拍摄装置及其画质校正方法以及可换镜头和拍摄装置主体.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201280065626.X

申请日:

2012.12.12

公开号:

CN104205818A

公开日:

2014.12.10

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H04N 9/04申请日:20121212|||公开

IPC分类号:

H04N9/04; H04N5/243; H04N9/07

主分类号:

H04N9/04

申请人:

富士胶片株式会社

发明人:

山下隼人

地址:

日本东京

优先权:

2011.12.28 JP 2011-288031

专利代理机构:

北京天昊联合知识产权代理有限公司 11112

代理人:

何立波;张天舒

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内容摘要

一种拍摄装置,其使从聚光透镜光学系统通过而入射至固体拍摄元件的入射光线束,利用聚光透镜的聚光作用,以在固体拍摄元件的受光面的一点成像的方式收敛为圆锥形状。拍摄装置具有校正部,该校正部根据所设定的校正量对拍摄图像信号进行画质校正。根据像光方向角幅度以及入射角度而对该校正量进行规定,其中,所述像光方向角幅度是入射光线束的圆锥形状的周壁面与穿过固体拍摄元件的受光面中心且垂直于该受光面的平面交叉所得的2条光线所成的角幅度,所述入射角度是将像光方向角幅度二等分的中心线与受光面的法线所成的角度。

权利要求书

1.  一种拍摄装置,其具有聚光透镜光学系统以及固体拍摄元件,使穿过所述聚光透镜光学系统而入射至所述固体拍摄元件的入射光线束,利用所述聚光透镜的聚光作用,以在所述固体拍摄元件的受光面的一点处成像的方式收敛为圆锥形状,其中,
所述拍摄装置具有校正部,该校正部根据所设定的校正量,对从所述固体拍摄元件输出的拍摄图像信号进行画质校正,
所述校正量对应于像光方向角幅度以及入射角度而被规定,其中,所述像光方向角幅度是所述入射光线束的圆锥形状的周壁面与穿过所述固体拍摄元件的受光面中心且垂直于该受光面的平面交叉所得的2条光线所成的角幅度,所述入射角度是将所述像光方向角幅度二等分的中心线与所述受光面的法线所成的角度。

2.
  根据权利要求1所述的拍摄装置,其中,
所述拍摄装置具有:拍摄镜头,该拍摄镜头具有所述聚光透镜系统以及光圈;以及拍摄装置主体,该拍摄镜头安装在该拍摄装置主体上,
所述拍摄装置主体具有:
存储部,其对所述校正量进行存储;以及
校正量选择部,其基于与所述拍摄镜头的所述像高方向角幅度以及所述入射角度相关的入射角信息,检索所述存储部的存储数据,求出相应的校正量。

3.
  根据权利要求2所述的拍摄装置,其中,
所述入射角信息包含第1入射角度和第2入射角度的信息,其中,第1入射角度是所述2条光线中的一条光线与所述受光面的法线所成的角度,第2入射角度是另一条光线与所述受光面的法线所成的角度。

4.
  根据权利要求2或3所述的拍摄装置,其中,
在将从所述固体拍摄元件的受光面中心至所述入射光线束的聚光位置的距离设为像高时,
所述存储部对根据每个所述像高而分组的所述校正量进行存储,
所述校正量选择部基于根据每个所述像高而分组的所述入射角信息,从所述存储部选择相应的校正量。

5.
  根据权利要求2或3所述的拍摄装置,其中,
在将从所述固体拍摄元件的受光面中心至所述入射光线束的聚光位置的距离设为像高时,
所述存储部对根据每个所述像高而分组设置的所述校正量进行存储,
所述校正量选择部基于根据每个所述像高以及每个镜头F值而分组的所述入射角信息,从所述存储部选择相应的校正量。

6.
  根据权利要求1至3中任一项所述的拍摄装置,其中,
存储于所述存储部的所述校正量,是根据以所述像高方向角幅度的值以及所述入射角度的值作为坐标的所述拍摄图像信号的画质劣化率的分布而求出的。

7.
  根据权利要求6所述的拍摄装置,其中,
取代所述中心线的入射角度,而使用所述像高方向角幅度内的入射角分布的重心线与所述受光面的法线所成的角度。

8.
  根据权利要求6所述的拍摄装置,其中,
所述画质劣化率的分布是混色率的分布、色差率的分布、拍摄图像中的色阶分布以及所述固体拍摄元件的像素的受光灵敏度分布的任一个。

9.
  根据权利要求2至8中任一项所述的拍摄装置,其中,
所述拍摄镜头以非可换式设置在所述拍摄装置主体上。

10.
  根据权利要求2或3所述的拍摄装置,其中,
所述拍摄镜头是可自由拆装地安装于所述拍摄装置主体上的可换镜头。

11.
  根据权利要求10所述的拍摄装置,其中,
所述可换镜头具有存储器,该存储器存储该可换镜头的所述入射角信息,
所述拍摄装置主体具有控制部,该控制部在所述可换镜头安装于所述拍摄装置主体上时,从所述存储器读取所述入射角信息。

12.
  根据权利要求10所述的拍摄装置,其中,
所述可换镜头具有存储器,该存储器存储能够确定该可换镜头的ID信息,
所述拍摄装置主体具有控制部,该控制部在所述可换镜头安装于所述拍摄装置主体上时,从所述存储器获取所述ID信息,并基于该ID信息而计算出该可换镜头的所述入射角信息。

13.
  一种根据权利要求10所述的拍摄装置中的所述可换镜头。

14.
  一种根据权利要求10所述的拍摄装置中的所述拍摄装置主体。

15.
  一种拍摄装置的画质校正方法,该拍摄装置具有聚光透镜光学系统以及固体拍摄元件,使穿过所述聚光透镜光学系统而入射至所述固体拍摄元件的入射光线束,利用所述聚光透镜的聚光作用,以在所述固体拍摄元件的受光面的一点处成像的方式收敛为圆锥形状,该拍摄装置根据所设定的校正量,对从所述固体拍摄元件输出的拍摄图 像信号进行画质校正,其中,
所述校正量对应于像光方向角幅度以及入射角度而被规定,其中,所述像光方向角幅度是所述入射光线束的圆锥形状的周壁面与穿过所述固体拍摄元件的受光面中心且垂直于该受光面的平面交叉所得的2条光线所成的角幅度,所述入射角度是将所述像光方向角幅度二等分的中心线与所述受光面的法线所成的角度。

说明书

拍摄装置及其画质校正方法以及可换镜头和拍摄装置主体
技术领域
本发明涉及拍摄装置及其画质校正方法以及可换镜头和拍摄装置主体。
背景技术
在使用CCD型或CMOS型等彩色图像拍摄用固体拍摄元件而对拍摄物体图像进行拍摄的情况下,如果在彩色滤光片颜色不同的相邻像素间发生入射光的串扰,则产生因混色而引起的画质劣化。同样地,也会产生因在拍摄元件周边部所拍摄到的图像的颜色与在拍摄元件中心部所拍摄到的图像的颜色偏差产生的色差而引起的画质劣化。
作为使拍摄图像的画质劣化的要因,除了混色及色差之外,有各种各样的要因,但它们依赖于从安装在拍摄装置上的拍摄镜头通过而入射至固体拍摄元件的受光面的入射光的入射角而发生,入射角越倾斜地入射,画质越劣化。
为了避免这样的画质劣化,对固体拍摄元件的输出信号进行混色校正处理、色差校正处理。例如,在下述的专利文献1中,求出镜头的F值和瞳距,以基于它们的混色校正系数进行混色校正。另外,在下述的专利文献2中,以与基于从镜头获得的镜头信息而计算出的入射光的主光线入射角度相对应的颜色校正系数进行阴影校正。
专利文献1:日本特开2010-130583号
专利文献2:日本特开2005-151036号
发明内容
然而,如图13所示,对于不同的拍摄镜头A、B,即使相同的瞳位置、相同的光圈F值,有时入射至拍摄元件的周边部的入射角度也会不同。如果入射角度不同,则需要使用不同的混色校正系数, 但在专利文献1的校正方法中,只要F值和瞳距相同,就使用相同的校正系数,画质校正不充分。另外,如专利文献2所示,通过本申请发明者的研究发现:即使以入射光的主光线的入射角度进行校正,有时也无法进行充分的校正。如图13所示,由于夹着主光线的上光线和下光线所成的角度随着越接近拍摄元件周边部就变得越小,这是拍摄镜头内的虚光的主要原因。
本发明的目的在于提供一种能够适当地对因倾斜入射光引起的画质劣化进行校正的拍摄装置及其画质校正方法以及可换镜头和拍摄装置主体。
本发明的拍摄装置及其画质校正方法的特征在于,拍摄装置具有聚光透镜光学系统以及固体拍摄元件,使穿过上述聚光透镜光学系统而入射至上述固体拍摄元件的入射光线束,利用上述聚光镜头的聚光作用,以在上述固体拍摄元件的受光面的一点成像的方式收敛为圆锥形状,
所述拍摄装置具有校正部,该校正部根据所设定的校正量,对从上述固体拍摄元件输出的拍摄图像信号进行画质校正,
上述校正量对应于像光方向角幅度以及入射角度而被规定,其中,所述像光方向角幅度是上述入射光线束的圆锥形状的周壁面与穿过上述固体拍摄元件的受光面中心且垂直于该受光面的平面交叉所得的2条光线所成的角幅度,所述入射角度是将上述像光方向角幅度二等分的中心线与上述受光面的法线所成的角度。
更优选地,本发明的拍摄装置的特征在于,具有:拍摄镜头,其具有上述聚光透镜系统以及光圈;以及拍摄装置主体,该拍摄镜头安装在该拍摄装置主体上,
上述拍摄装置主体具有:
存储部,其对上述校正量进行存储;以及
校正量选择部,其基于与上述拍摄镜头的上述像高方向角幅度以及上述入射角度相关的入射角信息,检索上述存储部的存储的数据,求出相应的校正量。
本发明的可换镜头的特征在于,该可换镜头是可自由拆装地安 装于上述拍摄装置主体上的可换镜头,并保持所述入射角信息或者能够算出该入射角信息的信息。
本发明的拍摄装置主体的特征在于,该拍摄装置主体是上述拍摄装置主体。
发明的效果
根据本发明,由于以与关于入射至固体拍摄元件的入射光线束的光线束聚光角度的信息相对应的校正量,对因倾斜入射光引起的画质劣化进行校正,因此即使对于拍摄元件周边部的像素检测出的信号,也能够高品质地进行画质校正。
附图说明
图1是本发明的一个实施例涉及的拍摄装置的功能模块结构图。
图2是将图1的功能模块中的用于混色校正的功能模块抽出后的结构图。
图3是表示混色率分布的一例的图。
图4是上下光线中心角和上下光线角幅度的说明图。
图5是表示校正系数选择表的一例的图。
图6是说明镜头的像高的图。
图7是确定校正系数时的动作说明图。
图8是表示图1所示的存储器的校正系数存储区域的结构例的图。
图9是镜头入射角信息的另一实施方式的说明图。
图10是表示各F值的校正系数选择表的一例的图。
图11是表示像高方向的圆周方向的入射角特性的图。
图12是表示在上光线和下光线中入射角分布不同的例子的图。
图13是表示即使瞳位置、F值相同的镜头,入射角也不同的例子的图。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。
图1是本发明的一个实施方式涉及的镜头可换式拍摄装置的功能框图。该镜头可换式拍摄装置10具有可换镜头20、拍摄装置主体(拍摄装置机身)30而形成,通过将广角拍摄系统的可换镜头20或长焦拍摄系统的可换镜头20等用户希望的可换镜头20安装在拍摄装置主体30上而构成。
可换镜头20内置有光圈(iris)21和聚焦透镜22。另外,如果是广角拍摄系列,则将省略图示的广角透镜内置在光圈21的前段,如果是长焦拍摄系列,则将省略图示的长焦透镜内置在光圈21的前段。
光圈21通过电动机21a变更/驱动其光圈位置。由电动机驱动器21b驱动电动机21a,电动机驱动器21b根据来自拍摄装置主体30内的后述的CPU40的指示进行驱动。
聚焦透镜22由电动机22a驱动,电动机22a由电动机驱动器22b根据来自CPU40的指示进行驱动。对聚焦透镜22进行驱动,使得入射光像在拍摄装置主体30内的后述的拍摄元件31的受光面成像。
ROM内置在可换镜头20内,在该ROM内,存储有该可换镜头20的如图7所示的镜头入射角信息27。拍摄装置主体30内的CPU40在将可换镜头20安装在拍摄装置主体30上时读取镜头入射角信息27,基于该镜头入射角信息27进行拍摄物体拍摄图像的各种画质校正。
此外,在以下的实施方式中,对作为画质校正而进行混色校正的例子进行了说明,但该实施方式也能够适用色差校正或后述的相同色阶等其他校正。
在拍摄装置主体30中,在通过聚焦透镜22后的入射光成像的位置处,配置有CMOS型彩色图像拍摄用的单板式固体拍摄元件31。当然,也可以取代CMOS型的固体拍摄元件31而使用CCD型等其他形式的固体拍摄元件。
在拍摄装置主体30中,具有图像输入控制器33,该图像输入控制器33读取固体拍摄元件31的输出图像信号并将其输出至总线32。在该总线32上连接有:图像信号处理电路34,其对固体拍摄元件31 的输出图像信号实施公知的图像处理;压缩处理电路35,其将图像处理后的图像信号压缩为JPEG图像数据等;视频编码器37,其将拍摄图像或通过镜头图像显示在设置于拍摄装置主体30背面等的图像表示装置36上;CPU40,其集中控制该镜头可换式拍摄装置10;电路41,其对作为通过镜头图像(实时取景图像)而从固体拍摄元件31输出的信号进行处理,检测自动曝光(AE)以及自动白平衡(AWB);存储器42;校正系数选择部43,其详细如后述动作;以及介质控制器45,其将JPEG图像数据保存至记录介质44。在存储器42内,设置有校正系数数据的存储区域42a。
固体拍摄元件31根据来自定时发生器47的定时信号进行驱动。定时发生器47根据来自CPU40的指示动作。在CPU40上连接有设置于拍摄装置主体30的快门释放按钮48。
图2是从在图1中说明的功能模块中,仅抽出在进行混色校正时所需的功能模块后的图。设置于可换镜头20内的镜头入射角信息27被CPU40的入射角运算部40a读取,并实施运算处理。校正系数选择部43根据入射角运算部40a的运算结果而从图5所例示的校正系数选择表中选择该校正系数编号。
在存储器42的校正系数存储区域42a中具有多个区域42b,在这些区域中,分为多个组A、B、…的校正系数分别对应于各个组进行存储。图像信号处理电路34从多个区域42b中读取相应的区域42b的校正系数,并进行混色校正。
图3是在将横轴设为上下光线的中心线的入射角(称为上下光线中心角)、将纵轴设为上下光线的角幅度(称为上下光线角幅度)的坐标中,求出拍摄图像信号的画质劣化率、在本例中为混色率的分布的图。在此,使用图4对上下光线中心角〔°〕和上下光线角幅度〔°〕进行说明。
在光线束从省略了图示的拍摄镜头以及光圈通过而入射至拍摄元件31的受光面时,光线束在受光面上聚光。从光圈的中心通过的光线为主光线。光线束聚光的部分成为以聚光位置为顶点的圆锥形状。对于利用与将拍摄元件31的中心点和聚光位置连结的线(该线 为图6中说明的像高方向上的线)垂直的平面(与拍摄元件表面垂直的平面)对该圆锥形状进行切断时,从聚光位置延伸的2条切断线,将其中一个设为上光线,将另一个设为下光线。换言之,对于入射光线束的圆锥形状聚光部分的周壁部与垂直于固体拍摄元件受光面、且沿像高方向的平面交叉的2条光线,将其中一个称为上光线,将另一个称为下光线。
图4所示的光线束的聚光部分51示出了如下例子,即,主光线垂直地入射至拍摄元件31的中心,主光线与上光线所成的角为20°,主光线与下光线所成的角为-20°。此时的上下光线角幅度(上光线与下光线所成的角)为20°-(-20°)=40°,上下光线中心角(上光线和下光线的中心线与相对于拍摄元件表面的垂直线所成的角)为0°。
如果入射而来的光线束倾斜而形成为图4的聚光部分52,则聚光位置在拍摄元件31的周围方向上偏移,上述的上下光线角幅度减小,上下光线中心角朝正(+)方向增大。并且,上下光线的中心线54从主光线偏移。如果光线束朝相反方向倾斜(省略图示),则上下光线角幅度减小,上下光线中心角朝负(-)方向增大。此外,上下光线中心角与长焦透镜的变焦倍率的变动联动地变化,上下光线角幅度与光圈口径的变动联动地变化。
图3是以该上下光线中心角为横轴、且以上下光线角幅度为纵轴,求出的彩色滤光片排列为拜耳排列的单板式固体拍摄元件的混色率分布的图。根据该图3可知,光线束越趋向垂直地入射至拍摄元件,混色率越减小,光线束越倾斜地入射,混色率越增大。另外,即使近似垂直地入射,如果光圈的口径增大而使得上下光线角幅度扩大,则由于倾斜的入射光增多,因此混色率也会增大。
与光线束聚光部分的聚光角度相关的信息,是指与以从光圈21的开口通过的光线束在透镜的聚光作用下在拍摄元件的受光面的一点成像的方式收敛为圆锥形状的圆锥形状尖端部分相关的信息。即,是与表示该圆锥形状尖端部分是何种尖锐程度的尖端部分的角度、该尖端部分相对于受光面表面以何种角度入射、圆锥形状的形状(圆形、 还是扁平的圆形、或者是扁圆锥状)等相关的信息。
因此,不言而喻,上述实施方式中的上下光线中心角、上下光线角幅度不过是与聚光角度相关的信息的一例。例如,如果如图12所示那样利用光线束聚光角度的重心取代上下光线中心角,则即使在入射角的分布在上光线的入射角方向、下光线的入射角方向上不同时,也能够追随光线束聚光角度的重心。分布不同的情况,是指例如在仅在下光线侧产生虚光的情况下,入射角的分布在像高方向上不对称的状况。在该情况下,可以认为,与上下光线的中心角相比,校正系数追随于重心一方。
此外,表示圆锥形状尖端部分相对于受光面表面以何种角度入射的图4中的中心线54与主光线不同。主光线并非表示与聚光角度相关的信息的参数,其不过表示从光圈中心、透镜中心通过的光线。
即,越是倾斜的入射光、且光圈口径越大,则混色率越增大,越趋近垂直入射、且光圈口径越小,则混色率越减小。图3中以每0.1%的范围示出了混色率。
图5是表示针对图2的校正系数选择部43准备的校正系数选择表的一例的图。图5所示的校正系数选择表43a,横轴方向设为上下光线中心角度,纵轴方向设为上下光线角幅度,对于各自的每1度,分配0~5中某一个校正系数编号(No.)。对于校正系数编号,在后述的图8进行了例示,示出了一组校正系数所属组的编号。在本实施方式中,将校正系数编号相同的上下光线中心角度位置、上下光线角幅度位置的校正系数共通化,使用相同的校正系数而进行混色校正,从而实现校正系数的数据量的削减。
该校正系数选择表是针对每个像高而设置的。如图6(a)所示,像高是指在固体拍摄元件31的受光面中距离受光面中心(光轴中心)的距离,入射光束的聚光位置越在像高方向上偏移,则越倾斜入射。即,图4中说明的上下光线中心角及上下光线角幅度变化。上下光线角幅度与圆锥形状的聚光部分中的像高方向的角幅度相同。此外,将相对于像高方向的直角方向称为圆周方向。
对于该上下光线中心角及、上下光线角幅度,即使像高相同, 如果拍摄镜头不同,则它们也成为不同的值。另外,如果拍摄镜头不同,即使瞳位置及光圈F值相同,向拍摄元件31的周边部的入射角也不同,拍摄元件31的周边部中的混色率不同。
因此,在本实施方式中,如图6(b)所示,以距离受光面中心(光轴位置)的距离将固体拍摄元件31的受光面分组为0~7这8个镜头像高区域(范围),针对每个像高组,设置图5所例示的校正系数选择表。
图7是确定进行混色校正的校正系数时的动作说明图。图2的CPU40对预先写入至可换镜头20的ROM的镜头入射角信息27中的每个像高的上光线角度信息、下光线角度信息进行读取。在图示的例子中,仅记载像高3的上光线角度13°(上光线与受光面的法线所成的角:第1入射角度)和下光线角度7°(下光线与受光面的法线所成的角:第2入射角度)。但是,实际上,写入有像高0的上光线角度、下光线角度的信息、像高1的上光线角度、下光线角度的信息、……、像高7的上光线角度、下光线角度的信息,读取各个像高的上、下光线角度的信息。
以像高3的上、下光线角度13°、7°为例进行说明,图2的入射角运算部40a运算2个角度的差值(13°-7°=6°)而计算出上下光线角幅度,并且运算2个角度的平均值〔(13°+7°)÷2=10°〕而计算出上下光线中心角。
校正系数选择部43基于像高3的信息以及上述的6°和10°的运算结果,以上下光线角幅度6°以及上下光线中心角10°,对像高3用的校正系数选择表43a进行检索,求出校正系数编号“2”。
校正系数选择部43以相同的方法求出针对像高0的校正系数编号、……、针对像高7的校正系数编号,从而图7的表50完成。
如图8所示,在图2的存储器42的校正系数存储区域42a中,针对每个校正系数编号存储有一组校正系数(Ra、Ga、Ba)。在图8中,示出以%表示属于校正系数编号“2”的一组校正系数的例子。在图示的例中,针对每个像高,设置在将从拍摄元件受光面的中心例如向右水平方向延伸的线作为0°方向,将向垂直上方延伸的线作为 90°方向时的每20°的校正系数(Ra、Ga、Ba)。
例如,对于像高0的0°方向的校正系数Ra,由于+1%,因此Ra=1.01,对于校正系数Ga,由于±0%,因此Ga=1.00,对于校正系数Ba,由于-1%,因此Ba=0.99。图像信号处理电路34使用该校正系数而进行混色校正。
混色校正例如按照下述方式进行。将位于图6(b)所示的像高3的范围内的红色(R)检测像素的实际的检测信号乘以校正系数Ra,而作为该红色检测像素的混色校正后的检测信号,相同地,将绿色(G)检测像素的实际的检测信号乘以校正系数Ga,而作为绿色检测像素的混色校正后的检测信号,将蓝色(B)检测像素的实际的检测信号乘以校正系数Ba,而作为蓝色检测像素的混色校正后的检测信号。此外,混色校正的处理方法并不限定于此,也可以通过从检测像素的检测信号输出值中,减去将与检测像素的周边相邻的各相邻像素的检测信号输出值和与该相邻像素的颜色对应的校正系数相乘后的值,而进行混色校正。
通过针对像高0的范围、像高1的范围、……、像高7的范围的各像素的检测信号,基于表50而对如上所述的混色校正运算进行校正,从而能够进行与可换镜头20对应的、即与该可换镜头20的镜头入射角信息对应的混色校正。
在图7的说明中,仅说明了像高3的上光线角度13°、下光线角度7°的例子,但该像高对应的上、下光线角度如上所述,根据每个可换镜头而成为不同的值。例如,在其他可换镜头中,像高3的上光线角度为16°,下光线角度为6°。在该情况下,差值(上下光线角幅度)为10°、平均(上下光线中心角)为11°。与之相对的校正系数编号为“3”,按照属于校正系数编号3的校正系数进行混色校正。
在图7的上部所示的镜头入射角信息27中,也写入有拍摄条件ZP(变焦点:长焦透镜的变焦位置)、IP(iris点:光圈位置),FP(聚焦透镜位置)的信息。这些信息被传送至拍摄装置主体侧,但在本实施方式中,并不针对这些拍摄条件的每一个(每个变焦位置、每个光圈位置、每个对焦位置)而准备混色校正系数,而是针对由每个 像高的上光线角度和下光线角度所确定的校正系数编号,实现校正系数的共通化。由此,能够减少校正系数的数量,即使应用于镜头可换式的拍摄装置,也能够削减预先准备的校正系数数据的数据量,能够实现存储器容量的小容量化。
此外,在上述的实施方式中,对将每个像高的上光线角度和下光线角度的信息保存在可换镜头侧的例子进行了叙述,但本发明并不限定于此。例如,也可以在可换镜头20侧存储镜头ID信息,在安装有该可换镜头的拍摄装置主体侧读取该镜头ID信息。并且,也可以构成为,通过根据与镜头ID对应地存储在拍摄装置主体侧的存储器中的镜头结构信息,进行运算处理而计算出与该镜头ID信息对应的镜头入射角信息(每个像高组的上光线角度和下光线角度)。
或者,也可以预先进行上述的运算处理,将每个镜头ID的如图7所图示的镜头入射角信息27预先准备在拍摄装置主体30侧的存储器42中。
另外,在上述的实施方式中,对混色校正的例进行了说明,但对于为了提高其他画质的图像校正也能够相同地进行处理。例如,对于色差校正,按照每个可换镜头,校正系数不同。因此,通过上下光线中心角、上下光线角幅度求出与图3相当的色差率的分布,与该分布对应地准备与图5对应的色差校正系数选择表,也可以设置与图8对应的色差校正系数数据。
相同地,有时在拍摄图像中产生依赖于入射光线入射角的不自然的阶差。其原因在于,由于形成于半导体基板表面部的各像素(光电二极管)的制造波动或层叠于其上方的彩色滤光片的制造波动等,在入射光倾斜程度下的该相邻像素间会出现受光灵敏度差。例如,被称为同色阶差的阶差会在图像中出现。另外,在固体拍摄元件的例如中央像素的受光灵敏度和周边像素的受光灵敏度之间会产生差,该差根据每个可换镜头而不同,但该差(相对灵敏度)的可换镜头依赖性也与上述相同地,能够根据每个可换镜头适当地校正。
由于在上述的混色校正、色差校正、阶差校正、相对灵敏度校正的各校正中使用的校正系数量各自较少就能完成,因此,即使准备 进行所有的校正的全部校正系数,也能够以少的校正系数数据量来完成。
此外,以上对在拍摄装置主体侧的存储器42的区域42a中预先保存图5、图8所例示的数据的实施方式进行了叙述,但也可以构成为,保存图3所例示的分布数据,基于该分布数据而由CPU40计算出图5、图8的数据。
在图7中说明的实施方式中,作为镜头入射角信息27,与像高对应地存储有上光线角度和下光线角度的信息。但是,如图9所示,也可以与像高对应且与F值对应地,极其详细地存储上光线角度和下光线角度的信息。这样,通过根据拍摄物体拍摄时的F值确定在上述的各校正中使用的校正系数,从而能够实现更进一步的高画质化。
图10是表示随F值不同而校正系数不同的例子的图表。下部的图表与图5相同,例如表示F值=2.0时的校正系数编号,与此相对,图10上部的图表例示在F值=1.4时的校正系数编号。如图9所示,即使上下光线角度相同,也有适合的校正参数(校正系数编号)随着F值而不同的情况。
例如,如图11所示,在将入射光线束的聚光部分的角幅度设为像高方向和圆周方向时,只要入射光线束与拍摄元件受光面垂直地入射,则在聚光部分的聚光角度特性中,像高方向的角幅度和圆周方向的角幅度相同(为图11的中央的圆形)。但是,如果入射光线束为倾斜入射、聚光位置在像高方向偏移,则在与聚光部分的聚光角度相关的特性中,像高方向的角幅度变狭而形成扁平,但圆周方向的角幅度基本不变。
在上述的实施方式中,基于图11的像高方向的角幅度(上下光线角幅度)55而确定校正系数,但使该校正系数不依赖于圆周方向的角幅度56。图9的实施方式也依赖于圆周方向的角幅度56而确定校正系数。在图11的变得扁平的图中,由于圆周方向的角幅度56依赖于F值,如图9所示,因此成为与F值相应的入射角信息。
此外,在图9中,分别设定为F值=1.4、F值=2.0、F值=…, 但在F值例如大于或等于4时,由于即使圆周方向的角幅度56变动,但变动量也较小,对校正系数的影响小,因此也可以将它们汇总而归入1个上下线角度的信息。
如上所述,根据上述的实施方式,将校正系数分组(在图8的例子中按照每个校正系数编号进行了分组),基于与入射光线束的聚光部分的聚光角度相关的信息,确定选择哪个组的哪个校正系数,因此,能够以较少的数据量的校正系数进行适当的图像校正。
如在上述的实施方式中说明所示,从图3所例示的分布图可知,混色的特性及色差的特性在上下光线的中心角和角幅度二者均很苛刻条件下大幅地变动。在上述的实施方式中,通过根据上下光线的中心角和角幅度而对分布作成对应图,从而能够同时实现校正系数的变动缓和的区域和变动急剧的区域,并且无需准备冗余的校正系数,就能够同时实现高速处理和校正精度。
近年来,无反射镜可换镜头相机正在普及发展,但对于无反射镜可换镜头相机而言,通常情况下,由于法兰距(flange back)(镜头卡口部与拍摄元件之间的距離)较短,因此,呈现出朝向拍摄元件的入射角容易变得倾斜的倾向。特别地,由于朝向拍摄元件周边部的倾斜入射成分因镜头种类的不同而大幅地改变,因此,色差特性、混色特性也因拍摄镜头的不同而大幅地改变。在上述实施方式中,具有如下优点:能够使拍摄元件周边部具有较强的校正系数,能够实现对于光学条件承受度较高的拍摄装置,能够使可换镜头的尺寸、构造具有自由度。
此外,虽然在上述实施方式中以镜头可换式拍摄装置为例进行了说明,但当然也能够应用于将拍摄镜头与拍摄装置主体一体化安装而成的镜头非可换式的拍摄装置。在该情况下,由于已知拍摄镜头只有一种、且已知拍摄装置主体侧使用了哪个拍摄镜头,因此,只要预先将镜头入射角信息存储于拍摄装置主体侧即可。
如上所述,实施方式涉及的拍摄装置具有聚光透镜光学系统以及固体拍摄元件,使穿过上述聚光透镜光学系统通过而入射至固体拍摄元件的入射光线束,利用在上述聚光透镜的聚光作用,以在上述固 体拍摄元件的受光面的一点处成像的方式收敛为圆锥形状,
所述拍摄装置的特征在于,
具有校正部,其根据所设定的校正量,对从上述固体拍摄元件输出的拍摄图像信号进行画质校正,
上述校正量对应于像光方向角幅度以及入射角度而被规定,其中,所述像光方向角幅度是上述入射光线束的圆锥形状的周壁面与穿过上述固体拍摄元件的受光面中心且垂直于该受光面的平面交叉所得的2条光线所成的角幅度,所述入射角度是将上述像光方向角幅度二等分的中心线与上述受光面的法线所成的角度。
另外,实施方式的拍摄装置的特征在于,具有:拍摄镜头,其具有上述聚光透镜系统以及光圈;以及拍摄装置主体,该拍摄镜头安装在该拍摄装置主体上,
上述拍摄装置主体具有:
存储部,其对上述校正量进行存储;以及
校正量选择部,其基于与上述拍摄镜头的上述像高方向角幅度以及上述入射角度相关的入射角信息,检索上述存储部的存储的数据,求出相应的校正量。
另外,实施方式的拍摄装置的特征在于,上述入射角信息包含:第1入射角度和第2入射角度的信息,其中,第1入射角度是上述2条光线中的一条光线与上述受光面的法线所成的角度,第2入射角度是另一条光线与上述受光面的法线所成的角度。
另外,实施方式的拍摄装置的特征在于,在将从上述固体拍摄元件的受光面中心至上述入射光线束的聚光位置的距离设为像高时,
上述存储部对根据每个上述像高而分组的上述校正量进行存储,
上述校正量选择部基于根据每个上述像高而分组的上述入射角信息,从上述存储部选择相应的校正量。
另外,实施方式的拍摄装置的特征在于,在将从上述固体拍摄元件的受光面中心至上述入射光线束的聚光位置的距离设为像高时,
上述存储部对根据每个上述像高而分组的上述校正量进行存储,
上述校正量选择部基于根据每个上述像高以及每个镜头F值而 分组设置的上述入射角信息,从上述存储部选择相应的校正量。
另外,实施方式的拍摄装置的特征在于,存储于上述存储部的上述校正量,是根据以上述像高方向角幅度的值以及上述入射角度的值作为坐标的上述拍摄图像信号的画质劣化率的分布而求出的。
另外,实施方式的拍摄装置的特征在于,取代上述中心线的入射角度,而使用上述像高方向角幅度内的入射角分布的重心线与上述受光面的法线所成的角度。
另外,实施方式的拍摄装置的特征在于,上述画质劣化率的分布是混色率的分布、色阶率的分布、拍摄图像中的色差分布以及上述固体拍摄元件的像素的受光灵敏度分布的任一个。
另外,实施方式的拍摄装置的特征在于,上述拍摄镜头以非可换式设置于上述拍摄装置主体上。
另外,实施方式的拍摄装置的特征在于,上述拍摄镜头是可自由拆装地安装于上述拍摄装置主体上的可换镜头。
另外,实施方式的拍摄装置的特征在于,上述可换镜头具有存储该可换镜头的上述入射角信息的存储器,
上述拍摄装置主体具有控制部,该控制部在上述可换镜头安装于上述拍摄装置主体上时,从上述存储器读取上述入射角信息。
另外,实施方式的拍摄装置的特征在于,上述可换镜头具有存储器,该存储器存储能够确定该可换镜头的ID信息,
上述拍摄装置主体具有控制部,该控制部在上述可换镜头安装于上述拍摄装置主体上时,从上述存储器获取上述ID信息、并基于该ID信息而计算出该可换镜头的上述入射角信息。
另外,实施方式的拍摄装置的可换镜头的特征在于,该可换镜头是上述的可换镜头。
另外,实施方式的拍摄装置的拍摄装置主体的特征在于,该拍摄装置主体是上述的拍摄装置主体。
另外,实施方式的拍摄装置的画质校正方法的特征在于,该拍摄装置具有聚光透镜光学系统以及固体拍摄元件,使穿过所述聚光透镜光学系统而入射至所述固体拍摄元件的入射光线束,利用所述聚光透 镜的聚光作用,以在所述固体拍摄元件的受光面的一点处成像的方式收敛为圆锥形状,该拍摄装置根据所设定的校正量,对从所述固体拍摄元件输出的拍摄图像信号进行画质校正,其中,
所述校正量对应于像光方向角幅度以及入射角度而被规定,其中,所述像光方向角幅度是所述入射光线束的圆锥形状的周壁面与穿过所述固体拍摄元件的受光面中心且垂直于该受光面的平面交叉所得的2条光线所成的角幅度,所述入射角度是将所述像光方向角幅度二等分的中心线与所述受光面的法线所成的角度。
根据如上所述的实施方式,由于根据与入射光线束的聚光部分的聚光角度相关的信息,确定混色校正用、色差校正用等的校正量,因此,能够对因倾斜入射光而引起的画质劣化适当地进行校正。进而,与针对每个变焦位置、每个光圈位置、每个聚焦位置而确定校正量相比,能够以较少的数据量进行校正。
工业实用性
根据本发明,由于能够对因倾斜入射光而引起的画质劣化适当地进行校正,因此,有效地适用于入射光以较大的角度入射至拍摄元件的拍摄装置。
本申请基于在2011年12月28日申请的日本专利申请号2011-288031,其内容作为参考而引入本说明书。
标号的说明
10  镜头可换式拍摄装置
20  可换镜头
21  光圈(iris)
22  聚焦透镜
27  镜头入射角信息(入射光线束入射角信息)
30  拍摄装置主体
31  固体拍摄元件
34  图像信号处理电路
40  CPU
40a 入射角运算部
42  存储器
42a 校正系数存储区域
43  校正系数选择部
43a 校正系数选择表

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1、10申请公布号CN104205818A43申请公布日20141210CN104205818A21申请号201280065626X22申请日20121212201128803120111228JPH04N9/04200601H04N5/243200601H04N9/0720060171申请人富士胶片株式会社地址日本东京72发明人山下隼人74专利代理机构北京天昊联合知识产权代理有限公司11112代理人何立波张天舒54发明名称拍摄装置及其画质校正方法以及可换镜头和拍摄装置主体57摘要一种拍摄装置,其使从聚光透镜光学系统通过而入射至固体拍摄元件的入射光线束,利用聚光透镜的聚光作用,以在固体拍摄元件的受。

2、光面的一点成像的方式收敛为圆锥形状。拍摄装置具有校正部,该校正部根据所设定的校正量对拍摄图像信号进行画质校正。根据像光方向角幅度以及入射角度而对该校正量进行规定,其中,所述像光方向角幅度是入射光线束的圆锥形状的周壁面与穿过固体拍摄元件的受光面中心且垂直于该受光面的平面交叉所得的2条光线所成的角幅度,所述入射角度是将像光方向角幅度二等分的中心线与受光面的法线所成的角度。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014063086PCT国际申请的申请数据PCT/JP2012/0822332012121287PCT国际申请的公布数据WO2013/099613JA2013070451INTCL权。

3、利要求书2页说明书10页附图11页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书10页附图11页10申请公布号CN104205818ACN104205818A1/2页21一种拍摄装置,其具有聚光透镜光学系统以及固体拍摄元件,使穿过所述聚光透镜光学系统而入射至所述固体拍摄元件的入射光线束,利用所述聚光透镜的聚光作用,以在所述固体拍摄元件的受光面的一点处成像的方式收敛为圆锥形状,其中,所述拍摄装置具有校正部,该校正部根据所设定的校正量,对从所述固体拍摄元件输出的拍摄图像信号进行画质校正,所述校正量对应于像光方向角幅度以及入射角度而被规定,其中,所述像光方向角幅度是所述入射光线。

4、束的圆锥形状的周壁面与穿过所述固体拍摄元件的受光面中心且垂直于该受光面的平面交叉所得的2条光线所成的角幅度,所述入射角度是将所述像光方向角幅度二等分的中心线与所述受光面的法线所成的角度。2根据权利要求1所述的拍摄装置,其中,所述拍摄装置具有拍摄镜头,该拍摄镜头具有所述聚光透镜系统以及光圈;以及拍摄装置主体,该拍摄镜头安装在该拍摄装置主体上,所述拍摄装置主体具有存储部,其对所述校正量进行存储;以及校正量选择部,其基于与所述拍摄镜头的所述像高方向角幅度以及所述入射角度相关的入射角信息,检索所述存储部的存储数据,求出相应的校正量。3根据权利要求2所述的拍摄装置,其中,所述入射角信息包含第1入射角度和。

5、第2入射角度的信息,其中,第1入射角度是所述2条光线中的一条光线与所述受光面的法线所成的角度,第2入射角度是另一条光线与所述受光面的法线所成的角度。4根据权利要求2或3所述的拍摄装置,其中,在将从所述固体拍摄元件的受光面中心至所述入射光线束的聚光位置的距离设为像高时,所述存储部对根据每个所述像高而分组的所述校正量进行存储,所述校正量选择部基于根据每个所述像高而分组的所述入射角信息,从所述存储部选择相应的校正量。5根据权利要求2或3所述的拍摄装置,其中,在将从所述固体拍摄元件的受光面中心至所述入射光线束的聚光位置的距离设为像高时,所述存储部对根据每个所述像高而分组设置的所述校正量进行存储,所述校。

6、正量选择部基于根据每个所述像高以及每个镜头F值而分组的所述入射角信息,从所述存储部选择相应的校正量。6根据权利要求1至3中任一项所述的拍摄装置,其中,存储于所述存储部的所述校正量,是根据以所述像高方向角幅度的值以及所述入射角度的值作为坐标的所述拍摄图像信号的画质劣化率的分布而求出的。7根据权利要求6所述的拍摄装置,其中,取代所述中心线的入射角度,而使用所述像高方向角幅度内的入射角分布的重心线与所述受光面的法线所成的角度。8根据权利要求6所述的拍摄装置,其中,权利要求书CN104205818A2/2页3所述画质劣化率的分布是混色率的分布、色差率的分布、拍摄图像中的色阶分布以及所述固体拍摄元件的像。

7、素的受光灵敏度分布的任一个。9根据权利要求2至8中任一项所述的拍摄装置,其中,所述拍摄镜头以非可换式设置在所述拍摄装置主体上。10根据权利要求2或3所述的拍摄装置,其中,所述拍摄镜头是可自由拆装地安装于所述拍摄装置主体上的可换镜头。11根据权利要求10所述的拍摄装置,其中,所述可换镜头具有存储器,该存储器存储该可换镜头的所述入射角信息,所述拍摄装置主体具有控制部,该控制部在所述可换镜头安装于所述拍摄装置主体上时,从所述存储器读取所述入射角信息。12根据权利要求10所述的拍摄装置,其中,所述可换镜头具有存储器,该存储器存储能够确定该可换镜头的ID信息,所述拍摄装置主体具有控制部,该控制部在所述可。

8、换镜头安装于所述拍摄装置主体上时,从所述存储器获取所述ID信息,并基于该ID信息而计算出该可换镜头的所述入射角信息。13一种根据权利要求10所述的拍摄装置中的所述可换镜头。14一种根据权利要求10所述的拍摄装置中的所述拍摄装置主体。15一种拍摄装置的画质校正方法,该拍摄装置具有聚光透镜光学系统以及固体拍摄元件,使穿过所述聚光透镜光学系统而入射至所述固体拍摄元件的入射光线束,利用所述聚光透镜的聚光作用,以在所述固体拍摄元件的受光面的一点处成像的方式收敛为圆锥形状,该拍摄装置根据所设定的校正量,对从所述固体拍摄元件输出的拍摄图像信号进行画质校正,其中,所述校正量对应于像光方向角幅度以及入射角度而被。

9、规定,其中,所述像光方向角幅度是所述入射光线束的圆锥形状的周壁面与穿过所述固体拍摄元件的受光面中心且垂直于该受光面的平面交叉所得的2条光线所成的角幅度,所述入射角度是将所述像光方向角幅度二等分的中心线与所述受光面的法线所成的角度。权利要求书CN104205818A1/10页4拍摄装置及其画质校正方法以及可换镜头和拍摄装置主体技术领域0001本发明涉及拍摄装置及其画质校正方法以及可换镜头和拍摄装置主体。背景技术0002在使用CCD型或CMOS型等彩色图像拍摄用固体拍摄元件而对拍摄物体图像进行拍摄的情况下,如果在彩色滤光片颜色不同的相邻像素间发生入射光的串扰,则产生因混色而引起的画质劣化。同样地,。

10、也会产生因在拍摄元件周边部所拍摄到的图像的颜色与在拍摄元件中心部所拍摄到的图像的颜色偏差产生的色差而引起的画质劣化。0003作为使拍摄图像的画质劣化的要因,除了混色及色差之外,有各种各样的要因,但它们依赖于从安装在拍摄装置上的拍摄镜头通过而入射至固体拍摄元件的受光面的入射光的入射角而发生,入射角越倾斜地入射,画质越劣化。0004为了避免这样的画质劣化,对固体拍摄元件的输出信号进行混色校正处理、色差校正处理。例如,在下述的专利文献1中,求出镜头的F值和瞳距,以基于它们的混色校正系数进行混色校正。另外,在下述的专利文献2中,以与基于从镜头获得的镜头信息而计算出的入射光的主光线入射角度相对应的颜色校。

11、正系数进行阴影校正。0005专利文献1日本特开2010130583号0006专利文献2日本特开2005151036号发明内容0007然而,如图13所示,对于不同的拍摄镜头A、B,即使相同的瞳位置、相同的光圈F值,有时入射至拍摄元件的周边部的入射角度也会不同。如果入射角度不同,则需要使用不同的混色校正系数,但在专利文献1的校正方法中,只要F值和瞳距相同,就使用相同的校正系数,画质校正不充分。另外,如专利文献2所示,通过本申请发明者的研究发现即使以入射光的主光线的入射角度进行校正,有时也无法进行充分的校正。如图13所示,由于夹着主光线的上光线和下光线所成的角度随着越接近拍摄元件周边部就变得越小,这。

12、是拍摄镜头内的虚光的主要原因。0008本发明的目的在于提供一种能够适当地对因倾斜入射光引起的画质劣化进行校正的拍摄装置及其画质校正方法以及可换镜头和拍摄装置主体。0009本发明的拍摄装置及其画质校正方法的特征在于,拍摄装置具有聚光透镜光学系统以及固体拍摄元件,使穿过上述聚光透镜光学系统而入射至上述固体拍摄元件的入射光线束,利用上述聚光镜头的聚光作用,以在上述固体拍摄元件的受光面的一点成像的方式收敛为圆锥形状,0010所述拍摄装置具有校正部,该校正部根据所设定的校正量,对从上述固体拍摄元件输出的拍摄图像信号进行画质校正,0011上述校正量对应于像光方向角幅度以及入射角度而被规定,其中,所述像光方。

13、向角幅度是上述入射光线束的圆锥形状的周壁面与穿过上述固体拍摄元件的受光面中心且说明书CN104205818A2/10页5垂直于该受光面的平面交叉所得的2条光线所成的角幅度,所述入射角度是将上述像光方向角幅度二等分的中心线与上述受光面的法线所成的角度。0012更优选地,本发明的拍摄装置的特征在于,具有拍摄镜头,其具有上述聚光透镜系统以及光圈;以及拍摄装置主体,该拍摄镜头安装在该拍摄装置主体上,0013上述拍摄装置主体具有0014存储部,其对上述校正量进行存储;以及0015校正量选择部,其基于与上述拍摄镜头的上述像高方向角幅度以及上述入射角度相关的入射角信息,检索上述存储部的存储的数据,求出相应的。

14、校正量。0016本发明的可换镜头的特征在于,该可换镜头是可自由拆装地安装于上述拍摄装置主体上的可换镜头,并保持所述入射角信息或者能够算出该入射角信息的信息。0017本发明的拍摄装置主体的特征在于,该拍摄装置主体是上述拍摄装置主体。0018发明的效果0019根据本发明,由于以与关于入射至固体拍摄元件的入射光线束的光线束聚光角度的信息相对应的校正量,对因倾斜入射光引起的画质劣化进行校正,因此即使对于拍摄元件周边部的像素检测出的信号,也能够高品质地进行画质校正。附图说明0020图1是本发明的一个实施例涉及的拍摄装置的功能模块结构图。0021图2是将图1的功能模块中的用于混色校正的功能模块抽出后的结构。

15、图。0022图3是表示混色率分布的一例的图。0023图4是上下光线中心角和上下光线角幅度的说明图。0024图5是表示校正系数选择表的一例的图。0025图6是说明镜头的像高的图。0026图7是确定校正系数时的动作说明图。0027图8是表示图1所示的存储器的校正系数存储区域的结构例的图。0028图9是镜头入射角信息的另一实施方式的说明图。0029图10是表示各F值的校正系数选择表的一例的图。0030图11是表示像高方向的圆周方向的入射角特性的图。0031图12是表示在上光线和下光线中入射角分布不同的例子的图。0032图13是表示即使瞳位置、F值相同的镜头,入射角也不同的例子的图。具体实施方式003。

16、3下面,参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。0034图1是本发明的一个实施方式涉及的镜头可换式拍摄装置的功能框图。该镜头可换式拍摄装置10具有可换镜头20、拍摄装置主体拍摄装置机身30而形成,通过将广角拍摄系统的可换镜头20或长焦拍摄系统的可换镜头20等用户希望的可换镜头20安装在拍摄装置主体30上而构成。0035可换镜头20内置有光圈IRIS21和聚焦透镜22。另外,如果是广角拍摄系列,则将省略图示的广角透镜内置在光圈21的前段,如果是长焦拍摄系列,则将省略图示的长焦说明书CN104205818A3/10页6透镜内置在光圈21的前段。0036光圈21通过电动机21A变更/驱动其光圈位置。。

17、由电动机驱动器21B驱动电动机21A,电动机驱动器21B根据来自拍摄装置主体30内的后述的CPU40的指示进行驱动。0037聚焦透镜22由电动机22A驱动,电动机22A由电动机驱动器22B根据来自CPU40的指示进行驱动。对聚焦透镜22进行驱动,使得入射光像在拍摄装置主体30内的后述的拍摄元件31的受光面成像。0038ROM内置在可换镜头20内,在该ROM内,存储有该可换镜头20的如图7所示的镜头入射角信息27。拍摄装置主体30内的CPU40在将可换镜头20安装在拍摄装置主体30上时读取镜头入射角信息27,基于该镜头入射角信息27进行拍摄物体拍摄图像的各种画质校正。0039此外,在以下的实施方。

18、式中,对作为画质校正而进行混色校正的例子进行了说明,但该实施方式也能够适用色差校正或后述的相同色阶等其他校正。0040在拍摄装置主体30中,在通过聚焦透镜22后的入射光成像的位置处,配置有CMOS型彩色图像拍摄用的单板式固体拍摄元件31。当然,也可以取代CMOS型的固体拍摄元件31而使用CCD型等其他形式的固体拍摄元件。0041在拍摄装置主体30中,具有图像输入控制器33,该图像输入控制器33读取固体拍摄元件31的输出图像信号并将其输出至总线32。在该总线32上连接有图像信号处理电路34,其对固体拍摄元件31的输出图像信号实施公知的图像处理;压缩处理电路35,其将图像处理后的图像信号压缩为JP。

19、EG图像数据等;视频编码器37,其将拍摄图像或通过镜头图像显示在设置于拍摄装置主体30背面等的图像表示装置36上;CPU40,其集中控制该镜头可换式拍摄装置10;电路41,其对作为通过镜头图像实时取景图像而从固体拍摄元件31输出的信号进行处理,检测自动曝光AE以及自动白平衡AWB;存储器42;校正系数选择部43,其详细如后述动作;以及介质控制器45,其将JPEG图像数据保存至记录介质44。在存储器42内,设置有校正系数数据的存储区域42A。0042固体拍摄元件31根据来自定时发生器47的定时信号进行驱动。定时发生器47根据来自CPU40的指示动作。在CPU40上连接有设置于拍摄装置主体30的快。

20、门释放按钮48。0043图2是从在图1中说明的功能模块中,仅抽出在进行混色校正时所需的功能模块后的图。设置于可换镜头20内的镜头入射角信息27被CPU40的入射角运算部40A读取,并实施运算处理。校正系数选择部43根据入射角运算部40A的运算结果而从图5所例示的校正系数选择表中选择该校正系数编号。0044在存储器42的校正系数存储区域42A中具有多个区域42B,在这些区域中,分为多个组A、B、的校正系数分别对应于各个组进行存储。图像信号处理电路34从多个区域42B中读取相应的区域42B的校正系数,并进行混色校正。0045图3是在将横轴设为上下光线的中心线的入射角称为上下光线中心角、将纵轴设为上。

21、下光线的角幅度称为上下光线角幅度的坐标中,求出拍摄图像信号的画质劣化率、在本例中为混色率的分布的图。在此,使用图4对上下光线中心角和上下光线角幅度进行说明。0046在光线束从省略了图示的拍摄镜头以及光圈通过而入射至拍摄元件31的受光面说明书CN104205818A4/10页7时,光线束在受光面上聚光。从光圈的中心通过的光线为主光线。光线束聚光的部分成为以聚光位置为顶点的圆锥形状。对于利用与将拍摄元件31的中心点和聚光位置连结的线该线为图6中说明的像高方向上的线垂直的平面与拍摄元件表面垂直的平面对该圆锥形状进行切断时,从聚光位置延伸的2条切断线,将其中一个设为上光线,将另一个设为下光线。换言之,。

22、对于入射光线束的圆锥形状聚光部分的周壁部与垂直于固体拍摄元件受光面、且沿像高方向的平面交叉的2条光线,将其中一个称为上光线,将另一个称为下光线。0047图4所示的光线束的聚光部分51示出了如下例子,即,主光线垂直地入射至拍摄元件31的中心,主光线与上光线所成的角为20,主光线与下光线所成的角为20。此时的上下光线角幅度上光线与下光线所成的角为202040,上下光线中心角上光线和下光线的中心线与相对于拍摄元件表面的垂直线所成的角为0。0048如果入射而来的光线束倾斜而形成为图4的聚光部分52,则聚光位置在拍摄元件31的周围方向上偏移,上述的上下光线角幅度减小,上下光线中心角朝正方向增大。并且,上。

23、下光线的中心线54从主光线偏移。如果光线束朝相反方向倾斜省略图示,则上下光线角幅度减小,上下光线中心角朝负方向增大。此外,上下光线中心角与长焦透镜的变焦倍率的变动联动地变化,上下光线角幅度与光圈口径的变动联动地变化。0049图3是以该上下光线中心角为横轴、且以上下光线角幅度为纵轴,求出的彩色滤光片排列为拜耳排列的单板式固体拍摄元件的混色率分布的图。根据该图3可知,光线束越趋向垂直地入射至拍摄元件,混色率越减小,光线束越倾斜地入射,混色率越增大。另外,即使近似垂直地入射,如果光圈的口径增大而使得上下光线角幅度扩大,则由于倾斜的入射光增多,因此混色率也会增大。0050与光线束聚光部分的聚光角度相关。

24、的信息,是指与以从光圈21的开口通过的光线束在透镜的聚光作用下在拍摄元件的受光面的一点成像的方式收敛为圆锥形状的圆锥形状尖端部分相关的信息。即,是与表示该圆锥形状尖端部分是何种尖锐程度的尖端部分的角度、该尖端部分相对于受光面表面以何种角度入射、圆锥形状的形状圆形、还是扁平的圆形、或者是扁圆锥状等相关的信息。0051因此,不言而喻,上述实施方式中的上下光线中心角、上下光线角幅度不过是与聚光角度相关的信息的一例。例如,如果如图12所示那样利用光线束聚光角度的重心取代上下光线中心角,则即使在入射角的分布在上光线的入射角方向、下光线的入射角方向上不同时,也能够追随光线束聚光角度的重心。分布不同的情况,。

25、是指例如在仅在下光线侧产生虚光的情况下,入射角的分布在像高方向上不对称的状况。在该情况下,可以认为,与上下光线的中心角相比,校正系数追随于重心一方。0052此外,表示圆锥形状尖端部分相对于受光面表面以何种角度入射的图4中的中心线54与主光线不同。主光线并非表示与聚光角度相关的信息的参数,其不过表示从光圈中心、透镜中心通过的光线。0053即,越是倾斜的入射光、且光圈口径越大,则混色率越增大,越趋近垂直入射、且光圈口径越小,则混色率越减小。图3中以每01的范围示出了混色率。0054图5是表示针对图2的校正系数选择部43准备的校正系数选择表的一例的图。图5所示的校正系数选择表43A,横轴方向设为上下。

26、光线中心角度,纵轴方向设为上下光线角说明书CN104205818A5/10页8幅度,对于各自的每1度,分配05中某一个校正系数编号NO。对于校正系数编号,在后述的图8进行了例示,示出了一组校正系数所属组的编号。在本实施方式中,将校正系数编号相同的上下光线中心角度位置、上下光线角幅度位置的校正系数共通化,使用相同的校正系数而进行混色校正,从而实现校正系数的数据量的削减。0055该校正系数选择表是针对每个像高而设置的。如图6A所示,像高是指在固体拍摄元件31的受光面中距离受光面中心光轴中心的距离,入射光束的聚光位置越在像高方向上偏移,则越倾斜入射。即,图4中说明的上下光线中心角及上下光线角幅度变化。

27、。上下光线角幅度与圆锥形状的聚光部分中的像高方向的角幅度相同。此外,将相对于像高方向的直角方向称为圆周方向。0056对于该上下光线中心角及、上下光线角幅度,即使像高相同,如果拍摄镜头不同,则它们也成为不同的值。另外,如果拍摄镜头不同,即使瞳位置及光圈F值相同,向拍摄元件31的周边部的入射角也不同,拍摄元件31的周边部中的混色率不同。0057因此,在本实施方式中,如图6B所示,以距离受光面中心光轴位置的距离将固体拍摄元件31的受光面分组为07这8个镜头像高区域范围,针对每个像高组,设置图5所例示的校正系数选择表。0058图7是确定进行混色校正的校正系数时的动作说明图。图2的CPU40对预先写入至。

28、可换镜头20的ROM的镜头入射角信息27中的每个像高的上光线角度信息、下光线角度信息进行读取。在图示的例子中,仅记载像高3的上光线角度13上光线与受光面的法线所成的角第1入射角度和下光线角度7下光线与受光面的法线所成的角第2入射角度。但是,实际上,写入有像高0的上光线角度、下光线角度的信息、像高1的上光线角度、下光线角度的信息、像高7的上光线角度、下光线角度的信息,读取各个像高的上、下光线角度的信息。0059以像高3的上、下光线角度13、7为例进行说明,图2的入射角运算部40A运算2个角度的差值1376而计算出上下光线角幅度,并且运算2个角度的平均值137210而计算出上下光线中心角。0060。

29、校正系数选择部43基于像高3的信息以及上述的6和10的运算结果,以上下光线角幅度6以及上下光线中心角10,对像高3用的校正系数选择表43A进行检索,求出校正系数编号“2”。0061校正系数选择部43以相同的方法求出针对像高0的校正系数编号、针对像高7的校正系数编号,从而图7的表50完成。0062如图8所示,在图2的存储器42的校正系数存储区域42A中,针对每个校正系数编号存储有一组校正系数RA、GA、BA。在图8中,示出以表示属于校正系数编号“2”的一组校正系数的例子。在图示的例中,针对每个像高,设置在将从拍摄元件受光面的中心例如向右水平方向延伸的线作为0方向,将向垂直上方延伸的线作为90方向。

30、时的每20的校正系数RA、GA、BA。0063例如,对于像高0的0方向的校正系数RA,由于1,因此RA101,对于校正系数GA,由于0,因此GA100,对于校正系数BA,由于1,因此BA099。图像信号处理电路34使用该校正系数而进行混色校正。0064混色校正例如按照下述方式进行。将位于图6B所示的像高3的范围内的红色说明书CN104205818A6/10页9R检测像素的实际的检测信号乘以校正系数RA,而作为该红色检测像素的混色校正后的检测信号,相同地,将绿色G检测像素的实际的检测信号乘以校正系数GA,而作为绿色检测像素的混色校正后的检测信号,将蓝色B检测像素的实际的检测信号乘以校正系数BA,。

31、而作为蓝色检测像素的混色校正后的检测信号。此外,混色校正的处理方法并不限定于此,也可以通过从检测像素的检测信号输出值中,减去将与检测像素的周边相邻的各相邻像素的检测信号输出值和与该相邻像素的颜色对应的校正系数相乘后的值,而进行混色校正。0065通过针对像高0的范围、像高1的范围、像高7的范围的各像素的检测信号,基于表50而对如上所述的混色校正运算进行校正,从而能够进行与可换镜头20对应的、即与该可换镜头20的镜头入射角信息对应的混色校正。0066在图7的说明中,仅说明了像高3的上光线角度13、下光线角度7的例子,但该像高对应的上、下光线角度如上所述,根据每个可换镜头而成为不同的值。例如,在其他。

32、可换镜头中,像高3的上光线角度为16,下光线角度为6。在该情况下,差值上下光线角幅度为10、平均上下光线中心角为11。与之相对的校正系数编号为“3”,按照属于校正系数编号3的校正系数进行混色校正。0067在图7的上部所示的镜头入射角信息27中,也写入有拍摄条件ZP变焦点长焦透镜的变焦位置、IPIRIS点光圈位置,FP聚焦透镜位置的信息。这些信息被传送至拍摄装置主体侧,但在本实施方式中,并不针对这些拍摄条件的每一个每个变焦位置、每个光圈位置、每个对焦位置而准备混色校正系数,而是针对由每个像高的上光线角度和下光线角度所确定的校正系数编号,实现校正系数的共通化。由此,能够减少校正系数的数量,即使应用。

33、于镜头可换式的拍摄装置,也能够削减预先准备的校正系数数据的数据量,能够实现存储器容量的小容量化。0068此外,在上述的实施方式中,对将每个像高的上光线角度和下光线角度的信息保存在可换镜头侧的例子进行了叙述,但本发明并不限定于此。例如,也可以在可换镜头20侧存储镜头ID信息,在安装有该可换镜头的拍摄装置主体侧读取该镜头ID信息。并且,也可以构成为,通过根据与镜头ID对应地存储在拍摄装置主体侧的存储器中的镜头结构信息,进行运算处理而计算出与该镜头ID信息对应的镜头入射角信息每个像高组的上光线角度和下光线角度。0069或者,也可以预先进行上述的运算处理,将每个镜头ID的如图7所图示的镜头入射角信息2。

34、7预先准备在拍摄装置主体30侧的存储器42中。0070另外,在上述的实施方式中,对混色校正的例进行了说明,但对于为了提高其他画质的图像校正也能够相同地进行处理。例如,对于色差校正,按照每个可换镜头,校正系数不同。因此,通过上下光线中心角、上下光线角幅度求出与图3相当的色差率的分布,与该分布对应地准备与图5对应的色差校正系数选择表,也可以设置与图8对应的色差校正系数数据。0071相同地,有时在拍摄图像中产生依赖于入射光线入射角的不自然的阶差。其原因在于,由于形成于半导体基板表面部的各像素光电二极管的制造波动或层叠于其上方的彩色滤光片的制造波动等,在入射光倾斜程度下的该相邻像素间会出现受光灵敏度差。

35、。例如,被称为同色阶差的阶差会在图像中出现。另外,在固体拍摄元件的例如中央像素的受说明书CN104205818A7/10页10光灵敏度和周边像素的受光灵敏度之间会产生差,该差根据每个可换镜头而不同,但该差相对灵敏度的可换镜头依赖性也与上述相同地,能够根据每个可换镜头适当地校正。0072由于在上述的混色校正、色差校正、阶差校正、相对灵敏度校正的各校正中使用的校正系数量各自较少就能完成,因此,即使准备进行所有的校正的全部校正系数,也能够以少的校正系数数据量来完成。0073此外,以上对在拍摄装置主体侧的存储器42的区域42A中预先保存图5、图8所例示的数据的实施方式进行了叙述,但也可以构成为,保存图。

36、3所例示的分布数据,基于该分布数据而由CPU40计算出图5、图8的数据。0074在图7中说明的实施方式中,作为镜头入射角信息27,与像高对应地存储有上光线角度和下光线角度的信息。但是,如图9所示,也可以与像高对应且与F值对应地,极其详细地存储上光线角度和下光线角度的信息。这样,通过根据拍摄物体拍摄时的F值确定在上述的各校正中使用的校正系数,从而能够实现更进一步的高画质化。0075图10是表示随F值不同而校正系数不同的例子的图表。下部的图表与图5相同,例如表示F值20时的校正系数编号,与此相对,图10上部的图表例示在F值14时的校正系数编号。如图9所示,即使上下光线角度相同,也有适合的校正参数校。

37、正系数编号随着F值而不同的情况。0076例如,如图11所示,在将入射光线束的聚光部分的角幅度设为像高方向和圆周方向时,只要入射光线束与拍摄元件受光面垂直地入射,则在聚光部分的聚光角度特性中,像高方向的角幅度和圆周方向的角幅度相同为图11的中央的圆形。但是,如果入射光线束为倾斜入射、聚光位置在像高方向偏移,则在与聚光部分的聚光角度相关的特性中,像高方向的角幅度变狭而形成扁平,但圆周方向的角幅度基本不变。0077在上述的实施方式中,基于图11的像高方向的角幅度上下光线角幅度55而确定校正系数,但使该校正系数不依赖于圆周方向的角幅度56。图9的实施方式也依赖于圆周方向的角幅度56而确定校正系数。在图。

38、11的变得扁平的图中,由于圆周方向的角幅度56依赖于F值,如图9所示,因此成为与F值相应的入射角信息。0078此外,在图9中,分别设定为F值14、F值20、F值,但在F值例如大于或等于4时,由于即使圆周方向的角幅度56变动,但变动量也较小,对校正系数的影响小,因此也可以将它们汇总而归入1个上下线角度的信息。0079如上所述,根据上述的实施方式,将校正系数分组在图8的例子中按照每个校正系数编号进行了分组,基于与入射光线束的聚光部分的聚光角度相关的信息,确定选择哪个组的哪个校正系数,因此,能够以较少的数据量的校正系数进行适当的图像校正。0080如在上述的实施方式中说明所示,从图3所例示的分布图可知。

39、,混色的特性及色差的特性在上下光线的中心角和角幅度二者均很苛刻条件下大幅地变动。在上述的实施方式中,通过根据上下光线的中心角和角幅度而对分布作成对应图,从而能够同时实现校正系数的变动缓和的区域和变动急剧的区域,并且无需准备冗余的校正系数,就能够同时实现高速处理和校正精度。0081近年来,无反射镜可换镜头相机正在普及发展,但对于无反射镜可换镜头相机而言,通常情况下,由于法兰距FLANGEBACK镜头卡口部与拍摄元件之间的距離较短,因此,呈现出朝向拍摄元件的入射角容易变得倾斜的倾向。特别地,由于朝向拍摄元件周边部说明书CN104205818A108/10页11的倾斜入射成分因镜头种类的不同而大幅地。

40、改变,因此,色差特性、混色特性也因拍摄镜头的不同而大幅地改变。在上述实施方式中,具有如下优点能够使拍摄元件周边部具有较强的校正系数,能够实现对于光学条件承受度较高的拍摄装置,能够使可换镜头的尺寸、构造具有自由度。0082此外,虽然在上述实施方式中以镜头可换式拍摄装置为例进行了说明,但当然也能够应用于将拍摄镜头与拍摄装置主体一体化安装而成的镜头非可换式的拍摄装置。在该情况下,由于已知拍摄镜头只有一种、且已知拍摄装置主体侧使用了哪个拍摄镜头,因此,只要预先将镜头入射角信息存储于拍摄装置主体侧即可。0083如上所述,实施方式涉及的拍摄装置具有聚光透镜光学系统以及固体拍摄元件,使穿过上述聚光透镜光学系。

41、统通过而入射至固体拍摄元件的入射光线束,利用在上述聚光透镜的聚光作用,以在上述固体拍摄元件的受光面的一点处成像的方式收敛为圆锥形状,0084所述拍摄装置的特征在于,0085具有校正部,其根据所设定的校正量,对从上述固体拍摄元件输出的拍摄图像信号进行画质校正,0086上述校正量对应于像光方向角幅度以及入射角度而被规定,其中,所述像光方向角幅度是上述入射光线束的圆锥形状的周壁面与穿过上述固体拍摄元件的受光面中心且垂直于该受光面的平面交叉所得的2条光线所成的角幅度,所述入射角度是将上述像光方向角幅度二等分的中心线与上述受光面的法线所成的角度。0087另外,实施方式的拍摄装置的特征在于,具有拍摄镜头,。

42、其具有上述聚光透镜系统以及光圈;以及拍摄装置主体,该拍摄镜头安装在该拍摄装置主体上,0088上述拍摄装置主体具有0089存储部,其对上述校正量进行存储;以及0090校正量选择部,其基于与上述拍摄镜头的上述像高方向角幅度以及上述入射角度相关的入射角信息,检索上述存储部的存储的数据,求出相应的校正量。0091另外,实施方式的拍摄装置的特征在于,上述入射角信息包含第1入射角度和第2入射角度的信息,其中,第1入射角度是上述2条光线中的一条光线与上述受光面的法线所成的角度,第2入射角度是另一条光线与上述受光面的法线所成的角度。0092另外,实施方式的拍摄装置的特征在于,在将从上述固体拍摄元件的受光面中心。

43、至上述入射光线束的聚光位置的距离设为像高时,0093上述存储部对根据每个上述像高而分组的上述校正量进行存储,0094上述校正量选择部基于根据每个上述像高而分组的上述入射角信息,从上述存储部选择相应的校正量。0095另外,实施方式的拍摄装置的特征在于,在将从上述固体拍摄元件的受光面中心至上述入射光线束的聚光位置的距离设为像高时,0096上述存储部对根据每个上述像高而分组的上述校正量进行存储,0097上述校正量选择部基于根据每个上述像高以及每个镜头F值而分组设置的上述入射角信息,从上述存储部选择相应的校正量。0098另外,实施方式的拍摄装置的特征在于,存储于上述存储部的上述校正量,是根据以上述像高。

44、方向角幅度的值以及上述入射角度的值作为坐标的上述拍摄图像信号的画质说明书CN104205818A119/10页12劣化率的分布而求出的。0099另外,实施方式的拍摄装置的特征在于,取代上述中心线的入射角度,而使用上述像高方向角幅度内的入射角分布的重心线与上述受光面的法线所成的角度。0100另外,实施方式的拍摄装置的特征在于,上述画质劣化率的分布是混色率的分布、色阶率的分布、拍摄图像中的色差分布以及上述固体拍摄元件的像素的受光灵敏度分布的任一个。0101另外,实施方式的拍摄装置的特征在于,上述拍摄镜头以非可换式设置于上述拍摄装置主体上。0102另外,实施方式的拍摄装置的特征在于,上述拍摄镜头是可。

45、自由拆装地安装于上述拍摄装置主体上的可换镜头。0103另外,实施方式的拍摄装置的特征在于,上述可换镜头具有存储该可换镜头的上述入射角信息的存储器,0104上述拍摄装置主体具有控制部,该控制部在上述可换镜头安装于上述拍摄装置主体上时,从上述存储器读取上述入射角信息。0105另外,实施方式的拍摄装置的特征在于,上述可换镜头具有存储器,该存储器存储能够确定该可换镜头的ID信息,0106上述拍摄装置主体具有控制部,该控制部在上述可换镜头安装于上述拍摄装置主体上时,从上述存储器获取上述ID信息、并基于该ID信息而计算出该可换镜头的上述入射角信息。0107另外,实施方式的拍摄装置的可换镜头的特征在于,该可。

46、换镜头是上述的可换镜头。0108另外,实施方式的拍摄装置的拍摄装置主体的特征在于,该拍摄装置主体是上述的拍摄装置主体。0109另外,实施方式的拍摄装置的画质校正方法的特征在于,该拍摄装置具有聚光透镜光学系统以及固体拍摄元件,使穿过所述聚光透镜光学系统而入射至所述固体拍摄元件的入射光线束,利用所述聚光透镜的聚光作用,以在所述固体拍摄元件的受光面的一点处成像的方式收敛为圆锥形状,该拍摄装置根据所设定的校正量,对从所述固体拍摄元件输出的拍摄图像信号进行画质校正,其中,0110所述校正量对应于像光方向角幅度以及入射角度而被规定,其中,所述像光方向角幅度是所述入射光线束的圆锥形状的周壁面与穿过所述固体拍。

47、摄元件的受光面中心且垂直于该受光面的平面交叉所得的2条光线所成的角幅度,所述入射角度是将所述像光方向角幅度二等分的中心线与所述受光面的法线所成的角度。0111根据如上所述的实施方式,由于根据与入射光线束的聚光部分的聚光角度相关的信息,确定混色校正用、色差校正用等的校正量,因此,能够对因倾斜入射光而引起的画质劣化适当地进行校正。进而,与针对每个变焦位置、每个光圈位置、每个聚焦位置而确定校正量相比,能够以较少的数据量进行校正。0112工业实用性0113根据本发明,由于能够对因倾斜入射光而引起的画质劣化适当地进行校正,因此,有效地适用于入射光以较大的角度入射至拍摄元件的拍摄装置。说明书CN10420。

48、5818A1210/10页130114本申请基于在2011年12月28日申请的日本专利申请号2011288031,其内容作为参考而引入本说明书。0115标号的说明011610镜头可换式拍摄装置011720可换镜头011821光圈IRIS011922聚焦透镜012027镜头入射角信息入射光线束入射角信息012130拍摄装置主体012231固体拍摄元件012334图像信号处理电路012440CPU012540A入射角运算部012642存储器012742A校正系数存储区域012843校正系数选择部012943A校正系数选择表说明书CN104205818A131/11页14图1图2说明书附图CN104205818A142/11页15图3说明书附图CN104205818A153/11页16图4说明书附图CN104205818A164/11页17图5说明书附图CN104205818A175/11页18图6说明书附图CN104205818A186/11页19图7说明书附图CN104205818A197/11页20图8说明书附图CN104205818A208/11页21图9说明书附图CN104205818A219/11页22图10说明书附图CN104205818A2210/11页23图11图12说明书附图CN104205818A2311/11页24图13说明书附图CN104205818A24。

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