると共に、絞り値とISO感度はBV値7の時の露光条件が用いられて露光が行われる。この時は、不図示であるが、画素出力の出力範囲のうち、線形変換領域:対数変換領域が1:4となるように変曲点が設定されるように決められ、記憶されている。 When the BV value is 11, the linear output area and the logarithmic conversion area are used together for the pixel output, and exposure is performed using the exposure condition when the aperture value and the ISO sensitivity are 7 for the BV value. At this time, although not shown, the inflection point is determined and stored so that the linear transformation area: log transformation area is 1: 4 in the output range of the pixel output.
以上説明したように、被写体輝度を検出し、被写体輝度に対応して予め設定された変曲点位置を記憶した記憶手段から変曲点位置を読み出して変曲点を変更制御することにより、撮影時の変曲点を決定するための時間を短縮でき、使用者にとって良好な操作感を有した、種々の被写体条件に対して、被写体を良好に再現できる撮像装置を得ることが可能となる。 As described above, the subject brightness is detected, the inflection point position is read from the storage means storing the inflection point position set in advance corresponding to the subject brightness, and the inflection point is changed and controlled. It is possible to obtain an imaging apparatus that can shorten the time for determining the time inflection point and can reproduce the subject satisfactorily with respect to various subject conditions having a good operational feeling for the user.
更に、被写体輝度を検出し、被写体輝度に対応して予め設定された入射光量制御手段である絞り値とシャッタ速度と、感度と、変曲点の制御と、を選択的に用いて撮像素子への露光制御を行い、特に高輝度側で線形変換と対数変換を併用した画素出力とすることにより、特に被写体輝度が高い場合に多く発生する被写体輝度幅の広い被写体条件に対しても、被写体を良好に再現できる撮像装置を得ることが可能となる。 Further, the brightness of the subject is detected, and the aperture value, the shutter speed, the sensitivity, and the control of the inflection point, which are preset incident light amount control means corresponding to the subject brightness, are selectively used to the image sensor. In particular, the pixel output using both linear conversion and logarithmic conversion on the high-luminance side allows the subject to be captured even for subject conditions with a wide subject brightness range that occur frequently when the subject brightness is high. It is possible to obtain an imaging device that can be reproduced well.
なお、上記の説明では、プログラムAE、絞り優先AE、シャッタ速度優先AEのそれぞれの場合について、被写体輝度がBV4〜11の範囲について説明したが、これに限るものでなく、より広い範囲について予め記憶させておくことが好ましい。また、絞り優先AEについては、使用する各絞り値毎に予め記憶されているのは勿論であり、シャッタ速度優先AEについては、使用する各シャッタ速度毎に予め記憶されているのは勿論である。 In the above description, in the case of each of the program AE, the aperture priority AE, and the shutter speed priority AE, the subject brightness ranges from BV4 to BV11. However, the present invention is not limited to this, and a wider range is stored in advance. It is preferable to keep it. Of course, the aperture priority AE is stored in advance for each aperture value used, and the shutter speed priority AE is stored in advance for each shutter speed used. .
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
13 Zoom button T
DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 Optical finder 15 Selection cross key 16 Release switch 17
Claims (4)
前記輝度検出手段で検出した被写体輝度に基づいて、前記変曲点制御手段は、前記記憶手段に記憶された変曲点位置に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 incident light amount and an electric signal logarithmically converted with respect to the incident light amount, and linear in the electric signal output from the image sensor An inflection point control means for changing and controlling an inflection point that is a boundary between the transformation area and the logarithmic transformation area, a luminance detection means for detecting the subject brightness, and an inflection point set in advance corresponding to the subject brightness Storage means for storing the position,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the inflection point control means controls to change the inflection point to the inflection point position stored in the storage means based on the subject brightness detected by the brightness detection means.
前記輝度検出手段で検出した被写体輝度に基づいて、前記入射光量制御手段と、前記感度変更手段と、前記変曲点制御手段と、を選択的に用いて前記撮像素子への露光制御を行う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 incident light amount and an electric signal logarithmically converted with respect to the incident light amount, and linear in the electric signal output from the image sensor An inflection point control means for changing and controlling an inflection point as a boundary between the transformation area and the logarithmic transformation area, a luminance detection means for detecting subject luminance, a sensitivity changing means for changing the sensitivity of the image sensor, and An incident light amount control means for controlling the incident light amount incident on the image sensor,
Based on the subject brightness detected by the brightness detection means, exposure control to the image sensor is performed by selectively using the incident light quantity control means, the sensitivity changing means, and the inflection point control means. An imaging apparatus characterized by that.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005247322A JP2007067491A (en) | 2005-08-29 | 2005-08-29 | Imaging apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005247322A JP2007067491A (en) | 2005-08-29 | 2005-08-29 | Imaging apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007067491A true JP2007067491A (en) | 2007-03-15 |
Family
ID=37929248
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005247322A Pending JP2007067491A (en) | 2005-08-29 | 2005-08-29 | Imaging apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007067491A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10819931B2 (en) | 2018-03-29 | 2020-10-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion device, imaging system and mobile body |
-
2005
- 2005-08-29 JP JP2005247322A patent/JP2007067491A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10819931B2 (en) | 2018-03-29 | 2020-10-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion device, imaging system and mobile body |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4556722B2 (en) | Imaging device | |
JP5045791B2 (en) | Imaging apparatus and imaging method | |
KR101009345B1 (en) | Focusing position detecting apparatus, imaging apparatus and focusing position detecting method | |
JP2001346069A (en) | Video signal processor and contour enhancement correcting device | |
US20170318208A1 (en) | Imaging device, imaging method, and image display device | |
JP2004157417A (en) | Digital camera and exposure setting method in performing af control | |
JP4735051B2 (en) | Imaging device | |
JP4661285B2 (en) | Imaging apparatus and imaging method | |
JP4114707B2 (en) | Imaging device | |
JPWO2006103880A1 (en) | Imaging device | |
JP2006332936A (en) | Imaging apparatus | |
JP4335648B2 (en) | Digital camera and imaging method of digital camera | |
JP4507929B2 (en) | Imaging device | |
JP2007067491A (en) | Imaging apparatus | |
JP2006279714A (en) | Imaging apparatus and imaging method | |
JP2006303755A (en) | Imaging apparatus and imaging method | |
JP2006345301A (en) | Imaging apparatus | |
JP2007110492A (en) | Imaging apparatus | |
JP2006333176A (en) | Imaging apparatus | |
JP2006333177A (en) | Imaging apparatus | |
JP2006303756A (en) | Imaging apparatus and imaging method | |
JP2010193529A (en) | Image pickup device | |
JP2008268361A (en) | Photographing device | |
JP2012204938A (en) | Imaging apparatus | |
JP2006340293A (en) | Imaging apparatus |