JP2011028177A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】単独撮影モードでは、光学ファインダーで被写体像を観察する場合にハーフミラーを挿入し、撮像する場合は退避する。連続撮影モードでも光学ファインダーで被写体像を観察することが可能となるよう、シャッターレリーズがされてもハーフミラーは退避せずに挿入したままとする。ハーフミラーを挿入したままの状態で撮像することにより生じる画像劣化は、画像処理により回復させる。撮影者が操作部材を介して行った設定に応じて、いずれかのモードが選択され、各モードでの撮像動作が行われる。
【選択図】図15
Description
(2)請求項14に記載の撮像装置は、被写体像を形成する撮影光学系と、被写体像を撮像して撮像信号を出力する複数の撮像画素が2次元的に配列される撮像素子と、被写体像の観察のために撮影光学系を透過した透過光束が入射する観察光学系と、撮影光学系と撮像素子との間の撮影光路への挿入および撮影光路からの退避が可能に配設され、挿入がされたとき、撮影光学系を透過した透過光束を、撮像素子に向かう第1の光束と観察光学系に向かう第2の光束とに分割する分割光学系と、撮像信号に基づき撮像データを生成する生成手段と、分割光学系に対して挿入および退避を制御する制御手段と、撮像データに対して所定の画像処理を行う画像処理手段とを備え、制御手段は、撮像データを生成するときおよび観察がされるときのいずれのときにおいても、挿入がされるように分割光学系を制御し、所定の画像処理は、挿入に伴う撮像データの劣化を回復する画像処理であることを特徴とする。
(3)請求項15に記載の撮像装置は、被写体像を形成する撮影光学系と、被写体像を撮像して撮像信号を出力する複数の撮像画素が2次元的に配列される撮像素子と、被写体像の観察のために撮影光学系を透過した透過光束が入射する観察光学系と、撮影光学系と撮像素子との間の撮影光路への挿入および撮影光路からの退避が可能に配設され、挿入がされたとき、撮影光学系を透過した透過光束を、撮像素子に向かう第1の光束と観察光学系に向かう第2の光束とに分割する分割光学系と、撮像信号に基づき撮像データを生成する生成手段と、分割光学系に対して挿入および退避を制御する制御手段と、撮像データに対して所定の画像処理を行う画像処理手段と、撮像データから特定領域画像データを抽出する抽出手段をさらに備え、制御手段は、撮像データを生成するときおよび観察がされるときのいずれのときにおいても、挿入がされるように分光手段を制御し、分割光学系は、撮影光学系を透過した透過光束の一部が、分割光学系により第1の光束および第2の光束に分割され、かつ撮影光学系を透過した透過光束の残部が、撮像素子に向かうように、撮影光路に配置され、特定領域画像データは、撮像素子における第1の光束を受光した特定領域に含まれる複数の撮像画素が出力する撮像信号に基づくことを特徴とする。
C(k)=Σ|A1n×A2n+1+k−A2n+k×A1n+1| (1)
ks=kj+D/SLOP (2)
C(ks)= C(kj)−|D| (3)
D={C(kj−1)−C(k j+1)}/2 (4)
SLOP=MAX{C(kj+1)−C(kj),C(kj−1)−C(kj)} (5)
shft=PY×ks (6)
def=Kd×shft (7)
M0(x,y)=M1(x,y)+W×M1(x,y+Δ) (8)
M2(x,y)=W×M1(x,y+Δ) (9)
M0(x,y)−W×M0(x,y+Δ)
=M1(x,y)−W×W×M1(x,y+2×Δ)
≒M1(x,y) (10)
<ハーフミラー挿入時の色補正>
ハーフミラー222の半透過機能を積層透明薄膜によって実現する場合には、可視光領域において波長によらず透過率を完全に一様にすることは技術的に難しく、透過率の波長依存性のために透過光によって得られた画像データには色づき(分光特性の劣化)が発生する場合がある。図17のステップS540や図19のステップS890においては、あらかじめ測定されたハーフミラー222の透過率の分光分布データに基づき、撮像データのRGB間の成分比を調整することによりこのような色づきを補正するようにしてもよい。
ハーフミラー222を撮影光路中に挿入して撮影を行う場合には、ゴースト二重像による画像劣化以外にも、色収差の発生による色滲みによる画像劣化も生じる。また、各種光学的収差(球面収差、非点収差、コマ収差、歪曲収差、像面湾曲収差)も発生するので、これらの収差を、ハーフミラー222の諸元(厚さ、屈折率、分散等)に応じて画像処理により補正するようにしてもよい。具体的には、ハーフミラー222の挿入による収差劣化を測定または計算し、求められた収差劣化に基づく点像分布関数(PSF)を算出し、該点像分布関数に基づき、撮像データに対しデコンボルーションのような画像処理を施すことにより、画像劣化を回復することができる。また、これらの収差や色づきや二重像の影響は、ハーフミラー222への入射する光束の入射角度にも依存するので、撮像素子212上の位置に応じた画像処理を施すようにしてもよい。
図17のステップS550や図19のステップS900においては、画像データにおけるミラー切れ領域を取り除くためのクリップ処理を行うこととした。しかし、撮影者にクリップ領域を視認させるために、図1、図2において、スクリーン215の近傍に透過型液晶表示素子を配置し、クリップ領域を被写体像に重畳して表示させるようにしてもよい。
以上説明した実施形態においては、ハーフミラー222は、ガラス板のようにmmオーダの厚み(1mm程度)をもった素材により形成されている。しかし、ペリクルミラーのようなμmオーダの厚さ(数十μm程度)を有するミラーを利用することにより、二重像による画像劣化を緩和することができる。なお、ペリクルミラーとは、堅固な支持枠に接着され、薄く引き伸ばされたポリエステルシート等の薄膜上に蒸着等により半透過膜を形成して得られる半透過鏡のことをいう。
図4、図5に示す撮像素子212の部分拡大図では、各画素に1つの光電変換部を有する一対の焦点検出画素313,314および一対の焦点検出画素315,316を備える例を示したが、図27、図28に示すように、一つの焦点検出画素内に一対の光電変換部を備えるようにしてもよい。図27、図28は、撮像素子212の部分拡大図であり、焦点検出画素311および312は一対の光電変換部を備える。
29 半導体回路基板 30 遮光マスク
31,32 平坦化層 34 白色フィルタ
38 色フィルタ 71 撮影光束
73,74 焦点検出用光束 90 射出瞳
91 交換レンズの光軸 93,94 測距瞳
95 射出瞳上の領域 100 撮影画面
101〜105 焦点検出エリア 201 デジタルスチルカメラ
202 交換レンズ 203 カメラボディ
204 マウント部 206 レンズ駆動制御装置
208 ズーミング用レンズ 209 レンズ
210 フォーカシング用レンズ 211 絞り
212 撮像素子 213 電気接点
214 ボディ駆動制御装置 215 スクリーン
216 ペンタプリズム 217 接眼レンズ
218 操作部材 219 メモリカード
220 背面液晶表示素子(背面LCD)
221 ミラーおよびアイピースシャッタ制御手段
222 ハーフミラー 223 ミラーおよびアイピースシャッタ
300,301 切り抜かれる領域
310 撮像画素 311〜316 焦点検出画素
Claims (15)
- 被写体像を形成する撮影光学系と、
前記被写体像を撮像して撮像信号を出力する複数の撮像画素と、前記撮影光学系を透過した透過光束に基づき、瞳分割型位相差検出方式により焦点検出信号を出力する複数の焦点検出画素とが2次元的に配列される撮像素子と、
前記被写体像の観察のために前記撮影光学系を透過した透過光束が入射する観察光学系と、
前記撮影光学系と前記撮像素子との間の撮影光路への挿入および前記撮影光路からの退避が可能に配設され、前記挿入がされたとき、前記撮影光学系を透過した透過光束を、前記撮像素子に向かう第1の光束と前記観察光学系に向かう第2の光束とに分割する分割光学系と、
前記撮像信号に基づき撮像データを生成する生成手段と、
前記分割光学系に対して前記挿入および前記退避を制御する制御手段と、
前記制御手段に対して、第1の動作態様に応じた制御と第2の動作態様に応じた制御とを択一的に指定する指定手段とを備え、
前記制御手段は、前記第1の動作態様が指定された場合、前記撮像データを生成するときは前記退避がされるように前記分割光学系を制御し、前記観察がされるときは前記挿入がされるように前記分割光学系を制御し、前記第2の動作態様が指定された場合、前記撮像データの生成時および前記観察時のいずれにおいても、前記挿入がされるように前記分割光学系を制御することを特徴とする撮像装置。 - 請求項1に記載の撮像装置において、
前記指定手段により前記第1の動作態様が指定されると、前記生成手段は、1枚の画像に対応する前記撮像データおよび複数の時系列画像に対応する前記撮像データのうちの少なくとも一方を生成し、
前記指定手段により前記第2の動作態様が指定されると、前記生成手段は、複数の時系列画像に対応する前記撮像データを生成することを特徴とする撮像装置。 - 請求項1または2に記載の撮像装置において、
前記挿入時および前記退避時のいずれにおいても、前記焦点検出信号に基づき、前記撮影光学系の焦点調節状態が合焦状態となるためのデフォーカス量を検出し、該デフォーカス量に基づき、前記撮影光学系を駆動する駆動手段をさらに備えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1乃至3に記載の撮像装置において、
前記退避がされたとき、前記観察光学系を介して外部から前記撮像素子に入射する外光を遮断する遮光手段をさらに備えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1乃至3に記載の撮像装置において、
前記撮像データに対して所定の画像処理を行う画像処理手段をさらに備え、
前記所定の画像処理は、前記第2の動作態様が指定された場合、前記挿入に伴う前記撮像データの劣化を回復する画像処理であることを特徴とする撮像装置。 - 請求項5に記載の撮像装置において、
前記撮像データの劣化は、少なくとも前記分割光学系の前記挿入によるゴースト像に起因することを特徴とする撮像装置。 - 請求項1乃至3に記載の撮像装置において、
前記撮像データから特定領域画像データを抽出する抽出手段をさらに備え、
前記分割光学系は、前記撮影光学系を透過した透過光束の一部を、前記第1の光束および前記第2の光束に分割し、かつ前記撮影光学系を透過した透過光束の残部を、前記撮像素子に向かわせるように、前記撮影光路に配置され、
前記特定領域画像データは、前記撮像素子における前記第1の光束を受光した特定領域に含まれる前記複数の撮像画素が出力する前記撮像信号に基づくことを特徴とする撮像装置。 - 請求項7に記載の撮像装置において、
前記撮影光学系を透過する前記透過光束が該撮影光学系を透過する際、該透過光束を開口により制限する制限手段をさらに備え、
前記抽出手段は、前記開口の開口径の変化に応じて前記特定領域画像データを抽出することを特徴とする撮像装置。 - 請求項7に記載の撮像装置において、
前記観察光学系は、前記第2の光束により前記被写体像が形成される焦点板と、
前記焦点板の近傍に配置され、前記特定領域に対応する範囲を、前記焦点板に形成される前記被写体像に重畳して表示する表示手段をさらに備えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1乃至3に記載の撮像装置において、
前記複数の焦点検出画素の各々は、前記撮影光学系を透過する一対の焦点検出用光束のうちの少なくとも一方を受光することにより、前記焦点検出信号を出力することを特徴とする撮像装置。 - 請求項10に記載の撮像装置において、
前記複数の焦点検出画素の各々は、マイクロレンズと該マイクロレンズに対応して設けられた光電変換部とを有し、
前記複数の焦点検出画素は、前記一対の焦点検出用光束のうちの一方を受光する第1の焦点検出画素と、前記一対の焦点検出用光束のうちの他方を受光する第2の焦点検出画素とを含み、
前記第1の焦点検出画素と前記第2の焦点検出画素とが交互に配列されていることを特徴とする撮像装置。 - 請求項10に記載の撮像装置において、
前記複数の焦点検出画素の各々は、マイクロレンズと該マイクロレンズに対応して設けられた第1の光電変換部および第2の光電変換部とを有し、
前記第1の光電変換部は、前記一対の焦点検出用光束のうちの一方を受光し、前記第2の光電変換部は、前記一対の焦点検出用光束のうちの他方を受光することを特徴とする撮像装置。 - 請求項10に記載の撮像装置において、
前記焦点検出信号に基づき、前記一対の焦点検出用光束を前記複数の焦点検出画素の各々が受光して形成される一対の像の相対的な像ズレ量を特定し、前記一対の光束の開き角に応じた変換係数を前記像ズレ量に乗じてデフォーカス量を算出する焦点検出手段をさらに備えることを特徴とする撮像装置。 - 被写体像を形成する撮影光学系と、
前記被写体像を撮像して撮像信号を出力する複数の撮像画素が2次元的に配列される撮像素子と、
前記被写体像の観察のために前記撮影光学系を透過した透過光束が入射する観察光学系と、
前記撮影光学系と前記撮像素子との間の撮影光路への挿入および前記撮影光路からの退避が可能に配設され、前記挿入がされたとき、前記撮影光学系を透過した透過光束を、前記撮像素子に向かう前記第1の光束と前記観察光学系に向かう前記第2の光束とに分割する分割光学系と、
前記撮像信号に基づき撮像データを生成する生成手段と、
前記分割光学系に対して前記挿入および前記退避を制御する制御手段と、
前記撮像データに対して所定の画像処理を行う画像処理手段とを備え、
前記制御手段は、前記撮像データを生成するときおよび前記観察がされるときのいずれのときにおいても、前記挿入がされるように前記分割光学系を制御し、
前記所定の画像処理は、前記挿入に伴う前記撮像データの劣化を回復する画像処理であることを特徴とする撮像装置。 - 被写体像を形成する撮影光学系と、
前記被写体像を撮像して撮像信号を出力する複数の撮像画素が2次元的に配列される撮像素子と、
前記被写体像の観察のために前記撮影光学系を透過した透過光束が入射する観察光学系と、
前記撮影光学系と前記撮像素子との間の撮影光路への挿入および前記撮影光路からの退避が可能に配設され、前記挿入がされたとき、前記撮影光学系を透過した透過光束を、前記撮像素子に向かう前記第1の光束と前記観察光学系に向かう前記第2の光束とに分割する分割光学系と、
前記撮像信号に基づき撮像データを生成する生成手段と、
前記分割光学系に対して前記挿入および前記退避を制御する制御手段と、
前記撮像データに対して所定の画像処理を行う画像処理手段と、
前記撮像データから特定領域画像データを抽出する抽出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記撮像データを生成するときおよび前記観察がされるときのいずれのときにおいても、前記挿入がされるように前記分光手段を制御し、
前記分割光学系は、前記撮影光学系を透過した透過光束の一部が、前記分割光学系により前記第1の光束および前記第2の光束に分割され、かつ前記撮影光学系を透過した透過光束の残部が、前記撮像素子に向かうように、前記撮影光路に配置され、
前記特定領域画像データは、前記撮像素子における前記第1の光束を受光した特定領域に含まれる前記複数の撮像画素が出力する前記撮像信号に基づくことを特徴とする撮像装置。
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