JP2011146889A - Imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus.
従来から、撮影用撮像素子と、焦点検出兼画像表示用撮像素子とを、ハーフミラーを介して異なる経路上に配置した撮像装置が知られている(たとえば特許文献1)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an imaging apparatus in which an imaging imaging element and a focus detection / image display imaging element are arranged on different paths via a half mirror (for example, Patent Document 1).
しかしながら、撮影用撮像素子と焦点検出兼画像表示用撮像素子とはカラーフィルタを備える必要があるため、画像生成時における撮像素子の感度が低くなり、生成される画像の解像度が低下するという問題がある。 However, since the image pickup device for photographing and the image pickup device for focus detection and image display need to be provided with a color filter, there is a problem that the sensitivity of the image pickup device at the time of image generation is lowered and the resolution of the generated image is lowered. is there.
請求項1に記載の発明による撮像装置は、被写体像を撮像して、輝度情報を含み、色情報を含まない第1画像信号を出力する第1撮像素子と、被写体像を撮像して、少なくとも色情報と焦点調節状態に関する情報とを含み、第1画像信号よりも解像度が低い第2画像信号を出力する第2撮像素子と、第1画像信号と前記第2画像信号とに基づいて、画像データを生成する画像生成手段とを備えることを特徴とする。 An imaging apparatus according to a first aspect of the present invention captures a subject image, outputs a first image signal that includes luminance information and does not include color information, and captures the subject image, Based on the second image sensor that outputs the second image signal that includes color information and information on the focus adjustment state and that has a lower resolution than the first image signal, the first image signal, and the second image signal. Image generating means for generating data.
本発明によれば、輝度情報を含み、色情報を含まない第1画像信号と、少なくとも色情報と焦点調節状態に関する情報とを含み、第1画像信号よりも解像度が低い第2画像信号とに基づいて画像データを生成するので、解像度の低下を防ぐことができる。 According to the present invention, the first image signal including luminance information and not including color information, and the second image signal including at least color information and information on the focus adjustment state and having a resolution lower than that of the first image signal. Since image data is generated based on this, it is possible to prevent a decrease in resolution.
図面を参照して、本発明による一実施の形態におけるカメラを説明する。本実施の形態によるカメラは、2つの異なる撮像素子から出力されたそれぞれの画像信号を用いて、異なる解像度の画像データを生成可能となるように構成されている。 A camera according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The camera according to the present embodiment is configured to be able to generate image data with different resolutions using respective image signals output from two different image sensors.
図1はデジタルカメラ1の要部構成を示す図である。デジタルカメラ1のボディに、撮影レンズL1を備える交換レンズ2が着脱可能に装着されている。デジタルカメラ1のボディ側には、ハーフミラー10、第1撮像素子11および第2撮像素子12が設けられている。
FIG. 1 is a diagram showing a main configuration of the digital camera 1. An
図2は交換レンズ2が装着されたデジタルカメラ1の制御系のブロック図である。図2において、図1に示した構成要素には同一の符号を付して説明する。図2のブロック図に示すように、デジタルカメラ1は、焦点調節レンズを含む撮影レンズL1、ハーフミラー10、第1撮像素子11、第2撮像素子12、制御回路13、LCD駆動回路14、メイン表示器15、操作部16およびメモリカードインタフェース17を備えている。
FIG. 2 is a block diagram of a control system of the digital camera 1 to which the
図1を参照して説明すると、撮影レンズL1を通過してデジタルカメラ1に入射した被写体光の一部は、ハーフミラー10の半透過領域を通過して第1撮像素子11へ導かれ、その撮像面上に被写体像が結像する。また撮影レンズL1を介して入射した被写体光の他の一部はハーフミラー10により反射されて、第2撮像素子12へ導かれ、その撮像面上に被写体像が結像する。
Referring to FIG. 1, a part of the subject light that has entered the digital camera 1 through the photographing lens L1 passes through the semi-transmissive region of the
図2を参照して制御系について詳細に説明する。
第1撮像素子11は、二次元状に多数配列された(2m×2n)個の画素を有する、たとえばCCDやCMOS等の光電変換素子である。第1撮像素子11は、撮影レンズL1を介して受光した被写体光をその強度に応じた画像信号に変換し、後述する制御回路13が出力するタイミング信号に応じて、高解像度の画像信号(以後、第1画像信号と呼ぶ)を出力する。なお、第1撮像素子11の詳細については説明を後述する。
The control system will be described in detail with reference to FIG.
The
第2撮像素子12は、二次元状に多数配列された(m×n)個の画素を有する、たとえばCCDやCMOS等の光電変換素子である。第2撮像素子12は、撮影レンズL1を介して受光した被写体光をその強度に応じた画像信号に変換し、後述する制御回路13が出力するタイミング信号に応じて、第1画像信号よりも低解像度の画像信号(以後、第2画像信号と呼ぶ)を出力する。第2撮像素子12の撮像面には、それぞれR(赤)、G(緑)およびB(青)のカラーフィルタが画素位置に対応するように設けられている。第2撮像素子12がカラーフィルタを通して被写体像を撮像するため、第2撮像素子12から出力される画像信号はRGB表色系の色情報を有する。なお、第2撮像素子12の画素配列の詳細については説明を後述する。
The
制御回路13は図示しないCPU、ROMおよびRAM等を備え、デジタルカメラ1の各構成要素を制御したり、各種のデータ処理を実行する演算回路である。制御回路13は、第1撮像素子11および第2撮像素子12にタイミング信号を出力して駆動タイミングを制御する。また、制御回路13は、第2撮像素子12から出力された第2画像信号に基づいて算出された対の光像に応じた焦点検出信号を用いて、撮影レンズL1の焦点調節状態を検出、すなわちデフォーカス量を算出する。そして、制御回路13は、検出したデフォーカス量に基づいて、不図示のレンズ駆動部を介して撮影レンズL1を合焦位置へ駆動させる。さらに、制御回路13は、第2撮像素子12から出力された第2画像信号を用いて露出演算を行って撮影条件(シャッタ秒時、絞り値)を決定したり、ホワイトバランス制御に用いるR/Gゲイン、B/Gゲインを算出する。
The
制御回路13は、画像生成部131、画像処理部132および記録制御部133を有する。画像生成部131は、第1撮像素子11および第2撮像素子12から入力した第1および第2画像信号に基づいて、解像度の異なる画像信号を生成する。なお、画像生成部131の詳細については後述する。画像処理部132は、画像生成部131により生成された画像信号に対して、ホワイトバランス処理、ガンマ補正処理、色補間処理、輪郭強調、ビネット補正などの画像処理を施して画像データを生成する。そして、画像処理部132は、画像処理を施して生成した画像データに対してJPEG圧縮処理を実行する。さらに、記録制御部133は、画像処理部132により圧縮された画像データに基づいて、たとえばEXIF形式の画像ファイルを生成し、メモリカードインタフェース17を介してメモリカード20に記録する。
The
メモリカードインタフェース17は、メモリカード20が着脱可能なインタフェースである。メモリカードインタフェース17は、制御回路13の制御に基づいて、画像データをメモリカード20に書き込んだり、メモリカード20に記録されている画像データを読み出す。メモリカード20はコンパクトフラッシュ(登録商標)やSDカードなどの半導体メモリカードである。
The
LCD駆動回路14は、制御回路13の命令に基づいてメイン表示器15を駆動する回路である。メイン表示器15は、再生モードにおいて、メモリカード20に記録されている画像データに基づいて制御回路13で作成された表示データの表示を行う。メイン表示器15は、いわゆるライブビュー画像を表示するように構成されている。ライブビューとは、レリーズ前に第2撮像素子12で撮像した画像をリアルタイムにメイン表示器15に表示する表示形態である。また、メイン表示器15には、デジタルカメラ1の各種動作を設定するためのメニュー画面が表示される。メニュー画面に表示される設定内容として、撮影画像の画質を設定するための画質モードがある。画質モードにおいては、たとえばファイン(高画質)、ノーマル(中画質)、ベーシック(低画質)などの画質が設定可能である。
The
操作部16は、ユーザの操作を受け付けるスイッチである。操作部16には、電源スイッチ、レリーズボタン、その他の設定メニューの表示切換スイッチ、設定メニュー決定ボタンなどが含まれる。また、操作部16により、撮影モードとして静止画撮影モードや動画撮影モード、上記のライブビュー画像を表示するためのライブビューモードの設定が可能である。
The
次に、図3を参照しながら、第1撮像素子11および第2撮像素子12について詳細に説明する。なお、図3は、第1撮像素子11および第2撮像素子12の撮像面の画素配列を表す平面図である。また、図3においては、図面の水平方向を画素行方向、図面の垂直方向を画素列方向とする。図3(a)に示すように、第1撮像素子11には、たとえば矩形形状を有する複数の画素11Pが二次元配列されている。それぞれの画素11Pは、光電変換部111とマイクロレンズ112とを有しているが、カラーフィルタを備えていない。その結果、第1撮像素子11から出力される第1画像信号は、色情報を含まず、白黒の輝度情報を含む。したがって、光電変換部111は、マイクロレンズ112を介して入射した被写体光束を受光して、色情報を含まない、すなわち輝度情報を含む第1画像信号を出力する。また、画素11Pがカラーフィルタを備えていないので、光電変換部111は高感度で被写体光束を受光することができる。
Next, the
第1撮像素子11の画素11Pは、後述する第2撮像素子12の画素や従来からの技術で用いられている撮像素子が有する画素よりも、水平・垂直方向の大きさがそれぞれ1/2となるように形成されている。すなわち、画素11Pは、第2撮像素子12の画素や従来技術による画素と比べて、面積が1/4となる。その結果、第1撮像素子11が有する画素11Pの数は増加することになり、第1撮像素子11は高解像度(2m×2n)の第1画像信号を出力することができる。
The
図3(b)は、第2撮像素子12の撮像面の画素配列を示す。第2撮像素子12には、画素12PAと画素12PBとが二次元状に規則的に配列されている。画素12PAは、光電変換部121Aとマイクロレンズ122Aとを有する。光電変換部121Aはマイクロレンズ122Aの垂直二等分線に右辺を隣接する長方形状を有する。画素12PBは、光電変換部121Bとマイクロレンズ122Bとを有する。光電変換部121Bはマイクロレンズ122Bの垂直二等分線に左辺を隣接する長方形状を有する。
FIG. 3B shows a pixel array on the imaging surface of the
光電変換部121Aおよび121Bは、マイクロレンズ122Aおよび122Bを重ね合わせて表示した場合に左右水平方向に並列となり、マイクロレンズ122Aおよび122Bの垂直二等分線に対して対称な形状をしている。第2撮像素子12の各画素行には、画素12PAと画素12PBとが水平方向(光電変換部121Aおよび121Bの並び方向)に交互に配置される。そして、それぞれの画素行は、垂直方向に1行おきに1画素ずらして配置される。
The
第2撮像素子12の撮像面には、互いに隣接しあう4つの画素に対して1色のカラーフィルタが配置される。図3(b)に示すように、2つの画素12PAと2つの画素12PBとを含む破線で囲まれた領域RG(斜線領域)にはG(緑)色のカラーフィルタが設けられる。同様に、領域RB(横線領域)にはB(青)色のカラーフィルタが設けられ、領域RR(縦線領域)にはR(赤)色のカラーフィルタが設けられる。その結果、図3(b)に示すように第2撮像素子12では、R,G,Bのそれぞれのカラーフィルタがベイヤー配列となるように設けられる。したがって、第2撮像素子12から出力される第2画像信号は、R,G,Bの色情報を含む。
On the imaging surface of the
第2撮像素子12の画素12PAおよび12PBは、上述したように、第1撮像素子11の画素11Pよりも、水平・垂直方向に2倍の大きさを有する。すなわち画素12PAおよび12PBは、それぞれ画素11Pの4倍の面積を有する。したがって、第2撮像素子12は、第1撮像素子11が出力する第1画素信号よりも解像度が低い、(m×n)画素の第2画像信号を出力することになる。なお、第2撮像素子12は、各画素の開口面積が大きいので、カラーフィルタの影響を受けることはあっても、高感度で被写体光を受光できる。
As described above, the pixels 12PA and 12PB of the
次に、画像生成部131が異なる解像度の画像信号を生成する処理について説明する。画像生成部131は、ユーザにより設定された撮影モードや画質モードで設定された画質等に応じて、高解像度の画像信号、中解像度の画像信号、低解像度の画像信号およびら一ビュー画像用の低解像度の画像信号のいずれかを生成する。また、画像生成部131は、第2撮像素子12から出力された画像信号を用いて、撮影レンズL1の焦点検出のための焦点検出信号を生成する。図4に示すように、画像生成部131は、輝度信号生成部131a、色差信号生成部131b、第1解像度変換部131c、高解像度画像信号生成部131d、第2解像度変換部131e、中解像度画像信号生成部131f、低解像度画像信号生成部131g、加算部131hおよび焦点検出信号生成部131iを機能的に備える。
Next, processing in which the
画像生成部131による画像信号生成処理について説明する。画像信号生成処理には第1処理、第2処理、第3処理、第4処理および第5処理が含まれる。第1処理は、高画質の静止画データを生成するための解像度の高い画像信号を生成する処理である。なお、第1処理により生成された画像信号を用いて、たとえば8メガピクセルや10メガピクセルの画像データが生成されるものとする。第2処理は、中画質の静止画データまたは動画像データを生成するための中解像度の画像信号を生成するための処理である。なお、第2処理により生成された画像信号を用いて、たとえば2メガピクセルの画像データが生成されるものとする。第3処理は、低画質の静止画データを生成するための低解像度の画像信号を生成するための処理である。なお、第3処理により生成された画像信号を用いて、たとえばVGA(640画素×480画素)の画像データが生成されるものとする。第4処理は、露出演算、ホワイトバランス制御のためのゲイン算出、およびライブビュー画像用の表示用画像データを生成するための低解像度の画像信号を生成する処理である。第5処理は、焦点検出信号を生成する処理である。
An image signal generation process performed by the
第1処理、第2処理および第3処理は、第1撮像素子11から出力された第1画像信号および第2撮像素子12から出力された第2画像信号を用いて、画像生成部131により行われる。この場合、第1撮像素子11および第2撮像素子12は、ユーザによるレリーズボタンの全押し操作に応じて操作部16から全押し操作信号が出力され制御回路13からタイミング信号を入力すると、第1画像信号および第2画像信号をそれぞれ出力する。
The first process, the second process, and the third process are performed by the
第4処理および第5処理は、第2撮像素子12からから出力された第2画像信号を用いて、画像生成部131により行われる。第4処理の場合には、第2撮像素子12は、ユーザのレリーズボタン半押し操作された場合、またはユーザによりライブビューモードが設定されて制御回路13からタイミング信号を入力すると、第2画像信号を出力する。また、第5処理の場合には、第2撮像素子12は、ユーザによるレリーズボタンの半押し操作に応じて操作部16から半押し操作信号が出力され制御回路13からタイミング信号を入力すると、第2画像信号を出力する。なお、第4処理および第5処理の際には、制御回路13は第1撮像素子11にタイミング信号を出力しない。すなわち、制御回路13はライブビューモード時および撮影準備時には第1撮像素子11による画像信号の出力を禁止させる。以下、第1〜第5処理のそれぞれの処理に分けて説明する。
The fourth process and the fifth process are performed by the
(1)第1処理(高解像度の画像信号生成処理)
ユーザによりデジタルカメラ1の撮影モードが静止画撮影モードに設定され、かつ画質モードがファイン(高画質)に設定されている場合には、第1画像信号および第2画像信号を用いて、画像生成部131は第1処理を行って高解像度の画像信号を生成する。輝度信号生成部131aは、第1撮像素子11から出力された(2m×2n)画素の第1画像信号を用いて、第1画像信号と同解像度、すなわち高解像度の輝度信号(以後、第1輝度信号)Y1を生成する。色差信号生成部131bは、第2撮像素子12のそれぞれから出力された(m×n)画素の第2画像信号に含まれる色情報を用いて、第2画像信号と同解像度であって第1輝度信号よりも低解像度の、すなわち(m×n)画素の色差信号(第1色差信号)Cr1、Cb1を生成する。
(1) First processing (high-resolution image signal generation processing)
When the user sets the shooting mode of the digital camera 1 to the still image shooting mode and the image quality mode is set to fine (high image quality), an image is generated using the first image signal and the second image signal. The
第1解像度変換部131cは、色差信号生成部131bから入力した第1色差信号Cr1、Cb1をアップサンプル(例えば、1つの画素の出力を複数に分割して複数画素分の出力に見せかける処理)して、第1輝度信号の解像度と同解像度、すなわち(2m×2n)画素の高解像度の色差信号(第2色差信号)Cr2、Cb2を生成する。高解像度信号生成部131dは、輝度信号変換部131aから出力された第1輝度信号Y1と、第1解像度変換部131cから出力された第2色差信号Cr2、Cb2とを合成する。その結果、高解像度の第1画像信号と同一の解像度、すなわち(2m×2n)画素の高解像度の画像信号(輝度色差信号YC1)が画像生成部131により生成される。上述のようにして生成された高解像度の画像信号YC1は、画像処理部132により上述した各種の画像処理が施されて、静止画データとして生成され、記録制御部133により、EXIF形式の画像ファイルとしてメモリカード20に記録される。
The first
(2)第2処理(中解像度の画像信号生成処理)
ユーザにより静止画撮影モードに設定され、かつ画質モードがノーマル(中画質)に設定されている場合、または動画撮影モードが設定されている場合、画像生成部131は、第1画像信号および第2画像信号を用いて第2処理を行い、中解像度の画像信号を生成する。第2解像度変換部131eは、輝度信号生成部131aにより生成された(2m×2n)画素の第1輝度信号Y1を、水平・垂直方向にダウンサンプル(たとえば画素加算)することにより、第1輝度信号Y1よりも低解像度である(m×n)画素の輝度信号(以後、第2輝度信号)Y2を生成する。このとき、第2解像度変換部131eは、たとえば2画素分に相当する第1輝度信号Y1を加算する。
(2) Second processing (medium resolution image signal generation processing)
When the still image shooting mode is set by the user and the image quality mode is set to normal (medium image quality), or when the moving image shooting mode is set, the
色差信号生成部131bは、第2撮像素子12のそれぞれから出力された第2画像信号に含まれる色情報を用いて、第2画像信号と同解像度である(m×n)画素の第1色差信号Cr1、Cb1を生成して中解像度画像生成部131fへ出力する。中解像度信号生成部131fは、第2解像度変換部131eから出力された第2輝度信号Y2と、色差信号生成部131bから出力された第1色差信号Cr1、Cb1とを合成する。その結果、第2画像信号の解像度と同解像度の(m×n)画素、すなわち中解像度の画像信号(輝度色差信号YC2)が画像生成部131により生成される。上述のようにして生成された中解像度の画像信号YC2は、画像処理部132により上述した各種の画像処理が施されて、動画像データとして生成され、記録制御部133により、EXIF形式の画像ファイルとしてメモリカード20に記録される。
The color difference
(3)第3処理(低解像度の画像信号生成処理)
ユーザにより静止画撮影モードに設定され、かつ画質モードがベーシック(低画質)に設定されている場合、第1画像信号および第2画像信号を用いて、画像生成部131は第3処理を行って、低解像度の画像信号を生成する。第2解像度変換部131eは、輝度信号生成部131aにより生成された第1輝度信号Y1を、水平・垂直方向にダウンサンプル(たとえば画素加算)することにより、第1輝度信号Y1や第2輝度信号Y2よりも低解像度である、(m/2×n/2)画素の輝度信号(以後、第3輝度信号Y3)を生成する。このとき、第2解像度変換部131eは、たとえば4画素分に相当する第1輝度信号を加算する。
(3) Third processing (low-resolution image signal generation processing)
When the still image shooting mode is set by the user and the image quality mode is set to basic (low image quality), the
色差信号生成部131bは、第2撮像素子12のそれぞれから出力された第2画像信号に含まれる色情報を用いて、第2画像信号と同解像度の(m×n)画素の第1色差信号Cr1、Cb1を生成して第1解像度変換部131cへ出力する。第1解像度変換部131cは、色差信号生成部131bから入力した第1色差信号Cr1、Cb1をダウンサンプルして、第3輝度信号Y3の解像度と同解像度、すなわち(m/2×n/2)画素の低解像度の色差信号(第3色差信号)Cr3、Cb3を生成する。低解像度信号生成部131gは、第2解像度変換部131eから出力された第3輝度信号Y3と、第1解像度変換部131cから出力された第3色差信号Cr3、Cb3とを合成する。その結果、(m/2×n/2)画素の低解像度の画像信号(輝度色差信号YC3)が画像生成部131により生成される。上述のようにして生成された低解像度の画像信号YC3は、画像処理部132により上述した各種の画像処理が施されて、動画像データとして生成され、記録制御部133により、EXIF形式の画像ファイルとしてメモリカード20に記録される。
The color difference
(4)第4処理(低解像度の画像信号生成処理)
ユーザによりレリーズボタンが半押し操作された場合、またはユーザによりライブビューモードが設定された場合、第2画像信号を用いて、画像生成部131は第4処理を行って、低解像度の画像信号を生成する。この画像信号は、上述したように露出演算、ホワイトバランスゲインの算出およびライブビュー画像用の表示用画像データの生成に用いられる。画像生成部131の加算部131hは、水平・垂直方向に互いに隣接する4画素、すなわち同一色のカラーフィルタが設けられた画素から出力された第2画像信号を加算(単純加算)して、低解像度の画像信号(RGBベイヤー信号)を生成する。上述のようにして生成された低解像度の画像信号は、画像処理部132により上述した各種の画像処理が施されて、表示用画像データとしてLCD駆動回路14へ出力される。その結果、表示用画像データに対応するライブビュー画像がメイン表示器15に表示される。
(4) Fourth process (low-resolution image signal generation process)
When the release button is pressed halfway by the user or when the live view mode is set by the user, the
なお、ライブビューモードが設定されている場合は、制御回路13は所定周期(たとえば1/30[s])ごとに第2撮像素子12へタイミング信号を出力して第2画像信号を出力させる。そして、画像生成部131は、上記の所定周期ごとに逐次入力される第2画像信号を用いて低解像度の画像信号を作成する。その結果、ライブビュー画像は上記の所定周期ごとに逐次更新されてメイン表示器15に表示される。
When the live view mode is set, the
(5)第5処理(焦点検出信号の生成処理)
ユーザによりレリーズボタンの半押し操作が行われた場合、第2画像信号を用いて、画像生成部131は第5処理を行って、焦点検出信号を生成する。焦点検出信号生成部131iは、焦点検出エリアに対応する位置に配置された第2撮像素子12の画素12Pから出力された第2画素信号を用いて焦点検出信号を生成する。制御回路13は、生成された焦点検出信号を用いてデフォーカス量を算出して、撮影レンズL1の焦点調節状態を検出する。なお、焦点検出信号生成部131iは、画素12PAおよび12PBに設けられたカラーフィルタの色ごとに、画素12PAおよび12PBから出力された第2画像信号に異なるゲインを掛けて焦点検出信号を生成してもよい。すなわち、焦点検出信号部131iは、G色のカラーフィルタが設けられた画素から出力された第2画像信号と、R色のカラーフィルタが設けられた画素から出力された第2画像信号と、B色のカラーフィルタが設けられた画素から出力された第2画像信号とに対して、それぞれ異なるゲインを乗じる。
(5) Fifth process (focus detection signal generation process)
When the user performs a half-press operation on the release button, the
図5〜図8に示すフローチャートを参照して、実施の形態によるデジタルカメラ1の動作を説明する。図5のフローチャートは第1処理での動作を示し、図6のフローチャートは第2処理での動作を示し、図7のフローチャートは第3処理での動作を示し、図8のフローチャートは第4処理での動作を示す。図5〜図8の処理を行うプログラムは制御回路13内の図示しないメモリに格納されている。図5〜図7の処理を行うプログラムは、ユーザによるレリーズボタンの半押し操作に応じて制御部16から半押し操作信号が入力されると、制御回路13により起動され、実行される。図8の処理を行うプログラムは、ユーザによりライブビューモードが設定されると制御回路13により起動され、実行される。
The operation of the digital camera 1 according to the embodiment will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. The flowchart in FIG. 5 shows the operation in the first process, the flowchart in FIG. 6 shows the operation in the second process, the flowchart in FIG. 7 shows the operation in the third process, and the flowchart in FIG. 8 shows the fourth process. The operation in is shown. A program for performing the processes of FIGS. 5 to 8 is stored in a memory (not shown) in the
まず、図5のフローチャートを用いて、第1処理における動作を説明する。ステップS101では、第2撮像素子12のみへタイミング信号を出力して、(m×n)画素の第2画像信号を出力させる。ステップS102では、ステップS101で出力された第2画像信号を用いて、焦点検出信号およびRGBベイヤー信号を生成する。ステップS103では、ステップS102で生成した焦点検出信号を用いて、撮影レンズL1の焦点調節レンズを駆動して合焦位置へ駆動させる。ステップS104では、ステップS102で生成されたRGBベイヤー信号を用いて、露出演算およびホワイトバランスゲインを算出して、露出制御およびホワイトバランス制御を行う。
First, the operation in the first process will be described with reference to the flowchart of FIG. In step S101, a timing signal is output only to the
ステップS105では、ステップS102で生成されたRGBベイヤー信号を用いて表示用画像データを生成して、LCD駆動回路14へ出力し、対応する画像をメイン表示器15に表示させる。ステップS106では、ステップS103における焦点調節レンズの合焦位置への駆動、ステップS104における露出制御およびホワイトバランス制御が終了したか否かを判定する。上記各処理が終了した場合は、ステップS106が肯定判定されてステップS107へ進む。上記の処理が終了していない場合は、ステップS106が否定判定されてステップS103へ戻る。
In step S105, display image data is generated using the RGB Bayer signal generated in step S102, and is output to the
ステップS107では、ユーザによりレリーズボタンが全押し操作されたか否かを判定する。操作部16から全押し操作信号を入力した場合は、ステップS107が肯定判定されてステップS108へ進む。操作部16から全押し操作信号を入力しない場合は、ステップS107が否定判定されて後述するステップS116へ進む。
In step S107, it is determined whether or not the release button has been fully pressed by the user. If a full-press operation signal is input from the
ステップS108では、第1撮像素子11へタイミング信号を出力して、(2m×2n)画素の第1画像信号を出力させる。ステップS109では、第1画像信号を用いて(2m×2n)画素の第1輝度信号Y1を生成する。ステップS110では、第2撮像素子12のみへタイミング信号を出力して、(m×n)画素の第2画像信号を出力させる。ステップS111では、ステップS110で出力された第2画像信号を用いて、RGBベイヤー信号を生成し、表示用画像データを生成する。そして、表示用画像データをLCD駆動回路14へ出力して、対応する画像をメイン表示器15へ表示させる。
In step S108, a timing signal is output to the
ステップS112では、ステップS110で出力された第2画像信号を用いて、(m×n)画素の第1色差信号Cr1、Cb1を生成してステップS113へ進む。ステップS113では、第1色差信号Cr1、Cb1をアップサンプルして、(2m×2n)画素の第2色差信号Cr2、Cb2を生成する。ステップS114では、ステップS109で生成した第1輝度信号Y1とステップS113で生成した第2色差信号Cr2、Cb2とを用いて画像信号YC1を生成してステップS115へ進む。ステップS115では、画像信号YC1を用いて画像データを生成する。そして、生成した画像データから画像ファイルを生成して、メモリカード20へ記録して処理を終了する。
In step S112, the first color difference signals Cr1 and Cb1 of (m × n) pixels are generated using the second image signal output in step S110, and the process proceeds to step S113. In step S113, the first color difference signals Cr1 and Cb1 are up-sampled to generate (2m × 2n) pixel second color difference signals Cr2 and Cb2. In step S114, the image signal YC1 is generated using the first luminance signal Y1 generated in step S109 and the second color difference signals Cr2 and Cb2 generated in step S113, and the process proceeds to step S115. In step S115, image data is generated using the image signal YC1. And an image file is produced | generated from the produced | generated image data, and it records on the
ステップS107が否定判定されるとステップS116へ進み、ユーザによりレリーズボタンが半押し操作されているか否かを判定する。操作部16から半押し操作されている場合は、ステップS116が肯定判定されてステップS107へ戻る。操作部16から半押し操作信号を入力しない場合は、ステップS116が否定判定されて処理を終了する。
If a negative determination is made in step S107, the process proceeds to step S116, and it is determined whether or not the release button is half-pressed by the user. If the
次に、図6のフローチャートを用いて、第2処理における動作を説明する。ステップS201(第2撮像素子へタイミング信号出力、第2画像信号入力)からステップS209(第1輝度信号Y1生成)までの各処理は、図5のステップS101(第2撮像素子へタイミング信号出力、第2画像信号入力)からステップS109(第1輝度信号Y1生成)までの各処理と同様である。ステップS210では、ステップS209で生成された第1輝度信号Y1をダウンサンプルして、(m×n)画素の第2輝度信号Y2を生成する。 Next, the operation in the second process will be described using the flowchart of FIG. Each processing from step S201 (timing signal output to the second image sensor, second image signal input) to step S209 (first luminance signal Y1 generation) is performed in step S101 (timing signal output to the second image sensor, This is the same as each processing from the input of the second image signal) to step S109 (generation of the first luminance signal Y1). In step S210, the first luminance signal Y1 generated in step S209 is downsampled to generate a second luminance signal Y2 of (m × n) pixels.
ステップS211(第2撮像素子へタイミング信号出力、第2画像信号入力)からステップS213(第1色差信号Cr1、Cb1生成)までの各処理は、図5のステップS110(第2撮像素子へタイミング信号出力、第2画像信号入力)からステップS112(第1色差信号Cr1、Cb1生成)までの各処理と同様である。ステップS214では、ステップS210で生成された第2輝度信号Y2と、ステップS213で生成された第1色差信号Cr1、Cb1とを用いて、(m×n)画素の画像信号YC2を生成する。ステップS215(画像データ生成、記録)およびステップS216(レリーズ半押し判定)の各処理は、図5のステップS115(画像データ生成、記録)およびステップS116(レリーズ半押し判定)の各処理と同様である。 Each processing from step S211 (timing signal output to the second image sensor, second image signal input) to step S213 (generation of the first color difference signals Cr1 and Cb1) is performed in step S110 of FIG. 5 (timing signal to the second image sensor). This is the same as each processing from output, second image signal input) to step S112 (first color difference signals Cr1, Cb1 generation). In step S214, an image signal YC2 of (m × n) pixels is generated using the second luminance signal Y2 generated in step S210 and the first color difference signals Cr1 and Cb1 generated in step S213. Each process of step S215 (image data generation and recording) and step S216 (release half-press determination) is the same as each process of step S115 (image data generation and recording) and step S116 (release half-press determination) in FIG. is there.
続いて、図7のフローチャートを用いて、第3処理における動作を説明する。ステップS301(第2撮像素子へタイミング信号出力、第2画像信号入力)からステップS309(第1輝度信号Y1生成)までの各処理は、図5のステップS101(第2撮像素子へタイミング信号出力、第2画像信号入力)からステップS109(第1輝度信号Y1生成)までの各処理と同様である。ステップS310では、ステップS309で生成された第1輝度信号Y1をダウンサンプルして、(m/2×n/2)画素の第3輝度信号Y3を生成する。 Next, the operation in the third process will be described using the flowchart of FIG. Each processing from step S301 (timing signal output to the second image sensor, second image signal input) to step S309 (first luminance signal Y1 generation) is performed in step S101 of FIG. 5 (timing signal output to the second image sensor, This is the same as each processing from the input of the second image signal) to step S109 (generation of the first luminance signal Y1). In step S310, the first luminance signal Y1 generated in step S309 is downsampled to generate a third luminance signal Y3 of (m / 2 × n / 2) pixels.
ステップS311(第2撮像素子へタイミング信号出力、第2画像信号入力)からステップS313(第1色差信号Cr1、Cb1生成)までの各処理は、図5のステップS110(第2撮像素子へタイミング信号出力、第2画像信号入力)からステップS112(第1色差信号Cr1、Cb1生成)までの各処理と同様である。ステップS314では、ステップS313で生成された第1色差信号Cr1、Cb1をダウンサンプルして、(m/2×n/2)画素の第3色差信号Cr3、Cb3を生成する。ステップS315では、ステップS310で生成された第3輝度信号Y3と、ステップS314で生成された第3色差信号Cr3、Cb3とを用いて、(m/2×n/2)画素の画像信号YC3を生成する。ステップS316(画像データ生成、記録)およびステップS317(レリーズ半押し判定)の各処理は、図5のステップS115(画像データ生成、記録)およびステップS116(レリーズ半押し判定)の各処理と同様である。 Each processing from step S311 (timing signal output to the second image sensor, second image signal input) to step S313 (first color difference signals Cr1, Cb1 generation) is performed in step S110 of FIG. 5 (timing signal to the second image sensor). This is the same as each processing from output, second image signal input) to step S112 (first color difference signals Cr1, Cb1 generation). In step S314, the first color difference signals Cr1 and Cb1 generated in step S313 are down-sampled to generate third color difference signals Cr3 and Cb3 of (m / 2 × n / 2) pixels. In step S315, the image signal YC3 of (m / 2 × n / 2) pixels is obtained using the third luminance signal Y3 generated in step S310 and the third color difference signals Cr3 and Cb3 generated in step S314. Generate. Steps S316 (image data generation / recording) and step S317 (release half-press determination) are the same as steps S115 (image data generation / recording) and step S116 (release half-press determination) in FIG. is there.
最後に、図8のフローチャートを用いて、第4処理における動作を説明する。ステップS401(第2撮像素子へタイミング信号出力、第2画像信号入力)からステップS406(合焦、露出制御、ホワイトバランス制御終了判定)までの各処理は、図5のステップS101(第2撮像素子へタイミング信号出力、第2画像信号入力)からステップS106(合焦、露出制御、ホワイトバランス制御終了判定)までの各処理と同様である。ステップS407(第2撮像素子へタイミング信号出力、第2画像信号入力)およびステップS408(RGBベイヤー信号生成、メイン表示器へ画像表示)の各処理は、図1のステップS110(第2撮像素子へタイミング信号出力、第2画像信号入力)およびステップS111(RGBベイヤー信号生成、メイン表示器へ画像表示)の各処理と同様である。 Finally, the operation in the fourth process will be described using the flowchart of FIG. Each process from step S401 (timing signal output to the second image sensor, second image signal input) to step S406 (focus, exposure control, white balance control end determination) is performed in step S101 (second image sensor in FIG. 5). Timing signal output, second image signal input) to step S106 (focusing, exposure control, white balance control end determination). Each processing of step S407 (timing signal output to the second image sensor, second image signal input) and step S408 (RGB Bayer signal generation, image display on the main display) is performed in step S110 of FIG. 1 (to the second image sensor). Timing signal output, second image signal input) and step S111 (RGB Bayer signal generation, image display on main display) are the same.
ステップS409では、ユーザによりライブビューモードが終了されたか否かを判定する。ライブビューモードが終了された場合、すなわちユーザによりレリーズボタンが半押し操作された場合や、再生モードが設定された場合は、ステップS409が肯定判定されて処理を終了する。ライブビューモードが終了されていない場合は、ステップS409が否定判定されてステップS407へ戻る。 In step S409, it is determined whether or not the user has ended the live view mode. When the live view mode is ended, that is, when the release button is pressed halfway by the user, or when the playback mode is set, an affirmative determination is made in step S409 and the process ends. If the live view mode has not ended, a negative determination is made in step S409 and the process returns to step S407.
以上で説明した実施の形態のデジタルカメラによれば、以下の作用効果が得られる。
(1)第1撮像素子11は、被写体像を撮像して、輝度情報を含み、色情報を含まない第1画像信号を出力する。第2撮像素子12は、被写体像を撮像して、少なくとも色情報と焦点調節状態に関する情報とを含み、第1画像信号よりも解像度が低い第2画像信号を出力する。そして、画像生成部131は、第1画像信号と第2画像信号とに基づいて、所定の解像度よりも高解像度の画像データを生成する。したがって、撮影用および焦点検出用に用いられる第2撮像素子12にカラーフィルタが設けられた場合であっても、解像度の高い画像信号を得ることできるので、画像の高画質化に寄与する。
According to the digital camera of the embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) The
(2)画像生成部131は、第2撮像素子12により出力された第2画像信号にアップサンプル処理を施し、処理後の第2画像信号と、第1撮像素子11により出力された第1画像信号とを合成して画像信号Y1を生成するようにした。その結果、高解像度の第1画像信号と同解像度の画像信号YC1が生成される。さらに、画像生成部131は、第1撮像素子11により出力された第1画像信号にダウンサンプル処理を施し、処理後の第1画像信号と、第2撮像素子12により出力された第2画像信号とを合成して画像信号YC2を生成するようにした。その結果、第2画像信号の解像度と同解像度の画像信号YC2が生成される。したがって、画像生成部131は、ユーザによる撮影モードや画質等の設定に応じて、異なる解像度の画像信号を生成できる。
(2) The
(3)画像生成部131は、さらに、第2撮像素子12から出力された第2画像信号のみを用いて、所定の解像度よりも低い解像度でメイン表示器15へ表示するための表示用画像データを生成するようにした。したがって、ライブビュー画像等のように、所定の周期で画像を逐次更新して表示する場合には、第1撮像素子11から第1画像信号の出力を禁止させた状態で表示用画像データを生成できるので、処理負荷を低減させることができる。
(3) The
(4)第1撮像素子11には、カラーフィルタを設けないようにした。その結果、第1撮像素子11を構成する各画素11Pの受光感度を向上させることができるので、第1画像信号の高解像度化に寄与する。
(4) The
以上で説明した実施の形態のデジタルカメラを、以下のように変形できる。
(1)静止画撮影モードで連写撮影を行う場合、連写速度に応じて画像生成部131が生成する画像信号の解像度を異ならせてもよい。たとえば、1秒当たり5コマ以上の画像データを生成する高速連写の場合は、画像生成部131は第1画像信号と第2画像信号とを用いて第3処理により低解像度の画像信号を生成する。すなわち、画像生成部131は、処理時間が短い第3処理により画像信号を生成することで、連写速度を維持する。また、連写速度が1秒あたり5コマ未満の画像データを生成する低速連写の場合は、画像生成部131は、実施の形態での動画撮影モードの場合と同様に、第2処理により中解像度の画像信号を生成する。
The digital camera of the embodiment described above can be modified as follows.
(1) When continuous shooting is performed in the still image shooting mode, the resolution of the image signal generated by the
(2)動画撮影モードの場合に画像生成部131は中解像度の画像信号を生成するものとしたが、動画撮影モードに設定されている場合でも画質モードにより設定された画質に応じて、画像生成部131が生成する画像信号の解像度を異ならせてもよい。たとえば、動画撮影モードにおいて、画質モードがベーシック(低画質)に設定されている場合は、画像生成部131は第1画像信号と第2画像信号とを用いて第3処理により低解像度の画像信号を生成する。画質モードがノーマル(中画質)に設定されている場合は、画像生成部131は、実施の形態での動画撮影モードの場合と同様に、第2処理により中解像度の画像信号を生成する。
(2) In the moving image shooting mode, the
(3)動画撮影モードで動画像データが生成されている場合に、デジタルカメラ1のバッテリの残容量が所定の閾値以下となった場合、画像生成部131は第4処理により画像信号を生成してもよい。この場合、デジタルカメラ1は、各部に電力を供給するためのバッテリおよびバッテリ電圧検出回路(不図示)を備えている。バッテリ電圧検出回路は、バッテリが有する電力残容量を常時計測する。計測結果である残容量信号は、図示しないA/D変換回路を介して制御回路13へ出力される。制御回路13は、入力した残容量信号に基づいて、バッテリの残容量と予め設定された閾値(たとえば全容量の45パーセント)とを比較する。
(3) When moving image data is generated in the moving image shooting mode, if the remaining battery capacity of the digital camera 1 is equal to or lower than a predetermined threshold, the
制御回路13によりバッテリの残容量が上記の閾値以下と判定されると、制御回路13は、第1撮像素子11へのタイミング信号の出力を禁止し、第2撮像素子12にのみタイミング信号を出力する。そして、画像作成部131は、第2撮像素子12から入力した第2画像信号を用いて、第4処理により画像信号を作成する。その結果、第1撮像素子11による第1画像信号の出力が禁止されるとともに、画像生成部131は処理負荷が少ない第4処理で画像信号を生成するので、省電力化に寄与できる。
When the
(4)第2撮像素子12におけるカラーフィルタの配置は、図3(b)に示す2×2画素のベイヤー配列に限定されない。たとえば、図8(a)に示すように、第2撮像素子12の画素行方向に同一色のカラーフィルタを設けるようにしてもよい。この場合、R,G,Bの各色のカラーフィルタは、2画素行ごとの間隔で設けられる。または、図8(b)に示すように、一対の画素12PAおよび12PBの2画素に同一色のカラーフィルタを設けるようにしてもよい。この場合、R,G,Bの各色のカラーフィルタは、1×2画素のベイヤー配列となるように設けられる。
(4) The arrangement of the color filters in the
(5)第2撮像素子12の画素の配置は、図3(b)に示す配置に限定されない。たとえば、図10に示すように第2撮像素子12の画素のうち、一部の互いに隣接する4つの画素、すなわち同一色のカラーフィルタが設けられる画素12PAおよび12PBの配置を他の画素の配置と異ならせてもよい。この場合、画素12PAおよび12PBを構成する光電変換部121Aおよび121Bの長辺を画素行方向と平行となるように配置すればよい。
(5) The arrangement of the pixels of the
(6)デジタルカメラ1は、レンズ交換式のものに代えて、レンズ固定式のものであってもよい。 (6) The digital camera 1 may be a lens fixed type instead of the lens interchangeable type.
また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。説明に用いた実施の形態および変形例は、それぞれを適宜組合わせて構成しても構わない。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment as long as the characteristics of the present invention are not impaired, and other forms conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also within the scope of the present invention. included. The embodiments and modifications used in the description may be configured by appropriately combining them.
11・・・第1撮像素子、12・・・第2撮像素子、
13・・・制御回路、131・・・画像生成部、
132・・・画像処理部
11 ... 1st image sensor, 12 ... 2nd image sensor,
13... Control circuit, 131.
132: Image processing unit
Claims (10)
前記被写体像を撮像して、少なくとも色情報と焦点調節状態に関する情報とを含み、前記第1画像信号よりも解像度が低い第2画像信号を出力する第2撮像素子と、
前記第1画像信号と前記第2画像信号とに基づいて、画像データを生成する画像生成手段とを備えることを特徴とする撮像装置。 A first image sensor that captures a subject image and outputs a first image signal including luminance information and not including color information;
A second image sensor that captures the subject image and outputs a second image signal having at least color information and information on a focus adjustment state and having a resolution lower than that of the first image signal;
An image pickup apparatus comprising: an image generation unit configured to generate image data based on the first image signal and the second image signal.
前記画像生成手段は、所定の解像度よりも高い解像度で前記画像データを生成することを特徴とする撮像装置。 The imaging device according to claim 1,
The imaging apparatus, wherein the image generation unit generates the image data at a resolution higher than a predetermined resolution.
前記画像生成手段は、第1の解像度を有する第1画像データと、前記第1の解像度よりも低い第2の解像度を有する第2画像データとの一方を生成し、
前記第1および前記第2画像データは記録媒体への記録するための記録用画像データであることを特徴とする撮像装置。 The imaging device according to claim 1 or 2,
The image generating means generates one of first image data having a first resolution and second image data having a second resolution lower than the first resolution;
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the first and second image data are recording image data for recording on a recording medium.
前記画像生成手段は、前記第2撮像素子により出力された前記第2画像信号にアップサンプル処理を施し、処理後の前記第2画像信号と、前記第1撮像素子により出力された前記第1画像信号とを合成して前記第1画像データを生成することを特徴とする撮像装置。 The imaging device according to claim 3.
The image generation means performs an up-sampling process on the second image signal output from the second image sensor, and processes the second image signal and the first image output from the first image sensor. An image pickup apparatus that synthesizes a signal to generate the first image data.
前記画像生成手段は、前記第1撮像素子により出力された前記第1画像信号にダウンサンプル処理を施し、処理後の前記第1画像信号と、前記第2撮像素子により出力された前記第2画像信号とを合成して前記第2画像データを生成することを特徴とする撮像装置。 In the imaging device according to claim 3 or 4,
The image generation means performs a down-sampling process on the first image signal output from the first image sensor, the processed first image signal, and the second image output from the second image sensor. An image pickup apparatus that synthesizes a signal to generate the second image data.
前記第2撮像素子は行列状に配置された複数の画素を有し、
前記複数の画素は、前記複数の画素のうち互いに隣接し合う4画素から同一の前記色情報を出力するベイヤー配列であることを特徴とする撮像装置。 In the imaging device according to any one of claims 1 to 5,
The second image sensor has a plurality of pixels arranged in a matrix,
The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the plurality of pixels have a Bayer array that outputs the same color information from four adjacent pixels among the plurality of pixels.
前記第2撮像素子は行列状に配置された複数の画素を有し、
前記複数の画素は、前記複数の画素のうち互いに隣接し合う2画素から同一の前記色情報を出力するベイヤー配列であることを特徴とする撮像装置。 In the imaging device according to any one of claims 1 to 5,
The second image sensor has a plurality of pixels arranged in a matrix,
The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the plurality of pixels have a Bayer array that outputs the same color information from two adjacent pixels among the plurality of pixels.
前記第2撮像素子は行列状に配置された複数の画素を有し、
前記複数の画素のうち、同一の画素行に含まれる前記画素は同一の前記色情報を出力することを特徴とする撮像装置。 In the imaging device according to any one of claims 1 to 5,
The second image sensor has a plurality of pixels arranged in a matrix,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein among the plurality of pixels, the pixels included in the same pixel row output the same color information.
前記画像生成手段は、さらに、前記第2撮像素子から出力された第2画像信号のみを用いて、所定の解像度よりも低い解像度で表示器へ表示するための表示用画像データを生成することを特徴とする撮像装置。 In the imaging device according to any one of claims 1 to 8,
The image generation means further generates display image data for display on a display with a resolution lower than a predetermined resolution by using only the second image signal output from the second image sensor. An imaging device that is characterized.
前記第1撮像素子は、カラーフィルタを備えないことを特徴とする撮像装置。 In the imaging device according to any one of claims 1 to 9,
The first image pickup device does not include a color filter.
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