JP2012015819A - Stereoscopic image imaging apparatus - Google Patents

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Satoyuki Kawai
智行 河合
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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a monocular stereoscopic image imaging apparatus which can take a two-dimensional image in high quality when a stereoscopic image cannot be taken.SOLUTION: A stereoscopic image imaging apparatus includes an imaging device in which a first pixel belonging to a first pixel group and a second pixel belonging to a second pixel group adjacent to the first pixel constitute a pair and the first pixel and the second pixel constituting the pair are subjected to a pupil division to receive light with different incident angles from the same object; a monocular imaging lens part disposed in front of the imaging device; three-dimensional image generation means to individually perform processing on each picked-up image signal of the first pixel and the second pixel constituting the pair to generate image data for a right eye and image data for a left eye; two-dimensional image generation means to perform processing on each picked-up image signal of the first pixel and the second pixel constituting the pair by adding pixels to generate a plane image of the object; and imaging mode switching means (S37) to select three-dimensional image generation means or two-dimensional image generation means according to a focus position of the imaging lens part from a focal distance and the object.

Description

本発明は、被写体の立体画像を撮影する立体画像撮像装置に関する。   The present invention relates to a stereoscopic image capturing apparatus that captures a stereoscopic image of a subject.

被写体の立体画像(三次元画像:以下、3D画像ともいう。)を撮影できる立体画像撮像装置が実際に普及し始め、テレビジョン装置やパーソナルコンピュータのモニタ装置も、立体画像を表示できるものが普及し始めている。   Stereo image pickup devices capable of capturing a stereoscopic image of a subject (three-dimensional image: hereinafter also referred to as a 3D image) have begun to spread, and television devices and personal computer monitor devices that can display a stereoscopic image have become widespread. Have begun to do.

従来の立体画像撮像装置は、例えば下記の特許文献1,2に記載されている様に、2つの撮像部を装備し、各撮像部の撮影レンズ系をカメラ筐体前部の左右に並べて設けている。そして、右側の撮影レンズ系を通して右眼用の被写体画像を撮影し、左側の撮影レンズ系を通して左眼用の被写体画像を撮影している。   A conventional stereoscopic image pickup apparatus is equipped with two image pickup units as described in, for example, Patent Documents 1 and 2 below, and the shooting lens systems of each image pickup unit are provided side by side on the left and right sides of the front of the camera housing. ing. Then, a subject image for the right eye is photographed through the right photographing lens system, and a subject image for the left eye is photographed through the left photographing lens system.

2つの撮像部を持つ複眼の立体画像撮像装置は、個々の撮像部が高価な撮影レンズ系や撮像素子を備えるため、単眼の二次元画像(平面画像:以下、2D画像ともいう。)を撮影するカメラに比べて撮像部のコストが倍になってしまうという問題がある。   A compound-eye stereoscopic image capturing apparatus having two image capturing units captures a monocular two-dimensional image (planar image: hereinafter also referred to as a 2D image) because each image capturing unit includes an expensive photographing lens system and image sensor. There is a problem that the cost of the image pickup unit is doubled as compared to the camera that performs.

そこで、特許文献3では、撮影レンズ系として左右の2系統を持つが、撮像素子を共通化して1個で済む立体撮像装置を提案している。特許文献4では、撮影レンズ系も共通化し1系統だけとする単眼の立体画像撮像装置を提案している。   Therefore, Patent Document 3 proposes a stereoscopic imaging apparatus that has two left and right imaging lens systems, but uses only one imaging element. Patent Document 4 proposes a monocular three-dimensional image capturing apparatus in which a photographing lens system is shared and only one system is used.

これら立体画像撮像装置は、1つの撮像素子に二次元アレイ状に配列形成した多数の画素のうち、約半数の画素に右眼用の画像データが入射し、残り半数の画素に左眼用の画像データが入射する様に、瞳分割する構成としている。   In these three-dimensional image pickup devices, right-eye image data is incident on about half of the many pixels arranged in a two-dimensional array on one image pickup device, and the left-eye is applied to the remaining half of the pixels. The pupil is divided so that image data is incident.

特開2010―114577号公報JP 2010-114777 A 特開2008―167066号公報JP 2008-167066 A 特開2003―7994号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-7994 特開平10―42314号公報JP 10-42314 A

被写体画像を撮影する場合、どのような被写体画像であっても、常に立体画像として撮影できる訳ではない。例えば、無限遠の遠景の風景画像は、左右両眼の視差をとることができないため、立体画像として撮影することはできない。   When photographing a subject image, any subject image cannot always be photographed as a stereoscopic image. For example, a landscape image of a distant view at infinity cannot be taken as a stereoscopic image because the parallax between the left and right eyes cannot be taken.

立体画像として撮影できる範囲は、右眼用画像と左眼用画像との間にある程度の視差がとれる範囲であり、立体画像として撮影できない被写体画像を立体画像として再生しても、高品質な立体画像にはならない。   The range that can be captured as a stereoscopic image is a range in which a certain amount of parallax can be obtained between the right-eye image and the left-eye image, and even if a subject image that cannot be captured as a stereoscopic image is reproduced as a stereoscopic image, a high-quality stereoscopic image can be obtained. It does not become an image.

近景や中景の被写体画像であって立体画像として再生できるか否かの境目当たりの画像は、これを立体画像として再生しても、明瞭な立体画像にはならない。この場合、見た目が平面画像(2D画像)に近い画像として再生されるが、表示は立体であるため、全体として不明瞭な二次元画像になってしまう。   An image at a boundary between whether or not a subject image of a foreground or a middle scene that can be reproduced as a stereoscopic image does not become a clear stereoscopic image even if the image is reproduced as a stereoscopic image. In this case, the image is reproduced as an image close to a planar image (2D image). However, since the display is a three-dimensional image, the entire image becomes an unclear two-dimensional image.

従来の単眼の立体画像撮像装置は、立体画像を撮影する場合しか考慮しておらず、立体画像を撮影できない場合にどの様に対処すれば良いかを考慮していない。   A conventional monocular stereoscopic image capturing apparatus considers only a case where a stereoscopic image is captured, and does not consider how to deal with a case where a stereoscopic image cannot be captured.

本発明の目的は、立体画像を撮影できない場合には高品質な二次元画像を撮影することができる単眼の立体画像撮像装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a monocular stereoscopic image capturing apparatus that can capture a high-quality two-dimensional image when a stereoscopic image cannot be captured.

本発明の立体画像撮像装置は、第1画素群と第2画素群とが同一面に混在して形成され、前記第1画素群に属する第1画素と該第1画素に隣接する前記第2画素群に属する第2画素とがペアを構成し、該ペアを構成する前記第1画素及び前記第2画素が瞳分割されて同一被写体からの異なる入射角の光を受光する撮像素子と、
該撮像素子の前段に置かれ前記被写体からの入射光を該撮像素子の受光面に結像させる1系統の撮影レンズ部と、
前記ペアを構成する前記第1画素と前記第2画素の各々の撮像画像信号を別個に処理し、前記第1画素群の各々の前記第1画素の撮像画像信号から右眼用の第1の被写体画像データを生成し、前記第2画素群の各々の前記第2画素の撮像画像信号から左眼用の第2の被写体画像データを生成する3D画像生成手段と、
前記ペアを構成する前記第1画素と前記第2画素の各撮像画像信号を画素加算して処理し、前記被写体の平面画像を第3の被写体画像データとして生成する2D画像生成手段と、
前記撮影レンズ部の焦点距離及び前記被写体までのフォーカス位置に応じて、前記3D画像生成手段に前記右眼用と前記左眼用の前記第1,第2の被写体画像データを生成させ、又は、前記2D画像生成手段に前記第3の被写体画像データを生成させる撮影モード切替手段と
を備えることを特徴とする。
In the stereoscopic image capturing apparatus according to the present invention, the first pixel group and the second pixel group are formed on the same plane, and the first pixel belonging to the first pixel group and the second pixel adjacent to the first pixel are included. A second pixel belonging to a pixel group constitutes a pair, and the first pixel and the second pixel constituting the pair are pupil-divided to receive light of different incident angles from the same subject;
A system of taking lens units placed in front of the image sensor and imaging incident light from the subject on the light receiving surface of the image sensor;
The captured image signal of each of the first pixel and the second pixel constituting the pair is processed separately, and the first image for the right eye is obtained from the captured image signal of the first pixel of each of the first pixel groups. 3D image generating means for generating subject image data and generating second subject image data for the left eye from the captured image signal of the second pixel of each of the second pixel groups;
2D image generation means for adding and processing each captured image signal of the first pixel and the second pixel constituting the pair to generate a planar image of the subject as third subject image data;
Depending on the focal length of the photographic lens unit and the focus position to the subject, the 3D image generating means generates the first and second subject image data for the right eye and the left eye, or And a photographing mode switching means for causing the 2D image generating means to generate the third subject image data.

本発明によれば、被写体の高品質な立体画像(3D画像)を撮像できない場合には、立体撮像装置側が判断して高品質な平面画像(2D画像)の撮像を行うため、ユーザにとって使い勝手が良く、どの様な撮影条件でも品質の高い被写体画像を撮像することが可能となる。   According to the present invention, when a high-quality stereoscopic image (3D image) of a subject cannot be captured, the stereoscopic imaging apparatus side makes a determination and captures a high-quality planar image (2D image). It is possible to capture a high-quality subject image under any shooting condition.

本発明の一実施形態に係る単眼の立体画像撮像装置の外観斜視図である。1 is an external perspective view of a monocular stereoscopic image capturing apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1に示す立体画像撮像装置の機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram of the stereoscopic image capturing apparatus illustrated in FIG. 1. 図2に示す撮像素子の表面模式図である。It is a surface schematic diagram of the image sensor shown in FIG. 図3に示す撮像素子のカラーフィルタ配列だけを示す図である。It is a figure which shows only the color filter arrangement | sequence of the image pick-up element shown in FIG. 図3に示す撮像素子のマイクロレンズと遮光膜開口との位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the microlens and light shielding film opening of the image pick-up element shown in FIG. 図5に示す遮光膜開口を有するA群画素とB群画素との間の視差を示す図である。It is a figure which shows the parallax between A group pixel and B group pixel which have the light shielding film opening shown in FIG. 図3の撮像素子で2D画像を生成するための画素加算を行うペア画素を示す図である。It is a figure which shows the pair pixel which performs the pixel addition for producing | generating a 2D image with the image pick-up element of FIG. 図3の撮像素子で画素加算出力を行うときの信号読出順を示す図である。It is a figure which shows the signal read order when performing pixel addition output with the image pick-up element of FIG. 図3の撮像素子で立体画像の撮像画像信号の出力を行うときの信号読出順を示す図である。It is a figure which shows the signal read order when outputting the picked-up image signal of a stereo image with the image pick-up element of FIG. 図9に代わる信号読出順を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a signal reading order instead of FIG. 9. 正方画素配列におけるA群画素とB群画素の配置例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of A group pixel and B group pixel in a square pixel arrangement | sequence. 図11におけるA群画素のみ(a)とB群画素のみ(b)の配置例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of only A group pixel (a) in FIG. 11, and only B group pixel (b). 正方画素配列におけるA群画素とB群画素の別の配置例を示す図である。It is a figure which shows another example of arrangement | positioning of the A group pixel and B group pixel in a square pixel arrangement | sequence. 図13における実際の3原色カラーフィルタ配列と遮光膜開口を示す図である。It is a figure which shows the actual three primary color filter arrangement | sequence and light shielding film opening in FIG. 正方画素配列におけるA群画素とB群画素の更に別の配置例を示す図である。It is a figure which shows another example of arrangement | positioning of the A group pixel and B group pixel in a square pixel arrangement | sequence. 図15における実際の3原色カラーフィルタ配列と遮光膜開口を示す図である。It is a figure which shows the actual 3 primary color filter arrangement | sequence and light shielding film opening in FIG. マイクロレンズによる瞳分割の方法を例示する図である。It is a figure which illustrates the method of the pupil division by a micro lens. 本発明の一実施形態における撮影処理手順の基本を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the basics of the imaging | photography process procedure in one Embodiment of this invention. 図2に代わる実施形態の立体画像撮像装置の機能ブロック図である。FIG. 3 is a functional block diagram of a stereoscopic image capturing apparatus according to an embodiment instead of FIG. 2. 図19の立体画像撮像装置における撮像処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the imaging process sequence in the stereo image imaging device of FIG. 図20のフローチャートのうち撮影モード決定処理ステップの詳細を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detail of an imaging | photography mode determination process step among the flowcharts of FIG. 図21の実施形態の別実施形態に係るフローチャートである。It is a flowchart which concerns on another embodiment of embodiment of FIG. 図22の処理ステップにおける2Dモード/3Dモードの分岐処理の説明図である。It is explanatory drawing of the branch process of 2D mode / 3D mode in the process step of FIG. 本発明の別実施形態に係る撮影処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the imaging | photography process procedure which concerns on another embodiment of this invention.

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係る単眼の立体画像撮像装置の外観斜視図である。この立体画像撮像装置10は、カメラ筐体11の前部に、単眼の撮影レンズ系12を収納するレンズ鏡筒13が沈胴可能に取り付けられており、カメラ筐体11の上面右端部にはシャッタレリーズボタン14が設けられており、カメラ筐体11の背部には、図1では図示しない液晶表示部(図2の表示部25)が設けられている。   FIG. 1 is an external perspective view of a monocular stereoscopic image capturing apparatus according to an embodiment of the present invention. In this stereoscopic image capturing apparatus 10, a lens barrel 13 that accommodates a monocular photographing lens system 12 is attached to the front portion of a camera housing 11 so as to be retractable. A release button 14 is provided, and a liquid crystal display unit (display unit 25 in FIG. 2) not shown in FIG. 1 is provided on the back of the camera housing 11.

図2は、図1に示す立体画像撮像装置10の機能ブロック図である。撮影レンズ系12の背部には、シャッタ16及び図示省略の絞り(アイリス)を介して詳細は後述する撮像素子100が配置されている。撮影レンズ系12を通して撮像素子100の受光面に結像された被写体光像に対応する撮像画像データが、アナログデジタル(AD)変換部17でデジタルデータに変換され、バス18に出力される。   FIG. 2 is a functional block diagram of the stereoscopic image capturing apparatus 10 shown in FIG. On the back of the photographic lens system 12, an image sensor 100, which will be described in detail later, is disposed via a shutter 16 and a diaphragm (iris) (not shown). Captured image data corresponding to the subject light image formed on the light receiving surface of the image sensor 100 through the photographing lens system 12 is converted into digital data by the analog-digital (AD) converter 17 and output to the bus 18.

バス18には、この立体画像撮像装置10の全体を統括制御する中央制御部(CPU)21と、シャッタレリーズボタン14を含む操作ボタン等で構成される操作部22と、DSP等で構成されCPU21の指示の基に撮像画像データに対して周知の画像処理を施す画像処理部23と、画像処理された撮像画像データを表示用のデータに変換するビデオエンコーダ24と、ビデオエンコーダ24で変換された撮像画像データを液晶表示部25に表示するドライバ26と、メインメモリ27と、メディア制御部28とが接続され、メディア制御部28に着脱自在に記録媒体(メモリカード)29が装着される。   The bus 18 includes a central control unit (CPU) 21 that performs overall control of the entire stereoscopic image capturing apparatus 10, an operation unit 22 including operation buttons including a shutter release button 14, a DSP 21, and the like. The image processing unit 23 that performs well-known image processing on the captured image data based on the instruction, the video encoder 24 that converts the captured image data that has been subjected to the image processing into display data, and the video encoder 24 A driver 26 for displaying captured image data on the liquid crystal display unit 25, a main memory 27, and a media control unit 28 are connected, and a recording medium (memory card) 29 is detachably attached to the media control unit 28.

液晶表示部25は、例えばスキャンバックライト方式の液晶表示部であり、右眼用画像データと左目用画像データとを表示して被写体の立体画像を表示することができる表示部となっている。   The liquid crystal display unit 25 is, for example, a scan backlight type liquid crystal display unit, and is a display unit that can display right-eye image data and left-eye image data and display a stereoscopic image of a subject.

CPU21には、デバイス制御部31が接続される。デバイス制御部31は、CPU21からの指示に従い、撮像素子100の駆動制御を行い、シャッタ16の開閉制御を行い、撮影レンズ系12のフォーカス位置制御やズーム位置制御を行う。   A device control unit 31 is connected to the CPU 21. The device control unit 31 performs drive control of the image sensor 100 according to an instruction from the CPU 21, performs opening / closing control of the shutter 16, and performs focus position control and zoom position control of the photographing lens system 12.

図3は、図2に示す撮像素子100の表面模式図である。本実施形態の固体撮像素子100は、半導体基板の表面部に、複数のフォトダイオード(光電変換素子:画素)33が二次元アレイ状に配列形成されている。図示する例では、奇数行の画素行に対して偶数行の画素行が1/2画素ピッチづつずらして形成された所謂ハニカム画素配列となっており、各画素の受光面面積が正方画素配列の場合より広くすることができる。   FIG. 3 is a schematic surface view of the image sensor 100 shown in FIG. In the solid-state imaging device 100 of the present embodiment, a plurality of photodiodes (photoelectric conversion elements: pixels) 33 are arranged in a two-dimensional array on the surface portion of a semiconductor substrate. In the example shown in the figure, a so-called honeycomb pixel array is formed in which even-numbered pixel rows are shifted by 1/2 pixel pitch with respect to odd-numbered pixel rows, and the light-receiving surface area of each pixel is a square pixel array. Can be wider than the case.

画素33で構成される各画素列に沿って垂直電荷転送路(VCCD)34が形成され、各垂直電荷転送路34の転送方向端部に沿ってラインメモリ(LM)35が形成され、ラインメモリ35に並列に水平電荷転送路(HCCD)36が形成され、水平電荷転送路36の転送方向端部に、転送されてきた信号電荷の電荷量に応じた電圧値信号を撮像画像信号として出力するアンプ37が設けられている。   A vertical charge transfer path (VCCD) 34 is formed along each pixel column composed of pixels 33, and a line memory (LM) 35 is formed along the transfer direction end of each vertical charge transfer path 34. A horizontal charge transfer path (HCCD) 36 is formed in parallel with 35, and a voltage value signal corresponding to the charge amount of the transferred signal charge is output to the end of the horizontal charge transfer path 36 in the transfer direction as a captured image signal. An amplifier 37 is provided.

垂直電荷転送路34は、半導体基板内に形成された埋め込みチャネルと、半導体基板表面に形成された絶縁膜を介し前記埋め込みチャネル上に積層された一連の多数の転送電極膜とで構成される。   The vertical charge transfer path 34 is composed of a buried channel formed in the semiconductor substrate and a series of transfer electrode films stacked on the buried channel via an insulating film formed on the surface of the semiconductor substrate.

ラインメモリ35は、垂直電荷転送路34毎の信号電荷一時蓄積用のバッファ35aを備え、例えば特開2006―157624号公報に記載されている様に、垂直電荷転送路34から送られてきた信号電荷を一時的に保持し、この信号電荷を水平電荷転送路36に転送するときのタイミングを制御することで、水平方向の画素加算(信号電荷の混合)を行う機能を有する。   The line memory 35 includes a signal charge temporary storage buffer 35a for each vertical charge transfer path 34, and a signal sent from the vertical charge transfer path 34 as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-157624. By holding the charge temporarily and controlling the timing when the signal charge is transferred to the horizontal charge transfer path 36, it has a function of performing pixel addition (mixing of signal charges) in the horizontal direction.

図3に示す「R」「r」「G」「g」「B」「b」はカラーフィルタの色(R,r=赤、G,g=緑、B,b=青)を示している。R,rの色の区別はなく、G,gとB,bも同様である。   “R”, “r”, “G”, “g”, “B”, and “b” shown in FIG. 3 indicate the color of the color filter (R, r = red, G, g = green, B, b = blue). . There is no distinction between R and r colors, and G, g and B, b are the same.

本実施形態の固体撮像素子100では、奇数行の画素行の各々の画素(以下、A群画素ともいう。)にはRGBのカラーフィルタがベイヤ配列され、偶数行の画素行の各々の画素(以下、B群画素ともいう。)にはrgbのカラーフィルタがベイヤ配列されている。図4は、図3の各画素に積層されたカラーフィルタRGBrgbの配列だけを記載した図である。同一面に平均的に混在して設けられるA群画素とB群画素は、各画素が1対1に対応して設けられるため、A群画素,B群画素は同一画素数となる。   In the solid-state imaging device 100 according to the present embodiment, RGB color filters are Bayer-arranged in each pixel of the odd-numbered pixel rows (hereinafter also referred to as group A pixels), and each pixel ( Hereinafter, rgb color filters are arranged in a Bayer array. FIG. 4 is a diagram illustrating only the arrangement of the color filters RGBrgb stacked on each pixel of FIG. The A group pixel and the B group pixel provided on the same plane on average are provided in a one-to-one correspondence with each other, so the A group pixel and the B group pixel have the same number of pixels.

図3の垂直転送電極V1〜V8のうち読出電極兼用転送電極V2に読出パルスを印加して…B□G□B□G□…の信号電荷を垂直電荷転送路34に読み出し、これを2段分転送してから読出電極兼用転送電極V4に読出パルス印加すると、上記の□位置にg,b,g,…の信号電荷が読み出され、1行分として、…bBgGbBgG…の信号電荷が並ぶことになる。これをラインメモリ35まで転送し、上述したように水平電荷転送路への転送タイミングを制御することで、b+B,g+G,b+B,g+Gの同色の2画素加算を行うことが可能となる。   A readout pulse is applied to the readout electrode / transfer electrode V2 among the vertical transfer electrodes V1 to V8 in FIG. 3 to read out the signal charges of B □ G □ B □ G □ to the vertical charge transfer path 34, which is divided into two stages. When the readout pulse is applied to the readout electrode / transfer electrode V4 after the partial transfer, the signal charges of g, b, g,... Are read out at the above-mentioned position □, and the signal charges of bBgGbBgG. It will be. By transferring this to the line memory 35 and controlling the transfer timing to the horizontal charge transfer path as described above, two pixels of the same color of b + B, g + G, b + B, and g + G can be added.

図3に示す各画素33の上(カラーフィルタの上)には、夫々、マイクロレンズが積層され、また、各画素33の受光面の上部(カラーフィルタの下)には、遮光膜開口が設けられるが、これらは、図3では図示を省略している。   Microlenses are stacked on each pixel 33 (on the color filter) shown in FIG. 3, and a light-shielding film opening is provided above the light receiving surface of each pixel 33 (under the color filter). However, these are not shown in FIG.

図5は、各画素毎のマイクロレンズ(円形)41と遮光膜開口との位置関係を示す図である。A群画素においては、マイクロレンズ41に対して、遮光膜開口42aを、マイクロレンズ中心に対して左側(被写体側から固体撮像素子100を視た場合)に偏心して設けている。また、B群画素においては、マイクロレンズ41に対して、遮光膜開口42bを、マイクロレンズ中心に対して右側に偏心して設けている。   FIG. 5 is a diagram showing a positional relationship between the microlens (circular shape) 41 and the light shielding film opening for each pixel. In the A group pixel, the light shielding film opening 42a is eccentrically provided on the left side of the microlens 41 with respect to the microlens 41 (when the solid-state imaging device 100 is viewed from the subject side). Further, in the B group pixel, the light shielding film opening 42b is eccentrically provided on the right side with respect to the center of the microlens with respect to the microlens 41.

A群画素とB群画素とは、図3,図4から分かる通り、画素ピッチが垂直方向,水平方向共に1/2づつずらして設けられているため、同色画素(Rとr、Gとg、Bとb)が斜めに隣接する配置となっている。斜めに最隣接する同色2画素をペア画素とした場合、図6に示す様に、ペア画素の一方の遮光膜開口42aは左側に偏心し、他方の遮光膜開口42bは右側に偏心していることになる。   As can be seen from FIGS. 3 and 4, the A group pixel and the B group pixel are provided by shifting the pixel pitch by 1/2 in both the vertical direction and the horizontal direction, so that the same color pixels (R and r, G and g , B and b) are arranged obliquely adjacent to each other. When two pixels of the same color that are diagonally adjacent to each other are paired pixels, as shown in FIG. 6, one light shielding film opening 42a of the paired pixels is eccentric to the left side, and the other light shielding film opening 42b is eccentric to the right side. become.

ペア画素を構成する一方の画素と他方の画素とは、マイクロレンズの中心に対して遮光膜開口が互いに逆方向にずれているため、撮影レンズ12を通して入射してくる同一被写体からの光の入射角が互いに逆方向となる様に制限されることになる。   Since one pixel and the other pixel constituting the pair pixel have light-shielding film openings that are shifted in opposite directions with respect to the center of the microlens, incident light from the same subject incident through the photographing lens 12 is incident. The corners are limited to be in opposite directions.

この結果、固体撮像素子100を用いて被写体画像を撮影した場合、遮光膜開口42aを通して受光されたA群画素の撮像画像信号は右眼で被写体を視た画像となり、遮光膜開口42bを通して受光されたB群画素の撮像画像信号は左眼で被写体を視た画像となり、図6下段に示す様に、視差が生じることになる。   As a result, when a subject image is captured using the solid-state imaging device 100, the captured image signal of the group A pixels received through the light shielding film opening 42a becomes an image obtained by viewing the subject with the right eye and is received through the light shielding film opening 42b. The captured image signal of the group B pixels is an image obtained by viewing the subject with the left eye, and parallax occurs as shown in the lower part of FIG.

被写体のうちA群画素とB群画素で合焦する部分は、同じ位置で合焦状態となりA群画素,B群画素の夫々に結像する。被写体のうち合焦状態とならない部分はA群画素(右眼画像)とB群画素(左眼画像)で左右にずれた位置にボケ像が作られる。   A portion of the subject that is in focus between the A group pixel and the B group pixel is in a focused state at the same position, and forms an image on each of the A group pixel and the B group pixel. In a portion of the subject that is not in focus, a blurred image is created at a position shifted left and right by the A group pixel (right eye image) and the B group pixel (left eye image).

このボケ像が、合焦距離に対する被写体距離の差に応じて左右のずれ量(視差)として変わってくるため、A群画素の撮像画像とB群画素の撮像画像を左右の画像とすることで、立体画像の再生が可能となる。   Since this blurred image changes as a left-right shift amount (parallax) according to the difference in the subject distance with respect to the in-focus distance, the captured image of the A group pixel and the captured image of the B group pixel are used as the left and right images. A stereoscopic image can be reproduced.

立体画像を再生する場合、図2の画像信号処理部23は、A群画素の各々の画素の撮像画像信号を1枚の右眼用撮像画像データとして処理しメモリカード29に保存すると共に表示部25に右眼用撮像画像データを表示させ、B群画素の各々の画素の撮像画像信号を1枚の左眼用撮像画像データとして処理しメモリカード29に保存すると共に表示部25に左眼用撮像画像データを表示させ、被写体の立体画像を表示部25に表示させる。   When reproducing a stereoscopic image, the image signal processing unit 23 in FIG. 2 processes the captured image signal of each pixel of the A group pixel as a single captured image data for the right eye, stores it in the memory card 29, and displays the display unit. 25, the right-eye picked-up image data is displayed, the picked-up image signal of each pixel of the B group pixel is processed as a single left-eye picked-up image data, stored in the memory card 29, and displayed on the display unit 25 for the left eye The captured image data is displayed, and a stereoscopic image of the subject is displayed on the display unit 25.

図7は、固体撮像素子100により2D画像を撮影する場合の説明図である。2D画像を撮像する場合には、A群画素とB群画素のペアとなる同色2画素を画素加算して出力する。図7に楕円で示すペア画素を、上述した図3のラインメモリ35を用いて加算することで、2Dの撮像画像データを得ることが可能となる。   FIG. 7 is an explanatory diagram when a 2D image is captured by the solid-state imaging device 100. When a 2D image is captured, two pixels of the same color that form a pair of A group pixel and B group pixel are added and output. By adding the paired pixels indicated by ellipses in FIG. 7 using the line memory 35 of FIG. 3 described above, 2D captured image data can be obtained.

立体画像用に生成されたA群画素の撮像画像信号とB群画素の撮像画像信号は、左右のボケ画像の位置がA群とB群でずれるため、これを2D画像として表示すると偽解像が生じる。しかし、実施形態の様に画素加算を行うと、ボケ部分が加算によって合成され、A群,B群画素の区別のない1枚の2D画像となるため、高品質な2D画像を取得することが可能となる。   The captured image signal of the A group pixel and the captured image signal of the B group pixel generated for the stereoscopic image are shifted in position between the left and right blurred images in the A group and the B group. Occurs. However, when pixel addition is performed as in the embodiment, the blurred portion is synthesized by addition and becomes a single 2D image with no distinction between the A group and B group pixels, so a high-quality 2D image can be acquired. It becomes possible.

また、実施形態の固体撮像素子100では、図3,図4のカラーフィルタ配列をとっているため、画素加算した2Dの撮像画像データの色配列はベイヤ配列となり、既存のベイヤ配列用の画像処理技術を利用可能となり、画像処理が容易となる。   Further, since the solid-state imaging device 100 of the embodiment has the color filter array of FIGS. 3 and 4, the color array of the 2D captured image data obtained by pixel addition is a Bayer array, and image processing for an existing Bayer array is performed. The technology can be used, and image processing becomes easy.

図8は、ラインメモリ35を用いてA+Bの画素加算信号(2D画像信号)を出力するときの信号読出順の説明図である。2D撮像画像信号を固体撮像素子100内部で画素加算し出力する場合には、垂直方向に隣接するA群画素行1行とB群画素行1行をラインメモリ35を用いて画素加算し、2行(A+B)毎に出力する。   FIG. 8 is an explanatory diagram of a signal reading order when an A + B pixel addition signal (2D image signal) is output using the line memory 35. When the 2D captured image signal is pixel-added and output inside the solid-state image sensor 100, the line memory 35 is used for pixel addition of the A group pixel row and the B group pixel row that are adjacent in the vertical direction. Output for each row (A + B).

そして、図3の画像処理部23は、(A+B)の画素加算信号に対して画像処理を施して2D画像データを生成し、表示部25に表示すると共に、メモリカード29に保存する。   3 performs image processing on the (A + B) pixel addition signal, generates 2D image data, displays the data on the display unit 25, and stores it in the memory card 29.

図9は、3D画像信号を出力するときの信号読出順の説明図である。画素加算せずに、A群画素行,B群画素行,A群画素行,…と交互に出力し、画像処理部23は、A群画素の撮像画像信号に対し画像処理して右眼用の画像データを生成し、メモリカード29に保存すると共に、B群画素の撮像画像信号に対し画像処理して左眼用の画像データを生成し、メモリ29に保存する。そして、右眼用と左眼用の画像を表示部25に立体画像として表示する。   FIG. 9 is an explanatory diagram of a signal reading order when a 3D image signal is output. Without adding the pixels, the A group pixel row, the B group pixel row, the A group pixel row,... Are alternately output, and the image processing unit 23 performs image processing on the captured image signal of the A group pixel and uses the right eye. Image data is generated and stored in the memory card 29, and image processing is performed on the captured image signal of the group B pixels to generate image data for the left eye, which is stored in the memory 29. Then, the right-eye and left-eye images are displayed on the display unit 25 as stereoscopic images.

図10は、3D画像信号を出力するときの図9とは異なる信号読出順の説明図である。図9では、A群画素行,B群画素行,A群画素行,…と交互に出力して右眼用の画像データと左眼用の画像データを生成したが、本実施形態では、A群画素を先に全画素行読み出し、次にB群画素を全画素行読み出す様にしている。この様にしても、図9と同様に画像処理が容易となる。   FIG. 10 is an explanatory diagram of a signal reading order different from that in FIG. 9 when a 3D image signal is output. In FIG. 9, the A group pixel row, the B group pixel row, the A group pixel row,... Are alternately output to generate the right eye image data and the left eye image data. The group pixels are read first for all pixel rows, and then the group B pixels are read for all pixel rows. Even in this case, image processing becomes easy as in FIG.

図9又は図10の信号読出順で出力したA群画素の撮像画像信号の画素数は、全画素の半数となり、B群画素の撮像画像信号の画素数も全画素数の半数となる。これに対し、2D画像生成用に2画素加算した画素数も、全画素数の半数となる。つまり、本実施形態の2D画像は、3D画像の画素解像度に対して同じ画素数となるため、解像度を低下させることなく、鮮明な2D画像を得ることが可能となる。   The number of pixels of the captured image signal of the A group pixel output in the signal readout order of FIG. 9 or FIG. 10 is half of all the pixels, and the number of pixels of the captured image signal of the B group pixel is also half of the total number of pixels. On the other hand, the number of pixels obtained by adding two pixels for 2D image generation is also half of the total number of pixels. That is, since the 2D image of this embodiment has the same number of pixels as the pixel resolution of the 3D image, it is possible to obtain a clear 2D image without reducing the resolution.

上述した実施形態では、固体撮像素子100内で2画素加算する例を説明したが、A群画素の全画素の撮像画像信号を読み出し、B群画素の全画素の撮像画像信号を読み出し、画像処理部23で、ペア画素の同色2画素加算を行い、2D画像データを生成することでも良い。   In the embodiment described above, an example in which two pixels are added in the solid-state imaging device 100 has been described. However, the captured image signals of all the pixels of the A group pixel are read, the captured image signals of all the pixels of the B group pixel are read, and image processing is performed. The unit 23 may add 2 pixels of the same color of the paired pixels to generate 2D image data.

また、上述した実施形態では、電荷結合素子(CCD)を信号読出回路とした固体撮像素子100を説明したが、信号読出回路がCMOS型等のトランジスタ回路を用いた固体撮像素子も適用可能である。信号読出回路がMOSトランジスタ回路の場合、例えば、図9の様な信号読出順のとき、A群画素とB群画素で露光時間のタイミング差を殆ど無くすことができるという利点もある。   In the above-described embodiment, the solid-state imaging device 100 using a charge coupled device (CCD) as a signal readout circuit has been described. However, a solid-state imaging device using a transistor circuit such as a CMOS type as the signal readout circuit is also applicable. . When the signal readout circuit is a MOS transistor circuit, for example, when the signal readout order is as shown in FIG. 9, there is an advantage that almost no timing difference in exposure time can be eliminated between the A group pixel and the B group pixel.

図11は、A群画素とB群画素の画素配列説明図である。図3,図4で説明した実施形態では、奇数行の画素が偶数行の画素に対して1/2画素ピッチづつずらした画素配列(所謂、ハニカム画素配列)となっているが、画素配列が正方配列であっても良い。   FIG. 11 is an explanatory diagram of a pixel arrangement of the A group pixel and the B group pixel. In the embodiment described with reference to FIGS. 3 and 4, the pixels in the odd-numbered rows have a pixel array (so-called honeycomb pixel array) in which the pixels in the even-numbered rows are shifted by 1/2 pixel pitch. It may be a square array.

画素配列が正方配列の場合、図12(a)に示す様に、一方の市松位置にくる画素をA群画素とし、図12(b)に示す様に、他方の市松位置にくる画素をB群画素として、併せて図11の画素配列とすることができる。この場合、ペアとなる2画素は、水平方向に隣接するA画素B画素としても、垂直方向に隣接するA画素B画素としても良い。   When the pixel array is a square array, as shown in FIG. 12A, a pixel at one checkered position is set as an A group pixel, and a pixel at the other checkered position is set at B as shown in FIG. As the group pixel, the pixel array shown in FIG. 11 can be used. In this case, the paired two pixels may be the A pixel B pixel adjacent in the horizontal direction or the A pixel B pixel adjacent in the vertical direction.

図13は、画素配列が正方配列の場合の、別実施形態に係るA群画素,B群画素の画素配列を示す図である。この実施形態では、奇数列の画素をA群画素とし、偶数列の画素をB群画素としている。   FIG. 13 is a diagram showing a pixel arrangement of A group pixels and B group pixels according to another embodiment when the pixel arrangement is a square arrangement. In this embodiment, odd-numbered columns of pixels are group A pixels, and even-numbered columns of pixels are group B pixels.

図14は、図13の画素配列における3原色カラーフィルタRGBrgbを搭載した画素の説明図である。水平方向にA画素とB画素が隣接し、水平方向に隣接する同色2画素をペア画素としている。例えば、図14の左上のG画素(図13のA画素)と、水平方向に隣接するg画素(図13のB画素)とがペア画素となっており、A画素に左方向に偏心した遮光膜開口42aが設けられ、B画素に右方向に偏心した遮光膜開口42bが設けられる。   FIG. 14 is an explanatory diagram of a pixel in which the three primary color filters RGBrgb are mounted in the pixel array of FIG. A pixel and B pixel are adjacent in the horizontal direction, and two pixels of the same color adjacent in the horizontal direction are paired pixels. For example, the upper left G pixel in FIG. 14 (A pixel in FIG. 13) and the g pixel adjacent in the horizontal direction (B pixel in FIG. 13) are paired pixels, and the light shielding is eccentric to the A pixel in the left direction. A film opening 42a is provided, and the B pixel is provided with a light shielding film opening 42b eccentric to the right.

図15は、正方配列におけるA群画素とB群画素の別実施形態の配列図である。本実施形態では、奇数行の画素をA群画素とし、偶数行の画素をB群画素としている。   FIG. 15 is an array diagram of another embodiment of a group A pixel and a group B pixel in a square array. In the present embodiment, the pixels in the odd rows are the A group pixels, and the pixels in the even rows are the B group pixels.

図16は、図15の画素配列における3原色カラーフィルタRGBrgbを搭載した画素の説明図である。垂直方向にA画素とB画素が隣接し、垂直方向に隣接する同色2画素をペア画素としている。例えば、図16の左上のG画素(図15のA画素)と、垂直方向に隣接するg画素(図15のB画素)とがペア画素となっており、A画素に左方向に偏心した遮光膜開口42aが設けられ、B画素に右方向に偏心した遮光膜開口42bが設けられる。   FIG. 16 is an explanatory diagram of a pixel on which the three primary color filters RGBrgb are mounted in the pixel array of FIG. A pixel and B pixel are adjacent in the vertical direction, and two pixels of the same color adjacent in the vertical direction are paired pixels. For example, the upper left G pixel in FIG. 16 (A pixel in FIG. 15) and the g pixel adjacent in the vertical direction (B pixel in FIG. 15) are paired pixels, and the light shielding is eccentric to the A pixel in the left direction. A film opening 42a is provided, and the B pixel is provided with a light shielding film opening 42b eccentric to the right.

図14,図16のカラーフィルタ配列及びペア画素配列とすることで、2画素加算した結果の色配列がベイヤ配列となるため、既存のベイヤ配列に対する画像処理技術を適用でき、画像処理が容易になる。   By using the color filter array and the pair pixel array shown in FIGS. 14 and 16, the color array as a result of adding two pixels becomes a Bayer array, so that an image processing technique for an existing Bayer array can be applied, and image processing is easy. Become.

上述した実施形態では、例えば図14に示す様に、ペア画素の遮光膜開口を互いに左右の反対方向に偏心させることで、ペア画素を瞳分割して視差画像を撮像できる様にしている。しかし、瞳分割を行う場合、遮光膜開口を偏心させなくても実現できる。   In the embodiment described above, for example, as shown in FIG. 14, the light shielding film openings of the paired pixels are decentered in the opposite directions to the left and right, so that the paired pixels can be divided into pupils and a parallax image can be captured. However, the pupil division can be realized without decentering the light shielding film opening.

例えば、図17(a)に平面図を、図17(b)に断面図を示すように、ペア画素51a,51bの遮光膜52の開口52aを各画素51a,51bの受光面全面で開口させ、ペア画素51a,51bに対して、長円(楕円)形の1つのマイクロレンズ53を搭載し、同一被写体からの入射角の異なる入射光がペア画素51a,51bの夫々に入射される様にすればよい。   For example, as shown in the plan view of FIG. 17A and the cross-sectional view of FIG. 17B, the opening 52a of the light shielding film 52 of the paired pixels 51a and 51b is opened over the entire light receiving surface of each of the pixels 51a and 51b. The oval (elliptical) microlens 53 is mounted on the pair of pixels 51a and 51b so that incident light having different incident angles from the same subject is incident on each of the pair of pixels 51a and 51b. do it.

図18は、図2に示す立体画像撮像装置10における撮像処理手順の基本を示すフローチャートである。撮像処理が開始し撮像(各画素の露光)が行われたとき、先ず、ステップS11で、3Dモードによる撮像か否かを判定する。   FIG. 18 is a flowchart showing the basics of the imaging processing procedure in the stereoscopic image imaging apparatus 10 shown in FIG. When imaging processing is started and imaging (exposure of each pixel) is performed, first, in step S11, it is determined whether or not the imaging is performed in the 3D mode.

3Dモードでの撮像の場合には、ステップS11からステップS12に進み、A群画素の各々の画素の撮像画像信号とB群画素の各々の画素の撮像画像信号とを別個に読み出して、上述した様に、A群画素の撮像画像信号により右眼用の画像データを生成すると共にB群画素の撮像画像信号により左眼用の画像データを生成する。そして次のステップS13で、右眼用と左眼用の各画像データをメモリカード29に記録して、この処理を終了する。   In the case of imaging in the 3D mode, the process proceeds from step S11 to step S12, and the captured image signal of each pixel of the A group pixel and the captured image signal of each pixel of the B group pixel are read out separately. Similarly, image data for the right eye is generated from the captured image signal of the A group pixel, and image data for the left eye is generated from the captured image signal of the B group pixel. In the next step S13, the image data for the right eye and the left eye are recorded in the memory card 29, and this process is terminated.

ステップS11の判定の結果、3Dモードによる撮像で無い場合には、ステップS11からステップS14に進み、A群画素とB群画素のペア画素の画素加算信号を用いて2D画像データを生成し、ステップS13で2D画像データをメモリカード29に保存してこの処理を終了する。   If the result of determination in step S11 is that imaging is not in 3D mode, processing proceeds from step S11 to step S14, 2D image data is generated using a pixel addition signal of a pair pixel of the A group pixel and the B group pixel, In step S13, the 2D image data is stored in the memory card 29, and this process ends.

ステップS11における3Dモードによる撮像か2Dモードによる撮像かの判断は、例えば立体画像撮像装置10のユーザが操作部22から指示した撮像モードで判断する構成としても良い。   The determination as to whether the image is captured in the 3D mode or the 2D mode in step S11 may be made, for example, based on the image capture mode instructed by the user of the stereoscopic image capturing apparatus 10 from the operation unit 22.

しかし、立体画像の撮影が可能な距離にある被写体であるか否かは、そのときの望遠レンズの倍率とかマクロ撮影の有無とかにより異なるため、熟練したユーザでないと高品質な立体画像を撮影するのは困難である。そこで、3Dモードで撮像を行うか否かを自動的に判断するアルゴリズムを立体画像撮像装置に搭載し、非熟練者でも容易に、高品質な3D画像を撮影できるようにし、高品質な3D画像を撮影できない場合には高品質な2D画像を撮影できる様にする。   However, whether or not the subject is within a distance where a stereoscopic image can be taken depends on the magnification of the telephoto lens at that time or the presence or absence of macro photography. It is difficult. Therefore, an algorithm that automatically determines whether or not to perform imaging in the 3D mode is installed in the stereoscopic imaging apparatus so that a non-expert can easily shoot a high-quality 3D image. When it is not possible to take a picture, a high-quality 2D image can be taken.

図19は、図2に代わる別実施形態の立体画像撮像装置20の機能ブロック図である。図2に示す立体画像撮像装置10と基本構成は同じであり、撮影レンズ系12の内部構成が異なるだけのため、同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。本実施形態の撮影レンズ系12は、焦点距離可変機構部及び焦点距離検出部12aと、フォーカス位置可変機構部及びフォーカス位置検出部12bとを備えて構成される。   FIG. 19 is a functional block diagram of a stereoscopic image capturing apparatus 20 according to another embodiment instead of FIG. Since the basic configuration is the same as that of the stereoscopic image capturing apparatus 10 shown in FIG. 2 and only the internal configuration of the photographic lens system 12 is different, the same members are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. The photographic lens system 12 of this embodiment includes a focal length variable mechanism and focal length detector 12a, and a focus position variable mechanism and focus position detector 12b.

図19に示す立体画像撮像装置20では、これら可変機構&検出部12a,12bの検出結果に基づき、図20に示す様に、撮像装置側が3Dモードで撮像するか2Dモードで撮像するかを自動的に決定する。   In the stereoscopic imaging device 20 shown in FIG. 19, based on the detection results of these variable mechanisms & detection units 12a and 12b, as shown in FIG. 20, it is automatically determined whether the imaging device side takes an image in the 3D mode or the 2D mode. To decide.

図20において、撮像処理が開始し撮像(各画素の露光)が行われたとき、先ずステップS1で焦点距離fを検出し、次のステップS2でフォーカス位置xを検出する。そして、次のステップS3で、CPU21は、撮影モード(撮像素子の駆動モード或いは画像処理モード)を3Dモードとするか2Dモードとするかを決定し、その後に、図18と同じステップS11,S12,S13,S14に進む。   In FIG. 20, when imaging processing is started and imaging (exposure of each pixel) is performed, first, the focal length f is detected in step S1, and the focus position x is detected in the next step S2. Then, in the next step S3, the CPU 21 determines whether the photographing mode (imaging device drive mode or image processing mode) is the 3D mode or the 2D mode, and thereafter, the same steps S11 and S12 as in FIG. , S13, S14.

ステップS3の処理手順の詳細を、図21に示す。この実施形態では、焦点距離fの大小判断を行う閾値aと、フォーカス位置xの大小判断を行う閾値b,c(c≦b)の3つの閾値を用いて、撮影モードを3Dモードとするか2Dモードとするかを自動的に決定している。   Details of the processing procedure of step S3 are shown in FIG. In this embodiment, the shooting mode is set to the 3D mode using three threshold values: a threshold value a for determining the size of the focal length f and threshold values b and c (c ≦ b) for determining the size of the focus position x. Whether the 2D mode is set is automatically determined.

処理手順がステップS3に進んだとき、先ず、ステップS31で、f<aであるか否かを判定する。f<aのとき、即ち、焦点距離の閾値aよりも広角撮影となっている場合には、ステップS32に進み、今度はx>cであるか否かを判定する。   When the processing procedure proceeds to step S3, it is first determined in step S31 whether f <a. When f <a, that is, when shooting at a wider angle than the focal length threshold value a, the process proceeds to step S32, where it is determined whether x> c.

即ち、フォーカス位置xが閾値cより遠い場合には、立体画像として視差角をとれない被写体であると判断し、ステップS33に進み、撮影モードを2Dモードとして、ステップS11に進む。   That is, when the focus position x is farther than the threshold value c, it is determined that the subject cannot take a parallax angle as a stereoscopic image, the process proceeds to step S33, the shooting mode is set to the 2D mode, and the process proceeds to step S11.

ステップS31の判定の結果、f≧aのとき、即ち、焦点距離aより望遠撮影の場合には、ステップS34に進み、x>bであるか否かを判定する。フォーカス位置xが閾値bより大きい場合、即ち、閾値bより遠方の場合には、立体画像の撮影が困難なため、ステップS33に進み、撮影モードを2Dモードとする。   As a result of the determination in step S31, when f ≧ a, that is, in the case of telephoto shooting from the focal length a, the process proceeds to step S34, where it is determined whether x> b. When the focus position x is larger than the threshold value b, that is, when the focus position x is far from the threshold value b, it is difficult to capture a stereoscopic image, so the process proceeds to step S33 and the shooting mode is set to the 2D mode.

ステップS34の判定の結果、x≦bの場合には、即ち、フォーカス位置xが閾値bより近い場合には、立体画像を撮影する視差角がとれるため、ステップS35に進み、撮影モードを3Dモードとして、ステップS11に進む。   As a result of the determination in step S34, when x ≦ b, that is, when the focus position x is closer to the threshold value b, the parallax angle for capturing a stereoscopic image can be obtained, so the process proceeds to step S35 and the shooting mode is set to the 3D mode. As shown in FIG.

この様に、実施形態によれば、c<bなので、望遠撮影の場合に3Dモードでの撮影が行われやすく、広角撮影の場合に2Dモードでの撮影が行われ易くなっている。   As described above, according to the embodiment, since c <b, it is easy to perform shooting in 3D mode in the case of telephoto shooting, and it is easy to perform shooting in 2D mode in the case of wide-angle shooting.

図22は、図20のステップS3の別実施形態の詳細処理手順を示すフローチャートである。本実施形態では、ステップS3に進んだとき、先ず、ステップS36で絞り値Fを検出する。そして、次のステップS37で、視差角θがどの程度とれているかを判定し、視差角θが閾値dより小さいとき(判定結果がNo)ステップS33に進んで撮影モードを2Dモードに設定し、視差角θが閾値d以上のとき(判定結果がYes)ステップS35に進んで撮影モードを3Dモードに設定する。   FIG. 22 is a flowchart showing the detailed processing procedure of another embodiment of step S3 of FIG. In the present embodiment, when the process proceeds to step S3, first, the aperture value F is detected in step S36. Then, in the next step S37, it is determined how much the parallax angle θ is taken, and when the parallax angle θ is smaller than the threshold d (determination result is No), the process proceeds to step S33 to set the shooting mode to the 2D mode, When the parallax angle θ is equal to or greater than the threshold value d (determination result is Yes), the process proceeds to step S35 to set the shooting mode to the 3D mode.

図23は、ステップS37で行う判定処理における視差角θの求め方を示す図である。絞り値Fに対して焦点距離がfであるため、絞り位置のレンズ開口の大きさYは、Y=f×(1/F)となる。   FIG. 23 is a diagram illustrating how to obtain the parallax angle θ in the determination process performed in step S37. Since the focal length is f with respect to the aperture value F, the size Y of the lens opening at the aperture position is Y = f × (1 / F).

一方、レンズから被写体までの距離(フォーカス位置)はxであり、この被写体を絞り位置から見た輻輳角(視差角)をθとすると、Y=x×tanθとなる。   On the other hand, the distance (focus position) from the lens to the subject is x, and if the convergence angle (parallax angle) when the subject is viewed from the aperture position is θ, Y = x × tan θ.

両式からYを消去すると、輻輳角θは
θ=tan−1〔f×(1/F)/x〕
として表される。
When Y is eliminated from both equations, the convergence angle θ is θ = tan −1 [f × (1 / F) / x].
Represented as:

この視差角θが所定の閾値dより小さければ、立体画像の撮影ができないと判断してステップS33で2Dモードとし、視差角θが閾値dより大きければ、立体画像の撮影が可能と判断してステップS35に進み、3Dモードの撮影を行う。   If the parallax angle θ is smaller than the predetermined threshold d, it is determined that a stereoscopic image cannot be captured, and the 2D mode is set in step S33. If the parallax angle θ is larger than the threshold d, it is determined that a stereoscopic image can be captured. Proceeding to step S35, photographing in 3D mode is performed.

この実施形態では、視差角θの大きさを判断する閾値dを1つだけ定めたが、この閾値dは、焦点距離fの大きさに依存して複数の値d1,d2,…をとり焦点距離fに応じて立体画像の撮影に適しているか否かを判断しても良い。   In this embodiment, only one threshold value d for determining the magnitude of the parallax angle θ is set, but this threshold value d takes a plurality of values d1, d2,... Depending on the magnitude of the focal length f. It may be determined whether or not it is suitable for photographing a stereoscopic image according to the distance f.

上述した実施形態では、2Dモードで撮影を行う場合、画素加算を行っている。この画素加算を行うと、信号量が増えるため感度が高くなり、低照度撮影に有利となる。そこで、撮影シーンが暗くて3Dモードではノイズが目立つ場合に、自動的に2Dモードに撮影モードを切り換える様にしても良い。この処理手順を図24に示す。   In the embodiment described above, pixel addition is performed when shooting in the 2D mode. When this pixel addition is performed, the amount of signal increases, so the sensitivity increases, which is advantageous for low-illuminance photography. Therefore, when the shooting scene is dark and noise is conspicuous in the 3D mode, the shooting mode may be automatically switched to the 2D mode. This processing procedure is shown in FIG.

図24において、撮像処理が開始し撮像(各画素の露光)が行われたとき、先ずステップS4で、露出値Eを検出する。そして、次のステップS5で、露出値Eが閾値Thより小さいか否かを判定する。E<Thの場合には暗いシーンのためノイズが多くなると判断してステップS33に進み、撮影モードを2Dモードに設定し、ステップS11に進む。   In FIG. 24, when imaging processing is started and imaging (exposure of each pixel) is performed, first, an exposure value E is detected in step S4. Then, in the next step S5, it is determined whether or not the exposure value E is smaller than the threshold value Th. If E <Th, it is determined that the noise is increased because the scene is dark, and the process proceeds to step S33, the shooting mode is set to the 2D mode, and the process proceeds to step S11.

ステップS5の判定の結果、E≧Thの場合には、明るいシーンのためノイズが少ないと判断し、ステップS35に進んで撮影モードを3Dモードに設定し、ステップS11に進む。   If the result of determination in step S5 is E ≧ Th, it is determined that there is little noise because of a bright scene, the process proceeds to step S35, the shooting mode is set to the 3D mode, and the process proceeds to step S11.

以上、各実施形態を別々に説明したが、上述した複数の実施形態を併用した実施形態とすることも可能である。例えば、図24の実施形態におけるステップS5を、図21や図22のステップ35の直前に行い、上流の判断ステップで3Dモードで撮影を行うと判断しても、暗いシーンの場合には自動的に2Dモードで撮影を行う様にする。   As mentioned above, although each embodiment was described separately, it is also possible to set it as the embodiment which used several embodiment mentioned above together. For example, even if step S5 in the embodiment of FIG. 24 is performed immediately before step 35 of FIGS. 21 and 22 and it is determined that shooting is performed in 3D mode in the upstream determination step, it is automatically performed in the case of a dark scene. Then, take a picture in 2D mode.

以上述べた様に、実施形態による立体撮像装置は、第1画素群と第2画素群とが同一面に混在して形成され、前記第1画素群に属する第1画素と該第1画素に隣接する前記第2画素群に属する第2画素とがペアを構成し、該ペアを構成する前記第1画素及び前記第2画素が瞳分割されて同一被写体からの異なる入射角の光を受光する撮像素子と、
該撮像素子の前段に置かれ前記被写体からの入射光を該撮像素子の受光面に結像させる1系統の撮影レンズ部と、
前記ペアを構成する前記第1画素と前記第2画素の各々の撮像画像信号を別個に処理し、前記第1画素群の各々の前記第1画素の撮像画像信号から右眼用の第1の被写体画像データを生成し、前記第2画素群の各々の前記第2画素の撮像画像信号から左眼用の第2の被写体画像データを生成する3D画像生成手段と、
前記ペアを構成する前記第1画素と前記第2画素の各撮像画像信号を画素加算して処理し、前記被写体の平面画像を第3の被写体画像データとして生成する2D画像生成手段と、
前記撮影レンズ部の焦点距離及び前記被写体までのフォーカス位置に応じて、前記3D画像生成手段に前記右眼用と前記左眼用の前記第1,第2の被写体画像データを生成させ、又は、前記2D画像生成手段に前記第3の被写体画像データを生成させる撮影モード切替手段と
を備えることを特徴とする。
As described above, in the stereoscopic imaging device according to the embodiment, the first pixel group and the second pixel group are formed on the same plane, and the first pixel belonging to the first pixel group and the first pixel are included in the first pixel group. The adjacent second pixels belonging to the second pixel group form a pair, and the first pixel and the second pixel forming the pair are divided into pupils to receive light of different incident angles from the same subject. An image sensor;
A system of taking lens units placed in front of the image sensor and imaging incident light from the subject on the light receiving surface of the image sensor;
The captured image signal of each of the first pixel and the second pixel constituting the pair is processed separately, and the first image for the right eye is obtained from the captured image signal of the first pixel of each of the first pixel groups. 3D image generating means for generating subject image data and generating second subject image data for the left eye from the captured image signal of the second pixel of each of the second pixel groups;
2D image generation means for adding and processing each captured image signal of the first pixel and the second pixel constituting the pair to generate a planar image of the subject as third subject image data;
Depending on the focal length of the photographic lens unit and the focus position to the subject, the 3D image generating means generates the first and second subject image data for the right eye and the left eye, or And a shooting mode switching unit that causes the 2D image generation unit to generate the third subject image data.

また、実施形態の立体撮像装置の前記撮影モード切替手段は、閾値より焦点距離が短い広角撮影のとき前記2D画像生成手段に前記第3の被写体画像データを生成させ、前記閾値より焦点距離が長い望遠撮影のとき前記3D画像生成手段に前記第1,第2の被写体画像データを生成させることを特徴とする。   In addition, the shooting mode switching unit of the stereoscopic imaging apparatus according to the embodiment causes the 2D image generation unit to generate the third subject image data when the wide-angle shooting has a focal length shorter than the threshold, and the focal length is longer than the threshold. In the telephoto shooting, the 3D image generation means generates the first and second subject image data.

また、実施形態の立体画像撮像装置の前記撮影モード切替手段は、フォーカス位置が閾値以遠のとき前記2D画像生成手段に前記第3の被写体画像データを生成させ、フォーカス位置が前記閾値以遠でないとき前記3D画像生成手段に前記第1,第2の被写体画像データを生成させることを特徴とする。   In addition, the shooting mode switching unit of the stereoscopic image capturing apparatus according to the embodiment causes the 2D image generation unit to generate the third subject image data when the focus position is more than a threshold, and when the focus position is not more than the threshold. The 3D image generation means generates the first and second subject image data.

また、実施形態の立体画像撮像装置の前記撮影モード切替手段は、絞り値をF、フォーカス位置をx、焦点距離をfとしたとき、視差角θを
θ=tan−1〔f×(1/F)/x〕
として算出し、閾値dに対してd≦θのとき前記3D画像生成手段に前記第1,第2の被写体画像データを生成させ、d>θのとき前記2D画像生成手段に前記第3の被写体画像データを生成させることを特徴とする。
Further, the photographing mode switching means of the stereoscopic image capturing apparatus of the embodiment has a parallax angle θ of θ = tan −1 [fx × (1 /) where F is the aperture value, x is the focus position, and f is the focal length. F) / x]
And the 3D image generation unit generates the first and second subject image data when d ≦ θ with respect to the threshold d, and the dD θ generates the third subject when the d> θ. Image data is generated.

また、実施形態の立体画像撮像装置は、前記視差角θを判断する閾値dとして、焦点距離fの大きさに依存した複数の値をとることを特徴とする。   The stereoscopic image capturing apparatus according to the embodiment is characterized in that the threshold d for determining the parallax angle θ takes a plurality of values depending on the magnitude of the focal length f.

また、実施形態の立体画像撮像装置は、前記撮影モード切替手段が前記3D画像生成手段に前記第1,第2の被写体画像データを生成させると判断した場合でも露出値が所定値以下のときは前記2D画像生成手段に前記第3の被写体画像データを生成させることを特徴とする。   In the stereoscopic image capturing apparatus according to the embodiment, even when the shooting mode switching unit determines that the 3D image generation unit generates the first and second subject image data, the exposure value is equal to or less than a predetermined value. The 2D image generation means generates the third subject image data.

また、実施形態の立体画像撮像装置は、前記2D画像生成手段が前記第3の被写体画像データを生成する場合には前記ペアを構成する前記第1画素と前記第2画素の各撮像画像信号を画素加算した信号を前記撮像素子から読み出して処理することを特徴とする。   In the stereoscopic image capturing apparatus according to the embodiment, when the 2D image generating unit generates the third subject image data, the captured image signals of the first pixel and the second pixel constituting the pair are obtained. A signal obtained by adding pixels is read from the image sensor and processed.

また、実施形態の立体画像撮像装置は、前記3D画像生成手段に前記第1,第2の被写体画像データを生成させるときは、前記第1画素群と前記第2画素群から交互に画素行毎に信号を読み出すことを特徴とする。   In the stereoscopic image capturing apparatus according to the embodiment, when the 3D image generation unit generates the first and second subject image data, the first pixel group and the second pixel group are alternately arranged for each pixel row. A signal is read out.

また、実施形態の立体画像撮像装置は、前記3D画像生成手段に前記第1,第2の被写体画像データを生成させるときは、前記第1画素群の信号を全て読み出した後に前記第2画素群の信号を読み出すことを特徴とする。   In the stereoscopic image capturing apparatus according to the embodiment, when the 3D image generation unit generates the first and second subject image data, the second pixel group is read after all the signals of the first pixel group are read. The signal is read out.

また、実施形態の立体画像撮像装置は、前記第1画素群と前記第2画素群の各画素数が同一であることを特徴とする。   In the stereoscopic image capturing apparatus according to the embodiment, the number of pixels of the first pixel group and the second pixel group is the same.

また、実施形態の立体画像撮像装置は、前記撮像素子の各画素には、前記画素加算した結果の色配列がベイヤ配列となるカラーフィルタが設けられることを特徴とする。   In the stereoscopic image capturing apparatus according to the embodiment, each pixel of the image sensor is provided with a color filter in which the color array resulting from the pixel addition is a Bayer array.

また、実施形態の立体画像撮像装置は、前記撮像素子の画素配列が奇数行の画素行に対して偶数行の画素行が1/2画素ピッチづつずらして配列されたことを特徴とする。   In addition, the stereoscopic image capturing apparatus according to the embodiment is characterized in that the pixel array of the image sensor is arranged so that even-numbered pixel rows are shifted by 1/2 pixel pitch with respect to odd-numbered pixel rows.

また、実施形態の立体画像撮像装置は、前記撮像素子の画素配列が正方格子配列であることを特徴とする。   In the stereoscopic image capturing apparatus according to the embodiment, the pixel array of the image sensor is a square lattice array.

また、実施形態の立体画像撮像装置は、前記第1画素群にカラーフィルタがベイヤ配列され、前記第2画素群にカラーフィルタがベイヤ配列されることを特徴とする。   In the stereoscopic image capturing apparatus according to the embodiment, a color filter is Bayer arranged in the first pixel group, and a color filter is Bayer arranged in the second pixel group.

また、実施形態の立体画像撮像装置の前記瞳分割は、前記第1画素の遮光膜開口位置と前記第2画素の遮光膜開口の位置を左右にずらすことで行うことを特徴とする。   Further, the pupil division of the stereoscopic image capturing apparatus according to the embodiment is performed by shifting a light shielding film opening position of the first pixel and a light shielding film opening position of the second pixel to the left and right.

また、実施形態の立体画像撮像装置の前記瞳分割は、前記ペアとなる前記第1画素及び前記第2画素に共通の1つのマイクロレンズを搭載し該マイクロレンズを通して前記第1画素と前記第2画素の夫々に入射する光の入射角を異ならせることで行うことを特徴とする。   In addition, the pupil division of the stereoscopic image capturing apparatus according to the embodiment includes a single microlens that is common to the first pixel and the second pixel that form the pair, and the first pixel and the second pixel that pass through the microlens. This is performed by changing the incident angle of light incident on each pixel.

以上述べた実施形態によれば、被写体の撮影条件に応じてカメラ側が自動的に最適な撮影モード(3D撮影モード又は2D撮影モード)を選択するため、ユーザが3D撮影モードで撮影した方がいいのか2D撮影モードで撮影した方がいいのかの判断を行わなくても、常に、高品質な被写体画像を得ることが可能となる。   According to the embodiment described above, since the camera side automatically selects the optimum shooting mode (3D shooting mode or 2D shooting mode) according to the shooting conditions of the subject, it is better for the user to take a picture in the 3D shooting mode. Therefore, it is possible to always obtain a high-quality subject image without determining whether it is better to shoot in the 2D shooting mode.

本発明に係る立体画像撮像装置は、単眼式であるため低コストで製造可能となり、また、立体画像の撮影に不適切なとき高品質な平面画像の撮影を行うため、使い勝手の良い3Dカメラ,ステレオカメラとして有用である。   Since the stereoscopic imaging device according to the present invention is monocular, it can be manufactured at a low cost, and since it captures a high-quality planar image when it is inappropriate for capturing a stereoscopic image, it is an easy-to-use 3D camera, Useful as a stereo camera.

10,20 立体画像撮像装置
12 撮影レンズ
14 シャッタボタン
21 CPU
23 画像処理部
33,51a,51b 画素(フォトダイオード)
34 垂直電荷転送路(VCCD)
35 ラインメモリ
36 水平電荷転送路(HCCD)
41,53 マイクロレンズ
42a,42b 遮光膜開口
100 撮像素子
10, 20 Stereoscopic image pickup device 12 Shooting lens 14 Shutter button 21 CPU
23 Image processor 33, 51a, 51b Pixel (photodiode)
34 Vertical charge transfer path (VCCD)
35 Line memory 36 Horizontal charge transfer path (HCCD)
41, 53 Microlenses 42a, 42b Light-shielding film opening 100 Image sensor

Claims (16)

第1画素群と第2画素群とが同一面に混在して形成され、前記第1画素群に属する第1画素と該第1画素に隣接する前記第2画素群に属する第2画素とがペアを構成し、該ペアを構成する前記第1画素及び前記第2画素が瞳分割されて同一被写体からの異なる入射角の光を受光する撮像素子と、
該撮像素子の前段に置かれ前記被写体からの入射光を該撮像素子の受光面に結像させる1系統の撮影レンズ部と、
前記ペアを構成する前記第1画素と前記第2画素の各々の撮像画像信号を別個に処理し、前記第1画素群の各々の前記第1画素の撮像画像信号から右眼用の第1の被写体画像データを生成し、前記第2画素群の各々の前記第2画素の撮像画像信号から左眼用の第2の被写体画像データを生成する3D画像生成手段と、
前記ペアを構成する前記第1画素と前記第2画素の各撮像画像信号を画素加算して処理し、前記被写体の平面画像を第3の被写体画像データとして生成する2D画像生成手段と、
前記撮影レンズ部の焦点距離及び前記被写体までのフォーカス位置に応じて、前記3D画像生成手段に前記右眼用と前記左眼用の前記第1,第2の被写体画像データを生成させ、又は、前記2D画像生成手段に前記第3の被写体画像データを生成させる撮影モード切替手段と
を備える立体画像撮像装置。
A first pixel group and a second pixel group are formed on the same plane, and a first pixel belonging to the first pixel group and a second pixel belonging to the second pixel group adjacent to the first pixel are An image sensor configured to form a pair, the first pixel and the second pixel forming the pair are pupil-divided to receive light of different incident angles from the same subject;
A system of taking lens units placed in front of the image sensor and imaging incident light from the subject on the light receiving surface of the image sensor;
The captured image signal of each of the first pixel and the second pixel constituting the pair is processed separately, and the first image for the right eye is obtained from the captured image signal of the first pixel of each of the first pixel groups. 3D image generating means for generating subject image data and generating second subject image data for the left eye from the captured image signal of the second pixel of each of the second pixel groups;
2D image generation means for adding and processing each captured image signal of the first pixel and the second pixel constituting the pair to generate a planar image of the subject as third subject image data;
Depending on the focal length of the photographic lens unit and the focus position to the subject, the 3D image generating means generates the first and second subject image data for the right eye and the left eye, or A stereoscopic image capturing apparatus comprising: a shooting mode switching unit that causes the 2D image generation unit to generate the third subject image data.
請求項1に記載の立体画像撮像装置であって、前記撮影モード切替手段は、閾値より焦点距離が短い広角撮影のとき前記2D画像生成手段に前記第3の被写体画像データを生成させ、前記閾値より焦点距離が長い望遠撮影のとき前記3D画像生成手段に前記第1,第2の被写体画像データを生成させる立体画像撮像装置。   2. The stereoscopic image capturing apparatus according to claim 1, wherein the shooting mode switching unit causes the 2D image generation unit to generate the third subject image data at the time of wide-angle shooting having a focal length shorter than a threshold value, and the threshold value. A stereoscopic image capturing apparatus that causes the 3D image generation means to generate the first and second subject image data during telephoto shooting with a longer focal length. 請求項1又は請求項2に記載の立体画像撮像装置であって、前記撮影モード切替手段は、フォーカス位置が閾値以遠のとき前記2D画像生成手段に前記第3の被写体画像データを生成させ、フォーカス位置が前記閾値以遠でないとき前記3D画像生成手段に前記第1,第2の被写体画像データを生成させる立体画像撮像装置。   3. The stereoscopic image capturing apparatus according to claim 1, wherein the shooting mode switching unit causes the 2D image generation unit to generate the third subject image data when a focus position is beyond a threshold, and the focus is switched. A stereoscopic image capturing apparatus that causes the 3D image generation means to generate the first and second subject image data when the position is not more than the threshold. 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の立体画像撮像装置であって、前記撮影モード切替手段は、絞り値をF、フォーカス位置をx、焦点距離をfとしたとき、視差角θを
θ=tan−1〔f×(1/F)/x〕
として算出し、閾値dに対してd≦θのとき前記3D画像生成手段に前記第1,第2の被写体画像データを生成させ、d>θのとき前記2D画像生成手段に前記第3の被写体画像データを生成させる立体画像撮像装置。
4. The stereoscopic image capturing apparatus according to claim 1, wherein the shooting mode switching unit has a parallax angle when an aperture value is F, a focus position is x, and a focal length is f. 5. θ is θ = tan −1 [f × (1 / F) / x]
And the 3D image generation unit generates the first and second subject image data when d ≦ θ with respect to the threshold d, and the dD θ generates the third subject when the d> θ. A stereoscopic image capturing device for generating image data.
請求項4に記載の立体画像撮像装置であって、前記視差角θを判断する閾値dとして、焦点距離fの大きさに依存した複数の値をとる立体画像撮像装置。   5. The stereoscopic image capturing apparatus according to claim 4, wherein the threshold d for determining the parallax angle θ takes a plurality of values depending on the magnitude of the focal length f. 請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の立体画像撮像装置であって、前記撮影モード切替手段が前記3D画像生成手段に前記第1,第2の被写体画像データを生成させると判断した場合でも露出値が所定値以下のときは前記2D画像生成手段に前記第3の被写体画像データを生成させる立体画像撮像装置。   6. The stereoscopic image capturing apparatus according to claim 1, wherein the shooting mode switching unit determines that the 3D image generation unit generates the first and second subject image data. In this case, when the exposure value is equal to or smaller than the predetermined value, the stereoscopic image capturing apparatus causes the 2D image generation unit to generate the third subject image data. 請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の立体画像撮像装置であって、前記2D画像生成手段が前記第3の被写体画像データを生成する場合には前記ペアを構成する前記第1画素と前記第2画素の各撮像画像信号を画素加算した信号を前記撮像素子から読み出して処理する立体画像撮像装置。   7. The stereoscopic image capturing apparatus according to claim 1, wherein when the 2D image generation unit generates the third subject image data, the first image forming the pair is formed. A stereoscopic image capturing apparatus that reads and processes a signal obtained by pixel-adding each captured image signal of a pixel and the second pixel from the image sensor. 請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の立体画像撮像装置であって、前記3D画像生成手段に前記第1,第2の被写体画像データを生成させるときは、前記第1画素群と前記第2画素群から交互に画素行毎に信号を読み出す立体画像撮像装置。   8. The stereoscopic image capturing apparatus according to claim 1, wherein when the 3D image generation unit generates the first and second subject image data, the first pixel group. And a stereoscopic image capturing apparatus that reads signals from the second pixel group alternately for each pixel row. 請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の立体画像撮像装置であって、前記3D画像生成手段に前記第1,第2の被写体画像データを生成させるときは、前記第1画素群の信号を全て読み出した後に前記第2画素群の信号を読み出す立体画像撮像装置。   8. The stereoscopic image capturing apparatus according to claim 1, wherein when the 3D image generation unit generates the first and second subject image data, the first pixel group. A three-dimensional image pickup device that reads out the signals of the second pixel group after reading out all of the signals. 請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の立体画像撮像装置であって、前記第1画素群と前記第2画素群の各画素数が同一である立体画像撮像装置。   10. The stereoscopic image capturing apparatus according to claim 1, wherein each of the first pixel group and the second pixel group has the same number of pixels. 11. 請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の立体画像撮像装置であって、前記撮像素子の各画素には、前記画素加算した結果の色配列がベイヤ配列となるカラーフィルタが設けられる立体画像撮像装置。   11. The stereoscopic image capturing apparatus according to claim 1, wherein each pixel of the image sensor is provided with a color filter in which a color array resulting from the pixel addition is a Bayer array. Stereo imaging device. 請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の立体画像撮像装置であって、前記撮像素子の画素配列が奇数行の画素行に対して偶数行の画素行が1/2画素ピッチづつずらして配列された立体画像撮像装置。   12. The stereoscopic image capturing apparatus according to claim 1, wherein the pixel array of the image sensor has an even number of pixel rows by a ½ pixel pitch with respect to an odd number of pixel rows. A three-dimensional image pickup device arranged in a shifted manner. 請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の立体画像撮像装置であって、前記撮像素子の画素配列が正方格子配列である立体画像撮像装置。   The stereoscopic image capturing apparatus according to claim 1, wherein a pixel array of the image sensor is a square lattice array. 請求項13に記載の立体画像撮像装置であって、前記第1画素群にカラーフィルタがベイヤ配列され、前記第2画素群にカラーフィルタがベイヤ配列される立体画像撮像装置。   The stereoscopic image capturing apparatus according to claim 13, wherein a color filter is Bayer arrayed in the first pixel group, and a color filter is Bayer arrayed in the second pixel group. 請求項1乃至請求項14のいずれか1項に記載の立体画像撮像装置であって、前記瞳分割は、前記第1画素の遮光膜開口位置と前記第2画素の遮光膜開口の位置を左右にずらすことで行う立体画像撮像装置。   15. The stereoscopic image capturing apparatus according to claim 1, wherein the pupil division is performed by changing a position of the light shielding film opening of the first pixel and a position of the light shielding film opening of the second pixel. A three-dimensional image pickup device that is moved by shifting the 請求項1乃至請求項14のいずれか1項に記載の立体画像撮像装置であって、前記瞳分割は、前記ペアとなる前記第1画素及び前記第2画素に共通の1つのマイクロレンズを搭載し該マイクロレンズを通して前記第1画素と前記第2画素の夫々に入射する光の入射角を異ならせることで行う立体画像撮像装置。   15. The stereoscopic image capturing apparatus according to claim 1, wherein the pupil division includes a single microlens that is common to the first pixel and the second pixel that form the pair. A three-dimensional image pickup apparatus that is configured to make different incident angles of light incident on the first pixel and the second pixel through the microlens.
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