JP2004350070A - 画像処理装置 - Google Patents
画像処理装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004350070A JP2004350070A JP2003145581A JP2003145581A JP2004350070A JP 2004350070 A JP2004350070 A JP 2004350070A JP 2003145581 A JP2003145581 A JP 2003145581A JP 2003145581 A JP2003145581 A JP 2003145581A JP 2004350070 A JP2004350070 A JP 2004350070A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- optical system
- ccds
- ccd
- distance
- 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.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Structure And Mechanism Of Cameras (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Abstract
【解決手段】共通の撮影光学系Oにより結像された画像を撮影するよう複数のCCD11〜13を配置しCCD11〜13により撮影された複数の画像データを合成した画像を得るに際し、撮影光学系Oに関する焦点距離、開放F値(あるいはさらに現在の絞り値)などを含む特定の作動条件下においては、各CCDの形成する被写界深度範囲が隣接またはわずかに重畳するように配置する。撮影光学系Oのレンズ交換、あるいはズーミングにより撮影光学系Oに関する作動条件が変更された場合は、CCD11〜13を所定条件を満足する相互間隔の位置に移動する。その場合、たとえばCCD11〜13のうち1つを固定し、残りのCCDを移動する構成を用いることができる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、単一の撮影光学系により結像された画像を撮影する複数の撮像素子を有し、前記複数の撮像素子により撮影された複数の画像データを合成した画像を得る画像処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
撮影距離の異なる画像を合成し、遠景から近景までの全ての被写体にピントの合った画像を得る技術が知られている(たとえば下記の特許文献1)。
【0003】
この種の画像処理装置では、たとえば、近距離(N:Near)、中距離(M:Middle)、遠距離(F:Far)にそれぞれ被写界深度を持つよう撮影光学系に対して異なる位置にそれぞれ近距離用、中距離用、遠距離用の撮像素子(CCDなど)を配置し、各撮像素子から得られたN(近距離)、M(中距離)、F(遠距離)の各画像を解析し、画像の鮮鋭度などに基づき各画像より適切な部位を抽出して合成する。このような撮影システムを以下ではNMF画像合成システムという。
【0004】
出願人は、既にNMF画像合成システムの構成として、撮影光学系と複数の撮像素子の間の距離をそれぞれ独立して操作者が調節する手動調節手段を有する画像処理装置を提案している(下記の特許文献2)。
【0005】
【特許文献1】特開平10−262176号(図1)
【特許文献2】特願2002−50607号(図1)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献2に記載の発明では、撮影光学系と複数の撮像素子の間の距離をそれぞれ独立して調節する構成を提案している。それぞれの撮像素子が受け持つ近距離(以下N)、中距離(以下M)、遠距離(以下F)の被写体の距離は一定ではないから、特許文献2のような構成には精密な調節を行なえる、という利点がある。特に、撮影絞りを開放で用いる必要があり、なおかつ遠距離の山と、至近距離の口腔内のような通常のカメラでは到底被写界深度内に置けないような複数の被写体を撮影しなければならない、というような特殊な撮影需要を満たすことができる。
【0007】
しかしながら、特許文献2のような構成では、全ての撮像素子をそれぞれ移動させる手段が必要であり、ハードウェア構成が複雑である上、撮像素子の移動を操作者が手動で行なうものとすると極めて操作が困難かつ熟練を要するものとなる、という問題がある。また、コンピュータのような制御手段により全ての撮像素子の位置を制御するとしても、その場合、撮像素子の位置制御を行なうためのプログラムは少なくとも近距離(N)、中距離(M)、遠距離(F)の各被写体のいずれを対象とするかなどを判別する必要があり、その構成は極めて複雑なものとなる。
【0008】
そこで、撮像素子の移動制御をなるべく行なわずにほぼ遠景から至近距離の常識的な範囲の被写体に関しては実用上充分なNMF画像合成を行なえるシステムが望まれる。たとえば、撮影レンズが単一焦点距離の固定式でかつ撮影絞りも変化しない場合には、全く撮像素子の移動制御を行なうことなく撮影が行なえれば便利である。
【0009】
また、撮影絞りを調節したり、撮影レンズが交換式、ズーム式のように焦点距離が変化する構成においてレンズ交換あるいはズーム設定により特定の焦点距離や開放Fナンバーが変化した場合は撮像素子の位置は調節する必要があると考えられるが、たとえば、ある特定の焦点距離を選択した状態においては、それ以上の撮像素子の移動制御を必要とせず撮影が行なえれば便利であるのはいうまでもない。
【0010】
本発明の課題は、撮像素子の移動制御をなるべく行なわずに実用上充分なNMF画像合成を行なえる画像処理装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明によれば、単一の撮影光学系により結像された画像を撮影する複数の撮像素子を有し、前記複数の撮像素子により撮影された複数の画像データを合成した画像を得る画像処理装置において、撮影光学系の作動条件に応じて、前記各撮像素子の形成する被写界深度範囲が隣接またはわずかに重畳する条件を満足するよう前記各撮像素子の位置を制御する制御手段を有する構成を採用した。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【0013】
図1は本発明を採用したNMF画像合成システムの構成を示している。図1において符号Oは撮影光学系であり、その光軸上にはハーフミラー(あるいはビームスプリッタなど)M1、M2、ミラー(あるいはプリズムなど)M3を配置し、遠距離(F)、中距離(M)、および近距離(N)にそれぞれ被写界深度を持つよう撮影光学系Oに対して異なる位置にCCD11、12、および13を配置してある。図1では不図示であるが、撮影光学系O〜各CCDの間の光路には必要に応じて撮影絞りが配置される。
【0014】
CCD11〜13の出力は、ビデオI/F(インターフェース)14を介して画像の合成を行なう画像処理系に入力される。
【0015】
図1では、光学系〜CCDの距離を判り易くするために全反射ミラーからなるミラーM3を図示しているが、このミラーM3は必ずしも必要はなく、実際の光学系では多くの場合省略できる。ハーフミラーM1、M2の透過比率は、M1=66%、M2=50%程度とし、各CCDに到達する光量にアンバランスが生じないように設定する。
【0016】
このような構成では、各CCD11〜13と撮影光学系Oの距離df、dm、dnを設定することにより、N、M、Fの各画像の撮影距離(合焦距離)、およびN、M、Fの各被写界深度が決定される。本実施形態では、各CCD11〜13と撮影光学系Oの距離はdf、dm、dnである。
【0017】
本発明はこれらCCD11〜13の位置制御(df、dm、dnの制御)をなるべく行なわないで済む構成を提供しようとするものである。
【0018】
各CCD11〜13と撮影光学系Oの距離df、dm、dnの決定、およびCCD11〜13の位置制御(df、dm、dnの制御)については後で詳述する。
【0019】
撮影光学系Oは、フォーカス手段27により近距離の被写体に合焦させる場合はn、遠距離の被写体に合焦させる場合はf方向に移動できるようになっている。フォーカス手段27の最も簡単な構成は、ヘリコイドやカムのような機構を介して操作者が撮影光学系Oを手動で移動させるものである。もちろん、フォーカス手段27はモータなどで駆動されるものであってもよく、また、公知のオートフォーカス制御手段を用いて焦点合せを行なうものであってよい。オートフォーカス制御のための検出器としては、別途設けた不図示の光センサや超音波センサを用いる他、CCD11〜13の出力を用いる構成も考えられる。
【0020】
図1の構成では、レンズ検出手段28が設けられている。レンズ検出手段28は、現在装着されている撮影光学系Oの少なくとも
・焦点距離
・開放F値(あるいはさらに現在の絞り値)
のような、現在のレンズ構成に関する情報を検出できるよう構成される。あるいはさらにレンズ検出手段28はレンズの機種情報などを検出できるようなものであってもよい。
【0021】
なお、上記のうち「焦点距離」は撮影光学系Oのレンズの焦点距離であり、「被写体距離」ではない。本明細書では、「焦点距離」は撮影光学系Oのレンズの焦点距離のみを指すものとして用い、合焦している被写体の距離を指す場合は「被写体距離」を用いるものとする。
【0022】
レンズ検出手段28は撮影光学系Oが筐体に固定された単一焦点距離の固定レンズであれば不要であるが、交換式またはズーム式のレンズの場合はレンズ交換、あるいはズーミングによって、上記の焦点距離、開放F値のような構成情報が変化するので、これらの情報を後述のCPU30に伝達する。
【0023】
上記の現在のレンズ構成に関する情報のうち、焦点距離を検出するには、交換式レンズの場合は、レンズ検出手段28をレンズそれぞれの固有位置に設けたノッチなどの位置情報をリミットスイッチや磁気センサなどを用いて検出するよう構成し、また、ズーム式のレンズの場合は、レンズのズーム環の回動位置情報を検出することにより現在の焦点距離を検出するよう構成すればよい。さらに交換式でかつズーム式のレンズも装着できるようなシステムとする場合は、これら両者の検出機構を設けることができる。
【0024】
開放F値に関しても同様に、レンズそれぞれの固有位置に設けたノッチなどの位置情報をリミットスイッチや磁気センサなどを用いてレンズ検出手段28により検出することができる。現在の絞り値を検出するには絞り環の位置を検出する従来の検出手段を用いることができる。
【0025】
CCD11〜13の出力は、ビデオI/F14を介して図1右側の画像処理装置に入力される。各CCD11〜13から合成用の画像を取り込む処理は、不図示のシャッタボタンなどの操作により行なわれる。
【0026】
ビデオI/F14より右側の画像処理装置は、PC(パーソナルコンピュータ)などのハードウェアを利用して構成することもできる。この画像処理装置は、後述の画像処理を行なうCPU30、シャッタボタンなどの操作手段を含む操作部31、後述の画像処理をCPU30のプログラムとして格納するプログラムメモリ32、画像処理のワークエリアとして用いられるメモリ35を含む。
【0027】
CPU30は、ビデオI/F14より入力し、メモリ35に格納したCCD11、12、13の遠距離(F:Far)、中距離(M:Middle)、近距離(N:Near)の各画像データに対して所定の画像処理を行なうことにより、N、M、Fの画像から鮮明度の高い部分をそれぞれ抽出し、鮮明度の高い画像を合成する。この合成処理自体は本発明の対象とするところではなく、当業者において好都合な画像処理を適宜行なえばよい。
【0028】
図1では、さらに得られた画像データを他の装置と共有するために、ネットワークI/F33が設けられている。ネットワークI/F33のI/F方式はイーサネット(商標名)など任意である。
【0029】
次に、各CCD11〜13の位置、すなわち、CCD11〜13と撮影光学系Oの距離df、dm、dnの決定方法につき説明する。
【0030】
本実施形態においては、撮影光学系Oの焦点距離や撮影絞り(Fナンバー)が一定である間はCCD11〜13の位置を固定とし、撮影光学系Oの移動のみにより遠景から至近距離の被写体の撮影を行なえるようにする。
【0031】
また、CCD11〜13間のピッチ(間隔)は、制御の容易性を考慮し、等間隔となるよう制御する構成についても考察する。CCD11〜13の位置を固定とする、あるいはその配置ピッチを等間隔とすることができれば、機器の設計、CCD11〜13の制御回路の構成を極めて簡単安価にできるからである。
【0032】
図2は本発明の画像合成システムにおけるCCD11〜13と撮影光学系Oの距離df、dm、dnを決定するための設計思想の概略を説明するためのものである。
【0033】
図2では、遠景から至近距離の被写体と撮影光学系Oを一定の位置に置き、撮影光学系Oの後方にCCD11〜13を3枚配置してある。ここで、CCD11と12の間隔d1と、CCD12と13の間隔d2がほぼ等しいと考えると、これらのCCD11〜13の被写界深度範囲は近距離の被写体では狭く、遠距離領域の被写体では広くなる。
【0034】
図2は厳密なものではなく被写体とその像の対応は用いる撮影光学系Oの焦点距離に応じて変化しうるが、数〜数10mmの焦点距離の一般的なレンズにおいては、図示のようにCCD11〜13はそれぞれ遠距離では遠景の山、中景の木、近景の人のような被写体、また、口腔内のような至近距離では被写体(奥歯、中歯、前歯)のような被写体を中心とする被写界深度範囲をカバーする。
【0035】
また、図2は、撮影光学系Oの焦点距離と撮影絞りのF値が決まっていれば、その間、CCD11と12の間隔d1と、CCD12と13の間隔d2を一定に制御してしまっても、実用的な撮影状況にはほぼ対応可能であることも示している。
【0036】
すなわち、実用上は至近距離の口腔内と、遠景の山を同一画面内に鮮鋭に撮影しなければならないような撮影状況は極めて稀であり、通常、遠景の山、中景の木、近景の人を含む風景撮影、あるいは至近距離の口腔内の被写体(奥歯、中歯、前歯)の撮影を選択的に行なうようカメラが使用される。
【0037】
したがって、これらの風景(遠距離)撮影および口腔内(近距離)撮影のそれぞれの用途において、良好なNMF画像合成を行なうには、CCD11〜13の受け持つ被写界深度範囲に不連続が生じないように、すなわち、被写界深度範囲が隣接ないしわずかに重畳するように制御するだけでよい。
【0038】
以下にCCD11〜13の配置位置ないし配置間隔についての考察を示す。
【0039】
<CCD位置制御についての考察その1>
図3は口径Aの撮影光学系O(焦点距離f、撮影絞り値Fとする)が形成する2つの被写体の像点LおよびW、および像点LおよびWのそれぞれ前後で許容錯乱円直径δを満足する被写界深度範囲を図示したものである。図3の像点LおよびWに関する2つの被写界深度範囲は重畳なしで隣接する特別な状態となっており、したがって、像点LおよびWの位置にCCDをそれぞれ配置すれば、この2枚のCCDにより点Rから点Vまでの範囲をカバーし、この範囲内において許容錯乱円直径δを満足する鮮鋭な画像を撮影できる。
【0040】
ここで像点Lの位置にあるCCDn−1を置き、像点Wの位置に次のCCDnを置くものとし、CCDn−1およびCCDnの撮影光学系Oからの距離をxn−1およびxnとする。3角形MSNと3角形UTNは合同、かつ3角形MSNと3角形PP’Nは相似であるから、CCDn−1およびCCDnの距離xn−1およびxnは、
【0041】
【数1】
【0042】
【数2】
と示すことができる。ここでKは、撮影光学系Oの焦点距離f=12.5mm、F=1.4、かつ許容錯乱円直径δ=0.02mm、のとき、約1.0045と計算できる。
【0043】
式(1)の右側の等式は左側の等式に基づくもので、1枚めのCCD11の撮影光学系Oからの距離X1が決まれば、図3のような被写界深度の隣接条件を満足するn枚めのCCDnの距離xnを等比級数演算により求めることができることを示している。
【0044】
ここで、図1のようにCCDが3枚であり、1枚めのCCD(F)11が無限遠被写体に合焦するよう配置されている、すなわちCCD(F)11の撮影光学系Oからの距離x1がx1=fとなるよう配置されている場合、CCD(F)11とCCD(M)12、およびCCD(M)12とCCD(N)13がそれぞれ図3の条件を満足する時、CCD(M)12の距離x2はf*K、CCD(N)13の距離x3はf*K*Kで求められる。たとえば、上記の撮影光学系Oの焦点距離f=12.5mm、F=1.4、かつ許容錯乱円直径δ=0.02mm、のとき、CCD(F)11の距離x1=12.500mm、CCD(M)12の距離x2=12.556mm、CCD(N)13の距離x3=12.613mmと求めることができる。
【0045】
また、図3を観察すると、近距離側(図の右側)に配置したCCDほど、そのCCDの被写界深度範囲に対応する像側の距離が長いことが判る。したがって、上述のようにx1=fとしてCCD11〜13の位置を決定し、その間隔を保ったまま、撮影光学系Oを移動(合焦調節)したとしても、各CCDが受け持つ被写界深度範囲は重畳こそすれ、不連続は生じないことがわかる。すなわち、上記の例においては、CCD(F)11の距離x1=12.500mm、CCD(M)12の距離x2=12.556mm、CCD(N)13の距離x3=12.613mmの配置状態において、CCD(F)11〜CCD(M)12の配置ピッチ0.056mm、CCD(M)12〜CCD(N)13の配置ピッチ0.057mmのままにしておいても、焦点距離f=12.5mm、F=1.4、許容錯乱円直径δ=0.02mmの各条件が変化しない間は撮影光学系Oでどのような距離の被写体をフォーカスしようと、被写界深度範囲に不連続は生じない(CCD(F)11が無限遠合焦、つまりx1=fの時のみ各被写界深度範囲が隣接、他の合焦状態では各被写界深度範囲が重畳する)。
【0046】
<CCD位置制御についての考察その2>
上記の式(1)、(2)式の計算例から明らかなように、3枚程度のCCDを配置する場合、各CCDが隣りのCCDとの距離を図3の条件を満足するように求めた1枚目と2枚目、および2枚目と3枚目のCCDの配置ピッチ(間隔)には大きな差が無いことがわかる。
【0047】
そこで、CCD配置ピッチを制御する場合、全てのCCDを等距離で配置することも考えられる。その場合、上述のように図3において近距離側(図の右側)に配置したCCDほど、そのCCDの被写界深度範囲に対応する像側の距離が長いことから、CCD配置ピッチとしては、最小値を求めれば良い。
【0048】
ここで、CCD11〜13の間隔を等間隔とする場合、その等間隔はどのように決定すれば良いかを考察する。
【0049】
図3において、3角形MSNと3角形UTNは合同であるから2枚のCCDのピッチ(配置距離)pは線分LNの長さhの2倍である。そして図3において3角形PQMと3角形MLNは相似であるから、線分LNの長さhは
【0050】
【数3】
である。また、撮影光学系Oの口径Aはその焦点距離fと開口絞り値Fで表現すればA=f/Fであるから、したがってpは
【0051】
【数4】
と表せる。なお、式(1)との関係において、l’=xn−1、かつpはxnとxn−1の差であるから、式(4)は、式(1)の左側の等式の両辺からxn−1を減じ、Kを式(2)で置換することによっても導くことができる。
【0052】
上記の式(4)は、図3のような隣接する被写界深度を有する2枚のCCDのピッチpの一般表現と見ることができる。特に、式(4)はl’の1次関数であり、pはl’が増大するほど、すなわち被写体距離が近距離であるほど大きな値となることが判る。
【0053】
ここで、被写体距離に拘らず一定の等距離ピッチのCCDを用いる場合、そのピッチpはどのような値であるべきかを考えると、式(4)から明らかなように被写体が近距離にある条件、すなわち比較的大きな像距離l’を用いて求めたピッチpは、それよりも被写体が遠距離である場合にはその被写体距離で必要なピッチpよりも過大となり、連続すべき2つの被写界深度範囲が不連続となってしまうため、不適当であることがわかる。すなわち、被写体距離に拘らず一定の等距離ピッチのCCDを用いるには、そのピッチは式(4)のpが取り得る最小値でなければならない。
【0054】
式(4)が最小値をとるのは、像距離l’、すなわち像点Lに対応する被写体の距離が無限大である場合で、この時像点Lは撮影光学系Oの後側焦点に一致するから、式(4)のl’をl’=fで置換することによってこの光学系において採用すべきCCDの等距離ピッチpccdは
【0055】
【数5】
と求めることができる。一般のカメラ設計仕様においては、最も遠距離を受け持つCCD(図1のCCD11(F))は後焦点位置まで相対移動できるように設計するのが普通であると考えられ、l’=fの条件を用いて式(5)を導くのは至極妥当なものといえる。
【0056】
さて、式(5)で示されるCCDピッチpccdは、撮影光学系Oの焦点距離fおよび開放F値(さらに許容錯乱円直径δ、しかしCCDを交換するなどそのサイズが変更となる場合を除けばこの値には定数を用いるのが普通である)によって決定される。したがって、レンズ交換ないしズーミングによって撮影光学系Oの焦点距離fおよび開放F値のいずれかに変更が生じた場合は、CCD11〜13の距離が式(5)により求められる等距離ピッチpccdになるように移動すればよい。
【0057】
δ=0.02(mm)の場合、8.0mm、12.5mm、20.0mmの各焦点距離f、および1.4、2.8、5.6の各開放F値における式(5)のpccdの計算結果(mm)は、たとえば
【0058】
【表1】
のようになる。ここで、上の表1を観察すると、pccdの値は開放絞り値Fに大きく依存し、焦点距離fの影響は少ないことが判る。このことは、式(5)を観察すると、右辺分母全体と分子のfにより形成される定数項f/(f−δF)が常に1よりも大きく、かつ1にごく近い値となることからも明らかである。したがって、近似計算においては、CCDピッチpccdは
【0059】
【数6】
としても実用上は充分であるといえる。この式(6)のCCDピッチpccdは式(5)の値に極めて近く、しかも必ず式(5)の値よりも小さな値となるので、2つの被写界深度範囲が不連続となる問題も生じない(表1の2δFの値を参照)。
【0060】
すなわち、最も簡便な設計仕様においてはCCDピッチpccdは式(6)により決定すればよく、その場合、撮影光学系Oの開放F値のみによりCCDピッチpccdを決定できる(たとえばレンズ交換を行なっても、交換前と後のレンズの開放F値が同一であればCCDピッチpccdは変更する必要がない)ため、制御のためのハードウェアおよびソフトウェアはより簡単安価なものとなる。なお、式(6)は、いわゆる無限遠の焦点深度2δFと同一であり、開放F値および許容錯乱円直径δのみにより決定される。
【0061】
なお、式(5)のpccdをCCDピッチとして採用した場合、図3の像点Wの像距離(以下lw’)は像点Lの像距離l’と式(5)のpccdの和として求めることができ、また像距離l’およびlw’から、(1/l)+(1/l’)=(1/f)の関係を用いて像距離l’およびlw’それぞれに対応する被写体距離lおよびlwを算出することができる。ちなみにf=12.5(mm)、F=1.4、δ=0.02(mm)の場合(CCDピッチpccd=0.0561mm)、被写体距離の差(l−lw)すなわち、2枚のCCDに結像する被写体距離の差は、l=100(m)において(l−lw)=97.3m、l=5(m)において(l−lw)=3201mm、l=1(m)において(l−lw)=259mm、l=700(mm)において(l−lw)=136mm、l=500(mm)において(l−lw)=72mmとなり、これらの数値は図2に示した結像範囲の構成と概ね一致していることが判る。
【0062】
以上のように、撮影光学系の作動条件(焦点距離f、許容錯乱円直径δ、撮影絞りF)が変化しない間は、撮像素子の形成する被写界深度範囲が隣接またはわずかに重畳する条件(式(1)および式(2))を満足するようCCD配置ピッチを制御する、あるいは各撮像素子の配置間隔がほぼ等距離となる(式(5)あるいは式(6))よう各撮像素子の位置を制御することにより、撮影光学系Oを移動するだけで風景撮影〜口腔内撮影において、3つのCCDで全ての被写界深度を連続的にカバーして撮影を行なえることが判る。
【0063】
なお、式(1)および式(2)による条件は、撮影光学系Oよりも遠い側(近距離被写体側)のCCDピッチが大きくなる。つまり、式(5)あるいは式(6)による等距離配置よりも撮影光学系Oよりも遠い側(近距離被写体側)においてより広い被写界深度を確保できる利点があり、一方、式(5)あるいは式(6)による等距離配置の場合はCCD位置の制御がより容易になる、という利点がある。
【0064】
<CCD配置ピッチの制御>
レンズ交換やズーミングによりレンズの設定(焦点距離、開放絞り)条件が変化した場合は、式(1)および(2)、あるいは式(5)または式(6)に基いてCCD配置ピッチを制御する必要がある。
【0065】
以下では、撮影光学系Oの焦点距離に応じてどのような制御を行なえば良いかについて制御の一例を示す。
【0066】
ここでは、式(5)または式(6)の条件(CCD等距離配置)に基いてCCD配置ピッチを等距離に制御する例を示すが、下記と同様の制御は式(1)および(2)の条件を用いる場合でも遠距離側と近距離側のCCDピッチの変更量が異なるだけで同様に適用できる。
【0067】
さて、もし、多少厳密な制御を行なうのであれば、式(5)に基づくCCD配置ピッチを制御する、つまり上述の表1に示したレンズの場合であれば、最も右側のカラムの数値に基づきCCD配置ピッチを制御する。すなわち、式(6)に基づく制御では、レンズの設定条件のうち、焦点距離fおよび開放絞り値Fのいずれかが変更となった場合にはこれに応じてCCD配置ピッチを制御することになる。この式(5)に基づく制御によれば、後述の絞り値のみを用いる制御に比して3枚のCCDによって少し広い被写界深度範囲をカバーできる利点があるが、以下では、式(6)に基く絞り値のみを用いるより簡便な制御を例示する。
【0068】
図1においては、図1のCPU30がレンズ交換やズーミングによる撮影光学系Oの焦点距離の変化を検出できるよう、レンズ検出手段28を設けてあるので、CPU30はレンズ検出手段28の出力に基いてCCDの位置を制御することができる。
【0069】
図1にはCCD配置ピッチ制御を行なうための最も簡略な構成を示してある。すなわち、図1では、CCD12(M)を固定とし、このCCD12(M)を基準として、CCD11(F)とCCD13(N)をCCD12(M)に近づけたり、離したりできるようにしてある。
【0070】
図1のCCD11〜13の位置は、撮影光学系Oが大きな開口絞り値(L)のもの(「暗い」レンズ。たとえばF=4.0やF=5.6など)である場合を示しており、このときのCCD11〜12の像面距離(上述のCCD配置ピッチd)はdmfl、CCD12〜13の像面距離(上述のCCD配置ピッチd)はdmnlである。
【0071】
撮影光学系Oが中程度の開口絞り値(M)のもの(「暗い」レンズ。たとえばF=1.4〜F=2.0程度)である場合は、CCD11〜12の像面距離(上述のCCD配置ピッチd)はより短いdmfmに、CCD12〜13の像面距離(上述のCCD配置ピッチd)はより短いdmnmに調節すればよい。
【0072】
また、撮影光学系Oが小さな開口絞り値(S)のもの(「明るい」レンズ。たとえばF=1.0〜F=1.4程度)である場合を示しており、このときのCCD11〜12の像面距離(上述のCCD配置ピッチd)はさらに短いdmfsに、CCD12〜13の像面距離(上述のCCD配置ピッチd)はさらに短いdmnsに調節すればよい。
【0073】
このようなCCD間隔の制御は、CCD位置制御手段21によりCCD11(F)を、CCD位置制御手段23によりCCD13(N)によって移動させ、CCD12(M)は固定位置に置いておけばよい。このようにCCD12(M)は固定位置に置く場合は、CCD12(M)のためのCCD位置制御手段22(破線)は当然ながら不要である。CCD位置制御手段21および23は、CPU30の指令に応じて図示のCCD間隔dmfl、dmnl、dmfm、dmnm、dmfs、およびdmnsを形成するよう動作するソレノイドやモータなどの駆動手段を用いて構成することができる(あるいは、機械的な精度を充分確保できるのであれば、純機械的な機構を介してユーザの操作力のみを駆動源として動作するようCCD位置制御手段21および23を構成することもできる)。
【0074】
以上のようにして、本実施形態によれば、CCDの移動制御をなるべく行なうことなく実用上充分なNMF画像合成を行なえる画像処理装置を提供することができる。すなわち、本実施形態によれば、固定焦点距離の撮影光学系OではCCDの移動制御は不要、レンズ交換ないしズーミングが行なわれ焦点距離が変更された時のみ行なえばよく、現実の風景撮影から至近距離の撮影において、実用上問題ない連続した被写界深度を得ることができ、良好な条件でCCD11〜13から得た11、12、13の遠距離(F:Far)、中距離(M:Middle)、近距離(N:Near)を合成処理することができ、極めて高画質の画像を出力することができる。
【0075】
本実施形態では、CCDの移動制御を行なう場合でも、レンズ交換ないしズーミングに応じて、各撮像素子の形成する被写界深度範囲が隣接またはわずかに重畳する条件を満足するよう、また、特に簡便な仕様においては等間隔の位置にCCDを移動すれば足りるので、CPU30の制御は極めて簡単になる。あるいは、CPU30のような制御手段を用いなくても、レンズ交換ないしズーミングに連動する機械的な機構のみによって、CCDの移動制御を行なうことも極めて容易であり、CCDの移動のために必要なハードウェアあるいはソフトウェアのコストは極めて小さくて済む。
【0076】
また、図1の構成では、3つのCCDのうち、1つを固定し、他の2つのみを移動する、という極めて簡単安価な構成により不要、レンズ交換ないしズーミングに応じて必要なCCDの移動制御を行なうことができる。
【0077】
なお、図1では説明を容易にするため、CCD(M)12を固定とし、CCD(F)11とCCD(N)13を移動させる構成を示したが、いずれのCCDを固定とするかは任意である。たとえば、通常のレンズ構成では、撮影光学系Oは近距離側で被写体方向に前進し、遠距離側でCCDの方向に後退し所定の無限遠位置で停止するよう動作させるので、CCD(F)11を固定し、CCD(M)12とCCD(N)13を移動させるような構成とすれば、焦点距離の異なる各レンズにおいて距離環(フォーカス手段27)の設計を簡略に行なえるようになる、と考えられる。
【0078】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、単一の撮影光学系により結像された画像を撮影する複数の撮像素子を有し、前記複数の撮像素子により撮影された複数の画像データを合成した画像を得る画像処理装置において、撮影光学系の作動条件に応じて、前記各撮像素子の形成する被写界深度範囲が隣接またはわずかに重畳する条件を満足するよう前記各撮像素子の位置を制御する制御手段を有する構成を採用しているので、撮像素子の移動制御をできるだけ行なうことなく、極めて簡単安価なハードウェアおよび制御機構ないし制御ソフトウェアにより、実用上充分なNMF画像合成を行なえる画像処理装置を提供することができる、という優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のNMF画像合成システムの要部の構成を示したブロック図である。
【図2】本発明の画像合成システムの原理を示した説明図である。
【図3】本発明の画像合成システムにおけるCCD配置条件を示した説明図である。
【符号の説明】
11〜13 CCD
14 ビデオI/F
21、22、23 CCD位置制御手段
27 フォーカス手段
28 レンズ検出手段
30 CPU
31 操作部
32 プログラムメモリ
33 ネットワークI/F
35 メモリ
M1、M2 ハーフミラー
M3 ミラー
Claims (6)
- 単一の撮影光学系により結像された画像を撮影する複数の撮像素子を有し、前記複数の撮像素子により撮影された複数の画像データを合成した画像を得る画像処理装置において、
撮影光学系の作動条件に応じて、前記各撮像素子の形成する被写界深度範囲が隣接またはわずかに重畳する条件を満足するよう前記各撮像素子の位置を制御する制御手段を有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記撮影光学系の交換、あるいはズーミングにより生じた前記撮影光学系の作動条件を検出する検出手段を有し、前記検出手段により前記撮影光学系の作動条件の変更が検出された場合、前記制御手段は前記条件を満足するよう前記各撮像素子の位置を制御することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記制御手段は、前記条件を満足するとともに、前記各撮像素子の配置間隔がほぼ等距離となるよう前記各撮像素子の位置を制御することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記複数の撮像素子のうち特定の1つの位置を固定し、残りの撮像素子を前記撮像素子移動手段により移動させることを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
- 前記撮影光学系の特定の作動条件に少なくとも前記撮影光学系の開放絞りの値が含まれることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記撮影光学系の特定の作動条件に前記撮影光学系の焦点距離の値が含まれることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003145581A JP2004350070A (ja) | 2003-05-23 | 2003-05-23 | 画像処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003145581A JP2004350070A (ja) | 2003-05-23 | 2003-05-23 | 画像処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004350070A true JP2004350070A (ja) | 2004-12-09 |
Family
ID=33532671
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003145581A Pending JP2004350070A (ja) | 2003-05-23 | 2003-05-23 | 画像処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004350070A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006293187A (ja) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Nikon Corp | 光学機器及び光学機器の調整方法 |
JP2007074388A (ja) * | 2005-09-07 | 2007-03-22 | Casio Comput Co Ltd | 撮像装置及びそのプログラム |
WO2013061819A1 (ja) * | 2011-10-27 | 2013-05-02 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 内視鏡システム |
WO2013088861A1 (ja) | 2011-12-16 | 2013-06-20 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 深度拡大装置 |
-
2003
- 2003-05-23 JP JP2003145581A patent/JP2004350070A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006293187A (ja) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Nikon Corp | 光学機器及び光学機器の調整方法 |
JP4735012B2 (ja) * | 2005-04-14 | 2011-07-27 | 株式会社ニコン | 光学機器及びその製造方法 |
JP2007074388A (ja) * | 2005-09-07 | 2007-03-22 | Casio Comput Co Ltd | 撮像装置及びそのプログラム |
WO2013061819A1 (ja) * | 2011-10-27 | 2013-05-02 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 内視鏡システム |
US8878919B2 (en) | 2011-10-27 | 2014-11-04 | Olympus Medical Systems Corp. | Endoscope system |
WO2013088861A1 (ja) | 2011-12-16 | 2013-06-20 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 深度拡大装置 |
US8743186B2 (en) | 2011-12-16 | 2014-06-03 | Olympus Medical Systems Corp. | Focal depth expansion device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7039254B2 (ja) | レンズ制御装置、該レンズ制御装置を備える撮像装置、及びレンズ制御方法 | |
US5060001A (en) | Optical apparatus | |
JP5948645B2 (ja) | レンズ制御装置およびレンズ制御装置を備えた交換レンズ | |
JPH112859A (ja) | カメラ | |
JP2007072252A (ja) | レンズ装置、撮像装置および撮像システム | |
JP2007264396A (ja) | カメラシステム | |
JP2004157456A (ja) | カメラ及びカメラの測距方法 | |
JP2007079056A (ja) | 自動合焦装置及び合焦方法 | |
JP2007206451A (ja) | 撮像装置、その制御方法、及びコンピュータプログラム | |
JP2007079057A (ja) | 合焦結像光学系 | |
US8379135B2 (en) | Zoom lens and imaging apparatus including focus cam for converting rotation amounts into focus lens group movement | |
JP2008268815A (ja) | 自動合焦装置 | |
EP1763225A2 (en) | Lens apparatus | |
JP2004350070A (ja) | 画像処理装置 | |
JP2014178653A (ja) | 撮像装置、アクセサリユニット、およびレンズユニット | |
JP2011164174A (ja) | 撮像レンズ、撮像装置、及び撮像装置の制御方法 | |
JP4286058B2 (ja) | 画像処理装置 | |
JP2011091664A (ja) | オートフォーカス機能付カメラシステムおよびレンズシステム | |
JP4579572B2 (ja) | 光学機器の駆動制御装置 | |
JPH05216093A (ja) | 動作モ−ド初期設定機能付カメラ | |
JP2015118131A (ja) | 撮像装置 | |
JP5907610B2 (ja) | 光学機器 | |
JP2007240566A (ja) | 焦点検出装置、光学装置、カメラ。 | |
JP2017134322A (ja) | レンズ装置 | |
JP2003005311A (ja) | 立体画像撮影装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060315 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080716 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080722 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080922 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090303 |