JP2004320634A - Digital camera and imaging control method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像素子にて撮像されたカラー撮像信号のホワイトバランスを調整するディジタルカメラおよび撮像制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年市販されているディジタルカメラにはいろいろな補正機能が搭載されている。撮影時の光源に応じてホワイトバランス(WB)を調整するホワイトバランス調整機能はその代表的なものであり、自動的にホワイトバランスの補正が行われるカメラが多い。また、高機能なディジタルカメラでは、細かなホワイトバランス補正ができるようにマニュアル・ホワイトバランス補正機能を搭載した機種もある。マニュアル・ホワイトバランス補正は、たとえば比較的大きな白色またはグレーの紙などを、撮影のためにセットしたカメラのレンズの前に配置して行う。
【0003】
ディジタルカメラには、ホワイトバランス補正以外の機能として色々な補正機能が搭載されている。その一つとして、撮像画像の端部が暗くなるシェーディング状態を補正するシェーディング補正機能がある。このシェーディング補正は、マニュアル・ホワイトバランス補正のときと同様に、無彩色の紙などをレンズ前にかざして撮影したり、スタジオ等の壁面を撮影したりして行う。
【0004】
シェーディングは、一般的にはカメラの製造時に実用上問題がない程度に調整して出荷する。しかし、シェーディングは、撮影時の絞り値やズーム位置、さらに照明光源や周囲の壁からの反射光など様々な撮影条件によって変化するので、厳密な調整を行うためには、実際に撮影を行う条件でシェーディングを補正することが望ましい。
【0005】
【特許文献1】
特開平11−127451号公報
【特許文献2】
特開平10−285541号公報
【特許文献3】
特公平8−31988号公報。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献3に記載されているような、一つの画素に感度の異なって相対的に感度が高い第一の撮像セルと、相対的に感度が低い第二の撮像セルとが一組の組画素として、水平および垂直走査方向にそれぞれ配列された撮像素子を用いて構成されるカメラでは、撮像素子の撮像面の結像位置によっては、第一の撮像セルおよび第二の撮像セルのそれぞれ感度が異なってしまい、さらにこれら第一および第二の撮像セルの感度比がやや異なることが発生する。この結果、撮像画像の画面の明るさや色が場所によって異なることになる。
【0007】
これは、カメラの工場出荷時において、実用上問題のないレベルに補正することが可能である。しかし、撮像素子の主画素/副画素の感度比が撮像画面中の位置よって変化する位置依存性は、撮像レンズの種類や撮影時の絞り値(F値)などの条件によって微妙に変化するので、より厳密な調整を行うためには実際に撮影する撮影現場での撮影条件にてマニュアル調整することが望ましい。また、交換式の撮像レンズの場合には、工場出荷前にカメラ側にてすべての交換レンズに対応するように事前に補正しておくのは困難である。
【0008】
また、実際の撮影現場では、光源の状態や環境によっては、自動調整のホワイトバランス補正が正確に調整されないことがあり、厳密な調整を行うためには、実際に撮影する撮影現場での撮影条件にてマニュアル調整することが望ましい。
【0009】
しかし、たとえば、これらホワイトバランス調整と、主/副画素の感度比補正の補正は、それぞれ別個に行わなければならず、煩雑な操作が必要であった。また、撮影時に、絞り値を変更するとシェーディング状態が変化してしまうので、絞りの変更に応じてその都度一連のホワイトバランス補正と、主/副画素の感度比補正とをやり直さなければならないという問題があった。
【0010】
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、マニュアル(手動操作)にてホワイトバランス(WB)を設定する必要があるような厳密な撮影条件にて、マニュアルWB調整と感度比補正とをともに行うことができ、精度のよい撮影画像を得ることができるディジタルカメラおよび撮像制御方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するために、撮像レンズにより結像される被写界像を光電変換して出力するディジタルカメラにおいて、このカメラは、結像される被写界像に応じた撮像信号を生成する撮像手段であって、それぞれ感度の異なる主感光部による主画素と副感光部による副画素とが一組の組画素として撮像面に複数配列され、組画素上にそれぞれ対応して撮像レンズからの入射光を集光するマイクロレンズが配設された撮像手段と、撮像信号を処理する信号処理手段と、信号処理手段にて処理され生成された画像データを出力する出力手段と、操作者の操作に応じた操作情報に応動して各部を制御する制御手段と、撮像信号を補正するための情報を記憶する記憶手段と、操作情報を検出する操作手段とを含み、制御手段は、操作情報がマニュアルホワイトバランス調整を指示することを認識すると、撮像レンズ前に設置した被写体を撮像させる条件出し撮影を制御し、条件出し撮影の際に撮像手段にて生成される撮像信号に基づいて、本撮影の際の主画素からの主撮像信号と副画素からの副撮像信号との感度比を補正するための感度比補正条件とホワイトバランスを調整するためのホワイトバランス補正条件とを生成して記憶手段に格納し、本撮影を指示して撮像された撮像信号を信号処理手段にて処理する際に、記憶手段に格納した感度比補正条件とホワイトバランス補正条件とを読み出して信号処理手段に供給し、信号処理手段は、感度比補正条件に従って副撮像信号に対するゲインを制御して感度を補正するとともに、副撮像信号のホワイトバランスをホワイトバランス補正条件に従って調整することを特徴とする。
【0012】
この場合、信号処理手段は、主撮像信号と副撮像信号とを組画素対応に加算して高ダイナミックレンジ化する合成手段を含むとよい。
【0013】
また、条件出し撮影の際に、制御手段は、複数の絞り値に対応する感度比補正条件を生成して記憶手段に格納するとよく、また、制御手段は、本撮影の際に使用した絞り値に対応する感度比補正条件を記憶手段から読み出して信号処理手段に供給するとよい。
【0014】
また、条件出し撮影の際に、制御手段は、複数の絞り値に対応するホワイトバランス補正条件を生成して記憶手段に格納するとよく、また、制御手段は、本撮影の際に使用した絞り値に対応するホワイトバランス補正条件を記憶手段から読み出して信号処理手段に供給するとよい。また、撮像レンズはディジタルカメラに着脱可能な交換式レンズであるとよい。
【0015】
また、本発明は上述の課題を解決するために、撮像レンズを介して撮像手段に結像された光学像を光電変換して撮像信号を生成する撮像制御方法において、撮像手段は、感度が異なる主感光部による主画素と主画素よりも感度が低く形成された副感光部による副画素とが一組の組画素として撮像面に複数配列され、組画素上にそれぞれ対応して撮像レンズからの入射光を集光するマイクロレンズが配設された撮像手段であり、この方法は、マニュアルホワイトバランス調整を指示する操作情報を認識する工程と、ホワイトバランス調整を行うための被写体を撮像する条件出し撮像工程と、条件出し撮像工程にて生成される撮像信号に基づいて、本撮影の際に生成される主画素による主撮像信号と副画素による副撮像信号との感度比を一定に補正するための感度比補正条件と、ホワイトバランスを調整するためのホワイトバランス補正条件とを生成する補正条件生成工程と、操作に応じた操作情報に応動して本撮影を制御する撮影工程と、撮影工程にて生成される撮像信号を処理する信号処理工程であって、感度比補正条件とホワイトバランス補正条件とに基づいて副撮像信号に対するゲインを制御して主撮像信号と副撮像信号との感度比を補正する信号処理工程とを含むことを特徴とする。
【0016】
この場合、信号処理工程は、主撮像信号と副撮像信号とを組画素対応に加算して高ダイナミックレンジ化する合成工程を含むとよい。
【0017】
また、条件出し撮影工程は、撮像レンズの複数の絞り値に対応する感度比補正条件を生成するとよく、また、信号処理工程は、本撮影工程の際に使用した絞り値に対応する感度比補正条件に基づいて副撮像信号を補正するとよい。
【0018】
また、条件出し撮影工程は、撮像レンズの複数の絞り値に対応するホワイトバランス補正条件を生成するとよく、また、信号処理工程は、本撮影工程の際に使用した絞り値に対応するホワイトバランス補正条件に基づいて主撮像信号と副撮像信号とをそれぞれ補正するとよい。
【0019】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明によるディジタルカメラおよび撮像制御方法の実施例を詳細に説明する。
【0020】
図1を参照すると同図には本発明が適用されたディジタルカメラの一実施例が示されている。本実施例におけるディジタルカメラ10は、撮像レンズ12により結像される光学像に応じた撮像信号を生成する撮像素子14を備え、撮像信号を処理してその画像をモニタ表示し、また処理した画像データを出力して、たとえば情報記録媒体に記録する。
【0021】
撮像レンズ12は、本実施例では焦点距離が固定された単焦点レンズであり、カメラ10本体に着脱可能な交換式レンズである。なお撮像レンズ12はズームレンズにも交換可能である。撮像レンズ12は、絞り18と、撮像レンズ12の焦点位置および焦点距離を調節するレンズ駆動部16と、絞り18の開口量を調節する絞り駆動部22とを有し、レンズ駆動部16および絞り駆動部22は、接点等を介してカメラ10内の制御部26に接続されて、制御部26の制御に応動して撮像レンズ12および絞り18をそれぞれ駆動する。
【0022】
ディジタルカメラ10は、メカニカルシャッタ20と、メカニカルシャッタ20を駆動するシャッタ駆動部24と、撮像素子14を駆動する撮像素子駆動部28とを備えている。これらレンズ駆動部16、絞り駆動部22、シャッタ駆動部24および撮像素子駆動部28は、制御部26から供給される制御信号に応動して駆動される。なお、カメラ10は、撮像レンズ12とメカニカルシャッタ20との間に、光学像を光学ファインダに導く跳ね上げ式の45度ミラーを配置した一眼レフ形式の構成であるとよい。
【0023】
メカニカルシャッタ20は、たとえば動画撮像時にはシャッタ開放状態に駆動され、また、静止画撮像時には露光終了タイミングにその開口を閉成するように駆動され、撮像素子14に対する電子シャッタ制御駆動と併用して広範囲の露光時間、つまりシャッタ速度を与えることができる。また、メカニカルシャッタ20がフォーカルプレーンシャッタである場合には、電子シャッタ機能を使用せず、メカニカルシャッタ20の走行による露光時間のみでシャッタ速度が決定されてもよい。
【0024】
撮像素子14を図3を参照して説明すると、同図には撮像素子14を撮像面300側から見た場合の周辺組画素を拡大示した概略部分図が示されている。本実施例における撮像素子14は、水平走査方向(H)および垂直走査方向(V)にそれぞれ1/2ピッチずつずらして配列した複数の組画素302と、各組画素302間を垂直走査方向にジグザグ状に配設され、それぞれ左方側に隣接して配置された組画素302にて生成される信号電荷を垂直走査方向(V)に転送する不図示の垂直電荷転送路と、各垂直電荷転送路からの信号電荷を水平走査方向(H)に転送する水平電荷転送路(HCCD) 304と、信号電荷の電荷検出および増幅を行って撮像信号を出力する出力アンプ306と、各組画素302上にそれぞれ配設された凸型の複数のマイクロレンズ308と含むハニカム型の画素配列および垂直転送路構成のCCD型イメージセンサである。
【0025】
実施例では、垂直電荷転送路と垂直電荷転送路とがCCD(Charge Coupled Device)にて形成されたCCD型固体撮像素子が採用されている。これに限らず、MOS型イメージセンサを採用してもよい。複数の組画素302はそれぞれフォトダイオードにて形成されて、垂直電荷転送との間に配設した転送ゲートを介してフォトダイオードにて生成した信号電荷を、シフトパルスに応動して垂直電荷転送路にシフトする。
【0026】
撮像素子14は、図示するように、素子14内の撮像面300に配列した画素を水平走査方向(H)と平行に分割し、相対的に面積の小さい副画素を構成して低感度の光電変換特性を有する副感光部310と、相対的に面積の大きな主画素を構成して高感度の光電変換特性を有する主感光部312とを1つの組画素302に組み合わせて組画素302を八角形にて形成している。
【0027】
本ディジタルカメラ10は、副感光部310および主感光部312から得られる撮像信号の一方または双方を使用して、動画像および静止画像の信号生成を行う固体撮像装置であり、動画像信号および静止画像信号に応じた映像の表示および記録保存等の信号出力を行う。入射光を集光するマイクロレンズ308は、各組画素302およびカラーフィルタの上面に被着されている。なお、同図では撮像素子14の撮像面300に配設された組画素302、垂直電荷転送路およびマイクロレンズ308は、それらの一部を示している。たとえば組画素302は、撮像面300内に有効画素数として数十万画素ないし数百万画素の多数が配置される。
【0028】
これらマイクロレンズ308により集光される光束の結像錯乱円の例を図4および図5に示す。図4には、撮像レンズ12の射出瞳が比較的小さい場合の結像錯乱円の形成状態を示し、撮像面300の周辺部における画素では、それぞれの結像錯乱円400が組画素302中心から少しずれて撮像面中央部から外側にずれる。図5に示す例は、開放F値が異なる撮像レンズの場合で、撮像レンズ12の射出瞳が大きい場合の結像錯乱円の形成状態を示し、図4に示した例よりも結像錯乱円400のずれ量が大きくなっている。
【0029】
この結果、特にF値の明るい大口径レンズをカメラ10に装着した場合の絞り開放付近での撮影において、撮像面300の上下では、副感光部310に結像錯乱円が重なる部分が大きく異なり、同一光量を受光した場合でも輝度差が発生しこれがシェーディングとなって、副感光部310の感度と主感光部312の感度とが撮像面の位置によって異なる。特定画素位置の副感光部310の出力輝度レベルが大口径時に低下する様子を図6に示す。この例ではFナンバーが2.0〜4.0の中間付近(たとえばF=2.8付近)からF値が小さくなると、副感光部310の特定画素の輝度レベルが低下する様子が示されている。図中破線で示すように、画素位置に応じて輝度レベル低下の程度が異なる。
【0030】
本実施例では、マニュアルホワイトバランス調整の際にホワイトバランス調整のための補正条件を作成するとともに、この副感光部310の感度と主感光部312の感度との比を一定に維持するための感度比補正条件を作成し、実際の本撮影にて得られる撮像信号に対し感度比補正を行うとともに自動的にホワイトバランスの調整を行う。
【0031】
マイクロレンズ308と組画素との間の層には所定配列の原色または補色型のオンチップ・カラーフィルタが配設されている。色フィルタの配列パターンとしては、原色フィルタの場合、たとえば、GストライプR/B完全市松パターンやベイヤ型等が採用される。このように実施例における撮像素子14は、ハニカム型の画素配列および垂直転送路構成であるが、これに限らず、たとえば感度の異なる主感光部と副感光部とを含む正方画素を垂直および水平走査方向にそれぞれ複数配列した撮像素子でもよい。これら各色の色フィルタが配設された画素では、後のディジタル信号処理により、各画素位置におけるR、G、Bそれぞれの画素値が演算により算出してカラー画像信号を生成する。
【0032】
本ディジタルカメラ10は、各画素から得られる撮像信号を使用して、動画像および静止画像の信号生成を行う固体撮像装置であり、動画像信号および静止画像信号に応じた映像の表示および記録保存等の信号出力を行う。
【0033】
本実施例では、手動によるホワイトバランス調整の条件出し撮影時において、白色またはグレーの板紙などをカメラ10の撮像レンズ12の前にセットし、設定しうる絞り値の段数分に対応した複数フレームを撮像して本撮像にて得られるカラー撮像信号に対し手動(マニュアル)操作にてホワイトバランス(WBと称する)を調整するためのホワイトバランス補正条件と主画素および副画素の感度比補正を行うための感度比補正条件とを生成して記憶し、手動によるWB調整が選択されている状態にて本撮影時を行うと、その撮像信号データに対し、メモリ50に記憶した感度比補正条件に従って感度比補正を行うとともに、WB調整をメモリ50に記憶したWB補正条件に従って自動的に行う。
【0034】
なお、本カメラ10は、撮像信号に基づいて自動的にホワイトバランスを調整するオートWB調整機能を有している。しかし上記手動によるWB調整は、手動操作によるマニュアルWB調整が必要とされるほどの精緻な撮影時おいて、手動操作により作成した各補正条件に従ってWB調整を行うとともに主/副画素の感度比を、撮影環境に応じてより精密に補正する点で、撮影者が要求する、より高品質な撮影画像を生成することができる。
【0035】
図1に戻って、撮像素子14を駆動する水平および垂直転送パルス等の駆動信号は、撮像素子駆動部28から撮像素子14に供給される。撮像素子駆動部28は、制御部26に備えられるタイミングジェネレータ(不図示)にて生成されるタイミング信号に応動して撮像素子14を駆動する駆動信号を生成する。撮像素子駆動部28は、動画撮影モード時と静止画撮影モードとでは異なる駆動信号を撮像素子14に供給する。タイミングジェネレータは、垂直駆動タイミング信号、水平タイミング駆動信号、トランスファゲートパルスおよび画素クロックなどの各種タイミング信号を生成し、制御部(CPU) 26は、生成したタイミング信号および制御信号をレンズ駆動部16、絞り駆動部22、シャッタ駆動部24、撮像素子駆動部28、アナログ処理回路30、アナログ/ディジタル(A/D)変換回路32,34およびディジタル信号処理回路40に供給する。
【0036】
動画撮影モード時の撮像素子駆動部28は、たとえば、各垂直走査方向に配列された各画素において、1画素または複数画素間隔にて間引きして画素単位で垂直電荷転送路に信号電荷をシフトして読み出しラインとし、信号電荷を垂直転送路にて複数画素毎に混合して、混合した信号電荷を垂直走査方向に転送する駆動信号を生成する。撮像素子駆動部28は、垂直同期期間(VD)中に撮像素子14の転送電極にシフトパルスを与えて、フォトダイオードにて生成された信号電荷を垂直電荷転送路に読み出し、垂直同期期間(VD)以降に、垂直転送パルスをそれぞれ対応する転送電極に供給することにより、間欠的に設定された読み出しラインの各画素を高速に読み出す。
【0037】
静止画撮影モードにおける撮像素子駆動部28は、たとえば、第1フィールドおよび第2フィールドの各ライン交互に画素を読み出す駆動信号を生成する。第1および第2フィールドにてそれぞれ別々に読み出された画素は、後のディジタル信号処理によってそれぞれRGB3原色の画素値を形成するように補間され各画素位置におけるカラー画素値が算出される。
【0038】
撮像素子14の出力はアナログ処理回路30に接続され、アナログ処理回路30は、入力される撮像信号に含まれるリセットノイズを除去する不図示の相関二重サンプリング(CDS)回路と撮像信号のレベルを利得可変に増幅する利得可変増幅回路(GCA)とを含む。アナログ処理回路30は、撮像素子駆動部28にて生成されるタイミング信号に同期して駆動される。また、利得可変増幅回路(GCA)は、制御部26から供給される制御信号に応じた利得にて撮像信号を増幅する。アナログ処理回路30の出力は、アナログ/ディジタル(A/D)変換回路32,34に接続され、一方のA/D変換回路32は、入力される撮像信号のうち副感光部310からの画素信号をたとえば12ビットのディジタル値に変換して出力する。また、他方のA/D変換回路34は、入力される撮像信号のうち主感光部312からの画素信号をたとえば12ビットのディジタル値に変換して出力する。副感光部310からの副画素信号は、後の信号処理によりハイライト領域の画像を形成する成分として主画素信号に加算混合されて、高ダイナミックレンジの画像データが生成される。
【0039】
A/D変換回路32,34の出力に接続されたディジタル信号処理回路40は、ディジタル値に変換された撮像信号データを制御部26からの制御に応じて記憶および演算処理して、表示用の画像データと記録用の画像データとを生成する処理回路である。ディジタル信号処理回路40は、生成した表示用の画像データを表示部46に出力し、記録用の画像データを画像記録部48に出力する。ディジタル信号処理回路40の詳細構成については後述する。
【0040】
表示部46は、ディジタル信号処理回路40にて生成される表示用の画像データの表す画像を表示する液晶表示パネルを有し、撮影または再生された画像データを液晶表示パネルに出力して表示する。また、表示部46は、外部接続される表示装置に表示用の画像信号を生成して出力する機能を有している。
【0041】
画像記録部48は、符号化された圧縮または非圧縮の画像データを制御部26の制御に応動して情報記録媒体に出力して情報記録媒体に読出し可能に記録する情報保持部である。画像記録部48は、画像データに各種撮影情報等を付加して作成した画像ファイルを、たとえば所定形式の階層構造にて編成されたディレクトリに各画像ファイル毎に異なるファイル名を作成して記録する。情報記録媒体としては、たとえば、半導体記憶素子を有するメモリカードや、記録可能な光ディスクおよび磁気ディスクなどの大容量の情報記録媒体が適用される。画像記録部48は作成した画像ファイルを、無線または有線により接続される他の情報処理装置に伝送する機能を有してもよい。
【0042】
制御部(CPU) 26は、操作部60にて検出される操作情報に応動して本カメラ10の動作を制御するタイミング信号や制御信号を生成し各部に供給するシステム制御機能と、ディジタル信号処理部40にて処理された画像データに基づいて撮像制御を行うための制御情報を生成する機能とを含み、たとえば、操作部60にて検出される操作情報に応動して本カメラ10を静止画撮影モードまたは動画撮影モードに設定し各部を制御する。制御部26は、CPU,ROM,RAM、基準クロックおよび入出力回路等を含むコンピュータシステムにて構成され、ROM には制御プログラムが格納されて、制御部26はプログラム手順および操作情報に従って各種処理を行う。
【0043】
具体的には、制御部26は、撮像レンズ12のフォーカスを制御するとともに、その現在のフォーカス位置を認識して記憶する。本実施例では、操作部60に収容されたレリーズスイッチ(不図示)への第1ストロークが検出されると動画撮影モードを設定し、第2ストロークが検出されると静止画撮影モードを設定する。また、撮像レンズ12のフォーカスは、制御部26による制御のほかに手動にて調節することができ、この場合にも制御部26は、撮像レンズ12のフォーカス位置を判定する。
【0044】
制御部26は、動画撮影モードでは、撮像素子14にて間引き読み出しを行う間引駆動を指示する制御信号を生成して撮像素子駆動部28に供給する。制御部26は、さらに静止画撮影モードでは、2つのフィールドにて全画素を撮像素子14から読み出す全画素読出し駆動を指示する制御信号を生成して撮像素子駆動部28に供給する。
【0045】
制御部26は、メモリ50に対する記憶制御機能を有し、撮像信号データの格納アドレスを指定するアドレス信号を生成するとともに、撮像信号データの書込みおよび読出しを制御する書込信号および読出信号を生成し画像メモリ50に供給する。
【0046】
制御部26はさらに、感度比補正条件およびWB補正条件の各補正情報を生成し、対応する絞り値(F値)とともにメモリ50に蓄積する機能を有している。詳しくは、制御部26は、撮像レンズ12の種類や被写界の光源状態や撮影時の絞り値等の撮像条件によって変化する特に副感光部の主感光部に対する感度比変動を補正する制御を行う。具体的には、操作部60に配設されたホワイトバランスオート/マニュアル切換スイッチ62がマニュアル側に切り換えられ、ワンプッシュマニュアルWBボタン64の押下を検出すると、条件出し撮影を開始させて、マニュアルWB調整のための補正条件を生成し、そのマニュアル調整時における本撮影時に補正条件に応じた感度比補正およびWB調整を行うように制御する機能を有している。
【0047】
この場合、制御部26は、マニュアルWB調整を行う際に条件出し撮影を行って得られる撮像信号データに基づいて感度比補正条件とWB補正条件とを生成してメモリ50に格納するとともに、本撮像時の画像データを補正する際に、メモリ50に格納された感度比補正条件および制御信号をディジタル信号処理部40に供給する。作成した補正条件は、たとえば次にワンプッシュマニュアルWBボタン64が押下されるまで保持しておくと、補正条件を毎回作成することなく同一条件下における複数の本撮影を連続して行うことができる。
【0048】
本実施例における制御部26は、マニュアルWB調整時に、撮像レンズ12の複数の絞り値における感度比補正条件52とWB補正条件54とをそれぞれ作成してメモリ50に蓄積する。とくに感度比変動に影響する各絞りのF値(たとえば撮像レンズ12に応じてF=2.0〜11)にそれぞれ対応するWB補正条件(a)〜(f)と、主/副画素感度比補正条件(A)〜(F)との補正テーブル作成例を図7に示す。
【0049】
制御部26は、マニュアルホワイトバランス調整時には、本撮影時に設定した絞り値に対応する感度比補正条件の値とWB補正条件の値とをメモリ50から読み出してディジタル信号処理回路40に供給する。絞り値は、制御部26が絞り駆動部22を制御する際に認識され、同様に撮像レンズ12のフォーカス位置についても制御部26が制御して認識する。
【0050】
また、制御部26は、上述のマニュアルWB調整時の条件出し撮影にて得られた撮像信号に基づいて、撮像画像のWBを調節するためのWB補正条件54を作成してメモリ50に蓄積する。WB補正条件54についても制御部26は、複数の絞り値についてのWB補正条件54を作成してメモリ50に蓄積して本撮影の際に設定される絞り値に備える。
【0051】
本実施例におけるWB補正条件54は、条件出し撮影にて得られる撮像信号から生成された所定の画面内領域における画像データのうち、赤(R)成分と青(B)成分とのデータを利用して、各RGB成分のデータが同レベルとなるように補正する補正信号を表す補正条件を作成する。制御部26は、主/副画素感度比補正条件52とWB補正条件54とを各水平走査ライン毎または所定ライン毎に作成する。本撮影の際に制御部26は、使用した絞り値に対応するWB補正条件54をメモリ50から読み出してディジタル信号処理部40に供給して、感度比補正させるととともに、各色成分のレベルをWB補正条件54に従って補正させることにより色バランスを整える。
【0052】
さらに制御部26は、ディジタル信号処理回路40から撮像信号データを入力して、その撮像画像に基づいて被写界の輝度レベルを測光する機能を有している。具体的には制御部26は、撮像画面を水平および垂直走査方向(H,V)に、それぞれ8分割し、画面全体で合計64分割された各ブロックごとの輝度レベルを測定し、本撮影の際に必要な測光データを算出する分割測光を行い、測光結果に基づいて動画および静止画撮影時の露出値を決定して、露出値に応じた絞り値と露出時間(シャッタ速度)とを決定する。また、制御部26は、算出した露出値を用いて条件出し撮影を行う際に、絞り18の開口量を変化させながら複数フレームを撮像する際に、露光量が一定となるようにシャッタ速度を連動してシフトさせるように撮像を制御する。
【0053】
ディジタル信号処理回路40は、A/D変換回路32,34からそれぞれ出力される撮像信号データを制御部26の制御に応じて記憶および演算処理し、表示部46に出力する表示用の画像データを生成し、また、画像記録部48に出力する記録用の画像データを生成する。本実施例におけるディジタル信号処理回路40は、図2に示すように、とくに、A/D変換回路32の出力に接続された主/副画素感度比補正回路70と、補正回路70の出力に接続されて副感光部310からの撮像信号データのWBを調整するWBゲイン調整回路72と、調整回路72の出力に接続されて撮像信号データのガンマ(γ)を補正するγ補正回路74とを含む。ディジタル信号処理回路40は、さらに、A/D変換回路34の出力に接続された主感光部312からの撮像信号データのWBを調整するWBゲイン調整回路80と、調整回路80の出力に接続されて撮像信号データのガンマ(γ)を補正するγ補正回路82と、各γ補正回路74,82の出力に接続され、主感光部312と副感光部310との各撮像信号データを加算する合成回路(Mix) 76とを含む。
【0054】
ディジタル信号処理回路40は、さらに、輝度および色差データを生成するYC変換部と、画像サイズを調節する画像縮小部と、圧縮符号化処理および復号処理を行う圧縮伸張部とを有するが、その図示を省略する。
【0055】
主/副画素感度比補正回路70は、制御部26から供給される感度比補正条件に基づいて、本撮影時における副感光部310からの撮像信号データを画素毎に補正するディジタルゲインアンプである。補正回路70は、感度比補正条件に応じたゲインにて撮像信号データを増幅する演算処理を行う。
【0056】
WBゲイン調整回路72は、副感光部310からの撮像信号データを、制御部26から供給されるWB補正条件に基づいて画素毎に補正する。他方のWBゲイン調整回路80は、主感光部312からの撮像信号データを、制御部26から供給されるWB補正条件に基づいて画素毎に補正する。
【0057】
合成回路(Mix) 76は、たとえば静止画撮影モードにおいて、γ補正回路74,82にて階調変換された画像データに対し画素補間および色補間を行って、各画素位置における各R,G,B色成分それぞれの画素値を算出する。
【0058】
メモリ50は、これら処理される撮像信号データを一時格納する記憶領域を有し、格納領域を作業領域として利用して、ディジタル信号処理部40による各種信号処理が行われる。メモリ50は、制御部26からのメモリ制御に従って撮像信号データの書込みおよび読出しを行う。また、メモリ50は、制御部26にて生成される主/副画素感度比補正条件52を格納する記憶領域と、WB補正条件54を格納する記憶領域とを有している。
【0059】
また、YC変換部(図示せず)は、画像メモリ50に蓄積された3原色成分の画像データに対し、RGB画素データを演算して輝度データYおよび色差データCr,Cbを生成する色差マトリクス処理と、色差データCr,Cbに対するゲイン調整処理等の補正処理と、輝度データに対する輪郭強調処理とを行う機能を有している。
【0060】
圧縮伸張部(図示せず)は、静止画撮影モードや動画撮影モードにて供給される画像データにJPEG(Joint Photographic coding Experts Group)やMPEG(Moving Picture coding Experts Group)−1, MPEG−2等の規格に準拠して圧縮・符号化処理する機能部である。圧縮伸長部(図示せず)は、制御部26の制御に応じて圧縮処理した画像データを画像記録部48に出力する。なお、圧縮伸張部は、画像データを圧縮せずにRAWデータとして画像記録部48に出力してもよい。圧縮伸長部は、画像記録部48にて記録した画像データを制御部26の制御に応じて読み出し伸長処理を施す機能を有している。
【0061】
画像縮小部(図示せず)は、画像データを表示するサイズに応じて画像データを画素間引きし、表示部46に収容される液晶表示パネルや同表示部46に接続される表示装置に適合する画像サイズに画像データを調整する。画像縮小部は処理した画像データを表示部46に出力する。
【0062】
以上のような構成でディジタルカメラ10のホワイトバランスを手動にて調整するマニュアル調整時の動作を図8を参照して説明する。ステップ800において手動にてホワイトバランス調整を行う場合に、撮影者は、白またはグレーの板を撮像レンズ12の前方に配置する。さらに撮影者が操作部60のWBオート/マニュアル切換スイッチ62をマニュアル側に切り換えると、その操作情報が操作部60にて検出されて制御部26に通知される(ステップ802)。次いでステップ804に進み、制御部26は、ワンプッシュマニュアルWBボタン64へのオン操作が検出されるとその操作情報が制御部26にて認識される。次にステップ806に進むとカメラ10は、被写界に配置された板を撮像し、その撮像信号に基づいて被写界の輝度レベルが測定されて露光条件(露出値)が算出される。
【0063】
次にステップ808に進むと、制御部26は、絞り18を初期位置である開放状態に制御し、算出した露出値となる露光時間(シャッタ速度)を調整してシャッタ駆動部24および撮像素子駆動回路28を制御し、続くステップ810にて一コマの撮像を行う。
【0064】
ステップ810では、その露出値にて撮像した撮像信号データに基づいて、主/副画素感度比補正条件「1」とWB補正条件「1」とが制御部26にてそれぞれ算出されて、算出された各補正条件「1」とその条件出し撮像時の絞り値(この場合開放値)とが制御回路26からメモリ50に出力されて記録される(ステップ812)。
【0065】
なお、WB補正条件を求める際に、主/副画素感度比補正条件を同時に算出するか否かを予め撮影者が選択できるようにしておき、主/副画素感度比補正条件は独立して別に生成するようにしてもよい。
【0066】
次いでステップ814に進み、絞り値が変更されて、所定量の絞りとしてたとえば1段絞った絞り値に絞り18が制御されるとともに、同一露光量となるように露光時間が1段長い時間に設定されてステップ816における次の条件出し撮影が行われる。ステップ816では、ステップ810と同様にして、ディジタル信号処理部40では、「i」番目(この場合「2」番目)の主/副画素感度比補正条件「i」とWB補正条件「i」とがそれぞれ算出されて、算出された各補正条件「i」と今回の条件出し撮像時の絞り値とがメモリ50に記録される(ステップ818)。
【0067】
次いでステップ820に進むと、ステップ814〜ステップ818にて設定された絞り値が最小絞り、つまり最大Fナンバーであるか否かが判定されて、最小絞りではない”No”の場合にステップ814に戻って以降の処理が繰り返される。現在の絞り値設定が逆最小絞りであった”Yes”の場合には、この条件出し撮像における各補正条件生成処理が終了する。また、撮像レンズ12前にセットした白またはグレーの板はレンズ前から除去される。
【0068】
このようにして、同一露光量にて絞りの撮像条件を段階的に変更した状態にて主/副画素感度比補正条件52とWB補正条件54とが作成されてメモリに50格納される。この状態にて撮影者が所望の被写体に対する本撮影が行われる。この動作を図9を参照して説明すると、制御部26は、WBオート/マニュアル切換スイッチ62がマニュアル側に設定されていることを確認し(ステップ900)、作成した主/副画素感度比補正条件52とWB補正条件54がメモリ50に格納されている状態にて、レリーズスイッチへのオン操作を示す操作情報が操作部60にて検出される(ステップ902)と、ステップ904に進んで、カメラ10は、所望の被写体を撮像し、その撮像信号に基づいて被写界の輝度レベルが64分割測光により測定され、その分割ブロックの各測光値から算出した評価値に従って露光条件(露出値)が制御部26にて決定される。このとき、操作情報と絞り優先モード、シャッタ速度優先またはプログラムモード等の露出モードに応じて絞り値と露出時間とが決定され、これら決定した露光条件に従ってステップ906における本撮像が行われる。
【0069】
ステップ906における本撮像では、制御部26は、撮像レンズ12のフォーカスを制御した後、静止画撮像モードを各部に設定し、メカニカルシャッタ20を一旦閉成させるとともに、決定した絞り値に絞り18を制御し、撮像素子14を駆動する。
次いで電荷の高速掃き出し完了後にメカニカルシャッタ20を駆動させて露出時間が開始され、メカニカルシャッタ20の作動完了にて露光時間が終了する。
【0070】
撮像素子14にて受光された被写界像は光電変換されて、各画素にて生成された信号電荷に応じた撮像信号が画素点順次にてアナログ処理回路30に出力される。
アナログ処理回路30では、相関二重サンプリングおよび可変利得増幅による処理が行われ、処理された副画素および主画素の撮像信号はA/D変換回路32,34にてそれぞれ12ビットのディジタル値に変換され、変換された副画素および主画素の撮像信号データはディジタル信号処理部40にそれぞれ入力される。
【0071】
このときディジタル信号処理部40には、制御部26から本撮像の際に使用した絞り値に対応する主/副画素感度比補正条件52とWB補正条件54とが供給されて。
副画素の撮像信号データは、まず主/副画素感度比補正回路70にて主/副画素感度比補正条件52に従って各水平走査ラインの画素位置対応にそれぞれゲイン制御に応じたレベルに補正される。レベル補正された撮像信号データはさらに、WBゲイン調整回路72にてWB補正条件54に従って、各色成分R,Bの信号レベルが各画素位置毎に調整される。これらのレベル補正および調整は、撮像信号データを一旦メモリ50に蓄積した状態にて処理作業が行われる。また、主画素に対応する撮像信号データは、WBゲイン調整回路80にてWB補正条件54に従って、各色成分R,Bの信号レベルが各画素位置毎に調整される。
【0072】
これら信号処理の後、副画素および主画素の各撮像信号データは、γ補正回路74,82にてそれぞれガンマ補正され、補正された副画素および主画素の各撮像信号データは、合成回路76に入力されて、各画素位置毎に加算演算処理が施されて広ダイナミックレンジの画素値を有する撮像信号データが生成される。
【0073】
ディジタル信号処理部40では、生成された撮像信号データから各画素位置毎の画素値を算出する画素生成処理が行われ、さらにYCデータに変換されてそのゲイン処理が行われる。このYCデータを記録する場合には、たとえばYCデータに対して圧縮符号化処理を行って、処理された符号化データは画像記録部48に供給されて所定の情報記録媒体に記録される。
【0074】
以上説明したように、ディジタルカメラ10は、マニュアル操作によるホワイトバランス調整を行う際に、WB調整のためのWB補正条件と、主画素と副画素との感度比を保つための感度比補正ための感度比補正条件とを実際の撮像条件にてともに作成して記憶しておき、本撮像にて得られた撮像信号に対しWB調整を行う際に、作成した感度比補正条件にて感度比補正を行い、さらにWB補正条件に従って自動的にWB調整を施すことができるので、操作の二度手間が防止され、また、高品位の撮像画像を得ることができる。この場合、本撮像の際に使用される絞り値に対応した補正条件にて各補正を的確に、きめ細やかに行うことができ、本撮影時に絞り値を変更する際にも、補正条件を改めて作成し直す煩わしさがなく、柔軟に対応することができる。
【0075】
なお、上記、図8にて説明したステップ808では、絞りの初期位置を開放絞りとして、各段の絞り値における各補正条件52,54を算出する際に、絞り18を順次絞り込みながら生成していたがこれに限らず、たとえば図10に示すように逆順に最小絞りから開放絞り方向に順次絞りを開きながら各補正条件を算出するようにしてもよい。同図を参照すると、図8と同様の処理工程(ステップ)については同番号のステップ番号で示している。
【0076】
すなわち、図10において、ステップ806に続くステップ1000では、制御部26は、絞り18を初期位置として最小絞りに制御し、算出されている露出値となる露光時間(シャッタ速度)を調整してシャッタ駆動部24および撮像素子駆動回路28を制御する。このようにして続くステップ810にて一コマの撮像を行い、ステップ810にて各補正条件を生成してメモリ50に記憶し(ステップ812)、その後ステップ1002に進む。ステップ1002において、たとえば1段開いた値に絞り18が制御されるとともに、同一露光量となるように露光時間が1段短い時間に設定される。
こうして以降のステップ816〜ステップ818が繰り返し行われて、ステップ1004において、絞り18が開放であった場合に、これら補正条件の生成処理を終了することができる。
【0077】
また、本撮影時に使用が想定される絞り値が既に明確に決定されている場合や、絞り値がある範囲内に限定されている場合、さらには使用する露光時間が限定されている場合などでは、対応する範囲の絞り開口量にて各補正条件を生成するようにして、補正条件の生成処理を短縮化するとよい。また、撮像レンズ12および絞り18等がカメラ本体に装着されたこと認識すると制御部26は、表示部46等に「マニュアルWB調整してください」という旨のメッセージを液晶モニタ画面表示させるとよい。
【0078】
【発明の効果】
このように本発明によれば、たとえば厳密な撮影条件において、手動にてホワイトバランスを設定するマニュアルWB調整を行う際に、主感光部と副感光部との感度比補正をともに自動的に行うことができ、精度のよい撮影画像を得ることができる。
【0079】
また、複数の絞り値に対応する補正条件を条件出し撮影の際にそれぞれ作成しておき記憶することができるので、本撮影の際に絞り値を変更しても補正条件を再作成することなく柔軟に対応することができる。この結果、マニュアル調整時に良好な撮像画像を得ることができる。
【0080】
また、このような精密な補正処理において、厳密な精度が要求され、撮像レンズが交換された場合に補正条件を作成し、撮影時の絞り等の撮影条件に応じた補正条件に従って、撮像信号データをそれぞれ的確に補正および調整処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されたディジタルカメラのブロック図である。
【図2】図1に示した実施例におけるディジタル信号処理部の内部構成例を示すブロック図である。
【図3】図1に示した実施例における撮像素子の撮像面の概略構成例を示す図である。
【図4】図3に示した撮像素子の撮像面における結像錯乱円の様子を説明する図である。
【図5】図3に示した撮像素子の撮像面における結像錯乱円の様子を説明する図である。
【図6】絞り値(F値)の変化に応じて画素出力レベルが低下する状態を示す図である。
【図7】各絞り値(F値)に対応するWB補正条件および主/副画素感度比補正条件の補正テーブル作成例を示す図である。
【図8】ディジタルカメラのマニュアルWB調整時の補正条件作成の際の動作を示すフローチャートである。
【図9】ディジタルカメラのマニュアルWB調整時にて、本撮影の際に補正条件に従って主/副画素感度比補正およびWB調整を行う動作を示すフローチャートである。
【図10】ディジタルカメラのマニュアルWB調整時の補正条件作成の他の動作例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10 ディジタルカメラ
12 撮像レンズ
14 撮像素子
16 レンズ駆動部
18 絞り
20 メカニカルシャッタ
22 絞り駆動部
24 シャッタ駆動部
26 制御部(CPU)
28 撮像素子駆動部
32,34 アナログ/ディジタル(A/D)変換回路
40 ディジタル信号処理部
46 表示部
50 メモリ
52 主/副画素感度比補正条件
54 WB補正条件
60 操作部
62 WBオート/マニュアル切換スイッチ
64 ワンプッシュマニュアルWBボタン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a digital camera and an imaging control method for adjusting white balance of a color imaging signal imaged by an imaging element.
[0002]
[Prior art]
In recent years, digital cameras that are commercially available have various correction functions. The white balance adjustment function that adjusts the white balance (WB) according to the light source at the time of shooting is a typical one, and many cameras automatically correct the white balance. In addition, some high-performance digital cameras have a manual white balance correction function that enables fine white balance correction. Manual white balance correction is performed, for example, by placing a relatively large white or gray paper in front of the camera lens set for photographing.
[0003]
Digital cameras are equipped with various correction functions as functions other than white balance correction. As one of them, there is a shading correction function for correcting a shading state in which an end portion of a captured image becomes dark. This shading correction is performed by holding achromatic paper or the like in front of the lens, or shooting a wall surface of a studio or the like, as in manual white balance correction.
[0004]
In general, shading is adjusted and shipped to the extent that there is no practical problem when manufacturing the camera. However, shading changes depending on various shooting conditions such as aperture value and zoom position at the time of shooting, and reflected light from the illumination light source and surrounding walls. It is desirable to correct shading.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-127451
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-285541
[Patent Document 3]
Japanese Patent Publication No. 8-31988.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, as described in Patent Document 3, a pair of a first imaging cell having a different sensitivity and a relatively high sensitivity for one pixel and a second imaging cell having a relatively low sensitivity are provided. In a camera configured using imaging devices arranged in the horizontal and vertical scanning directions as the set pixels, depending on the imaging position of the imaging surface of the imaging device, each of the first imaging cell and the second imaging cell Sensitivity is different, and the sensitivity ratio of the first and second imaging cells is slightly different. As a result, the brightness and color of the screen of the captured image vary depending on the location.
[0007]
This can be corrected to a level having no practical problem when the camera is shipped from the factory. However, the position dependency that changes the sensitivity ratio of the main pixel / sub-pixel of the image sensor depending on the position in the image capture screen changes slightly depending on conditions such as the type of image pickup lens and the aperture value (F value) at the time of shooting. In order to perform more precise adjustment, it is desirable to perform manual adjustment according to shooting conditions at the shooting site where shooting is actually performed. In the case of an interchangeable imaging lens, it is difficult to make corrections in advance so as to support all interchangeable lenses on the camera side before shipment from the factory.
[0008]
Also, depending on the light source conditions and environment, the automatic white balance correction may not be adjusted accurately at actual shooting sites. To perform strict adjustments, shooting conditions at the shooting site where the images are actually shot are used. It is desirable to adjust manually.
[0009]
However, for example, the white balance adjustment and the correction of the main / sub-pixel sensitivity ratio correction must be performed separately, and complicated operations are required. In addition, when the aperture value is changed during shooting, the shading state changes. Therefore, a series of white balance correction and main / sub-pixel sensitivity ratio correction must be performed each time the aperture is changed. was there.
[0010]
The present invention eliminates the disadvantages of the prior art, and performs manual WB adjustment and sensitivity ratio correction under strict shooting conditions in which white balance (WB) needs to be set manually (manual operation). It is an object of the present invention to provide a digital camera and an imaging control method that can be performed together and can obtain an accurate captured image.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a digital camera that photoelectrically converts and outputs an object scene image formed by an imaging lens. An image pickup means for generating a signal, wherein a plurality of main pixels by a main photosensitive portion and sub pixels by a sub photosensitive portion having different sensitivities are arranged on the imaging surface as a set of set pixels, An imaging unit provided with a microlens that collects incident light from the imaging lens, a signal processing unit that processes an imaging signal, an output unit that outputs image data processed and generated by the signal processing unit; The control means includes control means for controlling each unit in response to operation information corresponding to the operation of the operator, storage means for storing information for correcting the imaging signal, and operation means for detecting the operation information. , Operation information When recognizing that manual white balance adjustment is instructed, it controls conditional shooting for imaging a subject placed in front of the imaging lens, and performs actual shooting based on the imaging signal generated by the imaging means during conditional shooting. Means for generating a sensitivity ratio correction condition for correcting the sensitivity ratio between the main imaging signal from the main pixel and the sub imaging signal from the sub-pixel and a white balance correction condition for adjusting the white balance at the time of storage When the signal processing means processes the image signal picked up by instructing the main shooting, the sensitivity ratio correction condition and the white balance correction condition stored in the storage means are read out and supplied to the signal processing means. The signal processing means corrects the sensitivity by controlling the gain for the sub-imaging signal in accordance with the sensitivity ratio correction condition, and adjusts the white balance of the sub-imaging signal to white balance. And adjusting according to the scan correction conditions.
[0012]
In this case, the signal processing means may include a combining means for adding the main image pickup signal and the sub image pickup signal corresponding to the set pixel to increase the dynamic range.
[0013]
In addition, when performing conditional shooting, the control unit may generate sensitivity ratio correction conditions corresponding to a plurality of aperture values and store them in the storage unit, and the control unit may use the aperture value used in the actual shooting. The sensitivity ratio correction condition corresponding to the above may be read from the storage means and supplied to the signal processing means.
[0014]
In addition, when performing conditional shooting, the control unit may generate white balance correction conditions corresponding to a plurality of aperture values and store them in the storage unit, and the control unit may use the aperture value used during the main shooting. The white balance correction condition corresponding to the above may be read from the storage means and supplied to the signal processing means. The imaging lens may be an interchangeable lens that can be attached to and detached from the digital camera.
[0015]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides an imaging control method for generating an imaging signal by photoelectrically converting an optical image formed on an imaging unit via an imaging lens. The imaging unit has different sensitivities. A plurality of main pixels formed by the main photosensitive section and sub-pixels formed by the sub-photosensitive section formed with lower sensitivity than the main pixels are arranged on the image pickup surface as a set of set pixels. The imaging means is provided with a microlens that collects incident light. This method recognizes operation information instructing manual white balance adjustment, and provides a condition for imaging a subject for white balance adjustment. Based on the imaging signal generated in the imaging process and the conditional imaging process, the sensitivity ratio between the main imaging signal by the main pixel and the sub-imaging signal by the sub-pixel generated at the time of actual shooting is compensated to be constant. A correction condition generating step for generating a sensitivity ratio correction condition for adjusting the white balance and a white balance correction condition for adjusting the white balance, a shooting step for controlling the main shooting in response to operation information corresponding to the operation, and shooting A signal processing step for processing an imaging signal generated in the process, and controlling the gain for the sub imaging signal based on the sensitivity ratio correction condition and the white balance correction condition to thereby adjust the sensitivity between the main imaging signal and the sub imaging signal. And a signal processing step of correcting the ratio.
[0016]
In this case, the signal processing step may include a combining step of adding the main image pickup signal and the sub image pickup signal corresponding to the set pixel to increase the dynamic range.
[0017]
In addition, the conditional imaging process may generate sensitivity ratio correction conditions corresponding to a plurality of aperture values of the imaging lens, and the signal processing process may correct sensitivity ratio correction corresponding to the aperture value used in the actual imaging process. The sub imaging signal may be corrected based on the conditions.
[0018]
In addition, the conditional shooting process may generate white balance correction conditions corresponding to a plurality of aperture values of the imaging lens, and the signal processing process may perform white balance correction corresponding to the aperture value used in the actual shooting process. The main imaging signal and the sub imaging signal may be corrected based on the conditions.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of a digital camera and an imaging control method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0020]
Referring to FIG. 1, there is shown an embodiment of a digital camera to which the present invention is applied. The
[0021]
In this embodiment, the
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
In the embodiment, a CCD type solid-state imaging device in which a vertical charge transfer path and a vertical charge transfer path are formed by a CCD (Charge Coupled Device) is employed. However, the present invention is not limited to this, and a MOS image sensor may be employed. The plurality of set
[0026]
As shown in the figure, the
[0027]
The
[0028]
4 and 5 show examples of image confusion circles of light beams collected by these
[0029]
As a result, particularly in shooting near the full aperture when a large aperture lens with a bright F value is attached to the
[0030]
In this embodiment, a correction condition for white balance adjustment is created during manual white balance adjustment, and sensitivity for maintaining a constant ratio between the sensitivity of the
[0031]
In a layer between the
[0032]
The
[0033]
In the present embodiment, white or gray paperboard or the like is set in front of the
[0034]
The
[0035]
Returning to FIG. 1, drive signals such as horizontal and vertical transfer pulses for driving the
[0036]
For example, the image sensor drive unit 28 in the moving image shooting mode shifts the signal charge to the vertical charge transfer path in units of pixels by thinning out one pixel or a plurality of pixels at each pixel arranged in each vertical scanning direction. Then, the signal charge is mixed for each of the plurality of pixels in the vertical transfer path, and a drive signal for transferring the mixed signal charge in the vertical scanning direction is generated. The image sensor driving unit 28 applies a shift pulse to the transfer electrode of the
[0037]
For example, the image sensor drive unit 28 in the still image shooting mode generates a drive signal for reading pixels alternately in each line of the first field and the second field. The pixels read out separately in the first and second fields are interpolated to form pixel values of RGB three primary colors by subsequent digital signal processing, and color pixel values at the respective pixel positions are calculated.
[0038]
The output of the
[0039]
The digital
[0040]
The display unit 46 has a liquid crystal display panel that displays an image represented by the image data for display generated by the digital
[0041]
The image recording unit 48 is an information holding unit that outputs encoded compressed or uncompressed image data to an information recording medium in response to the control of the
[0042]
The control unit (CPU) 26 generates a timing signal and a control signal for controlling the operation of the
[0043]
Specifically, the
[0044]
In the moving image shooting mode, the
[0045]
The
[0046]
The
[0047]
In this case, the
[0048]
The
[0049]
At the time of manual white balance adjustment, the
[0050]
Further, the
[0051]
The
[0052]
Further, the
[0053]
The digital
[0054]
The digital
[0055]
The main / sub-pixel sensitivity
[0056]
The WB
[0057]
The synthesis circuit (Mix) 76 performs pixel interpolation and color interpolation on the image data subjected to gradation conversion by the
[0058]
The
[0059]
A YC conversion unit (not shown) calculates RGB pixel data from the three primary color component image data stored in the
[0060]
A compression / decompression unit (not shown) adds JPEG (Joint Photographic Coding Experts Group), MPEG (Moving Picture Coding Experts Group) -1, MPEG-2, etc. to the image data supplied in the still image shooting mode or the moving image shooting mode. It is a functional unit that performs compression / encoding processing in conformity with the standards of the above. The compression / decompression unit (not shown) outputs the image data compressed according to the control of the
[0061]
The image reduction unit (not shown) thins out the image data according to the size for displaying the image data, and is suitable for a liquid crystal display panel accommodated in the display unit 46 or a display device connected to the display unit 46. Adjust the image data to the image size. The image reduction unit outputs the processed image data to the display unit 46.
[0062]
The operation at the time of manual adjustment for manually adjusting the white balance of the
[0063]
Next, in
[0064]
In
[0065]
When obtaining the WB correction condition, the photographer can select in advance whether or not to calculate the main / sub-pixel sensitivity ratio correction condition at the same time, and the main / sub-pixel sensitivity ratio correction condition is independently set separately. You may make it produce | generate.
[0066]
Next, the routine proceeds to step 814, where the aperture value is changed, the
[0067]
Next, the routine proceeds to step 820, where it is determined whether or not the aperture value set in
[0068]
In this manner, the main / sub-pixel sensitivity
[0069]
In the actual imaging at step 906, after controlling the focus of the
Next, the exposure time is started by driving the
[0070]
The object scene image received by the
The
[0071]
At this time, the digital
The sub-pixel imaging signal data is first corrected by the main / sub-pixel sensitivity
[0072]
After these signal processes, the image signal data of the sub-pixel and main pixel are gamma-corrected by the
[0073]
In the digital
[0074]
As described above, when performing white balance adjustment by manual operation, the
[0075]
In
[0076]
That is, in
In this way, the
[0077]
Also, when the aperture value that is assumed to be used during actual shooting has already been clearly determined, when the aperture value is limited within a certain range, or when the exposure time to be used is limited The correction condition generation processing may be shortened by generating each correction condition with the aperture opening amount in the corresponding range. Further, when recognizing that the
[0078]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, for example, when performing manual WB adjustment for manually setting the white balance under strict shooting conditions, both the sensitivity ratio correction between the main photosensitive portion and the secondary photosensitive portion is automatically performed. And a highly accurate captured image can be obtained.
[0079]
In addition, correction conditions corresponding to multiple aperture values can be created and stored at the time of conditional shooting, so even if the aperture value is changed during actual shooting, correction conditions are not recreated. It can respond flexibly. As a result, a good captured image can be obtained during manual adjustment.
[0080]
Further, in such a precise correction process, strict accuracy is required, and when the imaging lens is replaced, a correction condition is created, and the imaging signal data is obtained according to the correction condition according to the imaging condition such as an aperture at the time of shooting. Can be corrected and adjusted accurately.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a digital camera to which the present invention is applied.
2 is a block diagram showing an example of the internal configuration of a digital signal processing unit in the embodiment shown in FIG.
3 is a diagram illustrating a schematic configuration example of an imaging surface of an imaging element in the embodiment illustrated in FIG.
4 is a diagram for explaining a state of an imaging circle of confusion on the imaging surface of the imaging device shown in FIG. 3;
5 is a diagram for explaining a state of an imaging circle of confusion on the imaging surface of the imaging device shown in FIG. 3;
FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the pixel output level decreases in accordance with a change in aperture value (F value).
FIG. 7 is a diagram illustrating a correction table creation example of a WB correction condition and a main / sub-pixel sensitivity ratio correction condition corresponding to each aperture value (F value).
FIG. 8 is a flowchart showing an operation in creating correction conditions during manual WB adjustment of a digital camera.
FIG. 9 is a flowchart showing operations for performing main / sub-pixel sensitivity ratio correction and WB adjustment in accordance with correction conditions during actual photographing during manual WB adjustment of a digital camera.
FIG. 10 is a flowchart showing another example of operation for creating correction conditions during manual WB adjustment of a digital camera.
[Explanation of symbols]
10 Digital camera
12 Imaging lens
14 Image sensor
16 Lens drive unit
18 Aperture
20 Mechanical shutter
22 Aperture drive
24 Shutter drive unit
26 Control unit (CPU)
28 Image sensor drive unit
32, 34 Analog / digital (A / D) conversion circuit
40 Digital signal processor
46 Display
50 memory
52 Main / Sub-pixel sensitivity ratio correction conditions
54 WB correction conditions
60 Operation unit
62 WB auto / manual switch
64 One-push manual WB button
Claims (13)
前記結像される被写界像に応じた撮像信号を生成する撮像手段であって、それぞれ感度の異なる主感光部による主画素と副感光部による副画素とが一組の組画素として撮像面に複数配列され、該組画素上にそれぞれ対応して前記撮像レンズからの入射光を集光するマイクロレンズが配設された撮像手段と、
前記撮像信号を処理する信号処理手段と、
該信号処理手段にて処理され生成された画像データを出力する出力手段と、
操作者の操作に応じた操作情報に応動して各部を制御する制御手段と、
前記撮像信号を補正するための情報を記憶する記憶手段と、
前記操作情報を検出する操作手段とを含み、
前記制御手段は、前記操作情報がマニュアルホワイトバランス調整を指示することを認識すると、前記撮像レンズ前に設置した被写体を撮像させる条件出し撮影を制御し、該条件出し撮影の際に前記撮像手段にて生成される撮像信号に基づいて、本撮影の際の前記主画素からの主撮像信号と前記副画素からの副撮像信号との感度比を補正するための感度比補正条件とホワイトバランスを調整するためのホワイトバランス補正条件とを生成して前記記憶手段に格納し、本撮影を指示して撮像された撮像信号を前記信号処理手段にて処理する際に、前記記憶手段に格納した感度比補正条件とホワイトバランス補正条件とを読み出して前記信号処理手段に供給し、
前記信号処理手段は、前記感度比補正条件に従って前記副撮像信号に対するゲインを制御して感度を補正するとともに、該副撮像信号のホワイトバランスを前記ホワイトバランス補正条件に従って調整することを特徴とするディジタルカメラ。In a digital camera that photoelectrically converts and outputs an object scene image formed by an imaging lens, the camera includes:
An imaging means for generating an imaging signal corresponding to the imaged object scene image, wherein the main pixel by the main photosensitive portion and the sub pixel by the sub photosensitive portion, each having different sensitivities, are taken as a set of pixels, and the imaging surface A plurality of image pickup means, and a microlens for collecting incident light from the image pickup lens corresponding to each of the set pixels.
Signal processing means for processing the imaging signal;
Output means for outputting image data processed and generated by the signal processing means;
Control means for controlling each part in response to operation information corresponding to the operation of the operator;
Storage means for storing information for correcting the imaging signal;
Operation means for detecting the operation information,
When recognizing that the operation information instructs manual white balance adjustment, the control unit controls conditional shooting for imaging a subject placed in front of the imaging lens, and controls the imaging unit during the conditional shooting. The sensitivity ratio correction condition and white balance for correcting the sensitivity ratio between the main imaging signal from the main pixel and the sub imaging signal from the sub-pixel at the time of main shooting are adjusted based on the imaging signal generated White balance correction conditions to be generated and stored in the storage means, and the sensitivity ratio stored in the storage means when the signal processing means processes the image pickup signal picked up by instructing the main photographing Read correction conditions and white balance correction conditions and supply them to the signal processing means,
The signal processing means corrects the sensitivity by controlling the gain for the sub-imaging signal according to the sensitivity ratio correction condition, and adjusts the white balance of the sub-imaging signal according to the white balance correction condition. camera.
前記撮像手段は、感度が異なる主感光部による主画素と該主画素よりも感度が低く形成された副感光部による副画素とが一組の組画素として撮像面に複数配列され、該組画素上にそれぞれ対応して前記撮像レンズからの入射光を集光するマイクロレンズが配設された撮像手段であり、
該方法は、
マニュアルホワイトバランス調整を指示する操作情報を認識する工程と、
前記ホワイトバランス調整を行うための被写体を撮像する条件出し撮像工程と、
該条件出し撮像工程にて生成される撮像信号に基づいて、本撮影の際に生成される前記主画素による主撮像信号と前記副画素による副撮像信号との感度比を一定に補正するための感度比補正条件と、ホワイトバランスを調整するためのホワイトバランス補正条件とを生成する補正条件生成工程と、
操作に応じた操作情報に応動して本撮影を制御する撮影工程と、
前記撮影工程にて生成される撮像信号を処理する信号処理工程であって、前記感度比補正条件とホワイトバランス補正条件とに基づいて前記副撮像信号に対するゲインを制御して前記主撮像信号と副撮像信号との感度比を補正する信号処理工程とを含むことを特徴とする撮像制御方法。In an imaging control method for photoelectrically converting an optical image formed on an imaging means via an imaging lens to generate an imaging signal,
The imaging means includes a plurality of main pixels formed by a main photosensitive unit having different sensitivities and a plurality of sub pixels formed by a sub photosensitive unit formed with lower sensitivity than the main pixels on the imaging surface. Corresponding to the above, each is an imaging means provided with a microlens for collecting incident light from the imaging lens,
The method
Recognizing operation information for instructing manual white balance adjustment;
Conditioning imaging step of imaging a subject for performing the white balance adjustment;
Based on the imaging signal generated in the conditional imaging process, the sensitivity ratio between the main imaging signal by the main pixel and the sub imaging signal by the sub-pixel generated at the time of actual imaging is corrected to be constant. A correction condition generating step for generating a sensitivity ratio correction condition and a white balance correction condition for adjusting the white balance;
A shooting process for controlling the actual shooting in response to operation information corresponding to the operation;
A signal processing step for processing an imaging signal generated in the imaging step, wherein a gain for the sub imaging signal is controlled based on the sensitivity ratio correction condition and the white balance correction condition to control the main imaging signal and the sub imaging signal; And a signal processing step of correcting a sensitivity ratio with the imaging signal.
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