JP6409334B2 - 撮像装置及び輝度情報生成方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の光センサを備える撮像装置、及びこの撮像装置が用いる輝度情報生成方法に関する。

光学ファインダ、表示部、測光センサ、及び撮像センサを備える撮像装置が知られている（特許文献１）。このような撮像装置では、光学ファインダあるいは表示部を介して被写体を参照して撮影することが可能である。ユーザが光学ファインダを介して被写体を撮影するとき、測光センサは、ファインダースクリーン上に映された画面上の所定領域における輝度を測定し、撮像装置は、測定した輝度に基づき、適切な露光量を決定する。ユーザが表示部に表示されたスルー画像を参照して被写体を撮影するとき、測光センサを用いずに、撮像センサによって撮像された画像に基づいて、スルー画像および撮影時の露光量を撮像装置が決定する。

特開２００５−３２３１４１号公報

しかし、測光センサと撮像センサは、互いに異なる分光感度特性を有することがある。そのため、光学ファインダを参照して撮影した場合と、表示部を参照して撮影した場合とでは、露光量が大きく異なり、得られる画像が異なるおそれがある。いいかえると、測光センサによる測定に基づく露光量を用いて撮像センサが画像を撮影した場合と、撮像センサによる測定に基づく露光量を用いて撮像センサが画像を撮影した場合では、露光量が大きく異なり、得られる画像が異なるおそれがある。

本発明はこれらの問題に鑑みてなされたものであり、複数の光センサの特性を補正可能な撮像装置及び輝度情報生成方法を得ることを目的とする。

本願第１の発明による撮像装置は、入射光に基づいて複数の色情報を生成する撮像素子と、撮像素子が生成した複数の色情報を受信して、複数の色情報に基づいて輝度情報を生成する変換部とを備え、複数の撮像素子が設けられ、変換部は、撮像素子ごとに輝度情報を生成し、全ての輝度情報の分光感度特性が近似するように輝度情報を生成することを特徴とする。

変換部は、複数の色情報に所定の第１の係数を乗じて輝度情報を算出し、第１の係数は、撮像素子ごとに決定されることが好ましい。

第１の係数は、分光感度特性が標準比視感度に近似するように、撮像素子ごとに決定されてもよい。

基準撮像素子が基準入射光に基づいて生成した複数の基準色情報と、撮像素子が基準入射光に基づいて生成した複数の調整色情報とを記憶する記憶部をさらに備え、変換部は、複数の基準色情報と複数の調整色情報とに基づいて輝度情報を生成することが好ましい。

変換部は、複数の基準色情報と複数の調整色情報とを用いて第２の係数を算出し、第２の係数に基づいて輝度情報を生成することが好ましい。

基準撮像素子が基準入射光に基づいて生成した複数の基準色情報と撮像素子が基準入射光に基づいて生成した複数の調整色情報とを用いて算出された、第２の係数を記憶する記憶部をさらに備え、変換部は、第２の係数に基づいて輝度情報を生成してもよい。

画像を表示する表示部をさらに備え、変換部は、複数の色情報を用いて画像を作成することが好ましい。

撮像素子は、第１の撮像素子と第２の撮像素子とを備え、第１の撮像素子は、第１の色情報を生成し、第２の撮像素子は、第２の色情報を生成し、変換部は、第１の色情報に基づいて第１の輝度情報を生成し、第２の色情報に基づいて第２の輝度情報を生成することが好ましい。

輝度情報に基づいて露出を決定する露光制御部と、画像データを記録する記録媒体と、操作者が押圧可能なレリーズ釦とをさらに備え、レリーズ釦が押圧されたとき、露光制御部は、変換部が第２の色情報を変換して得られた第２の輝度情報に基づいて、第１の撮像素子に第１の色情報を取得させ、第１の色情報に基づいて作成された第１の画像データを記録媒体に記録することが好ましい。

第１の撮像素子に被写体像を結像可能な撮影光学系と、撮影光学系と第１の撮像素子との間に出入可能となるように設けられるミラーと、ミラーが撮影光学系と第１の撮像素子との間に位置するとき、撮影光学系からの被写体像がミラーを介して結像されるファインダースクリーンと、操作者が押圧可能なレリーズ釦とをさらに備え、第２の撮像素子は、ファインダースクリーンに結像された被写体像を撮像可能な位置に配置され、レリーズ釦が押圧されたとき、ミラーが撮影光学系と第１の撮像素子との間から退避してもよい。

複数の色情報は、ＲＧＢ又はＹＣｂＣｒによって表される情報であることが好ましい。

本願第２の発明による輝度情報生成方法は、複数の撮像素子を備える撮像装置において用いられる輝度情報生成方法であって、入射光に基づいて複数の色情報を撮像素子が生成する色情報生成ステップと、撮像素子が生成した複数の色情報を受信し、複数の色情報に基づいて撮像素子ごとに輝度情報を生成する輝度情報生成ステップとを備え、輝度情報生成ステップは、全ての輝度情報の分光感度特性が近似するように輝度情報を生成することを特徴とする。

本発明によれば、複数の光センサの分光感度特性を補正可能な撮像装置及び輝度信号生成方法を得る。

第１の実施形態による撮像装置のブロック図である。 撮像素子が備えるカラーフィルタの一部を概略的に示した図である。 撮像素子が備えるカラーフィルタの一部を概略的に示した図である。 第１の撮像素子（撮像用ＣＭＯＳ）の分光感度特性と、Ｙの分光感度特性Ｙ１とを示したグラフである。 第２の撮像素子（測光用ＣＭＯＳ）の分光感度特性と、Ｙの分光感度特性Ｙ２とを示したグラフである。 第１の撮像素子の分光感度特性を第１の係数を用いて補正した曲線を示したグラフである。 第２の撮像素子の分光感度特性を第１の係数を用いて補正した曲線を示したグラフである。 第１の撮像素子の分光感度特性を第２の係数を用いて補正した曲線を示したグラフである。 第２の撮像素子の分光感度特性を第２の係数を用いて補正した曲線を示したグラフである。 基準撮像素子の分光感度特性を示したグラフである。 第１の撮像素子の分光感度特性を示したグラフである。 基準撮像素子が出力した色情報の大きさを示したグラフである。 第１の撮像素子が出力した色情報の大きさを示したグラフである。 第１の撮像素子が出力した色情報を補正して得られた調整色情報の大きさを示したグラフである。 光学ファインダーモード時における輝度情報生成処理を示したフローチャートである。 ライブビューモード時における輝度情報生成処理を示したフローチャートである。 第２の実施形態による撮像装置のブロック図である。 撮像素子が備えるカラーフィルタの一部を概略的に示した図である。

以下、本願発明による一実施形態である撮像装置及び輝度信号生成方法について図を用いて説明する。図１は、撮像装置の第１の実施形態である一眼レフ型デジタルカメラ１０を示す。まず、図１を用いて一眼レフ型デジタルカメラ１０の構成について説明する。

一眼レフ型デジタルカメラ１０は、本体１２と、本体１２に着脱自在な交換レンズ１４とを備える。

本体１２は、その内部に、ペンタゴナルダハプリズム（以下、ペンタプリズムという）１６、ファインダースクリーン１７、クイックリターンミラー１８、第１の撮像素子を成す撮像用ＣＭＯＳ２２、第２の撮像素子を成す測光用ＣＭＯＳ２３、変換部及び露光制御部を成すシステムコントロール回路３０、表示部３３、記録媒体であるメモリカード４０、及びレリーズ釦４１を主に備える。

交換レンズ１４は、撮影光学系１５を主に備える。撮影光学系１５は複数の光学レンズから成り、撮像用ＣＭＯＳ２２に被写体像を結像させる。

クイックリターンミラー１８は、光を反射する反射面を有する薄板であって、反射面が撮影光学系１５を向くように、撮影光学系１５から撮像用ＣＭＯＳ２２への光路上に設けられる。クイックリターンミラー１８は、所定の軸回りに回動することにより、光路上に出入可能である。

ファインダースクリーン１７は、半透明の平板であって、光路、及びクイックリターンミラー１８の回動軸と平行に設けられる。一眼レフ型デジタルカメラ１０を横位置で構えた状態において、ファインダースクリーン１７は、クイックリターンミラー１８の重力方向上方に位置する。

撮像用ＣＭＯＳ２２の前方に、シャッタ幕２０が設けられる。シャッタ幕２０は、例えばフォーカルプレーンシャッターであって、光路を開閉する。

ペンタプリズム１６は、一眼レフ型デジタルカメラ１０を横位置で構えた状態において、ファインダースクリーン１７の重力方向上方に位置する。

測光用ＣＭＯＳ２３は、ペンタプリズム１６の後方、すなわち、撮影光学系１５とは反対の方向に設けられる。

クイックリターンミラー１８が光路上、すなわち撮影光学系１５と撮像用ＣＭＯＳ２２との間に位置するとき、撮影光学系１５を経た被写体像は、クイックリターンミラー１８により反射されて、ファインダースクリーン１７に導かれ、一部がファインダースクリーン１７に結像し、他方がファインダースクリーン１７を透過してペンタプリズム１６に入射する。ファインダースクリーン１７を透過した被写体像は、測光用ＣＭＯＳ２３に受光される。測光用ＣＭＯＳ２３は、受光した被写体像を撮像し、被写体像に基づいて複数の第２の色情報を生成する。複数の第２の色情報は、赤色、緑色、及び青色の輝度を表す情報、すなわちＲＧＢによって表される情報である。

クイックリターンミラー１８が光路上から出ているとき、すなわち撮影光学系１５と撮像用ＣＭＯＳ２２との間に位置せず、ファインダースクリーン１７を覆うように配置されているとき、撮影光学系１５を経た被写体像は、シャッタ幕２０を経て、撮像用ＣＭＯＳ２２に結像する。撮像用ＣＭＯＳ２２は、入射した被写体像を撮像し、被写体像に基づいて複数の第１の色情報を生成する。複数の第１の色情報は、赤色、緑色、及び青色の輝度を表す情報、すなわちＲＧＢ色空間によって表される情報である。

撮像用ＣＭＯＳ２２及び測光用ＣＭＯＳ２３が生成した色情報は、信号処理回路２５により、所定の処理が施された後、システムコントロール回路３０に伝送される。

システムコントロール回路３０は、一眼レフ型デジタルカメラ１０の動作を制御する回路であって、データを記憶する記憶部であるＲＯＭ３６を有し、信号処理回路２５、周辺制御回路３２、表示部３３、ＡＦモータ３５、及びメモリカード４０に接続される。

システムコントロール回路３０は、信号処理回路２５から色情報を受信し、色情報に基づいて、被写体に撮影光学系１５の焦点が合致しているかを判断し、露出を決定し、スルー画像を作成する。スルー画像は表示部３３に表示される。

周辺制御回路３２は、システムコントロール回路３０からの指示に基づいて、シャッタ幕２０、撮像用ＣＭＯＳ２２、及び測光用ＣＭＯＳ２３の動作を制御する。

ＡＦモータ３５は、システムコントロール回路３０からの指示に基づいて、撮影光学系１５を駆動して撮影光学系１５の焦点を被写体に合致させる。

表示部３３は、メモリカード４０に記憶されている撮影画像及びスルー画像を表示可能である。

撮像用ＣＭＯＳ２２及び測光用ＣＭＯＳ２３の前面には、カラーフィルタが取り付けられる。カラーフィルタは、赤色の波長を有する光を透過する赤色フィルタＲ、緑色の波長を有する光を透過する緑色フィルタＧ、及び青色の波長を有する光を透過する青色フィルタＢを備える。

ユーザがファインダースクリーン１７を介して被写体を撮影する場合について説明する。以下、この場合の撮影手法を光学ファインダーモードと呼ぶ。この場合、システムコントロール回路３０は、測光用ＣＭＯＳ２３から受信した第２の色信号を用いて露出を決定する。そして、決定した露出に応じて撮像用ＣＭＯＳ２２に撮像を行わせ、信号処理回路２５を介して撮像用ＣＭＯＳ２２から第１の色情報を受信し、得られた第１の色情報を用いて撮影画像を作成する。そして、メモリカード４０に撮影画像を記録させる。第２の色信号を用いて露出を決定するとき、システムコントロール回路３０は、第２の色情報を、ＹＣｂＣｒ色空間の色情報に変換し、変換された色情報のうちＹの輝度に基づいて測光を行い、露出を決定する。なお、第１の色情報を変換して得られるＹの輝度は第１の輝度情報であり、第２の色情報を変換して得られるＹの輝度は第２の輝度情報である。

次に、ユーザが表示部３３に表示されたスルー画像を参照して被写体を撮影する場合について説明する。以下、この場合の撮影手法をライブビューモードと呼ぶ。まず、スルー画像を表示部３３に表示する処理について説明する。スルー画像を表示部３３に表示するとき、システムコントロール回路３０は、撮像用ＣＭＯＳ２２に撮像を行わせ、信号処理回路２５を介して撮像用ＣＭＯＳ２２から第１の色情報を受信し、得られた第１の色情報を用いてスルー画像を作成する。そして、表示部３３にスルー画像を表示させる。第１の色情報を用いてスルー画像を作成するとき、システムコントロール回路３０は、第１の色情報をＹＣｂＣｒ色空間の色情報に変換し、変換された色情報のうちＹの輝度（輝度情報）に基づいて測光を行って露出を決定し、スルー画像を作成する。表示部３３に表示されたスルー画像を参照して被写体を撮影するとき、システムコントロール回路３０は、撮像用ＣＭＯＳ２２に撮像を行わせ、信号処理回路２５を介して撮像用ＣＭＯＳ２２から第１の色情報を受信し、得られた第１の色情報を用いて露出を決定する。そして、決定した露出に応じて撮像用ＣＭＯＳ２２に撮像を行わせ、信号処理回路２５を介して撮像用ＣＭＯＳ２２から第１の色情報を受信し、得られた第１の色情報を用いて撮影画像を作成する。そして、メモリカード４０に撮影画像を記録させる。第１の色情報を用いてスルー画像を作成するとき、システムコントロール回路３０は、第１の色情報をＹＣｂＣｒ色空間の色情報に変換し、変換された色情報のうちＹの輝度（輝度情報）に基づいて測光を行い、露出を決定する。

次に、図２を用いて、撮像用ＣＭＯＳ２２が備えるカラーフィルタについて説明する。図２に示すカラーフィルタは、いわゆるベイヤー配列に従って、赤色フィルタＲ、緑色フィルタＧ、及び青色フィルタＢを並べたものである。緑色フィルタＧの数は、赤色フィルタＲ及び青色フィルタＢの数の２倍である。

次に、図３を用いて、測光用ＣＭＯＳ２３が備えるカラーフィルタについて説明する。図３に示すカラーフィルタは、緑色フィルタＧの数が赤色フィルタＲ及び青色フィルタＢの数の２倍になるように並べたものである。ｎ行目には赤色フィルタＲが並べられ、ｎ＋１行目及びｎ＋２行目には緑色フィルタＧが並べられ、ｎ＋３行目には青色フィルタＢが並べられる（ｎは１以上の整数）。これにより、隣接画素どうしの画素値を容易に加算できる。

次に、図４から９を用いて、分光感度を補正する手段について説明する。分光感度は、入射光に含まれる特定の波長(λ)における、入射光の強度と撮像用ＣＭＯＳ２２の出力値との比である。

図４は、撮像用ＣＭＯＳ２２の分光感度特性と、ＹＣｂＣｒ色空間におけるＹの分光感度特性とを示したグラフである。赤色の波長における分光感度特性を曲線Ｒ１で示し、緑色の波長における分光感度特性を曲線Ｇ１で示し、青色の波長における分光感度特性を曲線Ｂ１で示し、Ｙの分光感度特性を曲線Ｙ１で示す。分光感度特性Ｙ１は、第１の色情報を変換して得られたものである。ここで、分光感度特性Ｙ１は、以下の式によって求められる。
Ｙ１＝ａ＊Ｒｖ１＋ｂ＊Ｇｖ１＋ｃ＊Ｂｖ１
ここで、値Ｒｖ１、Ｇｖ１、及びＢｖ１は、それぞれ赤色、緑色、及び青色の分光感度である。また、係数ａ、ｂ、及びｃは、既定の係数であって、予め定められている。

図５は、測光用ＣＭＯＳ２３の分光感度特性と、ＹＣｂＣｒ色空間におけるＹの分光感度特性とを示したグラフである。赤色の波長における分光感度特性を曲線Ｒ２で示し、緑色の波長における分光感度特性を曲線Ｇ２で示し、青色の波長における分光感度特性を曲線Ｂ２で示し、Ｙの分光感度特性を曲線Ｙ２で示す。分光感度特性Ｙ２は、第２の色情報を変換して得られたものである。ここで、分光感度特性Ｙ２は、以下の式によって求められる。
Ｙ２＝ａ＊Ｒｖ２＋ｂ＊Ｇｖ２＋ｃ＊Ｂｖ２
ここで、値Ｒｖ２、Ｇｖ２、及びＢｖ２は、それぞれ赤色、緑色、及び青色の分光感度である。また、係数ａ、ｂ、及びｃは、図４で用いたものと同じ値である。

図４と図５とを参照すると、赤色、緑色、及び青色の分光感度特性が、撮像用ＣＭＯＳ２２と測光用ＣＭＯＳ２３とにおいて異なることがわかる。すなわち、撮像用ＣＭＯＳ２２と測光用ＣＭＯＳ２３とは、分光感度特性が互いに異なる。そのため、赤色、緑色、及び青色の分光感度特性に基づいて算出される分光感度特性Ｙ１及びＹ２もまた大きく異なる。

ここで、前述のように、撮影画像の露出は、光学ファインダーモードでは分光感度特性Ｙ２を用いて決定される一方で、ライブビューモードでは分光感度特性Ｙ１を用いて決定される。そのため、撮像用ＣＭＯＳ２２と測光用ＣＭＯＳ２３との分光感度特性が互いに異なると、撮影画像の露出がモードによって異なってしまうおそれがある。つまり、ユーザがファインダースクリーン１７を参照して撮影した場合とスルー画像を参照して撮影した場合とでは、異なる露出の撮影画像を得るおそれがある。

これを防止するため、第１の色情報及び第２の色情報に所定の第１の係数を乗じて、撮像用ＣＭＯＳ２２と測光用ＣＭＯＳ２３の分光感度特性を互いに近似させる。この手段について図６から９を用いて説明する。

まず、撮像用ＣＭＯＳ２２と測光用ＣＭＯＳ２３の分光感度特性を直接的に互いに近似させる手段について、図６及び７を用いて説明する。

図６は、撮像用ＣＭＯＳ２２の分光感度特性と、ＹＣｂＣｒ色空間におけるＹの分光感度特性とを示したグラフである。赤色、緑色、及び青色の波長における分光感度特性は図４と同様である。Ｙの分光感度特性Ｙ１’は、第１の色情報を第１の係数を用いて変換して得られたものである。ここで、分光感度特性Ｙ１’は、以下の式によって求められる。
Ｙ１’＝ａ１’＊Ｒｖ１＋ｂ１’＊Ｇｖ１＋ｃ１’＊Ｂｖ１
ここで、値Ｒｖ１、Ｇｖ１、及びＢｖ１は、それぞれ赤色、緑色、及び青色の分光感度である。また、係数ａ１’、ｂ１’、及びｃ１’は、第１の係数に含まれる。

図７は、測光用ＣＭＯＳ２３の分光感度と、ＹＣｂＣｒ色空間におけるＹの分光感度特性とを示したグラフである。赤色、緑色、及び青色の波長における分光感度特性は図５と同様である。Ｙの分光感度特性Ｙ２’で示す。分光感度特性Ｙ２’は、第２の色情報を変換して得られたものである。ここで、分光感度特性Ｙ２’は、以下の式によって求められる。
Ｙ２’ ＝ａ２’＊Ｒｖ２＋ｂ２’＊Ｇｖ２＋ｃ２’＊Ｂｖ２
ここで、値Ｒｖ２、Ｇｖ２、及びＢｖ２は、それぞれ赤色、緑色、及び青色の分光感度である。また、係数ａ２’、ｂ２’、及びｃ２’は、第１の係数に含まれる。

この手段における第１の係数は、分光感度特性Ｙ１’と分光感度特性Ｙ２’とが近似するように、予め撮像用ＣＭＯＳ２２と測光用ＣＭＯＳ２３との分光感度特性を測定して決定され、ＲＯＭ３６に記憶される。システムコントロール回路３０は、ＲＯＭ３６に記憶されている第１の係数を読み出して、第１の色情報及び第２の色情報を補正する。

これにより、分光感度特性Ｙ１’と分光感度特性Ｙ２’とが近似するため、撮像用ＣＭＯＳ２２を用いた測光結果と、測光用ＣＭＯＳ２３を用いた測光結果とを近似させることができる。

他方、撮像用ＣＭＯＳ２２と測光用ＣＭＯＳ２３の分光感度特性を標準比視感度に近似させ、結果として撮像用ＣＭＯＳ２２と測光用ＣＭＯＳ２３の分光感度特性を互いに近似させることも可能である。この手段について図８及び９を用いて説明する。

図８は、撮像用ＣＭＯＳ２２の分光感度特性と、ＹＣｂＣｒ色空間におけるＹの分光感度特性とを示したグラフである。赤色、緑色、及び青色の波長における分光感度特性は図４と同様である。Ｙの分光感度特性Ｙ１”は、第１の色情報を第１の係数を用いて変換して得られたものである。ここで、分光感度特性Ｙ１”は、以下の式によって求められる。
Ｙ１”＝ａ１”＊Ｒｖ１＋ｂ１”＊Ｇｖ１＋ｃ１”＊Ｂｖ１
ここで、係数ａ１”、ｂ１”、及びｃ１”は、第１の係数に含まれる。

図９は、測光用ＣＭＯＳ２３の分光感度と、ＹＣｂＣｒ色空間におけるＹの分光感度特性とを示したグラフである。赤色、緑色、及び青色の波長における分光感度特性は図５と同様である。Ｙの分光感度特性Ｙ２”で示す。分光感度特性Ｙ２”は、第２の色情報を変換して得られたものである。ここで、Ｙ２”は、以下の式によって求められる。
Ｙ２”＝ａ２”＊Ｒｖ２＋ｂ２”＊Ｇｖ２＋ｃ２”＊Ｂｖ２
ここで、係数ａ２”、ｂ２”、及びｃ２”は、第１の係数に含まれる。

この手段における第１の係数は、分光感度特性Ｙ１”と分光感度特性Ｙ２”とが標準比視感度に近似するように、予め撮像用ＣＭＯＳ２２と測光用ＣＭＯＳ２３との分光感度特性を測定して決定され、ＲＯＭ３６に記憶される。システムコントロール回路３０は、ＲＯＭ３６に記憶されている第１の係数を読み出して、第１の色情報及び第２の色情報を補正する。

これにより、分光感度特性Ｙ１”と分光感度特性Ｙ２”とが標準比視感度に近似し、これにより撮像用ＣＭＯＳ２２と測光用ＣＭＯＳ２３の分光感度特性が互いに近似するため、撮像用ＣＭＯＳ２２を用いた測光結果と、測光用ＣＭＯＳ２３を用いた測光結果とを近似させることができる。さらに、分光感度特性Ｙ１”と分光感度特性Ｙ２”とが標準比視感度に近似するため、人間の目の特性に近い測光結果を得ることができる。これにより、輝度計による測光結果に近い測光値を得ることができる。

次に、図１０から１４を参照して、基準撮像素子を用いて撮像用ＣＭＯＳ２２の個体差及び測光用ＣＭＯＳ２３の個体差を補正する手段について説明する。基準撮像素子は、撮像用ＣＭＯＳ２２又は測光用ＣＭＯＳ２３と同様の構成を有し、かつ良好な分光感度特性を有するＣＭＯＳである。この手段は、撮像用ＣＭＯＳ２２及び測光用ＣＭＯＳ２３のいずれにおいても適用されうるが、以下は撮像用ＣＭＯＳ２２を一例として説明する。

図１０は、基準撮像素子の分光感度特性を示したグラフである。赤色の波長における分光感度特性を曲線Ｒ１で示し、緑色の波長における分光感度特性を曲線Ｇ１で示し、青色の波長における分光感度特性を曲線Ｂ１で示す。

図１１は、撮像用ＣＭＯＳ２２の分光感度特性を示したグラフである。赤色の波長における分光感度特性を曲線Ｒ２で示し、緑色の波長における分光感度特性を曲線Ｇ２で示し、青色の波長における分光感度特性を曲線Ｂ２で示す。

図１０と図１１とを参照すると、赤色、緑色、及び青色の分光感度特性が、基準撮像素子と撮像用ＣＭＯＳ２２とにおいて異なることがわかる。より詳細に説明すると、撮像用ＣＭＯＳ２２は基準撮像素子に対して、赤色の分光感度特性Ｒ２が高く、緑色の分光感度特性Ｇ２が少々高く、青色の分光感度特性Ｂ２が低い。そのため、基準撮像素子の分光感度特性に基づいて算出したＹの輝度に基づいて測光を行うと、正確な測光値を得ることができないおそれがある。

そこで、基準撮像素子の分光感度特性に近づくように、撮像用ＣＭＯＳ２２の分光感度特性を補正し、これにより撮像用ＣＭＯＳ２２の個体差を補正する。図１２から１４を用いて、個体差を補正する手段について説明する。

図１２及び１３は、同一の光源を用いて同一の被写体を撮像したときにおける、基準撮像素子及び撮像用ＣＭＯＳ２２の出力値を示すグラフである。すなわち、これらの出力値は基準入射光に基づいて測定される。これらのグラフは、特定の入力波長、つまり特定の色に対する出力値の大きさを示している。

図１２は基準撮像素子による赤色Ｒ、緑色Ｇ、及び青色Ｂの出力値を示す。赤色Ｒ、緑色Ｇ、及び青色Ｂの出力値は、基準色情報を成す。基準撮像素子における赤色Ｒの出力値は３、緑色Ｇの出力値は５、そして青色Ｂの出力値は２である。

図１３は撮像用ＣＭＯＳ２２による赤色Ｒ、緑色Ｇ、及び青色Ｂの出力値を示す。撮像用ＣＭＯＳ２２における赤色Ｒの出力値は４、緑色Ｇの出力値は６、そして青色Ｂの出力値は１である。

撮像用ＣＭＯＳ２２の分光感度特性に第２の係数を乗じることにより、撮像用ＣＭＯＳ２２の個体差を補正する。第２の係数は、基準撮像素子の出力値と撮像用ＣＭＯＳ２２の出力値との比である。以下、図１２及び図１３を一例として、これについて説明する。

図１２と図１３とを参照すると、基準撮像素子の赤色Ｒの出力値と撮像用ＣＭＯＳ２２の赤色Ｒの出力値との比は３／４であり、緑色Ｇの出力値の比は５／６であり、青色Ｂの出力値の比は２／１である。これらの比を撮像用ＣＭＯＳ２２の出力値に乗じることによって、撮像用ＣＭＯＳ２２の出力値を補正する。補正された赤色Ｒの出力値Ｒｏ’、緑色Ｇの出力値Ｇｏ’、及び青色Ｂの出力値Ｂｏ’は以下のようになる。
Ｒｏ’＝（３／４）＊Ｒｏ
Ｇｏ’＝（５／６）＊Ｇｏ
Ｂｏ’＝（２／１）＊Ｂｏ
ここで、値Ｒｏ、Ｇｏ、及びＢｏはそれぞれ赤色Ｒ、緑色Ｇ、及び青色Ｂの出力値である。
以上から、撮像用ＣＭＯＳ２２の補正された分光感度特性Ｙ３は、以下の式によって求められる。
Ｙ３＝ａ＊（３／４）＊Ｒ＋ｂ＊（５／６）＊Ｇ＋ｃ＊（２／１）＊Ｂ
ここで、値Ｒｏ、Ｇｏ、及びＢｏはそれぞれ赤色Ｒ、緑色Ｇ、及び青色Ｂの出力値であり、係数ａ、ｂ、及びｃは、第１の係数に含まれる。

図１４に、前述の式によって補正された撮像用ＣＭＯＳ２２の出力値を示す。撮像用ＣＭＯＳ２２における赤色Ｒの出力値Ｒｏは３、緑色Ｇの出力値Ｇｏは５、そして青色Ｂの出力値Ｂｏは２となり、基準撮像素子の出力値と一致することがわかる。

前述の分光感度特性Ｙ１’及び分光感度特性Ｙ２’、又は分光感度特性Ｙ１”及び分光感度特性Ｙ２”は、赤色の分光感度Ｒｖ１、Ｒｖ２、緑色の分光感度Ｇｖ１、Ｇｖ２、青色の分光感度Ｂｖ１、Ｂｖ２の代わりに、赤色Ｒの出力値Ｒｏ’、緑色Ｇの出力値Ｇｏ’、及び青色Ｂの出力値Ｂｏ’をそれぞれ用いて算出されうる。

ＲＯＭ３６は、同一の光源を用いて同一の被写体を撮像したときにおける、基準撮像素子及び撮像用ＣＭＯＳ２２の出力値を予め記憶している。システムコントロール回路３０は、これらの出力値をＲＯＭ３６から読み出して、前述の式に基づいて分光感度特性Ｙ３を算出する。これにより、撮像用ＣＭＯＳ２２の個体差を補正し、正確な測光結果を得ることができる。

次に、図１５を用いて、光学ファインダーモード時における輝度情報生成処理について説明する。光学ファインダーモード時における輝度情報生成処理は、システムコントロール回路３０によって実行される。

始めのステップＳ１５１では、測光用ＣＭＯＳ２３が第２の色情報を生成する。

次のステップＳ１５２では、システムコントロール回路３０が、第２の色情報に第２の係数を乗じ、これにより、補正された赤色Ｒの出力値Ｒｏ’、緑色Ｇの出力値Ｇｏ’、及び青色Ｂの出力値Ｂｏ’を算出する。

次のステップＳ１５３では、補正された赤色Ｒの出力値Ｒｏ’、緑色Ｇの出力値Ｇｏ’、及び青色Ｂの出力値Ｂｏ’を用いて輝度を算出し、これにより分光感度特性Ｙ１’及び分光感度特性Ｙ２’、又は分光感度特性Ｙ１”及び分光感度特性Ｙ２”を得る。そして、処理が終了する。

次に、図１６を用いて、ライブビューモード時における輝度情報生成処理について説明する。ライブビューモード時における輝度情報生成処理は、システムコントロール回路３０によって実行される。

始めのステップＳ１６１では、撮像用ＣＭＯＳ２２が第１の色情報を生成する。

次のステップＳ１６２では、システムコントロール回路３０が、第１の色情報に第２の係数を乗じ、これにより、補正された赤色Ｒの出力値Ｒｏ’、緑色Ｇの出力値Ｇｏ’、及び青色Ｂの出力値Ｂｏ’を算出する。

次のステップＳ１６３では、補正された赤色Ｒの出力値Ｒｏ’、緑色Ｇの出力値Ｇｏ’、及び青色Ｂの出力値Ｂｏ’を用いて輝度を算出し、これにより分光感度特性Ｙ１’及び分光感度特性Ｙ２’、又は分光感度特性Ｙ１”及び分光感度特性Ｙ２”を得る。そして、処理が終了する。

本実施形態によれば、撮像用ＣＭＯＳ２２を用いた測光結果と、測光用ＣＭＯＳ２３を用いた測光結果とを近似させることができる。

また、撮像用ＣＭＯＳ２２が撮像を行うとき、撮影光学系１５から撮像用ＣＭＯＳ２２までの光路上には何も設けられていないのに対し、測光用ＣＭＯＳ２３が撮像を行うとき、撮影光学系１５から測光用ＣＭＯＳ２３までの光路には、クイックリターンミラー１８、ファインダースクリーン１７、及びペンタプリズム１６が設けられている。クイックリターンミラー１８、ファインダースクリーン１７、及びペンタプリズム１６の分光特性をも考慮して第１の係数及び第２の係数を決定すれば、より正確に測光を行うことができる。

なお、輝度情報生成処理において、ステップＳ１５２及びＳ１６２を実行せず、ステップＳ１５３及びＳ１６３において、システムコントロール回路３０が、第１の色情報及び第２の色情報を受信して輝度を算出し、分光感度特性Ｙ１’及び分光感度特性Ｙ２’、又は分光感度特性Ｙ１”及び分光感度特性Ｙ２”を得てもよい。

第２の実施形態によるコンパクト型デジタルカメラ５０ついて、図１７を用いて説明する。本実施形態によるコンパクト型デジタルカメラ５０は、第１の実施形態と比較して、撮影光学系１５が着脱式でない点、並びにペンタプリズム１６、ファインダースクリーン１７、及びクイックリターンミラー１８を備えない点が主に異なる。以下、第１の実施形態と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略し、相違点について主に説明する。

コンパクト型デジタルカメラ５０は、本体５２を備える。本体５２は、その内部に、撮影光学系１５、第１の撮像素子を成す撮像用ＣＭＯＳ２２、第２の撮像素子を成す測光用ＣＭＯＳ２３、変換部及び露光制御部を成すシステムコントロール回路３０、表示部３３、記録媒体であるメモリカード４０、及びレリーズ釦４１を主に備える。

測光用ＣＭＯＳ２３は、本体５２の前面、すなわち、被写体に正対し、被写体からの反射光を受光可能となる位置に設けられる。測光用ＣＭＯＳ２３は、受光した被写体像を撮像し、被写体像に基づいて複数の第２の色情報を生成する。

撮影光学系１５を経た被写体像は、シャッタ幕２０を経て、撮像用ＣＭＯＳ２２に結像する。撮像用ＣＭＯＳ２２は、入射した被写体像を撮像し、被写体像に基づいて複数の第１の色情報を生成する。

なお、第１及び第２の色情報は、ＲＧＢによって表される情報でなく、ＹＣｂＣｒによって表される情報であってもよい。

なお、撮像用ＣＭＯＳ２２は、図２に示すベイヤー配列でなく、図１８に示す配列のカラーフィルタを備えてもよい。図１８に示すカラーフィルタは、図２に示すベイヤー配列が備える緑色フィルタＧの半分を、赤外の波長を有する光を透過する赤外フィルタＩＲで置き換えて得られるフィルタである。また、測光用ＣＭＯＳ２３は、図１８に示す配列のカラーフィルタを備えてもよい。

また、撮像用ＣＭＯＳ２２及び測光用ＣＭＯＳ２３が有するカラーフィルタの配列は、前述のものに限定されない。

なお、ＲＯＭ３６は、第２の係数を予め記憶してもよい。

１０ 一眼レフ型デジタルカメラ
１２ 本体
１４ 交換レンズ
１５ 撮影光学系
１６ ペンタプリズム
１７ ファインダースクリーン
１８ クイックリターンミラー
２０ シャッタ幕
２２ 撮像用ＣＭＯＳ
２３ 測光用ＣＭＯＳ
２５ 信号処理回路
３０ システムコントロール回路
３２ 周辺制御回路
３３ 表示部
３５ ＡＦモータ
３６ ＲＯＭ
４０ メモリカード
４１ レリーズ釦
５０ コンパクト型デジタルカメラ
５２ 本体

Claims (12)

1. 入射光に基づいて複数の色情報を生成する撮像素子と、
   前記撮像素子が生成した前記複数の色情報を受信して、前記複数の色情報に基づいて輝度情報を生成する変換部とを備え、
   複数の前記撮像素子が設けられ、
   前記変換部は、前記複数の撮像素子の分光感度特性が近似するように、各撮像素子の受信した複数の色情報を変換し、輝度情報を生成する撮像装置。
2. 前記変換部は、前記複数の色情報に所定の第１の係数を乗じて前記輝度情報を算出し、前記第１の係数は、前記撮像素子ごとに決定される請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記第１の係数は、前記分光感度特性が標準比視感度に近似するように、前記撮像素子ごとに決定される請求項２に記載の撮像装置。
4. 基準撮像素子が基準入射光に基づいて生成した複数の基準色情報と、前記撮像素子が基準入射光に基づいて生成した複数の調整色情報とを記憶する記憶部をさらに備え、
   前記変換部は、前記複数の基準色情報と前記複数の調整色情報とに基づいて前記輝度情報を生成する請求項１から３のいずれかに記載の撮像装置。
5. 前記変換部は、前記複数の基準色情報と前記複数の調整色情報とを用いて第２の係数を算出し、前記第２の係数に基づいて前記輝度情報を生成する請求項４に記載の撮像装置。
6. 基準撮像素子が基準入射光に基づいて生成した複数の基準色情報と前記撮像素子が基準入射光に基づいて生成した複数の調整色情報とを用いて算出された、第２の係数を記憶する記憶部をさらに備え、
   前記変換部は、前記第２の係数に基づいて前記輝度情報を生成する請求項１から３のいずれかに記載の撮像装置。
7. 画像を表示する表示部をさらに備え、前記変換部は、前記複数の色情報を用いて前記画像を作成する請求項１から６のいずれかに記載の撮像装置。
8. 前記撮像素子は、第１の撮像素子と第２の撮像素子とを備え、
   前記第１の撮像素子は、第１の色情報を生成し、
   前記第２の撮像素子は、第２の色情報を生成し、
   前記変換部は、前記第１の色情報に基づいて第１の輝度情報を生成し、前記第２の色情報に基づいて第２の輝度情報を生成する請求項１から７のいずれかに記載の撮像装置。
9. 前記輝度情報に基づいて露出を決定する露光制御部と、
   画像データを記録する記録媒体と、
   操作者が押圧可能なレリーズ釦とをさらに備え、
   前記レリーズ釦が押圧されたとき、前記露光制御部は、前記変換部が前記第２の色情報を変換して得られた第２の輝度情報に基づいて、前記第１の撮像素子に前記第１の色情報を取得させ、前記第１の色情報に基づいて作成された第１の画像データを前記記録媒体に記録する請求項８に記載の撮像装置。
10. 前記第１の撮像素子に被写体像を結像可能な撮影光学系と、
    前記撮影光学系と前記第１の撮像素子との間に出入可能となるように設けられるミラーと、
    前記ミラーが前記撮影光学系と前記第１の撮像素子との間に位置するとき、前記撮影光学系からの被写体像が前記ミラーを介して結像されるファインダースクリーンと、
    操作者が押圧可能なレリーズ釦とをさらに備え、
    前記第２の撮像素子は、前記ファインダースクリーンに結像された被写体像を撮像可能な位置に配置され、
    前記レリーズ釦が押圧されたとき、前記ミラーが前記撮影光学系と前記第１の撮像素子との間から退避する請求項８又は９に記載の撮像装置。
11. 前記複数の色情報は、ＲＧＢ又はＹＣｂＣｒによって表される情報である請求項１から１０のいずれかに記載の撮像装置。
12. 複数の撮像素子を備える撮像装置において用いられる輝度情報生成方法であって、
    入射光に基づいて複数の色情報を撮像素子が生成する色情報生成ステップと、
    前記撮像素子が生成した前記複数の色情報を受信し、前記複数の色情報に基づいて前記撮像素子ごとに輝度情報を生成する輝度情報生成ステップとを備え、
    前記輝度情報生成ステップは、前記複数の撮像素子の分光感度特性が近似するように、各撮像素子の受信した複数の色情報を変換し、輝度情報を生成する輝度情報生成方法。
    

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