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公開番号2021158491
公報種別公開特許公報(A)
公開日20211007
出願番号2020056051
出願日20200326
発明の名称撮像装置
出願人キヤノン株式会社
代理人個人
主分類H04N 5/235 20060101AFI20210910BHJP(電気通信技術)
要約【課題】 単一センサ複数光学系構成の撮像装置において、複数の横スミアが重なり複雑化するのを防止する。
【解決手段】 それぞれ独立して遮光することが可能な複数の光学系と、複数の光学系によって結像される像が投影される1つの撮像素子と、撮影画像中の高輝度被写体を検出する高輝度被写体検出手段を有し、撮像素子の画像より、画像中の遮光画像より黒レベルからの信号の変動量を検出する変動量検出手段と、検出された変動量より補正量を算出する補正量検出手段と、撮像画像に対して、算出された補正量を補正する補正手段を持つ撮像装置において、撮影画像中に高輝度被写体が存在した場合には、複数の光学系のうち、いくつかを撮像、いくつかを遮光し、撮像素子の遮光された像から、撮像された像を要因とする信号の変動量を検出して補正する。
【選択図】 図1
特許請求の範囲【請求項1】
複数の光学部と、それぞれの光学部を独立して遮光することが可能な遮光部と、
前記複数の光学系によって結像される像が投影される1つの撮像素子と、
撮影画像中の高輝度被写体を検出する高輝度被写体検出手段と、
撮影された画像を記憶する記憶部と、
画像中より横スミア成分を検出し、横スミア補正量を算出する横スミア補正量生成部と、
撮影された画像に、算出された横スミア補正量を用いて補正する横スミア補正部を有する撮像装置において、
撮影画像中に高輝度被写体が存在した場合には、複数の光学系のうち、いくつかを遮光し、撮像素子の遮光された像から、横スミア補正量を算出して横スミア補正をすることを特徴とする撮像装置。
続きを表示(約 75 文字)【請求項2】
前記光学部は2つであり、立体撮影が可能なように視差を持って並列に配置されていることを特徴とする請求項1記載の撮像装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、撮像装置に関し、特に、二つの光学系を持ち、一つの撮像素子に並列に結像する撮像装置に関するものである。
続きを表示(約 3,900 文字)【背景技術】
【0002】
従来、画素配列における各列の画素から垂直出力線へ出力された信号を各列の差動増幅器が増幅して出力アンプへ向けて出力する構成を有する固体撮像素子において、一部の画素に強い光が当たった場合に、画像信号に応じて画像に、高輝度被写体の左右の出力レベルが帯を引いたようにその他のレベルと異なってしまう現象(以下、横スミアと記す)が発生することが知られている。
【0003】
これは一部の画素に強い光が当たった場合に、その一部の画素から信号レベルが過大になった光信号が垂直出力線へ出力される。このとき、MOSトランジスタにより垂直出力線の電位をクリップするとしても、MOSトランジスタがオンするまでの間に、信号レベルが過大になった光信号が差動増幅器に流れ込む。この場合、差動増幅器が光信号を増幅する際に差動増幅器に含まれる定電流回路が過大な電流をグランドラインに流すので、他の列の差動増幅器がその影響を受けて適正な信号を出力できずに生じるものである。
【0004】
特許文献1では、この横スミアを補正するために、有効画祖領域の水平方向に配置された水平OB領域より横スミア量を検出し、クランプ動作することで補正する方法が開示されている。
【0005】
また、従来、立体撮影用の撮像装置が知られている。
【0006】
例えば、特許文献2では2組の光学系が並列に配置され、一つの撮像素子に二つのイメージサークルが並列に結像するレンズが開示されている。2組の光学系は所定の距離だけ離間して水平方向に並べられる。この距離を基線長と称する。結像側から見て、右の光学系で結像する像を右眼用の動画または静止画として記録し、左の光学系で結像する像を左眼用の動画または静止画として記録する。再生時には、既知の3DディスプレイやいわゆるVRゴーグルなどを用いて鑑賞することで、鑑賞者の右眼には右眼用の映像が映り、左眼には左眼用の映像が映る。このとき、撮影用レンズの基線長によって、右眼と左眼には視差のある映像が投影されるため、鑑賞者は立体感を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
特開2013−106186号公報
特開2012−003022号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、上述の特許文献2に開示されたような従来の立体撮影用の撮像装置においても、特許文献1で開示されているような横スミアが発生する。
【0009】
2組の光学系により、1つの撮像素子に2つの画像が結像するのであるが、立体視の場合は、視差はあるがほぼ同じ被写体が撮影されるので、高輝度被写体を撮影した場合には、2つの画像の両方の高輝度被写体を原因とした、横スミアが発生してしまう。
【0010】
また横スミアの量は水平方向に一様ではなくシェーディング成分を持ち、水平方向で変化するため、水平OB部での検出は十分ではないという課題もある。
【0011】
そこで、本発明の目的は、2組の光学系より、1つの撮像素子を有する撮像装置において、横スミアを精度よく補正することである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、複数の光学部と、それぞれの光学部を独立して遮光することが可能な遮光部と、前記複数の光学系によって結像される像が投影される1つの撮像素子と、撮影画像中の高輝度被写体を検出する高輝度被写体検出手段と、撮影された画像を記憶する記憶部と、画像中より横スミア成分を検出し、横スミア補正量を算出する横スミア補正量生成部と、撮影された画像に、算出された横スミア補正量を用いて補正する横スミア補正部を有する撮像装置において、撮影画像中に高輝度被写体が存在した場合には複数の光学系のうち、いくつかを遮光し、撮像素子の遮光された像から、横スミア補正量を算出して横スミア補正をすることを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、遮光された有効画像領域より横スミア成分を検出し補正量を算出することにより、精度よく横スミアを補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
本発明の撮像装置の構成例を示すブロック図である。
横スミア検出と横スミア補正を説明する概念図である。
横スミア検出と横スミア補正を説明する概念図である。
横スミア検出と横スミア補正を説明する概念図である。
第1の実施例の動作を説明するフローチャートである。
第1の実施例の動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を説明する。
【実施例】
【0016】
本実施例では、精度よくスミアを補正するための構成と動作を、図面を参照しながら説明する。
【0017】
図1は、本実施形態に係る立体映像を撮影可能な撮像装置の構成例を示すブロック図である。101、102はズームレンズ、フォーカスレンズ、シフトレンズなどで構成される光学部であり本件では立体撮影用に2系統の光学部を持つ。103,104はそれぞれ101,102の光学部からの光学像を遮光する遮光部である。
【0018】
撮像素子105は、有効画像中の左右に、光学部101の光学像と光学部102の光学像を結像して電気的な画像信号として可能なものである。
【0019】
高輝度被写体検出部106は撮像素子105から出力された画像信号中に、横スミアを発生する高輝度被写体が存在するかどうかを検出し、存在した場合には、撮影された画像信号に横スミア発生情報を付加するとともに、制御部107に横スミアが発生することを通知する。
【0020】
記憶部108は、記録用画像および横スミア量検出用画像を記憶する。横スミア補正量生成部109は、記憶部108の横スミア量検出用画像から、横スミア量を検出し、補正量を生成する。
【0021】
横スミア補正部110は、横スミア補正量生成部109が生成した横スミア補正量を記憶部108中から読み出した記録用画像から減算して補正する。
【0022】
カメラ信号処理回路111は、横スミア補正部110から出力された映像信号に対してホワイトバランス等のカメラ信号処理を行う。表示部112はカメラ信号処理部111より出力された映像信号を液晶パネルなどの表示装置に表示する。記録部113はカメラ信号処理部113より出力された映像信号をSDカードなどの記録メディアに記録する記録部である。
【0023】
また、制御部107は、各撮像素子の読み出し方法および遮光部を制御するためのものである。図2、図3、図4は横スミア検出と横スミア補正を説明するための概念図である。
【0024】
図2aは103、104の遮光部が遮光されておらず101,102の光学部の画像が
撮像素子105に結像された様子を表している。図2a中のRは101の光学部より結像した右側の有効画像、Lは102の光学部より結像された左側の有効画像、Oは撮像素子にて有効画素部の周辺の光学的遮光された黒レベル表すOB部である。
【0025】
図2a中のARおよびALは高輝度被写体である。右画像中の高輝度被写体ARは垂直位置V水平位置HRの位置にあるもととし、左画像中の高輝度被写体ALは垂直位置V水平位置HLの位置にあるものとする。本実施例のような立体撮影用の撮像装置においては、左右視差はあるもののほぼ同一の被写体が撮影されるため、2つの高輝度被写体AR,ALの垂直位置Vはかわらず水平位置のみが変わって撮像される。
【0026】
図2a中のSRは右画像R中のスミア領域、SLは左画像L中の横スミア領域SOはOB部中の横スミア領域であり高輝度被写体AR、ALの水平方向に横スミアが発生し信号レベルが変化した領域を表している。横スミアは高輝度被写体の水平方向にたいして発生するので、横スミア領域SR,SL、SOの垂直位置もVになる。
【0027】
図2bは図2a中の垂直位置Vにおける水平方向の信号レベルをあらわしたものである。
【0028】
高輝度被写体が存在する、HR、HLの位置は高いレベルの信号値になり、横スミア領域SR,SL、SOにおいては、高輝度被写体に近い位置ほど信号レベルが増加しているものである。
【0029】
図2cは高輝度被写体ALによって発生した横スミアによる信号レベルの変動量(以降横スミア成分と表記する)。であり、図2dは高輝度被写体ARによって発生した横スミア成分である。
【0030】
図2eは高輝度被写体ARとALが発生したときの横スミア成分を図2cと図2dの横スミア成分より求めたものである。
(【0031】以降は省略されています)

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