CN102308569B - 摄像装置以及其控制方法 - Google Patents

摄像装置以及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102308569B
CN102308569B CN201080006737.4A CN201080006737A CN102308569B CN 102308569 B CN102308569 B CN 102308569B CN 201080006737 A CN201080006737 A CN 201080006737A CN 102308569 B CN102308569 B CN 102308569B
Authority
CN
China
Prior art keywords
displacement
period
camera head
image
imaging apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201080006737.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102308569A (zh
Inventor
河村岳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Publication of CN102308569A publication Critical patent/CN102308569A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102308569B publication Critical patent/CN102308569B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/36—Systems for automatic generation of focusing signals using image sharpness techniques, e.g. image processing techniques for generating autofocus signals
    • G02B7/38—Systems for automatic generation of focusing signals using image sharpness techniques, e.g. image processing techniques for generating autofocus signals measured at different points on the optical axis, e.g. focussing on two or more planes and comparing image data
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0075—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means for altering, e.g. increasing, the depth of field or depth of focus
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B13/00—Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
    • G03B13/32—Means for focusing
    • G03B13/34—Power focusing
    • G03B13/36—Autofocus systems
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B7/00—Control of exposure by setting shutters, diaphragms or filters, separately or conjointly
    • G03B7/08—Control effected solely on the basis of the response, to the intensity of the light received by the camera, of a built-in light-sensitive device
    • G03B7/091—Digital circuits
    • G03B7/097—Digital circuits for control of both exposure time and aperture
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/95—Computational photography systems, e.g. light-field imaging systems
    • H04N23/958—Computational photography systems, e.g. light-field imaging systems for extended depth of field imaging
    • H04N23/959—Computational photography systems, e.g. light-field imaging systems for extended depth of field imaging by adjusting depth of field during image capture, e.g. maximising or setting range based on scene characteristics

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Exposure Control For Cameras (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Abstract

本发明涉及的摄像装置(100)包括：位移控制部(22)，通过使像面侧距离发生位移，从而使摄像装置(100)的被摄体侧的对焦位置发生位移；以及位移模式决定部(21)，决定帧期间中的位移控制部(22)的位移模式。位移模式决定部(21)，决定对焦位置的位移模式，以使得：在帧期间中包含的加速期间中，像面侧距离的位移速度，从速度零开始增加；在等速期间中，像面侧距离以等速来发生位移；以及在减速期间中，像面侧距离的位移速度减少到速度零，加速期间以及减速期间的长度分别为帧期间的长度的1/10以上。

Description

摄像装置以及其控制方法
技术领域
本发明涉及摄像装置以及其控制方法，尤其涉及在曝光期间使对焦位置发生变化的摄像装置。 
背景技术
一般而言，对于实现景深扩展(以下，称为EDOF)的方式，可以主要示出以下的三个方式。第一方式是指，将所谓相位板的光学元件插入在光学系统，从而使深度方向的模糊均匀。而且，该方式，针对得到的图像，利用预先测定的模糊模式、或通过模拟而计算出的模糊模式，进行图像复原处理。据此，该方式，生成EDOF图像。该方式被称为，Wavefront Coding(以下，称为WFC)(参照非专利文献1)。 
第二方式是指，通过设法光圈形状，从而对图像的每个部分区域高精度地进行距离测定。而且，该方式，针对各个部分区域，利用与预先测定的各个距离相对应的模糊模式，进行图像复原处理。据此，该方式，生成EDOF图像。该方式被称为，Coded Aperture(以下，称为CA)(参照非专利文献2)。 
第三方式是指，在曝光期间使聚焦透镜或摄像元件变动，从而折叠一律对焦于深度方向的图像(即，与在各个深度使模糊均匀同义)。而且，该方式，针对得到的图像，利用预先测定的模糊模式、或通过模拟而计算出的模糊模式，进行图像复原处理。据此，该方式，生成EDOF图像。该方式被称为，Flexible DOF(以下，称为F-DOF)(参照非专利文献3)。 
除了上述的方式以外，还存在以下的方式等：利用透镜的轴上色差来进行深度推定或图像的清晰度检测，并且通过图像处理来生成整体清晰的图像(非专利文献4)；以及使用多重聚焦透镜来使深度方向的模糊均匀，利用预先测定的模糊模式、或通过模拟而计算出的模糊模式，进行图像复原处理(非专利文献5)。但是，在原理上这样的方式所具有的缺点是，与上述的 三个方式相比EDOF效果小。 
进而，从前还存在所谓Focal Stack的方式。该方式是指，拍摄对焦位置(焦点位置)不同的多幅图像，从各个图像中提取被认为对焦的区域。而且，该方式，通过合成提取的图像，从而生成EDOF图像。在该方式的情况下，由于需要拍摄多幅图像，因此存在的问题是，拍摄所需要的时间较长，以及消耗存储量多。 
在所述的三个方式中的第一方式的WFC中，提出了各种各样的种类的相位板。其中，最能够得到EDOF效果的方式有，Cubic Phase Mask(以下，称为CPM)、以及Free-Form Phase Mask(以下，称为FPM)。从复原后的画质(伪影少)的观点来看，FPM被视为有希望(非专利文献6)。但是，WFC共同的缺点是具有这样的性质，即，通过插入相位板，从而导致透镜的光轴外的特性恶化(非专利文献7)。具体而言，与来自正面的入射光相比，针对来自正面以外的入射光，不能得到相等的模糊均匀效果。据此，在图像复原时，若以轴上的模糊模式来进行复原处理，则导致复原后的光轴外的画质劣化。 
所述的三个方式中的第二方式的CA，通过利用独特的光圈形状，从而提高距离测定精度。根据该方式本身具有的这样的特性，拍摄后的图像以及复原处理后得到的图像的特定频率成分被丢失。也就是说，该方式具有导致画质劣化的缺点。并且，该方式，一般而言，由于与光圈形状无关而与通常的拍摄方法相比光量少，因此对黑暗的地方进行的拍摄不合适。 
所述的三个方式中的第三方式的F-DOF是，其中能够得到最良好的画质的方式，EDOF效果也高。并且，由于轴外特性也依赖于透镜特性本身，因此能够容易提高性能。但是，由于即使在曝光中使对焦位置变动，也需要同一被摄体被折叠在同一图像位置上，因此需要利用像方远心透镜，以作为光学上的条件。 
对于所述EDOF技术的应用目的，历史最长的是显微镜用途。在本用途的情况下，由于能够踏踏实实地拍摄静物体，因此从前采用了Focal Stack方式。但是，在该方式的情况下，由于如上所述需要劳力和时间，因此与F-DOF方式的想法一起，被公开在几个文献(专利文献1至4)。对于在显微镜用途上利用F-DOF的方法，公开在曝光中使作为被摄体的试料方变动的 情况、以及使透镜镜筒变动的情况。而且，周知的是，在以曝光后的图像复原处理为前提的情况下，若控制变动方法，以总是使图像的模糊均匀，则能够适用使用了单一的模糊模式的图像复原处理方法，因此合理的(专利文献5)。为此，在要变动的对象是摄像元件的情况下，需要以等速度来变动它。并且，在使聚焦透镜变动的情况下，也需要进行与摄像面以等速度变动相当的焦点位移(非专利文献3)。对于变动模式，周知的是，可以是从远方对焦端位置到近方对焦端位置，或与此相反。 
对于EDOF技术的其他的应用目的，可以示出近些年搭载在移动电话等中的相机。通过将EDOF技术利用于该相机，从而能够实现该相机的小型化。也就是说，这是因为，根据EDOF效果，不具有自动聚焦机构，也能够得到全焦点图像(对焦于所有的被摄体的图像)的缘故。 
从本应用目的的观点来看，由于需要使聚焦透镜或摄像元件变动的机构，因此不采用所述方式中的F-DOF本身，而采用WFC或使用了轴上色差的方式等。 
进而，对于另一个应用目的，可以考虑通常的数字静态相机以及数字摄像机。对于这样的数字静态相机以及数字摄像机的近年的倾向，需要进一步简单且失败少的拍摄。EDOF技术，可以期待全焦点图像的效果，即可以期待从对焦失败解放的效果。从本应用目的的观点来看，由于高画质、EDOF效果大、能够任意地变更对焦范围、应用通常的自动聚焦机构就能够实现(不准备特别的光学系统即可)、以及容易切换EDOF拍摄与通常拍摄等，因此所述方式中最佳方式是F-DOF。 
利用图1以及图2说明，实现F-DOF所需要的结构。图1示出在曝光期间中使聚焦透镜发生位移时的摄像装置500的结构。图1示出的摄像装置500包括摄像元件1、透镜2、快门3、聚焦透镜位移控制部4、快门开关指示部5、释放接受部6、聚焦透镜初始位置检测部7、曝光时间决定部8、聚焦透镜位置初始化部18、同步管理部10、图像复原处理部11、PSF存储部12、以及摄像数据记录部13。并且，透镜2，由聚焦透镜20以及其他的透镜群构成。 
在释放接受部6从用户接受曝光开始指示的情况下，聚焦透镜初始位置检测部7检测聚焦透镜20的当前的位置(初始位置)。在检测后，聚焦透 镜位置初始化部18，使聚焦透镜20的位置位移到规定的端位置，例如，位移到最近端或最远端。在此，在规定的对焦范围之中，以摄像装置500为基准，将与摄像装置500最近的距离作为最近端，将从摄像装置500最远的距离作为最远端。 
在聚焦透镜20的初始化作业的同时，曝光时间决定部8，决定快门速度以及光圈值等的拍摄参数。在上述的作业结束后，同步管理部10，立刻向聚焦透镜位移控制部4和快门开关指示部5发出曝光开始的指示。同时，同步管理部10向聚焦透镜位移控制部4发出指示，从而根据由聚焦透镜位置初始化部18初始化后的聚焦透镜20的端位置，若端位置是最近端，则使聚焦透镜20在曝光期间内从最近端位移到最远端，若端位置是最远端，则使聚焦透镜20在曝光期间内从最远端位移到最近端。 
图3是示出曝光前的聚焦透镜20的位置的初始化和曝光中的摄像元件面的焦点位置(像面侧距离)的位移的情况的图。而且，对于其位移速度设想，向聚焦透镜20发出位移控制指示，以使对焦位置在摄像元件面以等速来发生位移。如图4所示，一般而言，若被摄体、透镜、摄像元件的每一个之间的距离为u、v，焦点距离为f，则根据透镜的公式，成立下述(公式1)的关系。 
(算式1) 
1 f = 1 u + 1 v ···(公式1) 
并且，在存在多个透镜的情况下，考虑透镜主点位置。图5示出f为18[mm]时的u与v的关系，以作为一个例子。若聚焦透镜20发生位移，则作为透镜主点与摄像元件之间的距离的像面侧距离v发生位移。在此，向聚焦透镜20发出位移控制指示，以使对焦位置在摄像元件面以等速来发生位移，这意味着该像面侧距离v的变化速度是一定的。而且，如图5所示，即使像面侧距离v以等速度来发生位移，也不是作为被摄体侧的焦点面与透镜主点之间的距离的被摄体距离u以等速度来发生位移。并且，图3的纵轴是像面侧距离v。也就是说，需要注意的是，曝光时间与被摄体距离u 的关系，针对曝光时间与像面侧距离v的关系，大小相反。也就是说，被摄体距离侧的最近端以及最远端，针对像面侧的最近端以及最远端，大小相反。 
图2是示出在曝光期间中使摄像元件发生位移时的摄像装置501的结构的图。图2示出的摄像装置501包括摄像元件1、快门3、快门开关指示部5、释放接受部6、曝光时间决定部8、图像复原处理部11、PSF存储部12、摄像数据记录部13、摄像元件初始位置检测部14、同步管理部16、摄像元件位移控制部17、以及摄像元件位置初始化部19。而且，对与图1同样的要素赋予相同的符号，省略重复说明。 
在释放接受部6从用户接受曝光开始指示的情况下，摄像元件初始位置检测部14检测摄像元件1的当前的位置(初始位置)。在检测后，摄像元件位置初始化部19，使摄像元件1的位置位移到规定的端位置，例如，位移到最近端或最远端。在摄像元件1的初始化作业的同时，曝光时间决定部8，决定快门速度以及光圈值等的拍摄参数。在上述的作业结束后，同步管理部16，立刻向摄像元件位移控制部17和快门开关指示部5发出曝光开始的指示。同时，同步管理部16向摄像元件位移控制部17发出指示，从而根据由摄像元件位置初始化部19初始化后的摄像元件1的端位置，若端位置是最近端，则使摄像元件1在曝光时间内从最近端位移到最远端，若端位置是最远端，则使摄像元件1在曝光时间内从最远端位移到最近端。而且，将摄像元件1的位移速度设为等速。 
(现有技术文献) 
(专利文献) 
专利文献1：(西德国)专利第2301800号说明书(德国专利：申请1973/1/15) 
专利文献2：(日本)特公平5-27084号公报 
专利文献3：(日本)专利第3191928号公报 
专利文献4：(美国)专利申请公开第2008/0013941号说明书 
专利文献5：(日本)专利第3084130号公报 
(非专利文献) 
非专利文献1：E.R.Dowski and W.T.Cathey，“Extended depth of field through wave-front coding”，Applied Optics，Vol.34，No.11，P.1859-1866(1995) 
非专利文献2：A.Levin，R.Fergus，F.Durand and W.T.Freeman，“Image andDepth from a Conventional Camera with a Coded Aperture”，ACM Transactionson Graphics，Vol.26，No.3，Article 70，70-1-70-9(2007) 
非专利文献3：H.Nagahara，S.Kuthirummal，C.Zhou and S.Nayar，“FlexibleDepth of Field Photography”，European Conference on Computer Vision(ECCV)，Oct.16th，Morning Session2：Computational Photography(2008) 
非专利文献4：C.Tisse，H.P.Nguyen，R.Tesieres，M.Pyanet andF.Guichard，“Extended Depth-of-field(EDOF)using sharpness transport acrosscolour channels”，Optical Engineering+Applications，Part of SPIEOptics+Photonics，Session1--Imaging in the Optical Design Process：Depth ofField(2008) 
非专利文献5：W.Chi and N.George，“Computational imaging with thelogarithmic asphere：theory”，Optical Society ofAmerica，Vol.20，No.12，December(2003) 
非专利文献6：Y.Takahashi and S.Komatsu，“Optimized free-form phasemask for extension of depth of field in wavefront-coded imaging”，OpticalSociety of America，Optics Letters，Vol.33，No.13，July 1，(2008) 
非专利文献7：高桥康久，尾花亮，小松进一，「ウエイブフロント·コ一デイング用最适化位相板-轴外の被写界深度扩张效果-」，Optics &Photonics Japan 2007(日本光学会年度学术演讲会)，预稿集，P.464-465(27pC2)，(2007) 
发明的概要 
发明要解决的问题 
如此，在数字静态相机以及数字摄像机的用途上，存在各种各样的EDOF方式，其中，F-DOF方式有希望。并且，在进行运动图像拍摄时，需要在一画面与一画面之间不发生时滞而连续进行拍摄。因此，周知的是，正在进行运动图像拍摄中，如图6所示，通过执行往返位移，并且，按每一视频帧交替分配去路和归路的每一个，从而能够进行EDOF运动图像拍摄。 
然而，如图6的摄像元件的位移模式或聚焦透镜的位移模式，由于包含在最近端部以及最远端部的锐角的折返，因此实现的可能性低。为了实现这样的锐角的折返，而需要使摄像元件或聚焦透镜的驱动部，瞬间性地发生大的扭矩。从设备的小型化以及省电力化的观点来看，发生这些大的扭矩的位移控制是，在可携带的数字静态相机以及数字摄像机中不现实的。并且，驱动部的消耗也严重，在品质方面也不能允许的情况多。 
进而，讨论因图3以及图6的位移而得到的图像的清晰度。图7是通常拍摄时的景深、即对焦范围的模式图，称为离焦特性。纵轴表示清晰度(图像的清晰程度)，一般而言，以MTF(Modulation Transfer Function：调制传递函数)等来表示的情况多。横轴是像面侧距离。并且，对于横轴，若根据图5所示的关系，使大小反转并重新缩放，则成为被摄体距离。在不具有在曝光中的变动的通常拍摄的情况下，一般而言，若对焦于某被摄体距离，则其部分为最清晰，但是，位于前后的被摄体距离的部分，越远离其对焦位置，清晰度就越丢失。 
图8是如图3在曝光中以等速度来进行位移时的离焦特性的模式图。虚线表示，将图7的模式图所表示的通常拍摄时的离焦特性分别从最远端位移到最近端的情况。并且，实线表示，根据位移的结果而得到的离焦特性。例如非专利文献3等表示，通过虚线的积分而得到该实线的离焦特性。根据该模式图得知，在使像面侧距离从最远端位移到最近端的情况下，与中心部相比，其端部的清晰度稍微低。这是，因以下的理由而发生的现象。在中心部，得到在其地方对焦的虚线与在其前后对焦的虚线的和。对此，由于位移在端部被中止，因此只能得到在其地方对焦的虚线与在一侧的前或后对焦的虚线的和。因此，图6所示的以往的位移方法也包含以下的问题，即，在最远端以及最近端复原的被摄体位置的画质，与在其中心部复原的画质相比劣化。 
发明内容
为了解决上述的以往的问题，本发明的目的在于提供在F-DOF中能够抑制在最远端以及最近端的复原画质的劣化的摄像装置以及其控制方法。 
用于解决问题的手段 
为了解决所述的问题，本发明的方式之一涉及的摄像装置，包括：摄像元件；透镜，针对所述摄像元件进行成像以及聚光；位移控制部，通过使作为所述摄像元件与所述透镜之间的距离的像面侧距离发生位移，从而使该摄像装置的被摄体侧的对焦位置发生位移；曝光时间决定部，根据摄像场景决定曝光时间；以及位移模式决定部，决定包含曝光期间的帧期间中的、所述位移控制部进行的所述像面侧距离的位移的位移模式，以使所述对焦位置，在所述曝光时间的长度的曝光期间中，从预先规定的对焦范围的一端移动到另一端，所述位移模式决定部，决定所述位移模式，以使得：在所述帧期间中包含的加速期间中，所述像面侧距离的位移速度，从速度零开始增加；在所述帧期间中包含的所述加速期间后的等速期间中，所述像面侧距离以等速来发生位移；以及在所述帧期间中包含的所述等速期间后的减速期间中，所述像面侧距离的位移速度减少到速度零，所述加速期间以及所述减速期间的长度分别为，所述帧期间的长度的1/10以上。 
根据这样的结构，本发明的方式之一涉及的摄像装置，在F-DOF方式中，在某帧期间的曝光期间与其下一个帧期间的曝光期间之间，不需要使像面侧距离锐角地发生位移。进而，本发明的方式之一涉及的摄像装置，能够使对焦范围的最远端以及最近端(一端以及另一端)的图像清晰度，接近中间区域的清晰度。如此，本发明的方式之一涉及的摄像装置，在F-DOF中，能够抑制最远端以及最近端的复原画质的劣化。据此，本发明的方式之一涉及的摄像装置，由于能够使对焦范围内的图像的清晰度均匀，因此能够生成高画质的EDOF图像。 
并且，也可以是，所述加速期间以及所述减速期间的长度分别为，所述帧期间的长度的1/4以下。 
根据这样的结构，本发明的方式之一涉及的摄像装置，能够抑制中心部的复原画质的降低。 
并且，也可以是，所述位移模式决定部，决定所述位移模式，以使得：在所述加速期间中，所述像面侧距离的位移速度以一定的加速度来增加；在所述减速期间中，所述像面侧距离的位移速度以一定的减速度来减少。 
根据这样的结构，本发明的方式之一涉及的摄像装置，能够容易实现根据位移模式的、使对焦位置发生位移的机构。 
并且，也可以是，所述帧期间包含所述曝光期间、所述曝光期间之前的第一非曝光期间、以及所述曝光期间之后的第二非曝光期间，所述加速期间的至少一部分包含在所述第一非曝光期间中，所述减速期间的至少一部分包含在所述第二非曝光期间中。 
根据这样的结构，本发明的方式之一涉及的摄像装置，在对焦范围内能够得到相等EDOF复原处理画质。 
并且，也可以是，所述位移控制部，通过使所述透镜的位置移动，从而使所述像面侧距离发生位移。 
根据这样的结构，本发明的方式之一涉及的摄像装置，在F-DOF方式中，也在某帧期间的曝光期间与其下一个帧期间的曝光期间之间，不需要使聚焦透镜锐角地发生位移。 
并且，也可以是，所述位移控制部，通过使所述摄像元件的位置移动，从而使所述像面侧距离发生位移。 
根据这样的结构，本发明的方式之一涉及的摄像装置， 
并且，也可以是，所述摄像装置，还包括：PSF(Point Spread Function：点扩散函数)存储部，预先存储复原用PSF；图像复原处理部，针对所述摄像元件所生成的摄像数据，利用所述复原用点扩散函数进行图像复原处理；以及摄像数据记录部，记录所述图像复原处理部所复原的复原图像。 
并且，本发明，除了可以作为如上所述的摄像装置来实现以外，也可以作为将摄像装置中包含的特征单元作为步骤的摄像装置的控制方法来实现，还可以作为使计算机执行这些特征步骤的程序来实现。而且，当然也可以通过CD-ROM等的非暂时的计算机可读取的记录介质以及互联网等的传输介质来分发这些程序。 
进而，本发明，也可以实现这样的摄像装置的功能的一部分的半导体集成电路(LSI)来实现。 
发明效果 
根据，所述内容，本发明，能够提供在F-DOF中能够抑制最远端以及最近端的复原画质的劣化的摄像装置以及其控制方法。 
附图说明
图1是以往的摄像装置的方框图。 
图2是以往的摄像装置的方框图。 
图3是示出以往的摄像装置中的位移模式的一个例子的图。 
图4是示出被摄体距离与像面侧距离的位置关系的图。 
图5是示出被摄体距离与像面侧距离的关系的一个例子的图表。 
图6是示出以往的摄像装置的运动图像拍摄时的位移模式的一个例子的图。 
图7是示出通过一般的透镜结构而得到的离焦特性的图。 
图8是示出通过以往的F-DOF位移而得到的离焦特性的图。 
图9是本发明的实施例1涉及的摄像装置的方框图。 
图10是本发明的实施例1涉及的摄像装置的方框图。 
图11是示出本发明的实施例1涉及的位移模式的一个例子的图。 
图12是示出本发明的实施例1涉及的位移速度的一个例子的图。 
图13是示出本发明的实施例1涉及的离焦特性的图。 
图14A是示出本发明的实施例1涉及的加速/减速时间与请求加速度的关系的图。 
图14B是示出本发明的实施例1涉及的加速/减速时间与在中心部的位移速度的关系的图。 
图15A是示出本发明的实施例1涉及的在对焦范围的端部的复原处理后的MTF的图。 
图15B是示出本发明的实施例1涉及的在对焦范围的端部的复原处理后的MTF的图。 
图15C是示出本发明的实施例1涉及的在对焦范围的端部的复原处理后的MTF的图。 
图15D是示出本发明的实施例1涉及的在对焦范围的端部的复原处理后的MTF的图。 
图16A是示出本发明的实施例1涉及的在对焦范围的中心部的复原处理前的MTF的图。 
图16B是示出本发明的实施例1涉及的在对焦范围的中心部的复原处理前的MTF的图。 
图16C是示出本发明的实施例1涉及的在对焦范围的中心部的复原处理前的MTF的图。 
图16D是示出本发明的实施例1涉及的在对焦范围的中心部的复原处理前的MTF的图。 
图17是示出本发明的实施例1涉及的位移模式的变形例的图。 
图18是本发明的实施例1涉及的摄像装置的摄像工作的流程图。 
图19是本发明的实施例1涉及的摄像装置的变形例的方框图。 
图20是本发明的实施例2涉及的摄像装置的方框图。 
图21是本发明的实施例2涉及的摄像装置的变形例的方框图。 
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的各个实施例。 
(实施例1) 
本发明的实施例1涉及的摄像装置，在F-DOF方式中，在对焦范围的端部，使像面侧距离的位移速度减速或加速。据此，本发明的实施例1涉及的摄像装置，在对焦范围的端部，不需要使像面侧距离锐角地发生位移。进而，本发明的实施例1涉及的摄像装置，能够使在对焦范围的端部的图像清晰度，接近中间区域的清晰度。如此，本发明的实施例1涉及的摄像装置，在F-DOF中，能够抑制在最远端以及最近端的复原画质的劣化。 
参照图9至图19说明本发明的实施例1中的摄像装置。 
首先，说明本发明的实施例1涉及的摄像装置的概要构成。 
图9是示出本发明的实施例1涉及的摄像装置100的概要构成的图。 
图9示出的摄像装置100包括曝光时间决定部8、位移模式决定部21、位移控制部22、摄像元件1、以及透镜2。 
透镜2，针对摄像元件1进行成像以及聚光。 
位移控制部22，通过使摄像元件1与透镜2的相对距离(像面侧距离v)发生位移，从而使摄像装置100的被摄体侧的对焦位置(被摄体距离u)发生位移。而且，以下，将被摄体侧的对焦位置也简单地记载为对焦位置。 
曝光时间决定部8，根据摄像场景决定曝光时间。 
图10是示出本发明的实施例1涉及的摄像装置100的详细构成的图。 如图10所示，摄像装置100包括摄像元件1、透镜2、快门3、聚焦透镜位移控制部4A、快门开关指示部5、释放接受部6、聚焦透镜初始位置检测部7、曝光时间决定部8、聚焦透镜位移模式决定部9、同步管理部10A、图像复原处理部11、PSF存储部12、摄像数据记录部13、以及聚焦透镜位置初始化部18。 
聚焦透镜位移控制部4A是，图9所示的位移控制部22的具体例。该聚焦透镜位移控制部4A，通过使聚焦透镜20的位置移动，从而使对焦位置发生位移。 
并且，聚焦透镜位移模式决定部9是，图9所示的位移模式决定部21的具体例。 
快门3，物理性地进行向摄像元件1的曝光的开始以及结束。快门开关指示部5，指示快门3的开关。 
在快门3为开状态时，若通过透镜2，被摄体的光学像成像于摄像元件1，则成像后的光学像，由摄像元件1变换为电信号。而且，通常，在光学像成像时，为了对焦于所希望的被摄体，透镜2由聚焦透镜20以及其他的透镜群构成。而且，聚焦透镜20也可以由多个透镜构成。该聚焦透镜20，能够发生对其他的透镜群的相对位置的位移，通过发生该相对位置的位移，从而使对焦位置发生位移。 
释放接受部6，从用户接受曝光开始指示(开快门的指示)。 
聚焦透镜初始位置检测部7，在释放接受部6从用户接受曝光开始指示的情况下，检测聚焦透镜20的当前的位置(初始位置)。 
聚焦透镜位置初始化部18，在由聚焦透镜初始位置检测部7检测初始位置后，根据该初始位置，使聚焦透镜20的位置初始化。具体而言，聚焦透镜位置初始化部18，使聚焦透镜20的位置位移到规定的端位置，例如，位移到最近端或最远端。在此，在规定的对焦范围之中，以摄像装置100为基准，将与摄像装置100最近的距离作为最近端，将从摄像装置100最远的距离作为最远端。 
并且，曝光时间决定部8，在释放接受部6接受开快门的指示的情况下，立刻根据摄像场景决定曝光时间。进而，在聚焦透镜20的初始化作业的同时，曝光时间决定部8，决定快门速度以及光圈值等的拍摄参数。 
聚焦透镜位移模式决定部9，由聚焦透镜位置初始化部18的聚焦透镜位置的初始化结束后，决定包含曝光期间的帧期间中的、由位移控制部22的、聚焦透镜20与摄像元件1的相对距离的位移模式，即，决定像面侧距离v的位移模式，以使对焦位置，在曝光时间决定部8决定的曝光时间的长度的曝光期间，从预先规定的对焦范围的一端移动到另一端。例如，聚焦透镜位移模式决定部9，决定图11所示的位移模式。 
在此，帧期间是指，运动图像拍摄中的一视频帧期间，或者，根据静止图像连续拍摄时的连拍请求速度的一幅静止图像的拍摄时间。 
并且，聚焦透镜位移模式决定部9，决定像面侧距离v的位移模式后，决定按照该位移模式的聚焦透镜20的位移模式，向同步管理部10A通知该位移模式。而且，同步管理部10A，根据该位移模式，对聚焦透镜位移控制部4A以及快门开关指示部5进行曝光开始以及结束时的同步管理。 
具体而言，同步管理部10A，在检测出由聚焦透镜位移模式决定部9决定聚焦透镜20的位移模式、且由曝光时间决定部8决定曝光时间的情况下，立刻向聚焦透镜位移控制部4A以及快门开关指示部5发出曝光开始的指示。 
快门开关指示部5，在发出曝光开始指示的情况下，立刻进行控制，以使快门3打开。并且，经过曝光时间之后，同步管理部10A，在指示聚焦透镜位移控制部4A结束聚焦透镜20的位移的同时，指示快门开关指示部5结束曝光。快门开关指示部5，在发出曝光结束指示的情况下，立刻进行控制，以使快门3关闭。 
根据上述的顺序，若被摄体的光学像成像于摄像元件1，则成像后的光学像，由摄像元件1变换为作为电信号的图像信号，变换后的图像信号，移向图像复原处理部11。同时，由同步管理部10A，向图像复原处理部11通知曝光结束以及进行了由F-DOF的焦点位移的拍摄。 
PSF存储部12，预先存储用于复原图像信号的复原用PSF(Point SpreadFunction：点扩散函数)。 
图像复原处理部11，接受图像信号后，读入PSF存储部12所存储的复原用PSF，利用该复原用PSF，对图像信号进行图像复原处理。具体而言，PSF存储部12，保持预先测定或通过模拟而求出的、由焦点位移的模 糊模式，以作为复原用PSF。并且，对于图像复原的方法，周知的是WienerFilter(维纳滤波器)、Lucy-Richardson等的各种方法，可以利用哪种方法。 
摄像数据记录部13，记录复原后的图像信号，以作为摄像数据。 
以下，详细说明由聚焦透镜位移模式决定部9决定的位移模式。 
图11是示出本发明的实施例1涉及的像面侧距离v的位移模式的一个例子的图。并且，图12是示出此时的像面侧距离v的位移速度的图。 
如图11以及图12所示，在位移模式中，例如，在运动图像拍摄的情况下，从最远端位移到最近端为止的时间，与一视频帧期间(一帧期间)的曝光时间相同。 
并且，如图11以及图12所示，一帧期间包含加速期间、之后的等速期间，以及之后的减速期间。 
在加速期间中，像面侧距离v的位移速度，从速度零开始，以一定的加速度来增加。并且，在等速期间中，像面侧距离v以等速来发生位移。而且，在减速期间中，像面侧距离v的位移速度，以一定的减速度来减少，从而在最近端成为速度零。如此，聚焦透镜位移模式决定部9，为了控制像面侧距离v的位移模式，而控制聚焦透镜20的位移模式。 
当然，也可以是，根据如图5的想法来应用所述内容，在下一个视频帧的曝光期间，进行控制，以从最近端位移到最远端，通过反复进行该内容，从而实现运动图像拍摄。并且，在静止图像的连续拍摄中，也可以利用在此所示的运动图像拍摄时的方法。 
而且，在此所示的一视频帧的曝光期间内的位移模式是一个例子，也可以是除此以外的位移模式。例如，对于位移模式，除了通过在此所示的单程位移模式以外，还通过在一视频帧的曝光期间内往返一次半、或往返两次半等在往返整数次后进行单程位移的模式，也能够得到相同效果。 
并且，在所述说明中，在加速期间中，像面侧距离v的位移速度以一定的加速度来增加，但也可以该加速度不是一定的。同样，在所述说明中，在减速期间中，像面侧距离v的位移速度以一定的加速度来减少，但也可以该减速度不是一定的。但是，为了容易实现位移模式，而优选的是，利用一定的加速度以及减速度。 
并且，优选的是，作为加速期间以及减速期间的各个长度的加速/减 速时间t为，作为一帧期间的长度的一帧时间T的1/10以上且1/4以下。以下，说明其理由。 
如上所述，在对焦范围整体利用等速位移的情况下，在对焦范围的端部导致复原处理画质稍微劣化。另一方面，通过采用如本发明的实施例1的位移模式，从而改进对焦范围的端部的复原处理画质。图13是示出本发明的实施例1涉及的采用位移模式时的离焦特性的图。如图13所示，由于在对焦范围的端部的滞留时间比中心部增加，从而对焦范围的端部的清晰度比中心部增加。其结果为，在所希望的对焦范围能够得到均匀的清晰度。 
图14A是示出像面侧的位移距离为100μm、一帧时间T为1/60秒时的加速/减速时间t与请求加速度a的关系的图表。图14B是示出该条件下的加速/减速时间t与中心部的位移速度v的关系的图表。 
并且，一般而言，对于像面侧位移距离Sd、一帧时间T、加速/减速时间t、在对焦范围的端部的请求加速度a、以及中心部的位移速度v，成立以下的关系。 
(算式2) 
a = Sd ( T - t ) × t ···(公式2) 
(算式3) 
v = Sd T - t ···(公式3) 
在图14A以及图14B中，在横轴设定加速/减速时间t。并且，在图14A中，在纵轴设定请求加速度a，在图14B中，在纵轴设定中心部的位移速度v。 
如图14A所示，使加速/减速时间t越短，在对焦范围的端部所需要的加速度a(减速度)急剧上升。也就是说，若使加速/减速时间t变短，则需要 利用非常大的加速度，因此不易实现。 
并且，使图14B所示的加速/减速时间t越长，在中心部的位移速度v就越大。也就是说，通过使加速/减速时间t变大，使在端部的滞留时间变长，从而端部的复原处理画质提高，但是，同时，如图14B所示，在中心部的位移速度v变大。据此，能够预料包含中心部的整体的清晰度会降低。这意味着，由于位移时的复原处理前的MTF降低，因此噪声等的影响变大。 
图15A至图15D以及图16A至图16D是具体且定量地评价这些现象的实验数据。进行实验，即，将焦点距离为4.8mm，将F值为2.8，将对焦位置为无穷远，将波长为550nm，以无穷远为中心来使近方被摄体距离位移到0.48m，以作为对焦范围。在此情况下，根据透镜的公式，像面侧的位移成为4.75mm至4.85mm。 
图15A至图15D是示出，在作为近方的端部的0.48m的复原处理前的MTF(单纯地发生位移时得到的图像的MTF)和复原处理后的MTF(采用在设想无穷远的被摄体的情况下的位移时得到的PSF，以作为复原用PSF)的图表。并且，图15A示出t＝0.0T(即，全部为等速位移)的情况，图15B示出t＝0.1T的情况，图15C示出t＝0.25T的情况，图15D示出t＝0.4T的情况。 
若关注端部的复原处理后的MTF，则得知，在图15A所示的等速位移的情况下，该复原处理后的MTF大致为0.6附近，但是，在图15B所示的t＝0.1T的情况下，该复原处理后的MTF不足0.8，在图15C所示的t＝0.25T、以及图15D所示的t＝0.4T的情况下，该复原处理后的MTF为0.8多。并且得知，即使t比0.25T大，端部的MTF也不会增加。 
也就是说，根据图15A至图15D得知，通过设定加速期间以及减速期间，从而能够改进在端部的鲜明度。并且得知，直到某种程度的时间为止，将加速/减速时间t越长，就越能够改进在端部的鲜明度，但是，即使将某时间以上的加速/减速时间t变长，在端部的鲜明度也不太发生变化(改进效果变少)。 
图16A至图16D示出，在无穷远位置(即，EDOF中心部)的复原处理前的MTF特性。例如，若注目MTF的值为0.1时的空间频率，在图16A所示的t＝0.0T(即，等速位移)的情况下，该空间频率大致为180lpmm，在 图16B所示的t＝0.1T的情况下，该空间频率大致为160lpmm，在图16C所示的t＝0.25T的情况下，该空间频率大致为145lpmm，在图16D所示的t＝0.4T的情况下，该空间频率大致为130lpmm。 
这表示，如上预料，在使加速/减速时间t变大，来使在端部的滞留时间变大的情况下，在中心部的位移速度变大，从而中心部的MTF相对降低。因此，在使加速/减速时间t变大的情况下，图像数据容易埋没在噪声中，导致在图像复原处理中影响到复原画质的可能性变大。于是，在本发明的实施例1中，针对一帧时间(曝光时间)T，将该加速/减速时间t限定为0.1至0.25。 
而且，通过至少将加速/减速时间t成为一帧时间T的1/10以上，从而能够提高在最远端以及最近端的复原画质。进而，通过将加速/减速时间t成为一帧时间T的1/4以下，从而能够抑制在中心部的复原画质的降低。 
并且，对于加速期间的长度和减速期间的长度，可以相同，也可以不同。换而言之，也可以是，加速期间中的加速度和减速期间中的减速度不同。 
并且，在上述的说明中，说明一帧期间和曝光期间相同的情况的例子，但也可以，在一帧期间中包含曝光期间和非曝光期间。也就是说，这是，由曝光时间决定部8决定的一视频帧的曝光时间、或静止图像连续拍摄时的一幅的曝光时间，比视频帧率(1/30或1/60)、或基于连拍请求速度的一幅静止图像的拍摄时间短的情况。在这样的情况下，可以认为，在如图11的位移模式中，进行控制，从而在非曝光时间中，在成为位移速度零的端部不发生位移而滞留。 
并且，也可以认为，进行控制，从而如图17将对焦位置位移比实际被请求的位移量(最远端与最近端之间的距离)多规定量，在被请求的位移量(最远端与最近端之间的距离)的范围内成为等速位移。在此情况下，进行控制，从而不在如上所述成为速度零的端部滞留，而加速/减速时间包含在非曝光时间中。总之，位于1框架期间中包含，曝光期间前的非曝光期间中包含加速期间，位于1框架期间中包含，曝光期间之后的非曝光期间中可以包含速度减低期间。据此，在所希望的位移量(最远端与最近端之间的距离)的范围内，能够得到相等的EDOF复原处理画质。而且，也可以是， 加速期间的一部分包含在非曝光期间中，加速期间的除此以外的部分包含在曝光期间中。同样，也可以是，减速期间的一部分包含在非曝光期间中，减速期间的除此以外的部分包含在曝光期间中。 
以下，说明由摄像装置100的工作的流程。图18是由摄像装置100的摄像工作的流程图。 
首先，曝光时间决定部8，根据摄像场景决定曝光时间(S101)。 
其次，聚焦透镜位移模式决定部9，决定包含曝光期间的帧期间中的、像面侧距离的位移模式，以使对焦位置，在步骤S101决定的曝光期间的长度的曝光期间中，从预先规定的对焦范围的一端移动到另一端(S102)。 
并且，聚焦透镜位移模式决定部9，决定位移模式后，决定按照该位移模式的聚焦透镜20的位移模式，向同步管理部10A通知该位移模式。而且，同步管理部10A，根据该位移模式，对聚焦透镜位移控制部4A以及快门开关指示部5进行曝光开始以及结束时的同步管理。据此，聚焦透镜位移控制部4A，如在步骤S102决定的位移模式那样，在一帧期间内使像面侧距离发生位移(S103)。 
如上所述，本发明的实施例1涉及的摄像装置100，通过进行这样的控制，从而能够实现采用利用了F-DOF的EDOF的运动图像以及连续静止图像拍摄。进而，本发明的实施例1涉及的摄像装置100，也能够同时实现对焦范围的端部的画质的提高。 
而且，本发明涉及的摄像装置100也可以，不包括图10所示的所有的处理部。 
图19是本实施例1涉及的摄像装置100的变形例的摄像装置101的方框图。其结构和作用，大致按照图10。与图10相比，该摄像装置101的特点是，将通过曝光而得到的图像直接记录到摄像数据记录部13。这试图着，不是在摄像装置内实现图像复原处理，而在此后级的其他的装置例如个人电脑、图像浏览器、或网络服务器等内实现图像复原处理。据此，摄像装置101，与图10所示的结构相比，能够抑制作为摄像装置的运算量，并且，能够实现快门时滞的大幅度的缩小。 
(实施例2) 
在本发明的实施例2中，说明通过使摄像元件1的位置移动，从而使 对焦位置发生位移的例子。并且，本发明的实施例2涉及的摄像装置200的概要构成与图9同样。 
参照图20以及图21说明，本发明的实施例2中的摄像装置200。 
图20是本发明的实施例2涉及的摄像装置200的方框图。该摄像装置200，与图10所示的摄像装置100的结构相比，取代聚焦透镜初始位置检测部7、聚焦透镜位置初始化部18、聚焦透镜位移模式决定部9、同步管理部10A、以及聚焦透镜位移控制部4A，而包括摄像元件初始位置检测部14、摄像元件位置初始化部19、摄像元件位移模式决定部15、同步管理部16A、以及摄像元件位移控制部17A。而且，对与图10同样的要素赋予相同的符号，以下主要说明不同之处。 
并且，图20中没有记载透镜2，但是，摄像装置200可以包括透镜2。 
在本发明的实施例2涉及的摄像装置200中，例如，透镜2被固定，摄像元件1能够位移对透镜2的相对位置。 
摄像元件位移控制部17A是，图9所示的位移控制部22的具体例。该摄像元件位移控制部17A，通过使摄像元件1的位置移动，从而使对焦位置发生位移。 
摄像元件位移模式决定部15是，图9所示的位移模式决定部21的具体例。 
摄像元件初始位置检测部14，在释放接受部6从用户接受曝光开始指示的情况下，检测摄像元件1的当前的位置(初始位置)。 
摄像元件位置初始化部19，在由摄像元件初始位置检测部14检测初始位置后，根据该初始位置，使摄像元件1的位置初始化。具体而言，摄像元件位置初始化部19，使摄像元件1的位置位移到规定的端位置，例如，位移到最近端或最远端。 
并且，曝光时间决定部8，在释放接受部6接受开快门的指示的情况下，立刻根据摄像场景决定曝光时间。进而，在摄像元件1的初始化作业的同时，曝光时间决定部8，决定快门速度以及光圈值等的拍摄参数。 
另一方面，摄像元件位移模式决定部15，在摄像元件位置初始化部19的摄像元件位置的初始化结束后，利用曝光时间决定部8决定的曝光时间的信息，例如，决定如图11所示的对焦位置的位移模式。而且，摄像元件位移模式决定部15，决定按照该对焦位置的位移模式的摄像元件的位移模式，向同步管理部16A通知该位移模式。而且，在使摄像元件1发生位移的情况下，根据图4明确，若不使透镜位置发生位移，则对焦位置的位移模式成为摄像元件自己的位移模式本身。同步管理部16A，根据该位移模式，对摄像元件位移控制部17A以及快门开关指示部5进行曝光开始以及结束时的同步管理。 
具体而言，同步管理部16A，向摄像元件位移控制部17A以及快门开关指示部5发出曝光开始的指示。快门开关指示部5，在发出曝光开始指示的情况下，立刻进行控制，以使快门3打开。并且，经过规定的曝光时间之后，同步管理部16A，指示快门开关指示部5结束曝光。 
快门开关指示部5，在发出曝光结束指示的情况下，立刻进行控制，以使快门3关闭。 
根据上述的顺序，若被摄体的光学像成像于摄像元件1，则成像后的光学像，由摄像元件1变换为作为电信号的图像信号，变换后的图像信号，移向图像复原处理部11。同时，由同步管理部16A，向图像复原处理部11通知曝光结束以及进行了由F-DOF的摄像元件位移的拍摄。除此以外的结构，按照图10的聚焦透镜位移的情况。 
而且，对于摄像元件的位移模式，按照实施例1所示的图11的模式。实施例2与实施例1相比，区别在于摄像元件1本身发生位移，而位移模式是共同的。与实施例1同样，针对一帧时间T，将该加速/减速时间t限定为0.1至0.25。 
如上所述，本发明的实施例2涉及的摄像装置200，通过进行这样的控制，与实施例1同样，能够实现采用利用了F-DOF的EDOF的运动图像以及连续静止图像拍摄。进而，本发明的实施例2涉及的摄像装置200，也能够同时实现对焦范围的端部的画质的提高。 
而且，本发明的实施例2涉及的摄像装置200也可以，不包括图20所示的所有的处理部。 
图21是本实施例2涉及的摄像装置200的变形例的摄像装置201的方框图。其结构和作用，大致按照图20。这试图着，不是在摄像装置内实现图像复原处理，而在此后级的其他的装置例如个人电脑、图像浏览器、或 网络服务器等内实现图像复原处理。据此，摄像装置201，与图20所示的结构相比，能够抑制作为摄像装置的运算量，并且，能够实现快门时滞的大幅度的缩小。 
以上，说明了本发明的实施例涉及的摄像装置，但是，本发明不仅限于该实施例。 
并且，所述实施例涉及的摄像装置中包含的多个处理部中的至少一部分，被实现为作为集成电路的LSI。可以将它们分别单芯片化，也可以将它们单芯片化，使得包含一部分或全部。 
并且，集成电路化不仅限于LSI，而可以以专用电路或通用处理器来实现。也可以利用在制造LSI后能够编程的FPGA(Field Programmable GateArray：现场可编程门阵列)、或可重构LSI内部的电路单元的连接或设定的可重构处理器。 
并且，也可以是，通过CPU等的处理器执行程序，从而实现本发明的实施例涉及的摄像装置的功能的一部分。 
并且，本发明可以是所述程序，也可以是记录有所述程序的非暂时的计算机可读取的记录介质。并且，当然，能够通过互联网等的传输介质来分发所述程序。 
并且，也可以组合所述实施例涉及的摄像装置、以及其变形例的功能中的至少一部分。 
并且，在上述利用了的数字都是为了具体说明本发明而示出的例子，本发明不仅限于以例子来示出的数字。 
进而，在不脱离本发明的要旨的范围内所进行的本领域的技术人员能够想到的各种变形也包含在本发明的范围内。 
工业实用性 
本发明能够适用于摄像装置以及其控制方法，尤其能够适用于利用了F-DOF方式的运动图像拍摄以及连续静止图像拍摄。并且，本发明有用于民用以及工业用摄像装置(数字静态相机)等的领域。 
符号说明
1摄像元件 
2透镜 
3快门 
4、4A聚焦透镜位移控制部 
5快门开关指示部 
6释放接受部 
7聚焦透镜初始位置检测部 
8曝光时间决定部 
9聚焦透镜位移模式决定部 
10、10A同步管理部 
11图像复原处理部 
12PSF存储部 
13摄像数据记录部 
14摄像元件初始位置检测部 
15摄像元件位移模式决定部 
16、16A同步管理部 
17、17A摄像元件位移控制部 
18聚焦透镜位置初始化部 
19摄像元件位置初始化部 
20聚焦透镜 
21位移模式决定部 
22位移控制部 
100、101、200、201、500、501摄像装置 

Claims (8)

1.一种摄像装置，包括∶
摄像元件；
透镜，针对所述摄像元件进行成像以及聚光；
位移控制部，通过使作为所述摄像元件与所述透镜之间的距离的像面侧距离发生位移，从而使该摄像装置的被摄体侧的对焦位置发生位移；
曝光时间决定部，根据摄像场景决定曝光时间；以及
位移模式决定部，决定包含曝光期间的帧期间中的、所述位移控制部进行的所述像面侧距离的位移的位移模式，以使所述对焦位置，在所述曝光时间的长度的所述曝光期间中，从预先规定的对焦范围的一端移动到另一端，
所述位移模式决定部，决定所述位移模式，以使得:
在所述帧期间中包含的加速期间中，所述像面侧距离的位移速度，从速度零开始增加；
在所述帧期间中包含的所述加速期间后的等速期间中，所述像面侧距离以等速来发生位移；以及
在所述帧期间中包含的所述等速期间后的减速期间中，所述像面侧距离的位移速度减少到速度零，
所述加速期间以及所述减速期间的长度分别为，所述帧期间的长度的1/10以上，
所述加速期间的至少一部分以及所述减速期间的至少一部分包含在所述曝光期间中。
2.如权利要求1所述的摄像装置，
所述加速期间以及所述减速期间的长度分别为，所述帧期间的长度的1/4以下。
3.如权利要求1或2所述的摄像装置，
所述位移模式决定部，决定所述位移模式，以使得:
在所述加速期间中，所述像面侧距离的位移速度以一定的加速度来增加；
在所述减速期间中，所述像面侧距离的位移速度以一定的减速度来减少。
4.如权利要求1或2所述的摄像装置，
所述帧期间包含所述曝光期间、所述曝光期间之前的第一非曝光期间、以及所述曝光期间之后的第二非曝光期间，
所述加速期间的至少一部分包含在所述第一非曝光期间中，
所述减速期间的至少一部分包含在所述第二非曝光期间中。
5.如权利要求1或2所述的摄像装置，
所述位移控制部，通过使所述透镜的位置移动，从而使所述像面侧距离发生位移。
6.如权利要求1或2所述的摄像装置，
所述位移控制部，通过使所述摄像元件的位置移动，从而使所述像面侧距离发生位移。
7.如权利要求1或2所述的摄像装置，
所述摄像装置，还包括:
点扩散函数存储部，预先存储复原用点扩散函数；
图像复原处理部，针对所述摄像元件所生成的摄像数据，利用所述复原用点扩散函数进行图像复原处理；以及
摄像数据记录部，记录所述图像复原处理部所复原的复原图像。
8.一种摄像装置的控制方法，该摄像装置包括摄像元件以及透镜，该透镜针对所述摄像元件进行成像以及聚光，
所述摄像装置的控制方法，包括:
位移控制步骤，通过使作为所述摄像元件与所述透镜之间的距离的像面侧距离发生位移，从而使该摄像装置的被摄体侧的对焦位置发生位移；
曝光时间决定步骤，根据摄像场景决定曝光时间；以及
位移模式决定步骤，决定包含曝光期间的帧期间中的、所述位移控制步骤进行的所述像面侧距离的位移的位移模式，以使所述对焦位置，在所述曝光时间的长度的所述曝光期间中，从预先规定的对焦范围的一端移动到另一端，
在位移模式决定步骤中，决定所述像面侧距离的位移模式，以使得:
在所述帧期间中包含的加速期间中，所述像面侧距离的位移速度，从速度零开始增加；
在所述帧期间中包含的所述加速期间后的等速期间中，所述像面侧距离以等速来发生位移；以及
在所述帧期间中包含的所述等速期间后的减速期间中，所述像面侧距离的位移速度减少到速度零，
所述加速期间以及所述减速期间的长度分别为，所述帧期间的1/10以上的期间，
所述加速期间的至少一部分以及所述减速期间的至少一部分包含在所述曝光期间中。
CN201080006737.4A 2009-12-07 2010-12-03 摄像装置以及其控制方法 Expired - Fee Related CN102308569B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP277638/2009 2009-12-07
JP2009277638 2009-12-07
PCT/JP2010/007058 WO2011070755A1 (ja) 2009-12-07 2010-12-03 撮像装置及びその制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102308569A CN102308569A (zh) 2012-01-04
CN102308569B true CN102308569B (zh) 2014-11-12

Family

ID=44145318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080006737.4A Expired - Fee Related CN102308569B (zh) 2009-12-07 2010-12-03 摄像装置以及其控制方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8576326B2 (zh)
EP (1) EP2512117B1 (zh)
JP (1) JP5367094B2 (zh)
CN (1) CN102308569B (zh)
WO (1) WO2011070755A1 (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5588461B2 (ja) * 2009-12-07 2014-09-10 パナソニック株式会社 撮像装置および撮像方法
JP5635844B2 (ja) * 2010-09-06 2014-12-03 キヤノン株式会社 焦点調整装置および撮像装置
CN102934003B (zh) * 2011-04-15 2016-06-08 松下电器产业株式会社 摄像装置、半导体集成电路以及摄像方法
US8810712B2 (en) 2012-01-20 2014-08-19 Htc Corporation Camera system and auto focus method
US8890996B2 (en) * 2012-05-17 2014-11-18 Panasonic Corporation Imaging device, semiconductor integrated circuit and imaging method
US9264630B2 (en) * 2013-01-04 2016-02-16 Nokia Technologies Oy Method and apparatus for creating exposure effects using an optical image stabilizing device
US9467616B2 (en) * 2013-04-15 2016-10-11 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Distance measurement apparatus and distance measurement method
US20160299339A1 (en) * 2013-12-05 2016-10-13 B.G. Negev Technologies And Applications Ltd., At Ben-Gurion University Method for extended depth of field imaging
US9449234B2 (en) 2014-03-31 2016-09-20 International Business Machines Corporation Displaying relative motion of objects in an image
US9300857B2 (en) * 2014-04-09 2016-03-29 International Business Machines Corporation Real-time sharpening of raw digital images
JP6543916B2 (ja) * 2014-11-07 2019-07-17 株式会社ニコン 交換レンズおよび撮像装置
JP6724288B2 (ja) * 2014-11-07 2020-07-15 株式会社ニコン 交換レンズ、カメラ本体およびカメラ
CN105491280A (zh) * 2015-11-23 2016-04-13 英华达（上海）科技有限公司 机器视觉中进行图像采集的方法及装置
DE102017123511A1 (de) * 2017-10-10 2019-04-11 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Mikroskop und Verfahren zum Erzeugen eines mikroskopischen Bildes mit einer erweiterten Schärfentiefe
US11172112B2 (en) 2019-09-09 2021-11-09 Embedtek, LLC Imaging system including a non-linear reflector
KR102323136B1 (ko) * 2021-01-07 2021-11-10 주식회사 오엠에스 플로우스캔 방식을 적용한 3d edof 스캐닝 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003259194A (ja) * 2002-03-06 2003-09-12 Tamron Co Ltd 画像安定化装置
CN1503242A (zh) * 2002-11-26 2004-06-09 松下电器产业株式会社 光盘装置
WO2009110183A1 (ja) * 2008-03-04 2009-09-11 日東光学株式会社 変化要因情報のデータの生成法および信号処理装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6068312A (ja) 1983-05-13 1985-04-18 Shimadzu Corp 光学顕微鏡像の撮影方法
JP3191928B2 (ja) 1988-02-23 2001-07-23 オリンパス光学工業株式会社 画像入出力装置
DE3905619C2 (de) 1988-02-23 2000-04-13 Olympus Optical Co Bildeingabe-/Ausgabevorrichtung
DE3931934C2 (de) 1988-10-03 1994-11-10 Olympus Optical Co Bild-Ein/Ausgabevorrichtung
JPH0829220B2 (ja) 1989-06-05 1996-03-27 三菱重工業株式会社 排ガス中二酸化硫黄の還元方法
GB8917224D0 (en) 1989-07-27 1989-09-13 Unilever Plc Dispensing system
JPH03191928A (ja) 1989-12-20 1991-08-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電気湯沸かし器
JPH0411704A (ja) 1990-04-28 1992-01-16 Murata Mfg Co Ltd コイル部品
JPH0527084A (ja) 1991-07-25 1993-02-05 Toshiba Eng & Constr Co Ltd 燃料集合体のチヤンネルボツクス載置確認装置
JP3084130B2 (ja) 1992-05-12 2000-09-04 オリンパス光学工業株式会社 画像入力装置
JPH0983858A (ja) * 1995-09-12 1997-03-28 Canon Inc 撮像装置および撮像方法
US6587148B1 (en) 1995-09-01 2003-07-01 Canon Kabushiki Kaisha Reduced aliasing distortion optical filter, and an image sensing device using same
JP4011704B2 (ja) 1997-01-10 2007-11-21 オリンパス株式会社 画像入力装置
JP2004153497A (ja) 2002-10-30 2004-05-27 Kyocera Corp ディジタルカメラの自動露出制御システム
US7711259B2 (en) 2006-07-14 2010-05-04 Aptina Imaging Corporation Method and apparatus for increasing depth of field for an imager
WO2009120718A1 (en) * 2008-03-24 2009-10-01 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Methods, systems, and media for controlling depth of field in images
US8289440B2 (en) * 2008-12-08 2012-10-16 Lytro, Inc. Light field data acquisition devices, and methods of using and manufacturing same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003259194A (ja) * 2002-03-06 2003-09-12 Tamron Co Ltd 画像安定化装置
CN1503242A (zh) * 2002-11-26 2004-06-09 松下电器产业株式会社 光盘装置
WO2009110183A1 (ja) * 2008-03-04 2009-09-11 日東光学株式会社 変化要因情報のデータの生成法および信号処理装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Filexible Depth of Field Photography;H.NAGAHARA, S. KUTHIRUMMAL, C.ZHOU,S.NAYAR;《EUROPEAN CONFERENCE ON COMPUTER VISION(ECCV)》;20081012;60-73页 *
H.NAGAHARA, S. KUTHIRUMMAL, C.ZHOU,S.NAYAR.Filexible Depth of Field Photography.《EUROPEAN CONFERENCE ON COMPUTER VISION(ECCV)》.2008,60-73页. *

Also Published As

Publication number Publication date
US20110292275A1 (en) 2011-12-01
EP2512117B1 (en) 2015-08-05
EP2512117A4 (en) 2013-05-22
WO2011070755A1 (ja) 2011-06-16
JPWO2011070755A1 (ja) 2013-04-22
CN102308569A (zh) 2012-01-04
JP5367094B2 (ja) 2013-12-11
EP2512117A1 (en) 2012-10-17
US8576326B2 (en) 2013-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102308569B (zh) 摄像装置以及其控制方法
CN102308242B (zh) 摄像装置以及拍摄方法
JP2007060647A (ja) 撮像装置および撮像方法
JP2012505562A (ja) 画像処理装置および画像処理方法、並びに、データ処理装置およびデータ処理方法
EP2688284B1 (en) Imaging device, imaging method, integrated circuit, and computer program
JP2005234325A5 (zh)
JP2011248159A (ja) 撮像装置、撮像システム、撮像装置の制御方法およびプログラム
WO2014171051A1 (ja) 距離測定装置、及び、距離測定方法
JP2007192859A (ja) 合焦制御装置、及び撮像装置
JP4628281B2 (ja) 撮像動作制御ユニット及びデジタルカメラ
EP2672696B1 (en) Image restoration device, imaging device, and image restoration method
JP2012060371A (ja) 撮像システムおよび画素信号読出し方法
JP2012226184A5 (ja) 撮像装置およびその制御方法
JP2009111774A (ja) 撮像装置および画像処理方法
JP6432038B2 (ja) 撮像装置
JP2017005323A (ja) 撮像装置
JP6486098B2 (ja) 撮像装置及びその制御方法
JP6087714B2 (ja) 撮像装置およびその制御方法
JP6257146B2 (ja) 撮像装置、画像処理装置、および画像処理方法
JP5641777B2 (ja) レンズ交換式カメラ
US20120320258A1 (en) Image pickup apparatus and control method thereof
JP2008211678A (ja) 撮像装置およびその方法
JP2006023653A (ja) 光学機器
JP2016122950A (ja) 撮像装置
JP2010050880A (ja) 露出演算装置および撮像装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20141112