JP2012114798A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮像装置は、撮影光学系により結像される被写体像の第1の色に関する情報を有する第1画像信号を出力する第1撮像画素が二次元状に配列された第1撮像素子220と、撮影光学系により結像される被写体像の第2の色に関する情報を有する第2画像信号を出力する第2撮像画素と、被写体像の第3の色に関する情報を有する第3画像信号を出力する第3撮像画素と、撮影光学系の焦点調節状態を検出するための焦点検出信号を出力する焦点検出画素とが同一平面内に配列された第2撮像素子221と、焦点検出画素が配列された位置における第4画像信号を、第2撮像素子から出力された第2画像信号および第3画像信号の一方と、第1画像信号とに基づいて、補間処理により生成する補間手段214とを備える。
【選択図】図1
Description
図1は第1の実施の形態の構成を示す。第1の実施の形態のデジタルカメラ201は交換レンズ202とカメラボディ203から構成され、マウント部204を介して交換レンズ202がカメラボディ203に装着される。
B’(i,j)=G(i,j)×Bsum/Gsum
Bsum=B(i−1,j−1)+B(i−1,j+1)+B(i+1,j−1)+B(i+1,j+1)
Gsum=G(i−1,j−1)+G(i−1,j+1)+G(i+1,j−1)+G(i+1,j+1)
・・・(1)
(1)第1撮像素子220には、交換レンズ202からの光束を受光して、交換レンズ202により結像される被写体像の緑G色に関する情報を有する画素出力Gを出力する撮像用画素310(緑G画素310G)が二次元状に配列されるようにした。第2撮像素子221には、撮像用画素310(青B画素310B)と、撮像用画素310(赤R画素310R)と、焦点検出用画素313,314とが同一平面内に配列されるようにした。青B画素310Bは、交換レンズ202からの光束を受光して交換レンズ202により結像される被写体像の青B色に関する情報を有する画素出力Bを出力し、赤R画素310Rは被写体像の赤R色に関する情報を有する画素出力Rを出力する。焦点検出用画素313,314は、交換レンズ202からの光束を受光して、交換レンズ202の焦点調節状態を検出するための焦点検出信号を出力する。そして、ボディ駆動制御装置214は、焦点検出用画素313,314が配列された位置における予想出力を、画素出力Bおよび画素出力Rの一方と、画素出力Gとに基づいて、補間処理により生成するようにした。すなわち、ボディ駆動制御装置214は、青B画素310Bから出力された画素出力Bと、緑G画素310Gからの画素出力Gとに基づいて、青B色に関する情報を有する予想出力B’を生成し、赤R画素310Rから出力された画素出力Rと、緑G画素310Gからの画素出力Gとに基づいて、赤R色に関する情報を有する予想出力R’を生成するようにした。
(1)ボディ駆動制御装置214は、平均の比例関係に基づいた式(1)を用いて予想出力B’(i,j)を算出するものに代えて、次の式(2)を用いて算出するものでもよい。式(2)は、焦点検出用画素313の周辺に配置された4つの青B画素310Bの画素出力B(i,j)と、対応画素310COである緑G画素310Gおよびその周辺に配置された4つの緑G画素310Gの画素出力G(i,j)との比の平均を用いて予想出力B’(i,j)が算出されることを示している。なお、焦点検出用画素313に赤R色波長成分の光束を透過するカラーフィルターが設けられた場合には式(2)の画素出力をB(i,j)からR(i,j)に置き換えることによって画素出力R’(i,j)を算出できる。
B’(i,j)=G(i,j)×4×{B(i−1,j−1)/G(i−1,j−1)+B(i−1,j+1)/G(i−1,j+1)+B(i+1,j−1)/G(i+1,j−1)+B(i+1,j+1)/G(i+1,j+1)}
・・・(2)
D=|G(i−1,j−1)−G(i+1,j+1)|−|G(i−1,j+1)−G(i+1,j−1)|
・・・(3)
−−D>δの場合−−
ボディ駆動制御装置214は、画素出力G(i−1,j+1)とG(i+1,j−1)との方向における類似性が大きいと判定する。そして、ボディ駆動制御装置214は、以下の式(4)を用いて焦点検出用画素313の予想出力B’(i,j)を算出する。式(4)は、類似性が高いと判定された画素出力の平均の比例関係に基づいて予想出力B’(i,j)が算出されることを示す。
B’(i,j)=G(i,j)×{B(i+1,j−1)+B(i−1,j+1)}/{G(i+1,j−1)+G(i−1,j+1)} ・・・(4)
B’(i,j)=G(i,j)×2×{B(i−1,j+1)/G(i−1,j+1)+B(i−1,j+1)/G(i+1,j−1)} ・・・(5)
ボディ駆動制御装置214は、画素出力G(i−1,j−1)とG(i+1,j+1)との方向における類似性が大きいと判定する。そして、ボディ駆動制御装置214は、類似性が高い方向の画素出力の平均の比例関係に基づいた以下の式(6)を用いて焦点検出用画素313の予想出力B’(i,j)を算出する。
B’(i,j)=G(i,j)×{B(i−1,j−1)+B(i+1,j+1)}/{G(i−1,j−1)+G(i+1,j+1)} ・・・(6)
B’(i,j)=G(i,j)×2×{B(i−1,j−1)/G(i−1,j−1)+B(i+1,j+1)/G(i+1,j+1)} ・・・(7)
ボディ駆動制御装置214は、焦点検出用画素313の周辺の被写体がほぼ均一、すなわち、図13に示すような顕著な特徴が抽出されないと判定する。この場合、ボディ駆動制御装置214は、実施の形態の説明で用いた式(1)もしくは変形例で用いた式(2)によって予想出力B’(i,j)を算出する。
B’(i,j)=G(i,j)+[{B(i−1,j−1)−G(i−1,j−1)}+{B(i−1,j+1)−G(i−1,j+1)}+{B(i+1,j−1)−G(i+1,j−1)}+{B(i+1,j+1)−G(i+1,j+1)}]/4
・・・(8)
第2の実施の形態デジタルカメラについて説明する。以下の説明では、第1の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第1の実施の形態と同じである。本実施の形態では、焦点検出用画素の配置位置に対する欠陥補正処理の後、第2撮像素子の欠落画素に対して補間処理を施す点で、第1の実施の形態と異なる。
(1)ボディ駆動制御装置214は、画素出力Gと画素出力Bとに基づいて、第2撮像素子221上で赤R画素310Rが配列された位置における青B色に関する情報を有する予測出力B”を生成するようにした。さらに、ボディ駆動制御装置214は、画素出力Gと画素出力Rとに基づいて、第2撮像素子221上で青B画素310Bが配列された位置における赤R色に関する情報を有する予測出力R”を生成するようにした。したがって、第2撮像素子221上の欠落画素の予測出力を算出する際に、第1撮像素子220からの出力をも用いているので、予測出力を算出する際の精度が向上し、焦点検出用画素313に実際に入射する光束に含まれる情報と、予測出力とが大きく異なることがなくなる。この結果、偽色等の発生が抑制された高画質の画像を生成できる。
(1)図14に示すように、焦点検出用画素313と314とを水平方向に交互に配列してもよい。この場合も、ボディ駆動制御装置214は、式(1)〜(8)を用いて同様にして欠陥補正処理、欠落補正処理を行うことができる。
221 第2撮像素子、 310 撮像用画素、
310G 緑G画素、 310B 青B画素、
310R 赤R画素、 313、314 焦点検出用画素
Claims (11)
- 撮影光学系からの光束を受光して、前記撮影光学系により結像される被写体像の第1の色に関する情報を有する第1画像信号を出力する第1撮像画素が二次元状に配列された第1撮像素子と、
前記撮影光学系からの光束を受光して、前記撮影光学系により結像される前記被写体像の第2の色に関する情報を有する第2画像信号を出力する第2撮像画素と、前記被写体像の第3の色に関する情報を有する第3画像信号を出力する第3撮像画素と、前記撮影光学系からの光束を受光して、前記撮影光学系の焦点調節状態を検出するための焦点検出信号を出力する焦点検出画素とが同一平面内に配列された第2撮像素子と、
前記焦点検出画素が配列された位置における第4画像信号を、前記第2撮像素子から出力された前記第2画像信号および前記第3画像信号の一方と、前記第1画像信号とに基づいて、補間処理により生成する補間手段とを備えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1に記載の撮像装置において、
前記補間手段は、前記第2撮像画素から出力された前記第2画像信号と、前記第1画像信号とに基づいて、前記第2の色に関する情報を有する前記第4画像信号を前記補間手段により生成し、
前記第3撮像画素から出力された前記第3画像信号と、前記第1画像信号とに基づいて、前記第3の色に関する情報を有する前記第4画像信号を前記補間処理により生成することを特徴とする撮像装置。 - 請求項1または2に記載の撮像装置において、
前記補間手段は、前記焦点検出画素の周囲に配列された前記第2撮像画素から出力された前記第2画像信号と、前記焦点検出画素および前記複数の第2撮像画素が配列された位置に対応する、前記第1撮像素子上の第1対応位置に配列された前記第1撮像画素から出力された前記第1画像信号とに基づいて、前記第2の色に関する情報を有する前記第4画像信号を前記補間処理により生成し、
前記焦点検出画素の周囲に配列された複数の前記第3撮像画素から出力された前記第3画素信号と、前記焦点検出画素および前記複数の第3撮像画素が配列された位置に対応する、前記第1撮像素子上の第2対応位置に配列された前記第1撮像画素から出力された前記第1画像信号とに基づいて、前記第3の色に関する情報を有する前記第4画像信号を前記補間処理により生成することを特徴とする撮像装置。 - 請求項3に記載の撮像装置において、
前記補間手段は、前記焦点検出画素の周囲に配列された複数の前記第2撮像画素から出力された前記第2画像信号と、前記第1対応位置に配列された複数の前記第1撮像画素から出力された前記第1画像信号との比に基づいて、前記第2の色に関する情報を有する前記第4画像信号を生成し、
前記焦点検出画素の周囲に配列された複数の前記第3撮像画素から出力された前記第3画像信号と、前記第2対応位置に配列された複数の前記第1撮像画素から出力された前記第1画像信号との比に基づいて、前記第3の色に関する情報を有する前記第4画像信号を生成することを特徴とする撮像装置。 - 請求項3に記載の撮像装置において、
前記補間手段は、前記焦点検出画素の周囲に配列された複数の前記第2撮像画素から出力された前記第2画像信号と、前記第1対応位置に配列された複数の前記第1撮像画素から出力された前記第1画像信号との差分に基づいて、前記第2の色に関する情報を有する前記第4画像信号を生成し、
前記焦点検出画素の周囲に配列された複数の前記第3撮像画素から出力された前記第3画像信号と、前記第2対応位置に配列された複数の前記第1撮像画素から出力された前記第1画像信号との差分に基づいて、前記第3の色に関する情報を有する前記第4画像信号を生成することを特徴とする撮像装置。 - 請求項2乃至5のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記第1画像信号と前記第3画像信号とに基づいて、前記第2撮像素子上で前記第2撮像画素が配列された位置における前記第3の色に関する情報を有する第5画像信号を生成する第1生成手段と、
前記第1画像信号と前記第2画像信号とに基づいて、前記第2撮像素子上で前記第3撮像画素が配列された位置における前記第2の色に関する情報を有する第6画像信号を生成する第2生成手段とを備えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項6に記載の撮像装置において、
前記第1生成手段は、前記第2撮像素子上で前記第2撮像画素の周辺に配列された周辺第3撮像画素から出力された前記第3画像信号と、前記第2撮像画素および前記周辺第3撮像画素が配列された位置に対応する、前記第1撮像素子上の第3対応位置に配列された前記第1撮像画素から出力された前記第1画像信号とに基づいて、前記第5画像信号を生成し、
前記第2生成手段は、前記第2撮像素子上で前記第3撮像画素の周辺に配列された周辺第2撮像画素から出力された前記第2画像信号と、前記第3撮像画素および前記周辺第2撮像画素が配列された位置に対応する、前記第1撮像素子上の第4対応位置に配列された前記第1撮像画素から出力された前記第1画像信号とに基づいて、前記第6画像信号を生成することを備えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項7に記載の撮像装置において、
前記周辺第3撮像画素の配列位置に前記焦点検出画素が配列されている場合には、前記第1生成手段は前記第1画像信号と、前記3画像信号と、前記第3の色に関する情報を有する前記第4画像信号とを用いて前記第5画像信号を生成し、前記周辺第2撮像画素の配列位置に前記焦点検出画素が配列されている場合には、前記第2生成手段は前記第1画像信号と、前記2画像信号と、前記第2の色に関する情報を有する前記第4画像信号とを用いて前記第6画像信号を生成することを特徴とする撮像装置。 - 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記第1撮像素子と前記第2撮像素子とは、前記撮影光学系の光軸方向について所定距離ずらして配置されることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記焦点検出画素から出力される前記焦点検出信号を用いて、前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段と、
前記第1の色と、前記第2の色および前記第3の色の一方との軸上色収差量を用いて、前記焦点検出手段により検出結果を補正する色収差補正手段とを備えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1乃至10のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記第2撮像画素と前記第3撮像画素とは、前記第2撮像素子上の行方向および列方向について、交互に配列されることを特徴とする撮像装置。
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