JP2009118359A - 撮像装置、撮像装置制御プログラム及び撮像装置制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ステップS3での判断の結果、分光撮影モードであった場合には、ユーザによる操作入力部22での操作に応じて、スルー映像の波長帯域、撮影波長帯域をそれぞれ選択する(ステップS4)。引き続き、電子制御フィルタを前記ステップS4で選択されたスルー映像用の波長帯域に設定して、この選択帯域のスルー映像を表示部85に表示させる(ステップS5)。また、ズーム処理、AF処理等を実行する(ステップS6)。このステップS6の処理に際しては、前記ステップS5で分光フィルタ59の波長帯域は、前記ステップS4で選択された波長帯域に設定されているので、AF処理やAE処理も分光フィルタ59を透過した前記波長帯域における画像に基づいて行う。
【選択図】図2
Description
前記分光フィルタ59は、近紫外〜可視光領域〜近赤外光領域で狭帯域の透過波長特性を持つフィルタである。この狭帯域の透過波長特性を持つフィルタとしては、後述するリオ(Lyot)フィルタや、ファブリペロー(Fabry−Perot)干渉フィルタ等がある。また、LCTF(液晶チューナブルフィルタ)やLCFP(液晶ファブリペロー)エタロンなどの電子制御可能なフィルタも用いることができる。
図2及び図3は、本発明の第1の実施の形態における撮影制御の処理手順を示す一連のフローチャートである。本実施の形態は、分光撮影モードとして、所定の波長帯域の「分光画像の単写モード」と、複数の波長帯域に渡って、順次波長帯域を切り替えながら複数枚の分光画像を高速速写する「分光画像の高速速写モード」、及び可視光の全波長領域など、複数の波長帯域に渡って、順次波長帯域を切り替えながら高速速写するとともに、各分光画像をマルチプレーン加算合成して、通常のRGBデータやYUVデータなど広帯域のカラー画像信号に変換して保存記録できる「分光画像の連写合成撮影モード」とを備える。そして、「分光画像の連写合成撮影モード」では、各分光撮影時の波長帯域毎のフィルタやレンズの透過率、撮像素子の撮影感度など、分光撮影特性のバラツキの補正処理を行ってから、加算合成やRGBデータなどへの変換処理を行うようにしたものである。
なお、ステップS18〜S21の処理内容については詳細に後述する。
なお、ステップS32〜S35の処理内容については詳細に後述する。
よって、小型でありながら、高分解能でのカラー撮影を可能にし、さらに狭帯域の波長毎に分光画像を得ることもできる。
V(x,y;λi)=V(x,y;λi)×{T0(λi)/T(λi)}×{S0(λi)/S(λi)}
又は、
V(x,y;λi)=V(x,y;λi)×{1/T(λi)}×{1/S(λi)}
ここで
V(x,y;λi):輝度信号
T(λi):帯域毎の撮影レンズや干渉フィルタ等の分光透過率
S(λi):撮像センサの分光撮像感度
T0(λi):理想の分光特性(透過率100%)や標準の分光透過率
S0(λj):理想の分光感度や標準の分光感度。
Ri(x、y)=r′(λi)・V(x,y;λi)、
Gi(x、y)=g′(λi)・V(x,y;λi)、
Bi(x、y)=b′(λi)・V(x,y;λi)。
Ri(x、y)=r ̄(λi)・V(x,y;λi)、
Gi(x、y)=g ̄(λi)・V(x,y;λi)、
Bi(x、y)=b ̄(λi)・V(x,y;λi)。
R(x,y)=ΣiRi(x,y)、
G(x,y)=ΣiGi(x,y)、
B(x,y)=ΣiBi(x,y)。
したがって、バッファメモリ(B)81には、読み出し周期時間(Tr)毎に、各波長帯の分光画像の各画素のR,G,Bが順次加算されて更新されていく。
[分光フィルタ59]
前記分光フィルタ59としては、狭帯域の透過波長特性を持つフィルタを用いる。この狭帯域の透過波長特性を持つフィルタとしては、リオ(Lyot)フィルタや、ファブリペロー(Fabry−Perot)干渉フィルタ等がある。また、LCTF(液晶チューナブルフィルタ)やLCFP(液晶ファブリペロー)エタロンなどの電子制御可能なフィルタも用いることができる。
リオ・フィルタ(LyotFilter)は、複屈折性の結晶板による干渉を利用し、非常に狭い波長城の光を透過する光学フィルタであって、2枚の平行な偏光板の間に、方解石や水晶など複屈折性(birefringence)の結晶板を配したものである。複屈折性の結晶板(厚さd)を透過した光は、互いに垂直な振動方向の通常光と異常光の2光線に分離し、それぞれ異なる屈折率と位相速度を持つ。結晶のX軸方向に直線偏光した光に対して屈折率Ne、Y軸方向に直線偏光した光に対して屈折率Noの場合、
位相差δは、δ=(2π/λ)(Ne−No)d・・・式(1)
透過率Tは、T=cos2δ/2・・・式(2)
となり、分離した通常光と異常光は、同じ偏光状態で光路長の整数倍に等しい波長の光だけが、結晶板から出射される。2枚の平行な偏光板の間に、結晶板を45度回転させて配すると、全体の波長特性は、周期的に多数の透過ピークがある櫛歯状の透過波長特性となる。結晶板の角度をモータ等で回転させることにより、透過波長のピークを変えて、フィルタ特性をチューニングできる。
T=T1T2T3・・・TN−1=cos2×(2x)cos2(4x)・・・cos2(2N−1x)・・・式(3)
ファブリ・ペロー干渉フィルタ(Fabry−PerotFilter、Fabry−PerotEtalon)は、多重反射光線の干渉効果を利用して、狭い波長城の光だけを透過する。水晶の平行平板の両面、若しくは、2枚のガラス板の内面に、金属薄膜や誘電体多層薄膜など反射膜をコートした単純な構造で、各種光学機器に広く利用されている。反射膜(半透鏡)を透過して内部に入射された光線は、2枚の面の間を多重反射する。透過光の波面は、その内、偶数回の反射を受けた後に透過する各成分波面の重畳となる。
位相差δ=(2π/λ)2ndcosθ=4πndcosθ/λ・・・式(4)
入射光Iinに対し、透過光Itは、It=Iin×(1−R2/{(1−R)2+4Rsin2(δ)}となるので、
透過率T=(1−R)2/{(1−R)2+4Rsin2(δ)・・・式(5)
ここで、δ:位相差、λ:波長、θ:入射角、d:ミラー間の物理的間隔、n:媒質の屈折率(空気の場合n=1)、R:ミラーの反射率。
このとき、他の波長では、各透過成分波面間で打ち消し合いの干渉が起こり、透過光がゼロ近くまで減少する。ミラーは、可視光ではAg、Au、AI、Cr、Rhなどを蒸着した金属膜コーティングでも可能だが、吸収ロスが大きいために、主に、多層の誘電体薄膜等が用いられる。可視光域では、高屈折率のH膜(ZnS等)と低屈折率のL膜(MgF2等)を、λ/4厚づつ交互に13層重ねた誘電体多層膜で、99.5%程度の反射率が得られる。
フィネスF=FSR/FWHM=Δλ/δλ=π√R/(1−R)・・・式(7)
ピーク波長の半値全幅FWHM=δλ=FSR/F・・・式(9)
鏡面の反射率Rを上げるほど、フィネスFが高くなり、波長分解能であるFWHM=δλを狭くし、透過ピークを鋭くすることができる。
また、入射角θで入射する波長λの透過光の強度It(θ,λ)は、次式で表される。
It(θ,λ)=Io(λ)/[1+{4R/(1−R)2}sin2(2πでnd・cosθ/λ)]=Io(λ)/{1+(F/π)2sin2(δ/2)}・・・式(10)
ここで、Io(λ)は、同心円状の干渉パターン(Hadinger fringe)の中心での透過光強度。
視野角FOV=√{(8/λ)Xδλ}・・・式(11)
前述のリオ・フィルタや、ファブリ・ペロー・フィルタに、液晶素子や電気光学結晶などの複屈折性要素を挿入して組み合わせると、透過波長特性を電子的に可変できる狭帯域フィルタを構成でき、選択された所望の波長帯域で分光撮影ができる。
所望の波長において、全フィルタにおける透過率のピークを揃えるためには、液晶にかけるAC(交流)若しくは直流(DC)矩形波の電圧を調整して、所望の狭帯域波長に各フィルタの透過率ピークを合わせる必要がある。
各層フィルタの各電圧における分光透過率の特性データ、又は各波長(λi)に調整する為に各層の液晶素子にかける電圧データを、参照テーブル(LUT)として予めメモリに記憶しておき、制御回路2では、それらを参照してフィルタの選択特性を自動調整できるように制御すればよい。
液晶ファブリ・ペロー・エタロン(LCFP)としては、米国SSI社(Scientific Solutions lnc.)のものが公知である。LCFPは、前述の多重反射を利用するファブリ・ペロー干渉フィルタの、薄膜ミラーが形成された2枚のガラス板(又は水晶板)等の間に、液晶層を封入し、両側に透明電極を形成したものである。所定の波長特性となるようにミラー間隔(ギャップ)を最適に設計するのに加え、エタロンのギャップ幅を埋める液晶層の両側電極に印加する電圧を変えることで、液晶層の屈折率nを変化させて、それまでピークではなかった波長に透過率ピークを与えるように変化させ、前述のファブリ・ペロー干渉フィルタにおける前述の式(4)、式(5)により、
間隔d、液晶層も含む屈折率nを式(4)に代入して、
位相差δ=4πndcosθ/λ・・・前述式(4)
を求め、当該位相差δを式(5)に代入して、
透過率T=(1−R)2/{(1−R)2+4Rsin2(δ)}・・・前述式(5)
を求めることができ、フィルタの各波長における分光透過率特性を求めることができる。 あるいは、これら理論式によるシミュレーション結果又は逆算結果と、液晶の駆動電圧−屈折率特性データから、所望の透過特性となる液晶の屈折率n、及び、所要の駆動電圧Vを求めることができ、各層フィルタを所望の分光透過率特性とすることができる。さらに、異なるミラー間隔のエタロンを多層に積層し、各層に設けた液晶層に印加する電圧を変えることで、複数層のフィルタ全てを透過する波長帯域を、所望の狭帯域の波長帯城λにチューニングすることができ、順次選択した波長帯域の光だけを撮像して、分光撮影に利用できる。ただし、液晶の特性として、この屈折率変化は偏光の直交2成分のうち、1成分のみにしか機能しないため、他方の成分はチューニングには寄与できず、この不要成分をブロックするためにLCFPと直列に偏光板を挿入する必要がある。
分光撮影で利用するフィルタの動作波長範囲を、例えば、波長400nm〜700nmの可視光全域とする場合、その全域において高反射率となるコーティングを、平面度の高いエタロン基板上に蒸着する必要がある。また、コーティングの反射率と透過率との相反や、エタロン面の平坦度や間隔の平行精度などから、実用的に無理なく実現できるフィネスFには、例えば(SSI社製LCFPの標準品の場合)波長400nmでF≦8、600nmでF≦10、800nmでF≦12、i200nmでF≦15、1500nmでF≦20などと、ある程度の限界がある。
複数のエタロンを直列に組み合わせて使う場合、ギャップ幅の大きな方の第1エタロン(波長分解エタロン)が、系全体の透過幅を規定し、ギャップ幅の小さな方の第2エタロン(次数抑制エタロン)がFSRを規定する。系全体のFSRは、両エタロンのFSRの比に依存する。第1エタロンのFSR1と、第2エタロンのFSR2との整数比が、B/Aで表現できるとすると、
FSR=A×FSR1=B×FSR2・・・式(12)
B=1の場合は、第2エタロンのFSR2そのものが全体系のFSRになる。それ以外なら、全体系のFSRは次数抑制エタロンのFSR2よりもB倍だけ大きくなる。式(12)から、2台のエタロンを組合せた系では、波長分解エタロンのFSRはA倍に拡大し、全体系のFSRの中に存在できる透過帯の総数も、A倍(FSR拡大係数)に拡大することができる。
a)Lyot系のフィルタの場合
T(λ)=cos2δ/2、
ただし、δ=(2π/λ)(Ne−No)d、
b)Fabry−Perot系フィルタの場合
T(λ)=(1−R)2/{(1−R)2+4Rsin2(δ)、
ただし、δ=4πndcosθ/λ
従来のように、撮像素子60をCCDで構成する場合には、入射光によってフォトダイオードに発生した信号電荷を増幅せずにそのまま、垂直と水平のCCD転送路によって順繰りに転送され、出力回路で初めてFD(Floating Diffusion)アンプにより信号電圧に増幅されて出力される。CCDから出力された撮像信号は、CDS(Correlated Double Sampling:相関二重サンプル)回路でノイズ除去及びサンプル&ホールド処理され、AGC(自動利得制御)アンプで増幅され、ADC(A/D変換器)でデジタル撮像信号に変換され、DSP(信号処理回路)に出力される。
本実施の形態に係るデジタルカメラ1に用いるイメージセンサ部63では、任意のサイズの画像領域を選択して、領域内の画素の撮像信号を読み出す選択読み出しができるようにする。また、CMOSセンサの列回路のCDS/ADC回路の後段や水平出力回路に、各面素に隣接する同色フィルタの複数の画素の撮像信号同士をデジタル信号で加算する加算回路などを設けて、デジタルズーム時や高感度撮影時には、選択領域内の画素データを任意の行列毎に複数画素分加算された撮像信号を読み出しできるように構成する。これにより、画素当たりの撮影感度を実質的に加算数分だけ上げることができ、短い露出時間でも露出が良好な撮影ができ、高速レートの動画撮影や連続撮影でも、画像データ量の小さい撮像信号に変換して出力できるようにする。なお、選択読み出し、あるいは、さらに画素加算された撮像信号は、列回路のCDS/ADC回路から水平走査回路の列選択信号により選択された列信号が順次出力されるが、このとき、高速クロックに同期させて並列デジタル信号として出力するか、並列/直列変換回路により変換して直列(シリアル)のデジタル撮像信号として、LVDS(小振幅差動信号方式)の送信回路等により、高速レートでDSPに転送出力できる。
特開2005−278135号公報には、積分型のADC回路を、列並列のADC比較器とアップ/ダウンカウンタを用いてCDS/ADC回路として構成して、デジタル衆値をメモリ部に書き込み、例えば、カウンタをリセットせずに次の画素値を続けてカウントさせると目算器なしで画素加算演算を行えるようにしたCMOSイメージセンサが開示されている。したがって、本実施の形態におけるイメージセンサ部63として、前記CMOSイメージセンサを用いてもよい。
U/Dカウンタ104は、非同期カウンタで、クロックCLKに同期してダウン(DOWN)カウント、又は、アップ(UP)カウントを行うことにより、比較器103で比較開始から比較終了までの比較時間を計測し、参照電圧Vrefは電圧が線形に上昇するRMP波形なので、カウント値はデジタル電圧値を表すことになる。1回目の読み出し動作では、(単位画素毎にばらつく固パターンノイズを含む)単位画素のリセット成分ΔVが読み出され、2回目の読み出し動作では、リット成分ΔVに加えて、単位画素毎の入射光量に応じた信号成分が、同様の動作によって読み出しされる。
(2回目の比較時間)−(1回目の比較時間)=(信号成分vsig+リセット成分ΔV+ADCオフセット成)−(リセット成分ΔV+ADCオフセット成分)=(信号成分Vsig)
となるので、2回の読み出し動作とU/Dカウンタ104で減算処理により、単位画素毎のばらつきを含んだリセット成分ΔVに加えて、ADC毎のオフセット分も除去され、単位画素毎の入射光量に応じた信号成分Vsigのみを取り出すことができる。AC回路に加え、CDS回路の働きを兼ねることができる。
通常読み出し、又は加算読み出しされた撮像信号のデジタル信号は、並列/直列変換回路で順次シリアル(直列)のデジタル信号に変換されて出力されDSPに転送される。高解像度、高速フレームで撮像を行うためには、当然ながら、撮像信号を高速でDSPに転送する必要がある。一般のCMOS入出力回では、入出力信号の振幅は、電源電圧範囲の一杯の範囲で振らせるので、消費電力が大きくなり転送できる速度も遅くなってしまう。これに対し、例えば、CML系(Cuent Mode Logic、電流モードロジック)の入出力回路では、トランジスタを不飽和領域で使用して、インピーダンスを低くし、電圧を振らせるというよりは電流をon/offさせる方法で、(vdd−0.4V)の電位を中心に低振幅で動作させる。浮遊容量を充・放電する量が少なくなるので高速動作できる。また、LVDS系(Low−voltge Differential Signaling、小振幅差動信号方式)は、2本の信号線を使って情報を運ぶ差動信号式で、単一チャネルあたり数百〜数千Mbps(メガビット/秒)の高速度でデータ伝送でき、かつ、mWレベルの低消費電力の差動データ伝送方式として、内部バスの信号線の本数も減らせるため、モニタ表示装置とPC本体等とのデジタル入出力インタフェースとして利用されている。
図1に示したように、CMOイメージセンサ内蔵のCDS/ADC回路でデジタル変換され、並列又は直列のデジタル信号で高速転送された撮像信号を入力すると、DSP(デジタル信号処理回路)では、まずシェーディング正や黒レベル補正、欠陥画素補正など前処理を行った後、デジタルAGC回路で増幅するとともに、ホワイトバランス調整やカラーバランス調整を行う。通常のRGB3色カラーの撮像素子の場合には、撮像素子の前面に設けられたモザイク状のRGBカラーフィルタ配列に従って、画素毎には一つの色分しか持たないBayerデータから、他の色差成分の画素値も、近隣周辺の画素値等から画素関して求めて、面素毎にRGB色差成分毎の階調値を持つデジタル画像データに変換するラー補間処理などを行うが、本例の高速度分光撮影カメラでは、撮像素子に画素のカラーフィルタを設けずに、撮像素子の全面素で同時に受光し、順次フィルタの透過波長特性を切り替えながら、高速で連続撮影した波長帯域毎の分光画像を撮影する。
一般に、波長(λ)における3次元空間座標(x,y,z)の時間(t)における、ある反射物体の分光反射率の関数をO(x,y,z,t,λ)で表すと、この物質を、分光放射率E(λ)の光源で照明して、分光透過率TL(λ)のレンズを通して結像し、分光透過率TFi(λ)のフィルタ、分光感度S(λ)を有する撮像素子のカメラで撮影するとき、カメラの撮像出力である2次元画像Vi(x,y)は、次式で表すことができる。
Vi(x,y)=∫∫∫TL(λ)TFi(λ)S(λ)t(t)A(z)O(x,y,z,t,λ)E(λ)dλdtdz・・・式(13)
(ただし、t(t):露光時間、A(z):レンズによる結像関数(3次元−2次元変換関数))。
Vi(x,y)=∫TL(λ)TFi(λ)S(λ)O(x,y,λ)(λ)dλ・・・式(14)
となる。
従来の3原色に基づくRGBの3バンド画像の場合には、上記式で、i=R,G,Bで、分光透過率TFi(λ)は、それぞれ、TFR(λ),TFG(λ),TFB(λ)のカーフィルタである。
本実施の形態に係る分光カメラ(デジタルカメラ1)や、狭帯域毎の分光画像の場合にはバンド番号i=1,2,・・・,nとすると、分光透過率T・(λ)が、それぞれ、TF1(λ),TF2,・・・,TFn(λ)の狭帯域バンド毎のフィルタに相当する。(なお上記式で、反射物体と光源のO(λ)E(λ)の代わりに、物体の分光放射輝度Oe(λ)に置き換えると、放射物体の場合にも同様に扱える。)
一般に、色再現では3色の分解像VR、VG,VBを、例えば、CIE−XYZ表色系における等色関数x ̄(λ),y ̄(λ),z ̄(λ)などを用いて、元の物体の3刺激値(Xi,Yi,Zi)が、下記の(XO,YO,ZO)と対応するような、所謂測色的な色再現が行われている。
XO=KO∫O(λ)E(λ)x ̄(λ)dλ、
YO=KO∫O(λ)E(λ)y ̄(λ)dλ、
ZO=KO∫O(λ)E(λ)z ̄(λ)dλ、・・・式(15)
ここで、KO=100[%]/{∫E(入)y ̄(λ)dλ}、
Xh=K∫O′(λ)E′(λ)x ̄(λ)dλ、
Yh=K∫O′(λ)E′(λ)y ̄(λ)dλ、
Zh=K∫O′(λ)E′(λ)z ̄(λ)dλ、・・・式(16)
ここで、K=100[%]/{∫E′(λ)y ̄(λ)dλ}、
本実施の形態のような分光画像の場合も式(14)から、
Vi(x,y)=∫TL(λ)TFi(λ)S(λ)O(x,y,λ)(λ)dλ・・・前式(14)
(ただし、vi(x,y):2次元画像、E(λ):光源の分光放率、TL(λ):撮影レンズの分光透過率、TFi(λ):i番目のフィルタの分光透過率、S(λ)撮像素子の分光感度、O(x,y,λ.):物体の分光反射率である。
得られた複数枚の分光画像データを高速で転送入力したDSPでは、各波長帯λiにおける画の輝度信号V(x,y;λi)を、帯域毎の撮影レンズや干渉フィルタ等の分光透過率T(λi)、撮像センサの分光撮像感度S(λi)など、実際のカメラの分光特性や固体バラツキデータ等予めカメラ内のメモリに記憶しておき、実際の分光特性T(λi)や、S(λi)と、理想の分光特性(透過率100%)や標準の分光透過率T0(λi)や分光感度S0(λj)との比率で除算する、又は、比率の逆数を波長帯域(λ)毎の変換係数として乗算することにより、波長帯域別の感度性バラツキが補正された分光画像V′(x,y;λi)を得る。つまり、
V′(x,y;λi)=V(x,y;λi)×{T0(λi)/T(λi)}×{S0(λi)/S(λi)}・・・式(17a)
又は、
V′(x,y;λi)=V(x,y;λi)×{1/T(λi)}×{1/S(λi)}・・・式(17b)
Ri(x、y)=V′(x,y;λi)×r ̄(λi)、
Gi(x、y)=V′(x,y;λi)×g ̄(λi)、
Bi(x、y)=V′(x,y;λi)×b ̄(λi)、・・・式(18)
さらに、DSP内のマルチプレーン加算回路により、各波帯域(λi)の各面素(x、y)のRGB値をそれぞれ加算合成して、RGBなど広帯域カラーの画データに変換することができる。
R(x,y)=ΣiRi(x,y)、
G(x,y)=ΣiGi(x,y)、
B(x,y)=ΣiBi(x,y)、・・・式(19)
前述のように、積層型のLCFTでは、不要な方向の偏光を遮断する為に、液晶と液晶板の両側に偏光板が必要となることから、フィルタ層が増えるほど、偏光板の数が増える。よって、透過率が落ちる難点や、液晶の立ち上がり時間や切替時間が長くかかり、高速撮影が制限される難点が生ずる。
位相差δ及び透過率の分光特性は、前述の式(4)、式(5)で表される。
位相差δ=(2π/λ)2ndcosθ=4πndcosθ/λ・・・式(4)
透過率T=(1−R)2/{(1−R)2+4Rsin2(δ)・・・式(5)
ここで、δ:位相差、λ:波長、θ:入射角、d:ミラー間の物理的間隔、n:媒質の屈折率(空気の場合n=1)、R:ミラーの反射率。
変位の大きさL=d33・V・N[m]・・・式(20)
ただし、d33:圧電定数(例d33=620〜770pm/V)、V:駆動電圧、N:積層数。
変位の大きさL=3V・d31・(1/t)2・(1十tS/t)・α[m]、・・・式(21)
ただし、V:電圧、1:長さ、t:総厚、tS:シム材厚、d31:等価圧電定数、α:非線形補正係数≒2。
図14は、本発明の第2の実施の形態における撮影制御の処理手順を示すフローチャートである。本実施の形態は、選択された波長帯域の映像信号や分光映像を用いて、AE制御やAF制御、被写体追従AFなどの撮影処理を行うようにしたものである。
すなわち、選択帯域のスルー映像表示処理の場合には、電子制御フィルタ(分光フィルタ59)を前記ステップS204で選択されたスルー映像用の波長帯域に設定して、この選択帯域の映像を、スルー映像として表示部85に表示させる。また、可視光全帯域のスルー映像表示処理の場合には、可視光全域で分光フィルタ59の透過波長帯域を切り替えながら、分光撮影した複数の帯域の分光映像を加算合成した広帯域映像を、スルー映像として表示部85に表示させる。
図17は、本発明の第3の実施の形態において、前記プログラム等とともにプログラムメモリ23に格納されているシーン別撮影データテーブル231の記憶内容の一部を示す概念図である。このシーン別撮影データテーブル231は、「所定の撮影シーン1」と「所定の撮影シーン2」とに区分されている。「所定の撮影シーン1」と「所定の撮影シーン2」には、BS(ベストシーン)No.毎に、「紅葉を写します」、「夜景と人物を写します」等の撮影時のシーンを示すシーン区分データ232、対応する画像例233、及び「シャープネスがハード、彩度が高め、色強調が赤に設定されます。」等のシーン選択効果データ234が記憶されている。さらに、シーン別撮影データテーブル231には、各撮影シーンに対応して当該撮影シーンを撮影する場合に、当該デジタルカメラ1に設定されるべきISO感度やホワイトバランス等の撮影条件が記憶されている。
2 制御回路
3 CPU
22 操作入力部
23 プログラムメモリ
24 データメモリ
25 メモリカード媒体
25 画像メモリ媒体
32 分光フィルタ駆動部
33 温度検出回路
34 焦点レンズ駆動部
35 ズーム駆動部
36 ブレ補正駆動部
47 HDD記憶装置
48 ディスク媒体
49 モータ
58 撮像光学系
59 分光フィルタ
60 撮像素子
62 シャッタ
63 イメージセンサ部
64 水平走査部
65 垂直走査部
66 P/S20変換部
67 DSP部
68 S20/P変換部
69 前処理部
71 帯域別信号処理部
72 マルチプレーン加算回路
73 RGB変換部
74 階調変換ガンマ補正部
75 カラーマトリクス回路
Claims (27)
- 入力される駆動信号に応じて、被写体光の透過波長帯域を変化させるフィルタ手段と、
このフィルタ手段の透過波長帯域を選択する第1の選択手段と、
前記フィルタ手段に前記駆動信号を入力して、前記第1の選択手段により選択された透過波長帯域の被写体光を透過させる第1の分光制御手段と、
この第1の分光制御手段の制御により前記フィルタ手段を透過した前記選択透過波長帯域の被写体光に基づき、当該撮像装置が有する所定の機能の実現に必要な処理を実行する機能実現手段と、
前記フィルタ手段の透過波長帯域を選択する第2の選択手段と、
前記フィルタ手段に前記駆動信号を入力して、前記第2の選択手段により選択された透過波長帯域の被写体光を透過させる第2の分光制御手段と、
この第2の分光制御手段の制御により前記フィルタ手段を透過した被写体光に基づき、被写体を撮像して記録する撮像手段と
を備えることを特徴とする撮像装置。 - 前記第2の分光制御手段は、前記フィルタ手段に前記駆動信号を入力して、前記第2の選択手段により選択された透過波長帯域に変化させて被写体光を透過させ、
前記撮像手段は、前記第2の分光制御手段の制御により透過波長帯域を変化させて前記フィルタ手段を透過した被写体光に基づき、被写体を撮像して記録することを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 - 前記機能実現手段は、前記第1の選択手段により選択された透過波長帯域の被写体光に基づき、被写体のスルー映像を表示する表示手段であることを特徴とする請求項1又は2記載の撮像装置。
- 前記フィルタ手段の透過波長帯域には、可視光領域外の帯域が含まれ、
前記第1の選択手段は、前記透過波長帯域として可視光領域外の帯域を選択可能であることを特徴とする請求項1、2又は3記載の撮像装置。 - 前記フィルタ手段の透過波長帯域には、可視光領域外の帯域が含まれ、
前記第1の選択手段により前記可視光領域外の帯域が前記フィルタ手段の透過波長帯域として選択された場合、前記表示手段は、前記選択透過波長帯域の被写体光に基づき所定の可視処理を実行して、前記スルー映像を表示することを特徴とする請求項3記載の撮像装置。 - 前記所定の可視処理は、前記可視光領域外の被写体光に対応する映像信号を可視光領域内の映像信号に変換する処理であり、
前記表示手段は、前記変換された可視光領域内の映像信号に基づき、前記スルー画像を表示することを特徴とする請求項5記載の撮像装置。 - 前記所定の可視処理は、前記可視光領域外の被写体光に対応する映像信号を所定の疑似色の映像信号に変換する処理であり、
前記表示手段は、前記変換された所定の疑似色の映像信号に基づき、前記スルー画像を表示することを特徴とする請求項5記載の撮像装置。 - 前記第1の選択手段は、単数又は複数の透過波長帯域を選択可能であり、
この第1の選択手段により、複数の透過波長帯域が選択された場合において、前記表示手段は、前記フィルタ手段を透過した前記複数の透過波長帯域毎の被写体光に基づく各画像データを合成し、この合成した画像データに基づき前記スルー映像を表示することを特徴とする請求項3記載の撮像装置。 - 前記機能実現手段は、前記第1の選択手段により選択された透過波長帯域の被写体光に基づき、被写体像の焦点制御を実行する焦点制御手段であることを特徴とする請求項1から8にいずれか記載の撮像装置。
- 前記機能実現手段は、前記第1の選択手段により選択された透過波長帯域の被写体光に基づき、露出制御を実行する露出制御手段であることを特徴とする請求項1から9にいずれか記載の撮像装置。
- 前記機能実現手段は、前記第1の選択手段により選択された透過波長帯域の被写体光に基づき、被写体像の焦点を予め特定された被写体に追従させる制御を実行する追従焦点制御手段であることを特徴とする請求項1から10にいずれか記載の撮像装置。
- 前記第1の選択手段は、単数又は複数の透過波長帯域を選択可能であり、
この第1の選択手段により、複数の透過波長帯域が選択された場合において、前記焦点制御手段、前記露出制御手段又は前記追従焦点制御手段は、前記フィルタ手段を透過した前記複数の透過波長帯域毎の被写体光に基づく各画像データを合成し、この合成した画像データに基づき被写体像の焦点制御、露出制御、追従焦点制御を各々実行することを特徴とする請求項9、10又は11記載の撮像装置。 - 前記第1選択手段は、第3の選択手段と第4の選択手段とで構成され、
前記第1の分光制御手段は、前記駆動信号を入力して、前記フィルタ手段に前記第3の選択手段と第4の選択手段とにより選択された透過波長帯域の被写体光を漸次透過させ、
前記表示手段は、前記第3の選択手段により選択された選択透過波長帯域の被写体光に基づき、スルー映像を表示し、
前記焦点制御手段、前記露出制御手段又は前記追従焦点制御手段は、前記第4の選択手段により選択された選択透過波長帯域の被写体光に基づき、被写体像の焦点制御、露出制御、追従焦点制御を各々実行することを特徴とする請求項9、10又は11記載の撮像装置。 - 前記第1の選択手段は、当該撮像装置に設定された撮影条件に基づき、前記フィルタ手段の透過波長帯域を選択することを特徴とすることを特徴とする請求項1から13にいずれか記載の撮像装置。
- 前記撮影条件には、予め記憶された複数の撮影シーンから選択された撮影シーンに応じて設定される撮影条件が含まれることを特徴とする請求項13記載の撮像装置。
- 当該撮像装置により撮像される撮影シーンを判別する撮影シーン判別手段を備え、
前記第1の選択手段は、撮影シーン判別手段により判別された撮影シーンに基づき、前記フィルタ手段の透過波長帯域を選択することを特徴とすることを特徴とする請求項1から13にいずれか記載の撮像装置。 - 前記機能実現手段の動作時に、補助光を周囲空間に放射する発光手段と、
この発光手段の発光波長帯域を前記第1の選択手段により選択された透過波長帯域に応じて制御する発光制御手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項1から16にいずれか記載の撮像装置。 - 前記発光制御手段は、被写体までの距離に応じて発光の有無を制御する手段を備えることを特徴とする請求項17記載の撮像装置。
- 前記第2の分光制御手段は、前記駆動信号を入力して、前記透過波長帯域を複数段に変化させ、
前記撮像手段は、前記第2の分光制御手段の制御により前記フィルタ手段を透過した前記複数段の透過波長帯域毎の被写体光に基づく複数の画像データを合成する合成手段と、
この合成手段により合成された合成画像データを記録する記録手段と
を備えることを特徴とする請求項1から18にいずれか記載の撮像装置。 - 前記記録手段は、予め設定されたモードに応じて、前記合成手段により合成された合成画像データ、前記透過波長帯域毎の画像データのうち少なくとも一方を記録することを特徴とすることを特徴とする請求項19記載の撮像装置。
- 前記記録手段は、さらに予め指定された透過波長帯域の画像データを記録する手段を備えることを特徴とする請求項20記載の撮像装置。
- 前記記録手段が画像データを記録した直後において、前記表示手段はこの記録した画像データに基づく画像を表示することを特徴とする請求項19から21にいずれか記載の撮像装置。
- 前記合成手段は、前記複数の画像データをその透過波長帯域に応じて補正し、マルチプレーン加算合成することを特徴とする請求項19から22にいずれか記載の撮像装置。
- 前記合成手段による前記補正には、前記撮像手段に被写体像を結像させる光学系の透過率特性、前記フィルタ手段の透過率特性、前記撮像手段の撮影感度特性のいずれか少なくとも一つに基づく補正が含まれることを特徴とする請求項23記載の撮像装置。
- 前記機能実現手段は、前記第1の分光制御手段の制御により前記フィルタ手段を透過した前記選択透過波長帯域の被写体光に基づき、被写体の特徴情報を取得し、この取得した被写体の特徴に基づき当該撮像装置が有する所定の機能の実現に必要な処理を実行することを特徴とする請求項1又は11記載の撮像装置。
- 入力される駆動信号に応じて、被写体光の透過波長帯域を変化させるフィルタ手段を備える撮像装置が有するコンピュータを、
前記フィルタ手段の透過波長帯域を選択する第1の選択手段と、
前記フィルタ手段に前記駆動信号を入力して、前記第1の選択手段により選択された透過波長帯域の被写体光を透過させる第1の分光制御手段と、
この第1の分光制御手段の制御により前記フィルタ手段を透過した前記選択透過波長帯域の被写体光に基づき、当該撮像装置が有する所定の機能の実現に必要な処理を実行する機能実現手段と、
前記フィルタ手段の透過波長帯域を選択する第2の選択手段と、
前記フィルタ手段に前記駆動信号を入力して、前記第2の選択手段により選択された透過波長帯域の被写体光を透過させる第2の分光制御手段と、
この第2の分光制御手段の制御により前記フィルタ手段を透過した被写体光に基づき、被写体を撮像して記録させる撮像制御手段と
して機能させることを特徴とする撮像装置制御プログラム。 - 入力される駆動信号に応じて、被写体光の透過波長帯域を変化させるフィルタ手段を備える撮像装置の制御方法であって、
前記フィルタ手段の透過波長帯域を選択する第1の選択ステップと、
前記フィルタ手段に前記駆動信号を入力して、前記第1の選択ステップにより選択された透過波長帯域の被写体光を透過させる第1の分光制御ステップと、
この第1の分光制御ステップでの制御により前記フィルタ手段を透過した前記選択透過波長帯域の被写体光に基づき、当該撮像装置が有する所定の機能の実現に必要な処理を実行する機能実現ステップと、
前記フィルタ手段の透過波長帯域を選択する第2の選択ステップと、
前記フィルタ手段に前記駆動信号を入力して、前記第2の選択ステップにより選択された透過波長帯域の被写体光を透過させる第2の分光制御ステップと、
この第2の分光制御ステップでの制御により前記フィルタ手段を透過した被写体光に基づき、被写体を撮像して記録する撮像ステップと
を含むことを特徴とする撮像装置制御方法。
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