JP2007116600A - Imaging apparatus and imaging method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は撮像装置及び撮像方法に係り、特に、対数変換動作及び線形変換動作の切り換えが可能な撮像素子を有する撮像装置及び撮像方法に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus and an imaging method, and more particularly, to an imaging apparatus and an imaging method having an imaging element capable of switching between a logarithmic conversion operation and a linear conversion operation.
従来から、デジタルカメラなどの撮像装置には入射光を電気信号に変換する複数の画素を有する撮像素子が設けられている。また近年では、入射光量に基づいて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撮像素子(リニアログ変換型センサ)が提案されている。このリニアログ変換型センサによれば、線形変換動作のみを行う撮像素子と比較して電気信号のダイナミックレンジが広くなるため、輝度範囲の広い被写体を撮影した場合でも、全輝度情報を電気信号で表現することができる。 Conventionally, an imaging device such as a digital camera has been provided with an imaging element having a plurality of pixels that convert incident light into an electrical signal. In recent years, an image sensor (linear log conversion type sensor) that switches between a linear conversion operation for linearly converting incident light into an electrical signal and a logarithmic conversion operation for logarithmic conversion based on the amount of incident light has been proposed. According to this linear log conversion type sensor, the dynamic range of the electrical signal is wide compared to an image sensor that performs only a linear conversion operation. Therefore, even when a subject with a wide luminance range is photographed, all luminance information is represented by an electrical signal. can do.
このようなリニアログ変換型センサでは、出力信号に対数変換された電気信号を含むため、演算処理が複雑になるという問題があった。そこで、対数変換された電気信号を線形変換された状態に変換して電気信号全体を線形変換された状態に統一することにより、演算を容易化する処理が行われている。 Such a linear log conversion type sensor has a problem that the arithmetic processing is complicated because the output signal includes an electrical signal logarithmically converted. Therefore, processing for facilitating computation is performed by converting the logarithmically converted electrical signal into a linearly transformed state and unifying the entire electrical signal into a linearly transformed state.
ここで、リニアログ変換型センサの入出力特性は、環境温度の変化などに起因してセンサ単位でばらつきを生じる。そこで、このセンサ単位での入出力特性のばらつきを補正するため、種々の補正手段を備えた撮像装置が提案されている。 Here, the input / output characteristics of the linear log conversion type sensor vary from sensor to sensor due to changes in environmental temperature. Therefore, in order to correct the variation in input / output characteristics for each sensor, an imaging apparatus including various correction means has been proposed.
例えば、特許文献1には、リニアログ変換型センサの温度を検出する温度検出器と、検出した温度に応じてリニアログ変換型センサの出力信号に与えるゲインを設定するゲイン制御部とを備え、センサ温度の変化に起因するセンサ単位での入出力特性のばらつきを補正する撮像装置が提案されている。
しかし、リニアログ変換型センサにおいては、センサ単位での入出力特性のばらつきという問題のみならず、製造工程に由来する各画素間での入出力特性のばらつきという問題があった。このように各画素間で入出力特性がばらつくと、線形変換動作と対数変換動作との境界である変曲点がばらついて、対数変換された電気信号を線形変換された状態に変換する際に各画素間で誤差が生じ、階調がざらついて良好な撮影画像を得ることができないという問題があった。 However, in the linear log conversion type sensor, there is not only a problem of variations in input / output characteristics in units of sensors, but also a problem of variations in input / output characteristics among pixels derived from the manufacturing process. When the input / output characteristics vary between the pixels in this way, the inflection point that is the boundary between the linear conversion operation and the logarithmic conversion operation varies, and the logarithmically converted electric signal is converted into a linearly converted state. There is a problem in that an error occurs between the pixels and the gradation is rough and a good captured image cannot be obtained.
一方、変曲点は撮影時にユーザの操作によって変更することも可能であり、また、センサの使用時間により変動することもあるため、各画素間での入出力特性のばらつきを補正するためにあらゆる補正量を予め記憶しておくとすると、メモリ資源を膨大に使用することになりコスト高となる。 On the other hand, the inflection point can be changed by the user's operation at the time of shooting and may vary depending on the usage time of the sensor. Therefore, in order to correct the variation in input / output characteristics between each pixel, If the correction amount is stored in advance, a large amount of memory resources are used, resulting in high costs.
本発明の課題は、簡易な装置構成により撮像素子の各画素間での入出力特性のばらつきを補正し、電気信号を正確に線形変換された状態に統一することを可能とする撮像装置及び撮像方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to correct an input / output characteristic variation between pixels of an image sensor with a simple device configuration, and to unify an electric signal into an accurately linearly converted state. It is to provide a method.
上記課題を解決するため請求項1記載の発明は、撮像装置であって、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入射光量に応じて切り換え可能な複数の画素を有し、セットアップ処理時に前記画素の各々において線形変換された出力信号の飽和出力信号値を出力する撮像素子と、前記飽和出力信号値を前記画素の各々の変換基準値とし、撮影時に前記変換基準値以上の出力信号を線形変換する線形変換部と、を備えることを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, the invention described in
請求項1記載の発明によれば、リニアログ変換型センサでは出力信号の積算量が飽和点を超えると各画素が対数変換動作を始めるため、出力信号が積算される最大量が変曲点の出力信号値となる。したがって、画素固有の飽和出力信号値を検出することにより、各画素の変曲点のばらつきを検出することが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, when the integrated amount of the output signal exceeds the saturation point in the linear log conversion type sensor, each pixel starts a logarithmic conversion operation, so that the maximum amount of the output signal integrated is the output of the inflection point. Signal value. Therefore, by detecting the saturation output signal value specific to the pixel, it is possible to detect the variation of the inflection point of each pixel.
また、撮影時には飽和出力信号値を変換基準値とし、各画素において変換基準値以上の出力信号を線形変換することによって、各画素の変曲点に応じて対数変換された出力信号を線形変換された状態に正確に統一することが可能となる。 Also, at the time of shooting, the saturation output signal value is used as a conversion reference value, and the output signal that is greater than or equal to the conversion reference value is linearly converted at each pixel, so that the logarithmically transformed output signal is linearly converted according to the inflection point of each pixel. It becomes possible to unify exactly to the state.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の撮像装置であって、前記撮像素子が出力する前記飽和出力信号値と所定の閾入射光量値との差を前記画素の各々の補正量として算出する補正量算出部と、前記補正量を前記画素の各々と対応づけて記憶する補正量記憶部と、前記補正量記憶部から前記補正量を読み出し、それぞれの補正量と所定の閾入射光量値とを加算して前記画素の各々の変換基準値を算出する基準補正部とを備え、前記線形変換部は前記基準補正部により算出された前記変換基準値に基づいて変換を行うことを特徴とする。
The invention according to
請求項2記載の発明によれば、飽和出力信号値と所定の閾入射光量値との差、すなわち所定の閾入射光量値からのずれ量を補正量として算出し、この補正量を記憶することにより、飽和出力信号値そのものを記憶する場合と比較して、メモリ容量を低減することが可能となる。 According to the second aspect of the invention, the difference between the saturated output signal value and the predetermined threshold incident light amount value, that is, the deviation from the predetermined threshold incident light amount value is calculated as the correction amount, and this correction amount is stored. Thus, the memory capacity can be reduced as compared with the case where the saturated output signal value itself is stored.
また、撮影時には補正量に所定の閾入射光量値を加算して各画素の変換基準値とし、各画素において変換基準値以上の出力信号を線形変換することによって、飽和出力信号値をそのまま変換基準値とした場合と同様の作用を得ることができる。 In addition, at the time of shooting, a predetermined threshold incident light amount value is added to the correction amount to obtain a conversion reference value for each pixel, and by linearly converting an output signal that is equal to or greater than the conversion reference value in each pixel, the saturated output signal value is converted into a conversion reference as it is. It is possible to obtain the same effect as when the value is used.
請求項3記載の発明は、請求項1又は請求項2記載の撮像装置であって、前記撮像素子の感光部にあたる光を調整する露光処理制御部を備え、前記露光処理制御部は前記光を多くして前記画素の各々において線形変換された出力信号を飽和させることを特徴とする。 A third aspect of the present invention is the imaging apparatus according to the first or second aspect, further comprising an exposure processing control unit that adjusts light that corresponds to a photosensitive portion of the imaging element, and the exposure processing control unit emits the light. The output signal linearly converted in each of the pixels is saturated at most.
請求項3記載の発明によれば、撮像素子の感光部にあたる光を多くすることにより、線形変換された出力信号を飽和させて、各画素の飽和出力信号値を検出することが可能となる。
According to the invention described in
請求項4記載の発明は、請求項3記載の撮像装置であって、前記露光処理制御部は前記画素の各々において線形変換された出力信号が飽和した後に前記光を遮光することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the imaging apparatus according to the third aspect, the exposure processing control unit blocks the light after the output signal linearly converted in each of the pixels is saturated. .
請求項4記載の発明によれば、線形変換された出力信号が飽和した後に光を遮光することにより、各画素の飽和出力信号値が撮像素子から出力されるため、各画素の変曲点の出力信号値を検出することが可能となる。 According to the fourth aspect of the invention, since the saturated output signal value of each pixel is output from the image sensor by shielding the light after the linearly converted output signal is saturated, the inflection point of each pixel is output. It becomes possible to detect the output signal value.
請求項5記載の発明は、請求項3又は請求項4記載の撮像装置であって、絞りを備え、前記露光処理制御部は前記絞りの絞り値を制御して前記光を調整することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the imaging apparatus according to the third or fourth aspect, further comprising an aperture, wherein the exposure processing control unit controls the aperture value of the aperture to adjust the light. And
請求項5記載の発明によれば、絞り値を小さくすれば絞りの口径が大きくなって撮像素子の感光部にあたる光を多くすることが可能となる。 According to the fifth aspect of the present invention, if the aperture value is decreased, the aperture diameter is increased, and the light that hits the photosensitive portion of the image sensor can be increased.
請求項6記載の発明は、請求項3又は請求項4記載の撮像装置であって、シャッタを備え、前記露光処理制御部は前記シャッタの開閉を制御して前記光を調整することを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention is the imaging apparatus according to the third or fourth aspect, further comprising a shutter, wherein the exposure processing control unit controls the opening and closing of the shutter to adjust the light. To do.
請求項6記載の発明によれば、シャッタを閉じることにより撮像素子の感光部にあたる光を遮光することが可能となる。 According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to block the light hitting the photosensitive portion of the image sensor by closing the shutter.
請求項7記載の発明は、請求項3又は請求項4記載の撮像装置であって、前記撮像素子の感光部に光を照射する光源を備え、前記露光処理制御部は前記光源のON/OFFを制御して前記光を調整することを特徴とする。 A seventh aspect of the present invention is the imaging apparatus according to the third or fourth aspect of the present invention, comprising a light source that irradiates light to the photosensitive portion of the imaging element, and the exposure processing control portion turns on / off the light source. To control the light.
請求項7記載の発明によれば、光源をONとすることにより撮像素子の感光部にあたる光を多くすることが可能となり、また、光源をOFFとすることにより光を遮光することが可能となる。 According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to increase the light hitting the photosensitive portion of the image pickup device by turning on the light source, and it is possible to block the light by turning off the light source. .
請求項8記載の発明は、請求項1〜請求項7いずれか一項に記載の撮像装置であって、前記撮像装置の電源の投入時又は前記画素の各々における変曲点の変更時に前記セットアップ処理を開始することを特徴とする。
The invention according to
請求項8記載の発明によれば、撮像装置の電源の投入時又は画素の各々における変曲点の変更時にセットアップ処理を行うことにより、適切な時期にセットアップ処理を行うことが可能となる。 According to the eighth aspect of the present invention, the setup process can be performed at an appropriate time by performing the setup process when the imaging apparatus is turned on or when the inflection point is changed in each pixel.
請求項9記載の発明は、請求項1〜請求項7いずれか一項に記載の撮像装置であって、前記撮像素子の出力信号に基づき前記画素間で入出力特性にばらつきがあるか否かを判断する制御部を備え、前記制御部から指示信号があった場合に前記セットアップ処理を開始することを特徴とする。 A ninth aspect of the present invention is the imaging apparatus according to any one of the first to seventh aspects, wherein the input / output characteristics vary between the pixels based on an output signal of the imaging element. And a control unit that determines whether the setup process is started when an instruction signal is received from the control unit.
請求項9記載の発明によれば、制御部の指示信号に従ってセットアップ処理を行うことにより、適切な時期にセットアップ処理を行うことが可能となる。 According to the ninth aspect of the present invention, the setup process can be performed at an appropriate time by performing the setup process in accordance with the instruction signal from the control unit.
請求項10記載の発明は、撮像方法であって、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入射光量に応じて切り換え可能な複数の画素を有し、セットアップ処理時に前記画素の各々において線形変換された出力信号の飽和出力信号値を出力する撮像素子を使用して、前記飽和出力信号値を前記画素の各々の変換基準値として、撮影時に前記変換基準値以上の出力信号を線形変換する線形変換工程を備えることを特徴とする。
The invention according to
請求項10記載の発明によれば、リニアログ変換型センサでは出力信号の積算量が飽和点を超えると各画素が対数変換動作を始めるため、出力信号が積算される最大量が変曲点の出力信号値となる。したがって、画素固有の飽和出力信号値を検出することにより、各画素の変曲点のばらつきを検出することが可能となる。 According to the tenth aspect of the present invention, in the linear log conversion type sensor, when the integrated amount of the output signal exceeds the saturation point, each pixel starts a logarithmic conversion operation. Therefore, the maximum amount in which the output signal is integrated is the output of the inflection point. Signal value. Therefore, by detecting the saturation output signal value specific to the pixel, it is possible to detect the variation of the inflection point of each pixel.
また、撮影時には飽和出力信号値を変換基準値とし、各画素において変換基準値以上の出力信号を線形変換することによって、各画素の変曲点に応じて対数変換された出力信号を線形変換された状態に正確に統一することが可能となる。 Also, at the time of shooting, the saturation output signal value is used as a conversion reference value, and the output signal that is greater than or equal to the conversion reference value is linearly converted at each pixel, so that the logarithmically transformed output signal is linearly converted according to the inflection point of each pixel. It becomes possible to unify exactly to the state.
請求項11記載の発明は、請求項10記載の撮像方法であって、前記撮像素子が出力する前記飽和出力信号値と所定の閾入射光量値との差を前記画素の各々の補正量として算出する補正量算出工程と、前記補正量を前記画素の各々と対応づけて記憶する補正量記憶工程と、前記補正量記憶工程で記憶されたそれぞれの補正量と所定の閾入射光量値とを加算して前記画素の各々の変換基準値を算出する基準補正工程とを有し、前記線形変換工程では前記基準補正部により算出された前記変換基準値に基づいて変換を行うことを特徴とする。
The invention according to claim 11 is the imaging method according to
請求項11記載の発明によれば、飽和出力信号値と所定の閾入射光量値との差、すなわち所定の閾入射光量値からのずれ量を補正量として算出し、この補正量を記憶することにより、飽和出力信号値そのものを記憶する場合と比較して、メモリ容量を低減することが可能となる。 According to the eleventh aspect of the invention, the difference between the saturated output signal value and the predetermined threshold incident light amount value, that is, the deviation from the predetermined threshold incident light amount value is calculated as the correction amount, and this correction amount is stored. Thus, the memory capacity can be reduced as compared with the case where the saturated output signal value itself is stored.
また、撮影時には補正量に所定の閾入射光量値を加算して各画素の変換基準値とし、各画素において変換基準値以上の出力信号を線形変換することによって、飽和出力信号値をそのまま変換基準値とした場合と同様の作用を得ることができる。 In addition, at the time of shooting, a predetermined threshold incident light amount value is added to the correction amount to obtain a conversion reference value for each pixel, and by linearly converting an output signal that is equal to or greater than the conversion reference value in each pixel, the saturated output signal value is converted into a conversion reference as it is. It is possible to obtain the same effect as when the value is used.
請求項12記載の発明は、請求項10又は請求項11記載の撮像方法であって、前記撮像素子の感光部にあたる光を多くして前記画素の各々において線形変換された出力信号を飽和させる露光処理制御工程を有することを特徴とする。
The invention according to
請求項12記載の発明によれば、撮像素子の感光部にあたる光を多くすることにより、線形変換された出力信号を飽和させて、各画素の飽和出力信号値を検出することが可能となる。 According to the twelfth aspect of the present invention, it is possible to detect the saturated output signal value of each pixel by saturating the linearly converted output signal by increasing the amount of light that hits the photosensitive portion of the image sensor.
請求項13記載の発明は、請求項12記載の撮像方法であって、前記露光処理制御工程では前記画素の各々において線形変換された出力信号が飽和した後に前記光を遮光することを特徴とする。 A thirteenth aspect of the present invention is the imaging method according to the twelfth aspect of the present invention, wherein in the exposure processing control step, the light is blocked after an output signal linearly converted in each of the pixels is saturated. .
請求項13記載の発明によれば、線形変換された出力信号が飽和した後に光を遮光することにより、各画素の飽和出力信号値が撮像素子から出力されるため、各画素の変曲点の出力信号値を検出することが可能となる。 According to the thirteenth aspect of the invention, since the saturated output signal value of each pixel is output from the image sensor by shielding the light after the linearly converted output signal is saturated, the inflection point of each pixel is output. It becomes possible to detect the output signal value.
請求項14記載の発明は、請求項12又は請求項13記載の撮像方法であって、絞りを使用し、前記露光処理制御工程において前記絞りの絞り値を制御して前記光を調整することを特徴とする。
The invention according to
請求項14記載の発明によれば、絞り値を小さくすれば絞りの口径が大きくなって撮像素子の感光部にあたる光を多くすることが可能となる。 According to the fourteenth aspect of the present invention, if the aperture value is decreased, the aperture diameter is increased, and the light that hits the photosensitive portion of the image sensor can be increased.
請求項15記載の発明は、請求項12又は請求項13記載の撮像方法であって、シャッタを使用し、前記露光処理制御工程において前記シャッタの開閉を制御して前記光を調整することを特徴とする。 A fifteenth aspect of the present invention is the imaging method according to the twelfth or thirteenth aspect, wherein a shutter is used, and the light is adjusted by controlling opening and closing of the shutter in the exposure processing control step. And
請求項15記載の発明によれば、シャッタを閉じることにより撮像素子の感光部にあたる光を遮光することが可能となる。 According to the fifteenth aspect of the present invention, it is possible to block light that hits the photosensitive portion of the image sensor by closing the shutter.
請求項16記載の発明は、請求項12又は請求項13記載の撮像方法であって、前記撮像素子の感光部に光を照射する光源を使用し、前記露光処理制御工程において前記光源のON/OFFを制御して前記光を調整することを特徴とする。 A sixteenth aspect of the present invention is the imaging method according to the twelfth or thirteenth aspect of the present invention, wherein a light source that irradiates light to the photosensitive portion of the image sensor is used, and the light source is turned on / off in the exposure processing control step. The light is adjusted by controlling OFF.
請求項16記載の発明によれば、光源をONとすることにより撮像素子の感光部にあたる光を多くすることが可能となり、また、光源をOFFとすることにより光を遮光することが可能となる。 According to the sixteenth aspect of the present invention, it is possible to increase the light hitting the photosensitive portion of the image sensor by turning on the light source, and it is possible to block the light by turning off the light source. .
請求項17記載の発明は、請求項10〜請求項16いずれか一項に記載の撮像方法であって、前記撮像装置の電源の投入時又は前記画素の各々における変曲点の変更時に前記セットアップ処理を開始することを特徴とする。
The invention according to
請求項17記載の発明によれば、撮像装置の電源の投入時又は画素の各々における変曲点の変更時にセットアップ処理を行うことにより、適切な時期にセットアップ処理を行うことが可能となる。 According to the seventeenth aspect of the present invention, the setup process can be performed at an appropriate time by performing the setup process when the imaging apparatus is turned on or when the inflection point is changed in each pixel.
請求項18記載の発明は、請求項10〜請求項16いずれか一項に記載の撮像方法であって、前記撮像素子の出力信号に基づき前記画素間で入出力特性にばらつきがあるか否かを判断する制御部を使用し、前記制御部から指示信号があった場合に前記セットアップ処理を開始することを特徴とする。
The invention according to
請求項18記載の発明によれば、制御部の指示信号に従ってセットアップ処理を行うことにより、適切な時期にセットアップ処理を行うことが可能となる。 According to the eighteenth aspect, the setup process can be performed at an appropriate time by performing the setup process in accordance with the instruction signal from the control unit.
請求項1又は請求項10記載の発明によれば、簡易な装置構成により線形変換の変換基準値を補正し、各画素の出力信号を正確に線形変換された状態に統一することが可能となる。
According to the invention of
請求項2又は請求項11記載の発明によれば、補正量を記憶するメモリ容量を低減することが可能となる。 According to the second or eleventh aspect of the present invention, the memory capacity for storing the correction amount can be reduced.
請求項3又は請求項12記載の発明によれば、撮像素子の各画素の飽和出力信号値を検出することが可能となる。
According to the invention of
請求項4又は請求項13記載の発明によれば、撮像素子の各画素の飽和出力信号値を変曲点の出力信号値として出力させることが可能となる。
According to the invention of
請求項5又は請求項14記載の発明によれば、絞りの制御により各画素の線形変換された出力信号を飽和させることが可能となる。
According to the invention of
請求項6又は請求項15記載の発明によれば、シャッタの制御により各画素の飽和出力信号値を変曲点の出力信号値として出力させることが可能となる。
According to the invention described in
請求項7又は請求項16記載の発明によれば、光源の制御により各画素の線形変換された出力信号を飽和させ、また、各画素の飽和出力信号値を変曲点の出力信号値として出力させることが可能となる。 According to the seventh or sixteenth aspect of the present invention, the output signal subjected to linear conversion of each pixel is saturated by controlling the light source, and the saturated output signal value of each pixel is output as the output signal value of the inflection point. It becomes possible to make it.
請求項8又は請求項17記載の発明によれば、適切な時期にセットアップ処理を行うことが可能となる。
According to invention of
請求項9又は請求項18記載の発明によれば、適切な時期にセットアップ処理を行うことが可能となる。 According to invention of Claim 9 or Claim 18, it becomes possible to perform a setup process at an appropriate time.
[第1の実施形態]
以下、本発明の第1の実施形態について図1〜図8を参照して説明する。
[First embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1に、本実施形態に係る撮像装置1の機能的構成を示す。図1に示すように、撮像装置1は、撮像調整手段2を介して入射光を受光する撮像素子3を備えている。撮像調整手段2には、例えばレンズ群4、シャッタ5及び絞り6が備えられている。
FIG. 1 shows a functional configuration of the
レンズ群4は、例えばフォーカシングレンズやズームレンズなど、従来から公知のレンズによって構成されている。シャッタ5は、公知のシャッタ機構を用いることができる。絞り6は、複数枚の板により構成され、これらの板を用いて撮像素子の感光部にあたる光量を調整するようになっている。
The
撮像素子3は、図2に示すように、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 FIG. 2, the
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、入射光量に基づいて電気信号への変換動作を切り換えるようになっており、後述のように、所定入射光量未満の入射光量に対しては入射光を線形変換する線形変換動作を、所定入射光量以上の入射光量に対しては入射光を対数変換する対数変換動作を行うようになっている。 Each pixel G 11 ~G mn is for outputting an electric signal incident light by photoelectric conversion. These pixels G 11 to G mn switch the conversion operation to an electric signal based on the incident light amount, and linearly convert the incident light for an incident light amount less than a predetermined incident light amount as will be described later. In the linear conversion operation, a logarithmic conversion operation for logarithmically converting incident light is performed for an incident light amount equal to or greater than a predetermined incident light amount.
これら画素G11〜Gmnのレンズ群4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、図2に示すように、電源ライン7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などのラインも接続されているが、図2ではこれらの図示を省略している。
A filter (not shown) of any one of red, green, and 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,φVPS(図3参照)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8が接続されている。この垂直走査回路8は後述の信号生成部15(図1参照)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 are adapted to give signals φ v and φ VPS (see FIG. 3) to the pixels G 11 to G mn . 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。 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 .
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。 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9及び補正回路10が接続されている。水平走査回路9は、電気信号をサンプルホールドして補正回路10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10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 9 and a
なお、選択回路S1〜Sm及び補正回路10としては、特開平2001−223948号公報に開示のものを用いることができる。また、本実施形態においては、選択回路S1〜Smの全体に対して補正回路10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10を1つずつ設けることとしてもよい。
As the selection circuits S 1 to S m and the
続いて、本実施形態における画素G11〜Gmnについて説明する。 Next, the pixels G 11 to G mn in this embodiment will be described.
各画素G11〜Gmnは、図3に示すように、フォトダイオードP及びトランジスタT1〜T3を備えている。なお、トランジスタT1〜T3は、バックゲートの接地されたNチャネルのMOSトランジスタである。 As shown in FIG. 3, each of the pixels G 11 to G mn includes a photodiode P and transistors T 1 to T 3 . The transistors T 1 to T 3 are N-channel MOS transistors whose back gates are grounded.
フォトダイオードPには、レンズ群4及び絞り6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及びゲートT1Gと、トランジスタT2のゲートT2Gとが接続されている。
The light that has passed through the
トランジスタT1のソースT1Sには信号印加ラインLC(図2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2値の電圧信号であり、より詳細には、入射光量が所定値を超えたときにトランジスタT1をサブスレッショルド領域で動作させるための電圧値VHと、トランジスタT1を導通状態にする電圧値VLとの2つ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. 2) is connected to the source T 1S of the transistor T 1 , and the signal φ VPS is input from the signal application line L C. Yes. Here, the signal φ VPS is a binary voltage signal, and more specifically, a voltage value VH for operating the transistor T 1 in the subthreshold region when the amount of incident light exceeds a predetermined value, and the transistor T 1. The voltage value VL for setting the current to the conductive state is taken.
本実施形態の撮像素子3は、入射光量が所定の閾値を超えたときは各画素Gm1〜GmnのトランジスタT1をサブスレッショルド領域で動作させることによって、入射光を自然対数で対数変換した電圧として読み出すことができるようになっている。これにより、撮像素子3の出力信号は、図4に示すように、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。
The
また、図3に示すように、トランジスタT2のドレインT2Dには直流電圧VPDが印加されており、トランジスタT2のソースT2Sは行選択用のトランジスタT3のドレインT3Dに接続されている。 Further, as shown in FIG. 3, the drain T 2D of the transistor T 2 are are DC voltage V PD is applied, is connected to the drain T 3D of the transistor T 3 for source T 2S row selection transistor T 2 ing.
更に、トランジスタT3のゲートT3Gには信号印加ラインLA(図2のLA1〜LAnに相当)が接続されており、信号印加ラインLAから信号φVが入力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は信号読出ラインLD(図2のLD1〜LDmに相当)に接続されている。 Further, a signal application line L A (corresponding to L A1 to L An in FIG. 2) is connected to the gate T 3G of the transistor T 3 , and a signal φ V is input from the signal application line L A. ing. The source T 3S of the transistor T 3 is connected to the signal readout line L D (corresponding to L D1 to L Dm in FIG. 2).
なお、以上のような画素G11〜Gmnとしては、特開2002−77733号公報に開示のものを用いることができる。 As the pixels G 11 to G mn as described above, those disclosed in JP-A-2002-77733 can be used.
このように動作する撮像素子5では、画素G11〜Gmnに与える信号φVPSの電圧値VLの値を切り換えて、ダイナミックレンジを切り換えることにより、線形変換動作と対数変換動作との境界である変曲点を変更することができるようになっている。例えば、電圧値VLを低くして線形変換する輝度範囲を広くすることや、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により、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を最小として常に線形変換する状態とすることや、電圧値VHを最大として常に対数変換する状態とすることも可能である。
In the
ここで、撮像素子3が備える各画素G11〜Gmnには、通常、製造工程に由来して電気信号の入出力特性のばらつきが生じる。例えば、図5に示すように、画素G11〜G13の出力信号を示す曲線(1)〜(3)は、線形領域の傾きは一致しているが、線形変換動作と対数変換動作とが切り換えられる境界、いわゆる変曲点における出力信号値(変曲出力信号値H)はそれぞれ相違している。
Here, in each of the pixels G 11 to G mn included in the
本実施形態の撮像素子3は、セットアップ処理時に、各画素G11〜Gmnにおいて線形変換された出力信号が飽和状態のときの飽和出力信号値を、各画素G11〜Gmnの変曲出力信号値H11〜Hmnとして補正量算出部20に出力するようになっている。
The
以上の撮像調整手段2及び撮像素子3には、図1に示すように、露光処理制御部11及びシステム制御部12がこの順に接続されている。
As shown in FIG. 1, an exposure processing control unit 11 and a
露光処理制御部11は、ズーム制御機構、フォーカス制御機構、シャッタ制御機構及び絞り制御機構などにより構成され、ズーム位置検出信号やフォーカス位置検出信号などのフィードバックを受けながらシステム制御部12の制御信号により撮像調整手段2を制御するようになっている。
The exposure processing control unit 11 is composed of a zoom control mechanism, a focus control mechanism, a shutter control mechanism, an aperture control mechanism, and the like, and receives a feedback such as a zoom position detection signal or a focus position detection signal according to a control signal from the
システム制御部12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)から構成されており、撮像装置1の各構成部分を制御するようになっている。
The
また、システム制御部12は、撮像素子3の出力信号に基づき、各画素間での入出力特性にばらつきがあると判断した場合は、セットアップ制御部19にセットアップ処理の指示信号をだすようになっている。
In addition, when the
また、撮像素子3には、図1に示すように、アンプ13及びADコンバータ14が接続されており、撮像素子3及びADコンバータ14には、信号生成部15及びシステム制御部12がこの順に接続されている。
As shown in FIG. 1, an
アンプ13は、従来から公知のものが用いられるようになっており、撮像素子3により光電変換された信号を増幅するようになっている。
A conventionally known amplifier is used as the
ADコンバータ14は、アンプ13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。
The
信号生成部15は、撮像素子3の撮影動作を制御するようになっている。すなわち、システム制御部12からの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3に出力するようになっている。また、信号生成部15はAD変換用のタイミング信号も生成するようになっている。
The
また、ADコンバータ14には、黒基準設定部16及び信号処理部17がこの順に接続されており、信号処理部17には画像処理部18及びシステム制御部12が接続されている。
Further, the black
黒基準設定部16は、撮像素子3に設けられた光学的に遮光された光学的黒画素(オプティカルブラック画素)領域から得られる黒基準の基準値に基づいて画像信号における黒基準の基準値の設定、すなわちデジタル信号の最低レベルを設定するようになっている。
The black
信号処理部17は、撮像素子3の各画素からの電気信号に対して信号処理を行うものであり、セットアップ制御部19、補正量算出部20、補正量記憶部21、基準補正部22及び線形変換部23を備えている。
The
セットアップ制御部19は、露光処理制御部11、補正量算出部20、補正量記憶部21及び基準補正部22を制御することにより、線形変換における各画素間での入出力特性のばらつきを補正する変換基準値を算出して線形変換部23に設定するセットアップ処理を行うようになっている。
The
ここで、セットアップ制御部19は、撮像装置1の電源投入時に、ユーザが機能選択画面においてセットアップモードを選択するとセットアップ処理を開始するようになっている。なお、撮像装置1の電源を投入すると自動的にセットアップ処理を開始する構成としてもよい。また、セットアップ制御部19は変曲点の変更時又はシステム制御部12から指示信号があったときもセットアップ処理を開始するようになっている。
Here, the
セットアップ処理の撮影時において、セットアップ制御部19は露光処理制御部11の制御により絞り6の口径を大きくして、線形変換された出力信号を飽和状態とするようになっている。これにより、各画素G11〜Gmnから導出された線形変換された出力信号の飽和出力信号値を変曲出力信号値H11〜Hmnとして検出することが可能となる。
At the time of shooting in the setup process, the
ここで、絞り6を開放しない通常の撮影では、図6に示すように、撮像素子3の出力信号は撮影開始から撮影終了に至るまで線形変換された状態及び対数変換された状態が入射光量に応じて連続的に変化する。
Here, in normal imaging without opening the
これに対し、セットアップ処理の撮影時に絞り6の絞り値を最小値付近として口径を大きくすると、入射光量が多くなることから、図7に示すように、線形変換された出力信号が飽和する。そして、線形変換された出力信号が飽和した後にシャッタ5で入射光を遮ると、線形変換された出力信号の飽和出力信号値すなわち各画素G11〜Gmnの変曲出力信号値H11〜Hmnが撮像素子3から出力される。これにより、各画素G11〜Gmnの変曲出力信号値H11〜Hmnが検出される。
On the other hand, when the aperture value is increased near the minimum value during shooting in the setup process, the amount of incident light increases, so that the linearly converted output signal is saturated as shown in FIG. When blocks the incident light by the
例えば、図7では、撮像素子3の光電変換による電荷の積算開始から終了までの時間をtとして、露光時間をt/2、遮光時間をt/2としている。すなわち、絞り6の絞り値を最小値付近として口径を大きくし、時間t0にシャッタ5を開いて露光を開始すると、時間t1に線形変換された出力信号が飽和する。そして、時間t0からt/2時間経過後にシャッタ5を閉じて遮光を行い、露光を終了する。更に、対数変換された電気信号を逃がして線形変換された出力信号を導出するため、シャッタ5による遮光からt/2時間経過後の時間t2に電荷の積算を終了して電荷の読み出しを行う。これにより、各画素G11〜Gmnから導出された線形変換された出力信号の飽和出力信号値を変曲出力信号値H11〜Hmnとして検出することができる。
For example, in FIG. 7, the time from the start to the end of charge accumulation by photoelectric conversion of the
なお、露光時間は線形変換された出力信号を飽和させることができればよく、t/2に限られない。また、遮光時間も対数変換された電気信号を逃がして線形変換された出力信号を導出することができればよく、t/2に限られない。 The exposure time is not limited to t / 2 as long as the linearly converted output signal can be saturated. Also, the light shielding time is not limited to t / 2 as long as the logarithmically converted electrical signal can be escaped and the linearly converted output signal can be derived.
補正量算出部20は、撮像素子3が各画素G11〜Gmnの変曲出力信号値H11〜Hmnを出力すると、これらの値について所定の閾入射光量値Hとの差をとることにより、所定の閾入射光量値Hからのずれ量を補正量α11〜αmnとして算出するようになっている。すなわち、補正量α11〜αmnは下記式(1)によって算出することができる。
Correction
補正量記憶部21は、補正量α11〜αmnを各画素G11〜Gmnと対応づけて記憶するようになっている。これにより、各画素G11〜Gmnの変曲出力信号値H11〜Hmnを記憶する場合と比較して、使用するメモリ容量を低減することができる。例えば、変曲出力信号値H11〜Hmnが1200近辺である場合は11bit×画素数のメモリ容量が必要となるが、補正量α11〜αmnを記憶する場合、所定の閾入射光量値Hからのずれ量が±20以内であれば、5bit×画素数のメモリ容量でよい。
The correction
基準補正部22は、補正量記憶部21から各画素G11〜Gmnに対応する補正量α11〜αmnを読み出すと、その補正量α11〜αmnに所定の閾入射光量値Hを加算して、画素G11〜Gmnごとに変換基準値を算出し、それぞれの変換基準値を線形変換部23に設定するようになっている。これにより、飽和出力信号値すなわち各画素G11〜Gmnの変曲出力信号値H11〜Hmnをそのまま変換基準値とした場合と同様の作用効果を得ることが可能となる。
When the
線形変換部23は、図4に矢印Zで示すように、撮像素子3から出力される電気信号のうち、対数変換された出力信号を線形変換するようになっている。ここで、本実施形態の線形変換部23は、各画素G11〜Gmnから導出された電気信号のうち、基準補正部22で算出された変換基準値以上の出力信号を線形化するようになっている。これにより、製造工程などに由来して各画素間で変曲点にばらつきがあった場合でも、このばらつきが各補正量α11〜αmnにより調整され、線形変換における各画素間の誤差が補正される。
As indicated by an arrow Z in FIG. 4, the
なお、線形変換部23における線形変換はルックアップテーブルを使用して行ってもよく、指数変換などの演算によって行ってもよい。
The linear conversion in the
また、線形変換部23には評価値算出部24が接続されている。評価値算出部24は、ホワイトバランス処理(AWB処理)に用いられるAWB評価値や、露出制御処理(AE処理)に用いられるAE評価値を算出するものである。
An evaluation
次に、画像処理部18は、線形変換部23で線形変換された電気信号に対して画像処理を行うものであり、AWB(Auto White Balance)処理部25、色補間部26、色補正部27、階調補正部28及び色空間変換部29を備えている。これらAWB処理部25、色補間部26、色補正部27、階調補正部28及び色空間変換部29は、信号処理部17に対してこの順に接続されている。
Next, the
AWB処理部25は、画像データに対してホワイトバランス処理を行うようになっている。
The
色補間部26は、同色の前記フィルタが設けられた複数の近接画素からの電気信号に基づき、これら近接画素間に位置する画素について、この色の電気信号を補間演算するようになっている。
The
色補正部27は画像データの色合いを補正するものであり、より詳細には、各色の電気信号を他の色の電気信号に基づき画素毎に補正するものである。
The
階調補正部28は画像データの階調補正を行うものである。
The
色空間変換部29はRGB信号をYCbCr信号に変換するものである。
The color
更に、システム制御部12には、撮像装置1の操作を行うための操作部30、撮影した画像データを記憶させるためのメモリーカード31を接続させるためのメモリーカードI/F32及び撮影した画像データを表示するLCD(Liquid Crystal Display)33を接続するためのLCDI/F34が接続されている。
Further, the
操作部30では、撮像素子3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り、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。
In the
次に本実施形態の撮像装置1を使用した本発明の撮像方法について、図8のフローチャートを参照して説明する。
Next, the imaging method of the present invention using the
撮像装置1の電源がONとされると、LCD33はセットアップモードの選択画面を表示する(ステップS1)。そして、ユーザが操作部30の操作によりセットアップモードを選択すると、セットアップ制御部19はセットアップ処理を開始する(ステップS2〜S10)。
When the power of the
なお、撮像装置1の電源がONとされると自動的にセットアップ処理を開始するようにしてもよい。また、変曲点の変更時又はシステム制御部12から指示信号があったときにセットアップ処理を開始してもよい。
Note that the setup process may be automatically started when the power of the
次に、セットアップモードになると、セットアップ制御部19は露光処理制御工程に移行する。まず、露光処理制御部11の制御により絞り値を最小値付近とし、絞り6の口径が大きくして(ステップS2)、セットアップ撮影を開始する(ステップS3)。続いて、図7に示すように、時間t0にシャッタ5を開いて露光を開始すると(ステップS4)、時間t1に線形変換された出力信号が飽和する。この間、セットアップ制御部19は時間t0からt/2時間経過したか否かの判断を行っており(ステップS5)、時間t0からt/2時間経過後にシャッタ5を閉じて遮光し、露光を終了する(ステップS6)。続いて、セットアップ制御部19がシャッタ5による遮光からt/2時間経過したと判断すると(ステップS7)、対数変換された電気信号を逃がすことができたものとして電荷の積算を終了し、線形変換動作による電荷の読み出しを行う(ステップS8)。これにより、各画素G11〜Gmnから導出された線形変換された出力信号の飽和出力信号値が、変曲出力信号値H11〜Hmnとして検出される。
Next, when the setup mode is entered, the
続いて、補正量算出工程に移行し、補正量算出部20は各画素G11〜Gmnの変曲出力信号値H11〜Hmnを検出すると、これらの値と所定の閾入射光量値Hとの差をとることにより、所定の閾入射光量値Hからのずれ量を補正量α11〜αmnとして算出する(ステップS9)。この補正量α11〜αmnは上記式(1)により算出することができる。
Subsequently, the process proceeds to a correction amount calculation process. When the correction
続いて、補正量記憶工程に移行し、補正量記憶部21は、補正量α11〜αmnを各画素G11〜Gmnと対応づけて記憶する(ステップS10)。これにより、各画素G11〜Gmnの変曲出力信号値H11〜Hmnを記憶する場合と比較して、使用するメモリ容量を低減することができる。
Subsequently, the process proceeds to the correction amount storage step, and the correction
次に、基準補正工程に移行し、基準補正部22は、補正量記憶部21から補正量α11〜αmnを読み出すと、その補正量α11〜αmnに所定の閾入射光量値Hを加算して画素G11〜Gmnごとに変換基準値を算出し、それぞれの変換基準値を線形変換部23に設定する。
Next, the process proceeds to the reference correction step. When the
続いて、線形変換工程に移行し、線形変換部23は、図4に矢印Zで示すように、撮像素子3から出力される電気信号のうち、対数変換された出力信号を線形変換する。この際、各画素G11〜Gmnから導出された電気信号のうち、基準補正部22で算出された変換基準値以上の出力信号を線形化する。これにより、線形変換における各画素間での入出力特性のばらつきが補正される。
Subsequently, the process proceeds to a linear conversion step, and the
一方、LCD33の選択画面においてセットアップモードを選択しなかった場合は、セットアップ制御部19が補正量記憶部21から各画素G11〜Gmnの補正量α11〜αmnを読み出して線形変換部23に設定し(ステップS11)、線形変換部23においてこの補正量α11〜αmnに所定の閾入射光量値Hを加えた値以上の出力信号を線形化する(ステップS12)。
On the other hand, when the setup mode is not selected on the selection screen of the
以上のように本実施形態の撮像装置1及び撮像方法によれば、リニアログ変換型センサでは出力信号の積算量が飽和点を超えると、各画素G11〜Gmnが対数変換動作を始めるため、出力信号が積算される最大量が変曲点の出力信号値となる。したがって、画素固有の飽和出力信号値を検出することにより、各画素G11〜Gmnの変曲点のばらつきを検出することが可能となる。
また、撮影時には飽和出力信号値を変換基準値とし、各画素G11〜Gmnにおいて変換基準値以上の出力信号を線形変換することによって、各画素G11〜Gmnの変曲点に応じて対数変換された出力信号を線形変換された状態に正確に統一することが可能となる。
As described above, according to the
Further, the conversion reference value saturation output signal value at the time of shooting, by linearly converting the output signal of the above conversion reference value in each pixel G 11 ~G mn, depending on the inflection point of each of the pixels G 11 ~G mn It is possible to accurately unify the logarithmically transformed output signal into a linearly transformed state.
また、飽和出力信号値と所定の閾入射光量値との差すなわち所定の閾入射光量値からのずれ量を補正量α11〜αmnとして算出し、この補正量α11〜αmnを記憶することにより、飽和出力信号値そのものを記憶する場合と比較して、メモリ容量を低減することが可能となる。
また、撮影時には補正量α11〜αmnに所定の閾入射光量値を加算して各画素G11〜Gmnの変換基準値とし、各画素G11〜Gmnにおいて変換基準値以上の出力信号を線形変換することによって、飽和出力信号値をそのまま変換基準値とした場合と同様の作用を得ることができる。
Further, the amount of deviation from the difference or the predetermined閾入Shako quantity value of the saturated output signal value and a predetermined閾入Shako amount value calculated as the correction amount alpha 11 to? Mn, and stores the correction amount alpha 11 to? Mn As a result, the memory capacity can be reduced as compared with the case where the saturated output signal value itself is stored.
Further, at the time of photographing correction alpha 11 to? By adding a predetermined閾入Shako amount values mn and conversion reference value of each pixel G 11 ~G mn, conversion reference value or more output signals in each pixel G 11 ~G mn Can be linearly converted to obtain the same effect as when the saturated output signal value is used as the conversion reference value as it is.
また、絞り6の絞り値を小さくすれば絞りの口径が大きくなって撮像素子3の感光部にあたる光を多くすることが可能となり、シャッタ5を閉じることにより撮像素子3の感光部にあたる光を遮光することが可能となる。
Further, if the aperture value of the
また、撮像素子3の感光部にあたる光を多くすることにより、線形変換された出力信号を飽和させて、各画素の飽和出力信号値を検出することが可能となる。
Further, by increasing the amount of light that hits the photosensitive portion of the
また、線形変換された出力信号が飽和した後に光を遮光することにより、各画素G11〜Gmnの飽和出力信号値が撮像素子3から出力されるため、各画素G11〜Gmnの変曲点の出力信号値を検出することが可能となる。
Further, since the saturated output signal value of each pixel G 11 to G mn is output from the
また、撮像装置の電源の投入時又は変曲点の変更時にセットアップ処理を行うことにより、適切な時期にセットアップ処理を行うことが可能となる。 Further, the setup process can be performed at an appropriate time by performing the setup process when the imaging apparatus is turned on or when the inflection point is changed.
また、制御部の指示信号に従ってセットアップ処理を行うことにより、適切な時期にセットアップ処理を行うことが可能となる。 Further, by performing the setup process according to the instruction signal from the control unit, the setup process can be performed at an appropriate time.
なお、本実施形態では、露光処理制御部11の制御により絞り6の口径を大きくして、線形変換された出力信号を飽和させる構成としたが、露光処理制御部11の制御により露光時間を長くして、線形変換された出力信号を飽和させる構成としてもよい。また、ユーザがセットアップ処理において十分に明るい被写体を撮影するようにLCD33にメッセージを表示する構成としてもよい。
In the present embodiment, the
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態について図9及び図10を参照して説明する。なお、上記実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to the said embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
本実施形態の撮像装置1には、撮像素子3の感光部に光を照射する光源35が内蔵されている。
In the
光源35にはセットアップ制御部19が接続されており、セットアップ処理の撮影時にセットアップ制御部19が光源35をONとすると、光源35は撮像素子3の感光部に光を照射して、線形変換された出力信号を飽和状態とするようになっている。
A
次に本実施形態の撮像装置1を使用した本発明の撮像方法について、図10のフローチャートを参照して説明する。
Next, the imaging method of the present invention using the
ステップS21は第1の実施形態のステップS1と同様である。 Step S21 is the same as step S1 of the first embodiment.
次に、セットアップモードになると、セットアップ制御部19は光源35をONとして撮像素子3の近傍を照射し(ステップS22)、セットアップ撮影を開始する(ステップS23)。そして、電荷の積算を開始してから所定時間経過後に積算値が飽和すると(ステップS24)、光源35をOFFとする(ステップS25)。更に、光源35をOFFとしてから所定時間経過後すると(ステップS26)、電荷の積算を終了して電荷を読み出す(ステップS27)。
Next, in the setup mode, the
なお、ステップS28〜S31は、第1の実施形態のステップS9〜S12と同様である。 Note that steps S28 to S31 are the same as steps S9 to S12 of the first embodiment.
以上のように本実施形態の撮像装置1及び撮像方法によれば、撮像装置1に内蔵された光源35の制御により、線形変換された出力信号を容易に飽和状態とすることが可能となる。
As described above, according to the
以上詳細に説明したように、本発明の撮像装置及び撮像方法によれば、簡易な装置構成により線形変換の変換基準値を補正し、各画素の出力信号を正確に線形変換された状態に統一することが可能となる。 As described above in detail, according to the imaging apparatus and imaging method of the present invention, the conversion reference value of linear conversion is corrected with a simple apparatus configuration, and the output signal of each pixel is unified into a state in which the linear conversion is accurately performed. It becomes possible to do.
また、補正量を記憶するメモリ容量を低減することが可能となる。 In addition, the memory capacity for storing the correction amount can be reduced.
また、撮像素子の各画素の飽和出力信号値を検出することが可能となる。 It is also possible to detect the saturation output signal value of each pixel of the image sensor.
また、撮像素子の各画素の飽和出力信号値を変曲点の出力信号値として出力させることが可能となる。 It is also possible to output the saturation output signal value of each pixel of the image sensor as the output signal value at the inflection point.
また、絞りの制御により各画素の線形変換された出力信号を飽和させることが可能となる。 Further, it becomes possible to saturate the linearly converted output signal of each pixel by controlling the aperture.
また、シャッタの制御により各画素の飽和出力信号値を変曲点の出力信号値として出力させることが可能となる。 In addition, the saturation output signal value of each pixel can be output as the inflection point output signal value by controlling the shutter.
また、光源の制御により各画素の線形変換された出力信号を飽和させ、また、各画素の飽和出力信号値を変曲点の出力信号値として出力させることが可能となる。 Further, it becomes possible to saturate the linearly converted output signal of each pixel by controlling the light source, and to output the saturated output signal value of each pixel as the output signal value of the inflection point.
また、適切な時期にセットアップ処理を行うことが可能となる。 In addition, the setup process can be performed at an appropriate time.
1 撮像装置
2 撮像調整手段
3 撮像素子
4 レンズ群
5 シャッタ
6 絞り
11 露光処理制御部
12 システム制御部
13 アンプ
14 ADコンバータ
15 信号生成部
16 黒基準設定部
17 信号処理部
18 画像処理部
19 セットアップ制御部
20 補正量算出部
21 補正量記憶部
22 基準補正部
23 線形変換部
24 評価値算出部
25 AWB処理部
26 色補間部
27 色補正部
28 階調補正部
29 色空間変換部
30 操作部
31 メモリーカード
32 メモリーカードI/F
33 LCD
34 LCD表示I/F
35 光源
DESCRIPTION OF
33 LCD
34 LCD display I / F
35 Light source
Claims (18)
前記飽和出力信号値を前記画素の各々の変換基準値とし、撮影時に前記変換基準値以上の出力信号を線形変換する線形変換部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 An output signal having a plurality of pixels capable of switching between linear conversion operation for linearly converting incident light into an electrical signal and logarithmic conversion operation for logarithmic conversion according to the amount of incident light, and linearly converted in each of the pixels during setup processing An image sensor that outputs a saturated output signal value of
The saturation output signal value is a conversion reference value for each of the pixels, and a linear conversion unit that linearly converts an output signal equal to or higher than the conversion reference value at the time of shooting,
An imaging apparatus comprising:
前記補正量を前記画素の各々と対応づけて記憶する補正量記憶部と、
前記補正量記憶部から前記補正量を読み出し、それぞれの補正量と所定の閾入射光量値とを加算して前記画素の各々の変換基準値を算出する基準補正部とを備え、
前記線形変換部は前記基準補正部により算出された前記変換基準値に基づいて変換を行うことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 A correction amount calculation unit that calculates a difference between the saturation output signal value output from the image sensor and a predetermined threshold incident light amount value as a correction amount of each of the pixels;
A correction amount storage unit that stores the correction amount in association with each of the pixels;
A reference correction unit that reads out the correction amount from the correction amount storage unit and adds each correction amount and a predetermined threshold incident light amount value to calculate a conversion reference value of each of the pixels;
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the linear conversion unit performs conversion based on the conversion reference value calculated by the reference correction unit.
前記飽和出力信号値を前記画素の各々の変換基準値として、撮影時に前記変換基準値以上の出力信号を線形変換する線形変換工程を備えることを特徴とする撮像方法。 An output signal having a plurality of pixels capable of switching between linear conversion operation for linearly converting incident light into an electrical signal and logarithmic conversion operation for logarithmic conversion according to the amount of incident light, and linearly converted in each of the pixels during setup processing Using an image sensor that outputs a saturated output signal value of
An imaging method comprising: a linear conversion step of linearly converting an output signal equal to or higher than the conversion reference value at the time of photographing using the saturated output signal value as a conversion reference value for each of the pixels.
前記補正量を前記画素の各々と対応づけて記憶する補正量記憶工程と、
前記補正量記憶工程で記憶されたそれぞれの補正量と所定の閾入射光量値とを加算して前記画素の各々の変換基準値を算出する基準補正工程とを有し、
前記線形変換工程では前記基準補正部により算出された前記変換基準値に基づいて変換を行うことを特徴とする請求項10記載の撮像方法。 A correction amount calculating step of calculating a difference between the saturated output signal value output from the image sensor and a predetermined threshold incident light amount value as a correction amount of each of the pixels;
A correction amount storing step of storing the correction amount in association with each of the pixels;
A reference correction step of calculating each conversion reference value of the pixel by adding each correction amount stored in the correction amount storage step and a predetermined threshold incident light amount value;
The imaging method according to claim 10, wherein in the linear conversion step, conversion is performed based on the conversion reference value calculated by the reference correction unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005308421A JP2007116600A (en) | 2005-10-24 | 2005-10-24 | Imaging apparatus and imaging method |
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