JP2005051318A - Multiple electrostatic camera module, picture processing method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電カメラモジュールを複数備えたマルチ静電カメラモジュール、画像処理方法及びプログラムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から静電アクチュエータを用いた静電カメラモジュールが知られている。静電カメラモジュールは、例えば略直方体状の固定子と、この固定子の中空部を所定方向に沿って往復動自在に配置されるとともに、レンズを保持した略直方体状の可動子と、この可動子のレンズにより結像される位置に配置された撮像素子等を備えている。固定子と可動子との間隙は数ミクロン程度に設定され、固定子側に設けられたストライプ電極に順次電圧を印加することで、可動子に設けられた突状電極との間で静電力を発生させ、その駆動力により可動子を所望の位置に移動させるものである(特許文献1参照)。
【0003】
一方、撮像装置を小型化するためにレンズをアレイ化する技術が知られている(特許文献2,3参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平10−107975号公報
【0005】
【特許文献2】
特開2001−61109号公報
【0006】
【特許文献3】
特開2002−199747号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上述したレンズをアレイ化したものは、次のような問題があった。すなわち、画面内に複数の被写体が存在し、静電カメラモジュールから近い被写体と遠い被写体がある場合には、近点と遠点共に最適なピントを結ぶことは難しい。ピンホールカメラを用いると、被写体までの距離に関係なくボケの少ない画像が取得できるが、レンズ系を用いたものほど鮮明な画像は取得できないという問題がある。また、パンフォーカスレンズでは、近点の被写体まで最低数mの距離が必要となるという問題がある。
【0008】
一方、従来の静電カメラモジュールを小型機器に搭載する場合に、モジュールの高さをできるだけ押える必要があるが、高さ方向となる光学長は、受光素子の大きさに大きく影響され、高画素数になるほど高さを低く出来ないという問題があった。
【0009】
そこで本発明は、小型の静電カメラモジュールをマルチ化することにより、複数の画像を得ることで様々な機能を実現できるマルチ静電カメラモジュール、画像処理方法及びプログラムを提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明のマルチ静電カメラモジュール、画像処理方法及びプログラムは次のように構成されている。
【0011】
(1)互いの撮像範囲の少なくとも一部が重なるように配置された複数の静電カメラモジュールと、これら静電カメラモジュールから得られた複数の画像データを処理する画像処理部を備えていることを特徴とする。
【0012】
(2)上記(1)に記載されたマルチ静電カメラモジュールであって、上記複数の静電カメラモジュールは、同一の撮像範囲を撮像するように配置されるとともに、各静電カメラモジュールにおいて異なる焦点位置で撮像することを特徴とする。
【0013】
(3)上記(1)に記載されたマルチ静電カメラモジュールであって、上記複数の静電カメラモジュールは、同一の撮像範囲を撮像するように配置されるとともに、各静電カメラモジュールにおいて異なる露出で撮像するものであることを特徴とする。
【0014】
(4)上記(1)に記載されたマルチ静電カメラモジュールであって、上記複数の静電カメラモジュールは、同一の撮像範囲を撮像するように配置されるとともに、異なるタイミングで同一の撮像範囲を撮像するものであることを特徴とする。
【0015】
(5)上記(1)に記載されたマルチ静電カメラモジュールであって、上記複数の静電カメラモジュールは、同一の撮像範囲を撮像するように配置されるとともに、異なる倍率で撮像するレンズを備えていることを特徴とする。
【0016】
(6)上記(1)に記載されたマルチ静電カメラモジュールであって、上記複数の静電カメラモジュールは、異なる撮像範囲を撮像するように配置されていることを特徴とする。
【0017】
(7)上記(1)に記載されたマルチ静電カメラモジュールであって、上記画像処理部は、上記複数の画像データのうち少なくとも2つの画像データを合成して1枚の画像データとすることを特徴とする。
【0018】
(8)複数の静電カメラモジュールにより得られた複数の画像データを処理する画像処理方法において、上記複数の画像データのうち所定の基準に基づいて少なくとも1つの画像データを選択する画像データ選択工程と、選択された画像データに基づいて新たな画像データを形成する画像データ形成工程とを備えていることを特徴とする。
【0019】
(9)上記(8)に記載された画像処理方法であって、上記複数の画像データのうち少なくとも2つの画像データは同一撮像範囲を撮像したものであり、上記画像データ形成工程は、上記同一撮像範囲の画像データのうち焦点の合致した部位同士を結合させるものであることを特徴とする。
【0020】
(10)上記(8)に記載された画像処理方法であって、上記画像データ選択工程は、撮像範囲、焦点、露出のうち少なくとも1つの基準に沿って選択するものであることを特徴とする。
【0021】
(11)コンピュータを動作させるためのプログラムにおいて、複数の静電カメラモジュールにより画像データを取得させる画像データ取得機能と、取得された上記画像データのうち、所定の基準に基づいて少なくとも1つの画像データを選択させる画像データ選択機能と、選択された上記画像データに基づいて新たな画像データを形成する画像データ形成機能とを備えていることを特徴とする。
【0022】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の第1の実施の形態に係るマルチ静電カメラモジュール10を示す断面図、図2は同マルチ静電カメラモジュール10と画像との関係を模式的に示す斜視図である。なお、マルチ静電カメラモジュール10は、小型カメラや携帯電話等の携帯電子機器に搭載されるものである。
【0023】
マルチ静電カメラモジュール10は、モジュール基板11を備えている。モジュール基板11上には、4枚の板状の固定子12〜15が設けられ、これら固定子12〜15間に9つの可動子20が図中矢印X方向に沿って往復動自在に配置されている。さらに、モジュール基板11の各可動子20に対応して撮像モジュール30が設けられている。また、モジュール基板11には制御部40が接続されている。なお、各固定子12〜15と、1つの可動子20、1つの撮像モジュール30により、1つの静電カメラモジュールが構成されることとなる。図中Wは各静電カメラモジュールの撮像範囲を示している。
【0024】
固定子12〜15の可動子20に対応する位置には、それぞれ電極基板16が設けられている。これら電極基板16には、後述する駆動部41より電力が供給されている。
【0025】
可動子20は、各筒状の筐体21と、この筐体21に保持されたレンズ22とを備えている。筐体21の固定子12〜15側の面には、凸状ストライプ電極からなる電極面(不図示)がエッチング等により形成されている。なお、固定子12〜15と可動子20との間隙は数ミクロン程度である。
【0026】
撮像モジュール30は、可動子20の断面とほぼ同じ大きさの基板31を備え、この基板31上には、レンズ22により結像される撮像素子32及びこの撮像素子32を制御するICチップ33が形成されている。
【0027】
制御部40は、電極基板16の線状電極に所定の順序で電圧を供給することで可動子20を静電気力で駆動する駆動部41と、撮像素子30からの画像信号が入力される画像処理部42とを備えている。なお、各駆動部41は、可動子20の位置を個別に制御することができる。
【0028】
このように構成されたマルチ静電カメラモジュール10は、9つの可動子20のレンズ22の撮像範囲によって大きく2つの種類に分けられる。すなわち、所定の撮像範囲を9つに分割して撮像するように固定子12〜15及び可動子20が配置されている場合と、所定の撮像範囲をほぼ同一画角で撮像するように固定子12〜15及び可動子20が配置されている場合とである。
【0029】
最初に、所定の撮像範囲を9つに分割して撮像するように固定子12〜15及び可動子20が配置されている場合について説明する。この場合、図2に示すように、1つの風景を9つに分割して撮像することが可能である。この際、ピントは各可動子20の位置を調整することで行い、その位置決めはその撮像範囲内で最適な位置となるように行われる。そして、分割されて撮像された画像は、画像処理部42において1つの画像に合成されて出力される。
【0030】
このようにすることで、各撮像範囲内において最適なピント位置となった画像が得られていることから、全体の撮像範囲中に遠い被写体と近い被写体が混在した場合であっても、これら各画像を合成することで、全体的にピントが合っている画像を得ることが可能となる。
【0031】
このため、各撮像領域それぞれにおいては被写界深度を深くする必要がないことから、絞りを開けてシャッタースピードを高速にしての撮影も可能となる。したがって、動きのあり、かつ、遠い被写体と近い被写体が混在している場合であっても各被写体にピントがあった画像を得ることが可能となる。
【0032】
次に、所定の撮像範囲をほぼ同一画角で撮像するように固定子12〜15及び可動子20が配置されている場合について説明する。この場合、同一の撮像範囲を様々なピントで撮像することが可能となる。例えば、1つの撮像素子30で得られた画像は図3の(a)に示すように遠方の被写体αにピントが合致しており、別の撮像素子30で得られた画像は図3の(b)に示すように近い被写体βにピントが合致している場合がある。なお、他の7つの撮像素子30で得られた画像はどちらの被写体α,βにもピントが合致していないものとする。
【0033】
このような場合には、2つの画像データから、ピントが合致している部分だけを抜き出し、図3の(c)に示すように1枚の画像として合成することで、遠い被写体αと近い被写体βが混在している場合であっても各被写体α,βにピントがあった画像を得ることが可能となる。
【0034】
また、同一の撮像範囲を異なる露出で撮像することで、最適な露出を決め難いような条件下、例えば逆光の場合等に、撮影後に最適な露出の画像を選択したり、上述したように適正な露出の部分を選択して合成し画像を得ることも可能である。この他、同一の撮像範囲を異なるタイミングで撮像することで、非常に短い間隔で連写を行うことも可能である。
【0035】
上述したように本実施の形態に係るマルチ静電カメラモジュール10によれば、撮像範囲中に遠い被写体と近い被写体が混在した場合であっても、これら各画像を合成することで、全体的にピントが合っている画像を得ることが可能とする等、様々な機能を実現することが可能となる。
【0036】
図4は上述したマルチ静電カメラモジュール10に組み込まれた撮影モジュール30の構成例を示す平面図である。すなわち、上述した所定の撮像範囲を9つに分割して撮像する場合においては、撮像素子32を基板31の全体に設ける必要はなく、結像する位置にのみ撮像素子32を配置すればよい。このため、撮像素子32が配置されていない基板31上のスペースにはICチップ33を設けることができることから、全体的な構成を小型化できるという利点がある。
【0037】
図5は本発明の第2の実施の形態に係るマルチ静電カメラモジュール50を示す断面図である。なお、図5において図1と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0038】
マルチ静電カメラモジュール50においては、可動子20とは別に可動子60を設け、ズーム機能が付加されている。可動子60についても制御部40の駆動部41によりその位置が制御されている。
【0039】
このマルチ静電カメラモジュール50によれば、上述したマルチ静電カメラモジュール10と同様な効果が得られるとともに、所定の撮像範囲をほぼ同一画角で撮像するように固定子12〜15及び可動子20,60が配置されている場合においては、同じ被写体を異なる倍率で撮像することができ、撮影後に使用者が最適な倍率の画像を選択することができるという利点を得ることができる。
【0040】
この他、異なる倍率の画像を合成して1枚の画像とするような画像処理を行うことにより、特殊な映像効果を有する画像を得ることが可能となる。
【0041】
図6の(a),(b)は本発明の第3の実施の形態に係るマルチ静電カメラモジュール70を示す図であって、(a)は全体構成を示す斜視図、(b)は要部を示す断面図である。マルチ静電カメラモジュール70は、筐体71と、この筐体71内に設けられた3台の小型の静電カメラモジュール80から構成されている。各静電カメラモジュール80は、固定子81と、この固定子81の中空部を図中矢印R方向に沿って往復動自在に配置された可動子82と、この可動子82に保持されたレンズ83によって結像される撮像素子84と、可動子82を駆動するとともに、撮像素子84によって得られた画像を処理する制御部85を備えている。
【0042】
このように構成されたマルチ静電カメラモジュール70では、3台の静電カメラモジュール80によって得られた画像を1枚の画像に合成することにより、非常に広角の画像を比較的低コストで得ることができる。
【0043】
図7は本発明の第4の実施の形態に係るマルチ静電カメラモジュール90を示す斜視図である。図7において図6と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。マルチ静電カメラモジュール90は、球状の筐体91と、この筐体91に保持された複数の静電カメラモジュール80とを備えている。
【0044】
このように構成されたマルチ静電カメラモジュール90では、複数の静電カメラモジュール80によって得られた画像を1枚の画像に合成することにより、非常に広角の画像を比較的低コストで得ることができる。
【0045】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【0046】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の画像を得ることで様々な機能を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るマルチ静電カメラモジュールを示す断面図。
【図2】同マルチ静電カメラモジュールと画像との関係を模式的に示す斜視図。
【図3】同マルチ静電カメラモジュールによる画像合成例を示す説明図。
【図4】同マルチ静電カメラモジュールに組み込まれた撮像モジュールの構成例を示す平面図。
【図5】本発明の第2の実施の形態に係るマルチ静電カメラモジュールを示す断面図。
【図6】本発明の第3の実施の形態に係るマルチ静電カメラモジュールを示す図であって、(a)は斜視図、(b)は要部を示す断面図。
【図7】本発明の第4の実施の形態に係るマルチ静電カメラモジュールを示す斜視図。
【符号の説明】
10,50,70,90…マルチ静電カメラモジュール、12〜15…固定子、20…可動子、30…撮像モジュール、40…制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multi-electrostatic camera module including a plurality of electrostatic camera modules, an image processing method, and a program.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an electrostatic camera module using an electrostatic actuator is known. The electrostatic camera module includes, for example, a substantially rectangular parallelepiped stator, a substantially rectangular parallelepiped movable element that holds a lens while being reciprocally moved along a hollow portion of the stator, and the movable An image sensor or the like is provided at a position where an image is formed by the child lens. The gap between the stator and the mover is set to several microns, and by applying a voltage sequentially to the stripe electrodes provided on the stator side, an electrostatic force can be generated between the projecting electrodes provided on the mover. It is generated and the mover is moved to a desired position by the driving force (see Patent Document 1).
[0003]
On the other hand, a technique for arraying lenses in order to reduce the size of an imaging apparatus is known (see Patent Documents 2 and 3).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-107975
[Patent Document 2]
JP-A-2001-61109 [0006]
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-199747
[Problems to be solved by the invention]
The above-described lens array has the following problems. That is, when there are a plurality of subjects on the screen and there are subjects close to and far from the electrostatic camera module, it is difficult to focus optimally at both near and far points. When a pinhole camera is used, an image with less blur can be acquired regardless of the distance to the subject, but there is a problem that a clearer image cannot be acquired with a lens system. In addition, the pan focus lens has a problem that a minimum distance of several meters is required to a subject at a near point.
[0008]
On the other hand, when a conventional electrostatic camera module is mounted on a small device, it is necessary to hold down the height of the module as much as possible. There was a problem that the height could not be lowered to the number.
[0009]
Therefore, an object of the present invention is to provide a multi-electrostatic camera module, an image processing method, and a program that can realize various functions by obtaining a plurality of images by multi-compacting a small electrostatic camera module. .
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems and achieve the object, the multi-electrostatic camera module, the image processing method, and the program of the present invention are configured as follows.
[0011]
(1) A plurality of electrostatic camera modules arranged so that at least a part of their imaging ranges overlap each other and an image processing unit that processes a plurality of image data obtained from these electrostatic camera modules are provided. It is characterized by.
[0012]
(2) The multi-electrostatic camera module described in (1) above, wherein the plurality of electrostatic camera modules are arranged so as to image the same imaging range and are different in each electrostatic camera module. The imaging is performed at the focal position.
[0013]
(3) The multi-electrostatic camera module described in (1) above, wherein the plurality of electrostatic camera modules are arranged so as to image the same imaging range and are different in each electrostatic camera module. It is characterized by taking an image with exposure.
[0014]
(4) The multi-electrostatic camera module described in (1) above, wherein the plurality of electrostatic camera modules are arranged so as to capture the same imaging range, and the same imaging range at different timings It is a thing which images.
[0015]
(5) The multi-electrostatic camera module described in (1) above, wherein the plurality of electrostatic camera modules are arranged so as to image the same imaging range, and lenses that capture images at different magnifications. It is characterized by having.
[0016]
(6) The multi-electrostatic camera module described in (1) above, wherein the plurality of electrostatic camera modules are arranged so as to image different imaging ranges.
[0017]
(7) The multi-electrostatic camera module described in (1), wherein the image processing unit combines at least two pieces of image data among the plurality of pieces of image data into one piece of image data. It is characterized by.
[0018]
(8) In an image processing method for processing a plurality of image data obtained by a plurality of electrostatic camera modules, an image data selection step of selecting at least one image data based on a predetermined reference from the plurality of image data And an image data forming step of forming new image data based on the selected image data.
[0019]
(9) In the image processing method described in (8) above, at least two of the plurality of image data are obtained by imaging the same imaging range, and the image data forming step is the same as described above. Of the image data in the imaging range, the in-focus parts are combined with each other.
[0020]
(10) The image processing method according to (8), wherein the image data selection step selects at least one criterion among an imaging range, focus, and exposure. .
[0021]
(11) In a program for operating a computer, an image data acquisition function for acquiring image data by a plurality of electrostatic camera modules, and at least one image data based on a predetermined standard among the acquired image data And an image data forming function for forming new image data based on the selected image data.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a
[0023]
The
[0024]
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
The
[0029]
First, the case where the
[0030]
In this way, since an image having an optimum focus position within each imaging range is obtained, even when a far subject and a close subject are mixed in the entire imaging range, each of these By synthesizing the images, it is possible to obtain an image that is entirely in focus.
[0031]
For this reason, since it is not necessary to increase the depth of field in each imaging region, it is possible to perform shooting with the aperture opened and the shutter speed increased. Therefore, it is possible to obtain an image in which each subject is in focus even when there is a movement and a subject that is near and far is mixed.
[0032]
Next, a case where the
[0033]
In such a case, only a portion where the focus is matched is extracted from the two image data and synthesized as one image as shown in FIG. Even when β is mixed, it is possible to obtain an image in which the subjects α and β are in focus.
[0034]
In addition, by picking up the same image range with different exposures, it is difficult to determine the optimal exposure.For example, in the case of backlighting, an image with the optimal exposure can be selected after shooting. It is also possible to obtain an image by selecting and synthesizing portions with various exposures. In addition, it is also possible to perform continuous shooting at very short intervals by imaging the same imaging range at different timings.
[0035]
As described above, according to the
[0036]
FIG. 4 is a plan view showing a configuration example of the
[0037]
FIG. 5 is a sectional view showing a
[0038]
In the
[0039]
According to the
[0040]
In addition, it is possible to obtain an image having a special video effect by performing image processing such that images of different magnifications are combined into a single image.
[0041]
6A and 6B are views showing a
[0042]
In the
[0043]
FIG. 7 is a perspective view showing a
[0044]
With the
[0045]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
[0046]
【The invention's effect】
According to the present invention, various functions can be realized by obtaining a plurality of images.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a multi-electrostatic camera module according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view schematically showing a relationship between the multi-electrostatic camera module and an image.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of image composition by the multi-electrostatic camera module.
FIG. 4 is a plan view showing a configuration example of an imaging module incorporated in the multi-electrostatic camera module.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a multi-electrostatic camera module according to a second embodiment of the present invention.
6A and 6B are diagrams showing a multi-electrostatic camera module according to a third embodiment of the present invention, wherein FIG. 6A is a perspective view, and FIG. 6B is a cross-sectional view showing a main part.
FIG. 7 is a perspective view showing a multi-electrostatic camera module according to a fourth embodiment of the invention.
[Explanation of symbols]
10, 50, 70, 90 ... multi-electrostatic camera module, 12-15 ... stator, 20 ... mover, 30 ... imaging module, 40 ... control unit
Claims (11)
これら静電カメラモジュールから得られた複数の画像データを処理する画像処理部を備えていることを特徴とするマルチ静電カメラモジュール。A plurality of electrostatic camera modules arranged such that at least a part of each other's imaging range overlaps;
A multi-electrostatic camera module comprising an image processing unit for processing a plurality of image data obtained from these electrostatic camera modules.
上記複数の画像データのうち所定の基準に基づいて少なくとも1つの画像データを選択する画像データ選択工程と、
選択された画像データに基づいて新たな画像データを形成する画像データ形成工程とを備えていることを特徴とする画像処理方法。In an image processing method for processing a plurality of image data obtained by a plurality of electrostatic camera modules,
An image data selection step of selecting at least one image data based on a predetermined criterion among the plurality of image data;
An image processing method comprising: an image data forming step of forming new image data based on the selected image data.
上記画像データ形成工程は、上記同一撮像範囲の画像データのうち焦点の合致した部位同士を結合させるものであることを特徴とする請求項8に記載の画像処理方法。Among the plurality of image data, at least two image data are obtained by imaging the same imaging range,
The image processing method according to claim 8, wherein the image data forming step is to combine in-focus portions of the image data in the same imaging range.
複数の静電カメラモジュールにより画像データを取得させる画像データ取得機能と、
取得された上記画像データのうち、所定の基準に基づいて少なくとも1つの画像データを選択させる画像データ選択機能と、
選択された上記画像データに基づいて新たな画像データを形成する画像データ形成機能とを備えていることを特徴とするプログラム。In a program for operating a computer,
An image data acquisition function for acquiring image data by a plurality of electrostatic camera modules;
An image data selection function for selecting at least one of the acquired image data based on a predetermined criterion;
An image data forming function for forming new image data based on the selected image data.
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