JP2013127532A - 撮像装置およびその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮像装置は、マイクロレンズ毎に複数の受光素子を搭載した撮像素子を備え、複数の受光素子の出力を全て加算して読出す2D駆動モードと、複数の受光素子を2つの組に分けて、それぞれの組の受光素子について出力を各別に加算して読出す3D駆動モードを有する。制御手段は、自動露出および自動焦点調節処理(S104)によって取得した絞り値(F値)と主被写体までの距離情報もしくは焦点状態検出情報から、3D撮影に適した条件であるか否かを判定する(S107)。絞り値または距離情報もしくは焦点状態検出情報が閾値以下の場合、制御手段は3D駆動モードへ変更し(S108)、撮像素子から視差を有する複数の画像データを取得して立体視表示用の画像データを出力するように制御する。
【選択図】図1
Description
・複数の視点から同一の被写体を撮影することで主被写体と背景との視差データを取得する方法
・1台の撮像装置を所定距離だけ移動させながら複数の視点で撮影する方法
・所定距離だけ離間して配置した2つの撮影用レンズを備えた撮像装置を用いて撮影する方法
・2台の撮像装置を所定距離だけ離間させた状態に固定して撮影する方法。
前記条件(1)の状態では、被写体からの光線束のうち、レンズ面に垂直な光線しか絞りを通り抜けることができない。そのため、同様に垂直な光線としてレンズに入射する背景と間の視差が得られない。また、前記条件(2)の場合、主被写体が遠方にあると、主被写体からの光が背景と同様にマイクロレンズに垂直に入射してしまうため、背景と主被写体との間の視差が得られない。
本発明の目的は、ユーザが3D撮影可能なシーンの選択に煩わされずに、3D画像データを取得できる撮像装置およびその制御方法を提供することである。
図2は、撮像装置のシステム概要を例示したブロック図である。
レンズ部(図にはレンズと表記)601は、レンズ駆動部602によって駆動制御される可動レンズ(ズームレンズやフォーカスレンズ等)を有する。メカニカルシャッタ(図にはメカシャッタと表記)603と、後段の絞り605は、シャッタ・絞り駆動部604によってそれぞれ駆動される。撮像素子606は、レンズ部601等を通して結像する被写体からの光を光電変換する。なお、撮像素子606の構成については図3を参照して後述する。
画素回路201にはそれぞれ信号線202が接続されている。後述するMOS(金属酸化膜半導体)アンプの負荷となる定電流源203が各信号線202に接続され、読出し回路206に繋がっている。水平走査回路207は、各信号線202に対応する選択スイッチ素子204を用いて、読出し回路206に接続されており、選択スイッチ素子204に接続した出力アンプ208から撮像信号が得られる。垂直走査回路205は、複数の制御線(第n乃至n+3ライン参照)を介して画素回路201に接続されている。
レンズ部601を通った被写体からの光は絞り605にて適切な光量に調整され、撮像素子606に結像して光電変換を受ける。撮像素子606の出力は、(CDS・A/D)回路607にて相関2重サンプリング、ゲイン調整、A/D変換の処理が行われ、R、2つのG(G1およびG2)、B(図4参照)の原色信号として取り込まれ、撮像信号処理回路608に送られる。撮像信号処理回路608は、ノイズを低減するローパスフィルタ処理やシェーディング処理、WB(白バランス)処理等の各種の画像信号処理を行い、さらには各種の補正や画像データの圧縮処理等を行う。
操作部617から撮像装置の電源投入信号が入力されると、S101で全体制御演算部611は、フラグや制御変数等を初期化し、撮像信号処理回路608にて必要な初期設定を行う。S102では電源スイッチのオン・オフ状態が判定される。電源スイッチがOFFである場合、全体制御演算部611は、レンズ部601、メカニカルシャッタ603を所定の位置に戻し、また撮像信号処理回路608や全体制御演算部611内の各種データを第1メモリ610、第2メモリ616へ保存し、処理を終了する。電源スイッチがONである場合、S103へ処理を進める。
まず、2D駆動モードで撮像素子606を駆動する場合、図3(B)の全PD301a−dに発生した電荷は、転送スイッチ素子302a−dの全てに転送パルスφTXを与えることで転送されてFD304に読出される。つまり、FD304にて4画素の信号が加算されて蓄積される。その後、選択パルスφSELによって選択スイッチ素子306で選択された画素の信号電荷は電圧に変換され、信号線202を経て読出し回路206に出力される。さらに水平走査回路207で駆動された選択スイッチ素子204により、出力信号が選択され、該信号は出力アンプ208を経て撮像素子606の外部に出力される。
2D駆動モードでの撮影の場合、切替スイッチ素子608cは第2接点802に切り替わり、3D変換回路608bに接続される。3D変換回路608bは、取得した2D画像データについて画像認識処理を実行し、主被写体と前景および背景の画像データに分離する。また、3D変換回路608bは第2メモリ616から距離LM、距離L1乃至Lnを読出して、主被写体までの距離LMと主被写体以外の前景および背景までの距離L1乃至Lnとの差を算出する。算出結果に基づき、3D変換回路608bは、3D感が得られる視差となるように前景および背景のデータを移動させた2枚の画像を作成して画像データを出力する。
十分に3D感が得られる条件下での撮影の場合、切替スイッチ素子608cは第3接点803に切り替わり、取得した画像データはそのまま出力されて後処理が行われ、立体視表示用の画像データが生成される。
301a−d フォトダイオード
502 マイクロレンズ
601 レンズ部
602 レンズ駆動部
604 シャッタ・絞り駆動部
605 絞り
606 撮像素子
608 撮像信号処理回路
611 全体制御演算部
Claims (5)
- レンズおよび絞りを有する撮像光学系と、マイクロレンズおよび該マイクロレンズ毎に複数の受光素子を有する撮像素子を備え、該撮像素子の出力から視差を有する複数の画像データを取得可能な撮像装置であって、
前記レンズを駆動するレンズ駆動手段と、
前記絞りを駆動する絞り駆動手段と、
前記レンズ駆動手段および絞り駆動手段を制御して、焦点調節制御および露出制御を行うとともに、前記撮像素子の駆動を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記絞りの絞り値または撮像装置から被写体までの距離情報もしくは焦点状態検出情報が閾値以下の場合、前記撮像素子から視差を有する複数の画像データを取得して立体視表示用の画像データを出力する制御を行うことを特徴とする撮像装置。 - 前記撮像素子の出力信号を画像処理する撮像信号処理手段を備え、
前記制御手段は、前記絞り値および距離情報もしくは焦点状態検出情報が前記閾値より大きい場合、前記撮像信号処理手段によって前記撮像素子の出力信号を取得して立体視表示が可能な画像データへの変換処理を行うように制御することを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 - 前記制御手段は、撮影後に前記絞り値または距離情報もしくは焦点状態検出情報を前記閾値と比較して前記閾値より大きい場合、前記撮像信号処理手段によって前記複数の画像データに対して立体視効果を強調する処理を行うように制御することを特徴とする請求項2記載の撮像装置。
- 前記制御手段は、前記絞り値または距離情報もしくは焦点状態検出情報が前記閾値以下である場合、前記複数の受光素子のうち第1の組の受光素子に発生した電荷を読出して加算した第1の画像データと、第2の組の受光素子に発生した電荷を読出して加算した第2の画像データを出力するように、前記撮像素子の駆動制御を行うことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の撮像装置。
- レンズおよび絞りを有する撮像光学系と、マイクロレンズおよび該マイクロレンズ毎に複数の受光素子を有する撮像素子を備え、該撮像素子の出力から視差を有する複数の画像データを取得可能な撮像装置にて実行される制御方法であって、
前記レンズを駆動するレンズ駆動手段および前記絞りを駆動する絞り駆動手段を制御して、焦点調節制御および露出制御を行うとともに、前記撮像素子の駆動を制御するステップと、
前記絞りの絞り値または撮像装置から被写体までの距離情報もしくは焦点状態検出情報を閾値と比較するステップと、
前記絞り値または距離情報もしくは焦点状態検出情報が前記閾値以下の場合、前記撮像素子から視差を有する複数の画像データを取得して立体視表示用の画像データを出力するステップを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
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