JP4377307B2

JP4377307B2 - 撮影装置

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Inventors: 威彦仙波
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Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2004-09-24
Filing date: 2004-09-24
Publication date: 2009-12-02
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Description

本発明は、撮影光学系を備えその撮影光学系を経由して入射してきた被写体光を捉えることにより画像信号を生成する撮影装置に関する。

被写体光を受光部により受光して被写体光に基づくカラー画像を表示する場合などには、被写体光を光の３原色であるＲ（赤）色、Ｇ（緑）色、Ｂ（青）色に分離してそれぞれの色に対応する画像信号を生成し、これら画像信号に基づいて表示画面上に二次元的に配列されている、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する各素子それぞれを駆動することによって表示画面上にカラー画像を表示している。

このような受光部としては単板式のものや３板式のものが良く用いられているが、被写体光をＲ光，Ｇ光、Ｂ光の３原色に分離するにあたって単板式の受光部にあっては１つの撮像素子の受光面に色分光用のＲ、Ｇ、Ｂフィルタを順に配列することにより被写体を分離したり、３板式の受光部にあっては分光用の色分離ミラー（色分離ミラーの一つであるダイクロイックミラーが良く用いられるので以降ダイクロイックミラーという）で被写体光を分離したりしている（例えば特許文献１〜２参照）。

上記単板式の受光部は、Ｒ光，Ｇ光，Ｂ光の各色フィルタを用いて色の分離を行なっているため、色フィルタでの透過損により撮像素子の感度が低下するという欠点を持つものの、比較的構成が簡略であることからデジタルカメラなどによく用いられていて、後者の複数板式のものにおいては、部品点数が増え構成が複雑になって若干コスト高を招くという欠点を持つものの、色フィルタを用いずにダイクロイックミラーを用いて複数の撮像素子に被写体を結像させることにより高感度の画像信号を得ることができることから放送用のカメラなどに用いられている。

さらにこのダイクロイックミラーを通過して３つの撮像素子それぞれの受光面に到達する分光（Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光）が撮像素子の受光面で感度良く受光されるように３つの撮像素子の受光面それぞれにＲ光、Ｇ光，Ｂ光それぞれの波長に適した反射防止膜を形成することにより受光感度をアップさせたものもある（例えば特許文献３参照）。
特開平６−２８１８８１号公報特開２０００−２０１２９０号公報特開２００３−３０９８５８号公報

ここで、単板式のものにおいてはもちろん３板式のものにおいても、被写界がある程度暗いシーンで補助光なしに撮影操作を行う場合にはシャッタ速度が手ぶれ限界よりも長秒時となり手ぶれが問題となることがある。

本発明は、上記事情に鑑み、従来よりも暗い被写界まで手ぶれや被写体ぶれが目立ち難い撮影装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の撮影装置は、撮影光学系を備えその撮影光学系を経由して入射してきた被写体光を捉えることにより画像信号を生成する撮影装置において、
上記撮影光学系を経由してきた被写体光のうち緑色波長帯の光を受光して緑色の画像信号を生成する第１の撮像素子と、
上記撮影光学系を経由してきた被写体光のうち赤色波長帯の光と青色波長帯の光を相互に分けて受光して赤色用の画像信号と青色用の画像信号を生成する第２の撮像素子と、
上記第１の撮像素子のシャッタ速度と上記第２の撮像素子のシャッタ速度を相互に独立に制御するシャッタ制御部とを備えたことを特徴とする。

上記本発明の撮影装置によれば、同じ被写体の撮影が上記第１の撮像素子と上記第２の撮像素子との双方の撮像素子で相互に異なるシャッタ速度で独立に行なわれるようになる。

ここで、Ｇ光は、Ｒ光、Ｂ光と比べ受光感度が高いので被写界輝度が比較的暗くて長秒時になりそうなときには、上記第１の撮像素子のシャッタ速度を上記第２の撮像素子のシャッタ速度よりも高速にして撮影を行なうと手ぶれや被写体ぶれの影響のない画像信号が第１の撮像素子で得られ、手ぶれの影響のある画像信号が第２の撮像素子で得られる。その第１の撮像素子で受光された、手ぶれの影響のないＧ光は視感度も他の光よりも相対的に高く、そのＧ光にＲ光、Ｂ光が混合されると、手ぶれの影響が目立ち難いカラー画像が得られる。

このようにすると従来よりも暗い被写界まで手ぶれや被写体ぶれが目立ち難い撮影装置が実現される。

ここで、入射してきた被写体光のうちの緑色波長帯の光を反射するとともに赤色波長帯の光と青色波長帯の光を透過するダイクロイックミラーを備えた態様であることが好ましい。

上記ダイクロイックミラーを用いると被写体光がさほど減衰することもなく上記第１の撮像素子および上記第２の撮像素子で受光される。

上記第２の撮像素子の方にはＲ光とＢ光を分けて受光するための色フィルタが必要になるが、上記第１の撮像素子にはこのような色フィルタを設ける必要がないのでＧ光の光量が上がり、この点においても上記第１の撮像素子つまりG光の感度が上がる。そうすると、従来よりも被写界が暗くなっても、第１の撮像素子の方が感度が上がっている分、シャッタ速度を高速にしても充分な露光量が得られる。

ここで、上記シャッタ制御部が、上記第１の撮像素子のシャッタ速度と上記第２の撮像素子のシャッタ速度を、撮影条件に応じて、その第１の撮像素子のシャッタ速度が、その第２の撮像素子のシャッタ速度と比べ同一もしくは高速シャッタとなるように制御するものであることが好ましい。

このように上記シャッタ制御部が、上記第１の撮像素子のシャッタ速度が、上記第２の撮像素子のシャッタ速度と比べ同一もしくは高速シャッタとなるように制御するものであると、例えば充分に被写体照度が得られている場合（この場合は第１、第２の撮像素子双方とも高速シャッタになる）や被写体照度が全く得られていない場合（この場合は第１、第２の撮像素子双方ともスローシャッタになる）などを除いて被写界が比較的暗く、手ぶれ限界を超えて長秒時になりそうな場合に上記第１のシャッタ速度を上記第２のシャッタ速度と比べ高速シャッタにして撮影を行なうこともできる。

さらに前記撮影条件が、被写体照度、焦点距離、撮像素子の感度、およびＦ値のうちの少なくとも１つを含むものであることが好ましい。

このように被写体照度、焦点距離、撮像素子の感度（ＩＳＯ感度）、およびＦ値などの撮影条件に応じて第１の撮像素子、第２の撮像素子のシャッタ速度を制御するようにしておくと、被写体照度を測光装置により測定した値に応じて、また操作により設定された焦点距離やＩＳＯ感度に応じて、さらに絞り径と焦点距離とから求められるＦ値に応じて、シャッタ速度を制御することができるようになり、どのような撮影条件下にあっても好適な撮影をこの撮影装置で行なうことができるようになる。

また、第１の撮像素子のシャッタ速度を高速にして、その第１の撮像素子のシャッタ速度よりも低速のシャッタ速度を第２の撮像素子に設定した場合には、第２の撮像素子の手ぶれの影響が顕著に現われ過ぎてしまう場合もある。

そこで上記シャッタ制御部は、少なくとも上記第２の撮像素子について複数回シャッタ開閉を行って複数回の画像信号を生成するものであって、
その複数回の画像信号のぶれを補正してその複数回の画像信号を相互に重ね合わせるぶれ補正部を備えた態様のものであることが好ましい。

このように上記シャッタ制御部が少なくとも上記第２の撮像素子について複数回シャッタ開閉を行って複数回の画像信号を生成した後、上記ぶれ補正部がその複数回の画像信号のぶれを補正して相互に重ね合わせる処理を行なうものであると、手ぶれや被写体のぶれなどを補正することができ、さらに低速シャッタで撮影したのとほぼ同じ感度の画像信号を複数回の撮影により得ることができる。

さらに、上記シャッタ制御部は、上記第１の撮像素子と上記第２の撮像素子について同期してシャッタ開閉を複数回行って画像信号を複数回生成するものであって、
上記ぶれ補正部は、上記撮像素子で得られた複数回の画像信号に基づいて第１の撮像素子で得られた複数回の画像信号のぶれを検出し、そのぶれの検出結果に基づいて上記第２の撮像素子で得られた複数回の画像信号のぶれを補正してその第２の撮像素子で得られた複数回の画像信号を重ね合わせるものであることが好ましい。

上記第２の撮像素子側で複数回の画像信号を生成してその複数回の画像信号でぶれを補正することができれば良いが、被写体照度が暗くなってくると上記ぶれ補正部で複数回の画像信号のぶれを補正することができない場合もある。

そこで、被写体照度が比較的暗い場合には、上記第２の撮像素子よりも感度の高い上記第１の撮像素子においても複数回の画像信号を生成するようにしておくと上記ぶれ補正部により好適なぶれの補正が行なえる。

以上、説明したように、従来よりも暗い被写界まで手ぶれや被写体ぶれが目立ち難い撮影装置が実現される。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

本発明の一実施形態である撮影装置を説明する前に、本発明の撮影装置に配備することができる受光ユニットの構成を説明しておく。

図１は、その受光ユニットの構成を示す図である。

図１に示す受光ユニット１０ａは多面体であるプリズム１１ａ，１２ａを２つ備えたものであって、一方のプリズム１１ａが持つ多面のうちの一面１１０１ａと他方のプリズム１２ａが持つ多面のうちの一面１２２ａとが接合されるようにして張り合わされている。この実施形態では、入射光を緑色波長帯の光（以降Ｇ光という）と赤色波長帯の光（以降Ｒ光という）と青色波長帯の光（以降Ｂ光という）とに分離するにあたって、Ｇ光が反射するとともにＲ光及びＢ光が透過するダイクロイックミラー１３ａが、２つのプリズム１１ａ，１２ａの面同士が接合されるようにして張り合わされるところに挟み込まれている。

ここで、そのダイクロイックミラー１３ａと２つのプリズム１１ａ，１２ａの作用をそれぞれ説明する。

ダイクロイックミラー１３ａはＧ光を反射する反射膜がコーティングされたものであって、第１のプリズム１１ａの入射面１１０ａに入射した入射光がプリズム中を進行してきてそのダイクロイックミラー１３ａまでくると、そのダイクロイックミラー１３ａの表面で入射光の中のＧ光のみが反射される。このダイクロイックミラー１３ａで反射したＧ光は、逆行し始めて入射光とは逆の方向から入射面に近づいていくようになる。本実施形態においては、プリズム１１ａ，１２ａ同士が接合されている接合面１１０１ａ側から入射面側に逆行してきた光が入射面１１０ａに達したときにはその入射面１１０ａで全反射が起きるように空気層の屈折率（ｎ_air）と第１のプリズムの屈折率（ｎ_p1）に基づいて接合面１１０１ａの角度と入射面１１０ａの角度が設定されている。このため、その入射面１１０ａに逆行してきたＧ光は入射面１１０ａで全反射される。その入射面で全反射されたＧ光の進行方向には第１の撮像素子１１１ａが配備されており、Ｇ光はその第１の撮像素子１１１ａで受光されることとなる。この第１の撮像素子１１１ａはＧ光を受光するものであるので以降の説明においては第１の撮像素子１１１ａと記載する代わりにＧ用撮像素子１１１ａと記載する。

また、ダイクロイックミラー１３ａを透過したＧ光以外の透過光（Ｒ光、Ｂ光）は、もう一つのプリズム１２ａの端部に形成されているミラー１２３ａで反射されて接合面側に向かって逆行し始めるようになる。先ほどと同様に今度は接合面１２２ａで全反射が起こるように第２のプリズム１２ａの屈折率（ｎ_p2）とダイクロイックミラー１３ａの屈折率（ｎ_d1）に基づいてミラー１２３ａの角度と接合面１２２ａの角度が設定されているので、この接合面１２２ａに入射したＲ光、Ｂ光が全反射されて第２の撮像素子１２１ａで受光されることとなる。この第２の撮像素子１２１ａの表面にはＲフィルタとＢフィルタとが交互に配列されているので、それらのフィルタによりＲ光とＢ光とが分けて受光される。この第２の撮像素子は、Ｒ光とＢ光に分けて赤色用の画像信号と青色用の画像信号とを別々に生成するものであるので、以降に説明においては、上記Ｇ光撮像素子と区別するため、ＲＢ用撮像素子と記載する。

このようにダイクロイックミラー１３ａの反射光であるＧ光がＧ用撮像素子１１１ａで受光されるとともに、ダイクロイックミラー１３ａの透過光がＲＢ用撮像素子１２１ａの表面に配置されているフィルタにより赤色波長帯の光であるＲ光と青色波長帯の光であるＢ光とに分けて受光される。

図２は、図１の受光ユニット１０ａが配備された撮影装置１を示す図であり、図３は、図２の撮影装置の内部構成を示すブロック図である。

図２に示すように撮影装置のボディ１ｂの中央にレンズ鏡胴１０が配備されている。そのレンズ鏡胴１０内には撮影光学系が内蔵されている。その撮影光学系の後方に図１に示す受光ユニット１０ａが組み込まれていて、Ｇ用撮像素子１１１ａ、ＲＢ用撮像素子１２１ａに被写体が結像される。レンズ鏡胴１０の上方にはファインダ１１が、そのファインダ１１の隣には測光窓１２が、またその測光窓１２とは反対の側には閃光発光窓１３が、さらにボディ上面にはシャッタ釦１４が配備されている。この測光窓１２を通して内部に配備されている測光装置に被写体光が導かれてその測光装置で被写体照度が検出されるようになっている。

ここで図３を参照して図２の撮影装置内部の構成を説明する。

図３は撮影装置１内部の構成を示すブロック図である。

図３に示すように図１で説明した受光ユニット１０ａとその受光ユニット１０ａが備えるＧ用撮像素子１１１ａで生成した緑色用の画像信号と、ＲＢ用の撮像素子１２１ａで生成した赤色用の画像信号と青色用の画像信号とに基づいてカラー画像信号を生成する演算処理回路１１５が撮影装置内部に配備されている。この演算処理回路１１５によりＲＢ用撮影処理回路１１９、ＣＭＯＳ用撮像処理回路１１２それぞれが制御され、さらにＲＢ用撮影処理回路１１９によりＲＢ用撮像素子１２１ａの動作が制御され、ＣＭＯＳ用撮像処理回路１１２によりＧ用撮像素子１１１ａの動作が制御される。

さらにこの演算処理回路１１５は測距装置１００の制御部も兼ねており、測距装置１００は、その制御部となる演算処理回路１１５と、その演算処理回路１１５にコントラストを算出させるための画像信号を供給するＧ用撮像素子１１１ａ、ＣＭＯＳ用撮像回路１１２、ＢＰＦ（ＢａｎｄＰａｓｓＦｉｌｔｅｒの略）回路１１３、そしてＡ／Ｄ変換回路１１４と、その演算回路１１５からの指示にしたがってフォーカスモータ１１７３を駆動してフォーカスレンズ１１８を移動させるモータドライブ回路１１６とを備えている。

この測距装置１００を作動させるにあたって、まず、演算処理回路１１５がモータドライブ回路１１６に指示を出してフォーカスモータ１１７３に撮影光学系の中のフォーカスレンズ１１８を、被写体距離の最至近点に対応する位置から最遠点に対応する位置まで光軸に沿って駆動させる。演算処理回路１１５は、フォーカスレンズ１１８を駆動させている間に、ＣＭＯＳ用撮像処理回路１１２から第１の撮像素子であるＣＭＯＳ側撮像素子１１１ａに向けてタイミング信号を所定の時刻ごとに供給するように指示を出してそのタイミング信号に応じて所定の時刻ごとにＣＭＯＳ撮像素子１１１ａからＣＭＯＳ撮像素子回路１１２へ緑色用の画像信号を出力させる。その緑色用の画像信号を受けてＣＭＯＳ用撮像回路１１２はその緑色用の画像信号に乗っているノイズを除去するためにさらにＢＰＦ回路１１３へその緑色用の画像信号を供給する。ＢＰＦ１１３では、その緑色用の画像信号を受けて、その緑色用の画像信号の中に在る緑色波長帯以外の波長帯の光に基づく画像信号を不要信号として除去して純度の高い緑色用の画像信号を生成して、Ａ／Ｄ変換回路１１４へ供給する。その画像信号を受けたＡ／Ｄ変換回路はアナログの画像信号からデジタルの画像信号信号への変換を行って変換後のデジタルの画像信号を演算処理回路１１５へと供給する。演算処理回路１１５ではその緑色用の画像信号に基づいて被写体中の被写体中心と背景との間の輝度比をコントラストとして算出してそのコントラストが最も大きく現れるところに被写体が位置しているとするコントラストＡＦ（ＡｕｔｏＦｏｃｕｓ）演算を行なう。このようにしてこの演算処理回路１１５でカメラの撮像素子の感光面から被写体が位置しているところまでの被写体距離が求められ、その求められた被写体距離に応じたフォーカスレンズ１１８の合焦位置が演算される。なおこの図３には演算処理回路１１５でコントラストＡＦ演算を行なうことを示すため、ブロック的に演算処理回路１１５でコントラストＡＦが行なわれているということが示されている。

このようにして合焦位置が演算されたら、演算処理回路１１５は、その合焦位置にフォーカスレンズ１１８を駆動するようにモータドライブ回路１１６に指示を出しフォーカスレンズ１１８をその駆動位置に配置する。

この撮影装置で撮影が行なわれようとしているときには、このようなコントラストＡＦ処理が、被写体を捉えているレンズの方向が変わる度に演算処理回路で行われてピントが絶えず調整されている。

このように絶えずピントが調整されていると、表示装置１４０の表示画面上に演算処理回路１１５で画像処理された画像信号に基づくピントのあった画像がいつでも表示される。その表示画面上の被写体を見ながらシャッタチャンスにユーザにより撮影操作が行われたら、演算処理回路１１５は、Ｇ用撮像処理回路１１２に指示を出してＧ用撮像素子１１１ａに露光開始タイミングを知らせる信号を供給させ、同時にＲＢ用撮像処理回路にも指示を出してＲＢ用撮像素子１２１ａに露光開始タイミングを知らせる信号をそれぞれ供給させる。この露光開始タイミングを知らせる信号を受けてＧ用撮像素子１１１ａにはＧ光が、ＲＢ用撮像素子１２１ａにはＲ光およびＢ光がそれぞれ受光される。そうしたら、今度はＧ用撮像素子１１１ａに演算処理回路１１５から露光終了タイミングを知らせる信号が供給され、その露光終了信号に同期してＧ用撮像素子１１１ａからＣＭＯＳ用撮像処理回路１１２ａへＧ用撮像素子１１１ａで生成された緑色用の画像信号が供給される。また、ＲＢ用撮像素子１２１ａにも演算処理回路１１５からＧ用撮像素子１１１ａに供給される露光終了タイミングと同時もしくは遅いタイミングで露光終了タイミングを知らせる信号が供給され、赤色用の画像信号と青色用の画像信号がＲＢ用撮像処理回路１１９ａへ供給される。上記演算処理回路１１５が本発明にいうシャッタ制御部にあたる。

これらの処理回路を経てシャッタ制御部でもある演算処理回路１１５へ緑色用の画像信号と赤色用の画像信号と青色用の画像信号が供給され、演算処理回路１１５で加色混合によるカラー画像の生成が行なわれる。さらに演算処理回路１１５でそのカラー画像を表す画像信号の圧縮処理が行なわれ、その圧縮処理された画像信号が画像ファイルとなって記録媒体に記録される。

なお、モータドライブ回路１１６の中には絞りシャッタユニット１１７２が有する絞りなどや撮影光学系の中のズームモータ１１７１を駆動する駆動部もある。図示はしなかったが、撮影装置のボディ１ｂに配設されているズームスイッチがユーザにより操作されたら、演算処理回路１１５はそのズームスイッチの操作に応じてモータドライブ回路１１６ａを制御してズームモータ１１７１を回転させ、さらにそのズームモータの作用子の部分に連結されているズームレンズを移動させることにより焦点距離を調節するようにもなっている。また、絞りシャッタユニット１１７２の中の絞り板を駆動することにより異なる絞り径を持つ絞りを光軸に配置することができるようにもなっている。このように演算処理回路１１５は、絞りやズームレンズを制御するものであるので、ズームレンズの配置と絞り径とからＦ値を算出することもできる。

また、本発明には直接関係ないが、本実施形態では、シャッタ制御部である演算処理回路１１５がシャッタ速度を一々演算しなくても良いようにＬＵＴ１５０を設けて処理時間の短縮化を図っている。このようにＬＵＴ１５０を設けておくと、演算処理回路１１５がＬＵＴ１５０を参照して被写体照度、焦点距離、撮像素子の感度、Ｆ値に応じたシャッタ速度をいち早く読み出して、その読み出したシャッタ速度を表す信号をＲＢ用撮像処理回路１１９やＣＭＯＳ用撮像処理回路１１２へ供給して、Ｇ用撮像素子１１１ａを高速シャッタで駆動したり、ＲＢ用撮像素子１２１ａを低速シャッタで駆動したりすることが簡単にできるようになる。

このような構成にしておくとシャッタ制御部である一々演算を行わなくてもＬＵＴ１５０を参照するだけですぐに双方のシャッタ速度の最適値を読み出すことができ、双方の撮像素子をそれらのシャッタ速度で独立に駆動することができる撮影装置が実現される。

以上説明したように双方の撮像素子の電子シャッタを独立に駆動することができるようになると、被写界輝度が比較的暗くなってきて、手ぶれ限界を超える長秒時のシャッタ速度が必要になってきたときに、その手ぶれの影響を極力抑えるためにＧ光用の撮像素子のシャッタ速度のみを高速シャッタで駆動するようなことが行える。そうすると、感度の良い第１の撮像素子で生成されたＧ光を表すＧ色信号と、長秒時のシャッタ速度で駆動された第２の撮像素子で生成されたＢ光を表すＢ色信号とＲ光を表すＲ色信号とが演算処理回路１１５で加色混合されカラー画像信号が生成されることになり、手ぶれの影響のないＧ光が強調されたカラー画像信号が得られる。このようなカラー画像信号に基づくカラー画像が表示されると、Ｒ光、Ｂ光に手ぶれの影響があったとしても手ぶれの影響の全くないＧ光が強調されている分、全体として手ぶれの影響が目立ち難くなったカラー画像として視認されるようになる。

ここで、演算処理回路１１５でＧ用撮像素子１１１ａとＲＢ用撮像素子１２１ａとの双方のシャッタ速度を制御してＧ用画像信号とＲＢ用画像信号を得た後、演算処理回路１１５ａでどのような処理が行なわれるかを説明する。

図４は、Ｇ用撮像素子１１１ａ、ＲＢ用撮像素子１２１ａの各受光領域を示す図である。

図４（ａ）は、Ｇ用撮像素子１１１ａの受光領域１１１１ａを示す図であり、図４（ｂ）はＲＢ用撮像素子１２１ａの受光領域１２１１ａを示す図である。

図４（ａ）に示すように、Ｇ用撮像素子１１１ａにはＧ光しか受光されないため、すべての画素がＧ光用となって高解像度で緑色用の画像信号が生成される。これに対し、図４（ｂ）に示すように、ＲＢ用撮像素子１２１ａには、Ｒ光とＢ光とがフィルタにより分けて受光されるので、ＲＢ用撮像素子１２１ａの解像度は第１の撮像素子１１１ａに比べて半分になることが分かる。

これらの緑色用、赤色用、青色用の画像信号がＧ用撮像処理回路１１２ａおよびＲＢ用撮像処理回路１１９ａを経て演算処理回路１１５ａへ供給され、演算処理回路１１５ａで画素混合や加色混合などの信号処理が行なわれカラー画像が生成される。

ここで、各画素ごとに番号をふって受光領域を模式的に示してどのようにしてカラー画像が生成されるかを説明する。

図５は、信号処理の説明をするために各画素に番号をふった図である。

また下表には、項目として被写体照度を示す明るさやＧ用撮像素子のシャッタ速度（表中にはＧシャッタ速度と記載されている）、ＲＢ用撮像素子のシャッタ速度（表中にはＲＢシャッタ速度と記載されている）と信号処理内容が示されている。その信号処理内容の中に、図５に示した番号が用いられている。ここでは感度が、ＩＳＯ感度１００であって、Ｆ値２．８であり、さらに焦点距離５０ｍｍである場合の例が表に示されている。

この表１に示す項目の明るさ、Ｇシャッタ速度、ＲＢシャッタ速度が図３を参照してで説明したときに示したＬＵＴ１５０内に書き込まれている。シャッタ制御部である演算処理回路１１５ａは、測光装置の測光結果からＬＵＴ１５０を参照してそのＬＵＴ１５０の中のシャッタ速度をそれぞれ読み出してＧ用撮像処理回路１１２とＲＢ用撮像処理回路１１９それぞれに独立に設定してＧ用撮像処理回路１１２にＧ用撮像素子１１１ａの電子シャッタを、ＲＢ用撮像処理回路１１９にＲＢ用撮像素子１２１ａの電子シャッタをそれぞれ独立に駆動させる。

表１には、例えば測光装置により被写体照度が所定の明るさ（ここでは９ＥＶ）以上であることが検出された場合に演算処理回路１１５がその検出結果を受けて、双方の撮像素子に、１／６０以上のシャッタ速度を設定するということが示されている。また信号処理内容として演算処理回路１１５内で緑色用の画像信号と赤色用の画像信号と青色用の画像信号とがそれぞれ１：１：１で加色混合されてカラー画像が生成されるということが示されている。

このように被写体照度が９ＥＶと非常に明るく、それぞれの撮像素子に充分な感度が得られる場合には、双方とも高速シャッタを設定して撮影を行なうことができるので、手ぶれの影響がほとんど現れない。

これに対し、被写体照度が少々暗くなって８ＥＶ位になってくると、本来であれば双方の撮像素子のシャッタ速度とも手ぶれ限界を超える長秒時のシャッタ速度を設定しなければならないが、ここではＧの感度が上がっていることを利用してＧ光用の撮像素子のシャッタ速度を高速にしておいて、ＲＢ用素子のシャッタ速度のみを長秒時にしている。

表１には、被写体照度が８ＥＶの場合に、演算処理回路１１５が、ＲＢ用撮像素子１２１ａにシャッタ速度として１／３０秒を設定してＧ用撮像素子１１１ａにシャッタ速度としてその１／３０秒よりも高速の１／６０秒を設定することが示されている。この１／３０秒は手ぶれ限界を示すシャッタ速度であり、これを境にして手ぶれの影響が強く現れるようになる。

そこで、この場合には、Ｇ用撮像素子１２１ａの方については１／６０秒の高速シャッタを設定して手ぶれの影響が現れないようにしておいて、ＲＢ用撮像素子については手ぶれ限界値である１／３０秒のシャッタ速度を設定して撮影を行なうにしている。

また、手ぶれ限界値である１／３０秒で撮影を行なうと手ぶれの影響が大きくなってしまうこともあるので、１／６０秒で２回撮影して加算処理を行なうようなことを行っても良い。このようにすると２回の撮影により得た画像信号を加算処理することにより１／３０秒で撮影したのと同じ感度を得ることができ、さらに１／３０秒よりは手ぶれの影響が現れ難い１／６０秒で撮影が行なえる。

また、Ｇ用撮像素子の１回の撮影に対してＲＢ用撮像素子で２回撮影を行なって、最初の１／６０秒で水平方向の画素混合（例えばＧ０１＋Ｇ０２のように）を行って後半の１／６０秒で垂直方向の画素混合（例えばＧ０１＋Ｇ１１のように）を行って加色混合するようにするとＩＳＯ感度１００に対応するカラー画像の生成が簡単に行える。

同様に７ＥＶ、６ＥＶというように被写体照度が暗くなっていったら、８ＥＶのときの２倍、４倍となるシャッタ速度を設定してして、また撮影回数を２倍、４倍、また画素混合する画素数を２倍、４倍というように変化させていくようなことを行って撮影を行なえばＩＳＯ感度１００を満足する画像信号の生成が行なえる。

また、複数回の撮影を行なう場合には、一回、一回の画像の特徴を抽出して各回の画像を重ね合わせるようすると手ぶれの補正が行なえる。

図６は、本発明にいう手ぶれ補正部にもなる演算処理回路１１５ａの動作を説明する図である。

図６の左上にはＲＢ用撮像素子１２１ａで複数回の撮影により得た各画像（以下ＲＢ画像という）を演算処理回路で手ぶれ補正した後のＲＢ画像が、右上には各回の撮影により得たＲＢ画像がそれぞれ示されている。また、左下にはＧ用撮像素子側で一回のシャッタ開閉により得られた画像（以下Ｇ画像）が示されている。

本実施形態の演算処理回路１１５は、被写体の特徴を抽出して重ね合わせることができる特徴抽出機能を備えたものであって、しかも手ぶれ補正機能を備えたものでもある。

このため、第２の撮像素子１２１ａによる各回の撮影により得られた画像は、図６の右上に示すようにぶれが生じた画像になるが、演算処理回路１１５の特徴抽出および手ぶれ補正機能により左上に示すようなぶれのない画像に補正されている。Ｇ用撮像素子１１１ａの方は、感度が従来よりも上がっていて、従来よりも暗い被写界であっても高速シャッタでの一回の撮影により鮮明なＧ画像（図６左下参照）が得られるので、左下のＧ画像に左上のＲＢ画像を混合すると、手ぶれの目立ち難いカラー画像信号が得られる。

また、ＲＢ用撮像素子１２１ａの最小受光感度を上回る被写体照度が得られている場合には上記のようにＲＢ用撮像素子１２１ａ側で複数回の画像信号を生成してその複数回の画像信号でぶれを補正することができるが、被写体照度が暗くなってくると一回の画像信号から特徴をうまく抽出することができない場合もある。

そこで、被写体照度が比較的暗くてなってきた場合には、Ｇ用撮像素子１１１ａとＲＢ用撮像素子１２１ａについて同期してシャッタ開閉を複数回行って画像信号を複数回生成し、ぶれ補正部である演算処理回路１１５が、複数回の画像信号に基づいてＧ用撮像素子で得られた複数回の画像信号のぶれを検出し、そのぶれの検出結果に基づいてＲＢ用撮像素子で得られた複数回の画像信号のぶれを補正してそのＲＢ用撮像素子で得られた複数回の画像信号を重ね合わせるようなことを行うと良い。

図７は、被写体照度が暗いときに、ＲＢ用撮像素子で得られた一回ごとの画像がすべて露光不足気味になっている場合の処理を説明する図である。

図７に示すようにＧ用撮像素子はＲＢ用撮像素子よりも感度が良いことを利用して、Ｇ用撮像素子で生成された、複数回の画像信号を用いてぶれの検出を行なって、そのぶれ検出結果をＲＢ側に反映させてＲＢ用画像のぶれの補正を行うようにしている。

このようにすると、図６で説明した撮影装置よりもさらに暗い被写界まで手ぶれや被写体ぶれが目立ち難い撮影装置が実現される。

なお、本実施形態では、ダイクロイックミラーを用いた撮影装置の一例を示したが、ダイクロイックミラーで分光せずにＧ、ＲＢ双方とも個別の撮影光学系をそれぞれ備えた２眼式の撮影装置であっても良い。

受光ユニットの構成を示す図である。図１の受光ユニットが配備された撮影装置を示す図である。図２の撮影装置の内部構成を示すブロック図である。Ｇ用撮像素子とＲＢ用撮像素子の各受光領域を示す図である。信号処理の説明をするために各画素に番号をふった図である。本発明にいう手ぶれ補正部にもなる演算処理回路の動作を説明する図である。Ｇ用撮像素子側においても複数回の撮影を行なった場合を説明する図である。

符号の説明

１撮影装置
１ｂボディ
１０レンズ鏡胴
１０ａ受光ユニット
１１１ａ第１の撮像素子（Ｇ用撮像素子）
１１２ａＣＯＭＳ用撮像処理回路
１１３ａＢＰＦ回路
１１４ａＡ／Ｄ変換回路
１１５ａ演算処理回路
１１６ａモータフォライブ回路
１１７１ａズームモータ
１１７２ａ絞り・シャッタユニット
１１７３ａフォーカスモータ
１１８ａフォーカスレンズ
１１９ａＲＢ用撮像処理回路
１２１ａ第２の撮像素子（ＲＢ用撮像素子）
１００測距装置
１５０ＬＵＴ

Claims

撮影光学系を備え該撮影光学系を経由して入射してきた被写体光を捉えることにより画像信号を生成する撮影装置において、
前記撮影光学系を経由してきた被写体光のうちの緑色波長帯の光を受光して緑色用の画像信号を生成する第１の撮像素子と、
前記撮影光学系を経由してきた被写体光のうちの赤色波長帯の光と青色波長帯の光を相互に分けて受光して赤色用の画像信号と青色用の画像信号を生成する第２の撮像素子と、
被写界輝度を検出する測光装置と、
前記第１の撮像素子のシャッタ速度と前記第２の撮像素子のシャッタ速度を相互に独立に制御して前記第１の撮像素子と前記第２の撮像素子とに撮影を行なわせるとともに、該第１の撮像素子で生成された緑色用の画像信号と、該第２の撮像素子で生成された赤色用の画像信号および青色用の画像信号とを処理してカラー画像信号を生成する演算処理部とを備え、
前記演算処理部は、
前記測光装置で検出された被写界輝度が所定の被写界輝度よりも暗いときには、前記第１の撮像素子に設定する第１のシャッタ速度を前記第２の撮像素子に設定する第２のシャッタ速度よりも高速にしておき、前記第１の撮像素子で生成された緑色用の画像信号については該第１の撮像素子が有する画素のうち隣接する画素どうしの画素混合を実施して前記第２の撮像素子で生成された画像信号については前記第１の撮像素子で画素混合した画素の位置に対応する位置にある画素の赤色用の画像信号および青色用の画像信号を、画素混合した該緑色用の画像信号に加色混合してカラー画像信号を生成する処理を実施することを特徴とする撮影装置。
前記演算処理部は、垂直解像度が必要な画像であるか、水平解像度が必要な画像であるかを判定し、
水平解像度が必要であると判定した場合には、隣接して縦方向に並ぶ画素どうしの画素混合を行ない、垂直解像度が必要であると判定した場合には、隣接して横方向に並ぶ画素どうしの画素混合を実施するものであることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。