JP3914763B2 - デジタルカメラ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、デジタルカメラに関し、特に連続撮影時に適切なホワイトバランス補正を行えるようにしたデジタルカメラに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、デジタルカメラのホワイトバランス補正に関しては、例えば特公平6−101847号公報においては、高速撮像を行う場合、色バランスの調整状態を固定し、連続画像間でカラーバランスを変化させないで、分解写真等において違和感を生じさせないようにした手法について開示がなされている。また特開2000−92509号公報には、入力画像を複数のブロックに分割し、分割ブロックのうち輝度閾値より高い輝度値をもつ分割ブロックの画素値の平均値に基づいてホワイトバランス補正値を算出し、より自然な色合いを実現するようにした手法について開示がなされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特公平6−101847号公報開示のものにおいては、色バランスの調整状態を固定しているので、色合いやカラーバランスが変化しない連続画像を得ることができる。しかしながら、連写中に光源が変化した場合には対応できないという問題点がある。また、上記特開2000−92509号公報開示のものにおいては、光源の光の色を強く反映しているブロックのみを抽出してホワイトバランス補正を行うことになるので、光源によりよく対応したホワイトバランスが可能となるが、連写等の連続撮影時のホワイトバランス補正については考慮がなされていない。更に、連写等の連続撮影時にはホワイトバランスの処理が原因で、連続撮影スピードが低下するおそれがある。
【0004】
本発明は、従来のホワイトバランス補正機能を備えた撮像装置における上記問題点を解消するためになされたもので、連続撮影時において、ホワイトバランス補正値の算出に用いる撮影画像の分割領域の数を低減させてホワイトバランス処理の軽減により、連続撮影スピードを低下させずに、ホワイトバランス補正を行えるようにすると共に、分割領域の数の低減時及び連続撮影間隔に応じて減少させる度合いを変える場合においても、所望の分割領域の位置及びその数が容易に且つ好適に設定できるサンプリングが行われ、適切なホワイトバランス補正を行えるようにしたデジタルカメラを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、本願発明は、被写体を撮像して得られた画像データを記録する連続撮影可能な撮像記録手段と、該撮像記録手段による撮像時にホワイトバランス補正を行うホワイトバランス補正手段とを有するデジタルカメラであって、前記ホワイトバランス補正手段は、撮像画像を複数の領域に分割する画像分割手段と、該画像分割手段で分割された撮像画像の各分割領域に含まれる画素の値からホワイトバランス評価値を算出するホワイトバランス評価値算出手段と、該ホワイトバランス評価値算出手段から出力されるホワイトバランス評価値に基づいてホワイトバランス補正値を決定するホワイトバランス補正値決定手段とを有し、決定されたホワイトバランス補正値に基づいてホワイトバランス補正を行い、前記撮像記録手段が連続撮影動作したときには、前記ホワイトバランス評価値算出手段がホワイトバランス評価値算出に用いる前記分割領域の数を減少させるように構成し、前記ホワイトバランス補正手段は、更に、前記ホワイトバランス評価値算出手段がホワイトバランス評価値算出に使用する前記分割領域の数を減少させる際に、1ラインを所定間隔でサンプリングすることにより選択する領域の間隔を設定する水平方向サンプリング間隔設定手段と、隣接するラインのサンプリング点が水平方向で一致しないようにライン毎にサンプリングのスタート位置を設定するサンプリング初期位置設定手段と、サンプリングするラインの間隔を設定する垂直方向サンプリング間隔設定手段とを有することを特徴とするものである。なお、ここで連続撮影とは、連写モードと動画撮影モードによる撮影を総称しているものとする。
【0006】
このように構成したデジタルカメラにおいては、撮像記録手段が連続撮影動作したときには、ホワイトバランス評価値算出手段が、ホワイトバランス補正値を決定するホワイトバランス評価値を算出するために用いる、分割領域の数を減少させるように構成しているので、高速でホワイトバランス補正値を決定することができ、連続撮影動作においても、撮影スピードを低下させずにホワイトバランス補正を行うことが可能となる。更に、前記ホワイトバランス評価値算出手段がホワイトバランス評価値算出に使用する前記分割領域の数を減少させる際に、1ラインを所定間隔でサンプリングすることにより選択する領域の間隔を設定する水平方向サンプリング間隔設定手段と、隣接するラインのサンプリング点が水平方向で一致しないようにライン毎にサンプリングのスタート位置を設定するサンプリング初期位置設定手段と、サンプリングするラインの間隔を設定する垂直方向サンプリング間隔設定手段とを備えているので、分割領域の数の低減時においても、所望の分割領域の位置及びその数が容易に且つ好適に設定できるサンプリングが行われ、適切なホワイトバランス補正を行うことが可能となる。
【0007】
【発明の実施の形態】
次に、実施の形態について説明する。図1は、本発明に係るデジタルカメラの実施の形態を示すブロック構成図である。図1に示すように、このデジタルカメラは、撮影レンズ1と、この撮影レンズ1により結像される光学的な被写体像を光電変換し、該被写体像の画像信号を生成するCCD撮像素子2と、このCCD撮像素子2の出力信号から画像信号成分を抽出するCDS回路(相関二重サンプリング回路)3と、このCDS回路3の出力信号レベルを所定のゲイン値に調整するAGC回路4と、上記AGC回路4から出力されるアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するA/D変換器5とを備えている。そして、該A/D変換器5の出力であるデジタル画像信号は、微小領域積分器6,ホワイトバランス(WB)補正部13及び輝度信号処理部12に入力されるようになっている。
【0008】
微小領域積分器6はデジタル画像信号を入力して、RGBの各色成分を出力する。この出力は、SDRAM10とホワイトバランス評価値算出部7に出力され、SDRAM10に入力したRGB信号は、画像処理部11に入力してサムネイル画像が作成される。一方、ホワイトバランス評価値算出部7に入力したRGB信号は、ホワイトバランス評価値であるY,R/G,B/G信号に変換され、ホワイトバランス検出部8に入力する。ホワイトバランス検出部8は、このY,R/G,B/G信号とAE手段9からの出力である被写体輝度情報に基づいてホワイトバランス補正値を検出する。ホワイトバランス検出部8の検出結果はホワイトバランス補正部13に入力し、ホワイトバランス補正部13はこの入力と前記A/D変換器5からのデジタル画像信号の色信号に基づいて、ホワイトバランス補正を行うようになっている。
【0009】
また、このデジタルカメラは、上記ホワイトバランス補正部13によりホワイトバランス補正処理が施された画像信号から、高周波成分を除去して得られた画像信号を、R信号、G信号、B信号の三原色の各色信号に分離するLPF色分離部14と、色再現性を改善するための色補正を行う色マトリクス補正部15と、色信号のガンマ(γ)補正処理を施すガンマ補正部16と、RGBの各色信号を輝度信号YL と二つの色差信号Cr,Cbに変換するYCC変換部17と、YL 及びCr,Cbの各信号に対して色消しやノイズリダクション等の画像処理を行う画像処理部18とを備えている。
【0010】
画像処理部18からの出力のうち、輝度信号YL は輝度信号処理部12からの出力と加算器19で加算され、該加算器19の出力である輝度信号Yと上記画像処理部18の出力である色差信号Cr,Cbとを、画像記録手段20を介して図示しない記録媒体に記録するようになっている。
【0011】
21はデジタルカメラの各部のシーケンスコントロールを行うCPUであり、ホワイトバランス評価値算出部7及びホワイトバランス検出部8を含む。また、デジタルカメラの連写又は動画モードの設定並びに連写間隔の設定を行う連写/動画モード・連写間隔設定部22がCPU21に接続され、該連写/動画モード・連写間隔設定部22による設定の解除により単写モードに設定されるようになっている。
【0012】
次に、上記のように構成されているデジタルカメラの動作について説明する。まず、デジタルカメラに対して、連写/動画モード・連写間隔設定部22を介して、図2のフローチャートに示すように、ユーザにより動画又は連写の撮影モードの選択設定が行われる。撮影モードの設定が行われると、カメラ側で設定モードが動画モードであるか否かの判定が行われ、動画モードが設定されている場合は、動画撮影が実行され、一方連写モードの設定がされている場合は、単写又は連写モードの静止画撮影が実行される。
【0013】
次に、撮影モードとして連写モードが設定がされた場合における静止画撮影処理時のカメラ全体の動作を、図3に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、カメラのシャッタボタンの半押し操作(1STスイッチON)がなされているか否かの判定が行われる(ステップS1)。シャッタボタンの半押しがなされていない場合は、この判定ステップS1の動作が繰り返し行われ、シャッタボタンの半押しがなされると、次にオートフォーカス処理(AF)を行い(ステップS2)、続いて露出の設定(AE)を行うと共に、設定された露出に基づくストロボ発光の要否の判定を行い(ステップS3)、ストロボ発光を必要とする場合は、ストロボ発光量を算出する(ステップS4)。次いで、その時点で再度シャッタボタンが半押し状態に押し続けられているか否かの判定が行われ(ステップS5)、シャッタボタンの半押し操作が解除されているとき、つまり撮影動作を中断したときは、ステップS1に戻り、ステップS1からの動作が繰り返される。ステップS5の判定ステップにおいて、シャッタボタンが半押し状態で押し続けられている場合は、次に本押し操作(2NDスイッチON)がなされたか否かの判定が行われ(ステップS6)、半押し状態であるが未だ本押し操作がなされていない場合は、ステップS5,S6の判定動作が繰り返され、シャッタボタンの本押し操作がなされると、本撮影動作へ移行する。
【0014】
本撮影動作へ移行すると、まず絞りが駆動され(ステップS7)、次いで必要に応じてストロボ発光を併用して露光を行う(ステップS8)。次に、撮影画像読み出しのために、デジタルカメラ特有の動作であるシャッタ閉の動作を行い(ステップS9)、撮影画像の読み出しを行った後(ステップS10)、シャッタ開とする(ステップS11)。次いで、読み出した撮影画像に対して画像処理を行い(ステップS12)、画像処理した画像を記録処理する(ステップS13)。次に、画像記録が終了すると、シャッタボタンの本押し操作が続けられているか否かの判定が行われ(ステップS14)、本押し操作が解除されている場合は、撮影を終了する。一方、シャッタボタンの本押し操作が続けられている場合は、ユーザによって連写モードが設定されているか否かの判定が行われ(ステップS15)、連写モードが設定されている場合は、絞りはステップS7の動作において既に設定されているので、ストロボ発光して露光を行うステップS8に戻り、同様の撮影画像の読み出し、画像処理、画像記録の各処理ステップが繰り返し行われ、連写モードが設定されていなければ、連写モードの撮影が終了となる。
【0015】
次に、撮影モードの設定において、動画モードを設定した場合のカメラ全体の動画撮影処理動作を、図4に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、連写モード設定の場合と同様に、カメラのシャッタボタンの半押し操作(1STスイッチON)がなされているか否かの判定が行われる(ステップS21)。シャッタボタンの半押しがなされていない場合は、この判定ステップS21の動作が繰り返し行われ、シャッタボタンの半押し操作が行われると、次にオートフォーカス処理(AF)を行い(ステップS22)、続いて露出の設定(AE)を行う(ステップS23)。次いで、その時点で再度シャッタボタンが半押し状態に押し続けられているか否かの判定が行われ(ステップS24)、シャッタボタンの半押し操作が解除されているとき、つまり撮影動作を中断したときは、ステップS1に戻り、ステップS1からの動作が繰り返される。ステップS24の判定ステップにおいて、シャッタボタンが半押し状態で押し続けられている場合は、次に本押し操作(2NDスイッチON)がなされたか否かの判定が行われ(ステップS25)、半押し状態であるが未だ本押し操作がなされていない場合は、ステップS24,S25の判定動作が繰り返し行われ、シャッタボタンの本押し操作がなされると、動画撮影動作が開始される。
【0016】
動画撮影動作が開始すると、まず絞りが駆動され(ステップS26)、続いてAE処理が行われ(ステップS27)、撮影画像の読み出しが行われる(ステップS28)。次いで読み出された撮影画像に対して画像処理を行い(ステップS29)、画像処理した画像の記録処理が行われる(ステップS30)。次いで、シャッタボタンの再度の本押し操作(再押し操作)が行われたか否かの判定が行われ(ステップS31)、再押し操作が行われない場合は、ステップS27に戻り、撮影画像の読み出し、画像処理、画像記録処理の各処理ステップが繰り返し行われ、再押し操作が行われると、動画撮影動作が終了する。
【0017】
次に、撮影動作中の画像処理ステップS12又はS29で行われるホワイトバランス補正処理について説明する。ここでは、静止画撮影処理におけるホワイトバランス処理について、図5のフローチャートに基づいて説明する。ホワイトバランス補正値の検出処理がスタートすると(ステップS41)、まず微小領域積分器6において、図6に示すように、撮影画像の全領域をM×N個、例えば 160×120ブロックの微小領域(微小領域00,01,・・・・・10,11,・・・・・)に分割する(ステップS42)。なお、図6ではベイヤー配列のRGB画像の一部を示している。次に、分割微小領域内のR,Gr,Gb,Bの各色毎に加算値Rsum ,Grsum ,Gbsum ,Bsum を算出する(ステップS43)。
【0018】
次に、連写モードが設定されているか否かの判定が行われ(ステップS44)、連写モードが設定されている場合は、更に設定されている連写間隔(毎秒の撮影コマ数の逆数)が所定間隔より長いか否かの判定が行われ(ステップS45)、所定間隔より長い場合は、図7の(A)に示すような微小領域のサンプリング設定1が設定され(ステップS46)、長くない場合は図7の(B)に示すようなサンプリング設定2が設定される(ステップS47)。なお、図7の(A),(B)において、1マスが1つの微小領域を表している。図7の(A),(B)において、サンプリングされた微小領域はドットパターンで示しており、図7の(A)は(B)より密のサンプリング態様を示している。使用する微小領域のサンプリング設定においては、各種変数が設定されてサンプリングが行われる。変数Xoffsetは水平方向サンプリング間隔、Yoffsetは垂直方向サンプリング間隔、Xrepeatは水平スタート位置循環回数、Xstart1は水平スタート位置1行目、Xstart2は水平スタート位置2行目、Xstart3は水平スタート位置3行目を示している。一方、上記連写モード判定ステップS44において、連写モードでない場合は、全微小領域を使用する設定が行われる(ステップS48)。上記ステップS44〜ステップS48の各処理動作は、CPU21において行われる。
【0019】
次いで、使用する微小領域の設定に基づいて、最初の微小領域の各色毎の加算値を取得する(ステップS49)。そして、それらの加算値に基づいて、ホワイトバランス補正値を決めるために用いるホワイトバランス評価値Y,R/G,B/Gを、次式に基づいて算出される(ステップS50)。
Gsum =(Grsum +Gbsum )/2
R/G=Rsum /Gsum , B/G=Bsum /Gsum ,
Y=0.299 ×Rsum +0.587 ×Gsum +0.114 ×Bsum
上記ステップS49及びS50の処理動作は、CPU21内に設けられているホワイトバランス評価値算出部7で行われる。
【0020】
次に、上記ホワイトバランス評価値の一つである輝度値Yに対して所定の上限値と下限値を設定しておいて、上記算出された輝度値Yが所定範囲内か否かの判定が行われ(ステップS51)、輝度値Yが所定範囲内でない場合は、その微小領域の加算値に基づくホワイトバランス評価値は、ホワイトバランス補正値を決めるために用いるホワイトバランス評価値より除外し、最終微小領域か否かの判定ステップS54へ移行する。上記輝度値Yが所定範囲内の場合は、更にR/G,B/G値のプロット点が、図8に示す白判定エリア内に入っているか否かの判定が行われる(ステップS55)。これらの値のプロット点が白判定エリア内に入らない場合は、その微小領域の加算値に基づくホワイトバランス評価値は、ホワイトバランス補正値を決めるために用いるホワイトバランス評価値より除外し、同様に最終微小領域か否かの判定ステップS54へ移行する。R/G,B/G値のプロット点が白判定エリア内に入っている場合は、それら値を各微小領域毎に積算し、且つ積算微小領域のエリア数をインクリメントする(ステップS53)。
【0021】
次に、処理対象としている微小領域が最終微小領域か否かの判定が行われ(ステップS54)、最終微小領域でない場合は、次の微小領域の位置を算出し(ステップS55)、次の微小領域の各色毎の画素加算値を取得し(ステップS56)、次いで、ステップS50からステップS54までの動作を繰り返し実行する。最終微小領域か否かの判定ステップS54において、最終微小領域であると判定された場合は、R/G,B/Gの積算値と積算エリア数から、ホワイトバランス補正係数を算出する(ステップS57)。すなわち、R/G,B/Gの積算値を積算エリア数で除算して平均値を求め、その平均値の逆数を補正係数とする。つまり1/(R/Gの平均値)でR信号に対する補正係数を算出し、1/(B/Gの平均値)でB信号に対する補正係数を算出する。以上の各ステップ動作でホワイトバランス補正値の検出動作が終了する(ステップS58)。なお、上記ステップS51からステップS58までの処理動作は、CPU21内のホワイトバランス検出部8で行われる。
【0022】
なお、図5に示したフローチャートでは、ホワイトバランス評価値算出のための微小領域設定例として、図7の(A),(B)の態様のものを示したが、微小領域の設定は、これに限らず他の種々の態様に設定することができる。また、図5に示したフローチャートでは、静止画撮影におけるホワイトバランス補正値を算出する場合について説明したが、このホワイトバランス補正値の検出手法は、動画撮影時におけるホワイトバランス補正値の算出に適用できるものである。すなわち、図5のフローチャートにおける連写モードの判定ステップは省き、動画における各連続画像の間隔の長短、つまり動画速度に応じて、ホワイトバランス評価値を算出するための各微小領域における画素サンプリング設定態様を変えるようにし、他の処理ステップは同様に行えばよい。
【0023】
【発明の効果】
以上実施の形態に基づいて説明したように、本発明によれば、撮影記録手段が連続撮影動作したときには、ホワイトバランス評価値算出手段がホワイトバランス補正値を決定するホワイトバランス評価値を算出するために用いる分割領域の数を減少させるように構成しているので、高速でホワイトバランス補正値を決定することができ、連続撮影動作時には、撮影スピードを低下させずにホワイトバランス補正を行うことが可能となる。更に、前記ホワイトバランス評価値算出手段がホワイトバランス評価値算出に使用する前記分割領域の数を減少させる際に、1ラインを所定間隔でサンプリングすることにより選択する領域の間隔を設定する水平方向サンプリング間隔設定手段と、隣接するラインのサンプリング点が水平方向で一致しないようにライン毎にサンプリングのスタート位置を設定するサンプリング初期位置設定手段と、サンプリングするラインの間隔を設定する垂直方向サンプリング間隔設定手段とを備えているので、分割領域の数の低減時及び連続撮影間隔に応じて減少させる度合いを変える場合においても、所望の分割領域の位置及びその数が容易に且つ好適に設定できるサンプリングが行われ、適切なホワイトバランス補正を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るデジタルカメラの実施の形態を示すブロック構成図である。
【図2】図1に示した実施の形態において、撮影モード設定動作を説明するためのフローチャートである。
【図3】図1に示した実施の形態における静止画撮影処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図4】図1に示した実施の形態における動画撮影処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図5】図3に示した静止画撮影処理動作の画像処理ステップにおけるホワイトバランス補正値検出処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図6】撮影画像を微小領域に分割した態様例を示す図である。
【図7】ホワイトバランス評価値算出のための分割微小領域サンプリング設定例を示す図である。
【図8】R/G,B/G値に対応する白判定エリアを示す図である。
【符号の説明】
1 撮影レンズ
2 CCD撮像素子
3 CDS回路
4 AGC回路
5 A/D変換器
6 微小領域積分器
7 ホワイトバランス評価値算出部
8 ホワイトバランス検出部
9 AE手段
10 SDRAM
11 サムネイル作成画像処理部
12 輝度信号処理部
13 ホワイトバランス補正部
14 LPF色分離部
15 色マトリクス補正部
16 ガンマ補正部
17 YCC変換部
18 画像処理部
19 加算器
20 画像記録手段
21 CPU
22 連写/動画モード・連写間隔設定部
Claims (2)
- 被写体を撮像して得られた画像データを記録する連続撮影可能な撮像記録手段と、該撮像記録手段による撮像時にホワイトバランス補正を行うホワイトバランス補正手段とを有するデジタルカメラであって、
前記ホワイトバランス補正手段は、撮像画像を複数の領域に分割する画像分割手段と、該画像分割手段で分割された撮像画像の各分割領域に含まれる画素の値からホワイトバランス評価値を算出するホワイトバランス評価値算出手段と、該ホワイトバランス評価値算出手段から出力されるホワイトバランス評価値に基づいてホワイトバランス補正値を決定するホワイトバランス補正値決定手段とを有し、決定されたホワイトバランス補正値に基づいてホワイトバランス補正を行い、前記撮像記録手段が連続撮影動作したときには、前記ホワイトバランス評価値算出手段がホワイトバランス評価値算出に用いる前記分割領域の数を減少させるように構成し、
前記ホワイトバランス補正手段は、更に、前記ホワイトバランス評価値算出手段がホワイトバランス評価値算出に使用する前記分割領域の数を減少させる際に、1ラインを所定間隔でサンプリングすることにより選択する領域の間隔を設定する水平方向サンプリング間隔設定手段と、隣接するラインのサンプリング点が水平方向で一致しないようにライン毎にサンプリングのスタート位置を設定するサンプリング初期位置設定手段と、サンプリングするラインの間隔を設定する垂直方向サンプリング間隔設定手段とを有することを特徴とするデジタルカメラ。 - 更に、前記連続撮影時の撮影間隔を設定する連続撮影間隔設定手段と、
前記ホワイトバランス評価値算出手段がホワイトバランス評価値算出に用いる前記分割領域の数を、前記連続撮影間隔設定手段で設定された連続撮影間隔に応じて減少させる度合いを変える制御手段と
を備えていることを特徴とする請求項1に係るデジタルカメラ。
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