JP2010154310A - Compound-eye camera, and photographing method - Google Patents
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本発明は複眼カメラ及び撮影方法に係り、特に複数の異なる撮像素子を備えた複眼カメラ及び該複眼カメラを用いた撮影方法に関する。 The present invention relates to a compound eye camera and a photographing method, and more particularly to a compound eye camera having a plurality of different image sensors and a photographing method using the compound eye camera.
特許文献1には、第1の結像光学系と第1の固体撮像素子とを有する第1の撮像手段と、第2の結像光学系と上記第1の固体撮像素子より有効画素数が少ない第2の固体撮像素子とを有する第2の撮像手段と、第3の結像光学系と上記第1の固体撮像素子より有効画素数が少ない第2の固体撮像素子とを有する第3の撮像手段とを具備する電子3眼カメラ装置が開示されている。 In Patent Document 1, the number of effective pixels is larger than that of the first imaging unit having the first imaging optical system and the first solid-state imaging device, the second imaging optical system, and the first solid-state imaging device. A third imaging unit including a second imaging unit having a small second solid-state imaging device, a third imaging optical system, and a second solid-state imaging device having a smaller number of effective pixels than the first solid-state imaging device. An electronic trinocular camera device including an imaging unit is disclosed.
特許文献2には、第1の結像光学系と第1の固体撮像素子とを有する第1の撮像手段と、第2の結像光学系と上記第1の固体撮像素子より有効画素数が少ない第2の固体撮像素子とを有する第2の撮像手段とを具備する電子ステレオカメラが開示されている。
In
特許文献3には、白黒用とカラー用、あるいは素子サイズの異なる第1CCD及び第2CCDを備え、1つの光学レンズからの光信号を分割して各CCDに受光させる撮像装置が開示されている。
従来、撮像光学系と撮像素子を複数備えた多眼カメラが提案されており、このような多眼カメラを用いて複数枚の画像を撮影して合成することが提案されている。しかしながら、上記複数の撮像素子の特性に差(例えば、飽和特性、感度特性(光量と出力の関係を示す特性)、チップサイズ、画素数及び画素サイズの差)がある場合、この特性の差によって合成後の画像の画質が劣化する(例えば、シェーディング、色回りが生じる)おそれがある。 Conventionally, a multi-view camera including a plurality of image pickup optical systems and image pickup devices has been proposed, and it has been proposed to shoot and synthesize a plurality of images using such a multi-view camera. However, if there are differences in the characteristics of the plurality of image sensors (for example, saturation characteristics, sensitivity characteristics (characteristics indicating the relationship between light quantity and output), chip size, number of pixels, and pixel size), There is a risk that the image quality of the combined image will be deteriorated (for example, shading and color rotation will occur).
上記特許文献1から3には、複数の固体撮像素子を備えたカメラが開示されているが、異なる画素数の固体撮像素子から得られた画像を合成するときに、当該固体撮像素子間の特性の差に起因する画質の劣化を防止することについては開示されていない。 Patent Documents 1 to 3 disclose a camera provided with a plurality of solid-state image sensors. When images obtained from solid-state image sensors having different numbers of pixels are synthesized, characteristics between the solid-state image sensors are disclosed. It is not disclosed how to prevent the deterioration of image quality due to the difference between the two.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、特性が異なる複数の撮像素子を用いて撮影した画像を合成して1枚の画像を作成する場合に、撮像素子間のチップサイズの差に起因する画質の劣化を防止することが可能な複眼カメラ及び該複眼カメラを用いた撮影方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and when a single image is created by combining images captured using a plurality of image sensors having different characteristics, the difference in chip size between the image sensors. An object of the present invention is to provide a compound eye camera capable of preventing the deterioration of image quality caused by the above and a photographing method using the compound eye camera.
上記課題を解決するために、本発明の第1の態様に係る複眼カメラは、第1の撮像素子と、撮影レンズとを備える第1の撮影手段と、前記第1の撮像素子よりも画素数が多く、かつ、画素サイズが同じ第2の撮像素子と、前記第2の撮像素子の画素領域のうち、前記第1の撮像素子と同画素数の一部領域のみに被写体光を導光する一部照射用撮影レンズと、前記第2の撮像素子の画素領域の全面に前記被写体光を導光する全面照射用撮影レンズとを備える第2の撮影手段と、前記第1の撮影手段と前記第2の撮影手段とを制御して画像の撮影及び画像信号の読み出しを行う撮影制御手段と、前記第2の撮影手段のみを用いて撮影を行う単眼撮影モードの場合に、前記第2の撮像素子に前記被写体光を導光する撮影レンズを前記全面照射用撮影レンズに切り替える一方、前記第1の撮影手段と前記第2の撮影手段の両方を用いて撮影を行う複眼撮影モードの場合に、前記第2の撮像素子に前記被写体光を導光する撮影レンズを前記一部照射用撮影レンズに切り替える撮影レンズ切り替え手段と、前記複眼撮影モード時に、前記第1の撮像素子から読み出された画像信号と、前記第2の撮像素子から読み出された画像信号とを合成して合成画像を作成する画像合成手段とを備える。 In order to solve the above-described problem, a compound eye camera according to a first aspect of the present invention includes a first imaging unit including a first imaging element and an imaging lens, and the number of pixels as compared with the first imaging element. The second imaging element having the same pixel size and the pixel area of the second imaging element guides the subject light only to a partial area having the same number of pixels as the first imaging element. A second imaging unit comprising a partial irradiation imaging lens; and a full-irradiation imaging lens that guides the subject light over the entire pixel area of the second image sensor; the first imaging unit; In the case of a monocular imaging mode in which imaging is performed using only the second imaging means, imaging control means for controlling the second imaging means to capture an image and reading out an image signal, the second imaging Shooting lens for guiding the subject light to the element In the compound eye photographing mode in which photographing is performed using both the first photographing means and the second photographing means, a photographing lens that guides the subject light to the second imaging element. An imaging lens switching means for switching to the partial-illumination imaging lens, an image signal read from the first image sensor, and an image signal read from the second image sensor in the compound eye imaging mode And image synthesizing means for creating a synthesized image.
上記第1の態様によれば、画素数が異なる複数の撮像素子を用いて撮影した画像を合成する場合に、上記撮像素子の画素サイズを同じにすることにより、飽和特性(飽和時の電荷量)、感度特性(光量と出力の関係)の差に起因する画質の劣化を解消することができ、複眼撮影モード時に、第2の撮像素子の画素領域のうち、第1の撮像素子と同じサイズの一部領域からの信号のみを使用するようにすることで、Vシェーディング、Hシェーディング及び色シェーディングに起因する特性の差を解消することができる。 According to the first aspect, when combining images captured using a plurality of imaging elements having different numbers of pixels, the pixel characteristics of the imaging elements are made the same, thereby obtaining saturation characteristics (amount of charge at saturation). ), Image quality deterioration caused by a difference in sensitivity characteristics (relationship between light quantity and output) can be eliminated, and the same size as the first image sensor in the pixel area of the second image sensor in the compound eye photographing mode. By using only signals from a part of the area, the difference in characteristics due to V shading, H shading and color shading can be eliminated.
本発明の第2の態様に係る複眼カメラは、上記第1の態様において、前記第2の撮像素子が、前記画素に蓄積された信号電荷を水平方向に転送するための水平転送路と、前記水平転送路に接続された出力アンプとを備えており、前記一部領域を前記第2の撮像素子の画素領域のうち前記出力アンプに最も近い領域としたものである。 The compound-eye camera according to a second aspect of the present invention is the compound eye camera according to the first aspect, wherein the second image sensor transfers a signal charge accumulated in the pixels in a horizontal direction, An output amplifier connected to a horizontal transfer path, and the partial region is a region closest to the output amplifier in a pixel region of the second image sensor.
上記第2の態様によれば、第2の撮像素子の一部領域を出力アンプに最も近い領域に設定することにより、水平転送路の転送残りに起因する画質の劣化を防止することができる。 According to the second aspect, by setting a partial region of the second image sensor to a region closest to the output amplifier, it is possible to prevent image quality degradation due to transfer residue on the horizontal transfer path.
本発明の第3の態様に係る複眼カメラは、上記第2の態様において、前記第2の撮像素子の駆動を制御する駆動制御手段を更に備え、前記第2の撮像素子は、前記画素に蓄積された信号電荷を垂直方向に転送するための垂直転送路を備えており、前記駆動制御手段は、前記複眼撮影モード時に、前記一部領域に蓄積された信号電荷の垂直転送が終了した場合に、前記一部領域に蓄積された信号電荷の垂直転送時よりも前記第2の撮像素子の垂直転送の速度を速くするようにしたものである。 The compound-eye camera according to a third aspect of the present invention further includes drive control means for controlling driving of the second image sensor in the second aspect, and the second image sensor accumulates in the pixel. A vertical transfer path for transferring the signal charge in the vertical direction, and the drive control means is configured to perform the vertical transfer of the signal charge accumulated in the partial area in the compound eye photographing mode. The vertical transfer speed of the second image sensor is made faster than the vertical transfer of the signal charges accumulated in the partial area.
上記第3の態様によれば、複眼撮影モード時に、画素数が多い第2の撮像素子の画像信号を垂直転送するときの速度を高速化することができる。上記第3の態様は、連写撮影又は動画撮影に有効である。 According to the third aspect, it is possible to increase the speed at which the image signal of the second image sensor having a large number of pixels is vertically transferred in the compound eye photographing mode. The third aspect is effective for continuous shooting or moving image shooting.
本発明の第4の態様に係る撮影方法は、第1の撮像素子と、撮影レンズとを備える第1の撮影手段と、前記第1の撮像素子よりも画素数が多く、かつ、画素サイズが同じ第2の撮像素子と、前記第2の撮像素子の画素領域のうち、前記第1の撮像素子と同画素数の一部領域のみに被写体光を導光する一部照射用撮影レンズと、前記第2の撮像素子の画素領域の全面に前記被写体光を導光する全面照射用撮影レンズとを備える第2の撮影手段とを備える複眼カメラを用いて画像の撮影を行う撮影方法であって、前記第2の撮影手段のみを用いて撮影を行う単眼撮影モードの場合に、前記第2の撮像素子に前記被写体光を導光する撮影レンズを前記全面照射用撮影レンズに切り替える第1のレンズ切り替え工程と、前記単眼撮影モードの場合に前記第2の撮影手段を制御して画像の撮影及び画像信号の読み出しを行う第1の撮影制御工程と、前記第1の撮影手段と前記第2の撮影手段の両方を用いて撮影を行う複眼撮影モードの場合に、前記第2の撮像素子に前記被写体光を導光する撮影レンズを前記一部照射用撮影レンズに切り替える第2のレンズ切り替え工程と、前記複眼撮影モードの場合に前記第1の撮影手段と前記第2の撮影手段とを制御して画像の撮影及び画像信号の読み出しを行う第2の撮影制御工程と、前記複眼撮影モード時に、前記第1の撮像素子から読み出された画像信号と、前記第2の撮像素子から読み出された画像信号とを合成して合成画像を作成する画像合成工程とを備える。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a photographing method including a first photographing unit including a first imaging element and a photographing lens, a pixel number larger than that of the first imaging element, and a pixel size. A partially illuminating photographing lens that guides subject light only to a partial region of the same number of pixels as that of the first imaging device, out of the pixel region of the second imaging device, and the same second imaging device; A photographing method for photographing an image using a compound eye camera comprising: a second photographing unit including a whole surface irradiation photographing lens that guides the subject light over the entire pixel region of the second imaging element. In the monocular imaging mode in which imaging is performed using only the second imaging means, the first lens that switches the imaging lens that guides the subject light to the second imaging element to the imaging lens for whole surface irradiation. Before the switching step and the monocular mode A first imaging control step for controlling the second imaging means to take an image and reading out an image signal; and compound eye photography for taking an image using both the first imaging means and the second imaging means. A second lens switching step of switching a photographing lens that guides the subject light to the second imaging element to the partial irradiation photographing lens in the case of the mode, and the first lens in the case of the compound eye photographing mode. A second imaging control step of controlling the imaging means and the second imaging means to capture an image and reading an image signal; and an image read from the first image sensor in the compound eye imaging mode. An image synthesis step of synthesizing the signal and the image signal read from the second image sensor to create a synthesized image.
本発明の第5の態様に係る撮影方法は、上記第4の態様において、前記第2の撮像素子は、前記画素に蓄積された信号電荷を水平方向に転送するための水平転送路と、前記水平転送路に接続された出力アンプとを備えており、前記一部領域を前記第2の撮像素子の画素領域のうち前記出力アンプに最も近い領域としたものである。 The imaging method according to a fifth aspect of the present invention is the imaging method according to the fourth aspect, wherein the second imaging element includes a horizontal transfer path for transferring a signal charge accumulated in the pixel in a horizontal direction, An output amplifier connected to a horizontal transfer path, and the partial region is a region closest to the output amplifier in a pixel region of the second image sensor.
本発明の第6の態様に係る撮影方法は、上記第5の態様の構成に加えて、前記複眼撮影モード時に、前記第2の撮像素子の前記一部領域に蓄積された信号電荷を前記第2の撮像素子の垂直転送路を介して垂直転送した後に、前記一部領域に蓄積された信号電荷の垂直転送時よりも前記第2の撮像素子の垂直転送の速度を速くする駆動制御工程を更に備える。 In the imaging method according to the sixth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the fifth aspect, in the compound eye imaging mode, the signal charge accumulated in the partial region of the second imaging element is A drive control step of increasing the vertical transfer speed of the second image sensor after the vertical transfer via the vertical transfer path of the second image sensor, compared to the vertical transfer of the signal charge accumulated in the partial region; In addition.
本発明によれば、画素数が異なる複数の撮像素子を用いて撮影した画像を合成する場合に、上記撮像素子の画素サイズを同じにすることにより、飽和特性(飽和時の電荷量)、感度特性(光量と出力の関係)の差に起因する画質の劣化を解消することができ、複眼撮影モード時に、第2の撮像素子の画素領域のうち、第1の撮像素子と同じサイズの一部領域からの信号のみを使用するようにすることで、Vシェーディング、Hシェーディング及び色シェーディングに起因する特性の差を解消することができる。更に、本発明によれば、第2の撮像素子の一部領域を出力アンプに最も近い領域に設定することにより、水平転送路の転送残りに起因する画質の劣化を防止することができる。 According to the present invention, when combining images captured using a plurality of image sensors having different numbers of pixels, the pixel size of the image sensor is the same, so that saturation characteristics (charge amount at saturation), sensitivity Degradation of image quality due to a difference in characteristics (relationship between light quantity and output) can be eliminated, and a part of the pixel area of the second image sensor having the same size as the first image sensor in the compound-eye shooting mode By using only the signal from the area, it is possible to eliminate the difference in characteristics caused by V shading, H shading, and color shading. Furthermore, according to the present invention, by setting a partial area of the second image sensor to an area closest to the output amplifier, it is possible to prevent image quality deterioration due to transfer residue on the horizontal transfer path.
以下、添付図面に従って本発明に係る複眼カメラ及び撮影方法の好ましい実施の形態について説明する。 Preferred embodiments of a compound eye camera and photographing method according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る複眼カメラを示すブロック図である。図2は、本発明の第1の実施形態に係る複眼カメラの第1撮像素子及び第2撮像素子を示す平面図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a compound eye camera according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing a first image sensor and a second image sensor of the compound eye camera according to the first embodiment of the present invention.
図1に示すように、複眼カメラ10は、撮影レンズ18−1、レンズ駆動部20−1及び第1撮像素子30−1を含む第1撮影部12−1と、撮影レンズ18A−2及び18B−2、レンズ駆動部20−2及び第2撮像素子30−2を含む第2撮影部12−2とを備えている。
As shown in FIG. 1, the compound-
撮像素子30―1と30−2は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサである。なお、撮像素子30―1、30−2としては、他の方式の撮像素子(例えば、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ)を用いることも可能である。図2に示すように、第1撮像素子30−1と第2撮像素子30−2は画素(セル)PIXのサイズが同じであり、第2撮像素子30−2は第1撮像素子30−1よりもチップサイズが大きく、かつ、画素数が多いもので構成されている。本実施形態では、第2撮像素子30−2の画素数は第1撮像素子30−1の画素数の整数倍とする。一例で、第1撮像素子30−1は600万画素であり、第2撮像素子30−2は1200万画素である。 The image sensors 30-1 and 30-2 are, for example, CCD (Charge Coupled Device) image sensors. It should be noted that as the imaging devices 30-1 and 30-2, other types of imaging devices (for example, CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensors) can be used. As shown in FIG. 2, the first image sensor 30-1 and the second image sensor 30-2 have the same pixel (cell) PIX size, and the second image sensor 30-2 has the first image sensor 30-1. The chip size is larger and the number of pixels is larger. In the present embodiment, the number of pixels of the second image sensor 30-2 is an integral multiple of the number of pixels of the first image sensor 30-1. In one example, the first image sensor 30-1 has 6 million pixels, and the second image sensor 30-2 has 12 million pixels.
図1に示すように、第1撮像素子30−1の前方には撮影レンズ18−1が設けられている。一方、第2撮像素子30−2には2組の撮影レンズ18A−2及び18B−2が設けられている。撮影レンズ18A−2は、被写体からの光を撮像素子30−2の一部の領域(撮像素子30−1と同画素、同サイズの領域)のみに導光するように構成されている。撮影レンズ18A−2は、第1撮影部12−1の撮影レンズ18−1と同等の構成とすることができる。一方、撮影レンズ18B−2は、被写体からの光を撮像素子30−2の画素領域の全面(図3の領域A10とA12を含む)に導光するように構成されている。
As shown in FIG. 1, a photographing lens 18-1 is provided in front of the first image sensor 30-1. On the other hand, the second imaging element 30-2 is provided with two sets of photographing
レンズ駆動部20−2は、モードに応じて選択された撮影レンズ18A−2及び18B−2の一方を第2撮像素子30−2の前に繰り出して、他方を第1撮像素子30−1と第2撮像素子30−2の間の空間に収納するレンズ切り替え機能を有している。
The lens driving unit 20-2 extends one of the photographing
例えば、第2撮影部12−2を用いて単眼で、高画素、高画質で撮影するモードの場合には、図1(a)に示すように、大型の撮影レンズ18B−2が第2撮像素子30−2の前方に繰り出され、小型の撮影レンズ18A−2が第1撮像素子30−1と第2撮像素子30−2の間の空間に収納される。これにより、単眼撮影モード時に、チップサイズが大きく、画素数が多い撮像素子30−2の全面を使って高画質の画像を撮影することが可能になる。
For example, in the mode of photographing with a single eye using the second photographing unit 12-2 with high pixels and high image quality, as shown in FIG. The
一方、第1撮影部12−1と第2撮影部12−2の両方を用いて複眼で撮影するモードの場合には(例えば、後述の3Dモード及びパノラマ撮影モード時、以下、複眼撮影モードという。)、図1(b)に示すように、小型の撮影レンズ18A−2が第2撮像素子30−2の前方に繰り出され、撮影レンズ18B−2が第1撮像素子30−1と第2撮像素子30−2の間の空間に収納される。
On the other hand, in the case of a mode for photographing with a compound eye using both the first photographing unit 12-1 and the second photographing unit 12-2 (for example, in a 3D mode and a panoramic photographing mode described later, hereinafter referred to as a compound eye photographing mode) 1), as shown in FIG. 1B, the small
図3は、複眼撮影時における第1及び第2撮像素子の駆動方法を説明するための図である。 FIG. 3 is a diagram for explaining a method of driving the first and second imaging elements during compound eye photography.
図3に示すように、第1撮影部12−1では、撮影レンズ18−1によって被写体からの光が第1撮像素子30−1の画素領域の略全面に導光される。 As shown in FIG. 3, in the first photographing unit 12-1, light from the subject is guided to substantially the entire pixel area of the first image sensor 30-1 by the photographing lens 18-1.
一方、第2撮影部12−2では、複眼撮影時に、小型撮影レンズ18B−2によって被写体からの光が第2撮像素子30−2の一部の有効画素領域A10のみに導光される。有効画素領域A10は、第1撮像素子30−1の画素領域と有効画素数が同じになるように設定されている。第1撮像素子30−1の画素領域の垂直方向(V方向)の長さ(画素数に相当)をa1、水平方向(H方向)の長さをb1とし、第2撮像素子30−2の有効画素領域A10の垂直方向の長さをa2、水平方向の長さをb2とすると、a1=a2かつb1=b2となるように有効画素領域A10が設定される。
On the other hand, in the second photographing unit 12-2, light from the subject is guided only to a part of the effective pixel region A10 of the second imaging element 30-2 by the small photographing
図4は、第1及び第2撮像素子の光量−出力特性を示すグラフである。図4の横軸は入射光量、縦軸は撮像素子の出力信号のレベル(1画素に蓄積される蓄積電荷量)である。図4の曲線L1は第1撮像素子30−1の光量−出力特性を表しており、曲線L2は第2撮像素子30−2の光量−出力特性を表している。 FIG. 4 is a graph showing the light amount-output characteristics of the first and second imaging elements. In FIG. 4, the horizontal axis represents the amount of incident light, and the vertical axis represents the level of the output signal of the image sensor (accumulated charge amount accumulated in one pixel). A curve L1 in FIG. 4 represents the light amount-output characteristic of the first image sensor 30-1, and a curve L2 represents the light amount-output characteristic of the second image sensor 30-2.
本実施形態では、第1撮像素子30−1と第2撮像素子30−2の画素サイズが同じであるので、図4(a)に示すように、特性曲線L1,L2の飽和領域の信号レベルは等しくなっている。しかしながら、第1撮像素子30−1と第2撮像素子30−2とは、V方向とH方向の有効画素数が異なるため、図4(a)に示すように、リニアな領域では、Vシェーディング、Hシェーディング及び色シェーディングに起因する特性の差が生じる。 In the present embodiment, since the pixel sizes of the first image sensor 30-1 and the second image sensor 30-2 are the same, as shown in FIG. 4A, the signal level in the saturation region of the characteristic curves L1, L2 Are equal. However, since the first image sensor 30-1 and the second image sensor 30-2 have different effective pixel numbers in the V direction and the H direction, as shown in FIG. 4A, V shading is performed in a linear region. Differences in characteristics due to H shading and color shading occur.
そこで、本実施形態では、有効画素領域A10は、第1撮像素子30−1の画素領域と有効画素数が同じになるように設定することにより、Vシェーディング、Hシェーディング及び色シェーディングに起因する特性の差を解消する。更に、第2撮像素子30−2の水平転送路HCCD2に接続された出力アンプAMP2に最も近い領域に設定することにより、水平転送路HCCD2の転送残り(残留電荷)に起因する特性の差を解消する。これにより、図4(b)の符号L´に示すように、両撮像素子30−1及び30−2の特性曲線が一致するので、両撮像素子30−1及び30−2により撮影した画像を合成したときの画質の劣化を防止することができる。 Therefore, in the present embodiment, the effective pixel area A10 is set so that the number of effective pixels is the same as the pixel area of the first image sensor 30-1, thereby causing characteristics due to V shading, H shading, and color shading. To eliminate the difference. Furthermore, by setting the area closest to the output amplifier AMP2 connected to the horizontal transfer path HCCD2 of the second image sensor 30-2, the difference in characteristics caused by the transfer residue (residual charge) of the horizontal transfer path HCCD2 is eliminated. To do. As a result, as indicated by the symbol L ′ in FIG. 4B, the characteristic curves of both the image sensors 30-1 and 30-2 coincide with each other. It is possible to prevent deterioration in image quality when combined.
複眼撮影モード時には、第2撮像素子30−2の有効画素領域A10に対して垂直方向(V方向)に隣接する領域A12Vに蓄積された不要な信号電荷(画像信号)は、水平転送路HCCD2に転送されずに廃棄される。また、有効画素領域A10に対して水平方向(V方向)に隣接する領域A12Hに蓄積された不要な画像信号は、一旦水平転送路HCCD2により転送された後に廃棄される。 In the compound eye photographing mode, unnecessary signal charges (image signals) accumulated in the region A12V adjacent in the vertical direction (V direction) to the effective pixel region A10 of the second image sensor 30-2 are transferred to the horizontal transfer path HCCD2. It is discarded without being transferred. Further, unnecessary image signals accumulated in the area A12H adjacent to the effective pixel area A10 in the horizontal direction (V direction) are once transferred by the horizontal transfer path HCCD2, and then discarded.
図5は、本発明の第1の実施形態に係る複眼カメラの主要構成を示すブロック図である。 FIG. 5 is a block diagram showing the main configuration of the compound eye camera according to the first embodiment of the present invention.
図5に示すように、複眼カメラ10は、2つの第1撮影部12−1及び第2撮影部12−2を備えている。なお、撮影部12は2つ以上設けてもよい。
As shown in FIG. 5, the
複眼カメラ10は、撮影部12−1及び12−2を用いて撮影した2枚の画像データを合成する。例えば、複眼カメラ10は、撮影部12−1及び12−2によって撮影した2枚の視差画像データを合成して3次元表示(立体表示)用の画像の作成及び表示を行う。また、複眼カメラ10は、撮影部12−1及び12−2によって撮影した2枚のパノラマ画像の作成用画像データを合成してパノラマ画像の作成及び表示を行う。複眼カメラ10は、上記視差画像データ及びパノラマ画像の作成用画像データを、1つの記録用画像ファイル(マルチピクチャファイル)に格納する。また、複眼カメラ10は、ブラケット撮影時、動画撮影時又は連写時に撮影した複数フレームの画像データをつなぎ合わせて1つの記録用画像ファイル(マルチピクチャファイル)に格納する。
The compound-
CPU(Central Processing Unit)14は、操作部16からの入力に基づいて複眼カメラ10の動作を制御する。
A CPU (Central Processing Unit) 14 controls the operation of the
制御バス42は、CPU14からの指令を複眼カメラ10の各部に伝送する伝送路である。データバス44は、画像信号等の各種のデータを伝送する伝送路である。
The control bus 42 is a transmission path that transmits a command from the
メインメモリ48には、CPU14が実行するプログラム及び制御に必要な各種データのほか、ユーザ設定情報等の複眼カメラ10の動作に関する各種設定情報等が格納される。メモリ制御部46は、所定のプロトコルに従って、メインメモリ48からのデータの読み出し、メインメモリ48へのデータの書き込み、メインメモリ48内のデータのリフレッシュを行うためのインターフェースである。
The
記録媒体58には、撮影された画像ファイル及び各種のデータが記録される。記録媒体58としては、例えば、SDメモリカード(登録商標)又はxDピクチャカード(登録商標)を用いることができる。外部メモリ制御部56は、所定のプロトコルに従って、記録媒体58からのデータの読み出し、記録媒体58へのデータの書き込みを行うためのインターフェースである。
In the
操作部16は、ユーザが各種の操作入力を行うための操作手段であり、電源のオンとオフの切り替えを行うための電源スイッチ、複眼カメラ10の動作モードの切り替えを行うためのモードダイヤル、レリーズボタン及びズームボタンを含んでいる。
The operation unit 16 is an operation means for the user to perform various operation inputs, and includes a power switch for switching the power on and off, a mode dial for switching the operation mode of the
モードダイヤルは、複眼カメラ10の動作モードの切り替え入力を行うための操作手段であり、モードダイヤルの設定位置に応じて、2次元の画像(静止画、動画)を撮影する2Dモード、3次元の画像(静止画、動画)を撮影する3Dモード、パノラマ画像を撮影するためのパノラマ撮影モード及び画像の再生を行う再生モードの間で動作モードが切り替えられる。
The mode dial is an operation means for performing an input to switch the operation mode of the
レリーズボタンは、いわゆる「半押し」と「全押し」とからなる2段ストローク式のスイッチで構成されている。静止画撮影時には、レリーズボタンが半押しされると(S1オン)、撮影準備処理(例えば、自動露出調整処理(AE:Automatic Exposure)、自動焦点合わせ処理(AF:Auto Focus)、自動ホワイトバランス調整処理(AWB:Automatic White Balance))が行われる。そして、レリーズボタンが全押しされると(S2オン)、静止画の撮影・記録処理が行われる。また、動画撮影時には、レリーズボタンが全押しされると動画の撮影が開始され、再度全押しされると動画の撮影が終了する。なお、静止画撮影用のレリーズボタン及び動画撮影用のレリーズボタンを別々に設けるようにしてもよい。 The release button is composed of a two-stroke switch comprising so-called “half-press” and “full-press”. During still image shooting, when the release button is pressed halfway (S1 ON), shooting preparation processing (for example, automatic exposure adjustment processing (AE: Automatic Exposure), automatic focusing processing (AF: Auto Focus), automatic white balance adjustment) Processing (AWB: Automatic White Balance) is performed. When the release button is fully pressed (S2 is on), still image shooting / recording processing is performed. In addition, during movie shooting, movie shooting starts when the release button is fully pressed, and movie shooting ends when the release button is fully pressed again. Note that a release button for still image shooting and a release button for moving image shooting may be provided separately.
ズームボタンは、撮影部12−1及び12−2のズーミング操作を行うための操作手段であり、望遠側へのズームを指示するズームテレボタンと、広角側へのズームを指示するズームワイドボタンとを備えている。 The zoom button is an operation means for performing zooming operations of the photographing units 12-1 and 12-2, and includes a zoom tele button for instructing zooming to the telephoto side, and a zoom wide button for instructing zooming to the wide angle side. It has.
表示部62は、例えば、カラー液晶パネル(LCD)を備えた表示装置である。表示部62は、撮影された画像を表示する表示部として機能するとともに、複眼カメラ10の各種機能に関する設定を行うときに時のユーザインターフェイスとして機能する。また、表示部62は、撮影モード時に画角を確認するための電子ファインダとして機能する。
The
表示部62は、3Dモード時に、ユーザが立体視可能な3次元(3D)画像を表示する機能を有する。3D画像の表示方式としては、例えば、ライト・ディレクション・コントロール・システム(Light Direction Control System)が採用される。ライト・ディレクション・コントロール・システムでは、左眼用の画像データをLCDに表示して、バックライトパネルによってユーザの左眼に届くように指向性をもたせた照明光をLCDに照射する処理と、右眼用の画像データをLCDに表示して、バックライトパネルによってユーザの右眼に届くように指向性をもたせた照明光をLCDに照射する処理とを交互に(例えば、1/60秒間隔で)繰り返す。これにより、相互に視差のある左眼用画像と右眼用画像が、ユーザの左右の眼によって交互に観察されるので、ユーザは立体的な画像を観察することができる。
The
表示制御部60は、データバス44を介して入力されるR,G,Bの色信号を表示用の信号に変換する。 The display controller 60 converts R, G, B color signals input via the data bus 44 into display signals.
次に、複眼カメラ10の撮影機能について説明する。なお、図5では、各撮影部12−1及び12−2等にそれぞれ符号1及び2を付して区別しているが、各部の機能は略同様であるため、以下の説明では、符号1及び2を適宜省略して説明する。
Next, the photographing function of the
各撮影部12は、撮像レンズ18及び撮像素子30を含んでいる。撮影レンズ18と撮像素子30との間には、絞り兼用メカニカルシャッター22と、赤外線カットフィルタ26と、光学ローパスフィルタ28とが配置されている。
Each photographing unit 12 includes an imaging lens 18 and an
撮像レンズ18は、フォーカスレンズ及びズームレンズを含んでいる。フォーカスレンズ及びズームレンズは、各撮影部12の光軸に沿って前後に移動する。CPU14は、レンズ駆動部20の動作を制御して、フォーカスレンズの位置を調整してフォーカシングを行う。また、CPU14は、レンズ駆動部20の動作を制御して、ズームレンズの位置を調整してズーミングを行う。また、CPU14は、絞り駆動部24の駆動を制御することにより、絞り兼用メカニカルシャッター22の開口量(絞り値)を調整して撮像素子30への入射光量を制御する。また、CPU14は、撮像素子30からデータを読み出すときに、絞り兼用メカニカルシャッター22を閉じて撮像素子30に入射する光を遮光する。
The imaging lens 18 includes a focus lens and a zoom lens. The focus lens and the zoom lens move back and forth along the optical axis of each photographing unit 12. The
CPU14は、3Dモード及びパノラマ撮影モード時に、各撮影部12−1及び12−2の撮像レンズ18−1及び18−2を同期させて駆動する。即ち、撮影部12−1及び12−2は、3Dモード及びパノラマ撮影モード時に、常に同じ焦点距離(ズーム倍率)に設定され、常に同じ入射光量(絞り値)となるように絞りが調整される。更に、3Dモード時には、常に同じ被写体にピントが合うように焦点調節が行われる。
The
CPU14は、3Dモード時に、不図示の撮影部駆動機構を制御して、左右の眼に対応する視差画像が得られるように撮影部12−1及び12−2の相対位置及び輻輳角(撮像レンズ18−1と18−2の光軸のなす角)を調整する。また、CPU14は、パノラマ撮影モード時に、ユーザからの入力に応じて所望の範囲が撮影できるように撮影部12−1及び12−2の相対位置及び輻輳角を調整する。
In the 3D mode, the
撮像素子30は、CCDイメージセンサである。撮像素子30の受光面には、多数の受光素子(フォトダイオード)が2次元的に配列されており、各フォトダイオードには所定の配列で3色(例えば、R,G,B)のカラーフィルタが配置されている。なお、画素配列は、例えば、ベイヤー配列又はハニカム配列である。
The
撮影部12を介して撮像素子30の受光面上に被写体光が結像されると、この被写体光はフォトダイオードによって入射光量に応じた信号電荷に変換される。各フォトダイオードに蓄積された信号電荷は、CPU14の指令に従って撮像素子駆動部32から与えられる駆動パルスに応じて、電荷量に応じた電圧信号(R,G,Bの画像信号)として撮像素子30から順次読み出される。撮像素子30は、電子シャッター機能を備えており、フォトダイオードへの電荷蓄積時間を制御することにより、露光時間(シャッター速度)が制御される。
When subject light is imaged on the light receiving surface of the
アナログ信号処理部34は、撮像素子30から出力されたR,G,B信号に含まれるリセットノイズ(低周波)を除去するための相関2重サンプリング回路(CDS)、R,G,B信号を増幅して一定レベルの大きさにコントロールするためのAGS回路を含んでいる。撮像素子30から出力されるアナログのR,G,B信号は、アナログ信号処理部34によって相関2重サンプリング処理されるとともに増幅される。アナログ信号処理部34におけるR,G,B信号の増幅ゲインは撮影感度(ISO感度)に相当する。CPU14は、被写体の明るさ等に応じて、この増幅ゲインを調整することにより撮影感度を設定する。なお、2つのCCDを用いて画像を撮影する場合(3Dモード及びパノラマ撮影モード時)、このゲインはアナログ信号処理部34−1と34−2とで同じ値に設定される。
The analog signal processing unit 34 outputs a correlated double sampling circuit (CDS), R, G, B signals for removing reset noise (low frequency) included in the R, G, B signals output from the
アナログ信号処理部34から出力されたアナログのR,G,B信号は、A/D変換器36によってデジタルのR,G,B信号に変換された後、データバス44を介してデジタル信号処理部50に入力される。 The analog R, G, B signals output from the analog signal processing unit 34 are converted into digital R, G, B signals by the A / D converter 36, and then the digital signal processing unit via the data bus 44. 50.
上記のようにして生成されたデジタルのR,G,B信号は、デジタル信号処理部50において、所定の処理(例えば、同時化処理(単板CCDのカラーフィルタ配列に伴う色信号の空間的なズレを補間して色信号を同時式に変換する処理)、ホワイトバランス調整処理、階調変換(ガンマ補正)処理及び輪郭補正処理)が施されて、輝度信号(Y信号)及び色差信号(Cr、Cb信号)、即ち、Y/C信号に変換される。
The digital R, G, B signals generated as described above are subjected to predetermined processing (for example, synchronization processing (for example, spatial processing of color signals accompanying a color filter array of a single CCD) in the digital
ライブビュー画像(スルー画)を表示部62に表示する場合、デジタル信号処理部50において生成されたY/C信号が1フレーム分ずつR,G,B信号に変換された後表示部62に出力される。
When a live view image (through image) is displayed on the
次に、画像の撮影及び記録処理について説明する。CPU14は、静止画の撮影モード時においてレリーズボタンの半押しを検出すると(S1オン)、撮影準備処理(AE処理及びAF処理)を開始する。
Next, image capturing and recording processing will be described. When the
積算部54は、CPU14からの指令に従って撮影部12から出力されたデジタルのR,G,B信号を所定の分割エリアごとに積算し、R,G,B信号の積算値をCPU14に出力する。CPU14は、積算部54によって算出されたR,G,B信号の積算値に基づいて露出値(撮影EV値)を算出し、所定のプログラム線図に従って、絞り値及びシャッタスピードを制御する。
The integrating
また、CPU14は、例えば、画像信号のG信号の高周波成分が極大になる位置を合焦位置として求め、レンズ駆動部20に指令を出力してフォーカスレンズを合焦位置に移動させる。
For example, the
また、自動ホワイトバランス調整(AWB)が設定されている場合、積算部54は、所定の分割エリアごとにR,G,B信号の色ごとの平均積算値を算出してCPU14に出力する。CPU14は、分割エリアごとに算出されたR,G,B信号の平均積算値に基づいて光源種を判別し、R,G,B信号に対するホワイトバランスゲインを制御する。
When automatic white balance adjustment (AWB) is set, the integrating
また、CPU14は、フラッシュ用の発光部38及び受光部40を制御して自動調光制御を行う。
Further, the
レリーズボタンの半押し(S1オン)に応じて撮影準備処理が終了した後レリーズボタンの全押しを検出すると(S2オン)、CPU14は画像の撮影を実行する。
When the release button is fully pressed (S2 on) after the shooting preparation process is completed in response to the half-press of the release button (S1 on), the
2Dモード時には、所定の1つの撮影部により記録用の画像が撮影される。なお、2Dモード時にどちらの撮影部を使用するかはユーザが選択できるようになっている。低画素数で撮影するモードの場合には第1撮影部12−1により撮影が行われ、高画素数(高画質)で撮影するモードの場合には第2撮影部12−2により撮影が行われる。 In the 2D mode, a recording image is shot by a predetermined one shooting unit. Note that the user can select which imaging unit to use in the 2D mode. In the mode of shooting with a low number of pixels, shooting is performed by the first shooting unit 12-1, and in the mode of shooting with a high number of pixels (high image quality), shooting is performed by the second shooting unit 12-2. Is called.
2Dモード時に指定の撮影部12によって撮影された画像は、圧縮伸張処理部52によって圧縮され、所定形式の画像ファイルとして記録媒体58に記録される。例えば、静止画についてはJPEG(Joint Photographic Experts Group)、動画についてはMPEG(Moving Picture Experts Group)2又はMPEG4、H.264規格に準拠した圧縮画像ファイルとして記録される。
An image photographed by the designated photographing unit 12 in the 2D mode is compressed by the compression /
3Dモード及びパノラマ撮影モード時には、撮影部12−1及び12−2によって同期して画像が撮影される。上記3Dモード及びパノラマ撮影モード時には、AF処理及びAE処理は、撮影部12−1及び12−2のいずれか一方によって取得された画像信号に基づいて行われる。AE処理及びAF処理にどちらの撮影部の画像信号を使用するかはユーザが選択できるようにしてもよい。 In the 3D mode and the panoramic shooting mode, images are shot in synchronization by the shooting units 12-1 and 12-2. In the 3D mode and the panorama shooting mode, the AF process and the AE process are performed based on the image signal acquired by one of the shooting units 12-1 and 12-2. The user may be able to select which imaging unit image signal is used for the AE process and the AF process.
上記3Dモード及びパノラマ撮影モード時には、各撮影部12−1及び12−2によって撮影された2視点の画像は、圧縮伸張処理部52によってそれぞれ圧縮されて1つのマルチピクチャファイルに格納されて記録媒体58に記録される。マルチピクチャファイルには、2視点の圧縮画像データとともに、被写体距離情報、撮影部12の撮影レンズの間隔及び輻輳角に関する情報が格納される。
In the 3D mode and the panoramic shooting mode, the two viewpoint images shot by the shooting units 12-1 and 12-2 are respectively compressed by the compression /
再生モード時には、記録媒体58に記録されている所定の画像ファイル(例えば、最後に記録された画像ファイル)が読み出されて、圧縮伸張処理部52によって非圧縮のY/C信号に伸張され、R,G,B信号に変換された後表示部62に出力される。これにより、記録媒体58に記録されている画像ファイルに基づく画像が表示部62に表示される。
In the playback mode, a predetermined image file (for example, the last recorded image file) recorded on the
[撮影処理]
図6は、本発明の第1の実施形態に係る複眼カメラにおける撮影処理を示すフローチャートである。
[Shooting process]
FIG. 6 is a flowchart showing a photographing process in the compound eye camera according to the first embodiment of the present invention.
まず、レリーズボタンの半押し(S1オン)に応じて撮影準備処理が行われた後レリーズボタンが全押しされると(S2オン)、画像の撮影処理が開始される(ステップS10)。 First, after the shooting preparation process is performed in response to half-pressing of the release button (S1 on), when the release button is fully pressed (S2 on), the image shooting process is started (step S10).
単眼撮影モード(ステップS12のNo、S14)で、低画素数で撮影する低画素数モードの場合には(ステップS16のNo)、第1撮像素子30−1が駆動される(ステップS18)。そして、第1撮影部12−1を用いて画像が撮影される。 In the monocular imaging mode (No in step S12, S14) and in the low pixel number mode for imaging with a low number of pixels (No in step S16), the first image sensor 30-1 is driven (step S18). And an image is image | photographed using the 1st imaging | photography part 12-1.
次に、撮影された画像にシェーディング補正(ステップS24)を含む画像処理が施された後、所定の形式の画像ファイルに画像が格納されて記録媒体58に記録される(ステップS26)。単眼撮影モードの低画素数モードの場合、ステップS24において、第1撮像素子30−1の特性、及び撮影レンズ18−1の収差の影響などによって発生する画像信号の出力レベル(濃度レベル)のムラ(シェーディング)の測定値に基づいて作成されたシェーディング補正データに基づいて、第1撮像素子30−1の出力にゲインをかけることによりシェーディング補正が行われる。 Next, after the captured image is subjected to image processing including shading correction (step S24), the image is stored in an image file of a predetermined format and recorded on the recording medium 58 (step S26). In the case of the low-pixel number mode of the monocular imaging mode, in step S24, the output level (density level) of the image signal generated due to the characteristics of the first imaging element 30-1 and the influence of the aberration of the imaging lens 18-1 is uneven. Based on the shading correction data created based on the measured value of (shading), shading correction is performed by applying a gain to the output of the first image sensor 30-1.
一方、単眼撮影モード(ステップS12のNo、S14)で、高画素数(高画質)で撮影する高画質モードの場合には(ステップS16のYes)、第2撮像素子30−2が駆動されるとともに(ステップS20)、第2撮影部12−2の撮影レンズが大型撮影レンズ18B−2に切り替えられる(ステップS22)。そして、第2撮影部12−2を用いて画像が撮影される。
On the other hand, in the monocular imaging mode (No in step S12, S14) and in the high image quality mode for imaging with a high number of pixels (high image quality) (Yes in step S16), the second image sensor 30-2 is driven. At the same time (step S20), the photographing lens of the second photographing unit 12-2 is switched to the large photographing
次に、撮影された画像にシェーディング補正(ステップS24)を含む画像処理が施された後、所定の形式の画像ファイルに画像が格納されて記録媒体58に記録される(ステップS26)。単眼撮影モードの高画質モードの場合、ステップS24において、第2撮像素子30−2の画素領域の全面(A10とA12を含む)の特性、及び大型撮影レンズ18B−2の収差の影響などによって発生する画像信号の出力レベル(濃度レベル)のムラ(シェーディング)の測定値に基づいて作成されたシェーディング補正データに基づいて、第2撮像素子30−2の出力にゲインをかけることによりシェーディング補正が行われる。
Next, after the captured image is subjected to image processing including shading correction (step S24), the image is stored in an image file of a predetermined format and recorded on the recording medium 58 (step S26). In the high image quality mode of the monocular imaging mode, in step S24, it occurs due to the influence of the characteristics of the entire pixel area (including A10 and A12) of the second imaging element 30-2 and the aberration of the
複眼撮影モード(ステップS12のYes、S28)の場合には、第2撮影部12−2の撮影レンズが小型撮影レンズ18A−2に切り替えられる(ステップS30)。そして、第1撮影部12−1と第2撮影部12−2を用いて画像が撮影される(ステップS32)。ステップS32では、第2の撮像素子30−2の一部の有効画素領域A10(第1撮像素子30−1の画素領域と同画素数の領域)のみに被写体の画像が結像され、有効画素領域A10に蓄積された画像信号のみが選択的に読み出され、無効画素領域A12に蓄積された信号電荷は廃棄される。
In the compound eye photographing mode (Yes in Step S12, S28), the photographing lens of the second photographing unit 12-2 is switched to the small photographing
次に、撮影された画像にシェーディング補正(ステップS24)を含む画像処理が施された後、所定の形式の画像ファイルに画像が格納されて記録媒体58に記録される(ステップS26)。複眼撮影モードの場合、ステップS24において、第1撮像素子30−1の特性、及び撮影レンズ18−1の収差の影響などによって発生する画像信号の出力レベル(濃度レベル)のムラ(シェーディング)の測定値に基づいて作成されたシェーディング補正データに基づいて、第1撮像素子30−1の出力にゲインをかけるとともに、第2撮像素子30−2の有効画素領域A10の特性、及び小型撮影レンズ18A−2の収差の影響などによって発生する画像信号の出力レベル(濃度レベル)のムラ(シェーディング)の測定値に基づいて作成されたシェーディング補正データに基づいて、第2撮像素子30−2の出力にゲインをかけることにより、シェーディング補正が行われる。
Next, after the captured image is subjected to image processing including shading correction (step S24), the image is stored in an image file of a predetermined format and recorded on the recording medium 58 (step S26). In the compound eye photographing mode, in step S24, measurement of unevenness (shading) of the output level (density level) of the image signal caused by the characteristics of the first image sensor 30-1 and the aberration of the photographing lens 18-1. Based on the shading correction data created based on the value, a gain is applied to the output of the first image sensor 30-1, the characteristics of the effective pixel area A10 of the second image sensor 30-2, and the small
本実施形態によれば、画素数が異なる複数の撮像素子を用いて撮影した画像を合成する場合に、上記撮像素子の画素サイズを同じにすることにより、飽和特性(飽和時の電荷量)、感度特性(光量と出力の関係)の差に起因する画質の劣化を解消することができる。また、本実施形態によれば、複眼撮影モード時に、第1撮像素子30−1よりも大型の第2撮像素子30−2を用いて撮影する場合に、第1撮像素子30−1と同じサイズの有効画素領域A10からの信号のみを使用するようにすることで、Vシェーディング、Hシェーディング及び色シェーディングに起因する特性の差を解消することができる。更に、第2撮像素子30−2の複眼撮影時の有効画素領域A10を出力アンプAMP2に最も近い領域に設定することにより、水平転送路HCCD2の転送残りに起因する画質の劣化を防止することができる。 According to this embodiment, when synthesizing images captured using a plurality of image sensors having different numbers of pixels, the pixel size of the image sensor is made the same, so that saturation characteristics (charge amount at saturation), Degradation of image quality due to a difference in sensitivity characteristics (relationship between light quantity and output) can be eliminated. In addition, according to the present embodiment, in the compound eye photographing mode, when photographing using the second imaging element 30-2 larger than the first imaging element 30-1, the same size as the first imaging element 30-1 is used. By using only the signal from the effective pixel area A10, the difference in characteristics due to V shading, H shading and color shading can be eliminated. Further, by setting the effective pixel area A10 at the time of compound eye photographing of the second image sensor 30-2 to an area closest to the output amplifier AMP2, it is possible to prevent deterioration in image quality due to the transfer residue of the horizontal transfer path HCCD2. it can.
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、上記第1の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the following description, the description of the same configuration as in the first embodiment is omitted.
本実施形態は、複眼撮影モード時に、画素数が多い第2撮像素子30−2の画像信号を垂直転送するときの速度を高速化するようにしたものである。 In the present embodiment, the speed at which the image signal of the second image sensor 30-2 having a large number of pixels is vertically transferred is increased in the compound eye photographing mode.
図7は、単眼撮影モード時の処理の流れを示すタイミングチャートである。図8は、複眼撮影モード時の処理の流れを示すタイミングチャートである。 FIG. 7 is a timing chart showing the flow of processing in the monocular imaging mode. FIG. 8 is a timing chart showing the flow of processing in the compound eye photographing mode.
図7に示すように、第2撮像素子30−2は、垂直方向(V方向)の画素の段数が多いので、第1撮像素子30−1よりもV方向の読み出し(V転送)に要する時間が長くなる。 As shown in FIG. 7, since the second image sensor 30-2 has a larger number of pixels in the vertical direction (V direction), the time required for reading (V transfer) in the V direction than the first image sensor 30-1. Becomes longer.
そこで、複眼撮影モード時には、図8に示すように、第2撮像素子30−2において、有効画素領域A10の信号電荷のV転送が終了した段階で(図3の無効画素領域A12Vの画像信号の読み出しが始まる前に)、V高速転送モード(V転送時の読み出しパルスよりも高速な不要電荷掃き出しパルスにより画像信号を転送するモード、又は第2撮像素子30−2の電荷を基板側に捨てるモード)に切り替える。これにより、通常のV転送を行う場合(単眼撮影モード時)に第2撮像素子30−2のV転送に要する時間と第1撮像素子30−1のV転送に要する時間の差T1よりも短い時間差T2で、第2撮像素子30−2におけるV転送を終了することができる。 Therefore, in the compound eye photographing mode, as shown in FIG. 8, when the V transfer of the signal charge in the effective pixel region A10 is completed in the second image sensor 30-2 (the image signal of the invalid pixel region A12V in FIG. 3). Before reading starts), V high-speed transfer mode (a mode in which an image signal is transferred by an unnecessary charge sweeping pulse faster than a reading pulse at the time of V transfer, or a mode in which the charge of the second image sensor 30-2 is discarded to the substrate side ). Accordingly, when normal V transfer is performed (in the monocular imaging mode), the difference T1 between the time required for V transfer of the second image sensor 30-2 and the time required for V transfer of the first image sensor 30-1 is shorter. The V transfer in the second image sensor 30-2 can be completed at the time difference T2.
図9は、本発明の第2の実施形態に係る複眼カメラにおける撮影処理を示すフローチャートである。なお、図9のステップS40からS52は、図6のステップS10から22と同様である。 FIG. 9 is a flowchart showing a photographing process in the compound eye camera according to the second embodiment of the present invention. Note that steps S40 to S52 in FIG. 9 are the same as steps S10 to S22 in FIG.
まず、レリーズボタンの半押し(S1オン)に応じて撮影準備処理が行われた後レリーズボタンが全押しされると(S2オン)、画像の撮影処理が開始される(ステップS40)。 First, after the shooting preparation process is performed in response to half-pressing of the release button (S1 on), when the release button is fully pressed (S2 on), the image shooting process is started (step S40).
複眼撮影モード(ステップS42のYes、S58)の場合には、第2撮影部12−2の撮影レンズが小型撮影レンズ18A−2に切り替えられる(ステップS60)。
In the compound eye photographing mode (Yes in step S42, S58), the photographing lens of the second photographing unit 12-2 is switched to the small photographing
連写モードの場合には(ステップS62のYes)、第2撮像素子30−2の駆動モードが切り替えられた後(ステップS64)、第1撮影部12−1と第2撮影部12−2を用いて画像が撮影され、画像信号の読み出しが行われる(ステップS66)。連写モードの場合には、図8に示したように、第2撮像素子30−2の有効画素領域A10の画像信号のV転送が終了した段階で、V転送時の読み出しパルスよりも高速な不要電荷掃き出しパルスが第2撮像素子30−2に供給されて画像信号が転送される。 In the continuous shooting mode (Yes in step S62), after the driving mode of the second image sensor 30-2 is switched (step S64), the first photographing unit 12-1 and the second photographing unit 12-2 are switched. An image is photographed using this, and an image signal is read out (step S66). In the continuous shooting mode, as shown in FIG. 8, when the V transfer of the image signal in the effective pixel area A10 of the second image sensor 30-2 is completed, the speed is higher than the readout pulse during the V transfer. Unnecessary charge sweeping pulses are supplied to the second image sensor 30-2 to transfer the image signal.
一方、連写モードでない場合には(ステップS62のNo)、第1撮影部12−1と第2撮影部12−2を用いて画像が撮影され、画像信号の読み出しが行われる(ステップS66)。 On the other hand, when it is not the continuous shooting mode (No in step S62), an image is shot using the first shooting unit 12-1 and the second shooting unit 12-2, and the image signal is read (step S66). .
次に、撮影された画像にシェーディング補正(ステップS54)を含む画像処理が施された後、所定の形式の画像ファイルに画像が格納されて記録媒体58に記録される(ステップS56)。複眼撮影モードの場合、ステップS54において、第1撮像素子30−1の特性、及び撮影レンズ18−1の収差の影響などによって発生する画像信号の出力レベル(濃度レベル)のムラ(シェーディング)の測定値に基づいて作成されたシェーディング補正データに基づいて、第1撮像素子30−1の出力にゲインをかけるとともに、第2撮像素子30−2の有効画素領域(A10)の特性、及び小型撮影レンズ18A−2の収差の影響などによって発生する画像信号の出力レベル(濃度レベル)のムラ(シェーディング)の測定値に基づいて作成されたシェーディング補正データに基づいて、第2撮像素子30−2の出力にゲインをかけることにより、シェーディング補正が行われる。 Next, the captured image is subjected to image processing including shading correction (step S54), and then the image is stored in an image file of a predetermined format and recorded on the recording medium 58 (step S56). In the compound eye photographing mode, in step S54, measurement of unevenness (shading) of the output level (density level) of the image signal caused by the characteristics of the first image sensor 30-1 and the aberration of the photographing lens 18-1. Based on the shading correction data created based on the values, gain is applied to the output of the first image sensor 30-1, the characteristics of the effective pixel area (A10) of the second image sensor 30-2, and the small photographic lens. The output of the second image sensor 30-2 based on the shading correction data created based on the measured value of the unevenness (shading) of the output level (density level) of the image signal generated due to the influence of the aberration of 18A-2, etc. By applying a gain to, shading correction is performed.
本実施形態によれば、複眼撮影モード時に、画素数が多い第2撮像素子30−2の画像信号を垂直転送するときの速度を高速化することができる。本実施形態は、連写撮影又は動画撮影に有効である。 According to the present embodiment, it is possible to increase the speed at which the image signal of the second image sensor 30-2 having a large number of pixels is vertically transferred in the compound eye photographing mode. This embodiment is effective for continuous shooting or moving image shooting.
10…複眼カメラ、12…撮影部、14…CPU、16…操作部、18…撮影レンズ、20…レンズ駆動部、22…絞り兼用メカニカルシャッター、24…絞り駆動部、26…赤外線カットフィルタ、28…光学ローパスフィルタ、30…撮像素子、32…撮像素子駆動部、34…アナログ信号処理部、36…A/D変換器、38…発光部、40…受光部、42…制御バス、44…データバス、46…メモリ制御部、48…メインメモリ、50…デジタル信号処理部、52…圧縮伸張処理部、54…積算部、56…外部メモリ制御部、58…記録媒体、60…表示制御部、62…表示部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第1の撮像素子よりも画素数が多く、かつ、画素サイズが同じ第2の撮像素子と、前記第2の撮像素子の画素領域のうち、前記第1の撮像素子と同画素数の一部領域のみに被写体光を導光する一部照射用撮影レンズと、前記第2の撮像素子の画素領域の全面に前記被写体光を導光する全面照射用撮影レンズとを備える第2の撮影手段と、
前記第1の撮影手段と前記第2の撮影手段とを制御して画像の撮影及び画像信号の読み出しを行う撮影制御手段と、
前記第2の撮影手段のみを用いて撮影を行う単眼撮影モードの場合に、前記第2の撮像素子に前記被写体光を導光する撮影レンズを前記全面照射用撮影レンズに切り替える一方、前記第1の撮影手段と前記第2の撮影手段の両方を用いて撮影を行う複眼撮影モードの場合に、前記第2の撮像素子に前記被写体光を導光する撮影レンズを前記一部照射用撮影レンズに切り替える撮影レンズ切り替え手段と、
前記複眼撮影モード時に、前記第1の撮像素子から読み出された画像信号と、前記第2の撮像素子から読み出された画像信号とを合成して合成画像を作成する画像合成手段と、
を備える複眼カメラ。 A first imaging means comprising a first imaging element and a photographic lens;
Of the second image sensor having the same number of pixels as the first image sensor and the same pixel size, and the pixel area of the second image sensor, the same number of pixels as the first image sensor. A second photographing unit comprising: a partial irradiation photographing lens that guides subject light only to a partial region; and a full irradiation photographing lens that guides the subject light over the entire pixel region of the second image sensor. When,
An imaging control unit that controls the first imaging unit and the second imaging unit to capture an image and read an image signal;
In the monocular imaging mode in which imaging is performed using only the second imaging unit, the imaging lens that guides the subject light to the second imaging element is switched to the imaging lens for whole surface irradiation, In the compound eye photographing mode in which photographing is performed using both the photographing means and the second photographing means, a photographing lens that guides the subject light to the second imaging element is used as the partial irradiation photographing lens. Photographing lens switching means for switching,
Image combining means for combining the image signal read from the first image sensor and the image signal read from the second image sensor in the compound eye photographing mode to create a composite image;
Compound eye camera equipped with.
前記一部領域を前記第2の撮像素子の画素領域のうち前記出力アンプに最も近い領域とする請求項1記載の複眼カメラ。 The second imaging device includes a horizontal transfer path for transferring the signal charge accumulated in the pixel in the horizontal direction, and an output amplifier connected to the horizontal transfer path,
The compound eye camera according to claim 1, wherein the partial region is a region closest to the output amplifier in a pixel region of the second image sensor.
前記第2の撮像素子は、前記画素に蓄積された信号電荷を垂直方向に転送するための垂直転送路を備えており、
前記駆動制御手段は、前記複眼撮影モード時に、前記一部領域に蓄積された信号電荷の垂直転送が終了した場合に、前記一部領域に蓄積された信号電荷の垂直転送時よりも前記第2の撮像素子の垂直転送の速度を速くする請求項2記載の複眼カメラ。 Drive control means for controlling the drive of the second image sensor;
The second image sensor includes a vertical transfer path for transferring signal charges accumulated in the pixels in a vertical direction,
When the vertical transfer of the signal charge accumulated in the partial area is completed in the compound eye photographing mode, the drive control unit is configured to perform the second control than the vertical transfer of the signal charge accumulated in the partial area. The compound-eye camera according to claim 2, wherein the vertical transfer speed of the imaging device is increased.
前記第2の撮影手段のみを用いて撮影を行う単眼撮影モードの場合に、前記第2の撮像素子に前記被写体光を導光する撮影レンズを前記全面照射用撮影レンズに切り替える第1のレンズ切り替え工程と、
前記単眼撮影モードの場合に前記第2の撮影手段を制御して画像の撮影及び画像信号の読み出しを行う第1の撮影制御工程と、
前記第1の撮影手段と前記第2の撮影手段の両方を用いて撮影を行う複眼撮影モードの場合に、前記第2の撮像素子に前記被写体光を導光する撮影レンズを前記一部照射用撮影レンズに切り替える第2のレンズ切り替え工程と、
前記複眼撮影モードの場合に前記第1の撮影手段と前記第2の撮影手段とを制御して画像の撮影及び画像信号の読み出しを行う第2の撮影制御工程と、
前記複眼撮影モード時に、前記第1の撮像素子から読み出された画像信号と、前記第2の撮像素子から読み出された画像信号とを合成して合成画像を作成する画像合成工程と、
を備える撮影方法。 A first imaging unit including a first imaging element and a photographic lens; a second imaging element having a larger number of pixels than the first imaging element and having the same pixel size; and the second imaging. A partially illuminating shooting lens that guides subject light only to a partial area of the same number of pixels as the first imaging element in the pixel area of the element; and the entire area of the pixel area of the second imaging element. A photographing method for photographing an image using a compound eye camera comprising a second photographing means comprising a whole-surface irradiation photographing lens for guiding subject light,
In a monocular imaging mode in which imaging is performed using only the second imaging means, a first lens switching that switches the imaging lens that guides the subject light to the second imaging element to the entire-surface irradiation imaging lens. Process,
A first imaging control step of controlling the second imaging means to capture an image and reading an image signal in the monocular imaging mode;
In a compound eye photographing mode in which photographing is performed using both the first photographing means and the second photographing means, a photographing lens for guiding the subject light to the second imaging element is used for the partial irradiation. A second lens switching step for switching to the taking lens;
A second imaging control step of controlling the first imaging unit and the second imaging unit to capture an image and read an image signal in the compound eye imaging mode;
An image combining step of combining the image signal read from the first image sensor and the image signal read from the second image sensor in the compound eye photographing mode to create a composite image;
A photographing method comprising:
前記一部領域を前記第2の撮像素子の画素領域のうち前記出力アンプに最も近い領域とする請求項4記載の撮影方法。 The second imaging device includes a horizontal transfer path for transferring the signal charge accumulated in the pixel in the horizontal direction, and an output amplifier connected to the horizontal transfer path,
The imaging method according to claim 4, wherein the partial area is an area closest to the output amplifier in a pixel area of the second image sensor.
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