JP5033741B2 - 色特性変換係数の決定方法およびプリズムセット、ならびに撮像装置 - Google Patents
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Description
より具体的には、各色の撮像素子から出力された各色の信号値に対し、マトリクス係数と呼ばれる色特性の変換係数を乗ずることで逆変換を行い、擬似的に理想特性を再現することができる。
このようにして決定された色特性変換係数を、測定対象とされた色分解プリズムを組み込む撮像装置側の信号処理部で使用することで、分光特性に大きな影響を与える色分解プリズムの設計誤差や製造誤差が補正され、映像信号として、所望の色再現系の特性が加味された理想的な分光特性に近い特性が得られる。
ここで、「撮像装置における色分解プリズム以外の構成要素」とは、例えば撮影レンズ、IR(赤外)カットフィルタ、および撮像素子などである。
色分解プリズムとして、このような変換理想特性を示す特性曲線の傾きに応じた傾きとなるように設計されたものを用いることで、色分解プリズムを撮像装置に組み込んだときの撮像系全体の総合的な分光特性を変換理想特性に近似させやすくなる。さらに、本発明の色特性変換係数の決定方法によって求められた色特性変換係数と組み合わせることで、所望の色再現系の特性が加味された理想的な分光特性に近い特性を得やすくなる。
この場合さらに、記録媒体に記録するステップにおいて、識別情報を、求められた色特性変換係数を示すデータと共に記録媒体に記録するようにしても良い。
このようなプリズムセットを用いて撮像装置を構成することで、分光特性に大きな影響を与える色分解プリズムの設計誤差や製造誤差が補正され、映像信号として、所望の色再現系の特性が加味された理想的な分光特性に近い特性が得られる。
本発明による撮像装置では、係数記憶部に、上記本発明の色特性変換係数の決定方法において求められた色特性変換係数を示すデータが記憶される。信号処理部では、複数の撮像素子から出力された複数の色信号に対して、係数記憶部に記憶された色特性変換係数を乗ずる演算を行う。これにより、分光特性に大きな影響を与える色分解プリズムの設計誤差や製造誤差が補正され、映像信号として、所望の色再現系の特性が加味された理想的な分光特性に近い特性が得られる。
[第1の実施の形態]
以下、本実施の形態では、上記した理論的な変換係数M-1に代えて実際の逆変換の演算に用いる色特性変換係数を、
(M-1)’と表記する。
信号処理部62では、撮像素子4R,4G,4Bから出力された各色信号に対して、係数記憶部61に記憶された色特性変換係数(M-1)’を乗ずる演算を行って、映像信号Voutとして出力するようにしている。
本実施の形態において、係数演算部72は、本発明における「第1の演算手段」、「第2の演算手段」、および「第3の演算手段」の一具体例に対応する。
なお、上記「所定の代表値」は、色分解プリズム以外の構成要素について、例えばあらかじめシミュレーションで求められた値であっても良いし、測定器によってあらかじめ測定して求められた実測値であっても良い。また、これらの値は、測定対象とされた色分解プリズムと共に実際に撮像装置に組み込まれる構成要素そのもののシミュレーション値または測定値であっても良いし、実際に組み込まれるものと同等の他の部品のシミュレーション値または測定値を用いても良い。
[第2の実施の形態]
(M-1)’=N・M-1
として、第1の色特性変換係数Nと第2の色特性変換係数M-1との積で与えられることと等価である。このN・M-1で表される色特性変換係数(M-1)’を示すデータを、上記第1の実施の形態と同様にして、撮像装置における係数記憶部61に記憶させる。その他の部分については、基本的に上記第1の実施の形態と同様である。
[その他の実施の形態]
例えば、上記各実施の形態では、入射光Lを青色光LB、赤色光LR、および緑色光LGの順に分解する色分解光学系1を例に説明したが、色分解の順番はこれに限らず、他の順番で色分解するものであっても良い。また、上記各実施の形態では、色分解光学系として3つのプリズムを備え、3つの色光に分解する例を示したが、本発明は、4つ以上のプリズムを備え、4つ以上の色光に分解するような色分解光学系にも適用することが可能である。
Claims (9)
- 所望とする色再現系の分光特性が加味された再現系理想特性を得るために、色分解プリズムを有する撮像装置における複数の撮像素子から出力された複数の色信号に対して乗算される色特性変換係数の決定方法であって、
前記再現系理想特性に対して負の値の分光領域を減らすような可逆な変換を施した変換理想特性を光学的に再現するために用いられる色分解プリズムの分光特性を、測定器によって測定するステップと、
前記色分解プリズムの前記測定された分光特性に基づいて、前記色分解プリズムを撮像装置に組み込んだときの撮像系全体の総合的な分光特性を第1の演算手段によって求めるステップと、
前記総合的な分光特性と前記再現系理想特性または前記変換理想特性との分光特性のずれを第2の演算手段によって求めるステップと、
前記分光特性のずれを減らし、前記総合的な分光特性が前記再現系理想特性に近づくようなマトリクス係数を前記色特性変換係数として第3の演算手段によって求めるステップと
を含むことを特徴とする色特性変換係数の決定方法。 - 前記総合的な分光特性を求めるステップにおいて、前記撮像装置における前記色分解プリズム以外の構成要素の分光特性については、あらかじめ決められた所定の代表値を用い、前記第1の演算手段によって、その所定の代表値と前記色分解プリズムの前記測定された分光特性とに基づいて、前記総合的な分光特性を求める
ことを特徴とする請求項1に記載の色特性変換係数の決定方法。 - 前記再現系理想特性は、所望の色再現媒体の3原色の色度座標から換算され、XYZ表色系の等色関数の一次変換で示された、負の値となる分光領域を有する特性である
ことを特徴とする請求項1または2に記載の色特性変換係数の決定方法。 - 前記色分解プリズムは、入射光を青色光、赤色光、および緑色光の少なくとも3つの色光成分に分解するものであり、光の入射側から順に、
第1のダイクロイック膜を有し、前記第1のダイクロイック膜によって反射された第1の色光成分を取り出す第1のプリズムと、
第2のダイクロイック膜を有し、前記第1のダイクロイック膜を透過し前記第2のダイクロイック膜によって反射された第2の色光成分を取り出す第2のプリズムと、
前記第1および第2のダイクロイック膜を透過した第3の色光成分を取り出す第3のプリズムと
を少なくとも備え、
前記第1および第2のダイクロイック膜は、その分光特性を示す特性曲線の傾きが、前記変換理想特性を示す特性曲線の傾きに応じた傾きとなるように設計されている
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の色特性変換係数の決定方法。 - 前記色分解プリズムは、前記第1のダイクロイック膜が、前記第1の色光成分として青色光を反射する膜構成とされると共に、前記第2のダイクロイック膜が、前記第2の色光成分として赤色光を反射する膜構成とされ、かつ、
前記第1のダイクロイック膜の波長に対する透過率を示す透過特性曲線の傾きが、430nm以上670nm以下の波長範囲内において、最低透過率と最高透過率との間の範囲の20%から80%に変化する平均傾き値が0.2(%/nm)以上2.0(%/nm)以下となる形状を有し、
前記第2のダイクロイック膜の波長に対する透過率を示す透過特性曲線の傾きが、430nm以上670nm以下の波長範囲内において、最高透過率と最低透過率との間の範囲の80%から20%に変化する平均傾き値が−2.0(%/nm)以上−0.2(%/nm)以下となる形状を有する
ことを特徴とする請求項4に記載の色特性変換係数の決定方法。 - 前記色特性変換係数と前記分光特性の測定対象にされた色分解プリズムとを対応付けた識別情報を記録媒体に記録するステップ、をさらに含む
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の色特性変換係数の決定方法。 - 前記記録媒体に記録するステップにおいて、前記識別情報を、前記求められた色特性変換係数を示すデータと共に前記記録媒体に記録する
ことを特徴とする請求項6に記載の色特性変換係数の決定方法。 - 請求項6または7に記載の色特性変換係数の決定方法において前記分光特性の測定対象にされた色分解プリズムと、前記記録媒体と
を備えたことを特徴とするプリズムセット。 - 請求項1ないし7のいずれか1項に記載の色特性変換係数の決定方法において前記分光特性の測定対象にされた色分解プリズムと、
請求項1ないし7のいずれか1項に記載の色特性変換係数の決定方法において求められた色特性変換係数を示すデータを記憶する係数記憶部と、
前記色分解プリズムによって色分解された複数の色光に対応して設けられ、入射した各色光に応じた色信号を出力する複数の撮像素子と、
前記複数の撮像素子から出力された複数の色信号に対して、前記係数記憶部に記憶された色特性変換係数を乗ずる演算を行う信号処理部と
を備えたことを特徴とする撮像装置。
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