JP2007116600A - Imaging apparatus and imaging method - Google Patents

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JP2007116600A JP2005308421A JP2005308421A JP2007116600A JP 2007116600 A JP2007116600 A JP 2007116600A JP 2005308421 A JP2005308421 A JP 2005308421A JP 2005308421 A JP2005308421 A JP 2005308421A JP 2007116600 A JP2007116600 A JP 2007116600A
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俊樹 工藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus and imaging method in which an electric signal can be accurately linearized by correction dispersion in input/output characteristics between pixels of an imaging element in simple apparatus configuration. <P>SOLUTION: An imaging apparatus comprises 1: an imaging element for outputting a saturation output signal value of an output signal linearly converted in each of pixels as an output signal value at a point of inflection at the time of set-up processing; a correction amount calculation unit 20 for calculating a difference between the output signal value at the point of inflection and a predetermined threshold incident light quantity value as a correction amount for each of the pixels; a correction amount storage unit 21 for storing the correction amount correspondingly to each of the pixels; a reference correction unit 22 for reading a correction amount from the correction amount storage unit 21, adding each of correction amounts and the predetermined threshold incident light quantity value and calculating a transformation reference value for each of the pixels; and a linear conversion unit 23 for linearly transforming, as a logarithmically transformed output signal, an output signal of the transformation reference value or more corresponding to each of the pixels among output signals of the pixels at the time of photographing. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

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。
特開2004−356866号公報
For example, Patent Literature 1 includes a temperature detector that detects the temperature of a linear log conversion sensor, and a gain control unit that sets a gain to be given to an output signal of the linear log conversion sensor according to the detected temperature. There has been proposed an imaging apparatus that corrects variations in input / output characteristics for each sensor due to changes in the sensor.
JP 2004-356866 A

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 claim 1 is an imaging apparatus, wherein a plurality of linear conversion operations for linearly converting incident light into electrical signals and logarithmic conversion operations for logarithmic conversion can be switched according to the amount of incident light An image sensor that outputs a saturated output signal value of an output signal linearly converted in each of the pixels during the setup process, and the saturated output signal value as a conversion reference value for each of the pixels. A linear conversion unit that linearly converts an output signal equal to or higher than the conversion reference value.

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 claim 2 is the imaging apparatus according to claim 1, wherein a difference between the saturated output signal value output from the imaging element and a predetermined threshold incident light amount value is calculated as a correction amount of each of the pixels. A correction amount calculation unit, a correction amount storage unit that stores the correction amount in association with each of the pixels, and the correction amount is read from the correction amount storage unit, and each correction amount and a predetermined threshold incident light amount value And a reference correction unit that calculates a conversion reference value for each of the pixels, and the linear conversion unit performs conversion based on the conversion reference value calculated by the reference correction unit. To do.

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 claim 3, it is possible to detect the saturated output signal value of each pixel by saturating the linearly-converted output signal by increasing the light hitting the photosensitive portion of the image sensor.

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 claim 8 is the imaging apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the setup is performed when the imaging apparatus is turned on or when an inflection point is changed in each of the pixels. Processing is started.

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 claim 10 is an imaging method, comprising a plurality of pixels capable of switching between a linear conversion operation for linearly converting incident light into an electric signal and a logarithmic conversion operation for logarithmic conversion according to the amount of incident light, Using an imaging device that outputs a saturated output signal value of an output signal linearly converted in each of the pixels during the setup process, using the saturated output signal value as a conversion reference value for each of the pixels, A linear conversion step of linearly converting an output signal equal to or greater than the value is provided.

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 claim 10, wherein a difference between the saturated output signal value output from the image sensor and a predetermined threshold incident light amount value is calculated as a correction amount for each of the pixels. A correction amount calculating step, a correction amount storing step of storing the correction amount in association with each of the pixels, and adding each correction amount stored in the correction amount storing step and a predetermined threshold incident light amount value And a reference correction step for calculating a conversion reference value for each of the pixels, wherein the conversion is performed based on the conversion reference value calculated by the reference correction unit in the linear conversion step.

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 claim 12 is the imaging method according to claim 10 or claim 11, wherein exposure is performed to saturate an output signal linearly converted in each of the pixels by increasing light that hits a photosensitive portion of the image sensor. It has a process control process.

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 claim 14 is the imaging method according to claim 12 or claim 13, wherein an aperture is used, and the aperture value of the aperture is controlled in the exposure processing control step to adjust the light. Features.

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 claim 17 is the imaging method according to any one of claims 10 to 16, wherein the setup is performed when the imaging device is turned on or when an inflection point is changed in each of the pixels. Processing is started.

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 claim 18 is the imaging method according to any one of claims 10 to 16, wherein there is variation in input / output characteristics between the pixels based on an output signal of the image sensor. And a control unit for determining whether the setup process is started when an instruction signal is received from the control unit.

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 claim 1 or claim 10, it is possible to correct the conversion reference value of the linear conversion with a simple device configuration, and to unify the output signal of each pixel into a state in which the linear conversion is accurately performed. .

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 claim 3 or claim 12, it is possible to detect the saturation output signal value of each pixel of the image sensor.

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 claim 4 or claim 13, it is possible to output the saturation output signal value of each pixel of the image sensor as the output signal value of the inflection point.

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 claim 5 or claim 14, it is possible to saturate the linearly converted output signal of each pixel by controlling the diaphragm.

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 claim 6 or claim 15, it becomes possible to output the saturation output signal value of each pixel as the output signal value of the inflection point by controlling the shutter.

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 Claim 8 or Claim 17, it becomes possible to perform a setup process at an appropriate time.

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 imaging apparatus 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the imaging apparatus 1 includes an imaging element 3 that receives incident light via an imaging adjustment unit 2. The imaging adjustment unit 2 includes, for example, a lens group 4, a shutter 5, and a diaphragm 6.

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 lens group 4 is configured by a conventionally known lens such as a focusing lens or a zoom lens. A known shutter mechanism can be used as the shutter 5. The diaphragm 6 is composed of a plurality of plates, and these plates are used to adjust the amount of light that corresponds to the photosensitive portion of the image sensor.

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 imaging device 3 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 lens group 4 side of each of the pixels G 11 to G mn . Further, as shown in FIG. 2, the pixels G 11 to G mn include a power supply line 7, signal application lines L A1 to L An , L B1 to L Bn , L C1 to L Cn , and signal readout lines L D1 to L D Dm is connected. Note that lines such as a clock line and a bias supply line are also connected to the pixels G 11 to G mn , but these are not shown in FIG.

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 vertical scanning circuit 8 is connected to these signal application lines L A1 to L An , L B1 to L Bn , and L C1 to L Cn . The vertical scanning circuit 8 applies signals to signal application lines L A1 to L An , L B1 to L Bn , and L C1 to L Cn based on signals from a signal generation unit 15 (see FIG. 1) described later. Yes, the signal application lines L A1 to L An , L B1 to L Bn , and L C1 to L Cn to which signals are applied are sequentially switched in the X direction.

信号読出ラインLD1〜LDmには、各画素G11〜Gmnで生成された電気信号が導出されるようになっている。これら信号読出ラインLD1〜LDmには定電流源D1〜Dm及び選択回路S1〜Smが接続されている。 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 correction circuit 10 are connected to these selection circuits S 1 to S m . The horizontal scanning circuit 9 sequentially switches selection circuits S 1 to S m that sample and hold an electric signal and transmit the signal to the correction circuit 10 in the Y direction. The correction circuit 10 removes a noise signal from the electric signal based on the noise signal transmitted from the selection circuits S 1 to S m and the electric signal at the time of imaging.

なお、選択回路S1〜Sm及び補正回路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 correction circuit 10, those disclosed in JP-A-2001-223948 can be used. In the present embodiment, the description will be made assuming that only one correction circuit 10 is provided for the entire selection circuits S 1 to S m , but the correction circuit 10 is provided for each of the selection circuits S 1 to S m. It is good also as providing one by one.

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 lens group 4 and the diaphragm 6 strikes the photodiode P. This is the cathode P k of the photodiode P are DC voltage V PD is applied, and the drain T 1D and gate T 1G of transistors T 1 to the anode P A, is connected to a gate T 2G of the transistor T 2 Yes.

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 imaging device 3 of the present embodiment performs logarithmic conversion of incident light with a natural logarithm by operating the transistor T 1 of each pixel G m1 to G mn in the subthreshold region when the incident light quantity exceeds a predetermined threshold. It can be read as a voltage. Thereby, as shown in FIG. 4, the output signal of the image sensor 3 has a linear region and a logarithmic region that change continuously according to the amount of incident light.

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 imaging device 5 that operates in this way, the voltage value VL of the signal φ VPS given to the pixels G 11 to G mn is switched to switch the dynamic range, which is a boundary between the linear conversion operation and the logarithmic conversion operation. The inflection point can be changed. For example, by making the voltage value VL low and widening the luminance range for linear conversion, or increasing the voltage value VL and making the logarithmic conversion wide, the photoelectric conversion characteristics that match the characteristics of the subject are obtained. Can do. Note that it is possible to always perform linear conversion with the voltage value VL being minimized, or to constantly logarithmically convert the voltage value VH to be maximum.

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 image pickup device 3, variations in input / output characteristics of electric signals usually occur due to the manufacturing process. For example, as shown in FIG. 5, the curves (1) to (3) indicating the output signals of the pixels G 11 to G 13 have the same linear region gradient, but the linear conversion operation and the logarithmic conversion operation are different. The output signal value (inflection output signal value H) at the switching boundary, so-called inflection point, is different.

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 image pickup device 3 of the present embodiment outputs the saturation output signal value when the output signal linearly converted in each pixel G 11 to G mn is in a saturated state during the setup process, and the inflection output of each pixel G 11 to G mn. The signal values H 11 to H mn are output to the correction amount calculation unit 20.

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 system control unit 12 are connected to the above imaging adjustment unit 2 and imaging device 3 in this order.

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 system control unit 12. The imaging adjustment unit 2 is controlled.

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 system control unit 12 is composed of a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory) composed of rewritable semiconductor elements, and a ROM (Read Only Memory) composed of nonvolatile semiconductor memory, Each component of the imaging device 1 is controlled.

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 system control unit 12 determines that there is a variation in input / output characteristics between pixels based on the output signal of the image sensor 3, the system control unit 12 issues a setup processing instruction signal to the setup control unit 19. ing.

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 amplifier 13 and an AD converter 14 are connected to the image sensor 3, and a signal generation unit 15 and a system control unit 12 are connected to the image sensor 3 and the AD converter 14 in this order. Has been.

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 amplifier 13 and amplifies the signal photoelectrically converted by the image sensor 3.

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 AD converter 14 converts the electrical signal amplified by the amplifier 13 from an analog signal to a digital signal.

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 signal generator 15 controls the photographing operation of the image sensor 3. That is, a predetermined timing pulse (a pixel drive signal, a horizontal synchronization signal, a vertical synchronization signal, a horizontal scanning circuit drive signal, a vertical scanning circuit drive signal, etc.) is generated based on a control signal from the system control unit 12 and the image sensor 3. To output. The signal generator 15 also generates a timing signal for AD conversion.

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 reference setting unit 16 and the signal processing unit 17 are connected to the AD converter 14 in this order, and the image processing unit 18 and the system control unit 12 are connected to the signal processing unit 17.

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 reference setting unit 16 sets the black reference value in the image signal based on the black reference value obtained from the optically shielded optical black pixel (optical black pixel) region provided in the image sensor 3. The setting, that is, the minimum level of the digital signal is set.

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 signal processing unit 17 performs signal processing on the electrical signal from each pixel of the image sensor 3, and includes a setup control unit 19, a correction amount calculation unit 20, a correction amount storage unit 21, a reference correction unit 22, and linear A conversion unit 23 is provided.

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 setup control unit 19 controls the exposure processing control unit 11, the correction amount calculation unit 20, the correction amount storage unit 21, and the reference correction unit 22 to correct variations in input / output characteristics between pixels in linear conversion. A setup process for calculating the conversion reference value and setting it in the linear conversion unit 23 is performed.

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 setup control unit 19 starts the setup process when the user selects the setup mode on the function selection screen when the imaging apparatus 1 is turned on. The setup process may be automatically started when the power of the imaging apparatus 1 is turned on. Also, the setup control unit 19 starts the setup process when the inflection point is changed or when there is an instruction signal from the system control unit 12.

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 setup control unit 19 increases the aperture of the diaphragm 6 under the control of the exposure process control unit 11 so that the linearly converted output signal is saturated. This makes it possible to detect the saturation output signal values of the linearly converted output signals derived from the pixels G 11 to G mn as the inflection output signal values H 11 to H mn .

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 aperture 6, as shown in FIG. 6, the output signal of the image sensor 3 is linearly converted and logarithmically converted from the start of imaging to the end of imaging. It changes continuously in response.

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 shutter 5 after linearly converted output signal is saturated, linear transformed inflection output signal value H 11 to H of the saturated output signal values i.e. the pixels G 11 ~G mn of the output signal mn is output from the image sensor 3. Thus, the inflection output signal value H 11 to H mn of each pixel G 11 ~G mn is detected.

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 image sensor 3 is t, the exposure time is t / 2, and the light shielding time is t / 2. In other words, when the aperture value of the aperture 6 is made close to the minimum value and the aperture is increased and the shutter 5 is opened at time t 0 and exposure is started, the output signal linearly converted at time t 1 is saturated. Then, after the elapse of t / 2 hours from the time t 0 , the shutter 5 is closed to shield the light, and the exposure ends. Further, since the logarithmically converted electrical signal is escaped and the linearly converted output signal is derived, the charge accumulation is completed at time t 2 after the elapse of t / 2 hours from the light shielding by the shutter 5, and the charge is read out. . Thereby, the saturation output signal value of the linearly transformed output signal derived from each of the pixels G 11 to G mn can be detected as the inflection output signal value H 11 to H mn .

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 amount calculation unit 20, the image pickup element 3 outputs the inflection output signal value H 11 to H mn of each pixel G 11 ~G mn, taking the difference between the predetermined閾入Shako amount value H for these values Accordingly, the deviation amount from the predetermined threshold incident light amount value H is calculated as the correction amounts α 11 to α mn . That is, the correction amounts α 11 to α mn can be calculated by the following equation (1).

Figure 2007116600
Figure 2007116600

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 amount storage unit 21 stores the correction amounts α 11 to α mn in association with the pixels G 11 to G mn . Thus, as compared with the case of storing the inflection output signal value H 11 to H mn of each pixel G 11 ~G mn, it is possible to reduce the memory capacity to be used. For example, when the inflection output signal values H 11 to H mn are around 1200, a memory capacity of 11 bits × number of pixels is required, but when storing the correction amounts α 11 to α mn , a predetermined threshold incident light quantity value If the deviation from H is within ± 20, a memory capacity of 5 bits × number of pixels is sufficient.

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 reference correction unit 22 reads out the correction amounts α 11 to α mn corresponding to the pixels G 11 to G mn from the correction amount storage unit 21, the reference correction unit 22 sets a predetermined threshold incident light amount value H to the correction amounts α 11 to α mn. In addition, a conversion reference value is calculated for each of the pixels G 11 to G mn, and each conversion reference value is set in the linear conversion unit 23. Thus, it is possible to obtain the same effect as if set to directly convert the reference value inflection output signal value H 11 to H mn saturated output signal value that is, each pixel G 11 ~G mn.

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 linear conversion unit 23 linearly converts an output signal that has been logarithmically converted from among the electrical signals output from the image sensor 3. Here, the linear conversion unit 23 of the present embodiment linearizes an output signal equal to or higher than the conversion reference value calculated by the reference correction unit 22 among the electrical signals derived from the pixels G 11 to G mn. It has become. As a result, even if there is a variation in the inflection points between the pixels due to the manufacturing process, etc., this variation is adjusted by the correction amounts α 11 to α mn and the error between the pixels in the linear conversion is corrected. Is done.

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 linear conversion unit 23 may be performed using a lookup table, or may be performed by an operation such as exponential conversion.

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 value calculation unit 24 is connected to the linear conversion unit 23. The evaluation value calculation unit 24 calculates an AWB evaluation value used for white balance processing (AWB processing) and an AE evaluation value used for exposure control processing (AE processing).

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 image processing unit 18 performs image processing on the electrical signal linearly converted by the linear conversion unit 23, and includes an AWB (Auto White Balance) processing unit 25, a color interpolation unit 26, and a color correction unit 27. , A tone correction unit 28 and a color space conversion unit 29 are provided. The AWB processing unit 25, the color interpolation unit 26, the color correction unit 27, the gradation correction unit 28, and the color space conversion unit 29 are connected to the signal processing unit 17 in this order.

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 AWB processing unit 25 performs white balance processing on the image data.

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 color interpolation unit 26 interpolates the electrical signals of this color for pixels located between the adjacent pixels based on the electrical signals from a plurality of adjacent pixels provided with the same color filter.

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 color correction unit 27 corrects the hue of the image data. More specifically, the color correction unit 27 corrects the electrical signal of each color for each pixel based on the electrical signals of other colors.

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 gradation correction unit 28 performs gradation correction of image data.

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 space conversion unit 29 converts RGB signals into YCbCr signals.

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 system control unit 12 includes an operation unit 30 for operating the imaging apparatus 1, a memory card I / F 32 for connecting a memory card 31 for storing captured image data, and captured image data. An LCD I / F 34 for connecting an LCD (Liquid Crystal Display) 33 to be displayed is connected.

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 operation unit 30, the inflection point at which the linear conversion operation is switched to the logarithmic conversion operation can be changed by switching the voltage value VL of the signal φ VPS given to the pixels G 11 to G mn of the image sensor 3. It is like that.

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 imaging apparatus 1 of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

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 imaging device 1 is turned on, the LCD 33 displays a setup mode selection screen (step S1). When the user selects the setup mode by operating the operation unit 30, the setup control unit 19 starts the setup process (steps S2 to S10).

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 imaging apparatus 1 is turned on. Further, the setup process may be started when the inflection point is changed or when an instruction signal is received from the system control unit 12.

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 setup control unit 19 proceeds to the exposure process control step. First, the aperture value is set near the minimum value by the control of the exposure processing control unit 11, the aperture 6 is enlarged (step S2), and setup shooting is started (step S3). Subsequently, as shown in FIG. 7, when the exposure is started by opening the shutter 5 to the time t 0 (step S4), and an output signal which is linearly converted to a time t 1 is saturated. During this time, the dark closes the shutter 5 from the setup control unit 19 the time t 0 has been determined whether the elapsed t / 2 hours (step S5), and after t / 2 hours from the time t 0, exposure Is finished (step S6). Subsequently, when the setup control unit 19 determines that t / 2 hours have elapsed since the light shielding by the shutter 5 (step S7), the integration of the charge is terminated assuming that the logarithmically converted electrical signal has been released, and linear conversion is performed. The charge is read by the operation (step S8). As a result, the saturated output signal values of the linearly converted output signals derived from the pixels G 11 to G mn are detected as inflection output signal values H 11 to H mn .

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 amount calculation unit 20 detects the inflection output signal values H 11 to H mn of the pixels G 11 to G mn , these values and a predetermined threshold incident light amount value H are detected. Is calculated as correction amounts α 11 to α mn (step S9). The correction amounts α 11 to α mn can be calculated by the above equation (1).

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 amount storage unit 21 stores the correction amounts α 11 to α mn in association with the pixels G 11 to G mn (step S10). Thus, as compared with the case of storing the inflection output signal value H 11 to H mn of each pixel G 11 ~G mn, it is possible to reduce the memory capacity to be used.

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 reference correction unit 22 reads the correction amounts α 11 to α mn from the correction amount storage unit 21, a predetermined threshold incident light amount value H is set to the correction amounts α 11 to α mn. Addition is performed to calculate a conversion reference value for each of the pixels G 11 to G mn, and each conversion reference value is set in the linear conversion unit 23.

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 linear conversion unit 23 linearly converts the logarithmically converted output signal among the electric signals output from the image sensor 3 as indicated by an arrow Z in FIG. At this time, among the electrical signals derived from the pixels G 11 to G mn, an output signal equal to or higher than the conversion reference value calculated by the reference correction unit 22 is linearized. Thereby, the dispersion | variation in the input-output characteristic between each pixel in linear conversion is correct | amended.

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 LCD 33, the setup control unit 19 reads out the correction amounts α 11 to α mn of the pixels G 11 to G mn from the correction amount storage unit 21 and linear conversion unit 23. (Step S11), and the linear converter 23 linearizes an output signal equal to or greater than a value obtained by adding a predetermined threshold incident light quantity value H to the correction amounts α 11 to α mn (step S12).

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 imaging apparatus 1 and the imaging method of the present embodiment, in the linear log conversion type sensor, when the output signal integration amount exceeds the saturation point, the pixels G 11 to G mn start logarithmic conversion operations. The maximum amount by which the output signal is integrated becomes the output signal value at the inflection point. Therefore, by detecting the saturation output signal value specific to the pixel, it is possible to detect the variation in the inflection points of the pixels G 11 to G mn .
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 aperture 6 is reduced, the aperture diameter is increased, so that it is possible to increase the light hitting the photosensitive portion of the image sensor 3, and by closing the shutter 5, the light hitting the photosensitive portion of the image sensor 3 is blocked. It becomes possible to do.

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 image sensor 3, it is possible to saturate the linearly converted output signal and detect the saturated output signal value of each pixel.

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 image sensor 3 by shielding the light after the linearly converted output signal is saturated, the change of each pixel G 11 to G mn is performed. It becomes possible to detect the output signal value of the music point.

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 aperture 6 is enlarged by controlling the exposure processing control unit 11 to saturate the linearly converted output signal. However, the exposure time is increased by controlling the exposure processing control unit 11. Thus, the linearly transformed output signal may be saturated. In addition, a message may be displayed on the LCD 33 so that the user captures a sufficiently bright subject in the setup process.

[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 imaging apparatus 1 of the present embodiment, a light source 35 that irradiates light to the photosensitive portion of the imaging element 3 is incorporated.

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 setup control unit 19 is connected to the light source 35. When the setup control unit 19 turns on the light source 35 during shooting of the setup process, the light source 35 irradiates light to the photosensitive unit of the image sensor 3 and is linearly converted. The output signal is saturated.

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 imaging apparatus 1 of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

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 setup control unit 19 turns on the light source 35 to irradiate the vicinity of the image sensor 3 (step S22), and starts setup imaging (step S23). Then, when the integrated value is saturated after a lapse of a predetermined time from the start of charge integration (step S24), the light source 35 is turned off (step S25). Further, when a predetermined time elapses after the light source 35 is turned off (step S26), the charge accumulation is terminated and the charge is read (step S27).

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 imaging apparatus 1 and the imaging method of the present embodiment, the linearly converted output signal can be easily saturated by the control of the light source 35 incorporated in the imaging apparatus 1.

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.

第1の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an imaging apparatus according to a first embodiment. 第1の実施形態に係る撮像素子の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image pick-up element which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る画素の構成を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration of a pixel according to the first embodiment. 第1の実施形態に係る撮像素子の出力信号を示すグラフである。It is a graph which shows the output signal of the image sensor which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る撮像素子の各画素の出力信号を示すグラフである。It is a graph which shows the output signal of each pixel of the image sensor concerning a 1st embodiment. 通常の撮影を行った場合の出力信号を示すグラフである。It is a graph which shows the output signal at the time of performing normal imaging | photography. 第1の実施形態に係るセットアップ処理を行った場合の出力信号を示すグラフである。It is a graph which shows an output signal at the time of performing setup processing concerning a 1st embodiment. 第1の実施形態に係る撮像方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the imaging method which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the imaging device which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る撮像方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the imaging method which concerns on 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

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 SYMBOLS 1 Imaging device 2 Imaging adjustment means 3 Imaging element 4 Lens group 5 Shutter 6 Aperture 11 Exposure process control part 12 System control part 13 Amplifier 14 AD converter 15 Signal generation part 16 Black reference setting part 17 Signal processing part 18 Image processing part 19 Setup Control unit 20 Correction amount calculation unit 21 Correction amount storage unit 22 Reference correction unit 23 Linear conversion unit 24 Evaluation value calculation unit 25 AWB processing unit 26 Color interpolation unit 27 Color correction unit 28 Tone correction unit 29 Color space conversion unit 30 Operation unit 31 Memory card 32 Memory card I / F
33 LCD
34 LCD display I / F
35 Light source

Claims (18)

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請求項1又は請求項2記載の撮像装置。   An exposure processing control unit that adjusts light that hits a photosensitive unit of the image sensor, wherein the exposure processing control unit increases the light to saturate an output signal linearly converted in each of the pixels. The imaging device according to claim 1 or 2. 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請求項3記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 3, wherein the exposure processing control unit blocks the light after the output signal linearly converted in each of the pixels is saturated. 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請求項3又は請求項4記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 3, further comprising an aperture, wherein the exposure processing control unit adjusts the light by controlling an aperture value of the aperture. 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請求項3又は請求項4記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 3, further comprising a shutter, wherein the exposure processing control unit controls the opening and closing of the shutter to adjust the light. 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請求項3又は請求項4記載の撮像装置。   The light source which irradiates light to the photosensitive part of the said image pick-up element is provided, The said exposure process control part controls ON / OFF of the said light source, and adjusts the said light, The said light is adjusted. Imaging device. 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請求項1〜請求項7いずれか一項に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the setup process is started when the imaging apparatus is turned on or when an inflection point is changed in each of the pixels. 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請求項1〜請求項7いずれか一項に記載の撮像装置。   A control unit that determines whether or not input / output characteristics vary among the pixels based on an output signal of the image sensor, and the setup process is started when an instruction signal is received from the control unit; The imaging device according to any one of claims 1 to 7. 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.
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請求項10又は請求項11記載の撮像方法。   The imaging method according to claim 10, further comprising an exposure processing control step of saturating an output signal linearly converted in each of the pixels by increasing light hitting a photosensitive portion of the imaging element. 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請求項12記載の撮像方法。   13. The imaging method according to claim 12, wherein, in the exposure processing control step, the light is shielded after an output signal linearly converted in each of the pixels is saturated. 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請求項12又は請求項13記載の撮像方法。   14. The imaging method according to claim 12, wherein an aperture is used and the light is adjusted by controlling an aperture value of the aperture in the exposure processing control step. 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請求項12又は請求項13記載の撮像方法。   14. The imaging method according to claim 12, wherein a shutter is used and the light is adjusted by controlling opening and closing of the shutter in the exposure processing control step. 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請求項12又は請求項13記載の撮像方法。   14. The light source for irradiating light to the photosensitive part of the image sensor is used, and the light is adjusted by controlling ON / OFF of the light source in the exposure processing control step. Imaging method. 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請求項10〜請求項16いずれか一項に記載の撮像方法。   The imaging method according to any one of claims 10 to 16, wherein the setup process is started when the imaging apparatus is turned on or when an inflection point is changed in each of the pixels. 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請求項10〜請求項16いずれか一項に記載の撮像方法。   Using a control unit that determines whether or not input / output characteristics vary among the pixels based on the output signal of the image sensor, and starting the setup process when there is an instruction signal from the control unit The imaging method according to any one of claims 10 to 16, wherein the imaging method is characterized.
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