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JP2004096633A - Imaging device and imaging method - Google Patents

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JP2004096633A
JP2004096633A JP2002257990A JP2002257990A JP2004096633A JP 2004096633 A JP2004096633 A JP 2004096633A JP 2002257990 A JP2002257990 A JP 2002257990A JP 2002257990 A JP2002257990 A JP 2002257990A JP 2004096633 A JP2004096633 A JP 2004096633A
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imaging
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JP2002257990A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Kubo
久保 広明
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Minolta Co Ltd
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Minolta Co Ltd
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Publication date
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  • Processing Of Color Television Signals (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging technique which prevents signal saturation in white balance processing with an improved signal-to-noise ratio (SNR) of an image signal. <P>SOLUTION: An imaging apparatus includes an imaging sensor, in which high sensibility to R (red) and B (blue) is set, so as to improve the SNR of the image signal. Under a light source of 2,850K, since an R channel (Rch) signal level becomes large in the imaging sensor, an imaging operation points of the entire (RGB) channels are decreased by AE (auto exposure) control. With this, the gain in the Rch is not decreased in the white balance processing. Similarly, under a light source of 10,000K, since a B channel (Bch) signal level becomes large in the imaging sensor, the imaging operation points of the entire (RGB) channels are also decreased by the AE control. As a result, the signal saturation in the white balance processing can be prevented, and also the SNR of the imaging signal can be improved. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数色のフィルタが配列された単板の画素配列を有し、被写体に係る出力信号を生成する撮像手段を利用する撮像技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
デジタルカメラ(撮像装置)の小型化は著しく、また高感度化という市場の要求も大きい。このため、撮像センサの画素サイズは小さくなりダイナミックレンジが犠牲になる傾向が強くなっている。また、高感度を達成するために、画像処理回路等での感度アップ率が大きくSNの劣化も問題となっている。
【0003】
特に色に関しては、デジタルカメラの場合、色温度2850K〜10000K程度の照明光源に対応する必要があり、RGBのホワイトバランス補正用の増幅率が各光源で大きく異なる。例えば図10に示すように、色温度2850Kの光源下や色温度10000Kの光源下のように分光が偏った場合には、特定の色チャンネルについてWBゲインが高くなるため、画像信号のSN劣化が顕著になる。
【0004】
そこで、これらの光源を考慮し、画像信号のSN比を向上させる手法として、撮像センサにおけるR(赤)やB(青)の感度をアップする方法がある。
【0005】
また、例えば、特許文献1では、撮像センサから出力される信号をA/D変換器に入力する前に各色の信号レベルを調整することにより、ホワイトバランス処理において量子化ノイズに起因する画像劣化を抑える技術が開示されている。
【0006】
【特許文献1】
特開2001−309393号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の撮像センサの感度をアップする方法では、RやBに対して高感度となっているため、例えば図11に示すように、2850Kや10000Kなど分光が偏った光源下において感度アップされたチャンネルで信号飽和が生じ、ハイライト部がクリップされた着色現象Q1、Q2が発生してしまう。
【0008】
また、特許文献1の技術を応用した場合には、上記の信号飽和が改善されるものの、A/D変換前に各色信号を取出す回路などが必要で、デジタルカメラの構成が複雑になる。
【0009】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ホワイトバランス処理において信号飽和を防止でき、また画像信号のSN比を向上できる撮像技術を提供することを第1の目的とする。
【0010】
また、この発明の第2の目的は、そのような利点を持つ撮像装置を複雑な構成を用いずに実現することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項1の発明は、撮像装置であって、(a)複数色のフィルタが配列された単板の画素配列を有し、被写体に係る出力信号を生成する撮像手段と、(b)前記被写体に係るホワイトバランス情報を取得する取得手段と、(c)前記ホワイトバランス情報に応じて露出制御を変更し、前記出力信号の動作点を所定レベルに制御する動作点制御手段と、を備える。
【0012】
また、請求項2の発明は、請求項1の発明に係る撮像装置において、(d)前記出力信号を増幅し、増幅信号を生成するアナログ増幅手段と、(e)前記増幅信号をデジタル変換して、デジタル信号を生成する変換手段と、(f)前記デジタル信号を前記複数色の各色ごとに増幅し、画像出力信号を生成するデジタル増幅手段と、をさらに備え、前記画像出力信号の動作点は、前記アナログ増幅手段の増幅率および/または前記デジタル増幅手段の増幅率を変更することで調整される。
【0013】
また、請求項3の発明は、請求項1または請求項2の発明に係る撮像装置において、(g)前記動作点制御手段が能動化される状態と、前記動作点制御手段が不能化される状態とを切替える切替手段、をさらに備える。
【0014】
また、請求項4の発明は、撮像装置であって、(a)複数色のフィルタが配列された単板の画素配列を有し、被写体に係る出力信号を生成する撮像手段と、(b)前記被写体に係るホワイトバランス情報を取得する取得手段と、(c)前記複数色の各色ごとに設定された重み付け係数を各色ごとの出力信号に乗算したものを加算して、輝度信号を生成する信号生成手段と、を備え、前記信号生成手段は、(c−1)前記ホワイトバランス情報に応じて、前記重付け係数を変更する変更手段、を有する。
【0015】
また、請求項5の発明は、複数色のフィルタが配列された単板の画素配列を有し、被写体に係る出力信号を生成する撮像手段と撮像光学系とを備える撮像装置を利用する撮像方法であって、(a)前記被写体に係るホワイトバランス情報を取得する取得工程と、(b)前記ホワイトバランス情報に応じて、前記撮像光学系に関する分光特性を変更する変更工程と、(c)前記ホワイトバランス情報に応じて露出制御を変更し、前記出力信号の動作点を所定レベルに制御する制御工程と、を備える。
【0016】
【発明の実施の形態】
<第1実施形態>
<撮像装置の要部構成>
図1は、本発明の第1実施形態に係る撮像装置1Aの機能ブロックを示す図である。
【0017】
撮像装置1Aは、デジタルカメラとして構成されており、撮像センサ11と、撮像センサ11にデータ伝送可能に接続する信号処理部2と、信号処理部2に接続する画像処理部3と、画像処理部3に接続するカメラ制御部40とを備えてる。
【0018】
撮像センサ11は、R(赤)、G(緑)、B(青)の原色透過フィルターが市松状に配列された単板の画素配列を有するエリア撮像センサとして構成されており、全画素読み出しタイプとなっている。この撮像センサ11では、電荷の蓄積が完了すると光電変換された信号が遮光された転送路にシフトされ、ここからバッファを介して読み出されて、被写体に係る画像信号が出力される。
【0019】
図2は、撮像センサ11の分光感度特性を説明するための図である。図2の横軸は波長を示し、縦軸は感度を示している。
【0020】
撮像センサ11は、Rチャンネル(Rch)の感度SRとGチャンネル(Gch)の感度SGとBチャンネル(Bch)の感度SBとからなる分光感度特性を有している。ここで、Rchの感度SRおよびBchの感度SBは、図10の従来技術の撮像センサが有するRchの感度SRcおよびBchの感度SBcよりも高感度に設定されている。このように高感度に設定する手法としては、撮像センサ11の受光部におけるR画素およびB画素の不純物濃度を高くしたり、撮像センサ11の赤色、青色フィルターの特性を変更する方法がある。
【0021】
図1に戻って説明を続ける。
【0022】
信号処理部2は、CDS21とAGC22とA/D変換部23とを有している。
【0023】
撮像センサ11から出力された画像信号はCDS21でサンプリングされ撮像センサ11のノイズを除去した後、AGC22により感度補正が行われる。
【0024】
A/D変換部23は、14ビットAD変換器で構成されており、AGC22で正規化されたアナログ信号をデジタル化する。デジタル化された画像信号は、画像処理部3で所定の画像処理が施された画像ファイルが生成される。
【0025】
画像処理部3は、CPUおよびメモリを有しており、デジタル処理部30と画像圧縮部37とビデオエンコーダー36とメモリカードドライバ38とを備えている。
【0026】
デジタル処理部30は、画素補間部31と解像度変換部32とホワイトバランス制御部33とガンマ補正部34とマトリクス演算部35とを有している。
【0027】
画像処理部3に入力された画像データは、撮像センサ11の読出しに同期し画像メモリ41に書込みまれる。以後、この画像メモリ41に格納される画像データにアクセスし、デジタル処理部30で各種の処理が行われる。
【0028】
画像メモリ41内の画像データは、画素補間部31でRGB各画素をそれぞれのフィルターパターンでマスキングした後、G画素については、メディアン(中間値)フィルタで周辺4画素の中間2値の平均値に置換する。また、R画素およびB画素に関しては平均補間する。
【0029】
画素補間された画像データは、ホワイトバランス(WB)制御部33によりRGB各画素が独立にゲイン補正され、RGBのホワイトバランス補正が行われる。このホワイトバランス補正では、撮影被写体から本来白色となる部分を輝度、彩度データ等から推測し、その部分のR、G、Bそれぞれの平均値と、G/R、G/B比とを求め、これらの情報(ホワイトバランス情報)に基づいてRおよびBの補正ゲインとして制御される。
【0030】
ホワイトバランス補正された画像データは、ガンマ補正部34で各出力機器に合った非線形変換が行われ、8ビットのデータへと変換される。その後、マトリクス演算部35でRGBからY、R−Y、B−Yデータが演算され、画像メモリ41に格納される。
【0031】
そして、画像メモリに格納されたY、R−Y、B−Yデータは、解像度変換部32で設定された画素数に水平垂直の縮小または間引きが行われ、画像圧縮部37で圧縮処理を行った後、メモリーカードドライバー38に装着されるメモリーカード9に記録される。
【0032】
また、解像度変換部32では、画像表示についても画素間引きを行って、LCDモニタ42および電子ビューファインダー43に表示するための低解像度画像を作成する。この低解像度画像については、プレビュー時は、画像メモリ41から読出された640*240画素の低解像度画像がビデオエンコーダ36でNTSC/PALにエンコードされ、これをフィールド画像としてLCDモニタ42または電子ビューファインダー43で画像再生が行われる。
【0033】
カメラ制御部40は、CPUおよびメモリを備え、シャッターボタンなどを有するカメラ操作スイッチ49に対して撮影者が行う操作入力を処理する。このカメラ操作スイッチ49への撮影者の操作入力により、被写体像をカラー画像で出力するカラー画像出力モードと、モノクロ画像で出力するモノクロ画像出力モードとを選択できる。
【0034】
撮像装置1Aは、本撮影前に被写体を動画的態様でLCDモニタ42などに表示するライブビュー表示時に、シャッター44の光学絞り値が絞りドライバー45によって開放固定となる。また、撮像センサ11の電荷蓄積時間に関しては、撮像センサ11で取得した画像のうち選択された測光エリアで測光された光量データに基づき、カメラ制御部40で露出制御データとして演算される。そして、カメラ制御部40で算出された露出制御データに基づいて予め設定されたプログラム線図により、タイミングジェネレーターセンサドライバー46で撮像センサ11の露光時間が適正となるようにフイードバック制御が行われる。
【0035】
<ホワイトバランス処理の信号動作点について>
図3は、ホワイトバランス処理における信号動作点を説明するための図である。本図は、撮像センサ11〜ホワイトバランス制御部33までの各部の信号の状況を示しており、グラフD1〜D10は、各部のダイナミツクレンジに対する濃度(輝度)信号の動作レベルを示している。また、グラフD1〜D10中の太線は、被写体中の白色部分に対応する動作点を示している。
【0036】
撮像センサ11で光電変換されCDS21でサンプリングされた画像信号は、アナログアンプのAGC21にて設定されたカメラ感度に応じてゲインアップが行われる。これにより、グラフD1、D2からグラフD3のように動作点(太線部)が上昇する。このとき、画像信号は撮像センサ11からのベイヤー信号で構成されるため、RGB一律にゲインがかけられることとなる。
【0037】
AGC22でゲインがかけられたアナログの画像信号は、AGC22出力のフルレンジに対して、A/D変換部23で14ビットのデジタル信号へと変換される。
【0038】
A/D変換部23で生成されたデジタル信号は、RGBのベイヤー配列で構成される信号並びとなっているため、画素補間部31で、グラフD5〜D7に示すようにRGBの3チャンネルデータに分離補間する。
【0039】
画素補間部31で生成されたRGB3チャンネルの画像信号は、WB制御部33においてG信号に対してR信号およびB信号のレベルを正規化し、グラフD8〜D10に示すように白被写体に関するRGBの動作点を一致させる。
【0040】
以上のように、アナログ増幅手段として働くAGC22で増幅され、デジタル増幅手段として働くWB制御部33で増幅されることで画像信号の動作点の調整が行え、適切なホワイトバランス処理が行えることとなる。
【0041】
<撮像装置1Aの動作>
撮像装置1Aにおいてカラー画像出力モードが選択された場合には、RchおよびBchが高感度に設定される撮像センサ11が採用されているため、図11に示すハイライト着色を防止すべく、以下で説明する動作を行う。
【0042】
図4は、撮像装置1Aにおけるホワイトバランス処理を説明するための図である。図4(a)〜図4(i)において、左側のグラフGa〜Giは撮像センサ11の動作点つまり画素配列で光電変換された信号レベルを表し、右側のグラフHa〜HiはWB制御部33で制御された信号レベルを表しており、矩形内の数値はWBゲインを示している。また、グラフGa〜Gi、Ha〜Hiにおいては、下段が主被写体を含む反射被写体の信号分布を、上段が光源等の明るい被写体の信号分布を表している。
【0043】
図4(b)、(e)および(h)は、それぞれ常用光源である5000Kの光源下におけるRch、GchおよびBchの動作点分布を示しているが、Gを基準にR/G、B/Gで正規化する、つまりホワイトバランス制御を行うため、図4(b)および(h)に示すようにRchおよびBchに1dBのゲインをかけている。ここでは、RchおよびBchの感度アップによりRGBのバランスが改善されているため、RGBのゲイン比(WBゲイン)が小さくSN比の良い画像が生成できる。
【0044】
図4(a)、(d)および(g)は、それぞれ2850Kの光源下におけるRch、GchおよびBchの動作点分布を示しているが、光源分光が赤に偏っているため、図11(a)に示すようなデータクリップが発生しないように、全体の撮像動作点、すなわち撮像センサ11の全チャンネルの信号レベルを下げている。すなわち、AE制御の基準となるGchの目標値を通常より2dB低下させることにより、撮像センサ11における各チャンネルの動作点を下げている。これにより、WB制御部33において、Bchでは6dB、Gchでは2dBのゲインアップとなるが、Rchでは0dBでゲインダウンなしとなる。すなわち、AE制御(露出制御)によって撮像センサ11の出力信号の動作点を所定レベルに制御することによって、図11(a)に示すRchでのゲインダウンが不要となり、着色の不具合が解消されることとなる。
【0045】
図4(c)、(f)および(i)は、それぞれ10000Kの光源下におけるRch、GchおよびBchの動作点分布を示しているが、光源分光が青に偏っているため、図11(i)に示すようなデータクリップが発生しないように、上記の2850Kの光源下と同様に、全体の撮像動作点を下げている。これにより、WB制御部33において、Rchでは6dB、Gchでは2dBのゲインアップとなるが、Bchでは0dBでゲインダウンなしとなる。すなわち、図11(i)に示すBchでのゲインダウンが不要となり、着色の不具合が解消することとなる。
【0046】
撮像装置1Aにおいては、2850Kや10000Kの場合、すなわち光源分光が赤に偏ったり、青に偏る場合には、図5に示すように例えばISO100に設定された実効感度を変更する、つまり実効感度を下げるAE制御を行うが、この光源分光の推定は、WB制御部33での制御データ、つまりホワイトバランス情報に基づいて行われる。
【0047】
すなわち、2850Kや10000Kでの既知の光源分光を基準情報として撮像装置1A内のメモリに記憶させておき、被写体について取得されたホワイトバランス情報を上記の基準情報と比較することによって、被写体の光源分光が2850Kや10000Kのような特定の色温度に相当しているかどうかを推定し、被写体の色温度がそのような特定の色温度付近に相当する場合には実効感度を下げることなどによって、上記の露光制御の動作を行う。そして、ホワイトバランス情報に基づくこのような露出制御を行うとともに、出力信号の動作点を、アナログ増幅手段(AGC22)の増幅率および/またはデジタル増幅手段(WB制御部33)の増幅率を変更することで所定レベルに調整することにより、信号飽和を防止しつつ出力信号のSN比を向上させることができる。この構成においては、特許文献1に記載されているような、A/D変換前に各色信号を取り出して処理する回路は不要である。
【0048】
以上のような撮像装置1Aの動作により、撮像センサ11の動作点をGchを基準に固定せず、光源分光に応じてAE制御により各チャンネルの動作点を全体的に低下させるため、赤や青に偏った光源下でのハイライト着色を防止できる。また、RchおよびBchの感度アップがなされている撮像センサ11を使用するため、特に常用光源下においてRGBのゲインバランスが略等しくなり、WBゲインによるノイズ劣化を抑えることが可能となる。
【0049】
また、撮像装置1Aにおいてモノクロ画像出力モードが選択された場合、通常視感度に近いY信号を利用して、モノクロ画像を生成する。このY信号(輝度信号)は、RGB各色ごとに設定された重み付け係数を各色ごとの撮像センサ11の出力信号に乗算したものを加算し生成されるが、グレーの濃度階調のみの信号となる。
【0050】
この場合、撮像装置1Aでは、RchおよびBchが高感度に設定される撮像センサ11を採用し、AE制御により光源分光に応じて全体の撮像動作点を変更するため、図4(d)や図4(f)に示すように、Y信号に支配的なGchの動作点が変更され、Gchのノイズ劣化も発生する。
【0051】
そこで、モノクロ撮影時におけるノイズ劣化を抑制するため、Y信号を生成する際のRGB加算係数を、ホワイトバランス制御部33で算出されるWBゲインから推定される光源分光に連動して変更することで、過剰なゲインアップを避けSNの良いモノクロ信号を得る。
【0052】
具体的には、光源分光が2850K、5000Kおよび10000Kの場合、次の式(1)〜(3)に示すようなRGB加算係数を持つY信号算出式(加重和)を使用する。
【0053】
▲1▼2850K;
Y=0.48*R+0.47*G+0.05*B・・・・・・(1):
▲2▼5000K;
Y= 0.3*R+0.59*G+0.11*B・・・・・・(2):
▲3▼10000K;
Y=0.15*R+0.47*G+0.38*B・・・・・・(3):
以上のような撮像装置1Aの動作により、光源分光に応じてY信号を算出式を変更しモノクロ画像を生成するため、Y信号の分光感度を大きく崩さない範囲で、ノイズ劣化の要因となる特定の色チャンネルの加算係数を抑制することで、モノクロ画像のSN比を適切にできることとなる。
【0054】
<第2実施形態>
<撮像装置の要部構成>
図6は、本発明の第2実施形態に係る撮像装置1Bの機能ブロックを示す図である。
【0055】
撮像装置1Bもまたデジタルカメラとして構成されており、第1実施形態に係る撮像装置1Aと類似した構成となっているが、撮像センサ11の前にフィルタ部5が設けられ、また撮影レンズに外付けフィルタFLが取付け可能となっている点が異なる。
【0056】
フィルタ部5は、2種類の赤外カットフィルタ(内蔵フィルタ)とフィルタ切替部とを備えている。
【0057】
2種類の赤外カットフィルタは、図7(a)に示す特性Faを持つ赤外光吸収型フィルタと、図7(b)に示す特性Fbを持つ蒸着型シャープカットフィルタとからなっており、これら2種類の内蔵フィルタはフィルタ切替部によって切替えられる。
【0058】
これにより、撮影センサ11の前方に赤外光吸収型フィルタがセットされる場合には、図7(b)に示すRchの感度PRaを有し、蒸着型シャープカットフィルタがセットされる場合には、図7(b)に示すRchの感度PRbを有することとなる。すなわち、特性Fbを有する蒸着型シャープカットフィルタに切替えられる場合には、Rchの感度アップが図れることとなる。
【0059】
<撮像装置1Bの動作>
撮像装置1Bは、フィルタ部5で2種類の内蔵フィルタを切替えることによってRchの感度が変更可能な構成となっているが、内蔵フィルタが切替えられた場合の撮像装置1Bの動作を説明する。
【0060】
撮影者がカメラ操作スイッチ49に対する操作を行い、フィルタ部5で特性Fbを有する蒸着型シャープカットフィルタが選択された場合には、撮像センサ11が図7(b)に示すRchの感度PRbを持つことになるため、図4のように全体の撮像動作点を下げることでハイライト着色を防止する動作点変更モードに設定する。すなわち、動作点制御手段を能動化して、適切なホワイトバランス処理が行われることとなる。
【0061】
また、撮影者が図7(b)に示すRchの感度PRaに切替えて赤外光吸収型フィルタを選択した場合には、上記の動作点制御手段を不能化し、図10に示すように全体の撮像動作点を変更しない動作点不変モードによって、ホワイトバランス処理が行われる。
【0062】
以上のような撮像装置1Bの動作により、Rchの感度アップが図れるため第1実施形態と同様の効果を奏する。また、フィルタ切替に伴い動作点変更モードと動作点不変モードとを切替えるため、撮影者が意図するホワイトバランス処理が可能となる。
【0063】
さらに、撮像装置1Bでは、フィルタ部5において2種類の内蔵フィルタを切替えるだけでなく、図8に示すように外付けフィルタの種類FrをLCDモニタ42に表示し、適切な外付けフィルタFLの装着を撮影者に促すようにしても良い。
【0064】
この場合には、図9に示す色温度と装着すべき外付けフィルタの種類との関係に基づき、推奨される外付けフィルタの種類をLCDモニタ42に表示するのが好ましい。すなわち、ホワイトバランス情報から推定される色温度に応じて撮像光学系に関する分光特性を変更する。ここで、外付けフィルタが装着される場合には、上記の動作点変更モードによる制御が行われることとなる。これにより、複数種類(図示例では4種類)のフィルタの切替えを適切に行え、各色温度において適切にSN比の向上が図れることとなる。
【0065】
<変形例>
◎上述した具体的実施形態には、以下の構成を有する発明が含まれている。
【0066】
(1)表示手段と、ホワイトバランス情報に基づき装着すべきカラーフィルタの情報を前記表示手段に表示する表示制御手段とを備えることを特徴とする撮像装置。
【0067】
これにより、画像信号のSN比を適切に向上できる。
【0068】
(2)実効感度の設定を変更する変更手段を備えることを特徴とする撮像装置。
【0069】
これにより、信号飽和を簡易に防止できる。
【0070】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1ないし請求項3の発明によれば、ホワイトバランス情報に応じて露出制御を変更し、撮像手段の出力信号の動作点を所定レベルに制御するため、ホワイトバランス処理において信号飽和が防止でき、また画像信号のSN比を向上できる。また、A/D変換前に各色信号を取り出して処理する回路は不要であるため、回路構成も複雑化しない。
【0071】
特に、請求項2の発明においては、画像出力信号の動作点はアナログ増幅手段の増幅率および/またはデジタル増幅手段の増幅率を変更することで調整されるため、ホワイトバランス処理を適切に行える。
【0072】
また、請求項3の発明においては、動作点制御手段が能動化される状態と動作点制御手段が不能化される状態とを切替えるため、撮影者の意図に応じた設定が可能となる。
【0073】
また、請求項4の発明によれば、ホワイトバランス情報に応じて複数色の各色ごとに設定された重付け係数を変更して輝度信号を生成するため、輝度信号のSN比を向上できる。
【0074】
また、請求項5の発明によれば、ホワイトバランス情報に応じて、撮像光学系に関する分光特性を変更するとともに、露出制御を変更して出力信号の動作点を所定レベルに制御する。その結果、ホワイトバランス処理において信号飽和が防止でき、また画像信号のSN比を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る撮像装置1Aの機能ブロックを示す図である。
【図2】撮像センサ11の分光感度特性を説明するための図である。
【図3】ホワイトバランス処理における信号動作点を説明するための図である。
【図4】撮像装置1Aにおけるホワイトバランス処理を説明するための図である。
【図5】色温度と実効感度との関係を示す図である。
【図6】本発明の第2実施形態に係る撮像装置1Bの機能ブロックを示す図である。
【図7】撮像装置1Bに関する分光感度特性を説明するための図である。
【図8】LCDモニタ42にフィルタの種類を表示する様子を示す図である。
【図9】色温度と装着すべきフィルタとの関係を示す図である。
【図10】本発明の従来技術に係るホワイトバランス処理を説明するための図である。
【図11】本発明の従来技術に係るホワイトバランス処理を説明するための図である。
【符号の説明】
1A、1B 撮像装置
3 画像処理部
11 撮像センサ
31 画素補間部
33 ホワイトバランス制御部
40 カメラ制御部
42 LCDモニタ
PRa、PRb、SR Rチャンネル(Rch)の感度
PG、SG Gチャンネル(Gch)の感度
PB、SB Bチャンネル(Bch)の感度
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging technique using an imaging unit that has a single-plate pixel array in which filters of a plurality of colors are arranged and generates an output signal related to a subject.
[0002]
[Prior art]
The size of digital cameras (imaging devices) has been remarkably reduced, and there is a great demand in the market for higher sensitivity. For this reason, the pixel size of the image sensor has become smaller and the dynamic range has a tendency to be sacrificed. Further, in order to achieve high sensitivity, the sensitivity increase rate in an image processing circuit or the like is large, and there is a problem of deterioration of SN.
[0003]
In particular, with regard to color, in the case of a digital camera, it is necessary to correspond to an illumination light source having a color temperature of about 2850K to 10000K, and amplification factors for white balance correction of RGB greatly differ for each light source. For example, as shown in FIG. 10, when the spectrum is biased under a light source with a color temperature of 2850K or under a light source with a color temperature of 10000K, the WB gain increases for a specific color channel, so that the SN degradation of the image signal decreases Become noticeable.
[0004]
Therefore, as a method of improving the SN ratio of an image signal in consideration of these light sources, there is a method of increasing the sensitivity of R (red) and B (blue) in the image sensor.
[0005]
Further, for example, in Patent Document 1, by adjusting the signal level of each color before inputting a signal output from an image sensor to an A / D converter, image degradation due to quantization noise in white balance processing is reduced. Techniques for suppressing are disclosed.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-309393 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above method of increasing the sensitivity of the image sensor, the sensitivity is increased with respect to R and B. Therefore, as illustrated in FIG. 11, for example, as illustrated in FIG. The signal saturation occurs in the channel that has occurred, and coloring phenomena Q1 and Q2 in which highlight portions are clipped occur.
[0008]
Further, when the technique of Patent Document 1 is applied, although the above-described signal saturation is improved, a circuit for extracting each color signal before A / D conversion is required, and the configuration of the digital camera is complicated.
[0009]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its first object to provide an imaging technique capable of preventing signal saturation in white balance processing and improving the SN ratio of an image signal.
[0010]
A second object of the present invention is to realize an imaging device having such advantages without using a complicated configuration.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is an imaging apparatus, which comprises: (a) an imaging apparatus having a single-pixel array in which filters of a plurality of colors are arrayed and generating an output signal relating to a subject; Means, (b) obtaining means for obtaining white balance information relating to the subject, and (c) an operating point for changing exposure control according to the white balance information and controlling an operating point of the output signal to a predetermined level. Control means.
[0012]
Further, according to a second aspect of the present invention, in the imaging device according to the first aspect of the present invention, (d) an analog amplifying means for amplifying the output signal to generate an amplified signal, and (e) digitally converting the amplified signal. Conversion means for generating a digital signal; and (f) digital amplifying means for amplifying the digital signal for each of the plurality of colors to generate an image output signal, wherein an operating point of the image output signal is provided. Is adjusted by changing the gain of the analog amplifier and / or the gain of the digital amplifier.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the imaging device according to the first or second aspect, (g) the state in which the operating point control means is activated and the operating point control means are disabled. And a switching unit for switching between the state and the state.
[0014]
Further, the invention according to claim 4 is an imaging apparatus, wherein (a) an imaging means having a single-plate pixel array in which filters of a plurality of colors are arranged, and generating an output signal related to a subject; (C) a signal for adding a value obtained by multiplying an output signal for each color by a weighting coefficient set for each color of the plurality of colors to generate a luminance signal; And (c-1) changing means for changing the weighting coefficient according to the white balance information.
[0015]
Further, according to a fifth aspect of the present invention, there is provided an imaging method using an imaging device having a single-pixel array in which filters of a plurality of colors are arrayed, and having an imaging unit that generates an output signal related to a subject and an imaging optical system. (A) an obtaining step of obtaining white balance information on the subject; (b) a changing step of changing spectral characteristics of the imaging optical system according to the white balance information; Controlling the exposure point according to the white balance information and controlling the operating point of the output signal to a predetermined level.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
<First embodiment>
<Main components of imaging device>
FIG. 1 is a diagram showing functional blocks of an imaging device 1A according to the first embodiment of the present invention.
[0017]
The imaging device 1A is configured as a digital camera, and includes an imaging sensor 11, a signal processing unit 2 connected to the imaging sensor 11 so that data can be transmitted, an image processing unit 3 connected to the signal processing unit 2, and an image processing unit. 3 and a camera control unit 40 connected to the camera control unit 3.
[0018]
The imaging sensor 11 is configured as an area imaging sensor having a single-plate pixel array in which R (red), G (green), and B (blue) primary color transmission filters are arranged in a checkered pattern, and is an all-pixel readout type. It has become. In the image sensor 11, when the accumulation of the electric charge is completed, the photoelectrically converted signal is shifted to a light-shielded transfer path, from which the signal is read via a buffer, and an image signal relating to the subject is output.
[0019]
FIG. 2 is a diagram for explaining the spectral sensitivity characteristics of the image sensor 11. The horizontal axis in FIG. 2 indicates the wavelength, and the vertical axis indicates the sensitivity.
[0020]
The imaging sensor 11 has a spectral sensitivity characteristic including a sensitivity SR of the R channel (Rch), a sensitivity SG of the G channel (Gch), and a sensitivity SB of the B channel (Bch). Here, the sensitivity SR of Rch and the sensitivity SB of Bch are set to be higher than the sensitivity SRc of Rch and the sensitivity SBc of Bch of the conventional imaging sensor of FIG. As a method of setting such high sensitivity, there is a method of increasing the impurity concentration of the R pixel and the B pixel in the light receiving portion of the image sensor 11 or changing the characteristics of the red and blue filters of the image sensor 11.
[0021]
Returning to FIG. 1, the description will be continued.
[0022]
The signal processing unit 2 has a CDS 21, an AGC 22, and an A / D conversion unit 23.
[0023]
The image signal output from the image sensor 11 is sampled by the CDS 21 to remove noise of the image sensor 11 and then subjected to sensitivity correction by the AGC 22.
[0024]
The A / D converter 23 is configured by a 14-bit AD converter, and digitizes the analog signal normalized by the AGC 22. From the digitized image signal, an image file subjected to predetermined image processing by the image processing unit 3 is generated.
[0025]
The image processing unit 3 has a CPU and a memory, and includes a digital processing unit 30, an image compression unit 37, a video encoder 36, and a memory card driver 38.
[0026]
The digital processing unit 30 includes a pixel interpolation unit 31, a resolution conversion unit 32, a white balance control unit 33, a gamma correction unit 34, and a matrix calculation unit 35.
[0027]
The image data input to the image processing unit 3 is written to the image memory 41 in synchronization with the reading of the image sensor 11. Thereafter, the image data stored in the image memory 41 is accessed, and various processes are performed by the digital processing unit 30.
[0028]
The image data in the image memory 41 is obtained by masking each of the R, G, and B pixels with the respective filter patterns in the pixel interpolator 31 and then using a median (intermediate value) filter to calculate the average value of the intermediate binary values of the surrounding four pixels for the G pixels Replace. The average interpolation is performed for the R pixel and the B pixel.
[0029]
In the pixel-interpolated image data, the white balance (WB) control unit 33 performs gain correction for each of the R, G, and B pixels independently, and performs R, G, and B white balance correction. In this white balance correction, a portion that is originally white from a photographing subject is estimated from luminance, saturation data, and the like, and the average value of each of R, G, and B and the G / R, G / B ratio of the portion are obtained. Are controlled as R and B correction gains based on these information (white balance information).
[0030]
The image data subjected to the white balance correction is subjected to a non-linear conversion suitable for each output device by the gamma correction unit 34, and is converted into 8-bit data. Thereafter, Y, RY, and BY data are calculated from RGB by the matrix calculation unit 35 and stored in the image memory 41.
[0031]
Then, the Y, RY, and BY data stored in the image memory is subjected to horizontal / vertical reduction or thinning to the number of pixels set by the resolution conversion unit 32, and compression processing is performed by the image compression unit 37. After that, the data is recorded on the memory card 9 mounted on the memory card driver 38.
[0032]
The resolution conversion unit 32 also performs pixel thinning for image display, and creates a low-resolution image to be displayed on the LCD monitor 42 and the electronic viewfinder 43. At the time of preview, the low-resolution image of 640 * 240 pixels read from the image memory 41 is encoded by the video encoder 36 into NTSC / PAL, and is used as a field image as a field image in the LCD monitor 42 or the electronic viewfinder. At 43, image reproduction is performed.
[0033]
The camera control unit 40 includes a CPU and a memory, and processes an operation input performed by a photographer on a camera operation switch 49 having a shutter button and the like. By a photographer's operation input to the camera operation switch 49, a color image output mode for outputting a subject image as a color image and a monochrome image output mode for outputting a monochrome image can be selected.
[0034]
In the imaging apparatus 1A, the optical aperture value of the shutter 44 is fixed to the open state by the aperture driver 45 at the time of live view display in which the subject is displayed in a moving image manner on the LCD monitor 42 or the like before the main shooting. The charge accumulation time of the image sensor 11 is calculated as exposure control data by the camera control unit 40 based on light amount data measured in a photometry area selected from images acquired by the image sensor 11. Then, the feedback control is performed by the timing generator sensor driver 46 so that the exposure time of the image sensor 11 becomes appropriate by the program diagram preset based on the exposure control data calculated by the camera control unit 40.
[0035]
<About signal operating point of white balance processing>
FIG. 3 is a diagram for explaining signal operating points in white balance processing. This figure shows the state of the signals of each unit from the image sensor 11 to the white balance control unit 33, and the graphs D1 to D10 show the operation levels of the density (luminance) signal with respect to the dynamic range of each unit. Bold lines in the graphs D1 to D10 indicate operating points corresponding to white portions in the subject.
[0036]
The gain of the image signal photoelectrically converted by the image sensor 11 and sampled by the CDS 21 is increased according to the camera sensitivity set by the AGC 21 of the analog amplifier. As a result, the operating point (thick line portion) rises from the graphs D1 and D2 to the graph D3. At this time, since the image signal is composed of the Bayer signal from the image sensor 11, the gain is uniformly applied to RGB.
[0037]
The analog image signal gained by the AGC 22 is converted into a 14-bit digital signal by the A / D converter 23 with respect to the full range of the output of the AGC 22.
[0038]
Since the digital signals generated by the A / D converter 23 are arranged in a signal array composed of an RGB Bayer array, the pixel interpolator 31 converts the digital signals into RGB three-channel data as shown in graphs D5 to D7. Separate and interpolate.
[0039]
The RGB three-channel image signal generated by the pixel interpolation unit 31 normalizes the levels of the R signal and the B signal with respect to the G signal in the WB control unit 33, and performs RGB operations on a white subject as shown in graphs D8 to D10. Match points.
[0040]
As described above, the signal is amplified by the AGC 22 functioning as the analog amplifier and amplified by the WB controller 33 functioning as the digital amplifier, so that the operating point of the image signal can be adjusted and appropriate white balance processing can be performed. .
[0041]
<Operation of imaging apparatus 1A>
When the color image output mode is selected in the imaging apparatus 1A, the imaging sensor 11 in which the Rch and the Bch are set to high sensitivity is employed. Therefore, in order to prevent highlight coloring shown in FIG. Perform the operation described.
[0042]
FIG. 4 is a diagram for describing white balance processing in the imaging device 1A. 4A to 4I, graphs Ga to Gi on the left side represent operating points of the image sensor 11, that is, signal levels photoelectrically converted in the pixel array, and graphs Ha to Hi on the right side represent the WB control unit 33. And the numerical value in the rectangle indicates the WB gain. In the graphs Ga to Gi and Ha to Hi, the lower part shows the signal distribution of a reflective object including the main object, and the upper part shows the signal distribution of a bright object such as a light source.
[0043]
4 (b), (e) and (h) show operating point distributions of Rch, Gch and Bch under a light source of 5000K which is a common light source. To normalize with G, that is, perform white balance control, a gain of 1 dB is applied to Rch and Bch as shown in FIGS. 4B and 4H. Here, since the RGB balance is improved by increasing the sensitivity of Rch and Bch, an image having a small RGB gain ratio (WB gain) and a good SN ratio can be generated.
[0044]
FIGS. 4A, 4D, and 4G show operating point distributions of Rch, Gch, and Bch under a light source of 2850K, respectively. 2), the signal level of the entire imaging operation point, that is, the signal level of all channels of the imaging sensor 11 is lowered. That is, the operating point of each channel in the image sensor 11 is lowered by lowering the target value of Gch, which is the reference of the AE control, by 2 dB lower than usual. As a result, in the WB control unit 33, the gain increases by 6 dB in Bch and 2 dB in Gch, but does not decrease by 0 dB in Rch. That is, by controlling the operating point of the output signal of the image sensor 11 to a predetermined level by the AE control (exposure control), it is not necessary to reduce the gain in Rch shown in FIG. It will be.
[0045]
FIGS. 4C, 4F, and 4I show operating point distributions of Rch, Gch, and Bch under a light source of 10000K, respectively, and FIG. In order to avoid the occurrence of the data clip as shown in (2), the entire imaging operation point is lowered as in the case of the light source at 2850K. Thereby, in the WB control unit 33, the gain is 6 dB for Rch and 2 dB for Gch, but is 0 dB for Bch and there is no gain down. That is, the gain reduction in Bch shown in FIG. 11I becomes unnecessary, and the problem of coloring is eliminated.
[0046]
In the imaging apparatus 1A, in the case of 2850K or 10000K, that is, when the light source spectrum is biased toward red or toward blue, the effective sensitivity set to, for example, ISO100 is changed as shown in FIG. Although the AE control for lowering the light source is performed, the estimation of the light source spectrum is performed based on the control data in the WB control unit 33, that is, the white balance information.
[0047]
That is, the known light source spectrum at 2850K or 10000K is stored as reference information in a memory in the imaging apparatus 1A, and the white balance information obtained for the subject is compared with the above-described reference information, thereby obtaining the light source spectrum of the subject. Is estimated to correspond to a specific color temperature such as 2850K or 10000K, and when the color temperature of the subject corresponds to the vicinity of the specific color temperature, the effective sensitivity is reduced. Performs exposure control operation. Then, while performing such exposure control based on the white balance information, the operating point of the output signal is changed by changing the gain of the analog amplifier (AGC 22) and / or the gain of the digital amplifier (WB control unit 33). Thus, by adjusting to a predetermined level, the signal-to-noise ratio of the output signal can be improved while preventing signal saturation. In this configuration, a circuit for extracting and processing each color signal before A / D conversion as described in Patent Literature 1 is unnecessary.
[0048]
By operating the imaging apparatus 1A as described above, the operating point of the imaging sensor 11 is not fixed based on Gch, and the operating point of each channel is entirely reduced by AE control according to the light source spectrum. Highlight coloring under a light source that is biased toward the light source can be prevented. In addition, since the image sensor 11 with increased Rch and Bch sensitivity is used, the gain balance of RGB becomes substantially equal, particularly under a common light source, and noise deterioration due to WB gain can be suppressed.
[0049]
When the monochrome image output mode is selected in the imaging device 1A, a monochrome image is generated using a Y signal that is close to normal visibility. This Y signal (luminance signal) is generated by adding a value obtained by multiplying the output signal of the image sensor 11 for each color by a weighting coefficient set for each color of RGB, and is a signal of only gray density gradation. .
[0050]
In this case, the imaging device 1A employs the imaging sensor 11 in which Rch and Bch are set to high sensitivity, and changes the entire imaging operation point according to the light source spectrum by the AE control. As shown in FIG. 4 (f), the operating point of Gch dominant to the Y signal is changed, and noise degradation of Gch also occurs.
[0051]
Therefore, in order to suppress noise deterioration during monochrome shooting, the RGB addition coefficient when generating the Y signal is changed in conjunction with the light source spectrum estimated from the WB gain calculated by the white balance control unit 33. Thus, a monochrome signal having a good SN can be obtained by avoiding excessive gain increase.
[0052]
Specifically, when the light source spectrum is 2850K, 5000K, and 10000K, a Y signal calculation equation (weighted sum) having RGB addition coefficients as shown in the following equations (1) to (3) is used.
[0053]
(1) 2850K;
Y = 0.48 * R + 0.47 * G + 0.05 * B (1):
(2) 5000K;
Y = 0.3 * R + 0.59 * G + 0.11 * B (2):
(3) 10000K;
Y = 0.15 * R + 0.47 * G + 0.38 * B (3):
By the operation of the imaging device 1A as described above, the calculation formula of the Y signal is changed according to the light source spectrum to generate a monochrome image. By suppressing the addition coefficient of the color channel, the SN ratio of the monochrome image can be appropriately adjusted.
[0054]
<Second embodiment>
<Main components of imaging device>
FIG. 6 is a diagram illustrating functional blocks of an imaging device 1B according to the second embodiment of the present invention.
[0055]
The imaging device 1B is also configured as a digital camera, and has a configuration similar to that of the imaging device 1A according to the first embodiment, except that a filter unit 5 is provided in front of the imaging sensor 11 and an external The difference is that the attachment filter FL can be attached.
[0056]
The filter unit 5 includes two types of infrared cut filters (built-in filters) and a filter switching unit.
[0057]
The two types of infrared cut filters include an infrared light absorption type filter having a characteristic Fa shown in FIG. 7A and a vapor deposition type sharp cut filter having a characteristic Fb shown in FIG. These two types of built-in filters are switched by a filter switching unit.
[0058]
Accordingly, when the infrared light absorption type filter is set in front of the imaging sensor 11, the infrared light absorption type filter has the Rch sensitivity PRa shown in FIG. 7B, and when the vapor deposition type sharp cut filter is set. , Rch sensitivity PRb shown in FIG. That is, when switching to the vapor deposition type sharp cut filter having the characteristic Fb, the sensitivity of Rch can be increased.
[0059]
<Operation of Imaging Device 1B>
The imaging device 1B has a configuration in which the sensitivity of Rch can be changed by switching between two types of built-in filters in the filter unit 5. The operation of the imaging device 1B when the built-in filters are switched will be described.
[0060]
When the photographer operates the camera operation switch 49 and selects the vapor deposition type sharp cut filter having the characteristic Fb in the filter unit 5, the imaging sensor 11 has the Rch sensitivity PRb shown in FIG. 7B. Accordingly, as shown in FIG. 4, the operation mode is set to the operation point changing mode for preventing highlight coloring by lowering the entire imaging operation point. That is, the operating point control means is activated, and appropriate white balance processing is performed.
[0061]
Further, when the photographer switches to the Rch sensitivity PRa shown in FIG. 7B and selects the infrared light absorption type filter, the above-mentioned operating point control means is disabled, and as shown in FIG. The white balance processing is performed in the operation point invariable mode in which the imaging operation point is not changed.
[0062]
By the operation of the imaging device 1B as described above, the sensitivity of Rch can be increased, and the same effect as in the first embodiment can be obtained. Further, since the operation point change mode and the operation point invariable mode are switched with the filter switching, white balance processing intended by the photographer can be performed.
[0063]
Further, in the image pickup apparatus 1B, not only the two types of built-in filters are switched in the filter unit 5, but also the type Fr of the external filter is displayed on the LCD monitor 42 as shown in FIG. May be prompted to the photographer.
[0064]
In this case, it is preferable to display the recommended type of the external filter on the LCD monitor 42 based on the relationship between the color temperature shown in FIG. 9 and the type of the external filter to be mounted. That is, the spectral characteristic of the imaging optical system is changed according to the color temperature estimated from the white balance information. Here, when an external filter is attached, control in the above-described operating point change mode is performed. As a result, a plurality of types (four types in the illustrated example) of the filters can be appropriately switched, and the SN ratio can be appropriately improved at each color temperature.
[0065]
<Modification>
The specific embodiments described above include inventions having the following configurations.
[0066]
(1) An imaging apparatus comprising: display means; and display control means for displaying information of a color filter to be mounted based on white balance information on the display means.
[0067]
This makes it possible to appropriately improve the SN ratio of the image signal.
[0068]
(2) An imaging apparatus comprising a change unit for changing the setting of the effective sensitivity.
[0069]
Thereby, signal saturation can be easily prevented.
[0070]
【The invention's effect】
As described above, according to the first to third aspects of the present invention, the exposure control is changed in accordance with the white balance information and the operating point of the output signal of the imaging means is controlled to a predetermined level. , Signal saturation can be prevented, and the SN ratio of the image signal can be improved. Further, since a circuit for extracting and processing each color signal before A / D conversion is unnecessary, the circuit configuration is not complicated.
[0071]
In particular, in the second aspect of the present invention, the operating point of the image output signal is adjusted by changing the gain of the analog amplifier and / or the gain of the digital amplifier, so that the white balance processing can be appropriately performed.
[0072]
According to the third aspect of the present invention, since the operating point control means is switched between a state in which the operating point control means is activated and a state in which the operating point control means is disabled, setting according to the photographer's intention is possible.
[0073]
According to the fourth aspect of the present invention, since the luminance signal is generated by changing the weighting coefficient set for each of the plurality of colors according to the white balance information, the SN ratio of the luminance signal can be improved.
[0074]
According to the fifth aspect of the present invention, the spectral characteristic of the imaging optical system is changed according to the white balance information, and the exposure control is changed to control the operating point of the output signal to a predetermined level. As a result, signal saturation can be prevented in the white balance processing, and the SN ratio of the image signal can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing functional blocks of an imaging device 1A according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining spectral sensitivity characteristics of an image sensor 11;
FIG. 3 is a diagram for explaining signal operating points in white balance processing.
FIG. 4 is a diagram for explaining white balance processing in the imaging apparatus 1A.
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between color temperature and effective sensitivity.
FIG. 6 is a diagram illustrating functional blocks of an imaging device 1B according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram for explaining spectral sensitivity characteristics of the imaging device 1B.
FIG. 8 is a diagram showing a manner of displaying the type of filter on an LCD monitor 42.
FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship between a color temperature and a filter to be mounted.
FIG. 10 is a diagram for explaining white balance processing according to the related art of the present invention.
FIG. 11 is a diagram for explaining white balance processing according to the related art of the present invention.
[Explanation of symbols]
1A, 1B Imaging device 3 Image processing unit 11 Image sensor 31 Pixel interpolation unit 33 White balance control unit 40 Camera control unit 42 LCD monitors PRa, PRb, SR Sensitivity PG, SG G channel (Gch) sensitivity of R channel (Rch) PB, SB B channel (Bch) sensitivity

Claims (5)

撮像装置であって、
(a)複数色のフィルタが配列された単板の画素配列を有し、被写体に係る出力信号を生成する撮像手段と、
(b)前記被写体に係るホワイトバランス情報を取得する取得手段と、
(c)前記ホワイトバランス情報に応じて露出制御を変更し、前記出力信号の動作点を所定レベルに制御する動作点制御手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
An imaging device,
(A) an imaging unit that has a single-plate pixel array in which filters of a plurality of colors are arranged and generates an output signal related to a subject;
(B) obtaining means for obtaining white balance information relating to the subject;
(C) operating point control means for changing exposure control according to the white balance information and controlling an operating point of the output signal to a predetermined level;
An imaging device comprising:
請求項1に記載の撮像装置において、
(d)前記出力信号を増幅し、増幅信号を生成するアナログ増幅手段と、
(e)前記増幅信号をデジタル変換して、デジタル信号を生成する変換手段と、
(f)前記デジタル信号を前記複数色の各色ごとに増幅し、画像出力信号を生成するデジタル増幅手段と、
をさらに備え、
前記画像出力信号の動作点は、前記アナログ増幅手段の増幅率および/または前記デジタル増幅手段の増幅率を変更することで調整されることを特徴とする撮像装置。
The imaging device according to claim 1,
(D) an analog amplifier for amplifying the output signal and generating an amplified signal;
(E) conversion means for digitally converting the amplified signal to generate a digital signal;
(F) digital amplifying means for amplifying the digital signal for each of the plurality of colors to generate an image output signal;
Further comprising
The image pickup apparatus according to claim 1, wherein an operating point of the image output signal is adjusted by changing an amplification factor of the analog amplification device and / or an amplification factor of the digital amplification device.
請求項1または請求項2に記載の撮像装置において、
(g)前記動作点制御手段が能動化される状態と、前記動作点制御手段が不能化される状態とを切替える切替手段、
をさらに備えることを特徴とする撮像装置。
In the imaging device according to claim 1 or 2,
(G) switching means for switching between a state in which the operating point control means is activated and a state in which the operating point control means is disabled;
An imaging device, further comprising:
撮像装置であって、
(a)複数色のフィルタが配列された単板の画素配列を有し、被写体に係る出力信号を生成する撮像手段と、
(b)前記被写体に係るホワイトバランス情報を取得する取得手段と、
(c)前記複数色の各色ごとに設定された重み付け係数を各色ごとの出力信号に乗算したものを加算して、輝度信号を生成する信号生成手段と、
を備え、
前記信号生成手段は、
(c−1)前記ホワイトバランス情報に応じて、前記重付け係数を変更する変更手段、
を有することを特徴とする撮像装置。
An imaging device,
(A) an imaging unit that has a single-plate pixel array in which filters of a plurality of colors are arranged and generates an output signal related to a subject;
(B) obtaining means for obtaining white balance information relating to the subject;
(C) signal generating means for generating a luminance signal by adding a value obtained by multiplying an output signal for each color by a weighting coefficient set for each color of the plurality of colors;
With
The signal generation means,
(C-1) changing means for changing the weighting coefficient according to the white balance information;
An imaging device comprising:
複数色のフィルタが配列された単板の画素配列を有し、被写体に係る出力信号を生成する撮像手段と撮像光学系とを備える撮像装置を利用する撮像方法であって、
(a)前記被写体に係るホワイトバランス情報を取得する取得工程と、
(b)前記ホワイトバランス情報に応じて、前記撮像光学系に関する分光特性を変更する変更工程と、
(c)前記ホワイトバランス情報に応じて露出制御を変更し、前記出力信号の動作点を所定レベルに制御する制御工程と、
を備えることを特徴とする撮像方法。
An imaging method using an imaging apparatus including an imaging unit that generates an output signal related to a subject and an imaging optical system that includes a single-plate pixel array in which filters of a plurality of colors are arranged,
(A) an obtaining step of obtaining white balance information relating to the subject;
(B) a changing step of changing spectral characteristics of the imaging optical system according to the white balance information;
(C) a control step of changing exposure control according to the white balance information and controlling an operating point of the output signal to a predetermined level;
An imaging method, comprising:
JP2002257990A 2002-09-03 2002-09-03 Imaging device and imaging method Pending JP2004096633A (en)

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