JP5663573B2 - 撮像装置及び撮像方法 - Google Patents
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Description
(2)光電変換素子51Wが主として分光感度を有する波長範囲と、光電変換素子51Nが主として分光感度を有する波長範囲(例えば光電変換素子51Nの分光感度特性における半値幅)とが、可視光のうちの特定の色の光の波長範囲に入っている。
(3)光電変換素子51Nの分光感度特性における半値幅が、光電変換素子51Wの分光感度特性における半値幅よりも狭い。
(4)光電変換素子51Wが主として分光感度を有する波長範囲の各波長における分光感度の値が、光電変換素子51Nの当該各波長における分光感度の値よりも大きくなっている。
(5)光電変換素子51Wの分光感度特性における半値幅に対する、光電変換素子51Wの分光感度のピーク値の比(半値幅/ピーク値)が、光電変換素子51Nの分光感度特性における半値幅に対する、光電変換素子51Nの分光感度のピーク値の比(半値幅/ピーク値)より大きい。
Cr=α1CrN+α2CrW (2)
Cb=α1CbN+α2CbW (3)
ε1、ε2、α1、α2は、それぞれ係数
本出願は、2010年6月22日出願の日本出願(特願2010−142000)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
10 撮像素子駆動部
51W,51N 光電変換素子
Claims (24)
- それぞれ分光感度特性が異なる第一の光電変換素子及び第二の光電変換素子のペアを複数有する固体撮像素子を備える撮像装置であって、
各ペアの前記第一の光電変換素子が主として分光感度を有する波長範囲と前記各ペアの第二の光電変換素子が主として分光感度を有する波長範囲とが、それぞれ可視光の特定の色の波長範囲に入っており、
前記複数のペアは、前記特定の色がそれぞれ異なる複数種類のペアを含み、
各ペアの前記第二の光電変換素子の分光感度特性における半値幅が、当該各ペアの前記第一の光電変換素子の分光感度特性における半値幅よりも広くなっており、
前記複数の第一の光電変換素子から出力された撮像信号を利用して第一の輝度信号と第一の色信号を生成し、前記複数の第二の光電変換素子から出力された撮像信号を利用して第二の輝度信号と第二の色信号を生成する第一の信号生成部と、
前記第一の輝度信号及び前記第二の輝度信号の少なくとも一方を利用して記録媒体への記録用の第三の輝度信号を生成し、前記第一の色信号及び前記第二の色信号の少なくとも一方を利用して前記記録媒体への記録用の第三の色信号を生成する第二の信号生成部と、
各第一の光電変換素子及び各第二の光電変換素子から出力される撮像信号を取得して測光を行う測光部とを備え、
前記第二の信号生成部は、前記第三の輝度信号の生成方法と前記第三の色信号の生成方法を、前記測光部による測光結果に応じて変更する撮像装置。 - 請求項1記載の撮像装置であって、
前記複数の第一の光電変換素子から出力される撮像信号を用いて測光して得られる第一の測光値が当該第一の測光値に基づいて決まる適正露出値である第一の閾値以上である第一の場合には、前記第二の信号生成部は、前記複数の第一の光電変換素子から出力される撮像信号に応じて、第一の処理と第二の処理を切り替えて行い、
前記第一の処理は、前記第一の輝度信号そのものを前記第三の輝度信号とし、前記第一の色信号及び前記第二の色信号を所定割合で加算したものを前記第三の色信号とする処理であり、
前記第二の処理は、前記第一の輝度信号そのものを前記第三の輝度信号とし、前記第一の色信号そのものを前記第三の色信号とする処理である撮像装置。 - 請求項2記載の撮像装置であって、
前記第一の測光値が前記第一の閾値未満であり、かつ、前記複数の第二の光電変換素子から出力される撮像信号を用いて測光して得られる第二の測光値が当該第二の測光値に基づいて決まる適正露出値である第二の閾値以上である第二の場合には、前記第二の信号生成部は、前記複数の第二の光電変換素子から出力される撮像信号に応じて、第三の処理と第四の処理を切り替えて行い、
前記第三の処理は、前記第二の輝度信号そのものを前記第三の輝度信号とし、前記第一の色信号及び前記第二の色信号を所定割合で加算したものを前記第三の色信号とする第三の処理であり、
前記第四の処理は、前記第二の輝度信号そのものを前記第三の輝度信号とし、前記第二の色信号そのものを前記第三の色信号とする処理である撮像装置。 - 請求項3記載の撮像装置であって、
前記第二の測光値が前記第二の閾値未満である第三の場合には、前記第二の信号生成部は、第五の処理と第六の処理と第七の処理とを、被写体シーンに応じて切り替えて実行し、
前記第五の処理は、前記第一の輝度信号及び前記第二の輝度信号を所定割合で加算したものを前記第三の輝度信号とし、前記第一の色信号及び前記第二の色信号を前記第一の色信号の比率を前記第二の色信号よりも高くした割合で加算したものを前記第三の色信号とする処理であり、
前記第六の処理は、前記第一の輝度信号及び前記第二の輝度信号を所定割合で加算したものを前記第三の輝度信号とし、前記第一の色信号及び前記第二の色信号を前記第二の色信号の比率を前記第一の色信号よりも高くした割合で加算したものを前記第三の色信号とする処理であり、
前記第七の処理は、前記第一の輝度信号及び前記第二の輝度信号を単純加算したものを前記第三の輝度信号とし、前記第一の色信号と前記第二の色信号を単純加算したものを前記第三の色信号とする処理である撮像装置。 - 請求項4記載の撮像装置であって、
前記第三の場合において、前記第二の信号生成部は、色再現性を優先する被写体シーンのときには前記第五の処理及び前記第六の処理のいずれかを実行し、感度を優先する被写体シーンのときには前記第七の処理を実行する撮像装置。 - 請求項5記載の撮像装置であって、
前記色再現性を優先する被写体シーンが、主要被写体として人物を含むシーンと主要被写体として風景を含むシーンを含み、
前記感度を優先する被写体シーンが、夜景を含むシーンを含み、
前記第二の信号生成部は、前記風景を含むシーンのときには前記第五の処理を実行し、前記人物を含むシーンのときには前記第六の処理を実行する撮像装置。 - 請求項4〜6のいずれか1項記載の撮像装置であって、
前記固体撮像素子を駆動する駆動部を備え、
前記駆動部は、前記複数の第二の光電変換素子からなる第二グループの露光時間よりも、前記複数の第一の光電変換素子からなる第一グループの露光時間を長くした第一の駆動と、前記第一グループの露光時間よりも前記第二グループの露光時間を長くした第二の駆動と、前記第一グループと前記第二グループとで露光時間を同じにした第三の駆動と切り替えて行い、
前記駆動部は、前記第二の信号生成部により前記第一の処理が実行される場合には前記第一の駆動を実行し、前記第二の信号生成部により前記第三の処理が実行される場合には前記第二の駆動を実行し、前記第二の信号生成部により前記第七の処理が実行される場合には前記第三の駆動を実行する撮像装置。 - 請求項3記載の撮像装置であって、
前記固体撮像素子を駆動する駆動部を備え、
前記第二の測光値が前記第二の閾値未満である第三の場合には、前記第二の信号生成部は、前記第一の輝度信号及び前記第二の輝度信号を単純加算したものを前記第三の輝度信号とし、前記第一の色信号及び前記第二の色信号を単純加算したものを前記第三の色信号とする第八の処理を実行し、
前記駆動部は、前記複数の第二の光電変換素子からなる第二グループの露光時間よりも、前記複数の第一の光電変換素子からなる第一グループの露光時間を長くした第一の駆動と、前記第一グループの露光時間よりも前記第二グループの露光時間を長くした第二の駆動と、前記第一グループと前記第二グループとで露光時間を同じにした第三の駆動と切り替えて行い、
前記駆動部は、前記第三の場合において、色再現性を優先する被写体シーンのときには前記第一の駆動及び前記第二の駆動のいずれかを実行し、感度を優先する被写体シーンのときには前記第三の駆動を実行する撮像装置。 - 請求項8記載の撮像装置であって、
前記色再現性を優先する被写体シーンが、主要被写体として人物を含むシーンと主要被写体として風景を含むシーンを含み、
前記感度を優先する被写体シーンが、夜景を含むシーンを含み、
前記駆動部は、前記風景を含むシーンのときには前記第一の駆動を実行し、前記人物を含むシーンのときには前記第二の駆動を実行する撮像装置。 - 請求項1〜9のいずれか1項記載の撮像装置であって、
前記固体撮像素子が、前記各第一の光電変換素子の上方と前記各第二の光電変換素子の上方に設けられたカラーフィルタを備え、
前記ペアの前記第一の光電変換素子と前記第二の光電変換素子のそれぞれの分光感度特性の違いが、それぞれの上方の前記カラーフィルタの分光感度特性の違いによって得られている撮像装置。 - 請求項1〜10のいずれか1項記載の撮像装置であって、
前記各第一の光電変換素子及び前記各第二の光電変換素子の配置が、前記第一の光電変換素子を列方向に複数並べた第一の光電変換素子列と前記第二の光電変換素子を列方向に複数並べた第二の光電変換素子列とを前記列方向に交差する行方向に交互に並べた配置となっており、
前記第一の光電変換素子列に対して、前記第二の光電変換素子列が、前記第一の光電変換素子及び前記第二の光電変換素子の各々の前記列方向における配列ピッチの1/2だけ前記列方向にずれて配置され、
前記各第一の光電変換素子とそれに対して所定方向に隣接する前記第二の光電変換素子とが前記各ペアを構成する撮像装置。 - 請求項1〜11のいずれか1項記載の撮像装置であって、
前記固体撮像素子に含まれる全ての前記第一の光電変換素子及び前記第二の光電変換素子の構成が略同一である撮像装置。 - それぞれ分光感度特性が異なる第一の光電変換素子及び第二の光電変換素子のペアを複数有する固体撮像素子を用いた撮像方法であって、
各ペアの前記第一の光電変換素子が主として分光感度を有する波長範囲と前記各ペアの第二の光電変換素子が主として分光感度を有する波長範囲とが、それぞれ可視光の特定の色の波長範囲に入っており、
前記複数のペアは、前記特定の色がそれぞれ異なる複数種類のペアを含み、
各ペアの前記第二の光電変換素子の分光感度特性における半値幅が、当該各ペアの前記第一の光電変換素子の分光感度特性における半値幅よりも広くなっており、
前記複数の第一の光電変換素子から出力された撮像信号を利用して第一の輝度信号と第一の色信号を生成し、前記複数の第二の光電変換素子から出力された撮像信号を利用して第二の輝度信号と第二の色信号を生成する第一の信号生成ステップと、
前記第一の輝度信号及び前記第二の輝度信号の少なくとも一方を利用して記録媒体への記録用の第三の輝度信号を生成し、前記第一の色信号及び前記第二の色信号の少なくとも一方を利用して前記記録媒体への記録用の第三の色信号を生成する第二の信号生成ステップと、
各第一の光電変換素子及び各第二の光電変換素子から出力される撮像信号を取得して測光を行う測光ステップとを備え、
前記第二の信号生成ステップでは、前記第三の輝度信号の生成方法と前記第三の色信号の生成方法を、前記測光ステップによる測光結果に応じて変更する撮像方法。 - 請求項13記載の撮像方法であって、
前記複数の第一の光電変換素子から出力される撮像信号を用いて測光して得られる第一の測光値が当該第一の測光値に基づいて決まる適正露出値である第一の閾値以上である第一の場合には、前記第二の信号生成ステップでは、前記複数の第一の光電変換素子から出力される撮像信号に応じて、第一の処理と第二の処理を切り替えて行い、
前記第一の処理は、前記第一の輝度信号そのものを前記第三の輝度信号とし、前記第一の色信号及び前記第二の色信号を所定割合で加算したものを前記第三の色信号とする処理であり、
前記第二の処理は、前記第一の輝度信号そのものを前記第三の輝度信号とし、前記第一の色信号そのものを前記第三の色信号とする処理である撮像方法。 - 請求項14記載の撮像方法であって、
前記第一の測光値が前記第一の閾値未満であり、かつ、前記複数の第二の光電変換素子から出力される撮像信号を用いて測光して得られる第二の測光値が当該第二の測光値に基づいて決まる適正露出値である第二の閾値以上である第二の場合には、前記第二の信号生成ステップでは、前記複数の第二の光電変換素子から出力される撮像信号に応じて、第三の処理と第四の処理を切り替えて行い、
前記第三の処理は、前記第二の輝度信号そのものを前記第三の輝度信号とし、前記第一の色信号及び前記第二の色信号を所定割合で加算したものを前記第三の色信号とする処理であり、
前記第四の処理は、前記第二の輝度信号そのものを前記第三の輝度信号とし、前記第二の色信号そのものを前記第三の色信号とする処理である撮像方法。 - 請求項15記載の撮像方法であって、
前記第二の測光値が前記第二の閾値未満である第三の場合には、前記第二の信号生成ステップでは、第五の処理と第六の処理と第七の処理とを、被写体シーンに応じて切り替えて実行し、
前記第五の処理は、前記第一の輝度信号及び前記第二の輝度信号を所定割合で加算したものを前記第三の輝度信号とし、前記第一の色信号及び前記第二の色信号を前記第一の色信号の比率を前記第二の色信号よりも高くした割合で加算したものを前記第三の色信号とする処理であり、
前記第六の処理は、前記第一の輝度信号及び前記第二の輝度信号を所定割合で加算したものを前記第三の輝度信号とし、前記第一の色信号及び前記第二の色信号を前記第二の色信号の比率を前記第一の色信号よりも高くした割合で加算したものを前記第三の色信号とする処理であり、
前記第七の処理は、前記第一の輝度信号及び前記第二の輝度信号を単純加算したものを前記第三の輝度信号とし、前記第一の色信号と前記第二の色信号を単純加算したものを前記第三の色信号とする処理である撮像方法。 - 請求項16記載の撮像方法であって、
前記第三の場合において、前記第二の信号生成ステップでは、色再現性を優先する被写体シーンのときには前記第五の処理及び前記第六の処理のいずれかを実行し、感度を優先する被写体シーンのときには前記第七の処理を実行する撮像方法。 - 請求項17記載の撮像方法であって、
前記色再現性を優先する被写体シーンが、主要被写体として人物を含むシーンと主要被写体として風景を含むシーンを含み、
前記感度を優先する被写体シーンが、夜景を含むシーンを含み、
前記第二の信号生成ステップでは、前記風景を含むシーンのときには前記第五の処理を実行し、前記人物を含むシーンのときには前記第六の処理を実行する撮像方法。 - 請求項16〜18のいずれか1項記載の撮像方法であって、
前記固体撮像素子を駆動する駆動ステップを備え、
前記駆動ステップでは、前記複数の第二の光電変換素子からなる第二グループの露光時間よりも、前記複数の第一の光電変換素子からなる第一グループの露光時間を長くした第一の駆動と、前記第一グループの露光時間よりも前記第二グループの露光時間を長くした第二の駆動と、前記第一グループと前記第二グループとで露光時間を同じにした第三の駆動と切り替えて行い、
前記駆動ステップでは、前記第二の信号生成ステップで前記第一の処理が実行される場合には前記第一の駆動を実行し、前記第二の信号生成ステップで前記第三の処理が実行される場合には前記第二の駆動を実行し、前記第二の信号生成ステップで前記第七の処理が実行される場合には前記第三の駆動を実行する撮像方法。 - 請求項15記載の撮像方法であって、
前記固体撮像素子を駆動する駆動ステップを備え、
前記第二の測光値が前記第二の閾値未満である第三の場合には、前記第二の信号生成ステップでは、前記第一の輝度信号及び前記第二の輝度信号を単純加算したものを前記第三の輝度信号とし、前記第一の色信号及び前記第二の色信号を単純加算したものを前記第三の色信号とする第八の処理を実行し、
前記駆動ステップでは、前記複数の第二の光電変換素子からなる第二グループの露光時間よりも、前記複数の第一の光電変換素子からなる第一グループの露光時間を長くした第一の駆動と、前記第一グループの露光時間よりも前記第二グループの露光時間を長くした第二の駆動と、前記第一グループと前記第二グループとで露光時間を同じにした第三の駆動と切り替えて行い、
前記駆動ステップでは、前記第三の場合において、色再現性を優先する被写体シーンのときには前記第一の駆動及び前記第二の駆動のいずれかを実行し、感度を優先する被写体シーンのときには前記第三の駆動を実行する撮像方法。 - 請求項20記載の撮像方法であって、
前記色再現性を優先する被写体シーンが、主要被写体として人物を含むシーンと主要被写体として風景を含むシーンを含み、
前記感度を優先する被写体シーンが、夜景を含むシーンを含み、
前記駆動ステップでは、前記風景を含むシーンのときには前記第一の駆動を実行し、前記人物を含むシーンのときには前記第二の駆動を実行する撮像方法。 - 請求項13〜21のいずれか1項記載の撮像方法であって、
前記固体撮像素子が、前記各第一の光電変換素子の上方と前記各第二の光電変換素子の上方に設けられたカラーフィルタを備え、
前記ペアの前記第一の光電変換素子と前記第二の光電変換素子のそれぞれの分光感度特性の違いが、それぞれの上方の前記カラーフィルタの分光感度特性の違いによって得られている撮像方法。 - 請求項13〜22のいずれか1項記載の撮像方法であって、
前記各第一の光電変換素子及び前記各第二の光電変換素子の配置が、前記第一の光電変換素子を列方向に複数並べた第一の光電変換素子列と前記第二の光電変換素子を列方向に複数並べた第二の光電変換素子列とを前記列方向に交差する行方向に交互に並べた配置となっており、
前記第一の光電変換素子列に対して、前記第二の光電変換素子列が、前記第一の光電変換素子及び前記第二の光電変換素子の各々の前記列方向における配列ピッチの1/2だけ前記列方向にずれて配置され、
前記各第一の光電変換素子とそれに対して所定方向に隣接する前記第二の光電変換素子とが前記各ペアを構成する撮像方法。 - 請求項13〜23のいずれか1項記載の撮像方法であって、
前記固体撮像素子に含まれる全ての前記第一の光電変換素子及び前記第二の光電変換素子の構成が略同一である撮像方法。
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