JP2008175538A - Photographing device, method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮影により画像を取得する撮影手段から被写体までの被写体距離を算出する機能を備えた撮影装置および方法並びに撮影方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関するものである。 The present invention relates to a photographing apparatus and method having a function of calculating a subject distance from a photographing means for obtaining an image by photographing, and a program for causing a computer to execute the photographing method.
被写体を撮影して画像を取得する撮影装置において、被写体に向けて出射した近赤外線等の測距光が被写体により反射して戻ってくるまでの時間を計測することにより、撮影装置から被写体までの距離を測定して、距離画像を作成することが行われている。このように光の反射を用いて被写体までの距離の測定(測距)を行う方式はTOF(Time Of Flight)方式と称されるが、TOF方式を用いる場合には、被写体からの反射光が得られなければ測距を行うことができない。また、反射光が得られたとしても、光量が小さいとノイズの影響が大きくなることから、正確な測距を行うことができない。例えば、被写体が撮影装置から遠い位置にある場合には十分な光量の反射光が得られないため、正確に測距を行うことができない。 In a photographing device that captures an image by photographing a subject, the distance from the photographing device to the subject is measured by measuring the time until ranging light such as near infrared rays emitted toward the subject is reflected by the subject and returns. A distance image is created by measuring a distance. A method of measuring the distance to the subject (ranging) using the reflection of light in this manner is called a TOF (Time Of Flight) method. When the TOF method is used, the reflected light from the subject is not reflected. If it cannot be obtained, ranging cannot be performed. Even if the reflected light is obtained, the influence of noise increases if the amount of light is small, so accurate distance measurement cannot be performed. For example, when the subject is at a position far from the photographing apparatus, a sufficient amount of reflected light cannot be obtained, and thus accurate distance measurement cannot be performed.
このような場合、反射光の検出期間を長くすれば、測距に必要な十分な光量の反射光を受光することができる。しかしながら、反射光の検出期間を長くすると、被写体が撮影装置に近い場合には、反射光を受光する光検出素子が飽和しやすくなる。光検出素子が飽和すると、反射光の受光光量と光検出素子の出力信号とが対応しなくなるため、正確に測距を行うことができなくなる。 In such a case, if the detection period of the reflected light is lengthened, a sufficient amount of reflected light necessary for distance measurement can be received. However, if the detection period of the reflected light is lengthened, the light detection element that receives the reflected light is likely to be saturated when the subject is close to the photographing apparatus. When the light detection element is saturated, the received light amount of the reflected light does not correspond to the output signal of the light detection element, so that accurate distance measurement cannot be performed.
このため、光検出素子が生成した信号電荷を集積する検出期間を複数設定し、設定した複数の検出期間から、光検出素子において許容される電荷量を超えない範囲で、検出される電荷量が最大となる検出期間を選択し、検出した期間を用いて測距を行うことにより、ノイズの影響をできるだけ少なくして被写体までの距離を算出する手法が提案されている(特許文献1参照)。
しかしながら、TOF方式により測距を行う場合、撮影環境に含まれる環境光に、測距のために被写体に照射する光の波長成分が多く含まれると、環境光が反射光にノイズとして含まれることとなるため、正確に測距を行うことができなくなる。 However, when distance measurement is performed by the TOF method, if the ambient light included in the shooting environment includes a lot of wavelength components of light irradiated to the subject for distance measurement, the ambient light is included as noise in the reflected light. Therefore, accurate distance measurement cannot be performed.
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、TOF方式において測距を行う場合に、正確に測距を行うことができるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to enable accurate distance measurement when distance measurement is performed in the TOF method.
本発明による撮影装置は、被写体に光を照射し、該光の該被写体による反射光を検出し、前記光が出射されてから前記反射光が検出されるまでの時間に基づいて前記被写体の光学的被写体距離を算出する光学的距離算出手段を備えた撮影装置において、
波長が異なる複数の前記光を前記被写体に照射する光照射手段と、
前記複数の光の前記被写体による反射光を、前記異なる波長毎、または該異なる波長および該異なる波長が重なる帯域の所定の波長毎に受光する受光手段と、
該受光した反射光の強度を取得する強度取得手段とを備えたことを特徴とするものである。
An imaging apparatus according to the present invention irradiates a subject with light, detects reflected light of the light from the subject, and detects the optical of the subject based on a time from when the light is emitted until the reflected light is detected. In an imaging apparatus provided with an optical distance calculation means for calculating a target object distance,
Light irradiation means for irradiating the subject with a plurality of lights having different wavelengths;
A light receiving means for receiving the reflected light of the plurality of lights by the subject for each of the different wavelengths or for each predetermined wavelength in a band in which the different wavelengths and the different wavelengths overlap;
Intensity acquisition means for acquiring the intensity of the received reflected light is provided.
ここで、「光学的距離算出手段」は、上記TOF方式により測距を行う手段である。 Here, the “optical distance calculation means” is a means for performing distance measurement by the TOF method.
なお、本発明による撮影装置においては、前記受光手段を、前記受光した反射光の画像である反射光画像を取得する手段とし、
前記強度取得手段を、前記反射光画像の輝度のヒストグラムを前記反射光の強度として取得する手段とし、
前記ヒストグラムにおける所定の輝度以下の面積が所定のしきい値以下となる反射光画像を得た波長の光を前記被写体に照射する光に決定する波長決定手段をさらに備えるものとしてもよい。
In the photographing apparatus according to the present invention, the light receiving means is a means for obtaining a reflected light image that is an image of the received reflected light,
The intensity acquisition means is a means for acquiring a histogram of luminance of the reflected light image as the intensity of the reflected light,
The apparatus may further include wavelength determining means for determining light having a wavelength obtained from a reflected light image in which an area having a predetermined luminance or less in the histogram is equal to or less than a predetermined threshold as light for irradiating the subject.
また、本発明による撮影装置においては、前記ヒストグラムにおける所定の輝度以下の面積が所定のしきい値以下となる反射光画像が存在しない場合、前記強度取得手段を、前記反射光画像のそれぞれについての輝度のヒストグラムを算出する手段とし、
前記波長決定手段を、前記複数のヒストグラムにおける所定の輝度以下の面積が最も小さい反射光画像を得た波長の光を前記被写体に照射する光に決定する手段としてもよい。
Further, in the photographing apparatus according to the present invention, when there is no reflected light image in which an area equal to or smaller than the predetermined luminance in the histogram is equal to or smaller than a predetermined threshold value, the intensity acquisition unit is provided for each of the reflected light images. As a means to calculate the luminance histogram,
The wavelength determining unit may be a unit that determines, as light to irradiate the subject, light having a wavelength at which a reflected light image having the smallest area equal to or less than a predetermined luminance in the plurality of histograms is obtained.
本発明による撮影方法は、被写体に光を照射し、該光の該被写体による反射光を検出し、前記光が出射されてから前記反射光が検出されるまでの時間に基づいて前記被写体の光学的被写体距離を算出する光学的距離算出手段を備えた撮影装置における撮影方法において、
波長が異なる複数の前記光を前記被写体に照射し、
前記複数の光の前記被写体による反射光を、前記異なる波長毎、または該異なる波長および該異なる波長が重なる帯域の所定の波長毎に受光し、
該受光した反射光の強度を取得することを特徴とするものである。
The imaging method according to the present invention irradiates a subject with light, detects reflected light of the light from the subject, and detects the optical of the subject based on the time from when the light is emitted until the reflected light is detected. In the photographing method in the photographing apparatus provided with the optical distance calculating means for calculating the target object distance,
Irradiating the subject with a plurality of lights having different wavelengths;
The reflected light from the subject of the plurality of lights is received for each different wavelength, or for each predetermined wavelength in a band where the different wavelengths and the different wavelengths overlap,
The intensity of the received reflected light is acquired.
なお、本発明による撮影方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして提供してもよい。 In addition, you may provide as a program for making a computer perform the imaging | photography method by this invention.
本発明によれば、波長が異なる複数の光が被写体に照射され、複数の光の被写体による反射光が、異なる波長毎、または異なる波長および異なる波長が重なる帯域の所定の波長毎に受光され、受光された反射光の強度が取得される。したがって、取得した反射光の強度に基づいて、環境光にできるだけ影響されないような波長の光を被写体に照射する光に決定することができる。このため、TOF方式による測距を行う際に、環境光の影響を少なくすることができ、その結果、反射光のノイズを低減して、正確に被写体距離を算出することができる。 According to the present invention, the subject is irradiated with a plurality of lights having different wavelengths, and the reflected light from the subject of the plurality of lights is received for each different wavelength, or for each predetermined wavelength in a band where different wavelengths and different wavelengths overlap, The intensity of the received reflected light is acquired. Therefore, based on the intensity of the acquired reflected light, it is possible to determine the light that irradiates the subject with light having a wavelength that is not affected by the environmental light as much as possible. For this reason, when performing distance measurement by the TOF method, the influence of ambient light can be reduced, and as a result, the noise of the reflected light can be reduced and the subject distance can be accurately calculated.
とくに、反射光の画像の輝度のヒストグラムを生成し、ヒストグラムにおける所定の輝度以下の面積が所定のしきい値以下となる反射光画像を得た波長の光を被写体に照射する光に決定することにより、簡易な演算により被写体に照射する光を決定することができる。 In particular, a histogram of the brightness of the reflected light image is generated, and the reflected light image in which the area below the predetermined brightness in the histogram is equal to or less than the predetermined threshold is determined as the light for irradiating the subject with light of the wavelength. Thus, it is possible to determine the light to be irradiated on the subject by a simple calculation.
また、ヒストグラムにおける所定の輝度以下の面積が所定のしきい値以下となる反射光画像が存在しない場合、複数の反射光の画像の輝度のヒストグラムをそれぞれ生成し、ヒストグラムにおける所定の輝度以下の面積が最も小さい反射光画像を得た波長の光を被写体に照射する光に決定することにより、簡易な演算により被写体に照射する光を決定することができる。 In addition, when there is no reflected light image in which the area less than or equal to the predetermined luminance in the histogram is less than or equal to the predetermined threshold, a histogram of the luminance of the plurality of reflected light images is generated, and the area less than or equal to the predetermined luminance in the histogram By determining the light having the wavelength with the smallest reflected light image as the light for irradiating the subject, the light for irradiating the subject can be determined by a simple calculation.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図1は本発明の第1の実施形態による撮影装置を適用したデジタルカメラの構成を示す概略ブロック図である。図1に示すデジタルカメラ1は、動作モードスイッチ、上下左右ボタン、レリーズボタンおよび電源スイッチ等の操作系10と、これらのスイッチ類の操作内容をCPU42に伝えるためのインターフェース部分である操作系制御部12とを有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram showing the configuration of a digital camera to which the photographing apparatus according to the first embodiment of the present invention is applied. A digital camera 1 shown in FIG. 1 includes an
光学系としては、レンズ21を有している。レンズ21は、被写体にピントを合わせるためのフォーカスレンズ、ズーム機能を実現するためのズームレンズ等の複数の機能別レンズにより構成され、レンズ駆動部22により各機能別レンズの位置が調整される。
As an optical system, a
また、絞り23は絞り駆動部24によって駆動される。この絞り駆動部24は絞り径の調整を行う。
The
シャッタ25はメカニカルシャッタであり、シャッタ駆動部26によって駆動される。シャッタ駆動部26は、レリーズボタンの押下により発生する信号に応じて、シャッタ25の開閉の制御を行う。
The
光学系の後方には撮像素子27を有している。撮像素子27は、距離および画像の双方を検出可能な距離画像CMOSセンサからなるものであり、多数の受光素子からなる画素を2次元的に配列した光電面を有しており、光学系を通過した被写体光がこの光電面に結像し、光電変換される。光電面の前方には、各画素に光を集光するためのマイクロレンズアレイと、R,G,B各色のフィルタが規則的に配列されたカラーフィルタアレイとが配置されている。撮像素子27は、撮像素子制御部28から供給される垂直転送クロックおよび水平転送クロックに同期して、画素毎に蓄積された電荷を1ラインずつシリアルなアナログ撮像信号として出力する。各画素において電荷を蓄積する時間、すなわち、露出時間は、撮像素子制御部28により制御される。
An
ここで、画素毎の露出時間の制御は、電子シャッタスピードを画素毎に変化させることにより制御することができる。例えば、露出時間を短くしたいときはシャッタスピードを速くし、露出時間を長くしたいときはシャッタスピードを遅くすればよい。また、撮像素子27は撮像素子制御部28により、あらかじめ定められた大きさのアナログ撮像信号が得られるようにゲインが調整されている。
Here, the exposure time for each pixel can be controlled by changing the electronic shutter speed for each pixel. For example, when it is desired to shorten the exposure time, the shutter speed is increased. When it is desired to increase the exposure time, the shutter speed may be decreased. The gain of the
また、撮像素子27は、発光部41A,41Bが出射した測距光の被写体による反射光を撮像して反射光の撮像信号を取得する。
The
絞り23とシャッタ25との間には、撮像素子27に検出される光の波長を変更するためのフィルタ切替機構60が設けられている。図2はフィルタ切替機構60の構成を示す図である。図2に示すようにフィルタ切替機構60は、点Oを中心として回転可能な円盤61に2種類のバンドパスフィルタ62A,62Bが設けられてなり、円盤61を点Oを中心として回転させることにより、撮像素子27の光軸上に位置するバンドパスフィルタ62A,62Bを切り替えることができるものである。なお、円盤61の回転はCPU42により制御されるフィルタ駆動部64により行われる。
A
ここで、本実施形態においては、バンドパスフィルタ62A,62Bは、後述する発光部41A,41Bが発する波長の光を透過する特性をそれぞれ有する。なお、発光部41A,41Bが発する光の波長については後述する。
Here, in the present embodiment, the
なお、本実施形態においては、レンズ21、絞り23、シャッタ25、撮像素子27およびフィルタ切替機構60が撮像系20を構成する。
In the present embodiment, the
被写体の測距時に撮像素子27から取り込まれたアナログ撮像信号は、アナログ信号処理部30に入力される。アナログ信号処理部30は、アナログ撮像信号のノイズを除去する相関2重サンプリング回路(CDS)と、アナログ撮像信号のゲインを調節するオートゲインコントローラ(AGC)と、アナログ撮像信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータ(ADC)とからなる。このデジタル信号に変換された画像データは、画素毎にR,G,Bの濃度値を持つRAW画像データである。
An analog image signal captured from the
画像入力コントローラ31は、アナログ信号処理部30から入力されたRAW画像データをフレームメモリ33に書き込む。
The
タイミングジェネレータ32は、タイミング信号を発生させるものであり、このタイミング信号をシャッタ駆動部26、撮像素子制御部28、アナログ信号処理部30に供給することにより、レリーズボタンの操作、シャッタ25の開閉、撮像素子27の電荷の取込み、およびアナログ信号処理部30の処理の同期をとっている。
The
フレームメモリ33は、画像データに対して後述の各種処理を行う際に使用する作業用メモリである。
The
メディア制御部34は、記録メディア35にアクセスして画像ファイルの書き込みと読み込みの制御を行う。
The
表示制御部36は、撮影により取得した画像データの画像を液晶モニタ37に表示させたり、記録メディア35に保存されている画像データの画像を液晶モニタ37に表示させたりするためのものである。
The
画像処理部38は、画像データに対して、階調補正、シャープネス補正、色補正等の画質補正処理、RAW画像データを輝度信号であるYデータと、青色色差信号であるCbデータおよび赤色色差信号であるCrデータとからなるYCデータに変換するYC処理を行う。
The
圧縮/伸長処理部39は、画像処理部38によって補正・変換処理が行われた画像の画像データに対して、例えば、JPEG等の圧縮形式で圧縮処理を行い、画像ファイルを生成する。また、圧縮/伸長処理部39は、画像を再生する場合には、記録メディア35から圧縮された画像ファイルを読み出して伸長処理を行う。伸長後の画像データは液晶モニタ37に出力される。
The compression /
内部メモリ40は、デジタルカメラ1において設定される各種定数、およびCPU42が実行するプログラム等を格納する。
The
発光部41A,41bは、CPU42により制御されて、測距光を被写体に向けて出射する。被写体に向けて出射された測距光は被写体により反射され、反射光が撮像素子27により検出される。なお、発光部41A,41bは、多数のLEDを面状に配列したり、半導体レーザとレンズとの組み合わせにより構成することができる。
The
図3(a)は発光部41A、図3(b)は発光部41Bが出射する光の発光スペクトルをそれぞれ示す図である。図3(a)に示すように、発光部41Aは中心波長がλ1=780nmの光を出射し、図3(b)に示すように、発光部41Bは中心波長がλ2=850nmの光を出射する。
FIG. 3A is a diagram showing an emission spectrum of light emitted from the
このため、上述したフィルタ切替機構60のバンドパスフィルタ62A,62Bの透過特性は、図4(a),(b)に示すようにそれぞれ780nmおよび850nmを透過率のピークとする透過特性を有するものを用いる。
For this reason, the transmission characteristics of the
CPU42は、操作系10および各種処理部からの信号に応じてデジタルカメラ1の本体各部を制御する。また、AF処理によりフォーカス位置を調整するよう撮像系20を制御する。また、AE処理により適切な露出が得られるように撮像系20を制御する。
The
また、CPU42は、発光部41A,41Bから交互に中心波長λ1,λ2の光をそれぞれ出射し、フィルタ切替機構60のバンドパスフィルタ62A,62Bを切り替えて、撮像系20に撮影を行わせる。すなわち、発光部41Aから中心波長λ1の光を出射させる際にはバンドパスフィルタ62Aが撮像系20の光軸上に位置するようにフィルタ切替機構60を切り替え、発光部41Bから中心波長λ2の光を出射させる際にはバンドパスフィルタ62Bが撮像系20の光軸上に位置するようにフィルタ切替機構60を切り替える。そして、それぞれの波長の光により撮像系20に撮影を行わせる。
In addition, the
強度取得部50は、撮像系20が撮影により取得した画像の輝度のヒストグラムを、作成する。画像の輝度は、画像処理部38が得たYデータを用いればよい。なお、輝度のヒストグラムが撮像系20が受光した反射光の強度に対応するものとなる。
The
波長決定部51は、後述する光学的距離算出部52が測距を行う際に使用する測距光の波長を決定する。具体的には、強度取得部50に、まずいずれか一方の中心波長(λ1とする)の光から得た画像の輝度のヒストグラムH1を作成させる。図5は輝度のヒストグラムの例を示す図である。そして、波長決定部51は、ヒストグラムH1において、所定の輝度のしきい値Th1以下のヒストグラムの面積A1を算出し、算出した面積A1が所定のしきい値Th2以下となるか否かを判定する。そして、算出した面積A1がしきい値Th1以下となる場合には、ヒストグラムH1を得た中心波長λ1の光を測距光に決定する。
The
一方、算出した面積A1がしきい値Th2を超える場合には、他方の中心波長λ2の光仮から得た画像の輝度のヒストグラムH2を作成し、同様に所定の輝度のしきい値Th1以下のヒストグラムの面積A2を算出し、算出した面積A2が所定のしきい値Th2以下となるか否かを判定する。 On the other hand, if the calculated area A1 exceeds the threshold value Th2, a histogram H2 of the brightness of the image obtained from the optical center of the other center wavelength λ2 is created, and similarly, the threshold value Th1 of the predetermined brightness or less. An area A2 of the histogram is calculated, and it is determined whether or not the calculated area A2 is equal to or less than a predetermined threshold value Th2.
そして、算出した面積A2がしきい値Th1以下となる場合には、ヒストグラムH2を得た中心波長λ2の光を測距光に決定する。また、算出した面積A2がしきい値Th2を超える場合には、面積A1,A2を比較し、面積が小さい方のヒストグラムを作成した画像を得た波長の光を測距光に決定する。例えば、図5に示すヒストグラムH1,H2においては、しきい値Th1以下の面積は面積A2の方が小さいため、ヒストグラムH2を得た中心波長λ2の光を測距光に決定する。 When the calculated area A2 is equal to or smaller than the threshold value Th1, the light having the center wavelength λ2 obtained from the histogram H2 is determined as the distance measuring light. When the calculated area A2 exceeds the threshold value Th2, the areas A1 and A2 are compared, and the light having the wavelength from which the image having the histogram with the smaller area is obtained is determined as the distance measuring light. For example, in the histograms H1 and H2 shown in FIG. 5, since the area A2 is smaller than the area below the threshold Th1, the light having the center wavelength λ2 obtained from the histogram H2 is determined as the distance measuring light.
ここで、発光部41A,41Bから出射される光の波長域と同一の波長域の光が撮影環境における環境光に含まれると、ヒストグラムにおけるしきい値Th1以下の面積が大きくなる。波長決定部51は、上記のように測距光を決定することにより、測距の際に環境光の影響を少なくすることができる。
Here, when light having the same wavelength range as that of the light emitted from the
光学的距離算出部52は、レリーズボタンが押下されると、発光部41A,41Bが被写体に向けて測距光を出射してから、撮像素子27の各画素が測距光の被写体による反射光を検出するまでの時間を測定して、光学的な被写体距離Loを算出する。例えば上記特許文献1に記載されたように、発光部41A,41Bから出射される光の強度が一定周期で周期的に変化するように強度変調し、強度変調した光の反射光を撮像素子27が受光することにより得られるアナログ撮像信号から、測距光に対する反射光の位相差を検出し、検出した位相差を用いて測距光が出射されてから測距光の反射光が検出されるまでの時間を算出し、算出した時間と光速とから光学的な被写体距離Loを算出する。
When the release button is pressed, the optical
なお、算出した被写体距離Loは、撮像素子27の各画素と対応づけられて、距離画像として記録メディア35に記録される。
The calculated subject distance Lo is associated with each pixel of the
次いで、第1の実施形態において行われる処理について説明する。図6は第1の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。操作系10から撮影の指示が入力されることによりCPU42が処理を開始し、光を出射する発光部を最初の発光部(ここでは41A)に設定する(ステップST1)。これにより発光部41Aが光を出射し(ステップST2)、撮像系20が撮影を行って画像を取得する(ステップST3)。
Next, processing performed in the first embodiment will be described. FIG. 6 is a flowchart showing processing performed in the first embodiment. When a shooting instruction is input from the
次いで、強度取得部50が、撮影により取得した画像の輝度のヒストグラムを作成し(ステップST4)、波長決定部51が、ヒストグラムにおける輝度が所定のしきい値Th1以下となる面積がしきい値Th2以下であるか否かを判定する(ステップST5)。ステップST5が肯定されると、測距光を、現在設定されている発光部41Aが出射する光に決定する(ステップST6)。
Next, the
ステップST5が否定されると、すべての発光部についてステップST5の判定を行ったか否かを判定し(ステップST7)、ステップST7が否定されると、光を出射する発光部を次の発光部(ここでは41B)に設定し(ステップST8)、ステップST2に戻り、ステップST2以降の処理を繰り返す。 If step ST5 is negative, it is determined whether or not the determination of step ST5 has been made for all the light emitting units (step ST7). If step ST7 is negative, the light emitting unit that emits light is changed to the next light emitting unit ( Here, 41B) is set (step ST8), the process returns to step ST2, and the processes after step ST2 are repeated.
ステップST7が肯定されると、すべてのヒストグラムにおいて輝度が所定のしきい値Th1以下の部分の面積を比較し、測距光を、最も小さい面積となるヒストグラムを得た画像の撮影に使用した光を出射した発光部(最小面積取得発光部)が出射する光に決定する(ステップST9)。 If step ST7 is affirmed, the areas of all the histograms where the luminance is equal to or less than the predetermined threshold value Th1 are compared, and the distance measurement light is the light used to capture the image that yielded the histogram with the smallest area. The light emitted from the light emitting unit (minimum area acquisition light emitting unit) is determined to be emitted (step ST9).
ステップST6,ST9に続いて、CPU42はレリーズボタンが押下されたか否かの監視を開始し(ステップST10)、ステップST10が肯定されると、光学的距離算出部52が、決定された光を出射する発光部から測距光を出射してTOF方式による測距を行い(ステップST11)、光学的な被写体距離Loを取得し(ステップST12)、処理を終了する。なお、取得された被写体距離Loは、各画素と対応づけられて距離画像として記録メディア35に記録される。
Subsequent to steps ST6 and ST9, the
このように、第1の実施形態においては、環境光の影響が少ない測距光によりTOF方式による測距を行うことができるため、TOF方式による測距を行う際に、環境光の影響を少なくすることができ、その結果、反射光のノイズを低減して、正確に被写体距離を算出することができる。 As described above, in the first embodiment, since distance measurement by the TOF method can be performed using distance measurement light that is less influenced by the environmental light, the influence of the environmental light is reduced when performing the distance measurement by the TOF method. As a result, the noise of the reflected light can be reduced and the subject distance can be accurately calculated.
次いで、本発明の第2の実施形態について説明する。図7は本発明の第2の実施形態による撮影装置を適用したデジタルカメラの構成を示す概略ブロック図である。なお、第2の実施形態において第1の実施形態と同一の構成については同一の参照番号を付与し、詳細な説明は省略する。第2の実施形態によるデジタルカメラ1Aは、フィルタ切替機構60を発光部41A,41Bの前面に設けた点が第1の実施形態と異なる。このように、フィルタ切替機構60を発光部41A,41Bの前面に設けても、上記第1の実施形態と同様に、TOF方式による測距に使用する光の波長を決定することができる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a schematic block diagram showing the configuration of a digital camera to which the photographing apparatus according to the second embodiment of the present invention is applied. Note that in the second embodiment, the same reference numerals are assigned to the same components as those in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted. The digital camera 1A according to the second embodiment is different from the first embodiment in that a
なお、上記第1の実施形態においては、中心波長がλ1=780nmおよびλ2=850nmの光を発する発光部41A,41Bを用いているが、2つの光を同時に出射すると、図8に示すように、780nmおよび850nmの間の波長域にも強度を有する光が得られる。このため、図9に示すように780nmと850nmの間の波長域(例えばλ3=820nm)を透過するバンドパスフィルタ62Cをフィルタ切替機構60に設けることにより、2種類の発光部41A,41Bを用いて、3種類の波長の光について測距に用いるか否かの判定を行うことが可能となる。
In the first embodiment, the
この際、発光部41Aのみから光を出射し、撮像系20の光軸上にバンドパスフィルタ62Aを位置させることにより、中心波長がλ1=780nmの光により撮影を行う。また、発光部41Bのみから光を出射し、撮像系20の光軸上にバンドパスフィルタ62Bを位置させることにより、中心波長がλ2=850nmの光により撮影を行う。さらに、発光部41A,41Bの双方から光を出射し、撮像系20の光軸上にバンドパスフィルタ62Cを位置させることにより、中心波長がλ3=820nmの光により撮影を行う。そして、撮影により取得した3つの画像の輝度のヒストグラムから上記第1の実施形態と同様に、測距に使用する波長の光を決定する。
At this time, light is emitted only from the
また、上記第1および第2の実施形態においては、2つの発光部41A,41Bを用いているが、3以上の発光部を用いるようにしてもよい。
Moreover, in the said 1st and 2nd embodiment, although the two
また、上記第1および第2の実施形態においては、2つの発光部41A,41Bを設けているが、出射する光の波長を変更可能な1つの発光部のみを使用し、1つの発光部から異なる波長の光を出射して、測距時に使用する波長の光を決定するようにしてもよい。
In the first and second embodiments, two light emitting
以上、本発明の実施形態に係るデジタルカメラについて説明したが、コンピュータを、上記の強度取得部50、波長決定部51および光学的距離算出部52に対応する手段として機能させ、図6に示すような処理を行わせるプログラムも本発明の実施形態の1つである。また、そのようなプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体も、本発明の実施形態の1つである。
Although the digital camera according to the embodiment of the present invention has been described above, the computer functions as a unit corresponding to the
1,1A デジタルカメラ
10 操作系
20 撮像系
21 レンズ
23 絞り
25 シャッタ
27 撮像素子
38 画像処理部
40 内部メモリ
41A,41B 発光部
42 CPU
50 強度取得部
51 波長決定部
52 光学的距離算出部
60 フィルタ切替機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,
DESCRIPTION OF
Claims (5)
波長が異なる複数の前記光を前記被写体に照射する光照射手段と、
前記複数の光の前記被写体による反射光を、前記異なる波長毎、または該異なる波長および該異なる波長が重なる帯域の所定の波長毎に受光する受光手段と、
該受光した反射光の強度を取得する強度取得手段とを備えたことを特徴とする撮影装置。 Optics for irradiating a subject with light, detecting reflected light of the light from the subject, and calculating an optical subject distance of the subject based on a time from when the light is emitted until the reflected light is detected In an imaging device equipped with a target distance calculation means
Light irradiation means for irradiating the subject with a plurality of lights having different wavelengths;
A light receiving means for receiving the reflected light of the plurality of lights by the subject for each of the different wavelengths or for each predetermined wavelength in a band in which the different wavelengths and the different wavelengths overlap;
An imaging apparatus comprising: an intensity acquisition unit that acquires the intensity of the received reflected light.
前記強度取得手段は、前記反射光画像の輝度のヒストグラムを前記反射光の強度として取得する手段であり、
前記ヒストグラムにおける所定の輝度以下の面積が所定のしきい値以下となる反射光画像を得た波長の光を前記被写体に照射する光に決定する波長決定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1記載の撮影装置。 The light receiving means is means for acquiring a reflected light image that is an image of the received reflected light,
The intensity acquisition means is means for acquiring a histogram of luminance of the reflected light image as the intensity of the reflected light,
The apparatus further comprises wavelength determining means for determining light having a wavelength obtained from a reflected light image in which an area having a predetermined luminance or less in the histogram is equal to or less than a predetermined threshold as light for irradiating the subject. Item 1. The photographing apparatus according to Item 1.
前記波長決定手段は、前記複数のヒストグラムにおける所定の輝度以下の面積が最も小さい反射光画像を得た波長の光を前記被写体に照射する光に決定する手段であることを特徴とする請求項2記載の撮影装置。 When there is no reflected light image in which the area equal to or smaller than the predetermined luminance in the histogram is equal to or smaller than a predetermined threshold, the intensity acquisition means is means for calculating a luminance histogram for each of the reflected light images;
3. The wavelength determining unit is a unit that determines, as light to irradiate the subject, light having a wavelength at which a reflected light image having the smallest area not exceeding a predetermined luminance in the plurality of histograms is obtained. The imaging device described.
波長が異なる複数の前記光を前記被写体に照射し、
前記複数の光の前記被写体による反射光を、前記異なる波長毎、または該異なる波長および該異なる波長が重なる帯域の所定の波長毎に受光し、
該受光した反射光の強度を取得することを特徴とする撮影方法。 Optics for irradiating a subject with light, detecting reflected light of the light from the subject, and calculating an optical subject distance of the subject based on a time from when the light is emitted until the reflected light is detected In the photographing method in the photographing apparatus provided with the target distance calculating means,
Irradiating the subject with a plurality of lights having different wavelengths,
The reflected light from the subject of the plurality of lights is received for each different wavelength, or for each predetermined wavelength in a band where the different wavelengths and the different wavelengths overlap,
An imaging method comprising obtaining the intensity of the received reflected light.
波長が異なる複数の前記光を前記被写体に照射する手順と、
前記複数の光の前記被写体による反射光を、前記異なる波長毎、または該異なる波長および該異なる波長が重なる帯域の所定の波長毎に受光する手順と、
該受光した反射光の強度を取得する手順とを有することを特徴とするプログラム。 Optics for irradiating a subject with light, detecting reflected light of the light from the subject, and calculating an optical subject distance of the subject based on a time from when the light is emitted until the reflected light is detected In a program for causing a computer to execute a photographing method in a photographing apparatus provided with a target distance calculating means,
Irradiating the subject with a plurality of lights having different wavelengths;
Receiving the reflected light of the plurality of lights from the subject for each different wavelength, or for each predetermined wavelength in a band where the different wavelengths and the different wavelengths overlap;
A program for obtaining the intensity of the received reflected light.
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