拍攝裝置及其畫質(zhì)校正方法以及可換鏡頭和拍攝裝置主體的制作方法
【專利摘要】一種拍攝裝置，其使從聚光透鏡光學(xué)系統(tǒng)通過而入射至固體拍攝元件的入射光線束，利用聚光透鏡的聚光作用，以在固體拍攝元件的受光面的一點成像的方式收斂為圓錐形狀。拍攝裝置具有校正部，該校正部根據(jù)所設(shè)定的校正量對拍攝圖像信號進(jìn)行畫質(zhì)校正。根據(jù)像光方向角幅度以及入射角度而對該校正量進(jìn)行規(guī)定，其中，所述像光方向角幅度是入射光線束的圓錐形狀的周壁面與穿過固體拍攝元件的受光面中心且垂直于該受光面的平面交叉所得的2條光線所成的角幅度，所述入射角度是將像光方向角幅度二等分的中心線與受光面的法線所成的角度。
【專利說明】拍攝裝置及其畫質(zhì)校正方法以及可換鏡頭和拍攝裝置主體

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及拍攝裝置及其畫質(zhì)校正方法以及可換鏡頭和拍攝裝置主體。

【背景技術(shù)】
[0002]在使用CCD型或CMOS型等彩色圖像拍攝用固體拍攝元件而對拍攝物體圖像進(jìn)行拍攝的情況下，如果在彩色濾光片顏色不同的相鄰像素間發(fā)生入射光的串?dāng)_，則產(chǎn)生因混色而引起的畫質(zhì)劣化。同樣地，也會產(chǎn)生因在拍攝元件周邊部所拍攝到的圖像的顏色與在拍攝元件中心部所拍攝到的圖像的顏色偏差產(chǎn)生的色差而引起的畫質(zhì)劣化。
[0003]作為使拍攝圖像的畫質(zhì)劣化的要因，除了混色及色差之外，有各種各樣的要因，但它們依賴于從安裝在拍攝裝置上的拍攝鏡頭通過而入射至固體拍攝元件的受光面的入射光的入射角而發(fā)生，入射角越傾斜地入射，畫質(zhì)越劣化。
[0004]為了避免這樣的畫質(zhì)劣化，對固體拍攝元件的輸出信號進(jìn)行混色校正處理、色差校正處理。例如，在下述的專利文獻(xiàn)I中，求出鏡頭的F值和瞳距，以基于它們的混色校正系數(shù)進(jìn)行混色校正。另外，在下述的專利文獻(xiàn)2中，以與基于從鏡頭獲得的鏡頭信息而計算出的入射光的主光線入射角度相對應(yīng)的顏色校正系數(shù)進(jìn)行陰影校正。
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-130583號
[0006]專利文獻(xiàn)2:日本特開2005-151036號


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]然而，如圖13所示，對于不同的拍攝鏡頭A、B，即使相同的瞳位置、相同的光圈F值，有時入射至拍攝元件的周邊部的入射角度也會不同。如果入射角度不同，則需要使用不同的混色校正系數(shù)，但在專利文獻(xiàn)I的校正方法中，只要F值和瞳距相同，就使用相同的校正系數(shù)，畫質(zhì)校正不充分。另外，如專利文獻(xiàn)2所示，通過本申請
【發(fā)明者】的研究發(fā)現(xiàn):即使以入射光的主光線的入射角度進(jìn)行校正，有時也無法進(jìn)行充分的校正。如圖13所示，由于夾著主光線的上光線和下光線所成的角度隨著越接近拍攝元件周邊部就變得越小，這是拍攝鏡頭內(nèi)的虛光的主要原因。
[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠適當(dāng)?shù)貙σ騼A斜入射光引起的畫質(zhì)劣化進(jìn)行校正的拍攝裝置及其畫質(zhì)校正方法以及可換鏡頭和拍攝裝置主體。
[0009]本發(fā)明的拍攝裝置及其畫質(zhì)校正方法的特征在于，拍攝裝置具有聚光透鏡光學(xué)系統(tǒng)以及固體拍攝元件，使穿過上述聚光透鏡光學(xué)系統(tǒng)而入射至上述固體拍攝元件的入射光線束，利用上述聚光鏡頭的聚光作用，以在上述固體拍攝元件的受光面的一點成像的方式收斂為圓錐形狀，
[0010]所述拍攝裝置具有校正部，該校正部根據(jù)所設(shè)定的校正量，對從上述固體拍攝元件輸出的拍攝圖像信號進(jìn)行畫質(zhì)校正，
[0011]上述校正量對應(yīng)于像光方向角幅度以及入射角度而被規(guī)定，其中，所述像光方向角幅度是上述入射光線束的圓錐形狀的周壁面與穿過上述固體拍攝元件的受光面中心且垂直于該受光面的平面交叉所得的2條光線所成的角幅度，所述入射角度是將上述像光方向角幅度二等分的中心線與上述受光面的法線所成的角度。
[0012]更優(yōu)選地，本發(fā)明的拍攝裝置的特征在于，具有:拍攝鏡頭，其具有上述聚光透鏡系統(tǒng)以及光圈；以及拍攝裝置主體，該拍攝鏡頭安裝在該拍攝裝置主體上，
[0013]上述拍攝裝置主體具有:
[0014]存儲部，其對上述校正量進(jìn)行存儲；以及
[0015]校正量選擇部，其基于與上述拍攝鏡頭的上述像高方向角幅度以及上述入射角度相關(guān)的入射角信息，檢索上述存儲部的存儲的數(shù)據(jù)，求出相應(yīng)的校正量。
[0016]本發(fā)明的可換鏡頭的特征在于，該可換鏡頭是可自由拆裝地安裝于上述拍攝裝置主體上的可換鏡頭，并保持所述入射角信息或者能夠算出該入射角信息的信息。
[0017]本發(fā)明的拍攝裝置主體的特征在于，該拍攝裝置主體是上述拍攝裝置主體。
[0018]發(fā)明的效果
[0019]根據(jù)本發(fā)明，由于以與關(guān)于入射至固體拍攝元件的入射光線束的光線束聚光角度的信息相對應(yīng)的校正量，對因傾斜入射光引起的畫質(zhì)劣化進(jìn)行校正，因此即使對于拍攝元件周邊部的像素檢測出的信號，也能夠高品質(zhì)地進(jìn)行畫質(zhì)校正。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的一個實施例涉及的拍攝裝置的功能模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖2是將圖1的功能模塊中的用于混色校正的功能模塊抽出后的結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖3是表示混色率分布的一例的圖。
[0023]圖4是上下光線中心角和上下光線角幅度的說明圖。
[0024]圖5是表示校正系數(shù)選擇表的一例的圖。
[0025]圖6是說明鏡頭的像高的圖。
[0026]圖7是確定校正系數(shù)時的動作說明圖。
[0027]圖8是表示圖1所示的存儲器的校正系數(shù)存儲區(qū)域的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0028]圖9是鏡頭入射角信息的另一實施方式的說明圖。
[0029]圖10是表示各F值的校正系數(shù)選擇表的一例的圖。
[0030]圖11是表示像高方向的圓周方向的入射角特性的圖。
[0031]圖12是表示在上光線和下光線中入射角分布不同的例子的圖。
[0032]圖13是表示即使瞳位置、F值相同的鏡頭，入射角也不同的例子的圖。

【具體實施方式】
[0033]下面，參照附圖對本發(fā)明的一個實施方式進(jìn)行說明。
[0034]圖1是本發(fā)明的一個實施方式涉及的鏡頭可換式拍攝裝置的功能框圖。該鏡頭可換式拍攝裝置10具有可換鏡頭20、拍攝裝置主體(拍攝裝置機身)30而形成，通過將廣角拍攝系統(tǒng)的可換鏡頭20或長焦拍攝系統(tǒng)的可換鏡頭20等用戶希望的可換鏡頭20安裝在拍攝裝置主體30上而構(gòu)成。
[0035]可換鏡頭20內(nèi)置有光圈(iris) 21和聚焦透鏡22。另外，如果是廣角拍攝系列，則將省略圖示的廣角透鏡內(nèi)置在光圈21的前段，如果是長焦拍攝系列，則將省略圖示的長焦透鏡內(nèi)置在光圈21的前段。
[0036]光圈21通過電動機21a變更/驅(qū)動其光圈位置。由電動機驅(qū)動器21b驅(qū)動電動機21a，電動機驅(qū)動器21b根據(jù)來自拍攝裝置主體30內(nèi)的后述的CPU40的指示進(jìn)行驅(qū)動。
[0037]聚焦透鏡22由電動機22a驅(qū)動，電動機22a由電動機驅(qū)動器22b根據(jù)來自CPU40的指示進(jìn)行驅(qū)動。對聚焦透鏡22進(jìn)行驅(qū)動，使得入射光像在拍攝裝置主體30內(nèi)的后述的拍攝元件31的受光面成像。
[0038]ROM內(nèi)置在可換鏡頭20內(nèi)，在該ROM內(nèi)，存儲有該可換鏡頭20的如圖7所示的鏡頭入射角信息27。拍攝裝置主體30內(nèi)的CPU40在將可換鏡頭20安裝在拍攝裝置主體30上時讀取鏡頭入射角信息27，基于該鏡頭入射角信息27進(jìn)行拍攝物體拍攝圖像的各種畫質(zhì)校正。
[0039]此外，在以下的實施方式中，對作為畫質(zhì)校正而進(jìn)行混色校正的例子進(jìn)行了說明，但該實施方式也能夠適用色差校正或后述的相同色階等其他校正。
[0040]在拍攝裝置主體30中，在通過聚焦透鏡22后的入射光成像的位置處，配置有CMOS型彩色圖像拍攝用的單板式固體拍攝元件31。當(dāng)然，也可以取代CMOS型的固體拍攝元件31而使用CCD型等其他形式的固體拍攝元件。
[0041 ] 在拍攝裝置主體30中，具有圖像輸入控制器33，該圖像輸入控制器33讀取固體拍攝元件31的輸出圖像信號并將其輸出至總線32。在該總線32上連接有:圖像信號處理電路34，其對固體拍攝元件31的輸出圖像信號實施公知的圖像處理；壓縮處理電路35，其將圖像處理后的圖像信號壓縮為JPEG圖像數(shù)據(jù)等；視頻編碼器37，其將拍攝圖像或通過鏡頭圖像顯示在設(shè)置于拍攝裝置主體30背面等的圖像表示裝置36上；CPU40，其集中控制該鏡頭可換式拍攝裝置10 ;電路41，其對作為通過鏡頭圖像(實時取景圖像)而從固體拍攝元件31輸出的信號進(jìn)行處理，檢測自動曝光(AE)以及自動白平衡(AWB);存儲器42;校正系數(shù)選擇部43，其詳細(xì)如后述動作；以及介質(zhì)控制器45，其將JPEG圖像數(shù)據(jù)保存至記錄介質(zhì)44。在存儲器42內(nèi)，設(shè)置有校正系數(shù)數(shù)據(jù)的存儲區(qū)域42a。
[0042]固體拍攝元件31根據(jù)來自定時發(fā)生器47的定時信號進(jìn)行驅(qū)動。定時發(fā)生器47根據(jù)來自CPU40的指示動作。在CPU40上連接有設(shè)置于拍攝裝置主體30的快門釋放按鈕48。
[0043]圖2是從在圖1中說明的功能模塊中，僅抽出在進(jìn)行混色校正時所需的功能模塊后的圖。設(shè)置于可換鏡頭20內(nèi)的鏡頭入射角信息27被CPU40的入射角運算部40a讀取，并實施運算處理。校正系數(shù)選擇部43根據(jù)入射角運算部40a的運算結(jié)果而從圖5所例示的校正系數(shù)選擇表中選擇該校正系數(shù)編號。
[0044]在存儲器42的校正系數(shù)存儲區(qū)域42a中具有多個區(qū)域42b，在這些區(qū)域中，分為多個組A、B、…的校正系數(shù)分別對應(yīng)于各個組進(jìn)行存儲。圖像信號處理電路34從多個區(qū)域42b中讀取相應(yīng)的區(qū)域42b的校正系數(shù)，并進(jìn)行混色校正。
[0045]圖3是在將橫軸設(shè)為上下光線的中心線的入射角(稱為上下光線中心角)、將縱軸設(shè)為上下光線的角幅度(稱為上下光線角幅度)的坐標(biāo)中，求出拍攝圖像信號的畫質(zhì)劣化率、在本例中為混色率的分布的圖。在此，使用圖4對上下光線中心角〔°〕和上下光線角幅度〔°〕進(jìn)行說明。
[0046]在光線束從省略了圖示的拍攝鏡頭以及光圈通過而入射至拍攝元件31的受光面時，光線束在受光面上聚光。從光圈的中心通過的光線為主光線。光線束聚光的部分成為以聚光位置為頂點的圓錐形狀。對于利用與將拍攝元件31的中心點和聚光位置連結(jié)的線(該線為圖6中說明的像高方向上的線)垂直的平面(與拍攝元件表面垂直的平面)對該圓錐形狀進(jìn)行切斷時，從聚光位置延伸的2條切斷線，將其中一個設(shè)為上光線，將另一個設(shè)為下光線。換言之，對于入射光線束的圓錐形狀聚光部分的周壁部與垂直于固體拍攝元件受光面、且沿像高方向的平面交叉的2條光線，將其中一個稱為上光線，將另一個稱為下光線。
[0047]圖4所示的光線束的聚光部分51示出了如下例子，即，主光線垂直地入射至拍攝元件31的中心，主光線與上光線所成的角為20°，主光線與下光線所成的角為一 20°。此時的上下光線角幅度(上光線與下光線所成的角)為20° —(一 20° )=40°，上下光線中心角(上光線和下光線的中心線與相對于拍攝元件表面的垂直線所成的角)為0°。
[0048]如果入射而來的光線束傾斜而形成為圖4的聚光部分52，則聚光位置在拍攝元件31的周圍方向上偏移，上述的上下光線角幅度減小，上下光線中心角朝正(+)方向增大。并且，上下光線的中心線54從主光線偏移。如果光線束朝相反方向傾斜(省略圖示)，則上下光線角幅度減小，上下光線中心角朝負(fù)(一)方向增大。此外，上下光線中心角與長焦透鏡的變焦倍率的變動聯(lián)動地變化，上下光線角幅度與光圈口徑的變動聯(lián)動地變化。
[0049]圖3是以該上下光線中心角為橫軸、且以上下光線角幅度為縱軸，求出的彩色濾光片排列為拜耳排列的單板式固體拍攝元件的混色率分布的圖。根據(jù)該圖3可知，光線束越趨向垂直地入射至拍攝元件，混色率越減小，光線束越傾斜地入射，混色率越增大。另外，即使近似垂直地入射，如果光圈的口徑增大而使得上下光線角幅度擴大，則由于傾斜的入射光增多，因此混色率也會增大。
[0050]與光線束聚光部分的聚光角度相關(guān)的信息，是指與以從光圈21的開口通過的光線束在透鏡的聚光作用下在拍攝元件的受光面的一點成像的方式收斂為圓錐形狀的圓錐形狀尖端部分相關(guān)的信息。即，是與表示該圓錐形狀尖端部分是何種尖銳程度的尖端部分的角度、該尖端部分相對于受光面表面以何種角度入射、圓錐形狀的形狀(圓形、還是扁平的圓形、或者是扁圓錐狀)等相關(guān)的信息。
[0051]因此，不言而喻，上述實施方式中的上下光線中心角、上下光線角幅度不過是與聚光角度相關(guān)的信息的一例。例如，如果如圖12所示那樣利用光線束聚光角度的重心取代上下光線中心角，則即使在入射角的分布在上光線的入射角方向、下光線的入射角方向上不同時，也能夠追隨光線束聚光角度的重心。分布不同的情況，是指例如在僅在下光線側(cè)產(chǎn)生虛光的情況下，入射角的分布在像高方向上不對稱的狀況。在該情況下，可以認(rèn)為，與上下光線的中心角相比,校正系數(shù)追隨于重心一方。
[0052]此外，表不圓錐形狀尖端部分相對于受光面表面以何種角度入射的圖4中的中心線54與主光線不同。主光線并非表不與聚光角度相關(guān)的信息的參數(shù)，其不過表不從光圈中心、透鏡中心通過的光線。
[0053]S卩，越是傾斜的入射光、且光圈口徑越大，則混色率越增大，越趨近垂直入射、且光圈口徑越小，則混色率越減小。圖3中以每0.1 %的范圍示出了混色率。
[0054]圖5是表示針對圖2的校正系數(shù)選擇部43準(zhǔn)備的校正系數(shù)選擇表的一例的圖。圖5所不的校正系數(shù)選擇表43a,橫軸方向設(shè)為上下光線中心角度,縱軸方向設(shè)為上下光線角幅度，對于各自的每I度，分配O?5中某一個校正系數(shù)編號(N0.)。對于校正系數(shù)編號，在后述的圖8進(jìn)行了例示，示出了一組校正系數(shù)所屬組的編號。在本實施方式中，將校正系數(shù)編號相同的上下光線中心角度位置、上下光線角幅度位置的校正系數(shù)共通化，使用相同的校正系數(shù)而進(jìn)行混色校正，從而實現(xiàn)校正系數(shù)的數(shù)據(jù)量的削減。
[0055]該校正系數(shù)選擇表是針對每個像高而設(shè)置的。如圖6(a)所示，像高是指在固體拍攝元件31的受光面中距離受光面中心(光軸中心)的距離，入射光束的聚光位置越在像高方向上偏移，則越傾斜入射。即，圖4中說明的上下光線中心角及上下光線角幅度變化。上下光線角幅度與圓錐形狀的聚光部分中的像高方向的角幅度相同。此外，將相對于像高方向的直角方向稱為圓周方向。
[0056]對于該上下光線中心角及、上下光線角幅度，即使像高相同，如果拍攝鏡頭不同，則它們也成為不同的值。另外，如果拍攝鏡頭不同，即使瞳位置及光圈F值相同，向拍攝元件31的周邊部的入射角也不同，拍攝元件31的周邊部中的混色率不同。
[0057]因此，在本實施方式中，如圖6(b)所示，以距離受光面中心(光軸位置)的距離將固體拍攝元件31的受光面分組為O?7這8個鏡頭像高區(qū)域(范圍)，針對每個像高組，設(shè)置圖5所例示的校正系數(shù)選擇表。
[0058]圖7是確定進(jìn)行混色校正的校正系數(shù)時的動作說明圖。圖2的CPU40對預(yù)先寫入至可換鏡頭20的ROM的鏡頭入射角信息27中的每個像高的上光線角度信息、下光線角度信息進(jìn)行讀取。在圖示的例子中，僅記載像高3的上光線角度13° (上光線與受光面的法線所成的角--第I入射角度)和下光線角度T (下光線與受光面的法線所成的角--第2入射角度)。但是，實際上，寫入有像高O的上光線角度、下光線角度的信息、像高I的上光線角度、下光線角度的信息、……、像高7的上光線角度、下光線角度的信息，讀取各個像高的上、下光線角度的信息。
[0059]以像高3的上、下光線角度13°、7°為例進(jìn)行說明，圖2的入射角運算部40a運算2個角度的差值(13° — V =6° )而計算出上下光線角幅度，并且運算2個角度的平均值〔(13° +7° )+2=10°〕而計算出上下光線中心角。
[0060]校正系數(shù)選擇部43基于像高3的信息以及上述的6°和10°的運算結(jié)果，以上下光線角幅度6°以及上下光線中心角10°，對像高3用的校正系數(shù)選擇表43a進(jìn)行檢索，求出校正系數(shù)編號“2”。
[0061]校正系數(shù)選擇部43以相同的方法求出針對像高O的校正系數(shù)編號、……、針對像高7的校正系數(shù)編號，從而圖7的表50完成。
[0062]如圖8所示，在圖2的存儲器42的校正系數(shù)存儲區(qū)域42a中，針對每個校正系數(shù)編號存儲有一組校正系數(shù)(Ra、Ga、Ba)。在圖8中，不出以％表不屬于校正系數(shù)編號“2”的一組校正系數(shù)的例子。在圖示的例中，針對每個像高，設(shè)置在將從拍攝元件受光面的中心例如向右水平方向延伸的線作為0°方向，將向垂直上方延伸的線作為90°方向時的每20°的校正系數(shù)(Ra、Ga、Ba)。
[0063]例如，對于像高O的0°方向的校正系數(shù)Ra，由于+1%，因此Ra= 1.01，對于校正系數(shù)Ga，由于±0%，因此Ga = 1.00，對于校正系數(shù)Ba，由于一I %，因此Ba = 0.99。圖像信號處理電路34使用該校正系數(shù)而進(jìn)行混色校正。
[0064]混色校正例如按照下述方式進(jìn)行。將位于圖6(b)所示的像高3的范圍內(nèi)的紅色(R)檢測像素的實際的檢測信號乘以校正系數(shù)Ra，而作為該紅色檢測像素的混色校正后的檢測信號，相同地，將綠色(G)檢測像素的實際的檢測信號乘以校正系數(shù)Ga，而作為綠色檢測像素的混色校正后的檢測信號，將藍(lán)色(B)檢測像素的實際的檢測信號乘以校正系數(shù)Ba，而作為藍(lán)色檢測像素的混色校正后的檢測信號。此外，混色校正的處理方法并不限定于此，也可以通過從檢測像素的檢測信號輸出值中，減去將與檢測像素的周邊相鄰的各相鄰像素的檢測信號輸出值和與該相鄰像素的顏色對應(yīng)的校正系數(shù)相乘后的值，而進(jìn)行混色校正。
[0065]通過針對像高O的范圍、像高I的范圍、......、像高7的范圍的各像素的檢測信號，
基于表50而對如上所述的混色校正運算進(jìn)行校正，從而能夠進(jìn)行與可換鏡頭20對應(yīng)的、SP與該可換鏡頭20的鏡頭入射角信息對應(yīng)的混色校正。
[0066]在圖7的說明中，僅說明了像高3的上光線角度13°、下光線角度7°的例子，但該像高對應(yīng)的上、下光線角度如上所述，根據(jù)每個可換鏡頭而成為不同的值。例如，在其他可換鏡頭中，像高3的上光線角度為16°，下光線角度為6°。在該情況下，差值(上下光線角幅度)為10°、平均(上下光線中心角)為11°。與之相對的校正系數(shù)編號為“3”，按照屬于校正系數(shù)編號3的校正系數(shù)進(jìn)行混色校正。
[0067]在圖7的上部所示的鏡頭入射角信息27中，也寫入有拍攝條件ZP (變焦點:長焦透鏡的變焦位置)、IP (iris點:光圈位置)，F(xiàn)P (聚焦透鏡位置)的信息。這些信息被傳送至拍攝裝置主體側(cè)，但在本實施方式中，并不針對這些拍攝條件的每一個(每個變焦位置、每個光圈位置、每個對焦位置)而準(zhǔn)備混色校正系數(shù)，而是針對由每個像高的上光線角度和下光線角度所確定的校正系數(shù)編號，實現(xiàn)校正系數(shù)的共通化。由此，能夠減少校正系數(shù)的數(shù)量，即使應(yīng)用于鏡頭可換式的拍攝裝置，也能夠削減預(yù)先準(zhǔn)備的校正系數(shù)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量，能夠?qū)崿F(xiàn)存儲器容量的小容量化。
[0068]此外，在上述的實施方式中，對將每個像高的上光線角度和下光線角度的信息保存在可換鏡頭側(cè)的例子進(jìn)行了敘述，但本發(fā)明并不限定于此。例如，也可以在可換鏡頭20側(cè)存儲鏡頭ID信息，在安裝有該可換鏡頭的拍攝裝置主體側(cè)讀取該鏡頭ID信息。并且，也可以構(gòu)成為，通過根據(jù)與鏡頭ID對應(yīng)地存儲在拍攝裝置主體側(cè)的存儲器中的鏡頭結(jié)構(gòu)信息，進(jìn)行運算處理而計算出與該鏡頭ID信息對應(yīng)的鏡頭入射角信息(每個像高組的上光線角度和下光線角度)。
[0069]或者，也可以預(yù)先進(jìn)行上述的運算處理，將每個鏡頭ID的如圖7所圖示的鏡頭入射角信息27預(yù)先準(zhǔn)備在拍攝裝置主體30側(cè)的存儲器42中。
[0070]另外，在上述的實施方式中，對混色校正的例進(jìn)行了說明，但對于為了提高其他畫質(zhì)的圖像校正也能夠相同地進(jìn)行處理。例如，對于色差校正，按照每個可換鏡頭，校正系數(shù)不同。因此，通過上下光線中心角、上下光線角幅度求出與圖3相當(dāng)?shù)纳盥实姆植?，與該分布對應(yīng)地準(zhǔn)備與圖5對應(yīng)的色差校正系數(shù)選擇表，也可以設(shè)置與圖8對應(yīng)的色差校正系數(shù)數(shù)據(jù)。
[0071]相同地，有時在拍攝圖像中產(chǎn)生依賴于入射光線入射角的不自然的階差。其原因在于，由于形成于半導(dǎo)體基板表面部的各像素(光電二極管)的制造波動或?qū)盈B于其上方的彩色濾光片的制造波動等，在入射光傾斜程度下的該相鄰像素間會出現(xiàn)受光靈敏度差。例如，被稱為同色階差的階差會在圖像中出現(xiàn)。另外，在固體拍攝元件的例如中央像素的受光靈敏度和周邊像素的受光靈敏度之間會產(chǎn)生差，該差根據(jù)每個可換鏡頭而不同，但該差(相對靈敏度)的可換鏡頭依賴性也與上述相同地，能夠根據(jù)每個可換鏡頭適當(dāng)?shù)匦Ｕ?br> [0072]由于在上述的混色校正、色差校正、階差校正、相對靈敏度校正的各校正中使用的校正系數(shù)量各自較少就能完成，因此，即使準(zhǔn)備進(jìn)行所有的校正的全部校正系數(shù)，也能夠以少的校正系數(shù)數(shù)據(jù)量來完成。
[0073]此外，以上對在拍攝裝置主體側(cè)的存儲器42的區(qū)域42a中預(yù)先保存圖5、圖8所例示的數(shù)據(jù)的實施方式進(jìn)行了敘述，但也可以構(gòu)成為，保存圖3所例示的分布數(shù)據(jù)，基于該分布數(shù)據(jù)而由CPU40計算出圖5、圖8的數(shù)據(jù)。
[0074]在圖7中說明的實施方式中，作為鏡頭入射角信息27，與像高對應(yīng)地存儲有上光線角度和下光線角度的信息。但是，如圖9所示，也可以與像高對應(yīng)且與F值對應(yīng)地，極其詳細(xì)地存儲上光線角度和下光線角度的信息。這樣，通過根據(jù)拍攝物體拍攝時的F值確定在上述的各校正中使用的校正系數(shù)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)更進(jìn)一步的高畫質(zhì)化。
[0075]圖10是表不隨F值不同而校正系數(shù)不同的例子的圖表。下部的圖表與圖5相同，例如表示F值=2.0時的校正系數(shù)編號，與此相對，圖10上部的圖表例示在F值=1.4時的校正系數(shù)編號。如圖9所示，即使上下光線角度相同，也有適合的校正參數(shù)(校正系數(shù)編號)隨著F值而不同的情況。
[0076]例如，如圖11所示，在將入射光線束的聚光部分的角幅度設(shè)為像高方向和圓周方向時，只要入射光線束與拍攝元件受光面垂直地入射，則在聚光部分的聚光角度特性中，像高方向的角幅度和圓周方向的角幅度相同(為圖11的中央的圓形)。但是，如果入射光線束為傾斜入射、聚光位置在像高方向偏移，則在與聚光部分的聚光角度相關(guān)的特性中，像高方向的角幅度變狹而形成扁平，但圓周方向的角幅度基本不變。
[0077]在上述的實施方式中，基于圖11的像高方向的角幅度(上下光線角幅度)55而確定校正系數(shù)，但使該校正系數(shù)不依賴于圓周方向的角幅度56。圖9的實施方式也依賴于圓周方向的角幅度56而確定校正系數(shù)。在圖11的變得扁平的圖中，由于圓周方向的角幅度56依賴于F值，如圖9所示，因此成為與F值相應(yīng)的入射角信息。
[0078]此外，在圖9中，分別設(shè)定為F值=1.4、？值=2.0、？值=-，但在？值例如大于或等于4時，由于即使圓周方向的角幅度56變動，但變動量也較小，對校正系數(shù)的影響小，因此也可以將它們匯總而歸入I個上下線角度的信息。
[0079]如上所述，根據(jù)上述的實施方式，將校正系數(shù)分組(在圖8的例子中按照每個校正系數(shù)編號進(jìn)行了分組)，基于與入射光線束的聚光部分的聚光角度相關(guān)的信息，確定選擇哪個組的哪個校正系數(shù)，因此，能夠以較少的數(shù)據(jù)量的校正系數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膱D像校正。
[0080]如在上述的實施方式中說明所示，從圖3所例示的分布圖可知，混色的特性及色差的特性在上下光線的中心角和角幅度二者均很苛刻條件下大幅地變動。在上述的實施方式中，通過根據(jù)上下光線的中心角和角幅度而對分布作成對應(yīng)圖，從而能夠同時實現(xiàn)校正系數(shù)的變動緩和的區(qū)域和變動急劇的區(qū)域，并且無需準(zhǔn)備冗余的校正系數(shù)，就能夠同時實現(xiàn)高速處理和校正精度。
[0081]近年來，無反射鏡可換鏡頭相機正在普及發(fā)展，但對于無反射鏡可換鏡頭相機而言，通常情況下，由于法蘭距(flange back)(鏡頭卡口部與拍攝元件之間的距離)較短，因此,呈現(xiàn)出朝向拍攝元件的入射角容易變得傾斜的傾向。特別地，由于朝向拍攝元件周邊部的傾斜入射成分因鏡頭種類的不同而大幅地改變，因此，色差特性、混色特性也因拍攝鏡頭的不同而大幅地改變。在上述實施方式中，具有如下優(yōu)點:能夠使拍攝元件周邊部具有較強的校正系數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對于光學(xué)條件承受度較高的拍攝裝置，能夠使可換鏡頭的尺寸、構(gòu)造具有自由度。
[0082]此外，雖然在上述實施方式中以鏡頭可換式拍攝裝置為例進(jìn)行了說明，但當(dāng)然也能夠應(yīng)用于將拍攝鏡頭與拍攝裝置主體一體化安裝而成的鏡頭非可換式的拍攝裝置。在該情況下，由于已知拍攝鏡頭只有一種、且已知拍攝裝置主體側(cè)使用了哪個拍攝鏡頭，因此，只要預(yù)先將鏡頭入射角信息存儲于拍攝裝置主體側(cè)即可。
[0083]如上所述，實施方式涉及的拍攝裝置具有聚光透鏡光學(xué)系統(tǒng)以及固體拍攝元件，使穿過上述聚光透鏡光學(xué)系統(tǒng)通過而入射至固體拍攝元件的入射光線束，利用在上述聚光透鏡的聚光作用，以在上述固體拍攝元件的受光面的一點處成像的方式收斂為圓錐形狀，
[0084]所述拍攝裝置的特征在于，
[0085]具有校正部，其根據(jù)所設(shè)定的校正量，對從上述固體拍攝元件輸出的拍攝圖像信號進(jìn)行畫質(zhì)校正，
[0086]上述校正量對應(yīng)于像光方向角幅度以及入射角度而被規(guī)定，其中，所述像光方向角幅度是上述入射光線束的圓錐形狀的周壁面與穿過上述固體拍攝元件的受光面中心且垂直于該受光面的平面交叉所得的2條光線所成的角幅度，所述入射角度是將上述像光方向角幅度二等分的中心線與上述受光面的法線所成的角度。
[0087]另外，實施方式的拍攝裝置的特征在于，具有:拍攝鏡頭，其具有上述聚光透鏡系統(tǒng)以及光圈；以及拍攝裝置主體，該拍攝鏡頭安裝在該拍攝裝置主體上，
[0088]上述拍攝裝置主體具有:
[0089]存儲部，其對上述校正量進(jìn)行存儲；以及
[0090]校正量選擇部，其基于與上述拍攝鏡頭的上述像高方向角幅度以及上述入射角度相關(guān)的入射角信息，檢索上述存儲部的存儲的數(shù)據(jù)，求出相應(yīng)的校正量。
[0091]另外，實施方式的拍攝裝置的特征在于，上述入射角信息包含:第I入射角度和第2入射角度的信息，其中，第I入射角度是上述2條光線中的一條光線與上述受光面的法線所成的角度，第2入射角度是另一條光線與上述受光面的法線所成的角度。
[0092]另外，實施方式的拍攝裝置的特征在于，在將從上述固體拍攝元件的受光面中心至上述入射光線束的聚光位置的距離設(shè)為像高時，
[0093]上述存儲部對根據(jù)每個上述像高而分組的上述校正量進(jìn)行存儲，
[0094]上述校正量選擇部基于根據(jù)每個上述像高而分組的上述入射角信息，從上述存儲部選擇相應(yīng)的校正量。
[0095]另外，實施方式的拍攝裝置的特征在于，在將從上述固體拍攝元件的受光面中心至上述入射光線束的聚光位置的距離設(shè)為像高時，
[0096]上述存儲部對根據(jù)每個上述像高而分組的上述校正量進(jìn)行存儲，
[0097]上述校正量選擇部基于根據(jù)每個上述像高以及每個鏡頭F值而分組設(shè)置的上述入射角信息，從上述存儲部選擇相應(yīng)的校正量。
[0098]另外，實施方式的拍攝裝置的特征在于，存儲于上述存儲部的上述校正量，是根據(jù)以上述像高方向角幅度的值以及上述入射角度的值作為坐標(biāo)的上述拍攝圖像信號的畫質(zhì)劣化率的分布而求出的。
[0099]另外，實施方式的拍攝裝置的特征在于，取代上述中心線的入射角度，而使用上述像高方向角幅度內(nèi)的入射角分布的重心線與上述受光面的法線所成的角度。
[0100]另外，實施方式的拍攝裝置的特征在于，上述畫質(zhì)劣化率的分布是混色率的分布、色階率的分布、拍攝圖像中的色差分布以及上述固體拍攝元件的像素的受光靈敏度分布的任一個。
[0101]另外，實施方式的拍攝裝置的特征在于，上述拍攝鏡頭以非可換式設(shè)置于上述拍攝裝置主體上。
[0102]另外，實施方式的拍攝裝置的特征在于，上述拍攝鏡頭是可自由拆裝地安裝于上述拍攝裝置主體上的可換鏡頭。
[0103]另外，實施方式的拍攝裝置的特征在于，上述可換鏡頭具有存儲該可換鏡頭的上述入射角信息的存儲器，
[0104]上述拍攝裝置主體具有控制部，該控制部在上述可換鏡頭安裝于上述拍攝裝置主體上時,從上述存儲器讀取上述入射角信息。
[0105]另外，實施方式的拍攝裝置的特征在于，上述可換鏡頭具有存儲器，該存儲器存儲能夠確定該可換鏡頭的ID信息，
[0106]上述拍攝裝置主體具有控制部，該控制部在上述可換鏡頭安裝于上述拍攝裝置主體上時，從上述存儲器獲取上述ID信息、并基于該ID信息而計算出該可換鏡頭的上述入射角信息。
[0107]另外，實施方式的拍攝裝置的可換鏡頭的特征在于，該可換鏡頭是上述的可換鏡頭。
[0108]另外，實施方式的拍攝裝置的拍攝裝置主體的特征在于，該拍攝裝置主體是上述的拍攝裝置主體。
[0109]另外，實施方式的拍攝裝置的畫質(zhì)校正方法的特征在于，該拍攝裝置具有聚光透鏡光學(xué)系統(tǒng)以及固體拍攝元件，使穿過所述聚光透鏡光學(xué)系統(tǒng)而入射至所述固體拍攝元件的入射光線束，利用所述聚光透鏡的聚光作用，以在所述固體拍攝元件的受光面的一點處成像的方式收斂為圓錐形狀，該拍攝裝置根據(jù)所設(shè)定的校正量，對從所述固體拍攝元件輸出的拍攝圖像信號進(jìn)行畫質(zhì)校正，其中，
[0110]所述校正量對應(yīng)于像光方向角幅度以及入射角度而被規(guī)定，其中，所述像光方向角幅度是所述入射光線束的圓錐形狀的周壁面與穿過所述固體拍攝元件的受光面中心且垂直于該受光面的平面交叉所得的2條光線所成的角幅度，所述入射角度是將所述像光方向角幅度二等分的中心線與所述受光面的法線所成的角度。
[0111]根據(jù)如上所述的實施方式，由于根據(jù)與入射光線束的聚光部分的聚光角度相關(guān)的信息，確定混色校正用、色差校正用等的校正量，因此，能夠?qū)σ騼A斜入射光而引起的畫質(zhì)劣化適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行校正。進(jìn)而，與針對每個變焦位置、每個光圈位置、每個聚焦位置而確定校正量相比，能夠以較少的數(shù)據(jù)量進(jìn)行校正。
[0112]工業(yè)實用性
[0113]根據(jù)本發(fā)明，由于能夠?qū)σ騼A斜入射光而引起的畫質(zhì)劣化適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行校正，因此，有效地適用于入射光以較大的角度入射至拍攝元件的拍攝裝置。
[0114]本申請基于在2011年12月28日申請的日本專利申請?zhí)?011 — 288031，其內(nèi)容作為參考而引入本說明書。
[0115]標(biāo)號的說明
[0116]10鏡頭可換式拍攝裝置
[0117]20可換鏡頭
[0118]21 光圈(iris)
[0119]22聚焦透鏡
[0120]27鏡頭入射角信息(入射光線束入射角信息)
[0121]30拍攝裝置主體
[0122]31固體拍攝元件
[0123]34圖像信號處理電路
[0124]40 CPU
[0125]40a入射角運算部
[0126]42存儲器
[0127]42a校正系數(shù)存儲區(qū)域
[0128]43校正系數(shù)選擇部
[0129]43a校正系數(shù)選擇表
【權(quán)利要求】
1.一種拍攝裝置，其具有聚光透鏡光學(xué)系統(tǒng)以及固體拍攝元件，使穿過所述聚光透鏡光學(xué)系統(tǒng)而入射至所述固體拍攝元件的入射光線束，利用所述聚光透鏡的聚光作用，以在所述固體拍攝元件的受光面的一點處成像的方式收斂為圓錐形狀，其中， 所述拍攝裝置具有校正部，該校正部根據(jù)所設(shè)定的校正量，對從所述固體拍攝元件輸出的拍攝圖像信號進(jìn)行畫質(zhì)校正， 所述校正量對應(yīng)于像光方向角幅度以及入射角度而被規(guī)定，其中，所述像光方向角幅度是所述入射光線束的圓錐形狀的周壁面與穿過所述固體拍攝元件的受光面中心且垂直于該受光面的平面交叉所得的2條光線所成的角幅度，所述入射角度是將所述像光方向角幅度二等分的中心線與所述受光面的法線所成的角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拍攝裝置，其中， 所述拍攝裝置具有:拍攝鏡頭，該拍攝鏡頭具有所述聚光透鏡系統(tǒng)以及光圈；以及拍攝裝置主體，該拍攝鏡頭安裝在該拍攝裝置主體上， 所述拍攝裝置主體具有: 存儲部，其對所述校正量進(jìn)行存儲；以及 校正量選擇部，其基于與所述拍攝鏡頭的所述像高方向角幅度以及所述入射角度相關(guān)的入射角信息，檢索所述存儲部的存儲數(shù)據(jù)，求出相應(yīng)的校正量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的拍攝裝置，其中， 所述入射角信息包含第I入射角度和第2入射角度的信息，其中，第I入射角度是所述2條光線中的一條光線與所述受光面的法線所成的角度，第2入射角度是另一條光線與所述受光面的法線所成的角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的拍攝裝置，其中， 在將從所述固體拍攝元件的受光面中心至所述入射光線束的聚光位置的距離設(shè)為像高時， 所述存儲部對根據(jù)每個所述像高而分組的所述校正量進(jìn)行存儲， 所述校正量選擇部基于根據(jù)每個所述像高而分組的所述入射角信息，從所述存儲部選擇相應(yīng)的校正量。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的拍攝裝置，其中， 在將從所述固體拍攝元件的受光面中心至所述入射光線束的聚光位置的距離設(shè)為像高時， 所述存儲部對根據(jù)每個所述像高而分組設(shè)置的所述校正量進(jìn)行存儲， 所述校正量選擇部基于根據(jù)每個所述像高以及每個鏡頭F值而分組的所述入射角信息，從所述存儲部選擇相應(yīng)的校正量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的拍攝裝置，其中， 存儲于所述存儲部的所述校正量，是根據(jù)以所述像高方向角幅度的值以及所述入射角度的值作為坐標(biāo)的所述拍攝圖像信號的畫質(zhì)劣化率的分布而求出的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的拍攝裝置，其中， 取代所述中心線的入射角度，而使用所述像高方向角幅度內(nèi)的入射角分布的重心線與所述受光面的法線所成的角度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的拍攝裝置，其中， 所述畫質(zhì)劣化率的分布是混色率的分布、色差率的分布、拍攝圖像中的色階分布以及所述固體拍攝元件的像素的受光靈敏度分布的任一個。
9.根據(jù)權(quán)利要求2至8中任一項所述的拍攝裝置，其中， 所述拍攝鏡頭以非可換式設(shè)置在所述拍攝裝置主體上。
10.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的拍攝裝置，其中， 所述拍攝鏡頭是可自由拆裝地安裝于所述拍攝裝置主體上的可換鏡頭。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的拍攝裝置，其中， 所述可換鏡頭具有存儲器，該存儲器存儲該可換鏡頭的所述入射角信息， 所述拍攝裝置主體具有控制部，該控制部在所述可換鏡頭安裝于所述拍攝裝置主體上時，從所述存儲器讀取所述入射角信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的拍攝裝置，其中， 所述可換鏡頭具有存儲器，該存儲器存儲能夠確定該可換鏡頭的ID信息， 所述拍攝裝置主體具有控制部，該控制部在所述可換鏡頭安裝于所述拍攝裝置主體上時，從所述存儲器獲取所述ID信息，并基于該ID信息而計算出該可換鏡頭的所述入射角信肩、O
13.一種根據(jù)權(quán)利要求10所述的拍攝裝置中的所述可換鏡頭。
14.一種根據(jù)權(quán)利要求10所述的拍攝裝置中的所述拍攝裝置主體。
15.一種拍攝裝置的畫質(zhì)校正方法，該拍攝裝置具有聚光透鏡光學(xué)系統(tǒng)以及固體拍攝元件，使穿過所述聚光透鏡光學(xué)系統(tǒng)而入射至所述固體拍攝元件的入射光線束，利用所述聚光透鏡的聚光作用，以在所述固體拍攝元件的受光面的一點處成像的方式收斂為圓錐形狀，該拍攝裝置根據(jù)所設(shè)定的校正量，對從所述固體拍攝元件輸出的拍攝圖像信號進(jìn)行畫質(zhì)校正，其中， 所述校正量對應(yīng)于像光方向角幅度以及入射角度而被規(guī)定，其中，所述像光方向角幅度是所述入射光線束的圓錐形狀的周壁面與穿過所述固體拍攝元件的受光面中心且垂直于該受光面的平面交叉所得的2條光線所成的角幅度，所述入射角度是將所述像光方向角幅度二等分的中心線與所述受光面的法線所成的角度。
【文檔編號】H04N9/04GK104205818SQ201280065626
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月28日
【發(fā)明者】山下隼人 申請人:富士膠片株式會社