JPWO2011148799A1 - 撮像装置及びホワイトバランスゲイン算出方法 - Google Patents
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Abstract
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(例えば光電変換素子51Wの分光感度特性における半値幅)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。
図6は、図5のステップS7で決定された光源情報AP,BPのB/G,R/G色空間における位置の一例を示した図である。図6に示すように、光源情報APと光源情報BPのB/G,R/G色空間における距離L1が大きい場合、この場合には、どちらかの光源情報が誤って決定されている可能性が高い。
図8は、撮像時の光源が輝線を持たない通常光源であるときの、図5のステップS7で決定された光源情報AP,BPのB/G,R/G色空間における位置の一例を示した図である。図9は、図8に対し光源を蛍光灯等の輝線を持つ輝線光源にしたときの光源情報AP,BPの位置の一例を示した図である。図8,9において示した領域R1,R2は、それぞれ、青空及び昼白色蛍光灯の色情報がプロットされる領域、緑及び白色蛍光灯の色情報がプロットされる領域を示す。
図11は、図5のステップS7で決定された光源情報AP,BPのB/G,R/G色空間における位置の一例を示した図である。図11に示すように、光源情報APがほぼ黒体軌跡データAD上もしくは黒体軌跡データADから一定の誤差距離内にあり、光源情報BPがほぼ黒体軌跡データBD上もしくは黒体軌跡データBDから一定の誤差距離内にあり、かつ、これら光源情報APと光源情報BPが同一のブロックから得られたものであった場合、この場合には、これら光源情報APと光源情報BPが正確な光源である確率が高い。
図13は、図1に示すデジタルカメラの第四の変形例のデジタルカメラのWBゲイン算出動作を説明するためのフローチャートである。図13に示すフローチャートは、ステップS1:NO以降の処理が異なる点を除いては、図5に示したフローチャートと同じである。
図14は、図1に示すデジタルカメラの第五の変形例のデジタルカメラのWB算出動作を説明するためのフローチャートである。図14に示すフローチャートは、ステップS1:NO以降の処理が異なる点を除いては、図5に示したフローチャートと同じである。
本出願は、2010年5月28日出願の日本出願(特願2010−123585)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有す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、
前記ペア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から得られる信号同士を加算して得られる前記ペアに対応する加算信号を処理して1つの画像データを生成する第一のモードと、前記複数の第一の光電変換素子及び前記複数の第二の光電変換素子から得られる信号を処理して1つの画像データを生成する第二のモードとを有し、
所定の色空間における色温度による黒体の色変化の軌跡を表す黒体軌跡データを、前記複数の第一の光電変換素子からなる第一グループから得られる第一の信号用と、前記複数の第二の光電変換素子からなる第二グループから得られる第二の信号用とでそれぞれ記憶する記憶部と、
前記第一の信号を複数のブロックに分割して各ブロックの第一の信号から当該ブロックの第一の色情報を生成し、前記第二の信号を前記複数のブロックに分割して各ブロックの第二の信号から当該ブロックの第二の色情報を生成し、前記加算信号を前記複数のブロックに分割して各ブロックの信号から当該ブロックの第三の色情報を生成する色情報生成部と、
前記加算信号用の黒体軌跡データを取得する黒体軌跡データ取得部と、
前記第一の色情報の分布と前記第一の信号用の黒体軌跡データと前記第二の色情報の分布と前記第二の信号用の黒体軌跡データとに基づいて、前記第一の信号に対する撮像時の第一の光源情報と前記第二の信号に対する撮像時の第二の光源情報とを独立に決定する第一の処理を前記第二のモード時に実施し、前記第三の色情報の分布と前記加算信号用の黒体軌跡データとに基づいて、前記加算信号に対する撮像時の第三の光源情報を決定する第二の処理を前記第一のモード時に実施する光源情報決定部と、
前記第一の光源情報及び前記第二の光源情報に基づいて、前記第一の信号及び前記第二の信号のホワイトバランスゲインを算出し、前記第三の光源情報に基づいて前記加算信号のホワイトバランスゲインを算出するホワイトバランスゲイン算出部とを備える撮像装置。 - 請求項1記載の撮像装置であって、
前記第一の光源情報と前記第二の光源情報との間の前記色空間における距離を算出し、当該距離が第一の閾値を越えるときには、前記第一の光源情報と前記第一の信号用の黒体軌跡データとの間の前記色空間における第一の距離と、前記第二の光源情報と前記第二の信号用の黒体軌跡データとの間の前記色空間における第二の距離とを比較し、その比較結果に応じて、前記第一の光源情報と前記第二の光源情報のいずれかを変更する光源情報変更部を更に備える撮像装置。 - 請求項2記載の撮像装置であって、
前記光源情報変更部が、前記第二の距離が前記第一の距離よりも大きいときには、前記第二の光源情報を前記第一の光源情報に基づいて変更し、前記第一の距離が前記第二の距離よりも大きいときには、前記第一の光源情報を前記第二の光源情報に基づいて変更する撮像装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項記載の撮像装置であって、
前記第一の処理において、前記第一の信号用の黒体軌跡データに乗る前記第一の色情報があり、前記第二の信号用の黒体軌跡データに乗る前記第二の色情報があり、当該第一の色情報と当該第二の色情報とが同一の前記ブロックから生成された色情報であるときには、前記光源情報決定部が、前記第一の信号用の黒体軌跡データに乗る当該第一の色情報及び前記第二の信号用の黒体軌跡データに乗る当該第二の色情報を前記撮像時の光源情報として決定する撮像装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項記載の撮像装置であって、
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が、前記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よりも広くなっており、
各ペアの前記第一の光電変換素子の主として分光感度を有する波長範囲の各波長における各ペアの前記第一の光電変換素子の分光感度が、前記各ペアの前記第二の光電変換素子の前記各波長における分光感度よりも高くなっている撮像装置。 - 請求項5記載の撮像装置であって、
前記ホワイトバランスゲイン算出部は、前記第一の光源情報と前記第二の光源情報とが特定領域内にある場合に、前記第一の光源情報と前記第一の信号用の黒体軌跡データとの間の前記色空間における第三の距離と、前記第二の光源情報と前記第二の信号用の黒体軌跡データとの間の前記色空間における第四の距離とを比較し、その比較結果に応じて、前記第一の信号及び前記第二の信号のホワイトバランスゲインの算出方法を変更する撮像装置。 - 請求項6記載の撮像装置であって、
前記ホワイトバランスゲイン算出部は、前記第四の距離から前記第三の距離を減算した値が第二の閾値以下のときには、当該値が前記第二の閾値を越えるときに比べて、算出する前記ホワイトバランスゲインを小さくする撮像装置。 - 請求項5〜7のいずれか1項記載の撮像装置であって、
前記複数種類のペアが、前記特定の色が第一の色であるペアと、前記特定の色が第二の色であるペアと、前記特定の色が第三の色であるペアの3種類あり、
縦軸を(前記第三の色)/(前記第二の色)とし、横軸を(前記第一の色)/(前記第二の色)とした色空間において、前記第一の信号用の黒体軌跡データと前記第二の信号用の黒体軌跡データが交差する基準点よりも(前記第一の色)/(前記第二の色)の値が小さくなる領域では、前記第一の信号用の黒体軌跡データの曲線が前記第二の信号用の黒体軌跡データの曲線よりも前記縦軸から離れた位置にあり、前記基準点よりも(前記第一の色)/(前記第二の色)の値が大きくなる領域では、前記第一の信号用の黒体軌跡データの曲線が前記第二の信号用の黒体軌跡データの曲線よりも前記横軸に近づく位置にある撮像装置。 - 請求項1〜8のいずれか1項記載の撮像装置であって、
前記記憶部が、前記加算信号用の黒体軌跡データを記憶し、
前記黒体軌跡データ取得部は、前記記憶部から前記加算信号用の黒体軌跡データを取得する撮像装置。 - 請求項1〜8のいずれか1項記載の撮像装置であって、
前記黒体軌跡データ取得部は、前記第一の信号用の前記黒体軌跡データと前記第二の信号用の前記黒体軌跡データとから、前記加算信号用の黒体軌跡データを生成することで、当該黒体軌跡データを取得する撮像装置。 - 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、
各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1〜11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同一の位置関係で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。 - 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有する撮像装置におけるホワイトバランスゲイン算出方法であって、
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前記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、
前記撮像装置が、前記ペア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から得られる信号同士を加算して得られる前記ペアに対応する加算信号を処理して1つの画像データを生成する第一のモードと、前記複数の第一の光電変換素子及び前記複数の第二の光電変換素子から得られる信号を処理して1つの画像データを生成する第二のモードとを有し、
前記撮像装置が、所定の色空間における色温度による黒体の色変化の軌跡を表す黒体軌跡データを、前記複数の第一の光電変換素子からなる第一グループから得られる第一の信号用と、前記複数の第二の光電変換素子からなる第二グループから得られる第二の信号用とでそれぞれ記憶する記憶部を有し、
前記第一の信号を複数のブロックに分割して各ブロックの第一の信号から当該ブロックの第一の色情報を生成し、前記第二の信号を前記複数のブロックに分割して各ブロックの第二の信号から当該ブロックの第二の色情報を生成し、前記加算信号を前記複数のブロックに分割して各ブロックの信号から当該ブロックの第三の色情報を生成する色情報生成ステップと、
前記加算信号用の黒体軌跡データを取得する黒体軌跡データ取得ステップと、
前記第一の色情報の分布と前記第一の信号用の黒体軌跡データと前記第二の色情報の分布と前記第二の信号用の黒体軌跡データとに基づいて、前記第一の信号に対する撮像時の第一の光源情報と前記第二の信号に対する撮像時の第二の光源情報とを独立に決定する第一の処理を前記第二のモード時に実施し、前記第三の色情報の分布と前記加算信号用の黒体軌跡データとに基づいて、前記加算信号に対する撮像時の第三の光源情報を決定する第二の処理を前記第一のモード時に実施する光源情報決定ステップと、
前記第一の光源情報及び前記第二の光源情報に基づいて、前記第一の信号及び前記第二の信号のホワイトバランスゲインを算出し、前記第三の光源情報に基づいて前記加算信号のホワイトバランスゲインを算出するホワイトバランスゲイン算出ステップとを備えるホワイトバランスゲイン算出方法。 - 請求項13記載のホワイトバランスゲイン算出方法であって、
前記第一の光源情報と前記第第二の光源情報との間の前記色空間における距離を算出し、当該距離が第一の閾値を越えるときには、前記第一の光源情報と前記第一の信号用の黒体軌跡データとの間の前記色空間における第一の距離と、前記第二の光源情報と前記第二の信号用の黒体軌跡データとの間の前記色空間における第二の距離とを比較し、その比較結果に応じて、前記第一の光源情報と前記第二の光源情報のいずれかを変更する光源情報変更ステップを備えるホワイトバランスゲイン算出方法。 - 請求項14記載のホワイトバランスゲイン算出方法であって、
前記光源情報変更ステップでは、前記第二の距離が前記第一の距離よりも大きいときには、前記第二の光源情報を前記第一の光源情報に基づいて変更し、前記第一の距離が前記第二の距離よりも大きいときには、前記第一の光源情報を前記第二の光源情報に基づいて変更するホワイトバランスゲイン算出方法。 - 請求項13〜15のいずれか1項記載のホワイトバランスゲイン算出方法であって、
前記光源情報決定ステップでは、前記第一の処理において、前記第一の信号用の黒体軌跡データに乗る前記第一の色情報があり、前記第二の信号用の黒体軌跡データに乗る前記第二の色情報があり、当該第一の色情報と当該第二の色情報とが同一の前記ブロックから生成された色情報であるときには、前記第一の信号用の黒体軌跡データに乗る当該第一の色情報及び前記第二の信号用の黒体軌跡データに乗る当該第二の色情報を前記撮像時の光源情報として決定するホワイトバランスゲイン算出方法。 - 請求項13〜16のいずれか1項記載のホワイトバランスゲイン算出方法であって、
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が、前記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よりも広くなっており、
各ペアの前記第一の光電変換素子の主として分光感度を有する波長範囲の各波長における各ペアの前記第一の光電変換素子の分光感度が、前記各ペアの前記第二の光電変換素子の前記各波長における分光感度よりも高くなっているホワイトバランスゲイン算出方法。 - 請求項17記載のホワイトバランスゲイン算出方法であって、
前記ホワイトバランスゲイン算出ステップでは、前記第一の光源情報と前記第二の光源情報とが特定領域内にある場合に、前記第一の光源情報と前記第一の信号用の黒体軌跡データとの間の前記色空間における第三の距離と、前記第二の光源情報と前記第二の信号用の黒体軌跡データとの間の前記色空間における第四の距離とを比較し、その比較結果に応じて、前記第一の信号及び前記第二の信号のホワイトバランスゲインの算出方法を変更するホワイトバランスゲイン算出方法。 - 請求項18記載のホワイトバランスゲイン算出方法であって、
前記ホワイトバランスゲイン算出ステップでは、前記第四の距離から前記第三の距離を減算した値が第二の閾値以下のときには、当該値が前記第二の閾値を越えるときに比べて、算出する前記ホワイトバランスゲインを小さくするホワイトバランスゲイン算出方法。 - 請求項17〜19のいずれか1項記載のホワイトバランスゲイン算出方法であって、
前記複数種類のペアが、前記特定の色が第一の色であるペアと、前記特定の色が第二の色であるペアと、前記特定の色が第三の色であるペアの3種類あり、
縦軸を(前記第三の色)/(前記第二の色)とし、横軸を(前記第一の色)/(前記第二の色)とした色空間において、前記第一の信号用の黒体軌跡データと前記第二の信号用の黒体軌跡データが交差する基準点よりも(前記第一の色)/(前記第二の色)の値が小さくなる領域では、前記第一の信号用の黒体軌跡データの曲線が前記第二の信号用の黒体軌跡データの曲線よりも前記縦軸から離れた位置にあり、前記基準点よりも(前記第一の色)/(前記第二の色)の値が大きくなる領域では、前記第一の信号用の黒体軌跡データの曲線が前記第二の信号用の黒体軌跡データの曲線よりも前記横軸に近づく位置にあるホワイトバランスゲイン算出方法。 - 請求項13〜20のいずれか1項記載のホワイトバランスゲイン算出方法であって、
前記記憶部が、前記加算信号用の黒体軌跡データを記憶し、
前記黒体軌跡データ取得ステップでは、前記記憶部から前記加算信号用の黒体軌跡データを取得するホワイトバランスゲイン算出方法。 - 請求項13〜20のいずれか1項記載のホワイトバランスゲイン算出方法であって、
前記黒体軌跡データ取得ステップでは、前記第一の信号用の前記黒体軌跡データと前記第二の信号用の前記黒体軌跡データとから、前記加算信号用の黒体軌跡データを生成することで、当該黒体軌跡データを取得するホワイトバランスゲイン算出方法。 - 請求項13〜22のいずれか1項記載のホワイトバランスゲイン算出方法であって、
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、
各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ホワイトバランスゲイン算出方法。 - 請求項13〜23のいずれか1項記載のホワイトバランスゲイン算出方法であって、
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同一の位置関係で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ホワイトバランスゲイン算出方法。
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