JP2007201536A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 撮像素子表面で発生する回折光と赤外カットフィルタの分光特性によって発生する赤色ゴーストを低減する。
【解決手段】 固体撮像素子と赤外カットフィルタを有し、撮像素子表面からの回折によるゴーストの発生パターンを記憶する手段と、記憶されたゴーストの発生パターンから撮像画面内の回折によるゴーストの発生を判定する手段と、発生すると判定されたゴーストの位置での画像処理を、ゴーストの発生部以外の位置での画像処理と異なるものとする画像処理手段とを有し、固体撮像素子による回折と赤外カットフィルタによるゴーストの発生を低減する画像処理を行うことを特徴とする撮像装置を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、撮像装置の画質向上に関する。

撮像装置には、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の２次元的に画素が等ピッチで並べられている個体撮像素子を含む撮像光学系が多用されている。

図８は撮像光学系の構成を示している。この図において１０１は撮像レンズであり、１０２は赤外カットフィルタである。赤外カットフィルタ１０２の撮像レンズ側の表面には、多層膜からなる赤外カットコートが形成されている。１０３はＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子であり、この撮像素子の撮像レンズ側にはオンチップマイクロレンズが配置されている。

上述した撮像光学系は、通常の撮影条件においては問題なく使われているが、高輝度光源が画面内に存在する場合には、赤外カットコートとオンチップマイクロレンズが関与して画面内に赤く色付いた違和感のあるゴーストが発生し、画像の品位を損ねるという欠点がある。

オンチップマイクロレンズはマイクロレンズが規則的に並んだ構造をもっているため、オンチップマイクロレンズの表面で反射する光は、回折を起こし、この回折光は、続いて赤外カットフィルタ１０２の表面の赤外カットコートで反射し、ゴースト光となって撮像素子１０３に入射する。このゴーストは光源の周りに赤色を帯びた回折パターン模様を有し、違和感のあるゴーストとなる。

なお、赤外カットフィルタには上記のような反射タイプのほか、吸収タイプのものもあり、吸収タイプのものを用いれば、このようなゴーストを低減することは可能である。

ただし、一般的に吸収タイプの赤外カットフィルタは反射タイプのものに比べて光軸方向の厚さが厚く、装置の小型化を図る上で好ましくないという問題がある。また、吸収タイプの赤外カットフィルタは反射タイプのものに比べてコストが高いという問題がある。

従来例としては、例えば特許文献１をあげることが出来る。
特開２００２−２８１５１５号公報

本発明における実施例は、上述したオンチップマイクロレンズの表面で反射する回折光による赤色を帯びた回折パターン模様を有するゴーストの、撮像装置のズーム位置および絞り値および画面内の光源に対応する、ゴーストの発生位置および大きさおよび色相を、あらかじめ記憶しておき、画像処理にて画面内に光源があると判定された場合には、記憶されたゴーストの発生位置に対し、ゴースト発生の有無を判定し、ゴーストが発生していると判定された場合には、画面上のゴーストと判定された部分については、色処理をゴーストが発生していない部分と変えることにより、ゴーストを低減する。

固体撮像素子と赤外カットフィルタを有し、撮像素子表面からの回折によるゴーストの発生パターンを記憶する手段と、記憶されたゴーストの発生パターンから撮像画面内の回折によるゴーストの発生を判定する手段と、発生すると判定されたゴーストの位置での画像処理を、ゴーストの発生部以外の位置での画像処理と異なるものとする画像処理手段とを有し、固体撮像素子による回折と赤外カットフィルタによるゴーストの発生を低減する画像処理を行うことを特徴とする撮像装置とすることである。

本発明では、反射タイプの赤外カットフィルタを用いながらも上記のような赤色を帯びた回折パターン模様を有するゴーストを低減し、高輝度光源が画面内に存在する場合にも画像の品位を損ねることのない撮像装置を提供する。

図１に、本発明の第一の構成図を示す。被写体からの光線は撮像レンズ１０１を通った後に赤外カットフィルタ１０２を通り撮像素子１０３に結像する。撮像素子からの出力はA/Dコンバータ１０４にてデジタル信号に変換される。

デジタル信号に変換された信号は、ホワイトバランス等の画像処理手段１０５において画像処理がなされた後に、ゴースト低減手段１０６に入力され、ゴースト低減手段においてゴースト低減のための画像処理がなされた後に、画像記録手段１０７に出力され記録される。

図２にゴースト低減手段１０６の構成を示す。ゴースト低減手段１０６は、画像処理手段１０５から入力される画像に対して、撮影画面内において、ゴーストを発生する光源の有無を判定するゴースト光源判定部１０８により、画面内のゴースト光源の有無を判定する。光源があると判定された場合には、ゴースト記憶部１０９に記憶されたゴーストが発生する部分についての情報と、実際にゴーストの発生の有無を判定するゴースト判定部１１０により、ゴーストの発生の有無を判定する。ここで、ゴースト記憶部１０９は、撮像レンズのズーム位置および絞り値に対応した、画面内の光源位置に対するゴーストの発生位置およびゴーストの大きさおよびゴーストの色相をあらかじめ記憶している。

ゴーストが発生していると判定された場合には、ゴースト発生部分に対して色処理を行うゴースト低減処理部１１１により、ゴーストを低減するための色処理を行い、ゴーストが低減された画像が画像記録手段１０７に出力される。

図３に、本発明の第二の構成図を示す。被写体からの光線は撮像レンズ１０１を通った後に赤外カットフィルタ１０２を通り撮像素子１０３に結像する。撮像素子からの出力はA/Dコンバータ１０４にてデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された信号は、A/Dコンバータ１０４にてデジタル信号に変換された画像を表示する電子式ファインダー１１２、およびホワイトバランス等の画像処理手段１０５に入力される。電子式ファインダー１１２からの信号はゴースト低減手段１０６に入力される。

図４にゴースト低減手段１０６の構成を示す。ゴースト低減手段１０６は、電子式ファインダー１１２から入力される画像に対して、撮影画面内において、ゴーストを発生する光源の有無を判定するゴースト光源判定部１０８により、画面内のゴースト光源の有無を判定する。

光源があると判定された場合には、ゴースト記憶部１０９に記憶されたゴーストが発生する部分についての情報と、実際にゴーストの発生の有無を判定するゴースト判定部１１０により、ゴーストの発生の有無を判定する。ここで、ゴースト記憶部１０９は、撮像レンズのズーム位置および絞り値に対応した、画面内の光源位置に対するゴーストの発生位置およびゴーストの大きさおよびゴーストの色相をあらかじめ記憶している。

ゴーストが発生していると判定された場合には、画像処理手段１０５からの入力に対して、ゴースト発生部分に対して色処理を行うゴースト低減処理部１１１により、ゴーストを低減するための色処理を行い、ゴーストが低減された画像を画像記録手段１０７に出力する。

つぎに、ゴーストを低減する手順について述べる。

ゴースト記憶部１０９には、図５に示すように撮像レンズ１０１のズーム位置および絞り値に対応したゴーストの発生位置およびゴーストの大きさおよびゴーストの色相の情報をあらかじめ記憶しておく。回折によるゴーストの発生位置と大きさは、撮像画面内の高輝度光源の大きさとと撮像レンズ１０１のズーム位置および絞り値に対応して一定である。記憶させる情報としては、すべてのズーム位置および絞り値についての情報を記憶させる、または、ズーム位置および絞り値について離散的に情報を記憶してもよい。離散的な情報を記憶した場合には、撮影時のズーム位置および絞り値に対応したゴーストの情報を撮影時に補間して求めればよい。記憶させる手段としては撮像装置ごとに実際にゴーストを撮影する、または、撮像レンズ１０１のズーム位置および絞り値と赤外カットフィルタ１０２の特性と撮像素子１０３のオンチップマイクロレンズの情報から計算で求めてもよい。

実際に画像を撮影したときに、ゴーストの発生は画面内の他の部分に比べ著しく輝度の高い光源が画面内にある場合にのみ発生する。このような光源は画面内で微小ではない、ある程度以上の面積をもつ。図６に示すように撮影画面内にあらかじめ設定された一定輝度以上の部分が、あらかじめ設定された一定面積以上、連続して存在する場合には、ゴースト光源判定部１０８により、画面内にゴーストを発生させる光源があると判断する。

ゴーストを発生させる光源がある場合には、撮像レンズのズーム位置および絞り値による撮像素子への入射光線と撮像素子のオンチップマイクロレンズにより、光源に対して一定の場所に一定の大きさでゴーストが発生する。またゴーストの色相は撮像レンズおよび赤外カットフィルタおよび撮像素子の分光特性によって決まる。このため、図７に示すように、ゴーストが発生する位置の一定の大きさの領域内に一定の赤色の色相がある場合には、ゴースト判定部１１０により、ゴーストが実際に発生していると判定する。

実際にゴーストが発生していると判定された場合には、その部分の赤の色相を低減するように、画面全体のホワイトバランスとは別にその部分のホワイトバランスを変えてゴーストの色を目立たなくする処理をゴースト低減処理部１１１においておこなう。ここで、ゴースト発生部以外のホワイトバランス係数の比を、Ｒ（赤）：Ｇ（緑）：Ｂ（青）とした場合、ゴースト発生部のホワイトバランス係数の比は、a×Ｒ（赤）：Ｇ（緑）：Ｂ（青）
（ここで係数aはa＜１）として、赤色の色相を低減する。

また、ゴーストが発生する位置の背景の輝度および色により、ゴーストの色相は変化するため、ゴーストの周囲の輝度および色情報から、適切なホワイトバランスのＲに対する係数ａを算出する。たとえば、背景の赤信号の輝度が飽和に近い場合には係数ａを大きく、背景の赤信号の輝度が低い場合には係数ａを小さくすることで画面内のゴースト発生度合に対応した、品位の高いゴースト低減処理を行う。

本発明の第一の構成図。 ゴースト低減手段の構成を示す図。 本発明の第二の構成図。 ゴースト低減手段の構成を示す図。 あらかじめ記憶されるゴーストの情報を模式的に示す図。 ゴーストを発生させる光源の有無の判定を模式的に示す図。 ゴーストを発生の有無の判定を模式的に示す図。 固体撮像素子を用いた撮像光学系の構成図。

符号の説明

101 撮像レンズ
102 赤外カットフィルタ
103 撮像素子
104 A/Dコンバータ
105 画像処理手段
106 ゴースト低減手段
107 画像記録手段
108 ゴースト光源判定部
109 ゴースト記憶部
110 ゴースト判定部
111 ゴースト低減処理部
112 電子式ファインダー

Claims (7)

1. 固体撮像素子と赤外カットフィルタを有し、撮像素子表面からの回折によるゴーストの発生パターンを記憶する手段と、記憶されたゴーストの発生パターンから撮像画面内の回折によるゴーストの発生を判定する手段と、発生すると判定されたゴーストの位置での画像処理を、ゴーストの発生部以外の位置での画像処理と異なるものとする画像処理手段とを有し、固体撮像素子による回折と赤外カットフィルタによるゴーストの発生を低減する画像処理を行うことを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１において、記憶されるゴーストの発生パターンは撮像レンズのズーム位置および絞り値ごとであることを特徴とする撮像装置。
3. 請求項１において、ゴーストの発生パターンを離散的に記憶された撮像レンズのズーム位置および絞り値から補完的に算出することを特徴とする撮像装置。
4. 請求項１において、撮像画面内の回折によるゴーストの発生の判定は、あらかじめ定められた輝度と、その輝度の撮像画面内の大きさから行うことを特徴とする撮像装置。
5. 請求項１において、撮像画面内の回折によるゴーストの発生の判定は、あらかじめ記憶されたゴーストの発生の位置に対する、ゴーストの大きさおよび色相と、実際に撮影された画像のあらかじめ記憶されたゴーストの発生の位置における画像の色相と大きさとの、比較からおこなうことを特徴とする撮像装置。
6. 請求項１において、ゴースト発生の位置での画像処理は、ホワイトバランスが、ゴーストが発生部以外と異なることを特徴とする撮像装置。
7. 請求項６において、ゴースト発生の位置でのホワイトバランスは、ゴースト発生部以外のホワイトバランスより、赤色のゲインを低くすることを特徴とする撮像装置。

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