JP2011223134A - Imaging apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus which can accurately correct color on an illumination light source of the imaging subject without drastically changing the configuration of a normal imaging apparatus.SOLUTION: A spectral characteristic of an imaged picture can be measured by setting an optical fiber terminal 108 near by the light receiving surface of an imaging device 104 and connecting the other terminal to a spectroradiometer 106. By performing the color correction processing in accordance with the spectral characteristic of the imaging device previously measured, the most appropriate color correction processing can be performed corresponding to the condition of the light source at any imaging place and to the optical characteristic of a lens, etc.

Description

本発明は、撮像装置、特に光源測定機能および色補正機能を備えた単板カラー撮像装置に関するものである。   The present invention relates to an imaging apparatus, and more particularly to a single-plate color imaging apparatus having a light source measurement function and a color correction function.

従来の技術として、光源の分光特性を測光する装置として特許文献1などがある。また、被写体の反射分光特性を測定する装置として特許文献2などがある。また、測定した照明光のスペクトルやカラーパッチの分光反射率から色補正を行う技術として特許文献3などがある。また、特許文献4や特許文献5などにおいては、被写体の分光スペクトル情報を利用して、入力画像の色補正を行う撮影システムが提案されている。   As a conventional technique, there is Patent Document 1 as an apparatus for measuring the spectral characteristics of a light source. Further, there is Patent Document 2 as an apparatus for measuring reflection spectral characteristics of a subject. Further, as a technique for performing color correction from the measured spectrum of illumination light and the spectral reflectance of a color patch, there is Patent Document 3 and the like. Further, in Patent Document 4 and Patent Document 5 and the like, an imaging system that performs color correction of an input image using spectral spectrum information of a subject is proposed.

特開昭62−185128号公報JP 62-185128 A 特開2008−139062号公報JP 2008-139062 A 特開2008−244613号公報JP 2008-244613 A 特許第3614126号公報Japanese Patent No. 3614126 特開2005−341175号公報JP 2005-341175 A

本出願人らは、被写体の光源の分光特性を測光する装置として発案された特願2009−170722号(以下、「出願1」という。)および特願2009−172605号(以下、「出願2」という。)を既に出願しており、本願は特に出願1に関連した技術である。   The present applicants have proposed Japanese Patent Application No. 2009-170722 (hereinafter referred to as “Application 1”) and Japanese Patent Application No. 2009-172605 (hereinafter referred to as “Application 2”) which have been proposed as devices for measuring the spectral characteristics of the light source of the subject. And the present application is a technique related to the application 1 in particular.

具体的には、出願1では、単板カラー2次元撮像素子の一部をモノクロ撮像領域とし、当該モノクロ撮像領域に適当な光学フィルタ処理を施すことにより撮影画像の分光特性を測定することを可能とし、出願2では、撮影画像をミラー構造により分光計へ導くことにより撮影画像の分光特性を測定することを可能とするものであった。   Specifically, in Application 1, it is possible to measure the spectral characteristics of a captured image by setting a part of a single-plate color two-dimensional imaging device as a monochrome imaging region and applying appropriate optical filter processing to the monochrome imaging region. In Application 2, it is possible to measure the spectral characteristics of the captured image by guiding the captured image to the spectrometer with a mirror structure.

しかしながら、一般的に用いられる撮像装置の形態と比較し、出願1では撮像素子に特殊な光学フィルタ処理を施す必要があり、また出願2では撮像装置が特殊な構造で大型となってしまう課題があった。   However, in comparison with the form of a commonly used imaging device, in Application 1, it is necessary to perform special optical filter processing on the imaging element, and in Application 2, there is a problem that the imaging device becomes large with a special structure. there were.

本発明の目的は、通常用いられる撮像装置の形態を大きく変更することなく、撮影している被写体の照明光源に対して精度良く色補正を行うことが可能な撮像装置を実現することである。   An object of the present invention is to realize an imaging apparatus capable of accurately performing color correction on an illumination light source of a subject being photographed without greatly changing the form of a commonly used imaging apparatus.

上記目的を達成するため本発明では、撮像素子の受光面近傍に導光ファイバー端を配置しその他端を分光計に接続することにより撮影画像の分光特性測定を可能とするものである。   In order to achieve the above object, the present invention makes it possible to measure the spectral characteristics of a captured image by disposing a light guide fiber end in the vicinity of the light receiving surface of an image sensor and connecting the other end to a spectrometer.

本発明により、通常用いられる撮像装置の形態を大きく変更することなく、撮影している被写体の照明光源に対して精度良く色補正を行うことが可能な撮像装置を実現することができる。例えば、任意の撮影場所での光源の条件およびレンズ等の光学特性に応じた最適な色補正処理を白バランス調整時に自動的に行うことが可能となる。   According to the present invention, it is possible to realize an imaging apparatus capable of accurately performing color correction on an illumination light source of a subject being photographed without greatly changing the form of a commonly used imaging apparatus. For example, it is possible to automatically perform an optimum color correction process according to the light source condition at an arbitrary shooting location and the optical characteristics of the lens or the like during white balance adjustment.

本発明の第1の実施例First embodiment of the present invention 本発明の実施例のレンズ側から見た撮像素子および光ファイバーの配置例Example of arrangement of image pickup element and optical fiber viewed from the lens side in the embodiment of the present invention 本発明の実施例における光ファイバーの設置例Example of optical fiber installation in an embodiment of the present invention 本発明の第2の実施例Second embodiment of the present invention

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。なお、各図において、同じ機能を有するものには同じ符号を付け、重複する説明は省略する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to what has the same function, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

本発明を用いた実施例について図1を用いて説明する。   An embodiment using the present invention will be described with reference to FIG.

図1において、101は被写体、102はレンズ、103はレンズイメージサークル、104は撮像素子、105は光ファイバー、106は分光放射計、107はカメラプロセス回路および色補正プロセス回路、108は光ファイバー端である。   In FIG. 1, 101 is a subject, 102 is a lens, 103 is a lens image circle, 104 is an image sensor, 105 is an optical fiber, 106 is a spectroradiometer, 107 is a camera process circuit and color correction process circuit, and 108 is an optical fiber end. .

レンズ102からの入射光はその結像位置に配置された撮像素子104によって光信号から電気信号に変換され、映像信号としてカメラプロセス回路および色補正プロセス回路107に入力され適切な映像信号処理を行った後、色補正された映像信号として出力される。撮像素子104の垂直方向上方または下方には撮像面に近接して光を導くためのファイバー材料である光ファイバー105(導光ファイバーまたは単にファイバー)が設置されている。光ファイバー105の他端(撮像素子側と反対側の光ファイバー端)には、光の波長毎の強度を測定できる分光放射計106(分光強度計または単に分光計)が設置されている。分光計106から出力された信号は、カメラプロセス回路および色補正プロセス回路107のうちの色補正プロセス回路に入力され、色補正信号処理に利用される。   Incident light from the lens 102 is converted from an optical signal to an electric signal by the image sensor 104 disposed at the image formation position, and is input as a video signal to the camera process circuit and the color correction process circuit 107 to perform appropriate video signal processing. And then output as a color-corrected video signal. An optical fiber 105 (light guide fiber or simply fiber), which is a fiber material for guiding light close to the imaging surface, is installed above or below the imaging element 104 in the vertical direction. At the other end of the optical fiber 105 (optical fiber end opposite to the image sensor side), a spectroradiometer 106 (spectral intensity meter or simply spectrometer) capable of measuring the intensity for each wavelength of light is installed. The signal output from the spectrometer 106 is input to the color correction process circuit of the camera process circuit and the color correction process circuit 107 and used for color correction signal processing.

このときのレンズ102側から見た撮像素子104及び光ファイバー105の配置例を、図2に示す。図2に点線で示す円は、レンズによって光が結像する範囲であるレンズイメージサークル103を示す。このときレンズ102は円形のためレンズイメージサークル103は円形となる。一方撮像素子104の有効撮像領域の形状は一般的には円形ではなく長方形であり、その対角がレンズイメージサークル103内に入るように設計され、さらにはその長方形の横と縦の長さの比率は、例えば35mm判フィルムカメラと同等比率では3:2、NTSC方式テレビジョンカメラ用では4:3、HDTV方式テレビジョンカメラ用では16:9など、正方形ではなく横方向に長いものがほとんどである。従って、ほとんどの一般的な撮像装置では撮像素子の撮像面近くで垂直方向に上方または下方などにはレンズで正常に結像しているが映像信号には用いられない領域があり、本実施例における光ファイバー端108はそのようなイメージサークル内で撮像に用いない任意の領域に設置される。   An arrangement example of the imaging element 104 and the optical fiber 105 viewed from the lens 102 side at this time is shown in FIG. A circle indicated by a dotted line in FIG. 2 indicates a lens image circle 103 that is a range in which light is imaged by the lens. At this time, since the lens 102 is circular, the lens image circle 103 is circular. On the other hand, the shape of the effective imaging area of the image sensor 104 is generally not a circle but a rectangle, and the diagonal of the image sensor 104 is designed to be within the lens image circle 103. Further, the rectangle has horizontal and vertical lengths. For example, the ratio is 3: 2 for the same ratio as 35mm film camera, 4: 3 for NTSC television camera, 16: 9 for HDTV television camera, etc. is there. Therefore, in most general image pickup apparatuses, there is a region that is normally imaged by a lens near the image pickup surface of the image pickup device in the vertical direction but is not used for a video signal. The optical fiber end 108 is installed in an arbitrary area not used for imaging in such an image circle.

つぎに光ファイバーの設置例について、図3に示す。図3(a)は光ファイバーがレンズ光軸に正対した例、(b)は光ファイバー前に光透過拡散剤(または光拡散板や光拡散フィルム)を設置した例、(c)は光ファイバー面に球状の光透過拡散剤を形成し、またはLED光拡散キャップや光拡散型LEDと同様の形成プラスチックなどを用い、側面からの光でも光ファイバーへ入射できる構造とし、光ファイバーをレンズ光軸に対して正対以外の角度に設置した例、(d)は光ファイバーの先端部分に光拡散型ファイバーを用い、光ファイバーをレンズ光軸に対して正対以外の角度に設置した例、(e)は光ファイバーの一部に傷をつけたり削ったりして乱反射などにより、または光屈折方向変更材料などを用いることにより、ファイバー側面からの光を光ファイバーへ入射する構造とし、光ファイバーをレンズ光軸に対して正対以外の角度に設置した例、(f)は光ファイバーの先端に微小なプリズムやミラー様の反射板を設置し、ファイバー側面からの光を光ファイバーへ入射する構造とし、光ファイバーをレンズ光軸に対して正対以外の角度に設置した例である。   Next, an installation example of the optical fiber is shown in FIG. FIG. 3A shows an example in which the optical fiber faces the optical axis of the lens, FIG. 3B shows an example in which a light transmission diffuser (or a light diffusion plate or light diffusion film) is installed in front of the optical fiber, and FIG. A spherical light transmissive diffuser is formed, or a structure similar to that used for LED light diffusion caps and light diffusion LEDs is used, so that light from the side can be incident on the optical fiber. An example in which the optical fiber is installed at an angle other than the pair, (d) is an example in which a light diffusing fiber is used at the tip of the optical fiber, and the optical fiber is installed at an angle other than the front to the lens optical axis. By using a material that changes the direction of light refraction by scratching or shaving the part, or by using a material that changes the direction of light refraction, etc. An example in which the fiber is installed at an angle other than the right angle with respect to the optical axis of the lens. (F) is a structure in which a minute prism or mirror-like reflector is installed at the tip of the optical fiber and the light from the side of the fiber is incident on the optical fiber. This is an example in which the optical fiber is installed at an angle other than the front facing the lens optical axis.

以上のようにして、光ファイバー端108を撮像素子104の撮像面近くのレンズイメージサークル103内でかつ撮影に用いない領域に設置する。その設置形態としては、光ファイバーの断面がレンズ光軸に正対するように設置してもよいし、あるいは、光ファイバーの前またはファイバーの内に任意形状(例えば、板状、球状)の光透過拡散材料または反射もしくは光屈折方向変更材料を構成し光ファイバーがレンズ光軸に正対以外の角度でもレンズからの入射光が光ファイバーに入射するようにしてもよい。   As described above, the optical fiber end 108 is installed in the lens image circle 103 near the imaging surface of the image sensor 104 and in an area not used for imaging. As an installation form, the optical fiber may be installed so that the cross section of the optical fiber faces the optical axis of the lens, or a light transmitting / diffusing material having an arbitrary shape (for example, plate shape, spherical shape) in front of the optical fiber or in the fiber. Alternatively, a reflection or photorefractive direction changing material may be formed, and the incident light from the lens may be incident on the optical fiber even when the optical fiber is at an angle other than the front of the lens optical axis.

以上のような構造とすることにより、撮影と同時に撮影画像の一部の入射光の分光強度分布を測定することが可能となる。   With the above-described structure, it is possible to measure the spectral intensity distribution of a part of incident light of a captured image at the same time as capturing.

次に、撮影被写体に照射される光源の分光分布から色補正処理を行う原理について、色彩工学に基づいた技術であるがここに簡単に説明する。   Next, the principle of performing color correction processing from the spectral distribution of the light source irradiated to the photographic subject is a technique based on color engineering, but will be briefly described here.

カメラの被写体は、照明や太陽などの光源によって照らされ、その反射光がカメラのレンズを通して撮像素子に入射される。このとき、照明は光源によって決まった、光の波長λに応じた強度の分光分布P(λ)を持つ。また被写体も分光反射率ρ(λ)を持つ。両者の積が被写体からの反射光としてテレビカメラへ入射する。テレビカメラはその反射光を、レンズや赤外線(IR)カットフィルタ・光学ローパスフィルタ(LPF)などの光学系の透過特性L(λ)を経由して、例えばR,G,Bに対応した撮像素子の画素がそれぞれ分光感度S(λ),S(λ),S(λ)を持ったカラーセンサで撮像し、その積分値に応じた出力(RGB3刺激値)をR,G,Bの各色チャンネル出力信号として出力する。これを式で表すと以下のようになる。

Figure 2011223134
このとき、被写体の分光反射率ρ(λ)を標準白色板などを用いてなるべく平坦にする、もしくは可能であれば既知のデータで校正することにより、被写体からの反射光Cs(λ)は、光源の分光分布P(λ)をできるだけ反映した特性とすることができる。すなわち、Cs(λ)のスペクトルを測定することにより、撮影環境の光源の分光特性を推定することが可能となる。また、RGBセンサの分光撮像特性をあらかじめ測定しておけば、そのセンサ出力RGB値を計算で求めることが可能となる。従って、例えばマクベスチャートなど反射分光特性ρ(λ)が既知のデータを用いると、光源の分光特性を測定するだけで、各照明条件におけるカメラで撮影したマクベスチャートの再現色を計算で作成することができる。 The subject of the camera is illuminated by a light source such as illumination or the sun, and the reflected light is incident on the image sensor through the lens of the camera. At this time, the illumination has a spectral distribution P (λ) having an intensity corresponding to the wavelength λ of light, which is determined by the light source. The subject also has a spectral reflectance ρ (λ). The product of both is incident on the TV camera as reflected light from the subject. The television camera receives the reflected light through an optical system transmission characteristic L (λ) such as a lens, an infrared (IR) cut filter, an optical low pass filter (LPF), or the like. Each pixel of the image is picked up by a color sensor having spectral sensitivities S R (λ), S G (λ), and S B (λ), and outputs (RGB tristimulus values) corresponding to the integrated values are R, G, B Are output as color channel output signals. This is expressed as follows.
Figure 2011223134
At this time, the reflected light Cs (λ) from the subject is obtained by flattening the spectral reflectance ρ (λ) of the subject as much as possible using a standard white plate or by calibrating with known data if possible. The characteristic can reflect the spectral distribution P (λ) of the light source as much as possible. That is, by measuring the spectrum of Cs (λ), it is possible to estimate the spectral characteristics of the light source in the shooting environment. If the spectral imaging characteristics of the RGB sensor are measured in advance, the sensor output RGB value can be obtained by calculation. Therefore, using data with known reflection spectral characteristics ρ (λ) such as a Macbeth chart, the reproduction color of the Macbeth chart photographed with the camera under each illumination condition can be created by calculation only by measuring the spectral characteristics of the light source. Can do.

一般に放送用カメラでは撮影時に、その撮影環境に応じてカメラのホワイトバランスを調整するために、撮影前に灰色もしくは白色の標準反射チャート等の無彩色反射被写体を撮影し、そのときのRGB信号強度からRGBそれぞれのアンプゲイン設定を調整する。そこで、まず無彩色の標準反射チャートを画面一杯となるように撮影し、そのときの分光反射率が平坦(ρwhite(λ)=一定)であればそのまま用い、または分光反射率ρwhite(λ)が既知であればその特性によって校正して、光源の分光特性P(λ)が光学系の分光特性L(λ)を経由して撮像素子に入射される光の分光特性を、本実施例による分光計によって求める。つぎに、反射分光特性が既知の24色マクベスチャートの反射分光特性ρmacbeth_color_k(λ)(kは色番号1〜24)と、あらかじめ測定した単板式カラーカメラのカラー分光感度特性SR1(λ),SG1(λ),SB1(λ)および色補正の目標とする例えば放送用3板式カラーカメラのカラー分光感度特性SR2(λ),SG2(λ),SB2(λ)とを積算することにより、単板式カメラと3板式カメラでそれぞれ24色マクベスチャートを撮影したと想定した場合の各色のRGB信号量を計算で生成することができる。 In general, when shooting with a broadcast camera, in order to adjust the white balance of the camera according to the shooting environment, an achromatic reflection subject such as a gray or white standard reflection chart is shot before shooting, and the RGB signal intensity at that time To adjust the RGB amplifier gain settings. Therefore, first, an achromatic standard reflection chart is photographed to fill the screen, and if the spectral reflectance at that time is flat (ρ white (λ) = constant), it is used as it is, or spectral reflectance ρ white (λ ) Is known, the spectral characteristic P (λ) of the light source is calibrated according to the characteristic, and the spectral characteristic of light incident on the image sensor via the spectral characteristic L (λ) of the optical system is Obtained by spectrometer. Next, the reflection spectral characteristic ρ macbeth_color_k (λ) (k is a color number 1 to 24) of a 24-color Macbeth chart whose reflection spectral characteristic is known, and the color spectral sensitivity characteristic S R1 (λ) of a single-plate color camera measured in advance. , S G1 (λ), S B1 (λ), and color spectral sensitivity characteristics S R2 (λ), S G2 (λ), S B2 (λ) of, for example, a three-plate color camera for broadcasting, which is the target of color correction, By accumulating, it is possible to generate by calculation the RGB signal amount of each color when it is assumed that a 24-color Macbeth chart has been shot with each of the single-plate camera and the three-plate camera.

色補正は例えばこの計算によって求められた、2種類のカメラで撮影したマクベスチャート画像に相当するRGB信号によって行える。例えば色補正をリニアマトリクスで行う場合、単板式カメラを想定して計算したマクベスチャート24色それぞれのRGB値が、3板式カメラを想定して計算したマクベスチャート24色それぞれのRGB値と最も近づくように、リニアマトリクスの補正係数を最小二乗法で求め、得られたリニアマトリクス係数を単板式カメラの色補正処理回路においてリニアマトリクス色補正処理を行うことにより、単板式カメラの色再現特性を、3板式カメラの色再現特性と近づけることが可能となる。   For example, color correction can be performed using RGB signals corresponding to Macbeth chart images taken by two types of cameras obtained by this calculation. For example, when color correction is performed using a linear matrix, the RGB values of each of the 24 colors of the Macbeth chart calculated assuming a single-plate camera are closest to the RGB values of each of the 24 colors of the Macbeth chart calculated assuming a 3-plate camera. Further, the linear matrix correction coefficient is obtained by the least square method, and the obtained linear matrix coefficient is subjected to the linear matrix color correction processing in the color correction processing circuit of the single-plate camera, so that the color reproduction characteristics of the single-plate camera can be reduced to 3 It is possible to approximate the color reproduction characteristics of a plate camera.

なお、想定する色票(色チャート)は反射分光特性が既知であれば24色マクベスチャートに限る必要はなく、その他の任意の色票を用いてもよいし、また例えば放射分光特性が既知の照明光源を用いて任意の色チャートを画面一杯に拡大して撮影し本実施例で設置された分光計で測定および校正することにより色チャートの反射分光特性を測定して用いてもよい。また、色補正処理はリニアマトリクス方式に限る必要はなく、得られたRGB信号情報を元に任意の調整方式、例えばゲイン・ペデスタル調整、多軸色相調整、ルックアップテーブル方式、ペインティング処理、等で色補正を行っても構わない。   Note that the assumed color chart (color chart) is not limited to the 24-color Macbeth chart if the reflection spectral characteristics are known, and any other color chart may be used. For example, the radiation spectral characteristics are known. An arbitrary color chart may be enlarged and photographed using an illumination light source and measured and calibrated with a spectrometer installed in this embodiment, and the reflection spectral characteristics of the color chart may be measured and used. Further, the color correction process need not be limited to the linear matrix method, and any adjustment method based on the obtained RGB signal information, such as gain / pedestal adjustment, multi-axis hue adjustment, look-up table method, painting process, etc. Color correction may be performed with

すなわち、カメラプロセス回路および色補正プロセス回路107のうちの色補正プロセス回路は、灰色もしくは白色の標準反射チャート等の無彩色反射被写体を撮影したときの光源の分光特性を求め、既知の反射分光特性と、あらかじめ測定した単板カラー撮像素子を用いた単板式カラーカメラのカラー分光感度特性および色補正目標とする3板式カラーカメラのカラー分光感度特性を積算し、当該単板式カメラと3板式カメラで撮影した画像を計算で生成し、この計算によって求められた2種類の画像の色差を減少させるような色補正処理を行う。あるいは、色補正プロセス回路は、灰色もしくは白色の標準反射チャート等の無彩色反射被写体を撮影したときの光源の分光特性の特徴から光源推定を行い、既に記録してある光源の補正係数の中から推定した光源の補正係数を選択し、選択した補正係数を用いて色補正処理を行うようにしてもよい。   That is, the color correction process circuit of the camera process circuit and the color correction process circuit 107 obtains the spectral characteristics of the light source when photographing an achromatic reflection subject such as a gray or white standard reflection chart, and the known reflection spectral characteristics. And the color spectral sensitivity characteristics of a single-plate color camera using a single-plate color image sensor that has been measured in advance and the color spectral sensitivity characteristics of a three-plate color camera as a color correction target. A photographed image is generated by calculation, and color correction processing is performed to reduce the color difference between the two types of images obtained by this calculation. Alternatively, the color correction process circuit estimates the light source from the characteristics of the spectral characteristics of the light source when an achromatic reflection subject such as a gray or white standard reflection chart is photographed, and uses the correction factor of the light source already recorded. An estimated light source correction coefficient may be selected, and color correction processing may be performed using the selected correction coefficient.

またそれらの測定または調整は、出願1に示すように、図示しない白バランス調整開始スイッチまたは色補正調整開始スイッチと連動し白バランス調整と同時にまたは色補正調整開始とともに行ってもよい。また、図示しないレンズデフォーカス回路を設け、白バランス調整開始スイッチまたは色補正調整開始スイッチと連動し、色補正調整開始と共にレンズ102のフォーカス位置をMOD(最短撮影距離、最至近距離)または無限遠へ移動し、これにより、光ファイバー端108への入射光をできるだけ拡散光とし、また被写体の無彩色チャート表面の明度ムラの影響等を抑え、分光特性測定をより正確に行うようにすることもできる。   Further, as shown in Application 1, the measurement or adjustment may be performed simultaneously with the white balance adjustment or simultaneously with the start of the color correction adjustment in conjunction with a white balance adjustment start switch or a color correction adjustment start switch (not shown). In addition, a lens defocus circuit (not shown) is provided, and in conjunction with the white balance adjustment start switch or the color correction adjustment start switch, the focus position of the lens 102 is set to MOD (shortest shooting distance, closest distance) or infinity when the color correction adjustment starts. Thus, the incident light to the optical fiber end 108 can be made as diffuse light as much as possible, and the influence of unevenness in brightness on the surface of the achromatic color chart of the subject can be suppressed, so that the spectral characteristic measurement can be performed more accurately. .

またこのとき、分光特性の測定と連動または非連動で、測定結果をメモリ回路に記録し、任意に読み出し可能とすることにより、その場で測定しなくてもあらかじめ測定したデータに応じた任意の色補正処理を行うことが可能である。例えばA光源とD65光源の時の分光特性を測定して記録し、またはあらかじめ測定したデータを読み出し専用のメモリ(ROM)に記録しておき、撮影時に任意にプリセット値として選択して読み出すことにより、例えば撮影前や撮影時に測定ができない場合でも、固定的にA光源やD65光源に対応した値で色補正を行うことが可能となる。   At this time, the measurement result is recorded in the memory circuit in conjunction with or not in conjunction with the measurement of the spectral characteristics, and can be arbitrarily read out, so that any measurement according to the data measured in advance can be performed without performing the measurement on the spot. Color correction processing can be performed. For example, by measuring and recording the spectral characteristics at the time of the A light source and the D65 light source, or recording data measured in advance in a read-only memory (ROM), and arbitrarily selecting and reading as a preset value at the time of shooting For example, even when measurement is not possible before or during shooting, it is possible to perform color correction with values corresponding to the A light source and D65 light source in a fixed manner.

また分光特性の測定結果をメモリ回路に記録する場合でも、記録するデータは分光特性のみなので、例えば380−750nmの範囲を5nm毎の16ビットデータとして保存したとしてもその量はたかだか150バイト程度であり、全ての補正データを記憶するよりも格段に少ない容量で間接的に補正データを記録することが可能となる。   Even when the measurement result of the spectral characteristic is recorded in the memory circuit, the data to be recorded is only the spectral characteristic. For example, even if the range of 380 to 750 nm is stored as 16-bit data every 5 nm, the amount is about 150 bytes. In addition, correction data can be indirectly recorded with a much smaller capacity than storing all correction data.

本実施例においては、光ファイバー端108を撮像素子104の撮像面近くのレンズイメージサークル103内でかつ撮影に用いない領域に設置しているが、一般的には、撮像レンズと撮像素子の間に設ければよい。   In the present embodiment, the optical fiber end 108 is disposed in the lens image circle 103 near the imaging surface of the image sensor 104 and in an area not used for photographing. Generally, the optical fiber end 108 is interposed between the image pickup lens and the image sensor. What is necessary is just to provide.

以上説明した撮像素子104は、撮像素子の有効領域表面上にオンチップカラーフィルター処理を施すことによって1枚の撮像素子でカラー信号が取得できる単板カラー用2次元撮像素子が最も望ましいが、1次元撮像素子を用いてもよい。また、光学分光プリズムと複数のモノクローム撮像素子を用いてカラー信号を動画または静止画で撮影する撮像装置において撮像レンズと撮像素子の間に光ファイバー端を設けるようにしてもよい。   The image sensor 104 described above is most preferably a two-dimensional image sensor for single plate color that can acquire a color signal with one image sensor by performing on-chip color filter processing on the surface of the effective area of the image sensor. A two-dimensional image sensor may be used. Further, an optical fiber end may be provided between the imaging lens and the imaging element in an imaging apparatus that captures a color signal as a moving image or a still image using an optical spectroscopic prism and a plurality of monochrome imaging elements.

本発明を用いた第2の実施例について図4を用いて説明する。   A second embodiment using the present invention will be described with reference to FIG.

図4では分光特性データはメタデータとして画像データに付加してカメラから出力され、外部記録装置109に記録される。例えばHD−SDI信号のアンシェラリ領域や音声データ領域などを利用して画像信号に重畳し記録される。または、分光特性データはメタデータとして画像データと別な手段を利用してカメラから出力され、画像データと別に記録される。例えばメモリ付VTRのメモリ部などを利用して画像信号と関連づけて記録される。   In FIG. 4, the spectral characteristic data is added to the image data as metadata and output from the camera, and recorded in the external recording device 109. For example, an ancillary area or an audio data area of the HD-SDI signal is used to be superimposed and recorded on the image signal. Alternatively, the spectral characteristic data is output from the camera using metadata and another means different from the image data, and is recorded separately from the image data. For example, recording is performed in association with an image signal using a memory unit of a VTR with memory.

このように撮影時の分光特性データを映像信号と同時に記録することにより、例えば撮影時に色補正を行わなくとも再生時や編集時に最適な色補正処理を行う、などが可能となる。   Thus, by recording spectral characteristic data at the time of photographing together with a video signal, for example, it is possible to perform optimum color correction processing at the time of reproduction or editing without performing color correction at the time of photographing.

以上の点以外は実施例1と同様である。   The other points are the same as those in the first embodiment.

以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the above embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Of course.

101…被写体、102…レンズ、103…レンズイメージサークル、104…撮像素子、105…光ファイバー、106…分光放射計、107…カメラプロセス回路および色補正プロセス回路、108…光ファイバー端、109…外部記録装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Object, 102 ... Lens, 103 ... Lens image circle, 104 ... Image sensor, 105 ... Optical fiber, 106 ... Spectral radiometer, 107 ... Camera process circuit and color correction process circuit, 108 ... Optical fiber end, 109 ... External recording device

Claims (8)

撮像素子の有効領域表面上にオンチップカラーフィルター処理を施すことによって1枚の撮像素子でカラー信号が取得できる単板カラー用撮像素子または光学分光プリズムと複数のモノクローム撮像素子を用いてカラー信号を動画または静止画で撮影する撮像装置において、
撮像レンズと撮像素子の間に光を導くことが出来るファイバー材料の一端を設置しその他端を分光計に接続することにより、撮影画像の分光強度分布を測定することを特徴とする撮像装置。
By applying on-chip color filter processing on the surface of the effective area of the image pickup device, a color signal can be obtained using a single-plate color image pickup device or an optical spectral prism and a plurality of monochrome image pickup devices. In an imaging device that captures moving images or still images,
An image pickup apparatus for measuring a spectral intensity distribution of a photographed image by installing one end of a fiber material capable of guiding light between an image pickup lens and an image pickup element and connecting the other end to a spectrometer.
請求項1に記載の撮像装置において、
撮像素子の有効領域表面上にオンチップカラーフィルター処理を施すことによって1枚の撮像素子でカラー信号が取得できる単板カラー用2次元撮像素子を用いることを特徴とする撮像装置。
The imaging device according to claim 1,
An image pickup apparatus using a single-plate color two-dimensional image pickup device capable of acquiring a color signal with a single image pickup device by performing on-chip color filter processing on a surface of an effective area of the image pickup device.
請求項2に記載の撮像装置において、
前記光を導くことが出来るファイバー材料は光ファイバーであり、光ファイバーの一端を撮像素子の撮像面近くのレンズイメージサークル内でかつ撮影に用いない領域に設置することを特徴とする撮像装置。
The imaging device according to claim 2,
An image pickup apparatus characterized in that the fiber material capable of guiding the light is an optical fiber, and one end of the optical fiber is installed in a lens image circle near the image pickup surface of the image pickup device and in an area not used for photographing.
請求項3に記載の撮像装置において、
光ファイバーの断面がレンズ光軸に正対するように設置すること、
または、光ファイバーの前またはファイバーの内に任意形状の光透過拡散材料または反射もしくは光屈折方向変更材料を構成し光ファイバーがレンズ光軸に正対以外の角度でもレンズからの入射光が光ファイバーに入射するようにすること、
を特徴とする撮像装置。
The imaging device according to claim 3.
Install so that the cross section of the optical fiber faces the lens optical axis,
Alternatively, a light transmitting diffusion material or a reflection or light refraction direction changing material having an arbitrary shape is formed in front of the optical fiber or in the fiber, and the incident light from the lens is incident on the optical fiber even when the optical fiber is not directly opposite to the lens optical axis. To do,
An imaging apparatus characterized by the above.
請求項2ないし4のうちのいずれか1項に記載の撮像装置において、
無彩色反射被写体を撮影したときの光源の分光特性を求め、既知の反射分光特性と、あらかじめ測定した前記単板カラー撮像素子を用いた単板式カラーカメラのカラー分光感度特性および色補正目標とする3板式カラーカメラのカラー分光感度特性を積算し、当該単板式カメラと3板式カメラで撮影した画像を計算で生成し、この計算によって求められた2種類の画像の色差を減少させるような色補正処理を行うこと、
または、無彩色反射被写体を撮影したときの光源の分光特性の特徴から光源推定を行い、既に記録してある光源の補正係数の中から推定した光源の補正係数を選択し、選択した補正係数を用いて色補正処理を行うこと、
を特徴とする撮像装置。
In the imaging device according to any one of claims 2 to 4,
Obtain the spectral characteristics of the light source when photographing an achromatic reflection subject, and use it as the known spectral reflectance characteristics and the color spectral sensitivity characteristics and color correction targets of a single-panel color camera using the previously measured single-panel color image sensor. Color correction that integrates the color spectral sensitivity characteristics of a three-plate color camera, generates images taken with the single-plate camera and the three-plate camera by calculation, and reduces the color difference between the two types of images determined by this calculation Processing,
Alternatively, the light source is estimated from the characteristics of the spectral characteristics of the light source when the achromatic reflection subject is photographed, the estimated light source correction coefficient is selected from the already recorded light source correction coefficients, and the selected correction coefficient is selected. Using the color correction process,
An imaging apparatus characterized by the above.
請求項5に記載の撮像装置において、
前記色補正処理を行う色補正プロセス回路の動作が白バランス調整開始ボタンまたは色補正調整開始ボタンと連動しており、白バランス調整と同時に、または色補正調整開始とともに、色補正処理を行うことを特徴とする撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 5,
The operation of the color correction process circuit that performs the color correction processing is linked to the white balance adjustment start button or the color correction adjustment start button, and the color correction processing is performed simultaneously with the white balance adjustment or simultaneously with the start of the color correction adjustment. An imaging device that is characterized.
請求項6に記載の撮像装置において、
分光特性の測定と連動または非連動で、測定結果をメモリ回路に記録し、任意に読み出し可能とすることを特徴とする撮像装置。
The imaging device according to claim 6,
An imaging apparatus characterized in that a measurement result is recorded in a memory circuit and can be arbitrarily read out in conjunction or non-linkage with measurement of spectral characteristics.
請求項7に記載の撮像装置において、
分光特性の測定と連動または非連動で記録する測定結果はメタデータとして画像データに付加してカメラから出力される、または画像データと別な手段を利用してカメラから出力され、外部記録装置に記録されることを特徴とする撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 7,
Measurement results recorded in conjunction or non-interaction with the measurement of spectral characteristics are added to the image data as metadata and output from the camera, or output from the camera using a means different from the image data, and stored in an external recording device. An imaging apparatus that is recorded.
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JP2017212640A (en) * 2016-05-26 2017-11-30 日本放送協会 Color adjustment device and color adjustment system
CN109959500A (en) * 2017-12-26 2019-07-02 宇瞻科技股份有限公司 Spectroradiometer detects header structure

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